JP2005080451A

JP2005080451A - 電動機

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Publication number: JP2005080451A
Application number: JP2003309802A
Authority: JP
Inventors: Eiji Hiwaki; 英治檜脇; Hiroshi Ito; 浩伊藤; Tetsuji Funatsu; 哲司舟津; Yuichi Yoshikawa; 祐一吉川; Toshiyuki Tamamura; 俊幸玉村
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2003-09-02
Filing date: 2003-09-02
Publication date: 2005-03-24

Abstract

【課題】焼きばめあるいは圧入によって固定子鉄心に加わる応力を低減することで、高効率で、かつ信頼性の高い電動機を提供することを目的とする。
【解決手段】電動機のスロット１３の外周側に位置するヨーク１５の外周にヨーク外周切欠き部１８を設け、ティース１２の外周側に位置する貫通穴１６の外周にリブ１７を設け、リブ１７の回転方向両端部１７ａをＲ面取り形状とする。また、貫通穴１６が外周側に向けて開放されている場合は、貫通穴１６の内周側側面１６ａの形状を略直線状とする。
【選択図】図１０

Description

本発明は、高効率で、かつ信頼性の高い電動機、およびこれを搭載した高効率で、かつ信頼性の高い機器に関するものである。

従来、一般に電動機は、図１２に示すように固定子４０と回転子５０から構成されている。尚、図１２は、ブラシレスモータの例を示している。

固定子４０は、固定子鉄心４１に設けられたティース４２と、スロット４３を有する。ティース４２には、固定子鉄心４１との間に絶縁物（絶縁フィルム、インシュレータ等：図示せず）を介して直接３相巻線４４Ｕ、４４Ｖ、４４Ｗが施されている。

また、固定子鉄心４１は、各ティース間を連結する略環状のヨーク４５および、固定子鉄心４１の外周には、貫通穴４６を有する。この貫通穴４６は、電動機あるいは機器の種類によって、冷媒通路用穴や風穴など、様々な用途として使用される。

貫通穴４６は、固定子４１の外周側方向に開放されており、固定子４１がハウジング６１に焼きばめあるいは圧入された時、ハウジング６１と固定子鉄心４１との間に形成される。この場合、貫通穴４６の部分はハウジング６１に接触せず、ヨーク４５で固定子鉄心４１をハウジング６１に保持する（例えば、特許文献１参照。）。

また、貫通穴４６の一部が、外周側に開放されていない場合を図１３に示す。この場合、外周方向に開放された貫通穴４６と開放されていない貫通穴４７を有する。それぞれの貫通穴４６および貫通穴４７の間には、固定子鉄心の外周部（以下、リブという）４８が設けられている。リブ４８とハウジング６１とは接触せず、ヨーク４５で固定子鉄心４１をハウジング６１に保持する（例えば、特許文献２参照。）。

図１２および図１３は、ともにブラシレスモータであり、回転子５０の構造は同一となる。回転子５０は、固定子４０の内側に、固定子４０と同心円状に、回転自在に保持されており、図１２および図１３における回転子鉄心５１は、永久磁石５２が埋設されている埋め込み磁石型回転子を示している。また、軸孔５３には軸が入る。

回転子５０は固定子４０に施された巻線４４Ｕ、４４Ｖ、４４Ｗに流れる電流による回転磁界によって、シャフトを中心にして回転する。
特開２００１−７８３７５号公報特開２００３−２１９８５号公報

前記従来の電動機においては、固定子４１をハウジング６１に焼きばめあるいは圧入した場合、ヨーク４５がハウジング６１に保持されることから、ヨーク４５にハウジング６１からの応力が加わり、ヨーク４５における鉄損が増加する問題があった。

また、焼きばめあるいは圧入にて発生した応力により、固定子鉄心４１が変形するなど、信頼性を損なうことがあった。この現象は、固定子鉄心４１とハウジング６１とのシメシロが大きくなればなる程、顕著に表れる。

尚、この課題は、前記従来の電動機として示したブラシレスモータに限らず、焼きばめあるいは圧入によって固定子４０がハウジング６１に対して保持されている電動機に対しては、常に発生する課題であることは明らかである。即ち、ブラシレスモータ以外の誘導電動機、直流電動機などにおいても同様の課題があると言える。

本発明は、前記従来の問題点に鑑み、焼きばめあるいは圧入によって固定子鉄心に加わる応力を緩和することで、ヨークの応力による鉄損増加を抑制して効率が向上するとともに、固定子鉄心の変形などを抑制した信頼性の高い電動機、およびこれを搭載した高効率で、信頼性の高い機器を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために本発明は、スロットの外周側に位置するヨークの外周に切欠き部を設けることで、前記切欠き部が前記ハウジングと接触せず、更に、前記ティースの外周側に位置する前記ヨークに、軸方向に貫通する貫通穴を設けるとともに、前記貫通穴の外周側に位置する前記固定子鉄心のリブにおいて、前記リブの外周のうち、回転方向に対する両端部にＲ面取りあるいはテーパ状の切欠きを設ける、あるいは前記リブの外周の径が、前記ハウジングの内径寸法よりも小さくしたもので、高効率で、かつ信頼性の高い電動機を得ることができる。また、前記貫通穴が外周側に向けて開放されている場合は、前記貫通穴の内周側側面の形状を略直線状とすることで、高効率で、かつ信頼性の高い電動機を得ることができる。

上記の実施例から明らかなように、請求項１に記載の発明によれば、スロットの外周側に位置するヨークの外周にヨーク外周切欠き部を設け、固定子鉄心の外周は前記ヨーク外周切欠き部においてハウジングと接触しておらず、更に、ティースの外周側に位置する前記ヨークに、軸方向に貫通する貫通穴を設けるとともに、前記貫通穴の外周側に位置する前記固定子鉄心のリブにおいて、前記リブの外周のうち、回転方向に対する両端部にＲ面取りあるいはテーパ状の切欠きを設けているもので、前記ヨーク外周切欠き部によって前記ヨークから前記ハウジングに伝達する振動を抑制し、また前記ティースに加わるラジアル力を、前記貫通穴によって分散させて前記ハウジングへの伝達を抑制することができるうえに、前記固定子鉄心と前記ハウジングとの間に作用する応力を前記リブにて受けることができ、前記ヨークに加わる応力が低減されるために、応力による鉄損増加、すなわち電動機の効率低下を抑制可能であることから、高効率で、かつ信頼性の高い電動機を得ることができる。

また、請求項２に記載の発明によれば、スロットの外周側に位置するヨークの外周にヨーク外周切欠き部を設け、固定子鉄心の外周は前記ヨーク外周切欠き部においてハウジングと接触しておらず、更に、ティースの外周側に位置する前記ヨークに、軸方向に貫通する貫通穴を設けるとともに、前記貫通穴の外周側に位置する前記固定子鉄心のリブにおいて、前記リブの外周の径が、前記ハウジングの内径寸法よりも小さいもので、前記ヨーク外周切欠き部によって前記ヨークから前記ハウジングに伝達する振動を抑制し、また前記ティースに加わるラジアル力を、前記貫通穴によって分散させて前記ハウジングへの伝達を抑制することができるうえに、前記固定子鉄心と前記ハウジングとの間に作用する応力を前記リブにて受けることができ、前記ヨークに加わる応力が低減されるために、応力による鉄損増加、すなわち電動機の効率低下を抑制可能であることから、高効率で、かつ信頼性の高い電動機を得ることができる。

更に、請求項３に記載の発明によれば、スロットの外周側に位置するヨークの外周にヨーク外周切欠き部を設け、固定子鉄心の外周は前記ヨーク外周切欠き部においてハウジングと接触しておらず、更に、ティースの外周側に位置する前記ヨークに、軸方向に貫通す
る貫通穴を設けるとともに、前記貫通穴は外周側に向けて開放されており、前記貫通穴の内周側側面の形状は略直線状であるうえに、前記ヨーク外周切欠き部と前記貫通穴とで挟まれた部分において、焼きばめあるいは圧入によって前記ハウジングに保持されているもので、前記ヨーク外周切欠き部によって前記ヨークから前記ハウジングに伝達する振動を抑制し、また前記ティースに加わるラジアル力を、前記貫通穴によって分散させて前記ハウジングへの伝達を抑制することができるうえに、外周側に開放されている場合に、前記固定子鉄心と前記ハウジングとの間に作用する応力が前記貫通穴の内周側を略直線状とすることによって分散されて、局所的な応力の集中が無くなって固定子鉄心の変形が小さくなることから、高効率で、かつ信頼性の高い電動機を得ることができる。

請求項４に記載の発明によれば、スロットの外周側に位置するヨークの外周にヨーク外周切欠き部を設け、固定子鉄心の外周は前記ヨーク外周切欠き部においてハウジングと接触しておらず、更に、ティースの外周側に位置する前記ヨークに、軸方向に貫通する貫通穴を設けるとともに、前記貫通穴は外周側に向けて開放されており、前記貫通穴の内周側側面の形状は、前記貫通穴の回転方向幅よりも小さい径である略円弧状であるうえに、前記ヨーク外周切欠き部と前記貫通穴とで挟まれた部分において、焼きばめあるいは圧入によって前記ハウジングに保持されているもので、前記ヨーク外周切欠き部によって前記ヨークから前記ハウジングに伝達する振動を抑制し、また前記ティースに加わるラジアル力を、前記貫通穴によって分散させて前記ハウジングへの伝達を抑制することができるうえに、外周側に開放されている場合に、前記固定子鉄心と前記ハウジングとの間に作用する応力が前記貫通穴の内周側を前記貫通穴の回転方向幅よりも小さい径することによって分散されて、局所的な応力の集中が無くなって固定子鉄心の変形が小さくなることから、高効率で、かつ信頼性の高い電動機を得ることができる。

請求項５に記載の発明によれば、少なくとも１つのティースの外周側に位置する貫通穴は外周側に向けて開放されており、前記貫通穴の内周側側面の形状は略直線状であるうえに、ヨーク外周切欠き部と前記貫通穴とで挟まれた部分において、焼きばめあるいは圧入によってハウジングに保持されていることを特徴とした請求項１あるいは請求項２に記載の電動機で、局所的な応力の集中が無くなって固定子鉄心の変形が小さくなることから、高効率で、かつ信頼性の高い電動機を得ることができる。

請求項６に記載の発明によれば、少なくとも１つのティースの外周側に位置する貫通穴は外周側に向けて開放されており、前記貫通穴の内周側側面の形状は、前記貫通穴の回転方向幅よりも小さい径である略円弧状であるうえに、ヨーク外周切欠き部と前記貫通穴とで挟まれた部分において、焼きばめあるいは圧入によってハウジングに保持されていることを特徴とした請求項１あるいは請求項２に記載の電動機で、局所的な応力の集中が無くなって固定子鉄心の変形が小さくなることから、高効率で、かつ信頼性の高い電動機を得ることができる。

請求項７に記載の発明によれば、ティースの外周側に位置するヨークに設けた、軸方向に貫通する貫通穴のうち、外周側に向けて開放された前記貫通穴の回転方向両側に位置する２ヶ所のヨーク外周切欠き部において、前記それぞれのヨーク外周切欠き部の径方向深さが略同一深さであることを特徴とした請求項３から請求項６に記載の電動機で、前記外周側に向けて開放された貫通穴の内周側ティースに加わる応力の回転方向におけるアンバランスが無くなって固定子鉄心の変形が小さくなることから、高効率で、かつ信頼性の高い電動機を得ることができる。

請求項８に記載の発明によれば、請求項１から請求項７のいずれか１項に記載の電動機を搭載したことを特徴とした機器であり、高効率で、かつ信頼性の高い機器を得ることができる。

上記の課題を解決するために請求項１に記載の電動機は、環状のヨークと前記ヨークの内周部に配置された複数のティースとを有し、複数の前記ティース間に設けられたスロットを介して巻線を施してなる固定子と、前記固定子の内周に僅かな空隙を介して対向し、回転自在に保持された回転子により構成され、固定子鉄心の外周の一部が焼きばめあるいは圧入によってハウジングに保持されている電動機において、前記スロットの外周側に位置する前記ヨークの外周にヨーク外周切欠き部を設け、前記固定子鉄心の外周は前記ヨーク外周切欠き部において前記ハウジングと接触しておらず、更に、前記ティースの外周側に位置する前記ヨークに、軸方向に貫通する貫通穴を設けるとともに、前記貫通穴の外周側に位置する前記固定子鉄心のリブにおいて、前記リブの外周のうち、回転方向に対する両端部にＲ面取りあるいはテーパ状の切欠きを設けているもので、前記ヨーク外周切欠き部によって前記ヨークから前記ハウジングに伝達する振動を抑制し、また前記ティースに加わるラジアル力を、前記貫通穴によって分散させて前記ハウジングへの伝達を抑制することができるうえに、前記固定子鉄心と前記ハウジングとの間に作用する応力を前記リブにて受けることができ、前記ヨークに加わる応力が低減されるために、応力による鉄損増加、すなわち電動機の効率低下が抑制可能であることから、高効率で、かつ信頼性の高い電動機を得ることができる。

また、請求項２に記載の電動機は、環状のヨークと前記ヨークの内周部に配置された複数のティースとを有し、複数の前記ティース間に設けられたスロットを介して巻線を施してなる固定子と、前記固定子の内周に僅かな空隙を介して対向し、回転自在に保持された回転子により構成され、前記固定子鉄心の外周の一部が焼きばめあるいは圧入によってハウジングに保持されている電動機において、前記スロットの外周側に位置する前記ヨークの外周にヨーク外周切欠き部を設け、前記固定子鉄心の外周は前記ヨーク外周切欠き部において前記ハウジングと接触しておらず、更に、前記ティースの外周側に位置する前記ヨークに、軸方向に貫通する貫通穴を設けるとともに、前記貫通穴の外周側に位置する前記固定子鉄心のリブにおいて、前記リブの外周の径が、前記ハウジングの内径寸法よりも小さいもので、前記ヨーク外周切欠き部によって前記ヨークから前記ハウジングに伝達する振動を抑制し、また前記ティースに加わるラジアル力を、前記貫通穴によって分散させて前記ハウジングへの伝達を抑制することができるうえに、前記固定子鉄心と前記ハウジングとの間に作用する応力を前記リブにて受けることができ、前記ヨークに加わる応力が低減されるために、応力による鉄損増加、すなわち電動機の効率低下が抑制可能であることから、高効率で、かつ信頼性の高い電動機を得ることができる。

更に、請求項３に記載の電動機は、環状のヨークと前記ヨークの内周部に配置された複数のティースとを有し、複数の前記ティース間に設けられたスロットを介して巻線を施してなる固定子と、前記固定子の内周に僅かな空隙を介して対向し、回転自在に保持された回転子により構成され、前記固定子鉄心の外周の一部が焼きばめあるいは圧入によってハウジングに保持されている電動機において、前記スロットの外周側に位置する前記ヨークの外周にヨーク外周切欠き部を設け、前記固定子鉄心の外周は前記ヨーク外周切欠き部において前記ハウジングと接触しておらず、更に、前記ティースの外周側に位置する前記ヨークに、軸方向に貫通する貫通穴を設けるとともに、前記貫通穴は外周側に向けて開放されており、前記貫通穴の内周側側面の形状は略直線状であるうえに、前記ヨーク外周切欠き部と前記貫通穴とで挟まれた部分において、焼きばめあるいは圧入によって前記ハウジングに保持されているもので、前記ヨーク外周切欠き部によって前記ヨークから前記ハウジングに伝達する振動を抑制し、また前記ティースに加わるラジアル力を、前記貫通穴によって分散させて前記ハウジングへの伝達を抑制することができるうえに、外周側に開放されている場合に、前記固定子鉄心と前記ハウジングとの間に作用する応力が前記貫通穴の内周側を略直線状とすることによって分散されて、局所的な応力の集中が無くなって固
定子鉄心の変形が小さくなることから、高効率で、かつ信頼性の高い電動機を得ることができる。

請求項４に記載の電動機は、環状のヨークと前記ヨークの内周部に配置された複数のティースとを有し、複数の前記ティース間に設けられたスロットを介して巻線を施してなる固定子と、前記固定子の内周に僅かな空隙を介して対向し、回転自在に保持された回転子により構成され、前記固定子鉄心の外周の一部が焼きばめあるいは圧入によってハウジングに保持されている電動機において、前記スロットの外周側に位置する前記ヨークの外周にヨーク外周切欠き部を設け、前記固定子鉄心の外周は前記ヨーク外周切欠き部において前記ハウジングと接触しておらず、更に、前記ティースの外周側に位置する前記ヨークに、軸方向に貫通する貫通穴を設けるとともに、前記貫通穴は外周側に向けて開放されており、前記貫通穴の内周側側面の形状は、前記貫通穴の回転方向幅よりも小さい径である略円弧状であるうえに、前記ヨーク外周切欠き部と前記貫通穴とで挟まれた部分において、焼きばめあるいは圧入によって前記ハウジングに保持されているもので、前記ヨーク外周切欠き部によって前記ヨークから前記ハウジングに伝達する振動を抑制し、また前記ティースに加わるラジアル力を、前記貫通穴によって分散させて前記ハウジングへの伝達を抑制することができるうえに、外周側に開放されている場合に、前記固定子鉄心と前記ハウジングとの間に作用する応力が前記貫通穴の内周側を前記貫通穴の回転方向幅よりも小さい径することによって分散されて、局所的な応力の集中が無くなって固定子鉄心の変形が小さくなることから、高効率で、かつ信頼性の高い電動機を得ることができる。

請求項５に記載の電動機は、少なくとも１つのティースの外周側に位置する貫通穴は外周側に向けて開放されており、前記貫通穴の内周側側面の形状は略直線状であるうえに、ヨーク外周切欠き部と前記貫通穴とで挟まれた部分において、焼きばめあるいは圧入によってハウジングに保持されていることを特徴とした請求項１あるいは請求項２に記載の電動機で、局所的な応力の集中が無くなって固定子鉄心の変形が小さくなることから、高効率で、かつ信頼性の高い電動機を得ることができる。

請求項６に記載の電動機は、少なくとも１つのティースの外周側に位置する貫通穴は外周側に向けて開放されており、前記貫通穴の内周側側面の形状は、前記貫通穴の回転方向幅よりも小さい径である略円弧状であるうえに、ヨーク外周切欠き部と前記貫通穴とで挟まれた部分において、焼きばめあるいは圧入によってハウジングに保持されていることを特徴とした請求項１あるいは請求項２に記載の電動機で、局所的な応力の集中が無くなって固定子鉄心の変形が小さくなることから、高効率で、かつ信頼性の高い電動機を得ることができる。

請求項７に記載の電動機は、ティースの外周側に位置するヨークに設けた、軸方向に貫通する貫通穴のうち、外周側に向けて開放された前記貫通穴の回転方向両側に位置する２ヶ所のヨーク外周切欠き部において、前記それぞれの前記ヨーク外周切欠き部の径方向深さが略同一深さであることを特徴とした請求項３から請求項６に記載の電動機で、前記外周側に向けて開放された貫通穴の内周側ティースに加わる応力の回転方向におけるアンバランスが無くなって固定子鉄心の変形が小さくなることから、高効率で、かつ信頼性の高い電動機を得ることができる。

請求項８に記載の発明は、請求項１から請求項７のいずれか１項に記載の電動機を搭載したことを特徴とした機器であり、高効率で、かつ信頼性の高い機器を得ることができる。

以下、本発明の実施例について図面を参照して説明する。

図１は、本発明の第一の実施例を適応した、集中巻方式のブラシレスモータを示している。図１に示したように、本発明の電動機は、固定子１０と回転子２０からなり、固定子１０は、固定子鉄心１１に設けられたティース１２とスロット１３を有する。ティース１２には、固定子鉄心１１との間に絶縁物（絶縁フィルム、インシュレータ等：図示せず）を介して直接３相巻線１４Ｕ、１４Ｖ、１４Ｗを施す。また、固定子鉄心１１は、各ティース間を連結する略環状のヨーク１５を有する。

ティース１２の外周側には貫通穴１６を有し、貫通穴１６の外周側にはリブ１７を有している。固定子１０がハウジング３１に焼きばめあるいは圧入された際に、このリブ１７にて、固定子鉄心１１をハウジング３１に対して保持する。

スロット１３の外周側に位置するヨーク１５の外周には、ヨーク外周切欠き部１８が設けられている。ヨーク外周切欠き部１８によってヨーク１５の径方向幅が小さくなれば、ヨーク１５の磁束密度が増加し、鉄損が増加する、即ち、電動機の効率が低下する。また、ヨーク１５の幅が変わらない場合は、スロット１３の面積が従来よりも小さくなり銅損が増加するために電動機の効率が低下する。したがって、ヨーク外周切欠き部１８の形状を円弧状とし、固定子鉄心１１からハウジング３１に振動が伝達されない最小限の形状とすることが望ましい。このことで、焼きばめあるいは圧入によって、ヨーク１５に加わる応力が低減し、応力による鉄損の増加を抑制することができるうえに、スロット１３の面積を十分大きくできるために銅損が低下することはなく、電動機の効率が向上する。望ましくは、ヨーク外周切欠き部１８の径方向寸法が１ｍｍ以下であることが良い。

図２は、図１に示した電動機のリブの部分を拡大したものである。リブ１７は、図２に示したように、回転方向両端部１７ａをＲ面取りしている。このことにより、リブ１７全体にハウジング３１からの応力を分散することが可能となるため、応力がティース１２やヨーク１５に及ぶことが無くなり、応力による鉄損増加を抑制できる。

図３から図５は、焼きばめ時に固定子鉄心１１に加わる応力の様子を示している。図３のＡ部およびＢ部は従来の電動機、図４のＡ部はリブ１７を設けるが、リブ１７の回転方向両端部１７ａをＲ面取りしていない場合、図５のＡ部はリブ１７の回転方向両端部１７ａにＲ面取りを設けた場合である。尚、それぞれの図において、色が濃い程、応力が小さいことを表している。

図３のＡ部とＢ部、図４のＡ部、図５のＡ部より明らかなとおり、リブ１７の回転方向両端部１７ａにＲ面取りを設けることによって、固定子鉄心１１に加わる応力が低減している。

尚、前述のＲ面取りに関しては、リブ１７の回転方向端部１７ａをテーパ状に切り欠くことによっても同様の効果が得られる。

更には、図６に示したように、リブ１７の外周形状を略円弧形状とすることによっても、焼きばめあるいは圧入による応力が、ティース１２やヨーク１５に伝達することを抑制することが可能となる。

図７は、本発明の第二の実施例を適応した、集中巻方式のブラシレスモータを示している。

第二の実施例においては、ティース１２の外周側に設けられた貫通穴１６は、外周側に
開放されており、固定子１０がハウジング３１に焼きばめあるいは圧入された時に、ハウジング３１と固定子鉄心１１との間に貫通穴１６を有することになる。この場合、貫通穴１６とヨーク外周切欠き部１８とで挟まれる部分１９において、固定子鉄心１１がハウジング３１に対して保持される。

図６のように、貫通穴１６が外周側に開放されていることで、焼きばめあるいは圧入前に、貫通穴１６を使用して、固定子鉄心１１あるいは固定子１０そのものの位置決めを行うなど、製造工程などに利用することができる。

しかし、貫通穴１６の形状が径の小さい円弧であったり、略三角形状であったりした場合、図３のＡ部とＢ部、図４のＢ部、図５のＢ部に表されている通り、ティース１２に焼きばめあるいは圧入による応力が及んで、固定子鉄心１１を変形させるという問題が生じる。

本発明は、この対策として、図７に示したとおり、貫通穴１６の内周側側面１６ａの形状を略直線状として、焼きばめあるいは圧入時に加わる応力を分散させるものである。図８のＢ部は、貫通穴１６の内周側側面１６ａを直線状とした場合の応力の様子を表したものであり、ティース１２に及ぶ応力が低減されていることが分かる。尚、貫通穴１６の内周側側面１６ａにおける形状は、図８のＢ部として表されているように、内周側側面１６ａの両端角部をテーパ状にしたり、例えばＲ形状とすることが可能である。

尚、貫通穴１６の内周側側面１６ａを略円弧状とした場合、円弧の径が小さい場合は、図３のＡ部、Ｂ部に示した通り前述の効果が得られないが、図９に示したように、径を大きくすれば同様の効果が得られる。この場合、貫通穴１６の内周側側面１６ａの形状を、貫通穴１６の回転方向幅Ｌよりも小さい径ｒとなる円弧状とすることが望ましい。

図１０は、本発明の第三の実施例を適応した、集中巻方式のブラシレスモータを示している。

第三の実施例は、図１に示した固定子１０における貫通穴１６のうち、２箇所のティース１２の外周側に設けられた貫通穴１６が、外周側に開放されているものであり、この外周側に開放されている貫通穴１６の形状は図７に示した形状としている。

この場合も、ヨーク外周切欠き部１８を設けることにより、焼きばめあるいは圧入によって、ヨーク１５に加わる応力が低減し、応力による鉄損の増加を抑制することができる。

また、図２と同様に、リブ１７の回転方向両端部１７ａにはＲ面取りを設けている。このことにより、リブ１７全体にハウジング３１からの応力を分散することが可能となるため、応力がティース１２やヨーク１５に及ぶことが無くなり、応力による鉄損増加を抑制できる。

更に、貫通穴１６の内周側側面１６ａの形状を略直線状として、焼きばめあるいは圧入時に加わる応力を分散させる。

これらのことによって、電動機の効率向上、および信頼性向上を図ることができる。

図１１は、図１０に示した電動機の応力の様子を示したもので、図５および図８と比較して、ヨーク１５の応力が低くなっていることが確認できる。

このことは、図１あるいは図７に示した貫通穴１６の形状を組み合わせることによって、ぞれぞれの形状を単独で使用する以上に、応力低減の効果が得られることを示しており、特にヨーク１５の応力低減効果が大きいことから、電動機の効率向上に効果的であることが分かる。また、図１１のＡ部およびＢ部双方において、ティース１２の応力が低減されていることから、図１あるいは図７に示したものと同様に、電動機の高い信頼性が得られることが分かる。

以上のことより、外周側に開放されている貫通穴１６の数は、電動機の使用方法、構成、製造上の理由などによって、電動機の性能や信頼性に影響を及ぼすことなく自由に設定することが可能であることが分かる。従って、電動機の性能や信頼性を損なわずに、製造が容易な電動機を提供することも可能である。

また、外周側に向けて開放された貫通穴１６がある場合、この開放された貫通穴１６の回転方向両側に位置する２ヶ所のヨーク外周切欠き部１８の径方向深さを略同一とすることが望ましい。このことにより、外周側に向けて開放された貫通穴１６の内周に存在するティース１２に加わる応力の回転方向におけるアンバランスが無くなり、固定子鉄心の変形が小さくなるため、更に高効率で、かつ信頼性の高い電動機を得ることができる。

尚、前述の全ての実施例において、集中巻ブラシレスモータを例にしているが、焼きばめあるいは圧入によって固定子鉄心がハウジングに対して保持されている電動機に対しては、常に発生する課題であることは明らかである。即ち、集中巻ブラシレスモータ以外でも、例えば、分布巻ブラシレスモータ、誘導電動機、直流電動機など、あらゆる電動機において本発明が適用できることは明白である。

また、応力による鉄損増加を抑制できることから、電動機の損失において、銅損よりも鉄損が占める割合が大きい程、本発明による効率向上の効果が大きくなる。特に、ティースあるいはヨークの磁束密度が１Ｔを越えるような場合には、本発明による、電動機の効率向上の効果は大きいといえる。

本発明にかかる電動機は、焼きばめあるいは圧入によって固定子鉄心に加わる応力を低減することで、高効率で、かつ信頼性の高い機器等に有用である。

本発明の実施例１における電動機の断面図本発明の実施例１における電動機のリブ部分詳細図従来の電動機における固定子鉄心に加わる応力を示す図リブにＲ面取りを設けていない場合における固定子鉄心に加わる応力を示す図本発明の実施例１における固定子鉄心に加わる応力を示す図本発明の実施例１に示した形状と同様の効果が得られる別の実施例を示す図本発明の実施例２における電動機の断面図本発明の実施例２における固定子鉄心に加わる応力を示す図本発明の実施例２に示した形状と同様の効果が得られる別の実施例を示す図本発明の実施例３における電動機の断面図本発明の実施例３における固定子鉄心に加わる応力を示す図従来の貫通穴が開放されている電動機の断面図従来の貫通穴が開放されていない電動機の断面図

符号の説明

１０固定子
１１固定子鉄心
１２ティース
１３スロット
１４Ｕ、１４Ｖ、１４Ｗ巻線
１５ヨーク
１６貫通穴
１７リブ
１８ヨーク外周切欠き部
２０回転子
２１回転子鉄心
２２永久磁石
２３軸
３１ハウジング

Claims

環状のヨークと前記ヨークの内周部に配置された複数のティースとを有し、複数の前記ティース間に設けられたスロットを介して巻線を施してなる固定子と、前記固定子の内周に僅かな空隙を介して対向し、回転自在に保持された回転子により構成され、固定子鉄心の外周の一部が焼きばめあるいは圧入によってハウジングに保持されている電動機において、前記スロットの外周側に位置する前記ヨークの外周に切欠き部を設け、前記固定子鉄心の外周はヨーク外周切欠き部において前記ハウジングと接触しておらず、更に、前記ティースの外周側に位置する前記ヨークに、軸方向に貫通する貫通穴を設けるとともに、前記貫通穴の外周側に位置する前記固定子鉄心の外周部において、前記固定子鉄心の外周部の外周のうち、回転方向に対する両端部にＲ面取りあるいはテーパ状の切欠きを設けたことを特徴とした電動機。
環状のヨークと前記ヨークの内周部に配置された複数のティースとを有し、複数の前記ティース間に設けられたスロットを介して巻線を施してなる固定子と、前記固定子の内周に僅かな空隙を介して対向し、回転自在に保持された回転子により構成され、固定子鉄心の外周の一部が焼きばめあるいは圧入によってハウジングに保持されている電動機において、前記スロットの外周側に位置する前記ヨークの外周に切欠き部を設け、前記固定子鉄心の外周はヨーク外周切欠き部において前記ハウジングと接触しておらず、更に、前記ティースの外周側に位置する前記ヨークに、軸方向に貫通する貫通穴を設けるとともに、前記貫通穴の外周側に位置する前記固定子鉄心の外周部において、前記固定子鉄心の外周部の外周の径が、前記ハウジングの内径寸法よりも小さいことを特徴とした電動機。
環状のヨークと前記ヨークの内周部に配置された複数のティースとを有し、複数の前記ティース間に設けられたスロットを介して巻線を施してなる固定子と、前記固定子の内周に僅かな空隙を介して対向し、回転自在に保持された回転子により構成され、前記固定子鉄心の外周の一部が焼きばめあるいは圧入によってハウジングに保持されている電動機において、前記スロットの外周側に位置する前記ヨークの外周に切欠き部を設け、前記固定子鉄心の外周は前記ヨーク外周切欠き部において前記ハウジングと接触しておらず、更に、前記ティースの外周側に位置する前記ヨークに、軸方向に貫通する貫通穴を設けるとともに、前記貫通穴は外周側に向けて開放されており、前記貫通穴の内周側側面の形状は略直線状であるうえに、前記ヨーク外周切欠き部と前記貫通穴とで挟まれた部分において、焼きばめあるいは圧入によってハウジングに保持されていることを特徴とした電動機。
環状のヨークと前記ヨークの内周部に配置された複数のティースとを有し、複数の前記ティース間に設けられたスロットを介して巻線を施してなる固定子と、前記固定子の内周に僅かな空隙を介して対向し、回転自在に保持された回転子により構成され、前記固定子鉄心の外周の一部が焼きばめあるいは圧入によってハウジングに保持されている電動機において、前記スロットの外周側に位置する前記ヨークの外周に切欠き部を設け、前記固定子鉄心の外周は前記ヨーク外周切欠き部において前記ハウジングと接触しておらず、更に、前記ティースの外周側に位置する前記ヨークに、軸方向に貫通する貫通穴を設けるとともに、前記貫通穴は外周側に向けて開放されており、前記貫通穴の内周側側面の形状は、前記貫通穴の回転方向幅よりも小さい径である略円弧状であるうえに、前記ヨーク外周切欠き部と前記貫通穴とで挟まれた部分において、焼きばめあるいは圧入によってハウジングに保持されていることを特徴とした電動機。
少なくとも１つのティースの外周側に位置する貫通穴は外周側に向けて開放されており、前記貫通穴の内周側側面の形状は略直線状であるうえに、ヨーク外周切欠き部と前記貫通穴とで挟まれた部分において、焼きばめあるいは圧入によってハウジングに保持されていることを特徴とした請求項１あるいは請求項２に記載の電動機。
少なくとも１つのティースの外周側に位置する貫通穴は外周側に向けて開放されており、前記貫通穴の内周側側面の形状は、前記貫通穴の回転方向幅よりも小さい径である略円弧状であるうえに、ヨーク外周切欠き部と前記貫通穴とで挟まれた部分において、焼きばめあるいは圧入によってハウジングに保持されていることを特徴とした請求項１あるいは請求項２に記載の電動機。
ティースの外周側に位置するヨークに設けた、軸方向に貫通する貫通穴のうち、外周側に向けて開放された前記貫通穴の回転方向両側に位置する２ヶ所のヨーク外周切欠き部において、前記それぞれのヨーク外周切欠き部の径方向深さが略同一深さであることを特徴とした請求項３から請求項６に記載の電動機。
請求項１から請求項７のいずれか１項に記載の電動機を搭載したことを特徴とした機器。