JP2008104288A - Capacitor motor and manufacturing method thereof - Google Patents
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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】４個の歯部３と外周部分の継鉄部５とで４個のスロット１を形成する固定子鉄芯２を、方向性電磁鋼板を打抜き・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３を形成する４個の分割鉄芯体Ａ４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Ａ４相互を連結し外周部の磁路をなす継鉄部５を形成する分割鉄芯体Ｂ６とに分割してなる構成とする。
【選択図】図１There is a need to improve the motor efficiency of a capacitor motor having a stator core made of a powder magnetic core obtained by molding magnetic powder into a predetermined shape.
A stator core 2 that forms four slots 1 with four tooth portions 3 and a yoke portion 5 at the outer peripheral portion is formed by stamping and stacking directional electromagnetic steel sheets and windings. Is formed of four divided iron cores A4 that form the tooth portions 3 to be mounted or directly wound, and a powder magnetic core formed by molding magnetic powder into a predetermined shape and adjacent to each other. It is set as the structure formed by dividing | segmenting into the division | segmentation iron core body B6 which connects mutually and forms the yoke part 5 which makes | forms the magnetic path of an outer peripheral part.
[Selection] Figure 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。 The present invention has a structure having a stator iron core and a stator formed by combining and combining a laminated iron core body obtained by punching and laminating electromagnetic steel sheets and a dust core made of magnetic powder and formed into a predetermined shape. The present invention relates to a capacitor motor and a manufacturing method thereof.
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）。 Conventionally, this type of electric motor has an armature core (stator iron core, hereinafter the same) divided into a plurality of parts, each part is made of magnetic powder, and a stator tooth (a tooth part, the same hereinafter) has a coil (winding, hereinafter the same). After the construction, a structure is known in which the tooth part is integrated with an annular armature yoke (a yoke part, hereinafter the same) (see, for example, Patent Document 1).
以下、その電動機の構成について図１５を参照しながら説明する。 Hereinafter, the configuration of the electric motor will be described with reference to FIG.
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。
As shown in the figure, it is composed of a soft magnetic material made of an insulating material (magnetic powder, hereinafter the same) or a separate part in which a winding is wound directly around a winding 201 winding part. The stator is composed of a plurality of
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）。 Also, in this type of electric motor, a stator comprising a stator iron core using a laminated iron core body obtained by punching and stacking magnetic steel sheets from a stator iron core and a dust core using magnetic powder, and a method for manufacturing the same Has been proposed (see, for example, Patent Document 2).
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。 Hereinafter, the configuration of the electric motor will be described with reference to FIG.
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（積層鉄芯体、以下同）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（圧粉磁心、以下同）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。
As shown in the figure, a powdery core structure formed of a composite material of a steel sheet core structure (laminated iron core body, hereinafter the same) 301 formed by laminating steel sheets, a magnetic powder, and an insulating member. (Powder magnetic core, hereinafter the same) 302 is joined, and both ends in the stacking direction of the laminated iron core body 301 are sandwiched by a pair of
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１７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。
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。 In such a conventional stator core of an electric motor or a structure and manufacturing method of a stator, a part or the whole of a tooth portion around which a winding is wound is formed of a powder magnetic core of magnetic powder having a low magnetic flux density. Therefore, in order to ensure a predetermined amount of magnetic flux, the cross-sectional area (the axial length of the tooth portion x the width dimension) needs to be configured to be larger than the laminated iron core body, and as a result, the tooth portion is wound. Since the circumference of the winding becomes long and the loss consumed by the winding becomes large, there is a problem that the efficiency of the electric motor is lowered.
本発明はこのような従来の課題を解決するものであり、４個の歯部と外周部分の継鉄部とで４個のスロットを形成する固定子鉄芯を、歯部とこの外周部の継鉄部の一部とを一体に形成するスロット数と同数の分割鉄芯体Ａと、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とに分割してなり、前記分割鉄芯体Ａは回転子軸と直角方向の径方向に磁化容易な特性を持つ方向性電磁鋼板を打抜き・積層して形成し、前記分割鉄芯体Ｂは磁性粉末を所定の形状に成型してなる圧粉磁心で形成してなり、かつ前記分割鉄芯体Ａの回転子軸方向の厚み寸法よりも長く形成し、前記分割鉄芯体Ａを回転子孔の周囲に放射状を成すように配置した状態で各々の歯部に対し集中巻で巻線を巻装したあと、または前記分割鉄芯体Ａの歯部に巻線を装着し回転子孔の周囲に放射状をなすように配置したあと、前記分割鉄芯体Ｂとを合体し固定子の組立・一体化をした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。 The present invention solves such a conventional problem, and a stator iron core that forms four slots by four tooth portions and a yoke portion of the outer peripheral portion is provided with the tooth portion and the outer peripheral portion of the stator core. The division | segmentation which forms the yoke part which connects the division | segmentation iron core A of the same number as the number of slots which forms a part of a yoke part integrally, and the division | segmentation iron core A adjacent to each other, and makes | forms the magnetic path of an outer peripheral part. The divided iron core A is formed by stamping and laminating directional electrical steel sheets having a property of being easily magnetized in a radial direction perpendicular to the rotor shaft. The core body B is formed of a powder magnetic core formed by molding magnetic powder into a predetermined shape, and is formed to be longer than the thickness dimension of the divided iron core body A in the rotor axial direction. After winding A with concentrated winding around each tooth portion with A arranged radially around the rotor hole, or After the winding is mounted on the teeth of the iron core A and arranged radially around the rotor hole, the divided iron core B is combined to assemble and integrate the stator. It is an object of the present invention to provide a capacitor motor that can improve the motor efficiency and a method for manufacturing the same.
本発明のコンデンサ電動機は、４個の歯部と外周部分の継鉄部とで４個のスロットを形成する固定子鉄芯を、歯部とこの外周部の継鉄部の一部とを一体に形成するスロット数と同数の分割鉄芯体Ａと、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とに分割してなり、前記分割鉄芯体Ａは回転子軸と直角方向の径方向に磁化容易な特性を持つ方向性電磁鋼板を打抜き・積層して形成し、前記分割鉄芯体Ｂは磁性粉末を所定の形状に成型してなる圧粉磁心で形成してなり、かつ前記分割鉄芯体Ａの回転子軸方向の厚み寸法よりも長く形成し、前記分割鉄芯体Ａを回転子孔の周囲に放射状を成すように配置した状態で各々の歯部に対し集中巻で巻線を巻装したあと、または前記分割鉄芯体Ａの歯部に巻線を装着し回転子孔の周囲に放射状をなすように配置したあと、前記分割鉄芯体Ｂとを合体し固定子の組立・一体化をした構成としたものである。 The capacitor motor according to the present invention includes a stator iron core that forms four slots with four tooth portions and a yoke portion at the outer peripheral portion, and the tooth portion and a part of the yoke portion at the outer peripheral portion are integrated. The number of divided iron cores A is the same as the number of slots to be formed, and the divided iron cores B are connected to the adjacent divided iron cores A to form a yoke part that forms a magnetic path on the outer periphery. The divided iron core A is formed by stamping and laminating directional electrical steel sheets having a property of being easily magnetized in a radial direction perpendicular to the rotor axis, and the divided iron core B is formed of a predetermined magnetic powder. It is formed of a powder magnetic core molded into a shape and is longer than the thickness dimension of the divided iron core A in the rotor axial direction, and the divided iron core A is radially formed around the rotor hole. After winding the winding with concentrated winding on each tooth portion in a state of being arranged so as to form, or winding on the tooth portion of the divided iron core A After arranged so as to form a radially around the attachment to the rotor hole, is obtained by a configuration in which the assembly and integration of the stator coalesce and the divided iron core member B.
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、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コンデンサ電動機を提供することができる。 By this means, it is possible to prevent the increase in the magnetic path cross-sectional area of the tooth portion winding the winding and the increase in the winding circumference, and to improve the motor efficiency by reducing the power consumed in the winding, It is also possible to provide a capacitor motor that can reduce the magnetic flux density by increasing the magnetic path cross-sectional area of the yoke portion without increasing the outer diameter of the stator iron core and improve the motor efficiency. it can.
また他の手段は、分割鉄芯体Ａは電磁鋼板を周方向に積層してなる構成としたものである。 As another means, the divided iron core A is configured by laminating electromagnetic steel sheets in the circumferential direction.
この手段により、分割鉄芯体Ａの巻線を巻装する歯部の打抜き・積層枚数不変すなわち断面積を変更することなく、分割鉄芯体Ａの打抜き形状を変更することで分割鉄芯体Ｂとの接合面および回転子対向面の軸方向長さを変更し、分割鉄芯体Ｂとの接合面面積および回転子対向面の面積を自由に増減できるコンデンサ電動機を提供することができる。 By this means, the divided iron core body can be changed by changing the punching shape of the divided iron core body A without changing the punching / stacking number of the teeth portion around which the winding of the divided iron core body A is wound, that is, the cross-sectional area. It is possible to provide a capacitor motor that can change the axial length of the joint surface with B and the rotor facing surface, and can freely increase or decrease the joint surface area with the divided iron core B and the area of the rotor facing surface.
また他の手段は、分割鉄芯体Ａは電磁鋼板を周方向に積層してなり回転子対向面および分割鉄芯体Ｂとの接合面では軸方向長さがその他の部分よりも長く構成としたものである。 Another means is that the divided iron core A is formed by laminating electromagnetic steel plates in the circumferential direction, and the axial length is longer than the other portions at the joint surface with the rotor facing surface and the divided iron core B. It is what.
この手段により、分割鉄芯体Ａの巻線を巻装する歯部の打抜き・積層枚数不変すなわち断面積を変更することなく、分割鉄芯体Ａの打抜き形状を変更することで分割鉄芯体Ｂとの接合面および回転子対向面の軸方向長さを延長し、分割鉄芯体Ｂとの接合面面積および回転子対向面の面積を増大し、その結果、分割鉄芯体Ｂとの接合部の接触抵抗を低減すると共に回転子対向面の面積を拡大し空隙部磁束密度低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。 By this means, the divided iron core body can be changed by changing the punching shape of the divided iron core body A without changing the punching / stacking number of the teeth portion around which the winding of the divided iron core body A is wound, that is, the cross-sectional area. The axial length of the joint surface with B and the rotor facing surface is extended to increase the area of the joint surface with the split iron core B and the area of the rotor facing surface. It is possible to provide a capacitor motor that can improve the motor efficiency by reducing the contact resistance of the joint and expanding the area of the rotor facing surface to reduce the gap magnetic flux density.
また他の手段は、分割鉄芯体Ａは同一形状で打抜き・積層してなり、回転子鉄芯外周面に対しほぼ同寸法の空隙を介して配置された構成としたものである。 Another means is that the divided iron core A is punched and laminated in the same shape, and is arranged with a gap having substantially the same dimension with respect to the outer surface of the rotor iron core.
この手段により、分割鉄芯体Ａは１種類の打抜き金型のみで同鉄芯の打抜き・積層が可能となり金型構造の簡略化による合理化が可能なコンデンサ電動機及びその製造方法を提供することができる。 By this means, the split iron core A can provide a capacitor motor that can be punched and stacked with only one type of punching die and can be rationalized by simplifying the die structure, and a method for manufacturing the same. it can.
また他の手段は、分割鉄芯体Ｂは、回転子軸と直角方向に２分割して各々分割鉄芯体Ｂａ、Ｂｂをなし、前記分割鉄芯体Ｂａおよび／またはＢｂの周上を分割鉄芯体Ａまたはスロット数と同数に等分する位置に取付部を設け、分割鉄芯体Ａの外周側先端部分を前記分割鉄芯体Ｂａおよび／またはＢｂの取付部によって上下から挟み込む形で合体し固定子の組立・一体化をした構成としたものである。 Another means is that the divided iron core B is divided into two in the direction perpendicular to the rotor shaft to form divided iron cores Ba and Bb, respectively, and the circumference of the divided iron core Ba and / or Bb is divided. A mounting portion is provided at a position equally divided by the same number as the iron core A or the number of slots, and the outer peripheral side tip portion of the divided iron core A is sandwiched from above and below by the mounting portion of the divided iron core Ba and / or Bb. It is a structure that combines and assembles and integrates the stator.
この手段により、分割鉄芯体Ａを分割鉄芯体Ｂに設けた取付部に挟持することで精度よく、容易に固定子鉄芯の組立ができるコンデンサ電動機及びその製造方法を提供することができる。 By this means, it is possible to provide a capacitor motor that can assemble a stator iron core easily and accurately, and a method for manufacturing the same, by holding the divided iron core A between the mounting portions provided on the divided iron core B. .
また他の手段は、複数個の歯部と外周部分の継鉄部とで同数のスロットを形成する固定子鉄芯を、歯部とこの外周部の継鉄部の一部とを一体に形成するスロット数と同数の分割鉄芯体Ａと、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とに分割してなり、前記分割鉄芯体Ａは、電磁鋼板を打抜き・積層して形成し、前記分割鉄芯体Ｂは磁性粉末を所定の形状に成型してなる圧粉磁心で形成してなり、前記分割鉄芯体Ａを回転子孔の周囲に放射状を成すように配置した状態で各々の歯部に対し集中巻で巻線を巻装したあと、または前記分割鉄芯体Ａの歯部に巻線を装着し回転子孔の周囲に放射状をなすように配置したあと、前記分割鉄芯体Ｂとを合体し固定子の組立・一体化をする製造方法としたものである。 Another means is to integrally form a stator iron core that forms the same number of slots by a plurality of tooth portions and the yoke portion of the outer peripheral portion, and integrally form the tooth portion and a part of the yoke portion of the outer peripheral portion. The number of divided iron cores A is the same as the number of slots to be divided, and the divided iron cores B are connected to each other, and the divided iron cores B are connected to each other to form a yoke portion that forms a magnetic path on the outer periphery. The divided iron core A is formed by punching and laminating electromagnetic steel sheets, and the divided iron core B is formed by a dust core formed by molding magnetic powder into a predetermined shape. After the body A is arranged in a radial pattern around the rotor hole, the winding is wound around each tooth portion by concentrated winding, or the winding is attached to the tooth portion of the divided iron core A And a manufacturing method for assembling and integrating the stator by combining the divided iron cores B after arranging them radially around the rotor holes. It is.
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の向上が可能なコンデンサ電動機の製造方法を提供することができる。 By this means, a capacitor motor capable of preventing the increase of the magnetic path cross-sectional area and the increase of the winding circumference of the tooth portion around which the winding is wound, and improving the motor efficiency by reducing the power consumed by the winding. The manufacturing method of can be provided.
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でき、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。 According to the capacitor motor and the manufacturing method thereof of the present invention, it is possible to prevent an increase in the magnetic path cross-sectional area and an increase in the winding circumference of the tooth portion around which the winding is wound, thereby reducing the power consumed in the winding. The motor efficiency can be improved, and the magnetic flux density can be reduced by increasing the magnetic path cross-sectional area of the yoke portion without increasing the outer diameter of the stator core, thereby improving the motor efficiency.
また、分割鉄芯体Ａの巻線を巻装する歯部の打抜き・積層枚数不変すなわち断面積を変更することなく、分割鉄芯体Ａの打抜き形状を変更することで分割鉄芯体Ｂとの接合面および回転子対向面の軸方向長さを変更し、分割鉄芯体Ｂとの接合面面積および回転子対向面の面積を自由に増減できる。 Further, without changing the punching shape of the divided iron core body A without changing the punching / stacking number of the tooth portion around which the winding of the divided iron core body A is wound, that is, the cross-sectional area is changed, By changing the axial lengths of the joint surface and the rotor facing surface, the surface area of the joint surface with the divided iron core B and the area of the rotor facing surface can be freely increased or decreased.
また、分割鉄芯体Ａの巻線を巻装する歯部の打抜き・積層枚数不変すなわち断面積を変更することなく、分割鉄芯体Ａの打抜き形状を変更することで分割鉄芯体Ｂとの接合面および回転子対向面の軸方向長さを延長し、分割鉄芯体Ｂとの接合面面積および回転子対向面の面積を増大し、その結果、分割鉄芯体Ｂとの接合部の接触抵抗を低減すると共に回転子対向面の面積を拡大し空隙部磁束密度低減することで電動機効率を向上することができる。 Further, without changing the punching shape of the divided iron core body A without changing the punching / stacking number of the tooth portion around which the winding of the divided iron core body A is wound, that is, the cross-sectional area is changed, The axial lengths of the joint surface and the rotor facing surface are increased to increase the joint surface area with the split iron core body B and the area of the rotor facing surface. As a result, the joint portion with the split iron core body B is increased. The motor efficiency can be improved by reducing the contact resistance and increasing the area of the rotor facing surface and reducing the gap magnetic flux density.
また、分割鉄芯体Ａは１種類の打抜き金型のみで同鉄芯の打抜き・積層が可能となり金型構造の簡略化による合理化が可能となる。 Further, the split iron core A can be stamped and laminated with only one type of punching die, and rationalization can be achieved by simplifying the die structure.
また、分割鉄芯体Ａを分割鉄芯体Ｂに設けた取付部に挟持することで精度よく、容易に固定子鉄芯の組立ができるコンデンサ電動機及びその製造方法を提供することができる。 Further, by holding the divided iron core A between the mounting portions provided on the divided iron core B, it is possible to provide a capacitor motor that can easily assemble a stator iron core and a method for manufacturing the same.
また、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の向上が可能なコンデンサ電動機の製造方法を提供することができる。 Manufacture of condenser motors that can prevent the increase of the magnetic path cross-sectional area and the increase in winding circumference of the teeth that wind the windings, and reduce the power consumed by the windings to improve the motor efficiency A method can be provided.
本発明の請求項１または６に記載の発明は、４個の歯部と外周部分の継鉄部とで４個のスロットを形成する固定子鉄芯を、歯部とこの外周部の継鉄部の一部とを一体に形成するスロット数と同数の分割鉄芯体Ａと、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とに分割してなり、前記分割鉄芯体Ａは回転子軸と直角方向の径方向に磁化容易な特性を持つ方向性電磁鋼板を打抜き・積層して形成し、前記分割鉄芯体Ｂは磁性粉末を所定の形状に成型してなる圧粉磁心で形成してなり、かつ前記分割鉄芯体Ａの回転子軸方向の厚み寸法よりも長く形成し、前記分割鉄芯体Ａを回転子孔の周囲に放射状を成すように配置した状態で各々の歯部に対し集中巻で巻線を巻装したあと、または前記分割鉄芯体Ａの歯部に巻線を装着し回転子孔の周囲に放射状をなすように配置したあと、前記分割鉄芯体Ｂとを合体し固定子の組立・一体化をした構成としたもので、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、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コンデンサ電動機およびその製造方法を提供することができる。
The invention according to
また、本発明の請求項２に記載の発明は、分割鉄芯体Ａは電磁鋼板を周方向に積層してなる構成としたもので、分割鉄芯体Ａの巻線を巻装する歯部の打抜き・積層枚数不変すなわち断面積を変更することなく、分割鉄芯体Ａの打抜き形状を変更することで分割鉄芯体Ｂとの接合面および回転子対向面の軸方向長さを変更し、分割鉄芯体Ｂとの接合面面積および回転子対向面の面積を自由に増減できるコンデンサ電動機を提供することができる。
In the invention according to
また、本発明の請求項３に記載の発明は、分割鉄芯体Ａは電磁鋼板を周方向に積層してなり回転子対向面および分割鉄芯体Ｂとの接合面では軸方向長さがその他の部分よりも長く構成したもので、分割鉄芯体Ａの巻線を巻装する歯部の打抜き・積層枚数不変すなわち断面積を変更することなく、分割鉄芯体Ａの打抜き形状を変更することで分割鉄芯体Ｂとの接合面および回転子対向面の軸方向長さを延長し、分割鉄芯体Ｂとの接合面面積および回転子対向面の面積を増大し、その結果、分割鉄芯体Ｂとの接合部の接触抵抗を低減すると共に回転子対向面の面積を拡大し空隙部磁束密度低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。
In the invention according to
また、本発明の請求項４に記載の発明は、分割鉄芯体Ａは同一形状で打抜き・積層してなり、回転子鉄芯外周面に対しほぼ同寸法の空隙を介して配置された構成としたもので、 分割鉄芯体Ａは１種類の打抜き金型のみで同鉄芯の打抜き・積層が可能となり金型構造の簡略化による合理化が可能なコンデンサ電動機及びその製造方法を提供することができる。
In the invention according to
また、本発明の請求項５に記載の発明は、分割鉄芯体Ｂは、回転子軸と直角方向に２分割して各々分割鉄芯体Ｂａ、Ｂｂをなし、前記分割鉄芯体Ｂａおよび／またはＢｂの周上を分割鉄芯体Ａまたはスロット数と同数に等分する位置に取付部を設け、分割鉄芯体Ａの外周側先端部分を前記分割鉄芯体Ｂａおよび／またはＢｂの取付部によって上下から挟み込む形で合体し固定子の組立・一体化をした構成としたもので、分割鉄芯体Ａを分割鉄芯体Ｂに設けた取付部に挟持することで精度よく、容易に固定子鉄芯の組立ができるコンデンサ電動機およびその製造方法を提供することができる。
In the invention according to
（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、４個のスロット１を有する固定子鉄芯２を各々主に歯部３を形成する分割鉄芯体Ａ４が４個と、この分割鉄芯体Ａ４およびスロット１の外周側で継鉄部５として磁路を形成し、前記分割鉄芯体Ａ４の回転子軸方向の厚み寸法より長く形成した分割鉄芯体Ｂ６とに分割する。前記各々の分割鉄芯体Ａ４は電磁鋼板を打抜き・積層してなり、各々の歯部３には絶縁ボビン７に巻装されたＡ相巻線８またはＢ相巻線９が装着される。前記Ａ相巻線８が装着された分割鉄芯体Ａ４とＢ相巻線９が装着された分割鉄芯体Ａ４とは交互に、また、回転子孔１８の周囲で放射状かつ環状に配列される。前記分割鉄芯体Ａ４の外周側先端部分に設けられた突起１０の凹部Ａ１１および凸部Ａ１２は、外周部に配置されて磁性粉末を所定の形状に成型した圧粉磁心で形成した分割鉄芯体Ｂ６の切欠き１３の凸部Ｂ１４及び凹部Ｂ１５とは、圧入嵌合など単なる機械的組立または必要に応じ溶接、接着など、これらと組合せた方法などにより合体することで固定子１６が構成される。１７はスロット絶縁フィルムであり、前記絶縁ボビン７とともに、巻線と固定子鉄芯２の間を電気的に絶縁するために配置される。
(Embodiment 1)
As shown in FIG. 1 to FIG. 6, the capacitor motor of the present invention has four divided iron cores A4 each of which mainly forms a
上記構成において、主に歯部３を形成し巻線を装着または巻装する分割鉄芯体Ａ４を、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３に装着または巻装するＡ相巻線８またはＢ相巻線９の周長は短縮されることになり、巻線の抵抗値が減少することで巻線で消費される損失が低減する。さらに分割鉄芯体Ｂ６の回転子軸方向長さを分割鉄芯体Ａ４の回転子軸方向長さより長く構成することで磁路断面積を増加し総磁束数を増加でき電動機効率が向上する。また、分割鉄芯体Ａ４は、歯部３がその外周部端部まで同一形状（幅、厚み）であるため、絶縁ボビン７に巻装された巻線の装着および分割鉄芯体Ａ４に装着した絶縁ボビン７に対する直接巻線が可能となる。また、圧入嵌合または組合せなどで分割鉄芯体Ａ４と分割鉄芯体Ｂ６の合体、組立ができる。
In the above configuration, when the divided iron core A4 that mainly forms the
なお、本実施の形態において、固定子鉄芯のスロット数は４個としたが、４の倍数個であればいくつでもよく、また、各相巻線と固定子鉄芯２との絶縁は主に絶縁ボビンによったが、絶縁フィルムおよび粉体を使用することも可能である。
In this embodiment, the number of slots of the stator iron core is four, but any number of slots is acceptable as long as it is a multiple of four, and the insulation between each phase winding and the
（実施の形態２）
図７〜図１０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型した圧粉磁心で形成した分割鉄芯体Ｂ６を回転子軸に対し直角方向に２分割し、各々分割鉄芯体Ｂａ６ａ、Ｂｂ６ｂとし、この分割鉄芯体Ｂａ６ａ、Ｂｂ６ｂの内周上を４分する位置に取付部１９を設け、この取付部１９に前記分割鉄芯体Ａ４の外周部分を配置し、前記分割鉄芯体Ｂａ６ａ、Ｂｂ６ｂにより挟み込む形で合体した構成とした点である。また、図１から図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。
(Embodiment 2)
7 to 10, the difference from the first embodiment is that a divided iron core body B6 formed of a powder magnetic core obtained by molding magnetic powder into a predetermined shape is divided into two in a direction perpendicular to the rotor axis. The divided iron cores Ba6a and Bb6b are provided, and a mounting
上記構成において、主に歯部３を形成し巻線を装着または巻装する分割鉄芯体Ａ４を、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、磁路断面積を削減できる。したがって前記歯部３に装着または巻装するＡ相巻線８またはＢ相巻線９の周長は短縮されることになり、巻線の抵抗値が減少することで巻線で消費される損失が低減する。さらに分割鉄芯体Ｂ６の回転子軸方向長さを分割鉄芯体Ａ４の回転子軸方向長さより長く構成することで磁路断面積を増加し総磁束数を増加でき電動機効率が向上する。また、分割鉄芯体Ａ４は、歯部３がその外周部端部まで同一形状（幅、厚み）であるため、絶縁ボビン７に巻装された巻線の装着および分割鉄芯体Ａ４に装着した絶縁ボビン７に対する直接巻線が可能となる。また、分割鉄芯体Ｂａ６ａ、Ｂｂ６ｂの内周部を分割鉄芯体Ａまたはスロット数と同数に等分する分割鉄芯体Ａまたはスロット数と同数に等分する位置に設けた取付部１９に対し分割鉄芯体Ａを配置するため、分割鉄芯体Ａの周方向の位置決めが精度よく確実にかつ容易に固定装着ができることとなる。
In the above configuration, when the divided iron core A4 that mainly forms the
また、分割鉄芯体Ｂ６を軸方向１／２の位置で上下２分割して分割鉄芯体Ｂａ６ａ、Ｂｂ６ｂとしたとき、非分割のものに比較して成型金型の小型化ができ、金型費用の削減が可能である。 Further, when the divided iron core body B6 is divided into two parts at the upper and lower positions in the axial direction to form the divided iron core bodies Ba6a and Bb6b, the molding die can be downsized as compared with the non-divided one. Mold cost can be reduced.
また、分割鉄芯体Ａ４の固定は、圧入嵌合に加えて分割鉄芯体Ｂａ６ａ、Ｂｂ６ｂによる上下方向からの挟持（挟みつけ）により、さらに強固に固定することができ、分割鉄芯体Ａ４を形成する電磁鋼板の上下方向振動を軽減することができる。 Further, the divided iron core body A4 can be fixed more firmly by pressing (fitting) in the vertical direction with the divided iron core bodies Ba6a and Bb6b in addition to the press-fitting. The vibration in the vertical direction of the electrical steel sheet forming can be reduced.
また、製造する際には、分割鉄芯体Ｂａ６ａ（または分割鉄芯体Ｂｂ６ｂ）に設けた取付部１９に巻線を装着または直巻巻装した分割鉄芯体Ａ４を４個同時に、または１個ずつ順番に４個を装着したあと、分割鉄芯体Ｂｂ６ｂ（または分割鉄芯体Ｂａ６ａ）を装着しして固定子鉄芯を組み立てる。このとき、分割鉄芯体Ｂａと分割鉄芯体Ｂｂとは接着、溶接あるいはその他の方法で接合するか、または、積層した歯部で保持するなど接合しないことも可能である。これにより、分割鉄芯体Ｂ６に分割鉄芯体４を装着するには、特別な自動組立装置を必要とすることなく、手作業で組み立てることが可能である。もちろん、自動組立装置による全自動化もできる。
Further, when manufacturing, four divided iron cores A4 in which windings are mounted or directly wound on the mounting
なお、本実施の形態では、分割鉄芯体Ａ４の個数およびスロット１の個数は４、極数は２としたが、スロット１の個数、極数とも４の倍数であればいくつの場合でもよい。
In the present embodiment, the number of divided iron cores A4 and the number of
（実施の形態３）
図１１において、実施の形態２と異なるところは、分割鉄芯体Ａ４を回転子軸に直角で径方向に磁化容易な特性を持つ方向性電磁鋼板（方向性珪素鋼板）を打抜き・積層して構成した点である。
(Embodiment 3)
In FIG. 11, the difference from the second embodiment is that a divided iron core A4 is formed by punching and laminating a directional electrical steel sheet (directional silicon steel sheet) having a property of being easily magnetized in a radial direction perpendicular to the rotor axis. It is a point that has been configured.
上記構成において、分割鉄芯体Ａ４−１では、回転子軸に対し垂直に放射する方向に磁力線が通りやすいことになるため、一般の無方向性電磁鋼板を打抜き・構成した場合に比して磁束密度を高めることが可能で、さらに磁路断面積の削減が可能となることから各々の歯部３に巻装するＡ相巻線８またはＢ相巻線９の周長は短縮されることになり、巻線の抵抗値が減少することで巻線で消費される損失が低減し、電動機効率を向上できる。
In the above configuration, in the split iron core A4-1, the magnetic lines of force easily pass in the direction of radiating perpendicularly to the rotor axis, so compared with the case of punching and configuring a general non-oriented electrical steel sheet. Since the magnetic flux density can be increased and the cross-sectional area of the magnetic path can be further reduced, the circumference of the A-phase winding 8 or the B-phase winding 9 wound around each
（実施の形態４）
図１２、図１３に示すように、実施の形態２と異なるところは、分割鉄芯体Ａ４−２は電磁鋼板を周方向に積層し、また、分割鉄芯体Ａ４−２は分割鉄芯体Ｂ６との接合面および回転子孔１８の対向面において、軸方向長さがその他の部分よりも長く構成した点である。
(Embodiment 4)
As shown in FIG. 12 and FIG. 13, the difference from the second embodiment is that the divided iron core A4-2 is laminated with magnetic steel sheets in the circumferential direction, and the divided iron core A4-2 is divided iron core. In the joint surface with B6 and the opposing surface of the
上記構成において、分割鉄芯体Ａ４−２の巻線を巻装する歯部の打抜き・積層枚数不変すなわち断面積を変更することなく、分割鉄芯体Ａ４−２の打抜き形状を変更することで分割鉄芯体Ｂ６ａ−１、６ａ−２との接合面および回転子（図示せず）の対向面の軸方向長さを延長し、分割鉄芯体Ｂ６ａ−１、６ａ−２との接合面面積および回転子対向面の面積を増大し、その結果、分割鉄芯体Ｂ６ａ−１、６ａ−２との接合部の接触抵抗を低減すると共に回転子対向面の面積を拡大し空隙部磁束密度を低減することで電動機効率を向上することができる。 In the above configuration, by changing the punching shape of the split iron core body A4-2 without changing the punching / stacking number of the tooth portion around which the winding of the split iron core body A4-2 is wound, i.e., changing the cross-sectional area. Extending the axial length of the joint surface with the split iron core bodies B6a-1 and 6a-2 and the opposing surface of the rotor (not shown), and the joint surface with the split iron core bodies B6a-1 and 6a-2 The area and the area of the rotor facing surface are increased. As a result, the contact resistance of the joint portion with the divided iron cores B6a-1 and 6a-2 is reduced, and the area of the rotor facing surface is increased to increase the gap magnetic flux density. It is possible to improve the motor efficiency by reducing.
なお、本実施の形態では、分割鉄芯体Ａ４−２の個数およびスロット１の個数は８、極数は４としたが、スロット１の個数、極数とも４の倍数であればいくつの場合でもよい。
In the present embodiment, the number of divided iron cores A4-2 and the number of
（実施の形態５）
図１４に示すように、実施の形態４と異なるところは、分割鉄芯体Ａ４−３は同一形状で打抜き・積層してなり、回転子孔１８の外周面に対しほぼ同寸法の空隙を介して配置された構成とした点である。
(Embodiment 5)
As shown in FIG. 14, the difference from the fourth embodiment is that the divided iron core A4-3 is punched and laminated in the same shape, with a gap having substantially the same dimension with respect to the outer peripheral surface of the
上記構成のおいて、分割鉄芯体Ａ４−３は１種類の打抜き金型のみで同鉄芯の打抜き・積層が可能となり金型構造の簡略化による合理化が可能となる。 In the above configuration, the split iron core body A4-3 can be punched and laminated with only one type of punching die, and can be rationalized by simplifying the die structure.
なお、以上の実施の形態１〜３および６では、４スロットの固定子鉄芯とし、実施の形態４，５では、８スロットの固定子鉄芯としたが、本発明の効果はスロット数に限定されることは無く、コンデンサ電動機のほか集中巻で巻線を巻装するその他の電動機に対しても有効となる。また、分割部分の組立一体化は接着、溶接などのほか、機械的組立その他に対応した構造も可能である。
In
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。 The capacitor motor according to the present invention can improve the motor efficiency and facilitate and rationalize the assembly, and can be applied to an electric motor used for fan blowing of small household appliances such as a fan and a ventilation fan.
１ スロット
２ 固定子鉄芯
３ 歯部
４ 分割鉄芯体Ａ
５ 継鉄部
６ 分割鉄芯体Ｂ
６ａ 分割鉄芯体Ｂａ
６ｂ 分割鉄芯体Ｂｂ
７ 絶縁ボビン
８ Ａ相巻線
９ Ｂ相巻線
１０ 突起
１１ 凹部Ａ
１２ 凸部Ａ
１３ 切欠き
１４ 凸部Ｂ
１５ 凹部Ｂ
１６ 固定子
１７ スロット絶縁フィルム
１８ 回転子孔
１９ 取付部
1
5
6a Divided iron core Ba
6b Split iron core Bb
7 Insulating
12 Convex part A
13
15 Recess B
16 Stator 17
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