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公開番号2024154646
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-10-31
出願番号2023068584
出願日2023-04-19
発明の名称ステータ用コイル及び回転電機
出願人株式会社豊田自動織機
代理人個人,個人
主分類H02K 3/04 20060101AFI20241024BHJP(電力の発電,変換,配電)
要約【課題】内側渡線及び外側渡線の電気抵抗を低減できるステータ用コイル及び回転電機を提供する。
【解決手段】コイル17は、三相交流電流が印加される環状のU相、V相、及びW相のコイルループ17u,17v,17wを有している。各相のコイルループ17u,17v,17wにおいて、第1ラジアル部、第1内側渡線部、及び第1外側渡線部を有する第1導電部と、第2ラジアル部、第2内側渡線部、及び第2外側渡線部を有する第2導電部とは、軸方向において異なる位置に設けられるとともに周方向において交互に配置されている。第1内側渡線部及び第2内側渡線部は、内側渡線の一部を構成している。第1外側渡線部及び第2外側渡線部は、外側渡線の一部を構成している。各相の第1ラジアル部は、他の2相の第2ラジアル部の一部と軸方向に重なっている。各相の第2ラジアル部は、他の2相の第1ラジアル部の一部と軸方向に重なっている。
【選択図】図8
特許請求の範囲【請求項１】
回転電機のステータに用いられる円環状のステータ用コイルであって、
周方向に１相ずつずらした状態で分布巻きされるとともに三相交流電流が印加される環状のＵ相、Ｖ相、及びＷ相のコイルループを有し、
各相の前記コイルループは、
径方向に沿って延びる第１ラジアル部、前記第１ラジアル部よりも径方向内側に位置するとともに前記第１ラジアル部に対して傾斜するように延びる第１内側渡線部、及び前記第１ラジアル部よりも径方向外側に位置するとともに前記第１ラジアル部に対して傾斜するように延びる第１外側渡線部を有する複数の第１導電部と、
径方向に沿って延びる第２ラジアル部、前記第２ラジアル部よりも径方向内側に位置するとともに前記第２ラジアル部に対して傾斜するように延びる第２内側渡線部、及び前記第２ラジアル部よりも径方向外側に位置するとともに前記第２ラジアル部に対して傾斜するように延びる第２外側渡線部を有する複数の第２導電部と、
を有し、
前記第１導電部と前記第２導電部は、軸方向において異なる位置に設けられるとともに周方向において交互に配置され、
前記第１内側渡線部及び前記第２内側渡線部は、内周部において前記第１ラジアル部と前記第２ラジアル部とを電気的に接続する内側渡線の一部を構成し、
前記第１外側渡線部及び前記第２外側渡線部は、外周部において前記第１ラジアル部と前記第２ラジアル部とを電気的に接続する外側渡線の一部を構成し、
各相の前記第１ラジアル部は、他の２相の前記第２ラジアル部の一部と軸方向に重なるとともに、各相の前記第２ラジアル部は、他の２相の前記第１ラジアル部の一部と軸方向に重なり、
各相の前記コイルループにおいて、正方向の電流が印加されたとき、前記第１ラジアル部では、径方向の一方側から他方側に向かって電流が流れ、前記第２ラジアル部では、径方向の他方側から一方側に向かって電流が流れ、負方向の電流が印加されたとき、前記第１ラジアル部では、径方向の他方側から一方側に向かって電流が流れ、前記第２ラジアル部では、径方向の一方側から他方側に向かって電流が流れることを特徴とするステータ用コイル。
続きを表示（約 320 文字）【請求項２】
各相の前記第１ラジアル部の周方向の中心に位置するとともに径方向に延びる直線は、当該第１ラジアル部と軸方向に重なる他の２相の前記第２ラジアル部の周方向の中間に位置するとともに径方向に延びる直線と軸方向に重なり、
各相の前記第２ラジアル部の周方向の中心に位置するとともに径方向に延びる直線は、当該第２ラジアル部と軸方向に重なる他の２相の前記第１ラジアル部の周方向の中間に位置するとともに径方向に延びる直線と軸方向に重なっている請求項１に記載のステータ用コイル。
【請求項３】
ロータとステータとを備え、
前記ステータは、請求項１又は請求項２に記載のステータ用コイルを有することを特徴とする回転電機。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、ステータ用コイル及び回転電機に関する。
続きを表示（約 2,600 文字）【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、ロータとステータとが回転軸の軸方向に積層されたアキシャル型の回転電機が開示されている。ステータは、円環状のコイルを有している。コイルは、Ｕ相、Ｖ相、及びＷ相のコイルループを有している。各相のコイルループは、環状をなしている。Ｕ相のコイルループ、Ｖ相のコイルループ、及びＷ相のコイルループは、回転軸の周方向においてずらした状態で配置されている。
【０００３】
図２０は、特許文献１のコイル２０１の一部を示す模式図である。図２０の紙面上側及び下側は、回転軸の径方向の外側及び内側にそれぞれ対応している。図２０における紙面左右方向は、回転軸の周方向に対応している。Ｕ相のコイルループ２６１、Ｖ相のコイルループ２６２、及びＷ相のコイルループ２６３はそれぞれ、第１コイルループ要素２６１Ａ及び第２コイルループ要素２６１Ｂの２つのコイルループ要素からなる。
【０００４】
第１コイルループ要素２６１Ａ及び第２コイルループ要素２６１Ｂはそれぞれ、回転軸の周方向に配列された複数の折れ線状コイルセグメント２４１ａを有している。各折れ線状コイルセグメント２４１ａは、接合部２４１ｂ、斜め方向部２４１ｃ、中心方向直線部２４１ｄ、斜め方向部２４１ｅ、及び接合部２４１ｆを有している。接合部２４１ｂ、斜め方向部２４１ｃ、中心方向直線部２４１ｄ、斜め方向部２４１ｅ、及び接合部２４１ｆは、回転軸の径方向外側から内側に向かってこの順に並んでいる。中心方向直線部２４１ｄは、回転軸の径方向に沿って延びている。斜め方向部２４１ｃ及び斜め方向部２４１ｅは、中心方向直線部２４１ｄに対して斜め方向に延びている。
【０００５】
回転軸の周方向に隣り合う折れ線状コイルセグメント２４１ａは、接合部２４１ｂ同士及び接合部２４１ｆ同士が接合されることによって電気的に接続されている。接合部２４１ｂ及び斜め方向部２４１ｃは、コイル２０１の外周部において回転軸の周方向に隣り合う中心方向直線部２４１ｄを電気的に接続する外側渡線を構成している。斜め方向部２４１ｅ及び接合部２４１ｆは、コイル２０１の内周部において回転軸の周方向に隣り合う中心方向直線部２４１ｄを電気的に接続する内側渡線を構成している。
【０００６】
図２０及び図２１に示すように、第１コイルループ要素２６１Ａと第２コイルループ要素２６１Ｂは、回転軸の周方向において１ピッチ分位相をずらした状態で配置されている。第１コイルループ要素２６１Ａの中心方向直線部２４１ｄと、第２コイルループ要素２６１Ｂの中心方向直線部２４１ｄとは、回転軸の軸方向において重なっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
特開２００８－６１３５７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
内側渡線及び外側渡線の電気抵抗が大きいほど、内側渡線及び外側渡線で発生する銅損は増大する。このため、内側渡線及び外側渡線の電気抵抗の低減が望まれている。導体の電気抵抗は、導体の長さが短いほど小さくなる。このため、内側渡線及び外側渡線の長さを短くすることが望まれている。また、導体の電気抵抗は、導体の幅が大きいほど、導体の断面積が大きくなるため、小さくなる。このため、内側渡線及び外側渡線の幅を大きくすることが望まれている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記問題点を解決するためのステータ用コイルは、回転電機のステータに用いられる円環状のステータ用コイルであって、周方向に１相ずつずらした状態で分布巻きされるとともに三相交流電流が印加される環状のＵ相、Ｖ相、及びＷ相のコイルループを有し、各相の前記コイルループは、径方向に沿って延びる第１ラジアル部、前記第１ラジアル部よりも径方向内側に位置するとともに前記第１ラジアル部に対して傾斜するように延びる第１内側渡線部、及び前記第１ラジアル部よりも径方向外側に位置するとともに前記第１ラジアル部に対して傾斜するように延びる第１外側渡線部を有する複数の第１導電部と、径方向に沿って延びる第２ラジアル部、前記第２ラジアル部よりも径方向内側に位置するとともに前記第２ラジアル部に対して傾斜するように延びる第２内側渡線部、及び前記第２ラジアル部よりも径方向外側に位置するとともに前記第２ラジアル部に対して傾斜するように延びる第２外側渡線部を有する複数の第２導電部と、を有し、前記第１導電部と前記第２導電部は、軸方向において異なる位置に設けられるとともに周方向において交互に配置され、前記第１内側渡線部及び前記第２内側渡線部は、内周部において前記第１ラジアル部と前記第２ラジアル部とを電気的に接続する内側渡線の一部を構成し、前記第１外側渡線部及び前記第２外側渡線部は、外周部において前記第１ラジアル部と前記第２ラジアル部とを電気的に接続する外側渡線の一部を構成し、各相の前記第１ラジアル部は、他の２相の前記第２ラジアル部の一部と軸方向に重なるとともに、各相の前記第２ラジアル部は、他の２相の前記第１ラジアル部の一部と軸方向に重なり、各相の前記コイルループにおいて、正方向の電流が印加されたとき、前記第１ラジアル部では、径方向の一方側から他方側に向かって電流が流れ、前記第２ラジアル部では、径方向の他方側から一方側に向かって電流が流れ、負方向の電流が印加されたとき、前記第１ラジアル部では、径方向の他方側から一方側に向かって電流が流れ、前記第２ラジアル部では、径方向の一方側から他方側に向かって電流が流れることを要旨とする。
【００１０】
上記構成によれば、各相の第１ラジアル部は、他の２相の第２ラジアル部の一部とコイルの軸方向に重なっている。また、各相の第２ラジアル部は、他の２相の第１ラジアル部の一部とコイルの軸方向に重なっている。このため、周方向に隣り合う同相の第１ラジアル部と第２ラジアル部との間隔は、従来技術において周方向に隣り合う同相の第１コイルループ要素の中心方向直線部と第２コイルループ要素の中心方向直線部との間隔よりも狭くなる。
（【００１１】以降は省略されています）

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