JP2006204052A - Electric motor - Google Patents
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Abstract
【課題】 高出力化された場合でも、出力の変動を抑えつつ、機械的強度を上げて振動など発生を防止し且つ損傷の恐れを排除した電動機を提供する。
【解決手段】 この電動機のステータ12は、略円筒状のステータ本体31と、ステータ本体の周方向の所定位置にて径方向に突出して形成された複数のティース33とを有する。各ティースのロータ11に対向する先端面が所定量のモータギャップGPを介してステータに対向するとともに、各ティースに通電用のコイル35が巻装されて突極磁極32を形成する。各ティースは、ステータ本体から径方向に起立するとともに当該径方向に穿設された溝を介して周方向に分割された分割構造の磁極歯41と、溝及び先端部に一体に組み合わされ且つ当該磁極歯に固定されて前記先端面を供する頂部42Aを有する歯先部42とを備える。頂部42Aの周方向の幅は、突極磁極32の周方向の幅よりも広く形成される。
【選択図】 図1PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an electric motor that prevents the occurrence of vibration and the like while suppressing the fluctuation of the output, increasing the mechanical strength and preventing the occurrence of damage, even when the output is increased.
A stator 12 of the electric motor includes a substantially cylindrical stator body 31 and a plurality of teeth 33 formed to protrude in a radial direction at predetermined positions in the circumferential direction of the stator body. A tip surface of each tooth facing the rotor 11 faces the stator via a predetermined amount of motor gap GP, and a coil 35 for energization is wound around each tooth to form a salient pole 32. Each tooth stands in the radial direction from the stator main body and is divided into a magnetic pole tooth 41 having a divided structure divided in the circumferential direction through a groove drilled in the radial direction, and is integrally combined with the groove and the tip. A tooth tip portion 42 having a top portion 42A which is fixed to the magnetic pole teeth and provides the tip surface. The circumferential width of the top portion 42 </ b> A is formed wider than the circumferential width of the salient pole magnetic pole 32.
[Selection] Figure 1
Description
本発明は、ロータに所定寸法のギャップを介して対向するステータを有する電動機に係り、とくに、ステータに設ける複数の突極磁極それぞれを分割した構造を有する電動機に関する。 The present invention relates to an electric motor having a stator facing a rotor with a gap of a predetermined dimension, and more particularly to an electric motor having a structure in which a plurality of salient poles provided on the stator are divided.
一般に、ロータ(回転子)に所定寸法のギャップを介して対向するステータ(固定子)とを有するモータ(電動機)にあっては、ステータに複数のティースを突設させて、このティースそれぞれにコイルを巻装することで、突極磁極を形成している。 In general, in a motor (electric motor) having a stator (stator) facing a rotor (rotor) through a gap of a predetermined dimension, a plurality of teeth are projected from the stator, and a coil is provided for each of the teeth. As a result, a salient pole magnetic pole is formed.
この突極磁極を有する構造のモータでは、そのティースに巻装される巻線をできるだけ多くすること(占積率の向上)、及び、電磁力の作用する面積(磁束を受ける面積)を増大させるため、特許文献1〜3に示すように、ギャップに面する歯先部分或いは突極磁極の部分を分割する構造のものが知られている。 In a motor having a structure having a salient pole, the number of windings wound around the teeth is increased as much as possible (improvement of the space factor), and the area where the electromagnetic force acts (area receiving the magnetic flux) is increased. For this reason, as shown in Patent Documents 1 to 3, a structure is known in which a tooth tip portion facing a gap or a salient pole magnetic pole portion is divided.
しかしながら、これらの分割構造のものは、占積率及び電磁力の作用面積は増やすことはできるが、特許文献4、5で指摘されているように、製造時において、その分割された部分の真円度などの機械的寸法の精度を上げることが非常に難しい。それらの突極の機械的なばらつきは、コギングトルクの増加、トルク変動の増加などに繋がり、また分割部分の機械的強度の弱さから、モータの振動、騒音の発生などの原因となり、特性の良いモータを提供することは難しかった。 However, these divided structures can increase the space factor and the area of action of electromagnetic force, but as pointed out in Patent Documents 4 and 5, at the time of manufacturing, It is very difficult to increase the accuracy of mechanical dimensions such as circularity. The mechanical variation of these salient poles leads to an increase in cogging torque, an increase in torque fluctuation, etc., and due to the weak mechanical strength of the divided parts, it causes motor vibration and noise generation, resulting in characteristics It was difficult to provide a good motor.
そこで、この問題を解決しようとして、特許文献6,7に記載された構造のものが提案されている。具体的には、特許文献6に記載の電動機にあっては、隣接するティース先端部を相互に接触させることによって回転トルクの反力を受ける構造になっている。また、特許文献7に記載の電動機の場合には、固定子コアのヨーク部を分割する構造とし、この分割されたヨーク部コアに組み立て後に内径方向に均等に応力を加え、コア寸法の精度の矯正を行うようにしている。
上述した特許文献6,7に記載の電動機の構造によれば、コギングなどの抑制など、出力変動の改善は可能ではあるが、その一方で、機械的強度の低下は避けられないという問題があった。この機械的強度の低下という問題は、モータの出力トルクが低い場合にはそれほど懸念されないが、高出力トルクのモータの場合、モータの振動や騒音が発生し易くなる。 According to the structure of the electric motor described in Patent Documents 6 and 7, the output fluctuation can be improved by suppressing cogging or the like, but on the other hand, there is a problem that the mechanical strength is inevitably lowered. It was. The problem of a decrease in mechanical strength is not a concern when the output torque of the motor is low, but in the case of a motor with a high output torque, motor vibration and noise are likely to occur.
本発明は、上述した問題に鑑みてなされたもので、高出力化された場合でも、出力の変動(コギング、トルクリップル)を抑えつつ、機械的強度も十分高い電動機を提供することを、その目的とする。 The present invention has been made in view of the above-described problems, and provides an electric motor having sufficiently high mechanical strength while suppressing output fluctuations (cogging, torque ripple) even when output is increased. Objective.
上述の目的を達成するために、本発明の電動機は、その一つの基本的な態様として、固定配置されるステータと、このステータに径方向の所定量のギャップを介して対向して回転可能に支承されるロータとを備え、前記ステータは、略円筒状のステータ本体と、このステータ本体の周方向の所定位置にて当該ステータ本体から前記径方向に突出して形成された複数のティースとを有し、この各ティースの前記ロータに対向する先端面が前記所定量のギャップを介して前記ステータに対向するとともに、前記各ティースに通電用のコイルが巻装されて突極磁極を形成する。この構成において、前記複数のティースのそれぞれは、前記ステータ本体から前記径方向に起立するとともに当該径方向に形成された溝を介して前記周方向に分割された分割構造の磁極歯と、この磁極歯の溝及び先端部に一体に組み合わされ且つ当該磁極歯に固定されて前記先端面を供する頂部を有する歯先部とを備える。前記頂部の前記周方向の幅を前記磁極部の前記周方向の幅よりも広く形成する。 In order to achieve the above-mentioned object, the electric motor of the present invention has, as one basic aspect thereof, a stator that is fixedly arranged, and can be rotated to face this stator via a predetermined amount of gap in the radial direction. And a stator having a substantially cylindrical stator body and a plurality of teeth formed to project from the stator body in the radial direction at predetermined positions in the circumferential direction of the stator body. The front end surface of each tooth facing the rotor faces the stator via the predetermined amount of gap, and a coil for energization is wound around each tooth to form a salient pole. In this configuration, each of the plurality of teeth rises in the radial direction from the stator body and is divided in the circumferential direction through a groove formed in the radial direction, and the magnetic pole teeth A tooth tip portion that is integrally combined with the tooth groove and the tip portion and has a top portion that is fixed to the magnetic pole tooth and provides the tip face. The circumferential width of the top is formed wider than the circumferential width of the magnetic pole.
本発明に係る電動機によれば、複数のティースのそれぞれは、ステータ本体から径方向に起立するとともに当該径方向に形成された溝を介して周方向に分割された分割構造の磁極歯と、この磁極歯の溝及び先端部に一体に組み合わされ且つ当該磁極歯に固定されてモータギャップのための先端面を供する頂部を有する歯先部とを備えるので、磁極歯と歯先部との繋ぎに留意するだけで、ステータの真円度を容易に確保できるとともに、その構造も強化できる。このため、高出力トルクに耐え得る突極磁極構造を提供できる。また、前記頂部の周方向の幅を突極磁極の周方向の幅よりも広く形成するので、電磁力の作用する面積(磁束を受ける面積)を増大化できる。この結果、高出力化された場合でも、出力の変動(コギング、トルクリップル)を抑えつつ、機械的強度を上げて振動などの発生を防止した電動機を提供することができる。 According to the electric motor of the present invention, each of the plurality of teeth rises in the radial direction from the stator body and has a divided structure of magnetic pole teeth that are divided in the circumferential direction through a groove formed in the radial direction. A tooth tip portion that is integrally combined with the groove and the tip portion of the magnetic pole tooth and has a top portion that is fixed to the magnetic pole tooth and provides a tip surface for the motor gap, so that the magnetic pole tooth and the tooth tip portion are connected to each other. Only with care, the roundness of the stator can be easily secured and the structure can be strengthened. For this reason, the salient pole magnetic pole structure which can endure high output torque can be provided. In addition, since the circumferential width of the top portion is formed wider than the circumferential width of the salient pole magnetic pole, the area where the electromagnetic force acts (area receiving the magnetic flux) can be increased. As a result, even when the output is increased, it is possible to provide an electric motor that suppresses fluctuations in output (cogging, torque ripple) and increases mechanical strength to prevent vibration and the like.
以下、図1〜図6を参照して、本発明に係る電動機(モータ)の一実施形態を説明する。 Hereinafter, with reference to FIGS. 1-6, one Embodiment of the electric motor (motor) which concerns on this invention is described.
なお、本発明に係る電動機は、ロータ(回転子)が外側(ステータ(固定子)が内側)に位置するアウターロータ型及びロータが内側(ステータが外側)に位置するインナーロータ型の何れであってもよいが、本実施形態では、アウターロータ型のモータについて説明する。勿論、本発明で実施する電動機は直流、交流の何れにも適用できる。また、交流電動機の場合、単相であっても、3相等の複数相であっても実施できる。 The electric motor according to the present invention is either an outer rotor type in which the rotor (rotor) is located outside (the stator (stator) is inside) or an inner rotor type in which the rotor is located inside (the stator is outside). However, in this embodiment, an outer rotor type motor will be described. Of course, the electric motor implemented in the present invention can be applied to both direct current and alternating current. Further, in the case of an AC motor, it can be implemented with a single phase or a plurality of phases such as three phases.
図1に、本実施形態に係る電動機の10の構造を説明するための断面図を示す。ここで、説明の便宜のために、電動機10の回転軸の方向をZ軸とする直交座標系を図示の如く設定する。このため、軸方向とはZ軸方向であり、周方向(円周方向:矢印P参照)とはZ軸を回転軸としたときの回転方向であり、径方向とはZ軸を回転軸(中心軸)としたときのモータの径方向である。
In FIG. 1, sectional drawing for demonstrating the structure of 10 of the electric motor which concerns on this embodiment is shown. Here, for convenience of explanation, an orthogonal coordinate system in which the direction of the rotation axis of the
同図に示すように、電動機10は、円筒状のロータ11(図1では一部のみを図示)と、このロータ11と径方向の所定距離のギャップGP(モータギャップ)を介して対向配置されるステータ12とを備える。この実施形態では、ロータ11がステータ12の径方向の外側に位置するアウターロータ型であって、3相の交流電動機として形成されている。ロータ11及びステータ12は、電動機カバー(図示せず)内で同軸に配置されている。
As shown in the figure, the
ロータ11は、中空環状の磁性体から成るバックヨーク21と、バックヨーク21の内周面の所定位置それぞれに固定された複数(例えば22個)の永久磁石磁極22とを備えている。この永久磁石磁極22は、後述するステータ側の突極磁極と対向するようにN極とS極とを交互に変えて均等な配置分布で着磁されている。永久磁石磁極22としては、この他に、N極やS極を対にしたセグメント磁石やリング状の界磁永久磁石を用いてバックヨーク21への貼着誤差を低減させることが好ましい。
The
これに対し、ステータ12は、円筒状のステータ本体31と、このステータ本体31の円周上に全域に渡って所定位置それぞれに複数の突極磁極32が径方向外向きに立設されている。
On the other hand, the
複数の突極磁極32は全て同一形状に形成されており、それぞれが図1に示すように、その頂部をその本体部よりも若干、笠状に大きく形成してステータ本体31から立設されたティース33と、このティース33にインシュレータ34を介して巻装されたコイル35とを備える。
ステータ本体31及び複数のティース33は、複数枚の打ち抜いた薄い電磁鋼板等(一例として本実施の形態では珪素鋼板)を積層することにより形成されている。この積層方向は、図1における電動機10の組み立て後のZ軸の方向となっている。
The plurality of
The
各ティース33は、軸方向(Z軸方向)から見たときに略V字状の溝41Aをその円周方向の中心部に形成した磁極歯41と、この磁極歯41に固定・装着される略T字状(楔状)の歯先部42とを備える。この歯先部42は、その楔状の部分を磁極歯41の溝41Aに装着した状態で磁極歯41に固定される。この磁極歯41及び歯先部42は本発明の特徴事項に相当する部材であるので、更に、以下に詳述する。
Each
図2に示すように、磁極歯41は、軸方向から見て径方向(図2ではY軸方向)の外形寸法が同一幅W1に形成された支柱状の部材であり、ステータ本体31と一体に形成されている。この磁極歯41の周方向(矢印P参照)の中心部には略V字状(軸方向からみたときの形状)の溝41Aが設けられている。この溝41Aは、図2にも示すように、磁極歯41の支柱部分を径方向に上面から下部に向けて貫通する状態で形成されており、その底部はスタータ本体31の径方向における外表面のレベルをも超えた所定位置まで下げられている(符号dを参照)。このようなステータ本体31及び複数の磁極歯41が図3に一部を示すような形状に打ち抜かれた所定枚数の珪素鋼板を積層して一体に形成されている。
As shown in FIG. 2, the
このV字状の溝41Aは、図3に詳述するように、径方向の下向き(ステータ本体に向いた方向)の位置になるほど、その周方向における幅W2が狭くなるように形成されている。ただし、この幅W2は、溝41Aの上部の所定範囲から磁極歯41の上面に這い上がる位置では、V字状とは異なる、一定幅W3になっている。
As described in detail in FIG. 3, the V-
すなわち、図3に示すように、溝41Aの径方向の上部には磁極歯41、すなわち溝41Aの周方向の中心位置を通過して径方向に延びる中心線Cに平行な壁面(第1の面と呼ぶ)F1が所定高さ範囲H1にわたって両側に対称に形成されている。この周方向における第1の面F1同士の間のW3は、溝41Aの幅W2の最大値W2maxと同一である。つまり、溝41Aの幅W2は、その磁極歯41の上側に進むにつれて徐々に大きくなり、その最大値W2max(=W3)に到達した所で両側の第1の面F1に繋がって、そのままの幅W3で上面まで延びる。
That is, as shown in FIG. 3, a wall surface parallel to a center line C extending in the radial direction passing through the circumferential center position of the
この両側の第1の面F1は、夫々、中心線Cの周方向の両側に位置する磁極歯41の上面F2(第2の面と呼ぶ)にそれぞれ対称に繋がる。この第2の面F2は、中心線Cに対して直角に形成されており、その中心線Cに直交する方向の幅は夫々、R1に設定されている。この結果、第1の面F1は、そのまま適度なR部分を介して直角に折れ曲がり、第2の面F2に繋がっており、これにより中心線Cの両側で直交面が形成されている。
The first surfaces F1 on both sides are connected symmetrically to the upper surfaces F2 (referred to as second surfaces) of the
一方、歯先部42は、図4に示すように、軸方向からみて略T字状の頂上部を成す頂部42Aと、この頂部42Aの一端部から延びた支柱部(ピラー)42Bとを有し、この頂部42A及び支柱部42Bが図4に示す形状に打ち抜かれた所定枚数の珪素鋼板を積層して一体に形成されている。
On the other hand, as shown in FIG. 4, the
このうち、頂部42Aの上面、すなわち径方向の最外側面は、ステータ12とロータ11との間のモータギャップGPを創生するステータ側の面を成す。また、頂部42Aとその下側の支柱部42Bとの繋ぎに担当する肩部分には、軸方向からみて直交面が形成されている。すなわち、歯先部42の周方向の両側において(歯先部42を磁極歯41に装着したとき)、支柱部42Bの頂部寄りの所定高さH2の範囲にわたる側面F3(以下、第3の面と呼ぶ)と、頂部42Aの下面F4(以下、第4の面と呼ぶ)とが連続して形成されている。この第3の面及び第4の面は、周方向の両側夫々にて、直交面を形成している。つまり、歯先部42を磁極歯41に装着したときに、両側の第3の面F3は中心線Cを挟んで位置し、且つ、両面F3共に中心線Cに並行になっている。また、両側の第4の面F4はともに中心線Cに直交しており、それぞれが前記第1の面F1と第2の面F2とを繋ぐR部の所定径以下の大きさの所定径のR部を介して第3の面F3に折り曲がるように連続している。
Among these, the upper surface of the
このとき、周方向の両側に位置する第4の面F4それぞれの幅R2は、前述した第2の面F2の幅R1に殆ど等しい値になっている。また、周方向の両側に位置する第3のF3それぞれの高さH2は、前述した第1の面F1の高さH1と等しいか、あるいは高さH1よりも所定長さだけ短く形成されている。また、両側に位置する第3の面F3同士の間の距離は前述した第1の面F1同士の間の幅W3と略等しい大きさとなっている。 At this time, the width R2 of each of the fourth surfaces F4 located on both sides in the circumferential direction is almost equal to the width R1 of the second surface F2 described above. In addition, the height H2 of each of the third F3 located on both sides in the circumferential direction is equal to the height H1 of the first surface F1 described above or shorter than the height H1 by a predetermined length. . The distance between the third surfaces F3 located on both sides is substantially equal to the width W3 between the first surfaces F1 described above.
さらに、支柱部42Bの第3の面F3を除く棒状部分の外側表面の形状は、歯先部42を磁極歯41に装着したときに前述した磁極歯41の溝41Aとのすきまがほぼ一定となるように形成されている。すなわち、第3の面F3から微小段差Bを経て、軸方向からみたときの幅W4(<W2)がその先頭部に至るほど徐々に小さくなる縮幅部SRに繋がっている。この縮幅部SRの先頭部分TPは歯先部42を磁極歯41に装着したときに溝41Aの底部とのすきまがほぼ一定となるように一定半径の略半円を描くように形成されている。
Further, the shape of the outer surface of the rod-like portion excluding the third surface F3 of the
ステータ12は、そのステータ本体31及び複数の磁極歯41の一体形状に打ち抜いた複数の珪素鋼板及び、歯先部42の形状に打ち抜いた複数の珪素鋼板を、それぞれに対応した型枠を用いて積層して形成される。ステータ本体31及び磁極歯41の場合についてのこの様子を図5に模式的に示す。同図に部分的に示しているが、円筒状の型枠51には、その内周面に磁極歯41の2つの先端部(分割構造を成す溝41Aの両先端部)を周方向両側に形成するための複数の突起51Aを所定位置毎に形成している。この突起51Aに磁極歯41の先端部が係止されるように、打ち抜き後の珪素鋼板を所定枚数、順次積層すればよい。ここで型枠51の突起部51A及びこれに隣接する部分が積層される各鋼板の第1の面F1及び第2の面F2に密着するように設定されている。そのため、積層後、接着、溶接などの適宜の方法により得られる積層体の、少なくとも第1の面F1及び第2の面F2の部分の鋼板同士のずれを可及的に極小化できる。この型枠51を用いた積層の手法は歯先部42にも適用される。
The
図6には、各磁極歯41の外側に取り付ける樹脂材料を中空・箱状に形成して成るインシュレータ34を示す。このインシュレータ34の所定方向の上面及び下面は開放されており、その代わりに、端部それぞれにフランジ34A,34Bを有する。このインシュレータ34の内側のサイズは、各磁極歯41の外側面に嵌め合うことができる大きさに形成されている。すなわち、一辺の幅はW1に略一致する幅、他の一辺の幅は積層体の積層厚さに略一致する幅である。このため、このフランジ34A,34Bを両端部の仕切りとして、その間にコイル35が巻装される。
FIG. 6 shows an
電動機10のアセンブルに際しては、磁極歯41及び歯先部42を夫々、事前に積層して組み立てておくと共に、インシュレータ34にコイル35を巻装しておく。その後、各磁極歯41、コイル35が巻装されたインシュレータ34を被せ、次いで、各磁極歯41の溝41Aに歯先部42の支柱部42Bを挿入・装着する。
When assembling the
このとき、溝41Aと支柱部42Bとの間、すなわち磁極歯41と歯先部42との間には、第1の面F1の高さH1と第3の面F3の高さH2との関係がH2<H1になっており、且つ、歯先部42の支柱部42Bには微小段差Bが形成されていることから、軸方向から見て略V字状を成して殆ど一定幅の空隙(ギャップ)SPが形成される。この空隙SPには接着剤などの充填剤が充填されており、これにより、電動機10の駆動時に、電動機自体に加わる機械的振動や歯先部42に加わる電磁力に因って、歯先部42が磁極歯41から外れないように固定することができる。
At this time, there is a relationship between the height H1 of the first surface F1 and the height H2 of the third surface F3 between the
各磁極歯41にコイル巻装したインシュレータ34を外装するとともに歯先部42を装着すると、これらの3者によって突極磁極32が夫々形成される。このように形成された複数(例えば21個)の突極磁極32のコイル35は、U相、V相、W相の3相の巻線を成すように、複数のグループに分けて(例えば、各相で7個の突極磁極32)相互に接続される。各相のグループ毎の巻線引出し端は、3相の電源供給回路(図時せず)に接続されている。これにより、ステータ12の複数の突極磁極32が創る3相の回転磁界によってロータ11が回転することになる。
When the
以上のように構成され且つ機能する電動機10は、以下のような効果を奏することができる。
The
まず、基本的には、複数のティース33のそれぞれは、ステータ本体31から径方向に起立するとともに当該径方向形成された溝41Aを介して周方向に分割された分割構造の複数の磁極歯41と、この各磁極歯41に固定されてモータギャップGPのための先端面を供する頂部42Aを有する歯先部42とを備える。このため、磁極歯41と歯先部42との繋ぎに留意するだけでステータ12の真円度を容易に確保できるとともに、その構造も強化できる。このため、高出力トルクに耐え得る突極磁極構造を提供できる。また、前記頂部42Aの周方向の幅W5(図2参照)を各突極磁極32の周方向の幅よりも広く形成するので、電磁力の作用する面積(磁束を受ける面積)を増大化できる。この結果、高出力化された場合でも、出力の変動(コギング、トルクリップル)を抑えつつ、機械的強度を上げて振動などの発生を防止し且つ損傷の恐れを防止した電動機を提供することができる。
First, each of the plurality of
これに加えて、本実施形態によれば、更に様々な優位性を確保できる。 In addition, according to the present embodiment, various advantages can be ensured.
まず、第1の面F1及び第2の面F2を磁極歯41の先端部分に形成するとともに、第3の面F3及び第4の面F4を歯先部42の肩部分に形成し、第1の面F1、第3の面F3を相互に当接させるとともに第2の面F2,第4の面F4を相互に当接させるようにして、歯先部42を磁極歯41に装着させる。このため、各突極磁極35において、径方向及び周方向における磁極歯41及び歯先部42の寸法出しをより正確に行うことが容易にできる。このため、ティース33の先端部の寸法ばらつきは積層による誤差のみに抑えられる(積層方向は図1におけるZ軸方向)。この結果、ステータ12の真円度のずれに因るコギングを確実に低減させることができる。
First, the first surface F1 and the second surface F2 are formed on the tip portion of the
また、第1の面F1を磁極歯41の先端部分に形成するとともに、第3の面F3を歯先部42の肩部分に形成し、第1の面F1,第3の面F3を相互に当接させるようにして、歯先部42を磁極歯41に装着させる。これにより、この隙間が複雑な形状をなしている場合、その隙間をゼロにする組み立てが難しい可能性があり、更なる余裕をみた隙間を設ける必要があり、本実施形態によれば、そのような不都合を排除できる。
Further, the first surface F1 is formed at the tip portion of the
ところで、一般には、モータは電磁鋼板などの板材を積層して製作され、それらは積層治具を用いて積層され、その後、接着、溶接などが行われる。突極磁極の分割部分が複雑な形状になっている場合、その積層の基準となる部分には、分割部以外の外周部、内周部、突極磁極などを用いることになり、基準とした部分の積層精度は良くなるが、それ以外の部分の積層精度は、金型打ち抜きの誤差が累積されるため、あまり良くないことが多い。積層治具の基準面を積層される板材の全周にした場合、すべての面にその誤差が現れることになる。しかしながら、本実施形態によれば、第1〜第4の面F1〜F4である複数の平坦面を組み合わせていることから、この平坦面の部分に積層時の基準面を設けることができる。これにより、平坦部(第1〜第4の面F1〜F4)間の隙間をゼロにして、良好な位置決め及び寸法出しで積層体を構成することができる。 By the way, in general, a motor is manufactured by laminating plate materials such as electromagnetic steel plates, which are laminated using a laminating jig, and thereafter, adhesion, welding, and the like are performed. When the division part of the salient pole magnetic pole has a complex shape, the reference part of the stack will use the outer peripheral part other than the split part, the inner peripheral part, the salient pole magnetic pole, etc. The stacking accuracy of the portions is improved, but the stacking accuracy of the other portions is often not so good because the errors of die punching are accumulated. When the reference surface of the stacking jig is set to the entire circumference of the plate to be stacked, the error appears on all the surfaces. However, according to the present embodiment, since a plurality of flat surfaces which are the first to fourth surfaces F1 to F4 are combined, a reference surface at the time of stacking can be provided on the flat surface portion. Thereby, the clearance gap between flat parts (1st-4th surface F1-F4) can be made into zero, and a laminated body can be comprised by favorable positioning and dimensioning.
さらに、上述の平坦部の隙間がゼロであることの別の利点を説明する。一般に、突極磁極を分割した構造にすると、その分割部分に隙間が発生し易い。この隙間は磁気回路の遮断(ギャップ)となって磁気抵抗を増加させ、磁気回路全体の磁束量が低下し、特性が悪化する。これに対し、本実施形態の電動機10の場合、平坦部(第1〜第4の面F1〜F4)間の隙間を確実にゼロ又は実質的にゼロにすることができるため、磁気回路の磁気抵抗を最小にすることができ、良好な回転特性を得ることができる。
Further, another advantage that the above-described flat portion gap is zero will be described. In general, when the salient pole magnetic pole is divided, a gap is likely to be generated at the divided portion. This gap acts as an interruption (gap) of the magnetic circuit, increases the magnetic resistance, reduces the amount of magnetic flux of the entire magnetic circuit, and deteriorates the characteristics. On the other hand, in the case of the
また、一般に、モータのロータ・ステータ間のギャップ(モータギャップ)は、磁気抵抗が一番高い部分である。ステータを構成する電磁鋼板の単位面積当たりの磁束量は決まっているが、ステータの全周での面積がその磁気回路に流せる最大の磁束量となり、この磁束量が多いほど、モータの出力特性は良くなる。一般には、かかるギャップ以外の部分の磁気抵抗は、ギャップのそれよりも低い。このような状況にあって、突極磁極を分割すると、モータギャップ以外の部分での磁気抵抗が増えることになり、この増加分によってもモータの回転特性は低下する。このため、突極磁極を分割構造とする場合、この分割構造に関わる磁気抵抗の増加を極力抑制したい。これについて、本実施形態に係る突極磁極32の構造によれば、磁極歯41と歯先部42との間における、平坦部(第1〜第4の面F1〜F4)間の隙間のゼロ(又は実質的にゼロ)の当接構造により、磁極歯41と歯先部42との対向面積を面積値に比して大きく採ることができる。このため、分割構造による局所的な磁気飽和を防止することができ、モータの回転特性の低下を抑えることができる。
In general, the gap between the rotor and stator of the motor (motor gap) is the portion with the highest magnetic resistance. The amount of magnetic flux per unit area of the electrical steel sheets that make up the stator is determined, but the area around the entire circumference of the stator is the maximum amount of magnetic flux that can be passed through the magnetic circuit. Get better. In general, the magnetoresistance of parts other than the gap is lower than that of the gap. In such a situation, if the salient poles are divided, the magnetic resistance at the portion other than the motor gap increases, and the rotational characteristics of the motor also deteriorate due to this increase. For this reason, when the salient pole magnetic pole has a split structure, it is desired to suppress the increase in magnetic resistance related to the split structure as much as possible. In this regard, according to the structure of the salient pole
さらに、突極磁極に本実施形態のような分割構造を持たせる場合、径方向に対向する部分には、モータギャップを一定にするため、隙間を設ける必要がある。本実施形態にあっては、平坦部(第1〜第4の面F1〜F4)間の隙間はゼロ(又は実質的にゼロ)の当接構造としたが、それ以外の部分には隙間を設ける必要がある。この隙間部分は磁束抵抗が大きいため、磁束の流れが悪い部分であるが、本実施形態によれば略V字状に形成しているため、かかる磁束の流れの悪い部分をV字状の底部(頂点)のみに集中させることができる。また、この底部をステータ12の突極磁極32の根元部に位置させることで、かかる磁気抵抗の増加の影響をより低減させることができる。さらに磁極歯41の周方向の肉厚が歯元方向にいくほど太くなる形状であるので、突極磁極32の剛性を高める上でも好ましい。
Further, when the salient pole magnetic pole is provided with a divided structure as in the present embodiment, it is necessary to provide a gap in the radially opposed portion in order to keep the motor gap constant. In the present embodiment, the gap between the flat portions (the first to fourth surfaces F1 to F4) has a zero (or substantially zero) contact structure, but the other portions have a gap. It is necessary to provide it. Since this gap portion has a large magnetic flux resistance, it is a portion where the flow of magnetic flux is bad, but according to the present embodiment, it is formed in a substantially V shape, so that the portion where this magnetic flux flow is bad is the bottom of the V shape It is possible to concentrate only on (vertex). Further, by positioning the bottom portion at the base portion of the salient pole
なお、本発明は上述した実施形態のものに限定されることなく、特許請求の範囲に記載の要旨の範囲内で更に様々な形態で実施することができる。例えば上記実施の形態では、径方向に関し、ステータの外側にロータが設けられる電動機を示したが、ステータを径方向外側に配し、その内側にロータを配する構成の電動機にも本発明は適用できる。この場合、ステータは円筒状のステータ本体の径方向内側に起立するティースを複数備えたものとし、各ティースは径方向に形成された溝を介して周方向に分割された磁極歯と、これに接合し、歯先部とよりなるものとすることができる。 In addition, this invention is not limited to the thing of embodiment mentioned above, It can implement with a various form further within the range of the summary as described in a claim. For example, in the above-described embodiment, the electric motor in which the rotor is provided on the outer side of the stator in the radial direction is shown, but the present invention is also applied to an electric motor having a configuration in which the stator is arranged on the outer side in the radial direction and the rotor is arranged on the inner side. it can. In this case, the stator is provided with a plurality of teeth standing on the radially inner side of the cylindrical stator body, and each tooth has magnetic pole teeth divided in the circumferential direction through a groove formed in the radial direction. It can join and consist of a tooth tip part.
10 電動機
11 ロータ(回転子)
12 ステータ(固定子)
31 ステータ本体
10
12 Stator (stator)
31 Stator body
Claims (10)
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