JP4114570B2 - 回転電機用電機子 - Google Patents

Description

本発明は、回転電機用電機子、特にその電機子巻数の改良に関する。

近年、電気自動車やハイブリッド車には高電圧電源が装備されている。そのため回転電機（例えば、空調用コンプレッサモータや車軸駆動用モータ）には、高電圧仕様で高効率化できる電機子巻線が望まれている。電機子に形成したスロットに複数の松葉形状のセグメント導体を巻装し、互いに接合して電機子巻線を形成する場合がある。

図１３及び図１４にそのような従来の電機子巻線（特許文献１参照）を示す。図１３において、電機子鉄心３００には複数のスロット３０１、３０２が円周方向に所定ピッチで形成されている。各スロット３０１、３０２は電機子鉄心３００の軸方向全長に延び、半径方向に所定深さ及び円周方向に所定の幅を持つ。

図１４において、電機子巻線を構成する松葉形状のセグメント導体３１０は、一対の挿入部３１１，３１２と、その一端を結合しているＵ字形のターン部３１３と、その他端を別の導体セグメントの他端と接合する一対の接合部３１４，３１５とを含む。一方挿入部３１１があるスロット３０１に挿入され、他方挿入部３１２がこれから所定ピッチ離れた別のスロット３０２に挿入される。あるセグメント導体３１０の電機子端面から突出した接合部３１４と別のセグメント導体３１０の接合部３１５とを接合して連続した（一続きの）相巻線を構成する。
特開平１１−１５５２７０号

回転電機において、効率向上のため高電圧仕様にするには、電機子巻線の直列導体数を増やす必要がある。そのために、各スロット３０１、３０２に挿入するセグメント導体３１０の個数、即ち挿入部３１１，３１２の本数は変えず、スロット３０１、３２０の個数を増やすと、ティース幅が狭くなる。その結果、ティースが強度不足となり、電機子巻線の巻装時に変形するおそれがある。

一方、スロット３０１、３０２の本数は変えずに、各スロット３０１、３０２に挿入するセグメント導体３１０の本数を径方向に増やす場合を考える。例えば、各スロット３０１、３０２に３つのセグメント導体３１０、即ち６本の挿入部３１１，３１２を挿入した場合、接合部３１４，３１５側では３つの接合部対が電機子鉄心３００の半径方向で三段重ね状態となり、接合部対間の間隙が狭くなる。

その結果接合部３１４，３１５の先端同士の接合（溶接）作業に時間、手間がかかる。また、短絡防止のため各接合部対間にはすき間が必要で、そのための整形作業が接合部３１４，３１５に必要となり、製作コストが上昇する。

本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、導体セグメントの挿入部の径方向の本数や、電機子鉄心のスロットの個数を増やすことなく、直列導体数を増やすことにより、回転電機を高電圧仕様とし、高効率化を実現することを目的とする。

本願の発明者は、各スロットに挿入する導体セグメントの挿入部の本数を増やしながら、本数を増やす前と同様の簡単な作業で接続できる方策について探求した結果、全ての又は一部のスロットに挿入部の積重体を複数、列状に並置することを着想して本発明を完成した。

本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、スロットにそれぞれ巻装された複数のセグメント導体から成る電機子巻線と、セグメント導体とスロットとの間を絶縁するスロットインシュレータと、から成るものである。

電機子巻線はＵ相巻線、Ｖ相巻線及びＷ相巻線を含む。Ｕ相巻線は直列接続された複数のＵ相巻線部を、Ｖ相巻線は直列接続された複数のＶ相巻線部を、Ｗ相巻線は直列接続された複数のＷ相巻線部を、それぞれ有する。各相巻線部は一対の挿入部と、挿入部の一端同士を連結するＵ字形のターン部と、挿入部の他端同士を接合する一対の接合部とを有する多数のセグメント導体から成る。

少なくとも一部のＵ相スロットに、各Ｕ相巻線部を構成するセグメント導体の複数の挿入部を径方向に積み重ねて成る複数のＵ相積重体が周方向に並置されている。同様に、少なくとも一部のＶ相スロットに、各Ｖ相巻線部を構成するセグメント導体の複数の挿入部を径方向に積み重ねて成る複数のＶ相積重体が周方向に並置され、少なくとも一部のＷ相スロットに、各Ｗ相巻線部を構成するセグメント導体の複数の挿入部を半径方向に積み重ねて成る複数のＷ相積重体が周方向に並置されている。

この電機子では、一部のスロットにおいて２列以上の積重体がスロットインシュレータを介して周方向に並置している。各列の積重体は、従来１つのスロットに１列の積重体が挿入されていた場合の隣接する積重体と同じ関係で接続されている。

前記Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相の各スロットが毎極毎相当たり、それぞれ幅広の第１スロットと幅狭の第２スロットとから成り、該第１スロット内のＵ相積重体、Ｖ相積重体並びにＷ相積重体のそれぞれの並置数ｍが、第２スロット内のＵ相積重体、Ｖ相積重体並びにＷ相積重体のそれぞれの並置数ｎに対して、それぞれｍ≧ｎ＋１（ｎ＝１，２，・・・）の関係を有する。請求項２の電機子は、請求項１において、Ｕ相巻線、Ｖ相巻線及びＷ相巻線は、１極当たりそれぞれ複数のスロットに巻装され、複数のＵ相スロット、Ｖ相スロット及びＷ相スロットにそれぞれ２つのＵ相積重体、２つのＶ相積重体及び２つのＷ相積重体が並置されている。

請求項３の電機子は、請求項１又は２において、Ｕ相巻線の第１Ｕ相積重体と第２Ｕ相積重体との間、Ｖ相巻線の第１Ｖ相積重体と第２Ｖ相積重体との間、Ｗ相巻線の第１Ｗ相積重体と第２Ｗ相積重体との間に、それぞれ積重体間インシュレータが介在されている。請求項４の電機子は、請求項３において、積重体間インシュレータがスロットインシュレータと一体に形成されている。

請求項５の電機子は請求項１から４の何れかにおいて、並置された積重体の接合部の円周方向間隔Ｇｂが、複数のスロットの円周方向間隔Ｇａに対して、Ｇａ／５≦Ｇｂ≦Ｇａ／２の関係を満たしている。

本発明の回転電機用電機子によれば、スロット内に２列以上の積重体を周方向で並置したので、各スロット内の挿入部の本数を半径方向に増やすことなく、直列導体数を増やし、高電圧仕様にできる。また、ティースの数を増やす必要がないので、適正なティース幅が確保できる。

請求項１又は２の電機子によれば、Ｕ相スロット、Ｖ相スロット及びＷ相スロットでＵ相積重体、Ｖ相積重体及びＷ相積重体が並置されているので、従来に比べてティースの個数が半減し、その分挿入部の幅及び／又はティースの幅を大きくできる。請求項３の電機子によれば、同じＵ相スロット、Ｖ相スロット及びＷ相スロットに並置された複数の積重体間の絶縁性能が積重体間インシュレータにより向上する。

請求項４の電機子によれば、積重体間インシュレータがスロットインシュレータと一体に形成されているので、セグメント導体をスロットに挿入する際、積重体間インシュレータが所定位置からずれることがない。これにより、両者を別々に構成した場合に比べて、隣接する積重体間を確実に絶縁できる。

請求項５の電機子によれば、並置された積重体の接合部の周方向の間隔Ｇｂを、複数のスロットの周方向の間隔Ｇａに対して、Ｇａ／５≦Ｇｂ≦Ｇａ／２の範囲としたので、隣接する積重体間の接合に好適な接合部間の間隔を確保でき、電機子巻線の製作が容易になると共に、接合部間に良好な絶縁性が得られる。

本発明の回転電機用電機子は電機子鉄心と、これに巻装された電機子巻線とから成る。
（１）電機子鉄心のスロット
電機子鉄心の全ての又は一部のスロットの断面積を大きくしており、スロットの半径方向寸法（深さ）をそのままとして、周方向寸法（間隔）は、従来のスロットの幅の２倍にしている。なお、全てのスロットの幅を増加させても良いし（第１タイプ）、一つおきのスロットのみ増加させても良い（第２タイプ）。第２タイプの場合、幅広スロットと幅狭スロットが交互に存在することになる。

第１タイプの全てのスロット及び第２タイプの幅広スロットには周方向２列の積重体が、第２タイプの幅狭スロットには周方向１列の積重体が配置される。なお、存在するティースは従来と同等の幅を持ち、強度不足の心配はない。
（２）電機子巻線
電機子巻線はＵ相巻線、Ｖ相巻線及びＷ相巻線を含み、３つの相巻線はスター結線、Δ結線、又はΔ−スター結線される。Ｕ相巻線は、それぞれが電機子鉄心を一周する複数（３つ又は４つ）のＵ相巻線部を有し、直列に接続されている。この事情はＶ相巻線を構成するＶ相巻線部、及びＷ相巻線を構成するＷ相巻線部についても同様である。
（３）スロットへの導体セグメントの挿入
例えばＵ相巻線部は、松葉形状の複数本の導体セグメントを接合（溶接）することにより完成する。２つの導体セグメントを径方向で内外関係に配置し、導体セグメント対として使用することが望ましい。挿入部がそれぞれ所定のスロットに挿入され、内側セグメント導体と外側セグメント導体とが交互に接続され相巻線を形成する。

各スロットには４本（６本、８本、・・）の挿入部が挿入され、電機子の横断面で見たとき、これらが１つの列状の積重体を形成する。つまり、本発明で「積重体」とは、各スロットの径方向に積み重ねられた挿入部の集合体を意味する。積重体は各スロット内で１つ、又は円周方向に２つ、３つと並べることができる。

スロットとセグメント導体との間にはスロットインシュレータを介在させる。複数の積重体間には積重体間インシュレータを介在させることが望ましいが、電圧によっては省略することもできる。スロットインシュレータと積重体間インシュレータとは一体とすることが望ましい。
（４）接合部
上述したように、各スロットに挿入するセグメント導体の挿入部の径方向の本数を少なくできる。これにより、接合部の径方向の溶接箇所も減少する。また、接合部対間の隙間が大きくなり、また隙間を設けるための整形作業が簡素化される。

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）
（１）交流モータ
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３１と、インシュレータ５０を介してそのスロット３３に挿入された電機子巻線３５とを含む。詳細は次述する。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、回転子３０に対向している。
（２）電機子
電機子３０につき、図２から図８を参照しつつ詳述する。全体的に円筒形状を呈する電機子鉄心３１の内周面に軸方向に延びる２４個の同形状のスロット３２とティース３４とが所定ピッチで交互に形成されている。

隣接する２個のスロット３２が各相スロットを構成している。但し、各スロット３２はインシュレータ５０により円周方向で二分されており、実質的に４つのスロット部から成る。このスロット部３３は従来のスロットに相当するので、以下の説明では、スロット部３３をスロットと呼ぶ。例えば、第１Ｕスロット３３ａ、第２Ｕスロット３３ｂ、第３Ｕスロット３３ｃ及び第４Ｕスロット３３ｄが、Ｕ相スロット３３を構成する。

各スロット３３に、２つの導体セグメント３７，４２の半径方向に積み重ねられた４本の挿入部３８ａ、３８ｂ、４３ａ及び４３ｂから成る積重体４８が、円周方向で２列並んで配置されている。各列の積重体４８は同じ構成を持つ。

図３に、電機子巻線３５を構成するセグメント導体３７及び４２を示す。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、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。

後述するように、あるスロット３３内で一方挿入部３８ａが第２層を形成し、他方挿入部３８ｂが別のスロットで第３層を形成する。あるスロット３３内で一方挿入部４３ａが第１層を形成し、他方挿入部４３ｂが別のスロット３３で第４層を形成する。つまり、一方挿入部３８ａ（第２層）と一方挿入部（第１層）４３ａとが同一のスロット３３に、他方挿入部３８ｂ及び４３ｂがこれから所定ピッチ離れた別のスロット３３に挿入される。

なお、破線で示したのはセグメント導体３７及び４２に接合される別の導体セグメントの対応部分である。

一端のターン部３９及び４４は鉄心一端面から突出している。他端の接合部４１ａ、４１ｂ、４５ａ及び４５ｂは鉄心他端面から突出し、接合部の所定の先端部４０ａ、４０ｂ、４６ａ及び４６ｂ同士が接合されている。図３において、半径方向で隣接する先端４６ａと４０ａ’、先端４０ａと４６ａ’、先端４０ｂと４６ｂ’とが互いに隣接している。

図２から分かるように、二つのインシュレータ５０は共に扁平な四角筒形状を有する。インシュレータ円周部５１、インシュレータ一方側部５２及びインシュレータ外周部５３が導体セグメント３７，４２と電機子鉄心３１（その内周面）との間を絶縁している。インシュレータ他側部５４が、円周方向に並置された導体セグメント３７，４２同士間を絶縁している。

図４に示すように、電機子巻線３５は互いにスター結線されたＵ相巻線６０、Ｖ相巻線６２及びＷ相巻線６４から成る。３相の結線部が中性点Ｎである。このうち、Ｕ相巻線６０は第１Ｕ相巻線部Ｕ１、第２Ｕ相巻線部Ｕ２、第３Ｕ相巻線部Ｕ３及び第４Ｕ相巻線部Ｕ４を含む。また、Ｖ相巻線６２は第１Ｖ相巻線部Ｖ１、第Ｖ相巻線部Ｖ２、第３Ｖ相巻線部Ｖ３及び第４Ｖ相巻線部Ｖ４を含む。更に、Ｗ相巻線６４は第１Ｗ相巻線部Ｗ１、第２Ｗ相巻線部Ｗ２、第３Ｗ相巻線部Ｗ３及び第４Ｗ相巻線部Ｗ４を含む。

３相巻線６０、６２及び６４は同じ構成を持つので、以下Ｕ相巻線６０を中心に説明する。第１Ｕ相巻線部Ｕ１は第１反転セグメントＵｃ１を介して直列接続された第１右周回部Ｕ１ａ及び第１左周回部Ｕ１ｂを持つ。第２Ｕ相巻線部Ｕ２は第２反転セグメントＵｃ２を介して直列接続された第２左周回部Ｕ２ｂ及び第２右周回部Ｕ２ａを持つ。前記第１左周回部Ｕ１ｂと前記第２左周回部Ｕ２ｂとは第１異形セグメントＵｄ１を介して直列接続されている。

第３Ｕ相巻線部Ｕ３は第３反転セグメントＵｃ３を介して直列接続された第３右周回部Ｕ３ａ及び第３左周回部Ｕ３ｂを持つ。前記第２右周回部Ｕ２ａと前記第３左周回部Ｕ３ｂとは第２異形セグメントＵｄ２で直列接続されている。第４Ｕ相巻線部Ｕ４は第４反転セグメントＵｃ４を介して直列接続された第４左周回部Ｕ４ｂ及び第４右周回部Ｕ４ａを持つ。前記第３左周回部Ｕ３ｂと第４左周回部Ｕ４ｂとは第３異形セグメントＵｄ３を介して直列接続されている。

上記３相巻線６０、６２及び６４から成る電機子巻線３５を実現するための、セグメント導体３７及び４２の電機子鉄心３２のスロット３３への巻装につき、図５及び図６を参照しつつ説明する。なお、各スロット３３内の４本の挿入部３８ａ、３８ｂ、４３ａ及び４３ｂ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。
ａ．Ｕ相巻線
第１Ｕ相巻線部Ｕ１の右周回部Ｕ１ａは第１スロット第１層、・・第１３スロット第４層に巻装され、左周回部Ｕ１ｂは第１スロット第２層、・・第１３スロット第３層に巻装され、何れも電機子鉄心３２を一周している。この両者を第１３スロット第４層から第１スロット第２層に延びる第１反転セグメントＵｃ１が接続している。即ち、反転セグメントＵｃ１の挿入部は１２ピッチ離れたスロットに挿入され、反対方向に周回するセグメント導体同士を接続している。

第２Ｕ相巻線部Ｕ２の左周回部Ｕ２ｂは第２スロット第２層・・・第１４スロット第３層に巻装され、右周回部Ｕ２ａは第２スロット第１層・・・第１４スロット第４層に巻装され、何れも電機子鉄心３２を一周している。この両者を第１４スロット第３層から第２スロット第１層に延びる第２反転セグメントＵｃ２が接続している。

第１Ｕ相巻線部Ｕ１と第２Ｕ相巻線部Ｕ２とは、第１スロット、第２スロット、第１３スロット及び第１４スロット内ではインシュレータ５０により互いに絶縁されている。これらのスロット外では異形セグメントＵｄ１で接続されている。導体セグメント３７，４２の挿入部は１２スロット離れたスロットに挿入されるのに対して、異形セグメントＵｄ１は第１３スロットと第２スロットとの間、即ち１１スロット離れたスロットに挿入され、同方向に周回するセグメント導体を接続している。

第３Ｕ相巻線部Ｕ３の右周回部Ｕ３ａは第３スロット第１層、・・第１５スロット第４層に巻装され、左周回部Ｕ３ｂは第３スロット第２層、・・第１５スロット第３層に巻装され、何れも電機子鉄心３２を一周している。この両者を第１５スロット第４層から第３スロット第２層に延びる第３反転セグメントＵｃ３が接続している。第２Ｕ相巻線部Ｕ２と第３Ｕ相巻線部Ｕ２はスロット外では異形セグメントＵｄ２により接続されている。

第４Ｕ相巻線部Ｕ４の左周回部Ｕ４ｂは第４スロット第２層・・・第１６スロット第３層に巻装され、右周回部Ｕ４ａは第４スロット第１層・・・第１６スロット第４層に巻装され、何れも電機子鉄心３２を一周している。この両者を第１６スロット第３層から第４スロット第１層に延びる第４反転セグメントＵｃ４が接続している。

第３Ｕ相巻線部Ｕ３と第４Ｕ相巻線部Ｕ４とは第３スロット、第４スロット、第１５スロット及び第１６スロット内ではインシュレータ５０により互いに絶縁されている。これらのスロット外では異形セグメントＵｄ３で接続されている。右周回部Ｕ４ａの第１６スロット第４層は。接続線Ｕ’により中性点Ｎに接続されている。
ｂ．Ｖ相巻線、Ｗ相巻線
Ｖ相巻線は、第１Ｖ相巻線部Ｖ１の右周回部Ｖ１ａが第１７スロット第１層から巻き始まり、第４Ｖ相巻線部Ｖ４の右周回部Ｖ４ａが第３２スロット第４層で巻き終わり、接続線Ｖ’により中性点Ｎに接続されている。Ｗ相巻線は、第１Ｗ相巻線部Ｗ１の右周回部Ｗ１ａが第９スロット第１層から巻き始まり、第４Ｗ相巻線部Ｗ４の右周回部Ｗ４ａが第２４スロット第４層で巻き終わり、接続線Ｗ’により中性点Ｎに接続されている。なお、第１Ｕ相巻線部Ｕ１，第１Ｖ相巻線部Ｖ１及び第１Ｗ相巻線部Ｗ１の始端は引出線によりそれぞれ三相入力端子に接続されている。

次にセグメント導体の接合部の先端の接合について、図３，図７、図８を参照しつつ説明する。例えば、Ｕ相巻線６０を構成するセグメント導体３７，４２が挿入された第１３スロットと第２５スロットに注目する。

内側セグメント導体３７の一方挿入部３８ａが第１３スロット第２層を、他方挿入部３８ｂが第２５スロット第３層を形成している。外側セグメント導体４２の一方挿入部４３ａが第１３スロット第１層を、他方挿入部４３ｂが第２５スロット第４層を、それぞれ形成している。

なお、第１３スロット第３層（及び第４層）は、第１３スロットと第２スロット（及び第１スロット）との間に配置された内側セグメント３７の他方挿入部３８ｂ（及び外側セグメント４２の他方挿入部４３ｂ）により形成されている。また第２５スロット第１層及び第２層は、第２５スロットと第３７スロットとの間に配置された内側セグメント導体３７の一方挿入部３８ａ及び外側セグメント導体４２の一方挿入部４３ａにより形成されている。

第１３スロット第２層の先端と第２５スロット第１層の先端とが溶接部６６で溶接され、第１３スロット４層の先端と第２５スロット第３層の先端とが溶接部６７で溶接されている。両方の溶接部６６，６７は電機子鉄心３１からの突出量は等しく、半径方向（図８で上下方向）で少し離れ、絶縁されている。

ここで、スロット３２の周方向間隔をＧａとし、周方向に並置された積重体の溶接部６６，６７の円周方向幅をＧｂとすると、Ｇｂ＝Ｇａ／２となっている。この関係が充足されるように、セグメント導体３７，４２の幅及び長さや、接合部４１ａ，４１ｂ，４５ａ及び４５ｂの屈曲度が選択されている。
（作用効果）
この実施例の作用は公知であるので、説明を割愛する。

本実施例によれば、以下の効果が得られる。第１に、スロット３２の数や径方向の挿入部３８ａ，４３ａ等の数を増やすことなく直列導体数を増やすことができ、高電圧仕様の電機子巻線を実現できる。これに関連して、存在するティース３４の断面積（特に幅）が大きくなり、その強度が安定する。これは、スロット３２の個数を従来例のスロット数４８から２４に半減したことによる。

なお、同一スロット３２内に２列の積重体４８が配置されているが、両者はインシュレータ他側部５４により絶縁されているので短絡の心配はない。また、電機子鉄心３１に実際に形成するスロット３２の個数は従来例と同じでありながら、直列導体数を従来の２倍にできる。

第２に、１つのスロット３２内に２列の積重体４８、即ち挿入部３８ａ、３８ｂ、４３ａ及び４３ｂが合計８本挿入されながら、それらの接続が容易である。この実施例におけるスロット３２が二分された各スロット３３と積重体４８との関係は、基本的に、従来の１つのスロットに１つの積重体が挿入されていた場合の隣接するスロット及び積重体同士の関係と同じだからである。

第３に、電機子鉄心３１の半径方向で隣接する溶接部６６，６７同士間の絶縁耐圧が大きくなる。Ｇｂ＝Ｇａ／２とした場合、全ての溶接部６６，６７間の間隔は等しくなり、絶縁耐圧が最大となるからである。なお、幅Ｇｂを小さくすれば、接合部４１ａ、４６ｂ等を溶接部６６，６７の近くまで引き出すことができ、先端４０ａ、４６ｂ等の長さＬｓが長くでき、好都合である。しかし、幅Ｇｂを小さくしすぎると積重体間の絶縁が困難になる。これらを考慮すると、Ｇａ／５≦Ｇｂ≦Ｇａ／２であることが望ましい。

第４に、各スロット３３に挿入する挿入部３８ａ、３８ｂ、４３ａ及び４３ｂの本数を半径方向では４本に抑えた。その結果、半径方向で溶接部６８，６９は２つ存在するのみで、周辺にスペースが確保され、溶接作業が容易である。

また図８に示すように、半径方向の寸法も３つの溶接部が存在する場合に比べて、高さΔＨだけ小さくできる。
＜変形例＞
なお、上記第１実施例において、導体の被膜だけで絶縁が可能な電圧レベルでは、図９に示すように、第１列の積重体４８と第２列の積重体４８との間のインシュレータ他側部５４を廃止することもできる。

このようにすれば、インシュレータ他側部５４を廃止した分、挿入部３８ａ、３８ｂ、４３ａ及び４３ｂの断面積及び／又はティース３４の幅が大きくなる。その結果、交流モータの効率が更に向上する。各スロット３２内に２列の積重体４８を配置することにより、スロット数／極が減少し、スロット３２に占めるインシュレータの比率が下がるからである。
＜第２実施例＞
次に、図１０，図１１をもとに第２実施例を説明する。
（構成）
図１０に示すように、電機子巻線３５のＵ相巻線１００は第１Ｕ相巻線部Ｕ１、第２Ｕ相巻線部Ｕ２及び第３Ｕ相巻線部Ｕ３を含む。Ｖ相巻線１０２は第１Ｖ相巻線部Ｖ１、第２Ｖ相巻線部Ｖ２及び第３Ｖ相巻線部Ｖ３を含み、Ｗ相巻線１０４は第１Ｗ相巻線部Ｗ１、第２Ｗ相巻線部Ｗ２、及び第３Ｗ相巻線部Ｗ３を含む。

図１１に示すように、電機子鉄心１１０には第１（幅狭）スロット１１２と第２（幅広）スロット１１４とが円周方向で交互に形成されている。幅狭スロット１１２には４本の挿入部３８ａ、３８ｂ、４３ａ及び４３ｂから成る１つの列状の積重体１２０のみが、幅広スロット１１４にはそれぞれが４本の挿入部から成る２つの列状の積重体１２０が並置され、両者はインシュレータ（不図示）で絶縁されている。
（作用効果）
この実施例によれば、基本的に第１実施例と同様の効果が得られる。但し、積重体１２０を構成する挿入部の本数が４から３に減少したので、その分低い電圧仕様となる。なお、電機子鉄心１１０に実際に形成するスロット１１２，１１４の個数は従来と同じでありながら、直列導体数を従来の１．５倍にでき、その分ティース１１３の幅の減少が抑制できる。
＜比較例＞
比較例として、図１２に示すように、第１Ｕ相スロット１５１、第２Ｕ相スロット１５２及び第３Ｕ相スロット１５３に、それぞれ第１相巻線部１５６、第２相巻線部１５７及び第３Ｕ相巻線部１５８を配置した場合を考える。このように毎極毎相のスロットを増やすことにより直列導体数を増やすと、それに反比例してティース１５４の幅が狭くなり、強度不足による振動の問題が生ずる。

本発明が適用される回転電機の縦断面図である。 図１の一部断面図で、本発明の第１実施例を示す要部断面図である。 第１実施例のセグメント導体を示す斜視図である。 第１実施例の各相巻線の結線説明図である。 第１実施例の電機子鉄心の一部展開図である。 第１実施例の電機子鉄心の残部展開図である。 第１実施例の接合部周辺を示す正面図である。 図８の要部拡大図である。 第１実施例の変形例を示す要部断面図である。 第２実施例の結線説明図である。 第２実施例の要部断面図である。 比較例を示す要部断面図である。 従来例の要部断面図である。 従来例の導体セグメントの斜視図である。

符号の説明

１０：ハウジング ２５：回転子
３０：電機子 ３１：電機子鉄心
３３：スロット ３５：電機子巻線
６０，６２，６４：相巻線 Ｕ１、Ｕ２、Ｕ３：Ｕ相巻線
Ｖ１、Ｖ２、Ｖ３：Ｖ相巻線 Ｗ１、Ｗ２、Ｗ３：Ｗ相巻線
４８：積重体 ６６，６７６，６９：溶接部

Claims (5)

1. 複数のスロットを持つ電機子鉄心と、該スロットにそれぞれ巻装された複数のセグメント導体から成る電機子巻線と、前記セグメント導体と前記スロットとの間を絶縁するスロットインシュレータと、から成る回転電機用電機子において、
   前記電機子巻線はＵ相巻線、Ｖ相巻線及びＷ相巻線を含み、
   前記Ｕ相巻線は直列接続された複数のＵ相巻線部を、前記Ｖ相巻線は直列接続された複数のＶ相巻線部を、前記Ｗ相巻線は直列接続された複数のＷ相巻線部を、それぞれ有し、各相巻線部は一対の挿入部と、該挿入部の一端同士を連結するＵ字形のターン部と、該挿入部の他端同士を接合する一対の接合部とを有する多数のセグメント導体から成り、
   少なくとも一部のＵ相スロットに、前記各Ｕ相巻線部を構成するセグメント導体の複数の挿入部を径方向に積み重ねて成る複数のＵ相積重体が周方向で並置され、
   少なくとも一部のＶ相スロットに、前記各Ｖ相巻線部を構成するセグメント導体の複数の挿入部を径方向に積み重ねて成る複数のＶ相積重体が周方向で並置され、
   少なくとも一部のＷ相スロットに、前記各Ｗ相巻線部を構成するセグメント導体の複数の挿入部を径方向に積み重ねて成る複数のＷ相積重体が周方向で並置され、
   前記Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相の各スロットが毎極毎相当たり、それぞれ幅広の第１スロットと幅狭の第２スロットとから成り、該第１スロット内のＵ相積重体、Ｖ相積重体並びにＷ相積重体のそれぞれの並置数ｍが、第２スロット内のＵ相積重体、Ｖ相積重体並びにＷ相積重体のそれぞれの並置数ｎに対して、それぞれｍ≧ｎ＋１（ｎ＝１，２，・・・）の関係を有している、
   ことを特徴とする回転電機用電機子。
2. 前記Ｕ相巻線、前記Ｖ相巻線及び前記Ｗ相巻線はそれぞれ１極当たり複数の前記スロットに巻装され、該複数のＵ相スロット、該複数のＶ相スロット及び該複数のＷ相スロットに、それぞれ２つの前記Ｕ相積重体、２つの前記Ｖ相積重体及び２つの前記Ｗ相積重体が並置されている請求項１に記載の回転電機用電機子。
3. 前記Ｕ相巻線の第１Ｕ相積重体と第２Ｕ相積重体との間、前記Ｖ相巻線の第１Ｖ相積重体と第２Ｖ相積重体との間、前記Ｗ相巻線の第１Ｗ相積重体と第２Ｗ相積重体との間に、それぞれ積重体間インシュレータが介在されている請求項１又は２に記載の回転電機用電機子。
4. 前記積重体間インシュレータは前記スロットインシュレータと一体に形成されている請求項３に記載の回転電機用電機子。
5. 並置された前記積重体の接合部の周方向間隔Ｇｂが、前記複数のスロットの周方向間隔Ｇａに対して、Ｇａ／５≦Ｇｂ≦Ｇａ／２の関係を満たす請求項１から４の何れか一つに記載の回転電機用電機子。

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