JP2001025185A

JP2001025185A - モータ

Info

Publication number: JP2001025185A
Application number: JP11191975A
Authority: JP
Inventors: Isamu Nitta; 勇新田
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1999-07-06
Filing date: 1999-07-06
Publication date: 2001-01-26

Abstract

(57)【要約】【課題】ステータコアにおける鉄心損失を少なくでき
るようにする。【解決手段】単位コア１９は多数枚の鉄心板２０を積
層して構成され、これら４個の単位コア１９を、コア補
強部材２１上に環状に配置してステータコア１７を構成
する。このとき、隣り合った単位コア１９のヨーク部１
９ａ間に、例えば０．７［ｍｍ］の隙間２２を形成した
状態で、各単位コア１９をコア補強部材２１に固定す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、複数枚の鉄心板を
積層して構成された単位コアを複数個備え、これら複数
個の単位コアを環状に配置してステータコアを構成する
ようにしたモータに関する。

【０００２】

【発明が解決しようとする課題】図１１ないし図１４に
は従来のモータにおけるステータコアの一例を示してい
る。ステータコア１は、複数個の単位コア２を環状に連
結して構成されている。各単位コア２は、多数枚の鉄心
板３を積層して構成されていて、円弧状のヨーク部２ａ
と、複数個のティース部２ｂとを有している。これら複
数個の単位コア２は、ヨーク部２ａの端面同士を合わせ
且つヨーク部２ａを鉄製のドーナツ円板状の連結部材
４，５により挟んだ状態で、これら連結部材４，５及び
単位コア２をねじ６により固定することにより、相互に
連結されている。

【０００３】ここで、このように複数個の単位コア２を
環状に連結してステータコア１を構成する主な目的は、
鋼板から鉄心板３を打ち抜いた際に発生する無駄な部分
を極力少なくし、材料取りを良くするためである。ちな
みに、鋼板から環状の鉄心板をそのまま打ち抜くように
した場合には、その環状の鉄心板の内側もしくは外側
に、鉄心として使用されない部分が多く発生し、この部
分の材料が無駄になってしまう。

【０００４】ところで、上記した構成のステータコア１
において、隣り合った単位コア２の連接部分（図１４参
照）では、隣り合った単位コア２同士が接触している。
この場合、単位コア２の各鉄心板３は上下面が電気絶縁
膜により絶縁されており、その連接部分では、理想的に
は図１４の矢印Ａ方向のみに電気的に導通し、軸方向
（積層方向）Ｂには導通しないが、隣り合った鉄心板３
が僅かに軸方向にずれていたり、鉄心板３に加工時のば
りあるいは反りが発生していたりすると、鉄心板３の積
層方向間で短絡が発生し、渦電流損失が増大するといっ
た問題がある。

【０００５】本発明は上記した事情に鑑みてなされたも
のであり、その目的は、電流損失を少なくし、しかも磁
気抵抗による損失も少なくでき、総じて鉄心損失を少な
くできるステータコアを有するモータを提供するにあ
る。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、請求項１の発明は、複数枚の鉄心板を積層して構
成されティース部及びヨーク部を有した単位コアを複数
個備え、これら複数個の単位コアを環状に配置して構成
されるステータコアを具備したモータにおいて、前記各
単位コアを、隣り合った単位コアの前記ヨーク部間に隙
間を形成した状態で固定したことを特徴とする。この構
成によれば、隣り合った単位コアのヨーク部間に隙間を
形成しているので、隣り合った単位コア間の電気的絶縁
を図ることができ、鉄心板の積層方向間を通じた渦電流
損失を極力少なくできるようになる。

【０００７】この場合、隣り合った単位コアのヨーク部
間の隙間寸法は、０．０１［ｍｍ］以上で、０．１５
［ｍｍ］以下に設定することが好ましい。これによれ
ば、渦電流損失の減少を図り得ると共に、隣り合った単
位コアのヨーク部間の磁気抵抗の増大化を抑えることが
可能となり、全体的な鉄心損失を少なくできる。

【０００８】複数個の単位コアはコア補強部材に固定さ
れ、このコア補強部材としては、高透磁率の金属材によ
り構成することが好ましく、また、ティース部に対応し
たティース形状部を有する構成とすることができる。単
位コアに位置決め穴を形成すると共に、コア補強部材に
嵌合凸部を設け、これら位置決め穴と嵌合凸部との嵌合
により前記単位コアの位置決めを行うことが好ましい。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、本発明の第１実施例につい
て、図１ないし図４を参照して説明する。まず、図２に
は、インナロータタイプの永久磁石形のモータ１１が示
されている。。このモータ１１のロータ１２は、回転軸
１３にロータコア１４を取着すると共に、このロータコ
ア１４の外周部に界磁手段たる永久磁石１５を取着して
構成されている。一方、ステータ１６は、後述するステ
ータコア１７の各ティース部１９ｂに巻線１８を巻装し
て構成されている。そして、このステータ１６の内部
に、上記ロータ１２を回転可能に配設することにより、
モータ１１が構成されている。この状態で、永久磁石１
５の外面と各ティース部１９ｂの先端部の端面とが、空
隙を介して対向している。

【００１０】さて、上記ステータコア１７は、図１にも
示すように、複数個この場合４個の単位コア１９を環状
に配設して構成されている。各単位コア１９は、多数枚
の鉄心板２０を積層して構成されている。この鉄心板２
０は、上下面に絶縁膜が形成されたけい素鋼板を所定形
状に打ち抜いて形成されたものである。

【００１１】鉄心板２０が積層された各単位コア１９
は、円弧状のヨーク部１９ａと、これの内径側へ突出す
るように形成された、複数個この場合３個のティース部
１９ｂとを有している。そして、これら４個の単位コア
１９を、図３に示すリング状のコア補強部材２１上に環
状に配置すると共に、隣り合った単位コア１９のヨーク
部１９ａ間に、この場合０．７［ｍｍ］の隙間２２を形
成した状態で、それら各単位コア１９がコア補強部材２
１にかしめ固定されており、これによりステータコア１
７が構成されている。上記コア補強部材２１は、ヨーク
部１９ａとほぼ同等の幅寸法を有するリング状をなして
いて、高透磁率の金属材、この場合冷間圧延鋼板（ＳＰ
ＣＣ）により形成されている。

【００１２】図４には、本発明者による鉄心損失の調査
結果を示している。特性線Ｃは、単位コアの鉄心板にば
りや反りが発生しておらず、かつ軸方向にずれなく連結
されているといった理想条件のステータコアの場合にお
いて、単位コアの端部間隔（ヨーク部間の隙間）ｄを
０．００［ｍｍ］から０．２０［ｍｍ］まで変化させた
ときの鉄心損失の変化を示している。特性線Ｄは、実使
用品（鉄心板に不可避的に微小なばりや反りがあった
り、或いは隣り合った鉄心板間に軸方向にずれがあるも
の）のステータコアの場合の鉄心損失の変化を示してい
る。

【００１３】特性線Ｃにおいて、端部間隔ｄが０．００
［ｍｍ］のとき、つまり隣り合ったヨーク部同士が周方
向に導通し、軸方向には絶縁されているときを鉄心損失
指数Ｔｓ「１」としたとき、鉄心損失指数Ｔｓは、端部
間隔ｄが広がるに従って減少してゆき、０．０２［ｍ
ｍ］ぐらいで最小となり、その後は、漸次増加してゆ
き、端部間隔ｄが０．１５［ｍｍ］を越えると、鉄心損
失指数Ｔｓ「１」よりも大きくなってしまう。この場
合、端部間隔ｄが広がるに従って鉄心損失が減少してゆ
くのは、単位コア間の電気絶縁性が向上し、渦電流損が
減少していくためであり、また、端部間隔ｄが０．０２
［ｍｍ］を越えて鉄心損失が漸次増加してゆくのは、単
位コア間での磁気抵抗が大きくなることに伴う損失が増
大していくためであると考えられる。

【００１４】特性線Ｄにおいては、端部間隔ｄがほぼ
０．０１［ｍｍ］までは鉄心損失指数Ｔｓ「１」以上を
示している。これは、端部同士が微小接触しているから
であると考えられる。この分が鉄心損失が多いという従
来の欠点たるところである。鉄心損失指数Ｔｓは、端部
間隔ｄがほぼ０．０１［ｍｍ］以上となると鉄心損失指
数Ｔｓ「１」よりも減少してゆき、０．０５［ｍｍ］ぐ
らいから徐々に特性線Ｃと同様に増加してゆき、端部間
隔ｄが０．１５［ｍｍ］を越えると、鉄心損失指数Ｔｓ
「１」よりも大きくなってしまうという傾向がある。従
って、端部間隔ｄ（ヨーク部間の隙間寸法）を、０．０
１［ｍｍ］以上で０．１５「ｍｍ」以下に設定すること
が、鉄心損失を減少させるのに効果的であることが判
る。

【００１５】このように本実施例によれば、４個の単位
コア１９を環状に配置する際に、隣り合った単位コア１
９のヨーク部１９ａ間に隙間２２を形成した状態で、各
単位コア１９をコア補強部材２１に固定するようにした
ので、隣り合った単位コア１９間の電気的絶縁を図るこ
とができて、鉄心板２０の積層方向間を通じた渦電流損
失を極力少なくできるようになり、鉄心損失を少なくで
きるようになる。

【００１６】特に本実施例によれば、上記隙間２２の寸
法を、０．０１［ｍｍ］以上で０．１５「ｍｍ」以下の
範囲内である０．０７［ｍｍ］に設定したので、渦電流
損失の減少を図り得ると共に、磁気抵抗の増大化も抑え
ることが可能となり、全体的な鉄心損失を少なくでき
る。

【００１７】さらに、各単位コア１９を固定するコア補
強部材２１を、高透磁率の金属材により形成しているの
で、隣り合ったヨーク部１９ａ間に隙間２２を形成しな
がらも、ヨーク部１９ａ間での磁気抵抗が大きくなるこ
とを極力抑えることが可能となる。また、各単位コア１
９はコア補強部材２１により補強され、ステータコア１
７の剛性が増すので、振動及び騒音を低減できる利点も
ある。

【００１８】図５及び図６は本発明の第２実施例を示し
たものであり、この第２実施例は上記した第１実施例と
は次の点が異なっている。すなわち、各単位コア１９を
固定するためのコア補強部材２５は、図６に示すよう
に、単位コア１９のティース部１９ｂに対応した多数個
のティース形状部２６を一体に有していて、各ティース
形状部２６を各ティース部１９ｂに合致させている。

【００１９】図７及び図８は本発明の第３実施例を示し
たものであり、この第３実施例は上記した第２実施例と
は次の点が異なっている。すなわち、各単位コア１９の
ヨーク部１９ａにおける周方向のほぼ中央部に、軸方向
に貫通した断面円形の貫通孔からなる位置決め穴２７を
形成すると共に、コア補強部材２５に、その位置決め穴
２７に嵌合する短円柱状の嵌合凸部２８を設け、これら
位置決め穴２７と嵌合凸部２８とを嵌合させることによ
り、単位コア１９の位置決めを行うようにしている。こ
の場合、位置決め穴２７は、単位コア１９の軸方向に貫
通している必要はなく、嵌合凸部２８が嵌合し得る深さ
の穴または溝であっても良い。

【００２０】図９は本発明の第４実施例を示したもので
あり、この第４実施例は上記した第３実施例とは次の点
が異なっている。すなわち、コア補強部材２５を、単位
コア１９の軸方向の両端部に配置すると共に、単位コア
１９を固着部材を構成するリベット２９によりコア補強
部材２５，２５に固着している。具体的には、位置決め
穴２７に嵌合されたコア補強部材２５の両嵌合凸部３０
は、中央部に貫通孔３０ａを有した円筒状をなしてい
て、これら両貫通孔３０ａ，３０ａ及び位置決め穴２７
にリベット２９を貫通状態に挿通し、そのリベット２９
の端部を潰すことにより、単位コア１９の位置決めと固
着とを行っている。

【００２１】図１０は本発明の第５実施例を示したもの
であり、この第５実施例は上記した第４実施例とは次の
点が異なっている。すなわち、固着部材として、リベッ
ト２９に代えてねじ３１を用い、このねじ３１を、図
中、下側の嵌合凸部３０の貫通孔３０ａから位置決め穴
２７及び上側の嵌合凸部３０の貫通孔３０ａに挿通し、
そのねじ３１の先端部３１ａを、上側のコア補強部材２
５の上面に配設された、各単位コア１９を保持する保持
部材３２にねじ込むようにしている。これにより、単位
コア１９の位置決めと固着とを行っている。

【００２２】本発明は、上記した各実施例にのみ限定さ
れるものではなく、次のように変形または拡張すること
ができる。コア補強部材２１，２５は、周方向に複数枚
に分割されていても良い。また、単位コア１９を軸方向
に積み重ねる場合に、それらの間にコア補強部材２１，
２５を配置するようにしても良い。隣り合ったヨーク部
１９ａ間の隙間２２に、電気絶縁性の合成樹脂などを詰
めるようにしても良い。

【００２３】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば、複数枚の鉄心板を積層して構成されティース
部及びヨーク部を有した単位コアを複数個備え、これら
複数個の単位コアを環状に配置して構成されるステータ
コアを具備したモータにおいて、電流損失を少なくでき
ると共に、磁気抵抗による損失も少なくでき、総じて鉄
心損失を少なくできるといった効果を得ることができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例を示すステータコアの斜視
図

【図２】モータの断面図

【図３】コア補強部材の平面図

【図４】単位コアの端部間隔と鉄心損失との関係を示す
図

【図５】本発明の第２実施例を示す図１相当図

【図６】図３相当図

【図７】本発明の第３実施例を示す図１相当図

【図８】図７中Ｘ−Ｘ線に沿った拡大断面図

【図９】本発明の第４実施例を示す図８相当図

【図１０】本発明の第５実施例を示す図８相当図

【図１１】従来例を示すステータコアの平面図

【図１２】ステータコアの部分的斜視図

【図１３】ステータコアの部分的分解斜視図

【図１４】単位コアの連結部分の縦断面図

【符号の説明】

１１はモータ、１２はロータ、１６はステータ、１７は
ステータコア、１８は巻線、１９は単位コア、１９ａは
ヨーク部、１９ｂはティース部、２０は鉄心板、２１は
コア補強部材、２２は隙間、２５はコア補強部材、２６
はティース形状部、２７は位置決め穴、２８は嵌合凸
部、２９はリベット（固着部材）、３０は嵌合凸部、３
０ａは貫通孔、３１はねじ（固着部材）、３２は保持部
材を示す。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】複数枚の鉄心板を積層して構成されティ
ース部及びヨーク部を有した単位コアを複数個備え、こ
れら複数個の単位コアを環状に配置して構成されるステ
ータコアを具備し、前記各単位コアを、隣り合った単位コアの前記ヨーク部
間に隙間を形成した状態で固定したことを特徴とするモ
ータ。
【請求項２】隣り合った単位コアのヨーク部間の隙間
寸法は、０．０１［ｍｍ］以上で、０．１５［ｍｍ］以
下に設定されていることを特徴とする請求項１記載のモ
ータ。
【請求項３】複数個の単位コアはコア補強部材に固定
され、該コア補強部材は、高透磁率の金属材により構成
されていることを特徴とする請求項１記載のモータ。
【請求項４】複数個の単位コアはコア補強部材に固定
され、該コア補強部材は、ティース部に対応したティー
ス形状部を有していることを特徴とする請求項１記載の
モータ。
【請求項５】単位コアに位置決め穴を形成すると共
に、コア補強部材に嵌合凸部を設け、これら位置決め穴
と嵌合凸部との嵌合により前記単位コアの位置決めを行
うようにしたことを特徴とする請求項１記載のモータ。
【請求項６】嵌合凸部は軸方向に貫通する貫通孔を有
する筒状をなし、前記貫通孔及び前記位置決め穴を挿通
した固着部材により単位コアとコア補強部材を固着する
ようにしたことを特徴とする請求項５記載のモータ。
【請求項７】固着部材はねじで、その先端を、各単位
コアを保持する保持部材にねじ込むようにしたことを特
徴とする請求項６記載のモータ。