JP6995183B1 - Motor core structure - Google Patents
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- Iron Core Of Rotating Electric Machines (AREA)
Abstract
【課題】本発明は、モーターのコアを軽量化することによって、起動時の初期動作や回転の変動に伴う追従性を向上させることを可能とするモーターの提供を課題とするものである。【解決手段】本発明は、積層される複数の電磁鋼板の間に隙間領域を設けて絶縁した構成のモーターのコア構造であって、前記隙間領域は、複数の電磁鋼板のうち縁部を残して中央部分を切り取った少なくとも一以上のスペーサー電磁鋼板と、該スペーサー電磁鋼板を両側から中央部を残したモーターコア電磁鋼板により挟み込む構成が連続して成る構成を採用した。【選択図】図１PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a motor capable of improving followability due to initial operation at startup and fluctuation of rotation by reducing the weight of the core of the motor. The present invention is a core structure of a motor having a structure in which a gap region is provided between a plurality of laminated electromagnetic steel sheets to insulate the core structure, and the gap region leaves an edge portion of the plurality of electromagnetic steel sheets. A configuration is adopted in which at least one spacer electrical steel sheet from which the central portion is cut off and the spacer electrical steel sheet are continuously sandwiched between both sides of the motor core electrical steel sheet with the central portion left. [Selection diagram] Fig. 1
Description
本発明は、モーターのコア構造に関し、詳しくは、コアを軽量化してレスポンスの向上を図るとともに、定格電圧における回転数の増加を可能とするために、従来の絶縁手段とは異なり、積層される電磁鋼板の間に隙間領域を設ける構成を採用することによって、軽量化を図るモーターコア構造に関するものである。 The present invention relates to the core structure of the motor, and more specifically, in order to reduce the weight of the core to improve the response and to increase the number of rotations at the rated voltage, the present invention is laminated unlike the conventional insulating means. It relates to a motor core structure for weight reduction by adopting a structure in which a gap region is provided between electromagnetic steel sheets.
従来のモーターコアは何枚も積層される電磁鋼板によって構成され、係る電磁鋼板は一枚一枚表面に絶縁皮膜等の絶縁処理が施されており、積層されたコア全体の重量は大きくなるものである。そうすると、回転はじめの初期動作等において、大きなトルクを必要とするために、大きな起動電力が必要となる。また、回転速度が変動するような利用方法においてはその追従性が悪くなる。ステッピングモーターのように回転角制御ができない直流モーターでは、コアが重いと慣性力が大きく作用し回転の上昇や下降に影響する。そこで軽量なコアを構成するための工夫が必要となる。しかしながら、渦電流の発生を抑止すること等の理由から、薄板の電磁鋼板を積層する構成が技術常識となっており、係る技術分野においては、コアの軽量化は意外と疎かにされているものと考えられる。 The conventional motor core is composed of a number of laminated magnetic steel sheets, and the surface of each of the relevant electrical steel sheets is subjected to an insulating treatment such as an insulating film, and the weight of the entire laminated core becomes large. Is. Then, a large starting power is required because a large torque is required in the initial operation at the beginning of rotation. In addition, the followability deteriorates in the usage method in which the rotation speed fluctuates. In a DC motor such as a stepping motor, which cannot control the rotation angle, if the core is heavy, an inertial force acts greatly, which affects the rise and fall of rotation. Therefore, it is necessary to devise to construct a lightweight core. However, for reasons such as suppressing the generation of eddy currents, the configuration of laminating thin electromagnetic steel sheets has become a common technical knowledge, and in the relevant technical field, weight reduction of the core is unexpectedly neglected. Conceivable.
また、小型モーター等に使用されるモーターコアは、従来プレス加工によって金属板を積層して所定形状に成形されており、積層モーターコアとしての係る形状については、例えば、複数の突極を有し、各突極の先端部は円弧状の部位となっており、各突極毎にそれぞれ巻線が巻かれる形状である。このようなコアはモーターの回転子として用いられるが、コアの突極と巻線との間が絶縁されていないような場合には、各巻線同士はコアを通じて短絡してしまい、モーター自身が機能しなくなってしまう。そこで、コアと巻線との間は絶縁する必要があり、積層電磁鋼板の表面はあらかじめ絶縁処理がなされているのが通常である。 Further, the motor core used for a small motor or the like is conventionally formed by laminating metal plates to a predetermined shape by press working, and the shape as the laminated motor core has, for example, a plurality of salient poles. The tip of each salient pole has an arcuate shape, and the winding is wound for each salient pole. Such a core is used as a rotor of a motor, but if the salient pole of the core and the windings are not insulated, each winding will be short-circuited through the core, and the motor itself will function. It will not be done. Therefore, it is necessary to insulate between the core and the winding, and the surface of the laminated magnetic steel sheet is usually insulated in advance.
そして、このような絶縁処理手段として、従来、電着塗料や溶剤スプレー、或いは粉体塗料等によりモーターコア表面に絶縁層を形成させる方法が採用されてきた。しかし、このような塗料で絶縁層を被覆する場合、モーターコアのエッジ部は絶縁層が剥離し易く、その結果絶縁層の絶縁特性を低下させるという問題が生じていた。そのため、絶縁層の膜厚を厚くせざるを得ない状況下にあった。近年、モーターの小型化、薄型化が要求され、さらには高性能（高耐電圧）が要求され、絶縁層の薄膜化が求められている。
膜状の絶縁層は、薄いにせよ厚いにせよ、成形工程においてコストもかかり製造工程も増加するものである。そこで、塗装以外で、しかも簡易に絶縁特性に優れた絶縁層を形成できることが課題といえる。
As such an insulating treatment means, a method of forming an insulating layer on the surface of a motor core by an electrodeposition paint, a solvent spray, a powder paint or the like has been conventionally adopted. However, when the insulating layer is covered with such a paint, there is a problem that the insulating layer is easily peeled off from the edge portion of the motor core, and as a result, the insulating characteristics of the insulating layer are deteriorated. Therefore, there was no choice but to increase the film thickness of the insulating layer. In recent years, motors have been required to be smaller and thinner, and higher performance (high withstand voltage) has been required, and thinning of the insulating layer has been required.
The film-shaped insulating layer, whether thin or thick, is costly in the molding process and increases the manufacturing process. Therefore, it can be said that the problem is that an insulating layer having excellent insulating characteristics can be easily formed other than painting.
そこで、上記の問題を鑑み、従来より種々の技術提案がなされている。例えば、発明の名称を「モーターコアの製造方法及びモーターコア及び高周波モーター」とする技術が開示されている（特許文献１参照）。具体的には、「特殊な材料を用いることなく、大規模な装置を設備することなく、積層鋼板による分割コア、ロータコアを安価に製造する。」ことを課題とし、解決手段として「積層鋼板が積層され、該積層鋼板が一体化されモータコアが製造されるモータコアの製造方法に於いて、焼鈍工程（ＳＴＥＰ：０５）と、焼鈍工程後に積層された前記積層鋼板を接着する工程（ＳＴＥＰ：０６）とを具備する。」といった技術が公開され公知技術となっている。しかしながら、特許文献１に記載の技術は、焼き純しにより、加工硬化した電磁鋼板の加工歪を除去することを特徴とするものであり、本発明のように絶縁手段として隙間領域を設ける構成とは異にするものであり、また、軽量化という課題を解決するに至っていない。 Therefore, in view of the above problems, various technical proposals have been made conventionally. For example, a technique in which the title of the invention is "a method for manufacturing a motor core and a motor core and a high frequency motor" is disclosed (see Patent Document 1). Specifically, the problem is "manufacturing split cores and rotor cores made of laminated steel sheets at low cost without using special materials and without installing large-scale equipment." In the method for manufacturing a motor core in which the laminated steel sheets are laminated and the laminated steel sheets are integrated to manufacture the motor core, a baking step (STEP: 05) and a step of adhering the laminated steel sheets laminated after the baking step (STEP: 06). The technology such as "is provided with and is a publicly known technology." However, the technique described in Patent Document 1 is characterized in that the work-hardened electromagnetic steel sheet is removed from the work-hardened strain by pure baking, and has a configuration in which a gap region is provided as an insulating means as in the present invention. Are different, and the problem of weight reduction has not been solved yet.
また、発明の名称を「ホイールインモーターのステータ製造方法」とする技術が開示されている（特許文献２参照）。具体的には、「薄型、コンパクトな高性能のホイールインモータのステータを容易に製造する製造方法を提供する」ことを課題とし、解決手段として「複数枚の電磁鋼板を圧接しながら溶接し分割ステータコアを形成する溶接ステップと、丸線材を角線材に加工しながらコアに巻回して分割ステータピースにするコイル巻回ステップと、巻回した角線材の膨れ上がり部分を両側から均等にプレスして所定形状に整形するコイル成形ステップと、各分割ステータピースを組み合わせてリング状にするステータ組合せステップと、各 分割ステータピースの関連するコイル端子を結線する結線ステップと、リング状に組み合わされた各分割ステータピースをモールド型に納めて形状固定した状態で樹脂注入を行いステータ形状の永久固定を行うモールドステップと、を含む。」という技術が公開され公知技術となっている。しかしながら、特許文献２に記載の技術は、モーターコアの製造方法に関するものであるが、複数枚の電磁鋼板を結合する手段として圧接しながら溶接するものであり、係る工程において隙間領域を形成するという構成は採用しておらず、軽量化という点からも本発明の課題を解決するに至っていない。 Further, a technique in which the title of the invention is "a method for manufacturing a stator for a wheel-in motor" is disclosed (see Patent Document 2). Specifically, the challenge is to "provide a manufacturing method that easily manufactures a thin, compact, high-performance wheel-in-motor stator", and as a solution, "weld and divide a plurality of electrical steel sheets while pressing them together." The welding step to form the stator core, the coil winding step to wind the round wire around the core to make a split stator piece while processing the round wire into a square wire, and the bulging part of the wound square wire are pressed evenly from both sides. A coil forming step for shaping into a predetermined shape, a stator combination step for combining each divided stator piece into a ring shape, a connection step for connecting the related coil terminals of each divided stator piece, and each division combined in a ring shape. A technique of "including a mold step in which a stator piece is placed in a mold and the shape is fixed and resin is injected to permanently fix the stator shape" has been published and is a publicly known technique. However, although the technique described in Patent Document 2 relates to a method for manufacturing a motor core, it is welded while pressure welding as a means for joining a plurality of electromagnetic steel sheets, and it is said that a gap region is formed in the process. The configuration is not adopted, and the problem of the present invention has not been solved from the viewpoint of weight reduction.
また、発明の名称を「モーター鉄芯構造」とする技術が開示されている（特許文献３参照）。具体的には、「本発明は、歯部と絶縁部材との間に形成した 隙間内に樹脂等の封止剤を注入することにより、鉄芯の 強度を向上させることを目的とする。」ことを課題とし、解決手段といて「本発明によるモータ鉄芯構造は、多数の 鉄芯片を転積する際に、歯部と絶縁部材との間に形成された隙間内に樹脂等の封止剤を注入して硬化させることにより、鉄芯を強化し、絶縁部材と巻線を鉄芯に対して強固に固定する構 成である」という技術が公開され公知技術となっている。しかしながら、特許文献３に記載の技術は、鉄芯の強度を向上させることを主たる目的とするものであり、軽量化を図るために隙間領域を設ける構成は採用しておらず、本発明の課題を解決するに至っていない。 Further, a technique in which the title of the invention is "motor iron core structure" is disclosed (see Patent Document 3). Specifically, "It is an object of the present invention to improve the strength of the iron core by injecting a sealing agent such as resin into the gap formed between the tooth portion and the insulating member." As a solution, "The motor iron core structure according to the present invention seals resin or the like in the gap formed between the tooth portion and the insulating member when a large number of iron core pieces are stacked. By injecting an agent and hardening it, the iron core is strengthened, and the insulating member and windings are firmly fixed to the iron core. " However, the technique described in Patent Document 3 has a main purpose of improving the strength of the iron core, and does not employ a configuration in which a gap region is provided in order to reduce the weight, which is a problem of the present invention. Has not yet been resolved.
本発明は、モーターのコアを軽量化することによって、起動時の初期動作や回転の変動に伴う追従性を向上させることを可能とするモーターの提供を課題とするものである。 An object of the present invention is to provide a motor capable of improving the followability associated with the initial operation at the time of starting and the fluctuation of rotation by reducing the weight of the core of the motor.
本発明は、積層される複数の電磁鋼板の間に隙間領域を設けて絶縁した構成のモーターのコア構造であって、前記隙間領域は、複数の電磁鋼板のうち縁部を残して中央部分を切り取った少なくとも一以上のスペーサー電磁鋼板と、該スペーサー電磁鋼板を両側から中央部を残したモーターコア電磁鋼板により挟み込む構成が連続して成る構成を採用する。 The present invention is a core structure of a motor having a structure in which a gap region is provided between a plurality of laminated electromagnetic steel sheets to insulate the core structure. A configuration is adopted in which at least one of the cut-out spacer electrical steel sheets and the spacer electrical steel sheets are continuously sandwiched by the motor core electrical steel sheets with the central portion left from both sides.
また、本発明は、前記隙間領域が複数の電磁鋼板のうち、前記スペーサー電磁鋼板を複数備え、該スペーサー電磁鋼板を両側から前記モーターコア電磁鋼板により挟み込む構成が連続して成る構成を採用することもできる。 Further, the present invention adopts a configuration in which the spacer electromagnetic steel sheets are provided in plurality among the electromagnetic steel sheets having a plurality of gap regions, and the spacer electromagnetic steel sheets are continuously sandwiched by the motor core electromagnetic steel sheets from both sides. You can also.
また、本発明は、前記スペーサー電磁鋼板及び前記モーターコア電磁鋼板に絶縁皮膜処理がされている構成を採用することもできる。 Further, in the present invention, it is also possible to adopt a configuration in which the spacer electromagnetic steel sheet and the motor core electromagnetic steel sheet are treated with an insulating film.
また、本発明は、前記スペーサー電磁鋼板及び前記モーターコア電磁鋼板の素材が何れも鉄製である構成を採用することもできる。 Further, in the present invention, it is also possible to adopt a configuration in which the material of the spacer electromagnetic steel sheet and the motor core electromagnetic steel sheet are both made of iron.
本発明に係るモーターのコア構造によれば、コア自体が軽量化されることによって、電圧変化に伴う回転速度の追従性が良くなるという優れた効果を発揮するものである。 According to the core structure of the motor according to the present invention, by reducing the weight of the core itself, it is possible to exert an excellent effect that the followability of the rotation speed accompanying the voltage change is improved.
また、本発明に係るモーターのコア構造によれば、コアが軽量化されていることにより、より遠方から吸着及びより遠方へと反発することから、定格電流当たりの出力増加並びに低回転域での高トルク化を図ることが可能となる優れた効果を発揮するものである。 Further, according to the core structure of the motor according to the present invention, since the core is made lighter, it attracts from a farther distance and repels from a farther distance, so that the output per rated current increases and the rotation speed is low. It exerts an excellent effect that makes it possible to increase the torque.
また、本発明に係るモーターのコア構造によれば、積層される電磁鋼板の絶縁処理が空間を設けることによって絶縁される為、特別な絶縁皮膜等の表面処理を施す必要がなく、渦電流の発生を抑えつつ、コストも軽減できるという優れた効果を発揮するものである。 Further, according to the core structure of the motor according to the present invention, since the insulation treatment of the laminated electromagnetic steel sheets is insulated by providing a space, it is not necessary to apply a special surface treatment such as an insulating film, and the eddy current can be generated. It exerts an excellent effect that the cost can be reduced while suppressing the occurrence.
また、本発明に係るモーターのコア構造において、隙間領域が複数の電磁鋼板のうち、スペーサー電磁鋼板を複数備え、スペーサー電磁鋼板を両側からモーターコア電磁鋼板により挟み込む構成を採用した場合には、より軽量化を図ることができる。但し、係る構成を採用した場合その隙間領域が大きすぎると出力が低下してしまうため、スペーサー電磁鋼板の枚数を適宜選択することが必要である。とする優れた効果を発揮するものである。 Further, in the core structure of the motor according to the present invention, when a configuration is adopted in which a plurality of spacer electrical steel sheets are provided and the spacer electrical steel sheets are sandwiched by the motor core electrical steel sheets from both sides among the electromagnetic steel sheets having a plurality of gap regions. It is possible to reduce the weight. However, when such a configuration is adopted, if the gap region is too large, the output will decrease, so it is necessary to appropriately select the number of spacer electrical steel sheets. It exerts an excellent effect.
本発明は、積層される複数の電磁鋼板の間に隙間領域を設けて絶縁した構成のモーターのコア構造であって、前記隙間領域は、複数の電磁鋼板のうち縁部を残して中央部分を切り取った少なくとも一以上のスペーサー電磁鋼板と、該スペーサー電磁鋼板を両側から中央部を残したモーターコア電磁鋼板により挟み込む構成が連続することにより、コアの内部に多数形成して軽量化を図ることを最大の特徴とするものである。
以下、図面に基づいて説明する。但し、係る図面に記載された形状や構成に限定されるものではなく、本発明の技術的思想の創作として発揮する効果の得られる範囲内で変更可能である。
The present invention is a core structure of a motor having a structure in which a gap region is provided between a plurality of laminated electromagnetic steel sheets to insulate the core structure. By continuously sandwiching the cut-out at least one spacer electrical steel sheet with the motor core electrical steel sheet with the central part left from both sides, a large number of spacer electrical steel sheets are formed inside the core to reduce the weight. It is the biggest feature.
Hereinafter, description will be given based on the drawings. However, the present invention is not limited to the shape and structure described in the drawings, and can be changed within the range in which the effect exerted as the creation of the technical idea of the present invention can be obtained.
図１は、本発明に係るモーターのコア構造の基本構成を説明する基本構成説明図である。また、図２は、本発明に係る隙間領域２０の配置構成を説明する構成説明図であり、図２（ａ）は電磁鋼板１０をモーター軸の軸方向から見た状態を示し、図２（ｂ）はモーター軸の垂直方向から見た状態を示している。なお、図２（ｂ）ではスペーサー電磁鋼板１２が２枚で該スペーサー電磁鋼板１２を両側からモーターコア電磁鋼板１３により挟み込む構成の実施例としたものであり、係る挟み込まれるスペーサー電磁鋼板１２は２枚に限定されるものではなく、スペーサー電磁鋼板１２の厚みにもよるが、隙間領域２０の存在によって上昇する鉄損による電動機のエネルギー効率の低下と、軽量化による性能の向上とのバランスから適宜選択する。
FIG. 1 is a basic configuration explanatory diagram illustrating a basic configuration of a core structure of a motor according to the present invention. 2A and 2B are configuration explanatory views illustrating an arrangement configuration of the
モーターのコア構造１は、積層される複数の電磁鋼板１０の間に隙間領域２０を設けて絶縁した構成のモーターのコア構造であって、隙間領域２０は、複数の電磁鋼板１０のうち縁部１１を残して中央部分を切り取った少なくとも一以上のスペーサー電磁鋼板１２と、該スペーサー電磁鋼板１２を両側から中央部を残したモーターコア電磁鋼板１３により挟み込む構成を連続させて、コア３０の内部に多数の隙間領域２０を形成して軽量化を図るものである。また、複数のスペーサー電磁鋼板１２をモーターコア電磁鋼板１３により挟み込む構成とすることで大きな空間の隙間領域２０として、より軽量化を図ることも有効である。
The core structure 1 of the motor is a core structure of a motor having a structure in which a
電磁鋼板１０は、変圧器や回転機(モータ)の鉄芯として積層して使用される機能材料であり、地球上に存在する物質の中で、常温での強磁性体元素は「鉄」「ニッケル」「コバルト」の３種のみである。電気が流れる所には磁気が発生し、例えば鉄の周りに銅線を巻きそこに電気を流すと、磁力が及ぶ空間（磁場）が発生する。強磁性体元素は、その時に自らが磁石になる（磁化する）性質を有しているものである。磁石が鉄片を吸引する作用の原因を磁気といい、磁気作用の及ぶ空間を磁界（磁場）と呼ばれる。鉄片を磁界中に置くと磁力線が流れることで磁極を生じ磁石となり、この現象を磁気誘導という。強磁性体「鉄・ニッケル・コバルト」は磁化された磁気（自発磁気）を持っている小さな区域から成立っており、小磁石の区域は磁区と呼ばれ、その境界を磁壁と呼ぶ。磁界がなければそれぞれがランダムな方向を向いて存在しているが、外部から磁界（磁場）をかけると同じ方向に整列し、あたかも１つの磁石の様相を示す。磁性材料には、電流の向きを反転すると容易に磁化も反転する「軟質磁性材料」と、電流を切っても磁化を維持し続け永久磁石になる「硬質磁性材料」の２種類があり、電磁鋼板１０は軟磁性材料に該当するものである。「軟質磁性材料（電磁鋼板１０）」は外部から磁界を加えると反応しやすく、その向きが反転するとすぐに自らの磁化も反転する。つまり、磁力線を通し易い（高透磁率）特性を持つものである。実験的に試作したものには鉄製１５を用いた。
The
縁部１１は、ローター３０（回転子）を構成する電磁鋼板１０のうち、ステータ（固定子）側の外周縁部をいい、周方向への円弧形状に突き出した部分であり、モーターのコア構造１において積層される複数の電磁鋼板１０間に、隙間領域２０が存在しない部分となる。なお、先端から周方向へ突き出した縁部１１の両先端部はハンダ付け、ろう付け、レーザー溶接、接着またはカシメ等により結合される部分となる。実験的に試作したものではハンダによる結合手段を採用した。
The
スペーサー電磁鋼板１２は、積層される複数の電磁鋼板１０間に、隙間領域２０をつくるために、複数の電磁鋼板（１０）のうち縁部（１１）を残して中央部分を切り取った形状であり、モーターコア電磁鋼板１３間で挟持されるものである。
The spacer
モーターコア電磁鋼板１３は、コア３０の全体を積層により構成する部材であり、図１に示すような形状である。素材としては、鉄製１５であればコスト的にも好適である。
The motor core
絶縁皮膜処理１４は、通常、積層される一枚一枚の電磁鋼板１０のすべての表面に施されるものであるが、本発明に係るモーターのコア構造１では、隙間領域２０で隣接する電磁鋼板１０は接触しないため原則的には不要である。ただし、電磁鋼板１０の縁部はスペーサー電磁鋼板１２とモーターコア電磁鋼板１３は接触状態での積層となるため、縁部１１のみ或いはスペーサー電磁鋼板１２と当接部分に絶縁被膜処理１４を施すことも有効である。係る絶縁被膜処理１４については、従来と同様に、電着塗料や溶剤スプレー、或いは粉体塗料等により縁部１１の表面に絶縁層を形成させる方法を用いればよい。
The insulating film treatment 14 is usually applied to all the surfaces of the laminated
鉄製１５は、電磁鋼板１０の素材のことである。電磁鋼板１０は鉄鋼材料であると同時に、磁気的性質を持つ「磁性材料」であり、材料が磁性を持つためには「磁石につく性質（強磁性）」が不可欠であるが、地球上に存在する物質の中で、常温での強磁性体元素は「鉄」「ニッケル」「コバルト」の３つしかなく、工業的に使用される磁性材料は、合金や酸化物の形態でこの３元素のいずれかを含んでいる場合がほとんどである。電気があるところには磁力が発生する。例えば、鉄の周りに銅線を巻きそこに電気を流すと、磁力が及ぶ空間（磁界）が生まれる。強磁性体元素は、そのときに自らが磁石になる（磁化する）性質を持つ。鉄は、構造材料でありながら強い磁性を併せ持つ重宝な素材であり、磁性材料には、電流の向きを反転すると容易に磁化も反転する「軟質磁性材料」と、電流の向きを反転しても磁化を維持し続け永久磁石になる「硬質磁性材料」の２種類がある。電磁鋼板１０としての鉄製１５は軟質磁性材料にあたるものである。
The iron 15 is the material of the
隙間領域２０は、本発明に係るモーターのコア構造１において重要な技術的要素であり、軽量化と回転特性の向上化に資するものである。具体的には、複数の電磁鋼板１０のうち縁部１１を残して中央部分を切り取った少なくとも一以上のスペーサー電磁鋼板１２と、該スペーサー電磁鋼板１２を両側から中央部を残したモーターコア電磁鋼板１３により挟み込む構成が連続することによりコア３０の内部に多数形成される空間である。
The
コア３０は、複数の積層鋼板１０をコア状に積層して積上げ一体化したものである。通常、一体化には、所要箇所を板厚方向に溶接する方法、複数の電磁鋼板１０をカシメてプレス接合をする方式、電磁鋼板１０に接着剤を塗布して積層固着する方式などがある。溶接方法の場合では、溶接部分で積層鋼板間が短絡することとなり、磁気が通過する部分は溶接を避けなければならず、溶接箇所に制約が生じる。
The
また、ローター側のコア３０には複数部分に分割したものがあるが、係る分割型のコアでは、溶接箇所が多くなり、又磁気を通過する部分を避けて溶接することが困難になるので、実質的に溶接を用いることは難しいという問題がある。特に、ロータ側のコアは磁界の中を回転するものであり、磁気を通過する部分を避けて溶接することは困難であり、溶接でモーターのコア３０を製造するにはレーザ溶接機が必要となり、コスト高になる。
Further, the
そしてまた、カシメ方式は、前記溶接方法等と比べると安価に供給ができるものの、正確なカットと正確なプレス結合のため、精度の高いレーザーカット加工機や高精度な金型等が必要となり、やはりコストが問題となる。 In addition, although the caulking method can be supplied at a lower cost than the welding method, a high-precision laser cutting machine, a high-precision mold, etc. are required for accurate cutting and accurate press coupling. After all cost becomes a problem.
さらにまた、電磁鋼板１０に接着剤を塗布して積層固着する接着方式によれば、１枚１枚の電磁鋼板１０の間に接着剤を付けて積み上げるため、加工がない分、加工時間等がかかるためコスト高となるが、熱影響や鉄損のロスが生じない。電磁鋼板１０の薄手化にも対応しているほか、接着性が高いため振動が小さくモーターの高回転にも耐えられ、金型の精度は要求されず、他の方式と比較してモーター特性が向上する。但し、結合工程における接着時間がかかるという問題を含んでいる。以上の各結合手段のメリット・デメリットを踏まえ、実験的に試作したものではハンダにより縁部１１の外周辺の一部であって、ステータ（固定子）とロータ（回転子）とのクリアランス内に収まるようハンダを流す結合手段を採用した。
Furthermore, according to the adhesive method in which an adhesive is applied to the
巻線４０は、電気機器の巻線用電線を一般にマグネットワイヤと呼ばれ、換言すれば電気エネルギーと磁気エネルギーとを、互に交換するために用いる電線であり、電磁鋼板１０に巻き付けてモーターコイルを形成する。巻線４０には多くの種類が存在するが、一般的な銅線を被膜絶縁したエナメル線を用いればよく、絶縁厚さが薄く均一であり、絶縁破壊電圧や絶縁抵抗等電気特性が良いなど、モーターコイル用として必要な性能を有するものであれば、特にその種類は限定されるものではない。
The winding 40 is a wire used for exchanging electric energy and magnetic energy with each other, in other words, the electric wire for winding of an electric device is generally called a magnet wire, and is wound around an
ステータ５０は、モーターの静止部分(固定子)であり、永久磁石で構成される磁気回路の一部である。
The
図３は、本発明に係るモーターのコア構造の試験装置により隙間領域の配置構成を説明する構成説明図である。図３（ａ）は、積層される電磁鋼板１０全体の積層状態を示し、図３（ｂ）はその一部拡大図である。図面として示した写真ではわかりにくいが、白っぽく見える複数の板状部材がモーターコア電磁鋼板１３であり、その間の黒っぽく見えるのが隙間領域２０である。また、ハンダにより見え難いがハンダの下にはスペーサー電磁鋼板１２が存在する。なお、実験的に試作した装置に用いられるコア３０では、４０枚のモーターコア電磁鋼板１３の各隙間に其々２枚ずつペーサー電磁鋼板１２を挟持した場合、積層厚さで４５ｍｍであり、隙間領域２０の部分が軽量化されていることがわかる。
FIG. 3 is a configuration explanatory diagram illustrating an arrangement configuration of a gap region by a test device for a core structure of a motor according to the present invention. FIG. 3A shows a laminated state of the entire laminated
本発明に係るモーターのコア構造によれば、同じ大きさのモーターコアと比較して軽量化を図ることができることから回転の追従性や、出力・トルクの向上が図れ、電動機等を用いる工業製品等広く利用できることから、産業上利用可能性は高いと思慮されるものである。
According to the core structure of the motor according to the present invention, the weight can be reduced as compared with the motor core of the same size, so that the followability of rotation and the output / torque can be improved, and the industrial product using an electric motor or the like can be improved. Since it can be widely used, it is considered to have high industrial applicability.
１ モーターのコア構造
１０ 電磁鋼板
１１ 縁部
１２ スペーサー電磁鋼板
１３ モーターコア電磁鋼板
１４ 絶縁皮膜処理
１５ 鉄製
２０ 隙間領域
３０ コア
４０ 巻線
５０ ステータ
1
Claims (4)
前記隙間領域（２０）は、
複数の電磁鋼板（１０）のうち縁部（１１）を残して中央部分を切り取った少なくとも一以上のスペーサー電磁鋼板（１２）と、
該スペーサー電磁鋼板（１２）を両側から中央部を残したモーターコア電磁鋼板（１３）により挟み込む構成が連続する積層回数に応じて、コア（３０）の内部に前記隙間領域２０が形成されることにより軽量化を図ることを特徴とするモーターのコア構造（１）。 It is a core structure of a motor having a structure in which a gap region (20) is provided between a plurality of laminated electromagnetic steel sheets (10) to insulate them.
The gap region (20) is
At least one spacer electrical steel sheet (12) from which the central portion of the plurality of electrical steel sheets (10) is cut off, leaving the edge portion (11), and
The gap region 20 is formed inside the core (30) according to the number of consecutive layers in which the spacer electrical steel sheet (12) is sandwiched between the motor core electrical steel sheets (13) with the central portion left from both sides. The core structure of the motor (1), which is characterized by further weight reduction.
複数の電磁鋼板（１０）のうち前記スペーサー電磁鋼板（１２）を少なくとも二以上備え、該複数のスペーサー電磁鋼板（１２）を両側から前記モーターコア電磁鋼板（１３）により挟み込む構成が連続する積層回数に応じて、コア（３０）の内部に前記スペーサー電磁鋼板（１２）が一つの場合と比べて大きな空間の前記隙間領域（２０）が形成されることにより軽量化を図ることを特徴とする請求項１に記載のモーターのコア構造（１）。 The gap region (20)
Of the plurality of electrical steel sheets (10), at least two or more of the spacer electrical steel sheets (12) are provided, and the plurality of spacer electrical steel sheets (12) are sandwiched from both sides by the motor core electrical steel sheets (13). The claim is characterized in that the weight is reduced by forming the gap region (20) in a larger space than the case where the spacer electromagnetic steel sheet (12) is one inside the core (30). Item 1. The core structure (1) of the motor according to Item 1.
The core structure of the motor according to any one of claims 1 to 3, wherein both the spacer electromagnetic steel (12) plate and the motor core electromagnetic steel plate (13) are made of iron (15). (1).
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