(57)【要約】【課題】巻線工程が簡易な集中巻巻線方式であって、極性の切換わりを滑らかにでき、ロータの回転ムラをおさえ、トルク低下防止、低振動、低騒音である安価な誘導電動機を提供することを目的とする。【解決手段】ロータ３とエアを介してステータ１が位置しているが、この間のエアギャップを均一にせず、不均一に設定されている。基本となるエアギャップをＡ寸法とした場合、このＡ寸法に対して、主極側コア、補極側コアの両端になるにしたがって、滑らかにエアギャップＢが広がるように設定されている。設定値としては、Ｂ寸法は望ましくはＡ寸法に対して２〜３倍にする。【選択図】図３
2005057897.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ステータコアの互いに隣接する主極側と補極側の一部がロータと不均一なエアギャップに設定された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、例えば電気ポンプ用として好適なトルクが大きく且つ回転の滑らかな誘導電動機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来電気ポンプにおいては、その駆動源として誘導電動機が広く使用されてきた。その中でも巻線方式が分布巻といわれるかご形構造型が主流である。しかし、この構造は組立工数がかかる。その大部分は巻線加工工程である（例えば特許文献１参照）。
【０００３】
そこで、巻線方式が集中巻といわれる構造のものがある。図７は従来の誘導電動機の縦断面図、図８は従来の誘導電動機の横断面図、図９は従来の誘導電動機の回路図である。図７、図８において１はステータ、シャフト２を中心に回転するロータ３、シャフト２を支持し、且つ自在に回転可能にする負荷側ベアリング４ａ、反負荷側ベアリング４ｂ、およびステータを介して負荷側ベアリング４ａ、反負荷側ベアリング４ｂを保持する外郭部品である負荷側モータカバー５ａ、反負荷側モータカバー５ｂで構成されている。
【０００４】
またステータ１は、主極側ボビン６に主極側巻線７が巻かれ、積層電磁鋼鈑で構成されたステータ主極側内コア１５に挿入されており、補極側ボビン９に補極側巻線１０が巻かれ、積層電磁鋼鈑で構成されたステータ補極側内コア１６に挿入され、それぞれ積層電磁鋼鈑で構成されたステータ外コア１２に圧入接合されている。ロータ３は積層電磁鋼鈑で構成され、スロット１３と呼ばれる穴があり、その中を導電体としてアルミ１４が充填、アルミダイカストで一体成形してあり、シャフト２に圧入接合されている。図９は誘導電動機の回路図の一例であり、コンデンサは常時誘導電動機に接続している。
【０００５】
次に動作原理を説明する。図９において電源電圧を投入すると、コンデンサを有するため、補極側巻線１０に電流が電気的位相が９０°早く主極側巻線７より流れる。これによりステータ補極側内コア１６に磁束が発生する。次に遅れて主極側巻線７に電流が流れ、ステータ主極側内コア１５に磁束が発生する。ステータ補極側内コア１６に発生した磁束はロータ３を通過し、磁界をつくる。その後、ステータ主極側内コア１５に発生した磁束もロータ３を通過するため、磁界を作る。これによりトルクを発生させ回転する。この交番磁界によりロータ３を回転させている。
【０００６】
ところで、誘導電動機のロータ３を滑らかに回転させるには、ある時刻におけるステータ１とロータ３間の磁束密度分布を、ステータ１の内周部に沿って滑らかにｓｉｎカーブを描くようにするのが理想的である。実際にはステータ１の極数を増加するとともに、巻線の分布巻を行うことにより、ステータ１の内周に沿ってできるだけ滑らかな磁束密度分布を得るようにするのが分布巻巻線方式である。
【０００７】
一方、集中巻巻線方式は主極側コアと補極側コアに巻線が集中して巻かれているため、図４の従来の誘導電動機の磁束密度分布図において実線に示すように、磁束密度分布が極性の切換わりが急激であるため局部的にムラができ、ロータに回転ムラを与え、これがトルクの低下、振動、騒音の原因の一つとなっている。
【特許文献１】特開平２−７８５８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
誘導電動機において巻線工程が簡易な集中巻巻線方式は、磁束密度分布の局部的なムラ
から極性の切換わりが急激であるため、ロータに回転ムラを生じ、トルク低下、振動大、騒音大を引起す一つの要因であった。
【０００９】
本発明は以上の問題点を解消するものであり、巻線工程が簡易な集中巻巻線方式であって、極性の切換わりを滑らかにでき、ロータの回転ムラをおさえ、トルク低下防止、低振動、低騒音である安価な誘導電動機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】
【００１０】
このために本発明の誘導電動機は、ステータコアの互いに隣接する主極側と補極側の一部がロータと不均一なエアギャップに設定された構成とする。
【００１１】
本発明によれば、巻線工程の簡易な集中巻巻線方式であって、極性の切換わりを滑らかにでき、ロータの回転ムラをおさえ、トルク低下防止、低振動、低騒音であり、またコスト的にも安価な誘導電動機を提供することができる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の誘導電動機は、ステータコアの互いに隣接する主極側と補極側の一部がロータと不均一なエアギャップに設定されたものであり、ステータコアの互いに隣接する主極側と補極側の一部がロータと不均一なエアギャップに設定しているため、ロータの回転ムラの原因となる極性の急激な切換わりを滑らかにできるため、回転ムラを小さくでき、トルク低下の防止、低振動、低騒音を実現できる。
【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を図面を参照して説明する。図１は本発明の一実施の形態における誘導電動機の縦断面図、図２は本発明の一実施の形態における誘導電動機の横断面図である。
【００１４】
図１において、１はステータ、シャフト２を中心に回転するロータ３、またシャフト２を支持し、且つ自在に回転可能にする負荷側ベアリング４ａ、反負荷側ベアリング４ｂ、およびステータ１を介して負荷側ベアリング４ａ、反負荷側ベアリング４ｂを保持する外郭部品である負荷側モータカバー５ａ、反負荷側モータカバー５ｂで構成されている。
【００１５】
また図２においてステータ１は、主極側ボビン６に主極側巻線７が巻かれ、積層電磁鋼鈑で構成されたステータ主極側内コア８に挿入されており、補極側ボビン９に補極側巻線１０が巻かれ、積層電磁鋼鈑で構成されたステータ補極側内コア１１に挿入され、それぞれ積層電磁鋼鈑で構成されたステータ外コア１２に圧入接合されている。ロータ３は積層電磁鋼鈑で構成され、スロット１３と呼ばれる穴があり、その中を導電体としてアルミ１４が充填、アルミダイカストで一体成形してあり、シャフト２に圧入接合されている。
【００１６】
本実施の形態の誘導電動機はステータに特徴を有している。図３においてその一例を示す。図３は本発明の一実施の形態における誘導電動機の横断面拡大図である。ロータ３とエアを介してステータ１が位置しているが、この間のエアギャップを均一にせず、不均一に設定されている。基本となるエアギャップをＡ寸法とした場合、このＡ寸法に対して、主極側コア、補極側コアの両端になるにしたがって、滑らかにエアギャップＢが広がるように設定されている。設定値としては、Ｂ寸法は望ましくはＡ寸法に対して２〜３倍にするのが、効果的である。
【００１７】
図９は本発明の一実施の形態における誘導電動機の回路図である。コンデンサは常時、誘導電動機に接続している。次に動作原理を説明する。図９において電源電圧を投入すると、コンデンサを有するため、補極側巻線１０に電流が電気的位相が９０°早く主極側巻
線７より流れる。これにより補極側ステータコア１１に磁束が発生する。次に遅れて主極側巻線７に電流が流れ、主極側ステータコア８に磁束が発生する。補極側ステータコア１１に発生した磁束はロータ３を通過し、磁界をつくる。その後、主極側ステータコア８に発生した磁束もロータ３を通過するため、磁界を作る。これにより図６に示す矢印方向にトルクを発生させ回転する。この交番磁界によりロータ３を回転させている。
【００１８】
図４は本発明の一実施の形態における誘導電動機の磁束密度分布図、図５は本発明の一実施の形態における誘導電動機の磁束密度測定位置図、図６は本発明の一実施の形態における磁束の発生概略図である。回転時のある時の磁束密度分布を図４の破線に示す。また測定位置を図５に示す。
【００１９】
図４において、Ｂ部はＮ極とＳ極の磁極が切換わるポイントである。図５に示すＢのところであり、磁束の向きが逆になり磁極の急激な変化が回転ムラを起こし、特性を低下する原因となっている。これに対し、本発明の磁束密度分布曲線は、主極側コアと補極側コアの両端にかけて滑らかにエアギャップを広げているため、両端にかけて発生する磁束が弱くなるため、磁極の変化も滑らかになり、回転ムラの発生を改善できる。
【００２０】
一方、図４のＣ部は磁極が同極で磁極を強めあうところであるが、主極側コアと補極側コアの両端にかけ滑らかにエアギャップを広げているため、両端にかけて発生する磁束が弱くなるため、一方向に引っ張られる力も弱くなり、回転ムラの発生を改善できる。
【産業上の利用可能性】
【００２１】
以上のように本発明は、ステータコアの互いに隣接する主極側と補極側の一部がロータと不均一なエアギャップに設定しているので、ロータの回転ムラの原因となる極性の急激な切換わりを滑らかにできるため、回転ムラを小さくでき、トルク低下の防止、低振動、低騒音を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の一実施の形態における誘導電動機の縦断面図
【図２】本発明の一実施の形態における誘導電動機の横断面図
【図３】本発明の一実施の形態における誘導電動機の横断面拡大図
【図４】本発明の一実施の形態及び従来の誘導電動機の磁束密度分布図
【図５】本発明の一実施の形態における誘導電動機の磁束密度測定位置図
【図６】本発明の一実施の形態における磁束の発生概略図
【図７】従来の誘導電動機の縦断面図
【図８】従来の誘導電動機の横断面図
【図９】本発明の一実施の形態及び従来の誘導電動機の回路図
【符号の説明】
【００２３】
１    ステータ
２    シャフト
３    ロータ
【図１】
2005057897.tif 000003
【図２】
2005057897.tif 000004
【図３】
2005057897.tif 000005
【図４】
2005057897.tif 000006
【図５】
2005057897.tif 000007
【図６】
2005057897.tif 000008
【図７】
2005057897.tif 000009
【図８】
2005057897.tif 000010
【図９】
2005057897.tif 000011