JP6431093B2 - 回転電機、および、その回転電機を備えた車両 - Google Patents

Description

本発明は、回転電機、および、その回転電機を備えた車両に関する。

車両の駆動用として用いられる回転電機の巻線技術としては、特許文献１に記載のような技術が知られている。

特開２０１２−２９３７０号公報

ところで、電気自動車等に搭載される回転電機には、高トルクでありながら低騒音であることが要求されている。そのため、本発明は、高トルクかつ低騒音である回転電機を提供することを目的としている。

（１）本発明の第１の好ましい態様による回転電機は、複数のスロットが形成された固定子コアと、固定子コアの各スロットに挿通されて複数のレイヤの内のいずれか一つを構成するスロット導体および異なるスロットに挿通されたスロット導体の同一側端部同士を接続してコイルエンドを構成する渡り導体を有する波巻の周回巻線を、複数有する複数相の固定子巻線と、固定子コアに対して空隙を介して回転自在に支持された回転子と、を備え、周回巻線は、渡り導体として第１渡り導体を有する第１周回巻線と、渡り導体として第２渡り導体を有する第２周回巻線と、を含み、第１渡り導体は、毎極スロット数をＮとしたとき、一方のコイルエンドではスロットピッチNp＝Ｎでスロットを跨ぎ、他方のコイルエンドではスロットピッチNp＝Ｎでスロットを跨ぐようにスロット導体間を接続し、第２渡り導体は、毎極スロット数をＮとしたとき、一方のコイルエンドではスロットピッチNp＝Ｎ＋１でスロットを跨ぎ、他方のコイルエンドではスロットピッチNp＝Ｎ−１でスロットを跨ぐようにスロット導体間を接続し、固定子巻線は、同一相の複数のスロット導体で構成される一群のスロット導体群を複数有することを特徴とする。
（２）本発明の好ましい態様による車両は、本発明の第１の好ましい態様による回転電機と、直流電力を供給するバッテリと、バッテリの直流電力を交流電力に変換して回転電機に供給する変換装置と、を備え、回転電機のトルクを駆動力として用いることを特徴とする。

本発明によれば、回転電機および回転電機を備えた車両において、高トルク化かつ低騒音化を図ることができる。

ハイブリッド型電気自動車の概略構成を示す図。 電力変換装置６００の回路図。 回転電機２００の断面図。 固定子２３０及び回転子２５０の断面図。 固定子２３０の斜視図。 固定子巻線２３８の結線図。 第１実施形態のＵ１相巻線群を示す図。 第１実施形態のＵ２相巻線群を示す図。 第１実施形態のＵ１相巻線群の一部の拡大図。 第１実施形態のＵ２相巻線群の一部の拡大図。 第１実施形態のスロット導体２３３ａの配置図。 一般的なスロット導体の配置（比較例１）の概略図。 第１実施形態のスロット導体２３３ａの配置の概略図。 第１実施形態と比較例１の誘起電圧波形を示した図。 第１実施形態と比較例１の誘起電圧波形の高調波解析結果を示した図。 第１実施形態と比較例１のトルク波形を示した図。 第１実施形態と比較例１のトルク波形の高調波解析結果を示した図。 第１実施形態と比較例２のトルク波形を示した図。 第１実施形態と比較例２のトルク波形の高調波解析結果を示した図。 第１実施形態のスロット導体２３３ａの配置の概略図。 第１実施形態の変形例（変形例１）のスロット導体２３３ａの配置の概略図。 第１実施形態の変形例（変形例２）のスロット導体２３３ａの配置の概略図。 第１実施形態の変形例（変形例３）のスロット導体２３３ａの配置の概略図。 第１実施形態の変形例（変形例４）のスロット導体２３３ａの配置の概略図。 第１実施形態の変形例（変形例５）のスロット導体２３３ａの配置の概略図。 第１実施形態の変形例（変形例６）のスロット導体２３３ａの配置の概略図。 第２実施形態のＵ１相巻線群を示す図。 第２実施形態のＵ２相巻線群を示す図。 第２実施形態のＵ１相巻線群の一部の拡大図。 第２実施形態のＵ２相巻線群の一部の拡大図。 第２実施形態のスロット導体２３３ａの配置図。 一般的なスロット導体の配置（比較例１）の概略図。 第２実施形態のスロット導体２３３ａの配置の概略図。 第２実施形態と比較例１の誘起電圧波形を示した図。 第２実施形態と比較例１の誘起電圧波形の高調波解析結果を示した図。 第２実施形態と比較例１のトルク波形を示した図。 第２実施形態と比較例１のトルク波形の高調波解析結果を示した図。 第２実施形態と比較例２のトルク波形を示した図。 第２実施形態と比較例２のトルク波形の高調波解析結果を示した図。 第２実施形態のスロット導体２３３ａの配置の概略図。 第２実施形態の変形例（変形例７）のスロット導体２３３ａの配置の概略図。 第２実施形態の変形例（変形例８）のスロット導体２３３ａの配置の概略図。 第３実施形態のＵ１相巻線群を示す図。 第３実施形態のＵ２相巻線群を示す図。 第３実施形態のＵ１相巻線群の一部の拡大図。 第３実施形態のＵ２相巻線群の一部の拡大図。 第３実施形態のスロット導体２３３ａの配置図。 一般的なスロット導体の配置（比較例１）の概略図。 第３実施形態のスロット導体２３３ａの配置の概略図。 第３実施形態と比較例１の誘起電圧波形を示した図。 第３実施形態と比較例１の誘起電圧波形の高調波解析結果を示した図。 第３実施形態と比較例１のトルク波形を示した図。 第３実施形態と比較例１のトルク波形の高調波解析結果を示した図。 第３実施形態と比較例２のトルク波形を示した図。 第３実施形態と比較例２のトルク波形の高調波解析結果を示した図。 第３実施形態のスロット導体２３３ａの配置の概略図。 第３実施形態の変形例（変形例９）のスロット導体２３３ａの配置の概略図。 第３実施形態の変形例（変形例１０）のスロット導体２３３ａの配置の概略図。

本発明による回転電機は、回転電機のみによって走行する純粋な電気自動車や、エンジンと回転電機の双方によって駆動されるハイブリッド型の電気自動車にも適用できるが、以下ではハイブリッド型の電気自動車を例に説明する。

―第１実施形態―
図１は、本発明の一実施形態の回転電機を搭載したハイブリッド型電気自動車の概略構成を示す図である。車両１００には、エンジン１２０と第１の回転電機２００と第２の回転電機２０２とバッテリ１８０とが搭載されている。バッテリ１８０は、回転電機２００，２０２による駆動力が必要な場合には電力変換装置６００を介して回転電機２００，２０２に直流電力を供給し、回生走行時には回転電機２００，２０２から直流電力を受ける。バッテリ１８０と回転電機２００，２０２との間の直流電力の授受は、電力変換装置６００を介して行われる。また、図示していないが、車両には低電圧電力（例えば、１４ボルト系電力）を供給するバッテリが搭載されており、以下に説明する制御回路に直流電力を供給する。

エンジン１２０および回転電機２００，２０２による回転トルクは、変速機１３０とデファレンシャルギア１６０を介して前輪１１０に伝達される。変速機１３０は変速機制御装置１３４により制御され、エンジン１２０はエンジン制御装置１２４により制御される。バッテリ１８０は、バッテリ制御装置１８４により制御される。変速機制御装置１３４、エンジン制御装置１２４、バッテリ制御装置１８４、電力変換装置６００および統合制御装置１７０は、通信回線１７４によって接続されている。

統合制御装置１７０は、変速機制御装置１３４，エンジン制御装置１２４，電力変換装置６００およびバッテリ制御装置１８４よりも上位の制御装置であり、変速機制御装置１３４，エンジン制御装置１２４，電力変換装置６００およびバッテリ制御装置１８４の各状態を表す情報を、通信回線１７４を介してそれらからそれぞれ受け取る。統合制御装置１７０は、取得したそれらの情報に基づき各制御装置の制御指令を演算する。演算された制御指令は通信回線１７４を介してそれぞれの制御装置へ送信される。

高電圧のバッテリ１８０はリチウムイオン電池あるいはニッケル水素電池などの２次電池で構成され、２５０ボルトから６００ボルト、あるいはそれ以上の高電圧の直流電力を出力する。バッテリ制御装置１８４は、バッテリ１８０の充放電状況やバッテリ１８０を構成する各単位セル電池の状態を、通信回線１７４を介して統合制御装置１７０に出力する。

統合制御装置１７０は、バッテリ制御装置１８４からの情報に基づいてバッテリ１８０の充電が必要と判断すると、電力変換装置６００に発電運転の指示を出す。また、統合制御装置１７０は、主に、エンジン１２０および回転電機２００，２０２の出力トルクの管理、エンジン１２０の出力トルクと回転電機２００，２０２の出力トルクとの総合トルクやトルク分配比の演算処理を行い、その演算処理結果に基づく制御指令を、変速機制御装置１３４，エンジン制御装置１２４および電力変換装置６００へ送信する。電力変換装置６００は、統合制御装置１７０からのトルク指令に基づき、指令通りのトルク出力あるいは発電電力が発生するように回転電機２００，２０２を制御する。

電力変換装置６００には、回転電機２００，２０２を運転するためのインバータを構成するパワー半導体が設けられている。電力変換装置６００は、統合制御装置１７０からの指令に基づきパワー半導体のスイッチング動作を制御する。このパワー半導体のスイッチング動作により、回転電機２００，２０２は電動機としてあるいは発電機として運転される。

回転電機２００，２０２を電動機として運転する場合は、高電圧のバッテリ１８０からの直流電力が電力変換装置６００のインバータの直流端子に供給される。電力変換装置６００は、パワー半導体のスイッチング動作を制御して供給された直流電力を３相交流電力に変換し、回転電機２００，２０２に供給する。一方、回転電機２００，２０２を発電機として運転する場合には、回転電機２００，２０２の回転子が外部から加えられる回転トルクで回転駆動され、回転電機２００，２０２の固定子巻線に３相交流電力が発生する。発生した３相交流電力は電力変換装置６００で直流電力に変換され、その直流電力が高電圧のバッテリ１８０に供給されることにより、バッテリ１８０が充電される。

図２は、図１の電力変換装置６００の回路図を示す。電力変換装置６００には、回転電機２００のための第１のインバータ装置と、回転電機２０２のための第２のインバータ装置とが設けられている。第１のインバータ装置は、パワーモジュール６１０と、パワーモジュール６１０の各パワー半導体２１のスイッチング動作を制御する第１の駆動回路６５２と、回転電機２００の電流を検知する電流センサ６６０とを備えている。駆動回路６５２は駆動回路基板６５０に設けられている。

一方、第２のインバータ装置は、パワーモジュール６２０と、パワーモジュール６２０における各パワー半導体２１のスイッチング動作を制御する第２の駆動回路６５６と、回転電機２０２の電流を検知する電流センサ６６２とを備えている。駆動回路６５６は駆動回路基板６５４に設けられている。制御回路基板６４６に設けられた制御回路６４８、コンデンサモジュール６３０およびコネクタ基板６４２に実装された送受信回路６４４は、第１のインバータ装置と第２のインバータ装置とで共通に使用される。

パワーモジュール６１０，６２０は、それぞれ対応する駆動回路６５２，６５６から出力された駆動信号によって動作する。パワーモジュール６１０，６２０は、それぞれバッテリ１８０から供給された直流電力を三相交流電力に変換し、その電力を対応する回転電機２００，２０２の電機子巻線である固定子巻線に供給する。また、パワーモジュール６１０，６２０は、回転電機２００，２０２の固定子巻線に誘起された交流電力を直流に変換し、高電圧バッテリ１８０に供給する。

パワーモジュール６１０，６２０は図２に記載のごとく３相ブリッジ回路を備えており、３相に対応した直列回路が、それぞれバッテリ１８０の正極側と負極側との間に電気的に並列に接続されている。各直列回路は上アームを構成するパワー半導体２１と下アームを構成するパワー半導体２１とを備え、それらのパワー半導体２１は直列に接続されている。パワーモジュール６１０とパワーモジュール６２０とは、図２に示す如く回路構成がほぼ同じであり、ここではパワーモジュール６１０で代表して説明する。

本実施形態では、スイッチング用パワー半導体素子としてＩＧＢＴ（絶縁ゲート型バイポーラトランジスタ）２１を用いている。ＩＧＢＴ２１は、コレクタ電極，エミッタ電極及びゲート電極の３つの電極を備えている。ＩＧＢＴ２１のコレクタ電極とエミッタ電極との間にはダイオード３８が電気的に接続されている。ダイオード３８は、カソード電極及びアノード電極の２つの電極を備えており、ＩＧＢＴ２１のエミッタ電極からコレクタ電極に向かう方向が順方向となるように、カソード電極がＩＧＢＴ２１のコレクタ電極に、アノード電極がＩＧＢＴ２１のエミッタ電極にそれぞれ電気的に接続されている。

なお、スイッチング用パワー半導体素子として、ＭＯＳＦＥＴ（金属酸化物半導体型電界効果トランジスタ）を用いてもよい。ＭＯＳＦＥＴは、ドレイン電極，ソース電極及びゲート電極の３つの電極を備えている。ＭＯＳＦＥＴの場合には、ソース電極とドレイン電極との間に、ドレイン電極からソース電極に向かう方向が順方向となる寄生ダイオードを備えているので、図２のダイオード３８を設ける必要がない。

各相のアームは、ＩＧＢＴ２１のエミッタ電極とＩＧＢＴ２１のコレクタ電極とが電気的に直列に接続されて構成されている。なお、本実施形態では、各相の各上下アームのＩＧＢＴを１つしか図示していないが、制御する電流容量が大きいので、実際には複数のＩＧＢＴが電気的に並列に接続されて構成されている。以下では、説明を簡単にするため、１個のパワー半導体として説明する。

図２に示す例では、各相の各上下アームはそれぞれ３個のＩＧＢＴによって構成されている。各相の各上アームのＩＧＢＴ２１のコレクタ電極はバッテリ１８０の正極側に、各相の各下アームのＩＧＢＴ２１のソース電極はバッテリ１８０の負極側にそれぞれ電気的に接続されている。各相の各アームの中点（上アーム側ＩＧＢＴのエミッタ電極と下アーム側のＩＧＢＴのコレクタ電極との接続部分）は、対応する回転電機２００，２０２の対応する相の電機子巻線（固定子巻線）に電気的に接続されている。

駆動回路６５２，６５６は、対応するインバータ装置６１０，６２０を制御するための駆動部を構成しており、制御回路６４８から出力された制御信号に基づいて、ＩＧＢＴ２１を駆動させるための駆動信号を発生する。それぞれの駆動回路６５２，６５６で発生した駆動信号は、対応するパワーモジュール６１０，６２０の各パワー半導体素子のゲートにそれぞれ出力される。駆動回路６５２，６５６には、各相の各上下アームのゲートに供給する駆動信号を発生する集積回路がそれぞれ６個設けられており、６個の集積回路を１ブロックとして構成されている。

制御回路６４８は各インバータ装置６１０，６２０の制御部を構成しており、複数のスイッチング用パワー半導体素子を動作（オン・オフ）させるための制御信号（制御値）を演算するマイクロコンピュータによって構成されている。制御回路６４８には、上位制御装置からのトルク指令信号（トルク指令値）、電流センサ６６０，６６２のセンサ出力、回転電機２００，２０２に搭載された回転センサのセンサ出力が入力される。制御回路６４８はそれらの入力信号に基づいて制御値を演算し、駆動回路６５２，６５６にスイッチングタイミングを制御するための制御信号を出力する。

コネクタ基板６４２に実装された送受信回路６４４は、電力変換装置６００と外部の制御装置との間を電気的に接続するためのもので、図１の通信回線１７４を介して他の装置と情報の送受信を行う。コンデンサモジュール６３０は、ＩＧＢＴ２１のスイッチング動作によって生じる直流電圧の変動を抑制するための平滑回路を構成するもので、第１のパワーモジュール６１０や第２のパワーモジュール６２０における直流側の端子に電気的に並列に接続されている。

図３は、図１の回転電機２００の断面図を示す。なお、回転電機２００と回転電機２０２とはほぼ同じ構造を有しており、以下では回転電機２００の構造を代表例として説明する。ただし、以下に示す構造は回転電機２００，２０２の双方に採用されている必要はなく、一方だけに採用されていても良い。

ハウジング２１２の内部には固定子２３０が保持されており、固定子２３０は固定子コア２３２と固定子巻線２３８とを備えている。固定子コア２３２の内周側には、回転子２５０が空隙２２２を介して回転可能に保持されている。回転子２５０は、シャフト２１８に固定された回転子鉄心２５２と、永久磁石２５４と、非磁性体のあて板２２６とを備えている。ハウジング２１２は軸受２１６が設けられた一対のエンドブラケット２１４を有しており、シャフト２１８はこれらの軸受２１６により回転自在に保持されている。

シャフト２１８には、回転子２５０の極の位置や回転速度を検出するレゾルバ２２４が設けられている。このレゾルバ２２４からの出力は、図２に示した制御回路６４８に取り込まれる。制御回路６４８は、取り込まれた出力に基づいて制御信号を駆動回路６５２に出力する。駆動回路６５２は、その制御信号に基づく駆動信号をパワーモジュール６１０に出力する。パワーモジュール６１０は、制御信号に基づきスイッチング動作を行い、バッテリ１８０から供給される直流電力を３相交流電力に変換する。この３相交流電力は図３に示した固定子巻線２３８に供給され、回転磁界が固定子２３０に発生する。３相交流電流の周波数はレゾルバ２２４の出力値に基づいて制御され、３相交流電流の回転子２５０に対する位相も同じくレゾルバ２２４の出力値に基づいて制御される。

図４は固定子２３０および回転子２５０の断面を示す図であり、図３のＡ−Ａ断面図を示したものである。なお、図４ではハウジング２１２、シャフト２１８および固定子巻線２３８の記載を省略した。固定子コア２３２の内周側には、多数のスロット２３７とティース２３６とが全周に渡って均等に配置されている。図４では、スロットおよびティースの全てに符号を付すことはせず、代表して一部のティースとスロットにのみに符号を付した。スロット２３７内にはスロット絶縁材（図示省略）が設けられ、図３の固定子巻線２３８を構成するＵ相、Ｖ相、Ｗ相の複数の相巻線が装着されている。本実施形態では、スロット２３７は等間隔に４８個形成されている。

また、回転子コア２５２の外周近傍には、矩形の磁石を挿入するための複数の穴２５３が周方向に沿って等間隔に８個配設されている。各穴２５３は軸方向に沿って形成されており、その穴２５３には永久磁石２５４がそれぞれ埋め込まれ、接着剤などで固定されている。穴２５３の円周方向の幅は、永久磁石２５４（２５４ａ，２５４ｂ）の円周方向の幅よりも大きく設定されており、永久磁石２５４の両側の穴空間２５７は磁気的空隙として機能する。この穴空間２５７は接着剤を埋め込んでも良いし，成型用樹脂で永久磁石２５４と一体に固めても良い。永久磁石２５４は回転子２５０の界磁極として作用し、本実施形態では８極構成となっている。

永久磁石２５４の磁化方向は径方向を向いており、界磁極毎に磁化方向の向きが反転している。すなわち、永久磁石２５４ａの固定子側面がＮ極、軸側の面がＳ極であったとすれば、隣の永久磁石２５４ｂの固定子側面はＳ極、軸側の面はＮ極となっている。そして、これらの永久磁石２５４ａ，２５４ｂが円周方向に交互に配置されている。

永久磁石２５４は、磁化した後に穴２５３に挿入しても良いし、回転子コア２５２の穴２５３に挿入した後に強力な磁界を与えて磁化するようにしても良い。ただし、磁化後の永久磁石２５４は強力な磁石なので、回転子２５０に永久磁石２５４を固定する前に磁石を着磁すると、永久磁石２５４の固定時に回転子コア２５２との間に強力な吸引力が生じて組み付け作業の妨げとなる。また、永久磁石２５４の強力な吸引力により、永久磁石２５４に鉄粉などのごみが付着するおそれがある。そのため、回転電機の生産性を考慮した場合、永久磁石２５４を回転子コア２５２に挿入した後に磁化するのが好ましい。

なお、永久磁石２５４には、ネオジウム系，サマリウム系の焼結磁石やフェライト磁石，ネオジウム系のボンド磁石などを用いることができる。永久磁石２５４の残留磁束密度は０.４〜１.４Ｔ程度である。

３相交流電流を固定子巻線２３８に流すことにより回転磁界が固定子２３０に発生すると、この回転磁界が回転子２５０の永久磁石２５４ａ，２５４ｂに作用してトルクが生じる。このトルクは、永久磁石２５４から出される磁束のうち各相巻線に鎖交する成分と、各相巻線に流れる交流電流の鎖交磁束に直交する成分の積で表される。ここで、交流電流は正弦波状になるように制御されているので、鎖交磁束の基本波成分と交流電流の基本波成分の積がトルクの時間平均成分となり、鎖交磁束の高調波成分と交流電流の基本波成分の積がトルクの高調波成分であるトルクリプルとなる。つまり、トルクリプルを低減するには、鎖交磁束の高調波成分を低減すればよい。言い換えれば、鎖交磁束と回転子の回転する角速度の積が誘起電圧であるから、鎖交磁束の高調波成分を低減することは、誘起電圧の高調波成分を低減することに等しい。

図５は固定子２３０の斜視図である。本実施形態では、固定子巻線２３８は固定子コア２３２に波巻で巻き回されている。固定子コア２３２の両端面には、固定子巻線２３８のコイルエンド２４１が形成されている。また、固定子コア２３２の一方の端面側には、固定子巻線２３８の口出し線２４２が引き出されている。口出し線２４２は、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相のそれぞれに対応して引き出されている。

図６は固定子巻線２３８の結線図であり、結線方式および各相巻線の電気的な位相関係を示したものである。本実施形態の固定子巻線２３８にはダブルスター結線が採用されており、Ｕ１相巻線群、Ｖ１相巻線群、Ｗ１相巻線群から成る第１のスター結線と、Ｕ２相巻線群、Ｖ２相巻線群、Ｗ２相巻線群から成る第２のスター結線とが並列に接続されている。Ｕ１，Ｖ１，Ｗ１相巻線群およびＵ２，Ｖ２，Ｗ２相巻線群はそれぞれ６つの周回巻線で構成されており、Ｕ１相巻線群は周回巻線Ｕ１１〜Ｕ１６を有し、Ｖ１相巻線群は周回巻線Ｖ１１〜Ｖ１６を有し、Ｗ１相巻線群は周回巻線Ｗ１１〜Ｗ１６を有し、Ｕ２相巻線群は周回巻線Ｕ２１〜Ｕ２６を有し、Ｖ２相巻線群は周回巻線Ｖ２１〜Ｖ２６を有し、Ｗ２相巻線群は周回巻線Ｗ２１〜Ｗ２６を有している。図６に示すように、第１のスター結線及び第２のスター結線はＵ相同士、Ｖ相同士、Ｗ相同士が電気的に接続され、その接続部は、電流センサ６６０に接続されている。

図６に示すように、Ｖ相およびＷ相はＵ相とほぼ同様の構成であり、それぞれに誘起される電圧の位相が電気角で１２０度ずれるように配置されている。また、それぞれの周回巻線の角度が相対的な位相を表している。図６に示すように、本実施形態では、固定子巻線２３８は並列に結線されたダブルスター（２Ｙ）結線を採用しているが、回転電機の駆動電圧によってはそれらを直列につないでシングルスター（１Ｙ）結線としても良い。

図７、図８は固定子巻線２３８のＵ相巻線の詳細結線を示す図である。上述したように固定子コア２３２には４８個のスロット２３７が形成されており（図４参照）、図７、図８に示す符号０１，０２，〜，４７，４８はスロット番号を示している。

図７（ａ）はＵ１相巻線群の周回巻線Ｕ１５，Ｕ１６を示している。図７（ｂ）はＵ１相巻線群の周回巻線Ｕ１３，Ｕ１４を示している。図７（ｃ）はＵ１相巻線群の周回巻線Ｕ１１，１２を示している。

図８（ａ）はＵ２相巻線群の周回巻線Ｕ２１，２２を示している。図８（ｂ）はＵ２相巻線群の周回巻線Ｕ２３，Ｕ２４を示している。図８（ｃ）はＵ２相巻線群の周回巻線Ｕ２５，Ｕ２６を示している。

図７、図８に示すように、各周回巻線Ｕ１１〜Ｕ２６は、スロット内に挿通されるスロット導体２３３ａと、異なるスロットに挿通されたスロット導体２３３ａの同一側端部同士を接続して、コイルエンド２４１（図５参照）を構成する渡り導体２３３ｂとから成る。例えば、図７（ａ）に示すスロット番号０５のスロット２３７に挿通されるスロット導体２３３ａの場合、図示上側の端部は、上側コイルエンドを構成する渡り導体２３３ｂによって、スロット番号４８のスロット２３７に挿通されるスロット導体２３３ａの上側端部に接続され、逆に、下側端部は、下側コイルエンドを構成する渡り導体２３３ｂによって、スロット番号１２のスロット２３７に挿通されるスロット導体２３３ａの下側端部に接続されている。このような形態でスロット導体２３３ａが渡り導体２３３ｂによって接続されることにより、波巻の周回巻線が形成される。

後述するように、本実施形態では、１スロット内に６本のスロット導体２３３ａが内周側から外周側に並んで挿通され、内周側から順にレイヤ１、レイヤ２、レイヤ３、レイヤ４、レイヤ５、レイヤ６と称する。図７、図８において、周回巻線Ｕ１５，Ｕ１６，Ｕ２１およびＵ２２の実線部分はレイヤ１を示しており、破線の部分はレイヤ２を示している。周回巻線Ｕ１３，Ｕ１４，Ｕ２３およびＵ２４においては、実線部分はレイヤ３を示しており、破線の部分はレイヤ４を示している。周回巻線Ｕ１１，Ｕ１２，Ｕ２５およびＵ２６においては、実線部分はレイヤ５を示しており、破線の部分はレイヤ６を示している。

図７、図８を用いては説明しなかったが、図７（ａ）に示す周回巻線Ｕ１５，Ｕ１６、図７（ｃ）に示す周回巻線Ｕ１１，Ｕ１２、図８（ａ）に示す周回巻線Ｕ２１，２２、および、図８（ｃ）に示す周回巻線Ｕ２５，Ｕ２６は、後述する変則スロットピッチによる波巻で巻き回されている。図７（ｂ）に示す周回巻線Ｕ１３，Ｕ１４、および、図８（ｂ）に示す周回巻線Ｕ２３，Ｕ２４は、後述する通常スロットピッチによる波巻で巻き回されている。変則スロットピッチ、および通常スロットピッチについては、図９、図１０の説明箇所で説明する。

なお、周回巻線Ｕ１１〜Ｕ２６は、連続した導体で形成されても良いし、セグメントコイルをスロット内に挿通した後に溶接等によりセグメントコイル同士を接続するようにしても良い。セグメントコイルを用いる場合、セグメントコイルをスロット２３７に挿通する前に、固定子コア２３２の端部より軸方向両端に位置するコイルエンド２４１を予め成形することができ、異相間もしくは同相間に適切な絶縁距離を容易に設けることができる。その結果、ＩＧＢＴ２１のスイッチング動作によって生じるサージ電圧に起因する部分放電を抑制することができ、絶縁に関して有効である。

また、周回巻線に使用する導体は平角線や丸線、もしくは細線を多本持ちにした導体でもよいが、小型高出力化や高効率化を目的として占積率を高めるためには、平角線が適している。

図９は、図７に示したＵ１相巻線群の一部を拡大して示したものである。図１０は、図８に示したＵ２相巻線群の一部を拡大して示したものである。図９，１０ではジャンパー線の部分を含む約４極分を示した。以下、図９を用いてＵ１相巻線群の巻き回し方について説明し、図１０を用いてＵ２相巻線群の巻き回し方について説明する。

図９（ｃ）に示すように、固定子巻線群Ｕ１は口出し線からスロット番号０１のレイヤ６に入り、渡り導体２３３ｂによりスロット５個分を跨いだ後に、スロット導体２３３ａがスロット番号０６のレイヤ５に入る。次に、スロット番号０６のレイヤ５から、スロット７個分を跨いでスロット番号１３のレイヤ６に入る。

このように、口出し線が引き出されているコイルエンド側（図示下側）における渡り導体２３３ｂの跨ぎ量がスロットピッチNp＝７、反対側のコイルエンド側（図示上側）における渡り導体２３３ｂの跨ぎ量がスロットピッチNp＝５となるように、スロット番号４２のレイヤ５まで固定子コア２３２を１周するように固定子巻線が波巻で巻き回される。このような波巻を「変則スロットピッチの波巻」と呼ぶことにする。ここまでの略１周分の固定子巻線が図６に示した周回巻線Ｕ１１である。

次に、スロット番号４２のレイヤ５から出た固定子巻線はスロット６個分をまたいでスロット番号４８のレイヤ６に入る。スロット番号４８のレイヤ６からは図６に示す周回巻線Ｕ１２となる。周回巻線Ｕ１２も、周回巻線Ｕ１１の場合と同様に、変則スロットピッチの波巻で巻き回されている。すなわち、渡り導体２３３ｂの跨ぎ量が口出し線のある側ではスロットピッチNp＝７、反対側ではスロットピッチNp＝５に設定され、スロット番号４１のレイヤ５まで固定子コア２３２を１周するように固定子巻線が波巻で巻き回される。ここまでの略１周分の固定子巻線が周回巻線Ｕ１２である。

なお、周回巻線Ｕ１２は、周回巻線Ｕ１１に対して１スロットピッチずれて巻き回されることから、１スロットピッチ相当の電気角分の位相差が発生する。本実施形態では、１スロットピッチは電気角３０度相当であり、図６においても、周回巻線Ｕ１１と周回巻線Ｕ１２とは３０度ずれて記載されている。

さらに、図９（ｂ）、（ｃ）に示すように、スロット番号４１のレイヤ５から出た固定子巻線は、スロット７個分をまたぐジャンパー線でスロット番号４８のレイヤ４に入る。スロット番号４８のレイヤ４からは図６に示す周回巻線Ｕ１３となる。周回巻線Ｕ１３は、渡り導体２３３ｂの跨ぎ量が口出し線のある側、反対側共にスロットピッチNp＝６に設定され、スロット番号４２のレイヤ３まで固定子コア２３２を１周するように固定子巻線が波巻で巻き回される。このような波巻を「通常スロットピッチの波巻」と呼ぶことにする。ここまでの略１周分の固定子巻線が周回巻線Ｕ１３である。

次に、スロット番号４２のレイヤ３から出た固定子巻線はスロット５個分をまたいでスロット番号４７のレイヤ４に入る。スロット番号４７のレイヤ４からは図６に示す周回巻線Ｕ１４となる。周回巻線Ｕ１４も、周回巻線Ｕ１３の場合と同様に、通常スロットピッチの波巻で巻き回される。すなわち、渡り導体２３３ｂの跨ぎ量が口出し線のある側、反対側共にスロットピッチNp＝６に設定され、スロット番号４１のレイヤ３まで固定子コア２３２を１周するように固定子巻線が波巻で巻き回される。ここまでの略１周分の固定子巻線が周回巻線Ｕ１４である。

なお、周回巻線Ｕ１４は、周回巻線Ｕ１３に対して１スロットピッチずれて巻き回されることから、１スロットピッチ相当の電気角分の位相差が発生する。本実施形態では、１スロットピッチは電気角３０度相当であり、図６においても、周回巻線Ｕ１３と周回巻線Ｕ１４とは３０度ずれて記載されている。

さらに、図９（ａ）、（ｂ）に示すように、スロット番号４１のレイヤ３から出た固定子巻線はスロット７個分をまたぐジャンパー線でスロット番号４８のレイヤ２に入る。スロット番号４８のレイヤ２からは図６に示す周回巻線Ｕ１５となる。周回巻線Ｕ１５は、周回巻線Ｕ１１の場合と同様に、変則スロットピッチの波巻で巻き回される。すなわち、渡り導体２３３ｂの跨ぎ量が口出し線のある側ではスロットピッチNp＝７、反対側ではスロットピッチNp＝５に設定され、スロット番号４１のレイヤ１まで固定子コア２３２を１周するように固定子巻線が波巻で巻き回される。ここまでの略１周分の固定子巻線が周回巻線Ｕ１５である。

次に、スロット番号４１のレイヤ１から出た固定子巻線はスロット６個分をまたいでスロット番号４７のレイヤ２に入る。スロット番号４７のレイヤ２からは図６に示す周回巻線Ｕ１６となる。周回巻線Ｕ１６も、周回巻線Ｕ１５の場合と同様に、変則スロットピッチの波巻で巻き回される。渡り導体２３３ｂの跨ぎ量が口出し線のある側ではスロットピッチNp＝７、反対側ではスロットピッチNp＝５に設定され、スロット番号４０のレイヤ１まで固定子コア２３２を１周するように固定子巻線が波巻で巻き回される。ここまでの略１周分の固定子巻線が周回巻線Ｕ１６である。

なお、周回巻線Ｕ１６は、周回巻線Ｕ１５に対して１スロットピッチずれて巻き回されることから、１スロットピッチ相当の電気角分の位相差が発生する。本実施形態では、１スロットピッチは電気角３０度相当であり、図６においても、周回巻線Ｕ１５と周回巻線Ｕ１６とは３０度ずれて記載されている。

また、Ｕ１３、Ｕ１４はＵ１１，Ｕ１２，Ｕ１５，Ｕ１６と渡り導体２３３ｂの跨ぎ量が違うため、鎖交する磁束量に差が発生する。

図１０に示す固定子巻線群Ｕ２も、固定子巻線群Ｕ１の各レイヤの場合と同様の跨ぎ量で巻き回される。周回巻線Ｕ２１はスロット番号４６のレイヤ１からスロット番号０５のレイヤ２まで変則スロットピッチの波巻で巻き回され、周回巻線Ｕ２２はスロット番号４７のレイヤ１からスロット番号０６のレイヤ２まで変則スロットピッチの波巻で巻き回される。その後、固定子巻線はスロット番号０６のレイヤ２からジャンパー線を介してスロット番号４７のレイヤ３に入り、周回巻線Ｕ２３としてスロット番号０５のレイヤ４まで通常スロットピッチの波巻で巻き回される。その後、固定子巻線をスロット番号４８のレイヤ３からスロット番号０６のレイヤ４まで通常スロットピッチの波巻で巻き回されることで、周回巻線Ｕ２４が形成される。次に、固定子巻線はスロット番号０６のレイヤ４からジャンパー線を介してスロット番号４７のレイヤ５に入り、周回巻線Ｕ２５としてスロット番号０６のレイヤ６まで変則スロットピッチの波巻で巻き回される。その後、固定子巻線をスロット番号４８のレイヤ５からスロット番号０７のレイヤ６まで変則スロットピッチの波巻で巻き回されることで、周回巻線Ｕ２６が形成される。

以上のように、固定子巻線群Ｕ１は周回巻線Ｕ１１，Ｕ１２，Ｕ１３，Ｕ１４，Ｕ１５，Ｕ１６からなり、それぞれの位相が合成された電圧が固定子巻線群Ｕ１に誘起される。同様に、固定子巻線群Ｕ２の場合も、周回巻線Ｕ２１，Ｕ２２，Ｕ２３，Ｕ２４，Ｕ２５，Ｕ２６の位相が合成された電圧が誘起される。図６に示すように固定子巻線群Ｕ１と固定子巻線群Ｕ２とは並列に接続されているが、固定子巻線群Ｕ１，Ｕ２のそれぞれに誘起される電圧の間には位相差がなく、並列接続であっても循環電流が流れるなどのアンバランスが起きることはない。もちろん、直列接続であっても良い。

図１１は、固定子コア２３２におけるスロット導体２３３ａの配置を主に示す図であり、図７〜１０のスロット番号４６〜スロット番号１３までを示したものである。なお、回転子の回転方向は図の左から右の方向である。本実施形態では、２極分、つまり電気角３６０度にスロット２３７が１２個配置されており、例えば、図１１のスロット番号０１からスロット番号１２までは２極分に相当する。そのため、毎極スロット数Ｎは６、毎極毎相スロット数NSPPは２（＝６／３）である。各スロット２３７には、固定子巻線２３８のスロット導体２３３ａが６本ずつ挿通されている。

各スロット導体２３３ａは矩形で示されているが、その矩形の中には、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相を示す符号Ｕ１１〜Ｕ２６，Ｖ，Ｗと、口出し線がある側から反対側への方向を示すクロス印「×」、その逆の方向を示す黒丸印「●」をそれぞれ図示した。また、スロット２３７の最も内周側（スロット開口側）にあるスロット導体２３３ａをレイヤ１と呼び、外周側（スロット底側）にかけて順にレイヤ２、レイヤ３、レイヤ４、レイヤ５、レイヤ６と呼ぶことにする。また、符号０１〜１２は図７〜１０に示したものと同様のスロット番号である。なお、Ｕ相のスロット導体２３３ａのみ周回巻線を表す符号Ｕ１１〜Ｕ２６で示し、Ｖ相およびＷ相のスロット導体２３３ａに関しては、相を表す符号Ｖ，Ｗで示した。

図１１において破線２３４で囲んだ１２個のスロット導体２３３ａは、全てＵ相のスロット導体２３３ａからなるスロット導体群２３４である。具体例を示す。例えば、中央に示すスロット導体群２３４は、スロット番号０６，０７のレイヤ６に配設された周回巻線Ｕ２５，Ｕ２６のスロット導体２３３ａと、スロット番号０５，０６のレイヤ５からレイヤ２までに配設された周回巻線Ｕ１２，Ｕ１１，Ｕ２３，Ｕ２４，Ｕ１４，Ｕ１３，Ｕ２１，Ｕ２２のスロット導体２３３ａと、スロット番号０４，０５のレイヤ１に配設された周回巻線Ｕ１６，Ｕ１５のスロット導体２３３ａとを有する。

一般に、毎極スロット数Ｎが６、毎極毎相スロット数NSPPが２、スロット２３７内のスロット導体２３３ａのレイヤ数が６の場合には、図１２に示すようにＵ相（Ｖ相、Ｗ相も同様）のスロット導体２３３ａを配置する構成が採用される場合が多い。この場合、図示右側のスロット導体群と図示左側のスロット導体群との間隔は６スロットピッチ（Np＝６）、すなわち、毎極スロット数Ｎが６の時における通常スロットピッチとなる。かつ、同一相の周回巻線が固定子コア２３２の周方向にずれることなく配設される。

一方、本実施形態の構成は、図１３に示すように、図１２に示したレイヤ１の２本のスロット導体２３３ａを回転子の回転方向と逆の方向（図の左方向）へ１スロットピッチ分ずらし、かつ、レイヤ６の２本のスロット導体２３３ａを回転方向（図の右方向）へ１スロットピッチ分ずらした構成となっている。そのため、図１３に示すように、レイヤ６およびレイヤ５の周回巻線Ｕ１１のスロット導体２３３ａを接続する渡り導体２３３ｂの跨ぎ量は５スロットピッチ（Np＝５）となり、レイヤ５およびレイヤ６の周回巻線Ｕ２６を接続する渡り導体２３３ｂの跨ぎ量は７スロットピッチ（Np＝７）となる。また、レイヤ２およびレイヤ１の周回巻線Ｕ１５のスロット導体２３３ａを接続する渡り導体２３３ｂの跨ぎ量は５スロットピッチ（Np＝５）となり、レイヤ１およびレイヤ２の周回巻線Ｕ２２を接続する渡り導体２３３ｂの跨ぎ量は７スロットピッチ（Np＝７）となる。周回巻線Ｕ１２，Ｕ２５，Ｕ１６，Ｕ２１も同様に一方のコイルエンドでは７スロットピッチ（Np＝７）でスロットを跨ぎ、他方のコイルエンドでは５スロットピッチでスロットを跨ぐようにスロット導体２３３ａ間を接続した変則スロットピッチの周回巻線である。

この場合、Ｕ相だけでなく、Ｖ相およびＷ相の対応する各スロット導体２３３ａも同様に１スロットピッチ分ずらすことになるので、図１１に示したように、Ｕ，Ｖ，Ｗ相に関して同一形状のスロット導体群２３４がそれぞれ形成される。すなわち、回転子の回転方向に対して、順に、Ｕ相でクロス印のスロット導体２３３ａから成るスロット導体群、Ｗ相で黒丸印のスロット導体２３３ａから成るスロット導体群、Ｖ相でクロス印のスロット導体２３３ａから成るスロット導体群、Ｕ相で黒丸印のスロット導体２３３ａから成るスロット導体群、Ｗ相でクロス印のスロット導体２３３ａから成るスロット導体群、Ｖ相で黒丸印のスロット導体２３３ａから成るスロット導体群が配置されることになる。

本実施形態では、図１１に示すように、毎極スロット数をＮ（＝６）としたとき、一方のコイルエンドでは渡り導体２３３ｂがスロットピッチNp＝Ｎ＋１（＝７）でスロットを跨ぎ、他方のコイルエンドではスロットピッチNp＝Ｎ−１（＝５）でスロットを跨ぐようにスロット導体２３３ａ間を接続した変則スロットピッチの周回巻線と、両方のコイルエンドで共に渡り導体２３３ｂがスロットピッチNp＝Ｎ（＝６）でスロットを跨ぐようにスロット導体２３３ａ間を接続した通常スロットピッチの周回巻線の両方を備えている。

上述したように、各相の固定子巻線は、固定子コア周方向に連続して並んだ所定スロット数Nsに挿通された複数のスロット導体２３３ａで構成されるスロット導体群２３４と、複数のスロット導体２３３ａのコイルエンド側を接続する渡り導体２３３ｂと、を備えている。スロット導体２３３ａは、スロットおよびレイヤが隣接するように各スロット２３７に挿通される。所定スロット数Nsは、毎極毎相スロット数をNSPP、変則スロットピッチの周回巻線に係るレイヤ数を２×NL2としたとき、Ns＝NSPP＋NL2 に設定されている。本実施形態では、図１３に示すように、NSPP＝２、NL2＝２なので、Ns＝４である。

なお、以降の説明のために、通常スロットピッチの周回巻線のレイヤ数を２×NL1と定義しておく。このように定義すると、全体のレイヤ数は、２×（NL1 + NL2）となる。本実施形態では、NL1＝１、NL2＝２なので、全体のレイヤ数は、２×（１＋２）＝６となり、スロット２３７のレイヤ数である６（レイヤ１〜６）と合致することが理解される。

図１３を用いて、本実施形態のスロット導体群２３４についてさらに説明する。スロット導体群２３４は、図１３の破線で示すスロット導体小群２３５（２３５ａ、２３５ｂ）に分けることができる。スロット導体小群２３５は、固定子コア２３２の径方向に隣り合って互いに渡り導体２３３ｂに接続される内周側レイヤと外周側レイヤによりなるものである。

渡り導体２３３ｂが通常スロットピッチによるスロット導体小群２３５を第１スロット導体小群２３５ａとする。第１スロット導体小群２３５ａの内周側レイヤを第１内周側レイヤ、第１スロット導体小群２３５ａの外周側レイヤを第１外周側レイヤと呼ぶことにする。本実施形態では、レイヤ３（第１内周側レイヤ）、レイヤ４（第１外周側レイヤ）で１個（NL1＝１）の第１スロット導体小群２３５ａを構成する。

また、渡り導体２３３ｂが変則スロットピッチによるスロット導体小群２３５を第２スロット導体小群２３５ｂとする。第２スロット導体小群２３５ｂの内周側レイヤを第２内周側レイヤ、第２スロット導体小群２３５ｂの外周側レイヤを第２外周側レイヤと呼ぶことにする。本実施形態では、レイヤ１（第２内周側レイヤ）、レイヤ２（第２外周側レイヤ）で１個の第２スロット導体小群２３５ｂを構成する。レイヤ５（第２内周側レイヤ）、レイヤ６（第２外周側レイヤ）で別の１個の第２スロット導体小群２３５ｂを構成する。よって、上記のように、スロット導体群２３４は、合計２個（NL2＝２）の第２スロット導体小群２３５ｂを有する。

第１内周側レイヤのスロット導体２３３ａと第１外周側レイヤのスロット導体２３３ａとは、固定子コア２３２の周方向両端を揃えて配置されている。すなわち、具体的には、以下のような配置である。図１３のレイヤ３，４よりなる第１スロット導体小群２３５ａで、具体的に第１スロット導体小群２３５ａの構成について説明する。第１内周側レイヤ（レイヤ３）のスロット導体２３３ａ（Ｕ１４、Ｕ１３）のうち、左端のスロット導体２３３ａ（Ｕ１４）が、第１外周側レイヤ（レイヤ４）のスロット導体２３３ａ（Ｕ２３、Ｕ２４）のうち、左端のスロット導体２３３ａ（Ｕ２３）と同一のスロットに配置され、右端のスロット導体２３３ａ（Ｕ１３，Ｕ２４）でも同様の位置関係で配置されている。

第２内周側レイヤのスロット導体２３３ａと第２外周側レイヤのスロット導体２３３ａとは、互いに固定子コア周方向に１スロットピッチずれて配置されるという規則に従う。すなわち、具体的には、以下のような配置である。図１３のレイヤ１，２よりなる第２スロット導体小群２３５ｂで具体的に説明する。第２内周側レイヤ（レイヤ１）のスロット導体２３３ａ（Ｕ１６、Ｕ１５）のうち、左端のスロット導体２３３ａ（Ｕ１６）が、第２外周側レイヤ（レイヤ２）のスロット導体２３３ａ（Ｕ２１、Ｕ２２）のうち、左端のスロット導体２３３ａ（Ｕ２１）と１スロットピッチずれて配置され、右端のスロット導体２３３ａ（Ｕ１５、Ｕ２２）でも同様の位置関係で配置されている。

固定子コア２３２の径方向に隣り合うスロット導体小群２３５は、互いに接する側の固定子コア２３２の周方向両端を揃えて配置される。これを規則Ａと呼ぶことにする。図１３で具体的に説明する。レイヤ１，２よりなる第２スロット導体小群２３５ｂと、レイヤ３，４よりなる第１スロット導体小群２３５ａとが図示上下方向（固定子コア２３２の径方向）で接しているが、その両端が揃うように配置されていることが分かる。すなわち、左端のＵ２１のスロット導体２３３ａと、左端のＵ１４のスロット導体２３３ａと、が同一のスロットに設けられている。左端の配置から、右端も揃っている。すなわち、固定子コア周方向両端を揃えて配置されている。レイヤ３，４よりなる第１スロット導体小群２３５ａと、レイヤ５，６よりなる第２スロット導体小群２３５ｂと、の間でも規則Ａに従って配置されている。なお、図１３では、第１スロット導体小群２３５ａと、第２スロット導体小群２３５ｂとが接している例しか示されていないが、第１スロット導体小群２３５ａ同士が接しても、第２スロット導体小群２３５ｂ同士が接しても原則的に規則Ａに従う。複数のスロット導体小群２３５がこの規則Ａに従うと、上記の関係式Ns＝NSPP＋NL2が成り立つ。

ここで、図１１等に示す本実施形態の回転電機の作用効果を、図１２に示す巻き回し方によってなる回転電機（以下、比較例１と呼ぶ）の作用効果、および、特許文献１（特開２０１２−２９３７０号公報）の図２２（ａ）に記載の巻き回し方によってなる回転電機（以下、比較例２と呼ぶ）の作用効果と対比しながら説明する。なお、比較例２は、本実施形態の回転電機と変則スロットピッチに係る周回巻線のスロット導体をずらす方向が逆になっているが、これは定義の問題であり、互いに同一方向にずれているものと考えて差支えない。

図１４〜図１７は、本実施形態の回転電機の作用効果を、比較例１の作用効果と対比したものである。
図１４は、本実施形態の回転電機の誘起電圧波形、および、比較例１の回転電機の誘起電圧波形を示す図である。また、図１５は、図１４のそれぞれの誘起電圧波形を高調波解析した結果を示したものである。
図１４に示すように、本実施形態の回転電機の誘起電圧波形は、比較例１の回転電機の誘起電圧波形よりも正弦波に近いことが分かる。また、図１５の高調波解析結果に示すように、本実施形態では、比較例１と比較して、特に、５次と７次の高調波成分を減らすことができることが分かった。

図１６は、交流電流を通電した場合のトルク波形を、本実施形態の回転電機の場合と比較例１の回転電機の場合とについて示したものである。また、図１７は、図１６に示す各トルク波形を高調波解析した結果を示す。図１７の高調波解析結果に示すように、特に、６次のトルクリプルを減らすことができることが分かった。これは、誘起電圧、すなわち鎖交磁束の５次と７次の成分が、巻線配置を図７〜１１に示すような配置とすることにより低減されたことを示す。

図１８、図１９は、本実施形態の発明の作用効果を、比較例２の作用効果と対比したものである。
図１８は、交流電流を通電した場合のトルク波形を、本実施形態の回転電機の場合と比較例２の回転電機の場合とについて示したものである。また、図１９は、図１８に示す各トルク波形を高調波解析した結果を示す。図１８、図１９に示すように、本実施形態では、比較例２と比較して、平均トルクが大きいことが分かった。

以上の作用効果の対比によって、本実施形態によれば、比較例１よりもトルクリプルが小さく低騒音で、比較例２よりも平均トルクが大きい回転電機を得ることができる。この意味で、本実施形態の回転電機は、高トルクかつ低騒音な回転電機を得ることができる。また、その回転電機を備えた車両では、高トルク化、かつ、低騒音化を図ることができる。

第１実施形態の回転電機は、以下の構成を有し、以下の作用効果を奏する。
（１）回転電機２００（回転電機２０２でも同様）における各相の固定子巻線は、複数のスロット２３７に挿通された複数のスロット導体２３３ａと、コイルエンド２４１においてスロット導体２３３ａの両端を接続する渡り導体２３３ｂと、を備えている。そして、図９、図１０等に示すように、スロット２３７のレイヤ１，２、および、レイヤ５，６に挿通されたスロット導体２３３ａは、変則スロットピッチの渡り導体２３３ｂで接続されている。また、図９、図１０等に示すように、スロット２３７のレイヤ３，４に挿通されたスロット導体２３３ａは、通常スロットピッチの渡り導体２３３ｂで接続されている。
通常スロットピッチの渡り導体２３３ｂ（第１渡り導体）は、毎極スロット数をＮ（＝６）としたとき、一方のコイルエンド２４１ではスロットピッチNp＝Ｎ（＝６）でスロット２３７を跨ぎ、他方のコイルエンド２４１ではスロットピッチNp＝Ｎ（＝６）でスロット２３７を跨ぐようにスロット導体２３３ａ間を接続する。
変則スロットピッチの渡り導体２３３ｂ（第２渡り導体）は、毎極スロット数をＮ（＝６）としたとき、一方のコイルエンド２４１ではスロットピッチNp＝Ｎ＋１（＝７）でスロット２３７を跨ぎ、他方のコイルエンド２４１ではスロットピッチNp＝Ｎ−１（＝５）でスロット２３７を跨ぐようにスロット導体２３３ａ間を接続する。
固定子巻線２３８は、同一相の複数のスロット導体２３３ａで構成される一群のスロット導体群２３４を複数有する。
これによって、本実施形態の回転電機は、高トルクかつ低騒音な回転電機を得ることができる。また、その回転電機を備えた車両では、高トルク化、かつ、低騒音化を図ることができる。

（２）さらに、具体的には、以下のような構成を有することができる。すなわち、
スロット導体群２３４の複数のスロット導体２３３ａは、固定子コア２３２の周方向に連続して並んだ所定数Ns（＝４）のスロット２３７内にスロット２３７およびレイヤが隣接するように挿通される。
所定数Ns（＝４）は、毎極毎相スロット数をNSPP（＝２）、変則スロットピッチの渡り導体２３３ｂを有する第２周回巻線に係るレイヤ数を２×NL2（NL2＝２）としたとき、Ns＝NSPP＋NL2（＝４）に設定されている。
例えば、上記の具体的構成（２）によって、本実施形態の回転電機は、高トルクかつ低騒音な回転電機を得ることができる。また、その回転電機を備えた車両では、高トルク化、かつ、低騒音化を図ることができる。

（３）スロット導体群２３４の具体的な構成は以下である。すなわち、
スロット導体群２３４は、複数のスロット導体小群２３５を含んで構成される。固定子コア２３２の径方向に隣り合うスロット導体小群２３５は、互いに接する側の固定子コア２３２の周方向両端を揃えて配置される。
スロット導体群２３４は、スロット導体小群２３５として、固定子コア２３２の径方向に隣り合って互いに通常スロットピッチの渡り導体２３３ｂ（第１渡り導体）に接続される第１内周側レイヤおよび第１外周側レイヤよりなる第１スロット導体小群２３５ａをNL1（=１）個有する。すなわち、レイヤ３（第１内周側レイヤ）、レイヤ４（第１外周側レイヤ）で１個の第１スロット導体小群２３５ａを構成する。
また、スロット導体群２３４は、スロット導体小群２３５として、固定子コア２３２の径方向に隣り合って互いに変則スロットピッチの渡り導体２３３ｂ（第２渡り導体）に接続される第２内周側レイヤおよび第２外周側レイヤよりなる第２スロット導体小群２３５ｂをNL2（＝２）個有する。すなわち、レイヤ１（第２内周側レイヤ）、レイヤ２（第２外周側レイヤ）で１個の第２スロット導体小群２３５ｂを構成する。レイヤ５（第２内周側レイヤ）、レイヤ６（第２外周側レイヤ）で別の１個の第２スロット導体小群２３５ｂを構成する。よって、上記のように、スロット導体群２３４は、合計２個の第２スロット導体小群２３５ｂを有する。
第１内周側レイヤのスロット導体２３３ａと第１外周側レイヤのスロット導体２３３ａとは、固定子コア２３２の周方向両端を揃えて配置されている。
第２内周側レイヤのスロット導体２３３ａと第２外周側レイヤのスロット導体２３３ａとは、互いに固定子コア周方向に１スロットピッチずれて配置されている。
上記の具体的構成（３）によって、本実施形態の回転電機は、高トルクかつ低騒音な回転電機を得ることができる。また、その回転電機を備えた車両では、高トルク化、かつ、低騒音化を図ることができる。

―第１実施形態の変形例―
図２０は、第１実施形態の回転電機のスロット導体群２３４（２３４Ａ）を示した図であり、図１３と同様の図である。第１実施形態は、例えば、以下のように変形することが可能である。図２０を基準にして、第１実施形態の変形例について説明する。

＜変形例１＞
図２１は、変形例１の回転電機のスロット導体群２３４（２３４Ｂ）を示す図である。変形例１は、第１実施形態（図２０）と同様に、毎極スロット数Ｎ＝６、NSPP＝２、レイヤ数＝６の設定である。レイヤ３，４が変則スロットピッチの周回巻線になり（NL2＝１）、レイヤ１，２，５，６が通常スロットピッチの周回巻線となったことが、第１実施形態との相違点である。本変形例では、上述した規則Ａに従い、固定子コア２３２の径方向に隣り合うスロット導体小群２３５は、互いに接する側の固定子コア２３２の周方向両端を揃えて配置される。そのため、固定子コア周方向に連続して並んだ所定スロット数Ns=３であることから、第１実施形態と同様に、Ns = NSPP + NL2 が成り立つ。本変形例のように変形しても、第１実施形態と同様に、比較例１よりもトルクリプルが小さく低騒音で、比較例２よりも平均トルクが大きいという効果を奏することができる。

＜変形例２＞
図２２は、変形例２の回転電機のスロット導体群２３４（２３４Ｃ）を示す図である。変形例２は、毎極スロット数Ｎ＝６、NSPP＝２、レイヤ数＝８の設定である。変形例２では、レイヤ１，２，７，８が変則スロットピッチの周回巻線であり（NL2＝２）、レイヤ３，４，５，６が通常スロットピッチの周回巻線である。本変形例では、上述した規則Ａに従い、固定子コア２３２の径方向に隣り合うスロット導体小群２３５は、互いに接する側の固定子コア２３２の周方向両端を揃えて配置される。そのため、固定子コア周方向に連続して並んだ所定スロット数Ns=４であることから、第１実施形態と同様に、Ns = NSPP + NL2 が成り立つ。本変形例のように変形しても、NSPP＝２、レイヤ数＝８の設定で比較例１に相当する比較例よりもトルクリプルが小さく低騒音で、NSPP＝２、レイヤ数＝８の設定で比較例２に相当する比較例よりも平均トルクが大きいという効果を奏することができる。

＜変形例３＞
図２３は、変形例３の回転電機のスロット導体群２３４（２３４Ｄ）を示す図である。変形例３は、毎極スロット数Ｎ＝６、NSPP＝２、レイヤ数＝８の設定である。変形例３では、レイヤ３，４，５，６が変則スロットピッチの周回巻線であり（NL2＝２）、レイヤ１，２，７，８が通常スロットピッチの周回巻線である。本変形例では、上述した規則Ａに従い、固定子コア２３２の径方向に隣り合うスロット導体小群２３５は、互いに接する側の固定子コア２３２の周方向両端を揃えて配置される。そのため、固定子コア周方向に連続して並んだ所定スロット数Ns=４であることから、第１実施形態と同様に、Ns = NSPP + NL2 が成り立つ。本変形例のように変形しても、NSPP＝２、レイヤ数＝８の設定で比較例１に相当する比較例よりもトルクリプルが小さく低騒音で、NSPP＝２、レイヤ数＝８の設定で比較例２に相当する比較例よりも平均トルクが大きいという効果を奏することができる。

＜変形例４＞
図２４は、変形例４の回転電機のスロット導体群２３４（２３４Ｅ）を示す図である。変形例４は、毎極スロット数Ｎ＝６、NSPP＝２、レイヤ数＝８の設定である。変形例４では、レイヤ１，２，７，８が変則スロットピッチの周回巻線であり（NL2＝２）、レイヤ３，４，５，６が通常スロットピッチの周回巻線である。本変形例では、上述した規則Ａに従わない。基本的には、固定子コア２３２の径方向に隣り合うスロット導体小群２３５は、互いに接する側の固定子コア２３２の周方向両端を揃えて配置される。しかし、レイヤ３，４よりなるスロット導体小群２３５と、レイヤ５，６よりなるスロット導体小群２３５との間で１スロットピッチのずれがある。すなわち、レイヤ４とレイヤ５との間に１スロットピッチのずれがある。そのため、上記の関係式Ns = NSPP + NL2 が成り立たない。代わりに、後述する別の関係式が成り立つ。本変形例においては、固定子コア周方向に連続して並んだ所定スロット数Ns=５である。よって、Ns = NSPP + NL2 + 1 という、第１実施形態とは異なる関係式が成り立つ。変形例４は、変形例２に構成が類似する。変形例２では規則Ａに従うので当該ずれがないため、上記の関係式Ns = NSPP + NL2が成り立つ。一方、変形例４では、レイヤ４とレイヤ５との間に１スロットピッチのずれがあるため、第１実施形態とは異なる関係式Ns = NSPP + NL2 + 1が成り立つ。しかし、本変形例のように変形しても、NSPP＝２、レイヤ数＝８の設定で比較例１に相当する比較例よりもトルクリプルが小さく低騒音で、NSPP＝２、レイヤ数＝８の設定で比較例２に相当する比較例よりも平均トルクが大きいという効果を奏することができる。

＜変形例５＞
図２５は、変形例５の回転電機のスロット導体群２３４（２３４Ｆ）を示す図である。変形例５は、毎極スロット数Ｎ＝９、NSPP＝３、レイヤ数＝６の設定である。変形例５では、レイヤ１，２，５，６が変則スロットピッチの周回巻線であり（NL2＝２）、レイヤ３，４が通常スロットピッチの周回巻線である。本変形例では、上述した規則Ａに従い、固定子コア２３２の径方向に隣り合うスロット導体小群２３５は、互いに接する側の固定子コア２３２の周方向両端を揃えて配置される。そのため、固定子コア周方向に連続して並んだ所定スロット数Ns=５であることから、第１実施形態と同様に、Ns = NSPP + NL2が成り立つ。本変形例のように変形しても、NSPP＝３、レイヤ数＝６の設定で比較例１に相当する比較例よりもトルクリプルが小さく低騒音で、NSPP＝３、レイヤ数＝６の設定で比較例２に相当する比較例よりも平均トルクが大きいという効果を奏することができる。

＜変形例６＞
図２６は、変形例６の回転電機のスロット導体群２３４（２３４Ｇ）を示す図である。変形例６は、毎極スロット数Ｎ＝９、NSPP＝３、レイヤ数＝６の設定である。変形例６では、レイヤ３，４が変則スロットピッチの周回巻線であり（NL2＝１）、レイヤ１，２，５，６が通常スロットピッチの周回巻線である。本変形例では、上述した規則Ａに従い、固定子コア２３２の径方向に隣り合うスロット導体小群２３５は、互いに接する側の固定子コア２３２の周方向両端を揃えて配置される。そのため、固定子コア周方向に連続して並んだ所定スロット数Ns=４であることから、第１実施形態と同様に、Ns = NSPP + NL2が成り立つ。本変形例のように変形しても、NSPP＝３、レイヤ数＝６の設定で比較例１に相当する比較例よりもトルクリプルが小さく低騒音で、NSPP＝３、レイヤ数＝６の設定で比較例２に相当する比較例よりも平均トルクが大きいという効果を奏することができる。

―第２実施形態―
以下、第２実施形態について説明する。第１実施形態と同様の構成（例えば、図１〜６に記載の構成）については、説明を省略する。

図２７、図２８は固定子巻線２３８のＵ相巻線の詳細結線を示す図である。固定子コア２３２には４８個のスロット２３７が形成されており（図４参照）、図２７、図２８に示す符号０１，０２，〜，４７，４８はスロット番号を示している。

図２７（ａ）はＵ１相巻線群の周回巻線Ｕ１５，Ｕ１６を示している。図２７（ｂ）はＵ１相巻線群の周回巻線Ｕ１３，Ｕ１４を示している。図７（ｃ）はＵ１相巻線群の周回巻線Ｕ１１，１２を示している。

図２８（ａ）はＵ２相巻線群の周回巻線Ｕ２１，２２を示している。図８（ｂ）はＵ２相巻線群の周回巻線Ｕ２３，Ｕ２４を示している。図８（ｃ）はＵ２相巻線群の周回巻線Ｕ２５，Ｕ２６を示している。

図２７、図２８に示すように、各周回巻線Ｕ１１〜Ｕ２６は、スロット内に挿通されるスロット導体２３３ａと、異なるスロットに挿通されたスロット導体２３３ａの同一側端部同士を接続して、コイルエンド２４１（図５参照）を構成する渡り導体２３３ｂとから成る。例えば、図２７（ａ）に示すスロット番号０５のスロット２３７に挿通されるスロット導体２３３ａの場合、図示上側の端部は、上側コイルエンドを構成する渡り導体２３３ｂによって、スロット番号４７のスロット２３７に挿通されるスロット導体２３３ａの上側端部に接続され、逆に、下側端部は、下側コイルエンドを構成する渡り導体２３３ｂによって、スロット番号１１のスロット２３７に挿通されるスロット導体２３３ａの下側端部に接続されている。このような形態でスロット導体２３３ａが渡り導体２３３ｂによって接続されることにより、波巻の周回巻線が形成される。

本実施形態でも、第１実施形態と同様に、１スロット内に６本のスロット導体２３３ａが内周側から外周側に並んで挿通され、内周側から順にレイヤ１、レイヤ２、レイヤ３、レイヤ４、レイヤ５、レイヤ６と称する。図２７、図２８において、周回巻線Ｕ１５，Ｕ１６，Ｕ２１およびＵ２２の実線部分はレイヤ１を示しており、破線の部分はレイヤ２を示している。周回巻線Ｕ１３，Ｕ１４，Ｕ２３およびＵ２４においては、実線部分はレイヤ３を示しており、破線の部分はレイヤ４を示している。周回巻線Ｕ１１，Ｕ１２，Ｕ２５およびＵ２６においては、実線部分はレイヤ５を示しており、破線の部分はレイヤ６を示している。

図２７、図２８に示す第２実施形態の周回巻線Ｕ１１〜１６、Ｕ２１〜２６は、全て、第１実施形態で説明した通常スロットピッチによる波巻で巻き回されている。詳細については、図２９、図３０を用いて説明する。

なお、周回巻線Ｕ１１〜Ｕ２６は、連続した導体で形成されても良いし、セグメントコイルをスロット内に挿通した後に溶接等によりセグメントコイル同士を接続するようにしても良い。セグメントコイルを用いる場合、セグメントコイルをスロット２３７に挿通する前に、固定子コア２３２の端部より軸方向両端に位置するコイルエンド２４１を予め成形することができ、異相間もしくは同相間に適切な絶縁距離を容易に設けることができる。その結果、ＩＧＢＴ２１のスイッチング動作によって生じるサージ電圧に起因する部分放電を抑制することができ、絶縁に関して有効である。

また、周回巻線に使用する導体は平角線や丸線、もしくは細線を多本持ちにした導体でもよいが、小型高出力化や高効率化を目的として占積率を高めるためには、平角線が適している。

図２９は、図２７に示したＵ１相巻線群の一部を拡大して示したものである。図３０は、図２８に示したＵ２相巻線群の一部を拡大して示したものである。図２９，３０ではジャンパー線の部分を含む約４極分を示した。以下、図２９を用いてＵ１相巻線群の巻き回し方について説明し、図３０を用いてＵ２相巻線群の巻き回し方について説明する。

図２９（ｃ）に示すように、固定子巻線群Ｕ１は口出し線からスロット番号０１のレイヤ６に入り、渡り導体２３３ｂによりスロット６個分を跨いだ後に、スロット導体２３３ａがスロット番号０７のレイヤ５に入る。次に、スロット番号０７のレイヤ５から、スロット６個分を跨いでスロット番号１３のレイヤ６に入る。

このように、渡り導体２３３ｂの跨ぎ量が口出し線のある側（図示下側）、反対側（図示上側）共にスロットピッチNp＝６に設定され、スロット番号４３のレイヤ５まで固定子コア２３２を１周するように固定子巻線が通常スロットピッチによる波巻で巻き回される。ここまでの略１周分の固定子巻線が図６に示した周回巻線Ｕ１１である。第２実施形態の周回巻線は、全て、通常スロットピッチによる波巻である。ただし、挿通されるスロットの位置が固定子コア２３２の周方向に互いにずれている。詳細は後述する。

次に、スロット番号４３のレイヤ５から出た固定子巻線はスロット５個分を跨いでスロット番号４８のレイヤ６に入る。スロット番号４８のレイヤ６からは図６に示す周回巻線Ｕ１２となる。周回巻線Ｕ１２も通常スロットピッチの波巻で巻き回される。すなわち、渡り導体２３３ｂの跨ぎ量が口出し線のある側（図示下側）、反対側（図示上側）共にスロットピッチNp＝６に設定され、スロット番号４２のレイヤ５まで固定子コア２３２を１周するように固定子巻線が波巻で巻き回される。ここまでの略１周分の固定子巻線が周回巻線Ｕ１２である。

なお、周回巻線Ｕ１２は、周回巻線Ｕ１１に対して１スロットピッチずれて巻き回されることから、１スロットピッチ相当の電気角分の位相差が発生する。本実施形態では、１スロットピッチは電気角３０度相当であり、図６においても、周回巻線Ｕ１１と周回巻線Ｕ１２とは３０度ずれて記載されている。

さらに、図２９（ｂ）、（ｃ）に示すように、スロット番号４２のレイヤ５から出た固定子巻線は、スロット６個分をまたぐジャンパー線でスロット番号４８のレイヤ４に入る。スロット番号４８のレイヤ４からは図６に示す周回巻線Ｕ１３となる。周回巻線Ｕ１３も通常スロットピッチの波巻で巻き回される。すなわち、渡り導体２３３ｂの跨ぎ量が口出し線のある側、反対側共にスロットピッチNp＝６に設定され、スロット番号４２のレイヤ３まで固定子コア２３２を１周するように固定子巻線が波巻で巻き回される。ここまでの略１周分の固定子巻線が周回巻線Ｕ１３である。

次に、スロット番号４２のレイヤ３から出た固定子巻線はスロット５個分をまたいでスロット番号４７のレイヤ４に入る。スロット番号４７のレイヤ４からは図６に示す周回巻線Ｕ１４となる。周回巻線Ｕ１４も通常スロットピッチの波巻で巻き回される。すなわち、渡り導体２３３ｂの跨ぎ量が口出し線のある側、反対側共にスロットピッチNp＝６に設定され、スロット番号４１のレイヤ３まで固定子コア２３２を１周するように固定子巻線が波巻で巻き回される。ここまでの略１周分の固定子巻線が周回巻線Ｕ１４である。

なお、周回巻線Ｕ１４は、周回巻線Ｕ１３に対して１スロットピッチずれて巻き回されることから、１スロットピッチ相当の電気角分の位相差が発生する。本実施形態では、１スロットピッチは電気角３０度相当であり、図６においても、周回巻線Ｕ１３と周回巻線Ｕ１４とは３０度ずれて記載されている。

さらに、図２９（ａ）、（ｂ）に示すように、スロット番号４１のレイヤ３から出た固定子巻線はスロット６個分をまたぐジャンパー線でスロット番号４７のレイヤ２に入る。スロット番号４７のレイヤ２からは図６に示す周回巻線Ｕ１５となる。周回巻線Ｕ１５も通常スロットピッチの波巻で巻き回される。すなわち、渡り導体２３３ｂの跨ぎ量が口出し線のある側、反対側共にスロットピッチNp＝６に設定され、スロット番号４１のレイヤ１まで固定子コア２３２を１周するように固定子巻線が波巻で巻き回される。ここまでの略１周分の固定子巻線が周回巻線Ｕ１５である。

次に、スロット番号４１のレイヤ１から出た固定子巻線はスロット６個分をまたいでスロット番号４７のレイヤ２に入る。スロット番号４７のレイヤ２からは図６に示す周回巻線Ｕ１６となる。周回巻線Ｕ１６も通常スロットピッチの波巻で巻き回される。すなわち、渡り導体２３３ｂの跨ぎ量が口出し線のある側ではスロットピッチNp＝７、反対側ではスロットピッチNp＝５に設定され、スロット番号４０のレイヤ１まで固定子コア２３２を１周するように固定子巻線が波巻で巻き回される。ここまでの略１周分の固定子巻線が周回巻線Ｕ１６である。

なお、周回巻線Ｕ１６は、周回巻線Ｕ１５に対して１スロットピッチずれて巻き回されることから、１スロットピッチ相当の電気角分の位相差が発生する。本実施形態では、１スロットピッチは電気角３０度相当であり、図６においても、周回巻線Ｕ１５と周回巻線Ｕ１６とは３０度ずれて記載されている。

また、周回巻線Ｕ１１〜１６は、全て通常スロットピッチの波巻で巻き回されて渡り導体２３３ｂの跨ぎ量が等しいため、鎖交する磁束量は等しい。しかし、挿通されるスロットの位置が固定子コア２３２の周方向に互いにずれているため、位相差が生じている。具体的に説明すると、周回巻線Ｕ１１、Ｕ１３、Ｕ１５はそれぞれ、スロット番号０７，０６，０５のスロット２３７に挿通される。周回巻線Ｕ１１、Ｕ１３、Ｕ１５に隣り合う周回巻線Ｕ１２、Ｕ１４、Ｕ１６はそれぞれ、スロット番号０６，０５，０４のスロット２３７に挿通される。このように、挿通されるスロットの位置が固定子コア２３２の周方向に互いにずれている。そのため、周回巻線の間で位相差は生じている。

図３０に示す固定子巻線群Ｕ２も、固定子巻線群Ｕ１の各レイヤの場合と同様に全て通常スロットピッチの波巻で巻き回される。周回巻線Ｕ２１はスロット番号４６のレイヤ１からスロット番号０４のレイヤ２まで通常スロットピッチの波巻で巻き回され、周回巻線Ｕ２２はスロット番号４７のレイヤ１からスロット番号０５のレイヤ２まで通常スロットピッチの波巻で巻き回される。その後、固定子巻線はスロット番号０５のレイヤ２からジャンパー線を介してスロット番号４７のレイヤ３に入り、周回巻線Ｕ２３としてスロット番号０５のレイヤ４まで通常スロットピッチの波巻で巻き回される。その後、固定子巻線をスロット番号４８のレイヤ３からスロット番号０６のレイヤ４まで通常スロットピッチの波巻で巻き回すことで、周回巻線Ｕ２４が形成される。次に、固定子巻線はスロット番号０６のレイヤ４からジャンパー線を介してスロット番号４８のレイヤ５に入り、周回巻線Ｕ２５としてスロット番号０６のレイヤ６まで通常スロットピッチの波巻で巻き回される。その後、固定子巻線をスロット番号０１のレイヤ５からスロット番号０７のレイヤ６まで通常スロットピッチの波巻で巻き回すことで、周回巻線Ｕ２６が形成される。

以上のように、固定子巻線群Ｕ１は周回巻線Ｕ１１，Ｕ１２，Ｕ１３，Ｕ１４，Ｕ１５，Ｕ１６からなり、それぞれの位相が合成された電圧が固定子巻線群Ｕ１に誘起される。同様に、固定子巻線群Ｕ２の場合も、周回巻線Ｕ２１，Ｕ２２，Ｕ２３，Ｕ２４，Ｕ２５，Ｕ２６の位相が合成された電圧が誘起される。図６に示すように固定子巻線群Ｕ１と固定子巻線群Ｕ２とは並列に接続されているが、固定子巻線群Ｕ１，Ｕ２のそれぞれに誘起される電圧の間には位相差がなく、並列接続であっても循環電流が流れるなどのアンバランスが起きることはない。もちろん、直列接続であっても良い。

図３１は、固定子コア２３２におけるスロット導体２３３ａの配置を主に示す図であり、図２７〜３０のスロット番号４６〜スロット番号１３までを示したものである。なお、回転子の回転方向は図の左から右の方向である。本実施形態では、２極分、つまり電気角３６０度にスロット２３７が１２個配置されており、例えば、図３１のスロット番号０１からスロット番号１２までは２極分に相当する。そのため、毎極スロット数Ｎは６、毎極毎相スロット数NSPPは２（＝６／３）である。各スロット２３７には、固定子巻線２３８のスロット導体２３３ａが６本ずつ挿通されている。

各スロット導体２３３ａは矩形で示されているが、その矩形の中には、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相を示す符号Ｕ１１〜Ｕ２６，Ｖ，Ｗと、口出し線がある側から反対側への方向を示すクロス印「×」、その逆の方向を示す黒丸印「●」をそれぞれ図示した。また、スロット２３７の最も内周側（スロット開口側）にあるスロット導体２３３ａをレイヤ１と呼び、外周側（スロット底側）にかけて順にレイヤ２、レイヤ３、レイヤ４、レイヤ５、レイヤ６と呼ぶことにする。また、符号０１〜１２は図２７〜３０に示したものと同様のスロット番号である。なお、Ｕ相のスロット導体２３３ａのみ周回巻線を表す符号Ｕ１１〜Ｕ２６で示し、Ｖ相およびＷ相のスロット導体２３３ａに関しては、相を表す符号Ｖ，Ｗで示した。

図３１において破線２３４で囲んだ１２個のスロット導体２３３ａは、全てＵ相のスロット導体２３３ａからなるスロット導体群２３４である。具体例を示す。例えば、中央に示すスロット導体群２３４は、スロット番号０６，０７のレイヤ６及びレイヤ５に配設された周回巻線Ｕ２５，Ｕ２６，Ｕ１２、Ｕ１１のスロット導体２３３ａと、スロット番号０５，０６のレイヤ４及びレイヤ２に配設された周回巻線Ｕ２３，Ｕ２４，Ｕ１４，Ｕ１３のスロット導体２３３ａと、スロット番号０４，０５のレイヤ２及びレイヤ１に配設された周回巻線Ｕ２１，Ｕ２２，Ｕ１６，Ｕ１５のスロット導体２３３ａと、を有する。

一般に、毎極スロット数Ｎが６、毎極毎相スロット数NSPPが２、スロット２３７内のスロット導体２３３ａのレイヤ数が６の場合には、図３２に示すようにＵ相（Ｖ相、Ｗ相も同様）のスロット導体２３３ａを配置する構成が採用される場合が多い。この場合、図示右側のスロット導体群と図示左側のスロット導体群との間隔は６スロットピッチ（Np＝６）、すなわち、毎極スロット数Ｎが６の時における通常スロットピッチとなる。かつ、同一相の周回巻線が固定子コア２３２の周方向にずれることなく配設される。なお、図３２は、図１１を再掲したものである。

一方、本実施形態の構成は、図３３に示すように、図３２に示したレイヤ２及びレイヤ１の４本のスロット導体２３３ａを回転子の回転方向と逆の方向（図の左方向）へ１スロットピッチ分ずらし、かつ、レイヤ５及びレイヤ６の４本のスロット導体２３３ａを回転方向（図の右方向）へ１スロットピッチ分ずらした構成となっている。第２実施形態では、渡り導体２３３ｂによって互いに接続される２つのレイヤをともにずらしたので、通常スロットピッチのみが生じ、変則スロットピッチは生じない。よって、例えば、レイヤ６およびレイヤ５の周回巻線Ｕ１１のスロット導体２３３ａを接続する渡り導体２３３ｂの跨ぎ量は６スロットピッチ（Np＝６）となる。同様に、レイヤ５およびレイヤ６の周回巻線Ｕ２６を接続する渡り導体２３３ｂの跨ぎ量は６スロットピッチ（Np＝６）となる。その他の周回巻線においても同様である。

この場合、Ｕ相だけでなく、Ｖ相およびＷ相の対応する各スロット導体２３３ａも同様に１スロットピッチ分ずらすことになるので、図３１に示したように、Ｕ，Ｖ，Ｗ相に関して同一形状のスロット導体群２３４がそれぞれ形成される。すなわち、回転子の回転方向に対して、順に、Ｕ相でクロス印のスロット導体２３３ａから成るスロット導体群、Ｗ相で黒丸印のスロット導体２３３ａから成るスロット導体群、Ｖ相でクロス印のスロット導体２３３ａから成るスロット導体群、Ｕ相で黒丸印のスロット導体２３３ａから成るスロット導体群、Ｗ相でクロス印のスロット導体２３３ａから成るスロット導体群、Ｖ相で黒丸印のスロット導体２３３ａから成るスロット導体群が配置されることになる。

本実施形態では、図３１に示すように、毎極スロット数をＮ（＝６）としたとき、両方のコイルエンドで共に渡り導体２３３ｂがスロットピッチNp＝Ｎ（＝６）でスロットを跨ぐようにスロット導体２３３ａ間を接続した通常スロットピッチの周回巻線のみを備えている。第１実施形態で定義したように、通常スロットピッチの周回巻線のレイヤ数を２×NL1とすると、本実施形態においては、全てのレイヤが通常スロットピッチの周回巻線のレイヤなので、全てのレイヤ数は、２×NL1で表される。本実施形態において、全てのレイヤ数は６なので、NL1＝３となる。

上述したように、各相の固定子巻線は、固定子コア周方向に連続して並んだ所定スロット数Nsに挿通された複数のスロット導体２３３ａで構成されるスロット導体群２３４と、複数のスロット導体２３３ａのコイルエンド側を接続する渡り導体２３３ｂと、を備えている。スロット導体２３３ａは、スロットおよびレイヤが隣接するように各スロット２３７に挿通される。所定スロット数Nsは、毎極毎相スロット数をNSPP、レイヤ数を２×NL1としたとき、Ns＝NSPP＋NL1−１ に設定されている。本実施形態では、図３３に示すように、NSPP＝２、NL1＝３なので、Ns＝４である。

図３３を用いて、本実施形態のスロット導体群２３４についてさらに説明する。スロット導体群２３４は、スロット導体小群２３５に分けることができる。各スロット導体小群２３５は、固定子コア２３２の径方向に隣り合って互いに渡り導体２３３ｂに接続される内周側レイヤと外周側レイヤによりなるものである。なお、本実施形態においては、全てのスロット導体小群２３５が、通常スロットピッチの周回巻線に係る第１スロット導体小群２３５ａである。図３３では、スロット導体小群２３５ａが破線で示されている。スロット導体小群２３５、第１スロット導体小群２３５ａの定義は、第１実施形態と同様である。スロット導体小群２３５は、固定子コア２３２の径方向に隣り合って互いに渡り導体２３３ｂに接続される内周側レイヤと外周側レイヤによりなるものである。以下、図３３を用いて具体的に説明する。

本実施形態では、レイヤ１（第１内周側レイヤ）、レイヤ２（第１外周側レイヤ）で、１つ目の第１スロット導体小群２３５ａを構成する。レイヤ３（第１内周側レイヤ）、レイヤ４（第１外周側レイヤ）で、２つ目の第１スロット導体小群２３５ａを構成する。レイヤ５（第１内周側レイヤ）、レイヤ６（第１外周側レイヤ）で、３つ目の第１スロット導体小群２３５ａを構成する。よって、上記のように、スロット導体群２３４は、合計３個（NL1＝３）の第１スロット導体小群２３５ａを有する。

１つの第１スロット導体小群２３５ａにおいて、内周側レイヤのスロット導体と外周側レイヤのスロット導体とは、固定子コア２３２の周方向両端を揃えて配置されている。

第１スロット導体小群２３５ａ同士の位置関係について説明する。複数の第１スロット導体小群２３５ａは、固定子コア周方向に１スロットピッチずつずれて配置されている。この配置の規則を規則Ｂと呼ぶことにする。例えば、レイヤ１，２よりなる第１スロット導体小群２３５ａと、レイヤ３，４よりなる第１スロット導体小群２３５ａでは、固定子コア周方向に１スロットピッチずつずれて配置されていることで、周回巻線Ｕ２２のスロット導体２３３ａと周回巻線Ｕ１４のスロット導体２３３ａとが同一のスロット２３７に配置するようになっている。
本実施形態のような構成を取ると、上記の関係式Ns＝NSPP＋NL1−１が成り立つ。

ここで、図３１等に示す本実施形態の回転電機の作用効果を、図３２に示す巻き回し方によってなる回転電機（以下、比較例１と呼ぶ）の作用効果、および、特許文献１（特開２０１２−２９３７０号公報）の図２２（ａ）に記載の巻き回し方によってなる回転電機（以下、比較例２と呼ぶ）の作用効果と対比しながら説明する。なお、比較例２は、本実施形態の回転電機と変則スロットピッチに係る周回巻線のスロット導体をずらす方向が逆になっているが、これは定義の問題であり、互いに同一方向にずれているものと考えて差支えない。

図３４〜図３７は、本実施形態の回転電機の作用効果を、比較例１の作用効果と対比したものである。
図３４は、本実施形態の回転電機の誘起電圧波形、および、比較例１の回転電機の誘起電圧波形を示す図である。また、図３５は、図３４のそれぞれの誘起電圧波形を高調波解析した結果を示したものである。
図３４に示すように、本実施形態の回転電機の誘起電圧波形は、比較例１の回転電機の誘起電圧波形よりも正弦波に近いことが分かる。また、図３５の高調波解析結果に示すように、本実施形態では、比較例１と比較して、特に、５次と７次の高調波成分を減らすことができることが分かった。

図３６は、交流電流を通電した場合のトルク波形を、本実施形態の回転電機の場合と比較例１の回転電機の場合について示したものである。また、図３７は、図３６に示す各トルク波形を高調波解析した結果を示す。図３７の高調波解析結果に示すように、特に、６次のトルクリプルを減らすことができることが分かった。これは、誘起電圧、すなわち鎖交磁束の５次と７次の成分が、巻線配置を図２７〜３１に示すような配置とすることにより低減されたことを示す。

図３８、図３９は、本実施形態の発明の作用効果を、比較例２の作用効果と対比したものである。
図３８は、交流電流を通電した場合のトルク波形を、本実施形態の回転電機の場合と比較例２の回転電機の場合について示したものである。また、図３９は、図３８に示す各トルク波形を高調波解析した結果を示す。図３８、図３９に示すように、本実施形態では、比較例２と比較して、平均トルクが大きいことが分かった。

以上の作用効果の対比によって、本実施形態によれば、比較例１よりもトルクリプルが小さく低騒音で、比較例２よりも平均トルクが大きい回転電機を得ることができる。この意味で、本実施形態の回転電機は、高トルクかつ低騒音な回転電機を得ることができる。また、その回転電機を備えた車両では、高トルク化、かつ、低騒音化を図ることができる。
このように、第２実施形態においても、第１実施形態と同様の作用効果を奏する。

第２実施形態の回転電機は、以下の構成を有し、以下の作用効果を奏する。
（１）回転電機２００（回転電機２０２でも同様）における各相の固定子巻線は、複数のスロット２３７に挿通された複数のスロット導体２３３ａと、コイルエンド２４１においてスロット導体２３３ａの両端を接続する渡り導体２３３ｂと、を備えている。そして、図２９、図３０等に示すように、スロット導体２３３ａは、レイヤ１〜６、すなわち、全てのレイヤにおいて、通常スロットピッチの渡り導体２３３ｂで接続されている。
通常スロットピッチの渡り導体２３３ｂは、毎極スロット数をＮとしたとき、一方のコイルエンド２４１ではスロットピッチNp＝Ｎでスロット２３７を跨ぎ、他方のコイルエンド２４１ではスロットピッチNp＝Ｎでスロット２３７を跨ぐようにスロット導体２３３ａ間を接続する。
固定子巻線２３８は、同一相の複数のスロット導体２３３ａで構成される一群のスロット導体群２３４を複数有する。
スロット導体群２３４の複数のスロット導体２３３ａは、固定子コア２３２の周方向に連続して並んだ所定数Nsのスロット内にスロット２３７およびレイヤが隣接するように挿通されている。
所定数Nsは、毎極毎相スロット数をNSPP、レイヤ数を２×NL1としたとき、Ns＝NSPP＋NL1−１に設定されている。
これによって、本実施形態の回転電機は、高トルクかつ低騒音な回転電機を得ることができる。また、その回転電機を備えた車両では、高トルク化、かつ、低騒音化を図ることができる。

（２）具体的には、以下のような構成を有する。
スロット導体群２３４は、固定子コア２３２の径方向に隣り合って互いに渡り導体２３３ｂに接続される内周側レイヤおよび外周側レイヤよりなる第１スロット導体小群２３５ａをNL1個有する。
内周側レイヤのスロット導体と外周側レイヤのスロット導体とは、固定子コア２３２の周方向両端を揃えて配置されている。
NL1個のスロット導体小群は、固定子コア周方向に１スロットピッチずつずれて配置されている。
上記の具体的構成（２）によって、本実施形態の回転電機は、高トルクかつ低騒音な回転電機を得ることができる。また、その回転電機を備えた車両では、高トルク化、かつ、低騒音化を図ることができる。

―第２実施形態の変形例―
図４０は、第２実施形態の回転電機のスロット導体群２３４（２３４Ｈ）を示した図であり、図３３と同様の図である。第２実施形態は、例えば、以下のように変形することが可能である。図４０を基準にして、第２実施形態の変形例について説明する。

＜変形例７＞
図４１は、変形例７の回転電機のスロット導体群２３４（２３４Ｉ）を示す図である。変形例７は、毎極スロット数Ｎ＝６、NSPP＝２、レイヤ数＝８の設定である。変形例７では、レイヤ１〜８の全てが通常スロットピッチの周回巻線である（NL1＝４）。本変形例は、第２実施形態よりもレイヤ数が２つ増加した。その結果、第１スロット導体小群２３５ａが１つ増加した。本変形例でも、第１スロット導体小群２３５ａ同士の配置は、上述した規則Ｂに従う。固定子コア周方向に連続して並んだ所定スロット数Ns=５であることから、第２実施形態と同様に、Ns = NSPP + NL1 −１ が成り立つことが理解される。本変形例のように変形しても、NSPP＝２、レイヤ数＝８の設定で比較例１に相当する比較例よりもトルクリプルが小さく低騒音で、NSPP＝２、レイヤ数＝８の設定で比較例２に相当する比較例よりも平均トルクが大きいという効果を奏することができる。

＜変形例８＞
図４２は、変形例８の回転電機のスロット導体群２３４（２３４Ｊ）を示す図である。変形例８は、毎極スロット数Ｎ＝９、NSPP＝３、レイヤ数＝６の設定である。変形例８では、レイヤ１〜６の全てが通常スロットピッチの周回巻線である（NL1＝３）。本変形例は、第２実施形態よりも毎極毎相スロット数NSPPが１つ増加して、３となった。本変形例でも、第１スロット導体小群２３５ａ同士の配置は、上述した規則Ｂに従う。固定子コア周方向に連続して並んだ所定スロット数Ns=５であることから、第２実施形態と同様に、Ns = NSPP + NL1 −１ が成り立つことが理解される。本変形例のように変形しても、NSPP＝３、レイヤ数＝６の設定で比較例１に相当する比較例よりもトルクリプルが小さく低騒音で、NSPP＝３、レイヤ数＝６の設定で比較例２に相当する比較例よりも平均トルクが大きいという効果を奏することができる。

―第３実施形態―
以下、第３実施形態について説明する。第１実施形態と同様の構成（例えば、図１〜６に記載の構成）については、説明を省略する。

図４３、図４４は、固定子巻線２３８のＵ相巻線の詳細結線を示す図である。固定子コア２３２には４８個のスロット２３７が形成されており（図４参照）、図４３、図４４に示す符号０１，０２，〜，４７，４８はスロット番号を示している。

図４３（ａ）はＵ１相巻線群の周回巻線Ｕ１５，Ｕ１６を示している。図４３（ｂ）はＵ１相巻線群の周回巻線Ｕ１３，Ｕ１４を示している。図４３（ｃ）はＵ１相巻線群の周回巻線Ｕ１１，１２を示している。

図４４（ａ）はＵ２相巻線群の周回巻線Ｕ２１，２２を示している。図４４（ｂ）はＵ２相巻線群の周回巻線Ｕ２３，Ｕ２４を示している。図４４（ｃ）はＵ２相巻線群の周回巻線Ｕ２５，Ｕ２６を示している。

図４３、図４４に示すように、各周回巻線Ｕ１１〜Ｕ２６は、スロット内に挿通されるスロット導体２３３ａと、異なるスロットに挿通されたスロット導体２３３ａの同一側端部同士を接続して、コイルエンド２４１（図５参照）を構成する渡り導体２３３ｂとから成る。例えば、図４３（ａ）に示すスロット番号０５のスロット２３７に挿通されるスロット導体２３３ａの場合、図示上側の端部は、上側コイルエンドを構成する渡り導体２３３ｂによって、スロット番号４８のスロット２３７に挿通されるスロット導体２３３ａの上側端部に接続され、逆に、下側端部は、下側コイルエンドを構成する渡り導体２３３ｂによって、スロット番号１２のスロット２３７に挿通されるスロット導体２３３ａの下側端部に接続されている。このような形態でスロット導体２３３ａが渡り導体２３３ｂによって接続されることにより、波巻の周回巻線が形成される。

後述するように、本実施形態では、１スロット内に６本のスロット導体２３３ａが内周側から外周側に並んで挿通され、内周側から順にレイヤ１、レイヤ２、レイヤ３、レイヤ４、レイヤ５、レイヤ６と称する。図４３、図４４において、周回巻線Ｕ１５，Ｕ１６，Ｕ２１およびＵ２２の実線部分はレイヤ１を示しており、破線の部分はレイヤ２を示している。周回巻線Ｕ１３，Ｕ１４，Ｕ２３およびＵ２４においては、実線部分はレイヤ３を示しており、破線の部分はレイヤ４を示している。周回巻線Ｕ１１，Ｕ１２，Ｕ２５およびＵ２６においては、実線部分はレイヤ５を示しており、破線の部分はレイヤ６を示している。

図４３、図４４に示す第３実施形態の周回巻線Ｕ１１〜１６、Ｕ２１〜２６は、全て、第１実施形態で説明した変則スロットピッチによる波巻で巻き回されている。詳細については、図４５、図４６を用いて説明する。

なお、周回巻線Ｕ１１〜Ｕ２６は、連続した導体で形成されても良いし、セグメントコイルをスロット内に挿通した後に溶接等によりセグメントコイル同士を接続するようにしても良い。セグメントコイルを用いる場合、セグメントコイルをスロット２３７に挿通する前に、固定子コア２３２の端部より軸方向両端に位置するコイルエンド２４１を予め成形することができ、異相間もしくは同相間に適切な絶縁距離を容易に設けることができる。その結果、ＩＧＢＴ２１のスイッチング動作によって生じるサージ電圧に起因する部分放電を抑制することができ、絶縁に関して有効である。

また、周回巻線に使用する導体は平角線や丸線、もしくは細線を多本持ちにした導体でもよいが、小型高出力化や高効率化を目的として占積率を高めるためには、平角線が適している。

図４５は、図４３に示したＵ１相巻線群の一部を拡大して示したものである。図４６は、図４４に示したＵ２相巻線群の一部を拡大して示したものである。図４５，４６ではジャンパー線の部分を含む約４極分を示した。以下、図４５を用いてＵ１相巻線群の巻き回し方について説明し、図４６を用いてＵ２相巻線群の巻き回し方について説明する。

図４５（ｃ）に示すように、固定子巻線群Ｕ１は口出し線からスロット番号４８のレイヤ６に入り、渡り導体２３３ｂによりスロット５個分を跨いだ後に、スロット導体２３３ａがスロット番号０５のレイヤ５に入る。次に、スロット番号０５のレイヤ５から、スロット７個分を跨いでスロット番号１２のレイヤ６に入る。

このように、口出し線が引き出されているコイルエンド側（図示下側）における渡り導体２３３ｂの跨ぎ量がスロットピッチNp＝７、反対側のコイルエンド側（図示上側）における渡り導体２３３ｂの跨ぎ量がスロットピッチNp＝５となるように、スロット番号４１のレイヤ５まで固定子コア２３２を１周するように固定子巻線が変則スロットピッチの波巻で巻き回される。ここまでの略１周分の固定子巻線が図６に示した周回巻線Ｕ１１である。

次に、スロット番号４１のレイヤ５から出た固定子巻線はスロット６個分をまたいでスロット番号４７のレイヤ６に入る。スロット番号４７のレイヤ６からは図６に示す周回巻線Ｕ１２となる。周回巻線Ｕ１２も変則スロットピッチの波巻で巻き回される。すなわち、渡り導体２３３ｂの跨ぎ量が口出し線のある側ではスロットピッチNp＝７、反対側ではスロットピッチNp＝５に設定され、スロット番号４０のレイヤ５まで固定子コア２３２を１周するように固定子巻線が波巻で巻き回される。ここまでの略１周分の固定子巻線が周回巻線Ｕ１２である。

なお、周回巻線Ｕ１２は、周回巻線Ｕ１１に対して１スロットピッチずれて巻き回されることから、１スロットピッチ相当の電気角分の位相差が発生する。本実施形態では、１スロットピッチは電気角３０度相当であり、図６においても、周回巻線Ｕ１１と周回巻線Ｕ１２とは３０度ずれて記載されている。

さらに、図４５（ｂ）、（ｃ）に示すように、スロット番号４０のレイヤ５から出た固定子巻線は、スロット８個分をまたぐジャンパー線でスロット番号４８のレイヤ４に入る。スロット番号４８のレイヤ４からは図６に示す周回巻線Ｕ１３となる。周回巻線Ｕ１３も、変則スロットピッチの波巻で巻き回される。すなわち、渡り導体２３３ｂの跨ぎ量が口出し線のある側ではスロットピッチNp＝７、反対側ではスロットピッチNp＝５に設定され、スロット番号４１のレイヤ３まで固定子コア２３２を１周するように固定子巻線が波巻で巻き回される。ここまでの略１周分の固定子巻線が周回巻線Ｕ１３である。

次に、スロット番号４１のレイヤ３から出た固定子巻線はスロット６個分をまたいでスロット番号４７のレイヤ４に入る。スロット番号４７のレイヤ４からは図６に示す周回巻線Ｕ１４となる。周回巻線Ｕ１４も、変則スロットピッチの波巻で巻き回される。すなわち、渡り導体２３３ｂの跨ぎ量が口出し線のある側ではスロットピッチNp＝７、反対側ではスロットピッチNp＝５に設定され、スロット番号４０のレイヤ３まで固定子コア２３２を１周するように固定子巻線が波巻で巻き回される。ここまでの略１周分の固定子巻線が周回巻線Ｕ１４である。

なお、周回巻線Ｕ１４は、周回巻線Ｕ１３に対して１スロットピッチずれて巻き回されることから、１スロットピッチ相当の電気角分の位相差が発生する。本実施形態では、１スロットピッチは電気角３０度相当であり、図６においても、周回巻線Ｕ１３と周回巻線Ｕ１４とは３０度ずれて記載されている。

さらに、図４５（ａ）、（ｂ）に示すように、スロット番号４０のレイヤ３から出た固定子巻線はスロット８個分をまたぐジャンパー線でスロット番号４８のレイヤ２に入る。スロット番号４８のレイヤ２からは図６に示す周回巻線Ｕ１５となる。周回巻線Ｕ１５も、変則スロットピッチの波巻で巻き回される。すなわち、渡り導体２３３ｂの跨ぎ量が口出し線のある側ではスロットピッチNp＝７、反対側ではスロットピッチNp＝５に設定され、スロット番号４１のレイヤ１まで固定子コア２３２を１周するように固定子巻線が波巻で巻き回される。ここまでの略１周分の固定子巻線が周回巻線Ｕ１５である。

次に、スロット番号４１のレイヤ１から出た固定子巻線はスロット６個分をまたいでスロット番号４７のレイヤ２に入る。スロット番号４７のレイヤ２からは図６に示す周回巻線Ｕ１６となる。周回巻線Ｕ１６も、変則スロットピッチの波巻で巻き回される。すなわち、渡り導体２３３ｂの跨ぎ量が口出し線のある側ではスロットピッチNp＝７、反対側ではスロットピッチNp＝５に設定され、スロット番号４０のレイヤ１まで固定子コア２３２を１周するように固定子巻線が波巻で巻き回される。ここまでの略１周分の固定子巻線が周回巻線Ｕ１６である。

なお、周回巻線Ｕ１６は、周回巻線Ｕ１５に対して１スロットピッチずれて巻き回されることから、１スロットピッチ相当の電気角分の位相差が発生する。本実施形態では、１スロットピッチは電気角３０度相当であり、図６においても、周回巻線Ｕ１５と周回巻線Ｕ１６とは３０度ずれて記載されている。

図４６に示す固定子巻線群Ｕ２も、固定子巻線群Ｕ１の各レイヤの場合と同様の跨ぎ量で巻き回される。周回巻線Ｕ２１はスロット番号４６のレイヤ１からスロット番号０５のレイヤ２まで変則スロットピッチの波巻で巻き回され、周回巻線Ｕ２２はスロット番号４７のレイヤ１からスロット番号０６のレイヤ２まで変則スロットピッチの波巻で巻き回される。その後、固定子巻線はスロット番号０６のレイヤ２からジャンパー線を介してスロット番号４６のレイヤ３に入り、周回巻線Ｕ２３としてスロット番号０５のレイヤ４まで変則スロットピッチの波巻で巻き回される。その後、固定子巻線をスロット番号４７のレイヤ３からスロット番号０６のレイヤ４まで変則スロットピッチの波巻で巻き回すことで、周回巻線Ｕ２４が形成される。次に、固定子巻線はスロット番号０６のレイヤ４からジャンパー線を介してスロット番号４６のレイヤ５に入り、周回巻線Ｕ２５としてスロット番号０５のレイヤ６まで変則スロットピッチの波巻で巻き回される。その後、固定子巻線をスロット番号４７のレイヤ５からスロット番号０６のレイヤ６まで変則スロットピッチの波巻で巻き回すことで、周回巻線Ｕ２６が形成される。

以上のように、固定子巻線群Ｕ１は周回巻線Ｕ１１，Ｕ１２，Ｕ１３，Ｕ１４，Ｕ１５，Ｕ１６からなり、それぞれの位相が合成された電圧が固定子巻線群Ｕ１に誘起される。同様に、固定子巻線群Ｕ２の場合も、周回巻線Ｕ２１，Ｕ２２，Ｕ２３，Ｕ２４，Ｕ２５，Ｕ２６の位相が合成された電圧が誘起される。図６に示すように固定子巻線群Ｕ１と固定子巻線群Ｕ２とは並列に接続されているが、固定子巻線群Ｕ１，Ｕ２のそれぞれに誘起される電圧の間には位相差がなく、並列接続であっても循環電流が流れるなどのアンバランスが起きることはない。もちろん、直列接続であっても良い。

図４７は、固定子コア２３２におけるスロット導体２３３ａの配置を主に示す図であり、図４３〜４６のスロット番号４６〜スロット番号１３までを示したものである。なお、回転子の回転方向は図の左から右の方向である。本実施形態では、２極分、つまり電気角３６０度にスロット２３７が１２個配置されており、例えば、図４７のスロット番号０１からスロット番号１２までは２極分に相当する。そのため、毎極スロット数Ｎは６、毎極毎相スロット数NSPPは２（＝６／３）である。各スロット２３７には、固定子巻線２３８のスロット導体２３３ａが６本ずつ挿通されている。

各スロット導体２３３ａは矩形で示されているが、その矩形の中には、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相を示す符号Ｕ１１〜Ｕ２６，Ｖ，Ｗと、口出し線がある側から反対側への方向を示すクロス印「×」、その逆の方向を示す黒丸印「●」をそれぞれ図示した。また、スロット２３７の最も内周側（スロット開口側）にあるスロット導体２３３ａをレイヤ１と呼び、外周側（スロット底側）にかけて順にレイヤ２、レイヤ３、レイヤ４、レイヤ５、レイヤ６と呼ぶことにする。また、符号０１〜１２は図４３〜４６に示したものと同様のスロット番号である。なお、Ｕ相のスロット導体２３３ａのみ周回巻線を表す符号Ｕ１１〜Ｕ２６で示し、Ｖ相およびＷ相のスロット導体２３３ａに関しては、相を表す符号Ｖ，Ｗで示した。

図４７において破線２３４で囲んだ１２個のスロット導体２３３ａは、全てＵ相のスロット導体２３３ａからなるスロット導体群２３４である。具体例を示す。例えば、中央に示すスロット導体群２３４は、スロット番号０５，０６のレイヤ６に配設された周回巻線Ｕ２５，Ｕ２６のスロット導体２３３ａと、スロット番号０４，０５のレイヤ５に配設された周回巻線Ｕ１２，Ｕ１１のスロット導体２３３ａと、スロット番号０５，０６のレイヤ４に配設された周回巻線Ｕ２３，Ｕ２２のスロット導体２３３ａと、スロット番号０４，０５のレイヤ３に配設された周回巻線Ｕ１４，Ｕ１３のスロット導体２３３ａと、スロット番号０５，０６のレイヤ２に配設された周回巻線Ｕ２１，Ｕ２２のスロット導体２３３ａと、スロット番号０４，０５のレイヤ１に配設された周回巻線Ｕ１６，Ｕ１５のスロット導体２３３ａと、を有する。

一般に、毎極スロット数Ｎが６、毎極毎相スロット数NSPPが２、スロット２３７内のスロット導体２３３ａのレイヤ数が６の場合には、図４８に示すようにＵ相（Ｖ相、Ｗ相も同様）のスロット導体２３３ａを配置する構成が採用される場合が多い。この場合、図示右側のスロット導体群と図示左側のスロット導体群との間隔は６スロットピッチ（Np＝６）、すなわち、毎極スロット数Ｎが６の時における通常スロットピッチとなる。かつ、同一相の周回巻線が固定子コア２３２の周方向にずれることなく配設される。なお、図４８は、図１１を再掲したものである。

一方、本実施形態の構成は、図４９に示すように、図４８に示したレイヤ２，４，６の２本のスロット導体２３３ａを回転子の回転方向（図の右方向）へ１スロットピッチ分ずらした構成となっている。そのため、図４９に示すように、レイヤ６およびレイヤ５の周回巻線Ｕ１１のスロット導体２３３ａを接続する渡り導体２３３ｂの跨ぎ量は５スロットピッチ（Np＝５）となり、レイヤ５およびレイヤ６の周回巻線Ｕ２６を接続する渡り導体２３３ｂの跨ぎ量は７スロットピッチ（Np＝７）となる。周回巻線Ｕ１２のスロット導体２３３ａの跨ぎ量は、周回巻線Ｕ１１と同様である。周回巻線Ｕ２５のスロット導体２３３ａの跨ぎ量は、周回巻線Ｕ２６と同様である。また、レイヤ４，３の周回巻線、レイヤ２，１の周回巻線においても同様に変則スロットピッチとなる。

この場合、Ｕ相だけでなく、Ｖ相およびＷ相の対応する各スロット導体２３３ａも同様に１スロットピッチ分ずらすことになるので、図４７に示したように、Ｕ，Ｖ，Ｗ相に関して同一形状のスロット導体群２３４がそれぞれ形成される。すなわち、回転子の回転方向に対して、順に、Ｕ相でクロス印のスロット導体２３３ａから成るスロット導体群、Ｗ相で黒丸印のスロット導体２３３ａから成るスロット導体群、Ｖ相でクロス印のスロット導体２３３ａから成るスロット導体群、Ｕ相で黒丸印のスロット導体２３３ａから成るスロット導体群、Ｗ相でクロス印のスロット導体２３３ａから成るスロット導体群、Ｖ相で黒丸印のスロット導体２３３ａから成るスロット導体群が配置されることになる。

本実施形態では、図４７に示すように、毎極スロット数をＮ（＝６）としたとき、一方のコイルエンドでは渡り導体２３３ｂがスロットピッチNp＝Ｎ＋１（＝７）でスロットを跨ぎ、他方のコイルエンドではスロットピッチNp＝Ｎ−１（＝５）でスロットを跨ぐようにスロット導体２３３ａ間を接続した変則スロットピッチの周回巻線のみを備えている。第１実施形態等に示した通常スロットピッチの周回巻線は備えていない。

上述したように、各相の固定子巻線は、固定子コア周方向に連続して並んだ所定スロット数Nsに挿通された複数のスロット導体２３３ａで構成されるスロット導体群２３４と、複数のスロット導体２３３ａのコイルエンド側を接続する渡り導体２３３ｂと、を備えている。スロット導体２３３ａは、スロットおよびレイヤが隣接するように各スロット２３７に挿通される。所定スロット数Nsは、毎極毎相スロット数をNSPPとしたとき、Ns＝NSPP＋１ に設定されている。本実施形態では、図４９に示すように、NSPP＝２なので、Ns＝３である。

図４９を用いて、本実施形態のスロット導体群２３４についてさらに説明する。スロット導体群２３４は、図１３の破線で示すスロット導体小群２３５に分けることができる。スロット導体小群２３５は、固定子コア２３２の径方向に隣り合って互いに渡り導体２３３ｂに接続される内周側レイヤと外周側レイヤによりなるものである。本実施形態のスロット導体小群２３５は、３つの第２スロット導体小群２３５ｂ（第１実施形態を参照）のみから構成されている。図４９に示す第２スロット導体小群２３５ｂは、図１３に示したものと同様であるので、第２スロット導体小群２３５ｂの内部構成の説明は省略する。

本実施形態のスロット導体群２３４は、３つの第２スロット導体小群２３５ｂを有する。第２スロット導体小群２３５ｂ同士は、固定子コア２３２の周方向両端を揃えるという規則によって配置されている。この規則を規則Ｃと呼ぶことにする。すなわち、Ｕ１２、Ｕ１４、Ｕ１６に係るスロット導体２３３ａが同一スロットに配置され、Ｕ２５，Ｕ２２，Ｕ２３，Ｕ１３，Ｕ２１，Ｕ１５に係るスロット導体２３３ａが同一スロットに配置され、Ｕ２６，Ｕ２４，Ｕ２２に係るスロット導体２３３ａが同一スロットに配置されている。第２スロット導体小群２３５ｂのみが以上のように配置されると、上記の関係式Ns＝NSPP＋１が成り立つ。

ここで、図４７等に示す本実施形態の回転電機の作用効果を、図４８に示す巻き回し方によってなる回転電機（以下、比較例１と呼ぶ）の作用効果、および、特許文献１（特開２０１２−２９３７０号公報）の図２２（ａ）に記載の巻き回し方によってなる回転電機（以下、比較例２と呼ぶ）の作用効果と対比しながら説明する。なお、比較例２は、本実施形態の回転電機と変則スロットピッチに係る周回巻線のスロット導体をずらす方向が逆になっているが、これは定義の問題であり、互いに同一方向にずれているものと考えて差支えない。

図５０〜図５３は、本実施形態の回転電機の作用効果を、比較例１の作用効果と対比したものである。
図５０は、本実施形態の回転電機の誘起電圧波形、および、比較例１の回転電機の誘起電圧波形を示す図である。また、図５１は、図５０のそれぞれの誘起電圧波形を高調波解析した結果を示したものである。
図５１に示すように、本実施形態の回転電機の誘起電圧波形は、比較例１の回転電機の誘起電圧波形よりも正弦波に近いことが分かる。また、図５１の高調波解析結果に示すように、本実施形態では、比較例１と比較して、特に、５次と７次の高調波成分を減らすことができることが分かった。

図５２は、交流電流を通電した場合のトルク波形を、本実施形態の回転電機の場合と比較例１の回転電機の場合とについて示したものである。また、図５３は、図５２に示す各トルク波形を高調波解析した結果を示す。図５３の高調波解析結果に示すように、特に、６次のトルクリプルを減らすことができることが分かった。これは、誘起電圧、すなわち鎖交磁束の５次と７次の成分が、巻線配置を図４３〜４７に示すような配置とすることにより低減されたことを示す。

図５４、図５５は、本実施形態の発明の作用効果を、比較例２の作用効果と対比したものである。
図５４は、交流電流を通電した場合のトルク波形を、本実施形態の回転電機の場合と比較例２の回転電機の場合とについて示したものである。また、図５５は、図５４に示す各トルク波形を高調波解析した結果を示す。図５４、図５５に示すように、本実施形態では、比較例２と比較して、平均トルクが大きいことが分かった。

以上の作用効果の対比によって、本実施形態によれば、比較例１よりもトルクリプルが小さく低騒音で、比較例２よりも平均トルクが大きい回転電機を得ることができる。この意味で、本実施形態の回転電機は、高トルクかつ低騒音な回転電機を得ることができる。また、その回転電機を備えた車両では、高トルク化、かつ、低騒音化を図ることができる。

第３実施形態の回転電機は、以下の構成を有し、以下の作用効果を奏する。
（１）回転電機２００（回転電機２０２でも同様）における各相の固定子巻線は、複数のスロット２３７に挿通された複数のスロット導体２３３ａと、コイルエンド２４１においてスロット導体２３３ａの両端を接続する渡り導体２３３ｂと、を備えている。そして、図４５、図４６等に示すように、スロット導体２３３ａは、レイヤ１〜６、すなわち、全てのレイヤにおいて、変則スロットピッチの渡り導体２３３ｂで接続されている。
変則スロットピッチの渡り導体２３３ｂは、毎極スロット数をＮとしたとき、一方のコイルエンド２４１ではスロットピッチNp＝Ｎ＋１でスロット２３７を跨ぎ、他方のコイルエンド２４１ではスロットピッチNp＝Ｎ−１でスロット２３７を跨ぐようにスロット導体２３３ａ間を接続している。
固定子巻線２３８は、同一相の複数のスロット導体２３３ａで構成される一群のスロット導体群２３４を複数有する。
スロット導体群２３４の複数のスロット導体２３３ａは、固定子コア２３２の周方向に連続して並んだ所定数Nsのスロット内にスロットおよびレイヤが隣接するように挿通されている。
所定数Nsは、毎極毎相スロット数をNSPP、Ns＝NSPP＋１に設定されている。
これによって、本実施形態の回転電機は、高トルクかつ低騒音な回転電機を得ることができる。また、その回転電機を備えた車両では、高トルク化、かつ、低騒音化を図ることができる。

（２）さらに、具体的には、以下のような構成を有することができる。すなわち、
スロット導体群２３４は、固定子コア２３２の径方向に隣り合って互いに渡り導体２３３ｂに接続される内周側レイヤおよび外周側レイヤよりなる第２スロット導体小群２３５ｂをNL2個有している。
内周側レイヤのスロット導体と外周側レイヤのスロット導体とは、互いに固定子コア周方向に１スロットピッチずれて配置されている。
NL2個の第２スロット導体小群２３５ｂは、固定子コアの周方向両端を揃えて配置されている。
上記の具体的構成（２）によって、本実施形態の回転電機は、高トルクかつ低騒音な回転電機を得ることができる。また、その回転電機を備えた車両では、高トルク化、かつ、低騒音化を図ることができる。

―第３実施形態の変形例―
図５６は、第３実施形態の回転電機のスロット導体群２３４（２３４Ｋ）を示した図であり、図４９と同様の図である。第３実施形態は、例えば、以下のように変形することが可能である。図５６を基準にして、第３実施形態の変形例について説明する。

＜変形例９＞
図５７は、変形例９の回転電機のスロット導体群２３４（２３４Ｌ）を示す図である。変形例９は、毎極スロット数Ｎ＝６、NSPP＝２、レイヤ数＝８の設定である。変形例９では、レイヤ１〜８の全てが変則スロットピッチの周回巻線である。本変形例は、第３実施形態よりもレイヤ数が２つ増加した。その結果、第２スロット導体小群２３５ｂが１つ増加した。複数の第２スロット導体小群２３５ｂは、上記の規則Ｃに従って配置される。固定子コア周方向に連続して並んだ所定スロット数Ns=３であることから、上記の関係式Ns＝NSPP ＋ １が成り立つ。この関係式が成り立つ理由は以下である。規則Ｃに従って配置されると、第２スロット導体小群２３５ｂ同士にずれが生じない。よって、第２スロット導体小群２３５ｂの数に関係なく、上記の関係式は、第２スロット導体小群２３５ｂの数であるNL2に依存しない。本変形例のように変形しても、NSPP＝２、レイヤ数＝８の設定で比較例１に相当する比較例よりもトルクリプルが小さく低騒音で、NSPP＝２、レイヤ数＝８の設定で比較例２に相当する比較例よりも平均トルクが大きいという効果を奏することができる。

＜変形例１０＞
図５８は、変形例１０の回転電機のスロット導体群２３４（２３４Ｍ）を示す図である。変形例１０は、毎極スロット数Ｎ＝９、NSPP＝３、レイヤ数＝６の設定である。変形例１０では、レイヤ１〜６の全てが変則スロットピッチの周回巻線である（NL2＝３）。本変形例は、第３実施形態よりも毎極毎相スロット数NSPPが１つ増加して、３となった。本変形例でも、第２スロット導体小群２３５ｂ同士の配置は、上述した規則Ｃに従う。固定子コア周方向に連続して並んだ所定スロット数Ns=４であることから、第３実施形態と同様に、Ns = NSPP + １が成り立つことが理解される。本変形例のように変形しても、NSPP＝３、レイヤ数＝６の設定で比較例１に相当する比較例よりもトルクリプルが小さく低騒音で、NSPP＝３、レイヤ数＝６の設定で比較例２に相当する比較例よりも平均トルクが大きいという効果を奏することができる。

第１〜第３実施形態においては、NSPP＝２または３、レイヤ数＝６または８の例で説明したが、本発明はこれに限定されない。３以上のNSPPや８以上の偶数レイヤでも同様の効果を奏する。

なお、レイヤ数、すなわち、１つのスロット２３７が有するスロット導体の数（スロット導体数）を６以上にすることで、コイルレイアウトの自由度が増加する。その結果、高調波や高調波に起因するトルクリプルをより低減できる。

本発明は、以上に示した内容に限定されるものではない。本発明の技術的思想の範囲内で考えられるその他の態様も本発明の範囲内に含まれる。

１００：車両
１２０：エンジン
１８０：バッテリ
２００，２０２：回転電機
２３０：固定子
２３２：固定子コア
２３３ａ：スロット導体
２３３ｂ：渡り導体
２３４，２３４Ａ〜２３４Ｍ：スロット導体群
２３５：スロット導体小群２３５ａ：第１スロット導体小群
２３５ｂ：第２スロット導体小群
２３７：スロット
２３８：固定子巻線
２４１：コイルエンド
２５０：回転子
６００：電力変換装置
Ｕ１１〜Ｕ１６，Ｕ２１〜Ｕ２６，Ｖ１１〜Ｖ１６，Ｖ２１〜Ｖ２６，Ｗ１１〜Ｗ１６，Ｗ２１〜Ｗ２６：周回巻線

Claims (7)

1. 複数のスロットが形成された固定子コアと、
   前記固定子コアの各スロットに挿通されて複数のレイヤの内のいずれか一つを構成するスロット導体および異なるスロットに挿通されたスロット導体の同一側端部同士を接続してコイルエンドを構成する渡り導体を有する波巻の周回巻線を、複数有する複数相の固定子巻線と、
   前記固定子コアに対して空隙を介して回転自在に支持された回転子と、を備え、
   前記周回巻線は、前記渡り導体として第１渡り導体を有する第１周回巻線と、前記渡り導体として第２渡り導体を有する第２周回巻線と、を含み、
   前記第１渡り導体は、毎極スロット数をＮとしたとき、一方のコイルエンドではスロットピッチNp＝Ｎでスロットを跨ぎ、他方のコイルエンドではスロットピッチNp＝Ｎでスロットを跨ぐように前記スロット導体間を接続し、
   前記第２渡り導体は、毎極スロット数をＮとしたとき、一方のコイルエンドではスロットピッチNp＝Ｎ＋１でスロットを跨ぎ、他方のコイルエンドではスロットピッチNp＝Ｎ−１でスロットを跨ぐように前記スロット導体間を接続し、
   前記固定子巻線は、同一相の複数のスロット導体で構成される一群のスロット導体群を複数有する回転電機。
2. 請求項１に記載の回転電機において、
   前記スロット導体群の複数のスロット導体は、固定子コア周方向に連続して並んだ所定数Nsのスロット内にスロットおよびレイヤが隣接するように挿通され、
   前記所定数Nsは、毎極毎相スロット数をNSPP、前記第２周回巻線に係るレイヤ数を２×NL2としたとき、Ns＝NSPP＋NL2に設定されている回転電機。
3. 請求項２に記載の回転電機において、
   前記スロット導体群は、複数のスロット導体小群に分けられ、
   固定子コア径方向に隣り合う前記スロット導体小群は、互いに接する側の固定子コア周方向両端を揃えて配置され、
   前記複数のスロット導体小群は、固定子コア径方向に隣り合って互いに前記第１渡り導体に接続される第１内周側レイヤおよび第１外周側レイヤよりなる第１スロット導体小群をNL1個と、固定子コア径方向に隣り合って互いに前記第２渡り導体に接続される第２内周側レイヤおよび第２外周側レイヤよりなる第２スロット導体小群をNL2個と、から成り、
   前記第１内周側レイヤのスロット導体と前記第１外周側レイヤのスロット導体とは、固定子コア周方向両端を揃えて配置され、
   前記第２内周側レイヤのスロット導体と前記第２外周側レイヤのスロット導体とは、互いに固定子コア周方向に１スロットピッチずれて配置されている回転電機。
4. 請求項１〜３のいずれか一項に記載の回転電機において、
   前記周回巻線は、複数のセグメント導体を接続することで構成される回転電機。
5. 請求項１〜３のいずれか一項に記載の回転電機において、
   前記スロット導体が平角線である回転電機。
6. 請求項１〜３のいずれか一項に記載の回転電機において、
   前記固定子巻線はＹ結線を複数有し、それぞれのＹ結線の各相の巻線に誘起する電圧に位相差が無い回転電機。
7. 請求項１〜３のいずれか一項に記載の回転電機と、
   直流電力を供給するバッテリと、
   前記バッテリの直流電力を交流電力に変換して前記回転電機に供給する変換装置と、を備え、
   前記回転電機のトルクを駆動力として用いる車両。

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