WO2016153002A1 - 回転電機 - Google Patents

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WO2016153002A1
WO2016153002A1 PCT/JP2016/059468 JP2016059468W WO2016153002A1 WO 2016153002 A1 WO2016153002 A1 WO 2016153002A1 JP 2016059468 W JP2016059468 W JP 2016059468W WO 2016153002 A1 WO2016153002 A1 WO 2016153002A1
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concentric
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concentric winding
winding coil
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清隆 古賀
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アイシン・エィ・ダブリュ株式会社
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    • H02K15/08—Forming windings by laying conductors into or around core parts
    • H02K15/085—Forming windings by laying conductors into or around core parts by laying conductors into slotted stators

Definitions

  • the present invention relates to a rotating electrical machine.
  • a plurality of concentric winding coils (for example, a first round wire concentric winding coil to a fourth round wire concentric winding coil) formed by concentric winding of round wires and connected in parallel to each other are provided.
  • the first round wire concentric winding coil to the fourth round wire concentric winding coil each include a plurality of coils (hereinafter referred to as coil portions) connected in series with each other.
  • the first round wire concentric winding coil to the fourth round wire concentric winding coil include a plurality of coil portions of the first round wire concentric winding coil, a plurality of coil portions of the second round wire concentric winding coil, The plurality of coil portions of the three round wire concentric winding coil and the plurality of coil portions of the fourth round wire concentric winding coil are arranged in the slots of the stator core in this order (that is, adjacent pole winding).
  • the permanent magnet provided on the rotor and the first round wire concentric coil to the fourth round wire concentric coil are used.
  • the positional relationship with each of them may become unequal. For this reason, a circulating current is generated in the concentric winding coil, which causes inconveniences such as noise and vibration.
  • one coil portion of the first round wire concentric winding coil, one coil portion of the second round wire concentric winding coil, and one of the third round wire concentric winding coil Arrangement in the slots of the stator core in order of the coil portion and one coil portion of the fourth round wire concentric winding coil (separate winding) has been performed. This eliminates the uneven positional relationship between the permanent magnet and each of the first round wire concentric winding coil to the fourth round wire concentric winding coil, which is caused by the circulating current in the concentric winding coil. Noise and vibration were reduced.
  • a rotating electric machine including a concentric coil in which a rectangular conductor wire is concentrically wound is known.
  • Such a rotating electrical machine is disclosed in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2012-125043.
  • Japanese Unexamined Patent Application Publication No. 2012-125043 discloses a motor including a first concentric winding coil and a second concentric winding coil in which a rectangular conductor is concentrically wound.
  • the rectangular conductor is wound in a state where there is a gap so that the rectangular conductor of the second concentric coil can be inserted between adjacent wound rectangular conductors. That is, in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2012-125043, the rectangular conductor of the first concentric coil and the rectangular conductor of the second concentric coil are alternately arranged in one slot of the stator core along the radial direction of the stator core. ing.
  • the present invention has been made to solve the above-described problems, and one object of the present invention is to provide a rotating electrical machine having a concentric coil in which a conducting wire is concentrically wound. It is providing the rotary electric machine which can reduce generation
  • a rotating electrical machine includes a rotor core provided with a permanent magnet, a stator core disposed in a radial direction facing the rotor core, and provided with a plurality of slots, A concentric coil disposed in the slot and having the conductor wire concentrically wound, the concentric coil comprising: a first concentric coil and a second concentric coil that are in phase and connected in series; Including a third concentric winding coil and a fourth concentric winding coil connected in series with each other, a first concentric winding coil and a second concentric winding coil, and a third concentric winding coil and a fourth concentric winding coil.
  • the coils are connected in parallel with each other, and the coil centers of the first concentric winding coil and the third concentric winding coil are located on one side in the circumferential direction with respect to the center of the magnetic pole, and the second concentric coil Winding coil and number Coil center of the concentric winding coils are located on the other side of the circumferential direction with respect to the center of the pole.
  • the first concentric winding coil and the second concentric winding coil connected in series with each other the third concentric winding coil connected in series with each other
  • the coil centers of the first concentric coil and the third concentric coil are located on one side in the circumferential direction with respect to the center of the magnetic pole
  • the second concentric coil The coil center of the fourth concentric coil is located on the other side in the circumferential direction with respect to the center of the magnetic pole.
  • the first concentric winding coil and the second concentric winding coil connected in series with each other are Therefore, it is possible to prevent the bias in only one side in the circumferential direction or only in the other side, so that it is possible to eliminate unevenness in the positional relationship between the permanent magnet and the concentric winding coil.
  • generation of noise and vibration due to a circulating current in the concentric winding coil can be reduced.
  • a rotating electrical machine including a concentric winding coil in which a conducting wire is concentrically wound, generation of noise and vibration due to a circulating current in the concentric winding coil can be reduced. it can.
  • FIG. 3 is a circuit diagram of a Y-connected three-phase concentric winding coil according to the first and second embodiments of the present invention. It is a figure which shows the state by which the U-phase concentric winding coil by 1st Embodiment of this invention was arrange
  • FIG. 4 is a diagram showing only a first concentric coil and a second concentric coil in the partially enlarged view of FIG. 3.
  • FIG. 4 is a diagram showing only a third concentric coil and a fourth concentric coil in the partially enlarged view of FIG. 3.
  • FIG. 4 is a partially enlarged view of FIG. 3.
  • FIG. 3 is a circuit diagram of a Y-connected three-phase concentric winding coil according to the first and second embodiments of the present invention. It is a figure which shows the state by which the U-phase concentric winding coil by 1st Embodiment of this invention was arrange
  • FIG. 4 is a diagram showing only a first concentric
  • FIG. 4 is a diagram schematically showing an arrangement state of first to fourth concentric winding coils in the partially enlarged view of FIG. 3. It is a figure which shows the state by which the U-phase concentric winding coil by 2nd Embodiment of this invention was arrange
  • the rotating electrical machine 100 includes a rotor core 10.
  • the rotor core 10 is provided with a plurality of (for example, 16) permanent magnets 11 along the circumferential direction.
  • the plurality of permanent magnets 11 are provided at substantially equal angular intervals (approximately 22.5 degree intervals) along the circumferential direction of the rotor core 10.
  • the rotating electrical machine 100 includes a stator core 20.
  • the stator core 20 is disposed so as to face the rotor core 10 in the radial direction.
  • the stator core 20 is provided with a plurality of (for example, 96) slots 21. Further, teeth 22 are provided between adjacent slots 21.
  • the rotating electrical machine 100 includes a concentric coil 30 in which a flat wire is concentrically wound.
  • the concentric coil 30 is disposed in the slot 21 of the stator core 20.
  • the concentric winding coil 30 includes a first slot accommodating portion 30 a accommodated in a predetermined slot 21 and a second slot accommodated in a slot 21 different from the predetermined slot 21.
  • the accommodating portion 30b is continuously wound via the first coil end portion 30c on one side in the axial direction of the coil end and the second coil end portion 30d on the other side in the axial direction of the coil end. It is a coil.
  • the concentric winding coil 30 is the first slot accommodating portion 30a, the first coil end portion 30c, the second slot accommodating portion 30b, and the second coil end portion 30d, which are continuously wound by one conductive wire. It is a coil that has been.
  • the concentric coil 30 includes a U-phase concentric coil 40, a V-phase concentric coil 50, and a W-phase concentric coil 60.
  • the U-phase concentric winding coil 40 includes a first concentric winding coil 41 and a second concentric winding coil 42 that are connected in series with each other in phase (U phase), and a third that is connected in series with each other.
  • a concentric winding coil 43 and a fourth concentric winding coil 44 are included.
  • the first concentric winding coil 41 and the second concentric winding coil 42 connected in series with each other, and the third concentric winding coil 43 and the fourth concentric winding coil 44 connected in series with each other, Connected in parallel.
  • the V-phase concentric winding coil 50 includes a first concentric winding coil 51 and a second concentric winding coil 52 that are connected in series with each other in phase (V phase), and a third that is connected in series with each other.
  • a concentric winding coil 53 and a fourth concentric winding coil 54 are included.
  • the first concentric winding coil 51 and the second concentric winding coil 52 connected in series with each other, and the third concentric winding coil 53 and the fourth concentric winding coil 54 connected in series with each other, Connected in parallel.
  • the W-phase concentric winding coil 60 includes a first concentric winding coil 61 and a second concentric winding coil 62 that are connected in series with each other in the same phase (W phase), and are connected in series with each other.
  • a concentric coil 63 and a fourth concentric coil 64 are included.
  • the first concentric winding coil 61 and the second concentric winding coil 62 connected in series with each other, and the third concentric winding coil 63 and the fourth concentric winding coil 64 connected in series with each other are parallel to each other. It is connected.
  • the U-phase concentric winding coil 40, the V-phase concentric winding coil 50, and the W-phase concentric winding coil 60 are Y-connected.
  • the U-phase concentric coil 40, the V-phase concentric coil 50, and the W-phase concentric coil 60 are arranged in the slot 21 with the same configuration. Therefore, the U-phase concentric coil 40 will be described below.
  • FIG. 4 shows a U-phase first concentric coil 41 and a second concentric coil 42 of the U-phase concentric coil 40.
  • 4A shows the slot 21 and the first concentric coil 41 and the second concentric coil 42 arranged in the slot 21.
  • FIG. 4B shows the center of the magnetic pole 70 (two-dot chain line) and the positions of the coil centers (C11, C12) and the connection centers (C21, C22) with respect to the centers (A1, A2) of the magnetic pole 70. ing.
  • the “connection center” is also “the center of the two connected coil centers”.
  • FIG. 4C shows a first concentric winding coil 41 and a second concentric winding coil 42 that are formed from a rectangular conducting wire disposed in the slot 21.
  • FIG. 4C shows the positional relationship of the permanent magnet 11 with respect to the slot 21. Further, the number of the slot 21 in FIG. 4C represents the slot number.
  • FIG. 5 shows a U-phase third concentric coil 43 and a fourth concentric coil 44 of the U-phase concentric coil 40.
  • the coil center (C11, C12) is a slot different from the predetermined slot 21 and the first slot accommodating portion 30a accommodated in the predetermined slot 21 in the concentric winding coil 30.
  • 21 is a line segment along the axial direction passing through the center in the circumferential direction with the second slot accommodating portion 30b accommodated in 21.
  • the bent portions of the first coil end portion 30c and the second coil end portion 30d are the center of the coil.
  • the present invention is not limited to this.
  • the first slot accommodating portion 30a accommodated in the predetermined slot 21 and the axial direction passing through the center in the circumferential direction of the second slot accommodating portion 30b accommodated in the slot 21 different from the predetermined slot 21. Means a line segment.
  • the coil center C11 of the first concentric coil 41 is one side (X1) in the circumferential direction with respect to the center A1 of the magnetic pole 70 (first magnetic pole 71). Located on the direction side).
  • the coil center C12 of the second concentric winding coil 42 is located on the other side (X2 direction side) in the circumferential direction with respect to the center A1 of the first magnetic pole 71.
  • the coil center C ⁇ b> 13 of the third concentric winding coil 43 is located on one side (X1 direction side) in the circumferential direction with respect to the center A ⁇ b> 2 of the second magnetic pole 72.
  • the coil center C14 of the fourth concentric coil 44 is located on the other side (X2 direction side) in the circumferential direction with respect to the center A2 of the second magnetic pole 72.
  • the coil center C ⁇ b> 11 of the first concentric coil 41 is approximately 1 ⁇ 2 on one side in the circumferential direction (X1 direction side) with respect to the center A ⁇ b> 1 of the first magnetic pole 71.
  • the coil center C12 of the second concentric winding coil 42 is located at a position shifted by a slot, and the coil center C12 of the second concentric winding coil 42 is approximately 1/2 slot on the other side in the circumferential direction (X2 direction side) with respect to the center A1 of the first magnetic pole 71. It is located at a shifted position.
  • the first concentric coil 41 is arranged in the slot 21 with the slot number 24 and the slot 21 with the slot number 18.
  • the pitch of the slots 21 in which the first concentric winding coil 41 is disposed is 6.
  • the second concentric coil 42 is disposed in the slot 21 with the slot number 25 and the slot 21 with the slot number 19. That is, the pitch of the slots 21 in which the second concentric winding coils 42 are arranged is 6.
  • the same phase of a plurality of phases composed of different concentric coils 30 (for example, three phases including a U phase, a V phase, and a W phase in the case of three phases)
  • Each of the concentric winding coils has a first slot accommodating portion 30a accommodated in the adjacent slot 21, and has a second slot accommodating portion 30b accommodated in each of the adjacent slots 21 spaced by a predetermined interval in the circumferential direction.
  • the first and second slot accommodating portions 30a and 30b are continuously wound around the same conducting wire and are concentric wound coils 30 of the same phase adjacent in the circumferential direction.
  • the center (A1) of the magnetic pole is along the axial direction passing through the center in the circumferential direction of the respective coil centers of the concentric coil 301 and the second concentric coil 302 of the same phase adjacent in the circumferential direction.
  • the first concentric coil 301 is connected to the center (A2) of the magnetic pole through the connection portion 41b with the first concentric coil 303 of the same phase housed in the slot 21 further spaced in the circumferential direction. It means a line segment along the axial direction passing through the center in the circumferential direction between the centers of the concentric coils including the connecting portion 41b.
  • the coil center C13 of the third concentric winding coil 43 is on one side in the circumferential direction (X1 direction side) with respect to the center A2 of the second magnetic pole 72 adjacent to the first magnetic pole 71.
  • the coil center C14 of the fourth concentric winding coil 44 is located approximately 1 slot on the other side in the circumferential direction (X2 direction side) with respect to the center A2 of the second magnetic pole 72. / It is located at a position shifted by 2 slots.
  • the third concentric coil 43 is disposed in the slot 21 with the slot number 18 and the slot 21 with the slot number 12. That is, the pitch of the slots 21 in which the third concentric winding coil 43 is disposed is 6.
  • the fourth concentric coil 44 is disposed in the slot 21 with the slot number 19 and the slot 21 with the slot number 13. That is, the pitch of the slots 21 in which the fourth concentric winding coil 44 is disposed is 6.
  • the first concentric coil 41 and the third concentric coil 43 are mixed in one slot 21, and the second concentric coil 42 and the fourth concentric coil 44 are included. It is mixed.
  • the first concentric coil 41 includes a plurality of coil portions 41 a in which a rectangular conductive wire is concentrically wound, and a connection portion 41 b that connects the coil portions 41 a to each other. including.
  • the connection center C21 in the connection part 41b of the 1st concentric winding coil 41 is the position which shifted
  • the connecting portion 41 b is arranged so as to straddle the slot 21 with the slot number 18 and the slot 21 with the slot number 12. That is, the pitch of the slots 21 in which the connection portions 41b are arranged is 6.
  • the second concentric coil 42 includes a plurality of coil portions 42a in which flat conductors are concentrically wound, and a connection portion 42b that connects the coil portions 42a.
  • the connection center C22 in the connection part 42b is located at a position shifted from the center A2 of the second magnetic pole 72 by approximately 1 ⁇ 2 slot on the other circumferential side (X2 direction side).
  • the connecting portion 42b is arranged so as to straddle the slot 21 with the slot number 19 and the slot 21 with the slot number 13. That is, the pitch of the slots 21 in which the connection portions 42b are arranged is 6.
  • the third concentric coil 43 includes a plurality of coil portions 43a in which flat rectangular wires are concentrically wound, and a connection portion 43b that connects the coil portions 43a.
  • the connection center C23 in the connection part 43b is located in the position shifted
  • the connecting portion 43 b is disposed so as to straddle the slot 21 with the slot number 24 and the slot 21 with the slot number 18. That is, the pitch of the slots 21 in which the connection portions 43b are arranged is 6.
  • the fourth concentric coil 44 includes a plurality of coil portions 44a around which a rectangular conductor wire is concentrically wound, and a connection portion 44b connecting the coil portions 44a.
  • the connection center C24 in the connection portion 44b is located at a position shifted by approximately 1 ⁇ 2 slot on the other side (X2 direction side) in the circumferential direction with respect to the center A1 of the first magnetic pole 71.
  • the connecting portion 44 b is disposed so as to straddle the slot 21 with the slot number 25 and the slot 21 with the slot number 19. That is, the pitch of the slots 21 in which the connection portions 44b are arranged is 6.
  • a set 41c (42c, 43c, 44c) of a coil portion 41a (42a, 43a, 44a) and a connecting portion 41b (42b, 43b, 44b) is provided.
  • a plurality of sets are arranged along the circumferential direction.
  • the first concentric coil 41 disposed in the slot 21 with the slot number 84 and the second concentric coil 42 disposed in the slot 21 with the slot number 91 are provided. Are connected to each other in series.
  • the third concentric coil 43 disposed in the slot 21 having the slot number 96 and the fourth concentric coil 44 disposed in the slot 21 having the slot number 91 are provided. Are connected to each other in series.
  • the first concentric winding coil 41 portion corresponding to the connecting portion 41b disposed in the slot 21 of the slot number 90 and the slot 21 of the slot number 90 are disposed.
  • a third concentric winding coil 43 (a portion corresponding to the connection portion 43 b) is connected to the power line 45.
  • the second concentric winding coil 42 portion corresponding to the connection portion 42b disposed in the slot 21 with the slot number 85 and the fourth concentric winding coil 44 (connection portion) disposed in the slot 21 with the slot number 1 are provided.
  • a portion corresponding to 44b) is connected to the neutral wire 46.
  • the first concentric winding coil 41 and the third concentric winding coil 43 are connected to the neutral wire 46, and are connected to the second concentric winding coil 42, the fourth concentric winding coil 44, and the power line 45. May be.
  • V-phase concentric winding coil 50 and the W-phase concentric winding coil 60 have the same configuration as the U-phase concentric winding coil 40. That is, in the first embodiment, the first concentric coil 51 and the third concentric coil 53 of the V-phase concentric coil 50 are arranged such that the coil center is on one side in the circumferential direction with respect to the center of the magnetic pole 70. The second concentric winding coil 52 and the fourth concentric winding coil 54 are positioned on the other side in the circumferential direction with respect to the center of the magnetic pole 70.
  • the first concentric winding coil 61 and the third concentric winding coil 63 of the W-phase concentric winding coil 60 are positioned on one side in the circumferential direction with respect to the center of the magnetic pole 70 and the second center.
  • the concentric winding coil 62 and the fourth concentric winding coil 64 are located on the other side in the circumferential direction with respect to the center of the magnetic pole 70.
  • the first concentric coil 41 and the second concentric coil 42 connected in series with each other, and the third concentric coil 43 and the fourth coil connected in series with each other.
  • the coil centers C11 and C13 of the first concentric winding coil 41 and the third concentric winding coil 43 are located on one side in the circumferential direction with respect to the center of the magnetic pole 70, and The coil centers C12 and C14 of the two concentric winding coils 42 and the fourth concentric winding coil 44 are located on the other side in the circumferential direction with respect to the center of the magnetic pole 70.
  • the first concentric winding coil 41 and the second concentric winding coil 42 connected in series with each other Since it is prevented to be biased to only one side in the circumferential direction or only to the other side with respect to the center of 70, it is possible to eliminate unevenness in the positional relationship between the permanent magnet 11 and the concentric winding coil 40.
  • the rotating electrical machine 100 including the concentric winding coil 40 in which the flat wire is concentrically wound it is possible to reduce the generation of noise and vibration due to the circulating current in the concentric winding coil 40.
  • the adverse effect on the torque of the rotating electrical machine 100 due to the circulating current in the concentric winding coil 40 can be reduced.
  • the first concentric winding coil 41, the second concentric winding coil 42, the third concentric winding coil 43, and the fourth concentric winding coil 44 are each a rectangular conducting wire. Includes a plurality of coil portions 41a, 42a, 43a and 44a wound concentrically, and connection portions 41b, 42b, 43b and 44b connecting the coil portions 41a, 42a, 43a and 44a to each other.
  • the connection center C21 (C23) in the connection portion 41b of the first concentric winding coil 41 (connection portion 43b of the third concentric winding coil 43) is one side in the circumferential direction with respect to the center A1 of the first magnetic pole 71. Located in.
  • connection center C22 (C24) in the connection portion 42b of the second concentric winding coil 42 is the other side in the circumferential direction with respect to the center A1 of the first magnetic pole 71. Located in. Thereby, the center of the coil portion when the first concentric winding coil 41 and the second concentric winding coil 42 are set as one set, the connection center when the connecting portion 41b and the connecting portion 42b are set as one set, Located at the center of the magnetic pole 70.
  • the set 41c (42c, 43c, 44c) of the coil portion 41a (42a, 43a, 44a) and the connecting portion 41b (42b, 43b, 44b) is circumferentially arranged. Arrange multiple sets along. Thereby, the nonuniformity of the positional relationship of the permanent magnet 11 and the concentric winding coil 40 can be eliminated over the perimeter of the circumferential direction.
  • the coil center C11 of the first concentric winding coil 41 is located on one side in the circumferential direction with respect to the center A1 of the first magnetic pole 71 and the second concentric coil.
  • the coil center C12 of the wound coil 42 is located on the other side in the circumferential direction with respect to the center A1 of the first magnetic pole 71.
  • the coil center C13 of the third concentric coil 43 is positioned on one side in the circumferential direction with respect to the center A2 of the second magnetic pole 72 adjacent to the first magnetic pole 71, and the fourth concentric coil 44
  • the coil center C14 is located on the other side in the circumferential direction with respect to the center A2 of the second magnetic pole 72.
  • a plurality of the permanent magnets 11 are provided at substantially equal angular intervals along the circumferential direction of the rotor core 10. Accordingly, the positional relationship between the permanent magnet 11 and the concentric winding coil 40 is prevented from being different for each permanent magnet 11, so that the positional relationship between each of the plurality of permanent magnets 11 and the concentric winding coil 40 is not good. Equality can be eliminated.
  • the concentric coil 30 includes three-phase concentric coils 40, 50, and 60, and each of the three-phase concentric coils 40, 50, and 60 includes The first concentric coil 41 (51, 61) and the second concentric coil 42 (52, 62) connected in series with each other, and the third concentric coil 43 (53, 53) connected in series with each other. 63) and the fourth concentric winding coil 44 (54, 64).
  • the first concentric coil 41 (51, 61) and the second concentric coil 42 (52, 62), the third concentric coil 43 (53, 63) and the fourth concentric coil 44 ( 54, 64) are connected in parallel to each other, and the coil centers of the first concentric coil 41 (51, 61) and the third concentric coil 43 (53, 63) are in the center of the magnetic pole 70.
  • the coil centers of the second concentric winding coil 42 (52, 62) and the fourth concentric winding coil 44 (54, 64) are circumferential with respect to the center of the magnetic pole 70. Located on the other side of the direction. Thereby, in all of the three-phase concentric winding coils 40, 50, and 60, the non-uniformity in the positional relationship between the permanent magnet 11 and the concentric winding coils 40, 50, and 60 can be eliminated.
  • the three-phase concentric coils 40, 50 and 60 are Y-connected as described above. Thereby, in the Y-connected three-phase concentric winding coils 40, 50, and 60, it is possible to eliminate the uneven positional relationship between the permanent magnet 11 and the concentric winding coils 40, 50, and 60.
  • the structure of the rotating electrical machine 200 according to the second embodiment will be described with reference to FIG. 2 and FIGS.
  • the first concentric coil 41 and the second concentric coil 42 in which the coil centers C11 and C12 are located on one side and the other side of the same first magnetic pole 71 are mutually connected.
  • the first concentric coil 141 in which the coil center C31 is located on one side of the first magnetic pole 71 and the other side of the second magnetic pole 72 adjacent to the first magnetic pole 71. are connected in series with the second concentric coil 142 where the coil center C32 is located.
  • the U-phase concentric coil 140, the V-phase concentric coil 150, and the W-phase concentric coil 160 are Y-connected.
  • the U-phase concentric coil 140, the V-phase concentric coil 150, and the W-phase concentric coil 160 are arranged in the slot 21 with the same configuration. Therefore, the U-phase concentric coil 140 will be described below.
  • the coil center C31 of the first concentric coil 141 of the U-phase concentric coil 140 is one side in the circumferential direction with respect to the center A1 of the first magnetic pole 71 (X1 direction). Located on the side).
  • the coil center C32 of the second concentric coil 142 is positioned on the other side (X2 direction side) in the circumferential direction with respect to the center A2 of the second magnetic pole 72 adjacent to the first magnetic pole 71.
  • the coil center C33 of the third concentric coil 143 is located on one side in the circumferential direction with respect to the center A2 of the second magnetic pole 72, and the fourth concentric coil 144
  • the coil center C ⁇ b> 34 is located on the other side in the circumferential direction with respect to the center of the first magnetic pole 71.
  • the first concentric coil 141 arranged in the slot 21 with the slot number 84 and the second concentric coil 142 arranged in the slot 21 with the slot number 91 are connected in series with each other. Further, the third concentric coil 143 disposed in the slot 21 with the slot number 96 and the fourth concentric coil 144 disposed in the slot 21 with the slot number 91 are connected to each other in series.
  • the first concentric coil 41 (see FIG. 7) of the first embodiment and the fourth concentric coil 44 are connected in series with each other, and the first concentric coil 41 of the first embodiment is used.
  • Two concentric winding coils 42 and a third concentric winding coil 43 are connected in series with each other.
  • the coil center C31 of the first concentric coil 141 is located on one side in the circumferential direction with respect to the center A1 of the first magnetic pole 71, and the second concentric coil.
  • the coil center C32 of 142 is located on the other side in the circumferential direction with respect to the center A2 of the second magnetic pole 72 adjacent to the first magnetic pole 71.
  • the coil center C33 of the third concentric coil 143 is located on one side in the circumferential direction with respect to the center A2 of the second magnetic pole 72, and the coil center C34 of the fourth concentric coil 144 is It is located on the other side in the circumferential direction with respect to the center A1 of the magnetic pole 71.
  • the first concentric winding coil 141 and the second concentric winding coil 142 are combined into one set, and the third concentric winding coil 143 and the fourth concentric winding coil 142 are combined.
  • the concentric winding coil 144 is formed as one set, the center of one set is located on the center of the magnetic pole 70, so that the balance between the positional relationship between the permanent magnet 11 and one set can be maintained. .
  • the coil centers of the first concentric winding coil and the third concentric winding coil are located at a position shifted by approximately 1 ⁇ 2 slot to one side of the magnetic pole center.
  • the coil center of the third concentric coil and the fourth concentric coil is shown in an example in which the coil center is shifted by about 1/2 slot to the other side of the magnetic pole center, the present invention is not limited to this. I can't.
  • the first concentric winding coil to the fourth concentric winding coil may be positioned at positions shifted by a distance other than approximately 1/2 slot on one side or the other side of the center of the magnetic pole.
  • the present invention is not limited to this. In the present invention, the number of slots may be other than 96.
  • the pitch of the first concentric winding coil to the fourth concentric winding coil is 6 is shown, but the present invention is not limited to this. In the present invention, the pitch of the first concentric coil to the fourth concentric coil may be other than 6.
  • the pitch of the connecting portions of the first concentric coil to the fourth concentric coil is 6 is shown, but the present invention is not limited to this. In the present invention, the pitch of the connecting portions of the first concentric coil to the fourth concentric coil may be other than 6.
  • the example of the concentric coil includes a three-phase concentric coil, but the present invention is not limited to this.
  • the concentric coil may include a concentric coil having a phase other than three phases.

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Abstract

この回転電機では、第１同芯巻コイルおよび第３同芯巻コイルのコイル中心は、磁極の中心に対して周方向の一方側に位置するとともに、第２同芯巻コイルおよび第４同芯巻コイルのコイル中心は、磁極の中心に対して周方向の他方側に位置する。

Description

回転電機
　本発明は、回転電機に関する。
　従来、互いに並列に接続された同相の同芯巻コイルを備える回転電機が知られている。
　従来では、丸線が同芯巻きされることにより形成され、互いに並列に接続された複数の同芯巻コイル（たとえば、第１丸線同芯巻コイル～第４丸線同芯巻コイル）が知られている。ここで、第１丸線同芯巻コイル～第４丸線同芯巻コイルは、各々、互いに直列に接続された複数のコイル（以下、コイル部分と呼ぶ）を含んでいる。そして、第１丸線同芯巻コイル～第４丸線同芯巻コイルは、第１丸線同芯巻コイルの複数のコイル部分、第２丸線同芯巻コイルの複数のコイル部分、第３丸線同芯巻コイルの複数のコイル部分、および、第４丸線同芯巻コイルの複数のコイル部分の順（すなわち、隣極巻）で、ステータコアのスロットに配置されていた。
　ここで、ロータの軸の中心とステータの軸の中心とがずれた場合などにおいては、ロータに設けられた永久磁石と、第１丸線同芯巻コイル～第４丸線同芯巻コイルの各々との位置関係が不均等になる場合がある。このため、同芯巻コイル内において循環電流が生じて、ノイズや振動が発生するなどの不都合があった。
　この不都合を解消するために、従来では、第１丸線同芯巻コイルの１つのコイル部分、第２丸線同芯巻コイルの１つのコイル部分、第３丸線同芯巻コイルの１つのコイル部分、および、第４丸線同芯巻コイルの１つのコイル部分の順でステータコアのスロットに配置すること（隔極巻）が行われていた。これにより、永久磁石と、第１丸線同芯巻コイル～第４丸線同芯巻コイルの各々との位置関係の不均等が解消されて、同芯巻コイル内での循環電流に起因するノイズや振動の発生が低減されていた。
　また、従来、平角導線が同芯巻きされた同芯巻コイルを備える回転電機が知られている。このような回転電機は、たとえば、特開２０１２－１２５０４３号公報に開示されている。
　特開２０１２－１２５０４３号公報では、平角導線が同芯巻された第１同芯巻コイルおよび第２同芯巻コイルを備えるモータが開示されている。第１同芯巻コイルは、巻回された隣接する平角導線の間に、第２同芯巻コイルの平角導線が挿入可能なように隙間を有した状態で平角導線が巻回されている。すなわち、特開２０１２－１２５０４３号公報では、ステータコアの１つのスロットに、第１同芯巻コイルの平角導線と第２同芯巻コイルの平角導線とがステータコアの半径方向に沿って交互に配置されている。
特開２０１２－１２５０４３号公報
　しかしながら、特開２０１２－１２５０４３号公報のモータでは、１つのスロット内に、第１同芯巻コイルの平角導線と第２同芯巻コイルの平角導線とが混在するため、永久磁石と、第１同芯巻コイルおよび第２同芯巻コイルの各々との位置関係の不均等を解消するように、隔極巻を行うことが困難である。このため、導線が同芯巻きされた同芯巻コイルを備える回転電機において、同芯巻コイル内での循環電流に起因するノイズや振動の低減が望まれている。
　この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、この発明の１つの目的は、導線が同芯巻きされた同芯巻コイルを備える回転電機において、同芯巻コイル内での循環電流に起因するノイズや振動の発生を低減することが可能な回転電機を提供することである。
　上記目的を達成するために、この発明の一の局面における回転電機は、永久磁石が設けられるロータコアと、ロータコアと半径方向に対向するように配置され、複数のスロットが設けられるステータコアと、ステータコアのスロットに配置され、導線が同芯巻きされた同芯巻コイルとを備え、同芯巻コイルは、同相の、互いに直列に接続された第１同芯巻コイルおよび第２同芯巻コイルと、互いに直列に接続された第３同芯巻コイルおよび第４同芯巻コイルとを含み、第１同芯巻コイルおよび第２同芯巻コイルと、第３同芯巻コイルおよび第４同芯巻コイルとは、互いに並列に接続されており、第１同芯巻コイルおよび第３同芯巻コイルのコイル中心は、磁極の中心に対して周方向の一方側に位置するとともに、第２同芯巻コイルおよび第４同芯巻コイルのコイル中心は、磁極の中心に対して周方向の他方側に位置する。
　この発明の一の局面による回転電機では、上記のように、互いに直列に接続された第１同芯巻コイルおよび第２同芯巻コイルと、互いに直列に接続された第３同芯巻コイルおよび第４同芯巻コイルとのうち、第１同芯巻コイルおよび第３同芯巻コイルのコイル中心は、磁極の中心に対して周方向の一方側に位置するとともに、第２同芯巻コイルおよび第４同芯巻コイルのコイル中心は、磁極の中心に対して周方向の他方側に位置する。これにより、互いに直列に接続された第１同芯巻コイルおよび第２同芯巻コイル（互いに直列に接続された第３同芯巻コイルおよび第４同芯巻コイル）が、磁極の中心に対して周方向の一方側のみ、または、他方側のみに偏ることが防止されるので、永久磁石と同芯巻コイルとの位置関係の不均等を解消することができる。その結果、導線が同芯巻きされた同芯巻コイルを備える回転電機において、同芯巻コイル内での循環電流に起因するノイズや振動の発生を低減することができる。
　本発明によれば、上記のように、導線が同芯巻きされた同芯巻コイルを備える回転電機において、同芯巻コイル内での循環電流に起因するノイズや振動の発生を低減することができる。
本発明の第１および第２実施形態による回転電機の平面図である。 本発明の第１および第２実施形態によるＹ結線された３相の同芯巻コイルの回路図である。 本発明の第１実施形態によるＵ相の同芯巻コイルがスロットに配置された状態を示す図である。 図３の部分拡大図において、第１同芯巻コイルおよび第２同芯巻コイルのみを示す図である。 図３の部分拡大図において、第３同芯巻コイルおよび第４同芯巻コイルのみを示す図である。 図３の部分拡大図である。 図３の部分拡大図において、第１～第４同芯巻コイルの配置状態を模式的に表した図である。 本発明の第２実施形態によるＵ相の同芯巻コイルがスロットに配置された状態を示す図である。 図８の部分拡大図において、第１同芯巻コイルおよび第２同芯巻コイルのみを示す図である。 図８の部分拡大図において、第３同芯巻コイルおよび第４同芯巻コイルのみを示す図である。
　以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
　［第１実施形態］
　（回転電機の構造）
　図１～図７を参照して、第１実施形態による回転電機１００の構造について説明する。
　図１に示すように、回転電機１００は、ロータコア１０を備えている。ロータコア１０には、周方向に沿って複数（たとえば、１６個）の永久磁石１１が設けられている。また、第１実施形態では、複数の永久磁石１１は、ロータコア１０の周方向に沿って略等角度間隔（約２２．５度間隔）に設けられている。
　また、回転電機１００は、ステータコア２０を備えている。ステータコア２０は、ロータコア１０と半径方向に対向するように配置されている。また、ステータコア２０には、複数（たとえば、９６個）のスロット２１が設けられている。また、隣接するスロット２１の間には、ティース２２が設けられている。
　また、回転電機１００は、平角導線が同芯巻きされた同芯巻コイル３０を備えている。同芯巻コイル３０は、ステータコア２０のスロット２１に配置されている。
　ここで、同芯巻コイル３０とは、図４に示すように、所定のスロット２１に収容される第１スロット収容部３０ａと、所定のスロット２１とは異なるスロット２１に収容される第２スロット収容部３０ｂとが、コイルエンドの軸方向の一方側の第１コイルエンド部３０ｃと、コイルエンドの軸方向の他方側の第２コイルエンド部３０ｄとを介して、連続して巻回されるコイルである。具体的には、同芯巻コイル３０とは、第１スロット収容部３０ａ、第１コイルエンド部３０ｃ、第２スロット収容部３０ｂおよび第２コイルエンド部３０ｄが連続して１つの導線で巻回されているコイルである。
　また、図２に示すように、同芯巻コイル３０は、Ｕ相の同芯巻コイル４０と、Ｖ相の同芯巻コイル５０と、Ｗ相の同芯巻コイル６０とを含む。また、Ｕ相の同芯巻コイル４０は、同相（Ｕ相）の、互いに直列に接続された第１同芯巻コイル４１および第２同芯巻コイル４２と、互いに直列に接続された第３同芯巻コイル４３および第４同芯巻コイル４４とを含む。また、互いに直列に接続された第１同芯巻コイル４１および第２同芯巻コイル４２と、互いに直列に接続された第３同芯巻コイル４３および第４同芯巻コイル４４とは、互いに並列に接続されている。
　また、Ｖ相の同芯巻コイル５０は、同相（Ｖ相）の、互いに直列に接続された第１同芯巻コイル５１および第２同芯巻コイル５２と、互いに直列に接続された第３同芯巻コイル５３および第４同芯巻コイル５４とを含む。また、互いに直列に接続された第１同芯巻コイル５１および第２同芯巻コイル５２と、互いに直列に接続された第３同芯巻コイル５３および第４同芯巻コイル５４とは、互いに並列に接続されている。
　また、Ｗ相の同芯巻コイル６０は、同相（Ｗ相）の、互いに直列に接続された第１同芯巻コイル６１および第２同芯巻コイル６２と、互いに直列に接続された第３同芯巻コイル６３および第４同芯巻コイル６４とを含む。互いに直列に接続された第１同芯巻コイル６１および第２同芯巻コイル６２と、互いに直列に接続された第３同芯巻コイル６３および第４同芯巻コイル６４とは、互いに並列に接続されている。
　そして、第１実施形態では、Ｕ相の同芯巻コイル４０、Ｖ相の同芯巻コイル５０およびＷ相の同芯巻コイル６０は、Ｙ結線されている。
　なお、Ｕ相の同芯巻コイル４０、Ｖ相の同芯巻コイル５０およびＷ相の同芯巻コイル６０は、同様の構成によりスロット２１に配置されている。そこで、以下では、Ｕ相の同芯巻コイル４０について説明する。
　（Ｕ相の同芯巻コイルの構造）
　図３～図６を参照して、第１同芯巻コイル４１～第４同芯巻コイル４４について説明する。図４では、Ｕ相の同芯巻コイル４０のうち、Ｕ相の第１同芯巻コイル４１および第２同芯巻コイル４２が示されている。また、図４（ａ）では、スロット２１と、スロット２１に配置される第１同芯巻コイル４１および第２同芯巻コイル４２とが示されている。また、図４（ｂ）では、磁極７０の中心（二点鎖線）と、磁極７０の中心（Ａ１、Ａ２）に対するコイル中心（Ｃ１１、Ｃ１２）および接続中心（Ｃ２１、Ｃ２２）の位置が示されている。なお、「接続中心」は「接続された２つのコイル中心の中心」でもある。また、図４（ｃ）では、スロット２１に配置される平角導線より形成された第１同芯巻コイル４１および第２同芯巻コイル４２が示されている。また、図４（ｃ）では、スロット２１に対する永久磁石１１の位置関係が示されている。また、図４（ｃ）のスロット２１の番号は、スロット番号を表している。また、図５では、Ｕ相の同芯巻コイル４０のうち、Ｕ相の第３同芯巻コイル４３および第４同芯巻コイル４４が示されている。
　なお、コイル中心（Ｃ１１、Ｃ１２）とは、図４に示すように、同芯巻コイル３０において、所定のスロット２１に収容される第１スロット収容部３０ａと、所定のスロット２１とは異なるスロット２１に収容される第２スロット収容部３０ｂとの周方向の中央を通る軸方向に沿った線分を意味する。本実施形態では、同芯巻コイル３０が略六角形形状を有するので、第１コイルエンド部３０ｃおよび第２コイルエンド部３０ｄの屈曲部がコイル中心となっているが、これに限るものではなく、あくまでも、所定のスロット２１に収容される第１スロット収容部３０ａと、所定のスロット２１とは異なるスロット２１に収容される第２スロット収容部３０ｂとの周方向の中央を通る軸方向に沿った線分を意味する。
　ここで、第１実施形態では、図４に示すように、第１同芯巻コイル４１のコイル中心Ｃ１１は、磁極７０（第１磁極７１）の中心Ａ１に対して周方向の一方側（Ｘ１方向側）に位置する。また、第２同芯巻コイル４２のコイル中心Ｃ１２は、第１磁極７１の中心Ａ１に対して周方向の他方側（Ｘ２方向側）に位置する。また、図５に示すように、第３同芯巻コイル４３のコイル中心Ｃ１３は、第２磁極７２の中心Ａ２に対して周方向の一方側（Ｘ１方向側）に位置する。また、第４同芯巻コイル４４のコイル中心Ｃ１４は、第２磁極７２の中心Ａ２に対して周方向の他方側（Ｘ２方向側）に位置する。
　具体的には、図４に示すように、第１同芯巻コイル４１のコイル中心Ｃ１１は、第１磁極７１の中心Ａ１に対して周方向の一方側（Ｘ１方向側）に略１／２スロット分ずれた位置に位置するとともに、第２同芯巻コイル４２のコイル中心Ｃ１２は、第１磁極７１の中心Ａ１に対して周方向の他方側（Ｘ２方向側）に略１／２スロット分ずれた位置に位置している。たとえば、第１同芯巻コイル４１は、スロット番号２４のスロット２１と、スロット番号１８のスロット２１とに配置されている。すなわち、第１同芯巻コイル４１が配置されるスロット２１のピッチは、６である。第２同芯巻コイル４２は、スロット番号２５のスロット２１と、スロット番号１９のスロット２１とに配置されている。すなわち、第２同芯巻コイル４２が配置されるスロット２１のピッチは、６である。
　磁極の中心について説明する。まず、図４に示すように、異なる同芯巻コイル３０からなる複数の相（たとえば、３相であれば、Ｕ相、Ｖ相およびＷ相からなる３つの相）のうちの、同じ相の同芯巻コイルが隣り合うスロット２１に収容される第１スロット収容部３０ａをそれぞれ有するとともに、周方向に所定の間隔を隔てた隣り合うスロット２１にそれぞれ収容される第２スロット収容部３０ｂを有し、第１スロット収容部３０ａおよび第２スロット収容部３０ｂが同じ導線で連続して巻回される、周方向に隣り合う同じ相の同芯巻コイル３０である、第１同芯巻コイル３０１およびの第２同芯巻コイル３０２がある。そして、磁極の中心（Ａ１）とは、周方向に隣り合う同じ相の同芯巻コイル３０１およびの第２同芯巻コイル３０２のそれぞれのコイル中心の周方向の中央を通る軸方向に沿った線分を意味する。また、磁極の中心（Ａ２）とは、第１同芯巻コイル３０１が、さらに周方向に離間したスロット２１に収容される同じ相の第１同芯巻コイル３０３と接続部４１ｂを介して接続され、接続部４１ｂを含めた同芯巻コイルの中心同士の周方向の中央を通る軸方向に沿った線分を意味する。
　また、図５に示すように、第３同芯巻コイル４３のコイル中心Ｃ１３は、第１磁極７１に隣接する第２磁極７２の中心Ａ２に対して周方向の一方側（Ｘ１方向側）に略１／２スロット分ずれた位置に位置するとともに、第４同芯巻コイル４４のコイル中心Ｃ１４は、第２磁極７２の中心Ａ２に対して周方向の他方側（Ｘ２方向側）に略１／２スロット分ずれた位置に位置している。たとえば、第３同芯巻コイル４３は、スロット番号１８のスロット２１と、スロット番号１２のスロット２１とに配置されている。すなわち、第３同芯巻コイル４３が配置されるスロット２１のピッチは、６である。第４同芯巻コイル４４は、スロット番号１９のスロット２１と、スロット番号１３のスロット２１とに配置されている。すなわち、第４同芯巻コイル４４が配置されるスロット２１のピッチは、６である。
　このように、回転電機１００では、１つのスロット２１に、第１同芯巻コイル４１および第３同芯巻コイル４３が混在し、第２同芯巻コイル４２および第４同芯巻コイル４４が混在している。
　また、第１実施形態では、図４に示すように、第１同芯巻コイル４１は、平角導線が同芯巻された複数のコイル部分４１ａと、コイル部分４１ａ同士を接続する接続部４１ｂとを含む。そして、第１同芯巻コイル４１の接続部４１ｂにおける接続中心Ｃ２１は、第２磁極７２の中心Ａ２に対して周方向の一方側（Ｘ１方向側）に略１／２スロット分ずれた位置に位置する。たとえば、接続部４１ｂは、スロット番号１８のスロット２１と、スロット番号１２のスロット２１とに跨るように配置されている。すなわち、接続部４１ｂが配置されるスロット２１のピッチは、６である。
　また、第２同芯巻コイル４２は、平角導線が同芯巻された複数のコイル部分４２ａと、コイル部分４２ａ同士を接続する接続部４２ｂとを含む。そして、接続部４２ｂにおける接続中心Ｃ２２は、第２磁極７２の中心Ａ２に対して周方向の他方側（Ｘ２方向側）に略１／２スロット分ずれた位置に位置する。たとえば、接続部４２ｂは、スロット番号１９のスロット２１と、スロット番号１３のスロット２１とに跨るように配置されている。すなわち、接続部４２ｂが配置されるスロット２１のピッチは、６である。
　また、図５に示すように、第３同芯巻コイル４３は、平角導線が同芯巻された複数のコイル部分４３ａと、コイル部分４３ａ同士を接続する接続部４３ｂとを含む。そして、接続部４３ｂにおける接続中心Ｃ２３は、第１磁極７１の中心Ａ１に対して周方向の一方側（Ｘ１方向側）に略１／２スロット分ずれた位置に位置する。たとえば、接続部４３ｂは、スロット番号２４のスロット２１と、スロット番号１８のスロット２１とに跨るように配置されている。すなわち、接続部４３ｂが配置されるスロット２１のピッチは、６である。
　また、第４同芯巻コイル４４は、平角導線が同芯巻された複数のコイル部分４４ａと、コイル部分４４ａ同士を接続する接続部４４ｂとを含む。そして、接続部４４ｂにおける接続中心Ｃ２４は、第１磁極７１の中心Ａ１に対して周方向の他方側（Ｘ２方向側）に略１／２スロット分ずれた位置に位置する。たとえば、接続部４４ｂは、スロット番号２５のスロット２１と、スロット番号１９のスロット２１とに跨るように配置されている。すなわち、接続部４４ｂが配置されるスロット２１のピッチは、６である。
　そして、第１実施形態では、図４および図５に示すように、コイル部分４１ａ（４２ａ、４３ａ、４４ａ）と接続部４１ｂ（４２ｂ、４３ｂ、４４ｂ）との組４１ｃ（４２ｃ、４３ｃ、４４ｃ）が、周方向に沿って複数組配置されている。
　そして、図４および図６に示すように、スロット番号８４のスロット２１に配置される第１同芯巻コイル４１と、スロット番号９１のスロット２１に配置される第２同芯巻コイル４２とが、互いに直列に接続されている。また、図５および図６に示すように、スロット番号９６のスロット２１に配置される第３同芯巻コイル４３と、スロット番号９１のスロット２１に配置される第４同芯巻コイル４４とが、互いに直列に接続されている。
　また、図４～図６に示すように、スロット番号９０のスロット２１に配置される第１同芯巻コイル４１（接続部４１ｂに相当する部分）と、スロット番号９０のスロット２１に配置される第３同芯巻コイル４３（接続部４３ｂに相当する部分）とが、動力線４５に接続されている。また、スロット番号８５のスロット２１に配置される第２同芯巻コイル４２（接続部４２ｂに相当する部分）と、スロット番号１のスロット２１に配置される第４同芯巻コイル４４（接続部４４ｂに相当する部分）とが、中性線４６に接続されている。なお、第１同芯巻コイル４１と第３同芯巻コイル４３とが中性線４６に接続されるとともに、第２同芯巻コイル４２と第４同芯巻コイル４４と動力線４５に接続されていてもよい。
　（Ｖ相およびＷ相の同芯巻コイルの構造）
　また、Ｖ相の同芯巻コイル５０、および、Ｗ相の同芯巻コイル６０は、Ｕ相の同芯巻コイル４０と同様の構成を有する。すなわち、第１実施形態では、Ｖ相の同芯巻コイル５０の第１同芯巻コイル５１および第３同芯巻コイル５３は、コイル中心が磁極７０の中心に対して周方向の一方側に位置するとともに、第２同芯巻コイル５２および第４同芯巻コイル５４は、コイル中心が磁極７０の中心に対して周方向の他方側に位置する。また、Ｗ相の同芯巻コイル６０の第１同芯巻コイル６１および第３同芯巻コイル６３は、コイル中心が磁極７０の中心に対して周方向の一方側に位置するとともに、第２同芯巻コイル６２および第４同芯巻コイル６４は、コイル中心が磁極７０の中心に対して周方向の他方側に位置する。
　[第１実施形態の効果]
　第１実施形態では、以下のような効果を得ることができる。なお、以下では、Ｕ相の同芯巻コイル４０についての効果を記載しているが、Ｖ相の同芯巻コイル５０、および、Ｗ相の同芯巻コイル６０についても同様の効果を奏する。
　第１実施形態では、上記のように、互いに直列に接続された第１同芯巻コイル４１および第２同芯巻コイル４２と、互いに直列に接続された第３同芯巻コイル４３および第４同芯巻コイル４４とのうち、第１同芯巻コイル４１および第３同芯巻コイル４３のコイル中心Ｃ１１およびＣ１３は、磁極７０の中心に対して周方向の一方側に位置するとともに、第２同芯巻コイル４２および第４同芯巻コイル４４のコイル中心Ｃ１２およびＣ１４は、磁極７０の中心に対して周方向の他方側に位置する。これにより、互いに直列に接続された第１同芯巻コイル４１および第２同芯巻コイル４２（互いに直列に接続された第３同芯巻コイル４３および第４同芯巻コイル４４）が、磁極７０の中心に対して周方向の一方側のみ、または、他方側のみに偏ることが防止されるので、永久磁石１１と同芯巻コイル４０との位置関係の不均等を解消することができる。その結果、平角導線が同芯巻きされた同芯巻コイル４０を備える回転電機１００において、同芯巻コイル４０内での循環電流に起因するノイズや振動の発生を低減することができる。また、同芯巻コイル４０内での循環電流に起因する回転電機１００のトルクへの悪影響を低減することができる。
　また、第１実施形態では、上記のように、第１同芯巻コイル４１、第２同芯巻コイル４２、第３同芯巻コイル４３および第４同芯巻コイル４４は、各々、平角導線が同芯巻された複数のコイル部分４１ａ、４２ａ、４３ａおよび４４ａと、コイル部分４１ａ、４２ａ、４３ａおよび４４ａ同士を接続する接続部４１ｂ、４２ｂ、４３ｂおよび４４ｂとを含む。そして、第１同芯巻コイル４１の接続部４１ｂ（第３同芯巻コイル４３の接続部４３ｂ）における接続中心Ｃ２１（Ｃ２３）は、第１磁極７１の中心Ａ１に対して周方向の一方側に位置する。また、第２同芯巻コイル４２の接続部４２ｂ（第４同芯巻コイル４４の接続部４４ｂ）における接続中心Ｃ２２（Ｃ２４）は、第１磁極７１の中心Ａ１に対して周方向の他方側に位置する。これにより、第１同芯巻コイル４１および第２同芯巻コイル４２を１つの組とした場合のコイル部分の中心、接続部４１ｂおよび接続部４２ｂを１つの組とした場合の接続中心が、磁極７０の中心に位置する。同様に、第３同芯巻コイル４３および第４同芯巻コイル４４を１つの組とした場合のコイル部分の中心、接続部４３ｂおよび接続部４４ｂを１つの組とした場合の接続中心が、磁極７０の中心に位置する。その結果、永久磁石１１と、第１同芯巻コイル４１～第４同芯巻コイル４４および接続部４１ｂ～接続部４４ｂとの間の位置関係が不均等になるのを防止することができる。
　また、第１実施形態では、上記のように、コイル部分４１ａ（４２ａ、４３ａ、４４ａ）と接続部４１ｂ（４２ｂ、４３ｂ、４４ｂ）との組４１ｃ（４２ｃ、４３ｃ、４４ｃ）を、周方向に沿って複数組配置する。これにより、周方向の全周にわたって、永久磁石１１と同芯巻コイル４０との位置関係の不均等を解消することができる。
　また、第１実施形態では、上記のように、第１同芯巻コイル４１のコイル中心Ｃ１１は、第１磁極７１の中心Ａ１に対して周方向の一方側に位置するとともに、第２同芯巻コイル４２のコイル中心Ｃ１２は、第１磁極７１の中心Ａ１に対して周方向の他方側に位置している。また、第３同芯巻コイル４３のコイル中心Ｃ１３は、第１磁極７１に隣接する第２磁極７２の中心Ａ２に対して周方向の一方側に位置するとともに、第４同芯巻コイル４４のコイル中心Ｃ１４は、第２磁極７２の中心Ａ２に対して周方向の他方側に位置している。これにより、第１同芯巻コイル４１および第２同芯巻コイル４２を１つの組とし、第３同芯巻コイル４３および第４同芯巻コイル４４を１つの組とした場合、各々の組のコイル中心は、磁極７０の中心上に位置するので、永久磁石１１と１つの組との位置関係とのバランスを保持することができる。
　また、第１実施形態では、上記のように、永久磁石１１は、ロータコア１０の周方向に沿って略等角度間隔に複数設けられている。これにより、永久磁石１１と同芯巻コイル４０との位置関係が、永久磁石１１毎に異なるのが防止されるので、複数の永久磁石１１の各々と同芯巻コイル４０との位置関係の不均等を、解消することができる。
　また、第１実施形態では、上記のように、同芯巻コイル３０は、３相の同芯巻コイル４０、５０および６０を含み、３相の同芯巻コイル４０、５０および６０のそれぞれが、互いに直列に接続された第１同芯巻コイル４１（５１、６１）および第２同芯巻コイル４２（５２、６２）と、互いに直列に接続された第３同芯巻コイル４３（５３、６３）、および、第４同芯巻コイル４４（５４、６４）とを含む。そして、第１同芯巻コイル４１（５１、６１）および第２同芯巻コイル４２（５２、６２）と、第３同芯巻コイル４３（５３、６３）および第４同芯巻コイル４４（５４、６４）とは、互いに並列に接続されており、第１同芯巻コイル４１（５１、６１）および第３同芯巻コイル４３（５３、６３）のコイル中心は、磁極７０の中心に対して周方向の一方側に位置するとともに、第２同芯巻コイル４２（５２、６２）および第４同芯巻コイル４４（５４、６４）のコイル中心は、磁極７０の中心に対して周方向の他方側に位置する。これにより、３相の同芯巻コイル４０、５０および６０の全てにおいて、永久磁石１１と同芯巻コイル４０、５０および６０との位置関係の不均等を解消することができる。
　また、第１実施形態では、上記のように、３相の同芯巻コイル４０、５０および６０は、Ｙ結線されている。これにより、Ｙ結線された３相の同芯巻コイル４０、５０および６０において、永久磁石１１と同芯巻コイル４０、５０および６０との位置関係の不均等を解消することができる。
　［第２実施形態］
　図２および図８～図１０を参照して、第２実施形態による回転電機２００の構造について説明する。第２実施形態の回転電機２００は、同一の第１磁極７１の一方側と他方側とにコイル中心Ｃ１１およびＣ１２が位置する第１同芯巻コイル４１と第２同芯巻コイル４２とが互いに直列に接続されていた上記第１実施形態と異なり、第１磁極７１の一方側にコイル中心Ｃ３１が位置する第１同芯巻コイル１４１と第１磁極７１に隣接する第２磁極７２の他方側にコイル中心Ｃ３２が位置する第２同芯巻コイル１４２とが互いに直列に接続されている。
　第２実施形態では、図２に示すように、Ｕ相の同芯巻コイル１４０、Ｖ相の同芯巻コイル１５０およびＷ相の同芯巻コイル１６０は、Ｙ結線されている。なお、Ｕ相の同芯巻コイル１４０、Ｖ相の同芯巻コイル１５０およびＷ相の同芯巻コイル１６０は、同様の構成によりスロット２１に配置されている。そこで、以下では、Ｕ相の同芯巻コイル１４０について説明する。
　（Ｕ相の同芯巻コイルの構造）
　図８および図９に示すように、Ｕ相の同芯巻コイル１４０の第１同芯巻コイル１４１のコイル中心Ｃ３１は、第１磁極７１の中心Ａ１に対して周方向の一方側（Ｘ１方向側）に位置する。また、第２同芯巻コイル１４２のコイル中心Ｃ３２は、第１磁極７１に隣接する第２磁極７２の中心Ａ２に対して周方向の他方側（Ｘ２方向側）に位置している。
　また、図１０に示すように、第３同芯巻コイル１４３のコイル中心Ｃ３３は、第２磁極７２の中心Ａ２に対して周方向の一方側に位置するとともに、第４同芯巻コイル１４４のコイル中心Ｃ３４は、第１磁極７１の中心に対して周方向の他方側に位置している。
　そして、スロット番号８４のスロット２１に配置される第１同芯巻コイル１４１と、スロット番号９１のスロット２１に配置される第２同芯巻コイル１４２とが、互いに直列に接続されている。また、スロット番号９６のスロット２１に配置される第３同芯巻コイル１４３と、スロット番号９１のスロット２１に配置される第４同芯巻コイル１４４とが、互いに直列に接続されている。
　すなわち、第２実施形態では、第１実施形態の第１同芯巻コイル４１（図７参照）と、第４同芯巻コイル４４とが互いに直列に接続されるとともに、第１実施形態の第２同芯巻コイル４２と、第３同芯巻コイル４３とが互いに直列に接続されている。
　なお、第２実施形態のその他の構成は、上記第１実施形態と同様である。
　[第２実施形態の効果]
　第２実施形態では、以下のような効果を得ることができる。なお、以下では、Ｕ相の同芯巻コイル１４０についての効果を記載しているが、Ｖ相の同芯巻コイル１５０、および、Ｗ相の同芯巻コイル１６０についても同様の効果を奏する。
　第２実施形態では、上記のように、第１同芯巻コイル１４１のコイル中心Ｃ３１は、第１磁極７１の中心Ａ１に対して周方向の一方側に位置するとともに、第２同芯巻コイル１４２のコイル中心Ｃ３２は、第１磁極７１に隣接する第２磁極７２の中心Ａ２に対して周方向の他方側に位置している。また、第３同芯巻コイル１４３のコイル中心Ｃ３３は、第２磁極７２の中心Ａ２に対して周方向の一方側に位置するとともに、第４同芯巻コイル１４４のコイル中心Ｃ３４は、第１磁極７１の中心Ａ１に対して周方向の他方側に位置している。このような第１実施形態とは異なる第２実施形態の構成においても、第１同芯巻コイル１４１および第２同芯巻コイル１４２を１つの組とし、第３同芯巻コイル１４３および第４同芯巻コイル１４４を１つの組とした場合、１つの組の中心は、磁極７０の中心上に位置するので、永久磁石１１と１つの組との位置関係とのバランスを保持することができる。
　なお、第２実施形態のその他の効果は、上記第１実施形態と同様である。
　［変形例］
　なお、今回開示された実施形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施形態の説明ではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更（変形例）が含まれる。
　たとえば、上記第１および第２実施形態では、第１同芯巻コイルおよび第３同芯巻コイルのコイル中心が、磁極の中心の一方側に略１／２スロット分ずれた位置に位置するとともに、第３同芯巻コイルおよび第４同芯巻コイルのコイル中心が、磁極の中心の他方側に略１／２スロット分ずれた位置に位置する例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、第１同芯巻コイル～第４同芯巻コイルが、磁極の中心の一方側または他方側に略１／２スロット分以外の距離分、ずれた位置に位置してもよい。
　また、上記第１および第２実施形態では、ステータコアに９６個のスロットが設けられている例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、スロットの数は、９６個以外でもよい。
　また、上記第１および第２実施形態では、第１同芯巻コイル～第４同芯巻コイルのピッチが６である例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、第１同芯巻コイル～第４同芯巻コイルのピッチは、６以外でもよい。
　また、上記第１および第２実施形態では、第１同芯巻コイル～第４同芯巻コイルの接続部のピッチが６である例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、第１同芯巻コイル～第４同芯巻コイルの接続部のピッチが６以外のピッチでもよい。
　また、上記第１および第２実施形態では、同芯巻コイルは、３相の同芯巻コイルを含む例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、同芯巻コイルが３相以外の相の同芯巻コイルを含んでいてもよい。
　また、上記第１および第２実施形態では、３相の同芯巻コイルがＹ結線されている例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、３相の同芯巻コイルがΔ結線されていてもよい。
　１０　ロータコア
　１１　永久磁石
　２０　ステータコア
　２１　スロット
　３０、４０、５０、６０、１４０、１５０、１６０　同芯巻コイル
　４１、５１、６１、１４１　第１同芯巻コイル
　４２、５２、６２、１４２　第２同芯巻コイル
　４３、５３、６３、１４３　第３同芯巻コイル
　４４、５４、６４、１４４　第４同芯巻コイル
　４１ａ、４２ａ、４３ａ、４４ａ　コイル部分
　４１ｂ、４２ｂ、４３ｂ、４４ｂ　接続部
　４１ｃ、４２ｃ、４３ｃ、４４ｃ　組
　７０　磁極
　７１　第１磁極
　７２　第２磁極
　１００、２００　回転電機
　Ａ１　（第１磁極の）中心
　Ａ２　（第２磁極の）中心
　Ｃ１１、Ｃ１２、Ｃ１３、Ｃ１４、Ｃ３１、Ｃ３２、Ｃ３３、Ｃ３４　コイル中心
　Ｃ２１、Ｃ２２、Ｃ２３、Ｃ２４　接続中心

Claims (8)

  1. 　永久磁石が設けられるロータコアと、
    　前記ロータコアと半径方向に対向するように配置され、複数のスロットが設けられるステータコアと、
    　前記ステータコアの前記スロットに配置され、導線が同芯巻きされた同芯巻コイルとを備え、
    　前記同芯巻コイルは、同相の、互いに直列に接続された第１同芯巻コイルおよび第２同芯巻コイルと、互いに直列に接続された第３同芯巻コイルおよび第４同芯巻コイルとを含み、
    　前記第１同芯巻コイルおよび前記第２同芯巻コイルと、前記第３同芯巻コイルおよび前記第４同芯巻コイルとは、互いに並列に接続されており、
    　前記第１同芯巻コイルおよび前記第３同芯巻コイルのコイル中心は、磁極の中心に対して周方向の一方側に位置するとともに、前記第２同芯巻コイルおよび前記第４同芯巻コイルのコイル中心は、前記磁極の中心に対して周方向の他方側に位置する、回転電機。
  2. 　前記第１同芯巻コイル、前記第２同芯巻コイル、前記第３同芯巻コイルおよび前記第４同芯巻コイルは、各々、導線が同芯巻された複数のコイル部分と、前記コイル部分同士を接続する接続部とを含み、
    　前記第１同芯巻コイルおよび前記第３同芯巻コイルの各々の前記接続部における接続中心は、前記磁極の中心に対して周方向の一方側に位置するとともに、
    　前記第２同芯巻コイルおよび前記第４同芯巻コイルの各々の前記接続部における接続中心は、前記磁極の中心に対して周方向の他方側に位置する、請求項１に記載の回転電機。
  3. 　前記コイル部分と前記接続部との組が、周方向に沿って複数組配置されている、請求項２に記載の回転電機。
  4. 　前記第１同芯巻コイルのコイル中心は、第１磁極の中心に対して周方向の一方側に位置するとともに、前記第２同芯巻コイルのコイル中心は、前記第１磁極の中心に対して周方向の他方側に位置しており、
    　前記第３同芯巻コイルのコイル中心は、前記第１磁極に隣接する第２磁極の中心に対して周方向の一方側に位置するとともに、前記第４同芯巻コイルのコイル中心は、前記第２磁極の中心に対して周方向の他方側に位置している、請求項１～３のいずれか１項に記載の回転電機。
  5. 　前記第１同芯巻コイルのコイル中心は、第１磁極の中心に対して周方向の一方側に位置するとともに、前記第２同芯巻コイルのコイル中心は、前記第１磁極に隣接する第２磁極の中心に対して周方向の他方側に位置しており、
    　前記第３同芯巻コイルのコイル中心は、前記第２磁極の中心に対して周方向の一方側に位置するとともに、前記第４同芯巻コイルのコイル中心は、前記第１磁極の中心に対して周方向の他方側に位置している、請求項１～３のいずれか１項に記載の回転電機。
  6. 　前記永久磁石は、前記ロータコアの周方向に沿って略等角度間隔に複数設けられている、請求項１～５のいずれか１項に記載の回転電機。
  7. 　前記同芯巻コイルは、３相の同芯巻コイルを含み、
    　前記３相の同芯巻コイルのそれぞれが、互いに直列に接続された前記第１同芯巻コイルおよび前記第２同芯巻コイルと、互いに直列に接続された前記第３同芯巻コイルおよび前記第４同芯巻コイルとを含み、
    　前記第１同芯巻コイルおよび前記第２同芯巻コイルと、前記第３同芯巻コイルおよび前記第４同芯巻コイルとは、互いに並列に接続されており、
    　前記第１同芯巻コイルおよび前記第３同芯巻コイルのコイル中心は、前記磁極の中心に対して周方向の一方側に位置するとともに、前記第２同芯巻コイルおよび前記第４同芯巻コイルのコイル中心は、前記磁極の中心に対して周方向の他方側に位置する、請求項１～６のいずれか１項に記載の回転電機。
  8. 　前記同芯巻コイルは、３相の同芯巻コイルを含み、前記３相の同芯巻コイルは、Ｙ結線されている、請求項１～７のいずれか１項に記載の回転電機。
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