JP2001069707A - 回転電機およびその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 複数の要求性能に対応可能な車両用交流発電
機およびその製造方法を提供すること。 【解決手段】 固定子鉄心２２は、回転周方向に沿って
交互に配置された複数のスロット２５、２５０を有して
いる。一方のスロット２５のみに固定子巻線が収容され
ており、巻線数を少なくすることによって出力がダウン
した車両用交流発電機が製造される。また、両方のスロ
ット２５、２５０に固定子巻線を収容する場合には、同
じ固定子鉄心２２を使って、高出力の車両用交流発電機
を製造することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、回転電機およびそ
の製造方法に関し、例えば乗用車やトラック等あるいは
船舶等に搭載されてエンジンによって駆動される車両用
交流発電機に用いて好適である。

【０００２】

【従来の技術】車両用交流発電機に用いられる固定子と
して、ＷＯ９８／５４８２３には、導体セグメントを固
定子鉄心のスロットの一方の端面から挿入した後に端部
同士を接合することによって固定子巻線を形成するもの
が示されている。これにより、径方向に沿った各層ごと
に規則的な傾斜パターンを持つコイルエンドを形成し、
各導体セグメント間の干渉をなくすことにより、高占積
率化とセグメント間の通風による冷却性向上によって固
定子巻線の熱損失を低減して、高出力化を図ろうとして
いる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述したＷ
Ｏ９８／５４８２３に開示された従来の構成では、車両
用交流発電機に要求される出力電圧、立ち上がり回転数
などの性能に応じて、巻線としてのターン数、固定子鉄
心の内径Ｄ、あるいは軸方向長さＬといった諸元が定め
られる。

【０００４】ところが、車両用交流発電機が搭載される
車両は、エンジンの排気量、想定される電気負荷の量な
ど、種々のバリエーションがある。このため、各車両に
搭載される車両用交流発電機も、車両毎のバリエーショ
ンに対応して、種々の諸元を持つよう設計されていた。
したがって、要求性能ごとに異なる固定子鉄心を製造
し、それに応じた回転子やフレームを製造する必要があ
った。また、要求性能に合わせて製品諸元、製造設備を
設計して車両用交流発電機の製造を行う必要があった。

【０００５】本発明は、上記従来技術の問題点を解決す
る新規な固定子巻線の配置を提案するものである。

【０００６】本発明は、少ない固定子巻線をもった回転
電機と、その製造方法を提供することを目的とする。

【０００７】本発明は、一部のスロットにのみ電気導体
を収容した回転電機およびその製造方法を提供すること
を目的とする。

【０００８】本発明は、スロット内に本来的に収容可能
な電気導体の本数よりも、少ない本数の電気導体を１本
のスロット内に収容した回転電機およびその製造方法を
提供することを目的とする。

【０００９】本発明は、固定子の冷却性を向上すること
を目的とする。

【００１０】本発明は、複数の要求性能に対応可能な回
転電機およびその製造方法を提供することを目的とす
る。

【００１１】本発明は、固定子鉄心に大幅な変更を加え
ることなく、将来的な要求性能の変更への対応、あるい
は複数の要求性能への対応が可能な回転電機およびその
製造方法を提供することを目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、固定子鉄心のスロット内に複数の層をなして収容可
能な断面をもった固定子巻線を採用し、さらに固定子鉄
心には、固定子巻線が収容されない未使用スロットが含
まれるという構成をとることができる。

【００１３】上記目的を達成するために、固定子鉄心の
スロット内に複数の層をなして収容可能な断面をもった
固定子巻線を採用し、さらに固定子鉄心には、固定子巻
線が収容されない未使用層を含むスロットが含まれると
いう構成をとることができる。

【００１４】さらに、未使用スロットと未使用層を含む
スロットとの両方を併有する固定子鉄心を採用すること
ができる。

【００１５】これらの構成によると、未使用スロットあ
るいは未使用層にも巻線を装備した場合に比べて巻線の
ターン数あるいは実質的な導体断面積を減らした、少な
い固定子巻線が構成される。例えば、回転電機としての
発電機に本発明を適用する場合には、抑制された出力特
性を示す固定子巻線が構成される。例えば、その出力
は、すべてのスロットに巻線を装備した場合より小さ
い。また、共通の固定子鉄心を用いて、出力特性の異な
る２つの機種を提供するという用途においても有効であ
る。

【００１６】また、未使用スロットと、未使用層を含む
スロットとを併用することにより、固定子鉄心に装備し
うる巻線の選択肢を増すことができる。例えば、出力特
性が異なる２つの機種を提供する場合には、巻線の製造
工程の違いが少ない巻線を選択できる。これは製造上の
利点となる。

【００１７】未使用スロット又は未使用層を、軸方向に
開口させる構成を採用することができる。この構成で
は、未使用スロットおよび未使用層のいずれかに、軸方
向の開口から冷却媒体が導入される。このため、固定子
鉄心および固定子巻線の冷却を促進することが可能であ
る。例えば冷却媒体としては空気や液体を用いることが
できる。なお、未使用スロット又は未使用層を軸方向の
両方に向けて開口させてもよい。例えば冷却媒体として
の空気を軸方向に通風させることで冷却を促進できる。

【００１８】未使用スロット又は未使用層の軸方向端部
を、充填部材によって閉じた構成を採用することができ
る。この構成では、充填部材によって固定子鉄心の剛性
を高める効果、あるいは未使用層に隣接する電気導体の
固定の確実にする効果を得ることができる。なお、充填
部材は、未使用スロット又は未使用層の全体に充填され
てもよい。固定子鉄心の剛性を高度に高めることができ
る。

【００１９】固定子巻線が収容された使用スロットと、
未使用スロットとは、交互に配置することができる。こ
の構成では、固定子鉄心の全周にわたって均一な特性を
実現できる。例えば、固定子鉄心に固定子巻線を均等に
装備できるので、その冷却を均等に実現できる。また、
未使用スロットが冷却性に貢献する構成においては、固
定子鉄心の全周で均等な冷却性を得ることができる。ま
た、複数の機種を提供する場合には、隣接する２つのス
ロットに分散して固定子巻線を装備する機種と、片方の
スロットにのみ固定子巻線を装備する機種とで固定子鉄
心を共用することができる。

【００２０】未使用層を含むスロットにおける未使用層
の配置は、複数の種類を採用することができる。要求仕
様に応じた固定子巻線を構成するために有効である。

【００２１】未使用層の配置が異なるスロットを交互に
配置した構成を採用することができる。この構成では、
固定子鉄心の全周にわたって均一な特性を実現できる。
例えば、固定子鉄心に固定子巻線を均等に装備できるの
で、その冷却を均等に実現できる。また、未使用層が冷
却性に貢献する構成においては、固定子鉄心の全周で均
等な冷却性を得ることができる。また、複数の機種を提
供する場合には、すべての層に固定子巻線を装備する機
種と、一部に未使用層を残して固定子巻線を装備する機
種とで固定子鉄心を共用することができる。

【００２２】固定子巻線は、端部において接合された複
数の導体セグメントにより構成することが望ましい。こ
の構成は、スロット内に複数の層をなして固定子巻線を
収容するために有効である。また、複数の接合部は、多
重の環状をなして配置されるこのが望ましい。この構成
は、体格を小型化するために有効である。また、導体セ
グメントの接合部間に十分な絶縁性を確保するために有
効である。

【００２３】固定子巻線は、Ｕ字型の導体セグメントに
より構成することが望ましい。この構成は２つのスロッ
ト内の電気導体を１本の導体セグメントにより提供する
ために有効である。そして、スロット内における位置に
応じて大きさが異なる第１および第２の導体セグメント
を採用することができる。この構成は、スロット内にお
ける所定の位置に導体セグメントが位置するために有効
である。また、Ｕ字型導体セグメントの２つの先端部
を、接合工程に適した配置とするために有効である。

【００２４】上記目的を達成するために、固定子鉄心の
一端側において両方の先端が外端層および内端層として
配置される第１のＵ字型導体セグメントと、固定子鉄心
の一端側において両方の先端が外中層および内中層とし
て配置される第２のＵ字型導体セグメントとを用い、複
数のスロットに第１および第２のＵ字型導体セグメント
を交互に配置し、外端層と外中層とを接合する複数の接
合部が環状に配置されるとともに、内端層と内中層とを
接合する複数の接合部が環状に配置されている構成を採
用することができる。この構成では、先端が４層に分布
して位置する２種類の導体セグメントを用いているの
で、各スロット内に隙間を残しながら、固定子鉄心の一
端側のコイルエンドにおいて、複数の接合部を多重に配
置することができる。スロット内の隙間は、空間とし
て、あるいは充填部材が充填された未使用層とすること
ができる。この構成は、複数の接合部を多重の環状に配
置することで、接合部間の距離を確保する。また、すべ
てのスロット内に第１および第２のＵ字型導体セグメン
トの両方を収容した構成との相違点を少なくすることが
でき、製造工程における変更を少なくすることができ
る。

【００２５】第１のＵ字型セグメントがスロット内の径
方向の端寄りに配置され、第２のＵ字型セグメントがス
ロット内の中央寄りに配置される構成をとることができ
る。この構成では、複数のＵ字型導体セグメントをスロ
ット内に隙間を残しながら均等に分散させて配置するこ
とができる。

【００２６】上記目的を達成するために、固定子鉄心の
基本スロット間に形成された基本ティースの周方向の幅
は、その範囲内に１以上の前記基本スロットと同寸法の
予備スロットを配置してもなおその予備スロットの両側
に予備ティースを形成しうる幅であるという構成をとる
ことができる。上述した予備スロットは、現実にスロッ
トとして形成されている場合の他に、現実には形成され
ていない仮想のスロットも含まれる。特に、基本スロッ
トの間に現実に予備スロットを形成して固定子を形成し
た場合には、同じ固定子鉄心を使用して複数の巻線仕様
を実現することができ、固定子鉄心の製造設備の変更等
を伴わずに、出力のバリエーションを増やすことができ
る。また、基本スロットの間に現実に予備スロットを形
成せずにそのスペースを確保する場合には、固定子鉄心
の若干の設計変更が必要になるが、予備スロットの部分
の成形型の変更のみで対処することができるため、固定
子の製造設備の変更等を最小限に抑えて出力バリエーシ
ョンを増やすことができる。また、現実に予備スロット
を形成しないため、回転子の外周に対向する固定子鉄心
の内周面積を増やすことができ、しかも固定子鉄心内の
磁気的な抵抗を減らすことができるので、単に巻線仕様
の変更のみで出力のバリエーションを増やす場合に比べ
て出力を向上させることができる。

【００２７】上記目的を達成するために、固定子巻線が
配置されている第１のスロットと、固定子巻線が配置さ
れていない第２のスロットとを備える構成をとることが
できる。この構成によると第２のスロットを巻線を増加
させるために用いることができる。このため、将来的な
出力の増加要求に応えること、あるいは複数の機種の実
現が可能となる。また、固定子鉄心やこれに合わせたそ
の他の部品の製造や組み付け行程の設備の変更が不要で
あり、新たな設備の追加を抑えることができる。

【００２８】なお、第２のスロットには開口部を設け、
第２のスロット内に冷却媒体としての空気あるいは流体
を導入することが望ましい。例えば、第２のスロットを
軸方向に貫通させることで、第２のスロットの内部に軸
方向に冷却風を流すことができる。固定子鉄心を冷却し
て第１のスロット内の固定子巻線の冷却性を向上させる
ことができるので、すべてのスロットに巻線がある場合
に比べ、巻線数を減らしても出力低下を少なくすること
ができる。また、第２のスロット内を充填部材により充
填してもよい。高い剛性を得ることができる。発電機と
して用いた場合には、発電時に固定子巻線の振動によっ
て生じる磁気的な騒音を低減することができる。また、
第１のスロットと第２のスロットとは交互に配置される
ことが望ましい。

【００２９】固定子巻線は、複数の導体セグメントを備
え、これら導体セグメントによって形成される複数のコ
イルエンドの間には冷却媒体が流れる隙間が形成される
という構成を採用することができる。この構成では、コ
イルエンド間の隙間形成を容易にしてコイルエンドの冷
却性を向上することができるので、スロット内外の固定
子巻線の全体をより効率的に冷却することができる。ま
た、固定子巻線は、スロットの形状に沿ったほぼ矩形状
とすることができる。これにより、第１のスロット内の
導体セグメントから固定子鉄心への伝熱性が向上する。
また、第２のスロットは、回転子に対向する内周側に開
口部を持たない構成とすることができる。これにより、
回転子の外周に対向する固定子鉄心の内周面積が増える
ので、より多くの磁束を固定子に取り込むことができ
る。製造工程においては、成形型の交換あるいは成形型
の部分的な交換のみで対応することができる。また、第
１のスロットと第２のスロットの周方向に沿った幅を異
ならせてもよい。第２のスロットの周方向の幅に応じて
固定子鉄心内の磁路面積が変化する。第２のスロットの
成形型を若干変更するという工程変更が採用できる。特
に、第１のスロットよりも第２のスロットの幅を狭くす
ることにより、磁路面積を増やすことができるため、固
定子巻線の巻線数を減らしたことによる出力の低下を抑
えることができる。

【００３０】上記目的を達成するために、固定子鉄心に
形成された複数のスロットのうち所定数のスロットのみ
を使用して残りを未使用スロットとして固定子巻線を装
備するという製造方法を採用することができる。固定子
鉄心の複数のスロットの中に未使用スロットを含ませて
固定子を製造することにより、固定子巻線を容易に変更
できる。

【００３１】また、複数のスロットのすべてを使用して
固定子巻線を装備する工程と、複数のスロットのうち所
定数のスロットのみを使用して残りを未使用スロットと
して固定子巻線を装備する工程とを選択するという製造
方法を採用することができる。また、複数のスロットの
うち所定数のスロットのみを使用して残りを未使用スロ
ットとして固定子巻線を装備する工程と、この所定数よ
りも多いスロットを使用して残りを未使用スロットとし
て固定子巻線を装備する工程とを選択するという製造方
法を採用することができる。この製造方法によると、固
定子鉄心を共用して、複数の固定子巻線を装備すること
ができる。出力バリエーションを増やすことができる。

【００３２】上記目的を達成するために、固定子鉄心に
形成されたスロット内の所定の層のみを使用して残りを
未使用層として固定子巻線を装備するという製造方法を
採用することができる。固定子巻線を容易に変更でき
る。

【００３３】また、スロットの全ての層を使用して固定
子巻線を装備する工程と、スロット内の所定の層のみを
使用して残りを未使用層として固定子巻線を装備する工
程とが選択されるという技術的手段を採用することがで
きる。また、スロット内の所定数の層のみを使用して残
りを未使用層として固定子巻線を装備する工程と、前記
所定数より多い層を使用して残りを未使用層として固定
子巻線を装備する工程とが選択的されるという技術的手
段を採用することができる。この製造方法によると、同
じ固定子鉄心を用いて異なる固定子巻線を装備すること
ができる。固定子鉄心を共用して、固定子巻線の異なる
製品バリエーションを実現することができる。

【００３４】

【発明の実施の形態】以下、本発明を適用した回転電機
の一実施形態として、本発明を適用した車両用交流発電
機について、図面を参照しながら詳細に説明する。

【００３５】〔第１の実施形態〕図１は、第１の実施形
態の車両用交流発電機の全体構成を示す断面図である。
図１に示す車両用交流発電機１は、円筒形の固定子２
と、この固定子２の内側に対向して配置された回転子３
と、これらを支持するフレーム４と、整流器５とを含ん
で構成されている。

【００３６】固定子２は、固定子鉄心２２と、固定子巻
線２１を構成する複数の種類の導体セグメント２３と、
固定子鉄心２２と各導体セグメント２３との間を電気絶
縁するインシュレータ２４とを備えている。固定子鉄心
２２は、所定厚さの積層板を複数枚数重ねることによっ
て形成された積層鉄心として形成されており、これらの
積層板を貫いて延びる複数のスロットが形成されてい
る。インシュレータ２４は電気絶縁性の樹脂シートであ
る。固定子巻線２１は、多相の固定子巻線としての三相
固定子巻線である。固定子巻線２１の詳細な構造につい
ては後述する。

【００３７】回転子３は、絶縁処理された銅線を円筒状
かつ同心状に巻き回した界磁巻線３１を有する。界磁巻
線３１は、それぞれが６個の爪部を有するポールコア３
２によって、両側から挟まれている。そして、これらを
回転軸３３が貫通している。また、フロント側のポール
コア３２の端面には、フロント側から吸い込んだ冷却風
を軸方向および径方向に吐き出すための冷却ファン３５
が溶接等によって取り付けられている。同様に、リヤ側
のポールコア３２の端面には、リヤ側から吸い込んだ冷
却風を径方向に吐き出すための冷却ファン３６が溶接等
によって取り付けられている。また、回転軸３３のリヤ
側端部近傍には、界磁巻線３１の両端に電気的に接続さ
れた２つのスリップリング３７、３８が形成されてい
る。フレーム４には、これらのスリップリング３７、３
８に給電するブラシ装置７が設けられている。界磁巻線
３１には、スリップリング３７、３８と、ブラシ装置７
とを介して給電される。

【００３８】フレーム４は、固定子２および回転子３を
収容している。フレーム４には、回転子３が回転軸３３
を中心に回転可能な状態で支持されている。フレーム４
には、回転子３のポールコア３２の外周側に所定の隙間
を介して配置された固定子２が固定されている。また、
フレーム４は、固定子鉄心２２の軸方向端面から突出し
た固定子巻線２１のコイルエンドを冷却する冷却風の通
風路を提供している。フレーム４は、フレーム４の外周
壁に形成され、コイルエンドの径方向外側に位置する複
数の吐出窓４１と、フレーム４の軸方向端面の壁面に位
置する複数の吸入窓４２とを有している。

【００３９】車両用交流発電機１のプーリ２０には、ベ
ルト等を介してエンジン（図示せず）からの回転力が伝
えられる。プーリ２０は回転子３とともに所定方向に回
転する。この状態で、回転子３の界磁巻線３１に外部か
ら励磁電圧を印加する。界磁巻線３１に流れる電流は、
ポールコア３２のそれぞれの爪部を励磁し、回転子３の
回転周方向に沿って交互にＮＳ磁極が形成される。回転
子３からの磁束は固定子２に鎖交し、固定子巻線２１に
三相交流電圧を発生させる。この三相交流電圧は、整流
器５によって整流され、整流器５の出力端子からは直流
の出力が得られる。

【００４０】次に、固定子２の詳細について説明する。
図２は、固定子２の部分的な断面図である。図２に示す
ように、固定子鉄心２２は、回転周方向に沿って交互に
配置された複数のスロット２５、２５０を有している。
第１のスロットとしてのスロット２５には、多相の固定
子巻線２１を構成する複数本の電気導体が収容されてい
る。このように固定子巻線２１が収容されたスロット２
５を基本スロットと称する。本実施形態では、回転子３
の磁極数に対応して、三相の固定子巻線２１を収容する
ように、３６個の基本スロット２５が回転周方向に等間
隔に配置されている。隣接する基本スロット２５によっ
て挟まれた部分の全体が基本ティース２６０を構成して
いる。

【００４１】また、第２のスロットとしてのスロット２
５０は、未使用スロットとしての空スロットであって、
固定子巻線２１は収容されていない。このように固定子
巻線２１が収容されていないスロット２５０を予備スロ
ットと称する。予備スロット２５０は、基本スロットの
中間部に等間隔に３６個配置されている。予備スロット
２５０は、上述した基本ティース２６０の中に形成され
ており、この基本ティース２６０の中で予備スロット２
５０の両側に形成された２つのティース２６１、２６２
が予備ティースを形成している。

【００４２】また、スロット２５０の軸方向両側は、開
口している。スロット２５０の径方向内側も開口してい
る。このスロット２５０には、冷却媒体としての冷却風
が導入される。この実施形態では、冷却ファン３５と冷
却ファン３６とのファン能力に差を持たせるなどによ
り、スロット２５０の軸方向両端に圧力差を生じさせ
る。これによって、スロット２５０内を軸方向に風が流
れる。

【００４３】このように、本実施形態の固定子２には、
７２本のスロットのうち、半分の基本スロットであるス
ロット２５のみに固定子巻線２１が装備されている。固
定子鉄心２２に形成された複数のスロットの中から１つ
おきに予備スロットであるスロット２５０が間引かれて
いる。また、基本スロット間に形成された基本ティース
は、その回転周方向の範囲内に、基本スロットと同じ形
状を有する予備スロットを１以上形成してもなおその予
備スロットの両側には予備ティースを形成しうる周方向
の幅がある。これにより所要の磁束通路としての断面積
が確保される。なお、上述したスロットとは固定子巻線
２１を構成する電気導体を複数本収納できる面積を持つ
ものであり、スリットのような空隙は含まれないものと
する。

【００４４】固定子鉄心２２のスロット２５には互いに
絶縁された偶数本（本実施形態では４本）の電気導体が
収容されている。また、一のスロット内の４本の電気導
体は、図２に示すように固定子鉄心２２の径方向に関し
て内側から内端層、内中層、外中層、外端層の順で一列
にのみ配列されている。なお、１のスロット内に二列の
電気導体を配列することも可能である。

【００４５】この実施形態では、スロット内に収容され
る電気導体は、複数の導体セグメント２３によって提供
される。図３に示すように、一のスロット２５内の内端
層の電気導体２３１ａは、固定子鉄心２２の時計回り方
向に向けて磁極ピッチ離れた他のスロット２５内の外端
層の電気導体２３１ｂと対をなしている。そして、これ
らの電気導体２３１ａ、２３１ｂは、固定子鉄心２２の
軸方向の一方の端面側においてターン部２３１ｃを経由
することで接続される。同様に、一のスロット２５内の
内中層の電気導体２３２ａは固定子鉄心２２の時計回り
方向に向けて１磁極ピッチ離れた他のスロット２５内の
外中層の電気導体２３２ｂと対をなしている。そして、
これらの対をなす電気導体２３２ａ、２３２ｂは、固定
子鉄心２２の軸方向の一方の端面側においてターン部２
３２ｃを経由することで接続される。

【００４６】したがって、固定子鉄心２２の一方の端面
側においては、外中層の電気導体２３２ｂと内中層の電
気導体２３２ａとをターン部２３２ｃを経由して接続す
る連続線を、外端層の電気導体２３１ｂと内端層の電気
導体２３１ａとをターン部２３１ｃを経由して接続する
連続線が囲むこととなる。このように、ターン部２３２
ｃが、同じスロット２５内に収容された他の電気導体の
ターン部２３１ｃにより囲まれる。内中層の電気導体２
３２ａと外中層の電気導体２３２ｂとの接続により中層
コイルエンドが形成され、内端層の電気導体２３１ａと
外端層の電気導体２３１ｂとの接続により端層コイルエ
ンドが形成される。

【００４７】一方、一のスロット２５内の内中層の電気
導体２３２ａは、固定子鉄心２２の時計回り方向に向け
て１磁極ピッチ離れた他のスロット２５内の内端層の電
気導体２３１ａ′とも対をなしている。これらの電気導
体２３２ａ、２３１ａ′は固定子鉄心２２の軸方向の他
方の端面側において接合により接続される。同様に、一
のスロット２５内の外端層の電気導体２３１ｂ′は、固
定子鉄心２２の時計回り方向に向けて１磁極ピッチ離れ
た他のスロット２５内の外中層の電気導体２３２ｂとも
対をなしている。これらの電気導体２３１ｂ′、２３２
ｂは固定子鉄心２２の軸方向の他方の端面側において接
合により接続される。

【００４８】したがって、固定子鉄心２２の他方の端面
側においては、外端層の電気導体２３１ｂ′と外中層の
電気導体２３２ｂとを接続する外側接合部２３３ｂと、
内端層の電気導体２３１ａ′と内中層の電気導体２３２
ａとを接続する内側接合部２３３ａとが、径方向並んで
配置されている。外端層の電気導体２３１ｂ′と外中層
の電気導体２３２ｂとの接続、および内端層の電気導体
２３１ａ′と内中層の電気導体２３２ａとの接続によ
り、異なる同心円上に配置された２つの隣接層コイルエ
ンドが形成される。

【００４９】さらに、図３に示すように、内端層の電気
導体２３１ａと外端層の電気導体２３１ｂとが、一連の
電気導体をほぼＵ字状に形成してなる導体セグメントと
しての大セグメント２３１により提供される。そして、
内中層の電気導体２３２ａと外中層の電気導体２３２ｂ
とが一連の電気導体をほぼＵ字状に形成してなる導体セ
グメントとしての小セグメント２３２より提供される。
基本となるＵ字状の導体セグメント２３は、大セグメン
ト２３１と小セグメント２３２によって形成される。各
セグメント２３１、２３２は、スロット２５内に収容さ
れて軸方向に沿って延びる部分を備えるとともに、軸方
向に対して所定角度傾斜して延びる斜行部２３１ｆ、２
３１ｇ、２３２ｆ、２３２ｇを備える。これら斜行部に
よって、固定子鉄心２２から軸方向の両端面に突出する
コイルエンドが形成されており、回転子３の軸方向の両
端面に取り付けられた冷却ファン３５、３６を回転させ
たときに生じる冷却風の通風路は、主にこれら斜行部の
間に形成されている。

【００５０】以上の構成を、引き出し線を形成する一部
のスロットを除いて、複数のスロット２５について繰り
返す。これにより、重ね巻による固定子巻線が形成され
る。

【００５１】図４は、固定子巻線の巻線図である。三相
（Ｘ相、Ｙ相、Ｚ相）の中のＸ相の巻線状態が示されて
いる。Ｘ相は、スロット番号１、７、……６７のスロッ
ト２５に形成される。図中、外端層の電気導体２３１ｂ
は一点鎖線で、外中層の電気導体２３２ｂは破線で、内
中層の電気導体２３２ａは実線で、内端層の電気導体２
３１ａは二点鎖線でそれぞれ示してある。図４に図示さ
れるように、スロット番号１とスロット番号６７とに
は、引き出し線Ｘ１、Ｘ２を提供するために異形セグメ
ントが配置されている。この実施形態では、異形セグメ
ントはＵ字型の異形セグメントと、Ｉ字型の異形セグメ
ントとが含まれる。

【００５２】この実施形態では、スロット番号１〜７２
のスロットが形成されており、１、３、５、７……６
９、７１が使用スロット２５であり、２、４、６、８…
…６７０、７２が、未使用スロット２５０の番号であ
る。１２０度だけ電気角がずれたＹ相は、スロット番号
３、９、……６９のスロット２５に形成される。また、
１２０度だけ電気角がずれたＺ相は、スロット番号５、
１１、……７１のスロット２５に形成される。

【００５３】図５は、導体セグメントが固定子鉄心２２
に装備された状態を示す斜視図である。図５に示すよう
に、各導体セグメントは、１つおきのスロット２５に配
置され、外側接合部２３３ｂ、内側接合部２３３ａにお
いて接合されている。

【００５４】このように、本実施形態の車両用交流発電
機に用いられる固定子２は、通風専用の空きスロット２
５０を設けることにより、固定子鉄心２２を冷却して、
スロット２５に装備された固定子巻線２１の冷却性を向
上させることができる。したがって、全てのスロット２
５、２５０に固定子巻線２１が装備された場合に比べ、
巻線数を減らして出力をダウンさせた車両用交流発電機
を容易に製造することができ、しかも冷却性の向上によ
って巻線数を半減した割りには出力の低下を少なくする
ことができる。

【００５５】同じ固定子鉄心２２を用いて、全てのスロ
ット２５、２５０に固定子巻線２１を装備することが可
能なので、固定子鉄心２２やこれに合わせた他の部品の
製造や組み付け工程の設備の変更を行うことなく、出力
のバリエーションを増やすことができる。

【００５６】また、固定子巻線２１が装備されたスロッ
ト２５と固定子巻線２１が装備されないスロット２５０
とを交互に配置することにより、スロット２５内の固定
子巻線２１の温度が局部的に高くなることがなく、均一
かつ安定して固定子巻線２１の冷却を行うことができ
る。

【００５７】また、導体セグメント２３を用いて固定子
巻線２１を形成することにより、固定子鉄心２２から軸
方向に突出した固定子巻線２１のコイルエンドでの導体
セグメント２３同士の隙間形成を容易にして冷却性を向
上させることができ、スロット２５の内外に配置された
固定子巻線２１の全体を効率よく冷却することができ
る。

【００５８】また、図２に示したように、スロット２５
に収容される４本の電気導体の断面形状が、スロット２
５の形状に沿ったほぼ矩形状に形成されている。電気導
体の断面形状が、スロット２５の内壁に沿った平行面を
有しているため、各電気導体からスロット２５の内壁面
への良好な伝熱性を実現することができる。したがっ
て、軸方向に冷却風が通るスロット２５０の存在とあい
まって、固定子巻線２１の冷却性をさらに向上させるこ
とができる。

【００５９】また、上述した固定子鉄心２２は、基本ス
ロットとしてのスロット２５と予備スロットとしてのス
ロット２５０とが同じ形状に形成されているため、固定
子巻線２１の巻線仕様を変更するだけで、複数の出力バ
リエーションを有する車両用交流発電機を製造すること
ができる。すなわち、上述した１種類の固定子鉄心２２
を製造した後に、２種類の固定子巻線を選択して装備す
るという製造方法を採用することができる。図５の如
く、１つおきのスロット２５のみに固定子巻線２１を装
備した固定子２と、図６に示すように全てのスロットを
使用して固定子巻線を装備した固定子とをそれぞれ選択
的に製造することができる。これにより、固定子鉄心２
２に変更を加えることなく、将来的な要求性能の変更あ
るいは複数の要求性能に対応可能である。１スロットあ
たりの巻線数を変更する場合以上に多くの種類の出力バ
リエーションを有する車両用交流発電機を製造すること
ができる。また、固定子鉄心については設計変更が不要
であるため、固定子鉄心の製造や組み付け工程の設備の
変更等が不要であり、新たな設備の追加を抑えることが
できる。

【００６０】〔第１の実施形態の変形例〕図２の空スロ
ット２５０に代えて、図７に示すように、内周側に開口
部を持たない空スロット２５１を予備スロットとして採
用することができる。この場合、スロット２５１内の軸
方向に冷却風を通しつつ、回転子３の外周に対向する固
定子鉄心２２１の内周面積を増やして、より多くの磁束
を固定子２に取り込むことができるため、さらに出力向
上を図ったバリエーションの拡大が可能になる。特に、
固定子鉄心２２の形状を若干変更するだけであるため、
少ない設備変更のみで、出力が異なる複数の機種への転
用が可能となる。この構成では、固定子鉄心の成形型の
変更が必要となる。

【００６１】さらに、スロット２５１に、図８に示すよ
うに絶縁樹脂等の充填部材２５２を充填してもよい。こ
れにより、スロット２５１の軸方向の端部は塞がれ、冷
却用の空気が入ることがない。これにより、固定子鉄心
２２、２２１の剛性を高めることが可能であり、発電時
に固定子２が振動することにより生じる磁気的な騒音を
低減することができる。この構成では、さらに樹脂充填
工程が付加される。

【００６２】さらに、図９に示すように、予備スロット
を形成可能な幅をもった基本ティース２６０のみを設け
る構成を採用することができる。図７におけるスロット
２５１を固定子鉄心２２の材料で完全にふさいで、基本
スロット２５のみが形成される。すなわち、予備スロッ
トには、現実に内部空間が形成された、あるいは内部空
間に充填部材が形成されたもの以外に、現実には形成さ
れていない仮想のスロットも含まれる。仮想のスロット
を含むように基本スロットを形成するということは、回
転周方向の幅が広い基本ティースを形成するということ
であり、回転子３の外周に対向する固定子鉄心の内周面
積を増やすとともに、固定子鉄心内の磁気的な抵抗を減
らすことができるため、巻線数を減らすことによる出力
の低下を抑えることができ、出力のバリエーションをさ
らに増やすことができる。この構成でも固定子鉄心の成
形型が変更される。

【００６３】また、図１０に示すように、未使用スロッ
ト２５３の回転周方向に沿った幅をスロット２５よりも
狭くしてもよい。この場合、固定子鉄心２２内の磁路面
積が広がるので、上述したスロット２５１を用いた場合
と同様に、より多くの磁束を固定子２に取り込むことが
できる。よって、スロット２５３の成形型を若干変更す
るという簡便な方法で、容易に出力バリエーションを拡
大することがきる。

【００６４】また、上述した実施形態では、固定子２の
みを変更して出力のバリエーションを増やすことを考え
たが、固定子鉄心２２の形状や固定子巻線２１の巻線仕
様等を変更する際に、回転子３の仕様も同時に変更する
ようにしてもよい。例えば、固定子２の変更を行う際
に、要求性能に合わせて、回転子３の極数を変更して磁
極ピッチも変更するようにしてもよい。

【００６５】また、第１の実施形態では、コイルエンド
の一方に、ターン部２３１ｃ、２３２ｃを軸方向に重ね
て配置したが、重ねることなく、接合部側のコイルエン
ドと同様に並列配置としてもよい。例えば、図１１に示
す導体セグメント１２３を用いる。図１２に示した巻線
仕様を構成する。この実施形態では、各セグメント１２
３の接合部１２７を接合するとともに、異形セグメント
としての反転部３３１を設ける。これにより、１スロッ
トあたり４本の電気導体を配置できる。また、コイルエ
ンドには、導体間に通風路を形成して冷却性を向上させ
ることができる。そして、出力低下を抑えて出力バリエ
ーションをさらに増やすことができる。

【００６６】また、スロット２５内に配置される導体セ
グメントは、ターン部を持つＵ字状ではなく、図１３に
示すほぼＳ字状のセグメント２２３としてもよい。この
場合には、両側のコイルエンドで導体セグメント２２３
の端部同士を接合して巻線を形成する。Ｕ字状の導体セ
グメントと同様にコイルエンドの導体間に通風路を形成
して、冷却性を向上させることができる。

【００６７】また、第１の実施形態では、スロットあた
りの導体数を４としたが、６以上の偶数としてもよい。
この場合にも、同様の導体配置および接合状態を実現す
ることができるため、コイルエンドの通風および空スロ
ット内の通風が可能になって、冷却性が向上し、さらに
出力のバリエーションを増やすことができる。

【００６８】また、上述した実施形態では、各種の導体
セグメントを用いて固定子巻線を形成する場合を説明し
たが、連続線を用いて固定子巻線を形成するようにして
もよい。この場合には、接合工程をなくすことができ
る。この結果、複数種類の固定子巻線が有する接合点の
数の違いに対応するための製造工程の調整が不要にな
る。よって、出力バリエーションを増やす際の製造設備
の変更を極力抑えることができる。

【００６９】なお、第１の実施形態では、スロット２５
０内を軸方向に通風するために、発電機内部の２つの冷
却ファンを用いたが、フレーム外に冷却ファンを設けて
フレーム内全体を軸方向に通風することによってスロッ
ト２５０内に、軸方向の通風を実現するようにしてもよ
い。また、冷却媒体としては水を用いることもできる。

【００７０】さらに、コイルエンドにおける導体セグメ
ントの傾斜角度を大きくすることで、それら導体間の間
隔を狭めた構成を採用することができる。この構成は、
コイルエンドの軸方向高さを低減する。さらにこの構成
は、コイルエンドにおける導体間への通風を不可能とす
る。コイルエンドに通風されない構成においても、三相
巻線のそれぞれが均等に冷却される。

【００７１】〔第２の実施形態〕第２の実施形態を、図
１４と図１５により説明する。この第２の実施形態で
は、電気導体を全く収容しない未使用スロット２５０
と、すべての層に電気導体を収容した使用スロット２５
と、一部の層が未使用層として残された半使用スロット
２５５とが配置される。この第２の実施形態では、半使
用スロット２５５には２本だけの電気導体が収容され
る。しかも、この半使用スロット２５５は、固定子鉄心
２２上に等間隔に位置する１２本のスロット群のうち、
４本のスロットだけに対応する。残る８本のスロット
は、未使用スロット２５０である。そして、半使用スロ
ット２５５内の電気導体は、隣接する使用スロット２５
の電気導体と直列接続される。

【００７２】図１４には、Ｘ相の巻線の配置が示されて
いる。Ｘ相の巻線を収容する使用スロット２５は、スロ
ット番号１＋６ｎ（ｎ＝０〜１１）である。これら使用
スロット２５のうちの４つのスロット番号１、７、１
３、１９のみに隣接するスロット番号７２、６、１２、
１８だけが、半使用スロット２５５とされている。そし
て、スロット番号６７から異形セグメントによってスロ
ット番号７２に接続され、端部が引き出し線Ｘ２′とし
て引き出されている。このように、使用スロット２５に
隣接する複数のスロットのうちの一部のみを半使用スロ
ット２５５とすることができる。

【００７３】図１５は、図１４の巻線仕様によって形成
された固定子の部分的な断面図である。半使用スロット
２５５では、４つの層（内端層、内中層、外中層、外端
層）の内の２つの層のみが使用され、残りの２つの層は
未使用層（空層）となっている。例えば、Ｘ層のスロッ
ト番号１９に隣接するスロット番号１８のスロット２５
５では、内端層の電気導体２３１ａと外中層の電気導体
２３２ｂ′のみが収容されており、それ以外の内中層と
外端層については未使用層になっている。

【００７４】Ｙ相とＺ相も同様にして構成される。Ｘ
相、Ｙ相、Ｚ相のそれぞれに隣接する４つのスロット２
５５のみに固定子巻線２１を構成する電気導体が収容さ
れる。この実施形態では、７２本のスロットのうち、半
数の３６本が使用スロット２５である。残る３６本のス
ロットのうちの１２本のスロット２５５のみに部分的に
電気導体が収容される。残る２４本のスロット２５０に
ついては電気導体が全く収容されない未使用スロットの
状態で使用される。この実施形態では、１スロットあた
りの電気導体の収容本数を、平均的に見て約４．７（＝
４＋（４／１２×２））本に設定することができる。以
上により、新たな出力バリエーションを得ることができ
る。また、未使用層については、軸方向に冷却風を流す
ことにより、固定子巻線２１の冷却性を向上させること
ができる。あるいは、未使用層を絶縁樹脂等の充填部材
によってふさぐようにしてもよく、この場合には固定子
の剛性を高めることができるため、発電時に固定子巻線
２１が振動することにより生じる磁気的な騒音を低減す
ることができる。

【００７５】〔第２の実施形態の変形例〕一般に、１相
あたりの巻線についてスロット２５内を満たす巻線数を
ｘ、回転子３のＮＳ磁極数をＰ、電気導体を部分的に収
容する半使用スロット２５５の数をｍ、半使用スロット
２５５に収容される電気導体の数をｙとおくと、１スロ
ットあたりの巻線数Ｔは、Ｔ＝ｘ＋（ｍ／Ｐ×ｙ）ただ
しｍ≦Ｐで表される。

【００７６】例えば、ｍ＝Ｐ、ｙ＝２、ｘ＝４の場合の
巻線仕様例を図１６に示す。このとき、１スロットあた
りの巻線数Ｔは６本となる。

【００７７】〔第３の実施形態〕第３の実施形態を図１
７と図１８により説明する。この実施形態では、ｍ＝
Ｐ、ｙ＝２、ｘ＝２である。そして、各スロットには２
本づつの電気導体が収容される。また、隣接して対をな
す２つのスロットの電気導体が重ね巻によって直列接続
される。これら２つのスロットに収容された電気導体が
直列接続されて、一の相の固定子巻線を構成する。この
実施形態では、多相固定子巻線としての三相固定子巻線
が提供される。この実施形態では、すべてのスロットが
半使用スロットである。スロット２５６には、その径方
向の外端寄りの外端層と、内端寄りの内端層とに電気導
体が収容される。外中層と内中層とは未使用層として残
される。スロット２５７には、その径方向の中央寄りの
外中層と内中層とに電気導体が収容され、外端層と内端
層とは未使用層として残される。このような２種類の未
使用層の配置をもったスロット２５６と２５７とが、固
定子鉄心の全周にわたって交互に配置される。

【００７８】この実施形態では、電気導体は複数の導体
セグメントによって提供される。基本セグメントとして
２種類の導体セグメントが用いられ、引き出し線の提供
のために異形セグメントが用いられる。異形セグメント
として、２本の引出線セグメントＸ１、Ｘ２と、ジャン
パ線セグメントＸ３とが用いられる。そして、これら導
体セグメントによって固定子鉄心の両端にコイルエンド
が形成される。その一方のコイルエンドには各導体セグ
メントのターン部が配置され、他方のコイルエンドには
各導体セグメントの先端部が配置される。この他方のコ
イルエンドには、内端層から延びだす導体セグメントの
先端部と、内中層から延びだす導体セグメントの先端部
とを接合する内側接合部２３３ａと、外端層から延びだ
す導体セグメントの先端部と、外中層から延びだす導体
セグメントの先端部とを接合する外側接合部２３３ｂと
が形成される。そして、複数の外側接合部が環状に配列
され、複数の内側接合部が環状に配列される。なお、各
導体セグメントのスロット内における位置は相対的に重
要ではない。この実施形態では、他方のコイルエンドに
おいて複数の接合部２３３ａ、２３３ｂを形成するため
に、各導体セグメントの先端部が４つの層をなすことが
重要である。この構成は、すべての層に電気導体を配置
した固定子巻線（図６）と固定子鉄心を共用し、しかも
製造設備、製造工程の変更を少なく抑えるために有効で
ある。この実施形態では、スロット内における電気導体
の位置は、図１７の位置からずれることがあり、例えば
径方向に偏る場合がある。

【００７９】図１８は第３の実施形態の巻線仕様を示す
配線図である。図１８は、多相巻線としての三相巻線の
うち、Ｘ相のみを示している。Ｙ相、Ｚ相も、同様に構
成される。基本セグメントは、第１および第２セグメン
トとしての大セグメント２３１と小セグメント２３２と
を有する。これらの導体セグメント２３１、２３２の平
行な２本の直線部は、所定の磁極ピッチ離れた２本のス
ロット内にそれぞれが収容される。大セグメント２３１
は外端層と内端層とに位置するために適合した形状を有
し、小セグメント２３２は外中層と内中層とに位置する
ために適合した形状を有する。複数の導体セグメント
は、磁極ピッチに対応する６スロット離れた２本のスロ
ットに収容される。例えば、小セグメント２３２は、ス
ロット番号１とスロット番号７とに収容され、これらが
スロット２５７を形成する。大セグメント２３１は、ス
ロット番号２とスロット番号８とに収容され、これらが
スロット２５６を形成する。このような２種類の導体セ
グメントを隣接するスロットに交互に配置した構成が、
固定子鉄心の全周にわたって形成される。

【００８０】大セグメント２３１の内端層から延びだす
先端部と、５スロット離れて位置する小セグメント２３
２の内中層から延びだす先端部とが接合されて内側接合
部２３３ａが形成される。大セグメント２３１の外端層
から延びだす先端部と、７スロット離れて位置する小セ
グメント２３２の外中層から延びだす先端部とが接合さ
れて外側接合部２３３ｂが形成される。従って、内側接
合部２３３ａは、磁極ピッチである６スロットよりも１
少ない５スロット離れた導体セグメントを接続し、外側
接合部２３３ｂは、磁極ピッチである６スロットよりも
１多い７スロット離れた導体セグメントを接続する。こ
れら接合部２３３ａ、２３３ｂは、固定子鉄心からの軸
方向高さが同じとされる。この結果、１つの相の巻線
は、重ね巻である。例えば、２−８−１３―７―１４…
…のスロット番号に順に収容された電気導体により一連
の重ね巻が形成される。従って、この実施形態では、隣
接する２つのスロットに分散した重ね巻が形成される。

【００８１】この実施形態によると、すべてのスロット
に電気導体を均等に分散させることができ、しかも複数
の接合部を規則的に配列することができる。

【００８２】車両用交流発電機の製造工程においては、
この第３の実施形態の固定子巻線と、図６に示す固定子
巻線とを選択して、同じ形状の固定子鉄心に装備すると
いう製造方法を取ることができる。これにより、固定子
鉄心を共用して、しかも製造工程を大幅に変更すること
なく２種類の車両用交流発電機を製造することができ
る。

【００８３】〔第３の実施形態の変形例〕図１８に示し
た構成に代えて、図１９の構成を採用することができ
る。この変形例は、複数の接合部２３３ａ、２３３ｂの
配置が異なる。外側接合部２３３ｂは、内側接合部２３
３ａに比べて、固定子鉄心から軸方向に離れて位置して
いる。この構成では、各接合部２３３ａ、２３３ｂへ向
かう電気導体の傾斜角度を均等にすることができる。こ
のような構成は、コイルエンドにおける通風性の向上あ
るいは製造上の利点を提供する。

【００８４】第３の実施形態では、大セグメント２３１
のターン部２３１ｃと、小セグメント２３２のターン部
２３２ｃとを、軸方向に関して同じ高さとすることがで
きる。この構成では、全てのセグメントのターン部の高
さを一定にして、冷却性の利点、あるいは製造上の利点
を得ることができる。

【００８５】また、図１８、図１９の径方向の内外を反
転した構成を採用してもよい。

【００８６】また、図１７に代えて、図２０のような配
置を採用することができる。全てのスロットが半使用ス
ロット２５８、２５９である。この実施形態では、内端
層と外中層とに電気導体を収容したスロット２５８と、
外端層と内中層とに電気導体を収容したスロット２５９
とが交互に配置される。

【図面の簡単な説明】

【図１】車両用交流発電機の全体構成を示す断面図であ
る。

【図２】第１の実施形態の固定子の部分的な断面図であ
る。

【図３】第１の実施形態の固定子巻線を構成する導体セ
グメントの斜視図である。

【図４】第１の実施形態の固定子巻線の固定子鉄心上に
おける配線図である。

【図５】第１の実施形態の導体セグメントの接合部側の
コイルエンドを示す固定子の部分的な斜視図である。

【図６】全てのスロットに導体セグメントが装備された
固定子の部分的な斜視図である。

【図７】変形例の固定子の部分的な断面図である。

【図８】変形例の固定子の部分的な断面図である。

【図９】変形例の固定子の部分的な断面図である。

【図１０】変形例の固定子の部分的な断面図である。

【図１１】変形例の導体セグメントの斜視図である。

【図１２】変形例の固定子巻線の固定子鉄心上における
配線図である。

【図１３】変形例の導体セグメントの斜視図である。

【図１４】変形例の固定子巻線の固定子鉄心上における
配線図である。

【図１５】第２の実施形態の固定子の部分的な断面図で
ある。

【図１６】第２の実施形態の固定子巻線の固定子鉄心上
における配線図である。

【図１７】変形例の固定子の部分的な断面図である。

【図１８】第３の実施形態の固定子の部分的な断面図で
ある。

【図１９】第３の実施形態の固定子巻線の固定子鉄心上
における配線図である。

【図２０】変形例の固定子巻線の固定子鉄心上における
配線図である。

【符号の説明】

１ 車両用交流発電機 ２ 固定子 ３ 回転子 ４ フレーム ５ 整流器 ２１ 固定子巻線 ２２ 固定子鉄心 ２３ 導体セグメント ２４ インシュレータ ２５、２５０ スロット

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 5H603 AA00 AA09 BB02 BB05 BB12 CA01 CA05 CB02 CB26 CC05 CC07 CC17 CD02 CE02 CE05 CE13 FA01 5H604 AA08 BB03 BB08 BB14 CC01 CC05 CC15 PB03 5H619 AA00 AA05 BB02 PP01 PP02 PP04 PP14

Claims (25)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数のスロットを形成してなる固定子鉄
   心と、この固定子鉄心に装備された多相の固定子巻線
   と、回転子とを有する回転電機において、 前記固定子巻線は前記スロット内に複数の層をなして収
   容可能な断面を有しており、 前記固定子鉄心には、前記固定子巻線が収容されない未
   使用スロット、および前記固定子巻線が収容されない未
   使用層を含むスロットの少なくとも一方が含まれている
   ことを特徴とする回転電機。
2. 【請求項２】 請求項１において、 前記未使用スロットおよび前記未使用層のいずれか一方
   は軸方向に開口していることを特徴とする回転電機。
3. 【請求項３】 請求項１において、 前記未使用スロットおよび前記未使用層のいずれか一方
   の軸方向端部は充填部材によって閉じられていることを
   特徴とする回転電機。
4. 【請求項４】 請求項１から３のいずれかにおいて、 前記固定子鉄心には、前記固定子巻線が収容された使用
   スロットと前記未使用スロットとが交互に配置されてい
   ることを特徴とする回転電機。
5. 【請求項５】 請求項１から３のいずれかにおいて、 前記スロット内における前記未使用層の配置は、複数の
   種類からなることを特徴とする回転電機。
6. 【請求項６】 請求項５において、 前記未使用層の配置が異なる前記スロットが交互に配置
   されていることを特徴とする回転電機。
7. 【請求項７】 請求項１から６のいずれかにおいて、 前記固定子巻線は、端部において接合された複数の導体
   セグメントを有し、複数の前記接合部は前記固定子鉄心
   の一端側において多重の環状をなして配置されているこ
   とを特徴とする回転電気。
8. 【請求項８】 請求項１から７のいずれかにおいて、 前記固定子巻線は、端部において接合された複数のＵ字
   型の導体セグメントを有し、当該Ｕ字型導体セグメント
   には、前記スロット内における位置に応じて大きさが異
   なる第１のＵ字型導体セグメントと第２のＵ字型導体セ
   グメントとが含まれることを特徴とする回転電機。
9. 【請求項９】 複数のスロットを形成してなる固定子鉄
   心と、この固定子鉄心に装備された多相の固定子巻線
   と、回転子とを有する回転電機において、 前記固定子巻線は、端部において互いに接合された複数
   のＵ字型導体セグメントを備えており、 前記Ｕ字型導体セグメントは、前記固定子鉄心の一端側
   に両方の先端が配置され、前記固定子鉄心の他端側にタ
   ーン部が配置されており、 前記Ｕ字型導体セグメントは、 前記固定子鉄心の一端側において前記両方の先端が外端
   層および内端層として配置される第１のＵ字型導体セグ
   メントと、 前記固定子鉄心の一端側において前記両方の先端が外中
   層および内中層として配置される第２のＵ字型導体セグ
   メントとを含んでおり、 複数の前記スロットには、前記第１および第２のＵ字型
   導体セグメントが周方向に関して交互に配置されてお
   り、 前記固定子鉄心の他端側には、前記外端層と前記外中層
   とを接合する複数の接合部が環状に配置されるととも
   に、前記内端層と前記内中層とを接合する複数の接合部
   が環状に配置されていることを特徴とする回転電機。
10. 【請求項１０】 請求項８または９において、 前記第１のＵ字型セグメントは前記スロット内の径方向
    の端寄りに配置されており、前記第２のＵ字型セグメン
    トは前記スロット内の径方向の中央寄りに配置されてい
    ることを特徴とする回転電機。
11. 【請求項１１】 複数の基本スロットを形成してなる固
    定子鉄心と、この固定子鉄心に装備された多相の固定子
    巻線と、回転子とを有する回転電機において、 前記固定子鉄心の前記基本スロット間に形成された基本
    ティースの周方向の幅は、その範囲内に１以上の前記基
    本スロットと同寸法の予備スロットを配置してもなおそ
    の予備スロットの両側に予備ティースを形成しうる幅で
    あることを特徴とする回転電機。
12. 【請求項１２】 回転周方向に沿って交互にＮＳ磁極を
    形成する回転子と、前記回転子と対向配置された固定子
    鉄心およびこの固定子鉄心に装備された多相の固定子巻
    線を備える固定子とを有する回転電機において、 前記固定子鉄心は、積層板を貫いて延びる複数のスロッ
    トが形成された積層鉄心を備え、 前記スロットは、前記固定子巻線が配置されている第１
    のスロットと、前記固定子巻線が配置されていない第２
    のスロットとを有することを特徴とする回転電機。
13. 【請求項１３】 請求項１２において、 前記第２のスロットが開口部を有することを特徴とする
    回転電機。
14. 【請求項１４】 請求項１２において、 前記第２のスロットは、充填部材によって内部空間が充
    填されていることを特徴とする回転電機。
15. 【請求項１５】 請求項１２から１４のいずれかにおい
    て、 前記第１のスロットと前記第２のスロットが前記固定子
    鉄心の周方向に交互に配置されていることを特徴とする
    回転電機。
16. 【請求項１６】 請求項１２から１５のいずれかにおい
    て、 前記固定子巻線は、複数の導体セグメントを備え、 これら複数の導体セグメントは、前記スロットの深さ方
    向に複数の層をなして互いに絶縁して収納されており、 これら複数の導体セグメントの一部分は前記スロットの
    軸方向両端面から延び出しており、当該一部分は前記回
    転子のＮＳ磁極ピッチに対応して離間した２つの前記ス
    ロット内の異なる前記層を直列接続するコイルエンドを
    形成しており、複数の前記コイルエンドの間には冷却媒
    体が流れる隙間が形成されていることを特徴とする回転
    電機。
17. 【請求項１７】 請求項１２から１６のいずれかにおい
    て、 前記固定子巻線は、前記スロット内における断面形状が
    前記スロットの形状に沿ったほぼ矩形状であることを特
    徴とする回転電機。
18. 【請求項１８】 請求項１２から１７のいずれかにおい
    て、 前記第２のスロットは、前記回転子と対向する内周側に
    開口部を持たないことを特徴とする回転電機。
19. 【請求項１９】 請求項１２から１８のいずれかにおい
    て、 前記第１のスロットと前記第２のスロットとは、周方向
    に沿った幅が異なることを特徴とする回転電機。
20. 【請求項２０】 複数のスロットを形成してなる固定子
    鉄心と、この固定子鉄心に装備された多相の固定子巻線
    とを有する回転電機の製造方法において、 前記固定子鉄心を製造し、前記固定子鉄心に形成された
    複数のスロットのうち所定数のスロットのみを使用して
    残りを未使用スロットとして固定子巻線を装備すること
    を特徴とする回転電機の製造方法。
21. 【請求項２１】 請求項２０において、 前記固定子鉄心に形成された複数の前記スロットの全て
    を使用して前記固定子巻線を装備する工程と、複数の前
    記スロットのうち所定数の前記スロットのみを使用して
    残りを未使用スロットとして前記固定子巻線を装備する
    工程とが選択されることを特徴とする回転電機の製造方
    法。
22. 【請求項２２】 請求項２０において、 前記固定子鉄心に形成された複数の前記スロットのうち
    所定数の前記スロットのみを使用して残りを未使用スロ
    ットとして前記固定子巻線を装備する工程と、前記所定
    数より多い前記スロットを使用して残りを未使用スロッ
    トとして前記固定子巻線を装備する工程とが選択される
    ことを特徴とする回転電機の製造方法。
23. 【請求項２３】 複数のスロットを形成してなる固定子
    鉄心と、この固定子鉄心の前記スロット内に複数の層を
    なして装備された多相の固定子巻線とを有する回転電機
    の製造方法において、 前記固定子鉄心を製造し、前記固定子鉄心に形成された
    前記スロット内の所定の層のみを使用して残りを未使用
    層として前記固定子巻線を装備することを特徴とする回
    転電機の製造方法。
24. 【請求項２４】 請求項２３において、 前記固定子鉄心に形成された複数の前記スロットの全て
    の層を使用して前記固定子巻線を装備する工程と、前記
    スロット内の所定の層のみを使用して残りを未使用層と
    して前記固定子巻線を装備する工程とが選択されること
    を特徴とする回転電機の製造方法。
25. 【請求項２５】 請求項２３において、 前記固定子鉄心に形成された前記スロット内の所定数の
    層のみを使用して残りを未使用層として前記固定子巻線
    を装備する工程と、前記所定数より多い層を使用して残
    りを未使用層として前記固定子巻線を装備する工程とが
    選択されることを特徴とする回転電機の製造方法。