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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B1)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2023-11-20
(45)【発行日】2023-11-29
(54)【発明の名称】回転電機
(51)【国際特許分類】
H02K 1/14 20060101AFI20231121BHJP
H02K 21/16 20060101ALI20231121BHJP
【ＦＩ】
H02K1/14 A
H02K21/16 Z
【請求項の数】
10
(21)【出願番号】P 2023545202
(86)(22)【出願日】2022-12-28
(86)【国際出願番号】 JP2022048640
【審査請求日】2023-07-26
(31)【優先権主張番号】P 2022035984
(32)【優先日】2022-03-09
(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP
【早期審査対象出願】
(73)【特許権者】
【識別番号】000005083
【氏名又は名称】株式会社プロテリアル
(74)【代理人】
【識別番号】110000350
【氏名又は名称】ポレール弁理士法人
(72)【発明者】
【氏名】佐藤 大祐
(72)【発明者】
【氏名】榎本 裕治
(72)【発明者】
【氏名】高畑 良一
(72)【発明者】
【氏名】佐野 博久
(72)【発明者】
【氏名】丸川 泰弘
【審査官】三澤 哲也
(56)【参考文献】
【文献】特開平９－９３８９０（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開平８－９８４８７（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開平９－５６１３３（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００８－６１４８５（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１９－１０３２９５（ＪＰ，Ａ）
【文献】国際公開第２００７／０１０９３４（ＷＯ，Ａ１）
【文献】特表２００２－５３４０４４（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｈ０２Ｋ １／１４
Ｈ０２Ｋ ２１／１６
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
回転子と、前記回転子との間に径方向のギャップを介して配置された固定子と、を備える単相交流駆動の回転電機であって、前記回転子は、周方向に配置された回転子磁極を構成する複数の磁石を有し、
前記固定子は、固定子鉄心と、前記固定子鉄心に複数配置されたティースと、前記ティースに巻き回されたコイルと、を有し、
前記ティースは、前記回転子磁極と対向する先端側が周方向に複数に分岐した分岐部を有し、
複数に分岐した前記分岐部の先端部は、周方向に隣り合う２つの先端部が前記回転子磁極の１極分離れている単相交流駆動の回転電機。
【請求項2】
請求項１に記載の単相交流駆動の回転電機であって、前記固定子鉄心は、前記ティースの突き出し方向と平行な分割面を有するように、周方向に複数に分割され、
前記ティースは、前記分割面で周方向に２分割され、
２分割された一方のティース部と他方のティース部とは、複数に分割された固定子鉄心の異なる固定子鉄心部分に設けられている単相交流駆動の回転電機。
【請求項3】
請求項１に記載の単相交流駆動の回転電機であって、前記分岐部は、３つに分岐している単相交流駆動の回転電機。
【請求項4】
請求項１に記載の単相交流駆動の回転電機であって、前記ティースは、前記分岐部から径方向外周側に向かって形成された、前記回転子磁極の１極分より狭いスリット幅のスリットを有する単相交流駆動の回転電機。
【請求項5】
請求項１に記載の単相交流駆動の回転電機であって、前記固定子鉄心は前記ティースの突き出し方向と平行な方向に長手方向を有する長方形形状である単相交流駆動の回転電機。
【請求項6】
請求項５に記載の単相交流駆動の回転電機であって、前記固定子鉄心の内周面と前記コイルの外周との間に空間を有する単相交流駆動の回転電機。
【請求項7】
請求項１に記載の単相交流駆動の回転電機であって、複数の前記ティースは、前記回転子を挟んで配置された、突き出し方向の長さが異なる２つのティースを有し、
前記回転子は、その中心が前記固定子の中心からずれて配置されている単相交流駆動の回転電機。
【請求項8】
請求項１に記載の単相交流駆動の回転電機であって、同一のスロットに格納されたコイルの間に閉塞材が設置されている単相交流駆動の回転電機。
【請求項9】
請求項８に記載の単相交流駆動の回転電機であって、前記ティースは、前記分岐部の先端部が当該分岐部とは別部材で構成され、
別部材で構成された前記先端部は、前記閉塞材に形成された凹部に埋め込まれて固定される単相交流駆動の回転電機。
【請求項10】
請求項１に記載の単相交流駆動の回転電機であって、複数の前記ティースは、前記回転子を挟んで配置された２つのティースで構成され、
前記固定子鉄心は、前記２つのティースの間に構成される周方向中間部で２つに分割され、
２つに分割された前記固定子鉄心の接合部における肉厚は、他の部位の肉厚よりも厚くなっている単相交流駆動の回転電機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は回転電機に係わり、特に単相交流駆動の回転電機に関する。
【背景技術】
【0002】
特許文献１の段落００３７及び図３には、ステータ磁極と、ステータ磁極へ起磁力を与える巻線と、ロータの永久磁石と、を備える８極の単相交流モータが記載されている。巻線は、ステータの周方向において、磁極に対して一方の側でステータのスロット内に配置された巻線（第１巻線部分）と、磁極に対して他方の側でステータの外側の空間に配置された巻線（第２巻線部分）と、を有し、第２巻線部分が第１巻線部分の電流のリターン線として構成されている。
【0003】
さらに特許文献１の段落００４０及び図６には、２つのステータ磁極を有する第１ステータと、２つのステータ磁極を有し第１ステータに対して電気角的位相が１８０°異なるように配置された第２ステータと、を備える１２極の単相交流モータが記載されている。
巻線は、第１巻線部分が第１ステータのスロット内に配置され、第２巻線部分が第２ステータのスロット内に配置されて構成される。この構成では、第２巻線部分は第１巻線部分の電流のリターン線として構成されることはなく、リターン線を排除することができ、巻線量を低減すると共にモータとしての銅損を低減できる。
巻線は、第１巻線部分が第１ステータのスロット内に配置され、第２巻線部分が第２ステータのスロット内に配置されて構成される。この構成では、第２巻線部分は第１巻線部分の電流のリターン線として構成されることはなく、リターン線を排除することができ、巻線量を低減すると共にモータとしての銅損を低減できる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【文献】国際公開第２００７／０１０９３４号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
特許文献１の回転電機は、隣り合うステータのスロットに収納する巻線の電流方向が互いに反対となるようにステータ磁極を配置するため、第１ステータのステータ磁極とこの第１ステータのステータ磁極に隣り合う第２ステータのステータ磁極とは、ロータ磁極の１極分だけ離して配置する必要がある。この場合、分割した第１ステータと第２ステータとがロータ磁極の１極分だけ離れ、その分だけ、スロット内の巻線を配置可能な空間が狭くなる。巻線の配置空間が狭くなると、巻線の巻き数が制限されたり、巻線の断面積が制限されて銅損が増加したりする、という課題があった。
以下、ステータ、ロータ及び巻線は、それぞれ固定子、回転子及びコイルと呼んで説明する。
以下、ステータ、ロータ及び巻線は、それぞれ固定子、回転子及びコイルと呼んで説明する。
【0006】
本発明の目的は、リターン用のコイル（リターン線）を排除するとともに、スロット内のコイルを配置可能な空間を広くすることができる単相交流駆動の回転電機を提供することにある。
【0007】
上記した以外の課題、構成及び効果は、以下の実施形態の説明により明らかにされる。
【課題を解決するための手段】
【0008】
上記目的を達成するために、本発明の単相交流駆動の回転電機は、
回転子と、前記回転子との間に径方向のギャップを介して配置された固定子と、を備える単相交流駆動の回転電機であって、
前記回転子は、周方向に配置された回転子磁極を構成する複数の磁石を有し、
前記固定子は、固定子鉄心と、前記固定子鉄心に複数配置されたティースと、前記ティースに巻き回されたコイルと、を有し、
前記ティースは、前記回転子磁極と対向する先端側が周方向に複数に分岐した分岐部を有し、
複数に分岐した前記分岐部の先端部は、周方向に隣り合う２つの先端部が前記回転子磁極の１極分離れている。
回転子と、前記回転子との間に径方向のギャップを介して配置された固定子と、を備える単相交流駆動の回転電機であって、
前記回転子は、周方向に配置された回転子磁極を構成する複数の磁石を有し、
前記固定子は、固定子鉄心と、前記固定子鉄心に複数配置されたティースと、前記ティースに巻き回されたコイルと、を有し、
前記ティースは、前記回転子磁極と対向する先端側が周方向に複数に分岐した分岐部を有し、
複数に分岐した前記分岐部の先端部は、周方向に隣り合う２つの先端部が前記回転子磁極の１極分離れている。
【発明の効果】
【0009】
本発明によれば、リターン用のコイル（リターン線）を排除するとともに、スロット内のコイルを配置可能な空間を広くすることができる単相交流駆動の回転電機を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【0010】
【図1】本発明の実施例１に係る回転電機の断面図である。
【図2】本発明の実施例２に係る回転電機の断面図である。
【図3】本発明の実施例３に係る回転電機の断面図である。
【図4】本発明の実施例４に係る回転電機の断面図である。
【図5】本発明の実施例５に係る回転電機の断面図である。
【図6】本発明の実施例６に係る回転電機の断面図である。
【図7】本発明の実施例７に係る回転電機の断面図である。
【図8】本発明の実施例８に係る回転電機の断面図である。
【図9】本発明の実施例９に係る回転電機の断面図である。
【図10】本発明の実施例１０に係る回転電機の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【0011】
単相交流モータは、三相交流モータにくらべて駆動回路をシンプルに構成できるため、ハンディ掃除機などの小型軽量のモータが必要な製品に使われている。モータの出力は、駆動時の損失及び冷却性能に依存しているため、モータを高出力化するには、損失の低減及び冷却性能の向上が必要である。単相交流モータの損失低減構造として、コイルのリターン線を排除した構造がある。リターン線を排除した構造には、上述した様に特許文献１に記載されたものがある。
【0012】
本実施例では、ティース先端を回転子磁極の１極分だけ離して２本に分岐した先端を備えたティースを形成することで、各ティース先端が固定子磁極として機能をする。一方、ティース根本は回転子磁極の１極分だけ離す必要が無くなり、コイルの配置可能な空間が広くなり、かつ、コイルの渡り長が短縮するため、回転電機の銅損を低減することができる。また、ティース先端間に形成した通風路は、固定子鉄心同士を離した構造よりも通風路が狭いため、冷却風の流速が高まり、かつ、回転子に近い領域の割合が大きくなるため、回転子の影響が高まり、冷却風が回転により乱流化して、冷却性能を向上することができる。
【0013】
その結果、本実施例では、リターン用のコイル（リターン線）を排除するとともに、スロット内のコイル配置可能な空間を広くすることで、銅損を低減することができる。また、通風路の狭小化および回転の影響増大により冷却風を乱流化することで、冷却性能を向上した単相交流駆動の回転電機を提供することができる。
【0014】
以下、回転電機の実施形態について図面を用いて説明する。
【0015】
［実施例１］
図１に本発明の実施例１に係る回転電機１の断面図を示す。
回転電機１は、回転子２と、この回転子２と径方向に所定のギャップ長のギャップＧを介して配置された固定子３と、を備えるラジアルギャップ型回転電機である。また回転電機１は、単相交流駆動の回転電機である。
図１に本発明の実施例１に係る回転電機１の断面図を示す。
回転電機１は、回転子２と、この回転子２と径方向に所定のギャップ長のギャップＧを介して配置された固定子３と、を備えるラジアルギャップ型回転電機である。また回転電機１は、単相交流駆動の回転電機である。
【0016】
回転子２は、シャフト４と、その外周に配置された磁石１４と、を有する。固定子３は、固定子鉄心１２に複数配置されたティース１１と、その外周に巻き回されたコイル１３と、を有する。本実施例では、回転子２は固定子３の内周側に配置される。ティース１１は固定子鉄心１２の内周側に設けられ、回転子２の外周面に構成される回転子磁極と対向する。
【0017】
ティース１１は、回転子磁極Ｎ，Ｓと対向する先端側が周方向に複数に分岐した分岐部１１ｂ、１１ｃを有する。複数に分岐した分岐部１１ｂ、１１ｃの先端部は、周方向に隣り合う２つの先端部１１ｂｃ、１１ｃｃが回転子磁極Ｎ，Ｓの１極分離れている。本実施例では、２本のティース１１が設けられ、各ティース１１は、外周側の根元部分１１ａが１本のティース部で形成され、先端側が回転子磁極の１極分だけ離して２本の先端部１１ｂｃ、１１ｃｃに分岐する。
【0018】
固定子鉄心１２には、２本のティース１１の間に設けられた２つのスロットＳＬＴａ，ＳＬＴｂと、２本の分岐部１１ｂ、１１ｃの間に設けられた２つのスロット１５ａ，１５ｂと、により、合計４つのスロットが構成される。このため本実施例の、回転電機１は６極４スロットの回転電機となる。
【0019】
ただし、コイル１３は分岐したティース１１の先端間に構成される２つのスロット１５ａ，１５ｂには配置せず、ティース１１の外周のみに配置する。その結果、各ティース１１の分岐した先端部１１ｂｃ、１１ｃｃが、別々の固定子磁極として機能する。本実施例では、２本のティース１１により、固定子３側の磁極数は４極となる。
【0020】
２つのティース１１のうち一方のティースには、コイル１３ａａ，１３ａｂが１組（１本）のコイルとして巻回され、他方のティースには、コイル１３ｂａ，１３ｂｂが１組（１本）のコイルとして巻回される。一方のティースに対して周方向の一側端側に配置されるコイル１３ａａと他側端側に配置されるコイル１３ａｂとは、電流の流れる方向が逆向きとなるように、ティース１１に巻回されている。また、他方のティースに対して周方向の一側端側に配置されるコイル１３ｂａと他側端側に配置されるコイル１３ｂｂとは、電流の流れる方向が逆向きとなるように、ティース１１に巻回されている。
【0021】
この場合、一方のコイル１３ａａ，１３ａｂに含まれるコイル１３ａａと他方のコイル１３ｂａ，１３ｂｂに含まれるコイル１３ｂａとは、同一のスロットＳＬＴａに格納される。また、一方のコイル１３ａａ，１３ａｂに含まれるコイル１３ａｂと他方のコイル１３ｂａ，１３ｂｂに含まれるコイル１３ｂｂとは、同一のスロットＳＬＴｂに格納される。同一のスロットＳＬＴａに格納されたコイル１３ａａとコイル１３ｂａとの間には周方向の空間ＳＰＣが形成され、同一のスロットＳＬＴｂに格納されたコイル１３ａｂとコイル１３ｂｂとの間には周方向の空間ＳＰＣが形成される。
【0022】
空間ＳＰＣはコイル１３が巻回されない範囲に形成される。図１の一点鎖線及び二点鎖線は、コイル１３の巻回範囲を示す。コイル１３ａａ，１３ａｂは図１の一点鎖線から上側に巻回され、コイル１３ｂａ，１３ｂｂは図１の二点鎖線から下側に巻回される。これにより、コイル１３ａａとコイル１３ｂａとの間、およびコイル１３ａｂとコイル１３ｂｂとの間に、それぞれ空間ＳＰＣが形成される。コイル１３ａａ，１３ａｂが一点鎖線を越えて回転子２とオーバーラップする位置まで巻回されると、あるいは、コイル１３ｂａ，１３ｂｂが二点鎖線を越えて回転子２とオーバーラップする位置まで巻回されると、コイル１３ａａ，１３ａｂおよびコイル１３ｂａ，１３ｂｂを固定子鉄心１２に巻回して固定子３を組み上げた後で回転子２を固定子鉄心１２の内側に組み付けることができなくなる。このため、矢印ＳＰＣで示す距離が回転子２の直径よりも大きくなるように、空間ＳＰＣを確保する必要がある。なお回転電機１は、コイル１３を巻回した固定子３を図示しないハウジングに組み付け、その後、固定子３に回転子２を組み付けて製造される。
【0023】
上述した様に、本実施例の回転電機１は、
回転子２と、回転子２との間に径方向のギャップＧを介して配置された固定子３と、を備える単相交流駆動の回転電機１であって、
回転子２は、周方向に配置された回転子磁極Ｎ，Ｓを構成する複数の磁石１４を有し、 固定子３は、固定子鉄心１２と、固定子鉄心１２に複数配置されたティース１１と、ティース１１に巻き回されたコイル１３と、を有し、
ティース１１は、回転子磁極Ｎ，Ｓと対向する先端側が周方向に複数に分岐した分岐部１１ｂ，１１ｃを有し、
複数に分岐した分岐部１１ｂ，１１ｃの先端部は、周方向に隣り合う２つの先端部１１ｂｃ，１１ｃｃが回転子磁極Ｎ，Ｓの１極分離れている。
つまり、周方向に隣り合う２つの先端部１１ｂｃ，１１ｃｃは、先端部１１ｂｃに対向する回転磁極Ｓの位置から、先端部１１ｂｃに対向している回転子磁極Ｓの位置まで離れている。
回転子２と、回転子２との間に径方向のギャップＧを介して配置された固定子３と、を備える単相交流駆動の回転電機１であって、
回転子２は、周方向に配置された回転子磁極Ｎ，Ｓを構成する複数の磁石１４を有し、 固定子３は、固定子鉄心１２と、固定子鉄心１２に複数配置されたティース１１と、ティース１１に巻き回されたコイル１３と、を有し、
ティース１１は、回転子磁極Ｎ，Ｓと対向する先端側が周方向に複数に分岐した分岐部１１ｂ，１１ｃを有し、
複数に分岐した分岐部１１ｂ，１１ｃの先端部は、周方向に隣り合う２つの先端部１１ｂｃ，１１ｃｃが回転子磁極Ｎ，Ｓの１極分離れている。
つまり、周方向に隣り合う２つの先端部１１ｂｃ，１１ｃｃは、先端部１１ｂｃに対向する回転磁極Ｓの位置から、先端部１１ｂｃに対向している回転子磁極Ｓの位置まで離れている。
【0024】
この場合、コイル１３は、ティース１１の外周側から巻き回して形成されているとよい。
【0025】
ティース１１の根元部分１１ａは回転子磁極Ｎ，Ｓの１極分離す必要が無いため、根元部分１１ａの周方向両側に大きな空間を確保することができる。その空間にコイル１３を配置する場合、コイル１３の線径を大きくすることができ、銅損を低減することができる。また、ティース１１の２つの先端部１１ｂｃ，１１ｃｃ間の空間（スロット）１５（１５ａ，１５ｂ）は、軸方向に流れる冷却風の通風路となる。本実施例では、特許文献１のように、固定子鉄心１２を周方向に複数に分割し、各固定子鉄心同士を離した構造よりも、通風路１５は狭く、且つ回転子２に近い領域の割合が大きくなる。このため、冷却風の流速が増大すると共に、回転の影響で冷却風が乱流化し、冷却性能を向上することができる。また、回転子鉄心１２が分割されず一体となっているため、組立性が高い。
【0026】
また、コイル１３をティース１１の外周側から巻き回すことにより、コイル１３をティース１１の周りに整列させてきれいに巻くことができ、空間ＳＰＣを確保した上で、コイル１３のスロット内における占積率を向上させることができる。
【0027】
［実施例２］
図２に本発明の実施例２に係る回転電機１の断面図を示す。実施例１と同様な構成には実施例１と同じ符号を付し、重複する説明を省略する。
本実施例の回転電機１は、図１で説明した実施例１と略同様な構成であるが、実施例１と異なるのは、固定子３がティース１１の根元部分１１ａで、ティース１１に平行な方向に半分に分割された固定子鉄心１２で構成されている点である。
図２に本発明の実施例２に係る回転電機１の断面図を示す。実施例１と同様な構成には実施例１と同じ符号を付し、重複する説明を省略する。
本実施例の回転電機１は、図１で説明した実施例１と略同様な構成であるが、実施例１と異なるのは、固定子３がティース１１の根元部分１１ａで、ティース１１に平行な方向に半分に分割された固定子鉄心１２で構成されている点である。
【0028】
すなわち本実施例の単相交流駆動の回転電機１では、
固定子鉄心１２は、ティース１１の突き出し方向と平行な分割面１２ｃを有するように、周方向に複数１２ａ，１２ｂに分割され、
ティース１１は、分割面１２ｃで周方向に２分割され、
２分割された一方のティース部と他方のティース部とは、複数に分割された固定子鉄心の異なる固定子鉄心部分１２ａ，１２ｂに設けられている。
固定子鉄心１２は、ティース１１の突き出し方向と平行な分割面１２ｃを有するように、周方向に複数１２ａ，１２ｂに分割され、
ティース１１は、分割面１２ｃで周方向に２分割され、
２分割された一方のティース部と他方のティース部とは、複数に分割された固定子鉄心の異なる固定子鉄心部分１２ａ，１２ｂに設けられている。
【0029】
本実施例では、固定子鉄心１２は、リボン状の材料を積層し、積層方向に曲げることで形成できるため、打ち抜き加工が困難な低損失材料、例えば、アモルファス材、高Ｂｓナノ結晶材を用いることができ、鉄損を低減することができる。また、一定の厚みの積層材を曲げて形成できるため、板材の打ち抜き加工より廃棄材料が減少し、環境への負荷を低減することができる。
【0030】
［実施例３］
図３に本発明の実施例３に係る回転電機１の断面図を示す。実施例１，２と同様な構成には実施例１，２と同じ符号を付し、重複する説明を省略する。
本実施例の回転電機１は、図１で説明した実施例１と略同様な構成であるが、実施例１と異なるのは、ティース１１の先端側が３本１１ｂ，１１ｃ，１１ｄに分岐し、３つの先端部（固定子磁極面）１１ｂｃ，１１ｃｃ，１１ｄｃが構成されている点である。
図３に本発明の実施例３に係る回転電機１の断面図を示す。実施例１，２と同様な構成には実施例１，２と同じ符号を付し、重複する説明を省略する。
本実施例の回転電機１は、図１で説明した実施例１と略同様な構成であるが、実施例１と異なるのは、ティース１１の先端側が３本１１ｂ，１１ｃ，１１ｄに分岐し、３つの先端部（固定子磁極面）１１ｂｃ，１１ｃｃ，１１ｄｃが構成されている点である。
【0031】
すなわち本実施例の単相交流駆動の回転電機１では、分岐部１１ｂ，１１ｃは、３つ１１ｂ，１１ｃ，１１ｄに分岐している。
３つに分岐した分岐部１１ｂ，１１ｃ、１１ｄの先端部は、周方向に隣り合う２つの先端部が回転子磁極Ｎ，Ｓの１極分離れている。
つまり、周方向に隣り合う２つの先端部１１ｂｃ，１１ｃｃは、先端部１１ｂｃに対向する回転磁極Ｓの位置から、先端部１１ｂｃに対向している回転子磁極Ｓの位置まで離れており、周方向に隣り合う２つの先端部１１ｃｃ，１１ｄｃは、先端部１１ｃｃに対向する回転磁極Ｓの位置から、先端部１１ｄｃに対向している回転子磁極Ｓの位置まで離れている。
３つに分岐した分岐部１１ｂ，１１ｃ、１１ｄの先端部は、周方向に隣り合う２つの先端部が回転子磁極Ｎ，Ｓの１極分離れている。
つまり、周方向に隣り合う２つの先端部１１ｂｃ，１１ｃｃは、先端部１１ｂｃに対向する回転磁極Ｓの位置から、先端部１１ｂｃに対向している回転子磁極Ｓの位置まで離れており、周方向に隣り合う２つの先端部１１ｃｃ，１１ｄｃは、先端部１１ｃｃに対向する回転磁極Ｓの位置から、先端部１１ｄｃに対向している回転子磁極Ｓの位置まで離れている。
【0032】
本実施例では、回転子磁極数と固定子磁極数との比を３：２だけでなく、他の組合せで構成することができ、設計の自由度が向上する。なお本実施例は、回転子磁極数は１０、固定子磁極数は６であり、回転子磁極数と固定子磁極数との比は５：３である。
【0033】
［実施例４］
図４に本発明の実施例４に係る回転電機１の断面図を示す。実施例１－３と同様な構成には実施例１－３と同じ符号を付し、重複する説明を省略する。
本実施例の回転電機１は、図１で説明した実施例１と略同様な構成であるが、実施例１と異なるのは、ティース１１の先端以外は、回転子磁極Ｎ，Ｓの１極分より狭い距離Ｗ１５ｃだけ離れて、ティース１１が分岐している点である。
図４に本発明の実施例４に係る回転電機１の断面図を示す。実施例１－３と同様な構成には実施例１－３と同じ符号を付し、重複する説明を省略する。
本実施例の回転電機１は、図１で説明した実施例１と略同様な構成であるが、実施例１と異なるのは、ティース１１の先端以外は、回転子磁極Ｎ，Ｓの１極分より狭い距離Ｗ１５ｃだけ離れて、ティース１１が分岐している点である。
【0034】
すなわち本実施例の単相交流駆動の回転電機１では、ティース１１は、分岐部１１ｂ，１１ｃから径方向外周側に向かって形成された、回転子磁極の１極分より狭いスリット幅Ｗ１５ｃのスリット１５ｃを有する。
【0035】
本実施例では、ティース１１の根元部分１１ａの付近にも冷却風を流すことができ、ティース根部分１１ａの付近に配置されたコイル１３の冷却性能が向上する。
【0036】
［実施例５］
図５に本発明の実施例５に係る回転電機１の断面図を示す。実施例１－４と同様な構成には実施例１－４と同じ符号を付し、重複する説明を省略する。
本実施例の回転電機１は、図１で説明した実施例１と略同様な構成であるが、実施例１と異なるのは、固定子鉄心１２を、ティース１１に平行な方向に長い長方形形状にした点である。
図５に本発明の実施例５に係る回転電機１の断面図を示す。実施例１－４と同様な構成には実施例１－４と同じ符号を付し、重複する説明を省略する。
本実施例の回転電機１は、図１で説明した実施例１と略同様な構成であるが、実施例１と異なるのは、固定子鉄心１２を、ティース１１に平行な方向に長い長方形形状にした点である。
【0037】
すなわち本実施例の単相交流駆動の回転電機１では、固定子鉄心１２はティース１１の突き出し方向と平行な方向に長手方向を有する長方形形状である。
【0038】
本実施例では、コイル１３の渡り長が短縮し、かつ、コイル１３の配置可能な空間を長方形の長手方向に拡げることで広くすることができ、銅損を低減することができる。
【0039】
［実施例６］
図６に本発明の実施例５に係る回転電機１の断面図を示す。実施例１－５と同様な構成には実施例１－５と同じ符号を付し、重複する説明を省略する。
本実施例の回転電機１は、図５で説明した実施例５と略同様な構成であるが、実施例５と異なるのは、固定子鉄心１２とコイル１３外周間に空間２０を設けて通風路が形成されている点である。
図６に本発明の実施例５に係る回転電機１の断面図を示す。実施例１－５と同様な構成には実施例１－５と同じ符号を付し、重複する説明を省略する。
本実施例の回転電機１は、図５で説明した実施例５と略同様な構成であるが、実施例５と異なるのは、固定子鉄心１２とコイル１３外周間に空間２０を設けて通風路が形成されている点である。
【0040】
すなわち本実施例の単相交流駆動の回転電機１は、固定子鉄心１２の内周面１２ｆとコイル１３の外周１３ｄとの間に空間２０を有する。
【0041】
本実施例では、コイル１３の外周１３ｄを冷却風で冷却できるため、冷却性能が向上する。
【0042】
［実施例７］
図７に本発明の実施例７に係る回転電機１の断面図を示す。実施例１－６と同様な構成には実施例１－６と同じ符号を付し、重複する説明を省略する。
本実施例の回転電機１は、図１で説明した実施例１と略同様な構成であるが、実施例１と異なるのは、回転子２の中心軸を挟んで長さが異なるティース１１で固定子３が構成されている点である。
図７に本発明の実施例７に係る回転電機１の断面図を示す。実施例１－６と同様な構成には実施例１－６と同じ符号を付し、重複する説明を省略する。
本実施例の回転電機１は、図１で説明した実施例１と略同様な構成であるが、実施例１と異なるのは、回転子２の中心軸を挟んで長さが異なるティース１１で固定子３が構成されている点である。
【0043】
すなわち本実施例の単相交流駆動の回転電機１では、
複数のティース１１は、回転子２を挟んで配置された、突き出し方向の長さが異なる２つのティースを有し、
回転子２は、その中心Ｏ２が固定子３の中心Ｏ３からずれて配置されている。
すなわち回転子２は、固定子３に対して偏心配置されている。
複数のティース１１は、回転子２を挟んで配置された、突き出し方向の長さが異なる２つのティースを有し、
回転子２は、その中心Ｏ２が固定子３の中心Ｏ３からずれて配置されている。
すなわち回転子２は、固定子３に対して偏心配置されている。
【0044】
本実施例では、組み立て時に回転子２を組み込むための、コイル１３を配置できない空間ＳＰＣを狭くできる。その結果、コイル１３を配置できる空間を広くでき、銅損を低減することができる。
【0045】
［実施例８］
図８に本発明の実施例８に係る回転電機１の断面図を示す。実施例１－７と同様な構成には実施例１－７と同じ符号を付し、重複する説明を省略する。
本実施例の回転電機１は、図１で説明した実施例１と略同様な構成であるが、実施例１と異なるのは、同一のスロットＳＬＴａ，ＳＬＴｂに格納されたコイル１３間に、非磁性材料で構成される閉塞材１６を設置している点である。閉塞材１６は空間ＳＰＣに設置される。
図８に本発明の実施例８に係る回転電機１の断面図を示す。実施例１－７と同様な構成には実施例１－７と同じ符号を付し、重複する説明を省略する。
本実施例の回転電機１は、図１で説明した実施例１と略同様な構成であるが、実施例１と異なるのは、同一のスロットＳＬＴａ，ＳＬＴｂに格納されたコイル１３間に、非磁性材料で構成される閉塞材１６を設置している点である。閉塞材１６は空間ＳＰＣに設置される。
【0046】
すなわち本実施例の単相交流駆動の回転電機１は、同一のスロットＳＬＴａに格納されたコイル１３ａａと１３ｂａとの間、及び同一のスロットＳＬＴｂに格納されたコイル１３ａｂと１３ｂｂとの間に、閉塞材１６が設置されている。
【0047】
本実施例では、同一のスロットＳＬＴａ，ＳＬＴｂに格納されたコイル１３間に冷却風が流れることを抑制し、通風路１５を流れる冷却風の流速が高まり、冷却性能が向上する。
【0048】
［実施例９］
図９に本発明の実施例９に係る回転電機１の断面図を示す。実施例１－８と同様な構成には実施例１－８と同じ符号を付し、重複する説明を省略する。
図９に本発明の実施例９に係る回転電機１の断面図を示す。実施例１－８と同様な構成には実施例１－８と同じ符号を付し、重複する説明を省略する。
【0049】
本実施例の回転電機１は、図８で説明した実施例８と略同様な構成であるが、実施例８と異なるのは、非磁性材料で構成される閉塞材１６の回転子２側に窪み（凹部）１６ａを形成し、分割ティース１７を閉塞材１６の窪みに埋め込むことで固定している点である。
【0050】
すなわち本実施例の単相交流駆動の回転電機１では、
ティース１１は、分岐部１１ｂ，１１ｃの先端部１１ｂｃ，１１ｃｃが分岐部１１ｂ，１１ｃとは別部材（分割ティース）１７で構成され、
別部材１７で構成された先端部１１ｂｃ，１１ｃｃは、閉塞材１６に形成された凹部１６ａに埋め込まれて固定される。
ティース１１は、分岐部１１ｂ，１１ｃの先端部１１ｂｃ，１１ｃｃが分岐部１１ｂ，１１ｃとは別部材（分割ティース）１７で構成され、
別部材１７で構成された先端部１１ｂｃ，１１ｃｃは、閉塞材１６に形成された凹部１６ａに埋め込まれて固定される。
【0051】
本実施例では、分割ティース１７をリボン状の材料の切断加工で形成できる。これにより、分割ティース１７に打ち抜き加工が困難な低損失材料、例えば、アモルファス材、高Ｂｓナノ結晶材を用いることができ、磁束の変化が大きいティース先端の鉄損を低減することができる。
【0052】
［実施例１０］
図１０に本発明の実施例１０に係る回転電機１の断面図を示す。実施例１－９と同様な構成には実施例１－９と同じ符号を付し、重複する説明を省略する。
本実施例の回転電機１は、図１で説明した実施例１と略同様な構成であるが、実施例１と異なるのは、固定子３がスロット開口部１１ｅの外周側で分割された分割鉄心１２ｂ，１２ｃで構成され、分割鉄心１２ｂ，１２ｃ同士を接合する鉄心接合部１９の幅Ｔ１９は、鉄心接合部１９以外の部位よりも太くなっている点である。
図１０に本発明の実施例１０に係る回転電機１の断面図を示す。実施例１－９と同様な構成には実施例１－９と同じ符号を付し、重複する説明を省略する。
本実施例の回転電機１は、図１で説明した実施例１と略同様な構成であるが、実施例１と異なるのは、固定子３がスロット開口部１１ｅの外周側で分割された分割鉄心１２ｂ，１２ｃで構成され、分割鉄心１２ｂ，１２ｃ同士を接合する鉄心接合部１９の幅Ｔ１９は、鉄心接合部１９以外の部位よりも太くなっている点である。
【0053】
すなわち本実施例の単相交流駆動の回転電機１では、
複数のティース１１は、回転子２を挟んで配置された２つのティース１１で構成され、 固定子鉄心１２は、２つのティース１１の間に構成される周方向中間部で２つ１２ｇ，１２ｈに分割され、
２つに分割された固定子鉄心１２ｇ，１２ｈの接合部１９における肉厚Ｔ１９は、他の部位の肉厚Ｔ１２よりも厚くなっている。
複数のティース１１は、回転子２を挟んで配置された２つのティース１１で構成され、 固定子鉄心１２は、２つのティース１１の間に構成される周方向中間部で２つ１２ｇ，１２ｈに分割され、
２つに分割された固定子鉄心１２ｇ，１２ｈの接合部１９における肉厚Ｔ１９は、他の部位の肉厚Ｔ１２よりも厚くなっている。
【0054】
本実施例では、固定子鉄心１２が分割鉄心１２ｇ，１２ｈで構成されるため、回転電機１の生産効率を高くできるとともに、鉄心接合部１９の幅Ｔ１９が太いため、固定鉄心１２の分割で生じる分割鉄心１２ｇ，１２ｈ間隙間の磁気抵抗が低くなり、鉄心１２の分割による回転電機１の出力特性劣化を抑制することができる。
【0055】
なお、本発明は上記した各実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上記した実施例は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施例の構成の一部を他の実施例の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施例の構成に他の実施例の構成を加えることも可能である。また、各実施例の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。
【符号の説明】
【0056】
１…回転電機、２…回転子、３…固定子、４…シャフト、１１…ティース、１１ｂ，１１ｃ，１１ｄ…ティース１１の分岐部、１１ｂｃ，１１ｃｃ，１１ｄｃ…分岐部１１ｂ，１１ｃの先端部、１２…固定子鉄心、１２ａ，１２ｂ…分割された固定子鉄心部分、１２ｃ…固定子鉄心１２の分割面、１２ｆ…固定子鉄心１２の内周面、１２ｇ，１２ｈ…２つに分割された固定子鉄心、１３，１３ａａ，１３ａｂ，１３ｂａ，１３ｂｂ…コイル、１３ｄ…コイル１３の外周、１４…磁石、１５…スロット（通風路）、１５ｃ…スリット（通風路）、１６…閉塞材、１６ａ…閉塞材１６に形成された凹部、１７…分割ティース（別部材）、１８…分割鉄心、１９…固定子鉄心１２の接合部、Ｇ…ギャップ、Ｎ，Ｓ…回転子磁極、Ｏ２…回転子２の中心、Ｏ３…固定子３の中心、ＳＬＴａ，ＳＬＴｂ…スロット、Ｔ１９…接合部１９の肉厚、Ｔ１２…固定子鉄心１２の他の部位の肉厚、Ｗ１５ｃ…スリット幅。
【要約】
本発明の目的は、リターン用のコイル（リターン線）を排除するとともに、スロット内のコイルを配置可能な空間を広くすることができる単相交流駆動の回転電機を提供することにある本発明の回転電機１は、回転子２と、回転子２との間に径方向のギャップＧを介して配置された固定子３と、を備える単相交流駆動の回転電機１である。回転子２は、周方向に配置された回転子磁極Ｎ，Ｓを構成する複数の磁石１４を有する。固定子３は、固定子鉄心１２と、固定子鉄心１２に複数配置されたティース１１と、ティース１１に巻き回されたコイル１３と、を有する。ティース１１は、回転子磁極Ｎ，Ｓと対向する先端側が周方向に複数に分岐した分岐部１１ｂ，１１ｃを有する。複数に分岐した分岐部１１ｂ，１１ｃの先端部は、周方向に隣り合う２つの先端部１１ｂｃ，１１ｃｃが回転子磁極Ｎ，Ｓの１極分離れている。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】