JP2009050116A - コンデンサ電動機とその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】磁性粉末を所定の形状に成型した圧粉磁心からなる固定子鉄芯を有するコンデンサ電動機の電動機効率の改善が必要である。
【解決手段】２ｎ個の歯部と外周部分の継鉄部とで２ｎ個のスロットを形成する固定子鉄芯を、電磁鋼板を打抜き・積層して形成するともに巻線を装着又は直巻巻装する歯部を形成する２ｎ個の分割鉄芯体Ａと、磁性粉末を所定の形状に成型してなる圧粉磁心で形成するとともに相隣接する分割鉄芯体Ａ相互を連結し外周部の磁路をなす継鉄部を形成する分割鉄芯体Ｂとから成る構成とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、電磁鋼板を打抜き・積層した積層鉄芯体と、磁性粉末からなり所定の形状に形成した圧粉磁心とを組合わせ、合体してなる固定子鉄芯および固定子を有する構成のコンデンサ電動機とその製造方法に関する。

従来、この種の電動機は、アーマチュアコア（固定子鉄芯、以下同）を複数に分割し、各部を磁性粉末で構成するとともに、ステータティース（歯部、以下同）にコイル（巻線、以下同）を施工したのち、この歯部を環状に形成したアーマチュアヨーク（継鉄部、以下同）と一体化する構成のものが知られている（例えば、特許文献１参照）。

以下、その電動機の構成について図１６を参照しながら説明する。

図に示すように、絶縁物からなる軟質磁性材料（磁性粉末、以下同）または導電性の低い磁性粉末により構成され、巻線２０１巻回部に直接巻線を巻回した別体の部品からなる複数個の歯部２０２と、磁性粉末により構成され、前記歯部を連結する継鉄部２０３からなり、これらを合体して構成された固定子鉄芯２０４を有する構成の固定子であった。

また、この種の電動機には固定子鉄芯を電磁鋼板を打抜き・積層した積層鉄芯体と磁性粉末を使用した圧粉磁心を併用した固定子鉄芯からなる固定子とそれを製造する方法が提案されている（例えば、特許文献２参照）。

以下、その電動機の構成について図１７を参照しながら説明する。

図に示すように、鋼板を積層してなる鋼板製のコア構成体である積層鉄芯体３０１と磁性粉体と絶縁部材との複合材料で形成された粉体性のコア構成体である圧粉磁心３０２とを接合して構成され、前記積層鉄芯体３０１の積層方向の両端部は対にして設けた圧粉磁心３０２により挟持され、各々が接合された構成のコア（固定子鉄芯、以下同）であった。

また、一般的に磁性粉末で歯部４０２および継鉄部４０１により固定子鉄芯を構成した場合、電磁鋼板に比較し最大磁束密度が低いため磁束量の増大を図るためには、図１８に示すように、固定子鉄芯を磁性粉末により構成した場合は一般的に各部の寸法、例えば歯部４０２の幅寸法Ｋは積層電磁鋼板で構成した場合に比較し、大きくとる（軸方向寸法が同一の場合）構成であった。
特開平０９−２１５２３０号公報 特開２００４−２０１４８３号公報

このような従来の電動機の固定子鉄芯、または固定子の構成および製造方法では、巻線を巻装する歯部の一部または全体が磁束密度の低い磁性粉末の圧粉磁心で形成されているため、所定の磁束量を確保するためには断面積（歯部の軸方向長さ×幅寸法）を積層鉄芯体比で大きく構成する必要があり、その結果、歯部に巻装する巻線の周長が長くなり、巻線で消費される損失が大きくなることから、電動機の効率が低下するという課題があった。

本発明はこのような従来の課題を解決するものであり、回転子孔の周囲に放射状に配列され電磁鋼板を積層してなる２ｎ個の歯部と磁性粉末を成形してなる外周部分の継鉄部とで２ｎ個のスロットを形成し、前記継鉄部は各歯部の外周側端部を囲繞して一体に成形固着されてなる固定子鉄芯と、前記歯部に樹脂製ボビンなどの絶縁部材を介して巻装された１極分のＡ相巻線がｎ個とこれと電気角で９０度隔てた位置の歯部に同様に直巻巻装された１極分のＢ相巻線がｎ個とを交互に配した固定子と、負荷側ハウジングと反負荷側ハウジング、および前記ハウジングの軸受保持部で回転自在に保持された回転子とを有する構成とすることにより電動機効率を向上することのできるコンデンサ電動機とその製造方法を提供することを目的としている。

本発明のコンデンサ電動機は、回転子孔の周囲に放射状に配列され電磁鋼板を積層してなる２ｎ個の歯部と磁性粉末を成形してなる外周部分の継鉄部とで２ｎ個のスロットを形成し、前記継鉄部は各歯部の外周側端部を囲繞して一体に成形固着されてなる固定子鉄芯と、前記歯部に樹脂製ボビンなどの絶縁部材を介して巻装された１極分のＡ相巻線がｎ個とこれと電気角で９０度隔てた位置の歯部に同様に直巻巻装された１極分のＢ相巻線がｎ個とを交互に配した固定子と、負荷側ハウジングと反負荷側ハウジング、および前記ハウジングの軸受保持部で回転自在に保持された回転子とを有する構成としたものである。

この手段により、巻線を巻装する歯部の磁路断面積増大と巻線周長の増大を防止し、巻線で消費される電力を削減することで電動機効率を向上することができるコンデンサ電動機を提供することができる。

また他の手段は、回転子孔の周囲に放射状に配列され電磁鋼板を積層してなる２ｎ個の歯部と磁性粉末を成形してなる外周部分の継鉄部とで２ｎ個のスロットを形成し、前記継鉄部は成形金型内にインサートされた各歯部の外周側端部を囲繞して一体に成形固着されてなる固定子鉄芯と、前記前記歯部に樹脂製ボビンなどの絶縁部材を介して巻装された１極分のＡ相巻線がｎ個とこれと電気角で９０度隔てた位置の歯部に同様に直巻巻装された１極分のＢ相巻線がｎ個とを交互に配した固定子と、負荷側ハウジングと反負荷側ハウジング、および前記各ハウジングの軸受保持部で回転自在に保持された回転子を組立してなり、前記固定子は各歯部にＡ相巻線とＢ相巻線を巻装または装着したあと、継鉄部を成形固着した製造方法としたものである。

この手段により、電動機効率を向上でき、樹脂製ボビンなどの絶縁部材からなるボビンなどへの高速巻線と巻線を巻装したボビンを各歯部に装着後に継鉄部を成形固着し固定子を一体化できるコンデンサ電動機の製造方法を提供することができる。

また他の手段は、回転子孔の周囲に放射状に配列され電磁鋼板を積層してなる２ｎ個の歯部と磁性粉末を成形してなる外周部分の継鉄部とで２ｎ個のスロットを形成し、前記継鉄部は各歯部の外周側端部を囲繞して一体に成形固着されスロット外周部の中央部分で全周を２ｎ個に分割された分割鉄芯を環状に一体化してなる固定子鉄芯と、前記歯部に樹脂製ボビンなどの絶縁部材を介して巻装された１極分のＡ相巻線がｎ個とこれと電気角で９０度隔てた位置の歯部に同様に直巻巻装された１極分のＢ相巻線がｎ個とを交互に配した固定子と負荷側ハウジングと反負荷側ハウジング、および前記各ハウジングの軸受保持部で回転自在に保持された回転とを有するコンデンサ電動機の構成としたものである。

この手段により、電動機効率を向上でき、継鉄部成形金型の小型化と各々の歯部に対し樹脂ボビンなどの絶縁部材を介して高速での巻線直巻が可能なコンデンサ電動機を提供することができる。

また他の手段は、回転子孔の周囲に放射状に配列され電磁鋼板を積層してなる２ｎ個の歯部と磁性粉末を成形してなる外周部分の継鉄部とで２ｎ個のスロットを形成し、前記継鉄部は各歯部の外周側端部を囲繞して一体に成形固着されスロット外周部の中央部分で全周を２ｎ個に分割された分割鉄芯を環状に一体化してなる固定子鉄芯と、前記歯部に樹脂製ボビンなどの絶縁部材を介して巻装された１極分のＡ相巻線がｎ個とこれと電気角で９０度隔てた位置の歯部に同様に直巻巻装された１極分のＢ相巻線がｎ個とを交互に配した固定子と負荷側ハウジングと反負荷側ハウジング、および前記各ハウジングの軸受保持部で回転自在に保持された回転とを有する製造方法としたものである。

この手段により、電動機効率を向上でき、継鉄部成形金型の小型化と各々の歯部に対し樹脂ボビンなどの絶縁部材を介して高速での巻線直巻が可能な製造方法を提供することができる。

また他の手段は、各歯部の外周側端部を囲繞して一体に成形固着された継鉄部は、各歯部の回転子軸方向の長さよりも長く構成したものである。

この手段により、固定子鉄芯外径を拡大することなく、継鉄部の磁路断面積を拡大することで磁束密度を低減することができ、電動機効率を向上することができるコンデンサ電動機を提供することができる。

また他の手段は、分割鉄芯は各々対向する分割面において一方に凸部、他方に凹部を形成し、その歯部に巻線を直巻巻装後、前記各々の分割鉄芯の凸部と凹部を組合わせることで環状に固着一体化された構成としたものである。

この手段により、２ｎ個の分割鉄芯を高精度かつ容易に組立し一体化できるコンデンサ電動機とその製造方法を提供することができる。

また他の手段は、分割鉄芯は各々の分割面において接着剤によって固着されるかまたは、環状に合体後に前記分割面を溶接、溶着などで固着一体化された構成としたものである。

この手段により、２ｎ個の分割鉄芯を強固に一体化できるコンデンサ電動機とその製造方法を提供することができる。

また他の手段は、回転子孔の周囲に放射状に配列され電磁鋼板を積層してなる２ｎ個の歯部と磁性粉末を成形してなる外周部分の継鉄部とで２ｎ個のスロットを形成し、前記継鉄部は各歯部の外周側端部を囲繞して一体に成形固着されスロット外周部の中央部分で全周を２ｎ個に分割された分割鉄芯を環状に一体化してなる固定子鉄芯と、前記歯部に樹脂製ボビンなどの絶縁部材を介して巻装された１極分のＡ相巻線がｎ個とこれと電気角で９０度隔てた位置の歯部に同様に直巻巻装された１極分のＢ相巻線がｎ個とを交互に配した固定子と、負荷側軸受保持端板と反負荷側軸受端板、および前記各端板の中央部に設けた軸受保持部で回転自在に保持された回転子を有し、前記継鉄部は各歯部の回転子軸方向の長さよりも長く構成し、前記継鉄部がコンデンサ電動機の外殻の筒状部を成す構成としたものである。

この手段により、電動機効率を向上でき、巻線部分の絶縁性能の強化と回転子組込が容易となるコンデンサ電動機の構造を提供することができる。

また他の手段は、回転子孔の周囲に放射状に配列され電磁鋼板を積層してなる２ｎ個の歯部と磁性粉末を成形してなる外周部分の継鉄部とで２ｎ個のスロットを形成し、前記継鉄部は成形金型内に１個づつインサートされた各歯部の外周側端部を囲繞して一体に成形固着され前記歯部に樹脂製ボビンなどの絶縁部材を介して巻装された１極分のＡ相巻線がｎ個とこれと電気角で９０度隔てた位置の歯部に同様に直巻巻装された１極分のＢ相巻線がｎ個とを交互に配した固定子と、負荷側軸受保持端板と反負荷側軸受端板、および前記各端板の軸受保持部で回転自在に保持された回転子を組立してなる製造方法としたものである。

この手段により、電動機効率を向上でき、巻線部分の絶縁性能の強化と回転子組込が容易となるコンデンサ電動機の製造方法を提供することができる。

また他の手段は、分割鉄芯は環状に一体化した後、外径部に高剛性の金属又は樹脂のリングを嵌合することで分割面を補強した構成としたものである。

この手段により、２ｎ個の分割鉄芯を組立後強固に固着一体化できるコンデンサ電動機とその製造方法を提供することができる。

また他の手段は、分割鉄芯は各々対向する分割面において一方に凸部、他方に凹部を形成し、その歯部に巻線を直巻巻装後、前記各々の分割鉄芯の凸部と凹部を組合わせることで環状に固着一体化された構成としたものである。

この手段により、２ｎ個の分割鉄芯を高精度かつ容易に組立し一体化できるコンデンサ電動機とその製造方法を提供することができる。

また他の手段は、分割鉄芯は各々の分割面において接着剤によって固着されるかまたは、環状に合体後に前記分割面を溶接、溶着などで固着一体化された構成としたものである。

この手段により、２ｎ個の分割鉄芯を強固に一体化できるコンデンサ電動機とその製造方法を提供することができる。

また他の手段は、分割鉄芯の負荷側、および反負荷側の各々の端面は、負荷側軸受保持端板と反負荷側軸受端板と接着、溶接、溶着及び前期各端板の折返し部との嵌合などにより固着された構成としたものである。

この手段により、負荷側軸受保持端板および反負荷側軸受端板と分割鉄芯の負荷側端面おとび反負荷側端面との固着が強固に組立一体化できるコンデンサ電動機とその製造方法を提供することができる。

本発明のコンデンサ電動機及びその製造方法によれば、巻線を巻装する歯部の磁路断面積増大と巻線周長の増大を防止し、巻線で消費される電力を削減することで電動機効率を向上することができる。

また、電動機効率を向上でき、樹脂製ボビンなどの絶縁部材からなるボビンなどへの高速巻線と巻線を巻装したボビンを各歯部に装着後に継鉄部を成形固着し固定子を一体化できるコンデンサ電動機の製造方法を提供することができる。できる。

また、電動機効率を向上でき、継鉄部成形金型の小型化と各々の歯部に対し樹脂ボビンなどの絶縁部材を介して高速での巻線直巻が可能なコンデンサ電動機を提供することができる。

また、電動機効率を向上でき、継鉄部成形金型の小型化と各々の歯部に対し樹脂ボビンなどの絶縁部材を介して高速での巻線直巻が可能な製造方法を提供することができる。

また、固定子鉄芯外径を拡大することなく、継鉄部の磁路断面積を拡大することで磁束密度を低減することができ、電動機効率を向上することができる。

また、２ｎ個の分割鉄芯を高精度かつ容易に組立し一体化できるコンデンサ電動機とその製造方法を提供することができる。

また、２ｎ個の分割鉄芯を強固に一体化できるコンデンサ電動機とその製造方法を提供することができる。

また、電動機効率を向上でき、巻線部分の絶縁性能の強化と回転子組込が容易となるコンデンサ電動機の構造を提供することができる。

また、電動機効率を向上でき、巻線部分の絶縁性能の強化と回転子組込が容易となるコンデンサ電動機の製造方法を提供することができる。

また、２ｎ個の分割鉄芯を組立後、強固に固着一体化できるコンデンサ電動機とその製造方法を提供することができる。

また、２ｎ個の分割鉄芯を高精度かつ容易に組立し一体化できるコンデンサ電動機とその製造方法を提供することができる。

また、２ｎ個の分割鉄芯を強固に一体化できるコンデンサ電動機とその製造方法を提供することができる。

また、負荷側軸受保持端板および反負荷側軸受端板と分割鉄芯の負荷側端面おとび反負荷側端面との固着が強固に組立一体化できるコンデンサ電動機とその製造方法を提供することができる。

本発明の請求項１に記載の発明は、回転子孔の周囲に放射状に配列され電磁鋼板を積層してなる２ｎ個の歯部と磁性粉末を成形してなる外周部分の継鉄部とで２ｎ個のスロットを形成し、前記継鉄部は各歯部の外周側端部を囲繞して一体に成形固着されてなる固定子鉄芯と、前記歯部に樹脂製ボビンなどの絶縁部材を介して巻装された１極分のＡ相巻線がｎ個とこれと電気角で９０度隔てた位置の歯部に同様に直巻巻装された１極分のＢ相巻線がｎ個とを交互に配した固定子と、負荷側ハウジングと反負荷側ハウジング、および前記ハウジングの軸受保持部で回転自在に保持された回転子とを有する構成としたものであり、巻線を巻装する歯部の磁路断面積増大と巻線周長の増大を防止し、巻線で消費される電力を削減することで電動機効率を向上することができるという作用を有する。

また、回転子孔の周囲に放射状に配列され電磁鋼板を積層してなる２ｎ個の歯部と磁性粉末を成形してなる外周部分の継鉄部とで２ｎ個のスロットを形成し、前記継鉄部は成形金型内にインサートされた各歯部の外周側端部を囲繞して一体に成形固着されてなる固定子鉄芯と、前記前記歯部に樹脂製ボビンなどの絶縁部材を介して巻装された１極分のＡ相巻線がｎ個とこれと電気角で９０度隔てた位置の歯部に同様に直巻巻装された１極分のＢ相巻線がｎ個とを交互に配した固定子と、負荷側ハウジングと反負荷側ハウジング、および前記各ハウジングの軸受保持部で回転自在に保持された回転子を組立してなり、前記固定子は各歯部にＡ相巻線とＢ相巻線を巻装または装着したあと、継鉄部を成形固着したとしたものであり、電動機効率を向上し、樹脂製ボビンなどの絶縁部材からなるボビンなどへの高速巻線と巻線を巻装したボビンを各歯部に装着後に継鉄部を成形固着し固定子を一体化できる製造方法を提供することができる。

また、回転子孔の周囲に放射状に配列され電磁鋼板を積層してなる２ｎ個の歯部と磁性粉末を成形してなる外周部分の継鉄部とで２ｎ個のスロットを形成し、前記継鉄部は各歯部の外周側端部を囲繞して一体に成形固着されスロット外周部の中央部分で全周を２ｎ個に分割された分割鉄芯を環状に一体化してなる固定子鉄芯と、前記前記歯部に樹脂製ボビンなどの絶縁部材を介して巻装された１極分のＡ相巻線がｎ個とこれと電気角で９０度隔てた位置の歯部に同様に直巻巻装された１極分のＢ相巻線がｎ個とを交互に配した固定子と負荷側ハウジングと反負荷側ハウジング、および前記各ハウジングの軸受保持部で回転自在に保持された回転とを有する構成としたものであり、電動機効率を向上でき、継鉄部成形金型の小型化と各々の歯部に対し樹脂ボビンなどの絶縁部材を介して高速での巻線直巻が可能とすることができる。

また、回転子孔の周囲に放射状に配列され電磁鋼板を積層してなる２ｎ個の歯部と磁性粉末を成形してなる外周部分の継鉄部とで２ｎ個のスロットを形成し、前記継鉄部は成形金型内に１個づつインサートされた各歯部の外周側端部を囲繞して一体に成形固着されスロット外周部の中央部分で全周を２ｎ個に分割された分割鉄芯を環状に一体化してなる固定子鉄芯と、前記前記歯部に樹脂製ボビンなどの絶縁部材を介して巻装された１極分のＡ相巻線がｎ個とこれと電気角で９０度隔てた位置の歯部に同様に直巻巻装された１極分のＢ相巻線がｎ個とを交互に配した固定子と、負荷側ハウジングと反負荷側ハウジング、および前記各ハウジングの軸受保持部で回転自在に保持された回転子を組立してなり、前記固定子は各歯部にＡ相巻線とＢ相巻線を巻装または装着したあと、継鉄部を成形固着したとしたものであり、電動機効率を向上でき、継鉄部成形金型の小型化と各々の歯部に対し樹脂ボビンなどの絶縁部材を介して高速での巻線直巻が可能な製造方法を提供することができる。

また、各歯部の外周側端部を囲繞して一体に成形固着された継鉄部は、各歯部の回転子軸方向の長さよりも長く構成としたものであり、固定子鉄芯外径を拡大することなく、継鉄部の磁路断面積を拡大することで磁束密度を低減することができ、電動機効率を向上することができる作用を有する。

また、分割鉄芯は各々対向する分割面において一方に凸部、他方に凹部を形成し、その歯部に巻線を直巻巻装後、前記各々の分割鉄芯の凸部と凹部を組合わせることで環状に固着一体化された構成としたものであり、２ｎ個の分割鉄芯を高精度かつ容易に組立し一体化作用を有する。

また、分割鉄芯は各々の分割面において接着剤によって固着されるかまたは、環状に合体後に前記分割面を溶接、溶着などで固着一体化された構成としたものであり、２ｎ個の分割鉄芯を強固に一体化できるという作用を有する。

また、回転子孔の周囲に放射状に配列され電磁鋼板を積層してなる２ｎ個の歯部と磁性粉末を成形してなる外周部分の継鉄部とで２ｎ個のスロットを形成し、前記継鉄部は各歯部の外周側端部を囲繞して一体に成形固着されスロット外周部の中央部分で全周を２ｎ個に分割された分割鉄芯を環状に一体化してなる固定子鉄芯と、前記前記歯部に樹脂製ボビンなどの絶縁部材を介して巻装された１極分のＡ相巻線がｎ個とこれと電気角で９０度隔てた位置の歯部に同様に直巻巻装された１極分のＢ相巻線がｎ個とを交互に配した固定子と、負荷側軸受保持端板と反負荷側軸受端板、および前記各端板の中央部に設けた軸受保持部で回転自在に保持された回転子を有し、前記継鉄部は各歯部の回転子軸方向の長さよりも長く構成し、前記継鉄部がコンデンサ電動機の外殻の筒状部を成す構成としたものであり、電動機効率を向上でき、巻線部分の絶縁性能の強化と回転子組込が容易となる作用を有する。

また、回転子孔の周囲に放射状に配列され電磁鋼板を積層してなる２ｎ個の歯部と磁性粉末を成形してなる外周部分の継鉄部とで２ｎ個のスロットを形成し、前記継鉄部は成形金型内に１個づつインサートされた各歯部の外周側端部を囲繞して一体に成形固着され前記歯部に樹脂製ボビンなどの絶縁部材を介して巻装された１極分のＡ相巻線がｎ個とこれと電気角で９０度隔てた位置の歯部に同様に直巻巻装された１極分のＢ相巻線がｎ個とを交互に配した固定子と、負荷側軸受保持端板と反負荷側軸受端板、および前記各端板の軸受保持部で回転自在に保持された回転子を組立してなるとしたものであり、電動機効率を向上でき、巻線部分の絶縁性能の強化と回転子組込が容易となる作用を有する。

また、分割鉄芯は環状に一体化した後、外径部に高剛性の金属又は樹脂のリングを嵌合することで分割面を補強した構成としたものであり、２ｎ個の分割鉄芯を組立後強固に固着一体化できる作用を有する。

また、分割鉄芯は各々対向する分割面において一方に凸部、他方に凹部を形成し、その歯部に巻線を直巻巻装後、前記各々の分割鉄芯の凸部と凹部を組合わせることで環状に固着一体化された構成としたものであり、２ｎ個の分割鉄芯を高精度かつ容易に組立し一体化できるという作用を有する。

また、分割鉄芯は各々の分割面において接着剤によって固着されるかまたは、環状に合体後に前記分割面を溶接、溶着などで固着一体化された構成としたものであり、２ｎ個の分割鉄芯を強固に一体化できるという作用を有する。

また、鉄芯分割の負荷側、および反負荷側の各々の端面は、負荷側軸受保持端板と反負荷側軸受端板と接着、溶接、溶着及び前期各端板の折返し部との嵌合などにより固着された構成としたものであり、負荷側軸受保持端板および反負荷側軸受端板と分割鉄芯の負荷側端面おとび反負荷側端面との固着が強固に組立一体化できるという作用を有する。

（実施の形態１）
図１〜図６に示すように、本発明のコンデンサ電動機は回転子孔１の周囲に放射状に配列され電磁鋼板を積層してなる歯部２と、磁性粉末を成形してなる継鉄部３により４個のスロット４を形成し、前記継鉄部３は前記歯部２の外周端部２−１を囲繞して一体に固着されてなる固定子鉄芯５と、前記歯部２の中央部２−２に絶縁部材６を介して巻装された１極分のＡ相巻線７が２個とこれと電気角で９０度隔てた位置の歯部２の中央部２−２に絶縁部材６を介して巻装された１極分のＢ相巻線８が２個とを前記４個の歯部２に交互に配して２相２極の巻線とした固定子９と、負荷側ハウジング１０および反負荷側ハウジング１１の各々の軸受保持部１０ａ、及び１１ａで軸受１５を回転自在に保持された回転子１２とを有してなる。

上記構成において、４個の歯部２は磁性粉末に比較して磁気特性に優れる電磁鋼板を打抜き・積層して形成したため、その一部または全部を磁性粉末で構成した場合に比較し、磁路断面積が少なくてすむ。したがって前記歯部２に装着または巻装するＡ相巻線７またはＢ相巻線８の周長は短縮されることになり、各巻線の抵抗値が減少することで巻線で消費される電力を削減でき電動機効率を向上することとなる。また、樹脂製ボビンなどの絶縁部材６への高速巻線と、Ａ相巻線７またはＢ相巻線８を巻装したボビンを交互に各歯部２に装着後に継鉄部３を成形固着し、固定子９を一体化できるコンデンサ電動機とその製造方法を提供できる。

また、図２、４に示すように、歯部２の回転子軸方向の長さよりも、継鉄部３の回転子軸方向の長さを長くすることにより、継鉄部３の磁路断面積が拡大され、磁束密度を低減することができ、電動機効率を向上することができる。

（実施の形態２）
図７から図１１において、実施の形態１と異なるところは磁性粉末を所定の形状に成形してなる継鉄部３は４個のスロット４外周部の中央部分で全周を４個に分割し、固定子鉄芯は４個の分割鉄芯５ａからなる構成とした点である。また、図１〜図６と同じ構成要素については同じ符号を用い、その説明を省略する。

上記構成において、４個の歯部２は磁性粉末に比較して磁気特性に優れる電磁鋼板を打抜き・積層して形成したため、その一部または全部を磁性粉末で構成した場合に比較し、磁路断面積が少なくてすむ。したがって前記歯部２に装着または巻装するＡ相巻線７またはＢ相巻線８の周長は短縮されることになり、各巻線の抵抗値が減少することで巻線で消費される電力を削減でき電動機効率を向上することとなる。また、継鉄部３成形金型の小型化と、各々の分割鉄芯５ａの歯部２に対し樹脂ボビンなどの絶縁部材６を介して高速での巻線直巻が可能となる。また、固定子鉄芯５外径を拡大することなく継鉄部３の磁路断面積を拡大することで磁束密度を低減することができ、さらに電動機効率を向上することができる。

また、図１０において相隣接する分割鉄芯５ａと分割鉄芯５ａの各々の分割面１６の一方には凸部５ａ−１、他方には凹部５ａ−２を形成し、その歯部２にＡ相巻線７またはＢ相巻線８を直巻巻装後、前記各々の分割鉄芯５ａの凸部５ａ−１と凹部５ａ−２を組合わせることで環状に固着一体化し固定子９ａとした構成である。また、図７、図１０において分割鉄芯５ａは各々の分割面１６で、接着剤によって固着されるかまたは４個の分割鉄芯５ａを環状に合体後、前記分割面１６を溶接、溶着などで固着一体化した構成である。

上記構成において、４個の分割鉄芯５ａを高精度かつ容易に組立し一体化することができ、また、４個の分割鉄芯５ａを強固に一体化した固定子９ａを製造できる。

また、図６、８に示すように、歯部２の回転子軸方向の長さよりも、継鉄部３の回転子軸方向の長さを長くすることにより、継鉄部３の磁路断面積が拡大され、磁束密度を低減することができ、電動機効率を向上することができる。

（実施の形態３）
図１２〜図１５において、実施の形態１と異なるところは磁性粉末を所定の形状に成形してなる継鉄部３は各歯部２の回転子１２の回転子軸１２ａ方向の長さよりも長く形成し、長くした継鉄部３によって、コンデンサ電動機の外殻の一部（環状の筒状部）を成すようにしたものである。図１４に示すように、この継鉄部３に直接負荷側軸受端板１３および反負荷側軸受端板１４を嵌合し、コンデンサ電動機の外殻を形成する。また、図１３、図１４において前記分割鉄芯５ｂを一体化した固定子鉄芯５の外径部は高剛性の金属または樹脂のリング１７が嵌合されている。図１５において相隣接する分割鉄芯５ｂと分割鉄芯５ｂの各々の分割面１６の一方には凸部５ｂ−１、他方には凹部５ｂ−２を形成し、その歯部２にＡ相巻線７またはＢ相巻線８を直巻巻装後、前記各々の分割鉄芯５ｂの凸部５ｂ−１と凹部５ｂ−２を組合わせることで環状に固着一体化して固定子９ｂとした構成であり、分割鉄芯５ｂは各々の分割面１６において、接着剤によって固着されるかまたは４個の分割鉄芯５ｂを環状に合体後、前記分割面１６を溶接、溶着などで固着一体化した構成である。

上記構成において、４個の歯部２は磁性粉末に比較して磁気特性に優れる電磁鋼板を打抜き・積層して形成したため、その一部または全部を磁性粉末で構成した場合に比較し、磁路断面積が少なくてすむ。したがって前記歯部２に絶縁部材６を介して装着または巻装するＡ相巻線７またはＢ相巻線８の周長は短縮されることになり、各巻線の抵抗値が減少することで巻線で消費される電力を削減でき電動機効率を向上することとなる。

また、本実施の形態では、継鉄部３がコンデンサ電動機の外殻の一部（環状の筒状部）を形成している。この構成による組立方法を説明する。まず、絶縁部材６を介してＡ相巻線７またはＢ相巻線８を分割鉄芯５ｂに直巻巻装する。この４個の分割鉄芯５ｂを一体化した固定子９ｂに、負荷側軸受端板１３（または反負荷側軸受端板１４）を組付ける。次に、軸受１５を装着した回転子１２を前記固定子鉄芯５の内部に挿入する。その後、反負荷側軸受端板１４（または負荷側軸受端板１３）の軸受保持部１４ａ（または軸受保持部１３ａ）を組付ける。（あるいは、反負荷側軸受端板１４（または負荷側軸受端板１３）と回転子１２を組付けた後に前記固定子鉄芯５の内部に挿入する。）このような組立方法では、固定子鉄芯の組立で一般的な圧入嵌合や焼嵌めといった工法なしに容易に組立ができるコンデンサ電動機とその製造方法を提供できる。

また、図１２において前記分割鉄芯５ｂを一体化した固定子鉄芯５の外径部は高剛性の金属または樹脂のリング１７が嵌合されている。図１３において相隣接する分割鉄芯５ａと分割鉄芯５ｂの各々の分割面１６の一方には凸部５ｂ−１、他方には凹部５ｂ−２を形成し、その歯部２にＡ相巻線７またはＢ相巻線８を直巻巻装後、前記各々の分割鉄芯５ｂの凸部５ｂ−１と凹部５ｂ−２を組合わせることで環状に固着一体化し固定子９ｂとした構成である。また、図１４において分割鉄芯５ｂは各々の分割面１６において、接着剤によって固着されるかまたは４個の分割鉄芯５ｂを環状に合体後、前記分割面１６を溶接、溶着などで固着一体化した構成である。

上記構成において、４個の分割鉄芯５ｂを高精度かつ容易に組立し一体化することができ、また、４個の分割鉄芯５ｂを強固に一体化した固定子９ｂを製造できる。

なお、前記の実施の形態１〜３では、分割鉄芯体の個数およびスロットの個数は４とし、巻線の極数は２としたが、ｎを２以上の偶数として、分割鉄芯体およびスロットの個数は２ｎ個、極数はｎ個であればいくつでも良い。また、通常、磁性粉末の粒子は絶縁被膜で覆われているため、これを成形固着して製作した固定子鉄芯の継鉄部における絶縁性能は電磁鋼板の積層体で構成した場合に比較して強化されることになる。

本発明にかかるコンデンサ電動機は、電動機効率の向上、組立の容易化および合理化が可能であり、扇風機、換気扇など小型家電製品のファン送風用に使われる電動機などに適用できる。

本発明の実施の形態１のコンデンサ電動機の固定子を示す部分断面図 同コンデンサ電動機の固定子を示す半断面図 同コンデンサ電動機の固定子鉄芯を示す平面図 同コンデンサ電動機の固定子鉄芯を示す斜視図 同コンデンサ電動機の固定子の歯部を示す斜視図 同コンデンサ電動機を示す断面図 本発明の実施の形態２のコンデンサ電動機の固定子鉄芯を示す平面図 同コンデンサ電動機の固定子鉄芯を示す斜視図 同コンデンサ電動機の固定子鉄芯の分割鉄芯を示す斜視図 同コンデンサ電動機の固定子鉄芯を示す平面図 同コンデンサ電動機の固定子鉄芯の分割鉄芯を示す平面図 同実施の形態３のコンデンサ電動機の固定子を示す断面図 同コンデンサ電動機の固定子にリングを装着した状態を示す断面図 同コンデンサ電動機の固定子を示す断面図 同コンデンサ電動機の固定子鉄芯の分割鉄芯を示す平面図 従来のコンデンサ電動機の固定子鉄芯を示す斜視図 同別のコンデンサ電動機の固定子を示す平面図 同別のコンデンサ電動機の固定子を示す平面図

符号の説明

１ 回転子孔
２ 歯部
２−１ 外周端部
２−２ 中央部
３ 継鉄部
４ スロット
５ 固定子鉄芯
５ａ 分割鉄芯
５ａ−１ 凸部
５ａ−２ 凹部
５ｂ 分割鉄芯
５ｂ−１ 凸部
５ｂ−２ 凹部
６ 絶縁部材
７ Ａ相巻線
８ Ｂ相巻線
９、９ａ、９ｂ 固定子
１０ 負荷側ハウジング
１０ａ 軸受保持部
１１ 反負荷側ハウジング
１１ａ 軸受保持部
１２ 回転子
１２ａ 回転子軸
１３ 負荷側軸受端板
１３ａ 軸受保持部
１４ 反負荷側軸受端板
１４ａ 軸受保持部
１５ 軸受
１６ 分割面
１７ リング

Claims (13)

1. 回転子孔の周囲に放射状に配列され電磁鋼板を積層してなる２ｎ個（ｎは２以上の偶数、以下同）の歯部と磁性粉末を成形してなる外周部分の継鉄部とで２ｎ個のスロットを形成し、前記継鉄部は各歯部の外周側端部を囲繞して一体に成形固着されてなる固定子鉄芯と、前記歯部に樹脂製ボビンなどの絶縁部材を介して巻装された１極分のＡ相巻線がｎ個とこれと電気角で９０度隔てた位置の歯部に同様に直巻巻装された１極分のＢ相巻線がｎ個とを交互に配した固定子と、負荷側ハウジングと反負荷側ハウジング、および前記ハウジングの軸受保持部で回転自在に保持された回転子とを有する構成のコンデンサ電動機。
2. 回転子孔の周囲に放射状に配列され電磁鋼板を積層してなる２ｎ個の歯部と磁性粉末を成形してなる外周部分の継鉄部とで２ｎ個のスロットを形成し、前記継鉄部は成形金型内にインサートされた各歯部の外周側端部を囲繞して一体に成形固着されてなる固定子鉄芯と、前記前記歯部に樹脂製ボビンなどの絶縁部材を介して巻装された１極分のＡ相巻線がｎ個とこれと電気角で９０度隔てた位置の歯部に同様に直巻巻装された１極分のＢ相巻線がｎ個とを交互に配した固定子と、負荷側ハウジングと反負荷側ハウジング、および前記各ハウジングの軸受保持部で回転自在に保持された回転子を組立してなり、前記固定子は各歯部にＡ相巻線とＢ相巻線を巻装または装着したあと、継鉄部を成形固着したコンデンサ電動機の製造方法。
3. 回転子孔の周囲に放射状に配列され電磁鋼板を積層してなる２ｎ個の歯部と磁性粉末を成形してなる外周部分の継鉄部とで２ｎ個のスロットを形成し、前記継鉄部は各歯部の外周側端部を囲繞して一体に成形固着されスロット外周部の中央部分で全周を２ｎ個に分割された分割鉄芯を環状に一体化してなる固定子鉄芯と、前記歯部に樹脂製ボビンなどの絶縁部材を介して巻装された１極分のＡ相巻線がｎ個とこれと電気角で９０度隔てた位置の歯部に同様に直巻巻装された１極分のＢ相巻線がｎ個とを交互に配した固定子と負荷側ハウジングと反負荷側ハウジング、および前記各ハウジングの軸受保持部で回転自在に保持された回転とを有する構成のコンデンサ電動機。
4. 回転子孔の周囲に放射状に配列され電磁鋼板を積層してなる２ｎ個の歯部と磁性粉末を成形してなる外周部分の継鉄部とで２ｎ個のスロットを形成し、前記継鉄部は成形金型内に１個づつインサートされた各歯部の外周側端部を囲繞して一体に成形固着されスロット外周部の中央部分で全周を２ｎ個に分割された分割鉄芯を環状に一体化してなる固定子鉄芯と、前記前記歯部に樹脂製ボビンなどの絶縁部材を介して巻装された１極分のＡ相巻線がｎ個とこれと電気角で９０度隔てた位置の歯部に同様に直巻巻装された１極分のＢ相巻線がｎ個とを交互に配した固定子と、負荷側ハウジングと反負荷側ハウジング、および前記各ハウジングの軸受保持部で回転自在に保持された回転子を組立してなり、前記固定子は各歯部にＡ相巻線とＢ相巻線を巻装または装着したあと、継鉄部を成形固着したコンデンサ電動機の製造方法。
5. 各歯部の外周側端部を囲繞して一体に成形固着された継鉄部の回転子軸方向の長さは、各歯部の回転子軸方向の長さよりも長く構成された請求項１，３記載のコンデンサ電動機。
6. 分割鉄芯は各々対向する分割面において一方に凸部、他方に凹部を形成し、その歯部に巻線を直巻巻装後、前記各々の分割鉄芯の凸部と凹部を組合わせることで環状に固着一体化された構成の請求項３、４記載のコンデンサ電動機とその製造方法。
7. 分割鉄芯は各々の分割面において接着剤によって固着されるかまたは、環状に合体後に前記分割面を溶接、溶着などで固着一体化された構成の請求項３、４記載のコンデンサ電動機とその製造方法。
8. 回転子孔の周囲に放射状に配列され電磁鋼板を積層してなる２ｎ個の歯部と磁性粉末を成形してなる外周部分の継鉄部とで２ｎ個のスロットを形成し、前記継鉄部は各歯部の外周側端部を囲繞して一体に成形固着されスロット外周部の中央部分で全周を２ｎ個に分割された分割鉄芯を環状に一体化してなる固定子鉄芯と、前記歯部に樹脂製ボビンなどの絶縁部材を介して巻装された１極分のＡ相巻線がｎ個とこれと電気角で９０度隔てた位置の歯部に同様に直巻巻装された１極分のＢ相巻線がｎ個とを交互に配した固定子と、負荷側軸受保持端板と反負荷側軸受端板、および前記各端板の中央部に設けた軸受保持部で回転自在に保持された回転子を有し、前記継鉄部は各歯部の回転子軸方向の長さよりも長く構成し、前記継鉄部がコンデンサ電動機の外殻の筒状部を成す構成のコンデンサ電動機。
9. 回転子孔の周囲に放射状に配列され電磁鋼板を積層してなる２ｎ個の歯部と磁性粉末を成形してなる外周部分の継鉄部とで２ｎ個のスロットを形成し、前記継鉄部は成形金型内に１個づつインサートされた各歯部の外周側端部を囲繞して一体に成形固着され前記歯部に樹脂製ボビンなどの絶縁部材を介して巻装された１極分のＡ相巻線がｎ個とこれと電気角で９０度隔てた位置の歯部に同様に直巻巻装された１極分のＢ相巻線がｎ個とを交互に配した固定子と、負荷側軸受保持端板と反負荷側軸受端板、および前記各端板の軸受保持部で回転自在に保持された回転子を組立してなるコンデンサ電動機の製造方法。
10. 分割鉄芯は環状に一体化した後、外径部に高剛性の金属又は樹脂のリングを嵌合することで分割面を補強した構成の請求項８、９記載のコンデンサ電動機とその製造方法。
11. 分割鉄芯は各々対向する分割面において一方に凸部、他方に凹部を形成し、その歯部に巻線を直巻巻装後、前記各々の分割鉄芯の凸部と凹部を組合わせることで環状に固着一体化された構成の請求項１０記載のコンデンサ電動機とその製造方法。
12. 分割鉄芯は各々の分割面において接着剤によって固着されるかまたは、環状に合体後に前記分割面を溶接、溶着などで固着一体化された構成の請求項１０記載のコンデンサ電動機とその製造方法。
13. 鉄芯分割の負荷側、および反負荷側の各々の端面は、負荷側軸受保持端板と反負荷側軸受端板と接着、溶接、溶着及び前期各端板の折返し部との嵌合などにより固着された構成の請求項１１、１２記載のコンデンサ電動機とその製造方法。

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