特許 7549007 波巻のコイル構造を有する固定子、これを備える三相交流電動機及び固定子の製造方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-09-02

(45)【発行日】2024-09-10

(54)【発明の名称】波巻のコイル構造を有する固定子、これを備える三相交流電動機及び固定子の製造方法

(51)【国際特許分類】

   H02K 3/04 20060101AFI20240903BHJP

   H02K 3/28 20060101ALI20240903BHJP

   H02K 1/18 20060101ALI20240903BHJP

   H02K 15/02 20060101ALI20240903BHJP

   H02K 15/085 20060101ALI20240903BHJP

【ＦＩ】

H02K3/04 E

H02K3/28 N

H02K1/18 D

H02K15/02 D

H02K15/085

【請求項の数】 13

(21)【出願番号】P 2022517694

(86)(22)【出願日】2021-04-22

(86)【国際出願番号】 JP2021016335

(87)【国際公開番号】W WO2021220940

(87)【国際公開日】2021-11-04

【審査請求日】2022-12-19

(31)【優先権主張番号】P 2020079420

(32)【優先日】2020-04-28

(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP

(73)【特許権者】

【識別番号】390008235

【氏名又は名称】ファナック株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100099759

【弁理士】

【氏名又は名称】青木 篤

(74)【代理人】

【識別番号】100123582

【弁理士】

【氏名又は名称】三橋 真二

(74)【代理人】

【識別番号】100112357

【弁理士】

【氏名又は名称】廣瀬 繁樹

(72)【発明者】

【氏名】伊藤 高嗣

【審査官】服部 俊樹

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１７－１１８８０１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１６－１５２７３０（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０２Ｋ ３／０４

Ｈ０２Ｋ ３／２８

Ｈ０２Ｋ １／１８

Ｈ０２Ｋ １５／０２

Ｈ０２Ｋ １５／０８５

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

周方向の配置されたスロットのスロット数６Ｎ（Ｎは正の整数）が極数２Ｐ（Ｐは正の整数）の１．５倍より大きく、前記スロット数６Ｎを前記極数２Ｐで除算した値が既約分数になる分数スロット型の三相交流電動機の固定子であって、
前記スロット数６Ｎを前記極数２Ｐで除算した値の商をＸ（Ｘは正の整数）とするとき、
ＸまたはＸ＋１のいずれかのスロットピッチで前記スロット内に波巻で配置されたコイルからなるコイル群を、６つ備え、
６つの前記コイル群の各々は、周方向に互いに６０度ずれた位置に配置される、固定子。

【請求項2】

前記６つのコイル群は、第１から第６のコイル群からなり、
前記第１のコイル群から周方向に６０度ずれた位置に前記第２のコイル群が配置され、
前記第２のコイル群から前記周方向と同一の方向に６０度ずれた位置に前記第３のコイル群が配置され、
前記第３のコイル群から前記周方向と同一の方向に６０度ずれた位置に前記第４のコイル群が配置され、
前記第４のコイル群から前記周方向と同一の方向に６０度ずれた位置に前記第５のコイル群が配置され、
前記第５のコイル群から前記周方向と同一の方向に６０度ずれた位置に前記第６のコイル群が配置される、請求項１に記載の固定子。

【請求項3】

渡り線によって互いに連結された前記第１のコイル群と前記第４のコイル群とから三相交流巻線のうちの第１相巻線が構成され、
渡り線によって互いに連結された前記第２のコイル群と前記第５のコイル群とから三相交流巻線のうちの第２相巻線が構成され、
渡り線によって互いに連結された前記第３のコイル群と前記第６のコイル群とから三相交流巻線のうちの第３相巻線が構成される、請求項２に記載の固定子。

【請求項4】

前記極数２Ｐから規定される極対数Ｐの値は奇数である、請求項３に記載の固定子。

【請求項5】

前記第１から第６のコイル群における各前記第１相巻線は第１の線対称軸に対して線対称に配置され、前記第１から第６のコイル群における各前記第２相巻線は第２の線対称軸に対して線対称に配置され、前記第１から第６のコイル群における各前記第３相巻線は第３の線対称軸に対して線対称に配置される、請求項４に記載の固定子。

【請求項6】

前記極数２Ｐから規定される極対数Ｐの値は偶数である、請求項３に記載の固定子。

【請求項7】

前記第１から第６のコイル群における前記第１相巻線は偶数回の回転対称性を有するように配置され、前記第１から第６のコイル群における前記第２相巻線は偶数回の回転対称性を有するように配置され、前記第１から第６のコイル群における前記第３相巻線は偶数回の回転対称性を有するように配置される、請求項６に記載の固定子。

【請求項8】

前記スロット数６Ｎ（Ｎは整数）を前記極数２Ｐ（Ｐは整数）で除算した値の商をＸ（Ｘは正の整数）とするとき、２Ｘ＋１と３Ｎとが互いに素となる関係を有する、請求項５または７に記載の固定子。

【請求項9】

前記スロット数６Ｎ（Ｎは整数）を前記極数２Ｐ（Ｐは整数）で除算した値の商をＸ（Ｘは正の整数）とするとき、２Ｘ＋１と３Ｎとが、１より大きい公約数を有する、請求項５または７に記載の固定子。

【請求項10】

請求項１～９のいずれか一項に記載の固定子と、
前記固定子に対して径方向に対向配置された回転子と、
を備える三相交流電動機。

【請求項11】

周方向の配置されたスロットのスロット数６Ｎ（Ｎは正の整数）が極数２Ｐ（Ｐは正の整数）の１．５倍より大きく、前記スロット数６Ｎを前記極数２Ｐで除算した値が既約分数になる分数スロット型の三相交流電動機の固定子の製造方法であって、
外周側に開口する前記スロットが形成されたインナーコアにおいて、前記スロット内に第１の絶縁材を配置する第１の絶縁ステップと、
波巻形状に成形されたコイルを、前記スロット数６Ｎを前記極数２Ｐで除算した値の商をＸ（Ｘは正の整数）とするときにおけるＸまたはＸ＋１のいずれかのスロットピッチで、前記第１の絶縁材が配置された前記スロット内に挿入することで波巻のコイル群を形成するコイル群形成ステップと、
前記スロット内の前記コイルの外周側に第２の絶縁材を配置する第２の絶縁ステップと、
前記第１の絶縁材、前記コイル群及び前記第２の絶縁材が配置された前記スロットを有する前記インナーコアの外周側に、アウターコアを配置するアウターコア配置ステップと、
を備える、固定子の製造方法。

【請求項12】

前記コイル群は、前記スロット内に６つ設けられ、
６つの前記コイル群の各々は、周方向に互いに６０度ずれた位置に配置される、請求項１１に記載の固定子の製造方法。

【請求項13】

前記波巻形状に成形され前記固定子のスロットに挿入される巻線の各々スロットピッチは、前記スロット数６Ｎを前記極数２Ｐで除算した値の商をＸ（Ｘは正の整数）とするとき、ＸスロットピッチとＸ＋１スロットピッチとで交互に波巻される、請求項１２に記載の固定子の製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、波巻のコイル構造を有する固定子、これを備える三相交流電動機及び固定子の製造方法に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、三相交流電動機のコギングトルク及びトルクリップルを低減させることができる極とスロットの組み合わせとして、スロット数を極数で除算して得られた値が既約分数となる分数スロットを有する三相交流電動機が知られている。このような三相交流電動機は、「分数スロット三相交流電動機」とも称される。

【0003】

分数スロットを有する三相交流電動機では、極数とスロット数の最小公倍数を大きくするように、極数とスロット数を選定でき、また、高次の分布巻係数の値を小さくできることから、トルクリップルを減少させることができる。

【0004】

また、スロット数が、極数の１．５倍より大きい分数スロットを有する三相交流電動機においては、トルクリップルが小さくなる傾向があるものの、スロットに挿入する巻線のスロットピッチが１スロット（隣接するスロット間の距離）より大きくなるので、分布巻のコイル構造が必要となる。

【0005】

分布巻の巻線方法には大きく分けて、重ね巻、同心巻、及び波巻の３種類がある。このうち、波巻は、３６０度に渡る環状のコイルを波形状に曲げて固定子のスロットに巻装する方法である。波巻は、コイル間の渡り線が少ないためコイルエンド（固定子に収容されないコイル端部）も小さくできる利点がある。

【0006】

また、分数スロットを有する三相交流電動機では、偶数から規定される極数、３の倍数から規定されるスロット数を任意の値から選択することが可能である。したがって、選択した極数に対し、比較的小さい値のスロット数を選択することも可能である。スロットピッチが小さくなるように極数とスロット数を選択することで、各コイルのコイルエンドの周長を短くでき、コイルエンドを小さくできる。結果として電動機の小型化が可能で、コイルの銅損を減少させる効果もある。

【0007】

一方で、分数スロットを有する三相交流電動機では、特定のスロットで１つのスロットにつき、２相の巻線が混在する２層巻構造の重ね巻となることが一般的である。重ね巻は、任意の隣接する２つのコイルのコイルエンドが平行に並ぶ。そのため、固定子中心から固定子の外周に向かう任意の径方向で２つ以上の輪の形状のコイルが重なり合い、全周巻きとなる。したがって、コイルを固定子に挿入する際、一部のコイルで入れ替え作業が必要となる。すなわち、電動機の製造時に、インサータ方式の自動巻線機などを用いて、コイルを固定子へ自動挿入することが困難となる。分数スロットを有する三相交流電動機において、容易に自動巻線可能な製造方法の確立が望まれる。

【0008】

また、分数スロットを有する三相交流電動機では、スロット数を極数で除算した値が整数とはならないため、一つの磁極に対応する固定子のスロットの数が磁極の周期と一致しない。そのため、重ね巻ではなく全てのスロットを波巻のみで巻装しようとすると、周期性の不一致から、１相あたりにつき３つ以上の複数の環状コイルが必要となったり、環状コイルだけでは全てのスロットを占有できずに輪の形状の小コイルが複数必要となったり、コイルとコイルとを繋ぐ渡り線が複数必要となったり、あるいは、波巻の環状コイルの一部を捻る成形の工程が必要となる。

【0009】

例えば、複数対の磁極を有する回転子と、前記回転子の回転軸方向に形成され、周方向に配列された複数のスロットを有し、前記回転子と径方向に対向配置された固定子と、前記スロットに挿入されて前記固定子に巻装された複数の巻線と、を備えた３相交流電動機において、前記回転子の極数を２Ｐ、前記固定子の巻線を挿入するスロット数をＮとし、スロット数Ｎを極対数Ｐで除した値が整数でなく、前記固定子のスロット数Ｎを極数２Ｐで除した商をＸとするとき、前記固定子には、各相の巻線にて、固定子の内径より大きく所定の巻数だけ巻かれた１つのコイルを波巻で、Ｘ、あるいは、Ｘ＋１のいずれかのスロットピッチで巻回され、周方向に３６０度分をスロットに巻装された第１環状巻装部と、前記第１環状巻装部と同様に１つのコイルを波巻で、Ｘ、あるいは、Ｘ＋１のいずれかのスロットピッチで巻回され、前記第１環状巻装部とは完全には重ならない位置に周方向にずらして３６０度分をスロットに巻装された第２環状巻装部と、２つのスロットに渡って、巻線で巻回され巻装された複数個の第３巻装部と、を有し、前記第１環状巻装部、前記第2環状巻装部、及び前記複数個の第3巻装部は、各相それぞれ直列接続されている、ことを特徴とする３相交流電動機が知られている（例えば、特許文献１参照。）。

【0010】

例えば、一極一相当りのスロット数ｑがｑ＝Ａ＋Ｂ／Ｃ（但しＡ≧１の整数，Ｂは正の整数，Ｃ＝４，５，７，８とし、Ｂ／Ｃは既約分数とする）で表わされる二層重ね巻の分数スロット巻三相電機子巻線において、全相帯を連続する相帯数がＣ個ずつとなる巻線群に分け、各々の巻線群に属するコイルのうちの１個のコイルを導体数が他のコイルの約１／２となる２個のコイルに分割し、隣接する両相帯に分配し、この分割コイルを並列回路に分配したことを特徴とする三相電機子巻線が知られている（例えば、特許文献２参照。）。

【0011】

例えば、複数のスロットが形成された固定子鉄心を有すると共に、前記複数のスロットのそれぞれに収納された複数の導体で固定子巻線が構成された固定子と、回転方向に極性が交互に異なるように配置された複数の磁極を有すると共に、前記固定子に空隙を介して設けられた回転子とを有し、隣接する３つの前記スロットに渡って配置されると共に、前記複数の磁極に対応するように複数の前記スロットを跨いで配置された複数の前記導体が電気的に接続されて１相分の相巻線が構成され、該相巻線がいくつか構成されて１つの多相巻線が構成され、該多相巻線の巻数はそれぞれ同一の巻数を有しており、該多相巻線を互いに電気的に並列接続して構成され、前記相巻線は、前記磁極の１極当たり５本の前記導体で構成されていることを特徴とする車両用交流発電機が知られている（例えば、特許文献３参照。）。

【0012】

例えば、固定子コアの軸方向側面、すなわち、固定子のコイルエンド部に設けた巻き線案内手段と、３相モータの場合、Ｕ，Ｖ，Ｗ相の内、Ｕ相巻き線を固定子のスロットを通して、コイルエンド部では前記巻き線案内手段に案内されることにより、Ｖ，Ｗ相のスロットのコイルエンド面の入り口が埋まらない位置に巻回し、Ｖ相の巻き線をＵ相巻き線と同様に、まだ巻回されていないＷ相のスロットのコイルエンド面の入り口が埋まらない位置に巻回し、Ｗ相の巻き線のコイルエンド部はＵ相とＶ相の巻き線のコイルエンド部に重ねて、Ｗ相のコイルエンド部の電線の長さが極力短くなるように巻回した固定子巻き線を備えることを特徴とするモータ固定子が知られている（例えば、特許文献４参照。）。

【0013】

例えば、ステータコアの各スロットに交互に挿通されるコイル辺部と、前記コイル辺部と一体に形成され前記コイル辺部の同一側端部を接続するコイル端部と、を有するコイル導体がヘリカル状につながり波巻き構成となるように巻装されたヘリカル巻シート状コイルがシート厚さ方向に複数枚積層されて電気的に接続された３相回転電機の波巻き巻線であって、前記シート厚さ方向に隣接する前記ヘリカル巻シート状コイルは、可動子磁極の移動方向にずらして配置されており、各前記ヘリカル巻シート状コイル間において同相の相コイルが直列接続されている３相回転電機の波巻き巻線が知られている（例えば、特許文献５参照。）。

【0014】

例えば、周方向に並ぶ複数のティースを有する電機子鉄心と、前記ティース間のスロット内に分布巻き方式で配されるｍ相巻線(ｍは正の整数)より形成された電機子巻線とを備える回転電機において、前記ｍ相巻線は、第１のｍ相巻線群と第２のｍ相巻線群との２つのグループに分けられており、前記第１のｍ相巻線群を構成する各相の導線の巻き始めは、１番目～ｍ番目のスロットにそれぞれ配され、前記第２のｍ相巻線群を構成する各相の導線の巻き始めは、（ｍ＋１）番目～２ｍ番目のスロットにそれぞれ配され、前記ｍ相巻線群毎に、それぞれの巻き始めから、前記電機子鉄心の周方向に波状に巻かれており、前記電機子鉄心の径方向において、前記スロットが径方向に開口する側をスロット先端側、その反対をスロット根元側とし、前記スロット内の巻線位置において、スロット根元側を第１層、スロット先端側を第２層と定義すると、前記第１のｍ相巻線群と前記第２のｍ相巻線群とは、第１層から出たｍ相巻線群が第２層へ入り、第２層から出たｍ相巻線群が第１層に入るように巻かれ、前記スロット内で、前記第１のｍ相巻線群と前記第２のｍ相巻線群とが径方向に交互に配置されていることを特徴とする回転電機が知られている（例えば、特許文献６参照。）。

【0015】

例えば、ステータコアの各スロットに交互に挿通されるコイル辺部と、前記コイル辺部と一体に形成され前記コイル辺部の同一側端部を接続するコイル端部とを有するコイル導体が全節波巻き構成となるように巻装された３相回転電機の渡巻き巻線であって、前記スロットは、毎極毎相スロット数が整数である整数スロットであり、１つのスロット内において３相のうちの単一相のコイル辺部が収容される単相スロットと、１つのスロット内において３相のうちの複数相のコイル辺部が収容される複相スロットとを有し、前記波巻き巻線は、周方向長が前記ステータコアの周方向長の自然数倍であるステータ周倍のコイル辺部数が等しい等価構成の部分コイルが複数個直列接続されており、前記ステータコアの径方向に隣接する前記部分コイルは、一方の前記部分コイルが他方の前記部分コイルに対して可動子磁極の移動方向に所定スロット数分、ずらして配置されており、前記直列接続される前記部分コイルの個数である部分コイル数は、前記毎極毎相スロット数以下の自然数に設定され、隣接する前記部分コイル間の前記所定スロット数分のずらし量は、前記毎極毎相スロット数から１を減じた自然数以下の自然数に設定されている３相回転電機の波巻き巻線が知られている（例えば、特許文献７参照。）。

【0016】

例えば、平角線よりなる各相のコイル導体が円筒状のコアの軸線方向に延びる各スロットに交互に挿通されるように波巻きされ、前記スロット内に積層されたスロット導体部と、前記スロット導体部同士を接続して前記コアの両端面から前記軸線方向に突出してコイルエンドを構成する渡り導体部とを備えている回転電機の多相波巻き巻線において、前記渡り導体部が、前記スロット導体部から前記軸線方向に延びる一対の延出部と、前記一対の延出部の先端をつなぐ連結部とによりコ字状に形成されるとともに、前記軸線方向に対する前記コアの径方向の曲げ角度が互いに異なる状態で前記渡り導体部が順次積層されていることを特徴とする回転電機の多相波巻き巻線が知られている（例えば、特許文献８参照。）。

【0017】

例えば、コイルが巻装された回転電機のステータの製造方法であって、複数の溝を長手方向に有するコイル成形治具の前記溝内に周期的にコイルを巻装すると共に、コイルの巻き付け方向端となる前記溝にて折り返して更に巻装する工程と、外周側に開口するスロットを周方向に複数有する磁性体からなるインナーコアの前記スロット内に、前記コイル成形治具に巻装された前記コイルを巻き付け方向両端が同一の前記スロットとなるよう転写する工程と、前記スロット外周側開口部に磁性体からなるアウターコアを固定する工程と、からなる回転電機のステータの製造方法が知られている（例えば、特許文献９参照。）。

【0018】

例えば、各相に２以上の並列回路を有するように複数のコイルが並列に接続されて波巻方式となるように構成された三相の固定子巻線と、同相の前記並列回路を構成する２以上の前記コイルを各々収容する複数のスロットを備えた固定子鉄心と、を有することを特徴とする回転電機が知られている（例えば、特許文献１０参照。）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0019】

【文献】特開２０１６－１５２７３０号公報

【文献】特開昭５９－２２２０６６号公報

【文献】特許第４２９２８７７号公報

【文献】特開２００２－０３４１９１号公報

【文献】特開２０１４－０９０６１４号公報

【文献】特開２０１２－１５２００６号公報

【文献】特許第６１９１４５０号公報

【文献】特開２０１０－１４２０１９号公報

【文献】特許第４７３４１５９号公報

【文献】特開２０１８－１５７７０９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0020】

スロット数を極数で除算した値が既約分数となる三相交流電動機においては、分布巻による巻線の配置が複雑になることから、スロットに挿入する巻線のコイル数が多くなり、製造における巻線工程の自動化には不向きである。また、波巻は、重ね巻や同心巻に比べると、巻線工程の自動化に比較的向いているが、例えば複数の環状コイル及び小コイルを用意したうえでスロットに配置する必要があることから、コイルの数が多く、製造方法が複雑化する問題があった。したがって、スロット数を極数で除算した値が既約分数となる三相交流電動機において、容易に自動巻線可能な分布巻のコイル構造の実現が望まれている。

【課題を解決するための手段】

【0021】

本開示の一態様によれば、周方向の配置されたスロットのスロット数６Ｎ（Ｎは正の整数）が極数２Ｐ（Ｐは正の整数）の１．５倍より大きく、スロット数６Ｎを極数２Ｐで除算した値が既約分数になる分数スロット型の三相交流電動機の固定子は、スロット数６Ｎを極数２Ｐで除算した値の商をＸ（Ｘは正の整数）とするとき、ＸまたはＸ＋１のいずれかのスロットピッチでスロット内に波巻で配置されたコイルからなるコイル群を、６つ備え、６つのコイル群の各々は、周方向に互いに６０度ずれた位置に配置される。

【0022】

また、本開示の一態様によれば、三相交流電動機は、上記固定子と、固定子に対して径方向に対向配置された回転子と、を備える。

【0023】

また、本開示の一態様によれば、周方向の配置されたスロットのスロット数６Ｎ（Ｎは正の整数）が極数２Ｐ（Ｐは正の整数）の１．５倍より大きく、スロット数６Ｎを極数２Ｐで除算した値が既約分数になる分数スロット型の三相交流電動機の固定子の製造方法は、外周側に開口するスロットが形成されたインナーコアにおいて、スロット内に第１の絶縁材を配置する第１の絶縁ステップと、波巻形状に成形されたコイルを、スロット数６Ｎを極数２Ｐで除算した値の商をＸ（Ｘは正の整数）とするときにおけるＸまたはＸ＋１のいずれかのスロットピッチで、第１の絶縁材が配置されたスロット内に挿入することで波巻のコイル群を形成するコイル群形成ステップと、スロット内のコイルの外周側に第２の絶縁材を配置する第２の絶縁ステップと、第１の絶縁材、コイル群及び第２の絶縁材が配置されたスロットを有するインナーコアの外周側に、アウターコアを配置するアウターコア配置ステップと、を備える。

【発明の効果】

【0024】

本開示の一態様によれば、スロット数を極数で除算した値が既約分数となる三相交流電動機において、容易なプロセスで自動巻線可能な分布巻のコイル構造を有する固定子を実現することができる。

【図面の簡単な説明】

【0025】

【図1】本開示の実施形態による１０極３６スロットの三相交流電動機における固定子のコイル配置を示す展開断面図である。

【図2】本開示の実施形態による１０極３６スロットの三相交流電動機における固定子の外観図である。

【図3A】本開示の実施形態による１０極３６スロットの三相交流電動機における固定子のスロットピッチとコイルエンドとの関係を示す図であって、固定子の外観図である。

【図3B】本開示の実施形態による１０極３６スロットの三相交流電動機における固定子のスロットピッチとコイルエンドとの関係を示す図であって、固定子の断面図である。

【図4A】本開示の実施形態による１０極３６スロットの三相交流電動機における固定子の第１のコイル群の配置を説明する展開断面図である。

【図4B】本開示の実施形態による１０極３６スロットの三相交流電動機における固定子の第１のコイル群の配置を説明する断面図である。

【図5】図４Ａ及び図４Ｂに示した固定子の第１のコイル群の配置を説明する模式円を示す図である。

【図6A】本開示の実施形態による１０極３６スロットの三相交流電動機における固定子の第１のコイル群の配置を説明する展開断面図である。

【図6B】本開示の実施形態による１０極３６スロットの三相交流電動機における固定子の第１のコイル群の配置を説明する断面図である。

【図7】図１～図６Ｂに示した固定子のコイル群の巻き始め及び巻き始めの位置を示す模式円を示す図である。

【図8】図１～図６Ｂに示した固定子のコイル群のコイル配置を示す模式円を示す図である。

【図9】図１～図８に示した固定子のコイル群による三相巻線の構成を説明する展開断面図（その１）である。

【図10】図１～図８に示した固定子のコイル群による三相巻線の構成を説明する展開断面図（その２）である。

【図11】本開示の実施形態による１０極３６スロットの三相交流電動機における固定子において、一筆書きの要領で配置された巻線により構成されるコイル群を示す模式円を示す図である。

【図12】本開示の実施形態による１０極３６スロットの三相交流電動機における固定子において、一筆書きの要領で配置された巻線により構成されるコイル群を説明する展開断面図である。

【図13A】図１～図１２に示した１０極３６スロットの三相交流電動機における固定子の巻線配置の線対称性を説明する断面図であって、－Ｕ相巻線を示す。

【図13B】図１～図１２に示した１０極３６スロットの三相交流電動機における固定子の巻線配置の線対称性を説明する断面図であって、＋Ｖ相巻線を示す。

【図13C】図１～図１２に示した１０極３６スロットの三相交流電動機における固定子の巻線配置の線対称性を説明する断面図であって、－Ｗ相巻線を示す。

【図13D】図１～図１２に示した１０極３６スロットの三相交流電動機における固定子の巻線配置の線対称性を説明する断面図であって、＋Ｕ相巻線を示す。

【図13E】図１～図１２に示した１０極３６スロットの三相交流電動機における固定子の巻線配置の線対称性を説明する断面図であって、－Ｖ相巻線を示す。

【図13F】図１～図１２に示した１０極３６スロットの三相交流電動機における固定子の巻線配置の線対称性を説明する断面図であって、＋Ｗ相巻線を示す。

【図14】本開示の実施形態による１０極２４スロットの三相交流電動機における固定子のコイル配置を示す展開断面図である。

【図15】図１４に示した固定子のコイル群のコイル配置を示す模式円を示す図である。

【図16】図１４及び図１５に示した固定子のコイル群の巻き始め及び巻き始めの位置を示す模式円を示す図である。

【図17】本開示の実施形態による１０極２４スロットの三相交流電動機における固定子において、一筆書きの要領で配置された巻線により構成されるコイル群を示す模式円を示す図である。

【図18】本開示の実施形態による１０極２４スロットの三相交流電動機における固定子において、一筆書きの要領で配置された巻線により構成されるコイル群を説明する展開断面図である。

【図19】本開示の実施形態による８極３０スロットの三相交流電動機における固定子のコイル配置を示す展開断面図である。

【図20A】図１９に示した固定子のコイル群のコイル配置を示す模式円を示す図であって、第１のコイル群の配置を示す。

【図20B】図１９に示した固定子のコイル群のコイル配置を示す模式円を示す図であって、固定子におけるコイル群の巻き始め及び巻き始めの位置を示す模式円を示す。

【図21】本開示の実施形態による８極３０スロットの三相交流電動機における巻線配置の回転対称性を説明する断面図である。

【図22】本開示の実施形態による８極３６スロットの三相交流電動機における固定子のコイル配置を示す展開断面図である。

【図23A】図２２に示した固定子のコイル群のコイル配置を示す模式円を示す図であって、第１のコイル群の配置を示す。

【図23B】図２２に示した固定子のコイル群のコイル配置を示す模式円を示す図であって、固定子におけるコイル群の巻き始め及び巻き始めの位置を示す模式円を示す。

【図24】本開示の実施形態による８極３６スロットの三相交流電動機における巻線配置の回転対称性を説明する断面図である。

【図25】本開示の実施形態によるスロット配置が適用可能な三相交流電動機の極数とスロット数との関係を示す図である。

【図26A】本開示の実施形態による三相交流電動機の固定子に用いられるインナーコアを示す斜視図である。

【図26B】本開示の実施形態による三相交流電動機の固定子に用いられるインナーコアを示す上面図である。

【図27A】図２６Ａ及び図２６Ｂに示したインナーコアに第１の絶縁材が配置された状態を示す斜視図である。

【図27B】図２６Ａ及び図２６Ｂに示したインナーコアに第１の絶縁材が配置された状態を示す上面図である。

【図28A】本開示の実施形態による三相交流電動機の固定子に用いられる平角線を示す斜視図であって、平角線からなる線材を示す。

【図28B】本開示の実施形態による三相交流電動機の固定子に用いられる平角線を示す斜視図であって、波巻された巻線を示す。

【図29A】図２７Ａ及び図２７Ｂに示した第１の絶縁材が配置されたインナーコアに図２８Ｂに示した波巻の巻線を配置する処理を説明する斜視図であって、巻線を配置処理中のインナーコアを示す。

【図29B】図２７Ａ及び図２７Ｂに示した第１の絶縁材が配置されたインナーコアに図２８Ｂに示した波巻の巻線を配置する処理を説明する斜視図であって、巻線配置後のインナーコアを示す。

【図30】図２９Ａ及び図２９Ｂに示したインナーコアに第２の絶縁材が配置された状態を示す斜視図である。

【図31】図３０に示したインナーコアの外周側にアウターコアが配置された状態を示す斜視図である。

【図32】図３１に示したインナーコアのスロットに一筆書きの要領で配置された巻線を所定の箇所で切断し渡り線により結線すること得られた固定子を示す斜視図である。

【図33A】三相交流電動機の波巻のコイルを有する固定子における従来の巻線工程の一例を示す図である。

【図33B】三相交流電動機の波巻のコイルを有する固定子における従来の巻線工程の一例を示す図である。

【図33C】三相交流電動機の波巻のコイルを有する固定子における従来の巻線工程の一例を示す図である。

【図34】本開示の実施形態による固定子を備える三相交流電動機の外観を例示する図である。

【図35】本開示の一実施形態におけるコイルの定義を説明する図である。

【図36A】本開示の一実施形態におけるコイル群の定義を説明する図であって、コイル配置を説明する際に用いられる模式円を示す。

【図36B】本開示の一実施形態におけるコイル群の定義を説明する図であって、円柱状のコアの外観例を示す。

【発明を実施するための形態】

【0026】

以下図面を参照して、波巻のコイル構造を有する固定子及びこれを備える三相交流電動機について説明する。各図面において、同様の部材には同様の参照符号が付けられている。また、理解を容易にするために、これらの図面は縮尺を適宜変更している。また、図面に示される形態は実施するための一つの例であり、図示された形態に限定されるものではない。

【0027】

以下の説明では、電流が流れる銅線などの線材１本からなる線を「巻線」と称する。また、線材を使用して、閉じた輪の形状をつくり、同一形状で連結して束で重なっているものを「コイル」と称する。コイルは固定子のスロットに収容されている部分と、収容されていない部分とに分けられるが、各々を明確に分ける際は、前者を「巻線」、後者を「コイルエンド」と称する。また、固定子のスロットに収納されたコイルが跨ぐスロットの数を「スロットピッチ」と称する。コイルは固定子のスロットに収容されている部分と、収容されていない部分とに分けられるが、各々を明確に分ける際は、前者を「巻線」、後者を「コイルエンド」と称する。また、固定子の軸方向の両端面に対して、交互にコイルエンドを形成しながらスロットにコイルを巻装する巻線方法を「波巻」と称する。

【0028】

また、本開示の一実施形態による固定子に対向する回転子では、２Ｐ個（Ｐは正の整数）の磁極が配置されており、２Ｐの値を極数と称する。また、極数を２で割った値であるＰを極対数と称する。

【0029】

図３５は、本開示の一実施形態におけるコイルの定義を説明する図である。図３５に示すように、コイル４は、スロットに収容されるプラス巻線（＋巻線）４１Ｐ及びマイナス巻線（－巻線）４１Ｎと、スロットに収容されないコイルエンド４２からなる。スロットに収納されるコイルの巻線（プラス巻線及びマイナス巻線）の２つには、それぞれ位相が１８０度異なる電流が流れるため、スロットピッチは１極あたり電気角で１８０度程度、機械角換算で「１８０度÷極数」程度のスロットピッチが必要である。本開示の実施形態では、スロットピッチは、「スロット数÷極数により得られる値のうちの商である１０進法表記上の整数部分」、または「スロット数÷極数により得られる値のうちの商である１０進法表記上の整数部分＋１」のいずれかで規定している。

【0030】

図３６Ａは、本開示の一実施形態におけるコイル群の定義を説明する図であって、コイル配置を説明する際に用いられる模式円を示す。図３６Ｂは、本開示の一実施形態におけるコイル群の定義を説明する図であって、円柱状のコアの外観例を示す。

【0031】

図３６Ｂに示すように、固定子１において、コア３は、インナーコア３－１と、インナーコア３－１の外周側に配置されるアウターコア３－２とからなる。インナーコア３－１には、外周側に開口するスロット２が設けられる。コア３は円柱形状を有するが、以下に説明する実施形態では、コア３が有する２つの底面のうち、一方の面側を「固定子表面側」と称し、もう一方の面側を「固定子裏面側」と称する。本開示の実施形態では、固定子１において、固定子表面側及び固定子裏面側に、スロット２に収容されないコイルエンドが露出する。

【0032】

以下で説明する実施形態では、説明を簡明なものにするために、インナーコア３－１におけるコイル４の配置を、図３６Ａに示すような模式円を用いて表す。模式円において、インナーコア３－１を円状に配列された台形で表す。図３６Ａに示されるような模式円においては、隣接する台形の間がスロット２に相当するが、これら台形の間は、図３６Ｂに示すようなスロット２の「開口方向」自体を示すものではない。各スロットには「スロット識別番号」が付与される。図３６Ｂに示すようなコア３の固定子裏面側は、図３６Ａに示すような模式円では台形の円状の配列の内周側が対応し、図３６Ｂに示すようなコア３の固定子表面側は、図３６Ａに示すような模式円では台形の円状の配列の外周側が対応する。また、模式円において、コイルを太い実線で表し、１つのコイル群におけるコイルの巻き始めを、模式円の外周側から内周側へ向いた矢印で表し、当該コイル群のコイルの巻き終わりを、模式円の内周側から外周側へ向いた矢印で表す。例えば図３６Ａでは、スロット識別番号１で示されるスロットにコイルの巻き始めが位置し、コイルエンドが固定子裏面側と固定子表面側とに交互に露出するようコイルが波巻され、スロット識別番号３で示されるスロットにコイルの巻き終わりが位置するような１つのコイル群が示されている。

【0033】

また、本開示の実施形態では、コイル群の巻き始め及び巻き終わり並びにスロット配置が同じコイルのまとまりを「コイル群」と称する。波巻された１繋ぎ（ひとつなぎ）のコイルの巻き始めから巻き終わりまでのまとまりを「組」と称する。したがって、同じコイル群（すなわち、コイル群の巻き始め及び巻き終わり並びにスロット配置が同じコイルのまとまり）であっても、１繋ぎとなっていないコイルのまとまりが複数存在する場合は、これらまとまりのそれぞれは、別々の「組」として扱われる。例えば図３６Ｂでは、コイル群の巻き始め及び巻き終わり並びにスロット配置が同じコイルのまとまりが２つ示されているが、これらは１つの「コイル群」として扱われるが、これら２つのコイルのまとまりが１繋ぎとなっていない場合は、コイルのまとまりのそれぞれは、別々の「組」として扱われる。つまり、１つのコイル群には、別々のコイルの組が存在し得る。もちろん、１つのコイル群に１つの組のみ存在することもあり得る。

【0034】

以下、図３５、図３６Ａ及び図３６Ｂで説明した凡例を用いて、本開示の実施形態による固定子及びこれを備える三相交流電動機について説明する。

【0035】

本開示の実施形態による三相交流電動機は、周方向の配置されたスロットのスロット数６Ｎ（Ｎは正の整数）が極数２Ｐ（Ｐは正の整数）の１．５倍より大きく、スロット数６Ｎを極数２Ｐで除算した値が既約分数になる分数スロット型の三相交流電動機であって、固定子と、固定子に対して径方向に対向配置された回転子と、を備える。スロット数６Ｎを極数２Ｐで除算した値は、コイルのスロットピッチを表す。スロット数６Ｎを極数２Ｐで除算した値が１．５より大きい三相交流電動機は、コイルのスロットピッチが２以上となり、分布巻（重ね巻）のコイル構造となる。スロット数６Ｎを極数２Ｐで除算した値の１０進法表記上の整数部分である商をＸ（Ｘは正の整数）とするとき、本開示の実施形態による固定子は、ＸまたはＸ＋１のいずれかのスロットピッチでスロット内に波巻で配置されたコイルからなるコイル群を、６つ備える。６つのコイル群の各々は、周方向に互いに６０度ずれた位置に配置される。

【0036】

例えば１０極３６スロットの三相交流電動機は、スロット数３６を極数１０で除算した値が３．６であるので、「スロット数が極数の１．５倍より大きい」の要件を満たす。また、スロット数３６を極数１０で除算した値である１８／５は既約分数であるので、分数スロット型であるといえる。

【0037】

図１は、本開示の実施形態による１０極３６スロットの三相交流電動機における固定子のコイル配置を示す展開断面図である。固定子１は本来は円柱状であるが、説明を分かり易くするために、円柱状である固定子１を直線的に展開した展開断面図も用いて説明する。図１では、図面を簡明なものにするために、３６スロット分のコイル配置を２段（すなわちスロット識別番号１～１８とスロット識別番号１９～３６）に分けて示している。また、図２は、本開示の実施形態による１０極３６スロットの三相交流電動機における固定子の外観図である。なお、図２においては、コア３内のコイル４を透視できるように記載している。

【0038】

図１及びこれ以降に示す各図において、Ｕ、Ｖ、Ｗは三相交流の各相を表し、各々電気角で±１２０度の位相差を有している。また、「＋」と「－」は電流の向きを示しており、その位相差は電気角で１８０度である。固定子１のコア３に設けられる各スロット２には、＋Ｕ、－Ｕ、＋Ｖ、－Ｖ、＋Ｗ、－Ｗの合計６相帯のいずれかが２つずつ配置される。各配置には、銅線などの電流が流れる線材が、同じ数だけ挿入されている。また、これ以降に示す展開断面図において、固定子表面側に露出するコイルエンド（すなわちスロット２に収容されないコイル）を実線で表し、固定子裏面側に露出するコイルエンドを破線で表す。また、スロット２に収容される巻線（すなわち同一のスロットにおいて固定子表面側から固定子裏面側へまたは固定子裏面側から固定子表面側へ貫くように配置される巻線）を、黒丸「●」で表す。また、これ以降に示す展開断面図において、１つのコイル群におけるコイルの巻き始めを下向きの矢印で表し、当該コイル群のコイルの巻き終わりを、上向きの矢印で表す。

【0039】

図３Ａは、本開示の実施形態による１０極３６スロットの三相交流電動機における固定子のスロットピッチとコイルエンドとの関係を示す図であって、固定子の外観図である。図３Ｂは、本開示の実施形態による１０極３６スロットの三相交流電動機における固定子のスロットピッチとコイルエンドとの関係を示す図であって、固定子の断面図である。なお、図３Ａにおいては、コア３内のコイル４を透視できるように記載している。

【0040】

１０極３６スロットの三相交流電動機については、スロット数３６を極数１０で除算した値の１０進法表記上の整数部分である商は３であるので、固定子１には、３または４（＝３＋１）のいずれかのスロットピッチでスロット２内に波巻で配置されたコイル４からなるコイル群が、６つ設けられる。６つのコイル群の各々は、周方向に互いに６０度ずれた位置に配置される。

【0041】

特に１０極３６スロットの三相交流電動機では、３スロットピッチと４スロットピッチとを交互に繰り返すようにスロット２に配置された波巻のコイルからなるコイル群を設けることができる。例えば、図３Ａ及び図３Ｂに示すように、固定子表面側には４スロットピッチ分のコイルエンドが露出し、固定子裏面側には３スロットピッチ分のコイルエンドが露出する。また、３スロットピッチ及び４スロットピッチの各スロットピッチ数を合計した値である７は、おおよそ２極（１極対）あたりのスロットピッチとなる。この値７に極対数５（１０極を２で除算した値）を乗算して得られる値は３５となり、全スロット数の３６と一致しないため、固定子のスロットを３スロットピッチと４スロットピッチとで交互に波巻で巻装して固定子の周方向を１周しても、元の位置（巻き始めの位置）に戻らない特徴がある。これは３スロットピッチ及び４スロットピッチの各スロットピッチ数を合計した値である７と、スロット数３６とが互いに素となる関係であるためである。

【0042】

図４Ａは、本開示の実施形態による１０極３６スロットの三相交流電動機における固定子の第１のコイル群の配置を説明する展開断面図である。図４Ｂは、本開示の実施形態による１０極３６スロットの三相交流電動機における固定子の第１のコイル群の配置を説明する断面図である。また、図５は、図４Ａ及び図４Ｂに示した固定子の第１のコイル群の配置を説明する模式円を示す図である。

【0043】

図１、図４Ａ、図４Ｂ及び図５に示すように、第１のコイル群では、コイルは、スロット識別番号１のスロットの固定子表面側から固定子裏面側へ向けて挿入され、スロット識別番号１から３スロットピッチずれたスロット識別番号４のスロットの固定子裏面側から固定子表面側へ向けて挿入される。さらに、コイルは、スロット識別番号４から４スロットピッチずれたスロット識別番号８のスロットの固定子表面側から固定子裏面側へ向けて挿入され、スロット識別番号８から３スロットピッチずれたスロット識別番号１１のスロットの固定子裏面側から固定子表面側へ向けて挿入される。さらに、コイルは、スロット識別番号１１から４スロットピッチずれたスロット識別番号１５のスロットの固定子表面側から固定子裏面側へ向けて挿入され、スロット識別番号１５から３スロットピッチずれたスロット識別番号１８のスロットの固定子裏面側から固定子表面側へ向けて挿入される。さらに、コイルは、スロット識別番号１８から４スロットピッチずれたスロット識別番号２２のスロットの固定子表面側から固定子裏面側へ向けて挿入され、スロット識別番号２２から３スロットピッチずれたスロット識別番号２５のスロットの固定子裏面側から固定子表面側へ向けて挿入される。さらに、コイルは、スロット識別番号２５から４スロットピッチずれたスロット識別番号２９のスロットの固定子表面側から固定子裏面側へ向けて挿入され、スロット識別番号２９から３スロットピッチずれたスロット識別番号３２のスロットの固定子裏面側から固定子表面側へ向けて挿入される。さらに、コイルは、スロット識別番号３２から４スロットピッチずれたスロット識別番号３６のスロットの固定子表面側から固定子裏面側へ向けて挿入され、スロット識別番号３６から３スロットピッチずれたスロット識別番号３のスロットの固定子裏面側から固定子表面側へ向けて挿入される。このように、第１のコイル群は、スロット識別番号１のスロットを巻き始めの位置とし、時計回りに１周してさらに２スロット分（２０度）進んだスロット識別番号３のスロットを巻き終わりの位置とする。このように配置された第１のコイル群は、第１相巻線（例えばＵ相巻線）のうちの半分の巻線を構成する。

【0044】

第２～第６のコイル群についても、３スロットピッチと４スロットピッチとを交互に繰り返すようにスロット２に配置された波巻のコイルから構成される。

【0045】

図６Ａは、本開示の実施形態による１０極３６スロットの三相交流電動機における固定子の第１のコイル群の配置を説明する展開断面図である。図６Ｂは、本開示の実施形態による１０極３６スロットの三相交流電動機における固定子の第１のコイル群の配置を説明する断面図である。

【0046】

図１、図６Ａ及び図６Ｂに示すように、第２のコイル群は、第１のコイル群から周方向（図示の例では時計回り）に６０度ずれた位置に配置される。すなわち、第２のコイル群は、第１のコイル群の巻き始めであるスロット識別番号１のスロットから６スロットピッチ（６０度）ずれたスロット識別番号７のスロットが巻き始めの位置となる。より詳しくは、第２のコイル群では、コイルは、スロット識別番号７のスロットの固定子表面側から固定子裏面側へ向けて挿入され、スロット識別番号７から３スロットピッチずれたスロット識別番号１０のスロットの固定子裏面側から固定子表面側へ向けて挿入される。さらに、コイルは、スロット識別番号１０から４スロットピッチずれたスロット識別番号１４のスロットの固定子表面側から固定子裏面側へ向けて挿入され、スロット識別番号１４から３スロットピッチずれたスロット識別番号１７のスロットの固定子裏面側から固定子表面側へ向けて挿入される。さらに、コイルは、スロット識別番号１７から４スロットピッチずれたスロット識別番号２１のスロットの固定子表面側から固定子裏面側へ向けて挿入され、スロット識別番号２１から３スロットピッチずれたスロット識別番号２４のスロットの固定子裏面側から固定子表面側へ向けて挿入される。さらに、コイルは、スロット識別番号２４から４スロットピッチずれたスロット識別番号２８のスロットの固定子表面側から固定子裏面側へ向けて挿入され、スロット識別番号２８から３スロットピッチずれたスロット識別番号３１のスロットの固定子裏面側から固定子表面側へ向けて挿入される。さらに、コイルは、スロット識別番号３１から４スロットピッチずれたスロット識別番号３５のスロットの固定子表面側から固定子裏面側へ向けて挿入され、スロット識別番号３５から３スロットピッチずれたスロット識別番号３８のスロットの固定子裏面側から固定子表面側へ向けて挿入される。さらに、コイルは、スロット識別番号２から４スロットピッチずれたスロット識別番号６のスロットの固定子表面側から固定子裏面側へ向けて挿入され、スロット識別番号６から３スロットピッチずれたスロット識別番号９のスロットの固定子裏面側から固定子表面側へ向けて挿入される。このように、第２のコイル群は、スロット識別番号７のスロットを巻き始めの位置とし、時計回りに１周してさらに２スロット分（２０度）進んだスロット識別番号９のスロットを巻き終わりの位置とする。このように配置された第２のコイル群は、第２相巻線（例えばＶ相巻線）のうちの半分の巻線を構成する。

【0047】

第３のコイル群は、第２のコイル群から周方向（図示の例では時計回り）に６０度ずれた位置に配置され、第４のコイル群は、第３のコイル群から周方向（図示の例では時計回り）に６０度ずれた位置に配置される。また、第５のコイル群は、第４のコイル群から周方向（図示の例では時計回り）に６０度ずれた位置に配置され、第６のコイル群は、第５のコイル群から周方向（図示の例では時計回り）に６０度ずれた位置に配置される。

【0048】

すなわち、図１に示すように、第３のコイル群は、第２のコイル群から周方向（図示の例では時計回り）に６０度ずれた位置に配置される。すなわち、第３のコイル群は、第２のコイル群の巻き始めであるスロット識別番号７のスロットから６スロットピッチずれたスロット識別番号１３のスロットが巻き始めの位置となる。より詳しくは、第３のコイル群では、コイルは、スロット識別番号１３のスロットの固定子表面側から固定子裏面側へ向けて挿入され、スロット識別番号１３から３スロットピッチずれたスロット識別番号１６のスロットの固定子裏面側から固定子表面側へ向けて挿入される。さらに、コイルは、スロット識別番号１６から４スロットピッチずれたスロット識別番号２０のスロットの固定子表面側から固定子裏面側へ向けて挿入され、スロット識別番号２０から３スロットピッチずれたスロット識別番号２３のスロットの固定子裏面側から固定子表面側へ向けて挿入される。さらに、コイルは、スロット識別番号２３から４スロットピッチずれたスロット識別番号２７のスロットの固定子表面側から固定子裏面側へ向けて挿入され、スロット識別番号２７から３スロットピッチずれたスロット識別番号３０のスロットの固定子裏面側から固定子表面側へ向けて挿入される。さらに、コイルは、スロット識別番号３０から４スロットピッチずれたスロット識別番号３４のスロットの固定子表面側から固定子裏面側へ向けて挿入され、スロット識別番号３４から３スロットピッチずれたスロット識別番号１のスロットの固定子裏面側から固定子表面側へ向けて挿入される。さらに、コイルは、スロット識別番号１から４スロットピッチずれたスロット識別番号５のスロットの固定子表面側から固定子裏面側へ向けて挿入され、スロット識別番号５から３スロットピッチずれたスロット識別番号８のスロットの固定子裏面側から固定子表面側へ向けて挿入される。さらに、コイルは、スロット識別番号８から４スロットピッチずれたスロット識別番号１２のスロットの固定子表面側から固定子裏面側へ向けて挿入され、スロット識別番号１２から３スロットピッチずれたスロット識別番号１５のスロットの固定子裏面側から固定子表面側へ向けて挿入される。このように、第３のコイル群は、スロット識別番号１３のスロットを巻き始めの位置とし、時計回りに１周してさらに２スロット分（２０度）進んだスロット識別番号１５のスロットを巻き終わりの位置とする。このように配置された第３のコイル群は、第３相巻線（例えばＷ相巻線）のうちの半分の巻線として用いることができる。

【0049】

図１に示すように、第４のコイル群は、第３のコイル群から周方向（図示の例では時計回り）に６０度ずれた位置に配置される。すなわち、第４のコイル群は、第３のコイル群の巻き始めであるスロット識別番号１３のスロットから６スロットピッチずれたスロット識別番号１９のスロットが巻き始めの位置となる。より詳しくは、第４のコイル群では、コイルは、スロット識別番号１９のスロットの固定子表面側から固定子裏面側へ向けて挿入され、スロット識別番号１９から３スロットピッチずれたスロット識別番号２２のスロットの固定子裏面側から固定子表面側へ向けて挿入される。さらに、コイルは、スロット識別番号２２から４スロットピッチずれたスロット識別番号２６のスロットの固定子表面側から固定子裏面側へ向けて挿入され、スロット識別番号２６から３スロットピッチずれたスロット識別番号２９のスロットの固定子裏面側から固定子表面側へ向けて挿入される。さらに、コイルは、スロット識別番号２９から４スロットピッチずれたスロット識別番号３３のスロットの固定子表面側から固定子裏面側へ向けて挿入され、スロット識別番号３３から３スロットピッチずれたスロット識別番号３６のスロットの固定子裏面側から固定子表面側へ向けて挿入される。さらに、コイルは、スロット識別番号３６から４スロットピッチずれたスロット識別番号４のスロットの固定子表面側から固定子裏面側へ向けて挿入され、スロット識別番号４から３スロットピッチずれたスロット識別番号７のスロットの固定子裏面側から固定子表面側へ向けて挿入される。さらに、コイルは、スロット識別番号７から４スロットピッチずれたスロット識別番号１１のスロットの固定子表面側から固定子裏面側へ向けて挿入され、スロット識別番号１１から３スロットピッチずれたスロット識別番号１４のスロットの固定子裏面側から固定子表面側へ向けて挿入される。さらに、コイルは、スロット識別番号１４から４スロットピッチずれたスロット識別番号１８のスロットの固定子表面側から固定子裏面側へ向けて挿入され、スロット識別番号１８から３スロットピッチずれたスロット識別番号２１のスロットの固定子裏面側から固定子表面側へ向けて挿入される。このように、第４のコイル群は、スロット識別番号１９のスロットを巻き始めの位置とし、時計回りに１周してさらに２スロット分（２０度）進んだスロット識別番号２１のスロットを巻き終わりの位置とする。このように配置された第４のコイル群は、第１相巻線（例えばＵ相巻線）のうちの残りの半分の巻線として用いることができる。

【0050】

図１に示すように、第５のコイル群は、第４のコイル群から周方向（図示の例では時計回り）に６０度ずれた位置に配置される。すなわち、第５のコイル群は、第４のコイル群の巻き始めであるスロット識別番号１９のスロットから６スロットピッチずれたスロット識別番号２５のスロットが巻き始めの位置となる。より詳しくは、第５のコイル群では、コイルは、スロット識別番号２５のスロットの固定子表面側から固定子裏面側へ向けて挿入され、スロット識別番号２５から３スロットピッチずれたスロット識別番号２８のスロットの固定子裏面側から固定子表面側へ向けて挿入される。さらに、コイルは、スロット識別番号２８から４スロットピッチずれたスロット識別番号３２のスロットの固定子表面側から固定子裏面側へ向けて挿入され、スロット識別番号３２から３スロットピッチずれたスロット識別番号３５のスロットの固定子裏面側から固定子表面側へ向けて挿入される。さらに、コイルは、スロット識別番号３５から４スロットピッチずれたスロット識別番号３のスロットの固定子表面側から固定子裏面側へ向けて挿入され、スロット識別番号３から３スロットピッチずれたスロット識別番号６のスロットの固定子裏面側から固定子表面側へ向けて挿入される。さらに、コイルは、スロット識別番号６から４スロットピッチずれたスロット識別番号１０のスロットの固定子表面側から固定子裏面側へ向けて挿入され、スロット識別番号１０から３スロットピッチずれたスロット識別番号１３のスロットの固定子裏面側から固定子表面側へ向けて挿入される。さらに、コイルは、スロット識別番号１３から４スロットピッチずれたスロット識別番号１７のスロットの固定子表面側から固定子裏面側へ向けて挿入され、スロット識別番号１７から３スロットピッチずれたスロット識別番号２０のスロットの固定子裏面側から固定子表面側へ向けて挿入される。さらに、コイルは、スロット識別番号２０から４スロットピッチずれたスロット識別番号２４のスロットの固定子表面側から固定子裏面側へ向けて挿入され、スロット識別番号２４から３スロットピッチずれたスロット識別番号２７のスロットの固定子裏面側から固定子表面側へ向けて挿入される。このように、第５のコイル群は、スロット識別番号２５のスロットを巻き始めの位置とし、時計回りに１周してさらに２スロット分（２０度）進んだスロット識別番号２７のスロットを巻き終わりの位置とする。このように配置された第５のコイル群は、第２相巻線（例えばＶ相巻線）のうちの残りの半分の巻線として用いることができる。

【0051】

図１に示すように、第６のコイル群は、第５のコイル群から周方向（図示の例では時計回り）に６０度ずれた位置に配置される。すなわち、第６のコイル群は、第５のコイル群の巻き始めであるスロット識別番号２５のスロットから６スロットピッチずれたスロット識別番号３１のスロットが巻き始めの位置となる。より詳しくは、第６のコイル群では、コイルは、スロット識別番号３１のスロットの固定子表面側から固定子裏面側へ向けて挿入され、スロット識別番号３１から３スロットピッチずれたスロット識別番号３４のスロットの固定子裏面側から固定子表面側へ向けて挿入される。さらに、コイルは、スロット識別番号３４から４スロットピッチずれたスロット識別番号２のスロットの固定子表面側から固定子裏面側へ向けて挿入され、スロット識別番号２から３スロットピッチずれたスロット識別番号５のスロットの固定子裏面側から固定子表面側へ向けて挿入される。さらに、コイルは、スロット識別番号５から４スロットピッチずれたスロット識別番号９のスロットの固定子表面側から固定子裏面側へ向けて挿入され、スロット識別番号９から３スロットピッチずれたスロット識別番号１２のスロットの固定子裏面側から固定子表面側へ向けて挿入される。さらに、コイルは、スロット識別番号１２から４スロットピッチずれたスロット識別番号１６のスロットの固定子表面側から固定子裏面側へ向けて挿入され、スロット識別番号１６から３スロットピッチずれたスロット識別番号１９のスロットの固定子裏面側から固定子表面側へ向けて挿入される。さらに、コイルは、スロット識別番号１９から４スロットピッチずれたスロット識別番号２３のスロットの固定子表面側から固定子裏面側へ向けて挿入され、スロット識別番号２３から３スロットピッチずれたスロット識別番号２６のスロットの固定子裏面側から固定子表面側へ向けて挿入される。さらに、コイルは、スロット識別番号２６から４スロットピッチずれたスロット識別番号３０のスロットの固定子表面側から固定子裏面側へ向けて挿入され、スロット識別番号３０から３スロットピッチずれたスロット識別番号３３のスロットの固定子裏面側から固定子表面側へ向けて挿入される。このように、第６のコイル群は、スロット識別番号３１のスロットを巻き始めの位置とし、時計回りに１周してさらに２スロット分（２０度）進んだスロット識別番号３３のスロットを巻き終わりの位置とする。このように配置された第６のコイル群は、第３相巻線（例えばＷ相巻線）のうちの残りの半分の巻線として用いることができる。

【0052】

図７は、図１～図６Ｂに示した固定子のコイル群の巻き始め及び巻き始めの位置を示す模式円を示す図である。図８は、図１～図６Ｂに示した固定子のコイル群のコイル配置を示す模式円を示す図である。

【0053】

図１～図６Ｂに示した１０極３６スロットの三相交流電動機における固定子１において、第１のコイル群は、スロット識別番号１のスロットを巻き始めの位置とし、時計回りに１周してさらに２スロット分（２０度）進んだスロット識別番号３のスロットを巻き終わりの位置とする。第２のコイル群は、スロット識別番号７のスロットを巻き始めの位置とし、時計回りに１周してさらに２スロット分（２０度）進んだスロット識別番号９のスロットを巻き終わりの位置とする。第３のコイル群は、スロット識別番号１３のスロットを巻き始めの位置とし、時計回りに１周してさらに２スロット分（２０度）進んだスロット識別番号１５のスロットを巻き終わりの位置とする。第４のコイル群は、スロット識別番号１９のスロットを巻き始めの位置とし、時計回りに１周してさらに２スロット分（２０度）進んだスロット識別番号２１のスロットを巻き終わりの位置とする。第５のコイル群は、スロット識別番号２５のスロットを巻き始めの位置とし、時計回りに１周してさらに２スロット分（２０度）進んだスロット識別番号２７のスロットを巻き終わりの位置とする。第６のコイル群は、スロット識別番号３１のスロットを巻き始めの位置とし、時計回りに１周してさらに２スロット分（２０度）進んだスロット識別番号３３のスロットを巻き終わりの位置とする。

【0054】

例えば、第１のコイル群は、第１相巻線（例えばＵ相巻線）のうちの半分の巻線を構成し、第４のコイル群は、第１相巻線（例えばＵ相巻線）のうちの残りの半分の巻線を構成する。第１のコイル群と第４のコイル群とを渡り線によって連結することで、固定子１における第１相巻線（例えばＵ相巻線）として構成することができる。また、第２のコイル群は、第２相巻線（例えばＶ相巻線）のうちの半分の巻線を構成し、第５のコイル群は、第２相巻線（例えばＶ相巻線）のうちの残りの半分の巻線を構成する。第２のコイル群と第５のコイル群とを渡り線によって連結することで、固定子１における第２相巻線（例えばＶ相巻線）として構成することができる。また、第３のコイル群は、第３相巻線（例えばＷ相巻線）のうちの半分の巻線を構成し、第６のコイル群は、第３相巻線（例えばＷ相巻線）のうちの残りの半分の巻線を構成する。第３のコイル群と第６のコイル群とを渡り線によって連結することで、固定子１における第３相巻線（例えばＷ相巻線）として構成することができる。このように、第１～第６のコイル群をそれぞれスロットに配置し、渡り線にて各コイル群を上述のように結線することで、三相巻線を構成することができる。

【0055】

第１～第６のコイル群をそれぞれ複数構成して三相巻線を構成してもよい。以下にその例を２つ列記する。

【0056】

図９は、図１～図８に示した固定子のコイル群による三相巻線の構成を説明する展開断面図（その１）である。図９では、図面を簡明なものにするために、３６スロット分のコイル配置を２段（すなわちスロット識別番号１～１８とスロット識別番号１９～３６）に分けて示している。図１～図８に示した１０極３６スロットの三相交流電動機における固定子１の各コイル群をそれぞれ２周分配置した場合は、第１～第６のコイル群は、それぞれ２つずつ構成される。例えば、２つの第１のコイル群について、スロット識別番号１のスロットを巻き始めの位置とするコイル同士を渡り線によって連結し、スロット識別番号３のスロットを巻き終わりの位置とするコイル同士を渡り線によって連結する。２つの第２のコイル群について、スロット識別番号７のスロットを巻き始めの位置とするコイル同士を渡り線によって連結し、スロット識別番号９のスロットを巻き終わりの位置とするコイル同士を渡り線によって連結する。２つの第３のコイル群について、スロット識別番号１３のスロットを巻き始めの位置とするコイル同士を渡り線によって連結し、スロット識別番号１５のスロットを巻き終わりの位置とするコイル同士を渡り線によって連結する。２つの第４のコイル群について、スロット識別番号１９のスロットを巻き始めの位置とするコイル同士を渡り線によって連結し、スロット識別番号２１のスロットを巻き終わりの位置とするコイル同士を渡り線によって連結する。２つの第５のコイル群について、スロット識別番号２５のスロットを巻き始めの位置とするコイル同士を渡り線によって連結し、スロット識別番号２７のスロットを巻き終わりの位置とするコイル同士を渡り線によって連結する。２つの第６のコイル群について、スロット識別番号３１のスロットを巻き始めの位置とするコイル同士を渡り線によって連結し、スロット識別番号３３のスロットを巻き終わりの位置とするコイル同士を渡り線によって連結する。上述した２つの第１のコイル群と２つの第４のコイル群とを渡り線によって連結することで、固定子１における第１相巻線（例えばＵ相巻線）として構成することができる。上述した２つの第２のコイル群と２つの第５のコイル群とを渡り線によって連結することで、固定子１における第２相巻線（例えばＶ相巻線）として構成することができる。上述した２つの第３のコイル群と２つの第６のコイル群とを渡り線によって連結することで、固定子１における第３相巻線（例えばＷ相巻線）として構成することができる。

【0057】

図１０は、図１～図８に示した固定子のコイル群による三相巻線の構成を説明する展開断面図（その２）である。図１０では、図面を簡明なものにするために、３６スロット分のコイル配置を２段（すなわちスロット識別番号１～１８とスロット識別番号１９～３６）に分けて示している。図１～図８に示した１０極３６スロットの三相交流電動機における固定子１の各コイル群をそれぞれ３周分配置した場合は、第１～第６のコイル群は、それぞれ３つずつ構成される。例えば、３つの第１のコイル群について、スロット識別番号１のスロットを巻き始めの位置とするコイル同士を渡り線によって連結し、スロット識別番号３のスロットを巻き終わりの位置とするコイル同士を渡り線によって連結する。３つの第２のコイル群について、スロット識別番号７のスロットを巻き始めの位置とするコイル同士を渡り線によって連結し、スロット識別番号９のスロットを巻き終わりの位置とするコイル同士を渡り線によって連結する。３つの第３のコイル群について、スロット識別番号１３のスロットを巻き始めの位置とするコイル同士を渡り線によって連結し、スロット識別番号１５のスロットを巻き終わりの位置とするコイル同士を渡り線によって連結する。３つの第４のコイル群について、スロット識別番号１９のスロットを巻き始めの位置とするコイル同士を渡り線によって連結し、スロット識別番号２１のスロットを巻き終わりの位置とするコイル同士を渡り線によって連結する。３つの第５のコイル群について、スロット識別番号２５のスロットを巻き始めの位置とするコイル同士を渡り線によって連結し、スロット識別番号２７のスロットを巻き終わりの位置とするコイル同士を渡り線によって連結する。３つの第６のコイル群について、スロット識別番号３１のスロットを巻き始めの位置とするコイル同士を渡り線によって連結し、スロット識別番号３３のスロットを巻き終わりの位置とするコイル同士を渡り線によって連結する。上述した３つの第１のコイル群と３つの第４のコイル群とを渡り線によって連結することで、固定子１における第１相巻線（例えばＵ相巻線）として構成することができる。上述した３つの第２のコイル群と３つの第５のコイル群とを渡り線によって連結することで、固定子１における第２相巻線（例えばＶ相巻線）として構成することができる。上述した３つの第３のコイル群と３つの第６のコイル群とを渡り線によって連結することで、固定子１における第３相巻線（例えばＷ相巻線）として構成することができる。

【0058】

上述の１０極３６スロットの三相交流電動機に係る実施形態では、第１～第６のコイル群をそれぞれスロットに配置し、渡り線にて各コイル群を結線することで三相巻線を構成した。この変形例として、１つの巻線をスロットに一筆書きの要領で配置していき、その上で第１～第６のコイル群のそれぞれが区分けされるような位置で巻線を切断することで第１～第６のコイル群を形成し、その後、渡り線にて各コイル群を結線することで三相巻線を構成するようにしてもよい。以下にその一例を説明する。

【0059】

図１１は、本開示の実施形態による１０極３６スロットの三相交流電動機における固定子において、一筆書きの要領で配置された巻線により構成されるコイル群を示す模式円を示す図である。また、図１２は、本開示の実施形態による１０極３６スロットの三相交流電動機における固定子において、一筆書きの要領で配置された巻線により構成されるコイル群を説明する展開断面図である。

【0060】

コイルを、スロット識別番号１のスロットの固定子表面側から固定子裏面側へ向けて挿入し、上述したように３スロットピッチと４スロットピッチとを交互に繰り返すようにスロットにコイルを時計回りに１周分配置していき、スロット識別番号３のスロットの固定子裏面側から固定子表面側へ向けて挿入する。これにより、第１のコイル群に相当する部分が形成される。スロット識別番号３のスロットの固定子表面側から引き出されたコイル（図１１の点線矢印、図１２の太線の破線）を、さらにスロット識別番号７のスロットの固定子表面側から固定子裏面側へ向けて挿入し、上述したように３スロットピッチと４スロットピッチとを交互に繰り返すようにスロットにコイルを時計回りに１周分配置していき、スロット識別番号９の固定子裏面側から固定子表面側へ向けて挿入する。これにより、第２のコイル群に相当する部分が形成される。スロット識別番号９のスロットの固定子表面側から引き出されたコイル（図１１の点線矢印、図１２の太線の破線）を、さらにスロット識別番号１３のスロットの固定子表面側から固定子裏面側へ向けて挿入し、上述したように３スロットピッチと４スロットピッチとを交互に繰り返すようにスロットにコイルを時計回りに１周分配置していき、スロット識別番号１５の固定子裏面側から固定子表面側へ向けて挿入する。これにより、第３のコイル群に相当する部分が形成される。スロット識別番号１５のスロットの固定子表面側から引き出されたコイル（図１１の点線矢印、図１２の太線の破線）を、さらにスロット識別番号１９のスロットの固定子表面側から固定子裏面側へ向けて挿入し、上述したように３スロットピッチと４スロットピッチとを交互に繰り返すようにスロットにコイルを時計回りに１周分配置していき、スロット識別番号２１の固定子裏面側から固定子表面側へ向けて挿入する。これにより、第４のコイル群に相当する部分が形成される。スロット識別番号２１のスロットの固定子表面側から引き出されたコイル（図１１の点線矢印、図１２の太線の破線）を、さらにスロット識別番号２５のスロットの固定子表面側から固定子裏面側へ向けて挿入し、上述したように３スロットピッチと４スロットピッチとを交互に繰り返すようにスロットにコイルを時計回りに１周分配置していき、スロット識別番号２７の固定子裏面側から固定子表面側へ向けて挿入する。これにより、第５のコイル群に相当する部分が形成される。スロット識別番号２７のスロットの固定子表面側から引き出されたコイル（図１１の点線矢印、図１２の太線の破線）を、さらにスロット識別番号３１のスロットの固定子表面側から固定子裏面側へ向けて挿入し、上述したように３スロットピッチと４スロットピッチとを交互に繰り返すようにスロットにコイルを時計回りに１周分配置していき、スロット識別番号３３の固定子裏面側から固定子表面側へ向けて挿入する。

【0061】

このように、１つの巻線をスロット識別番号１のスロットの固定子表面側から挿入し、上述の手順にて一筆書きの要領で配置していき、最終的にはスロット識別番号３３のスロットから固定子表面側から引き出すことにより、連続した１つの巻線を得ることができる。次いで、この要領で配置された巻線について、スロット識別番号３のスロット（第１のコイル群の巻き終わりに相当する位置）の固定子表面側から引き出されてスロット識別番号７のスロット（第２のコイル群の巻き始めに相当する位置）の固定子表面側から挿入されるコイル部分と、スロット識別番号９のスロット（第２のコイル群の巻き終わりに相当する位置）の固定子表面側から引き出されてスロット識別番号１３のスロット（第３のコイル群の巻き始めに相当する位置）の固定子表面側から挿入されるコイル部分と、スロット識別番号１５のスロット（第３のコイル群の巻き終わりに相当する位置）の固定子表面側から引き出されてスロット識別番号１９のスロット（第４のコイル群の巻き始めに相当する位置）の固定子表面側から挿入されるコイル部分と、スロット識別番号２１のスロット（第４のコイル群の巻き終わりに相当する位置）の固定子表面側から引き出されてスロット識別番号２５のスロット（第５のコイル群の巻き始めに相当する位置）の固定子表面側から挿入されるコイル部分と、スロット識別番号２７のスロット（第５のコイル群の巻き終わりに相当する位置）の固定子表面側から引き出されてスロット識別番号３１のスロット（第６のコイル群の巻き始めに相当する位置）の固定子表面側から挿入されるコイル部分、をそれぞれ切断する。これにより、第１～第６のコイル群のそれぞれが区分けされて第１～第６のコイル群が形成される。

【0062】

その後、上述のようにして区分けされた第１～第６のコイル群を、それぞれ次のように渡り線を介して連結することで、三相巻線を構成する。すなわち、第１のコイル群と第４のコイル群とを渡り線によって連結することで、固定子１における第１相巻線（例えばＵ相巻線）を構成する。第２のコイル群と第５のコイル群とを渡り線によって連結することで、固定子１における第２相巻線（例えばＶ相巻線）を構成する。第３のコイル群と第６のコイル群とを渡り線によって連結することで、固定子１における第３相巻線（例えばＷ相巻線）を構成する。

【0063】

１０極３６スロットの三相交流電動機は、以上説明した固定子１と固定子１に対して径方向に対向配置された回転子とを備える。

【0064】

続いて、極数２Ｐが２の奇数倍（すなわち極対数Ｐは奇数）の分数スロット型の三相交流電動機における固定子において成り立つコイル群の配置の線対称性について説明する。

【0065】

回転子の極数が２の奇数倍（すなわち極対数が奇数）である場合、６つのコイル群の配置には線対称性が成り立つ。６つのコイル群の配置には線対称性が成り立つ。図１～図１２に示した１０極３６スロットの三相交流電動機の場合、極数１０は、２の５倍（すなわち２の奇数倍）であるので、線対称性が成り立つ。

【0066】

図１３Ａは、図１～図１２に示した１０極３６スロットの三相交流電動機における固定子の巻線配置の線対称性を説明する断面図であって、－Ｕ相巻線を示す。図１３Ｂは、図１～図１２に示した１０極３６スロットの三相交流電動機における固定子の巻線配置の線対称性を説明する断面図であって、＋Ｖ相巻線を示す。図１３Ｃは、図１～図１２に示した１０極３６スロットの三相交流電動機における固定子の巻線配置の線対称性を説明する断面図であって、－Ｗ相巻線を示す。図１３Ｄは、図１～図１２に示した１０極３６スロットの三相交流電動機における固定子の巻線配置の線対称性を説明する断面図であって、＋Ｕ相巻線を示す。図１３Ｅは、図１～図１２に示した１０極３６スロットの三相交流電動機における固定子の巻線配置の線対称性を説明する断面図であって、－Ｖ相巻線を示す。図１３Ｆは、図１～図１２に示した１０極３６スロットの三相交流電動機における固定子の巻線配置の線対称性を説明する断面図であって、＋Ｗ相巻線を示す。

【0067】

図１３Ａに示すように、－Ｕ相巻線は、スロット識別番号１、７、８、１４、１５、２１、２２、２９及び３６に配置される。－Ｕ相巻線は、周平面上における第１の対称軸１００Ｕに対して線対称に配置される。

【0068】

図１３Ｂに示すように、＋Ｖ相巻線は、スロット識別番号６、７、１３、１４、２０、２１、２７、２８及び３５に配置される。＋Ｖ相巻線は、周平面上における第２の対称軸１００Ｖに対して線対称に配置される。

【0069】

図１３Ｃに示すように、－Ｗ相巻線は、スロット識別番号５、１２、１３、１９、２０、２６、２７、３３及び３４に配置される。－Ｗ相巻線は、周平面上における第３の対称軸１００Ｗに対して線対称に配置される。

【0070】

図１３Ｄに示すように、＋Ｕ相巻線は、スロット識別番号３、４、１１、１８、１９、２５、２６、３２及び３３に配置される。＋Ｕ相巻線は、周平面上における第１の対称軸１００Ｕに対して線対称に配置される。

【0071】

図１３Ｅに示すように、－Ｖ相巻線は、スロット識別番号２、３、９、１０、１７、２４、２５、３１及び３２に配置される。－Ｖ相巻線は、周平面上における第２の対称軸１００Ｖに対して線対称に配置される。

【0072】

図１３Ｆに示すように、＋相巻線は、スロット識別番号１、２、８、９、１５、１６、２３、３０及び３１に配置される。＋Ｗ相巻線は、周平面上における第３の対称軸１００Ｗに対して線対称に配置される。

【0073】

図１３Ａ～図１３Ｆに示すように、１０極３６スロットの三相交流電動機の固定子１において、同一相帯の巻線について、隣の巻線までのスロットピッチが５０度である場合が５か所存在し、１０度である場合が３か所存在する。つまり、スロット数を極数で割った値が既約分数である分数スロット型の三相交流電動機の固定子においては、巻線配置は均等な角度では分布せず、すなわち回転対称性はない。一方で極対数Ｐが５以上の奇数の場合には、線対称軸が必ず存在する。これは次の理由に基づく。

【0074】

±Ｕ、±Ｖ、±Ｗの６相帯の各々について、固定子のコイルに発生する誘起電圧の波形が正弦波に近づくように巻線の配置を最適化すると、各々の相帯の巻線は、等分布になるように、かつ、３６０÷極対数Ｐの値に近いスロットピッチで配置されるため、巻線は正Ｐ角形（ただし、Ｐは極対数）に近づくように配置される。

【0075】

一般的に極対数Ｐが奇数の場合、正Ｐ角形はＰ回の回転対称性を有するほか、各頂点、及びその頂点の対辺の中心を垂直に通る線を軸にした線対称性も有する。

【0076】

±Ｕ、±Ｖ、±Ｗの６相帯のうち、１相分の巻線を分数スロット型固定子のスロットに配置すると、奇数Ｐ個の頂点を持つ正Ｐ角形に近づくように巻線は配置される。巻線の配置は回転対称性を持つことはできないが、「Ｐ－１」は必ず偶数となるため、Ｐ個ある頂点のうち、ある１つの頂点を除き、連続する（Ｐ－１）／２個の頂点と、その隣に続く（Ｐ－１）／２個の頂点は、線対称となるように配置される。また、その線対称線は残りの１つの頂点を通る。

【0077】

例えば、図１３Ａを用いて１０極３６スロットの三相交流電動機を例にとり説明する。－Ｕ巻線は、スロット識別番号１、７、８、１４、１５、２１、２２、２９及び３６の合計９個のスロットに配置される。隣接するスロット識別番号１と３６、７と８、１４と１５、２１と２２をそれぞれ一塊と考えると９個の－Ｕ相の巻線配置は正５角形に近い形を成している。

【0078】

－Ｕ相の巻線回転子の極対数が５であるため、電気角３６０度となる１極対の周期は機械角で換算すると３６０÷５＝７２度となる。一方で、スロット数は３６スロットなので、１つのスロットピッチは３６０÷３６＝１０度である。ある－Ｕ相の巻線から隣の－Ｕの巻線までのスロットピッチは、電気角１周期分の機械角７２度が望ましい。しかしながら、スロット識別番号１と３６、スロット識別番号７と８、スロット識別番号１４と１５、スロット識別番号２１と２２のスロットピッチは、１スロット分の１０度しかとれない。また、スロット識別番号１と７、スロット識別番号８と１４、スロット識別番号１５と２１のスロットピッチは、５スロット分の５０度しかとれない。したがって、－Ｕの巻線配置には回転対称性はない。また、巻線の等分布性から、９個の－Ｕ相の巻線のうち、スロット識別番号１と３６のスロットに配置された２個の巻線とスロット識別番号２１と２２のスロットに配置された２個の巻線とは１００Ｕを線対称軸として、線対称に配置される。さらに線対称軸１００Ｕは、スロット識別番号７と８のスロットに配置された２個の巻線とスロット識別番号１４と１５のスロットに配置された２個の巻線との線対称軸でもあるため、結果として、１００Ｕは９個の－Ｕ相の巻線を２分する線対称軸であるといえる。同様の理由で、残りの各５相帯の巻線配置も、回転対称性を持たないが、線対称軸を有する。また、１０極３６スロットの三相交流電動機の場合、－Ｕ相と＋Ｕ相とについての線対称軸１００Ｕ、－Ｖ相と＋Ｖ相とについての線対称軸１００Ｖ、－Ｗ相と＋Ｗ相とについての線対称軸１００Ｗは、コイル群を分割する線と一致する。

【0079】

以上、巻線の線対称性についてまとめると、Ｕ相巻線は線対称となる軸を１つ有するように配置され、Ｖ相巻線は線対称となる軸を１つ有するように配置され、Ｗ相巻線は線対称となる軸を１つ有するように配置される。すなわち、Ｕ相巻線は線対称軸１００Ｕに対して線対称に配置され、Ｖ相巻線は線対称軸１００Ｖに対して線対称に配置され、Ｗ相巻線は線対称軸１００Ｗに対して線対称に配置される。第１の対称軸１００Ｕと、第２の対称軸１００Ｖと、第３の対称軸１００Ｗとは、互いに６０度ずれて配置される。これは、極対数Ｐが奇数で、なおかつスロット数を極数で除算した値が規約分数となる三相交流電動機の特徴である。－Ｕ、＋Ｕ、－Ｖ、＋Ｖ、－Ｗ、＋Ｗの６相帯の全てが線対称となるため、これら６相帯は線対称軸上の巻線を除き、各々偶数個の巻線を必ず有する。また、線対称軸上の巻線は各相のプラス巻線（＋巻線）とマイナス巻線（－巻線）」とで１８０度反対側に位置し、対称の位置関係となる。したがって、各相について適切にマイナス巻線（－巻線）とプラス巻線（＋巻線）との組み合わせをとることで、各相のマイナス巻線（－巻線）とプラス巻線（＋巻線）とは線対称性を持ったまま２つのコイル群に分解することができる。例えば１０極３６スロットの三相交流電動機では、図１３Ａの－Ｕ相巻線と図１３Ｄの＋Ｕ相巻線とで図８の第１のコイル群及び第４のコイル群を形成し、図１３Ｂの－Ｖ相巻線と図１３Ｅの＋Ｖ相巻線とで図８の第２のコイル群及び第５のコイル群を形成し、図１３Ｃの－Ｗ相巻線と図１３Ｆの＋Ｗ相巻線とで図８の第３のコイル群及び第６のコイル群を形成することができる。

【0080】

続いて、１０極２４スロットの三相交流電動機における固定子について説明する。

【0081】

図１４は、本開示の実施形態による１０極２４スロットの三相交流電動機における固定子のコイル配置を示す展開断面図である。図１５は、図１４に示した固定子のコイル群のコイル配置を示す模式円を示す図である。

【0082】

１０極２４スロットの三相交流電動機は、スロット数２４を極数１０で除算した値が２．４であるので、「スロット数が極数の１．５倍より大きい」の要件を満たす。また、スロット数２４を極数１０で除算した値である１２／５は既約分数であるので、分数スロット型であるといえる。

【0083】

１０極２４スロットの三相交流電動機については、スロット数２４を極数１０で除算した値の１０進法表記上の整数部分である商は２であるので、固定子１には、２または３（＝２＋１）のいずれかのスロットピッチでスロット２内に波巻で配置されたコイル４からなるコイル群が、６つ設けられる。６つのコイル群の各々は、周方向に互いに６０度ずれた位置に配置される。

【0084】

特に１０極２４スロットの三相交流電動機では、２スロットピッチと３スロットピッチとを交互に繰り返すようにスロット２に配置された波巻のコイルからなるコイル群を設けることができる。例えば、固定子表面側には３スロットピッチ分のコイルエンドが露出し、固定子裏面側には２スロットピッチ分のコイルエンドが露出する。また、２スロットピッチと３スロットピッチの各スロットピッチ数を合計した値である５は、おおよそ２極（１極対）あたりのスロットピッチとなる。この値５に極対数５（１０極を除算した値）を乗算して得られる値は２５となり、全スロット数の２４と一致しないため、固定子のスロットを２スロットピッチと３スロットピッチとで交互に波巻で巻装して１周しても、元の位置（巻き始めの位置）に戻らない特徴がある。これは２スロットピッチ及び３スロットピッチの各スロットピッチを合計した値である５と、スロット数２４とが互いに素となる関係であるためである。

【0085】

図１４及び図１５に示すように、第１のコイル群では、コイルは、スロット識別番号１のスロットの固定子表面側から固定子裏面側へ向けて挿入され、スロット識別番号１から反時計回りに２スロットピッチずれたスロット識別番号２３のスロットの固定子裏面側から固定子表面側へ向けて挿入される。さらに、コイルは、スロット識別番号２３から反時計回りに３スロットピッチずれたスロット識別番号２０のスロットの固定子表面側から固定子裏面側へ向けて挿入され、スロット識別番号２０から反時計回りに２スロットピッチずれたスロット識別番号１８のスロットの固定子裏面側から固定子表面側へ向けて挿入される。さらに、コイルは、スロット識別番号１８から反時計回りに３スロットピッチずれたスロット識別番号１５のスロットの固定子表面側から固定子裏面側へ向けて挿入され、スロット識別番号１５から反時計回りに２スロットピッチずれたスロット識別番号１３のスロットの固定子裏面側から固定子表面側へ向けて挿入される。さらに、コイルは、スロット識別番号１３から反時計回りに３スロットピッチずれたスロット識別番号１０のスロットの固定子表面側から固定子裏面側へ向けて挿入され、スロット識別番号１０から反時計回りに２スロットピッチずれたスロット識別番号８のスロットの固定子裏面側から固定子表面側へ向けて挿入される。このように、第１のコイル群は、スロット識別番号１のスロットを巻き始めの位置とし、反時計回りに約１周してさらにスロット識別番号８のスロットを巻き終わりの位置とする。このように配置された第１のコイル群は、第１相巻線（例えばＵ相巻線）のうちの半分の巻線を構成する。

【0086】

第２～第６のコイル群についても、２スロットピッチと３スロットピッチとを交互に繰り返すようにスロット２に配置された波巻のコイルから構成される。

【0087】

図１４及び図１５に示すように、第２のコイル群は、第１のコイル群から周方向（図示の例では時計回り）に６０度ずれた位置に配置される。すなわち、第２のコイル群は、第１のコイル群の巻き始めであるスロット識別番号１のスロットから時計回りに４スロットピッチ（６０度）ずれたスロット識別番号５のスロットが巻き始めの位置となる。この巻き始めの位置から、反時計回りに２スロットピッチと３スロットピッチとを交互に繰り返して各々のスロット内を巻装していくと、第１のコイル群の巻き終わりである識別番号８から時計回りに４スロットピッチずれた識別番号１２のスロットが第２のコイル群の巻き終わりの位置となる。このように配置された第２のコイル群は、第２相巻線（例えばＶ相巻線）のうちの半分の巻線を構成する。

【0088】

図１４及び図１５に示すように、第３のコイル群は、第２のコイル群から周方向（図示の例では時計回り）に６０度ずれた位置に配置される。すなわち、第３のコイル群は、第２のコイル群の巻き始めであるスロット識別番号１２のスロットから時計回りに４スロットピッチ（６０度）ずれたスロット識別番号１６のスロットが巻き始めの位置となる。この巻き始めの位置から、反時計回りに２スロットピッチと３スロットピッチとを交互に繰り返して各々のスロット内を巻装していくと、第２のコイル群の巻き終わりである識別番号１２から時計回りに４スロットピッチずれた識別番号１６のスロットが第３のコイル群の巻き終わりの位置となる。このように配置された第３のコイル群は、第３相巻線（例えばＷ相巻線）のうちの半分の巻線を構成する。

【0089】

図１４及び図１５に示すように、第４のコイル群は、第３のコイル群から周方向（図示の例では時計回り）に６０度ずれた位置に配置される。すなわち、第４のコイル群は、第３のコイル群の巻き始めであるスロット識別番号１６のスロットから時計回りに４スロットピッチ（６０度）ずれたスロット識別番号２０のスロットが巻き始めの位置となる。この巻き始めの位置から、反時計回りに２スロットピッチと３スロットピッチとを交互に繰り返して各々のスロット内を巻装していくと、第３のコイル群の巻き終わりである識別番号１６から時計回りに４スロットピッチずれた識別番号２０のスロットが第４のコイル群の巻き終わりの位置となる。このように配置された第４のコイル群は、第１相巻線（例えばＵ相巻線）のうちの残りの半分の巻線を構成する。

【0090】

図１４及び図１５に示すように、第５のコイル群は、第４のコイル群から周方向（図示の例では時計回り）に６０度ずれた位置に配置される。すなわち、第５のコイル群は、第４のコイル群の巻き始めであるスロット識別番号２０のスロットから時計回りに４スロットピッチ（６０度）ずれたスロット識別番号２４のスロットが巻き始めの位置となる。この巻き始めの位置から、反時計回りに２スロットピッチと３スロットピッチとを交互に繰り返して各々のスロット内を巻装していくと、第４のコイル群の巻き終わりである識別番号２０から時計回りに４スロットピッチずれた識別番号２４のスロットが第５のコイル群の巻き終わりの位置となる。このように配置された第５のコイル群は、第２相巻線（例えばＶ相巻線）のうちの残りの半分の巻線を構成する。

【0091】

図１４及び図１５に示すように、第６のコイル群は、第５のコイル群から周方向（図示の例では時計回り）に６０度ずれた位置に配置される。すなわち、第６のコイル群は、第５のコイル群の巻き始めであるスロット識別番号２４のスロットから時計回りに４スロットピッチ（６０度）ずれたスロット識別番号４のスロットが巻き始めの位置となる。この巻き始めの位置から、反時計回りに２スロットピッチと３スロットピッチとを交互に繰り返して各々のスロット内を巻装していくと、第５のコイル群の巻き終わりである識別番号２４から時計回りに４スロットピッチずれた識別番号４のスロットが第６のコイル群の巻き終わりの位置となる。このように配置された第６のコイル群は、第３相巻線（例えばＷ相巻線）のうちの残りの半分の巻線を構成する。

【0092】

図１６は、図１４及び図１５に示した固定子のコイル群の巻き始め及び巻き始めの位置を示す模式円を示す図である。

【0093】

図１４及び図１５に示した１０極２４スロットの三相交流電動機における固定子１において、第１のコイル群は、スロット識別番号１のスロットを巻き始めの位置とし、反時計回りに約１周してスロット識別番号８のスロットを巻き終わりの位置とする。第２のコイル群は、スロット識別番号５のスロットを巻き始めの位置とし、反時計回りに約１周してスロット識別番号１２のスロットを巻き終わりの位置とする。第３のコイル群は、スロット識別番号９のスロットを巻き始めの位置とし、反時計回りに約１周してスロット識別番号１６のスロットを巻き終わりの位置とする。第４のコイル群は、スロット識別番号１３のスロットを巻き始めの位置とし、反時計回りに約１周してスロット識別番号２０のスロットを巻き終わりの位置とする。第５のコイル群は、スロット識別番号１７のスロットを巻き始めの位置とし、反時計回りに約１周してスロット識別番号２４のスロットを巻き終わりの位置とする。第６のコイル群は、スロット識別番号２１のスロットを巻き始めの位置とし、反時計回りに約１周してスロット識別番号４のスロットを巻き終わりの位置とする。

【0094】

例えば、第１のコイル群は、第１相巻線（例えばＵ相巻線）のうちの半分の巻線を構成し、第４のコイル群は、第１相巻線（例えばＵ相巻線）のうちの残りの半分の巻線を構成する。第１のコイル群と第４のコイル群とを渡り線によって連結することで、固定子１における第１相巻線（例えばＵ相巻線）として構成することができる。また、第２のコイル群は、第２相巻線（例えばＶ相巻線）のうちの半分の巻線を構成し、第５のコイル群は、第２相巻線（例えばＶ相巻線）のうちの残りの半分の巻線を構成する。第２のコイル群と第５のコイル群とを渡り線によって連結することで、固定子１における第２相巻線（例えばＶ相巻線）として構成することができる。また、第３のコイル群は、第３相巻線（例えばＷ相巻線）のうちの半分の巻線を構成し、第６のコイル群は、第３相巻線（例えばＷ相巻線）のうちの残りの半分の巻線を構成する。第３のコイル群と第６のコイル群とを渡り線によって連結することで、固定子１における第３相巻線（例えばＷ相巻線）として構成することができる。このように、第１～第６のコイル群をそれぞれスロットに配置し、渡り線にて各コイル群を上述のように結線することで、三相巻線を構成することができる。なお、１０極２４スロットの三相交流電動機においても、１０極３６スロットの三相交流電動機と同様に、第１～第６のコイル群をそれぞれ複数構成して三相巻線を構成してもよい。

【0095】

上述の１０極２４スロットの三相交流電動機に係る実施形態では第１～第６のコイル群をそれぞれスロットに配置し、渡り線にて各コイル群を結線することで三相巻線を構成した。この変形例として、１つの巻線をスロットに一筆書きの要領で配置していき、その上で第１～第６のコイル群のそれぞれが区分けされるような位置で巻線を切断することで第１～第６のコイル群を形成し、その後、渡り線にて各コイル群を結線することで三相巻線を構成するようにしてもよい。以下にその一例を説明する。

【0096】

図１７は、本開示の実施形態による１０極２４スロットの三相交流電動機における固定子において、一筆書きの要領で配置された巻線により構成されるコイル群を示す模式円を示す図である。また、図１８は、本開示の実施形態による１０極２４スロットの三相交流電動機における固定子において、一筆書きの要領で配置された巻線により構成されるコイル群を説明する展開断面図である。

【0097】

図１４～図１６を参照して説明した１０極２４スロットの三相交流電動機における固定子では、時計回りにスロット内に巻線を配置していったが、図１７及び図１８を参照して説明する１０極２４スロットの三相交流電動機における固定子では、反時計回りに一筆書きの要領でスロット巻線を配置していく。ここでは、１０極２４スロットの三相交流電動機における固定子１の各コイル群をそれぞれ２周分一筆書きの要領で配置していく例について説明する。第１～第６のコイル群は、それぞれ２つずつ構成される。

【0098】

まず、１つめの第１～第６のコイル群に相当する部分が一筆書きの要領で形成される。

【0099】

コイルを、スロット識別番号１のスロットの固定子表面側から固定子裏面側へ向けて挿入し、上述したように２スロットピッチと３スロットピッチとを交互に繰り返しにスロットにコイルを反時計回りに配置していき、スロット識別番号８のスロットの固定子裏面側から固定子表面側へ向けて挿入する。これにより、第１のコイル群に相当する部分が形成される。スロット識別番号８のスロットの固定子表面側から引き出されたコイルを、さらにスロット識別番号５のスロットの固定子表面側から固定子裏面側へ向けて挿入し、上述したように２スロットピッチと３スロットピッチとを交互に繰り返すようにスロットにコイルを反時計回りに配置していき、スロット識別番号１２の固定子裏面側から固定子表面側へ向けて挿入する。これにより、第２のコイル群に相当する部分が形成される。スロット識別番号１２のスロットの固定子表面側から引き出されたコイルを、さらにスロット識別番号９のスロットの固定子表面側から固定子裏面側へ向けて挿入し、上述したように２スロットピッチと３スロットピッチとを交互に繰り返すようにスロットにコイルを反時計回りに配置していき、スロット識別番号１６の固定子裏面側から固定子表面側へ向けて挿入する。これにより、第３のコイル群に相当する部分が形成される。スロット識別番号１６のスロットの固定子表面側から引き出されたコイルを、さらにスロット識別番号１３のスロットの固定子表面側から固定子裏面側へ向けて挿入し、上述したように２スロットピッチと３スロットピッチとを交互に繰り返すようにスロットにコイルを反時計回りに配置していき、スロット識別番号２０の固定子裏面側から固定子表面側へ向けて挿入する。これにより、第４のコイル群に相当する部分が形成される。スロット識別番号２０のスロットの固定子表面側から引き出されたコイルを、さらにスロット識別番号１７のスロットの固定子表面側から固定子裏面側へ向けて挿入し、上述したように２スロットピッチと３スロットピッチとを交互に繰り返すようにスロットにコイルを時計回りに配置していき、スロット識別番号２４の固定子裏面側から固定子表面側へ向けて挿入する。これにより、第５のコイル群に相当する部分が形成される。スロット識別番号２４のスロットの固定子表面側から引き出されたコイルを、さらにスロット識別番号２１のスロットの固定子表面側から固定子裏面側へ向けて挿入し、上述したように２スロットピッチと３スロットピッチとを交互に繰り返すようにスロットにコイルを反時計回りに配置していき、スロット識別番号４の固定子裏面側から固定子表面側へ向けて挿入する。

【0100】

このように、１つの巻線をスロット識別番号１のスロットの固定子表面側から挿入し、上述の手順にて一筆書きの要領で反時計回りに配置していき、最終的にはスロット識別番号２１のスロットから固定子表面側から引き出すことにより、連続した１つの巻線を得ることができる。次いで、この要領で配置された巻線について、スロット識別番号８のスロット（第１のコイル群の巻き終わりに相当する位置）の固定子表面側から引き出されてスロット識別番号５のスロット（第２のコイル群の巻き始めに相当する位置）の固定子表面側から挿入されるコイル部分と、スロット識別番号１２のスロット（第２のコイル群の巻き終わりに相当する位置）の固定子表面側から引き出されてスロット識別番号９のスロット（第３のコイル群の巻き始めに相当する位置）の固定子表面側から挿入されるコイル部分と、スロット識別番号１６のスロット（第３のコイル群の巻き終わりに相当する位置）の固定子表面側から引き出されてスロット識別番号１３のスロット（第４のコイル群の巻き始めに相当する位置）の固定子表面側から挿入されるコイル部分と、スロット識別番号２０のスロット（第４のコイル群の巻き終わりに相当する位置）の固定子表面側から引き出されてスロット識別番号１７のスロット（第５のコイル群の巻き始めに相当する位置）の固定子表面側から挿入されるコイル部分と、スロット識別番号２４のスロット（第５のコイル群の巻き終わりに相当する位置）の固定子表面側から引き出されてスロット識別番号２１のスロット（第６のコイル群の巻き始めに相当する位置）の固定子表面側から挿入されるコイル部分、をそれぞれ切断する。これにより、第１～第６のコイル群のそれぞれが区分けされて第１～第６のコイル群が形成される。

【0101】

その後、上述のようにして区分けされた第１～第６のコイル群を、それぞれ次のように渡り線を介して連結することで、三相巻線を構成する。すなわち、第１のコイル群と第４のコイル群とを渡り線によって連結することで、固定子１における第１相巻線（例えばＵ相巻線）を構成する。第２のコイル群と第５のコイル群とを渡り線によって連結することで、固定子１における第２相巻線（例えばＶ相巻線）を構成する。第３のコイル群と第６のコイル群とを渡り線によって連結することで、固定子１における第３相巻線（例えばＷ相巻線）を構成する。

【0102】

１０極２４スロットの三相交流電動機は、以上説明した固定子１と固定子１に対して径方向に対向配置された回転子とを備える。

【0103】

続いて、８極３０スロットの三相交流電動機における固定子について説明する。

【0104】

図１９は、本開示の実施形態による８極３０スロットの三相交流電動機における固定子のコイル配置を示す展開断面図である。図１９では、図面を簡明なものにするために、３０スロット分のコイル配置を２段（すなわちスロット識別番号１～１５とスロット識別番号１６～３０）に分けて示している。また、図２０Ａは、図１９に示した固定子のコイル群のコイル配置を示す模式円を示す図であって、第１のコイル群の配置を示す。また、図２０Ｂは、図１９に示した固定子のコイル群のコイル配置を示す模式円を示す図であって、固定子におけるコイル群の巻き始め及び巻き始めの位置を示す模式円を示す。

【0105】

８極３０スロットの三相交流電動機は、スロット数３０を極数８で除算した値が３．７５であるので、「スロット数が極数の１．５倍より大きい」の要件を満たす。また、スロット数３０を極数８で除算した値である１５／４は既約分数であるので、分数スロット型であるといえる。

【0106】

８極３０スロットの三相交流電動機については、スロット数３０を極数８で除算した値の１０進法表記上の整数部分である商は３であるので、固定子１には、３または４（＝３＋１）のいずれかのスロットピッチでスロット２内に波巻で配置されたコイル４からなるコイル群が、６つ設けられる。６つのコイル群の各々は、周方向に互いに６０度ずれた位置に配置される。

【0107】

８極３０スロットの三相交流電動機では、３スロットピッチまたは４スロットピッチのいずれかでスロット２に配置された波巻のコイルからなるコイル群を設けることができる。例えば、固定子表面側には３スロットピッチ分または４スロットピッチ分のコイルエンドが露出し、固定子裏面側には３スロットピッチ分または４スロットピッチ分のコイルエンドが露出する。

【0108】

図１９、図２０Ａ及び図２０Ｂに示すように、第１のコイル群では、コイルは、スロット識別番号１のスロットの固定子表面側から固定子裏面側へ向けて挿入され、スロット識別番号２から３スロットピッチずれたスロット識別番号４のスロットの固定子裏面側から固定子表面側へ向けて挿入される。さらに、コイルは、スロット識別番号４から３スロットピッチずれたスロット識別番号７のスロットの固定子表面側から固定子裏面側へ向けて挿入され、スロット識別番号７から４スロットピッチずれたスロット識別番号１１のスロットの固定子裏面側から固定子表面側へ向けて挿入される。さらに、コイルは、スロット識別番号１１から４スロットピッチずれたスロット識別番号１５のスロットの固定子表面側から固定子裏面側へ向けて挿入され、スロット識別番号１５から４スロットピッチずれたスロット識別番号１９のスロットの固定子裏面側から固定子表面側へ向けて挿入される。さらに、コイルは、スロット識別番号１９から４スロットピッチずれたスロット識別番号２３のスロットの固定子表面側から固定子裏面側へ向けて挿入され、スロット識別番号２３から４スロットピッチずれたスロット識別番号２７のスロットの固定子裏面側から固定子表面側へ向けて挿入される。さらに、コイルは、スロット識別番号２７から３スロットピッチずれたスロット識別番号３０のスロットの固定子表面側から固定子裏面側へ向けて挿入され、スロット識別番号３０から３スロットピッチずれたスロット識別番号３のスロットの固定子裏面側から固定子表面側へ向けて挿入される。このように、第１のコイル群は、スロット識別番号１のスロットを巻き始めの位置とし、時計回りに１周してさらに２スロット分（２４度）進んだスロット識別番号３のスロットを巻き終わりの位置とする。このように配置された第１のコイル群は、第１相巻線（例えばＵ相巻線）のうちの半分の巻線として用いることができる。

【0109】

上述のように、第１のコイル群については、「３、３、４、４、４、４、４、３、３」のスロットピッチにて波巻のコイルが配置される。第２～第６のコイル群についても、同様のスロットピッチを有する波巻のコイルから構成される。

【0110】

図１９、図２０Ａ及び図２０Ｂに示すように、第２のコイル群は、第１のコイル群から周方向（図示の例では時計回り）に６０度ずれた位置に配置される。すなわち、第２のコイル群は、第１のコイル群の巻き始めであるスロット識別番号１のスロットから５スロットピッチ（６０度）ずれたスロット識別番号６のスロットが巻き始めの位置となる。この巻き始めの位置から「３、３、４、４、４、４、４、３、３」のスロットピッチにてスロット内を巻装していくと、第１のコイル群の巻き終わりである識別番号３から５スロットピッチずれた識別番号８のスロットが第２のコイル群の巻き終わりの位置となる。このように配置された第２のコイル群は、第２相巻線（例えばＶ相巻線）のうちの半分の巻線として用いることができる。

【0111】

図１９、図２０Ａ及び図２０Ｂに示すように、第３のコイル群は、第２のコイル群から周方向（図示の例では時計回り）に６０度ずれた位置に配置される。すなわち、第３のコイル群は、第２のコイル群の巻き始めであるスロット識別番号６のスロットから５スロットピッチ（６０度）ずれたスロット識別番号１１のスロットが巻き始めの位置となる。この巻き始めの位置から「３、３、４、４、４、４、４、３、３」のスロットピッチにてスロット内を巻装していくと、第２のコイル群の巻き終わりである識別番号８から５スロットピッチずれた識別番号１３のスロットが第３のコイル群の巻き終わりの位置となる。このように配置された第３のコイル群は、第３相巻線（例えばＷ相巻線）のうちの半分の巻線として用いることができる。

【0112】

図１９、図２０Ａ及び図２０Ｂに示すように、第４のコイル群は、第３のコイル群から周方向（図示の例では時計回り）に６０度ずれた位置に配置される。すなわち、第４のコイル群は、第３のコイル群の巻き始めであるスロット識別番号１１のスロットから５スロットピッチ（６０度）ずれたスロット識別番号１６のスロットが巻き始めの位置となる。この巻き始めの位置から「３、３、４、４、４、４、４、３、３」のスロットピッチにてスロット内を巻装していくと、第３のコイル群の巻き終わりである識別番号１３から５スロットピッチずれた識別番号１８のスロットが第４のコイル群の巻き終わりの位置となる。このように配置された第４のコイル群は、第１相巻線（例えばＵ相巻線）のうちの残りの半分の巻線として用いることができる。

【0113】

図１９、図２０Ａ及び図２０Ｂに示すように、第５のコイル群は、第４のコイル群から周方向（図示の例では時計回り）に６０度ずれた位置に配置される。すなわち、第５のコイル群は、第４のコイル群の巻き始めであるスロット識別番号１６のスロットから５スロットピッチ（６０度）ずれたスロット識別番号２１のスロットが巻き始めの位置となる。この巻き始めの位置から「３、３、４、４、４、４、４、３、３」のスロットピッチにてスロット内を巻装していくと、第４のコイル群の巻き終わりである識別番号１８から５スロットピッチずれた識別番号２３のスロットが第５のコイル群の巻き終わりの位置となる。このように配置された第５のコイル群は、第２相巻線（例えばＶ相巻線）のうちの残りの半分の巻線として用いることができる。

【0114】

図１９、図２０Ａ及び図２０Ｂに示すように、第６のコイル群は、第５のコイル群から周方向（図示の例では時計回り）に６０度ずれた位置に配置される。すなわち、第６のコイル群は、第５のコイル群の巻き始めであるスロット識別番号２１のスロットから５スロットピッチ（６０度）ずれたスロット識別番号２６のスロットが巻き始めの位置となる。この巻き始めの位置から「３、３、４、４、４、４、４、３、３」のスロットピッチにてスロット内を巻装していくと、第５のコイル群の巻き終わりである識別番号２３から５スロットピッチずれた識別番号２８のスロットが第６のコイル群の巻き終わりの位置となる。このように配置された第６のコイル群は、第３相巻線（例えばＷ相巻線）のうちの残りの半分の巻線として用いることができる。

【0115】

例えば、第１のコイル群は、第１相巻線（例えばＵ相巻線）のうちの半分の巻線を構成し、第４のコイル群は、第１相巻線（例えばＵ相巻線）のうちの残りの半分の巻線を構成する。第１のコイル群と第４のコイル群とを渡り線によって連結することで、固定子１における第１相巻線（例えばＵ相巻線）として構成することができる。また、第２のコイル群は、第２相巻線（例えばＶ相巻線）のうちの半分の巻線を構成し、第５のコイル群は、第２相巻線（例えばＶ相巻線）のうちの残りの半分の巻線を構成する。第２のコイル群と第５のコイル群とを渡り線によって連結することで、固定子１における第２相巻線（例えばＶ相巻線）として構成することができる。また、第３のコイル群は、第３相巻線（例えばＷ相巻線）のうちの半分の巻線を構成し、第６のコイル群は、第３相巻線（例えばＷ相巻線）のうちの残りの半分の巻線を構成する。第３のコイル群と第６のコイル群とを渡り線によって連結することで、固定子１における第３相巻線（例えばＷ相巻線）として構成することができる。このように、第１～第６のコイル群をそれぞれスロットに配置し、渡り線にて各コイル群を上述のように結線することで、三相巻線を構成することができる。

【0116】

８極３０スロットの三相交流電動機は、以上説明した固定子１と固定子１に対して径方向に対向配置された回転子とを備える。

【0117】

続いて、極数２Ｐが２の偶数倍（すなわち極対数Ｐは偶数）の分数スロット型の三相交流電動機における固定子において成り立つコイル群の配置の回転対称性について説明する。

【0118】

回転子の極数が２の偶数倍（すなわち極対数が偶数）である場合、６つのコイル群の配置には回転対称性が成り立つ。図１９～図２４に示した８極３０スロットの三相交流電動機の場合、極数８は、２の４倍（すなわち２の偶数倍）であるので、回転対称性が成り立つ。

【0119】

図２１は、本開示の実施形態による８極３０スロットの三相交流電動機における巻線配置の回転対称性を説明する断面図である。ここでは、－Ｕ相巻線及び＋Ｕ相巻線の配置の回転対称性について説明するが、－Ｖ相巻線及び＋Ｖ相巻線、並びに－Ｗ相巻線及び＋Ｗ巻線についても同様の説明が成り立つ。図２１において、白丸「○」は－Ｕ相巻線を示し、黒丸「●」は＋Ｕ相巻線を示す。

【0120】

例えば８極３０スロットの三相交流電動機において、－Ｕ相の巻線は、１極、１相当たり、１．２５（＝３０÷８÷３）スロットずつ配置される。１極、１相当たり１．２５スロットなので、１層分のスロットが巻線で埋まるところが６か所あり、２層分のスロットが巻線で埋まるところが２か所ある。つまり、－Ｕ相の巻線は８極対で１５スロット分埋まる。＋Ｕ相の巻線についても、同様であり、１極、１相当たり１．２５スロットなので、１層分のスロットが巻線で埋まるところが６か所あり、２層分のスロットが巻線で埋まるところが２か所ある。図２１に示すように軸２００Ｕを境に、－Ｕ相及び＋Ｕ相のコイルの組を２つに等配分で分けることができる。これは８極３０スロットの三相交流電動機が４極１５スロットの２周期分（スロット識別番号１～１５のスロットとスロット識別番号１６～３０のスロットとは同じ巻線配置）であるためでもある。このように、８極３０スロットの三相交流電動機においては、２回の回転対称性を有する。－Ｕ、＋Ｕ、－Ｖ、＋Ｖ、－Ｗ、＋Ｗの６相帯の全てが２回の回転対称性を持つため、これら６相帯は各々偶数個の巻線を必ず有する。したがって、各相について適切にマイナス巻線（－巻線）とプラス巻線（＋巻線）との組み合わせをとることで、各相のマイナス巻線（－巻線）とプラス巻線（＋巻線）とは回転対称性を持ったまま２つのコイル群に分解することができる。例えば８極３０スロットの三相交流電動機では、図２１Ｂの－Ｕ相巻線と＋Ｕ相巻線とで図２０Ａ及び図２０Ｂの第１のコイル群及び第４のコイル群を形成する。同様に－Ｖ相巻線と＋Ｖ相巻線とで第２のコイル群及び第５のコイル群を形成し、－Ｗ相巻線と＋Ｗ相巻線とで第３のコイル群及び第６のコイル群を形成することができる。

【0121】

続いて、８極３６スロットの三相交流電動機における固定子について説明する。

【0122】

図２２は、本開示の実施形態による８極３６スロットの三相交流電動機における固定子のコイル配置を示す展開断面図である。図２２では、図面を簡明なものにするために、３６スロット分のコイル配置を２段（すなわちスロット識別番号１～１８とスロット識別番号１９～３６）に分けて示している。また、図２３Ａは、図２２に示した固定子のコイル群のコイル配置を示す模式円を示す図であって、第１のコイル群の配置を示す。また、図２３Ｂは、図２２に示した固定子のコイル群のコイル配置を示す模式円を示す図であって、固定子におけるコイル群の巻き始め及び巻き始めの位置を示す模式円を示す。

【0123】

８極３６スロットの三相交流電動機は、スロット数３６を極数８で除算した値が４．５であるので、「スロット数が極数の１．５倍より大きい」の要件を満たす。また、スロット数３６を極数８で除算した値である９／２は既約分数であるので、分数スロット型であるといえる。

【0124】

８極３６スロットの三相交流電動機については、スロット数３６を極数８で除算した値の１０進法表記上の整数部分である商は４であるので、固定子１には、４または５（＝４＋１）のいずれかのスロットピッチでスロット２内に波巻で配置されたコイル４からなるコイル群が、６つ設けられる。６つのコイル群の各々は、周方向に互いに６０度ずれた位置に配置される。

【0125】

８極３６スロットの三相交流電動機では、４スロットピッチまたは５スロットピッチのいずれかでスロット２に配置された波巻のコイルからなるコイル群を設けることができる。例えば、固定子表面側には４スロットピッチ分または５スロットピッチ分のコイルエンドが露出し、固定子裏面側には４スロットピッチ分または５スロットピッチ分のコイルエンドが露出する。

【0126】

図２２、図２３Ａ及び図２３Ｂに示すように、第１のコイル群では、コイルは、スロット識別番号１のスロットの固定子表面側から固定子裏面側へ向けて挿入され、スロット識別番号２から５スロットピッチずれたスロット識別番号６のスロットの固定子裏面側から固定子表面側へ向けて挿入される。さらに、コイルは、スロット識別番号６から４スロットピッチずれたスロット識別番号１０のスロットの固定子表面側から固定子裏面側へ向けて挿入され、スロット識別番号１０から５スロットピッチずれたスロット識別番号１５のスロットの固定子裏面側から固定子表面側へ向けて挿入される。さらに、コイルは、スロット識別番号１５から４スロットピッチずれたスロット識別番号１９のスロットの固定子表面側から固定子裏面側へ向けて挿入され、スロット識別番号１９から４スロットピッチずれたスロット識別番号２３のスロットの固定子裏面側から固定子表面側へ向けて挿入される。さらに、コイルは、スロット識別番号２３から４スロットピッチずれたスロット識別番号２７のスロットの固定子表面側から固定子裏面側へ向けて挿入され、スロット識別番号２７から５スロットピッチずれたスロット識別番号３２のスロットの固定子裏面側から固定子表面側へ向けて挿入される。さらに、コイルは、スロット識別番号３２から４スロットピッチずれたスロット識別番号３６のスロットの固定子表面側から固定子裏面側へ向けて挿入され、スロット識別番号３６から５スロットピッチずれたスロット識別番号５のスロットの固定子裏面側から固定子表面側へ向けて挿入される。さらに、コイルは、スロット識別番号５から５スロットピッチずれたスロット識別番号１０のスロットの固定子表面側から固定子裏面側へ向けて挿入され、スロット識別番号１０から４スロットピッチずれたスロット識別番号１４のスロットの固定子裏面側から固定子表面側へ向けて挿入される。このように、第１のコイル群は、スロット識別番号１のスロットを巻き始めの位置とし、時計回りに１周してさらに１３スロット分（１３０度）進んだスロット識別番号１４のスロットを巻き終わりの位置とする。このように配置された第１のコイル群は、第１相巻線（例えばＵ相巻線）のうちの半分の巻線として用いることができる。

【0127】

上述のように、第１のコイル群については、「５、４、５、４、４、４、５、４、５、５、４」のスロットピッチにて波巻のコイルが配置される。第２～第６のコイル群についても、同様のスロットピッチを有する波巻のコイルから構成される。

【0128】

図２２、図２３Ａ及び図２３Ｂに示すように、第２のコイル群は、第１のコイル群から周方向（図示の例では時計回り）に６０度ずれた位置に配置される。すなわち、第２のコイル群は、第１のコイル群の巻き始めであるスロット識別番号１のスロットから６スロットピッチ（６０度）ずれたスロット識別番号７のスロットが巻き始めの位置となる。この巻き始めの位置から「５、４、５、４、４、４、５、４、５、５、４」のスロットピッチにてスロット内を巻装していくと、第１のコイル群の巻き終わりである識別番号１４から６スロットピッチずれた識別番号２０のスロットが第２のコイル群の巻き終わりの位置となる。このように配置された第２のコイル群は、第２相巻線（例えばＶ相巻線）のうちの半分の巻線として用いることができる。

【0129】

図２２、図２３Ａ及び図２３Ｂに示すように、第３のコイル群は、第２のコイル群から周方向（図示の例では時計回り）に６０度ずれた位置に配置される。すなわち、第３のコイル群は、第２のコイル群の巻き始めであるスロット識別番号７のスロットから６スロットピッチ（６０度）ずれたスロット識別番号１３のスロットが巻き始めの位置となる。この巻き始めの位置から「５、４、５、４、４、４、５、４、５、５、４」のスロットピッチにてスロット内を巻装していくと、第２のコイル群の巻き終わりである識別番号２０から６スロットピッチずれた識別番号２６のスロットが第３のコイル群の巻き終わりの位置となる。このように配置された第３のコイル群は、第３相巻線（例えばＷ相巻線）のうちの半分の巻線として用いることができる。

【0130】

図２２、図２３Ａ及び図２３Ｂに示すように、第４のコイル群は、第３のコイル群から周方向（図示の例では時計回り）に６０度ずれた位置に配置される。すなわち、第４のコイル群は、第３のコイル群の巻き始めであるスロット識別番号１３のスロットから６スロットピッチ（６０度）ずれたスロット識別番号１９のスロットが巻き始めの位置となる。この巻き始めの位置から「５、４、５、４、４、４、５、４、５、５、４」のスロットピッチにてスロット内を巻装していくと、第３のコイル群の巻き終わりである識別番号２６から６スロットピッチずれた識別番号３２のスロットが第４のコイル群の巻き終わりの位置となる。このように配置された第４のコイル群は、第１相巻線（例えばＵ相巻線）のうちの残りの半分の巻線として用いることができる。

【0131】

図２２、図２３Ａ及び図２３Ｂに示すように、第５のコイル群は、第４のコイル群から周方向（図示の例では時計回り）に６０度ずれた位置に配置される。すなわち、第５のコイル群は、第４のコイル群の巻き始めであるスロット識別番号１９のスロットから６スロットピッチ（６０度）ずれたスロット識別番号２５のスロットが巻き始めの位置となる。この巻き始めの位置から「５、４、５、４、４、４、５、４、５、５、４」のスロットピッチにてスロット内を巻装していくと、第４のコイル群の巻き終わりである識別番号３２から６スロットピッチずれた識別番号２のスロットが第５のコイル群の巻き終わりの位置となる。このように配置された第５のコイル群は、第２相巻線（例えばＶ相巻線）のうちの残りの半分の巻線として用いることができる。

【0132】

図２２、図２３Ａ及び図２３Ｂに示すように、第６のコイル群は、第５のコイル群から周方向（図示の例では時計回り）に６０度ずれた位置に配置される。すなわち、第６のコイル群は、第５のコイル群の巻き始めであるスロット識別番号２５のスロットから６スロットピッチ（６０度）ずれたスロット識別番号３１のスロットが巻き始めの位置となる。この巻き始めの位置から「５、４、５、４、４、４、５、４、５、５、４」のスロットピッチにてスロット内を巻装していくと、第５のコイル群の巻き終わりである識別番号２から６スロットピッチずれた識別番号８のスロットが第６のコイル群の巻き終わりの位置となる。このように配置された第６のコイル群は、第３相巻線（例えばＷ相巻線）のうちの残りの半分の巻線として用いることができる。

【0133】

例えば、第１のコイル群は、第１相巻線（例えばＵ相巻線）のうちの半分の巻線を構成し、第４のコイル群は、第１相巻線（例えばＵ相巻線）のうちの残りの半分の巻線を構成する。第１のコイル群と第４のコイル群とを渡り線によって連結することで、固定子１における第１相巻線（例えばＵ相巻線）として構成することができる。また、第２のコイル群は、第２相巻線（例えばＶ相巻線）のうちの半分の巻線を構成し、第５のコイル群は、第２相巻線（例えばＶ相巻線）のうちの残りの半分の巻線を構成する。第２のコイル群と第５のコイル群とを渡り線によって連結することで、固定子１における第２相巻線（例えばＶ相巻線）として構成することができる。また、第３のコイル群は、第３相巻線（例えばＷ相巻線）のうちの半分の巻線を構成し、第６のコイル群は、第３相巻線（例えばＷ相巻線）のうちの残りの半分の巻線を構成する。第３のコイル群と第６のコイル群とを渡り線によって連結することで、固定子１における第３相巻線（例えばＷ相巻線）として構成することができる。このように、第１～第６のコイル群をそれぞれスロットに配置し、渡り線にて各コイル群を上述のように結線することで、三相巻線を構成することができる。

【0134】

なお、８極３６スロットの三相交流電動機においても、第１～第６のコイル群をそれぞれ複数構成して三相巻線を構成してもよい。また、１つの巻線をスロットに一筆書きの要領で配置していき、その上で第１～第６のコイル群のそれぞれが区分けされるような位置で巻線を切断することで第１～第６のコイル群を形成し、その後、渡り線にて各コイル群を結線することで三相巻線を構成するようにしてもよい。

【0135】

８極３６スロットの三相交流電動機は、以上説明した固定子１と固定子１に対して径方向に対向配置された回転子とを備える。

【0136】

８極３６スロットの三相交流電動機の場合、極数８は、２の４倍（すなわち２の偶数倍）であるので、回転対称性が成り立つ。

【0137】

図２４は、本開示の実施形態による８極３６スロットの三相交流電動機における巻線配置の回転対称性を説明する断面図である。ここでは、－Ｕ相巻線及び＋Ｕ相巻線の配置の回転対称性について説明するが、－Ｖ相巻線及び＋Ｖ相巻線、並びに－Ｗ相巻線及び＋Ｗ巻線についても同様の説明が成り立つ。図２４において、白丸「○」は－Ｕ相巻線を示し、黒丸「●」は＋Ｕ相巻線を示す。

【0138】

例えば８極３６スロットの三相交流電動機において、－Ｕ相の巻線は、１極、１相当たり、１．５（＝３６÷８÷３）スロットずつ配置される。１極、１相当たり１．５スロットなので、１層分のスロットが巻線で埋まるところが４か所あり、２層分のスロットが巻線で埋まるところが４か所ある。＋Ｕ相の巻線についても、同様であり、１極、１相当たり１．５スロットなので、１層分のスロットが巻線で埋まるところが４か所あり、２層分のスロットが巻線で埋まるところが４か所ある。図２４に示すように２つの軸２００Ｕ－１及び２００Ｕ－２を境に、－Ｕ相及び＋Ｕ相のコイルの組を４つに等配分で分けることができる。これは８極３６スロットの三相交流電動機が２極９スロットの２周期分（スロット識別番号１～９のスロットとスロット識別番号１０～１８のスロットとスロット識別番号１９～２７のスロットとスロット識別番号２７～３６のスロットとは同じ巻線配置）であるためでもある。このように、８極３６スロットの三相交流電動機においては、４回の回転対称性を有する。－Ｕ、＋Ｕ、－Ｖ、＋Ｖ、－Ｗ、＋Ｗの６相帯の全てが４回の回転対称性を持つため、これら６相帯は各々偶数個の巻線を必ず有する。したがって、各相について適切にマイナス巻線（－巻線）とプラス巻線（＋巻線）との組み合わせをとることで、各相のマイナス巻線（－巻線）とプラス巻線（＋巻線）とは回転対称性を持ったまま２つのコイル群に分解することができる。例えば８極３６スロットの三相交流電動機では、図２４の－Ｕ相巻線と＋Ｕ相巻線とで図２３Ｂの第１のコイル群及び第４のコイル群を形成する。同様に－Ｖ相巻線と＋Ｖ相巻線とで第２のコイル群及び第５のコイル群を形成し、－Ｗ相巻線と＋Ｗ相巻線とで第３のコイル群及び第６コイル群を形成することができる。

【0139】

続いて、一筆書きの要領でＸスロットピッチとＸ＋１スロットピッチとを交互に繰り返すようにスロットに波巻のコイルが配置される実施形態について、より詳細に説明する。スロット数６Ｎを極数２Ｐで除算した値の１０進法表記上の整数部分である商をＸ（Ｘは正の整数）としている。

【0140】

上述したように、例えば１０極３６スロットの三相交流電動機及び１０極２４スロットの三相交流電動機などにおいては、一筆書きの要領でＸスロットピッチとＸ＋１スロットピッチとを交互に繰り返すようにスロットに波巻のコイルを配置することができる。一筆書きの要領でＸスロットピッチとＸ＋１スロットピッチとを交互に繰り返すことを整数回行ってスロットに波巻のコイルを配置することで６つのコイル群が形成され、３相の全ての巻線の配置が完了できる場合、２Ｘ＋１（＝Ｘ＋Ｘ＋１）のスロットピッチの周期で同じ形状の波巻が連続して続くので、固定子の製造が容易になる。

【0141】

本発明の特徴である「コイル群を６つ備え、６つのコイル群の各々は、周方向に互いに６０度ずれた位置に配置される」という条件の下で、一筆書きの要領でＸとＸ＋１とが交互のスロットピッチで波巻のコイルが配置できるための極数とスロット数との関係は、次の通りである。

【0142】

スロット数を６Ｎ（Ｎは正の整数）、極数を２Ｐ（Ｐは正の整数）とし、スロット数６Ｎを極数２Ｐで除算した値が整数にならないとき、当該「スロット数６Ｎを極数２Ｐで除算した値」の１０進法表記上の整数部分である商をＸ（Ｘは正の整数）とする。一筆書きの要領でＸスロットピッチとＸ＋１スロットピッチとを交互に繰り返すことを整数回行ってスロットに波巻のコイルを配置することで６つのコイル群が形成されるための必要十分条件は、下記（Ｉ）である。

【0143】

条件（Ｉ） ２Ｘ＋１と３Ｎとが互いに素である。すなわち、２Ｘ＋１と３Ｎとが、１以外に公約数を持たない。

【0144】

２Ｘ＋１は奇数であるので、条件（Ｉ）が成り立つとき、２Ｘ＋１と６Ｎとは互いに素となる。したがって、２Ｘ＋１と６Ｎとの最小公倍数は「（２Ｘ＋１）×６Ｎ」となるので、２Ｘ＋１のスロットピッチにてコイルを配置したときに巻線が元の位置に戻るのは、２Ｘ＋１が６Ｎ回繰り返された後となる。この６Ｎ回の周期により、２Ｘ＋１スロットピッチの周期は６つに分割することが可能である。また、スロット数６Ｎが（２Ｘ＋１）×６Ｎとなるためには、６Ｎを（２Ｘ＋１）倍する必要があるので、波巻は全スロットを２Ｘ＋１周だけ回る。また、２Ｘ＋１のスロットピッチがＺ回（Ｚは正の整数）スロットを回ったとき、その位置は「（２Ｘ＋１）×Ｚ」を６Ｎで除算した余りに等しくなる。「（２Ｘ＋１）×Ｚ」の値を６Ｎで除算したときの余りは、０から６Ｎ－１までのいずれかの値であり、Ｚが０から６Ｎ－１の各々の値をとるとき、その余りは０から６Ｎ－１のいずれかの値を各々１回ずつ取る。そのため、２Ｘ＋１スロットピッチのコイルは６Ｎ回スロットを回ったとき、各スロットに１回ずつ配置される。

【0145】

条件（Ｉ）を満たすか否かは、極数２Ｐ及びスロット数６Ｎに基づいて判別することができる。

【0146】

第１の例として、８極１８スロットの三相交流電動機について説明する。Ｐ＝４、Ｎ＝３、６Ｎ÷（２Ｐ）＝１８÷８＝２．２５であるので、Ｘ＝２である。よって、２Ｘ＋１＝２×２＋１＝５であり、３Ｎ＝９である。５と９とは互いに素となるため、条件（Ｉ）を満たす。また、２スロットピッチと３スロットピッチとで交互に巻回するとき、波巻は５スロットピッチの周期で各スロットに配置されることになる。

【0147】

ここで第１項が１であり公差が５（＝２Ｘ＋１）である等差数列において、１８（＝６Ｎ）を超えるごとに１８（＝６Ｎ）を差し引いた数列を考える。各項を順に並べると、「１、６、１１、１６、３、８、１３、１８、５、１０、１５、２、７、１２、１７、４、９、１４、１、…」となり、数列の第１９項で第１項の１の値に戻るので、これ以降、同じ数列を繰り返す。このとき、数列の第１項のから第１８項まで、１から１８までの異なる数字を必ず１回巡回する。この第１項から第１８項までの数列を、数列１とする。また、数列１の各項に２（＝Ｘ）を加算し、１８（＝６Ｎ）を超えるごとに１８（＝６Ｎ）を差し引いた数列は「３、８、１３、１８、５、１０、１５、２、７、１２、１７、４、９、１４、１、６、１１、１６、３」となる。この数列を数列２とする。数列２も項数が１８項あるが、数列１と同様に１から１８の異なる値を１個ずつ含んでいる。さらに上述の数列１の各奇数項と各偶数項との間に、上述の数列２の各項を１つずつ挟んで並べると、「１、３、６、８、１１、１３、１６、１８、３、５、８、１０、１３、１５、１８、２、５、７、１０、１２、１５、１７、２、４、７、９、１２、１４、１７、１、４、６、９、１１、１４、１６」となる。これを数列３とする。数列３は各奇数項とその次項との差が２（＝Ｘ）となり、各偶数項とその次項との差が３（＝Ｘ＋１）となる。また、数列３は項数が３６項（＝６Ｎ×２）あるが、１から１８の値を必ず２個ずつ含んでいる。さらに、数列３を３項ずつに分割すると、「１、３、６」、「８、１１、１３」、「１６、１８、３」、「５、８、１０」、「１３、１５、１８」、「２、５、７」、「１０、１２、１５」、「１７、２、４」、「７、９、１２」、「１４、１７、１」、「４、６、９」、「１１、１４、１６」となる。つまり、数列３は、６つの数列に分解することが可能である。

【0148】

数列３の各値を８極１８スロットの三相交流電動機の固定子のスロット識別番号に見立てたうえで、これらを波巻が配置されるスロットとみなすと、数列３を６つに分解した数列は、波巻による６つのコイル群の波巻が巻回するスロットの識別番号とみなすことができる。

【0149】

第２の例として、図１９、図２０Ａ及び図２０Ｂに示した８極３０スロットの三相交流電動機について説明する。この場合、Ｐ＝４、Ｎ＝５、Ｘ＝３であるので、２Ｘ＋１＝２×３＋１＝７であり、３Ｎ＝１５である。７と１５とは互いに素となるので、条件（Ｉ）を満たす。また、３スロットピッチと４スロットピッチとで交互で交互に巻回するとき、波巻は７スロットピッチの周期で各スロットに配置されることになる。

【0150】

ここで第１項が１であり公差が７（＝２Ｘ＋１）である等差数列において、３０（＝６Ｎ）を超えるごとに３０（＝６Ｎ）を差し引いた数列を考える。各項を順に並べると、「１、８、１５、２２、２９、６、１３、２０、２７、４、１１、１８、２５、２、９、１６、２３、３０、７、１４、２１、２８、５、１２、１９、２６、３、１０、１７、２４、１、…」となる。数列の第３１項で第１項の１の値に戻るので、これ以降、同じ数列を繰り返す。このとき、数列の第１項から第３０項までで、１から３０まで異なる数字を必ず１回巡回する。この第１項から第３０項までの数列を、数列４とする。また、数列４の各項に３（＝Ｘ）を加算し、３０（＝６Ｎ）を超えるごとに３０（＝６Ｎ）を差し引いた数列は「４、１１、１８、２５、２、９、１６、２３、３０、７、１４、２１、２８、５、１２、１９、２６、３、１０、１７、２４、１、８、１５、２２、２９、６、１３、２０、２７」となる。この数列を数列５とする。数列５も項数が３０項あるが、数列４と同様に１から３０の異なる値を１個ずつ含んでいる。さらに上述の数列４の各奇数項と各偶数項との間に、上述の数列５の各項を１つずつ挟んで並べると、「１、４、８、１１、１５、１８、２２、２５、２９、２、６、９、１３、１６、２０、２３、２７、３０、４、７、１１、１４、１８、２１、２５、２８、２、５、９、１２、１６、１９、２３、２６、３０、３、７、１０、１４、１７、２１、２４、２８、１、５、８、１２、１５、１９、２２、２６、２９、３、６、１０、１３、１７、２０、２４、２７」となる。これを数列６とする。数列６は各奇数項とその次の偶数項との差が３（＝Ｘ）となり、各偶数項とその次の奇数項の差が４（＝Ｘ＋１）となる。また、数列６は項数が６０項（＝６Ｎ×２）あるが、１から３０の値を必ず２個ずつ含んでいる。また、数列６の各項を１２項ずつ分割すると、「１、４、８、１１、１５、１８、２２、２５、２９、２、６、９」、「１３、１６、２０、２３、２７、３０、４、７、１１、１４、１８、２１」、「２５、２８、２、５、９、１２、１６、１９、２３、２６、３０、３」、「７、１０、１４、１７、２１、２４、２８、１、５、８、１２、１５」、「１９、２２、２６、２９、３、６、１０、１３、１７、２０、２４、２７」となる。つまり、数列６は６つの数列に分解することが可能である。

【0151】

数列６の各値を８極３０スロットの三相交流電動機の固定子のスロット識別番号に見立てたうえで、これらを波巻が配置されるスロットとみなすと、数列６を６つに分解した数列は、波巻による６つのコイル群の波巻が通るスロットとみなすことができる。

【0152】

以上説明したスロット配置は、８極３０スロットの三相交流電動機が条件（Ｉ）を満たすことにより、実現可能である。このようなスロット配置とは別に、８極３０スロットの三相交流電動機については、図１９、図２０Ａ及び図２０Ｂに既に示したように、コイル群の巻き始めの位置から「３、３、４、４、４、４、４、３、３」のスロットピッチにてスロット内を波巻で巻装する事例についても説明した。図１９、図２０Ａ及び図２０Ｂに示したスロット配置は、８極３０スロットの三相交流電動機が、巻線配置に関して回転対称性を有することから可能である。例えば８極３０スロットの三相交流電動機の固定子について、上述の第２の例によるスロット配置とするか、あるいは、図１９、図２０Ａ及び図２０Ｂに示したスロット配置とするかは、三相交流電動機の設計内容に応じて適宜決定すればよい。

【0153】

第３の例として、条件（Ｉ）を満たさない三相交流電動機の固定子のスロット配置について説明する。例えば図２２、図２３Ａ及び図２３Ｂに示した８極３６スロットの三相交流電動機は、条件（Ｉ）を満たさない。より詳しくは、Ｐ＝４、Ｎ＝６、６Ｎ÷（２Ｐ）＝３６÷８＝４．５であるので、Ｘ＝４である。２Ｘ＋１＝２×４＋１＝９であり、３Ｎ＝１８である。９と１８とは９の最大公約数を持つため、条件（Ｉ）を満たさない。また、４スロットピッチと５スロットピッチとで交互に波巻するとき、９スロットピッチの周期で各スロットを巡回する。

【0154】

ここで第１項が１であり公差が９（＝２Ｘ＋１）である等差数列において、３６（＝６Ｎ）を超えるごとに３６（＝６Ｎ）を差し引いた数列を考える。各項を順に並べると、「１、１０、１９、２８、１、１０、１９、２８、１、１０、１９、２８、１、１０、１９、２８、１、１０、１９、２８、１、１０、１９、２８、１、…」となる。この数列の第１から第３６項までを数列７とする。数列７は、第５項、第９項、第１３項、第１７項、第２１項、第２５項、第２９項、第３３項の各項で１となるので、「１、１０、１９、２８」の値を９回繰り返す数列であるといえる。また、数列７の各項に４（＝Ｘ）を加算し、３６（＝６Ｎ）を超えるごとに３６（＝６Ｎ）を差し引いた数列は「５、１４、２３、３２、５、１４、２３、３２、５、１４、２３、３２、５、１４、２３、３２、５、１４、２３、３２、５、１４、２３、３２、５、１４、２３、３２、５、１４、２３、３２、５、１４、２３、３２」となる。この数列を数列８とする。数列８は、第５項、第９項、第１３項、第１７項、第２１項、第２５項、第２９項、第３３項の各項で５となるので、「５、１４、２３、３２」を９回繰り返す数列であるといえる。さらに上述の数列７の各奇数項と各偶数項との間に、上述の数列８の各項を１つずつ挟んで並べると、「１、５、１０、１４、１９、２３、２８、３２、１、５、１０、１４、１９、２３、２８、３２、１、５、１０、１４、１９、２３、２８、３２、１、５、１０、１４、１９、２３、２８、３２、１、５、１０、１４、１９、２３、２８、３２、１、５、１０、１４、１９、２３、２８、３２、１、５、１０、１４、１９、２３、２８、３２、１、５、１０、１４、１９、２３、２８、３２、１、５、１０、１４、１９、２３、２８、３２」となる。これを数列９とする。数列９は、各奇数項とその次の偶数項との差が４となり、各偶数項とその次の奇数項の差が５となるが、「１、５、１０、１４、１９、２３、２８、３２」を９回繰り返し、１から３６の整数のうち、１、５、１０、１４、１９、２３、２８、３２の８個の整数しか巡回しない。

【0155】

数列９の各値を８極３６スロットの三相交流電動機の固定子のスロット識別番号に見立てたうえで、これらを波巻が配置されるスロットとみなすと、４スロットピッチと５スロットピッチとで交互に配置される波巻のコイルは、全てのスロットを配置されるわけではなく、特定のスロットのみを巡回することになる。このように、極数及びスロット数について、条件（Ｉ）を満たさない場合、ＸスロットピッチとＸ＋１スロットピッチとで交互に波巻しようとすると、波巻が特定のスロットを繰り返し巡回してしまうことになり、一繋ぎの波巻を実行しても、全てのスロットを巻回することができない。このような場合は、図２２、図２３Ａ及び図２３Ｂを参照して説明したように、ＸスロットピッチまたはＸ＋１スロットピッチのいずれかを１回以上、連続するスロットピッチとなるように、コイル群を形成すれば、全てのスロットを巻回可能な６つのコイル群に分解することができる。このような６つのコイル群に分解できる性質は、偶数回の回転対称性を有する性質に起因するものである。

【0156】

上述の第３の例として説明したように、条件（Ｉ）を満たさない場合は、ＸスロットピッチとＸ＋１スロットピッチのいずれかにて、必ずしもこれらが交互にならないようにコイル群を構成することで、６つのコイル群に分けることが可能となる。これは上述した６相帯の巻線配置が、線対称となる性質または偶数回の回転対称性の性質を有することに起因するものである。

【0157】

図２５は、本開示の実施形態によるスロット配置が適用可能な三相交流電動機の極数とスロット数との関係を示す図である。図２５に示す表の第１列は、三相交流電動機の極数を表し、第１行は、三相交流電動機の固定子のスロット数（６の倍数）を表す。

【0158】

図２５に示す表の各セルにおいて、「－」は、対応するスロット数を極数で割った値が整数となるものを示す。「― ―」は、対応するスロット数を極数で除算した値が１．５よりも小さいものを示す。

【0159】

図２５に示す表の各セルにおいて、「Ｃ」はＸスロットピッチ及びＸ＋１スロットピッチを有する波巻の６つのコイル群を構成可能ではあるものの条件（Ｉ）を満たさないものを示す。すなわち、「Ｃ」は、各コイル群の波巻において、ＸスロットピッチとＸ＋１スロットピッチとが必ずしも交互にならないものを示す。例えば上述した第３の例による８極３６スロットの三相交流電動機の固定子がこれに該当する。

【0160】

図２５に示す表の各セルにおいて、「Ａ」は条件（Ｉ）を満たすものを示す。すなわち、「Ａ」は、ＸスロットピッチまたはＸ＋１スロットピッチのいずれかを持つ波巻の６つのコイル群の構成が可能である一方、ＸスロットピッチとＸ＋１スロットピッチとで交互に波巻のコイルが配置される構成も可能であるものを示す。例えば上述した第１の例による８極１８スロットの三相交流電動機の固定子及び第２の例による８極３０スロットの三相交流電動機の固定子がこれに該当する。

【0161】

続いて、本開示の実施形態による三相交流電動機の固定子の製造方法について、図２６Ａ～図３２を参照して説明する。以下の説明は、上述した各極数及び各スロット数を有する三相交流電動機について同様に成り立つ。

【0162】

図２６Ａは、本開示の実施形態による三相交流電動機の固定子に用いられるインナーコアを示す斜視図である。また、図２６Ｂは、本開示の実施形態による三相交流電動機の固定子に用いられるインナーコアを示す上面図である。まず、円十形状の磁性材料の外周側に溝を掘ることで、外周側に開口するスロット２が設けられるインナーコア３－１を作成する。

【0163】

図２７Ａは、図２６Ａ及び図２６Ｂに示したインナーコアに第１の絶縁材が配置された状態を示す斜視図である。また、図２７Ｂは、図２６Ａ及び図２６Ｂに示したインナーコアに第１の絶縁材が配置された状態を示す上面図である。インナーコア３－１のスロット２内に固定子と巻線とを絶縁するための第１の絶縁材１１－１を配置する。第１の絶縁材１１－１は、例えば、スロット２内に絶縁紙を配置することで実現してもよく、スロット２の内側表面を絶縁樹脂により封止することによって実現してもよく、スロット２の内側表面に絶縁塗料を塗布することによっても実現してもよい。図２７Ａ及び図２７Ｂでは一例として樹脂封止により第１の絶縁材１１－１を配置する例を示している。

【0164】

図２８Ａは、本開示の実施形態による三相交流電動機の固定子に用いられる平角線を示す斜視図であって、平角線からなる線材を示す。図２８Ｂは、本開示の実施形態による三相交流電動機の固定子に用いられる平角線を示す斜視図であって、波巻された巻線を示す。巻線の原材料として、図２８Ａに示すような平角線からなる線材４－１を、所定のスロットピッチでスロット２内に配置することができるように、図２８Ｂに示すような波巻のコイル４に成形する。ここで、スロット数６Ｎを極数２Ｐで除算した値の１０進法表記上の整数部分である商をＸ（Ｘは正の整数）とするとき、ＸまたはＸ＋１のいずれかのスロットピッチでスロット２内配置できるように成形される。例えば、上述した１０極３６スロットの三相交流電動機における固定子の場合、スロット２に配置される間隔が３スロットピッチと４スロットピッチとを交互に繰り返すように、コイル４を成形する。

【0165】

図２９Ａは、図２７Ａ及び図２７Ｂに示した第１の絶縁材が配置されたインナーコアに図２８Ｂに示した波巻の巻線を配置する処理を説明する斜視図であって、巻線を配置処理中のインナーコアを示す。図２９Ｂは、図２７Ａ及び図２７Ｂに示した第１の絶縁材が配置されたインナーコアに図２８Ｂに示した波巻の巻線を配置する処理を説明する斜視図であって、巻線配置後のインナーコアを示す。図２９Ａに示すように、第１の絶縁材１１－１が配置されたインナーコア３－１を回転させながら（図示の例では反時計周り）スロット２内に一筆書きの要領で波巻のコイル４を配置していくことで、図２９Ｂに示すような巻線配置後のインナーコア３－１が得られる。

【0166】

図３０は、図２９Ａ及び図２９Ｂに示したインナーコアに第２の絶縁材が配置された状態を示す斜視図である。図３０に示すように、図２９Ａ及び図２９Ｂに示したコイル４が配置されたインナーコア３－１のスロット２さらに外周側に第２の絶縁材１１－２を配置する。第２の絶縁材１１－２は、例えば、スロット２内に絶縁紙を配置することで実現してもよく、スロット２の内側表面を絶縁樹脂により封止することによって実現してもよく、スロット２の内側表面に絶縁塗料を塗布することによっても実現してもよい。

【0167】

図３１は、図３０に示したインナーコアの外周側にアウターコアが配置された状態を示す斜視図である。図３０に示したインナーコア３－１の外周側に、アウターコア３－２を配置する。

【0168】

図３２は、図３１に示したインナーコアのスロットに一筆書きの要領で配置された巻線を所定の箇所で切断し渡り線により結線すること得られた固定子を示す斜視図である。図１１及び図１２を参照して説明したように、インナーコアのスロットに一筆書きの要領で配置されたコイル４は、第１～第６のコイル群のそれぞれが区分けされるような位置で巻線を切断することで第１～第６のコイル群を形成することができる。その後、渡り線にて各コイル群を結線することで三相巻線を構成することで、固定子１が完成する。

【0169】

図３３Ａ～図３３Ｃは、三相交流電動機の波巻のコイルを有する固定子における従来の巻線工程の一例を示す図である。従来の巻線工程においては、図３３Ａに示すように、平角線からなるヘアピンコイルを複数用意し、各ヘアピンコイルをコの字形状に成形し（参照符号１１４で示す）、スロット１１２に挿入する。参照符号１１３はコアを示す。次いで、図３３Ｂに示すように、コイル１１４の両先端を折り曲げて、これらコイル１１４同士を溶接にて連結する。このように、従来の巻線工程は、複数のコイルを用意し、それぞれを溶接する必要があるので、機械による自動化処理が比較的煩雑になる欠点がある。また、このような巻線工程を経て得られた従来の固定子５０１における波巻のコイルは、図３３Ｃに示すように、スロット１１２内にて層が径方向に順々にずれて配置されていく。このため、ヘアピンコイルのような３次元的に成形されたコイルを事前に用意する必要がある。

【0170】

一方、本開示の実施形態による三相交流電動機の固定子の製造方法のうち、図２８Ａ及び図２８Ｂを参照して説明した平角線のコイルの成形並びに図２９Ａ及び図２９Ｂを参照して説明したコイル配置からなる巻線工程は、機械による自動化が容易である。特に一筆書きの要領でスロットにコイルを配置することもできるので、製造がより容易である。また、スロット２内における波巻コイルの配置は、径方向へのずれは１層のみで済むため、従来のようにヘアピンコイルのような３次元的に成形されたコイルを用意する必要がなく、製造プロセスが容易である。

【0171】

以上、１０極３６スロット、１０極２４スロット、８極３０スロット、８極３６スロット、及び８極１８スロットの三相交流電動機を例にとって説明した。これらの例に限られず、スロット数６Ｎ（Ｎは正の整数）が極数２Ｐ（Ｐは正の整数）の１．５倍より大きく、スロット数６Ｎを極数２Ｐで除算した値が既約分数になるような他のスロット数６Ｎ及び極数２Ｐを有する三相交流電動機に対しても本発明を適用可能である。図２５の「Ａ」及び「Ｃ」で示した極数とスロット数との組み合わせがこれに該当する。また、各図においてスロット識別番号の付与順はあくまでも一例である。

【0172】

図３４は、本開示の実施形態による固定子を備える三相交流電動機の外観を例示する図である。

【0173】

本開示の実施形態による三相交流電動機１０００は、上述した固定子１と、固定子１に対して径方向に対向配置された回転子１０とを備える。図３４において、参照符号３は固定子のコアを示し、参照符号４はコイルを示す。コイル４は、スロットに収容されるプラス巻線（＋巻線）４１Ｐ及びマイナス巻線（－巻線）４１Ｎと、スロットに収容されないコイルエンド４２からなる。参照符号５は、回転子１０に設けられる磁石を示し、参照符号６は回転子１０の回転軸を示す。

【符号の説明】

【0174】

１ 固定子
２ スロット
３ 固定子のコア
４ コイル
５ 磁石
６ 回転軸
１０ 回転子
１１－１ 第１の絶縁材
１１－２ 第２の絶縁材
２１ 磁極
４１Ｐ ＋（プラス）巻線
４１Ｎ －（マイナス）巻線
４２ コイルエンド
１００Ｕ 固定子の全スロットを２つに分割する線であり、Ｕ相巻線の線対称軸
１００Ｖ 固定子の全スロットを２つに分割する線であり、Ｖ相巻線の線対称軸
１００Ｗ 固定子の全スロットを２つに分割する線であり、Ｗ相巻線の線対称軸
１０００ 三相交流電動機

【図1】

【図2】

【図3A】

【図3B】

【図4A】

【図4B】

【図5】

【図6A】

【図6B】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13A】

【図13B】

【図13C】

【図13D】

【図13E】

【図13F】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】

【図19】

【図20A】

【図20B】

【図21】

【図22】

【図23A】

【図23B】

【図24】

【図25】

【図26A】

【図26B】

【図27A】

【図27B】

【図28A】

【図28B】

【図29A】

【図29B】

【図30】

【図31】

【図32】

【図33A】

【図33B】

【図33C】

【図34】

【図35】

【図36A】

【図36B】