JPH05115141A - スロツトレスモータ - Google Patents
スロツトレスモータInfo
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- JPH05115141A JPH05115141A JP3273851A JP27385191A JPH05115141A JP H05115141 A JPH05115141 A JP H05115141A JP 3273851 A JP3273851 A JP 3273851A JP 27385191 A JP27385191 A JP 27385191A JP H05115141 A JPH05115141 A JP H05115141A
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- stator core
- coils
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- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
- H02K3/00—Details of windings
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- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
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- H02K1/06—Details of the magnetic circuit characterised by the shape, form or construction
- H02K1/12—Stationary parts of the magnetic circuit
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- Power Engineering (AREA)
- Iron Core Of Rotating Electric Machines (AREA)
- Insulation, Fastening Of Motor, Generator Windings (AREA)
- Windings For Motors And Generators (AREA)
- Permanent Magnet Type Synchronous Machine (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 固定子及び回転子間のギャップを極力小さく
することにより特性の向上を実現する。 【構成】 ３相４極の場合１２個設けられるコイルＵ１
〜Ｕ４、Ｖ１〜Ｖ４、Ｗ１〜Ｗ４を、各コイル辺対が機
械角で９０度ずつ占有するように周方向に順次並べ、固
定子鉄心１５の内周に沿った単層状の円筒形状に配置す
る。このとき、各コイルは、…コイル辺の固定子鉄心
１５の径方向へのターン数分布が、内周に向かうに従っ
て減少する形状、…円筒形状に配置された状態で、隣
接するコイル辺同士が上記のターン数減少部分（図１
の例ではコイル辺全体）で径方向に重なる状態、…
のような各コイル辺のターン数分布は、電気角で６０度
の範囲において、正弦波近似形状で連続的に変化する状
態、の各条件を夫々満たす構成となっている。
することにより特性の向上を実現する。 【構成】 ３相４極の場合１２個設けられるコイルＵ１
〜Ｕ４、Ｖ１〜Ｖ４、Ｗ１〜Ｗ４を、各コイル辺対が機
械角で９０度ずつ占有するように周方向に順次並べ、固
定子鉄心１５の内周に沿った単層状の円筒形状に配置す
る。このとき、各コイルは、…コイル辺の固定子鉄心
１５の径方向へのターン数分布が、内周に向かうに従っ
て減少する形状、…円筒形状に配置された状態で、隣
接するコイル辺同士が上記のターン数減少部分（図１
の例ではコイル辺全体）で径方向に重なる状態、…
のような各コイル辺のターン数分布は、電気角で６０度
の範囲において、正弦波近似形状で連続的に変化する状
態、の各条件を夫々満たす構成となっている。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、スロットがない円環状
固定子鉄心に回転磁界形成用のコイルを装着して成るス
ロットレスモータに関する。
固定子鉄心に回転磁界形成用のコイルを装着して成るス
ロットレスモータに関する。
【０００２】
【従来の技術】この種のスロットレスモータは、固定子
スロットの存在に起因した高調波磁束による電磁騒音及
びトルクリップルの発生を抑制できるなどの利点がある
ため、低騒音及び低トルクリップルが要求される用途へ
の展開が期待されている。
スロットの存在に起因した高調波磁束による電磁騒音及
びトルクリップルの発生を抑制できるなどの利点がある
ため、低騒音及び低トルクリップルが要求される用途へ
の展開が期待されている。
【０００３】このようなスロットレスモータの固定子
は、一般的な内転形モータの場合、回転磁界形成用の複
数個のコイルを、スロットを有しない単純な円環状の積
層鉄心の内周形状に合わせた円筒形に組み立て、斯かる
円筒形コイル体の周囲を樹脂によりモールド成形して固
化整形した後に、前記積層鉄心の内周に絶縁層を介して
嵌合し、この状態で接着などにより固定することによっ
て構成される。
は、一般的な内転形モータの場合、回転磁界形成用の複
数個のコイルを、スロットを有しない単純な円環状の積
層鉄心の内周形状に合わせた円筒形に組み立て、斯かる
円筒形コイル体の周囲を樹脂によりモールド成形して固
化整形した後に、前記積層鉄心の内周に絶縁層を介して
嵌合し、この状態で接着などにより固定することによっ
て構成される。
【０００４】このように構成されるスロットレスモータ
用固定子の具体例としては、特開平１−２５２１３４号
公報に記載されたものが知られている。
用固定子の具体例としては、特開平１−２５２１３４号
公報に記載されたものが知られている。
【０００５】即ち、このものは、図２８、図２９に示す
ように、Ｕ、Ｖ、Ｗ各相のコイルが夫々略二分されて内
外二層に分けて巻かれる。具体的には、まずＵ相コイル
ｕ、ｕ′の半分が電気角６０度の範囲に渡って巻かれ、
次にこのＵ相コイルｕ、ｕ′よりも電気角で１２０度進
んだ位置にＶ相コイルｖ、ｖ′の半分が同様に電気角６
０度の範囲に渡って巻かれ、続いてＶ相コイルｖ、ｖ′
よりも電気角で１２０度進んだ位置にＷ相コイルｗ、
ｗ′の半分が電気角６０度の範囲に渡って巻かれる。さ
らに、これらの外側に、Ｕ、Ｖ、Ｗ各相コイルｕ、
ｕ′、ｖ、ｖ′、ｗ、ｗ′の残り半分が、先に巻かれた
各相コイルｕ、ｕ′、ｖ、ｖ′、ｗ、ｗ′の巻き終わり
の位置から順次夫々電気角６０度の範囲に渡って同様に
巻き進められるものであり、最終的に全体として内外二
層で略円筒形をなすコイル体Ｃが構成される。そして、
斯かる円筒形コイル体Ｃは、レジン２により円筒形に固
化整形された後に、絶縁層３を介して円環状の鉄心１の
内周に固定される。
ように、Ｕ、Ｖ、Ｗ各相のコイルが夫々略二分されて内
外二層に分けて巻かれる。具体的には、まずＵ相コイル
ｕ、ｕ′の半分が電気角６０度の範囲に渡って巻かれ、
次にこのＵ相コイルｕ、ｕ′よりも電気角で１２０度進
んだ位置にＶ相コイルｖ、ｖ′の半分が同様に電気角６
０度の範囲に渡って巻かれ、続いてＶ相コイルｖ、ｖ′
よりも電気角で１２０度進んだ位置にＷ相コイルｗ、
ｗ′の半分が電気角６０度の範囲に渡って巻かれる。さ
らに、これらの外側に、Ｕ、Ｖ、Ｗ各相コイルｕ、
ｕ′、ｖ、ｖ′、ｗ、ｗ′の残り半分が、先に巻かれた
各相コイルｕ、ｕ′、ｖ、ｖ′、ｗ、ｗ′の巻き終わり
の位置から順次夫々電気角６０度の範囲に渡って同様に
巻き進められるものであり、最終的に全体として内外二
層で略円筒形をなすコイル体Ｃが構成される。そして、
斯かる円筒形コイル体Ｃは、レジン２により円筒形に固
化整形された後に、絶縁層３を介して円環状の鉄心１の
内周に固定される。
【０００６】また、他の具体例としては、特公昭５７−
２１９３２号公報に記載されたものがある。
２１９３２号公報に記載されたものがある。
【０００７】即ち、このものは、図３０に示すように、
同一断面の整形コイル４を、スロットレス形固定子鉄心
５の内周面に上コイル４ａ及び下コイル４ｂの二層に配
列することにより、二層巻の円筒形電機子コイルを構成
し、斯かる電機子コイルを固定子鉄心５の内周面に絶縁
敷物６、絶縁充填物７、絶縁リング８で包囲した状態で
装着している。そして、各コイル間に存するギャップに
より生ずる脈動磁束を打ち消すために、上コイル４ａ及
び下コイル４ｂのうち半径方向に隣接するコイルを、各
々一部分重なった状態となるように互いに周方向へずら
して配列するようにしている。
同一断面の整形コイル４を、スロットレス形固定子鉄心
５の内周面に上コイル４ａ及び下コイル４ｂの二層に配
列することにより、二層巻の円筒形電機子コイルを構成
し、斯かる電機子コイルを固定子鉄心５の内周面に絶縁
敷物６、絶縁充填物７、絶縁リング８で包囲した状態で
装着している。そして、各コイル間に存するギャップに
より生ずる脈動磁束を打ち消すために、上コイル４ａ及
び下コイル４ｂのうち半径方向に隣接するコイルを、各
々一部分重なった状態となるように互いに周方向へずら
して配列するようにしている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】ところで、スロットレ
スモータにおいては、固定子及び回転子間のギャップが
その特性に大きな影響を与えるものであり、一般的に
は、上記ギャップが大きくなるのに応じて漏れ磁束が増
大するため、出力トルクの低下並びに力率の悪化を招く
ことになる。従って、固定子及び回転子間のギャップは
なるべく小さくなることが望ましい。
スモータにおいては、固定子及び回転子間のギャップが
その特性に大きな影響を与えるものであり、一般的に
は、上記ギャップが大きくなるのに応じて漏れ磁束が増
大するため、出力トルクの低下並びに力率の悪化を招く
ことになる。従って、固定子及び回転子間のギャップは
なるべく小さくなることが望ましい。
【０００９】しかしながら、二例挙げて説明した従来構
成の固定子では、何れのものも固定子コイルが二層構造
となっているため、固定子及び回転子間のギャップを十
分に小さくすることが困難であり、結果的に漏れ磁束の
増大に起因した前述のような特性の悪化を甘受している
のが実情であった。
成の固定子では、何れのものも固定子コイルが二層構造
となっているため、固定子及び回転子間のギャップを十
分に小さくすることが困難であり、結果的に漏れ磁束の
増大に起因した前述のような特性の悪化を甘受している
のが実情であった。
【００１０】本発明は上記事情に鑑みてなされたもので
あり、その目的は、スロットレス形の固定子鉄心と回転
子との間にコイルを配置する構成のものでありながら、
固定子及び回転子間のギャップを極力小さく設定するこ
とができて、特性の向上を実現できるなどの効果を奏す
るスロットレスモータを提供するにある。
あり、その目的は、スロットレス形の固定子鉄心と回転
子との間にコイルを配置する構成のものでありながら、
固定子及び回転子間のギャップを極力小さく設定するこ
とができて、特性の向上を実現できるなどの効果を奏す
るスロットレスモータを提供するにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するために、円環状のスロットレス形固定子鉄心の内周
面または外周面に回転磁界形成用のコイルを装着して成
るｍ相ｐ極の固定子と、永久磁石形回転子とを備えたス
ロットレスモータにおいて、ｍ×ｐ個設けた前記コイル
を各コイル辺対が機械角で（２π／ｐ）度ずつ占有する
ように周方向に順次並べることにより前記固定子鉄心に
沿った円筒形状に配置する構成とした上で、それらの各
コイルを、そのコイル辺の前記固定子鉄心の径方向への
ターン数分布が減少した部分を有した形状に形成すると
共に前記円筒形状の配置状態で隣接するコイル辺同士が
前記ターン数分布の減少部分で径方向に重なるように構
成したものである。
するために、円環状のスロットレス形固定子鉄心の内周
面または外周面に回転磁界形成用のコイルを装着して成
るｍ相ｐ極の固定子と、永久磁石形回転子とを備えたス
ロットレスモータにおいて、ｍ×ｐ個設けた前記コイル
を各コイル辺対が機械角で（２π／ｐ）度ずつ占有する
ように周方向に順次並べることにより前記固定子鉄心に
沿った円筒形状に配置する構成とした上で、それらの各
コイルを、そのコイル辺の前記固定子鉄心の径方向への
ターン数分布が減少した部分を有した形状に形成すると
共に前記円筒形状の配置状態で隣接するコイル辺同士が
前記ターン数分布の減少部分で径方向に重なるように構
成したものである。
【００１２】この場合、各コイルは、そのコイル辺のタ
ーン数分布が内周に向かうに従って減少するように構成
したり、或は、円筒形状に配置された状態で各コイルの
一方のコイル辺が当該円筒形状の内周側に位置し且つ他
方のコイル辺が外周側に位置するように構成することが
できる。
ーン数分布が内周に向かうに従って減少するように構成
したり、或は、円筒形状に配置された状態で各コイルの
一方のコイル辺が当該円筒形状の内周側に位置し且つ他
方のコイル辺が外周側に位置するように構成することが
できる。
【００１３】また、各コイルのコイル辺のターン数分布
が、電気角で（π／ｍ）度の範囲において順次変化する
ように構成しても良く、さらには、このような各コイル
のコイル辺のターン数分布の電気角で（π／ｍ）度の範
囲における変化が正弦波近似形状となるように構成する
こともできる。
が、電気角で（π／ｍ）度の範囲において順次変化する
ように構成しても良く、さらには、このような各コイル
のコイル辺のターン数分布の電気角で（π／ｍ）度の範
囲における変化が正弦波近似形状となるように構成する
こともできる。
【００１４】加えて、各コイルを、固定子鉄心に沿った
円筒形状の配置状態でその固定子鉄心と共に樹脂モール
ド成形するように構成し、前記固定子鉄心側に、樹脂モ
ールド成形物の回り止めを行う回り止め手段を形成する
構成としても良い。
円筒形状の配置状態でその固定子鉄心と共に樹脂モール
ド成形するように構成し、前記固定子鉄心側に、樹脂モ
ールド成形物の回り止めを行う回り止め手段を形成する
構成としても良い。
【００１５】また、各コイルを、磁性体製の粉体が混入
された樹脂によりモールド成形するようにしても良く、
或は、各コイルが巻回されるボビンを設け、このボビン
を固定子鉄心に装着する構成とすることもできる。
された樹脂によりモールド成形するようにしても良く、
或は、各コイルが巻回されるボビンを設け、このボビン
を固定子鉄心に装着する構成とすることもできる。
【００１６】
【作用】円環状のスロットレス形固定子鉄心の内周面ま
たは外周面に沿った状態で円筒形に配置される各コイル
は、そのコイル辺の前記固定子鉄心の径方向へのターン
数分布が減少した部分を有した形状に形成されると共
に、上述の円筒形配置状態で隣接するコイル辺同士が前
記ターン数分布の減少部分で径方向に重なるように構成
されるものであるから、単層構造で済むものであり、従
って固定子及び回転子間のギャップを従来構成に比べて
小さくできる。
たは外周面に沿った状態で円筒形に配置される各コイル
は、そのコイル辺の前記固定子鉄心の径方向へのターン
数分布が減少した部分を有した形状に形成されると共
に、上述の円筒形配置状態で隣接するコイル辺同士が前
記ターン数分布の減少部分で径方向に重なるように構成
されるものであるから、単層構造で済むものであり、従
って固定子及び回転子間のギャップを従来構成に比べて
小さくできる。
【００１７】この結果、上記ギャップが小さくなる分だ
け固定子鉄心の径方向寸法（厚み寸法）を大きくするこ
とが可能になるから、漏れ磁束の低減による特性改善を
実現できるようになると共に、固定子鉄心の飽和条件も
緩和できるようになる。また、固定子鉄心の径方向寸法
をそのままとした場合には、ギャップが小さくなった分
だけ固定子鉄心の外径寸法を小さくできるから、モータ
全体の小形化を図り得るようになる。
け固定子鉄心の径方向寸法（厚み寸法）を大きくするこ
とが可能になるから、漏れ磁束の低減による特性改善を
実現できるようになると共に、固定子鉄心の飽和条件も
緩和できるようになる。また、固定子鉄心の径方向寸法
をそのままとした場合には、ギャップが小さくなった分
だけ固定子鉄心の外径寸法を小さくできるから、モータ
全体の小形化を図り得るようになる。
【００１８】各コイルのコイル辺のターン数分布が内周
に向かうに従って減少するように構成されていた場合に
は、ｍ×ｐ個のコイルを、各コイル辺対が機械角で（２
π／ｐ）度ずつ占有するように周方向に順次並べて円筒
形状に配置すると共に、このときに隣接するコイル辺同
士がターン数分布の減少部分で径方向に重なるように配
置した状態において、その重なり部分での両コイル辺の
合計ターン数の分布が周方向に均一化されるようにな
る。この結果、円筒形状に配置されたコイル全体の厚み
寸法が平均化されるようになって、固定子及び回転子間
に必要なギャップが大きくなる事態が防止されるように
なる。
に向かうに従って減少するように構成されていた場合に
は、ｍ×ｐ個のコイルを、各コイル辺対が機械角で（２
π／ｐ）度ずつ占有するように周方向に順次並べて円筒
形状に配置すると共に、このときに隣接するコイル辺同
士がターン数分布の減少部分で径方向に重なるように配
置した状態において、その重なり部分での両コイル辺の
合計ターン数の分布が周方向に均一化されるようにな
る。この結果、円筒形状に配置されたコイル全体の厚み
寸法が平均化されるようになって、固定子及び回転子間
に必要なギャップが大きくなる事態が防止されるように
なる。
【００１９】各コイルが円筒形状に配置された状態で、
各コイルの一方のコイル辺が当該円筒形状の内周側に位
置し、他方のコイル辺が外周側に位置した構成となって
いた場合には、各コイルのコイル辺と回転子との間の平
均距離、ひいてはコイル群から回転子に作用する回転磁
界強度が均一化されるようになり、トルクリップルが抑
制されるようになる。
各コイルの一方のコイル辺が当該円筒形状の内周側に位
置し、他方のコイル辺が外周側に位置した構成となって
いた場合には、各コイルのコイル辺と回転子との間の平
均距離、ひいてはコイル群から回転子に作用する回転磁
界強度が均一化されるようになり、トルクリップルが抑
制されるようになる。
【００２０】各コイルのコイル辺のターン数分布が、電
気角で（π／ｍ）度の範囲において順次変化する構成と
なっていた場合には、各コイルによる起磁力の分布波形
の凹凸が少なくなるから、高調波磁束が発生し難くなっ
て、電磁騒音及びトルクリップルが抑制されるようにな
る。
気角で（π／ｍ）度の範囲において順次変化する構成と
なっていた場合には、各コイルによる起磁力の分布波形
の凹凸が少なくなるから、高調波磁束が発生し難くなっ
て、電磁騒音及びトルクリップルが抑制されるようにな
る。
【００２１】各コイルのコイル辺のターン数分布が、電
気角で（π／ｍ）度の範囲において正弦波近似形状で連
続的に変化する構成となっていた場合には、各コイルに
よる起磁力の分布波形が正弦波に近い状態となるから、
高調波磁束がさらに発生し難くなって、電磁騒音及びト
ルクリップル抑制効果が増大するようになる。
気角で（π／ｍ）度の範囲において正弦波近似形状で連
続的に変化する構成となっていた場合には、各コイルに
よる起磁力の分布波形が正弦波に近い状態となるから、
高調波磁束がさらに発生し難くなって、電磁騒音及びト
ルクリップル抑制効果が増大するようになる。
【００２２】各コイルが固定子鉄心と共にモールド成形
され、固定子鉄心側に樹脂モールド成形物の回り止めを
行う回り止め手段が設けられた構成となっていた場合に
は、各コイルの位置ずれに起因したモータ特性の劣化を
未然に防止できる。
され、固定子鉄心側に樹脂モールド成形物の回り止めを
行う回り止め手段が設けられた構成となっていた場合に
は、各コイルの位置ずれに起因したモータ特性の劣化を
未然に防止できる。
【００２３】各コイルが磁性体製の粉体が混入された樹
脂によりモールド成形されていた場合には、回転子及び
固定子間の見掛上のギャップが小さくなって、漏れ磁束
が減少するようになる。
脂によりモールド成形されていた場合には、回転子及び
固定子間の見掛上のギャップが小さくなって、漏れ磁束
が減少するようになる。
【００２４】各コイルが巻回されるボビンを備えた構成
となっていた場合には、コイルをモールド成形する場合
に比べて、全体の製作所要時間を短縮できると共に、モ
ータ全体の軽量化を図り得るようになる。
となっていた場合には、コイルをモールド成形する場合
に比べて、全体の製作所要時間を短縮できると共に、モ
ータ全体の軽量化を図り得るようになる。
【００２５】
【実施例】以下、本発明の第１実施例について図１〜図
８を参照しながら説明する。
８を参照しながら説明する。
【００２６】図１は、内転形スロットレスモータの概略
的な横断面構造を示すものである。この図１において、
フレーム１１内に図示しない軸受を介して支持された回
転子１２は、４極の磁極を形成するための永久磁石１３
を備えた構成となっている。フレーム１１内に回転子１
２を囲繞するように設けられた３相４極の固定子１４
は、フレーム１１の内周に固定された固定子鉄心１５
と、この固定子鉄心１５の内周に装着された回転磁界形
成用のコイル１６とによって構成されている。
的な横断面構造を示すものである。この図１において、
フレーム１１内に図示しない軸受を介して支持された回
転子１２は、４極の磁極を形成するための永久磁石１３
を備えた構成となっている。フレーム１１内に回転子１
２を囲繞するように設けられた３相４極の固定子１４
は、フレーム１１の内周に固定された固定子鉄心１５
と、この固定子鉄心１５の内周に装着された回転磁界形
成用のコイル１６とによって構成されている。
【００２７】この場合、上記固定子鉄心１５は、一般的
な電磁鋼板を環状に形成したものを多数枚積層すること
により、スロットを有しない単純な円筒形状に構成され
ている。また、コイル１６は、固定子１４の相数をｍ、
極数をｐとした場合、ｍ×ｐ個（この実施例ではｍ＝
３、ｐ＝４であるから、３×４＝１２個）設けられるも
のであり、以下においては、必要に応じて、第１相（Ｕ
相）の４個のコイル１６を夫々Ｕ１〜Ｕ４、第２相（Ｖ
相）の４個のコイル１６を夫々Ｖ１〜Ｖ４、第３相（Ｗ
相）の４個のコイル１６を夫々Ｗ１〜Ｗ４で示すことに
する。
な電磁鋼板を環状に形成したものを多数枚積層すること
により、スロットを有しない単純な円筒形状に構成され
ている。また、コイル１６は、固定子１４の相数をｍ、
極数をｐとした場合、ｍ×ｐ個（この実施例ではｍ＝
３、ｐ＝４であるから、３×４＝１２個）設けられるも
のであり、以下においては、必要に応じて、第１相（Ｕ
相）の４個のコイル１６を夫々Ｕ１〜Ｕ４、第２相（Ｖ
相）の４個のコイル１６を夫々Ｖ１〜Ｖ４、第３相（Ｗ
相）の４個のコイル１６を夫々Ｗ１〜Ｗ４で示すことに
する。
【００２８】図２は、固定子鉄心１５に装着されたコイ
ル１６（Ｕ１〜Ｕ４、Ｖ１〜Ｖ４、Ｗ１〜Ｗ４）の横断
面形状を、その配置例と共に示すものであり、以下これ
について説明する。即ち、コイルＵ１〜Ｕ４、Ｖ１〜Ｖ
４、Ｗ１〜Ｗ４は、各コイル辺対が、機械角で（２π／
ｐ）度ずつ、つまり機械角で９０度ずつ占有するように
周方向に順次並べることにより、固定子鉄心１５の内周
に沿った円筒形状に配置されるものであり、以下〜
の各条件を満たすように構成されている。
ル１６（Ｕ１〜Ｕ４、Ｖ１〜Ｖ４、Ｗ１〜Ｗ４）の横断
面形状を、その配置例と共に示すものであり、以下これ
について説明する。即ち、コイルＵ１〜Ｕ４、Ｖ１〜Ｖ
４、Ｗ１〜Ｗ４は、各コイル辺対が、機械角で（２π／
ｐ）度ずつ、つまり機械角で９０度ずつ占有するように
周方向に順次並べることにより、固定子鉄心１５の内周
に沿った円筒形状に配置されるものであり、以下〜
の各条件を満たすように構成されている。
【００２９】…各コイルは、そのコイル辺の固定子鉄
心１５の径方向へのターン数分布が、内周に向かうに従
って減少する形状となっている。
心１５の径方向へのターン数分布が、内周に向かうに従
って減少する形状となっている。
【００３０】…円筒形状に配置された状態で、隣接す
るコイル辺同士が前記のターン数減少部分（この例で
は、コイル辺全体）で径方向に重なる状態となってい
る。
るコイル辺同士が前記のターン数減少部分（この例で
は、コイル辺全体）で径方向に重なる状態となってい
る。
【００３１】…のような各コイル辺のターン数分布
は、電気角で（π／ｍ）度、つまり電気角で６０度の範
囲において、正弦波近似形状で連続的に変化する状態と
なっている。
は、電気角で（π／ｍ）度、つまり電気角で６０度の範
囲において、正弦波近似形状で連続的に変化する状態と
なっている。
【００３２】ここで、コイルＵ１〜Ｕ４、Ｖ１〜Ｖ４、
Ｗ１〜Ｗ４の各コイル辺のターン数分布を、上記のよ
うな条件を満たすように構成した場合には、回転子１２
及び固定子１４間のギャップにおけるコイルＵ１〜Ｕ
４、Ｖ１〜Ｖ４、Ｗ１〜Ｗ４による起磁力分布波形が正
弦波に近い状態となるものであり、以下においてはその
理由について説明する。
Ｗ１〜Ｗ４の各コイル辺のターン数分布を、上記のよ
うな条件を満たすように構成した場合には、回転子１２
及び固定子１４間のギャップにおけるコイルＵ１〜Ｕ
４、Ｖ１〜Ｖ４、Ｗ１〜Ｗ４による起磁力分布波形が正
弦波に近い状態となるものであり、以下においてはその
理由について説明する。
【００３３】即ち、一般的なスロット付き固定子におい
て起磁力分布波形を正弦波状とする場合はコイル数が有
限個となり、スロット数をＺ、極数をｐ、相数をｍとす
ると、各コイルは、ｑ＝Ｚ／（ｐ・ｍ）個に分割して巻
かれる。従って、例えば３相、４極、３６スロットであ
った場合には、各コイルは、ｑ＝Ｚ／（ｐ・ｍ）＝３個
に分割して巻かれる。毎相の導体数をｎとした場合、上
記のように分割して巻かれる各コイルの導体数の分布
は、夫々をＣ1 、Ｃ2 、Ｃ3 とすると、 Ｃ1 ＝ [ｎ／ {２sin ２ (αｑ／２) ・cosec(α／２)}] ・ sin {(ｑ−１／２) α} ……（１） Ｃ2 ＝ [ｎ／ {２sin ２ (αｑ／２) ・cosec(α／２)}] ・ sin {(ｑ−３／２) α} ……（２） Ｃ3 ＝ [ｎ／ {２sin ２ (αｑ／２) ・cosec(α／２)}] ・ sin {(ｑ−５／２) α} ……（３） で得られる。但し、α＝（２π／Ｚ）・（ｐ／２）
（rad.） スロットレス固定子の場合は、このような導体数の分布
を連続したものにする必要があり、ｐ・ｍ＝１２個に分
割された各コイルの最外側は、機械角で３６０／１２＝
３０度を占有し、電気角では６０度になる。
て起磁力分布波形を正弦波状とする場合はコイル数が有
限個となり、スロット数をＺ、極数をｐ、相数をｍとす
ると、各コイルは、ｑ＝Ｚ／（ｐ・ｍ）個に分割して巻
かれる。従って、例えば３相、４極、３６スロットであ
った場合には、各コイルは、ｑ＝Ｚ／（ｐ・ｍ）＝３個
に分割して巻かれる。毎相の導体数をｎとした場合、上
記のように分割して巻かれる各コイルの導体数の分布
は、夫々をＣ1 、Ｃ2 、Ｃ3 とすると、 Ｃ1 ＝ [ｎ／ {２sin ２ (αｑ／２) ・cosec(α／２)}] ・ sin {(ｑ−１／２) α} ……（１） Ｃ2 ＝ [ｎ／ {２sin ２ (αｑ／２) ・cosec(α／２)}] ・ sin {(ｑ−３／２) α} ……（２） Ｃ3 ＝ [ｎ／ {２sin ２ (αｑ／２) ・cosec(α／２)}] ・ sin {(ｑ−５／２) α} ……（３） で得られる。但し、α＝（２π／Ｚ）・（ｐ／２）
（rad.） スロットレス固定子の場合は、このような導体数の分布
を連続したものにする必要があり、ｐ・ｍ＝１２個に分
割された各コイルの最外側は、機械角で３６０／１２＝
３０度を占有し、電気角では６０度になる。
【００３４】ここで、前記（１）式中における、sin
{(ｑ−１／２) α} を求める。
{(ｑ−１／２) α} を求める。
【００３５】 ｑα＝｛Ｚ／（ｐ・ｍ）｝・（２π／Ｚ）・（ｐ／２） だから、ｑα＝π／３＝６０度となる。
【００３６】また、最内側のコイル分布は次のようにし
て求める。
て求める。
【００３７】 sin [{ｑ−( ２ｑ−１）／２} α] ＝sin （α／２) ここで、α／２＝（１／２）・（２π／Ｚ）・（ｐ／
２）＝πｐ／（２Ｚ）であるから、Ｚを無限大にしたも
のと想定した場合には、この｛πｐ／（２Ｚ）｝は０度
となる。また、中間部分のコイル分布は、｛ｑ−( ２ｑ
−１）／２｝にαを乗じた値に基づいた正弦波状分布と
なる。
２）＝πｐ／（２Ｚ）であるから、Ｚを無限大にしたも
のと想定した場合には、この｛πｐ／（２Ｚ）｝は０度
となる。また、中間部分のコイル分布は、｛ｑ−( ２ｑ
−１）／２｝にαを乗じた値に基づいた正弦波状分布と
なる。
【００３８】従って、sin ０°からsin ６０°の波形に
対応させて導体数を分布させた状態、つまり、コイルＵ
１〜Ｕ４、Ｖ１〜Ｖ４、Ｗ１〜Ｗ４の各コイル辺のター
ン数分布を電気角で６０°の範囲で正弦波状に分布させ
た状態とすれば、起磁力分布波形を正弦波状とすること
ができる。
対応させて導体数を分布させた状態、つまり、コイルＵ
１〜Ｕ４、Ｖ１〜Ｖ４、Ｗ１〜Ｗ４の各コイル辺のター
ン数分布を電気角で６０°の範囲で正弦波状に分布させ
た状態とすれば、起磁力分布波形を正弦波状とすること
ができる。
【００３９】さて、上述した構成の固定子１４は、次に
述べるような工程を経て製造されるものである。即ち、
まず、図３に示すように、外周面が円筒形の巻型治具１
７に対し、１個目のコイル１６を配置し、この後に２個
目以降のコイル１６を周方向にずらし且つ必要に応じて
隣接するコイル辺を重ね合わせながら配置するものであ
り、全部のコイル１６の配置後に巻型治具１７を抜き取
ることにより、図４に示すような円筒状コイル１８を得
る。
述べるような工程を経て製造されるものである。即ち、
まず、図３に示すように、外周面が円筒形の巻型治具１
７に対し、１個目のコイル１６を配置し、この後に２個
目以降のコイル１６を周方向にずらし且つ必要に応じて
隣接するコイル辺を重ね合わせながら配置するものであ
り、全部のコイル１６の配置後に巻型治具１７を抜き取
ることにより、図４に示すような円筒状コイル１８を得
る。
【００４０】尚、上記のようなコイル１６の配置時に
は、各コイル１６間にポリエステルフィルム、アラミド
繊維紙のような絶縁紙（図示せず）を挟み込むことによ
り、それらをコイル間絶縁紙として機能させている。ま
た、組み上がった円筒状コイル１８に対し、ワニス含浸
処理を施すことにより各コイル１６の一体化を図るよう
にしても良い。
は、各コイル１６間にポリエステルフィルム、アラミド
繊維紙のような絶縁紙（図示せず）を挟み込むことによ
り、それらをコイル間絶縁紙として機能させている。ま
た、組み上がった円筒状コイル１８に対し、ワニス含浸
処理を施すことにより各コイル１６の一体化を図るよう
にしても良い。
【００４１】次に、図５に示すように、円筒状コイル１
８の周囲をポリエステルフィルム、アラミド繊維紙のよ
うな絶縁保護紙１９で包囲し、固定子鉄心１５内に挿入
する。次いで図６、図７に示すように、円筒状コイル１
８内に円筒状モールド治具２０を挿入した状態にて、全
体を熱硬化性樹脂によりモールド成形し、固定子鉄心１
５及び円筒状コイル１８を一体化する。尚、この場合に
おいて、上記モールド樹脂に対し磁性体製の粉体を予め
混入する構成としても良い。
８の周囲をポリエステルフィルム、アラミド繊維紙のよ
うな絶縁保護紙１９で包囲し、固定子鉄心１５内に挿入
する。次いで図６、図７に示すように、円筒状コイル１
８内に円筒状モールド治具２０を挿入した状態にて、全
体を熱硬化性樹脂によりモールド成形し、固定子鉄心１
５及び円筒状コイル１８を一体化する。尚、この場合に
おいて、上記モールド樹脂に対し磁性体製の粉体を予め
混入する構成としても良い。
【００４２】そして、モールド樹脂の硬化後にモールド
治具２０を抜き取った後に、固定子鉄心１５及び円筒状
コイル１８の一体物をフレーム１１内に挿入して、その
フレーム１１及び固定子鉄心１５間を固定し、図８に示
すような固定子１４を得る。この場合、フレーム１１に
対する固定子鉄心１５の固定は、圧入、ボルト締め、か
しめ、焼き嵌めなどの手段を利用して行う。
治具２０を抜き取った後に、固定子鉄心１５及び円筒状
コイル１８の一体物をフレーム１１内に挿入して、その
フレーム１１及び固定子鉄心１５間を固定し、図８に示
すような固定子１４を得る。この場合、フレーム１１に
対する固定子鉄心１５の固定は、圧入、ボルト締め、か
しめ、焼き嵌めなどの手段を利用して行う。
【００４３】尚、ここでは、固定子鉄心１５及び円筒状
コイル１８をモールド成形して成る一体物をフレーム１
１内に挿入固定するようにしたが、固定子鉄心１５及び
円筒状コイル１８をフレーム１１内に挿入した状態でモ
ールド成形を行う構成、或はフレーム１１内に固定子鉄
心１５を挿入固定した後に、その固定子鉄心１５内に円
筒状コイル１８を挿入し、この状態でモールド成形を行
う構成なども採用できる。また、固定子鉄心１５及び円
筒状コイル１８のモールド成形時に、そのモールド用樹
脂により強固な外殻を同時に形成する構成とすれば、フ
レーム１１を不要としたフレームレスモータとして構成
とすることもできる。
コイル１８をモールド成形して成る一体物をフレーム１
１内に挿入固定するようにしたが、固定子鉄心１５及び
円筒状コイル１８をフレーム１１内に挿入した状態でモ
ールド成形を行う構成、或はフレーム１１内に固定子鉄
心１５を挿入固定した後に、その固定子鉄心１５内に円
筒状コイル１８を挿入し、この状態でモールド成形を行
う構成なども採用できる。また、固定子鉄心１５及び円
筒状コイル１８のモールド成形時に、そのモールド用樹
脂により強固な外殻を同時に形成する構成とすれば、フ
レーム１１を不要としたフレームレスモータとして構成
とすることもできる。
【００４４】しかして、上記した本実施例によれば次に
述べるような数々の効果を得ることができる。
述べるような数々の効果を得ることができる。
【００４５】即ち、図２に示すように、スロットレス形
の固定子鉄心１５の内周面に各コイル辺対が機械角で９
０度ずつ占有するように円筒形に配置される１２個のコ
イルＵ１〜Ｕ４、Ｖ１〜Ｖ４、Ｗ１〜Ｗ４は、そのコイ
ル辺の前記固定子鉄心１５の径方向へのターン数分布が
内周に向かうに従って順次減少した形状に形成されると
共に、その配置状態で隣接するコイル辺同士が上記のよ
うな前記ターン数分布の減少部分で径方向に重なるよう
に構成されるているから、単層構造で済むと共に、上記
のようなコイル辺の重なり部分での合計ターン数の分布
が周方向に均一化されるものであり、従ってコイルＵ１
〜Ｕ４、Ｖ１〜Ｖ４、Ｗ１〜Ｗ４全体の各部における厚
み寸法が小さくなって、回転子１２及び固定子１４間の
ギャップを従来構成に比べて大幅に小さくできる。
の固定子鉄心１５の内周面に各コイル辺対が機械角で９
０度ずつ占有するように円筒形に配置される１２個のコ
イルＵ１〜Ｕ４、Ｖ１〜Ｖ４、Ｗ１〜Ｗ４は、そのコイ
ル辺の前記固定子鉄心１５の径方向へのターン数分布が
内周に向かうに従って順次減少した形状に形成されると
共に、その配置状態で隣接するコイル辺同士が上記のよ
うな前記ターン数分布の減少部分で径方向に重なるよう
に構成されるているから、単層構造で済むと共に、上記
のようなコイル辺の重なり部分での合計ターン数の分布
が周方向に均一化されるものであり、従ってコイルＵ１
〜Ｕ４、Ｖ１〜Ｖ４、Ｗ１〜Ｗ４全体の各部における厚
み寸法が小さくなって、回転子１２及び固定子１４間の
ギャップを従来構成に比べて大幅に小さくできる。
【００４６】この結果、上記のようにギャップが小さく
なる分だけ固定子鉄心１５の径方向寸法（厚み寸法）を
大きくすることが可能になるから、漏れ磁束の低減によ
る特性改善を実現できるようになると共に、固定子鉄心
１５の飽和条件も緩和できるようになる。また、固定子
鉄心１５の径方向寸法を大きくする必要がない場合に
は、ギャップが小さくなった分だけ固定子鉄心１５の外
径寸法を小さくできるから、モータ全体の小形化を図り
得るようになる。
なる分だけ固定子鉄心１５の径方向寸法（厚み寸法）を
大きくすることが可能になるから、漏れ磁束の低減によ
る特性改善を実現できるようになると共に、固定子鉄心
１５の飽和条件も緩和できるようになる。また、固定子
鉄心１５の径方向寸法を大きくする必要がない場合に
は、ギャップが小さくなった分だけ固定子鉄心１５の外
径寸法を小さくできるから、モータ全体の小形化を図り
得るようになる。
【００４７】また、各コイルＵ１〜Ｕ４、Ｖ１〜Ｖ４、
Ｗ１〜Ｗ４のコイル辺のターン数分布は、電気角で６０
度の範囲において正弦波近似形状で連続的に変化する構
成となっているから、回転子１２及び固定子１４間のギ
ャップにおけるコイルＵ１〜Ｕ４、Ｖ１〜Ｖ４、Ｗ１〜
Ｗ４による起磁力分布波形を正弦波に近い状態とするこ
とができ、これにより高調波磁束が発生し難くなって、
電磁騒音及びトルクリップルの発生が抑制されるように
なる。
Ｗ１〜Ｗ４のコイル辺のターン数分布は、電気角で６０
度の範囲において正弦波近似形状で連続的に変化する構
成となっているから、回転子１２及び固定子１４間のギ
ャップにおけるコイルＵ１〜Ｕ４、Ｖ１〜Ｖ４、Ｗ１〜
Ｗ４による起磁力分布波形を正弦波に近い状態とするこ
とができ、これにより高調波磁束が発生し難くなって、
電磁騒音及びトルクリップルの発生が抑制されるように
なる。
【００４８】しかも、各コイルＵ１〜Ｕ４、Ｖ１〜Ｖ
４、Ｗ１〜Ｗ４は、円筒形状に配置された状態で、一方
のコイル辺が当該円筒形状の内周側に位置し、他方のコ
イル辺が外周側に位置した構成となっているから、各コ
イルＵ１〜Ｕ４、Ｖ１〜Ｖ４、Ｗ１〜Ｗ４のコイル辺と
回転子１２との間の平均距離、ひいてはコイルＵ１〜Ｕ
４、Ｖ１〜Ｖ４、Ｗ１〜Ｗ４から回転子１２に作用する
回転磁界強度が均一化するようになり、この面からもト
ルクリップルが抑制されるようになる。
４、Ｗ１〜Ｗ４は、円筒形状に配置された状態で、一方
のコイル辺が当該円筒形状の内周側に位置し、他方のコ
イル辺が外周側に位置した構成となっているから、各コ
イルＵ１〜Ｕ４、Ｖ１〜Ｖ４、Ｗ１〜Ｗ４のコイル辺と
回転子１２との間の平均距離、ひいてはコイルＵ１〜Ｕ
４、Ｖ１〜Ｖ４、Ｗ１〜Ｗ４から回転子１２に作用する
回転磁界強度が均一化するようになり、この面からもト
ルクリップルが抑制されるようになる。
【００４９】さらに、各コイルＵ１〜Ｕ４、Ｖ１〜Ｖ
４、Ｗ１〜Ｗ４は、固定子鉄心１５と共に樹脂モールド
成形されているから、それらコイルＵ１〜Ｕ４、Ｖ１〜
Ｖ４、Ｗ１〜Ｗ４と回転子１２との間で電磁力が作用し
たときにおいても、各コイルの位置ずれに起因したモー
タ特性の劣化を未然に防止できるようになる。
４、Ｗ１〜Ｗ４は、固定子鉄心１５と共に樹脂モールド
成形されているから、それらコイルＵ１〜Ｕ４、Ｖ１〜
Ｖ４、Ｗ１〜Ｗ４と回転子１２との間で電磁力が作用し
たときにおいても、各コイルの位置ずれに起因したモー
タ特性の劣化を未然に防止できるようになる。
【００５０】また、このように各コイルＵ１〜Ｕ４、Ｖ
１〜Ｖ４、Ｗ１〜Ｗ４及び固定子鉄心１５をモールド成
形する際に、そのモールド樹脂内に磁性体製の粉体が混
入された構成となっていた場合には、回転子１２及び固
定子１４間の見掛上のギャップが小さくなって、漏れ磁
束が減少するようになり、出力トルク特性の向上を図り
得るようになる。但し、このような磁性体製粉体のモー
ルド材料への混入は必要に応じて行えば良い。
１〜Ｖ４、Ｗ１〜Ｗ４及び固定子鉄心１５をモールド成
形する際に、そのモールド樹脂内に磁性体製の粉体が混
入された構成となっていた場合には、回転子１２及び固
定子１４間の見掛上のギャップが小さくなって、漏れ磁
束が減少するようになり、出力トルク特性の向上を図り
得るようになる。但し、このような磁性体製粉体のモー
ルド材料への混入は必要に応じて行えば良い。
【００５１】尚、上記実施例では、各コイルＵ１〜Ｕ
４、Ｖ１〜Ｖ４、Ｗ１〜Ｗ４のコイル辺のターン数分布
が、コイル内周に向かうに従って減少し、且つその減少
状態が電気角で６０度の範囲において正弦波近似形状で
連続的に変化するように構成したが、コイル辺のターン
数分布の変化状態は、必ずしも上述のような正弦波近似
形状とする必要はなく、図９〜図１５に示すような各状
態で変化する構成としても良いものであり、以下におい
ては、これら図９〜図１５に示す変形例について簡単に
説明しておく。
４、Ｖ１〜Ｖ４、Ｗ１〜Ｗ４のコイル辺のターン数分布
が、コイル内周に向かうに従って減少し、且つその減少
状態が電気角で６０度の範囲において正弦波近似形状で
連続的に変化するように構成したが、コイル辺のターン
数分布の変化状態は、必ずしも上述のような正弦波近似
形状とする必要はなく、図９〜図１５に示すような各状
態で変化する構成としても良いものであり、以下におい
ては、これら図９〜図１５に示す変形例について簡単に
説明しておく。
【００５２】図９の例では、コイルＵ１〜Ｕ４、Ｖ１〜
Ｖ４、Ｗ１〜Ｗ４のコイル辺のターン数分布を、電気角
で６０度の範囲において、直線形状で連続的に変化する
状態としている。
Ｖ４、Ｗ１〜Ｗ４のコイル辺のターン数分布を、電気角
で６０度の範囲において、直線形状で連続的に変化する
状態としている。
【００５３】図１０の例では、コイルＵ１〜Ｕ４、Ｖ１
〜Ｖ４、Ｗ１〜Ｗ４のコイル辺のターン数分布を、電気
角で６０度の範囲において、３段階に順次変化する状態
としている。
〜Ｖ４、Ｗ１〜Ｗ４のコイル辺のターン数分布を、電気
角で６０度の範囲において、３段階に順次変化する状態
としている。
【００５４】図１１の例では、コイルＵ１〜Ｕ４、Ｖ１
〜Ｖ４、Ｗ１〜Ｗ４のコイル辺のターン数分布を、電気
角で６０度の範囲において、略中間部位まで直線形状で
連続的に変化すると共に、その中間部位で階段状に変化
し、さらに残りの部分で直線形状で連続的に変化する状
態としている。
〜Ｖ４、Ｗ１〜Ｗ４のコイル辺のターン数分布を、電気
角で６０度の範囲において、略中間部位まで直線形状で
連続的に変化すると共に、その中間部位で階段状に変化
し、さらに残りの部分で直線形状で連続的に変化する状
態としている。
【００５５】図１２の例では、コイルＵ１〜Ｕ４、Ｖ１
〜Ｖ４、Ｗ１〜Ｗ４のコイル辺のターン数分布を、電気
角で６０度の範囲において、両側の各１／３部位におい
てのみ直線形状で連続的に変化する状態としている。
〜Ｖ４、Ｗ１〜Ｗ４のコイル辺のターン数分布を、電気
角で６０度の範囲において、両側の各１／３部位におい
てのみ直線形状で連続的に変化する状態としている。
【００５６】図１３の例では、コイルＵ１〜Ｕ４、Ｖ１
〜Ｖ４、Ｗ１〜Ｗ４のコイル辺のターン数分布を、その
内周寄りの一部のみが直線状に変化する状態としてい
る。
〜Ｖ４、Ｗ１〜Ｗ４のコイル辺のターン数分布を、その
内周寄りの一部のみが直線状に変化する状態としてい
る。
【００５７】図１４の例では、コイルＵ１〜Ｕ４、Ｖ１
〜Ｖ４、Ｗ１〜Ｗ４のコイル辺のターン数分布を、その
内周寄りの略１／２部位のみが減少した状態としてい
る。
〜Ｖ４、Ｗ１〜Ｗ４のコイル辺のターン数分布を、その
内周寄りの略１／２部位のみが減少した状態としてい
る。
【００５８】図１５の例では、コイルＵ１〜Ｕ４、Ｖ１
〜Ｖ４、Ｗ１〜Ｗ４のコイル辺のターン数分布を、その
内周寄りの一部分における両側部位においてのみ直線状
に変化する状態としている。
〜Ｖ４、Ｗ１〜Ｗ４のコイル辺のターン数分布を、その
内周寄りの一部分における両側部位においてのみ直線状
に変化する状態としている。
【００５９】以上のような図９〜図１５に示す各状態に
構成した場合でも、各コイルＵ１〜Ｕ４、Ｖ１〜Ｖ４、
Ｗ１〜Ｗ４による起磁力の分布波形の凹凸が少なくなっ
て、高調波磁束が発生し難くなるものであるから、電磁
騒音及びトルクリップルの抑制効果をある程度発揮でき
るようになる。
構成した場合でも、各コイルＵ１〜Ｕ４、Ｖ１〜Ｖ４、
Ｗ１〜Ｗ４による起磁力の分布波形の凹凸が少なくなっ
て、高調波磁束が発生し難くなるものであるから、電磁
騒音及びトルクリップルの抑制効果をある程度発揮でき
るようになる。
【００６０】さらに、上記実施例では、一般的な電磁鋼
板を積層して固定子鉄心１５を形成したが、その固定子
鉄心１５を６．５％珪素入り電磁鋼板を利用して形成す
ることにより、電磁気的特性を高めることも可能にな
る。即ち、６．５％珪素入り電磁鋼板は、電磁気的特性
が良好であるため、これを利用すればインバータ駆動時
における高調波成分による悪影響を抑制できるようにな
るが、脆性が高いため複雑な形状に打ち抜くことは困難
である。しかるに、本実施例における固定子鉄心１５
は、単純な環状に形成した鋼板を積層すれば済むもので
あるから、これを６．５％珪素入り電磁鋼板の積層によ
り形成することが可能になる。
板を積層して固定子鉄心１５を形成したが、その固定子
鉄心１５を６．５％珪素入り電磁鋼板を利用して形成す
ることにより、電磁気的特性を高めることも可能にな
る。即ち、６．５％珪素入り電磁鋼板は、電磁気的特性
が良好であるため、これを利用すればインバータ駆動時
における高調波成分による悪影響を抑制できるようにな
るが、脆性が高いため複雑な形状に打ち抜くことは困難
である。しかるに、本実施例における固定子鉄心１５
は、単純な環状に形成した鋼板を積層すれば済むもので
あるから、これを６．５％珪素入り電磁鋼板の積層によ
り形成することが可能になる。
【００６１】この場合、固定子鉄心１５の全体を６．５
％珪素入り電磁鋼板により形成する必要はなく、例えば
本発明の第２実施例を示す図１６のように、固定子鉄心
１５の軸方向両端部分のみを６．５％珪素入り電磁鋼板
の積層部Ｍとしても良いものである。
％珪素入り電磁鋼板により形成する必要はなく、例えば
本発明の第２実施例を示す図１６のように、固定子鉄心
１５の軸方向両端部分のみを６．５％珪素入り電磁鋼板
の積層部Ｍとしても良いものである。
【００６２】また、本発明の第３実施例を示す図１７の
ように、長尺状の電磁鋼板をヘリカル巻により積層する
ことにより固定子鉄心１５Ａを形成する構成、或は本発
明の第３実施例を示す図１８のように、固定子鉄心１５
Ｂを所謂巻鉄心として構成すれば、固定子鉄心用の材料
の歩留まりを大幅に高めることができる。
ように、長尺状の電磁鋼板をヘリカル巻により積層する
ことにより固定子鉄心１５Ａを形成する構成、或は本発
明の第３実施例を示す図１８のように、固定子鉄心１５
Ｂを所謂巻鉄心として構成すれば、固定子鉄心用の材料
の歩留まりを大幅に高めることができる。
【００６３】加えて、固定子鉄心１５の形状は、これが
スロットを有しないものであれば、上記した実施例のよ
うに単純な円筒形状に限定されるものではない。
スロットを有しないものであれば、上記した実施例のよ
うに単純な円筒形状に限定されるものではない。
【００６４】即ち、図１９及び図２０に示すように、固
定子鉄心１５の内周に、その軸方向へ延びる複数本（こ
の例では４本）の溝２１を回り止め手段として形成する
構成を採用しても良いものであり、このように構成した
場合には、固定子鉄心１５及び円筒状コイル１８をモー
ルド成形により一体物化する工程において、そのモール
ド樹脂が上記溝２１内に入り込むことになるから、その
円筒状コイル１８の回り止めを確実に行い得るようにな
る。
定子鉄心１５の内周に、その軸方向へ延びる複数本（こ
の例では４本）の溝２１を回り止め手段として形成する
構成を採用しても良いものであり、このように構成した
場合には、固定子鉄心１５及び円筒状コイル１８をモー
ルド成形により一体物化する工程において、そのモール
ド樹脂が上記溝２１内に入り込むことになるから、その
円筒状コイル１８の回り止めを確実に行い得るようにな
る。
【００６５】また、図２１に示すように、固定子鉄心１
５の内周に、その軸方向へ延びる例えば４本の突条２２
を回り止め手段として形成する構成としても良いもので
あり、このような構成によれば、固定子鉄心１５及び円
筒状コイル１８をモールド成形したときに、そのモール
ド樹脂内に上記突条２２が食い込んだ状態となるから、
この場合にも円筒状コイル１８の回り止めを確実に行い
得るようになる。
５の内周に、その軸方向へ延びる例えば４本の突条２２
を回り止め手段として形成する構成としても良いもので
あり、このような構成によれば、固定子鉄心１５及び円
筒状コイル１８をモールド成形したときに、そのモール
ド樹脂内に上記突条２２が食い込んだ状態となるから、
この場合にも円筒状コイル１８の回り止めを確実に行い
得るようになる。
【００６６】さらに、図２２に示すように、固定子鉄心
１５の内周そのものを多角形状の回り止め手段２３とし
て構成したり、或は図２３に示すように、固定子鉄心１
５の内周に円弧状の多数の凹部２４を回り止め部として
設ける構成としても、円筒状コイル１８の回り止めを同
様に行い得るものであり、特に図２３の例において、凹
部２４の数をコイル１６の個数（相数ｍ及び極数ｐの積
で、本実施例の場合１２個）に設定すれば、円筒状コイ
ル１８の外周にコイル１６の数だけ生ずる凸部を上記凹
部２４内に位置させることができて、その収納効率が向
上するようになる。
１５の内周そのものを多角形状の回り止め手段２３とし
て構成したり、或は図２３に示すように、固定子鉄心１
５の内周に円弧状の多数の凹部２４を回り止め部として
設ける構成としても、円筒状コイル１８の回り止めを同
様に行い得るものであり、特に図２３の例において、凹
部２４の数をコイル１６の個数（相数ｍ及び極数ｐの積
で、本実施例の場合１２個）に設定すれば、円筒状コイ
ル１８の外周にコイル１６の数だけ生ずる凸部を上記凹
部２４内に位置させることができて、その収納効率が向
上するようになる。
【００６７】図２４、図２５には、本発明の第５実施例
が示されており、以下これについて前記第１実施例と異
なる部分のみ説明する。
が示されており、以下これについて前記第１実施例と異
なる部分のみ説明する。
【００６８】即ち、この第５実施例は、コイル１６の固
定をモールド成形に代わる手段により行ったことを特徴
とするもので、図２４に示すような非磁性材料例えば樹
脂製のボビン２５を用意する。このボビン２５は、環状
部２５ａの外周から１２個のリブ２５ｂを等間隔で放射
状に突出形成することにより、各リブ２５ｂ間にコイル
巻回用の凹部２５ｃを設けた形状となっている。
定をモールド成形に代わる手段により行ったことを特徴
とするもので、図２４に示すような非磁性材料例えば樹
脂製のボビン２５を用意する。このボビン２５は、環状
部２５ａの外周から１２個のリブ２５ｂを等間隔で放射
状に突出形成することにより、各リブ２５ｂ間にコイル
巻回用の凹部２５ｃを設けた形状となっている。
【００６９】そして、図２５に示すように、上記ボビン
２５に対して、コイル１６を第１実施例と同様の状態に
巻回し、この後にボビン２５を固定子鉄心１５内に挿入
して接着などにより固定する。
２５に対して、コイル１６を第１実施例と同様の状態に
巻回し、この後にボビン２５を固定子鉄心１５内に挿入
して接着などにより固定する。
【００７０】このような構成の本実施例によれば、長時
間を要するモールド工程が不要になるため、全体の製作
所要時間を短縮できると共に、モータ全体の軽量化を図
ることができるようになり、また、自動組立が可能にな
るという利点も生まれる。
間を要するモールド工程が不要になるため、全体の製作
所要時間を短縮できると共に、モータ全体の軽量化を図
ることができるようになり、また、自動組立が可能にな
るという利点も生まれる。
【００７１】尚、図２６に示すように、固定子鉄心１５
側に、ボビン２５のリブ２５ｂの先端部が嵌まり込む凹
部１５ａを形成する構成とすれば、ボビン２５の回り止
めを確実に行い得るようになる。
側に、ボビン２５のリブ２５ｂの先端部が嵌まり込む凹
部１５ａを形成する構成とすれば、ボビン２５の回り止
めを確実に行い得るようになる。
【００７２】また、内転形スロットレスモータに限ら
ず、本発明の第６実施例を示す図２７のように外転形ス
ロットレスモータに適用した場合でも第１実施例と同様
の効果を奏するものである。
ず、本発明の第６実施例を示す図２７のように外転形ス
ロットレスモータに適用した場合でも第１実施例と同様
の効果を奏するものである。
【００７３】即ち、図２７において、図示しない軸受を
介して支持された回転子２６は、カップ状のヨーク２６
ａの内周に４極の磁極を形成するための永久磁石２７を
備えた構成となっている。この回転子２６により囲繞さ
れた状態で配置された３相４極の固定子２８は、円環状
の固定子鉄心２９と、この固定子鉄心２９の外周に第１
実施例と同様の配置状態で装着された回転磁界形成用の
コイル１６とにより構成されている。
介して支持された回転子２６は、カップ状のヨーク２６
ａの内周に４極の磁極を形成するための永久磁石２７を
備えた構成となっている。この回転子２６により囲繞さ
れた状態で配置された３相４極の固定子２８は、円環状
の固定子鉄心２９と、この固定子鉄心２９の外周に第１
実施例と同様の配置状態で装着された回転磁界形成用の
コイル１６とにより構成されている。
【００７４】
【発明の効果】以上の説明によって明らかなように、請
求項１の発明によれば、スロットレス形のｍ相ｐ極の固
定子鉄心と永久磁石形回転子との間に、ｍ×ｐ個のコイ
ルを配置したスロットレスモータにおいて、前記コイル
を各コイル辺対が機械角で（２π／ｐ）度ずつ占有する
ように周方向に順次並べることにより固定子鉄心に沿っ
た円筒形状に配置する構成とした上で、それらの各コイ
ルを、そのコイル辺の前記固定子鉄心の径方向へのター
ン数分布が減少した部分を有した形状に形成すると共に
前記円筒形状の配置状態で隣接するコイル辺同士が前記
ターン数分布の減少部分で径方向に重なるように構成し
たので、各コイルを単層構造で配置することができて固
定子及び回転子間のギャップを小さくできるようにな
り、これにより漏れ磁束の低減による特性改善を実現で
きると共に、モータ全体の小形化を図り得るようにな
る。
求項１の発明によれば、スロットレス形のｍ相ｐ極の固
定子鉄心と永久磁石形回転子との間に、ｍ×ｐ個のコイ
ルを配置したスロットレスモータにおいて、前記コイル
を各コイル辺対が機械角で（２π／ｐ）度ずつ占有する
ように周方向に順次並べることにより固定子鉄心に沿っ
た円筒形状に配置する構成とした上で、それらの各コイ
ルを、そのコイル辺の前記固定子鉄心の径方向へのター
ン数分布が減少した部分を有した形状に形成すると共に
前記円筒形状の配置状態で隣接するコイル辺同士が前記
ターン数分布の減少部分で径方向に重なるように構成し
たので、各コイルを単層構造で配置することができて固
定子及び回転子間のギャップを小さくできるようにな
り、これにより漏れ磁束の低減による特性改善を実現で
きると共に、モータ全体の小形化を図り得るようにな
る。
【００７５】請求項２の発明では、各コイルのコイル辺
のターン数分布が内周に向かうに従って減少するように
構成したから、上述のように隣接するコイル辺同士が前
記ターン数分布の減少部分で径方向に重なるように配置
した状態において、その重なり部分での両コイル辺の合
計ターン数の分布が周方向に均一化される。従って、円
筒形状に配置されたコイル全体の厚み寸法が平均化され
るようになって、固定子及び回転子間に必要なギャップ
が大きくなる事態を防止できるようになり、この面から
も特性改善に寄与できる。
のターン数分布が内周に向かうに従って減少するように
構成したから、上述のように隣接するコイル辺同士が前
記ターン数分布の減少部分で径方向に重なるように配置
した状態において、その重なり部分での両コイル辺の合
計ターン数の分布が周方向に均一化される。従って、円
筒形状に配置されたコイル全体の厚み寸法が平均化され
るようになって、固定子及び回転子間に必要なギャップ
が大きくなる事態を防止できるようになり、この面から
も特性改善に寄与できる。
【００７６】請求項３の発明では、各コイルが円筒形状
に配置された状態で、各コイルの一方のコイル辺が当該
円筒形状の内周側に位置し、他方のコイル辺が外周側に
位置する構成としたから、各コイルのコイル辺と回転子
との間の平均距離、ひいてはコイル群から回転子に作用
する回転磁界強度を均一化できるようになり、以てトル
クリップルの抑制に寄与できるようになる。
に配置された状態で、各コイルの一方のコイル辺が当該
円筒形状の内周側に位置し、他方のコイル辺が外周側に
位置する構成としたから、各コイルのコイル辺と回転子
との間の平均距離、ひいてはコイル群から回転子に作用
する回転磁界強度を均一化できるようになり、以てトル
クリップルの抑制に寄与できるようになる。
【００７７】請求項４の発明では、各コイルのコイル辺
のターン数分布が、電気角で（π／ｍ）度の範囲におい
て順次変化する構成としたから、各コイルによる起磁力
の分布波形の凹凸が少なくなり、これにより高調波磁束
に起因した電磁騒音及びトルクリップルの発生を抑制で
きるようになる。
のターン数分布が、電気角で（π／ｍ）度の範囲におい
て順次変化する構成としたから、各コイルによる起磁力
の分布波形の凹凸が少なくなり、これにより高調波磁束
に起因した電磁騒音及びトルクリップルの発生を抑制で
きるようになる。
【００７８】請求項５の発明では、各コイルのコイル辺
のターン数分布が、電気角で（π／ｍ）度の範囲におい
て正弦波近似形状で連続的に変化する構成としたから、
各コイルによる起磁力の分布波形が正弦波に近い状態と
なって高調波磁束がさらに発生し難くなり、電磁騒音及
びトルクリップル抑制効果が増大するようになる。
のターン数分布が、電気角で（π／ｍ）度の範囲におい
て正弦波近似形状で連続的に変化する構成としたから、
各コイルによる起磁力の分布波形が正弦波に近い状態と
なって高調波磁束がさらに発生し難くなり、電磁騒音及
びトルクリップル抑制効果が増大するようになる。
【００７９】請求項６の発明では、各コイルを固定子鉄
心と共にモールド成形すると共に、固定子鉄心側に樹脂
モールド成形物の回り止めを行う回り止め手段を設ける
構成としたので、各コイルに電磁力が作用した場合でも
それらの位置ずれが確実に防止されるようになり、その
位置ずれに起因したモータ特性の劣化を未然に防止でき
るようになる。
心と共にモールド成形すると共に、固定子鉄心側に樹脂
モールド成形物の回り止めを行う回り止め手段を設ける
構成としたので、各コイルに電磁力が作用した場合でも
それらの位置ずれが確実に防止されるようになり、その
位置ずれに起因したモータ特性の劣化を未然に防止でき
るようになる。
【００８０】請求項７の発明では、各コイルを磁性体製
の粉体が混入された樹脂によりモールド成形する構成と
したので、回転子及び固定子間の見掛上のギャップを小
さくできて、漏れ磁束の減少による特性の向上を実現で
きるようになる。
の粉体が混入された樹脂によりモールド成形する構成と
したので、回転子及び固定子間の見掛上のギャップを小
さくできて、漏れ磁束の減少による特性の向上を実現で
きるようになる。
【００８１】請求項８の発明では、各コイルが巻回され
るボビンを設け、このボビンを固定子鉄心に装着する構
成としたので、コイルをモールド成形する場合に比べ
て、全体の製作所要時間の短縮、並びにモータ全体の軽
量化を図り得るようになる。
るボビンを設け、このボビンを固定子鉄心に装着する構
成としたので、コイルをモールド成形する場合に比べ
て、全体の製作所要時間の短縮、並びにモータ全体の軽
量化を図り得るようになる。
【図１】本発明の第１実施例を示す全体の概略的な横断
面図
面図
【図２】コイル配置を示す図
【図３】固定子の組み立て途中の状態を示す斜視図その
１
１
【図４】固定子の組み立て途中の状態を示す斜視図その
２
２
【図５】固定子の組み立て途中の状態を示す斜視図その
３
３
【図６】固定子の組み立て途中の状態を示す斜視図その
４
４
【図７】固定子の組み立て途中の状態を示す斜視図その
５
５
【図８】固定子の組み立て完成状態を示す斜視図
【図９】コイル配置の第１の変形例を示す図
【図１０】コイル配置の第２の変形例を示す図
【図１１】コイル配置の第３の変形例を示す図
【図１２】コイル配置の第４の変形例を示す図
【図１３】コイル配置の第５の変形例を示す図
【図１４】コイル配置の第６の変形例を示す図
【図１５】コイル配置の第７の変形例を示す図
【図１６】本発明の第２実施例を示す固定子鉄心の斜視
図
図
【図１７】本発明の第３実施例を示す固定子鉄心の斜視
図
図
【図１８】本発明の第４実施例を示す固定子鉄心の斜視
図
図
【図１９】固定子鉄心の形状の第１の変形例を示す平面
図
図
【図２０】同第１の変形例の斜視図
【図２１】固定子鉄心の形状の第２の変形例を示す平面
図
図
【図２２】固定子鉄心の形状の第３の変形例を示す平面
図
図
【図２３】固定子鉄心の形状の第４の変形例を示す平面
図
図
【図２４】本発明の第５実施例を示す要部の斜視図
【図２５】固定子の組み立て途中の状態を示す斜視図
【図２６】同第５実施例の変形例を示す図２５相当図
【図２７】本発明の第６実施例を示す全体の概略的な横
断面図
断面図
【図２８】従来例を示す平面図
【図２９】同従来例の縦断面図
【図３０】異なる従来例を示す要部の横断面図
図面中、１１はフレーム、１２は回転子、１３は永久磁
石、１４は固定子、１５、１５Ａ、１５Ｂは固定子鉄
心、１６、Ｕ１〜Ｕ４、Ｖ１〜Ｖ４、Ｗ１〜Ｗ４はコイ
ル、２１は溝（回り止め手段）、２２は突条（回り止め
手段）、２３は回り止め手段、２４は凹部（回り止め手
段）、２５はボビン、２６は回転子、２７は永久磁石、
２８は固定子、２９は固定子鉄心を示す。
石、１４は固定子、１５、１５Ａ、１５Ｂは固定子鉄
心、１６、Ｕ１〜Ｕ４、Ｖ１〜Ｖ４、Ｗ１〜Ｗ４はコイ
ル、２１は溝（回り止め手段）、２２は突条（回り止め
手段）、２３は回り止め手段、２４は凹部（回り止め手
段）、２５はボビン、２６は回転子、２７は永久磁石、
２８は固定子、２９は固定子鉄心を示す。
Claims (8)
- 【請求項１】 円環状のスロットレス形固定子鉄心の内
周面または外周面に回転磁界形成用のコイルを装着して
成るｍ相ｐ極の固定子と、永久磁石形回転子とを備えた
スロットレスモータにおいて、 前記コイルをｍ×ｐ個設けて、それらのコイルを各コイ
ル辺対が機械角で（２π／ｐ）度ずつ占有するように周
方向に順次並べることにより前記固定子鉄心に沿った円
筒形状に配置する構成とし、 前記各コイルを、そのコイル辺の前記固定子鉄心の径方
向へのターン数分布が減少した部分を有した形状に形成
し、前記円筒形状の配置状態で隣接するコイル辺同士が
前記ターン数分布の減少部分で径方向に重なるように構
成したことを特徴とするスロットレスモータ。 - 【請求項２】 各コイルは、そのコイル辺のターン数分
布が内周に向かうに従って減少するように構成されてい
ることを特徴とする請求項１記載のスロットレスモー
タ。 - 【請求項３】 各コイルが円筒形状に配置された状態で
は、各コイルの一方のコイル辺が当該円筒形状の内周側
に位置し且つ他方のコイル辺が外周側に位置するように
構成されていることを特徴とする請求項１記載のスロッ
トレスモータ。 - 【請求項４】 各コイルのコイル辺のターン数分布は、
電気角で（π／ｍ）度の範囲において順次変化するよう
に構成されていることを特徴とする請求項１記載のスロ
ットレスモータ。 - 【請求項５】 各コイルのコイル辺のターン数分布は、
電気角で（π／ｍ）度の範囲において正弦波近似形状で
連続的に変化するように構成されていることを特徴とす
る請求項１記載のスロットレスモータ。 - 【請求項６】 各コイルは、固定子鉄心に沿った円筒形
状に配置された状態でその固定子鉄心と共に樹脂モール
ド成形されるように構成され、前記固定子鉄心側には、
樹脂モールド成形物の回り止めを行う回り止め手段が形
成されていることを特徴とする請求項１記載のスロット
レスモータ。 - 【請求項７】 各コイルは、磁性体製の粉体が混入され
た樹脂によりモールド成形されることを特徴とする請求
項１記載のスロットレスモータ。 - 【請求項８】 各コイルが巻回されるボビンを備え、こ
のボビンを固定子鉄心に装着するように構成されている
ことを特徴とする請求項１記載のスロットレスモータ。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3273851A JP2667073B2 (ja) | 1991-10-22 | 1991-10-22 | スロットレスモータ |
| US07/962,662 US5313131A (en) | 1991-10-22 | 1992-10-19 | Slotless motor |
| TW081108383A TW204419B (ja) | 1991-10-22 | 1992-10-21 | |
| KR1019920019403A KR960013951B1 (ko) | 1991-10-22 | 1992-10-22 | 무슬로트 전동기 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3273851A JP2667073B2 (ja) | 1991-10-22 | 1991-10-22 | スロットレスモータ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05115141A true JPH05115141A (ja) | 1993-05-07 |
| JP2667073B2 JP2667073B2 (ja) | 1997-10-22 |
Family
ID=17533440
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3273851A Expired - Lifetime JP2667073B2 (ja) | 1991-10-22 | 1991-10-22 | スロットレスモータ |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5313131A (ja) |
| JP (1) | JP2667073B2 (ja) |
| KR (1) | KR960013951B1 (ja) |
| TW (1) | TW204419B (ja) |
Cited By (2)
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| US7990013B2 (en) * | 2008-06-23 | 2011-08-02 | Korea Electronics Technology Institute | Slotless motor |
| JP2019122230A (ja) * | 2017-12-28 | 2019-07-22 | 株式会社デンソー | 回転電機 |
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
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| KR930009198A (ko) | 1993-05-22 |
| KR960013951B1 (ko) | 1996-10-10 |
| US5313131A (en) | 1994-05-17 |
| TW204419B (ja) | 1993-04-21 |
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