(57)【要約】【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】固定子鉄芯２を、スロット数と同数で主に歯部を形成する分割鉄芯体ａ４と、この分割鉄芯体ａ４およびスロット１の外周側で磁路となり非分割で環状の継鉄部または複数に分割した継鉄部を形成する分割鉄芯体ｂ６とに分割するとともに、分割鉄芯体ａ４を電磁鋼板を打抜き・積層して形成した分割鉄芯体ａ４と、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とを、接着、または溶接または単なる機械的組立またはこれらを組合せた方法などにより合体してなる構成とする。【選択図】図１
2007116872.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
固定子鉄芯を、
スロット数と同数で主に歯部を形成する分割鉄芯体ａと、
この分割鉄芯体ａおよびスロットの外周側で磁路となり非分割で環状の継鉄部または複数に分割した継鉄部を形成する分割鉄芯体ｂとに分割するとともに、
分割鉄芯体ａは、電磁鋼板を打抜き・積層して形成し、
分割鉄芯体ｂは、磁性粉末を所定の形状に成型した形状自由度の高い圧粉磁心で形成し、
分割鉄芯体ａと分割鉄芯体ｂとは、接着、溶接、単なる機械的組立またはこれらを組合せた方法などにより合体してなる
構成のコンデンサ電動機。
【請求項２】
分割鉄芯体ｂの軸方向厚を歯部の巻線を装着または巻装する部分よりも長く設けた固定子鉄芯を有する請求項１記載のコンデンサ電動機。
【請求項３】
固定子鉄芯の積層鉄芯体で形成した分割鉄芯体ａの、スロットを構成する側面を除く部分の表面および裏面において、Ａ相巻線およびＢ相巻線を装着または直巻巻装する部分を除き圧粉磁心または積層電磁鋼板からなる分割鉄芯体ｃを付加することで、これらの巻線を装着または直巻巻装する部分に比較し磁路面積（断面積）を拡大しながら、前記巻線の周長は拡大しない構成とした固定子鉄芯を有する請求項１または２記載のコンデンサ電動機。
【請求項４】
固定子鉄芯の軸方向厚の最長部とほぼ同寸の軸方向厚の長さの鉄芯を積層した回転子鉄芯を有する構成の請求項１〜３いずれかに記載のコンデンサ電動機。
【請求項５】
固定子鉄芯を形成する歯部の回転子対向面の軸方向厚の長さとほぼ同寸の軸方向厚の長さの鉄芯を積層した回転子鉄芯を有する構成の請求項１〜３いずれかに記載のコンデンサ電動機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、スロット数と同数以上に分離・分割して構成するとともに、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に関する。
【背景技術】
【０００２】
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）。
【０００３】
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。
【０００４】
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。
【０００５】
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）。
【０００６】
以下、その電動機の構成について図１７を参照しながら説明する。
【０００７】
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。
【０００８】
また、図１８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、一般的に各部の寸法、例えば歯部の幅寸法Ｋは積層電磁鋼板で構成した場合に比較し、大きくとる構成であった。
【特許文献１】特開平０９−２１５２３０号公報
【特許文献１】特開２００４−２０１４８３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
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。
【００１０】
本発明はこのような従来の課題を解決するものであり、固定子鉄芯を分割してなる歯部は電磁鋼板を打抜き・積層した積層鉄芯体で構成し、残りの部分を磁性粉末の圧粉磁心で構成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を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明のコンデンサ電動機は、上記目的を達成するために、固定子鉄芯を、スロット数と同数で主に歯部を形成する分割鉄芯体ａと、この分割鉄芯体ａおよびスロットの外周側で磁路となり非分割で環状の継鉄部または複数に分割した継鉄部を形成する分割鉄芯体ｂとに分割するとともに、電磁鋼板を打抜き・積層して形成した分割鉄芯体ａと、磁性粉末を所定の形状に成型した形状自由度の高い圧粉磁心で形成した分割鉄芯体ｂとを、接着、または溶接または単なる機械的組立またはこれらを組合せた方法などにより合体してなる構成としたものである。
【００１２】
この手段により、巻線を巻装する歯部の断面積増大とともに巻線周長の増大を防止し、電動機効率を向上することのできるコンデンサ電動機を提供することができる。
【００１３】
また他の手段は、分割鉄芯体ｂの軸方向厚を歯部の巻線を装着または巻装する部分よりも長く設けた固定子鉄芯を有する構成としたものである。
【００１４】
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、同時に固定子鉄芯外径を広げることなく、継鉄部の磁路断面積を拡大することで磁束密度を低減し、電動機効率を向上することのできるコンデンサ電動機を提供することができる。
【００１５】
また他の手段は、固定子鉄芯の積層鉄芯体で形成した分割鉄芯体ａの、スロットを構成する側面を除く部分の表面および裏面において、Ａ相巻線およびＢ相巻線を装着または直巻巻装する部分を除き圧粉磁心または積層電磁鋼板からなる分割鉄芯体ｃを付加することで、これらの巻線を装着または直巻巻装する部分に比較し磁路面積（断面積）を拡大しながら、前記巻線の周長は拡大しない構成としたものである。
【００１６】
この手段により、巻線を巻装しない部分の磁路断面積を磁束密度を削減することで全磁路の平均磁束密度を低減し、電動機効率を向上することのできるコンデンサ電動機を提供することができる。
【００１７】
また他の手段は、圧粉磁心を含めた固定子鉄芯の軸方向厚の最長部とほぼ同寸の軸方向厚の長さの鉄芯を積層した回転子鉄芯を有する構成としたものである。
【００１８】
この手段により、回転子鉄芯部分の磁路における磁束密度を低減し、電動機効率を向上することのできるコンデンサ電動機を提供することができる。
【００１９】
また他の手段は、固定子鉄芯を形成する歯部の回転子対向面の軸方向厚の長さとほぼ同寸の軸方向厚の長さの鉄芯を積層した回転子鉄芯を有する構成としたものである。
【００２０】
この手段により、回転子鉄芯部分の磁路における磁束密度の低減、および回転子鉄芯と固定子鉄芯の間の空隙部分における磁束密度を低減し、電動機効率を向上することのできるコンデンサ電動機を提供することができる。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、巻線を巻装する歯部の断面積増大とともに巻線周長の増大を防止し、電動機効率を向上することのできるコンデンサ電動機を提供できる。
【００２２】
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、同時に固定子鉄芯外径を広げることなく、継鉄部の磁路断面積を拡大することで磁束密度を低減し、電動機効率を向上することのできるコンデンサ電動機を提供できる。
【００２３】
また、巻線を巻装しない部分の磁路断面積を磁束密度を削減することで全磁路の平均磁束密度を低減し、電動機効率を向上することのできるコンデンサ電動機を提供できる。
【００２４】
また、回転子鉄芯部分の磁路における磁束密度を低減し、電動機効率を向上することのできるコンデンサ電動機を提供できる。
【００２５】
また、回転子鉄芯部分の磁路における磁束密度の低減、および回転子鉄芯と固定子鉄芯の間の空隙部分における磁束密度を低減し、電動機効率を向上することのできるコンデンサ電動機を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
本発明の請求項１に記載のコンデンサ電動機は、固定子鉄芯を、スロット数と同数で主に歯部を形成する分割鉄芯体ａと、この分割鉄芯体ａおよびスロットの外周側で磁路となり非分割で環状の継鉄部または複数に分割した継鉄部を形成する分割鉄芯体ｂとに分割するとともに、電磁鋼板を打抜き・積層して形成した分割鉄芯体ａと、磁性粉末を所定の形状に成型した形状自由度の高い圧粉磁心で形成した分割鉄芯体ｂとを、接着、または溶接または単なる機械的組立またはこれらを組合せた方法などにより合体してなる構成としたものであり、巻線を巻装する歯部の断面積増大とともに巻線周長の増大を防止し、電動機効率を向上することができる。
【００２７】
また、本発明の請求項２に記載のコンデンサ電動機は、分割鉄芯体ｂの軸方向厚を歯部の巻線を装着または巻装する部分よりも長く設けた固定子鉄芯を有する構成としたものであり、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、同時に固定子鉄芯外径を広げることなく、継鉄部の磁路断面積を拡大することで磁束密度を低減し、電動機効率を向上することができる。
【００２８】
また、本発明の請求項３に記載のコンデンサ電動機は、固定子鉄芯の積層鉄芯体で形成した分割鉄芯体ａの、スロットを構成する側面を除く部分の表面および裏面において、Ａ相巻線およびＢ相巻線を装着または直巻巻装する部分を除き圧粉磁心または積層電磁鋼板からなる分割鉄芯体ｃを付加することで、これらの巻線を装着または直巻巻装する部分に比較し磁路面積（断面積）を拡大しながら、前記巻線の周長は拡大しない構成としたものであり、巻線を巻装しない部分の磁路断面積を磁束密度を削減することで全磁路の平均磁束密度を低減し、電動機効率を向上することができる。
【００２９】
また、本発明の請求項４に記載のコンデンサ電動機は、圧粉磁心を含めた固定子鉄芯の軸方向厚の最長部とほぼ同寸の軸方向厚の長さの鉄芯を積層した回転子鉄芯を有する構成としたものであり、回転子鉄芯部分の磁路における磁束密度を低減し、電動機効率を向上することができる。
【００３０】
また、本発明の請求項５に記載のコンデンサ電送機は、固定子鉄芯を形成する歯部の回転子対向面の軸方向厚の長さとほぼ同寸の軸方向厚の長さの鉄芯を積層した回転子鉄芯を有する構成としたものであり、回転子鉄芯部分の磁路における磁束密度の低減、および回転子鉄芯と固定子鉄芯の間の空隙部分における磁束密度を低減し、電動機効率を向上することができる。
【００３１】
（実施の形態１）
図１〜図１０に示すように、本発明のコンデンサ電動機は、８個のスロット１を有する固定子鉄芯２は各々主に歯部３を形成する分割鉄芯体ａ４が８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として磁路を形成する分割鉄芯体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、環状に配列される。分割鉄芯体ｂ６は、外周部に配置され、磁性粉末を所定の形状に成型した圧粉磁心で形成する。分割鉄芯体ａ４と分割鉄芯体ｂ６とは、接着、または溶接または単なる機械的組立またはこれらを組合せた方法などにより合体することで固定子１０が構成される。
【００３２】
また、図６〜図９に示すように、分割鉄芯体ｂ６は、電磁鋼板を打抜き・積層した分割鉄芯体ａ４の外周側で磁路を形成する継鉄部５の一部または全部を含む形状とし、その他の継鉄部５を磁性粉末を所定の形状に成型し、圧粉磁心で形成した構成である。
【００３３】
また、図６〜図７に示すように、分割鉄芯体ａ４は、周方向の両側に凹部１１を有する形状とすることで分割鉄芯体ｂ６に設けられた凸部１２と合体される構成である。
【００３４】
また、図５、図７は各々図４、図６の分割鉄芯体ｂ６を複数に分割した構成としたものである。
【００３５】
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よい。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し電動機効率が向上する。
【００３６】
また、圧入嵌合だけで分割鉄芯体ａ４と分割鉄芯体ｂ６の合体、組立ができる。
【００３７】
また、磁性粉末で構成した分割鉄芯体ｂ６の成型用金型の小型化が可能となる。
【００３８】
なお、本実施の形態において、固定子鉄芯のスロット数は８個としたが、いくつでもよく、また、各相巻線と固定子鉄芯との絶縁は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。
【００３９】
（実施の形態２）
第２の実施の形態について図１１〜図１３を用いて説明する。実施の形態１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。
【００４０】
図１１、図１２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ｂ６Ａの軸方向厚Ｎを、電磁鋼板を打抜き・積層した分割鉄芯体ａ４の歯部３、すなわち巻線を装着または巻装する部分の軸方向厚Ｌよりも長く設けた点である。また、前記固定子鉄芯２の内径部には同軸で回転自在に保持され、前記分割鉄芯体ｂ６Ａと軸方向厚を同寸に設けた回転子鉄芯１３を有する回転子１４が配置される。
【００４１】
上記構成において、固定子鉄芯２の外周部で継鉄部５Ａとしての磁路を形成し、磁性粉末を所定の形状に成型した圧粉磁心で形成した形状自由度の高い分割鉄芯体ｂ６Ａの軸方向長さＮは、電磁鋼板を打抜き・積層して形成されＡ相巻線８またはＢ相巻線９が装着または巻装された分割鉄芯体ａ４の歯部３の軸方向長さＬより長く構成することで、継鉄部５Ａとしての分割鉄芯体ｂ６Ａの磁路断面積を増大し、また磁束密度を低減し、電動機効率を向上することができる。
【００４２】
また、図１３に示すように、分割鉄芯体ｂ６Ａを軸方向寸法Ｑをさらに長く構成することで、逆にこの分割鉄芯体ｂ６Ａの外径寸法を縮小することができ、固定子鉄芯２Ａまたは固定子１０Ａの外径寸法を縮小し、電動機の総外径の小径化が可能となる。
【００４３】
また、回転子鉄芯１３部分の磁路における磁束密度を低減し電動機効率を向上できる。
【００４４】
（実施の形態３）
第３の実施の形態について図１４〜図１５を用いて説明する。実施の形態１、２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。
【００４５】
図１４〜図１５に示すように、実施の形態１、実施の形態２と異なるところは、実施の形態２の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の軸方向厚を、電磁鋼板を打抜き・積層した分割鉄芯体ａ４の歯部３、すなわち巻線を装着または巻装する部分の軸方向厚よりも長く設けて形成した構成としたことに加え、各分割鉄芯体ａ４外周側の軸方向の表裏面、同内周側先端部分の軸方向の表裏面など、前記分割鉄芯体ａ４の巻線を装着または巻装して無い部分に対しても磁性粉末を所定の形状に成型した圧粉磁心で形成した形状自由度の高い分割鉄芯体ｃ１５を付加した構成とした点である。
【００４６】
前記固定子鉄芯２の内径部には、同軸で回転自在に保持された回転子鉄芯１３を有する回転子１１が配置される。分割鉄芯体ａ４は、磁性粉末を所定の形状に成型した圧粉磁心または積層電磁鋼板で形成した分割鉄芯体ｃ１５を付加してある。この分割鉄芯体ｃ１５を付加した分割鉄芯体ａ４の軸方向厚Ｎと回転子鉄芯１３の軸方向厚（Ｏ、Ｐ）は、同寸に設ける。
【００４７】
上記構成において、各分割鉄芯体ａ４外周側の軸方向の表裏面、同内周側先端部分の軸方向の表裏面など、巻線を装着または巻装して無い部分に対して付加した磁性粉末を所定の形状に成型した圧粉磁心の分割鉄芯体ｃ１５は、磁路の磁束密度を低減する効果があり、電動機効率を向上することができる。
【００４８】
また、回転子鉄芯１３部分の磁路における磁束密度、および回転子鉄芯１３と固定子鉄芯２との間の空隙１６（図示せず）部分における磁束密度を低減し電動機効率を向上できる。
【００４９】
なお、以上の実施の形態では、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い。また、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。
【産業上の利用可能性】
【００５０】
本発明にかかるコンデンサ電動機は、電動機効率の向上および電動機の小型化が可能であり、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。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】本発明の実施の形態１のコンデンサ電動機の固定子鉄芯を示す斜視図
【図２】同コンデンサ電動機の固定子を示す部分断面図
【図３】同コンデンサ電動機の固定子のＸ１−Ｘ２断面図
【図４】同コンデンサ電動機の固定子鉄芯を示す正面図
【図５】同コンデンサ電動機の固定子の分割鉄芯体ｂをさらに分割して構成した固定子鉄芯を示す正面図
【図６】同コンデンサ電動機の分割鉄芯体ａの凹部と分割鉄芯体ｂの凸部を嵌合して構成した固定子鉄芯を示す正面図
【図７】同コンデンサ電動機の分割鉄芯体ａの凹部と分割鉄芯体ｂの凸部を嵌合して構成し固定子鉄芯ｂをさらに分割した構成の固定子鉄芯を示す正面図
【図８】同コンデンサ電動機の異なる分割構造の分割鉄芯体ａと分割鉄芯体ｂからなる固定子鉄芯を示す正面図
【図９】同コンデンサ電動機の異なる分割構造の分割鉄芯体ａと分割鉄芯体ｂからなる固定子鉄芯を示す正面図
【図１０】同コンデンサ電動機の固定子を周方向に分割した状態を示す断面図
【図１１】本発明の実施の形態２の同コンデンサ電動機の固定子鉄芯を示す斜視図
【図１２】同コンデンサ電動機の固定子と回転子を径方向に分割した状態を示す半断面図
【図１３】同コンデンサ電動機の固定子を径方向に分割した状態を示す半断面図
【図１４】本発明の実施の形態３の同コンデンサ電動機の固定子と回転子を径方向に分割した状態を示す半断面図
【図１５】同コンデンサ電動機の固定子と回転子を径方向に分割した状態を示す半断面図
【図１６】従来のコンデンサ電動機の固定子を示す平面図
【図１７】同別のコンデンサ電動機の固定子鉄芯を示す斜視図
【図１８】同別のコンデンサ電動機の固定子鉄芯を示す平面図
【符号の説明】
【００５２】
１      スロット
２      固定子鉄芯
２Ａ    固定子鉄芯
３      歯部
４      分割鉄芯体ａ
５      継鉄部
５Ａ    継鉄部
６      分割鉄芯体ｂ
６Ａ    分割鉄芯体ｂ
７      絶縁ボビン
８      Ａ相巻線
９      Ｂ相巻線
１０    固定子
１１    凹部
１２    凸部
１２Ａ  凸部
１３    回転子鉄芯
１４    回転子
１５    分割鉄芯体ｃ
１６    空隙
【図１】
2007116872.tif 000003
【図２】
2007116872.tif 000004
【図３】
2007116872.tif 000005
【図４】
2007116872.tif 000006
【図５】
2007116872.tif 000007
【図６】
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【図７】
2007116872.tif 000009
【図８】
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【図９】
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【図１０】
2007116872.tif 000012
【図１１】
2007116872.tif 000013
【図１２】
2007116872.tif 000014
【図１３】
2007116872.tif 000015
【図１４】
2007116872.tif 000016
【図１５】
2007116872.tif 000017
【図１６】
2007116872.tif 000018
【図１７】
2007116872.tif 000019
【図１８】
2007116872.tif 000020