JPH08205441A

JPH08205441A - ３相電動機

Info

Publication number: JPH08205441A
Application number: JP812995A
Authority: JP
Inventors: Shoichi Kawamata; 昭一川又; Fumio Tajima; 文男田島; Ryoichi Naganuma; 良一長沼; Koki Taneda; 幸記種田; Suetaro Shibukawa; 末太郎渋川
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1995-01-23
Filing date: 1995-01-23
Publication date: 1996-08-09
Anticipated expiration: 2018-12-08
Also published as: JP3474660B2

Abstract

(57)【要約】【目的】３相電動機において、モータ効率を高くしか
つ信頼性を高くすることができるようにする。【構成】固定子２の固定子巻線５は、１本の導体をＵ
字形状に屈曲させかつＵ字の脚部部分５ａ，５ｂを略矩
形の断面形状とした略Ｕ字形導体５Ａと、略Ｕ字形導体
５Ａの脚部部分５ａ，５ｂの端子部５ｃ，５ｄで異なる
略Ｕ字形導体５Ａ同士を接続する接続用導体５Ｂとで形
成されている。略Ｕ字形導体５Ａの脚部部分５ａ，５ｂ
の断面形状は略長方形を成し、幅Ｈは固定子鉄心４のス
ロット１２の開口部１２ａのスリット幅Ｓより大きくか
つ固定子鉄心４のスロット１２の径方向内側の幅Ｋにほ
ぼ等しい。略Ｕ字形導体５Ａの脚部部分５ａ，５ｂは固
定子鉄心４のスロット１２に軸方向の同じ側から挿入さ
れ、接続用導体５Ｂを介して異なる略Ｕ字形導体５Ａ同
士が所定の関係で接続される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は３相電動機に係り、特に
低騒音、高効率、小型化に好適な３相電動機に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に３相電動機の固定子は、複数のス
ロットを有する固定子鉄心と、固定子鉄心の各スロット
に巻装された固定子巻線とを備えている。固定子巻線を
固定子鉄心の各スロットに巻装する方法としては、例え
ば特公平５−２６４２２号公報及び特開平５−３０
０６８７号公報に開示のものがある。

【０００３】従来技術は、予め所要の形状に巻装した
固定子巻線を、コイル挿入装置を用いて固定子鉄心のス
ロット開口部すなわちスリットより挿入するものであ
る。また、従来技術は、固定子鉄心のスロットをクロ
ーズド型スロットとし、まず断面が略長方形の銅棒を固
定子鉄心の各スロットに挿入し、次に銅棒の両端部を渡
り線部材の脚部に結合して銅棒同士を接続することによ
り固定子巻線を形成したものである。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来技術においては、以下の問題点が存在する。一般に大
電流によって駆動される電動機では、固定子巻線を形成
する導体線径が太くなるが、この様な固定子巻線を上記
従来技術の方法によりスロットに挿入するためには、
例えば開放型スロットの採用が必要となり、スロット開
口部すなわちスリットの幅を大きくしなければならな
い。しかし、スリット幅を大きくすると空隙部の高調波
磁束が増大し、２次側の回転子バーには高調波を含んだ
電流が流れてしまう。この高調波電流はトルクに寄与し
ないため、高調波電流による回転子の損失（２次銅損）
が増大し、電動機の効率低下及び温度上昇の原因とな
り、ベアリングの寿命の低下など電動機としての信頼性
が低下すると共に、騒音発生の大きな要因となる。

【０００５】一方、一般に数千回転の電動機では、固定
子巻線の巻回数が所要数必要であるため、上記従来技術
の方法の様に、スリットより固定子巻線を挿入しなけ
ればならない。しかし、電気自動車駆動用電動機の様に
高速回転で駆動される電動機の場合には、固定子巻線の
巻回数（ターン数）は究極的（例えば、１ターン）に減
らすことが可能である。しかし、電流密度及び占積率等
の関係から、固定子巻線の導体数は所要数必要となる。
よって、その場合には、例えば亀甲状に形成した１本の
線材（導体）を所定数束ねたものを並列接続して、見か
け上１ターンの固定子巻線として構成し、各スロットに
同数本の導体が納まるようにする。この種の固定子巻線
においても、導体部の構成は上記所要数巻回された固定
子巻線と同様であるため、やはりスリットより固定子巻
線を挿入しなければならない。従って、スリット幅は当
然のことながら固定子巻線を構成する線材の線径よりか
なり大きくなり、前述したようにスリットによる影響が
出てしまう。また、この様に構成される固定子巻線は、
導体間の隙間及びスリットから挿入する構成から、導体
数を多くするのは作業性、生産性等の点で困難である。
このため、どうしても導体間に隙間が生じ、スロット内
の占積率は低下し、その結果、固定子巻線の抵抗が増大
し、モータ効率が低下すると共に、スロット内は空気の
部分が多くなり、導体で発生した熱が空気で絶縁され、
放熱が悪くなり、温度上昇の原因となり、ベアリングの
寿命の低下等が発生する。また、占積率を上げるための
固定子巻線の導体数を増やして、無理にスロットの軸方
向から入れようとした場合、導体の部分的な潰れやコイ
ル間の絶縁不良、場合によっては断線等の現象が生じ、
各相の固定子巻線間での抵抗のバラツキが起こり、アン
バランスな電流による特性のバラツキ及び騒音増加が生
じ、このため作業性が著しく低下する。

【０００６】また、従来技術では、固定子鉄心のスロ
ットをクローズド型スロットとし、かつ固定子巻線とし
て断面が略長方形の銅棒を使用しているため、上記スリ
ットの影響により回転子損失が増大する、スロット内の
隙間が多いことにより固定子巻線の温度が上昇するとい
った問題点は解決される。しかし、渡り線部材による銅
棒同士の接続が銅棒の両端で必要となるため、接続点が
多くなり、その接続部の接触抵抗が増加する。また、銅
棒の両端部は銅棒同士の接続のためにどうしても固定子
鉄心の軸方向に延長せざるを得なくなり、固定子巻線の
巻線長（コイルエンド長）が大きくなる。これらにより
固定子巻線の巻線抵抗が増加し、このため電機子巻線の
銅損（Ｉ²Ｒ損：Ｉは巻線電流、Ｒは巻線抵抗）も増加
し、モータ効率が低下する。また、導体同士の接続点が
多いので、その接続部の発熱、絶縁処理の増加等が生
じ、信頼性が低下するという問題も生じる。

【０００７】本発明の目的は、モータ効率が高くかつ信
頼性の高い３相電動機を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに本発明は、径方向内側に開口した複数の開放型スロ
ットを有する固定子鉄心と、前記固定子鉄心の各スロッ
トに巻装された固定子巻線とを備えた３相電動機におい
て、前記固定子巻線を、１本の導体をＵ字形状に屈曲さ
せかつＵ字の脚部部分を略矩形の断面形状とした略Ｕ字
形導体で構成し、この略Ｕ字形導体の脚部部分を前記固
定子鉄心の各スロットに軸方向より挿入し、前記脚部部
分を異なるスロットに挿入された略Ｕ字形導体の脚部部
分に接続用の導体を介して接続した構成とする。

【０００９】また、上記の目的を達成するために本発明
は、径方向内側に開口しない複数のクローズド型スロッ
トを有する固定子鉄心と、前記固定子鉄心の各スロット
に巻装された固定子巻線とを備えた３相電動機におい
て、前記固定子巻線を、１本の導体をＵ字形状に屈曲さ
せかつＵ字の脚部部分を略矩形の断面形状とした略Ｕ字
形導体で構成し、この略Ｕ字形導体の脚部部分を前記固
定子鉄心の各スロットに軸方向より挿入し、前記脚部部
分を異なるスロットに挿入された略Ｕ字形導体の脚部部
分に接続用の導体を介して接続した構成とする。

【００１０】上記３相電動機において、好ましくは、前
記略Ｕ字形導体の脚部部分の幅が前記開放型スロットの
開口部のスリット幅より大きい。

【００１１】また、好ましくは、前記略Ｕ字形導体の脚
部部分の幅が前記固定子鉄心の各スロットの径方向内側
の幅にほぼ等しい。

【００１２】さらに、好ましくは、前記略Ｕ字形導体の
脚部部分は全て軸方向の同じ側から前記固定子鉄心の各
スロットに挿入されている。

【００１３】また、好ましくは、前記略Ｕ字形導体は１
本の導体で１極１ターンの固定子巻線を構成しており、
前記固定子鉄心の各スロットに異なる略Ｕ字形導体の２
本の脚部部分が上下２層に配置されている。

【００１４】また、好ましくは、前記固定子鉄心の各ス
ロットに異なる略Ｕ字形導体の複数本の脚部部分が上下
複数層に配置されており、前記略Ｕ字形導体の各脚部部
分の断面形状を、断面積が同じで各脚部部分が位置する
スロット形状に適合した略台形とした。

【００１５】

【作用】以上のように構成した本発明の３相電動機にお
いては、固定子巻線を、１本の導体をＵ字形状に屈曲さ
せた略Ｕ字形導体で構成したことにより、接続用の導体
を介して異なる略Ｕ字形導体同士を接続するとき、銅棒
で固定子巻線を構成する従来技術に比しその接続点が減
少すると共に、その接続のための略Ｕ字形導体の軸方向
スペースも少なくて済むため固定子巻線の巻線長は短く
なる。これにより、固定子巻線の巻線抵抗が減少し、電
機子巻線の銅損も減少し、モータ効率が高くなる。ま
た、上記のように導体同士の接続点が減少するので、そ
の接続部の発熱や絶縁処理等も減少し、信頼性が高くな
ると共に、固定子巻線の形成作業が容易になる、コスト
が安価になる等の利点がある。さらに、略Ｕ字形導体の
脚部部分を固定子鉄心の各スロットに軸方向より挿入す
ることにより、開放型スロットを有する固定子鉄心を用
いる場合には、略Ｕ字形導体の脚部部分の幅に比しスロ
ットの開口部のスリット幅を充分小さくすることがで
き、あるいはクローズド型スロットを有する固定子鉄心
を用いることができ、これによりスリットによる回転子
損失が低減され、信頼性が向上しかつ騒音が少なくな
る。また、上記略Ｕ字形導体のＵ字の脚部部分を略矩形
の断面形状としたことにより、スロット内の占積率が高
くすることが可能となり、その結果、固定子巻線の抵抗
が小さくなり、モータ効率が高くなると共に、固定子巻
線の熱伝導性が良くなり、固定子巻線の温度上昇が低減
される。

【００１６】また、開放型スロットを有する固定子鉄心
を用いる場合には、略Ｕ字形導体の脚部部分の幅を開放
型スロットの開口部のスリット幅より大きくするか、あ
るいは固定子鉄心の各スロットの径方向内側の幅にほぼ
等しくすることにより、クローズド型スロットを有する
固定子鉄心を用いる場合には、略Ｕ字形導体の脚部部分
の幅を固定子鉄心の各スロットの径方向内側の幅にほぼ
等しくすることにより、スロット内の占積率が高くな
り、これにより、固定子巻線の抵抗が小さくなり、モー
タ効率がより高くなると共に、固定子巻線の熱伝導性能
が良くなり、固定子巻線の温度上昇がより低減される。

【００１７】また、略Ｕ字形導体の脚部部分を全て軸方
向の同じ側から固定子鉄心の各スロットに挿入すること
により、接続用の導体を介しての異なる略Ｕ字形導体同
士の接続は固定子の軸方向のいずれか一方の側だけで済
み、その接続のための略Ｕ字形導体の軸方向スペースも
その側だけに存在することになり、これによりモータが
軸方向に短くなり、モータの小型化が可能となる。

【００１８】また、略Ｕ字形導体の各脚部部分の断面形
状を、断面積が同じで各脚部部分が位置するスロット形
状に適合した略台形としたことにより、スロット内の占
積率をより高くすることが可能となり、固定子巻線の抵
抗が小さくなり、モータ効率がより高くなると共に、固
定子巻線の熱伝導性能が良くなり、固定子巻線の温度上
昇がより低減される。

【００１９】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照して説明
する。まず、本発明の一実施例を図１〜図１０により説
明する。本実施例の３相電動機は誘導電動機１であり、
この誘導電動機１は図１に示すように固定子２を備えて
いる。固定子２はハウジング９と、このハウジング９の
内周面に固定された固定子鉄心４と、この固定子鉄心４
に巻装された固定子巻線５とを有している。固定子２と
は一定のギャップを隔てて回転子３が配置され、この回
転子３はシャフト８と、このシャフト８に一体回転可能
に取り付けられ例えば積層珪素鋼板からなる回転子鉄心
６と、導体７１及びエンドリング７２１，７２２からな
る篭型巻線７とを有している。また、シャフト８はベア
リング１１，１１１及びエンドブラケット１０，１０１
によって固定子２に回転自在に保持される。

【００２０】固定子２の固定子鉄心４は図２に示すよう
に、径方向内側に開口した１２個の開放型スロット１２
を有し、各々のスロット１２内に固定子巻線５が納めら
れている。この固定子巻線５は図３に示すように、Ｕ
相、Ｖ相、Ｗ相からなる３相固定子巻線であり、一端が
モータ端子Ｕ，Ｖ，Ｗ、他端が中性点ＵＮ，ＶＮ，ＷＮ
となっている。Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相の各中性点ＵＮ，Ｖ
Ｎ，ＷＮは共通に接続され、モータ端子Ｕ，Ｖ，Ｗはイ
ンバータ等の駆動用電源に接続されている。固定子鉄心
４及び固定子巻線５は全体で３相４極を構成している。

【００２１】固定子巻線５は図４に示すように、１本の
導体を略Ｕ字形状に屈曲させかつＵ字の脚部部分５ａ，
５ｂを略矩形（四角形）例えば略長方形の断面形状とし
た略Ｕ字形導体５Ａと、異なる略Ｕ字形導体５Ａ同士を
所定の関係で接続する接続用導体５Ｂとで構成され、略
Ｕ字形導体５Ａの脚部部分５ａ，５ｂを固定子鉄心４の
各スロット１２に軸方向より挿入し、その脚部部分５
ａ，５ｂを異なるスロット１２に挿入された略Ｕ字形導
体５Ａの脚部部分５ａ，５ｂに接続用導体５Ｂを介して
接続する。なお、略Ｕ字形導体５Ａの脚部部分５ａ，５
ｂには端子部５ｃ，５ｄが設けられ、この端子部５ｃ，
５ｄに接続用導体５Ｂを結合して異なる略Ｕ字形導体５
Ａ同士を接続したり、固定子巻線５のモータ端子Ｕ，
Ｖ，Ｗ及び中性点ＵＮ，ＶＮ，ＷＮと接続する。

【００２２】略Ｕ字形導体５Ａは、図５に示すように、
１本の導体で１極１ターンの固定子巻線５を構成してお
り、固定子鉄心４の各スロット１２に異なる略Ｕ字形導
体５Ａの２本の脚部部分５ａ，５ｂが上下２層に配置さ
れている。また、略Ｕ字形導体５Ａは、脚部部分５ａ，
５ｂの幅Ｈがスロット１２の開口部１２ａのスリット幅
Ｓより大きくかつ各スロット１２の径方向内側の幅Ｋに
ほぼ等しい。また、脚部部分５ａ，５ｂの断面積は等し
いことは言うまでもない。

【００２３】固定子巻線５を形成する作業を図６及び図
７に示す。図６及び図７は説明を解りやすくするために
図２を平面に展開した図であり、Ｕ相の固定子巻線５の
みについて示している。略Ｕ字形導体５Ａは図６に示す
ように、脚部部分５ａ，５ｂが全て固定子鉄心４の軸方
向の同じ側からスロット１２に挿入した後で、所定の接
続が行われる。

【００２４】すなわち、１つの略Ｕ字形導体５Ａの脚部
部分５ａ，５ｂのうち一方の脚部部分５ａはＵ相（１）
のスロット１２の径方向内側（開口部１２ａ側）に納め
られ、他方の脚部部分５ｂはＵ’相（４）のスロット１
２の径方向外側（反開口部側）に納められる。同様に、
１つの略Ｕ字形導体５Ａの脚部部分５ａ，５ｂのうち一
方の脚部部分５ａはＵ’相（４）のスロット１２の径方
向内側に納められ、他方の脚部部分５ｂはＵ相（７）の
スロット１２の径方向外側に納められ、１つの略Ｕ字形
導体５Ａの脚部部分５ａ，５ｂのうち一方の脚部部分５
ａはＵ相（７）のスロット１２の径方向内側に納めら
れ、他方の脚部部分５ｂはＵ’相（１０）のスロット１
２の径方向外側に納められ、１つの略Ｕ字形導体５Ａの
脚部部分５ａ，５ｂのうち一方の脚部部分５ａはＵ’相
（１０）のスロット１２の径方向内側に納められ、他方
の脚部部分５ｂはＵ相（１）のスロット１２の径方向外
側に納められる。なお、図示はしないが、Ｖ相及びＷ相
も同様の方法で構成される。固定子鉄心４のスロット１
２に軸方向より挿入された略Ｕ字形導体５Ａの各脚部部
分５ａ，５ｂの端部は固定子鉄心４に沿って成形し、例
えば図７に示すように略長方形若しくは亀甲型の略Ｕ字
形導体５Ａになるようにする。成形された略Ｕ字形導体
５Ａの端子部５ｃ，５ｄには、例えば隣接する各略Ｕ字
形導体５Ａの巻方向が逆方向となるよう接続用導体５Ｂ
を結合して各々直列に接続する。このようにして、Ｕ
相、Ｖ相、Ｗ相の固定子巻線５がそれぞれ形成される。

【００２５】なお、図８に示すように略Ｕ字形導体５０
の脚部部分５０ａ，５０ｂが、例えばＵ相（７）のスロ
ット１２の径方向外側とＵ’相（１０）のスロット１２
の径方向内側にすっぽり挿入されるように、前もって略
Ｕ字形導体５０の中央部分５０ｆを段状に成形しておい
てもよく、このようにすれば作業性が向上する。

【００２６】以上のように構成した本実施例の３相電動
機によれば、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相の各々の固定子巻線５
を、１本の導体をＵ字形状に屈曲させた略Ｕ字形導体５
Ａで構成し、この略Ｕ字形導体５Ａの脚部部分５ａ，５
ｂを全て軸方向の同じ側から固定子鉄心４の各スロット
１２に挿入し、接続用導体５Ｂを略Ｕ字形導体５Ａの端
子部５ａに結合して異なる略Ｕ字形導体５Ａ同士を所定
の関係で接続するので、略Ｕ字形導体５Ａ同士の接続が
固定子２の軸方向のいずれか一方の側だけで済み、銅棒
を用いて固定子巻線を形成する場合に比し、その接続点
が半分になると共に、その接続のための略Ｕ字形導体５
Ａの軸方向スペースも半分で済むため固定子巻線５の巻
線長（コイルエンド長）は短くなる。このため、固定子
巻線５の巻線抵抗が減少し、回転子３の篭型巻線７の銅
損（Ｉ²Ｒ損：Ｉは巻線電流、Ｒは巻線抵抗）も減少
し、モータ効率が高くなる。また、略Ｕ字形導体５Ａ同
士の接続点が少ないので、その接続部の発熱や絶縁処理
等も減少し、信頼性が高くなると共に、固定子巻線５の
形成作業が容易になる、コストが安価になる等の利点が
ある。さらに、略Ｕ字形導体５Ａ同士の接続のための略
Ｕ字形導体５Ａの軸方向スペースは固定子２の軸方向の
いずれか一方の側だけに存在することになり、誘導電動
機１が軸方向に短くなり小型化が可能となる。

【００２７】また、図９及び図１０に示すように、複数
本の丸線材を並列接続することにより固定子巻線５５を
構成する場合には、例え整列に巻いても線間には空隙部
ができ出来てしまうことは避けられない。実際には、作
業性、生産性、線材の潰れや絶縁不良等の信頼性等から
整列巻は困難であるため、線間の空隙部は増加し、スロ
ット１２内の占積率は低下する。

【００２８】これに対し本実施例では、固定子巻線５を
１本の導体からなりかつＵ字の脚部部分５ａ，５ｂを略
長方形の断面形状とした略Ｕ字形導体５Ａで構成すると
共に、略Ｕ字形導体５Ａの脚部部分５ａ，５ｂの幅がス
ロット１２の開口部１２ａのスリット幅Ｓより大きくか
つ固定子鉄心４の各スロット１２の径方向内側の幅Ｋに
ほぼ等しいので、スロット１２内の占積率の向上を図る
ことができ、これにより、固定子巻線５の抵抗が小さく
なり、モータ効率が高くなると共に、固定子巻線５の熱
伝導性が良くなり、固定子巻線５の温度上昇が低減され
る。

【００２９】また、略Ｕ字形導体５Ａの脚部部分５ａ，
５ｂを固定子鉄心４の各スロット１２に軸方向より挿入
するので、略Ｕ字形導体５Ａの幅Ｈに比しスリット幅Ｓ
を充分小さくでき、これによりスリット１２ａによる回
転子損失が低減され、信頼性が向上しかつ騒音が少なく
なる。

【００３０】以上のように本実施例によれば、固定子巻
線５の巻線抵抗が減少し、モータ効率が高くなる。ま
た、略Ｕ字形導体５Ａと接続用導体５Ｂの接続部の発熱
や絶縁処理等も減少し、信頼性が高くなると共に、固定
子巻線５の形成作業が容易になる、コストが安価になる
等の利点がある。さらに、誘導電動機１が軸方向に短く
なり小型化が可能となる。

【００３１】また、スロット１２内の占積率が向上し、
モータ効率が高くなると共に、固定子巻線５の温度上昇
が低減される。また、スリット１２ａによる回転子損失
が低減され、信頼性が向上しかつ騒音が少なくなる。

【００３２】本発明の他の実施例を図１１及び図１２に
より説明する。この実施例の固定子巻線は、図１１及び
図１２に示すように、スロット１２内に納められる略Ｕ
字形導体５１の脚部部分５１ａ，５１ｂの断面形状を、
各脚部部分５１ａ，５１ｂが位置するスロット１２の形
状に適合した略台形として、スロット１２の径方向内側
及び径方向外側によって断面形状を異なる様にしてい
る。すなわち、略Ｕ字形導体５１のスロット１２の径方
向内側に納められる脚部部分５１ａの断面形状とスロッ
ト１２の径方向外側に納められる脚部部分５１ｂの断面
形状は断面積を同じくして、各々スロット１２の形状に
応じて形状を異なるようにしており、脚部部分５１ａ，
５１ｂを合わせた断面形状はほぼスロット形状と合うよ
うに構成されている。このような断面形状を持つ略Ｕ字
形導体５１の脚部部分５１ａ，５１ｂは、例えば図１１
に示すように、丸線の線材を略台形の形状に圧縮成型す
ることにより得られ、この略Ｕ字形導体５１の脚部部分
５１ａ，５１ｂを固定子鉄心４のスロット１２に軸方向
より挿入することにより上記の構成が得られる。

【００３３】本実施例によれば、スロット１２内の占積
率がより高くなるため、固定子巻線の抵抗が小さくな
り、モータ効率がより高くなると共に、固定子巻線の熱
伝導性が良くなり、固定子巻線の温度上昇がより低減さ
れる。

【００３４】本発明のさらに他の実施例を図１３により
説明する。この実施例は開放型スロット１２を有する固
定子鉄心４の代わりに、スリットの無いクローズド型ス
ロット１２０を有する固定子鉄心４１とし、固定子巻線
５の略Ｕ字形導体５Ａの脚部部分５ａ，５ｂを固定子鉄
心４１のスロット１２０に軸方向より挿入したものであ
る。このものにおいて、略Ｕ字形導体５Ａの脚部部分５
ａ，５ｂの幅Ｈを各スロット１２の径方向内側の幅Ｋに
ほぼ等しくすることは、前述の開放型スロット１２を有
する固定子鉄心４を用いる実施例と同様である。

【００３５】本実施例によれば、スリットによる回転子
損失が無くなり、より信頼性が向上しかつ騒音が少なく
なる。

【００３６】なお、以上の実施例においては、固定子巻
線５の略Ｕ字形導体５Ａ；５１を単線である１本の導体
で構成するものしたが、これに限らず熱溶着性の絶縁エ
ナメルの丸線もしくは平各線を多数集合させて１本の導
体に整形したもので構成することも可能である。この場
合には、高周波の抵抗が小さくなり、モータ効率が向上
する。

【００３７】また、固定子鉄心４；４１の各スロット１
２；１２０に異なる略Ｕ字形導体５Ａ；５１の２本の脚
部部分５ａ，５ｂ；５１ａ，５１ｂが上下２層に配置さ
れる構成としたが、これに限らず異なる略Ｕ字形導体の
複数本の脚部部分が上下複数層に配置される構成として
もよい。この場合には、略Ｕ字形導体の各脚部部分の断
面形状を、断面積が同じで各脚部部分が位置するスロッ
トの形状に適合した略台形とする。

【００３８】また、固定子巻線５の略Ｕ字形導体５Ａ；
５１の脚部部分５ａ，５ｂ；５１ａ，５１ｂを全て固定
子鉄心４；４１の軸方向の一方よりスロット１２；１２
０に挿入する場合について示したが、例えば２台のイン
バータにより回転数を高速用及び低速用に切り替えて運
転する場合などでは、高速駆動用の固定子巻線と低速駆
動用の固定子巻線とを分けて、各々別々に固定子鉄心
４；４１の軸方向の両方よりスロット１２；１２０に挿
入しても良い。この場合、電動機の固定子巻線の引出線
を左右に引き出し、各々左右のインバータに接続すれ
ば、電気自動車駆動用として使用する場合などでは、電
気自動車の重量バランスがとれると共に、インバータも
左右に配置するためインバータが発生する熱も分散で
き、インバータへの配線も最短距離で行えるなどの利点
があり、電気自動車全体の信頼性が高まる。

【００３９】また、本発明は回転型の誘導電動機に適用
した場合について説明したが、本発明はこれに限らず、
直線型のリニアモータに適用しても同様の効果が得られ
る。また、同期電動機にも適用でき、この場合には、固
定子と永久磁石回転子の磁極間に働くコギングトルクの
低減効果が得られる。

【００４０】

【発明の効果】本発明によれば、固定子巻線を、１本の
導体をＵ字形状に屈曲させかつＵ字の脚部部分を略矩形
の断面形状とした略Ｕ字形導体で構成したので、固定子
巻線の巻線抵抗が減少し、電機子巻線の銅損も減少し、
モータ効率が高くなると共に、導体同士の接続点が減少
し、信頼性が高くなる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の対象とする３相誘導電動機の断面図で
ある。

【図２】本発明の一実施例における固定子の断面図であ
る。

【図３】本発明の対象とする３相誘導電動機の結線例で
ある。

【図４】図１に示す固定子巻線を構成する略Ｕ字形導体
の一例である。

【図５】図２に示す固定子の拡大断面図である。

【図６】図５に示す略Ｕ字形導体挿入の展開平面図であ
る。

【図７】図３に示すＵ相固定子巻線の接続例である。

【図８】図４に示す略Ｕ字形導体の他の例である。

【図９】丸線材を複数本並列に束ねて固定子巻線を構成
したときの固定子の断面図及び固定子巻線の概略図であ
る。

【図１０】図９に示す固定子巻線部の拡大図である。

【図１１】本発明の他の実施例における固定子巻線を実
現するための一例である。

【図１２】図１１に示す固定子巻線を有する固定子の拡
大断面図である。

【図１３】本発明のさらに他の実施例の固定子の拡大断
面図である。

【符号の説明】

１３相誘導電動機２固定子４固定子鉄心５固定子巻線５Ａ略Ｕ字形導体５Ｂ接続用導体５ａ，５ｂ脚部部分１２スロット１２ａスロット開口部（スリット）４１固定子鉄心５１略Ｕ字形導体５１ａ，５１ｂ脚部部分

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者種田幸記神奈川県横浜市戸塚区吉田町292番地株式会社日立製作所生産技術研究所内 (72)発明者渋川末太郎茨城県ひたちなか市大字高場2520番地株式会社日立製作所自動車機器事業部内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】径方向内側に開口した複数の開放型スロ
ットを有する固定子鉄心と、前記固定子鉄心の各スロッ
トに巻装された固定子巻線とを備えた３相電動機におい
て、前記固定子巻線を、１本の導体をＵ字形状に屈曲させか
つＵ字の脚部部分を略矩形の断面形状とした略Ｕ字形導
体で構成し、この略Ｕ字形導体の脚部部分を前記固定子
鉄心の各スロットに軸方向より挿入し、前記脚部部分を
異なるスロットに挿入された略Ｕ字形導体の脚部部分に
接続用の導体を介して接続したことを特徴とする３相電
動機。
【請求項２】径方向内側に開口しない複数のクローズ
ド型スロットを有する固定子鉄心と、前記固定子鉄心の
各スロットに巻装された固定子巻線とを備えた３相電動
機において、前記固定子巻線を、１本の導体をＵ字形状に屈曲させか
つＵ字の脚部部分を略矩形の断面形状とした略Ｕ字形導
体で構成し、この略Ｕ字形導体の脚部部分を前記固定子
鉄心の各スロットに軸方向より挿入し、前記脚部部分を
異なるスロットに挿入された略Ｕ字形導体の脚部部分に
接続用の導体を介して接続したことを特徴とする３相電
動機。
【請求項３】請求項１記載の３相電動機において、前
記略Ｕ字形導体の脚部部分の幅が前記開放型スロットの
開口部のスリット幅より大きいことを特徴とする３相電
動機。
【請求項４】請求項１または２記載の３相電動機にお
いて、前記略Ｕ字形導体の脚部部分の幅が前記固定子鉄
心の各スロットの径方向内側の幅にほぼ等しいことを特
徴とする３相電動機。
【請求項５】請求項１または２記載の３相電動機にお
いて、前記略Ｕ字形導体の脚部部分は全て軸方向の同じ
側から前記固定子鉄心の各スロットに挿入されているこ
とを特徴とする３相電動機。
【請求項６】請求項１または２記載の３相電動機にお
いて、前記略Ｕ字形導体は１本の導体で１極１ターンの
固定子巻線を構成しており、前記固定子鉄心の各スロッ
トに異なる略Ｕ字形導体の２本の脚部部分が上下２層に
配置されていることを特徴とする３相電動機。
【請求項７】請求項１または２記載の３相電動機にお
いて、前記固定子鉄心の各スロットに異なる略Ｕ字形導
体の複数本の脚部部分が上下複数層に配置されており、
前記略Ｕ字形導体の各脚部部分の断面形状を、断面積が
同じで各脚部部分が位置するスロット形状に適合した略
台形としたことを特徴とする３相電動機。