JP2005124375A - 回転電機用電機子 - Google Patents

Abstract

【課題】大電流化を実現でき、小型高効率化を実現でき、しかも引出し線や接続線を簡素化できる回転電機用電機子を提供することである。
【解決手段】Ｕ相スロットは毎極４以上の偶数のスロットを有し、各スロットにセグメント導体の挿入部が４ｍ（ｍ＝２、３・・）本挿入されている。Ｕ相巻線はＵ相スロット群の内、内側第１スロット群及び内側第２スロット群に収容された各相出力端側の高電位巻線Ｕ１２，Ｕ１３等と、外側一方スロット群及び外側他方スロット群に収容され該高電位巻線に直列接続された中性点側の低電位巻線Ｕ８４、Ｕ８１等とを含む。高電位巻線は内側第１スロット群の半数ずつに巻装され、かつスロット当たり半数の挿入部から成る内側第１部分巻線Ｕ１２等と、内側第２スロット群の半数ずつに巻装され、かつスロット当たり半数の挿入部から成り内側第１部分巻線に直列接続された内側第２部分巻線Ｕ１３等とを含む。
【選択図】図４

Description

本発明は、例えば車両で使用される回転電機の電機子に関する。

近年、車両用回転電機には高出力化（電機子巻線の許容電流アップ）と、小型化及び高効率化とが要求されている。

そのニーズに応える車両用交流発電機の電機子巻線（ステータコイル）の例として、図１５及び図１６に示すように、この電機子（ステータ）のＸ相を構成する巻線（Ｘ相巻線）が、並列接続された２つの部分巻線１００及び１０５を有するものが知られている。このうち、第１部分巻線１００は、ステータコアの第１スロット群（例えば第４スロット）に収容された複数のセグメント導体から成る巻線１０１と、第１スロット群と隣接する第２スロット群（例えば第５スロット）に収容された複数のセグメント導体から成る巻線１０２とを直列接続して構成されている。第２部分巻線１０５は第１スロット群（例えば第１０スロット）に収容された巻線１０６と第２スロット群（例えば第１１スロット）に収容された巻線１０７とを直列接続して成る。

セグメント導体の一対の挿入部（直線部）が各スロット群に収容されている。第１部分巻線１００及び第２部分巻線１０５は、それぞれ、第１スロット群に収容された挿入部の半分と、第２スロット群に収容された挿入部の半分とを有しており、それらの端部における電気的な位相が等しくなっている。つまり、各スロット群に２本ずつ挿入部が挿入された導体セグメントを接合した巻線で並列スター結線を実現している。

高出力化に関し、従来のステータでは、互いに隣接する第１スロット群及び第２スロット群に２本ずつ収容される合計４つの巻線１０１，１０２，１０６及び１０７をたすきがけ状に接続している。これにより、２つの巻線１０１及び１０２と、２つの巻線１０６及び１０７とが直列接続されて成る相巻線（部分巻線１００及び１０５）を並列接続して、通電電流の倍増を意図している。

一方、小型化及び高効率化の要求に応えるために、電源電圧を高くし、かつ電機子巻線のコイルエンドを短縮することが考えられる。しかし、その場合、導体セグメントの隣接する導体間の距離が短くなって相の異なる導体間に高い電圧差が生じ、絶縁が難しいという問題があった。即ち、図１７（電機子を内径側から見た斜視図）から分かるように、接合部１１６側及びターン部１１８側のコイルエンドでは導体１１７及び１１９が周方向斜めに曲げられている。そのため、隣接する導体１１７同士のギャップＧａ、及び隣接する導体１１９同士のギャップＧｂはともに小さくなる。
特開２００１−１６９４９０号公報

従来のステータには以下の点で改良の余地がある。第１に、通電電流アップには限界がある。許容電流をアップさせるためには電機子巻線の抵抗を下げれば良く、そのためにはセグメント導体（平角銅線）の断面積を増やすことが考えられる。しかし、断面積が大きくなると、セグメント導体の表面に電流が集中する表皮効果のため、電流の増加は頭打ちになってしまう。

第２に、導体１１７，１１９間の間隙Ｇａ、Ｇｂに関し、電源電圧が低い間はこれでもあまり問題はない。しかし、電源電圧が高くなると、相の異なる導体１１７，１１９間の電位差が大きくなるため、絶縁を確保するために特別な処理が必要となるという課題があった。

第３に、引出し線等の製作が困難である。ステータコアの端面において巻線１０１の一端は引出し線１１１によりＸ点に接続され、巻線１０２の一端は接続線１１４により中性点Ｎに接続されている。巻線１０７の一端は引出し線１１３によりＸ点に接続され、巻線１０６の一端は接続線１１４により中性点Ｎに接続されている。

各スロット群に２本ずつの挿入部を有する巻線で並列スター結線するには、図１６に示すように、各相の引出し線１１１，１１３及び接続線１１２，１１４は互いに離れた２箇所から１つに括る必要がある。そのため、これらの引出し線１１１，１１３及び接続線１１２，１１４は長くしかも形状が複雑で製作が難しかった。特に、電機子巻線の抵抗を下げるべくセグメント導体の断面積を大きくすると（太くすると）、引出し線１１１，１１３や接続線１１２，１１４の曲げ加工が困難になる。

本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、更なる大電流化を実現でき、高電圧仕様の巻線で小型化及び高効率化が実現でき、しかも引出し線や接続線を簡素化できる回転電機用電機子を提供することを目的とする。

本発明は、少なくとも４つのスロットから成る各相スロット群のうち、内側のスロットに出力端側の高電位巻線の挿入部（導体）を、両外側のスロットに中性点側の低電位巻線の挿入部（導体）を巻装することを基本的な技術思想とする。
（１）第１発明による回転電機用電機子は、請求項１に記載したように、複数のスロットを持つ電機子鉄心と、スロットに巻装された一対の挿入部を有する複数のセグメント導体を接合して成る電機子巻線と、から成る回転電機用電機子において、スロットは毎極４以上の偶数のＵ相スロットから成るＵ相スロット群、毎極４以上の偶数のＶ相スロットから成るＶ相スロット群、及び毎極４以上の偶数のＷ相スロットから成るＷ相スロット群を含み、各相スロット群の各スロットにはセグメント導体の挿入部が２ｍ（ｍ＝２，３，・・・）本挿入されている。

電機子巻線は、同じ構成を持つＵ相巻線、Ｖ相巻線及びＷ相巻線から成り、各相巻線は各相スロット群の内、内側第１スロット群及び内側第２スロット群に収容された複数のセグメント導体を接合して成る各相出力端側の高電位巻線と、外側一方スロット群及び外側他方スロット群に収容され高電位巻線に直列接続された複数のセグメント導体を接合して成る中性点側の低電位巻線とを含む。このうち、高電位巻線は、内側第１スロット群の半数ずつに巻装され、かつスロット当たり半数のセグメント導体の挿入部から成る４つの内側第１部分巻線と、内側第２スロット群の半数ずつに巻装され、かつスロット当たり半数のセグメント導体の挿入部から成り４つの内側第１部分巻線にそれぞれ直列接続された４つの内側第２部分巻線とを含む、内側スロット側４並列合成巻線から成る。

これに対して、低電位巻線は、外側一方スロット群の半数ずつに巻装され、かつスロット当たり半数のセグメント導体の挿入部から成る４つの外側一方部分巻線と、外側他方スロット群の半数ずつに巻装され、かつスロット当たり半数のセグメント導体の挿入部から成り４つの外側一方部分巻線にそれぞれ直列接続された４つの外側他方部分巻線とを含む、外側スロット側４並列合成巻線から成る。

そして、内側スロット側４並列合成巻線の合成起電力ベクトルは互いに等しく、外側スロット側４並列合成巻線の合成起電力ベクトルは互いに等しい。

請求項２の回転電機用電機子は、請求項１において、各相スロット群は４つのスロット群を含み、各スロット群には４本のセグメント導体の挿入部が挿入されている。

内側スロット側４並列合成巻線は、内側第１スロット群である第２スロット群に第１方向に半周巻装された第１一方巻線部、内側第２スロット群である第３スロット群に第１方向に半周巻装された第１他方巻線部、及び２つの巻線部を直列接続する第１接続部を含む第１巻線と；第３スロット群に第１方向に半周巻装された第２一方巻線部、第２スロット群に第１方向に半周巻装された第２他方巻線部、及び２つの巻線部を直列接続する第２接続部を含む第２巻線と；第２スロット群に第２方向に半周巻装された第３一方巻線部、第３スロット群に第２方向に半周巻装された第３他方巻線部、及び２つの巻線部を直列接続する第３接続部を含む第３巻線と；第３スロット群に第２方向に半周巻装された第４一方巻線部、第２スロット群に第２方向に半周巻装された第４他方巻線部、及び該２つの巻線部を直列接続する第４接続部を含む第４巻線と；を含む。

ここで、第１一方巻線部、第２他方巻線部、第３一方巻線部及び第４他方巻線部が内側第１部分巻線に相当し、第１他方巻線部、第２一方巻線部、第３他方巻線部及び第４一方巻線部が前記内側第２部分巻線に相当する。

外側スロット側４並列合成巻線は、外側一方スロット群である第１スロット群に第１方向に半周巻装された第５一方巻線部、外側他方スロット群である第４スロット群に第１方向に半周巻装された第５他方巻線部、及び２つの巻線部を直列接続する第５接続部を含む第５巻線と；第４スロット群に第１方向に半周巻装された第６一方巻線部、第１スロット群に第１方向に半周巻装された第６他方巻線部、及び２つの巻線部を直列接続する第６接続部を含む第６巻線と；第１スロット群に第２方向に半周巻装された第７一方巻線部、第４スロット群に第２方向に半周巻装された第７他方巻線部、及び２つの巻線部を直列接続する第７接続部を含む第７巻線と；第４スロット群に第２方向に半周巻装された第８一方巻線部、各相第１スロット群に第２方向に半周巻装された第８他方巻線部、及び２つの巻線部を直列接続する第８接続部を含む第８巻部と、を含む。

ここで、第５一方巻線部、第６他方巻線部、第７一方巻線部及び第８他方巻線部が外側一方部分巻線に相当し、第５他方巻線部、第６一方巻線部、第７他方巻線部及び第８一方巻線部が外側他方部分巻線に相当する。

請求項３の回転電機用電機子は、請求項２において、各相第１巻線の巻始め側引出し線及び各相第３巻線の巻始め側引出し線は記各相第２スロット群の同じスロットから対を成して延び出て；各相第２巻線の巻始め側引出し線及び各相第４巻線の巻始め側引出し線は第各相第３スロット群の同じスロットから対を成して延び出て；各相第５巻線の巻始め側引出し線及び各相第７巻線の巻始め側引出し線は各相第１スロット群の同じスロットから対をなして延び出て；各相第６巻線の巻始め側引出し線及び各相第８巻線の巻始め側引出し線は前記第各相第４スロット群の同じスロットから対を成して延び出ている。

これに対して、各相第１巻線の巻終り側引出し線及び各相第３巻線の巻終り側引出し線は各相第３スロット群の同じスロットから対を成して延び出て；各相第２巻線の巻終り側引出し線及び各相第４巻線の巻終り側引出し線は各相第２スロット群の同じスロットから対を成して延び出て；各相第５巻線の巻終り側引出し線及び各相第７巻線の巻終り側引出し線は各相第４スロット群の同じスロットから対を成して延び出て；各相第６巻線の巻終り側引出し線及び各相第８巻線の巻終り側引出し線は各相第１スロット群の同じスロットから対を成して延び出ている。

請求項４の回転電機用電機子は、請求項２において、第１接続部及び第３接続部はＵ字形の先端部と、第２スロット群及び第３スロット群に対をなして挿入され、その後ピッチがセグメント導体の後ピッチより短い一対の挿入部とを有する第１異形セグメント導体から成り；第２接続部及び第４接続部はＵ字形の先端部と、第２スロット群及び第３スロット群に対をなして挿入され、その後ピッチがセグメント導体の後ピッチより長い一対の挿入部とを有する第２異形セグメント導体から成る。

第５接続部及び第７接続部はＵ字形の先端部と、第１スロット群及び第４スロット群に対をなして挿入され、その後ピッチがセグメント導体の後ピッチより短い一対の挿入部とを有する第３異形セグメント導体から成り；第６接続部及び第８接続部はＵ字形の先端部と、第１スロット群及び前記第４スロット群に対をなして挿入され、その後ピッチがセグメント導体の後ピッチより長い一対の挿入部と、を有する第４異形セグメント導体から成る。
（２） 第２発明の回転電機用電機子は、請求項５に記載したように、複数のスロットを持つ電機子鉄心と、スロットに巻装された一対の挿入部を有する複数のセグメント導体を接合して成る電機子巻線と、から成る回転電機用電機子において、スロットは毎極毎相４以上の偶数のスロットから成るＵ相スロット群、Ｖ相スロット群、及びＷ相スロット群を含み、各相スロット群の各スロットには、セグメント導体の挿入部が２ｍ本（ｍ＝２，３，・・・）を１構成単位である１階として、ｎ階（ｎ＝１，２，３，・・・）の合計２ｍ×ｎ本挿入されている。

電機子巻線は同じ構成を持つＵ相巻線、Ｖ相巻線及びＷ相巻線から成り、各相巻線は各相スロット群の内、内側第１スロット群及び内側第２スロット群に収容された複数のセグメント導体を接合して成る出力端側の高電位巻線と、外側一方スロット群及び外側他方スロット群に収容され高電位巻線に直列接続された複数のセグメント導体を接合して成る中性点側の低電位巻線とから成る。

このうち、高電位巻線は、内側第１スロット群の半数ずつに巻装され、かつ各スロット各階当たり半数のセグメント導体の挿入部からなる４つの内側第１部分巻線と、内側第２スロット群の半数ずつに巻装され、かつ各スロット各階当たり半数のセグメント導体の挿入部から成り４つの内側第１部分巻線にぞれぞれ直列接続された４つの内側第２部分巻線とを含む、内側スロット側４並列合成巻線から成る。

これに対して、低電位巻線は、外側一方スロット群の半数ずつに巻装され、かつ各スロット各階当たり半数のセグメント導体の挿入部からなる前記４つの外側一方部分巻線と、外側他方スロット群の半数ずつに巻装され、かつ各スロット各階当たり半数のセグメント導体の挿入部から成り４つの外側一方部分巻線にそれぞれ直列接続された４つの外側他方部分巻線とを含む、外側スロット側４並列合成巻線から成る。

そして、内側スロット側４並列合成巻線の合成起電力ベクトルは互いに等しく、外側スロット側４並列合成巻線の合成起電力ベクトルは互いに等しい。

第１発明の回転電機用電機子によれば、各相巻線の出力端側の高電位巻線が各相スロット群の内側スロット群に収容されたセグメント導体の挿入部から成り、中性点側の低電位巻線が各相スロット群の外側スロット群に収容されたセグメント導体の挿入部から成る。よって、コイルエンドにおいて、隣接又は近接する導体間でのコロナ放電が効果的に防止される。

請求項２の回転電機用電機子によれば、各スロットにセグメント導体の挿入部が４本ずつ挿入された場合において、４つの内側第１部分巻線と４つの内側第２部分巻線とがステータコアに半周ずつ同じ方向に巻かれ合計でそれぞれ１周し、第１巻線から第４巻線から成る内側スロット側４並列合成巻線となる。また、４つの外側一方部分巻線と４つの外側他方部分巻線とがステータコアに半周ずつ同じ方向に巻かれ合計でそれぞれ１周し、第５巻線から第８巻線から成る外側スロット側４並列合成巻線となる。よって、内側スロット側４並列合成巻線から成る高電位巻線及び外側スロット側４並列合成巻線から成る低電位巻線を電気的、磁気的にバランスさせることができる。

請求項３の回転電機用電機子によれば、セグメント導体の巻始め引出し線及び巻終り引出し線の配回しが容易である。請求項４の回転電機用電機子によれば、内側第１部分巻線と内側第２部分巻線と、及び外側一方部分巻線と外側他方部分巻線とを、異形セグメント導体を用いることにより、通常のセグメント導体と同様の作業で簡単に接合できる。

第２発明の回転電機用電機子によれば、上記第１発明の効果に加えて、高電圧仕様の巻線にすることにより更に小型化高効率化を実現することができる。

（１）回転電機（発電機・電動機）
回転電機はハウジング、ステータ、ロータ及び制御装置を含む。回転電機を発電機として使用するときは、外力（例えばエンジンの補機駆動ベルト）によりプーリを介してロータを回転する。電機子に発生した交流電力を制御装置で直流電力に変換して直流電源に充電する。これに対して、回転電機を電動機として使用するときは、直流を制御装置で交流に変換してステータに供給する。回転するロータの回転力を利用して負荷を駆動する。例えぱプーリを介して補機駆動ベルトによりエンジンを始動する。
（２）ステータ
ステータは少なくとも電機子鉄心と電機子巻線とから成る。電機子鉄心は内周面に複数のスロットを備えている。スロットは、Ｕ相スロット、Ｖ相スロット及びＷ相スロットから成り、各相スロットは毎極４以上の偶数（４，６，・・）のスロットから成る各相スロット群を有する。例えば極数＝８，スロット数＝９６（極数の３×４倍）としている。

各相スロット群は内側スロット群と外側スロット群とから成り、内側スロット群は内側第１スロット群及び内側第２スロット群からなり、外側スロット群は外側一方スロット群及び外側他方スロット群からなる。各スロット群にはセグメント導体の挿入部が２ｍ（ｍ＝２，３，・・・）本、径方向に重ねて挿入されている。

スロット群が４つのスロットから成る場合については、実施例で説明する。たとえば各相スロット群が毎極６つのスロットから成る場合、第３スロットが内側第１スロット、第４スロットが内側第２スロットで、第１スロット及び第２スロットが外側一方スロット、第５スロット及び第６スロットが外側他方スロットである。
（３）電機子巻線
電機子巻線は同じ構成のＵ相巻線、Ｖ相巻線及びＷ相巻線から成り、各相巻線は複数のセグメント導体を接合して構成される。セグメント導体はステータコアのスロットに挿入される一対の挿入部と、ステータコアの一端面から突出するＵ字形状のターン部と、ステータコアの他端面から突出し接合される一対の接合部とを含む。

各相巻線は、内側のスロット及び両外側のスロットに所定本数（４，６，８，・・・）ずつ巻装される。たとえば、内側スロットに４本ずつ収容された合計８本の挿入部を１セットとし、外側スロットに４本ずつ収容された合計８本の挿入部を１セットにしたとき、２つのセットにより電気的に等価な４つの並列回路が１組構成される。この組をスロットの半径方向に１つ、２つ又は３つ配置する。２つ配置したときは２階構造になり、３つ配置したときは３階構造になり、各階同士は直列接続される。

各階は高電位巻線とこれに直列接続された低電位巻線とから成る。高電位巻線は４つの内側第１部分巻線及び４つの内側第２部分巻線を含む。４つの内側第１部分巻線は内側第１スロット群の半数ずつに巻装され、かつスロットあたり半数のセグメント導体の挿入部を含む。４つの内側第２部分巻線は内側第２スロット群の半数ずつに巻装され、かつスロットあたり半数のセグメント導体の挿入部を含む。低電位巻線は４つの外側一方巻線及び４つの外側他方巻線を含む。４つの外側一方巻線は外側一方スロット群の半数に巻装され、かつスロットあたり半数ずつのセグメント導体の挿入部を含む。４つの外側他方部分巻線は外側他方スロット群の半数に巻装され、かつスロットあたり半数のセグメント導体の挿入部を含む。

４つの内側第１部分巻線と４つの内側第２部分巻線とは内側接続部でそれぞれ直列接続され、外側一方部分巻線と外側他方部分巻線とは外側接続部でそれぞれ直列接続される。高電位巻線と低電位巻線とは溶接等により接続される。内側接続部及び外側接続部は、通常のセグメント導体とは挿入部のピッチ（後ピッチ）が異なる異形セグメント導体から成る。

内側第１部分巻線及び内側第２部分巻線の巻始め側引出し線は、それぞれ隣接する内側第１スロット及び内側第２スロットから引き出され、出力端に接続される。外側一方部分巻線及び外側他方部分巻線の巻終り側引出し線は、それぞれ隣接する外側一方スロット及び外側他方スロットから引き出され、中性点に接続される。

以下、本発明の実施例を添付図面を参照しつつ説明する。
＜第１実施例＞
（構成）
ａ．回転電機
図１に示す交流モータ（永久磁石同期モータ）はハウジング１０、電機子（ステータ）３０及び回転子２５等を含む。ハウジング１０はそれぞれ一端が開口した左方ハウジング１１及び右方ハウジング１６から成る。左方ハウジング１１内に電機子３０及び回転子２５が配置され、右方ハウジング１６がこれらを覆っている。即ち、左方ハウジング１１の端壁及び右方ハウジング１６の端壁に軸受１２及び１７を介して回転軸２０が回転可能に支持されている。中間部に回転子２５が取り付けられ、左方の端壁から突出した軸部分にプーリ（不図示）が固定されている。

電機子３０は、電機子鉄心（ステータコア）３２と、インシュレータ３１を介してそのスロット３３に挿入された電機子巻線（ステータコイル）３５とを含む。詳細については次述する。回転子２５は回転子鉄心２６と、これに埋設された複数の永久磁石２７とを含み、電機子３０に対向している。
ｂ．電機子
次に、電機子３０について詳述する。図１及び図２から分かるように、電機子３０は電機子鉄心３２とステータコイル３５とから成る。電機子鉄心３２は、全体的にリング形状を呈し、その内周面には軸方向に延びる多数のスロット３３が所定ピッチで形成されている。各スロット３３は同じ形状で、所定幅及び所定深さを持ち、開口側は幅（円周方向寸法）が小さくなっている。

各スロット３３にインシュレータ３１を介して、ステータコイル３５を構成するセグメント導体３７及び４２（図３参照）が挿入され、一端のターン部３９及び４４は電機子鉄心３２の一端面から、他端の接合部４１ａ、４１ｂ、４５ａ及び４５ｂは電機子鉄心の他端面から、それぞれ軸方向に突出している。

次に、各相巻線を構成するセグメント導体３７，４２につき図３にて説明する。内側セグメント導体３７は一対の平行な挿入部（直線部）３８ａ及び３８ｂと、その一端のＵ字形のターン部３９と、他端の一対の接合部４１ａ及び４１ｂとを含む。接合部４１ａ及び４１ｂは幅方向で互いに近づく方向に屈曲している。外側セグメント導体４２は一対の平行な挿入部（直線部）４３ａ及び４３ｂと、その一端のＵ字形のターン部４４と、一対の他端の接合部４５ａ及び４５ｂとを含む。接合部４５ａ及び４５ｂは幅方向で互いに離れる方向に屈曲している。なお、破線で示したのはセグメント導体３７及び４２に接続される他のセグメント導体の対応部分である。
ｃ．ベクトル図
ステータコイル３５は互いにスター結線されたＵ相巻線、Ｖ相巻線Ｗ相巻線から成る。各相巻線は２組（高電位側及び低電位側）の４並列巻線を含み、高電位側の４並列巻線と低電位側の４並列巻線とが直列接続されている。Ｕ相巻線、Ｖ相巻線Ｗ相巻線は同じ構成を持つので、以下代表例としてＵ相巻線に付き、図４の結線図（ベクトル図）を参照しつつ説明する。

Ｕ相巻線は出力端に近い高電位側の４並列巻線（Ｕ１からＵ４）と、中性点に近い低電位側の４並列巻線（Ｕ５からＵ８）とが直列接続されて成る。Ｕ相第１巻線Ｕ１からＵ相第４巻線Ｕ４は第１接続点Ｕｓ１から第４接続点Ｕｓ４により、それぞれＵ相第５巻線Ｕ５からＵ相第８巻線Ｕ８に直列接続されている。なお、第１から第４接続点Ｕｓ１からＵｓ４は同電位にあるので、図４に示すように分けても良いし、一つにまとめても良い。
ｄ．高電位４並列巻線
高電位側の４並列巻線はＵ相第１巻線Ｕ１、Ｕ相第２巻線Ｕ２、Ｕ相第３巻線Ｕ３、Ｕ相第４巻線Ｕ４から成る。このうち、Ｕ相第１巻線Ｕ１は巻線部Ｕ１２と巻線部Ｕ１３とがＵ相第１接続部Ｕｃ１にて直列接続され、Ｕ相第２巻線Ｕ２は巻線部Ｕ２３と巻線部Ｕ２２とがＵ相第２接続部Ｕｃ２にて直列接続されている。Ｕ相第３巻線Ｕ３は巻線部Ｕ３２と巻線部Ｕ３３巻線とがＵ相第３接続部Ｕｃ３にて直列接続され、Ｕ相第４巻線Ｕ４は巻線部Ｕ４３と巻線部Ｕ４２とがＵ相第４接続部Ｕｃ４にて直列接続されている。

巻線部Ｕ１からＵ４は多数のセグメント導体３７、４２を接合して成り、後述するように毎極４つのＵ相スロットの内、内側の２つであるＵ相第２スロット群、Ｕ相第３スロット群に巻装されている。つまり、第２スロット−第３スロット合成巻線でもあり、各巻始めが出力端Ｕに近い高電位巻線を構成している。Ｕ相第１巻線Ｕ１からＵ相第４巻線Ｕ４は合成起電力ベクトルが互いに等しい。第１接続部Ｕｃ１から第４接続部Ｕｃ４については後述する。
ｅ．低電位４並列巻線
低電位側の４並列巻線はＵ相第５巻線Ｕ５、Ｕ相第６巻線Ｕ６、Ｕ相第７巻線Ｕ７、Ｕ相第８巻線Ｕ８から成る。上記Ｕ相第４巻線Ｕ４に直列接続されたＵ相第５巻線Ｕ５は巻線部Ｕ５１と巻線部Ｕ５４とがＵ相第５接続部Ｕｃ５にて直列接続され、Ｕ相第３巻線Ｕ３に直列接続されたＵ相第６巻線Ｕ６は巻線部Ｕ６４と巻線部Ｕ６１とがＵ相第６接続部Ｕｃ６にて直列接続されている。Ｕ相第２巻線Ｕ２に直列接続されたＵ相第７巻線Ｕ７は巻線部Ｕ７１と巻線部Ｕ７４とがＵ相第７接続部Ｕｃ７にて直列接続され、Ｕ相第１巻線Ｕ１に直列接続されたＵ相第８巻線Ｕ８は巻線部Ｕ８４と巻線部Ｕ８１とがＵ相第８接続部Ｕｃ８にて直列接続されている。

Ｕ相第５巻線Ｕ５からＵ相第８巻線Ｕ８は合成起電力ベクトルが互いに等しい。後述するように、毎極４つのＵ相スロットの内、外側の２つであるＵ相第１スロット群、Ｕ相第４スロット群に巻装された第１スロット−第４スロット合成巻線でもあり、各巻終わりが中性点Ｎ１からＮ４に近い低電位巻線を構成している。第５接続部Ｕｃ５から第８接続部Ｕｃ８については後述する。

以上の結果、Ｕ相第１巻線Ｕ１とＵ相第８巻線Ｕ８，Ｕ相第２巻線Ｕ２とＵ相第７巻線Ｕ７，Ｕ相第３巻線Ｕ３とＵ相第６巻線Ｕ６，Ｕ相第４巻線Ｕ４とＵ相第５巻線Ｕ５とは、合成起電力ベクトルが互いに等しい。

図４において、２組の４並列巻線を出力端から中性点の向きに追っていくと、右から順にＵ相第１巻線Ｕ１−Ｕ相第８巻線Ｕ８、Ｕ相第２巻線Ｕ２−Ｕ相第７巻線Ｕ７、Ｕ相第３巻線Ｕ３−Ｕ相第６巻線Ｕ６、Ｕ相第４巻線Ｕ４−Ｕ相第５巻線Ｕ５の順番で接続してある。これは、第１接続部Ｕｃ１から第８接続部Ｕｃ８を含めて、４つの高電位−低電位巻線（高低巻線）Ｕ１−Ｕ８，高低巻線Ｕ２−Ｕ７，高低巻線Ｕ３−Ｕ６，高低巻線Ｕ４−Ｕ５の抵抗及びインダクタンスを互いに合致させるためである。

他のＶ相、Ｗ相も同様に２組の４並列巻線（高電位巻線と低電位巻線）から構成されており、Ｕ相、Ｖ相及びＷ相の３相巻線は中性点Ｎ１からＮ４でスター結線されている。なお、中性点Ｎ１からＮ４はここでは別々にしてスター結線しているが、一つにまとめて結線しても良い。
ｆ．Ｕ相巻線の形成
（イ）全体
次に複数のセグメント導体３７及び４２のスロット３３への挿入、接続及び端部４０ａ、４０ｂ、４６ａ及び４６ｂの接合によるＵ相巻線の形成につき、図２、図４、図５から図１１を参照しつつ説明する。ここで、説明の簡素化のため、図５から図１１の巻線図は極数＝４（スロット数＝４８）として説明する。ただし、回転電機の用途により、６極、８極、・・・としても良い。また、図５から図１１においてスロット３３の径方向に挿入された４本のセグメント導体の挿入部のうち、内径側から第１層を一点鎖線、第２層を破線、第３層を実線、そして第４層を二点鎖線で示している。

図５に示すように、ステータコア３２の多数のスロット３３はＵ相スロット（例えば第２５スロットから第２８スロット）、Ｖ相スロット（例えば第１７スロットから第２０スロット）及びＷ相スロット（例えば第９スロットから第１２スロット）に分類される。即ち各相スロットは毎極４つのスロットを含む。ステータコイル３５は、スロット３３に、Ｕ相、Ｖ相及びＷ相巻線が互いに８スロット分（電気角で１２０°）ずらして巻装されて成る。

以下、代表例としてＵ相巻線につき説明する。図５のＵ相巻線を構成する高電位の４並列巻線を図６に、低電位の４並列巻線を図７に示す。
（ロ）高電位巻線
図４，図６及び図１２に示すように、高電位の４並列巻線は、毎極４つのＵ相スロット（たとえば第２５スロットから第２８スロット）の内側の２つ（第２６スロット及び第２７スロット）に巻装されたＵ相第１巻線Ｕ１、Ｕ相第２巻線Ｕ２、Ｕ相第３巻線Ｕ３及びＵ相第４巻線Ｕ４を含む。一方、低電位の４並列巻線は、図４，図７及び図１２に示すように、毎極４つのＵ相スロットの外側２つ（第２５スロット及び第２８スロット）に巻装されたＵ相第５巻線Ｕ５、Ｕ相第６巻線Ｕ６、Ｕ相第７巻線Ｕ７及びＵ相第８巻線Ｕ８を含む。

図６の高電位４並列巻線を、図８のＵ相第１巻線Ｕ１及びＵ相第２巻線Ｕ２と、図９のＵ相第３巻線Ｕ３及びＵ相第４巻線Ｕ４に分解して詳説する。図８において、Ｕ相第１巻線Ｕ１は、Ｕ相第２スロット群に右周回方向に半周巻装された巻線部Ｕ１２と、Ｕ相第３スロット群に右周回方向に半周巻装された巻線部Ｕ１３と、巻線部Ｕ１２とＵ１３とを接続するＵ相第１接続部Ｕｃ１とから構成される。

Ｕ相第１巻線Ｕ１の巻線部Ｕ１２は、Ｕ相第２スロット群である第２６スロット、第１４スロット・・に挿入されたセグメント導体４２、３７から成る。巻線部Ｕ１３は、Ｕ相第３スロット群である第３スロット、第３９スロット・・に挿入されたセグメント導体４２、３７から成る。このように、巻線部Ｕ１２と巻線部Ｕ１３とは半周した処で巻装されるスロットが第２スロット群から第３スロット群に変化している。これは、後述するＵ相第３巻線部Ｕ３でも同じである。

Ｕ相第２巻線Ｕ２は、Ｕ相第３スロット群である第２７スロット、第１５スロット・・に右周回方向に半周巻装された巻線部Ｕ２３と、Ｕ相第２スロット群である第２スロット、第３８スロット・・に右周回方向に半周巻装された巻線部Ｕ２２と巻線部Ｕ２３と巻線部Ｕ２２とを接続するＵ相第２接続部Ｕｃ２とから成る。このように、巻線部Ｕ２３と巻線部Ｕ２２とは半周した処で巻装されるスロットが第３スロット群から第２スロット群に変化している。これは、後述するＵ相第４巻線部Ｕ４でも同じである。

図９において、Ｕ相第３巻線Ｕ３は、Ｕ相第２スロット群である第２６スロット、第３８スロット・・に左周回方向に半周巻装された巻線部Ｕ３２と、Ｕ相第３スロット群である第１５スロット、第２７スロット・・に左周回方向に半周巻装された巻線部Ｕ３３と、巻線部Ｕ３２とＵ３３とを接続するＵ相第１接続部Ｕｃ３とから構成される。

Ｕ相第４巻線Ｕ４は、Ｕ相第３スロット群である第２７スロット、第３９スロット・・に左周回方向に半周巻装されたＵ４３巻線と、Ｕ相第２スロット群である第１４スロット、第２６スロット・・に左周回方向に半周巻装されたＵ４２巻線と、Ｕ４３巻線とＵ４２巻線とを接続するＵ相第４接続部Ｕｃ４とから構成される。

これから明らかなように、高電位巻線のうちＵ相端側の巻線部Ｕ１２、巻線部Ｕ２２、巻線部Ｕ３２及び巻線部Ｕ４２は第２スロット群の半数ずつに巻装されている。また、巻線部Ｕ１３、巻線部Ｕ２３、巻線部Ｕ３３及び巻線部Ｕ４３は第３スロット群の半数ずつに巻装されている。よって、巻線部Ｕ１２、Ｕ２２、Ｕ３２及びＵ４２が内側第１部分巻線であり、巻線部Ｕ１３、Ｕ２３、Ｕ３３及びＵ４３が内側第２部分巻線である。
（ハ）低電位側巻線
図７の低電位４並列巻線を、図１０のＵ相第５巻線Ｕ５及びＵ相第６巻線Ｕ６と、図１１のＵ相第７巻線Ｕ７及びＵ相第８巻線Ｕ８に分解して詳説する。図１０において、Ｕ相第５巻線Ｕ５は、Ｕ相第１スロット群に右周回方向に半周巻装された巻線部Ｕ５１と、Ｕ相第４スロット群に右周回方向に半周巻装された巻線部Ｕ５４と、巻線部Ｕ５１とＵ５４とを接続するＵ相第５接続部Ｕｃ５とから構成される。

Ｕ相第５巻線Ｕ５の巻線部Ｕ５は、Ｕ相第１スロットで群である第２５スロット、第１３スロット・・に挿入されたセグメント導体４２、３７から成る。巻線部Ｕ５４は、Ｕ相第４スロット群である第４スロット、第４０スロット・・に挿入されたセグメント導体４２、３７から成る。このように、巻線部Ｕ５１と巻線部Ｕ５４とは半周した処で巻装されるスロットが第１スロット群から第４スロット群に変化している。これは、後述するＵ相第７巻線部Ｕ７でも同じである。

Ｕ相第６巻線Ｕ６は、Ｕ相第４相スロット群である第２８スロット、第１６スロット・・・に右周回方向に半周巻装された巻線部Ｕ６４と、Ｕ相第１スロット群である第１スロット、第３７スロット・・に右周回方向に半周巻装された巻線部Ｕ６１と、巻線部Ｕ６４とＵ６１とを接続するＵ相第６接続部Ｕｃ６とから成る。このように、巻線部Ｕ６４と巻線部Ｕ６１とは半周した処で巻装されるスロットが第４スロット群から第１スロット群に変化している。これは、後述するＵ相第８巻線部Ｕ８でも同じである。

図１１において、Ｕ相第７巻線Ｕ７は、Ｕ相第１スロット群である第２５スロット、第３７スロット・・に左周回方向に半周巻装された巻線部Ｕ７１と、Ｕ相第４スロット群である第１６スロット、第２８スロット・・に左周回方向に半周巻装された巻線部Ｕ７４と、巻線部Ｕ７１とＵ７４とを接続するＵ相第７接続部Ｕｃ７とから構成される。

Ｕ相第８巻線Ｕ８は、Ｕ相第４スロット群である第２８スロット、第４０スロット・・に左周回方向に半周巻装された巻線部Ｕ８４と、Ｕ相第１スロット群である第１３スロット、第２５スロット・・に左周回方向に半周巻装された巻線部Ｕ８１と、巻線部Ｕ８４と巻線部Ｕ８１とを接続するＵ相第８接続部Ｕｃ８とから構成される。

これから明らかなように、低電位巻線のうち巻線部Ｕ５１、巻線部Ｕ６１、巻線部Ｕ７１及び巻線部Ｕ８１は第１スロット群の半数ずつに巻装されている。また、巻線部Ｕ５４、巻線部Ｕ６４、巻線部Ｕ７４及び巻線部Ｕ８４は第４スロット群の半数ずつに巻装されている。よって、巻線部Ｕ８１、Ｕ７１、Ｕ６１及びＵ５１が外側一方部分巻線であり、巻線部Ｕ８４、Ｕ７４、Ｕ６４及びＵ５４が外側他方部分巻線である。

別の見方をすれば、第１高低巻線（巻線部Ｕ１２−巻線部Ｕ１３−巻線部Ｕ８４−巻線部Ｕ８１）は第２スロット群、第３スロット群、第４スロット群及び第１スロット群に半周ずつ巻装されている。これは、第２高低巻線（巻線部Ｕ２３−巻線部Ｕ２２−巻線部Ｕ７１−巻線部Ｕ７４）、 第３高低巻線（巻線部Ｕ３２−巻線部Ｕ３３−巻線部Ｕ６４−巻線部Ｕ６１）、及び第４高低巻線（巻線部Ｕ４３−巻線部Ｕ４２−巻線部Ｕ５１−巻線部Ｕ５４）についても同様である。ただし、スロットの巻装順序は異なる。
ｇ．引出し線
次に、巻始め側及び巻終り側の引出し線について図６及び図７にて説明する。
（イ）巻始め側
図６に示すように、Ｕ相第１巻線Ｕ１の巻始め側引き出し線Ｕ１ａ、及びＵ相第３巻線Ｕ３の巻始め側引出し線Ｕ３ａは、ともにＵ相第２スロット群の一つである第２６スロットから対をなして延長されている。Ｕ相第２巻線Ｕ２の巻始め側引出し線Ｕ２ａ及びＵ相第４巻線Ｕ４の巻き始め側引出し線Ｕ４ａはともにＵ相第３スロット群の一つである第２７スロットから対をなして延長されている。巻始め側引出し線Ｕ１ａからＵ４ａは一つに束ねられ出力端Ｕに接続されている。

図７に示すように、Ｕ相第５巻線Ｕ５の巻始め側引出し線Ｕ５ａ及びＵ相第７巻線Ｕ７の巻始め側引出し線Ｕ７ａはともにＵ相第１スロット群の一つである第２５スロットから対をなして延長されている。Ｕ相第６巻線Ｕ６の巻始め側引出し線Ｕ６ａ及びＵ相第８巻線Ｕ８の巻始め側引出し線Ｕ８ａはともにＵ相第４スロット群の一つである第２８スロットから対をなして延長されている。 そして、巻始め側引出し線Ｕ５ａからＵ８ａは一つに束ねられ出力端Ｕに接続されている。
（ロ）巻終り側
巻終り側に関し、図６に示すように、Ｕ相第１巻線Ｕ１の巻終わり側引出し線Ｕ１ｂ、及びＵ相第３巻線Ｕ３の巻終り側引出し線Ｕ３ｂはともにＵ相第３スロット群の一つである第３９スロットから対をなして延長されている。Ｕ相第２巻線Ｕ２の巻終り側の引出し線Ｕ２ｂ、及びＵ相第４巻線Ｕ４の巻終り側の引出し線Ｕ４ｂはともにＵ相第２スロット群の一つである第３８スロットから対をなして延長されている。そして、巻終り側引出し線Ｕ１ｂからＵ４ｂは一つに束ねられ直列接続点Ｕｓ１からＵｓ４に接続されている。

図７に示すように、Ｕ相第５巻線Ｕ５の巻終り側引出し線Ｕ５ｂ及びＵ相第７巻線Ｕ７の巻終り側引出し線Ｕ７ｂはともにＵ相第４スロット群の一つである第４０スロットから対をなして延長されている。Ｕ相第６巻線Ｕ６の巻終り側引出し線Ｕ６ｂ、及びＵ相第８巻線Ｕ８の巻終り側引出し線Ｕ８ｂはともにＵ相第１スロット群の一つである第３７スロットから対をなして延長されている。そして、巻終り側引出し線Ｕ５ｂからＵ８ｂは一つに束ねられ中性点Ｎ１からＮ４に接続されている。
ｈ．接続部
次に、Ｕ相第１巻線Ｕ１からＵ相第８巻線Ｕ８の巻線部同士を接続する第１接続部から第８接続部につき説明する。
（イ）第１接続部から第４接続部
図６、図８及び図９において、Ｕ相第１巻線Ｕ１の巻線部Ｕ１２と巻線部Ｕ１３とは第１接続部であるＵ字形状の先端部Ｕｃ１を持つ内側異形セグメント導体６１により接続され、Ｕ相第３巻線Ｕ３の巻線部Ｕ３２と巻線部Ｕ３３とは第３接続部であるＵ字形状の先端部Ｕｃ３を持つ内側異形セグメント導体６５により接続されている。内側異形セグメント導体６１及び６５はその一対の直線部（挿入部）がＵ相第２スロット群の一つである第１４スロット及びＵ相第３スロット群の一つである第３スロットから対をなして延長されている。両方の挿入部間のピッチである後ピッチは、上記セグメント導体３７、４２の後ピッチ（＝１２スロットピッチ）より短く、１１スロットピッチである。このように、１スロットピッチ短くすることにより、隣のスロットヘ所謂転位をしている。

Ｕ相第２巻線Ｕ２の巻線部Ｕ２３と巻線部Ｕ２２とは第２接続部であるＵ字形状の先端部Ｕｃ２を持つ外側異形セグメント導体６３により接続され、Ｕ相第４巻線Ｕ４の巻線部Ｕ４３と巻線部Ｕ４２とは第４接続部である先端部Ｕｃ４を持つ外側異形セグメント導体６７により接続されている。外側異形セグメント導体６３及び６７はその一対の挿入部がＵ相第３スロット群の一つである第１５スロット及びＵ相第２スロット群の一つである第２スロットから対をなして延長されている。両方の挿入部間のピッチである後ピッチは、セグメント導体３７、４２の後ピッチより長く、１３スロットピッチである。このように、１スロットピッチ長くすることにより、隣のスロットへ転位をしている。
（ロ）第５接続部から第８接続部
図７，図１０及び図１１において、Ｕ相第５巻線Ｕ５の巻線部Ｕ５１と巻線部Ｕ５４とは第５接続部であるＵ字形状の先端部Ｕｃ５を持つ内側異形セグメント導体７１により接続され、Ｕ相第７巻線Ｕ７の巻線部Ｕ７１と巻線部Ｕ７４とは第７接続部であるＵ字形状の先端部Ｕｃ７を持つ内側異形セグメント導体７５により接続されている。内側異形セグメント導体７１及び７５はその一対の直線部（挿入部）がＵ相第１スロット群の一つである第１３スロット及びＵ相第４スロット群の一つである第４スロットから対をなして延長されている。両方の挿入部間のピッチである後ピッチは、上記セグメント導体３７、４２の後ピッチ（＝１２スロットピッチ）より短く、９スロットピッチである。このように、３スロットピッチ短くすることにより、近接スロットへ所謂転位をしている。

Ｕ相第６巻線Ｕ６の巻線部Ｕ６４と巻線部Ｕ６１とは第６接続部であるＵ字形状の先端部Ｕｃ６を持つ外側異形セグメント導体７３により接続され、Ｕ相第８巻線Ｕ８の巻線部Ｕ８４と巻線部Ｕ８１とは第８接続部である先端部Ｕｃ８を持つ外側異形セグメント導体７７により接続されている。外側異形セグメント導体７３及び７７はその一対の挿入部がＵ相第４スロット群の一つである第１６スロット及びＵ相第１スロット群の一つである第１スロットから対をなして延長されている。両方の挿入部間のピッチである後ピッチは、セグメント導体３７、４２の後ピッチより長く、１５スロットピッチである。このように、３スロットピッチ長くすることにより、近接スロットヘ転位をしている。
（作用効果）
この実施例の作用は公知であり、しかも本発明と直接関係ないので、説明を割愛する。

この実施例によれば、以下の効果が得られる。第１に、ステータコア３２の一端面及び他端面のコイルエンドの隣接する導体間（特に異相間）でのコロナ放電が抑制される。即ち、図４のベクトル図に示すように、４つの高低巻線Ｕ１−Ｕ８，高低巻線Ｕ２−Ｕ７，高低巻線Ｕ３−Ｕ６，及び高低巻線Ｕ４−Ｕ５の全てにおいて、出力端Ｕ側が高電位巻線で、中性点Ｎ側が低電位巻線となっている。

実際のステータコア３２では、図１２に示すように、内側の２つのスロット内の高電位の挿入部を、左右両側の２つのスロット内の低電位の挿入部で挟んでいる。よって、Ｕ相巻線の両外側の低電位巻線Ｕ５からＵ８は、円周方向においてＶ相巻線の両外側の低電位巻線、及びＷ相巻線の低電位巻線と隣接することになる。

これに対して、従来のように４つのスロットの右端（又は左端）の挿入部が最も高電位で、左端（又は右端）の挿入部が最も低電位の場合、コイルエンドにおいてある相巻線の低電位の導体と別の相巻線の高電位の導体とが隣接することになる。

第２に、各相巻線を構成する内側導体セグメント３７及び外側導体セグメント４２から出力端Ｕ、Ｖ及びＷ相出力端への引出し線、及び中性点Ｎへの引出し線の接続が容易である。これは、隣接又は近接する２つのスロットから２本ずつの引出し線を引き出して各々４本の引出し線を束ねるからである。

詳述すると、巻始め側では、引出し線Ｕ１ａからＵ４ａが隣接する第２６スロット及び第２７スロットから引き出され（図６参照）、引出し線Ｕ５ａからＵ８ａが近接する第２５スロット及び第２８スロットから引き出されている（図７参照）。一方、巻終り側では、引出し線Ｕ１ｂからＵ４ｂが隣接する第３８スロット及び第３９スロットから引き出され（図６参照）、引出し線Ｕ５ｂからＵ８ｂが近接する第３７スロット及び第４０スロットから引き出されている（図７参照）。その結果、並列巻線数が多いにも拘わらず、出力端Ｕや中性点Ｎへの接続を極めてシンプルにできる。

第３に、例えば、Ｕ相第１巻線Ｕ１から第４巻線Ｕ４を形成する巻線部Ｕ１２，Ｕ１３や、Ｕ相第５巻線Ｕ５から第８巻線Ｕ８を形成する巻線部Ｕ５１，Ｕ５４等の合成ベクトルの調整、即ち収容スロットの変更が容易である。例えば、Ｕ相第１巻線Ｕ１のＵ相第１接続部Ｕｃ１を内側異形セグメント導体６１で構成している。この内側異形導体セグメント６１は、内側セグメント導体３７と同じ構成で、両方の挿入部間のピッチが異なるのみである。よって、スロットへの挿入及び接合部の接合は内側セグメント導体３７と同様に簡単に行うことができる。

このようにＵ相第１接続部Ｕｃ１からＵ相第４接続部Ｕｃ４、及びＵ相第５接続部Ｕｃ５からＵ相第８接続部Ｕｃ８は、セグメント導体３７，４２を後ピッチだけが異なる異形セグメント導体６１，６３，６５及び６７や，異形セグメント導体７１，７３，７５及び７７につなぎ替えるだけの簡素な構成にでき、製作が容易である。
＜第２実施例＞
本発明の第２実施例を図１３及び図１４を基に説明する。これは、更に高電圧仕様で回転電機の高出力化及び小型高効率化を実現するため、ステータコアの各スロットに挿入するセグメント導体の挿入部の本数を増やした例である。
（構成）
図１３に示すように、高電圧仕様にするため、Ｕ相スロットの４つのスロットにそれぞれ径方向に配列された４本の挿入部を１階（第１実施例に相当）と考えたとき、３階構造を採用している。具体的には、例えば第２５スロット、第２６スロット、第２７スロット及び第２８スロット）に、それぞれ４本ずつ３組（合計１２本）の挿入部が径方向に重ねて挿入されている。１階、２階及び３階とも、内側の２つのスロット（第２６スロット及び第２７スロット）に出力端Ｕに近い高電位巻線が巻装され、外側の２つのスロット（第２５スロット及び第２８スロット）に中性点Ｎに近い低電位巻線が巻装されている。

高電位巻線は、内側の２つのスロットの３階（スロット外径側）から巻き始められ（図中ａ）、以下２階（図中ｂ）、そして１階（図中ｃ）の順に巻装される。これに続き、低電位巻線は、外側の２つのスロットの１階（図中ｄ）、２階（図中ｅ）、そして３階（図中ｆ）の順に巻装され、巻終わりが中性点Ｎに接続されている。

Ｕ相巻線の詳細について図１４の結線図（ベクトル図）を用いて説明する。出力端Ｕに近い高電位巻線は、Ｕ相第２スロット群、Ｕ相第３スロット群の３階から巻始められた４並列巻線（図１４中右から左へ順にＵ相第１巻線Ｕ１、Ｕ相第２巻線Ｕ２、Ｕ相第３巻線Ｕ３、Ｕ相第４巻線Ｕ４）と、続く２階に巻装された４並列巻線（右から左へ順にＵ相第２巻線Ｕ２、Ｕ相第３巻線Ｕ３、Ｕ相第４巻線Ｕ４、Ｕ相第１巻線Ｕ１）と、１階に巻装された４並列巻線（右から左へ順にＵ相第３巻線Ｕ３、Ｕ相第４巻線Ｕ４、Ｕ相第１巻線Ｕ１、Ｕ相第２巻線Ｕ２）とで構成されている。１階から３階の３つの４並列巻線（Ｕ相第１巻線Ｕ１からＵ相第４巻線Ｕ４）は各階とも合成起電力ベクトルが互いに等しい。

一方、中性点Ｎ１からＮ４に近い低電位巻線は、Ｕ相第１スロット群、Ｕ相第４スロット群の１階から巻始められた４並列巻線（図中右から左へ順にＵ相第８巻線Ｕ８、Ｕ相第５巻線Ｕ５、Ｕ相第６巻線Ｕ６、Ｕ相第７巻線Ｕ７）と、続く２階に巻装された４並列巻線（図中右から左へ順にＵ相第７巻線Ｕ７、Ｕ相第６巻線Ｕ６、Ｕ相第５巻線Ｕ５、Ｕ相第８巻線Ｕ８）と、３階に巻装された４並列巻線（図中右から順にＵ相第６巻線Ｕ６、Ｕ相第７巻線Ｕ７、Ｕ相第８巻線Ｕ８、Ｕ相第５巻線Ｕ５）とで構成されている。１階から３階の４並列巻線（Ｕ相第５巻線Ｕ５からＵ相第８巻線Ｕ８）は各階とも合成起電力ベクトルが互いに等しい。上記高電位巻線と低電位巻線は直列接続されている結果、４つの高低巻線の出力端−中性点間も合成起電力ベクトルが互いに等しい。

ここで、４つの並列巻線を出力端Ｕから中性点Ｎの向きに追っていくと、右から順にＵ相第１巻線Ｕ１−Ｕ相第２巻線Ｕ２−Ｕ相第３巻線Ｕ３−Ｕ相第８巻線Ｕ８−Ｕ相第７巻線Ｕ７−Ｕ相第６巻線Ｕ６、Ｕ相第２巻線Ｕ２−Ｕ相第３巻線Ｕ３−Ｕ相第４巻線Ｕ４−Ｕ相第５巻線Ｕ５−Ｕ相第６巻線Ｕ６−Ｕ相第７巻線Ｕ７、Ｕ相第３巻線Ｕ３−Ｕ相第４巻線Ｕ４−Ｕ相第１巻線Ｕ１−Ｕ相第６巻線Ｕ６−Ｕ相第５巻線Ｕ５−Ｕ相第８巻線Ｕ８、Ｕ相第４巻線Ｕ４−Ｕ相第１巻線Ｕ１−Ｕ相第２巻線Ｕ２−Ｕ相第７巻線Ｕ７−Ｕ相第８巻線Ｕ８−Ｕ相第５巻線Ｕ５となっている。

これより明らかなように、第２５スロット、第２６スロット、第２７スロット及び第２８スロットにおいて、同じ巻線部が重複しないよう循環する順序で接続してある。これは、前記接続部（Ｕｃ１からＵｃ８）を含めて４つのスロットに挿入された４つの高電位−低電位巻線（高低巻線）、即ち第１高低巻線Ｕ１−Ｕ２−Ｕ３−Ｕ８−Ｕ７−Ｕ６、第２高低巻線Ｕ２−Ｕ３−Ｕ４−Ｕ５−Ｕ６−Ｕ７、第３高低巻線Ｕ３−Ｕ４−Ｕ１−Ｕ６−Ｕ５−Ｕ８、及び第４高低巻線Ｕ４−Ｕ１−Ｕ２−Ｕ７−Ｕ８−Ｕ５の抵抗及びインダクタンスを互いに合致させるためである。

以上まとめると、内側の４本の挿入部×２スロット分（＝８本）の１つの単位（セット）、及び両外側の４本の挿入部×２スロット分（＝８本）の１つの単位（セット）は２Ｔ（ターン）である。これらのセットは４並列巻線であり、３階構造として、内側の２つのスロットで６Ｔ、両側の２つのスロットで６Ｔとし、これらを直列接続して１２Ｔを実現している。なお、１階、２階及び３階はそれぞれ上記第１実施例（図１２）と同じ構成を持つ。よって、１階、２階及び３階のすべてにおいて、両側の２つのスロット内の挿入部を中性点寄りとして、内側の２つのスロット内の挿入部を両側から挟んでいる。
（効果）
第２実施例に特有の効果は以下の通りである。第１に、上記ａからｆの順に直列接続された４並列巻線は、各々２ターンであるので、合計で１２ターン（毎極毎相の直列導体数＝１２）の高電圧仕様になっている。第２に、第１の効果を得ながら、特に高電圧で問題となっていた、導体間距離が近いコイルエンド部におけるコロナ放電が抑制され、絶縁性が向上する。図１３から分かるように、出力端Ｕに近い高電位巻線を低電位巻線で周方向両側から挟み込むように配置している。隣り合う相は低電位巻線同士となり、隣接する異相導体間の電位差を低減できるからである。

第３に、内側の巻線同士及び両外側の巻線同士を直列結線にでき、出力端までの配線がシンプルになる。全てのスロットに４本の挿入部を収容できるので、出力端及び中性点の接続線を短く簡素化できるからである。

本発明の第１実施例を示す縦断面図である。 図１における要部断面図（Ｕ相２スロット分）である。 セグメント導体の斜視図である。 Ｕ相４スロット分のベクトル図（結線図）である。 セグメント導体とスロットとの関係を示す巻線図である。 図５のうち高電位巻線の説明図である。 図５のうち低電位巻線の説明図である。 図６のうちＵ相第１巻線、Ｕ相第２巻線の説明図である。 図６のうちＵ相第３巻線、Ｕ相第４巻線の説明図である。 図７のうちＵ相第５巻線、Ｕ相第６巻線の説明図である。 図７のうちＵ相第７巻線、Ｕ相第８巻線の説明図である。 高電位巻線及び低電位巻線とスロットの関係を示す説明図である。 第２実施例の図１２に対応する説明図である。 第２実施例の結線図（Ｕ相４スロット分）である。 従来例の結線図である。 従来例の巻線図である。 電機子を内径側から見た斜視図である。

符号の説明

１０:ハウジング ２５:ロータ
３０:ステータ ３２:ステータコア
３３:スロット ３５:ステータコイル
３７:内側セグメント導体 ４２:外側セグメント導体
Ｕ１、Ｕ２、Ｕ３、Ｕ４：高電位巻線
Ｕ５、Ｕ６、Ｕ７、Ｕ８：低電位巻線
Ｕ１からＵ８：第１から第８巻線
Ｕ１２、Ｕ２２、Ｕ３２、Ｕ４２：内側第１部分巻線
Ｕ１３、Ｕ２３、Ｕ３３、Ｕ４３：内側第２部分巻線
Ｕ８１、Ｕ７１、Ｕ６１、Ｕ５１：外側一方部分巻線
Ｕ８４、Ｕ７４、Ｕ６４、Ｕ５４：外側他方部分巻線
Ｕ：出力端 Ｎ：中性点
Ｕａ１からＵａ８：巻始め側引出し線
Ｕｂ１からＵｂ８：巻終り側引出し線
Ｕｃ１からＵｃ４：第１から第４接続部
６１、６３、６５、６７；７１、７３、７５、７７：異形セグメント導体

Claims (5)

1. 複数のスロットを持つ電機子鉄心と、スロットに巻装された一対の挿入部を有する複数のセグメント導体を接合して成る電機子巻線と、から成る回転電機用電機子において、
   前記スロットは毎極４以上の偶数のＵ相スロットから成るＵ相スロット群、毎極４以上の偶数のＶ相スロットから成るＶ相スロット群、及び毎極４以上の偶数のＷ相スロットから成るＷ相スロット群を含み、該各相スロット群の各スロットには前記セグメント導体の挿入部が２ｍ（ｍ＝２，３，・・・）本挿入され、
   前記電機子巻線は、同じ構成を持つＵ相巻線、Ｖ相巻線及びＷ相巻線から成り、該各相巻線は前記各相スロット群の内、内側第１スロット群及び内側第２スロット群に収容された前記複数のセグメント導体を接合して成る各相出力端側の高電位巻線と、外側一方スロット群及び外側他方スロット群に収容され該高電位巻線に直列接続された前記複数のセグメント導体を接合して成る中性点側の低電位巻線とを含み、
   前記高電位巻線は、前記内側第１スロット群の半数ずつに巻装され、かつスロット当たり半数の前記セグメント導体の挿入部から成る４つの内側第１部分巻線と、前記内側第２スロット群の半数ずつに巻装され、かつスロット当たり半数の前記セグメント導体の挿入部から成り前記４つの内側第１部分巻線にそれぞれ直列接続された４つの内側第２部分巻線とを含む、内側スロット側４並列合成巻線から成り、
   前記低電位巻線は、前記外側一方スロット群の半数ずつに巻装され、かつスロット当たり半数の前記セグメント導体の挿入部から成る４つの外側一方部分巻線と、前記外側他方スロット群の半数ずつに巻装され、かつスロット当たり半数の前記セグメント導体の挿入部から成り前記４つの外側一方部分巻線にそれぞれ直列接続された４つの外側他方部分巻線とを含む、外側スロット側４並列合成巻線から成り、
   前記内側スロット側４並列合成巻線の合成起電力ベクトルは互いに等しく、前記外側スロット側４並列合成巻線の合成起電力ベクトルは互いに等しい、ことを特徴とする回転電機用電機子。
2. 前記各相スロット群は４つのスロット群を含み、該各スロット群には４本の前記セグメント導体の挿入部が挿入され、
   前記内側スロット側４並列合成巻線は、前記内側第１スロット群である第２スロット群に第１方向に半周巻装された第１一方巻線部、前記内側第２スロット群である第３スロット群に第１方向に半周巻装された第１他方巻線部、及び該２つの巻線部を直列接続する第１接続部を含む第１巻線と；前記第３スロット群に第１方向に半周巻装された第２一方巻線部、前記第２スロット群に第１方向に半周巻装された第２他方巻線部、及び該２つの巻線部を直列接続する第２接続部を含む第２巻線と；前記第２スロット群に第２方向に半周巻装された第３一方巻線部、前記第３スロット群に第２方向に半周巻装された第３他方巻線部、及び該２つの巻線部を直列接続する第３接続部を含む第３巻線と；前記第３スロット群に第２方向に半周巻装された第４一方巻線部、前記第２スロット群に第２方向に半周巻装された第４他方巻線部、及び該２つの巻線部を直列接続する第４接続部を含む第４巻線と；を含み、
   前記第１一方巻線部、第２他方巻線部、第３一方巻線部及び第４他方巻線部が前記内側第１部分巻線に相当し、前記第１他方巻線部、第２一方巻線部、第３他方巻線部及び第４一方巻線部が前記内側第２部分巻線に相当し、
   前記外側スロット側４並列合成巻線は、前記外側一方スロット群である第１スロット群に第１方向に半周巻装された第５一方巻線部、前記外側他方スロット群である第４スロット群に第１方向に半周巻装された第５他方巻線部、及び該２つの巻線部を直列接続する第５接続部を含む第５巻線と；前記第４スロット群に第１方向に半周巻装された第６一方巻線部、前記第１スロット群に第１方向に半周巻装された第６他方巻線部、及び該２つの巻線部を直列接続する第６接続部を含む第６巻線と；前記第１スロット群に第２方向に半周巻装された第７一方巻線部、前記第４スロット群に第２方向に半周巻装された第７他方巻線部、及び該２つの巻線部を直列接続する第７接続部を含む第７巻線と；前記第４スロット群に第２方向に半周巻装された第８一方巻線部、前記各相第１スロット群に第２方向に半周巻装された第８他方巻線部、及び該２つの巻線部を直列接続する第８接続部を含む第８巻部と、を含み、
   前記第５一方巻線部、第６他方巻線部、第７一方巻線部及び第８他方巻線部が前記外側一方部分巻線に相当し、前記第５他方巻線部、第６一方巻線部、第７他方巻線部及び第８一方巻線部が前記外側他方部分巻線に相当する、請求項１に記載の回転電機用電機子。
3. 前記各相第１巻線の巻始め側引出し線及び前記各相第３巻線の巻始め側引出し線は前記各相第２スロット群の同じスロットから対を成して延び出て；前記各相第２巻線の巻始め側引出し線及び前記各相第４巻線の巻始め側引出し線は前記第各相第３スロット群の同じスロットから対を成して延び出て；前記各相第５巻線の巻始め側引出し線及び前記各相第７巻線の巻始め側引出し線は前記各相第１スロット群の同じスロットから対をなして延び出て；前記各相第６巻線の巻始め側引出し線及び前記各相第８巻線の巻始め側引出し線は前記第各相第４スロット群の同じスロットから対を成して延び出て、
   前記各相第１巻線の巻終り側引出し線及び前記各相第３巻線の巻終り側引出し線は前記各相第３スロット群の同じスロットから対を成して延び出て；前記各相第２巻線の巻終り側引出し線及び前記各相第４巻線の巻終り側引出し線は前記各相第２スロット群の同じスロットから対を成して延び出て；前記各相第５巻線の巻終り側引出し線及び前記各相第７巻線の巻終り側引出し線は前記各相第４スロット群の同じスロットから対を成して延び出て；前記各相第６巻線の巻終り側引出し線及び前記各相第８巻線の巻終り側引出し線は前記各相第１スロット群の同じスロットから対を成して延び出ている請求項２に記載の回転電機用電機子。
4. 前記第１接続部及び前記第３接続部はＵ字形の先端部と、前記第２スロット群及び前記第３スロット群に対をなして挿入され、その後ピッチが前記セグメント導体の後ピッチより短い一対の挿入部とを有する第１異形セグメント導体から成り；前記第２接続部及び前記第４接続部はＵ字形の先端部と、前記第２スロット群及び前記第３スロット群に対をなして挿入され、その後ピッチが前記セグメント導体の後ピッチより長い一対の挿入部とを有する第２異形セグメント導体から成り、
   前記第５接続部及び前記第７接続部はＵ字形の先端部と、前記第１スロット群及び前記第４スロット群に対をなして挿入され、その後ピッチが前記セグメント導体の後ピッチより短い一対の挿入部とを有する第３異形セグメント導体から成り；前記第６接続部及び前記第８接続部はＵ字形の先端部と、前記第１スロット群及び前記第４スロット群に対をなして挿入され、その後ピッチが前記セグメント導体の後ピッチより長い一対の挿入部とを有する第４異形セグメント導体から成る、請求項２に記載の回転電機用電機子。
5. 複数のスロットを持つ電機子鉄心と、スロットに巻装された一対の挿入部を有する複数のセグメント導体を接合して成る電機子巻線と、から成る回転電機用電機子において、
   前記スロットは毎極毎相４以上の偶数のスロットから成るＵ相スロット群、Ｖ相スロット群、及びＷ相スロット群を含み、該各相スロット群の各スロットには、前記セグメント導体の挿入部が２ｍ本（ｍ＝２，３，・・・）を１構成単位である１階として、ｎ階（ｎ＝１，２，３，・・・）の合計２ｍ×ｎ本挿入され、
   前記電機子巻線は同じ構成を持つＵ相巻線、Ｖ相巻線及びＷ相巻線から成り、前記各相巻線は前記各相スロット群の内、内側第１スロット群及び内側第２スロット群に収容された前記複数のセグメント導体を接合して成る出力端側の高電位巻線と、外側一方スロット群及び外側他方スロット群に収容され該高電位巻線に直列接続された前記複数のセグメント導体を接合して成る中性点側の低電位巻線とから成り、
   前記高電位巻線は、前記内側第１スロット群の半数ずつに巻装され、かつ各スロット各階当たり半数の前記セグメント導体の挿入部からなる４つの内側第１部分巻線と、前記内側第２スロット群の半数ずつに巻装され、かつ各スロット各階当たり半数の前記セグメント導体の挿入部から成り前記４つの内側第１部分巻線にぞれぞれ直列接続された４つの内側第２部分巻線とを含む、内側スロット側４並列合成巻線から成り、
   前記低電位巻線は、前記外側一方スロット群の半数ずつに巻装され、かつ各スロット各階当たり半数の前記セグメント導体の挿入部からなる前記４つの外側一方部分巻線と、前記外側他方スロット群の半数ずつに巻装され、かつ各スロット各階当たり半数の前記セグメント導体の挿入部から成り前記４つの外側一方部分巻線にそれぞれ直列接続された４つの外側他方部分巻線とを含む、外側スロット側４並列合成巻線から成り、
   前記内側スロット側４並列合成巻線の合成起電力ベクトルは互いに等しく、前記外側スロット側４並列合成巻線の合成起電力ベクトルは互いに等しい、
   ことを特徴とする回転電機用電機子。

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