(57)【要約】【課題】セグメント間相互接続パターンの複雑化を抑止し、並列回路間の起電圧ばらつきを抑止可能な並列回路構造型のセグメント順次接合ステータコイルを提供すること。【解決手段】同一の導体収容位置セットの互いに異なる周方向順位の同相スロットごとに個別に収容される３個の部分コイル２００Ａ、２００Ｂ、２００Ｃを直列接続して層コイル２０１〜２０４をそれぞれ形成する。更に、各層コイル２０１〜２０４を並列接続することにより、各層コイル２０１〜２０４間の起電圧のばらつきを良好に低減しつつ、簡素な構造の頭部側コイルエンドをもち、大電流化が可能なセグメント順次接合ステータコイル型回転電機が可能となる。【選択図】図５
2004048941.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ｐ対の磁極を有する回転子と、径方向へ連続する複数の導体収容位置をそれぞれ有する多数のスロットを有する固定子鉄心と、多数のＵ字状のセグメントを順次接続してそれぞれ構成されるｍ（ｍは３以上の奇数）相の相巻線からなる電機子巻線とを備え、
前記セグメントは、頭部側コイルエンドをなすＵ字状の頭部と、所定スロットピッチ離れた一対のスロットに個別に収容される一対のスロット導体部と、前記スロットから飛び出して端部側コイルエンドを構成する一対の飛び出し端部を備え、
前記一対の飛び出し端部の先端は、径方向に隣接する他の前記飛び出し端部の先端に個別に接合されるセグメント順次接合ステータコイル型回転電機において、
同一相の前記相巻線を構成するスロット導体部がそれぞれ収容される前記スロットを意味する同相スロットを磁極ごとに周方向へ連続してｋ（ｋは２以上の自然数）個有してなる同相スロット群を前記磁極ごとに有し、
前記スロットは、
径方向へ連続する４層の導体収容位置からそれぞれ構成される導体収容位置セットをｓ（ｓは２以上の自然数）セット有し、
前記相巻線は、
周方向異なる順位の前記同相スロットに収容され、かつ、同じ前記導体収容位置セットに収容されるｋ個の部分コイルを直列接続してそれぞれ構成され、各導体収容位置セットに個別に収容されるｓ個の層コイルから選択されたｔ（ｔは１を含む自然数）個の前記層コイルを直列接続してそれぞれ構成されるｃ（＝ｓ／ｔ）個の並列コイルを並列接続して構成されていることを特徴とするセグメント順次接合ステータコイル型回転電機。
【請求項２】
請求項１記載のセグメント順次接合ステータコイル型回転電機において、
前記部分コイルは、
前記導体収容位置セットの径方向に数えて１層、４層を挿通する前記セグメントである波巻セグメントと、２層、３層を挿通する前記セグメントである重ね巻セグメントとを交互に接続してそれぞれ周回する第１、第２周回コイルと、前記両周回コイルを接続して前記第１周回コイルの最終の前記スロット導体部と前記第２周回コイルの先頭の前記スロット導体部とを構成する異形波巻セグメントとを有し、
前記層コイルは、
周方向に互いに隣接するｋ個の前記同相スロットにそれぞれ収容されるｋ個の前記部分コイルを周方向接続セグメントにより直列接続してなり、
前記周方向接続セグメントは、
互いに直列接続される一対の前記部分コイルの一方の先頭スロット導体部、並びに、前記一対の部分コイルの他方の最終スロット導体部とを構成する一対の前記スロット導体部を有することを特徴とするセグメント順次接合ステータコイル型回転電機。
【請求項３】
請求項１記載のセグメント順次接合ステータコイル型回転電機において、ｓはｃに等しいことを特徴とするセグメント順次接合ステータコイル型回転電機。
【請求項４】
請求項３記載のセグメント順次接合ステータコイル型回転電機において、
周方向同一順位の前記同相スロットに収容され、かつ、互いに径方向に隣接する２セットの前記導体収容位置セットに、一対の前記スロット導体部が個別に収容されるとともに、前記並列コイルの引き出し線に接続される径方向接続セグメントを有し、
前記径方向接続セグメントの前記一対のスロット導体部は、
径方向に隣接する２つの前記層コイルの最初又は最後の前記スロット導体部を構成することを特徴とするセグメント順次接合ステータコイル型回転電機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、セグメント順次接合ステータコイル型回転電機の改良、特にセグメント順次接合ステータコイル型車載回転電機の改良に関する。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】
近年、採用されつつあるアイドルストップシステムでは頻繁なエンジン始動が必要であるので、ブラシを必要とする直流スタータに代えてそれを必要としない交流モータが要望されている。しかし、従来の直流直巻スタータに匹敵する大始動電流を通電可能な交流モータは従来のオルタネータなどに比較して大型化してしまうため、エンジンルーム内のスペース拡大やレイアウトの大幅変更が必要となり、車重増大も招いてしまう。この対策として、大電流通電可能とするには、ステータコイルを分割して並列コイル構成とするが好適であることが知られている。
【０００３】
一方、車両用交流発電機として、本出願人の開発になるセグメント順次接合ステータコイル型回転電機が採用されている。このセグメント順次接合ステータコイル型回転電機は、従来の巻き線ステータコイルに比較してコイルエンドの導体配列構造が簡単であり、スロット占積率も大きくできるので、小型軽量でステータコイルの放熱性にも優れ、一時的に大始動電流を流す必要があるアイドルストップ用交流モータに適している。しかし、この場合、エンジン始動を考えると更なる大電流化が必要である。その他、ハイブリッド車用や燃料電池車用、更には電池駆動フォークリフトを含む二次電池車用の走行モータとしては、上記セグメント順次接合ステータコイルをもつ車両用交流発電機に比較して更なる格段の大電流化が必要となる。
【０００４】
回転電機における大電流化には、当然、セグメント断面積増大が最も有効であるが、セグメント順次接合ステータコイルにおけるこの手法の採用は、セグメントの曲げ加工の困難化のために一定の限界がある。
【０００５】
他の手法として、従来の巻き線型ステータコイル技術と同様に、ステータコイルを分割して並列コイル構成とすることが考えられるが、上記並列コイル構成においては循環電流を防止するために各並列コイルの起電圧を均一化する必要がある。しかし、セグメント順次接合ステータコイルでは径方向に隣接する一対のセグメントの一端部同士を一方のコイルエンド側で順次接続するという独特の手法を採用するために配線変更自由度が小さいために、コイルエンドにおける配線引き回しを簡素化し、各並列コイルの起電圧のばらつきを減らしつつ、並列コイル数を３以上に増加することは困難であると考えられていた。
【０００６】
また、車載回転電機の出力増大と配線損失低減のために、上記大電流化とともに高電圧化も要求されているが、上記したようにセグメント順次接合ステータコイルでは配線変更自由度が小さいために、並列コイル化とターン数の増大とを同時に実現することは更に困難となる。
【０００７】
特に、このようなターン数の増大と並列コイル数の増大は、コイルエンドにおける配線接続構造の複雑化、並びに、この複雑な配線接続構造を収容するための体格、重量の増大を招き、更に、この配線接続構造における引き回し線の延長距離の増大に伴う抵抗損失及び発熱の増大も問題となる。
【０００８】
本発明は、上記問題点に鑑みなされたものであり、セグメント間相互接続パターンの複雑化を抑止し、並列回路間の起電圧ばらつきを抑止可能な並列回路構造型のセグメント順次接合ステータコイルを提供することをその目的としている。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載のセグメント順次接合ステータコイル型回転電機は、ｐ対の磁極を有する回転子と、径方向へ連続する複数の導体収容位置をそれぞれ有する多数のスロットを有する固定子鉄心と、多数のＵ字状のセグメントを順次接続してそれぞれ構成されるｍ（ｍは３以上の奇数）相の相巻線からなる電機子巻線とを備え、前記セグメントは、頭部側コイルエンドをなすＵ字状の頭部と、所定スロットピッチ離れた一対のスロットに個別に収容される一対のスロット導体部と、前記スロットから飛び出して端部側コイルエンドを構成する一対の飛び出し端部を備え、前記一対の飛び出し端部の先端は、径方向に隣接する他の前記飛び出し端部の先端に個別に接合されるセグメント順次接合ステータコイル型回転電機において、
同一相の前記相巻線を構成するスロット導体部がそれぞれ収容される前記スロットを意味する同相スロットを磁極ごとに周方向へ連続してｋ（ｋは２以上の自然数）個有してなる同相スロット群を前記磁極ごとに有し、前記スロットは、径方向へ連続する４層の導体収容位置からそれぞれ構成される導体収容位置セットをｓ（ｓは２以上の自然数）セット有し、前記相巻線は、周方向異なる順位の前記同相スロットに収容され、かつ、同じ前記導体収容位置セットに収容されるｋ個の部分コイルを直列接続してそれぞれ構成され、各導体収容位置セットに個別に収容されるｓ個の層コイルから選択されたｔ（ｔは１を含む自然数）個の前記層コイルを直列接続してそれぞれ構成されるｃ（＝ｓ／ｔ）個の並列コイルを並列接続して構成されていることを特徴としている。
【００１０】
すなわち、この発明では、同一の導体収容位置セットの互いに異なる周方向順位の同相スロットごとに個別に収容されるｋ個の部分コイルを直列接続して層コイルを形成することにより、各導体収容位置セットごとに層コイルを別々に設け。また、形成された合計ｓ個の層コイルをｃ（＝ｓ／ｔ）個の層コイル群に分割し、層コイル群に含まれるｔ個の層コイルを直列接続してこの層コイル群を並列コイルとする。更に、これらｃ個の並列コイルを互いに並列接続して相巻線を構成することを特徴としている。
【００１１】
このようにすれば、各層コイル群（並列コイル）それぞれが同じ磁束と鎖交することになるので、並列コイル間の起電圧ばらつきを解消することができる。
【００１２】
また、層コイル群（並列コイル）を構成する複数の層コイル間の直列接続、並びに、各並列コイル間の並列接続は、層コイルの引き出し線を相互に結線すればよいので、簡単に実施することができる。なお、これらの層コイル間の結線は、一対のスロット導体部が、径方向に隣接する２つの導体収容位置セットの一つの導体収容位置に個別に収容される径方向接続セグメントを用いればよく、簡単に行うことができる。ただし、この径方向接続セグメントが、並列コイルの引き出し線をなす場合には、この径方向接続セグメントの頭部の絶縁皮膜は除去されて端子接続されることが好ましい。
【００１３】
更に、層コイルは、周方向順次に連続配置されるｋ個の同相スロットに個別に収容される部分コイルをすべて直列接続して構成するので、部分コイル間の直列接続は、部分コイルの引き出し線を相互に結線すればよく、簡単に実施することができる。なお、部分コイル間の結線は、一対のスロット導体部が、径方向に隣接する２つの同相スロットの一つの導体収容位置に個別に収容される周方向接続セグメントを用いればよく、簡単に行うことができる。
【００１４】
また更に、この発明によれば、一つのスロット内の各スロット導体部間の最大電位差が小さくなるので、スロット導体部の絶縁信頼性が向上するという利点も得られる。
【００１５】
その結果、本願発明のセグメント順次接合ステータコイル型回転電機は、大電流用途、大電流高電圧用途に特に好適となる。そのうえ、各部分コイル間、層コイル間を接続する接続線を、周方向接続セグメント、径方向接続セグメントの利用により、容易に接続できるとともに、配線延長距離も短いので、その抵抗損失、発熱も低減でき、コイルエンド全体の軸方向長さも短縮できるため、回転電機の小型軽量化を図ることができる。
【００１６】
更に要約すると、従来のセグメント順次接合ステータコイルでは、セグメント配置パターンの制限から並列回路構成による大電流通電が困難であるうえ、ターン数増加の制約による高電圧対応も困難であるという問題があった。これに対して、この発明によれば、それぞれ単純なセグメント順次接合コイルである多数の部分コイルをステータコアの径方向断面において規則配置し、これら多数の部分コイルを周方向、径方向に順次接続して各部分コイルを直並列接続回路からなる相巻線を完成するので、大電流通電、高電圧対応が実現できるとともに、各部分コイル間の接続線の配列が単純となり、かつ、これら接続線同士の相互干渉も容易に回避することができる。その結果、頭部側コイルエンドに配置されるこれら接続線の占有スペースの縮小、それに伴う回転電機全体の体格の縮小及び重量の低減、更に接続線の抵抗損失、発熱の低減を実現することが可能となる。
【００１７】
したがって、この発明のセグメント順次接合ステータコイル型は、従来の１４Ｖの車両用バッテリを「更に高電圧化（たとえば４２Ｖ）する場合において、特に有効である。また、たとえば、相巻線の並列コイル（層コイル）を構成する３つの部分コイルの直列接続を並列接続に変更するだけで、従来の１４Ｖの車両用回転電機に転用することも容易である。
【００１８】
好適な態様において、前記部分コイルは、前記導体収容位置セットの径方向に数えて１層、４層を挿通する前記セグメントである波巻セグメントと、２層、３層を挿通する前記セグメントである重ね巻セグメントとを交互に接続してそれぞれ周回する第１、第２周回コイルと、前記両周回コイルを接続するとともに前記第１周回コイルの最終の前記スロット導体部と前記第２周回コイルの先頭の前記スロット導体部とを構成する異形波巻セグメントとを有し、前記層コイルは、周方向に互いに隣接するｋ個の前記同相スロットにそれぞれ収容されるｋ個の前記部分コイルを周方向接続セグメントにより直列接続してなり、前記周方向接続セグメントは、互いに直列接続される一対の前記部分コイルの一方の先頭スロット導体部、並びに、前記一対の部分コイルの他方の最終スロット導体部とを構成する一対の前記スロット導体部を有する。
【００１９】
これにより、スロット内の径方向に順次配置される４つのスロット導体部を簡単に接続し、多数の同相スロット（周方向に連続して配置され、同一の相巻線を収容する所定数のスロットを言う）を配置することができるので、コイルエンド構成の複雑化を回避しつつ多ターンの部分コイルを構成することができる。
【００２０】
好適な態様において、ｓはｃに等しく設定される。これにより、径方向に配置された層コイルの数だけ並列コイルを形成することができる。
【００２１】
好適な態様において、周方向同一順位の前記同相スロットに収容され、かつ、互いに径方向に隣接する２セットの前記導体収容位置セットに、一対の前記スロット導体部が個別に収容されるとともに、前記並列コイルの引き出し線に接続される径方向接続セグメントを有し、前記径方向接続セグメントの前記一対のスロット導体部は、径方向に隣接する２つの前記層コイルの最初又は最後の前記スロット導体部を構成する。
【００２２】
これにより、各並列コイルの並列接続を簡単な形状をもつ短小な引き出し線により実現することができる。なお、ここでいう引き出し線は、星形結線では、外部接続用又は中性点接続用の配線を意味し、Δ接続では、相間接続用の配線を意味する。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を適用したセグメント順次接合ステータコイル型回転電機を実施例を参照して以下に説明する。
（全体構成の説明）
図１において、セグメント順次接合ステータコイル１は、ロータ２、ステータ３、ハウジング４、整流器５、出力端子６、回転軸７、ブラシ８、スリップリング９を有する周知の車両用交流発電機であり、ステータ３は、ステータコイル３１とステータコア３２からなる。ステータコア３２はハウジング４の周壁内周面に固定され、ステータコイル３１はステータコア３２の各スロットに巻装されている。ロータ２は、ハウジング４に回転自在に支持された回転軸７に固定されたランデルポール型ロータであり、ステータコア３２の径内側に配置されている。ステータコイル３１は三相電機子巻線であって、図２に示すセグメントセット３３０を図３に示すようにステータコア３２に設けた所定数のスロット３５０に絶縁紙３４０を介して軸方向一方側から挿通し、軸方向他方側にて、径方向に隣接する先端同士を順次接続してなる。ステータコイル３１は、軸方向他方側にて端部側コイルエンド３１１を、軸方向一方側にて頭部側コイルエンド３１２を有している。このような構成のセグメント順次接合ステータコイル自体はもはや公知である。
【００２４】
（セグメントセット３３０の説明）
セグメントセット３３０を図２を参照して更に詳しく説明する。
【００２５】
セグメントセット３３０は、略Ｖ字状の頭部と、この頭部の両端から直線的に伸びてスロットに収容されている一対のスロット導体部と、両スロット導体部の先端からそれぞれ伸びる一対の飛び出し端部とをそれぞれ有する一つの大セグメント３３１と一つの小セグメント３３２とからなる。
【００２６】
各頭部は、ステータコア３２の軸方向一側に全体としてリング状に存在する頭部側コイルエンド３１２（図１参照）を構成し、各飛び出し端部は、ステータコア３２の軸方向他側に全体としてリング状に存在する端部側コイルエンド３１１（図１参照）を構成する。
【００２７】
セグメントセット３３０は、大きい大セグメント（大回りセグメントともいう）３３１と、小さい小セグメント（小回りセグメントともいう）３３２とを有している。この大セグメント３３１とこの大セグメント３３１が囲む小セグメント３３２とをセグメントセットと称する。
【００２８】
大セグメント３３１において、３３１ａ、３３１ｂはスロット導体部、３３１ｃは頭部、３３１ｆ、３３１ｇは飛び出し端部である。飛び出し端部３３１ｆ、３３１ｇの先端部３３１ｄ、３３１ｅは接合部分であるので端部先端部又は接合部とも称する。スロット導体部３３１ａを１層のスロット導体部と称し、スロット導体部３３１ｂを４層のスロット導体部と称する。
【００２９】
小セグメント３３２において、３３２ａ、３３２ｂはスロット導体部、３３２ｃは頭部、３３２ｆ、３３２ｇは飛び出し端部である。飛び出し端部３３２ｆ、３３２ｇの先端部３３２ｄ、３３２ｅは接合部分であるので端部先端部又は接合部とも称する。スロット導体部３３２ａを２層のスロット導体部と称し、スロット導体部３３２ｂを３層のスロット導体部と称する。
【００３０】
符号’は、図示しない大セグメント又は小セグメントの符号’がない部分と同じ部分を示す。したがって、図２では、互いに径方向に隣接する接合部３３１ｄと接合部３３２ｄ’とが溶接され、互いに径方向に隣接する接合部３３２ｄと接合部３３１ｄ’とが溶接され、互いに径方向に隣接する接合部３３２ｅと接合部３３１ｅ’とが溶接されている。
【００３１】
図２では、１層のスロット導体部３３１ａと２層のスロット導体部３３２ａが、ステータコア３２の所定のスロットに収容される場合、同一のセグメントセット３３１、３３２の４層のスロット導体部３３１ｂと３層のスロット導体部３３２ｂはこの所定のスロットから所定ピッチ離れたスロットに収容される。小セグメント３３２の頭部３３２ｃは大セグメント３３１の頭部３３１ｃに囲まれるようにして配置されている。
【００３２】
大セグメント３３１は、本発明で言う波巻セグメントを構成し、小セグメント３３２は、本発明で言う重ね巻セグメントを構成している。
【００３３】
（スロット内のセグメントセット配置）
スロット３５０内のスロット導体部の配置状態を図３に示す。
【００３４】
スロット３５０には径方向へ４個×ｓ（この実施例ではｓは４）の導体収容位置が設定され、径方向に隣接する４個の導体収容位置は、導体収容位置セットと呼ばれ、径方向内側から順番に１層、２層、３層、４層と呼称される。これら導体収容位置セットの１〜４層の導体収容位置には、図２で説明されたセットのセグメントセットの４種類のスロット導体部が挿入され、結局、スロット３５０にはｓ個のセグメントセットが径方向に配置されることになる。ただし、同一のスロットの１層、４層に収容される２本のスロット導体部は、異なる大セグメント（波巻セグメント）３３１に属し、同一のスロットの２層、３層に収容される２本のスロット導体部は、異なる小セグメント（重ね巻セグメント）３３２に属することは当然である。
【００３５】
各導体収容位置セットの１層〜４層の導体収容位置にはスロット導体部３３１ａ、３３２ａ、３３２ｂ’、３３１ｂ’が径方向順次に収容されている。つまり、１層のスロット導体部３３１ａは径方向内側から数えて１層の導体収容位置に、２層のスロット導体部３３２ａは２層の導体収容位置に、３層のスロット導体部３３２ｂ’は３層の導体収容位置に、４層のスロット導体部３３１ｂ’は４層の導体収容位置に収容されている。図３において、スロット導体部３３２ａと３３２ｂ’は２つの小セグメント３３２に別々に属しており、スロット導体部３３１ａと３３１ｂ’も２つの大セグメント３３１に別々に属している。
【００３６】
図３において、スロット３５０には径方向最内側のセグメントセット３３が収容されている状態が示されているが、スロット３５０には、図４に示すように、更に３つのセグメントセット３３０が径方向に配置されている。図４において、隣接する３つのスロットに収容されるセグメントには同一相の相電圧が印加され、この実施例では、Ｕ、Ｖ、Ｗの三つの相巻線が星形結線される。したがって、この実施例では磁極対数をｐとすれば、１８ｐのスロットが形成されている。以下、同相の相巻線が収容されて互いに周方向に隣接する３つのスロット３５１〜３５３をそれぞれ同相スロットと呼称し、この三つの同相スロットを同相スロット群と称する。また、同相スロット３５１を第１同相スロット、同相スロット３５２を第２同相スロット、同相スロット３５３を第３同相スロットとも呼ぶ。各スロット３５１〜３５３は、それぞれ１層〜４層の導体収容位置をもつ４セットの導体収容位置セット１０１〜１０４を有している。
（三相ステータコイルの構成の説明）
この実施例の星形結線セグメント順次接合ステータコイル３１のうち、Ｕ相巻線の巻線接続図を図５に示す。他相の相巻線が周方向へシフトするのみで同じ構造をもつことは当然である。
【００３７】
Ｕ相巻線は、同一の導体収容位置セットに収容される３個の部分コイル２００Ａ、２００Ｂ、２００Ｃを周方向接続セグメント４００により直列接続してそれぞれ構成されている４つの層コイル２０１〜２０４を径方向接続セグメント５００により並列接続してなる。第１層コイル２０１は第１の導体収容位置セット１０１に、第２層コイル２０２は第１の導体収容位置セット１０２に、第３層コイル２０３は第３の導体収容位置セット１０３に、第４層コイル２０４は第４の導体収容位置セット１０４に収容されている。層コイル２０１〜２０４は、部分コイル２００Ａは同相スロット３５１に、部分コイル２００Ｂは同相スロット３５２に、部分コイル２００Ｃは同相スロット３５３に収容されている。部分コイル２００Ａ、２００Ｂ、２００Ｃを部分コイル２００とも呼ばれる。つまり、各部分コイル２００は、同じ導体収容位置セットで、かつ、同相スロット群の内、周方向同一順位の同相スロットに収容されている。なお、図１〜図３では、図示を簡素化するために、１セットの導体収容位置セットに収容された１層の層コイルだけが示されている。
【００３８】
部分コイル２００は、図６に示すように、第１周回コイル２１１と第２周回コイル２１２とを異形波巻セグメント２１３で接続してなる。第１周回コイル２１１、第２周回コイル２１２は、図７に示すように、波巻セグメントと重ね巻セグメントとを交互に接続して略一周する形状を有する。ここで言う波巻セグメントとは、一対の飛び出し端部が互いは遠ざかる向きに曲がったセグメントからなり、１層、４層の導体収容位置に収容されるスロット導体部を有している。ここで言う重ね巻セグメントは、一対の飛び出し端部が互いは向かい合う向きに曲がったセグメントからなり、２層、３層の導体収容位置に収容されるスロット導体部を有している。
【００３９】
なお、便宜状、部分コイル２００の第１周回コイル２１１の先頭スロット導体部は周方向接続セグメント４００のスロット導体部により構成され、部分コイル２００の第２周回コイル２１２の最終スロット導体部は周方向接続セグメント４００のスロット導体部により構成されているものとする。
【００４０】
層コイル２０１の部分巻線展開図を図７に示す。
【００４１】
図７において、スロット番号１、２、１０、１１、９ｎ＋１、９ｎ＋２のスロットが図示されている。ただし、スロット番号２、１１、９ｎ＋２は第１同相スロット３５１を、スロット番号１、１０、９ｎ＋１は第２同相スロット３５２を示す。紙面の限界から第３同相スロット３５３に相当するスロット番号９、０、９ｎは図示省略されている。更に、第１同相スロット２、１１、９ｎ＋２は４つの導体収容位置に個別に収容される合計４本のスロット導体部を図示するが、第２同相スロット１、１０、９ｎ＋１は一部のスロット導体部しか図示していない。したがって、図７において、層コイル２０１は、第１同相スロット３５１に収容される部分コイル（第１部分コイルとも呼ぶ）２００Ａの一部と、第２同相スロット３５２に収容される部分コイル（第２部分コイルとも呼ぶ）２００Ｂの一部しか図示されておらず、第３同相スロット３５３に収容される部分コイル（第３部分コイルとも呼ぶ）は全く図示されていない。一つのスロット内において径方向に隣接する４本のスロット導体部は、図７では紙面左右方向に並んでいる。同一スロットにおいて、紙面最左のスロット導体部は１層のスロット導体部、紙面最右のスロット導体部は４層のスロット導体部を示す。
【００４２】
図７において、層コイル２０１の一端である径方向接続セグメント５００は、第１同相スロットを巡る第１の部分コイル２００Ａの第１周回コイルに連なる。２１１１はこの第１の部分コイル２００Ａの第１周回コイルの最初の重ね巻セグメントである。この第１周回コイルは重ね巻セグメントと波巻セグメントとを交互に連ねて略一周し、異形波巻セグメント２１３に達する。異形波巻セグメント２１３の一方のスロット導体部はこの第１周回コイルの最終のスロット導体部と第２周回コイルの先頭のスロット導体部を構成する。２１１２は、第１の部分コイル２００Ａの第２周回コイルの最初の波巻セグメントである。この第２周回コイルも重ね巻セグメントと波巻セグメントとを交互に連ねて略一周し、周方向接続セグメント４００に達する。
【００４３】
周方向接続セグメント４００は異形波巻セグメント２１３であって、第２の部分コイル２００Ｂの第１周回コイル、異形波巻セグメント、第２周回コイル、周方向接続セグメントに達し、この周方向接続セグメントから更に、第３の部分コイル２００Ｃの第１周回コイル、異形波巻セグメント、第２周回コイルを通じて引き出し線に接続される周方向接続セグメントに達する。なお、図７に示すように、異形波巻セグメント２１３の一対の飛び出し端部は紙面右方向に倒れており、周方向接続セグメント５００の一対の飛び出し端部は紙面左方向に倒れている。このように構成することにより、第１層コイル２０１が形成されるが、第２〜第４層コイルも同様に形成されている。
【００４４】
第１層コイル２０１の頭部側コイルエンド３１１の一部を図８に示し、第１層コイル２０１の端部側コイルエンド３１２の一部を図９に示す。２５１は波巻セグメントの頭部、２６１は重ね巻セグメントの頭部、２７１は端部側コイルエンド３１１の飛び出し端部の接合状態を示す。
【００４５】
第１層コイル２０１と第２層コイル２０２とを並列接続する場合の部分巻線展開図を図１０に示し、第１層コイル２０１と第２層コイル２０２とを直列接続する場合の部分巻線展開図を図１１に示す。図１０、図１１から、この実施例の接続方式によれば、簡素な頭部側コイルエンド構造により、多ターンで大電流通電可能なセグメント順次接合ステータコイル型回転電機を実現できることがわかるであろう。
【００４６】
以上説明した上記実施例によれば、周方向接続セグメント４００、径方向接続セグメント５００を用いて、各部分コイル２００間の直列、並列の接続、及び、中性点や相端子の引き出しを行うので、頭部側コイルエンド３１１の構造を簡素化しつつ、並列回路を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施例の車両用セグメント順次接合ステータコイル型回転電機の軸方向断面図である。
【図２】セグメントセットの斜視図である。
【図３】スロット内の導体配置図である。
【図４】スロット配置を示す模式図である。
【図５】相巻線の回路図である。
【図６】部分コイルの回路図である。
【図７】層コイルの部分巻線展開図である。
【図８】層コイルの頭部コイルエンドを示す図である。
【図９】層コイルの端部側コイルエンドを示す図である。
【図１０】径方向接続セグメントを用いて隣接する２つの層コイルを並列接続する場合を示す巻線展開図である。
【図１１】径方向接続セグメントを用いて隣接する２つの層コイルを並列接続する場合を示す巻線展開図である。
【符号の説明】
３１　ステータコイル
３２　固定子鉄心
２０１　第１層コイル
２０２　第２層コイル
２０３　第３層コイル
２０４　第４層コイル
２００Ａ　　周方向一方側から数えて１番目の同相スロットに収容される部分コイル
２００Ｂ　　周方向一方側から数えて２番目の同相スロットに収容される部分コイル
２００Ｃ　　周方向一方側から数えて３番目の同相スロットに収容される部分コイル
４００　周方向接続セグメント
５００　径方向接続セグメント
２１１　第１周回コイル
２１２　第２周回コイル
２１３　異形波巻セグメント
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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