JP2003324878A - 直流モータ、その巻線方法及び圧縮機 - Google Patents
直流モータ、その巻線方法及び圧縮機Info
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Abstract
3)が巻線された固定子(8)を備えた直流モータ
(1)において、歯部(12,12)間のスロット(2
1)の断面積を最大限に利用してコイル(23)の巻数
を高め、直流モータ(1)の性能の向上を図る。 【解決手段】 直流モータの隣り合う歯部(12,1
2)に巻かれたコイル(23,23)における最外層
(23a,23a)の線材(20,20)の外周面間の
間隔(x)を巻線機(M)のノズル(N)の外径(w)
よりも狭く、かつ上記最外層(23a)よりも一層下側
の層(23b)の線材(20,20)の外周面間の間隔
(y)を巻線機(M)のノズル(N)の外径(w)より
も広く設け、隣り合う歯部(12,12)の各々におけ
る最外層(23a,23a)の線材(20,20)同士
を固定子(8)の半径方向に位置ずれした状態で交互に
巻く。
Description
コイル用線材が直接巻かれた直流モータ、その巻線方法
及び圧縮機に関し、特に、その巻線量の増加を図るため
の対策に関する技術分野に属する。
半径方向に延びる複数の歯部が周方向に等間隔をあけて
設けられ、この各歯部にコイル用の線材が直接巻かれた
固定子を備えたものは知られている。このような直流モ
ータを、その回転子の磁石が未着磁の状態のままで圧縮
機のケーシング内に圧縮機構とともに組み込み、その組
み込み状態において、コイルに着磁電流を流して回転子
の磁石を着磁するいわゆる組込み着磁を行う場合、着磁
電流による電磁力は、隣接したコイルの線材同士の間隔
が小さくて巻数が多いほど大きくなる。しかも、コイル
の巻数が増大すると、その分、コイル電流による電磁力
も増大してモータの性能が向上する。
9号公報に示されるように、巻線機のノズルの前後動に
よって歯部の半径方向の巻線位置をずらしながら、ノズ
ルを各歯部の周りで周回させて各歯部の周囲に線材を順
次巻くとともに、この巻線の際のノズルの前後動を調節
することによって、各歯部の先端側よりも基部側の方を
多く巻線し、歯部間のスロットでの巻線量を多くする巻
線方法が提案されている。
し、その各歯部に線材を巻く場合には、3本のノズルが
等間隔に配置された巻線機を用い、これら3本のノズル
からコイル用の線材を送出しながら、まず、最初の前工
程において1つ置きに間隔をあけた3つの歯部に線材を
巻いた後、次の後工程においてノズルを周方向に60°
ずつ回転させて残り3つの歯部に線材を巻くことが行わ
れている。
巻線方法のように、歯部数の半分のノズルを有する巻線
機を用い2つの工程に分けて巻線する場合、前者の提案
例のように、各スロットの断面積を有効に利用して巻線
しようとしたとしても、後工程においては、各スロット
の半分に前の工程で既にコイルが巻線されているため
に、巻線機のノズルはそのスロット半分のコイルの最外
層に干渉しないように移動しながら巻線をする必要があ
り、各スロットのコイルの巻数を同じとする限り、隣り
合う歯部に巻線されたコイルの最外層間には1本のノズ
ルが通れるだけのスペースが残り、その分、巻線量の増
加に限度がある。
あり、その目的とするところは、各歯部にコイル用線材
を巻くときの方法を改良して、コイルの最外層の線材の
配列に工夫をすることにより、各スロットの断面積を最
大限に利用して巻線量を増大しようとすることにある。
めに、請求項1の発明では、複数の歯部(12,12,
…)が周方向に等間隔をあけて配置され、各歯部(1
2)にコイル(23)が多層に巻かれた固定子(8)を
備えた直流モータにおいて、隣り合う歯部(12,1
2)に巻かれたコイル(23,23)における最外層
(23a,23a)の線材(20,20)の外周面間の
間隔(x)が巻線機(M)のノズル(N)の外径(w)
よりも狭く、かつ最外層(23a)よりも一層下側の層
(23b)の線材(20,20)の外周面間の間隔
(y)が巻線機(M)のノズル(N)の外径(w)より
も広く設けられており、隣り合う歯部(12,12)の
各々における最外層(23a,23a)の線材(20,
20)同士が固定子(8)の半径方向に位置ずれした状
態で交互に巻かれるようにする。
2,12)のコイル(23,23)において最外層(2
3a,23a)よりも一層下側の層(23b,23b)
の線材(20,20)の外周面間の間隔(y)が巻線機
(M)のノズル(N)の外径(w)よりも広いため、各
ノズル(N)は最外層(23a)よりも1層下側までは
スロット(21)内を自由に移動して巻線できる。一
方、両歯部(12,12)のコイル(23,23)にお
ける最外層(23a,23a)の線材(20,20)同
士が固定子(8)の半径方向に巻線位置をずらして交互
に巻かれているため、この最外層(23a,23a)の
線材(20,20)の外周面間の間隔(x)は巻線機
(M)のノズル(N)の外径(w)よりも狭くなる。こ
のような巻線構造により、歯部(12,12)間の各ス
ロット(21)の断面積を最大限に利用して巻線するこ
とができ、コイル(23)の巻数を増やして、回転子
(7)の磁石の着磁の際の電磁力を増大できるととも
に、コイル電流による電磁力をも高めて、能力の高い直
流モータが得られる。
えた圧縮機(2)とする。この構成によると、請求項1
の発明の作用効果が顕著に発揮できる好適な圧縮機が得
られる。
12,…)が周方向に等間隔をあけて配置された固定子
(8)の各歯部(12)にコイル(23)を多層に巻く
ための直流モータの巻線方法において、歯部(12,1
2,…)と同じ本数のノズル(N,N,…)が周方向に
等間隔に配置され、かつ各ノズル(N)が伸縮する巻線
機(M)を用意し、各ノズル(N)から線材(20)を
送出しながら、各ノズル(N)を各歯部(12)の周り
で周回させかつ伸縮させるように移動させることで、す
べての歯部(12,12,…)に同時に巻線し、各歯部
(12)のコイル(23)の最外層(23a)の線材
(20)を巻く際には、各ノズル(N)を隣り合う歯部
(12,12)間のスロット(21)の開口(16a)
側に向かって固定子(8)の半径方向に移動させること
で、隣り合う歯部(12,12)の各々における最外層
(23a,23a)の線材(20,20)同士を固定子
(8)の半径方向に位置ずれした状態で交互に巻くもの
とする。
(12,12,…)と同じ数のノズル(N,N,…)を
有する巻線機(M)が用いられ、各ノズル(N)は固定
子(8)における対応する歯部(12)の周りを周回し
ながら伸縮するように移動し、この状態でノズル(N)
から線材(20)が送出され、このことで全ての歯部
(12,12,…)が同時に巻線される。
層(23a)よりも1層下側の層(23b)線材(2
0)の巻線が終了したときには、各ノズル(N)は歯部
(12)の基部側にあり、この状態から、最外層(23
a)の線材(20)を巻線するときには、各ノズル
(N)が各歯部(12)を周回しながら固定子(8)の
半径方向に沿って歯部(12)の基部側から先端側に移
動することで、隣り合う歯部(12,12)に交互に巻
線される。こうしてノズル(N)が歯部(12)を周回
しながら固定子(8)の半径方向に移動することで、各
ノズル(N)は既に巻かれた最外層(23a)の線材
(20)と干渉することなくスロット(21)の開口
(16a)側に向かって進みながら巻線することがで
き、隣り合う歯部(12,12)のコイル(23,2
3)における最外層(23a,23a)の線材(20,
20)同士が固定子(8)の半径方向に交互に位置ずれ
した状態で巻線される。従って、各スロット(21)の
断面積を最大限に利用することができ、コイル(23)
の線材(20)の断面積が通常よりも大きいものでも規
定の巻数だけ巻線が可能となり、直流モータ(1)の消
費電力を低くすることができる。
基づいて説明する。図7は本発明の実施形態に係る圧縮
機(2)を示し、この圧縮機(2)は空気調和機等に用
いられるもので、ケーシング(3)を備え、このケーシ
ング(3)内には、ガスを圧縮する圧縮機構(図示せ
ず)と、この圧縮機構に駆動軸(4)を介して駆動連結
された直流モータ(1)とが設けられ、この直流モータ
(1)による圧縮機構の駆動により、吸入管(5)から
ガスを圧縮機構に吸い込んだ後に圧縮してケーシング
(3)内に吐出し、この高圧ガスを吐出管(6)からケ
ーシング(3)外に吐出するようにしている。
回転一体に取付けられる回転子(7)と、この回転子
(7)の周囲に配置される固定子(8)とで構成され、
上記回転子(7)には永久磁石(図示せず)が埋め込ま
れている。
(8)は鉄製薄板を多数枚重ねた積層体からなる固定子
コア(10)を有し、この固定子コア(10)は円環状
のコア本体(11)と、このコア本体(11)の内周面
に周方向に等間隔を置いて半径方向内側に向かって突設
された6本の歯部(12,12,…)とを有し、各歯部
(12)の先端部(内端部)には円周方向に延びかつ先
端面が円弧面とされたフランジ部(12a)が形成さ
れ、隣り合う歯部(12,12)間には、両歯部(1
2,12)のフランジ部(12a,12a)間で固定子
コア(10)の中心側に開口するスロット(21)が設
けられている。
0)において、その内周面、つまり歯部(12)先端の
フランジ部(12a)先端面と、外周面、つまりコア本
体(11)の外周面とを除いた部分が樹脂製の絶縁部材
(14,14)により覆われている。この絶縁部材(1
4,14)は、固定子コア(10)の軸方向両側に位置
する1対の端部側絶縁部材(15,15)と上記各スロ
ット(21)内に嵌挿される6つのスロット内絶縁部材
(16,16,…)とからなる。
固定子コア(10)を軸方向両側から見た形状と略同様
の形状に形成され、コア本体(11)に対応する円環状
の本体部(15a)と、各歯部(12)に対応する6つ
の歯部対応部(15b)とからなり、図6に示すよう
に、この各歯部対応部(15b)の外面(固定子コア
(10)と反対側の面)には周方向に延びるコイル収容
凹溝部(15c)が形成されている。
は、固定子コア(10)の各スロット(21)の断面形
状と同じ形状に折り曲げられた板状のもので、スロット
(21)内にその内壁面に密着した状態で嵌挿されてい
る。
各スロット(21)内にはその開口(16a)、詳しく
は各スロット内絶縁部材(16)の端部間を通って、後
述する巻線機(M)のノズル(N)が挿入可能とされて
おり、この各スロット(21)の各開口(16a)を経
てスロット(21)内に挿入されたノズル(N)から線
材(20)を送り出し、この線材(20)を各歯部(1
2)の周りに絶縁部材(14,14)の上側から多数回
巻き付けることで各歯部(12)に巻線されてコイル
(23)が形成されている。
ように、隣り合う歯部(12,12)に巻かれたコイル
(23,23)における最外層(23a,23a)の線
材(20,20)の外周面間の間隔(x)が巻線機のノ
ズル(N)の外径(w)よりも狭く、かつ上記最外層
(23a)よりも一層下側の層(23b)の線材(2
0,20)の外周面間の間隔(y)が巻線機(M)のノ
ズル(N)の外径(w)よりも広く設けられており、隣
り合う歯部(12,12)の各々における最外層(23
a,23a)の線材(20,20)同士が固定子(8)
の半径方向に位置ずれした状態で交互に巻かれている。
すなわち、隣り合う最外層(23a)間の隙間にはノズ
ル(N)が再び通過できないほど近接している。
子(8)の各歯部(12)にワイヤー(20)を巻線す
る方法について説明する。図2及び図3に示すように、
巻線に使用される巻線機(M)は、図示しない駆動手段
により軸方向に往復可能にかつ周方向に回動可能に駆動
されるシャフト(S)と、このシャフト(S)から半径
方向に等間隔に延びるように突出し、上記歯部(12,
12,…)と同じ本数の6本のノズル(N,N,…)と
を有する。この各ノズル(N)は図外の駆動手段により
伸縮されるもので、各ノズル(N)内に、図示しないボ
ビンから繰り出される線材(20)が挿通され、この線
材(20)はノズル(N)の先端から送り出されるよう
になっている。
(8)内の空間の中心部に配置して、軸方向に往復動さ
せるとともに、周方向に揺動させ、上記各ノズル(N)
については伸縮させることで、ノズル(N)の先端部を
各スロット(21)内を通過させながら歯部(12)に
周回させ、このノズル(N)先端から送り出された線材
(20)を歯部(12)に巻き付けてコイル(23)を
形成する。
N,…)が同時にスロット(21,21,…)内に開口
(16a,16a,…)を経て挿入され、各歯部(1
2)の基部から先端側に向けて巻線を開始する。そし
て、各ノズル(N)の先端から線材(20)を送り出し
ながら、そのノズル(N)を歯部(12)の周りを周回
させ、その1周回毎にノズル(N)を収縮させること
で、歯部(12)に絶縁部材(14,14)の上から一
層目の線材(20)が巻き付けられる。この後、逆にノ
ズル(N)にそれを伸縮させながら同様の動作を行わせ
ることで、2層目の線材(20)が歯部(21)に巻き
付けられる。以下、上記と同様の動作を繰り返すこと
で、各歯部に線材(20)が多層に巻き付けられてコイ
ル(23)が形成される。
距離つまり面積が開口側よりも大きいので、上記のよう
に各層毎に順に巻線すると、スロット奥側のコイル(2
3,23)間に隙間ができる。このため、スロット(2
1)の奥側つまり各歯部(12)の基部側の層がスロッ
ト(21)の開口側つまり歯部(12)の先端側よりも
多層で層厚が厚くなるように巻線することで、隣り合う
歯部(12,12)のコイル(23,23)間の間隔を
スロット(21)の奥部側から開口側まで略一定とする
ことができる。
イル(23,23)における最外層(23a,23a)
よりも一層下側の層(23b,23b)を形成するとき
には、その両コイル(23,23)における下側層(2
3b,23b)の巻線(20,20)の外周面間の間隔
(y)は、各スロット(21)の奥部から開口(16
a)に向かって略一定の間隔とされ、かつ各ノズル
(N)の外径(w)よりも広いものとなっている。
層(23a)よりも一層下側の層(23b)が巻線され
たときには各ノズル(N)はスロット(21)の奥側つ
まり歯部(12)の基部側に位置付けられるようにす
る。そして、この後、コイル(23)の最外層(23
a)を巻線するときには、図2及び図3に一部を拡大し
て示すように、隣り合う歯部(12,12)の一方にお
いては、基部側から開口(16a)側に向かって半径方
向に巻線位置を線材(20)略1本分あけて進んで巻線
を行う。これと平行して、他方の歯部(12)において
は、基部側から開口(16a)側に向かって半径方向に
巻線位置を線材(20)略1本分あけて進んで線材(2
0)が上記1方の歯部(12)の線材(20,20)間
に位置するように巻線を行う。そうすることでノズル
(N,N,…)が隣り合う歯部(12,12,…)に線
材(20,20)が交互に並ぶように巻線し、各ノズル
(N)は線材(20,20,…)と干渉しない。
よりも一層下側の層(23b,23b)間の間隔(y)
はノズル(N)の外径(w)よりも広いものとなってい
るが、各歯部(12)に線材(20,20,…)がさら
に1本巻かれた最外層(23a)同士の間隔(x)は再
びその位置にノズル(N)を通すことはできないほど狭
いものとなっている。
ト(21)の断面積を最大限に利用して巻線することが
でき、コイル(23)の線材(20)の断面積が通常よ
りも大きいものでも規定の巻数だけ巻線が可能となり、
直流モータ(1)の消費電力を下げることができる。
0)は6本の歯部(12,12,…)を有するものとし
たが、本発明は6本以外の複数本の歯部が周方向に等間
隔に配置された固定子コアを備えた直流モータについて
も適応できる。この場合には、その歯部の本数に合わせ
たノズルを有する巻線機を使用すればよい。
(1)を空気調和機等に搭載される圧縮機(2)内に設
けられるものとしたが、これに限らず複数の歯部にコイ
ルが巻線された固定子を備えた直流モータであれば、本
発明が適用できるのは勿論のことである。
直流モータによると、固定子の隣り合う歯部にそれぞれ
巻線されるコイルにおける最外層の線材の外周面間の間
隔が巻線機のノズルの外径よりも狭く、かつ最外層より
も一層下側の層の線材間の間隔がノズルの外径よりも大
きくされており、最外層の線材は隣り合う歯部での固定
子の半径方向に巻線位置がずれて交互に巻かれているこ
とにより、コイルの線材の断面積が通常よりも大きいも
のでも規定の巻数だけ巻線が可能となり、直流モータの
消費電力を下げることができる。
えた圧縮機としたことにより、請求項1の発明の作用効
果が顕著に発揮される圧縮機が得られる。
よると、すべての歯部に同時に巻線し、各歯部のコイル
の最外層の線材を巻く際には、巻線機の各ノズルを隣り
合う歯部間のスロットの開口側に向かって固定子の半径
方向に移動させることで、隣り合う歯部の各々における
最外層の線材同士を固定子の半径方向に位置ずれした状
態で交互に巻くことにより、コイルの線材の断面積が通
常よりも大きいものでも規定の巻数だけ巻線が可能とな
り、直流モータの消費電力を下げることができる。
である。
す図1相当図である。
を示す図1相当図である。
態で示す図1相当図である。
縮機を一部破断した状態で示す正面図である。
Claims (3)
- 【請求項1】 複数の歯部(12,12,…)が周方向
に等間隔をあけて配置され、該各歯部(12)にコイル
(23)が多層に巻かれた固定子(8)を備えた直流モ
ータにおいて、 上記隣り合う歯部(12,12)に巻かれたコイル(2
3,23)における最外層(23a,23a)の線材
(20,20)の外周面間の間隔(x)が巻線機(M)
のノズル(N)の外径(w)よりも狭く、かつ上記最外
層(23a)よりも一層下側の層(23b)の線材(2
0,20)の外周面間の間隔(y)が巻線機(M)のノ
ズル(N)の外径(w)よりも広く設けられており、 上記隣り合う歯部(12,12)の各々における最外層
(23a,23a)の線材(20,20)同士が固定子
(8)の半径方向に位置ずれした状態で交互に巻かれて
いることを特徴とする直流モータ。 - 【請求項2】 請求項1の直流モータを備えたことを特
徴とする圧縮機。 - 【請求項3】 複数の歯部(12,12,…)が周方向
に等間隔をあけて配置された固定子(8)の上記各歯部
(12)にコイル(23)を多層に巻くための直流モー
タの巻線方法において、 上記歯部(12,12,…)と同じ本数のノズル(N,
N,…)が周方向に等間隔に配置され、かつ該各ノズル
(N)が伸縮する巻線機(M)を用意し、 上記各ノズル(N)から線材(20)を送出しながら、
各ノズル(N)を各歯部(12)の周りで周回させかつ
伸縮させるように移動させることで、すべての歯部(1
2,12,…)に同時に巻線し、 各歯部(12)のコイル(23)の最外層(23a)の
線材(20)を巻く際には、各ノズル(N)を隣り合う
歯部(12,12)間のスロット(21)の開口(16
a)側に向かって固定子(8)の半径方向に移動させる
ことで、隣り合う歯部(12,12)の各々における最
外層(23a,23a)の線材(20,20)同士を固
定子(8)の半径方向に位置ずれした状態で交互に巻く
ことを特徴とする直流モータの巻線方法。
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