JP2022133806A - Stator core support device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、モータのステータコアを支持するステータコア支持装置に関する。 The present invention relates to a stator core support device for supporting a stator core of a motor.
特許文献1には、インナーロータ型のSRモータ(Switched reluctance motor)が開示されている。
一般的に、SRモータに限らず、ステータコアを有するモータでは、ロータの回転に伴い、ステータコアが受けるローターからの力、とくに径方向の力が刻々と変化する。このため、モータの動作中、ステータコアは、とくに径方向に伸縮するように振動する。このような振動が周囲に伝達され、騒音を発生させるという問題がある。 In general, not only in SR motors but also in motors having a stator core, the force from the rotor, especially the radial force, which the stator core receives from the rotor changes every moment as the rotor rotates. Therefore, during operation of the motor, the stator core oscillates, especially in a radially expanding and contracting manner. There is a problem that such vibrations are transmitted to the surroundings and generate noise.
本発明は、ステータコアの振動に起因する騒音を抑制できるステータコア支持装置を提供することを目的とする。 An object of the present invention is to provide a stator core support device capable of suppressing noise caused by vibration of the stator core.
上記問題を解決するために、本発明の一態様は、
モータのステータコアを支持するステータコア支持装置であって、
前記ステータコアの外周に接触するケース部と、
前記ケース部の外周を覆うハウジング部と、
前記ハウジング部と前記ケース部とを前記モータの径方向に接続する接続部と、
を備え、
前記接続部は、前記モータの軸を通る平面での断面において折り返し形状を呈する変形部を有する、ステータコア支持装置を提供する。
In order to solve the above problems, one aspect of the present invention is
A stator core support device for supporting a stator core of a motor,
a case portion that contacts the outer periphery of the stator core;
a housing portion covering the outer circumference of the case portion;
a connecting portion that connects the housing portion and the case portion in a radial direction of the motor;
with
A stator core support device is provided in which the connecting portion has a deformed portion that exhibits a folded shape in a cross section along a plane passing through the axis of the motor.
本発明によれば、ステータコアの振動に起因する騒音を抑制できる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the noise resulting from the vibration of a stator core can be suppressed.
以下、添付図面を参照しながら実施例について詳細に説明する。 Hereinafter, embodiments will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
図1は、本実施例のステータコア支持装置の構成を示す平面図、図2は、本実施例のステータコア支持装置の構成を示す斜視図、図2Aは、ステータコアおよびケースの位置関係を示す斜視図、図2Bは、ケースを示す斜視図、図3は、図1のIII-III線断面図である。なお、以下の記載において、軸方向、周方向、径方向は、ロータの回転軸(モータの軸)を基準として定義される。 1 is a plan view showing the configuration of the stator core support device of this embodiment, FIG. 2 is a perspective view showing the configuration of the stator core support device of this embodiment, and FIG. 2A is a perspective view showing the positional relationship between the stator core and the case. 2B is a perspective view showing the case, and FIG. 3 is a sectional view taken along line III-III of FIG. In the description below, the axial direction, the circumferential direction, and the radial direction are defined with reference to the rotating shaft of the rotor (the shaft of the motor).
図1~図2Bに示すように、本実施例のステータコア支持装置は、環状のステータ10の周囲に配置されたケース20と、ケース20を収容するハウジング30(ハウジング部の一例)とを備える。なお、図1および図2では、モータのロータの図示を省略しているが、ロータはステータ10の内周側に回転可能に支持される。ロータ(モータ)の回転軸は、ステータ10の中心に位置し、図1の紙面と直交する方向に設けられる。
As shown in FIGS. 1 to 2B, the stator core support device of this embodiment includes a
ステータ10は、周方向に等間隔で配置されるティース11A(図2A)を備えるステータコア11と、ティース11Aのそれぞれに巻き回されるステータコイル12(図2)と、ティース11Aとステータコイル12とを互いに絶縁するインシュレータ13(図2)とを備える。
The
ケース20は、一の部材から構成され、ケース部20Aと、ケース部20Aに接続されたフランジ20B(接続部の一例)とを有する。ケース部20Aは、ステータ10よりも大径の円筒状に形成され、ケース部20Aの内面がステータコア11の外面に接触して設けられる。これにより、ケース20は、ケース部20Aを介してステータコア11を外周側から抑え込むことにより、ステータコア11の振動を減衰させる機能を有する。また、ケース20は、ステータコア11からの熱を奪い取ることで、ステータ10(モータ)を冷却する機能を有する。すなわち、ステータコア11からの熱は、ケース部20A、フランジ20Bを順次、経由して、ハウジング30に伝わる。したがって、ケース20およびハウジング30は、ステータコア11を冷却する放熱器としても作用する。
The
フランジ20Bは、ケース部20Aの軸方向の一端側(図2~図2Bにおける下端側)において、ケース部20Aの周方向の全体にわたり外周側に突出する形状に形成されている。フランジ20Bには、周方向に均等に配置された6つ(図1)のねじ孔22が形成される。ねじ孔22に差し込まれたねじ50(図3)を介してフランジ20Bがハウジング30に締結される。これにより、フランジ20Bを介して、ケース20がハウジング30に取り付けられる。フランジ20Bは、ケース部20Aとハウジング30とを、径方向に接続する。
The
図1、図2A、図2B、図3に示すように、フランジ20Bには、周方向の全体にわたるリング状の変形部40が設けられている。図3に示すように、変形部40は、モータの軸を通る平面における断面形状として、軸方向に突出する凸部を有する折り曲げ形状(U字形状)を呈する。図3に示すように、変形部40は、ねじ孔22の近傍(締結部の一例)よりも径方向内側、すなわち、径方向における締結部(ねじ孔22の近傍)とケース部20Aとの間に位置する。変形部40は、径方向の圧縮力を受けると、U時形状の径方向(図3の左右方向)の幅が狭くなるように変形する。このため、径方向の圧縮力により、変形部40は径方向に圧縮される。また、変形部40は、径方向の引張り力を受けると、U時形状の径方向(図3の左右方向)の幅が広くなるように変形する。このため、径方向の引張り力により、変形部40は径方向に引き伸ばされる。
As shown in FIGS. 1, 2A, 2B, and 3, the
このように、変形部40の径方向の長さは、径方向の力に応じて変化する。モータの動作中にステータコア11の外周が径方向に振動すると、これに連動してケース部20Aも径方向に振動する。しかし、本実施例では、変形部40の変形により振動が減衰されるため、ハウジング30に伝わる振動と、その振動に起因する騒音を大幅に抑制できる。本実施例では、変形部40がフランジ20Bの周方向の全体にわたり形成されているので、フランジ20Bの周方向の全体で径方向の振動を減衰させることができる。なお、変形部40の折り曲げ形状は任意であり、径方向への伸縮が可能な形状であれば、どのような形状でもよい。
Thus, the radial length of the
また、変形部40を設けることにより、ステータ10とケース部20Aの部分が全体として振動するようになり、極度に大きな振幅で振動する部位が発生しなくなる。仮に、変形部40が形成されていない場合には、ハウジング30に固定されたフランジ20Bの近傍は振幅が小さくなるが、フランジ20Bから離れた部位(図3における上側の部位)では、振動を制動できず、振幅が大きくなる。例えば、図3の矢印Mに示すように、フランジ20Bの近傍を固定端とするような振動が発生し、図3における上側の部位では、振幅が大きくなってしまう。とくに、振動周波数と共振することにより、振幅が極端に大きくなる。
Further, by providing the
これに対し、本実施例では、変形部40が伸縮することにより、フランジ20Bの近傍のみが強固に固定されることがなくなるため、図3の矢印M1に示すように、ケース部20Aが径方向に均一な振幅で振動する。このため極度に大きな振幅で振動する部位がなくなり、騒音を抑制することができる。換言すれば、ステータ10とケース部20Aにおける振動の振幅が、とくに軸方向において平均化されて、静音化を図ることができる。
On the other hand, in the present embodiment, as the
また、ねじ孔22およびねじ50にかかる応力が低下するため、ねじ50の緩みや破損などを防止できる。
Moreover, since the stress applied to the
さらに、静音化のために防振ゴムなどの追加の部材を必要としないため、コストの上昇が抑制できるとともに、組み付けも容易となる。 Furthermore, since additional members such as anti-vibration rubbers are not required for noise reduction, the increase in cost can be suppressed and assembly is facilitated.
図4は、フランジにおける周方向の一部に変形部を設けた例を示す平面図である。 FIG. 4 is a plan view showing an example in which a deformed portion is provided in a portion of the flange in the circumferential direction.
図4に示す例では、変形部41は、変形部40と同一の断面形状(図3に示す断面形状)を有するが、フランジ20Bにおける周方向の一部にのみ形成されている。図4に示すように、6つの変形部41は、周方向において6つのねじ孔22のそれぞれに近接した位置に設けられ、変形部40と同様、径方向の圧縮力および引張り力に応じて径方向に変形可能とされている。6つのねじ孔22のそれぞれに近接した位置は、ハウジング30への振動が伝達される主たる経路に当たるため、変形部41により振動を効果的に減衰させることができる。変形部41は、ケース部20Aから締結部(ねじ孔22の近傍)に伝わる振動を、変形部40と同様の作用により減衰させる。したがって、変形部41の変形により、ハウジング30に伝わる振動と、その振動に起因する騒音を大幅に抑制できる。変形部41における周方向の長さは、振動を減衰させる充分な能力が得られる範囲において、適宜、選択することができる。変形部41における周方向の長さを増加させると、振動の減衰を促進でき、変形部41における周方向の長さを減少させるとフランジ20Bの強度を高めることができる。
In the example shown in FIG. 4, the
上記実施例では、接続部としてのフランジ20Bに変形部40または変形部41を形成している。この場合、フランジ20Bは径方向にある程度の幅を有する形状に形成されているため、変形部40または変形部41にもまた、径方向にある程度の幅を与えることができる。このため、径方向に伸縮可能な変形部40または変形部41を形成しやすいという利点がある。また、フランジ20Bに変形部40または変形部41を形成しても、フランジ20Bにおける周方向の強度は大きく低下することはない。このため、フランジ20Bに要求される強度を容易に確保できる。
In the above embodiment, the
図5は、ハウジングに接続部および変形部を設ける例を示す断面図であり、モータの軸を通る平面における断面を示している。 FIG. 5 is a cross-sectional view showing an example in which a connecting portion and a deformation portion are provided in the housing, showing a cross-section on a plane passing through the shaft of the motor.
図5に示す例では、一の部材から構成されるハウジング30Aは、ハウジング30に相当する形状とされた筒状のハウジング部31と、ハウジング部31の内周面から径方向内側に突出する接続部32とを備える。接続部32には、ねじ51が螺合する締結部33が設けられ、ケース20のフランジ20Bがねじ51を介して締結部33に締結される。これにより、径方向に延びる接続部32を介して、ケース20がハウジング30Aに対して固定される。接続部32は、フランジ20Bとともに、ケース部20Aとハウジング30Aとを径方向に接続する。
In the example shown in FIG. 5, a
また、接続部32には、モータの軸を通る平面での断面形状が折り曲げ形状を呈する変形部42が形成されている。図5に示すように、変形部42は、断面形状が直角に折り曲げられた形状を有する。なお、変形部42の折り曲げ形状は任意であり、径方向への伸縮が可能な形状であれば、どのような形状でもよい。また、接続部32または変形部42は、ハウジング30Aの周方向の全体にわたり形成されてもよく、ハウジング30Aの周方向の一部においてのみ形成されてもよい。
Further, the connecting
このような構成において、ハウジング30Aの接続部32に径方向の圧縮力が加わると、締結部33(ねじ孔22およびねじ51)とハウジング部31が互いに径方向に近づくような方向に、変形部42が変形する。また、接続部32に径方向の引張り力が加わると、締結部33(ねじ孔22およびねじ51)とハウジング部31が互いに径方向に離れるように、変形部42が変形する。
In such a configuration, when a radial compressive force is applied to the
このため、変形部40および変形部41と同様、防振ゴムなどを使用せずに、ケース部20Aの径方向の振動が変形部42により減衰され、ハウジング部31に伝わる振動と、その振動に起因する騒音を大幅に抑制できる。また、ステータ10およびケース20における振動の振幅を均一化し、極度に大きな振幅で振動する部位を排除できる。さらに、ねじ孔22およびねじ51にかかる応力を抑制できる。
Therefore, like the
なお、図5に示す構成では、通常、ケース20のフランジ20Bに、変形部40または変形部41を形成する必要はない。接続部32の変形部42が、変形部40または変形部41に代えて、振動を減衰する機能を発揮する。ただし、フランジ20Bに変形部40または変形部41を形成することが振動の減衰を促進する場合には、接続部32の変形部42に加えて、変形部40または変形部41をさらに設けてもよい。
In addition, in the configuration shown in FIG. 5 , it is usually not necessary to form the
また、図1~図4では、ケース20に、接続部としてのフランジ20Bを設ける例を、図5では、ハウジング30Aに接続部32を設ける例を、それぞれ示している。しかし、ケース部とハウジング部とを接続する接続部を、ケース部およびハウジング部とは別の部材で構成してもよい。この場合、例えば、接続部を構成する部材の一端をケース部に、他端をハウジング部にそれぞれ接続(締結)することができる。また、接続部の両端に挟まれた中間の部位に変形部を設ければよい。なお、上記の実施例で示したように、ケース20の一部、またはハウジング30Aの一部に接続部および変形部を設ける場合には、構成部材を減らすことができ、組付け性の向上などの利点が得られる。
1 to 4 show an example in which the
以上、実施例について詳述したが、特定の実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された範囲内において、種々の変形および変更が可能である。また、前述した実施例の構成要素を全部または複数を組み合わせることも可能である。 Although the embodiment has been described in detail above, it is not limited to a specific embodiment, and various modifications and changes are possible within the scope of the claims. It is also possible to combine all or more of the constituent elements of the above-described embodiments.
なお、以上の実施例に関し、さらに以下の付記を開示する。 In addition, the following additional remarks will be disclosed with respect to the above examples.
[付記1]
モータのステータコア(11)を支持するステータコア支持装置であって、
前記ステータコアの外周に接触するケース部(20A)と、
前記ケース部の外周を覆うハウジング部(30、30A)と、
前記ハウジング部(30、30A)と前記ケース部とを前記モータの径方向に接続する接続部(20B、32)と、
を備え、
前記接続部は、前記モータの軸を通る平面での断面において折り返し形状を呈する変形部(40、41、42)を有する、ステータコア支持装置。
[Appendix 1]
A stator core support device for supporting a stator core (11) of a motor,
a case portion (20A) in contact with the outer periphery of the stator core;
a housing portion (30, 30A) covering the outer periphery of the case portion;
connecting portions (20B, 32) connecting the housing portions (30, 30A) and the case portion in the radial direction of the motor;
with
A stator core support device, wherein the connecting portion has a deformed portion (40, 41, 42) having a folded shape in a cross section along a plane passing through the axis of the motor.
付記1の構成によれば、接続部は、モータの軸を通る平面での断面において折り返し形状を呈する変形部を有するので、ケース部の振動に応じて変形部が変形して振動を減衰させ、ハウジングへの振動の伝達を抑制することができる。
According to the configuration of
[付記2]
前記接続部は、前記ケース部を構成する部材の一部として形成された、付記1に記載のステータコア支持装置。
[Appendix 2]
The stator core support device according to
付記2の構成によれば、接続部は、ケース部を構成する部材の一部として形成されるので、構成部材を増加させることなく、接続部を形成することができる。 According to the configuration of Supplementary Note 2, the connecting portion is formed as a part of the member that constitutes the case portion, so that the connecting portion can be formed without increasing the number of constituent members.
[付記3]
前記接続部は、前記ハウジング部を構成する部材の一部として形成された、付記1に記載のステータコア支持装置。
[Appendix 3]
The stator core support device according to
付記3の構成によれば、接続部は、ハウジング部を構成する部材の一部として形成されるので、構成部材を増加させることなく、接続部を形成することができる。 According to the configuration of Supplementary Note 3, the connecting portion is formed as a part of the member that constitutes the housing portion, so that the connecting portion can be formed without increasing the number of constituent members.
[付記4]
前記変形部は、前記モータの径方向に伸縮可能とされている、付記1~付記3のいずれか1項に記載のステータコア支持装置。
[Appendix 4]
The stator core support device according to any one of
付記4の構成によれば、変形部は、モータの径方向に伸縮可能とされているので、ケース部における径方向の振動が変形部により効果的に減衰され、このため騒音を効率的に低減できる。 According to the configuration of Supplementary Note 4, since the deformable portion can be expanded and contracted in the radial direction of the motor, the radial vibration of the case portion is effectively damped by the deformable portion, thereby efficiently reducing noise. can.
[付記5]
前記変形部は、前記モータの周方向の全体にわたり形成されている、付記1~付記3のいずれか1項に記載のステータコア支持装置。
[Appendix 5]
The stator core support device according to any one of
付記5の構成によれば、変形部は、モータの周方向の全体にわたり形成されているので、モータの周方向の全体にわたり振動を減衰させることができる。 According to the configuration of Supplementary Note 5, since the deformation portion is formed over the entire circumferential direction of the motor, vibration can be damped over the entire circumferential direction of the motor.
[付記6]
前記接続部は、前記ケース部と前記ハウジング部とを締結する締結部を有し、
前記変形部は、前記モータの周方向のうち、前記締結部の近傍にのみ形成されている、付記1~付記3のいずれか1項に記載のステータコア支持装置。
[Appendix 6]
The connecting portion has a fastening portion that fastens the case portion and the housing portion,
The stator core support device according to any one of
付記6の構成によれば、変形部は、モータの周方向のうち、振動の主たる経路に当たる締結部の近傍に形成されているので、変形部によりハウジングへの振動が効果的に減衰される。 According to the configuration of Supplementary Note 6, since the deformed portion is formed in the vicinity of the fastening portion corresponding to the main vibration path in the circumferential direction of the motor, the deformed portion effectively attenuates the vibration to the housing.
10 ステータ
11 ステータコア
20 ケース
20A ケース部
20B フランジ
22 ねじ孔
30 ハウジング
30A ハウジング
31 ハウジング部
32 接続部
33 締結部
50 ねじ
51 ねじ
40、41、42 変形部
REFERENCE SIGNS
Claims (6)
前記ステータコアの外周に接触するケース部と、
前記ケース部の外周を覆うハウジング部と、
前記ハウジング部と前記ケース部とを前記モータの径方向に接続する接続部と、
を備え、
前記接続部は、前記モータの軸を通る平面での断面において折り返し形状を呈する変形部を有する、ステータコア支持装置。 A stator core support device for supporting a stator core of a motor,
a case portion that contacts the outer periphery of the stator core;
a housing portion covering the outer circumference of the case portion;
a connecting portion that connects the housing portion and the case portion in a radial direction of the motor;
with
The stator core support device, wherein the connecting portion has a deformed portion that exhibits a folded shape in a cross section along a plane passing through the axis of the motor.
前記変形部は、前記モータの周方向のうち、前記締結部の近傍にのみ形成されている、請求項1~請求項3のいずれか1項に記載のステータコア支持装置。 The connecting portion has a fastening portion that fastens the case portion and the housing portion,
The stator core support device according to any one of claims 1 to 3, wherein the deformation portion is formed only in the vicinity of the fastening portion in the circumferential direction of the motor.
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