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公開番号2025127372
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-09-01
出願番号2024024075
出願日2024-02-20
発明の名称ステータ
出願人トヨタ自動車株式会社
代理人弁理士法人快友国際特許事務所
主分類H02K 3/28 20060101AFI20250825BHJP(電力の発電,変換,配電)
要約【課題】電気モータのステータにおいてサージ電圧の発生を回避又は抑制する。
【解決手段】ステータは、第1端面と第2端面との間を軸方向に延びる円筒状のステータコアと、ステータコアの内周面に設けられた複数のスロットと、複数のスロットに対して分布巻きされた複数のコイルとを備える。スロットの数nは、ロータの磁極数をPとしたときに、n=6pの関係を満たす。各々のスロットには、コイルセグメントが径方向に沿って複数層を構成するように配列されている。各々のコイルでは、ステータコアの第1端面側に起点及び終点が設けられている。また、スロット内の径方向の最外層及び最内層では、同じ層に位置する二つのコイルセグメントが互いに接続されている。そして、最外層と最内層との間を径方向に変位する区間は、第1端面側で周方向及び径方向に変位する方向と、第2端面側で周方向及び径方向に変位する方向とが、連続して一致する斜め波巻き区間を有する。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
電動モータのステータであって、
第１端面と第２端面との間を軸方向に延びる円筒状のステータコアと、
前記ステータコアの内周面に設けられており、周方向に沿って配列されているとともに、各々が前記軸方向に沿って延びる複数のスロットと、
前記複数のスロットに対して分布巻きされており、各々が複数のコイルセグメントによって構成された複数のコイルと、
を備え、
前記複数のスロットの数をｎとし、ロータの磁極数をＰとしたときに、ｎ＝６ｐの関係が満たされており、
前記複数のスロットの各々には、前記コイルセグメントが径方向に沿って複数層を構成するように配列されており、
前記複数のコイルの各々では、
前記ステータコアの前記第１端面側に起点及び終点が設けられ、
前記スロット内の径方向の最外層及び最内層では、同じ層に位置する二つのコイルセグメントが互いに接続され、
前記最外層と前記最内層との間を径方向に変位する区間は、前記第１端面側で周方向及び径方向に変位する方向と、前記第２端面側で周方向及び径方向に変位する方向とが、連続して一致する斜め波巻き区間を有する、
ステータ。
続きを表示（約 550 文字）【請求項２】
前記複数のコイルの各々において、前記スロット内の前記最外層と前記最内層との間を径方向に変位する前記区間は、前記第１端面側で周方向に変位する方向と、前記第２端面側で周方向に変位する方向とが、互いに反転する重ね巻き区間をさらに有する、
請求項１に記載のステータ。
【請求項３】
前記複数のコイルの各々において、前記最外層と前記最内層との間を径方向に変位する前記区間は、前記第１端面側で周方向に変位する方向と、前記第２端面側で周方向に変位する方向とが連続して一致する波巻き区間をさらに有し、
前記重ね巻き区間は、前記径方向において、前記斜め波巻き区間と前記波巻き区間との間に位置する、
請求項２に記載のステータ。
【請求項４】
前記複数のコイルは、２Ｙ又は４Ｙ型の並列結線であり、
前記複数のコイルのなかで、同一相のコイルの前記起点は、１２ｑ＋１個（ｑは自然数）のスロット分だけ離れて位置する、
請求項１に記載のステータ。
【請求項５】
前記複数のコイルの各々において、前記スロット内で径方向の最内層に位置するコイルセグメントは、リッツ線によって構成されている、
請求項１に記載のステータ。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本明細書が開示する技術は、電動モータのステータに関する。
続きを表示（約 2,200 文字）【背景技術】
【０００２】
特許文献１に、電動モータのステータが記載されている。このステータは、ステータコアと、ステータコアに設けられた複数のスロットと、複数のコイルセグメントによって構成された複数のステータコイル（単にコイルとも称する）とを備える。複数のコイルは、複数のスロットに対して変則的なスロットピッチ（間隔）を伴って分布巻きされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２０２０－１０３０３８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
電気モータのステータでは、コイルの共振の発生を抑制する必要がある。コイルの共振が発生すると、例えば過大なサージ電圧が発生するおそれがあるためである。コイルの共振は、コイルの電気的特性（固有振動数）だけでなく、コイルに接続されるインバータの電気的特性（固有振動数）にも依存する。即ち、あるインバータとの組み合わせでは、共振が顕在化しないステータであっても、他のインバータとの組み合わせでは、無視できない共振が発生することがある。従って、例えばインバータの設計変更が行われ、インバータの電気的特性が変化した場合には、それに応じてステータの設計変更（即ち、コイルの電気的特性の調整）が必要となることも多い。
【０００５】
コイルの電気的特性を調整する手法として、ステータコアに対するコイルの巻き方を変更することが挙げられる。従来、コイルの巻き方として「重ね巻き」と「波巻き」との二つが知られている。そして、重ね巻きから波巻きへ変更したり、その逆の変更を行うことによって、コイルの電気的特性が調整されている。しかしながら、これら二つの巻き方だけでは、それらの間で変更を行ったとしても、組み合わせられるインバータによっては、コイルの共振を十分に抑制できないこともある。
【０００６】
上記を鑑みて、本明細書は、ステータにおけるコイルの巻き方について、新規で有用な技術を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本明細書が開示する技術は、電力によって駆動するモータのステータに具現化される。
このステータは、第１端面と第２端面との間を軸方向に延びる円筒状のステータコアと、ステータコアの内周面に設けられており、周方向に沿って配列されているとともに、各々が軸方向に沿って延びる複数のスロットと、複数のスロットに対して分布巻きされており、各々が複数のコイルセグメントによって構成された複数のコイルとを備える。複数のスロットの数をｎとし、ロータの磁極数をＰとしたときに、ｎ＝６ｐの関係が満たされており、複数のスロットの各々には、コイルセグメントが径方向に沿って複数層を構成するように配列されており、複数のコイルの各々では、ステータコアの第１端面側に起点及び終点が設けられ、スロット内の径方向の最外層及び最内層では、同じ層に位置する二つのコイルセグメントが互いに接続され、最外層と最内層との間を径方向に変位する区間は、第１端面側で周方向及び径方向に変位する方向と、第２端面側で周方向及び径方向に変位する方向とが、連続して一致する斜め波巻き区間を有する。
【０００８】
上記の構成では、各々のコイルが斜め波巻き区間を有する。斜め波巻き区間におけるコイルの巻き方（以下、斜め波巻きと称する）は、従来の重ね巻き及び波巻きとのいずれも相違する。例えば、従来の重ね巻きでは、ステータコアの第１端面側と第２端面側とで、周方向に関してコイルは反対方向へ変位する。即ち、第１端面側でコイルが周方向の一方側へ変位する場合、第２端面側ではコイルが周方向の他方側へ変位する。従って、重ね巻では、第１端面側でコイルが周方向に変位する方向と、第２端面側でコイルが周方向に変位する方向とが、連続して一致することがない。これに対して、本技術に係る斜め波巻きでは、第１端面側で周方向に変位する方向と、第２端面側で周方向に変位する方向とが連続して一致しており、この点で重ね巻きとは相違する。
【０００９】
一方、従来の波巻きでは、ステータコアの第１端面側と第２端面側とで、径方向に関してコイルは反対方向へ変位する。即ち、第１端面側でコイルが径方向の内側へ変位する場合、第２端面側ではコイルが径方向の外側へ変位する。従って、波巻きでは、第１端面側でコイルが径方向に変位する方向と、第２端面側でコイルが径方向に変位する方向とが、連続して一致することがない。これらに対して、本技術に係るステータでは、ステータコアの第１端面側でコイルが径方向に変位する方向と、ステータコアの第２端面側でコイルが径方向に変位する方向とが、連続して一致しており、この点で波巻きとは相違する。
【００１０】
以上のように、本技術に係る斜め波巻きは、コイルの巻き方として、従来の重ね巻き及び波巻きとのいずれも相違する。従って、コイルの共振抑制を目的として、コイルの巻き方を変更する際に、従来の重ね巻き及び波巻きに加えて、この斜め波巻きを新たな選択肢として加えることができる。これにより、ステータの電気的特性を調整する際の自由度が増し、コイルの共振をより効果的に抑制することが可能となる。
（【００１１】以降は省略されています）

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