(57)【要約】【課題】回転電機ステータにおいて、渦電流損を低減するための集合導線を用いながらコスト増を抑制することである。【解決手段】回転電機ステータ２０は、周方向に沿って配置される所定数のティース２６、及び、隣接するティース２６の間の空間である所定数のスロット２８を有するステータコア２２と、ステータコア２２に巻回されているステータ巻線とを含む。スロット２８内に配置される複数本のスロット内巻線部４０の内でステータコア２２の内径側に配置されているスロット内巻線部４０は、同じ断面積を有する絶縁皮膜付素線の複数がシームレス管状の絶縁皮膜で囲繞されている集合導線４４である。【選択図】図２
2020150678.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
周方向に沿って配置される所定数のティース、及び、隣接する前記ティースの間の空間である所定数のスロットを有するステータコアと、
前記ステータコアに巻回されているステータ巻線と、
を含み、
前記ステータ巻線の内で前記スロット内に配置される部分をスロット内巻線部として、同一の前記スロット内に配置される複数本の前記スロット内巻線部の内で前記ステータコアの内径側に配置されている前記スロット内巻線部は、同じ断面積を有する絶縁皮膜付素線の複数がシームレス管状の絶縁皮膜で囲繞されている集合導線である、回転電機ステータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、回転電機ステータに係り、特に、ステータ巻線として複数の導体素線を集合させた集合導線を用いる回転電機ステータに関する。
【背景技術】
【０００２】
回転電機は、ステータの内径側に所定の磁気ギャップを介してロータが配置される。回転電機が動作する場合、ロータからステータに向かう磁束がステータのスロットに挿通されているステータ巻線を横切ることでステータ巻線に渦電流損が発生し得る。スロット内におけるロータからの磁束は、外径側では、スロットの両側のティースを流れる磁束が周方向に漏れる成分が多いが、内径側ではロータから径方向に流れる成分も含まれる。渦電流は導体厚さの２乗に比例するので、渦電流損を低減するには導体厚さを薄くすることが行われる。
【０００３】
例えば、特許文献１には、ステータ巻線の内でスロット内に配置される部分をスロット内巻線部として、スロット内渦電流抑制のために、内径側のスロット内巻線部としてステータ径方向に平行に分割された複数の導体素線で構成することが開示されている。なお、外径側のスロット内巻線部はステータ周方向に平行に分割された複数の導体素線で構成される。分割された複数の導体素線の間は樹脂絶縁層で電気的に絶縁されている。
【０００４】
特許文献２は、特許文献１の姉妹編で、最内径側のスロット内巻線部は、ステータの径方向に平行と周方向に平行の二方向で分割された複数の導体素線で構成されることを開示している。
【０００５】
特許文献３には、ステータ巻線として、集合配置された断面矩形の導体素線の外周に銅箔を巻き付けて構成した集合導線が開示されている。ここでは、導体素線に対向する面に錫メッキを施した錫メッキ付銅箔を用い、錫メッキの溶融によって銅箔を導体素線に接着させている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１４−０２３１７１号公報
【特許文献２】特開２０１４−０２３１７０号公報
【特許文献３】特開２０１４−０７５３００号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
回転電機ステータのスロット内渦電流を低減する場合に、ロータに近い内径側のスロット内巻線部において、１本の巻線を周方向と径方向の双方について導体厚さを薄くして分割した複数の導体素線を集合させた集合導線を用いることが考えられる。この場合に、１本の集合導線における複数の導体素線がバラバラにならないようにする必要がある。複数の導体素線を一体化する技術として、従来技術では、接着剤を用い、あるいは、錫メッキ付銅箔等を用いてメッキを溶融させて一体化することが行われる。これらの一体化方法では、スロット内の巻線占積率が低下し、集合導線化の固着までに時間がかかる、あるいは溶融のための加熱が必要になりコスト増になる。そこで、渦電流損を低減するための集合導線を用いながらコスト増を抑制できる回転電機ステータが要望される。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本開示に係る回転電機ステータは、周方向に沿って配置される所定数のティース、及び、隣接するティースの間の空間である所定数のスロットを有するステータコアと、ステータコアに巻回されているステータ巻線と、を含み、ステータ巻線の内でスロット内に配置される部分をスロット内巻線部として、同一のスロット内に配置される複数本のスロット内巻線部の内でステータコアの内径側に配置されているスロット内巻線部は、同じ断面積を有する絶縁皮膜付素線の複数がシームレス管状の絶縁皮膜で囲繞されている集合導線である。
【０００９】
上記構成によれば、ステータのスロット内巻線部において渦電流損が生じ得る内径側に、絶縁皮膜付素線の複数がシームレス管状の絶縁皮膜で囲繞されている集合導線を用いる。これにより、特別な接着剤やメッキ溶融技術を用いないので、固着までの時間が不要になり、溶融のための加熱も不要となり、渦電流損を低減するための集合導線を用いながらコスト増を抑制できる。
【発明の効果】
【００１０】
上記構成の回転電機ステータによれば、渦電流損を低減するための集合導線を用いながらコスト増を抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】実施形態に係る回転電機ステータが用いられる回転電機の断面図である。
【図２】図１の回転電機ステータについて、ステータ巻線についてコイルエンド巻線部を省略してスロット内巻線部を示す斜視図である。
【図３】図２において、１つのスロット部分の拡大図である。
【図４】図３において、最内径側のステータ巻線部である集合導線の詳細図である。
【図５】ステータ巻線における集合導線と単一導線の形状を示す図である。図５（ａ）は、ステータ巻線における集合導線の形状を示す図で、（ｂ）は、ステータ巻線における単一導線の形状の例としてセグメントコイル形状を示す図である。
【図６】実施形態に係る回転電機ステータにおけるステータ巻線の巻回方法の例として、６スロット間隔離れた２つのスロットに巻数＝８で巻回するＵ相巻線について、最内径側のスロット内巻線部のみに集合導線を用いる場合の組立式のステータ巻線を示す図である。
【図７】図３を用いて、スロット内巻線部の渦電流損の低減作用を示す図である。
【図８】集合導線を用いない場合の渦電流低減構造を比較例として、図７と並べて示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下に図面を用いて本開示に係る実施の形態につき、詳細に説明する。以下では、回転電機として、車両搭載用を述べるが、これは、説明のための例示であって、車両搭載以外の用途であっても構わない。以下では、ステータ巻線として断面が矩形形状の平角導線を用いるものを述べるが、これは説明のための例示であって、断面が円形の丸形導線、楕円形断面の導線、矩形形状の角部を丸めた略矩形形状断面の導線等を用いてもよい。
【００１３】
以下で述べる形状、ティース及びスロットの数、ステータ巻線の巻数、集合導線における分割数、材質等は、説明のための例示であって、回転電機ステータの仕様に応じ、適宜変更が可能である。以下では、全ての図面において、同一または対応する要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。
【００１４】
図１は、車両搭載用の回転電機１０の構成を示す断面図である。回転電機１０は、車両が力行するときは電動機として機能し、車両が制動時にあるときは発電機として機能するモータ・ジェネレータで、三相同期型の回転電機である。回転電機１０は、ロータ１２と、回転電機ステータ２０とを含む。
【００１５】
ロータ１２は、回転電機１０の回転子で、回転電機１０の出力軸であるロータシャフト１４、ロータシャフト１４に固定されたロータコア１６、及び、ロータコア１６に埋め込まれて配置されてロータ磁極を形成する複数の磁石１８を有する。ロータコア１６は、ロータシャフト１４が固定される中心穴と、磁石１８を挿入固定するための複数の磁石挿入穴とが形成されるように所定の形状に成形された円環状の磁性体薄板を所定枚数で軸方向に積み重ねた積層体である。磁性体薄板の両面には電気的な絶縁処理が施される。磁性体薄板の材質としては、珪素鋼板の一種である電磁鋼板を用いることができる。磁性体薄板の積層体に代えて、磁性粉末を一体化成形したものをロータコア１６としてもよい。
【００１６】
回転電機ステータ２０は、ロータ１２の外径側に所定の磁気ギャップを隔てて配置され、図示しないモータケースに固定保持される固定子である。以下では、特に断らない限り、回転電機ステータ２０をステータ２０と呼ぶ。ステータ２０は、ステータコア２２と、ステータ巻線３０とを含む。ステータ巻線３０は、ステータコア２２に所定の巻回方法で巻回される三相巻線である。ステータ巻線３０は、ステータコア２２に設けられる複数のスロット２８（図２参照）に配置されるスロット内巻線部４０と、ステータコア２２の両端面から突き出たコイルエンド巻線部４６，４８を含む。コイルエンド巻線部４６は、ステータコア２２の他方側の端面２３から突き出る部分で、コイルエンド巻線部４８は、ステータコア２２の一方側の端面２１から突き出る部分である。図１では、紙面の上方側がステータコア２２の一方側とする。コイルエンド巻線部４８は、三相巻線が所定の巻回方法で巻回されるように、異なる巻線導線を接続する溶接部４７が設けられる。さらに、コイルエンド巻線部４８からは、三相巻線の各相端末部４９が引き出される。
【００１７】
図２は、ステータ２０のステータ巻線３０について、コイルエンド巻線部４６，４８の図示を省略し、スロット内巻線部４０の構成を示す図である。図２に、軸方向と径方向と周方向とを示す。軸方向は、回転電機１０の出力軸であるロータシャフト１４の中心軸ＣＬに沿った方向である。軸方向の両方向を区別する場合は、一方側と他方側と呼ぶが、一方側は、ステータ２０のステータ巻線３０の各相端末部４９が引き出されて外部リード線と接続される側であるので、リード側と呼ぶことができる。他方側は、リード側でない方向であるので、反リード側と呼ぶことができる。図２では、図１と同様に、紙面の上方へ向かう方向を一方側であるリード側とし、下方へ向かう方向を他方側である反リード側とした。径方向は、軸方向に垂直な面内で中心軸ＣＬを通る放射状の方向であり、中心軸ＣＬ側に向かう方向が内径側であり、反対側が外径側である。周方向は、中心軸ＣＬを中心として円周方向に沿った方向である。周方向の両方向を区別する場合は、ステータ巻線３０の巻始め側を上流側とし、巻終り側を下流側と呼ぶ。
【００１８】
ステータコア２２は、ロータが配置される環状中心穴を有する磁性体部品で、円環状のバックヨーク２４とバックヨーク２４から内径側に突き出る複数のティース２６とを含む。隣接するティース２６の間の空間はスロット２８である。図１では、ティース２６の数とスロット２８の数は同数で、３の倍数である４８個であるが、その一部を図示した。
【００１９】
かかるステータコア２２は、バックヨーク２４とティース２６とを含み、環状中心穴とスロット２８が形成されるように所定の形状に成形された円環状の磁性体薄板を所定枚数で軸方向に積み重ねた積層体である。磁性体薄板の両面には電気的な絶縁処理が施される。磁性体薄板の材質としては、珪素鋼板の一種である電磁鋼板を用いることができる。磁性体薄板の積層体に代えて、磁性粉末を一体化成形したものをステータコア２２としてもよい。軸方向に沿った一方側の端面２１と他方側の端面２３との間の寸法は、ステータコア２２の軸方向の高さＨである。
【００２０】
絶縁紙２９は、ステータコア２２とスロット内巻線部４０との間を電気的に絶縁する絶縁体である。絶縁紙２９は、幅がステータコア２２の軸方向の高さＨと同じかやや長めの１枚の絶縁シートをスロット２８の内壁面に沿って曲げて形成される。図１の例では、絶縁紙２９は、８本のスロット内巻線部４０をまとめてその全周を覆うものとしたが、これは説明のための例示であって、１枚の絶縁シートの長手方向の両端面は、スロット２８の内径側において互いに少し開口を開けて合わせてもよい。かかる絶縁紙２９を形成する絶縁シートとしては、プラスチックシートが用いられる。プラスチックシートの材質としては、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）フィルム、ポリイミドフィルム、耐熱アミラド紙等を用いることができる。
【００２１】
ステータ巻線３０は、三相の分布巻コイルで、１つの相巻線が複数のスロット２８に跨ってティース２６に巻回されて形成される。各相巻線は、それぞれ２周ずつ分布巻されるので、その各周を区別して、Ｕ相巻線の場合はＵ１，Ｕ２とし、Ｖ相巻線の場合はＶ１，Ｖ２とし、Ｗ相巻線の場合はＷ１，Ｗ２とする。図１において、スロット２８に付したＵ１，Ｕ２，Ｖ１，Ｖ２，Ｗ１，Ｗ２は、そのスロット２８に挿入される三相巻線の相を示す。この構成の三相巻線においては、同じ相巻線は、６スロット間隔を離して異なるスロット２８の間に跨って巻回される。
【００２２】
複数のスロット２８を区別して、図１において、上流側のＵ１巻線が挿通されるスロット２８をＳ１として、Ｓ１よりも下流側のスロット２８について、周方向に沿って順次、Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４，Ｓ５，Ｓ６，Ｓ７，Ｓ８と呼ぶ。Ｕ１巻線は、Ｓ１とＳ７とにまたがって巻回される。Ｕ２巻線は、Ｓ２とＳ８とにまたがって巻回される。以下同様に、Ｖ１巻線は、Ｓ３と、Ｓ３から６スロット間隔離れて下流側に配置されるスロット２８とにまたがって巻回され、Ｖ２巻線は、Ｓ４と、Ｓ４から６スロット間隔離れて下流側に配置されるスロット２８とにまたがって巻回される。Ｗ１巻線は、Ｓ５と、Ｓ５から６スロット間隔離れて下流側に配置されるスロット２８とにまたがって巻回され、Ｗ２巻線は、Ｓ６と、Ｓ６から６スロット間隔離れて下流側に配置されるスロット２８とにまたがって巻回される。
【００２３】
各スロット２８において、スロット内巻線部４０は、径方向に沿って同じ相の導線が複数の巻数で巻回される。図１の例では、巻数＝８で、各スロット２８に径方向に沿って８本のスロット内巻線部４０が挿通される。これは説明のための例示であり、巻数は８以外でもよい。ステータ巻線３０は、断面が矩形形状の平角線を導体素線とし、導体素線の周囲に絶縁皮膜を被覆した絶縁皮膜付き導体線である。平角線の矩形形状は、短辺の長さをａ、長辺の長さをｂとし、スロット２８内では、長辺を周方向に沿うようにして、径方向に沿って短辺側を並べる。
【００２４】
かかるスロット内巻線部４０としては、２種類の導線４２，４４が用いられる。導線４２は、単一断面型の導体素線を絶縁皮膜で囲繞した絶縁皮膜付の単一導線である。導線４４は、絶縁皮膜で囲繞され同じ断面積を有する絶縁皮膜付素線の複数がシームレス管状の絶縁皮膜で囲繞されている集合導線である。以下では、特に断らない限り、導線４２を単一導線４２と呼び、導線４４を集合導線４４と呼ぶ。
【００２５】
単一導線４２は、従来技術においてステータ巻線３０に一般的に用いられる絶縁皮膜付の導線４２である。単一導線４２の導体素線としては、銅線が用いられる。銅線に代えて、アルミニウム、銀、鉄、金、またはこれらの合金で構成される導線を用いてもよい。また、導体素線の外周面を覆って囲繞する絶縁皮膜としては、ポリイミド、ポリアミドイミド、ポリエステルイミド等のイミド系樹脂が用いられる。これに代えて、ポリビニルブチラール系、ポリアミド系、エポキシ系の融着材や、エチレン−酢酸ビニル共重合系樹脂（ＥＶＡ系樹脂）、アクリル系、ウレタン系、シリコーン系の絶縁接着材を用いることができる。
【００２６】
集合導線４４は、１本の導線を複数の導体素線に分割し、分割後の複数の導体素線を再び集めて１つの導線としたものである。例として、単一導線４２について２分割を行った場合について述べる。１本の単一導線４２を径方向に沿って２分割すると、径方向に沿った厚さが半分となった導体素線が２つできる。この２つの導体素線を径方向に沿って積み重ねて集合させると、径方向の厚さが元の厚さに戻った１本の集合導線４４となる。この例では、集合導線４４と単一導線４２とは、断面積が同じで、径方向に２分割されているか分割されていないかが相違する。また、１本の単一導線４２を周方向に沿って２分割すると、周方向に沿った厚さが半分となった導体素線が２つできる。この２つの導体素線を周方向に沿って積み重ねて集合させると、周方向の厚さが元の厚さに戻った１本の集合導線４４となる。この例では、集合導線４４と単一導線４２とは、断面積が同じで、周方向に２分割されているか分割されていないかが相違する。
【００２７】
上記は、説明のための例示であって、径方向あるいは周方向に沿った分割数は２でなくてもよく、分割数を３、あるいはそれ以外の数としてよい。また、単一導線４２に対して径方向に沿って複数分割し、且つ、周方向に沿って複数分割してもよい。
【００２８】
集合導線４４は、単一導線４２と同じ断面積を有しているが、分割された導体素線の径方向に沿った厚さは、単一導線４２の径方向に沿った厚さより薄く、あるいは、分割された導体素線の周方向に沿った厚さは、単一導線４２の周方向に沿った厚さより薄い。ここで、渦電流損は厚さの２乗に比例することが知られている。上記の例で、厚さを（１／２）にすれば渦電流損は（１／４）となり、これを同じ厚さに戻すため２つ集合させても、渦電流損は、｛（１／４）×２｝＝（１／２）となり、集合導線４４の方が同じ断面積の単一導線４２よりも渦電流損を低減できる。
【００２９】
このように、単一導線４２に代えて集合導線４４を用いることで、渦電流損を低減できる。８本のスロット内巻線部４０の内で、いくつの巻数を集合導線４４とするかは、ステータ２０における渦電流損の低減仕様等に応じて定めることができる。以下では、最内径側のスロット内巻線部４０のみに集合導線４４を用いるが、これは説明のための例示であって、ステータ２０の渦電流損の低減仕様等に応じ適宜変更が可能である。例えば、最内径側のスロット内巻線部４０と、その次の内径側のスロット内巻線部４０の２巻について、集合導線４４を用いてもよい。その場合に、各巻の集合導線４４の分割方向や分割数を異ならせてもよい。
【００３０】
図３は、Ｓ１のスロット２８における８本のスロット内巻線部４０の構成図である。８本のスロット内巻線部４０を内径側から外径側に向かって、１巻目、２巻目・・・８巻目と呼ぶと、１巻目のみが集合導線４４で、２巻目から８巻目の合計７巻分は単一導線４２で構成される。集合導線４４は、単一導線４２について径方向に２分割、周方向に２分割されている。
【００３１】
図４は、集合導線４４の詳細図である。集合導線４４は、同じ断面積を有する４つの導体素線５０をまとめて１本の導体としたものである。各導体素線５０の外周面は、それぞれ絶縁皮膜５２で覆われて囲繞される。かかる導体素線５０の材質としては、単一導線４２の導体素線と同じ材質が用いられる。また、絶縁皮膜５２の材質としては、単一導線４２の絶縁皮膜と同じ材質が用いられる。
【００３２】
絶縁皮膜５２付の導体素線５０の４本は、そのままではバラバラになるので、バラバラ化を防止して、１本の絶縁皮膜付の導線４４に一体化するために、シームレス管状の絶縁皮膜５４が用いられる。シームレス管状の絶縁皮膜５４は、周方向及び径方向のいずれにも接合部を有しないシームレスの導体管部５６と、シームレスの導体管部５６の外周面を覆って囲繞する外部絶縁皮膜５８とで構成される。外部絶縁皮膜５８の材質としては、導体素線５０を囲繞する絶縁皮膜５２と同じ材質が用いられる。シームレスの導体管部５６は、外部絶縁皮膜５８よりも剛性が高い金属管部である。シームレスの導体管部５６は、４本の絶縁皮膜５２付の導体素線５０を管内に配置して線引きを行うことで、４本の絶縁皮膜５２付の導体素線５０を互いに隙間なく、所定の配置関係を維持できるようにするために用いられるガイド管工具の働きをする。場合によっては、外部絶縁皮膜５８として、高い剛性を有する樹脂製のシームレス管を用いて、これを線引きのガイド管工具としてもよい。この場合には、シームレスの導体管部５６を省略できる。
【００３３】
上記構成によれば、ステータ２０のスロット内巻線部４０において渦電流損が生じ得る内径側に、絶縁皮膜付素線の複数がシームレス管状の絶縁皮膜で囲繞されている集合導線４４を用いる。これにより、特別な接着剤やメッキ溶融技術を用いないので、固着までの時間が不要になり、溶融のための加熱も不要となり、集合導線４４を用いながらコスト増を抑制できる回転電機ステータ２０が可能になる。
【００３４】
上記では、スロット２８における８本のスロット内巻線部４０の１巻目を集合導線４４とし、２巻目から８巻目については単一導線４２を用いる。単一導線４２は、１つの導体素線で構成されるのに対し、集合導線４４は４つの導体素線５０で構成される。そこで、次に、単一導線４２と集合導線４４との間の接続方法を含むステータ巻線３０の巻回方法について説明する。
【００３５】
ステータ巻線３０における単一導線４２と集合導線４４との接続方法として、ステータ巻線３０の１巻目の全体を集合導線４４とし、２巻目以降を単一導線４２として、１巻目と２巻目との間で集合導線４４と単一導線４２とを接続することが考えられる。しかし、集合導線４４は、単一導線４２に比較すると、構造が複雑で、コストも高い。集合導線４４を用いる目的は、ステータ巻線３０における渦電流損の低減であるが、ステータ巻線３０における渦電流は主としてスロット内巻線部４０に発生する。そこで、集合導線４４は、１巻目のスロット内巻線部４０にのみ用いて、１巻目のコイルエンド巻線部４６，４８及び、２巻目以降のステータ巻線３０に単一導線４２を用いることが好ましい。
【００３６】
図２から図４では、スロット内巻線部４０としての集合導線４４と単一導線４２を述べたが、図５は、ステータ巻線３０として用いられる場合の形状を有する集合導線６４と単一導線６２を示す。図５の横軸は周方向で、縦軸は軸方向であり、ステータコア２２について、ティース２６とスロット２８の配置を二点鎖線で示す。
【００３７】
ステータ巻線３０として用いられる集合導線６４の形状は、軸方向に真っすぐ延びる直線形状である。図５（ａ）に集合導線６４の全体図を示す。集合導線６４の軸方向の長さは、ステータコア２２の高さ寸法Ｈより長めに設定される。Ｈより長めの分は、両端部において単一導線６２の端部と接続するための接続余裕長さである。
【００３８】
ステータ巻線３０として用いられる単一導線６２の形状は、真っすぐな形状ではなく、配置される箇所に応じて曲げられた所定の屈曲形状である。所定の屈曲形状は、ステータ巻線３０がステータ２０の周方向に沿って所定の巻回方法で巻回されるように、単一導線６２が配置される箇所によって異なる。１つのステータ２０におけるステータ巻線３０の全体では、異なる屈曲形状を有する複数の単一導線６２が用いられる。
【００３９】
図５（ｂ）に、単一導線６２の屈曲形状の一例として、セグメントコイル形状を示す。セグメントコイル形状は、略Ｕ字状の形状で、２つの脚部と、２つの脚部を接続する略Ｕ字状の山形形状部とを有する。２つの脚部の間隔は、６スロット分の長さに相当する。セグメントコイル形状の単一導線６２がステータコア２２のスロット２８に挿入される場合には、６スロット間隔で離れている２つのスロット２８のそれぞれに挿入され、スロット２８に配置された部分がスロット内巻線部４０の単一導線４２に相当する。セグメントコイル形状の単一導線６２は、平角線の矩形断面の長辺面側が略Ｕ字状の正面であり、短辺面側が側面である。図５（ｂ）において、単一導線６２の短辺の長さａと長辺の長さｂを示す。セグメントコイル形状を有する単一導線６２の略Ｕ字状の形状は、短辺面を曲げるエッジワイズ曲げによって形成される。
【００４０】
セグメントコイル形状の単一導線６２がステータコア２２のスロット２８に挿入される場合には、略Ｕ字状の山形形状部を反リード側とし、略Ｕ字状の２つの脚部をリード側として、２つの脚部がそれぞれスロット２８に挿入される。セグメントコイル形状の単一導線４２は、ステータコア２２のスロット２８に２つの脚部が挿入された後に、２つの脚部のリード側に突き出る先端部が互いに向かい合うようにエッジワイズ曲げによって折り曲げられる。折り曲げられた２つの脚部のそれぞれの先端部は、他の単一導線６２において同様に折り曲げられた脚部の先端部と、溶接等の接合手段によって接合される。
【００４１】
図６は、集合導線６４と、異なる屈曲形状を有する複数の単一導線６２とを用いて巻回される組立式のステータ巻線３０の例を示す図である。ここでは、図１にＵ１と示すＵ１巻線の径方向に沿って、巻数＝８として、６スロット離れた２つのＵ１巻線用のスロット２８に渡る巻回を示す。１巻目から８巻目まで、各巻回は、径方向に近接して配置されるが、図６では、各巻回のそれぞれを識別できるように、各巻回を紙面の上下方向にずらして示す。なお、２巻目から７巻目の間の巻回は、繰り返し巻きであるので、主として、１巻目、２巻目、３巻目と８巻目の巻回について述べ、４巻目から７巻目に関する巻回については詳細な説明を省略する。
【００４２】
図６の紙面の左右方向は周方向である。紙面の上下方向は、１巻目から８巻目の関係を示す場合は径方向で、１巻目、２巻目、３巻目と８巻目のそれぞれの巻回におけるステータコア２２のリード側と反リード側との位置関係を示す場合は、軸方向である。図６において、ティース２６とスロット２８を示す線を示す。図６の紙面の上方に、ティース２６とスロット２８の区別を示し、スロット２８には、挿入される各相巻線を区別するＵ１，Ｕ２，Ｖ１，Ｖ２，Ｗ１，Ｗ２の符号を付した。紙面の下方に、各スロット２８にスロット番号として、周方向に沿って上流側から下流側に向かって、Ｓ１からＳ７を付した。Ｕ１巻線に用いられるスロット番号は、Ｓ１とＳ７である。
【００４３】
以下では、複数の単一導線６２を区別するために、セグメントコイル形状を有する単一導線６２については、２巻目に用いられる単一導線６２（２）、３巻目に用いられる単一導線６２（３）等と、カッコ付数字で示す。セグメントコイル形状と異なる屈曲形状を有する場合は、単一導線６２（１ａ）、単一導線６２（１ｂ）等と、何巻目かの数字に小文字アルファベットを付して示す。単一導線６２（０ａ）と単一導線６２（０ｂ）は、スロットＳ１とスロットＳ７とにまたがって巻回されるＵ１巻線の巻始めと巻終りに接続される渡り線である。
【００４４】
Ｕ１巻線は、Ｓ１とＳ７とに跨って巻数＝８で巻回される。まず、Ｓ１よりも上流側に６スロット間隔離れたＵ１巻線用のスロット２８（図示省略）から渡り線としての単一導線６２（０ａ）がＳ１の反リード側に引き出される。引き出された単一導線６２（０ａ）は、Ｓ１に予め配置された集合導線６４の反リード側端部に、溶接接合で接続される。単一導線６２と集合導線６４との間の接続部７０を黒丸マークで示す。Ｓ１における集合導線６４の反リード側端部の接続部７０は、Ｕ１巻線の巻始めとなる。
【００４５】
Ｓ１における集合導線６４のリード側端部は、単一導線６２（１ａ）の一方側端部と、接続部７０で接続される。単一導線６２（１ａ）は、６スロット分の長さでＳ７側に延び、他方側端部がＳ７のリード側に至る。単一導線６２（１ａ）の他方側端部は、Ｓ７に予め配置された集合導線６４のリード側端部と、接続部７０で接続される。Ｓ７に配置された集合導線６４の反リード側端部は、Ｓ７において単一導線６２（１ｂ）の他方側端部と、接続部７０で接続される。
【００４６】
Ｓ７において集合導線６４の反リード側端部に接続された単一導線６２（１ｂ）は、Ｓ７から略Ｕ字状の山形形状部を経由して６スロット分の長さでＳ１側に延び、Ｓ１の反リード側に戻る。そこで、エッジワイズ曲げによって上方側に曲げられ、スロット２８であるＳ１に挿通されてリード側に突き出る。
【００４７】
Ｓ１のリード側から突き出た単一導線６２（１ｂ）は、Ｓ１においてエッジワイズ曲げによってＳ７側に曲げられる。単一導線６２（１ｂ）のＳ１のリード側から突き出る長さは、３スロット分よりやや長く、エッジワイズ曲げで曲げられたＳ７側先端部の位置がほぼＳ４の位置に来るように設定される。ここまでが、Ｕ１巻線の１巻目である。
【００４８】
ここで、２巻目の単一導線６２（２）が６スロット離れたＳ１とＳ７の間にまたがって配置される。単一導線６２（２）の２つの脚部の内で他方側の脚部は反リード側からＳ７に挿入された後、Ｓ７のリード側に突き出た部分がエッジワイズ曲げによってＳ１側に向かって曲げられる。単一導線６２（２）のＳ７のリード側から突き出る長さは、３スロット分よりやや長く、エッジワイズ曲げで曲げられたＳ１側先端部の位置がほぼＳ４の位置に来るように設定される。そこで、ステータコア２２のリード側でほぼＳ４の位置にそろっている単一導線６２（１ｂ）のＳ７側先端部と、単一導線６２（２）のＳ１側先端部とが、溶接接合によって接続される。単一導線６２同志の接続部７２を黒楕円マークで示す。
【００４９】
単一導線６２（２）は、セグメントコイル形状を有し、スロットＳ７に挿通された他方側の脚部の反リード側は、Ｓ７からエッジワイズ曲げでＳ１側に向かって曲がり、略Ｕ字状の山形形状部を介して６スロット分の長さで延び、スロットＳ１の反リード側に至る。そして、Ｓ１の反リード側においてエッジワイズ曲げによって上方側に曲げられ、スロットＳ１に挿通された後、Ｓ１のリード側に突き出た部分がエッジワイズ曲げによってＳ７側に向かって曲げられる。単一導線６２（２）のＳ１のリード側から突き出る長さは、３スロット分よりやや長く、エッジワイズ曲げで曲げられたＳ７側先端部の位置がほぼＳ４の位置に来るように設定される。ここまでが、Ｕ１巻線の２巻目に相当する。
【００５０】
ここで、３巻目の単一導線６２（３）が６スロット離れたＳ１とＳ７の間にまたがって配置される。３巻目の単一導線６２（３）は、２巻目の単一導線６２（２）と同様のセグメント形状を有し、その配置も単一導線６２（２）の配置と同様である。即ち、単一導線６２（３）の２つの脚部の内で他方側の脚部はＳ７に挿入された後、Ｓ７のリード側からエッジワイズ曲げによってＳ１側に向かって曲げられ、曲げられたＳ１側先端部の位置はほぼＳ４の位置に来るように設定される。そこで、単一導線６２（２）のＳ７側先端部と、単一導線６２（３）のＳ１側先端部とが、溶接接合によって接続される。単一導線６２同志の接続部７２を黒楕円マークで示す。
【００５１】
そして、単一導線６２（３）のスロットＳ７に挿通された他方側の脚部の反リード側は、Ｓ７からエッジワイズ曲げでＳ１側に向かって曲がり、略Ｕ字状の山形形状部を介して６スロット分の長さで延びる。そして、スロットＳ１の反リード側に至り、エッジワイズ曲げによって上方側に曲げられ、スロットＳ１に挿通される。単一導線６２（２）のＳ１のリード側から突き出る長さは、３スロット分よりやや長く、Ｓ１のリード側においてエッジワイズ曲げで曲げられたＳ７側先端部の位置がほぼＳ４の位置に来るように設定される。ここまでが、Ｕ１巻線の３巻目に相当する。
【００５２】
以下、Ｕ１巻線の４巻目から７巻目は、上記の３巻目と同様に、セグメント形状を有する単一導線６２を用いて同様に巻回されるので、詳細な説明を省略する。図６では、８巻目として、７巻目の単一導線６２（７）の一方側の脚部がスロットＳ１に挿通された状態から以降を示す。７巻目の単一導線６２（７）のＳ１のリード側から突き出る長さは、３スロット分よりやや長く、Ｓ１のリード側においてエッジワイズ曲げで曲げられたＳ７側先端部の位置がほぼＳ４の位置に来るように設定される。ここまでが、Ｕ１巻線の７巻目に相当する。
【００５３】
ここで、８巻目の単一導線６２（８）が６スロット離れたＳ１とＳ７の間にまたがって配置される。８巻目の単一導線６２（８）も、上記の３巻目から７巻目と同様に、セグメント形状を有する単一導線６２を用いて同様に巻回されるが、巻き終りから、渡り線である単一導線６２（０ｂ）が接続されることが相違する。即ち、８巻目の単一導線６２（８）の巻き終りの部分においては、セグメント形状を有する単一導線６２（８）の一方側の脚部は、スロットＳ１に挿通されリード側に突き出る。Ｓ１のリード側から突き出る長さは、３スロット分よりやや長く、Ｓ１のリード側においてエッジワイズ曲げで曲げられたＳ７側先端部の位置がほぼＳ４の位置に来るように設定される。ステータコア２２のリード側でほぼスロットＳ４の位置にある単一導線６２（８）のＳ７側先端部は、渡り線である単一導線６２（０ｂ）のＳ１側先端部と接続部７２で接続される。ここまでが、Ｕ１巻線の８巻目に相当し、単一導線６２（０ｂ）と接続される接続部７２が、スロットＳ１とスロットＳ７にまたがって巻数＝８で巻回されるＵ１巻線の巻終りである。
【００５４】
上記のように、スロットＳ１とスロットＳ７にまたがって巻数＝８で巻回されるＵ１巻線においては、１巻目のスロットＳ１とスロットＳ７の２か所のみに集合導線６４が配置され、それ以外は、単一導線６２が用いられる。６スロット離れた２つのスロット２８にまたがって巻数＝８で巻回されるＵ２巻線、Ｖ１巻線、Ｖ２巻線、Ｗ１巻線、Ｗ２巻線についても同様である。
【００５５】
図６は、分布巻の巻回方法の一例であって、これと異なる巻回方法を用いてもよい。また、複数の単一導線６２の形状は、説明のための一例であって、上記と異なる形状の複数の単一導線６２を組み合わせてもよい。上記では、接続部７０，７２の接続手段として溶接接合を用いたが、これは説明のための例示であって、溶接接合以外の接続手段を用いてもよい。例えば、場合によっては、適当な導電性接着材を用いてもよい。
【００５６】
上記構成における渦電流損の低減効果について、図７、図８を用いて詳細に説明する。図７は、回転電機１０において、ロータ１２からステータ２０のスロット２８に向かって流れる磁束８０について図３のスロットＳ１を用いて示す図である。ロータ１２からの磁束８０は、主に、ティース２６の先端部を通ってスロット２８の両側の磁気抵抗の小さいティース２６とスロット２８の外径側のバックヨーク２４を流れる磁束８２である。回転電機１０が回転動作して磁束８２の時間的変化が生じると、ステータコア２２に渦電流が流れる。ステータコア２２を磁性体薄板の積層体とすることで、ステータコア２２における渦電流損が低減される。
【００５７】
ティース２６が磁気飽和した場合あるいは磁気飽和に近いときに、スロット２８の両側のティース２６から漏れてくる漏れ磁束８４がスロット２８を通る。スロット２８内にはスロット内巻線部４０が配置されるので、回転電機１０が回転動作して磁束８４の時間的変化が生じると、スロット内巻線部４０に渦電流が生じる。漏れ磁束８４の流れる方向は、外径側では、スロット２８の両側のティース２６を流れる磁束８２が漏れて周方向に流れる成分が多いが、内径側ではロータ１２から径方向に向いて流れる成分も含まれる。漏れ磁束８４の内で、周方向成分と径方向成分の双方を含む漏れ磁束を、特に漏れ磁束８６と示す。
【００５８】
上記構成によれば、スロット内巻線部４０の内径側には集合導線４４が配置される。集合導線４４は、外径側に配置される単一導線４２に対し、径方向に２分割され、周方向に２分割される。したがって、集合導線４４の径方向に沿った厚さは、単一導線４２の径方向に沿った厚さの（１／２）であり、集合導線４４の周方向に沿った厚さは、単一導線４２の周方向に沿った厚さの（１／２）である。これにより、スロット内巻線部４０の内径側に周方向成分と径方向成分の双方を含む漏れ磁束８６が流れても、漏れ磁束８６の時間的変化によって生じる渦電流は導体厚さの２乗に比例するので、渦電流損を適切に低減することができる。
【００５９】
図８は、スロット２８内に配置される８巻の導線をすべて単一導線４２で構成したスロット内巻線部４１を有するステータ９０を比較例として用い、図７と並べて示す図である。図８（ｂ）は、図７と同じであるので詳細な説明を省略する。図８（ａ）は、スロット内巻線部４１における渦電流損を低減するために、内径側に配置される単一導線４２に周方向成分と径方向成分の双方を含む漏れ磁束８６が流れないようにするステータ９０の構造を示す。ステータ９０において、ロータ１２からスロット内巻線部４１までの径方向距離は、図８（ｂ）のステータ２０におけるロータ１２からスロット内巻線部４０までの径方向距離に比較して、外径側にΔＲだけ長く設定される。ΔＲは、スロット内巻線部４１を構成するいずれの単一導線４２に周方向成分と径方向成分の双方を含む漏れ磁束８６が流れない条件を満たすように設定される。このように、集合導線４４を用いるステータ２０に比較して、集合導線４４を用いないステータ９０は、径方向の寸法が（２×ΔＲ）だけ長くなり、大型となる。
【００６０】
上記構成によれば、絶縁皮膜付素線の複数がシームレス管状の絶縁皮膜で囲繞されている集合導線４４を用いるので、コスト増を抑制できる。かかる集合導線４４を適切に配置して用いることで、スロット内巻線部４０における渦電流損を抑制でき、さらに、ステータ２０の大型化を抑制できる。
【符号の説明】
【００６１】
１０  回転電機、１２  ロータ、１４  ロータシャフト、１６  ロータコア、１８  磁石、２０，９０  （回転電機）ステータ、２１，２３  端面、２２  ステータコア、２４  バックヨーク、２６  ティース、２８  スロット、２９  絶縁紙、３０  ステータ巻線、４０，４１  スロット内巻線部、４２  （単一）導線、４４  （集合）導線、４６，４８  コイルエンド巻線部、４７  溶接部、４９  各相端末部、５０  導体素線、５２  絶縁皮膜、５４  シームレス管状の絶縁皮膜、５６  導体管部、５８  外部絶縁皮膜、６２  ステータ巻線として用いられる単一導線、６４  ステータ巻線として用いられる集合導線、７０，７２  接続部、８０，８２  磁束、８４、８６  漏れ磁束。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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