JP2018007413A - 電動機の固定子およびその製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】三相の巻線を同時に三つティースに同じ巻方向に巻回できて、巻線を迅速に巻回できて、巻線機の構造がシンプルになって、迅速かつ安価に製造できる電動機の固定子およびその製造方法を提供すること。【解決手段】第1、第3、第5コイル(U1+,V1+,W1+)を第1、第3、第5ティース(1,3,5)に第1の方向に巻回し、第2、第4、第6コイル(U2−,V2−,W2−)を第2、第4、第6ティース(2,4,6)に第2の方向に巻回し、第7、第9、第11コイル(U3−,V3−,W3−)を第7、第9、第11ティース(7,9,11)に第2の方向に巻回し、第8、第10、第12コイル(U4+,V4+,W4+)を第8、第10、第12ティース(8,10,12)に第1の方向に巻回する。【選択図】図2
Description
この発明は、電動機の固定子およびその製造方法に関する。
従来、電動機の固定子としては、特許第5047235号公報(特許文献1)の図29に記載のものがある。
この従来の電動機の固定子では、順次整列した第1〜第12ティースを備えている。電源端子から中性点に連なるW相のワイヤーは、第1、第2、第7および第8ティースに順次巻回されており、上記第1および第8ティースに巻回されたワイヤーは時計回り(ティースの先端側から見る。以下、同様。)に巻回されており、上記第2および第7ティースに巻回されたワイヤーは反時計回りに巻回されている。また、電源端子から中性点に連なるV相のワイヤーは、第3、第4、第9および第10ティースに順次巻回されており、上記第3および第10ティースに巻回されたワイヤーは反時計回りに巻回されており、上記第4および第9ティースに巻回されたワイヤーは時計回りに巻回されている。また、電源端子から中性点に連なるU相のワイヤーは、第5、第6、第11および第12ティースに順次巻回されており、上記第5および第12ティースに巻回されたワイヤーは時計回りに巻回されており、上記第6および第11ティースに巻回されたワイヤーは反時計回りに巻回されている。
ところで、上記従来の電動機の固定子では、電源端子に連なる第1ティースに巻回されたW相コイルは時計回りであり、電源端子に連なる第3ティースに巻回されたV相コイルは反時計回りであり、電源端子に連なる第5ティースに巻回されたU相コイル反時計回りである。
このように、上記従来の電動機の固定子では、電源端子に連なる最初のU相、V相、W相コイルの巻方向が同一でなく、また、それらに連なるU相、V相、W相コイルの巻方向が同一でない。
そのため、上記従来の電動機の固定子では、三相の巻線を同時に三つティースに同じ巻方向に巻回できなく、また、巻線機の構造が複雑になって、電動機の固定子を迅速かつ安価に製造できないという問題があった。
そこで、この発明の課題は、三相の巻線を同時に三つティースに同じ巻方向に巻回できて、巻線を迅速に巻回できて、巻線機の構造がシンプルになって、迅速かつ安価に製造できる電動機の固定子を提供することにある。
上記課題を解決するため、この発明の電動機の固定子は、
順次並んだ第1〜第12ティースを有する鉄心と、上記第1〜第12ティースに集中巻された三相のY結線の巻線とを備えた電動機の固定子において、
一相目の巻線は、一相目の第1端部と、上記第1ティースに巻回された第1コイルと、上記第2ティースに巻回された第2コイルと、上記第7ティースに巻回された第7コイルと、上記第8ティースに巻回された第8コイルと、一相目の第2端部とが順次接続されて構成されており、
上記第1〜第12ティースの先端側から見て、上記第1および第8コイルは、第1の方向に巻回されており、上記第2および第7コイルは、上記第1の方向とは逆の第2の方向に巻回されており、
二相目の巻線は、二相目の第1端部と、上記第10ティースに巻回された第10コイルと、上記第9ティースに巻回された第9コイルと、上記第4ティースに巻回された第4コイルと、上記第3ティースに巻回された第3コイルと、二相目の第2端部とが順次接続されて構成されており、
上記第1〜第12ティースの先端側から見て、上記第10および第3コイルは、上記第1の方向に巻回されており、上記第9および第4コイルは、上記第2の方向に巻回されており、
三相目の巻線は、三相目の第1端部と、上記第5ティースに巻回された第5コイルと、上記第6ティースに巻回された第6コイルと、上記第11ティースに巻回された第11コイルと、上記第12ティースに巻回された第12コイルと、三相目の第2端部とが順次接続されて構成されており、
上記第1〜第12ティースの先端側から見て、上記第5および第12コイルは、上記第1の方向に巻回されており、上記第6および第11コイルは、上記第2の方向に巻回されており、
上記第1端部または第2端部の一方は電源に連なり、上記第1端部または第2端部の他方は中性点に連なる
ことを特徴としている。
順次並んだ第1〜第12ティースを有する鉄心と、上記第1〜第12ティースに集中巻された三相のY結線の巻線とを備えた電動機の固定子において、
一相目の巻線は、一相目の第1端部と、上記第1ティースに巻回された第1コイルと、上記第2ティースに巻回された第2コイルと、上記第7ティースに巻回された第7コイルと、上記第8ティースに巻回された第8コイルと、一相目の第2端部とが順次接続されて構成されており、
上記第1〜第12ティースの先端側から見て、上記第1および第8コイルは、第1の方向に巻回されており、上記第2および第7コイルは、上記第1の方向とは逆の第2の方向に巻回されており、
二相目の巻線は、二相目の第1端部と、上記第10ティースに巻回された第10コイルと、上記第9ティースに巻回された第9コイルと、上記第4ティースに巻回された第4コイルと、上記第3ティースに巻回された第3コイルと、二相目の第2端部とが順次接続されて構成されており、
上記第1〜第12ティースの先端側から見て、上記第10および第3コイルは、上記第1の方向に巻回されており、上記第9および第4コイルは、上記第2の方向に巻回されており、
三相目の巻線は、三相目の第1端部と、上記第5ティースに巻回された第5コイルと、上記第6ティースに巻回された第6コイルと、上記第11ティースに巻回された第11コイルと、上記第12ティースに巻回された第12コイルと、三相目の第2端部とが順次接続されて構成されており、
上記第1〜第12ティースの先端側から見て、上記第5および第12コイルは、上記第1の方向に巻回されており、上記第6および第11コイルは、上記第2の方向に巻回されており、
上記第1端部または第2端部の一方は電源に連なり、上記第1端部または第2端部の他方は中性点に連なる
ことを特徴としている。
なお、この明細書で、ワイヤーとは、マグネットワイヤーのことを言う。
上記構成の電動機の固定子では、第1〜第12ティースに集中巻された三相のY結線の巻線を有する固定子において、第1、第3、第5、第8、第10、第12コイルは第1の方向に巻回される一方、第2、第4、第6、第7、第9、第11コイルは第2の方向に巻回されている。さらに、一相目の巻線は、第1端部、第1コイル、第2コイル、第7コイル、第8コイル、第2端部の順で接続されると共に、三相目の巻線は、第1端部、第5コイル、第6コイル、第11コイル、第12コイル、第2端部の順で接続される一方、二相目の巻線は、第2端部、第3コイル、第4コイル、第9コイル、第10コイル、第1端部の順で接続されて、一相目および三相目の巻線と、二相目の巻線とで、第1端部と第2端部との配列が逆になっている。
このように、三相の巻線のコイルの巻く方向を工夫し、かつ、三相の巻線の第1端部と第2端部との配列、つまり、電流の流す方向を工夫することによって、固定子に電動機を駆動するための磁界を生成することができる。
また、このように、一相目および三相目の巻線の第1端部と第2端部の配列順序と、二相目の巻線の第1端部と第2端部の配列順序とを逆にすることによって、配線長を調節する際等の巻線の配置に融通性を持たせることができる。
また、上記構成の電動機の固定子によれば、第1ティースに巻回された一相目の第1コイルと、第3ティースに巻回された二相目の第3コイルと、第5ティースに巻回された三相目の第5コイルとは、第1、第3、第5ティース間の間隔が同じで、かつ、第1、第3、第5コイルの巻回方向が第1の方向で同じであるから、三本のノズルが同時に同一方向である第1の方向に旋回する簡単な構造の巻線機で、第1、第3、第5コイルを同時に第1の方向に第1、第3、第5ティースに巻回することができる。
次に、上記第2ティースに巻回された一相目の第2コイルと、第4ティースに巻回された二相目の第4コイルと、第6ティースに巻回された三相目の第6コイルとは、第2、第4、第6ティース間の間隔が同じで、かつ、第2、第4、第6コイルの巻回方向が第2の方向で同じであるから、上記巻線機の三本のノズルを同時に第1の方向と逆の第2の方向に旋回させて、第2、第4、第6コイルを同時に第2の方向に第2、第4、第6ティースに巻回することができる。
次に、上記第7ティースに巻回された一相目の第7コイルと、第9ティースに巻回された二相目の第9コイルと、第11ティースに巻回された三相目の第11コイルとは、第7、第9、第11ティース間の間隔が同じで、かつ、第7、第9、第11コイルの巻回方向が第2の方向で同じであるから、上記巻線機の三本のノズルを同時に第2の方向に旋回させて、第7、第9、第11コイルを同時に第2の方向に第7、第9、第11ティースに巻回することができる。
次に、上記第8ティースに巻回された一相目の第8コイルと、第10ティースに巻回された二相目の第10コイルと、第12ティースに巻回された三相目の第12コイルとは、第8、第10、第12ティース間の間隔が同じで、かつ、第8、第10、第12コイルの巻回方向が第1の方向で同じであるから、上記巻線機の三本のノズルを同時に第2の方向とは逆の第1の方向に旋回させて、第8、第10、第12コイルを同時に第1の方向に第8、第10、第12ティースに巻回することができる。
このように、第1、第3、第5コイルを第1、第3、第5ティースに同時に第1の方向に巻回でき、第2、第4、第6コイルを第2、第4、第6ティースに同時に第2の方向に巻回でき、第7、第9、第11コイルを第7、第9、第11ティースに同時に第2の方向に巻回でき、第8、第10、第12コイルを第8、第10、第12ティースに同時に第1の方向に巻回できるから、三本のノズルが同時に同一方向しか旋回できない簡単安価な構造の巻線機を用いて、三本の巻線を同時に迅速に巻回できて、この発明の電動機の固定子は、迅速かつ安価に製造できる。
1実施形態では、
上記一相目、二相目、三相目の巻線は、それぞれ継ぎ目のない一本のワイヤーである。
上記一相目、二相目、三相目の巻線は、それぞれ継ぎ目のない一本のワイヤーである。
上記実施形態によれば、上記一相目、二相目、三相目の巻線は、それぞれ継ぎ目のない一本のワイヤーであるから、固定子の三相の巻線を中断することなく、連続して一挙に巻回することができる。
また、この発明の電動機の固定子の製造方法は、
順次並んだ第1〜第12ティースを有する鉄心と、それぞれ一相目、二相目、三相目の巻線となる第1、第2および第3のワイヤーと、同時に同一方向に回転できる三個のノズルを有する巻線機とを用意し、
上記第1〜第12ティースの先端側から見て、上記三個のノズルを同時に第1の方向に旋回させて、上記第1、第3および第5ティースに、それぞれ、第1、第2および第3のワイヤーを上記第1の方向に集中巻して、上記第1ティースに上記第1の方向に巻回された第1コイルと、上記第3ティースに上記第1の方向に巻回された第3コイルと、上記第5ティースに上記第1の方向に巻回された第5コイルとを形成し、
次に、上記第1〜第12ティースの先端側から見て、上記三個のノズルを同時に上記第1の方向と逆の第2の方向に旋回させて、上記第2、第4および第6ティースに、それぞれ、第1、第2および第3のワイヤーを上記第2の方向に集中巻して、上記第2ティースに上記第2の方向に巻回された第2コイルと、上記第4ティースに上記第2の方向に巻回された第4コイルと、上記第6ティースに上記第2の方向に巻回された第6コイルとを形成し、
次に、上記第1〜第12ティースの先端側から見て、上記三個のノズルを同時に上記第2の方向に旋回させて、上記第7、第9および第11ティースに、それぞれ、第1、第2および第3のワイヤーを上記第2の方向に集中巻して、上記第7ティースに上記第2の方向に巻回された第7コイルと、上記第9ティースに上記第2の方向に巻回された第9コイルと、上記第11ティースに上記第2の方向に巻回された第11コイルとを形成し、
次に、上記第1〜第12ティースの先端側から見て、上記三個のノズルを同時に上記第1の方向に旋回させて、上記第8、第10および第12ティースに、それぞれ、第1、第2および第3のワイヤーを上記第1の方向に集中巻して、上記第8ティースに上記第1の方向に巻回された第8コイルと、上記第10ティースに上記第1の方向に巻回された第10コイルと、上記第12ティースに上記第1の方向に巻回された第12コイルとを形成することを特徴としている。
順次並んだ第1〜第12ティースを有する鉄心と、それぞれ一相目、二相目、三相目の巻線となる第1、第2および第3のワイヤーと、同時に同一方向に回転できる三個のノズルを有する巻線機とを用意し、
上記第1〜第12ティースの先端側から見て、上記三個のノズルを同時に第1の方向に旋回させて、上記第1、第3および第5ティースに、それぞれ、第1、第2および第3のワイヤーを上記第1の方向に集中巻して、上記第1ティースに上記第1の方向に巻回された第1コイルと、上記第3ティースに上記第1の方向に巻回された第3コイルと、上記第5ティースに上記第1の方向に巻回された第5コイルとを形成し、
次に、上記第1〜第12ティースの先端側から見て、上記三個のノズルを同時に上記第1の方向と逆の第2の方向に旋回させて、上記第2、第4および第6ティースに、それぞれ、第1、第2および第3のワイヤーを上記第2の方向に集中巻して、上記第2ティースに上記第2の方向に巻回された第2コイルと、上記第4ティースに上記第2の方向に巻回された第4コイルと、上記第6ティースに上記第2の方向に巻回された第6コイルとを形成し、
次に、上記第1〜第12ティースの先端側から見て、上記三個のノズルを同時に上記第2の方向に旋回させて、上記第7、第9および第11ティースに、それぞれ、第1、第2および第3のワイヤーを上記第2の方向に集中巻して、上記第7ティースに上記第2の方向に巻回された第7コイルと、上記第9ティースに上記第2の方向に巻回された第9コイルと、上記第11ティースに上記第2の方向に巻回された第11コイルとを形成し、
次に、上記第1〜第12ティースの先端側から見て、上記三個のノズルを同時に上記第1の方向に旋回させて、上記第8、第10および第12ティースに、それぞれ、第1、第2および第3のワイヤーを上記第1の方向に集中巻して、上記第8ティースに上記第1の方向に巻回された第8コイルと、上記第10ティースに上記第1の方向に巻回された第10コイルと、上記第12ティースに上記第1の方向に巻回された第12コイルとを形成することを特徴としている。
この発明の電動機の固定子の製造方法によれば、三本のノズルが同時に同一方向しか旋回できない簡単安価な構造の巻線機を用いて、三本の巻線を同時に迅速に巻回できて、電動機の固定子を、迅速かつ安価に製造できる。
この発明の電動機の固定子は、迅速かつ安価に製造できる。
また、この発明の電動機の固定子の製造方法は、三本のノズルが同時に同一方向しか旋回できない簡単安価な構造の巻線機を用いて、電動機の固定子を、迅速かつ安価に製造できる。
以下、この発明を図示の実施形態により詳細に説明する。
図1に示すように、この実施形態の電動機の固定子は、アウターロータ型の電動機の固定子であって、積層された電磁鋼板からなる鉄心50は、基部51から周方向に等間隔で半径方向の外側に放射状に突出した第1、第2、第3、・・・、第12ティース1,2,3,・・・,12を備える。この第1、第2、第3、・・・、第12ティース1,2,3,・・・,12に、インシュレータ61を介して、それぞれ、第1コイルU1+,第2コイルU1−,第3コイルV1+,第4コイルV2−,第5コイルW1+,第6コイルW2−,第7コイルU3−,第8コイルU4+,第9コイルV3−,第10コイルV4+,第11コイルW3−,第12コイルW4+を巻回している。第1図では、図が煩雑になるのを避けて、コイルを文字U1+,U1−,V1+,・・・で表している。
図2は、上記電動機の固定子のコイルの巻方向と巻線と電流の流れる向きを説明する説明図である。図2に示すように、上記第1、第2、第3、・・・、第12ティース1,2,3,・・・,12に三相のY結線の巻線20,30,40が集中巻される。
一相目としてのU相のワイヤー(マグネットワイヤー)からなる巻線20は、U相の図示しない電源端子に連なる第1端部21と、上記第1ティース1に巻回された第1コイルU+と、上記第2ティース2に巻回された第2コイルU2−と、上記第7ティース7に巻回された第7コイルU3−と、上記第8ティース8に巻回された第8コイルU4+と、図示しない中性点に連なるU相の第2端部22とが順次接続されて構成されている。
上記第1、第2、第3、・・・、第12ティース1,2,3,・・・,12の先端側から見て、上記第1および第8コイルU1+,U4+は、第1の方向の一例としての反時計回り方向に巻回されており、上記第2および第7コイルU2−,U3−は、第2の方向に一例としての時計回り方向に巻回されている。
また、二相目としてのV相の巻線30は、V相の図示しない電源端子に連なる第1端部31と、上記第10ティースに巻回された第10コイルV4+と、上記第9ティース9に巻回された第9コイルV3−と、上記第4ティース4に巻回された第4コイルV2−と、上記第3ティース3に巻回された第3コイルV1+と、上記中性点に連なるV相の第2端部32とが順次接続されて構成されている。
上記第1、第2、第3、・・・、第12ティース1,2,3,・・・,12の先端側から見て、上記第10および第3コイルV4+,V1+は、上記第1の方向としての反時計回り方向に巻回されており、上記第9および第4コイルV3−,V2−は、上記第2の方向としての時計回り方向に巻回されている。
また、三相目としてのW相の巻線40は、W相の図示しない電源端子に連なる第1端部41と、上記第5ティース5に巻回された第5コイルW1+と、上記第6ティース6に巻回された第6コイルW2−と、上記第11ティース11に巻回された第11コイルW3−と、上記第12ティース12に巻回された第12コイルW4+と、上記中性点に連なるW相の第2端部42とが順次接続されて構成されている。
上記第1、第2、第3、・・・、第12ティース1,2,3,・・・,12の先端側から見て、上記第5および第12コイルW1+,W4+は、上記第1の方向としての反時計回り方向に巻回されており、上記第6および第11コイルW2−,W3−は、上記第2の方向としての時計回り方向に巻回されている。
なお、上述の説明では、上記第1端部21,31,41は三相の電源端子に連なり、第2端部22,32,42は中性点に連なるとしたが、第1端部21,31,41が中性点に連なり、第2端部22,32,42が三相の電源端子に連なるとしてもよい。
上記構成の電動機の固定子では、第1、第2、第3、・・・、第12ティース1,2,3,・・・,12に集中巻された三相のY結線の巻線において、第1、第3、第5、第8、第10、第12コイルU1+,V1+,W1+,U4+,V4+,W4+は第1の方向としての反時計回り方向に巻回される一方、第2、第4、第6、第7、第9、第11コイルU2−,V2−,W2−,U3−,V3−,W3−は第2の方向としての時計回り方向に巻回されている。さらに、U相の巻線20は、第1端部21、第1コイルU1+、第2コイルU2−、第7コイルU3−、第8コイルU4+、第2端部22の順で接続されていると共に、W相の巻線30は、第1端部41、第5コイルW1+、第6コイルW2−、第11コイルW3−、第12コイルW4+、第2端部42の順で接続されている。一方、V相の巻線30は、第2端部32、第3コイルV1+、第4コイルV2−、第9コイルV3−、第10コイルV4+、第1端部31の順で接続されている。したがって、図2において、U相およびW相の巻線20,40では、右から、第1端部21,41と第2端部22,42の順に配列されているのに対して、V相の巻線30では、右から、第2端部32と第1端部31の順に配列されていることになる。
このように、三相の巻線20,30,40のコイルの巻く方向を反時計回り方向と時計回り方向に工夫し、かつ、三相の巻線20,30,40の第1端部21,31,41と第2端部22,32,42との配列、つまり、電流の流す方向を工夫することによって、コイルに流れる電流の向きが図2の上段に示すようになって、固定子に電動機を駆動するための磁界を発生させることができる。
さらに、図2に示すように、U相およびW相の巻線20,40の第1端部21,41と第2端部22,42の配列順序と、V相の巻線30の第1端部31と第2端部32の配列順序とを逆にすることによって、配線長を調節する際等の巻線20,30,40の配置に融通性を持たせることができる。
また、上記構成の電動機の固定子は、次のように製造される。
まず、図3に示すように、順次並んだ第1、第2、第3、・・・、第12ティース1,2,3,・・・,12を有する鉄心50と、U相とV相とW相のワイヤー20,30,40と、同時に同一方向に回転できる三個のノズルN1,N2,N3を有する巻線機(本発明と関係しない部分は図示せず)とを用意する。
そして、上記第1ティース1に巻回されたU相の第1コイルU1+と、第3ティース3に巻回されたV相の第3コイルV1+と、第5ティース5に巻回されたW相の第5コイルW1+とは、第1、第3、第5ティース1,3,5間の間隔が同じで、かつ、第1、第3、第5コイルU1+,V1+,W1+の巻回方向が反時計回り方向で同じであるから、図3に示すように、三本のノズルN1,N2,N3が同時に同一方向に旋回する簡単な構造の巻線機で、巻線つまりワイヤー20,30,40をノズルN1,N2,N3から繰り出しながら、第1、第3、第5ティース1,3,5に同時に集中巻で巻回して、第1、第3、第5コイルU1+,V1+,W1+を同時に迅速に生成する。
次に、上記第2ティース2に巻回されたU相の第2コイルU2−と、第4ティース4に巻回されたV相の第4コイルV2−と、第6ティース6に巻回されたW相の第6コイルW2−とは、第2、第4、第6ティース2,4,6間の間隔が同じで、かつ、第2、第4、第6コイルU2−,V2−,W2−の巻回方向が時計回り同じであるから、図3に示す三本のノズルN1,N2,N3をシフトさせ、巻線20,30,40をノズルN1,N2,N3から繰出しながら、上記三本のノズルN1,N2,N3を同時に時計回り方向に旋回させて、第2、第4、第6ティース2,4,6に集中巻で巻回して、第2、第4、第6コイルU2−,V2−,W2−を同時に迅速に生成する。
次に、上記第7ティース7に巻回されたU相の第7コイルU3−と、第9ティース9に巻回されたV相の第9コイルV3−と、第11ティース11に巻回されたW相の第11コイルW3−とは、第7、第9、第11ティース7,9,11間の間隔が同じで、かつ、第7、第9、第11コイルU3−,V3−,W3−の巻回方向が時計回り方向で同じであるから、図3に示す三本のノズルN1,N2,N3をシフトさせ、上記巻線20,30,40を三本のノズルN1,N2,N3から繰り出しながら、上記三本のノズルN1,N2,N3を同時に時計回り方向に旋回させて、第7、第9、第11ティース7,9,11に集中巻で巻回して、第7、第9、第11コイルU3−,V3−,W3−を同時に迅速に生成する。
次に、上記第8ティース8に巻回されたU相の第8コイルU4+と、第10ティース10に巻回されたV相の第10コイルV4+と、第12ティース12に巻回されたW相の第12コイルW4+とは、第8、第10、第12ティース8,10,12間の間隔が同じで、かつ、第8、第10、第12コイルU4+,V4+,W4+の巻回方向が反時計回り方向で同じであるから、図3に示す三本のノズルN1,N2,N3をシフトさせ、上記巻線20,30,40を三本のノズルN1,N2,N3から繰り出しながら、上記三本のノズルN1,N2,N3を同時に反時計回り方向に旋回させて、第8、第10、第12ティース8,10,12に集中巻で巻回して、第8、第10、第12コイルU4+,V4+,W4+を同時に迅速に生成する。
上記実施形態の電動機の固定子の製造方法によれば、三本のノズルN1,N2,N3が同時に同一方向しか旋回できない簡単安価な構造の巻線機を用いて、三本の巻線20,30,40を同時に迅速に巻回できて、電動機の固定子を、迅速かつ安価に製造できる。
特に、上記巻線機は、三本のノズルN1,N2,N3を同時に同一方向に旋回するものであるから、巻線機の構造が簡単になって、巻線機が安価になる。
また、上記三相の巻線20,30,40は、それぞれ継ぎ目のない一本のワイヤーであるから、固定子の三相の巻線20,30,40を中断することなく、連続して一挙に巻回することができる。
上記実施形態の形態では、固定子はアウターロータ型の固定子であったが、固定子がインナーロータ型の固定子であっても、本発明は同様に適用できる。
また、上記実施形態では、第1端部21,31,41は電源に連なり、第2端部22,32,42は中性点に連なるとしたが、第1端部が中性点に連なり、第2端部が電源に連なるようにしてもよい。
また、上記実施形態では、第1の方向が反時計回り方向とし、第2の方向が時計回り方向としたが、第1の方向が時計回り方向とし、第2の方向が反時計回り方向としてもよい。
また、上記実施形態の説明では、第1〜第12ティース1,2,3,・・・,12を直線状に並べてコイルを巻回する場合について説明したが、第1〜第12ティースが環状に配列したままであっても、コイルを巻回できることは、言うまでもない。
また、この発明の固定子は、ティースの数は12に限らず、12個のティースを含む固定子に適用でき、例えば、12の倍数である24個のティースを有する固定子にも適用できることは言うまでもない。
上記実施形態および変形例で述べた構成要素は、適宜、組み合わせてもよく、また、適宜、選択、置換、あるいは、削除してもよいのは、勿論である。
1〜12 第1〜第12ティース
U1+ 第1コイル
U2− 第2コイル
V1+ 第3コイル
V2− 第4コイル
W1+ 第5コイル
W2− 第6コイル
U3− 第7コイル
U4+ 第8コイル
V3− 第9コイル
V4+ 第10コイル
W3− 第11コイル
W4+ 第12コイル
20,30,40 巻線
21,31,41 第1端部
22,32,42 第2端部
N1,N2,N3 ノズル
50 鉄心
U1+ 第1コイル
U2− 第2コイル
V1+ 第3コイル
V2− 第4コイル
W1+ 第5コイル
W2− 第6コイル
U3− 第7コイル
U4+ 第8コイル
V3− 第9コイル
V4+ 第10コイル
W3− 第11コイル
W4+ 第12コイル
20,30,40 巻線
21,31,41 第1端部
22,32,42 第2端部
N1,N2,N3 ノズル
50 鉄心
この発明は、電動機の固定子およびその製造方法に関する。
従来、電動機の固定子としては、特許第5047235号公報(特許文献1)の図29に記載のものがある。
この従来の電動機の固定子では、順次整列した第1〜第12ティースを備えている。電源端子から中性点に連なるW相のワイヤーは、第1、第2、第7および第8ティースに順次巻回されており、上記第1および第8ティースに巻回されたワイヤーは時計回り(ティースの先端側から見る。以下、同様。)に巻回されており、上記第2および第7ティースに巻回されたワイヤーは反時計回りに巻回されている。また、電源端子から中性点に連なるV相のワイヤーは、第3、第4、第9および第10ティースに順次巻回されており、上記第3および第10ティースに巻回されたワイヤーは反時計回りに巻回されており、上記第4および第9ティースに巻回されたワイヤーは時計回りに巻回されている。また、電源端子から中性点に連なるU相のワイヤーは、第5、第6、第11および第12ティースに順次巻回されており、上記第5および第12ティースに巻回されたワイヤーは時計回りに巻回されており、上記第6および第11ティースに巻回されたワイヤーは反時計回りに巻回されている。
ところで、上記従来の電動機の固定子では、電源端子に連なる第1ティースに巻回されたW相コイルは時計回りであり、電源端子に連なる第3ティースに巻回されたV相コイルは反時計回りであり、電源端子に連なる第5ティースに巻回されたU相コイル反時計回りである。
このように、上記従来の電動機の固定子では、電源端子に連なる最初のU相、V相、W相コイルの巻方向が同一でなく、また、それらに連なるU相、V相、W相コイルの巻方向が同一でない。
そのため、上記従来の電動機の固定子では、巻線を迅速に巻回できなくて、巻線機の構造が複雑になるという問題があった。
そこで、この発明の課題は、巻線を迅速に巻回できて、巻線機の構造がシンプルになる電動機の固定子を提供することにある。
上記課題を解決するため、この発明の電動機の固定子は、
順次並んだ第1〜第12ティースを有する鉄心と、上記第1〜第12ティースに集中巻された三相のY結線の巻線とを備えた電動機の固定子において、
一相目の巻線は、一相目の第1端部と、上記第1ティースに巻回された第1コイルと、上記第2ティースに巻回された第2コイルと、上記第7ティースに巻回された第7コイルと、上記第8ティースに巻回された第8コイルと、一相目の第2端部とが順次接続されて構成されており、
上記第1〜第12ティースの先端側から見て、上記第1および第8コイルは、第1の方向に巻回されており、上記第2および第7コイルは、上記第1の方向とは逆の第2の方向に巻回されており、
二相目の巻線は、二相目の第1端部と、上記第10ティースに巻回された第10コイルと、上記第9ティースに巻回された第9コイルと、上記第4ティースに巻回された第4コイルと、上記第3ティースに巻回された第3コイルと、二相目の第2端部とが順次接続されて構成されており、
上記第1〜第12ティースの先端側から見て、上記第10および第3コイルは、上記第1の方向に巻回されており、上記第9および第4コイルは、上記第2の方向に巻回されており、
三相目の巻線は、三相目の第1端部と、上記第5ティースに巻回された第5コイルと、上記第6ティースに巻回された第6コイルと、上記第11ティースに巻回された第11コイルと、上記第12ティースに巻回された第12コイルと、三相目の第2端部とが順次接続されて構成されており、
上記第1〜第12ティースの先端側から見て、上記第5および第12コイルは、上記第1の方向に巻回されており、上記第6および第11コイルは、上記第2の方向に巻回されており、
上記第1端部または第2端部の一方は電源に連なり、上記第1端部または第2端部の他方は中性点に連なる
ことを特徴としている。
順次並んだ第1〜第12ティースを有する鉄心と、上記第1〜第12ティースに集中巻された三相のY結線の巻線とを備えた電動機の固定子において、
一相目の巻線は、一相目の第1端部と、上記第1ティースに巻回された第1コイルと、上記第2ティースに巻回された第2コイルと、上記第7ティースに巻回された第7コイルと、上記第8ティースに巻回された第8コイルと、一相目の第2端部とが順次接続されて構成されており、
上記第1〜第12ティースの先端側から見て、上記第1および第8コイルは、第1の方向に巻回されており、上記第2および第7コイルは、上記第1の方向とは逆の第2の方向に巻回されており、
二相目の巻線は、二相目の第1端部と、上記第10ティースに巻回された第10コイルと、上記第9ティースに巻回された第9コイルと、上記第4ティースに巻回された第4コイルと、上記第3ティースに巻回された第3コイルと、二相目の第2端部とが順次接続されて構成されており、
上記第1〜第12ティースの先端側から見て、上記第10および第3コイルは、上記第1の方向に巻回されており、上記第9および第4コイルは、上記第2の方向に巻回されており、
三相目の巻線は、三相目の第1端部と、上記第5ティースに巻回された第5コイルと、上記第6ティースに巻回された第6コイルと、上記第11ティースに巻回された第11コイルと、上記第12ティースに巻回された第12コイルと、三相目の第2端部とが順次接続されて構成されており、
上記第1〜第12ティースの先端側から見て、上記第5および第12コイルは、上記第1の方向に巻回されており、上記第6および第11コイルは、上記第2の方向に巻回されており、
上記第1端部または第2端部の一方は電源に連なり、上記第1端部または第2端部の他方は中性点に連なる
ことを特徴としている。
なお、この明細書で、ワイヤーとは、マグネットワイヤーのことを言う。
上記構成の電動機の固定子では、第1〜第12ティースに集中巻された三相のY結線の巻線を有する固定子において、第1、第3、第5、第8、第10、第12コイルは第1の方向に巻回される一方、第2、第4、第6、第7、第9、第11コイルは第2の方向に巻回されている。さらに、一相目の巻線は、第1端部、第1コイル、第2コイル、第7コイル、第8コイル、第2端部の順で接続されると共に、三相目の巻線は、第1端部、第5コイル、第6コイル、第11コイル、第12コイル、第2端部の順で接続される一方、二相目の巻線は、第2端部、第3コイル、第4コイル、第9コイル、第10コイル、第1端部の順で接続されて、一相目および三相目の巻線と、二相目の巻線とで、第1端部と第2端部との配列が逆になっている。
このように、三相の巻線のコイルの巻く方向を工夫し、かつ、三相の巻線の第1端部と第2端部との配列、つまり、電流の流す方向を工夫することによって、固定子に電動機を駆動するための磁界を生成することができる。
また、このように、一相目および三相目の巻線の第1端部と第2端部の配列順序と、二相目の巻線の第1端部と第2端部の配列順序とを逆にすることによって、配線長を調節する際等の巻線の配置に融通性を持たせることができる。
また、上記構成の電動機の固定子によれば、第1ティースに巻回された一相目の第1コイルと、第3ティースに巻回された二相目の第3コイルと、第5ティースに巻回された三相目の第5コイルとは、第1、第3、第5ティース間の間隔が同じで、かつ、第1、第3、第5コイルの巻回方向が第1の方向で同じであるから、三本のノズルが同時に同一方向である第1の方向に旋回する簡単な構造の巻線機で、第1、第3、第5コイルを同時に第1の方向に第1、第3、第5ティースに巻回することができる。
次に、上記第2ティースに巻回された一相目の第2コイルと、第4ティースに巻回された二相目の第4コイルと、第6ティースに巻回された三相目の第6コイルとは、第2、第4、第6ティース間の間隔が同じで、かつ、第2、第4、第6コイルの巻回方向が第2の方向で同じであるから、上記巻線機の三本のノズルを同時に第1の方向と逆の第2の方向に旋回させて、第2、第4、第6コイルを同時に第2の方向に第2、第4、第6ティースに巻回することができる。
次に、上記第7ティースに巻回された一相目の第7コイルと、第9ティースに巻回された二相目の第9コイルと、第11ティースに巻回された三相目の第11コイルとは、第7、第9、第11ティース間の間隔が同じで、かつ、第7、第9、第11コイルの巻回方向が第2の方向で同じであるから、上記巻線機の三本のノズルを同時に第2の方向に旋回させて、第7、第9、第11コイルを同時に第2の方向に第7、第9、第11ティースに巻回することができる。
次に、上記第8ティースに巻回された一相目の第8コイルと、第10ティースに巻回された二相目の第10コイルと、第12ティースに巻回された三相目の第12コイルとは、第8、第10、第12ティース間の間隔が同じで、かつ、第8、第10、第12コイルの巻回方向が第1の方向で同じであるから、上記巻線機の三本のノズルを同時に第2の方向とは逆の第1の方向に旋回させて、第8、第10、第12コイルを同時に第1の方向に第8、第10、第12ティースに巻回することができる。
このように、第1、第3、第5コイルを第1、第3、第5ティースに同時に第1の方向に巻回でき、第2、第4、第6コイルを第2、第4、第6ティースに同時に第2の方向に巻回でき、第7、第9、第11コイルを第7、第9、第11ティースに同時に第2の方向に巻回でき、第8、第10、第12コイルを第8、第10、第12ティースに同時に第1の方向に巻回できるから、三本のノズルが同時に同一方向しか旋回できない簡単安価な構造の巻線機を用いて、三本の巻線を同時に迅速に巻回できて、この発明の電動機の固定子は、迅速かつ安価に製造できる。
1実施形態では、
上記一相目、二相目、三相目の巻線は、それぞれ継ぎ目のない一本のワイヤーである。
上記一相目、二相目、三相目の巻線は、それぞれ継ぎ目のない一本のワイヤーである。
上記実施形態によれば、上記一相目、二相目、三相目の巻線は、それぞれ継ぎ目のない一本のワイヤーであるから、固定子の三相の巻線を中断することなく、連続して一挙に巻回することができる。
また、この発明の電動機の固定子の製造方法は、
順次並んだ第1〜第12ティースを有する鉄心と、それぞれ一相目、二相目、三相目の巻線となる第1、第2および第3のワイヤーと、同時に同一方向に回転できる三個のノズルを有する巻線機とを用意し、
上記第1〜第12ティースの先端側から見て、上記三個のノズルを同時に第1の方向に旋回させて、上記第1、第3および第5ティースに、それぞれ、第1、第2および第3のワイヤーを上記第1の方向に集中巻して、上記第1ティースに上記第1の方向に巻回された第1コイルと、上記第3ティースに上記第1の方向に巻回された第3コイルと、上記第5ティースに上記第1の方向に巻回された第5コイルとを形成し、
次に、上記第1〜第12ティースの先端側から見て、上記三個のノズルを同時に上記第1の方向と逆の第2の方向に旋回させて、上記第2、第4および第6ティースに、それぞれ、第1、第2および第3のワイヤーを上記第2の方向に集中巻して、上記第2ティースに上記第2の方向に巻回された第2コイルと、上記第4ティースに上記第2の方向に巻回された第4コイルと、上記第6ティースに上記第2の方向に巻回された第6コイルとを形成し、
次に、上記第1〜第12ティースの先端側から見て、上記三個のノズルを同時に上記第2の方向に旋回させて、上記第7、第9および第11ティースに、それぞれ、第1、第2および第3のワイヤーを上記第2の方向に集中巻して、上記第7ティースに上記第2の方向に巻回された第7コイルと、上記第9ティースに上記第2の方向に巻回された第9コイルと、上記第11ティースに上記第2の方向に巻回された第11コイルとを形成し、
次に、上記第1〜第12ティースの先端側から見て、上記三個のノズルを同時に上記第1の方向に旋回させて、上記第8、第10および第12ティースに、それぞれ、第1、第2および第3のワイヤーを上記第1の方向に集中巻して、上記第8ティースに上記第1の方向に巻回された第8コイルと、上記第10ティースに上記第1の方向に巻回された第10コイルと、上記第12ティースに上記第1の方向に巻回された第12コイルとを形成することを特徴としている。
順次並んだ第1〜第12ティースを有する鉄心と、それぞれ一相目、二相目、三相目の巻線となる第1、第2および第3のワイヤーと、同時に同一方向に回転できる三個のノズルを有する巻線機とを用意し、
上記第1〜第12ティースの先端側から見て、上記三個のノズルを同時に第1の方向に旋回させて、上記第1、第3および第5ティースに、それぞれ、第1、第2および第3のワイヤーを上記第1の方向に集中巻して、上記第1ティースに上記第1の方向に巻回された第1コイルと、上記第3ティースに上記第1の方向に巻回された第3コイルと、上記第5ティースに上記第1の方向に巻回された第5コイルとを形成し、
次に、上記第1〜第12ティースの先端側から見て、上記三個のノズルを同時に上記第1の方向と逆の第2の方向に旋回させて、上記第2、第4および第6ティースに、それぞれ、第1、第2および第3のワイヤーを上記第2の方向に集中巻して、上記第2ティースに上記第2の方向に巻回された第2コイルと、上記第4ティースに上記第2の方向に巻回された第4コイルと、上記第6ティースに上記第2の方向に巻回された第6コイルとを形成し、
次に、上記第1〜第12ティースの先端側から見て、上記三個のノズルを同時に上記第2の方向に旋回させて、上記第7、第9および第11ティースに、それぞれ、第1、第2および第3のワイヤーを上記第2の方向に集中巻して、上記第7ティースに上記第2の方向に巻回された第7コイルと、上記第9ティースに上記第2の方向に巻回された第9コイルと、上記第11ティースに上記第2の方向に巻回された第11コイルとを形成し、
次に、上記第1〜第12ティースの先端側から見て、上記三個のノズルを同時に上記第1の方向に旋回させて、上記第8、第10および第12ティースに、それぞれ、第1、第2および第3のワイヤーを上記第1の方向に集中巻して、上記第8ティースに上記第1の方向に巻回された第8コイルと、上記第10ティースに上記第1の方向に巻回された第10コイルと、上記第12ティースに上記第1の方向に巻回された第12コイルとを形成することを特徴としている。
この発明の電動機の固定子の製造方法によれば、三本のノズルが同時に同一方向しか旋回できない簡単安価な構造の巻線機を用いて、三本の巻線を同時に迅速に巻回できて、電動機の固定子を、迅速かつ安価に製造できる。
この発明の電動機の固定子は、迅速かつ安価に製造できる。
また、この発明の電動機の固定子の製造方法は、三本のノズルが同時に同一方向しか旋回できない簡単安価な構造の巻線機を用いて、電動機の固定子を、迅速かつ安価に製造できる。
以下、この発明を図示の実施形態により詳細に説明する。
図1に示すように、この実施形態の電動機の固定子は、アウターロータ型の電動機の固定子であって、積層された電磁鋼板からなる鉄心50は、基部51から周方向に等間隔で半径方向の外側に放射状に突出した第1、第2、第3、・・・、第12ティース1,2,3,・・・,12を備える。この第1、第2、第3、・・・、第12ティース1,2,3,・・・,12に、インシュレータ61を介して、それぞれ、第1コイルU1+,第2コイルU1−,第3コイルV1+,第4コイルV2−,第5コイルW1+,第6コイルW2−,第7コイルU3−,第8コイルU4+,第9コイルV3−,第10コイルV4+,第11コイルW3−,第12コイルW4+を巻回している。第1図では、図が煩雑になるのを避けて、コイルを文字U1+,U1−,V1+,・・・で表している。
図2は、上記電動機の固定子のコイルの巻方向と巻線と電流の流れる向きを説明する説明図である。図2に示すように、上記第1、第2、第3、・・・、第12ティース1,2,3,・・・,12に三相のY結線の巻線20,30,40が集中巻される。
一相目としてのU相のワイヤー(マグネットワイヤー)からなる巻線20は、U相の図示しない電源端子に連なる第1端部21と、上記第1ティース1に巻回された第1コイルU+と、上記第2ティース2に巻回された第2コイルU2−と、上記第7ティース7に巻回された第7コイルU3−と、上記第8ティース8に巻回された第8コイルU4+と、図示しない中性点に連なるU相の第2端部22とが順次接続されて構成されている。
上記第1、第2、第3、・・・、第12ティース1,2,3,・・・,12の先端側から見て、上記第1および第8コイルU1+,U4+は、第1の方向の一例としての反時計回り方向に巻回されており、上記第2および第7コイルU2−,U3−は、第2の方向に一例としての時計回り方向に巻回されている。
また、二相目としてのV相の巻線30は、V相の図示しない電源端子に連なる第1端部31と、上記第10ティースに巻回された第10コイルV4+と、上記第9ティース9に巻回された第9コイルV3−と、上記第4ティース4に巻回された第4コイルV2−と、上記第3ティース3に巻回された第3コイルV1+と、上記中性点に連なるV相の第2端部32とが順次接続されて構成されている。
上記第1、第2、第3、・・・、第12ティース1,2,3,・・・,12の先端側から見て、上記第10および第3コイルV4+,V1+は、上記第1の方向としての反時計回り方向に巻回されており、上記第9および第4コイルV3−,V2−は、上記第2の方向としての時計回り方向に巻回されている。
また、三相目としてのW相の巻線40は、W相の図示しない電源端子に連なる第1端部41と、上記第5ティース5に巻回された第5コイルW1+と、上記第6ティース6に巻回された第6コイルW2−と、上記第11ティース11に巻回された第11コイルW3−と、上記第12ティース12に巻回された第12コイルW4+と、上記中性点に連なるW相の第2端部42とが順次接続されて構成されている。
上記第1、第2、第3、・・・、第12ティース1,2,3,・・・,12の先端側から見て、上記第5および第12コイルW1+,W4+は、上記第1の方向としての反時計回り方向に巻回されており、上記第6および第11コイルW2−,W3−は、上記第2の方向としての時計回り方向に巻回されている。
なお、上述の説明では、上記第1端部21,31,41は三相の電源端子に連なり、第2端部22,32,42は中性点に連なるとしたが、第1端部21,31,41が中性点に連なり、第2端部22,32,42が三相の電源端子に連なるとしてもよい。
上記構成の電動機の固定子では、第1、第2、第3、・・・、第12ティース1,2,3,・・・,12に集中巻された三相のY結線の巻線において、第1、第3、第5、第8、第10、第12コイルU1+,V1+,W1+,U4+,V4+,W4+は第1の方向としての反時計回り方向に巻回される一方、第2、第4、第6、第7、第9、第11コイルU2−,V2−,W2−,U3−,V3−,W3−は第2の方向としての時計回り方向に巻回されている。さらに、U相の巻線20は、第1端部21、第1コイルU1+、第2コイルU2−、第7コイルU3−、第8コイルU4+、第2端部22の順で接続されていると共に、W相の巻線30は、第1端部41、第5コイルW1+、第6コイルW2−、第11コイルW3−、第12コイルW4+、第2端部42の順で接続されている。一方、V相の巻線30は、第2端部32、第3コイルV1+、第4コイルV2−、第9コイルV3−、第10コイルV4+、第1端部31の順で接続されている。したがって、図2において、U相およびW相の巻線20,40では、右から、第1端部21,41と第2端部22,42の順に配列されているのに対して、V相の巻線30では、右から、第2端部32と第1端部31の順に配列されていることになる。
このように、三相の巻線20,30,40のコイルの巻く方向を反時計回り方向と時計回り方向に工夫し、かつ、三相の巻線20,30,40の第1端部21,31,41と第2端部22,32,42との配列、つまり、電流の流す方向を工夫することによって、コイルに流れる電流の向きが図2の上段に示すようになって、固定子に電動機を駆動するための磁界を発生させることができる。
さらに、図2に示すように、U相およびW相の巻線20,40の第1端部21,41と第2端部22,42の配列順序と、V相の巻線30の第1端部31と第2端部32の配列順序とを逆にすることによって、配線長を調節する際等の巻線20,30,40の配置に融通性を持たせることができる。
また、上記構成の電動機の固定子は、次のように製造される。
まず、図3に示すように、順次並んだ第1、第2、第3、・・・、第12ティース1,2,3,・・・,12を有する鉄心50と、U相とV相とW相のワイヤー20,30,40と、同時に同一方向に回転できる三個のノズルN1,N2,N3を有する巻線機(本発明と関係しない部分は図示せず)とを用意する。
そして、上記第1ティース1に巻回されたU相の第1コイルU1+と、第3ティース3に巻回されたV相の第3コイルV1+と、第5ティース5に巻回されたW相の第5コイルW1+とは、第1、第3、第5ティース1,3,5間の間隔が同じで、かつ、第1、第3、第5コイルU1+,V1+,W1+の巻回方向が反時計回り方向で同じであるから、図3に示すように、三本のノズルN1,N2,N3が同時に同一方向に旋回する簡単な構造の巻線機で、巻線つまりワイヤー20,30,40をノズルN1,N2,N3から繰り出しながら、第1、第3、第5ティース1,3,5に同時に集中巻で巻回して、第1、第3、第5コイルU1+,V1+,W1+を同時に迅速に生成する。
次に、上記第2ティース2に巻回されたU相の第2コイルU2−と、第4ティース4に巻回されたV相の第4コイルV2−と、第6ティース6に巻回されたW相の第6コイルW2−とは、第2、第4、第6ティース2,4,6間の間隔が同じで、かつ、第2、第4、第6コイルU2−,V2−,W2−の巻回方向が時計回り同じであるから、図3に示す三本のノズルN1,N2,N3をシフトさせ、巻線20,30,40をノズルN1,N2,N3から繰出しながら、上記三本のノズルN1,N2,N3を同時に時計回り方向に旋回させて、第2、第4、第6ティース2,4,6に集中巻で巻回して、第2、第4、第6コイルU2−,V2−,W2−を同時に迅速に生成する。
次に、上記第7ティース7に巻回されたU相の第7コイルU3−と、第9ティース9に巻回されたV相の第9コイルV3−と、第11ティース11に巻回されたW相の第11コイルW3−とは、第7、第9、第11ティース7,9,11間の間隔が同じで、かつ、第7、第9、第11コイルU3−,V3−,W3−の巻回方向が時計回り方向で同じであるから、図3に示す三本のノズルN1,N2,N3をシフトさせ、上記巻線20,30,40を三本のノズルN1,N2,N3から繰り出しながら、上記三本のノズルN1,N2,N3を同時に時計回り方向に旋回させて、第7、第9、第11ティース7,9,11に集中巻で巻回して、第7、第9、第11コイルU3−,V3−,W3−を同時に迅速に生成する。
次に、上記第8ティース8に巻回されたU相の第8コイルU4+と、第10ティース10に巻回されたV相の第10コイルV4+と、第12ティース12に巻回されたW相の第12コイルW4+とは、第8、第10、第12ティース8,10,12間の間隔が同じで、かつ、第8、第10、第12コイルU4+,V4+,W4+の巻回方向が反時計回り方向で同じであるから、図3に示す三本のノズルN1,N2,N3をシフトさせ、上記巻線20,30,40を三本のノズルN1,N2,N3から繰り出しながら、上記三本のノズルN1,N2,N3を同時に反時計回り方向に旋回させて、第8、第10、第12ティース8,10,12に集中巻で巻回して、第8、第10、第12コイルU4+,V4+,W4+を同時に迅速に生成する。
上記実施形態の電動機の固定子の製造方法によれば、三本のノズルN1,N2,N3が同時に同一方向しか旋回できない簡単安価な構造の巻線機を用いて、三本の巻線20,30,40を同時に迅速に巻回できて、電動機の固定子を、迅速かつ安価に製造できる。
特に、上記巻線機は、三本のノズルN1,N2,N3を同時に同一方向に旋回するものであるから、巻線機の構造が簡単になって、巻線機が安価になる。
また、上記三相の巻線20,30,40は、それぞれ継ぎ目のない一本のワイヤーであるから、固定子の三相の巻線20,30,40を中断することなく、連続して一挙に巻回することができる。
上記実施形態の形態では、固定子はアウターロータ型の固定子であったが、固定子がインナーロータ型の固定子であっても、本発明は同様に適用できる。
また、上記実施形態では、第1端部21,31,41は電源に連なり、第2端部22,32,42は中性点に連なるとしたが、第1端部が中性点に連なり、第2端部が電源に連なるようにしてもよい。
また、上記実施形態では、第1の方向が反時計回り方向とし、第2の方向が時計回り方向としたが、第1の方向が時計回り方向とし、第2の方向が反時計回り方向としてもよい。
また、上記実施形態の説明では、第1〜第12ティース1,2,3,・・・,12を直線状に並べてコイルを巻回する場合について説明したが、第1〜第12ティースが環状に配列したままであっても、コイルを巻回できることは、言うまでもない。
また、この発明の固定子は、ティースの数は12に限らず、12個のティースを含む固定子に適用でき、例えば、12の倍数である24個のティースを有する固定子にも適用できることは言うまでもない。
上記実施形態および変形例で述べた構成要素は、適宜、組み合わせてもよく、また、適宜、選択、置換、あるいは、削除してもよいのは、勿論である。
1〜12 第1〜第12ティース
U1+ 第1コイル
U2− 第2コイル
V1+ 第3コイル
V2− 第4コイル
W1+ 第5コイル
W2− 第6コイル
U3− 第7コイル
U4+ 第8コイル
V3− 第9コイル
V4+ 第10コイル
W3− 第11コイル
W4+ 第12コイル
20,30,40 巻線
21,31,41 第1端部
22,32,42 第2端部
N1,N2,N3 ノズル
50 鉄心
U1+ 第1コイル
U2− 第2コイル
V1+ 第3コイル
V2− 第4コイル
W1+ 第5コイル
W2− 第6コイル
U3− 第7コイル
U4+ 第8コイル
V3− 第9コイル
V4+ 第10コイル
W3− 第11コイル
W4+ 第12コイル
20,30,40 巻線
21,31,41 第1端部
22,32,42 第2端部
N1,N2,N3 ノズル
50 鉄心
Claims (3)
- 順次並んだ第1〜第12ティース(1,2,3,・・・,12)を有する鉄心(50)と、上記第1〜第12ティース(1,2,3,・・・,12)に集中巻された三相のY結線の巻線(20,30,40)とを備えた電動機の固定子において、
一相目の巻線(20)は、一相目の第1端部(21)と、上記第1ティース(1)に巻回された第1コイル(U1+)と、上記第2ティース(2)に巻回された第2コイル(U2−)と、上記第7ティース(7)に巻回された第7コイル(U3−)と、上記第8ティース(8)に巻回された第8コイル(U4+)と、一相目の第2端部(22)とが順次接続されて構成されており、
上記第1〜第12ティース(1,2,3,・・・,12)の先端側から見て、上記第1および第8コイル(U1+,U4+)は、第1の方向に巻回されており、上記第2および第7コイル(U2−,U3−)は、上記第1の方向とは逆の第2の方向に巻回されており、
二相目の巻線(30)は、二相目の第1端部(31)と、上記第10ティース(10)に巻回された第10コイル(V4+)と、上記第9ティース(9)に巻回された第9コイル(V3−)と、上記第4ティース(4)に巻回された第4コイル(V2−)と、上記第3ティース(3)に巻回された第3コイル(V1+)と、二相目の第2端部(32)とが順次接続されて構成されており、
上記第1〜第12ティース(1,2,3,・・・,12)の先端側から見て、上記第10および第3コイル(V4+,V1+)は、上記第1の方向に巻回されており、上記第9および第4コイル(V3−,V2−)は、上記第2の方向に巻回されており、
三相目の巻線(40)は、三相目の第1端部(41)と、上記第5ティース(5)に巻回された第5コイル(W1+)と、上記第6ティース(6)に巻回された第6コイル(W2−)と、上記第11ティース(11)に巻回された第11コイル(W3−)と、上記第12ティース(12)に巻回された第12コイル(W4+)と、三相目の第2端部(42)とが順次接続されて構成されており、
上記第1〜第12ティース(1,2,3,・・・,12)の先端側から見て、上記第5および第12コイル(W1+,W4+)は、上記第1の方向に巻回されており、上記第6および第11コイル(W2−,W3−)は、上記第2の方向に巻回されており、
上記第1端部(21,31,41)または第2端部(22,32,42)の一方は電源に連なり、上記第1端部(21,31,41)または第2端部(22,32,42)の他方は中性点に連なる
ことを特徴とする電動機の固定子。 - 請求項1に記載の電動機の固定子において、
上記一相目、二相目、三相目の巻線(20,30,40)は、それぞれ継ぎ目のない一本のワイヤーであることを特徴とする固定子。 - 順次並んだ第1〜第12ティース(1,2,3,・・・,12)を有する鉄心(50)と、それぞれ一相目、二相目、三相目の巻線となる第1、第2および第3のワイヤー(20,30,40)と、同時に同一方向に回転できる三個のノズル(N1,N2,N3)を有する巻線機とを用意し、
上記第1〜第12ティース(1,2,3,・・・,12)の先端側から見て、上記三個のノズル(N1,N2,N3)を同時に第1の方向に旋回させて、上記第1、第3および第5ティース(1,3,5)に、それぞれ、第1、第2および第3のワイヤー(20,30,40)を上記第1の方向に集中巻して、上記第1ティース(1)に上記第1の方向に巻回された第1コイル(U1+)と、上記第3ティース(3)に上記第1の方向に巻回された第3コイル(V1+)と、上記第5ティース(5)に上記第1の方向に巻回された第5コイル(W1+)とを形成し、
次に、上記第1〜第12ティース(1,2,3,・・・,12)の先端側から見て、上記三個のノズル(N1,N2,N3)を同時に上記第1の方向と逆の第2の方向に旋回させて、上記第2、第4および第6ティース(2,4,6)に、それぞれ、第1、第2および第3のワイヤー(20,30,40)を上記第2の方向に集中巻して、上記第2ティース(2)に上記第2の方向に巻回された第2コイル(U2−)と、上記第4ティース(4)に上記第2の方向に巻回された第4コイル(V2−)と、上記第6ティース(6)に上記第2の方向に巻回された第6コイル(W2−)とを形成し、
次に、上記第1〜第12ティース(1,2,3,・・・,12)の先端側から見て、上記三個のノズル(N1,N2,N3)を同時に上記第2の方向に旋回させて、上記第7、第9および第11ティース(7,9,11)に、それぞれ、第1、第2および第3のワイヤー(20,30,40)を上記第2の方向に集中巻して、上記第7ティース(7)に上記第2の方向に巻回された第7コイル(U3−)と、上記第9ティース(9)に上記第2の方向に巻回された第9コイル(V3−)と、上記第11ティース(11)に上記第2の方向に巻回された第11コイル(W3−)とを形成し、
次に、上記第1〜第12ティース(1,2,3,・・・,12)の先端側から見て、上記三個のノズル(N1,N2,N3)を同時に上記第1の方向に旋回させて、上記第8、第10および第12ティース(8,10,12)に、それぞれ、第1、第2および第3のワイヤー(20,30,40)を上記第1の方向に集中巻して、上記第8ティース(8)に上記第1の方向に巻回された第8コイル(U4+)と、上記第10ティース(10)に上記第1の方向に巻回された第10コイル(V4+)と、上記第12ティース(12)に上記第1の方向に巻回された第12コイル(W4+)とを形成することを特徴とする電動機の固定子の製造方法。
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