(57)【要約】【課題】渦電流損を減少させることができるモータの固定子を提供する。【解決手段】界磁極（１２）が円環状に配列され、当該界磁極を構成する界磁鉄心（１４）には当該界磁鉄心の長手方向に相隣接して第１界磁コイル（１６）と第２界磁コイル（１８）とが巻回されてなるモータの固定子（１０）であって、前記界磁極の磁極片（１５）側に巻回される前記第２界磁コイルは、漏れ磁束によって前記第２界磁コイル内に発生する渦電流が分断されるように、前記第２界磁コイルを構成する巻線の前記界磁鉄心の長手方向の幅が前記第１界磁コイルを構成する巻線の当該長手方向の幅よりも小さい巻線で構成される。【選択図】              図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
界磁極が円環状に配列され、当該界磁極を構成する界磁鉄心には当該界磁鉄心の長手方向に相隣接して第１界磁コイルと第２界磁コイルとが巻回されてなるモータの固定子であって、
前記界磁極の磁極片側に巻回される前記第２界磁コイルは、漏れ磁束によって前記第２界磁コイル内に発生する渦電流が分断されるように、前記第２界磁コイルを構成する巻線の前記界磁鉄心の長手方向の幅が前記第１界磁コイルを構成する巻線の当該長手方向の幅よりも小さい巻線で構成されることを特徴とするモータの固定子。
【請求項２】
前記第１界磁コイルは平板状の巻線を平巻して構成され、前記第２界磁コイルは前記第１界磁コイルの巻線の幅よりも小さい幅の巻線を複数列平板状に並べて平巻して構成され、前記第１界磁コイルと前記第２界磁コイルとを電気的に接続したことを特徴とする請求項１記載のモータの固定子。
【請求項３】
前記第１界磁コイルは平板状の巻線を平巻して構成され、前記第２界磁コイルは当該平板状の巻線を平打巻して構成され、前記第１界磁コイルと前記第２界磁コイルとを電気的に接続したことを特徴とする請求項１記載のモータの固定子。
【請求項４】
前記界磁鉄心の少なくとも前記第２界磁コイルが巻回される部分に前記第１界磁コイルが巻回される前記界磁鉄心の巻回面に対して傾斜させた傾斜面を形成し、前記第２界磁コイルは、当該傾斜面に巻線を巻回することによって構成されることを特徴とする請求項１記載のモータの固定子。
【請求項５】
界磁極が円環状に配列され、当該界磁極を構成する界磁鉄心には当該界磁鉄心の長手方向に相隣接して第１界磁コイルと第２界磁コイルとが巻回されてなるモータの固定子であって、
漏れ磁束の通過を抑制するために、少なくとも前記界磁極の磁極片側に巻回される前記第２界磁コイルと前記界磁鉄心との間の磁気抵抗を増加させる手段を備えていることを特徴とするモータの固定子。
【請求項６】
前記界磁鉄心の少なくとも前記第２界磁コイルが巻回される部分には前記第２界磁コイルと前記界磁鉄心との間の磁気抵抗を増加させるための絶縁材を取り付け、当該絶縁材上に巻線を巻回することによって前記第２界磁コイルを構成することを特徴とする請求項５記載のモータの固定子。
【請求項７】
前記絶縁材の厚みは、前記第２界磁コイルが巻回される部分に取り付けられる絶縁材の厚みを、前記第１界磁コイルが巻回される部分に取り付けられる絶縁材の厚みよりも厚くしたことを特徴とする請求項６記載のモータの固定子。
【請求項８】
界磁極が円環状に配列され、当該界磁極を構成する界磁鉄心には当該界磁鉄心の長手方向に相隣接して第１界磁コイルと第２界磁コイルとが巻回されてなるモータの固定子であって、
前記界磁極の磁極片側に設けられる前記第２界磁コイルは、漏れ磁束によって前記第２界磁コイル内に発生する渦電流が抑制されるように、前記第２界磁コイルを構成する巻線の抵抗率が前記第１界磁コイルを構成する巻線の抵抗率よりも大きい巻線が巻回されて構成されたことを特徴とするモータの固定子。
【請求項９】
前記第１界磁コイルは銅線を巻回して構成し、前記第２界磁コイルは当該銅線よりも固有抵抗率の大きい導体を巻回して構成したことを特徴とする請求項８記載のモータの固定子。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、渦電流損を減少させることができるモータの固定子に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、モータの固定子を構成する界磁極の界磁鉄心に、１層目のコイルとこの１層目のコイルの隣にこの１層目のコイルとは巻回方向が逆の２層目のコイルとを巻回し、渦電流損を減少させるようにした、下記の特許文献１および特許文献２が知られている。
【０００３】
【特許文献１】
特開平０５−２４３０３６号公報
【特許文献２】
特開平０８−３１７６１０号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
確かに、１つの界磁鉄心に相互に巻回方向の異なるコイルを２層巻回すれば、界磁極などからの漏れ磁束は各コイルに別々に鎖交することになるから、１つのコイルに発生する渦電流損が減少し、固定子全体としての渦電流損も減少する。ところが、漏れ磁束は、固定子の内周側に位置するコイルとより多く鎖交することから、外周側に位置するコイルと比較すると内周側に位置するコイルには比較的大きな渦電流が発生する。コイルに渦電流が発生すると、渦電流損と称する損失が発生し、この損失がモータの効率や出力性能の低下を引き起こす。
【０００５】
モータを駆動源とする自動車の場合、搭載されているバッテリや燃料電池で作り出される電気エネルギーを有効に利用することが求められる。したがって、モータの効率を少しでも向上させる必要がある。
【０００６】
本発明は、以上のような従来の技術の問題点および現在の要望に鑑みてなされたものであり、渦電流損を減少させることができるモータの固定子の提供を目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記した課題を解決し、目的を達成するため、本発明にかかるモータの固定子は、界磁極が円環状に配列され、当該界磁極を構成する界磁鉄心には当該界磁鉄心の長手方向に相隣接して第１界磁コイルと第２界磁コイルとが巻回されてなるモータの固定子であって、前記界磁極の磁極片側に巻回される前記第２界磁コイルは、漏れ磁束によって前記第２界磁コイル内に発生する渦電流が分断されるように、前記第２界磁コイルを構成する巻線の前記界磁鉄心の長手方向の幅が前記第１界磁コイルを構成する巻線の当該長手方向の幅よりも小さい巻線で構成される。
【０００８】
また他の発明にかかるモータの固定子は、漏れ磁束の通過を抑制するために、少なくとも前記界磁極の磁極片側に巻回される前記第２界磁コイルと前記界磁鉄心との間の磁気抵抗を増加させる手段を備えている。
【０００９】
さらに他の発明にかかるモータの固定子は、界磁極の磁極片側に設けられる第２界磁コイルは、漏れ磁束によって前記第２界磁コイル内に発生する渦電流が抑制されるように、前記第２界磁コイルを構成する巻線の抵抗率が第１界磁コイルを構成する巻線の抵抗率よりも大きい巻線が巻回されて構成される。
【００１０】
【発明の効果】
本発明にかかるモータの固定子によれば、界磁極の磁極片側に設けられる第２界磁コイルは、前記第２界磁コイルを構成する巻線の界磁鉄心の長手方向の幅が第１界磁コイルを構成する巻線の当該長手方向の幅よりも小さい巻線で構成したので、漏れ磁束によって前記第２界磁コイル内に発生する渦電流が前記長手方向に分断されることになり、結果的に渦電流損が小さくなって、モータの効率および出力性能の向上を図ることができる。
【００１１】
また他の発明にかかるモータの固定子によれば、少なくとも界磁極の磁極片側に設けられる第２界磁コイルと界磁鉄心との間の磁気抵抗を増加させる手段を備えているので、漏れ磁束が前記第２界磁コイルに通過する数を減少させることができ、その結果、渦電流損が小さくなって、モータの効率および出力性能の向上を図ることができる。
【００１２】
さらに他の発明にかかるモータの固定子によれば、界磁極の磁極片側に設けられる第２界磁コイルは、前記第２界磁コイルを構成する巻線の抵抗率が前記第１界磁コイルを構成する巻線の抵抗率よりも大きい巻線で構成されるので、漏れ磁束により第２界磁コイル内に発生する渦電流が小さくなり、その結果、モータの効率および出力性能の向上を図ることができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下に添付図面を参照して、本発明にかかるモータの固定子の好適な実施の形態を詳細に説明する。
【００１４】
［第１の実施の形態］
図１は、本発明にかかるモータの固定子の概略構成図である。
【００１５】
本発明にかかるモータの固定子１０は、各極ごとに分割可能な構造の界磁極１２が円環状に配列されて構成されている。この界磁極１２を構成する界磁鉄心１４には、界磁鉄心１４の長手方向に相隣接するように、界磁鉄心１４の根元側に第１界磁コイル１６が、界磁鉄心１４の磁極片側に第２界磁コイル１８がそれぞれ巻回されている。第１界磁コイル１６と第２界磁コイル１８とは電気的に接続されているが、その巻回方向は相互に異なっている。
【００１６】
界磁鉄心１４に第１界磁コイル１６と第２界磁コイル１８を巻回する前に、これらの界磁コイル１６、１８が巻回される界磁鉄心１４の巻回面１４Ａの部分に、これらの界磁コイル１６、１８と界磁鉄心１４との間の絶縁を確保するための絶縁材２０が取り付けられる。
【００１７】
第１界磁コイル１６は、図示されるように、平板状の巻線２２がその幅方向を界磁鉄心１４の巻回面１４Ａと平行にして巻回されて構成される。つまり、第１界磁コイル１６は平板状の巻線２２を平巻して構成される。また、第２界磁コイル１８は、モータの内部に生じる漏れ磁束によって第２界磁コイル１８内に発生する渦電流が分断されるように、第２界磁コイル１８を構成する巻線の界磁鉄心１４の長手方向の幅が第１界磁コイル１６を構成する巻線２２の当該長手方向の幅よりも小さい巻線で構成される。つまり、第２界磁コイル１８は、第１界磁コイル１６の巻線２２の幅よりも小さい幅の巻線２４（図１の場合は１／４）を複数列平板状に並べ（図１の場合４列）、平板状に並べた複数列の巻線を並べた状態で平巻して構成される。
【００１８】
第１界磁コイル１６および第２界磁コイル１８を界磁鉄心１４に巻回する手順などを図２から図４によって詳しく説明する。界磁極１２は、厚みの薄い電磁鋼板を磁極形状に打ち抜き、積層することによって製作する。界磁極１２を構成する界磁鉄心１４の巻回面１４Ａおよびその巻回面側面１４Ｃには、絶縁処理を施すため絶縁性を有する樹脂材料が塗布されている。本実施の形態では、いわゆるＰＰＳ樹脂を用いて界磁極１４を一体的にモールドすることで絶縁層を形成している。
【００１９】
なお、絶縁処理は、上記のように樹脂材料を塗布する方法以外に、界磁極１２の電磁鋼板積層方向両端部に絶縁樹脂製の鞍型キャップを取り付け、電磁鋼板積層方向の平行面にノーメックスなどの絶縁紙を貼り付けても良い。一般的には、電磁鋼板積層方向の平行面は、樹脂キャップと一体的に形成されたフランジ面などによって絶縁される。
【００２０】
図２に示すように、界磁極１２の電磁鋼板積層方向の一方の端面１４Ｂには、絶縁コーティングされていない渡線として機能する裸導体２６が樹脂材料内に埋め込まれている。裸導体２６に第１界磁コイル１６の巻線２２の端部を当接させる。巻線２２の表面は絶縁被覆されているので、当接させる前にその端部の絶縁被覆はグラインダで除去しておく。裸導体２６と巻線２２の端部とは超音波溶接機を用いて接合する。接合後、巻線２２を界磁極１４の周りに一周させると図３に示すような状態となる。巻線２２が裸導体２６と巻線２２との接合部分に達すると、２周目に入る巻線２２が接合部分に押し付けられることになる。２周目に入る前に巻線２２の端部のバリや接合時にできた突部が巻線２２の絶縁皮膜を壊すことのないように、接合部分には絶縁フィルム２８を挟む。その後は、巻線２２を界磁極１４の周りに所定回数巻回させる。
【００２１】
以上のようにして、巻線２２は界磁鉄心１４に巻回され、第１界磁コイル１６が形成される。
【００２２】
次に、第２界磁コイル１８を第１界磁コイル１６に隣接（磁極鉄心１４の長手方向の磁極片１５側）させて界磁鉄心１４に巻回する手順を説明する。第２界磁コイル１８に使用する巻線２４は、図４に示すように、巻線２２の長辺部分を複数に分割し、分割したそれぞれの導線に絶縁コーティングを施し、所望の幅となるように導線を複数列平板状に並べて相互に接着して形成したものである。
【００２３】
この巻線２４は、図４に示すように、第１界磁コイル１６を構成する巻線２２とは反対方向に巻回するが、その巻回の手順は巻線２２と同様に行われる。すなわち、巻線２４の端部の絶縁被覆をグラインダで除去し、裸導体２６に巻線２４の端部を当接させる。裸導体２６と巻線２４の端部とは超音波溶接機を用いて接合する。接合後、巻線２４を界磁極１４の周りに巻線２２とは反対の方向に一周させ、２周目に入る前に巻線２４の絶縁皮膜を壊すことのないように、接合部分に絶縁フィルムを挟む。その後は、巻線２４を界磁極１４の周りに所定回数巻回させる。
【００２４】
以上のようにして、巻線２４は界磁鉄心１４に巻回され、第２界磁コイル１６が形成される。巻線２２と巻線２４を界磁鉄心１４に巻回すると、図５に示すように、界磁極１２には第１界磁コイル１６と第２界磁コイル１８が形成されることになる。
【００２５】
モータに電源を接続してモータを回転させているとき、図１に示すように、第１界磁コイル１６および第２界磁コイル１８によって生じた磁束２５は回転子３０に向かう。このとき、回転子３０が備えているマグネット３２の磁力の影響を受けて、漏れ磁束２５Ａのように回転子３０の表面付近を迂回して隣の磁極片１５に入り込むものや、漏れ磁束２５Ｂのように回転子３０に達しないまま隣の界磁磁極１４に入り込むもの（磁束密度の高い運転領域）がある。
【００２６】
回転子３０まで達せずに隣の界磁磁極１４に入り込んだ漏れ磁束２５Ｂは、第１界磁コイル１６または第２界磁コイル１８と鎖交する。第２界磁コイル１８は界磁極１２の磁極片１５側に巻回されているので、漏れ磁束２５Ｂは第１界磁コイル１６よりも第２界磁コイル１８とより多く鎖交する。本実施の形態では、第２界磁コイル１８を構成する巻線２４に、漏れ磁束２５Ｂの流れ方向に対して複数に分割された巻線を用いているので、図６に示すように、漏れ磁束２５Ｂが巻線２４と鎖交しても、漏れ磁束２５Ｂによって生じる渦電流２９は、各巻線２４内でそれぞれ分割されることになる。このため、界磁極１２全体としての渦電流損が小さくなって、モータの効率および出力性能の向上を図ることができる。
【００２７】
また、第２界磁コイル１８と比較するとほとんど漏れ磁束２５Ｂが通過しない第１界磁コイル１６の巻線２２は、１本の平板状導体を使用しているので、導体の占積率の低下を抑えながら渦電流対策が可能となっている。
【００２８】
請求項１または請求項２に対応する本実施の形態によれば、界磁極１２の磁極片１５側に巻回される第２界磁コイル１８は、漏れ磁束２５Ｂによって第２界磁コイル１８内に発生する渦電流２９が分断されるように、第２界磁コイル１８を構成する巻線２４の界磁鉄心１４の長手方向の幅が第１界磁コイル１６を構成する巻線２２の長手方向の幅よりも小さい巻線で構成している。具体的には、第１界磁コイル１６は平板状の巻線を平巻して構成され、第２界磁コイル１８は第１界磁コイル１６の巻線２２の幅よりも小さい幅の巻線を複数列平板状に並べて平巻して構成している。したがって、漏れ磁束２５Ｂが通過する巻線２４の導体面が小さく分断されることになり、渦電流１９も小さく分断されて渦電流損の発生を抑制することができる。その結果、モータの効率の向上、出力の向上を図ることができる。
【００２９】
［第２の実施の形態］
本実施の形態では、第１の実施の形態で用いた巻線２２を平巻して第１界磁コイル１６を構成し、同一の巻線２２を平巻して第２界磁コイル１８を構成している。
【００３０】
第１界磁コイル１６および第２界磁コイル１８を界磁鉄心１４に巻回する手順などを図７から図１２によって詳しく説明する。界磁極１２の構成および界磁極１２に対して施される絶縁処理は第１の実施の形態の場合と同一であるのでその説明は省略する。
【００３１】
まず、ボビン３４に第２界磁コイル１８の形成に必要な長さの巻線２２Ａを巻きつけておき、この巻線２２Ａの端部を、界磁極１２の電磁鋼板積層方向の一方の端面１４Ｂに形成されている溝（図示せず）に挿入する。そして、第１界磁コイル１６を構成する巻線２２Ｂの端部の絶縁被覆をグラインダで除去し、端面１４Ｂ上でボビン３４から引き出されている巻線２２Ａに巻線２２Ｂの端部を当接させる。巻線２２Ａと巻線２２Ｂの端部とは超音波溶接機を用いて接合する。接合後、界磁極１２とボビン３４とを一緒に右に一周回転させ、２周目に入る前に巻線２２Ｂの絶縁皮膜を壊すことのないように、接合部分に絶縁フィルムを挟む。そして、界磁極１２とボビン３４とを一緒に右に所定回数回転させて巻線２２Ｂを平巻し、図８のように第１界磁コイル１６を形成する。
【００３２】
第１界磁コイル１６の巻回が終了したら、図９に示すように、ボビン３４を界磁極１２の巻回軸から界磁極１２の電磁鋼板積層方向上に移動させる。そして、巻線２２Ａの巻き崩れや倒れ込みを防止するために側面拘束治具３６で巻線２２Ａをその長辺側から第１巻線コイル１６側に押し付ける。この状態で、ボビン３４は回転させずに界磁極１２を左に回転させる。なお、側面拘束治具３６は界磁極１２の巻回面１４Ａに沿って巻線２２Ａを第１巻線コイル１６側に押し付けることができなけばならないので、界磁極１２の回転に伴って上下方向に移動させる。側面拘束治具３６の上下移動はサーボ制御により行う。
【００３３】
側面拘束治具３６で巻線２２Ａを押さえつけながら界磁極１２を左方向に所定回数回転させて巻線２２Ａを平巻すると、図１１に示すような第２界磁コイル１８が形成される。図１２は、図１１のＡ−Ａ断面を示したものであるが、この図を見れば、第１界磁コイル１６は巻線２２Ｂが平巻されて形成され、第２界磁コイル１８は巻線２２Ａがエッジワイズ巻されて形成されていることが良くわかる。
【００３４】
図１に示したように、回転子３０まで達せずに隣の界磁磁極１４に入り込んだ漏れ磁束２５Ｂは、第１界磁コイル１６または第２界磁コイル１８と鎖交する。本実施の形態では、第２界磁コイル１８を構成する巻線２４Ａをエッジワイズ巻しているので、図１２に示すように漏れ磁束２５Ｂが第２界磁コイル１８と鎖交しても、漏れ磁束２５Ｂによって生じる渦電流が各巻線２２Ａ内でそれぞれ分割されることになる。このため、界磁極１２全体としての渦電流損が小さくなって、モータの効率および出力性能の向上を図ることができる。
【００３５】
また、第２界磁コイル１８と比較するとほとんど漏れ磁束２５Ｂが通過しない第１界磁コイル１６の巻線２２Ｂには１本の平板状導体を使用し、また、第２界磁コイル１８の巻線２２Ａは第１の実施の形態とは異なり、その長辺側を複数に分割していないことから、絶縁コーティングがなくなり、界磁コイルの占積率が向上する。したがって、本実施の形態によれば、導体の占積率の低下を抑えながら渦電流対策が可能となり、モータの出力性能も向上させることができる。
【００３６】
請求項３に対応する本実施の形態によれば、界磁極１２の磁極片１５側に巻回される第２界磁コイル１８は、平板状の巻線２２Ａを平打巻して構成しているので、漏れ磁束２５Ｂが直交する導体面は細かく分断されることになり、第２界磁コイル１８内に発生する渦電流が分断され、渦電流損の発生を抑制することができる。その結果、モータの効率の向上、出力の向上を図ることができる。
【００３７】
［第３の実施の形態］
請求項４に対応する本実施の形態では、界磁鉄心１４の少なくとも第２界磁コイル１８が巻回される部分に第１界磁コイル１６が巻回される界磁鉄心１４の巻回面１４Ａに対して傾斜させた傾斜面を形成し、その傾斜面に巻線を巻回することによって第２界磁コイルを構成している。
【００３８】
図１３および図１４は、本実施の形態における第２界磁コイル１８の巻回状態を示している。本実施の形態では、図１４に示すように、第２界磁コイル１８が巻回される部分の絶縁材２０に、界磁磁極１４の巻回面１４Ａに対して非平行な傾斜面４０を形成している。この傾斜面４０に図１３に示すように巻線２４を巻回すると、第２界磁コイル１８の巻線２４は、図１４に示すように第１界磁コイル１６の巻線２２に対して斜めに巻回されることになる。
【００３９】
このように、第２界磁コイル１８の巻線２４が、界磁磁極１４の巻回面１４Ａに対して非平行に巻回されると、漏れ磁束に直交する面の導体の長さが小さく分断されるため、漏れ磁束が第２界磁コイル１８と鎖交しても渦電流を小さくすることができる。このため、界磁極１２全体としての渦電流損が小さくなって、モータの効率および出力性能の向上を図ることができる。また、図１４に示すように、第２界磁コイル１８の巻線２４が巻回面１４Ａに対して傾斜して巻回されることで、巻線２４の端部が第１界磁巻線１６の端部に当接することになり、巻線２４の巻回中の巻き崩れを容易に防止することができ、生産性が向上する。
【００４０】
［第４の実施の形態］
本実施の形態では、漏れ磁束の通過を抑制するために、少なくとも界磁極１２の磁極片１５側に巻回される第２界磁コイル１８と界磁鉄心１４との間の磁気抵抗を増加させる手段を設けている。
【００４１】
具体的には、界磁鉄心１４の少なくとも第２界磁コイル１８が巻回される部分には第２界磁コイル１８と界磁鉄心１４との間の磁気抵抗を増加させるための絶縁材２０（一般的に使用される絶縁材の厚みよりもかなり厚い）を取り付け、絶縁材２０上に巻線を巻回することによって第２界磁コイルを構成する。
【００４２】
また、別の構成として、絶縁材２０の厚みを第１界磁コイル１６が巻回される部分と第２界磁コイル１８が巻回される部分とで違え、これによって第２界磁コイル１８と界磁鉄心１４との間の磁気抵抗を増加させるようにしても良い。
【００４３】
図１５および図１６は、請求項５〜７に対応する本実施の形態の説明に供する図である。本実施の形態では、図１６に示すように、界磁磁極１４の巻回面１４Ａ表面をモールドする絶縁材２０の厚みを、第１界磁コイル１６が巻回される部分で薄くし、第２界磁コイル１８が巻回される部分で厚くしている。つまり、第２界磁コイル１８が巻回される部分のうち、少なくとも電磁鋼板積層方向に平行となる面の絶縁材２０の厚みを厚くしている。したがって、図に示すように、絶縁材２０には、巻回面１４Ａに平行な比較的厚みの薄い部分２０Ａと、同じく巻回面１４Ａに平行な２０Ａの部分よりも厚みのある部分２０Ｂが存在する。
【００４４】
第１界磁コイル１６と第２界磁コイルの巻回の仕方は第１の実施の形態と同じであるから、その説明は省略する。
【００４５】
このように、漏れ磁束が鎖交しやすい第２界磁コイル１８が巻回される部分２０Ｂの絶縁材２０の厚みを厚くすると、その部分の磁気抵抗が他の部分の磁気抵抗よりも大きくなる。このため、第２界磁コイル１８に鎖交する漏れ磁束の数が減少し、この減少に伴って渦電流損も減少する。したがって、界磁極１２全体としての渦電流損が小さくなって、モータの効率および出力性能の向上を図ることができる。また、絶縁材の厚みが増加したことによって、第２界磁コイル１８と界磁磁極１４との間の絶縁耐力が向上する。さらに、巻線２４を巻く際の絶縁材２０の破損も防止できるようになる。
【００４６】
［第５の実施の形態］
本実施の形態では、第２界磁コイル１８を構成する巻線２４に第１界磁コイル１８を構成する巻線２２の抵抗率よりも大きい抵抗率を有する導体を用いている。
【００４７】
具体的には、第１界磁コイル１６を構成する巻線２２には、一般的に用いられている固有抵抗率の低い銅線を用い、第２界磁コイル１８を構成する巻線２４には、銅線よりも固有抵抗率の大きな導線、例えばアルミニウム線を用いる。
【００４８】
図１７は、請求項８および９に対応する本実施の形態の説明に供する図である。この図では、第１界磁コイル１６を構成する巻線２２と第２界磁コイル１８を構成する巻線２４の材料を違えている。巻線２２は銅線であり、巻線２４はアルミニウム線である。したがって、第２界磁コイル１８の抵抗は、第１界磁コイル１６の抵抗よりも大きくなる。なお、本実施の形態では、第１界磁コイル１６と第２界磁コイル１８の巻回の仕方は第１の実施の形態と同じであるから、その説明は省略する。
【００４９】
このように、漏れ磁束が鎖交しやすい第２界磁コイル１８の抵抗を第１界磁コイル１６の抵抗よりも大きくすると、抵抗が大きい分だけ第２界磁コイル１８に流れる渦電流の大きさを小さくすることができる。したがって、界磁極１２全体としての渦電流損が小さくなって、モータの効率および出力性能の向上を図ることができる。
【００５０】
従来であれば、界磁コイルの巻線には丸線や正方形に近い平角線が用いられていたため、固有抵抗率の大きいアルミニウム線を使用する場合には、巻線の全体をアルミニウム線に置き換える必要があったが、本実施の形態のように、扁平の平角線を平巻きして二列に配置したものは、漏れ磁束がほとんど通過しない第１界磁コイル１６の巻線２２と多くの漏れ磁束が通過する第２界磁コイル１８の巻線２４とで異なる材料を用いることができる。このため、適材適所に材料を使用することができ、アルミニウム線を使用することによる銅損の増加を抑制することができる。
【００５１】
［第６の実施の形態］
本実施の形態では、第２界磁コイル１８を構成する巻線２４に第１界磁コイル１６を構成する巻線２２の断面積よりも大きな導体を用いている。一般的には、いずれの巻線にも同一の断面積の導体が使用されるが、本実施の形態のように第２界磁コイル１８を構成する巻線２４の断面積を大きくすることによって、第２界磁コイル１８の巻線２４の巻数が少なくなり、しかも断面積が大きいために第２界磁コイル１８の抵抗値は小さくなる。第１界磁コイル１６は、第２界磁コイル１８の巻数が少なくなった分だけ巻数を確保する必要があるため（従来と同等の磁気性能を得るため）、巻線２２の断面積を小さくしている。
【００５２】
図１８は、第１界磁コイル１６を構成する断面積の比較的小さな巻線２２と、第２界磁コイル１８を構成する巻線２２よりも断面積の大きな巻線２４を界磁極１２に巻回する状態を示している。図１８のようにしてそれぞれの巻線が巻回されると、その結果構成される界磁極１２の断面は、図１９に示すように第１界磁コイル１６には断面積の小さな巻線２２が多くの回数巻回され、第２界磁コイル１８には巻線２２に比較して断面積の大きな巻線２４が巻線２２に比較して少ない回数巻回される。したがって、第２界磁コイル１８の抵抗は、第１界磁コイル１６の抵抗よりも小さくなる。
【００５３】
このように、漏れ磁束が鎖交しやすい第２界磁コイル１８の抵抗を第１界磁コイル１６の抵抗よりも小さくすると、抵抗が小さい分だけ第２界磁コイル１８の銅損の大きさを小さくすることができる。したがって、第２界磁コイル１８の温度は第１界磁コイル１６の温度よりも低くなる。このため、巻線の絶縁皮膜の耐熱温度に対しては、第２界磁コイル１８の余裕度が高くなる。したがって、渦電流が第２界磁コイル１８に発生しても、耐熱温度に対する余裕があるため絶縁破壊の恐れが少なくなる。
【００５４】
以上、本発明を複数の実施の形態により説明したが、本発明は、各実施の形態に拘束されることなく、それぞれの実施の形態に記載した構成を組み合わせて適用することもできる。また、界磁極は突極型のものを例示して説明したが、突極型以外の形態のものに対しても本発明を適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明にかかるモータの固定子の概略構成図である。
【図２】第１の実施の形態における第１界磁コイルの巻回手順の説明に供する図である。
【図３】第１の実施の形態における第１界磁コイルの巻回手順の説明に供する図である。
【図４】第１の実施の形態における第２界磁コイルの巻回手順の説明に供する図である。
【図５】第１の実施の形態における界磁極の完成状態を示す図である。
【図６】第１の実施の形態において第２界磁コイルに発生する渦電流の状況の説明に供する図である。
【図７】第２の実施の形態における第１界磁コイルの巻回手順の説明に供する図である。
【図８】第２の実施の形態における第１界磁コイルの巻回手順の説明に供する図である。
【図９】第２の実施の形態における第２界磁コイルの巻回手順の説明に供する図である。
【図１０】第２の実施の形態における第２界磁コイルの巻回手順の説明に供する図である。
【図１１】第２の実施の形態における界磁極の完成状態を示す図である。
【図１２】第２の実施の形態における第１界磁コイルと第２界磁コイルとの巻回状態を示す断面図である。
【図１３】第３の実施の形態における第２界磁コイルの巻回手順の説明に供する図である。
【図１４】第３の実施の形態における第１界磁コイルと第２界磁コイルとの巻回状態を示す断面図である。
【図１５】第４の実施の形態の説明に供する図である。
【図１６】第４の実施の形態の説明に供する断面図である。
【図１７】第５の実施の形態の説明に供する図である。
【図１８】第６の実施の形態の説明に供する図である。
【図１９】第６の実施の形態の説明に供する図である。
【符号の説明】
１０…モータの固定子、
１２…界磁極、
１４…界磁鉄心、
１４Ａ…巻回面、
１４Ｂ…端面、
１４Ｃ…巻回面側面、
１５…磁極片
１６…第１界磁コイル、
１８…第２界磁コイル、
２０…絶縁材、
２２、２４…巻線、
２５…磁束、
２５Ａ、２５Ｂ…漏れ磁束、
２６…裸導体、
２８…絶縁フィルム、
２９…渦電流、
３０…回転子、
３２…マグネット、
３４…ボビン、
３６…側面拘束治具、
４０…傾斜面。
【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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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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