(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
松葉状導体（Ｕ字状導体）を順次接続して構成される３つの相巻線を星形接続してなり、各相巻線の両端部の一方が外部接続側引き出し線を、他方が中性点側引き出し線をなす三相星形接続電機子巻線を一対有し、
前記両三相星形接続電機子巻線は、同一の三相交流電圧が印加され、
前記松葉状導体（Ｕ字状導体）は、一方のコイルエンドをなす頭部と、前記頭部の両端から延在してステータコアの互いに異なるスロットの異なる径方向位置に収容されるとともに他方のコイルエンドをなす一対の脚部とを有し、
前記外部接続側引き出し線及び中性点側引き出し線は、それぞれ所定の一つのスロットを挿通して前記松葉状導体（Ｕ字状導体）の前記両脚部の一方の先端部位に接続される矩形断面状導体の一部をなし、
所定の３本の前記中性点側引き出し線は、第一の中性点に集合し、
残りの３本の前記中性点側引き出し線は、第二の中性点に集合し、
６本の前記外部接続側引き出し線は、３つの相電圧印加用端子に各２本ずつ集合するＵ字導体順次接続Ｙ形巻線の引き出し線構造において、
前記３つの相電圧印加用端子は、前記両中性点の間の周方向中間部に配設され、
前記第一の中性点に集合する３本の前記中性点側引き出し線は、スロットの径方向入り口寄りに周方向へ延在し、
前記６本の前記外部接続側引き出し線のうちの前記第一の中性点側の３本は、互いに軸方向に重なるとともにスロットの径方向底部寄りに周方向へ延在して前記３つの相電圧印加用端子に個別に達し、
前記第二の中性点に集合する３本の前記中性点側引き出し線は、スロットの径方向底部寄りに周方向へ延在し、
前記６本の前記外部接続側引き出し線のうちの前記第二の中性点側の残る３本は、互いに軸方向に重なるとともにスロットの径方向入り口寄りに周方向へ延在して前記３つの相電圧印加用端子に個別に達し、
前記６本の前記外部接続側引き出し線のうちの周方向前記第一の中性点側の３本のうちで前記３つの相電圧印加用端子から最も離れる引き出し線は、前記３つの相電圧印加用端子のうちの最も近い相電圧印加用端子に接続され、
前記６本の前記外部接続側引き出し線のうちで周方向前記第一の中性点側の３本のうちの前記３つの相電圧印加用端子に最も近い引き出し線は、前記３つの相電圧印加用端子のうちの最も遠い相電圧印加用端子に接続されることを特徴とする相並列Ｕ字導体順次接続Ｙ形巻線の引き出し線構造。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、相並列Ｕ字導体順次接続Ｙ形巻線の引き出し線構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
回転電機のＹ形巻線（三相星形接続電機子巻線をいう）の引き出し線構造として、電機子巻線の端部をターミナルとの接続に好適な位置まで引き延ばし、先端に接続用金具を取り付けるのが、通常である。
【０００３】
なお、本明細書にいうＹ形電機子巻線の引き出し線とは、三相星形接続された３つの相巻線の端部を言い、各相巻線の一方の内部接続側の端部はいわゆる中性点に接続される中性点側引き出し線を構成し、外部接続用の端部は外部接続側引き出し線を構成している。
【０００４】
特開平５−３０８７３８号公報は引き出し線支持の手間を省くために引き出し線にプリント基板を用いることを開示し、特開平１１−８９１５２号公報はヨーク部に切り欠きを設けて絶縁糸で結線することを提案している。
【０００５】
Ｕ字状に形成された多数の松葉形導体の各２本の脚部を互いに異なる２つのスロットの一方のコイルエンド側から挿通し、他方のコイルエンド側で順次接続して、製造されたＹ形電機子巻線（以下、Ｕ字状導体順次接続Ｙ形電機子巻線ともいう）が、ＷＯ９２／０６５２７やＷＯ９８／５４８２３などに提案されている。
【０００６】
このＵ字導体順次接続Ｙ形巻線において、松葉状導体（Ｕは、一方のコイルエンドを構成する湾曲した頭部と、頭部の両端から延在する一対の脚部とをを有して、絶縁樹脂層により被覆されてなる。上記一対の脚部は、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、スロット導体部の先端からステータコアの軸方向一端側へ突出してステータコイルの他方のコイルエンドの一部をなす突出先端部とからなる。かかる松葉状導体は、導体セグメントあるいはセグメント導体とも呼ばれ、通常、樹脂被覆平角銅線を成形して用いる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
上述したＵ字導体順次接続Ｙ形巻線を用いる回転電機において、複数のＵ字導体順次接続Ｙ形巻線を相巻線ごとに並列接続したステータコイル（以下、相並列Ｙ形巻線ともいう）が知られている。
【０００８】
相並列Ｕ字導体順次接続Ｙ形巻線は、ターン数の低減など種々の利点を有するが、多数の引き出し線を引き回す必要があり、Ｕ字導体順次接続Ｙ形巻線の簡単な構造のコイルエンド構造という利点（冷却空気流の阻害作用が小さいので冷却効果が大きい）を打ち消し、引き出し線収容スペースの増大、引き出し線引き回し作業の複雑化といった問題を派生させる。
【０００９】
本発明は上記問題点に鑑みなされたものであり、相並列Ｕ字導体順次接続Ｙ形巻線の引き出し線構造の簡素化をその目的としている。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明のＵ字導体順次接続Ｙ形巻線の引き出し線構造は、松葉状導体（Ｕ字状導体）を順次接続して構成される３つの相巻線を星形接続してなり、各相巻線の両端部の一方が外部接続側引き出し線を、他方が中性点側引き出し線をなす三相星形接続電機子巻線を一対有し、前記両三相星形接続電機子巻線は、同一の三相交流電圧が印加され、前記松葉状導体（Ｕ字状導体）は、一方のコイルエンドをなす頭部と、前記頭部の両端から延在してステータコアの互いに異なるスロットの異なる径方向位置に収容されるとともに他方のコイルエンドをなす一対の脚部とを有し、前記外部接続側引き出し線及び中性点側引き出し線は、それぞれ所定の一つのスロットを挿通して前記松葉状導体（Ｕ字状導体）の前記両脚部の一方の先端部位に接続される矩形断面状導体の一部をなし、所定の３本の前記中性点側引き出し線は、第一の中性点に集合し、残りの３本の前記中性点側引き出し線は、第二の中性点に集合し、６本の前記外部接続側引き出し線は、３つの相電圧印加用端子に各２本ずつ集合するＵ字導体順次接続Ｙ形巻線の引き出し線構造において、
前記３つの相電圧印加用端子は、前記両中性点の間の周方向中間部に配設され、前記第一の中性点に集合する３本の前記中性点側引き出し線は、スロットの径方向入り口寄りに周方向へ延在し、前記６本の前記外部接続側引き出し線のうちの前記第一の中性点側の３本は、互いに軸方向に重なるとともにスロットの径方向底部寄りに周方向へ延在して前記３つの相電圧印加用端子に個別に達し、前記第二の中性点に集合する３本の前記中性点側引き出し線は、スロットの径方向底部寄りに周方向へ延在し、前記６本の前記外部接続側引き出し線のうちの前記第二の中性点側の残る３本は、互いに軸方向に重なるとともにスロットの径方向入り口寄りに周方向へ延在して前記３つの相電圧印加用端子に個別に達し、前記６本の前記外部接続側引き出し線のうちで周方向前記第一の中性点側の３本のうちの前記３つの相電圧印加用端子から最も離れる引き出し線は、前記３つの相電圧印加用端子のうちの最も近い相電圧印加用端子に接続され、前記６本の前記外部接続側引き出し線のうちで周方向前記第一の中性点側の３本のうちの前記３つの相電圧印加用端子に最も近い引き出し線は、前記３つの相電圧印加用端子のうちの最も遠い相電圧印加用端子に接続されることを特徴としている。
【００１１】
すなわち、本発明の相並列Ｕ字導体順次接続Ｙ形巻線では、３本の外部接続側引き出し線と３本の中性点側引き出し線が、３つの相電圧印加用端子の両側に、それぞれ引き出され、同一側の各外部接続側引き出し線と中性点側引き出し線とが径方向に分離され、かつ、軸方向に重なる構造をもつので、これら１２本の引き出し線をコンパクトに整理して配置することができる。
【００１２】
その結果、２つの三相星形接続電機子巻線を並列接続することによるターン数の低減を実現できるとともに、引き出し線構造を簡素化して、必要収容スペースの縮小、冷却空気流の阻害作用の低減、引き出し線引き回し作業の簡素化といった実用効果を実現することができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
本発明の相並列Ｕ字導体順次接続Ｙ形巻線の引き出し線構造を以下の実施例に基づいて説明する。
【００１４】
【実施例】
この実施例の相並列Ｕ字導体順次接続Ｙ形巻線を図面を参照して説明する。
【００１５】
図１は、ステータの側面図を示す。１はステータコア、２は相並列Ｕ字導体順次接続Ｙ形巻線、３はＵ字状導体、４は第一の中性点、５はＡ相端子金具である。
図１において、後述する第二の中性点は第一の中性点４の裏に隠れ、Ｂ相端子金具及びＣ相端子金具はＡ相端子金具５の裏に隠れている。
【００１６】
相並列Ｕ字導体順次接続Ｙ形巻線２の配線図を図２に示す。
【００１７】
この相並列Ｕ字導体順次接続Ｙ形巻線２は、Ｕ相部分巻線Ｕ１、Ｕ２、Ｖ相部分巻線Ｖ１、Ｖ２、Ｗ相部分巻線Ｗ１、Ｗ２、Ｘ相部分巻線Ｘ１、Ｘ２、Ｙ相部分巻線Ｙ１、Ｙ２、Ｚ相部分巻線Ｚ１、Ｚ２からなる。図２において、丸で囲まれたＵ、Ｖ、Ｗ、Ｘ、Ｙ、Ｚは、それぞれの部分巻線の端部を示す。また、各部分巻線のベクトル方向は図２示す各部分巻線の方向に等しい。
【００１８】
相並列Ｕ字導体順次接続Ｙ形巻線２は、Ａ相の相巻線Ａを構成する２つの相巻線２１、２２と、Ｂ相の相巻線Ｂを構成する２つの相巻線２３、２４と、Ｃ相の相巻線Ｃを構成する２つの相巻線２５、２６とからなる。
【００１９】
Ａ相の相巻線Ａは、部分巻線Ｚ１、Ｕ２を直列接続した相巻線２１と、部分巻線Ｕ１、Ｚ２を直列接続した相巻線２２とを有する。Ｂ相の相巻線Ｂは、部分巻線Ｘ１、Ｖ２を直列接続した相巻線２３と、部分巻線Ｖ１、Ｚ２を直列接続した相巻線２４とを有する。Ｃ相の相巻線Ｃは、部分巻線Ｙ１、Ｗ２を直列接続した相巻線２５と、部分巻線Ｗ１、Ｙ２を直列接続した相巻線２６とを有する。
【００２０】
相巻線２１、２３、２５の各一端は第一の中性点４に接続され、相巻線２２、２４、２６の各一端は第二の中性点８に接続されている。ただし、図２では両中性点４、８は同一座標上に存在する。
【００２１】
相巻線２１、２２の他端はＡ相端子金具５に接続され、相巻線２３、２４の他端はＢ相端子金具６に接続され、相巻線２５、２６の他端はＣ相端子金具７に接続されている。相巻線２１、２３、２５は第一のＹ形巻線を構成し、相巻線２２、２４、２６は第二のＹ形巻線を構成し、３つの端子金具５、６、７及び２つの中性点が形成されている。
【００２２】
この相並列Ｕ字導体順次接続Ｙ形巻線２の展開図を図３に示す。
【００２３】
上記した各部分巻線は、所定本数の松葉状導体（Ｕ字状導体）３を直列接続して構成され、各松葉状導体（Ｕ字状導体）３は、Ｕ字状の頭部とこの頭部の両端から延在する一対の脚部とからなる樹脂被覆平角銅線からなる。なお、図３において、ステータコア１から端子金具５〜７側のコイルエンドは、これら頭部により構成されている。各松葉状導体（Ｕ字状導体）３の両脚部は、互いに６スロットピッチ離れた一対のスロットに個別に挿通されている。ただし、図３に示すように、各スロットには互いに深さ方向に隣接するように２つの脚部が収容され、各松葉状導体（Ｕ字状導体）３の両脚部の一方はスロットの深さ方向底側に、他方はスロットの深さ方向入り口側に配置されている。任意の一つの松葉状導体（Ｕ字状導体）３の両脚部の先端部分の絶縁樹脂膜は剥離されて、他の松葉状導体（Ｕ字状導体）３の一方の脚部に溶接されている。
【００２４】
図４、図５は、図３に示す配線図の部分拡大図である。図３〜図５に示すように、両中性点４、８及び端子金具５〜７を、松葉状導体（Ｕ字状導体）３の頭部側に配置するために、松葉状（Ｕ字状）でない平角銅線が端末線９１〜１０２が用いられている。
【００２５】
端末線９１〜９３は、部分巻線Ｕ２、Ｖ２、Ｗ２の中性点側引き出し線を個別に兼ねるとともに、それぞれ一つのスロットを挿通して、他の松葉状導体（Ｕ字状導体）３の一つの脚部の先端に溶接されている。端末線９２、９３の中性点側引き出し線の部分は、端末線９１の位置まで周方向に延設された後、互いに溶接されて第一の中性点４を構成している。
【００２６】
同様に、端末線９４〜９６は、部分巻線Ｘ２、Ｙ２、Ｚ２の中性点側引き出し線を個別に兼ねるとともに、それぞれ一つのスロットを挿通して、他の松葉状導体（Ｕ字状導体）３の一つの脚部の先端に溶接されている。端末線９５、９６の中性点側引き出し線の部分は、端末線９４の位置まで周方向に延設された後、互いに溶接されて第二の中性点８を構成している。
【００２７】
端末線９７、９８は、直列部分巻線２１、２２の外部接続側引き出し線を個別に兼ねるとともに、それぞれ一つのスロットを挿通して、他の松葉状導体（Ｕ字状導体）３の一つの脚部の先端に溶接されている。端末線９７、９８の外部接続側引き出し線の部分は、所定位置まで周方向に延設された後、端子金具５の圧着により一体化されている。
【００２８】
同様に、端末線９９、１００は、直列部分巻線２３、２４の外部接続側引き出し線を個別に兼ねるとともに、それぞれ一つのスロットを挿通して、他の松葉状導体（Ｕ字状導体）３の一つの脚部の先端に溶接されている。端末線９９、１００の外部接続側引き出し線の部分は、所定位置まで周方向に延設された後、端子金具６の圧着により一体化されている。
【００２９】
同様に、端末線１０１、１０２は、直列部分巻線２５、２６の外部接続側引き出し線を個別に兼ねるとともに、それぞれ一つのスロットを挿通して、他の松葉状導体（Ｕ字状導体）３の一つの脚部の先端に溶接されている。端末線１０１、１０２の外部接続側引き出し線の部分は、所定位置まで周方向に延設された後、端子金具７の圧着により一体化されている。
【００３０】
端子金具５〜７は、中性点４、８と周方向に重ならない位置（特に、中性点４、８の中間位置）、かつ、周方向の互いに重ならない位置に配置されている。また、図３に示すように、各端末線９１〜１０２の周方向延在部分は、松葉状導体（Ｕ字状導体）３の各頭部の軸方向基端よりも更にステータコア１から離れて周方向に延設されており、松葉状導体（Ｕ字状導体）３の各頭部すなわちコイルエンドに干渉することはない。
【００３１】
次に、各端末線９１〜１０２の周方向延線状態を、端子金具５〜７側から軸方向にステータコア１を見た正面図である図６を参照して以下に説明する。
【００３２】
中性点側引き出し線を含む端末線９１〜９３、及び、外部接続側引き出し線を含む端末線９８、１００、１０１はスロットの深さ方向入り口側に収容され、端末線９１〜９３の中性点側引き出し線部分、及び、端末線９８、１００、１０１の外部接続側引き出し線は、スロットの深さ方向入り口側から径方向外側に膨れることなく円弧状に周方向へ延在している。
【００３３】
中性点側引き出し線を含む端末線９４〜９６、及び、外部接続側引き出し線を含む端末線９７、９９、１００はスロットの深さ方向底側に収容され、端末線９４〜９６の中性点側引き出し線部分、及び、端末線９７、９９、１００の外部接続側引き出し線は、スロットの深さ方向奧側から径方向内側に膨れることなく円弧状に周方向へ延在している。
【００３４】
したがって、端末線９２、９３の中性点４に向かう中性点側引き出し線部分は、径方向に引接する端末線９７、９９、１０２の外部接続側引き出し線部分に邪魔されることなく、端末線９１の位置に到達することができる。また、端子金具５〜７に向かう端末線９７、９９、１０２の外部接続側引き出し線部分も、端末線９１〜９３に邪魔されることなく、端子金具５〜７へ到達することができる。なお、端末線９２、９３の周方向延在部分すなわち中性点側引き出し線は、軸方向に重なっているので互いに邪魔し合うことはない。また、端末線９７、９９、１０２の周方向延在部分すなわち外部接続側引き出し線部分は、軸方向に重なっているので互いに邪魔し合うことはない。
【００３５】
同様に、端末線９５、９６の中性点８に向かう中性点側引き出し線部分は、径方向に引接する端末線９８、１００、１０１の外部接続側引き出し線部分に邪魔されることなく、端末線９４の位置に到達することができる。また、端子金具５〜７に向かう端末線９８、１００、１０１の外部接続側引き出し線部分も、端末線９４〜９６にに邪魔されることなく、端子金具５〜７へ到達することができる。なお、端末線９５、９６の周方向延在部分すなわち中性点側引き出し線は、軸方向に重なっているので互いに邪魔し合うことはない。また、端末線９８、１００、１０１の周方向延在部分すなわち外部接続側引き出し線部分は、軸方向に重なっているので互いに邪魔し合うことはない。
【００３６】
端末線９８はＡ相端子金具５と周方向同位置に達した後、径方向外側に曲がってＡ相端子金具５に達する。同様に、端末線１００はＢ相端子金具６と周方向同位置に達した後、径方向外側に曲がってＢ相端子金具６に達する。同様に、端末線１０１はＣ相端子金具７と周方向同位置に達した後、径方向外側に曲がってＣ相端子金具７に達する。
【００３７】
結局、外部接続側引き出し線をなす端末線９７、９９、１０２は、端子金具５〜７の周方向一方側にて径方向外側位置すなわちスロットの奥側位置に相当する径をもち、かつ、端子金具５〜７から遠い順に軸方向外側に位置し、かつ、端子金具５〜７から遠い順に周方向に近い側の端子金具に達する。
【００３８】
同じく、外部接続側引き出し線をなす端末線９８、１００、１０１は、端子金具５〜７の周方向他方側にて径方向外側位置すなわちスロットの入り口側位置に相当する径をもち、かつ、端子金具５〜７から遠い順に軸方向外側に位置し、かつ、端子金具５〜７から遠い順に周方向に近い側の端子金具に達する。
【００３９】
また、中性点側引き出し線をなす端末線９１〜９３は、端子金具５〜７の周方向一方側にて径方向内側位置すなわちスロットの入り口側位置に相当する径をもち、かつ、中性点４から遠い順に軸方向外側に位置する。
【００４０】
更に、中性点側引き出し線をなす端末線９４〜９６は、端子金具５〜７の周方向他方側にて径方向外側位置すなわちスロットの奧側位置に相当する径をもち、かつ、中性点８から遠い順に軸方向外側に位置する。
【００４１】
上記配置を採用することににより、相並列Ｕ字導体順次接続Ｙ形巻線２の引き出し線を、簡素で無駄な曲がりを設けることなく配置することができる。
（変形態様）
上記実施例では、スロットの深さ方向に２導体／スロット配置した例を説明したが、４導体／スロットとしてもよい。この場合、実質的に、互いに相ごとに並列接続される三相星形接続電機子巻線を２、４個形成することができることは明らかである。
（変形態様）
上記実施例では、中性点側引き出し線をなす端末線９２、９３は互いに軸方向に重なりつつ周方向に延在して端末線９１に達し、中性点側引き出し線をなす端末線９５、９６は互いに軸方向に重なりつつ周方向に延在して端末線９４に達する。
【００４２】
その他、端末線９１、９３が端末線９２に達してもよいし、端末線９１、９２が端末線９３に達してもよい。すなわち、端末線９１〜９３は、他の端末線と干渉しない範囲で自由な位置に集合することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施例のステータの側面図である。
【図２】実施例の相並列Ｕ字導体順次接続Ｙ形巻線のベクトル配線図である。
【図３】図２の相並列Ｕ字導体順次接続Ｙ形巻線の展開図である。
【図４】図３の相並列Ｕ字導体順次接続Ｙ形巻線の部分拡大展開図である。
【図５】図３の相並列Ｕ字導体順次接続Ｙ形巻線の部分拡大展開図である。
【図６】端末線の周方向延線状態を示す正面図である。
【符号の説明】
１  ステータコア
２  相並列Ｕ字導体順次接続Ｙ形巻線
３  松葉状導体（Ｕ字状導体）
４  第一の中性点
５  Ａ相端子金具（相電圧印加用端子）
６  Ｂ相端子金具（相電圧印加用端子）
７  Ｃ相端子金具（相電圧印加用端子）
８  第二の中性点
９１〜９３  中性点４に向かう端末線（中性点側引き出し線を含む矩形断面状導体）
９４〜９６  中性点８に向かう端末線（中性点側引き出し線を含む矩形断面状導体）
９７  Ａ相端子金具に向かう端末線（外部接続側引き出し線を含む矩形断面状導体）
９８  Ａ相端子金具に向かう端末線（外部接続側引き出し線を含む矩形断面状導体）
９９  Ｂ相端子金具に向かう端末線（外部接続側引き出し線を含む矩形断面状導体）
１００  Ｂ相端子金具に向かう端末線（外部接続側引き出し線を含む矩形断面状導体）
１０１  Ｃ相端子金具に向かう端末線（外部接続側引き出し線を含む矩形断面状導体）
１０２  Ｃ相端子金具に向かう端末線（外部接続側引き出し線を含む矩形断面状導体）
【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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