旋转电机
阅读：306发布：2021-06-06
专利汇可以提供旋转电机专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且在旋转 电机 中，当假设由2个假想特定线圈构成的假想线圈对和夹在2个假想特定线圈之间的假想调整线圈以固定间隔出现的假想 基础 线圈装配状态时，各基础线圈避开全部假想特定线圈和全部假想调整线圈各自的 位置 而进行配置。各上层线圈和各下层线圈各自的线圈边配置在各假想特定线圈各自的线圈边的位置。夹在各上层线圈的一方和另一方的线圈边之间的槽以及夹在各下层线圈的一方和另一方的线圈边之间的槽成为除了上口和下口以外还存在最下口的 深槽 型槽。多个最下层线圈的一方和另一方的线圈边均配置在深槽型槽的最下口。，下面是旋转电机专利的具体信息内容。
1.一种旋转电机，其中，
上述旋转电机具有：
电枢铁芯，其具有在周向上相互隔开间隔设置的多个磁极齿，在各上述磁极齿之间形成有槽；
电枢线圈组，其具有多个电枢线圈，该多个电枢线圈分别包含在相互不同的上述槽中配置的一对线圈边和对上述一对线圈边进行连接的线圈端部，各上述电枢线圈以重叠卷绕的方式卷绕在上述磁极齿上，在各上述电枢线圈中流过三相电流；以及转子，其具有在周向上排列的多个磁极，相对于上述电枢铁芯和上述电枢线圈组进行旋转，
上述电枢线圈组具有如下的线圈作为上述电枢线圈：
多个基础线圈，它们的一方的上述线圈边配置在上述槽的上口且另一方的上述线圈边配置在上述槽的下口；
多个上层线圈，它们的一方和另一方的上述线圈边均配置在上述槽的上口；以及多个下层线圈，它们的一方和另一方的上述线圈边均配置在上述槽的下口，当设N为2以上的自然数时，每极槽数q’满足N
各上述上层线圈和各上述下层线圈各自的上述线圈端部跨越N个上述磁极齿，假设如下的假想基础线圈装配状态：在各上述槽的上口和下口全都配置与上述基础线圈相同结构的多个假想基础线圈的各上述线圈边，并且设具有在夹着N个上述磁极齿的2个上述槽的上口分别配置的2个上述线圈边中流过的电流为同相且反方向的关系的2个上述假想基础线圈为2个假想特定线圈，设夹在上述2个假想特定线圈之间的上述假想基础线圈为假想调整线圈，由上述2个假想特定线圈构成的假想线圈对和上述假想调整线圈在上述电枢铁芯的周向上以固定间隔出现，当假设上述假想基础线圈装配状态时，各上述基础线圈避开全部上述假想特定线圈和全部上述假想调整线圈各自的位置而配置，
各上述上层线圈和各上述下层线圈各自的上述线圈边配置在各上述假想特定线圈各自的上述线圈边的位置，
各上述槽中的、夹在各上述上层线圈的一方和另一方的上述线圈边之间的上述槽以及夹在各上述下层线圈的一方和另一方的上述线圈边之间的上述槽为除了上口和下口以外还存在最下口的深槽型槽，
上述电枢线圈组还具有多个最下层线圈作为上述电枢线圈，其中上述最下层线圈的一方和另一方的上述线圈边均配置在上述深槽型槽的最下口，
上述最下层线圈的上述线圈端部避开上述上层线圈、上述下层线圈和上述基础线圈均不跨越的上述磁极齿而配置，
上述最下层线圈的上述线圈端部所跨越的上述磁极齿的数量在各上述最下层线圈中相同，
由共同的上述上层线圈夹着的上述深槽型槽的数量和由共同的上述下层线圈夹着的上述深槽型槽的数量分别为多个，
在由共同的上述上层线圈夹着的相互不同的上述深槽型槽中，一方的上述深槽型槽的最下口的位置和另一方的上述深槽型槽的最下口的位置在上述电枢铁芯的径向上相互不同，
在由共同的上述下层线圈夹着的相互不同的上述深槽型槽中，一方的上述深槽型槽的最下口的位置和另一方的上述深槽型槽的最下口的位置在上述电枢铁芯的径向上相互不同。
2.根据权利要求1所述的旋转电机，其中，
上述电枢铁芯被分割成在上述电枢铁芯的周向上排列的多个分割铁芯，各上述分割铁芯的边界的位置成为各上述电枢线圈均不跨越的上述磁极齿的位置。
旋转电机
技术领域
背景技术
[0002] 以往，公知有在电枢铁芯的多个磁极齿上以双层重叠卷绕的方式卷绕多个电枢线圈而构成电枢的旋转电机。并且，以往，提出了如下的旋转电机：通过在电枢铁芯上设置追加线圈，从而良好地确保旋转电机的动作特性，该追加线圈的线圈端部向与设置在电枢铁芯上的基础线圈的线圈端部相反的方向倾斜(例如参照专利文献1)。
[0003] 现有技术文献
[0004] 专利文献
[0005] 专利文献1：国际公开WO2015/121960
发明内容
[0006] 发明要解决的课题
[0007] 但是，在专利文献1所示的现有的旋转电机中，在电枢铁芯上设置追加线圈时，需要一边避开设置在电枢铁芯上的基础线圈等其他线圈的线圈端部一边在电枢铁芯的槽中插入追加线圈，因此，认为在电枢铁芯上安装追加线圈的作业需要劳力和时间。
[0008] 本发明是为了解决上述课题而完成的，其目的在于，得到动作特性良好、且能够容易制造的旋转电机。
[0009] 用于解决课题的手段
[0010] 本发明的旋转电机具有：电枢铁芯，其具有在周向上相互隔开间隔设置的多个磁极齿，在各磁极齿之间形成有槽；电枢线圈组，其具有多个电枢线圈，该多个电枢线圈分别包含在相互不同的槽中配置的一对线圈边和对一对线圈边进行连接的线圈端部，各电枢线圈以重叠卷绕的方式卷绕在磁极齿上，在各电枢线圈中流过三相电流；以及转子，其具有在周向上排列的多个磁极，相对于电枢铁芯和电枢线圈组进行旋转，电枢线圈组具有如下的线圈作为上述电枢线圈：多个基础线圈，它们的一方的线圈边配置在槽的上口且另一方的线圈边配置在槽的下口；多个上层线圈，它们的一方和另一方的线圈边均配置在槽的上口；以及多个下层线圈，它们的一方和另一方的线圈边均配置在槽的下口，当设N为2以上的自然数时，每极槽数q’满足N位置而配置，各上层线圈和各下层线圈各自的线圈边配置在各假想特定线圈各自的线圈边的位置，各槽中的、夹在各上层线圈的一方和另一方的线圈边之间的槽以及夹在各下层线圈的一方和另一方的线圈边之间的槽为除了上口和下口以外还存在最下口的深槽型槽，电枢线圈组还具有多个最下层线圈作为电枢线圈，其中上述最下层线圈的一方和另一方的线圈边均配置在深槽型槽的最下口，最下层线圈的线圈端部避开上层线圈、下层线圈和基础线圈均不跨越的磁极齿而进行配置，最下层线圈的线圈端部所跨越的磁极齿的数量在各最下层线圈中相同。
[0011] 发明效果
[0013] 图1是示出本发明的实施方式1的旋转电机的结构图。
[0014] 图2是示出图1的电枢的展开图。
[0015] 图3是示出比较例1的旋转电机的结构图。
[0016] 图4是示出图3的旋转电机的电枢的展开图。
[0017] 图5是图4的旋转电机的电枢的主要部分放大图。
[0018] 图6是示出比较例1的旋转电机的绕组系数Kd的表。
[0019] 图7是示出图1的旋转电机的绕组系数Kd的表。
[0020] 图8是示出比较例2的旋转电机的结构图。
[0021] 图9是示出图8的电枢的展开图。
[0022] 图10是示出比较例2的旋转电机的绕组系数Kd的表。
[0023] 图11是示出本发明的实施方式2的旋转电机的结构图。
[0024] 图12是示出图11的电枢的展开图。
[0025] 图13是示出图11的旋转电机的绕组系数Kd的表。
具体实施方式
[0026] 下面，参照附图对本发明的优选实施方式进行说明。
[0027] 实施方式1.
[0028] 图1是示出本发明的实施方式1的旋转电机的结构图。图中，旋转电机1具有圆筒状的定子即电枢2、配置在电枢2的轴线上的旋转轴3、固定在旋转轴3上且与旋转轴3一体地相对于电枢2进行旋转的转子4。
[0029] 转子4配置在电枢2的内侧。并且，转子4具有由磁性材料(例如铁等)构成的圆柱状的转子铁芯5、以及设置在转子铁芯5的外周面(即与电枢2的内周面对置的面)上的多个磁铁6。各磁铁6在转子铁芯5的周向上相互隔开间隔进行配置。在转子4上，通过各磁铁6形成有在转子铁芯5的周向上排列的多个磁极。在该例子中，14个磁铁6设置在转子铁芯5的外周面上，转子4的磁极数P成为14。
[0030] 电枢2具有由磁性材料(例如铁等)构成的电枢铁芯7、以及设置在电枢铁芯7上的电枢线圈组8。
[0031] 电枢铁芯7具有圆筒状的背轭9、以及从背轭9的内周部向径向内侧(即朝向转子4)突出的多个磁极齿10。各磁极齿10在电枢铁芯7的周向上相互隔开间隔进行设置。由此，在各磁极齿10之间形成有朝向电枢铁芯7的径向内侧(即朝向转子4)敞开的槽11。在电枢铁芯7中，磁极齿10的数量和槽11的数量(槽数)Q相同。在该例子中，磁极齿10的数量和槽数Q均为36。
[0032] 这里，为了便于说明，设从图1的旋转轴3的中心起位于正上方的槽11为基准槽，设基准槽11的编号为No.1。并且，从图1的基准槽No.1起绕逆时针方向依次设各槽11的编号为No.2、No.3、…、No.36。并且，设位于图1的No.1和No.2的槽11之间的磁极齿10的编号为No.1，从No.1的磁极齿10起绕逆时针方向依次设各磁极齿10的编号为No.2、No.3、…、No.36。
[0033] 并且，表示槽数Q与磁极数P的关系的系数即每极槽数(即，转子4的每一个磁极的槽11的数量)q’用以下的式(1)表示。
[0034] q’＝Q/P…(1)
[0035] 因此，在该例子中，每极槽数q’的值成为36/14＝18/7≒2.57。
[0036] 图2是示出图1的电枢2的展开图。电枢线圈组8具有多个基础线圈12、多个上层线圈13、多个下层线圈14、多个最下层线圈15作为电枢线圈。
[0037] 基础线圈12、上层线圈13、下层线圈14和最下层线圈15分别由统一卷绕在多个磁极齿10上的导线束构成。即，基础线圈12、上层线圈13、下层线圈14和最下层线圈15分别以重叠卷绕的方式卷绕在磁极齿10上。并且，分别构成基础线圈12、上层线圈13、下层线圈14和最下层线圈15的导线束的线种和匝数全部相同。
[0038] 基础线圈12、上层线圈13、下层线圈14和最下层线圈15分别具有：配置在相互不同的槽11中的一对线圈边21、以及跨越多个磁极齿10而连接一对线圈边21之间的一对线圈端部22。各线圈边21是沿着槽11的大致直线部。各线圈端部22在电枢铁芯7的轴线方向外侧连接线圈边21的端部之间。
[0039] 设置在电枢铁芯7上的多个槽11中的、在电枢铁芯7的周向上以固定间隔存在的一部分槽11成为深槽型槽111，深槽型槽111以外的其他槽11成为通常槽112。
[0040] 各通常槽112的深度尺寸全部相同。在各通常槽112中存在有作为用于配置线圈边21的空间的上口(即上层)和下口(即下层)。通常槽112的上口位于比通常槽112的下口更靠电枢铁芯7的径向内侧(即通常槽112的开口侧)的位置。
[0041] 各深槽型槽111的深度尺寸全部相同。并且，各深槽型槽111比各通常槽112深。在各深槽型槽111中存在有作为用于配置线圈边21的空间的上口(即上层)、下口(即下层)和最下口(即最下层)。深槽型槽111的上口位于比深槽型槽111的下口更靠电枢铁芯7的径向内侧(即深槽型槽111的开口侧)的位置，深槽型槽111的下口位于比深槽型槽111的最下口更靠电枢铁芯7的径向内侧(即深槽型槽111的开口侧)的位置。
[0042] 各深槽型槽111和各通常槽112各自的上口在电枢铁芯7的径向上存在于相同位置，各深槽型槽111和各通常槽112各自的下口在电枢铁芯7的径向上存在于相同位置。因此，各深槽型槽111各自的最下口存在于比通常槽112的下口更靠径向外侧的位置。
[0043] 各基础线圈12以将一个线圈边21配置在槽11的上口、将另一个线圈边21配置在槽11的下口的状态设置在电枢铁芯7上。并且，各基础线圈12的线圈端部22以相对于电枢铁芯
7的周向向相同方向倾斜的状态跨越多个磁极齿10。
7的周向向相同方向倾斜的状态跨越多个磁极齿10。
[0044] 当设线圈端部22跨越的磁极齿10的数量(即，夹在共同的线圈中的一方和另一方的线圈边21之间的磁极齿10的数量)为线圈节距时，各基础线圈12的线圈节距全部相同。各基础线圈12是线圈节距比每极槽数q’大的长距绕组的线圈。
[0045] 上层线圈13以将一方和另一方的线圈边21均配置在槽11的上口的状态设置在电枢铁芯7上。下层线圈14以将一方和另一方的线圈边21均配置在槽11的下口的状态设置在电枢铁芯7上。最下层线圈15以将一方和另一方的线圈边21均配置在深槽型槽111的最下口的状态设置在电枢铁芯7上。
[0046] 另外，在图2中，利用U、V、W示出各基础线圈12、各上层线圈13、各下层线圈14和各最下层线圈15中分别流过的电流的相。并且，在图2中，利用U、V、W的大写字母和小写字母、以及在表示线圈边21的空心圆形标记中标注黑色圆形标记和X标记的记号来示出各线圈边21中流过的电流的方向。因此，根据各线圈边21的电流的方向可知各线圈12、13、14、15的卷绕方向。
[0047] 这里，为了确定本实施方式的旋转电机1中的各基础线圈12、各上层线圈13、各下层线圈14和各最下层线圈15各自的位置，假设不包含上层线圈13、下层线圈14和最下层线圈15的比较例1的旋转电机。
[0048] 图3是示出比较例1的旋转电机1A的结构图。并且，图4是示出图3的旋转电机1A的电枢2的展开图。进而，图5是图4的旋转电机1A的电枢2的主要部分放大图。另外，在图4和图5中，利用与图2相同的方法示出各线圈中流过的电流相和各线圈边中流过的电流的方向。
[0049] 除了电枢线圈组8的结构和电枢铁芯7的槽11的结构以外，比较例1的旋转电机1A的结构与实施方式1的旋转电机1的结构相同。在比较例1中，代替实施方式1的各深槽型槽111而将通常槽112设置在电枢铁芯7上。即，在比较例1中，设置在电枢铁芯7上的全部槽11成为与通常槽112相同的结构。
[0050] 比较例1的电枢线圈组8仅具有与基础线圈12相同结构的多个假想基础线圈12a。各假想基础线圈12a具有与基础线圈12的线圈边21相同结构的一对线圈边21a、以及与基础线圈12的线圈端部22相同结构的一对线圈端部22a。
[0051] 各假想基础线圈12a以将一个线圈边21a配置在槽11的上口且将另一个线圈边21a配置在槽11的下口的状态规则地排列在电枢铁芯7上。各假想基础线圈12a的各线圈边21a配置在全部各槽11的上口和下口。由此，比较例1的旋转电机1A的电枢2的状态成为各假想基础线圈12a以双层重叠卷绕的方式规则地配置在电枢铁芯7上的假想基础线圈装配状态。
[0052] 旋转电机的理想状态是如下状态：U相、V相、W相的各电枢线圈产生的感应电压各自的合成矢量的大小相同，各相的感应电压的合成矢量在电角度中每隔相位差120°进行分布。因此，在比较例1的旋转电机1A中，进行与各假想基础线圈12a连接的电流相(U相、V相、W相)的选择以及各假想基础线圈12a的卷绕方向的选择，以使得成为旋转电机的理想状态。在旋转电机1A中，通过分别对各相的假想基础线圈12a的配置顺序和各假想基础线圈12a的卷绕方向进行调整，产生与转子4的磁极产生的磁通对应的大致正弦波状的感应电压。
[0053] 在图4中可知，当尝试分成No.1～No.18的槽11和No.19～No.36的槽11时，除了线圈边21a中流过的电流的方向反转以外，各相的假想基础线圈12a的配置相同。这是基于比较例1的旋转电机1A的每极槽数q’的值为18/7而得到的结果。即，在比较例1的电枢2中，7个磁极对应于18个槽11而成为一组，因此，各相的假想基础线圈12a的配置成为18个槽11的整体重复的结构。
[0054] 在各假想基础线圈12a以双层重叠卷绕的方式规则地配置在电枢铁芯7上的假想基础线圈装配状态下，当设N为2以上的自然数时，在每极槽数q’满足以下的式(2)时，通过对各假想基础线圈12a的U相、V相、W相的电流相和卷绕方向进行调整，由此，由关于电流相和电流方向而具有特定关系的2个假想基础线圈12a构成的假想线圈对23能够以固定间隔出现。当设构成假想线圈对23的2个假想基础线圈12a分别为假想特定线圈12A时，共同的假想线圈对23中包含的2个假想特定线圈12A的关系成为如下关系：在夹着N个磁极齿10的2个槽11的上口(或下口)配置的2个线圈边21a中流过的电流成为同相且反方向。
[0055] N
[0056] 这是基于：决定各假想基础线圈12a的配置，以使得成为U相、V相、W相的各假想基础线圈12a产生的感应电压各自的合成矢量的大小在各相相同、并且各合成矢量的相位差每隔120°进行分布的理想状态。
[0057] 如上所述，每极槽数q’的值大约为2.57，因此，是大于2且小于3的值(2
[0058] 在共同的假想线圈对23中包含的2个假想特定线圈12A之间存在有N-1个假想基础线圈12a作为假想调整线圈12B。与假想线圈对23同样，N-1个假想调整线圈12B也在电枢铁芯7的周向上以固定间隔存在。在比较例1的电枢2中，如图4所示，假想调整线圈12B的电流相和由夹着假想调整线圈12B的2个假想特定线圈12A构成的假想线圈对23的电流相相互不同。在比较例1的电枢2中，被V相的假想线圈对23的假想特定线圈12A夹着的假想调整线圈12B的电流相成为W相，被U相的假想线圈对23的假想特定线圈12A夹着的假想调整线圈12B的电流相成为V相，被W相的假想线圈对23的假想特定线圈12A夹着的假想调整线圈12B的电流相成为U相。
[0059] 图6是示出比较例1的旋转电机1A的绕组系数Kd的表。绕组系数Kd是表示旋转电机的特性的指标，表示基波成分的数值越接近1，转矩特性越好，5次、7次、…等高次成分的数值越小，则高频振动越小，旋转电机的动作特性越好。在比较例1的旋转电机1A中，可知绕组系数Kd的数值表示基波成分、高次成分均良好的倾向。
[0060] 在实施方式1的旋转电机1中，将图2与图4进行比较时，避开构成各假想线圈对23的全部假想特定线圈12A的位置以及全部假想调整线圈12B的位置，在各假想基础线圈12a的位置配置各基础线圈12。
[0061] 基础线圈12的线圈端部22跨越N+1个磁极齿10。即，基础线圈12的线圈节距成为N+1。在该例子中，N＝2，因此，基础线圈12的线圈节距成为3。
[0062] 上层线圈13和下层线圈14各自的线圈边21配置在避开基础线圈12的配置的假想特定线圈12A各自的线圈边21a的位置。由此，上层线圈13和下层线圈14针对避开基础线圈12的配置的共同的假想线圈对23而各配置一个。因此，电枢线圈组8中包含的上层线圈13的数量和下层线圈14的数量相同。并且，上层线圈13和下层线圈14各自的线圈端部22跨越N个磁极齿10。即，上层线圈13和下层线圈14各自的线圈节距均成为N(在该例子中，N＝2)。
[0063] 上层线圈13的电流相和具有与上层线圈13的线圈边21对应的线圈边21a的假想线圈对23的电流相成为相同相。并且，决定上层线圈13的卷绕方向，以使得上层线圈13的线圈边21中流过的电流的方向与假想特定线圈12A的线圈边21a中流过的电流的方向相同。
[0064] 下层线圈14的电流相和具有与下层线圈14的线圈边21对应的线圈边21a的假想线圈对23的电流相成为相同相。并且，决定下层线圈14的卷绕方向，以使得下层线圈14的线圈边21中流过的电流的方向与假想特定线圈12A的线圈边21a中流过的电流的方向相同。
[0065] 即，将图2与图4进行比较时，本实施方式的电枢2与比较例1的电枢2的不同之处在于，去除了各假想特定线圈12A的位置的基础线圈12。在仅是去除了各假想特定线圈12A的位置的基础线圈12的情况下，电枢2产生的感应电压会降低，但是，在本实施方式的电枢2中，在各假想特定线圈12A各自的线圈边21a的位置配置有上层线圈13的线圈边21和下层线圈14的线圈边21中的任意一方。由此，防止由于去除了各假想特定线圈12A的位置的基础线圈12而引起的感应电压的降低。
[0066] 这里，如图4所示，在电枢铁芯7的周向上相互相邻、并且电流相相互不同的3个假想调整线圈12B(例如，具有在No.2、No.8、No.14的槽11各自的上口配置的线圈边21a的U相、V相、W相的假想调整线圈12B)是产生相位差相互成为120°的感应电压的假想基础线圈12a。由此，在旋转电机1A的电枢2中，在去除了全部假想调整线圈12B的情况下，能够确保U相、V相、W相的各假想基础线圈12a产生的感应电压各自的合成矢量的大小相同、各相的感应电压的合成矢量的相位差在电角度中每隔120°进行分布的状态。并且，在电角度宽度α°的范围内分别存在相同数量(在该例子中，各一个)的U相、V相、W相的各假想调整线圈12B。电角度宽度α°是依赖于槽数Q和磁极数P、即每极槽数q’而决定的，利用以下的式(3)表示。
[0067] α°＝180°×P/gcd(Q，P)＝1260°…(3)
[0068] 其中，gcd(Q，P)是槽数Q与转子4的磁极数P的最大公约数。
[0069] 在本实施方式中，如上所述，避开全部各假想调整线圈12B的位置来配置基础线圈12。因此，在本实施方式中，能够防止U相、V相、W相的各基础线圈12产生的感应电压各自的合成矢量的大小和相位差的关系瓦解。
[0070] 在本实施方式的电枢铁芯7中，将图2与图4进行比较时，在假想基础线圈装配状态下收容各假想调整线圈12B各自的线圈边21a的各槽11全部成为深槽型槽111。即，在本实施方式的电枢铁芯7中，如图2所示，夹在各上层线圈13的一方和另一方的线圈边21之间的各槽11以及夹在各下层线圈14的一方和另一方的线圈边21之间的各槽11成为深槽型槽111。
[0071] 因此，在本实施方式中，每隔每3个槽11而存在各深槽型槽111。即，在本实施方式中，No.2、No.5、No.8、No.11、No.14、No.17、No.20、No.23、No.26、No.29、No.32、No.35的槽11成为深槽型槽111。
[0072] 在与共同的假想线圈对23对应的上层线圈13与下层线圈14之间，如图2所示，存在有基础线圈12、上层线圈13和下层线圈14各自的线圈端部22不跨越的磁极齿10。各最下层线圈15各自的线圈端部22避开基础线圈12、上层线圈13和下层线圈14均不跨越的磁极齿10(在该例子中，No.6、No.12、No.18、No.24、No.30、No.36的磁极齿10)进行配置。并且，最下层线圈15各自的线圈端部22跨越的磁极齿10的数量在各最下层线圈15中相同。在本实施方式中，各最下层线圈15各自的线圈端部22跨越3个磁极齿10。即，各最下层线圈15各自的线圈节距均成为3。
[0073] 最下层线圈15的一方和另一方的线圈边21配置在相互相邻的2个深槽型槽111各自的最下口。由此，各最下层线圈15各自的线圈端部22与电枢铁芯7的周向平行。
[0074] 即，在与相互相邻的2个假想线圈对23中的一个假想线圈对23对应的上层线圈13的一对线圈边21之间夹着的一个深槽型槽111的最下口配置有最下层线圈15的一个线圈边21，在与另一个假想线圈对23对应的下层线圈14的一对线圈边21之间夹着的另一个深槽型槽111的最下口配置有最下层线圈15的另一个线圈边21。
[0075] 最下层线圈15的电流相成为与具有夹着一个深槽型槽111的一对线圈边21的上层线圈13的电流相以及具有夹着另一个深槽型槽111的一对线圈边21的下层线圈14的电流相分别不同的相。例如，如下的最下层线圈15的电流相成为与如下的V相的上层线圈13(即，具有配置在No.1和No.3的槽11的上口的线圈边21的上层线圈13)的电流相以及如下的U相的下层线圈14(即，具有配置在No.4和No.6的槽11的下口的线圈边21的下层线圈14)的电流相分别不同的W相，其中，该最下层线圈15具有配置在No.2和No.5的深槽型槽111各自的最下口的线圈边21，该V相的上层线圈13具有夹着No.2的深槽型槽111的一对线圈边21，该U相的下层线圈14具有夹着No.5的深槽型槽111的一对线圈边21。
[0076] 并且，各最下层线圈15的线圈边21的电流的方向与如下的线圈边21中流过的电流的方向相同，该线圈边21是与最下层线圈15相同相的基础线圈12的线圈边21中的、在配置有最下层线圈15的线圈边21的深槽型槽111中配置的线圈边21。
[0077] 如图2所示，在电枢铁芯7的周向上相互相邻的3个最下层线圈15的电流相相互不同。例如，具有配置在No.2、No.8、No.14各自的深槽型槽111的最下口的线圈边21的3个最下层线圈15的电流相成为相互不同的W相、V相、U相。
[0078] 即，配置有相互不同的相即U相、V相、W相的各最下层线圈15各自的一个线圈边21的各深槽型槽111在电枢铁芯7的周向上每隔n个槽11而出现，该n个槽11利用以下的式(4)表示。
[0079] n＝Q/{gcd(Q，P)×m}…(4)
[0080] 其中，m是电枢线圈组8的相数(在该例子中，m＝3)。
[0081] 在该例子中，配置有相互不同的相的各最下层线圈15各自的一个线圈边21的各深槽型槽111(例如，No.2、No.8、No.14的各深槽型槽111)每隔6个槽11而出现，式(4)的关系成立。
[0082] 因此，在电枢铁芯7的周向上相互相邻的3个最下层线圈15成为产生相位差相互成为120°的感应电压的线圈。由此，在旋转电机1A的电枢2中，在电枢铁芯7中追加最下层线圈15、在全部深槽型槽111中配置最下层线圈15的线圈边21的情况下，也能够确保如下状态：U相、V相、W相的各电枢线圈12、13、14、15产生的感应电压各自的合成矢量的大小相同，且各相的感应电压的合成矢量的相位差在电角度中成为120°。
[0083] 与假想调整线圈12B同样，在电角度宽度α°的范围内分别配置相同数量(在该例子中，各一个)的U相、V相、W相的各最下层线圈15。由此，在本实施方式的电枢2中，通过追加各最下层线圈15，由此，基础线圈12、上层线圈13和下层线圈14产生的感应电压的合成矢量的大小在各相中均等地增大。
[0084] 电枢铁芯7被分割成在电枢铁芯7的周向上排列的多个(在该例子中，2个)分割铁芯31。各分割铁芯31例如通过焊接等相互连结。各分割铁芯31的边界32的位置成为基础线圈12、上层线圈13、下层线圈14和最下层线圈15各自的线圈端部22均不跨越的磁极齿10(在该例子中，No.18和No.36各自的磁极齿10)的位置。沿着电枢铁芯7的径向形成各分割铁芯31的边界32。电枢2由在分割铁芯31中设置基础线圈12、上层线圈13、下层线圈14和最下层线圈15而构成的多个(在该例子中，2个)分割电枢33构成。
[0085] 图7是示出图1的旋转电机1的绕组系数Kd的表。可知本实施方式的旋转电机1的绕组系数Kd的数值与比较例1的旋转电机1A的绕组系数Kd相比，基波成分、高次成分均良好。
[0086] 在制造电枢2时，预先制造多个分割电枢33，呈环状排列各分割电枢33并固定各分割铁芯31彼此，由此制造电枢2。
[0087] 在制造分割电枢33时，按照各最下层线圈15、各下层线圈14、各基础线圈12和各上层线圈13的顺序将线圈边21插入分割铁芯31的各槽11中，在分割铁芯31上装配各电枢线圈12～15。由此，分割电枢33完成。
[0088] 在分割电枢33中，电枢线圈12～15的线圈端部22均不跨越的磁极齿10以固定间隔存在。因此，在制造分割电枢33时，也可以按照线圈端部22不跨越的各磁极齿10之间的每个区间，单独进行在分割铁芯31上依次装配最下层线圈15、下层线圈14、基础线圈12和上层线圈13的作业。
[0089] 在这种旋转电机1中，在假想基础线圈装配状态下收容假想调整线圈12B的线圈边21a的槽11成为比通常槽112深的深槽型槽111，最下层线圈15的一方和另一方的线圈边21均配置在深槽型槽111的最下口，因此，能够相对于基础线圈12向电枢铁芯7的径向外侧分开地配置最下层线圈15，能够避免最下层线圈15的线圈端部22与基础线圈12的线圈端部22交叉。由此，在电枢铁芯7上卷绕基础线圈12、上层线圈13、下层线圈14和最下层线圈15时，各线圈12～15各自的线圈端部22不会相互影响，能够容易地进行电枢2的制造。并且，能够通过各最下层线圈15产生使基础线圈12、上层线圈13和下层线圈14产生的感应电压的合成矢量的大小在各相(U相、V相、W相)中增大的感应电压，能够维持电枢线圈组8的各相(U相、V相、W相)的感应电压的平衡，并且能够防止各相的感应电压的降低。由此，能够良好地维持旋转电机1的动作特性。
[0090] 并且，电枢铁芯7被分割成在电枢铁芯7的周向上排列的多个分割铁芯31，各分割铁芯31的边界32的位置成为各电枢线圈12～15均不跨越的磁极齿10的位置，因此，能够按照每个分割铁芯31来卷绕基础线圈12、上层线圈13、下层线圈14和最下层线圈15。因此，能够容易地进行各线圈12～15针对分割铁芯31的装配作业，能够容易地进行电枢2的制造。
[0091] 并且，电枢2由多个分割电枢33构成，因此，能够实现构成电枢2的各部件的小型轻量化。由此，在旋转电机1的完成后，也能够按照分割电枢33的单位进行电枢2的分解和重组，能够提高旋转电机1的修理和维护等的作业性。并且，在电枢2损伤的情况下，也不需要对电枢2整体进行修理、更换，能够实现旋转电机1的修理和更换所需要的成本的降低以及作业时间的缩短。
[0092] 实施方式2.
[0093] 在对实施方式2的旋转电机1进行说明之前，对比较例2的旋转电机1B的结构进行说明。
[0094] 图8是示出比较例2的旋转电机1B的结构图。并且，图9是示出图8的电枢2的展开图。在比较例2的旋转电机1B中，与比较例1同样，成为各假想基础线圈12a以双层重叠卷绕的方式规则地配置在电枢铁芯7上的假想基础线圈装配状态。并且，在比较例2的旋转电机1B中，槽11的数量Q为54，转子4的磁极数P为14。因此，比较例2中的每极槽数q’的值成为27/
7(≒3.85)，成为大于3且小于4的值(3
7(≒3.85)，成为大于3且小于4的值(3
[0095] 在比较例2中，着眼于U相，可知在No.1和No.4的槽11的上口、No.24和No.27的槽11的下口、No.28和No.31的槽11的上口、No.51和No.54的槽11的下口分别配置有流过同相且反方向的电流的线圈边21a的组。并且，可知流过同相且反方向的电流的线圈边21a的组分别位于上口的No.1和No.4的槽11与No.28和No.31的槽11之间的距离为27个槽，流过同相且反方向的电流的线圈边21a的组位于下口的No.24和No.27的槽11与No.51和No.54的槽11之间的距离也是27个槽。进而，可知No.1和No.4的槽11的上口、No.51和No.54的槽11的下口各自的线圈边21a成为共同的2个假想基础线圈12a的线圈边21a，No.28和No.31的槽11的上口、No.24和No.27的槽11的下口各自的线圈边21a也成为共同的2个假想基础线圈12a的线圈边21a。因此，在图9中可知，如下的2个假想基础线圈12a分别成为假想特定线圈12A，由2个假想特定线圈12A构成的假想线圈对23以27个槽间隔进行配置，其中，该2个假想基础线圈12a具有在夹着3个(N＝3)磁极齿10的2个槽11的上口(或下口)的2个线圈边21a中流过同相且反方向的电流的关系。并且，关于V相、W相，也与U相同样，假想线圈对23以27个槽间隔进行配置。
[0096] 以一定的槽间隔出现的各假想线圈对23的电流相的顺序成为各相(U相、V相、W相)以相同顺序重复的顺序。在图9的假想基础线圈12a中，以槽11的上口的线圈边21a为基准进行考虑时，具有No.1和No.4的上口的2个线圈边21a的假想线圈对23为U相，具有No.10和No.13的上口的2个线圈边21a的假想线圈对23为W相，具有No.19和No.22的上口的2个线圈边21a的假想线圈对23为V相，因此，按照U相、W相、V相的顺序排列的组重复。
[0097] 并且，在比较例2的旋转电机1B中，在共同的假想线圈对23中包含的2个假想特定线圈12A之间存在有多个假想基础线圈12a作为假想调整线圈12B。在比较例2中，N＝3，因此，在共同的假想线圈对23中包含的2个假想特定线圈12A之间存在有2个(即，N-1＝2)假想调整线圈12B。并且，在共同的假想线圈对23的2个假想特定线圈12A之间存在的2个假想调整线圈12B在电枢铁芯7的周向上以与假想线圈对23相同的间隔存在。进而，在比较例2的电枢2中，与比较例1同样，2个假想调整线圈12B的电流相和由夹着假想调整线圈12B的2个假想特定线圈12A构成的假想线圈对23的电流相相互不同。因此，在比较例2的电枢2中，被U相的假想线圈对23的假想特定线圈12A夹着的2个假想调整线圈12B的电流相成为V相和W相，被W相的假想线圈对23的假想特定线圈12A夹着的2个假想调整线圈12B的电流相成为V相和U相，被V相的假想线圈对23的假想特定线圈12A夹着的2个假想调整线圈12B的电流相成为U相和W相。
[0098] U相、V相、W相的各假想调整线圈12B是产生相位差相互成为120°的感应电压的假想基础线圈12a。并且，在利用式(3)表示的电角度宽度α°(α°＝1260°)的范围内分别存在相同数量(在该例子中，各2个)的U相、V相、W相的各假想调整线圈12B。比较例2的其他结构与比较例1相同。
[0099] 图10是示出比较例2的旋转电机1B的绕组系数Kd的表。在比较例2的旋转电机1B中，可知绕组系数Kd的数值表示基波成分、高次成分均良好的倾向。
[0100] 图11是示出本发明的实施方式2的旋转电机1的结构图。并且，图12是示出图11的电枢2的展开图。将图12与图9进行比较时，各基础线圈12避开各相的假想线圈对23中包含的全部假想特定线圈12A的位置和全部假想调整线圈12B的位置，配置在其他全部假想基础线圈12a的位置。由此，各基础线圈12各自的线圈端部22跨越4个(N+1＝4)磁极齿10。即，各基础线圈12的线圈节距成为4。上层线圈13和下层线圈14各自的线圈边21配置在避开了基础线圈12的配置的各相的假想特定线圈12A各自的线圈边21a的位置。上层线圈13和下层线圈14各自的线圈端部22跨越3个(N＝3)磁极齿10。即，上层线圈13和下层线圈14各自的线圈节距均为3。
[0101] 在本实施方式的电枢铁芯7中，将图12与图9进行比较时，在假想基础线圈装配状态下收容各假想调整线圈12B各自的线圈边21a的各槽11全部成为深槽型槽111。即，在本实施方式的电枢铁芯7中，如图12所示，夹在各上层线圈13的一方和另一方的线圈边21之间的各槽11以及夹在各下层线圈14的一方和另一方的线圈边21之间的各槽11成为深槽型槽111。
[0102] 并且，在本实施方式中，由共同的上层线圈13夹着的深槽型槽111的数量和由共同的下层线圈14夹着的深槽型槽111的数量分别为2个(多个)。
[0103] 设由共同的上层线圈13夹着的相互不同的2个深槽型槽111中的一个深槽型槽111为第1深槽型槽111A，设另一个深槽型槽111为第2深槽型槽111B。并且，设由共同的下层线圈14夹着的相互不同的2个深槽型槽111中的一个深槽型槽111为第1深槽型槽111A，设另一个深槽型槽111为第2深槽型槽111B。各第1深槽型槽111A在电枢铁芯7的周向上以固定间隔存在，各第2深槽型槽111B在电枢铁芯7的周向上以与各第1深槽型槽111A相同的固定间隔存在。
[0104] 第1深槽型槽111A的深度尺寸和第2深槽型槽111B的深度尺寸相互不同。因此，第1深槽型槽111A的最下口的位置和第2深槽型槽111B的最下口的位置在电枢铁芯7的径向上相互不同。在本实施方式中，各第1深槽型槽111A的深度尺寸比各第2深槽型槽111B的深度尺寸小。因此，在本实施方式中，各第1深槽型槽111A的最下口位于比各第2深槽型槽111B的最下口更靠径向内侧的位置。
[0105] 各第1深槽型槽111A的深度尺寸相互相同，各第2深槽型槽111B的深度尺寸也相互相同。通常槽112、第1和第2深槽型槽111A、111B各自的下口位于比第1和第2深槽型槽111A、111B各自的最下口更靠径向内侧的位置。通常槽112、第1和第2深槽型槽111A、111B各自的上口位于比通常槽112、第1和第2深槽型槽111A、111B各自的下口更靠径向内侧的位置。
[0106] 与实施方式1同样，各最下层线圈15各自的线圈边21配置在全部深槽型槽111(即，全部第1和第2深槽型槽111A、111B)各自的最下口。在本实施方式中，在电枢铁芯7上分别设置4个U相、V相、W相的最下层线圈15。
[0107] 共同的最下层线圈15的一方和另一方的线圈边21分别配置在具有相同深度尺寸的2个深槽型槽111中。在本实施方式的电枢2中，设具有在相互不同的第1深槽型槽111A各自的最下口配置的一对线圈边21的最下层线圈15为第1最下层线圈15A，设具有在相互不同的第2深槽型槽111B的最下口配置的一对线圈边21的最下层线圈15为第2最下层线圈15B。因此，在本实施方式中，第1最下层线圈15A被配置成比第2最下层线圈15B更靠径向内侧。并且，第1和第2最下层线圈15A、15B各自的线圈端部22与电枢铁芯7的周向平行。
[0108] 第1最下层线圈15A以如下的状态设置在电枢铁芯7上：将一个线圈边21配置在与相互相邻的2个假想线圈对23中的一个假想线圈对23对应的上层线圈13的一对线圈边21之间所夹着的第1深槽型槽111A的最下口，将另一个线圈边21配置在与另一个假想线圈对23对应的下层线圈14的一对线圈边21之间所夹着的第1深槽型槽111A的最下口。
[0109] 第2最下层线圈15B以的状态设置在电枢铁芯7上：将一个线圈边21配置在与相互相邻的2个假想线圈对23中的一个假想线圈对23对应的上层线圈13的一对线圈边21之间所夹着的第2深槽型槽111B的最下口，将另一个线圈边21配置在与另一个假想线圈对23对应的下层线圈14的一对线圈边21之间所夹着的第2深槽型槽111B的最下口。
[0110] 第1和第2最下层线圈15A、15B避开基础线圈12、上层线圈13和下层线圈14均不跨越的磁极齿10(No.9、No.18、No.27、No.36、No.45、No.54的磁极齿10)进行配置。第1深槽型槽111A在电枢铁芯7的周向上以固定间隔存在，第2深槽型槽111B也在电枢铁芯7的周向上以与第1深槽型槽111A相同的固定间隔存在。由此，第1和第2最下层线圈15A、15B各自的线圈端部22跨越的磁极齿10的数量在各第1和第2最下层线圈15A、15B中全部相同。即，第1和第2最下层线圈15A、15B各自的线圈节距全部相同。在本实施方式中，第1和第2最下层线圈15A、15B各自的线圈端部22跨越的磁极齿10的数量为5个。
[0111] 关于第1和第2最下层线圈15A、15B，将图12与图9进行比较时，具有配置在共同的上层线圈13(或共同的下层线圈14)的一对线圈边21之间所夹着的第1和第2深槽型槽111A、111B中的线圈边21的第1和第2最下层线圈15A、15B在电枢铁芯7的径向上相互相邻。在电枢铁芯7的径向上相互相邻的第1和第2最下层线圈15A、15B各自的线圈边21中，流过与配置在收容第1或第2最下层线圈15A、15B的线圈边21的第1或第2深槽型槽111A、111B中的其他线圈边21和分别配置在与该深槽型槽111A、111B两侧相邻的2个槽11中的线圈边21中的任意一方同相且同方向的电流。
[0112] 在本实施方式中，在电枢铁芯7的径向上相互相邻的第1和第2最下层线圈15A、15B各自的电流相相互成为相同的相。并且，在本实施方式中，在电枢铁芯7的径向上相互相邻的第1和第2最下层线圈15A、15B各自的电流相成为与夹着位于第1和第2最下层线圈15A、15B两侧的第1和第2深槽型槽111A、111B的上层线圈13和下层线圈14各自的电流相不同的相。即，在电枢铁芯7的径向上相互相邻的第1和第2最下层线圈15各自的电流相成为与如下的上层线圈13的电流相以及如下的下层线圈14的电流相分别不同的相，其中，该上层线圈
13具有夹着一方的第1和第2深槽型槽111A、111B的一对线圈边21，该下层线圈14具有夹着另一方的第1和第2深槽型槽111A、111B的一对线圈边21。
13具有夹着一方的第1和第2深槽型槽111A、111B的一对线圈边21，该下层线圈14具有夹着另一方的第1和第2深槽型槽111A、111B的一对线圈边21。
[0113] 例如，具有配置在No.2的第1深槽型槽111A的最下口的线圈边21的第1最下层线圈15A的电流相以及具有配置在No.3的第2深槽型槽111B的最下口的线圈边21的第2最下层线圈15B的电流相成为与具有夹着No.2和No.3的深槽型槽111A、111B的一对线圈边21的U相的上层线圈13(即，具有配置在No.1和No.4的槽11的上口的线圈边21的上层线圈13)的电流相以及具有夹着No.7和No.8的深槽型槽111A、111B的一对线圈边21的W相的下层线圈14(即，具有配置在No.6和No.9的槽11的下口的线圈边21的下层线圈14)的电流相分别不同的V相。
[0114] 并且，第1和第2最下层线圈15A、15B的线圈边21的电流的方向与如下的线圈边21中流过的电流的方向相同，该线圈边21是与第1和第2最下层线圈15A、15B同相的基础线圈12的线圈边21中的、在配置有第1和第2最下层线圈15A、15B的线圈边21的第1和第2深槽型槽111A、111B中配置的线圈边21。
[0115] 在电角度宽度α°(α＝1260°)的范围内分别配置有相同数量(在该例子中，各一个)的U相、V相、W相的第1最下层线圈15A，分别配置有相同数量(在该例子中，各一个)的U相、V相、W相的第2最下层线圈15B。
[0116] 即，配置有相互不同的相的各第1最下层线圈15A各自的一个线圈边21的各第1深槽型槽111A在电枢铁芯7的周向上每隔n个槽11而出现，该n个槽11利用上述式(4)表示。并且，配置有相互不同的相的各第2最下层线圈15B各自的一个线圈边21的各第2深槽型槽111B也在电枢铁芯7的周向上每隔n个槽11而出现，该n个槽11利用上述式(4)表示。在该例子中，配置有各第1最下层线圈15A各自的一个线圈边21的各第1深槽型槽111A(例如，No.2、No.11、No.20的各第1深槽型槽111A)以及配置有各第2最下层线圈15B各自的一个线圈边21的各第2深槽型槽111B(例如，No.3、No.12、No.22的各第2深槽型槽111B)分别每隔9个槽11而出现，式(4)的关系成立。
[0117] 由此，在本实施方式的电枢2中，基础线圈12、上层线圈13、下层线圈14和最下层线圈15A、15B产生的感应电压的合成矢量的大小在各相中均等地增大。
[0118] 电枢铁芯7被分割成在电枢铁芯7的周向上排列的多个(在该例子中，2个)分割铁芯31。各分割铁芯31例如通过焊接等相互连结。各分割铁芯31的边界32的位置成为基础线圈12、上层线圈13、下层线圈14和最下层线圈15A、15B各自的线圈端部22均不跨越的磁极齿10(在该例子中，No.27和No.54各自的磁极齿10)的位置。沿着电枢铁芯7的径向形成各分割铁芯31的边界32。电枢2由在分割铁芯31中设置基础线圈12、上层线圈13、下层线圈14和最下层线圈15而构成的多个(在该例子中，2个)分割电枢33构成。其他结构与实施方式1相同。
[0119] 图13是示出图11的旋转电机1的绕组系数Kd的表。可知本实施方式的旋转电机1的绕组系数Kd的数值与比较例2的旋转电机1B的绕组系数Kd(图10)相比，基波成分、高次成分均良好。
[0120] 这样，在每极槽数q’为大于3且小于4的值的情况下，也能够得到与实施方式1相同的效果。
[0121] 即，如实施方式1和2所示，与旋转电机1的电枢2的槽数Q和转子4的磁极数P的组合无关，只要每极槽数q’满足式(2)的条件，就能够维持各线圈边21的配置，并得到具有比各基础线圈12的线圈节距N+1小的线圈节距N的上层线圈13和下层线圈14。并且，通过在各深槽型槽111各自的最下口配置各相的最下层线圈15各自的线圈边21，能够从基础线圈12、上层线圈13和下层线圈14分别向径向外侧偏离来配置各最下层线圈15。由此，能够良好地维持旋转电机1的动作特性，并且能够容易地进行旋转电机1的制造。
[0122] 另外，在各上述实施方式中，电枢铁芯7被分割成多个分割铁芯31，但是，也可以使电枢铁芯7成为未分割成多个分割铁芯31的单一部件。
[0123] 并且，在各上述实施方式中，将本发明应用于在电枢2的内侧配置有转子4的内转子型的旋转电机1，但是，不限于此，也可以将本发明应用于在筒状转子的内侧配置有电枢的外转子型的旋转电机。进而，不仅可以将本发明应用于电枢和转子在径向上对置的径向间隙型(即，内转子型和外转子型)的旋转电机，例如，还可以将本发明应用于电枢和转子在轴线方向上对置的轴向间隙型的旋转电机。
[0124] 并且，各上述实施方式的旋转电机1例如能够应用于电动机、发电机和发电电动机中的任意一方。并且，各上述实施方式的旋转电机1能够应用于同步机以外的例如感应机等。
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