JP2000050550A

JP2000050550A - トロイダル巻き隈取モータ

Info

Publication number: JP2000050550A
Application number: JP10212651A
Authority: JP
Inventors: Tamotsu Nose; 保能勢
Original assignee: Sankyo Seiki Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Nidec Instruments Corp
Priority date: 1998-07-28
Filing date: 1998-07-28
Publication date: 2000-02-18

Abstract

(57)【要約】【課題】損失を大幅に低減して隈取モータの力率及び
効率を飛躍的に向上させることを可能とする。【解決手段】固定電機子２の鉄心コアに１次コイル１
０及び隈取コイル１１をトロイダル巻きすることによっ
て、分布巻線構造を容易な巻線作業によって得ることと
し、発生磁界を正弦波形に近づけて力率及び効率を大幅
に改善したもの。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、鉄心コアに隈取コ
イルがトロイダル状に巻回されたトロイダル巻き隈取モ
ータに関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、隈取モータは、小容量のモータ
等として広く用いられている。図１０に示されているモ
ータでは、固定電機子Ｓの鉄心コアＳＣに対して、１次
コイルＳＭと隈取コイルＳＮとが巻回されており、上記
１次コイルＳＭが形成する磁束Φ１と、この磁束Φ１に
対して所定の位相差を有するように隈取コイルＳＮが形
成する磁束Φ２とによって、回転子Ｒに対する回転磁界
を形成するようにしている。この隈取モータにおいて形
成される回転磁界は楕円であり、完全な円形磁界より効
果的なものではないが回転磁界の方向にトルクを生じ
る。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな隈取モータは、安価な構造とすることはできるが、
反面、力率及び効率の双方とも極めて低いという問題が
ある。つまり、当該隈取モータにおける電機子では、簡
易な構造とするために、１次コイル及び隈取コイルを分
布巻きにすることなく集中巻きとして巻線を容易化して
おり、そのため回転に寄与する有効な基本成分波形が良
好に得られず、皮相電力に対する有効電力の比である力
率が大幅に低下している。また、隈取コイルでの損失が
大きいことから効率も悪く、モータに対する近年の要請
に沿わなくなっている。

【０００４】すなわち、最近の地球環境問題が深刻化に
伴い、省エネルギー・省電力を最優先で進めなければな
らない状況となってきているが、今日、電力消費が大き
な比重を占めており、その全電力の半分以上をモータが
消費している。このため、モータの力率及び効率を上
げ、損失（電力消費）を少しでも減らすことが最優先課
題として求められている。

【０００５】そこで本発明は、電機子に、高特性化のた
めの構造変更を加えることによって、力率及び効率を大
幅に改善したトロイダル巻き隈取モータを提供すること
を目的としたものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上述したように隈取モー
タにおいては、１次コイル及び隈取コイルが集中巻きに
なされていることから最終的には皮相電力の半分程度が
使用されているに過ぎず、力率及び効率はかなり悪くな
っている。そこで本発明では、トロイダル巻きを採用
し、簡易な巻線構造によって分布巻を容易に得ることと
しており、それにより力率及び効率の向上を図ってい
る。

【０００７】また一般に、モータ特性を表す指標として
出力やトルクが用いられているが、これらは、印加電圧
や巻線の巻数、また放熱条件・設計などにより変化して
しまうため、モータ特性を絶対値で表す指標にはなって
いない。一方、別の指標として効率値があり、出力と損
失との関係を表す良い指標ではあるが、負荷又は回転数
条件により変化し、始動条件では出力が０となり効率値
も０となってしまい、やはりモータ特性の大きさを表す
絶対指標にはなり得ていない。

【０００８】そこでモータの効率値を改善するために
は、まずモータ特性・効率の大きさとは何か、何により
決まるのか、などを正確に把握することが基本であり、
本願発明者が検討した結果、次のことがわかった。モー
タ特性の大きさを表す絶対指標は、発生トルクと発生損
失（銅損）との関係を表す（決める）比例定数値であ
り、磁石無しモータの場合における比例定数はトルク／
銅損、磁石付きモータの場合における比例定数は（トル
ク）^２／銅損、であることがわかった。いわゆる、ある
電流を流した時に発生するトルクと銅損の関係を表す比
例定数値は、印加電圧や巻線巻き数（占積率が同じ場
合）、負荷条件などを変化させても変化せず、モータ特
性の大きさを表す絶対指標となることがわかった。一
方、効率値に関しても、効率＝出力／入力＝出力／（出
力＋損失）であり、出力＝回転数×トルクで、回転数は
印加電圧と損失で、損失のメインは銅損であるため、こ
の比例定数値でほぼ決まることがわかった。

【０００９】モータ特性を大きくする（効率を上げる）
ために、大型化したり、高エネルギー積の磁石にした
り、巻線の占積率を上げたりすることが試みられている
が、これらは結局、上記比例定数値を決める要因の条件
を変化させることにより得ているものである。

【００１０】次に、この比例定数値がモータ特性の絶対
値を決める理由と、この比例定数値を決める要因につい
て述べる。モータのトルクは、対向配置された１次側と
２次側との相対移動による磁気エネルギーの変化の大き
さで決まるものである。その磁気エネルギーには、１次
側及び２次側の自己インダクタンスＬにより発生・保持
されるものと、１次側と２次側との相互インダクタンス
Ｍにより発生・保持されるものとがあり、モータの種類
・構造により駆動に使用する磁気エネルギーが違ってい
る。誘導モータやＤＣモータ、ブラシレスモータなどは
相互インダクタンスＭによる磁気エネルギーを使用して
おり、リラクタンスモータは自己インダクタンスＬによ
る磁気エネルギーを使用している。

【００１１】磁極数などの構造が決まっている場合の１
次側及び２次側の電流Ｉ_１，Ｉ_２に対する発生トルクの
大きさは、磁気エネルギーの最大値でほぼ決まり、いわ
ゆる、自己インダクタンスＬや相互インダクタンスＭの
大きさで決まってくる。自己インダクタンスＬによる磁
気エネルギーの大きさは、（１／２）・Ｌ・Ｉ^２、相互
インダクタンスＭによる磁気エネルギーの大きさはＭ・
Ｉ_１・Ｉ_２である。リラクタンスモータ以外の一般モー
タは、ほとんどが相互インダクタンスＭを駆動に使用し
ている。誘導モータやユニバーサルモータなど磁石を使
用しないモータの多くは１次電流Ｉ_１と２次電流Ｉ_２は
比例するため、電流をＩで代表させるとその磁気エネル
ギーはＭ・Ｉ_１・Ｉ_２＝Ｍ・Ｉ^２と表せる。片側（１次
側と仮定）に磁石を用いるモータの場合、磁石は電流固
定の電磁石のためＩ_１固定であり、Ｍ・Ｉ_１＝Φ（有効
磁束）のため、その磁気エネルギーはＭ・Ｉ_１・Ｉ_２＝
Φ・Ｉと表せる。

【００１２】一方、銅損は抵抗損であるから、Ｒ・Ｉ^２
で表せる。そのため、トルクと銅損の関係を決める比例
定数は、磁石無しの場合にはトルク／銅損であるため、
結果としてＬ／ＲまたはＭ／Ｒで表せる。磁石付きの場
合には（トルク）^２／銅損であるため、結果としてＭ^２
／Ｒで表せる。

【００１３】Ｌ・Ｍ・Ｒを決める要素について考えてみ
ると、コイル巻数は全てに同じ影響を与えるため除いた
場合、ＬとＭは主に、１次・２次対向面積Ｓとエアギャ
ップ長ｇで表せる。磁石付きの場合は更に磁石の材質と
体格・形状などを含む。Ｒは主に、コイル断面積Ａとコ
イル１ターン当たりのコイル長ｌで決まっている。エア
ギャップ長ｇや磁石要素をほぼ固定と考え、主要素のみ
で上記比例定数の構成を考えると以下の通りとなる。ａ．磁石無モータ（誘導、ユニバーサル）：Ｓ・Ａ／ｌ＝Ｓ／コイル要素ｂ．磁石付モータ：Ｓ^２・Ａ／ｌ＝Ｓ^２／コイル要素ｃ．リラクタンスモータ：Ｓ・Ａ／ｌ＝Ｓ／コイル要素上記のように、比例定数を構成する主要因を改善し、比
例定数値を大きくすれば、モータ特性が大きくなり、結
果として効率値を改善できることがわかる。

【００１４】上記比例定数値という視点から従来品をみ
た場合、従来の回転電機は大きな欠点を持っていること
がわかる。つまり、前述した比例定数の構成式の上辺を
決める共通事項は、１次・２次の磁気対向面の面積Ｓで
あり、この対向面積Ｓを増やすほど比例定数値及び効率
値は高くなることがわかる。

【００１５】仮にコイル要素の条件を変えずに、軸方向
のモータスペース一杯まで磁気対向面を取れたとすれ
ば、上記比例定数値が大幅に改善することになり、同一
トルク（又は出力）における損失を、例えば１／２とか
１／３にまで簡単に減少させることが可能であることが
わかる。このような仮の状態は、そのための構造さえ検
討すればある程度可能である。すなわち、コイル要素を
あまり悪化させずに、１次・２次磁気対向面の高さを大
幅に増やすことは構造的に可能であり、その様な構造を
採用することによって効率値を大幅に上げること、つま
り損失を大幅に下げることが可能になる。

【００１６】このような観点から、請求項１記載の発明
では、鉄心コアに１次コイル及び隈取コイルが巻回され
た固定電機子によって、回転子に対する回転磁界を形成
するようにしたものであって、上記固定電機子の１次コ
イル及び隈取コイルが、トロイダル巻きされている。

【００１７】また、請求項２記載の発明では、前記請求
項１記載の鉄心コアは、回転子の周囲を取り囲む環状コ
ア部と、この環状コア部から放射状に突出して前記回転
子に対面する複数の対向コア部と、を有し、前記隈取コ
イルが、周方向に隣接する上記対向コア部どうしの間の
少なくとも２以上のスロット内に収容されるようにして
分布巻きされている。

【００１８】さらに、請求項３記載の発明では、前記請
求項２記載の鉄心コアは、周方向における２個又は４個
の分割体から構成され、これら複数の分割体は、前記１
次コイル及び隈取コイルが環状コア部に巻回された後に
環状に一体結合されている。

【００１９】さらにまた、請求項４記載の発明では、前
記請求項３記載の１次コイル及び隈取コイルは、前記各
分割体ごとに独立して、かつ各分割体内で巻始から巻終
りまで連続的に巻回されている。

【００２０】請求項５記載の発明では、前記請求項２記
載の対向コア部の対向面におけるコア高さが、前記環状
コア部のコア高さより大きく形成されている。

【００２１】また、請求項６記載の発明では、前記請求
項５記載の鉄心コアが積層コアから構成され、当該鉄心
コアにおける少なくとも前記対向コア部に、回転子との
対向面積を拡大する部分積層コア部が積み重ねるように
して設けられている。

【００２２】さらに、請求項７記載の発明では、前記請
求項５記載の鉄心コアが積層コアから構成され、当該鉄
心コアにおける少なくとも前記対向コア部の最外層の積
層板が、回転子との対向面積を拡大するように折曲形成
された集磁ヨーク板に構成されている。

【００２３】さらにまた、請求項８記載の発明では、前
記請求項５記載の鉄心コアが磁性粉の集合体から構成さ
れ、当該鉄心コアにおける少なくとも前記対向コア部
に、回転子との対向面積を拡大する磁粉拡張コア部が厚
肉状に設けられている。

【００２４】請求項９記載の発明では、前記請求項１記
載の鉄心コアの環状コア部には、前記対向コア部と反対
の半径方向に突出する張り出し部が形成されている。

【００２５】また、請求項１０記載の発明では、前記固
定電機子が、誘導機のステータである。

【００２６】さらに、請求項１１記載の発明では、前記
固定電機子が誘導機の固定子であるとともに、前記回転
子の導電部におけるコア高さより、当該回転子と上記固
定電機子との対向面におけるコア高さが大きく形成され
ている。

【００２７】さらにまた、請求項１２記載の発明では、
前記請求項１記載の回転電機が、永久磁石からなる回転
子を備えた磁石モータである。

【００２８】請求項１３記載の発明では、請求項１記載
の回転電機が、リラクタンスコアからなる回転子を備え
たリラクタンスモータである。

【００２９】また、請求項１４記載の発明では、請求項
１記載の回転電機が、ヒシテリシスコアからなる回転子
を備えたヒシテリシスモータである。

【００３０】さらに、請求項１５記載の発明では、請求
項１記載の回転電機がインナーロータ構造に構成されて
いる。

【００３１】さらにまた、請求項１６記載の発明では、
請求項１記載の回転電機がアウターロータ構造に構成さ
れている。

【００３２】本発明のように、固定電機子の鉄心コアに
対して１次コイル及び隈取コイルがトロイダル巻きされ
ていれば、分布巻を簡易な巻線構造で施すことが可能と
なり、その分布巻線構造によって回転に寄与する磁束が
分布磁界となることから、皮相電力に対する有効電力の
比、すなわち力率が簡易な構造で大幅に改善される。

【００３３】このとき、本発明のようにトロイダル巻き
する環状コア部を分割構造とすれば、トロイダル巻の作
業が巻線機等を用いて極めて容易かつ効率的に行われる
こととなる。

【００３４】また、本発明のように、固定電機子の鉄心
コアにおける回転子との対向面を、環状コア部のコア高
さよりも大きくすることによって、コイル要素を悪化さ
せることなく比例定数値が大幅に改善されることとな
り、その結果、損失が大幅に低減されて効率値が飛躍的
に向上される。

【００３５】さらに、対向コア部をラジアル方向に長く
して張り出させることとすれば、アキシャル方向への磁
束の流れが円滑になる。

【００３６】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて詳細に説明する。まず、図１乃至図５に示さ
れている実施形態は、誘導型の隈取モータにおける固定
子（ステータ）に対して本発明を適用したものであっ
て、固定子枠１の内周壁に装着された固定子２が、回転
軸３に固着された回転子４の外周側を取り囲むように配
置されている。固定子２を形成している鉄心コアは、積
層コアからなり、その積層コアのコア巻線部を構成する
ようにして環状コア部５が設けられているとともに、当
該環状コア部５には、周方向に所定間隔あけて複数のリ
ブ状コア部６が放射状に延在するように一体的に設けら
れている。これらの各リブ状コア部６の半径方向内端部
分には、回転子４に対面する対向コア部７が設けられて
いる。

【００３７】上記固定子２の鉄心コアは、特に図３に示
されているように、円周方向において図示左右に二分割
された略半円状の２個の分割体２ａ，２ｂを環状に一体
結合したものであって、上記各リブ状コア部６のうちの
周方向に隣接する一対のものどうしの間に画成された複
数のスロット８の一部に、１次コイル１０ａ，１０ｂ又
は隈取コイル１１ａ，１１ｂが配置されている。これら
の１次コイル１０ａ，１０ｂ及び隈取コイル１１ａ，１
１ｂは、いわゆるトロイダル巻きによって上記環状コア
部５に装着されているが、上記鉄心コアを構成している
２個の分割体２ａ，２ｂの各々に対して、ひとまとまり
のものがそれぞれ巻回されている。すなわち、これら１
次コイル１０ａ，１０ｂ及び隈取コイル１１ａ，１１ｂ
は、前記各分割体２ａ，２ｂごとに独立した状態で装着
されており、各分割体２ａ，２ｂ内の各コイル１０ａ，
１０ｂ及び１１ａ，１１ｂは、巻始めから巻終りまでが
複数のスロット間にわたって連続的に巻回されている。
従って、これらの１次コイル１０ａ，１０ｂ及び隈取コ
イル１１ａ，１１ｂは、各分割体２ａ，２ｂごとに独立
して巻線作業を施すことができるようになっている。

【００３８】このとき、上記鉄心コアの１個の分割体２
ａ又は２ｂに対応した各１次コイル１０ａ，１０ｂと隈
取コイル１１ａ，１１ｂとは、円周方向にずらして４つ
のスロット内にそれぞれ装着されており、そのうちの２
つのスロットに対しては双方共通に装着されているが、
他のスロットに対応する券回部分は円周方向の反対側に
ずらすようにして装着されている。このように、上記鉄
心コアの各分割体２ａ，２ｂに対して巻回された、ひと
まとまりの１次コイル１０ａ，１０ｂ及び隈取コイル１
１ａ，１１ｂは、鉄心コアの両分割体２ａ，２ｂどうし
が一体に結合された後に、両分割体２ａ，２ｂどうしの
間で結線接続が行われている。なお、隈取コイル１１
ａ，１１ｂどうしは、互いに結線接続してもしなくても
構わない。

【００３９】上記鉄心コアを構成している積層コアは、
珪素鋼板を所定の形状に打ち抜いたコア片を軸方向に積
層したものであって、図７（ａ）に示されているような
全コア片１２の積層体に対して、図７（ｂ）に示されて
いるような部分コア片１３がさらに積層されている。す
なわち、上記全コア片１２の積層体は、積層コアの軸方
向中央部分を構成しているものであって、上述した環状
コア部５を形成している部分１２ａと、環状コア部５か
ら放射状に延びるリブ状コア部６を形成している部分１
２ｂと、リブ状コア部６の内端部分に設けられた対向コ
ア部（磁極部）７を形成している部分１２ｃと、を有し
ており、このような図７（ａ）に示されているような形
状の全コア片１２の所定枚数が軸方向に積層されること
によって、所定高さの環状コア部５、リブ状コア部６、
及び対向コア部（磁極部）７が形成されている。そし
て、この全コア片１２を積層した環状コア部５に対して
１次コイル１０又は隈取コイル１１がトロイダル巻きさ
れている。

【００４０】一方、図７（ｂ）に示されている部分コア
片１３は、環状コア部５を除いたリブ状コア部６及び対
向コア部（磁極部）７を形成する部分から構成されてお
り、上述した全コア片１２の積層体におけるリブ状コア
部６及び対向コア部（磁極部）７に対して、軸方向の両
側からさらに積層されて部分積層コア１４が形成されて
いる。この部分積層コア１４を構成している部分コア片
１３は、上述した全コア片１２のリブ状コア部６及び対
向コア部７をさらに積み上げるように重ね合わせられて
いる。この部分積層コア１４は、積層カシメ１５により
固定されている。

【００４１】上記部分積層コア１５は、回転子４との対
向面積を軸方向に拡大するものであって、この部分積層
コア１４と対向コア部７とを合わせた軸方向（積層方
向）における全積層厚さとしてのコア高さは、前記環状
コア部５の厚さとしてのコア高さより大きく形成されて
いる。また、上記対向コア部７と部分積層コア１４との
全積層厚さとしてのコア高さは、１次コイル１０の軸方
向における巻高さより大きい高さを備えるように形成さ
れている。

【００４２】一方、後述するように、上記回転子４の対
向面の軸方向（積層方向）における厚さとしてのコア高
さも、前記環状コア部５の厚さとしてのコア高さより大
きく前記全積層厚さと同程度に形成されており、これに
よって、部分積層コア１４が回転子４側に対面される構
成になされている。

【００４３】上記回転子４の鉄心コアを構成している積
層コアも、前述した固定子２における積層コアと同様な
構成を備えており、特に図８に示されているように、当
該回転子４の環状コア部１５には、複数のリブ状コア部
１６が周方向に所定間隔あけて放射状に延在するように
して一体的に設けられているとともに、これらの各リブ
状コア部１６のうちの周方向に隣接する一対のものどう
しの間に画成された各スロット内のそれぞれに、アルミ
ダイキャストにより形成された導電部（図示省略）が充
填されている。また、上記各リブ状コア部１６の半径方
向外端部分には、前述した固定子２に対面する対向コア
部１７が設けられている。

【００４４】さらに、上記導電部におけるアルミダイキ
ャストの内周側部分、すなわち対向コア部１７と反対側
の端部には、円筒リング状の銅板１８が導電部を形成す
るように設けられており、これによって良好な導電性を
得ている。また、導電部の導電性を上げるため、各スロ
ット内に棒状の銅材を挿入したり、導電部全体を銅材に
より構成することも可能である。

【００４５】上記積層コアは、珪素鋼板を所定の形状に
打ち抜いたコア片を軸方向に積層したものであって、図
７（ａ）に略相当する形状の全コア片１２の積層体に対
して、さらに図７（ｂ）に略相当する形状の部分コア片
１３が積層されている。すなわち、上記全コア片１２の
積層体は、積層コアの軸方向中央部分を構成しているも
のであって、上述した環状コア部１５を形成している部
分と、その環状コア部１５から放射状に延びるリブ状コ
ア部１６を形成している部分と、当該リブ状コア部１６
の内端部分に設けられた対向コア部（磁極部）１７を形
成している部分と、を有しており、このような形状の全
コア片１２の所定枚数が軸方向に積層されることによっ
て、所定高さの環状コア部１５、リブ状コア部１６、及
び対向コア部（磁極部）１７が形成されている。

【００４６】一方、部分コア片１３は、環状コア部１５
を除いたリブ状コア部１６及び対向コア部（磁極部）１
７を形成する部分から構成されており、上述した全コア
片１２の積層体におけるリブ状コア部１６及び対向コア
部（磁極部）１７に対して、軸方向の両側からさらに積
層され、積層カシメ１９により固定されている。この部
分コア片１３は、上述した全コア片１２のリブ状コア部
６及び対向コア部９をさらに積み上げるように重ね合わ
せられており、これによって、当該部分コア片１３の積
層体からなる部分積層コア２１が形成されている。

【００４７】この部分積層コア２１は、前述したよう
に、固定子２との対向面積を軸方向に拡大するものであ
って、当該部分積層コア２１と対向コア部１７とを合わ
せた軸方向（積層方向）における全積層厚さとしてのコ
ア高さは、前記環状コア部１５の積層厚さとしてのコア
高さより大きく形成されている。また、上記対向コア部
１７と部分積層コア２１との全積層厚さとしてのコア高
さは、導電部の軸方向における高さと同等程度の高さを
備えるように形成されている。

【００４８】また必要に応じては、これら固定子２及び
回転子４における部分積層コア１４，２１を構成してい
る部分コア片１２は、絶縁皮膜を備えていない珪素鋼板
が用いることにより、積層方向（軸方向）への磁束の流
れを良好にしている。

【００４９】前述した固定子２における積層コアには、
環状コア部５から半径方向外方に突出する張出コア部２
５が形成されており、その張出コア部２５が固定子枠１
に当接されることによって、固定子全体の固定が行われ
ている。

【００５０】以上、本発明者によってなされた発明の実
施形態を具体的に説明したが、本発明は上記実施形態に
限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で
種々変形可能であるというのはいうまでもない。

【００５１】例えば、図９に示されている実施形態で
は、鉄心コアとしての積層コア７１の積層方向両端部分
にそれぞれ配置された各２層のコア片７１ａが、対向コ
ア部７１ｂに相当する部位において、積層方向であるコ
ア高さ方向（図示上下方向）に開くように略直角に折り
曲げられており、これによって、他方側部材７２に対す
る対向面積を拡大する集磁ヨーク構造が構成されてい
る。このような集磁ヨーク構造によっても同様な作用・
効果を得ることができる。

【００５２】また、図９にかかる実施形態では、積層方
向両端部分における各２層のコアへ片７１ａが折り曲げ
られているが、両端の各１層でも良く、さらにその両端
のコア片に隣接する３層以上のコア片を折り曲げて集磁
ヨーク構造とすることも可能である。このような多層の
コア片からなる集磁ヨーク構造を採用すれば、集磁によ
る磁束の飽和を防止することができる。

【００５３】さらに、図示は省略したが、鉄心コアを磁
性粉の焼結体から形成して磁粉ヨーク構造とすることに
よっても、一次側と二次側との対向コア高さを拡大する
構成を同様に得ることができる。

【００５４】さらにまた、上述した各実施形態では、イ
ンナーロータ型に構成されているが、アウターロータ型
に構成することも可能である。

【００５５】同様に、本発明は、上述した各実施形態の
ようなモータに限らず、発電機に対しても同様に適用す
ることができる。

【００５６】

【発明の効果】以上述べたように本発明は、固定電機子
の鉄心コアに１次コイル及び隈取コイルをトロイダル巻
きすることによって、簡易な構造で分布巻線構造を容易
に得ることができ、それにより発生磁界を正弦波形に近
づけて力率を大幅に改善することができ、それに伴って
効率も大幅に向上させることができる。

【００５７】また、本発明のように、固定電機子におけ
る鉄心コアの対向面を環状コア部のコア高さよりも大き
くすることによって、コイル要素を悪化させることなく
トルクと銅損の関係を決める比例定数値を大幅に改善さ
せることができ、損失を大幅に低減してトロイダル巻き
隈取モータの効率値及び特性を飛躍的に向上させること
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態にかかるトロイダル巻式隈
取誘導モータの構造を表した模式的半縦断面図である。

【図２】図１に表されたトロイダル巻式隈取誘導モータ
の模式的横断面図である。

【図３】図１に表されたトロイダル巻式隈取誘導モータ
のコア構造及び巻線構造を表した平面説明図である。

【図４】図１ないし図３における固定子の構造を表した
外観斜視説明図である。

【図５】図３及び図４に表された固定子の鉄心コアを構
成している積層コアの構造を表した外観斜視説明図であ
る。

【図６】図３及び図４に表された固定子の積層コアの構
造を表した平面説明図である。

【図７】図３乃至図６に表された積層コアを構成するコ
ア片の形状を表した平面説明図である。

【図８】図１に表されたトロイダル巻式隈取誘導モータ
に用いられている回転子の構造を表模式的外観斜視説明
図である。

【図９】本発明にかかる鉄心コアを集磁ヨーク構造とし
た実施形態を表した側面模式図である。

【図１０】一般的な隈取モータの構造例を表した外観斜
視説明図である。

【符号の説明】

１固定子枠２固定子３回転軸４回転子５環状コア部６リブ状コア部７対向コア部８スロット１０１次コイル１１隈取コイル１２，１３積層コア珪素鋼板１４部分積層コア１５環状コア部１６リブ状コア部１７対向コア部１８銅板２１部分積層コア２５張出コア部７１積層コア

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】鉄心コアに１次コイル及び隈取コイルが
巻回された固定電機子によって、回転子に対する回転磁
界を形成するようにしたものであって、上記固定電機子の１次コイル及び隈取コイルが、トロイ
ダル巻きされていることを特徴とするトロイダル巻き隈
取モータ。
【請求項２】前記鉄心コアは、回転子の周囲を取り囲
む環状コア部と、この環状コア部から放射状に突出して
前記回転子に対面する複数の対向コア部と、を有し、前記隈取コイルが、周方向に隣接する上記対向コア部ど
うしの間の少なくとも２以上のスロット内に収容される
ようにして分布巻きされていることを特徴とする請求項
１記載のトロイダル巻き隈取モータ。
【請求項３】前記鉄心コアは、周方向における２個又
は４個の分割体から構成され、これら複数の分割体は、
前記１次コイル及び隈取コイルが環状コア部に巻回され
た後に環状に一体結合されていることを特徴とする請求
項２記載のトロイダル巻き隈取モータ。
【請求項４】前記１次コイル及び隈取コイルは、前記
各分割体ごとに独立して、かつ各分割体内で巻始から巻
終りまで連続的に巻回されていることを特徴とする請求
項３記載のトロイダル巻き隈取モータ。
【請求項５】前記対向コア部の対向面におけるコア高
さが、前記環状コア部のコア高さより大きく形成されて
いることを特徴とする請求項２記載のトロイダル巻き隈
取モータ。
【請求項６】前記鉄心コアが積層コアから構成され、
当該鉄心コアにおける少なくとも前記対向コア部に、回
転子との対向面積を拡大する部分積層コア部が積み重ね
るようにして設けられていることを特徴とする請求項５
記載のトロイダル巻き隈取モータ。
【請求項７】前記鉄心コアが積層コアから構成され、
当該鉄心コアにおける少なくとも前記対向コア部の最外
層の積層板が、回転子との対向面積を拡大するように折
曲形成された集磁ヨーク板に構成されていることを特徴
とする請求項５記載のトロイダル巻き隈取モータ。
【請求項８】前記鉄心コアが磁性粉の集合体から構成
され、当該鉄心コアにおける少なくとも前記対向コア部
に、回転子との対向面積を拡大する磁粉拡張コア部が厚
肉状に設けられていることを特徴とする請求項５記載の
トロイダル巻き隈取モータ。
【請求項９】前記鉄心コアの環状コア部には、前記対
向コア部と反対の半径方向に突出する張り出し部が形成
されていることを特徴とする請求項１記載のトロイダル
巻き隈取モータ。
【請求項１０】前記固定電機子が、誘導機のステータ
であることを特徴とする請求項１記載のトロイダル巻き
隈取モータ。
【請求項１１】前記固定電機子が誘導機の固定子であ
るとともに、前記回転子の導電部におけるコア高さよ
り、当該回転子と上記固定電機子との対向面におけるコ
ア高さが大きく形成されていることを特徴とする請求項
１記載のトロイダル巻き隈取モータ。
【請求項１２】回転電機が、永久磁石からなる回転子
を備えた磁石モータであることを特徴とする請求項１記
載のトロイダル巻き隈取モータ。
【請求項１３】回転電機が、リラクタンスコアからな
る回転子を備えたリラクタンスモータであることを特徴
とする請求項１記載のトロイダル巻き隈取モータ。
【請求項１４】回転電機が、ヒシテリシスコアからな
る回転子を備えたヒシテリシスモータであることを特徴
とする請求項１記載のトロイダル巻き隈取モータ。
【請求項１５】回転電機がインナーロータ構造に構成
されていることを特徴とする請求項１記載のトロイダル
巻き隈取モータ。
【請求項１６】回転電機がアウターロータ構造に構成
されていることを特徴とする請求項１記載のトロイダル
巻き隈取モータ。