JP5460529B2 - 回転電機の固定子 - Google Patents

Description

この発明は、例えば、換気扇に用いられるコンデンサモータなどの中小型の回転電機に関し、特に固定子巻線に銅線とアルミ線とを併用した回転電機の固定子構造に関するものである。

従来の単相誘導電動機では、巻線が固定子鉄心に分布巻で巻回されている固定子を備え、主巻線と補助巻線が固定子鉄心のスロットに格納されている（例えば、特許文献１参照）。

特開平１１−２５２８４１号公報

特許文献１に記載された従来の単相誘導電動機においては、主巻線および補助巻線の線材については、何ら記載されていない。

この種の回転電機においては、従来、主巻線および補助巻線の線材として銅が用いられていたが、低コスト化および軽量化の観点から、銅に比べて安価、かつ軽量なアルミニウムを線材として用いることが好ましい。しかし、アルミニウムは銅に比べて抵抗率が大きいので、線材を銅からアルミニウムに代えると、巻線抵抗が大きくなり、同じ電流を流した場合の損失が増加し、効率が低下するという不具合がある。

この発明は、上記課題を解決するためになされたもので、アルミニウム巻線を用いることによる効率の低下をアルミニウム巻線の一部を銅巻線に代えることで抑制し、低コスト化および軽量化を実現できる回転電機の固定子を得ることを目的とする。

この発明による回転電機の固定子は、環状のコアバック、それぞれ該コアバックの内周面から径方向内方に延在して、周方向に複数配列されたティース、および周方向に隣り合う該ティース間に画成されたスロットを有する固定子鉄心と、上記固定子鉄心のスロットに格納されて巻装された固定子巻線と、を備えている。そして、上記固定子巻線は、アルミニウム巻線と銅巻線とから構成され、格納されている上記銅巻線の導体数が格納されている上記アルミニウム巻線の導体数より多いスロットの断面積が、格納されている上記アルミニウム巻線の導体数が格納されている上記銅巻線の導体数より多いスロットの断面積より小さい。

この発明によれば、固定子巻線がアルミニウム巻線と銅巻線とを併用して構成されているので、固定子巻線を銅巻線のみで構成した場合に比べ、低コスト化および軽量化が図られる。
高抵抗率のアルミニウム巻線の比率が大きいスロットのスロット断面積が大きいので、所望のターン数を確保して、アルミにニウム巻線の線材の大径化が可能となり、巻線抵抗の増大を抑えることができる。また、低抵抗率の銅巻線の比率が大きいスロットのスロット断面積が小さいので、スロット断面積が小さくとも、銅巻線の線材の小径化により所望のターン数および巻線抵抗を確保できる。これにより、アルミニウム巻線を用いることによる銅損の増加が抑えられるとともに、アルミニウム巻線と銅巻線との巻線抵抗のアンバランスが緩和される。

この発明の実施の形態１に係る回転電機の固定子を示す正面図である。 この発明の実施の形態２に係る回転電機の固定子を示す正面図である。 この発明の実施の形態３に係る回転電機の固定子を示す正面図である。 この発明の実施の形態４に係る回転電機の固定子を示す正面図である。 この発明の実施の形態５に係る回転電機の固定子を示す正面図である。 この発明の実施の形態６に係る回転電機の固定子鉄心を示す要部正面図である。 この発明の実施の形態７に係る回転電機の固定子を示す要部断面図である。 この発明の実施の形態８に係る回転電機の固定子を示す要部断面図である。 この発明の実施の形態９に係る回転電機の固定子を示す要部断面図である。

以下、本発明による回転電機の固定子の好適な実施の形態を図面を用いて説明する。

実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１に係る回転電機の固定子を示す正面図である。なお、図１中、１〜１６はスロット番号を示している。

図１において、固定子１は、円環状のコアバック３、それぞれコアバック３の内周面から径方向内方に延在して、周方向に等角ピッチで配列されたティース４、およびコアバック３と隣り合うティース４とにより画成されたスロット５を有する固定子鉄心２と、固定子鉄心２に分布巻きに巻装された固定子巻線７と、を備えている。

固定子鉄心２は、所定枚数の磁性鋼板を積層して形成された積層体を、コアバック３の部位をカシメて一体化して、円筒体に作製されている。この固定子鉄心２では、４つのカシメ部６がコアバック３に等角ピッチで形成され、各カシメ部６はティース４の径方向外方に位置している。そして、カシメ部６の径方向内方に位置するティース４の周方向両側のスロット５のスロット深さが、他のスロット５のスロット深さより浅く、即ちスロット断面積を小さく形成されている。ここでは、スロット番号２番、３番、６番、７番、１０番、１１番、１４番および１５番のスロット５がスロット深さを浅く、即ちスロット断面積を小さく形成されている。

この固定子鉄心２は、端面の外形形状を円形とする丸形の鉄心であり、スロット５が内周側に開口するように周方向に配列され、ティース４の先端面が固定子鉄心２の端面の中心と同軸の円筒面に接するように形成されている。そこで、スロット深さを浅くすることは、コアバック３の径方向幅を広くすることを意味する。

固定子巻線７は、１６個のスロット５に分布巻きで納められた４つの主巻線７ａおよび４つの補助巻線７ｂを備えている。

具体的には、４つの主巻線７ａは、アルミニウム線を輪状に所定回巻回してスロット番号１番と４番とのスロット５に格納されたアルミニウム巻線、アルミニウム線を輪状に所定回巻回してスロット番号５番と８番とのスロット５に格納されたアルミニウム巻線、アルミニウム線を輪状に所定回巻回してスロット番号９番と１２番とのスロット５に格納されたアルミニウム巻線、およびアルミニウム線を輪状に所定回巻回してスロット番号１３番と１６番とのスロット５に格納されたアルミニウム巻線から構成されている。

また、４つの補助巻線７ｂは、銅線を輪状に所定回巻回してスロット番号３番と６番とのスロット５に格納された銅巻線、銅線を輪状に所定回巻回してスロット番号７番と１０番とのスロット５に格納された銅巻線、銅線を輪状に所定回巻回してスロット番号１１番と１４番とのスロット５に格納された銅巻線、および銅線を輪状に所定回巻回してスロット番号１５番と２番とのスロット５に格納された銅巻線から構成されている。

そして、このように構成された固定子１を、４極の回転子（図示せず)の外周に所定に隙間を確保して回転子を囲繞するように配設して、１６スロット４極のコンデンサモータが構成される。

この実施の形態１では、固定子巻線７がアルミニウム巻線と銅巻線とを併用して構成されているので、固定子巻線を銅巻線のみで構成した場合に比べ、低コスト化および軽量化が図られる。

高抵抗率のアルミニウム巻線がスロット深さの深いスロット５、即ち大きな断面積のスロット５に格納されているので、所望のターン数を確保して線材の大径化が可能となり、巻線抵抗の増大を抑えることができる。また、低抵抗率の銅巻線がスロット深さの浅いスロット５、即ち小さな断面積のスロット５に格納されているので、スロット断面積が小さくとも、線材の小径化により所望のターン数および巻線抵抗を確保できる。したがって、アルミニウム巻線を用いることによる銅損の増加が抑えられるとともに、アルミニウム巻線（主巻線７ａ）と銅巻線（補助巻線７ｂ）との巻線抵抗のアンバランスが緩和される。

銅巻線がカシメ部６の径方向内方に位置するティース４の周方向両側のスロット５に格納されているので、当該スロット５のスロット深さを、他のスロット深さより浅く形成できる。そこで、固定子鉄心２を大径化することなく、カシメ部６とスロット５との間の間隔を広くでき、カシメ部６の周辺部分での磁化特性の悪化に起因する磁気飽和を緩和できる。また、カシメ部６に面しないスロット５は、磁気飽和しないコアバック３の幅までスロット深さを深くできるので、アルミニウム巻線が巻装されるスロット５のスロット断面積を大きくでき、アルミニウム巻線の低抵抗化が図られる。

実施の形態２．
図２はこの発明の実施の形態２に係る回転電機の固定子を示す正面図である。なお、図２中、１〜２４はスロット番号を示している。

図２において、固定子１Ａは、円環状のコアバック３、それぞれコアバック３の内周面から径方向内方に延在して、周方向に等角ピッチで配列されたティース４、およびコアバック３と隣り合うティース４とにより画成されたスロット５を有する固定子鉄心２Ａと、固定子鉄心２Ａに分布巻きに巻装された固定子巻線７Ａと、を備えている。

固定子鉄心２Ａは、所定枚数の磁性鋼板を積層して形成された積層体を、コアバック３の部位をカシメて一体化して、丸形の鉄心に作製されている。この固定子鉄心２Ａでは、４つのカシメ部６がコアバック３に等角ピッチで形成され、各カシメ部６はティース４の径方向外方に位置している。そして、カシメ部６の径方向内方に位置するティース４の周方向両側のスロット５が、そのスロット底部のティース側角部をスロット内方に張り出して、スロット断面積を小さく形成されている。ここでは、スロット番号２番、３番、８番、９番、１４番、１５番、２０番および２１番のスロット５がスロット断面積を小さく形成されている。

固定子巻線７Ａは、２４個のスロット５に分布巻きで納められた６つの主巻線７ａおよび６つの補助巻線７ｂを備えている。

具体的には、６つの主巻線７ａは、アルミニウム線を輪状に所定回巻回してスロット番号１番と４番とのスロット５に格納されたアルミニウム巻線、銅線を輪状に所定回巻回してスロット番号５番と８番とのスロット５に格納された銅巻線、銅線を輪状に所定回巻回してスロット番号９番と１２番とのスロット５に格納された銅巻線、アルミニウム線を輪状に所定回巻回してスロット番号１３番と１６番とのスロット５に格納されたアルミニウム巻線、銅線を輪状に所定回巻回してスロット番号１７番と２０番とのスロット５に格納された銅巻線、および銅線を輪状に所定回巻回してスロット番号２１番と２４番とのスロット５に格納された銅巻線から構成されている。

また、６つの補助巻線７ｂは、銅線を輪状に所定回巻回してスロット番号３番と６番とのスロット５に格納された銅巻線、アルミニウム線を輪状に所定回巻回してスロット番号７番と１０番とのスロット５に格納されたアルミニウム巻線、銅線を輪状に所定回巻回してスロット番号１１番と１４番とのスロット５に格納された銅巻線、銅線を輪状に所定回巻回してスロット番号１５番と１８番とのスロット５に格納された銅巻線、アルミニウム線を輪状に所定回巻回してスロット番号１９番と２２番とのスロット５に格納されたアルミニウム巻線、および銅線を輪状に所定回巻回してスロット番号２３番と２番とのスロット５に格納された銅巻線から構成されている。

そして、このように構成された固定子１Ａを、６極の回転子（図示せず)の外周に所定に隙間を確保して回転子を囲繞するように配設して、２４スロット６極のコンデンサモータが構成される。

この実施の形態２においても、固定子巻線７Ａがアルミニウム巻線と銅巻線とを併用して構成されているので、固定子巻線を銅巻線のみで構成した場合に比べ、低コスト化および軽量化が図られる。

また、高抵抗率のアルミニウム巻線が大きな断面積のスロット５に格納されているので、アルミニウム巻線のターン数を確保して線材の大径化が可能となり、巻線抵抗の増大を抑えることができる。また、低抵抗率の銅巻線が小さな断面積のスロット５に格納されているので、線材の小径化により銅巻線のターン数および巻線抵抗を確保して、スロット断面積の増大を抑えることができる。したがって、アルミニウム巻線を用いることによる銅損の増加が抑えられるとともに、アルミニウム巻線と銅巻線との巻線抵抗のアンバランスが緩和される。

また、銅巻線がカシメ部６の径方向内方に位置するティース４の周方向両側のスロット５に格納されているので、当該スロット５のスロット底部のティース側角部をスロット内方に張り出して、スロット断面積を小さく形成できる。そこで、固定子鉄心２を大径化することなく、カシメ部６とスロット５との間の間隔を広くでき、カシメ部６の周辺部分での磁化特性の悪化に起因する磁気飽和を緩和できる。また、カシメ部８に面しないスロット５は、磁気飽和しないコアバック３の幅までスロット深さを深くできるので、アルミニウム巻線が巻装されるスロット５のスロット断面積を大きくでき、アルミニウム巻線の低抵抗化が図られる。

実施の形態３．
図３はこの発明の実施の形態３に係る回転電機の固定子を示す正面図である。なお、図３中、１〜２４はスロット番号を示している。

図３において、固定子１Ｂは、円環状のコアバック３、それぞれコアバック３の内周面から径方向内方に延在して、周方向に等角ピッチで配列されたティース４、およびコアバック３と隣り合うティース４とにより画成されたスロット５を有する固定子鉄心２Ｂと、固定子鉄心２Ｂに分布巻きに巻装された固定子巻線７Ｂと、を備えている。

固定子鉄心２Ｂは、丸形の鉄心であり、各カシメ部６はスロット５の径方向外方に位置している。そして、カシメ部６の径方向内方に位置するスロット５のスロット深さが、他のスロット深さより浅く、即ちスロット断面積を小さく形成されている。ここでは、スロット番号３番、９番、１５番および２１番のスロット５がスロット断面積を小さく形成されている。

固定子巻線７Ｂは、２４個のスロット５に分布巻きで納められた６つの主巻線７ａおよび６つの補助巻線７ｂを備えている。

具体的には、６つの主巻線７ａは、アルミニウム線を輪状に所定回巻回してスロット番号１番と４番とのスロット５に格納されたアルミニウム巻線、アルミニウム線を輪状に所定回巻回してスロット番号５番と８番とのスロット５に格納されたアルミニウム巻線、銅線を輪状に所定回巻回してスロット番号９番と１２番とのスロット５に格納された銅巻線、アルミニウム線を輪状に所定回巻回してスロット番号１３番と１６番とのスロット５に格納されたアルミニウム巻線、アルミニウム線を輪状に所定回巻回してスロット番号１７番と２０番とのスロット５に格納されたアルミニウム巻線、および銅線を輪状に所定回巻回してスロット番号２１番と２４番とのスロット５に格納された銅巻線から構成されている。

また、６つの補助巻線７ｂは、銅線を輪状に所定回巻回してスロット番号３番と６番とのスロット５に格納された銅巻線、アルミニウム線を輪状に所定回巻回してスロット番号７番と１０番とのスロット５に格納されたアルミニウム巻線、アルミニウム線を輪状に所定回巻回してスロット番号１１番と１４番とのスロット５に格納された銅巻線、銅線を輪状に所定回巻回してスロット番号１５番と１８番とのスロット５に格納された銅巻線、アルミニウム線を輪状に所定回巻回してスロット番号１９番と２２番とのスロット５に格納されたアルミニウム巻線、およびアルミニウム線を輪状に所定回巻回してスロット番号２３番と２番とのスロット５に格納されたアルミニウム巻線から構成されている。

そして、このように構成された固定子１Ｂを、６極の回転子（図示せず)の外周に所定に隙間を確保して回転子を囲繞するように配設して、２４スロット６極のコンデンサモータが構成される。
なお、他の構成は上記実施の形態２と同様に構成されている。

この実施の形態３においても、固定子巻線７Ｂがアルミニウム巻線と銅巻線とを併用して構成され、アルミニウム巻線が大きな断面積のスロット５に格納され、銅巻線が小さな断面積のスロット５に格納されているので、上記実施の形態２と同様の効果を奏する。
この実施の形態３では、銅巻線がカシメ部６の径方向内方に位置するスロット５に格納されているので、当該スロット５のスロット深さを、他のスロット深さより浅く形成できる。そこで、固定子鉄心２Ｂを大径化することなく、カシメ部６とスロット５との間の間隔を広くでき、カシメ部６の周辺部分での磁化特性の悪化に起因する磁気飽和を緩和できる。また、カシメ部６に面しないスロット５は、磁気飽和しないコアバック３の幅までスロット深さを深くできるので、アルミニウム巻線が巻装されるスロット５のスロット断面積を大きくでき、アルミニウム巻線の低抵抗化が図られる。

なお、上記実施の形態１〜３では、固定子鉄心が積層された所定枚数の磁性鋼板を４箇所のカシメ部で一体化して構成されているものとしているが、カシメ部の個数は４つに限定されるものではない。

実施の形態４．
図４はこの発明の実施の形態４に係る回転電機の固定子を示す正面図である。なお、図４中、１〜１６はスロット番号を示している。

図４において、固定子１Ｃは、環状のコアバック３、それぞれコアバック３の内周面から径方向内方に延在して、周方向に等角ピッチで配列されたティース４、およびコアバック３と隣り合うティース４とにより画成されたスロット５を有する固定子鉄心２Ｃと、固定子鉄心２Ｃに分布巻きに巻装された固定子巻線７と、を備えている。

固定子鉄心２Ｃは、端面の外形形状が正方形の角部を円弧状に丸めた角形の鉄心であり、スロット５が内周側に開口するように周方向に配列され、ティース４の先端面が固定子鉄心２Ｃの端面の中心と同軸の円筒面に接するように形成されている。そして、固定子鉄心２Ｃの平坦な側面に面するスロット５のスロット深さが浅く形成され、円弧状の角部に面するスロット５のスロット深さが深く形成されている。ここでは、スロット番号２番、３番、８番、９番、１４番および１５番のスロット５がスロット断面積を小さく形成されている。
なお、他の構成は上記実施の形態１と同様に構成されている。

固定子鉄心２Ｃは、角部が円弧状に丸められた略正方形の端面形状を有する筒状体に作製されている。そこで、全てのスロット５が同じスロット深さに形成されていると、固定子鉄心２Ｃの平坦な側面とスロット５との間のコアバック３の幅が、角部とスロット５との間のコアバック３の幅より狭くなってしまう。そこで、固定子鉄心２Ｃの平坦な側面とスロット５との間のコアバック３の部位が、磁気飽和し易くなる。

この実施の形態４では、固定子鉄心２Ｃの平坦な側面に面するスロット５のスロット深さが浅く形成されているので、固定子鉄心２Ｃの平坦な側面とスロット５との間のコアバック３の幅が広くなり、当該部位での磁気飽和を緩和できる。
また、角部に面するスロット５は、磁気飽和しないコアバック３の幅までスロット深さを深くできる。そこで、アルミニウム巻線が格納されるスロット５のスロット断面積を大きくでき、アルミニウム巻線の低抵抗化が図られる。
この実施の形態４においても、固定子巻線７がアルミニウム巻線と銅巻線とを併用して構成され、アルミニウム巻線が大きな断面積のスロット５に格納され、銅巻線が小さな断面積のスロット５に格納されているので、上記実施の形態１と同様の効果を奏する。

なお、上記実施の形態４では、固定子鉄心の角部が円弧状に丸められているものとしているが、固定子鉄心の角部を斜めに切り欠いてもよい。
また、上記実施の形態４では、端面の外形形状が正方形の角部を円弧状に丸めた鉄心を角形の鉄心としたが、角形の鉄心の端面の外形形状は正方形に限定されるものではなく、五角形、六角形などの多角形でもよい。

実施の形態５．
図５はこの発明の実施の形態５に係る回転電機の固定子を示す正面図である。なお、図５中、１〜１６はスロット番号を示している。

図５において、固定子１Ｄは、円環状のコアバック３、それぞれコアバック３の内周面から径方向内方に延在して、周方向に等角ピッチで配列されたティース４、およびコアバック３と隣り合うティース４とにより画成されたスロット５を有する固定子鉄心２Ｄと、固定子鉄心２Ｄに分布巻きに巻装された固定子巻線７と、を備えている。

固定子鉄心２Ｄは、丸形の鉄心であり、４つの切り欠き８がコアバック３の外周縁部に周方向に等角ピッチで形成されている。そして、切り欠き８に面するスロット５のスロット深さが、他のスロット５のスロット深さより浅く形成されている。ここでは、スロット番号２番、３番、８番、９番、１４番および１５番のスロット５がスロット断面積を小さく形成されている。
なお、他の構成は上記実施の形態１と同様に構成されている。

固定子鉄心２Ｄは、切り欠き８がコアバック３の外周縁部に形成されているので、全てのスロット５が同じスロット深さに形成されていると、切り欠き８とスロット５との間のコアバック３の幅が狭くなってしまう。そこで、切り欠き８とスロット５との間のコアバック３の部位が、磁気飽和し易くなる。

この実施の形態５では、切り欠き８に面するスロット５のスロット深さが浅く形成されているので、切り欠き８とスロット５との間のコアバック３の幅が広くなり、当該部位での磁気飽和を緩和できる。また、切り欠き８に面しないスロット５は、磁気飽和しないコアバック３の幅までスロット深さを深くできるので、アルミニウム巻線が格納されるスロット５のスロット断面積を大きくでき、アルミニウム巻線の低抵抗化が図られる。
この実施の形態５においても、固定子巻線７がアルミニウム巻線と銅巻線とを併用して構成され、アルミニウム巻線が大きな断面積のスロット５に格納され、銅巻線が小さな断面積のスロット５に格納されているので、上記実施の形態１と同様の効果を奏する。

なお、上記実施の形態５では、４箇所の切り欠きが固定子鉄心のコアバックに形成されているものとしているが、切り欠きの個数は４つに限定されるものではない。

実施の形態６．
図６はこの発明の実施の形態６に係る回転電機の固定子鉄心を示す要部正面図である。

図６において、固定子鉄心２Ｅは、丸形の鉄心であり、円環状のコアバック３、それぞれコアバック３の内周面から径方向内方に延在して、周方向に等角ピッチで配列されたティース４、およびコアバック３と隣り合うティース４とにより画成されたスロット１０ａ，１０ｂを有する。スロット１０ａ，１０ｂは、スロット深さが同じであるが、スロット１０ａのスロット幅が広く、スロット１０ｂのスロット幅が狭く形成されている。そして、図示していないが、アルミニウム巻線がスロット１０ａに格納され、銅巻線がスロット１０ｂに格納されている。
なお、他の構成は上記実施の形態１と同様に構成されている。

この実施の形態６においても、固定子巻線がアルミニウム巻線と銅巻線とを併用して構成されているので、固定子巻線を銅巻線のみで構成した場合に比べ、低コスト化および軽量化が図られる。
また、高抵抗率のアルミニウム巻線がスロット幅の広いスロット１０ａ、即ち大きな断面積のスロット１０ａに格納されているので、所望のターン数を確保して線材の大径化が可能となり、巻線抵抗の増大を抑えることができる。また、低抵抗率の銅巻線がスロット幅の狭いスロット１０ｂ、即ち小さな断面積のスロット１０ｂに格納されているので、スロット断面積が小さくとも、線材の小径化により所望のターン数および巻線抵抗を確保できる。したがって、アルミニウム巻線を用いることによる銅損の増加が抑えられるとともに、アルミニウム巻線と銅巻線との巻線抵抗のアンバランスが緩和される。

なお、上記実施の形態１〜６では、巻線が分布巻きに固定子鉄心に巻装されているものとしているが、巻線をトロイダル巻きに固定子鉄心に巻装してもよい。
また、上記実施の形態１〜６では、スロット数が１６あるいは２４個の固定子鉄心と、スロットに格納された主巻線と補助巻線からなる固定子巻線とを備えたコンデンサモータを例にとって説明しているが、固定子鉄心のスロット数は１６や２４に限定されない。

また、上記実施の形態１〜６では、アルミニウム巻線と銅巻線とが異なるスロットに格納されているものとして説明しているが、アルミニウム巻線と銅巻線とが同じスロットに格納されてもよい。この場合、アルミニウム巻線の券回数（スロット内に格納されているアルミニウム導体数）が銅巻線の券回数（スロット内に格納されている銅導体数）より多いスロットの断面積を大きくし、銅巻線の券回数（スロット内に格納されている銅導体数）がアルミニウム巻線の券回数（スロット内に格納されているアルミニウム導体数）より多いスロットの断面積を小さくすることになる。
また、上記実施の形態１〜６では、主巻線がアルミニウム巻線により構成され、補助巻線が銅巻線により構成されているものとしているが、主巻線を銅巻線により構成し、補助巻線をアルミニウム巻線により構成してもよいし、主巻線と補助巻線とのそれぞれをアルミニウム巻線と銅巻線とにより構成してもよい。

実施の形態７．
図７はこの発明の実施の形態７に係る回転電機の固定子を示す要部断面図である。

図７において、固定子１Ｆは、環状のコアバック３、それぞれコアバック３の内周面から径方向内方に延在して、周方向の等角ピッチで配列されたティース１１ａ，１１ｂ、およびコアバック３と隣り合うティース１１ａ，１１ｂとにより画成されたスロット５を有する固定子鉄心２Ｆと、固定子鉄心２Ｆに集中巻きに巻装された固定子巻線１２と、を備えている。

固定子鉄心２Ｆは、端面の外形形状が正方形の角部を円弧状に丸めた角形の鉄心であり、スロット５が内周側に開口するように周方向に配列され、ティース１１ａ，１１ｂの先端面が固定子鉄心２Ｆの端面の中心と同軸の円筒面に接するように形成されている。そして、固定子鉄心２Ｆの円弧状の角部に面するティース１１ａのティース長さが長く形成され、固定子鉄心２Ｆの平坦な側面に面するティース１１ｂのティース長さが短く形成されている。
固定子巻線１２は、アルミニウム線をティース１１ａに集中巻きに巻回して作製されたアルミニウム巻線１２ａと、銅線をティース１１ｂに集中巻きに巻回して作製された銅巻線１２ｂとから構成される。

ここで、固定子鉄心２Ｆが、角部が円弧状に丸められた略正方形の端面形状を有する角形の鉄心に作製されているので、全てのティースが同じティース長さに形成されていると、固定子鉄心２Ｆの平坦な側面とスロット５との間のコアバック３の幅が、角部とスロット５との間のコアバック３の幅より狭くなってしまう。そこで、固定子鉄心２Ｆの平坦な側面とスロット５との間のコアバック３の部位が、磁気飽和し易くなる。

この実施の形態７では、固定子鉄心２Ｆの平坦な側面に面するティース１１ｂのティース長さが短く形成されているので、固定子鉄心２Ｆの平坦な側面とスロット５との間のコアバック３の幅が広くなり、当該部位での磁気飽和を緩和できる。また、固定子鉄心２Ｆの角部に面するティース１１ａは、磁気飽和しないコアバック３の幅までティース長さを長くできるので、アルミニウム巻線１２ａをティース１１ａに巻回するスペースが広くなり、アルミニウム巻線の低抵抗化が図られる。
また、固定子巻線１２がアルミニウム巻線１２ａと銅巻線１２ｂとを併用して構成されているので、固定子巻線を銅巻線のみで構成した場合に比べ、低コスト化および軽量化が図られる。

高抵抗率のアルミニウム巻線１２ａがティース長さの長いティース１１ａに巻装されているので、所望のターン数を確保して線材の大径化が可能となり、巻線抵抗の増大を抑えることができる。また、低抵抗率の銅巻線１２ｂがティース長さの短いティース１１ｂに巻装されているので、ティース長さが短くとも、線材の小径化により所望のターン数および巻線抵抗を確保できる。したがって、アルミニウム巻線１２ａを用いることによる銅損の増加が抑えられるとともに、アルミニウム巻線１２ａと銅巻線１２ｂとの巻線抵抗のアンバランスが緩和される。

実施の形態８．
図８はこの発明の実施の形態８に係る回転電機の固定子を示す要部断面図である。

図８において、固定子鉄心２Ｇは、所定枚数の磁性鋼板を積層して形成された積層体を、コアバック３の部位をカシメて一体化して、角部が円弧状に丸められた略正方形の端面形状を有する角形の鉄心に作製されている。カシメ部６はコアバック３の部位にも周方向に離間して４箇所形成されている。そして、各カシメ部６の径方向内方に位置するティース１１ｂのティース長さが短く形成され、それ以外のティース１１ａのティース長さが長く形成されている。
固定子巻線１２は、アルミニウム線をティース１１ａに集中巻きに巻回して作製されたアルミニウム巻線１２ａと、銅線をティース１１ｂに集中巻きに巻回して作製された銅巻線１２ｂとから構成される。

このように構成された固定子１Ｇでは、カシメ部６の径方向内方に位置するティース１１ｂのティース長さが短くなっているので、固定子鉄心２Ｇを大径化することなく、カシメ部６とスロット５との間の間隔を広くでき、カシメ部６の周辺部分での磁化特性の悪化に起因する磁気飽和を緩和できる。また、カシメ部６の径方向内方に位置するティース１１ｂ以外のティース１１ａのティース長さを、磁気飽和しないコアバック３の幅まで長くできるので、アルミニウム巻線１２ａをティース１１ａに巻回するスペースが広くなり、アルミニウム巻線の低抵抗化が図られる。

この実施の形態８においても、固定子巻線１２がアルミニウム巻線１２ａと銅巻線１２ｂとを併用して構成され、高抵抗率のアルミニウム巻線１２ａがティース長さの長いティース１１ａに巻装され、低抵抗率の銅巻線１２ｂがティース長さの短いティース１１ｂに巻装されているので、上記実施の形態７と同様の効果を奏する。

なお、上記実施の形態８では、固定子鉄心が積層された所定枚数の磁性鋼板を４箇所のカシメ部で一体化して構成されているものとしているが、カシメ部の個数は４つに限定されるものではない。

実施の形態９．
図９はこの発明の実施の形態９に係る回転電機の固定子を示す要部断面図である。

図９において、固定子鉄心２Ｈは、角部が円弧状に丸められた略正方形の端面形状を有する角形の鉄心に作製され、切り欠き８がコアバック３の外周縁部に周方向に離間して4箇所形成されている。そして、各切り欠き８の径方向内方に位置するティース１１ｂのティース長さが短く形成され、それ以外のティース１１ａのティース長さが長く形成されている。
固定子巻線１２は、アルミニウム線をティース１１ａに集中巻きに巻回して作製されたアルミニウム巻線１２ａと、銅線をティース１１ｂに集中巻きに巻回して作製された銅巻線１２ｂとから構成される。

このように構成された固定子１Ｈでは、切り欠き８の径方向内方に位置するティース１１ｂのティース長さが短くなっているので、固定子鉄心２Ｈを大径化することなく、切り欠き８とスロット５との間の間隔を広くでき、切り欠き８の周辺部分での磁気飽和を緩和できる。また、切り欠き８に面しないティース１２ａのティース長さを、磁気飽和しないコアバック３の幅まで長くできるので、アルミニウム巻線１２ａをティース１１ａに巻回するスペースが広くなり、アルミニウム巻線の低抵抗化が図られる。

この実施の形態９においても、固定子巻線１２がアルミニウム巻線１２ａと銅巻線１２ｂとを併用して構成され、高抵抗率のアルミニウム巻線１２ａがティース長さの長いティース１１ａに巻装され、低抵抗率の銅巻線１２ｂがティース長さの短いティース１１ｂに巻装されているので、上記実施の形態７と同様の効果を奏する。

なお、上記実施の形態９では、４箇所の切り欠きが固定子鉄心のコアバックに形成されているものとしているが、切り欠きの個数は４つに限定されるものではない。

なお、上記実施の形態７〜９では、固定子鉄心が角形の鉄心に作製されているものとしているが、固定子鉄心は角形の鉄心に限定されず、丸形の鉄心でもよい。
また、上記実施の形態７〜９では、固定子鉄心が角形の鉄心に作製されているものとしているが、角形の鉄心の端面の外形形状は正方形に限定されるものではなく、五角形、六角形などの多角形でもよい。

また、上記実施の形態７〜９では、アルミニウム巻線と銅巻線とが異なるティースに券回されているものとして説明しているが、アルミニウム巻線と銅巻線とが同じティースに券回されてもよい。この場合、アルミニウム巻線の券回数が銅巻線の券回数より多いティースの長さを長くし、銅巻線の券回数がアルミニウム巻線の券回数より多いティースの長さを短くすることになる。

１,１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，１Ｄ，１Ｆ，１Ｇ，１Ｈ 固定子、２，２Ａ，２Ｂ，２Ｃ，２Ｄ，２Ｅ，２Ｆ，２Ｇ，２Ｈ 固定子鉄心、３ コアバック、４ ティース、５ スロット、６ カシメ部、７，７Ａ，７Ｂ 固定子巻線、７ａ 主巻線、７ｂ 補助巻線、８ 切り欠き、１０ａ，１０ｂ スロット、１１ａ，１１ｂ ティース、１２ 固定子巻線、１２ａ アルミニウム巻線、１２ｂ 銅巻線。

Claims (8)

1. 環状のコアバック、それぞれ該コアバックの内周面から径方向内方に延在して、周方向に複数配列されたティース、および周方向に隣り合う該ティース間に画成されたスロットを有する固定子鉄心と、上記固定子鉄心のスロットに格納されて巻装された固定子巻線と、を備えた回転電機の固定子であって、
   上記固定子巻線は、アルミニウム巻線と銅巻線とから構成され、
   格納されている上記銅巻線の導体数が格納されている上記アルミニウム巻線の導体数より多いスロットの断面積が、格納されている上記アルミニウム巻線の導体数が格納されている上記銅巻線の導体数より多いスロットの断面積より小さいことを特徴とする回転電機の固定子。
2. 上記固定子鉄心は、磁性鋼板の積層体を上記コアバックをカシメて一体化して作製された鉄心であり、
   カシメ部の径方向内方に位置するスロットの断面積が、該カシメ部と当該スロットとの間隔が広くなるように、小さく形成されていることを特徴とする請求項１記載の回転電機の固定子。
3. 上記固定子鉄心は、角形の鉄心であり、
   上記固定子鉄心の平坦な側面に面するスロットが、該固定子鉄心の角部に面するスロットに対して、スロット深さを浅くして、断面積を小さく形成されていることを特徴とする請求項１記載の回転電機の固定子。
4. 切り欠きが、上記固定子鉄心のコアバックの外周に形成されており、
   上記切り欠きに面するスロットが、他のスロットに対して、スロット深さを浅くして、断面積を小さく形成されていることを特徴とする請求項１記載の回転電機の固定子。
5. 環状のコアバック、それぞれ該コアバックの内周面から径方向内方に延在して、周方向に複数配列されたティース、および周方向に隣り合う該ティース間に画成されたスロットを有する固定子鉄心と、上記固定子鉄心のティースのそれぞれに集中巻きに巻装された固定子巻線と、を備えた回転電機の固定子であって、
   上記固定子巻線は、アルミニウム巻線と銅巻線とから構成され、
   上記銅巻線の巻回数が上記アルミニウム巻線の巻回数より多いティースのティース長さが、上記アルミニウム巻線の巻回数が上記銅巻線の巻回数より多いティースのティース長さより短いことを特徴とする回転電機の固定子。
6. 上記固定子鉄心は、磁性鋼板の積層体を上記コアバックをカシメて一体化して作製された鉄心であり、
   カシメ部の径方向内方に位置するティースが、他のティースに対して、ティース長さを短く形成されていることを特徴とする請求項５記載の回転電機の固定子。
7. 上記固定子鉄心は、角形の鉄心であり、
   上記固定子鉄心の平坦な側面に面するティースが、該固定子鉄心の角部に面するティースに対して、ティース長さを短く形成されていることを特徴とする請求項５記載の回転電機の固定子。
8. 切り欠きが、上記固定子鉄心のコアバックの外周に形成されており、
   上記切り欠きに面するティースが、他のティースに対して、ティース長さを短く形成されていることを特徴とする請求項５記載の回転電機の固定子。

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