KR101582080B1 - 회전 전기 - Google Patents

Abstract

회전 전기에 있어서, 1 이상의 코일의 각각은, 슬롯 내부에 있어서 고정자 철심의 지름 방향으로 m단(m은 2 이상의 정수)으로 배치된 제1 도체선 그룹과, 코일 엔드부에 있어서 상기 제1 도체선 그룹이 고정자 철심의 지름 방향으로 n단(n은 1 이상의 정수)으로 배치 변환된 제2 도체선 그룹과, 상기 슬롯 내부 및 상기 코일 엔드부의 경계에 있어서 상기 제1 도체선 그룹과 상기 제2 도체선 그룹이 180°보다 작은 각도 θ를 이루도록 꺾여 구부러진 제1 절곡부와, 상기 코일 엔드부에 있어서 고정자 철심의 지름 방향의 1단째에서부터 n단째까지 배치된 상기 제2 도체선 그룹이, 고정자 철심의 지름 방향의 (m－n＋1)단째에서부터 m단째까지 배치 변환된 제3 도체선 그룹과, 상기 코일 엔드부에 있어서 상기 제2 도체선 그룹과 상기 제3 도체선 그룹이 180°보다 작은 각도 θ'를 이루도록 꺾여 구부러진 제2 절곡부를 가지고, 단수 m 및 n은, n/m≤1/2을 만족한다.

Description

회전 전기{ROTATING ELECTRICAL MACHINE}

본 발명은 회전(回轉) 전기(電機)에 관한 것이다.

현재, 자원 가격의 급등에 대한 영향이나 국제적인 지구 온난화 방지의 움직임을 배경으로, 이산화탄소의 발생원인 에너지 사용량의 억제에 대한 의식이 높아지고 있다. 그 중에서도, 세계 총 발전량의 약 40%를 소비하는 회전 전기가 주목되 있으며, 그 효율 개선이 급무가 되어 있다.

회전 전기의 고정자 권선에는, 크게 나누어 집중권(concentrated winding)과 분포권(distributed winding)이 있다. 분포권은 토크 리플(torque ripple)이나 소음을 작게 할 수 있는 등의 메리트가 있는 반면, 코일 엔드부(coil end section)의 높이가 높아지기 때문에 도선 길이가 길어져, 권선 저항의 증대, 즉 동손(copper loss) 증대 및 효율 저하라고 하는 디메리트가 있다.

특허 문헌 1에는, 삼상(三相) 모터의 스테이터(stator)에 있어서, 슬롯 내에서 가장 내측(內側)의 제1 코일 배치상(配置相), 중간의 제2 코일 배치상, 가장 외측의 제3 코일 배치상으로 배치된 3개의 u상의 도선을 코일 엔드부에 있어서 가장 내측의 제1 외부 연장층에 적층 배치하고, 3개의 v상의 도선을 코일 엔드부에 있어서 중간의 제2 외부 연장층에 적층 배치하고, 3개의 w상의 도선을 코일 엔드부에 있어서 가장 외측의 제3 외부 연장층에 적층 배치하는 것이 기재되어 있다. 이것에 의해, 특허 문헌 1에 의하면, 코일 엔드부에 있어서 각 상의 권선이 서로 다른 외부 연장층에 적층 배치되므로, 서로 간섭하는 일이 없고, 코일 엔드부의 외경(外徑)이 작아진다고 되어 있다.

특허 문헌 1: 일본국 특개평 8－084448호 공보

특허 문헌 1에 기재된 기술은, 코일 엔드부의 외경을 작게 하기 위해서, 각 상(U상, V상, W상)의 권선을 서로 다른 형상으로 하는 것이 전제가 되어 있다. 그 때문에, 각 상마다의 권선 길이에 큰 차이가 나기 때문에, 권선 저항값의 언밸런스가 허용 범위를 넘어 커질 가능성이 있다. 권선 저항값의 언밸런스가 허용 범위를 넘어 커지면, 회전 전기의 전류 언밸런스로 이어져, 토크 리플이나 진동 등의 발생 요인이 된다.

또, 특허 문헌 1에 기재된 기술은, 코일 엔드부의 외경을 작게 하기 위해서, 슬롯 내 및 코일 엔드부의 양쪽에 있어서 지름 방향으로 3층으로 형성하는 것이 전제가 되어 있다. 이 때문에, 각 상의 권선을 3그룹으로밖에 나누지 못하여, 다종(多種) 다양한 회전 전기에 응용하는 것이 어렵다.

본 발명은 상기를 감안하여 이루어진 것으로서, 코일 엔드부의 외경을 작게 할 수 있고, 각 상의 권선 저항값의 언밸런스를 허용 범위 내로 억제할 수 있는 회전 전기를 얻는 것을 목적으로 한다.

상술한 과제를 해결하여 목적을 달성하기 위해서, 본 발명의 하나의 측면에 따른 회전 전기는, 환상(環狀)의 코어 백(core back), 상기 코어 백으로부터 지름 방향으로 연장되어 원주 방향으로 배열된 복수의 티스, 및 원주 방향으로 서로 이웃하는 상기 티스 사이에 각각 배치된 복수의 슬롯을 가지는 고정자 철심과, 상기 고정자 철심의 슬롯에 격납되어 권회되는 고정자 권선을 구비하고, 상기 고정자 권선은, 각 상마다, 복수의 도체선의 다발로서 코일이 형성되어 있고, 각 상의 권선은, 슬롯 내부에 배치되는 1 이상의 코일에 의해 형성되어 있고, 상기 1 이상의 코일의 각각은, 상기 슬롯 내부에 있어서 고정자 철심의 지름 방향으로 m단(m은 2 이상의 정수)으로 배치된 제1 도체선 그룹과, 상기 코일 엔드부에 있어서 상기 제1 도체선 그룹이 고정자 철심의 지름 방향으로 n단(n은 1 이상의 정수)으로 배치 변환된 제2 도체선 그룹과, 상기 슬롯 내부 및 상기 코일 엔드부의 경계에 있어서 상기 제1 도체선 그룹과 상기 제2 도체선 그룹이 180°보다 작은 각도 θ를 이루도록 꺾여 구부러진 제1 절곡부(折曲部)와, 상기 코일 엔드부에 있어서 고정자 철심의 지름 방향의 1단째에서부터 n단째까지에 배치된 상기 제2 도체선 그룹이, 고정자 철심의 지름 방향의 (m－n＋1)단째에서부터 m단째까지 배치 변환된 제3 도체선 그룹과, 상기 코일 엔드부에 있어서 상기 제2 도체선 그룹과 상기 제3 도체선 그룹이 180°보다 작은 각도 θ'를 이루도록 꺾여 구부러진 제2 절곡부를 가지고, 단수 m 및 n은, n/m≤1/2를 만족하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의하면, 각 상의 권선을 형성하는 각 코일에 있어서, 예를 들면, 도체선을 슬롯 내부와 코일 엔드부에서 배열 변경할 수 있고, 도체선을 코일 엔드부의 도중에 고정자 철심의 지름 방향으로 배치 변환할 수 있다. 예를 들면, 코일 엔드부의 왼쪽 절반의 도체선을, 슬롯 내부의 1단째에 상당하는 영역에 모을 수 있고, 코일 엔드부의 오른쪽 절반의 도체선을, 슬롯 내부의 2단째에 상당하는 영역에 모을 수 있다. 이것에 의해, 각 상의 권선에 같은 형상의 코일을 이용했을 경우에, 코일 엔드부에 있어서 1개의 상의 권선이 다른 상의 권선과 간섭하기 어려워지도록 할 수 있어, 코일 엔드부의 높이를 낮게 할 수 있다. 즉, 코일 엔드부에 있어서의 각 상의 권선의 기계적인 간섭을 저감시킬 수 있고, 각 상마다의 권선 길이를 균등하게 (예를 들면, 같게) 할 수 있다. 이 결과, 코일 엔드부의 외경을 작게 할 수 있어, 각 상의 권선 저항값의 언밸런스를 허용 범위 내로 억제할 수 있다.

도 1은 실시 형태 1에 따른 회전 전기의 고정자의 구성도이다.
도 2는 실시 형태 1에 따른 고정자 권선을 이루는 코일의 구성도이다.
도 3은 실시 형태 1에 의한 회전 전기의 단면도를 나타내는 도면이다.
도 4는 실시 형태 1에 따른 고정자 철심에 코일을 삽입한 상태를 고정자 철심의 상면에서 본 도면이다.
도 5는 실시 형태 1에 따른 고정자 철심에 코일을 삽입한 상태를 고정자 철심의 하면에서 본 도면이다.
도 6는 실시 형태 1에 따른 고정자 철심에 코일을 삽입한 상태를 고정자 철심의 측면에서 본 도면이다.
도 7은 실시 형태 1에 따른 코일을 형성하는 도체선의 절곡 각도(bending angle)에 대해서 설명한 도면이다.
도 8은 실시 형태 1에 있어서의 고정자 철심에 코일을 삽입한 고정자의 각 상마다의 권선 구성도이다.
도 9는 실시 형태 2에 따른 고정자 철심에 코일을 삽입한 상태를 고정자 철심의 상면에서 본 도면이다.
도 10은 실시 형태 2에 따른 고정자 철심에 코일을 삽입한 상태를 고정자 철심의 하면에서 본 도면이다.
도 11은 실시 형태 2에 따른 고정자 철심에 코일을 삽입한 상태를 고정자 철심의 측면에서 본 도면이다.
도 12는 실시 형태 2에 따른 코일을 형성하는 도체선의 절곡 각도에 대해서 설명한 도면이다.
도 13은 실시 형태 2에 있어서의 고정자 철심에 코일을 삽입한 고정자의 각 상마다의 권선 구성도이다.
도 14는 실시 형태 3에 따른 고정자 권선을 이루는 코일의 구성도이다.
도 15는 실시 형태 3에 따른 고정자 철심에 코일을 삽입한 상태를 고정자 철심의 상면에서 본 도면이다.
도 16은 실시 형태 3에 따른 고정자 철심에 코일을 삽입한 상태를 고정자 철심의 하면에서 본 도면이다.
도 17은 실시 형태 3에 따른 고정자 철심에 코일을 삽입한 상태를 고정자 철심의 측면에서 본 도면이다.
도 18은 실시 형태 3에 따른 코일을 형성하는 도체선의 절곡 각도에 대해서 설명한 도면이다.
도 19는 실시 형태 3에 따른 회전 전기의 고정자 권선을 구성하기 위해서 고정자 철심에 코일을 삽입한 고정자의 각 상마다의 권선 구성도이다.
도 20은 실시 형태 4에 따른 고정자 철심에 코일을 삽입한 상태를 고정자 철심의 상면에서 본 도면이다.
도 21은 실시 형태 4에 따른 고정자 철심에 코일을 삽입한 상태를 고정자 철심의 하면에서 본 도면이다.
도 22는 실시 형태 4에 따른 고정자 철심에 코일을 삽입한 상태를 고정자 철심의 측면에서 본 도면이다.
도 23은 실시 형태 4에 따른 코일을 형성하는 도체선의 절곡 각도에 대해서 설명한 도면이다.
도 24는 실시 형태 4에 따른 회전 전기의 고정자 권선을 구성하기 위해서 고정자 철심에 코일을 삽입한 고정자의 각 상마다의 권선 구성도이다.
도 25는 실시 형태 5에 따른 고정자 권선을 이루는 코일의 구성도이다.
도 26은 실시 형태 5에 따른 고정자 철심에 코일을 삽입한 상태를 고정자 철심의 상면에서 본 도면이다.
도 27은 실시 형태 5에 따른 고정자 철심에 코일을 삽입한 상태를 고정자 철심의 하면에서 본 도면이다.
도 28은 실시 형태 5에 따른 고정자 철심에 코일을 삽입한 상태를 고정자 철심의 측면에서 본 도면이다.
도 29는 실시 형태 5에 따른 코일을 형성하는 도체선의 절곡 각도 및 치수에 대해서 설명한 도면이다.
도 30은 실시 형태 5에 따른 회전 전기의 고정자 권선을 구성하기 위해서 고정자 철심에 코일을 삽입한 고정자의 각 상마다의 권선 구성도이다.
도 31은 실시 형태 6에 따른 고정자 철심에 코일을 삽입한 상태를 고정자 철심의 상면에서 본 도면이다.
도 32는 실시 형태 6에 따른 고정자 철심에 코일을 삽입한 상태를 고정자 철심의 하면에서 본 도면이다.
도 33는 실시 형태 6에 따른 고정자 철심에 코일을 삽입한 상태를 고정자 철심의 측면에서 본 도면이다.
도 34는 실시 형태 7에 따른 고정자 철심에 코일을 삽입한 상태를 고정자 철심의 상면에서 본 도면이다.
도 35는 실시 형태 7에 따른 고정자 철심에 코일을 삽입한 상태를 고정자 철심의 하면에서 본 도면이다.
도 36은 실시 형태 7에 따른 고정자 철심에 코일을 삽입한 상태를 고정자 철심의 측면에서 본 도면이다.
도 37은 실시 형태 1~7의 변형예에 있어서의 고정자 철심에 코일을 삽입한 상태를 고정자 철심의 상면에서 본 도면이다.
도 38은 실시 형태 1~7의 변형예에 있어서의 고정자 철심에 코일을 삽입한 상태를 고정자 철심의 상면에서 본 도면이다.
도 39는 실시 형태 1~7의 변형예에 있어서의 고정자 철심에 코일을 삽입한 상태를 고정자 철심의 상면에서 본 도면이다.
도 40은 실시 형태 1~7의 변형예에 있어서의 고정자 권선을 이루는 코일 다발(coil bundle)의 구성도이다.
도 41은 실시 형태 1~7의 변형예에 있어서의 고정자 철심에 코일 다발을 삽입한 상태를 고정자 철심의 상면에서 본 도면이다.
도 42는 실시 형태 1~7의 변형예에 있어서의 고정자 권선을 이루는 코일 그룹의 구성도이다.

이하에, 본 발명에 따른 회전 전기의 실시 형태를 도면에 기초하여 상세하게 설명한다. 또한, 이 실시 형태에 의해 이 발명이 한정되는 것은 아니다.

실시 형태 1.

실시 형태 1에 따른 회전 전기(1)에 대해서 설명한다.

회전 전기(1)는 고정자 및 회전자를 가지고, 고정자에 대해서 회전자가 회전하여, 회전자에 고정된 샤프트(도시하지 않음)를 통해서 회전 이동력을 기계 장치(도시하지 않음)에 전달하여, 기계 장치를 가동한다. 회전 전기(1)는, 예를 들면, 영구 자석형 회전 전기 또는 유도형 회전 전기이다. 회전 전기(1)에서는, 예를 들면, 고정자(3)에 있어서의 권선 구조에 연구가 실시되고 있다.

구체적으로는, 회전 전기(1)는, 도 1~도 3에 도시하는 구성을 가지고 있다. 도 1은 회전 전기(1)에 있어서의 고정자 철심 및 고정자 권선의 구성을 나타내는 사시도이다. 도 2는 고정자 권선에 있어서의 코일의 구성을 나타내는 사시도이다. 도 3은 회전자 및 고정자 철심을 회전축 RA 방향에서 본 경우의 구성을 나타내는 도면이다. 도 1~도 3에는, 예를 들면, 회전 전기(1)로서, 극수(極數)가 4, 슬롯수가 24, 상수(相數)가 3, 매극마다 상의 슬롯수 q가 2인 회전 전기에 대해서 예시적으로 도시되어 있다. 또, 도 3에서는, 도시의 간략화 위해서, 고정자 권선의 도시를 생략하고 있다.

회전 전기(1)는 도 1 및 도 3에 도시하는 것처럼, 회전자(2) 및 고정자(3)를 가진다. 회전자(2)는 회전자 철심(2a) 및 복수의 영구자석(2b)을 가진다. 회전자 철심(2a)은 샤프트와 동심(同心)이 되도록 구성되어 있고, 예를 들면, 샤프트를 따른 회전축 RA를 가지는 대략 원기둥 형상을 가지고 있다. 복수의 영구자석(2b)은, 예를 들면, 회전자 철심(2a)의 원주면을 따라서 배치되어 있다. 또한, 도 3에서는, 회전자(2)가 영구 자석형 로터(permanent magnet-type rotor)인 경우에 대해서 예시하고 있는데, 회전자(2)는 동(copper) 등의 도체로 케이지형(cage shape)으로 형성된 케이지 로터여도 좋다.

고정자(3)는 회전자(2)에서 떨어져 있으면서, 회전자(2)를 수용하도록 구성되어 있다. 예를 들면, 고정자(3)는 고정자 철심(5) 및 고정자 권선(6)을 가진다.

고정자 철심(5)은 샤프트와 동심이 되도록 구성되어 있고, 예를 들면, 샤프트를 따른 회전축 RA를 가지는 대략 원통 형상을 가지고 있다. 고정자 철심(5)은 예를 들면, 적층된 전자 강판 등에 의해 형성되어 있다.

예를 들면, 고정자 철심(5)은, 도 3에 도시하는 것처럼, 코어 백(7), 복수의 티스(8), 및 복수의 슬롯(9)을 가진다. 코어 백(7)은 환(環)상이고, 예를 들면, 대략 원통 형상을 가지고 있다. 복수의 티스(8)의 각각은, 코어 백(7)으로부터 지름 방향을 따라서 회전축 RA측으로 연장되어 있다. 복수의 티스(8)는 코어 백(7)의 회전축 RA측에 있어서, 코어 백(7)의 원주면(7a)을 따른 방향(즉, 원주 방향)으로 배열되어 있다. 원주 방향으로 서로 이웃하는 티스(8) 사이에는, 각각, 슬롯(9)이 형성되어 있다.

고정자 권선(6)은, 고정자 철심(5)에 대해서, 동상(同相)의 코일이 2슬롯마다 조립되어 있다. 고정자 권선(6)은, 예를 들면, 절연지 등으로 주위를 보호하여 슬롯(9)에 삽입되어 있다. 고정자 권선(6)에서는, 도체선(11)의 다발로 하여 코일(17)이 형성되어 있고, 그 코일(17)이 슬롯(9) 내부에 1 이상 배치된다. 그리고 코일(17)의 단말(端末)이 용접 등의 방법으로 접속됨으로써, 고정자 권선(6)이 형성되어 있다.

고정자 권선(6)에서는, 각 상마다, 마찬가지의 형상을 가지는 코일(17)로 형성되어 있고, 예를 들면 도 2에 도시하는 코일(17)이 형성되어 있다. 코일(17)은 근접하는 동상에 코일을 삽입하는 겹쳐 감음(lap winding)으로서, 고정자 철심(5)의 슬롯(9)에 삽입된다. 코일(17)은 도체선(11)의 다발로 하여 형성된다.

구체적으로는, 코일(17)은 제1 도체선 그룹(17a), 제2 도체선 그룹(17b), 제1 절곡부(17d), 제3 도체선 그룹(17c), 제2 절곡부(17e), 제4 도체선 그룹(17f), 및 제3 절곡부(17g)를 가진다.

제1 도체선 그룹(17a)에서는, 슬롯 내부 SI에 있어서 고정자 철심(5)의 지름 방향으로 도체선(11)이 m단(m은 2 이상의 정수)으로 배치되어 있다.

제2 도체선 그룹(17b)은 코일 엔드부 CE1에 있어서 제1 도체선 그룹(17a)이 고정자 철심(5)의 지름 방향으로 n단(n은 1 이상의 정수)으로 배치 변환된 것이다. 제2 도체선 그룹(17b)에서는, 예를 들면, 코일 엔드부 CE1에 있어서 도체선(11)이 고정자 철심(5)의 지름 방향의 1단째에서부터 n단째까지 배치되어 있다.

제1 절곡부(17d)에서는, 슬롯 내부 SI 및 코일 엔드부 CE1의 경계에 있어서 제1 도체선 그룹(17a)과 제2 도체선 그룹(17b)이 각도 θ(90°<θ＜180°)를 이루도록 꺾여 구부러져 있다. 즉, 제1 절곡부(17d)를 포함하는 배열 변경부(10d)는, 슬롯 내부 SI의 제1 도체선 그룹(17a)의 배열로부터 코일 엔드부 CE1의 제2 도체선 그룹(17b)의 배열로의 변경을 행하고 있다.

제3 도체선 그룹(17c)은, 코일 엔드부 CE1에 있어서 제2 도체선 그룹(17b)이 고정자 철심(5)의 지름 방향의 (m－n＋1)단째에서부터 m단째까지 배치 변환된 것이다. 제3 도체선 그룹(17c)에서는, 코일 엔드부 CE1에 있어서 도체선(11)이 고정자 철심(5)의 지름 방향의 (m－n＋1)단째에서부터 m단째까지 배치되어 있다.

제2 절곡부(17e)에서는, 코일 엔드부 CE1에 있어서 제2 도체선 그룹(17b)과 제3 도체선 그룹(17c)이 각도 θ'(=360°-(θ+θ"))을 이루도록 꺾여 구부러져 있다. 즉, 제2 절곡부(17e)를 포함하는 통과 영역 변경부(13a)는, 코일 엔드부 CE1의 제2 도체선 그룹(17b)의 배열(지름 방향의 통과 영역)로부터 코일 엔드부 CE1의 제3 도체선 그룹(17c)의 배열(지름 방향의 통과 영역)로의 변경을 행하고 있다.

제4 도체선 그룹(17f)에서는, 슬롯 내부 SI에 있어서 고정자 철심(5)의 지름 방향으로 도체선(11)이 m단(m은 2 이상의 정수)으로 배치되어 있다.

제3 절곡부(17g)에서는, 코일 엔드부 CE1 및 슬롯 내부 SI의 경계에 있어서 제3 도체선 그룹(17c)과 제4 도체선 그룹(17f)이 각도 θ"(90°<θ"<180°)를 이루도록 꺾여 구부러져 있다. 즉, 제3 절곡부(17g)를 포함하는 배열 변경부(10a)는 코일 엔드부 CE1의 제3 도체선 그룹(17c)의 배열로부터 슬롯 내부 SI의 제4 도체선 그룹(17f)의 배열로의 변경을 행하고 있다.

여기서, 단수 m, n은, 다음 수식 1을 만족한다.

n/m≤1/2 … 수식 1

예를 들면 도 2에서는, 코일(17)이, 슬롯 내부 SI에서 2단(고정자 철심(5)의 지름 방향)×8개(고정자 철심(5)의 원주 방향)의 도체선(11)으로 구성되어 있다. 예를 들면, 지름 방향의 수 및 원주 방향의 수는, 다음과 같이 결정할 수 있다.

예를 들면, 도 2에 도시하는 경우, 코일(17)은 슬롯 내부 SI에서부터 코일 엔드부 CE1에서, 권선 배열의 변경을 행하고 있다(제1 절곡부(17d)를 포함하는 배열 변경부(10d)). 이것에 의해, 슬롯 내부 SI에서 2단(고정자 철심(5)의 지름 방향)×8개 분(고정자 철심(5)의 원주 방향)인 도체선(11)의 다발은, 코일 엔드부 CE1에서 1단(고정자 철심(5)의 지름 방향)×16개 분(고정자 철심(5)의 원주 방향)으로 정렬된다. 또 이때에, 제1 절곡부(17d)에 있어서, 각도 θ(예를 들면, 도 2에서는 120°)로 꺾여 구부러져 있다.

다음으로, 코일 엔드부 CE1에 있어서, 예를 들면, 고정자 철심(5)의 지름 방향의 1단째에 정렬된 도체선(11)은, 다른 상의 권선(다른 상의 코일(17))과 간섭하지 않도록, 예를 들면, 고정자 철심(5)의 지름 방향의 2단째로 배치 변환된다(제2 절곡부(17e)를 포함하는 통과 영역 변경부(13a)). 또 이때도, 배치 변환하기 전과 후에서, 즉 제2 절곡부(17e)에 있어서, 각도 θ'(예를 들면, 도 2에서는 120°)로 꺾여 구부러져 있다.

그 후, 다시 코일 엔드부 CE1로부터 슬롯 내부 SI으로 돌아갈 때, 권선 배열의 변경이 행해지고 있다(제3 절곡부(17g)를 포함하는 배열 변경부(10a)). 이것에 의해, 코일 엔드부 CE1에서 1단(고정자 철심(5)의 지름 방향)×16개 분(고정자 철심(5)의 원주 방향)인 도체선(11)의 다발은, 슬롯 내부 SI에서 2단(고정자 철심(5)의 지름 방향)×8개 분(고정자 철심(5)의 원주 방향)으로 정렬된다. 또 이때에도, 각도 θ"(예를 들면, 도 2에서는 120°)로 꺾여 구부러져 있다.

이와 같이 코일(17)을 구성함으로써, 코일 엔드부 CE1의 코일 형상이 3각형 모양으로 되어 있다. 또, 설명은 생략하지만, 코일(17)의 아래 반쪽 부분도 똑같이 도체선(11)의 배열 변경이 행해져 있어, 전체적으로, 코일 엔드부 CE1의 3각형 모양과 슬롯 내부 SI의 사각형 모양과 코일 엔드부 CE2의 3각형 모양을 포함하는 6각형 모양으로 되어 있다.

다음으로, 도 4 내지 도 6을 이용하여, 코일(17)의 권선 배열의 변경의 부분을 보다 상세하게 설명한다. 도 4는 고정자 철심(5)에 코일(17)을 삽입한 상태를 고정자 철심(5)의 상면(회전축 RA의 방향)에서 본 도면이다. 도 5는 고정자 철심(5)에 코일(17)을 삽입한 상태를 고정자 철심(5)의 하면에서 본 도면이다. 도 6은 고정자 철심(5)에 코일(17)을 삽입한 상태를 고정자 철심(5)의 측면(회전축 RA를 향하는 면)에서 본 도면이다.

도 4 내지 도 6은 슬롯 내부 SI에서 2단(고정자 철심(5)의 지름 방향)×2개 분(고정자 철심(5)의 원주 방향)인 코일(17)을 1개 삽입한 상태를 예시하고 있는데, 이때 도체선(11)이 어떻게 감겨 코일(17)을 형성하고 있는지를, 위치(12a) 내지 위치(12r)를 사용하여 예시적으로 설명한다.

코일(17)은 2개의 슬롯(9a, 9b)의 중간 부근에서부터 도체선(11)을 감기 시작하여(위치(12a)), 코일 엔드부 CE1에 있어서의 슬롯 내부 SI의 1단째에 상당하는 영역 CE1a를 통과하여 슬롯(9a)에 가까워진다. 그 후, 배열 변경되어(배열 변경부(10a)), 슬롯 내부 SI의 2단째의 위치(12b)(도 4 참조)로 들어가도록 한다. 이 부분을 측면에서 보면, 도체선(11)은 각도 θ"로 꺾여 구부러져 있다(도 6, 도 7 참조).

슬롯 내부 SI를 통과하여 위치(12c)(도 5 참조)로부터 나온 도체선(11)은, 배열 변경되어(배열 변경부(10b)), 코일 엔드부 CE2(도 2 참조)에 있어서의 슬롯 내부 SI의 1단째에 상당하는 영역 CE2a로 나온다. 이 부분을 측면에서 보면, 도체선(11)은 각도 θ로 꺾여 구부러져 있다(도 6, 도 7 참조).

도체선(11)은 반대측의 슬롯(9b)을 향하는데, 슬롯(9a)과 슬롯(9b)의 중간 부근에 오면, 이번은 코일 엔드부 CE2(도 2 참조)에 있어서의 슬롯 내부 SI의 2단째에 상당하는 영역 CE2b를 통과하도록, 배열 변경된다(통과 영역 변경부(13b)). 이 부분을 측면에서 보면, 도체선(11)은 각도 θ'로 꺾여 구부러져 있다(도 6, 도 7 참조).

슬롯(9b)에 가까워지면 배열 변경되어(배열 변경부(10c)), 슬롯 내부 SI의 1단째의 위치(12d)로 들어가도록 한다. 이 부분을 측면에서 보면, 도체선(11)은 각도 θ"로 꺾여 구부러져 있다(도 6, 도 7 참조).

슬롯 내부 SI를 통과하여 위치(12e)로부터 나온 도체선은, 배열 변경되어(배열 변경부(10d)), 코일 엔드부 CE1(도 2 참조)에 있어서의 슬롯 내부 SI의 2단째에 상당하는 영역 CE1b로 나온다. 이 부분을 측면에서 보면, 도체선(11)은 각도 θ로 꺾여 구부러져 있다.

도체선(11)은 반대측의 슬롯(9a)을 향하는데, 슬롯(9a)과 슬롯(9b)의 중간 부근에 오면, 다시, 코일 엔드부 CE1(도 2 참조)에 있어서의 슬롯 내부 SI의 1단째에 상당하는 영역 CE1a를 통과하도록, 배열 변경된다(통과 영역 변경부(13a)). 이 부분을 측면에서 보면, 도체선(11)은 각도 θ'로 꺾여 구부러져 있다.

이상이 코일(17)을 형성하는 도체선(11)의 1권회(卷回) 분이지만, 계속하여 같은 방식으로, 위치(12f)→위치(12g)→위치(12h)→…→위치(12p)→위치(12q)의 순으로 도체선이 감겨져 간다. 또한 측면에서 본 도면에서는, 코일 엔드부 CE1, CE2에 있어서, 도체선(11)은 4개가 옆으로 나란하게 정렬되게 되는데, 예를 들면, 도 6에 도시하는 것처럼 도체선(11)의 2회전째, 3회전째가 됨에 따라, 내측으로 배치되어 간다.

또, 배열 변경부(10a~10d)는, 도체선(11)의 1회전째, 3회전째 때는, 슬롯 내부 SI에 들어갈 때나 나올 때 배열 변경을 행하고 있지만, 도체선의 2회전째, 4회전째 때는, 실제로 배열 변경은 행해져 있지 않다. 2회전째, 4회전째 때는, 예를 들면, 코일 엔드부 CE1에 있어서의 슬롯 내부 SI의 1단째에 상당하는 영역 CE1a로부터 온 도체선(11)이, 슬롯 내부 SI의 1단째의 위치(12f, 12n)로 그대로 들어가는 경우가 있다. 혹은, 예를 들면, 슬롯 내부 SI의 1단째의 위치(12o, 12g)로부터 온 도체선(11)이, 코일 엔드부 CE2에 있어서의 슬롯 내부 SI의 1단째에 상당하는 영역 CE2a로 나오는 경우가 있다. 혹은, 예를 들면, 코일 엔드부 CE2에 있어서의 슬롯 내부 SI의 2단째에 상당하는 영역 CE2b로부터 온 도체선(11)이, 슬롯 내부 SI의 2단째의 위치(12h, 12p)로 그대로 들어가는 경우가 있다. 혹은, 예를 들면, 슬롯 내부 SI의 2단째의 위치(12q, 12i)로부터 온 도체선(11)이, 코일 엔드부 CE1에 있어서의 슬롯 내부 SI의 2단째에 상당하는 영역 CE1b로 나오는 경우가 있다.

마지막으로, 도체선(11)은 2개의 슬롯(9a와 9b)의 중간 부근에서 감김이 끝난다(위치(12r)). 이와 같이 하여, 슬롯 내부 SI와 코일 엔드부 CE1, CE2에서 도체선(11)의 배열이 다른 코일(17)을 형성하는 것이 가능하게 된다.

또한, 슬롯 내부 SI와 코일 엔드부 CE1, CE2에서 도체선(11)의 배열이 다른 코일(17)을 실현하려면, 상술한 방법은 1개의 예시이며, 반드시 이 절차로 코일(17)을 형성할 필요는 없다. 또 본 설명에서는, 코일(17)을 2개의 슬롯(9a)과 슬롯(9b)의 중간 부근에서부터 감기 시작하여(위치(12a)), 같은 위치에서 감기가 끝나는 (위치(12r)) 방법을 기술했지만, 반드시 이 위치에서부터 감기를 시작하거나 감기를 끝낼 필요는 없다. 다만 후술하지만, 슬롯(9a)과 슬롯(9b)의 중간 부근은 측면에서 본 도면에서, 삼각형 모양으로 된 코일 엔드부 CE1, CE2의 정점(頂点) 부근이 되기 때문에, 코일(17)을 복수 연결할 때, 코일(17)을 결선하는 선이 다른 상의 권선과 용이하게 간섭하기 어렵다고 하는 효과가 있다.

또, 통과 영역 변경부(13a, 13b)는, 도 4, 5 중에서는 도체선(11)의 배열이 바뀔 때 대략 직각의 크랭크 형상(crank shape)으로 하여 도시되어 있지만, 코일 엔드부 CE1의 도체선(11)이 통과하는 영역 CE1a, CE1b를 변경한다고 하는 목적이 달성되면, 반드시 대략 직각의 크랭크 형상일 필요는 없다. 예를 들면, 크랭크가 형성되어 있지 않은 직선 모양으로 하여, 완만하게 영역이 변경되도록 해도 좋다. 마찬가지로, 배열 변경부(10a~10d)는 슬롯 내부 SI와 코일 엔드부 CE1, CE2에서 도체선(11)의 배열이 바뀔 때 대략 직각의 크랭크 형상으로 하고 있지만, 도체선(11)의 배열을 변경한다고 하는 목적이 달성되면, 반드시 대략 직각의 크랭크 형상일 필요는 없다.

도 7은 코일(17)을 형성하는 도체선(11)의 절곡 각도에 대해서 설명한 도면이다.

예를 들면, 배열 변경부(10a)에서의 절곡 각도 θ"는, 제3 도체선 그룹(17c)의 연장 방향 DR17c와 제4 도체선 그룹(17f)의 연장 방향 DR17f가 이루는 각도로서 코일(17)의 내측을 향하는 각도이다. 코일(17)은 측면에서 보았을 때에 6각형 모양으로 되어 있기 때문에, 이 각도 θ"는, 예를 들면, 다음 수식 2의 조건을 만족한다.

90°<θ"<180° … 수식 2

수식 2를 만족하는 각도 θ"는, 예를 들면, 120°이다.

예를 들면, 배열 변경부(10d)에서의 절곡 각도 θ는, 제1 도체선 그룹(17a)의 연장 방향 DR17a와 제2 도체선 그룹(17b)의 연장 방향 DR17b가 이루는 각도로서 코일(17)의 내측을 향하는 각도이다. 이 각도 θ는, 다음 수식 3의 조건을 만족한다.

90°<θ＜180° … 수식 3

수식 3을 만족하는 각도 θ는, 예를 들면, 120°이다.

예를 들면, 통과 영역 변경부(13a)에서의 절곡 각도 θ'는, 제2 도체선 그룹(17b)의 연장 방향 DR17b와 제3 도체선 그룹(17c)의 연장 방향 DR17c가 이루는 각도로서 코일(17)의 내측을 향하는 각도이다. 이 각도 θ'는, 다음 수식 4의 조건을 만족한다.

θ＇=360°-(θ+θ") … 수식 4

예를 들면, 코일(17)이 도 6, 도 7에 도시하는 것처럼 좌우 대칭인 형상인 경우, 다음 수식 5가 성립한다.

θ= θ" … 수식 5

수식 5를 수식 4에 대입하면, 다음 수식 6이 얻어진다.

θ＇=360°-2θ … 수식 6

예를 들면, 각도 θ= θ"=120°인경우, 각도 θ'는 120°이다.

도 8은 회전 전기(1)의 고정자 권선(6)을 구성하기 위해서, 고정자 철심(5)에 코일(17)을 삽입한 고정자(3)의 각 상마다의 권선 구성도를 나타내고 있다. 도 8은 매극마다 상의 슬롯수=2(8극 48슬롯)에 있어서, 동상의 코일이 2슬롯마다 조립되어 있는 경우를 나타내고 있고, 코일(17)은 근접하는 동상에 코일(17)을 삽입하여 겹쳐 감음으로서, 고정자 철심(5)의 4슬롯씩 떨어진 간격으로 슬롯(9)에 조립되어 있다. 또한 도 8의 고정자 철심(5)은 설명하기 쉽도록 직선 형상으로 도시되어 있고, 또 도면 중의 부분을 일부 생략하고 있다.

예를 들면, V상의 권선 V8은, U상의 권선 U8의 코일(17)을 원주 방향을 따라서 도 8의 오른쪽 방향으로 2슬롯만큼 시프트시킨 코일(17)을 가지고 있다. 예를 들면, W상의 권선 W8은, V상의 권선 V8의 코일(17)을, 원주 방향을 따라서 도 8의 오른쪽 방향으로 2슬롯만큼 시프트시킨 코일(17)을 가지고 있다. 즉, 도 8 중의 코일(17)의 오른쪽 단(右端)에서 본 경우, 2슬롯 피치로 분포시킨 U상, V상, W상의 코일(17)의 배치 패턴이, 6슬롯 주기로 반복되어 있다. 각 코일(17)은 코일 엔드부 CE1에 있어서, 6슬롯에 걸쳐서 있고, 왼쪽의 3슬롯에서 1단째의 영역을 통과하고, 오른쪽의 3슬롯에서 2단째의 영역을 통과하고 있다.

상술한 것 같은 방법으로 고정자 권선(6)을 형성하는 이유는, 슬롯(9) 사이의 거리를 짧게 (예를 들면, 최단으로) 할 수 있으므로, 코일(17)의 원주 길이(circumferential length)를 짧게 할 수 있기 때문이다. 원주 길이가 짧은 코일(17)을 사용하여 고정자 권선(6)을 형성하면, 고정자 권선(6) 전체의 원주 길이도 짧게 할 수 있어, 권선 저항값의 저감에 의한 모터 손실 저감이나 모터 운전 효율의 향상으로 이어진다고 하는 큰 메리트가 있다.

만일, 코일 엔드부 CE1, CE2에 있어서 슬롯(9) 사이를 원주 방향에 평행하게 대략 직선적으로 접속하는 코일을 상기와 같이 주기적으로 배치하여 권선 회로를 만들려고 하면, U상·V상·W상의 각 상의 권선이 간섭하는 지점이 많아진다. 이것을 회피하기 위해서 고정자 권선을 우회시키거나 하면, 결과적으로 고정자 권선 전체의 원주 길이가 길어지거나, 코일 엔드부의 높이가 높아져 버린다. 즉, 코일 엔드부의 높이가 높아지기 쉽기 때문에, 도선 길이가 길어져, 권선 저항의 증대, 즉 동손 증대 및 효율 저하가 발생할 가능성이 있다.

그에 비하여, 본 실시 형태에서는, 상기의 코일(17)을 사용함으로써, 코일 엔드부 CE1의 왼쪽 절반의 도체선(11)은, 슬롯 내부 SI의 1단째에 상당하는 영역 CE1a(도 4 참조)에 모을 수 있고, 코일 엔드부 CE1의 오른쪽 절반의 도체선(11)은, 슬롯 내부 SI의 2단째에 상당하는 영역 CE1b(도 4 참조)에 모을 수 있다. 이것에 의해, U상·V상·W상의 권선이 간섭하기 어렵다. 도 8을 참조하면, U상·V상·W상에 삽입되는 코일(17)이 중복되는 영역이 있는 것처럼 보이지만, 실제의 코일 엔드부 CE1, CE2에 있어서의 코일(17)은 삼각형 모양으로 되어 있고, 코일(17)의 중심 부근(통과 영역 변경부(13a, 13b)에서 크랭크 형상으로 되어 있는 부분)은, 삼각형 모양의 정점이다. 이 때문에, U상·V상·W상의 권선이 기계적으로 간섭하기 어렵게 되어 있다. 이와 같이 하여, 코일 엔드부 CE1, CE2의 높이를 저감시킬 수 있어, 원주 길이가 짧은 코일(17)을 사용한 고정자 권선(6)을 형성하는 것이 가능하게 된다.

다음으로, 실시 형태 1에 의한 작용 효과에 대해 예시적으로 설명한다.

예를 들면, 제1 효과로서, 예를 들면, 도체선(11)은 슬롯 내부 SI와 코일 엔드부 CE1, CE2에서 배열 변경되어(배열 변경부(10a~10d)), 도체선(11)은 코일 엔드부 CE1, CE2에서 고정자 철심(5)의 지름 방향으로 배치 변환되도록(통과 영역 변경부(13a, 13b)) 하고 있다. 이것에 의해, 코일 엔드부 CE1, CE2에 있어서 1개의 상의 권선이 다른 상의 권선과 간섭하기 어려워져, 코일 엔드부 CE1, CE2의 높이를 낮게 할 수 있다.

또한, 도 2에 예시하는 것처럼 슬롯 내부 SI에서 2단(고정자 철심(5)의 지름 방향)인 도체선(11)의 다발을, 코일 엔드부 CE1, CE2에서 1단(고정자 철심(5)의 지름 방향)으로 배열 변경하여, 코일(17) 전체가 6각형 모양이 되도록 절곡부가 형성되어 있는 경우는, 코일 엔드부 CE1, CE2에 있어서 도체선(11)이 배치되지 않는 쓸모없는 공간을 (예를 들면, 실질적으로 존재하지 않을 정도로) 저감시킬 수 있어, 도체선(11)의 배치 밀도(점적율(占積率))를 효과적으로 (예를 들면, 가장 조밀하게 도체선(11)이 배치되도록) 향상시킬 수 있다. 이것에 의해, 코일 엔드부 CE1, CE2 전체를 소형화할 수 있다.

또, 제2 효과로서, 예를 들면, 고정자 권선(6)에 있어서, U상, V상, W상의 모두에 대해서 같은 형상의 코일(17)을 이용할 수 있다. 그 때문에, 권선의 형성 작업의 효율을 향상시킬 수 있음과 아울러, 각 상마다의 권선 길이를 균등하게 (예를 들면, 같게) 할 수 있기 때문에, 각 상마다에서 권선 저항값의 언밸런스를 허용 범위 내로 억제할 수 있다. 따라서 토크 리플을 저감시킬 수 있어, 진동을 저감시킬 수 있다.

이상과 같이, 실시 형태 1에서는, 회전 전기(1)에 있어서, 고정자 권선(6)의 각 상의 권선을 1 이상의 코일(17)에 의해 형성한다. 각 코일(17)에서는, 제1 도체선 그룹(17a)이, 슬롯 내부 SI에 있어서 고정자 철심(5)의 지름 방향으로 m단(m은 2 이상의 정수)으로 배치되어 있다. 제2 도체선 그룹(17b)은, 코일 엔드부 CE1에 있어서 제1 도체선 그룹(17a)이 고정자 철심(5)의 지름 방향으로 n단(n은 1 이상의 정수)으로 배치 변환되어 있다. 제1 절곡부(17d)는 슬롯 내부 SI 및 코일 엔드부 CE1의 경계에 있어서 제1 도체선 그룹(17a)과 제2 도체선 그룹(17b)이 180°보다 작은 각도 θ를 이루도록 꺾여 구부러져 있다. 제3 도체선 그룹(17c)은 코일 엔드부 CE1에 있어서 고정자 철심(5)의 지름 방향의 1단째에서부터 n단째까지 배치된 제2 도체선 그룹(17b)이, 고정자 철심(5)의 지름 방향의 (m－n＋1)단째에서부터 m단째까지 배치 변환되어 있다. 제2 절곡부(17e)는, 코일 엔드부 CE1에 있어서 제2 도체선 그룹(17b)과 제3 도체선 그룹(17c)이 180°보다 작은 각도 θ'를 이루도록 꺾여 구부러져 있다. 그리고 단수 m 및 n은,

n/m≤1/2

을 만족한다. 이것에 의해, 각 상의 권선을 형성하는 각 코일(17)에 있어서, 예를 들면, 도체선(11)을 슬롯 내부 SI와 코일 엔드부 CE1, CE2에서 배열 변경할 수 있고(배열 변경부(10a~10d)), 도체선(11)을 코일 엔드부 CE1, CE2의 도중에서 고정자 철심(5)의 지름 방향으로 배치 변환할 수 있다(통과 영역 변경부(13a, 13b)). 예를 들면, 코일 엔드부 CE1의 왼쪽 절반의 도체선(11)을, 슬롯 내부 SI의 1단째에 상당하는 영역 CE1a(도 4 참조)에 모을 수 있고, 코일 엔드부 CE1의 오른쪽 절반의 도체선(11)을, 슬롯 내부 SI의 2단째에 상당하는 영역 CE1b(도 4 참조)에 모을 수 있다. 이것에 의해, 각 상의 권선에 같은 형상의 코일(17)을 이용했을 경우에, 코일 엔드부 CE1, CE2에 있어서 1개의 상의 권선이 다른 상의 권선과 간섭하기 어려워지도록 할 수 있어, 코일 엔드부 CE1, CE2의 높이를 낮게 할 수 있다. 즉, 코일 엔드부 CE1, CE2에 있어서의 각 상의 권선의 기계적인 간섭을 저감시킬 수 있고, 각 상마다의 권선 길이를 균등하게 (예를 들면, 같게) 할 수 있다. 이 결과, 코일 엔드부의 외경을 작게 할 수 있어, 각 상의 권선 저항값의 언밸런스를 허용 범위 내로 억제할 수 있다.

또, 실시 형태 1에서는, 각 상의 권선에 같은 형상의 코일(17)을 이용할 수 있으므로, 결선(結線) 작업을 간소화할 수 있어, 회전 전기(1)의 제조 코스트를 저감시킬 수 있다.

또, 실시 형태 1에서는, 제2 절곡부(17e)는, 예를 들면, 회전축 RA의 방향에서 본 경우에, 제2 도체선 그룹(17b)과 제3 도체선 그룹(17c)의 사이에서 지름 방향에서의 배치를 변경하는 크랭크 형상을 가진다. 이것에 의해, 예를 들면, 코일 엔드부 CE1의 왼쪽 절반의 도체선(11)을, 슬롯 내부 SI의 1단째에 상당하는 영역 CE1a(도 4 참조)에 모을 수 있고, 코일 엔드부 CE1의 오른쪽 절반의 도체선(11)을, 슬롯 내부 SI의 2단째에 상당하는 영역 CE1b(도 4 참조)에 모을 수 있다. 이 결과, 각 상의 권선에 같은 형상의 코일(17)을 이용했을 경우에, 코일 엔드부 CE1, CE2에 있어서 1개의 상의 권선이 다른 상의 권선과 간섭하기 어려워지도록 할 수 있다.

또, 실시 형태 1에서는, 각 상의 권선을 형성하는 각 코일(17)에 있어서, 제4 도체선 그룹(17f)이, 슬롯 내부 SI에 있어서 고정자 철심(5)의 지름 방향으로 m단(m은 2 이상의 정수)으로 배치되어 있다. 제3 절곡부(17g)는, 코일 엔드부 CE1 및 슬롯 내부 SI의 경계에 있어서 제3 도체선 그룹(17c)과 제4 도체선 그룹(17f)이 180°보다 작은 각도 θ"를 이루도록 꺾여 구부러져 있다. 그리고 각도 θ"는,

90°<θ"<180°

를 만족하고,

각도 θ는,

90°<θ＜180°

를 만족하고,

각도 θ＇는,

θ＇=360°-(θ+θ")

를 만족한다. 이것에 의해, 각 상의 권선을 형성하는 각 코일(17)을 예를 들면 6각형 모양으로 할 수 있다. 이 결과, 각 상의 권선에 같은 형상의 코일(17)을 이용하면서 코일 엔드부 CE1, CE2에 있어서의 각 상의 권선의 기계적인 간섭을 저감시킬 수 있도록 코일(17)을 구성하는 것이 용이하다.

또, 실시 형태 1에서는, 예를 들면, 각도 θ'와 각도 θ"는, 서로 균등하고, 각도 θ'는,

θ＇=360°-2θ

를 만족한다. 이것에 의해, 각 상의 권선을 형성하는 각 코일(17)을 예를 들면 티스(8)의 측면에 수직인 방향에서 본 경우에 좌우 대칭인 6각형 모양으로 할 수 있다(도 6 참조). 이 결과, 각 상의 권선 저항값의 언밸런스를 추가로 억제할 수 있다.

실시 형태 2.

다음으로, 실시 형태 2에 따른 회전 전기(200)에 대해서 설명한다. 이하에서는, 실시 형태 1과 다른 부분을 중심으로 설명한다.

실시 형태 1에서는, 슬롯 내부 SI에서 지름 방향으로 2단인 도체선(11)을 코일 엔드부 CE1, CE2에 있어서 지름 방향으로 1단으로 배열 변경하는 코일에 대해서 예시적으로 설명을 행하고 있다. 실시 형태 2에서는, 슬롯 내부 SI에서 지름 방향으로 3단인 도체선(21)을 코일 엔드부 CE1, CE2에 있어서 지름 방향으로 1단으로 배열 변경하는 코일에 대해서 예시적으로 설명을 행한다.

구체적으로는, 회전 전기(200)의 고정자(203)의 고정자 권선(206)에 있어서, 각 상의 권선을 형성하는 각 코일(217)의 구성이, 도 9~도 11에 도시하는 것처럼, 다음 점에서 실시 형태 1과 다르다. 도 9는 고정자 철심(5)에 코일(217)을 삽입한 상태를 고정자 철심(5)의 상면에서 본 도면이다. 도 10은 고정자 철심(5)에 코일(217)을 삽입한 상태를 고정자 철심(5)의 하면에서 본 도면이다. 도 11은 고정자 철심(5)에 코일(217)을 삽입한 상태를 고정자 철심(5)의 측면(회전축 RA를 향하는 면)에서 본 도면이다.

도 9 내지 도 11은, 슬롯 내부 SI에서 3단(고정자 철심(5)의 지름 방향)×2개 분(고정자 철심(5)의 원주 방향)인 코일(217)을 1개 삽입한 상태를 도시하고 있는데, 이때 도체선이 어떻게 감겨 코일(217)을 형성하고 있는지를, 위치(22a)에서부터 위치(22z)의 부호를 사용하여 예시적으로 설명한다.

코일(217)은 2개의 슬롯(9a, 9b)의 중간 부근에서부터 도체선(21)을 감기 시작하여(위치(22a)), 코일 엔드부 CE1(도 2 참조)에 있어서의 슬롯 내부 SI의 1단째에 상당하는 영역 CE1a를 통과하여 슬롯(9a)에 가까워진다. 그 후, 배열 변경되어(배열 변경부(20a)), 슬롯 내부 SI의 3단째의 위치(22b)(도 9 참조)로 들어가도록 한다. 이 부분을 측면에서 보면, 도체선(21)은 각도 θ"로 꺾여 구부러져 있다(도 11, 도 12 참조).

슬롯 내부 SI를 통과하여 위치(22c)(도 10 참조)로부터 나온 도체선(21)은, 배열 변경되어(배열 변경부(20b)), 코일 엔드부 CE2(도 2 참조)에 있어서의 슬롯 내부 SI의 1단째에 상당하는 영역 CE2a로 나온다. 이 부분을 측면에서 보면, 도체선(21)은 각도 θ로 꺾여 구부러져 있다(도 11, 도 12 참조).

도체선(21)은 반대측의 슬롯(9b)을 향하는데, 슬롯(9a)과 슬롯(9b)의 중간 부근에 오면, 이번은 코일 엔드부 CE2(도 2 참조)에 있어서의 슬롯 내부 SI의 3단째에 상당하는 영역 CE2c를 통과하도록, 배열 변경된다(통과 영역 변경부(23b)). 이 부분을 측면에서 보면, 도체선(21)은 각도 θ'로 꺾여 구부러져 있다(도 11, 도 12 참조).

슬롯(9b)에 가까워지면 배열 변경되어(배열 변경부(20c)), 슬롯 내부 SI의 1단째의 위치(22d)(도 10 참조)로 들어가도록 한다. 이 부분을 측면에서 보면, 도체선(21)은 각도 θ"로 꺾여 구부러져 있다(도 11, 도 12 참조).

슬롯 내부 SI를 통과하여 위치(22e)(도 9 참조)로부터 나온 도체선(21)은, 배열 변경되어(배열 변경부(20d)), 코일 엔드부 CE1(도 2 참조)에 있어서의 슬롯 내부 3단째에 상당하는 영역 CE1c로 나온다. 이 부분을 측면에서 보면, 도체선(21)은 각도 θ로 꺾여 구부러져 있다(도 11, 도 12 참조).

도체선(21)은 반대측의 슬롯(9a)을 향하는데, 슬롯(9a)과 슬롯(9b)의 중간 부근에 오면, 다시, 코일 엔드부 CE1(도 2 참조)에 있어서의 슬롯 내부 SI의 1단째에 상당하는 영역 CE1a를 통과하도록, 배열 변경된다(통과 영역 변경부(23a)). 이 부분을 측면에서 보면, 도체선(21)은 각도 θ'로 꺾여 구부러져 있다.

이상이 코일(217)을 형성하는 도체선(21)의 1권회 분이지만, 계속하여 같은 방식으로, 위치(22f)→위치(22g)→위치(22h)→…→위치(22x)→위치(22y)의 순으로 도체선(21)이 감겨져 간다. 또한 측면에서 본 도면에서는, 코일 엔드부 CE1, CE2에 있어서, 도체선(21)은 6개가 옆으로 나란하게 정렬되게 되는데, 도 11에 도시하는 것처럼 도체선(21)의 2회전째, 3회전째가 됨에 따라, 내측으로 배치되어 간다.

또, 배열 변경부(20a~20d)는, 도체선(21)의 1회전째, 2회전째, 4회전째, 5회전째 때는, 슬롯 내부 SI에 들어갈 때나 나올 때 배열 변경을 행하고 있지만, 도체선(21)의 3회전째, 6회전째 때는, 실제로 배열 변경은 행해져 있지 않다. 예를 들면, 코일 엔드부 CE1에 있어서의 슬롯 내부 SI의 1단째에 상당하는 영역 CE1a로부터 온 도체선(21)이, 슬롯 내부 SI의 1단째의 위치(22j, 22v)로 그대로 들어가는 경우가 있다. 혹은, 예를 들면, 슬롯 내부 SI의 1단째의 위치(22w, 22k)로부터 온 도체선(21)이, 코일 엔드부 CE2에 있어서의 슬롯 내부 SI의 1단째에 상당하는 영역 CE2a로 나오는 경우가 있다. 혹은, 예를 들면, 코일 엔드부 CE2에 있어서의 슬롯 내부 SI의 3단째에 상당하는 영역 CE2c로부터 온 도체선(21)이, 슬롯 내부 SI의 3단째의 위치(22l, 22x)로 그대로 들어가는 경우가 있다. 혹은, 예를 들면, 슬롯 내부 SI의 3단째의 위치(22y, 22m)로부터 온 도체선(21)이, 코일 엔드부 CE1에 있어서의 슬롯 내부 SI의 3단째에 상당하는 영역 CE1c로 나오는 경우가 있다.

마지막으로, 도체선(21)은 2개의 슬롯(9a)과 슬롯(9b)의 중간 부근에서 감김이 끝난다(위치(22z)). 이와 같이 하여, 슬롯 내부 SI와 코일 엔드부 CE1, CE2에서 도체선(21)의 배열이 다른 코일(217)을 형성하는 것이 가능하게 된다.

도 12는 코일(217)을 형성하는 도체선(21)의 절곡 각도에 대해서 설명한 도면이다.

예를 들면, 배열 변경부(20a)에서의 절곡 각도 θ"는, 제3 도체선 그룹(17c)의 연장 방향 DR17c와 제4 도체선 그룹(17f)의 연장 방향 DR17f가 이루는 각도로서 코일(217)의 내측을 향하는 각도이다. 코일(217)은 측면에서 보았을 때에 6각형 모양으로 되어 있기 때문에, 이 각도 θ"는, 예를 들면, 상기한 수식 2의 조건을 만족한다.

수식 2를 만족하는 각도 θ"는, 예를 들면, 120°이다.

예를 들면, 배열 변경부(20d)에서의 절곡 각도 θ는, 제1 도체선 그룹(17a)의 연장 방향 DR17a와 제2 도체선 그룹(17b)의 연장 방향 DR17b가 이루는 각도로서 코일(217)의 내측을 향하는 각도이다. 이 각도 θ는, 상기한 수식 3의 조건을 만족한다.

수식 3을 만족하는 각도 θ는, 예를 들면, 120°이다.

예를 들면, 통과 영역 변경부(23a)에서의 절곡 각도 θ'는, 제2 도체선 그룹(17b)의 연장 방향 DR17b와 제3 도체선 그룹(17c)의 연장 방향 DR17c가 이루는 각도로서 코일(217)의 내측을 향하는 각도이다. 이 각도 θ'는, 상기한 수식 4의 조건을 만족한다.

예를 들면, 코일(217)이 도 11, 도 12에 도시하는 것처럼 좌우 대칭인 형상인 경우, 상기한 수식 5가 성립한다. 상기한 수식 5를 수식 4에 대입하면, 상기한 수식 6이 얻어진다.

도 13은 회전 전기(200)의 고정자 권선(206)을 구성하기 위해서, 고정자 철심(5)에 코일(217)을 삽입한 고정자(203)의 각 상마다의 권선 구성도를 나타내고 있다. 도 13은 매극마다 상의 슬롯수=2(8극 48슬롯)에 있어서, 동상의 코일(217)이 2슬롯마다 조립되어 있는 경우를 도시하고 있고, 코일(217)은 근접하는 동상에 코일(217)을 삽입하는 겹쳐 감음으로서, 고정자 철심(5)의 4슬롯씩 떨어진 간격으로 슬롯(9)에 조립되어 있다. 또한 도 13의 고정자 철심(5)은, 설명하기 쉽도록 직선 형상으로 도시되어 있고, 또 도면 중의 부분을 일부 생략하고 있다.

예를 들면, V상의 권선 V8은, U상의 권선 U8의 코일(217)을, 원주 방향을 따라서 도 13의 오른쪽 방향으로 2슬롯만큼 시프트시킨 코일(217)을 가지고 있다. 예를 들면, W상의 권선 W8은, V상의 권선 V8의 코일(217)을, 원주 방향을 따라서 도 13의 오른쪽 방향으로 2슬롯만큼 시프트시킨 코일(217)을 가지고 있다. 즉, 도 13 중의 코일(217)의 오른쪽 단에서 본 경우, 2슬롯 피치로 분포시킨 U상, V상, W상의 코일(217)의 배치 패턴이, 6슬롯 주기로 반복되어 있다. 각 코일(217)은 코일 엔드부에 있어서, 6슬롯에 걸쳐서 있고, 왼쪽의 3슬롯에서 1단째의 영역을 통과하고, 오른쪽의 3슬롯에서 3단째의 영역을 통과하고 있다.

이상과 같이, 실시 형태 2에서는, 슬롯 내부 SI에서 지름 방향으로 3단인 도체선(21)을 코일 엔드부 CE1, CE2에 있어서 지름 방향으로 1단으로 배열 변경한다. 예를 들면, 도체선(21)을 코일 엔드부 CE1, CE2의 도중에서 크랭크 형상으로 하면, 코일 엔드부 CE1의 왼쪽 절반의 도체선(21)을, 슬롯 내부 SI의 1단째에 상당하는 영역 CE1a(도 9 참조)에 모을 수 있고, 코일 엔드부 CE1의 오른쪽 절반의 도체선(21)을, 슬롯 내부 SI의 3단째에 상당하는 영역 CE1c(도 9 참조)에 모을 수 있다. 이것에 의해, 각 상의 권선에 같은 형상의 코일(217)을 이용했을 경우에, 코일 엔드부 CE1, CE2에 있어서 1개의 상의 권선이 다른 상의 권선과 간섭하기 어려워지도록 할 수 있어, 코일 엔드부 CE1, CE2의 높이를 낮게 할 수 있다. 즉, 코일 엔드부 CE1, CE2에 있어서의 각 상의 권선의 기계적인 간섭을 저감시킬 수 있고, 각 상마다의 권선 길이를 균등하게 (예를 들면, 같게) 할 수 있다. 이 결과, 슬롯 내부 SI에서 지름 방향으로 3단으로 도체선(21)이 배치되어 있는 경우에, 코일 엔드부의 외경을 작게 할 수 있어, 각 상의 권선 저항값의 언밸런스를 허용 범위 내로 억제할 수 있다.

실시 형태 3.

다음으로, 실시 형태 3에 따른 회전 전기(300)에 대해서 설명한다. 이하에서는, 실시 형태 2와 다른 부분을 중심으로 설명한다.

실시 형태 2에서는, 슬롯 내부 SI에서 3단인 도체선(21)을 코일 엔드부 CE1, CE2에서는 1단으로 배열 변경하는 코일(217)에 대해서 설명을 행하고 있지만, 도 13을 봐도 알 수 있는 것처럼 코일 엔드부 CE1, CE2의 도체선(21)은, 슬롯 내부 SI의 1단째나 3단째에 상당하는 영역을 통과하고 있고, 코일 엔드부에 있어서, 슬롯 내부의 2단째에 상당하는 영역이 사용되고 있지 않다.

여기서, 실시 형태 3에서는, 코일 엔드부 CE1, CE2에 있어서의 슬롯 내부 SI의 2단째에 상당하는 영역에도 도체선이 통과하게 되는 방법에 대해서 설명을 행한다.

구체적으로는, 회전 전기(300)의 고정자(303)의 고정자 권선(306)에 있어서, 각 상의 권선을 형성하는 코일(317)은, 예를 들면 도 14에 도시하는 구성을 가진다. 도 14는 고정자 권선(306)을 이루는 코일의 구성도이다.

코일(317)은 근접하는 동상에 코일을 삽입하는 겹쳐 감음으로서, 고정자 철심(5)의 슬롯(9)에 삽입된다. 코일(317)은 도체선(24)의 다발로 하여 형성된다.

구체적으로는, 코일(317)은, 도 14에 도시하는 것처럼, 제2 절곡부(17e) 및 제3 도체선 그룹(17c)(도 2 참조)을 대신하여, 제5 도체선 그룹(317h), 제4 절곡부(317j), 제6 도체선 그룹(317n), 제5 절곡부(317k)를 가진다.

제5 도체선 그룹(317h)은, 코일 엔드부 CE1에 있어서 제2 도체선 그룹(17b)이 고정자 철심(5)의 지름 방향의 (n＋1)단째에서부터 (m－n)단째까지 배치 변환된 것이다. 제5 도체선 그룹(317h)에서는, 코일 엔드부 CE1에 있어서 도체선(24)이 고정자 철심(5)의 지름 방향의 (n＋1)단째에서부터 (m－n)단째까지 배치되어 있다.

제4 절곡부(317j)에서는, 코일 엔드부 CE1에 있어서 제2 도체선 그룹(17b)과 제5 도체선 그룹(317h)이 각도 θ'(=360°-(θ+θ"))을 이루도록 꺾여 구부러져 있다. 즉, 제4 절곡부(317j)를 포함하는 통과 영역 변경부(26b)는, 코일 엔드부 CE1의 제2 도체선 그룹(17b)의 배열(지름 방향의 통과 영역)로부터 코일 엔드부 CE1의 제5 도체선 그룹(317h)의 배열(지름 방향의 통과 영역)로의 변경을 행하고 있다.

제6 도체선 그룹(317n)은, 코일 엔드부 CE1에 있어서 제5 도체선 그룹(317h)이 고정자 철심(5)의 지름 방향의 (m－n＋1)단째에서부터 m단째까지 배치 변환된 것이다. 제6 도체선 그룹(317n)에서는, 코일 엔드부 CE1에 있어서 도체선(24)이 고정자 철심(5)의 지름 방향의 (m－n＋1)단째에서부터 m단째까지 배치되어 있다.

제5 절곡부(317k)에서는, 코일 엔드부 CE1에 있어서 제5 도체선 그룹(317h)과 제6 도체선 그룹(317n)이 각도 θ'(=360°-(θ+θ"))을 이루도록 꺾여 구부러져 있다. 즉, 제5 절곡부(317k)를 포함하는 통과 영역 변경부(26a)는, 코일 엔드부 CE1의 제5 도체선 그룹(317h)의 배열(지름 방향의 통과 영역)로부터 코일 엔드부 CE1의 제6 도체선 그룹(317n)의 배열(지름 방향의 통과 영역)로의 변경을 행하고 있다.

여기서, 단수 m, n은, 다음 수식 7을 만족한다.

n/m≤1/3 … 수식 7

예를 들면, 도 14에서는, 코일(317)이, 슬롯 내부 SI에서 3단(고정자 철심(5)의 지름 방향)×5개(고정자 철심(5)의 원주 방향)의 도체선(24)으로 구성되어 있다. 예를 들면, 지름 방향의 수 및 원주 방향의 수는, 다음과 같이 결정할 수 있다.

예를 들면, 도 14에 도시하는 경우, 코일(317)은 슬롯 내부 SI에서부터 코일 엔드부 CE1에 걸쳐서, 권선 배열의 변경을 행하고 있다(제1 절곡부(17d)를 포함하는 배열 변경부(39d)). 이것에 의해, 슬롯 내부 SI에서 3단(고정자 철심(5)의 지름 방향)×5개 분(고정자 철심(5)의 원주 방향)인 도체선(24)의 다발은, 코일 엔드부 CE1에서 1단(고정자 철심(5)의 지름 방향)×15개 분(고정자 철심의 원주 방향)으로 정렬된다. 또 이때에, 각도 θ(예를 들면, 도 14에서는 90°)로 꺾여 구부러져 있다.

다음으로, 코일 엔드부 CE1에 있어서, 예를 들면, 고정자 철심(5)의 지름 방향의 1단째에 정렬된 도체선(24)은, 다른 상의 권선(다른 상의 코일(317))과 간섭하지 않도록, 예를 들면, 고정자 철심(5)의 지름 방향의 2단째로 배치 변환된다(제4 절곡부(317j)를 포함하는 통과 영역 변경부(26b)). 또 이때도, 배치 변환하기 전과 후에서, 즉 제4 절곡부(317j)에 있어서, 각도 θ'(예를 들면, 도 14에서는 180°)로 꺾여 구부러져 있다.

추가로, 고정자 철심(5)의 지름 방향의 2단째에 정렬된 도체선(24)은, 고정자 철심(5)의 지름 방향의 3단째으로 배치 변환된다(제5 절곡부(317k)를 포함하는 통과 영역 변경부(26a)). 또 이때도, 배치 변환하기 전과 후에서, 즉 제5 절곡부(317k)에 있어서, 각도 θ'(예를 들면, 도 14에서는 180°)로 꺾여 구부러져 있다.

그 후, 다시 코일 엔드부 CE1로부터 슬롯 내부 SI으로 돌아갈 때, 권선 배열의 변경이 행해지고 있다(제3 절곡부(17g)를 포함하는 배열 변경부(39a)). 이것에 의해, 코일 엔드부 CE1에서 1단(고정자 철심(5)의 지름 방향)×15개 분(고정자 철심(5)의 원주 방향)인 도체선(24)의 다발은, 슬롯 내부 SI에서 3단(고정자 철심(5)의 지름 방향)×5개 분(고정자 철심(5)의 원주 방향)으로 정렬된다. 또 이때에도, 각도 θ"(예를 들면, 도 14에서는 90°)로 꺾여 구부러져 있다.

이와 같이 코일(317)을 구성함으로써, 코일 엔드부 CE1의 코일 형상이 사각형 모양으로 되어 있다. 또, 설명은 생략하지만, 코일(317)의 아래 반쪽 부분도 똑같이 도체선(24)의 배열 변경이 행해져 있어, 전체적으로, 코일 엔드부 CE1의 사각형 모양과 슬롯 내부 SI의 사각형 모양과 코일 엔드부 CE2의 사각형 모양을 포함하는 사각형 모양으로 되어 있다.

다음으로, 도 15 내지 도 17을 이용하여, 코일(317)의 권선 배열의 변경의 부분을 보다 상세하게 설명한다. 도 15는 고정자 철심(5)에 코일(317)을 삽입한 상태를 고정자 철심(5)의 상면(회전축 RA의 방향)에서 본 도면이다. 도 16은 고정자 철심(5)에 코일(317)을 삽입한 상태를 고정자 철심(5)의 하면에서 본 도면이다. 도 17은 고정자 철심(5)에 코일(317)을 삽입한 상태를 고정자 철심(5)의 측면(회전축 RA를 향하는 면)에서 본 도면이다.

도 15 내지 도 17은, 슬롯 내부 SI에서 3단(고정자 철심(5)의 지름 방향)×2개 분(고정자 철심(5)의 원주 방향)인 코일(317)을 1개 삽입한 상태를 예시하고 있는데, 이때 도체선(24)이 어떻게 감겨 코일(317)을 형성하고 있는지를, 위치(25a) 내지 위치(25z)를 사용하여 예시적으로 설명한다.

코일(317)은 2개의 슬롯(9a, 9b)과의 중간 부근에서부터 도체선(24)를 감기 시작하여(위치(25a)), 코일 엔드부 CE1에 있어서의 슬롯 내부 SI의 2단째에 상당하는 영역 CE1b를 통과하여 슬롯(9a)을 향한다. 도중, 슬롯(9a)과 슬롯(9b)의 사이를 대체로 3등분하는 위치에 오면, 도체선(24)은, 코일 엔드부 CE1에 있어서의 슬롯 내부 SI의 1단째에 상당하는 영역 CE1a를 통과하도록, 배열 변경된다(통과 영역 변경부(26a)). 이 부분을 측면에서 보면, 도체선(24)은 각도 θ'(예를 들면, 180°)로 꺾여 구부러져 있다(도 17, 도 18 참조).

그 후, 배열 변경되어(배열 변경부(39a)), 슬롯 내부 SI의 3단째의 위치(25b)(도 15 참조)로 들어가도록 한다. 이 부분을 측면에서 보면, 도체선은 각도 θ"(예를 들면, 90°)로 꺾여 구부러져 있다(도 17, 도 18 참조).

슬롯 내부 SI를 통과하여 위치(25c)(도 16 참조)로부터 나온 도체선(24)은, 배열 변경되어(배열 변경부(39b)), 코일 엔드부 CE2(도 14 참조)에 있어서의 슬롯 내부 SI의 1단째에 상당하는 영역 CE2a로 나온다. 이 부분을 측면에서 보면, 도체선(24)은 각도 θ(예를 들면, 90°)로 꺾여 구부러져 있다(도 17, 도 18 참조).

도체선(24)은 반대측의 슬롯(9b)을 향하는데, 슬롯(9a)과 슬롯(9b)의 사이를 대체로 3등분하는 위치에 오면, 코일 엔드부 CE2(도 2 참조)에 있어서의 슬롯 내부 SI의 2단째에 상당하는 영역 CE2b를 통과하도록, 배열 변경된다(통과 영역 변경부(26d)). 이 부분을 측면에서 보면, 도체선(24)은 각도 θ'(예를 들면, 180°)로 꺾여 구부러져 있다(도 17, 도 18 참조).

추가로 그 앞에 있는 또 하나의 슬롯(9a)과 슬롯(9b)의 사이를 대체로 3등분하는 위치에 오면, 이번은, 코일 엔드부 CE2(도 14 참조)에 있어서의 슬롯 내부 SI의 3단째에 상당하는 영역 CE2c를 통과하도록, 배열 변경된다(통과 영역 변경부(26c)). 이 부분을 측면에서 보면, 도체선(24)은 각도 θ'(예를 들면, 180°)로 꺾여 구부러져 있다(도 17, 도 18 참조).

슬롯(9b)에 가까워지면 배열 변경되어(배열 변경부(39c)), 슬롯 내부 SI의 1단째의 위치(25d)로 들어가도록 한다. 이 부분을 측면에서 보면, 도체선은 각도 θ"(예를 들면, 90°)로 꺾여 구부러져 있다(도 17, 도 18 참조).

슬롯 내부 SI를 통과하여 위치(25e)(도 15 참조)로부터 나온 도체선(24)은, 배열 변경되어(배열 변경부(39d)), 코일 엔드부 CE1(도 14 참조)에 있어서의 슬롯 내부 SI의 3단째에 상당하는 영역 CE1c로 나온다. 이 부분을 측면에서 보면, 도체선은 각도 θ(예를 들면, 90°)로 꺾여 구부러져 있다(도 17, 도 18 참조).

도체선(24)은 반대측의 슬롯(9a)을 향하는데, 슬롯(9a)과 슬롯(9b)의 사이를 대체로 3등분하는 위치에 오면, 코일 엔드부 CE1(도 14 참조)에 있어서의 슬롯 내부 SI의 2단째에 상당하는 영역 CE1b를 통과하도록, 배열 변경된다(통과 영역 변경부(26b)). 이 부분을 측면에서 보면, 도체선(24)은 각도 θ'(예를 들면, 180°)로 꺾여 구부러져 있다(도 17, 도 18 참조).

추가로 그 앞에 있는 또 하나의 슬롯(9a)과 슬롯(9b)의 사이를 대체로 3등분하는 위치에 오면, 이번은, 코일 엔드부 CE1(도 14 참조)에 있어서의 슬롯 내부 SI의 1단째에 상당하는 영역 CE1a를 통과하도록, 배열 변경된다(통과 영역 변경부(26a)). 이 부분을 측면에서 보면, 도체선(24)은 각도 θ'(예를 들면, 180°)로 꺾여 구부러져 있다(도 17, 도 18 참조).

이상이 코일(317)을 형성하는 도체선의 1권회 분이지만, 계속하여 같은 방식으로, 위치(25f)→위치(25g)→위치(25h)→…→위치(25x)→위치(25y)의 순으로 도체선(24)이 감겨져 간다. 또한 측면에서 본 도면에서는, 코일 엔드부 CE1, CE2에 있어서, 도체선(24)은 6개가 옆으로 나란하게 정렬되게 되지만, 도 17에 도시하는 것처럼 도체선의 2회전째, 3회전째가 됨에 따라, 내측으로 배치되어 간다.

또, 배열 변경부(39a 내지 39d)는, 도체선(24)의 1회전째, 2회전째, 4회전째, 5회전째 때는, 슬롯 내부 SI에 들어갈 때나 나올 때 배열 변경을 행하고 있지만, 도체선(24)의 3회전째, 6회전째 때는, 실제로 배열 변경은 행해져 있지 않다.

도 18은 코일(317)을 형성하는 도체선(24)의 절곡 각도에 대해서 설명한 도면이다. 지금까지 설명해 온 것처럼, 코일(317)은 측면(회전축 RA에 수직인 방향)에서 보았을 때에 사각형 모양으로 되어 있기 때문에, 배열 변경부에 있어서 각도 θ, θ"(예를 들면, 90°)로 꺾여 구부러져 있다. 또, 통과 영역 변경부(26a, 26b)는, 각도 θ'(=360°-(θ+θ"), 예를 들면 θ=θ"=90°일 때, 180°)로 꺾여 구부러져 있다. 통과 영역 변경부(26a, 26b)는, 예를 들면 각도 θ'=180°로 꺾여 구부러져 있는 경우, 회전축 RA에 수직인 방향에 관해서는 실질적으로 절곡이 없다고 볼 수도 있다. 또한, 통과 영역 변경부(26a, 26b)는, 회전축 RA의 방향에서 본 경우에는, 크랭크 형상을 가지고 있어도 좋다(도 15, 도 16 참조).

도 19는 회전 전기(300)의 고정자 권선(306)을 구성하기 위해서, 고정자 철심(5)에 코일(317)을 삽입한 고정자의 각 상마다의 권선 구성도를 나타내고 있다. 도 19는 매극마다 상의 슬롯수=2(8극 48슬롯)에 있어서, 동상의 코일이 2슬롯마다 조립되어 있는 경우를 도시하고 있고, 코일(317)은, 근접하는 동상에 코일을 삽입하는 겹쳐 감음으로서, 고정자 철심(5)의 4슬롯씩 떨어진 간격으로 슬롯(9)에 조립되어 있다. 또한 도 19의 고정자 철심(5)은, 설명하기 쉽도록 직선 형상으로 도시되어 있고, 또 도면 중의 부분을 일부 생략하고 있다.

예를 들면, V상의 권선 V8은, U상의 권선 U8의 코일(317)을, 원주 방향을 따라서 도 19의 오른쪽 방향으로 2슬롯만큼 시프트시킨 코일(317)을 가지고 있다. 예를 들면, W상의 권선 W8은, V상의 권선 V8의 코일(317)을, 원주 방향을 따라서 도 19의 오른쪽 방향으로 2슬롯만큼 시프트시킨 코일(317)을 가지고 있다. 즉, 도 19 중의 코일(317)의 오른쪽 단에서 본 경우, 2슬롯 피치로 분포시킨 U상, V상, W상의 코일(317)의 배치 패턴이, 6슬롯 주기로 반복되어 있다. 각 코일(317)은, 코일 엔드부에 있어서, 6슬롯에 걸쳐서 있고, 왼쪽의 2슬롯에서 1단째의 영역을 통과하고, 중간의 2슬롯에서 2단째의 영역을 통과하여, 오른쪽의 2슬롯에서 3단째의 영역을 통과하고 있다.

이상과 같이, 실시 형태 3에서는, 고정자 권선(306)의 각 상의 권선을 형성하는 각 코일(317)에 있어서, 제2 도체선 그룹(17b)이, 코일 엔드부 CE1에 있어서 제1 도체선 그룹(17a)이 고정자 철심(5)의 지름 방향으로 n단(n은 1 이상의 정수)으로 배치 변환된 것이다. 제5 도체선 그룹(317h)은, 코일 엔드부 CE1에 있어서 고정자 철심(5)의 지름 방향의 1단째에서부터 n단째까지 배치된 제2 도체선 그룹(17b)이, 고정자 철심(5)의 지름 방향의 (n＋1)단째에서부터 (m－n)단째까지 배치 변환된 것이다. 제4 절곡부(317j)는, 코일 엔드부 CE1에 있어서 제2 도체선 그룹(17b)과 제5 도체선 그룹(317h)이 180°이하의 각도 θ'(예를 들면, 대략 180°)를 이루도록 꺾여 구부러져 있다. 제6 도체선 그룹(317n)은, 코일 엔드부 CE1에 있어서 고정자 철심(5)의 지름 방향의 (n＋1)단째에서부터 (m－n)단째까지 배치된 제5 도체선 그룹(317h)이, 고정자 철심(5)의 지름 방향의 (m－n＋1)단째에서부터 m단째까지 배치 변환된 것이다. 제5 절곡부(317k)는, 코일 엔드부 CE1에 있어서 제5 도체선 그룹(317h)과 제6 도체선 그룹(317n)이 180°이하의 각도 θ'(예를 들면, 대략 180°)를 이루도록 꺾여 구부러져 있다. 단수 m 및 n은,

n/m≤1/3

을 만족한다. 이것에 의해, 예를 들면, 도 19에 도시하는 것처럼, 2슬롯 피치로 분포시킨 U상, V상, W상의 코일(317)을 분포시켰을 경우에, 각 코일(317)에 있어서 왼쪽의 2슬롯에서 1단째의 영역을 통과하고 중간의 2슬롯에서 2단째의 영역을 통과하고 오른쪽의 2슬롯에서 3단째의 영역을 통과하도록 구성할 수 있으므로, 각 상의 코일(317)이 기계적으로 간섭하기 어렵다. 이 때문에, 예를 들면, 슬롯 내부 SI와 코일 엔드부 CE1, CE2에서 도체선(24)를 꺾여 구부리는 각도 θ, θ"를 90°로 할 수 있어, 코일 엔드부 CE1, CE2의 코일 형상을 사각형 모양으로 할 수 있게 된다. 이 결과, 회전축 RA를 따른 방향에 있어서의 코일(317)의 높이를 추가로 저감시킬 수 있어(도 17, 도 18 참조), 고정자 권선을 추가로 효율적으로 (예를 들면, 가장 조밀하게) 배치할 수 있다.

실시 형태 4.

다음으로, 실시 형태 4에 따른 회전 전기(400)에 대해서 설명한다. 이하에서는, 실시 형태 1과 다른 부분을 중심으로 설명한다.

실시 형태 1에서는, 슬롯 내부 SI에서 지름 방향으로 2단인 도체선을 코일 엔드부 CE1, CE2에서 1단으로 배열 변경하는 코일에 대해서 예시적으로 설명을 행하고 있다. 실시 형태 4에서는, 슬롯 내부 SI에서 지름 방향으로 5단인 도체선을 코일 엔드부 CE1, CE2에서 2단으로 배열 변경하는 코일에 대해서 예시적으로 설명을 행한다.

구체적으로는, 회전 전기(400)의 고정자(403)의 고정자 권선(406)에 있어서, 각 상의 권선을 형성하는 각 코일(417)의 구성이, 도 20~도 22에 도시하는 것처럼, 다음 점에서 실시 형태 1과 다르다. 도 20은 고정자 철심(5)에 코일(417)을 삽입한 상태를 고정자 철심(5)의 상면에서 본 도면이다. 도 21은 고정자 철심(5)에 코일(417)을 삽입한 상태를 고정자 철심(5)의 하면에서 본 도면이다. 도 22는 고정자 철심(5)에 코일(417)을 삽입한 상태를 고정자 철심(5)의 측면(회전축 RA를 향하는 면)에서 본 도면이다.

도 20 내지 도 22는, 슬롯 내부 SI에서 5단(고정자 철심(5)의 지름 방향)×2개 분(고정자 철심(5)의 원주 방향)인 코일(417)을 1개 삽입한 상태를 도시하고 있는데, 이때 도체선(31)이 어떻게 감겨 코일(417)을 형성하고 있는지를, 위치(32a) 내지 위치(32z),및 위치(33a) 내지 위치(33p)의 부호를 사용하여 예시적으로 설명한다.

코일(417)은, 2개의 슬롯(9a, 9b)의 중간 부근에서부터 감기 시작하여(위치(32a)), 코일 엔드부 CE1(도 2 참조)에 있어서의 슬롯 내부 SI의 1단째에 상당하는 영역 CE1a를 통과하여 슬롯(9a)에 가까워진다. 그 후, 배열 변경되어(배열 변경부(30a)), 슬롯 내부 SI의 5단째의 위치(32b)로 들어가도록 한다. 이 부분을 측면에서 보면, 도체선은 각도 θ"로 꺾여 구부러져 있다(도 22, 도 23 참조).

슬롯 내부 SI를 통과하여 위치(32c)(도 21 참조)로부터 나온 도체선(31)은, 배열 변경되어(배열 변경부(30b)), 코일 엔드부 CE2(도 2 참조)에 있어서의 슬롯 내부 SI의 1단째에 상당하는 영역 CE2a로 나온다. 이 부분을 측면에서 보면, 도체선은 각도 θ로 꺾여 구부러져 있다(도 22, 도 23 참조).

도체선(31)은 반대측의 슬롯(9b)을 향하는데, 슬롯(9a)과 슬롯(9b)의 중간 부근에 오면, 이번은 코일 엔드부 CE2(도 2 참조)에 있어서의 슬롯 내부 SI의 4단째에 상당하는 영역 CE2d를 통과하도록, 배열 변경된다(통과 영역 변경부(34b)). 이 부분을 측면에서 보면, 도체선은 각도 θ'로 꺾여 구부러져 있다(도 22, 도 23 참조).

슬롯(9b)에 가까워지면 배열 변경되어(배열 변경부(30c)), 슬롯 내부 SI의 1단째의 위치(32d)로 들어가도록 한다. 이 부분을 측면에서 보면, 도체선은 각도 θ"로 꺾여 구부러져 있다(도 22, 도 23 참조).

슬롯 내부 SI를 통과하여 위치(32e)(도 20 참조)로부터 나온 도체선(31)은, 배열 변경되어(배열 변경부(30d)), 슬롯 내부 SI의 4단째에 상당하는 영역 CE1d로 나온다. 이 부분을 측면에서 보면, 도체선(31)은 각도 θ로 꺾여 구부러져 있다(도 22, 도 23 참조).

도체선(31)은 반대측의 슬롯(9a)을 향하는데, 슬롯(9a)과 슬롯(9b)의 중간 부근에 오면, 다시 슬롯 내부 SI의 1단째에 상당하는 영역 CE1a를 통과하도록, 배열 변경된다(통과 영역 변경부(34a)). 이 부분을 측면에서 보면, 도체선(31)은 각도 θ'로 꺾여 구부러져 있다(도 22, 도 23 참조).

이와 같이 코일(417)을 형성하는 도체선의 1권회 분을 감는다. 계속하여 같은 방식으로, 위치(32f)→위치(32g)→위치(32h)→…→위치(32t)→위치(32u)의 순으로 도체선(31)이 감겨져 간다. 여기까지의 코일 엔드부 CE1, CE2의 도체선(31)은, 슬롯 내부 SI의 1단째에 상당하는 영역 CE1a, CE2a와 슬롯 내부 SI의 4단째에 상당하는 영역 CE1d, CE2d를 통과하게 되고, 측면에서 본 도면에서는, 코일 엔드부 CE1, CE2에 있어서, 도체선은 5개가 옆으로 나란하게 정렬되게 되지만, 도 22에 도시하는 것처럼 도체선의 2회전째, 3회전째가 됨에 따라, 내측으로 배치되어 간다.

또, 배열 변경부(30a 내지 30d)는, 도체선(31)의 1회전째, 2회전째, 3회전째, 4회전째 때는, 슬롯 내부 SI에 들어갈 때나 나올 때 배열 변경을 행하고 있지만, 도체선(31)의 5회전째 때는, 실제로 배열 변경은 행해져 있지 않다.

추가로 계속하여, 위치(32u)(도 20 참조)로부터 나온 도체선(31)은 슬롯 내부 SI의 4단째에 상당하는 영역 CE1d를 통과하여, 반대측의 슬롯(9a)을 향하는데, 슬롯(9a)과 슬롯(9b)의 중간 부근에 오면, 슬롯 내부 SI의 2단째에 상당하는 영역 CE1b를 통과하도록, 배열 변경된다(통과 영역 변경부(34a)). 이 부분을 측면에서 보면, 도체선(31)은 각도 θ'로 꺾여 구부러져 있다(도 22, 도 23 참조).

슬롯(9a)에 가까워지면 배열 변경되어(배열 변경부(30a)), 슬롯 내부 SI의 5단째의 위치(32v)로 들어가도록 한다. 이 부분을 측면에서 보면, 도체선(31)은 각도 θ"로 꺾여 구부러져 있다(도 22, 도 23 참조).

슬롯 내부 SI를 통과하여 위치(32w)(도 21 참조)로부터 나온 도체선(31)은, 배열 변경되어(배열 변경부(30b)), 슬롯 내부 SI의 2단째에 상당하는 영역 CE2b로 나온다. 이 부분을 측면에서 보면, 도체선(31)은 각도 θ로 꺾여 구부러져 있다(도 22, 도 23 참조).

도체선(31)은 반대측의 슬롯(9b)을 향하는데, 슬롯(9a)과 슬롯(9b)의 중간 부근에 오면, 이번은 슬롯 내부 SI의 5단째에 상당하는 영역 CE2e를 통과하도록, 배열 변경된다(통과 영역 변경부(34b)). 이 부분을 측면에서 보면, 도체선(31)은 각도 θ'로 꺾여 구부러져 있다(도 22, 도 23 참조).

슬롯(9b)에 가까워지면 배열 변경되어(배열 변경부(30c)), 슬롯 내부 SI의 1단째의 위치(32x)로 들어가도록 한다. 이 부분을 측면에서 보면, 도체선(31)은 각도 θ"로 꺾여 구부러져 있다(도 22, 도 23 참조).

슬롯 내부 SI를 통과하여 위치(32y)(도 20 참조)로부터 나온 도체선은, 배열 변경되어(배열 변경부(30d)), 슬롯 내부 SI의 5단째에 상당하는 영역 CE1e로 나온다. 이 부분을 측면에서 보면, 도체선(31)은 각도 θ로 꺾여 구부러져 있다(도 22, 도 23 참조).

도체선(31)은 반대측의 슬롯(9a)을 향하는데, 슬롯(9a)과 슬롯(9b)의 중간 부근에 오면, 다시 슬롯 내부 SI의 2단째에 상당하는 영역 CE1b를 통과하도록, 배열 변경된다(통과 영역 변경부(34a)). 이 부분을 측면에서 보면, 도체선(31)은 각도 θ'로 꺾여 구부러져 있다(도 22, 도 23 참조).

이와 같이 코일(417)을 형성하는 도체선(31)의 1권회 분을 감는다. 계속하여 같은 방식으로, 위치(32z)→위치(33a)→위치(33b)→위치(33c)→…→위치(33n)→위치(33o)의 순으로 도체선(31)이 감겨져 간다. 여기까지의 코일 엔드부 CE1, CE2의 도체선(31)은, 슬롯 내부 SI의 2단째에 상당하는 영역 CE1b, CE2b와 슬롯 내부 SI의 5단째에 상당하는 영역 CE1e, CE2e를 통과하게 되어, 측면에서 본 도면에서는, 코일 엔드부에 있어서, 도체선(31)은 5개가 옆으로 나란하게 정렬되게 되지만, 도 22에 도시하는 것처럼 도체선의 2회전째, 3회전째가 됨에 따라, 내측으로 배치되어 간다.

또, 배열 변경부(30a 내지 30d)는, 도체선의 1회전째, 2회전째, 3회전째, 4회전째 때는, 슬롯 내부에 들어갈 때나 나올 때 배열 변경을 행하고 있지만, 도체선의 5회전째 때는, 실제로 배열 변경은 행해져 있지 않다.

도 23은 코일(417)을 형성하는 도체선(31)이 절곡 각도에 대해서 설명한 도면이다.

예를 들면, 배열 변경부(30a)에서의 절곡 각도 θ"는, 제3 도체선 그룹(17c)의 연장 방향 DR17c와 제4 도체선 그룹(17f)의 연장 방향 DR17f가 이루는 각도로서 코일(417)의 내측을 향하는 각도이다. 코일(417)은 측면에서 보았을 때에 6각형 모양으로 되어 있기 때문에, 이 각도 θ"는, 예를 들면, 상기한 수식 2의 조건을 만족한다.

수식 2를 만족하는 각도 θ"는, 예를 들면, 120°이다.

예를 들면, 배열 변경부(30d)에서의 절곡 각도 θ는, 제1 도체선 그룹(17a)의 연장 방향 DR17a와 제2 도체선 그룹(17b)의 연장 방향 DR17b가 이루는 각도로서 코일(417)의 내측을 향하는 각도이다. 이 각도 θ는, 상기한 수식 3의 조건을 만족한다.

수식 3을 만족하는 각도 θ는, 예를 들면, 120°이다.

예를 들면, 통과 영역 변경부(34a)에서의 절곡 각도 θ'는, 제2 도체선 그룹(17b)의 연장 방향 DR17b와 제3 도체선 그룹(17c)의 연장 방향 DR17c가 이루는 각도로서 코일(417)의 내측을 향하는 각도이다. 이 각도 θ'는, 상기한 수식 4의 조건을 만족한다.

예를 들면, 코일(417)이 도 22, 도 23에 도시하는 것처럼 좌우 대칭인 형상인 경우, 상기한 수식 5가 성립한다. 상기한 수식 5를 수식 4에 대입하면, 상기한 수식 6이 얻어진다.

도 24는 회전 전기(400)의 고정자 권선(406)을 구성하기 위해서, 고정자 철심(5)에 코일(417)을 삽입한 고정자의 각 상마다의 권선 구성도를 나타내고 있다. 도 24는 매극마다 상의 슬롯수=2(8극 48슬롯)에 있어서, 동상의 코일이 2슬롯마다 조립되어 있는 경우를 도시하고 있고, 코일(417)은 근접하는 동상에 코일을 삽입하는 겹쳐 감음으로서, 고정자 철심(5)의 4슬롯씩 떨어진 간격으로 슬롯에 조립되어 있다. 또한 도 24의 고정자 철심(5)은, 설명하기 쉽도록 직선 형상으로 도시되어 있고, 또 도면 중의 부분을 일부 생략하고 있다.

예를 들면, V상의 권선 V8은, U상의 권선 U8의 코일(417)을, 원주 방향을 따라서 도 24의 오른쪽 방향으로 2슬롯만큼 시프트시킨 코일(417)을 가지고 있다. 예를 들면, W상의 권선 W8은, V상의 권선 V8의 코일(417)을, 원주 방향을 따라서 도 24의 오른쪽 방향으로 2슬롯만큼 시프트시킨 코일(417)을 가지고 있다. 즉, 도 24 중의 코일(417)의 오른쪽 단에서 본 경우, 2슬롯 피치로 분포시킨 U상, V상, W상의 코일(417)의 배치 패턴이, 6슬롯 주기로 반복되어 있다. 각 코일(417)은, 코일 엔드부에 있어서, 6슬롯에 걸쳐서 있고, 왼쪽의 3슬롯에서 1단째와 2단째의 영역을 통과하고, 오른쪽의 3슬롯에서 4단째와 5단째의 영역을 통과하고 있다.

이상과 같이, 실시 형태 4에서는, 코일(417)을 사용함으로써, 코일 엔드부 CE1, CE2의 왼쪽 절반의 도체선(31)을, 슬롯 내부 SI의 1단째와 2단째에 상당하는 영역 CE1a, CE1b, CE2a, CE2b(도 20, 21 참조)에 모을 수 있고, 코일 엔드부 CE1, CE2의 오른쪽 절반의 도체선(31)을, 슬롯 내부 SI의 4단째와 5단째에 상당하는 영역 CE1d, CE1e, CE2d, CE2e에 모을 수 있다. 이것에 의해, U상·V상·W상의 권선이 서로 간섭하기 어렵다. 도 24를 참조하면, U상·V상·W상에 삽입되는 코일(417)이 중복하는 영역이 있는 것처럼 보이지만, 실제의 코일 엔드부 CE1, CE2의 코일(417)은 삼각형 모양으로 되어 있고, 코일(417)의 중심 부근(통과 영역 변경부에서 크랭크 형상으로 되어 있는 부분)은, 삼각형 모양의 정점이기 때문에, U상·V상·W상의 권선이 서로 간섭하기 어렵다. 이와 같이 하여, 코일 엔드부의 높이를 높게 하는 일 없이, 원주 길이가 짧은 코일을 사용한 고정자 권선을 형성하는 것이 가능하게 된다.

즉, 도체선(31)은 슬롯 내부 SI와 코일 엔드부 CE1, CE2에서 배열 변경되고(배열 변경부(30a~30d)), 도체선(31)은 코일 엔드부 CE1, CE2에서 고정자 철심(5)의 지름 방향으로 배치 변환되도록(통과 영역 변경부(34a, 34b)) 하고 있다. 이것에 의해, 코일 엔드부 CE1, CE2에 있어서 1개의 상의 권선이 다른 상의 권선과 간섭하기 어려워져, 코일 엔드부의 높이를 낮게 할 수 있다.

또, 실시 형태 4에서는, U상, V상, W상 모두에 대해서 같은 형상의 코일을 이용할 수 있다. 그 때문에, 권선의 형성 작업의 효율을 향상시킬 수 있음과 아울러, 각 상마다의 권선 길이가 같기 때문에, 각 상마다의 권선 저항값의 언밸런스를 허용 범위 내로 억제할 수 있다. 따라서 토크 리플이나 진동 등을 저감시킬 수 있다.

실시 형태 5.

다음으로, 실시 형태 5에 따른 회전 전기(500)에 대해서 설명한다. 이하에서는, 실시 형태 1, 2, 4와 다른 부분을 중심으로 설명한다.

실시 형태 1, 2, 4에서는, 슬롯 내부와 코일 엔드부에서 배열 변경하는 코일 중, 코일 엔드부의 코일 형상이 삼각형 모양인 것에 대해서 설명을 행하고 있다. 실시 형태 5에서는, 코일 엔드부에 있어서 도체선의 1권회마다, 통과 영역 변경부를 고정자 철심의 원주 방향에 대해 후술의 거리 X로 시프트하여 배치하여, 코일 엔드부의 삼각형 모양의 정점이 도체선의 1권회마다 거리 X로 시프트되도록 하는 방법에 대해서 설명을 행한다.

구체적으로는, 회전 전기(500)의 고정자(503)의 고정자 권선(506)에 있어서, 각 상의 권선을 형성하는 코일(517)은, 예를 들면 도 25에 도시하는 구성을 가진다. 도 25는 고정자 권선(506)을 이루는 코일의 구성도이다.

코일(517)은 근접하는 동상에 코일을 삽입하는 겹쳐 감음으로서, 고정자 철심(5)의 슬롯에 삽입된다. 코일(517)은 도체선(41)의 다발로서 형성된다.

구체적으로는, 코일(517)은, 도 25에 도시하는 것처럼, 제2 절곡부(17e)(도 2 참조)를 대신하여, 제2 절곡부(517e)를 가진다.

제2 절곡부(517e)에서는, 도체선(41)의 1권회마다 고정자 철심(5)의 원주 방향에 대해서 거리 X로 시프트하면서 각 도체선(41)을 배치하고 있다. 즉, 제2 절곡부(517e)를 포함하는 통과 영역 변경부(43a)는, 도체선(41)의 1권회마다 고정자 철심(5)의 원주 방향에 대해서 거리 X로 시프트하면서, 코일 엔드부 CE1의 제2 도체선 그룹(17b)의 배열(지름 방향의 통과 영역)로부터 코일 엔드부 CE1의 제3 도체선 그룹(17c)의 배열(지름 방향의 통과 영역)로의 변경을 행한다. 이 거리 X는, 예를 들면 각도 θ'와 각도 θ"가 서로 균등하고, 도체선의 폭을 W라고 하면, 상기한 수식 5가 성립할 때, 다음 수식 8로 얻어진다.

X=W/(－cosθ) … 수식 8

예를 들면, 도 25에서는, 코일(517)이, 슬롯 내부 SI에서 2단(고정자 철심(5)의 지름 방향)×8개(고정자 철심(5)의 원주 방향)의 도체선(41)으로 구성되어 있다. 예를 들면, 지름 방향의 수 및 원주 방향의 수는, 다음과 같이 결정할 수 있다.

예를 들면, 도 25에 도시하는 경우, 코일(517)은, 슬롯 내부 SI에서부터 코일 엔드부 CE1에 걸쳐서, 권선 배열의 변경을 행하고 있다(배열 변경부(40d)). 이것에 의해, 슬롯 내부 SI에서 2단(고정자 철심(5)의 지름 방향)×8개 분(고정자 철심(5)의 원주 방향)인 도체선(41)의 다발은, 코일 엔드부 CE1에서 1단(고정자 철심(5)의 지름 방향)×16개 분(고정자 철심(5)의 원주 방향)으로 정렬된다. 또 이때에, 각도 θ(예를 들면, 도 25에서는 135°)로 꺾여 구부러져 있다.

다음으로, 코일 엔드부 CE1에 있어서, 예를 들면, 고정자 철심(5)의 지름 방향의 1단째에 정렬된 도체선(41)은, 다른 상의 권선(다른 상의 코일(517))과 간섭하지 않도록, 예를 들면, 고정자 철심(5)의 지름 방향의 2단째로 배치 변환된다(제2 절곡부(517e)를 포함하는 통과 영역 변경부(43a)). 또 이때도, 배치 변환하기 전과 후에서, 즉 제2 절곡부(517e)에 있어서, 각도 θ'(예를 들면, 도 25에서는 90°)로 꺾여 구부러져 있다.

그 후, 다시 코일 엔드부 CE1로부터 슬롯 내부 SI으로 돌아갈 때, 권선 배열의 변경이 행해지고 있다(배열 변경부(40a)). 이것에 의해, 코일 엔드부 CE1에서 1단(고정자 철심(5)의 지름 방향)×16개 분(고정자 철심(5)의 원주 방향)인 도체선(41)의 다발은, 슬롯 내부 SI에서 2단(고정자 철심(5)의 지름 방향)×8개 분(고정자 철심(5)의 원주 방향)으로 정렬된다. 또 이때에, 각도 θ"(예를 들면, 도 25에서는 135°)로 꺾여 구부러져 있다.

이와 같이 코일(517)을 구성함으로써, 코일 엔드부 CE1의 코일 형상이 삼각형 모양으로 되어 있다. 또, 설명은 생략하지만, 코일(517)의 아래 반쪽 부분도 똑같이 도체선(41)의 배열 변경이 행해져 있어, 전체적으로 6각형 모양으로 되어 있다.

또한, 이번 실시 형태인 도 25가, 이미 설명한 실시 형태 1의 도 2와 다른 점은, 코일 엔드부에 있어서 도체선의 1권회마다, 도체선 통과 영역 변경부(49)를 고정자 철심의 원주 방향에 대해 거리 X로 시프트하여 배치하고 있는 점이다. 이와 같이 함으로써, 코일 엔드부의 삼각형 모양의 정점이 도체선의 1권회마다 거리 X로 시프트하도록 되어, 정점의 위치가 원주 방향에 나란하게 있는 도 2와 비교하여, 추가로 코일 엔드부의 높이를 낮게 할 수 있다.

도 26 내지 도 28을 이용하여, 코일(517)의 권선 배열의 변경 부분을 보다 상세하게 설명한다. 도 26은 고정자 철심(5)에 코일(517)을 삽입한 상태를 고정자 철심(5)의 상면에서 본 도면이다. 도 27은 고정자 철심(5)에 코일(517)을 삽입한 상태를 고정자 철심(5)의 하면에서 본 도면이다. 도 28은 고정자 철심(5)에 코일(517)을 삽입한 상태를 고정자 철심(5)의 측면(회전축 RA를 향하는 면)에서 본 도면이다.

도 26 내지 도 28은, 슬롯 내부 SI에서 2단(고정자 철심(5)의 지름 방향)×2개 분(고정자 철심(5)의 원주 방향)인 코일(517)을 1개 삽입한 상태를 도시하고 있는데, 이때 도체선이 어떻게 감겨 코일(517)을 형성하고 있는지를, 위치(42a) 내지 위치(42r)를 사용하여 예시적으로 설명한다.

코일(517)은 2개의 슬롯(9a, 9b)의 중간 부근에서부터 감기 시작하여(위치(42a)), 슬롯 내부 SI의 1단째에 상당하는 영역 CE1a를 통과하여 슬롯(9a)에 가까워진다. 그 후, 배열 변경되어(배열 변경부(40a)), 슬롯 내부 SI의 2단째의 위치(42b)로 들어가도록 한다. 이 부분을 측면에서 보면, 도체선(41)은 각도 θ"로 꺾여 구부러져 있다(도 28, 도 29 참조).

슬롯 내부 SI를 통과하여 위치(42c)(도 27 참조)로부터 나온 도체선(41)은, 배열 변경되어(배열 변경부(40b)), 슬롯 내부 SI의 1단째에 상당하는 영역 CE2a로 나온다. 이 부분을 측면에서 보면, 도체선(41)은 각도 θ로 꺾여 구부러져 있다(도 28, 도 29 참조).

도체선(41)은 반대측의 슬롯(9b)을 향하는데, 슬롯(9a)과 슬롯(9b)의 중간 부근에 오면, 이번은 슬롯 내부 SI의 2단째에 상당하는 영역 CE2b를 통과하도록, 배열 변경된다(통과 영역 변경부(43b)). 이 부분을 측면에서 보면, 도체선(41)은 각도 θ'로 꺾여 구부러져 있다(도 28, 도 29 참조).

슬롯(9b)에 가까워지면 배열 변경되어(배열 변경부(40c)), 슬롯 내부 SI의 1단째의 위치(42d)로 들어가도록 한다. 이 부분을 측면에서 보면, 도체선(41)은 각도 θ"로 꺾여 구부러져 있다(도 28, 도 29 참조).

슬롯 내부 SI를 통과하여 위치(42e)(도 26 참조)로부터 나온 도체선(41)은, 배열 변경되어(배열 변경부(40d)), 슬롯 내부 SI의 2단째에 상당하는 영역 CE1b로 나온다. 이 부분을 측면에서 보면, 도체선(41)은 각도 θ로 꺾여 구부러져 있다(도 28, 도 29 참조).

도체선(41)은 반대측의 슬롯(9a)을 향하는데, 슬롯(9a)과 슬롯(9b)의 중간 부근에 오면, 다시 슬롯 내부 1단째에 상당하는 영역을 통과하도록, 배열 변경된다(통과 영역 변경부(43a)). 이 부분을 측면에서 보면, 도체선은 소정의 각도로 꺾여 구부러져 있다.

이상이 코일을 형성하는 도체선(41)의 1권회 분이지만, 계속하여 같은 방식으로, 위치(42f)→위치(42g)→위치(42h)→…→위치(42p)→위치(42q)의 순으로 도체선(41)이 감겨져 간다. 다만 도체선(41)의 2회전째 이후는, 통과 영역 변경부(43a, 43b)의 위치가 도체선(41)의 1권회마다 고정자 철심(5)의 원주 방향에 대해서 거리 X로 시프트하여 배치된다. 통과 영역 변경부(43a, 43b)는, 측면에서 본 도면에서, 삼각형 모양으로 된 코일 엔드부 CE1, CE2의 정점 부근이며, 바꾸어 말하면 삼각형 모양으로 된 코일 엔드부 CE1, CE2에 있어서의 도체선(41)의 정점이 도체선(41)의 1권회마다 고정자 철심(5)의 원주 방향에 대해서 거리 X로 시프트하여 배치되어 있다고도 말할 수 있다.

또한 측면에서 본 도면에서는, 코일 엔드부 CE1, CE2에 있어서, 도체선(41)은 예를 들면 4개가 옆으로 나란하게 정렬되게 되지만, 도 28에 도시하는 것처럼 도체선(41)의 1회전째가 4개 중 항상 제일 좌측에 오도록 배치되고, 2회전째, 3회전째가 됨에 따라, 1개씩 우측으로 배치되어 간다(실시 형태 1에서 설명한 도 6과는, 감는 방법이 다르다).

또, 배열 변경부(40a 내지 40d)는, 도체선의 1회전째, 3회전째 때는, 슬롯 내부에 들어갈 때나 나올 때 배열 변경을 행하고 있지만, 도체선의 2회전째, 4회전째 때는, 실제로 배열 변경은 행해져 있지 않다.

마지막으로 코일(517)은, 2개의 슬롯(9a, 9b)의 중간 부근에서 도체선(41) 감기가 끝난다(위치(42r)).

도 29는 코일을 형성하는 도체선의 절곡 각도 및 치수에 대해서 설명한 도면이다.

예를 들면, 배열 변경부(40a)에서의 절곡 각도 θ"는, 제3 도체선 그룹(17c)의 연장 방향 DR17c와 제4 도체선 그룹(17f)의 연장 방향 DR17f가 이루는 각도로서 코일(517)의 내측을 향하는 각도이다. 코일(517)은 측면에서 보았을 때에 6각형 모양으로 되어 있기 때문에, 이 각도 θ"는, 예를 들면, 상기한 수식 2의 조건을 만족한다.

수식 2를 만족하는 각도 θ"는, 예를 들면, 135°이다.

예를 들면, 배열 변경부(40d)에서의 절곡 각도 θ는, 제1 도체선 그룹(17a)의 연장 방향 DR17a와 제2 도체선 그룹(17b)의 연장 방향 DR17b가 이루는 각도로서 코일(517)의 내측을 향하는 각도이다. 이 각도 θ는, 상기한 수식 3의 조건을 만족한다.

수식 3을 만족하는 각도 θ는, 예를 들면, 135°이다.

예를 들면, 통과 영역 변경부(43a)에서의 절곡 각도 θ'는, 제2 도체선 그룹(17b)의 연장 방향 DR17b와 제3 도체선 그룹(17c)의 연장 방향 DR17c가 이루는 각도로서 코일(517)의 내측을 향하는 각도이다. 이 각도 θ'는, 상기한 수식 4의 조건을 만족한다.

예를 들면, 코일(517)이 도 28, 도 29에 도시하는 것처럼 좌우 대칭인 형상인 경우, 상기한 수식 5가 성립한다. 상기한 수식 5를 수식 4에 대입하면, 상기한 수식 6이 얻어진다.

또, 통과 영역 변경부(43a)의 위치는, 도체선(41)의 1권회마다 고정자 철심(5)의 원주 방향에 대해서의 거리 X로 시프트하여 배치되어 있다. 그 거리 X는, 도체선의 폭을 W, (상기한 수식 5가 성립하는 경우) 배열 변경부에서의 절곡 각도를 θ라고 하면, 상기한 수식 8로 주어진다.

도 30은 회전 전기(500)의 고정자 권선(506)을 구성하기 위해서, 고정자 철심(5)에 코일(517)을 삽입한 고정자(503)의 각 상마다의 권선 구성도를 나타내고 있다. 도 30은 매극마다 상의 슬롯수=2(8극 48슬롯)에 있어서, 동상의 코일(517)이 2슬롯마다 조립되어 있는 경우를 나타내고 있다. 코일(517)은 근접하는 동상에 코일을 삽입하는 겹쳐 감음으로서, 고정자 철심(5)의 4슬롯씩 떨어진 간격으로 슬롯에 조립되어 있다. 또한 도 30의 고정자 철심(5)은, 설명하기 쉽도록 직선 형상으로 도시되어 있고, 또 도면 중의 부분을 일부 생략하고 있다.

예를 들면, V상의 권선 V8은, U상의 권선 U8의 코일(517)을, 원주 방향을 따라서 도 30의 오른쪽 방향으로 2슬롯만큼 시프트시킨 코일(517)을 가지고 있다. 예를 들면, W상의 권선 W8은, V상의 권선 V8의 코일(517)을, 원주 방향을 따라서 도 30의 오른쪽 방향으로 2슬롯만큼 시프트시킨 코일(517)을 가지고 있다. 즉, 도 30 중의 코일(517)의 오른쪽 단에서 본 경우, 2슬롯 피치로 분포시킨 U상, V상, W상의 코일(517)의 배치 패턴이, 6슬롯 주기로 반복되어 있다. 각 코일(517)은, 코일 엔드부에 있어서, 6슬롯에 걸쳐서 있고, 왼쪽의 3슬롯에서 1단째의 영역을 통과하고, 오른쪽의 3슬롯에서 2단째의 영역을 통과하고 있다.

이상과 같이, 실시 형태 5에서는, 도체선(41)을 코일 엔드부 CE1, CE2에서 고정자 철심(5)의 지름 방향으로 배치 변환하는 통과 영역 변경부(43a)를, 도체선(41)의 1권회마다 고정자 철심(5)의 원주 방향에 대해서 거리 X로 시프트하여 배치시킨다. 구체적으로는, 도체선의 폭을 W, (상기한 수식 5가 성립하는 경우) 배열 변경부에서의 절곡 각도를 θ라고 하면, 상기한 수식 8로 주어지는 거리 X로 시프트하여 도체선(41)의 통과 영역 변경부를 배치시킨다(도 26, 도 27 참조). 이것에 의해, 코일 엔드부 CE1, CE2에 있어서의 코일(517)의 높이를 추가로 낮게 할 수 있다.

실시 형태 6.

다음으로, 실시 형태 6에 따른 회전 전기(600)에 대해서 설명한다. 이하에서는, 실시 형태 1 내지 5와 다른 부분을 중심으로 설명한다.

실시 형태 1~ 5에 있어서, 슬롯 내부와 코일 엔드부에서 도체선의 배열이 다른 코일을 실현하려면, 기재한 방법은 1개의 사례이며, 반드시 이 절차로 코일을 형성할 필요는 없는 것으로 되어 있다.

이에, 실시 형태 6에서는, 지금까지와 다른 코일의 형성 절차에 대해서 예시적으로 설명을 행한다.

구체적으로는, 회전 전기(600)의 고정자(603)의 고정자 권선(606)에 있어서, 각 상의 권선을 형성하는 각 코일(617)의 구성이, 도 31~도 33에 도시하는 것처럼, 다음 점에서 실시 형태 1~5와 다르다. 도 31은 고정자 철심(5)에 코일(617)을 삽입한 상태를 고정자 철심(5)의 상면에서 본 도면이다. 도 32는 고정자 철심(5)에 코일(617)을 삽입한 상태를 고정자 철심(5)의 하면에서 본 도면, 도 33은 고정자 철심(5)에 코일(617)을 삽입한 상태를 고정자 철심(5)의 측면(회전축 RA를 향하는 면)에서 본 도면이다.

도 31 내지 도 33은, 슬롯 내부 SI에서 2단(고정자 철심(5)의 지름 방향)×2개 분(고정자 철심(5)의 원주 방향)인 코일(617)을 1개 삽입한 상태를 도시하고 있는데, 이때 도체선이 어떻게 감겨 코일(617)을 형성하고 있는지를, 위치(82a) 내지 위치(82r)를 사용하여 예시적으로 설명한다.

코일(617)은, 2개의 슬롯(9a, 9b)의 중간 부근에서부터 감기 시작하여(위치(82a)), 슬롯 내부 SI의 1단째에 상당하는 영역 CE1a를 통과하여 슬롯(9a)에 가까워진다. 그 후, 배열 변경되어(배열 변경부(80a)), 슬롯 내부 SI의 2단째의 위치(82b)로 들어가도록 한다. 이 부분을 측면에서 보면, 도체선(81)은 각도 θ"로 꺾여 구부러져 있다(도 33 참조).

슬롯 내부 SI를 통과하여 위치(82c)(도 32 참조)로부터 나온 도체선(81)은, 배열 변경되어(배열 변경부(80b)), 슬롯 내부 SI의 1단째에 상당하는 영역 CE2a로 나온다. 이 부분을 측면에서 보면, 도체선(81)은 각도 θ로 꺾여 구부러져 있다(도 33 참조).

도체선(81)은 반대측의 슬롯(9b)을 향하는데, 슬롯(9a)과 슬롯(9b)의 중간 부근에 오면, 이번은 슬롯 내부 SI의 2단째에 상당하는 영역 CE2b를 통과하도록, 배열 변경된다(통과 영역 변경부(83b)). 이 부분을 측면에서 보면, 도체선(81)은 각도 θ'로 꺾여 구부러져 있다(도 33 참조).

슬롯(9b)에 가까워지면 배열 변경되어(배열 변경부(80c)), 슬롯 내부 SI의 1단째의 위치(82d)로 들어가도록 한다. 이 부분을 측면에서 보면, 도체선(81)은 각도 θ"로 꺾여 구부러져 있다(도 33 참조).

슬롯 내부 SI를 통과하여 위치(82e)(도 31 참조)로부터 나온 도체선(81)은, 배열 변경되어(배열 변경부 (80d)), 슬롯 내부 SI의 2단째에 상당하는 영역 CE1b로 나온다. 이 부분을 측면에서 보면, 도체선(81)은 각도 θ로 꺾여 구부러져 있다(도 33 참조).

도체선(81)은 반대측의 슬롯(9a)을 향하는데, 슬롯(9a)과 슬롯(9b)의 중간 부근에 오면, 다시 슬롯 내부 SI의 1단째에 상당하는 영역 CE1a를 통과하도록, 배열 변경된다(통과 영역 변경부(83a)). 이 부분을 측면에서 보면, 도체선(81)은 각도 θ'로 꺾여 구부러져 있다(도 33 참조).

이상이 코일(617)을 형성하는 도체선(81)의 1권회 분이지만, 계속하여 같은 방식으로, 위치(82f)→위치(82g)→위치(82h)→…→위치(82p)→위치(82q)의 순으로 도체선(81)이 감겨져 간다. 또한 측면에서 본 도면에서는, 코일 엔드부 CE1, CE2에 있어서, 도체선(81)은 4개가 옆으로 나란하게 정렬되게 되지만, 도 33에 도시하는 것처럼 도체선의 2회전째, 3회전째가 됨에 따라, 내측으로 배치되어 간다.

실시 형태 1에 있어서의 코일의 형성 절차에서는, 배열 변경부(10a 내지 10d)는, 도체선의 1회전째, 3회전째 때는, 슬롯 내부 SI에 들어갈 때나 나올 때 배열 변경을 행하고 있지만, 도체선(11)의 2회전째, 4회전째 때는, 실제로는 배열 변경이 행해져 있지 않다(도 4~도 6 참조).

그에 비하여, 본 실시 형태 6에서는, 코일(617)의 형성 절차에 있어서, 배열 변경부(80a 내지 80d)는, 도체선의 1회전째, 2회전째 때는, 슬롯 내부에 들어갈 때나 나올 때 배열 변경을 행하고 있지만, 도체선의 3회전째, 4회전째 때는, 실제로 배열 변경이 행해지지 않는다(슬롯 내부 1단째에 상당하는 영역으로부터 온 도체선이, 슬롯 내부 1단째로 그대로 들어가는 경우 등). 본 실시 형태 쪽이, 도체선(81)의 권회마다 실제로 배열 변경하거나, 변경하지 않는 것이 계속되므로, 배열 변경을 위한 절곡(직각 크랭크 형상)이 나란하게 되어, 코일 엔드부의 배열 변경부를 보다 컴팩트하게 할 수 있다.

이상과 같이, 실시 형태 6에서는, 도체선의 권회마다 실제로 배열 변경하거나, 변경하지 않는 것이 계속되도록 했으므로, 배열 변경을 위한 절곡(직각 크랭크 형상)이 나란하게 되어, 코일 엔드부의 배열 변경부를 보다 컴팩트하게 할 수 있다.

또한, 이 실시 형태 6은, 실시 형태 1과 대비하는 형태로 기재를 했지만, 실시 형태 2 내지 5에 대해서도, 같은 기술을 적용하는 것은 가능하다. 또, 이 실시 형태 6의 기술은, 후술의 실시 형태 7에 대해서도 적용 가능하다.

실시 형태 7.

다음으로, 실시 형태 7에 따른 회전 전기(700)에 대해서 설명한다. 이하에서는, 실시 형태 1~5와 다른 부분을 중심으로 설명한다.

실시 형태 1~5에 있어서, 슬롯 내부와 코일 엔드부에서 도체선의 배열이 다른 코일을 실현하려면, 기재한 방법은 1개의 사례이며, 반드시 이 절차로 코일을 형성할 필요는 없는 것으로 되어 있다.

이에, 실시 형태 7에서는, 실시 형태 1~5와 다른 코일의 형성 절차에 대해서 예시적으로 설명을 행한다.

구체적으로는, 회전 전기(700)의 고정자(703)의 고정자 권선(706)에 있어서, 각 상의 권선을 형성하는 각 코일(717)의 구성이, 도 34~도 36에 도시하는 것처럼, 다음 점에서 실시 형태 1과 다르다. 도 34는 고정자 철심(5)에 코일(717)을 삽입한 상태를 고정자 철심(5)의 상면에서 본 도면이다. 도 35는 고정자 철심(5)에 코일(717)을 삽입한 상태를 고정자 철심(5)의 하면에서 본 도면이다. 도 36은 고정자 철심(5)에 코일(717)을 삽입한 상태를 고정자 철심(5)의 측면에서 본 도면이다.

도 34 내지 도 36은, 슬롯 내부 SI에서 2단(고정자 철심(5)의 지름 방향)×2개 분(고정자 철심(5)의 원주 방향)인 코일(717)을 1개 삽입한 상태를 도시하고 있는데, 이때 도체선이 어떻게 감겨 코일(717)을 형성하고 있는지를, 위치(92a) 내지 위치(92r)를 사용하여 예시적으로 설명한다.

코일(717)은 2개의 슬롯(9a, 9b)의 중간 부근에서부터 도체선(91)을 감기 시작하여(위치(92a)), 슬롯 내부 SI의 1단째에 상당하는 영역 CE1a를 통과하여 슬롯(9a)에 가까워진다. 그 후, 배열 변경되어(배열 변경부(90a)), 슬롯 내부 SI의 2단째의 위치(92b)로 들어가도록 한다. 이 부분을 측면에서 보면, 도체선(91)은 각도 θ"로 꺾여 구부러져 있다(도 36 참조).

슬롯 내부 SI를 통과하여 위치(92c)(도 35 참조)로부터 나온 도체선(91)은, 배열 변경되어(배열 변경부(90b)), 슬롯 내부 SI의 1단째에 상당하는 영역 CE2a로 나온다. 이 부분을 측면에서 보면, 도체선(91)은 각도 θ로 꺾여 구부러져 있다(도 36 참조).

도체선(91)은 반대측의 슬롯(9b)을 향하는데, 슬롯(9a)과 슬롯(9b)의 중간 부근에 오면, 이번은 슬롯 내부 SI의 2단째에 상당하는 영역 CE2b를 통과하도록, 배열 변경된다(통과 영역 변경부(93b)). 이 부분을 측면에서 보면, 도체선(91)은 각도 θ'로 꺾여 구부러져 있다(도 36 참조).

슬롯(9b)에 가까워지면 배열 변경되어(배열 변경부(90c)), 슬롯 내부 SI의 1단째의 위치(92d)로 들어가도록 한다. 이 부분을 측면에서 보면, 도체선(91)은 각도 θ"로 꺾여 구부러져 있다(도 36 참조).

슬롯 내부 SI를 통과하여 위치(92e)(도 34 참조)로부터 나온 도체선(91)은, 배열 변경되어(배열 변경부(90d)), 슬롯 내부 SI의 2단째에 상당하는 영역 CE1b로 나온다. 이 부분을 측면에서 보면, 도체선(91)은 각도 θ로 꺾여 구부러져 있다(도 36 참조).

도체선(91)은 반대측의 슬롯(9a)을 향하는데, 슬롯(9a)과 슬롯(9b)의 중간 부근에 오면, 다시 슬롯 내부 SI의 1단째에 상당하는 영역 CE1a를 통과하도록, 배열 변경된다(통과 영역 변경부(93a)). 이 부분을 측면에서 보면, 도체선(91)은 각도 θ'로 꺾여 구부러져 있다.

이상이 코일(717)을 형성하는 도체선(91)의 1권회 분이지만, 계속하여 같은 방식으로, 위치(92f)→위치(92g)→위치(92h)→…→위치(92p)→위치(92q)의 순으로 도체선이 감겨져 간다. 측면에서 본 도면에서는, 코일 엔드부 CE1, CE2에 있어서, 도체선(91)은 4개가 옆으로 나란하게 정렬되게 된다.

실시 형태 1에서는, 도 6에 도시하는 것처럼 도체선(11)의 2회전째, 3회전째가 됨에 따라, 도체선(11)은 내측으로 배치되어 간다. 따라서 코일(17)에 있어서, 도체선(11)의 감기 시작점이 상부에, 도체선(11)의 감기 종료점이 하부에 존재한다.

그에 비하여, 본 실시 형태에서는, 도 36에 도시하는 것처럼 도체선(91)의 2회전째, 3회전째가 됨에 따라, 도체선(91)은 외측으로 배치되어 간다. 따라서 코일(717)에 있어서, 도체선(91)의 감기 시작점이 하부에, 도체선(91)의 감기 종료점이 상부에 존재한다.

자세한 방법은 후술하지만, 고정자 권선(706)은 슬롯 내부 SI에 코일(717)을 복수 배치하고, 이들 단말을 용접 등의 방법으로 접속함으로써 형성되게 된다. 코일(717)은 같은 형상의 것을 복수 사용해도 좋다.

실시 형태 1에서는, 예를 들면 도 6의 코일(17)을 연결하려고 하면, 도체선(11)의 감기 시작점이 상부에, 도체선(11)의 감기 종료점이 하부에 존재하기 때문에, 그 연결선이 조금 길게 필요하게 된다.

한편, 본 실시 형태에서는, 예를 들면, 도 6의 코일(17)과 도 36의 코일(717)의 2 종류를 준비해 두고, 이들을 교호(交互)로 사용하면, 도 6의 코일(17)은 도체선(11)의 감기 시작점이 상부, 도체선(11)의 감기 종료점이 하부에 있고, 도 36의 코일(717)은 도체선(91)의 감기 시작점이 하부, 도체선(91)의 감기 종료점이 상부에 존재하기 때문에, 양자를 짧은 거리(예를 들면, 최단 거리)의 연결선으로 잇는 것이 가능하게 된다.

이상과 같이, 실시 형태 7에서는, 코일을 복수 연결할 때, 권회 방법이 다른 2 종류의 코일을 병용함으로써, 양자를 짧은 거리(예를 들면, 최단 거리)의 연결선으로 잇는 것이 가능하게 된다.

또한, 이 실시 형태 7은 실시 형태 1과 대비하는 형태로 기재를 했지만, 실시 형태 2 내지 6에 대해서도, 같은 기술을 적용하는 것은 가능하다.

또한, 실시 형태 1, 2, 4에서는, 코일은 측면에서 보았을 때에 6각형 모양으로 되어 있는 경우에 대해서 설명하고 있다. 이 코일이 성립하기 위한 도체선의 단수나 절곡 각도에 관한 조건은,

·m은 2 이상의 정수

·n은 1 이상의 정수

·절곡 각도 θ, θ"가 수식 2, 3을 만족함

·단수 m, n이 수식 1을 만족함

이다.

보충하면, 수식 1로 얻어지는 n/m의 최대치(1/2)일 때에, 코일 엔드부에 있어서 도체선이 배치되지 않는 쓸모없는 공간이 실질적으로 존재하지 않을 정도로 효율적으로 (예를 들면, 가장 조밀하게) 도체선을 배치할 수 있다. 예를 들면, 실시 형태 1에서 설명한 슬롯 내부 SI에서 고정자 철심(5)의 지름 방향으로 2단으로 배치된 도체선이, 코일 엔드부 CE1, CE2에서는 고정자 철심(5)의 지름 방향으로 1단으로 배치 변환되는 경우가, 이것에 상당한다.

한편, n/m의 값이 1/2보다도 작은 경우인 실시 형태 2(슬롯 내부 SI에서 고정자 철심(5)의 지름 방향으로 3단으로 배치된 도체선이, 코일 엔드부 CE1, CE2에서는 고정자 철심(5)의 지름 방향으로 1단으로 배치 변환되는 경우)나 실시 형태 4(슬롯 내부 SI에서 고정자 철심(5)의 지름 방향으로 5단으로 배치된 도체선이, 코일 엔드부 CE1, CE2에서는 고정자 철심(5)의 지름 방향으로 2단으로 배치 변환되는 경우)에서는, 코일 엔드부 CE1, CE2에서 도체선이 전혀 통과하지 않는 쓸모없는 공간이 존재한다. 회전 전기의 고정자 권선을 구성하는 경우, 이상적이게는 전자(1/2)의 조건으로 코일을 만드는 것이 좋지만, 현실적으로는 슬롯 내부의 폭이나 높이 및 도체선의 선 지름에 의해서 단수의 제약이 생기기 때문에, 후자(1/2보다도 작음)를 혼합하면서 만들기도 한다.

또, 실시 형태 3에서는, 코일은 측면에서 보았을 때에 사각형 모양으로 되어 있는 경우에 대해서 설명하고 있다. 이 코일이 성립하기 위한 도체선의 단수나 절곡 각도에 관한 조건은,

·m은 3 이상의 정수

·n은 1 이상의 정수

·절곡 각도 θ, θ"가 모두 90°

·단수 m, n이 수식 7을 만족함

이다.

보충하면, 수식 7로 얻어지는 n/m의 최대치(1/3)일 때에, 코일 엔드부 CE1, CE2에 있어서 도체선이 배치되지 않는 쓸모없는 공간이 실질적으로 존재하지 않을 정도로 효율적으로 (예를 들면, 가장 조밀하게) 도체선을 배치할 수 있다. 예를 들면, 실시 형태 3에서 설명한 슬롯 내부 SI에서 고정자 철심(5)의 지름 방향으로 3단으로 배치된 도체선이, 코일 엔드부 CE1, CE2에서는 고정자 철심(5)의 지름 방향으로 1단으로 배치 변환되는 경우가, 이것에 상당한다. 한편, 실시 형태로서 들어 있지 않지만, 1/3보다도 작은 경우에는, 코일 엔드부 CE1, CE2에서 도체선이 전혀 통과하지 않는 쓸모없는 공간이 존재한다. 회전 전기의 고정자 권선을 구성하는 경우, 이상적이게는 전자(1/3)의 조건으로 코일을 만드는 것이 좋지만, 현실적으로는 슬롯 내부의 폭이나 높이 및 도체선의 선 지름에 의해서 단수의 제약이 생기기 때문에, 후자(1/3보다도 작다)를 혼합하면서 만들기도 한다.

이상, 실시 형태 1~7의 설명을 행하고 있지만, 이 모든 사례에 대해서, 이하와 같이 하는 것도 가능하다.

예를 들면, 도 37은 고정자 철심(5)에 코일(817)을 삽입한 상태를 고정자 철심(5)의 상면에서 본 도면이다. 도체선(51)으로 환선(丸線)을 사용하는 경우, 도 37에 도시하는 것처럼 슬롯 내부 SI의 코일(817)을 형성하고 있는 도체선(51)을 표적(俵積, 가마니를 쌓듯이 지그재그로 쌓아가는 방식, interlock)하는 것도 가능하다. 이것은, 권선의 선점율(線占率)을 향상시키는 목적으로 행해진다. 다만, 도체선(51)을 표적함으로써, 슬롯 내부 SI의 코일의 높이가 등가적으로 낮아진다.

만약, 코일 엔드부 CE1, CE2의 도체선(51)도 표적하여 구성한다면, 슬롯 내부 SI와 코일 엔드부 CE1, CE2에서 코일(817)에 필요한 높이가 변하지 않기 때문에, 상기한 수식 1의 조건인 채 코일(817)을 성형하는 것이 가능하다.

그러나 코일 엔드부 CE1, CE2의 도체선(51)을 표적하지 않은 경우는, 슬롯 내부 SI의 코일(817)의 높이만이 등가적으로 낮아져, 슬롯 내부 SI와 코일 엔드부 CE1, CE2에서 코일(817)에 필요한 높이가 다르기 때문에, 수식 1의 조건이 성립하지 않게 된다. 이 경우, 슬롯 내부 SI에서 고정자 철심(5)의 지름 방향으로 표적하여 m단으로 배치된 도체선(51)의 높이가, 보통 쌓는 방법으로 m＇단으로 배치된 도체선의 높이와 같게 된다고 했을 경우, m과 m＇의 관계는 다음 수식 9로 표현된다.

m＇=1＋√3/2·(m－1)(m은 2 이상의 정수) … 수식 9

이와 같이, 슬롯 내부 SI에서 고정자 철심(5)의 지름 방향으로 m단으로 배치된 도체선(51)이, 코일 엔드부 CE1, CE2에서는 고정자 철심의 지름 방향으로 n단으로 배치 변환되고, 또한 도체선(51)은 슬롯 내부 SI와 코일 엔드부 CE1, CE2에서 각도 θ, θ"로 꺾여 구부러지고, 코일 엔드부에서 고정자 철심의 지름 방향의 1단째에서부터 n단째까지 배치된 도체선이, 고정자 철심의 지름 방향의 (m－n＋1)단째에서부터 m단째까지 배치 변환되고, 또한 배치 변환하기 전과 후에서 각도 θ'(=360－(θ+θ"))으로 꺾여 구부러져 있는 코일(817)에 있어서, 슬롯 내부 SI의 도체선(51)을 표적할 수 있는 조건은,

·m은 2 이상의 정수

·n은 1 이상의 정수

·절곡 각도 θ, θ"가 수식 2, 3을 만족함

·단수 m, n이 수식 10을 만족함

이다.

n/｛1＋√3/2·(m－1)}≤1/2 … 수식 10

이것에 의해, 슬롯 내부 SI의 도체선(51)의 점적율을 향상시킬 수 있다.

혹은, 예를 들면, 도 38은 고정자 철심(5)에 코일(917)을 삽입한 상태를 고정자 철심(5)의 상면에서 본 도면을 도시하고 있다. 여기까지의 설명에서는, 고정자 철심(5)의 슬롯 내부 SI에 코일을 1개만 넣은 예를 설명하고 있지만, 회전 전기의 고정자 권선은, 슬롯 내부에 복수의 코일을 배치하고, 이들을 연결함으로써 구성되는 것이 많다. 도 38은 슬롯 내부 SI에서 2단(고정자 철심(5)의 지름 방향)×2개 분(고정자 철심(5)의 원주 방향)인 도체선(53)이, 코일 엔드부 CE1, CE2에서 1단(고정자 철심(5)의 지름 방향)×4개 분(고정자 철심(5)의 원주 방향)으로 정렬되어 있는 코일을 2개(코일(917-1 및 917-2)) 삽입한 상태를 도시하고 있다. 이러한 경우, 1개째 코일(917-1)에 있어서의 도체선(52)의 감기 종료점(522)과 2개째 코일(917-2)에 있어서의 도체선(53)의 감기 시작점(531)을 연결함으로써, 고정자 권선을 형성해 나간다. 물론 삽입하는 코일의 수가 추가로 증가했을 경우에도, 코일에 있어서의 도체선의 감기 종료점과 다음 코일에 있어서의 도체선의 감기 시작점을 결선(연결)함으로써, 슬롯 내부에서 고정자 철심의 지름 방향에 대해서 단수가 많은 고정자 권선을 구성하는 것이 가능하게 된다.

혹은, 예를 들면, 도 39는 고정자 철심(5)에 코일(1017)을 삽입한 상태를 상면에서 본 도면을 도시하고 있다. 도 1에 도시한 것 같은 환(丸) 형상의 고정자 철심(5)의 경우, 슬롯 형상은 직사각형이 아니라 사다리꼴로 되는 것이 많다. 이것은 티스폭을 일정하게 하기 위해서, 고정자 철심(5)의 내주(內周)만큼 슬롯폭을 좁게, 고정자 철심(5)의 외주만큼 슬롯폭을 넓게 하는 것이 많기 때문이다. 도 39는 고정자 철심(5)의 슬롯 내부 SI에 3개의 코일(1017-1~1017-3)을 삽입한 상태를 도시하고 있다.

이들 코일(1017-1~1017-3)은, 슬롯 내부 SI의 폭이나 높이에 맞춰서 코일(1017-1~1017-3)에 있어서의 도체선(54, 55, 56)의 권수(卷數)를 바꾸고 있다. 이와 같이 슬롯(9a, 9b)의 형상이 직사각형이 아닌 경우라도, 그 형상에 맞춰서 도체선(54, 55, 56)의 권수가 다른 코일(1017-1~1017-3)을 몇 종류 준비해 두고, 이들을 연결함으로써, 어떤 슬롯 형상에도 대응하는 것이 가능하게 된다. 또한 이들 코일(1017-1~1017-3)은, 전술한 것처럼 1개째 코일(1017-1)에 있어서의 도체선(54)의 감기 종료점(542)과 2개째 코일(1017-2)에 있어서의 도체선(55)의 감기 시작점(551)을 연결하고, 2개째 코일(1017-2)에 있어서의 도체선(55)의 감기 종료점(552)과 3개째 코일(1017-3)에 있어서의 도체선(56)의 감기 시작점(561)을 연결함으로써, 고정자 권선을 형성한다.

또한, 도 38이나 도 39에 있어서, 고정자 철심(5)의 슬롯 내부 SI에 코일을 복수개 넣어 두고, 이들의 감기 시작점과 감기 종료점을 연결하는 방법에 대해서 설명했지만, 이러한 경우, 미리 코일을 연결선에 의해서 연결해 두어도 좋다.

혹은, 예를 들면, 도 40은 고정자 권선을 이루는 코일 다발의 구성도이다. 이것은, 도 2에 도시한 고정자 권선을 이루는 코일을, 미리 연결선에 의해서 연결한 것이다. 코일 다발(61)은 근접하는 동상에 코일을 삽입하는 겹쳐 감음으로서, 고정자 철심의 슬롯에 삽입된다. 코일 다발(61)은 코일(63a), 코일(63b), 코일(63c)의 3개가 연결된 것이며, 각각이 연결선(62)에 의해서 연결되어 있다. 도 40에 있어서, 코일(63a), 코일(63b), 코일(63c)은, 슬롯 내부 SI에서 2단(고정자 철심(5)의 지름 방향)×8개(고정자 철심(5)의 원주 방향)의 도체선으로 구성되어 있지만, 지름 방향의 수 및 원주 방향의 수는, 임의로 결정할 수 있다.

혹은, 예를 들면, 도 41은 고정자 철심(5)에 코일(1117)을 삽입한 상태를 상면에서 본 도면을 도시하고 있다. 도 41은 슬롯 내부 SI에서 2단(고정자 철심(5)의 지름 방향)×2개 분(고정자 철심(5)의 원주 방향)인 도체선(64)이, 코일 엔드부 CE1, CE2에서 1단(고정자 철심(5)의 지름 방향)×4개 분(고정자 철심(5)의 원주 방향)으로 정렬되어 있는 코일(1117-1~1117-3)을 3개 연결한 코일 다발(1161)이, 삽입된 상태를 도시하고 있다. 도 38과 비교하면, 미리 코일(1117-1~1117-3)이 연결되어 있으므로, 삽입한 코일마다 결선 작업을 할 필요가 없어져, 작업 공정수의 삭감으로 이어진다.

실시 형태 중에서도 설명했지만, 코일의 감기 시작점과 감기 종료점의 위치는, 임의이다. 다만, 코일의 감기 시작점과 고정자 철심의 중심을 잇는 선 상에 코일의 감기 종료점을 배치함(고정자 철심의 원주 방향에 대해서, 감기 시작점과 감기 종료점의 위치를 나란하게 둠)으로써, 복수의 코일을 결선하거나 미리 연결해 둘 때, 결선 작업을 편하게 하거나, 연결선을 짧게 할 수 있다고 하는 효과가 생긴다.

특히, 측면에서 보았을 때에 6각형 모양인 코일의 경우, 코일의 감기 시작점과 고정자 철심의 중심을 잇는 선 상에 코일의 감기 종료점을 배치하여, 그 위치가 삼각형 모양으로 된 코일 엔드부의 정점으로 해 두면(고정자 철심의 원주 방향에 대해서, 감기 시작점과 감기 종료점의 위치를 코일 엔드부의 정점에서 나란하게 두면) 좋다. 이렇게 함으로써, 복수의 코일을 결선하거나 미리 연결해 둘 때, 코일을 결선하는 선이 다른 상의 고정자 권선과 간섭하지 않는다고 하는 효과가 생긴다.

도 40에서는, 슬롯 내부에 삽입되는 고정자 권선을 이루는 코일 다발에 대해서 설명했지만, 회전 전기의 고정자 권선을 구성하기 위해서는, 최종적으로는 모든 슬롯에 삽입되어 있는 코일 다발을, 추가로 결선해 나갈 필요가 있다. 따라서 코일 다발을 추가로 연결선에 의해서 연결하여, 각 상마다의 고정자 권선에 상당하는 큰 코일 그룹으로 해도 좋다.

예를 들면, 도 42는 고정자 권선을 이루는 코일 그룹의 구성도이다. 이것은, 도 40에 도시한 고정자 권선을 이루는 코일 다발을, 미리 연결선에 의해서 연결한 것이다. 도 42의 코일 그룹(71)은, 코일 다발(72a~72h)이 연결선(73)에 의해서 직렬로 연결된 상태를 도시하고 있다. 회전 전기의 고정자 권선에서는, 각 슬롯의 권선을 전부 직렬로 연결하거나, 절반씩 나눠서 병렬로 잇는 등, 다양한 패턴이 존재하고, 도 42에서는 각 슬롯의 권선을 전부 직렬로 이은 경우를 도시하고 있지만, 예를 들면 코일 다발(72a~72d)과 코일 다발(72e~72h)을 각각 연결선으로 이어 두고, 이 2개를 병렬로 연결하도록 해 두면, 2 병렬의 고정자 권선으로 할 수 있다. 이상과 같이, 미리 코일 다발을 연결한 코일 그룹을 준비해 둠으로써, 결선 작업의 횟수를 큰 폭으로 줄일 수 있어, 작업 공정수의 삭감으로 이어진다.

또, 실시 형태 중에서는, 매극마다 상의 슬롯수=2(8극 48슬롯)의 경우를 중심으로 설명해 왔다. 그러나 극수·슬롯수에는 특히 제약이 없고, 다른 조합에 있어서도 본 발명을 적용하는 것은 가능하다.

또, 실시 형태 중에서, 도체선은 환선으로 하여 설명을 행하고 있다. 그러나 본 발명에 있어서, 도체선의 단면 형상에 대한 제약은 없기 때문에, 환선 이외에도 사각선 등을 사용해도 좋다. 또한, 사각선은 슬롯 내부에서 권선의 점적율을 올릴 수 있는 반면, 가공성이 나쁘고, 반대로 환선은 가공성이 좋은 대신에, 슬롯 내부에서 권선의 점적율을 올릴 수 없다고 하는 특징이 있다. 양자의 좋은 면을 살리기 위해, 가공성이 좋은 환선으로 코일을 만들어 두고, 슬롯 내부에 상당하는 도체선만을 가압(加壓) 형성하여, 단면 형상을 대략 정사각형 모양으로 함으로써, 점적율을 올린다고 하는 방법도 있다.

다만, 슬롯 내부에 상당하는 도체선의 단면 형상만을 대략 정사각형 모양으로 함으로써, 슬롯 내부의 코일의 높이가 등가적으로 낮아진다. 만약, 코일 엔드부의 도체선의 단면 형상도 대략 정사각형 모양으로 한다면, 슬롯 내부와 코일 엔드부에서 코일에 필요한 높이가 변하지 않으므로, 상기한 수식 1의 조건인 채 코일을 성형하는 것이 가능하다. 그러나 코일 엔드부의 도체선의 단면 형상을 대략 정사각형 모양으로 하지 않는 경우는, 슬롯 내부의 코일의 높이만이 등가적으로 낮아져, 슬롯 내부와 코일 엔드부에서 코일에 필요한 높이가 다르기 때문에, 수식 1의 조건이 성립하지 않게 된다.

슬롯 내부에서 고정자 철심의 지름 방향으로 m단으로 배치된 단면 형상을 대략 정사각형 모양으로 한 도체선의 높이가, 환선의 도체선을 사용하여 m＇단으로 배치된 도체선의 높이와 같게 된다고 했을 경우, m과 m＇의 관계는 다음 수식 11로 표현된다.

m＇=√(π/4)·m (m은 2 이상의 정수) … 수식 11

이와 같이, 슬롯 내부 SI에서 고정자 철심(5)의 지름 방향으로 m단으로 배치된 도체선(51)이, 코일 엔드부 CE1, CE2에서는 고정자 철심의 지름 방향으로 n단으로 배치 변환되고, 또한 도체선(51)은 슬롯 내부 SI와 코일 엔드부 CE1, CE2에서 각도 θ, θ"로 꺾여 구부러지고, 코일 엔드부에서 고정자 철심의 지름 방향의 1단째에서부터 n단째까지 배치된 도체선이, 고정자 철심의 지름 방향의 (m－n＋1)단째에서부터 m단째까지 배치 변환되고, 또한 배치 변환하기 전과 후에서 각도 θ'(=360－(θ+θ"))으로 꺾여 구부러져 있는 코일에 있어서, 슬롯 내부에 상당하는 도체선의 단면 형상만을 대략 정사각형 모양으로 할 수 있는 조건은,

·m은 2 이상의 정수

·n은 1 이상의 정수

·절곡 각도 θ, θ"가 수식 2, 3을 만족함

·단수 m, n이, 수식 12를 만족함

이다.

n/｛√(π/4)·m}≤1/2 … 수식 12

이것에 의해, 슬롯 내부 SI의 도체선의 점적율을 향상시킬 수 있다.

또, 지금까지 기술해 온 모든 사례에 있어서, 슬롯 내부와 코일 엔드부에서 도체선의 배열을 변경하는 코일을 미리 만들어 두고, 이들을 슬롯 내부에 삽입하는 절차로 설명을 행하고 있다. 그러나 고정자 철심에 도체선을 권회하면서, 슬롯 내부와 코일 엔드부에서 고정자 권선의 배열이 변경하는 코일을 형성하여, 고정자 권선을 완성시키는 절차여도 좋다.

또한, 본 명세서에서는 회전 전기로서 설명을 행했기 때문에, 고정자 철심은 환 형상으로 해 왔지만, 직선 형상의 고정자 철심에도 본 발명을 적용할 수 있다. 따라서 회전 전기뿐만이 아니라, 리니어 모터 등의 직동기(linear motion machine)에도, 적용하는 것이 가능하다.

[산업상의 이용 가능성]

이상과 같이, 본 발명에 따른 회전 전기는 분포권(distributed winding)에 유용하다.

1, 200, 300, 400, 500, 600, 700: 회전 전기,
3, 203, 303, 403, 503, 603, 703: 고정자,
6, 206, 306, 406, 506, 606, 706: 고정자 권선,
11, 21, 24, 31, 41, 81, 91: 도체선,
17, 63a, 62b, 63c, 217, 317, 417, 517, 617, 717, 817, 917, 1017, 1117: 코일.

Claims (13)

1. 환상(環狀)의 코어 백(core back), 상기 코어 백으로부터 지름 방향으로 연장되어 원주 방향으로 배열된 복수의 티스(teeth), 및 원주 방향으로 서로 이웃하는 상기 티스 사이에 각각 배치된 복수의 슬롯을 가지는 고정자 철심과,
   상기 고정자 철심의 슬롯에 격납되어 권회(卷回)되는 고정자 권선을 구비하고,
   상기 고정자 권선은, 각 상(相)마다, 복수의 도체선의 다발로서 코일이 형성되어 있고,
   각 상마다 배치되는 상기 코일은 동일한 형상이고,
   각 상의 권선은, 슬롯 내부에 배치되는 1 이상의 코일에 의해 형성되어 있고,
   상기 1 이상의 코일의 각각은,
   상기 슬롯 내부에 배치된 제1 도체선 그룹과,
   상기 제1 도체선 그룹이 배치된 슬롯과 다른 슬롯 내부에 배치된 제4 도체선 그룹과,
   코일 엔드부(coil end section)에 있어서, 상기 제1 도체선 그룹으로부터 연장되는 제2 도체선 그룹과,
   코일 엔드부에 있어서, 상기 제2 도체선 그룹으로부터 연장되어 상기 제4 도체선 그룹에 연결되는 제3 도체선 그룹을 가지고,
   상기 제1 도체선 그룹과 상기 제4 도체선 그룹은, 고정자 철심의 지름 방향으로 m단(m은 2 이상의 정수)으로 배치되고,
   상기 제2 도체선 그룹과 상기 제3 도체선 그룹은, 고정자 철심의 지름 방향으로 n단(n은 1 이상의 정수)이 되도록 배치 변환되고,
   회전축 방향에서 본 경우에, 상기 제2 도체선 그룹은, 상기 제1 도체선 그룹 중 m단째에 배치된 도체선 그룹과, 상기 제4 도체선 그룹 중 m단째에 배치된 도체선 그룹의 사이가 되는 m단 영역측에 붙어 통과되고,
   회전축 방향에서 본 경우에, 상기 제3 도체선 그룹은, 상기 제1 도체선 그룹 중 1단째에 배치된 도체선 그룹과, 상기 제4 도체선 그룹 중 1단째에 배치된 도체선 그룹의 사이가 되는 1단 영역측에 붙어 통과되고,
   상기 제1 도체선 그룹과 상기 제2 도체선 그룹이, 상기 슬롯 내부 및 상기 코일 엔드부의 경계에 있어서, 지름 방향을 따라서 본 경우에 180°보다 작은 각도 θ를 이루도록 꺾여 구부러진 제1 절곡부(折曲部)를 통해서 연결되어 있고,
   상기 제2 도체선 그룹과 상기 제3 도체선 그룹이, 지름 방향을 따라서 본 경우에 180°보다 작은 각도 θ'를 이루도록 꺾여 구부러진 제2 절곡부를 통해서 연결되어 있고,
   상기 제3 도체선 그룹과 상기 제4 도체선 그룹이, 상기 슬롯 내부 및 상기 코일 엔드부의 경계에 있어서, 지름 방향을 따라서 본 경우에 180°보다 작은 각도 θ"를 이루도록 꺾여 구부러진 제3 절곡부를 통해서 연결되어 있고,
   상기 제2 도체선 그룹과 상기 제3 도체선 그룹과 상기 제2 절곡부에서, 회전축 방향에서 본 경우에 크랭크 형상(crank shape)을 나타내고,
   상기 제2 도체선 그룹과 상기 제3 도체선 그룹의 사이에서, 회전축을 따른 방향의 도체선의 배열 순서가 변경되지 않고,
   단수 m 및 n은,
   n/m≤1/2을 만족하는
   것을 특징으로 하는 회전 전기.
2. 청구항 1에 있어서,
   m은 4 이상의 정수이고,
   n은 2 이상의 정수인 것을 특징으로 하는 회전 전기.
3. 청구항 1에 있어서,
   각도 θ는,
   90°<θ<180°를 만족하고,
   각도 θ"는,
   90°<θ"<180°를 만족하고,
   각도 θ'는,
   θ'=360°-(θ+θ")을 만족하는
   것을 특징으로 하는 회전 전기.
4. 청구항 3에 있어서,
   각도 θ와 각도 θ"는, 서로 균등하고,
   각도 θ＇는,
   θ＇=360°-2θ를 만족하는
   것을 특징으로 하는 회전 전기.
5. 청구항 1에 있어서,
   상기 고정자 권선에 있어서의 각 도체선의 선 지름을 W라고 할 때, 상기 제2 절곡부는, 도체선의 1권회마다 고정자 철심의 원주 방향에 대해서 거리 X로 시프트하여 도체선을 배치하고,
   거리 X는,
   X=W/(－cosθ)를 만족하는
   것을 특징으로 하는 회전 전기.
6. 청구항 1에 있어서,
   단수 m 및 n은,
   n/m=1/3을 만족하는
   것을 특징으로 하는 회전 전기.
7. 청구항 1에 있어서,
   단수 m 및 n은,
   n/｛1＋√(3)/2·(m－1)}≤1/2을 만족하고,
   상기 슬롯 내부에서 고정자 철심의 지름 방향으로 배치되는 각 도체선은, 슬롯 내부의 각 단마다 표적(俵積)하여 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 회전 전기.
8. 청구항 1에 있어서,
   상기 슬롯 내부에 배치되는 복수의 코일은 연결되어 있는 것을 특징으로 하는 회전 전기.
9. 청구항 1에 있어서,
   동일한 슬롯 내부에 배치되는 복수의 코일은, 도체선의 감기 시작점과 고정자 철심의 중심을 잇는 선 상에 도체선의 감기 종료점이 배치되는 것을 특징으로 하는 회전 전기.
10. 청구항 9에 있어서,
    동일한 슬롯 내부에 배치되는 복수의 코일은, 도체선의 감기 시작점과 고정자 철심의 중심을 잇는 선 상에 도체선의 감기 종료점과 상기 제2 절곡부가 배치되는 것을 특징으로 하는 회전 전기.
11. 청구항 1에 있어서,
    단수 m 및 n은,
    n/｛√(π/4)·m}≤1/2을 만족하고,
    상기 슬롯 내부에 배치되는 상기 도체선의 단면은, 정사각형 모양으로 하는 것을 특징으로 하는 회전 전기.
12. 환상의 코어 백, 상기 코어 백으로부터 지름 방향으로 연장되어 원주 방향으로 배열된 복수의 티스, 및 원주 방향으로 서로 이웃하는 상기 티스 사이에 각각 배치된 복수의 슬롯을 가지는 고정자 철심과,
    상기 고정자 철심의 슬롯에 격납되어 권회되는 고정자 권선을 구비하고,
    상기 고정자 권선은, 각 상마다, 복수의 도체선의 다발로서 코일이 형성되어 있고,
    각 상마다 배치되는 상기 코일은 동일한 형상이고,
    각 상의 권선은, 슬롯 내부에 배치되는 1 이상의 코일에 의해 형성되어 있고,
    상기 1 이상의 코일의 각각은,
    상기 슬롯 내부에 배치된 제1 도체선 그룹과,
    상기 제1 도체선 그룹이 배치된 슬롯과 다른 슬롯 내부에 배치된 제4 도체선 그룹과,
    코일 엔드부에 있어서, 상기 제1 도체선 그룹으로부터 연장되는 제2 도체선 그룹과,
    코일 엔드부에 있어서, 상기 제2 도체선 그룹으로부터 연장되는 제5 도체선 그룹과,
    코일 엔드부에 있어서, 상기 제5 도체선 그룹으로부터 연장되어 상기 제4 도체선 그룹에 연결되는 제6 도체선 그룹을 가지고,
    상기 제1 도체선 그룹과 상기 제4 도체선 그룹은, 고정자 철심의 지름 방향으로 m단(m은 3이상의 정수)으로 배치되고,
    상기 제2 도체선 그룹과 상기 제5 도체선 그룹과 제6 도체선 그룹은, 고정자 철심의 지름 방향으로 n단(n은 1 이상의 정수)이 되도록 배치 변환되고,
    회전축 방향에서 본 경우에, 상기 제2 도체선 그룹은, 상기 제1 도체선 그룹 중 m단째에 배치된 도체선 그룹과, 상기 제4 도체선 그룹 중 m단째에 배치된 도체선 그룹의 사이가 되는 m단 영역측에 붙어 통과되고,
    회전축 방향에서 본 경우에, 상기 제6 도체선 그룹은, 상기 제1 도체선 그룹 중 1단째에 배치된 도체선 그룹과, 상기 제4 도체선 그룹 중 1단째에 배치된 도체선 그룹의 사이가 되는 1단 영역측에 붙어 통과되고,
    회전축 방향에서 본 경우에, 상기 제5 도체선 그룹은, 상기 m단 영역과 상기 1단 영역의 사이가 되는 중간 영역에 통과되고,
    상기 제1 도체선 그룹과 상기 제2 도체선 그룹이, 상기 슬롯 내부 및 상기 코일 엔드부의 경계에 있어서, 지름 방향을 따라서 본 경우에 180°보다 작은 각도 θ를 이루도록 꺾여 구부러진 제1 절곡부를 통해서 연결되어 있고,
    상기 제2 도체선 그룹과 상기 제5 도체선 그룹이, 지름 방향을 따라서 본 경우에 180°인 각도 θ'를 이루도록 꺾여 구부러진 제4 절곡부를 통해서 연결되어 있고,
    상기 제5 도체선 그룹과 상기 제6 도체선 그룹이, 지름 방향을 따라서 본 경우에 180°인 각도 θ'를 이루도록 꺾여 구부러진 제5 절곡부를 통해서 연결되어 있고,
    상기 제6 도체선 그룹과 상기 제4 도체선 그룹이, 상기 슬롯 내부 및 상기 코일 엔드부의 경계에 있어서, 지름 방향을 따라서 본 경우에 180°보다 작은 각도 θ"를 이루도록 꺾여 구부러진 제3 절곡부를 통해서 연결되어 있고,
    상기 제2 도체선 그룹과 상기 제5 도체선 그룹과 상기 제4 절곡부에서, 회전축 방향에서 본 경우에 크랭크 형상을 나타내고,
    상기 제5 도체선 그룹과 상기 제6 도체선 그룹과 상기 제5 절곡부에서, 회전축 방향에서 본 경우에 크랭크 형상을 나타내고,
    상기 제2 도체선 그룹, 상기 제5 도체선 그룹 및 상기 제6 도체선 그룹의 사이에서, 회전축을 따른 방향의 도체선의 배열 순서가 변경되지 않고,
    단수 m 및 n은,
    n/m≤1/3을 만족하는 것을 특징으로 하는 회전 전기.
13. 삭제

Images