JP5239571B2 - 回転電機 - Google Patents

Description

本発明は、多相のコイルを分布巻にて巻回する回転電機に関する。

多相のコイルを固定子鉄心に分布巻にて巻回する電動機や発電機などの回転電機では、固定子鉄心のティースに形成される複数のスロット形状が、一般的には全て同一形状となっている。この場合、多相のコイルを巻回する際に、固定子鉄心の外側のコイルエンドが各相間で重なるため、回転電機の軸方向の寸法が長くなる。また、コイルが伸びることにより銅損が大きくなる。

これに対し、従来では各相のスロット深さを異ならせて、各相のコイルエンドが重ならないようにして、軸方向の寸法を短くできるとともに、銅損を小さくできるようになった回転電機が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
特開昭５９−２２２０５１号公報（第２頁、図３）

しかしながら、特許文献１に開示された回転電機では、スロットの深さを異ならせた分、そのスロットの幅をエアギャップ側で周方向に広げてコイルの巻回スペースを確保している。このため、エアギャップ側のスロット形状が周方向に大きくなってティース部の幅が減少することにより、磁気飽和が発生し易くなってしまう。また、スロットの幅を周方向に広げる箇所がエアギャップ側であるため、隣接するスロットが邪魔となってスロットを広げる幅が限定される。このため、スロットの断面積が充分確保できずにコイルの巻回量が制限されて最大電流が小さくなる。従って、このように磁気飽和が発生し易くなることと、最大電流が小さくなることにより、回転電機の最大トルクが低下することになる。

更に、スロットの拡幅量を可能な限り確保しようとするとティース間隔が異なり、これにより磁気的なオフセットが生じて回転変動が発生する。

そこで、本発明は、固定子鉄心の磁気飽和を抑制しつつ最大電流の増大を達成し、かつ、安定した回転を確保できる回転電機を提供するものである。

本発明は、固定子鉄心のエアギャップ側に形成される全てのスロットの開口幅をほぼ等しくし、かつ、３相のコイルは、前記スロットのエアギャップ側とは逆の端部付近に、コイルエンドの少なくとも一部が重ならないように巻回し、前記複数のスロットは、各相毎に、それぞれの径方向の長さが異なり、径方向の長さが最も長く、外周側の先端部に一方の周方向に延在する第１の異形部を有する第１のスロットと、該第１のスロットより、径方向の長さが短く、外周側の先端部に他方の周方向に延在する第２の異形部を有する第２のスロットと、該第２のスロットより、径方向の長さが短い第３のスロットとからなり、前記第１のスロット、第２のスロット、第３のスロットの順に周方向に配置されるとともに、前記第１の異形部、第２の異形部は、隣接する第３のスロット側に延在することを最も主要な特徴とする。

本発明によれば、第１、第２のスロットは、先端部にそれぞれのコイルを収納するための第１、第２の異形部を設けたので、隣接するスロットに影響されることなく前記第１、第２の異形部の大きさを充分に確保できる。従って、スロットがエアギャップ側に形成される全ての開口幅をほぼ等しくできるようになり、エアギャップ側の各ティース幅を全周に亘ってほぼ等しくできることから磁気飽和の発生を抑制し、安定した回転を確保できる。
また、第１、第２の異形部を、第１、第２のスロットの先端部を周方向に延びる形状としているので、径方向に延びる形状とした場合に比較して、第２、第３のスロットの径方向長さを抑えて回転電機を径方向に小型化することができる。

また、スロットの先端側の第１、第２の異形部の大きさを充分に確保できることから、コイルの巻回量の減少を抑えて最大電流が小さくなるのを防止できることにより、回転電機の最大トルクの低下を抑えることができる。

更に、３相のコイルをそれらのコイルエンドの少なくとも一部が重ならないように巻回したことにより、コイルエンドを小さくして回転電機の軸方向の寸法を短くできる。また、このことは、コイルの銅損を小さくしつつ、コイルを巻回する際にテンションを掛けることができるので、スロット内でのコイルの占積率を向上できるようになり、このことによっても最大電流を大きくすることができる。

以下、本発明の実施形態を図面と共に詳述する。

（第１実施形態）
図１〜図３は本発明にかかる回転電機の第１実施形態を示し、図１は回転電機の縦断面図、図２は図１中II−II線に沿った断面図、図３は回転電機の固定子の要部拡大断面図である。

本実施形態では回転電機として電動機を例に取って説明するものとし、図１に示すように、回転電機としての電動機１は、回転子２、固定子３、回転軸４およびケース５によって概ね構成してある。

回転子２は、中心部に回転軸４を配した円筒状を成し、図２に示すように、その外周部に複数（本実施形態では８個）の永久磁石２１を周方向に等間隔に配置してある。そして、回転子２は、外周に設けた固定子３の内部で、固定子３から与えられる回転磁束に対して永久磁石２１に反力を発生させて、回転軸４を中心に回転する。このとき、永久磁石２１は、それの磁極が隣接する永久磁石２１の磁極と互いに相違するように配置してある。

固定子３は、回転子２の外周を囲繞する固定子鉄心３１を有し、図２に示すように、その固定子鉄心３１には、径方向に延在して内周側に開口する複数のスロット３２を、周方向に沿って所定間隔を開けて設けてある。本実施形態では、スロット３２は、第１のスロット３２Ｗ、第２のスロット３２Ｖ、第３のスロット３２Ｕの３種類からなり、それらスロット３２Ｕ、３２Ｖ、３２Ｗは、それらの順に並んだものを１組として固定子鉄心３１の周方向に８組が形成されている。

複数のスロット３２間には、ティース３３がそれぞれ形成される。本実施形態では、第３のスロット３２Ｕと第２のスロット３２Ｖとの間が第１のティース３３Ａとなり、第２のスロット３２Ｖと第１のスロット３２Ｗとの間が第２のティース３３Ｂとなり、第１のスロット３２Ｗと第３のスロット３２Ｕとの間が第３のティース３３Ｃとなる。

そして、各対応するスロット３２間にコイル３４を巻回して前記回転磁束を発生させるようにしている。本実施形態では、コイル３４は、Ｕ相コイル３４Ｕ、Ｖ相コイル３４Ｖ、Ｗ相コイル３４Ｗの３相からなり、スロット３２に分布巻により巻回してある。尚、コイル３４は図中２点鎖線で示すこととし、以下同様である。

第３のスロット３２ＵにはＵ相コイル３４Ｕを巻回し、第２のスロット３２ＶにはＶ相コイル３４Ｖを巻回し、第１のスロット３２ＷにはＷ相コイル３４Ｗを巻回する。即ち、図２に示すように、Ｕ相コイル３４Ｕは、互いに隣り合う組の第３のスロット３２Ｕ同士に跨って巻回され、Ｖ相コイル３４Ｖは、互いに隣り合う組の第２のスロット３２Ｖ同士に跨って巻回され、また、同様にＷ相コイル３４Ｗは、互いに隣り合う組の第１のスロット３２Ｗ同士に跨って巻回される。尚、図２では、Ｕ相・Ｖ相・Ｗ相の各コイル３４Ｕ、３４Ｖ、３４Ｗのコイルエンド３４Ｕｅ、３４Ｖｅ、３４Ｗｅを示してある。

更に、各相のコイル３４Ｕ、３４Ｖ、３４Ｗと固定子鉄心３１との間には絶縁体３５を介装してあり、その絶縁体３５は、固定子鉄心３１の両端面および各スロット３２Ｕ、３２Ｖ、３２Ｗの内側面に配置してある。そして、各コイル３４Ｕ、３４Ｖ、３４Ｗを固定子鉄心３１に巻回する際に、それら両者間に絶縁体３５を介在させるようになっている。

ところで、回転子２と固定子３との間にはエアギャップＧと称される隙間が存在し、それら回転子２と固定子３とが相互に接触しないようにしてある。

ケース５は、図１に示すように、固定子３の外周に沿って筒状に形成した外側カバー５１と、その外側カバー５１の両端を閉塞するエンドプレート５２、５３と、によって構成してある。そして、ケース５の内部に回転子２、固定子３、回転軸４を収納してあり、固定子３の外周を外側カバー５１の内周に固定するようになっている。

回転軸４は、回転子２の中心部に一体に回転するように固定若しくは係合してあり、その回転軸４の両端部をケース５のエンドプレート５２、５３にベアリングＢ１、Ｂ２を介して回転自在に支持してある。回転軸４の図１中右側の一端部４ａはベアリングＢ１から突出させて出力部となり、その反対の他端部４ｂは同様にベアリングＢ２から突出させて回転センサＳに取り付けてある。

ここで、本実施形態は、図３に示すように、上述したスロット３２のうち径方向に長くなる第２のスロット３２Ｖおよび第１のスロット３２Ｗは、エアギャップＧとは反対側に位置するバックコア３１Ｂ側端部に、それぞれのＶ相コイル３４ＶおよびＷ相コイル３４Ｗを収納するための第１、第２の異形部３２Ｗｍ、３２Ｖｍを設けてある。また、固定子鉄心３１のエアギャップＧ側に形成される全てのスロット３２Ｕ、３２Ｖ、３２Ｗの開口３２Ｕｏ、３２Ｖｏ、３２Ｗｏの幅ｗ１、ｗ２、ｗ３をほぼ等しくしてある。更に、多相のコイル３４Ｕ、３４Ｖ、３４Ｗをそれらのコイルエンド３４Ｕｅ、３４Ｖｅ、３４Ｗｅの少なくとも一部が重ならないように巻回してある。

即ち、本実施形態では、コイルエンド３４Ｕｅ、３４Ｖｅ、３４Ｗｅの互いの重なりを防止するため、図２、図３に示すように、Ｕ相コイル３４Ｕは固定子鉄心３１の内周側に位置させるとともに、Ｗ相コイル３４Ｗは固定子鉄心３１の外周側に位置させ、そして、Ｖ相コイル３４はそれらＵ相コイル３４ＵとＷ相コイル３４Ｗとの間に位置させてある。これにより、Ｕ相・Ｖ相・Ｗ相の各コイルエンド３４Ｕｅ、３４Ｖｅ、３４Ｗｅは、図１に示すように、相互に重なるのを避けることができる。

また、上述した異形部３２Ｖｍ、３２Ｗｍは、スロット３２Ｖ、３２Ｗのバックコア３１Ｂ側端部を周方向に延びる形状としてある。

即ち、各スロット３２Ｕ、３２Ｖ、３２Ｗは、エアギャップＧ側を起点とした径方向の長さを各相のコイル３４Ｕ、３４Ｖ、３４Ｗに応じて多段に異ならせてあり、径方向長が長くなる二段目以降のスロット３２Ｖ、３２Ｗのバックコア３１Ｂ側端部に上述の異形部３２Ｖｍ、３２Ｗｍを設けてある。本実施形態では、スロット３２の長さを、第３のスロット３２Ｕ＜第２のスロット３２Ｖ＜第１のスロット３２Ｗの順に長くしてある。

特に本実施形態では、異形部３２Ｖｍ、３２Ｗｍを、周方向に延びる延設方向を周方向一方としてほぼＬ字状に形成してある。

ところで、図２、図３中、３４Ｕｄ、３４Ｖｄ、３４Ｗｄは各コイル３４Ｕ、３４Ｖ、３４Ｗの引き出し線であり、また、３４Ｎは各コイル３４Ｕ、３４Ｖ、３４Ｗを結ぶ中性線である。

以上の構成により本実施形態の電動機１によれば、スロット３２Ｖ、３２Ｗのバックコア３１Ｂ側端部に、それぞれのコイル３４Ｖ、３４Ｗを収納するための異形部３２Ｖｍ、３２Ｗｍを設けたので、隣接するスロット３２Ｕ、３２Ｖ、３２Ｗに影響されることなく異形部３２Ｖｍ、３２Ｗｍの大きさを充分に確保できる。従って、スロット３２Ｕ、３２Ｖ、３２ＷがエアギャップＧ側に形成される全ての開口３２Ｕｏ、３２Ｖｏ、３２Ｗｏの幅ｗ１、ｗ２、ｗ３をほぼ等しくできるようになる。これにより、エアギャップＧ側の各ティース３３Ａ、３３Ｂ、３３Ｃの幅を全周に亘ってほぼ等しくできることから磁気飽和の発生を抑制し、安定した回転を確保できる。

また、スロット３２Ｖ、３２Ｗのバックコア３１Ｂ側の異形部３２Ｖｍ、３２Ｗｍの大きさを充分に確保できることから、コイル３４Ｖ、３４Ｗの巻回量の減少を抑えて最大電流が小さくなるのを防止できることにより、電動機１の最大トルクの低下を抑えることができる。

更に、多相のコイル３４Ｕ、３４Ｖ、３４Ｗをそれらのコイルエンド３４Ｕｅ、３４Ｖｅ、３４Ｗｅの少なくとも一部が重ならないように巻回したことにより、コイルエンド３４Ｕｅ、３４Ｖｅ、３４Ｗｅを小さくして電動機１の軸方向の寸法を短くできる。また、このことは、コイル３４Ｕ、３４Ｖ、３４Ｗの銅損を小さくしつつ、コイル３４Ｕ、３４Ｖ、３４Ｗを巻回する際にテンションを掛けることができるので、スロット３２Ｕ、３２Ｖ、３２Ｗ内でのコイル３４Ｕ、３４Ｖ、３４Ｗの占積率を向上できるようになり、このことによっても最大電流を大きくすることができる。

また、本実施形態では、異形部３２Ｖｍ、３２Ｗｍを、スロット３２Ｖ、３２Ｗのバックコア３１Ｂ側端部を周方向に延びる形状としているので、径方向に延びる形状とした場合に比較して、スロット３２Ｖ、３２Ｗの径方向長さを抑えて電動機１を径方向に小型化することができる。

さらに、本実施形態では、異形部３２Ｖｍ、３２Ｗｍを、周方向に延びる延設方向を周方向一方としてほぼＬ字状に形成しているので、延設方向を周方向両方としてほぼＴ字状に形成する場合に比較して、スロット３２Ｖ、３２Ｗの形成をより簡易にでき、固定子鉄心３１の製造が容易となる。

（第２実施形態）
図４は本発明の第２実施形態を示し、前記第１実施形態と同一構成部分に同一符号を付して重複する説明を省略して述べるものとし、図４は回転電機の固定子の要部拡大断面図である。

図４に示すように、本実施形態の電動機１Ａは、基本的に第１実施形態の電動機１と同様の構成となるが、特に、本実施形態が第１実施形態と主に異なる点は、全てのスロット３２Ｕ、３２Ｖ、３２Ｗを、エアギャップＧ側に至る部分を固定子３の径方向に対して傾斜させたことにある。

以上の構成により、本実施形態の電動機１Ａによれば、スロット３２Ｕ、３２Ｖ、３２ＷのエアギャップＧ側に至る部分が固定子３の径方向に対して傾斜されることにより、スロット３２Ｕ、３２Ｖ、３２ＷのエアギャップＧ側の形状が占める径方向の寸法を小さくできるため、電動機１を径方向に小型化することができる。

（第３実施形態）
図５は本発明の第３実施形態を示し、前記第１実施形態と同一構成部分に同一符号を付して重複する説明を省略して述べるものとし、図５は回転電機の固定子の要部拡大断面図である。

図５に示すように、本実施形態の電動機１Ｂは、基本的に第１実施形態の電動機１と同様の構成となるが、特に、本実施形態が第１実施形態と主に異なる点は、多相のコイルのコイルエンド３４Ｕｅ、３４Ｖｅ、３４Ｗｅを、それぞれが重ならないように屈曲した直線状に巻回したことにある。

以上の構成により、本実施形態の電動機１Ｂによれば、第１実施形態の作用効果に加えて、各コイルエンド３４Ｕｅ、３４Ｖｅ、３４Ｗｅを、それぞれが重ならないように屈曲した直線状に巻回してある。従って、スロット３２Ｖ、３２Ｗのバックコア３１Ｂ側端部に形成した異形部３２Ｖｍ、３２Ｗｍを、よりエアギャップＧ側に寄せて形成できるようになり、電動機１Ｂを径方向に小型化することができる。

（第４実施形態）
図６は本発明の第４実施形態を示し、前記第３実施形態と同一構成部分に同一符号を付して重複する説明を省略して述べるものとし、図６は回転電機の固定子の要部拡大断面図である。

図６に示すように、本実施形態の電動機１Ｃは、基本的に第３実施形態の電動機１Ｂと同様の構成となるが、特に、本実施形態が第３実施形態と主に異なる点は、多相のコイル３４Ｕ、３４Ｖ、３４Ｗのコイルエンド３４Ｕｅ、３４Ｖｅ、３４Ｗｅのうち、最外径側に配置されるコイルエンド３４Ｗｅの直線部分にほぼ沿ってバックコア３１Ｂの外周３１Ｂｐをほぼ直線状（直線状部ＳＬ）に形成したことにある。

以上の構成により、本実施形態の電動機１Ｃによれば、第３実施形態の作用効果に加えて、最外径側に配置されるコイルエンド３４Ｗｅの直線部分３４ＷｅＳにほぼ沿ってバックコア３１Ｂの外周３１Ｂｐをほぼ直線状に形成して直線状部ＳＬを設けてある。従って、電動機１Ｃの前記直線状部ＳＬに対応する外側を、その直線状部ＳＬに沿って平坦状に陥入させ削除することができるので、その陥入部（削除部）を他の部材を配置するなどして有効利用することができる。

（第５実施形態）
図７は本発明の第５実施形態を示し、前記第１実施形態と同一構成部分に同一符号を付して重複する説明を省略して述べるものとし、図７は回転電機の固定子の要部拡大断面図である。

図７に示すように、本実施形態の電動機１Ｄは、基本的に第１実施形態の電動機１と同様の構成となるが、特に、本実施形態が第１実施形態と主に異なる点は、３相のコイル３４Ｕ、３４Ｖ、３４Ｗのうち、１つの相（Ｖ相）のコイル３４Ｖを固定子３の径方向ほぼ中央部で巻回する。そして、他の相（Ｕ相、Ｗ相）のコイル３４Ｕ、３４Ｗを、それぞれのコイルエンド３４Ｕｅ、３４Ｗｅと前記１つの相（Ｖ相）のコイルエンド３４Ｖｅとが重なるようにして、エアギャップＧ側とバックコア３１Ｂ側との間で、すなわちエアギャップＧ側からバックコア３１Ｂ側およびバックコア３１Ｂ側からエアギャップＧ側にそれぞれ巻回したことにある。

つまり、本実施形態では、１つの組の第１〜第３のスロット３２Ｗ、３２Ｖ、３２Ｕは、前記各実施形態と同様にそれぞれの長さが３２Ｕ＜３２Ｖ＜３２Ｗの順となるが、隣の組の第１〜第３のスロット３２Ｗ、３２Ｖ、３２Ｕは、逆に３２Ｕ＞３２Ｖ＞３２Ｗとしてある。

そして、Ｖ相コイル３４Ｖを、隣合う組の第２のスロット３２Ｖ同士のバックコア３１Ｂ側端部に跨って巻回するとともに、Ｕ相コイル３４Ｕを、１つの組の第３のスロット３２Ｕと隣の組の長くなった第３のスロット３２Ｕのバックコア３１Ｂ側端部に跨って斜めに巻回し、Ｗ相コイル３４Ｗを、１つの組の第１のスロット３２Ｗのバックコア３１Ｂ側端部と隣の組の短くなった第１のスロット３２Ｗとに跨って斜めに巻回してある。つまり、Ｕ相コイル３４ＵとＷ相コイル３４Ｗとをたすき掛けすることにより、各コイルエンド３４Ｕｅ、３４Ｖｅ、３４Ｗｅが１点で重なることになる。

尚、本実施形態では、隣の組の第３のスロット３２Ｕのバックコア３１Ｂ側端部に異形部３２Ｕｍを形成してある一方、第１のスロット３２Ｗには前記各実施形態で示した異形部３２Ｗｍは形成されない。

以上の構成により、本実施形態の電動機１Ｄによれば、第１実施形態の作用効果に加えて、Ｖ相コイル３４Ｖを固定子３の径方向ほぼ中央部で巻回し、他のＵ相・Ｗ相コイル３４Ｕ、３４Ｗをたすき掛けすることにより、各コイルエンド３４Ｕｅ、３４Ｖｅ、３４Ｗｅを１点で重なるようにしたので、電磁気的なアンバランスを少なくできるようになる。

（第６実施形態）
図８は本発明の第６実施形態を示し、前記第５実施形態と同一構成部分に同一符号を付して重複する説明を省略して述べるものとし、図８は回転電機の固定子の要部拡大断面図である。

図８に示すように、本実施形態の電動機１Ｅは、基本的に第５実施形態の電動機１Ｄと同様の構成となるが、特に、本実施形態が第５実施形態と主に異なる点は、エアギャップＧ側からバックコア３１Ｂ側およびバックコア３１Ｂ側からエアギャップＧ側にそれぞれ巻回した他の相（Ｕ相、Ｗ相）のコイルエンド３４Ｕｅ、３４Ｗｅを、中央部で巻回した１つの相（Ｖ相）のコイルエンド３４Ｖｅよりも内径側で重ねたことにある。

即ち、たすき掛けしたＵ相コイル３４Ｕのコイルエンド３４ＵｅとＷ相コイル３４Ｗのコイルエンド３４Ｗｅとの交点（重なり合う部分）を、Ｖ相コイル３４Ｖのコイルエンド３４Ｖｅよりも内径側に配置して、各コイルエンド３４Ｕｅ、３４Ｖｅ、３４Ｗｅが１点で重ならないようにしてある。

以上の構成により、本実施形態の電動機１Ｅによれば、第５実施形態の作用効果に加えて、各コイルエンド３４Ｕｅ、３４Ｖｅ、３４Ｗｅが１点で重ならないようにしたことにより、それぞれのコイルエンド３４Ｕｅ、３４Ｖｅ、３４Ｗｅを大きくすること無く、電磁気的なアンバランスを少なくすることができる。

（第７実施形態）
図９は本発明の第７実施形態を示し、前記第１実施形態と同一構成部分に同一符号を付して重複する説明を省略して述べるものとし、図９は回転電機の固定子の要部拡大断面図である。

図９に示すように、本実施形態の電動機１Ｆは、基本的に第１実施形態の電動機１と同様の構成となるが、特に、本実施形態が第１実施形態と主に異なる点は、各相のコイル３４Ｕ、３４Ｖ、３４Ｗと固定子鉄心３１との間に介装した絶縁体３５を、各相のコイル３４Ｕ、３４Ｖ、３４Ｗの巻回部分に対応させて分割する。そして、それら分割した絶縁体３５Ｕ、３５Ｖ、３５Ｗをそれぞれに対応したコイル３４Ｕ、３４Ｖ、３４Ｗの巻回前に固定子鉄心３１に固定することにある。

即ち、本実施形態では、絶縁体３５を、Ｕ相コイル３４Ｕの巻回部分に対応させた内周側絶縁体３５Ｕと、Ｖ相コイル３４Ｖの巻回部分に対応させた中間絶縁体３５Ｖと、Ｗ相コイル３４Ｗの巻回部分に対応させた外周側絶縁体３５Ｗと、に分割してある。

そして、コイル３４は、バックコア３１Ｂ側から順にＷ相コイル３４Ｗ、Ｖ相コイル３４Ｖ、Ｕ相コイル３４Ｕを固定子鉄心３１に巻回していくのであるが、それぞれのコイル３４Ｗ、３４Ｖ、３４Ｕを巻回する毎に、それぞれに対応した絶縁体３５Ｗ、３５Ｖ、３５Ｕを固定子鉄心３１に固定していくことになる。

以上の構成により、本実施形態の電動機１Ｆによれば、分割した各絶縁体３５Ｗ、３５Ｖ、３５Ｕを、各相のコイル３４Ｗ、３４Ｖ、３４Ｕを巻回する毎に固定子鉄心３１に固定していくようにしてある。従って、Ｗ相コイル３４Ｗを巻回する際には外周側絶縁体３５Ｗのみが固定された状態にあり、中間・外周側絶縁体３５Ｖ、３５Ｕが邪魔になることは無い。同様にＶ相コイル３４Ｖは中間絶縁体３５Ｖを固定して巻回するのであるが、このときは内周側絶縁体３５Ｕが邪魔になることは無い。そして、最後にＵ相コイル３４Ｕを巻回する際に内周側絶縁体３５Ｕを固定することになる。これにより、各相のコイル３４Ｗ、３４Ｖ、３４Ｕの巻回作業が容易になる。

また、Ｗ相コイル３４Ｗ、Ｖ相コイル３４Ｖ、Ｕ相コイル３４Ｕの順に巻回する作業において、次のコイル３４を巻回する際、先に巻回終了したコイル３４のスロット３２に絶縁体３５を埋め込むことができる。従って、次にコイル３４を巻回する際にティース３３の撓みを抑制してコイル３４のテンションを増大できるため、占積率を向上できるようになり、コイルエンド３４Ｕｅ、３４Ｖｅ、３４Ｗｅの小型化が可能となる。

（第８実施形態）
図１０は本発明の第８実施形態を示し、前記第１実施形態と同一構成部分に同一符号を付して重複する説明を省略して述べるものとし、図１０は回転電機の固定子の要部拡大断面図である。

図１０に示すように、本実施形態の電動機１Ｇは、基本的に第１実施形態の電動機１と同様の構成となるが、特に、本実施形態が第１実施形態と主に異なる点は、各スロット３２Ｕ、３２Ｖ、３２Ｗ間に形成される複数のティース３３Ａ、３３Ｂ、３３Ｃのうち所望のティース３３Ａ、３３Ｂを固定子鉄心３１に対して着脱自在とする。そして、当該ティース３３Ａ、３３Ｂに対応した相のコイル３４Ｕ、３４Ｖを巻回する際に該ティース３３Ａ、３３Ｂを装着する。

つまり、本実施形態では、各スロット３２Ｕ、３２Ｖ、３２Ｗ間に形成される複数のティース３３Ａ、３３Ｂ、３３Ｃのうち、最初に巻回するＷ相コイル３４Ｗに対応した第３のティース３３Ｃを除いた第１・第２のティース３３Ａ、３３Ｂを固定子鉄心に蟻溝を介して着脱自在とする。そして、最初にＷ相コイル３４Ｗを巻回する際には、第１・第２のティース３３Ａ、３３Ｂを取り除いておき、次のＶ相コイル３４Ｖを巻回する際には、第２のティース３３Ｂのみを装着し、最後にＵ相コイル３４Ｕを巻回する際に第１のティース３３Ａを装着する。

尚、隣の組のティース３３Ａ、３３Ｂ′、３３Ｃでは、第２のティース３３Ｂ′がＷ相コイル３４Ｗの巻回に必要なため、その第２のティース３３Ｂ′は分離されることなくバックコア３１Ｂ側に一体となっている。

以上の構成により、本実施形態の電動機１Ｇによれば、複数のティース３３Ａ、３３Ｂ、３３Ｃのうち所望のティース３３Ａ、３３Ｂを固定子鉄心３１に着脱自在として、当該ティース３３Ａ、３３Ｂに対応した相のコイル３４Ｕ、３４Ｖを巻回する際に該ティース３３Ａ、３３Ｂを装着するようにしてある。従って、最後に巻回するコイル３４Ｕを除いて、先に巻回するコイル３４Ｗ、３４Ｖの巻回作業がより容易になる。

ところで、本発明の回転電機は第１〜第８実施形態に例をとって説明したが、これら実施形態に限ることなく本発明の要旨を逸脱しない範囲で他の実施形態を各種採用することができる。例えば、回転電機として電動機に例を取って説明したが、発電機にあっても本発明を適用できる。また、３相の回転電機に限らず他の相数の回転電機にあっても本発明を適用できる。更に、スロットや永久磁石の数は本実施形態に限ることは無い。また、回転電機としてインナロータタイプ例を取って説明したが、アウタロータタイプにあっても本発明を適用できる。

本発明の第１実施形態にかかる回転電機の縦断面図。 図１中II−II線に沿った断面図。 本発明の第１実施形態にかかる回転電機の固定子の要部拡大断面図。 本発明の第２実施形態にかかる回転電機の固定子の要部拡大断面図。 本発明の第３実施形態にかかる回転電機の固定子の要部拡大断面図。 本発明の第４実施形態にかかる回転電機の固定子の要部拡大断面図。 本発明の第５実施形態にかかる回転電機の固定子の要部拡大断面図。 本発明の第６実施形態にかかる回転電機の固定子の要部拡大断面図。 本発明の第７実施形態にかかる回転電機の固定子の要部拡大断面図。 本発明の第８実施形態にかかる回転電機の固定子の要部拡大断面図。

符号の説明

１、１Ａ、１Ｂ、１Ｃ、１Ｄ、１Ｅ、１Ｆ、１Ｇ 電動機（回転電機）
２ 回転子
３ 固定子
３１ 固定子鉄心
３１Ｂ 固定子鉄心のバックコア
３１Ｂｐ バックコアの外周
３２ 固定子鉄心のスロット
３２Ｗ 第１のスロット
３２Ｖ 第２のスロット
３２Ｕ 第３のスロット
３２Ｕｏ、３２Ｖｏ、３２Ｗｏ スロットの開口
３２Ｗｍ 第１のスロットの第１の異形部
３２Ｖｍ 第２のスロットの第２の異形部
３３ 固定子鉄心のティース
３３Ａ 第１のティース
３３Ｂ 第２のティース
３３Ｃ 第３のティース
３４ コイル
３４Ｕ Ｕ相コイル
３４Ｖ Ｖ相コイル
３４Ｗ Ｗ相コイル
３４Ｕｅ、３４Ｖｅ、３４Ｗｅ コイルエンド
３５ 絶縁体
３５Ｕ 内周側絶縁体
３５Ｖ 中間絶縁体
３５Ｗ 外周側絶縁体
Ｇ エアギャップ
ＳＬ バックコア外周の直線状部

Claims (8)

1. 固定子鉄心を有し、該固定子鉄心に形成した複数のスロットに３相のコイルを分布巻に巻回した固定子と、
   前記固定子との間にエアギャップを設けて回転可能な回転子と、
   を備えた回転電機において、
   前記固定子鉄心のエアギャップ側に形成される全てのスロットの開口幅をほぼ等しくし、
   かつ、前記３相のコイルは、前記スロットのエアギャップ側とは逆の端部付近に、コイルエンドの少なくとも一部が重ならないように巻回し、
   前記複数のスロットは、
   各相毎に、それぞれの径方向の長さが異なり、
   径方向の長さが最も長く、外周側の先端部に一方の周方向に延在する第１の異形部を有する第１のスロットと、
   該第１のスロットより、径方向の長さが短く、外周側の先端部に他方の周方向に延在する第２の異形部を有する第２のスロットと、
   該第２のスロットより、径方向の長さが短い第３のスロットとからなり、
   前記第１のスロット、第２のスロット、第３のスロットの順に周方向に配置されるとともに、
   前記第１の異形部、第２の異形部は、隣接する第３のスロット側に延在することを特徴とする回転電機。
2. 前記複数のスロットは、エアギャップ側に至る部分を固定子の径方向に対して傾斜させたことを特徴とする請求項１に記載の回転電機。
3. 前記３相のコイルのコイルエンドを、それぞれが重ならないように屈曲した直線状に巻回したことを特徴とする請求項１または２に記載の回転電機。
4. 前記３相のコイルのコイルエンドのうち、最外径側に配置されるコイルエンドの直線部分にほぼ沿って、前記固定子鉄心の前記エアギャップ側とは逆のバックコアの外周をほぼ直線状に形成したことを特徴とする請求項３に記載の回転電機。
5. 前記３相のコイルは、１つの相のコイルを固定子の径方向ほぼ中央部で巻回し、他の相のコイルを、それぞれのコイルエンドと前記１つの相のコイルエンドとが重なるようにして、エアギャップ側と、該エアギャップ側とは逆のバックコア側との間でそれぞれ巻回したことを特徴とする請求項１または２に記載の回転電機。
6. 前記エアギャップ側とバックコア側との間でそれぞれ巻回した他の相のコイルエンドを、中央部で巻回した前記１つの相のコイルエンドよりも内径側で重ねたことを特徴とする請求項５に記載の回転電機。
7. 前記各相のコイルと固定子鉄心との間に介装する絶縁体を設け、該絶縁体を各相のコイルの巻回部分に対応させて分割するとともに、それら分割した絶縁体をそれぞれに対応したコイルの巻回前に固定子鉄心に固定されていることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１つに記載の回転電機。
8. 各スロット間に形成される複数のティースのうち所望のティースを固定子鉄心に着脱自在とし、当該ティースに対応した相のコイルを巻回する際に該ティースが装着されていることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１つに記載の回転電機。

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