JP2001178031A - モータのステータ - Google Patents

モータのステータ

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JP2001178031A
JP2001178031A JP35590599A JP35590599A JP2001178031A JP 2001178031 A JP2001178031 A JP 2001178031A JP 35590599 A JP35590599 A JP 35590599A JP 35590599 A JP35590599 A JP 35590599A JP 2001178031 A JP2001178031 A JP 2001178031A
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winding
motor
cross
shape
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Hideki Ochi
秀喜 越智
Hideya Tsuchida
英也 土田
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Sanyo Electric Co Ltd
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Sanyo Electric Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 ステータの巻線の巻回部分の断面形状を円形
等にすることによって巻線を密着巻回でき、銅損を減少
し、体積メリットとモータ効率の向上を図る。 【解決手段】 1はモータのステータ、11はステータ
のヨーク、12は磁極部、13は磁極部の巻線の巻回部
分であり、巻回部分13には銅線からなる巻線3を巻回
してステータを構成する。ステータ磁極部12の巻線の
巻回部分13の断面形状を、従来の四角形と同じ断面積
であって外周が四角形より短くなる形状とする。図1で
は断面形状を円形にし、巻回部分13全体を円柱状に
し、軟磁性鋼パウダーメタル成形材を材料にして形成し
た。これにより、巻線を密着して巻くことができて、無
駄な空間が生じることなく体積メリットを向上させると
共に、同じ巻数で巻線長さも短くて済むため、銅損を小
さくできてモータ特性の向上を図ることができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、モータのステータ
の構成に特徴を有し、特に電気掃除機等の交流整流子モ
ータに適したモータのステータに関する。
【0002】
【従来の技術】従来の電気掃除機等に用いられる交流整
流子モータの断面図を図7に示す。図において、ステー
タ1のヨーク11及び磁極部12とロータ2のコアは無
方向性珪素鋼板を積層して形成している。ロータ2に
は、スロット21とロータの歯部22が形成されてい
る。ステータ1の磁極部12の巻線を巻回するティース
根元部分(以下、巻回部分という)13とロータ2のス
ロット21にはそれぞれ銅線が巻かれ、ロータ2の各銅
線は整流子を介して接続される。
【0003】図8(A)に図7のステータに巻線を巻回
した状態(ロータは省略)を示し、図8(B)はその側
面図を示す。図において、13は巻線の巻回部分、14
は無方向性珪素鋼板であり、ステータ1は同一形状の珪
素鋼板12を積層、バインドされて形成されている。3
は銅線でなる巻線、4は巻線3を巻回した時に生じる巻
き空間である。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】従来の無方向性珪素鋼
板を積層して形成したステータでは、巻線を巻く部分の
断面形状が四角形であるため、巻線を巻いた場合、無駄
な空間が生じ、巻線長さが長くなることにより、銅損が
増え効率が悪かった。そこで、本発明は、ステータの巻
線の巻回部分の断面形状を円形等にすることによって従
来のステータと同じ面積で外周が短くなり、巻線を密着
して巻くことができて、体積メリットを向上させると共
に、同じ巻数で巻線長さも短くて済むため、銅損を小さ
くすることができてモータ特性の向上を図れるモータの
ステータを提供することを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】この発明の請求項1に係
るモータのステータは、ステータ磁極部の巻線を巻回す
る巻回部分の断面形状を、四角形と同じ断面積であって
外周が四角形より短くなる形状となるように構成した。
【0006】これにより、ステータの巻線を巻く部分の
断面形状を円形等にすることによって従来のステータと
同じ面積で外周が短くなり、巻線を密着して巻くことが
でき、体積メリットを向上させると共に、同じ巻数で巻
線長さも短くてするため、銅損を小さくすることができ
てモータ特性の向上を図ることができる。
【0007】この発明の請求項2に係るモータのステー
タは、ステータ磁極部の巻線を巻回する巻回部分の断面
形状を、四角形と同じ断面積であって外周が四角形より
短くなる形状となるように形成し、ステータの成形材と
して軟磁性鋼パウダーメタル成形材を用いて構成した。
【0008】これにより、珪素鋼板を積層したステータ
に比べ、厚さ方向にも容易に形状を変化させることが可
能になるため、体積メリットを向上させると共に、同じ
巻数で巻線長さも短くてするため、銅損を小さくするこ
とができてモータ特性の向上を図ることができる。
【0009】この発明の請求項3に係るモータのステー
タは、ステータ磁極部の巻線を巻回する巻回部分の断面
形状を、四角形と同じ断面積であって外周が四角形より
短くなる形状となるように形成し、ステータの成形材と
して珪素鋼板を用いて積層して形成した構成とした。
【0010】これにより、無方向性珪素鋼板のみを用い
るものは、金型種類を多くする必要があることと、珪素
鋼板の打抜き後の積層作業とに工夫と手間を要するが、
材料費が安価であること、磁束の透磁率が高いことで有
利性がある。
【0011】この発明の請求項4に係るモータのステー
タは、ステータ磁極部の巻線を巻回する巻回部分の断面
形状を、四角形と同じ断面積であって外周が四角形より
短くなる形状となるように形成し、ステータの中心部を
珪素鋼板を積層して形成し、その両側の外側部を軟磁性
鋼パウダーメタル成形材を用いてサンドイッチ状に形成
した構成とした。
【0012】これにより、ステータのヨーク部分での透
磁率を珪素鋼板の部分で良好に確保しながら、外側に軟
磁性鋼パウダーメタル成形材を用いることにより、厚さ
方向にも形状を変化させることが可能になるため、体積
メリットを向上させると共に、同じ巻数で巻線長さも短
くてするため、銅損を小さくすることができてモータ特
性の向上を図ることができる。
【0013】この発明の請求項5に係るモータのステー
タは、上記請求項1乃至請求項4記載のモータのステー
タ磁極部の巻線を巻回する巻回部分の断面形状を、円
形、四角形以上の多角形、楕円形あるいはRの付いた形
の形状とする構成とした。
【0014】
【発明の実施の形態】次に、本発明を図を参照して実施
例にもとづいて説明する。図1は本発明のモータのステ
ータの斜視図である。図1において、1はモータのステ
ータ、11はステータのヨーク、12は磁極部、13は
磁極部の巻線の巻回部分であり、巻回部分13には銅線
からなる巻線3を巻回してステータを構成する。
【0015】ここで、本発明は、ステータ磁極部12の
巻線の巻回部分13の断面形状を、従来の四角形と同じ
断面積であって外周が四角形より短くなる形状とするこ
とを特徴とするものである。図1では断面形状を円形に
し、巻回部分13全体を円柱状にし、軟磁性鋼パウダー
メタル成形材を材料にして形成した例である。
【0016】通常、無方向性珪素鋼板を積層してステー
タを形成する場合には、ステータの形状をした同一の金
型で珪素鋼板を打抜き、それを積層、バインドして形成
するため、どうしても磁極部12の巻線の巻回部分13
の断面形状が四角形となったが、本発明の図1のもの
は、ステータを軟磁性鋼パウダーメタル成形材で形成す
ることにより、容易にその形状を得ることができた。
【0017】軟磁性鋼パウダーメタル成形材は、図2に
示すように、約100μmの大きさの純鉄の粉末粒子5
の表面を絶縁コーティング51で覆ったものである。絶
縁コーティング51は各粒子を覆っており、高圧圧縮後
もそのまま残るため、軟磁性鋼パウダーメタル成形材
は、高周波でも渦電流の発生が小さいという特徴があ
る。成形による強度はバインダー52を添加することや
熱処理中の反応により粒子同士が結合することにより得
ることができ、また、形状も任意の型枠を用意すること
によりに成形することができる。
【0018】このように、軟磁性鋼パウダーメタル成形
材で四角形と同じ断面積であって外周が四角形より短く
なる形状にステータ磁極部12の巻線の巻回部分13の
断面形状することにより、巻線を密着して巻くことがで
きて、無駄な空間が生じることなく体積メリットを向上
させると共に、磁束量を減少させずに、同じ巻数で巻線
長さも短くてすむため、銅損を小さくすることができて
モータ特性の向上を図ることができる。
【0019】図3のものは、従来と同様に無方向性珪素
鋼板のみを用いてステータ1を形成する実施例を示すも
のであり、珪素鋼板14を打抜く金型種類を複数準備
し、ステータコアの中心部に位置する珪素鋼板14の巻
線の巻回部分13を最も幅広にし、コアの外側に向かう
に従って、その幅を漸減させる。これにより、珪素鋼板
14を積層した後には、ステータ磁極部12の巻線の巻
回部分13の断面形状を、円形に近いものを得ることが
できる。
【0020】かかる無方向性珪素鋼板のみを用いるもの
は、金型種類を多くする必要があることと、珪素鋼板の
打抜き後の積層作業とに工夫と手間を要するが、材料費
が安価であること、磁束の透磁率が高いことで有利性が
ある。
【0021】上記のように、ステータ磁極部12の巻線
の巻回部分13の断面形状を円形にし、巻回部分13全
体を円柱状にするのに、軟磁性鋼パウダーメタル成形材
でのみで形成すると、加工性は向上するが、軟磁性鋼パ
ウダーメタル成形材は透磁率が珪素鋼板より劣るため、
磁気回路効率が低くなり、また材料コストは珪素鋼板よ
り高価となる欠点があり、また、無方向性珪素鋼板のみ
を用いて形成すると、金型種類を多くする必要があるこ
とと、珪素鋼板の打抜き後の積層作業とに工夫と手間を
要する欠点がある。
【0022】そこで、夫々の欠点を補完し、相互の利点
のみを利用する実施例として図4のものを説明する。図
4において、ステータ1は、ステータの中心部を珪素鋼
板14を積層して形成し、その外側部を軟磁性鋼パウダ
ーメタル成形材15を用いてサンドイッチ状に形成して
いる。ステータ磁極部12の巻線の巻回部分13につい
て、珪素鋼板14の部分は、同一の金型で珪素鋼板を打
抜き、それを積層する。また、軟磁性鋼パウダーメタル
成形材15の部分は、軟磁性鋼パウダーメタル成形材
を、図示するような、半円形状の磁極に押し固めて成形
することにより形成する。
【0023】このように成形された珪素鋼板14の部分
をステータの中心部とし、その両側の外側部を軟磁性鋼
パウダーメタル成形材15の部分で挟んでサンドイッチ
状に固着しステータ1を形成しているので、モータのス
テータは中心層に透磁率の高い珪素鋼板となり、外側は
成形が容易な軟磁性鋼パウダーメタルで円形に形成され
るので、巻線を密着して巻くことができて、無駄な空間
が生じることなく体積メリットを向上させると共に、同
じ巻数で巻線長さも短くてすむため、銅損を小さくする
ことができてモータ特性の向上を図ることができる。
【0024】以上の実施例では、ステータ磁極部12の
巻線の巻回部分13の断面形状としては、主に円形のも
のについて説明したが、巻線の巻回部分の断面形状は円
形に限ることなく、四角形と同じ断面積であって外周が
四角形より短くなる形状として、四角形以上の多角形、
楕円形あるいはRの付いた形の形状とすることもでき
る。
【0025】図5にはステータ磁極部12の巻線の巻回
部分13の断面形状を四角形以上の多角形となるよう
に、形成した実施例であり、図6には巻回部分13の断
面形状を楕円形あるいはRの付いた形の形状とした実施
例を示す。これらの形状にした場合にも同様な効果が得
られる。
【0026】
【発明の効果】以上のように、本発明は、ステータの巻
線を巻く部分の断面形状を円形等にすることによって従
来のステータと同じ面積で外周が短くなり、巻線を密着
して巻くことができ、体積メリットを向上させると共
に、同じ巻数で巻線長さも短くてするため、銅損を小さ
くすることができてモータ特性の向上を図ることができ
る。
【0027】特に、ステータの材料に軟磁性鋼パウダー
メタル成形材を用いることにより、珪素鋼板を積層した
ステータに比べ、厚さ方向にも容易に形状を変化させる
ことが可能になるため、体積メリットを向上させると共
に、同じ巻数で巻線長さも短くてするため、銅損を小さ
くすることができてモータ特性の向上を図ることができ
る。
【0028】更に、ステータの外側に軟磁性鋼パウダー
メタル成形材を用い、珪素鋼板を積層して形成した中心
層として、それぞれをサンドイッチ状に組み合わてステ
ータコアを構成することにより、ステータのヨーク部分
での透磁率を珪素鋼板の部分で良好に確保しながら、外
側に軟磁性鋼パウダーメタル成形材を用いることによ
り、厚さ方向にも形状を変化させることが可能になるた
め、体積メリットを向上させると共に、同じ巻数で巻線
長さも短くて済むため、銅損を小さくすることができて
モータ特性の向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のモータのステータの斜視図。
【図2】軟磁性鋼パウダーメタルの組成図。
【図3】本発明の他のモータのステータの斜視図。
【図4】本発明の他のモータのステータの斜視図。
【図5】本発明の他のモータのステータの斜視図。
【図6】本発明の他のモータのステータの斜視図。
【図7】従来のモータのステータの正面図。
【図8】従来のステータの斜視図と側面図。
【符号の説明】
1 ステータ 11 ステータのヨーク 12 ステータ磁極 13 巻線を巻く部分 14 珪素鋼板 15 軟磁性鋼パウダーメタル成形材 2 ロータ 21 スロット 22 ロータの歯部 3 巻線 4 巻き空間 5 純鉄の粉末粒子 51 絶縁コーティング 52 バインダー

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ステータ磁極部の巻線を巻回する巻回部
    分の断面形状を、四角形と同じ断面積であって外周が四
    角形より短くなる形状とすることを特徴とするモータの
    ステータ。
  2. 【請求項2】 ステータの成形材として軟磁性鋼パウダ
    ーメタル成形材を用いて形成することを特徴とする請求
    項1記載のモータのステータ。
  3. 【請求項3】 ステータの成形材として珪素鋼板を用い
    て積層して形成することを特徴とする請求項1記載のモ
    ータのステータ。
  4. 【請求項4】 ステータの中心部を珪素鋼板を積層して
    形成し、その両側の外側部を軟磁性鋼パウダーメタル成
    形材を用いてサンドイッチ状に形成することを特徴とす
    る請求項1記載のモータのステータ。
  5. 【請求項5】 ステータ磁極部の巻線を巻回する巻回部
    分の断面形状を、円形、四角形以上の多角形、楕円形あ
    るいはRの付いた形の形状とすることを特徴とする請求
    項1乃至請求項4記載のモータのステータ。
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