JP2015100168A - Armature core - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、電機子コアに関する。 The present invention relates to an armature core.
下記特許文献1には、導電性の巻線が巻回されるティース部を有する分割コアを環状に配列させると共に、隣接する分割コア同士を係合させ、更にシャフトを軸心部に圧入させることによって構成された電機子コア(ステータコア)が開示されている。また、この分割コア同士は、各々の係合凹部と係合凸部とが係合されることによってステータコアの周方向に沿って連結されている。 In Patent Document 1 below, divided cores having teeth portions around which conductive windings are wound are annularly arranged, adjacent divided cores are engaged with each other, and a shaft is press-fitted into an axial center portion. The armature core (stator core) comprised by this is disclosed. In addition, the divided cores are connected along the circumferential direction of the stator core by engaging the engaging concave portions and the engaging convex portions.
しかしながら、前述の係合凹部と係合凸部とを係合させると共にシャフトを軸心部に圧入させることによって構成された電機子コアでは、環状に配列された分割コアの形状を保持するためにシャフトの圧入代をより大きくすることが考えられるが、この場合、係合凹部及び係合凸部に生じる応力が高くなり、すなわち、係合凹部及び係合凸部の変形が大きくなり、一の分割コアと当該一の分割コアに隣接する他の分割コアとの間のエアギャップが大きくなり、電機子コア内における磁気損失が大きくなることが考えられる。 However, in the armature core configured by engaging the engaging concave portion and the engaging convex portion and press-fitting the shaft into the shaft center portion, the shape of the annularly arranged divided cores is maintained. It is conceivable to increase the press-fitting allowance of the shaft, but in this case, the stress generated in the engaging concave portion and the engaging convex portion is increased, that is, the deformation of the engaging concave portion and the engaging convex portion is increased. It is conceivable that the air gap between the split core and another split core adjacent to the one split core is increased, and the magnetic loss in the armature core is increased.
本発明は上記事実を考慮し、環状に配列された分割コアの形状を保持することができると共に磁気損失を抑制することができる電機子コアを得ることが目的である。 In view of the above facts, an object of the present invention is to obtain an armature core that can retain the shape of the annularly arranged divided cores and can suppress magnetic loss.
請求項1記載の電機子コアは、径方向に延在されたティース部と、前記ティース部の径方向内側に設けられた連結部と、前記連結部の周方向一方側の端部に設けられ、周方向一方側に突出する嵌合凸部と、前記連結部の周方向他方側の端部に設けられ、周方向他方側に向けて突出すると共に径方向に間隔を空けて配置された外側凸部及び内側凸部と、を有する複数の分割コアと、一の前記分割コアの前記嵌合凸部が周方向に隣接する他の前記分割コアの前記外側凸部と前記内側凸部との間に嵌合されることによって環状に配列された前記複数の分割コアの軸心部に圧入される芯部材と、を備え、前記外側凸部の径方向の寸法が前記内側凸部の径方向の寸法よりも大きく設定されている。 The armature core according to claim 1 is provided at a tooth portion extending in a radial direction, a connecting portion provided on a radially inner side of the tooth portion, and an end portion on one circumferential side of the connecting portion. , A fitting convex portion projecting to one side in the circumferential direction, and an outer side provided at the end portion on the other circumferential side of the connecting portion, projecting toward the other circumferential side and spaced in the radial direction A plurality of split cores having a convex portion and an inner convex portion, and the outer convex portion and the inner convex portion of another split core in which the fitting convex portion of one of the split cores is adjacent in the circumferential direction. A core member press-fitted into an axial center portion of the plurality of divided cores arranged in an annular shape by being fitted therebetween, and a radial dimension of the outer convex portion is a radial direction of the inner convex portion It is set larger than the dimension.
請求項1記載の電機子コアによれば、芯部材が環状に配列された複数の分割コアの軸心部に圧入されると、各々の分割コアはそれぞれ径方向外側に放射状に移動して、一の分割コアの嵌合凸部と他の分割コアの外側凸部とが接触すると共に、一の分割コアの嵌合凸部と他の分割コアの内側凸部とが接触する。これにより、複数のティース部を有する電機子コアが構成される。ここで、本電機子コアでは、外側凸部の径方向の寸法が内側凸部の径方向の寸法よりも大きく設定されている。これにより、嵌合凸部が外側凸部に接触することによる当該外側凸部の変形が抑制され、小さい圧入代であっても各々の分割コアの連結力を確保することができる。すなわち、小さい圧入代であっても環状に配列された分割コアの形状を保持することができる。また、外側凸部の変形が抑制されることにより、一の分割コアの連結部と他の分割コアの連結部との間に形成されるエアギャップを小さくすることができ、これにより電機子コア内部における磁気損失を抑制することができる。 According to the armature core according to claim 1, when the core member is press-fitted into the axial center portion of the plurality of split cores arranged in an annular shape, each split core moves radially outward in the radial direction, The fitting convex portion of one divided core and the outer convex portion of the other divided core are in contact with each other, and the fitting convex portion of the one divided core and the inner convex portion of the other divided core are in contact with each other. Thereby, an armature core having a plurality of teeth portions is formed. Here, in this armature core, the radial dimension of the outer convex part is set larger than the radial dimension of the inner convex part. Thereby, the deformation of the outer convex portion due to the fitting convex portion coming into contact with the outer convex portion is suppressed, and the connecting force of each divided core can be ensured even with a small press-fitting allowance. That is, the shape of the split cores arranged in an annular shape can be maintained even with a small press-fitting allowance. Further, by suppressing the deformation of the outer convex portion, it is possible to reduce the air gap formed between the connecting portion of one divided core and the connecting portion of the other divided core. Internal magnetic loss can be suppressed.
請求項2記載の電機子コアは、請求項1記載の電機子コアにおいて、前記外側凸部の径方向外側の部位は、径方向外側に向けて突出する尖形状に形成されており、前記外側凸部の径方向外側の端が、前記ティース部の径方向内側の端よりも径方向外側に位置している。 The armature core according to claim 2 is the armature core according to claim 1, wherein a radially outer portion of the outer convex portion is formed in a pointed shape protruding outward in the radial direction, The radially outer end of the convex portion is located radially outward from the radially inner end of the tooth portion.
請求項2記載の電機子コアによれば、外側凸部の径方向外側の端部が上記のように形成されている。これにより、連結部におけるティース部側の剛性を高めることができる。 According to the armature core of the second aspect, the radially outer end of the outer convex portion is formed as described above. Thereby, the rigidity by the side of the teeth part in a connection part can be improved.
請求項3記載の電機子コアは、請求項2記載の電機子コアにおいて、前記外側凸部の径方向外側の端が、一の前記分割コアの前記ティース部の中心線と他の前記分割コアの前記ティース部の中心線とを周方向に二等分する二等分線上に位置している。 The armature core according to claim 3 is the armature core according to claim 2, wherein a radially outer end of the outer convex portion is a center line of the tooth portion of the one split core and the other split core. Is located on a bisector that bisects the center line of the teeth portion in the circumferential direction.
請求項3記載の電機子コアによれば、外側凸部の径方向外側の端が上記の位置に位置していることにより、ティース部の回りに巻回される巻線の占有スペースがティース部の径方向内側において減少することを抑制することができる。 According to the armature core of claim 3, since the radially outer end of the outer convex portion is located at the above position, the occupied space of the winding wound around the tooth portion is reduced to the tooth portion. It is possible to suppress a decrease in the radially inner side.
図1〜図4を用いて本発明の実施形態に係る電機子コアについて説明する。なお、図中に適宜示す矢印Z方向、矢印R方向及び矢印C方向は、回転電機の軸方向、径方向及び周方向をそれぞれ示すものとする。また以下、単に軸方向、径方向、周方向を示す場合は、特に断りのない限り、回転電機の軸方向、径方向、周方向を示すものとする。 The armature core which concerns on embodiment of this invention is demonstrated using FIGS. 1-4. In addition, the arrow Z direction, the arrow R direction, and the arrow C direction that are appropriately shown in the drawing respectively indicate the axial direction, the radial direction, and the circumferential direction of the rotating electrical machine. In addition, hereinafter, when only the axial direction, the radial direction, and the circumferential direction are indicated, the axial direction, the radial direction, and the circumferential direction of the rotating electrical machine are indicated unless otherwise specified.
図1及び図2に示されるように、本実施形態の電機子コアとしてのステータコア10は、周方向に沿って複数(本実施形態では12個)の分割コア12が配列され、さらに円柱状に形成された芯部材としてのシャフト14が環状に配列された12個の分割コアの軸心部に圧入されることによって構成された分割構造とされている。
As shown in FIGS. 1 and 2, the
図1に示されるように、分割コア12は、径方向に延在された分割コア構成片16が、軸方向に積層されることによって構成されており、分割コア12を構成する分割コア構成片16は、板状素材に打ち抜き加工(プレス加工)等が施されることによって成形されている。具体的には、分割コア構成片16は、径方向に延在された矩形状のティース部構成部18を備えている。また、分割コア構成片16は、ティース部構成部18の先端側(径方向外側)に連結されていると共に、周方向に延在された先端部構成部20を備えている。さらに、分割コア構成片16は、ティース部構成部18の基端側(径方向内側)に連結されていると共に軸方向視で略扇状に形成された連結部構成部22を備えている。
As shown in FIG. 1, the
また、連結部構成部22における周方向一方側の端部には、該方向に向けて突出する第1凸状部24が連結部構成部22と一体に設けられている。
Moreover, the 1st convex-
また、連結部構成部22における周方向他方側の端部には、該方向に向けて突出する第2凸状部100及び第3凸状部102が連結部構成部22と一体に設けられている。また、第2凸状部100と第3凸状部102とは径方向に間隔を空けて配置されており、これにより、第2凸状部100と第3凸状部102との間には、径方向他方側に向けて開放された凹状部26が形成されている。
In addition, the
以上説明した分割コア構成片16が軸方向に積層されて、積層された分割コア構成片16がかしめ部28を介して一体化されることによって、分割コア12が構成されている。図1及び図2に示されるように、前述のティース部構成部18が積層された部位は、導電性の巻線が巻回されるティース部30とされており、先端部構成部20が積層された部位は、図示しないロータのマグネットと対向して配置される先端部32とされている。また、連結部構成部22が積層された部位は、シャフト14が圧入されるスペースを径方向内側に形成する連結部34とされている。
The divided
図3に示されるように、第1凸状部24が積層された部位は嵌合凸部36とされており、また第2凸状部100及び第3凸状部102が積層された部位はそれぞれ外側凸部104及び内側凸部106とされている。さらに、外側凸部104と内側凸部106との間には、他の分割コア12の嵌合凸部36が嵌合する嵌合凹部38が形成されている。
As shown in FIG. 3, the part where the first
次に、嵌合凸部36の詳細な構成について説明し、次いで本実施形態の要部である外側凸部104及び内側凸部106の詳細な構成について説明する。
Next, the detailed structure of the
図4に示されるように、嵌合凸部36は、軸方向視で略矩形状に形成されており、また嵌合凸部36の周方向の中間部は径方向に括れている。なお、嵌合凸部36における最も括れた部位を括れ部36Aという。また、嵌合凸部36の基端側36Bは、即ち、嵌合凸部36における括れ部36Aよりも周方向他方側の部位は、嵌合凸部36の突出方向に行くに従って次第に窄まるように形成されている。さらに、嵌合凸部36の先端側36Cは、即ち、嵌合凸部36における括れ部36Aよりも周方向一方側の部位は、嵌合凸部36の突出方向に行くに従って次第に拡幅するように形成されている。
As shown in FIG. 4, the
嵌合凸部36の先端側36Cの径方向外側の面及び径方向内側の面は、それぞれ嵌合凸部外側テーパ面A1及び嵌合凸部内側テーパ面A2とされている。
The radially outer surface and radially inner surface of the
外側凸部104は、軸方向視で縁部が略六角形状に形成されている。具体的には、この外側凸部104の径方向外側の部位104Aは、径方向外側に向けて突出する略三角形状(尖形状)に形成されており、図3及び図4に示されるように、この外側凸部104の径方向外側の端104Bが、ティース部30の径方向内側の端30Aよりも径方向外側に位置している。換言すると、外側凸部104の径方向外側の部位104Aがティース部30の径方向内側の端30Aよりも径方向外側に突出している。また、外側凸部104の径方向外側の端104Bは、環状に配列された複数の分割コア12の軸心部にシャフト14が圧入された状態において、一の分割コア12のティース部30の中心線L1(図2参照)と他の分割コア12のティース部の中心線L2(図2参照)とを周方向に二等分する二等分線L3上に位置するようになっている。
The
外側凸部104の径方向内側の部位104Cは、径方向内側に向けて突出すると共に縁部が嵌合凸部36の径方向外側の縁部に対応する略三角形状に形成されている。
A radially
内側凸部106は、軸方向視で縁部が略五角形状に形成されており、この内側凸部106の径方向外側の部位106Aは、径方向外側に向けて突出すると共に縁部が嵌合凸部36の径方向内側の縁部に対応する略三角形状に形成されている。また、内側凸部106の径方向内側の端106Bは、環状に配列された複数の分割コア12の軸心部にシャフト14が圧入された状態において、前述の二等分線L3と直交する平面状に形成されている。
The inner
また、本実施形態では、環状に配列された複数の分割コア12の軸心部にシャフト14が圧入された状態において、上記二等分線L3上における外側凸部104の径方向の寸法W1が内側凸部106の径方向の寸法W2よりも大きくなるように設定されている。
In the present embodiment, in the state where the
また、外側凸部104の径方向内側の部位104C及び内側凸部106の径方向外側の部位106Aが前述のように形成されることによって、嵌合凹部38は、上記嵌合凸部36の外縁に対応する矩形状に形成されている。この嵌合凹部38の周方向の中間部は、上記嵌合凸部36に対応して括れている。なお、嵌合凹部38における最も括れた部位を括れ部38Aという。また、嵌合凹部38の閉止端側38Bは、即ち、嵌合凹部38における括れ部38Aよりも周方向一方側の部位は、嵌合凹部38の開放方向に行くに従って次第に窄まるように形成されている。さらに、嵌合凹部38の開放端側38Cは、即ち、嵌合凹部38における括れ部38Aよりも周方向一方側の部位は、嵌合凹部38の開放方向に行くに従って次第に拡幅するように形成されている。
Further, by forming the radially
嵌合凹部38の閉止端側38Bの径方向外側の面及び径方向内側の面は、それぞれ嵌合凹部外側テーパ面B1及び嵌合凹部内側テーパ面B2とされている。また、シャフト14が複数の分割コア12の軸心部に圧入された状態において、嵌合凸部外側テーパ面A1と嵌合凹部外側テーパ面B1とが接触すると共に嵌合凸部内側テーパ面A2と嵌合凹部内側テーパ面B2とが接触するようになっている。また、嵌合凸部外側テーパ面A1と嵌合凹部外側テーパ面B1との接触部を外側接触部C1とし、嵌合凸部内側テーパ面A2と嵌合凹部内側テーパ面B2との接触部を内側接触部C2とする。
The radially outer surface and the radially inner surface of the
図2、図3及び図4に示されるように、シャフト14が複数の分割コア12の軸心部に圧入された状態において、外側接触部C1及び内側接触部C2が、前述の二等分線L3上に配置されるように嵌合凸部36及び嵌合凹部38の位置等が調整されている。
As shown in FIGS. 2, 3, and 4, in a state where the
次に、前述のステータコア10及び当該ステータコア10を含んで構成された電機子としてのステータ40の製造方法について説明する。
Next, a method for manufacturing the
図1及び図2に示されるように、先ず一の分割コア12の嵌合凸部36を他の分割コア12の嵌合凹部38に嵌合させることによって、複数の分割コア12を環状に配列させる(分割コア配列工程)。
As shown in FIGS. 1 and 2, the plurality of divided
次いで、シャフト14を環状に配列された分割コア12の軸心部に圧入する(芯部材圧入工程)。これにより、各々の分割コア12はそれぞれ径方向外側に放射状に移動して、図4に示されるように、一の分割コア12の嵌合凸部36と他の分割コア12の嵌合凹部38とが外側接触部C1及び内側接触部C2の2箇所で接触する。また、一の分割コア12の嵌合凸部36と他の分割コア12の嵌合凹部38とが外側接触部C1及び内側接触部C2の2箇所で接触することによって、各々の分割コア12の周方向への移動が規制される。
Next, the
以上の分割コア配列工程及び芯部材圧入工程を経てステータコア10が製造される。
The
図1及び図2に示されるように、導電性の巻線42を上記の工程を経て製造されたステータコア10の各々のティース部30に巻回することによって、各々のティース部30の回りにコイル44を形成する(巻線巻回工程)。その結果、ステータ40が構成される。
As shown in FIG. 1 and FIG. 2, by winding a conductive winding 42 around each
(本実施形態の作用並びに効果)
次に、本実施形態の作用並びに効果について説明する。
(Operation and effect of this embodiment)
Next, the operation and effect of this embodiment will be described.
図4に示されるように、本実施形態のステータコア10によれば、環状に配列された複数の分割コア12の軸心部にシャフト14が圧入された状態において、上記二等分線L3上における外側凸部104の径方向の寸法W1が内側凸部106の径方向の寸法W2よりも大きくなるように設定されている。これにより、嵌合凸部36が外側凸部104に接触することによる当該外側凸部104の変形が抑制され、小さい圧入代であっても各々の分割コア12の連結力を確保することができる。すなわち、小さい圧入代であっても環状に配列された分割コア12の形状を保持することができる。また、外側凸部104の変形が抑制されることにより、一の分割コア12の連結部34と他の分割コア12の連結部34との間に形成されるエアギャップを小さくすることができ、これによりステータコア10の内部における磁気損失を抑制することができる。
As shown in FIG. 4, according to the
また、本実施形態のステータコア10では、外側凸部104の径方向外側の部位104Aがティース部30の径方向内側の端30Aよりも径方向外側に突出している。これにより、連結部34におけるティース部30側の剛性を高めることができる。
Further, in the
さらに、本実施形態のステータコア10では、外側凸部104の径方向外側の端104Bが二等分線L3上に位置するようになっている。これにより、ティース部30の回りに巻回される巻線42の占有スペースがティース部30の径方向内側において減少することを抑制することができる。
Further, in the
なお、本実施形態では、外側凸部104の径方向外側の端104Bが二等分線L3上に位置するように構成した例について説明してきたが、本発明はこれに限定されず、例えば、外側凸部104の径方向外側の端104Bが二等分線L3に対して周方向にオフセットしている構成とすることもできる。このように、外側凸部104の径方向外側の端104Bを二等分線L3上に位置するように構成するか否かについては、ティース部30に巻回される巻線42の占有スペース等を考慮して適宜設定すればよい。
In the present embodiment, an example in which the radially
また、本実施形態では、外側凸部104の径方向外側の部位104Aがティース部30の径方向内側の端30Aよりも径方向外側に突出している例について説明してきたが、本発明はこれに限定されず、例えば、外側凸部104の径方向外側の部位104Aがティース部30の径方向内側の端30Aよりも径方向内側に位置している構成とすることもできる、このように、外側凸部104の径方向外側の部位104Aをティース部30の径方向内側の端30Aよりも径方向外側に突出させるか否かについては連結部34におけるティース部30側の剛性等を考慮して適宜設定すればよい。
In the present embodiment, the example in which the radially
また、本実施形態では、外側凸部104の径方向外側の部位104Aを径方向外側に向けて突出する尖形状に形成した例について説明してきたが、本発明はこれに限定されず、外側凸部104の径方向外側の部位104Aの形状は他の構成部品とのクリアランス等を考慮して適宜設定すればよい。外側凸部における嵌合凸部が当接する部位の径方向への寸法が、内側凸部における嵌合凸部が当接する部位の径方向への寸法よりも大きく設定されていれば、外側凸部の径方向外側の部位の形状に関わらず、環状に配列された分割コアの形状を保持することができると共にステータコア内の磁気損失を抑制することができる。
Further, in the present embodiment, an example has been described in which the radially
さらに、本発明は電機子コアとしてのロータコアに適用することもできる。本発明が適用されたロータコアでは、当該ロータコアを構成する複数の分割コアの形状(配列)を保持することができると共に当該ロータコア内の磁気損失を抑制することができる。 Furthermore, the present invention can also be applied to a rotor core as an armature core. In the rotor core to which the present invention is applied, the shape (arrangement) of a plurality of divided cores constituting the rotor core can be maintained and magnetic loss in the rotor core can be suppressed.
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は、上記に限定されるものでなく、その主旨を逸脱しない範囲内において上記以外にも種々変形して実施することが可能であることは勿論である。 Although one embodiment of the present invention has been described above, the present invention is not limited to the above, and various modifications other than the above can be implemented without departing from the spirit of the present invention. Of course.
10…ステータコア(電機子コア),12…分割コア,14…シャフト(芯部材),30…ティース部,30A…ティース部の径方向内側の端,34…連結部,36…嵌合凸部,104…外側凸部,104A…外側凸部の径方向外側の部位,104B…外側凸部の径方向外側の端,106…内側凸部,L1…ティース部の中心線,L2…ティース部の中心線,L3…二等分線,W1…外側凸部の径方向の寸法,W2…内側凸部の径方向の寸法
DESCRIPTION OF
Claims (3)
一の前記分割コアの前記嵌合凸部が周方向に隣接する他の前記分割コアの前記外側凸部と前記内側凸部との間に嵌合されることによって環状に配列された前記複数の分割コアの軸心部に圧入される芯部材と、
を備え、
前記外側凸部の径方向の寸法が前記内側凸部の径方向の寸法よりも大きく設定されている電機子コア。 A tooth portion extending in the radial direction, a connecting portion provided on the radially inner side of the tooth portion, and a fitting provided at one end in the circumferential direction of the connecting portion and protruding toward the one side in the circumferential direction A convex portion, and an outer convex portion and an inner convex portion that are provided at the end portion on the other circumferential side of the connecting portion, project toward the other circumferential direction, and are spaced apart in the radial direction. Multiple split cores,
The plurality of fitting protrusions of one of the split cores arranged in an annular shape by being fitted between the outer protrusions and the inner protrusions of the other split cores adjacent in the circumferential direction. A core member press-fitted into the axial center of the split core;
With
The armature core in which the radial dimension of the outer convex part is set larger than the radial dimension of the inner convex part.
前記外側凸部の径方向外側の端が、前記ティース部の径方向内側の端よりも径方向外側に位置している請求項1記載の電機子コア。 The radially outer portion of the outer convex portion is formed in a pointed shape that protrudes radially outward,
The armature core according to claim 1, wherein a radially outer end of the outer convex portion is located on a radially outer side than a radially inner end of the tooth portion.
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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EP4135160A1 (en) * | 2021-08-09 | 2023-02-15 | ebm-papst Mulfingen GmbH & Co. KG | Stator for an electric motor |
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EP4135160A1 (en) * | 2021-08-09 | 2023-02-15 | ebm-papst Mulfingen GmbH & Co. KG | Stator for an electric motor |
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