JP3305973B2 - 回転電機 - Google Patents
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- JP3305973B2 JP3305973B2 JP03617497A JP3617497A JP3305973B2 JP 3305973 B2 JP3305973 B2 JP 3305973B2 JP 03617497 A JP03617497 A JP 03617497A JP 3617497 A JP3617497 A JP 3617497A JP 3305973 B2 JP3305973 B2 JP 3305973B2
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- stator core
- electric machine
- rotating electric
- winding
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
- Y02T10/64—Electric machine technologies in electromobility
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- Iron Core Of Rotating Electric Machines (AREA)
- Permanent Magnet Type Synchronous Machine (AREA)
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は回転電機に係わり、
その小形軽量と高効率化に関する。
その小形軽量と高効率化に関する。
【0002】
【従来の技術】電気自動車等の電動車両用モータとして
は小形軽量、高効率であることが望まれる。このため
に、第1には永久磁石式、第2にはリラクタンスを利用
したブラシレスモータが最適である。特に、小型機の分
野では、固定子鉄心歯部の固定子巻線に集中巻方式を採
用できるブラシレスモータが有効である。
は小形軽量、高効率であることが望まれる。このため
に、第1には永久磁石式、第2にはリラクタンスを利用
したブラシレスモータが最適である。特に、小型機の分
野では、固定子鉄心歯部の固定子巻線に集中巻方式を採
用できるブラシレスモータが有効である。
【0003】この従来例として、特開平7−29852
2号公報に記載の電動機がある。この開示によれば、周
方向に分割された固定子鉄心歯部に固定子巻線を集中的
に巻回しすることによって、固定子巻線のコイルエンド
部を短くし、かつコイルの占積率を向上できる。
2号公報に記載の電動機がある。この開示によれば、周
方向に分割された固定子鉄心歯部に固定子巻線を集中的
に巻回しすることによって、固定子巻線のコイルエンド
部を短くし、かつコイルの占積率を向上できる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】上記した引用例によれ
ば、電動機の体格を小さくできる。しかしながら、固定
子鉄心歯部を固定するのに、固定子鉄心の内外周部を溶
接によっているために、鉄損が増加する。また、軸方向
に積層する構成のため部品点数が多く、構成が複雑にな
る。さらに、固定子鉄心歯部が周方向に分離されていな
いため大きな高調波磁束を有し、脈動トルクの発生、及
び鉄損の増加を引き起こす。等々、問題点が残されてい
る。
ば、電動機の体格を小さくできる。しかしながら、固定
子鉄心歯部を固定するのに、固定子鉄心の内外周部を溶
接によっているために、鉄損が増加する。また、軸方向
に積層する構成のため部品点数が多く、構成が複雑にな
る。さらに、固定子鉄心歯部が周方向に分離されていな
いため大きな高調波磁束を有し、脈動トルクの発生、及
び鉄損の増加を引き起こす。等々、問題点が残されてい
る。
【0005】本発明の目的は、上記した従来技術の問題
点を克服し、小形軽量、高効率の回転電機を提供するこ
とにある。
点を克服し、小形軽量、高効率の回転電機を提供するこ
とにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記の目的は、固定子巻
線と、固定子巻線が巻回された固定子鉄心を備えた固定
子と、固定子と適当な空隙を介して回転する回転子を有
する回転電機において、前記固定子鉄心が、軸方向には
一体で且つ周方向には固定子鉄心歯部で分割された単位
部品からなる固定子磁極を組み立てることにより達成さ
れる。
線と、固定子巻線が巻回された固定子鉄心を備えた固定
子と、固定子と適当な空隙を介して回転する回転子を有
する回転電機において、前記固定子鉄心が、軸方向には
一体で且つ周方向には固定子鉄心歯部で分割された単位
部品からなる固定子磁極を組み立てることにより達成さ
れる。
【0007】前記固定子磁極は、軸方向には一体で、固
定子鉄心歯部で分割され且つ前記歯部と一体にヨーク
部、ブリッジ部を有する前記単位部品と、前記歯部に巻
き回される固定子巻線からなる。
定子鉄心歯部で分割され且つ前記歯部と一体にヨーク
部、ブリッジ部を有する前記単位部品と、前記歯部に巻
き回される固定子巻線からなる。
【0008】外部巻きの場合には、前記単位部品は整形
後の軸方向の断面が略「エ」字状で、その中央に位置す
る鉄心歯部に固定子巻線が巻き回される。前記単位部品
は、1枚の磁性板から作成し、鉄心歯部を分割した断面
略「コ」字状の2つの部材を、鉄心歯部で背中合わせに
整形する。この後、単位部品のヨーク部を接合して固定
子を組み立てる。
後の軸方向の断面が略「エ」字状で、その中央に位置す
る鉄心歯部に固定子巻線が巻き回される。前記単位部品
は、1枚の磁性板から作成し、鉄心歯部を分割した断面
略「コ」字状の2つの部材を、鉄心歯部で背中合わせに
整形する。この後、単位部品のヨーク部を接合して固定
子を組み立てる。
【0009】組立て後の巻線の場合には、前記単位部品
は整形後の軸方向の断面が略「c」字状で、開口側がブ
リッジ部その反対がヨーク部、その間の両側が歯部とな
る。固定子鉄心の組立ては歯部の外周側を接合して行わ
れる。
は整形後の軸方向の断面が略「c」字状で、開口側がブ
リッジ部その反対がヨーク部、その間の両側が歯部とな
る。固定子鉄心の組立ては歯部の外周側を接合して行わ
れる。
【0010】単位部品を整形する磁性材は、軸方向に一
体であれば1枚板でも、積層板でも磁粉等による成型品
でもよい。なお、本発明のその他の特徴有る構成は、実
施例の説明を通して明らかになる。
体であれば1枚板でも、積層板でも磁粉等による成型品
でもよい。なお、本発明のその他の特徴有る構成は、実
施例の説明を通して明らかになる。
【0011】本発明の構成によれば、以下のように小形
軽量、高効率の回転電機を提供することができる。すな
わち、固定子鉄心は軸方向に積層されず、軸方向には一
体構成となっている。このため部品点数が少なく、構成
が簡単になる。固定子鉄心の内周側には溶接部を有しな
いため、鉄損も大幅に減少できる。
軽量、高効率の回転電機を提供することができる。すな
わち、固定子鉄心は軸方向に積層されず、軸方向には一
体構成となっている。このため部品点数が少なく、構成
が簡単になる。固定子鉄心の内周側には溶接部を有しな
いため、鉄損も大幅に減少できる。
【0012】前記単位部品は、例えば1枚の鋼板から同
一形状で成型できるので、量産に適する。その単位部品
に固定子巻線を巻き回した後に固定子を組立てるので、
巻線が簡単になるのみならず、線積率を高め、固定子鉄
心スリット幅を縮少できる。さらに、背中合わせする固
定子鉄心歯部間に、周方向の磁束を抑制する磁気的スリ
ット部が形成され、鉄心歯部の内周を循環する高調波磁
束を抑制できる。
一形状で成型できるので、量産に適する。その単位部品
に固定子巻線を巻き回した後に固定子を組立てるので、
巻線が簡単になるのみならず、線積率を高め、固定子鉄
心スリット幅を縮少できる。さらに、背中合わせする固
定子鉄心歯部間に、周方向の磁束を抑制する磁気的スリ
ット部が形成され、鉄心歯部の内周を循環する高調波磁
束を抑制できる。
【0013】
【発明の実施の形態】以下、本発明の複数の実施の形態
について、図面を参照しながら詳細に説明する。各図を
通して同等の構成要素には同一の符号を付してある。
について、図面を参照しながら詳細に説明する。各図を
通して同等の構成要素には同一の符号を付してある。
【0014】〔実施形態1〕図1に実施形態1の回転電
機の構造図、図2にその断面図、示す。本例は永久磁石
回転電機で、固定子鉄心歯部に固定子巻線を集中的に巻
回しする集中巻回転電機の一実施形態である。
機の構造図、図2にその断面図、示す。本例は永久磁石
回転電機で、固定子鉄心歯部に固定子巻線を集中的に巻
回しする集中巻回転電機の一実施形態である。
【0015】回転電機1は固定子2と回転子3からな
り、固定子2は固定子鉄心4と固定子巻線5で構成され
る。固定子鉄心4は固定子鉄心歯部42とその磁束の通
路を形成する固定子鉄心ヨーク41及び固定子鉄心ブリ
ッジ部43からなり、固定子鉄心歯部42に固定子巻線
5が巻回されている。各々の固定子巻線5は空隙面での
磁路を共有することがない、集中巻固定子構造である。
一般の大型機に使用されている分布巻構造の固定子に比
べて、エンドコイル部の長さを短くきるので、回転電機
の体格を小さくするのに有利である。ここでは、固定子
鉄心4の外周にフレームが無い構成で示したが、必要に
よってはフレームを用いてもよい。
り、固定子2は固定子鉄心4と固定子巻線5で構成され
る。固定子鉄心4は固定子鉄心歯部42とその磁束の通
路を形成する固定子鉄心ヨーク41及び固定子鉄心ブリ
ッジ部43からなり、固定子鉄心歯部42に固定子巻線
5が巻回されている。各々の固定子巻線5は空隙面での
磁路を共有することがない、集中巻固定子構造である。
一般の大型機に使用されている分布巻構造の固定子に比
べて、エンドコイル部の長さを短くきるので、回転電機
の体格を小さくするのに有利である。ここでは、固定子
鉄心4の外周にフレームが無い構成で示したが、必要に
よってはフレームを用いてもよい。
【0016】回転子3は、ほぼ等間隔のピッチで隣り合
う永久磁石6が互いに異なる極性に配置した構成で、そ
の内周には永久磁石の磁束を通す回転子ヨーク7を有
し、シャフト9、ベアリング11を介してエンドブラッ
ケト10に回転自在に保持される。回転子のシャフト9
上には永久磁石6の位置を検出する磁極位置検出器、位
置検出器(ここでは図示せず)を備える。
う永久磁石6が互いに異なる極性に配置した構成で、そ
の内周には永久磁石の磁束を通す回転子ヨーク7を有
し、シャフト9、ベアリング11を介してエンドブラッ
ケト10に回転自在に保持される。回転子のシャフト9
上には永久磁石6の位置を検出する磁極位置検出器、位
置検出器(ここでは図示せず)を備える。
【0017】さらに、固定子巻線5のU相にはU1+、U
1-、U2+、U2-、V相にはV1+、V1-、V2+、V2-、W
相にはW1+、W1-、W2+、W2-がそれぞれ接続される。
ここで、サフイッスの数字は固定子巻線の番号、+、−
は固定子巻線の巻き方向を示す。
1-、U2+、U2-、V相にはV1+、V1-、V2+、V2-、W
相にはW1+、W1-、W2+、W2-がそれぞれ接続される。
ここで、サフイッスの数字は固定子巻線の番号、+、−
は固定子巻線の巻き方向を示す。
【0018】本実施形態は図1に示すよう、固定子鉄心
4が周方向に固定子巻線5と同数に分割されている。言
い替えれば、固定子巻線5と同数で断面が「エ」字状の
固定子鉄心構成部品40を周方向に組み合わせて形成さ
れている。構成部品40はそれぞれ軸方向には一体に作
られる。構成部品40は鉄心歯部42に巻線5を巻き回
されて固定子磁極を構成する。
4が周方向に固定子巻線5と同数に分割されている。言
い替えれば、固定子巻線5と同数で断面が「エ」字状の
固定子鉄心構成部品40を周方向に組み合わせて形成さ
れている。構成部品40はそれぞれ軸方向には一体に作
られる。構成部品40は鉄心歯部42に巻線5を巻き回
されて固定子磁極を構成する。
【0019】図3に、固定子鉄心構成部品の製造過程を
示す。1枚の磁性鉄板から固定子鉄心ヨーク部41、固
定子鉄心歯部42、固定子鉄心ブリッジ部43となる
(a)の平板形状を打ち抜き、(b)のように折り曲げ
て構成部品の片側部材401が形成される。さらに、
(c)のように、2つの片側部材401の鉄心歯部を背
中合わせにし、ここを両者の接合部85として、断面
「エ」字状の固定子鉄心構成部品40を形成する。構成
部品40からみれば、片側部材401は鉄心歯部42の
中心で分割された形状となる。
示す。1枚の磁性鉄板から固定子鉄心ヨーク部41、固
定子鉄心歯部42、固定子鉄心ブリッジ部43となる
(a)の平板形状を打ち抜き、(b)のように折り曲げ
て構成部品の片側部材401が形成される。さらに、
(c)のように、2つの片側部材401の鉄心歯部を背
中合わせにし、ここを両者の接合部85として、断面
「エ」字状の固定子鉄心構成部品40を形成する。構成
部品40からみれば、片側部材401は鉄心歯部42の
中心で分割された形状となる。
【0020】構成部品40の各要素41,42,43は
軸方向には1枚の磁性板からなり、文字通り一体であ
る。なお、複数枚の磁性板を積層した材料から、図3の
ように構成部品40を形成した場合でも、軸方向には一
体である。
軸方向には1枚の磁性板からなり、文字通り一体であ
る。なお、複数枚の磁性板を積層した材料から、図3の
ように構成部品40を形成した場合でも、軸方向には一
体である。
【0021】本構成によれば、上記した固定子鉄心構成
部品40の構成によって、固定子鉄心4を組み立てると
き、その溶接部12は鉄心ヨーク部41の端面13とな
る。このため、従来のように鉄心4の内周部の溶接によ
って、固定子鉄心4に短絡回路を形成することがない。
従って、鉄損の発生を最小に押さえることができる。な
お、最内周部の鉄板を溶接しなくてすむために、従来の
積層鉄心の様な膨らみがなく、組立て精度も向上でき
る。
部品40の構成によって、固定子鉄心4を組み立てると
き、その溶接部12は鉄心ヨーク部41の端面13とな
る。このため、従来のように鉄心4の内周部の溶接によ
って、固定子鉄心4に短絡回路を形成することがない。
従って、鉄損の発生を最小に押さえることができる。な
お、最内周部の鉄板を溶接しなくてすむために、従来の
積層鉄心の様な膨らみがなく、組立て精度も向上でき
る。
【0022】また、構成部品40の片側部材401の隣
合わせ部に磁気的な空隙(スリット)85が形成される
ので、この間を通る磁束量を減少できる。これによっ
て、たとえば、W2-の固定子鉄心歯部42のスリット8
5が、回転子3の永久磁石のN・Sの極間と一致した場
合、N極から固定子鉄心歯部42の表面を通ってS極に
戻るループの磁気抵抗が増加し、固定子巻線5と鎖交し
ない高調波磁束が減少し、スリット85の無い従来構造
に比べて鉄損を小さくできる。
合わせ部に磁気的な空隙(スリット)85が形成される
ので、この間を通る磁束量を減少できる。これによっ
て、たとえば、W2-の固定子鉄心歯部42のスリット8
5が、回転子3の永久磁石のN・Sの極間と一致した場
合、N極から固定子鉄心歯部42の表面を通ってS極に
戻るループの磁気抵抗が増加し、固定子巻線5と鎖交し
ない高調波磁束が減少し、スリット85の無い従来構造
に比べて鉄損を小さくできる。
【0023】さらに、図1の状態に固定子2を組み立て
る前に、固定子鉄心構成部品40に、固定子巻線5を巻
回しすることができるので、上記引用例の場合と同様に
高速の巻線が可能となる。また、巻線後に各構成部品4
0を溶接部12によって接合して組み立てるので、固定
子鉄心歯部42間の固定鉄心スリット8の間隔を小さく
でき、コギングトルク等の脈動トルクを減少する。
る前に、固定子鉄心構成部品40に、固定子巻線5を巻
回しすることができるので、上記引用例の場合と同様に
高速の巻線が可能となる。また、巻線後に各構成部品4
0を溶接部12によって接合して組み立てるので、固定
子鉄心歯部42間の固定鉄心スリット8の間隔を小さく
でき、コギングトルク等の脈動トルクを減少する。
【0024】さらに、磁性鉄板として方向性の磁気鋼板
を使用し、磁束の通る方向、ここでは鉄心歯部42の内
周方向(回転電機の半径方向)に磁気特性の良い方向を
選択することで、鉄損を軽減することができる。
を使用し、磁束の通る方向、ここでは鉄心歯部42の内
周方向(回転電機の半径方向)に磁気特性の良い方向を
選択することで、鉄損を軽減することができる。
【0025】さらに、図3に示すように、固定子鉄心歯
部42を、ヨーク部41やブリッジ部43に対して軸方
向に短くする構造が簡単に作れる。これによって、同一
軸長に対しては出力もしくは効率の増加、体格の一定に
対しては軸方向の長さの短い扁平な回転電機を提供する
ことができる。
部42を、ヨーク部41やブリッジ部43に対して軸方
向に短くする構造が簡単に作れる。これによって、同一
軸長に対しては出力もしくは効率の増加、体格の一定に
対しては軸方向の長さの短い扁平な回転電機を提供する
ことができる。
【0026】〔実施形態2〕図4に、本発明の第2の実
施形態を示す。同図(a)は回転電機の構造、(b)は
その要部図を示す。図1の実施形態1との違いは、固定
子鉄心にコギングトルク低減のための補助溝を設けた点
にある。
施形態を示す。同図(a)は回転電機の構造、(b)は
その要部図を示す。図1の実施形態1との違いは、固定
子鉄心にコギングトルク低減のための補助溝を設けた点
にある。
【0027】図4(b)に拡大して示すように、固定子
鉄心4のブリッジ部43の内周面に、固定子鉄心歯部4
2間のスリット部8とほぼ同様の磁気的なパーミアンス
を有する補助溝44を等間隔に配置している。
鉄心4のブリッジ部43の内周面に、固定子鉄心歯部4
2間のスリット部8とほぼ同様の磁気的なパーミアンス
を有する補助溝44を等間隔に配置している。
【0028】図4(c)に示すように、軸方向に一体で
周方向に固定子歯部42で分割した固定子鉄心4の構成
部品40を形成する際に、片側部材401のブリッジ部
43に補助溝44を整形する。補助溝44を設ける位置
や個数は、本実施例に限定されるものではなく、コギン
グトルク低減の法則に従って任意に設けることができ
る。
周方向に固定子歯部42で分割した固定子鉄心4の構成
部品40を形成する際に、片側部材401のブリッジ部
43に補助溝44を整形する。補助溝44を設ける位置
や個数は、本実施例に限定されるものではなく、コギン
グトルク低減の法則に従って任意に設けることができ
る。
【0029】ところで、永久磁石回転電機1のコギング
トルクは1回転当たり、永久磁石の極数と固定子鉄心歯
部の数の最小公倍数のサイクルで発生する。このサイク
ル数が大きくなるにつれてその値は小さくなる。従っ
て、本実施形態のように1つの歯部42毎に補助溝44
を設けることによって、補助溝がない場合のコギントル
クの脈動数60(10と12の最小公倍数)に対して、
コギングトルクの脈動数を180(10と36の最小公
倍数)と大きくすることができ、コギングトルクを低減
できる。
トルクは1回転当たり、永久磁石の極数と固定子鉄心歯
部の数の最小公倍数のサイクルで発生する。このサイク
ル数が大きくなるにつれてその値は小さくなる。従っ
て、本実施形態のように1つの歯部42毎に補助溝44
を設けることによって、補助溝がない場合のコギントル
クの脈動数60(10と12の最小公倍数)に対して、
コギングトルクの脈動数を180(10と36の最小公
倍数)と大きくすることができ、コギングトルクを低減
できる。
【0030】〔実施形態3〕図5に、本発明の他の実施
の形態を示す。同図(a)は回転電機の構造、(b)は
その要部の拡大図を示す。実施形態1、2は、主に永久
磁石ブラシレスモータの実施例であったが、本実施形態
は永久磁石ステップモータへの適用例である。
の形態を示す。同図(a)は回転電機の構造、(b)は
その要部の拡大図を示す。実施形態1、2は、主に永久
磁石ブラシレスモータの実施例であったが、本実施形態
は永久磁石ステップモータへの適用例である。
【0031】同図(a)のように、永久磁石回転子3
は、ここでは32の極数を有する構成である。一方、固
定子鉄心4のブリッジ部43は、永久磁石6の磁極ピッ
チより若干小さく構成されている。また、ブリッジ部4
3には固定子鉄心の補助溝44が設けられ、そのピッチ
は永久磁石6の磁極ピッチより若干大きくされている。
は、ここでは32の極数を有する構成である。一方、固
定子鉄心4のブリッジ部43は、永久磁石6の磁極ピッ
チより若干小さく構成されている。また、ブリッジ部4
3には固定子鉄心の補助溝44が設けられ、そのピッチ
は永久磁石6の磁極ピッチより若干大きくされている。
【0032】なお、固定子鉄心4は、実施形態1、2と
同様の製法により、軸方向に一体で、周方向に歯部42
で分割した構成部品40から組み立てられる。補助溝4
0は、実施形態2の場合と同様にして整形できる。
同様の製法により、軸方向に一体で、周方向に歯部42
で分割した構成部品40から組み立てられる。補助溝4
0は、実施形態2の場合と同様にして整形できる。
【0033】補助溝44は、実施形態2においてはコギ
ングトルクの低減用として作用したが、本実施形態では
固定子磁極の極数の増加として作用し、ステップモータ
のトルク向上に寄与する。なお、1つの固定子磁極(構
成部品40)につける固定子鉄心ブリッジ部43及び補
助溝44の数は、本実施形態に限定されるものではな
く、永久磁石の極数も任意である。
ングトルクの低減用として作用したが、本実施形態では
固定子磁極の極数の増加として作用し、ステップモータ
のトルク向上に寄与する。なお、1つの固定子磁極(構
成部品40)につける固定子鉄心ブリッジ部43及び補
助溝44の数は、本実施形態に限定されるものではな
く、永久磁石の極数も任意である。
【0034】〔実施形態4〕図6に、本発明の他の実施
の形態を示す。同図(a)は回転電機の構造で図1とほ
ぼ同様である。(b)は固定子鉄心を構成する構成部品
の鋼板の展開図を示したもので、図3(a)と対応する
図である。(c)は(b)を整形した構成部品の断面図
である。
の形態を示す。同図(a)は回転電機の構造で図1とほ
ぼ同様である。(b)は固定子鉄心を構成する構成部品
の鋼板の展開図を示したもので、図3(a)と対応する
図である。(c)は(b)を整形した構成部品の断面図
である。
【0035】本実施形態は上記の実施形態1〜3と異な
り、一枚の磁性鋼板から片側部材を介さずに構成部品4
0’を構成している。図示のように、固定子鉄心ブリッ
ジ部43に軸方向と直角方向にスリット83、固定子鉄
心歯部42にスリット82、固定子鉄心ヨーク部41に
スリット81を設けている。
り、一枚の磁性鋼板から片側部材を介さずに構成部品4
0’を構成している。図示のように、固定子鉄心ブリッ
ジ部43に軸方向と直角方向にスリット83、固定子鉄
心歯部42にスリット82、固定子鉄心ヨーク部41に
スリット81を設けている。
【0036】固定子鉄心ブリッジ部43に設けたスリッ
ト83と、固定子鉄心歯部42に設けたスリット82
は、軸方向に流れる渦電流の通路を切断して渦電流損を
小さくする効果を発揮する。(b)で、軸方向に示した
実線部が折り曲げ点を示し、順次内側に折り曲げること
によって(c)の構成部品40’を形成する。隣り合う
構成部品40’は、鉄心歯部42のヨーク部41側を溶
接部12によって固定している。
ト83と、固定子鉄心歯部42に設けたスリット82
は、軸方向に流れる渦電流の通路を切断して渦電流損を
小さくする効果を発揮する。(b)で、軸方向に示した
実線部が折り曲げ点を示し、順次内側に折り曲げること
によって(c)の構成部品40’を形成する。隣り合う
構成部品40’は、鉄心歯部42のヨーク部41側を溶
接部12によって固定している。
【0037】固定子鉄心ヨーク部41に設けたスリット
部81を元の形状のままで(c)の形状に構成すると、
組み立てられた固定子2は(a)の状態より一回り大き
な形状となる。これによって、固定子鉄心4のブリッジ
部43間のスリット部8の周方向幅は拡大されているの
で、スリット部8から巻線治具により固定子巻線5を鉄
心歯部42に巻回しするのに十分なスペースを確保する
ことができる。固定子巻線5の巻線完了後、これを治具
などを使って固定子の外周から力を加えることによっ
て、ヨーク部41のスリット部81を押しつぶし、固定
子鉄心歯部42及び固定子巻線5を周方向に移動させ、
ブリッジ部43のスリット部8を減少させ、固定子2を
一回り小さくして(a)の状態に整形する。
部81を元の形状のままで(c)の形状に構成すると、
組み立てられた固定子2は(a)の状態より一回り大き
な形状となる。これによって、固定子鉄心4のブリッジ
部43間のスリット部8の周方向幅は拡大されているの
で、スリット部8から巻線治具により固定子巻線5を鉄
心歯部42に巻回しするのに十分なスペースを確保する
ことができる。固定子巻線5の巻線完了後、これを治具
などを使って固定子の外周から力を加えることによっ
て、ヨーク部41のスリット部81を押しつぶし、固定
子鉄心歯部42及び固定子巻線5を周方向に移動させ、
ブリッジ部43のスリット部8を減少させ、固定子2を
一回り小さくして(a)の状態に整形する。
【0038】これによって、固定子鉄心の組立て後に固
定子巻線を巻き回しする場合の固定子巻線占積率の向上
等を達成することができる。
定子巻線を巻き回しする場合の固定子巻線占積率の向上
等を達成することができる。
【0039】〔実施形態5〕図7に、本発明の他の実施
の形態を示す。同図(a)は回転電機の構造、(b)は
固定子鉄心を構成する構成部品の鋼板の展開図、(c)
は(b)における鉄心歯部の断面図を示す。
の形態を示す。同図(a)は回転電機の構造、(b)は
固定子鉄心を構成する構成部品の鋼板の展開図、(c)
は(b)における鉄心歯部の断面図を示す。
【0040】固定子鉄心4を構成する構成部品40は、
(b)に示す1枚の鋼板を実線部で折り曲げて片側部材
401を整形し、2つの部材401の歯部42で隣合せ
して形成する。図6と同様に、鉄心ブリッジ部43に
は、軸方向と直角にスリット83を設けている。
(b)に示す1枚の鋼板を実線部で折り曲げて片側部材
401を整形し、2つの部材401の歯部42で隣合せ
して形成する。図6と同様に、鉄心ブリッジ部43に
は、軸方向と直角にスリット83を設けている。
【0041】本実施形態では、さらに固定子鉄心歯部4
2に強度確保用のリブ45と固定用のリブ46を設けて
いる。このように整形した構成部品40に、固定子巻線
5を外部で巻回し、固定用リブ46を固定子鉄心ヨーク
部41に合わせ、固定する。
2に強度確保用のリブ45と固定用のリブ46を設けて
いる。このように整形した構成部品40に、固定子巻線
5を外部で巻回し、固定用リブ46を固定子鉄心ヨーク
部41に合わせ、固定する。
【0042】以上の構成によれば、固定子鉄心の強固な
組立て構造が実現できる。また、他の実施形態と同様に
コギングトルクの減少、固定子巻線占積率の向上等の効
果もある。さらに、より強固に固定子鉄心を支持する必
要のある場合には、軸方向の空間を利用して、固定子鉄
心歯部を支持部材(図示せず)によって保持することも
可能である。
組立て構造が実現できる。また、他の実施形態と同様に
コギングトルクの減少、固定子巻線占積率の向上等の効
果もある。さらに、より強固に固定子鉄心を支持する必
要のある場合には、軸方向の空間を利用して、固定子鉄
心歯部を支持部材(図示せず)によって保持することも
可能である。
【0043】〔実施形態6〕図8に本発明の他の実施の
形態を示す。外転型の回転電機で、(a)は最終整形前
の固定子構造、(b)は最終整形後の固定子構造を示
す。
形態を示す。外転型の回転電機で、(a)は最終整形前
の固定子構造、(b)は最終整形後の固定子構造を示
す。
【0044】(a)において、ヨーク部41、歯部4
2、ブリッジ部43をもつ、断面が「変形エ」字状の固
定子鉄心構成部品40を、別個に作られた環状ヨーク4
7にスリット部84を形成するように、溶接によって固
定している。なお、構成部品40は、他の実施形態の場
合と同様に鉄板から整形している。
2、ブリッジ部43をもつ、断面が「変形エ」字状の固
定子鉄心構成部品40を、別個に作られた環状ヨーク4
7にスリット部84を形成するように、溶接によって固
定している。なお、構成部品40は、他の実施形態の場
合と同様に鉄板から整形している。
【0045】固定子鉄心歯部42に固定子巻線5が巻き
回されて、固定子磁極が形成される。本実施形態によれ
ば、ヨーク部41の形状を「大」の字状に変形して、ス
リット部84を形成し、これによって、固定子鉄心のス
リット部8の周方向幅が組立て後の巻線作業に十分な間
隔とし、高速な巻線作業を容易にしている。
回されて、固定子磁極が形成される。本実施形態によれ
ば、ヨーク部41の形状を「大」の字状に変形して、ス
リット部84を形成し、これによって、固定子鉄心のス
リット部8の周方向幅が組立て後の巻線作業に十分な間
隔とし、高速な巻線作業を容易にしている。
【0046】巻線の完了後、外周より固定子鉄心4に圧
力を加え、スリット部84がなくなるまで変形させる
と、(b)のように構成部品40は「エ」字状となり、
スリット部8が減少して固定子2が完成する。なお、ス
リット部84を固定子鉄心と環状ヨーク間に設ける構成
としたが、固定子鉄心歯部に設けるなどの変形もある。
力を加え、スリット部84がなくなるまで変形させる
と、(b)のように構成部品40は「エ」字状となり、
スリット部8が減少して固定子2が完成する。なお、ス
リット部84を固定子鉄心と環状ヨーク間に設ける構成
としたが、固定子鉄心歯部に設けるなどの変形もある。
【0047】本実施形態によれば、図示形状の場合は磁
極間の面積にしめる巻線の割合を(a)の50%から
(b)の75%に向上させることができる。また、従来
よりもスリット部8の周方向幅が小さくなるので、コギ
ングトルクも減少できる。
極間の面積にしめる巻線の割合を(a)の50%から
(b)の75%に向上させることができる。また、従来
よりもスリット部8の周方向幅が小さくなるので、コギ
ングトルクも減少できる。
【0048】以上、本発明の実施形態1〜7を説明し
た。上記では、固定子鉄心の磁極となる構成部品を一枚
の鋼板から整形する例を示したが、複数枚の積層板や磁
粉材料等による成型材を用いたり、部分的に折り曲げあ
るいは挿入して複数枚とすることも可能である。
た。上記では、固定子鉄心の磁極となる構成部品を一枚
の鋼板から整形する例を示したが、複数枚の積層板や磁
粉材料等による成型材を用いたり、部分的に折り曲げあ
るいは挿入して複数枚とすることも可能である。
【0049】また、集中巻回転電機で、特に、永久磁石
回転子構造を有する永久磁石回転電機について説明した
が、リラクタンス回転子に適用しても同様の効果を発揮
することができる。さらに、集中巻に限らず分布巻でも
よい。あるいは、電動機に限らず、発電機でもよく、外
転型、内転型回転子、クローポール型回転子を用いた回
転電機にも適用可能である。
回転子構造を有する永久磁石回転電機について説明した
が、リラクタンス回転子に適用しても同様の効果を発揮
することができる。さらに、集中巻に限らず分布巻でも
よい。あるいは、電動機に限らず、発電機でもよく、外
転型、内転型回転子、クローポール型回転子を用いた回
転電機にも適用可能である。
【0050】
【発明の効果】本発明によれば、回転電機の固定子鉄心
が軸方向には一体となるので従来の軸方向積層鉄心が不
要とり、また、周方向には固定子鉄心歯部で分割し、同
一部材でなる単位固定子磁極の組立てによってなるの
で、線積率の向上と鉄損の減少を可能にする構造が容易
に実現でき、これによって小形軽量、高効率の回転電機
を提供することが可能になった。
が軸方向には一体となるので従来の軸方向積層鉄心が不
要とり、また、周方向には固定子鉄心歯部で分割し、同
一部材でなる単位固定子磁極の組立てによってなるの
で、線積率の向上と鉄損の減少を可能にする構造が容易
に実現でき、これによって小形軽量、高効率の回転電機
を提供することが可能になった。
【図1】本発明の実施形態1による回転電機の構造図。
【図2】図1の回転電機の断面図。
【図3】図1の回転電機における固定子鉄心の単位磁極
となる構成部品の製作図。
となる構成部品の製作図。
【図4】本発明の実施形態2による回転電機の構造図。
【図5】本発明の実施形態3による回転電機の構造図。
【図6】本発明の実施形態4による回転電機の構造図。
【図7】本発明の実施形態5による回転電機の構造図。
【図8】本発明の実施形態6による回転電機の構造図。
1…回転電機、2…固定子、3…回転子、4…固定子鉄
心、40…固定子鉄心構成部品(固定子磁極)、401
…片側部材、41…固定子鉄心ヨーク部、42…固定子
鉄心歯部、43…固定子鉄心ブリッジ部、44…補助
溝、45…強度確保用リブ、46…固定用リブ、47…
環状ヨーク、5…固定子巻線、6…永久磁石、8…固定
子鉄心スリット部、81…スリット、82…スリット、
83…スリット、84…スリット、85…スリット、9
…シャフト、10…エンドブラケット、12…溶接部、
13…接合部。
心、40…固定子鉄心構成部品(固定子磁極)、401
…片側部材、41…固定子鉄心ヨーク部、42…固定子
鉄心歯部、43…固定子鉄心ブリッジ部、44…補助
溝、45…強度確保用リブ、46…固定用リブ、47…
環状ヨーク、5…固定子巻線、6…永久磁石、8…固定
子鉄心スリット部、81…スリット、82…スリット、
83…スリット、84…スリット、85…スリット、9
…シャフト、10…エンドブラケット、12…溶接部、
13…接合部。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 松延 豊 茨城県日立市大みか町七丁目1番1号 株式会社日立製作所 日立研究所内 (72)発明者 安島 俊幸 茨城県日立市大みか町七丁目1番1号 株式会社日立製作所 日立研究所内 (72)発明者 長沼 良一 茨城県日立市大みか町七丁目1番1号 株式会社日立製作所 日立研究所内 (72)発明者 大西 和夫 東京都千代田区神田美土代町7番地 日 本サーボ株式会社内 (72)発明者 虻川 俊美 東京都千代田区神田美土代町7番地 日 本サーボ株式会社内 (56)参考文献 特開 平7−107686(JP,A) 特開 昭61−12004(JP,A) 特開 昭48−4902(JP,A) 特開 平10−178749(JP,A) 実開 昭60−156875(JP,U) 実開 昭61−88481(JP,U) 実公 昭34−2108(JP,Y1) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H02K 1/18 H02K 1/14
Claims (8)
- 【請求項1】 固定子巻線と、固定子巻線が巻回された
固定子鉄心を備えた固定子と、固定子と適当な空隙を介
して回転する回転子を有する回転電機において、 前記固定子鉄心が軸方向には一体で、周方向には固定子
鉄心歯部で分割された固定子磁極を組み合わせて構成
し、かつ周方向に分割された固定子磁極は一枚の磁性板
より構成したことを特徴とする回転電機。 - 【請求項2】 請求項1において、 前記固定子磁極を構成する一枚の磁性板は、固定子鉄心
歯部の内周方向の磁気特性を他の方向に比べて良くした
ことを特徴とする回転電機。 - 【請求項3】 請求項1または2において、 前記固定子鉄心は、前記固定子鉄心歯部と一体にヨーク
部、ブリッジ部を有する固定子磁極を、周方向に組立て
て構成し、かつ隣り合う固定子磁極の前記ヨーク部間に
接合部を設けたことを特徴とする回転電機。 - 【請求項4】 請求項3において、 前記固定子鉄心歯部の軸方向長さを前記固定子鉄心ヨー
ク部もしくは前記固定子鉄心ブリッジ部の軸方向長さよ
り短くしたことを特徴とする回転電機。 - 【請求項5】 請求項3または4において、 前記固定子鉄心のヨーク部に周方向に短縮可能なスリッ
ト部を設けたことを特徴とする回転電機。 - 【請求項6】 請求項1〜5のいずれか1項において、 前記固定子巻線は、前記固定子鉄心歯部に集中的に巻回
した構成としたことを特徴とする回転電機。 - 【請求項7】 請求項1〜6のいずれか1項において、 前記固定子鉄心の空隙側に補助溝を設けたことを特徴と
する回転電機。 - 【請求項8】 請求項1〜7のいずれか1項において、 前記固定子鉄心の一部に強度確保用のリブを設けたこと
を特徴とする回転電機。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP03617497A JP3305973B2 (ja) | 1997-02-20 | 1997-02-20 | 回転電機 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP03617497A JP3305973B2 (ja) | 1997-02-20 | 1997-02-20 | 回転電機 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH10234147A JPH10234147A (ja) | 1998-09-02 |
JP3305973B2 true JP3305973B2 (ja) | 2002-07-24 |
Family
ID=12462389
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP03617497A Expired - Fee Related JP3305973B2 (ja) | 1997-02-20 | 1997-02-20 | 回転電機 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3305973B2 (ja) |
Families Citing this family (6)
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---|---|---|---|---|
SE518110C2 (sv) * | 1999-12-23 | 2002-08-27 | Hoeganaes Ab | Stator och rotor för en elektrisk maskin |
JP4444852B2 (ja) * | 2005-02-24 | 2010-03-31 | 三菱電機株式会社 | 同期電動機の固定子の製造方法及び同期電動機の固定子及び送風機 |
JP2007082300A (ja) * | 2005-09-13 | 2007-03-29 | Toyota Central Res & Dev Lab Inc | コア及びそれを備える電動機 |
JP5350438B2 (ja) * | 2011-06-29 | 2013-11-27 | 株式会社日立製作所 | 磁気式歯車機構 |
CN105141048A (zh) * | 2015-08-24 | 2015-12-09 | 锦州汉拿电机有限公司 | 拼块式定子铁心及其制造方法 |
JP2021136764A (ja) * | 2020-02-26 | 2021-09-13 | 日本発條株式会社 | ステータ分割体、ステータ、モータ及びステータ分割体の製造方法 |
-
1997
- 1997-02-20 JP JP03617497A patent/JP3305973B2/ja not_active Expired - Fee Related
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Publication number | Publication date |
---|---|
JPH10234147A (ja) | 1998-09-02 |
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