JPH0521952Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案は、例えばFA機器やOA機器に使用さ
れる小型、高出力のブラシレスモータに関し、特
にその巻線の構造に関する。

〔従来の技術〕

ブラシレスモータにおいて、固定子巻線のスペ
ースフアクターを向上させることは、モータを小
型、高出力にする一手段である。

従来の集中巻固定子の一例を、第６図に示す。
この例は、６スロツト、10極のオープンスロツト
の構造を有している。フレーム２に固着された電
機子コア１には６個のテイース７が突設されてお
り、テイース７間に＃１〜＃６のスロツトが形成
され、絶縁紙８を介してコイル片３がスロツトに
埋め込まれている。また、シヤフト６の外周に固
着されたロータヨーク５の表面には、10極の永久
磁石４が固着されている。

第７図に示すように、テイース７と同一形状の
孔を持ち、断面形状が矩形をなす同一形状のプレ
ワインデイングされたコイル片３を固定子テイー
ス７と同数製作し、これをテイース７に嵌め込
む。第５図に示すように＃１〜＃２のスロツトに
埋設されたコイル片をＵ相とし、このコイル片の
巻き終わりと＃４〜＃５のスロツトに埋設された
コイル片の巻き始めを接続し、相とする。以下
同様に、＃２〜＃３のスロツトに埋設されたコイ
ル片を相とし、このコイル片の巻き終わりと
＃５〜＃６のスロツトに埋設されたコイル片の巻
き始めを接続し、Ｖ相とする。そして、＃３〜
＃４のスロツトに埋設されたコイルをＷ相とし、
このコイル片の巻き終わりと＃６〜＃１のスロツ
トに埋設されたコイル片の巻き始めを接続し、
相とする。そして、各相コイルの巻端で結線、
もしくは△結線にすることにより、三相平衡巻線
を構成している。

〔考案が解決しようとする課題〕

このような構造の集中巻モータは、同一形状の
コイルをプレワインデイングしておけば良いの
で、巻線の機械化が容易である反面、隣接するコ
イル片間に空間が生じるため、銅線の占積率が小
となり、導体断面積が小となる。その結果、トル
ク定数の減少や銅損の増加が生じ、モータの性能
が低下する。

また、銅線の占積率を増やそうとしても、ステ
ータ歯端部でのコイル間の干渉により、占積率の
極端な増加は不可能である。

本考案は、このような従来の問題点に鑑みて案
出されたものであり、スロツト内をいつぱいに巻
線で充填し、電機子の銅線の占積率を大幅に向上
させることにより、モータの小型、軽量化を図る
ことを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

この目的を達成するため、本考案の回転電機の
巻線は、集中巻電機子構造をもつ回転電機におい
て、電機子コアに設けられたテイースに絶縁を介
して一つおきにプレワインデイングされた台形状
断面のコイル片と、該台形状断面のコイル片と巻
回数が等しく、両翼を折り曲げた矩形断面のコイ
ル片とを、前記台形状断面のコイルと相隣り合う
ように前記テイースに絶縁を介して交互に配置し
たことを特徴とする。

〔実施例〕

以下、本考案を図面に示す実施例に基づいて具
体的に説明する。

第１図は本考案の一実施例を示す断面図、第２
図は要部の側面図である。電機子コア１の形状
は、第６図に示した従来と同一である。なお、こ
れらの図において、第６図に示した従来と同一又
は相当する構成要素については同一の符号を付し
て説明の重複を避ける。

第１図の実施例は、３相10極の同期電動機を示
しており、毎極毎相のスロツト数ｑ＝1/5である。
したがつて、電機子コア１には番号＃１〜＃６ま
での６個のスロツトが設けられている。

スロツトの残部である６個のテイース７には、
共に巻回数の等しい、台形状断面のコイル片９と
矩形断面のコイル片１０とが、絶縁８を介して交
互に巻線される。

第２図に固定子のコイルエンド部を示す。コイ
ル片９，１０の上底の直径をDu、下底の直径を
Ddとし、コイル片９の上底のコイルエンド部の
直線長さをb₁、下底のコイルエンド部直線長さを
b₂とし、コイル片１０のコイルエンド部直線長さ
をａとし、コイル片９とコイル片１０の間隙の長
さをδ、テイース幅をWtとおくと、ａ，b₁，b₂，
δ，Wt，Du，Ddの間には、次の関係が成立す
る。

πDd／Ｎ−Wt＝b₂＋ａ＋δ ……(1) πDu／Ｎ−Wt＝b₁＋ａ＋δ ……(2) ａ＝（b₁＋b₂）／２ ……(3) 仮に、Dd＝48mm，Du＝32mm，Wt＝8.2mm，δ
＝0.5mmとすると、(1)，(3)式より、 b₂＝πDd／Ｎ−Wt−（b₁＋b₂）／２−δ ∴b₂＝２／３（πDd／Ｎ−Wt−δ−b₁／２）
……(4) また、(2)式、(3)式より、 b₁＝πDu／Ｎ−Wt−（b₁＋b₂）／２−δ これに(4)式を代入して、 b₁＝πDu／Ｎ−Wt−｛b₁＋２／３（πDd／Ｎ −Wt−δ−b₁／２）｝／２−δ ＝16.76−8.2−b₁／２−（16.43−b₁／２） −0.5＝2.58−b₁／３ ∴b₁＝1.93mm b₂＝２／３（25.1−8.2−0.5−b₁／２） ＝10.31mm， ａ＝（1.93＋10.31）／２＝6.12mm となる。

すなわち、コイル片９は台形状断面となり、コ
イル片１０は矩形状断面となる。コイル片１０
は、さらに第３図及び第４図に示すように、テイ
ース７のコーナー位置で両側に押し型で押し曲げ
成型する。まず、コイル片９を一つおきに絶縁８
を介してテイース７にセツトし、次にコイル片１
０を絶縁８を介し、テイース７にセツトし、コイ
ル片９と１０の間を相間絶縁する。その後、次の
ように結線する。

＃１〜第２に埋設されたコイルをＵ相とし、こ
のコイルの巻き終わりと＃４〜＃５に埋設された
コイルの巻き始めを接続し、相とする。同様
に、＃２〜＃３に埋設されたコイルを相とし、
このコイル巻き終わりと＃５〜＃６に埋設された
コイルの巻き始めを接続し、Ｖ相とする。そし
て、＃３〜＃４に埋設されたコイルをＷ相にし、
このコイルの巻き終わりと＃６〜＃１に埋設され
たコアの巻き始めを接続し、相とする。

すなわち、Ｖ相はＵ相に対し、電気的に2π／
３［rad］の位相差を持ち、Ｗ相はＶ相に対し、
電気的に2π／３［rad］の位相差を持つように配
設される。

以上の手段により、コイル片９，１０は電機子
コア１のスロツトに配置され、第３図に示すよう
に、相互に接続された各相コイル群の片端を結
線もしくは△結線して、三相平衡巻線を形成す
る。

次に、ロータの構造について説明すると、電機
子コア１とは機械的ギヤツプを設けて、界磁永久
磁石４が等間隔に配置される。互いに隣に配置さ
れる磁石の着磁方向は反対とする。この永久磁石
４の磁石厚みは、電機子コア１の内面と永久磁石
４の表面間が所望のギヤツプ磁束密度となるよう
に設定される。なお、この10個の永久磁石４は、
磁路が磁気的に飽和しない厚みのロータヨーク５
の外周面に等間隔に固着される。

電機子はモータフレーム２に取り付け固定し、
ロータはシヤフト６に嵌合固着させて一体とす
る。このシヤフト６は、負荷側、反負荷側ブラケ
ツトに支持配設された軸受に回転自在に支承さ
れ、永久磁石形同期電動機を構成する。

このようにして構成された実施例の電動機の場
合、銅線の占積率が絶縁被覆を含めて30％程度と
なり、従来の約20％と比較すると、５割以上の占
積率向上を図ることができた。

〔考案の効果〕 以上に述べたように、本考案では、開放スロツ
トを有する電機子コアのテイースに、テイースと
同一形状の孔をもち、２つの異なる形状を有する
コイル片を前記テイースに交互に巻線した構造で
あるので、スロツトの空隙が２つのコイル片によ
り埋められ、電機子の銅線の占積率を大幅に向上
することができる。

この銅線の占積率の向上により、モータ定数を
向上することができる。したがつて、銅損が減少
し、モータの小型、軽量化が可能となり、銅損が
小さいことにより、巻線の温度上昇を低く抑える
ことが可能となる。そのため、人口心臓用モータ
など、モータの温度上昇を小さくしなければなら
ない用途にも適用可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の実施例の正断面図、第２図は
そのコイル端部の概略図、第３図はコイル片１０
の取り付けを示す部分側面図、第４図はコイル片
１０の斜視図、第５図は電機子巻線の結線の接
続図、第６図は従来の集中巻電機子構造のモータ
の例を示す正断面図、第７図はそのコイルの斜視
図である。 １……電機子コア、２……モータフレーム、
３，９，１０……コイル片、４……永久磁石、５
……ロータヨーク、６……シヤフト、７……テイ
ース、８……絶縁。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 集中巻電機子構造をもつ回転電機において、電
   機子コアに設けられたテイースに絶縁を介して一
   つおきにプレワインデイングされた台形状断面の
   コイル片と、該台形状断面のコイル片と巻回数が
   等しく、両翼を折り曲げた矩形断面のコイル片と
   を、前記台形状断面のコイルと相隣り合うように
   前記テイースに絶縁を介して交互に配置したこと
   を特徴とする回転電機の巻線。