WO2014188466A1 - 固定子及びこの固定子を使用する電動機 - Google Patents

固定子及びこの固定子を使用する電動機 Download PDF

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WO2014188466A1
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wire
ratio
cross
winding
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健太郎 堀坂
興起 仲
信一 山口
雅哉 原川
和秋 安藤
健太 尾崎
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三菱電機株式会社
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    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K3/00—Details of windings
    • H02K3/04—Windings characterised by the conductor shape, form or construction, e.g. with bar conductors
    • H02K3/18—Windings for salient poles
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K3/00—Details of windings
    • H02K3/02—Windings characterised by the conductor material

Definitions

  • the present invention relates to an electric motor and a stator used for the electric motor.
  • the stator core is made of laminated steel plates.
  • An insulator is incorporated in the stator core.
  • the insulator is a synthetic resin insulator.
  • the annular stator core is integrally formed with teeth that protrude radially inward at a plurality of locations that equally divide the inner circumference in the circumferential direction.
  • a wire rod is wound around each tooth portion via an insulator to form a multi-layered winding portion.
  • the innermost one layer is an aluminum wire, and the remaining five outer layers are copper wires (see Patent Document 1).
  • an insulator is placed in the stator slots of the stator core.
  • the main winding is housed inside this insulator.
  • the main winding is formed by winding the main magnet wire into a random winding.
  • the number of magnet wires is, for example, 34.
  • the auxiliary winding is accommodated in a space formed between adjacent main windings.
  • the auxiliary winding is formed by winding the same number of auxiliary magnet wires as the main winding.
  • the diameter of the auxiliary magnet wire is 154/1000 of the main magnet wire.
  • JP 2010-183788 (for example, paragraphs 0028, 0030, 0032, and FIG. 1)
  • Patent Document 1 and Patent Document 2 describe a technique of using a copper wire and an aluminum wire for the stator winding. However, Patent Document 1 and Patent Document 2 do not disclose a configuration for reducing the resistance of the winding when materials having different electrical resistivity are used for the winding.
  • An object of the present invention is to provide a configuration capable of reducing the resistance of a winding when materials having different electrical resistivity are used for the winding.
  • a stator according to the present invention is disposed in a cylindrical stator core, a plurality of teeth provided along the circumferential direction of the stator core, and a plurality of slots provided between the teeth, and wound around the teeth.
  • the winding is (1) Consists of materials with different electrical resistivity, (2) The ratio of the cross-sectional area of the material having a high electrical resistivity to the cross-sectional area of the material having a low electrical resistivity in the slot is 1 or more, (3) It is below the ratio of the electrical resistivity of the material with high electrical resistivity to the electrical resistivity of the material with low electrical resistivity.
  • the resistance of the winding can be reduced when materials having different electrical resistivity are used for the winding.
  • FIG. 3 is a partial cross-sectional view of the stator according to Embodiment 1 of the present invention. It is sectional drawing of a part of stator in Embodiment 2 of this invention.
  • FIG. 6 is a partial cross-sectional view of a stator according to Embodiment 3 of the present invention.
  • FIG. 10 is a partial cross-sectional view of a stator according to Embodiment 4 of the present invention. It is sectional drawing of a part of stator in Embodiment 5 of this invention. It is a list of the ratio of the combination of the material of the electric wire which concerns on Embodiment 1 thru
  • Embodiment 1 The structure of the electric motor according to Embodiment 1 of the present invention will be described with reference to FIG.
  • FIG. 1 is a diagram illustrating the structure of the electric motor according to the first embodiment.
  • the electric motor includes a rotor (in the following description, a rotor) that rotates, and a stator (in the following description, a stator 1 that generates a rotational force). ).
  • a shaft is fixed to the rotor at the center in the radial direction.
  • the rotor is configured by arranging a plurality of permanent magnets.
  • the stator 1 has a cylindrical shape and covers the rotor from the outside in the radial direction.
  • the stator 1 is configured by arranging a plurality of coils in the circumferential direction around a shaft.
  • the AC power supply supplies an AC current to the coil of the stator 1.
  • a load is connected to the shaft.
  • the coil of the stator 1 generates a magnetic flux ⁇ as shown in FIG. 1 when a current flows.
  • the permanent magnet of the rotor receives a magnetic force in the direction of the magnetic flux ⁇ .
  • the rotor is driven by the magnetic force received by the permanent magnet.
  • the direction of the magnetic field generated by the coil is successively moved in the circumferential direction.
  • This can be realized by supplying an alternating current to a plurality of coils of the stator 1.
  • the plurality of coils of the stator 1 generate a clockwise or counterclockwise magnetic field (referred to as a rotating magnetic field in the following description).
  • the plurality of coils generate a clockwise rotating magnetic field.
  • the permanent magnet receives a magnetic force in the rotating direction of the rotating magnetic field.
  • the rotor rotates in the same direction as the rotating magnetic field.
  • the shaft rotates with the rotor.
  • the rotational force of the shaft is transmitted to the load. That is, the rotational force generated in the rotor is transmitted to the load through the shaft.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view of the stator 1 according to the first embodiment.
  • the stator 1 mainly includes a cylindrical stator core 2 and a tooth portion 3.
  • the teeth part 3 is provided in the inner periphery of the stator core 2 as shown in FIG.
  • twelve teeth portions 3 are provided in the stator 1 along the circumferential direction shown in FIG.
  • Slots 4 are provided between the tooth portions 3.
  • the slot 4 is a space portion between the tooth portions 3.
  • twelve slots 4 are provided in the stator 1 along the circumferential direction shown in FIG.
  • FIG. 3 is a partial cross-sectional view of the stator 1 according to the first embodiment of the present invention, and is an enlarged view of a portion C in FIG.
  • the stator core 2 is provided with a tooth portion 3.
  • Slots 4 are provided between the tooth portions 3.
  • the insulating paper 5 is provided inside the slot 4 along the shape of the slot 4.
  • the copper wire 6a and the aluminum wire 6b are provided in the same slot 4.
  • the copper wire 6 a and the aluminum wire 6 b are wound around the tooth portion 3 of the stator core 2.
  • the copper wire 6a and the aluminum wire 6b are combined to form a winding 6.
  • the resistance of the winding 6 is defined as a winding resistance R.
  • the winding resistance R is expressed by the following formula 1.
  • ⁇ A and ⁇ B are electrical resistivity of the electric wires A and B.
  • n A and n B are the number of turns of the electric wires A and B, respectively.
  • L is the average circumference.
  • S A and S B are cross-sectional areas of the electric wires A and B, respectively.
  • a is a constant determined by the number of slots and the method of connecting the windings 6.
  • ⁇ is a space factor.
  • the space factor is the ratio of the area of the windings 6 to the area A S of the slot 4 are occupied.
  • N is the total number of turns of the electric wire A and the electric wire B.
  • the ratio of the electric wire A is x.
  • the cross-sectional area S B of the wire B, and y-fold cross-sectional area S A of the wire A is derived from the expression 2.
  • winding resistance R (x, y) is expressed by Equation 4 below.
  • 1 ⁇ y ⁇ B / ⁇ A is a mathematical expression that leads to the following two points.
  • the first point is that the ratio of the cross-sectional area of the material having a high electrical resistivity to the cross-sectional area of the material having a low electrical resistivity in the slot 4 is 1 or more.
  • a second point is a configuration in which the ratio is equal to or less than a ratio of the electrical resistivity of the material having a high electrical resistivity to the electrical resistivity of the material having the low electrical resistivity.
  • the configuration of the stator 1 according to the first embodiment will be described in detail.
  • the copper wire 6a is used as the electric wire A and the aluminum wire 6b is used as the electric wire B as shown in FIG.
  • the winding method of the copper wire 6a and the aluminum wire 6b is concentrated winding.
  • a region D represents a region occupied by the copper wire 6 a in the slot 4. That is, the region D is the sum of the cross-sectional areas of the copper wires 6 a in the slot 4.
  • a region E represents a region occupied by the aluminum wire 6 b in the slot 4. That is, the region E is the sum of the cross-sectional areas of the aluminum wires 6 b in the slot 4.
  • the ratio of the area of the area E occupied by the aluminum wire 6b to the area of the area including the area D and the area E is in a range larger than 50% and smaller than 61%.
  • the electrical resistivity ⁇ A of copper is 16.8 n ⁇ ⁇ m.
  • the electrical resistivity ⁇ B of aluminum is 26.5 n ⁇ ⁇ m.
  • the cross-sectional area of the copper wire 6a to S copper, the cross-sectional area of the aluminum wire 6b and S A is 16.8 n ⁇ ⁇ m.
  • Equation 9 is derived.
  • the ratio of the occupied area of the aluminum wire 6b in the slot 4 to the occupied area of the winding 6 in the slot 4 is set in a range larger than 50% and smaller than 61%.
  • the occupied area is the product of the cross-sectional area and the number of turns of the electric wire.
  • the ratio of the area of the region E occupied by the aluminum wire 6b to the area of the region D and the region E is set to a range larger than 50% and smaller than 61%.
  • the occupation area of the copper wire 6a and the occupation area of the aluminum wire 6b may be the same. Further, the ratio of the occupied area of the aluminum wire 6b in the slot 4 to the occupied area of the winding 6 in the slot 4 may be 61%.
  • Embodiment 2 Next, the configuration of the stator 1 and the electric motor according to the second embodiment will be described. The same or equivalent means and configuration as in the first embodiment will be described using the same names and symbols.
  • the ratio of the cross-sectional area of the material having a high electrical resistivity to the cross-sectional area of the material having a low electrical resistivity in the slot is equal to the ratio of the material having a high electrical resistivity to the electrical resistivity of the material having a low electrical resistivity.
  • a stator that is equivalent to the square root of the ratio of electrical resistivity will be particularly described.
  • FIG. 4 is a cross-sectional view of a part of the stator 1 according to Embodiment 2 of the present invention.
  • FIG. 4 is an enlarged view of part C in FIG.
  • the copper wire 6 a and the aluminum wire 6 b are provided in the same slot 4.
  • the copper wire 6 a and the aluminum wire 6 b are wound around the tooth portion 3 of the stator core 2.
  • the winding method of the copper wire 6a and the aluminum wire 6b is concentrated winding.
  • the winding 6 arranged in the same slot 4 has 20 turns.
  • the winding 6 provided in the same slot 4 occupies 55% of the area of the slot 4.
  • the number of turns of the copper wire 6a and the aluminum wire 6b is 10 turns.
  • the wire diameter of the copper wire 6a is 0.45 mm.
  • the wire diameter of the aluminum wire 6b is 0.55 mm.
  • Equation 12 is derived.
  • the copper wire 6a is used as the electric wire A and the aluminum wire 6b is used as the electric wire B, respectively, as shown in FIG.
  • the ratio of the cross-sectional area of the copper wire 6a and the aluminum wire 6b to the cross-sectional area of the slot 4 is 1.26 times. This is the same as the square root of the ratio of copper electrical resistivity 16.8 n ⁇ ⁇ m and aluminum electrical resistivity 26.5 n ⁇ ⁇ m.
  • the number of turns of the copper wire 6a and the aluminum wire 6b is 10 turns.
  • the wire diameter of the copper wire 6a is 0.45 mm.
  • the wire diameter of the aluminum wire 6b is 0.55 mm. This satisfies 1.26 times the ratio of the cross-sectional area. That is, in this case, the winding resistance can be minimized.
  • the diameter of the electric wire that is generally distributed takes a discrete value.
  • the winding number is a natural number. For this reason, it is usually difficult to make the ratio of the cross-sectional area of the copper wire 6a and the aluminum wire 6b equal to the square root of the ratio of electrical resistivity. Therefore, the diameter of the electric wire is selected so that the ratio of the cross-sectional area is 1.3 times instead of 1.26 times. Thereby, winding resistance can be made the smallest.
  • the diameter of the electric wire may be selected so that the ratio of the cross-sectional area is in the range of 1.2 to 1.4 times.
  • the ratio of the cross-sectional area when the winding resistance can be minimized is included in the range of 1.2 times to 1.4 times. For this reason, the winding resistance can be minimized by selecting the diameter of the electric wire so as to be in the range of 1.2 times to 1.4 times. In addition, it is said that it is in the range which can be considered that the ratio of said cross-sectional area exists in the range of this 1.2 times-1.4 times.
  • Embodiment 3 Next, the configuration of the stator 1 and the electric motor according to Embodiment 3 will be described. With respect to the same or equivalent means and configuration as in the first and second embodiments, the same names and reference numerals are used and the description thereof is omitted.
  • FIG. 5 is a cross-sectional view of a part of the stator 1 according to Embodiment 3 of the present invention.
  • FIG. 5 is an enlarged view of part C in FIG.
  • the copper wire 6 a and the aluminum wire 6 b are provided in the same slot 4.
  • the copper wire 6 a and the aluminum wire 6 b are wound around the tooth portion 3 of the stator core 2.
  • the winding method of the copper wire 6a and the aluminum wire 6b is concentrated winding.
  • the winding 6 provided in the same slot 4 has 20 turns.
  • the winding 6 provided in the same slot 4 occupies 55% of the area of the slot 4.
  • the winding number of the copper wire 6a is 8 turns.
  • the winding number of the aluminum wire 6b is 12 turns.
  • the diameter of the copper wire 6a is 0.4 mm.
  • the wire diameter of the aluminum wire 6b is 0.55 mm.
  • the ratio of the cross-sectional area of the copper wire 6a and the aluminum wire 6b to the cross-sectional area of the slot 4 is 1.26 times. In this case, the winding resistance can be minimized as described in the second embodiment.
  • the winding resistance can be minimized by adopting a configuration in which the ratio of the cross-sectional area is 1.26 times.
  • the diameter of the electric wire that is generally distributed takes a discrete value.
  • the winding number is a natural number. For this reason, it is usually difficult to make the ratio of the cross-sectional area of the copper wire 6a and the aluminum wire 6b equal to the square root of the ratio of electrical resistivity. Therefore, the diameter of the electric wire is selected so that the ratio of the cross-sectional area is 1.3 times instead of 1.26 times. Thereby, winding resistance can be made the smallest.
  • the diameter of the electric wire may be selected so that the ratio of the cross-sectional area is in the range of 1.2 to 1.4 times.
  • the ratio of the cross-sectional area when the winding resistance can be minimized is included in the range of 1.2 times to 1.4 times. For this reason, the winding resistance can be minimized by selecting the diameter of the electric wire so as to be in the range of 1.2 times to 1.4 times. In addition, it is said that it is in the range which can be considered that the ratio of said cross-sectional area exists in the range of this 1.2 times-1.4 times.
  • Embodiment 4 Next, the configuration of the stator 1 and the electric motor according to Embodiment 4 will be described. The same or equivalent means and configuration as in the first to third embodiments will be described using the same names and reference numerals.
  • FIG. 6 is a partial cross-sectional view of the stator 1 according to the fourth embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 is an enlarged view of part C in FIG.
  • the copper wire 6 a and the aluminum wire 6 b are arranged in the same slot 4.
  • the copper wire 6 a and the aluminum wire 6 b are wound around the tooth portion 3 of the stator core 2.
  • the winding method of the copper wire 6a and the aluminum wire 6b is concentrated winding.
  • the winding 6 provided in the same slot 4 has 20 turns. Further, the windings 6 arranged in the same slot 4 occupy 55% of the area of the slot 4.
  • the number of turns of the copper wire 6a and the aluminum wire 6b is 10 turns.
  • the wire diameter of the copper wire 6a is 0.4 mm, and the wire diameter of the aluminum wire 6b is 0.6 mm.
  • the specific gravity of the electric wires A and B described in the first embodiment is ⁇ A and ⁇ B.
  • the weight m of the winding 6 is expressed by the following Expression 14.
  • a copper wire 6 a is used as the electric wire A
  • an aluminum wire 6 b is used as the electric wire B.
  • the ratio of the cross-sectional area of the copper wire 6a and the aluminum wire 6b to the cross-sectional area of the slot 4 is 1.58 times. This is the same as the ratio of the electrical resistivity of copper 16.8 n ⁇ ⁇ m and the electrical resistivity of aluminum 26.5 n ⁇ ⁇ m.
  • the number of turns of the copper wire 6a and the aluminum wire 6b is 10 turns.
  • the wire diameter of the copper 6a is 0.4 mm.
  • the wire diameter of the aluminum wire 6b is 0.6 mm. This satisfies 1.58 times the ratio of the cross-sectional area. That is, in this case, compared with the case where the cross-sectional areas of the copper wire 6a and the aluminum wire 6b are the same, the winding resistance can be made equal and the weight of the winding 6 can be made lightest.
  • the diameter of the electric wire that is generally distributed takes a discrete value.
  • the winding number is a natural number. For this reason, it is usually difficult to make the ratio of the cross-sectional area of the copper wire 6a and the aluminum wire 6b equal to the ratio of electrical resistivity. Therefore, the diameter of the electric wire is selected so that the ratio of the cross-sectional area is 1.6 times instead of 1.58 times. Thereby, compared with the case where the cross-sectional area of the copper wire 6a and the aluminum wire 6b is made the same, winding resistance can be made equivalent and the weight of the winding 6 can be made the lightest.
  • the diameter of the electric wire may be selected so that the ratio of the cross-sectional area is in a range of 1.5 times to 1.7 times. Compared with the case where the cross-sectional areas of the copper wire 6a and the aluminum wire 6b are the same, the ratio of the cross-sectional area when the winding resistance is the same and the weight of the winding 6 can be minimized is 1.5. It is included in the range of double to 1.7 times. For this reason, by selecting the diameter of the electric wire so as to be in the range of 1.5 times to 1.7 times, the winding resistance can be reduced as compared with the case where the cross-sectional areas of the copper wire 6a and the aluminum wire 6b are the same. The weight of the winding 6 can be made lightest. In addition, it is said that it is in the range which can be considered that the ratio of said cross-sectional area exists in the range of 1.5 times-1.7 times this is equivalent.
  • Embodiment 5 Next, the configuration of the stator 1 and the electric motor according to the fifth embodiment will be described. The same or equivalent means and configuration as those in the first to fourth embodiments will be described using the same names and symbols.
  • FIG. 7 is a partial cross-sectional view of stator 1 according to the fifth embodiment of the present invention.
  • FIG. 7 is an enlarged view of part C in FIG.
  • the copper wire 6 a and the aluminum wire 6 b are arranged in the same slot 4.
  • the copper wire 6 a and the aluminum wire 6 b are wound around the tooth portion 3 of the stator core 2.
  • the winding method of the copper wire 6a and the aluminum wire 6b is concentrated winding.
  • the winding 6 arranged in the same slot 4 has 20 turns. Further, the windings 6 arranged in the same slot 4 occupy 55% of the area of the slot 4.
  • the number of turns of the copper wire 6a is 8 turns.
  • the winding number of the aluminum wire 6b is 12 turns.
  • the wire diameter of the copper wire 6a is 0.35 mm.
  • the wire diameter of the aluminum wire 6b is 0.55 mm.
  • the ratio of the cross-sectional area of the copper wire 6a and the aluminum wire 6b to the cross-sectional area of the slot 4 is 1.58 times.
  • the winding resistance can be made equal and the weight of the winding 6 can be minimized. it can.
  • the cross-sectional area of the copper wire 6a and the aluminum wire 6b can be reduced by configuring the cross-sectional area ratio to be 1.58 times. Compared to the case where they are the same, the winding resistance can be made equal, and the weight of the winding 6 can be minimized.
  • the diameter of the electric wire may be selected so that the ratio of the cross-sectional area is in a range of 1.5 times to 1.7 times. Compared with the case where the cross-sectional areas of the copper wire 6a and the aluminum wire 6b are the same, the ratio of the cross-sectional area when the winding resistance is the same and the weight of the winding 6 can be minimized is 1.5. It is included in the range of double to 1.7 times. For this reason, by selecting the diameter of the electric wire so as to be in the range of 1.5 times to 1.7 times, the winding resistance can be reduced as compared with the case where the cross-sectional areas of the copper wire 6a and the aluminum wire 6b are the same. The weight of the winding 6 can be made lightest. In addition, it is said that it is in the range which can be considered that the ratio of said cross-sectional area exists in the range of 1.5 times-1.7 times this is equivalent.
  • the diameter of the electric wire that is generally distributed takes a discrete value.
  • the winding number is a natural number. For this reason, it is usually difficult to make the ratio of the cross-sectional area of the copper wire 6a and the aluminum wire 6b equal to the ratio of electrical resistivity. Therefore, the diameter of the electric wire is selected so that the ratio of the cross-sectional area is 1.6 times instead of 1.58 times. Thereby, compared with the case where the cross-sectional area of the copper wire 6a and the aluminum wire 6b is made the same, winding resistance can be made equivalent and the weight of the winding 6 can be made the lightest.
  • or Embodiment 5 although the winding method of the copper wire 6a and the aluminum wire 6b was concentrated winding, it is not restricted to this.
  • the winding method of the copper wire 6a and the aluminum wire 6b may be distributed winding.
  • the stator 1 has twelve teeth 3 and twelve slots 4.
  • the present invention is not limited to this.
  • the number of teeth portions 3 and slots 4 may be various configurations such as 3, 6, 9, or more.
  • a copper wire 6a is used as the electric wire A, and an aluminum wire 6b is used as the electric wire B.
  • the copper wire 6a has a low electrical resistivity and a small energy loss.
  • the aluminum wire 6b is lighter and cheaper than the copper wire 6a. That is, in Embodiments 1 to 5, by using the copper wire 6a and the aluminum wire 6b, the stator 1 can be reduced in weight and cost can be reduced.
  • the copper wire 6a is used as the electric wire A and the aluminum wire 6b is used as the electric wire B.
  • the present invention is not limited to this.
  • money, aluminum etc. can be selected and used.
  • FIG. 8 is a list of the ratios of the combinations of electric wire materials and the electrical resistivity according to the first to fifth embodiments of the present invention.
  • the ratio of the electrical resistivity is the ratio of the electrical resistivity of the metal having a large electrical resistivity to the electrical resistivity of the metal having a small electrical resistivity.
  • the electrical resistivity of each material is 15.9 n ⁇ m for silver, 16.8 n ⁇ m for copper, 22.1 n ⁇ m for gold, and 26.5 n ⁇ m for aluminum at 20 ° C.
  • the electric wires A in the column are metals having a low electric resistivity
  • the electric wires B in the row are metals having a high electric resistivity.
  • the numerical values in FIG. 8 indicate the ratio ⁇ B / ⁇ A of the electrical resistivity of the electric wires A and B.
  • the ratio of the electrical resistivity of aluminum as the electric wire B to copper as the electric wire A is 1.58 at 20 ° C.
  • the values in FIG. 8 are all values at 20 ° C., and the values change as the temperature changes.
  • the material of the electric wires according to the first to fifth embodiments two kinds of different metals are selected from silver, copper, gold, and aluminum. That is, as the material for the electric wire A, one is selected from silver, copper, and gold, and as the material for the electric wire B, a material having a higher electrical resistivity than the electric wire A is selected. Specifically, when silver is selected for the electric wire A, the electric wire B is selected from copper, gold, and aluminum. When copper is selected as the electric wire A, the electric wire B is selected from gold and aluminum. When gold is selected for the electric wire A, the electric wire B is aluminum. Even if a combination of these materials is selected as the material of the electric wires A and B, it is clear that the effects obtained in the stator 1 and the electric motor according to the first to fifth embodiments are not hindered.
  • stator 1 stator, 2 stator core, 3 teeth, 4 slots, 5 insulation paper, 6a copper wire, 6b aluminum wire

Abstract

　巻線に電気抵抗率の異なる材料を使用する場合における、巻線の抵抗を低減できる構成を提供する。　この発明に係る固定子は、円筒形状のステータコア２と、ステータコア２の周方向に沿って設けられた複数のティース部３と、ティース部３の間に設けられる複数のスロット４内に配置され、ティース部３に巻回される巻線６とを備える。巻線６は、電気抵抗率の異なる材料で構成される。スロット４内における電気抵抗率の低い材料の断面積に対する電気抵抗率の高い材料の断面積の比率が１以上であり、かつ、電気抵抗率の低い材料の当該電気抵抗率に対する電気抵抗率の高い材料の当該電気抵抗率の比率以下である。

Description

固定子及びこの固定子を使用する電動機
　本発明は、電動機、及びこの電動機に使用する固定子に関するものである。
　従来の固定子において、ステータコアは、積層鋼板よりなる。ステータコアには、インシュレータが組み込まれる。インシュレータは、合成樹脂製絶縁体である。環状体のステータコアは、内周を周方向に等分する複数箇所に、径方向内側に突出した歯部が一体に形成される。各歯部には、インシュレータを介して線材が巻きつけられ、複数層の巻線部が形成される。巻線部を構成する線材は、最も最内側の１層がアルミニウム線で、残りの外側の５層が銅線である（特許文献１参照）。
　従来の他の固定子において、固定子鉄心の固定子スロット内には、絶縁物が敷かれる。主巻線は、この絶縁物の内側に収納されている。主巻線は、主マグネット・ワイヤーを乱巻きに巻回して成る。マグネット・ワイヤーの本数は、例えば３４本である。補助巻線は、隣接する主巻線の相互間に形成される空間に収める。補助巻線は、補助マグネット・ワイヤーを主巻線と同数巻回して形成される。補助マグネット・ワイヤーの線径は、主マグネット・ワイヤーの１５４／１０００である。
　従来の他の固定子において、補助巻線を形成する補助マグネット・ワイヤーには、アルミニウムを使用する。主巻線のマグネット・ワイヤーには、銅を使用する（特許文献２参照）。
特開２０１０－１８３７８８号公報（例えば、段落００２８、００３０、００３２、及び図１）
特開平１０－１７４３３０号公報（例えば、段落０００９、００１８、及び図１）
　特許文献１及び特許文献２には、固定子の巻線に銅線とアルミニウム線を使用する技術が記載されている。しかし、特許文献１及び特許文献２は、巻線に電気抵抗率の異なる材料を使用する場合における、巻線の抵抗を低減するための構成は、開示されていない。
　本発明は、巻線に電気抵抗率の異なる材料を使用する場合における、巻線の抵抗を低減できる構成を提供することを目的とする。
　この発明に係る固定子は、円筒形状のステータコアと、ステータコアの周方向に沿って設けられた複数のティース部と、ティース部の間に設けられる複数のスロット内に配置され、ティース部に巻回される巻線とを備え、巻線は、
（１）電気抵抗率の異なる材料で構成され、
（２）スロット内における電気抵抗率の低い材料の断面積に対する電気抵抗率の高い材料の断面積の比率が１以上であり、
（３）かつ電気抵抗率の低い材料の当該電気抵抗率に対する電気抵抗率の高い材料の当該電気抵抗率の比率以下である。
　本発明によれば、巻線に電気抵抗率の異なる材料を使用する場合において、巻線の抵抗を低減できる。
本発明の実施の形態１における電動機を示す図である。 本発明の実施の形態１におけるステータの断面図である。 本発明の実施の形態１におけるステータの一部の断面図である。 本発明の実施の形態２におけるステータの一部の断面図である。 本発明の実施の形態３におけるステータの一部の断面図である。 本発明の実施の形態４におけるステータの一部の断面図である。 本発明の実施の形態５におけるステータの一部の断面図である。 本発明の実施の形態１乃至実施の形態５に係る電線の材料の組合せと電気抵抗率の比率の一覧表である。
実施の形態１
　本発明の実施の形態１に係る電動機の構造を、図１を参照して説明する。図１は、本実施の形態１に係る電動機の構造を示す図である。
　図１に示すように、電動機は、回転する部分である回転子（以下の説明において、ロータとする）と、ロータに回転力を発生させる部分である固定子（以下の説明において、ステータ１とする）から構成される。ロータには、径方向の中心にシャフトが固定される。ロータは、複数の永久磁石を配置して構成する。ステータ１は、円筒形状をしており、径方向外側からロータを覆っている。ステータ１は、シャフトを中心として円周方向に複数のコイルを配置して構成する。交流電源は、交流電流をステータ１のコイルに供給する。また、シャフトには、負荷が接続されている。
　ステータ１のコイルは、電流が流れると、図１のように磁束φを発生させる。ロータの永久磁石は、磁束φの方向に磁力を受ける。ロータは、永久磁石が受ける磁力により駆動する。
　次に、電動機の動作を説明する。ロータを回転させる場合、コイルが作る磁界の向きを円周方向に次々と移動させる。これは、ステータ１の複数のコイルに対し、交流電流を供給することにより実現できる。ステータ１の複数のコイルは、時計回りまたは反時計回りの磁界（以下の説明において、回転磁界とする）を生成する。図１に示す例において、複数のコイルは、時計回りの回転磁界を生成している。永久磁石は、回転磁界の回転方向に磁力を受ける。永久磁石が回転磁界に引っ張られることにより、ロータは、回転磁界と同じ方向に回転する。
　ロータが回転する時、シャフトは、ロータとともに回転する。シャフトの回転力は、負荷へと伝達される。つまり、ロータに発生した回転力は、シャフトを介して負荷へと伝達する。
　次に、実施の形態１に係るステータ１の構成を説明する。図２は、実施の形態１に係るステータ１の断面図である。図２に示すように、ステータ１は、主に円筒形状をしたステータコア２とティース部３とで構成される。ティース部３は、図２に示すように、ステータコア２の内周に設ける。実施の形態１において、ティース部３は、図２に示す周方向に沿って、ステータ１内に１２個設ける。
　各ティース部３の間には、スロット４を設ける。スロット４は、各ティース部３の間の空間部分である。実施の形態１において、スロット４は、図２に示す周方向に沿って、ステータ１内に１２個設ける。
　図３は、本発明の実施の形態１におけるステータ１の一部の断面図であり、図２のＣ部を拡大した図である。図３において、ステータコア２には、ティース部３を設ける。各ティース部３の間には、スロット４を設ける。絶縁紙５は、スロット４の内部に、スロット４の形状に沿って設ける。
　図３に示すように、銅線６ａとアルミニウム線６ｂは、同一のスロット４内に設ける。銅線６ａとアルミニウム線６ｂは、ステータコア２のティース部３に巻回する。なお、以下において、銅線６ａとアルミニウム線６ｂを合わせて、巻線６とする。
　次に、実施の形態１に係る原理を説明する。巻線６の抵抗を、巻線抵抗Ｒとする。巻線６として電線Ａ、Ｂを用いる場合、巻線抵抗Ｒは、下記の式１により表される。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000001
　ただし、式１において、ρＡ、ρＢは、電線Ａ、Ｂの電気抵抗率である。ｎＡ、ｎＢは、電線Ａ、Ｂの巻回数である。Ｌは、平均周長である。ＳＡ、ＳＢは、電線Ａ、Ｂの断面積である。ａは、スロット数及び巻線６の結線の方法によって決定する定数である。
　また、スロット４の面積ＡＳと電線Ａ、Ｂの断面積ＳＡ、ＳＢの関係は、下記の式２により表される。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000002
　ただし、式２において、ηは占積率である。占積率とは、スロット４の面積ＡＳに対する巻線６が占める面積の比率である。
　さらに、電線Ａと電線Ｂの巻回数の総和をＮとする。巻回数の総和Ｎのうち、電線Ａの割合をｘとする。また、電線Ｂの断面積ＳＢを、電線Ａの断面積ＳＡのｙ倍とする。このとき、式２より、下記の式３が導かれる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000003
　よって、式１、式３より、巻線抵抗Ｒ(ｘ,ｙ)は、下記の式４により表される。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000004
　電線Ａ、Ｂの断面積ＳＡ、ＳＢが同一の場合、巻線抵抗は、Ｒ(ｘ,１)である。巻線抵抗Ｒ(ｘ,ｙ)をＲ(ｘ,１)よりも小さくする条件は、下記の式５により表される。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000005
　式５を整理すると、下記の式６が導かれる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000006
　式６からわかるように、１＜ｙ＜ρＢ/ρＡの場合、同一のスロット４内に混在する電線Ａ、Ｂの巻線抵抗Ｒ(ｘ,ｙ)は、電線Ａ、Ｂの断面積ＳＡ、ＳＢが同一の場合よりも小さくなる。また、１＜ｙ＜ρＢ/ρＡとは、次の２つの点を導く数式である。第１の点は、スロット４における電気抵抗率の低い材料の断面積に対する電気抵抗率の高い材料の断面積の比率が、１以上であるような構成とする点である。第２の点は、前記比率が、前記電気抵抗率の低い材料の当該電気抵抗率に対する前記電気抵抗率の高い材料の当該電気抵抗率の比率以下であるような構成とする点である。
　また、式６からわかるように、ｙ＝ρＢ/ρＡの場合、同一のスロット４内に混在する電線Ａ、Ｂの巻線抵抗Ｒ(ｘ,ｙ)は、電線Ａ、Ｂの断面積ＳＡ、ＳＢが同一の場合と同等となる。
　次に、実施の形態１に係るステータ１の構成について、詳細に説明する。実施の形態１においては、図３に示すように、電線Ａとして銅線６ａを、電線Ｂとしてアルミニウム線６ｂを、それぞれ使用する。また、図３に示すように、銅線６ａとアルミニウム線６ｂの巻線方法は、集中巻である。
　図３において、領域Ｄは、スロット４内で銅線６ａが占める領域を表す。つまり、領域Ｄは、スロット４内における銅線６ａの断面積の総和である。図３において、領域Ｅは、スロット４内でアルミニウム線６ｂが占める領域を表す。つまり、領域Ｅは、スロット４内におけるアルミニウム線６ｂの断面積の総和である。図３において、領域Ｄと領域Ｅを合わせた領域の面積に対し、アルミニウム線６ｂが占める領域Ｅの面積の比率は、５０％より大きく６１％より小さい範囲である。
　ここで、銅の電気抵抗率ρＡは、１６．８ｎΩ・ｍである。アルミニウムの電気抵抗率ρＢは、２６．５ｎΩ・ｍである。また、銅線６ａの断面積をＳ銅、アルミニウム線６ｂの断面積をＳアとする。
　上述のとおり、ｙは(電線Ｂの断面積)/(電線Ａの断面積)であるから、ｙ＝Ｓア/Ｓ銅と表される。よって、式６の「１＜ｙ＜ρＢ/ρＡ」は、下記の式７のように言い換えることができる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000007
 　　（式７）
　さらに、下記の式８が成立する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000008
 　（式８）
　式７と式８より、下記の式９が導かれる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000009
 　（式９）
　つまり、式９が示すように、スロット４内における巻線６の占有面積のうち、当該スロット４内のアルミニウム線６ｂの占有面積の比率を、５０％より大きく６１％より小さい範囲とする。なお、占有面積とは、電線の断面積と巻数の積のことである。
　言い換えると、図３において、領域Ｄと領域Ｅを合わせた領域の面積に対し、アルミニウム線６ｂが占める領域Ｅの面積の比率を、５０％より大きく６１％より小さい範囲とする。これにより、上記の式６において説明したように、巻線抵抗Ｒを、銅線６ａの断面積Ｓ銅とアルミニウム線６ｂの断面積Ｓアとが同一の場合よりも、低減できる。
　なお、同一のスロット４内において、銅線６ａの占有面積とアルミニウム線６ｂの占有面積が、同じになるような構成としてもよい。また、スロット４内における巻線６の占有面積のうち、当該スロット４内のアルミニウム線６ｂの占有面積の比率を６１％としてもよい。
実施の形態２
　次に、実施の形態２に係るステータ１及び電動機の構成を説明する。実施の形態１と同一または同等の手段、構成に関しては、同一の名称と符号とを用いて説明を省略する。
　実施の形態２では、スロット内における電気抵抗率の低い材料の断面積に対する電気抵抗率の高い材料の断面積の比率が、電気抵抗率の低い材料の電気抵抗率に対する電気抵抗率の高い材料の電気抵抗率の比率の平方根と同等である固定子について、特に説明する。
　図４は、本発明の実施の形態２におけるステータ１の一部の断面図である。なお、図４は、図２のＣ部を拡大した図である。
　図４に示すように、銅線６ａとアルミニウム線６ｂは、同一のスロット４内に設ける。銅線６ａとアルミニウム線６ｂは、ステータコア２のティース部３に巻回する。また、図４に示すように、銅線６ａとアルミニウム線６ｂの巻線方法は、集中巻である。
　図４において、同一のスロット４内に配置される巻線６は、巻回数が２０ターンである。また、同一のスロット４内に設けられる巻線６は、占有面積が、スロット４の面積の５５％である。
　また、実施の形態２においては、図４に示すように、銅線６ａとアルミニウム線６ｂの巻回数は、ともに１０ターンである。銅線６ａの線径は、０．４５ｍｍである。アルミニウム線６ｂの線径は、０．５５ｍｍである。
　次に、実施の形態２に係る原理を説明する。実施の形態２では、巻線抵抗Ｒ(ｘ,ｙ)の最小値を求めるため、実施の形態１の式４をｙで偏微分する。これにより、下記の式１０が導かれる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000010
　式１０において、下記の式１１を満たすとき、巻線抵抗Ｒ(ｘ,ｙ)は最小値をとる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000011
　式１０、式１１より、下記の式１２が導かれる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000012
　つまり、式１２より、下記の式１３が成り立つ場合、巻線抵抗Ｒ(ｘ,ｙ)は、最も小さくなる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000013
 　　　（式１３）
　次に、実施の形態２に係るステータ１の構成について、詳細に説明する。実施の形態２においては、図４に示すように、電線Ａとして銅線６ａを、電線Ｂとしてアルミニウム線６ｂを、それぞれ使用する。
　実施の形態２では、スロット４の断面積に占める銅線６ａとアルミニウム線６ｂの断面積の比率を、１．２６倍とする。これは、銅の電気抵抗率１６．８ｎΩ・ｍとアルミニウムの電気抵抗率２６．５ｎΩ・ｍの比率の平方根と同一である。
　銅線６ａとアルミニウム線６ｂの巻回数は、ともに１０ターンとする。この場合、銅線６ａの線径は、０．４５ｍｍとする。アルミニウム線６ｂの線径は、０．５５ｍｍとする。これにより、上記の断面積の比率の１．２６倍を満たす。つまりこの場合、巻線抵抗を最も小さくすることができる。
　なお、一般的に流通している電線の径は、離散的な値をとる。また、巻回数は自然数をとる。このため、銅線６ａとアルミニウム線６ｂの断面積の比率を、電気抵抗率の比率の平方根と同等にすることは、通常困難である。よって、上記の断面積の比率が、１．２６倍でなく１．３倍となるように、電線の径を選択する。これにより、巻線抵抗を最も小さくできる。
　また、上記の断面積の比率が、１．２倍～１．４倍の範囲となるように、電線の径を選択しても良い。巻線抵抗を最も小さくできる場合の断面積の比率は、１．２倍～１．４倍の範囲に含まれる。このため、１．２倍～１．４倍の範囲となるように電線の径を選択することで、巻線抵抗を最も小さくできる。なお、上記の断面積の比率が、この１．２倍～１．４倍の範囲にあることを、同等とみなすことができる範囲にあるという。
実施の形態３
　次に、実施の形態３に係るステータ１及び電動機の構成を説明する。実施の形態１乃至実施の形態２と同一または同等の手段、構成に関しては、同一の名称と符号とを用いて説明を省略する。
　図５は、本発明の実施の形態３におけるステータ１の一部の断面図である。なお、図５は、図２のＣ部を拡大した図である。
　図５に示すように、銅線６ａとアルミニウム線６ｂは、同一のスロット４内に設ける。銅線６ａとアルミニウム線６ｂは、ステータコア２のティース部３に巻回する。また、図５に示すように、銅線６ａとアルミニウム線６ｂの巻線方法は、集中巻である。
　図５において、同一のスロット４内に設けられる巻線６は、巻回数が２０ターンである。また、同一のスロット４内に設けられる巻線６は、占有面積が、スロット４の面積の５５％である。
　実施の形態３においては、図５に示すように、銅線６ａの巻回数は、８ターンである。アルミニウム線６ｂの巻回数は、１２ターンである。この場合、銅線６ａの線径は、０．４ｍｍとする。アルミニウム線６ｂの線径は、０．５５ｍｍとする。これにより、スロット４の断面積に占める銅線６ａとアルミニウム線６ｂの断面積の比率が、１．２６倍となる。この場合、実施の形態２の記載のとおり、巻線抵抗を最も小さくできる。
　つまり、銅線６ａとアルミニウム線６ｂの巻回数が異なる場合にも、上記の断面積の比率が１．２６倍となるような構成とすることで、巻線抵抗を最も小さくできる。
　なお、一般的に流通している電線の径は、離散的な値をとる。また、巻回数は自然数をとる。このため、銅線６ａとアルミニウム線６ｂの断面積の比率を、電気抵抗率の比率の平方根と同等にすることは、通常困難である。よって、上記の断面積の比率が、１．２６倍でなく１．３倍となるように、電線の径を選択する。これにより、巻線抵抗を最も小さくできる。
　また、上記の断面積の比率が、１．２倍～１．４倍の範囲となるように、電線の径を選択しても良い。巻線抵抗を最も小さくできる場合の断面積の比率は、１．２倍～１．４倍の範囲に含まれる。このため、１．２倍～１．４倍の範囲となるように電線の径を選択することで、巻線抵抗を最も小さくできる。なお、上記の断面積の比率が、この１．２倍～１．４倍の範囲にあることを、同等とみなすことができる範囲にあるという。
実施の形態４
　次に、実施の形態４に係るステータ１及び電動機の構成を説明する。実施の形態１乃至実施の形態３と同一または同等の手段、構成に関しては、同一の名称と符号とを用いて説明を省略する。
　図６は、本発明の実施の形態４におけるステータ１の一部の断面図である。なお、図６は、図２のＣ部を拡大した図である。
　図６に示すように、銅線６ａとアルミニウム線６ｂは、同一のスロット４内に配置する。銅線６ａとアルミニウム線６ｂは、ステータコア２のティース部３に巻回する。また、図６に示すように、銅線６ａとアルミニウム線６ｂの巻線方法は、集中巻である。
　図６において、同一のスロット４内に設けられる巻線６は、巻回数が２０ターンである。また、同一のスロット４内に配置される巻線６は、占有面積が、スロット４の面積の５５％である。
　また、実施の形態４においては、図６に示すように、銅線６ａとアルミニウム線６ｂの巻回数は、ともに１０ターンである。銅線６ａの線径は、０．４ｍｍであり、アルミニウム線６ｂの線径は、０．６ｍｍである。
　次に、実施の形態４に係る原理を説明する。実施の形態４では、実施の形態１に記載した電線Ａ、Ｂの比重をδＡ、δＢとする。このとき、巻線６の重量ｍは、下記の式１４により表される。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000014
　実施の形態１の式３、上記の式１４より、下記の式１５が導かれる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000015
　つまり、式１５より、ｙが増加するにつれ、巻線の重量ｍは一意に減少する。よって、１≦ｙ≦ρＢ/ρＡの範囲において、巻線の重量ｍは、ｙ＝ρＢ/ρＡの場合に最も軽くなる。
　次に、実施の形態４に係るステータ１の構成について、詳細に説明する。実施の形態４においては、図６に示すように、電線Ａとして銅線６ａを、電線Ｂとしてアルミニウム線６ｂを、それぞれ使用する。
　実施の形態４では、スロット４の断面積に占める銅線６ａとアルミニウム線６ｂの断面積の比率を、１．５８倍とする。これは、銅の電気抵抗率１６．８ｎΩ・ｍとアルミニウムの電気抵抗率２６．５ｎΩ・ｍの比率と同一である。
　銅線６ａとアルミニウム線６ｂの巻回数は、ともに１０ターンとする。この場合、銅６ａの線径は、０．４ｍｍとする。アルミニウム線６ｂの線径は、０．６ｍｍとする。これにより、上記の断面積の比率の１．５８倍を満たす。つまりこの場合、銅線６ａとアルミニウム線６ｂの断面積を同一とした場合と比較して巻線抵抗を同等とし、かつ巻線６の重量を最も軽くすることができる。
　なお、一般的に流通している電線の径は、離散的な値をとる。また、巻回数は自然数をとる。このため、銅線６ａとアルミニウム線６ｂの断面積の比率を、電気抵抗率の比率と同等にすることは、通常困難である。よって、上記の断面積の比率が、１．５８倍でなく１．６倍となるように、電線の径を選択する。これにより、銅線６ａとアルミニウム線６ｂの断面積を同一とした場合と比較して巻線抵抗を同等とし、かつ巻線６の重量を最も軽くすることができる。
　また、上記の断面積の比率が、１．５倍～１．７倍の範囲となるように、電線の径を選択しても良い。銅線６ａとアルミニウム線６ｂの断面積を同一とした場合と比較して巻線抵抗を同等とし、かつ巻線６の重量を最も軽くすることができる場合の断面積の比率は、１．５倍～１．７倍の範囲に含まれる。このため、１．５倍～１．７倍の範囲となるように電線の径を選択することで、銅線６ａとアルミニウム線６ｂの断面積を同一とした場合と比較して巻線抵抗を同等とし、かつ巻線６の重量を最も軽くすることができる。なお、上記の断面積の比率が、この１．５倍～１．７倍の範囲にあることを、同等とみなすことができる範囲にあるという。
実施の形態５
　次に、実施の形態５に係るステータ１及び電動機の構成を説明する。実施の形態１乃至実施の形態４と同一または同等の手段、構成に関しては、同一の名称と符号とを用いて説明を省略する。
　図７は、本発明の実施の形態５におけるステータ１の一部の断面図である。なお、図７は、図２のＣ部を拡大した図である。
　図７に示すように、銅線６ａとアルミニウム線６ｂは、同一のスロット４内に配置する。銅線６ａとアルミニウム線６ｂは、ステータコア２のティース部３に巻回する。また、図７に示すように、銅線６ａとアルミニウム線６ｂの巻線方法は、集中巻である。
　図７において、同一のスロット４内に配置される巻線６は、巻回数が２０ターンである。また、同一のスロット４内に配置される巻線６は、占有面積が、スロット４の面積の５５％である。
　実施の形態５においては、図７に示すように、銅線６ａの巻回数は、８ターンである。アルミニウム線６ｂの巻回数は、１２ターンである。この場合、銅線６ａの線径は、０．３５ｍｍとする。アルミニウム線６ｂの線径は、０．５５ｍｍとする。これにより、スロット４の断面積に占める銅線６ａとアルミニウム線６ｂの断面積の比率が、１．５８倍となる。この場合、実施の形態４の記載のとおり、銅線６ａとアルミニウム線６ｂの断面積を同一とした場合と比較して巻線抵抗を同等とし、かつ巻線６の重量を最も軽くすることができる。
　つまり、銅線６ａとアルミニウム線６ｂの巻回数が異なる場合にも、上記の断面積の比率が１．５８倍となるような構成とすることで、銅線６ａとアルミニウム線６ｂの断面積を同一とした場合と比較して巻線抵抗を同等とし、かつ巻線６の重量を最も軽くすることができる。
　また、上記の断面積の比率が、１．５倍～１．７倍の範囲となるように、電線の径を選択しても良い。銅線６ａとアルミニウム線６ｂの断面積を同一とした場合と比較して巻線抵抗を同等とし、かつ巻線６の重量を最も軽くすることができる場合の断面積の比率は、１．５倍～１．７倍の範囲に含まれる。このため、１．５倍～１．７倍の範囲となるように電線の径を選択することで、銅線６ａとアルミニウム線６ｂの断面積を同一とした場合と比較して巻線抵抗を同等とし、かつ巻線６の重量を最も軽くすることができる。なお、上記の断面積の比率が、この１．５倍～１．７倍の範囲にあることを、同等とみなすことができる範囲にあるという。
　なお、一般的に流通している電線の径は、離散的な値をとる。また、巻回数は自然数をとる。このため、銅線６ａとアルミニウム線６ｂの断面積の比率を、電気抵抗率の比率と同等にすることは、通常困難である。よって、上記の断面積の比率が、１．５８倍でなく１．６倍となるように、電線の径を選択する。これにより、銅線６ａとアルミニウム線６ｂの断面積を同一とした場合と比較して巻線抵抗を同等とし、かつ巻線６の重量を最も軽くすることができる。
　なお、実施の形態１乃至実施の形態５において、銅線６ａとアルミニウム線６ｂの巻線方法は、集中巻としたが、これに限るものではない。例えば、銅線６ａとアルミニウム線６ｂの巻線方法は、分布巻としても良い。
　また、実施の形態１乃至実施の形態５において、ステータ１は、１２個のティース部３と、１２個のスロット４を有する構成としたが、これに限るものではない。例えば、ティース部３及びスロット４の数は、３個、６個、９個、またはそれ以上とするなど、各種の構成としてよい。
　実施の形態１乃至実施の形態５においては、電線Ａとして銅線６ａを、電線Ｂとしてアルミニウム線６ｂを、それぞれ使用している。銅線６ａは、電気抵抗率が低く、エネルギーの損失が少ない。一方、アルミニウム線６ｂは、銅線６ａと比べて、軽量で安価である。つまり、実施の形態１乃至実施の形態５において、銅線６ａとアルミニウム線６ｂとを使用することで、ステータ１を軽量化し、かつコストの低減を図ることができる。
　しかし、実施の形態１乃至実施の形態５において、電線Ａとして銅線６ａを、電線Ｂとしてアルミニウム線６ｂを、それぞれ使用したが、これに限るものではない。例えば、電線Ａ、電線Ｂの材料としては、銀、銅、金、アルミニウム等を選択して使用することができる。
　図８は、本発明の実施の形態１乃至実施の形態５に係る電線の材料の組合せと電気抵抗率の比率の一覧表である。電気抵抗率の比率とは、電気抵抗率の小さい金属に係る電気抵抗率に対する電気抵抗率の大きい金属に係る電気抵抗率の比率である。なお、各材料の電気抵抗率は、２０℃において、銀は１５．９ｎΩｍ、銅は１６．８ｎΩｍ、金は２２．１ｎΩｍ、アルミニウムは２６．５ｎΩｍである。
　図８において、縦列の電線Ａは電気抵抗率の小さい金属、横列の電線Ｂは電気抵抗率の大きい金属である。図８内の数値は、電線Ａ、Ｂの電気抵抗率の比率ρＢ/ρＡを示す。例えば、図８において、電線Ａとしての銅に対する電線Ｂとしてのアルミニウムの電気抵抗率の比率は、２０℃において、１．５８である。図８内の値は、すべて２０℃での値であり、温度が変化するに従って値も変化する。
　実施の形態１乃至実施の形態５に係る電線の材料は、銀、銅、金、アルミニウムの中から異種金属を２種類選択する。つまり、電線Ａの材料は、銀、銅、金の中から１つを選び、電線Ｂの材料は、電線Ａよりも電気抵抗率の高い材料を選ぶ。具体的には、電線Ａに銀を選んだ場合、電線Ｂは、銅、金、アルミニウムの中から１つを選ぶ。電線Ａに銅を選んだ場合、電線Ｂは、金、アルミニウムの中から１つを選ぶ。電線Ａに金を選んだ場合、電線Ｂは、アルミニウムを選ぶ。電線Ａ及び電線Ｂの材料として、これらの材料の組合せを選んだとしても、実施の形態１乃至実施の形態５に係るステータ１及び電動機において得られる効果を妨げるものでないことは、明らかである。
１　ステータ、２　ステータコア、３　ティース部、４　スロット、５　絶縁紙、６ａ　銅線、６ｂ　アルミニウム線

Claims (5)

  1. 円筒形状のステータコアと、
    前記ステータコアの周方向に沿って設けられた複数のティース部と、
    前記ティース部の間に設けられる複数のスロット内に配置され、前記ティース部に巻回される巻線とを備え、
    前記巻線は、電気抵抗率の異なる材料で構成され、
    前記スロット内における電気抵抗率の低い材料の断面積に対する電気抵抗率の高い材料の断面積の比率が１以上であり、かつ、前記電気抵抗率の低い材料の当該電気抵抗率に対する前記電気抵抗率の高い材料の当該電気抵抗率の比率以下であることを特徴とする固定子。
  2. 前記スロット内における前記電気抵抗率の低い材料の断面積に対する前記電気抵抗率の高い材料の断面積の比率が、前記電気抵抗率の低い材料の当該電気抵抗率に対する前記電気抵抗率の高い材料の当該電気抵抗率の比率の平方根と同等とみなすことができる範囲にあることを特徴とする請求項１に記載の固定子。
  3. 前記スロット内における前記電気抵抗率の低い材料の断面積に対する前記電気抵抗率の高い材料の断面積の比率が、前記電気抵抗率の低い材料の当該電気抵抗率に対する前記電気抵抗率の高い材料の当該電気抵抗率の比率と同等とみなすことができる範囲にあることを特徴とする請求項１に記載の固定子。
  4. 前記巻線は、前記電気抵抗率の低い材料が銅、前記電気抵抗率の高い材料がアルミニウム
    であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の固定子。
  5. 請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の固定子と、
    この固定子により生じる磁界にもとづき回転する回転子と、
    この回転子に固定され、前記回転子の回転力を外部の部材に伝達するシャフトとを備えたことを特徴とする電動機。
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