CN106208427A - 马达用电枢以及马达 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种马达用电枢以及马达,马达用电枢使用于马达(M1),并具有:铁芯(120),其层叠有两个以上的电磁钢板(122),并具有沿马达(M1)的径向延伸的齿部(12T);以及导线,其沿周向卷绕于齿部(12T),在电磁钢板(122)的齿部(12T)的表面设置有沿径向延伸的两个以上的第一凹部(51)。
Description
技术领域
本发明涉及马达用电枢以及马达。
背景技术
作为马达驱动时的损失,公知有因绕组的电阻成分而产生的铜损、因构成电枢的铁芯的物理性质而产生的铁损、以及因旋转运动所伴随的摩擦而产生的机械损失。
铁损还分为磁滞损失以及涡电流损失,但涡电流损失占铁损的大部分。
因此,为了降低铁损而提高马达的效率,需要降低涡电流损失。
涡电流为因电磁感应作用而在铁芯内产生的电流,在铁芯内的磁通发生变化时,涡电流向阻碍该变化的方向流动。
涡电流损失为因涡电流流动而作为焦耳热损失的能量。
铁芯通常是层叠多个电磁钢板而构成的。
并且,各电磁钢板由在其表面形成有绝缘层的板状体构成。
公知的是,板形状的导体中的涡电流损失Pe用使用了导体的厚度h、频率f、最大磁通密度Bm以及磁性体的电阻率ρ的下式来表示。
根据该式子可知,若用于铁芯的电磁钢板的厚度为1/2倍,则涡电流损失变为1/4倍。
即,可知,若电磁钢板的厚度变薄,则涡电流损失降低。
【式子1】
并且,以往提出了通过对定子铁芯的形状进行改造来降低铁损的方法(例如,日本公开公报第2011-160578号公报和日本公开公报第2012-135123号公报)。在日本公开公报第2011-160578号公报中,记载了在背轭部设置有与压缩应力平行的多个狭缝的铁芯。
并记载有通过采用这样的结构,能够缓和热压配合造成的压缩应力,从而降低铁损的内容。
发明内容
但是,在为了降低涡电流损失而减小了电磁钢板的厚度的情况下,存在电磁钢板的机械强度降低、并且电磁钢板的加工变得困难的问题。
并且,在为了降低涡电流损失而在背轭部设置了缝的情况下,也存在电磁钢板的机械强度降低的问题。
根据本发明的例示的一个实施方式,马达用电枢是使用于马达的马达用电枢,其具有:铁芯,其层叠有两个以上的电磁钢板,且具有沿所述马达的径向延伸的齿部;以及导线,其沿周向卷绕于所述齿部,在所述电磁钢板的齿部的表面设置有沿径向延伸的两个以上的第一凹部。
马达具有:由上述的马达用电枢构成的定子;能够旋转的轴;以及安装于轴、且相对于定子进行旋转的转子。
根据本发明,通过降低涡电流损失,能够使马达的效率提高。还抑制了马达的发热。
附图说明
图1是示意性地表示本发明的实施方式1涉及的马达M1的一结构例的剖视图。
图2是表示以A-A切断线切断图1的定子12时的截面的剖视图。
图3为从轴向观察图1的齿部12T的放大图。
图4为从周向观察图1的齿部12T的放大图。
图5为表示铁芯120的详细结构的一例的图。
图6为包含通过图5中的B-B切断线而切断铁芯120的截面的立体图。
图7为表示铁芯120的截面的其他示例的立体图。
图8为示意性地表示评价用电枢200的图。
图9为示意性地表示比较用电枢210的图。
图10为示意性地表示第一凹部51与电磁钢板122的晶粒层之间的关系的图。
图11为表示本发明的实施方式2涉及的铁芯120的详细结构的一例的图。
图12为包含通过图11中的C-C切断线而切断铁芯120的截面的立体图。
具体实施方式
以下,参照附图对本发明的例示的一个实施方式进行说明。
本说明书中,为了方便起见,将马达的中心轴线J的方向作为上下方向进行说明,但是并非限定本发明涉及的马达的使用时的姿势。
并且,将马达的中心轴线J的方向简称为“轴向”,将以中心轴线J为中心的径向以及周向简称为“径向”以及“周向”。
同样地,对于电枢及其铁芯,将在组装于马达内的状态下与马达的轴向、径向以及周向一致的方向称为“轴向”、“径向”以及“周向”。
实施方式1.
图1为表示本发明的例示的一个实施方式涉及的马达M1的一结构例的图,其示出了以包含中心轴线J的平面进行切断时的截面。
马达M1作为家电产品、办公设备、医疗设备、汽车等的驱动装置的驱动源使用,由固定于驱动装置的框体的静止部与通过该静止部被支承为能够旋转的旋转部构成。
旋转部包括轴10以及转子11。
另一方面,静止部包括定子12、电路板13、轴承14、托架15以及间隔件16。
以下,对这些各部件进行详细说明。
轴10为沿轴向(上下方向)延伸的大致円柱状的部件,由两个轴承14支承,且以中心轴线J为中心旋转。
转子11为与轴10一起旋转的部件,其相对于定子12进行旋转。
转子11由转子保持架110以及转子磁铁111构成。
转子保持架110由圆筒部11C以及底板部11B构成,由在轴向上方具有开口的有底圆筒形状构成。
圆筒部11C具有大致圆筒形状,并配置于定子12的径向外侧。
底板部11B为从圆筒部11C的下端向径向内侧延伸的板状的部件,其配置于定子12的下方,并固定于轴10。
转子磁铁111为在转子保持架110的圆筒部11C的内周面上固定的磁铁。
在转子磁铁111的内周面,形成有与定子12对置磁极面。
该磁极面被磁化成N极的磁极区域与S极的磁极区域在周向上交替排列。
定子12为马达M1的电枢,具有大致圆环形状,并固定于托架15。
并且,定子12配置于转子11的径向内侧,定子12的外周面与转子磁铁111在径向上隔着间隙对置。
电路板13为搭载了向线圈121提供驱动电流的电子电路(未图示)的基板,其由大致圆形的板状体构成。
电路板13配置于转子11的轴向上侧,且与转子保持架110的轴向上方的开口对置。
并且,电路板13具有与托架15对应的贯通孔。
轴承14为将轴10支承为自由旋转的部件,例如,使用球轴承。
两个轴承14都相对于轴10被压入固定,且相对于托架15间隙配合。
并且,这些轴承14隔着固定于托架15内的间隔件16容纳在托架15内。
托架15为容纳轴承14的轴承保持部,其通过对镀锌钢板等金属板进行冲压加工而获得。
托架15由压入固定在定子12的内周面上的圆筒部15C;以及从圆筒部15C的上端向径向外侧延伸的凸缘部15F构成。
在圆筒部15C内容纳有大致圆筒形状的间隔件16。
通过将间隔件16压入托架15内,两个轴承14被支承于托架15。
图2~图4为表示图1的定子12的详细结构的图。
图2为表示以图1的A-A切断线切断定子12时的截面的剖视图。
图3以及图4为放大定子12的一部分进行表示的放大图,图3表示从轴向观察齿部12T时的样子,图4表示从周向观察齿部12T时的样子。
<铁芯120>
铁芯120为在轴向(上下方向)层叠两个以上的电磁钢板122而成的层叠体。
例如,通过层叠20张厚度是350μm的硅钢板而得到铁芯120。
并且,铁芯120由厚度以及平面形状相同的电磁钢板122构成。
因此,电磁钢板122的平面形状与铁芯120的平面形状一致。
铁芯120的平面形状由环状的铁芯背部12B、从铁芯背部12B的外周缘向径向外侧延伸的多个齿部12T、以及分别配置在齿部12T的径向外端的多个伞部12U构成。
铁芯背部12B具有沿周向延伸的形状。
图2~图4所示的铁芯背部12B具有圆环形状。
该圆环形状的中心与中心轴线J一致。
该圆环形状的径向的宽度大致恒定。
该圆环形状的内周面与托架15的圆筒部15C的外周面对置。
齿部12T具有沿径向延伸的形状。
并且,在齿部12T的一端配置有铁芯背部12B,在齿部12T的另一端配置有伞部12U。
图2~图4所示的齿部12T配置于比铁芯背部12B靠径向外侧的位置。
即,在齿部12T的径向内端配置有铁芯背部12B,在齿部12T的径向外端配置有伞部12U。
并且,齿部12T具有周向宽度维持恒定且沿径向呈直线状延伸的大致矩形的形状。
伞部12U设置于齿部12T的一端,具有沿周向延伸的形状。
伞部12U的周向长度比齿部12T的周向长度长。
伞部12U的径向长度比齿部12T短。
图2~图4所示的伞部12U设置在齿部12T的径向外端。
并且,伞部12U的外周面与转子11的内周面对置。
因此,由转子11生成的磁通的一部分通过伞部12U的外周面进入铁芯120内,在伞部12U内形成大致径向的磁场。
<线圈121>
线圈121由卷绕于铁芯120的导线构成。
通过在该导线流过驱动电流,在作为磁芯的铁芯120内产生磁通。
因此,在伞部12U与转子磁铁111之间产生周向的转矩,轴10以中心轴线J为中心旋转。
线圈121的导线相对于齿部12T沿周向进行卷绕。
因此,对应于驱动电流的变化量,在齿部12T内产生径向的磁通。
该磁通在配置于齿部12T的一端的伞部12U内以及配置于齿部12T的另一端的铁芯背部12B内流动。
另外,线圈121的导线相对于层叠两个以上的电磁钢板122而成的层叠体进行卷绕。
并且,线圈121例如隔着由绝缘性的树脂构成的绝缘件卷绕在齿部12T上以避免与铁芯120导通,但是为了方便起见,在本实施方式中省略。
另外,也可以代替绝缘件而通过对铁芯120形成绝缘性的粉末的被膜的粉体涂装来进行绝缘。
<涡电流>
若铁芯120内的磁通密度发生变化,则在铁芯120内有涡电流流动。
涡电流为在垂直于磁通的面内呈环状流动的电流,且向阻碍磁通密度的变化的方向流动。
构成铁芯120的各电磁钢板122彼此绝缘,因此,涡电流的路径形成在各电磁钢板122内,而不会跨越不同的电磁钢板122。
即,涡电流的路径在各电磁钢板122内的截面中形成于与上述磁通垂直的面内。
图5以及图6为表示铁芯120的详细结构的一例的图。
图5为表示没有安装线圈121的状态的铁芯120的放大图,与图3同样,表示从轴向观察时的样子。
并且,图6为包含利用图5的B-B切断线切断铁芯120的截面的立体图。
<凹部51~53>
在构成铁芯120的各电磁钢板122的表面设置有凹部51~53。
凹部51~53分别形成在电磁钢板122的齿部12T、伞部12U以及铁芯背部12B。
凹部51~53的深度d比电磁钢板122的厚度h小,凹部51~53在轴向上没有贯通电磁钢板122。
例如,相对于厚度h为350μm的电磁钢板122,形成有深度d为100μm的凹部51~53。
并且,凹部51~53在电磁钢板122的表面上具有细长形状的开口。
所谓细长是指凹部的延伸方向的长度比凹部的槽的宽度大。
即,凹部51~53形成为电磁钢板122的槽部。
涡电流主要在电磁钢板122的表面附近流动。
因此,通过在电磁钢板122形成凹部51~53,使得涡电流的路径蜿蜒延伸,能够加长其路径长度。
其结果为,路径上的电阻R增大,涡电流I减少。
涡电流损失为因涡电流流动而产生的焦耳热导致的损失,一般被作为R×I2来提供。
因此,通过在电磁钢板122设置凹部51~53,能够抑制涡电流损失,使马达M1的效率提高。
而且,与设置贯通电磁钢板122的狭缝时相比,能够确保电磁钢板122的机械强度。
并且,凹部51~53具有沿与在电磁钢板122内流动的磁通的方向大致相同的方向延伸的形状。
涡电流在垂直于磁通的面内流动,因此,通过使凹部51~53的延伸方向与磁通的方向大致一致,从轴向俯视观察时凹部51~53与涡电流相交,能够有效地抑制涡电流的产生。
并且,三个以上的凹部51~53大致平行地排列,相邻的凹部51~53的间隔大致相同,由此能够更有效地抑制涡电流。
凹部51~53例如通过对电磁钢板122照射激光而形成。
铁芯120为两个以上的电磁钢板122的层叠体,因此有时因各电磁钢板122发生些许的形变而导致铁芯120的偏差变大。
因此,凹部51~53的加工优选使用短脉冲激光。
特别是,若使用皮秒脉冲激光或者飞秒脉冲激光,则在凹部51~53的加工时能够抑制电磁钢板122发生形变。
凹部51~53的宽度由于对涡电流损失几乎没有影响,因此从确保电磁钢板122的机械强度的观点出发,优选凹部51~53的宽度较窄。
因此,凹部51~53的轴向上的截面形状形成为越远离电磁钢板122的表面宽度越窄的V字形状。
特别是,优选凹部51~53的开口的宽度比深度d小,凹部51~53的截面形状为V字形状。
例如,凹部51~53的截面形成为深度d=100μm,开口的宽度w=20μm的V字形状。即,后述的第一凹部或者第二凹部的深度d比周向宽度w大。
并且,优选将凹部51~53配置成体积比在电磁钢板122的1%以下。
凹部51~53都能够形成在电磁钢板122的彼此对置上表面以及下表面。
本说明书中,在电磁钢板122的上表面形成的凹部51~53分别称为第一上凹部、第二上凹部以及第三上凹部,在电磁钢板122的下表面形成的凹部51~53分别称为第一下凹部、第二下凹部以及第三下凹部。
另外,本实施方式中,对在电磁钢板的上表面以及下表面两者设置凹部51~53的例子进行了说明,但凹部51~53设置于电磁钢板122的上表面和下表面中的至少一方即可。
<第一凹部51>
第一凹部51为形成在电磁钢板122的齿部12T上的凹部。
第一凹部51在电磁钢板122的表面上具有开口。
该开口的周向宽度比径向的长度短,具有沿径向延伸的形状。
即,第一凹部51由沿径向延伸的槽形状构成。
并且,在齿部12T,在周向上排列有两个以上的第一凹部51。
在齿部12T内磁通沿径向流过。
因此,通过使第一凹部51在径向上延伸,使第一凹部51与涡电流相交,能够抑制涡电流损失。
并且,优选通过使两个以上的第一凹部51在周向上排列,能够进一步抑制涡电流。
而且,通过使三个以上的第一凹部51以相同间隔排列,能够更有效地抑制涡电流。
图6的第一上凹部51A为在电磁钢板122的上表面设置的第一凹部51,图6的第一下凹部51B为在电磁钢板122的下表面设置的第一凹部51。
即,第一凹部51配置于电磁钢板122的上表面以及下表面。
若第一上凹部51A以及第一下凹部51B配置于不同位置,则与配置于相同位置时相比,能够进一步增大电磁钢板122的机械强度,并且能够进一步延长涡电流的路径长度。
因此,优选第一上凹部51A以及第一下凹部51B配置于周向的不同位置。
例如,优选的是,第一上凹部51A的至少一个配置于在周向上彼此相邻的两个第一下凹部51B之间,或者,第一下凹部51B的至少一个配置于在周向上彼此相邻的两个第一上凹部51A之间。因此,位于电磁钢板的上表面或者下表面的至少一个第一凹部处于位于轴向相反侧的面上的相邻的两个第一凹部之间。
而且,更优选的是:所有的第一上凹部51A以及所有的第一下凹部51B在周向上配置于不同位置。即,第一凹部在周向上交替位于电磁钢板的上表面以及下表面。
特别是,如图6所示,优选为第一上凹部51A以及第一下凹部51B在周向上交替配置的结构。
并且,第一上凹部51A优选配置于彼此相邻的两个第一下凹部51B的大致中央,第一下凹部51B的位置优选配置于彼此相邻的两个第一上凹部51A的大致中央。
并且,第一凹部51的间隔s优选比构成线圈121的导线的卷绕间距p小。
第一凹部51的间隔s为彼此相邻的第一凹部51的开口缘部之间的距离。
卷绕间距p为彼此相邻的导线的中心之间的距离。
图7为表示铁芯120的详细结构的其他例的图。
与图6同样,图7为包含通过图5中的B-B切断线切断铁芯120的截面的立体图。
图7中,第一上凹部51A以及第一下凹部51B配置于周向的不同位置。
并且,第一上凹部51A配置于彼此相邻的两个第一下凹部51B之间,第一下凹部51B配置于彼此相邻的两个第一上凹部51A之间。
即,第一上凹部51A以及第一下凹部51B在周向上没有交替地配置,但是彼此相邻的两个第一上凹部51A的组合与彼此相邻的两个第一下凹部51B的组合在周向上交替配置。
<第二凹部52>
第二凹部52为形成在电磁钢板122的伞部12U的凹部。
第二凹部52在电磁钢板122的表面上具有开口。
该开口周向宽度比径向的长度短,具有沿大致径向延伸的形状。
即,第二凹部52由沿大致径向延伸的槽形状构成。
并且,在伞部12U,两个以上的第二凹部52在周向上排列。
第二凹部52以与在伞部12U内流动的磁通的方向大致一致的方式配置。
通过使第二凹部52的延伸方向与磁通的方向大致一致,能够使第二凹部52与涡电流相交,能够有效地抑制涡电流损失。
并且,通过使两个以上的第二凹部52沿周向排列,能够进一步抑制涡电流。
第二凹部52沿大致径向延伸,但是相邻的第二凹部52的间隔越靠径向外侧就越大。
具体来说,在伞部12U的周向的中央附近,第二凹部52沿径向呈直线状延伸。
另一方面,在周向的两端附近,相邻的第二凹部52的间隔随着朝向转子11而变大。即,在伞部的表面,具有两个以上的第二凹部,相邻的第二凹部的间隔随着朝向转子而变大。
并且,第二凹部52配置于电磁钢板122的上表面以及下表面。
优选形成于上表面的第二上凹部与形成于下表面的第二下凹部配置于彼此不同的位置。
例如,第二上凹部的至少一个配置于在周向上彼此相邻的两个第二下凹部之间,或者,第二下凹部的至少一个配置于在周向上彼此相邻的两个第二上凹部之间。
并且,更优选的是:所有的第二上凹部与所有的第二下凹部在周向上配置于不同位置。
特别是,优选为第二上凹部以及第二下凹部在周向上交替配置的结构。
并且,第二上凹部的位置优选为在周向上彼此相邻的第二下凹部的大致中央,第二下凹部的位置优选为在周向上彼此相邻的第二上凹部的大致中央。
伞部12U设置于齿部12T的径向外端,且与转子11对置。
因此,在伞部12U内,存在通过线圈121的驱动电流产生的磁通与由转子11的磁铁产生的磁通。
而且,若比较两者的磁通密度,则大多为后者较大。
因此,在伞部12U内,形成比齿部12T内更大的磁场,可能产生更大的涡电流损失。
因此,彼此相邻的第二凹部52的间隔优选比彼此相邻的第一凹部51的间隔小。
例如,第二凹部52的间隔的最小值优选比第一凹部51的间隔的最小值小。
并且,第二凹部52的间隔的平均值优选比第一凹部51的平均值小。
<第三凹部53>
第三凹部53为在铁芯背部12B上形成的凹部。
第三凹部53具有大致沿周向延伸的开口。
该开口径向宽度比周向的长度短,具有沿周向延伸的形状。
即,第一凹部51由沿周向延伸的槽形状构成。
在铁芯背部12B内,由于磁通沿周向流动,因此通过第三凹部53沿周向延伸,第三凹部53与涡电流相交,能够抑制涡电流损失。
并且,通过使两个以上的第三凹部53沿径向排列,能够进一步抑制涡电流。
并且,通过使三个以上的第三凹部53以大致相同间隔排列,能够进一步抑制涡电流。
并且,第三凹部53配置于电磁钢板122的彼此对置的上表面以及下表面。
形成于上表面的第三上凹部与形成于下表面的第三下凹部优选配置于彼此不同的位置。
例如,优选的是,第三上凹部的至少一个配置于在径向上彼此相邻的第三下凹部之间,或者第三下凹部的至少一个配置于在径向上彼此相邻的第三上凹部之间。
并且,更优选的是,所有的第三上凹部与所有的第三下凹部配置于径向的不同位置。
特别是,优选为第三上凹部以及第三下凹部在径向上交替配置的结构。
并且,第三上凹部的位置优选位于在径向上彼此相邻的第三下凹部的大致中央,第三下凹部的位置优选位于在径向上彼此相邻的第三上凹部的大致中央。
<模拟结果>
图8以及图9为示意性地表示涡电流损失的模拟结果的图。
图8表示包括本实施方式涉及的电磁钢板122的评价用电枢200,图9表示包括没有形成凹部51的以往的电磁钢板211的比较用电枢210。
图8的评价用电枢200在1张电磁钢板122卷绕有导线121。
电磁钢板122为图6所示的电磁钢板。
在电磁钢板122的上表面形成有第一上凹部51A。
在电磁钢板122的下表面形成有第一下凹部51B。
图6中的左右方向上,第一上凹部51A以及第一下凹部51B交替配置。
并且,电磁钢板122的厚度h为350μm。
第一上凹部51A以及第一下凹部51B的深度d为100μm,开口的宽度w为20μm。
并且,第一上凹部51A以及第一下凹部51B通过照射短波脉冲激光除去电磁钢板122的体积的大致1%而形成。
图9的比较用电枢210在1张电磁钢板211卷绕有导线121。
电磁钢板211为用于一般的马达用电枢的以往的电磁钢板,除了不具有第一上凹部51A以及第一下凹部51B这一点之外,其余与本实施方式涉及的电磁钢板122相同。
当在线圈121流过顺时针方向的驱动电流201时,在电磁钢板122、211内,形成垂直于纸面地从近前朝向里侧的磁场202。
该磁场202发生变化时,流过涡电流203以抑制该变化。
例如,如果是磁场202增大时,则涡电流203向逆时针方向流动。
通过模拟求出了在相同的条件下评价用电枢200以及比较用电枢210中产生的涡电流损失,可知,与比较用电枢210相比,评价用电枢200降低了30%的涡电流损失。
涡电流203沿在电磁钢板122、211内形成的环状的路径流动。
并且,涡电流203主要在电磁钢板122、211的表面附近流动。
因此,图9中,涡电流203的路径形成为沿着电磁钢板211的表面延伸的平滑的曲线路径。
与此相对,在图8中,在电磁钢板122的上表面以及下表面分别设置有第一上凹部51A以及第一下凹部51B,因此为了避开它们涡电流203的流路蜿蜒延伸,流路长度变长。
其结果为,涡电流203减少,涡电流损失也减少。
本实施方式涉及的电磁钢板122可以认为是通过将厚度h为大约250μm的电磁钢板反复弯折而与成型成厚度h为大约350μm的电磁钢板相当。
即,能够实现与厚度大约250μm的电磁钢板同等的涡电流损失,并能确保更大的机械强度。
并且,能够避免电磁钢板122变薄造成的成本增大,同时抑制涡电流损失。
在制作轴向的长度相同的铁芯120时,若使用薄电磁钢板122,则需要的电磁钢板122的张数变多。
因此,若为了抑制涡电流损失而减薄电磁钢板122,则用于制作铁芯120的加工工时增多。
但是,本实施方式涉及的电磁钢板122无需减薄电磁钢板122就抑制了涡电流损失,因此,无需显著增大成本就能够抑制涡电流损失。
<晶粒层31、32A、32B>
图10为示意性地表示第一凹部51与电磁钢板122的晶粒层之间的关系的图,图5中的B-B截面被放大表示。
电磁钢板122由第一晶粒层31与第二晶粒层32A、32B构成,第二晶粒层32A、32B形成在第一晶粒层31的上方以及下方。
另外,图中对第二晶粒层32A、32B附加了影线。
第一晶粒层31为由在形成凹部51~53前的状态下没有从电磁钢板122的上表面以及下表面中的任意一方露出的晶粒构成的层。
第二晶粒层32A、32B为由从电磁钢板122的上表面或者下表面露出的晶粒构成的层。
晶粒为结晶方位一致的结晶块,第二晶粒层32A、32B的晶粒的粒径比第一晶粒层31的晶粒小。
第一凹部51形成为到达第一晶粒层31。
即,第一凹部51的深度d比第二晶粒层32A、32B的厚度大。
并且,第一晶粒层31的晶粒构成了第一凹部51的内表面的一部分。
对于第二凹部52以及第三凹部53与晶粒层31、32A、32B之间的关系,由于与第一凹部51的情况相同,因此省略重复的说明。
实施方式2.
实施方式1中,对凹部51~53形成为电磁钢板122的槽部的例子进行了说明。
与此相对,本实施方式中,对凹部51~53为排列成一列的多个微小凹部54的情况进行说明。
图11以及图12为表示本发明的实施方式2涉及的铁芯120的详细结构的一例的图。
图11为放大表示铁芯120的一部分的放大图,与图5同样地表示从轴向观察时的样子。
并且,图12为包括利用图11的C-C切断线切断铁芯120的截面的立体图。
<微小凹部54>
凹部51~53由多个微小凹部54构成。
微小凹部54的深度d比电磁钢板122的厚度h小。
微小凹部54在轴向上没有贯通电磁钢板122。
例如,相对于厚度h为350μm的电磁钢板122,形成周向宽度为20μm、深度d大约100μm的微小凹部54。微小凹部的体积为电磁钢板的体积的1%以下。
并且,微小凹部54在电磁钢板122的表面优选具有圆形或者楕圆形的开口。
多个微小凹部54的开口在电磁钢板122的表面上排列成一列。
在电磁钢板122的表面,作为这些微小凹部54的列而形成有线状的凹部51~53。
微小凹部54通过对电磁钢板122照射激光而形成。
例如,能够使用短脉冲激光。
特别是,若使用皮秒脉冲激光或者飞秒脉冲激光,则在微小凹部54加工时能够抑制电磁钢板122发生形变。
微小凹部54优选开口的宽度w比深度d小、且截面为V字形状。
例如,微小凹部54的截面形状形成为深度d=100μm、开口的宽度w=20μm的V字形状。
并且,从确保机械强度的观点出发,优选通过除去电磁钢板122的体积比的1%以下来形成微小凹部54。
开口的宽度w为凹部51~53的宽度方向上的微小凹部54的开口的宽度。
<凹部51>
第一凹部51为在电磁钢板122的齿部12T形成的凹部,由多个微小凹部54构成。
通过使微小凹部54在电磁钢板122的表面上排列成一列,形成沿径向延伸的直线状的第一凹部51。
图11的第一上凹部51A为在电磁钢板122的上表面设置的第一凹部51,由在电磁钢板122的上表面形成的多个微小凹部54构成。
同样地,图11的第一下凹部51B为在电磁钢板122的下表面设置的第一凹部51,由形成在电磁钢板122的下表面的多个微小凹部54构成。
另外,本实施方式中,对外转子型的马达M1的例子进行了说明,但是本发明的应用对象不仅限定于这样的马达。
即,本发明能够应用于具有下述电枢的马达,该电枢层叠电磁钢板122而形成铁芯120,该铁芯120的齿部12T沿径向延伸,并且相对于该齿部12T沿周向卷绕有导线。
例如,本发明能够应用于转子11配置成比定子12靠径向内侧的内转子型马达。
在内转子型马达的情况下,齿部12T配置成比铁芯背部12B靠径向内侧。
即,在齿部12T的径向外端配置铁芯背部12B,在齿部12T的径向内端配置伞部12U。
并且,本实施方式中,对定子12由电枢构成的无刷型的马达M1的例子进行了说明,但是本发明的应用对象不仅限定于这样的马达。
即,本发明也能够应用于转子由电枢构成的有刷马达。
并且,本发明的铁芯120也可以是通过在安装线圈121后进行弯折加工而将铁芯背部12B形成为环状的直铁芯(展开铁芯)。
并且,本发明涉及的铁芯120也可以是不具有伞部12U的铁芯。
并且,本发明涉及的铁芯120也可以由两个以上的分割铁芯构成。
即,铁芯120也可以是将预先安装有线圈的两个以上的分割铁芯彼此连结而构成的。
上述实施方式中,对铁芯背部12B具有圆环形状的情况的例子进行了说明。
但是,铁芯背部12B具有沿周向延伸的形状即可,其也可以具有其他形状。
例如,铁芯背部12B也可以是具有多边形的内缘或者外缘的环状形状。
并且,铁芯背部12B的宽度可以不是恒定的。
Claims (14)
1.一种马达用电枢,其使用于马达,其特征在于,具备:
铁芯,其层叠有两个以上的电磁钢板,并具有沿所述马达的径向延伸的齿部;以及
导线,其沿周向卷绕在所述齿部上,
在所述电磁钢板的齿部的表面设置有沿径向延伸的两个以上的第一凹部。
2.根据权利要求1所述的马达用电枢,其特征在于,
所述第一凹部分别位于所述电磁钢板的上表面以及下表面。
3.根据权利要求2所述的马达用电枢,其特征在于,
位于所述电磁钢板的上表面或者下表面的至少一个所述第一凹部处于位于轴向相反侧的面上的相邻的两个所述第一凹部之间。
4.根据权利要求3所述的马达用电枢,其特征在于,
所述第一凹部在周向上交替位于所述电磁钢板的上表面以及下表面。
5.根据权利要求4所述的马达用电枢,其特征在于,
三个以上的所述第一凹部在周向上以相同间隔设置。
6.根据权利要求1~5中的任一项所述的马达用电枢,其特征在于,
所述铁芯具有伞部,该伞部配置于所述齿部的一端、与所述马达的磁铁对置、且沿周向延伸,
在所述伞部的表面设置有两个以上的第二凹部,
相邻的所述第二凹部的间隔比相邻的所述第一凹部的间隔窄。
7.根据权利要求6所述的马达用电枢,其特征在于,
所述铁芯还具有配置于所述齿部的另一端、且沿周向延伸的铁芯背部,
所述伞部的周向长度比所述齿部的周向长度长,
相邻的第二凹部的间隔随着朝向转子而变大。
8.根据权利要求6所述的马达用电枢,其特征在于,
所述电磁钢板具有第一晶粒层与第二晶粒层,所述第二晶粒层形成在第一晶粒层的上方以及下方,且由比第一晶粒层小的晶粒构成,
所述第一凹部或者所述第二凹部到达第一晶粒层。
9.根据权利要求1~5中的任一项所述的马达用电枢,其特征在于,
所述第一凹部由在径向上配置成一列的多个微小凹部构成。
10.根据权利要求9所述的马达用电枢,其特征在于,
所述微小凹部的周向宽度为20μm,深度为100μm,
所述微小凹部的体积为所述电磁钢板的体积的1%以下。
11.根据权利要求6所述的马达用电枢,其特征在于,
所述第一凹部或者所述第二凹部由槽形状构成。
12.根据权利要求6所述的马达用电枢,其特征在于,
所述第一凹部或者所述第二凹部的深度比周向宽度大。
13.根据权利要求6所述的马达用电枢,其特征在于,
所述第一凹部或者所述第二凹部是使用皮秒脉冲激光或者飞秒脉冲激光而形成的。
14.一种马达,其特征在于,具备:
由权利要求1所述的马达用电枢构成的定子;
能够旋转的轴;以及
安装于所述轴、且相对于所述定子进行旋转的转子。
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102016123423A1 (de) | 2015-12-16 | 2017-06-22 | Johnson Electric S.A. | Motor |
CN110462977A (zh) * | 2017-03-28 | 2019-11-15 | 詹尼斯机器人移动技术加拿大公司 | 波纹形定子 |
Families Citing this family (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP6436381B2 (ja) * | 2014-08-27 | 2018-12-12 | 日本電産株式会社 | モータ用電機子及びモータ |
GB2545154B (en) | 2015-08-24 | 2021-12-01 | Magnomatics Ltd | Magnetically geared apparatus and a pole piece for such apparatus |
JP6739995B2 (ja) * | 2016-05-13 | 2020-08-12 | 株式会社神戸製鋼所 | 導電性鋼板 |
JP6974760B2 (ja) * | 2019-11-29 | 2021-12-01 | ダイキン工業株式会社 | モータ組立体、及び、空気調和装置 |
JPWO2021111645A1 (zh) * | 2019-12-02 | 2021-06-10 | ||
JP2021090231A (ja) * | 2019-12-02 | 2021-06-10 | 三菱電機株式会社 | 電気機械の積層鉄心、及び電気機械 |
JPWO2023112420A1 (zh) * | 2021-12-14 | 2023-06-22 |
Citations (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2001292542A (ja) * | 2000-04-05 | 2001-10-19 | Nissan Motor Co Ltd | 電動機のステータコア製造方法とステータ |
US6864612B1 (en) * | 2004-03-09 | 2005-03-08 | Kazuhiko Gotoh | Iron core for electric motor and electric generator |
JP2005120403A (ja) * | 2003-10-15 | 2005-05-12 | Jfe Steel Kk | 高周波域の鉄損が低い無方向性電磁鋼板 |
JP2006122989A (ja) * | 2004-10-29 | 2006-05-18 | Sony Corp | レーザ加工装置 |
JP2008271713A (ja) * | 2007-04-20 | 2008-11-06 | Toyota Motor Corp | ステータコアおよびモータ |
JP2009033908A (ja) * | 2007-07-30 | 2009-02-12 | Hitachi Ltd | 回転電機及びその製造方法 |
CN102136768A (zh) * | 2010-01-25 | 2011-07-27 | 日本电产株式会社 | 定子铁心、马达和光盘驱动装置 |
JP2011160578A (ja) * | 2010-02-02 | 2011-08-18 | Jfe Steel Corp | 圧縮応力下での鉄損劣化の小さいモータコア |
JP2011233731A (ja) * | 2010-04-28 | 2011-11-17 | Nissan Motor Co Ltd | 無方向性電磁鋼板、無方向性電磁鋼板の積層体、及びこの積層体からなる電動モータのステータコア |
JP2012105397A (ja) * | 2010-11-08 | 2012-05-31 | Toyota Motor Corp | 分割コアおよびモータ |
JP2012135123A (ja) * | 2010-12-22 | 2012-07-12 | Jfe Steel Corp | 圧縮応力下での鉄損劣化の小さいモータコア |
Family Cites Families (21)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US1355347A (en) * | 1918-07-18 | 1920-10-12 | Allis Chalmers Mfg Co | Pole construction |
US2736829A (en) * | 1952-10-11 | 1956-02-28 | Gen Electric Canada | Dynamoelectric machine rotor |
JPS4842305A (zh) * | 1971-10-01 | 1973-06-20 | ||
US3797106A (en) * | 1971-10-04 | 1974-03-19 | Gen Electric | Method of making a salient pole rotor construction with removable pole tips |
US3786293A (en) * | 1972-02-25 | 1974-01-15 | Siemens Ag | Electric salient-pole synchronous machine rotor solid metal pole piece |
JPS5111281B2 (zh) * | 1972-03-29 | 1976-04-10 | ||
US4118648A (en) * | 1974-06-13 | 1978-10-03 | Societe Generale De Constructions Electriques Et Mecaniques Alsthom | Salient pole of a synchronous electric machine |
US5089730A (en) * | 1990-05-18 | 1992-02-18 | North American Philips Corporation | Low noise DC electric motor |
US6664696B1 (en) * | 2000-02-29 | 2003-12-16 | Seagate Technology Llc | Tooth saturation for reduced electromagnetic harmonics |
FR2887697B1 (fr) * | 2005-06-28 | 2010-11-19 | Valeo Equip Electr Moteur | Machine electrique tournante possedant des moyens de reduction de pertes |
DE102006014341B4 (de) * | 2006-03-28 | 2020-01-30 | Siemens Aktiengesellschaft | Polzahn mit Stirnseitenblech zum Verbinden von Polzahnhälften und entsprechendes Verfahren zum Herstellen eines Polzahns |
DE102006043893B4 (de) * | 2006-09-19 | 2008-10-02 | Siemens Ag | Polzahn mit Permanentmagnet |
JP2009038843A (ja) * | 2007-07-31 | 2009-02-19 | Hitachi Ltd | 車両用交流発電機およびその製造方法 |
DE102007040750A1 (de) * | 2007-08-28 | 2009-03-05 | Brusa Elektronik Ag | Stromerregter Synchronmotor insbesondere für Fahrzeugantriebe |
JP5651924B2 (ja) * | 2009-04-14 | 2015-01-14 | Jfeスチール株式会社 | ステータコアおよびモータ |
JP2011172467A (ja) * | 2010-01-25 | 2011-09-01 | Nippon Densan Corp | ステータコア、モータおよびディスク駆動装置 |
JP2012023944A (ja) * | 2010-06-15 | 2012-02-02 | Alphana Technology Co Ltd | 回転機器 |
US8704422B2 (en) * | 2010-11-18 | 2014-04-22 | Nidec Motor Corporation | Full round stator assembly and electromagnetic machine having high slot fill |
KR101514487B1 (ko) * | 2011-09-22 | 2015-04-22 | 삼성전기주식회사 | 스테이터 코어 및 이를 구비하는 스핀들 모터 |
JP6436381B2 (ja) * | 2014-08-27 | 2018-12-12 | 日本電産株式会社 | モータ用電機子及びモータ |
US20170117760A1 (en) * | 2015-10-27 | 2017-04-27 | ElectroCraft, lnc. | Rotating electrical machine with flux choking features |
-
2014
- 2014-08-27 JP JP2014173284A patent/JP6436381B2/ja active Active
-
2015
- 2015-05-20 CN CN201510259438.6A patent/CN106208427B/zh not_active Expired - Fee Related
- 2015-06-25 US US14/749,895 patent/US9899884B2/en active Active
Patent Citations (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2001292542A (ja) * | 2000-04-05 | 2001-10-19 | Nissan Motor Co Ltd | 電動機のステータコア製造方法とステータ |
JP2005120403A (ja) * | 2003-10-15 | 2005-05-12 | Jfe Steel Kk | 高周波域の鉄損が低い無方向性電磁鋼板 |
US6864612B1 (en) * | 2004-03-09 | 2005-03-08 | Kazuhiko Gotoh | Iron core for electric motor and electric generator |
JP2006122989A (ja) * | 2004-10-29 | 2006-05-18 | Sony Corp | レーザ加工装置 |
JP2008271713A (ja) * | 2007-04-20 | 2008-11-06 | Toyota Motor Corp | ステータコアおよびモータ |
JP2009033908A (ja) * | 2007-07-30 | 2009-02-12 | Hitachi Ltd | 回転電機及びその製造方法 |
CN102136768A (zh) * | 2010-01-25 | 2011-07-27 | 日本电产株式会社 | 定子铁心、马达和光盘驱动装置 |
JP2011160578A (ja) * | 2010-02-02 | 2011-08-18 | Jfe Steel Corp | 圧縮応力下での鉄損劣化の小さいモータコア |
JP2011233731A (ja) * | 2010-04-28 | 2011-11-17 | Nissan Motor Co Ltd | 無方向性電磁鋼板、無方向性電磁鋼板の積層体、及びこの積層体からなる電動モータのステータコア |
JP2012105397A (ja) * | 2010-11-08 | 2012-05-31 | Toyota Motor Corp | 分割コアおよびモータ |
JP2012135123A (ja) * | 2010-12-22 | 2012-07-12 | Jfe Steel Corp | 圧縮応力下での鉄損劣化の小さいモータコア |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102016123423A1 (de) | 2015-12-16 | 2017-06-22 | Johnson Electric S.A. | Motor |
CN110462977A (zh) * | 2017-03-28 | 2019-11-15 | 詹尼斯机器人移动技术加拿大公司 | 波纹形定子 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN106208427B (zh) | 2019-06-18 |
US20160065007A1 (en) | 2016-03-03 |
US9899884B2 (en) | 2018-02-20 |
JP2016048991A (ja) | 2016-04-07 |
JP6436381B2 (ja) | 2018-12-12 |
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---|---|---|
CN106208427A (zh) | 马达用电枢以及马达 | |
US9160217B2 (en) | Busbar unit and motor | |
US9196392B2 (en) | Assembly conducting wire for rotary electric machine winding and rotary electric machine | |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C06 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
C10 | Entry into substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant | ||
CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee | ||
CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20190618 |