(57)【要約】      （修正有）【課題】ターン数を増加して出力を大きくしつつ、局所的な温度上昇を招くことを低減できるとともに効率の低下を防ぐことが可能な回転電機を提供する。【解決手段】固定子巻線は、スロットの小径側に位置する環状コイルと大径側に位置する環状コイルとが直列接続された大小径環状コイルグループと、スロットの中径側に位置する環状コイル同士が直列接続された中径環状コイルグループとを備え、大小径環状コイルグループと中径環状コイルグループとは並列接続される。【選択図】        図６
2004236388.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
径方向に延びるスロットが複数周方向に並んで形成される環状の固定子鉄心と、
前記固定子鉄心まわりをほぼ１周する環状コイルが前記スロットの小径側、大径側およびそれらの間の中径側の位置にそれぞれ複数収容される固定子巻線と、
を備える車両用交流回転電機の固定子において、
前記固定子巻線は、前記スロットの前記小径側に位置する環状コイルと前記大径側に位置する環状コイルとが直列接続された大小径環状コイルグループと、
前記スロットの前記中径側に位置する環状コイル同士が直列接続された中径環状コイルグループとを備え、
前記大小径環状コイルグループと前記中径環状コイルグループとは並列接続されることを特徴とする回転電機の固定子。
【請求項２】
径方向に延びるスロットが複数周方向に並んで形成される環状の固定子鉄心と、
前記スロットが径方向にｎ個（ｎは３以上の整数）の径方向位置の層に分割され、該それぞれの層ごとに複数の環状コイルが配されて収容される固定子巻線とを有する車両用交流回転電機の固定子において、
前記環状コイルを複数直列接続して環状コイルグループをなし、
該環状コイルグループをｎ個並列接続して前記固定子巻線とするとともに、
前記環状コイルグループは、
前記スロットの小径側に位置する前記環状コイルと大径側に位置する前記環状コイルとが直列接続された大小径環状コイルグループと、
前記スロットの中径側に位置する前記環状コイル同士が直列接続された中径環状コイルグループとを備えることを特徴とする回転電機の固定子。
【請求項３】
前記スロットが径方向に偶数個の径方向位置の層に分割され、
前記層の数を２等分する境界線をはさんで隣接する前記層に収容される環状コイルが直列接続されることで中径環状コイルグループが形成されることを特徴とする請求項１記載の回転電機の固定子。
【請求項４】
前記スロットが径方向に奇数個の径方向位置の層に分割され、
中央位置の前記層に収容される複数の環状コイルが直列接続されることで中径環状コイルグループが形成されることを特徴とする請求項１記載の回転電機の固定子。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、回転電機の固定子に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、自動車用回転電機は高出力化かつエンジンルーム内の容積を変えずに搭載を可能とするためコイルエンドも含めた回転電機の小型化が要求されている。このニーズに対応するためには、スロット内のコイルの占積率を向上でき、かつコイルエンドの短縮が可能な平角線を用いた巻線方法を採用することが有効な手段である（例えば特許文献１、特許文献２参照）。しかしながら、これらの構成はスロット内の導体数とターン数が等しくなる構成、すなわち、ターン数分の複数導体を１スロット内に挿入し異なる相のコイルを周方向に互い違いに配置する構成であり十分にターン数を稼ぐことができない。
【０００３】
上記問題を回避するために、同相の環状コイルを径方向に連続して延びるスロットに多数収容させることで、ターン数を稼いでいる（例えば特許文献３参照）。すなわち、１スロット内空間をそれぞれの空間に１から６までの番地を付けて径方向に６層に分けておいて、特定のスロットの１，３，５番地およびそのスロットから１磁極ピッチ離れた別のスロットの２，４，６番地をそれぞれ交互に採るように波巻きした巻線３１，３３，３５の端同士、を接続して３ターンとした第１の直列接続巻線グループとしておき、一方では、特定のスロットの２，４，６番地およびそのスロットから１磁極ピッチ離れた別のスロットの１，３，５番地をそれぞれ交互に採るように波巻きした巻線３２，３４，３６の端同士を接続して３ターンとした第２の直列接続巻線グループとして、これら第１直列接続巻線グループと第２直列接続巻線グループとを直列に接続し６ターンとすることで、上記体格増大の問題を回避しつつ、ターン数を増加する手段を提供している。
【０００４】
【特許文献１】
国際公開９２／０６５２７号（Ｆｉｇ．１〜７  ）
【特許文献２】
特開２０００−０９２７６６号公報（図１〜３）
【特許文献３】
特開２００２−５８１８９号公報（５〜７頁、図４）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、この構成は、巻線３１，３２の環状コイル、巻線３３，３４の環状コイル、巻線３５，３６の環状コイルはそれぞれスロットの径方向同じ位置に収容される環状コイル群であり、巻線３１、３３，３５が直列に接続され、また、巻線３２、３４，３６が直列に接続されるのでそれぞれ径方向に異なる位置の巻線をつなぐ層間渡り線が必要で計４箇所もの層間渡り線が必要となり、構成が複雑になるとともに、その分体格が大きくなる。
【０００６】
ところで、ここで、巻線３１，３２はスロットの径方向同じ位置に収容されている、複数の環状コイルであり、環状コイル群を形成しているという。これに対し直列に接続される複数の環状コイルは環状コイルグループと呼ぶこととし、本明細書ではこのような用語定義で区別を容易としている。また、環状コイルとは固定子巻線まわりにほぼ一周するコイルのことを指す。
【０００７】
さて、特開２００２−５８１８９の構成は、環状コイル群は波巻きの環状コイルから形成されるので、ターン数を多くするためには上記層間渡り線が非常に多くなり構成も複雑化してしまう。
【０００８】
そこで、特開２０００−０９２７６６公報で公知のように、重ね巻きと波巻きとを交互に接続した環状コイルを固定子鉄心を１周させて２ターンとし、さらにターン数を増やす構成とすることも考えられる。しかしながら、このように重ね巻き、波巻きを交互に接続して環状コイルとなし、スロット径方向の各層ごとにこの環状コイルを複数設けて環状コイル群とし、スロット内に複数の環状コイル群を収容したものにおいて、これらの環状コイル群を形成する環状コイルをどう直列に接続し、またその直列に接続された直列環状コイルグループをどう並列に接続すべきかについては提案されていない。
【０００９】
そこで、このようにスロット内に多数の大小セグメントセットを径方向に並べる場合において、径方向外側に位置する大小セグメントのセットでなる環状コイル同士を直列に接続して、大径環状コイルグループとし、また、径方向内側に位置する大小セグメントのセットでなる環状コイル同士を直列に接続して、小径環状コイルグループとし、これら大径および小径環状コイルグループを並列につなぐことが考えられる。しかしながら、この構成では径方向位置に起因した環状コイルの周方向長さの違いにより並列につながれた環状コイル群の抵抗値及びインダクタンスに違いが出ることになる。多数のコイルあるいは多数の環状コイルを有する固定子巻線ほどその違いが積み重なり、大径環状コイルグループと小径環状コイルグループとでは、通電される電流値が不均一になり、これが原因で回転電機の巻線の電流値が上昇した部分が局所的な温度上昇を招くことになるとともに回転電機の効率も低下する。
【００１０】
また、冷却性能を補償する際には、高温側の巻線で流れる電流値の上限が決まるため、低温側の巻線では電流値に余裕がある設計となり、コイル断面を最適化できず回転電機の最適な小型化を実現することができないという問題にもなる。
【００１１】
上記特開２００２−５８１８９号公報には径方向に３層形成される環状コイル群がそれぞれ２つの環状コイルからなり（スロット小径側空間である１，２番地を占める巻線３１，３２、スロット中径側空間である３，４番地を占める巻線３３，３４、スロット大径側空間である５，６番地を占める巻線３５，３６）、３つの環状コイルからなる直列環状コイルグループを２つ形成し、この２つの直列環状コイルグループを並列させる構成が開示されている。同公報に記載されるような、環状コイル群が径方向に並ぶ層数（この例では３）の環状コイルが直列環状コイルグループをなすように接続し、この直列環状コイルグループが同層の環状コイル群をなす環状コイル数（この例では２）だけ並列に接続する構造に対して、この環状コイルを大小セグメントセットから形成する技術を組み合わせて適用することも考えられる。この方法によれば直列環状コイルグループは同じ長さにできることで通電電流値は均一にすることができる。
【００１２】
しかしながら、直列環状コイルグループを形成する環状コイル数は、環状コイル群が径方向に並ぶ層数であるためターン数を多くするために径方向の層数を多くすると、巻線抵抗値が高くなり、やはり過熱の問題点を有する。
【００１３】
本発明は上記問題点に鑑みなされたものであり、ターン数を増加して出力を大きくしつつ、局所的な温度上昇を招くことを低減できるとともに効率の低下を防ぐことが可能な回転電機を提供することをその目的としている。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の本発明によると、
規則的な構成で、スロット内に多数のセグメントでなる固定子巻線が形成でき、ターン数を増加させることができる。さらに、固定子巻線が内外径環状コイルグループと中径環状コイルグループとが並列接続されて形成される。さらにコイルグループ間の径方向位置の違いに基づく抵抗値のばらつきを均一化し、固定子巻線の局所的な温度上昇を防ぐことができる。
【００１５】
請求項２記載の本発明によると、径方向に分割されたｎ個の層と同数の環状コイルグループを有するので、巻線を規則的構成としつつ、ターン数を増やすことができる。さらに各層に配される複数の環状コイルのうち、大径側及び小径側の環状コイルを直列に接続し、中径側環状コイルを直列に接続することで、それらの環状コイルグループをｎ個形成し、これらのｎ個の環状コイルグループを並列に接続している。従って、特に、ターン数を大きくするために層数を大きくしても、その層数だけ直列接続環状コイルグループ数を形成して並列接続することで、それらに電流を分散させ、巻線抵抗による過熱を小さくできて局所的な温度上昇を招くことを低減できる。よって、局所的な過熱発生可能性を小さくしつつ、大電流を与えて出力を大きくすることができる。
【００１６】
請求項３記載の本発明によると中径環状コイルグループは、偶数個の層の中央位置で隣接する層の環状コイルを直列接続するのでその接続を容易にできる。
【００１７】
請求項４記載の本発明によると中径環状コイルグループは、奇数個の層の中央位置の同じ層に収容される環状コイルを直列接続してなる。従って、中径環状コイルグループでの環状コイル間の接続を容易にできる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、この発明のセグメント順次接合型ステータコイルを有する高電圧車両用回転電機の例を図に示す各実施形態に基づいて説明する。
【００１９】
（全体構成の説明）
まず、一般的なセグメント順次接合型ステータコイルを有する高電圧車両用回転電機について説明し、次にそれを踏まえて本発明の実施形態について説明する。
【００２０】
一般的なセグメント順次接合型ステータコイルを有する高電圧車両用回転電機として図示した図１において、セグメント順次接合ステータコイル型回転電機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。
【００２１】
（大小セグメントのセット３３０の説明）
大小セグメントのセット３３０を図２を参照して更に詳しく説明する。
【００２２】
大小セグメントのセット３３０は、略Ｕ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。大セグメント、小セグメントはそれぞれ断面長方形の平角線を曲げ変形されて製作される。
【００２３】
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。
【００２４】
大小セグメントのセット３３０は、大きい大セグメント３３１と、小さい小セグメント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とを大小セグメントと称する。
【００２５】
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。
【００２６】
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。
【００２７】
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。
【００２８】
図２では、スロット導体部３３１ａとスロット導体部３３２ａが、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のスロット導体部３３１ｂとスロット導体部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。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。
【００２９】
（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。
【００３０】
スロット３５０には径方向へ複数の導体収容位置が設定され、径方向に隣接する４個の導体収容位置内に収容される環状コイルは同層の環状コイルと呼ばれ、これらの導体収容位置は径方向内側から順番に１番地、２番地、３番地、４番地と呼称される。これら導体収容位置セットの１〜４番地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４セット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番地、４番地に収容される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番地、３番地に収容される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。
【００３１】
各導体収容位置セットの１番地〜４番地の導体収容位置には図３に示すように、スロット導体部３３１ａ、３３２ａ、３３２ｂ’、３３１ｂ’が径方向順番に収容されている。つまり、１番地のスロット導体部３３１ａは径方向内側から数えて１番地の導体収容位置に、２番地のスロット導体部３３２ａは２番地の導体収容位置に、３番地のスロット導体部３３２ｂ’は３番地の導体収容位置に、４番地のスロット導体部３３１ｂ’は４番地の導体収容位置に収容されている。なお、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層分のコイルだけが示されている。
【００３２】
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３３０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２つのセグメントセット３３０が径方向に配置されている。
【００３３】
この実施例のステータコイルは、Ｕ、Ｖ、Ｗの三つの相巻線が星形結線される三相巻線であるので、磁極対数をｐとすれば、３ｐｍ（ｍは１磁極当りのスロット数でｍ≧１以上の整数）のスロットが形成されている。
【００３４】
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。
【００３５】
（第１の実施の形態）
（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６（ｂ）に、これに対応したスロット番地への巻線配線図を図６（ａ）に示す。他相の相巻線は周方向へシフトするのみで同じ構造であることは当然である。
【００３６】
なお、本明細書の巻線配線図にはスロット内の導体収容位置を表すスロット番地が設定されている。スロット番地は例えば１０１から１１２の符号で示されるように外径側ほど大きい番号となり、また、例えば２０１，３０１，４０１の符号で示されるように、図右側ほど大きい番号で設定されている。なお、図の左端スロットおよび最内側および最外側位置には示されているが、規則的な配置で番地は設定されているので他の符号については図の煩雑を避けるために省略してある。
【００３７】
また、巻線接続図において１Ａ，１Ｂ、２Ａ，２Ｂ、３Ａ，３Ｂは固定子鉄心の周囲をほぼ一周する環状コイルを示す。本明細書において数字は小さいほど外径側に位置することを示し、また、Ａは明細書内の巻線配線図において左方向へ進んで一周する環状コイルである。また、Ｂは明細書内の巻線配線図において右方向へ進んで一周する環状コイルである。
【００３８】
Ｕ相巻線は、図６（ｂ）に示されるように合計６個の環状コイル１Ａ，１Ｂ、２Ａ，２Ｂ、３Ａ，３Ｂを直並列接続して構成されている。環状コイル１Ａ，３Ｂは直列接続されて直列コイル群Ｕ１を構成し、環状コイル２Ｂ、２Ａは直列接続されて直列コイル群Ｕ２を構成し、環状コイル１Ｂ，３Ａは直列接続されて直列コイル群Ｕ３を構成している。これら３つの直列コイル群Ｕ１、Ｕ２、Ｕ３は並列接続されている。
【００３９】
図６（ａ）で環状コイルの巻線配線を説明する前に環状コイルとそれを構成する大小セグメントとの関係を図４で説明する。図４は図６（ａ）の一部を詳細に図示したものであり、大小セグメントの接続を表す図である。
【００４０】
環状コイルは波巻セグメントと重ね巻きセグメントで形成されていることを説明する。環状コイル１Ａの一部の波巻セグメントと重ね巻セグメントとを図４に示す。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た大セグメントである。
【００４１】
また、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に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た小セグメントである。
【００４２】
そして、小セグメント３３２０は番地１０９と２１０との中間位置にその一端を位置させて、図の右側に向かって延び、番地２１０を通り、図の左側に戻って番地１１１を通り、さらに図の右側に向かって延び、番地１１１と番地２１２との中間位置にその他端を位置させている。この小セグメント３３２０は図２の３３２に対応し、番地２１０と番地１１１との間が  ３３２Ｃに対応している。
【００４３】
一方、大セグメント３３１０は番地１１１と２１２との中間位置にその一端を位置させ、そこで小セグメント３３２０の他端と接続されるとともに、図の右側に向かって延び、２１２番地を通り、図の左側に戻って番地３０９を通り、さらに図の右側に向かって延び、番地３０９と番地４１０との中間位置にその他端を位置させている。この大セグメント３３１０は図２の３３１に対応し、番地２１２と番地３０９との間が３３１Ｃに対応している。
【００４４】
そして別の小セグメント３３２１の一端と番地３０９と番地４１０との中間位置で接続されている。
【００４５】
図６（ａ）と図４とを比較対照することにより、大小セグメントの一部、またはそれらの一部同士がつながることで番地間をつなぐ線（番地間線）をなすことが理解できる。後述する異形線、層間渡り線を除いた環状コイルの大部分はこのように大小セグメントの接続で形成される。
【００４６】
次に理解をより容易にするために図６（ａ）の一部であるそれぞれの環状コイルを示した図５（ａ）から図５（ｃ）でまず、環状コイルの始点および終点について説明する。環状コイル１Ａは図５（ａ）に示されるように、番地３１１をその始点とし、波巻きセグメント、重ね巻きセグメントを交互に接続し、図の右方向に１周し、この始点から１磁極ピッチ進み、かつ、内周方向に１番地ずれた、番地４１０をその終点とし、１磁極ピッチずれるごとに径方向に１つずつ内外交互にずらした位置を使用して収容される。
【００４７】
環状コイル１Ａに限らず、Ａの環状コイルにおいては始点は環状コイルの占める径方向複数の番地のうち内側から３番目の番地を始点とし、終点は始点の番地に対し、図の右側方向すなわち、環状コイルＡの進む方向に１磁極ピッチ進んだ方向かつ内側から２番目の番地を終点とする。
【００４８】
なお、この実施の形態においては内側から３番目の番地を始点、内側から２番目の番地を終点としているということであって、逆に内側から２番目の番地を始点、その番地に対し１磁極ピッチ離れた内側から３番目の番地を終点としてもいい。
【００４９】
環状コイル３Ｂも同様に大セグメントである波巻セグメントと小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略一周する形状を有する。具体的には、環状コイル１Ｂは図５（ｂ）に示されるように、番地３１２をその始点とし、波巻きセグメント、重ね巻きセグメントを交互に接続し、図の左方向に１周し、この始点から１磁極ピッチ右方向に位置し、かつ、内周方向に３番地ずれた、番地４０９をその終点とし、１磁極ピッチずれるごとに径方向に１つずつ内外交互にずらした位置を使用して収容される。
【００５０】
環状コイル３Ｂに限らず、Ｂの環状コイルにおいては始点は環状コイルの占める径方向複数の番地のうち内側から４番目の番地を始点とし、終点は始点の番地に対し、環状コイルＢの進む方向（図の左側方向）と逆方向に１磁極ピッチ戻った方向かつ最内側の番地を終点とする。なお、この実施の形態においては内側から４番目の番地を始点、内側から最内側の番地を終点としているということであって、逆に最内側の番地を始点、その番地に対し１磁極ピッチ離れた内側から４番目の番地を終点としてもいい。
【００５１】
環状コイル１Ｂの終点７１３番地と環状コイル１Ａの始点５１５番地とを異形線１Ｂ−１Ａで接続した場合の環状コイル１Ａと環状コイル１Ｂを直列接続した巻線の巻線配線図を図５（ｃ）に示す。この図より、周方向に連続した２つのスロットの内左側のスロットについては、この環状コイル１Ａと環状コイル１Ｂとで全ての番地が収容に使用されることが分かる。
【００５２】
図６（ａ）は、図５（ａ）に示した環状コイル１Ａ、ならびにこれと同形状の環状コイル２Ａ，３Ａ、図５（ｂ）に示した環状コイル１Ｂ、ならびにこれと同形状の環状コイル２Ｂ，３Ｂは細実線で示されている。また、線１Ａ−３Ｂｗは、環状コイル１Ａと環状コイル３Ｂとを接続するもので径方向に離れたコイルをつなぐので層間渡り線と呼ばれる。環状コイル１Ａの終点は４１０番地、環状コイル３Ｂの始点は３０４番地であり、これら互いに１磁極ピッチ離れた４１０番地と３０４番地を、太線で図示した層間渡り線１Ａ−３Ｂｗがつないでおり、直列コイル群Ｕ１コイルは、環状コイル１Ａと環状コイル３Ｂとそれらを接続する層間渡り線１Ａ−３Ｂｗとでなる。
【００５３】
なお、仮に環状コイル１Ａと環状コイル１Ｂとを接続する際には環状コイル１Ｂの始点である３１１番地と環状コイル１Ａの終点である４１０番地とを異形線（大小セグメントとは異なる形の線）でつなげるが、この層間渡り線１Ａ−３Ｂｗは、この異形線を３１１番地の代わりに、環状コイル３Ｂの始点３０４番地につなげるものと捉えることもできる。
【００５４】
このようにして、番地３１１につながる入力線１Ａｎ、番地３１１を始点とする環状コイル１Ａ、環状コイル１Ａの終点の番地４１０から番地３０４とをつなぐ層間渡り線１Ａ−３Ｂｗ、番地３０４を始点とする環状コイル３Ｂ、環状コイル３Ｂの終点の番地４０１から外部に取り出される出力線３Ｂｓとにより、直列コイル群Ｕ１は構成される。そして、環状コイル１Ａはスロットの外側位置の番地群に収容されて連続しているので大径の長い環状コイルであり、大径側環状コイルと呼ぶ。それに対し、環状コイル３Ｂはスロットの内側位置の番地群に収容されて連続しているので小径の短い環状コイルであり、小径側環状コイルと呼ぶ。
【００５５】
そして、直列コイル群Ｕ１は、大径側環状コイル１Ａと小径側環状コイル３Ｂとが直列接続されており、大小径環状コイルグループと呼ぶ。
【００５６】
同様に番地３１２につながる入力線１Ｂｎ、番地３１２を始点とする環状コイル１Ｂ、環状コイル１Ｂの終点の番地４０９から番地３０３とをつなぐ層間渡り線１Ｂ−３Ａｗ（中線で示す）、番地３０３を始点とする環状コイル３Ａ、環状コイル３Ａの終点の番地４０２から外部に取り出される出力線３Ａｓとにより、直列コイル群Ｕ３は構成され、これも大径側環状コイル１Ｂと小径側環状コイル３Ａとが直列接続されており、大小径環状コイルグループである。
【００５７】
一方、番地３０８につながる入力線２Ｂｎ、番地３０８を始点とする環状コイル２Ｂ、環状コイル２Ｂの終点の番地４０５から番地３０７とをつなぐ異形線２Ｂ−２Ａ（極太線で示す）、番地３０７を始点とする環状コイル２Ａ、環状コイル２Ａの終点の番地４０６から外部に取り出される出力線２Ａｓとにより、直列コイル群Ｕ２コイルは構成される。本明細書においては直列コイル群Ｕ２のように中径側環状コイル２Ａと中径側環状コイル２Ｂとが直列接続された直列コイル群を中径環状コイルグループと呼ぶ。この実施の形態においては環状コイル２Ｂと環状コイル２Ａとは同層なので、これらを接続するのに層間渡り線は不要で、異形線で容易に接続できる。
【００５８】
入力線１Ａｎ，２Ｂｎ，１Ｂｎはそれぞれ環状コイル１Ａ，２Ｂ、１Ｂの始点につながり、これらは接続されている。
【００５９】
一方、出力線３Ｂｓ、２Ａｓ、３Ａｓはそれぞれ環状コイル３Ｂ，２Ａ、３Ａの終点につながり、これらは接続されている。
【００６０】
要するにまとめると、大径側環状コイル１Ａと小径側環状コイル３Ｂとが接続された大小径環状コイルグループＵ１、環状コイル１Ｂと環状コイル３Ａとが接続された大小径環状コイルグループＵ３、および環状コイル２Ａと環状コイル２Ｂとが接続された中径環状コイルグループＵ２が並列に接続されている。すなわち、２つの大小環状コイルグループと１つの中径環状コイルグループとが並列接続されて固定子巻線が形成される。
【００６１】
そして本実施の形態は、固定子の周方向に整然と平角線を配置した規則的な構成で、スロット内に多数のセグメントでなる固定子巻線が形成でき、ターン数を増加させることができる。しかも、径方向に層数ｎ＝３のスロットに対し、環状コイルグループを３つ備え（Ｕ１，Ｕ２，Ｕ３のｎ＝３）、電流が３つに分散されるとともに、各環状コイルグループ長さを小さくできるので、巻線の抵抗による過熱を低減できる。さらに、大小径環状コイルグループと中径環状コイルグループとが並列接続されることにより、直列コイル群間の径方向位置の違いすなわち長さの違いに基づく抵抗値のばらつきを均一化し、固定子巻線の局所的な温度上昇を防ぐことができる。また、温度上昇がセグメント各部で均一になるので、大セグメントおよび小セグメントをそれぞれ同一のものを使用して巻線を構成でき、局所的な温度上昇部に対して特別に設計状考慮し、冷却スペースを設けることが不要である。
【００６２】
しかも、スロットの中央位置の層に収容される環状コイル同士を直列接続されて形成されるので、中径環状コイルグループは異形線で接続すればよく層間渡り線は不要である。よって小型化をしやすい。
【００６３】
さらに２つの並列回路を流れる電流をスロット内で順番を分配させる制御を行うことで、転位と同様の効果も期待でき、表皮効果や浮遊損の低減の効果も期待できるという作用効果を奏するものである。
【００６４】
（第２の実施の形態）
第２の実施の形態では、第１の実施の形態に対して、スロットの径方向の番地数が異なり１スロットあたり４番地ずつ４層あわせて１６の番地が形成され、各層２ずつの環状コイルで合計８の環状コイルが形成されている。
【００６５】
図７（ｂ）に示されるように、環状コイル１Ａは環状コイル１Ｂと接続され、大径環状コイルグループとし、環状コイル４Ａは環状コイル４Ｂと接続され、小径環状コイルグループとする。さらに環状コイル１Ａは環状コイル４Ｂと接続され、これら４つの環状コイルで大小径環状コイルグループＵ１をなす。
【００６６】
一方、環状コイル２Ｂは環状コイル２Ａと接続され、環状コイル３Ｂは環状コイル３Ａと接続される。さらに環状コイル２Ａは環状コイル３Ｂと接続され、これら４つの中径の環状コイルで中径環状コイルグループＵ１をなす。
【００６７】
図７（ａ）はこの第２の実施の形態の巻線配線図であり、特に層間渡り線を強調しＵ１コイルを中線でＵ２コイルを太線で示している。また、各層の環状コイルは図５（ｃ）の巻線配線図で示される環状コイル１Ａ，１Ｂを直列接続したものと同形状（細線で示す）であり、配線されるスロット位置のみが異なるので詳細な説明は省略する。
【００６８】
要するに、大径側環状コイル１Ａ、１Ｂと小径側環状コイル４Ａ、４Ｂとが接続された大小径環状コイルグループＵ１、環状コイル２Ａ，２Ｂと環状コイル２Ａ、３Ｂとが接続された中径環状コイルグループＵ２が並列に接続されている。すなわち、１つの大小環状コイルグループと１つの中径環状コイルグループとが並列接続されて固定子巻線が形成される。
【００６９】
そしてこの第２の実施の形態でも、規則的な構成で、スロット内に多数のセグメントでなる固定子巻線が形成でき、ターン数を増加させることができる。さらに、これにより、直列コイル群間の径方向位置の違いすなわち長さの違いに基づく抵抗値のばらつきを均一化し、固定子巻線の局所的な温度上昇を防ぐことができる。また、スロットがｎ＝４という偶数個の層に分割されそれらの４層を２等分する境界線をはさんで隣接する層に収容される環状コイル２Ａと３Ｂを層間渡り線２Ａ−３Ｂで直列接続しているので他のセグメントに対して軸方向に突出した特別な接続線とする必要がなく接続が容易になるという作用効果を奏するものである。
【００７０】
（第３の実施の形態）
第３の実施の形態では、第２の実施の形態に対して、環状コイルグループを形成する直列接続される環状コイル数が２で、４つの環状コイルグループが並列接続されることが異なる。各環状コイルの形状については図５（ａ），（ｂ）ならびに環状コイルの記号Ａ，Ｂの別から容易に認識でき、また層間渡り線についても、各環状コイルの終点と始点とをつないだ線であるので、巻線配線図については省略する。
【００７１】
図８に示されるように、環状コイル１Ａは環状コイル４Ａと接続され、大小径環状コイルグループＵ１とし、環状コイル１Ｂは環状コイル４Ｂと接続され、大小径環状コイルグループＵ２とする。さらに環状コイル２Ａは環状コイル３Ａと接続され、中径環状コイルグループＵ３とし、環状コイル２Ｂは環状コイル３Ｂと接続され、中径環状コイルグループＵ４とする。
【００７２】
要するに、大径側環状コイル１Ａと小径側環状コイル４Ａが接続された大小径環状コイルグループＵ１、大径側環状コイル１Ｂと小径側環状コイル４Ｂとが接続された大小径環状コイルグループＵ２、環状コイル２Ａと環状コイル３Ａとが接続された中径環状コイルグループＵ３、環状コイル２Ｂと環状コイル３Ｂとが接続された中径環状コイルグループＵ４が並列に接続されている。すなわち、２つの大小環状コイルグループと２つの中径環状コイルグループとが並列接続されて固定子巻線が形成される。
【００７３】
そして、この第３の実施の形態でも、規則的な構成で、スロット内に多数のセグメントでなる固定子巻線が形成でき、ターン数を増加させることができる。さらに、これにより、直列コイル群間の径方向位置の違いすなわち長さの違いに基づく抵抗値のばらつきを均一化し、固定子巻線の局所的な温度上昇を防ぐことができる。また、中径環状コイルグループＵ３、Ｕ４は、それぞれ径方向に隣接する環状コイル２Ａと３Ａ、２Ｂと３Ｂとを層間渡り線２Ａ−３Ａ，２Ｂ−３Ｂで接続しているので他のセグメントに対して軸方向に突出した特別な接続線とする必要がなく接続が容易になる。という作用効果を奏するものである。
【００７４】
（第４の実施の形態）
第４の実施の形態では、周方向に連続した２つのスロット内に同相のセグメントが配置され，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を図ったものである。すなわち、１Ａ，１Ｂ，２Ａ，２Ｂ，３Ａ，３Ｂ，４Ａ，４Ｂの各環状コイルについては周方向の特定位置の１つのスロット内に外周側から配置され、１Ｃ，１Ｄ，２Ｃ，２Ｄ，３Ｃ，３Ｄ，４Ｃ，４Ｄの各環状コイルについては周方向に隣接する１つのスロット内に外周側から配置されている。符号Ｃ付きの環状コイルについてはＡ付きの環状コイルと形状は同一であり、符号Ｄ付きの環状コイルについてはＢ付きの環状コイルと形状は同一である。各環状コイルの形状については図５（ａ），（ｂ）ならびに環状コイルの記号Ｃ，Ｄの別から容易に認識でき、また層間渡り線についても、各環状コイルの終点と始点とをつないだ線であるので、巻線配線図については省略する。
【００７５】
図９に示されるように、環状コイル１Ｂ、１Ａを直列接続した大径環状コイルグループを環状コイル３Ｂ，３Ａを直列接続した小径環状コイルグループと直列に接続した大小径環状コイルグループＵ１とし、環状コイル１Ｄ、１Ｃを直列接続した大径環状コイルグループを環状コイル３Ｄ，３Ｃを直列接続した小径環状コイルグループと直列に接続した大小径環状コイルグループＵ２とし、環状コイル２Ｂ、２Ａを直列接続した中径環状コイルグループを環状コイル２Ｄ，２Ｃを直列接続した中径環状コイルグループと直列に接続した中径環状コイルグループＵ３とする。また、中径環状コイルグループＵ３は、径方向に隣接する環状コイル２Ａと２Ｄとを異形線２Ａ−２Ｄで接続しているので他のセグメントに対して軸方向に突出した特別な接続線とする必要がなく接続が容易になる。という作用効果を奏するものである。
【００７６】
なお、本発明の実施の形態について本明細書に記載したものは一例であり、環状コイルの接続の仕方を変更することで他にも各種考えられるのはいうまでもない。
【００７７】
また、大径環状コイルとは必ずしも最大の径の環状コイルのみを指すものではなく、同様に小径環状コイルとは必ずしも最小の径の環状コイルのみを指すものではない。同様に中径環状コイルとは必ずしも中央の径の環状コイルのみを指すものではない。これらは、径方向の他の層との相対的位置で名づけられるものであることはいうまでもない。
【００７８】
また、大小径環状コイルグループ、中径環状コイルグループが全く同一の長さであることを要するものではなく、また、必ずしも径方向中心に対して対称の位置の環状コイルを組み合わせることを要するものでもない。
【００７９】
また、本発明の実施の形態ではロータ２はランデルポール型ロータとしたが、これに限らず、磁石式ロータであっても、本発明の固定子とともに回転電機を構成させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】一般的な高電圧車両用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】大小セグメントの接続を表す図
【図５】（ａ）は環状コイル１Ｂの巻線配線図、（ｂ）は環状コイル１Ａの巻線配線図である。（ｃ）は環状コイル１Ａと１Ｂを直列接続した巻線の巻線配線図である。
【図６】（ａ）は第１の実施の形態の巻線配線図、（ｂ）は第１の実施の形態の巻線接続図である。
【図７】（ａ）は第２の実施の形態の巻線配線図、（ｂ）は第２の実施の形態の巻線接続図である。
【図８】第３の実施の形態のの巻線接続図である。
【図９】第４の実施の形態の巻線接続図である。
【符号の説明】
２  ステータコア
３  ステータコイル
３１１  大セグメント（波巻きセグメント）
３１２  小セグメント（重ね巻きセグメント）
１Ａ〜１Ｄ、２Ａ〜２Ｄ、３Ａ〜３Ｄ、４Ａ〜４Ｄ  環状コイル
１Ａｎ、１Ｂｎ…                  入力線
１Ａｓ、１Ｂｓ…                  出力線
１Ａ−３Ｂｗ  １Ｂ−３Ａｗ…      層間渡り線
１Ａ−１Ｂｉ、２Ｂ−２Ａｉ…      異形線
【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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