JP2004064914A - セグメント順次接合ステータコイル型回転電機 - Google Patents
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Abstract
【課題】頭部側コイルエンドの軸方向長さ増大や頭部側コイルエンドの導体総延長距離の増大を抑止しつつターン数増大による高電圧化を実現可能なセグメント順次接合ステータコイルを提供すること。
【解決手段】セグメント順次接合ステータコイルの相巻線３Ｕを、重ね巻コイル３０００と、波巻コイル４０００と、重ね巻コイル３０００と波巻コイル４０００とを直列接続する径方向渡り線５０００とを直列接続して構成する。重ね巻コイル３０００は、互いに周回方向又はスロットが異なるとともに略一周する６個の一周重ね巻きコイル３００１〜３００６を直列接続してなり、波巻コイル４０００は、互いに周回方向又はスロットが異なるとともに略一周する６個の一周波巻コイル４００１〜４００６を直列接続して構成される。
【選択図】図５
【解決手段】セグメント順次接合ステータコイルの相巻線３Ｕを、重ね巻コイル３０００と、波巻コイル４０００と、重ね巻コイル３０００と波巻コイル４０００とを直列接続する径方向渡り線５０００とを直列接続して構成する。重ね巻コイル３０００は、互いに周回方向又はスロットが異なるとともに略一周する６個の一周重ね巻きコイル３００１〜３００６を直列接続してなり、波巻コイル４０００は、互いに周回方向又はスロットが異なるとともに略一周する６個の一周波巻コイル４００１〜４００６を直列接続して構成される。
【選択図】図５
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、セグメント順次接合ステータコイル型回転電機の改良、特にセグメント順次接合ステータコイル型車載回転電機の改良に関する。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決賞とする課題】
車両用交流発電機として、ステータコアのスロットに挿通された多数のＵ字状のセグメント導体を順次接合して形成されたセグメント順次接合型ステータコイルを有するセグメント順次接合ステータコイル型回転電機が提案されているが、損失、発熱の低減を目的とする車両用バッテリの高電圧化や回転電機の小型軽量化を考えると、ロータ極数を増加することなくステータコイルのターン数を増大することが要望される。
【０００３】
しかしながら、上記した従来のセグメント順次接合ステータコイルでは配線パターンが一定であるため、ロータ極数を増加することなくターン数を増大すること簡単ではなく、高電圧化に対応することが困難であった。
【０００４】
セグメント順次接合ステータコイルにおいて、ターン数を増大するにはスロットの互いに径方向隣接する導体収容位置の数を増大することであり、たとえば、一対の脚部がスロットの径方向１層、６層を挿通する大セグメントと、一対の脚部がスロットの径方向２層、５層を挿通する中セグメントと、一対の脚部がスロットの径方向３層、４層を挿通する小セグメントとを準備し、中セグメントが小セグメントを囲み、大セグメントが中セグメントを囲む３重セグメント構造が提案されている。
【０００５】
この３重セグメント構造のセグメント順次接合ステータコイルは、従来公知（たとえば特許第３１５５５３２）の２重セグメント構造、すなわち、一対の脚部がスロットの径方向１層、４層を挿通する大セグメントと、一対の脚部がスロットの径方向２層、３層を挿通する小セグメントとを準備し、大セグメントが小セグメントを囲む構造に対してターン数を５割増しとすることができる。
【０００６】
しかし、この方式によれば、頭部側コイルエンドがセグメント３重構造となるため、大型化し、その分回転電機の体格が増大したり、コイルエンドの導体総延長距離の増大による無効インダクタンスや電気抵抗の増大が欠点となる。
【０００７】
本発明は、上記問題点に鑑みなされたものであり、頭部側コイルエンドの軸方向長さ増大や頭部側コイルエンドの導体総延長距離の増大を抑止しつつターン数増大による高電圧化を実現可能なセグメント順次接合ステータコイルを提供することをその目的としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の本願発明は、複数対の磁極を有する回転子と、径方向一方側から数えて少なくとも１〜６層の導体収容位置をそれぞれ有する多数のスロットを有するステータコアと、互いに異なる一対の前記スロットの互いに異なる前記導体収容位置を軸方向一方側から個別に挿通した後、周方向へ延在する一対の脚部を有する多数のＵ字状セグメントを、互いに径方向に隣接する前記各脚部のペアごとに接合することにより直列接続してなる相巻線を必要相数分有する多相のステータコイルとを有し、
前記Ｕ字状セグメントは、前記スロットから飛び出した前記一対の前記脚部が周方向互いに近づく向きに曲げられる重ね巻セグメントと、前記スロットから飛び出した前記一対の前記脚部が周方向互いに遠ざかる向きに曲げられる波巻セグメントとを含むセグメント順次接合ステータコイル型回転電機において、
前記ステータコアが、同一相の前記相巻線が収容される前記スロットを意味する同相スロットを磁極ごとに周方向へ連続してｋ（ｋは２以上の自然数）個有し、前記相巻線が、重ね巻コイルと、波巻コイルと、前記重ね巻コイルと前記波巻コイルとを直列接続する径方向渡り線（径方向接続セグメントとも呼ぶ）とを有し、前記重ね巻コイルが、周方向所定順位の前記同相スロットの前記１、４層の前記導体収容位置に挿通される前記波巻セグメントと、前記波巻セグメントと同一の前記同相スロットの２、３層の前記導体収容位置に挿通される前記重ね巻セグメントとを交互に接続して略１周する一周重ね巻きコイルを合計２ｋ個直列接続してなり、前記波巻コイルが、周方向所定順位の前記同相スロットの５、６層の前記導体収容位置に挿通される前記波巻セグメントを順次接続して略１周する一周波巻コイルを合計２ｋ個直列接続してなることを特徴とするセグメント順次接合ステータコイル型回転電機である。
【０００９】
すなわち、この発明のセグメント順次接合ステータコイルは、各同相スロットに２個づつ収容され、全体として２ｋ個形成される１周コイルを直列接続して重ね巻コイルを形成し、同様に波巻コイルを形成し、これら重ね巻コイルと波巻コイルとを直列接続して、各スロットに６つの導体が径方向に配列されるセグメント順次接合ステータコイルを構成している。
【００１０】
なお、重ね巻コイルは、スロットの径方向に連続する４つの導体収容位置を占有し、一つの同相スロットは互いに逆方向に進行する２つの１周コイル（一周重ね巻きコイルと呼ぶ）を有する。同様に、波巻コイルは、スロットの径方向に連続する２つの導体収容位置を占有し、一つの同相スロットは互いに逆方向に進行する２つの１周コイル（一周波巻コイルと呼ぶ）を有する。
【００１１】
本発明のセグメント順次接合ステータコイルは、既述した３重セグメント構造のセグメント順次接合ステータコイルに比較して、２重セグメント構造をもつ重ね巻コイルと、１重セグメント構造をもつ波巻コイルとを径方向に隣接配置する構造とすることができるうえ、同相スロットの数倍だけターン数を倍増することができるにもかかわらず、重ね巻コイルと波巻コイルとを接続は１本の径方向接続セグメントで済ますことができるので、頭部側コイルエンドの軸方向長さを短縮し、かつ、頭部側コイルエンドの導体総延長距離を短縮して、回転電機の体格（軸方向長）の縮小と、ステータコイルの無効インダクタンス及び電気抵抗の低減による効率向上、発熱低減を実現することができる。
【００１２】
請求項２記載の構成は請求項１記載のセグメント順次接合ステータコイル型回転電機において更に、前記重ね巻コイルが、一方向へ進行する前記一周重ね巻きコイルをｋ個直列接続した後、反対方向へ進行する前記一周重ね巻きコイルをｋ個直列接続してなることを特徴としている。
【００１３】
この重ね巻コイルの接続方式によれば、一方向へ進行する前記一周重ね巻きコイルと反対方向へ進行する一周重ね巻きコイルとを交互に直列接続して重ね巻コイルを構成する場合に比較して、一方向へ進行する一周重ね巻きコイルから反対方向へ進行する一周重ね巻きコイルへの方向反転用異形セグメント（方向反転セグメントとも呼ぶ）を一つに減らすことができるため、方向反転セグメントの相互干渉を格段に減らすことができ、頭部側コイルエンドにおける配線配置を格段に簡素化することができる。
【００１４】
請求項３記載の構成によれば請求項１又は２記載のセグメント順次接合ステータコイル型回転電機において更に、前記波巻コイルが、一方向へ進行する前記一周波巻コイルをｋ個直列接続した後、反対方向へ進行する前記一周波巻コイルをｋ個直列接続してなることを特徴としている。
【００１５】
この重ね巻コイルの接続方式によれば、一方向へ進行する前記一周波巻コイルと反対方向へ進行する一周波巻コイルとを交互に直列接続して重ね巻コイルを構成する場合に比較して、一方向へ進行する一周波巻コイルから反対方向へ進行する一周波巻コイルへの方向反転用渡り線を一つに減らすことができるため、方向反転用を渡り線の相互干渉を格段に減らすことができ、頭部側コイルエンドにおける配線配置を格段に簡素化することができる。
【００１６】
つまり、この方向反転渡り線の一対の脚部は、スロットの同一層に配置されて周方向同一向きに延在するため、各同相スロットごとにこの方向反転渡り線を設ける場合、それらの間の干渉が生じやすく、製造が困難となる。これに対して、この発明では、各同相スロットの一方向に進行する一周波巻コイルを順次接続してから方向反転渡り線にて反転して各同相スロットの他方向に進行する一周波巻コイルを順次接続する構成を採用しているので、方向反転渡り線はたった一本とすることができ、渡り線の構成を非常に簡略化することが可能となる。
【００１７】
請求項４記載の構成によれば請求項１及び３記載のセグメント順次接合ステータコイル型回転電機において更に、前記波巻コイルは、 一方向へ進行するｋ個の前記一周波巻コイルと反対方向へ進行するｋ個の前記一周波巻コイルとを接続する方向反転用渡り線を有し、各相巻線の両端をなす一対の引き出し線と前記方向反転用渡り線とは、２磁極ピッチの範囲に配置されていることを特徴としている。
【００１８】
このようにすれば、方向反転用渡り線や、相巻線の両端をなす一対の引き出し線を周方向に長く引き回す必要がなく、無駄な配線インピーダンスの増大を低減することができる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、この発明のセグメント順次接合型ステータコイルを有する車両用回転電機の例を図に示す各実施形態に基づいて説明する。
（全体構成）
この車両用回転電機の軸方向断面図を図１に示す。
【００２０】
図１において、１は固定子（ステータ）、２は固定子鉄心、３はステータコイル、４は回転子（ロータ）、５はハウジング、６は回転軸である。
【００２１】
固定子１は、ハウジング５の周壁内周面に固定されている。ロータ４が嵌着される回転軸６は一対の軸受けによりハウジング５の両端壁に回転自在に支承されて、図示しないエンジンに図示しないベルトによりプーリー結合されている。
【００２２】
ロータ４の外周面近傍には、図示しない永久磁石が周方向所定ピッチで極性交互に埋設されており、全体として永久磁石型三相ブラシレスＤＣモータ（同期モータ）を構成している。なお、ロータ構造には、ランデルポールコア構造他、種々の形式が可能であるが、このような種々の形式の同期機自体は周知であるので説明を省略する。
【００２３】
固定子１は、周知のスロットおよび歯部を有する固定子鉄心（ステータコア）２と、スロット内に配置された複数の電気導体（セグメント）により構成される固定子巻線（三相星形接続されたステータコイル）３と、固定子鉄心２と電気導体との間を電気絶縁するインシュレータ７とにより構成されている。
【００２４】
図２は固定子１の軸方向部分断面図、図３は固定子１の径方向部分断面図である。固定子鉄心２の内周面には、１磁極当たり３個（ｋ＝３）の同相スロット３５１〜３５３を有し、合計ｐ・ｋ・ｍ（ｐは相数、ｍは磁極数）個のスロットが周方向等間隔に配置されている。周方向に隣接する３つの同相スロット３５には同一相の相巻線が収容されている。３
５１を第１同相スロット、３５２を第２同相スロット、３５３を第３同相スロットと呼ぶ。各スロットは図３に示すように、互いに径方向に隣接する１〜６層の導体収容位置に区分される。各導体収容位置はそれぞれ一本の導体（セグメントの脚部）を収容している。
【００２５】
ステータコイル３は、Ｕ字状の導体片（セグメントという）３０（図２参照）を各スロット３５０（図３参照）へ図１において軸方向右側から左側へ挿通し、各セグメント３０の先端部を径方向に隣接する一対づつ溶接することにより、各セグメントを直列接続してなる３個の相巻線（Ｕ相巻線、Ｖ相巻線、Ｗ相相巻線）を星形接続して構成されている。
【００２６】
セグメント３０は、図４に示すように、Ｕ字状の頭部３１と、頭部３１の両端からそれぞれ延在する一対の脚部３２とからなり、脚部３２は、スロット３５０内に収容されているスロット導体部３３（図３参照）と、固定子鉄心２の前端部から突出した後、略周方向へ屈曲し、径方向に隣接する他の飛び出し端部３４と溶接されて端部側コイルエンド８を構成する飛び出し端部３４とからなる。セグメント３０の頭部３１も固定子鉄心２の後端部から突出して頭部側コイルエンド９を構成している。
【００２７】
一つのスロット３５０には、６本のスロット導体部３３が径方向へ一列に配置されている。すなわち、スロット導体部３３１は１層に、スロット導体部３３２は２層に、スロット導体部３３３は３層に、スロット導体部３３４は４層に、スロット導体部３３５は５層に、スロット導体部３３６は６層に収容されている。
【００２８】
同一セグメント３０の一対のスロット導体部３３、３３は、特別の異形セグメントを除いて、互いに１磁極ピッチ（電気角π）離れ、周方向同一順位である一対の同相スロットに個別に挿通されている。特別の異形セグメントを除いて、同一のセグメント３０の一対のスロット導体部３３、３３は、径方向において異なる位置に収容されている。
【００２９】
セグメント３０は、図３に示すように、一対のスロット導体部３３が２層と３層の導体収容位置に収容される重ね巻セグメント３００と、一対のスロット導体部３３が１層と４層の導体収容位置に収容される波巻セグメント３０１と、一対のスロット導体部３３が５層と６層の導体収容位置に収容される波巻セグメント３０２とを有し、その他に後述する異形セグメントを有している。重ね巻セグメント３００の頭部３１は図２に示すように波巻セグメント３０１の頭部３１により囲まれている。
【００３０】
重ね巻セグメント３００と波巻セグメント３０１とは後述する重ね巻コイル３０００を構成し、波巻セグメント３０２は後述する波巻コイル４０００を構成している。５０００は、重ね巻コイル３０００と波巻コイル４０００とを接続する径方向接続セグメントである。
【００３１】
以下、この実施例の特徴をなすステータコイル３の構造、配置を説明する。ただし、三相星形巻線を構成する３つの相コイルの構造、配置は周方向へずれているだけで本質的に同じであるので、以下においてはＵ相コイルだけを説明する。
【００３２】
（第１の相巻線形成態様）
Ｕ相コイル３Ｕの態様を図５に示す回路図を参照して説明する。
【００３３】
Ｕ相コイル３Ｕは、重ね巻コイル３０００と波巻コイル４０００とを径方向接続セグメント５０００により直列接続してなり、重ね巻コイル３０００の一端は中性点に、波巻コイル４０００の一端はＵ相端子（Ｕ相引き出し線）に接続されるが、重ね巻コイル３０００の一端をＵ相端子（Ｕ相引き出し線）に、波巻コイル４０００の一端を中性点に接続してもよいことはもちろんである。
【００３４】
（重ね巻コイル３０００の説明）
以下に重ね巻コイル３０００について説明する。
【００３５】
重ね巻コイル３０００は、図５に示すように、合計６つの一周重ね巻きコイル３００１〜３００６を、隣接スロット接続セグメント６００１〜６００５により直列接続してなる。隣接スロット接続セグメント６００３は方向反転セグメントである。
【００３６】
一周重ね巻きコイル３００１〜３００６はそれぞれ、互いに隣接する３つの同相スロット３５１〜３５３のうち周方向同一順位に配置される一つの同相スロットに収容されて略一周するコイルである。一周重ね巻きコイル３００１、３００３、３００５はそれぞれ周方向一方側へ進行し、一周重ね巻きコイル３００２、３００４、３００６はそれぞれ周方向他方側へ進行する。一周重ね巻きコイル３００１、３００２は同相スロット３５１に収容され、一周重ね巻きコイル３００３、３００４は同相スロット３５２に収容され、一周重ね巻きコイル３００５、３００６は同相スロット３５３に収容されている。
【００３７】
重ね巻コイル３０００において、一周重ね巻きコイル３００１、３００２のセットと、一周重ね巻きコイル３００３、３００４のセットと、一周重ね巻きコイル３００５、３００６のセットとは、収容される同相スロットの周方向順位が異なるだけで（周方向へ１スロットピッチづつづれているだけで）空間配置は同じである。
【００３８】
図６に、スロット番号ｎ、ｎ＋９、ｎ＋１８の同相スロット３５１に収容される一周重ね巻きコイル３００１、３００２を示す。
【００３９】
一周重ね巻きコイル３００１、３００２はそれぞれ、波巻セグメントと重ね巻セグメントとを交互に接続してなる。波巻セグメントは太線で示され、その一対のスロット導体部３３１、３３４は同相スロット３５１の１層、４層の導体収容位置に収容されている。重ね巻セグメントは点線で示され、その一対のスロット導体部３３２、３３３は同相スロット３５１の２層、３層の導体収容位置に収容されている。一周重ね巻きコイル３００１と、一周重ね巻きコイル３００２とは逆方向に進行している。
【００４０】
重ね巻コイル３０００の隣接スロット接続セグメント６００１〜６００５について図７を参照して説明する。実線は頭部側コイルエンド３１１を示し、点線は端部側コイルエンド３１２を示す。
【００４１】
スロット導体部３３ａは、中性点に接続されるこのＵ相コイル３Ｕの最初（一番端の）スロット導体部３３であり、一周重ね巻きコイル３００１の最初のスロット導体部３３であり、ある同相スロットの１層の導体収容位置に収容されている。スロット導体部３３ａ’は、一周重ね巻きコイル３００３の最初のスロット導体部３３であり、スロット導体部３３ａが収容される同相スロットの隣の同相スロットに収容される１層のスロット導体部である。スロット導体部３３ａ”は、一周重ね巻きコイル３００５の最初のスロット導体部３３であり、スロット導体部３３ａ’が収容される同相スロットの隣の同相スロットに収容される１層のスロット導体部である。
【００４２】
スロット導体部３３ｂは、一周重ね巻きコイル３００１の最後のスロット導体部３３であり、ある同相スロットの４層の導体収容位置に収容されている。スロット導体部３３ｂ’は、一周重ね巻きコイル３００３の最後のスロット導体部３３であり、スロット導体部３３ｂが収容される同相スロットの隣の同相スロットに収容される４層のスロット導体部である。スロット導体部３３ｂ”は、一周重ね巻きコイル３００５の最後のスロット導体部３３であり、スロット導体部３３ｂ’が収容される同相スロットの隣の同相スロットに収容される４層のスロット導体部である。
【００４３】
スロット導体部３３ｃは、一周重ね巻きコイル３００２の最初のスロット導体部３３であり、スロット導体部３３ａと同じ同相スロットの２層の導体収容位置に収容されている。スロット導体部３３ｃ’は、一周重ね巻きコイル３００４の最初のスロット導体部３３であり、スロット導体部３３ｂが収容される同相スロットの隣の同相スロットに収容される２層のスロット導体部である。スロット導体部３３ｃ”は、一周重ね巻きコイル３００６の最初のスロット導体部３３であり、スロット導体部３３ｃ’が収容される同相スロットの隣の同相スロットに収容される２層のスロット導体部である。
【００４４】
スロット導体部３３ｄは、一周重ね巻きコイル３００２の最後のスロット導体部３３であり、ある同相スロットの３層の導体収容位置に収容されている。スロット導体部３３ｄ’は、一周重ね巻きコイル３００４の最後のスロット導体部３３であり、スロット導体部３３ｄが収容される同相スロットの隣の同相スロットに収容される３層のスロット導体部である。スロット導体部３３ｄ”は、一周重ね巻きコイル３００６の最後のスロット導体部３３であり、スロット導体部３３ｄ’が収容される同相スロットの隣の同相スロットに収容される３層のスロット導体部である。
【００４５】
隣接スロット接続セグメント６００１〜６００３は、セグメント３０１と同じ軸方向高さをもつことができ、隣接スロット接続セグメント６００４、６００５はセグメント３００と同じ軸方向高さをもつことができ、頭部側コイルエンド３１１の軸方向高さが増加することを防止することができる。隣接スロット接続セグメント６００３だけが方向反転セグメントであり、隣接スロット接続セグメント６００１〜６００２と、隣接スロット接続セグメント６００４〜６００５とが互いに大きさが異なるため、それらの間の干渉を顧慮することなく配置可能であり、その上、隣接スロット接続セグメント６００３もまた、セグメント３０１と同じ軸方向高さとすることができるためである。
【００４６】
（波巻コイル４０００の説明）
以下に波巻コイル４０００について説明する。
【００４７】
波巻コイル４０００は、図５に示すように、合計６つの一周波巻コイルコイル４００１〜４００６を、隣接スロット接続セグメント７００１、７００２、７００４、７００５と方向反転渡り線７００３により直列接続してなる。
【００４８】
一周波巻コイル４００１〜４００６はそれぞれ、互いに隣接する３つの同相スロット３５１〜３５３のうち周方向同一順位に配置される一つの同相スロットに収容されて略一周するコイルである。一周波巻コイル４００１、４００３、４００５はそれぞれ周方向一方側へ進行し、一周波巻コイル４００２、４００４、４００６はそれぞれ周方向他方側へ進行する。一周波巻コイル４００１、４００２は同相スロット３５１に収容され、一周波巻コイル４００３、４００４は同相スロット３５２に収容され、一周波巻コイル４００５、４００６は同相スロット３５３に収容されている。
【００４９】
波巻コイル４０００において、一周波巻コイル４００１、４００２のセットと、一周波巻コイル４００３、４００４のセットと、一周波巻コイル４００５、４００６のセットとは、収容される同相スロットの周方向順位が異なるだけで（周方向へ１スロットピッチづつづれているだけで）空間配置は同じである。
【００５０】
図８に、スロット番号ｎ、ｎ＋９、ｎ＋１８の同相スロット３５１に収容される一周波巻コイル４００１、４００２を示す。
【００５１】
一周波巻コイル４００１、４００２はそれぞれ、波巻セグメントを順番に接続してなる。同一スロットの５、６層の導体収容位置のスロット導体部は、異なる２つの一周波巻コイル４００１、４００２に別々に属する。これら二つの一周波巻コイル４００１、４００２は逆方向に進行している。
【００５２】
波巻コイル４０００の隣接スロット接続セグメント７００１〜７００５について図９を参照して説明する。実線は頭部側コイルエンド３１１を示し、点線は端部側コイルエンド３１２を示す。
【００５３】
スロット導体部３３ｅは、重ね巻コイル３０００からの径方向接続セグメント５０００に接続されるこの一周波巻コイル４００１の最初のスロット導体部３３であり、ある同相スロットの１層の導体収容位置に収容されている。スロット導体部３３ｅ’は、一周波巻コイル４００３の最初のスロット導体部３３であり、スロット導体部３３ｅが収容される同相スロットの隣の同相スロットに収容される５層のスロット導体部である。スロット導体部３３ｅ”は、一周波巻コイル４００５の最初のスロット導体部３３であり、スロット導体部３３ｅ’が収容される同相スロットの隣の同相スロットに収容される５層のスロット導体部である。
【００５４】
スロット導体部３３ｆは、一周波巻コイル４００１の最後のスロット導体部３３であり、ある同相スロットの６層の導体収容位置に収容されている。スロット導体部３３ｆ’は、一周波巻コイル４００３の最後のスロット導体部３３であり、スロット導体部３３ｆが収容される同相スロットの隣の同相スロットに収容される６層のスロット導体部である。スロット導体部３３ｆ”は、一周波巻コイル４００５の最後のスロット導体部３３であり、スロット導体部３３ｆ’が収容される同相スロットの隣の同相スロットに収容される６層のスロット導体部である。
【００５５】
スロット導体部３３ｇ”は、一周波巻コイル４００２の最初のスロット導体部３３であり、スロット導体部３３ｅと同じ同相スロットの６層の導体収容位置に収容されている。スロット導体部３３ｇ’は、一周波巻コイル４００４の最初のスロット導体部３３であり、スロット導体部３３ｇが収容される同相スロットの隣の同相スロットに収容される６層のスロット導体部である。スロット導体部３３ｇ”は、一周波巻コイル４００６の最初のスロット導体部３３であり、スロット導体部３３ｇ’が収容される同相スロットの隣の同相スロットに収容される６層のスロット導体部である。
【００５６】
スロット導体部３３ｈ”は、一周波巻コイル４００２の最後のスロット導体部３３であり、ある同相スロットの５層の導体収容位置に収容されている。スロット導体部３３ｈ’は、一周波巻コイル４００４の最後のスロット導体部３３であり、スロット導体部３３ｈ”が収容される同相スロットの隣の同相スロットに収容される５層のスロット導体部である。スロット導体部３３ｈは、一周波巻コイル４００６の最後のスロット導体部３３であり、スロット導体部３３ｈ’が収容される同相スロットの隣の同相スロットに収容される５層のスロット導体部であり、Ｕ相端子に接続されている。
【００５７】
隣接スロット接続セグメント７００１、７００２、７００４、７００５は、セグメント３０２と同じ軸方向高さをもつことができ、頭部側コイルエンド３１１の軸方向高さが増加することを防止することができる。方向反転渡り線７００３の一対の脚部は、６層の略１磁極ピッチ（電気角略π）離れた二つのスロットの各６層の導体収容位置に収容される。
【００５８】
したがって、この実施例によれば、電気角略２πの間に、中性点に連なるスロット導体部、Ｕ相端子に連なるスロット導体部、方向反転渡り線７００３を配置することができ、端子台の周方向幅を小さくすることができる。
【００５９】
（端部側コイルエンド及び頭部側コイルエンドの詳細説明）
頭部側コイルエンド３１１及び端部側コイルエンド３１２における配線を、図１０〜図１５を参照して更に詳しく説明する。ただし、以下で用いる符号は、いままで用いた符号とは無関係の場合もあるものとする。ただし、三相星形巻線を構成する３つの相コイルの構造、配置は周方向へずれているだけで本質的に同じであるので、以下においてはＵ相コイルだけを説明する。
【００６０】
この実施例では、周方向に隣接する３つのスロットＳに同一相のスロット導体部３３が収容されている。スロット番号４〜６、１３〜１５、２２〜２４、３１〜３３、４０〜４２、４９〜５１は、Ｕ相コイルを構成するスロット導体部３３を収容するのでＵ相スロットと呼称される。スロット番号７〜９、１６〜１８、２５〜２７、３４〜３６、４３〜４５は、Ｖ相コイルを構成するスロット導体部３３を収容するのでＶ相スロットと呼称される。スロット番号１〜３、１０〜１２、１９〜２１、２８〜３０、３７〜３９、４６〜４８は、Ｗ相コイルを構成するスロット導体部３３を収容するのでＷ相スロットと呼称される。ただし、図１０〜図１５では、一部のスロット番号だけが図示されている。また、この明細書では、理解を簡素化するためにスロット番号と他の構成要素とは同一符号を有しているが、これらは別の構成要素であることは明らかである。
【００６１】
図１０、図１２、図１４は、頭部側コイルエンド９を軸方向にみた部分模式側面図であり、Ｕ相コイルの頭部側コイルエンド９を構成するセグメント３０の頭部３１とスロット導体部３３との配置状態を示す。
【００６２】
図１１、図１３、図１５は、端部側コイルエンド８を軸方向にみた部分模式側面図であり、Ｕ相コイルの端部側コイルエンド８を構成するセグメント３０の飛び出し端部３４とスロット導体部３３との配置状態を示す。
【００６３】
スロット番号２２〜２４、４０〜４２は、このＵ相電流が軸方向一側（たとえば奥側）に流れる往き導体を収容する往き導体収容スロットを構成し、スロット番号３１〜３３、４９〜５１は、このＵ相電流が軸方向他側（たとえば手前側）に流れる還り導体を収容する還り導体収容スロットを構成している。したがって、同一セグメントの一対のスロット導体部の一方は上記往き導体を、他方は還り導体を構成している。
【００６４】
Ｕ１は、それぞれ往き導体収容スロットを構成する同相隣接３スロットのうち一番左の往き導体スロット（最もスロット番号が小さいスロット）である。Ｕ２は、それぞれ往き導体収容スロットを構成する同相隣接３スロットのうち中央の往き導体収容スロットである。Ｕ３は、それぞれ往き導体収容スロットを構成する同相隣接３スロットのうち一番右の往き導体スロット（最もスロット番号が大きいスロット）である。Ｕ１’は、それぞれ還り導体収容スロットを構成する同相隣接３スロットのうち一番左の還り導体スロット（最もスロット番号が小さいスロット）である。Ｕ２’は、それぞれ還り導体収容スロットを構成する同相隣接３スロットのうち中央の還り導体収容スロットである。Ｕ３’は、それぞれ還り導体収容スロットを構成する同相隣接３スロットのうち一番右の還り導体スロット（最もスロット番号が大きいスロット）である。Ｕ相コイルは、Ｕ１、Ｕ２、Ｕ３、Ｕ１’、Ｕ２’、Ｕ３’スロットに収容されるＵ相セグメントを直列に接続して構成される。
【００６５】
ただし、この実施例では、往き導体がスロット番号４０〜４２の各スロットに収容されるか又はスロット番号３１の一層に収容されるＵ相セグメントの一部（特別Ｕ相セグメントと呼ぶ）は、通常Ｕ相セグメントと呼ばれる他のＵ相セグメントと形状および配置が異なっている。これは、これら特別Ｕ相セグメントにより、直列接続されてＵ相コイルを構成する複数の部分コイル間の接続を行うとともに、Ｕ相引き出し端子、中性点引き出し端子を構成するためである。特別Ｕ相セグメントについては後述するものとする。
【００６６】
（通常Ｕ相セグメントの説明）
通常Ｕ相セグメントは、往き導体が往き導体収容スロットＵ１に、還り導体が還り導体収容スロットＵ１’に収容されるＵ１セグメントと、往き導体が往き導体収容スロットＵ２に、還り導体が還り導体収容スロットＵ２’に収容されるＵ２セグメントと、往き導体が往き導体収容スロットＵ３に、還り導体が還り導体収容スロットＵ３’に収容されるＵ３セグメントとからなる。
【００６７】
各Ｕ１セグメントは直列接続されてＵ１コイルを構成し、各Ｕ２セグメントは互いに直列接続されてＵ２コイルを構成し、各Ｕ３セグメントは互いに直列接続されてＵ３コイルを構成する。これらＵ１コイル、Ｕ２コイル、Ｕ３コイルは互いに直列接続されてＵ相コイルを構成する。
【００６８】
Ｕ１セグメントの配置を図１０、図１１に示す。
【００６９】
図１０において、Ｕ１セグメントは、それぞれ周方向９スロットピッチのスロット導体部ピッチを有する６種類のセグメント１０１〜１０６からなる。
【００７０】
セグメント１０１の往き導体は往き導体収容スロットＵ１（たとえば２２）の１層位置に、その還り導体は還り導体収容スロットＵ１’（たとえば３１）の４層位置に収容される。セグメント１０２の往き導体は往き導体収容スロットＵ１（たとえば２２）の２層位置に、その還り導体は還り導体収容スロットＵ１’（たとえば３１）の３層位置に収容される。セグメント１０３の往き導体は往き導体収容スロットＵ１（たとえば２２）の５層位置に、その還り導体は還り導体収容スロットＵ１’（たとえば３１）の６層位置に収容される。
【００７１】
同様に、セグメント１０４の往き導体は往き導体収容スロットＵ１’（たとえば４９）の１層位置に、その還り導体は還り導体収容スロットＵ１（たとえば５８）の４層位置に収容される。セグメント１０５の往き導体は往き導体収容スロットＵ１’（たとえば４９）の２層位置に、その還り導体は還り導体収容スロットＵ１（たとえば５８）の３層位置に収容される。セグメント１０６の往き導体は往き導体収容スロットＵ１’（たとえば４９）の５層位置に、その還り導体は還り導体収容スロットＵ１（たとえば５８）の６層位置に収容される。
【００７２】
セグメント１０１と１０４、セグメント１０２と１０５、セグメント１０３とセグメント１０６は同一形状となる。
【００７３】
各セグメント１０１〜１０６の１層、２層、５層の各位置の往き導体は、この往き導体が収容される往き導体スロットよりもスロット番号が大きい側の還り導体収容スロットの３層、４層、６層の各位置の還り導体と同一セグメントを構成する。各セグメント１０１〜１０６の１層、２層、５層の各位置の還り導体は、この還り導体が収容される還り導体スロットよりもスロット番号が大きい側の往き導体収容スロットの３層、４層、６層の各位置の往き導体と同一セグメントを構成する。
【００７４】
これらＵ１セグメントを構成する６種類のセグメント１０１〜１０６の飛び出し端部３４により構成される端部側コイルエンド８を図４に示す。
【００７５】
図１１において、ある往き導体収容スロットＵ１の１層位置から出た往き導体に連なる飛び出し端部３４は、この往き導体収容スロットＵ１よりもスロット番号が小さい還り導体収容スロットＵ１’の２層位置から出た還り導体Ｕ１に連なる飛び出し端部３４に溶接される。
【００７６】
ある往き導体収容スロットＵ１の２層位置から出た往き導体に連なる飛び出し端部３４は、この往き導体収容スロットＵ１よりもスロット番号が大きい還り導体収容スロットＵ１’の１層位置から出た還り導体Ｕ１に連なる飛び出し端部３４に溶接される。
【００７７】
ある往き導体収容スロットＵ１の３層位置から出た往き導体に連なる飛び出し端部３４は、この往き導体収容スロットＵ１よりもスロット番号が小さい還り導体収容スロットＵ１’の４層位置から出た還り導体Ｕ１に連なる飛び出し端部３４に溶接される。
【００７８】
ある往き導体収容スロットＵ１の４層位置から出た往き導体に連なる飛び出し端部３４は、この往き導体収容スロットＵ１よりもスロット番号が大きい還り導体収容スロットＵ１’の３層位置から出た還り導体Ｕ１に連なる飛び出し端部３４に溶接される。
【００７９】
ある往き導体収容スロットＵ１の５層位置から出た往き導体に連なる飛び出し端部３４は、この往き導体収容スロットＵ１よりもスロット番号が小さい還り導体収容スロットＵ１’の６層位置から出た還り導体Ｕ１に連なる飛び出し端部３４に溶接される。
【００８０】
ある往き導体収容スロットＵ１の６層位置から出た往き導体に連なる飛び出し端部３４は、この往き導体収容スロットＵ１よりもスロット番号が大きい還り導体収容スロットＵ１’の５層位置から出た還り導体Ｕ１に連なる飛び出し端部３４に溶接される。
【００８１】
通常Ｕ相セグメントであるセグメント１０１〜１０６を上述したように順次接続することにより、Ｕ相部分コイルの一つを構成するＵ１コイルの通常Ｕ相セグメント部分が構成される。
【００８２】
このＵ１コイルの通常Ｕ相セグメント部分は、セグメント１０１、１０２、１０４、１０５を順次直列接続してなる通常Ｕ相セグメント部分と、セグメント１０３、１０６を順次直列接続してなる通常Ｕ相セグメント部分とからなる。
【００８３】
セグメント１０１〜１０２、１０４〜１０５の通常Ｕ相セグメント部分は、セグメント１０１の還り導体（４層）、セグメント１０１の往き導体（１層）、セグメント１０５の還り導体（２層）、セグメント１０５の往き導体（３層）、セグメント１０１の還り導体（４層）の繰り返しからなる第１コイルの通常Ｕ相セグメント部分と、セグメント１０４の往き導体（４層）、セグメント１０４の還り導体（１層）、セグメント１０２の往き導体（２層）、セグメント１０２の還り導体（３層）、セグメント１０４の往き導体（４層）の繰り返しからなる第２コイルの通常Ｕ相セグメント部分とからなる。
【００８４】
セグメント１０３、１０６の通常Ｕ相セグメント部分は、セグメント１０３の還り導体（６層）、セグメント１０３の往き導体（５層）、セグメント１０３の還り導体（６層）の繰り返しからなる第３コイルの通常Ｕ相セグメント部分と、セグメント１０６の往き導体（６層）、セグメント１０６の還り導体（５層）、セグメント１０６の往き導体（６層）の繰り返しからなる第４コイルの通常Ｕ相セグメント部分とからなる。
【００８５】
Ｕ２セグメントの配置を図１２、図１３に示す。
【００８６】
Ｕ２スロット（Ｕ２コイルの往き導体が収容されるスロット）とＵ２’スロット（Ｕ２コイルの還り導体が収容されるスロット）と往き導体と還り導体とが収容される通常Ｕ相セグメントは、通常Ｕ相セグメント１０１〜１０６により構成される。すなわち、Ｕ２セグメントの通常Ｕ相セグメント１０１〜１０６の往き導体と還り導体とは、上述したＵ１セグメントの通常Ｕ相セグメント１０１〜１０６の往き導体と還り導体のそれと全く同じである。
【００８７】
Ｕ３セグメントの配置を図１４、図１５に示す。
【００８８】
Ｕ３スロット（Ｕ３コイルの往き導体が収容されるスロット）とＵ３’スロット（Ｕ２コイルの還り導体が収容されるスロット）と往き導体と還り導体とが収容される通常Ｕ相セグメントは、通常Ｕ相セグメント１０１〜１０６により構成される。Ｕ３セグメントの通常Ｕ相セグメント１０１〜１０６の往き導体と還り導体とは、上述したＵ１セグメントの通常Ｕ相セグメント１０１〜１０６の往き導体と還り導体のそれと全く同じである。
【００８９】
（スロット番号３１の一層に収容される特別Ｕ相セグメントの説明）
図１０に示すように、略Ｌ字状の特別Ｕ相セグメント２００は、スロット番号３１のスロットの１層に収容される還り導体を構成し、特別Ｕ相セグメント２００の先端はＵ相コイルの一端を構成している。
【００９０】
（スロット番号４０に往き導体が収容される特別Ｕ相セグメントの説明）
往き導体がスロット番号４０に収容される特別Ｕ相セグメントの配置について、図１０を参照して以下に説明する。
【００９１】
略Ｕ字状の特別Ｕ相セグメント２０１は、スロット番号４０のスロットの３層に収容される往き導体と、スロット番号３２のスロットの２層位置に収容される還り導体とを有する。
【００９２】
略Ｕ字状の特別Ｕ相セグメント２０２は、スロット番号４０のスロットの４層位置に収容される往き導体と、スロット番号３２のスロットの１層位置に収容される還り導体とを有する。
【００９３】
略Ｌ字状の特別Ｕ相セグメント２０３は、スロット番号４０のスロットの５層位置に収容される往き導体を構成し、特別Ｕ相セグメント２０３の先端はＵ相コイルの他端を構成している。
【００９４】
略Ｕ字状の特別Ｕ相セグメント２０４は、スロット番号４０のスロットの６層位置に収容される往き導体と、スロット番号３２のスロットの５層位置に収容される還り導体とを有する。
【００９５】
すなわち、スロット番号４０とスロット番号３２とを接続する特別Ｕ相セグメント２０１、２０２、２０４は、９スロットピッチを有する通常Ｕ相セグメントよりも１スロットピッチ少ない８スロットピッチを有している。
【００９６】
（スロット番号４１に往き導体が収容される特別Ｕ相セグメントの説明）
往き導体がスロット番号４１に収容される特別Ｕ相セグメントの配置について、図１２を参照して以下に説明する。
【００９７】
略Ｕ字状の特別Ｕ相セグメント２０１は、スロット番号４１のスロットの３層位置に収容される往き導体と、スロット番号３３のスロットの２層位置に収容される還り導体とを有する。
【００９８】
略Ｕ字状の特別Ｕ相セグメント２０２は、スロット番号４１のスロットの４層位置に収容される往き導体と、スロット番号３３のスロットの１層位置に収容される還り導体とを有する。
【００９９】
略Ｕ字状の特別Ｕ相セグメント２０４は、スロット番号４１のスロットの６層位置に収容される往き導体と、スロット番号３３のスロットの５層位置に収容される還り導体とを有する。
【０１００】
略Ｌ字状の特別Ｕ相セグメント２０５は、特別Ｕ相セグメント２０４と同一形状を有しており、スロット番号４１のスロットの５層位置に収容される往き導体と、スロット番号４９のスロットの６層位置に収容される還り導体とを有する。
【０１０１】
すなわち、スロット番号４１とスロット番号３３とを接続する特別Ｕ相セグメント２０１、２０２、２０４は、９スロットピッチを有する通常Ｕ相セグメントよりも１スロットピッチ少ない８スロットピッチを有している。また、スロット番号４１とスロット番号４９とを接続する特別Ｕ相セグメント２０５は、９スロットピッチを有する通常Ｕ相セグメントよりも１スロットピッチ少ない８スロットピッチを有している。
【０１０２】
（スロット番号４２に往き導体が収容される特別Ｕ相セグメントの説明）
往き導体がスロット番号４２に収容される特別Ｕ相セグメントの配置について、図１４を参照して以下に説明する。
【０１０３】
略Ｕ字状の特別Ｕ相セグメント２０６は、スロット番号４２のスロットの３層位置に収容される往き導体と、スロット番号３１のスロットの５層位置に収容される還り導体とを有する。
【０１０４】
略Ｕ字状の特別Ｕ相セグメント２０７は、スロット番号４２のスロットの４層位置に収容される往き導体と、スロット番号３１のスロットの２層位置に収容される還り導体とを有する。
【０１０５】
略Ｌ字状の特別Ｕ相セグメント２０４は、スロット番号４２のスロットの５層位置に収容される往き導体と、スロット番号５０のスロットの６層位置に収容される還り導体とを有する。
【０１０６】
略Ｕ字状の特別Ｕ相セグメント２０８は、スロット番号４２のスロットの６層位置に収容される往き導体と、スロット番号５１のスロットの６層位置に収容される還り導体とを有する。
【０１０７】
すなわち、スロット番号４２とスロット番号３１とを接続する特別Ｕ相セグメント２０６、２０７は、９スロットピッチを有する通常Ｕ相セグメントよりも２スロットピッチ多い１１スロットピッチを有している。また、スロット番号４２とスロット番号５１とを接続する特別Ｕ相セグメント２０８は、９スロットピッチを有する通常Ｕ相セグメントと同じスロットピッチを有するが、往き導体と還り導体とが収容される層が同じであるため、径方向の捻りがない。更に、スロット番号４２とスロット番号５０とを接続する特別Ｕ相セグメント２０４は、９スロットピッチを有する通常Ｕ相セグメントよりも１スロットピッチ少ない８スロットピッチを有している。
【０１０８】
結局、通常Ｕ相セグメントであるＵ１セグメントにより構成されてＵ１コイルを構成する第１〜第４コイル、通常Ｕ相セグメントであるＵ２セグメントにより構成されてＵ２コイルを構成する第１〜第４コイル、通常Ｕ相セグメントであるＵ３セグメントにより構成されてＵ３コイルを構成する第１〜第４コイルは、上記した各特別セグメント２００〜２０８により直列接続されてＵ相コイルが完成される。Ｖ相コイル、Ｗ相コイルもＵ相コイルと同じ方法により構成される。
【０１０９】
（引き出し線の引き出し位置の説明）
引き出し線引き出し位置を図１６を参照して説明する。
【０１１０】
３３ＮはＵ相コイル３Ｕ（図３参照）の一周重ね巻きコイル３００１に連なる中性点接続用の引き出し線であり、３３ＵはＵ相端子接続用の引きだし線であり、これら両引き出し線は電気角π（１磁極ピッチ）離れた一対のスロットから個別に引き出される。７００３は、一周波巻きコイル４００３と４００４とを接続する波巻きコイル４０００の方向反転渡り線７００３であり、この実施例では、両波巻きコイル４００３、４００４のどちらか一方の一端７００３ａを周方向に伸ばして引き出し線３３Ｕを頭部側コイルエンドの軸方向外側にて周方向に越えさせることにより、両波巻きコイル４００３、４００４のどちらか他方の一端７００３ｂに渡り線接合部７００３ｃの部位にて溶接することにより接続を完成している。
【０１１１】
このようにすれば、渡り線接合部７００３ｃと、引き出し線３３Ｕ、３３Ｎとの干渉も回避しつつ、引き出し線３３Ｎ、３３Ｕ、渡り線７００３を２磁極ピッチの範囲に収めて無駄な引き出し線の這い回しによる無駄を減らすことができる。
【０１１２】
なお、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相の引き出し線や方向反転渡り線７００３は、互いに干渉しないように周方向に必要スロットピッチずらせることが好適であるが。中性点接続用のラインが長くなったり、各相端子が固定される端子台が周方向に長くなったりするのを防止するために、相互干渉を回避できる範囲でできるだけ周方向に近接させることが好適である。また、相端子接続用の引き出し線と中性点接続用の引き出し線とを交代させてもよく、波巻きコイル４０００をスロットの１、２層に、重ね巻きコイル３０００をスロットの３〜６層に収容してもよいことも当然である。図１７は、図１６と同じくＵ相コイル３Ｕの引き出し線が無い部分を示す部分巻線展開図である。
【０１１３】
（実施例の特徴および作用効果１）
図１０〜図１５に示す各スロットの１〜４層位置に収容される通常Ｕ相セグメント１０１、１０２、１０４、１０５において、通常Ｕ相セグメント１０１と１０４とは同一形状を有し、通常Ｕ相セグメント１０２と通常Ｕ相セグメント１０５とは同一形状を有している。通常Ｕ相セグメント１０１は、通常Ｕ相セグメント１０２の軸方向外側を回り込んで配置され、通常Ｕ相セグメント１０４は、通常Ｕ相セグメント１０５の軸方向外側を回り込んで配置される。すなわち、通常Ｕ相セグメント１０１と１０４は大回りセグメント３００（図１参照）を構成し、通常Ｕ相セグメント１０２と１０５とは小回りセグメント３０１（図１参照）を構成している。
【０１１４】
図１０〜図１５に示す各スロットの５〜６層位置に収容される通常Ｕ相セグメント１０３、１０６において、通常Ｕ相セグメント１０３と１０６とは同一形状を有し両者は交差しないので、通常Ｕ相セグメント１０２と１０３と同様の小回りセグメント３０２（図１参照）により構成することができる。
【０１１５】
すなわち、この実施例によれば、セグメントのほとんどを占める通常Ｕ相セグメントの部分において、頭部側コイルエンド９を構成するセグメントの頭部を軸方向において二重に形成することができるので、頭部側コイルエンド９の軸方向長さを短縮することができ、頭部三重構造の頭部側コイルエンドをもつ従来技術に比較して回転電機の軸方向長さを短縮することができる。又は、頭部側コイルエンド９とハウジングの後端壁との間の軸方向隙間を大きくすることができるので、冷却風の流れを向上することができる。更に、上記頭部三重構造の頭部側コイルエンドに比較して、セグメントの頭部の配線長さを短縮することができ、この部分の電気抵抗の低減による損失、発熱の低減を実現することができる。
【０１１６】
（実施例の特徴および作用効果２）
この実施例では、通常Ｕ相セグメントの他にこの通常Ｕ相セグメントとスロットピッチが異なる特別Ｕ相セグメントを採用することにより、セグメント順次接合型ステータコイルにおいて隣接複数スロットに同一相のセグメントを配置できることを見いだしたものであり、セグメント順次接合型ステータコイルが奏するスロット占積率向上などの効果を奏すると同時に、隣接複数スロットを同一相とすることによる以下の効果を実現することが可能となる。
【０１１７】
すなわち、隣接３スロットに同一相同一電流方向のスロット導体部３３を収容する構成を採用しているので、ステータの極数を増大することなくステータコイルのターン数を増加することができ、その結果として、回転電機を高電圧系で駆動することができ、インバータおよび配線のローコスト化および損失、発熱の低減を実現することができる。また、ステータの極数を増大しなくてもよいため、同一回転数においてステータコイル電圧の周波数を低減することができ、配線インダクタンスロスの低減、インバータのスイッチングロス（スイッチング過渡損失）の低減により、効率向上を実現することができる。
【０１１８】
なお、本発明の隣接複数スロットを同相化する構成と類似する構成として、一つのスロットの周方向幅を増大し、その中に周方向に隣接して複数のスロット導体部３３を配置するセグメント配置方式が考えられる。しかし、この方式は、周方向に隣接するスロット導体部３３同士がスロット導体部３３をスロットに挿入する際にこすれあって被覆樹脂膜がはがれるのを防止するために、スロットの周方向幅に十分なマージンを必要とするため、スロット占積率が低下すること、スロット数が低下するため、騒音振動が増加すること、同一スロット内にて周方向に隣接する二つのスロット導体部３３、３３が周方向に極めて接近しているために、両者がコイルエンド部において空間的に干渉するのを回避することが容易でないことなどの欠点があった。
【０１１９】
この実施例によれば、各セグメントのスロット導体部３３は必ずステータコアの歯部を介して他のセグメントのスロット導体部３３に近接するので、両者間の空間的干渉を良好に回避して、セグメント順次接合型ステータコイルの多ターン化を実現することが可能となる。
【０１２０】
（変形態様）
更に、径方向に重ね巻コイル３０００を１乃至複数配置して、同様に径方向接続セグメント５０００により直列接続してもよいことは、もちろんである。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施例の高電圧車両用回転電機の軸方向断面図である。
【図２】図１の回転電機の軸方向部分拡大断面図である。
【図３】図１の回転電機の径方向部分拡大断面図である。
【図４】図１の回転電機のセグメントを示す模式図である。
【図５】図１のステータコイルの回路図である。
【図６】重ね巻コイルの模式部分斜視図である。
【図７】重ね巻コイルの配線図である。
【図８】波巻コイルの模式部分斜視図である。
【図９】波巻コイルの配線図である。
【図１０】Ｕ１セグメントの頭部配置を示す配線図である。
【図１１】Ｕ１セグメントの飛び出し端部配置を示す配線図である。
【図１２】Ｕ２セグメントの頭部配置を示す配線図である。
【図１３】Ｕ２セグメントの飛び出し端部配置を示す配線図である。
【図１４】Ｕ３セグメントの頭部配置を示す配線図である。
【図１５】Ｕ３セグメントの飛び出し端部配置を示す配線図である。
【図１６】Ｕ相コイルの引き出し線がある部分の部分巻線展開図である。
【図１７】Ｕ相コイルの引き出し線が無い部分の部分巻線展開図である。
【符号の説明】
２ ステータコア
３ ステータコイル
８ 端部側コイルエンド
９ 頭部側コイルエンド
３０ セグメント
３１ セグメントの頭部
３２ セグメントの脚部
３３ セグメントのスロット導体部
３４ セグメントの飛び出し端部
３００ 大回り形状のセグメント
３０１ 小回り形状のセグメント
３０２ 小回り形状のセグメント
３５０ スロット
３０００ 重ね巻コイル
３００１〜３００６ 一周重ね巻きコイル
４０００ 波巻コイル
４００１〜４００６ 一周波巻きコイル
５０００ 径方向接続セグメント
６００１〜６００２、６００４〜６００５ 隣接スロット接続セグメント
６００３ 方向反転セグメント
７００１〜７００２、７００４〜７００５ 隣接スロット接続セグメント
７００３ 方向反転渡り線
【発明の属する技術分野】
本発明は、セグメント順次接合ステータコイル型回転電機の改良、特にセグメント順次接合ステータコイル型車載回転電機の改良に関する。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決賞とする課題】
車両用交流発電機として、ステータコアのスロットに挿通された多数のＵ字状のセグメント導体を順次接合して形成されたセグメント順次接合型ステータコイルを有するセグメント順次接合ステータコイル型回転電機が提案されているが、損失、発熱の低減を目的とする車両用バッテリの高電圧化や回転電機の小型軽量化を考えると、ロータ極数を増加することなくステータコイルのターン数を増大することが要望される。
【０００３】
しかしながら、上記した従来のセグメント順次接合ステータコイルでは配線パターンが一定であるため、ロータ極数を増加することなくターン数を増大すること簡単ではなく、高電圧化に対応することが困難であった。
【０００４】
セグメント順次接合ステータコイルにおいて、ターン数を増大するにはスロットの互いに径方向隣接する導体収容位置の数を増大することであり、たとえば、一対の脚部がスロットの径方向１層、６層を挿通する大セグメントと、一対の脚部がスロットの径方向２層、５層を挿通する中セグメントと、一対の脚部がスロットの径方向３層、４層を挿通する小セグメントとを準備し、中セグメントが小セグメントを囲み、大セグメントが中セグメントを囲む３重セグメント構造が提案されている。
【０００５】
この３重セグメント構造のセグメント順次接合ステータコイルは、従来公知（たとえば特許第３１５５５３２）の２重セグメント構造、すなわち、一対の脚部がスロットの径方向１層、４層を挿通する大セグメントと、一対の脚部がスロットの径方向２層、３層を挿通する小セグメントとを準備し、大セグメントが小セグメントを囲む構造に対してターン数を５割増しとすることができる。
【０００６】
しかし、この方式によれば、頭部側コイルエンドがセグメント３重構造となるため、大型化し、その分回転電機の体格が増大したり、コイルエンドの導体総延長距離の増大による無効インダクタンスや電気抵抗の増大が欠点となる。
【０００７】
本発明は、上記問題点に鑑みなされたものであり、頭部側コイルエンドの軸方向長さ増大や頭部側コイルエンドの導体総延長距離の増大を抑止しつつターン数増大による高電圧化を実現可能なセグメント順次接合ステータコイルを提供することをその目的としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の本願発明は、複数対の磁極を有する回転子と、径方向一方側から数えて少なくとも１〜６層の導体収容位置をそれぞれ有する多数のスロットを有するステータコアと、互いに異なる一対の前記スロットの互いに異なる前記導体収容位置を軸方向一方側から個別に挿通した後、周方向へ延在する一対の脚部を有する多数のＵ字状セグメントを、互いに径方向に隣接する前記各脚部のペアごとに接合することにより直列接続してなる相巻線を必要相数分有する多相のステータコイルとを有し、
前記Ｕ字状セグメントは、前記スロットから飛び出した前記一対の前記脚部が周方向互いに近づく向きに曲げられる重ね巻セグメントと、前記スロットから飛び出した前記一対の前記脚部が周方向互いに遠ざかる向きに曲げられる波巻セグメントとを含むセグメント順次接合ステータコイル型回転電機において、
前記ステータコアが、同一相の前記相巻線が収容される前記スロットを意味する同相スロットを磁極ごとに周方向へ連続してｋ（ｋは２以上の自然数）個有し、前記相巻線が、重ね巻コイルと、波巻コイルと、前記重ね巻コイルと前記波巻コイルとを直列接続する径方向渡り線（径方向接続セグメントとも呼ぶ）とを有し、前記重ね巻コイルが、周方向所定順位の前記同相スロットの前記１、４層の前記導体収容位置に挿通される前記波巻セグメントと、前記波巻セグメントと同一の前記同相スロットの２、３層の前記導体収容位置に挿通される前記重ね巻セグメントとを交互に接続して略１周する一周重ね巻きコイルを合計２ｋ個直列接続してなり、前記波巻コイルが、周方向所定順位の前記同相スロットの５、６層の前記導体収容位置に挿通される前記波巻セグメントを順次接続して略１周する一周波巻コイルを合計２ｋ個直列接続してなることを特徴とするセグメント順次接合ステータコイル型回転電機である。
【０００９】
すなわち、この発明のセグメント順次接合ステータコイルは、各同相スロットに２個づつ収容され、全体として２ｋ個形成される１周コイルを直列接続して重ね巻コイルを形成し、同様に波巻コイルを形成し、これら重ね巻コイルと波巻コイルとを直列接続して、各スロットに６つの導体が径方向に配列されるセグメント順次接合ステータコイルを構成している。
【００１０】
なお、重ね巻コイルは、スロットの径方向に連続する４つの導体収容位置を占有し、一つの同相スロットは互いに逆方向に進行する２つの１周コイル（一周重ね巻きコイルと呼ぶ）を有する。同様に、波巻コイルは、スロットの径方向に連続する２つの導体収容位置を占有し、一つの同相スロットは互いに逆方向に進行する２つの１周コイル（一周波巻コイルと呼ぶ）を有する。
【００１１】
本発明のセグメント順次接合ステータコイルは、既述した３重セグメント構造のセグメント順次接合ステータコイルに比較して、２重セグメント構造をもつ重ね巻コイルと、１重セグメント構造をもつ波巻コイルとを径方向に隣接配置する構造とすることができるうえ、同相スロットの数倍だけターン数を倍増することができるにもかかわらず、重ね巻コイルと波巻コイルとを接続は１本の径方向接続セグメントで済ますことができるので、頭部側コイルエンドの軸方向長さを短縮し、かつ、頭部側コイルエンドの導体総延長距離を短縮して、回転電機の体格（軸方向長）の縮小と、ステータコイルの無効インダクタンス及び電気抵抗の低減による効率向上、発熱低減を実現することができる。
【００１２】
請求項２記載の構成は請求項１記載のセグメント順次接合ステータコイル型回転電機において更に、前記重ね巻コイルが、一方向へ進行する前記一周重ね巻きコイルをｋ個直列接続した後、反対方向へ進行する前記一周重ね巻きコイルをｋ個直列接続してなることを特徴としている。
【００１３】
この重ね巻コイルの接続方式によれば、一方向へ進行する前記一周重ね巻きコイルと反対方向へ進行する一周重ね巻きコイルとを交互に直列接続して重ね巻コイルを構成する場合に比較して、一方向へ進行する一周重ね巻きコイルから反対方向へ進行する一周重ね巻きコイルへの方向反転用異形セグメント（方向反転セグメントとも呼ぶ）を一つに減らすことができるため、方向反転セグメントの相互干渉を格段に減らすことができ、頭部側コイルエンドにおける配線配置を格段に簡素化することができる。
【００１４】
請求項３記載の構成によれば請求項１又は２記載のセグメント順次接合ステータコイル型回転電機において更に、前記波巻コイルが、一方向へ進行する前記一周波巻コイルをｋ個直列接続した後、反対方向へ進行する前記一周波巻コイルをｋ個直列接続してなることを特徴としている。
【００１５】
この重ね巻コイルの接続方式によれば、一方向へ進行する前記一周波巻コイルと反対方向へ進行する一周波巻コイルとを交互に直列接続して重ね巻コイルを構成する場合に比較して、一方向へ進行する一周波巻コイルから反対方向へ進行する一周波巻コイルへの方向反転用渡り線を一つに減らすことができるため、方向反転用を渡り線の相互干渉を格段に減らすことができ、頭部側コイルエンドにおける配線配置を格段に簡素化することができる。
【００１６】
つまり、この方向反転渡り線の一対の脚部は、スロットの同一層に配置されて周方向同一向きに延在するため、各同相スロットごとにこの方向反転渡り線を設ける場合、それらの間の干渉が生じやすく、製造が困難となる。これに対して、この発明では、各同相スロットの一方向に進行する一周波巻コイルを順次接続してから方向反転渡り線にて反転して各同相スロットの他方向に進行する一周波巻コイルを順次接続する構成を採用しているので、方向反転渡り線はたった一本とすることができ、渡り線の構成を非常に簡略化することが可能となる。
【００１７】
請求項４記載の構成によれば請求項１及び３記載のセグメント順次接合ステータコイル型回転電機において更に、前記波巻コイルは、 一方向へ進行するｋ個の前記一周波巻コイルと反対方向へ進行するｋ個の前記一周波巻コイルとを接続する方向反転用渡り線を有し、各相巻線の両端をなす一対の引き出し線と前記方向反転用渡り線とは、２磁極ピッチの範囲に配置されていることを特徴としている。
【００１８】
このようにすれば、方向反転用渡り線や、相巻線の両端をなす一対の引き出し線を周方向に長く引き回す必要がなく、無駄な配線インピーダンスの増大を低減することができる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、この発明のセグメント順次接合型ステータコイルを有する車両用回転電機の例を図に示す各実施形態に基づいて説明する。
（全体構成）
この車両用回転電機の軸方向断面図を図１に示す。
【００２０】
図１において、１は固定子（ステータ）、２は固定子鉄心、３はステータコイル、４は回転子（ロータ）、５はハウジング、６は回転軸である。
【００２１】
固定子１は、ハウジング５の周壁内周面に固定されている。ロータ４が嵌着される回転軸６は一対の軸受けによりハウジング５の両端壁に回転自在に支承されて、図示しないエンジンに図示しないベルトによりプーリー結合されている。
【００２２】
ロータ４の外周面近傍には、図示しない永久磁石が周方向所定ピッチで極性交互に埋設されており、全体として永久磁石型三相ブラシレスＤＣモータ（同期モータ）を構成している。なお、ロータ構造には、ランデルポールコア構造他、種々の形式が可能であるが、このような種々の形式の同期機自体は周知であるので説明を省略する。
【００２３】
固定子１は、周知のスロットおよび歯部を有する固定子鉄心（ステータコア）２と、スロット内に配置された複数の電気導体（セグメント）により構成される固定子巻線（三相星形接続されたステータコイル）３と、固定子鉄心２と電気導体との間を電気絶縁するインシュレータ７とにより構成されている。
【００２４】
図２は固定子１の軸方向部分断面図、図３は固定子１の径方向部分断面図である。固定子鉄心２の内周面には、１磁極当たり３個（ｋ＝３）の同相スロット３５１〜３５３を有し、合計ｐ・ｋ・ｍ（ｐは相数、ｍは磁極数）個のスロットが周方向等間隔に配置されている。周方向に隣接する３つの同相スロット３５には同一相の相巻線が収容されている。３
５１を第１同相スロット、３５２を第２同相スロット、３５３を第３同相スロットと呼ぶ。各スロットは図３に示すように、互いに径方向に隣接する１〜６層の導体収容位置に区分される。各導体収容位置はそれぞれ一本の導体（セグメントの脚部）を収容している。
【００２５】
ステータコイル３は、Ｕ字状の導体片（セグメントという）３０（図２参照）を各スロット３５０（図３参照）へ図１において軸方向右側から左側へ挿通し、各セグメント３０の先端部を径方向に隣接する一対づつ溶接することにより、各セグメントを直列接続してなる３個の相巻線（Ｕ相巻線、Ｖ相巻線、Ｗ相相巻線）を星形接続して構成されている。
【００２６】
セグメント３０は、図４に示すように、Ｕ字状の頭部３１と、頭部３１の両端からそれぞれ延在する一対の脚部３２とからなり、脚部３２は、スロット３５０内に収容されているスロット導体部３３（図３参照）と、固定子鉄心２の前端部から突出した後、略周方向へ屈曲し、径方向に隣接する他の飛び出し端部３４と溶接されて端部側コイルエンド８を構成する飛び出し端部３４とからなる。セグメント３０の頭部３１も固定子鉄心２の後端部から突出して頭部側コイルエンド９を構成している。
【００２７】
一つのスロット３５０には、６本のスロット導体部３３が径方向へ一列に配置されている。すなわち、スロット導体部３３１は１層に、スロット導体部３３２は２層に、スロット導体部３３３は３層に、スロット導体部３３４は４層に、スロット導体部３３５は５層に、スロット導体部３３６は６層に収容されている。
【００２８】
同一セグメント３０の一対のスロット導体部３３、３３は、特別の異形セグメントを除いて、互いに１磁極ピッチ（電気角π）離れ、周方向同一順位である一対の同相スロットに個別に挿通されている。特別の異形セグメントを除いて、同一のセグメント３０の一対のスロット導体部３３、３３は、径方向において異なる位置に収容されている。
【００２９】
セグメント３０は、図３に示すように、一対のスロット導体部３３が２層と３層の導体収容位置に収容される重ね巻セグメント３００と、一対のスロット導体部３３が１層と４層の導体収容位置に収容される波巻セグメント３０１と、一対のスロット導体部３３が５層と６層の導体収容位置に収容される波巻セグメント３０２とを有し、その他に後述する異形セグメントを有している。重ね巻セグメント３００の頭部３１は図２に示すように波巻セグメント３０１の頭部３１により囲まれている。
【００３０】
重ね巻セグメント３００と波巻セグメント３０１とは後述する重ね巻コイル３０００を構成し、波巻セグメント３０２は後述する波巻コイル４０００を構成している。５０００は、重ね巻コイル３０００と波巻コイル４０００とを接続する径方向接続セグメントである。
【００３１】
以下、この実施例の特徴をなすステータコイル３の構造、配置を説明する。ただし、三相星形巻線を構成する３つの相コイルの構造、配置は周方向へずれているだけで本質的に同じであるので、以下においてはＵ相コイルだけを説明する。
【００３２】
（第１の相巻線形成態様）
Ｕ相コイル３Ｕの態様を図５に示す回路図を参照して説明する。
【００３３】
Ｕ相コイル３Ｕは、重ね巻コイル３０００と波巻コイル４０００とを径方向接続セグメント５０００により直列接続してなり、重ね巻コイル３０００の一端は中性点に、波巻コイル４０００の一端はＵ相端子（Ｕ相引き出し線）に接続されるが、重ね巻コイル３０００の一端をＵ相端子（Ｕ相引き出し線）に、波巻コイル４０００の一端を中性点に接続してもよいことはもちろんである。
【００３４】
（重ね巻コイル３０００の説明）
以下に重ね巻コイル３０００について説明する。
【００３５】
重ね巻コイル３０００は、図５に示すように、合計６つの一周重ね巻きコイル３００１〜３００６を、隣接スロット接続セグメント６００１〜６００５により直列接続してなる。隣接スロット接続セグメント６００３は方向反転セグメントである。
【００３６】
一周重ね巻きコイル３００１〜３００６はそれぞれ、互いに隣接する３つの同相スロット３５１〜３５３のうち周方向同一順位に配置される一つの同相スロットに収容されて略一周するコイルである。一周重ね巻きコイル３００１、３００３、３００５はそれぞれ周方向一方側へ進行し、一周重ね巻きコイル３００２、３００４、３００６はそれぞれ周方向他方側へ進行する。一周重ね巻きコイル３００１、３００２は同相スロット３５１に収容され、一周重ね巻きコイル３００３、３００４は同相スロット３５２に収容され、一周重ね巻きコイル３００５、３００６は同相スロット３５３に収容されている。
【００３７】
重ね巻コイル３０００において、一周重ね巻きコイル３００１、３００２のセットと、一周重ね巻きコイル３００３、３００４のセットと、一周重ね巻きコイル３００５、３００６のセットとは、収容される同相スロットの周方向順位が異なるだけで（周方向へ１スロットピッチづつづれているだけで）空間配置は同じである。
【００３８】
図６に、スロット番号ｎ、ｎ＋９、ｎ＋１８の同相スロット３５１に収容される一周重ね巻きコイル３００１、３００２を示す。
【００３９】
一周重ね巻きコイル３００１、３００２はそれぞれ、波巻セグメントと重ね巻セグメントとを交互に接続してなる。波巻セグメントは太線で示され、その一対のスロット導体部３３１、３３４は同相スロット３５１の１層、４層の導体収容位置に収容されている。重ね巻セグメントは点線で示され、その一対のスロット導体部３３２、３３３は同相スロット３５１の２層、３層の導体収容位置に収容されている。一周重ね巻きコイル３００１と、一周重ね巻きコイル３００２とは逆方向に進行している。
【００４０】
重ね巻コイル３０００の隣接スロット接続セグメント６００１〜６００５について図７を参照して説明する。実線は頭部側コイルエンド３１１を示し、点線は端部側コイルエンド３１２を示す。
【００４１】
スロット導体部３３ａは、中性点に接続されるこのＵ相コイル３Ｕの最初（一番端の）スロット導体部３３であり、一周重ね巻きコイル３００１の最初のスロット導体部３３であり、ある同相スロットの１層の導体収容位置に収容されている。スロット導体部３３ａ’は、一周重ね巻きコイル３００３の最初のスロット導体部３３であり、スロット導体部３３ａが収容される同相スロットの隣の同相スロットに収容される１層のスロット導体部である。スロット導体部３３ａ”は、一周重ね巻きコイル３００５の最初のスロット導体部３３であり、スロット導体部３３ａ’が収容される同相スロットの隣の同相スロットに収容される１層のスロット導体部である。
【００４２】
スロット導体部３３ｂは、一周重ね巻きコイル３００１の最後のスロット導体部３３であり、ある同相スロットの４層の導体収容位置に収容されている。スロット導体部３３ｂ’は、一周重ね巻きコイル３００３の最後のスロット導体部３３であり、スロット導体部３３ｂが収容される同相スロットの隣の同相スロットに収容される４層のスロット導体部である。スロット導体部３３ｂ”は、一周重ね巻きコイル３００５の最後のスロット導体部３３であり、スロット導体部３３ｂ’が収容される同相スロットの隣の同相スロットに収容される４層のスロット導体部である。
【００４３】
スロット導体部３３ｃは、一周重ね巻きコイル３００２の最初のスロット導体部３３であり、スロット導体部３３ａと同じ同相スロットの２層の導体収容位置に収容されている。スロット導体部３３ｃ’は、一周重ね巻きコイル３００４の最初のスロット導体部３３であり、スロット導体部３３ｂが収容される同相スロットの隣の同相スロットに収容される２層のスロット導体部である。スロット導体部３３ｃ”は、一周重ね巻きコイル３００６の最初のスロット導体部３３であり、スロット導体部３３ｃ’が収容される同相スロットの隣の同相スロットに収容される２層のスロット導体部である。
【００４４】
スロット導体部３３ｄは、一周重ね巻きコイル３００２の最後のスロット導体部３３であり、ある同相スロットの３層の導体収容位置に収容されている。スロット導体部３３ｄ’は、一周重ね巻きコイル３００４の最後のスロット導体部３３であり、スロット導体部３３ｄが収容される同相スロットの隣の同相スロットに収容される３層のスロット導体部である。スロット導体部３３ｄ”は、一周重ね巻きコイル３００６の最後のスロット導体部３３であり、スロット導体部３３ｄ’が収容される同相スロットの隣の同相スロットに収容される３層のスロット導体部である。
【００４５】
隣接スロット接続セグメント６００１〜６００３は、セグメント３０１と同じ軸方向高さをもつことができ、隣接スロット接続セグメント６００４、６００５はセグメント３００と同じ軸方向高さをもつことができ、頭部側コイルエンド３１１の軸方向高さが増加することを防止することができる。隣接スロット接続セグメント６００３だけが方向反転セグメントであり、隣接スロット接続セグメント６００１〜６００２と、隣接スロット接続セグメント６００４〜６００５とが互いに大きさが異なるため、それらの間の干渉を顧慮することなく配置可能であり、その上、隣接スロット接続セグメント６００３もまた、セグメント３０１と同じ軸方向高さとすることができるためである。
【００４６】
（波巻コイル４０００の説明）
以下に波巻コイル４０００について説明する。
【００４７】
波巻コイル４０００は、図５に示すように、合計６つの一周波巻コイルコイル４００１〜４００６を、隣接スロット接続セグメント７００１、７００２、７００４、７００５と方向反転渡り線７００３により直列接続してなる。
【００４８】
一周波巻コイル４００１〜４００６はそれぞれ、互いに隣接する３つの同相スロット３５１〜３５３のうち周方向同一順位に配置される一つの同相スロットに収容されて略一周するコイルである。一周波巻コイル４００１、４００３、４００５はそれぞれ周方向一方側へ進行し、一周波巻コイル４００２、４００４、４００６はそれぞれ周方向他方側へ進行する。一周波巻コイル４００１、４００２は同相スロット３５１に収容され、一周波巻コイル４００３、４００４は同相スロット３５２に収容され、一周波巻コイル４００５、４００６は同相スロット３５３に収容されている。
【００４９】
波巻コイル４０００において、一周波巻コイル４００１、４００２のセットと、一周波巻コイル４００３、４００４のセットと、一周波巻コイル４００５、４００６のセットとは、収容される同相スロットの周方向順位が異なるだけで（周方向へ１スロットピッチづつづれているだけで）空間配置は同じである。
【００５０】
図８に、スロット番号ｎ、ｎ＋９、ｎ＋１８の同相スロット３５１に収容される一周波巻コイル４００１、４００２を示す。
【００５１】
一周波巻コイル４００１、４００２はそれぞれ、波巻セグメントを順番に接続してなる。同一スロットの５、６層の導体収容位置のスロット導体部は、異なる２つの一周波巻コイル４００１、４００２に別々に属する。これら二つの一周波巻コイル４００１、４００２は逆方向に進行している。
【００５２】
波巻コイル４０００の隣接スロット接続セグメント７００１〜７００５について図９を参照して説明する。実線は頭部側コイルエンド３１１を示し、点線は端部側コイルエンド３１２を示す。
【００５３】
スロット導体部３３ｅは、重ね巻コイル３０００からの径方向接続セグメント５０００に接続されるこの一周波巻コイル４００１の最初のスロット導体部３３であり、ある同相スロットの１層の導体収容位置に収容されている。スロット導体部３３ｅ’は、一周波巻コイル４００３の最初のスロット導体部３３であり、スロット導体部３３ｅが収容される同相スロットの隣の同相スロットに収容される５層のスロット導体部である。スロット導体部３３ｅ”は、一周波巻コイル４００５の最初のスロット導体部３３であり、スロット導体部３３ｅ’が収容される同相スロットの隣の同相スロットに収容される５層のスロット導体部である。
【００５４】
スロット導体部３３ｆは、一周波巻コイル４００１の最後のスロット導体部３３であり、ある同相スロットの６層の導体収容位置に収容されている。スロット導体部３３ｆ’は、一周波巻コイル４００３の最後のスロット導体部３３であり、スロット導体部３３ｆが収容される同相スロットの隣の同相スロットに収容される６層のスロット導体部である。スロット導体部３３ｆ”は、一周波巻コイル４００５の最後のスロット導体部３３であり、スロット導体部３３ｆ’が収容される同相スロットの隣の同相スロットに収容される６層のスロット導体部である。
【００５５】
スロット導体部３３ｇ”は、一周波巻コイル４００２の最初のスロット導体部３３であり、スロット導体部３３ｅと同じ同相スロットの６層の導体収容位置に収容されている。スロット導体部３３ｇ’は、一周波巻コイル４００４の最初のスロット導体部３３であり、スロット導体部３３ｇが収容される同相スロットの隣の同相スロットに収容される６層のスロット導体部である。スロット導体部３３ｇ”は、一周波巻コイル４００６の最初のスロット導体部３３であり、スロット導体部３３ｇ’が収容される同相スロットの隣の同相スロットに収容される６層のスロット導体部である。
【００５６】
スロット導体部３３ｈ”は、一周波巻コイル４００２の最後のスロット導体部３３であり、ある同相スロットの５層の導体収容位置に収容されている。スロット導体部３３ｈ’は、一周波巻コイル４００４の最後のスロット導体部３３であり、スロット導体部３３ｈ”が収容される同相スロットの隣の同相スロットに収容される５層のスロット導体部である。スロット導体部３３ｈは、一周波巻コイル４００６の最後のスロット導体部３３であり、スロット導体部３３ｈ’が収容される同相スロットの隣の同相スロットに収容される５層のスロット導体部であり、Ｕ相端子に接続されている。
【００５７】
隣接スロット接続セグメント７００１、７００２、７００４、７００５は、セグメント３０２と同じ軸方向高さをもつことができ、頭部側コイルエンド３１１の軸方向高さが増加することを防止することができる。方向反転渡り線７００３の一対の脚部は、６層の略１磁極ピッチ（電気角略π）離れた二つのスロットの各６層の導体収容位置に収容される。
【００５８】
したがって、この実施例によれば、電気角略２πの間に、中性点に連なるスロット導体部、Ｕ相端子に連なるスロット導体部、方向反転渡り線７００３を配置することができ、端子台の周方向幅を小さくすることができる。
【００５９】
（端部側コイルエンド及び頭部側コイルエンドの詳細説明）
頭部側コイルエンド３１１及び端部側コイルエンド３１２における配線を、図１０〜図１５を参照して更に詳しく説明する。ただし、以下で用いる符号は、いままで用いた符号とは無関係の場合もあるものとする。ただし、三相星形巻線を構成する３つの相コイルの構造、配置は周方向へずれているだけで本質的に同じであるので、以下においてはＵ相コイルだけを説明する。
【００６０】
この実施例では、周方向に隣接する３つのスロットＳに同一相のスロット導体部３３が収容されている。スロット番号４〜６、１３〜１５、２２〜２４、３１〜３３、４０〜４２、４９〜５１は、Ｕ相コイルを構成するスロット導体部３３を収容するのでＵ相スロットと呼称される。スロット番号７〜９、１６〜１８、２５〜２７、３４〜３６、４３〜４５は、Ｖ相コイルを構成するスロット導体部３３を収容するのでＶ相スロットと呼称される。スロット番号１〜３、１０〜１２、１９〜２１、２８〜３０、３７〜３９、４６〜４８は、Ｗ相コイルを構成するスロット導体部３３を収容するのでＷ相スロットと呼称される。ただし、図１０〜図１５では、一部のスロット番号だけが図示されている。また、この明細書では、理解を簡素化するためにスロット番号と他の構成要素とは同一符号を有しているが、これらは別の構成要素であることは明らかである。
【００６１】
図１０、図１２、図１４は、頭部側コイルエンド９を軸方向にみた部分模式側面図であり、Ｕ相コイルの頭部側コイルエンド９を構成するセグメント３０の頭部３１とスロット導体部３３との配置状態を示す。
【００６２】
図１１、図１３、図１５は、端部側コイルエンド８を軸方向にみた部分模式側面図であり、Ｕ相コイルの端部側コイルエンド８を構成するセグメント３０の飛び出し端部３４とスロット導体部３３との配置状態を示す。
【００６３】
スロット番号２２〜２４、４０〜４２は、このＵ相電流が軸方向一側（たとえば奥側）に流れる往き導体を収容する往き導体収容スロットを構成し、スロット番号３１〜３３、４９〜５１は、このＵ相電流が軸方向他側（たとえば手前側）に流れる還り導体を収容する還り導体収容スロットを構成している。したがって、同一セグメントの一対のスロット導体部の一方は上記往き導体を、他方は還り導体を構成している。
【００６４】
Ｕ１は、それぞれ往き導体収容スロットを構成する同相隣接３スロットのうち一番左の往き導体スロット（最もスロット番号が小さいスロット）である。Ｕ２は、それぞれ往き導体収容スロットを構成する同相隣接３スロットのうち中央の往き導体収容スロットである。Ｕ３は、それぞれ往き導体収容スロットを構成する同相隣接３スロットのうち一番右の往き導体スロット（最もスロット番号が大きいスロット）である。Ｕ１’は、それぞれ還り導体収容スロットを構成する同相隣接３スロットのうち一番左の還り導体スロット（最もスロット番号が小さいスロット）である。Ｕ２’は、それぞれ還り導体収容スロットを構成する同相隣接３スロットのうち中央の還り導体収容スロットである。Ｕ３’は、それぞれ還り導体収容スロットを構成する同相隣接３スロットのうち一番右の還り導体スロット（最もスロット番号が大きいスロット）である。Ｕ相コイルは、Ｕ１、Ｕ２、Ｕ３、Ｕ１’、Ｕ２’、Ｕ３’スロットに収容されるＵ相セグメントを直列に接続して構成される。
【００６５】
ただし、この実施例では、往き導体がスロット番号４０〜４２の各スロットに収容されるか又はスロット番号３１の一層に収容されるＵ相セグメントの一部（特別Ｕ相セグメントと呼ぶ）は、通常Ｕ相セグメントと呼ばれる他のＵ相セグメントと形状および配置が異なっている。これは、これら特別Ｕ相セグメントにより、直列接続されてＵ相コイルを構成する複数の部分コイル間の接続を行うとともに、Ｕ相引き出し端子、中性点引き出し端子を構成するためである。特別Ｕ相セグメントについては後述するものとする。
【００６６】
（通常Ｕ相セグメントの説明）
通常Ｕ相セグメントは、往き導体が往き導体収容スロットＵ１に、還り導体が還り導体収容スロットＵ１’に収容されるＵ１セグメントと、往き導体が往き導体収容スロットＵ２に、還り導体が還り導体収容スロットＵ２’に収容されるＵ２セグメントと、往き導体が往き導体収容スロットＵ３に、還り導体が還り導体収容スロットＵ３’に収容されるＵ３セグメントとからなる。
【００６７】
各Ｕ１セグメントは直列接続されてＵ１コイルを構成し、各Ｕ２セグメントは互いに直列接続されてＵ２コイルを構成し、各Ｕ３セグメントは互いに直列接続されてＵ３コイルを構成する。これらＵ１コイル、Ｕ２コイル、Ｕ３コイルは互いに直列接続されてＵ相コイルを構成する。
【００６８】
Ｕ１セグメントの配置を図１０、図１１に示す。
【００６９】
図１０において、Ｕ１セグメントは、それぞれ周方向９スロットピッチのスロット導体部ピッチを有する６種類のセグメント１０１〜１０６からなる。
【００７０】
セグメント１０１の往き導体は往き導体収容スロットＵ１（たとえば２２）の１層位置に、その還り導体は還り導体収容スロットＵ１’（たとえば３１）の４層位置に収容される。セグメント１０２の往き導体は往き導体収容スロットＵ１（たとえば２２）の２層位置に、その還り導体は還り導体収容スロットＵ１’（たとえば３１）の３層位置に収容される。セグメント１０３の往き導体は往き導体収容スロットＵ１（たとえば２２）の５層位置に、その還り導体は還り導体収容スロットＵ１’（たとえば３１）の６層位置に収容される。
【００７１】
同様に、セグメント１０４の往き導体は往き導体収容スロットＵ１’（たとえば４９）の１層位置に、その還り導体は還り導体収容スロットＵ１（たとえば５８）の４層位置に収容される。セグメント１０５の往き導体は往き導体収容スロットＵ１’（たとえば４９）の２層位置に、その還り導体は還り導体収容スロットＵ１（たとえば５８）の３層位置に収容される。セグメント１０６の往き導体は往き導体収容スロットＵ１’（たとえば４９）の５層位置に、その還り導体は還り導体収容スロットＵ１（たとえば５８）の６層位置に収容される。
【００７２】
セグメント１０１と１０４、セグメント１０２と１０５、セグメント１０３とセグメント１０６は同一形状となる。
【００７３】
各セグメント１０１〜１０６の１層、２層、５層の各位置の往き導体は、この往き導体が収容される往き導体スロットよりもスロット番号が大きい側の還り導体収容スロットの３層、４層、６層の各位置の還り導体と同一セグメントを構成する。各セグメント１０１〜１０６の１層、２層、５層の各位置の還り導体は、この還り導体が収容される還り導体スロットよりもスロット番号が大きい側の往き導体収容スロットの３層、４層、６層の各位置の往き導体と同一セグメントを構成する。
【００７４】
これらＵ１セグメントを構成する６種類のセグメント１０１〜１０６の飛び出し端部３４により構成される端部側コイルエンド８を図４に示す。
【００７５】
図１１において、ある往き導体収容スロットＵ１の１層位置から出た往き導体に連なる飛び出し端部３４は、この往き導体収容スロットＵ１よりもスロット番号が小さい還り導体収容スロットＵ１’の２層位置から出た還り導体Ｕ１に連なる飛び出し端部３４に溶接される。
【００７６】
ある往き導体収容スロットＵ１の２層位置から出た往き導体に連なる飛び出し端部３４は、この往き導体収容スロットＵ１よりもスロット番号が大きい還り導体収容スロットＵ１’の１層位置から出た還り導体Ｕ１に連なる飛び出し端部３４に溶接される。
【００７７】
ある往き導体収容スロットＵ１の３層位置から出た往き導体に連なる飛び出し端部３４は、この往き導体収容スロットＵ１よりもスロット番号が小さい還り導体収容スロットＵ１’の４層位置から出た還り導体Ｕ１に連なる飛び出し端部３４に溶接される。
【００７８】
ある往き導体収容スロットＵ１の４層位置から出た往き導体に連なる飛び出し端部３４は、この往き導体収容スロットＵ１よりもスロット番号が大きい還り導体収容スロットＵ１’の３層位置から出た還り導体Ｕ１に連なる飛び出し端部３４に溶接される。
【００７９】
ある往き導体収容スロットＵ１の５層位置から出た往き導体に連なる飛び出し端部３４は、この往き導体収容スロットＵ１よりもスロット番号が小さい還り導体収容スロットＵ１’の６層位置から出た還り導体Ｕ１に連なる飛び出し端部３４に溶接される。
【００８０】
ある往き導体収容スロットＵ１の６層位置から出た往き導体に連なる飛び出し端部３４は、この往き導体収容スロットＵ１よりもスロット番号が大きい還り導体収容スロットＵ１’の５層位置から出た還り導体Ｕ１に連なる飛び出し端部３４に溶接される。
【００８１】
通常Ｕ相セグメントであるセグメント１０１〜１０６を上述したように順次接続することにより、Ｕ相部分コイルの一つを構成するＵ１コイルの通常Ｕ相セグメント部分が構成される。
【００８２】
このＵ１コイルの通常Ｕ相セグメント部分は、セグメント１０１、１０２、１０４、１０５を順次直列接続してなる通常Ｕ相セグメント部分と、セグメント１０３、１０６を順次直列接続してなる通常Ｕ相セグメント部分とからなる。
【００８３】
セグメント１０１〜１０２、１０４〜１０５の通常Ｕ相セグメント部分は、セグメント１０１の還り導体（４層）、セグメント１０１の往き導体（１層）、セグメント１０５の還り導体（２層）、セグメント１０５の往き導体（３層）、セグメント１０１の還り導体（４層）の繰り返しからなる第１コイルの通常Ｕ相セグメント部分と、セグメント１０４の往き導体（４層）、セグメント１０４の還り導体（１層）、セグメント１０２の往き導体（２層）、セグメント１０２の還り導体（３層）、セグメント１０４の往き導体（４層）の繰り返しからなる第２コイルの通常Ｕ相セグメント部分とからなる。
【００８４】
セグメント１０３、１０６の通常Ｕ相セグメント部分は、セグメント１０３の還り導体（６層）、セグメント１０３の往き導体（５層）、セグメント１０３の還り導体（６層）の繰り返しからなる第３コイルの通常Ｕ相セグメント部分と、セグメント１０６の往き導体（６層）、セグメント１０６の還り導体（５層）、セグメント１０６の往き導体（６層）の繰り返しからなる第４コイルの通常Ｕ相セグメント部分とからなる。
【００８５】
Ｕ２セグメントの配置を図１２、図１３に示す。
【００８６】
Ｕ２スロット（Ｕ２コイルの往き導体が収容されるスロット）とＵ２’スロット（Ｕ２コイルの還り導体が収容されるスロット）と往き導体と還り導体とが収容される通常Ｕ相セグメントは、通常Ｕ相セグメント１０１〜１０６により構成される。すなわち、Ｕ２セグメントの通常Ｕ相セグメント１０１〜１０６の往き導体と還り導体とは、上述したＵ１セグメントの通常Ｕ相セグメント１０１〜１０６の往き導体と還り導体のそれと全く同じである。
【００８７】
Ｕ３セグメントの配置を図１４、図１５に示す。
【００８８】
Ｕ３スロット（Ｕ３コイルの往き導体が収容されるスロット）とＵ３’スロット（Ｕ２コイルの還り導体が収容されるスロット）と往き導体と還り導体とが収容される通常Ｕ相セグメントは、通常Ｕ相セグメント１０１〜１０６により構成される。Ｕ３セグメントの通常Ｕ相セグメント１０１〜１０６の往き導体と還り導体とは、上述したＵ１セグメントの通常Ｕ相セグメント１０１〜１０６の往き導体と還り導体のそれと全く同じである。
【００８９】
（スロット番号３１の一層に収容される特別Ｕ相セグメントの説明）
図１０に示すように、略Ｌ字状の特別Ｕ相セグメント２００は、スロット番号３１のスロットの１層に収容される還り導体を構成し、特別Ｕ相セグメント２００の先端はＵ相コイルの一端を構成している。
【００９０】
（スロット番号４０に往き導体が収容される特別Ｕ相セグメントの説明）
往き導体がスロット番号４０に収容される特別Ｕ相セグメントの配置について、図１０を参照して以下に説明する。
【００９１】
略Ｕ字状の特別Ｕ相セグメント２０１は、スロット番号４０のスロットの３層に収容される往き導体と、スロット番号３２のスロットの２層位置に収容される還り導体とを有する。
【００９２】
略Ｕ字状の特別Ｕ相セグメント２０２は、スロット番号４０のスロットの４層位置に収容される往き導体と、スロット番号３２のスロットの１層位置に収容される還り導体とを有する。
【００９３】
略Ｌ字状の特別Ｕ相セグメント２０３は、スロット番号４０のスロットの５層位置に収容される往き導体を構成し、特別Ｕ相セグメント２０３の先端はＵ相コイルの他端を構成している。
【００９４】
略Ｕ字状の特別Ｕ相セグメント２０４は、スロット番号４０のスロットの６層位置に収容される往き導体と、スロット番号３２のスロットの５層位置に収容される還り導体とを有する。
【００９５】
すなわち、スロット番号４０とスロット番号３２とを接続する特別Ｕ相セグメント２０１、２０２、２０４は、９スロットピッチを有する通常Ｕ相セグメントよりも１スロットピッチ少ない８スロットピッチを有している。
【００９６】
（スロット番号４１に往き導体が収容される特別Ｕ相セグメントの説明）
往き導体がスロット番号４１に収容される特別Ｕ相セグメントの配置について、図１２を参照して以下に説明する。
【００９７】
略Ｕ字状の特別Ｕ相セグメント２０１は、スロット番号４１のスロットの３層位置に収容される往き導体と、スロット番号３３のスロットの２層位置に収容される還り導体とを有する。
【００９８】
略Ｕ字状の特別Ｕ相セグメント２０２は、スロット番号４１のスロットの４層位置に収容される往き導体と、スロット番号３３のスロットの１層位置に収容される還り導体とを有する。
【００９９】
略Ｕ字状の特別Ｕ相セグメント２０４は、スロット番号４１のスロットの６層位置に収容される往き導体と、スロット番号３３のスロットの５層位置に収容される還り導体とを有する。
【０１００】
略Ｌ字状の特別Ｕ相セグメント２０５は、特別Ｕ相セグメント２０４と同一形状を有しており、スロット番号４１のスロットの５層位置に収容される往き導体と、スロット番号４９のスロットの６層位置に収容される還り導体とを有する。
【０１０１】
すなわち、スロット番号４１とスロット番号３３とを接続する特別Ｕ相セグメント２０１、２０２、２０４は、９スロットピッチを有する通常Ｕ相セグメントよりも１スロットピッチ少ない８スロットピッチを有している。また、スロット番号４１とスロット番号４９とを接続する特別Ｕ相セグメント２０５は、９スロットピッチを有する通常Ｕ相セグメントよりも１スロットピッチ少ない８スロットピッチを有している。
【０１０２】
（スロット番号４２に往き導体が収容される特別Ｕ相セグメントの説明）
往き導体がスロット番号４２に収容される特別Ｕ相セグメントの配置について、図１４を参照して以下に説明する。
【０１０３】
略Ｕ字状の特別Ｕ相セグメント２０６は、スロット番号４２のスロットの３層位置に収容される往き導体と、スロット番号３１のスロットの５層位置に収容される還り導体とを有する。
【０１０４】
略Ｕ字状の特別Ｕ相セグメント２０７は、スロット番号４２のスロットの４層位置に収容される往き導体と、スロット番号３１のスロットの２層位置に収容される還り導体とを有する。
【０１０５】
略Ｌ字状の特別Ｕ相セグメント２０４は、スロット番号４２のスロットの５層位置に収容される往き導体と、スロット番号５０のスロットの６層位置に収容される還り導体とを有する。
【０１０６】
略Ｕ字状の特別Ｕ相セグメント２０８は、スロット番号４２のスロットの６層位置に収容される往き導体と、スロット番号５１のスロットの６層位置に収容される還り導体とを有する。
【０１０７】
すなわち、スロット番号４２とスロット番号３１とを接続する特別Ｕ相セグメント２０６、２０７は、９スロットピッチを有する通常Ｕ相セグメントよりも２スロットピッチ多い１１スロットピッチを有している。また、スロット番号４２とスロット番号５１とを接続する特別Ｕ相セグメント２０８は、９スロットピッチを有する通常Ｕ相セグメントと同じスロットピッチを有するが、往き導体と還り導体とが収容される層が同じであるため、径方向の捻りがない。更に、スロット番号４２とスロット番号５０とを接続する特別Ｕ相セグメント２０４は、９スロットピッチを有する通常Ｕ相セグメントよりも１スロットピッチ少ない８スロットピッチを有している。
【０１０８】
結局、通常Ｕ相セグメントであるＵ１セグメントにより構成されてＵ１コイルを構成する第１〜第４コイル、通常Ｕ相セグメントであるＵ２セグメントにより構成されてＵ２コイルを構成する第１〜第４コイル、通常Ｕ相セグメントであるＵ３セグメントにより構成されてＵ３コイルを構成する第１〜第４コイルは、上記した各特別セグメント２００〜２０８により直列接続されてＵ相コイルが完成される。Ｖ相コイル、Ｗ相コイルもＵ相コイルと同じ方法により構成される。
【０１０９】
（引き出し線の引き出し位置の説明）
引き出し線引き出し位置を図１６を参照して説明する。
【０１１０】
３３ＮはＵ相コイル３Ｕ（図３参照）の一周重ね巻きコイル３００１に連なる中性点接続用の引き出し線であり、３３ＵはＵ相端子接続用の引きだし線であり、これら両引き出し線は電気角π（１磁極ピッチ）離れた一対のスロットから個別に引き出される。７００３は、一周波巻きコイル４００３と４００４とを接続する波巻きコイル４０００の方向反転渡り線７００３であり、この実施例では、両波巻きコイル４００３、４００４のどちらか一方の一端７００３ａを周方向に伸ばして引き出し線３３Ｕを頭部側コイルエンドの軸方向外側にて周方向に越えさせることにより、両波巻きコイル４００３、４００４のどちらか他方の一端７００３ｂに渡り線接合部７００３ｃの部位にて溶接することにより接続を完成している。
【０１１１】
このようにすれば、渡り線接合部７００３ｃと、引き出し線３３Ｕ、３３Ｎとの干渉も回避しつつ、引き出し線３３Ｎ、３３Ｕ、渡り線７００３を２磁極ピッチの範囲に収めて無駄な引き出し線の這い回しによる無駄を減らすことができる。
【０１１２】
なお、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相の引き出し線や方向反転渡り線７００３は、互いに干渉しないように周方向に必要スロットピッチずらせることが好適であるが。中性点接続用のラインが長くなったり、各相端子が固定される端子台が周方向に長くなったりするのを防止するために、相互干渉を回避できる範囲でできるだけ周方向に近接させることが好適である。また、相端子接続用の引き出し線と中性点接続用の引き出し線とを交代させてもよく、波巻きコイル４０００をスロットの１、２層に、重ね巻きコイル３０００をスロットの３〜６層に収容してもよいことも当然である。図１７は、図１６と同じくＵ相コイル３Ｕの引き出し線が無い部分を示す部分巻線展開図である。
【０１１３】
（実施例の特徴および作用効果１）
図１０〜図１５に示す各スロットの１〜４層位置に収容される通常Ｕ相セグメント１０１、１０２、１０４、１０５において、通常Ｕ相セグメント１０１と１０４とは同一形状を有し、通常Ｕ相セグメント１０２と通常Ｕ相セグメント１０５とは同一形状を有している。通常Ｕ相セグメント１０１は、通常Ｕ相セグメント１０２の軸方向外側を回り込んで配置され、通常Ｕ相セグメント１０４は、通常Ｕ相セグメント１０５の軸方向外側を回り込んで配置される。すなわち、通常Ｕ相セグメント１０１と１０４は大回りセグメント３００（図１参照）を構成し、通常Ｕ相セグメント１０２と１０５とは小回りセグメント３０１（図１参照）を構成している。
【０１１４】
図１０〜図１５に示す各スロットの５〜６層位置に収容される通常Ｕ相セグメント１０３、１０６において、通常Ｕ相セグメント１０３と１０６とは同一形状を有し両者は交差しないので、通常Ｕ相セグメント１０２と１０３と同様の小回りセグメント３０２（図１参照）により構成することができる。
【０１１５】
すなわち、この実施例によれば、セグメントのほとんどを占める通常Ｕ相セグメントの部分において、頭部側コイルエンド９を構成するセグメントの頭部を軸方向において二重に形成することができるので、頭部側コイルエンド９の軸方向長さを短縮することができ、頭部三重構造の頭部側コイルエンドをもつ従来技術に比較して回転電機の軸方向長さを短縮することができる。又は、頭部側コイルエンド９とハウジングの後端壁との間の軸方向隙間を大きくすることができるので、冷却風の流れを向上することができる。更に、上記頭部三重構造の頭部側コイルエンドに比較して、セグメントの頭部の配線長さを短縮することができ、この部分の電気抵抗の低減による損失、発熱の低減を実現することができる。
【０１１６】
（実施例の特徴および作用効果２）
この実施例では、通常Ｕ相セグメントの他にこの通常Ｕ相セグメントとスロットピッチが異なる特別Ｕ相セグメントを採用することにより、セグメント順次接合型ステータコイルにおいて隣接複数スロットに同一相のセグメントを配置できることを見いだしたものであり、セグメント順次接合型ステータコイルが奏するスロット占積率向上などの効果を奏すると同時に、隣接複数スロットを同一相とすることによる以下の効果を実現することが可能となる。
【０１１７】
すなわち、隣接３スロットに同一相同一電流方向のスロット導体部３３を収容する構成を採用しているので、ステータの極数を増大することなくステータコイルのターン数を増加することができ、その結果として、回転電機を高電圧系で駆動することができ、インバータおよび配線のローコスト化および損失、発熱の低減を実現することができる。また、ステータの極数を増大しなくてもよいため、同一回転数においてステータコイル電圧の周波数を低減することができ、配線インダクタンスロスの低減、インバータのスイッチングロス（スイッチング過渡損失）の低減により、効率向上を実現することができる。
【０１１８】
なお、本発明の隣接複数スロットを同相化する構成と類似する構成として、一つのスロットの周方向幅を増大し、その中に周方向に隣接して複数のスロット導体部３３を配置するセグメント配置方式が考えられる。しかし、この方式は、周方向に隣接するスロット導体部３３同士がスロット導体部３３をスロットに挿入する際にこすれあって被覆樹脂膜がはがれるのを防止するために、スロットの周方向幅に十分なマージンを必要とするため、スロット占積率が低下すること、スロット数が低下するため、騒音振動が増加すること、同一スロット内にて周方向に隣接する二つのスロット導体部３３、３３が周方向に極めて接近しているために、両者がコイルエンド部において空間的に干渉するのを回避することが容易でないことなどの欠点があった。
【０１１９】
この実施例によれば、各セグメントのスロット導体部３３は必ずステータコアの歯部を介して他のセグメントのスロット導体部３３に近接するので、両者間の空間的干渉を良好に回避して、セグメント順次接合型ステータコイルの多ターン化を実現することが可能となる。
【０１２０】
（変形態様）
更に、径方向に重ね巻コイル３０００を１乃至複数配置して、同様に径方向接続セグメント５０００により直列接続してもよいことは、もちろんである。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施例の高電圧車両用回転電機の軸方向断面図である。
【図２】図１の回転電機の軸方向部分拡大断面図である。
【図３】図１の回転電機の径方向部分拡大断面図である。
【図４】図１の回転電機のセグメントを示す模式図である。
【図５】図１のステータコイルの回路図である。
【図６】重ね巻コイルの模式部分斜視図である。
【図７】重ね巻コイルの配線図である。
【図８】波巻コイルの模式部分斜視図である。
【図９】波巻コイルの配線図である。
【図１０】Ｕ１セグメントの頭部配置を示す配線図である。
【図１１】Ｕ１セグメントの飛び出し端部配置を示す配線図である。
【図１２】Ｕ２セグメントの頭部配置を示す配線図である。
【図１３】Ｕ２セグメントの飛び出し端部配置を示す配線図である。
【図１４】Ｕ３セグメントの頭部配置を示す配線図である。
【図１５】Ｕ３セグメントの飛び出し端部配置を示す配線図である。
【図１６】Ｕ相コイルの引き出し線がある部分の部分巻線展開図である。
【図１７】Ｕ相コイルの引き出し線が無い部分の部分巻線展開図である。
【符号の説明】
２ ステータコア
３ ステータコイル
８ 端部側コイルエンド
９ 頭部側コイルエンド
３０ セグメント
３１ セグメントの頭部
３２ セグメントの脚部
３３ セグメントのスロット導体部
３４ セグメントの飛び出し端部
３００ 大回り形状のセグメント
３０１ 小回り形状のセグメント
３０２ 小回り形状のセグメント
３５０ スロット
３０００ 重ね巻コイル
３００１〜３００６ 一周重ね巻きコイル
４０００ 波巻コイル
４００１〜４００６ 一周波巻きコイル
５０００ 径方向接続セグメント
６００１〜６００２、６００４〜６００５ 隣接スロット接続セグメント
６００３ 方向反転セグメント
７００１〜７００２、７００４〜７００５ 隣接スロット接続セグメント
７００３ 方向反転渡り線
Claims (4)
- 複数対の磁極を有する回転子と、径方向一方側から数えて少なくとも１〜６層の導体収容位置をそれぞれ有する多数のスロットを有するステータコアと、互いに異なる一対の前記スロットの互いに異なる前記導体収容位置を軸方向一方側から個別に挿通した後、周方向へ延在する一対の脚部を有する多数のＵ字状セグメントを、互いに径方向に隣接する前記各脚部のペアごとに接合することにより直列接続してなる相巻線を必要相数分有する多相のステータコイルとを有し、
前記Ｕ字状セグメントは、
前記スロットから飛び出した前記一対の前記脚部が周方向互いに近づく向きに曲げられる重ね巻セグメントと、前記スロットから飛び出した前記一対の前記脚部が周方向互いに遠ざかる向きに曲げられる波巻セグメントとを含むセグメント順次接合ステータコイル型回転電機において、
前記ステータコアは、
同一相の前記相巻線が収容される前記スロットを意味する同相スロットを磁極ごとに周方向へ連続してｋ（ｋは２以上の自然数）個有し、
前記相巻線は、
重ね巻コイルと、波巻コイルと、前記重ね巻コイルと前記波巻コイルとを直列接続する径方向渡り線とを有し、
前記重ね巻コイルは、
周方向所定順位の前記同相スロットの前記１、４層の前記導体収容位置に挿通される前記波巻セグメントと、前記波巻セグメントと同一の前記同相スロットの２、３層の前記導体収容位置に挿通される前記重ね巻セグメントとを交互に接続して略１周する一周重ね巻きコイルを合計２ｋ個直列接続してなり、
前記波巻コイルは、
周方向所定順位の前記同相スロットの５、６層の前記導体収容位置に挿通される前記波巻セグメントを順次接続して略１周する一周波巻コイルを合計２ｋ個直列接続してなることを特徴とするセグメント順次接合ステータコイル型回転電機。 - 請求項１記載のセグメント順次接合ステータコイル型回転電機において、
前記重ね巻コイルは、
一方向へ進行する前記一周重ね巻きコイルをｋ個直列接続した後、方向反転した後、反対方向へ進行する前記一周重ね巻きコイルをｋ個直列接続してなることを特徴とするセグメント順次接合ステータコイル型回転電機。 - 請求項１又は２記載のセグメント順次接合ステータコイル型回転電機において、
前記波巻コイルは、
一方向へ進行する前記一周波巻コイルをｋ個直列接続した後、方向反転した後、反対方向へ進行する前記一周波巻コイルをｋ個直列接続してなることを特徴とするセグメント順次接合ステータコイル型回転電機。 - 請求項１及び３記載のセグメント順次接合ステータコイル型回転電機において、
前記波巻コイルは、
一方向へ進行するｋ個の前記一周波巻コイルと反対方向へ進行するｋ個の前記一周波巻コイルとを接続する方向反転用渡り線を有し、
各相巻線の両端をなす一対の引き出し線と前記方向反転用渡り線とは、
２磁極ピッチの範囲に配置されていることを特徴とするセグメント順次接合ステータコイル型回転電機。
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