(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定円周上に所定間隔をおいて配置された複数のティース鉄心と、隣合うティース鉄心間の外周側に設けられたコアバック鉄心と、前記ティース鉄心間に複数本の電線を束ねて挿入された束線が並列接続された固定子巻線とを備えた固定子であって、複数相分の束線を所定スロット数を隔てて同心状に複数回同時に巻きつけるとともに、一相の束線の周方向の巻終わり部分と他相の束線の周方向の巻始め部分を交互に編み込んだ編み込み部を備えたことを特徴とする固定子。
【請求項２】
前記束線は、同心状に複数回巻かれている束線ユニットを複数備え、各相における隣合う束線ユニットは、巻始めの位置が所定スロット分ずれているとともに、巻く方向が互いに反対方向にされていることを特徴とする請求項１記載の固定子。
【請求項３】
前記束線の電線数は、前記ティース鉄心の内周側より外周側が多くされていることを特徴とする請求項１または請求項２記載の固定子。
【請求項４】
前記束線の電線径は、前記ティース鉄心の内周側より外周側が大きくされていることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載の固定子。
【請求項５】
前記ティース鉄心の周方向の幅が内周側から外周側に向けて大きくなるようにテーパ状に形成したことを特徴とする請求項１から請求項４のいずれかに記載の固定子。
【請求項６】
所定円周上に所定間隔をおいて配置された複数のティース鉄心と、隣合うティース鉄心間の外周側に設けられたコアバック鉄心と、前記ティース鉄心間に複数本の電線を束ねた束線を挿入する固定子巻線とを備えた固定子の製造方法であって、複数相分の束線を所定スロット数を隔てて、同心状に複数回同時に巻き、一相の束線の周方向の巻終わり部分と他相の束線の周方向の巻始め部分が交互に編み込まれるように周回させることを特徴とする固定子の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、発電電動機の固定子及び固定子の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、例えば特開２０００−１５６９４３号公報に開示された固定子のように、固定子鉄心を、ティース鉄心部とコアバック鉄心部とに分割して、ティース鉄心部間のスロット部に固定子巻線を巻装した後、ティース鉄心部間にコアバック鉄心部を径方向の外側から押圧挿入してなる固定子が知られている。
【０００３】
このような固定子において、ティース鉄心部間のスロット部に固定子巻線を巻装する方法としては、インサータ巻線法や集中巻線法が知られている。インサータ巻線法ではコイルエンドを低くすることが困難であるのに対して、集中巻線法ではコイルエンドを低くして固定子に巻線することができるという利点がある。
この種の技術として、例えば特開平１１−８９１８８号公報、実開平２−１７９４７号公報、実開平５−３３６５２号公報、実開平４−１０１２７４号公報に開示されたものがある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、集中巻線法で巻線する場合には、以下のような問題があった。集中巻線法で巻線する場合には、各スロット部に固定子巻線を一度に巻き付けるようにすれば工程が簡略化するため好ましい。そして、占積率を高くするには、固定子巻線を緊張させて所定のティース鉄心部に密着するように略矩形状に巻き付けることが必要である。しかし、上述したように固定子巻線を一度に巻き付ける場合には、固定子巻線の厚さが大きいため、前記ティース鉄心部の隅部に巻き付けられる固定子巻線が伸張して、内周側と外周側とで抵抗値が変化してしまうおそれがある。これを防止するためには、固定子巻線全体に同じ張力がかかるようにして巻線する必要があるが、このようにすると、前記隅部には固定子巻線を大きく湾曲させて巻き付けざるを得ず、結果として占積率が低下してしまう。すなわち、例えば図１０の展開図に示すように、ティース鉄心２に固定子巻線３が湾曲して巻き付けられることにより、大きな空隙４が生じてしまい占積率が低下してしまうという問題があった。
【０００５】
また、上述のように固定子巻線が湾曲して巻き付けられると、固定子巻線の厚さにムラが生じるため磁束が滑らかにならず、固定子の性能に影響を生じるおそれがあった。このため、磁束を滑らかにすることができる固定子が要望されていた。
【０００６】
さらに、三相モータなどの多相モータの固定子においては、固定子巻線を複数相分巻き付ける必要があるため、上述した占積率の低下がより顕著になってしまうという問題があった。加えて、同一のスロットに一相の巻線と他相の巻線の端部が重なると、その分端部の厚さが増すため、コイルエンドが高くなってしまうという問題があった。
【０００７】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、占積率を高めることができるとともに、磁束を滑らかにすることのできる固定子及び固定子の製造方法を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するためになされた請求項１に記載した発明は、所定円周上に所定間隔をおいて配置された複数のティース鉄心（例えば、実施の形態におけるティース鉄心１１）と、隣合うティース鉄心間の外周側に設けられたコアバック鉄心（例えば、実施の形態におけるコアバック鉄心１２）と、前記ティース鉄心間に複数本の電線（例えば、実施の形態における電線）を束ねて挿入された束線（例えば、実施の形態における束線１５）が並列接続された固定子巻線（例えば、実施の形態における固定子巻線１６）とを備えた固定子（例えば、実施の形態における固定子１０）であって、複数相分（例えば３相分）の束線を所定スロット数（例えば、実施の形態における６つのスロット１３）を隔てて同心状に複数回同時に巻きつけるとともに、一相の束線の周方向の巻終わり部分と他相の束線の周方向の巻始め部分を交互に編み込んだ編み込み部（例えば、実施の形態における編み込み部１８）を備えたことを特徴とする固定子である。
【０００９】
上記のように構成すると、固定子巻線は複数本の電線を束線とし、この束線をスロットに複数回巻き付けるようにしたため、スロットの角部に巻き付ける場合でも、外周側と内周側とで張力はほぼ等しくなる。したがって、ティース鉄心の側面に沿って密着するように前記束線を巻き付けることができるため、コイルエンドを低く維持しつつ占積率を高めることができる。
【００１０】
また、各スロットにほぼ均等に束線を巻き付けることができるため、磁束を滑らかにすることができる。また、複数相の束線を同じ方向に巻き付けることができるため製造工程が容易化する。さらに、一相の束線の周方向の巻終わり部分と他相の束線の周方向の巻始め部分を交互に編み込んだ編み込み部を備えているため、従来のように巻始め部分と巻終わり部分とが重なることでコイルエンドの高さが増大することがなくなる。
【００１１】
また、請求項２に記載した発明は、前記束線は、同心状に複数回巻かれている束線ユニット（例えば、実施の形態における束線ユニット２０）を複数備え、各相における隣合う束線ユニットは、巻始めの位置が所定スロット分ずれているとともに、巻く方向が互いに反対方向にされていることを特徴とする固定子である。
上記のように構成すると、前記隣合う束線ユニットを結ぶ束線が捻れたりするおそれを低減できるとともに、束線ユニットの成形自由度を高めることができ、占積率をさらに高めることができる。
【００１２】
すなわち、各相において、隣合う束線ユニットの巻く方向が同じ向きである場合には、一方の束線ユニットの巻始め部分が、他方の束線ユニットの巻終わり部分に近接して設けられることになり、それぞれの束線ユニットが比較的一体化している。このため、占積率を高めるのために一つの束線ユニットを径方向内方に移動させると、隣合う束線ユニットにも影響が生じ、隣合う束線ユニットを結ぶ束線が捻れるおそれがある。
【００１３】
これに対して、隣合う束線ユニットの巻く方向が反対向きの場合には、一方の束線ユニットの巻始め部分が他方の束線ユニットの巻終わり部分と隔たっており、それぞれの束線ユニットが比較的独立している。このため、上述したように束線が捻れるおそれが低減し、信頼性を高めることができる。
【００１４】
また、各束線ユニットで何らかの変位特性（例えば、巻始め部分が巻終わり部分より若干厚みが大きくなる傾向があるなど）があった場合、各束線ユニットを同じ方向に巻いていくと、増幅されて大幅に変位するおそれがある。
これに対して、隣合う束線ユニットの巻き方を逆方向にした場合には、上述したような変位の特性があった場合であっても、全体として上述した変位特性を打ち消すことができるため、より均一に巻線された固定子とすることができる。
【００１５】
また、請求項３に記載した発明は、前記束線の電線数は、前記ティース鉄心の内周側より外周側が多くされていることを特徴とする固定子である。
上記のように構成すると、隣合うティース鉄心間の径方向の位置に応じて束線を構成する電線の本数を変化させることで、束線の断面積を調整することができる。これにより、束線の配線長差によって生じる抵抗値の差と、束線の断面積差によって生じる抵抗値の差とを相殺し、隣合うティース鉄心間の径方向の位置に関わりなく、複数の束線の抵抗値を同等の値に設定することができる。これにより、この固定子の発生する抵抗損失を抑えることができ、この固定子を用いた電動機の運転効率を高めることができる。
【００１６】
また、請求項４に記載した発明は、前記束線の電線径は、前記ティース鉄心の内周側より外周側が大きくされていることを特徴とする固定子である。
上記のように構成すると、隣合うティース鉄心間の径方向の位置に関わりなく、複数の束線の抵抗値を同等の値に設定することができるため、この固定子の発生する抵抗損失を抑えることができ、この固定子を用いた電動機の運転効率を高めることができる。
【００１７】
また、請求項５に記載した発明は、前記ティース鉄心の周方向の幅が内周側から外周側に向けて大きくなるようにテーパ状に形成したことを特徴とする固定子である。
上記のように構成すると、コアバック鉄心間に圧入されるティース鉄心が径方向に変位するおそれを低減することができ、安定性を高めることができる。
【００１８】
また、請求項６に記載した発明は、所定円周上に所定間隔をおいて配置された複数のティース鉄心と、隣合うティース鉄心間の外周側に設けられたコアバック鉄心と、前記ティース鉄心間に複数本の電線を束ねた束線を挿入する固定子巻線とを備えた固定子の製造方法であって、複数相分の束線を所定スロット数を隔てて、同心状に複数回同時に巻き、一相の束線の周方向の巻終わり部分と他相の束線の周方向の巻始め部分が交互に編み込まれるように周回させることを特徴とする固定子の製造方法である。
上記のように構成すると、占積率を高くするとともにコイルエンドを低く維持することができ、磁束を滑らかにすることができる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態における固定子及び固定子の製造方法を図面と共に説明する。
図１は本発明の実施の形態における固定子１０を示す斜視図である。また、図２は図１に示す固定子１０の平面図である。本実施の形態による固定子１０は、図１または図２に示されるように、略円筒状に形成され、所定円周上に所定間隔をおいて放射状に配置された複数のティース鉄心１１と、隣合うティース鉄心１１、１１間に配置されたコアバック鉄心１２とを備えて構成されている。
【００２０】
ティース鉄心１１は、固定子１０の中心軸線と平行な方向に所定の厚さを有しており、内周側が固定子巻線１６を巻き付ける巻線部１９とされ、外周側がコアバック鉄心１２に当接または圧接する継鉄部２１とされている。
前記ティース鉄心１１は、周方向の幅が内周側から外周側に向けて大きくなるようにテーパ状に形成されている。これにより、コアバック鉄心１２、１２間に圧入されるティース鉄心１１が径方向に変位するおそれを低減することができ、安定性を高めることができる。
【００２１】
前記ティース鉄心１１は、珪素鋼鈑等の方向性を有する電磁鋼鈑が積層されてなり、例えば磁化容易方向が固定子の径方向に設定されている。また、前記コアバック鉄心１２は、珪素鋼鈑等の方向性を有する電磁鋼鈑が積層されてなる略直方体状に形成され、例えば磁化容易方向が固定子の周方向に設定されている。
【００２２】
そして、例えば図３に示したように、各ティース鉄心１１の巻線部１９には固定子巻線１６が巻装されている。この固定子巻線１６は、所定の複数本の電線が束ねられてなる複数の束線１５が、並列接続されて構成されており、各束線１５は固定子１０を複数回（例えば５回）周回するように設定されている。本実施の形態においては、３相分の束線１５（１５ａ、１５ｂ、１５ｃ）が６つのスロット１３を隔てて同心状に複数回巻きつけられている。このようにしたため、それぞれの束線１５をスロット１３の角部に巻き付ける場合でも、外周側と内周側とで各束線１５の張力はほぼ等しくなる。したがって、ティース鉄心１１の巻線部１９に沿って密着するように前記束線１５を巻き付けることができる。
【００２３】
さらに、図７に示したように、一相の束線（例えば束線１５ａ）の周方向の巻終わり部分と他相の束線（例えば束線１５ｂ）周方向の巻始め部分を交互に編み込んだ編み込み部１８を備えている。このようにしたため、従来のように束線１５の巻始め部分と巻終わり部分とが重なることでコイルエンドの高さが増大することがなくなる（詳細は後述する）。
【００２４】
そして、各相の束線１５は、ティース鉄心１１，１１間の内周側に位置する束線１５ほど、外周側に位置する束線１５よりも、束線１５を構成する電線径が小さくなるように設定されている。
すなわち、周回する所定本数の電線を束ねてなる適宜の束線１５に対して、この束線１５よりも外周側の位置には、より大きい径の電線を束ねてなる束線１５が配置されている。
【００２５】
ここで、束線を構成する電線の径は、例えば、束線の周長Ｌと断面積Ａとに応じて設定されている。
例えば、図３に示したように、各束線１５をティース鉄心１１，…，１１間を縫うようにして一回だけ周回させ、波巻きを行う場合において、１相の１周回あたりの束線１５の周長Ｌは、下記（１）式に示すように、ティース鉄心１１，１１間の径方向の位置に応じて異なる束線の半径ｒ（例えば、図８に示す内周側束線１５の半径ｒ１、外周側束線１５の半径ｒ２）と、極数Ｐと、積厚ｔ１（例えば、図８に示すティース鉄心１１の厚さｔ１）と、コイルエンド高さｔ２（例えば、図９に示すティース鉄心１１の側面１１Ａと固定子巻線１６との間の距離ｔ２）とによって記述される。
Ｌ＝（ｔ１＋２×ｔ２）×Ｐ＋２π×ｒ……（１）式
【００２６】
そして、上記（１）式により算出された周長Ｌと断面積Ａとの比（Ｌ／Ａ）、つまり束線１５の抵抗値に相当する値が、各束線１５毎に所定の許容範囲内の値となるように設定されている。
このようにしたため、詳細を後述するように、隣合うティース鉄心１１，１１間の径方向の位置に関わりなく、複数の束線１５の抵抗値を同等の値に設定することができるため、この固定子１０の発生する抵抗損失を抑えることができ、この固定子１０を用いた電動機の運転効率を高めることができる。
【００２７】
また、図４に示したように、各相における束線１５は、同心状に複数回巻かれている束線ユニット２０を複数備え、各相における隣合う束線ユニット２０は、巻始めの位置が所定スロット（例えば６スロット）分ずれているとともに、巻く方向が互いに反対方向にされている。このようにすると、前記隣合う束線ユニット２０を結ぶ束線１５が捻れたりするおそれを低減できるとともに、束線ユニット２０の成形自由度を高めることができ、占積率をさらに高めることができる（詳細は後述する）。
【００２８】
上記のように構成された固定子１０の製造方法について、以下に説明する。
先ず、例えば図３に示すように、略円柱状のティース固定治具２６の外周面上に、所定間隔をおいて複数のティース鉄心１１，…，１１を配置する。
次に、ティース固定治具２６に固定されたティース鉄心１１，…，１１の外周面に沿って周回移動可能、かつ、固定子１０の軸線と平行な方向に揺動可能とされた適宜の巻線機（図示略）の複数あるノズル２７、…、２７から、各ノズル２７毎に所定の複数本の電線を束ねてなる束線１５を供給し、各ティース鉄心１１の巻線部１９に束線１５を巻き付ける。
【００２９】
このとき、ノズル２７を、隣合うティース鉄心１１，…，１１を所定数毎に跨いで縫うようにして動かしてティース鉄心１１に束線１５を巻き付けるようにして複数回周回させて束線ユニット２０を形成する。各相における隣合う束線ユニット２０は、巻始めの位置が６スロット分ずれているとともに、巻く方向が互いに反対方向にされている。図４は、固定子１０の製造方法を示す径方向から見た一部展開図である。なお、図示都合上、Ｕ相の束線ユニット２０ａのみ示し、他のＶ相、Ｗ相の束線ユニット２０ｂ、２０ｃは省略した。そして、前記束線ユニット２０ａを形成する束線１５を３本とした。
【００３０】
まず、図４に示した（１５）番目と（２０）番目のスロット１３を通るように、束線１５ａを時計回りに周回させて束線ユニット２０ａ１を形成する。そして、束線ユニット２０ａ１の巻終わりの束線１５を（２１）番目のスロット１３を通過させた後に（２６）番目のスロット１３に移動させて、（２１）番目から（２６）番目のスロット１３を通るように、束線１５ａを反時計回りに周回させて束線ユニット２０ａ２を形成する。それから、先ほどと同様に、束線ユニット２０ａ２の巻終わりの束線１５を（２６）番目のスロット１３を通過させた後に（３２）番目のスロット１３に移動させて、（２７）番目から（３２）番目のスロット１３を通るように、束線１５ａを時計回りに周回させて束線ユニット２０ａ３を形成する。以下、上述した工程を繰り返す。
【００３１】
このように、隣合う束線ユニット２０ａ（２０ａ１，２０ａ２…）の巻く方向が反対向きの場合には、それぞれの束線ユニット２０ａのぞれぞれが比較的独立している。このため、隣合う束線ユニット２０ａの配置位置をずらさずに束線ユニット２０ａの一つを径方向内側に移動させて占積率を高めることができる。よって、隣合う束線ユニット２０ａを結ぶ束線１５が捻れるおそれが低減し、固定子１０の信頼性を高めることができる。なお、他の相（Ｖ相、Ｗ相）の束線ユニット２０ｂ、２０ｃについても同様である。
【００３２】
また、各束線ユニット２０で何らかの変位特性（例えば巻始め部分が巻終わり部分より若干厚さが大きいなど）があった場合でも、束線ユニットの巻き方を逆方向にした場合には、全体として変位の特性を打ち消すことができるため、より均一に束線１５を巻き付けることができる。
【００３３】
図５は図４に直交する方向から見た固定子の製造方法を簡略的に示す展開図である。なお、同図の矢印Ｄはティース鉄心１１の内側に向かう方向（中心方向）を示す。同図に示したように、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相のそれぞれの束線１５ａ、１５ｂ、１５ｃは径方向内側から外側に向かい所定のスロット１３間に複数回巻き付けられて束線ユニット２０ａ、２０ｂ、２０ｃを構成する。このとき、一の束線（例えば束線１５ｂ）の周方向の巻終わり部分とこれに隣合う他相の束線（例えば束線１５ａ）の周方向の巻始め部分を交互に編み込んでいき、編み込み部１８を形成する。このように、それぞれの束線１５の巻始め部分と巻終わり部分とが重なることで、占積率を高く維持しながらコイルエンドの高さを抑えることができる。また、同一の方向に各相を同時に巻き付けていくため、工程が容易化する。
図６は図５の要部拡大図である。同図に示したように、本実施の形態においては、編み込み部１８の交錯層数が２層となるように編み込み部１８の位置を位置制御している、これによりコイルエンドの高さと占積率を任意に設定することができる。
【００３４】
さらに、周回数が所定回数に達した場合に、ノズル２７から供給される電線の径の大きさを変更する。例えば、ティース鉄心１１，…，１１間の径方向において、内周側に配置される束線１５に比べて、外周側に配置される束線１５ほど供給される電線の径がより大きくなるように設定する。
【００３５】
なお、上記ノズル２７は、固定子１０に巻装される複数の相の固定子巻線１６，…，１６の相数と同じ数のノズル２７，…，２７を備えたものであり、例えば、３相モータの場合には、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相に対応して３個のノズル２７，２７，２７を備えている。各ノズル２７は、所定の複数本の電線を同時に束ねた状態で供給するように構成され、これら３個のノズル２７，２７，２７を、同時にティース鉄心１１，…，１１間を縫うようにして周回させるようになっている。これにより、ノズル２７，２７，２７の周回を複数回行うことによって、多相（例えば、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相）分の巻装が行われる。
【００３６】
次に、例えば図２に示すように、各隣合うティース鉄心１１，１１間に外周側からコアバック鉄心１２を圧入し、コアバック鉄心１２の内周側の端部１２ａに、隣合うティース鉄心１１，１１間で対向する２つの突出部２２，２２を当接させる。そして、ティース固定治具２６を取り外す。
次に、各相毎に、異なる本数の電線を束ねてなる複数の束線１５の各引出線（図示略）を並列接続して、一連の工程を終了する。
【００３７】
このように、本実施の形態においては、三相分の束線１５を所定スロット数を隔てて、同心状に複数回巻いて束線ユニット２０を形成し、一相の束線１５の周方向の巻終わり部分と他相の束線の周方向の巻始め部分が交互に編み込まれるように周回させて編み込むため、実際に束線を巻きつけた状態は図７に示すようになり、空隙２２の領域を少なくすることができる。このため、占積率を高くするとともにコイルエンドを低く維持することができ、磁束を滑らかにすることができる。
【００３８】
以下に、上述した実施の形態による固定子の製造方法により製造した固定子１０の一例について説明する。
なお、以下において、固定子巻線１６は、例えば３セットの束線Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３により構成され、最も内周側を周回する束線Ｃ１の外周側に束線Ｃ２が配置され、さらに束線Ｃ２の外周側に束線Ｃ３が配置されている。また、各束線Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３を構成する束線の複数本の電線の一本あたりの断面積を、例えば０．０４ｍｍ2（Ｓ１）、または０．０６２５ｍｍ2（Ｓ２）とした。
【００３９】
ここで、束線Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３を構成する電線の本数を１０本とし、束線Ｃ１は断面積Ｓ１の本数を７本、Ｓ２の本数を３本とし、束線Ｃ２は断面積Ｓ１の本数を６本、Ｓ２の本数を４本とし、束線Ｃ３は断面積Ｓ１の本数を５本、Ｓ２の本数を５本として固定子巻線１６を形成した場合を実施例１とした。また、各束線Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３を、互いに等しい断面積Ｓ１の１０本の電線により構成した場合を比較例とした。
【００４０】
表１には、実施例１における束線Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３の断面積Ａ（各電線の断面積の合計）、周長Ｌ、周長Ｌと断面積Ａの比（Ｌ／Ａ）と、束線Ｃ３を基準としたときの束線Ｃ１，Ｃ２の断面積差による抵抗値の差、周長差の割合、束線の抵抗値の差（比（Ｌ／Ａ）の差）を示した。
また、表２には、比較例における束線Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３に対して、表１と同様に断面積Ａ、断面積差による抵抗値の差、周長Ｌ、周長差、周長Ｌと断面積Ａの比（Ｌ／Ａ）、束線の抵抗値の差（比（Ｌ／Ａ）の差）を示した。
【００４１】
【表１】
0003686035.tif 000002
【００４２】
【表２】
0003686035.tif 000003
【００４３】
ここで、例えば、固定子巻線１６への通電時の発熱による温度変化と抵抗値の変化との関係を０．４％／℃とし、固定子巻線１６内に局所的に生じる温度差の許容範囲を１０℃とすれば、固定子巻線１６内の抵抗値の差を４％に設定する必要がある。
表２に示す比較例では、各束線Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３を構成する電線の本数及び断面積が互いに等しいため、断面積Ａが等しくなり、各束線Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３の周長差に応じた抵抗値の差が生じる。すなわち、最も外周側の束線Ｃ３を基準として、束線Ｃ２の抵抗値は束線Ｃ３よりも４．５１％だけ小さくなり、さらに、最も内周側の束線Ｃ１の抵抗値は束線Ｃ３よりも９．０１％だけ小さくなり、許容される抵抗値の差である４％を超えてしまっている。
【００４４】
一方、表１に示す実施例１では、内周側の束線ほど電線の断面積が小さくされており、各束線Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３の断面積Ａに応じた抵抗値の差が生じる。すなわち、最も外周側の束線Ｃ３を基準として、束線Ｃ２の断面積Ａに起因する抵抗値は束線Ｃ３よりも４．３９％だけ大きくなり、最も内周側の束線Ｃ１の断面積Ａに起因する抵抗値は束線Ｃ３よりも８．７８％だけ大きくなっている。
【００４５】
さらに、上述した比較例と同様に、各束線Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３の周長差に応じた抵抗値の差が生じており、最も外周側の束線Ｃ３を基準として、内周側の束線ほど、周長Ｌに起因する抵抗値は小さくなっている。
これにより、断面積Ａに起因する抵抗値と、周長Ｌに起因する抵抗値とが相殺し、結局、最も外周側の束線Ｃ３を基準として、束線Ｃ２の抵抗値は束線Ｃ３よりも０．１２％だけ大きくなり、さらに、最も内周側の束線Ｃ１の抵抗値は束線Ｃ３よりも０．２３％だけ大きくなり、許容される抵抗値の差である４％未満の値となっている。
【００４６】
すなわち、ティース鉄心１１，…，１１間の径方向における位置に応じて、各束線Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３の構成する電線の断面積を変化させることで、束線Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３の抵抗値の差を略１％以内に設定することができ、固定子巻線１６に生じる局所的な温度差を所望の許容範囲内に収めることができる。
【００４７】
上述したように、本実施の形態による固定子１０によれば、固定子巻線１６をなす複数本の束線に対し、束線の断面積に起因する抵抗値と、束線の周長に起因する抵抗値とを相殺して、ティース鉄心間１１，…，１１の径方向の位置に関わりなく、複数の束線の抵抗値を同等の値に設定することができる。これにより、複数の束線の抵抗値を同等の値に設定する際に、占積率の低下やコイルエンドの高さが高くなることを防止することができる。
【００４８】
また、上述した実施の形態においては、内周側の束線を構成する電線の断面積を小さく（外周側の束線を構成する電線の断面積を大きく）したが、内周側の束線を構成する電線の本数を少なく（外周側の束線を構成する電線の本数を多く）してもよい。これを実施例２に示す。実施例２は、前記実施例１と同様に、例えば３セットの束線Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３により構成され、各束線Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３を構成する電線の複数本の電線の一本あたりの断面積を、例えば０．０６２５ｍｍ2（Ｓ２）とした。そして、束線Ｃ１を構成する電線の本数を１８本とし、束線Ｃ２の電線の本数を１９本とし、束線Ｃ３の電線の本数２０本として固定子巻線１６を形成した。
表３には、実施例２における束線Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３に対して、表１と同様に、断面積Ａ、断面積差による抵抗値の差、周長Ｌ、周長差、周長Ｌと断面積Ａの比（Ｌ／Ａ）、束線の抵抗値の差（比（Ｌ／Ａ）の差）を示した。
【００４９】
【表３】
0003686035.tif 000004
【００５０】
表３に示す実施例２では、内周側の束線ほど電線の本数が少なくされており、実施例１と同様に、各束線Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３の断面積Ａに応じた抵抗値の差が生じる。すなわち、束線Ｃ２、Ｃ１の断面積Ａに起因する抵抗値は束線Ｃ３よりもそれぞれ５％、１０％だけ大きくなっている。
【００５１】
従って実施例１と同様に、断面積Ａに起因する抵抗値と、周長Ｌに起因する抵抗値とが相殺し、結局、最も外周側の束線Ｃ３を基準として、束線Ｃ２の抵抗値は束線Ｃ３よりも０．５２％だけ大きくなり、さらに、最も内周側の束線Ｃ１の抵抗値は束線Ｃ３よりも１．０９％だけ大きくなり、許容される抵抗値の差である４％未満の値となっている。
【００５２】
すなわち、ティース鉄心１１，…，１１間の径方向における位置に応じて、各束線Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３の構成する電線の本数を変化させることで、束線Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３の抵抗値の差を略１％以内に設定することができ、固定子巻線１６に生じる局所的な温度差を所望の許容範囲内に収めることができる。
【００５３】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１に記載した発明によれば、コイルエンドを低く維持しつつ占積率を高めることができる。また、各スロットにほぼ均等に束線を巻き付けることができるため、磁束を滑らかにすることができる。
また、請求項２に記載した発明によれば、隣合う束線ユニットを結ぶ電線が捻れたりするおそれを低減できるとともに、束線ユニットの成形自由度を高めることができ、占積率をさらに高めることができる。
【００５４】
また、請求項３及び請求項４に記載した発明によれば、固定子の発生する抵抗損失を抑えることができるため、この固定子を用いた電動機の運転効率を高めることができる。
【００５５】
また、請求項５に記載した発明によれば、ティース鉄心の径方向に対して安定させることができるため、固定子の信頼性を高めることができる。
また、請求項６に記載した発明によれば、占積率を高くするとともにコイルエンドを低く維持することができ、磁束を滑らかにすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  図１は本発明の一実施の形態における固定子の斜視図である。
【図２】  図１に示す固定子の平面図である。
【図３】  所定間隔をおいて配置したティース鉄心に固定子巻線を巻き付ける工程を示した図である。
【図４】  本発明の一実施の形態における固定子の製造方法を示す径方向から見た一部展開図である。
【図５】  図４に直交する方向から見た固定子の製造方法を示す一部展開図である。
【図６】  図５の編み込み部の拡大図である。
【図７】  図４の製造方法で巻線した固定子の一部展開図である。
【図８】  図３に示す固定子の要部断面図である。
【図９】  図３に示す固定子の要部を径方向の外周側から見た図である。
【図１０】  従来における固定子の展開図である。
【符号の説明】
１０  固定子
１１  ティース鉄心
１２  コアバック鉄心
１３  スロット
１５  束線
１６  固定子巻線
１８  編み込み部
２０  束線ユニット
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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