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公開番号2024159044
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-11-08
出願番号2023074777
出願日2023-04-28
発明の名称ステータ用のコイル
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 20060101AFI20241031BHJP(電力の発電,変換,配電)
要約【課題】渦電流損及び銅損の合計の損失が小さくなるように損失を調整することができるステータ用のコイルを提供する。
【解決手段】コイルは、回転軸と一体的に回転するとともに回転軸の周方向に並ぶ複数の永久磁石を有するロータと、ロータと回転軸の軸方向に積層されるステータとを備えるアキシャル型のモータのステータに用いられる。コイルは円環状である。コイルは、コイルの径方向に延在するとともにコイルの周方向に並ぶ複数の導電部20を備えている。複数の導電部20には、導電部20の延在方向に延びる複数本のスリット40がそれぞれ設けられている。各導電部20は、スリット40によって導電部20の幅方向に分割される分割領域Aを導電部20の延在方向において複数有している。複数の分割領域Aのうち、少なくとも2つの異なる分割領域Aにおいて、一方の分割領域Aにおける分割数と他方の分割領域Aにおける分割数とが異なっている。
【選択図】図6
特許請求の範囲【請求項１】
回転軸と一体的に回転するとともに前記回転軸の周方向に並ぶ複数の永久磁石を有するロータと、前記ロータと前記回転軸の軸方向に積層されるステータとを備えるアキシャル型のモータの前記ステータに用いられる円環状のステータ用のコイルであって、
前記コイルの径方向に延在するとともに前記コイルの周方向に並ぶ複数の導電部を備え、
複数の前記導電部には、前記導電部の延在方向に延びる複数本のスリットがそれぞれ設けられ、
前記導電部は、前記スリットによって前記導電部の幅方向に分割される分割領域を前記導電部の延在方向において複数有し、
複数の前記分割領域のうち、少なくとも２つの異なる前記分割領域において、一方の前記分割領域における分割数と他方の前記分割領域における分割数とが異なることを特徴とするステータ用のコイル。
続きを表示（約 330 文字）【請求項２】
前記導電部の幅は、前記コイルの径方向において変化している請求項１に記載のステータ用のコイル。
【請求項３】
前記導電部の延在方向の中央側に位置する前記分割領域における前記導電部の分割数は、前記導電部の延在方向の両端側に位置する前記分割領域における前記導電部の分割数よりも多い請求項１に記載のステータ用のコイル。
【請求項４】
前記導電部の延在方向に隣り合う２つの前記分割領域のうち、一方の前記分割領域から他方の前記分割領域に延在する前記スリットの端部と、他方の前記分割領域から一方の前記分割領域に延在する前記スリットの端部とは、前記導電部の幅方向に重なり合っている請求項１に記載のステータ用のコイル。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、ステータ用のコイルに関する。
続きを表示（約 2,000 文字）【背景技術】
【０００２】
特許文献１の記載のプリントコイルは、環状に併設された複数のコイル片を備えている。各コイル片は、径方向内側に位置する内側インボリュート曲線部と、径方向外側に位置する外側インボリュート曲線部と、内側インボリュート曲線部と外側インボリュート曲線部との間に位置する直線部とを有している。
【０００３】
渦電流損は、導体の幅に比例する。つまり、導体の幅が大きいほど、渦電流損は大きくなる。特許文献１では、直線部には、長手方向に沿って１本のスリットが形成されている。スリットにより、直線部における導体の幅が小さくなるため、渦電流損が低減される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特開２００８－９９４２９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述したように渦電流損は、導体の幅に比例する一方、銅損は、導体の幅に反比例する。つまり、導体の幅が大きいほど、銅損は小さくなる。このように渦電流損と銅損はトレードオフの関係にある。したがって、特許文献１のように直縁部に１本のスリットが形成されることにより、渦電流損が低減されていたとしても、渦電流損及び銅損の合計の損失が低減されているとは限らない。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記問題点を解決するためのステータ用のコイルは、回転軸と一体的に回転するとともに前記回転軸の周方向に並ぶ複数の永久磁石を有するロータと、前記ロータと前記回転軸の軸方向に積層されるステータとを備えるアキシャル型のモータの前記ステータに用いられる円環状のステータ用のコイルであって、前記コイルの径方向に延在するとともに前記コイルの周方向に並ぶ複数の導電部を備え、複数の前記導電部には、前記導電部の延在方向に延びる複数本のスリットがそれぞれ設けられ、前記導電部は、前記スリットによって前記導電部の幅方向に分割される分割領域を前記導電部の延在方向において複数有し、複数の前記分割領域のうち、少なくとも２つの異なる前記分割領域において、一方の前記分割領域における分割数と他方の前記分割領域における分割数とが異なることを要旨とする。
【０００７】
上記構成によれば、複数の導電部には、導電部の延在方向に延びる複数本のスリットがそれぞれ設けられている。導電部は、スリットによって導電部の幅方向に分割される分割領域を導電部の延在方向において複数有している。複数の分割領域のうち、少なくとも２つの異なる分割領域において、一方の分割領域における分割数と他方の分割領域における分割数とが異なる。この場合、各分割領域における導体の幅が渦電流損及び銅損の合計の損失が小さくなる幅となるように、分割領域における導電部の分割数を個別に設定することができる。したがって、渦電流損及び銅損の合計の損失が小さくなるように損失を調整することができる。
【０００８】
上記ステータ用のコイルにおいて、前記導電部の幅は、前記コイルの径方向において変化していてもよい。
導電部の幅がコイルの径方向において変化している場合、導電部の分割数が１つの固定値に設定されていると、導電部には、渦電流損及び銅損の合計の損失が小さくなるような分割数になっていない領域が生じやすい。したがって、複数の分割領域のうち、少なくとも２つの異なる分割領域において、一方の分割領域における分割数と他方の分割領域における分割数とを異ならせることにより、渦電流損及び銅損の合計の損失が小さくなるように損失を調整することが特に効果的である。
【０００９】
上記ステータ用のコイルにおいて、前記導電部の延在方向の中央側に位置する前記分割領域における前記導電部の分割数は、前記導電部の延在方向の両端側に位置する前記分割領域における前記導電部の分割数よりも多くてもよい。
【００１０】
永久磁石の磁束密度は、永久磁石の中央から端に向かうにつれて低くなることが知られている。このため、永久磁石の磁束密度は、永久磁石のうち、回転軸の径方向において中央側に位置する部分から内側又は外側に位置する部分に向かうにつれて低くなる。したがって、導電部の延在方向の中央側に位置する部分における磁束密度は、導電部の延在方向の両端側に位置する部分における磁束密度よりも高くなりやすい。渦電流損は、磁束密度に比例する。つまり、磁束密度が高いほど、渦電流損は大きくなる。このため、導電部の延在方向の中央側に位置する部分での渦電流損は、導電部の延在方向の両端側に位置する部分での渦電流損よりも大きくなりやすい。
（【００１１】以降は省略されています）

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