JP2005012956A

JP2005012956A - 整流子モータおよび電動送風機

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Publication number: JP2005012956A
Application number: JP2003175997A
Authority: JP
Inventors: Yuji Enomoto; 裕治榎本; Haruo Oharagi; 春雄小原木; Hiroyuki Mikami; 浩幸三上; Fumio Joraku; 文夫常楽; Hideyuki Harada; 秀行原田
Original assignee: Hitachi Home and Life Solutions Inc
Current assignee: Hitachi Appliances Inc
Priority date: 2003-06-20
Filing date: 2003-06-20
Publication date: 2005-01-13

Abstract

【課題】本発明では、磁束の流れを阻害することなく、巻線を高占積率で巻くことができる整流子モータを提供することを課題とする。
【解決手段】交流整流子モータ１は、環状のヨーク部３１及びヨーク部３１の内側に対向して形成される磁極部３２を有する固定子鉄心３３と、界磁巻線５とからなる固定子３と、磁極部３２間に配設される電機子鉄心４１の外周部に形成されるなす形スロットＳ１〜Ｓ１２中に電機子巻線４２を巻装した電機子４３と、電機子巻線４３が接続される整流子４４とからなる回転子４と、を備えている。そして、固定子鉄心３３は、対向する磁極部３２を略中心にして分割され、分割された各固定子鉄心３３のヨーク部３１に界磁巻線５が巻回されている。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、整流子モータに関し、特に電気掃除機、電動工具用モータ等に使用される交流整流子モータおよび自動車用アクチュエータなどに使用される直流整流子モータの固定子鉄心構造および固定子巻線構造に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、電気掃除機、電動工具用モータ等に使用される整流子モータでは、常に小型、高出力、軽量、ブラシの長寿命化、低振動化などが要求されている。この中でモータの高出力化については、スロット（巻線が収納される空間）の断面積に対する巻線の断面積の割合（以下、「巻線の占積率」という）の向上がなされてきている。
【０００３】
このような巻線の占積率を向上させる技術としては、図１２（ａ）に示すように、略四角形状のヨーク部１００とこのヨーク部１００の内側に対向して設けられる磁極部１０１とからなる固定子１０２の四隅のうち一部を分割部Ｐａとして分割し、残りの三箇所に内側へ開口するスリットＳＬ，・・・を設けた構造が提案されている（特許文献１参照）。この構造では、図１２（ｂ）に示すように、巻線１０３を巻回する前に、環状の固定子１０２を略直線状に展開し、この展開により露出する磁極部１０１に巻線１０３を高い占積率で巻回した後に、略直線状に展開した固定子１０２を折り曲げて再組立している。この技術によれば、通常、固定子１０２の内側に設けられる磁極部１０１が展開することにより外部に露出するので、この磁極部１０１への巻線１０３の巻回作業が容易になり、巻線１０３を高占積率で巻くことが可能となっている。
【０００４】
また、別の方法における巻線の高占積率化手法としては、環状の固定子を磁極部と環状のヨーク部に分割して打ち抜き、磁極部に巻線を施してからヨーク部と磁極部を組み立てる構造が提案されている（特許文献２，３参照）。この技術においても、前記と同様に磁極部への巻線の巻回作業が容易になり、巻線を高占積率で巻くことが可能となっている。
【０００５】
【特許文献１】
特開平１０−２７１７７１号公報（段落番号〔００１３〕〜〔００１５〕、図１０）
【特許文献２】
特開平６−１１３４９１号公報（段落番号〔００２２〕、図３，５）
【特許文献３】
特開平６−２７６７０５号公報（段落番号〔００２０〕，〔００２１〕、図１）
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特許文献１の技術では、ヨーク部１００の一部（分割部Ｐａ）が分割され、かつヨーク部１００に複数のスリットＳＬ，・・・が設けられるので、この分割部ＰａやスリットＳＬ，・・・が磁束の流れを阻害するおそれがあった。特に、分割部Ｐａは、磁束の通り道を遮断するため、その部分で磁気抵抗が増加してトルクの減少や損失増加を招くおそれがあり、巻線占積率の増加分を考慮しても分割での損失で、大幅な特性向上は難しかった。また、図１３に示すように、磁極部１０１の幅は、磁極部１０１の厚さ（積厚）に対して広く、巻線１０３の径も太いことから、巻線１０３の曲げＲを考慮する関係で巻線１０３を密に巻回できないので、コイルエンド（巻線端部）間の長さ（線の全長）が大きくなり、その銅損（銅線コイルの電気抵抗に起因した熱発生による損失）を思うように低減することができないといった問題もあった。さらに、特許文献２，３の技術でも、固定子を磁極部と環状のヨーク部とに分割するので、その分割した部分が磁束の流れを阻害するおそれがあった。
【０００７】
そこで、本発明の課題は、磁束の流れを阻害することなく、巻線を高占積率で巻くことができる整流子モータを提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するために、本発明は、環状のヨーク部および前記ヨーク部の内側に対向して形成される磁極部を有する固定子鉄心と、界磁巻線とからなる固定子と、前記磁極部間に配設される電機子鉄心の外周部に形成される空隙部中に電機子巻線を巻装した電機子と、前記電機子巻線が接続される整流子とからなる回転子と、を備えた整流子モータにおいて、前記対向する磁極部を略中心にして前記固定子鉄心を分割し、分割した各固定子鉄心のヨーク部に前記界磁巻線を巻回したことを特徴とする。この発明によれば、その分割した部分で磁束の流れを阻害することがなく、また、分割した各固定子鉄心のヨーク部に界磁巻線を高占積率で巻くことができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
本発明に係る整流子モータの実施の形態について、図１〜図７の図面を用いて説明する。
図１には、本発明に係る整流子モータの一実施の形態である交流整流子モータのモータ構造を示し、図２には、固定子の構造を示す。図１において、交流整流子モータ１は、略円筒状のハウジング２と、このハウジング２に固定される固定子３と、この固定子３に対して回転する回転子４とで主に構成されている。固定子３は、正面視が略八角形となる環状のヨーク部３１およびこのヨーク部３１の内側に対向して形成される磁極部３２を有する固定子鉄心３３と、各磁極部３２近傍のヨーク部３１に巻装される界磁巻線５とで構成されている。なお、以下の説明においては、二つの磁極部３２，３２が対向する方向を上下方向とし、この上下方向と回転子４の軸方向とに直交する方向を左右方向として説明する。
【００１０】
図２に示すように、ヨーク部３１は、上下方向に対向して配設される上側長辺部３１ａおよび下側長辺部３１ｂと、左右方向に対向して配設される左側長辺部３１ｃおよび右側長辺部３１ｄと、これら長辺部３１ａ〜３１ｄを繋ぐ四つの短辺部３１ｅ，・・・とで主に構成され、四つの短辺部３１ｅ，・・・がハウジング２（図１参照）に固定されている。また、上側長辺部３１ａの上面の略中央部には、上方に開口する幅広の凹部３１ｆが形成され、下側長辺部３１ｂの下面の略中央部には、下方に開口する幅広の凹部３１ｇが形成されている。なお、図１に示すように、上側長辺部３１ａおよび下側長辺部３１ｂと、ハウジング２とで形成される空間は、空気が通る通風経路ＡＲとなっている。また、この通風経路ＡＲは、凹部３１ｆ，３１ｇによって大きく確保されている。
【００１１】
上側の磁極部３２は、上側長辺部３１ａから下方（内方）に向かって延出するとともに、その左右両側下部に前記回転子４の外周面を覆うように左右下方に向かって膨出する膨出部３２ａ，３２ａを有している。これとは逆に、下側の磁極部３２は、下側長辺部３１ｂから上方に向かって延出するとともに、その左右両側上部に回転子４の外周面を覆うように左右上方に向かって膨出する膨出部３２ａ，３２ａを有している。また、各磁極部３２の内面３２ｂは、回転子４の外周面に沿った形状に形成されている。さらに、各磁極部３２の左右方向における中央近傍には、固定子鉄心３３を左右に分割するためのスリット３２ｃが上下方向に沿って形成されている。なお、このスリット３２ｃは、後記するように電機子反作用を防止する機能を有している。
【００１２】
図１に示すように、回転子４は、二つの磁極部３２，３２間に配設される電機子鉄心４１の外周部に形成されるなす形スロット（空隙部）Ｓ１〜Ｓ１２中に電機子巻線４２を巻装して構成される電機子４３と、この電機子巻線４２が接続される整流子４４（図３（ｂ）参照）とで主に構成されている。電機子鉄心４１は、その外周部に１２個のなす形スロットＳ１〜Ｓ１２を周方向に沿って所定の間隔で形成することで、略Ｔ型の断面形状となる１３個のティースＴｅ，・・・が周方向に沿って所定の間隔で形成された形状となっている。また、この電機子鉄心４１の中央部には、図示しないシャフトが嵌合されるシャフト孔４１ａが形成されている。
【００１３】
また、電機子巻線４２は、図３（ｂ）に示すように、整流子４４を構成する２４個の整流子片Ｐ１〜Ｐ２４のうちいずれか二つにその両端が接続される複数の内側コイル４２ａと外側コイル４２ｂとで構成されている。具体的には、たとえばその一端が整流子片Ｐ２３に接続された内側コイル４２ａは、一対の第一のなす形スロットＳ１と第六のなす形スロットＳ６を通るように巻回された後、その他端が整流子片Ｐ２３に隣接する整流子片Ｐ２４に接続されている。また、この整流子片Ｐ２４にその一端が接続される外側コイル４２ｂは、第一のなす形スロットＳ１と第六のなす形スロットＳ６を通るように巻回された後、その他端が整流子片Ｐ２４に隣接する整流子片Ｐ１に接続されている。以下、同様にして他の一対のなす形スロット（Ｓ２，Ｓ７），（Ｓ３，Ｓ８），・・・，（Ｓ１２，Ｓ５）を通る内側コイル４２ａや外側コイル４２ｂも、一対の整流子片（Ｐ１，Ｐ２），（Ｐ２，Ｐ３），・・・（Ｐ２２，Ｐ２３）に順次接続されている。
【００１４】
図２に示すように、界磁巻線５は、磁極部３２の膨出部３２ａの基端部と、凹部３１ｆ（３１ｇ）とに跨るように巻回されている。すなわち、四つの膨出部３２ａ，・・・の基端部近傍に四つの界磁巻線５の内側部分が配設されるとともに、凹部３１ｆ（３１ｇ）内に四つの界磁巻線５の外側部分が配設されることとなる。そして、このように、各界磁巻線５の外側部分が凹部３１ｆ（３１ｇ）内に配設されることによって、大きく形成された通風経路ＡＲ（図１参照）に各界磁巻線５が露出することになるので、界磁巻線５の冷却を効率良く行うことができるようになっている。
【００１５】
次に、分割された固定子鉄心３３に界磁巻線５を巻回する方法について図４を参照して説明する。
図４に示すように、分割した固定子鉄心３３のうち、たとえば右側の固定子鉄心３３に界磁巻線５を巻く場合は、左側に開放された空間を作業空間としてその巻回作業が容易になされることとなり、界磁巻線５が高占積率で巻回されることとなる。
【００１６】
また、巻線の周長を比較し、特性面からの利点を考えることにする。図５には従来の巻線と本発明の巻線の比較を示す。本発明の界磁巻線５はたとえば分割された右側のヨーク部３１に左側からフライヤ巻線機等を用いて整列巻線を施すことができるため、図５（ａ）に示すようにコンパクトに巻線することができる。また、平均周長Ｌはヨーク幅をＤとし、鉄心積厚をｔとすると左右２つの界磁巻線５，５の合計の平均周長はＬ＝４（Ｄ＋２ｄ）＋４ｔとなる。
【００１７】
一方、図５（ｂ）に示すように、従来の磁極部に巻回する界磁巻線では、磁極幅は通常ヨーク幅の２倍と太いため、コイルエンドが大きくなり、周長が長くなる。また、巻線も密に巻くことが出来ないためにボリュームも大きくなり、その平均周長は、Ｌ＝４（Ｄ＋２ｄ）＋２ｔ＋２α＋２βと大きくなる。本発明の巻線構造は、占積率が増す分、線径を太くして巻線抵抗を低減したり、巻回数を多くして磁束密度を増加させて特性向上が図れる。また、左右の巻線回数を変化させる、具体的には減磁側の巻線の巻数を増磁側の巻線の巻数よりも多くすることが可能なため、増磁側と減磁側の磁束密度のバランスを調整してトルク脈動低減が可能となる。
【００１８】
続いて、前記のように構成された交流整流子モータ１や、他の構造の交流整流子モータを解析モデルとして、ＦＥＭ構造解析ソフトによりシミュレーションして得られた結果について説明する。最初に、図３を参照して、交流磁場を与えてモータのトルクを計算した条件を示す。ここで、図３（ａ）には、解析に用いたメッシュモデルと計算条件を示す。図３（ｂ）には、略円柱状であった電機子を平面に展開した状態における電機子巻線の接続図を示す。図３（ｃ）には、入力した電流パターンの一例を示す。図３（ｄ）には、各コイルを流れる電流の変化を示す。
【００１９】
図３（ａ）に示すように、まず、交流整流子モータ１の構成部品である固定子鉄心３３、界磁巻線５、電機子４３、および電機子巻線４２を、その合計の要素数が２５４０２Ｅとなるように、複数の要素に分割する。また、図３（ｂ）に示すように、整流子４４周りの配線条件を、電機子巻線４２を構成する各コイル４２ａ，４２ｂを、前記した条件で整流子４４に接続させるとともに、二つのブラシ６をそれぞれ整流子片Ｐ１〜Ｐ２４のうちいずれか三つに跨るように接触させた条件とする。なお、ブラシ６は、略円柱状となる電機子４３の径方向において対向するように設けられている。また、図３（ｃ）に示すように、交流整流子モータ１に与える交流電流の条件は、その電流値の最大の絶対値が６Ａ（アンペア）であり、その周期が３６００°（ｄｅｇ）となっている。ここで、このシミュレーションでは、モータの回転速度を３００００ｒｐｍに設定しているため、交流電流の周期は、言い換えると５０Ｈｚ（ヘルツ）になっている。
【００２０】
ちなみに、交流整流子モータ１は、交流電流が固定子３側の界磁巻線５、ブラシ６、整流子４４、電機子４３側の電機子巻線４２の順に与えられるとともに、電機子４３側に流れる電流のプラスとマイナスがブラシ６により電機子４３の半回転ごとに切り替えられることで、トルクが発生する方向に電流が制御されて回転するモータである。そのため、このモータを反時計回りに３００００ｒｐｍで回転させ、５０Ｈｚの電流を入力として与えると、５０Ｈｚの電流の一周期は０．０２秒であるので、この０．０２秒の間にモータは１０回転（３６００°）することになる。また、図３（ｄ）に示すように、電機子４３の各々のコイル４２ａ，４２ｂでは、電機子４３が半回転（１８０°）するごとにブラシ６から整流子４４を介して各コイル４２ａ，４２ｂに供給される交流電流のプラスとマイナスが機械的に切り替えられるとともに、交流電流の半周期である０．０１秒（１８００°）ごとに電流のプラスとマイナスが電気的に切り替えられている。
【００２１】
続いて、前記のような条件下で計算した磁束密度分布および出力トルク計算結果を図６および図７に示す。図６は比較例を示すモータ構造、図７は磁極部中央にスリットを設けたモータ構造である。それぞれ、（ａ）図にスリットの形状、（ｂ）図に磁束線、（ｃ）図に最大トルク時のギャップ部磁束密度、（ｄ）図に出力トルク計算結果を示す。
【００２２】
図６（ａ）に示すように、比較例としてのモータ構造は、磁極部３２にスリットが形成されていない構造となっている。なお、以下の説明においては、電機子４３の中心軸から上下左右に引いた軸のうち右側の軸を０ｄｅｇとして、その他の軸を反時計回りで順に９０，１８０，２７０ｄｅｇとする。
【００２３】
比較例のＦＥＭによる解析結果は、磁極部３２の形状が９０ｄｅｇの軸を中心にして左右対称なのに対して、ギャップ（固定子３と電機子４３との隙間）の磁束密度分布は、図６（ｃ）に示すように、９０ｄｅｇの左右、すなわち０〜９０ｄｅｇ間と９０〜１８０ｄｅｇ間が左右対称とならない。これは、電機子反作用の影響による増磁、減磁作用が影響して発生するものである。ちなみに、上側の磁極部３２の左側が減磁側、右側が増磁側となり、下側の磁極部３２の右側が減磁側、左側が増磁側となっている。また、その影響度合いは、図６（ｂ）でもわかるように、固定子３の上側の磁極部３２に注目すると、左側から右側への磁束の流入で磁極部３２の右側の磁束密度が高くなっていることがわかる。この影響によって、出力トルクは脈動し、図６（ｄ）のようなトルク波形となり、平均トルクが０．５２３Ｎ・ｍ（ニュートン・メートル）であるのに対し、トルク脈動の最大値が０．１６Ｎ・ｍと大きくなる。
【００２４】
このような電機子反作用の影響を低減するためには、図７（ａ）に示すように、磁極部３２の中央部に外側のみに開口するスリット３２ｄを設けることで磁極左右での磁束の流れを制御できる。この構造についても上記と同様にＦＥＭによる解析を行った。電流条件など、スリット３２ｄ以外は同一の条件として計算した結果、図７（ｂ）〜（ｄ）に示す結果となった。
【００２５】
図７（ｃ）に示すように、スリット３２ｄの内側部に形成した珪素鋼板などからなる磁気ブリッジ部３２ｅが磁気飽和しているため、９０ｄｅｇ，２７０ｄｅｇ近辺のギャップ磁束密度は落ち込む結果となっている。また、その磁気ブリッジ部３２ｅの磁気飽和やスリット３２ｄによって、図７（ｂ）に示すように、固定子３の上側の磁極部３２では、左側から右側への磁束の流入が遮断されている。その結果、磁極部３２の左側（減磁側）の磁束密度は増加し、図７（ｄ）に示すように、平均トルクが大幅（２．７％）に向上している。さらに、磁束密度の変化が少なくなるため、トルク脈動が０．０３Ｎ・ｍと大幅に低減し、トルク脈動の減少率が２７％と大きくなっていることがわかる。
【００２６】
以上の結果より、固定子鉄心３３を分割するには磁極部３２の中心で切断される構造が特性改善面からも有効であることがわかった。ちなみに、前記に示した磁束密度分布などの磁場状態は、いままで、試作評価では製造誤差や測定の困難さ等ではっきりと確認することが出来なかったが、高精度な計算手法の適用により、今回ＦＥＭ解析によって初めて確認されたものである。なお、図７（ａ）の解析モデルは、スリット３２ｄを外側のみに開口させ、かつ磁極部３２に界磁巻線５を巻回する構造であるが、本実施形態のように外側および内側に開口するスリット３２ｃであっても左側から右側への磁束の流入を阻止する効果を奏することとなる。
【００２７】
以上によれば、本実施形態において、次のような効果を得ることができる。
固定子鉄心３３の分割部を、磁極部３２の中央部に上下方向へ沿うように形成したスリット３２ｃとしたので、このスリット３２ｃが正規の磁束の流れ（磁極部３２を上下方向に流れようとする磁束の流れ）を阻害しないばかりか、回転子４の回転などにより磁極部３２の左側から右側へ流入しようとする磁束を遮断することとなる。これにより、電機子反作用を防止することができる。また、たとえば分割した右側の固定子鉄心３３の磁極部３２近傍にある細いヨーク部３１に界磁巻線５を左側の空間を利用して巻けばよいので、その巻回作業が容易となるとともに、界磁巻線５を高占積率で巻回することができる。
【００２８】
以上、本発明は、前記実施形態に限定されることなく、様々な形態で実施される。以下に、他の実施形態について説明する。
【００２９】
（１）本実施形態では、スリット３２ｃを上下方向に沿った形状とし、界磁巻線５を磁極部３２の膨出部３２ａの基端部と、凹部３１ｆ（３１ｇ）とに跨るように巻回したが、本発明はこれに限定されるものではない。たとえば、図８（ａ）に示すように、界磁巻線５を、凹部３１ｆ（３１ｇ）と短辺部３１ｅとの略中間位置と、膨出部３２ａの基端部とに跨るように巻回してもよい。
【００３０】
また、図８（ｂ）に示すように、分割面の一部（内側）を磁極部３２の中心よりも左側にずらすように、段付きのスリット７１を磁極部３２に形成してもよい。さらに、図８（ｃ）に示すように、固定子鉄心３３の磁極部３２に形成されたスリット７２のうち内側の微小な部分７２ａを突合せ部とし、その他の外側の部分に幅広に形成される凹部７２ｂを設け、この凹部７２ｂに非磁性体である充填剤８を充填させる構造としてもよい。また、図８（ｄ）に示すように、二つの界磁巻線５をヨーク部３１のうち左側長辺部３１ｃと右側長辺部３１ｄとにそれぞれ巻回させてもよい。この構造では、長辺部３１ｃ（３１ｄ）中央の周囲に障害物が無いことから巻線スペースを大きく確保できるとともに、界磁巻線５の数も２つで良いことから、その作業効率を向上させることができる。
【００３１】
次に、本実施形態のスリット形状を前記した図８（ｃ）のような形状にした構造について、巻線配置による特性の違いをＦＥＭで確認した結果を図９および図１０に示す。図９は入力電流などの条件を図３と同じに設定し、巻線配置を本実施形態と同様にし、スリット形状のみを図８（ｃ）のように変更した結果である。図９（ｄ）に示す結果より、平均トルクは図７（ｄ）に示す外側のみに開口するスリットを有する構造の結果と全く変わらない結果となった。また、トルク脈動についても同等である。なお、固定子３の外側に配置される界磁巻線５の外側部分の影響はほとんどなく、同一の電流を固定子スロット内に巻回された巻線（図７（ａ）参照）に与えるのと同等の結果が得られることが証明できた。実際にはこれに、前記した巻線占積率向上が加わると銅損低減でき、モータの効率は増加する。
【００３２】
図１０は図７（ａ）の界磁巻線５と同じ巻回数の界磁巻線５をヨーク部３１の左側長辺部３１ｃと右側長辺部３１ｄの中央に巻回した計算結果を示す。この巻線配置によると平均トルクは増加することがわかった。さらに、巻線占積率の向上で出力向上とともに効率が向上する。
【００３３】
（２）交流整流子モータ１は、どのような電気機器に用いてもよいが、たとえば掃除機の駆動系である電動送風機のモータとして用いる場合には以下に示す効果を奏することとなる。図１１に示すように、電動送風機９は、ファン９１と交流整流子モータ１とで主に構成される。ここで、一般に電動送風機では、環境問題の観点から使用材料を少なくするために小型化する場合は、モータの回転数をアップさせる必要があるが、トルク脈動が大きいと振動も大きくなって回転数アップができなくなる問題がある。これに対して、本発明では、トルク脈動が小さくなるので回転数アップが図れ、これにより小型軽量化も図れるので環境問題を改善できる効果がある。
【００３４】
（３）また、本実施形態では、スリット３２ｃを磁極部３２の左右方向の略中央に形成したが、本発明はこれに限定されるものではない。たとえば、交流整流子モータ１の駆動時において、減磁側（たとえば、図１において上側の磁極部３２の左側や、下側の磁極部３２の右側をいう）となる磁極部３２の幅が、増磁側（たとえば、図１において上側の磁極部３２の右側や、下側の磁極部３２の左側をいう）となる磁極部３２の幅よりも大きく形成されていてもよい。この構造によれば、減磁側の磁極部３２の幅が大きいため、この減磁側に多くの磁力線が流れることとなり、減磁側と増磁側との磁束密度のバランスを適正にすることができる。
【００３５】
【発明の効果】
本発明によれば、その分割した部分で磁束の流れを阻害することがなく、また、分割した各固定子鉄心のヨーク部に界磁巻線を高占積率で巻くことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る整流子モータの一実施の形態である交流整流子モータの構造を示す断面図である。
【図２】図１の固定子の構造を示す斜視図である。
【図３】解析に用いたメッシュモデルを示す断面図（ａ）と、電機子を平面に展開した状態で電機子巻線の接続状態を示す接続図（ｂ）と、入力した電流パターンの一例を示す図（ｃ）と、各コイルを流れる電流の変化を示す図（ｄ）である。
【図４】分割された固定子鉄心に界磁巻線を巻回している状態を示す斜視図である。
【図５】ヨーク部に界磁巻線を巻回した状態を示す断面図（ａ）と、磁極部に界磁巻線を巻回した状態を示す断面図（ｂ）である。
【図６】比較例のモータ構造を示す断面図（ａ）と、磁束線の流れを示す断面図（ｂ）と、最大トルク時のギャップ部磁束密度を示す図（ｃ）と、出力トルク計算結果を示す図（ｄ）である。
【図７】磁極部にスリットを設けたモータ構造を示す断面図（ａ）と、磁束線の流れを示す断面図（ｂ）と、最大トルク時のギャップ部磁束密度を示す図（ｃ）と、出力トルク計算結果を示す図（ｄ）である。
【図８】本発明の他の実施形態に係る固定子を示す図であり、界磁巻線の位置を変更した形態を示す断面図（ａ）と、スリットの形状を変更した形態を示す断面図（ｂ）と、スリットに充填材を充填した形態を示す断面図（ｃ）と、左右のヨーク部中央に界磁巻線を巻回した形態を示す断面図（ｄ）である。
【図９】本発明の他の実施形態に係るモータ構造を示す断面図（ａ）と、磁束線の流れを示す断面図（ｂ）と、最大トルク時のギャップ部磁束密度を示す図（ｃ）と、出力トルク計算結果を示す図（ｄ）である。
【図１０】図９の巻線位置を変更したモータ構造を示す断面図（ａ）と、磁束線の流れを示す断面図（ｂ）と、最大トルク時のギャップ部磁束密度を示す図（ｃ）と、出力トルク計算結果を示す図（ｄ）である。
【図１１】本発明に係るモータを電動送風機に適用した状態を示す断面図である。
【図１２】従来の固定子構造を示す断面図（ａ）と、この固定子を展開した状態を示す展開図（ｂ）である。
【図１３】従来の磁極部に界磁巻線を巻回した状態を示す断面図である。
【符号の説明】
１交流整流子モータ
３固定子
３１ヨーク部
３２磁極部
３２ｃスリット
３３固定子鉄心
４回転子
４１電機子鉄心
４２電機子巻線
４３電機子
４４整流子
５界磁巻線
Ｓ１〜Ｓ１２なす形スロット（空隙部）

Claims

環状のヨーク部および前記ヨーク部の内側に対向して形成される磁極部を有する固定子鉄心と、界磁巻線とからなる固定子と、
前記磁極部間に配設される電機子鉄心の外周部に形成される空隙部中に電機子巻線を巻装した電機子と、前記電機子巻線が接続される整流子とからなる回転子と、を備えた整流子モータにおいて、
前記対向する磁極部を略中心にして前記固定子鉄心を分割し、分割した各固定子鉄心のヨーク部に前記界磁巻線を巻回したことを特徴とする整流子モータ。
請求項１に記載の整流子モータにおいて、
前記固定子鉄心の磁極部に形成された分割部のうち外側の一部には、幅広に形成される凹部が設けられ、
この凹部には、非磁性体である充填剤が充填されていることを特徴とする整流子モータ。
請求項１または請求項２に記載の整流子モータにおいて、
前記界磁巻線を、各固定子鉄心に形成される各磁極部近傍に少なくとも一つずつ設け、
前記整流子モータの駆動時において減磁側となる磁極部近傍の巻線の巻数を、増磁側となる磁極部近傍の巻線の巻数よりも多くしたことを特徴とする整流子モータ。
請求項１または請求項２に記載の整流子モータにおいて、
前記界磁巻線が、分割された前記ヨーク部の略中央に配置されることを特徴とする整流子モータ。
請求項１〜請求項４のうちいずれか１項に記載の整流子モータにおいて、
分割された前記磁極部のうち、前記整流子モータの駆動時において減磁側となる磁極部の幅が、増磁側となる磁極部の幅よりも大きく形成されていることを特徴とする整流子モータ。
請求項１〜請求項５のうちいずれか１項に記載の整流子モータにおいて、
前記ヨーク部のうち前記磁極部が形成されている部分の外側に、外方へ開口する凹部を形成し、この凹部内に前記界磁巻線の外側を配設したことを特徴とする整流子モータ。
請求項１〜請求項６のうちいずれか１項に記載の整流子モータを、掃除機の駆動系である電動送風機のモータとして用いたことを特徴とする電動送風機。