JP2005130628A - Ｄｃブラシレス電動機 - Google Patents

Abstract

【課題】４極のイメージ極を形成するように配置された固定子スロットへのインサータ方式による巻線挿入は一般的に多工程を要し、前記固定子スロットのへの巻線挿入圧を避ける為、外相及び内相同心巻巻線は同一線径で周長の異なる巻型で巻かれ、巻線間抵抗値の差が生じるばかりでなく、理想的な巻線重量に対しその重量も増えてしまう。
【解決手段】２スロット毎に配置された大スロットおよび小スロットと、周長の異なる巻型で巻かれた外相同心巻巻線と内相同心巻巻線とを備え、外相同心巻巻線線径に対し規格サイズより１サイズ以上細い内相同心巻巻線を採用。これにより巻線重量を低減させると同時に、両巻線の同時挿入が可能となり、効率の高い電動機を実現できる。
【選択図】図２

Description

本発明は、家庭電化機器や冷凍空調機器などに使用され、特にインサータ方式により固定子巻線が巻装されるブラシレスモータに関するものである。

従来の４極のイメージ極を形成するＤＣブラシレス電動機の固定子スロットは一般的に同一断面積及び深さを有しており、また同心巻巻線作業は同一巻線線径を同じ巻数だけ巻線周長の異なる巻型に巻線をしている。

ここでインサータ方式による巻線挿入時の挿入圧力を軽減する為に内相同心巻巻線の巻型周長を基準とした場合、外相同心巻巻線の巻型周長を長くして巻線をしているのが一般的である。その為、巻線間抵抗値は前記内相同心巻巻線に比べ前記外相同心巻巻線の方が高い値となるばかりでなく、巻線の使用重量も増えてしまう。

また前記固定子スロットへ同心巻巻線をインサータ方式により挿入する際に、前記スロット内に沿って回り込む様にして巻線群が移動して前記スロット内に挿入され、最初に挿入された巻線群は前記スロット深さの約１／２の位置まで達する。

従って、同一断面積及び深さを有するスロットの場合、前記外相同心巻巻線をスロットへ挿入工程後、前記内相同心巻巻線の挿入されるスロットを前記外相同心巻巻線端が覆ってしまう。

そこで内相同心巻巻線挿入時の挿入圧力を軽減する為にスロットへ挿入された前記外相同心巻巻線端部及びスロット内巻線群を広げる工程を要し、その後前記内相同心巻巻線を挿入する巻線挿入工程を経て固定子を構成している。（例えば、特許文献１参照）
特開昭５５−０１８８１３号公報

しかしながら、前記従来の構成では、外相及び内相同心巻巻線は同一線径で、同じ巻数が周長の異なる巻型に巻かれ、４極のイメージ極を形成する様配置された同一スロット断面積を有する固定子スロットへ前記外相同心巻巻線を挿入することにより、前記内相同心巻巻線の挿入される前記スロットを前記外相同心巻巻線端が覆ってしまう為、前記外相同心巻巻線端部を広げた後、前記内相同心巻巻線を挿入している。

従って、インサータ方式による同心巻巻線の挿入は３工程を要し、前記外相同心巻巻線端部拡大工程を経ても、前記スロットへ前記内相同心巻巻線を挿入する際の挿入圧力は高い。また、前記外相同心巻巻線間の抵抗値は巻線周長が長くなる為、前記内相同心巻巻線抵抗値に対し高くなり、１台当りの巻線使用重量も増えるという課題を有していた。

本発明は、前記従来の課題を解決するもので、同じ巻数で周長の異なる巻型で巻かれた場合の外相及び内相同心巻巻線間の抵抗値差を無くし、且つ、それらの同心巻巻線をインサータ方式により同時挿入可能な同一歯幅で異なるスロット深さ及び断面積を有するＤＣブラシレス電動機の固定子及びインサータ方式による巻線挿入工法を提供することを目的とする。

前記従来の課題を解決する為に、本発明は、同一歯幅で大小の異なる深さ及び断面積を有するスロットで構成され、巻型に巻かれた外相同心巻巻線を前記大スロットへ、その線径を基準とした時、規格サイズより１サイズ以上細くした線径で巻かれた内相同心巻巻線を前記小スロットへインサータ方式にて挿入を行う。前記外相同心巻巻線をインサータ方式により前記大スロットへ挿入した場合、最初に挿入された前記外相同心巻巻線群は前記大スロット内に沿って回り込むように前記大スロット内を移動し、約１／２のスロット深さまで達する。

しかしながら、前記小スロットの深さが０．４Ｈ１≦Ｈ２≦０．７Ｈ１（大スロットの深さ：Ｈ１、小スロットの深さ：Ｈ２）なる条件を満たしている場合、前記外相同心巻巻線群は最終的に小スロット底の深さ近辺までしか達しない為、前記内相同心巻巻線をインサータ方式にて挿入する際に前記外相同心巻巻線端部は妨げとならず、その巻線端部及び前記大スロット内の巻線群を広げる必要がない。

また、前記内相同心巻巻線の線径を細くすることによりその巻線使用重量は低減され、且つ、小スロット化することにより前記内相同心巻巻線をインサータ方式にて前記小スロットへ挿入した場合、最初に挿入された前記内相同心巻巻線群の移動距離は少なくなり、巻線挿入時の挿入圧力は軽減される。また、大小スロットの形状を面長から丸くすることにより、インサータ方式の挿入による巻線群の移動距離を短くする事ができる為、巻線挿入時の挿入圧力を更に軽減することが可能である。

本構成によって、外相同心巻巻線と内相同心巻巻線とをインサータ方式により同時挿入が可能となり、前記巻線間抵抗値の差を極力小さく、１台当りの巻線使用重量を低減することができる。

本発明のＤＣブラシレス電動機の固定子は、インサータ方式の巻線挿入圧力を低減する為に、固定子大スロットの巻線端周長を最適化した巻型で巻かれた外相同心巻巻線を固定子大スロットへ、また、固定子小スロットの巻線端周長を最適化した巻型で巻かれた内相同心巻巻線を固定子小スロットへインサータ方式により同時挿入を行い、前記外相同心巻巻線間及び前記内相同心巻巻線間の抵抗値の差を少なくでき、その為電動機の運転効率が向上し、且つ、前記外相及び内相同心巻巻線の巻線端部をコンパクトに仕上げることができ、１台当りの巻線使用重量を低減することが可能となる。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。

（実施の形態１）
図２は、本発明の実施形態における２スロット毎に大スロット及び小スロットを備えた固定子コア形状と従来の同一スロットを備えた固定子コア形状を示す。図１は本発明の実施形態における固定子コア組立へ外相同心巻巻線を挿入後の図を示す。図３において、図１と同じ構成要素については同じ符号を用い、説明を省略する。図４は従来の固定子スロット内に外相同心巻巻線を挿入した後、巻線拡大を実施した状態を示す。図５において、図４と同じ構成要素については同じ符号を用い、説明を省略する。

図３において、４極のイメージ極を形成するように断面積及び深さの異なる大小スロットが配置された固定子１１に、巻型で巻かれた外相同心巻巻線１４は前記固定子大スロット１２へ、前記固定子外相同心巻巻線線径に対し、規格サイズより１サイズ以上細い巻線線径にて巻型で巻かれた内相同心巻巻線１５は前記固定子小スロット１３へインサータ方式により挿入されたものである。

前記固定子スロットは大スロットの深さ：Ｈ１、小スロットの深さ：Ｈ２とし、０．４Ｈ１≦Ｈ２≦０．７Ｈ１（大スロットの断面積：Ａ１、小スロットの断面積：Ａ２とし、Ａ１＞Ａ２）なる関係を構成している。前記固定子大スロット１２に挿入される前記外相同心巻巻線の巻線端周長を前記固定子大スロット深さの約１／２からスロット底までの位置で最適化することにより巻線端部の巻線使用重量を低減することができ、巻型で巻かれた前記外相同心巻巻線１４を前記固定子大スロット１２へ、また、前記内相同心巻巻線１５の巻線端周長を前記固定子小スロット１３のスロット深さに対し最適化することにより巻線端部の巻線使用重量を低減することができ、巻型で巻かれた前記内相同心巻巻線１５を前記固定子小スロット１３へインサータ方式により同時挿入が可能となる。

また、固定子１台当たりの巻線使用重量も低減するこができ、コストにも反映される。

以上のように、本発明にかかるＤＣブラシレス電動機は、内相と外相の同心巻線をインサータ方式により同時挿入することができ、巻線重量を低減させると同時に、両巻線間の抵抗値の差を小さくできるので、小型で効率の高い電動機を提供することが可能になるので、家庭電化製品や冷凍空調機器などの用途に適用できる。

本発明の実施の形態における固定子コアへ外相同心巻巻線をインサータ方式で挿入した後の巻線状態図 本発明の実施の形態における大小スロットを備えた固定子コア形状と従来の同一スロットを備えた固定子コア形状図 本発明の実施の形態における固定子コアへ外相及び内相同心巻巻線をインサータ方式で挿入した後の巻線配置図及び断面図 従来の固定子コアへ外相同心巻巻線をインサータ方式で挿入した後の巻線状態及び巻線拡大後の図 従来の固定子コアへ外相及び内相同心巻巻線をインサータ方式で挿入した後の巻線配置図及び断面図

符号の説明

１１ 固定子鉄心
１２ 固定子大スロット
１３ 固定子小スロット
１４ 外相同心巻巻線
１５ 内相同心巻巻線
３１ 従来固定子鉄心
３２ 従来固定子スロット
３３ 従来外相同心巻巻線
３４ 従来内相同心巻巻線

Claims (2)

1. イメージ極を形成するように同一歯幅を有し、スロット断面積の異なる大小のスロットが配置された固定子と、前記固定子において大スロットの深さ：Ｈ１、小スロットの深さ：Ｈ２とし、０．４Ｈ１≦Ｈ２≦０．７Ｈ１（大スロットの断面積：Ａ１、小スロットの断面積：Ａ２とし、Ａ１＞Ａ２）なる関係における大スロット及び小スロットと、前記大スロットにインサータ方式で挿入される巻型で巻かれた外相同心巻巻線と、前記小スロットにインサータ方式で挿入される巻型で巻かれた内相同心巻巻線とを備えたＤＣブラシレス電動機。
2. 巻型で巻かれた外相同心巻巻線と前記外相同心巻巻線線径を基準とした時、内相同心巻巻線線径を規格サイズに対し１サイズ以上細くして前記外相同心巻巻線の巻型と周長の異なる巻型で巻かれた内相同心巻巻線において、インサータ方式により固定子大スロットへ前記外相同心巻巻線を、固定子小スロットへ前記内相同心巻巻線を同時挿入することを目的として、前記外相及び内相同心巻巻線との巻線間抵抗値の差を無くし、且つ、１台当りの巻線使用重量を低減して形成した、請求項１に記載のＤＣブラシレス電動機。

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