JP2002199636A - 回転磁界型電動機の巻線構造 - Google Patents

回転磁界型電動機の巻線構造

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JP2002199636A
JP2002199636A JP2000396729A JP2000396729A JP2002199636A JP 2002199636 A JP2002199636 A JP 2002199636A JP 2000396729 A JP2000396729 A JP 2000396729A JP 2000396729 A JP2000396729 A JP 2000396729A JP 2002199636 A JP2002199636 A JP 2002199636A
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coils
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winding
coil
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Hideto Matsuzaki
秀人 松▲崎▼
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Asmo Co Ltd
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Asmo Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】星型結線方式を用いながら、連続する一本の巻
線にてコイルを結線可能とした回転磁界型電動機の巻線
構造を提供する。 【解決手段】U相,V相,W相の3相の励磁電流がそれ
ぞれ供給されるU相,V相,W相ターミナル4u,4
v,4wと、Y結線方式により各ターミナル4u,4
v,4wと中性点ターミナル5a〜5cとの間にそれぞ
れ並列接続される偶数個のコイル6u1,6u2,6v1,6
v2,6w1,6w2とを備え、各コイル6u1,6u2,6v1,
6v2,6w1,6w2は、各ターミナル4u,4v,4wと
中性点ターミナル5a〜5cとを交互に経由して結線さ
れる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、回転磁界型電動機
の巻線構造に関するものである。
【0002】
【従来の技術】回転磁界型電動機の一種であるブラシレ
スモータは、図4及び図5に示すように、U相,V相,
W相コイル51u,51v,51w,61u,61v,
61wが備えられ、それぞれに3相の駆動電流が供給さ
れる構成が一般的であって、図4に示すY結線(星型結
線)方式又は図5に示すΔ結線(環状結線)方式を用い
てU相,V相,W相コイル51u,51v,51w,6
1u,61v,61wが結線されている。
【0003】即ち、図4に示すように、Y結線方式を用
いてU相,V相,W相コイル51u,51v,51wを
結線する場合、U相,V相,W相コイル51u,51
v,51wは、その一端がU相,V相,W相ターミナル
52u,52v,52wにそれぞれ対応させて接続さ
れ、他端は各コイル51u,51v,51wに共通の中
性点53に接続される。一方、図5に示すように、Δ結
線方式を用いてU相,V相,W相コイル61u,61
v,61wを結線する場合、U相コイル61uは、W
相,U相ターミナル62w,62u間に接続され、V相
コイル61vは、U相,V相ターミナル62u,62v
間に接続され、W相コイル61wは、V相,W相ターミ
ナル62v,62w間に接続される。
【0004】そして、このように結線された各U相,V
相,W相コイル51u,51v,51w,61u,61
v,61wには、U相,V相,W相ターミナル52u,
52v,52w,62u,62v,62wから互いに所
定の位相差を有するU相,V相,W相の3相の励磁電流
がそれぞれ供給され、図示しないロータを回転させるべ
く回転磁界を発生するようになっている。
【0005】ところで、図4のように、U相,V相,W
相コイル51u,51v,51wをY結線方式を用いて
結線する場合、該コイル51u,51v,51wを連続
する一本の巻線にて結線することが不可能である。従っ
て、例えば、U相コイル51uは、巻線端部をU相ター
ミナル52uに引っ掛けて対応したティースに巻装し、
その後、中性点53に巻線を引っ掛けて切断することに
より構成され、同様にV相,W相コイル51v,51w
が構成されていた。そのため、Y結線方式を用いた巻線
構造では、煩雑な作業である巻線の切断の回数が多かっ
た。しかも、切断回数が多いと巻線を切断する刃具の寿
命が短くなり、刃具にかかるコスト、ひいてはモータ全
体のコストが高くなるという問題があった。
【0006】そのため、従来では、図5のように、U
相,V相,W相コイル61u,61v,61wを連続す
る一本の巻線にて結線することが可能なΔ結線方式を用
いた巻線構造が多く用いられている。具体的には、U相
コイル61uは、巻線端部をW相ターミナル62wに引
っ掛けて対応したティースに巻装し、その後、U相ター
ミナル62uに巻線を引っ掛けて構成され、V相コイル
61vは、そのまま対応したティースに巻装し、その
後、V相ターミナル62vに巻線を引っ掛けて構成さ
れ、W相コイル61wは、そのまま対応したティースに
巻装し、その後、W相ターミナル62wに巻線を引っ掛
けて切断することにより構成される。このようにΔ結線
方式を用いた巻線構造では、巻線の切断の回数が少なく
すむ。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図4の
ようにY結線方式を用いてU相,V相,W相コイル51
u,51v,51wを結線したモータの方が、図6のよ
うにΔ結線方式を用いてU相,V相,W相コイル61
u,61v,61wを結線したモータと比べて、同条件
下において高出力となることが知られている。そのた
め、Y結線方式を用いながら、連続する一本の巻線にて
巻装可能とする構造を見出して、低コストかつ高出力を
両立することが望まれている。
【0008】本発明は、上記問題点を解決するためにな
されたものであって、その目的は、星型結線方式を用い
ながら、連続する一本の巻線にてコイルを結線可能とし
た回転磁界型電動機の巻線構造を提供することにある。
【0009】
【課題を解決するための手段】上記問題点を解決するた
め、請求項1に記載の発明は、互いに所定の位相差を有
する多相の励磁電流がそれぞれ供給される給電点と、星
型結線方式により前記各給電点と中性点との間にそれぞ
れ並列接続される偶数個のコイルとを備え、前記各コイ
ルは、前記各給電点と前記中性点とを交互に経由して結
線されている。
【0010】請求項2に記載の発明は、互いに所定の位
相差を有するU相,V相,W相の3相の励磁電流がそれ
ぞれ供給されるU相,V相,W相給電点と、Y結線方式
により前記各給電点と中性点との間にそれぞれ並列接続
される偶数個のコイルとを備え、前記各コイルは、前記
各給電点と前記中性点とを交互に経由して結線されてい
る。
【0011】請求項3に記載の発明は、請求項1又は2
に記載の回転磁界型電動機の巻線構造において、前記各
給電点と前記中性点との間には、2個のコイルが並列接
続されている。
【0012】請求項4に記載の発明は、請求項1〜3の
いずれか1項に記載の回転磁界型電動機の巻線構造にお
いて、前記各コイルの総数より少ない数で前記励磁電流
の数に対応したティースを有するステータコアを備え、
前記各コイルは、同相の励磁電流が供給されるコイル同
士で該励磁電流に対応するティースを共用して巻装され
ている。
【0013】請求項5に記載の発明は、請求項1〜3の
いずれか1項に記載の回転磁界型電動機の巻線構造にお
いて、前記各コイルの総数と同数のティースを有するス
テータコアを備え、前記各コイルは、供給される励磁電
流に対応したティースにそれぞれ巻装されている。
【0014】(作用)請求項1に記載の発明によれば、
多相の励磁電流がそれぞれ供給される複数個の給電点と
中性点との間にはそれぞれ並列接続される偶数個のコイ
ルが備えられ、各コイルは、各給電点と中性点とを交互
に経由して結線される。このようにすれば、連続する1
本の巻線で星型結線方式を用いたコイルが結線可能とな
る。
【0015】請求項2に記載の発明によれば、U相,V
相,W相の3相の励磁電流がそれぞれ供給されるU相,
V相,W相給電点と中性点との間にはそれぞれ並列接続
される偶数個のコイルが備えられ、各コイルは、各給電
点と中性点とを交互に経由して結線される。このように
すれば、連続する1本の巻線でY結線方式を用いたコイ
ルが結線可能となる。
【0016】請求項3に記載の発明によれば、各給電点
と中性点との間に並列接続されるコイルは2個としたの
で、給電点及び中性点を経由する回数を少なくすること
ができる。従って、例えば、給電点及び中性点にターミ
ナルを設け、該ターミナルに巻線を引っ掛けるようにし
た場合では、その引っ掛ける作業が少なくてすむ。
【0017】請求項4に記載の発明によれば、ステータ
コアは各コイルの総数より少ない数で励磁電流の数に対
応したティースを有し、各コイルは同相の励磁電流が供
給されるコイル同士で該励磁電流に対応するティースを
共用して巻装される。
【0018】請求項5に記載の発明によれば、ステータ
コアは各コイルの総数と同数のティースを有し、各コイ
ルは供給される励磁電流に対応したティースにそれぞれ
巻装される。
【0019】
【発明の実施の形態】(第1実施形態)以下、本発明を
具体化した第1実施形態を図面に従って説明する。
【0020】図1は、本実施形態のブラシレスモータの
ステータを示す。ステータを構成するステータコア1
は、円環状の基部2と、120°間隔で基部2から3方
向に放射状に延びるU相,V相,W相ティース3u,3
v,3wとを備えている。
【0021】前記基部2には、外部から互いに所定の位
相差を有するU相,V相,W相の3相の励磁電流がそれ
ぞれ供給されるU相,V相,W相ターミナル4u,4
v,4wが120°間隔で保持されている。U相,V
相,W相ターミナル4u,4v,4wは互いに絶縁され
ており、各ティース3u,3v,3wの中心線上にそれ
ぞれ配置されている。又、基部2には、3個の中性点タ
ーミナル5a〜5cが120°間隔で保持されている。
中性点ターミナル5a〜5cは、U相,V相,W相ター
ミナル4u,4v,4wが配置された同心円上におい
て、隣接する各ターミナル4u,4v,4wの中間部に
それぞれ配置されている。中性点ターミナル5a〜5c
は、後述するがU相,V相,W相コイル6u,6v,6
wを構成する巻線により互いに導通状態となり、同電位
となる。
【0022】前記各ティース3u,3v,3wには、そ
れぞれU相,V相,W相コイル6u,6v,6wが巻装
されている。U相,V相,W相コイル6u,6v,6w
は、図2に示すY結線(星型結線)方式を用いて結線さ
れている。本実施形態では、U相コイル6uは第1U相
コイル6u1と第2U相コイル6u2とからなり、第1及び
第2U相コイル6u1,6u2はU相ターミナル4uと中性
点ターミナル5a〜5cとの間に並列に設けられる。V
相コイル6vは第1V相コイル6v1と第2V相コイル6
v2とからなり、第1及び第2V相コイル6v1,6v2はV
相ターミナル4vと中性点ターミナル5a〜5cとの間
に並列に設けられる。W相コイル6wは第1W相コイル
6w1と第2W相コイル6w2とからなり、第1及び第2W
相コイル6w1,6w2はW相ターミナル4wと中性点ター
ミナル5a〜5cとの間に並列に設けられる。
【0023】ここで、本実施形態のU相,V相,W相コ
イル6u,6v,6wの巻線手順について説明する。先
ず、巻線端部が中性点ターミナル5aに引っ掛られ、U
相ティース3uの径方向の全体にわたり該ティース3u
に巻装する巻線の全巻数の略半分が巻装され、その後、
U相ターミナル4uに引っ掛けられて第1U相コイル6
u1が構成される。U相ターミナル4uに引っ掛けられた
巻線はそのまま該ティース3u、即ち第1U相コイル6
u1を覆うように残りの略半分が巻装され(図1(b)参
照)、その後、再び中性点ターミナル5aに引っ掛けら
れて第2U相コイル6u2が構成される。こうして、第1
及び第2U相コイル6u1,6u2からなるU相コイル6u
が構成される。
【0024】次に、前記中性点ターミナル5aに引っ掛
けられた巻線は次の中性点ターミナル5bに引っ掛けら
れ、その引っ掛けられた巻線はそのままV相ティース3
vの径方向の全体にわたり該ティース3vに巻装する巻
線の全巻数の略半分が巻装され、その後、V相ターミナ
ル4vに引っ掛けられて第1V相コイル6v1が構成され
る。V相ターミナル4vに引っ掛けられた巻線はそのま
ま該ティース3v、即ち第1V相コイル6v1を覆うよう
に残りの略半分が巻装され、その後、再び中性点ターミ
ナル5bに引っ掛けられて第2V相コイル6v2が構成さ
れる。こうして、第1及び第2V相コイル6v1,6v2か
らなるV相コイル6vが構成される。
【0025】次に、前記中性点ターミナル5bに引っ掛
けられた巻線は次の中性点ターミナル5cに引っ掛けら
れ、その引っ掛けられた巻線はそのままW相ティース3
wの径方向の全体にわたり該ティース3wに巻装する巻
線の全巻数の略半分が巻装され、その後、W相ターミナ
ル4wに引っ掛けられて第1W相コイル6w1が構成され
る。W相ターミナル4wに引っ掛けられた巻線はそのま
ま該ティース3w、即ち第1W相コイル6w1を覆うよう
に残りの略半分が巻装され、その後、再び中性点ターミ
ナル5cに引っ掛けられて切断することにより第2W相
コイル6w2が構成される。こうして、第1及び第2W相
コイル6w1,6w2からなるW相コイル6wが構成され
る。
【0026】このように本実施形態では、U相,V相,
W相コイル6u,6v,6wをY結線(星型結線)方式
を用いながら、U相,V相,W相コイル6u,6v,6
wを互いに並列接続した2個の第1及び第2U相,V
相,W相コイル6u1,6u2,6v1,6v2,6w1,6w2で
それぞれ構成し、各ターミナル4u,4v,4wと中性
点ターミナル5a〜5cとの間を交互に経由して結線す
ることにより、連続する一本の巻線にて巻装することが
できる。従って、このような巻線構造をなすブラレスモ
ータは、低コストかつ高出力とすることができる。
【0027】しかも、本実施形態では、U相,V相,W
相コイル6u,6v,6wをそれぞれ2個の第1及び第
2U相,V相,W相コイル6u1,6u2,6v1,6v2,6
w1,6w2で構成したので、各ターミナル4u,4v,4
w及び中性点ターミナル5a〜5cに引っ掛ける作業が
少なくてすむ。
【0028】(第2実施形態)以下、本発明を具体化し
た第2実施形態を図面に従って説明する。尚、説明の便
宜上、本実施形態では、前記第1実施形態と同様な構成
については同一の符号を付して説明の一部を省略する。
【0029】図3は、本実施形態のブラシレスモータの
ステータを示す。ステータを構成するステータコア11
は、円環状の基部12と、60°間隔で基部12から6
方向に放射状に延びる第1及び第2U相,第1及び第2
V相,第1及び第2W相ティース13u1,13u2,13
v1,13v2,13w1,13w2とを備えている。第1U
相,第1V相,第1W相ティース13u1,13v1,13
w1及び第2U相,第2V相,第2W相ティース13u2,
13v2,13w2はこの順で周方向に連続して配置される
とともに、第1及び第2U相ティース13u1,13u2は
互いに180°ずらして配置され、第1及び第2V相テ
ィース13v1,13v2は同様に互いに180°ずらして
配置され、第1及び第2W相ティース13w1,13w2は
同様に180°ずらして配置されている。
【0030】前記基部12にはU相,V相,W相ターミ
ナル4u,4v,4wが120°間隔で保持され、U相
ターミナル4uは第1U相ティース13u1の中心線上に
配置され、V相ターミナル4vは第1W相ティース13
w1の中心線上に配置され、W相ターミナル4wは第2V
相ティース13v2の中心線上に配置されている。又、基
部12には、3個の中性点ターミナル5a〜5cが12
0°間隔で保持されている。中性点ターミナル5a〜5
cは、隣接する各ターミナル4u,4v,4wの中間部
にそれぞれ配置されている。中性点ターミナル5a〜5
cは、後述するがU相,V相,W相コイル4u,4v,
4wを構成する巻線により互いに導通状態となり、同電
位となる。
【0031】前記第1及び第2U相,第1及び第2V
相,第1及び第2W相ティース13u1,13u2,13v
1,13v2,13w1,13w2には、第1及び第2U相,
第1及び第2V相,第1及び第2W相コイル6u1,6u
2,6v1,6v2,6w1,6w2が巻装されている。第1及
び第2U相,第1及び第2V相,第1及び第2W相コイ
ル6u1,6u2,6v1,6v2,6w1,6w2からなるU相,
V相,W相コイル6u,6v,6wは、図2に示すY結
線(星型結線)方式を用いて結線されている。
【0032】ここで、本実施形態のU相,V相,W相コ
イル6u,6v,6wの巻線手順について説明する。先
ず、巻線端部が中性点ターミナル5aに引っ掛けられ、
第1U相ティース13u1に完全に巻装され、その後、U
相ターミナル4uに引っ掛けられて第1U相コイル6u1
が構成される。U相ターミナル4uに引っ掛けられた巻
線はそのまま第2U相ティース13u2に完全に巻装さ
れ、その後、再び中性点ターミナル5aに引っ掛けられ
て第2U相コイル6u2が構成される。こうして、第1及
び第2U相コイル6u1,6u2からなるU相コイル6uが
構成される。
【0033】次に、前記中性点ターミナル5aに引っ掛
けられた巻線は次の中性点ターミナル5bに引っ掛けら
れ、その引っ掛けられた巻線はそのまま第1V相ティー
ス13v1に完全に巻装され、その後、V相ターミナル4
vに引っ掛けられて第1V相コイル6v1が構成される。
V相ターミナル4vに引っ掛けられた巻線はそのまま第
2V相ティース13v2に完全に巻装され、その後、再び
中性点ターミナル5bに引っ掛けられて第2V相コイル
6v2が構成される。こうして、第1及び第2V相コイル
6v1,6v2からなるV相コイル6vが構成される。
【0034】次に、前記中性点ターミナル5bに引っ掛
けられた巻線は次の中性点ターミナル5cに引っ掛けら
れ、その引っ掛けられた巻線はそのまま第1W相ティー
ス13w1に完全に巻装され、その後、W相ターミナル4
wに引っ掛けられて第1W相コイル6w1が構成される。
W相ターミナル4wに引っ掛けられた巻線はそのまま第
2W相ティース13w2に完全に巻装され、その後、再び
中性点ターミナル5cに引っ掛けられて切断することに
より第2W相コイル6w2が構成される。こうして、第1
及び第2W相コイル6w1,6w2からなるW相コイル6w
が構成される。
【0035】このように本実施形態においても、U相,
V相,W相コイル6u,6v,6wをY結線(星型結
線)方式を用いながら、U相,V相,W相コイル6u,
6v,6wを互いに並列接続した2個の第1及び第2U
相,V相,W相コイル6u1,6u2,6v1,6v2,6w1,
6w2でそれぞれ構成し、各ターミナル4u,4v,4w
と中性点ターミナル5a〜5cとの間を交互に経由して
結線することにより、連続する一本の巻線にて巻装する
ことができる。従って、このような巻線構造をなすブラ
レスモータは、低コストかつ高出力とすることができ
る。
【0036】尚、本発明の実施形態は、以下のように変
更してもよい。 ○上記各実施形態の巻線の巻順に限定されるものではな
く、適宜変更してもよい。例えば、中性点ターミナル5
a〜5bから巻き始めるのではなく、各ターミナル4
u,4v,4wから巻き始めてもよい。
【0037】○上記各実施形態の各ターミナル4u,4
v,4wの配置に限定されるものではなく、適宜変更し
てもよい。例えば、各ターミナル4u,4v,4wを周
方向に分散して配置するのではなく、一部に集合させて
もよい。
【0038】○上記各実施形態のティース3u,3v,
3w,13u1,13u2,13v1,13v2,13w1,13
w2及びコイル6u,6v,6wの数に限定されるもので
はなく、供給される励磁電流の数に対応して適宜変更し
てもよい。
【0039】○上記各実施形態では、3相の励磁電流に
対応したY結線よりなる3相のコイル6u,6v,6w
であったが、3相以上の励磁電流に対応した星型結線よ
りなる多相のコイルであってもよい。
【0040】○上記各実施形態では、ブラシレスモータ
であったが、ブラシレスモータ以外の回転磁界型電動機
に実施してもよい。
【0041】
【発明の効果】以上詳述したように、本発明によれば、
星型結線方式を用いながら、連続する一本の巻線にてコ
イルを結線可能とした回転磁界型電動機の巻線構造を提
供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 (a)は第1実施形態におけるブラシレスモ
ータのステータの概略平面図であり、(b)は(a)の
A−A概略断面図である。
【図2】 コイルの結線図である。
【図3】 第2実施形態におけるブラシレスモータのス
テータの概略平面図である。
【図4】 従来におけるコイルの結線図である。
【図5】 従来におけるコイルの結線図である。
【符号の説明】
1…ステータコア、3u,3v,3w…U相,V相,W
相ティース、4u,4v,4w…給電点としてのU相,
V相,W相ターミナル、5a〜5c…中性点としての中
性点ターミナル、6u1,6u2,6v1,6v2,6w1,6w2
…コイルとしての第1及び第2U相,第1及び第2V
相,第1及び第2W相コイル、11…ステータコア、1
3u1,13u2,13v1,13v2,13w1,13w2…第1
及び第2U相,第1及び第2V相,第1及び第2W相テ
ィース。

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 互いに所定の位相差を有する多相の励磁
    電流がそれぞれ供給される給電点と、星型結線方式によ
    り前記各給電点と中性点との間にそれぞれ並列接続され
    る偶数個のコイルとを備え、 前記各コイルは、前記各給電点と前記中性点とを交互に
    経由して結線されていることを特徴とする回転磁界型電
    動機の巻線構造。
  2. 【請求項2】 互いに所定の位相差を有するU相,V
    相,W相の3相の励磁電流がそれぞれ供給されるU相,
    V相,W相給電点と、Y結線方式により前記各給電点と
    中性点との間にそれぞれ並列接続される偶数個のコイル
    とを備え、 前記各コイルは、前記各給電点と前記中性点とを交互に
    経由して結線されていることを特徴とする回転磁界型電
    動機の巻線構造。
  3. 【請求項3】 請求項1又は2に記載の回転磁界型電動
    機の巻線構造において、 前記各給電点と前記中性点との間には、2個のコイルが
    並列接続されていることを特徴とする回転磁界型電動機
    の巻線構造。
  4. 【請求項4】 請求項1〜3のいずれか1項に記載の回
    転磁界型電動機の巻線構造において、 前記各コイルの総数より少ない数で前記励磁電流の数に
    対応したティースを有するステータコアを備え、前記各
    コイルは、同相の励磁電流が供給されるコイル同士で該
    励磁電流に対応するティースを共用して巻装されている
    ことを特徴とする回転磁界型電動機の巻線構造。
  5. 【請求項5】 請求項1〜3のいずれか1項に記載の回
    転磁界型電動機の巻線構造において、 前記各コイルの総数と同数のティースを有するステータ
    コアを備え、前記各コイルは、供給される励磁電流に対
    応したティースにそれぞれ巻装されていることを特徴と
    する回転磁界型電動機の巻線構造。
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