JPH052551U - 回転電機の電機子 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】 電機子鉄心１にロータ磁極５１対向して複数
のスロット３とティース４とを設け、スロット数をＮ
_S 、ロータ磁極数とスロット数の最大公約数をｎ_m、１
回転当たりのコギングの山数をＮ_g とし、ｍ＝Ｎ_g ／Ｎ
_s とした時、前記ティースの内の基準ティースから
｛（０，１，２…ｎ_m ）×Ｎ_S ／ｎ_m ｝＋１番目の各テ
ィースにスロットの中心からの角度差Δθがそれぞれ、 Δθ＝３６０°／｛Ｎ_S ×ｍ×（ｎ_m ＋１）｝ となるように擬似スロット６をｍ個設けた回転電機の電
機子である。 【効果】 電機子鉄心にスキューを施すことなく、ティ
ースの先端部に擬似スロットを軸に平行に設けることに
よりコギングを低減することができるので、長手方向の
スキュー効果と同様の効果を円周方向に設けた擬似スロ
ットにより実現し、電機子鉄心の加工を簡単にし、電機
子コイルの占積率も向上する。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、モータなどの回転電機の電機子に関し、特にトルクリップルを低減 させる電機子鉄心に関する。

【０００２】

【従来の技術】

従来、電機子コイルを収納する開口部を有する巻線溝を備えた電機子鉄心を用 いたモータでは、開口部の影響によりトルクリップルや回転リップルなどモータ 特性に悪影響を与えるコギングが発生するが、スロットにスキューを施したり、 スロットの間に形成されたティースの先端にスキューを施した複数の溝を設けて 、コギングを減少させるものが開示されている（例えば、特開昭６２−１８５５ ４５号公報）。

【０００３】

【考案が解決しようとする課題】

ところが、上記構成では、鉄心を積層する時に、ティースに設けた溝ピッチが 小さいため、溝がスキューするように鉄心を積層するごとに１枚づつ僅かな角度 だけ回転させて鉄心のスキューをそろえる必要があり、積層作業に多くの手間が かかるという欠点があった。 また、スロットにスキューがあると、コイル入れ作業に手間がかかると共に占 積率が悪く、損失が大きくなり効率が低下するという問題もあった。 本考案は、スロットにスキューを施すことなくコギングを低減することを目的 とするものである。

【０００４】

【課題を解決するための手段】

本考案は、ロータ磁極に対向して開口する複数のスロットと前記スロットの間 に形成したティースとを設けた電機子鉄心と、前記スロットに収納された電機子 コイルとを備えた回転電機の電機子において、前記スロット数をＮ_S 、前記ロー タ磁極数Ｐと前記スロット数Ｎ_S の最大公約数をｎ_m 、１回転当たりのコギング の山数をＮ_g とし、ｍ＝Ｎ_g ／Ｎ_s とした時、前記ティースの内の基準ティース から｛（０，１，２…ｎ_m ）×Ｎ_S ／ｎ_m ｝＋１番目の各ティースにスロットの 中心からの角度差Δθがそれぞれ、 Δθ＝３６０°／｛Ｎ_S ×ｍ×（ｎ_m ＋１）｝ となるように擬似スロットをｍ個設けたものである。

【０００５】

【作用】

ティースのロータ磁極に対向する先端部に、スロットの開口部と同じまたは近 似的な開口幅を持つｍ個の擬似スロットをロータ軸に平行に設けることにより、 ロータ磁極に対しスロットの開口部とティースがロータの回転によって交互に対 向することによって、ロータ磁極と電機子鉄心との間に磁気的変動分により発生 するコギングの基本波成分を打ち消すことができる。 したがって、従来の構成においてスロットに長手方向にスキューを施した時と 同様の効果を、円周方向に擬似スロットを設けることによって実現することがで きる。

【０００６】

【実施例】

本考案を図に示す実施例について説明する。 図１は本考案の原理を示す説明図で、電機子鉄心１に電機子コイル２を収納す るスロット３の数をＮ_S とし、スロットの間に形成されたティース４の先端に対 向するロータ５の磁極数をＰとした時、ロータ５の回転によってロータ磁極５１ に対しスロット３の開口部３１とティース４が交互に対向するため、ロータ磁極 ５１と電機子鉄心１との間に磁気的変動分によるコギングが発生する。ロータ１ 回転当たりのコギングの基本波成分は１回転当たりのコギングの山数をＮ_g とし 、ｍ＝Ｎ_g ／Ｎ_s とした時、スロット数Ｎ_S の整数（ｍ）倍の周波数を持ってい る。ここでコギングの基本波成分を打ち消すようにティース４にスキューを施せ ば、磁気変動分はなくなり、原理的にはコギングは発生しない。この場合のスキ ュー角θ_S は、θ_S ＝３６０°／（Ｎ_S ×ｍ）で表される。 したがって、ティース４のロータ磁極５１に対向する先端部４１に、スロット ３の開口部３１と同じまたは近似的な開口幅を持つｍ個の擬似スロット６をロー タ軸に平行に設けることにより、磁気変動分を打ち消すことができる。 また、スキューは各ロータ磁極５１に対してスロット３の開口部３１を円周方 向に移動したものとみなすことができる。そこで、磁極数Ｐとスロット数Ｎ_S の 最大公約数ｎ_m とした時、ロータ磁極５１の位置に対してティース４の位置が磁 気的に重なる位置で、スキュー角θ_S を（ｎ_m ＋１）等分した角度差Δθを持っ た擬似スロット６を、基準ティースから｛（０，１，２…ｎ_m ）×Ｎ_S ／ｎ_m ｝ ＋１番目の各ティースにスロットの中心からの角度差Δθがそれぞれ、 Δθ＝３６０°／｛Ｎ_S ×ｍ×（ｎ_m ＋１）｝ となるように擬似スロットをｍ個設けることによりコギングを低減することがで きる。しかも、電機子鉄心１を薄板鋼板からなるコアを積層する場合、１枚のコ ア毎にコギングを打ち消す効果があるため、コアにスキューを施して積層する必 要がない。

【０００７】 具体的には、図２に示すように、電機子鉄心１のスロット数Ｎ_S ＝９、ロータ 磁極数Ｐ＝６の時、コギングの基本波成分の周波数は１８／回転で、 ｍ＝１８／９＝２ となるので、ティース４の先端部４１に擬似スロット６ を２個設ける。 その位置は、磁極数Ｐ＝６とスロット数Ｎ_S ＝９の最大公約数ｎ_m ＝３である から、ティース４の番号を基準のティースから順に円周方向にＮｏ１〜Ｎｏ９と すると、 角度差Δθ＝θ_S ／（ｎ_m ＋１）＝３６０°／（１８×４）＝５° となり 、Ｎｏ１，Ｎｏ４，Ｎｏ７のティースに５°づつ、両側のスロット３の中心から 角度差が出るように擬似スロット６ａ，６ｂ，６ｃをティース４の中心から左右 対称に設ける。Ｎｏ２，Ｎｏ５，Ｎｏ８の組と、Ｎｏ３、Ｎｏ６、Ｎｏ９の組に も同様に擬似スロット６ａ，６ｂ，６ｃを設ける。 なお、擬似スロット６と開口部３１とが重なると、開口部が広がったことと同 じになりコギングが低減しないので、擬似スロット６の幅を狭くするか、少しず らすことによりコギングの低減効果を維持することができる。 また、上記実施例ではティース中心に対して左右対称に擬似スロットを設けた が、擬似スロットおよびスロットの開口部との間で干渉のない位置で、基準ティ ースから｛（０，１，２…ｎ_m ）×Ｎ_S ／ｎ_m ｝＋１番目の各ティースに角度差 Δθを持つという条件であれば、どの位置に擬似スロットを配置してもよい。

【０００８】

【考案の効果】

以上述べたように、本考案によれば、電機子鉄心にスキューを施すことなく、 ティースの先端部に擬似スロットを軸に平行に設けることによりコギングを低減 することができるので、従来の長手方向のスキュー効果と同様の効果を円周方向 に設けた擬似スロットによって実現でき、電機子鉄心の加工が簡単となり、電機 子コイルの占積率も向上して、効率の良い回転電機を提供できる効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の原理を示す説明図である。

【図２】本考案の実施例を示す正断面図である。

【符号の説明】

１ 電機子鉄心 ２ 電機子コイル ３ スロット ３１ 開口部 ４ ティース ４１ 先端部 ５ ロータ ５１ ロータ磁極 ６、６ａ、６ｂ、６ｃ 擬似スロット

Claims (3)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 ロータ磁極に対向して開口する複数のス
   ロットと前記スロットの間に形成したティースとを設け
   た電機子鉄心と、前記スロットに収納された電機子コイ
   ルとを備えた回転電機の電機子において、前記スロット
   数をＮ_S 、前記ロータ磁極数Ｐと前記スロット数Ｎ_S の
   最大公約数をｎ_m 、１回転当たりのコギングの山数をＮ
   _g とし、ｍ＝Ｎ_g ／Ｎ_s とした時、前記ティースの内の
   基準ティースから｛（０，１，２…ｎ_m ）×Ｎ_S ／ｎ
   _m ｝＋１番目の各ティースにスロットの中心からの角度
   差Δθがそれぞれ、 Δθ＝３６０°／｛Ｎ_S ×ｍ×（ｎ_m ＋１）｝ となるように擬似スロットをｍ個設けたことを特徴とす
   る回転電機の電機子。
2. 【請求項２】 前記擬似スロットの幅を前記スロットの
   開口部と同じ幅とした請求項１記載の回転電機の電機
   子。
3. 【請求項３】 前記擬似スロットの位置をスロットの開
   口部に重ならないように僅かにずらして配置した請求項
   １または２記載の回転電機の電機子。