JPH06105495A - 三相電動機の電機子巻線 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 三相電動機の小型軽量化が可能な電機子巻線
構造を実現する。 【構成】 コイルＵa〜Ｕd、Ｖa〜Ｖd、Ｗa〜Ｗdのそれ
ぞれは、波状に巻線整形されている。コイルＵa〜Ｕd、
Ｖa〜Ｖd、Ｗa〜Ｗdは、Ｎ極、Ｓ極に対応する部分のコ
イルエンドの一方が無い構造である。コイルＵa〜Ｕdの
最大コイルピッチは｛Ｎs／Ｐ＋（ｑ−１）｝スロット
間隔であり、最大コイルピッチとなった極の隣の極で
は、最小コイルピッチは｛Ｎs／Ｐ−（ｑ−１）｝スロ
ット間隔となる。ただし、Ｎsはスロット数、Ｐは極
数、ｑは毎極毎相のスロット数である。コイルＶa〜Ｖ
d、Ｗa〜Ｗdの最大コイルピッチも｛Ｎs／Ｐ＋（ｑ−
１）｝スロット間隔、最大コイルピッチの極の隣の極で
は、最小コイルピッチは｛Ｎs／Ｐ−（ｑ−１）｝スロ
ット間隔となる。したがって、コイルをスロットに挿入
する際にはコイルが互いに交錯せず、コイル挿入作業が
容易で、自動挿入が可能となる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、例えば、電気自動車に
使用される三相電動機の電機子巻線に関する。

【０００２】

【従来の技術】電気自動車等に使用される三相電動機の
電機子巻線は、同心巻方式や重ね巻方式により電機子に
巻回される。これらの巻線方式は、矩形状あるいは亀甲
状に巻線整形されたコイルを電機子のスロットに挿入す
る方式である。図２は、電機子巻線が同心巻方式により
電機子に巻回された状態の概略構成図であり、三相、二
極、２４スロット、ｑ（毎極毎相のスロット数）＝４の
場合の例である。図２において、Ｕ1（実線）、Ｖ1（破
線）、Ｗ1（一点鎖線）は、それぞれ２コイルからなる
Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相のＮ極コイル群、Ｕ2（実線）、Ｖ2
（破線）、Ｗ2（一点鎖線）は、それぞれ２コイルから
なるＵ相、Ｖ相、Ｗ相のＳ極コイル群である。そして、
コイルＵ1は、矩形状に巻線整形され、スロット番号
１、２、１１、１２に挿入され、コイルＵ2は、同様に
矩形状に巻線整形され、スロット番号１３、１４、２
３、２４に挿入される。また、コイルＶ1は、矩形状に
巻線整形され、スロット番号９、１０、１９、２０に挿
入され、コイルＶ2は、同様に矩形状に巻線整形され、
スロット番号２１、２２、７、８に挿入される。さら
に、コイルＷ1は、矩形状に巻線整形され、スロット番
号１７、１８、３、４に挿入され、コイルＷ2は、同様
に矩形状に巻線整形され、スロット番号５、６、１５、
１６に挿入される。

【０００３】なお、三相電動機の電機子巻線の例として
は、特開平４−１７８１３３号公報に記載されたものが
ある。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、例えば、三
相電動機を電気自動車用モータとして用いる場合、この
三相電動機の小型軽量化が望まれている。しかしなが
ら、従来の三相電動機においては、電機子巻線が、上記
同心巻又は重ね巻方式で巻回される構成となっているた
め、電機子鉄心の両端にトルクの発生には寄与しないコ
イルエンド部分が形成されていた。このため、電動機の
軸方向寸法を短縮することが困難であり、小型化及び軽
量化が困難であった。

【０００５】本発明の目的は、三相電動機の小型軽量化
が可能な電機子巻線構造を実現することである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するため、次のように構成される。三相電動機の電機
子巻線において、各相毎に、波状に巻線整形された巻線
が上記電機子のスロットに挿入される。

【０００７】好ましくは、上記三相電動機の電機子巻線
において、各極を形成する各相の巻線群の最大コイルピ
ッチは、｛Ｎs／Ｐ＋（ｑ−１）｝スロット間隔（ただ
し、Ｎsはスロット数、Ｐは極数、ｑは毎極毎相のスロ
ット数）であり、最大コイルピッチとなった極の隣の極
の最小コイルピッチは、｛Ｎs／Ｐ−（ｑ−１）｝スロ
ット間隔であり、スロットに巻線を挿入する際には、巻
線どうしが互いに交錯しない構成とされる。

【０００８】

【作用】各相毎に、波状に巻線整形された巻線が電機子
のスロットに挿入される構成となっているので、電機子
鉄心の一方端のコイルエンドを省略することができる。
これにより、電動機の軸方向寸法が短縮され、軽量化さ
れる。また、最大コイルピッチは｛Ｎs／Ｐ＋（ｑ−
１）｝スロット間隔であり、最大コイルピッチとなった
極の隣の極の最小コイルピッチは｛Ｎs／Ｐ−（ｑ−
１）｝スロット間隔であり、スロットに巻線を挿入する
際には、巻線どうしが互いに交錯しない構成となってい
るので、スロットへの巻線挿入作業が容易となり、自動
化が可能となる。

【０００９】

【実施例】図１は、本発明の一実施例である電機子巻線
の概略構成図であり、三相、二極、２４スロット、ｑ
（上述したように毎極毎相のスロット数）＝４、一相あ
たり４コイルの場合の例である。図１において、Ｕa、
Ｕb、Ｕc、ＵdはＵ相のコイル群（実線図示）であり、
これらコイルＵa、Ｕb、Ｕc、Ｕdのそれぞれは、波状に
巻線整形されている。そして、コイルＵaは、スロット
１４及び２３に挿入され、コイルＵbは、スロット１３
及び２４に挿入される。また、コイルＵcは、スロット
１及び１２に挿入され、コイルＵdは、スロット２及び
１１に挿入される。このコイル群Ｕa、Ｕb、Ｕc、Ｕd
は、Ｎ極、Ｓ極に対応する部分のコイルエンドの一方が
無い構造となっている。

【００１０】また、このコイル群Ｕa、Ｕb、Ｕc、Ｕdの
最大コイルピッチは、｛Ｎs／Ｐ＋（ｑ−１）｝スロッ
ト間隔であり、最大コイルピッチとなった極の隣の極に
おいては、最小コイルピッチは、｛Ｎs／Ｐ−（ｑ−
１）｝スロット間隔となっている。ただし、Ｎsはスロ
ット数、Ｐは極数である。つまり、図示した例において
は、Ｎsは、２４、Ｐは２、ｑは４であるので、最大コ
イルピッチは、１５スロット、最小コイルピッチは、９
スロットとなる。コイルＵaを例にすると、最大コイル
ピッチは、スロット２３、２４、１〜１４の１５スロッ
ト間隔となり、最小コイルピッチは、スロット１４〜２
３の９スロット間隔となっている。コイルＵb、Ｕc、Ｕ
dも同様に、最大コイルピッチは、１５スロット間隔、
最小コイルピッチは、９スロット間隔となっている。し
たがって、コイル群Ｕa、Ｕb、Ｕc、Ｕdをスロットに挿
入する際には、コイルＵa、Ｕb、Ｕc、Ｕdが互いに交錯
せず、コイル挿入作業が容易で、自動挿入が可能となっ
ている。

【００１１】また、Ｖa、Ｖb、Ｖc、ＶdはＶ相のコイル
群（破線図示）であり、これらコイルＶa、Ｖb、Ｖc、
Ｖdは、コイルＵa、Ｕb、Ｕc、Ｕdと同様に、波状に巻
線整形されている。そして、コイルＶaは、スロット７
及び２２に挿入され、コイルＶbは、スロット８及び２
１に挿入される。また、コイルＶcは、スロット９及び
２０に挿入され、コイルＶdは、スロット１０及び１９
に挿入される。このコイル群Ｖa、Ｖb、Ｖc、Ｖdも、Ｎ
極、Ｓ極に対応する部分のコイルエンドの一方が無い構
造となっている。

【００１２】さらに、このコイル群Ｖa、Ｖb、Ｖc、Ｖd
もコイル群Ｕa、Ｕb、Ｕc、Ｕdと同様に、最大コイルピ
ッチは、｛Ｎs／Ｐ＋（ｑ−１）｝スロット間隔であ
り、最大コイルピッチとなった極の隣の極においては、
最小コイルピッチは、｛Ｎs／Ｐ−（ｑ−１）｝スロッ
ト間隔となっている。コイルＶaを例にすると、最大コ
イルピッチは、スロット７〜２２の１５スロット間隔と
なり、最小コイルピッチは、スロット２２、２３、２
４、１〜７の９スロット間隔となっている。コイルＵ
b、Ｕc、Ｕdも同様に、最大コイルピッチは、１５スロ
ット間隔、最小コイルピッチは、９スロット間隔となっ
ている。したがって、コイル群Ｖa、Ｖb、Ｖc、Ｖdをス
ロットに挿入する際には、コイルＶa、Ｖb、Ｖc、Ｖdが
互いに交錯せず、コイル挿入作業が容易で、自動挿入が
可能となっている。

【００１３】さらに、Ｗa、Ｗb、Ｗc、ＷdはＷ相のコイ
ル群（一点鎖線図示）であり、これらコイルＷa、Ｗb、
Ｗc、Ｗdも、波状に巻線整形されている。そして、コイ
ルＷaは、スロット６及び１５に挿入され、コイルＷb
は、スロット５及び１６に挿入される。また、コイルＷ
cは、スロット４及び１７に挿入され、コイルＷdは、ス
ロット３及び１８に挿入される。このコイル群Ｗa、Ｗ
b、Ｗc、Ｗdも、Ｎ極、Ｓ極に対応する部分のコイルエ
ンドの一方が無い構造となっている。

【００１４】さらに、このコイル群Ｖa、Ｖb、Ｖc、Ｖd
も、最大コイルピッチは、｛Ｎs／Ｐ＋（ｑ−１）｝ス
ロット間隔であり、最大コイルピッチとなった極の隣の
極においては、最小コイルピッチは、｛Ｎs／Ｐ−（ｑ
−１）｝スロット間隔となっている。つまり、最大コイ
ルピッチは、１５スロット間隔となり、最小コイルピッ
チは、９スロット間隔となっている。したがって、コイ
ル群Ｗa、Ｗb、Ｗc、Ｗdをスロットに挿入する際には、
コイルＷa、Ｗb、Ｗc、Ｗdが互いに交錯せず、コイル挿
入作業が容易で、自動挿入が可能となっている。

【００１５】以上のように、本発明の一実施例によれ
ば、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相の各相のコイル群が波状に巻線整
形され、スロットに挿入され、Ｎ極、Ｓ極に対応する部
分のコイルエンドの一方を省略できる構成となっている
ので、電動機軸方向寸法を短縮でき、重量を軽減するこ
とができる。さらに、各相のコイル群の最大コイルピッ
チは｛Ｎs／Ｐ＋（ｑ−１）｝スロット間隔であり、最
大コイルピッチとなった極の隣の極においては、最小コ
イルピッチは｛Ｎs／Ｐ−（ｑ−１）｝スロット間隔と
したので、コイルをスロットに挿入する際に、コイルが
互いに交錯することがなく、コイル挿入作業が容易で、
自動挿入が可能となる。なお、上述した例は、二極の電
動機の場合の例であるが、本発明は、二極の場合に限ら
ず、二極以上の多極の電動機にも適用することができ
る。

【００１６】また、本発明は、電気自動車に使用される
三相電動機のみならず、他の用途に使用される三相電動
機にも適用することができる。

【００１７】

【発明の効果】本発明は、以上説明したように、構成さ
れているため、次のような効果がある。三相電動機の電
機子巻線において、各相毎に、波状に巻線整形された巻
線が上記電機子のスロットに挿入される構成となってい
るので、電機子鉄心の一方端のコイルエンドを省略する
ことができる。これにより、電動機の軸方向寸法が短縮
され、軽量化され、三相電動機の小型軽量化が可能な電
機子巻線構造を実現することができる。

【００１８】また、各極を形成する各相の巻線群の最大
コイルピッチは、｛Ｎs／Ｐ＋（ｑ−１）｝スロット間
隔（ただし、Ｎsはスロット数、Ｐは極数、ｑは毎極毎
相のスロット数）であり、最大コイルピッチとなった極
の隣の極の最小コイルピッチは、｛Ｎs／Ｐ−（ｑ−
１）｝スロット間隔であり、スロットに巻線を挿入する
際には、巻線どうしが互いに交錯しない構成となってい
るので、スロットへの巻線挿入作業が容易となり、自動
化が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例である電機子巻線の概略構成
図である。

【図２】従来の電機子巻線の概略構成図である。

【符号の説明】

１〜２４ スロット番号 Ｕa、Ｕb、Ｕc、Ｕd Ｕ相のコイル群 Ｖa、Ｖb、Ｖc、Ｖd Ｖ相のコイル群 Ｗa、Ｗb、Ｗc、Ｗd Ｗ相のコイル群

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 三相電動機の電機子巻線において、各相
   毎に、波状に巻線整形された巻線が上記電機子のスロッ
   トに挿入されることを特徴とする三相電動機の電機子巻
   線。
2. 【請求項２】 請求項１記載の三相電動機の電機子巻線
   において、各極を形成する各相の巻線群の最大コイルピ
   ッチは、｛Ｎs／Ｐ＋（ｑ−１）｝スロット間隔（ただ
   し、Ｎsはスロット数、Ｐは極数、ｑは毎極毎相のスロ
   ット数）であり、最大コイルピッチとなった極の隣の極
   の最小コイルピッチは、｛Ｎs／Ｐ−（ｑ−１）｝スロ
   ット間隔であり、スロットに巻線を挿入する際には、巻
   線どうしが互いに交錯しない構成であることを特徴とす
   る三相電動機の電機子巻線。