JP3583234B2

JP3583234B2 - Electric motor and method of manufacturing electric motor

Info

Publication number: JP3583234B2
Application number: JP21686996A
Authority: JP
Inventors: 敬岡本; 秀俊植松; 克行山中; 剛古屋
Original assignee: FANUC Corp
Current assignee: FANUC Corp
Priority date: 1996-07-31
Filing date: 1996-07-31
Publication date: 2004-11-04
Anticipated expiration: 2016-07-31
Also published as: JPH1051983A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電動機のステータ構造に関し、特に電磁鋼板のコアを積層して形成する積層ステータに関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、電動機は抵抗損や鉄損等の種々のエネルギー損によって発熱する。この発熱は電動機の能力を決定する要因の１つであり、電動機の連続出力は発熱と放熱能力とのバランスによって決定される。従って、ステータ表面等の電動機の放熱面積を拡大し、放熱効率を向上させることによって、電動機の出力を増大することができる。
【０００３】
電動機のステータとして積層ステータが知られており、この積層ステータは電磁鋼板からなるコアを積層して形成している。図９は、従来の電動機の積層ステータの一構成例を説明するための図である。図９（ａ）は積層する前の各コア２２を示しており、このコアを積層することによって図９（ｂ）に示す積層ステータ２１を形成している。積層ステータ２１を構成する各コア２２は、電磁鋼板を金型による打ち抜き等によって形成することができ、中心部分にロータ（図示していない）を挿入する穴３３、該穴３３の内周辺にコイル（図示していない）を巻回する溝３４、コア２２の周方向に配列した複数の孔３２、およびコア２２を連結するためのロッド（図示していない）を通す孔３１を備えている。この孔３２は、コア２２の積層によって積層ステータ２１の両端をつなぐ連通孔を構成して冷却媒体通路とし、この連通孔内に空気やオイル等の冷却媒体を通すことによって、積層ステータ２１の冷却を行っている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
従来の積層ステータでは、放熱面積が小さく、放熱効率が低いという問題点がある。この小さな放熱面積および低い放熱効率は、電動機の連続出力を制限することにもある。
従来の積層ステータでは、例えば上記した構成の積層ステータ２２では、同一形状で同一寸法のコア２２を積層して形成しているため、積層ステータの外周表面や冷却媒体通路の表面は、図９（ｃ）の断面に示すように平面状となる。なお、該図９（ｃ）の断面は、図９（ｂ）中の矢印で示す部分の断面を示している。そのため、積層ステータ２２の放熱面積は限定されたものとなり、充分な放熱効率を得ることができない。
【０００５】
上記した構成の積層ステータの放熱面積を拡大し放熱効率を向上させるために、コアの外周表面の面積を拡大する構成の積層ステータが提案されている。図１０は、積層ステータの他の一構成例を示す図である。図１０において、積層ステータ４１を構成する各コア４２には、前記図９に示した積層ステータ２１のコアと同様に、ロッド用の孔５１，冷却媒体通路用の孔５２，ロータ用の穴５３，コイル巻回用の溝５４が形成される。積層ステータ４１は、この構成に加えて、さらに各コア４２の外周の周方向に凹凸５５が形成されている。このコア４２に形成した凹凸５５は積層ステータ４２の表面積を拡大するものであり、図１０（ｂ）に示すように、積層ステータ４２の外周面を凹凸形状とすることによって、表面積を拡大している。なお、図９（ｃ）は、図９（ｂ）中の矢印で示す部分の断面を示している。
【０００６】
しかしながら、図１０に示す構成の積層ステータは、ステータの表面積は拡大するものの、各コア４２の外周形状が複雑となり、該コアを打ち抜くための金型の形状も複雑となるという問題点があり、さらに、コア４２の表面に形成した突起部分の強度は低くなるため、コア単体では該突起部分が折れ曲がる可能性があるといった問題点もある。
【０００７】
さらに、積層ステータの放熱面積を拡大し放熱効率を向上させるための別の構成の積層ステータが提案されている。図１１は、積層ステータの別の一構成例を示す図である。この積層ステータ６１は、図１１（ａ），（ｂ）に示すように、前記図９に示したと同様に、同形状で同寸法のコア６２によって積層ステータ６１を形成し、ジャケット８１を該積層ステータ６１に被せる構成とする。このジャケット８１はＡｌ等の熱伝導率の良い部材によって形成し、周囲に放熱用のフィン８２を備え、これによって、積層ステータ６１の発熱を外気に放熱するものである。なお、積層ステータ６１を構成する各コア６２には、前記した積層ステータ２１，４１のコアと同様に、ロッド用の孔７１，冷却媒体通路用の孔７２，ロータ用の穴７３，コイル巻回用の溝７４が形成される。
【０００８】
しかしながら、上記したジャケットを用いる構成では、ジャケットを別途用意する必要があり、また、ジャケットの製造する工程や、ジャケットを積層ステータ本体に被せる工程等の工程が増えるという問題点がある。
【０００９】
そこで、本発明は前記した従来の電動機の積層ステータの持つ問題点を解決して、電動機の積層ステータにおいて、簡易な構成によって放熱面積を拡大して放熱効率を向上することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明の電動機の積層ステータは、電磁鋼板のコアを積層して形成するステータであって、積層ステータの表面あるいは積層ステータの内部に形成した冷却媒体流路の表面に凹凸を形成することによって、積層ステータの放熱面積を拡大して放熱効率を向上するものである。
【００１１】
積層ステータの表面に凹凸を形成する手段として、本発明の電動機の積層ステータは、積層ステータを形成するための複数枚の積層コアにおいて、形状を異にする少なくとも２種のコアを含ませるものである。この形状が異なるコアを積層することによって、形成された積層ステータの形状には凹凸が形成され、放熱面積が拡大する。
【００１２】
また、異ならせる形状は、コアの外形形状、または積層ステータ内に冷却媒体流路を形成する開口部、または外形形状および開口部の両者とするものである。コアの外形形状を異なる形状とすることによって、積層ステータの外周表面には凹凸形状が形成され、外気と接触する面積が増え、放熱面積が拡大する。また、積層ステータ内に冷却媒体流路を形成する開口部の形状を異なる形状とすることによって、積層ステータの冷却媒体流路の表面に凹凸形状が形成され、冷却媒体と接触する面積が増え、放熱面積が拡大する。
【００１３】
積層ステータの表面に凹凸を形成する他の手段として、本発明の電動機の積層ステータは、少なくとも一つの径方向の長さが異なる１種のコアを、周方向の位置を異ならせて積層するものである。これによって、形成された積層ステータの形状には凹凸が形成され、放熱面積が拡大する。
【００１４】
また、積層ステータ内に冷却媒体流路を形成する開口部の形状を少なくとも２種の異なる形状とすることによって、積層ステータの冷却媒体流路の表面に凹凸形状が形成され、冷却媒体と接触する面積が増え、放熱面積が拡大する。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図を参照しながら詳細に説明する。
図１は、本発明の電動機の積層ステータの第１の実施形態を説明するためのブロック図である。図１（ａ）は積層する前の各コア２，３を示しており、このコア２，３を積層することによって図１（ｂ）に示す積層ステータ１を形成する。積層ステータ１を構成するコア２，３は、電磁鋼板を金型による打ち抜き等によって形成することができ、中心部分にロータ（図示していない）を挿入する穴１３、該穴１３の内周辺にコイル（図示していない）を巻回する溝１４、コア２，３の周方向に配列した複数の孔１２、およびコア２，３を連結するためのロッド（図示していない）を通す孔１１を備える。この孔１２は、コア２，３の積層によって積層ステータ１の両端をつなぐ連通孔を構成して冷却媒体通路とし、この連通孔内に空気やオイル等の冷却媒体を通すことによって、積層ステータ１の冷却を行う。
【００１６】
積層ステータ１が備えるコア２，３は、その外形形状を異にしている。図１に示す形状は、その外形寸法を異ならせる構成例を示しており、コア２は外周の形状が小さく、コア３は外周の形状を大きく形成している。なお、コア２，３の外形形状以外のその他の孔１１，穴１３，および溝１４は、その形状および寸法を共通とし、図示しないロータ，連結用ロッド，コイル等の設置を可能とする。また、孔１２については、少なくとも冷却媒体の流路の確保ができる共通部分を備える。
【００１７】
図１（ｂ）は外形形状の異なるコア２，３を交互に積層して形成した積層ステータの例を示している。これによって、積層ステータの外周表面には凹凸が形成れる。図１（ｃ）は、図１（ｂ）中に示す矢印部分の断面を示しており、外形寸方の異なるコア２，３を交互に積層することによって、その断面形状に凹凸が形状され、外気と接触する放熱面積が拡大する。なお、図１では、コア２，３を交互に配置した例を示しているが、両コアの配置順は交互に限らず任意の順とすることができる。同一形状のコアを連続して配置した場合には、その分放熱面積が減少するため、広い放熱面積を確保するには両コアの交互の配置が望ましい。また、図１に示した例では、外形形状の異なるコアを２種としているが、２種に限らず２種以上の外形形状の異なるコアを用いることもできる。
【００１８】
次に、図２を用いて、本発明の電動機の積層ステータの第２の実施形態を説明する。図２（ａ）は積層する前の各コア４を示しており、このコア２，３を積層することによって図２（ｂ）に示す積層ステータ１を形成する。積層ステータ１を構成するコア４は、電磁鋼板を金型による打ち抜き等によって形成することができ、前記図１に示した実施形態と同様に、ロータ用穴１３、コイル用溝１４、冷却媒体流路用孔１２、およびロッド用孔１１を備える。
【００１９】
積層ステータ１が備えるコア４は、少なくとも一つの径方向の長さが異なる１種のコアであり、周方向の位置を異ならせて積層する。図２に示すコアの形状は、９０度の角度を成して隣接する２つの径の長さを異ならせ、１８０度の角度を成す２つの径の長さは共通とする例を示している。なお、コア２，３の外形形状以外のその他の孔１１，穴１３，および溝１４は、その形状および寸法を共通とし、図示しないロータ，連結用ロッド，コイル等の設置を可能とする。また、孔１２については、少なくとも冷却媒体の流路の確保ができる共通部分を備える。
【００２０】
コア４の周方向の位置を異ならせた積層による積層ステータ１の形成は、図２（ａ），（ｂ）では、例えば、図中０度で示される位置の１枚のコアを配置した後、次に図中９０度で示される位置の２枚の積層コアと、図中０度で示される位置の３枚の積層コアを、順に配置する構成例を示している。これによって、積層ステータの外周表面には凹凸が形成れる。図２（ｃ）は、図２（ｂ）中に示す矢印部分の断面を示しており、外形寸方の異なるコア４の配置位置を周方向に異ならせて積層することによって、その断面形状に凹凸が形状され、外気と接触する放熱面積が拡大する。なお、図２では、コア４の配置を一方向に配置した２枚の積層コアと、他の方向に配置した３枚の積層コアの例を示しているが、両積層コアの枚数および配置順は任意とすることができる。多数枚の同一方向の積層コアを用いる場合には、その分放熱面積が減少するため、広い放熱面積を確保するには、積層枚数を減らした構成が望ましい。
また、図２に示した例では、９０度毎に径方向の長さを異ならせる構成例を示しているが、該角度は９０度に限らず任意の角度とすることができる。
【００２１】
次に、本発明の積層ステータに用いるコアの形成について、図３〜図６を用いて説明する。図３，図４は前記第１の実施形態に示すコアを形成する工程を説明するための図である。図３において、Ｓ１はコアの内周部分に形成する孔１１，１２，穴１３，および溝１４等の内形部分１５を打ち抜き形成するための金型等を備えたステーションであり、Ｓ２は外周の形状の小さいコア２を打ち抜き形成するための金型等を備えたステーションであり、Ｓ３は外周の形状の大きなコア３を打ち抜き形成するための金型等を備えたステーションである。また、ステーション２とステーション３との下方には、打ち抜いたコア２，３を受け取るための受取皿を備えたステージＳ４を設け、両ステーションＳ２，Ｓ３の間で移動可能としている。
【００２２】
コア２，３の形成は、コアを打ち抜くための電磁鋼板１０をステーションＳ１，Ｓ２，Ｓ３とステージＳ４との間で移動し、各ステーションを駆動して金型で打ち抜き、ステージＳ４上に積層することによって行うことができる。
【００２３】
図４は、コアを形成する工程の概略を示している。図４（ａ）は、電磁鋼板１０をステーションＳ１に移動した状態を示し、このステーションＳ１によって、コアの内形部分１５の打ち抜きを行う。図中のαは、内形部分１５の打ち抜き部分を示し、ここではコア２の打ち抜き部分となる。
【００２４】
内形部分１５を打ち抜いた後、電磁鋼板１０をαの部分をステーションＳ２の位置に移動し、ステーションＳ２によって外周の形状の小さいコア２の打ち抜きを行う。打ち抜いたコア２は、ステージＳ４の受取皿上に配置する。図４（ｂ）では、打ち抜いたコア２をＡで示している。このとき、ステーションＳ１では、次のコア３の内形部分１５の打ち抜きを行う。図中のβは、コア３の打ち抜き部分となる。
【００２５】
次に、電磁鋼板１０をβの部分をステーションＳ３の位置に移動するとともに、ステージＳ４をステーションＳ３の下方に移動し、ステーションＳ３によって外周の形状の大きいコア３の打ち抜きを行う。打ち抜いたコア３は、ステージＳ４の受取皿上に積層する。図４（ｃ）では、打ち抜いたコア３をＢで示している。ステーションＳ１では、次のコア２，３の内形部分１５の打ち抜きを行う。
【００２６】
次に、電磁鋼板１０をαの部分をステーションＳ２の位置に移動するとともに、ステージＳ４をステーションＳ２の下方に移動し、ステーションＳ２によって外周の形状の小さいコア２の打ち抜きを行う。打ち抜いたコア２は、ステージＳ４の受取皿上に積層し、コア２，コア３，コア２の積層コアが形成される（図中のＡ，Ｂ，Ａ）する。図４（ｄ）では、打ち抜いたコア２をＡで示している。このとき、ステーションＳ１では、次のコア３の内形部分１５の打ち抜きを行う。
【００２７】
以下、同様の工程を行うことによって、異なる形状のコアの積層を行うことができる。なお、積層するコアの種類および積層順の変更は、ステーションＳの配置等を変更することにより行うことができる。
【００２８】
次に、図５，図６を用いて、第２の実施形態に示すコアを形成する工程を説明する。
図５において、Ｓ１はコアの内周部分に形成する孔１１，１２，穴１３，および溝１４等の内形部分１５を打ち抜き形成するための金型等を備えたステーションであり、Ｓ２はコア４を打ち抜き形成するための金型等を備えたステーションである。また、ステーション２の下方には、打ち抜いたコア４を受け取るための受取皿を備えたステージＳ４を設ける。ステージＳ４は軸回転可能とし、コアの周方向の位置を異ならせて積層することができる。
【００２９】
コア４の形成は、コアを打ち抜くための電磁鋼板１０をステーションＳ１，Ｓ２とステージＳ４との間で移動し、各ステーションを駆動して金型で打ち抜き、ステージＳ４上に積層することによって行うことができる。
【００３０】
図６は、コアを形成する工程の概略を示している。図５（ａ）は、電磁鋼板１０をステーションＳ１に移動した状態を示し、このステーションＳ１によって、コアの内形部分１５の打ち抜きを行う。図中のαは、第１番目の内形部分１５の打ち抜き部分を示している。
【００３１】
内形部分１５を打ち抜いた後、電磁鋼板１０をαの部分をステーションＳ２の位置に移動し、ステーションＳ２によってコア４の打ち抜きを行う。打ち抜いたコア４は、ステージＳ４の受取皿上に配置する。図５（ｂ）では、打ち抜いたコア２をＡで示している。このとき、ステーションＳ１では、次のコア４の内形部分１５の打ち抜きを行う。図中のβは、第２番目のコア３の内形部分１５の打ち抜き部分を示している。
【００３２】
次に、電磁鋼板１０をβの部分をステーションＳ２の位置に移動し、ステーションＳ２によって次のコア４の打ち抜きを行う。打ち抜いたコア４は、ステージＳ４の受取皿上に積層する。このとき、ステージ４を回転させ、積層したコア４の周方向の位置を異ならせる。図５（ｃ）では、打ち抜いたコア３をＢで示している。ステーションＳ１では、次のコア４の内形部分１５の打ち抜きを行う。図中のγは、第３番目のコア３の内形部分１５の打ち抜き部分を示している。
【００３３】
次に、電磁鋼板１０をγの部分をステーションＳ２の位置に移動し、ステーションＳ２によって第３番目のコア４の打ち抜きを行う。打ち抜いたコア４は、ステージＳ４の受取皿上に積層し、図中のＡ，Ｂ，Ｃで示されるコア４の積層コアが形成される。このとき、ステージ４を回転させ、積層したコア４の周方向の位置を異ならせる。図４（ｄ）では、打ち抜いたコア４をＣで示している。このとき、ステーションＳ１では、次の第４番目のコア４の内形部分１５の打ち抜きを行う。図中のδは、第４番目のコア３の内形部分１５の打ち抜き部分を示している。従って、ステージ４上に積層したコアの周方向の位置は順次変更されることになる。
以下、同様の工程を行うことによって、同形の形状コアの周方向の位置を異ならせた積層を行うことができる。
【００３４】
次に、前記第１，第２の実施形態において、冷却媒体流路を形状する孔１２の径をコアによって異ならせ、冷却媒体流路の表面に凹凸形状を形状する場合を説明する。
図７は第１の実施形態に適用した例を説明するための図である。図７において、コア２に形成する冷却媒体用孔１２−１とコア３に形成する冷却媒体用孔１２−２との径を異ならせて形成する。ここで、各孔１２−１と１２−２とは、連通した冷却媒体流路が形成されるよう、積層状態で、少なくとも共通の開口部分が形成されるように構成する。図７に示す例では、孔１２−１の径を小径とし、孔１２−２の径を大径とし、その中心点が同軸上となるよう形成する。
【００３５】
なお、図７では、小さなコア２に形成する孔１２−１の径を小径とし、大きなコア３に形成する孔１２−２の径を大径としているが、径の大きさは任意であり、コアの形成上あるいは強度上で支障がない場合には、逆の関係とすることもできる。
【００３６】
図８は第２の実施形態に適用した例を説明するための図である。図８において、コア４に形成する冷却媒体用孔１２−１と１２−２との径を異ならせて形成する。ここで、各孔１２−１と１２−２とは、連通した冷却媒体流路が形成されるよう、積層状態で、少なくとも共通の開口部分が形成されるように構成する。図８に示す例では、孔１２−１の径を小径とし、孔１２−２の径を大径とし、その中心点が同軸上となるよう形成する。
【００３７】
なお、コアに形成する孔の位置および径は任意に設定することができる。
【００３８】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、電動機の積層ステータにおいて、簡易な構成によって放熱面積を拡大して放熱効率を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の電動機の積層ステータの第１の実施形態を説明するためのブロック図である。
【図２】本発明の電動機の積層ステータの第２の実施形態を説明するための図である。
【図３】本発明の第１の実施形態に示すコアを形成する工程を説明するための図である。
【図４】本発明の第１の実施形態に示すコアを形成する工程を説明するための図である。
【図５】本発明の第２の実施形態に示すコアを形成する工程を説明するための図である。
【図６】本発明の第２の実施形態に示すコアを形成する工程を説明するための図である。
【図７】異なる形状の冷却媒体流路を第１の実施形態に適用した例を説明するための図である。
【図８】異なる形状の冷却媒体流路を第２の実施形態に適用した例を説明するための図である。
【図９】従来の電動機の積層ステータの一構成例を説明するための図である。
【図１０】従来の電動機の積層ステータの他の一構成例を説明するための図である。
【図１１】従来の電動機の積層ステータの別の一構成例を説明するための図である。
【符号の説明】
１積層ステータ
２，３，４コア
１０電磁鋼板
１１ロッド用孔
１２，１２−１，１２−２冷却媒体流路用孔
１３ロータ用穴
１４コイル用溝
１５内形部分
Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３ステーション
Ｓ４ステージ[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a stator structure of an electric motor, and more particularly to a laminated stator formed by laminating cores of magnetic steel sheets.
[0002]
[Prior art]
Generally, an electric motor generates heat due to various energy losses such as resistance loss and iron loss. This heat generation is one of the factors that determine the performance of the motor, and the continuous output of the motor is determined by the balance between the heat generation and the heat radiation capability. Therefore, the output of the motor can be increased by increasing the heat radiation area of the motor such as the stator surface and improving the heat radiation efficiency.
[0003]
2. Description of the Related Art A laminated stator is known as a stator of an electric motor, and the laminated stator is formed by laminating cores made of electromagnetic steel plates. FIG. 9 is a view for explaining one configuration example of a conventional laminated stator of an electric motor. FIG. 9A shows the cores 22 before being laminated, and the laminated stator 21 shown in FIG. 9B is formed by laminating the cores. Each core 22 constituting the laminated stator 21 can be formed by punching out an electromagnetic steel plate using a mold or the like, and has a hole 33 for inserting a rotor (not shown) at the center, and a coil A groove 34 for winding a core (not shown), a plurality of holes 32 arranged in the circumferential direction of the core 22, and a hole 31 for passing a rod (not shown) for connecting the core 22 are provided. The hole 32 forms a communication hole that connects both ends of the laminated stator 21 by laminating the cores 22 to form a cooling medium passage. The cooling medium such as air or oil passes through the communicating hole to cool the laminated stator 21. It is carried out.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
The conventional laminated stator has a problem that the heat radiation area is small and the heat radiation efficiency is low. This small heat dissipation area and low heat dissipation efficiency may also limit the continuous output of the motor.
In a conventional laminated stator, for example, in the laminated stator 22 having the above-described configuration, since the cores 22 having the same shape and the same dimensions are laminated, the outer peripheral surface of the laminated stator and the surface of the cooling medium passage are formed as shown in FIG. It becomes planar as shown in the cross section of c). Note that the cross section of FIG. 9C shows a cross section of a portion indicated by an arrow in FIG. 9B. Therefore, the heat radiation area of the laminated stator 22 is limited, and sufficient heat radiation efficiency cannot be obtained.
[0005]
In order to increase the heat radiation area of the laminated stator having the above-described configuration and improve the heat radiation efficiency, a laminated stator having a configuration in which the area of the outer peripheral surface of the core is enlarged has been proposed. FIG. 10 is a diagram showing another configuration example of the laminated stator. In FIG. 10, each of the cores 42 constituting the laminated stator 41 has holes 51 for rods, holes 52 for cooling medium passages, and holes 53 for rotors, similarly to the core of the laminated stator 21 shown in FIG. A groove 54 for winding the coil is formed. In the laminated stator 41, in addition to this configuration, unevenness 55 is further formed in the circumferential direction on the outer periphery of each core 42. The irregularities 55 formed on the core 42 increase the surface area of the laminated stator 42. As shown in FIG. 10B, the outer peripheral surface of the laminated stator 42 is formed into an irregular shape, thereby increasing the surface area. I have. FIG. 9C shows a cross section of a portion indicated by an arrow in FIG. 9B.
[0006]
However, the laminated stator having the configuration shown in FIG. 10 has a problem that although the surface area of the stator is increased, the outer peripheral shape of each core 42 is complicated, and the shape of a die for punching the core is also complicated. Further, since the strength of the projection formed on the surface of the core 42 is low, there is also a problem that the projection may be bent when the core is used alone.
[0007]
Furthermore, a laminated stator having another configuration for increasing the heat radiation area of the laminated stator and improving the radiation efficiency has been proposed. FIG. 11 is a diagram illustrating another configuration example of the laminated stator. As shown in FIGS. 11A and 11B, the laminated stator 61 has a core 62 of the same shape and the same size as shown in FIG. It is configured to cover the stator 61. The jacket 81 is formed of a member having good thermal conductivity such as Al, and is provided with radiating fins 82 around it, thereby radiating heat generated by the laminated stator 61 to the outside air. Each of the cores 62 constituting the laminated stator 61 has a hole 71 for a rod, a hole 72 for a cooling medium passage, a hole 73 for a rotor, a coil winding, similarly to the cores of the laminated stators 21 and 41 described above. Groove 74 is formed.
[0008]
However, in the configuration using the above-described jacket, it is necessary to separately prepare a jacket, and there is a problem that the number of steps such as a step of manufacturing the jacket and a step of covering the laminated stator main body with the jacket are increased.
[0009]
SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, it is an object of the present invention to solve the above-mentioned problems of the conventional laminated stator of an electric motor and to improve the radiation efficiency by increasing the heat radiation area with a simple configuration in the laminated stator of the electric motor.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
The laminated stator of the electric motor of the present invention is a stator formed by laminating cores of electromagnetic steel sheets, and by forming irregularities on the surface of the laminated stator or the surface of the cooling medium flow path formed inside the laminated stator, The heat radiation area of the laminated stator is enlarged to improve the heat radiation efficiency.
[0011]
As means for forming irregularities on the surface of the laminated stator, the laminated stator of the electric motor of the present invention includes at least two types of cores having different shapes in a plurality of laminated cores for forming the laminated stator. is there. By this shape laminating different core, the shape of the formed laminated stator irregularities are formed, it expanded heat radiation area.
[0012]
Further, the shapes to be changed are the outer shape of the core, the opening for forming the cooling medium flow path in the laminated stator, or both the outer shape and the opening. By the outer shape different shape of the core, uneven shape is formed on the outer peripheral surface of the laminated stator increases the area in contact with the outside air, it expanded heat radiation area. Further, by making the shape of the opening forming the cooling medium flow path in the laminated stator a different shape, an uneven shape is formed on the surface of the cooling medium flow path of the laminated stator, and the area in contact with the cooling medium increases, heat dissipation area is that to expand.
[0013]
As another means for forming irregularities on the surface of the laminated stator, the laminated stator of the electric motor according to the present invention is configured by laminating at least one kind of core having a different length in a radial direction at a different circumferential position. It is. Thus, the shape of the formed laminated stator irregularities are formed, it expanded heat radiation area.
[0014]
In addition, by forming at least two types of different shapes of the openings forming the cooling medium flow path in the laminated stator, an uneven shape is formed on the surface of the cooling medium flow path of the laminated stator, and the cooling medium comes into contact with the cooling medium. area is increased, you enlarge the heat dissipation area.
[0015]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
FIG. 1 is a block diagram for explaining a first embodiment of a laminated stator of an electric motor according to the present invention. FIG. 1A shows the cores 2 and 3 before being laminated, and the laminated stator 1 shown in FIG. 1B is formed by laminating the cores 2 and 3. The cores 2 and 3 constituting the laminated stator 1 can be formed by punching out an electromagnetic steel plate using a mold or the like, and a hole 13 for inserting a rotor (not shown) is provided at a central portion. A groove 14 for winding a coil (not shown), a plurality of holes 12 arranged in the circumferential direction of the cores 2 and 3, and a hole 11 for passing a rod (not shown) for connecting the cores 2 and 3 Is provided. The hole 12 constitutes a communication hole connecting both ends of the laminated stator 1 by laminating the cores 2 and 3 to form a cooling medium passage. By passing a cooling medium such as air or oil through the communicating hole, the laminated stator 1 is formed. To cool down.
[0016]
The cores 2 and 3 of the laminated stator 1 have different outer shapes. The shape shown in FIG. 1 shows a configuration example in which the outer dimensions are different. The core 2 has a small outer peripheral shape, and the core 3 has a large outer peripheral shape. The other holes 11, holes 13, and grooves 14 other than the outer shapes of the cores 2 and 3 have the same shape and dimensions, and allow installation of a rotor, a connecting rod, a coil, and the like (not shown). In addition, the hole 12 has a common portion capable of securing at least a flow path of the cooling medium.
[0017]
FIG. 1B shows an example of a laminated stator formed by alternately laminating cores 2 and 3 having different outer shapes. As a result, irregularities are formed on the outer peripheral surface of the laminated stator. FIG. 1C shows a cross section of an arrow portion shown in FIG. 1B. By alternately stacking cores 2 and 3 having different external dimensions, irregularities are formed in the cross section, The heat radiation area in contact with the outside air increases. Although FIG. 1 shows an example in which the cores 2 and 3 are arranged alternately, the arrangement order of the cores is not limited to the alternation, but may be any order. When the cores having the same shape are continuously arranged, the heat radiation area is reduced by that amount. Therefore, in order to secure a large heat radiation area, the two cores are preferably arranged alternately. Further, in the example shown in FIG. 1, two types of cores having different outer shapes are used, but not limited to two types, and two or more types of cores having different outer shapes can be used.
[0018]
Next, a second embodiment of the laminated stator of the electric motor according to the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 2A shows the cores 4 before being laminated, and the laminated stators 1 shown in FIG. 2B are formed by laminating the cores 2 and 3. The core 4 constituting the laminated stator 1 can be formed by punching out an electromagnetic steel sheet using a mold or the like, and similarly to the embodiment shown in FIG. 1, the rotor hole 13, the coil groove 14, the cooling medium flow, and the like. A road hole 12 and a rod hole 11 are provided.
[0019]
The core 4 included in the laminated stator 1 is at least one kind of core having a different length in the radial direction, and is laminated with different circumferential positions. The shape of the core shown in FIG. 2 shows an example in which two adjacent diameters differ at a 90-degree angle and the two diameters forming a 180-degree angle have a common length. . The other holes 11, holes 13, and grooves 14 other than the outer shapes of the cores 2 and 3 have the same shape and dimensions, and allow installation of a rotor, a connecting rod, a coil, and the like (not shown). In addition, the hole 12 has a common portion capable of securing at least a flow path of the cooling medium.
[0020]
The formation of the laminated stator 1 by laminating the cores 4 at different circumferential positions is performed, for example, in FIG. 2A and FIG. 2B, after arranging one core at a position indicated by 0 degrees in the drawing. Next, a configuration example is shown in which two laminated cores at a position shown at 90 degrees in the drawing and three laminated cores at a position shown at 0 degrees in the drawing are sequentially arranged. As a result, irregularities are formed on the outer peripheral surface of the laminated stator. FIG. 2C shows a cross section of an arrow portion shown in FIG. 2B. By arranging the cores 4 having different outer dimensions in different circumferential positions and laminating them, the cross-sectional shape is changed. The irregularities are formed, and the heat radiation area in contact with the outside air is increased. FIG. 2 shows an example of two laminated cores in which the cores 4 are arranged in one direction and three laminated cores arranged in the other direction, but the number and arrangement order of both laminated cores are shown. Can be optional. When a large number of laminated cores in the same direction are used, the heat radiation area is reduced accordingly. Therefore, in order to secure a large heat radiation area, a configuration in which the number of laminated cores is reduced is desirable.
Further, in the example shown in FIG. 2, a configuration example in which the length in the radial direction is changed every 90 degrees is shown, but the angle is not limited to 90 degrees, and may be any angle.
[0021]
Next, formation of a core used in the laminated stator of the present invention will be described with reference to FIGS. FIGS. 3 and 4 are views for explaining a step of forming the core shown in the first embodiment. In FIG. 3, S1 is a station provided with a die and the like for punching and forming an inner portion 15 such as holes 11, 12, holes 13, and grooves 14 formed in the inner peripheral portion of the core, and S2 is an outer peripheral portion. S3 is a station provided with a die or the like for punching and forming a core 2 having a small outer shape, and S3 is a station provided with a die or the like for punching and forming a core 3 having a large outer peripheral shape. A stage S4 having a receiving plate for receiving the punched cores 2, 3 is provided below the stations 2 and 3, so that the stage S4 can be moved between the stations S2 and S3.
[0022]
The cores 2 and 3 are formed by moving the electromagnetic steel sheet 10 for punching the core between the stations S1, S2, S3 and the stage S4, driving each station, punching out the die, and laminating on the stage S4. This can be done by:
[0023]
FIG. 4 shows an outline of a step of forming a core. FIG. 4A shows a state in which the magnetic steel sheet 10 has been moved to the station S1, and the inner shape portion 15 of the core is punched by the station S1. In the figure, α indicates a punched portion of the inner shape portion 15, and here is a punched portion of the core 2.
[0024]
After punching the inner part 15, the electromagnetic steel sheet 10 is moved to the position of the station S2 at the position of α, and the core 2 having a small outer peripheral shape is punched by the station S2. The punched core 2 is placed on the receiving tray of the stage S4. In FIG. 4B, the punched core 2 is indicated by A. At this time, in the station S1, the next inner shape portion 15 of the core 3 is punched. Β in the figure is a punched portion of the core 3.
[0025]
Next, the part of the electromagnetic steel sheet 10 is moved to the position of the station S3, the stage S4 is moved below the station S3, and the core 3 having a large outer shape is punched by the station S3. The punched core 3 is stacked on the receiving tray of the stage S4. In FIG. 4C, the punched core 3 is indicated by B. In the station S1, punching of the next inner portion 15 of the cores 2 and 3 is performed.
[0026]
Next, the part of the electromagnetic steel sheet 10 is moved to the position of the station S2, the stage S4 is moved below the station S2, and the core 2 having a small outer peripheral shape is punched by the station S2. The punched cores 2 are stacked on the receiving tray of the stage S4 to form a stacked core of the core 2, the core 3, and the core 2 (A, B, A in the figure). In FIG. 4D, the punched core 2 is indicated by A. At this time, in the station S1, the next inner shape portion 15 of the core 3 is punched.
[0027]
Hereinafter, by performing similar steps, lamination of cores having different shapes can be performed. Note that the type of the cores to be stacked and the stacking order can be changed by changing the arrangement of the stations S and the like.
[0028]
Next, a process of forming the core shown in the second embodiment will be described with reference to FIGS.
In FIG. 5, S1 is a station provided with a die or the like for punching and forming inner portions 15 such as holes 11, 12, holes 13, and grooves 14 formed in the inner peripheral portion of the core, and S2 is a core. 4 is a station provided with a die and the like for punching and forming the same. A stage S4 having a receiving plate for receiving the punched cores 4 is provided below the station 2. The stage S4 is rotatable about its axis, and can be stacked with different positions of the core in the circumferential direction.
[0029]
The formation of the core 4 is performed by moving the electromagnetic steel sheet 10 for punching the core between the stations S1 and S2 and the stage S4, driving each station, punching with a die, and laminating on the stage S4. Can be.
[0030]
FIG. 6 shows an outline of a step of forming a core. FIG. 5A shows a state in which the magnetic steel sheet 10 has been moved to the station S1, and the inner portion 15 of the core is punched by the station S1. In the figure, α indicates a punched portion of the first inner portion 15.
[0031]
After punching the inner portion 15, the portion of the electromagnetic steel sheet 10 is moved to the position of the station S2, and the core 4 is punched by the station S2. The punched core 4 is placed on the receiving tray of the stage S4. In FIG. 5B, the punched core 2 is indicated by A. At this time, the next inner shape portion 15 of the core 4 is punched in the station S1. In the figure, β indicates a punched portion of the inner portion 15 of the second core 3.
[0032]
Next, the portion of the magnetic steel sheet 10 is moved to the position of the station S2, and the next core 4 is punched by the station S2. The punched cores 4 are stacked on the receiving plate of the stage S4. At this time, the stage 4 is rotated, and the positions of the stacked cores 4 in the circumferential direction are changed. In FIG. 5C, the punched core 3 is indicated by B. In the station S1, the next inner shape portion 15 of the core 4 is punched. In the figure, γ indicates a punched portion of the inner portion 15 of the third core 3.
[0033]
Next, the magnetic steel sheet 10 is moved to the position of γ to the position of the station S2, and the third core 4 is punched by the station S2. The punched cores 4 are stacked on a receiving tray of the stage S4 to form a stacked core of the cores 4 indicated by A, B and C in the figure. At this time, the stage 4 is rotated, and the positions of the stacked cores 4 in the circumferential direction are changed. In FIG. 4D, the punched core 4 is indicated by C. At this time, in the station S1, the next inner shape portion 15 of the fourth core 4 is punched. In the drawing, δ indicates a punched portion of the inner portion 15 of the fourth core 3. Therefore, the circumferential positions of the cores stacked on the stage 4 are sequentially changed.
Hereinafter, by performing the same steps, it is possible to laminate the cores having the same shape at different circumferential positions.
[0034]
Next, in the first and second embodiments, a case will be described in which the diameter of the hole 12 that forms the cooling medium flow path is made different depending on the core, and the surface of the cooling medium flow path is formed into an uneven shape.
FIG. 7 is a diagram for describing an example applied to the first embodiment. In FIG. 7, the cooling medium holes 12-1 formed in the core 2 and the cooling medium holes 12-2 formed in the core 3 have different diameters. Here, each of the holes 12-1 and 12-2 is configured so that at least a common opening is formed in a stacked state so as to form a communicating cooling medium flow path. In the example shown in FIG. 7, the diameter of the hole 12-1 is set to be small, the diameter of the hole 12-2 is set to be large, and the center point is formed coaxially.
[0035]
In FIG. 7, the diameter of the hole 12-1 formed in the small core 2 is made small, and the diameter of the hole 12-2 formed in the large core 3 is made large. However, the size of the diameter is arbitrary. If there is no problem in the formation or strength of the core, the relationship can be reversed.
[0036]
FIG. 8 is a diagram for explaining an example applied to the second embodiment. In FIG. 8, the cooling medium holes 12-1 and 12-2 formed in the core 4 have different diameters. Here, each of the holes 12-1 and 12-2 is configured so that at least a common opening is formed in a stacked state so as to form a communicating cooling medium flow path. In the example shown in FIG. 8, the diameter of the hole 12-1 is made small, the diameter of the hole 12-2 is made large, and the center point thereof is formed coaxially.
[0037]
The position and diameter of the hole formed in the core can be set arbitrarily.
[0038]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, in the laminated stator of the electric motor, the heat radiation area can be increased by a simple configuration, and the heat radiation efficiency can be improved.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram for explaining a first embodiment of a laminated stator of an electric motor according to the present invention.
FIG. 2 is a diagram illustrating a second embodiment of the laminated stator of the electric motor according to the present invention.
FIG. 3 is a view for explaining a step of forming a core according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a diagram for explaining a step of forming a core according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a diagram for explaining a step of forming a core according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a diagram for explaining a step of forming a core according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a diagram for explaining an example in which cooling medium flow paths having different shapes are applied to the first embodiment.
FIG. 8 is a diagram for explaining an example in which cooling medium flow paths having different shapes are applied to the second embodiment.
FIG. 9 is a view for explaining a configuration example of a laminated stator of a conventional electric motor.
FIG. 10 is a view for explaining another configuration example of the laminated stator of the conventional electric motor.
FIG. 11 is a view for explaining another example of the configuration of the laminated stator of the conventional electric motor.
[Explanation of symbols]
Reference Signs List 1 laminated stator 2, 3, 4 core 10 magnetic steel sheet 11 rod hole 12, 12-1, 12-2 cooling medium flow path hole 13 rotor hole 14 coil groove 15 inner part S1, S2, S3 station S4 stage

Claims

複数枚のコアを積層して形成された積層ステータ内に冷却媒体流路を形成する共通部分を有する開口部を備えた電動機であって、
前記複数のコアは前記開口部の形状を異にする少なくとも２種類のコアを含むことを特徴とする電動機。 An electric motor having an opening having a common portion that forms a cooling medium flow path in a laminated stator formed by laminating a plurality of cores ,
Motor wherein the plurality of cores, characterized in that it comprises a core of at least two types having different shapes of the opening.

前記複数のコアは前記開口部の径を異にする少なくとも２種類のコアを含むことを特徴とする請求項１に記載の電動機。The electric motor according to claim 1, wherein the plurality of cores include at least two types of cores having different diameters of the openings.

前記積層ステータは、外形形状を異にする少なくとも２種類のコアを所定枚数毎に交互に積層させて形成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の電動機。3. The electric motor according to claim 1, wherein the laminated stator is formed by alternately laminating at least two types of cores having different outer shapes every predetermined number. 4.

前記積層ステータは、少なくとも一つの径方向の長さが異なる１種のコアを、周方向に位置を異ならせて積層することを特徴とする請求項１又は２に記載の電動機。3. The electric motor according to claim 1, wherein the laminated stator laminates at least one type of core having a different length in a radial direction at a different position in a circumferential direction. 4.

コアを積層してなる積層スタータを備える電動機の製造方法であって、A method for manufacturing an electric motor including a laminated starter obtained by laminating cores,
金型を備えた第１のステーションでコアの内周部分を打ち抜く工程と、Punching an inner peripheral portion of the core at a first station equipped with a mold;
当該内周打ち抜き部分を金型を備えた第２のステーションに移動する工程と、Moving the inner periphery punched part to a second station equipped with a mold;
当該第２のステーションで外周の小さいコアを打ち抜く工程と、A step of punching a small outer core at the second station;
当該打ち抜いた外周の小さなコアを受取皿に配置する工程と、Arranging the small core of the punched outer periphery on a receiving tray,
前記第１のステーションにて他のコアの内周部分を打ち抜く工程と、Punching an inner peripheral portion of another core at the first station;
当該内周打ち抜き部分を金型を備えた第３のステーションに移動する工程と、Moving the inner periphery punched part to a third station equipped with a mold;
当該第３ステーションで外周の大きいコアを打ち抜く工程と、Punching a core having a large outer circumference at the third station;
前記受取皿を前記第３ステーションに移動させた後に、前記打ち抜いた外周の大きいコアを前記受取皿に載置する工程と、After moving the receiving tray to the third station, placing the punched outer large core on the receiving tray;
前記工程を所定回数繰り返すことで所定量の複数の外周の相違するコアを積層する電動機の製造方法。A method for manufacturing an electric motor in which a predetermined amount of a plurality of cores having different outer peripheries are stacked by repeating the above-described steps a predetermined number of times.

コアを積層してなる積層スタータを備える電動機の製造方法であって、A method for manufacturing an electric motor including a laminated starter obtained by laminating cores,
金型を備えた第１のステーションでコアの内周部分を打ち抜く工程と、Punching an inner peripheral portion of the core at a first station equipped with a mold;
当該内周打ち抜き部分を金型を備えた第２のステーションに移動する工程と、Moving the inner periphery punched part to a second station equipped with a mold;
当該第２のステーションでコアを打ち抜く工程と、Punching a core at the second station;
当該打ち抜いたコアを受取皿に配置する工程と、Placing the punched core in a receiving tray;
前記第１のステーションにて他のコアの内周部分を打ち抜く工程と、Punching an inner peripheral portion of another core at the first station;
当該内周打ち抜き部分を前記第２のステーションに移動する工程と、Moving the inner periphery punched portion to the second station;
当該第２のステーションでコアを打ち抜く工程と、Punching a core at the second station;
前記受取皿を所定量だけ回転させて前記打ち抜いたコアを載置する工程と、Rotating the receiving tray by a predetermined amount and placing the punched core;
前記工程を所定回数繰り返すことで複数の同一種のコアを回転させて積層する電動機の製造方法。A method for manufacturing an electric motor in which a plurality of cores of the same type are rotated and stacked by repeating the above-described process a predetermined number of times.