KR101514122B1

KR101514122B1 - 회전 전기

Info

Publication number: KR101514122B1
Application number: KR1020130028590A
Authority: KR
Inventors: 다카아키 시부야; 미츠루 이와키리; 마나부 하라다; 준 고지마
Original assignee: 가부시키가이샤 야스카와덴키
Priority date: 2012-08-03
Filing date: 2013-03-18
Publication date: 2015-04-21
Also published as: EP2693603A2; US9130429B2; JP5376016B1; CN103580312A; CN103580312B; KR20140018780A; US20140035424A1; JP2014033550A; BR102013007401A2

Abstract

본 발명의 과제는 일정한 절연 거리를 확보하면서, 코일의 점적률을 높임으로써, 토크 성능이 높은 회전 전기를 제공하는 것이다. 모터(1)는, 원환 형상의 스테이터(4)와, 스테이터(4)의 내측 또는 외측에 위치하는 로터(3)를 구비하고, 스테이터(4)는, 그 중심축(X)으로부터 등피치로 방사상으로 연장하는 복수의 티스(10)와 복수의 티스(10) 각각의 주위에 코일이 복수회 턴됨으로써 정렬적으로 또한 적층적으로 배치된 복수의 코일(9)을 가지고 있다. 서로 이웃하는 2개의 티스(10)의 주위에 배치된 2개의 코일(9a, 9b)의 각각의 턴수가 다르다.

Description

회전 전기{ROTARY ELECTRIC MACHINE}

본 발명은 전동기 등의 회전 전기(回轉電機)에 관한 것이다.

종래에, 전동기에 사용되는 고정자에는, 복수의 티스(teeth)가 설치되어 있고, 복수의 티스 각각에는, 동일 형상, 동일 턴수의 코일이 배치되어 있다. 복수의 코일은, 동일 형상의 보빈(bobbin)에 동일한 턴수의 권선이 정렬적으로 또한 적층적으로 권회(턴)되는 것에 의해서 형성되어 있다(예를 들면, 특허문헌 1 참조).

일본 공개 특허 제 2000-156951 호 공보

상술한 바와 같이 종래의 전동기에서는, 모든 코일이 동일 턴수, 동일 형상이므로, 서로 이웃하는 2개의 코일은 그 단면에서 보면 선대칭이 된다. 권선의 턴의 배열은 정렬적 또한 적층적이다. 그 때문에, 턴의 배치에 따라서는, 서로 이웃하는 코일 사이의 간극(절연 거리)이 좁은 부분과 넓은 부분이 생긴다. 그렇게 하면, 일정한 절연 거리를 확보하는 관점에서, 점적률(占積率)을 높이는 것은 어렵다.

전동기의 토크 성능을 향상시키기 위해서, 코일에는 높은 점적률이 요구된다. 그 때문에, 서로 이웃하는 2개의 코일이 간섭하는 일 없이, 일정한 절연 거리를 확보하면서 코일의 점적률을 높인 고정자를 가지는 전동기나 발전기 등의 회전 전기의 제공이 요망되고 있다.

본 발명은, 상기의 사정에 비추어 이루어진 것으로, 일정한 절연 거리를 확보하면서 코일의 점적률을 높임으로써, 토크 성능이 높은 회전 전기를 제공하는 것을 예시적 과제로 한다.

상기의 과제를 해결하기 위해서, 본 발명의 예시적 측면으로서의 회전 전기는, 원환 형상의 고정자와, 고정자의 내측 또는 외측에 위치하는 회전자를 구비하는 회전 전기이다. 고정자는, 고정자의 원 중심으로부터 등피치로 방사상으로 연장하는 복수의 티스와, 복수의 티스 각각의 주위에 권선이 복수회 턴됨으로써 정렬적으로 또한 적층적으로 배치된 복수의 코일을 가지고 있다. 서로 이웃하는 2개의 티스의 주위에 배치된 2개의 코일 각각의 턴수가 다르다.

서로 이웃하는 2개의 티스의 피치를 2등분하고, 또한 고정자의 원 중심으로부터 방사상으로 연장하는 직선을 피치 중심선이라고 정의했을 경우에 있어서, 2개의 코일 중 어느 한쪽의 코일에 있어서의 제 1의 소정의 턴이, 한쪽의 코일에 있어서의 다른 어느 턴보다 피치 중심선과의 거리가 가까운 위치에 배치되어 있고, 또한 2개의 코일 중 반대쪽의 코일에 있어서, 제 1의 소정의 턴에 대해서 피치 중심선을 대칭축으로 하는 선대칭의 위치에 턴이 배치되어 있지 않아도 좋다.

제 1의 소정의 턴이 한쪽의 코일에 있어서의 다른 어느 턴보다도 원 중심에 가까운 위치에 배치되어 있어도 좋다.

서로 이웃하는 2개의 티스의 피치를 2등분하고, 또한 고정자의 원 중심으로부터 방사상으로 연장하는 직선을 피치 중심선이라고 정의했을 경우에 있어서, 2개의 코일 중 어느 한쪽의 코일에 있어서, 피치 중심선과의 거리가 가장 가까운 위치에 배치된 턴의 위치와, 2개의 코일 중 반대쪽 코일에 있어서, 피치 중심선과의 거리가 가장 가까운 위치에 배치된 턴의 위치가, 피치 중심선을 대칭축으로 하는 선대칭의 위치가 아니어도 좋다.

서로 이웃하는 2개의 티스의 피치를 2등분하고, 또한 고정자의 원 중심으로부터 방사상으로 연장하는 직선을 피치 중심선이라고 정의했을 경우에 있어서, 2개의 코일 중 어느 한쪽의 코일에 있어서의 제 2의 소정의 턴이, 한쪽의 코일에 있어서의 다른 어느 턴보다도 피치 중심선과의 거리가 먼 위치에 배치되어 있고, 또한 2개의 코일 중 반대쪽의 코일에 있어서, 제 2의 소정의 턴에 대해서 피치 중심선을 대칭축으로 하는 선대칭의 위치 및 그것보다 피치 중심선에 가까운 위치에 턴이 배치되어 있어도 좋다.

서로 이웃하는 2개의 티스의 피치를 2등분하고, 또한 고정자의 원 중심으로부터 방사상으로 연장하는 직선을 피치 중심선이라고 정의했을 경우에 있어서, 2개의 코일 중 어느 한쪽의 코일에 있어서, 피치 중심선과의 거리가 가장 먼 위치에 배치된 턴의 위치와, 2개의 코일 중 반대쪽의 코일에 있어서, 피치 중심선과의 거리가 가장 먼 위치에 배치된 턴의 위치가, 피치 중심선을 대칭축으로 하는 선대칭의 위치가 아니어도 좋다.

고정자에 있어서, 복수의 코일은 그 내의 서로 이웃하는 복수의 코일을 동일 상으로 하여 서로 위상이 다른 복수의 상을 구성하고, 2개의 코일은 동일 상이며, 또한 동일 상 내에 있어서의 복수의 코일의 턴수의 합계는 복수의 상 사이에서 동일해도 좋다. 이 때, 동일 상 내의 각 코일끼리의 턴수는 상이해도 좋다. 또한, 2개의 코일 사이에 있어서의 턴과 턴 사이의 간극은 미리 설정한 소정 간격 이상이어도 좋다.

본 발명의 추가적인 목적 또는 그 외의 특징은 이하 첨부 도면을 참조하여 설명되는 바람직한 실시형태에 의해서 명백해질 것이다.

본 발명에 의하면, 일정한 절연 거리를 확보하면서 코일의 점적률을 높임으로써, 토크 성능이 높은 회전 전기를 제공할 수 있다.

도 1은 실시형태 1에 따른 모터의 분해 사시도,
도 2는 도 1에 도시하는 스테이터의 축직교 평면에 의한 단면도,
도 3a는 스테이터의 축직교 평면에 의한 단면에 의한 부분 확대도로서, 종래의 스테이터를 도시하는 도면,
도 3b는 스테이터의 축직교 평면에 의한 단면에 의한 부분 확대도로서, 실시형태 1에 따른 스테이터를 도시하는 도면,
도 4a는 스테이터의 축직교 평면에 의한 단면에 의한 부분 확대도로서, 종래의 스테이터를 도시하는 도면,
도 4b는 스테이터의 축직교 평면에 의한 단면에 의한 부분 확대도로서, 실시형태 2에 따른 스테이터를 도시하는 도면,
도 5a는 스테이터의 축직교 평면에 의한 단면에 의한 부분 확대도로서, 종래의 스테이터를 도시하는 도면,
도 5b는 스테이터의 축직교 평면에 의한 단면에 의한 부분 확대도로서, 실시형태 3에 따른 스테이터를 도시하는 도면,
도 6a는 스테이터의 축직교 평면에 의한 단면에 의한 부분 확대도로서, 종래의 스테이터를 도시하는 도면,
도 6b는 스테이터의 축직교 평면에 의한 단면에 의한 부분 확대도로서, 실시형태 4에 따른 스테이터를 도시하는 도면.

［실시형태 1］

이하, 실시형태 1에 따른 회전 전기의 일종으로서의 모터(전동기)(1)에 대해 도면을 이용하여 설명한다. 도 1은 실시형태 1에 따른 모터(1)의 분해 사시도이다. 이 모터(1)는 인너 로터형의 모터이다. 또, 로터(3)에 계자로서의 영구자석이 사용되고 있다. 모터(1)는 모터 케이스(2), 로터(회전자, 인너 로터)(3), 베어링(12), 스테이터(고정자, 아우터 스테이터)(4)를 가지고 있다.

모터 케이스(2)는 모터(1)의 외곽을 이루는 케이싱이며, 그 상면에 관통 구멍(2a)이 개구되어 있다. 모터 케이스(2) 내에는 계자로서의 로터(3)가 배치되어 있다. 로터(3)는 샤프트(5)와 로터 코어(6)를 가지고 있다. 모터 케이스(2)와 로터(3) 사이에 베어링(12)이 배치되어 있다. 로터(3)는 교대로 다른 극이 되도록 열형상으로 배치된 10개의 영구자석을 가져, 10극으로 되어 있다. 10개의 영구자석은 로터(3)의 원주면을 따라서 둘레방향으로 배치되어 있다.

샤프트(5)가 베어링(12)의 중심 구멍과 모터 케이스(2)의 관통 구멍(2a)을 관통하고 있다. 모터 케이스(2)에 베어링(12)의 외륜이 연결되고, 로터(3)의 샤프트(5)에 베어링(12)의 내륜이 연결됨으로써, 로터(3) 전체가 모터 케이스(2)에 대해서 샤프트(5)의 중심축(X) 주위에 도면 중 화살표(α) 방향으로 회전 가능하게 되어 있다. 베어링(12)이 모터 케이스(2)나 로터(3)에 결합되지 않고, 모터 케이스(2)와 로터(3) 사이에 베어링(12)을 두도록 구성되어도 좋다. 로터(3)의 하방에는, 모터 케이스(2)의 하면측을 덮는 하측 커버(13)가 배치되어 있다. 로터(3)와 하측 커버(13) 사이에도 베어링(12)이 배치되어 로터(3)를 회전 가능하게 지지하고 있다.

또한, 본 명세서 내에서는, 편의적으로, 도 1에 있어서의 상하 방향을 모터(1)에 있어서의 상하 방향이라 정의하고, 상면, 하면 등의 명칭을 사용한다. 그렇지만, 모터의 사용 자세에 따라 상하 방향은 도 1에 있어서의 상하 방향으로 한정되지 않는 것은 물론이다.

모터 케이스(2) 내부에는, 로터(3)의 외측에 로터(3)를 둘러싸도록 전기자로서의 스테이터(4)가 배치되어 있다. 도 2는 스테이터(4)의 축직교 평면에 의한 단면도이다. 스테이터(4)는 전체적으로 축직교 평면에 의한 단면이 원형 형상이다. 스테이터(4)는 요크(yoke)(7)와 복수의 전기자 코일(8)을 가지고 있다. 요크(7)는 금속제의 원환 형상의 부재이고, 전기자 코일(8)의 외측을 유지한다. 전기자 코일(8)은 로터(3)의 영구자석과 일정한 자기적 공극을 확보하여, 로터(3)의 주위에 원주형상으로 또는 열형상으로 배치된다.

본 실시형태 1에서는, 전기자 코일(8)은, 1개의 분할 코어와 그 분할 코어에 권회된 권선(9)을 가진다. 분할 코어의 주요부는 스테이터(4)의 원 중심[중심축(X)]으로부터 등피치로 방사상으로 연장하는 티스(10)이다. 이 티스(10)를 둘러싸도록 권선(9)이 권회되어 있다. 구체적으로는, 중공 형상의 보빈(11)에 권선(9)이 권회되고, 그 보빈(11)이 티스(10)에 삽입된다. 이 스테이터(4)에서는, 12개의 전기자 코일(8)이 원주형상으로 배치되어 있다. 따라서, 인접하는 전기자 코일(8)끼리의 각도 피치는 30˚이다.

또한, 본 명세서에서는, 마그넷 와이어가 복수 둘레에 걸쳐서 권회된 전체로서의 권선(9)을 코일(9)이라고도 한다. 코일(9) 중 1 둘레분의 권회, 또는 그것에 대응하는 마그넷 와이어를 턴이라고 한다. 또, 권회하는 동작을 턴이라고 하기도 한다.

각각의 전기자 코일(8)은 2상, 3상 또는 그 이상의 각 상에 대응하는 교류 전원에 접속되어 있다. 각 상에 다른 위상의 전류가 통전되면, 전자 유도 작용에 의해서 로터(3)가 회전한다. 이 실시형태 1에서는, 인접하는 2개씩의 전기자 코일(8)이 U상, V상, W상의 3상의 교류 전원에 접속되어 있다.

도 3a 및 도 3b는 스테이터의 부분 확대도이다. 도 3a 및 도 3b에서는, 동일 상의 2개의 전기자 코일의 부분만을 확대하여 도시하고 있다. 도 3a는 종래의 스테이터(40)를 도시하고, 도 3b는 실시형태 1에 따른 스테이터(4)를 도시하고 있다.

도 3a에 있어서, 좌측의 전기자 코일(80a)과 우측의 전기자 코일(80b)은 동일 상이다. 전기자 코일(80a)에서는, 티스(100a)에 코일(90a)이 정렬적 또한 적층적으로 권회되어 있다. 전기자 코일(80b)에서는, 티스(100b)에 코일(90b)이 정렬적 또한 적층적으로 권회되어 있다. 일점쇄선으로 나타내는 분기선(피치 중심선)(N)은 전기자 코일(80a)과 전기자 코일(80b) 사이를 분단하는 가상적인 직선이다. 분기선(N)은, 티스(100a)와 티스(100b) 사이의 피치를 2등분하여, 스테이터(40)의 원 중심[즉, 모터의 중심축(X)]으로부터 방사상으로 연장하고 있다.

도 3b에 있어서도 마찬가지로, 좌측의 전기자 코일(8a)과 우측의 전기자 코일(8b)은 동일 상이다. 전기자 코일(8a)에서는, 티스(10a)에 코일(9a)이 정렬적 또한 적층적으로 권회되어 있다. 전기자 코일(8b)에서는, 티스(10b)에 코일(9b)이 정렬적 또한 적층적으로 권회되어 있다. 일점쇄선으로 나타내는 분기선(피치 중심선)(N)은 전기자 코일(8a)과 전기자 코일(8b) 사이를 분단하는 가상적인 직선이다. 분기선(N)은, 티스(10a)와 티스(10b) 사이의 피치를 2등분하여, 스테이터(4)의 원 중심[즉, 모터(1)의 중심축(X)]으로부터 방사상으로 연장하고 있다.

도 3a에 도시하는 종래의 스테이터(40)에서는, 코일(90a)과 코일(90b)은 동일 턴수이다. 그리고, 코일(90a)의 감김 형상(포락적인 단면 형상)과 코일(90b)의 감김 형상(포락적인 단면 형상)이 동일하다. 따라서, 분기선(N)을 사이에 두고, 코일(90a)의 단면 형상과 코일(90b)의 단면 형상이 선대칭이다.

서로 이웃하는 코일(90a)의 턴과 코일(90b)의 턴 사이의 간극(G)은 소정 거리 이상이다. 간극(G)은, 인접하는 코일(90a, 90b)끼리의 턴 간의 최소 거리이다. 스테이터(40)에서는, 요크(70) 및 전기자 코일(80a, 80b) 등이 충전제에 의해 고정된다. 충전제로서는, 예를 들면 폴리에스테르 수지나 에폭시 수지 등이 사용된다. 이러한 간극(G)이 너무 작으면, 그 안으로 충전제가 흐르지 못하여, 코일(90a)의 턴과 코일(90b)의 턴의 전기적 절연성을 충분히 확보하는 것이 어려워진다. 충전제가 흐르기 위해서, 간극(G)은 소정 거리 이상인 것이 필요하다. 소정 거리 이상이란, 예를 들면 충전제가 폴리에스테르 수지인 경우는 0.2㎜ 이상이다.

도 3a에 있어서, 간극(G)은 중심축(X)에 가장 가까운 턴(ta1)과 턴(tb1)의 간극이다. 여기에서는, 예를 들면 간극(G)=0.6㎜로 한다. 각 코일(90a, 90b)의 턴은, 보빈의 형상에 따라서 층을 이루도록 적층되어 있으므로, 모든 턴에 있어서 간극이 일정하다는 것은 아니다. 예를 들면, 턴(ta2)과 턴(tb2)의 간극이나 턴(ta3)과 턴(tb3)의 간극은 간극(G)보다 크다.

도 3b에서는, 코일(9a)에 있어서, 턴(ta2) 및 턴(ta3)의 외측층, 즉 턴(tb2) 및 턴(tb3)에 가까운 측에, 새롭게 각각 1 턴씩 턴(ta4, ta5)을 추가하고 있다. 이와 같이, 코일(9a) 측에 턴(ta4, ta5)을 추가했을 경우에도, 턴(ta4)과 턴(tb2)의 간극도, 턴(ta5)과 턴(tb3)의 간극도 간극(G)=0.6㎜ 이하가 되지 않는다.

실시형태 1에서는, 코일(9b)의 턴수를 변화시키지 않고 코일(9a)의 턴수를 2턴 증가시키고 있다. 그것에 의해, 모터(1)의 토크 특성이 향상하고 있다. 그럼에도 불구하고, 인접 코일에 있어서의 최소의 턴 간 거리는, 턴(ta1)과 턴(tb1)의 간극(G)이며, 여전히 0.6㎜이다. 서로 이웃하는 코일(9a)과 코일(9b)이 턴수가 다르고, 또한, 코일(9a)의 권회 형상과 코일(90b)의 권회 형상이 다르다. U상, V상, W상의 각 상 사이에서의 각각의 합계 턴수가 동일하면, 지장은 없다. 전기자 코일(8a)과 전기자 코일(8b)은 동일 상이므로, 이 2개의 코일(8a, 8b)의 합계 턴수와 다른 상을 구성하는 복수의 코일의 합계 턴수가 동일하면 좋다.

또한, 도 3b와 같이 턴(ta4, ta5)을 추가하는 것에 의해, 코일(9a) 내에서는, 턴(ta5)(제 1의 소정의 턴)이 분기선(N)에 가장 가까운 위치가 된다. 코일(9b)측에는 턴(ta5)에 대응하는 선대칭 위치에 턴이 존재하지 않는다. 코일(9b)측에서, 분기선(N)에 가장 가까운 턴(tb1)은 분기선(N)에 대해 턴(ta5)과 선대칭의 위치는 아니다.

한편, 도 3b에 있어서, 턴(tb2)(제 2의 소정의 턴)은, 코일(9b)에 있어서의 최외층의 턴[분기선(N)에 면하고 있는 턴] 중에서 가장 분기선(N)으로부터의 거리가 먼 위치이다. 이 턴(tb2)에 대응하는 코일(9a)측의 턴(ta2)의 전방, 즉, 분기선(N)에 가까운 측에 턴(ta4)이 배치되어 있다. 코일(9a)에 있어서의 최외층의 턴[분기선(N)에 면하고 있는 턴] 중에서 가장 분기선(N)으로부터의 거리가 먼 위치에 있는 것은 턴(ta6)이다. 턴(ta6)과 턴(tb2)은 분기선(N)에 대해 선대칭의 위치는 아니다.

［실시형태 2］

실시형태 1은, 종래에 대해서, 간극(G)을 변화시키는 일 없이, 코일(9a)의 턴수를 2턴 증가시켜, 점적률을 향상시킨 예에 대해 설명했다. 실시형태 2는, 동일 상 내에 있어서의 2개의 코일의 합계 턴수를 변화시키는 일 없이, 종래에 대해서, 간극(G)을 크게 한 예에 대해 설명한다.

도 4a 및 도 4b는 스테이터의 부분 확대도이다. 도 4a 및 도 4b에서는, 동일 상의 2개의 전기자 코일의 부분만을 확대하여 도시하고 있다. 도 4a는 종래의 스테이터(40)를 도시하고, 도 4b는 실시형태 2에 따른 스테이터(4)를 도시하고 있다. 또한, 실시형태 1과 동일한 구성에 대해서는, 동일한 부호를 부여하여, 설명을 생략한다.

도 4a에 있어서는, 코일(90a)과 코일(90b)이 턴수도 감김 형상도 동일하다. 즉, 코일(90a)과 코일(90b)이 분기선(N)을 대칭축으로 하여 선대칭이다. 코일(90a)측의 턴(ta7)과 코일(90b)측의 턴(tb7)이 분기선(N)에 가장 가까운 위치에 배치되어 있다. 턴(ta7)-턴(tb7) 간의 간극(G)이 최소이며, 예를 들면, 0.35㎜이다.

도 4b에서는, 코일(9b)측에 턴(tb7)이 없고, 코일(9a)측에 턴(ta8)이 추가되어 있다. 코일(9a)과 코일(9b)의 합계 턴수는 변화하지 않는다. 코일(9b)측에, 턴(ta7)에 대응하는 턴이 없기 때문에, 이 부분의 간극이 코일(9a, 9b) 간의 최소 거리는 아니다. 또한, 코일(9a)측의 턴(ta7)의 옆에 있어서, 또한 턴(ta9)보다 분기선(N)에 가까운 측에 턴(ta8)이 추가되어 있다. 그런데도, 턴(ta9)에 대응하는 코일(9b)측의 턴(tb9)과 턴(ta8)의 거리는 턴(ta1)과 턴(tb1)의 거리보다 크다. 코일(9a)과 코일(9b)의 최소 거리는 턴(ta1)-턴(tb1) 간의 간극(G)이며, 0.6㎜이다.

이와 같이, 실시형태 2에서는, 종래에 대해서, 코일(9b)로부터 1턴이 삭제되고, 코일(9a)에 1턴이 추가되어, 코일(9a)과 코일(9b)이 다른 턴수, 다른 감김 형상이 되어 있다. 분기선(N)에 대해서 코일(9a)과 코일(9b)이 선대칭은 아니다. 그렇지만, 코일(9a, 9b)의 합계 턴수는 종래와 동일하고, 모터의 토크 특성에 악영향은 거의 없다. 그리고, 코일(9a)과 코일(9b)의 간극(G)은 0.35㎜로부터 0.6㎜로 확대되고 있다. 충전제의 흐름도 보다 양호해져서, 인접 코일 사이의 절연도 한층 확실해지고 있다.

[실시형태 3］

실시형태 3은, 종래에 대해, 간극(G)을 변화시키는 일 없이, 코일(9a)의 턴수를 증가시켜 점적률을 향상시킨 예이다. 실시형태 3에서는, 코일(9a)의 턴수를 3턴 증가시키고, 코일(9b)의 턴수를 1턴 감소시켜서, 코일(9a, 9b)의 합계에서 2턴 증가시키고 있다.

도 5a 및 도 5b는 스테이터의 부분 확대도이다. 도 5a 및 도 5b에서는, 동일 상의 2개의 전기자 코일의 부분만을 확대해 도시하고 있다. 도 5a는 종래의 스테이터(40)를 도시하고, 도 5b는 실시형태 3에 따른 스테이터(4)를 도시하고 있다. 또한, 실시형태 1, 2와 동일한 구성에 대해서는, 동일한 부호를 부여하여, 설명을 생략한다.

도 5a에 있어서는, 코일(90a)과 코일(90b)이 턴수도 감김 형상도 동일하다. 즉, 코일(90a)과 코일(90b)이 분기선(N)을 대칭축으로 하여 선대칭이다. 코일(90a)측의 턴(ta1)과 코일(90b)측의 턴(tb1)이 분기선(N)에 가장 가까운 위치에 배치되어 있다. 턴(ta1)-턴(tb1) 간의 간극(G)이 최소이며, 예를 들면 0.6㎜이다. 이 턴(ta1, tb1)은 턴 중, 가장 중심축(X)에 가까운 위치이다.

도 5b에서는, 실시형태 1의 경우와 마찬가지로, 코일(9b)측에는 존재하지 않는 턴(ta4), 턴(ta5)이 각각 코일(9a)에 추가되어 있다. 또한, 코일(9b)측의 턴(tb7)이 삭제되고, 코일(9a)측에 턴(ta8)이 추가되어 있다. 턴(ta4), (ta5)의 추가 위치는 실시형태 1과 동일하다. 턴(tb7)의 삭제 위치, 턴(ta8)의 추가 위치는 실시형태 2와 동일하다. 이 실시형태 3에서는, 턴(ta1)-턴(tb1) 간의 간극(G)이 최소이며, 예를 들면, 0.6㎜이다.

［실시형태 4］

실시형태 4는, 동일 상 내에 있어서의 2개의 코일의 합계 턴수를 변화시키는 일 없이, 종래에 대해서, 간극(G)을 크게 한 예에 대해 설명한다. 실시형태 4에서는, 코일(9a)의 턴수를 3턴 증가시키고, 코일(9b)의 턴수를 3턴 감소시켜, 간극(G)을 0.6㎜로부터 0.85㎜로 확대하고 있다.

도 6a 및 도 6b는 스테이터의 부분 확대도이다. 도 6a 및 도 6b에서는, 동일 상의 2개의 전기자 코일의 부분만을 확대해 도시하고 있다. 도 6a는 종래의 스테이터(40)를 도시하고, 도 6b는 실시형태 4에 따른 스테이터(4)를 도시하고 있다. 또한, 실시형태 1 내지 3과 동일한 구성에 대해서는, 동일한 부호를 부여하여, 설명을 생략한다.

도 6a에 있어서는, 코일(90a)과 코일(90b)이 턴수도 감김 형상도 동일하다. 즉, 코일(90a)과 코일(90b)이 분기선(N)을 대칭축으로 하여 선대칭이다. 코일(90a)측의 턴(ta1)과 코일(90b)측의 턴(tb1)이 분기선(N)에 가장 가까운 위치에 배치되어 있다. 턴(ta1)-턴(tb1) 간의 간극(G)이 최소이며, 예를 들면, 0.6㎜이다. 이 턴(ta1, tb1)은 턴 중, 가장 중심축(X)에 가까운 위치이다.

도 6b에서는, 실시형태 3의 경우와 마찬가지로, 코일(9b)측에는 존재하지 않는 턴(ta4), 턴(ta5), 턴(ta8)이 각각 코일(9a)에 추가되어 있다. 그리고, 코일(9b)측의 턴(tb1, tb7, tb10)이 삭제되어 있다. 턴(tb10)은 턴(tb2)보다 분기선(N)에 가까운 측에 위치하는 턴이다. 턴(ta4, ta5, ta8)의 추가 위치는 실시형태 3과 동일하다. 턴(tb7)의 삭제 위치는 실시형태 2와 동일하다.

이 실시형태 4에서는, 턴(ta5)-턴(tb3) 간의 간극(G)이 최소이며, 예를 들면, 0.85㎜이다. 종래의 턴(ta1)-턴(tb1) 간의 간극(G)=0.6㎜보다 확대되어 있다. 가장 중심축(X)에 가까운 측에 위치하는 코일(9a)측의 턴(ta1)[이 실시형태 4에서는, 턴(ta1)이 소정의 제 1 턴임]에 대응하는 코일(9b)측에 턴(tb1)이 배치되지 않아, 비대칭의 관계로 되어 있다. 이 실시형태 4에서는, 동일 상의 인접하는 2개의 코일(9a, 9b)의 합계 턴수를 변화시키지 않고 간극(G)을 확대하고 있다. 모터의 토크 특성에 거의 악영향을 주지 않고, 충전제의 흐름성의 향상과 인접하는 코일 사이의 양호한 절연성의 확보를 실현하고 있다.

이상, 본 발명의 바람직한 실시형태를 설명했지만, 본 발명은 이것들에 한정되는 것이 아니고, 그 요지의 범위 내에서 여러 가지 변형이나 변경이 가능하다.

상기 실시형태에 있어서는, 회전 전기가 모터(전동기)(1)인 것으로서 설명했지만, 회전 전기는, 모터(1)와 동등한 구성의 로터(3) 및 스테이터(4)를 구비한 발전기이어도 좋다. 또, 로터(3)의 극수(계자극의 수)가 10극이며, 스테이터(4)의 전기자 코일(8)의 수[즉, 티스(10)의 수]가 12인 것으로서 설명했지만, 극수 및 티스의 수는 이것에 한정되지 않고, 다른 수로 적절하게 설정해도 좋다.

모터로서는, 실시형태에서 설명한 아우터 스테이터(인너 로터)형에 한정되지 않는다. 인너 스테이터(아우터 로터)형의 모터이어도 좋다. 전기자 코일(8)은 분할 코어에 의해 구성되는 것에 한정되지 않는다. 복수의 티스를 열형상으로 구비하는 환형상의 코어에 의해 전기자 코일(8)이 구성되어도 좋다.

α : 화살표 G : 간극
N : 분기선(피치 중심선)
ta1 내지 ta4, ta6 내지 ta9 : 좌측의 턴
tb1, tb3, tb6, tb7, tb9, tb10 : 우측의 턴
ta5 : 제 1의 소정의 턴 tb2 : 제 2의 소정의 턴
X : 중심 축 1 : 모터(회전 전기)
2 : 모터 케이스 2a : 관통 구멍
3 : 로터(회전자, 인너 로터)
4, 40 : 스테이터(고정자, 아우터 스테이터)
5 : 샤프트 6 : 로터 코어
7, 70 : 요크 8 : 전기자 코일
9 : 권선(코일) 10 : 티스
11 : 보빈 12 : 베어링
13 : 하측 커버 8a, 80a : 좌측의 전기자 코일
8b, 80b : 우측의 전기자 코일 10a, 100a : 좌측의 티스
10b, 100b : 우측의 티스 9a, 90a : 좌측의 코일
9b, 90b : 우측의 코일

Claims

고정자와,
상기 고정자의 내측 또는 외측에 위치하는 회전자를 구비하는 회전 전기에 있어서,
상기 고정자는,
상기 고정자의 원 중심으로부터 등피치로 방사상으로 연장하는 복수의 티스와,
상기 복수의 티스 각각의 주위에 권선이 복수회 턴됨으로써 정렬적으로 또한 적층적으로 배치된 복수의 코일을 갖고,
서로 이웃하는 2개의 티스의 주위에 배치된 2개의 코일 각각의 턴수가 다르며,
상기 서로 이웃하는 2개의 티스의 피치를 2등분하고, 또한 상기 고정자의 원 중심으로부터 방사상으로 연장하는 직선을 피치 중심선이라고 정의했을 경우에 있어서,
상기 2개의 코일 중 어느 한쪽의 코일에 있어서, 상기 피치 중심선과의 거리가 가장 가까운 위치에 배치된 턴의 위치와, 상기 2개의 코일 중 반대쪽의 코일에 있어서, 상기 피치 중심선과의 거리가 가장 가까운 위치에 배치된 턴의 위치가, 상기 피치 중심선을 대칭축으로 하는 선대칭의 위치가 아니며,
상기 고정자에 있어서,
상기 복수의 코일은, 그 중 서로 이웃하는 복수의 코일을 동일 상으로 하여 서로 위상이 다른 복수의 상을 구성하고,
상기 2개의 코일은 동일 상이며, 또한 동일 상 내에 있어서의 복수의 코일의 턴수의 합계는 복수의 상 사이에서 동일한
회전 전기.
삭제
제 1 항에 있어서,
상기 서로 이웃하는 2개의 티스의 피치를 2등분하고, 또한 상기 고정자의 원 중심으로부터 방사상으로 연장하는 직선을 피치 중심선이라고 정의했을 경우에 있어서,
상기 2개의 코일 중 어느 한쪽의 코일에 있어서의 제 1의 소정의 턴이, 상기 한쪽의 코일에 있어서의 다른 어느 턴보다도 상기 피치 중심선과의 거리가 가까운 위치에 배치되어 있으며,
상기 2개의 코일 중 반대쪽의 코일에 있어서, 상기 제 1의 소정의 턴에 대해서 상기 피치 중심선을 대칭축으로 하는 선대칭의 위치에 턴이 배치되어 있지 않은
회전 전기.
제 3 항에 있어서,
상기 제 1의 소정의 턴이, 상기 한쪽의 코일에 있어서의 다른 어느 턴보다도 상기 원 중심에 가까운 위치에 배치되어 있는
회전 전기.
제 1 항에 있어서,
상기 서로 이웃하는 2개의 티스의 피치를 2등분하고, 또한 상기 고정자의 원 중심으로부터 방사상으로 연장하는 직선을 피치 중심선이라고 정의했을 경우에 있어서,
상기 2개의 코일 중 어느 한쪽의 코일에 있어서, 해당 한쪽의 코일의 최외층의 턴 중에서 상기 피치 중심선과의 거리가 가장 먼 위치에 배치된 턴의 위치와, 상기 2개의 코일 중 반대쪽의 코일에 있어서, 해당 반대쪽의 코일의 최외층의 턴 중에서 상기 피치 중심선과의 거리가 가장 먼 위치에 배치된 턴의 위치가, 상기 피치 중심선을 대칭축으로 하는 선대칭의 위치가 아닌
회전 전기.
제 1 항에 있어서,
상기 서로 이웃하는 2개의 티스의 피치를 2등분하고, 또한 상기 고정자의 원 중심으로부터 방사상으로 연장하는 직선을 피치 중심선이라고 정의했을 경우에 있어서,
상기 2개의 코일 중 어느 한쪽의 코일에 있어서의 제 2의 소정의 턴이, 상기 한쪽의 코일에 있어서의 다른 어느 턴보다도 상기 피치 중심선과의 거리가 먼 위치에 배치되어 있으며,
상기 2개의 코일 중 반대쪽의 코일에 있어서, 상기 제 2의 소정의 턴에 대해서 상기 피치 중심선을 대칭축으로 하는 선대칭의 위치 및 그것보다 상기 피치 중심선에 가까운 위치에 턴이 배치되어 있는
회전 전기.
삭제
제 1 항 및 제 3 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 2개의 코일 사이에 있어서의 턴과 턴의 간극은 미리 설정한 소정 간격 이상인
회전 전기.