JP5928642B2 - 電機子、回転電機、クロスフローファン、電機子のティース対の製造方法 - Google Patents
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Description
この発明は、周方向に配置された12n個(nは正整数)のティースと、これらのティースの各々に集中巻で巻回された電機子巻線とを有する電機子に関し、特に極数(12±2)nの界磁子と共に回転電機を構成する電機子に関する。
電動機の加振力として多く問題となるのは、その回転方向の加振力(以下「回転加振力」と仮称)である。回転加振力は、無通電時のコギングトルクと、通電時のトルクリップルとに大別される。
スロット数をN、極数をP(N,Pは正整数)としたときに、コギングトルクの高調波の次数はNとPの最小公倍数になることが知られている。
例として8極12スロット電動機と、10極12スロット電動機とでその次数を比較する。前者では8と12との最小公倍数が24であり、後者では10と12との最小公倍数が60である。よって後者の方が、電動機のロータの1回転当たりのコギングトルクの次数は大きく、よってコギングトルクの波高値が低減される。
このように、極数が(12±2)n、ティース数が12nである電動機(以下「12スロット系電動機」と仮称する)は、低振動・低騒音電動機として有力視されている。特に、滑らかなトルク伝達が必須である分野(例えば自動車用EPSや送風機駆動用電動機)においては低い回転加振力が求められるので、これらの分野において12スロット系電動機が採用されている(例えば下掲の特許文献1)。
しかしながら、12スロット系電動機の集中巻き電機子の巻回方向と結線は、8極12スロット電動機等のそれに対して煩雑であり、工業的な生産性が悪化する課題が知られている。
この課題に対応して、下掲の特許文献2では電機子巻線を巻回する結線ノズルが、各相あたり2つ設けられ、一方向に巻回する電機子巻線の巻回と、逆方向に巻回する電機子巻線の巻回とを並列して行われる。これにより、それぞれの結線ノズルを同一方向に動作させて電機子巻線を巻回することができ、生産性を向上できる技術が開示されている。
しかしながら特許文献2では、
(i)周方向に隣接する一対のティースについて、それぞれに巻回された電機子巻線が互いに同相であればそれらには電機子の中心から見て互いに逆向きに巻回され、
(ii)周方向に隣接する一対のティースについて、それぞれに巻回された電機子巻線が互いに異なる相であればそれらには電機子の中心から見て同じ向きに巻回され、
(iii)正対する(つまり周方向で180度ずれた)一対のティースに巻回された電機子巻線同士は電機子の中心から見て互いに逆向きに巻回される、
という煩雑な巻回がなされている。
(i)周方向に隣接する一対のティースについて、それぞれに巻回された電機子巻線が互いに同相であればそれらには電機子の中心から見て互いに逆向きに巻回され、
(ii)周方向に隣接する一対のティースについて、それぞれに巻回された電機子巻線が互いに異なる相であればそれらには電機子の中心から見て同じ向きに巻回され、
(iii)正対する(つまり周方向で180度ずれた)一対のティースに巻回された電機子巻線同士は電機子の中心から見て互いに逆向きに巻回される、
という煩雑な巻回がなされている。
また、各ティースでは電機子巻線が一体形状で巻回される必要がある。よって同相の電機子巻線であって周方向に隣接するティースに巻回されるもの同士を並列して巻回することは、電機子巻線の占積率を低下させてしまう。これを避けるために両者の間で時間差を設けて巻回すると、生産性を低下させてしまう。
また、異なるティースにそれぞれ巻回された電機子巻線同士を接続する配線(いわゆる「渡り線」)のうち、周方向に正対する同相の電機子巻線同士を接続するものは、周方向に沿って電機子のほぼ半周程度の長さで引き回す必要がある。これは電機子巻線の電気抵抗を増加させてしまうという課題がある。
特許文献3には、分割コアに対してそれぞれ電機子巻線を同一方向に巻回した技術が開示されている。そして多層配線基板にてティース巻き線同士の結線を行って渡り線を排除する技術が開示されており、上記の特許文献2の課題を解決している。
しかしながらここで多層配線基板に必要とされている配線層の層数は4である。なるほど、特許文献3では配線層の層数を削減したと説明されているが、層数が4であれば依然として多層配線基板は高価である。また、渡り線を得るために電機子巻線から引き出すためのピン数はスロット数の2倍(特許文献3に即して言えば24個)必要となってしまう。
更に、特許文献2,3のいずれについても、一相当たりに4つの電機子巻線が設けられているものの、これらでは二つの電流経路が並列接続されている。よって、これら二つの電流経路におけるそれぞれ誘起電圧が相違することがある。この場合には環状電流が流れることでジュール損が発生する。更には一相の全体における誘起電圧を低下させてしまい、電動機のトルク特性と損失特性を悪化させてしまうという課題がある。
特許文献4についても、類似の技術が記載されているが、特許文献3と同様の課題を有する。
本発明は、上述の課題に鑑みてなされたものであり、一相当たりの電機子巻線同士を直列接続し、かつ渡り線を得るために電機子巻線から引き出すためのピン数を削減する技術を提供する。
この発明にかかる電機子(1)は、周方向に配置された12n個(nは正整数)のティース(Tu1〜Tu4,Tv1〜Tv4,Tw1〜Tw4)と、前記ティースの各々(Tu1,Tu2)に集中巻で巻回された電機子巻線を有し、極数(12±2)nの界磁子(2)と共に回転電機を構成する。
そしてその第1の態様では、前記ティースは、前記周方向に沿って隣接する一対の前記ティース(Tu1,Tu2)からなるティース対(Tua)の6n組に区分される。
前記ティースの各々は、前記界磁子から遠い側の第1端部(Tu1i,Tu2i)と、前記界磁子に近い側の第2端部(Tu1o,Tu2o)とを有する。
前記ティース対の各々において前記電機子巻線(Lua)は、一方の前記ティース(Tu1)の前記第1端部(Tu1i)において現れる第1巻線端(Luas)と、他方の前記ティース(Tu2)の前記第1端部(Tu2i)において現れる第2巻線端(Luae)と、渡り部(Luab)と、前記第1巻線端と前記渡り部との間で前記一方の前記ティースに巻回される第1巻回部(Lu1)と、前記渡り部と前記第2巻線端との間で前記他方の前記ティースに巻回される第2巻回部(Lu2)とを有して連続して巻回されている。
前記第1巻回部における前記電機子巻線は、前記第1巻線端から前記渡り部へ向かうにつれて、前記一方の前記ティースの前記第1端部から前記第2端部を見た方向(Du1)に対して第1の巻回方向(Ru1)で巻回されている。
前記第2巻回部における前記電機子巻線は、前記渡り部から前記第2巻線端へ向かうにつれて、前記他方の前記ティースの前記第1端部から前記第2端部を見た方向(Du2)に対して第2の巻回方向(Ru2)で巻回されている。
そして前記第1の巻回方向と前記第2の巻回方向とが逆向きである。
そして、前記電機子(1)はプリント基板(3)を更に備える。
前記プリント基板は、第1の前記ティース対(Tub)の前記第2巻線端と、第2の前記ティース対(Tvb)の前記第1巻線端と、第3の前記ティース対(Twb)の前記第1巻線端とを相互に接続する配線パターン(Pn)と、前記第1の前記ティース対(Tub)の前記第1巻線端と、第4の前記ティース対(Tua)の前記第1巻線端とを相互に接続する配線パターン(Pxu)と、前記第2の前記ティース対(Tvb)の前記第2巻線端と、第5の前記ティース対(Tva)の前記第2巻線端とを相互に接続する配線パターン(Pxv)と、前記第3の前記ティース対(Twb)の前記第2巻線端と、第6の前記ティース対(Twa)の前記第2巻線端とを相互に接続する配線パターン(Pxw)とを有する。
前記第1の前記ティース対(Tub)の前記第1巻回部(Lu3)、前記第1の前記ティース対の前記第2巻回部(Lu4)、前記第3の前記ティース対(Twb)の前記第1巻回部(Lw3)、前記第3の前記ティース対の前記第2巻回部(Lw4)、前記第5の前記ティース対(Tva)の前記第1巻回部(Lv1)、前記第5の前記ティース対の前記第2巻回部(Lv2)、前記第4の前記ティース対(Tua)の前記第1巻回部(Lu1)、前記第4の前記ティース対の前記第2巻回部(Lu2)、前記第6の前記ティース対(Twa)の前記第1巻回部(Lw1)、前記第6の前記ティース対の前記第2巻回部(Lw2)、前記第2の前記ティース対(Tvb)の前記第1巻回部(Lv3)、前記第2の前記ティース対の前記第2巻回部(Lv4)が、この順に前記周方向に沿って配置される。
この発明にかかる回転電機は、電機子(1)の第2の態様と、前記界磁子(2)とを備える。望ましくは、前記界磁子(2)は前記電機子(1)を囲む磁石(21)を有し、回転電機はアウターロータ型である。望ましくは前記磁石は樹脂磁石である。
この発明にかかるクロスフローファンは前記回転電機で駆動される。
この発明にかかる電機子のティース対の製造方法は、極数(12±2)n(nは正整数)の界磁子(2)と共に回転電機を構成し、周方向に配置された12n個のティース(Tu1〜Tu4,Tv1〜Tv4,Tw1〜Tw4)と、前記ティースの各々(Tu1,Tu2)に集中巻で巻回された電機子巻線を有し、前記ティースは、前記周方向に沿って隣接する一対の前記ティース(Tu1,Tu2)からなるティース対(Tua)の6n組に区分され、前記ティースの各々は、前記界磁子から遠い側の第1端部(Tu1i,Tu2i)と、前記界磁子に近い側の第2端部(Tu1o,Tu2o)とを有する電機子に採用される前記ティース対を製造する方法である。
前記ティース対の各々において前記電機子巻線(Lua)は、一方の前記ティース(Tu1)の前記第1端部(Tu1i)において現れる第1巻線端(Luas)と、他方の前記ティース(Tu2)の前記第1端部(Tu2i)において現れる第2巻線端(Luae)と、渡り部(Luab)と、前記第1巻線端と前記渡り部との間で前記一方の前記ティースに巻回される第1巻回部(Lu1)と、前記渡り部と前記第2巻線端との間で前記他方の前記ティースに巻回される第2巻回部(Lu2)とを有して連続して巻回されており、前記第1巻回部における前記電機子巻線は、前記第1巻線端から前記渡り部へ向かうにつれて、前記一方の前記ティースの前記第1端部から前記第2端部を見た方向(Du1)に対して第1の巻回方向(Ru1)で巻回されており、前記第2巻回部における前記電機子巻線は、前記渡り部から前記第2巻線端へ向かうにつれて、前記他方の前記ティースの前記第1端部から前記第2端部を見た方向(Du2)に対して第2の巻回方向(Ru2)で巻回されており、前記第1の巻回方向と前記第2の巻回方向とが逆向きである。
前記方法は、前記ティース対を構成する前記一対の前記ティースのそれぞれの前記第1端部同士を対向して配置して第1の構成を得るステップと、導線を、前記一対の前記ティースに対して前記第1の構成において一方向に巻回して、前記一対の前記ティースに前記電機子巻線を形成して第2の構成を得るステップと、前記第2の構成における前記一対の前記ティースの前記第2端部同士を近づけて前記第1端部同士をほぼ同方向に向けるステップとを備える。
前記ティース対の各々において前記電機子巻線(Lua)は、一方の前記ティース(Tu1)の前記第1端部(Tu1i)において現れる第1巻線端(Luas)と、他方の前記ティース(Tu2)の前記第1端部(Tu2i)において現れる第2巻線端(Luae)と、渡り部(Luab)と、前記第1巻線端と前記渡り部との間で前記一方の前記ティースに巻回される第1巻回部(Lu1)と、前記渡り部と前記第2巻線端との間で前記他方の前記ティースに巻回される第2巻回部(Lu2)とを有して連続して巻回されており、前記第1巻回部における前記電機子巻線は、前記第1巻線端から前記渡り部へ向かうにつれて、前記一方の前記ティースの前記第1端部から前記第2端部を見た方向(Du1)に対して第1の巻回方向(Ru1)で巻回されており、前記第2巻回部における前記電機子巻線は、前記渡り部から前記第2巻線端へ向かうにつれて、前記他方の前記ティースの前記第1端部から前記第2端部を見た方向(Du2)に対して第2の巻回方向(Ru2)で巻回されており、前記第1の巻回方向と前記第2の巻回方向とが逆向きである。
前記方法は、前記ティース対を構成する前記一対の前記ティースのそれぞれの前記第1端部同士を対向して配置して第1の構成を得るステップと、導線を、前記一対の前記ティースに対して前記第1の構成において一方向に巻回して、前記一対の前記ティースに前記電機子巻線を形成して第2の構成を得るステップと、前記第2の構成における前記一対の前記ティースの前記第2端部同士を近づけて前記第1端部同士をほぼ同方向に向けるステップとを備える。
そして前記ティース対を構成する前記一対の前記ティースのそれぞれの前記第1端部同士を対向して配置して第1の構成を得るステップと、導線を、前記一対の前記ティースに対して前記第1の構成において一方向に巻回して、前記一対の前記ティースに前記電機子巻線を形成して第2の構成を得るステップと、前記第2の構成における前記一対の前記ティースの前記第2端部同士を近づけて前記第1端部同士をほぼ同方向に向けるステップとを備える。
この発明にかかる電機子の第1の態様によれば、電機子巻線のピン数を削減できる。
しかも、第4のティース対(Tua)の第2巻線端、第5のティース対(Tva)の第1巻線端、第6のティース対(Twa)の第1巻線端に三相電圧を与えることにより、12極の回転電界を発生することができる。
この発明にかかる回転電機は、特にアウターロータ形である場合に、プリント基板を小型化できる。電機子外径がロータよりも小径になり、かつ前記ティースの第1端部同士を結んだ概略円の直径は、電機子外径に比べてティース長さの分だけ小さくなる為である。
回転電機がアウターロータ形であれば、この発明にかかる回転電機でクロスフローファンを駆動する場合に、磁石の面積を広く設計できる。よって使用する磁石は磁束密度が低い材料で足り、安価な製造に資する。例えば樹脂に磁性粉を混合した樹脂磁石が使用可能となる。
回転電機がアウターロータ形であれば磁石の多極化も行いやすい。外径が大きい為に1極当たりの円弧長が長く取れるため、量産時の寸法公差が絶対値として同一であった場合に(例えば±0.1mm等)、極角度の誤差が、インナーロータ形の回転電機で採用される小径の磁石での極角度の誤差よりも、高精度に設定・量産化することができる。これは、低振動化や低騒音化の観点でも利点となる。
また、磁石が樹脂磁石であることは、極数が異なる界磁子を得やすくする。電機子は従来と同一のままで、極数の異なる樹脂磁石の金型と着磁ヨークを新設するだけで良いからである。特に、樹脂磁石だけでロータを構成している場合は、磁石を固定するための部品を磁石の極数が異なるごとに新設する必要もなく、当該部品も従来品と同一で済む。
この発明にかかる電機子のティース対の製造方法によれば、ティース対の製造が容易である。
以下、12スロット系電動機の例としてn=1の場合、即ち極数が10もしくは14、ティース数が12である電動機について説明する。但し、n≧2であっても、下記の説明は妥当する。
図1はこの発明の一実施の形態にかかる電機子1の構造を示す平面図である。但し、電機子1は後述するプリント基板3をも更に備える。
図2及び図3は電機子1と共に回転電機を構成する界磁子2の構成を示す平面図である。当該回転電機はいわゆるアウターロータ型であり、界磁子2は電機子1(仮想線たる鎖線で示した)を囲む磁石21を備えたロータである。
但し、図2は界磁子2の極数が14(=12+2)の場合を、図3は界磁子2の極数が10(=12−2)の場合を、それぞれ示している。具体的には図2においては14個の磁石21が、図3においては10個の磁石21が、それぞれ周方向に配置される。そしていずれの場合も、周方向において隣接する磁石21同士は、電機子1に対して異なる極性(N/S)を呈する。
磁石21は樹脂磁石であることが望ましい。界磁子2に必要な極数を得るために磁石21を個々に準備する必要が無く、着磁工程を異ならせるだけで容易に複数の磁石21が得られるからである。
樹脂磁石は、例えばフェライト磁性粉や、NdFeB等の希土類磁性粉が樹脂バインダー中に分散して混合されている。
界磁子2は取り付け孔23及びシャフト孔20が開口した取り付け面22を有している。取り付け面22には上述の回転電機の駆動対象(例えば送風用のクロスフローファン)が、取り付け孔23を用いた締結具(不図示)によって取り付けられる。これにより、界磁子2の回転が駆動対象の回転を招来する。シャフト孔20には駆動対象に固定されたシャフト(不図示)が貫通し、当該シャフトは電機子1に対して回転可能に支持される。
図1に戻り、電機子1の構成を説明する。電機子1はその中央部に貫通孔10が開いており、上述のシャフトが貫通する。もちろん、貫通孔10が開いていることは電機子1において必須要件ではない。
電機子1の中央部(ここでは貫通孔10)の周囲には周方向に12個のティースが配置されている。より具体的には、図面上で反時計回りに、ティースTu1,Tu2,Tw1,Tw2,Tv3,Tv4,Tu3,Tu4,Tw3,Tw4,Tv1,Tv2がこの順に配置されている。
これらの12個のティースは周方向に沿って隣接する一対のティースからなるティース対の6組に区分される。具体的にはティースTu1,Tu2がティース対Tuaを、ティースTw1,Tw2がティース対Twaを、ティースTv3,Tv4がティース対Tvbを、ティースTu3,Tu4がティース対Tubを、ティースTw3,Tw4がティース対Twbを、ティースTv1,Tv2がティース対Tvaを、それぞれ構成する。
これらのティースには電機子巻線がそれぞれ集中巻きで巻回されており、図では電機子巻線を構成する導線を模式的に描いている。
図1において黒点を囲む白円(以下、「点円」と仮称)と、X印を囲む白円(以下、「X円」と仮称)とは、いずれも電機子巻線において流れる電流を模式的に示している。点円は紙面奥側から手前側に流れる向きを、X円は紙面手前側から奥側に流れる向きを、それぞれ示す。
具体的にはU相については、ティースTu1,Tu2,Tu3,Tu4のそれぞれに巻回された電機子巻線が対応しており、ティース対Tuaを構成するティースTu1,Tu2のそれぞれに巻回される電機子巻線は、電機子1の中心側から見て互いに反対向きに電流が流れる。ティース対Tubを構成するティースTu3,Tu4についても同様である。但し、相互に正対するティースTu1,Tu3のそれぞれに巻回される電機子巻線は、電機子1の中心側から見て互いに反対向きに電流が流れる。
V相についてはティースTv1,Tv2,Tv3,Tv4のそれぞれに巻回された電機子巻線が対応しており、W相についてはティースTw1,Tw2,Tw3,Tw4のそれぞれに巻回された電機子巻線が対応している。そしてこれらのティースに巻回された電機子巻線についても、電流の流れる向きについて上述のU相と同様の関係がある。
U相、V相、W相のそれぞれの電機子巻線に流れる電流は、いずれか二つが同じ極性であり、他の一つが異なる極性となる。ここではV相、W相に流れる電流の極性が同じであって、U相に流れる電流の極性とは異なる場合が例示されている。
図4は、ティース対Tuaの構成を示す平面図である。ティースTu1は、界磁子2から遠い側(ここでは図1の貫通孔10に近い側)に第1端部Tu1iを、界磁子2に近い側に第2端部Tu1oを、それぞれ有している。ティースTu2は、界磁子2から遠い側に第1端部Tu2iを、界磁子2に近い側に第2端部Tu2oを、それぞれ有している。
ティース対Tua全体での電機子巻線Luaは、第1巻回部Lu1と、第2巻回部Lu2と、第1巻線端Luasと、第2巻線端Luaeと、渡り部Luabとを有し、連続して巻回されている。より具体的にはティースTu1,Tu2のそれぞれにはインシュレータが被せられており、電機子巻線Luaはこれらのインシュレータを介してティースTu1,Tu2に巻回されている。
第1巻線端LuasはティースTu1の第1端部Tu1iにおいて現れ、第2巻線端LuaeはティースTu2の第1端部Tu2iにおいて現れる。より具体的には、ティースTu1のインシュレータには第1端部Tu1iにおいてピンが設けられている。第1巻線端Luasは当該ピンに接続される。同様にして、ティースTu2のインシュレータの第1端部Tu2iにおいて設けられるピンに、第2巻線端Luaeが接続される。
第1巻回部Lu1は第1巻線端Luasと渡り部Luabとの間でティースTu1に集中巻で巻回される。第2巻回部Lu2は渡り部Luabと第2巻線端Luaeとの間でティースTu2に集中巻で巻回される。
電機子巻線Luaは第1巻回部Lu1において、第1巻線端Luasから渡り部Luabへ向かうにつれて、ティースTu1の第1端部Tu1iから第2端部Tu1oを見た方向Du1に対して、反時計回りの巻回方向Ru1で巻回されている。
電機子巻線Luaは第2巻回部Lu2において、渡り部Luabから第2巻線端Luaeへ向かうにつれて、ティースTu2の第1端部Tu2iから第2端部Tu2oを見た方向Du2に対して、時計回りの巻回方向Ru2で巻回されている。
よって電機子巻線Luaに対して第1巻線端Luasと渡り部Luabとの間に電流を流して、第1巻回部Lu1と第2巻回部Lu2とで流れる電流の向きを逆向きにし、ティース対Tuaにおいて図1に点円、X円で示された電流の向きを実現することができる。
ティースTu1のインシュレータのうち第1端部Tu1i側には、シャフトが延在する方向の一方側(図において紙面に垂直で手前向き)に突出する突起Ku1,Ju1が設けられる。突起Ku1は突起Ju1に対して、界磁子2に近く、かつ周方向の時計回り方向側に位置する。ティースTu2のインシュレータのうち第1端部Tu2i側にも、それぞれ突起Ku1,Ju1に対応する、突起Ku2,Ju2が設けられる。
渡り部Luabは、例えば、第1巻回部Lu1から突起Ju1,Ku1の間を経由して、突起Ju1よりも界磁子2から遠い側を通り、更に突起Ju2,Ku2の間を経由して、第2巻回部Lu2に至る。よって突起Ku1,Ju1,Ku2は、渡り部Luabの位置決めに資する。
このように、ティース対Tuaにおいて電機子巻線Luaは、第1巻回部Lu1と第2巻回部Lu2とが渡り部Luabを介して連続した導線で巻回されており、その端部は第1巻線端Luasと第2巻線端Luaeとの二つのみである。
他のティース対についても図4と同様の構造が採用される。よってティース一つ当たりに電機子巻線の端部が一つ設けられる。従って、渡り線を得るために電機子巻線から引き出すためのピン数は、特許文献2〜4のそれと比較して半減する。
図5は、電機子巻線同士の接続状態を示す結線図である。図5において電機子巻線Luaの第1巻線端Luas及び第2巻線端Luaeは、それぞれ記号「s」「e」で示される。第1巻回部Lu1と第2巻回部Lu2との間の接続は、これまでの説明から明白なように、渡り部Luabによって実現される。
電機子巻線Lubは、ティース対Tubにおいて設けられ、第1巻回部Lu1、第2巻回部Lu2にそれぞれ相当する第1巻回部Lu3、第2巻回部Lu4を有している。そして第1巻回部Lu3の第2巻回部Lu4とは反対側、つまり電機子巻線Luaの第1巻線端Luasに相当する部位に記号「s」が付記される。また、第2巻回部Lu4の第1巻回部Lu3とは反対側、つまり電機子巻線Luaの第2巻線端Luaeに相当する部位に記号「e」が付記される。
電機子巻線Lua,Lub同士は、記号「s」が付記された部位同士が接続点Xuにて接続される。これにより、第2巻回部Lu2、第1巻回部Lu1、第1巻回部Lu3、第2巻回部Lu4がこの順に直接接続される。図4に示された構成は、電機子巻線Lubについても同様に採用されるので、電機子1の中央部(たとえば貫通孔10側)から径方向に見た巻回方向は、第1巻回部Lu1,Lu3同士で共通し、第2巻回部Lu2,Lu4同士で共通する。但し、上述のように結線されることにより、電流の流れる方向は第1巻回部Lu1,Lu3同士で逆向きとなり、第2巻回部Lu2,Lu4同士で逆向きとなる。これにより、図1にティース対Tua,Tubにおいて点円、X円で示された電流の向きを実現することができる。
同様にして、電機子巻線Lvaは、ティース対Tvaにおいて設けられ、第1巻回部Lu1、第2巻回部Lu2にそれぞれ相当する第1巻回部Lv1、第2巻回部Lv2を有している。第1巻回部Lv1の第2巻回部Lv2とは反対側は電機子巻線Luaの第1巻線端Luasに相当し、記号「s」が付記される。第2巻回部Lv2の第1巻回部Lv1とは反対側は電機子巻線Luaの第2巻線端Luaeに相当し、記号「e」が付記される。
電機子巻線Lvbは、ティース対Tvbにおいて設けられ、第1巻回部Lu1、第2巻回部Lu2にそれぞれ相当する第1巻回部Lv3、第2巻回部Lv4を有している。第1巻回部Lv3の第2巻回部Lv4とは反対側は電機子巻線Luaの第1巻線端Luasに相当し、記号「s」が付記される。第2巻回部Lv4の第1巻回部Lv3とは反対側は電機子巻線Luaの第2巻線端Luaeに相当し、記号「e」が付記される。
電機子巻線Lva,Lvb同士は、記号「e」が付記された部位同士が接続点Xvにて接続される。これにより、第1巻回部Lv1、第2巻回部Lv2、第2巻回部Lv4、第1巻回部Lv3がこの順に直接接続される。よって電機子1の中央部から径方向に見た巻回方向は、第1巻回部Lv1,Lv3同士で共通し、第2巻回部Lv2,Lv4同士で共通する。但し、上述のように結線されることにより、電流の流れる方向は第1巻回部Lv1,Lv3同士で逆向きとなり、第2巻回部Lv2,Lv4同士で逆向きとなる。これにより、図1にティース対Tva,Tvbにおいて点円、X円で示された電流の向きを実現することができる。
同様にして、電機子巻線Lwaは、ティース対Twaにおいて設けられ、第1巻回部Lu1、第2巻回部Lu2にそれぞれ相当する第1巻回部Lw1、第2巻回部Lw2を有している。第1巻回部Lw1の第2巻回部Lw2とは反対側は電機子巻線Luaの第1巻線端Luasに相当し、記号「s」が付記される。第2巻回部Lw2の第1巻回部Lw1とは反対側は電機子巻線Luaの第2巻線端Luaeに相当し、記号「e」が付記される。
電機子巻線Lwbは、ティース対Twbにおいて設けられ、第1巻回部Lu1、第2巻回部Lu2にそれぞれ相当する第1巻回部Lw3、第2巻回部Lw4を有している。第1巻回部Lw3の第2巻回部Lw4とは反対側は電機子巻線Luaの第1巻線端Luasに相当し、記号「s」が付記される。第2巻回部Lw4の第1巻回部Lw3とは反対側は電機子巻線Luaの第2巻線端Luaeに相当し、記号「e」が付記される。
電機子巻線Lwa,Lwb同士は、記号「e」が付記された部位同士が接続点Xwにて接続される。これにより、第1巻回部Lw1、第2巻回部Lw2、第2巻回部Lw4、第1巻回部Lw3がこの順に直接接続される。よって電機子1の中央部から径方向に見た巻回方向は、第1巻回部Lw1,Lw3同士で共通し、第2巻回部Lw2,Lw4同士で共通する。但し、上述のように結線されることにより、電流の流れる方向は第1巻回部Lw1,Lw3同士で逆向きとなり、第2巻回部Lw2,Lw4同士で逆向きとなる。これにより、図1にティース対Twa,Twbにおいて点円、X円で示された電流の向きを実現することができる。
第2巻回部Lu4の第2巻線端Luaeに相当する部位と、第1巻回部Lv3の第1巻線端Luasに相当する部位と、第1巻回部Lw3の第1巻線端Luasに相当する部位とが、接続点Nで接続される。そして第2巻回部Lu2の第2巻線端LuaeにU相電圧を、第1巻回部Lv1の第1巻線端Luasに相当する部位にV相電圧を、第1巻回部Lw1の第1巻線端Luasに相当する部位にW相電圧を、それぞれ印加することにより、図1に示された全ての点円、X円で示された電流の向きを実現することができる。
図6はプリント基板3の構成を示す配線図である。プリント基板3は図5に示された電機子巻線同士の接続状態を実現する。具体的には、プリント基板3はランドHu,Hv,Hw,Huas,Huae,Hvas,Hvae,Hwas,Hwae,Hubs,Hube,Hvbs,Hvbe,Hwbs,Hwbeが設けられている。これらのランドには例えば孔が開けられている。なお、上述のシャフトを貫通させるべく、プリント基板には貫通孔10とほぼ一致する貫通孔30が開けられている。
ティース対Tubの第1巻回部Lu3、ティース対の第2巻回部Lu4、ティース対Twbの第1巻回部Lw3、ティース対の第2巻回部Lw4、ティース対Tvaの第1巻回部Lv1、ティース対の第2巻回部Lv2、ティース対Tuaの第1巻回部Lu1、ティース対の第2巻回部Lu2、ティース対Twaの第1巻回部Lw1、ティース対の第2巻回部Lw2、ティース対Tvbの第1巻回部Lv3、ティース対の第2巻回部Lv4が、この順に周方向に沿って配置される。
そしてランドHuas,Huae,Hwas,Hwae,Hvbs,Hvbe,Hubs,Hube,Hwbs,Hwbe,Hvas,Hvaeが、周方向でこの順に反時計回りに配置される。
第2巻回部Lu2の第2巻線端が接続されたピンが、ランドHuに接続される。第1巻回部Lv1の第1巻線端が接続されたピンが、ランドHvに接続される。第1巻回部Lw1の第1巻線端が接続されたピンが、ランドHwに接続される。第1巻回部Lu1の第1巻線端が接続されたピンが、ランドHuasに接続される。第1巻回部Lu3の第1巻線端が接続されたピンが、ランドHubsに接続される。第2巻回部Lv2の第2巻線端が接続されたピンが、ランドHvaeに接続される。第2巻回部Lv4の第2巻線端が接続されたピンが、ランドHvbeに接続される。第2巻回部Lw4の第2巻線端が接続されたピンが、ランドHwbeに接続される。第2巻回部Lw2の第2巻線端が接続されたピンが、ランドHwaeに接続される。第1巻回部Lu1の第2巻線端が接続されたピンが、ランドHuaeに接続される。第1巻回部Lu3の第2巻線端が接続されたピンが、ランドHubeに接続される。第2巻回部Lv2の第1巻線端が接続されたピンが、ランドHvasに接続される。第2巻回部Lv4の第1巻線端が接続されたピンが、ランドHvbsに接続される。第2巻回部Lw4の第1巻線端が接続されたピンが、ランドHwbsに接続される。第2巻回部Lw2の第1巻線端が接続されたピンが、ランドHwasに接続される。
プリント基板3には実線で示された第1層配線パターンと、破線で示された第2層配線パターンとが設けられ、これらは絶縁層31を挟んで互いに異なる配線層に設けられている。そしてプリント基板3に必要となる配線層はこれらの第1層配線パターンと、第2層配線パターンで足りる。絶縁層31には第1層配線パターンの一部と第2層配線パターンの一部とを接続するスルーホールJ1〜J4も設けられている。
プリント基板3は第1層配線パターンにおいて、ランドHu,Huae同士を接続する配線パターンPuu、ランドHv,Hvas同士を接続する配線パターンPvv、そしてランドHw,Hwas同士を接続する配線パターンPwwを有している。
プリント基板3は接続点Nの機能を果たす配線パターンPnを有している。配線パターンPnは、ティース対Tubの第2巻線端(第2巻回部Lu4の記号「e」が付記された部位)と、ティース対Tvbの第1巻線端(第1巻回部Lv3の記号「s」が付記された部位)と、ティース対Twbの第1巻線端(第1巻回部Lw3の記号「s」が付記された部位)とを相互に接続する。具体的には配線パターンPnはランドHwbs,Hube,Hvbs同士を相互に接続する。配線パターンPnは第1層配線パターンとして設けられる。
プリント基板3は、それぞれ接続点Xu,Xv,Xwの機能を果たす、配線パターンPxu,Pxv,Pxwを有している。
配線パターンPxuは、ティース対Tubの第1巻線端(第1巻回部Lu3の記号「s」が付記された部位)と、ティース対Tuaの第1巻線端(第1巻回部Lu1の記号「s」が付記された部位)とを相互に接続する。具体的には配線パターンPxuはランドHubs,Huas同士を相互に接続する。配線パターンPxuは第2層配線パターンとして設けられる。
配線パターンPxwは、ティース対Twbの第2巻線端(第2巻回部Lw4の記号「e」が付記された部位)と、ティース対Twaの第2巻線端(第2巻回部Lw2の記号「e」が付記された部位)とを相互に接続する。具体的には配線パターンPxwは、ランドHwbe,Hwae同士を相互に接続する。
但し、配線パターンPxwは、第1層配線パターンとして設けられる配線パターンPxw1と、第2層配線パターンとして設けられる配線パターンPxw2とを含む。そして配線パターンPxw1,Pxw2は図中で四角で示されたスルーホールJ1によって相互に接続される。これは配線パターンPxwが配線パターンPuu,Pvv,Pwwと第1層配線パターンにおいて干渉することを避けるためである。
配線パターンPxvは、ティース対Tvbの第2巻線端(第2巻回部Lv4の記号「e」が付記された部位)と、ティース対Tvaの第2巻線端(第2巻回部Lv2の記号「e」が付記された部位)とを相互に接続する。具体的には配線パターンPxvは、ランドHvbe,Hvae同士を相互に接続する。
但し、配線パターンPxvは、第1層配線パターンとして設けられる配線パターンPxv1,Pxv3と、第2層配線パターンとして設けられる配線パターンPxv2,Pxv4とを含む。そして配線パターンPxv1,Pxv2がスルーホールJ2によって、配線パターンPxv2,Pxv3がスルーホールJ3によって、配線パターンPxv3,Pxv4がスルーホールJ4によって、それぞれ相互に接続される。これは配線パターンPxvが、第1層配線パターンにおいて配線パターンPn,Pxw1,Puu,Pvv,Pwwとの干渉を避け、第2層配線パターンにおいて配線パターンPxuとの干渉を避けるためである。あるいは配線パターンPxv1及びスルーホールJ2を採用せず、配線パターンPxv2がランドHvaeと直接に接続されてもよい。
図7はプリント基板3の他の構成を示す配線図である。図7において示されるプリント基板3でも、図6において示されるプリント基板と同様に、ランドHu,Hv,Hw,Huas,Huae,Hvas,Hvae,Hwas,Hwae,Hubs,Hube,Hvbs,Hvbe,Hwbs,Hwbeが設けられている。図7において示されるプリント基板3では、図5に示された電機子巻線同士の接続状態を、単層の配線パターンで実現する。
図7において配線パターンPuu,Pvv,Pww,Pnは、図5における配線パターンPuu,Pvv,Pww,Pnと同様に設けられる。図7において、配線パターンPxwは配線パターンPnに対してランドの環状配置とは反対側に設けられ、ランドHwae,Hwbeを相互に接続する。また配線パターンPxuはランドの環状配置よりも内側(貫通孔30側)に設けられ、ランドHuas,Hubsを相互に接続する。また、配線パターンPxvはランドの環状配置よりも内側に設けられ、ランドHvae,Hvbeを相互に接続する。
従来の技術では、ティース毎に電機子巻線を巻回していたので、一つのティースにおいては一対の巻線端が設けられていた。そして巻回の便宜上、一対の巻線端が巻き付けられる一対のピンが、電機子における径方向において異なる位置においてプリント基板に配置されていた。つまりプリント基板にはピンに接続されるランドが二重の環状に配置されていた。このため、プリント基板において配線パターンは、環状のランドの外側に設けられていた。
しかしながら、本実施の形態では、上述の様に、ランドの配置は一重の環状配置で足りる。これは隣接した一対のティースの電機子巻線の二つの巻回部が渡り部を介して連続して巻回されており(例えばティースTu1,Tu2のそれぞれに巻回された第1巻回部Lu1と第2巻回部Lu2とが渡り部Luabを介して連続して巻回される)、一つのティースにおいてピンは一つしかプリント基板3に配置されないことによる。
よって配線パターンはランドの環状配置の外側にも内側にも設けることができ、上述の様に単層の配線パターンで、図5に示された電機子巻線同士の接続状態を実現できる。よってプリント基板3の構成が単純になり、その製造工程が簡易化され、その製造コストが低下する。
図8は電機子1の構成を示す平面図であり、図1に示された構成に対して、紙面手前側からプリント基板3を配置した状態を示す。ここでは各ランドには孔が開いており、第1巻線端が接続されたピン、あるいは第2巻線端が接続されたピンが孔に入っている状況が示されている(各ランドを示す円の中に示された円は当該ピンを模式的に示す)。また貫通孔30が貫通孔10よりも小さい場合が例示されているが、貫通孔30が貫通孔10より大きくてもよい。
プリント基板3にはコネクタ4が装着されている。ケーブルCu,Cv,CwはそれぞれU相、V相、W相の電圧を供給し、それぞれ端子Pu,Pv,Pwを介してランドHu,Hv,Hw(図6参照)に接続される。
このようにプリント基板3を用いることにより、ティース対Tuaの第2巻線端、ティース対Tvaの第1巻線端、ティース対Twaの第1巻線端に三相電圧を与えて、電機子1は12極の回転電界を発生する。
プリント基板3を小型化できる観点からは、プリント基板3が採用される回転電機はアウターロータ形であることが望ましい。ランドHuas,Huae,Hwas,Hwae,Hvbs,Hvbe,Hubs,Hube,Hwbs,Hwbe,Hvas,Hvaeが、回転電機の内周側に位置するからである。
かかるアウターロータ形の回転電機は、例えば空気調和機の室内機に採用されるクロスフローファンを駆動するのに適している。
図9はクロスフローファン80及びこれを駆動する回転電機の構成を示す断面図である。但し、図面の煩雑を避けるため、クロスフローファン80の断面ハッチングは省略した。また電機子1は一点鎖線で簡略化して示した。
クロスフローファン80は取り付け孔23を用いた締結具(不図示)によって界磁子2の取り付け面22に取り付けられる。これにより、界磁子2の回転がクロスフローファン80の回転を招来する。つまり界磁子2を備えた回転電機がクロスフローファン80を駆動する。
シャフト孔20、貫通孔30(実際には更に貫通孔10も)にはクロスフローファン80のシャフト81が貫通し、電機子1に対して回転自在に、不図示の支持機構によって支持される。
かかる支持機構や、締結具、及びクロスフローファン80の構成については周知の技術を用いて実現できるので、ここではその詳細な説明を省略する。
クロスフローファン80を駆動するアウターロータ形の回転電機は、そのロータの径が大きくなる。よって磁石21の面積も広く設計できる。これは磁石21の磁束密度を低くしても必要な磁束が得られる観点で好適である。これはまた、磁石21が樹脂磁石である場合、これに分散して混合される磁性粉は、磁束密度が低い材料、例えばフェライト磁石で足りるという利点を招来する。これは、NdFeB等の希土類磁石を磁性粉として採用する場合と比較して、安価な製造に資する観点で有利である。
回転電機がアウターロータ形であれば磁石21の多極化も行いやすい。外径が大きい為に1極当たりの円弧長が長く取れるため、量産時の寸法公差が絶対値として同一であった場合に(例えば±0.1mm等)、極角度の誤差が、インナーロータ形の回転電機で採用される小径の磁石での極角度の誤差よりも、高精度に設定・量産化することができる。これは低振動化や低騒音化の観点でも利点となる。
フェライト磁石同士、希土類磁石同士の様に、磁石種類が同一であった場合には、樹脂磁石の方が焼結磁石に比べて、磁石固定部品の削減や成形工数削減(焼結磁石のC面研磨、寸法出しの研削等が省略できる)により安価な製造に資する。
また、磁石21が樹脂磁石であることは、極数が異なる界磁子2を得やすくする。電機子1は従来と同一のままで、極数の異なる樹脂磁石の金型と着磁ヨークを新設するだけで良いからである。特に、樹脂磁石だけでロータを構成している場合は、磁石21を固定するための部品を磁石の極数が異なるごとに新設する必要もなく、当該部品も従来品と同一で済む。
図10及び図11はインシュレータ6の形状を示す斜視図である。インシュレータ6は各ティースを覆い、電機子巻線が巻回される。
インシュレータ6は、各ティースの第1端部(界磁子2から遠い方)に位置する第1板608と、第2端部(界磁子2に近い方)に位置する第2板607と、第1板608と第2板607との間で電機子巻線が巻回される筒601を有している。筒601はその内側に内周面602を有している。
第1板608には孔605が開けられ、ここにピン7が挿入される。ピン7には上述の電機子巻線の第1巻線端や第2巻線端が接続される。
第1板608にはピン7が設けられる側と同じ側に突出する突起603,604が設けられる。突起603,604は、それぞれ突起Ju1,Ku1(あるいは突起Ju2,Ku2:図4参照)として機能する。
第1板608の、ピン7や突起603,604が設けられる側には、その界磁子2に近い側において斜面606が設けられる。これは図4を参照してティース対Tuaを例にとって説明すれば、第1巻回部Lu1、あるいは第2巻回部Lu2からピン7に向かう導線や、渡り部Luabと第1巻回部Lu1、あるいは第2巻回部Lu2との境界の導線に対して、第1板608が局所的に強い力を与えなくするためである。
図12はティースを構成するティースコア8の形状を示す平面図である。ティースコア8は例えば紙面垂直方向に積層される電磁鋼板で実現される。ティースコア8は接続部位8aと、磁極部位8bとを有する。
ティースコア8は、接続部位8aが第1板608側に、磁極部位8bが第2板607側に、それぞれ配置されるように筒601へ挿入される。これにより、内周面602はティースコア8を覆う。
図13はヨークコア9の形状を示す平面図である。ヨークコア9は例えば紙面垂直方向に積層される電磁鋼板で実現される。ヨークコア9は複数の接続部位9aと、連結部位9bとを有する。
接続部位9aは環状に配列され、それらは連結部位9bによって連結される。接続部位8a,9aは互いに組み合わさって連結される。よって周方向に隣接する接続部位9aに対して、ティース対に用いられる一対のティースコア8を連結することにより、図1に示された構成を得ることができる。例えば電機子1の貫通孔10は連結部位9bにおいて開口される。
図14はティース対Tuaを製造する方法を説明する平面図である。ティース対Tuaを構成する一対のティースTu1,Tu2のそれぞれの第1端部Tu1i,Tu2i同士を対向して配置して第1の構成を得る。例えば一対のティースTu1,Tu2においてティースコア8を挿入する前に、第2板607同士を遠ざける方向にインシュレータ6同士を配置し、それぞれの筒601に共通して桿状の固定具を挿入する。
上記第1の構成において、導線を、ティースTu1,Tu2のインシュレータ6に対して一方向に巻回する。具体的には第1巻線端Luasとしてピン7に導線を巻き付けた後、導線を巻回方向Ru1に沿って巻回して第1巻回部Lu1を形成する。
その後、導線は突起Ku1(インシュレータの突起604)及び突起Ju2(インシュレータの突起603)の間と、突起Ku2(インシュレータの突起604)及び突起Ju1(インシュレータの突起603)の間とを通って渡り部Luabを形成する。
更に、導線を巻回方向Ru2に沿って巻回して第2巻回部Lu2を形成し、第2巻線端Luaeにとして導線をピン7に巻き付ける。
第1の構成において、ティースTu1,Tu2のそれぞれの第1端部Tu1i,Tu2i同士を対向して配置しているので、巻回方向Ru1,Ru2は一致する。よって上記の導線の巻回作業において巻回方向を変更する必要がない。つまり電機子巻線の巻回が容易となる。
なお、巻回方向Ru1,Ru2はいずれも紙面手前側においては紙面下側から上側に向かう方向となる。よって渡り部Luabは紙面右下から左上に向かって斜行する。よって渡り部Luabは突起Ku1,Ku2に引っかかり、第1巻回部Lu1や第2巻回部Lu2の巻き崩れ(解け)を招くような張力が第1巻回部Lu1や第2巻回部Lu2に及びにくい。
このようにして図14に示された第2の構成が得られる。そして第2の構成に対して、ティースTu1,Tu2の第2端部Tu1o,Tu2o同士を近づけて、第1端部Tu1i,Tu2i同士をほぼ同方向に向けて第3の構成を得る。具体的には図14において渡り部Luabのほぼ中心を回転中心として、ティースTu1を反時計回りに回転させて、図4に示された構成を得る。この際、渡り部Luabは突起Ju1に引っかかり、ティースTu1,Tu2を移動させることで第1巻回部Lu1や第2巻回部Lu2の巻き崩れ(解け)を招くような張力が発生しても、それは第1巻回部Lu1や第2巻回部Lu2に及びにくい。
突起Ju2は第2の構成を得る際にも、第3の構成を得る際にも導線の位置決めに供されず、省略することができる。
第3の構成に対して、それぞれのインシュレータ6の筒601にティースコア8を挿入する。これにより、図4に示された状態の、ティース対Tuaを得ることができる。インシュレータ6の筒601にティースコア8を挿入するステップは、第2の構成に対して行っても良い。
他のティース対についても同様にして、電機子巻線を巻回し、容易にティース対を製造することができる。
上記の説明はいずれも例示であって、その効果を妨げない範囲で適宜に変形することができることはいうまでもない。
1 電機子
2 界磁子
3 プリント基板
Du1,Du2 方向
Luas 第1巻線端
Luae 第2巻線端
Lu1,Lu3,Lv1,Lv3,Lw1,Lw3 第1巻回部
Lu2,Lu4,Lv2,Lv4,Lw2,Lw4 第2巻回部
Pn,Pxu,Pxv,Pxw 配線パターン
Ru1,Ru2 巻回方向
Tu1,Tu2,Tu3,Tu4,Tv1,Tv2,Tv3,Tv4,Tw1,Tw2,Tw3,Tw4 ティース
Tu1i,Tu2i 第1端部
Tu1o,Tu2o 第2端部
Tua,Tub,Tva,Tvb,Twa,Twb ティース対
2 界磁子
3 プリント基板
Du1,Du2 方向
Luas 第1巻線端
Luae 第2巻線端
Lu1,Lu3,Lv1,Lv3,Lw1,Lw3 第1巻回部
Lu2,Lu4,Lv2,Lv4,Lw2,Lw4 第2巻回部
Pn,Pxu,Pxv,Pxw 配線パターン
Ru1,Ru2 巻回方向
Tu1,Tu2,Tu3,Tu4,Tv1,Tv2,Tv3,Tv4,Tw1,Tw2,Tw3,Tw4 ティース
Tu1i,Tu2i 第1端部
Tu1o,Tu2o 第2端部
Tua,Tub,Tva,Tvb,Twa,Twb ティース対
Claims (6)
- 極数(12±2)n(nは正整数)の界磁子(2)と共に回転電機を構成する電機子(1)であって、
周方向に配置された12n個のティース(Tu1〜Tu4,Tv1〜Tv4,Tw1〜Tw4)と、前記ティースの各々(Tu1,Tu2)に集中巻で巻回された電機子巻線と、プリント基板(3)とを有し、
前記ティースは、前記周方向に沿って隣接する一対の前記ティース(Tu1,Tu2)からなるティース対(Tua)の6n組に区分され、
前記ティースの各々は、前記界磁子から遠い側の第1端部(Tu1i,Tu2i)と、前記界磁子に近い側の第2端部(Tu1o,Tu2o)とを有し、
前記ティース対の各々において前記電機子巻線(Lua)は、
一方の前記ティース(Tu1)の前記第1端部(Tu1i)において現れる第1巻線端(Luas)と、
他方の前記ティース(Tu2)の前記第1端部(Tu2i)において現れる第2巻線端(Luae)と、
渡り部(Luab)と、
前記第1巻線端と前記渡り部との間で前記一方の前記ティースに巻回される第1巻回部(Lu1)と、
前記渡り部と前記第2巻線端との間で前記他方の前記ティースに巻回される第2巻回部(Lu2)と
を有して連続して巻回されており、
前記第1巻回部における前記電機子巻線は、前記第1巻線端から前記渡り部へ向かうにつれて、前記一方の前記ティースの前記第1端部から前記第2端部を見た方向(Du1)に対して第1の巻回方向(Ru1)で巻回されており、
前記第2巻回部における前記電機子巻線は、前記渡り部から前記第2巻線端へ向かうにつれて、前記他方の前記ティースの前記第1端部から前記第2端部を見た方向(Du2)に対して第2の巻回方向(Ru2)で巻回されており、
前記第1の巻回方向と前記第2の巻回方向とが逆向きであり、
前記プリント基板は、
第1の前記ティース対(Tub)の前記第2巻線端と、第2の前記ティース対(Tvb)の前記第1巻線端と、第3の前記ティース対(Twb)の前記第1巻線端とを相互に接続する配線パターン(Pn)と、
前記第1の前記ティース対(Tub)の前記第1巻線端と、第4の前記ティース対(Tua)の前記第1巻線端とを相互に接続する配線パターン(Pxu)と、
前記第2の前記ティース対(Tvb)の前記第2巻線端と、第5の前記ティース対(Tva)の前記第2巻線端とを相互に接続する配線パターン(Pxv)と、
前記第3の前記ティース対(Twb)の前記第2巻線端と、第6の前記ティース対(Twa)の前記第2巻線端とを相互に接続する配線パターン(Pxw)と
を有し、
前記第1の前記ティース対(Tub)の前記第1巻回部(Lu3)、前記第1の前記ティース対の前記第2巻回部(Lu4)、前記第3の前記ティース対(Twb)の前記第1巻回部(Lw3)、前記第3の前記ティース対の前記第2巻回部(Lw4)、前記第5の前記ティース対(Tva)の前記第1巻回部(Lv1)、前記第5の前記ティース対の前記第2巻回部(Lv2)、前記第4の前記ティース対(Tua)の前記第1巻回部(Lu1)、前記第4の前記ティース対の前記第2巻回部(Lu2)、前記第6の前記ティース対(Twa)の前記第1巻回部(Lw1)、前記第6の前記ティース対の前記第2巻回部(Lw2)、前記第2の前記ティース対(Tvb)の前記第1巻回部(Lv3)、前記第2の前記ティース対の前記第2巻回部(Lv4)が、この順に前記周方向に沿って配置される電機子。 - 請求項1記載の電機子(1)と、前記界磁子(2)とを備える回転電機。
- 前記界磁子(2)は前記電機子(1)を囲む磁石(21)を有し、アウターロータ型である請求項2記載の回転電機。
- 前記磁石(21)は樹脂磁石である、請求項3記載の回転電機。
- 請求項3又は請求項4記載の回転電機で駆動される、クロスフローファン。
- 極数(12±2)n(nは正整数)の界磁子(2)と共に回転電機を構成し、
周方向に配置された12n個のティース(Tu1〜Tu4,Tv1〜Tv4,Tw1〜Tw4)と、前記ティースの各々(Tu1,Tu2)に集中巻で巻回された電機子巻線を有し、
前記ティースは、前記周方向に沿って隣接する一対の前記ティース(Tu1,Tu2)からなるティース対(Tua)の6n組に区分され、
前記ティースの各々は、前記界磁子から遠い側の第1端部(Tu1i,Tu2i)と、前記界磁子に近い側の第2端部(Tu1o,Tu2o)とを有し、
前記ティース対の各々において前記電機子巻線(Lua)は、
一方の前記ティース(Tu1)の前記第1端部(Tu1i)において現れる第1巻線端(Luas)と、
他方の前記ティース(Tu2)の前記第1端部(Tu2i)において現れる第2巻線端(Luae)と、
渡り部(Luab)と、
前記第1巻線端と前記渡り部との間で前記一方の前記ティースに巻回される第1巻回部(Lu1)と、
前記渡り部と前記第2巻線端との間で前記他方の前記ティースに巻回される第2巻回部(Lu2)と
を有して連続して巻回されており、
前記第1巻回部における前記電機子巻線は、前記第1巻線端から前記渡り部へ向かうにつれて、前記一方の前記ティースの前記第1端部から前記第2端部を見た方向(Du1)に対して第1の巻回方向(Ru1)で巻回されており、
前記第2巻回部における前記電機子巻線は、前記渡り部から前記第2巻線端へ向かうにつれて、前記他方の前記ティースの前記第1端部から前記第2端部を見た方向(Du2)に対して第2の巻回方向(Ru2)で巻回されており、
前記第1の巻回方向と前記第2の巻回方向とが逆向きである電機子(1)に採用される前記ティース対を製造する方法であって、
前記ティース対を構成する前記一対の前記ティースのそれぞれの前記第1端部同士を対向して配置して第1の構成を得るステップと、
導線を、前記一対の前記ティースに対して前記第1の構成において一方向に巻回して、前記一対の前記ティースに前記電機子巻線を形成して第2の構成を得るステップと、
前記第2の構成における前記一対の前記ティースの前記第2端部同士を近づけて前記第1端部同士をほぼ同方向に向けるステップと
を備える、電機子のティース対の製造方法。
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