JP2016103869A - 電動モータ - Google Patents

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田 真 吉
Makoto Yoshida
田 真 吉
島 秀 人 北
Hideto Kitajima
島 秀 人 北
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Abstract

【課題】 複数のティースに亘ってコイルを巻き付けることが出来て、しかも、ステータコアを分割することが出来る電動モータ(10)の提供。【解決手段】 ステータコア(1、2、3)には複数のティース(1T、2T、3T)が形成され、第一相(u)、第二相(v)、第三相(w)が流れる導線(C:コイル)が全て巻き付けられているティース(図1〜図3ではティース3、9)と、第一相(u)、第二相(v)、第三相(w)が流れる導線(C)の何れか2つが巻き付けられるティース(図1〜図3ではティース2、4、8、10)と、第一相(u)、第二相(v)、第三相(w)が流れる導線(C)の何れか1つが巻き付けられるティース(図1〜図3ではティース1、5、7、11)と、何れの導線も巻き付けられていないティース(図1〜図3ではティース6、12)が設けられている。【選択図】図1

Description

本発明は、例えばポンプ駆動源として用いられる電動モータに関する。
例えば、三相交流は、それぞれ120度ずつ位相をずらした3系統の単相交流、すなわち第一相u、第二相v、第三相wが組み合わされている。そして三相交流駆動の電動モータであって、4極の電動モータの場合には、前記3系統の単相交流の各々について4組ずつティース(teeth)が必要となるので、合計12個のティースがステータコアに形成されており、各ティースについてコイルが巻き付けられる。
ここで、コイルを構成する被覆導線(以下、本明細書では単に「導線」と記載する場合がある)は、導電性材料製の線材に絶縁体を被覆したものである。
コイルに通電すれば、図8で示すように、三相交流4極電動モータ100のステータコア101には4つの磁束のループML(磁界、図8では矢印A方向の磁界)が生じる。そして、励磁するコイル数最大の領域がN極となり、コイル外に存在することで明示的に励磁されない領域がS極となる。なお、符号103はロータを表す。
従来の電動モータのステータコアにおいては、ステータコアのティースに導線を巻き付ける態様としては、図9で例示する「分布巻」と、図11で例示する「集中巻」が存在する。
三相交流4極電動モータ100の導線を分布巻したステータコア101を展開した状態で示す図9において、ステータコア101にはティース101Tが、12個形成されている。
図9では、12個のティースを包括的に表す符号「101T」と、個々のティースを示す符号が示されている。そして、個々のティースは、「ティース1」、「ティース2」・・・「ティース12」と表現されている(図9参照)。
図9において、第一相uが流れる導線Cは、ティース1〜3(第1極)、ティース4〜6(第2極)、ティース7〜9(第3極)、ティース10〜12(第4極)を一まとめにして巻き付いている。
第二相vが流れる導線Cは、第一相uが一まとめに巻き付いているティースから、一つのティースずつずれて巻き付いており、ティース2〜4、ティース5〜7、ティース8〜10及びティース11、12、1を1まとめにして巻き付いている。
第三相wが流れる導線Cは、第二相vが一まとめに巻き付いているティースから、さらに一つのティースずつずれて巻き付いており、ティース3〜5、ティース6〜8、ティース9〜11、ティース12、1、2を1まとめにして巻き付いている。
図9で示す分布巻は、後述する集中巻の場合に比較して、高調波の影響を受け難く、モータの特性が良好であり、トルクの減少や電磁騒音の問題等が存在しない。
しかし、図9で示す分布巻では、全てのティース101Tに導線Cが巻き付けられているので、ステータコア101をティース101T間で分割することができない(ステータコア101を何れのティース101T間においても分割することができない)。
換言すれば、図9で示す様な分布巻では、一体型の中空円筒形のステータコア101(図10参照)を適宜分割することはできない。
図10で、12個のティース101Tが半径方向内方に突出するように形成されており、中空円筒形のステータコア101の内周面101Aの内周方向へ直列に配置され、各々のティース101Tの先端部は、中空円筒形のステータコア101の内周面101Aを構成している。そして、隣接するティース101T間にはスロット101S(溝部)が形成されている。
隣接するティース101T間のスロット101Sは、中空円筒形のステータコア101の内周面101Aに開口している(開口部101SW)。
図10から明らかなように、一体型の中空円筒形のステータコア101では、ティース101T間のスロット101Sはステータコア101の内周面101Aにおいてのみ開口しており、内周面101A以外の領域ではスロット101Sの開口部は露出していない。そして、スロット101Sが開口部が露出していないため、ティース101T間のスロット101Sに、コイルを構成する被覆導線を挿入する作業は、非常に困難であった。
また、ステータコア101のティース101Tの角面は鋭利なので、コイルを構成する被服銅線(ティース角面に)接触すると絶縁材被覆が剥ぎ取られてしまい、当該剥ぎ取られた箇所で短絡が生じる恐れも存在する。
従来技術において、人手による作業ではなく、インサーターと呼ばれる装置を使用して、スロット101Sに線材を挿入する場合がある。インサーターを使用すれば、ステータコア101の内周面101Aにのみ開口するスロット101Sに被覆導線を挿入することが可能であり、且つ、被覆導線がティース101Tの鋭利な角部に接触して被覆が剥離してしまうことが防止される。
しかし、インサーターはステータコア101の内径の変更に対応することができない。そのため、例えば設計段階でステータコア101の内径が変更されると、内径変更前に用いられたインサーターは、使用することができなくなってしまうという問題がある。
図11は、導線Cを集中巻した状態の一部分を示している。図11において、ステータコア102(或いはヨーク:yoke:継鉄)にはティース102Tが形成され、ティース102Tの各々には、何れか1系統(第一相u、第二相v、第三相wの何れか)の導線Cが巻き付けられている。
図11から明らかなように、集中巻では一つのティース102Tに巻き付けられた導線Cは、隣接するティース102Tには巻き付けられることは無い。そして、各ティース102Tに導線Cを巻き付け、複数のティース102Tに亘って導線Cを巻き付けることはないので、例えば分割線102Bを境にして、ステータコア102(或いはヨーク:yoke:継鉄)をティース102T間で分割することが可能である。
ステータコア102を適宜分割することが出来れば、分割された各々の部分(例えば、2分割したのであれば半割り部分)において、ティース102T間のスロット102Sは露出した状態となる。そのため、図11で示す集中巻の場合には、ティース102T間のスロット102Sに被覆導線線を挿入する作業が極めて容易となり、分割された各々の部分毎に導線Cを巻き付ける作業のコストが著しく低減する。
しかし、集中巻においては複数のティース102Tに亘って導線Cを巻き付けられていないので、高調波の影響を受け易く、特に誘導電動機の場合にはモータの特性が良くならず、トルクの減少、電磁騒音の問題が生じてしまう。
その他の従来技術として、例えば、コイルで発生する熱を拡散して熱抵抗を減少すると共に、ポンプ効率を向上することが出来るポンプ用モータが提案されている(特許文献1参照)。
しかし、係る従来技術(特許文献1)は、上述した分布巻及び集中巻の問題を解消するものではない。
特開平10−271738号
本発明は上述した従来技術の問題点に鑑みて提案されたものであり、複数のティースに亘ってコイルを巻き付けることが出来て、しかも、ステータコアを分割することが出来る電動モータの提供を目的としている。
本発明の電動モータ(10)は、ステータコア(1、2、3)には複数のティース(1T、2T、3T)が形成され、第一相(u)、第二相(v)、第三相(w)が流れる導線(C:コイル)が全て巻き付けられているティース(図1〜図3ではティース3、9)と、第一相(u)、第二相(v)、第三相(w)が流れる導線(C)の何れか2つが巻き付けられるティース(図1〜図3ではティース2、4、8、10)と、第一相(u)、第二相(v)、第三相(w)が流れる導線(C)の何れか1つが巻き付けられるティース(図1〜図3ではティース1、5、7、11)と、何れの導線も巻き付けられていないティース(図1〜図3ではティース6、12)が設けられていることを特徴としている。
本発明において、前記何れの導線(C)も巻き付けられていないティース(図1〜図3ではティース6、12)の間の領域には5個のティース(1T)がステータコア(1)の内周面の円周方向へ直列に配置されており、第一相(u)、第二相(v)、第三相(w)が流れる導線(C)は、何れも、直列に連続して配置された3個のティース(1T)に巻き付けられているのが好ましい。
本発明の電動モータ(10)は、極数は4極以上の偶数である。
上述の構成を具備する本発明によれば、第一相(u)、第二相(v)、第三相(w)の3系統の導線(C:コイル)が巻かれているティース(図1〜図3であればティース3、9)の半径方向内方の磁束密度が最も高くなる(図1〜図3であればティース3、9の半径方向内方に最も強い磁場が生じる)。
一方、導線(C)が巻かれていないティース(コイル外のティース:図1〜図3であれば6、12)は明示的には励磁されない(反発する磁束を発生していない)。換言すれば、コイル外のティース(図1〜図3であればティース6、12)における磁場が最も弱い。
半径方向内方の磁束密度が最も高いティース(図1〜図3であればティース3、9)は対向しているので、それぞれのティースから半径方向内方に向う磁束密度が発生する。半径方向内方に向う磁束が衝突すると反発する作用が起きて、反発した磁束は導線(C)が巻かれていないティース(明示的に励磁されないティース)へ向うことになる。
そのため、第一相(u)、第二相(v)、第三相(w)の3系統の導線(C)が巻かれているティース(図1〜図3であればティース3、9)の半径方向内方の領域から、導線(C)が巻かれていないティース(コイル外のティースで図1〜図3であれば6、12)に向う磁束のループ(ML:磁界、図3参照)が生じる。
第一相(u)、第二相(v)、第三相(w)の3系統の導線(C)が巻かれているティース(図1〜図3であればティース3、9)の半径方向内方の領域は、磁束密度が最も高く、例えばN極となる。その場合、導線(C)が巻かれていないティース(コイル外のティースで、図1〜図3であれば6、12)は、反発された磁束を吸収する領域となるため、3系統の導線(C)が巻かれているティース(図1〜図3であればティース3、9)とは逆方向の磁束密度となり、例えばS極が構成される。
すなわち、本発明によれば、ティース(1T)に導線(C)を巻き回すことによりN極とS極を形成するのではなく、第一相(u)、第二相(v)、第三相(w)の3系統の導線(C)が巻かれているティースと、導線(C)が巻かれていないティースを設けることにより、N極とS極が生成される。
そして、導線(C)の巻き方は、隣接する磁束のループ(ML:磁界)が逆方向となる様に、導線(C)をティース(1T)に巻き付ければ、所定の極数の電動モータとなる。
発明者の実験では、導線(C)が巻かれていないティース(図1〜図3ではティース6、12)に対応する位置で電動モータ(10)のロータが停止してしまうことは無く、回転し続けることが確認された。
そして、本発明によれば、導線(C)が巻き付けられていないティースが存在するので、当該導線(C)が巻き付けられていないティース(図1〜図3ではティース6、12)において、ステータコア(1:或いはヨーク、継鉄)を分割することが出来る。
分割されたステータコア(1)であれば、スロット(1S)の開口部(1SW)が外部から見える(露出する)。そのため、インサーターを使用せずに、且つ、線材の被覆が剥ぎ取られないように、例えば作業員(図示せず)の人手により、導線(C)をスロットに挿入することが可能である。
また、本発明によれば、第一相(u)、第二相(v)、第三相(w)が流れる導線(C)は、複数のティース(1T)に亘って巻き付けられる。
そのため、高調波の影響を受けず、電動モータ(10)の特性が悪くなることはなく、トルクの減少、電磁騒音の問題は軽減される。
さらに、従来の分布巻ではスロット(1S)に線材をいれる順番は、第一相(u)、第二相(v)、第三相(w)の何れの線材であるかによって拘束される。
本発明の巻線方法によれば、各スロット(1S)に線材を入れる順番は、第一相(u)、第二相(v)、第三相(w)の何れであっても良い。
本発明の第1実施形態においてステータコアのティースに導線を巻き付ける状態を示す説明図である。 図1をステータコアの内周面を展開した態様でティースに導線が巻き付いている状態を示す展開図である。 図1で示すようにティースに導線を巻き付けた場合に生じる磁束のループを示す説明図である。 第1実施形態の電動モータのステータコアを半割りにして導線を巻き付けた状態を示す斜視図である。 本発明の第2実施形態においてステータコアのティースに導線を巻き付ける状態を示す説明図である。 本発明の第3実施形態においてステータコアのティースに導線を巻き付ける状態を示す説明図である。 本発明の第3実施形態を示し、ステータコアの内周面を展開した態様でティースに導線が巻き付いている状態を示す展開図である。 従来技術の三相4極モータにおけるロータ、ステータコア、磁界を示す説明図である。 従来技術における導線を分布巻したステータコアを展開して示す説明図である。 従来技術において、分布巻をする場合に用いられるステータコアの斜視図である。 従来技術において導線を集中巻した状態を示す部分拡大図である。
以下、添付図面を参照して、本発明の実施形態について説明する。
最初に、図1〜図4を参照して、第1実施形態について説明する。
第1実施形態は、三相交流、4極の電動モータの場合を示しており、ステータコア1には合計で12個のティース1Tが形成され、ティース6、12を除く各ティースに導線Cが巻き付けられる。
ステータコア1のティース1Tに導線Cを巻き付けた状態を示す図1において、12個のティース1Tがステータコア1の内周面の円周方向へ配置されており、図示しないロータを12個のティース1Tによって包囲する様に配置されている。
各ティース1Tにはそれぞれ1〜12の番号が付されており、12個のティースは符号1Tで包括的に表現されるが、個々のティースについては、「ティース1」、「ティース2」・・・「ティース12」と表現されている。
図1は、各系統(u、v、w)の何れかが流れる導線Cが、3個のティース1Tを一まとめにして(3個のティース1Tに跨って)巻き付いている状態を示している。
図1において、第一相uが流れる導線Cは、ティース1〜3(ティース1〜3に巻き付いている導線を符号u1で示す)に巻き付いており、ティース7〜9(ティース7〜9に巻き付いている導線を符号u2で示す)に巻き付いている。
そして、第二相vが流れる導線Cは、ティース2〜4(ティース2〜4に巻き付いている導線を符号v1で示す)に巻き付いており、ティース8〜10(ティース8〜10に巻き付いている導線を符号v2で示す)に巻き付いている。
また、第三相wが流れる導線Cは、ティース3〜5(ティース3〜5に巻き付いている導線を符号w1で示す)に巻き付いており、ティース9〜11(ティース9〜11に巻き付いている導線を符号w2で示す)に巻き付いている。
すなわち、図1において、
ティース1、7には第一相uの導線Cのみが巻かれ、
ティース2、8には第一相u、第二相vの導線Cが巻かれ、
ティース3、9には第一相u、第二相v、第三相wの導線Cが巻かれ、
ティース4、10には第二相v、第三相wの導線Cが巻かれ、
ティース5、11には第三相wの導線Cのみが巻かれ、
ティース6、12(コイル外のティース)には導線Cは巻き付いていない。
図2では、図1と同様に導線が巻き付けられているティース1Tを、ステータコア1の内周面を展開した態様で表現している。
図1、図2で示すように、第1実施形態では、ティース1Tに巻き付けいている導線Cが、1系統(ティース1、7、ティース5、11)、2系統(ティース2、8、ティース4、10)、3系統(ティース3、9)と変化しており、さらにティース6及びティース12(コイル外のティース)には導線Cが巻き付いていない。
図1及び図2の様に構成した電動モータ10に交流電流を流した時に、発生する磁場の状態が、図3で示されている。
図3で示すように、第一相u、第二相v、第三相wの3系統の導線Cが巻かれているティース3及び9の半径方向内方の磁束密度が最も高くなる(ティース3、9の半径方向内方に最も強い磁場が生じる)。
磁束密度が最も高いティースであるティース3及び9の半径方向内方の磁束密度の方向は対向しているため、反発作用が生じる。
一方、ティース6、12にはコイルが巻かれていないので、明示的には励磁されない(ティース6、12における磁場が最も弱い)。
さらに、磁束密度が最も高いティース3、9(の半径方向内側の領域)から明示的に励磁されていないティース6及び12に向かって(例えば、ティース3→4→5、ティース3→2→1)、ティースに巻かれる導線の系統数が減少(3系統→2系統→1系統)している。
換言すれば、磁束密度が最も高いティース3、9(の半径方向内側の領域)から明示的には励磁されていないティース6及び12に向かって、磁束密度の多寡の勾配が生じている。
第一相u、第二相v、第三相wの3系統の導線Cが巻かれているティース(図1〜図3であればティース3、9)の半径方向内方の領域からティース3、9から半径方向内方に向った磁束密度が発生すると、反発作用が生じ、導線Cが巻かれていないティース(コイル外のティースで図1〜図3であれば6、12)に向う磁束のループML(磁界、図3で矢印A方向)が生成される。
そして、ティース3、9の半径方向内方の磁束密度が最も高い領域RN(図1)がN極であれば、明示的には励磁されていないティース6、12の領域RS(図1)がS極となり、磁束がティース6、12の領域RSに集中して、図3で示す磁界が生成されるのである。
第1実施態様によれは、図1で示す態様で導線Cをティース1Tに巻き付けた結果として、N極とS極が生成される。
そして、図3において、「磁束のループML(磁界)」は隣接する磁束ループ同士では、向きが逆方向となり、図8で示すのと同様な磁束のループML(磁界)が、合計4つ生じる。ここで図3から明らかな様に、磁極数は4となる。
なお、導線Cの巻き方は、隣接する磁束のループML(磁界)が逆方向となる様に、導線Cをティース1Tに巻き付ければ良い。これにより、所望極数の電動モータを作ることが出来る。
従来の分布巻では、図9に示す様に、全てのティースに導線が巻か付いているが、図1〜図3で示す第1実施形態の導線の巻き付け態様では、ティース6、12に導線が巻かれていない。
発明者が実験した結果では、導線に三相交流を通電すると、ティース6、12に対応する位置で電動モータのロータが停止してしまうことは無く、回転し続けることが確認された。
上述の様に、第1実施形態(図1〜図3)では、ティース6、12には導線Cが巻き付けられない。そのため、導線Cが巻き付けられていない)ティース6、12において、ステータコア1(或いはヨーク、継鉄)を2分割することが出来る。
図4は、ティース6、12において2分割された一方のステータコア1に、導線Cを巻き付けた状態を示している。
図4で示す2分割されたステータコア1は、2分割されたティース6、12と、分割されていないティース7〜11(ティース7〜11の符号は、図4では図示せず)を備えている。そして、隣接するティース間にはスロット1S(溝部)が形成されている。
スロット1Sの開口は、開口部1SWとして中空円筒形のステータコア1の内周面1Aに開口している。なお、符号1Pは、2分割したステータコア1を一体化する際の位置決め用の凸部であり、符号1Qは、相手側のステータコア1の位置決め用凸部(図示せず)と嵌合する位置決め用の凹部である。
図4において、符号u2は、ティース7〜9に亘って巻き付けられた第一相uの電流が流れる導線を示している。符号v2は、ティース8〜10に亘って巻き付けられた第二相vの電流が流れる導線を示している。符号w2は、ティース9〜11に亘って巻き付けられた第三相wの電流が流れる導線を表す。
図4において、導線は符号Cにより包括的に表現されている。
なお、図4における導線u2、v2、w2は、図4では1本の太い導線状に表現されているが、実際は複数本の細径の被覆導線の束である。
図4で示す分割されたステータコア1であれば、スロット1Sの開口部1SWが外部から見える状態になっている(露出している)。そのため、導線Cを容易にスロット1Sに挿入することが出来る。
また、図4で示す様に分割されたステータコア1に導線Cを巻き付けるのであれば、インサーターを使用せずに、且つ、線材の被覆が剥ぎ取られないように、例えば作業員(図示せず)の人手により、導線Cをスロット1Sに挿入することが可能である。
そして図示の第1実施形態によれば、第一相u、第二相v、第三相wが流れる導線Cは、複数のティース1Tに亘って巻き付けられる。
そのため、集中型の場合に比較して、高調波の影響を受けず、モータの特性が良好であり、トルクの減少、電磁騒音の問題が軽減される。
さらに、従来の分布巻ではスロット1Sに導線(線材)をいれる順番は、第一相u、第二相v、第三相wの何れの線材であるかによって順番が拘束される。
しかし、第1実施形態によれば、各スロット1Sに線材を入れる順番は、第一相u、第二相v、第三相wの何れの順番であっても良い。
次に図5を参照して、本発明の第2実施形態を説明する。
図1〜図4の第1実施形態は、三相交流、4極の電動モータに係るものであり、ステータコア1にはそれぞれ12個のティース1T及びスロット1Sが設けられた。
それに対して、図5の第2実施形態は、三相交流、6極の電動モータに係るものであり、ティース2T及びスロット(図示せず)がそれぞれ18個設けられている。
ステータコア2のティース2Tに導線Cを巻き付けた状態を示す図5において、18個のティース2T(ティース1〜ティース18)がステータコア2の内周面の円周方向へ直列に、図示しないロータを包囲する様に、配置されている。
図5において、第一相uの電流が流れる導線Cは、ティース1〜3(ティース1〜3に巻き付いている電線を符号u1で示す)に巻き付いており、ティース7〜9(ティース7〜9に巻き付いている電線を符号u2で示す)に巻き付いており、ティース13〜15(ティース13〜15に巻き付いている電線を符号u3で示す)に巻き付いている。
第二相vの電流が流れる導線Cは、ティース2〜4(ティース2〜4に巻き付いている電線を符号v1で示す)に巻き付いており、ティース8〜10(ティース8〜10に巻き付いている電線を符号v2で示す)に巻き付いており、ティース14〜16(ティース14〜16に巻き付いている電線を符号v3で示す)に巻き付いている。
第三相wの電流が流れる導線Cは、ティース3〜5(ティース3〜5に巻き付いている電線を符号w1で示す)に巻き付いており、ティース9〜11(ティース9〜11に巻き付いている電線を符号w2で示す)に巻き付いており、ティース15〜17(ティース15〜17に巻き付いている電線を符号w3で示す)に巻き付いている。
すなわち、ティース1、7、13には第一相uが流れる導線Cのみが巻かれ、
ティース2、8、14には第一相uが流れる導線Cと、第二相vが流れる導線Cが巻かれ、
ティース3、9、15には第一相uが流れる導線Cと、第二相vが流れる導線Cと、第三相wが流れる導線Cが巻かれ、
ティース4、10、16には第二相vが流れる導線Cと、第三相wが流れる導線Cが巻かれ、
ティース5、11、17には第三相wが流れる導線Cのみが巻かれ、
ティース6、12、18(コイル外のティース)には導線Cは巻かれていない。
上述の様に、第2実施形態では、ティース2Tによって、巻かれる導線Cの系統が、ティース1〜5、ティース7〜11及びティース13〜17が、それぞれ1系統(ティース1、7、13、ティース5、11、17)、2系統(ティース2、8、14、ティース4、10、16)、3系統(ティース3、9、15)と変化しており、さらに導線が巻きついていないティース(6、12、18:コイル外のティース)も存在する。
図5の第2実施形態において、導線に交流電流を流した時に、第一相u、第二相v、第三相wの3系統の導線Cが巻かれているティース3、9、15の半径方向内方の磁束密度が最も高くなる(ティース3、9、15の半径方向内方に最も強い磁場が生じる)。
一方、ティース6、12、18にはコイルが巻かれていないので、ティース6、12,18は明示的に励磁されない(ティース6、12,18における磁場が最も弱い)。
さらに、ティースに巻かれる導線の系統数が減少(3系統→2系統→1系統)している。
そのため、磁束密度が最も高いティース3、9、15の領域から発生した磁束は反発作用により、ティース6、12、18の領域に向かって(例えば、ティース3→4→5、ティース3→2→1)、磁束密度の多寡が生じる。
したがって、第1実施形態と同様に、図示しない磁束のループML(磁界)が、合計6つ生じる。(それぞれ、ティース18〜3、ティース3〜6、ティース6〜9、ティース9〜12、ティース12〜15及びティース15〜18の周囲に生じる磁束のループ)。
そして、ティース3、9、15の半径方向内方の磁束密度が最も高い領域RNがN極、明示的に励磁されないティース6、12、18の領域RSがS極となる。そして、磁極数は6である。
上述した様に、第2実施形態の導線の巻き付け態様では、ティース6、12、18に導線Cが巻かれていない。
そのため、導線Cが巻き付けられていないティース6、12、18において、ステータコア2(或いはヨーク、継鉄)を分割(2分割或いは3分割)することが出来る。
したがって、第1実施形態と同様、分割されたステータコア2であればスロットの開口部が外部から見える(露出する)ので、導線を容易にスロットに挿入することが出来る。そのため、インサーターを使用せずに、線材の被覆が剥ぎ取られないように、導線をティース2Tに巻き付ける作業が容易に行われる。
図5の第2実施形態におけるその他の構成及び作用効果は、図1〜図4の第1実施形態と同様である。
次に図6を参照して、本発明の第3実施形態を説明する。
図1〜図4の第1実施形態では、三相交流、4極の電動モータに係る実施形態であり、図5の第2実施形態は、三相交流、6極の電動モータに係る実施形態である。
それにたいして図6の電動モータは、三相交流、8極の電動モータに係る実施形態であり、ティース3T及びスロット(図示せず)がそれぞれ24個設けられている。
ステータコア3のティース3Tに導線Cを巻き付けた状態を示す図6において、24個のティース3T(ティース1〜ティース24)が<ステータコア2の内周面の円周方向へ、図示しないロータを包囲する様に、配置されている。
図6において、第一相uの電流が流れる導線Cは、ティース1〜3(ティース1〜3に巻き付いている導線は符号uで示す1)に巻き付いており、ティース7〜9(ティース7〜9に巻き付いている導線は符号u2で示す)に巻き付いており、ティース13〜15(ティース13〜15に巻き付いている導線は符号u3で示す)に巻き付いており、ティース19〜21(ティース19〜21に巻き付いている導線は符号u4で示す)に巻き付いている。
第二相vの電流が流れる導線Cは、ティース2〜4(ティース2〜4に巻き付いている導線は符号v1で示す)に巻き付いており、ティース8〜10(ティース8〜10に巻き付いている導線は符号v2で示す)に巻き付いており、ティース14〜16(ティース14〜16に巻き付いている導線は符号v3で示す)に巻き付いており、ティース20〜22(ティース20〜22に巻き付いている導線は符号v4で示す)に巻き付いている。
第三相wの電流が流れる導線Cは、ティース3〜5(ティース3〜5に巻き付いている導線は符号w1で示す)に巻き付いており、ティース9〜11(ティース9〜11に巻き付いている導線は符号w2で示す)に巻き付いており、ティース15〜17(ティース15〜17に巻き付いている導線は符号w3で示す)に巻き付いており、ティース21〜23(ティース21〜23に巻き付いている導線は符号w4で示す)に巻き付いている。
すなわち、ティース1、7、13、19には第一相uの導線Cのみが巻き付いており、
ティース2、8、14、20には第一相uの導線C、第二相vの導線Cが巻き付いており、
ティース3、9、15、21には第一相uの導線C、第二相vの導線C、第三相wの導線Cが巻き付いており、
ティース4、10、16、22には第二相vの導線C、第三相wの導線Cが巻き付いており、
ティース5、11、17、23には第三相wの導線Cのみが巻き付いており、
ティース6、12、18、24(コイル外のティース)には導線Cは巻き付いていない。
換言すれば、第3実施形態では、ティース3Tによって、巻かれる導線Cの系統数が1系統(ティース1、7、13、19、ティース5、11、17、23)、2系統(ティース2、8、14、20、ティース4、10、16、22)、3系統(ティース3、9、15、21)と変化する。
さらに導線が巻き付けられていないティース6、12、18、24(コイル外のティース)も存在する。
図6の第3実施形態で交流電流を流した時に、第一相u、第二相v、第三相wの3系統の導線Cが巻かれているティース3、9、15、21の半径方向内方の磁束密度が最も高くなる(ティース3、9、15、21の半径方向内方に最も強い磁場が生じる)。
一方、ティース6、12、18、24にはコイルが巻かれていないので、ティース6、12、18、24は明示的には励磁されない(ティース6、12、18、24における磁場が最も弱い)。
ティース3、9、15、21から半径方向内方に向って磁束密度が発生すると、反発作用により、明示的には励磁されていないティース6、12、18、24に向かって磁束密度の多寡が生成され、図示しない磁束のループML(磁界)が、合計8つ生じる。
そして、ティース3、9、15、21の半径方向内方の磁束密度が最も高い領域RNがN極となり、明示的に励磁されていないティース6、12、18、24の領域RSがS極となる。磁極数は8である。
第3実施形態では、ティース6、12、18及び24に導線Cが巻かれていない。
そのため、導線Cが巻き付けられていないティース6、12、18、24において、ステータコア3(或いはヨーク、継鉄)を分割(2分割〜4分割)することが出来る。
第1実施形態、第2実施形態と同様、分割されたステータコア3であれば、図示しないスロットの開口部が外部から見える状態になる(露出する)ので、導線を容易にスロットに挿入することが出来る。そして、インサーターを使用せずに、且つ、線材の被覆が剥ぎ取られないように、導線をティース3Tに巻き付けることが出来る。
第3実施形態におけるその他の構成及び作用効果は、図1〜図4の第1実施形態及び図5の第2実施形態と同様である。
次に図7を参照して、本発明の第4実施形態について説明する。
第4実施形態も、第3実施形態と同様に、ステータコア1には24個のティース1T及びスロット1Sが形成され、ティース12、24を除く各ティースに導線Cが巻き付けられる。
各ティース1Tにはそれぞれ1〜24の番号が付されており、12個のティースは符号1Tで包括的に表現されるが、個々のティースについては、「ティース1」、「ティース2」・・・「ティース24」と表現されている。
第4実施形態では、第一相uが流れる導線Cと、第二相vが流れる導線Cと、第三相wが流れる導線Cは、それぞれ、連続した2個のコイルを使用している。
そして、24個のティース1T及びスロット1Sが形成されているため、12個のティース1T及びスロット1Sが形成されている第1実施形態に比較して、高周波の発生を抑制し、特性改善を図ることが出来る。
図7の第4実施形態におけるその他の構成及び作用効果は、図1〜図6の各実施形態と同様である。
図示の実施形態はあくまでも例示であり、本発明の技術的範囲を限定する趣旨の記述ではないことを付記する。
1、2、3・・・ステータコア
1A・・・内周面
1P・・・位置決め用の凸部
1Q・・・位置決め用の凹部
1S・・・スロット
1SW・・・開口部
1T、2T、3T・・・ティース
10・・・電動モータ
100・・・電動モータ
101、102・・・ステータコア
101A・・・内周面
101S、102S・・・スロット
101SW・・・開口部
101T、102T・・・ティース
102B・・・分割線
C・・・導線
ML・・・磁束のループ
RN・・・磁束密度が最も高い領域
RS・・・明示的に例示されていないティースの領域
u1、u2、u3、u4・・・第一相(u)の電流が流れる導線
v1、v2、v3、v4・・・第二相(v)の電流が流れる導線
w1、w2、w3、w4・・・第三相(w)の電流が流れる導線

Claims (3)

  1. ステータコアには複数のティースが形成され、第一相、第二相、第三相が流れる導線が全て巻き付けられているティースと、第一相、第二相、第三相が流れる導線の何れか2つが巻き付けられるティースと、第一相、第二相、第三相が流れる導線の何れか1つが巻き付けられるティースと、何れの導線も巻き付けられていないティースが設けられていることを特徴とする電動モータ。
  2. 前記何れの導線も巻き付けられていないティースの間の領域には5個のティースがステータコアの内周面の円周方向へ直列に配置されており、第一相、第二相、第三相が流れる導線は、何れも、直列に連続して配置された3個のティースに巻き付けられている請求項1の電動モータ。
  3. 極数は4極以上の偶数である請求項2の電動モータ。
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