(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
駆動軸と、
前記駆動軸が中心を貫通し、フレームに固定され、かつ複数の固定子スロットが形成される固定子鉄心と、
前記固定子スロットに巻線され、回転磁界を形成するコイルと、
前記固定子鉄心の外側に該固定子鉄心と所定の空隙を維持するように備えられる回転子ハウジングであって、該回転子ハウジングの底面の中心部を介して前記駆動軸が結合される回転子ハウジングと、
前記回転子ハウジングの内周面に結合され、前記コイルの回転磁界によってトルクを発生する回転子導体と、
前記回転子ハウジングの内側面に沿って前記回転子導体を支持するための支持端と、
前記回転子ハウジングの内部に吸入される空気及び排出される空気の干渉を防止するために、前記支持端の下部に形成される第２通風口と、
前記回転子ハウジングの回転時に外部空気が強制的に吸入され、前記コイルが冷却されるように、前記回転子ハウジングの上端に所定の間隔をおいて設けられる複数の上部ブレードと、
を含むアウタロータ型誘導電動機。
【請求項２】
前記上部ブレードは前記駆動軸を中心に半径方向と平行に設けられる請求項１に記載のアウタロータ型誘導電動機。
【請求項３】
前記上部ブレードは駆動軸を中心に半径方向から一定の角度だけ傾斜して設けられる請求項１に記載のアウタロータ型誘導電動機。
【請求項４】
前記回転子ハウジングの底面に複数の第１通風口が形成され、前記回転子ハウジングの回転時に前記第１通風口を通って外部空気が強制的に吸入されるように、前記第１通風口の一方側に下部ブレードが設けられる請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載のアウタロータ型誘導電動機。
【請求項５】
前記回転子ハウジングの上端と底面との間に空気が排出される複数の第２通風口が形成される請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載のアウタロータ型誘導電動機。
【請求項６】
駆動軸と、
前記駆動軸が中心を貫通し、フレームに固定される固定子鉄心と、
前記固定子鉄心に前記駆動軸と平行に形成され、前記駆動軸側に凹まれた深さが差を有する複数の固定子スロットと、
前記固定子スロットに分布巻で直接に巻線される主巻線と補助巻線とから構成され、回転磁界を形成するコイルと、
前記固定子鉄心の外側に該固定子鉄心と所定の空隙を維持するように備えられる回転子ハウジングであって、該回転子ハウジングの底面の中心部を通じて前記駆動軸が結合される回転子ハウジングと、
前記回転子ハウジングの内周面に結合され、前記コイルの回転磁界によってトルクを発生する回転子導体と、
前記回転子ハウジングの内側面に沿って前記回転子導体を支持するための支持端と、
前記回転子ハウジングの内部に吸入される空気及び排出される空気の干渉を防止するために、前記支持端の下部に形成される第２通風口と、
を含むアウタロータ型誘導電動機。
【請求項７】
前記固定子スロットは、
前記主巻線のみを巻線する場合と、前記補助巻線のみを巻線する場合と、前記主巻線と前記補助巻線とを共通に巻線する場合と、にそれぞれ対応する深さが異なる３種類のスロットからなる請求項６に記載のアウタロータ型誘導電動機。
【請求項８】
前記回転子ハウジングの回転時に外部空気が強制的に吸入され、前記コイルが冷却されるように、前記回転子ハウジングの上端に所定の間隔をおいて設けられる多数の上部ブレードを含む請求項６に記載のアウタロータ型誘導電動機。
【請求項９】
前記固定子スロットは、
前記主巻線のみを巻線する場合と、前記補助巻線のみを巻線する場合と、前記主巻線と前記補助巻線とを共通に巻線する場合と、にそれぞれ対応する深さが異なる３種類のスロットからなる請求項８に記載のアウタロータ型誘導電動機。
【請求項１０】
前記回転子ハウジングの底面に複数の第１通風口が形成され、前記回転子ハウジングの回転時に前記第１通風口を介して外部空気が強制的に吸入されるように、前記第１通風口の一方側に下部ブレードが設けられる請求項８又は請求項９に記載のアウタロータ型誘導電動機。
【請求項１１】
前記回転子ハウジングの上端と底面との間に空気が排出される複数の第２通風口が形成される請求項８ないし請求項１０のいずれか１項に記載のアウタロータ型誘導電動機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は誘導電動機に関し、特に固定子の外側に回転子が存在するアウタロータ型誘導電動機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、電動機とは、電気的なエネルギーを機械的なエネルギーに変換させ、回転動力を得る機械であって、大きく交流電動機と直流電動機とに区別され、誘導電動機は交流電動機の一種である。
【０００３】
かかる誘導電動機は固定子と回転子の相対位置によってインナロータ型誘導電動機と、アウタロータ型誘導電動機とに更に分類される。インナロータ型誘導電動機は一般に洗濯機などに広く適用される誘導電動機であって、固定子の内部に回転子が備えられる形態のものである。
【０００４】
しかしながら、インナロータ型誘導電動機は、回転子が固定子の内部で回転するので、回転子の半径が制限され、同一体積当たりのトルクの発生が低減すると共に、内部空間の活用性が低下するという短所があった。
従って、最近、回転子が固定子の外側に備えられて同一体積でトルクを増大させ、固定子の内部空間を他の用途として活用できる誘導電動機が提示されている。かかる誘導電動機をアウタロータ型誘導電動機と称する。
【０００５】
以下、アウタロータ型誘導電動機の一般的な構造に対して簡単に説明する。
【０００６】
図１は一般的なアウタロータ型誘導電動機の構造を概略的に示す断面図である。
図１に示すように、このアウタロータ型誘導電動機は、中心を貫通して駆動軸６０が結合される磁性体の回転子ハウジング１０と、その回転子ハウジング１０の内周面に備えられ、一つの連結された回路を形成する回転子導体２０と、回転子ハウジング１０の内部の回転子導体２０と所定の空隙を維持するようにフレーム５０に固定される固定子鉄心３０と、その固定子鉄心３０に備えられ、交流電源を印加されて回転磁界を形成するコイル４０とから構成されている。
【０００７】
この際、駆動軸６０は回転子ハウジング１０の挿入口１１を介して回転子ハウジング１０に結合され、その後、固定子鉄心３０の中心を貫通してフレーム５０に回転自在に支持される。
【０００８】
このように構成された誘導電動機の作用を概略的に説明すると、コイル４０から発生する回転磁界と回転子導体２０に誘起される電流とが相互作用することによって、フレミングの左手の法則に従って回転子導体２０を回転させるトルクが発生する。
【０００９】
一方、上記のようなアウタロータ型誘導電動機は、上述したような長所にも拘わらず、次のような短所のため広く活用されてはいなかった。
【００１０】
第１に、上記アウタロータ型誘導電動機を含めた誘導電動機において、コイル４０の電気抵抗による銅損と固定子鉄心３０の磁束漏洩による鉄損の発生が不可避であり、このような銅損と鉄損は相当熱を発生させることである。
この場合、誘導電動機内の温度が上昇してコイル４０の抵抗が大きくなり、これは電力損失の増加をもたらす。特に、誘導電動機内の温度がコイル４０の絶縁階級の許容温度より高い場合、コイル４０の表面に形成された絶縁被膜が破壊され、誘導電動機の寿命が短縮されるという問題が引き起こされた。
【００１１】
特に、アウタロータ型誘導電動機においてはインナロータ型誘導電動機に比べ体積当たりの負荷トルクが大きく作用するが、このような負荷トルクは直ぐにコイル４０の温度上昇につながるため、更に問題となっていた。
【００１２】
第２に、アウタロータ型誘導電動機において、コイル４０を固定子鉄心３０に自動巻線するときに脆弱点が多く存在し、自動化量産が困難であって生産原価が上昇するという不具合があった。
【００１３】
一般に、コイルを固定子鉄心に巻線する方法として、巻線機を用いて予め巻いたコイルを固定子スロットに自動挿入するインサーティング方法と、固定子スロットにコイルを直接に巻線するダイレクト巻線方法とがある。
上記のインサーティング方法はインナロータ型誘導電動機に適用されており、ダイレクト巻線方法に比べて生産原価は高いが、自動化が可能であって大量生産に有利な利点を有する。
【００１４】
しかしながら、アウタロータ型誘導電動機の場合、上記のインサーティング方法を適用するためには巻線機をはじめとする新たな設備が要求されるため、主にダイレクト巻線方法が適用されてきた。何故なら、アウタロータ型誘導電動機の場合、固定子スロットの位置や形態がインナロータ型誘導電動機のそれらとは全く相違するからである。
【００１５】
しかし、上記のダイレクト巻線方法をアウタロータ型誘導電動機に適用しても自動化が不可能であった。
これを詳述すると、図２に示すように、アウタロータ型誘導電動機は回転力を得るために多数の極が必要とされ、このような極の数はコイルの配列形態により決定される。一般的なコイルの配列形態として４８個の固定子スロット３１を用いて８極を形成する。
【００１６】
従って、１つの極当たり６つの固定子スロット３１が割り当てられ、この６つの固定子スロットにコイルが適切に巻線される。この際、コイルは運転巻線の主巻線（ＭＣ）と起動巻線の補助巻線（ＳＣ）とに分けられる。
説明の便宜のために、上記の主巻線（ＭＣ）と補助巻線（ＳＣ）及び固定子スロット３１に任意の順番を図２のように付ける。
【００１７】
まず、固定子スロット３１のうち最も外側の固定子スロット３１ａ，３１ｆを介して第１主巻線（ＭＣ１）が巻線され、その後、固定子スロット３１ｂ，３１ｅを介して第２主巻線（ＭＣ２）が巻線される。そして、これらの固定子スロットのうち最も内側の固定子スロット（３１ｃ，３１ｄ）を介してそれぞれ第１補助巻線（ＳＣ１）と第２補助巻線（ＳＣ２）とが巻線される。この際、第２主巻線（ＭＣ２）が巻線される固定子スロット３１ｂ，３１ｅを介してそれぞれ第３補助巻線（ＳＣ３）と第４補助巻線（ＳＣ４）とが一緒に巻線される。
【００１８】
この場合、固定子スロット３１の断面積（コイル巻線空間の面積）が全て同じであるため、コイルを自動巻線するのが相当に困難であった。何故なら、任意のコイルが巻線される固定子スロットの間には他のコイルが巻線される固定子スロットが存在するようになり、この場合、コイルの巻線空間が互いに重なってコイル間に競合が発生するからである。
【００１９】
例えば、第１主巻線（ＭＣ１）が巻線される最も外側の固定子スロット（３１ａ，３１ｆ）の間に４つの固定子スロット（３１ｂ，３１ｃ，３１ｄ，３１ｅ）が形成される。この際、第１主巻線（ＭＣ１）は残りの固定子スロット（３１ｂ，３１ｃ，３１ｄ，３１ｅ）に巻線される第２主巻線（ＭＣ２）及び第１補助巻線（ＳＣ１）乃至第４補助巻線（ＳＣ４）と同一の空間内で互いに競合することになる。
【００２０】
従って、コイルを自動巻線するのは事実上不可能であり、結局、自動化量産が不可能となって生産原価が上昇していた。勿論、前記固定子スロット３１の断面積を十分に確保することによって、コイル間の空間的競合を防止できるものの、この場合、固定子鉄心の大きさを増加させなければならないという負担が伴う。
【００２１】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上記のような問題を解決するためになされたもので、その目的は、コイルを円滑に冷却することによって、省エネルギー化と共に製品の信頼性と寿命を向上させるようにしたアウタロータ型誘導電動機を提供することにある。
【００２２】
本発明の他の目的は、コイル巻線空間内のコイルが相互に重なる空間を最小化することによって、自動化量産を可能にしたアウタロータ型誘導電動機を提供することにある。
【００２３】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、本発明の一形態は、駆動軸と、前記駆動軸が中心を貫通し、フレームに固定され、かつ多数の固定子スロットが形成される固定子鉄心と、前記固定子スロットに巻線され、回転磁界を形成するコイルと、前記固定子鉄心の外側に固定子鉄心と所定の空隙を維持するように備えられ、その底面の中心部を介して駆動軸が結合される回転子ハウジングと、前記回転子ハウジングの内周面に結合され、前記コイルの回転磁界によってトルクを発生する回転子導体と、前記回転子ハウジングの回転時に外部空気が強制的に吸入され、前記コイルが冷却されるように、前記回転子ハウジングの上端に所定の間隔をおいて設けられる多数の上部ブレードとを含むアウタロータ型誘導電動機を提供する。
【００２４】
従って、本発明は上部ブレードによって強制的に循環される空気がコイルを冷却することによって、前記コイルの温度上昇による消費電力の増加や寿命の短縮などの問題点を解決できる。
【００２５】
そして、本発明の他の形態は、駆動軸と、前記駆動軸が中心を貫通し、フレームに固定される固定子鉄心と、前記固定子鉄心に駆動軸と平行に形成され、前記駆動軸側に凹まれた深さが差を有する多数の固定子スロットと、前記固定子スロットに分布巻で直接に巻線される主巻線と補助巻線とから構成され、回転磁界を形成するコイルと、前記固定子鉄心の外側に固定子鉄心と所定の空隙を維持するように備えられ、その底面の中心を介して前記駆動軸が結合される回転子ハウジングと、前記回転子ハウジングの内周面に結合され、前記コイルの回転磁界によってトルクを発生する回転子導体と、前記回転子ハウジングの回転時に外部空気が強制的に吸入され、前記コイルが冷却されるように、前記回転子ハウジングの上端に所定の間隔をおいて設けられる多数の上部ブレードとを含むアウタロータ型誘導電動機を提供する。
【００２６】
従って、本発明は固定子スロットの深さの差によってコイル間で重ならないように空間が十分に確保され、前記コイルを巻線機を用いて自動巻線することができる。
【００２７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好ましい実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。
ここで、同一構成については同一名称及び同一符号を付し、その重複する説明は省略する。
【００２８】
（第１実施形態）
まず、図３に示すように、本発明の第１実施形態によるアウタロータ型誘導電動機は、中心を貫通して駆動軸１６０が結合される磁性体の回転子ハウジング１１０と、その回転子ハウジング１１０の内周面に備えられ、１つの連結された回路を形成する回転子導体１２０と、回転子ハウジング１１０の内部に回転子導体１２０と所定の空隙を維持し、かつフレーム１５０に固定される固定子鉄心１３０と、この固定子鉄心に備えられ、交流電源を印加されて回転磁界を形成するコイル１４０とから構成されている。
【００２９】
回転子ハウジング１１０は上部面が開放された円筒状に形成され、底面の中心部に駆動軸１６０が貫通する挿入口１１１が形成され、内側面に沿って所定の高さに回転子導体１２０を支持する支持端１１２が形成される。この際、前記支持端１１２は回転子導体１２０の押込み深さを決定する。
【００３０】
回転子導体１２０は回転子ハウジング１１０の内周面に沿って支持端１１２まで押込められ、コイル１４０から電流が誘起されてトルクを生成する。
このために、回転子導体１２０には多数個の回転子バー（図示せず）が挿入され、その回転子バーは互いに連結されて１つの回路を形成する。
【００３１】
固定子鉄心１３０は回転子ハウジング１１０と同心円をなし、回転磁界により発生した磁束の通路を形成する。これのために、固定子鉄心１３０は駆動軸１６０が貫通するよう中心部が空いている多数の電気鋼板１３１から構成される。この際、固定子鉄心１３０にコイル１４０を巻線するために、電気鋼板１３１の外周面側に多数の固定子スロット１３３が駆動軸１６０と並行に形成される。そして、固定子鉄心１３０をフレーム１５０に固定するために、電気鋼板１３１の内周面側に取付けネジ挿入口１３５が駆動軸１６０と並行に形成される。従って、固定子スロット１３３と取付けネジ挿入口１３５とが軸方向に沿って連続するように多数の電気鋼板１３１を積層することによって、固定子鉄心１３０を構成することができる。
【００３２】
この際、固定子鉄心１３０は取付けネジ１３７を介してフレーム１５０に固定される。フレーム１５０は回転子ハウジング１１０の上部に備えられ、その中心部に駆動軸１６０が貫通する開口部１５１が形成される。
この際、上記のフレームの開口部１５１の周辺にはベアリング設置部１５３が形成され、そのベアリング設置部１５３にベアリング１５５が備えられて駆動軸１６０を回転自在に支持する。
【００３３】
一方、コイル１４０を冷却させるために、図４に示すように、回転子ハウジング１１０の上端と底面に多数のブレード１１３，１１４が設けられる。
まず、外部空気の強制循環を誘導するために、回転子ハウジング１１０の上端に多数の上部ブレード１１３が設けられる。上部ブレード１１３は互いに所定の間隔をおいて離隔されており、回転子ハウジング１１０の上端に直立している。この際、上部ブレード１１３は駆動軸を中心に半径方向と平行に設けられる。
従って、回転子ハウジング１１０が回転する時、上部ブレード１１３は回転子ハウジング１１０と共に回転しつつ、外部空気が回転子ハウジングの内部に吸入されるように外部空気を誘導する。この原理はクロスフローファンの吸入原理と類似のものである。
【００３４】
一方、外部空気の強制吸入を更に円滑に行うため、上部ブレード１１３は駆動軸を中心に半径方向から一定の角度だけ傾斜して設けられるのが好ましい。これは図５に示してある。ここで、実線は回転子ハウジング１１０の回転方向を示し、点線は外部空気の吸入方向を示す。この場合、上部ブレード１１３による空気の吸入は空気の流動特性上より活発に行われる。
【００３５】
次に、外部空気の強制循環を誘導するために、回転子ハウジング１１０の底面にも多数の下部ブレード１１４が更に設けられる。この際、下部ブレード１１４によって外部空気が吸入されるように、回転子ハウジング１１０の底面に多数の第１通風口１１５が形成される。
【００３６】
第１通風口１１５は駆動軸を中心に半径方向に沿って形成され、その形状は半径方向に沿って長い長方形である。そして、下部ブレード１１４は上部ブレード１１３と同様に、駆動軸を中心に半径方向と平行に設けられる。
この際、下部ブレード１１４は回転子ハウジング１１０の一部として第１通風口１１５の一方側に設けられる。このために、第１通風口１１５をランシング（lancing）加工により製作する場合、第１通風口１１５の何れか一方側に下部ブレード１１４を自然に設けることができる。
【００３７】
従って、回転子ハウジング１１０が回転する時、下部ブレード１１４は回転子ハウジング１１０と共に回転しつつ、外部空気が第１通風口１１５を介して回転子ハウジングの内部に吸入されるように外部空気を誘導する。この原理はシロコファン（sirocco fan）の吸入原理と類似のものである。
【００３８】
一方、回転子ハウジング１１０の上端と底面との間に、コイルを冷却した後の空気が排出される多数の第２通風口１１６が形成される。即ち、第２通風口１１６は上部ブレード１１３間と第１通風口１１５を介して吸入された空気がコイルを冷却した後、外部に排出され得る経路を形成する。従って、第２通風口１１６は排出空気が吸入空気と干渉することを防止する。
かかる作用を円滑に行うために、第２通風口１１６は回転子ハウジング１１０の支持端１１２の下方に形成されるのが好ましい。
【００３９】
以下、このように構成されたアウタロータ型誘導電動機の作用を説明する。
【００４０】
図６に示すように、コイル１４０に交流電源が印加され、回転子導体１２０に電流が誘起されると、回転子導体１２０に誘起された電流は固定子鉄心１３０を通って回転する磁束と共にフレミングの左手の法則に従ってトルクを発生し、これによって回転子ハウジング１１０が回転を行う。
【００４１】
この場合、下部ブレード１１４が回転子ハウジング１１０と共に回転を行い、これによって外部空気が第１通風口１１５を通って回転子ハウジング１１０の内部に強制的に吸入される。このように吸入された空気は固定子鉄心１３０の下部、特にコイル１４０の下部を通って第２通風口１１６を通って外部に排出される。このような空気の循環過程中に、コイル１４０の下部が循環空気にさらされて、十分に冷却されることにより、結局、コイル１４０全体の温度が一定の水準以下に維持され得る。
【００４２】
これと同時に、上部ブレード１１３も回転子ハウジング１１０と共に回転を行い、これによって外部の空気が上部ブレード１１３間の空間を通って回転子ハウジング１１０の内部に強制的に吸入される。このように吸入された空気は固定子鉄心１３０の上部、特にコイル１４０の上部を通って固定子鉄心１３０と回転子導体１２０との間の空間と、固定子鉄心１３０の中心部を経て第２通風口１１６を通って外部に排出される。このような空気の循環過程中に、コイル１４０の上部が循環空気にさらされて、十分に冷却されることにより、結局、コイル１４０全体の温度が一定の水準以下に維持され得る。
【００４３】
（第２実施形態）
図７に示すように、本発明の第２実施形態によるアウタロータ型誘導電動機は、中心を貫通して駆動軸２６０が結合される磁性体の回転子ハウジング２１０と、その回転子ハウジング２１０の内周面に備えられ、１つの連結された回路を形成する回転子導体２２０と、回転子ハウジング２１０の内部に回転子導体２２０と所定の空隙を維持し、かつフレーム２５０に固定される固定子鉄心２３０と、固定子鉄心２３０に備えられ、交流電源を印加されて回転磁界を形成するコイル２４０とから構成されている。
【００４４】
回転子ハウジング２１０は上部面が開放された円筒状に形成され、底面の中心部に駆動軸２６０が貫通する挿入口２１１が形成され、内側面に沿って所定の高さに回転子導体２２０を支持する支持端２１２が形成される。
【００４５】
回転子導体２２０は回転子ハウジング２１０の内周面に沿って支持端２１２まで押込められ、コイル２４０から電流が誘起されてトルクを生成する。
これのために、回転子導体２２０には多数個の回転子バー（図示せず）が挿入され、これらの回転子バーは互いに連結されて１つの回路を形成する。
【００４６】
固定子鉄心２３０は回転子ハウジング２１０と同心円をなし、回転磁界により発生した磁束の通路を形成する。このために、固定子鉄心２３０は駆動軸２６０が貫通するように中心部が空いている多数の電気鋼板２３１から構成される。この際、固定子鉄心２３０にコイル２４０を巻線するために、電気鋼板２３１の外周面側に多数の固定子スロット２３３が駆動軸２６０と並行に形成される。そして、固定子鉄心２３０をフレーム２５０に固定するために、電気鋼板２３１の内周面側に取付けネジ挿入口２３５が駆動軸２６０と並行に形成される。従って、固定子スロット２３３と取付けネジ挿入口２３５が軸方向に沿って連続するように多数の電気鋼板２３１を積層することによって、固定子鉄心２３０を構成できる。
【００４７】
この際、固定子鉄心２３０は取付けネジ２３７を介してフレーム２５０に固定される。フレーム２５０は回転子ハウジング２１０の上部に備えられ、その中心部に駆動軸２６０が貫通する開口部２５１が形成される。
この際、フレームの開口部２５１の周辺にはベアリング設置部２５３が形成され、そのベアリング設置部２５３にベアリング２５５が備えられて駆動軸２６０を回転自在に支持する。
【００４８】
一方、コイル２４０は予め巻線された形態で固定子スロット２３３の開口部を介して挿入されるのではなく、巻線機によって固定子スロット２３３に直接に巻線され、その形態は分布巻である。
【００４９】
一方、固定子鉄心２３０には８極を形成するために計４８個の固定子スロット２３３が均等な間隔をおいて放射状に形成され、図８（Ａ）及び図８（Ｂ）にその一部が示されている。各極当たり６つの固定子スロット２３３が割り当てられる。ここで、固定子スロット２３３には説明の便宜のために番号が付けられている。
【００５０】
図８（Ａ）及び図８（Ｂ）に示すように、固定子スロット２３３はその位置によって駆動軸側に凹まれた深さが互いに異なることが分かる。これは、固定子スロット２３３に巻線されるコイルが互いに重ならないよう十分な巻線空間を確保するためである。この場合、固定子スロット２３３は３種類の深さを有し、これはそれぞれ主巻線（ＭＣ）のみ巻線される場合と、補助巻線（ＳＣ）のみ巻線される場合及び、主巻線（ＭＣ）と補助巻線（ＳＣ）とが共通に巻線される場合に対応するためである。ここで、主巻線（ＭＣ）は運転巻線であり、補助巻線（ＳＣ）は起動巻線である。
【００５１】
これを詳述すると、互いに連続した六つの固定子スロットのうち最も外側の固定子スロット２３３ａ，２３３ｆの深さが最も大きく、その次に固定子スロット２３３ｂ，２３３ｅが深く形成され、最も内側の固定子スロット２３３ｃ，２３３ｄが最も浅く形成される。この場合、深さの最も大きい固定子スロット２３３ａ，２３３ｆを介して第１主巻線（ＭＣ１）が巻線され、深さの最も浅い固定子スロット２３３ｃ，２３３ｄを介してそれぞれ第１補助巻線（ＳＣ１）と第２補助巻線（ＳＣ２）とが巻線され、中間の深さの固定子スロット２３３ｂ，２３３ｅを介して第２主巻線（ＭＣ２）と第３、第４補助巻線（ＳＣ３，ＳＣ４）が共通に巻線される。この場合、第１主巻線（ＭＣ１）は固定子鉄心２３０の最も内側に位置し、第１及び第２補助巻線（ＳＣ１，ＳＣ２）は固定子鉄心２３０の最も外側に位置し、その間に残り第２主巻線（ＭＣ２）と第３及び第４補助巻線（ＳＣ３，ＳＣ４）が位置する。これは図８（Ｂ）に示されている。従って、コイル間で巻線空間が互いに重なることなく、これによってコイルを巻線機によって自動巻線することが可能となる。
【００５２】
この際、固定子鉄心２３０の大きさを増加させない範囲内で主巻線（ＭＣ）と補助巻線（ＳＣ）の巻線空間が互いに重ならないように、固定子スロット２３３の深さの差は一定の比率により決定されるべきである。
ところが、固定子スロット２３３の幅が全て同一であれば、固定子スロット２３３の深さの比は面積比として表現できる。従って、本発明は、深さの最も大きい最も外側の固定子スロット２３３ａ，２３３ｆの断面積Ａ１，Ａ６を基準断面積とする時、前記の主巻線と補助巻線とが共通に巻線される固定子スロット２３３ｂ，２３３ｅの断面積Ａ２，Ａ５は基準断面積の６０〜８０％、前記の補助巻線のみ巻線される最も内側の固定子スロット２３３ｃ，２３３ｄの断面積Ａ３，Ａ４は基準断面積の５０〜７０％であることを提示している。
【００５３】
一方、前記の主巻線のみ巻線される固定子スロット２３３ａ，２３３ｆの深さと補助巻線のみ巻線される固定子スロット２３３ｃ，２３３ｄの深さとを上記と反対に形成することも可能である。
【００５４】
図９（Ａ）及び図９（Ｂ）に示すように、前記の固定子スロットのうち、第１及び第２補助巻線（ＳＣ１，ＳＣ２）が巻線される最も内側の固定子スロット２３３ｃ，２３３ｄの深さを最も大きく形成し、第２主巻線（ＭＣ２）と第３、第４補助巻線ＳＣ３，ＳＣ４が巻線される固定子スロット２３３ｂ，２３３ｅをその次に深く形成し、第１主巻線（ＭＣ１）が巻線される最も外側の固定子スロット２３３ａ，２３３ｆの深さを最も浅く形成する。この場合、第１主巻線（ＭＣ１）は固定子鉄心２３０の最も外側に位置し、第１及び第２補助巻線（ＳＣ１，ＳＣ２）は固定子鉄心２３０の最も内側に位置し、その間に残りの第２主巻線（ＭＣ２）と第３及び第４補助巻線（ＳＣ３，ＳＣ４）が位置する。この場合にもコイル間で巻線空間が互いに重なり合うことなく、巻線機によるコイルの自動巻線作業を行うことができる。
【００５５】
この際、補助巻線ＳＣ１，ＳＣ２のみが巻線される最も内側の固定子スロット２３３ｃ，２３３ｄの断面積Ａ３，Ａ４を基準断面積とする時、主巻線（ＭＣ２）と補助巻線（ＳＣ３，ＳＣ４）とが共通に巻線される固定子スロット２３３ｂ，２３３ｅの断面積（Ａ２，Ａ５）は基準断面積の６０〜８０％であり、主巻線（ＭＣ１）のみが巻線される最も外側の固定子スロット２３３ａ，２３３ｆの断面積Ａ１，Ａ６は基準断面積の５０〜７０％であるのが好ましい。
【００５６】
本発明の第１実施形態及び第２実施形態の特徴は、任意のアウタロータ型誘導電動機に全て適用が可能である。この場合、本発明はコイルの冷却を保障することにより消費電力を低減し、製品の信頼性を向上することができると共に、コイルの巻線空間を確保することにより自動化量産が可能となる長所を提供する。
【００５７】
本発明によるアウタロータ型誘導電動機は洗濯軸を駆動するモータとして洗濯機に適用することができる。これを概略的に説明すると以下の通りである。
【００５８】
図１０に示すように、本発明による洗濯機はベルトやプーリ無しにモータの駆動力を洗濯軸に直接に伝達する直結式洗濯機であって、本体３０１の内部に洗濯水を貯蔵する貯水槽３０３がサスペンション３０２によって弾力的に支持され、貯水槽３０３の内部に洗濯物を収容する洗濯槽３０４が回転自在に設けられ、洗濯槽３０４の底面の中心部に水流を生成するパールセータ３０５が洗濯槽に結合される。この際、洗濯軸３６０はパールセータ３０５に直接結合され、従って、洗濯軸３６０の回転時に洗濯槽３０４及びパールセータ３０５が一体となって回転を行う。
【００５９】
貯水槽３０３の下端にはベアリングハウジング３５０が設けられ、このベアリングハウジング３５０の内部に洗濯軸３６０を回転自在に支持する一対のベアリング３５５が上下に設けられる。
洗濯軸３６０を回転させるためのモータは、ベアリングハウジング３５０の下方に設けられ、かつ洗濯軸３６０がその底面の中心を貫通して結合される回転子ハウジング３１０と、回転子ハウジング３１０の内周面に設けられ、１つの回路を形成する回転子導体３２０と、ベアリングハウジング３５０の底面に結合され、回転子導体３２０と所定の空隙を維持するように回転子ハウジング３１０の内部に設けられる固定子鉄心３３０と、その固定子鉄心３３０に備えられ、交流電源を印加されて回転磁界を形成するコイル３４０とから構成されている。
【００６０】
固定子鉄心３３０は洗濯軸３６０が貫通するよう中心部が空いている多数の電気鋼板が積層されて形成され、別の支持部材３７０により固定される。この際、支持部材３７０が取付けネジ３３７を介してベアリングハウジング３５０の底面に結合されることで、固定子鉄心３３０がベアリングハウジング３５０に固定され得る。この際、固定子鉄心３３０の外周縁側には軸方向と並行に形成される多数の固定子スロットが形成され、その固定子スロットを介してコイル３４０が巻線される。
【００６１】
コイル３４０は予め巻線された形態で固定子スロットの開口部を介して挿入されるものではなく、巻線機によって上記の固定子スロットに直接に巻かれるもので、その巻線形態は分布巻である。
【００６２】
回転子ハウジング３１０は上部面が開放された円筒状に形成され、底面の中心部に洗濯軸のセレーション（serration）部３６１と契合するような一定の長さを有する挿入管３１１が形成され、側面に沿って回転子導体３２０を支持する支持段３１２が形成される。そして、回転子ハウジング３１０の底面にはコイル３４０を冷却させるための多数の底面通風口３１５が形成されると共に、空気の強制循環を誘導する多数の下部ブレード３１４が更に設けられる。この際、回転子ハウジング３１０の上部面が開放した状態であるため、回転子ハウジング３１０の上端に別のブレードを更に設置したり、回転子ハウジング３１０の側面に排出空気のための側面通風口を設ける必要はない。この場合、底面通風口３１５を通って吸入された空気はコイル３４０を冷却した後、回転子ハウジング３１０の開放した上部面を介して外部に排出される。
【００６３】
一方、固定子鉄心３３０に形成された固定子スロットは、上述したように、洗濯軸３６０側に凹まれた深さが互いに異なるように形成される。これは、上記の固定子スロットに巻線されるコイル３４０が互いに重なり合うことがないように、十分な巻線空間を確保するためである。この際、上記の固定子スロットは主巻線のみ巻線される場合と補助巻線のみ巻線される場合及び、主巻線と補助巻線とが共通に巻線される場合に対応するように、３種類の深さのものを有する。
【００６４】
上記の固定子スロットの特徴は図８（Ａ）〜図９（Ｂ）に示しており、これに対する具体的な説明は省略する。
【００６５】
一方、本発明によるアウタロータ型誘導電動機はクラッチを介して連動され、互いに分離された洗濯軸と脱水軸を有する洗濯機にも同様に適用され得る。
この場合、上記の固定子鉄心の内部空間に洗濯軸と脱水軸への動力伝達を担当するクラッチを設置することができる。
【００６６】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によるアウタロータ型誘導電動機は次のような効果を奏する。
【００６７】
第１に、本発明は駆動軸に連結された回転子ハウジングが固定子鉄心の外部に備えられることにより、同一体積の既存のインナロータ型誘導電動機より大きなトルクを生成することができる。
【００６８】
第２に、本発明は駆動軸が連結された回転子ハウジングが固定子鉄心の外部に備えられることにより、固定子鉄心の内部空間が確保され、空間活用性を高めることができる。
【００６９】
第３に、本発明は回転子ハウジングに備えられた上部ブレード及び下部ブレードと多数の通風口を介して外部空気の強制循環が行われることにより、コイルの冷却をより円滑に行え、省エネルギー化と共に寿命を延長することができる。
【００７０】
第４に、本発明はコイルの巻線空間を十分に確保することにより、コイルを固定子鉄心に巻線する工程を自動化することができ、これにより多量生産が可能になって生産コストを低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】一般的なアウタロータ型誘導電動機の構造を概略的に示す断面図である。
【図２】図１におけるアウタロータ型誘導電動機のコイルの配列形態を示す平面図である。
【図３】本発明の第１実施形態によるアウタロータ型誘導電動機の構造を概略的に示す断面図である。
【図４】図３による誘導電動機の回転子ハウジングを示す斜視図である。
【図５】図３による誘導電動機の上部ブレードの別の実施形態を示す平面図である。
【図６】図３によるアウタロータ型誘導電動機の作用を示す断面図である。
【図７】本発明の第２実施形態によるアウタロータ型誘導電動機を概略的に示す断面図である。
【図８】（Ａ）は図７によるアウタロータ型誘導電動機の固定子鉄心の一部を示す平面図である。
（Ｂ）は図８（Ａ）による誘導電動機のコイル配列形態を示す平面図である。
【図９】（Ａ）は図７によるアウタロータ型誘導電動機の固定子鉄心の他の実施形態の一部を示す平面図である。
（Ｂ）は図９（Ａ）による誘導電動機のコイル配列形態を示す平面図である。
【図１０】本発明によるアウタロータ型誘導電動機が適用された洗濯機の一部を示す断面図である。
【符号の説明】
１１０…回転子ハウジング
１１１…挿入口
１１２…支持端
１１３…上部ブレード
１１４…下部ブレード
１１５…第１通風口
１１６…第２通風口
１２０…回転子導体
１３０…固定子鉄心
１３１…電気鋼板
１３３…固定子スロット
１３５…取付けネジ挿入口
１４０…コイル
１５０…フレーム
１６０…駆動軸
【図１】
0004130559.tif 000002
【図２】
0004130559.tif 000003
【図３】
0004130559.tif 000004
【図４】
0004130559.tif 000005
【図５】
0004130559.tif 000006
【図６】
0004130559.tif 000007
【図７】
0004130559.tif 000008
【図８】
0004130559.tif 000009
【図９】
0004130559.tif 000010
【図１０】
0004130559.tif 000011