KR20040008090A

KR20040008090A - 유도전동기

Info

Publication number: KR20040008090A
Application number: KR1020030048555A
Authority: KR
Inventors: 나리타겐지; 후지오카다쿠시; 다나베요이치; 이토아키히로; 시바모토미치히로; 노폰지롯쟈투론; 챠나폰다나시티퐁
Original assignee: 가부시키가이샤 후지쯔 제네랄
Priority date: 2002-07-17
Filing date: 2003-07-16
Publication date: 2004-01-28
Also published as: JP2004056860A; CN1476145A; US20040061396A1; US6809453B2; CN1298090C; JP4003058B2

Abstract

본 발명은 모두 원반형상으로 형성된 스테이터와 로터를 동축적으로 배치하여, 그것들의 면끼리를 소정의 갭를 거쳐 대향시켜 이루어지는 액셜 에어갭형의 유도전동기에 있어서, 스테이터와 로터의 각각을, 원반형상의 요크와, 이 요크에 대하여 끼워 맞춰 고정되는 티스로 나눈 구성으로 함으로써, 브래킷에 대한 스테이터의 고정 및 회전축에 대한 로터의 고정을 모두 용이하게 하고, 또 스테이터 코어 및 로터 코어에 대하여 권선을 용이하게 실시할 수 있도록 하는 것이다.

Description

유도전동기{INDUCTION MOTOR}

본 발명은 유도전동기에 관한 것으로, 더욱 상세하게 설명하면 모두 원반형상으로 형성된 스테이터와 로터를 동축적으로 배치하여, 액셜방향에 에어갭을 가지는플랫형(디스크형)의 유도전동기로서, 특히 공기조화기에 적합한 유도전동기에 관한 것이다.

플랫형 유도전동기는, 모두 원반형상으로 형성된 스테이터와 로터를 그것들의 면끼리를 대향시킨 상태에서 회전축에 대하여 동축적으로 배치하여 이루어지는 전동기로서, 통상 그 스테이터 코어 및 로터 코어는, 띠형상의 전자강판을 소용돌이형상으로 감은 권회체(卷回體)를 가지고, 그 권회체에는 오픈슬롯의 홈이 전자강판의 일부분을 남기도록 하여 바깥 둘레로부터 회전축방향을 향하고, 또한 원주방향으로 등간격으로 복수개 형성되어 있다.

스테이터 코어의 홈에는 절연처리를 실시하고, 그 위로부터 홈내에 주 권선 및 보조권선이 수납되고, 로터 코어의 홈에는 2차 권선이 실시된다. 이와 같은 유도전동기로서는, 예를 들면 일본국 특개소55-026029호 공보나 특개소59-113752호 공보에 기재되어 있는 것이 있다.

상기 구성의 유도전동기에 있어서는, 스테이터의 보조권선과 콘덴서가 직렬로 접속되고, 이 직렬회로에 주 권선이 병렬로 접속된다. 이 병렬회로에 교류전원을 인가하면, 스테이터에는 회전자계가 발생하고, 이 회전자계에 의하여 로터의 2차 권선에는 유도전류가 흐르고, 그 회전자계와 유도전류와의 상호작용에 의하여 회전력이 발생하여 로터가 회전한다.

이와 같은 유도전동기는, 래디얼 갭형 전동기에 비하여 편평하여 부피가 커지지 않기 때문에, 그 설치공간을 작게 할 수 있고, 따라서 적용되는 기기인 예를 들면 공기조화기의 소형화가 도모되는 등의 이점을 가지고 있다.

그러나, 상기한 구성의 종래의 유도전동기에 있어서는, 스테이터 및 로터가 전자강판의 권회체로 이루어지기 때문에, 스테이터를 브래킷(외피)에 고정하기 어렵고, 또 로터를 회전축에 고정하는 것이 어렵다고 하는 문제가 있다.

이 문제점은, 스테이터의 바깥 둘레측에 수지몰드에 의하여 브래킷을 일체적으로 형성함으로써 해결되나, 수지의 사용은 코스트상승의 요인이 됨과 동시에, 그 폐기상의 문제가 있기 때문에, 환경보호의 관점에서 보면 피하고 싶은 점이다.

또 스테이터 코어 및 로터 코어에 대하여 보면, 오픈슬롯의 홈을 가지고, 그 슬롯 개구를 넓게 하여 권선의 삽입을 용이하게 하도록 하고 있기 때문에, 에어갭의 리럭턴스(자기저항)가 커지기 쉽고, 기자력(起磁力)이 쓸데 없게 되어 효율저감의 원인이 된다. 그 뿐만 아니라, 그 에어갭에 있어서의 자속밀도의 공간적 변화도 커지고, 이것이 원인으로 진동이나 소음이 발생하는 일도 있다.

이것을 해소하기 위해서는, 스테이터 코어의 슬롯 개구를 좁게 하면 되나, 그렇게 하면, 전용 권선기가 필요할 뿐만 아니라, 권선작업의 능률이 저하한다고 하는다른 문제가 발생한다. 마찬가지로 로터 코어의 슬롯 개구도 좁게 하면, 그 로터권선을 슬롯에 삽입하는 것이 어렵게 된다.

또한 그 좁은 슬롯 개구에 로터권선을 형성하는 대체방법으로서, 다이캐스트를 채용하는 것도 고려할 수 있으나, 제조공정의 증가 등에 의하여 코스트상승이 된다고 하는 단점이 있다.

따라서, 본 발명의 과제는, 브래킷에 대한 스테이터의 고정 및 회전축에 대한 로터의 고정을 모두 용이하게 하고, 또 스테이터 코어 및 로터 코어에 대하여 권선을 용이하게 실시할 수 있어, 권선작업의 능률저하도 없고, 또한 진동, 소음을 억제하여, 저코스트화를 도모할 수 있게 한 유도전동기를 제공하는 것에 있다.

도 1은 본 발명에 의한 유도전동기의 제 1 실시예를 나타내는 개략적인 단면도,

도 2는 상기 제 1 실시예에서의 스테이터(stator)를 나타내는 개략적인 정면도,

도 3은 상기 스테이터의 티스(teeth)를 확대하여 나타내는 모식도,

도 4(a)는 상기 제 1 실시예에서의 로터(rotor)를 나타내는 개략적인 정면도,

도 4(b)는 상기 로터에 뚫려 있는 구멍을 나타내는 부분도,

도 4(c), (d)는 상기 로터에 설치되는 티스를 각각 나타내는 부분 확대도,

도 5는 도 2의 스테이터의 요크(yoke)를 나타내는 개략적인 정면도,

도 6은 도 3의 티스의 하나를 확대하여 나타내는 평면도,

도 7은 도 3의 티스의 변형예를 나타내는 개략적인 평면도,

도 8은 상기 제 1 실시예와는 다른 로터 권선을 구비한 변형예로서의 유도전동기를 나타내는 개략적인 단면도,

도 9는 본 발명에 의한 유도전동기의 제 2 실시예를 나타내는 개략적인 단면도,

도 10은 상기 제 2 실시예에 있어서의 스테이터의 용접부분을 모식적으로 나타내는 부분 단면도,

도 11은 상기 제 2 실시예에 있어서의 스테이터의 용접부분을 모식적으로 나타내는 부분 평면도,

도 12는 상기 제 2 실시예의 변형예를 나타내는 개략적인 단면도,

도 13은 본 발명에 의한 유도전동기의 제 3 실시예를 나타내는 개략적인 단면도,

도 14는 상기 제 3 실시예의 변형예를 나타내는 개략적인 단면도,

도 15는 상기 제 3 실시예의 다른 변형예를 나타내는 개략적인 단면도이다.

상기 과제를 해결하기 위하여, 본 발명은 모두 원반형상으로 형성된 스테이터와 로터를 동축적으로 배치하여, 그것들의 면끼리를 소정의 갭를 거쳐 대향시키고, 상기 스테이터의 권선으로부터 발생되는 회전자계에 의하여 상기 로터의 권선에 유도전류를 흘려 회전시키는 유도전동기에 있어서,

상기 스테이터는 스테이터 요크와 스테이터 티스를 포함하고, 상기 스테이터 요크는 중공 원판형상으로 펀칭된 복수매의 전자강판을 액셜방향에 적층한 적층체로 이루어지고, 상기 스테이터 요크에는 소정의 슬롯수만큼의 구멍이 원주방향을 따라 등간격으로 형성되어 있고, 상기 스테이터 티스는 스테이터권선이 감기는 제 1 톱니본체와 이 제 1 톱니본체의 상기 로터와 대향하는 한쪽 끝측에 형성된 제 1 톱니단부를 구비하고, 상기 제 1 톱니본체의 다른쪽 끝측이 상기 스테이터 요크의 구멍내에 끼워 맞춰지고, 상기 로터는 로터 요크와 로터 티스를 포함하고, 상기 로터 요크는 중심에 회전축 삽입구멍을 가지는 원판형상으로 펀칭된 복수매의 전자강판을 액셜방향에 적층한 적층체로 이루어지고, 상기 로터 요크에는 소정의 슬롯수만큼의 구멍이 원주방향을 따라 등간격으로 형성되어 있고, 상기 로터 티스는 로터권선으로서의 도체판에 삽입되는 제 2 톱니본체 및 이 제 2 톱니본체의 상기 스테이터와 대향하는 한쪽 끝측에 형성된 제 2 톱니단부를 구비하고, 상기 제 2 톱니본체의 다른쪽 끝측이 상기로터 요크의 구멍내에 끼워 맞춰지고, 상기 스테이터권선이 상기 스테이터 요크와 상기 제 1 톱니단부와의 사이에서 상기 제 1 톱니본체에 장착되고, 상기 로터 권선 도체판이 상기 제 2 톱니본체에 삽입된 상태에서 상기 로터 요크와 상기 제 2 톱니단부와의 사이에 끼워지고, 상기 스테이터가 상기 스테이터 요크의 바깥 둘레에서 전동기 브래킷내에 고정됨과 동시에, 상기 로터가 상기 전동기 브래킷의 베어링부에 유지되는 회전축에 고정되어 있는 것을 특징으로 하고있다.

본 발명에 의한 유도전동기는 1 스테이터 1 로터형뿐만 아니라, 1 스테이터 2 로터형으로 할 수도 있다. 즉, 본 발명에는 상기 스테이터 및 상기 로터를 각각 2개 구비하고, 상기 2개의 스테이터를 등을 맞대게 하여 상기 전동기 브래킷내의 중앙에 배치함과 동시에, 상기 2개의 스테이터에 대향시켜 상기 2개의 로터를 각각 배치하고, 상기 등을 맞대게 한 스테이터의 스테이터 티스를 동일한 위치관계로 한 다음에, 등을 맞댄 스테이터 티스의 권선에 의한 자극을 각 로터에 대하여 다르게 하는 형태도 포함된다.

또 다른 형태로서, 상기 2개의 로터를 등을 맞대게 하여 상기 전동기 브래킷내의 중앙에 배치함과 동시에, 상기 2개의 로터에 대향시켜 상기 2개의 스테이터를 각각 배치하고, 상기 2개의 스테이터의 스테이터 티스를 동일한 위치관계로 한 다음에, 상기 스테이터의 스테이터 티스의 권선에 의한 자극을 각 로터에 대하여 다르게 함에 의해서도 2 스테이터 1 로터형으로 할 수 있다.

모터의 고장율을 저하시켜 신뢰성을 높힌 다음에, 상기 등을 맞대게 한 스테이터의 스테이터 티스의 이면끼리 또는 상기 등을 맞대게 한 로터의 로터 티스의 이면끼리는 저항용접에 의하여 용접되는 것이 바람직하다.

또 상기 스테이터 요크를 전자강판의 적층체 대신에, 비자성·비도전 재료판에 의하여 구성할 수도 있다. 이에 의하면, 스테이터에 의한 자속의 누설이 억제되고, 모터의 고효율화가 도모된다.

본 발명에 있어서, 상기 로터권선으로서의 도체판에는, 상기 제 2 톱니본체와 끼워 맞추는 구멍을 가지는 1매의 금속판 또는 복수매의 금속판의 적층체가 바람직하게 채용된다.

또, 상기 로터 요크 자체를 상기 전자강판 대신에 도전성 재료판으로 하여, 그 도전성 재료판을 상기 로터 권선 도체와 겸용할 수도 있다. 상기 도전성 재료판으로서는 동판 또는 알루미늄판이 적합하고, 이에 의하면 자속의 누설이 억제되어 자속의 효율화가 도모된다.

본 발명에 있어서, 상기 스테이터 티스 및 상기 로터 티스는, 복수매의 전자강판을 상기 각 요크의 반경방향으로 적층한 적층체이고, 상기 적층체에 포함되는 각 전자강판의 상기 각 요크의 원주방향을 따른 폭이, 상기 각 요크의 바깥 둘레측으로부터 안 둘레측에 걸쳐 점차 좁게 되어 있는 것이 바람직하다. 이에 의하여 스테이터와 로터 사이에 있어서의 자로(磁路)가 최적으로 확보되어, 모터의 고효율화를 도모할 수 있다.

또 상기 스테이터 요크에 끼워 맞춰진 상기 스테이터 티스의 끝부를 상기 스테이터 요크에 용접하고, 마찬가지로 상기 로터 요크에 끼워 맞춰진 상기 로터 티스의 끝부를 상기 로터 요크에 용접함으로써, 스테이터 및 로터의 고강도화가 도모되고, 로터의 편심도 없어 모터의 신뢰성을 높일 수 있다.

또 스테이터 및 로터의 고정을 용이하게, 또한, 저렴하게 하기 위하여 상기 스테이터는 그 스테이터 요크를 브래킷에 압입하여 고정하고, 상기 로터는 그 로터 요크 또는 로터 권선 도체와 겸용하는 원형상의 도전성 재료판을 회전축에 수축 끼워 맞추어 압입 또는 코킹에 의하여 회전축에 고정하는 것이 바람직하다.

또 상기 로터를 회전축에 대하여 직각으로 확실하게 고정하여 로터의 편심이나 회전 흔들림 등을 방지하기 위하여, 상기 로터의 상기 회전축에 대한 고정부분에 보강판을 설치할 수도 있다.

다음에 도면을 참조하면서 본 발명의 몇가지 실시예에 대하여 설명하나, 본 발명은 이들 실시예에 한정되는 것이 아니다.

먼저, 도 1 내지 도 4를 참조하여 본 발명의 제 1 실시예에 관한 유도전동기에 대하여 설명한다. 이 유도전동기는, 모두 원반형상을 이루는 하나의 스테이터 (1)와 하나의 로터(2)를 회전축(10)에 대하여 동축적으로 배치하고, 그것들의 면끼리를 대향시켜 액셜방향으로 에어갭을 설치한 플랫형의 유도전동기이다.

스테이터(1)는, 스테이터 요크(3)와 스테이터 티스(4)를 구비하고, 또 로터 (2)도 로터 요크(5)와 로터 티스(6)를 구비하고 있다.

스테이터 티스(4)는 톱니본체(제 1 톱니본체)(4b)를 가지고, 그 로터(2)측의 한쪽 끝에는 권선 탈락방지용의 톱니단부(제 1 톱니단부)(4a)가 T자형상으로 형성되어 있다(도 3참조). 로터 티스(6)도 톱니본체(제 2 톱니본체)(6b)를 가지고, 그 스테이터(1)측의 한쪽 끝에는 권선 도체 탈락방지용의 톱니단부(제 2 톱니단부)(6a)가 T자형상으로 형성되어 있다[도4(c), (d)참조]. 스테이터 티스(4)의 톱니본체(4b)에는 권선(7)이 실시되고, 로터 티스(6)의 톱니본체(6b)는 로터 권선 도체(8)를 지지한다.

스테이터 요크(3)는 전동기의 외피를 구성하는 브래킷(9)내에 고정되고, 로터 요크(5)는 회전축(10)에 고정되어 있다. 회전축(10)은 브래킷(9)에 설치되어있는 예를 들면 볼베어링으로 이루어지는 베어링부(11, 12)에 지지되어 있다.

도 2 및 도 3에 나타내는 바와 같이, 스테이터 요크(3)는 중공원판형상으로 펀칭된 복수매의 전자강판의 적층체에 의하여 구성되어 있다. 이 스테이터 요크 (3)에는 스테이터 티스(4)의 톱니본체(4b)의 다른쪽 끝측이 매립되는 구멍(3a)(도 5참조)이 원주방향을 따라 스테이터(1)의 슬롯수만큼(이 예에서는 12개만큼)만 등간격으로 형성되어 있다.

이 예에 있어서, 각 구멍(3a)에는 각각 3매의 스테이터 티스(41 내지 43)가 설치되어 있다. 도 3에 나타내는 바와 같이 3매의 스테이터 티스(41 내지 43)는 스테이터 요크(3)의 반경방향에 적층되어 있다.

여기서, 스테이터 요크(3)의 바깥 둘레측으로부터 안 둘레측을 향하여 스테이터 티스(41, 42, 43)가 이 순서로 적층되어 있다고 하면, 그 각 톱니본체의 스테이터 요크(3)의 원주방향을 따른 폭은, 스테이터 티스(41)의 톱니본체(4b1) > 스테이터 티스(42)의 톱니본체(4b2) > 스테이터 티스(43)의 톱니본체(4b3)가 되도록, 스테이터 요크(3)의 바깥 둘레측으로부터 안 둘레측으로 감에 따라 점차 그 톱니본체의 폭이 좁게 되어 있다. 이에 따라, 각 스테이터 티스(41, 42, 43)의 톱니단부(4a1, 4a2, 4a3)도 점차 그 형이 작게 되어 있다.

이 예에 있어서, 스테이터 티스(4)에는 스테이터 요크(3)와 마찬가지로 전자강판이 사용된다. 스테이터 티스(4)는, 톱니단부(4a)와는 반대측의 다른쪽 끝을 구멍(3a)에 끼워 넣음으로써 스테이터 요크(3)에 설치되나, 그 매수는 각 구멍(3a)마다 달라도 된다.

도 4(a)에 나타내는 바와 같이 로터요크(5)는, 중심에 회전축(10)의 삽입구멍 (10a)을 가지는 원판으로서 펀칭된 복수매의 전자강판의 적층체에 의하여 구성되어 있다. 이 로터 요크(5)에는, 로터 티스(6)의 톱니본체(6b)의 다른쪽 끝이 끼워 넣어지는 도 4(b)에 나타내는 구멍(5a)이 원주방향을 따라 로터(2)의 슬롯수만큼(이 예에서는 14개분)만 등간격으로 형성되어 있다. 또한 로터 요크(5)의 외경은, 스테이터 요크(3)보다도 작다.

이 예에 있어서, 각 구멍(5a)에는 2매의 로터 티스(61, 62)가 설치되어 있다. 2매의 로터 티스(61, 62)는 로터 요크(3)의 반경방향으로 적층되어 있고, 도 4(c)에 바깥 둘레측에 배치된 로터 티스(61)를 나타내고, 도 4(d)에 안 둘레측에 배치된 로터 티스(62)를 나타낸다.

이것으로부터 알 수 있는 바와 같이, 로터 티스(6)에 있어서도 상기 스테이터 티스(4)와 마찬가지로, 바깥 둘레측 로터 티스(62)의 톱니본체(6b1)의 폭보다도 안 둘레측 로터 티스(62)의 톱니본체(6b2)의 폭쪽이 좁게 되어 있다. 또 톱니단부 (6a)에 대해서도, 바깥 둘레측 로터 티스(62)의 톱니단부(6a1)보다도 안 둘레측 로터 티스(62)의 톱니단부(6a2)의 쪽이 형상이 작게 되어 있다. 로터 티스(6)도 상기스테이터 티스(4)와 마찬가지로 전자강판이 사용되어도 된다.

스테이터(1)의 권선(7)은, 도시 생략한 인서터에 의하여 티스(4)의 톱니본체 (4b)에 삽입된다. 또한 도시 생략한 권선기를 사용하여 권선(7)을 티스(4)의 톱니본체(4b)에 감아도 된다.

로터 권선 도체(8)에는, 중공 원판형상으로 펀칭된 원판도체가 사용된다.상세하게는 도시하지 않으나, 이 로터 권선 도체(8)에는 티스(6)의 톱니본체(6b)가 삽입되는 구멍[도 4(B)에 나타내는 구멍(5a)과 동일형상의 구멍]이 요크(5)의 구멍 (5a)과 동일수만큼 뚫려 있다.

이 로터 권선 도체(8)는, 로터 티스(6)의 톱니본체(6b)의 다른쪽 끝측을 로터 요크(5)의 구멍(5a)내에 끼워 넣음으로써, 로터 티스(6)의 톱니단부(6a)에 의해 로터 요크(5)에 밀착하도록 설치된다. 이 로터 권선 도체(8)에 있어서는, 중공원판의 바깥 둘레 및 안 둘레가 단락환(end ring)으로서 작용하여, 톱니본체(6b)가 삽입되는 구멍사이가 단락도체로서 작용한다.

상기 구성의 유도전동기에 있어서는, 권선(7)에 교류전류를 흘리면 스테이터 (1)의 면에 수직한 교류자속(회전자계)이 발생한다. 이 자속은 대향하고 있는 로터 (2)의 톱니단부(6a) 및 톱니본체(6b) →로터 요크(5) →인접의 톱니본체(6b) 및 톱니단부(6a) →스테이터(1)로 되돌아가고, 로터 권선 도체(8)의 안쪽을 관통하게 된다.

이에 의하여 로터 권선 도체(8)에는 교류자속에 의하여 유도전류가 흐르고, 이 유도전류와 회전자계와의 상호작용에 의하여 토오크(회전력)가 발생한다. 그 힘은 권선(8)의 단락도체부분에 직각으로 작용하여 로터(2)가 회전한다.

다음에, 상기 스테이터(1)의 제조공정의 일례에 대하여 설명하면, 스테이터 요크(3)를 제조하기 위해서는 자동적층방식을 채용하고, 도시 생략한 금형내에서 전자강판을 도 5에 나타내는 바와 같이 스테이터 티스(4)의 끼워넣음구멍(3a)을 가지는 중공원판형상으로 펀칭하여 복수매마다 적층한다.

이 펀칭 적층에 있어서는, 복수개소에 코킹부(3b)를 형성하는 것이 바람직하다. 또 도 6에 나타내는 바와 같이, 스테이터 티스(4)에 대해서도, 스테이터 요크 (3)와 마찬가지로, 전자강판을 금형내에서 톱니단부(4a1) 및 톱니본체(4b1)를 일체로 펀칭하여 복수매마다 적층한다. 그때 스테이터 티스(4)와 마찬가지로 코킹부 (4c)를 형성하는 것이 바람직하다.

이와 같이 하여 톱니본체(4b)의 폭 및 톱니단부(4a)의 크기가 다른 스테이터 티스(41 내지 43)를 제조하고 적층하여 일체화한 스테이터 티스(4)를 얻어, 그 톱니본체(4b)의 다른쪽 끝측으로부터 권선(7)을 삽입한 후, 톱니본체(4b)의 다른쪽 끝을 스테이터 요크(3)의 구멍(3a)에 끼워 넣어 스테이터 티스(4)를 스테이터 요크(3)에 고정한다. 또한 도 7에 나타내는 바와 같이, 톱니본체(4b)를 스테이터 요크(3)의 구멍(3a)에 끼워 넣은 후, 그 끝부(13)를 용접하는 것이 바람직하다.

스테이터(1)를 브래킷(9)에 고정하는 경우, 전자강판의 적층체로 이루어지는 스테이터 요크(3)의 바깥 둘레측을 브래킷(9)의 안쪽으로 압입하여 고정하는 것이 조립작업성의 관점으로부터 가장 바람직하다. 또한 브래킷(9)을 비자성체로 구성하거나, 또는 스테이터 요크(3)의 바깥 둘레측에 절연을 실시함으로써, 자속누설을 억제할 수 있다.

로터(2)의 제조에 대해서는, 스테이터(1)와 동일하여도 되기 때문에, 그 상세를 생략하나, 로터(2)를 회전축(10)에 고정함에 있어서는, 수축 끼워맞춤, 압입 또는 코킹 등의 방법을 채용할 수 있다. 또한 로터 권선 도체(8)에는, 소정두께의 동판 또는 알루미늄판이 바람직하게 채용된다.

이와 같이 본 발명에 의하면, 스테이터(1) 및 로터(2)는, 각각 요크(3, 5)와 티스(4, 6)로 나누어, 상기한 방법에 의하여 스테이터 요크(3)를 브래킷(9)에 고정하고, 로터 요크(5)를 회전축(10)에 고정하기 때문에, 그들의 고정을 용이하게 행할 수 있음과 동시에, 그 스테이터(1)의 권선(7) 및 로터 권선 도체(8)를 용이하게 실시할 수 있고, 또 요크(3, 5) 및 티스(4, 6)를 종래의 프레스 자동적층방식으로 용이하게 할 수 있어, 그 제조 코스트를 저렴하게 할 수 있다.

아울러, 스테이터권선(7) 및 로터 권선 도체(8)를 티스(4, 6)에 실시한 후, 이것을 요크(3, 5)에 끼워 넣어 고정하기 때문에도 스테이터 코어나 로터 코어의 슬롯 개구를 아주 좁게 하여도, 권선(7), 로터 권선 도체(8)를 용이하게 실시할 수 있다.

이에 의하여 액셜 에어갭의 리럭턴스를 작게 하고, 그 기자력을 유효하게 이용하여 모터의 토오크를 크게 할 수 있기 때문에 고효율화가 도모된다. 또 액셜 에어갭에 있어서의 자속밀도의 공간적 변화를 작게 하는 것이 가능하게 되어, 진동, 소음이 저감된다.

도 8은, 상기 제 1 실시예의 변형예에 관한 유도전동기의 개략적 단면도이다. 또한 도 8에 있어서, 도 1과 동일부분에는 동일부호를 붙이고 중복설명을 생략한다.

이 변형예에 있어서, 상기 제 1 실시예와 다른 점은 로터 권선 도체(8)로서 복수매의 원판도체의 적층체를 사용하는 점이다.

즉, 상기 제 1 실시예에서 나타내는 로터 권선 도체(8)는, 소정두께의 동판이나 알루미늄판 등을 가공하여 얻기 때문에 코스트가 높아진다. 따라서 이 변형예에서는 스테이터(1)나 로터(2)를 구성하는 전자 강철판과 동일한 정도의 두께의 동판이나 알루미늄판을 사용하고, 이것을 펀칭한 예를 들면 2매의 원판도체(81, 82)를 적층하여 로터 권선 도체(8)로서 사용함으로써, 저코스트화를 도모하고 있다.

다음에, 도 9 내지 도 11에 의하여 본 발명의 제 2 실시예에 관한 유도전동기의 구성에 대하여 설명한다. 또한 이들 도면 중, 도 1과 동일부분에는 동일부호를 붙이고 중복설명을 생략한다.

도 9를 참조하여, 이 제 2 실시예에 관한 유도전동기는, 스테이터(30)와 로터(31)를 포함하는 제 1 모터 및 스테이터(32)와 로터(33)를 포함하는 제 2 모터의 2대의 모터를 구비하고 있다. 각 스테이터(30, 32)와 각 로터(31, 33)의 개별적인 구성은 상기 제 1 실시예와 동일하여도 된다.

스테이터(30)와 스테이터(32)는, 등을 맞대게 하여 브래킷(9)의 중앙부에 배치된다. 한쪽의 로터(31)는 스테이터(30)와 대향하도록 배치되어 회전축(10)에 고정되고, 다른쪽의 로터(33)는 스테이터(32)와 대향하도록 배치되어 회전축(10)에 고정된다.

이 1 스테이터 2 로터형 유도전동기에 있어서, 스테이터(30, 32)는 도 10의 단면도에 나타내는 바와 같이, 스테이터(30)측의 스테이터 티스(4)의 톱니본체(4b)와 스테이터(32)측의 스테이터 티스(4)의 톱니본체(4b)를 용접함으로써 연결되나, 스테이터 티스(4)가 전자강판의 적층체이기 때문에, 그 용접개소(a)를 1개소가 아닌 복수개소로 하는 것이 바람직하다.

또, 도 11의 평면도에 나타내는 바와 같이, 각 톱니본체(4b)의 다른쪽 끝면끼리의 맞댐부분에 있어서도, 복수개소(b)에서 용접하는 것이 바람직하다. 또한 용접수단으로서는, 저항용접법이 바람직하게 채용된다.

도 12에 상기 제 2 실시예의 변형예를 나타낸다. 또한 도 12에 있어서, 도 9와 동일부분에는 동일부호를 붙이고 중복설명을 생략한다.

이 변형예에 있어서는, 상기 제 2 실시예에서의 2개의 스테이터(30, 32)를 일체화하여 하나의 스테이터(300)로 하고 있다. 즉, 이 스테이터(300)는 예를 들면 세라믹이나 합성수지 등의 비자성·비도전 재료로 이루어지는 스테이터 요크(310)를 구비하고 있다.

이 스테이터 요크(310)는, 상기 스테이터(30, 32)의 각 스테이터 요크(3, 3)의 대체부품으로서, 스테이터(30)측의 스테이터 티스(4)와 스테이터(32)측의 스테이터 티스(4)를 지지하고 있다. 스테이터 요크(310)는, 기계적 강도가 높은 베이클라이트로 바람직하게 제작된다. 또, 수지 적층판을 사용하여도 좋다.

도 13에 본 발명의 제 3 실시예를 나타낸다. 이 제 3 실시예는, 도 9에서 설명한 제 2 실시예와 마찬가지로, 스테이터(30)와 로터(31)를 포함하는 제 1 모터 및 스테이터(32)와 로터(33)를 포함하는 제 2 모터의 2대의 모터를 구비한 2 스테이터 1 로터형 유도전동기의 변형예이다.

즉, 이 제 3 실시예에 있어서는, 로터(51)와 로터(53)가 등을 맞대게 하여 회전축(10)에 고정되어 브래킷(9)내의 중앙부에 배치된다. 한쪽의 스테이터(30)는로터(31)와 대향하도록 배치되어 브래킷(9)의 내벽에 고정되고, 다른쪽의 스테이터 (32)는 로터(33)와 대향하도록 배치되어 브래킷(9)의 내벽에 고정된다.

이 경우에 있어서도, 로터(31)의 로터 티스(6)와 로터(33)의 로터 티스(6)를 상기한 도 10 및 도 11에서 설명한 것과 마찬가지로 하여 용접하는 것이 바람직하다.

도 14에 상기 제 3 실시예의 변형예를 나타낸다. 또한 도 14에 있어서, 도 13과 동일부분에는 동일부호를 붙이고 중복설명을 생략한다.

이 변형예에 있어서는, 상기 제 3 실시예의 전자강판으로 이루어지는 로터 요크(5, 5)를 가지는 로터(31, 33) 대신에, 도전성재료로 이루어지는 로터 요크(311, 331)에 각각 로터 티스(6, 6)를 고정한 로터(310, 330)를 등을 맞대게 하여 사용한다.

로터 요크(311, 331)에는, 동판이나 알루미늄판(적층판을 포함함)이 바람직하게 채용된다. 이 변형예에 의하면 로터 요크(311, 331) 자체가 로터 권선 도체로서 기능하기 때문에, 별도로 로터 권선 도체를 필요로 하지 않는다. 따라서 브래킷 (9)의 축선방향의 폭을 보다 좁게 하는 것이 가능하게 되어, 박형의 유도전동기가 얻어진다.

또 도 15에 나타내는 바와 같이, 로터(310, 330)의 회전축(10)에 대한 고정 부분의 주위에 보강판(312, 332)을 용접 등에 의하여 일체적으로 설치하여 로터 (310, 330)를 회전축(10)에 대하여 직각으로 유지함으로써, 로터(310, 330)의 편심이나 회전 흔들림 등을 효과적으로 방지할 수 있다.

보강판(312, 332)은 고강성의 것이면, 금속판 또는 합성 수지판 중 어느 것이든 채용 가능하나, 동판인 것이 바람직하다. 이 보강판은, 상기한 각 실시예에도 적용 가능하다.

상기 2 로터형 유도전동기에 있어서도, 상기 제 1 실시예와 마찬가지로, 스테이터의 권선에 회전자계를 발생시킴으로써, 로터측의 권선 도체에 유도전류가 흘러, 그 회전자계와 유도전류와의 상호작용에 의하여 회전력이 발생하여 로터가 회전한다.

또한 이 경우, 2개의 스테이터에 있어서, 상대하는 권선은 동일방향의 자속을 발생하고, 그 상대하는 권선은 각각의 로터에 대하여 다른 극(異極)으로 한다.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 의하면 스테이터를 브래킷에 용이하게 고정할 수 있고, 또 원판형상의 적층 전자강판의 요크부의 중심에 회전축을 통하여 수축 끼워맞춤이나 코킹 등에 의하여 로터를 회전축에 용이하게 고정할 수 있고, 또한 그것들의 제조비용이 저렴해진다는 효과가 있다.

또 상기 스테이터의 요크부에 끼워 맞추는 티스부의 간격 및 로터의 요크부에 끼워 맞추는 티스부의 간격을 각각 임의로 설계하여도, 즉 스테이터코어 및 로터코어의 슬롯오픈은 좁게 하여도, 스테이터권선 및 로터를 용이하게 실시할 수 있고, 권선의 능률저하도 없으며, 또한 진동, 소음을 억제하고, 저비용화를 도모할 수 있다고 하는 효과를 가진다.

Claims

모두 원반형상으로 형성된 스테이터와 로터를 동축적으로 배치하여, 그것들의 면끼리를 소정의 갭를 거쳐 대향시키고, 상기 스테이터의 권선으로부터 발생되는 회전자계에 의하여 상기 로터의 권선에 유도전류를 흘려 회전시키는 유도전동기에 있어서,

상기 스테이터는 스테이터 요크와 스테이터 티스(teeth)를 포함하고, 상기 스테이터 요크는 중공원판형상으로 펀칭된 복수매의 전자강판을 액셜방향으로 적층한 적층체로 이루어지고, 상기 스테이터 요크에는 소정의 슬롯수만큼의 구멍이 원주방향을 따라 등간격으로 형성되어 있고, 상기 스테이터 티스는 스테이터권선이 감기는 제 1 톱니본체와 상기 제 1 톱니본체의 상기 로터와 대향하는 한쪽 끝측에 형성된 제 1 톱니단부를 구비하고, 상기 제 1 톱니본체의 다른쪽 끝측이 상기 스테이터 요크의 구멍내에 끼워 맞춰지고,

상기 로터는 로터 요크와 로터 티스를 포함하고, 상기 로터 요크는 중심에 회전축 삽입구멍을 가지는 원판형상으로 펀칭된 복수매의 전자강판을 액셜방향으로 적층한 적층체로 이루어지고, 상기 로터 요크에는 소정의 슬롯수만큼의 구멍이 원주방향을 따라 등간격에 형성되어 있고, 상기 로터 티스는 로터권선으로서의 도체판에 삽입되는 제 2 톱니본체 및 상기 제 2 톱니본체의 상기 스테이터와 대향하는 한쪽 끝측에 형성된 제 2 톱니단부를 구비하고, 상기 제 2 톱니본체의 다른쪽 끝측이 상기 로터 요크의 구멍내에 끼워 맞춰지고,

상기 스테이터권선이 상기 스테이터 요크와 상기 제 1 톱니단부와의 사이에서 상기 제 1 톱니본체에 장착되고, 상기 로터 권선 도체판이 상기 제 2 톱니본체에 삽입된 상태로 상기 로터 요크와 상기 제 2 톱니단부와의 사이에 끼워지고, 상기 스테이터가 상기 스테이터 요크의 바깥 둘레에서 전동기 브래킷내에 고정됨과 동시에, 상기 로터가 상기 전동기 브래킷의 베어링부에 유지되는 회전축에 고정되어 있는 것을 특징으로 하는 유도전동기.
제 1항에 있어서,

상기 스테이터 및 상기 로터를 각각 2개 구비하고, 상기 2개의 스테이터를 등을 맞대게 하여 상기 전동기 브래킷내의 중앙에 배치함과 동시에, 상기 2개의 스테이터에 대향시켜 상기 2개의 로터를 각각 배치하고, 상기 등을 맞대게 한 스테이터의 상기 스테이터 티스끼리를 동일한 위치관계로 한 다음에, 상기 각 스테이터 티스의 권선에 의한 자극을 상기 각 로터에 대하여 다르게 하여 1 스테이터 2 로터형으로 한 것을 특징으로 하는 유도전동기.
제 1항에 있어서,

상기 스테이터 및 상기 로터를 각각 2개 구비하고, 상기 2개의 로터를 등을 맞대게 하여 상기 전동기 브래킷내의 중앙에 배치함과 동시에, 상기 2개의 로터에 대향시켜 상기 2개의 스테이터를 각각 배치하고, 상기 2개의 스테이터의 상기 스테이터 티스끼리를 동일한 위치관계로 한 다음에, 상기 각 스테이터 티스의 권선에의한 자극을 상기 각 로터에 대하여 다르게 하여 2 스테이터 1 로터로 한 것을 특징으로 하는 유도전동기.
제 2항 또는 제 3항에 있어서,

상기 등을 맞대게 한 상기 각 스테이터의 스테이터 티스의 뒷면끼리 또는 상기 등을 맞대게 한 상기 로터의 로터 티스의 뒷면끼리는 저항용접에 의하여 용접되어 있는 것을 특징으로 하는 유도전동기.
제 1항 내지 제 4항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 스테이터 요크에, 상기 전자강판 대신에 비자성·비도전 재료판이 사용되는 것을 특징으로 하는 유도전동기.
제 1항 내지 제 5항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 로터 권선 도체판이, 상기 제 2 톱니본체와 끼워 맞춰지는 구멍을 가지는 1매의 금속판 또는 복수매의 금속판의 적층체로 이루어지는 것을 특징으로 하는 유도전동기.
제 1항 내지 제 6항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 로터 요크에, 상기 전자강판 대신에 도전성 재료판이 사용되고, 상기 도전성 재료판을 상기 로터 권선 도체와 겸용하는 것을 특징으로 하는 유도전동기.
제 1항 내지 제 7항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 스테이터 티스 및 상기 로터 티스는, 복수매의 전자강판을 상기 각 요크의 반경방향에 적층한 적층체로 이루어지고, 상기 적층체에 포함되는 각 전자강판의 상기 각 요크의 원주방향을 따른 폭이, 상기 각 요크의 바깥 둘레측으로부터 안 둘레측에 걸쳐 점차 좁게 되어 있는 것을 특징으로 하는 유도전동기.
제 1항 내지 제 8항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 스테이터 요크에 끼워 맞춰진 상기 스테이터 티스의 끝부가 상기 스테이터 요크에 용접되어 있는 것을 특징으로 하는 유도전동기.
제 1항 내지 제 9항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 로터의 로터 요크에 끼워 맞춰진 상기 로터 티스의 끝부가 상기 로터 요크에 용접되어 있는 것을 특징으로 하는 유도전동기.
제 1항 내지 제 10항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 로터의 상기 회전축에 대한 고정부분에 보강판이 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 유도전동기.
제 1항 내지 제 11항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 스테이터는 상기 스테이터 요크를 거쳐 상기 전동기 브래킷내에 압입하여 고정되고, 상기 로터는 상기 회전축에 대하여 수축 끼워맞춤, 압입 또는 코킹 중 어느 하나에 의하여 고정되어 있는 것을 특징으로 하는 유도전동기.
제 7항에 있어서,

상기 전자강판 대신에 사용되는 도전성 재료판이, 동판 또는 알루미늄판인 것을 특징으로 하는 유도전동기.