JP2011244687A - 電動機及び分割固定子鉄心の製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】歯部を単位とする分割固定子鉄心の打ち抜き時の、一層の材料歩留まりの向上を目的とする。
【解決手段】略T字状の形状を有する分割固定子鉄心を複数環状に接続して形成した固定子鉄心を備えた電動機であって、前記分割固定子鉄心は、前記固定子鉄心の周方向の磁路を形成するヨーク部と、このヨーク部の内周部から前記固定子鉄心の径方向にのびるとともに、先端部に周方向両端に突出した突起部が設けられた磁極ティースとを有し、前記ヨーク部は、該ヨーク部の外周部に前記磁極ティースに対して略直角な切欠き部を備えたことを特徴とする。
【選択図】図21
【解決手段】略T字状の形状を有する分割固定子鉄心を複数環状に接続して形成した固定子鉄心を備えた電動機であって、前記分割固定子鉄心は、前記固定子鉄心の周方向の磁路を形成するヨーク部と、このヨーク部の内周部から前記固定子鉄心の径方向にのびるとともに、先端部に周方向両端に突出した突起部が設けられた磁極ティースとを有し、前記ヨーク部は、該ヨーク部の外周部に前記磁極ティースに対して略直角な切欠き部を備えたことを特徴とする。
【選択図】図21
Description
この発明は、電動機の分割固定子鉄心の製造方法及び電動機に関する。さらに詳しくは、電磁鋼板を磁極ティースを単位として分割して打抜き、それらを環状に形成する固定子鉄心において、磁極ティースを単位とする分割固定子鉄心打ち抜き時の歩留まり改善に関する。
材料歩留まりを向上し、作業性のよいDCブラシレスモータ用固定子鉄心を提供することを目的とし、歯部を単位とした固定子鉄心を直線状に配置して歯部と歯部の間隔を広くして、その間に線対称に配列した固定子鉄心の歯部をいれて、空間部分を少なくして材料歩留まりを向上させた。また、部組作業の作業性を向上させるため、分割した固定子鉄心のヨーク部の隣接する部分に円弧を形成し、歯部側に真円形成となるように切込みをいれ且つ、積層方向に凹凸を設けて連結することにより、更に、固定子鉄心単位の部組を複数個丸ピンにより固定子鉄心部組の作業性を向上させたDCブラシレスモータ用固定子鉄心が提案されている(例えば、特許文献1参照)。
上記特許文献1は、歯部を単位とした固定子鉄心を直線状に配置して歯部と歯部の間隔を広くして、その間に線対称に配列した固定子鉄心の歯部をいれて、空間部分を少なくして材料歩留まりを向上させているが、更なる材料歩留まりの向上が要望されている。
この発明は、上記のよう課題を解決するためになされたもので、歯部を単位とする分割固定子鉄心の打ち抜き時の、一層の材料歩留まりの向上を目的とする。
この発明に係る電動機は、
略T字状の形状を有する分割固定子鉄心を複数環状に接続して形成した固定子鉄心を備えた電動機であって、
前記分割固定子鉄心は、前記固定子鉄心の周方向の磁路を形成するヨーク部と、このヨーク部の内周部から前記固定子鉄心の径方向にのびるとともに、先端部に周方向両端に突出した突起部が設けられた磁極ティースとを有し、
前記ヨーク部は、該ヨーク部の外周部に前記磁極ティースに対して略直角な切欠き部を備えたことを特徴とする。
略T字状の形状を有する分割固定子鉄心を複数環状に接続して形成した固定子鉄心を備えた電動機であって、
前記分割固定子鉄心は、前記固定子鉄心の周方向の磁路を形成するヨーク部と、このヨーク部の内周部から前記固定子鉄心の径方向にのびるとともに、先端部に周方向両端に突出した突起部が設けられた磁極ティースとを有し、
前記ヨーク部は、該ヨーク部の外周部に前記磁極ティースに対して略直角な切欠き部を備えたことを特徴とする。
この発明によれば、分割固定子鉄心の打ち抜き時の材料歩留まりの向上が図れる。
実施の形態1.
図1乃至図3は比較のために示す一般的な例を示す図で、図1は分割固定子鉄心101の平面図、図2はフープ材105から分割固定子鉄心101を打ち抜くときの配置を示す図、図3は固定子鉄心110の平面図である。
図1乃至図3は比較のために示す一般的な例を示す図で、図1は分割固定子鉄心101の平面図、図2はフープ材105から分割固定子鉄心101を打ち抜くときの配置を示す図、図3は固定子鉄心110の平面図である。
図1により一般的な分割固定子鉄心101の構成を説明する。分割固定子鉄心101は、全体形状が略T字状である。磁極ティース102は、先端部102a(図1で下側)の両側が左右に広がる傘状であり、先端部102aのヨーク部103と反対側の端部は円弧になっている。ヨーク部103は、磁極ティース102に連結し、磁極ティース102と反対側の端部(外周)が円弧になっている。磁極ティース102は、ヨーク部103の内周部から固定子鉄心の径方向にのびるとともに、先端部102aに周方向両端に突出した突起部が設けられる。そして、その外周の円弧の一部に、蟻溝104が形成されている。さらに、ヨーク部103の磁極ティース102側の端部は、磁極ティース102と略直角になっている。
図1の分割固定子鉄心101は、例えば、図2に示すように、フープ材105(厚さが0.1〜0.7mm程度の帯状の電磁鋼板)から、二列抜きで打ち抜かれる。このとき、二列の分割固定子鉄心101が、一の列の互いに隣接する磁極ティース102の間に他の列の磁極ティース102が向き合って入るように配置される。このようにすることにより、材料歩留まりの改善を図っている。尚、図2のフープ材105の幅をL0、各列の分割固定子鉄心101の配列ピッチをW0とする。
図1の分割固定子鉄心101を、複数個組み合わせて、例えば、図3に示すような固定子鉄心110を製作する。図3の例は、9個の分割固定子鉄心101を用いている。
隣接する分割固定子鉄心101の連結方法には、以下に示すものがある。但し、これらは公知のものであるから、説明は省略する。
(1)嵌合部の圧入。
(2)溶接。
(3)ジョイントラップ方式。
(4)薄肉連結部で打ち抜き時から連結する方式。
(1)嵌合部の圧入。
(2)溶接。
(3)ジョイントラップ方式。
(4)薄肉連結部で打ち抜き時から連結する方式。
図3に示すように、隣接する分割固定子鉄心101の間には、スロット106(空間)が形成される。スロット106には、巻線(コイル)が収納される。また、スロット106は、内周側に開口するスロット開口部106aを有する。
図4乃至図9は実施の形態1を示す図で、図4は分割固定子鉄心1の平面図、図5はフープ材5から分割固定子鉄心1を打ち抜くときの配置を示す図、図6は固定子鉄心10の平面図、図7は電動機40の平面図、図8は変形例の分割固定子鉄心1の平面図、図9はフープ材5から分割固定子鉄心1を打ち抜くときの別の配置を示す図である。
図4により、実施の形態1における分割固定子鉄心1の一例を説明する。分割固定子鉄心1は、全体形状が略T字状である。磁極ティース2は、先端部2a(図4で下側)の両側が左右に広がる傘状であり、先端部2aのヨーク部3と反対側の端部(固定子鉄心10における内周面)は円弧になっている。ヨーク部3は、磁極ティース2に連結し、磁極ティース2と反対側の外周部3a(固定子鉄心10における外周面)が円弧になっている。磁極ティース2は、ヨーク部3の内周部から固定子鉄心の径方向にのびるとともに、先端部2aに周方向両端に突出した突起部が設けられる。そして、その外周の円弧の一部に、蟻溝4が形成されている。さらに、ヨーク部3の磁極ティース2側の内周部3b(固定子鉄心10でスロット6を形成する部分)に、例えば、略三角形状の第1の切欠き部7を設けている。
略三角形状の第1の切欠き部7は、ヨーク部3の磁気特性に影響を及ぼさない程度の大きさとしている。具体的には、ヨーク部3の周方向端部における外周部3aと内周部3bとの距離をaとし、蟻溝4と第1の切欠き部7との最短距離をbとしたとき、a<bとなるようにするのが好ましい。
図5により、第1の切欠き部7を設けることにより得られる効果を説明する。図4の分割固定子鉄心1は、例えば、図5に示すように、フープ材5(厚さが0.1〜0.7mm程度の帯状の電磁鋼板)から、二列抜きで打ち抜かれる。このとき、二列の分割固定子鉄心1は、一の列の互いに隣接する磁極ティース2の間に他の列の磁極ティース2が向き合って入るように配置される。このようにすることにより、電磁鋼板の材料歩留まりの改善を図ることができる。そして、図4の分割固定子鉄心1は、ヨーク部3の内周部3bに、略三角形状の第1の切欠き部7を設けているので、一の列の第1の切欠き部7近傍に他の列の磁極ティース2の先端部2aの突起部が配置されて打ち抜くことができる。尚、第1の切欠き部7と突起部との間の距離は、打ち抜きに必要な打ち抜き代と同程度とする。それにより、打ち抜き性を確保しつつ、材料歩留まりの改善を図ることができる。
そのため、図5のフープ材5の幅L1を、一般的な分割固定子鉄心101のフープ材105の幅L0(図2)よりも小さくできる。この場合、打ち抜きに必要な打ち抜き代は一定とする。このようにして、さらに材料歩留まりの改善が図れる。
図4の分割固定子鉄心1を、複数個組み合わせて、例えば、図6に示すような固定子鉄心10を製作する。図6の例は、9個の分割固定子鉄心1を用いている。
隣接する分割固定子鉄心1の連結方法は、既に説明した一般的な固定子鉄心110と同じである。
固定子鉄心10のスロット6は、一般的な固定子鉄心110のスロット106に比べて二箇所の第1の切欠き部7の分面積が大きくなる。従って、スロット6に収まる巻線の銅量が増加し、銅損が低減する。そのため、電動機の効率が改善される。
図7により、本実施の形態の固定子鉄心10を用いる電動機40の構成を説明する。
電動機40は、固定子20と回転子30とを備えるブラシレスDCモータである。
固定子20は、図6の固定子鉄心10に集中巻方式(磁極ティース2に巻きつける方式)の巻線11が絶縁部材(図示せず)を介して施される。巻線11は、ブラシレスDCモータの場合、例えば、3相Y結線である。
固定子20の内側に回転子30が収納される。固定子20と回転子30との間に、0.3〜1mm程度の空隙12が存在する。
回転子30は、所定の形状に打ち抜いた電磁鋼板を積層し、外周の近傍に永久磁石13を備える。図7の回転子30は、永久磁石13を6個使用する6極の回転子30である。6個の永久磁石13は、N極とS極とが交互になるように着磁される。永久磁石13には、例えばネオジウム、鉄、ボロンを主成分とする希土類永久磁石が使用される。
固定子20の外周面に形成されている蟻溝4は、固定子20の製造工程において利用される。また、圧縮機、送風機等に電動機40が組み込まれる場合、蟻溝4は、流体(冷媒、空気等)の通路となる。
図8は変形例の分割固定子鉄心1を示す図である。図8に示すように、第1の切欠き部7は円弧状でもよい。また、三角、円弧以外の形状でもよい。図8の変形例の分割固定子鉄心1の場合も、ヨーク部3の周方向端部における外周部3aと内周部3bとの距離をaとし、蟻溝4と第1の切欠き部7との最短距離をbとしたとき、a<bとなるようにするのが好ましい。
また、図9は分割固定子鉄心1が薄肉連結部8で連結されている場合の、フープ材5から分割固定子鉄心1を打ち抜くときの配置を示している。このように、分割固定子鉄心1が薄肉連結部8で連結されている場合でも、図5と同様に一の列の第1の切欠き部7近傍に他の列の磁極ティース2の先端部2aの突起部が配置されて打ち抜くことができる。そのため、図9のフープ材5の幅L1を、一般的な分割固定子鉄心101のフープ材105の幅L0(図2)よりも小さくできる。この場合も、打ち抜きに必要な打ち抜き代は一定とする。このようにして、さらに材料歩留まりの改善が図れる。
以上のように、この実施の形態によれば、分割固定子鉄心1の打ち抜き時に、二列の分割固定子鉄心1は、一の列の互いに隣接する磁極ティース2の間に他の列の磁極ティース2が向き合って入るように配置されることにより、電磁鋼板の材料歩留まりの改善を図ることができる。
また、第1の切欠き部7と突起部との間の距離は、打ち抜きに必要な打ち抜き代と同程度とすることにより、打ち抜き性を確保しつつ、材料歩留まりの改善を図ることができる。
また、打ち抜きに必要な打ち抜き代は一定とすることにより、さらに材料歩留まりの改善が図れる。
また、固定子鉄心10のスロット6は、一般的な固定子鉄心110のスロット106に比べて二箇所の第1の切欠き部7の分面積が大きくなるため、スロット6に収まる巻線の銅量が増加し、銅損が低減する。そのため、電動機の効率が改善される。
また、分割固定子鉄心1が薄肉連結部8で連結されている場合でも、一の列の第1の切欠き部7近傍に他の列の磁極ティース2の先端部2aの突起部が配置されて打ち抜くことができるため、フープ材5の幅L1を、一般的な分割固定子鉄心101のフープ材105の幅L0よりも小さくでき、材料歩留まりの改善が図れる。
実施の形態2.
図10乃至図13は実施の形態2を示す図で、図10は磁極ティース2と磁極ティース2との間に互いの磁極ティース2が向き合って入るように配置される二つの分割固定子鉄心1の平面図、図11はフープ材5から分割固定子鉄心1を打ち抜くときの配置を示す図、図12は磁極ティース2と磁極ティース2との間に互いの磁極ティース2が向き合って入るように配置される二つの変形例の分割固定子鉄心1の平面図、図13はフープ材5から変形例の分割固定子鉄心1を打ち抜くときの配置を示す図である。
図10乃至図13は実施の形態2を示す図で、図10は磁極ティース2と磁極ティース2との間に互いの磁極ティース2が向き合って入るように配置される二つの分割固定子鉄心1の平面図、図11はフープ材5から分割固定子鉄心1を打ち抜くときの配置を示す図、図12は磁極ティース2と磁極ティース2との間に互いの磁極ティース2が向き合って入るように配置される二つの変形例の分割固定子鉄心1の平面図、図13はフープ材5から変形例の分割固定子鉄心1を打ち抜くときの配置を示す図である。
図10に示すように、分割固定子鉄心1の略三角形状の第1の切欠き部7が、円弧部7aと直線部7bとで形成されている。直線部7bは磁極ティース2に接続し、円弧部7aは、ヨーク部3の左右方向(固定子鉄心10では周方向)端部に接続する。
円弧部7aは、向き合う他の分割固定子鉄心1の先端部2aが形成する円と同心円となる。円弧部7aの半径をR1、向き合う他の分割固定子鉄心1の先端部2aの円の半径R2とする。一定の打ち抜き代dを確保するために、R2−R1≒dとする。R2−R1≒dとすることにより、一定の打ち抜き代dを確保することができる。
図11は、図10に示す分割固定子鉄心1を打ち抜くときの状態を示している。一列目と二列目との分割固定子鉄心1間のフープ材5の幅方向(図11では上下方向)の距離(打ち抜き代d)は、一定である。
図5と図11とを比較した場合、打ち抜き代の最小値が同じとすると(フープ材5の幅L1が同じ)、図11の分割固定子鉄心1は図5の分割固定子鉄心1よりも、ヨーク部3の径方向寸法(円弧部7aにおける)が大きくなる。フープ材5の幅L1が同じでも、僅かではあるが捨てる部分が少なくなる。
また、図12に示すように、分割固定子鉄心1の第1の切欠き部7を台形状に形成し、その第1の切欠き部7に向き合う他の分割固定子鉄心1の磁極ティース2の先端部2aの左右端部(固定子鉄心10では周方向端部)も、第1の切欠き部7と同様の台形状にする。そして、打ち抜き代dを一定に保つ。
図13は、図12に示す分割固定子鉄心1を打ち抜くときの状態を示している。一列目と二列目との分割固定子鉄心1間のフープ材5の幅方向(図13では上下方向)及び打ち抜き方向(図13では左右方向)の打ち抜き代dは、一定である。このようにしても、図11と同様の効果を奏する。
以上のように、この実施の形態によれば、円弧部7aは、向き合う他の分割固定子鉄心1の先端部2aが形成する円と同心円となり、円弧部7aの半径をR1、向き合う他の分割固定子鉄心1の先端部2aの円の半径R2とするとき、R2−R1≒dとすることにより、一定の打ち抜き代dを確保することができる。
また、円弧部7aは、向き合う他の分割固定子鉄心1の先端部2aが形成する円と同心円とすることにより、実施の形態1に比べ、フープ材5の幅L1が同じでも、僅かではあるが捨てる部分が少なくなる。
また、分割固定子鉄心1の第1の切欠き部7を台形状に形成し、その第1の切欠き部7に向き合う他の分割固定子鉄心1の磁極ティース2の先端部2aの左右端部も、第1の切欠き部7と同様の台形状にすることにより、円弧部7aが向き合う他の分割固定子鉄心1の先端部2aが形成する円と同心円のときと、同様の効果を奏する。
実施の形態3.
図14乃至図19は実施の形態3を示す図で、図14は分割固定子鉄心1の平面図、図15はフープ材5から分割固定子鉄心1を打ち抜くときの配置を示す図、図16は分割固定子鉄心1に絶縁部材14を介して巻線11を施した状態を示す図、図17は変形例の分割固定子鉄心1の平面図、図18はフープ材5から変形例の分割固定子鉄心1を打ち抜くときの配置を示す図、図19は変形例の分割固定子鉄心1に絶縁部材14を介して巻線11を施した状態を示す図である。
図14乃至図19は実施の形態3を示す図で、図14は分割固定子鉄心1の平面図、図15はフープ材5から分割固定子鉄心1を打ち抜くときの配置を示す図、図16は分割固定子鉄心1に絶縁部材14を介して巻線11を施した状態を示す図、図17は変形例の分割固定子鉄心1の平面図、図18はフープ材5から変形例の分割固定子鉄心1を打ち抜くときの配置を示す図、図19は変形例の分割固定子鉄心1に絶縁部材14を介して巻線11を施した状態を示す図である。
分割固定子鉄心1に巻線11を施す場合、巻線11と分割固定子鉄心1との間の絶縁を行うために絶縁部材14(インシュレータ)を使用する。この場合、分割固定子鉄心1に第1の切欠き部7があると絶縁部材14の取り付けが不安定になる(位置が決まりにくい)。
そこで、図14に示すように、第1の切欠き部7の磁極ティース2側に、磁極ティース2と直角をなす、絶縁部材14の位置を決めるための位置決め用突起15を設ける。位置決め用突起15は、磁極ティース2の両側に設けられる。位置決め用突起15を設けることにより、絶縁部材14の取り付けが不安定になることを抑制できる。
図14の場合も、略三角形状の第1の切欠き部7は、ヨーク部3の磁気特性に影響を及ぼさない程度の大きさとしている。具体的には、ヨーク部3の周方向端部における外周部3aと内周部3bとの距離をaとし、蟻溝4と第1の切欠き部7との最短距離をbとしたとき、a<bとなるようにするのが好ましい。
図14の分割固定子鉄心1は、例えば、図15に示すように、フープ材5(厚さが0.1〜0.7mm程度の帯状の電磁鋼板)から、二列抜きで打ち抜かれる。このとき、二列の分割固定子鉄心1は、磁極ティース2と磁極ティース2との間に互いの磁極ティース2が向き合って入るように配置される。このようにすることにより、材料歩留まりの改善を図る。そして、図14の分割固定子鉄心1は、ヨーク部3の内周部3bに、略三角形状の第1の切欠き部7を設けているので、一の列の第1の切欠き部7近傍に他の列の磁極ティース2の先端部2aの突起部が配置されて打ち抜くことができる。
そのため、この場合も、図15のフープ材5の幅L1を、一般的な分割固定子鉄心101のフープ材105の幅L0(図2)よりも小さくできる。この場合、打ち抜きに必要な打ち抜き代は一定とする。このようにして、位置決め用突起15を設けても、実施の形態1、2と同様に、材料歩留まりの改善が図れる。
図16に示すように、絶縁部材14は、位置決め用突起15と磁極ティース2とがなす直角部分にピッタリ収まる。そのため、絶縁部材14は安定した位置決めがなされる。絶縁部材14の取り付けが容易になる。
また、このように構成した場合、絶縁部材14とヨーク部3との間に隙間17ができるので、巻線11の放熱性を改善することができる。さらに、図16に示す分割固定子鉄心1を用いる電動機40を圧縮機に搭載すると、隙間17を冷媒が通る風穴として用いることができるので、冷媒により電動機40が冷却され、電動機40の効率が改善される。
図17乃至図19により変形例の分割固定子鉄心1を説明する。図17に示す変形例の分割固定子鉄心1は、絶縁部材14用の位置決め用突起16が、ヨーク部3の磁極ティース2側の内周部3b(固定子鉄心10でスロット6を形成する部分)の左右端部(固定子鉄心10では、周方向)に形成されている。
図17に示す変形例の分割固定子鉄心1も、図18に示すように、フープ材5の幅L1を、一般的な分割固定子鉄心101のフープ材105の幅L0(図2)よりも小さくできる。位置決め用突起16を設けても、実施の形態1、2と同様に、材料歩留まりの改善が図れる。
図19に示すように、絶縁部材14は、位置決め用突起16で位置決めがなされるため、絶縁部材14の取り付けが容易になる。
また、図16の場合と同様に、絶縁部材14とヨーク部3との間に隙間17ができるので、巻線11の放熱性を改善することができる。さらに、図19に示す分割固定子鉄心1を用いる電動機40を圧縮機に搭載すると、隙間17を冷媒が通る風穴として用いることができるので、冷媒により電動機40が冷却され、電動機40の効率が改善される。
以上のように、この実施の形態によれば、第1の切欠き部7の磁極ティース2側に、磁極ティース2と直角をなす、絶縁部材14の位置を決めるための位置決め用突起15を磁極ティース2の両側に設けることにより、絶縁部材14は位置決め用突起15と磁極ティース2とがなす直角部分にピッタリ収まるため、絶縁部材14は安定した位置決めがなされ、絶縁部材14の取り付けが容易になる。
また、絶縁部材14とヨーク部3との間に隙間17ができるので、巻線11の放熱性を改善することができる。さらに、この分割固定子鉄心1を用いる電動機40を圧縮機に搭載すると、隙間17を冷媒が通る風穴として用いることができるので、冷媒により電動機40が冷却され、電動機40の効率が改善される。
また、絶縁部材14用の位置決め用突起16を、ヨーク部3の磁極ティース2側の内周部3bの左右端部に形成することでも、位置決め用突起16で絶縁部材14が位置決めがなされるため、絶縁部材14の取り付けが容易になる。
実施の形態4.
図20乃至図27は実施の形態4を示す図で、図20は分割固定子鉄心1の平面図、図21はフープ材5から分割固定子鉄心1を打ち抜くときの配置を示す図、図22は固定子鉄心10の平面図、図23は変形例1の分割固定子鉄心1の平面図、図24はフープ材5から変形例1の分割固定子鉄心1を打ち抜くときの配置を示す図、図25は固定子鉄心10の平面図、図26は変形例2の分割固定子鉄心1の平面図、図27はフープ材5から変形例2の分割固定子鉄心1を打ち抜くときの配置を示す図である。
図20乃至図27は実施の形態4を示す図で、図20は分割固定子鉄心1の平面図、図21はフープ材5から分割固定子鉄心1を打ち抜くときの配置を示す図、図22は固定子鉄心10の平面図、図23は変形例1の分割固定子鉄心1の平面図、図24はフープ材5から変形例1の分割固定子鉄心1を打ち抜くときの配置を示す図、図25は固定子鉄心10の平面図、図26は変形例2の分割固定子鉄心1の平面図、図27はフープ材5から変形例2の分割固定子鉄心1を打ち抜くときの配置を示す図である。
図20に示す分割固定子鉄心1は、ヨーク部3の外周部3a(固定子鉄心10における外周面)に、第2の切欠き部27を設けている。この第2の切欠き部27は、フープ材5の幅方向の端部に合わせてヨーク部3の外周部3aをカットしたものである(第2の切欠き部27は、磁極ティース2に対して略直角)。ヨーク部3の外周部3aの蟻溝4に接続する円弧部がカットされている。このとき、第2の切欠き部27は、固定子鉄心10の磁気特性に影響を及ぼさない大きさとする。
ヨーク部3の外周部3aをカットした図20に示す分割固定子鉄心1の場合でも、実施の形態1乃至3と同様に、図21に示すように、フープ材5の幅L1を、一般的な分割固定子鉄心101のフープ材105の幅L0(図2)よりも小さくでき、材料歩留まりの改善が図れる。
図22は図21の分割固定子鉄心1を組み合わせて形成した固定子鉄心10である。図22の固定子鉄心10は、スロット6の大きさは、図3に示す一般的な固定子鉄心110と同じである。しかし、固定子鉄心10の外周面に第2の切欠き部27があるため、例えば、図22の固定子鉄心10を用いた電動機40を圧縮機に搭載し、電動機40を密閉容器(図示せず)に焼き嵌め等により嵌合すると、密閉容器と電動機40の外周面との間の隙間が大きくなる。そのため、この隙間を冷媒が通る風穴として用いることができ、冷媒により電動機40が冷却され、電動機40の効率が改善される。
図23に示す変形例1の分割固定子鉄心1は、磁極ティース2の先端部2a(固定子鉄心10における内周面)に、第3の切欠き部37を設けている。この第3の切欠き部37は、フープ材5の幅方向の端部に合わせて磁極ティース2の先端部2aをカットしたものである(第3の切欠き部37は磁極ティース2に対して略直角)。磁極ティース2の先端部2aの両端(固定子鉄心10における周方向両端)がカットされている。このとき、第3の切欠き部37は、固定子鉄心10の磁気特性に影響を及ぼさない大きさとする。
磁極ティース2の先端部2aをカットした図23に示す分割固定子鉄心1の場合でも、実施の形態1乃至3と同様に、図24に示すように、フープ材5の幅L1を、一般的な分割固定子鉄心101のフープ材105の幅L0(図2)よりも小さくでき、材料歩留まりの改善が図れる。
図25は図23の変形例1の分割固定子鉄心1を組み合わせて形成した固定子鉄心10である。図25の固定子鉄心10は、スロット6の大きさは、図3に示す一般的な固定子鉄心110と同じである。しかし、磁極ティース2の先端部2aをカットした第3の切欠き部37があるため、材料歩留まりの改善が図れる効果に加えて、誘起電圧の高調波歪を抑制する効果もある。
図26に示す変形例2の分割固定子鉄心1は、ヨーク部3の左右端部(固定子鉄心10では周方向両端、分割固定子鉄心1同士の連結部)に第4の切欠き部47を設けている(第4の切欠き部47は磁極ティース2に対して略直角)。この第4の切欠き部47は、分割固定子鉄心1のヨーク部3の左右端部を、電磁鋼板のフープ材5の長さ方向に対して略直角にカットしたものである。このとき、第4の切欠き部47は、固定子鉄心10の磁気特性に影響を及ぼさない大きさとする。
分割固定子鉄心1のヨーク部3の左右端部を、電磁鋼板のフープ材5の長さ方向に対して略直角にカットした図26に示す分割固定子鉄心1の場合は、各列の分割固定子鉄心1の配列ピッチW1が、一般的な分割固定子鉄心101の配列ピッチW0よりも短くできる。そのため、材料歩留まりの改善が図れる。
以上のように、この実施の形態によれば、分割固定子鉄心1のヨーク部3の外周部3aをカットして第2の切欠き部27を設けることにより、実施の形態1乃至3と同様に、フープ材5の幅L1を、一般的な分割固定子鉄心101のフープ材105の幅L0よりも小さくでき、電磁鋼板の材料歩留まりの改善が図れる。
また、固定子鉄心10の外周面に第2の切欠き部27があるため、固定子鉄心10を用いた電動機40を圧縮機に搭載し、電動機40を密閉容器に焼き嵌め等により嵌合すると、密閉容器と電動機40の外周面との間の隙間が大きくなるため、この隙間を冷媒が通る風穴として用いることができ、冷媒により電動機40が冷却され、電動機40の効率が改善される。
また、分割固定子鉄心1を、磁極ティース2の先端部2aに、フープ材5の幅方向の端部に合わせて磁極ティース2の先端部2aをカットした第3の切欠き部37を設けることにより、材料歩留まりの改善が図れる効果に加えて、誘起電圧の高調波歪を抑制する効果もある。
また、分割固定子鉄心1のヨーク部3の左右端部に、分割固定子鉄心1のヨーク部3の左右端部を、電磁鋼板のフープ材5の長さ方向に対して略直角にカットした第4の切欠き部47を設けることにより、各列の分割固定子鉄心1の配列ピッチW1が、一般的な分割固定子鉄心101の配列ピッチW0よりも短くできるため、材料歩留まりの改善が図れる。
実施の形態5.
図28は一般的な分割固定子鉄心101をフープ材105から打ち抜くときの配置を示す図である。
図28は一般的な分割固定子鉄心101をフープ材105から打ち抜くときの配置を示す図である。
分割固定子鉄心101(セグメント)を電磁鋼板(フープ材105)から打ち抜く際には、複数に工程を分けて打抜く。各ステージごとに位置を決める案内が必要である。このため、電磁鋼板(フープ材105)には位置を定めるためのピン用のピン穴150を最初に開ける。その後、各ステージ毎の位置決めピンでピン穴150との位置決めを行い、分割固定子鉄心101(セグメント)の打ち抜きを行う。そのため、分割固定子鉄心101(セグメント)を打ち抜く際は、図28に示すように、分割固定子鉄心101の磁極ティース102の位置決めを行うために磁極ティース102間に位置決めピン用のピン穴150が配置される。
図29乃至図31は実施の形態5を示す図で、図29は分割固定子鉄心1の平面図、図30はフープ材5から分割固定子鉄心1を打ち抜くときの配置を示す図、図31は変形例のフープ材5から分割固定子鉄心1を打ち抜くときの配置を示す図である。
図29に示す分割固定子鉄心1は、磁極ティース2の側面部2bに第5の切欠き部57を設けている。この第5の切欠き部57は、例えば、分割固定子鉄心1の打ち抜き時に、分割固定子鉄心1の磁極ティース2の位置決めを行うために磁極ティース2間に開けられる位置決めピン用のピン穴50(図30参照)と略同心円となる円弧形状に形成される。第5の切欠き部57は、固定子鉄心10の磁気特性に影響を及ぼさない大きさとする。
磁極ティース2の側面部2bに円弧形状の第5の切欠き部57があるため、図30に示すように、分割固定子鉄心1の打ち抜き時に、ピン穴50と分割固定子鉄心1とを近づけることができる。そのため、各列の分割固定子鉄心1の配列ピッチW1が、一般的な分割固定子鉄心101の配列ピッチW0(図28)よりも短くできる。そのため、材料歩留まりの改善が図れる。
第5の切欠き部57の形状は円弧形状だけでなく、多角形状等の他の形状でも同様の効果が得られる。
図31に示すように、隣接するピン穴50をフープ材5の幅方向にずらして非対称な位置に設けることで、図30の場合よりも、磁極ティース2の磁路面積が増加し、第5の切欠き部57の固定子鉄心10の磁気特性に及ぼす影響を低減できる。
以上のように、この実施の形態によれば、磁極ティース2の側面部2bに、分割固定子鉄心1の打ち抜き時に、分割固定子鉄心1の磁極ティース2の位置決めを行うために磁極ティース2間に開けられる位置決めピン用のピン穴50(図30参照)と略同心円となる円弧形状に形成される第5の切欠き部57を設けることにより、分割固定子鉄心1の打ち抜き時に、ピン穴50と分割固定子鉄心1とを近づけることができるため、各列の分割固定子鉄心1の配列ピッチW1が、一般的な分割固定子鉄心101の配列ピッチW0よりも短くでき、材料歩留まりの改善が図れる。
また、隣接するピン穴50をフープ材5の幅方向にずらして非対称な位置に設けることで、磁極ティース2の磁路面積が増加し、第5の切欠き部57の固定子鉄心10の磁気特性に及ぼす影響を低減できる。
実施の形態6.
図32乃至図35は実施の形態6を示す図で、図32は分割固定子鉄心1の平面図、図33はフープ材5から分割固定子鉄心1を打ち抜くときの配置を示す図、図34は変形例の分割固定子鉄心1の平面図、図35はフープ材5から変形例の分割固定子鉄心1を打ち抜くときの配置を示す図である。
図32乃至図35は実施の形態6を示す図で、図32は分割固定子鉄心1の平面図、図33はフープ材5から分割固定子鉄心1を打ち抜くときの配置を示す図、図34は変形例の分割固定子鉄心1の平面図、図35はフープ材5から変形例の分割固定子鉄心1を打ち抜くときの配置を示す図である。
図32に示す分割固定子鉄心1は、ヨーク部3の外周部3aに形成されている蟻溝4の略中央部に円弧形状の第6の切欠き部67を設けている。この第6の切欠き部67は、例えば、分割固定子鉄心1の打ち抜き時に、分割固定子鉄心1の位置決めを行うための位置決めピン用のピン穴50(図33参照)と略同心円となる円弧形状に形成される。第6の切欠き部67は、固定子鉄心10の磁気特性に影響を及ぼさない大きさとする。
ヨーク部3の外周部3aに形成されている蟻溝4の略中央部に円弧形状の第6の切欠き部67があるため、図33に示すように、分割固定子鉄心1の打ち抜き時に、ピン穴50と分割固定子鉄心1とを近づけることができる(フープ材5の長さ方向に直角な方向に)。そのため、図33のフープ材5の幅L1を、一般的な分割固定子鉄心101のフープ材105の幅L0(図2)よりも小さくできる。この場合、打ち抜きに必要な打ち抜き代は一定とする。このようにして、材料歩留まりの改善が図れる。
第6の切欠き部67の形状は円弧形状だけでなく、多角形状等の他の形状でも同様の効果が得られる。
図34に示す分割固定子鉄心1は、磁極ティース2の先端部2aの略中央部に円弧形状の第7の切欠き部77を設けている。この第7の切欠き部77は、例えば、分割固定子鉄心1の打ち抜き時に、分割固定子鉄心1の位置決めを行うための位置決めピン用のピン穴50(図35参照)と略同心円となる円弧形状に形成される。第7の切欠き部77は、固定子鉄心10の磁気特性に影響を及ぼさない大きさとする。
磁極ティース2の先端部2aの略中央部に円弧形状の第7の切欠き部77があるため、図35に示すように、分割固定子鉄心1の打ち抜き時に、ピン穴50と分割固定子鉄心1とを近づけることができる(フープ材5の長さ方向に直角な方向に)。そのため、図35のフープ材5の幅L1を、一般的な分割固定子鉄心101のフープ材105の幅L0(図2)よりも小さくできる。この場合、打ち抜きに必要な打ち抜き代は一定とする。このようにして、材料歩留まりの改善が図れる。
第7の切欠き部77の形状は円弧形状だけでなく、多角形状等の他の形状でも同様の効果が得られる。
以上のように、この実施の形態によれば、分割固定子鉄心1のヨーク部3の外周部3aに形成されている蟻溝4の略中央部に、分割固定子鉄心1の打ち抜き時に、分割固定子鉄心1の位置決めを行うための位置決めピン用のピン穴50と略同心円となる円弧形状に形成される第6の切欠き部67を設けることにより、ヨーク部3の外周部3aに形成されている蟻溝4の略中央部に円弧形状の第6の切欠き部67があるため、分割固定子鉄心1の打ち抜き時に、ピン穴50と分割固定子鉄心1とを近づけることができ、フープ材5の幅L1を、一般的な分割固定子鉄心101のフープ材105の幅L0よりも小さくできる。このようにして、材料歩留まりの改善が図れる。
また、分割固定子鉄心1の磁極ティース2の先端部2aの略中央部に、分割固定子鉄心1の打ち抜き時に、分割固定子鉄心1の位置決めを行うための位置決めピン用のピン穴50と略同心円となる円弧形状に形成される第7の切欠き部77を設けることにより、分割固定子鉄心1の打ち抜き時に、ピン穴50と分割固定子鉄心1とを近づけることができるため、フープ材5の幅L1を、一般的な分割固定子鉄心101のフープ材105の幅L0よりも小さくでき、材料歩留まりの改善が図れる。
以上の説明では、電動機はブラシレスDCモータを用いたが、誘導電動機等の永久磁石を用いない電動機であっても、同様の効果を得ることができる。
また、永久磁石13には、例えばネオジウム、鉄、ボロンを主成分とする希土類永久磁石を使用する例を説明したが、希土類永久磁石以外の磁石でも構わない。
上記実施の形態1乃至6を適宜組み合わせることにより、より歩留まりの良い分割固定子鉄心1の打ち抜き方法となる。
また、上記実施の形態1乃至6のいずれの形態も、電磁鋼板の歩留まりを改善できると共に、電動機40の鉄心量を低減できる。また、電動機40を圧縮機等に用いる場合に、冷媒の通気性を改善し、圧縮機の性能改善及び圧縮機の長寿命化が可能となる。
1 分割固定子鉄心、2 磁極ティース、2a 先端部、3 ヨーク部、3a 外周部、3b 内周部、4 蟻溝、5 フープ材、6 スロット、6a スロット開口部、7 第1の切欠き部、7a 円弧部、7b 直線部、8 薄肉連結部、10 固定子鉄心、11 巻線、14 絶縁部材、15 位置決め用突起、16 位置決め用突起、17 隙間、20 固定子、27 第2の切欠き部、37 第3の切欠き部、47 第4の切欠き部、30 回転子、40 電動機、50 ピン穴、57 第5の切欠き部、67 第6の切欠き部、77 第7の切欠き部、101 分割固定子鉄心、102 磁極ティース、102a 先端部、103 ヨーク部、104 蟻溝、105 フープ材、106 スロット、110 固定子鉄心、150 ピン穴。
Claims (6)
- 略T字状の形状を有する分割固定子鉄心を複数環状に接続して形成した固定子鉄心を備えた電動機であって、
前記分割固定子鉄心は、前記固定子鉄心の周方向の磁路を形成するヨーク部と、このヨーク部の内周部から前記固定子鉄心の径方向にのびるとともに、先端部に周方向両端に突出した突起部が設けられた磁極ティースとを有し、
前記ヨーク部は、該ヨーク部の外周部に前記磁極ティースに対して略直角な切欠き部を備えたことを特徴とする電動機。 - 前記ヨーク部は、外周の円弧の中央に、蟻溝が形成され、
前記切欠き部は、蟻溝に接続する円弧部がカットされて形成されたことを特徴とする請求項1記載の電動機。 - 前記ヨーク部は、蟻溝に接続する両側の円弧部が前記磁極ティースに対して直角な直線でカットされ、前記切欠き部は、前記蟻溝の両側に直線状に形成されたことを特徴とする請求項2記載の電動機。
- 略T字状の形状を有し、複数環状に接続されて1つの固定子鉄心を形成する分割固定子鉄心であって、前記固定子鉄心の周方向の磁路を形成するヨーク部と、このヨーク部の内周部から前記固定子鉄心の径方向にのびるとともに、先端部に周方向両端に突出した突起部が設けられた磁極ティースとを有する分割固定子鉄心の製造方法において、
前記ヨーク部は、該ヨーク部の外周部に前記磁極ティースに対して略直角な切欠き部を備え、
前記分割固定子鉄心の電磁鋼板打ち抜き時に、二列の前記分割固定子鉄心が、一の列の互いに隣接する前記磁極ティースの間に他の列の前記磁極ティースが向き合って入るように配置され、
前記切欠き部を前記電磁鋼板の幅方向の端部に合わせて打ち抜くことを特徴とする分割固定子鉄心の製造方法。 - 外周の円弧の中央部に、蟻溝を形成し、
前記蟻溝に接続する円弧部をカットして前記切欠き部を形成したことを特徴とする請求項4記載の分割固定子鉄心の製造方法。 - 前記蟻溝に接続する両側の円弧部を前記磁極ティースに対して直角な直線でカットし、前記切欠き部を前記蟻溝の両側に直線状に形成したことを特徴とする請求項5記載の分割固定子鉄心の製造方法。
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