JPH02280641A - 回転電機のステータ鉄心 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は１発電機及び電動機のステータ鉄心に関するも
のである。

〔従来の技術〕

一般に巻線工程の自動化を対象とした電動１Ｎのステー
タ鉄心においては、内輪体と外輪体に分割して構成され
てお沙、内輪体にコイルを巻いた後、外輪体を内輪体に
結合する構造が採用されている。

第４図はこの種ステータ鉄心を示し、伝えば特開昭５８
−３３９４５　　号公報に示されるステータ鉄心の分割
斜視図である。図において、αＱは磁性材料からなる外
輪体、αηはこの外輪体ＱＯの内周面に形成さｎた談合
凹部、曽は磁性材料からなる内輪体、ぐυはこの内輪体
（１）に形成された電動機の極数に応じた放射状の突出
部、□□□はこれら突出部（財）間を連結する環状の薄
板状からなるブリッジ部、りはブリッジ部（イ）の上記
突出部（２）間に厚み方向に不連続に形成されたスリッ
トである。

次にこの上５に構成されたステータの組立について説明
する。まず、内輪体翰の突出部（ハ）にコイルＣ（ＩＩ
（第５図に示す。）を巻回し、次に外輪体ａ１の談合凹
部に突出部Ｑ］）を接合させて、ステータ鉄心を形成す
る。

このように構成されたステータを有した電動機の磁気回
路は、一般に第５図に示すようであり、第５図において
、６Ｉ）はステータ鉄心内にエアギャップａを周囲に設
けた回転子、（至）はこの回転子６めに巻回された駆動
用のコイルである。このものにおいて、内輪ダ体（イ）
の又黒部Ｑめに巻回さｎたコイル（至）により誘導さｎ
る一部の磁束ｆ１は、内輪体■のブリッジ部器を通り隣
接した突出部（財）に、また残りの磁束ｒ２はエアギャ
ップａを横断し、回転子し、回転子６ηのコイル（至）
に電流を流すことによって、トルクを生じさせて回転子
６ρを回転させるが、磁束らはこの電動機の回転に対し
て何の励きもない無効磁束である。従って、コイル■に
より誘導される磁束ｆが全部が有効磁束らであることが
望ましい。しかしながら、空気空間であるエアギャップ
ａより磁性材料で形成さｎたブリッジ部（５）の方が、
格段磁気抵抗が小さいので、コイル彊により誘導される
磁束ｆの一部はブリッジ部（２）を流れ、どうしても無
効磁束ｆｌが大きくなり易い。

この問題点を解決するために上記従来例では、疲黒部（
ハ）間のブリッジ部（財）にスリット（２）を設け、ブ
リッジ部器の磁気抵抗を大きくしている。また従来より
、エアギャップａを加工組み立て可能な限り小さくして
、エアギャップａの磁気抵抗を小さくするとともに、ブ
リッジ部（ロ）を加工上可能な限り薄くすることで、ブ
リッジ部（財）の磁気抵抗を増大させ、無効磁束ｆ１の
低減を図ってき足。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、このような従来のいずｎの方法において
も、さらに無効磁束ｒ１を減少させ、電動機の効率を向
上させるためには、ニアギャップ畠をさらに小さくした
り、ブリッジ部器をより薄くしたり、またブリッジ部器
のスリット（至）をさらに大きくする必要がある。しか
し、こわらの方法のおける。研削、切削等の機械加工に
は限界があると共に、ブリッジ部器の機械的強度が弱く
なり、巻線する場合に作用する力や内輪体（ホ）と外輪
体α０色 とり嵌合するときに作用する力により、ブリッジ部（財
）が変形することとなる。従って、ブリッジ部−のｗＬ
細化には機械的強度上の制約が、電動機の効率向上の障
害となっていた。

本発明は、かかる問題を解決するために、σされたもの
で、突出部間を内Ａ側にて連結するブリッジ部の機械的
強度を弱めることなく、無効磁束ｆｌを低減し効率良い
電動機のステータ鉄心を得ることを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

本発明に係る電動機のステータ鉄心は、磁性材料よりな
り複奴の突出部が放射状に配役さｎ、こしら突出部間の
内周側を連結するブリッジ部を突出部と同一磁性材料で
構成し、かつこのブリッジ部に突出部の組織状態と異な
る磁気抵抗の大きい組織変質部を形成したものである。

〔作用〕

上記のように（ｄ成された電動機のステータ鉄心におい
ては、突出部間のブリッジ部にａ！磁気抵抗大きいｋｉ
繊変質部を形成しているので、この組織に室部が突出部
に巻回さｎるコイルにより誘導さｎた磁束を通しに＜＜
シ、ブリッジ部を通る無効磁束を減少させ、有効磁束の
増力口をもたらす。

〔実施例〕

以下に、この発明の一実施例の電動機のステータ鉄心に
ついて、第１図、及び第２図に基づいて説明する。図に
おいて、ＣＡＱはうず鑞流損を少なくするために複数の
珪素鋼等の高透磁率磁性材料の薄鋼板を重ね合わせて形
成さｎ九九輪体、（ロ）はこの外輪体α１に形成さ′ｔ
′した嵌合凹部、■はこの外輪体ＱＯと同様に珪素鋼等
の高透磁率磁性材料の薄鋼板を重ね合わせて形成さｎた
内輪体、（２）は電動機の極数に応じて放射状に配設さ
ｎた内輪体の突出部、（２）はこれら突出部（財）間を
内周側にて連結することによって、ブリッジ部（ロ）に
形成さｎた磁気抵抗の耳い組織変質部である。

一般に、内輪体（７）を（４成する坪索鋼等の昆透磁率
磁性材料においては、その磁気抵抗が内部歪みに比Ｈす
るとともに、結晶粒の大きさに反比例する。従って、内
輪体−のブリッジ部（財）に形成さｎる組織変質部に）
は内部歪みが大きく、結晶粒の小さな組織である。この
ような鋼の組織は、鋼をオーステナイト化し、オーステ
ナイト相のみとなる状！副まで高温に加熱した後、こｎ
を急冷し、マルテンサイト化することによって得らｎ、
その組織は、急冷によって内部歪みが増大した状態であ
って、非常に細かい針状のマルランサイト組減となるの
で、透磁率は低く磁気抵抗は大きい。

このように形成さｎｆｃｉ％抵抗の大きい組節変質部（
２）をブリッジ部（３）に有する内輪体（７）の挿入凸
部（ハ）と外輪体ＧＯの嵌合凹部を嵌合してステータ鉄
心は形成さｎる。

上記ステータ鉄心においても、上記実ｍｆｆＪで示した
もの同様に、電動機で用いらｎた場合の磁気回路は第５
図に示さｎたものであり、突出部勾に巻回されたコイル
（２）に電流を流し、誘導される磁束ｆは、１部の磁束
ｆ１はブリッジ部圏を通り隣接した突出部ぐｐに、また
残りの磁束ｆ２はエアギャップａを横断し、回転子０υ
を通過して−接し九朶黒部Ｑ心に導かｎる。その結果、
磁束ｆ２は回転子６１）に設けらｎた駆動用のコイル（
２）に電流を流させ、回転子Ｃ３フにトルクを生じさせ
て回転させる。

上記のように構成さｎたステータ鉄心は、突出部な０間
のブリッジ部圏に磁気抵抗の大きい組織変質部（ハ）が
形成さｎているので、発生した磁束ｆは、ブリッジ（財
）を流れる無効磁束ｒｌが減少し、エアギャップａを横
断し、回転子Ｑυの駆動用コイル（９）を鎮交する有効
磁束ｆ３が増加することと成り、磁気回路の効率が向と
し、電動機の効率は向とする。

さらに、この実地例では、組織変質部に）を形成するた
めの局所的な加熱後、急冷する焼き入れ工程により、ブ
リッジ部間の、機械的な強度が増している。

なお上記実施例では、珪素鋼等の薄鋼板で形成された内
輪体（７）のブリッジ部（財）に、熱的処理を施すこと
によし、ブリッジ部圏に組織変質部に）を形成し次が、
第３因に示されるように、薄鋼板の状態で、熱的処理を
施しブリッジ部（財）に組織変質部（ハ）を形成させた
後、＃鋼板を重ね合わせ内輪体■を形成しても、ブリッ
ジ部圏の磁気抵抗は大きく、上記実施例と同様の効果が
得らｎる。

なお、この発明の他の実施例として、第４図に示さｎる
従来のステータ鉄心において、スリット（至）を有する
ブリッジ部圏に熱的処理を施仄磁気抵抗の大きい組ｋａ
変質部（ホ）を形成したものであっても良い。このもの
にあっても、無効磁束ｆ１はさらに減少するので、有効
磁束らが増加するとともに、さらに、熱的処理による焼
き入れ効果によって、機械的強度が増すので、スリット
四を形成することによって、ブリッジ部圏の機械的強度
が劣ることを補う効果をも有する。

なお上記実施例では組織変質部（イ）は、高周波焼き入
れ法で形成されたが、この方法に限ることなく、他の熱
源として、レーザ、電磁波、超音波。

抵抗溶接、及びスポット溶接のような通電加熱を用いた
り、または極細ガストーチで直接加熱し九り、ブリッジ
部（２）の断面積が小さいので複数の突出部□□□間に
大電流を流し、ブリッジ部（２）を自己発熱させる方法
等で、局所的にブリッジ部（２）を高温にし、急冷する
ことにより、磁気抵抗の大きい組織変質部（ハ）を得る
ことができる。急冷は、ブリッジ部圏への入熱量が少な
く、ブリッジ部（社）から突出部り０への熱伝導は良い
ので、空冷又は水冷によって容易におこなうことができ
る。

ところで上記実施例では、電動機に利用する場合につい
て述べたが、その他の回転電機にも利用できることは言
うまでもない。

〔発明の効果〕

この発明は、以上に述べたようにステータ鉄心の突出部
を内周側にて直結するブリッジ部に、突出部の組織状態
と異なる磁気抵抗の大きい組織変質部を形成したので、
ブリッジ部の機械的強度を弱めることなく、ブリッジ部
を通る無効磁束ｆ１を減少させ、有効磁束らを増加させ
ることができる大め、効率の良い回転電機のステ・−夕
鉄心を得ることが出来る効果を有する。

【図面の簡単な説明】

めの円輪体の一部を示す平面図、第３図はこの発明の他
の実施例を示す内輪体の一部を示す分解斜視図、第４図
は従来の回転電機のステータ鉄心を示す分割斜視図、第
５図は回転電機の磁気圓略図である。 図において、（１）は内一体、Ｑ◇は突出部、＠はブリ
ッジ部、四は組織変質部である。 なお、各図中向−付号は同−又は、ｔｌ当部分を示す。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 放射状に配設され、磁路の一部となる磁性材料からなる
   複数の突出部、これら突出部間を内周側にて連結し、上
   記突出部と、同一磁性材料からなるブリッジ部、このブ
   リッジ部に形成され、上記突出部の組織状態と異なる組
   織状態にて磁気抵抗が上記突出部の磁気抵抗より大なら
   しめた組織変質部を備えた回転電機のステータ鉄心。