WO2016166848A1 - 固定子および回転電機 - Google Patents

Abstract

この発明は、ジョイントコイル部の曲げ工程数を低減して固定子の生産性を向上できるとともに、固定子の軸長を短縮して、耐振性を向上できる固定子および回転電機を得る。　相コイルは、それぞれ、相コイルを構成する複数のコイル体のなかの周方向に一つおきに配列されたコイル体の群を、周方向の配列順に直列に接続して構成された第１相コイルと第２相コイルとを有し、相コイルは、固定子鉄心の軸方向外方、かつコイルエンド群の径方向外方、又は固定子鉄心の軸方向外方、かつコイルエンド群の径方向内方で、第１相コイルと第２相コイルのスロット内の同じ径方向位置から延び出るコイル端末の端部同士を接続して構成され、三相の相コイルの第１相コイルのコイル端末は、１磁極ピッチ内のスロットから延び出た後、曲げられて周方向の同じ方向に延び、接続対象の第２相コイルのコイル端末の端部に接近するジョイントコイル部を有する。

Description

固定子および回転電機

　この発明は、導体線を分布巻きに巻回して作製された複数のコイル体により構成される固定子巻線を有する固定子、および該固定子を備えた回転電機に関するものである。

　従来の回転電機では、複数のＵ字状のコイル片を固定子鉄心の３スロット離れたスロット対のそれぞれに軸方向の一側から挿入し、固定子鉄心の軸方向の他側に突出するコイル片の端部同士を接続して複数の１ターンのコイルを作製し、作製された複数の１ターンのコイルを接続して複数ターンの相コイルを構成していた（例えば、特許文献１参照）。

　他の従来の回転電機では、帯状導電部を有し、この帯状導電部と一体で、かつこの帯状導電部から長手方向に略平行に延出された腕部を、帯状導電部の板厚方向に屈曲してなる導電部材と、この導電部材を保持する絶縁材と、巻回された複数のコイルと、を備え、腕部にコイルを接続していた（例えば、特許文献２参照）。

特許第３４１９７２１号公報 特許第３６１３２６２号公報

　特許文献１に記載の従来の回転電機では、相コイルは、スロット内の外周側から１番目の位置から延び出た一方のコイル片が周方向に曲げられて、３スロット離れたスロット内の外周側から１番目の位置から延び出た他方のコイル片に接合されて、構成されていた。そこで、接合されるコイル片に曲げ加工を施す必要がある。しかしながら、特許文献１に記載の従来の回転電機では、各相コイルにおける、３スロット離れたスロット内の外周側から１番目の位置から延び出て接合されるコイル片は、周方向に互いに離れており、相毎に、コイル片に曲げ加工を施すことになるので、多数の曲げ工程が必要となり、生産性が低下するという課題があった。

　また、特許文献２に記載の従来の回転電機では、複数のコイルが、コイルエンド群の軸方向外方に位置する絶縁材に保持された導電部材の腕部に接続して相コイルを作製しているので、固定子の軸長が長くなり、耐振性が悪化するという課題があった。

　この発明は、上記課題を解決するためになされたもので、複数の相コイルを構成するためのジョイントコイル部が１磁極ピッチ内のスロット内の最外周位置又は最内周位置から出て周方向の同じ方向に延びるようにして、複数の相コイルのジョイントコイル部を一工程で同時に曲げ加工することを可能とし、生産性を向上できるとともに、固定子の軸方向長さを短縮し、耐振性を向上できる固定子および該固定子を備えた回転電機を得ることを目的とする。

　この発明の固定子は、スロットが周方向に配列してなる円環状の固定子鉄心と、それぞれ、導体線を分布巻きに巻いて作製され、上記固定子鉄心に１スロットピッチで上記スロットの総数と同数装着されたコイル体を有する三相巻線と、を備えている。上記コイル体は、分布巻きに巻回された上記導体線の第１コイル端末と第２コイル端末が上記固定子鉄心の軸方向の一端側に突出するように作製され、上記三相巻線を構成する３つの相コイルのそれぞれは、第１相コイルと第２相コイルを有し、上記第１相コイルと上記第２相コイルは、それぞれ、同じ相コイルを構成する複数の上記コイル体のなかの周方向に一つおきに配列された上記コイル体の群を、一方のコイル体の上記第１コイル端末と他方のコイル体の上記第２コイル端末とを接続して、周方向の配列順に直列に接続して構成される。上記相コイルは、上記固定子鉄心の軸方向外方、かつコイルエンド群の径方向外方、又は上記固定子鉄心の軸方向外方、かつコイルエンド群の径方向内方で、上記第１相コイルと上記第２相コイルの上記スロット内の同じ径方向位置から延び出るコイル端末の端部同士を接続して構成され、上記三相巻線を構成する３つの上記相コイルの上記第１相コイルの上記コイル端末は、１磁極ピッチ内の上記スロットから延び出た後、曲げられて周方向の同じ方向に延び、接続対象の上記第２相コイルのコイル端末の端部に接近するジョイントコイル部を有する。

　この発明によれば、相コイルは、固定子鉄心の軸方向外方、かつコイルエンド群の径方向外方、又は固定子鉄心の軸方向外方、かつコイルエンド群の径方向内方で、第１相コイルと第２相コイルのスロット内の同じ径方向位置から延び出るコイル端末の端部同士を接続して構成されている。そこで、コイル端末の端部同士の接続部が、軸方向から見て固定子鉄心の端面内に位置しており、ケースや回転子との干渉がない。また、コイル端末の端部同士の接続部が、径方向から見てコイルエンド群の頂部より軸方向外方に突出していないので、固定子の軸方向長さを短縮できるとともに、耐振性が向上される。

　また、三相巻線を構成する３つの相コイルの第１相コイルのコイル端末は、１磁極ピッチ内のスロットから延び出た後、曲げられて周方向の同じ方向に延び、接続対象の第２相コイルのコイル端末の端部に接近するジョイントコイル部を有する。そこで、３つの相コイルのジョイントコイル部の曲げ工程を一工程で同時に行うことができるので、ジョイントコイル部の曲げ工程数が著しく低減され、固定子の生産性が向上される。

この発明の実施の形態１に係る回転電機の構成を模式的に示す断面図である。 この実施の形態１に係る回転電機における固定子巻線を構成するコイル体を示す斜視図である。 この実施の形態１に係る回転電機における固定子巻線の相コイルを示す斜視図である。 この実施の形態１に係る回転電機における固定子鉄心に１本のコイル体を装着した状態を示す端面図である。 この実施の形態１に係る回転電機における第１Ｕ１相コイルと第２Ｕ１相コイルの結線方法を説明する端面図である。 この実施の形態１に係る回転電機における第１三相交流巻線の要部を示す斜視図である。 この発明の実施の形態１に係る固定子を示す斜視図である。 この実施の形態２に係る回転電機における第１Ｕ１相コイルと第２Ｕ１相コイルの結線方法を説明する端面図である。 この実施の形態２に係る回転電機における第１三相交流巻線の要部を示す斜視図である。

　実施の形態１．
　図１はこの発明の実施の形態１に係る回転電機の構成を模式的に示す断面図、図２はこの実施の形態１に係る回転電機における固定子巻線を構成するコイル体を示す斜視図、図３はこの実施の形態１に係る回転電機における固定子巻線の相コイルを示す斜視図、図４はこの実施の形態１に係る回転電機における固定子鉄心に１本のコイル体を装着した状態を示す端面図、図５はこの実施の形態１に係る回転電機における第１Ｕ１相コイルと第２Ｕ１相コイルの結線前の状態を示す端面図、図６はこの実施の形態１に係る回転電機における固定子の要部を示す斜視図、この発明の実施の形態１に係る固定子を示す斜視図である。なお、図４および図５中、１、７，・・・４３は、便宜的に、スロットの周方向の配列順にふったスロット番号である。また、図４では、コイル体は第１から第４直線部のみを示している。また、図５では、便宜上、一部のコイル体を省略している。

　図１において、回転電機１００は、ケース１内に回転可能に配設された回転子５と、回転子５を囲繞するように回転子５と同軸に配設されてケース１に保持された固定子１０Ａと、を備える。

　回転子５は、回転子鉄心６と、回転子鉄心６の軸心位置を貫通するように挿入されて回転子鉄心６に固着された回転軸７と、を備えている。回転子５は、ケース１に保持された軸受２，３に回転軸７を支持されて、ケース１内に配設されている。

　固定子１０Ａは、電磁鋼板を積層して作製された固定子鉄心１１と、固定子鉄心１１に巻装された固定子巻線１２Ａと、を備える。固定子鉄心１１は、図４に示されるように、円環状のコアバック１１ａと、それぞれ、コアバック１１ａの内壁面から径方向内方に突出して、周方向に等角ピッチで配列された４８本のティース１１ｂと、を備える。そして、コアバック１１ａと周方向に隣り合う２つのティース１１ｂとで囲まれた空間がスロット１１ｃとなる。

　固定子巻線１２Ａは、複数のコイル体３０を備える。コイル体３０は、図２に示されるように、導体線１４を、略六角形で同心状に２ターン巻いて作製された、分布巻き、かつ重ね巻きのコイル体であり、６スロット角度間隔だけ離れて２列に配列された第１から第４直線部３０ａ，３０ｂ，３０ｃ，３０ｄと、第１直線部３０ａの一端から延び出る第１コイル端末３０ｈと、第１直線部３０ａと第２直線部３０ｂの他端同士を連結する第１コイルエンド３０ｅと、第２直線部３０ｂと第３直線部３０ｃの一端同士を連結する第２コイルエンド３０ｆと、第３直線部３０ｃと第４直線部３０ｄの他端同士を連結する第３コイルエンド３０ｇと、第４直線部３０ｄの一端から延び出る第２コイル端末３０ｉと、を備える。ここで、６スロット角度間隔とは、周方向に連続する６つのティース１１ｂの両側に位置するスロット１１ｃのスロット中心間の間隔であり、ここでは１磁極ピッチに相当する。

　そして、第１および第３直線部３０ａ，３０ｃは、図４に示されるように、スロット番号７番のスロット１１ｃ内の第４層と第２層に収納され、第２および第４直線部３０ｂ、３０ｄは、スロット番号１番のスロット１１ｃ内の第１層と第３層に収納される。なお、第１から第４直線部３０ａ，３０ｂ，３０ｃ，３０ｄが収納されるスロット１１ｃ内の径方向位置は、径方向内方から外方に向かって、第１層、第２層、第３層、第４層とする。

　第１コイルエンド３０ｅは、第１から第４直線部３０ａ，３０ｂ，３０ｃ，３０ｄの列間の中央部の頂部と、頂部と第１および第２直線部３０ａ，３０ｂの他端とを連結する一対の傾斜部と、を有する。そして、一対の傾斜部は、頂部により、径方向に略３ｄだけ変位されている。なお、ｄは、コイル体３０がスロット１１ｃの対に装着された時の導体線１４の径方向厚みである。

　同様に、第２コイルエンド３０ｆは、第１から第４直線部３０ａ，３０ｂ，３０ｃ，３０ｄの列間の中央部の頂部と、頂部と第２および第３直線部３０ｂ，３０ｃの一端とを連結する一対の傾斜部と、を有する。そして、一対の傾斜部は、頂部により、径方向に略ｄだけ変位されている。

　同様に、第３コイルエンド３０ｇは、第１から第４直線部３０ａ，３０ｂ，３０ｃ，３０ｄの列間の中央部の頂部と、頂部と第３および第４直線部３０ｃ，３０ｄの他端とを連結する一対の傾斜部と、を有する。そして、一対の傾斜部は、頂部により、径方向に略ｄだけ変位されている。

　第１コイル端末３０ｈは、第１直線部３０ａの一端から、第３直線部３０ｃの一端から延び出る傾斜部と略同じ傾斜角度で、逆の方向に延び出る傾斜部と、傾斜部の先端から軸方向に延びる端部と、を備える。第２コイル端末３０ｉは、第４直線部３０ｄの一端から、第２直線部３０ｂの一端から延び出る傾斜部と略同じ傾斜角度で、逆の方向に延び出る傾斜部と、傾斜部の先端から軸方向に延びる端部と、を備える。ここで、軸方向とは、第１直線部３０ａの長さ方向と平行な方向である。

　このように構成された４８本のコイル体３０が、それぞれ、６スロット角度間隔離れたスロット１１ｃの対に収納されて、１スロットピッチで周方向に配列される。各スロット１１ｃには、第１から第４直線部３０ａ，３０ｂ，３０ｃ，３０ｄが径方向に１列に並んで収納されている。そして、スロット番号（１＋６ｎ）のスロット１１ｃの群に装着された８本のコイル体３０によりＵ１相コイル２１が構成される。なお、ｎは、０と自然数である。

　つぎに、Ｕ１相コイル２１を構成するコイル体３０の結線について図３、図５および図６を参照しつつ説明する。

　スロット番号１番と７番のスロット１１ｃの対に収納されたコイル体３０の第２コイル端末３０ｉの端部が、スロット番号３７番と４３番のスロット１１ｃの対に収納されたコイル体３０の第１コイル端末３０ｈの端部に接して径方向に並ぶ。そこで、第１および第２コイル端末３０ｈ，３０ｉの端部同士がＴｉｇ溶接などにより接合され、２本のコイル体３０は接続される。このようにして、スロット番号１番と７番のスロット１１ｃの対、スロット番号３７番と４３番のスロット１１ｃの対、スロット番号２５番と３１番のスロット１１ｃの対、およびスロット番号１３番と１９番のスロット１１ｃの対に収納された４本のコイル体３０を直列に接続した第１Ｕ１相コイル２１１が形成される。つまり、スロット番号（１＋６ｎ）のスロット１１ｃの群に装着された８本のコイル体３０のなかの１つおきのコイル体３０の群を周方向の配列順に直列に接続した第１Ｕ１相コイル２１１が構成される。

　同様に、スロット番号４３番と１番のスロット１１ｃの対、スロット番号３１番と３７番のスロット１１ｃの対、スロット番号１９番と２５番のスロット１１ｃの対、およびスロット番号７番と１３番のスロット１１ｃの対に収納された４本のコイル体３０を直列に接続した第２Ｕ１相コイル２１２が形成される。つまり、スロット番号（１＋６ｎ）のスロット１１ｃの群に装着された８本のコイル体３０のなかの、残る１つおきのコイル体３０の群を周方向の配列順に直列に接続した第２Ｕ１相コイル２１２が構成される。

　このようにして、それぞれ、４本のコイル体３０を直列に接続して形成された第１および第２Ｕ１相コイル２１１，２１２が構成される。そして、図３に示されるように、第１Ｕ１相コイル２１１の端部に位置するコイル体３０の第１コイル端末３０ｈ（以下、ジョイントコイル部３０ｈ’とする）のスロット番号７番のスロット１１ｃからの延び出し部を曲げて曲げ部３１を形成し、傾斜部を径方向外方に変位させる。さらに、スロット番号７番のスロット１１ｃから延び出るジョイントコイル部３０ｈ’の傾斜部を、第３直線部３０ｃの一端から延び出る傾斜部と略同じ傾斜角度で、同じ方向に延ばす。これにより、スロット番号７番のスロット１１ｃから延び出るジョイントコイル部３０ｈ’の端部が、第２Ｕ１相コイル２１２の端部に位置するコイル体３０のスロット番号１番のスロット１１ｃから延び出る第１コイル端末１３ｈの端部に接して径方向に並ぶ。そこで、ジョイントコイル部３０ｈ’と第１コイル端末３０ｈの端部同士がＴｉｇ溶接などにより接続される。これにより、スロット番号（１＋６ｎ）のスロット１１ｃの群に装着された８本のコイル体３０を直列に接続したＵ１相コイル２１が構成される。Ｕ１相コイル２１の両端に位置するコイル体３０のスロット番号７番と１３番から延び出る第２コイル端末３０ｉの一方がＵ１相口出し線Ｕ１となり、他方が中性点結線端末Ｎとなる。

　ここで、第１Ｕ１相コイル２１１のジョイントコイル部３０ｈ’と第２Ｕ１相コイル２１２のコイル端末である第１コイル端末３０ｈは、それぞれ、スロット１１ｃ内の第４層から延び出している。そこで、逆向きに曲げられたジョイントコイル部３０ｈ’のスロット１１ｃからの延び出し部に曲げ部３１を形成して、傾斜部を径方向外方に変位させている。これにより、逆向きに曲げられたジョイントコイル部３０ｈ’は、傾斜部が他の第１コイル端末３０ｈの傾斜部と干渉することなくコアバック１１ａの軸方向外方を周方向に延びて、接続対象の第１コイル端末３０ｈの端部に接続される。

　なお、スロット番号（２＋６ｎ）のスロット１１ｃの群に装着された８本のコイル体３０によりＵ２相コイルが形成される。スロット番号（３＋６ｎ）のスロット１１ｃの群に装着された８本のコイル体３０によりＶ１相コイルが形成される。スロット番号（４＋６ｎ）のスロット１１ｃの群に装着された８本のコイル体３０によりＶ２相コイルが形成される。スロット番号（５＋６ｎ）のスロット１１ｃの群に装着された８本のコイル体３０によりＷ１相コイルが形成される。スロット番号（６＋６ｎ）のスロット１１ｃの群に装着された８本のコイル体３０によりＷ２相コイルが形成される。そして、Ｕ２相コイル、Ｖ１相コイル、Ｖ２相コイル、Ｗ１相コイル、Ｗ２相コイルも、それぞれ、８本のコイル体３０をＵ１相コイル２１と同様に結線して形成されるので、その説明を省略する。

　ここで、Ｕ１相コイル、Ｖ１相コイルおよびＷ１相コイルの第１相コイルのジョイントコイル部３０ｈ’は、図６に示されるように、１磁極ピッチ内の３つのスロット１１ｃから延び出て、互いに近接して、周方向の同じ方向に延び、接続対象の第２相コイルの第１コイル端末３０ｈのそれぞれに接合されている。さらに、Ｕ１相コイル、Ｖ１相コイルおよびＷ１相コイルの中性点結線端末である第２相コイルの第２コイル端末３０ｉが接合される。これにより、Ｕ１相コイル、Ｖ１相コイルおよびＷ１相コイルがＹ結線されて、第１三相交流巻線が形成される。

　そして、図示されていないが、Ｕ２相コイル、Ｖ２相コイルおよびＷ２相コイルが同様にＹ結線され、第２三相交流巻線が形成される。そして、固定子巻線１２Ａは、図７に示されるように、第１三相交流巻線と第２三相交流巻線とから構成される。

　このように構成された固定子１０Ａでは、固定子鉄心１１の軸方向の一端側において、第１コイル端末３０ｈと第２コイル端末３０ｉとを連結してなる導体線１４の部分と、第２コイルエンド３０ｆとが、径方向に並んで、１スロットピッチで周方向に配列して、第１コイルエンド群１２ａを構成している。また、固定子鉄心１１の軸方向の他端側において、第１コイルエンド３０ｅと第３コイルエンド３０ｇとが、径方向に並んで、１スロットピッチで周方向に配列して、第２コイルエンド群１２ｂを構成している。

　この実施の形態１では、分布巻き、かつ重ね巻きのコイル体３０が、１スロットピッチで固定子鉄心１１にスロット１１ｃの総数と同数配設されている。各相コイルは、それぞれ、同相のコイル体３０の群なかの、周方向に１つおきのコイル体３０の群を、一方のコイル体３０の第１コイル端末３０ｈと他方のコイル体３０の第２コイル端末３０ｉとを接続して、周方向の配列順に直列に接続して形成された第１相コイルと第２相コイルを備える。さらに、相コイルは、第１相コイルのジョイントコイル部１３ｈ'を、第２相コイルのコイル端末である第１コイル端末１３ｈに直接接続して構成されている。そして、ジョイントコイル部３０ｈ'と第１コイル端末３０ｈの端部同士の接続部は、固定子鉄心１１の軸方向外方、かつ第１コイルエンド群１２ａの径方向外方に位置している。

　したがって、ジョイントコイル部３０ｈ'と第１コイル端末３０ｈの端部同士の接続部は、軸方向からみて固定子鉄心１１の端面内に位置しており、ケース１との干渉がない。また、ジョイントコイル部３０ｈ'と第１コイル端末３０ｈの端部同士の接続部は、第１コイルエンド群１２ａの径方向外方に位置しているので、ジョイントコイル部３０ｈ'と第１コイル端末３０ｈの端部同士の接続部が第１コイルエンド群１２ａの頂部から軸方向外方に突出していない。すなわち、ジョイントコイル部３０ｈ'と第１コイル端末３０ｈの端部同士の接続部の軸方向高さが、第１コイルエンド群１２ａの軸方向高さ以下となっている。そこで、固定子１０Ａの軸長が短くなるので、回転電機１００の軸長を短縮することができ、耐振性を向上させることができる。さらに、導体線１４の長さが短くなるので、固定子巻線１２Ａの電気抵抗を低減できる。

　さらに、Ｕ１相コイル、Ｖ１相コイルおよびＷ１相コイルのジョイントコイル部３０ｈ'が、１磁極ピッチ内のスロット１１ｃから延び出た後、互いに近接して、周方向の同じ方向に延びて、接続対象の第１コイル端末３０ｈに接近するように形成されている。そこで、３本のジョイントコイル部３０ｈ'の曲げ加工を一工程で同時に行うことができる。同様に、Ｕ２相コイル、Ｖ２相コイルおよびＷ２相コイルのジョイントコイル部３０ｈ'が、１磁極ピッチ内のスロット１１ｃから延び出た後、互いに近接して、周方向の同じ方向に延びて、接続対象の第１コイル端末３０ｈに接近するように形成されている。そこで、３本のジョイントコイル部３０ｈ'の曲げ加工を一工程で同時に行うことができる。
　したがって、ジョイントコイル部３０ｈ'の曲げ工程数が著しく低減され、固定子１０Ａの生産性が向上される。

　ジョイントコイル部３０ｈ’が他の第１コイル端末３０ｈに対して周方向の逆方向に延びているので、ジョイントコイル部３０ｈ’と他の第１コイル端末３０ｈとの径方向の重なりが低減し、電気絶縁性が向上される。
　ジョイントコイル部３０ｈ’のスロット１１ｃからの延び出し部に曲げ部３１を形成して、傾斜部を径方向外方に変位させているので、ジョイントコイル部３０ｈ’を他のコイル体３０と干渉することなく接続対象のコイル端末３０ｈに接続でき、接続作業性が向上される。

　実施の形態２．
　図８はこの実施の形態２に係る回転電機における第１Ｕ１相コイルと第２Ｕ１相コイルの結線方法を説明する端面図、図９はこの実施の形態２に係る回転電機における第１三相交流巻線の要部を示す斜視図である。なお、図８中、１、７，・・・４３は、便宜的に、スロットの周方向の配列順にふったスロット番号である。また、図８では、便宜上、一部のコイル体を省略している。

　実施の形態２による固定子においても、４８本のコイル体３０が、それぞれ、６スロット角度間隔離れたスロット１１ｃの対に収納されて、１スロットピッチで周方向に配列される。各スロット１１ｃには、第１から第４直線部３０ａ，３０ｂ，３０ｃ，３０ｄが径方向に１列に並んで収納されている。そして、スロット番号（１＋６ｎ）のスロット１１ｃの群に装着された８本のコイル体３０によりＵ１相コイル２２が構成される。

　つぎに、Ｕ１相コイル２２を構成するコイル体３０の結線について図８および図９を参照しつつ説明する。

　スロット番号１番と７番のスロット１１ｃの対に収納されたコイル体３０の第２コイル端末３０ｉの端部が、スロット番号３７番と４３番のスロット１１ｃの対に収納されたコイル体３０の第１コイル端末３０ｈの端部に接して径方向に並ぶ。そこで、第１および第２コイル端末３０ｈ，３０ｉの端部同士がＴｉｇ溶接などにより接合され、２本のコイル体３０は接続される。このようにして、スロット番号１番と７番のスロット１１ｃの対、スロット番号３７番と４３番のスロット１１ｃの対、スロット番号２５番と３１番のスロット１１ｃの対、およびスロット番号１３番と１９番のスロット１１ｃの対に収納された４本のコイル体３０を直列に接続した第１Ｕ１相コイル２２１が形成される。つまり、スロット番号（１＋６ｎ）のスロット１１ｃの群に装着された８本のコイル体３０のなかの１つおきのコイル体３０の群を周方向の配列順に直列に接続した第１Ｕ１相コイル２２１が構成される。

　同様に、スロット番号４３番と１番のスロット１１ｃの対、スロット番号３１番と３７番のスロット１１ｃの対、スロット番号１９番と２５番のスロット１１ｃの対、およびスロット番号７番と１３番のスロット１１ｃの対に収納された４本のコイル体３０を直列に接続した第２Ｕ１相コイル２２２が形成される。つまり、スロット番号（１＋６ｎ）のスロット１１ｃの群に装着された８本のコイル体３０のなかの、残る１つおきのコイル体３０の群を周方向の配列順に直列に接続した第２Ｕ１相コイル２２２が構成される。

　このようにして、それぞれ、４本のコイル体３０を直列に接続して形成された第１および第２Ｕ１相コイル２２１，２２２が構成される。そして、第２Ｕ１相コイル２２２の端部に位置するコイル体３０のジョイントコイル部３０ｈ’が、スロット番号１番のスロット１１ｃから延び出し、周方向に延びて、第１Ｕ１相コイル２２１の端部に位置するコイル体３０のスロット番号７番のスロット１１ｃから延び出る第１コイル端末１３ｈの端部に接して径方向に並ぶ。そこで、ジョイントコイル部３０ｈ’と第１コイル端末３０ｈの端部同士がＴｉｇ溶接などにより接続される。これにより、スロット番号（１＋６ｎ）のスロット１１ｃの群に装着された８本のコイル体３０を直列に接続したＵ１相コイル２２が構成される。Ｕ１相コイル２２の両端に位置するコイル体３０のスロット番号７番と１３番から延び出る第２コイル端末３０ｉの一方がＵ１相口出し線Ｕ１となり、他方が中性点結線端末Ｎとなる。

　ここで、第２Ｕ１相コイル２２２のジョイントコイル部３０ｈ’は、図８に示されるように、軸方向外方から見て、スロット１１ｃ内の第４層から延び出した後、他のコイル体３０の第１コイル端末３０ｈを避けつつ周方向に延びて、最短距離で接続対象の第１コイル端末３０ｈに接するように形成されている。本発明では、このように、スロット１１ｃから延び出たジョイントコイル部３０ｈ’が、他のコイル体３０を避けつつ最短距離で接続対象の第１コイル端末３０ｈに接するように延びることを、他のコイル体３０を避けつつ周方向に直線的に延びる、と表現する。

　なお、スロット番号（２＋６ｎ）のスロット１１ｃの群に装着された８本のコイル体３０によりＵ２相コイルが形成される。スロット番号（３＋６ｎ）のスロット１１ｃの群に装着された８本のコイル体３０によりＶ１相コイルが形成される。スロット番号（４＋６ｎ）のスロット１１ｃの群に装着された８本のコイル体３０によりＶ２相コイルが形成される。スロット番号（５＋６ｎ）のスロット１１ｃの群に装着された８本のコイル体３０によりＷ１相コイルが形成される。スロット番号（６＋６ｎ）のスロット１１ｃの群に装着された８本のコイル体３０によりＷ２相コイルが形成される。そして、Ｕ２相コイル、Ｖ１相コイル、Ｖ２相コイル、Ｗ１相コイル、Ｗ２相コイルも、それぞれ、８本のコイル体３０をＵ１相コイル２２と同様に結線して形成される。

　そして、Ｕ１相コイル、Ｖ１相コイルおよびＷ１相コイルの第２相コイルのジョイントコイル部３０ｈ’が、図９に示されるように、１磁極ピッチ内の３つのスロット１１ｃから延び出て、互いに近接して、周方向の同じ方向に延び、接続対象の第１相コイルの第１コイル端末３０ｈのそれぞれに接合されている。さらに、Ｕ１相コイル、Ｖ１相コイルおよびＷ１相コイルの中性点結線用端末である第２相コイルの第２コイル端末３０ｉが接合される。これにより、Ｕ１相コイル、Ｖ１相コイルおよびＷ１相コイルがＹ結線されて、第１三相交流巻線が形成される。

　そして、図示されていないが、Ｕ２相コイル、Ｖ２相コイルおよびＷ２相コイルが同様にＹ結線され、第２三相交流巻線が形成される。そして、固定子巻線１２Ｂは、第１三相交流巻線と第２三相交流巻線とから構成される。

　このように構成された固定子１０Ｂでは、固定子鉄心１１の軸方向の一端側において、第１コイル端末３０ｈと第２コイル端末３０ｉとを連結してなる導体線１４の部分と、第２コイルエンド３０ｆとが、径方向に並んで、１スロットピッチで周方向に配列して、第１コイルエンド群１２ａを構成している。また、固定子鉄心１１の軸方向の他端側において、第１コイルエンド３０ｅと第３コイルエンド３０ｇとが、径方向に並んで、１スロットピッチで周方向に配列して、第２コイルエンド群１２ｂを構成している。そして、ジョイントコイル部３０ｈ'と第１コイル端末３０ｈの端部同士の接続部は、固定子鉄心１１の軸方向外方、かつ第１コイルエンド群１２ａの径方向外方に位置している。

　このように、実施の形態２では、コイル体３０の接続方法およびジョイントコイル部３０ｈ’の配線方法が異なることを除いて、上記実施の形態１と同様に構成されている。したがって、この実施の形態２においても、上記実施の形態１と同様の効果が得られる。

　この実施の形態２によれば、第２相コイルのジョイントコイル部３０ｈ'が、スロット１１ｃから延び出た後、他の第１コイル端末３０ｈと周方向の同じ方向に延びて、接続対象の第１相コイルの第１コイル端末３０ｈに接続されている。したがって、固定子鉄心１１に装着される４８本のコイル体３０は、第１コイル端末３０ｈが同形状なり、第２コイル端末３０ｉが同形状となり、コイル体３０の組立や結線の作業性が向上される。
　また、ジョイントコイル部３０ｈ’が、スロット１１ｃから延び出た後、周方向に直線的に延びて、接続対象の第１コイル端末３０ｈに接続されているので、ジョイントコイル部３０ｈ’を最短距離で接続対象の第１コイル端末３０ｈに接続でき、導体線１４の長さが短くなり、固定子巻線１２Ｂの電気抵抗を低減できる。

　なお、上記実施の形態２では、ジョイントコイル部が、スロットから延び出た後、周方向に直線的に延びて、接続対象の第１コイル端末に接続されているが、上記実施の形態１と同様に、ジョイントコイル部のスロットからの延び出し部に曲げ部を形成してもよい。

　また、上記各実施の形態では、４８個のスロットが設けられている固定子鉄心を用いたが、スロット総数は４８個に限定されない。また、スロット数が毎極毎相当たり２の割合で形成されているものとしているが、毎極毎相当たりのスロット数は２に限定されず、１でもよく、３以上でもよい。そして、毎極毎相当たりのスロット数が２で、コイル体の直線部が挿入されるスロットの間隔が６スロット角度間隔（１磁極ピッチ）であったが、毎極毎相当たりのスロット数が１の場合には、コイル体の直線部が挿入されるスロットの間隔は、３スロット角度間隔（１磁極ピッチ）となる。

　また、上記各実施の形態では、コイル体が全節巻きに構成されているが、コイル体は短節巻きや長節巻きに構成されてもよい。つまり、コイル体の直線部が挿入されるスロットの間隔は６スロット角度間隔（１磁極ピッチ）に限定されない。
　また、上記各実施の形態では、固定子巻線を構成する第１および第２三相交流巻線が、Ｕ相コイル、Ｖ相コイルおよびＷ相コイルをＹ結線して作製されているが、第１および第２三相交流巻線は、Ｕ相コイル、Ｖ相コイルおよびＷ相コイルをΔ結線して作製されてもよい。

　また、上記各実施の形態では、コイル体の第１直線部がスロット内の第４層に収納されているが、コイル体の第１直線部は、スロット内に第１層に収納されてもよい。この場合、ジョイントコイル部は、コイルエンド群の内周側、かつ固定子鉄心の軸方向外側を周方向に延びて，接続対象の第１コイル端末に接続される。また、第１直線部がスロット内の第１層又は第４層に収納されていれば、第２，第３および第４直線部のスロット内の径方向位置は、コイル体を構成する導体線の巻き方により適宜選択できる。

　また、上記各実施の形態では、コイル体が導体線を同心状に２ターン巻回して作製されているが、導体線の巻き数は２ターンに限定されない。
　また、上記各実施の形態では、コイル体が、導体線を同心状に巻回して作製された分布巻きかつ重ね巻きのコイル体であるが、コイル体は、分布巻きかつ重ね巻きのコイル体に限定されず、固定子鉄心に１スロットピッチでスロット総数と同数配設されていれば、導体線を分布巻きに巻回したコイル体やＵ字状のセグメントコイルでもよい。

Claims (6)

1. 　スロットが周方向に配列してなる円環状の固定子鉄心と、
   　それぞれ、導体線を分布巻きに巻いて作製され、上記固定子鉄心に１スロットピッチで上記スロットの総数と同数装着されたコイル体を有する三相巻線と、を備えた固定子において、
   　上記コイル体は、分布巻きに巻回された上記導体線の第１コイル端末と第２コイル端末が上記固定子鉄心の軸方向の一端側に突出するように作製され、
   　上記三相巻線を構成する３つの相コイルのそれぞれは、第１相コイルと第２相コイルを有し、
   　上記第１相コイルと上記第２相コイルは、それぞれ、同じ相コイルを構成する複数の上記コイル体のなかの周方向に一つおきに配列された上記コイル体の群を、一方のコイル体の上記第１コイル端末と他方のコイル体の上記第２コイル端末とを接続して、周方向の配列順に直列に接続して構成され、
   　上記相コイルは、上記固定子鉄心の軸方向外方、かつコイルエンド群の径方向外方、又は上記固定子鉄心の軸方向外方、かつコイルエンド群の径方向内方で、上記第１相コイルと上記第２相コイルの上記スロット内の同じ径方向位置から延び出るコイル端末の端部同士を接続して構成され、
   　上記三相巻線を構成する３つの上記相コイルの上記第１相コイルの上記コイル端末は、１磁極ピッチ内の上記スロットから延び出た後、曲げられて周方向の同じ方向に延び、接続対象の上記第２相コイルのコイル端末の端部に接近するジョイントコイル部を有する固定子。
2. 　上記ジョイントコイル部が、上記スロットから延び出た後、当該ジョイントコイル部の上記スロット内の径方向位置と同じ上記スロット内の径方向位置から延び出た上記コイル端末が周方向に延びる方向と逆方向に延びて、接続対象の上記コイル端末に接続されている請求項１記載の固定子。
3. 　上記ジョイントコイル部が、上記スロットから延び出た後、当該ジョイントコイル部の上記スロット内の径方向位置と同じ上記スロット内の径方向位置から延び出た上記コイル端末が周方向に延びる方向と同じ方向に延びて、接続対象の上記コイル端末に接続されている請求項１記載の固定子。
4. 　上記ジョイントコイル部は、上記スロットから延び出た部分に、径方向外方又は径方向内方に変位する曲げ部を有する請求項２又は請求項３記載の固定子。
5. 　上記ジョイントコイル部は、上記スロットから延び出た後、直線的に延びて接続対象の上記コイル端末に接続されている請求項２又は請求項３記載の固定子。
6. 　請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の固定子を備えた回転電機。

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