JP4026731B2

JP4026731B2 - コンデンサモータ

Info

Publication number: JP4026731B2
Application number: JP25844497A
Authority: JP
Inventors: 博明西山; 晴雄中塚; 悦雄中沢
Original assignee: 日本電産シバウラ株式会社
Priority date: 1997-08-11
Filing date: 1997-09-24
Publication date: 2007-12-26
Anticipated expiration: 2017-09-24
Also published as: JPH11122849A; CN1173447C; KR20000064273A; CN1233357A; KR100485251B1; WO1999008364A1

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、誘導電動機、特に、コンデンサモータに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
コンデンサモータとは、主巻線と補助巻線を有し、補助巻線に直列にコンデンサを接続して使用する単相誘導電動機である。
【０００３】
このコンデンサモータにおいて、ステータコア１１０が角型のものでは、スロット１１６を図５に示すような等配したものが知られている。なお、図５において、主巻線１２０は実線で示し、補助巻線１２２は点線で示す。また、▲１▼〜▲８▼の丸数字は、スロットの位置を示すスロット番号を意味する。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、図５に示すような等配スロット１１６の構成を有する角型ステータコア１１０においては、ステータコア１１０の４つの隅角部の磁路が有効に使われなく、不経済であるという問題があった。
【０００５】
また、この角型ステータコア１１０であると、外周部の辺の寸法Ｌ５が大きくなるという問題があった。
【０００６】
そこで、本発明は上記問題点に鑑み、磁路設計の適正化を図ることができ、経済的なステータコアを有したコンデンサモータを提供するものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項１のコンデンサモータは、丸角型の外周形状をなすステータコアを有し、主巻線と補助巻線のステータコアに対する空間配置を対称位置に配置し均等化し、前記ステータコアのスロット数が２４個である４極の正逆回転可能な洗濯機用のコンデンサモータにおいて、主巻線と補助巻線の巻線比が略１：１であって、前記ステータコアの４隅角部のそれぞれに他の箇所に位置するスロットより大きく形成したスロットを２個ずつ設けて、前記ステータコアのコアバックの幅を全周にわたり略均一化し、前記ステータコアの４隅角部以外に位置するスロットの底部を、前記ステータコアの外周面と略平行に形成し、前記ステータコアの４隅角部に位置するスロットへ、それぞれ異相の２個の巻線を収納し、前記ステータコアの４隅角部以外に位置するスロットへ、１個の巻線を収納し、前記主巻線と前記補助巻線の空間位相角を１２０°に構成したものである。
【００１１】
【作用】
請求項１のコンデンサモータであると、ステータコアのコアバックの幅を全周に渡り略均一化することにより、磁気抵抗を均一化し、磁気抵抗とコア材料の縮減を行うことができる。また、ステータコアの隅角部に位置するスロット（以下、大スロットという）を大きくすることにより、磁気抵抗を増加させることなく、巻線の収納スペースを拡大することができる。
【００１２】
請求項２のコンデンサモータであると、ステータコアの隅角部以外に位置するスロット（以下、小スロットという）の底部をステータコアの外周面と略平行に形成することにより、コアバックの幅を全周にわたり略完全に均一化することができるため、磁気抵抗を均一化でき、磁気抵抗とコア材料の縮減を図ることができる。
【００１３】
請求項３のコンデンサモータであると、大スロットにのみ異相の２個の巻線を収納し、小スロットには１個の巻線のみを収納することで、コイルエンドの空間的な収納配置を容易にし、結果としてステータコアを小さくすることができる。そのため、巻線抵抗と巻線材料の縮減を図ることができる。主巻線と補助巻線のステータコアに対する空間配置を対称位置に配置し均等化することによって、正逆両方の回転時の特性を略均一化することができる。このような巻線配置を行うことにより、主巻線と補助巻線の空間位相角を１２０°に形成することができる。そして、結果的に起動トルクの向上につながる。
【００１４】
請求項４のコンデンサモータであると、主巻線と補助巻線の空間位相角を１２０°に構成することにより起動トルクの向上を図ることができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の第１の実施例を図１及び図２に基づいて説明する。
【００１６】
本実施例は、誘導電動機の一種であるコンデンサモータに関し、図１は、このコンデンサモータに使用されるステータコア１０の平面図である。なお、このコンデンサモータに使用されるロータ（回転子）については図示しないが、従来と同様にかご型回転子を使用する。
【００１７】
この図１におけるステータコア１０の構造について説明する。
【００１８】
このステータコア１０は、丸角型を成し、略矩形のコアバック１２とコアバック１２の内周面より突出した２４個のティース１４によって、２４個のスロットが形成されている。ティース１４は、略Ｔ状の形状を成している。
【００１９】
次に、コアバック１２とスロット１６の構造について詳しく説明する。
【００２０】
まず、コアバック１２は、前記したように丸角型を成し、すなわち、平面形状が正方形を成すとともに、４つの外側の角部が、斜めに切欠かれており、八角形の形状を成している。そして、この４つの角部には、積層されるステータコア１０の積層板を固定するためのボルトの孔１８が開口している。そして、コアバック１２の幅Ｍは、図１に示すようにステータコア１０の全周に渡って略均一となっている。この均一となる理由は次の２つによる。
【００２１】
第１の理由は、ステータコア１０の４つの隅角部に位置する大スロット１６の大きさが、他の箇所に位置する小スロット１６の大きさよりも大きく形成されているからである。例えば、図１における大スロット１６▲１▼，▲２▼，▲７▼，▲８▼は、小スロット１６▲３▼，▲４▼，▲５▼，▲６▼よりも大きく形成されている。なお、▲１▼〜▲８▼の丸数字は、スロットの位置を示すスロット番号を意味する。
【００２２】
第２の理由は、小スロット１６の底部が、コアバック１２の外周と略平行に形成されているからである。
【００２３】
次に、このステータコア１０に、主巻線２０と補助巻線２２を取り付ける場合について説明する。
【００２４】
まず、取り付けの概略を説明する。
【００２５】
大スロット１６にのみ、異相の２つの巻線を収納し、小スロット１６には１個の巻線のみを収納する。図１において、主巻線２０は実線で示し、補助巻線２２は点線で示す。
【００２６】
具体的には、大スロット１６▲１▼と小スロット１６▲６▼に主巻線２０を収納し、大スロット１６▲２▼と小スロット１６▲５▼に主巻線２０を収納する。また、小スロット１６▲３▼と大スロット１６▲８▼とに補助巻線２２を収納し、小スロット１６▲４▼と大スロット１６▲７▼との間に補助巻線２２を収納する。▲１▼〜▲８▼のスロット番号が付されていない他のスロットも同様に主巻線２０と補助巻線２２を収納する。
【００２７】
この主巻線２０と補助巻線２２の巻数比は略１：１に設定しておく。
【００２８】
上記のように構成されたステータコア１０によって形成されているコンデンサモータは、極数が４となり、下記のような効果がある。
【００２９】
ステータコア１０の外周形状を丸角型に形成しているため、ステータコア１０の材料取りの歩留を向上させることができる。
【００３０】
コアバック１２の幅Ｍを全周にわたり略等しく形成しているため、磁気抵抗を均一化し、磁気抵抗とステータコア材料の縮減を図ることができる。
【００３１】
ステータコア１０の４つの隅角部に位置する大スロット１６を他の位置にある小スロットより大きく形成しているため、磁気抵抗を増加させることなく、主巻線２０や補助巻線２２の収納スペースを拡大することができる。
【００３２】
大スロット１６にのみ、異相の２つの巻線を収納し、小スロット１６には１つの巻線のみを収納することで、コイルエンドの空間的な収納配置を容易にし、結果として、ステータコア全体の大きさを小さくすることができる。そのため、巻線抵抗と巻線材料の縮減を図ることができる。
【００３３】
主巻線２０と補助巻線２２のステータコア１０に対する空間配置を均等化、すなわち、対称に配置することで、正逆両方の回転時の特性を均一化することができる。特に、主巻線２０と補助巻線２２の巻線比を略１：１としているため、正逆両方の回転に対し、同じ特性を得ることができる。
【００３４】
上記のような巻線配置にすることにより、主巻線２０と補助巻線の空間位相角を１２０°とすることができ、起動トルクの向上を図ることができる。
【００３５】
ステータコア１０の外形については、従来のステータコアにおいては図５に示すようにＬ５であるが、本実施例の場合にはＬ１となる。そして、Ｌ１／Ｌ５は略８５％となっている。また、ステータコアの材料の量を従来のものより７３％縮減でき、巻線の量を８０％に縮減することができる。
【００３６】
なお、上記実施例では固定用ボルトのために孔１８を４つ設けたが、これを設けない場合には、大スロット１６の大きさをさらに大きくすることができるため、ステータコア１０を小さくでき、コイルエンドの主長さを短くすることができる。
【００３７】
図２は上記構成のステータコア１０を使用したコンデンサモータと、従来のコンデンサモータの特性を比較したグラフである。
【００３８】
このグラフにおいて、横軸が回転数（ｒｐｍ）を示し、左側の縦軸がトルク（Ｎ・ｍ）を示し、右側の縦軸がコンデンサモータに対する損失（Ｗ）を示している。そして、実線が本実施例のコンデンサモータであり、点線が従来のコンデンサモータである。
【００３９】
このグラフにおいてトルク特性について説明する。
【００４０】
起動時（回転数＝０ｒｐｍ）に注目すると、本実施例のコンデンサモータの場合には、略８Ｎ・ｍであり、従来のコンデンサモータは７Ｎ・ｍである。これは、本実施例のコンデンサモータであると、起動時から従来のコンデンサモータよりも大きいトルクを得られることを意味している。
【００４１】
一方、損失についてその特性を説明する。
【００４２】
起動時においては、本実施例のコンデンサモータでは約７００Ｗの損失があるとすれば、従来のコンデンサモータでは約８４０Ｗの損失がある。すなわち、トルクを考慮すると、本実施例のコンデンサモータの場合では、従来より損失が少なくなる。
【００４３】
本実施例のコンデンサモータの使用方法としては、家庭用洗濯機のモータが好適である。通常、洗濯機は、起動時には大きなトルクを必要とするとともに、正逆回転の起動停止を煩雑に繰返し、その正回転及び逆回転においても同じトルクを必要とするため、本実施例のコンデンサモータのように非対称巻線化にすることにより、省エネルギーを図ることができる。
【００４４】
図３及び図４は第２の実施例のステータコア１０の平面図である。
【００４５】
本実施例のステータコア１０と第１の実施例のステータコア１０の異なる点は、コアバック１２と連結されたティース１４とに分割して構成されており、のこれを一体にすることによりステータコア１０が完成される。
【００４６】
そして、本実施例の場合には、主巻線２０及び補助巻線２２は、コアバック１２にティース１４を取り付ける前に、ティース１４の間に形成されたスロット１６に、外側から収納することが、第１の実施例と異なる点でもある。
【００４７】
なお、完成されたステータコアは、第１の実施例のステータコア１０と同一形状になるため、第１の実施例と同様の効果を得ることができる。
【００４８】
【発明の効果】
本発明のコンデンサモータであると、コンデンサモータのステータコアにおいて、非対称巻線用として大スロットと小スロットを形成することにより、磁気抵抗を均一化して磁気抵抗、ステータコアの材料及び鋼線材料のの縮減が図れ、磁気抵抗を増加させることなく、巻線収納スペースの拡大を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例を示すコンデンサモータにおけるステータコアの平面図である。
【図２】本実施例のコンデンサモータの特性を示すグラフである。
【図３】第２の実施例のステータコアのティースの平面図である。
【図４】同じくコアバックの平面図である。
【図５】従来のコンデンサモータのステータコアの平面図である。
【符号の説明】
１０ステータコア
１２コアバック
１４ティース
１６スロット
１８孔
２０主巻線
２２補助巻線

Claims

丸角型の外周形状をなすステータコアを有し、
主巻線と補助巻線のステータコアに対する空間配置を対称位置に配置し均等化し、
前記ステータコアのスロット数が２４個である４極の正逆回転可能な洗濯機用のコンデンサモータにおいて、
主巻線と補助巻線の巻線比が略１：１であって、
前記ステータコアの４隅角部のそれぞれに他の箇所に位置するスロットより大きく形成したスロットを２個ずつ設けて、前記ステータコアのコアバックの幅を全周にわたり略均一化し、
前記ステータコアの４隅角部以外に位置するスロットの底部を、前記ステータコアの外周面と略平行に形成し、
前記ステータコアの４隅角部に位置するスロットへ、それぞれ異相の２個の巻線を収納し、
前記ステータコアの４隅角部以外に位置するスロットへ、１個の巻線を収納し、
前記主巻線と前記補助巻線の空間位相角を１２０°に構成した
ことを特徴とするコンデンサモータ。