(57)【要約】【課題】  構造を簡単にして組立作業を容易にすると共に、逆起電力を上昇し得る誘導電動機の固定子を提供しようとする。【解決手段】  固定子本体(610)に切削形成された複数のスロット(611)に主巻線(620)及び補助巻線(630)が巻線された固定子(600)と、該固定子(600)に回転自在に挿合された誘導回転子(300)と、それら固定子(600)と誘導回転子(300)の間に回転自在に挿合された回転磁石(500)と、を含んで構成される誘導電動機において、前記固定子(600)は、前記各スロット(611)の間の間隔であるスロットピッチ(P2、P3)が互いに異なるように形成される。【選択図】      図１
2005110483.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
固定子本体(610)に切削形成された複数のスロット(611)に主巻線(620)及び補助巻線(630)が巻線された固定子(600)と、該固定子(600)に回転自在に挿合された誘導回転子(300)と、前記固定子(600)と誘導回転子(300)の間に回転自在に挿合された回転磁石(500)と、を含んで構成された誘導電動機において、
前記各スロット間の間隔であるスロットピッチが、互いに異なるように形成されたことを特徴とする誘導電動機。
【請求項２】
前記各スロットの、相互に隣接する二つのスロットピッチが互いに異なることを特徴とする請求項１記載の誘導電動機。
【請求項３】
前記各スロットピッチは、一方向を基準に互いに隣接する二つのスロットピッチを一対のスロットピッチとし、前記一対のスロットピッチを構成する二つのスロットピッチが互いに異なり、それら一対のスロットピッチは、互いに同じ形状及び大きさに形成されていることを特徴とする請求項１記載の誘導電動機。
【請求項４】
前記一対のスロットピッチを構成する二つのスロットピッチの比は、1.5：1であることを特徴とする請求項３記載の誘導電動機。
【請求項５】
前記一対のスロットピッチを構成する二つのスロットピッチの比は、2.75：1であることを特徴とする請求項３記載の誘導電動機。
【請求項６】
固定子本体(610)に切削形成された複数のスロット(611)に主巻線(620)及び補助巻線(630)が巻線された固定子(600)と、該固定子(600)に回転自在に挿合された誘導回転子(300)と、前記固定子(600)と誘導回転子(300)の間に回転自在に挿合された回転磁石(500)と、を含んで構成される誘導電動機であって、
前記各スロット(611)間に形成される歯突出部の端部の幅が、互いに異なるように構成されていることを特徴とする誘導電動機。
【請求項７】
前記各スロット(611)の大きさ及び形状は互いに同じで、それら各スロット(611)の間に形成される各歯突出部の幅及び長さは、互いに同じであることを特徴とする請求項６記載の誘導電動機。
【請求項８】
前記各歯突出部は、一方向を基準に互いに隣接する二つの歯突出部の端部の幅が互いに異なり、それら二つの歯突出部を一対の歯とし、それら一対の歯の形状及び大きさは、互いに同じであることを特徴とする請求項６記載の誘導電動機。
【請求項９】
前記一対の歯を構成する二つの歯突出部端の幅の比は、1.5：1であることを特徴とする請求項８記載の誘導電動機。
【請求項１０】
前記一対の歯を構成する二つの歯突出部の端部の幅の比は、2.75：1であることを特徴とする請求項８記載の誘導電動機。
【請求項１１】
固定子本体(610)に切削形成された複数のスロット(611)に主巻(620)線及び補助巻線(630)が具備された固定子(600)と、該固定子(600)に回転自在に挿合された誘導回転子(300)と、前記固定子(600)と誘導回転子(300)間に回転自在に挿合された回転磁石(500)と、を含んで構成される誘導電動機であって、
前記各スロット(611)の間の間隔であるスロットピッチが互いに異なり、それら二つのスロットピッチ中、相対的に大きいスロットピッチに位置する歯突出部に前記主巻線(620)が巻線され、相対的に小さいスロットピッチに位置する歯突出部に前記補助巻線が巻線されることを特徴とする誘導電動機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、誘導電動機に係るもので、詳しくは、構造を簡単にして組立作業を容易にすると共に、逆起電力(counter  electromotive  force)を上昇し得る誘導電動機の固定子に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に、誘導電動機は、電気エネルギーを運動エネルギーに転換させる電気機構で、各種機器の動力源として多様に使用されている。
図7は従来誘導電動機の一例を示した側断面図で、図8は前記誘導電動機を示した縦断面図で、図示されたように、従来誘導電動機は、複数の巻線コイル210が環状のケーシング100の内部に収納固定された環状の固定子200と、該固定子200の内部に回転自在に挿合された誘導回転子300と、該誘導回転子300に圧入される軸400と、それら固定子200と誘導回転子300間に回転自在に挿合される環状の回転磁石500と、を含んで構成されている。
【０００３】
前記誘導回転子300は、所定径を有する丸棒体310と、該丸棒体310の縁部に結合された複数の導体バー320と、前記丸棒体310の両方側面に結合されて前記各導体バー320の両方端を連結するエンドリング330と、から構成され、前記丸棒体310の中間には、軸400が圧入される軸孔340が穿孔形成される。
【０００４】
前記軸400は、ベアリング410を介して前記ケーシング100に支持され、前記回転磁石500は、カップ状の磁石ホルダー510に支持され、該磁石ホルダー510は、ベアリング520を介して前記軸400に支持される。
【０００５】
以下、このように構成された誘導電動機の動作を説明する。
まず、前記誘導電動機に交流電源が供給されると、コイル210の巻線された固定子200により誘導回転磁界が発生し、該誘導回転磁界により回転磁石500が回転される。次いで、該回転磁石500の回転により強い磁束の誘導回転磁界が発生し、該誘導回転磁界により前記誘導回転子300が回転され、該誘導回転子300に結合された軸400が回転することで回転力を伝達するようになる。
【０００６】
このような誘導電動機は、エアコン、冷蔵庫及び扇風機などの家電製品に多様に適用されるが、現在、このような家電製品は、価格競争力及びエネルギー節約という側面で製造原価及び消費電力を低下すべきであるため、家電製品の動力源となるモータの原価を節減することは勿論で、モータの効率を極大化することが必須的な課題である。
以下、前記誘導電動機の部品中、製造原価及び効率に大きな影響を及ぼす固定子の構造に対して説明する。
【０００７】
図9は前記誘導電動機の固定子を示した縦断面図で、図示されたように、前記誘導電動機の固定子は、固定子本体220と、該固定子本体220に巻線された巻線コイル210と、を含んで構成され、前記固定子本体220は、所定外径及び幅を有する本体部221の内部に誘導回転子300が挿合される回転子挿合穴222が穿孔形成され、該回転子挿合穴222の外周縁の前記本体部221には、所定間隔を有して複数のスロット223がそれぞれ切削形成される。このとき、前記各スロット223は、一方側が前記回転子挿合穴222に連通される開口状に形成され、それら各スロット223間には、所定間隔のスロットピッチ(coil  span)P1が形成される。よって、前記各スロット223間にはそれぞれ歯突出部224が形成され、それら歯突出部224の前記回転子挿合穴222方向の両方端に係合突条225がそれぞれ円周方向に突出形成される。このとき、該係合突条225と一緒に形成された各歯突出部224端の幅は、互いに同じである。
【０００８】
このとき、前記巻線コイル210は、回転磁石500の初期起動時に使用される補助巻線211と、起動した後、それら回転磁石500及び誘導回転子300の出力に使用される主巻線212との二つがある。
且つ、それら主巻線212及び補助券線211は、前記各スロット223の相の条件に応じて歯突出部224の数を分割し、該分割された歯突出部224に巻線されるが、前記主巻線212はスロット223の外側に位置されるように、該当する数の歯突出部224の外側縁部に回線され、前記主巻線212と行き違って、該当する数の歯突出部224の内側縁部に前記補助巻線211がそれぞれ巻線される。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
然るに、このように構成された従来の誘導電動機においては、回転磁石500がない場合は適合しているが、回転磁石500が具備された場合は非効率的であった。即ち、回転磁石500のない誘導電動機では、誘導回転子300の起動時に補助巻線211が使用され、誘導回転子300の正常運転時には主巻線212が使用されるため、主巻線212により出力が大きくなって効果的であるが、回転磁石500が具備された誘導電動機では、補助巻線211及び主巻線212が回転磁石500を初期起動させて出力を発生することに使用されるため、非効率的だけでなく、主巻線212及び補助巻線211のコイルエンドが長くて巻線作業が煩雑であるため、製造原価が上昇するという不都合な点があった。
【００１０】
本発明は、このような従来の課題に鑑みてなされたもので、構造を簡単にして組立作業を容易にすると共に、逆起電力を上昇し得る誘導電動機の固定子を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
このような目的を達成するため、本発明に係る誘導電動機は、固定子本体に形成された複数のスロットに主巻線及び補助巻線が具備された固定子と、該固定子に回転自在に挿合された誘導回転子と、それら固定子と誘導回転子間に回転自在に挿合される回転磁石と、を含んで構成され、前記各スロット間の間隔であるスロットピッチが互いに異なることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
以上説明したように、本発明に係る誘導電動機の固定子は、運転時、主巻線に誘起される逆起電力が増加されて出力が上昇するため、モータの効率を向上し、且つ、主巻線及び補助巻線のコイルエンドが短くなることで、構造が簡単になり、コイルの消耗量を減少されてコイル巻線作業が容易になるため、組立生産性を向上させて製作単価を節減し得るという効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明の実施の形態に対し、図面に基づいて説明する。
図1は本発明に係る誘導電動機の固定子の一実施形態を具備する誘導電動機を示した側断面図で、図2は図1の誘導電動機の縦側面図である。図中、従来と同様な部分には同様な符号を与えた。
【００１４】
図示されたように、前記誘導電動機は、ケーシング100の内部に収納固定された固定子本体610と、該固定子本体610の縁部位に所定間隔を有して切削形成された複数のスロット611に主巻線及び補助巻線が巻線された固定子600と、該固定子600の内部中央に回転自在に挿合された誘導回転子300と、それら固定子600と誘導回転子300間に回転自在に挿合された回転磁石500と、を含んで構成されている。
【００１５】
前記誘導回転子300は、所定径及び幅を有する丸棒体310と、該丸棒体310の縁部に結合された複数の導体バー320と、前記丸棒体310の両方側面に結合されて前記各導体バー320の両方端を連結するエンドリング330と、を含んで構成され、前記丸棒体310の中間には軸400が圧入される軸孔340が穿孔形成される。
【００１６】
前記軸400は、ベアリング410により前記ケーシング100に支持され、前記回転磁石500は、カップ状の磁石ホルダー510に収納されることで、その磁石ホルダー510は、ベアリング520により前記軸400に支承される。
【００１７】
前記固定子600は、図3に示したように、固定子本体610と、該固定子本体610に巻線された主巻線620及び補助巻線630とにより構成されるが、前記補助巻線630は、回転磁石500の起動時に使用され、前記主巻線620は、起動後、前記回転磁石500の正常運転時に使用される。
【００１８】
前記固定子本体610は、所定径及び幅を有する環状の本体部612が形成されて、該本体部612の内部に前記誘導回転子300が挿合される回転子挿合穴613が穿孔形成され、該回転子挿合穴613の内周縁に複数のスロット611が所定間隔を有してそれぞれ切削形成され、それら各スロット611間の間隔であるスロットピッチP2、P3が互いに異なるように切削形成される。
即ち、前記各スロット611は、互いに隣接する二つのスロットピッチP2、P3が互いに異なるように連続形成される。
【００１９】
このとき、互いに隣接する二つのスロットピッチP2、P3を一対のスロットピッチCとすると、それら一対のスロットピッチCが互いに同じ形状及び大きさに連続形成される。且つ、前記一対のスロットピッチCを構成する二つのスロットピッチP2、P3は互いに大きさが異なり、それら一対のスロットピッチCの総ピッチP4は互いに同じである。
前記一対のスロットピッチCを形成する二つのスロットピッチP2、P3の比は、1.5：1又は2.75：1であることが好ましい。
【００２０】
一方、前記固定子本体610に形成された各スロット611の間に各歯突出部614が形成され、それら歯突出部614の端部の幅は互いに異なるように形成される。
即ち、前記歯突出部614は、所定幅及び長さを有する巻線部614aと、該巻線部614aの前記回転子挿合穴613方向の両方端に所定幅及び長さを有してそれぞれ延長形成された端部614bと、から構成され、前記各歯突出部614の端面は、回転子挿合穴613の内周面を形成する。
【００２１】
又、前記各歯突出部614は、互いに隣接する二つの歯突出部614の端部の幅L1、L2が互いに異なり、それら二つの歯突出部614を一対の歯とするが、それら一対の歯の形状及び大きさは互いに同じである。
前記各スロット611の大きさ及び形状は互いに同じで、それら各スロット611間に形成される各歯突出部614の幅及び長さも互いに同じである。
このとき、前記一対の歯を構成する二つの歯突出部の端部の幅L1、L2の比は、1.5：1又は2.75：1であることが好ましい。
【００２２】
前記固定子の各歯突出部614の内、相対的に大きいスロットピッチP2に位置する各歯突出部614に主巻線620がそれぞれ巻線され、相対的に小さなスロットピッチP3に位置する各歯突出部614に各補助巻線630がそれぞれ巻線される。又、前記相対的に大きいスロットピッチP2に位置する各歯突出部614の端部の長さL1は大きく、前記相対的に小さいスロットピッチP3に位置する各歯突出部614の端部の長さL2は相対的に小さい。
【００２３】
このように巻線された主巻線620及び補助巻線630は、固定子本体610の内周縁に交互に形成されるため、前記各主巻線620及び補助巻線630のコイルエンドの長さは、従来に比べて相対的に小さくなる。
一方、前記固定子本体610は、複数のケイ素鋼板が積層されて形成される。
【００２４】
以下、本発明に係る誘導電動機の固定子の動作に対し説明する。
まず、前記誘導電動機は、常用電源の交流電源が供給されると、固定子600から補助巻線630及び主巻線620に流れる電流により誘導回転磁界が発生し、該誘導回転磁界により回転磁石500が回転される。次いで、該回転磁石500から強い磁束の誘導回転磁界が発生し、該誘導回転磁界により前記誘導回転子300が回転され、それに結合された軸400が回転することで、補助巻線630は回転磁石500の初期起動の役割をし、主巻線620は回転磁石500及び誘導回転子300の出力を発生する役割をする。
【００２５】
このとき、前記誘導電動機の固定子600は、主巻線620及び補助巻線630が位置するスロットピッチP2、P3が異なるため、主巻線620が巻線された歯突出部614の端部の幅L1は、補助巻線630が巻線された歯突出部614の端部の幅L2より相対的に大きくなり、主巻線620により誘起される逆起電力の大きさは増大する。即ち、従来は、誘導回転子300及び回転磁石500が挿合された固定子の回転子挿合穴222の内周面の各歯突出部224の端部の幅が同じに形成され、主巻線212に誘起される逆起電力の大きさが相対的に小さかったが、本発明では、固定子の回転子挿合穴613の内周面を形成する各歯突出部614の端部の幅L1、L2が互いに異なるため、主巻線620が巻線される各歯突出部614の端部の幅L1は、補助巻線630が巻線される歯突出部614の端部の幅L2より相対的に大きくなることで、主巻線620に誘起される逆起電力の大きさが相対的に増大する。
【００２６】
図4は従来の均等なスロットピッチを有する固定子の逆起電力(back-emf.)を示した波形図で、図5は本発明のスロットピッチの比が1.5：1の場合の固定子の逆起電力(back-emf.)を示した波形図で、図6は本発明のスロットピッチの比が2.75：1の場合の固定子の逆起電力(back-emf.)を示した波形図である。
【００２７】
図示されるように、各スロットピッチが同じであるとき、主巻線及び補助巻線に表れる電圧の幅が同様である反面、スロットピッチが異なると、主巻線に表れる電圧の幅が補助巻線に表れる電圧の幅より相対的に大きくなり、出力が増加されることが分かる。
【００２８】
本発明に係る誘導電動機の固定子600は、各スロット611間の距離であるスロットピッチP2、P3を互いに異なるように形成し、相対的に大きいスロットピッチに位置する各歯突出部614に主巻線620がそれぞれ巻線され、相対的に小さいスロットピッチに位置する各歯突出部614に補助巻線630がそれぞれ巻線されるため、各主巻線620及び補助巻線630のコイルエンドが短くなることで、構造が簡単になる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明に係る誘導電動機の固定子が装着された誘導電動機を示した側断面図である。
【図２】図1の誘導電動機を示した縦断面図である。
【図３】本発明に係る誘導電動機の固定子を示した正面図である。
【図４】従来の均等なスロットピッチを有する誘導電動機の固定子の逆起電力(back-emf.)を示した波形図である。
【図５】本発明に係る誘導電動機の固定子のスロットピッチの比が1.5：1の場合の逆起電力(back-emf.)を示した波形図である。
【図６】本発明に係る誘導電動機の固定子のスロットピッチの比が2.75：1の場合の逆起電力(back-emf.)を示した波形図である。
【図７】従来誘導電動機を示した側断面図である。
【図８】図7の縦断面図である。
【図９】図7の固定子を示した縦断面図である。
【符号の説明】
【００３０】
300…誘導回転子
500…回転磁石
600…固定子
610…固定子本体
611…スロット
614…歯突出部
620…主巻線
630…補助巻線
P2、P3…スロットピッチ
【図１】
2005110483.tif 000003
【図２】
2005110483.tif 000004
【図３】
2005110483.tif 000005
【図４】
2005110483.tif 000006
【図５】
2005110483.tif 000007
【図６】
2005110483.tif 000008
【図７】
2005110483.tif 000009
【図８】
2005110483.tif 000010
【図９】
2005110483.tif 000011