JPH0556614A

JPH0556614A - 電動機

Info

Publication number: JPH0556614A
Application number: JP20945691A
Authority: JP
Inventors: Hisao Igarashi; 久男五十嵐; Toru Ikeda; 徹池田; Michio Takimoto; 三千男滝本; Shohei Okano; 昇平岡野
Original assignee: Shibaura Engineering Works Co Ltd
Current assignee: Shibaura Mechatronics Corp
Priority date: 1991-08-21
Filing date: 1991-08-21
Publication date: 1993-03-05

Abstract

(57)【要約】【構成】巻線によって磁気的に連なる複数の歯部群で
１個の極を構成し、この歯部群を構成する複数の歯部の
回転子に対向する磁束面を回転子に作用する磁束が実質
的に極の中心を最大とする正弦波となるよう回転子との
距離を調整したことを特徴とする電動機。【効果】スロットに１個の巻線を装着するなどの構成
で、極を構成する磁束の分布が制限は状にならない電動
機において、極を構成する歯部郡の買い手新との隙間を
調整して磁束の分布を正弦波状にしたため、騒音や振動
の少ない電動機を得ることができ、フアン用の電動機等
として利用価値が大きくなり、ままその効果は産業上極
めて大きいものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、室内に取り付けられる
冷房装置のフアン用電動機などの低騒音が要求される電
動機の構造に関する。

【０００２】

【従来の技術と発明が解決しようとする課題】室内に取
り付けられる冷房装置などのフアン用電動機は、夜間の
静かな時の騒音とならないように極めて低い騒音レベル
が要求され、この様な機器に使用される電動機は、耳を
澄ましても聞えない程度の静粛な運転が要求されてい
る。これは、電動機がフアンの駆動源として冷房装置な
どの機器に取り付けられた場合、僅かな電動機の振動が
冷房装置の筐体の一部の固有振動に共振して大きな振動
となり、音響的に電動機の僅かな振動を増幅させること
によるものであり、電動機の騒音とは思えない思わぬ大
きな耳障りな音になって現れるものである。特に、この
種の電動機は、回転数を変化させる必要があり、そのた
めに特性上一定の回転数である誘導機であっても、双方
向性サイリスタなどによって位相制御を行い実質的に電
圧を低下させて電気的に回転数を低下させることが多
く、この場合、電磁振動といわれる鉄心などの振動をよ
り大きくし、さらに回転子に衝撃性のトルクが発生し騒
音の低減が困難になるといった問題を有している。こ
の様な事情から最近回転数を変化させても振動が少な
い、ブラシレスモ―タなどが多く用いられるようになっ
ているが、この種ブラシレスモ―タは、電動機本体が高
価になると共に制御回路や専用の電源を必要とすること
から、軽量、小形そして低廉が要求される今日の冷房装
置などの電動機としては、好まれないところがあった。
そこで、安価なコンデンサランニングの型式の電動機
が好まれることになるが、振動や騒音を大きくしないで
回転数の制御を任意に行うことが利用の可能性を解決す
る課題であった。この様なコンデンサランニングの型式
の電動機には、巻線の装着に関し幾つかの種類があり、
図３に示される電動機では、分布巻線と称されるもので
あり、ドーナツ状の継鉄部１の内径側にクシ型に歯部２
が多数延設されており、継鉄部１と歯部２との間に１６
個形成されているスロット３に主巻線Ｍと補助巻線Ａと
が装着されている。そして、主巻線Ｍは、外周側に一様
に装着され、補助巻線Ａは、内周側に一様に装着されて
いる。さらに、主巻線Ｍおよび補助巻線Ａは、それぞれ
線ａ、ｂ、ｃ、ｄによって接続状態が示されている。ま
た、図示されないが歯部２の内周に対向するように僅か
な隙間を介して回転子が備えられるものである。

【０００３】この様な図３に示される構成では、１つの
極を構成する線ａ、ｂによって形成される主巻線Ｍを例
にすると、主巻線Ｍによって歯部２ａ、２ｂ、２ｃに一
つの歯部郡からなる極を形成することになり、磁束が回
転子に作用することになる。そして、この磁束は、図４
によって示すと線ａによって発生する磁束Ｘａと線ｂに
よって発生する磁束Ｘｂとが極を構成する歯部１ａ、１
ｂ、１ｃの位置に応じて極の中心の磁束が大きくなるよ
うに、すなわち正弦波に近い形状になる。そして、この
様な磁束の分布では、回転子の回転に応じて円滑にトル
クが発生することになり、振動や騒音が少なくなること
が期待できる。しかし、この様な電動機においても、電
源を双方向性サイリスタなどの素子で位相制御して印加
電圧を低下させて回転数を制御すると、電源電圧が正弦
波でなくなることから、回転子に衝撃的なトルクが発生
することになり、騒音や振動が大きくなる。

【０００４】しかしながら、図５に示されるような集中
巻線と称される構造の電動機では、この様な傾向は、極
めて大きくなり、電源電圧を位相制御することによって
回転数を制御することが事実上困難になるものである。
すなわち、図３と同じものには同じ符号を付けて説明す
ると、スロット３には、主巻線Ｍと補助巻線Ａとがそれ
ぞれ１つのスロット３にいずれかの１個が装着されてい
る。そして、例えば、線ｅで示される主巻線Ｍによって
生じる磁束を考察すると、磁束は、歯部２ａ、２ｂ、２
ｃにそれぞれ発生することになるが、この磁束Ｙａ、Ｙ
ｂ、Ｙｃは、回転子に対して図６に示されるようにそれ
ぞれ同じ大きさとなる。従って、回転子に対して発生す
るトルクは、歯部２ａ、２ｂ、２ｃによって構成される
歯部郡で極の中心を大きくする正弦波状とはならず、衝
撃的なトルクを発生することになる。このため、回転子
には、発生するトルク自体に騒音振動の原因を持つこと
になり、この様な電動機の印加電圧を正弦波でない、双
方向性サイリスタなどによって位相制御された電圧を印
加すると極めて大きな振動や騒音を発生することにな
る。しかし、この様な巻線方法による電動機は、製造が
容易となり得る利点があり、フアン用の電動機として期
待される処があった。

【０００５】本発明は、この様な事情に鑑みてなされた
ものであり、１つのスロットに１つの巻線を挿入装着す
る電動機において、振動や騒音が発生しないように構成
される電動機を提供することを目的としている。

【０００６】

【課題を解決する手段】本発明は、巻線によって磁気的
に連なる複数の歯部群で１個の極を構成し、この歯部群
を構成する複数の歯部の回転子に対向する磁束面を回転
子に作用する磁束が実質的に極の中心を最大とする正弦
波となるよう回転子との距離を調整したことによって問
題点を解決している。

【０００７】

【作用】巻線によって歯部郡に発生する１つの極の磁
束量の分布が正弦波状にならなくとも、歯部と回転子と
の間に形成される隙間が調整され、回転子に作用する磁
束の量が極を中心として正弦波状になる。そのため、回
転子には、衝撃的なトルクが発生せず、振動や騒音が極
めて小さくなる電動機を構成できる。

【０００８】

【実施例】本発明を図面に示された一実施例に基づいて
説明すると、図１は、本発明の一実施例による電動機の
構造を示す要部平面図であり、図２は、その磁束の分布
状態を説明するための図である。

【０００９】図１において、電動機は、ドーナツ状の継
鉄部４の内径側に複数の歯部５がクシ状に延設されてお
り、１６個のスロット６を形成している。そして、この
スロット６に主巻線ＭＳ補助巻線Ａとが挿入装着されて
おり、１つのスロット６には、主巻線Ｍあるいは補助巻
線Ａのいずれかが挿入装着されている。さらに、歯部５
の内径側には、回転子７が回転自在に備えられており、
図示されないフレームに一体に支持されているものであ
る。歯部５は、回転子７との間に形成される隙間８ａ、
８ｂがそれぞれ、異なるものとなっており、これが例え
ば主巻線Ｍの磁束が通る歯部５ａ、５ｂ、５ｃで説明す
ると、歯部５ａ、５ｂ、５ｃが極の１つをを構成する歯
部郡となり、この歯部郡の中央に位置する歯部５ｂの回
転子７に対する隙間８ｂが小さくなっている。そして、
歯部５ａ、５ｂの回転子７に対する隙間が大きくなって
いる。従って、図２に示されるように磁束分布Ｚａ、Ｚ
ｂ、Ｚｃは、歯部５ａ、５ｂ、５ｃに沿って中央が大き
くなる正弦波に近い状態となっている。

【００１０】この様な構成において、電動機は、鋼板を
打ち抜き積層して継鉄部４に歯部５が形成された鉄心を
形成し、主巻線Ｍおよび補助巻線Ａをそれぞれ所定のス
ロット６に装着する。そして、主巻線Ｍおよび補助巻線
Ａは、それぞれ巻線によって形成される磁束の通る歯部
郡の中心が回転子との隙間８ｂの部分となる歯部５ｂな
ることにより、回転子に対する磁束の分布が図２に示さ
れるようになる。すなわち、巻線によって発生する磁束
は、歯部５ａ、５ｂ、５ｃに一様に発生するものの回転
子７に作用する際、隙間８ａ、８ｂが異なることから、
通過磁束に抵抗の変化を生じて結果として磁束の分布が
図２に示されるように正弦波に近い状態となる。このた
め、回転子７に発生するトルクは、衝撃的なトルクにな
らず、騒音、振動が少ない電動機を得ることができる。
また、この様な電動機の電源電圧を双方向性サイリスタ
などの素子で位相制御して正弦波でない波形の電源を印
加した場合、必然的に衝撃的なトルクを発生することに
なるが、図３に示される従来の電動機と同じ特性が得ら
れることになる。しかも、スロット６に主巻線Ｍおよび
補助巻線Ａのいずれかの１個が挿入装着されるため、製
作上巻線の挿入装着が容易となり、都合がよい。

【００１１】この様な歯部５ａ、５ｂ、５ｃの回転子７
との隙間の調整は、本実施例の如く階段状にすることに
限定されるものではなく、結果として磁束の分布が正弦
波状になればよく、歯部郡の中央の隙間が大きくなるよ
うに３この歯部５ａ、５ｂ、５ｃにわたって連続的に円
弧状に形成してもよい。その場合確実な正弦波状の磁束
の分布を得ることができる。特に位相制御された電源電
圧が印加された際、より正弦波に近い磁束の分布が得ら
れるように調整するとこの種電動機の振動、騒音を極め
て少ないものにすることができる。

【００１２】

【発明の効果】本発明によれば、スロットに１個の巻線
を装着するなどの構成で、極を構成する磁束の分布が制
限は状にならない電動機において、極を構成する歯部郡
の買い手新との隙間を調整して磁束の分布を正弦波状に
したため、騒音や振動の少ない電動機を得ることがで
き、フアン用の電動機等として利用価値が大きくなり、
ままその効果は産業上極めて大きいものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の電動機を示す要部平面図である。

【図２】図１に示される電動機の磁束の分布を説明する
ための図である。

【図３】第１の従来例の電動機を示す要部平面図であ
る。

【図４】図３に示される電動機の磁束の分布を説明する
ための図である。

【図５】第２の従来例の電動機を示す要部平面図であ
る。

【図６】図５に示される電動機の磁束の分布を説明する
ための図である。

【符号の説明】

４……継鉄部５、５ａ、５ｂ、５ｃ……歯部６……スロット７……回転子８ａ、８ｂ……隙間Ｍ……主巻線Ａ……補助巻線

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者岡野昇平福井県小浜市駅前町13番10号株式会社芝浦製作所小浜工場内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】継鉄部と歯部とからなる鉄心に巻線を施し
て固定子を形成する電動機において、巻線によって磁気
的に連なる複数の歯部群で１個の極を構成し、この歯部群を構成する複数の歯部の回転子に対向する磁
束面を回転子に作用する磁束が実質的に極の中心を最大
とする正弦波となるよう回転子との距離を調整したこと
を特徴とする電動機。