JPH03285541A - コンデンサ誘導電動機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、２相コイルを持つ固定子コイルにおいて、そ
れらコイルを固定子コアの継鉄部分に巻装するトロイダ
ル状コイルを形成して得られる電動機における、固定子
コアの形状の改良に関するものである。

〔従来の技術〕

電動機の軸方向長さを短縮する方法としては、固定子コ
アの積厚を薄くし、外径方向に大きい寸法をとることお
よび固定子コアのスロットからのコイルの突出部分であ
るコイルエンドを短かく整形すること、の２つの方５法
が従来のコイルを固定子コアの内径円周に沿って巻装す
る方式において採用される方法であるが、前者は電動機
外径が大きくなることによるフレーム材料の増加、後者
はコイルを形成するエナメル線の皮膜に整形時に大きな
ストレスを加えることから、限界があった。

これらを解決しようとするのが、固定子コアの継鉄部分
にコイルを巻いてゆくトロイダルコイル方式というもの
である。このコイル方式では、コイルを１スロット単位
分ずつ固定子コアの継鉄部に巻き付ける方式のため、コ
イルエンドは大幅に短縮される特徴を持っている。

しかしながら、トロイダル状にコイルを巻くには、環状
の固定子コアの場合は特殊な巻線機を必要とし巻線作業
の能率が大幅に低下する欠点を持っている。この欠点を
さけるためには、環状の固定子コアを複数個に分割する
方法がとられるが、この場合は分割したコアを再度結合
する手数が必要であるばかりでなく、分割したコアに巻
かれたコイルの巻始め巻き終りなどの末端製隣接するコ
アのそれと接続しなければならないという手数がかかる
欠点を持っている。

また、トロイダルコイル方式では、固定子コアの外周側
にコイル辺の片側が存在するため、外周側に磁性体のフ
レームを形成するともれ磁束を増加させ、電動機の運転
効率を低下させるものである。

〔発明が解決しようとする課題〕

本発明は、前記のような従来のトロイダルコイル方式の
持つ３つの欠点を改善することであり、第１は、固定子
コアを１極１相分に相当する部分に限り固定子コアから
一旦切離し、固定子コイルの巻線後に、切離した部分を
係合固着するものである。

第２は、前記の固定子コアにおいて、２相コイルからな
るコンデンサ電動機の少なくとも１相分はコイルを連続
して巻けるようにし、他の１相の１極だけを分割して巻
くことで、コイル相互間の接続個所を増やさないように
することである。この１極１相分のコイルをコンセクエ
ント極とすることにより切離し部分のコアにコイルを巻
かない構成もとり得ることにより、コイルの中間接続の
手数を無くすこともできる。

第３は、鋼板など磁性材から形成されるフレーム部材を
固定子コアの内径に固着して組立て、固定子コアの外周
からのもれ磁束をなくすことにより目的が達成される。

〔課題を解決するための手段〕

上記のような目的を達成するためには、内側に回転子が
配置され、それと空隙をへだてて内側にそって少なくと
も１極１相当り１個以上のスロットが内径にそって設け
られる固定子コアにおいては外側をつないでいる継鉄部
によって形成され固定子コア外径で構成される。この固
定子コアのうち１極１相分のスロットを含む両端の歯部
の中央部を法線方向に向ってスロット底径まで切り進み
、そこから外周方向に向っては外周側が弦の長さが小さ
くなるように切離すもので、切離した後の固定子コアは
馬てい形部分と１極１相の部分のほぼ６角形状の部分の
分割するものである。

固定子コアをこのような形状にすることにより一旦は２
個に分割したコアを再びもどの場所に係合することによ
り、他に固着のための手段を採用しなくても、２個に分
割したコアは安定に固着できるものである。一方、トロ
イダル状にコイル巻くにあたっては、馬てい形をした固
定子コアの主体に２個に分割した部分的な開口があるの
で、そこからコイルを簡単に巻き込むことができる。

つぎに、固定子コアを２分割した馬てい形の主体と１極
１相分に相当するスロットと歯とを持つ副体において、
２相のコイルを巻くときには、第１相は全積分のコイル
が固定子コアの主体に巻き込むことができる。他の１相
のコイルは１極分だけが固定子コアの主体に巻き込むこ
とができないだけで、必要に応じ残りの１極分は副体に
巻き込み主体側のコイルと接続すればよい。副体の１極
分のコイルは他の極でコイルの巻回数を調整すれば、コ
ンセクエント極となりコイルを巻き込まなくてもよい。

このような理由からコイルの接続個所の低減の目的が達
成される。

つぎの目的である、トロイダルコイルにより固定子コア
外周に存在するコイル辺によるもれ磁束の防止は、軸受
支持部を構成する鋼板のエンドブラケットを固定子コア
の内径またはその延長上で固着することにより可能で特
に鋼板などの磁性体は固定子外周に到達しないように、
固定子コアから軸方向に離隔した位置にするものである
。

〔作用〕

本発明は、トロイダル状コイルにより２相コイルを形成
するにあたり、内周に少なくとも１極ｌ相あたり１個の
スロットを形成して継鉄部分で円周の全周が一体になっ
た固定子コアの全周のうち１極１相に相当するスロット
と歯部を両側の歯の中心で法線方向に途中まで切込みそ
こから外周に向っては、その幅がせまくなるように切込
みほぼ６角形の軌跡をもつ形状の副部を切離して、この
部分から、固定子コアの馬てい形をした主部にトロイダ
ル状のコイルを巻き込むことができるので巻線作業が簡
単であると同時にコイルの接続個所の低減が可能であり
、信頼度を上げることができる。巻線作業の終了後は、
この副部をもとの位置に係合することにより、固定子コ
アの主部と容易に固着ができ、固定子コア、コイルとも
生産性がすぐれている。

また、軸受を支承するエンドブラケットは固定子コアの
内径またはその延長部に固着することにより固定子コア
の外径に近接しないためもれ磁束による電動機の性能の
低下も防止できるものである。

〔実施例〕

以下、本発明を図面に示す実施例により説明する。図に
おいて１はコンデンサ誘導電動機で電源２により直接励
磁される主コイル３とこれと電気角で９０°またはその
前後±２０’程度変位した位置に補助コイル４が巻かれ
、この補助コイル４は電源２との間にコンデンサ５が直
列に接続されて進相励磁される。主コイル３および補助
コイル４は、内径６が円周軌跡をもちこれに沿って複数
個のスロット７を形成し、内径６との間にコイルを巻き
込むためのスリット８が形成される。そして内径６側は
スロット７と歯９が交互に形成されその数は１極１相当
り１個または２個とするものである。スロット７と歯９
は外径１０側で継鉄部１１によって結合され、この部分
が極間の磁束通路となり固定子コア１２が形成される。

本発明における固定子コア１２の特徴とするところは、
１極１相に相当するスロット７を囲む歯９の中央部から
スロット７の底部に相当する位置まで内径６側から法線
方向に切り込み、その幅は弦で測定して内径６側でＢｉ
、スロット７の底部の位置でＢｓとし、この位置から外
径１０に向っては幅がせまくなるようにし外径１０の点
ではＢｏとなるように切り込むことにより、この１極１
相分のスロット７を持つ固定子コア１２を切りはなすも
のである。ここで、Ｂｉ、Ｂｓ、Ｂｏの寸法の関係は、 Ｂｉ＜Ｂｓ＞Ｉ３゜ の関係が成立するようにする。このうち固定子コア１２
のスロット７の数の多い方の部分を主部１３とし、１極
１相のスロット７だけを持つ部分を副部１４に分割する
ものである。このような固定子コア１２は、けい素鋼や
薄鋼板をプレスで打抜きこれを、積層固着して所定の厚
みにして、コンデンサ電動機１の必要な性能を出すもの
である。

このようにして形成した固定子コア１２の積層体はその
内径６を除き必要な表面に絶縁ＷＪ１５を設けることに
より、コイルと固定子コア１２の電気的絶縁に行なうも
のである。このような固定子コア１２の生部１３のスロ
ット７の部分の継鉄部１１に必要な極を作るために、第
５図から第８図に示すようにトロイダル状に、副部１４
を切り取った部分から、主コイル３および補助コイル４
を巻き込むものである。この場合、固定子コア１２のう
ち主部１３は主コイル３の全積分を巻き込むことができ
る。したがって主コイル３は電源２に接続する巻き始め
と巻き終り以外には、接続個所は発生しない。一方、補
助コイル４は１極１相分のスロット７の取り除かれた副
部があるため、極数をＰとするとき（Ｐ−１）極分のコ
イルを巻くことができる。第５図および第６図は、副部
１４に残りの１極分の補助コイル４を巻き込み、これ登
前記の（Ｐ−１）極分の補助コイル４と直列に接続して
、補助コイル４を最終的に形成した。したがって２相の
コイル中１相分が途中で接続を必要とするだけである。

このようにして主コイル３と補助コイル４が巻き込まれ
た、主部１３に副部１４が係合固着され、環状の固定子
１６が形成できる。

第７図および第８図に示す実施例においては、固定子コ
ア１２の主部１３にだけ第１相の主コイル３は全極を巻
き込み、第２相にあたる補助コイル４は（Ｐ−１）極分
のコイルを巻き込み、これは前記の第５図および第６図
と同一であるが、固定子コア１２の副部１４のスロット
７には全くコイルを巻き込まず、そのまま主部１３に係
合同着させるものである。このようにすると例えば、図
示のように４極の固定子１６を形成するにあたり主コイ
ル３ではＮ、Ｓ、Ｎ、Ｓと４極が形成されるのに対し、
補助コイル４ではＮ、Ｓ、Ｎの極だけのコイルが存在す
ることになるが、コイルの巻いていない副部１４には必
然的にコンセクエント極としてＳ極が形成される形とな
り、４極性として何ら支障なく磁界を形成することがで
きるものである。

固定子コア１２の内径６と空隙をへだてて円筒形のかご
形回転子１７が配置され、この中央部には軸１８が貫通
固着される。この軸１８の両側は軸受１９で回転自在に
支承される。この軸受１９はコンデンサ電動機１のフレ
ームの一部をなすエンドブラケット２０の中央部に設け
た軸受部２１により支持され、このエンドブラケット２
０の郡部材の一部分または全周は、固定子コア１２の内
径６または第３図および第４図に示すように固定子１６
を内径６を基準としてそのコイルを含む固定子１６の側
面および外周を包囲する形で電気絶縁性で非磁性の樹脂
で成形したモールド体２２に設けた内径６の延長部に圧
入固着また係合させて接着するなどして固着され、回転
子１７が回転してコンデンサ電動機ｌとして作用するよ
うに構成すべく嵌合部２３を形成する。

第１図および第２図に示す実施例においては、エンドブ
ラケット２０の嵌合部２３を部分的として、他の部材は
外径方向にだけ延長させたコイル・保護部２４を形成す
るもので、これにより主コイル３および補助コイル４を
外傷から保護するものである。主部１３と副部１４のく
字状の切離し部にはさらに再結合を強化するためダブテ
ールなどを、その区間内に形成してもよい。

〔発明の効果〕

本発明は、以上説明したように構成されているので以下
に記載するような効果を持つものである。

第１に、固定子コア１２を環状の固定子コア１２か６１
極１相分のスロット７および歯９を含む部分をこれらス
ロット７の両端に位置する歯部で、その内径６と外径１
０の間でく字状に切り離して固定子コア１２の副部１４
としたことにより、この切り離した副部１４と残りの主
部１３との間は単に係合させるだけで、確実な固着がで
きて固定子１５形成にあたって手数を要しない。

第２に、固定子コア１２の主体となる馬てい形状の主部
１３は副部１４を切り離したところがら各スリット部８
を介して簡単に主コイル３と補助コイル４の巻き込みが
できることで、巻線作業の能率が環状の固定子コアにト
ロイダル状にコイル巻き込むのに比べて、はるかに高速
で巻線ができること、および土部１３には第１相目のコ
イルすなわち主コイル３を全積分連続して巻き込みがで
き、途中でコイルが分断されることによる接続作業が追
加になることがない。また、第２相にあたる補助コイル
４においてもコンセクエント極力式を採用することによ
り、コイルの分断による接続作業は不用となり、コイル
形成の作業が簡素化されるほか、接続部分におけるコイ
ルの断線なども防止でき電動機の信頼度向上に役立つ。

第３には、電動機のフレーム部分を構成するエンドブラ
ケット２０を形成する材料が磁性体であっても、これが
固定子コア１２の外径１０に近接しない構成としたため
に、外径１０に存在する主コイル３および補助コイル４
のコイル辺によるもれ磁束の発生を防止し、効率のよい
運転特性を得られる電動機とすることができる。

本発明は、コンデンサ誘導電動機１の主コイル３および
補助コイル４の２相コイルに適用したものであるが、他
の２相コイルを持つ電動機に適用しても同様の効果をあ
げることができるとともに、３相コイルへの適用も可能
であり、同様の効果を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例における正面断面図、第２図
は同じく側面図、第３図は本発明の他の実施例における
正面断面図、第４図は同じく側面図、第５図は本発明に
おいて１極１相２スロツトで４極の固定子を形成する固
定子コアとコイルの巻き方を示した固定子展開図、第６
図は同じく１極１相１スロツトで４極の固定子展開図、
第７図は本発明において第２相すなわち補助コイルの１
極分をコンセクエント極としたときの１極１相２スロツ
トで４極の固定子を形成する固定子コアとコイルの巻き
方を示した固定子展開図、第８図は同じく１極１相１ス
ロツトで４極の固定子展開図、第９図はコンデンサ誘導
電動機の電気的結線図である。 １・・・コンデンサ誘導電動機、 ２・・・電源、 ３・・・主コイル、 ４・・・補助コイル。 ５・・・コンデンサ、 ６・・・内径。 ７・・・スロット、 ８・・・スリット、 ９・・・歯。 １０・・・外径、 １１・・・継鉄部、 １２・・・固定子コア、 １３・・・主部、 １４・・・副部、 １５・・・絶縁層、 １６・・・固定子。 １７・・・回転子、 １８・・・軸、 １９・・・軸受、 ２０・・・エンドブラケット。 ２１・・・軸受部、 ２２・・・モールド体、 ２３・・・嵌合部、 ２４・・・コイル保護部。 第１図 第 ２ 図 第 図 ２ 第 図 第 図 第 ６ 図 第 図 第 図 第 図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、内径６に沿ってスリット８により内径６に連通した
   複数個のスロット７と歯９を形成し外径１０側において
   継鉄部１１で円周状に結合して環体とした固定子コア１
   ２において、この環体の一部にあたる１極１相分のスロ
   ット７および歯９のうち当該スロット７の両端にあたる
   歯９の中央部を固定子コア１２の中心から法線方向に切
   り進み、途中で切り進む方向を変更しその幅広部よりも
   外径１０側では狭くなるように切り離して得た固定子コ
   ア１２の副部１４を、残りの主脚１３に主部１３、副部
   １４ともにトロイダル状の主コイル３および補助コイル
   ４を巻き込んだ後に、固定子コア１２の主部１３に副部
   １４を係合固着して形成した固定子１６から構成された
   ことを特徴とするコンデンサ誘導電動機。 ２、特許請求範囲第１項において固定子コア１２の副部
   １４に補助コイル４の巻き込みを省略して構成したこと
   を特徴とするコンデンサ誘導電動機。 ３、特許請求範囲第１項または第２項において、軸受部
   ２１を形成したエンドブラケット２０の嵌合部２３を固
   定子コア１２の内径６に嵌合固着させたことを特徴とす
   るコンデンサ誘導電動機。 ４、特許請求範囲第１項または第２項において、固定子
   コア１２の内径６を基準として固定子コア１２、主コイ
   ル３および補助コイル４の一部または全部をモールド体
   ２２により成形し、このモールド体に軸受部２１を係合
   固着させたことを特徴とするコンデンサ誘導電動機。