JPH09322440A - 無刷子電動機の固定子 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 モータ効率の低下を防ぎ、固定子構成の剛性
を確保するとともに、導体占有率の向上および低下を防
止することのできる無刷子電動機の固定子を提供するこ
とを目的としている。 【解決手段】 固定子鉄心１は外径がリング状につなが
り内径方向へ突出する複数の極歯部２を有するとともに
積層され、隣り合う極歯部２の間にスロット３を形成
し、固定子鉄心１の内径側には巻線４ａを直接巻装する
巻線機ノズル５が通過するためのスロット開口部３ａを
設けている。極歯部２は内径側部２ａから外径側部２ｂ
に向かうにしたがって巻線４ａの線径の約２倍程度細く
なるテーパ形状となっている。巻線部４は極歯部２の同
一面において均一な厚みをした絶縁体６を介して略直交
して無刷子電動機の固定子を構成した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、主にルームエアコ
ンや給湯機などの送風ファン駆動源として用いられる小
形電動機の一種である無刷子電動機の固定子の構成に関
する。

【０００２】

【従来の技術】近年、省施工の観点から製品の小型化へ
の要望が高まってきており、駆動源である無刷子電動機
の小型・高性能化のために、巻線の高密度化の必要性が
高まってきている。

【０００３】従来のこの種の無刷子電動機の固定子は、
図４および図５に示すような構成であった。図４の場
合、５１は外径がリング状につながり内径方向へ等幅に
突出する複数の極歯部５２を有する積層された固定子鉄
心で、隣り合う極歯部５２の間にスロット５３を形成
し、固定子鉄心５１の内径側には巻線５４ａを直接巻装
する巻線機ノズル５５が通過するためのスロット開口部
５３ａを設け、５６は極歯部５２の同一面において均一
な厚みをした絶縁体で、５４は絶縁体５６を介して略直
交する巻線部である。

【０００４】上記構成において、固定子鉄心５１は絶縁
体５６にて一体的にモールド成形、あるいは軸方向から
挟み込まれ、巻線機ノズル５５がスロット開口部５３ａ
を通過して径方向に揺動しながら、巻線５４ａを極歯部
５２に直接巻装して固定子が完成される。

【０００５】次に図５の場合、６１は鉄心の外部を構成
する第１鉄心で、６２は鉄心の内部を構成する第２鉄心
であり、６３は第２鉄心の隣接する極歯部を継ぐ継部で
ある。６４は絶縁体、６５は巻線部であり、６６は樹脂
部である。

【０００６】上記構成において、巻線部６５は外部で絶
縁体６４に直交して整列状に高密度に巻き込まれ、第２
鉄心６２の極歯部に所定数量挿入される。その後、第２
鉄心６２を第１鉄心６１の内径に挿入して固定子鉄心が
構成される。さらにモールド等により樹脂部６６を成形
することにより一体構造として固定子が完成される。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】このような従来の無刷
子電動機の固定子によれば、図４のような構成の場合、
巻線機ノズル５５が極歯部５２の外径側部５７は揺動に
より直接整列状に巻き込むことができないので、内径側
に巻装された巻線５４ａがある程度巻装された後に自然
に巻き崩れて、外径側部５７に巻装しているため、外径
側部５７の導体量が少なくなり、導体占有率は５５％が
限界であるという課題があり、導体占有率を向上するこ
とが要求されている。

【０００８】また、固定子鉄心５１の積層される積厚が
高くなると、巻線機ノズル５５の回転速度を遅くする必
要があるため、巻線５４ａを巻き崩すことが困難とな
り、さらに導体占有率が低下するという課題があり、導
体占有率の低下を防ぐことが要求されている。

【０００９】また、図５のような構成の場合、固定子を
構成する鉄心を極歯部外周部で分割しているために、第
２鉄心６２を構成維持するために極歯内径を継ぐ継部６
３が必要となり、この継部６３においては、極歯間の磁
気漏れが発生しモータ効率が５〜１０％低下するという
課題があり、モータ効率の低下を防ぐことが要求されて
いる。

【００１０】また、固定子構成の剛性を確保するために
樹脂部６６を成形する必要があるが、樹脂部６６の成形
にあたり巻線部６５の絶縁被覆を破壊して線間短絡が発
生するという課題があり、線間短絡の発生を防ぎ、固定
子構成の剛性を確保することが要求されている。

【００１１】本発明は、このような従来の課題を解決す
るものであり、モータ効率の低下を防ぐことができ、ま
た、固定子構成の剛性を確保することができ、また、導
体占有率の向上、低下を防止することのできる無刷子電
動機の固定子を提供することを目的としている。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明の無刷子電動機の
固定子は上記目的を達成するために、外径がリング状に
つながり内径方向へ突出する複数の極歯部を有する固定
子鉄心と、前記極歯部に絶縁体を介して略直交する巻線
部とを備え、前記極歯部を内径側から外径側に向かうに
したがい細くなるようテーパ形状としたものである。

【００１３】本発明によれば、固定子構成の剛性を確保
するとともに、モータ効率の低下を防ぎ、導体占有率を
向上できる無刷子電動機の固定子が得られる。

【００１４】また他の手段は、外径がリング状につなが
り内径方向へ突出する複数の極歯部を有する固定子鉄心
と、前記極歯部に絶縁体を介して略直交する巻線部とを
備え、前記絶縁体の径方向の厚みを内径側から外径側に
向かうにしたがい薄くなるようテーパ形状としたもので
ある。

【００１５】そして本発明の手段としても、固定子構成
の剛性を確保するとともに、モータ効率の低下を防ぎ、
導体占有率を向上できる無刷子電動機の固定子が得られ
る。

【００１６】また他の手段は、前記絶縁体の軸方向の厚
みを内径側から外径側に向かうにしたがい薄くなるよう
テーパ形状としたものである。

【００１７】そして本発明によれば、固定子鉄心の積層
される積厚が高くなっても、導体占有率の低下を防ぐこ
とのできる無刷子電動機の固定子が得られる。

【００１８】

【発明の実施の形態】本発明は、外径がリング状につな
がり内径方向へ突出する複数の極歯部を有する固定子鉄
心と、前記極歯部に絶縁体を介して略直交する巻線部と
を備え、前記極歯部を内径側から外径側に向かうにした
がい細くなるようテーパ形状としたものであり、極歯部
の内径側から外径側に向かうにしたがって細くなるテー
パ形状により、巻線は極歯部の外径側部に巻き崩れ易く
なるため、極歯部の外径側部の導体量が増加するという
作用を有する。

【００１９】また、外径がリング状につながり内径方向
へ突出する複数の極歯部を有する固定子鉄心と、前記極
歯部に絶縁体を介して略直交する巻線部とを備え、前記
絶縁体の径方向の厚みを内径側から外径側に向かうにし
たがい薄くなるようテーパ形状としても、極歯部と巻線
部との間に介在する絶縁体の径方向の厚みが内径側から
外径側に向かうにしたがって薄くなったテーパ形状によ
り、巻線は極歯部の外径側部に巻き崩れ易くなるため、
極歯部の外径側部の導体量を増加することができる。

【００２０】また、前記絶縁体の軸方向の厚みを内径側
から外径側に向かうにしたがい薄くなるようテーパ形状
としたものであり、極歯部と巻線部との間に介在する絶
縁体の軸方向の厚みが内径側から外径側に向かうにした
がって薄くなったテーパ形状により、巻線は極歯部の外
径側部に巻き崩れ易くなるため、極歯部の外径側部の導
体量が増加するという作用を有する。

【００２１】以下、本発明の実施例について図面を参照
しながら説明する。

【００２２】

【実施例】

（実施例１）図１に示すように、１は外径がリング状に
つながり内径方向へ突出する複数の極歯部２を有する積
層された固定子鉄心で、隣り合う極歯部２の間にスロッ
ト３を形成し、固定子鉄心１の内径側には巻線４ａを直
接巻装する巻線機ノズル５が通過するためのスロット開
口部３ａを設けている。極歯部２は内径側部２ａから外
径側部２ｂに向かうにしたがって巻線４ａの線径の約２
倍程度細くなるテーパ形状となっている。６は極歯部２
の同一面において均一な厚みをした絶縁体で、４は絶縁
体６を介して略直交する巻線部である。

【００２３】上記構成において、固定子鉄心１は絶縁体
６にて一体的にモールド成形、あるいは軸方向から挟み
込まれ、巻線機ノズル５がスロット開口部３ａを通過し
て径方向に揺動しながら、巻線４ａを極歯部２に直接巻
装される。このとき、巻線４ａは極歯部２のテーパ形状
によって外径側部２ｂに順次巻き崩れながら巻装されて
固定子が完成される。

【００２４】このように本発明の無刷子電動機の固定子
によれば、極歯部２の内径側部２ａから外径側部２ｂに
向かうにしたがって細くなるテーパ形状により、巻線４
ａは極歯部２の外径側部２ｂに巻き崩れ易くなるため、
極歯部２の外径側部２ｂの導体量が増加することとな
り、導体占有率を向上させることができる。また、固定
子鉄心１が分割されていないため固定子構成の剛性が確
保できるとともに、スロット開口部３ａによって極歯間
の磁気漏れを防止できるためモータ効率の低下を防ぐこ
とができる。

【００２５】（実施例２）図２は無刷子電動機の固定子
の径方向断面図を示し、実施例１の構成と同一部分には
同一番号を付し詳細な説明は省略する。図において７は
外径がリング状につながり内径方向へ等幅に突出する複
数の極歯部８を有する積層された固定子鉄心で、９は極
歯部８と巻線部４との間に介在し、スロット３に面する
肉厚が内径側部９ａから外径側部９ｂに向かうにしたが
って巻線４ａの線径程度薄くなるテーパ形状となってい
る絶縁体で、その他の構成は実施例１の構成と同じであ
る。

【００２６】上記構成において、固定子鉄心７は絶縁体
９にて一体的にモールド成形、あるいは軸方向から挟み
込まれ、巻線機ノズル５がスロット開口部３ａを通過し
て径方向に揺動しながら、巻線４ａを極歯部８に直接巻
装される。このとき、巻線４ａは絶縁体９のテーパ形状
によって外径側部８ａに順次巻き崩れながら巻装されて
固定子が完成される。

【００２７】このように本発明の無刷子電動機の固定子
によれば、極歯部８と巻線部４との間に介在する絶縁体
９の内径側部９ａから外径側部９ｂに向かうにしたがっ
て薄くなるテーパ形状により、巻線４ａは極歯部８の外
径側部８ａに巻き崩れ易くなるため、極歯部８の外径側
部８ａの導体量が増加することとなり、導体占有率を向
上させることができる。また、固定子鉄心７が分割され
ていないため固定子構成の剛性が確保できるとともに、
スロット開口部３ａによって極歯間の磁気漏れを防止で
きるためモータ効率の低下を防ぐことができる。

【００２８】（実施例３）図３は無刷子電動機の固定子
の軸方向断面図を示し、実施例１の構成と同一部分には
同一番号を付し詳細な説明は省略する。図において１０
は極歯部８と巻線部４との間に介在し、固定子鉄心７の
軸方向端面７ａ側の肉厚が内径側部１０ａから外径側部
１０ｂに向かうにしたがって巻線４ａの線径程度薄くな
るテーパ形状となっている絶縁体で、その他の構成は実
施例１の構成と同じである。

【００２９】上記構成において、固定子鉄心７は絶縁体
１０にて一体的にモールド成形、あるいは軸方向から挟
み込まれ、巻線機ノズル５がスロット開口部３ａを通過
して径方向に揺動しながら、巻線４ａを極歯部８に直接
巻装される。このとき、巻線４ａは絶縁体１０の固定子
鉄心７の軸方向端面７ａ側のテーパ形状によって外径側
部１０ｂに順次巻き崩れながら巻装されて固定子が完成
される。

【００３０】このように本発明の無刷子電動機の固定子
によれば、極歯部８と巻線部４との間に介在する絶縁体
１０の固定子鉄心７の軸方向端面７ａ側の内径側部１０
ａから外径側部１０ｂに向かうにしたがって薄くなるテ
ーパ形状により、巻線機の巻装スピードが遅くなって
も、巻線４ａは極歯部８の外径側部８ａに巻き崩れ易く
なるため、極歯部８の外径側部８ａの導体量が減少しな
くなり、導体占有率の低下を防ぐことができる。また、
固定子鉄心７が分割されていないため固定子構成の剛性
が確保できるとともに、スロット開口部３ａによって極
歯間の磁気漏れを防止できるためモータ効率の低下を防
ぐことができる。

【００３１】

【発明の効果】以上の実施例から明らかなように、本発
明によれば、極歯部の内径部側から外径部側に向かうに
したがって細くなるテーパ形状により、巻線は極歯部の
外径側部に巻き崩れ易くなるため、極歯部の外径側部の
導体量が増加することとなり、導体占有率を向上させる
ことができる。また、固定子鉄心が分割されていないた
め固定子構成の剛性が確保できるとともに、スロット開
口部によって極歯間の磁気漏れを防止できるためモータ
効率の低下を防ぐことができるという効果のある無刷子
電動機の固定子を提供できる。

【００３２】また、極歯部と巻線部との間に介在する絶
縁体を内径部側から外径部側に向かうにしたがって薄く
なるテーパ形状としても、巻線は極歯部の外径側部に巻
き崩れ易くなるため、極歯部の外径側部の導体量が増加
することとなり、導体占有率を向上させることができ
る。また、固定子鉄心が分割されていないため固定子構
成の剛性が確保できるとともに、スロット開口部によっ
て極歯間の磁気漏れを防止できるためモータ効率の低下
を防ぐことができるという効果のある無刷子電動機の固
定子を提供できる。

【００３３】また、極歯部と巻線部との間に介在する絶
縁体の固定子鉄心の軸方向端面の肉厚が内径部側から外
径部側に向かうにしたがって薄くなるテーパ形状によ
り、固定子鉄心の積厚が高くなることによって巻線機の
巻装スピードが遅くなっても、巻線は極歯部の外径側部
に巻き崩れ易くなるため、極歯部の外径側部の導体量が
減少しなくなり、導体占有率の低下を防ぐことができ
る。また、固定子鉄心が分割されていないため固定子構
成の剛性が確保できるとともに、スロット開口部によっ
て極歯間の磁気漏れを防止できるためモータ効率の低下
を防ぐことができるという効果のある無刷子電動機の固
定子を提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例の無刷子電動機の固定子を
示す径方向断面図

【図２】本発明の第２実施例の無刷子電動機の固定子を
示す径方向断面図

【図３】本発明の第３実施例の無刷子電動機の固定子を
示す軸方向断面図

【図４】従来の無刷子電動機の固定子を示す径方向断面
図

【図５】他の従来の無刷子電動機の固定子を示す径方向
断面図

【符号の説明】

１ 固定子鉄心 ２ 極歯部 ２ａ 極歯部内径側部 ２ｂ 極歯部外径側部 ３ スロット ３ａ スロット開口部 ４ 巻線部 ４ａ 巻線 ５ 巻線機ノズル ６ 絶縁体 ７ 固定子鉄心 ７ａ 固定子鉄心軸方向端面 ８ 極歯部 ８ａ 極歯部外径側部 ９ 絶縁体 ９ａ 絶縁体内径側部 ９ｂ 絶縁体外径側部 １０ 絶縁体 １０ａ 内径側部 １０ｂ 外径側部

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】外径がリング状につながり内径方向へ突出
   する複数の極歯部を有する固定子鉄心と、前記極歯部に
   絶縁体を介して略直交する巻線部とを備え、前記極歯部
   を内径側から外径側に向かうに従い細くなるようテーパ
   形状としたことを特徴とする無刷子電動機の固定子。
2. 【請求項２】外径がリング状につながり内径方向へ突出
   する複数の極歯部を有する固定子鉄心と、前記極歯部に
   絶縁体を介して略直交する巻線部とを備え、前記絶縁体
   の径方向の厚みを内径側から外径側に向かうに従い薄く
   なるようテーパ形状としたことを特徴とする無刷子電動
   機の固定子。
3. 【請求項３】前記絶縁体の軸方向の厚みを内径側から外
   径側に向かうに従い薄くなるようテーパ形状としたこと
   を特徴とする請求項１または請求項２記載の無刷子電動
   機の固定子。