WO2014115500A1 - 単相誘導電動機とその製造治具および単相誘導電動機の製造方法 - Google Patents

単相誘導電動機とその製造治具および単相誘導電動機の製造方法 Download PDF

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main
main coil
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phase induction
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海野　毘
幸博 身畑
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パナソニック株式会社
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    • H02K15/04—Methods or apparatus specially adapted for manufacturing, assembling, maintaining or repairing of dynamo-electric machines of windings, prior to mounting into machines
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    • H02K17/00—Asynchronous induction motors; Asynchronous induction generators
    • H02K17/02—Asynchronous induction motors
    • H02K17/04—Asynchronous induction motors for single phase current

Definitions

  • the present invention relates to a single-phase induction motor, a manufacturing jig therefor, and a method for manufacturing a single-phase induction motor.
  • FIG. 5 is a perspective view showing a stator of a conventional single-phase induction motor (lap winding).
  • the single-phase induction motor includes a stator 103 having a stator core 105 provided with 24 slots 104.
  • the stator 103 includes a stator core 105, insulating paper 106, a main coil 101, and an auxiliary coil 102.
  • FIG. 6 is an exploded view of a conventional single-phase induction motor (lap winding). As shown in FIG. 6, the main coil 101 includes main coils 101a to 101f, and the auxiliary coil 102 includes auxiliary coils 102a to 102f.
  • FIG. 7 is a side view of a conventional single-phase induction motor (lap winding)
  • FIG. 8 is a perspective view showing a winding process using a winding frame of the single-phase induction motor (lap winding).
  • the main coil 101 and the auxiliary coil 102 shown in FIG. 7 are prepared in advance by winding them around a bobbin-shaped winding frame 107 connected in series. That is, six main coils 101a to 101f and six auxiliary coils 102a to 102f shown in FIG. 6 are formed.
  • the main coil 101 and the auxiliary coil 102 shown in FIG. 7 are formed by connecting one continuous line, 3 coils per pole, a total of 6 coils.
  • FIG. 9A is a side view of a conventional single-phase induction motor (lap winding) winding frame
  • FIG. 9B is a cross-sectional view taken along line 9B-9B of FIG. 9A.
  • the wound winding 108 of FIG. 8 that becomes the main coil 101 and the auxiliary coil 102 of FIG. 7 is taken out by disassembling the winding frame 107. That is, the winding frame 107 shown in FIG. 9A is separated along the partition 107a, and the main coil 101 and the auxiliary coil 102 are taken out.
  • stator core 105 and the main coil 101 and auxiliary coil 102 do not directly contact the slot 104 by using an insertion device (not shown). Is inserted from.
  • an insulating paper 106 is inserted in the slot 104 in advance.
  • the first main coil 101a is inserted into the first slot 104a and the tenth slot 104j.
  • the second main coil 101b is inserted into the second slot 104b and the eleventh slot 104k.
  • the fourth to sixth main coils are inserted into the thirteenth slot 104m to the fifteenth slot 104o and the twenty-second slot 104v to the twenty-fourth slot 104x symmetrically with the first to third main coils.
  • the first auxiliary coil 102a is inserted into the seventh slot 104g and the sixteenth slot 104p. Similar to the main coil 101, the fourth to sixth auxiliary coils are arranged symmetrically with the first to third auxiliary coils.
  • the main coil 101 and the auxiliary coil 102 shown in FIG. 5 created by the reel 107 shown in FIG. 8 have a width between the slots 104 to be inserted into the slot 104 and a height in the axial direction of the stator core 105. Created higher than that. After the main coil 101 and the auxiliary coil 102 are inserted into the slot 104, the winding protrudes from the axial end surface of the stator core 105 to form a coil end.
  • the protruding coil ends are gathered together so as to be bundled manually.
  • the coil ends are formed in an annular shape by being sandwiched in the axial direction by a press using a mold made of resin so as not to damage the main coil 101 and the auxiliary coil 102. Note that the main coil 101 and the auxiliary coil 102 are brought into contact with the rotor, the stator 103, and other metal parts so that the main coil 101 and the auxiliary coil 102 are disconnected and have poor insulation. This is to prevent it from happening.
  • the main coil 101 and the auxiliary coil 102 are manufactured using the same size reels, a bundle of the main coil 101 and the auxiliary coil 102 having the same size can be formed.
  • the coil ends of the main coil 101 and the auxiliary coil 102 have the same height from the end face of the stator core 105.
  • the single-phase induction motor according to the present invention includes a pair of main coils and auxiliary coils as a pair, and a plurality of sets of main coils and auxiliary coils. Overlapping coils are formed. Further, one pole in the lap winding coil is composed of a plurality of sets of main coils or auxiliary coils. In the pole, the distance between the coil ends from one coil end of the main coil to the other coil end is different.
  • the main coils can be bundled in the height direction when the coil end is formed.
  • the molding operation of the coil end of the main coil is facilitated, and it is not necessary to loosen or pull the coil, thereby providing a high-quality single-phase induction motor.
  • FIG. 1 is an exploded view of a winding of a single-phase induction motor according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a side view of the single-phase induction motor.
  • FIG. 3 is a perspective view showing a winding process using a winding frame of the single-phase induction motor.
  • FIG. 4A is a side view of a winding frame used in the winding process of the single-phase induction motor.
  • 4B is a cross-sectional view taken along line 4B-4B of FIG. 4A.
  • 4C is a cross-sectional view taken along line 4C-4C of FIG. 4A.
  • 4D is a cross-sectional view taken along line 4D-4D of FIG. 4A.
  • FIG. 5 is a perspective view showing a stator of a conventional single-phase induction motor (lap winding).
  • FIG. 6 is a winding development view of the single-phase induction motor (lap winding).
  • FIG. 7 is a side view of the single-phase induction motor (lap winding).
  • FIG. 8 is a perspective view showing a winding process using a winding frame of the single-phase induction motor (lap winding).
  • FIG. 9A is a side view of a winding frame of the single-phase induction motor (lap winding).
  • 9B is a cross-sectional view taken along line 9B-9B of FIG. 9A.
  • FIG. 1 is an exploded view of a winding of a single-phase induction motor according to an embodiment of the present invention.
  • a pair of the main coil 1 and the auxiliary coil 2 are paired with a stator core 5 provided with 24 slots 4 by overlapping winding,
  • a lap coil 11 having a plurality of sets of main coils 1 and auxiliary coils 2 is formed.
  • the stator core 5 is formed by laminating electromagnetic steel plates punched into a donut shape.
  • a slot 4 is formed on the inner diameter side of the stator core 5.
  • the slot 4 is provided with a main coil 1 and an auxiliary coil 2 via insulating paper 6.
  • FIG. 2 is a side view of the single-phase induction motor according to the embodiment of the present invention.
  • one pole 12 in the lap coil 11 includes a first main coil 1a, a second main coil 1b, a third main coil 1c, or auxiliary coils 2a, 2b and 2c.
  • the distance between the coil ends from one coil end 13a, 13b, 13c of each of the first main coil 1a, the second main coil 1b, and the third main coil 1c to the other coil end 14a, 14b, 14c. 10a, 10b, and 10c are different from each other. That is, the distance 10a between the coil ends of the first main coil 1a is smaller than the distance 10b between the coil ends of the second main coil 1b.
  • the distance 10b between the coil ends of the second main coil 1b is smaller than the distance 10c between the coil ends of the third main coil 1c.
  • the inter-coil end distance 17 that is the distance from one coil end 15 to the other coil end 16 may be different.
  • the insertion of the pole 12 into the slot 4 will be described with reference to FIGS.
  • the third main coil 1c having a large inter-coil end distance 10c is inserted into the first slot 4a and the tenth slot 4j.
  • the second main coil 1b is inserted into the second slot 4b and the eleventh slot 4k.
  • the first main coil 1a is inserted into the third slot 4c and the twelfth slot 4l.
  • the 4th main coil 1d, the 5th main coil 1e, and the 6th main coil 1f form the pole 12 which opposes.
  • the fourth main coil 1d has a smaller coil end distance than the fifth main coil 1e.
  • the fifth main coil 1e has a smaller coil end distance than the sixth main coil 1f.
  • the sixth main coil 1f, the fifth main coil 1e, and the fourth main coil 1d are sequentially inserted into the predetermined slot 4 in the same manner as the opposing poles 12 described above.
  • auxiliary coils 2 are also inserted into the predetermined slots 4 respectively.
  • the coil ends 13, 14, 15, 16 of the inserted main coil 1 and auxiliary coil 2 are mixed in three different heights. Each height difference is larger than the coil bundle. That is, the difference between the coil end distances 10, 17 of the adjacent main coil 1 or auxiliary coil 2 is the thickness of the coil bundle determined by the number of turns.
  • the main coil 1 includes a first main coil 1a, a second main coil 1b, and a third main coil 1c.
  • the first main coil 1a and the second main coil 1b are adjacent to each other, and the second main coil 1b and the third main coil 1c are adjacent to each other.
  • the coil end distance 10a of the first main coil 1a is smaller than the coil end distance 10b of the second main coil 1b.
  • the distance 10b between the coil ends of the second main coil 1b is smaller than the distance 10c between the coil ends of the third main coil 1c.
  • the distance 10b between the coil ends of the second main coil 1b is equal to or larger than the width of one bundle of the coil bundle of the second main coil 1b as compared with the distance 10a between the coil ends of the first main coil 1a. It is larger by the following length.
  • the distance 10c between the coil ends of the third main coil 1c is equal to or greater than the width of one bundle of the coil bundle of the third main coil 1c compared to the distance 10b between the coil ends of the second main coil 1b. It is larger by the following length.
  • the coil ends 13 and 14 are formed.
  • the coil ends 13 and 14 are formed by superimposing the coil ends 13b and 14b having a medium height on the coil ends 13a and 14a having a low height, and arranging the coil ends 13c and 14c having the highest height to a medium height.
  • the coil ends 13b and 14b are overlapped with each other.
  • the above-described pole 12 will be described as an example.
  • the second main coil 1b is overlaid on the first main coil 1a
  • the third main coil 1c is overlaid on the second main coil 1b.
  • the coil end does not protrude in the radial direction of the stator core, and the distribution of the coil end after forming is not biased manually.
  • the shape of the coil end was trimmed.
  • the coil ends 13, 14, 15, and 16 of the main coil 1 and the auxiliary coil 2 are arranged in advance in the stacking direction of the stator core 5 at each height (or (Downward), distributed evenly. Therefore, even if the coil ends 13, 14, 15, 16 are not shaped, the main coil 1 and the auxiliary coil 2 protrude to the inside or outside in the radial direction of the stator core 5 and are not sandwiched by the molding machine. That is, in the method of manufacturing the single-phase induction motor according to the present embodiment, it is not necessary to shape the coil ends 13, 14, 15, and 16, and the process can be simplified.
  • the coil ends 13, 14, 15, 16 are less slack, an increase in resistance of the main coil 1 and the auxiliary coil 2 is suppressed as much as possible, and a decrease in motor performance due to copper loss is suppressed.
  • FIG. 3 is a perspective view showing a winding process using a winding frame of the single-phase induction motor according to the embodiment of the present invention.
  • the main coil 1 and the auxiliary coil 2 are wound by using six bobbin-shaped winding frames 7.
  • the winding frame 7 used at the time of winding operation is composed of a plurality of bobbin portions 7b for winding the main coil 1 and the auxiliary coil 2 and a partition 7a for partitioning the bobbin portion 7b.
  • FIG. 4A is a side view of a reel used in the winding process of the single-phase induction motor according to the embodiment of the present invention
  • FIG. 4B is a sectional view taken along line 4B-4B in FIG. 4A
  • FIG. 4C is a sectional view taken along line 4C-4C in FIG. 4D is a cross-sectional view taken along line 4D-4D of FIG. 4A.
  • the reel 7 has the same width x and different height y, that is, three types of bobbin portions 7b having different circumferential lengths are arranged in a straight line, and between them It is partitioned off by a partition 7a.
  • the reel 7 can be disassembled with the partition 7a as a boundary.
  • the winding frame 7 has a plurality of sizes in order to make the distances 10a, 10b, 10c, and 17 between the coil ends different.
  • the winding frame 7 of FIG. 3 is set in a winding machine, the winding frame 7 is rotated, and the winding 8 is wound up.
  • the winding machine nozzle 9 moves to the adjacent bobbin portion 7b, and the creation of the next coil starts.
  • the bobbin portions 7b are provided with large bobbin portions 7b at both ends, and are arranged so as to become smaller in order toward the center. That is, the main coil 1 (first main coil 1a to sixth main coil 1f) described above will be described as an example.
  • the winding frame 7 has a third main coil 1c and a second main coil for each bobbin portion 7b. 1b, the first main coil 1a, the fourth main coil 1d, the fifth main coil 1e, and the sixth main coil 1f are wound in this order.
  • the winding frame 7 is disassembled and the main coil 1 is taken out.
  • the extracted main coil 1 is connected in the order of large-medium-small-small-medium-large.
  • the main coil 1 is inserted into the slot 4 of the stator core 5 of FIG. 2, the main coil 1 is inserted into the slot 4 from the third main coil 1c and the sixth main coil 1f having large ends.
  • the pole 12 is formed by being inserted into the slot 4 in order from the main coil 1 or the auxiliary coil 2 having a large distance between coil ends 10 and 17.
  • the distances 10 and 17 between the coil ends are different, and the main coil 1 and the auxiliary coil 2 that are the same height and do not overlap are created.
  • the coil is arranged so that the small coil fits inside the large coil, the coil ends are aligned and easy to form.
  • the cross section of the coil bundle can be freely changed to some extent. Therefore, molding workability is not impaired, and the coil ends are stacked without any gap. As a result, an increase in copper loss is suppressed.
  • the single-phase induction motor of the present invention can also be applied to a motor for driving a shallow well pump.

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Abstract

単相誘導電動機は、重ね巻により１対の主コイルと補助コイル（２）とを１組とし、複数組の主コイルと補助コイル（２）とが備えられた重ね巻きコイル（１１）が形成されている。重ね巻きコイル（１１）における１つの極（１２）は、複数組の主コイルまたは補助コイル（２）から構成されている。そして極（１２）において、主コイルの一方のコイルエンドから他方のコイルエンドまでのコイルエンド間距離がそれぞれ異なる。

Description

単相誘導電動機とその製造治具および単相誘導電動機の製造方法
　本発明は、単相誘導電動機とその製造治具および単相誘導電動機の製造方法に関する。
　従来の単相誘導電動機の固定子の巻線方法の一つとして、重ね巻が知られている（特許文献１参照）。
　以下、単相誘導電動機に使用される界磁巻線の巻線構造について、従来の単相誘導電動機（重ね巻）の固定子を示す斜視図である図５を用いて説明する。図５に示すように単相誘導電動機は、２４個のスロット１０４を設けた固定子鉄心１０５を有する固定子１０３を備えている。固定子１０３は、固定子鉄心１０５、絶縁紙１０６、及び主コイル１０１と補助コイル１０２から構成されている。
　図６は、従来の単相誘導電動機（重ね巻）の巻線展開図である。図６に示すように主コイル１０１は主コイル１０１ａ～１０１ｆから、補助コイル１０２は補助コイル１０２ａ～１０２ｆから構成される。
　図７は従来の単相誘導電動機（重ね巻）の側面図、図８は同単相誘導電動機（重ね巻）の巻枠による巻線工程を示す斜視図である。図７に示す主コイル１０１、補助コイル１０２は、図８に示すように６個連ねたボビン状の巻枠１０７へ巻回してあらかじめ作成されている。すなわち図６に示す６個の主コイル１０１ａ～１０１ｆ、６個の補助コイル１０２ａ～１０２ｆが作成されている。そして図７に示す主コイル１０１、補助コイル１０２は、それぞれ連続した１本の線により、１極あたり３コイル、合計６コイル連ねて形成される。
　図９Ａは従来の単相誘導電動機（重ね巻）の巻枠の側面図、図９Ｂは図９Ａの９Ｂ－９Ｂ線断面図である。図７の主コイル１０１、補助コイル１０２となる図８の巻回された巻線１０８は、巻枠１０７を分解して取り出す。すなわち図９Ａに示す巻枠１０７は、仕切１０７ａ部分に沿って別れて、主コイル１０１、補助コイル１０２が取り出される。そして図５に示す取り出した主コイル１０１、補助コイル１０２は、挿入装置（図示せず）を用いてスロット１０４へ固定子鉄心１０５と主コイル１０１、補助コイル１０２とが直接接触しない様に内径側から挿入される。ここでスロット１０４には、あらかじめ絶縁紙１０６が挿入されている。
　その際、図６に示す様に第１主コイル１０１ａは、第１スロット１０４ａと第１０スロット１０４ｊとへ挿入される。第２主コイル１０１ｂは、第２スロット１０４ｂと第１１スロット１０４ｋとへ挿入される。第４～第６主コイルは、第１～第３主コイルと対称に第１３スロット１０４ｍ～第１５スロット１０４ｏと第２２スロット１０４ｖ～第２４スロット１０４ｘとへ挿入される。
　また第１補助コイル１０２ａは、第７スロット１０４ｇと第１６スロット１０４ｐとへ挿入される。主コイル１０１と同様に、第１～第３補助コイルと対称に第４～第６補助コイルは配置される。
特開平７－１６３０７４号公報
　このような図８の巻枠１０７により作成される図５の主コイル１０１、補助コイル１０２は、スロット１０４への挿入作業のため挿入するスロット１０４間の幅、および固定子鉄心１０５の軸方向高さよりも高く作成される。主コイル１０１、補助コイル１０２がスロット１０４に挿入された後、固定子鉄心１０５の軸方向端面には巻線がはみ出し、コイルエンドが形成される。
　はみ出したコイルエンドは、手作業により束ねるようにまとめられる。そしてコイルエンドは、主コイル１０１、補助コイル１０２にキズを付けない様に樹脂にて作成された型を用い、プレスにて軸方向に挟み込み円環状に成形される。なお手作業により束ねるようにまとめるのは、主コイル１０１、補助コイル１０２が回転子、固定子１０３、およびその他金属部品などに接触することにより主コイル１０１、補助コイル１０２の断線、および絶縁不良を起こさない様にするためである。
　従来の方法では、主コイル１０１、補助コイル１０２はそれぞれ同じサイズの巻枠を用いて作製されるため、全て同じサイズの主コイル１０１、補助コイル１０２の束ができる。
　すなわち、このような従来の重ね巻き構造の単相誘導電動機においては、コイルサイズが同じであるため主コイル１０１、補助コイル１０２のコイルエンドは固定子鉄心１０５の端面から同じ高さになる。
　従って、成形時に主コイル１０１、補助コイル１０２を束ねようとしても、固定子鉄心１０５の半径方向へ最大６個のコイルエンドが同じ高さにて重なる。そのため主コイル１０１、補助コイル１０２の収まりが悪くなり、主コイル１０１、補助コイル１０２を部分的に弛ませる、引張るなどして成形する。
　このため主コイル１０１、補助コイル１０２の弛ませ、および引張りを原因とする垂れ線、断線が起こる品質問題が懸念され、作業性自体も悪い。
　また、コイル束の高さを大きくしてコイルエンドの成形可能範囲を広げる方法も考えられるが、銅損の増加によりモータ特性が低下する課題がある。
　そこで本発明の単相誘導電動機は、複数のスロットを設けた固定子鉄心に重ね巻により１対の主コイルと補助コイルとを１組とし、複数組の主コイルと補助コイルとが備えられた重ね巻きコイルが形成されている。また重ね巻きコイルにおける１つの極は、複数組の主コイルまたは補助コイルから構成されている。そして極において、主コイルの一方のコイルエンドから他方のコイルエンドまでのコイルエンド間距離が、それぞれ異なっている。
　このような単相誘導電動機では、コイルエンドの成形時にそれぞれの主コイルを高さ方向に束ねられる。そのため、主コイルのコイルエンドの成形作業が容易となり、弛ませるまたは引張る必要が無くなり、高品質な単相誘導電動機を提供できる。
図１は、本発明の実施の形態の単相誘導電動機の巻線展開図である。 図２は、同単相誘導電動機の側面図である。 図３は、同単相誘導電動機の巻枠による巻線工程を示す斜視図である。 図４Ａは、同単相誘導電動機の巻線工程に用いる巻枠の側面図である。 図４Ｂは、図４Ａの４Ｂ－４Ｂ線断面図である。 図４Ｃは、図４Ａの４Ｃ－４Ｃ線断面図である。 図４Ｄは、図４Ａの４Ｄ－４Ｄ線断面図である。 図５は、従来の単相誘導電動機（重ね巻）の固定子を示す斜視図である。 図６は、同単相誘導電動機（重ね巻）の巻線展開図である。 図７は、同単相誘導電動機（重ね巻）の側面図である。 図８は、同単相誘導電動機（重ね巻）の巻枠による巻線工程を示す斜視図である。 図９Ａは、同単相誘導電動機（重ね巻）の巻枠の側面図である。 図９Ｂは、図９Ａの９Ｂ－９Ｂ線断面図である。
　以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。
　（実施の形態）
　図１は、本発明の実施の形態の単相誘導電動機の巻線展開図である。図１に示すように単相誘導電動機の固定子３には、２４個のスロット４を設けた固定子鉄心５に、重ね巻により１対の主コイル１と補助コイル２とを１組とし、複数組の主コイル１と補助コイル２とが備えられた重ね巻きコイル１１が形成されている。ここで固定子鉄心５は、ドーナツ型に打ち抜かれた電磁鋼板が積層されて形成されている。固定子鉄心５の内径側には、スロット４が形成されている。スロット４には、絶縁紙６を介して主コイル１、補助コイル２が設けられている。
　図２は、本発明の実施の形態の単相誘導電動機の側面図である。図２に示すように重ね巻きコイル１１における１つの極１２は、第１主コイル１ａ、第２主コイル１ｂ、第３主コイル１ｃまたは補助コイル２ａ、２ｂ、２ｃから構成されている。そして極１２において、第１主コイル１ａ、第２主コイル１ｂ、第３主コイル１ｃのそれぞれの一方のコイルエンド１３ａ、１３ｂ、１３ｃから他方のコイルエンド１４ａ、１４ｂ、１４ｃまでのコイルエンド間距離１０ａ、１０ｂ、１０ｃが、それぞれ異なっている。すなわち、第１主コイル１ａのコイルエンド間距離１０ａは、第２主コイル１ｂのコイルエンド間距離１０ｂよりも小さい。第２主コイル１ｂのコイルエンド間距離１０ｂは、第３主コイル１ｃのコイルエンド間距離１０ｃよりも小さくなっている。なお補助コイル２でも、一方のコイルエンド１５から他方のコイルエンド１６までの距離であるコイルエンド間距離１７は、それぞれ異なっていてもよい。
　極１２のスロット４への挿入について図１、図２を用いて説明する。まず、コイルエンド間距離１０ｃの大きい第３主コイル１ｃが、第１スロット４ａと第１０スロット４ｊとに挿入される。次に、第２主コイル１ｂが、第２スロット４ｂと第１１スロット４ｋとに挿入される。最後に第１主コイル１ａが、第３スロット４ｃと第１２スロット４ｌとに挿入される。
　また、対向する極１２について説明する。第４主コイル１ｄ、第５主コイル１ｅ、および第６主コイル１ｆが、対向する極１２を形成している。第４主コイル１ｄは、第５主コイル１ｅよりもコイルエンド間距離が小さい。第５主コイル１ｅは、第６主コイル１ｆよりもコイルエンド間距離が小さくなっている。そして、上述した対向する極１２と同様にして、第６主コイル１ｆ、第５主コイル１ｅ、および第４主コイル１ｄは、順に所定のスロット４に挿入される。
　同様にして、補助コイル２も、それぞれ所定のスロット４に挿入される。
　また、挿入された主コイル１、補助コイル２のコイルエンド１３、１４、１５、１６は、３種類の高さが混在している。それぞれの高さの差は、コイル束分よりも大きくなっている。すなわち隣接する主コイル１または補助コイル２のコイルエンド間距離１０、１７の差は、巻数によって決まるコイル束の太さとしている。
　ここで主コイル１は、第１主コイル１ａと第２主コイル１ｂと第３主コイル１ｃとから構成されている。また第１主コイル１ａと第２主コイル１ｂとは隣り合い、第２主コイル１ｂと第３主コイル１ｃとは隣り合っている。そして第１主コイル１ａのコイルエンド間距離１０ａは、第２主コイル１ｂのコイルエンド間距離１０ｂよりも小さい。また第２主コイル１ｂのコイルエンド間距離１０ｂは、第３主コイル１ｃのコイルエンド間距離１０ｃよりも小さい。
　また第２主コイル１ｂのコイルエンド間距離１０ｂは、第１主コイル１ａのコイルエンド間距離１０ａと比較して第２主コイル１ｂのコイル束の１束分の幅以上、２束分の幅以下の長さだけ大きい。そして第３主コイル１ｃのコイルエンド間距離１０ｃは、第２主コイル１ｂのコイルエンド間距離１０ｂと比較して第３主コイル１ｃのコイル束の１束分の幅以上、２束分の幅以下の長さだけ大きい。
　次に、コイルエンド１３、１４の成形が行なわれる。コイルエンド１３、１４の成形は、中間の高さのコイルエンド１３ｂ、１４ｂを低い高さのコイルエンド１３ａ、１４ａの上に重ね、最も高い高さのコイルエンド１３ｃ、１４ｃを、中間の高さのコイルエンド１３ｂ、１４ｂの上に重ねて行なう。具体的に前述の極１２を例にして説明すると、第１主コイル１ａの上に、第２主コイル１ｂが重ねられ、第２主コイル１ｂの上に第３主コイル１ｃが重ねられる。
　従来の製造方法では、コイルエンドの成形（フォーミング）をする前に、コイルエンドが固定子鉄心の径方向にはみ出さないように、そして成形後のコイルエンドの分布が偏らないように、手作業にてコイルエンドの形が整えられていた。しかし、本実施の形態の単相誘導電動機の構成によれば、あらかじめ主コイル１、補助コイル２のコイルエンド１３、１４、１５、１６が高さごとに固定子鉄心５の積層方向上方（あるいは下方）に、偏らずに分布している。そのため、コイルエンド１３、１４、１５、１６の形が整えられなくても、主コイル１、補助コイル２が固定子鉄心５の径方向内側、あるいは外側にはみ出して成形機へ挟み込まれない。すなわち、本実施の形態の単相誘導電動機の製造方法では、コイルエンド１３、１４、１５、１６の整形が不要となり、成形工程に移れるため、作業が簡易になる。
　また、主コイル１、補助コイル２の成形工程において、コイルを弛ませたり、引張ったりすることなくまとめることができるというメリットがある。
　また、コイルエンド１３、１４、１５、１６の弛みが少ないので、主コイル１、補助コイル２の抵抗の増加が極力抑えられ、銅損によるモータ性能の低下が抑えられる。
　次に、単相誘導電動機の製造方法における主コイル１および補助コイル２の巻回工程について説明する。
　図３は、本発明の実施の形態の単相誘導電動機の巻枠による巻線工程を示す斜視図である。主コイル１および補助コイル２は、図３に示すように６個連ねたボビン状の巻枠７を用いて巻回される。巻回作業時に用いる巻枠７は、主コイル１および補助コイル２を巻く複数のボビン部７ｂと、ボビン部７ｂを仕切る仕切７ａとから構成されている。
　図４Ａは本発明の実施の形態の単相誘導電動機の巻線工程に用いる巻枠の側面図、図４Ｂは図４Ａの４Ｂ－４Ｂ線断面図、図４Ｃは図４Ａの４Ｃ－４Ｃ線断面図、図４Ｄは図４Ａの４Ｄ－４Ｄ線断面図である。図４Ａ～図４Ｄに示すように巻枠７は、幅ｘが同じであり、高さｙが異なる、すなわち１周の周長が異なる３種類のボビン部７ｂが直線状に並べられ、その間を仕切７ａにて仕切られている。巻枠７は、仕切７ａを境にして分解できる。このように巻枠７は、コイルエンド間距離１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１７を異ならせるために複数の大きさを備えている。
　巻線工程は、図３の巻枠７が巻線機にセットされ、巻枠７が回転され、巻線８が巻き取られる。１つのコイルが巻き終われば、隣のボビン部７ｂに巻線機ノズル９が移動し、次のコイルの作成が始まる。
　図４Ａに示すようにボビン部７ｂは、大きなボビン部７ｂを両端に備え、中心に向かって順に小さくなるように並んでいる。すなわち、上述した主コイル１（第１主コイル１ａ～第６主コイル１ｆ）を例にして説明すると、巻枠７にはそれぞれのボビン部７ｂに対して第３主コイル１ｃ、第２主コイル１ｂ、第１主コイル１ａ、第４主コイル１ｄ、第５主コイル１ｅ、第６主コイル１ｆの順に巻回される。
　巻回工程が完了すると、巻枠７が分解され、主コイル１が取り出される。取り出された主コイル１は、大－中－小－小－中－大の順に連なっている。主コイル１が、図２の固定子鉄心５のスロット４に挿入されるときには、両端の大きな第３主コイル１ｃ、第６主コイル１ｆからスロット４に挿入される。このように極１２は、コイルエンド間距離１０、１７が大きい主コイル１、または補助コイル２から順にスロット４に挿入されて形成される。
　その結果、コイルエンド間距離１０、１７が異なり同じ高さ、かつ重ならない主コイル１、補助コイル２が作成される。
　また、大きいコイルの内側に小さいコイルがはまるようにコイルが配置されるため、コイルエンドが整列し成形しやすくなる。
　また、巻枠７の高さの寸法差は巻数によって決まるコイル束の太さの程度としても、コイル束の断面はある程度自由に変化できる。そのため成形作業性が損われず、コイルエンド間が隙間なく積み重ねられる。その結果、銅損の増加が抑制される。
　本発明の単相誘導電動機は、浅井戸用ポンプの駆動用電動機にも適用可能である。
１　　主コイル
１ａ　　第１主コイル
１ｂ　　第２主コイル
１ｃ　　第３主コイル
１ｄ　　第４主コイル
１ｅ　　第５主コイル
１ｆ　　第６主コイル
２，２ａ，２ｂ，２ｃ　　補助コイル
３　　固定子
４　　スロット
４ａ　　第１スロット
４ｂ　　第２スロット
４ｃ　　第３スロット
４ｊ　　第１０スロット
４ｋ　　第１１スロット
４ｌ　　第１２スロット
５　　固定子鉄心
６　　絶縁紙
７　　巻枠
７ａ　　仕切
７ｂ　　ボビン部
８　　巻線（主コイル又は補助コイル）
９　　巻線機ノズル
１０，１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，１７　　コイルエンド間距離
１１　　重ね巻きコイル
１２　　極
１３，１３ａ，１３ｂ，１３ｃ，１４，１４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１５，１６　　コイルエンド

Claims (7)

  1. 複数のスロットを設けた固定子鉄心に重ね巻により１対の主コイルと補助コイルとを１組とし、複数組の前記主コイルと前記補助コイルとが備えられた重ね巻きコイルが形成された単相誘導電動機において、
    前記重ね巻きコイルにおける１つの極は複数組の前記主コイルまたは前記補助コイルから構成され、
    前記極において前記主コイルの一方のコイルエンドから他方のコイルエンドまでのコイルエンド間距離がそれぞれ異なる単相誘導電動機。
  2. 前記極を構成する複数組の前記主コイルまたは前記補助コイルの巻回作業時に用いる巻枠において、前記巻枠は、前記コイルエンド間距離を異ならせるために複数の大きさを備えた請求項１記載の単相誘導電動機の製造治具。
  3. 前記極は、前記コイルエンド間距離が大きい前記主コイルまたは前記補助コイルから順に前記スロットに挿入して形成される請求項１記載の単相誘導電動機の製造方法。
  4. 隣接する前記主コイルまたは前記補助コイルの前記コイルエンド間距離の差は、巻数によって決まるコイル束の太さとした請求項１記載の単相誘導電動機。
  5. 前記主コイルは、第１主コイルと第２主コイルと第３主コイルとから構成され、
    前記第１主コイルと前記第２主コイルとは隣り合い、
    前記第２主コイルと前記第３主コイルとは隣り合い、
    前記第１主コイルのコイルエンド間距離は、前記第２主コイルのコイルエンド間距離よりも小さく、
    前記第２主コイルのコイルエンド間距離は、前記第３主コイルのコイルエンド間距離よりも小さい請求項１記載の単相誘導電動機。
  6. 前記第２主コイルのコイルエンド間距離は、前記第１主コイルのコイルエンド間距離と比較して前記第２主コイルのコイル束の１束分の幅以上２束分の幅以下の長さだけ大きく、
    前記第３主コイルのコイルエンド間距離は、前記第２主コイルのコイルエンド間距離と比較して前記第３主コイルのコイル束の１束分の幅以上２束分の幅以下の長さだけ大きい請求項５記載の単相誘導電動機。
  7. さらに前記補助コイルの一方のコイルエンドから他方のコイルエンドまでのコイルエンド間距離が、それぞれ異なる請求項１記載の単相誘導電動機。
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