JP2007267439A - Armature core in rotating-electric machine - Google Patents

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  • Iron Core Of Rotating Electric Machines (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To reduce iron loss by preventing the generation of an eddy current, based on the form of a core material constituting the armature of an electric motor. <P>SOLUTION: Grooves 10j and 11j to serve as slots for prevention of eddy currents are made at the outer peripheral rim of each tooth 10e and 11e of core materials 10 and 11. The grooves 10j and 11j are made so that each shortest distance A and B from the borders between both circumferential flanks of each foot piece 10c and 11c and the under flanks of each claw piece 10d and 11d to the bottom of the grooves 10j and 11j may be approximately equal to a half of the circumferential width C of each foot piece 10c and 11c (A=B≈C/2), and that the depth H of each groove 10j and 11j may be approximately equal to the shortest distance R (H≈R) from the intersection Q between a straight line L1 along the flank of each foot 10c and 11c and a straight line L2 along the under flank of each of claw pieces 10d and 11d, external to the border of diameter of the claw pieces 10d and 11d at the border between the flank of each foot piece 10c and 11c and the under flank of each claw piece. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、アクチュエータを構成する電動モータ等の回転電機におけるアーマチュアコアの技術分野に属するものである。   The present invention belongs to the technical field of an armature core in a rotating electrical machine such as an electric motor constituting an actuator.

一般に、この種電動モータ等の回転電機のなかには、ヨークに回転自在に軸承されるアーマチュアを、リング状板材の外周縁に周回り方向複数のティースが放射方向に突出するコア材の複数枚をアーマチュア軸に一体的に外嵌してなるアーマチュアコアの外周に、コイルを巻装することにより構成したものがある。このように構成されたアーマチュアのコイルに通電がなされると、励磁されたコイルがアーマチュアを内装するヨーク内周面に配された永久磁石に引き寄せられることにより、アーマチュアの回転がなされる構成となっているが、前記アーマチュアを用いた回転電機においては、渦電流による鉄損、インダクタンス、コギングトルクの発生をそれぞれ低減させることが課題となっている。
特開2002−199626
In general, in this kind of rotating electric machine such as an electric motor, an armature that is rotatably supported by a yoke is provided, and a plurality of core materials in which a plurality of circumferential teeth protrude radially in the outer peripheral edge of a ring-shaped plate member are provided. There is one constituted by winding a coil on the outer periphery of an armature core integrally fitted on a shaft. When the armature coil configured in this manner is energized, the excited coil is attracted to the permanent magnet disposed on the inner peripheral surface of the yoke that houses the armature, so that the armature is rotated. However, in the rotating electrical machine using the armature, it is a problem to reduce the generation of iron loss, inductance, and cogging torque due to eddy current.
JP 2002-199626

しかるに、前記従来のものでは、渦電流による鉄損を低減させるためには、コア材の板厚を薄くすることや、コア材の材質を変えること等が提唱されるが、何れの場合もコストアップという問題がある。さらに、インダクタンスを低減するためには、コイル巻装用スロットにコイルを巻装する際に、その巻き回数を減少させる一方、ヨーク側の永久磁石の磁束を増加すること等が提唱されるが、この場合もコストアップの問題があるうえ、このようにすることで鉄損やコギングトルクの増加が生じるという問題があり、何れの対策についても充分な解決策とはなっておらず、ここに本発明の解決すべき課題がある。   However, in order to reduce the iron loss due to the eddy current in the above-mentioned conventional ones, it is proposed to reduce the thickness of the core material or change the material of the core material. There is a problem of up. Furthermore, in order to reduce the inductance, it is proposed that when winding a coil in a coil winding slot, the number of turns is decreased while the magnetic flux of the permanent magnet on the yoke side is increased. In some cases, there is a problem of cost increase, and there is a problem that iron loss and cogging torque increase by doing so, and none of the countermeasures are sufficient solutions. There are issues to be solved.

本発明は、上記の如き実情に鑑みこれらの課題を解決することを目的として創作されたものであって、請求項1の発明は、リング状板材の外周縁に周回り方向複数のティースが放射方向に突出するコア材の複数枚を、アーマチュア軸に貫通してなるアーマチュアコアにおいて、各コア材のティースの外周縁を内径側に切り欠いて凹溝部を形成し、アーマチュアコアの外周に、隣接するティースのあいだに位置し、コイルが巻装されるコイル巻装用スロットと、ティースに生じる渦電流の発生を防止する渦電流防止用スロットとが軸方向に長く形成されている回転電機におけるアーマチュアコアである。
請求項2の発明は、各コア材に形成されるティースは、放射方向に突出する脚片と、該脚片の突出端部から周回り方向に延出する爪片とにより構成され、渦電流防止用スロットを構成する凹溝部は、脚片の周回り方向両側縁と爪片の内径側縁との境界から凹溝部の溝底部までの最短距離をそれぞれA、Bと設定し、脚片の周回り方向幅をCと設定したとき、
式 A=B≒C/2
を満たし、かつ、凹溝部の溝深さをH、脚片の側縁と爪片の内径側縁との境界において、脚片の側縁に沿う直線と爪片の内径側縁に沿う直線との交点から爪片の外径側縁までの最短距離をRとしたとき、
式 H≒R
を満たす形状に設定されている請求項1に記載の回転電機におけるアーマチュアコアである。
請求項3の発明は、凹溝部は、溝入口部の少なくとも周回り方向一方の端部に切り欠き部が形成されている請求項2に記載の回転電機におけるアーマチュアコアである。
The present invention was created in order to solve these problems in view of the above circumstances, and the invention of claim 1 is characterized in that a plurality of teeth in the circumferential direction are radiated on the outer peripheral edge of the ring-shaped plate material. In the armature core formed by penetrating the core material protruding in the direction through the armature shaft, the outer peripheral edge of each core material tooth is cut out to the inner diameter side to form a concave groove, adjacent to the outer periphery of the armature core An armature core in a rotating electrical machine in which a coil winding slot in which a coil is wound and an eddy current prevention slot for preventing generation of an eddy current generated in the tooth is formed long in the axial direction. It is.
According to a second aspect of the present invention, the teeth formed on each core material are constituted by leg pieces projecting in the radial direction and claw pieces extending in the circumferential direction from the projecting end portions of the leg pieces, and eddy currents are formed. For the concave groove portion constituting the prevention slot, the shortest distances from the boundary between the circumferential side edges of the leg piece and the inner diameter side edge of the claw piece to the groove bottom of the concave groove portion are set as A and B, respectively. When the circumferential width is set to C,
Formula A = B≈C / 2
And the groove depth of the recessed groove portion is H, and at the boundary between the side edge of the leg piece and the inner diameter side edge of the claw piece, a straight line along the side edge of the leg piece and a straight line along the inner diameter side edge of the claw piece When the shortest distance from the crossing point to the outer edge of the nail piece is R,
Formula H ≒ R
The armature core in the rotating electrical machine according to claim 1, wherein the armature core is set in a shape satisfying the above.
The invention according to claim 3 is the armature core in the rotating electrical machine according to claim 2, wherein the concave groove portion is formed with a notch at least at one end in the circumferential direction of the groove inlet portion.

請求項1、2の発明とすることにより、ティースにおける渦電流の発生を防止してアーマチュアに生じる鉄損を低減することができる。
請求項3の発明とすることにより、有効磁束を低下させることなく、コギングトルクの低減を図ることができる。
By setting it as invention of Claim 1, 2, generation | occurrence | production of the eddy current in a teeth can be prevented and the iron loss which arises in an armature can be reduced.
With the invention of claim 3, the cogging torque can be reduced without reducing the effective magnetic flux.

つぎに、本発明の第一の実施の形態について、図面に基づいて説明する。
図中、1は車両に搭載する電装品の駆動源となる電動モータ(回転電機)であって、該電動モータ1を構成する有底筒状に形成されたヨーク(モータハウジング)2の内周面には、周回り方向に二対のN、S極(磁極)が形成されるべく永久磁石3が固定されており、これによって、同極同士が径方向に対向する四極型の電動モータ1に構成されている。4はアーマチュアであって、該アーマチュア4を構成するアーマチュア軸5には、リング状板材であるコア材6を複数枚積層して構成されたアーマチュアコア7が一体的に外嵌されており、さらに、アーマチュアコア7の先端部に位置してコンミテータ(整流子)8が外嵌固定されている。そして、アーマチュア軸5は、基端部がヨーク2の筒底部2aに設けられた軸受2bを介して軸承される一方、先端部がヨーク2の開口端に設けたカバー2cに設けられた軸受2dに軸承されており、これによって、アーマチュア5は、ヨーク2内において回動自在な状態で内装されている。また、前記カバー2cとヨーク2とのあいだには、ホルダステー9が挟持状に支持されており、該ホルダステー9には、周回り方向四箇所に位置してブラシホルダ9aが形成されており、該ブラシホルダ9aに、それぞれブラシ9bが出没自在に内装され、該ブラシ9bの突出先端部(内径側先端部)がコンミテータ8に弾圧状に当接(接触)することによって、外部からの電源がブラシ9bを介してコンミテータ8に供給され構成となっているが、これらの基本構成は従来通りとなっている。
Next, a first embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
In the figure, reference numeral 1 denotes an electric motor (rotary electric machine) serving as a drive source for electrical components mounted on a vehicle, and an inner periphery of a yoke (motor housing) 2 formed in a bottomed cylindrical shape constituting the electric motor 1. On the surface, a permanent magnet 3 is fixed so that two pairs of N and S poles (magnetic poles) are formed in the circumferential direction, whereby a quadrupole electric motor 1 in which the same poles face each other in the radial direction is fixed. It is configured. Reference numeral 4 denotes an armature, and an armature core 7 formed by laminating a plurality of core members 6 that are ring-shaped plate members is integrally fitted on an armature shaft 5 constituting the armature 4, and A commutator (commutator) 8 is fitted and fixed at the tip of the armature core 7. The armature shaft 5 is supported at the base end via a bearing 2b provided on the cylinder bottom 2a of the yoke 2, while the tip end is provided on a cover 2c provided on the opening end of the yoke 2. As a result, the armature 5 is housed inside the yoke 2 so as to be rotatable. Further, a holder stay 9 is supported in a sandwiched manner between the cover 2c and the yoke 2, and brush holders 9a are formed on the holder stay 9 at four locations in the circumferential direction. The brushes 9b are respectively mounted in the brush holders 9a so that they can be protruded and retracted, and the protruding tip (inner diameter side tip) of the brush 9b abuts (contacts) with the commutator 8 in an elastic manner, so that an external power source can be Although it is configured to be supplied to the commutator 8 through 9b, these basic configurations are the same as conventional ones.

さて、前記アーマチュアコア7を構成するコア材6は、アーマチュア軸5に一体的に外嵌する貫通孔10aが形成された第一コア材10と、該第一コア材10よりも大径でアーマチュア軸5に遊嵌する貫通孔11aが形成された第二コア材11との二種類が用いられており、アーマチュアコア7は、複数枚の第一コア材10を積層したものの軸方向両端部に、複数枚の第二コア材11をそれぞれ積層することで構成されている。このようにアーマチュアコア7を第一、第二コア材10、11を用いて構成することにより、第二コア材10内径部位とアーマチュア軸5とのあいだに空隙部が形成され、これによって、コンミテータ8と基端側の軸受2bとを近付けた状態で配設できるようにし、アーマチュア軸5方向のコンパクト化が図れるように構成されている。
尚、12、13はアーマチュアコア7の軸方向先端側と基端側とに位置して設けられた一対インシュレータである。
Now, the core material 6 constituting the armature core 7 includes a first core material 10 in which a through hole 10a integrally fitted to the armature shaft 5 is formed, and an armature having a larger diameter than the first core material 10. Two types are used, the second core material 11 having a through hole 11a that is loosely fitted to the shaft 5, and the armature core 7 is formed by laminating a plurality of first core materials 10 at both ends in the axial direction. The plurality of second core materials 11 are laminated. By configuring the armature core 7 using the first and second core materials 10 and 11 as described above, a gap is formed between the inner diameter portion of the second core material 10 and the armature shaft 5, thereby the commutator. 8 and the base end side bearing 2b can be arranged close to each other, and the armature shaft 5 can be made compact in size.
Reference numerals 12 and 13 denote a pair of insulators provided on the distal end side and the proximal end side in the axial direction of the armature core 7.

前記第一、第二コア材10、11は、互いに同径に設定されたリング状の本体部10b、11bの外周に、該本体部10b、11b外周縁から周回り方向等間隔を存し、放射方向に突出する脚片10c、11cと、該脚片10c、11cの突出先端から周回り方向両側に突出する爪片10d、11dとにより構成されるT字形のティース10e、11eが周回り方向に十個配設されている。これによって、これら第一、第二コア材10、11を積層してアーマチュアコア7を形成したとき、アーマチュアコア7外周の隣接するティース10e、11eの対向間に、軸芯方向に長く凹設された蟻溝状のコイル巻装用スロット10f、11fが周回り方向に十個形成されるように設定されている。そして、これらコイル巻装用スロット10f、11fには巻線14aが巻装され、アーマチュアコア7の外周に複数のコイル14が形成されており、これら各コイル14を形成する巻線14aの端部をコンミテータ8に電気的に接続することにより、これらコイル14に、ブラシ9b、コンミテータ8を介して外部電源が供給されるように構成され、外部電源の供給に基づいてコイル14が励磁するように設定されている。   The first and second core members 10 and 11 are spaced at equal intervals in the circumferential direction from the outer peripheral edges of the main body portions 10b and 11b on the outer periphery of the ring-shaped main body portions 10b and 11b set to have the same diameter. T-shaped teeth 10e and 11e constituted by leg pieces 10c and 11c projecting in the radial direction and claw pieces 10d and 11d projecting from the projecting tips of the leg pieces 10c and 11c to both sides in the circumferential direction are circumferential directions. Ten of them are arranged. Accordingly, when the armature core 7 is formed by laminating the first and second core materials 10 and 11, the armature core 7 is provided with a long recess in the axial direction between the adjacent teeth 10e and 11e on the outer periphery of the armature core 7. The dovetail-shaped coil winding slots 10f and 11f are set to be formed in the circumferential direction. A winding 14a is wound around the coil winding slots 10f and 11f, and a plurality of coils 14 are formed on the outer periphery of the armature core 7. The ends of the windings 14a that form the coils 14 are arranged at the ends. By being electrically connected to the commutator 8, an external power supply is configured to be supplied to the coils 14 via the brush 9b and the commutator 8, and the coil 14 is set to be excited based on the supply of the external power supply. Has been.

また、第一コア材10は、前記本体部10bの内径側に、アーマチュア軸5を内嵌する貫通孔10aが形成された内径側本体部10gが形成されており、該内径側本体部10gと外径側の本体部(以降、外径側本体部)10bとのあいだには、各ティース10eの脚片10cと同一放射線上に位置する状態で周回り方向十個のブリッジ片10hが設けられ、内径側本体部10gと外径側本体部10bとを一体的に連結するように構成されている。そして、周回り方向に隣接するブリッジ片10h同士のあいだに形成される内側スロット10iは、アーマチュアコア7を構成したときに軸方向に長い隙間となり、コイル巻装用スロット10f、11fに巻装される巻線14aをコンミテータ8にヒュージングするときのスペースとして、また、電動モータ1の駆動時に発生する熱を放出するためのスペースとして機能するように構成されている。   Further, the first core material 10 is formed with an inner diameter side main body portion 10g in which a through hole 10a into which the armature shaft 5 is fitted is formed on the inner diameter side of the main body portion 10b. Between the outer diameter side main body portion (hereinafter referred to as the outer diameter side main body portion) 10b, ten bridge pieces 10h in the circumferential direction are provided so as to be positioned on the same radiation as the leg pieces 10c of the teeth 10e. The inner diameter side main body portion 10g and the outer diameter side main body portion 10b are integrally connected. The inner slot 10i formed between the bridge pieces 10h adjacent to each other in the circumferential direction becomes a long gap in the axial direction when the armature core 7 is configured, and is wound around the coil winding slots 10f and 11f. It is configured to function as a space for fusing the winding 14 a to the commutator 8 and as a space for releasing heat generated when the electric motor 1 is driven.

そして、各ティース10e、11eを構成する爪片10d、11dの外周縁部には、周回り方向中間部に位置し、後述する条件を満たす形状となるように寸法設定された凹溝部10j、11jが、軸芯側(内径側)に切り欠く状態で形成されている。これによって、アーマチュアコア7を形成したとき、これら凹溝部10j、11jが、ティース10e、11eの周回り方向中間に位置し、アーマチュア軸5方向に長い渦電流防止用スロットとなり、渦電流の発生を防止して鉄損の低減が図れるように構成されている。
さらに、凹溝部10j、11jの周回り方向両側部位に位置する溝入口部には、溝奥側よりも大きい開口となるよう、溝入口部となるコーナー部を切り欠く(切り落とす)状態で補助凹部10k、11kが形成されており、凹溝部10j、11jの溝奥側の周回り方向溝幅よりも、溝入口部における溝幅が広くなるように設定されており、これによって、磁束を低下させることなく、磁束の変化を緩和してコギングトルクを低減できるようにしている。
尚、10m、11mは、第一コア材外径側本体部10bと第二コア材本体部11bとのそれぞれの内径側に、各ティース10e、11eの脚片10c、11cと同一放射線上に位置し、第一、第二コア材10、11の板面を一方の面側に押し出すことにより形成されるカシメ用突起10k、11kであって、該カシメ用突起10m、11mは、それぞれ周回り方向に十個づつ形成されている。
Further, the outer peripheral edge portions of the claw pieces 10d, 11d constituting the teeth 10e, 11e are located at the intermediate portion in the circumferential direction, and the groove portions 10j, 11j that are dimensioned so as to have a shape that satisfies the conditions described later. However, it is formed in a state where it is notched on the shaft core side (inner diameter side). As a result, when the armature core 7 is formed, the concave groove portions 10j and 11j are located in the middle of the teeth 10e and 11e in the circumferential direction and become slots for preventing eddy currents that are long in the direction of the armature shaft 5, thereby generating eddy currents. It is configured to prevent and reduce iron loss.
In addition, the groove recesses 10j and 11j located on both sides in the circumferential direction of the recess groove portions are auxiliary recesses in a state where the corner portions serving as the groove entrance portions are notched (cut off) so as to have an opening larger than the groove depth side. 10k and 11k are formed, and the groove width at the groove entrance portion is set to be wider than the circumferential groove width on the groove back side of the concave groove portions 10j and 11j, thereby reducing the magnetic flux. Therefore, the cogging torque can be reduced by relaxing the change of the magnetic flux.
10m and 11m are positioned on the same radiation as the leg pieces 10c and 11c of the teeth 10e and 11e on the inner diameter sides of the first core material outer diameter side main body portion 10b and the second core material main body portion 11b. The caulking projections 10k and 11k are formed by extruding the plate surfaces of the first and second core members 10 and 11 to one side, and the caulking projections 10m and 11m are respectively in the circumferential direction. Ten pieces are formed.

さて、前記各ティース10e、11eに形成される凹溝部10j、11jの形状は、脚片10c、11cの周回り方向両側縁と爪片10d、11dの内径側縁との境界点X、Yと凹溝部10j、11jの溝底部10p、11pとのあいだの最短距離を距離A、Bと設定したとき、これら距離A、Bは、脚片10c、11cの周回り方向の幅Cの半分の長さと略同じ長さ、即ち、
式 A=B≒C/2
で示される条件を満足しており、しかも、凹溝部10j、11jの溝深さHは、脚片10c、11cの側縁と爪片10d、11dの内径側縁との境界部位において、脚片側縁に沿う直線L1と爪片内径側縁に沿う直線L2との交点Qから爪片10c、11cの外径側縁までの最短距離R(爪片10d、11dの外径側円となる第一円弧と、交点Qを通り、前記第一円弧と同芯状の第二円弧とのあいだの距離で設定される)と略同じ長さ、即ち、
式 H≒R
で示される条件を満足するように設定されている。
このように形成することにより、凹溝部10j、11jは、各ティース10e、11eの爪片10d、11dの外径側縁において、周回り方向中間部から内径側に向けて形成され、かつ、その溝深さHが爪片10d、11dの径方向長さに相当するように形成されている。これによって、隣接するティース10e、11eのあいだに形成されるコイル巻装用スロット10f、11fの面積を、巻線14cの巻装に必要な広さに確保でき、しかも、アーマチュア4における渦電流の発生を防止して鉄損を低減できるように構成されている。
The shape of the recessed groove portions 10j and 11j formed in the teeth 10e and 11e is such that the boundary points X and Y between the circumferential edges of the leg pieces 10c and 11c and the inner edge of the claw pieces 10d and 11d are When the shortest distance between the groove bottom portions 10p and 11p of the concave groove portions 10j and 11j is set as distances A and B, these distances A and B are half the width C in the circumferential direction of the leg pieces 10c and 11c. About the same length as
Formula A = B≈C / 2
In addition, the groove depth H of the recessed groove portions 10j and 11j is set at the boundary between the side edges of the leg pieces 10c and 11c and the inner diameter side edges of the claw pieces 10d and 11d. The shortest distance R from the intersection point Q of the straight line L1 along the edge and the straight line L2 along the claw piece inner diameter side edge to the outer diameter side edge of the claw pieces 10c, 11c (the first circle that is the outer diameter side circle of the claw pieces 10d, 11d) A length substantially equal to the length of the arc and the second arc that passes through the intersection point Q and is concentric with the second arc.
Formula H ≒ R
It is set so as to satisfy the conditions indicated by.
By forming in this way, the recessed groove portions 10j, 11j are formed on the outer diameter side edges of the claw pieces 10d, 11d of the teeth 10e, 11e from the intermediate portion in the circumferential direction toward the inner diameter side, and The groove depth H is formed so as to correspond to the radial length of the claw pieces 10d and 11d. As a result, the area of the coil winding slots 10f and 11f formed between the adjacent teeth 10e and 11e can be secured to a size necessary for winding the winding 14c, and the generation of eddy current in the armature 4 can be ensured. It is comprised so that an iron loss can be reduced by preventing.

叙述の如く構成された本形態において、アーマチュアコア7を構成するコア材6は、第一、第二コア材10、11の二種類のものが用いられているが、この場合に、第一、第二コア材10、11の各ティース10e、11eの外周縁部には凹溝部10j、11jが形成されているので、アーマチュアコア7を構成したとき、凹溝部10j、11jが軸方向に長い渦電流防止用スロットとなって、爪片10d、11ed部位に発生する渦電流の発生を防止して、鉄損を低減することができる。しかも、この場合に、各コア材10、11のティース10e、11eを切り欠くだけの構成であるので、コストアップを押さえることができるものでありながら、電動モータ1の性能アップが図れて高性能なものにすることができる。   In the present embodiment configured as described, the core material 6 constituting the armature core 7 uses two types of first and second core materials 10 and 11, but in this case, the first, Since the groove portions 10j and 11j are formed on the outer peripheral edge portions of the teeth 10e and 11e of the second core material 10 and 11, when the armature core 7 is formed, the groove portions 10j and 11j are long vortices in the axial direction. It becomes a current prevention slot, and generation | occurrence | production of the eddy current which generate | occur | produces in the nail | claw piece 10d and 11ed site | part can be prevented, and an iron loss can be reduced. In addition, in this case, since the configuration is such that the teeth 10e and 11e of the core materials 10 and 11 are notched, the increase in performance of the electric motor 1 can be achieved while the increase in cost can be suppressed. Can be made.

さらにこのものでは、凹溝部10j、11jの溝入口部を切り欠くことで補助凹部10k、11kが形成されていて、溝入口部側が溝奥側よりも周回り方向幅が広くなっているため、磁束変化を緩和してコギングトルクの低減を図ることができ、しかも、さらなる鉄損の低減を図ることができる。   Furthermore, in this, the auxiliary recesses 10k, 11k are formed by cutting out the groove entrance portions of the recess groove portions 10j, 11j, and the circumferential direction width is wider on the groove entrance portion side than the groove back side, It is possible to reduce the cogging torque by relaxing the magnetic flux change, and to further reduce the iron loss.

因みに、図4に、凹溝部が形成されない従来のコア材を用いたアーマチュアにより構成される従来型電動モータと、本発明が実施されて凹溝部10j、11jが形成されたコア材10、11を用いたアーマチュア4により構成される電動モータ1とにおいて、回転角に対するコギングトルクの値を測定したグラフ図を示す。前記グラフ図によると、実線で表示される本発明に基づく電動モータ1のコギングトルクの変化の方が、二点鎖線で表示される従来型電動モータのコギングトルクの変化よりも振幅の小さい変化になっており、コギングトルクの低減が図れたことが実証される。また、従来型電動モータと本発明に基づく電動モータ1との有効磁束を測定した結果、略同様の測定値となり、凹溝部10j、11jを形成することによる有効磁束の低下はないことが確認された。
これによって、本発明が実施された電動モータ1は、渦電流の発生を防止できて鉄損を防止することができるうえ、有効磁束を低下させることがないものでありながらコギングトルクの低減を図ることができ、もって、モータ特性の優れたものとなっている。
4 shows a conventional electric motor constituted by an armature using a conventional core material in which no concave groove portion is formed, and core materials 10 and 11 in which the present invention is implemented to form concave groove portions 10j and 11j. The electric motor 1 comprised with the used armature 4 WHEREIN: The graph figure which measured the value of the cogging torque with respect to a rotation angle is shown. According to the graph, the change in the cogging torque of the electric motor 1 according to the present invention indicated by the solid line is smaller in the change than the change in the cogging torque of the conventional electric motor indicated by the two-dot chain line. This proves that the cogging torque can be reduced. Moreover, as a result of measuring the effective magnetic flux between the conventional electric motor and the electric motor 1 according to the present invention, it was confirmed that the measured values were substantially the same, and there was no decrease in the effective magnetic flux due to the formation of the recessed groove portions 10j and 11j. It was.
As a result, the electric motor 1 in which the present invention is implemented can prevent the generation of eddy current and iron loss, and can reduce the cogging torque while not reducing the effective magnetic flux. Therefore, the motor characteristics are excellent.

尚、本発明は前記実施の形態に限定されないことは勿論であって、図5に示す第二の実施の形態のようにすることもできる。
このものは、コア材15に形成される複数のティース15aの外周縁部に形成される凹溝部15bの溝底形状が四角になるように形成されている。そして、このものにおいても、凹溝部15bの形状は、脚片15cの周回り方向両側縁と爪片15dの内径側縁との境界点X1、Y1から凹溝部の溝底部までの最短距離をそれぞれA1、B1と設定し、脚片の周回り方向幅をC1と設定したとき、
式 A1=B1≒C1/2
を満たし、かつ、凹溝部15bの溝深さをH1、脚片15cの側縁と爪片15dの内径側縁との境界部位において、脚片15cの側縁に沿う直線と爪片15dの内径側縁に沿う直線との交点Q1から爪片15dの外径側縁までの最短距離をR1としたとき、
式 H1≒R1
を満たす形状に設定されている。そして、このものにおいても、凹溝部15bの溝入口部に段差状の補助凹部15eが形成されており、このように構成されたコア材15を用いてアーマチュアコアを形成することにより、軸方向に長い渦電流防止用スロットが形成されて、各ティース15aにおける渦電流の発生が防止されて、鉄損の低減を図ることができ、しかも、電動モータのコギングトルクが低減された高性能な電動モータを提供することができる。
Of course, the present invention is not limited to the above-described embodiment, and may be the second embodiment shown in FIG.
This is formed so that the groove bottom shape of the recessed groove portion 15b formed in the outer peripheral edge portion of the plurality of teeth 15a formed in the core material 15 is square. Also in this case, the shape of the concave groove portion 15b is the shortest distance from the boundary points X1, Y1 between the circumferential edges of the leg piece 15c and the inner diameter side edge of the claw piece 15d to the groove bottom portion of the concave groove portion, respectively. When A1 and B1 are set and the circumferential width of the leg piece is set as C1,
Formula A1 = B1≈C1 / 2
And the groove depth of the concave groove portion 15b is H1, and at the boundary portion between the side edge of the leg piece 15c and the inner diameter side edge of the claw piece 15d, the straight line along the side edge of the leg piece 15c and the inner diameter of the claw piece 15d When the shortest distance from the intersection Q1 with the straight line along the side edge to the outer diameter side edge of the claw piece 15d is R1,
Formula H1≈R1
The shape is set to satisfy. And also in this thing, the step-shaped auxiliary | assistant recessed part 15e is formed in the groove entrance part of the recessed groove part 15b, and by forming an armature core using the core material 15 comprised in this way, it can be set to an axial direction. A long eddy current prevention slot is formed to prevent the generation of eddy currents in each tooth 15a, so that iron loss can be reduced, and the cogging torque of the electric motor is reduced. Can be provided.

さらには、このものでは、コア材の各ティースの周回り方向中間部に渦電流防止用スロットとしての凹溝部を形成する構成であるので、コア材に形成されるティースの数が少ない場合では、渦電流防止用スロットが疑似的なコイル巻装用スロットとして機能することにより、コンパクト化を図ることができる。そのうえ、ティースの数が、ヨークに形成される極数に対して整数倍とならないような場合では、コギングトルクの低減効果を一層顕著に発揮することができる。   Furthermore, in this thing, since it is the structure which forms the ditch | groove part as an eddy current prevention slot in the circumferential direction intermediate part of each tooth | gear of a core material, when the number of teeth formed in a core material is small, Since the slot for preventing eddy current functions as a pseudo coil winding slot, it is possible to achieve compactness. In addition, when the number of teeth is not an integral multiple of the number of poles formed on the yoke, the effect of reducing the cogging torque can be exhibited more remarkably.

電動モータの側面断面図である。It is side surface sectional drawing of an electric motor. 図2(A)、(B)はそれぞれ第一、第二コア材の正面図である。2A and 2B are front views of the first and second core materials, respectively. 図3(A)、(B)はそれぞれ電動モータの要部を切り欠いた正面図、コア材の拡大正面図である。FIGS. 3A and 3B are a front view in which a main part of the electric motor is cut out and an enlarged front view of the core material, respectively. 従来型電動モータと本発明の電動モータとの回転角度に対するコギングトルクの変化を示すグラフ図である。It is a graph which shows the change of cogging torque with respect to the rotation angle of the conventional electric motor and the electric motor of this invention. 第二の実施の形態におけるコア材の拡大正面図である。It is an enlarged front view of the core material in 2nd embodiment.

符号の説明Explanation of symbols

1 電動モータ
4 アーマチュア
5 アーマチュア軸
6 コア材
10 第一コア材
10e ティース
10f コイル巻装用スロット
10h ブリッジ片
10i 内側スロット
10j 凹溝部
10k 補助凹部
11 第二コア材
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Electric motor 4 Armature 5 Armature shaft 6 Core material 10 1st core material 10e Teeth 10f Coil winding slot 10h Bridge piece 10i Inner slot 10j Concave groove part 10k Auxiliary recessed part 11 2nd core material

Claims (3)

リング状板材の外周縁に周回り方向複数のティースが放射方向に突出するコア材の複数枚を、アーマチュア軸に貫通してなるアーマチュアコアにおいて、各コア材のティースの外周縁を内径側に切り欠いて凹溝部を形成し、アーマチュアコアの外周に、隣接するティースのあいだに位置し、コイルが巻装されるコイル巻装用スロットと、ティースに生じる渦電流の発生を防止する渦電流防止用スロットとが軸方向に長く形成されている回転電機におけるアーマチュアコア。   In the armature core formed by penetrating through the armature shaft a plurality of core materials with a plurality of teeth protruding radially around the outer peripheral edge of the ring-shaped plate material, the outer peripheral edge of each core material tooth is cut to the inner diameter side. A coil groove slot in which a coil is wound, and an eddy current prevention slot that prevents the generation of eddy current generated in the tooth, which is formed in the outer periphery of the armature core and is located between adjacent teeth, is formed by forming a concave groove portion. Is an armature core in a rotating electrical machine that is long in the axial direction. 各コア材に形成されるティースは、放射方向に突出する脚片と、該脚片の突出端部から周回り方向に延出する爪片とにより構成され、渦電流防止用スロットを構成する凹溝部は、脚片の周回り方向両側縁と爪片の内径側縁との境界から凹溝部の溝底部までの最短距離をそれぞれA、Bと設定し、脚片の周回り方向幅をCと設定したとき、
式 A=B≒C/2
を満たし、かつ、凹溝部の溝深さをH、脚片の側縁と爪片の内径側縁との境界において、脚片の側縁に沿う直線と爪片の内径側縁に沿う直線との交点から爪片の外径側縁までの最短距離をRとしたとき、
式 H≒R
を満たす形状に設定されている請求項1に記載の回転電機におけるアーマチュアコア。
The teeth formed on each core material are composed of leg pieces projecting in the radial direction and claw pieces extending in the circumferential direction from the projecting end portions of the leg pieces, and the recesses constituting the slot for preventing eddy currents. For the groove, the shortest distances from the boundary between the both circumferential edges of the leg piece and the inner diameter side edge of the claw piece to the groove bottom of the concave groove part are set as A and B, respectively, and the circumferential width of the leg piece is set as C When set
Formula A = B≈C / 2
And the groove depth of the recessed groove portion is H, and at the boundary between the side edge of the leg piece and the inner diameter side edge of the claw piece, a straight line along the side edge of the leg piece and a straight line along the inner diameter side edge of the claw piece When the shortest distance from the crossing point to the outer edge of the nail piece is R,
Formula H ≒ R
The armature core in the rotating electrical machine according to claim 1, wherein the armature core is set in a shape satisfying the above.
凹溝部は、溝入口部の少なくとも周回り方向一方の端部に切り欠き部が形成されている請求項2に記載の回転電機におけるアーマチュアコア。   The armature core in a rotating electrical machine according to claim 2, wherein the concave groove portion has a notch formed at least at one end in the circumferential direction of the groove inlet portion.
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