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公開番号2023017229
公報種別公開特許公報(A)
公開日2023-02-07
出願番号2021121342
出願日2021-07-26
発明の名称固定子
出願人株式会社IHI
代理人個人,個人,個人,個人
主分類H02K 3/18 20060101AFI20230131BHJP(電力の発電,変換,配電)
要約【課題】平角コイルの渦電流損を低減する。
【解決手段】内周面11に開口するスロット12とスロット12の間のティース13とを有する固定子鉄心10とティース13に巻回された平角コイル20とを備えた固定子1で、横断面視で平角コイル20は、内周面11に近い巻回ほど内周面11の周方向Dcの幅wが減少する減幅部21と、内周面11に近い巻回ほど周方向Dcの幅wが増大する拡幅部22とを含み、ティース13に回転子50が接近する側の接近側部16とティース13に回転子50が離脱する側の離脱側部17とにティース13を二分割すると、減幅部21は接近側部16に巻回され、ティース13の磁束飽和が生じ易い接近側部16で磁束の鎖交面積を減少させて平角コイル20で発生する渦電流損を低減できる。拡幅部22は離脱側部17に巻回され、磁束飽和が生じ難い離脱側部17のティース13の先端部近傍で平角コイル20の占積率を向上できる。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
内周面に開口する複数のスロットと、互いに隣接する前記スロットの間に形成された複数のティースと、を有する固定子鉄心と、
前記ティースのそれぞれに巻回された平角コイルと、
を備え、
前記固定子鉄心が囲繞する回転子の回転軸に直交する断面による断面視で、前記平角コイルは、前記内周面に近い巻回ほど前記内周面の周方向の幅が減少する減幅部と、前記内周面に近い巻回ほど前記内周面の周方向の幅が増大する拡幅部と、を含み、
前記固定子鉄心が囲繞する回転子の回転軸に直交する断面による断面視で、前記ティースに回転する前記回転子が接近する側の接近側部と、前記ティースに回転する前記回転子が離脱する側の離脱側部とに前記ティースを二分割したときに、
前記減幅部は、前記接近側部に巻回されており、
前記拡幅部は、前記離脱側部に巻回されている、固定子。
続きを表示（約 500 文字）【請求項２】
互いに隣接する前記ティースの間の前記スロットにおいて、一方の前記ティースの前記接近側部に巻回された前記平角コイルの占積率と、他方の前記ティースの前記離脱側部に巻回された前記平角コイルの占積率とが同じである、請求項１に記載の固定子。
【請求項３】
互いに隣接する前記ティースの間の前記スロットにおける前記固定子鉄心が囲繞する回転子の回転軸に直交する断面による断面視で、一方の前記ティースの前記接近側部に巻回された前記平角コイルの外周面と、他方の前記ティースの前記離脱側部に巻回された前記平角コイルの外周面とは互いに平行な部位を含む、請求項１又は２に記載の固定子。
【請求項４】
前記減幅部では、前記内周面の周方向の幅が減少するほど、前記内周面の径方向の厚さが増大し、前記拡幅部では、前記内周面の周方向の幅が増大するほど、前記内周面の径方向の厚さが減少する、請求項１～３のいずれか１項に記載の固定子。
【請求項５】
前記平角コイルの前記内周面の周方向の幅と、前記平角コイルの径方向の厚さとの積が一定である、請求項４に記載の固定子。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、固定子に関するものである。
続きを表示（約 1,800 文字）【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、電動機の電機子の例として固定子が開示されている。特許文献１の固定子は、内周面に開口する複数のスロットと、互いに隣接するスロットの間に形成された複数のティースとを有する固定子鉄心と、ティースのそれぞれに巻回され、断面が円形のコイルとを備える。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開昭６２‐２０３５２７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、電動機には、小型かつ大出力が求められる。従って、電動機のエネルギー効率を高めることは重要である。電動機のエネルギー効率を高めるための技術の一つとして、コイルの占積率を向上させることが従来から知られており、一般的に断面が矩形状の平角コイルを用いてコイルを構成することで占積率が向上させられている。しかし、平角コイルを用いた電動機では、平角コイルの表面積が大きいため、回転子が回転したときに永久磁石等からの磁束が平角コイルに到達すると、渦電流が発生する。そのため、渦電流損が大きくなり、電動機のエネルギー効率を低下させる場合がある。
【０００５】
そこで本発明は、平角コイルで発生する渦電流損を低減することができる固定子を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の一側面は、内周面に開口する複数のスロットと、互いに隣接するスロットの間に形成された複数のティースとを有する固定子鉄心と、ティースのそれぞれに巻回された平角コイルとを備え、固定子鉄心が囲繞する回転子の回転軸に直交する断面による断面視で、平角コイルは、内周面に近い巻回ほど内周面の周方向の幅が減少する減幅部と、内周面に近い巻回ほど内周面の周方向の幅が増大する拡幅部とを含み、固定子鉄心が囲繞する回転子の回転軸に直交する断面による断面視で、ティースに回転する回転子が接近する側の接近側部と、ティースに回転する回転子が離脱する側の離脱側部とにティースを二分割したときに、減幅部は接近側部に巻回されており、拡幅部は離脱側部に巻回されている固定子である。
【０００７】
この構成によれば、内周面に開口する複数のスロットと、互いに隣接するスロットの間に形成された複数のティースとを有する固定子鉄心と、ティースのそれぞれに巻回された平角コイルとを備えた固定子において、固定子鉄心が囲繞する回転子の回転軸に直交する断面による断面視で、平角コイルは、内周面に近い巻回ほど内周面の周方向の幅が減少する減幅部と、内周面に近い巻回ほど内周面の周方向の幅が増大する拡幅部とを含む。固定子鉄心が囲繞する回転子の回転軸に直交する断面による断面視で、ティースに回転する回転子が接近する側の接近側部と、ティースに回転する回転子が離脱する側の離脱側部とにティースを二分割したときに、減幅部は接近側部に巻回されている。このため、ティースの先端部で磁束飽和が生じ易い接近側部において磁束の鎖交面積を減少させて平角コイルで発生する渦電流損を低減することができる。一方、拡幅部は離脱側部に巻回されている。このため、ティースの先端部で磁束飽和が生じ難い離脱側部のティースの先端部近傍における平角コイルの占積率を向上させることができる。
【０００８】
この場合、互いに隣接するティースの間のスロットにおいて、一方のティースの接近側部に巻回された平角コイルの占積率と、他方のティースの離脱側部に巻回された平角コイルの占積率とが同じであってもよい。
【０００９】
この構成によれば、互いに隣接するティースの間のスロットにおいて、一方のティースの接近側部に巻回された平角コイルの占積率と、他方のティースの離脱側部に巻回された平角コイルの占積率とが同じであるため、スロットの無駄な空間を減少させて、接近側部及び離脱側部のいずれにおいてもスロットにおける平角コイルの占積率を確保することが容易である。
【００１０】
また、互いに隣接するティースの間のスロットにおける固定子鉄心が囲繞する回転子の回転軸に直交する断面による断面視で、一方のティースの接近側部に巻回された平角コイルの外周面と、他方のティースの離脱側部に巻回された平角コイルの外周面とは互いに平行な部位を含んでもよい。
（【００１１】以降は省略されています）

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