JP2003158840A - 車両用回転電機の固定子 - Google Patents
車両用回転電機の固定子Info
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- JP2003158840A JP2003158840A JP2001352050A JP2001352050A JP2003158840A JP 2003158840 A JP2003158840 A JP 2003158840A JP 2001352050 A JP2001352050 A JP 2001352050A JP 2001352050 A JP2001352050 A JP 2001352050A JP 2003158840 A JP2003158840 A JP 2003158840A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 従来の固定子にセグメントを用いた車両用回
転電機では、セグメントに生じる渦電流の影響が大きか
った。 【解決手段】 互いに絶縁された２以上の電気導体１
２,１４をつなぎ合わせて一連の固定子巻線を形成し、
固定子のスロット内において、電気導体１２,１４を径
方向に並ばせる。
転電機では、セグメントに生じる渦電流の影響が大きか
った。 【解決手段】 互いに絶縁された２以上の電気導体１
２,１４をつなぎ合わせて一連の固定子巻線を形成し、
固定子のスロット内において、電気導体１２,１４を径
方向に並ばせる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、車両用回転電機の
固定子に関する。特に、複数の電気導体セグメント同士
を接合して構成された巻線を有する固定子に関する。
固定子に関する。特に、複数の電気導体セグメント同士
を接合して構成された巻線を有する固定子に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、車両用回転電機の固定子において
は、Ｕ字状の電気導体よりなる複数のセグメントを用
い、各セグメントを固定子鉄心のスロットへ挿入した
後、セグメント同士を接合して、巻線を構成する車両用
回転電機の固定子が知られている。このような、セグメ
ントを用いた車両用回転電機の固定子は、例えば、特許
第２９２７２８８号に記載されている。
は、Ｕ字状の電気導体よりなる複数のセグメントを用
い、各セグメントを固定子鉄心のスロットへ挿入した
後、セグメント同士を接合して、巻線を構成する車両用
回転電機の固定子が知られている。このような、セグメ
ントを用いた車両用回転電機の固定子は、例えば、特許
第２９２７２８８号に記載されている。
【０００３】図１は、従来のセグメント３００の斜視図
を示す。セグメント３００は、直線部３００ａ、端部３
００ｂ、接合部３００ｃ、および中央部３００ｄから構
成されている。直線部３００ａは、固定子のスロット内
に収められる。接合部３００ｃは、隣接するセグメント
３００との接合に用いられる。
を示す。セグメント３００は、直線部３００ａ、端部３
００ｂ、接合部３００ｃ、および中央部３００ｄから構
成されている。直線部３００ａは、固定子のスロット内
に収められる。接合部３００ｃは、隣接するセグメント
３００との接合に用いられる。
【０００４】図２は、従来の車両用回転電機の固定子３
１０を軸方向から見たときの平面図を示す。固定子３１
０は、４８個のティース１ａ〜４８ａ、および４８個の
スロット１ｂ〜４８ｂを含み、３相の固定子巻線を収容
する。ここで、スロットｎｂ（ｎは１から４８までの整
数）は、ティースｎとティースｎ＋１の間に位置するス
ロットを示す（ただし、スロットｎ＝４８については、
ティース４８ｂとティース１ｂの間に位置するスロット
を示す）。
１０を軸方向から見たときの平面図を示す。固定子３１
０は、４８個のティース１ａ〜４８ａ、および４８個の
スロット１ｂ〜４８ｂを含み、３相の固定子巻線を収容
する。ここで、スロットｎｂ（ｎは１から４８までの整
数）は、ティースｎとティースｎ＋１の間に位置するス
ロットを示す（ただし、スロットｎ＝４８については、
ティース４８ｂとティース１ｂの間に位置するスロット
を示す）。
【０００５】１相分の固定子巻線は、８本の素巻線３０
１〜３０８を含む。素巻線３０１は、スロット１８ｂか
ら６スロットおき（スロット１８ｂ,２４ｂ・・・４８
ｂ,６ｂ,１２ｂ）に、各スロットの外周側から１番目の
位置と２番目の位置とを、複数のセグメント３００を用
いて交互に辿るように巻かれている。
１〜３０８を含む。素巻線３０１は、スロット１８ｂか
ら６スロットおき（スロット１８ｂ,２４ｂ・・・４８
ｂ,６ｂ,１２ｂ）に、各スロットの外周側から１番目の
位置と２番目の位置とを、複数のセグメント３００を用
いて交互に辿るように巻かれている。
【０００６】素巻線３０２は、スロット１８ｂから６ス
ロットおき（スロット１８ｂ,２４ｂ・・・４８ｂ,６
ｂ,１２ｂ）に、各スロットの外周側から２番目の位置
と１番目の位置とを、複数のセグメント３００を用いて
交互に辿るように巻かれている。
ロットおき（スロット１８ｂ,２４ｂ・・・４８ｂ,６
ｂ,１２ｂ）に、各スロットの外周側から２番目の位置
と１番目の位置とを、複数のセグメント３００を用いて
交互に辿るように巻かれている。
【０００７】同様に、素巻線３０３,３０４,３０５,３
０６,３０７,３０８は、それぞれ、各スロットの外周側
から３番目の位置と４番目の位置とを、外周側から４番
目の位置と３番目の位置とを、外周側から５番目の位置
と６番目の位置とを、外周側から６番目の位置と５番目
の位置とを、外周側から７番目の位置と８番目の位置と
を、外周側から８番目の位置と７番目の位置とを、複数
のセグメント３００を用いて交互に辿るように巻かれて
いる。
０６,３０７,３０８は、それぞれ、各スロットの外周側
から３番目の位置と４番目の位置とを、外周側から４番
目の位置と３番目の位置とを、外周側から５番目の位置
と６番目の位置とを、外周側から６番目の位置と５番目
の位置とを、外周側から７番目の位置と８番目の位置と
を、外周側から８番目の位置と７番目の位置とを、複数
のセグメント３００を用いて交互に辿るように巻かれて
いる。
【０００８】これにより、素巻線３０１〜３０８は、ス
ロット１８ｂから６スロットおきに、各スロット内で、
外周側と内周側とに交互に位置するように巻回され、巻
線を構成する。
ロット１８ｂから６スロットおきに、各スロット内で、
外周側と内周側とに交互に位置するように巻回され、巻
線を構成する。
【０００９】図３は、スロット１８ｂに挿入されたセグ
メント３００の直線部３００ａの断面図を示す。スロッ
ト１８ｂには、１相分の固定子巻線に当たる８本の素巻
線３０１〜３０８（８ターン）が径方向に一列に挿入さ
れている。
メント３００の直線部３００ａの断面図を示す。スロッ
ト１８ｂには、１相分の固定子巻線に当たる８本の素巻
線３０１〜３０８（８ターン）が径方向に一列に挿入さ
れている。
【００１０】以下、セグメント３００を挿入するスロッ
トをスロット１８ｂから一つずつずらすことにより、３
相分の固定子巻線が形成される。
トをスロット１８ｂから一つずつずらすことにより、３
相分の固定子巻線が形成される。
【００１１】そして、固定子３１０のリヤ側（紙面裏
側）において、各相の固定子巻線の素巻線８ターンがダ
ブルＹ結線され（図示せず）、各相の端部が、それぞ
れ、（巻線端Ｕ１,巻線端Ｕ１’）、（巻線端Ｖ１,巻線
端Ｖ１’）、（巻線端Ｗ１,巻線端Ｗ１’）、（巻線端
Ｕ２,巻線端Ｕ２’）、（巻線端Ｖ２,巻線端Ｖ２’）、
（巻線端Ｗ２,巻線端Ｗ２’）として引き出される。
側）において、各相の固定子巻線の素巻線８ターンがダ
ブルＹ結線され（図示せず）、各相の端部が、それぞ
れ、（巻線端Ｕ１,巻線端Ｕ１’）、（巻線端Ｖ１,巻線
端Ｖ１’）、（巻線端Ｗ１,巻線端Ｗ１’）、（巻線端
Ｕ２,巻線端Ｕ２’）、（巻線端Ｖ２,巻線端Ｖ２’）、
（巻線端Ｗ２,巻線端Ｗ２’）として引き出される。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】一般的に、固定子のス
ロット内のセグメントにおける渦電流は、以下の式で概
ね表すことができる（図４参照）。 渦電流＝π／６ρ＊ｆ＾２＊ｄ＾２＊Ｂ ここで、ｆは、周波数（Ｈｚ）、ｄはセグメントコイル
の径方向の厚さ（ｍｍ）、Ｂは漏れ磁束密度（Ｔ）、ρ
は抵抗率を示す。
ロット内のセグメントにおける渦電流は、以下の式で概
ね表すことができる（図４参照）。 渦電流＝π／６ρ＊ｆ＾２＊ｄ＾２＊Ｂ ここで、ｆは、周波数（Ｈｚ）、ｄはセグメントコイル
の径方向の厚さ（ｍｍ）、Ｂは漏れ磁束密度（Ｔ）、ρ
は抵抗率を示す。
【００１３】従来の固定子にセグメントを用いた車両用
回転電機では、所定の性能を出すためには、相応の断面
積を有する必要があるため、ｄが大きくなっていた。こ
のため、上式で表される渦電流が大きくなっていた。特
に、高速回転、高負荷が要求される車両用回転電機で
は、この渦電流の影響が大きくなっていた。その結果と
して、車両用回転電機の効率が悪化するばかりでなく、
セグメントが発熱して高温になるため高耐熱の材料を使
用しなくてはならないことや冷却システムを高性能にす
るためシステムが高価、大型、複雑化するといった課題
があった。
回転電機では、所定の性能を出すためには、相応の断面
積を有する必要があるため、ｄが大きくなっていた。こ
のため、上式で表される渦電流が大きくなっていた。特
に、高速回転、高負荷が要求される車両用回転電機で
は、この渦電流の影響が大きくなっていた。その結果と
して、車両用回転電機の効率が悪化するばかりでなく、
セグメントが発熱して高温になるため高耐熱の材料を使
用しなくてはならないことや冷却システムを高性能にす
るためシステムが高価、大型、複雑化するといった課題
があった。
【００１４】そこで本発明は、上記の課題を解決するこ
とのできる車両用回転電機の固定子を提供することを目
的とする。
とのできる車両用回転電機の固定子を提供することを目
的とする。
【００１５】
【課題を解決するための手段】即ち、本発明は、複数の
スロットを有する固定子鉄心と、前記スロットに挿入さ
れるＵ字状の複数のセグメント同士を接続して構成され
る固定子巻線と、を含む車両用回転電機の固定子であっ
て、前記セグメントは、互いに絶縁された２以上の電気
導体を含む。
スロットを有する固定子鉄心と、前記スロットに挿入さ
れるＵ字状の複数のセグメント同士を接続して構成され
る固定子巻線と、を含む車両用回転電機の固定子であっ
て、前記セグメントは、互いに絶縁された２以上の電気
導体を含む。
【００１６】本発明の２以上の電気導体は、前記スロッ
ト内において、径方向に並置されていてもよい。
ト内において、径方向に並置されていてもよい。
【００１７】本発明の前記２以上の電気導体は、隣接す
る電気導体間が接合されていてもよい。
る電気導体間が接合されていてもよい。
【００１８】
【発明の実施の形態】以下、発明の実施の形態を通じて
本発明を説明する。
本発明を説明する。
【００１９】図５は、実施形態に係るセグメント１０の
斜視図である。セグメント１０は、２本の電気導体１
２,１４を含む。この２本の電気導体１２,１４は、エナ
メルなどの絶縁材料で被覆され、電気的に絶縁されてい
る。固定子のスロット挿入後にスロット内に位置する直
線部分１０ａにおいて、２本の電気導体１２,１４は、
径方向に並置するように配置されている。セグメント１
０は、中央部１０ｄにおいて、２本の電気導体１２,１
４の幅に相当する分だけ、クランク状に屈曲している。
セグメント１０がスロットに挿入され、端部１０ｂが曲
げられた後、電気導体１２,１４は、隣接するセグメン
ト１０の電気導体１２,１４と、接合部１０ｃにおいて
それぞれ接合される。このセグメント１０同士の接合後
も、２本の電気導体１２,１４間の絶縁は保たれる。
斜視図である。セグメント１０は、２本の電気導体１
２,１４を含む。この２本の電気導体１２,１４は、エナ
メルなどの絶縁材料で被覆され、電気的に絶縁されてい
る。固定子のスロット挿入後にスロット内に位置する直
線部分１０ａにおいて、２本の電気導体１２,１４は、
径方向に並置するように配置されている。セグメント１
０は、中央部１０ｄにおいて、２本の電気導体１２,１
４の幅に相当する分だけ、クランク状に屈曲している。
セグメント１０がスロットに挿入され、端部１０ｂが曲
げられた後、電気導体１２,１４は、隣接するセグメン
ト１０の電気導体１２,１４と、接合部１０ｃにおいて
それぞれ接合される。このセグメント１０同士の接合後
も、２本の電気導体１２,１４間の絶縁は保たれる。
【００２０】なお、セグメント１０は、２本の電気導体
１２,１４を接着材料を用いて予め互いに接合しておい
てもよい。これにより、２本の電気導体１２,１４がば
らけることを防止し、たとえば、固定子に実装する際の
作業性を高めることができる。
１２,１４を接着材料を用いて予め互いに接合しておい
てもよい。これにより、２本の電気導体１２,１４がば
らけることを防止し、たとえば、固定子に実装する際の
作業性を高めることができる。
【００２１】また、上記実施形態においては、セグメン
ト１０は、２本の電気導体１２,１４を一組として構成
されているが、３本以上の電気導体１２,１４を一組と
してもよいのはもちろんである。
ト１０は、２本の電気導体１２,１４を一組として構成
されているが、３本以上の電気導体１２,１４を一組と
してもよいのはもちろんである。
【００２２】また、上記実施形態においては、断面形状
が角型の電気導体１２,１４を例示したが、電気導体１
２,１４の断面形状は、角型に限られず、丸型その他の
形状を有してもよい。
が角型の電気導体１２,１４を例示したが、電気導体１
２,１４の断面形状は、角型に限られず、丸型その他の
形状を有してもよい。
【００２３】図６は、実施形態に係る固定子２０を軸方
向から見たときの平面図を示す。固定子２０の基本構成
は、用いたセグメントの構成を除くと、従来例の固定子
３１０と同様であるので適宜説明を省略する。固定子２
０は、４８個のティース１ｃ〜４８ｃおよびスロット１
ｄ〜４８ｄを有し、３相分（Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相）の固定
子巻線を収容している。各相の固定子巻線は、複数のセ
グメント１０同士を接合することで形成されている。セ
グメント１０同士の接合は、２本の電気導体１２,１４
それぞれについて行われ、接合後も電気導体１２,１４
間の絶縁状態は保たれている。
向から見たときの平面図を示す。固定子２０の基本構成
は、用いたセグメントの構成を除くと、従来例の固定子
３１０と同様であるので適宜説明を省略する。固定子２
０は、４８個のティース１ｃ〜４８ｃおよびスロット１
ｄ〜４８ｄを有し、３相分（Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相）の固定
子巻線を収容している。各相の固定子巻線は、複数のセ
グメント１０同士を接合することで形成されている。セ
グメント１０同士の接合は、２本の電気導体１２,１４
それぞれについて行われ、接合後も電気導体１２,１４
間の絶縁状態は保たれている。
【００２４】各相の端部は、固定子巻線に対応して、そ
れぞれ、（（巻線端Ｕ１,巻線端Ｕ２）,（巻線端Ｕ
１’,巻線端Ｕ２’））、（（巻線端Ｖ１,巻線端Ｖ
２）,（巻線端Ｖ１’,巻線端Ｖ２’））、（（巻線端Ｗ
１,巻線端Ｗ２）,（巻線端Ｗ１’,巻線端Ｗ２’））、
（（巻線端Ｕ３,巻線端Ｕ４）,（巻線端Ｕ３’,巻線端
Ｕ４’））、（（巻線端Ｖ３,巻線端Ｖ４）,（巻線端Ｖ
３’,巻線端Ｖ４’））、（（巻線端Ｗ３,巻線端Ｗ
４）,（巻線端Ｗ３’,巻線端Ｗ４’））として引き出さ
れている。
れぞれ、（（巻線端Ｕ１,巻線端Ｕ２）,（巻線端Ｕ
１’,巻線端Ｕ２’））、（（巻線端Ｖ１,巻線端Ｖ
２）,（巻線端Ｖ１’,巻線端Ｖ２’））、（（巻線端Ｗ
１,巻線端Ｗ２）,（巻線端Ｗ１’,巻線端Ｗ２’））、
（（巻線端Ｕ３,巻線端Ｕ４）,（巻線端Ｕ３’,巻線端
Ｕ４’））、（（巻線端Ｖ３,巻線端Ｖ４）,（巻線端Ｖ
３’,巻線端Ｖ４’））、（（巻線端Ｗ３,巻線端Ｗ
４）,（巻線端Ｗ３’,巻線端Ｗ４’））として引き出さ
れている。
【００２５】なお、Ｕ相は、たとえば、特開平１１−２
８５２１７号公報の図６〜８と同様に、電気角で３０度
の位相差を持つように２組の固定子巻線がダブルＹ結線
される（図示せず）。また、電気角で１２０度ずつ位相
がずれたＶ相、Ｗ相についても、同様に、２組の固定子
巻線がダブルＹ結線される。そして、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相
が星形結線（図示せず）される。
８５２１７号公報の図６〜８と同様に、電気角で３０度
の位相差を持つように２組の固定子巻線がダブルＹ結線
される（図示せず）。また、電気角で１２０度ずつ位相
がずれたＶ相、Ｗ相についても、同様に、２組の固定子
巻線がダブルＹ結線される。そして、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相
が星形結線（図示せず）される。
【００２６】図７は、スロット１８ｄに挿入されたセグ
メント１０の直線部１０ａの断面図である。スロット１
８ｄには、セグメント１０が８ターン分（各ターンは、
２ペアの電気導体１２,１４を含む）が挿入されてい
る。各セグメント１０は、径方向に配列された、互いに
絶縁された電気導体１２,１４を含む。この電気導体１
２,１４の径方向の長さｄ’は、従来のセグメント３０
０の径方向の長さｄの１／２となっている。
メント１０の直線部１０ａの断面図である。スロット１
８ｄには、セグメント１０が８ターン分（各ターンは、
２ペアの電気導体１２,１４を含む）が挿入されてい
る。各セグメント１０は、径方向に配列された、互いに
絶縁された電気導体１２,１４を含む。この電気導体１
２,１４の径方向の長さｄ’は、従来のセグメント３０
０の径方向の長さｄの１／２となっている。
【００２７】これにより、セグメント１０に生じる渦電
流を、従来のセグメント３００に比べて小さくすること
ができる。尤も、セグメント１０は、２本の電気導体１
２,１４により構成されているため、セグメント１０の
断面積は、従来のセグメント３００と同程度に保つこと
ができる。
流を、従来のセグメント３００に比べて小さくすること
ができる。尤も、セグメント１０は、２本の電気導体１
２,１４により構成されているため、セグメント１０の
断面積は、従来のセグメント３００と同程度に保つこと
ができる。
【００２８】また、渦電流を抑制できることから、周波
数ｆを増加させて、車両用回転電機の回転を高速化する
ことができる。
数ｆを増加させて、車両用回転電機の回転を高速化する
ことができる。
【００２９】
【発明の効果】上記説明から明らかなように、本発明に
よれば、車両用回転電機の固定子巻線を構成するセグメ
ントに生じる渦電流を抑制することができる。
よれば、車両用回転電機の固定子巻線を構成するセグメ
ントに生じる渦電流を抑制することができる。
【図１】 従来のセグメント３００の斜視図である。
【図２】 従来の車両用回転電機の固定子３１０を軸方
向から見たときの平面図である。
向から見たときの平面図である。
【図３】 スロット１８ｂに挿入されたセグメント３０
０の直線部３００ａの断面図である。
０の直線部３００ａの断面図である。
【図４】 スロット内のセグメントにおける渦電流を説
明するための図である。
明するための図である。
【図５】 実施形態に係るセグメント１０の斜視図であ
る。
る。
【図６】 実施形態に係る固定子２０を軸方向から見た
ときの平面図を示す。
ときの平面図を示す。
【図７】 スロット１８ｄに挿入されたセグメント１０
の直線部１０ａの断面図である。
の直線部１０ａの断面図である。
１０ セグメント、１２,１４ 電気導体。
Claims (3)
- 【請求項１】 複数のスロットを有する固定子鉄心と、 前記スロットに挿入されるＵ字状の複数のセグメント同
士を接続して構成される固定子巻線と、 を含む車両用回転電機の固定子であって、 前記セグメントは、互いに絶縁された２以上の電気導体
を含むことを特徴とする車両用回転電機の固定子。 - 【請求項２】 前記２以上の電気導体は、前記スロット
内において、径方向に並置されていることを特徴とする
請求項１に記載の車両用回転電機の固定子。 - 【請求項３】 前記２以上の電気導体は、隣接する電気
導体間が接合されていることを特徴とする請求項１また
は２に記載の車両用回転電機の固定子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001352050A JP2003158840A (ja) | 2001-11-16 | 2001-11-16 | 車両用回転電機の固定子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001352050A JP2003158840A (ja) | 2001-11-16 | 2001-11-16 | 車両用回転電機の固定子 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003158840A true JP2003158840A (ja) | 2003-05-30 |
Family
ID=19164281
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001352050A Pending JP2003158840A (ja) | 2001-11-16 | 2001-11-16 | 車両用回転電機の固定子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003158840A (ja) |
Cited By (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009011064A (ja) * | 2007-06-27 | 2009-01-15 | Denso Corp | 回転電機のステータ及びその製造方法 |
| JP2009011148A (ja) * | 2007-05-30 | 2009-01-15 | Denso Corp | 回転電機の固定子 |
| US7759834B2 (en) | 2006-07-06 | 2010-07-20 | Nippon Soken, Inc. | Electromagnetic device |
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| US7923884B2 (en) | 2004-11-18 | 2011-04-12 | Denso Corporation | Rotary electric machine having stator coil with U-shaped segment |
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| DE102012212724A1 (de) | 2011-07-21 | 2013-01-24 | Honda Motor Co., Ltd. | Stator für elektrische Rotationsmaschine |
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