JP2022121413A - 固定子アセンブリ及びモータ - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、固定子アセンブリ及びモータを提供する。【解決手段】固定子アセンブリは、固定子鉄心及び多分岐路方形導体巻線を含み、固定子鉄心の内周には、固定子スロットが偶数個設けられており、各固定子スロットが、方形導体を収容する複数の層に分けられており、多分岐路方形導体巻線は、固定子スロット内に設けられ、Ｂ個の並列分岐路を含み、Ｂが４の整数倍であり、固定子アセンブリの毎極毎相スロット数Ｑが奇数であり、ＱとＢは、（Ｑ＋１）＊２／Ｂ及び（Ｑ－１）＊２／Ｂの両方が整数であるという関係を満たし、本発明の固定子アセンブリにおいて、特殊な巻線接続設計により、各本の並列分岐路間に磁界の位相差がなくなり、しかも、各本の並列分岐路が固定子スロット内の各々の層を均等に通り、これにより、並列分岐路間の循環電流の発生が根本的に抑制されるとともに、高調波が抑制され、モータの効率が向上する。【選択図】図４

Description

本発明は、モータの技術分野に関し、特に、固定子アセンブリ及びモータに関する。

方形導体モータには、固定子スロットの占積率が高く、放熱接触面積が大きい等の利点があり、高電力密度モータの重要な開発方向の１つになりつつある。しかしながら、方形導体モータの各スロット内の導体数が比較的少ないため、これらの導体は、それぞれ固定子スロット内の異なる位置を占め、その所在位置の磁気回路特性が異なる。方形導体モータの巻線の設計プロセスでは、何らかの特定の極－スロットコンビネーションの構造の場合、各分岐路の磁気回路構造が完全に一致するような多分岐路の技術案を設計することは困難である。このことから、各分岐路間に磁界の位相差が生じ、ひいては、分岐路間に循環電流が発生し、高調波が現れ、モータの効率及びノイズ等の性能が影響されてしまう。

従来の方形導体モータの技術案では、通常、少ない並列分岐路数、例えば２つの並列分岐路、又は１つの直列分岐路が選択されることにより、分岐路間に循環電流が存在しない構造を比較的に容易に設計でき、製造プロセスも複雑ではない。しかし、モータの性能に対する人々の要求が継続的に高まっているため、モータにおいて、より多くの並列分岐路数を使用する必要がある場合は、循環電流のない巻線構造を設計することができない。

上記課題について、本発明は、上記問題を解消し、又は、少なくとも部分的に解決するために、固定子アセンブリ及びモータを提供する。

上記目的を達成するために、本発明には、以下の技術案が用いられている。

本発明の１つの局面では、固定子アセンブリが開示されており、前記固定子アセンブリが、固定子鉄心及び多分岐路方形導体巻線を含み、前記固定子鉄心の内周には、固定子スロットが偶数個設けられており、各前記固定子スロットが、方形導体を収容する複数の層に分けられており、
前記多分岐路方形導体巻線は、前記固定子スロット内に設けられ、Ｂ個の並列分岐路を含み、Ｂが４の整数倍であり、
前記固定子アセンブリの毎極毎相スロット数Ｑが奇数であり、ＱとＢは、（Ｑ＋１）＊２／Ｂ及び（Ｑ－１）＊２／Ｂの両方が整数であるという関係を満たし、各前記並列分岐路が固定子スロット内の各々の層を均等に通り、これにより、各前記並列分岐路間に磁界の位相差がなくなる。

さらに、前記固定子鉄心が前記固定子スロットの個数に応じて２つの領域に平均に分けられており、各前記領域内において、前記固定子スロット内における各前記並列分岐路の配置方式が異なる。

さらに、前記固定子スロットは、時計回り又は反時計回りにそれぞれ１からＳまで番号が付けられ、そのうち、１番目からＳ／２番目までのスロットが第１領域として定義され、Ｓ／２＋１番目からＳ番目までのスロットが第２領域として定義され、
各前記並列分岐路には順番に番号が付けられ、それぞれ奇数番号及び偶数番号とされ、
前記固定子スロット内に各前記並列分岐路を配置する場合、奇数番号の前記並列分岐路は、前記第１領域における各々の磁極対での各々の層の位置に（Ｑ＋１）＊２／Ｂ回現れ、前記第２領域における各々の磁極対での各々の層の位置に（Ｑ－１）＊２／Ｂ回現れ、偶数番号の前記並列分岐路は、前記第１領域における各々の磁極対での各々の層の位置に（Ｑ－１）＊２／Ｂ回現れ、前記第２領域における各々の磁極対での各々の層の位置に（Ｑ＋１）＊２／Ｂ回現れる。

さらに、前記並列分岐路は、第１型方形導体コイルが接続されて構成されるか、又は、第１型方形導体コイルと第２型方形導体コイルとが接続されて構成され、前記第１型方形導体コイルが、スロット内部分、渡り線部分及び溶接部分を含み、前記スロット内部分が、第１直線セグメント及び第２直線セグメントを含み、前記第２型方形導体コイルが、スロット内部分、引出線端子部分及び溶接部分を含む。

さらに、各前記第１型方形導体コイル及び各前記第２型方形導体コイルの溶接部分が何れも同じ湾曲構造を有するか、又は、
各前記第１型方形導体コイルの渡り線部分が何れも同じ湾曲構造を有する。

さらに、前記固定子アセンブリの引出線が、前記渡り線部分の所在する端に位置し、各前記並列分岐路が、複数の前記第１型方形導体コイル及び２つの前記第２型方形導体コイルを含むか、又は、
前記固定子アセンブリの引出線が、前記溶接部分の所在する端に位置し、各前記並列分岐路が、複数の前記第１型方形導体コイルのみを含む。

さらに、各前記並列分岐路は、先頭部が相互に接続され、末尾部が相互に接続されて、それぞれＵＶＷ三相巻線を形成し、前記三相巻線がスター接続法又はデルタ接続法で接続される。

さらに、前記三相巻線のうち、Ｕ相巻線が後となる並列分岐路は、第１並列分岐路を元にして時計回り又は反時計回りにいくつかの位置決めスロットだけ回転させることによって得られるものであり、且つＶ相巻線及びＷ相巻線は、Ｕ相巻線をそれぞれ時計回り又は反時計回りに同数の複数の位置決めスロットだけ回転させることによって得られるものである。

本発明のもう１つの局面では、モータが開示されており、前記モータが、上記いずれかの固定子アセンブリ、及び１つの回転子を含み、前記回転子が前記固定子アセンブリの内部に同軸に設けられている。

本発明の利点及び有益な効果は、下記の通りである。

本発明の固定子アセンブリにおいて、各本の並列分岐路間に磁界の位相差がなく、各本の並列分岐路が固定子スロット内の各々の層を均等に通り、その結果、並列分岐路間の循環電流の発生が根本的に抑制されるとともに、高調波が抑制され、モータの効率が向上する。

以下の好ましい実施形態の詳細な説明を読むことにより、様々な他の利点及びメリットが当業者にとって明らかになる。図面は、好ましい実施形態を例示するためのものだけであり、本発明を限定するものとして解釈されるべきではない。また、図面全体において、同じ部品には同じ参照符号が付されている。

本発明の一実施例における固定子アセンブリの径方向断面図である。 本発明の一実施例における第１型方形導体コイルの構造図である。 本発明の一実施例における第２型方形導体コイルの構造図である。 本発明の一実施例におけるスロット内のＵ相方形導体の各並列分岐路の配置模式図である。 本発明の一実施例におけるＵ相第１並列分岐路の巻線の結線模式図である。 本発明の一実施例におけるＵ相第１並列分岐路の巻線の結線模式図である。

本発明の目的、技術案及び利点が更に明白になるように、以下、本発明の具体的な実施例及び対応する図面と併せて、本発明の技術案を明確かつ完全に説明する。明らかなことに、記載された実施例は、本発明の一部の実施例に過ぎず、すべての実施例ではない。本発明の実施例に基づいて創造的な努力をすることなく当業者によって得られる他のすべての実施例は、本発明の保護範囲内に含まれる。

固定子の方形導体巻線を設計する場合、循環電流のない巻線構造を得るには、各分岐路について、各々の磁極対での各々の層の位置にＱ＊２／Ｂ本の導体が現れるようにする必要がある。例えば、８極、７２スロット、４分岐路のモータの場合、その極数Ｐ＝８、固定子スロット数Ｓ＝７２、毎極毎相スロット数Ｑ＝７２／８／３＝３、Ｑ＊２／Ｂ＝１．５であるため、この数値は必ずしも整数ではないことが分かるが、方形導体は整数の数で現れなければならない。従って、このタイプのモータについて、現在、循環電流のない方形導体巻線に係る完璧な設計がない。

以下、図面を参照して、本発明の各実施例による技術案を詳しく説明する。

本発明には、まず、固定子アセンブリが開示されている。図１に示すように、固定子アセンブリが、固定子鉄心１及び多分岐路方形導体巻線３を含み、固定子鉄心１の内周には、軸方向に貫通する固定子スロットが偶数個均等に設けられており、固定子スロットが径方向内側に向いて開口し、固定子鉄心スロットの一端が挿入側で、他端が接続側であり、方形導体を固定子スロット内に積み重ね易くするために、各固定子スロットが、方形導体を収容する複数の層に分けられ、好ましくは、各固定子スロットが６層又は８層に分けられる。

多分岐路方形導体巻線３は、固定子スロット内に設けられ、Ｂ個の並列分岐路を含み、Ｂが４の整数倍であり、例えば、４つの並列分岐路又は８つの並列分岐路である。

固定子アセンブリの毎極毎相スロット数Ｑが奇数であり、ＱとＢは、（Ｑ＋１）＊２／Ｂ及び（Ｑ－１）＊２／Ｂの両方が整数であるという関係を満たすことで、各分岐路については、各々の磁極対での各々の層の位置に整数本の方形導体が現れ、各並列分岐路が固定子スロット内の各々の層を均等に通り、これにより、各並列分岐路間に磁界の位相差がなくなる。

以上をまとめて、本実施形態の固定子アセンブリにおいて、各本の並列分岐路間に磁界の位相差がなく、しかも、各本の並列分岐路が固定子スロット内の各々の層を均等に通り、その結果、並列分岐路間の循環電流の発生が根本的に抑制されるとともに、高調波が抑制され、モータの効率が向上する。

１つの好ましい実施形態において、図１に示すように、固定子鉄心１が固定子スロットの個数に応じて２つの領域に平均に分けられており、各領域内において、固定子スロット内における各並列分岐路の配置方式が異なり、その結果、各領域固定子スロット内の巻線が相互に接続された場合、各本の並列分岐路間に磁界の位相差がなく、さらに、並列分岐路間に循環電流が発生しない。

具体的に、固定子スロットは、時計回り又は反時計回りにそれぞれ１からＳまで番号が付けられ、そのうち、１番目からＳ／２番目までのスロットが第１領域１－１として定義され、Ｓ／２＋１番目からＳ番目までのスロットが第２領域１－２として定義され、例えば、固定子スロットの数が７２個の場合、時計回り又は反時計回りに固定子スロットに番号を付けると、番号はそれぞれ１から７２となり、１番目から３６番目までの固定子スロットが第１領域１－１として定義され、３７番目から７２番目までの固定子スロットが第２領域１－２として定義される。

各並列分岐路には順番に番号が付けられ、それぞれ奇数番号及び偶数番号とされる。

固定子スロット内に各並列分岐路を配置する場合、奇数番号の並列分岐路は、第１領域１－１における各々の磁極対での各々の層の位置に（Ｑ＋１）＊２／Ｂ回現れ、第２領域１－２における各々の磁極対での各々の層の位置に（Ｑ－１）＊２／Ｂ回現れ、偶数番号の並列分岐路は、第１領域１－１における各々の磁極対での各々の層の位置に（Ｑ－１）＊２／Ｂ回現れ、第２領域１－２における各々の磁極対での各々の層の位置に（Ｑ＋１）＊２／Ｂ回現れる。このような配置により、２つの領域における並列分岐路の配置方式が異なり、さらに、各本の並列分岐路間に磁界の位相差がなくなり、並列分岐路間の循環電流の発生が抑制される。

一実施形態において、図２～図３に示すように、並列分岐路は、第１型方形導体コイル５が接続されて構成されるか、又は、第１型方形導体コイル５と第２型方形導体コイル６とが接続されて構成されており、方形導体コイルが２つの直線セグメントを含み、２つの直線セグメントがそれぞれ２つの異なる固定子スロットの隣接する２つの層に位置する場合、方形導体コイルが第１型方形導体コイル５となり、方形導体コイルが１つの直線セグメントのみを含む場合、方形導体コイルが第２型方形導体コイル６となる。第１型方形導体コイル５が、スロット内部分５－１、渡り線部分５－２、及び溶接部分５－３を含み、スロット内部分５－１が、第１直線セグメント及び第２直線セグメントを含み、第２型方形導体コイル６が、スロット内部分６－１、引出線端子部分６－２、及び溶接部分６－３を含む。

そのうち、スロット内部分５－１が固定子スロット内に位置し、渡り線部分５－２は、同一の第１型方形導体コイル５のスロット内部分５－１の２つの直線セグメントを接続し合う役割を果たすものであり、溶接部分５－３は、２つの異なる方形導体コイルを溶接の形で接続する役割を果たすものであり、引出線端子部分６－２は、引出線端子として、第２型方形導体コイル６のスロット内部分６－１の直線セグメントと引出線とを接続し合う役割を果たすものである。

１つの好ましい実施例において、各第１型方形導体コイル５及び各第２型方形導体コイル６の溶接部分５－３が同じ湾曲構造を有し、その結果、固定子スロットに挿入された後の方形導体コイルの端部の整形難度が大幅に低減され、固定子アセンブリの組立及び加工が容易になる。

一実施例において、各第１型方形導体コイル５の渡り線部分５－２が同じ湾曲構造を有し、即ち、線型が１種類しか存在せず、その結果、金型の製造がより簡単になる。

一実施形態において、固定子アセンブリの引出線が渡り線部分５－２の所在する端に位置し、各並列分岐路が、複数の第１型方形導体コイル５及び２つの第２型方形導体コイル６を含み、具体的に、各並列分岐路が、Ｓ＊Ｐ／Ｂ／３／２－１個の第１型方形導体コイル５及び２つの第２型方形導体コイル６を含む。

一実施形態において、固定子アセンブリの引出線が溶接部分５－３の所在する端に位置し、各並列分岐路が複数の第１型方形導体コイル５のみを含み、具体的に、各並列分岐路が、第２型方形導体コイル６を含まず、Ｓ＊Ｐ／Ｂ／３／２個の第１型方形導体コイル５のみを含む。

そのうち、Ｓが固定子スロット数、Ｐが極数、Ｂが並列分岐路数である。

一実施形態において、各並列分岐路は、先頭部が相互に接続され、末尾部が相互に接続されて、それぞれＵＶＷ三相巻線を形成し、三相巻線がスター接続法又はデルタ接続法で接続される。そのうち、スター接続法とは、モータ巻線の三相の終端が互いに接続され、三相の始端が電源端であり、コントローラに接続されることを指し、デルタ接続法とは、三相巻線の始端と終端が互いに接続されて、３つの端点が電源端であり、コントローラに接続されることを指す。

一実施形態において、三相巻線のうち、Ｕ相巻線が後となる並列分岐路は、第１並列分岐路を元にして時計回り又は反時計回りにいくつかの位置決めスロットだけ回転させることによって得られるものであり、且つＶ相巻線及びＷ相巻線は、Ｕ相巻線をそれぞれ時計回り又は反時計回りに同数の複数の位置決めスロットだけ回転させることによって得られるものである。

本発明には、上記実施形態のいずれかの固定子アセンブリ、及び固定子アセンブリの内部に同軸に設けられた１つの回転子を含むモータがさらに開示されている。

本実施形態におけるモータには、異なる分岐路間の循環電流が存在せず、エネルギーの変換効率が高い。

上記実施形態を詳しく説明するために、特に、以下の２つの具体的な実施例を挙げる。

本実施例１には、上記固定子アセンブリを用いたモータが開示されている。図１に示すように、その固定子鉄心１には、それぞれ２－１、２－２……２－７２と番号付けられた７２個の固定子スロットがあり、各スロットのいずれにも８層の多分岐路方形導体巻線３が設けられており、回転子に最も近い層が第１層と定義され、以下同様に、固定子スロットの内部に最も近い層が第８層と定義される。

多分岐路方形導体巻線３がスター接続法又はデルタ接続法で接続され、モータのＵ相巻線３－１、Ｖ相巻線３－２、Ｗ相巻線３－３はいずれも４本の並列分岐路を含む。そのうち、Ｕ相巻線３－１の並列分岐路において、Ｕ相の１番目の分岐路４－１、Ｕ相の２番目の分岐路４－２、Ｕ相の３番目の分岐路４－３及びＵ相の４番目の分岐路４－４は、それぞれ２３個の第１型方形導体コイル５、２つの第２型方形導体コイル６、及び引出線が接続されて構成されており、Ｖ相巻線３－２及びＷ相巻線３－３の構成がＵ相巻線３－１の構成と同じであり、即ち、多分岐路方形導体巻線３は、合計で、２７６個の第１型方形導体コイル５、２４個の第２型方形導体コイル６及びいくつかの引出線から構成されている。

そのうち、図２に示すように、各第１型方形導体コイル５はそれぞれ、スロット内部分５－１、渡り線部分５－２及び溶接部分５－３となる３つの部分から構成されている。そのスロット内部分５－１は、２つの異なるスロット内の隣接する２つの層にそれぞれ位置する第１直線セグメント５－１－１及び第２直線セグメント５－１－２を含む。その渡り線部分５－２は、第１直線セグメント５－１－１及び第２直線セグメント５－１－２を接続し合う役割を果たすものである。その溶接部分５－３は、２つの異なる方形導体コイルを溶接の形で接続するためのものである。また、図３に示すように、各第２型方形導体コイル６は、同様に、それぞれ、スロット内部分６－１、引出線端子部分６－２及び溶接部分６－３となる３つの部分から構成されている。そのスロット内部分６－１は、１つの直線セグメントのみを含む。その引出線端子部分６－２は、引出線端子として、そのスロット内部分６－１と引出線とを接続し合う役割を果たすものである。その溶接部分６－３は、２つの異なる方形導体コイルを溶接の形で接続するためのものである。

具体的に、この実施例１において、多分岐路方形導体巻線３の循環電流なしの配置構造としては、図１に示すように、まず、モータの固定子スロットを時計回りに１から７２に番号付けて、そのうちの１番目から３６番目までのスロットの全体が第１領域１－１として定義され、３７番目から７２番目までのスロットの全体が第２領域１－２として定義され、また、第１領域１－１と第２領域１－２とにおける多分岐路方形導体巻線３の配置方式が異なる。図４に示すように、第１領域１－１において、そのＵ相の１番目の分岐路４－１における方形導体コイル５又は６のスロット内部分５－１又は６－１は、スロット２－１、スロット２－３、スロット２－１９、スロット２－２１の第１層、スロット２－１０、スロット２－１２、スロット２－２８、スロット２－３０の第２層、スロット２－２、スロット２－２０の第３層、スロット２－１１、スロット２－２９の第４層、スロット２－２、スロット２－４、スロット２－２０、スロット２－２２の第５層、スロット２－１１、スロット２－１３、スロット２－２９、スロット２－３１の第６層、スロット２－３、スロット２－２１の第７層、及び、スロット２－１２、スロット２－３０の第８層に置かれる。一方で、第２領域１－２において、そのＵ相の１番目の分岐路４－１における方形導体コイル５又は６のスロット内部分５－１又は６－１は、スロット２－３８、スロット２－５６の第１層、スロット２－４７、スロット２－６５の第２層、スロット２－３７、スロット２－３９、スロット２－５５、スロット２－５７の第３層、スロット２－４６、スロット２－４８、スロット２－６４、スロット２－６６の第４層、スロット２－３９、スロット２－５７の第５層、スロット２－４８、スロット２－６６の第６層、スロット２－３８、スロット２－４０、スロット２－５６、スロット２－５８の第７層、及び、スロット２－４７、スロット２－４９、スロット２－６５、スロット２－６７の第８層に置かれる。図５には、そのＵ相の１番目の分岐路４－１の巻線の結線模式図が示されており、その引出線が渡り線部分５－２又は６－２の所在する端に位置する。Ｕ相の２番目の分岐路４－２、Ｕ相の３番目の分岐路４－３及びＵ相の４番目の分岐路４－４の配置構造は、以下のように、一定のスロット数だけ回転させることによって得られる。

そのＵ相の２番目の分岐路４－２における方形導体コイル５又は６のスロット内部分５－１又は６－１の位置は、Ｕ相の１番目の分岐路４－１を元にして、時計回りに３６個のスロットだけ回転させることによって得られる。図４に示すように、第１領域１－１において、その方形導体コイル５又は６のスロット内部分５－１又は６－１は、スロット２－２、スロット２－２０の第１層、スロット２－１１、スロット２－２９の第２層、スロット２－１、スロット２－３、スロット２－１９、スロット２－２１の第３層、スロット２－１０、スロット２－１２、スロット２－２８、スロット２－３０の第４層、スロット２－３、スロット２－２１の第５層、スロット２－１２、スロット２－３０の第６層、スロット２－２、スロット２－４、スロット２－２０、スロット２－２２の第７層、及び、スロット２－１１、スロット２－１３、スロット２－２９、スロット２－３１の第８層に置かれる。一方で、第２領域１－２において、その方形導体コイル５又は６のスロット内部分５－１又は６－１は、スロット２－３７、スロット２－３９、スロット２－５５、スロット２－５７の第１層、スロット２－４６、スロット２－４８、スロット２－６４、スロット２－６６の第２層、スロット２－３８、スロット２－５６の第３層、スロット２－４７、スロット２－６５の第４層、スロット２－３８、スロット２－４０、スロット２－５６、スロット２－５８の第５層、スロット２－４７、スロット２－４９、スロット２－６５、スロット２－６７の第６層、スロット２－３９、スロット２－５７の第７層、及び、スロット２－４８、スロット２－６６の第８層に置かれる。

そのＵ相の３番目の分岐路４－３における方形導体コイル５又は６のスロット内部分５－１又は６－１の位置は、Ｕ相の１番目の分岐路４－１を元にして、反時計回りに９つのスロットだけ回転させることによって得られる。そのため、そのＵ相の３番目の分岐路４－３における方形導体コイル５又は６のスロット内部分５－１又は６－１は、スロット２－６４、スロット２－６６、スロット２－１０、スロット２－１２、スロット２－２９、スロット２－４７の第１層、スロット２－１、スロット２－３、スロット２－１９、スロット２－２１、スロット２－３８、スロット２－５６の第２層、スロット２－６５、スロット２－１１、スロット２－２８、スロット２－３０、スロット２－４６、スロット２－４８の第３層、スロット２－２、スロット２－２０、スロット２－３７、スロット２－３９、スロット２－５５、スロット２－５７の第４層、スロット２－６５、スロット２－６７、スロット２－１１、スロット２－１３、スロット２－３０、スロット２－４８の第５層、スロット２－２、スロット２－４、スロット２－２０、スロット２－２２、スロット２－３９、スロット２－５７の第６層、スロット２－６６、スロット２－１２、スロット２－２９、スロット２－３１、スロット２－４７、スロット２－４９の第７層、及び、スロット２－３、スロット２－２１、スロット２－３８、スロット２－４０、スロット２－５６、スロット２－５８の第８層に置かれる。

そのＵ相の４番目の分岐路４－４における方形導体コイル５又は６のスロット内部分５－１又は６－１の位置は、Ｕ相の２番目の分岐路４－２を元にして、反時計回りに９つのスロットだけ回転させることによって得られる。そのＵ相の４番目の分岐路４－４における方形導体コイル５又は６のスロット内部分５－１又は６－１は、スロット２－６５、スロット２－１１、スロット２－２８、スロット２－３０、スロット２－４６、スロット２－４８の第１層、スロット２－２、スロット２－２０、スロット２－３７、スロット２－３９、スロット２－５５、スロット２－５７の第２層、スロット２－６４、スロット２－６６、スロット２－１０、スロット２－１２、スロット２－２９、スロット２－４７の第３層、スロット２－１、スロット２－３、スロット２－１９、スロット２－２１、スロット２－３８、スロット２－５６の第４層、スロット２－６６、スロット２－１２、スロット２－２９、スロット２－３１、スロット２－４７、スロット２－４９の第５層、スロット２－３、スロット２－２１、スロット２－３８、スロット２－４０、スロット２－５６、スロット２－５８の第６層、スロット２－６５、スロット２－６７、スロット２－１１、スロット２－１３、スロット２－３０、スロット２－４８の第７層、及び、スロット２－２、スロット２－４、スロット２－２０、スロット２－２２、スロット２－３９、スロット２－５７の第８層に置かれる。

図４に示す巻線スロット内部分５－１又は６－１の構造を用いれば、各固定子スロット内において、Ｕ相巻線３－１の各分岐路４－１、４－２、４－３、４－４の導体数が何れも同じとされることが可能になる。例えば、スロット２－１内において、Ｕ相の１番目の分岐路４－１が１本、Ｕ相の２番目の分岐路４－２が１本、Ｕ相の３番目の分岐路４－３が１本、Ｕ相の４番目の分岐路４－４が１本ある。また、例えば、スロット２－２内において、Ｕ相の１番目の分岐路４－１が２本、Ｕ相の２番目の分岐路４－２が２本、Ｕ相の３番目の分岐路４－３が２本、Ｕ相の４番目の分岐路４－４が２本ある。また、全７２個のスロットにおける各々の層では、Ｕ相巻線の各分岐路４－１、４－２、４－３、４－４の導体数も同じである。例えば、第１層において、Ｕ相の１番目の分岐路４－１が６本、Ｕ相の２番目の分岐路４－２が６本、Ｕ相の３番目の分岐路４－３が６本、Ｕ相の４番目の分岐路４－４が６本ある。このような完全に対称的な巻線構造により、異なる分岐路間で磁場の位相差によって引き起こされる循環電流を解消し、モータの効率及びノイズ品質を効果的に向上させることができる。

Ｕ相巻線３－１の各分岐路４－１、４－２、４－３、４－４に対して、それらの先頭部同士を接続し、末尾同士を接続すると、Ｕ相巻線３－１になる。また、Ｖ相巻線３－２について、その配置構造は、Ｕ相巻線３－１を時計回りに６個のスロットだけ回転させることによって得られるものであり、Ｗ相巻線３－３について、その配置構造は、Ｕ相巻線３－１を反時計回りに６個のスロットだけ回転させることによって得られるものである。その詳細については、ここで具体的に説明しない。三相巻線がスター接続法又はデルタ接続法で接続されて、最終的に当該モータの方形導体巻線３の完全なセットを形成する。当該構造の利点としては、そのすべての方形導体コイル５又は６の溶接部分５－３又は６－３の導体が、完全に一致している湾曲構造を有し、固定子鉄心に挿入された後の方形導体コイルの端部の整形難度を低減可能であることにある。

本実施例２には、上記固定子アセンブリを用いたモータが開示されている。図１、図２、図４に示すように、その各分岐路コイルのスロット内部分５－１の配置位置が実施例１と全く同じである。

本実施例２では、Ｕ相巻線３－１を例として、各本の並列分岐路４－１、４－２、４－３、４－４は、それぞれ２４個の第１型方形導体コイル５及び引出線が接続されて構成され、第２型方形導体コイル６が不要となり、この点で実施例１と異なる。Ｖ相巻線３－２及びＷ相巻線３－３の構成はＵ相巻線３－１と同じである。そのため、多分岐路方形導体巻線３は、合計で２８８個の第１型方形導体コイル５及びいくつかの引出線から構成される。

そのうち、図２に示すように、各第１型方形導体コイル５はそれぞれ、スロット内部分５－１、渡り線部分５－２及び溶接部分５－３となる３つの部分から構成されている。そのスロット内部分５－１は、９つのスロットをスパンとした２つのスロット内の隣接する２つの層にそれぞれに位置する第１直線セグメント５－１－１及び第２直線セグメント５－１－２を含む。その渡り線部分５－２は、第１直線セグメント５－１－１と第２直線セグメント５－１－２を接続し合う役割を果たすものであり、そのスパンが９つのスロットである。その溶接部分５－３は、２つの異なる方形導体コイルを溶接の形で接続するためのものであり、また、第１型コイル５の溶接部分５－３には、引出線端子として、そのスロット内部分５－１と引出線とを接続し合う役割を果たすものも、いくつか存在する。

図６には、Ｕ相の１番目の分岐路４－１の巻線の結線模式図が挙げられており、その引出線が溶接部分５－３の所在する端に位置する。当該構造の利点としては、そのすべての方形導体コイル５の渡り線部分５－２が、完全に一致している湾曲構造を有し、即ち、線型が１種類しか存在せず、その結果、金型の製造がより簡単になる。同様に、そのＵ相の２番目の分岐路４－２における方形導体コイル５のスロット内部分５－１の位置は、Ｕ相の１番目の分岐路４－１を元にして、時計回りに３６個のスロットだけ回転させることによって得られるものであり、そのＵ相の３番目の分岐路４－３における方形導体コイル５のスロット内部分５－１の位置は、Ｕ相の１番目の分岐路４－１を元にして、反時計回りに９つのスロットだけ回転させることによって得られるものであり、そのＵ相の４番目の分岐路４－４における方形導体コイル５のスロット内部分５－１の位置は、Ｕ相の２番目の分岐路４－２を元にして、反時計回りに９つのスロットだけ回転させることによって得られるものである。

Ｕ相巻線３－１の各分岐路４－１、４－２、４－３、４－４に対して、先頭部同士を接続し、末尾部同士を接続すると、Ｕ相巻線３－１になる。また、Ｖ相巻線３－２について、その配置構造は、Ｕ相巻線３－１を時計回りに６個のスロットだけ回転させることによって得られるものであり、Ｗ相巻線３－３について、その配置構造は、Ｕ相巻線３－１を６個のスロット反時計回りにとによって得られるものである。三相巻線がスター接続法又はデルタ接続法で接続されて、最終的に当該モータの多分岐路方形導体巻線３の完全なセットを形成する。

上記したのは、あくまでも本発明の具体的な実施形態であり、本発明の上記教示の下で、当業者は、上記実施例に基づいて他の改良又は変形を行うことができる。当業者であれば、上記具体的な記載は本発明の目的をより良く解釈するためのものであり、本発明の保護範囲は、特許請求の範囲による保護範囲に基づくことが理解されるべきである。

Claims (9)

1. 固定子アセンブリであって、固定子鉄心及び多分岐路方形導体巻線を含み、前記固定子鉄心の内周には、固定子スロットが偶数個設けられており、各前記固定子スロットが、方形導体を収容する複数の層に分けられており、
   前記多分岐路方形導体巻線は、前記固定子スロット内に設けられ、Ｂ個の並列分岐路を含み、Ｂが４の整数倍であり、
   前記固定子アセンブリの毎極毎相スロット数Ｑが奇数であり、ＱとＢは、（Ｑ＋１）＊２／Ｂ及び（Ｑ－１）＊２／Ｂの両方が整数であるという関係を満たし、各前記並列分岐路が固定子スロット内の各々の層を均等に通り、これにより、各前記並列分岐路間に磁界の位相差がなくなる、ことを特徴とする固定子アセンブリ。
2. 前記固定子鉄心が前記固定子スロットの個数に応じて２つの領域に平均に分けられており、各前記領域内において、前記固定子スロット内における各前記並列分岐路の配置方式が異なる、ことを特徴とする請求項１に記載の固定子アセンブリ。
3. 前記固定子スロットは、時計回り又は反時計回りにそれぞれ１からＳまで番号が付けられ、そのうち、１番目からＳ／２番目までのスロットが第１領域として定義され、Ｓ／２＋１番目からＳ番目までのスロットが第２領域として定義され、
   各前記並列分岐路には順番に番号が付けられ、それぞれ奇数番号及び偶数番号とされ、
   前記固定子スロット内に各前記並列分岐路を配置する場合、奇数番号の前記並列分岐路は、前記第１領域における各々の磁極対での各々の層の位置に（Ｑ＋１）＊２／Ｂ回現れ、前記第２領域における各々の磁極対での各々の層の位置に（Ｑ－１）＊２／Ｂ回現れ、偶数番号の前記並列分岐路は、前記第１領域における各々の磁極対での各々の層の位置に（Ｑ－１）＊２／Ｂ回現れ、前記第２領域における各々の磁極対での各々の層の位置に（Ｑ＋１）＊２／Ｂ回現れる、ことを特徴とする請求項２に記載の固定子アセンブリ。
4. 前記並列分岐路は、第１型方形導体コイルが接続されて構成されるか、又は、第１型方形導体コイルと第２型方形導体コイルとが接続されて構成され、前記第１型方形導体コイルが、スロット内部分、渡り線部分及び溶接部分を含み、前記スロット内部分が、第１直線セグメント及び第２直線セグメントを含み、前記第２型方形導体コイルが、スロット内部分、引出線端子部分及び溶接部分を含む、ことを特徴とする請求項１に記載の固定子アセンブリ。
5. 各前記第１型方形導体コイル及び各前記第２型方形導体コイルの溶接部分が何れも同じ湾曲構造を有するか、又は、
   各前記第１型方形導体コイルの渡り線部分が何れも同じ湾曲構造を有する、ことを特徴とする請求項４に記載の固定子アセンブリ。
6. 前記固定子アセンブリの引出線が、前記渡り線部分の所在する端に位置し、各前記並列分岐路が、複数の前記第１型方形導体コイル及び２つの前記第２型方形導体コイルを含むか、又は、
   前記固定子アセンブリの引出線が、前記溶接部分の所在する端に位置し、各前記並列分岐路が、複数の前記第１型方形導体コイルのみを含む、ことを特徴とする請求項４に記載の固定子アセンブリ。
7. 各前記並列分岐路は、先頭部が相互に接続され、末尾部が相互に接続されて、それぞれＵＶＷ三相巻線を形成し、前記三相巻線がスター接続法又はデルタ接続法で接続される、ことを特徴とする請求項１～６のいずれか一項に記載の固定子アセンブリ。
8. 前記三相巻線のうち、Ｕ相巻線が後となる並列分岐路は、第１並列分岐路を元にして時計回り又は反時計回りにいくつかの位置決めスロットだけ回転させることによって得られるものであり、且つＶ相巻線及びＷ相巻線は、Ｕ相巻線をそれぞれ時計回り又は反時計回りに同数の複数の位置決めスロットだけ回転させることによって得られるものである、ことを特徴とする請求項７に記載の固定子アセンブリ。
9. モータであって、請求項１～８のいずれか一項に記載の固定子アセンブリ、及び１つの回転子を含み、前記回転子が前記固定子アセンブリの内部に同軸に設けられている、ことを特徴とするモータ。
   

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