JP2002272073A - Rotating electric machine - Google Patents

Rotating electric machine

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JP2002272073A
JP2002272073A JP2001064354A JP2001064354A JP2002272073A JP 2002272073 A JP2002272073 A JP 2002272073A JP 2001064354 A JP2001064354 A JP 2001064354A JP 2001064354 A JP2001064354 A JP 2001064354A JP 2002272073 A JP2002272073 A JP 2002272073A
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JP
Japan
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stator
rotor
air gap
electric machine
axial direction
Prior art date
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Application number
JP2001064354A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Koichiro Yonekura
光一郎 米倉
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nissan Motor Co Ltd
Original Assignee
Nissan Motor Co Ltd
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Publication date
Application filed by Nissan Motor Co Ltd filed Critical Nissan Motor Co Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To avoid interference between a rotor and a stator without degradation in power efficiency. SOLUTION: A rotating electric machine is constituted of a stator 1 and a rotor 2 concentrically placed inside the stator. The air gap 7 formed between the inner circumferential surface of the stator and the outer circumferential surface of the rotor is so established that the air gap is larger in the center than at both ends in the direction of the rotor shaft. Thus the rotor 2 is prevented from contacting the inner face of the stator 1 when the rotor vibrates.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は同期モータなどの回転電
機の改良に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an improvement in a rotating electric machine such as a synchronous motor.

【0002】[0002]

【従来の技術】永久磁石をロータの内部に埋め込み、ま
たステータにコイルを集中巻きした同期モータが、特開
平2000−69717号公報に開示されている。
2. Description of the Related Art A synchronous motor in which a permanent magnet is embedded in a rotor and coils are concentratedly wound around a stator is disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2000-69717.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】このような同期モータ
にあってモータトルク、出力の向上には、ロータとステ
ータとの間のエアギャップをできるだけ小さくすること
が有効である。しかし、ロータは回転により振動し、エ
アギャップをあまり小さくすると、ステータの内側で回
転するロータがステータの内面に接触してしまう。とく
にこのことは、ロータの回転軸が長いほど、また回転速
度が速いものほど、顕著に現れる。
In such a synchronous motor, it is effective to reduce the air gap between the rotor and the stator as much as possible to improve the motor torque and output. However, the rotor vibrates due to rotation, and if the air gap is too small, the rotor rotating inside the stator comes into contact with the inner surface of the stator. This is particularly noticeable as the rotation axis of the rotor is longer and the rotation speed is higher.

【0004】したがってロータとステータとのエアギャ
ップを小さくするには限度があり、許容エアギャップを
保ったままでモータトルク、出力を高めるためには、例
えば、永久磁石を大きなものにするなどの対策が必要
で、この場合にはコストの増大が避けられないし、また
小型化にも障害となっている。
Therefore, there is a limit in reducing the air gap between the rotor and the stator. In order to increase the motor torque and output while maintaining the allowable air gap, for example, measures such as increasing the size of the permanent magnet are used. It is necessary, and in this case, an increase in cost is unavoidable, and it is an obstacle to miniaturization.

【0005】本発明はこのような問題を解決することを
目的とする。
An object of the present invention is to solve such a problem.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】第1の発明は、ステータ
と、その内側に同心的に配置されるロータとから構成さ
れる回転電機において、ステータ内周とロータ外周との
間に形成されるエアギャップをロータ軸方向の中央部で
両端部よりも大きくなるように設定する。
According to a first aspect of the present invention, there is provided a rotating electric machine comprising a stator and a rotor concentrically disposed inside the stator, which is formed between an inner periphery of the stator and an outer periphery of the rotor. The air gap is set to be larger at the center in the rotor axis direction than at both ends.

【0007】第2の発明は、第1の発明において、前記
エアギャップはロータ軸方向の中央部で最大、両端部で
最小となり、かつその間では連続的に変化するように設
定される。
In a second aspect based on the first aspect, the air gap is set so as to be maximum at a central portion in the axial direction of the rotor, minimum at both ends, and change continuously between them.

【0008】第3の発明は、第1の発明において、前記
エアギャップはロータ軸方向の中央部で最大、両端部で
最小となり、かつその間では段階的に変化するように設
定される。
In a third aspect based on the first aspect, the air gap is set so as to be maximum at a central portion in the rotor axial direction, minimum at both ends, and change stepwise between them.

【0009】第4の発明は、第1〜第3の発明におい
て、前記エアギャップはステータ内径を軸方向において
異なった内径に設定することで形成される。
In a fourth aspect based on the first to third aspects, the air gap is formed by setting the inner diameter of the stator to a different inner diameter in the axial direction.

【0010】第5の発明は、第1〜第3の発明におい
て、前記エアギャップはロータ外径を軸方向において異
なった外径に設定することで形成される。
In a fifth aspect based on the first to third aspects, the air gap is formed by setting the outer diameter of the rotor to a different outer diameter in the axial direction.

【0011】第6の発明は、第1〜第3の発明におい
て、前記エアギャップはステータ内径とロータ外径を軸
方向において異なった内径と外径に設定することで形成
される。
In a sixth aspect based on the first to third aspects, the air gap is formed by setting the inner diameter of the stator and the outer diameter of the rotor to different inner and outer diameters in the axial direction.

【0012】第7の発明は、第1〜第4の発明におい
て、前記ステータを構成するステータコアは、磁性材か
らなる薄板であってかつステータ内径が異なる薄板を軸
方向に積層することで、前記エアギャップを形成する。
In a seventh aspect based on the first to fourth aspects, the stator core constituting the stator is formed by laminating thin plates made of a magnetic material and having different stator inner diameters in the axial direction. Form an air gap.

【0013】第8の発明は、第1〜3、第5の発明にお
いて、前記ロータを構成するロータコアは、磁性材から
なる薄板であってかつロータ外径の異なる薄板を軸方向
に積層することで、前記エアギャップを形成する。
According to an eighth aspect, in the first to fifth aspects, the rotor core constituting the rotor is a thin plate made of a magnetic material, and thin plates having different rotor outer diameters are laminated in the axial direction. Thus, the air gap is formed.

【0014】第9の発明は、第1〜第3の発明におい
て、前記ステータを円周方向に複数に分割したステータ
コアで形成し、各ステータコアは磁性材からなる同形の
薄板を軸方向に積層しかつ径方向にずらして配置するこ
とで、前記エアギャップを形成する。
According to a ninth invention, in the first to third inventions, the stator is formed by a plurality of stator cores divided in a circumferential direction, and each stator core is formed by laminating axially the same thin plates made of a magnetic material. The air gap is formed by displacing the air gap in the radial direction.

【0015】第10の発明は、第6の発明において、前
記ステータをステータ内径の異なる薄板を軸方向に積層
したステータコアで、また前記ロータをロータ外径の異
なる薄板を軸方向に積層したロータコアでそれぞれ構成
し、かつこれらステータとロータとの間に前記エアギャ
ップを形成する。
According to a tenth aspect, in the sixth aspect, the stator is a stator core in which thin plates having different stator inner diameters are laminated in the axial direction, and the rotor is a rotor core in which thin plates having different rotor outer diameters are laminated in the axial direction. And the air gap is formed between the stator and the rotor.

【0016】第11の発明は、第10の発明において、
少なくとも、前記ステータ内径の大きい薄板と前記ロー
タ外径の大きい薄板とが同一の鋼板から同心的に加工形
成され、また前記ステータ内径の小さい薄板とロータ外
径の小さい薄板とが同一の鋼板から同心的に加工形成さ
れる。
According to an eleventh aspect, in the tenth aspect,
At least, the thin plate having a large stator inner diameter and the thin plate having a large rotor outer diameter are formed concentrically from the same steel plate, and the thin plate having a small stator inner diameter and the thin plate having a small rotor outer diameter are concentric from the same steel plate. Processed and formed.

【0017】[0017]

【作用・効果】第1〜第11発明である本発明におい
て、ロータが高速回転時に遠心力より振動を生じると、
この振動による振幅はロータ軸方向についてその中央部
で最大となる。しかし、ロータの外周とステータの内面
との間のエアギャップを振動の振幅に合わせるように、
ロータの軸方向中央部で最も大きく、両端部にいくほど
小さくなるように設定することで、ロータとステータと
の接触、干渉を回避することができる。また振動の振幅
が小さい両端側ではエアギャップを小さくしてあるた
め、均一的に大きなエアギャップを設定するのに比較し
て、エアギャップに依存しての、モータトルクや出力の
低下、さらにはこれに伴って要求される永久磁石の大型
化などを抑制できる。
According to the first to eleventh aspects of the present invention, when the rotor vibrates due to centrifugal force during high-speed rotation,
The amplitude due to this vibration is maximum at the center in the rotor axial direction. However, to match the air gap between the outer periphery of the rotor and the inner surface of the stator to the amplitude of vibration,
By setting the maximum value at the center portion in the axial direction of the rotor and the smaller value toward both end portions, it is possible to avoid contact and interference between the rotor and the stator. In addition, since the air gap is small at both ends where the amplitude of vibration is small, compared to setting a uniform large air gap, the motor torque and output decrease depending on the air gap, and furthermore, Accordingly, it is possible to suppress an increase in the size of the permanent magnet required.

【0018】第2の発明ではエアギャップを振動振幅に
合わせて適正に設定することができ、モータトルクや出
力の低下を最小限に抑制できる。
According to the second aspect, the air gap can be appropriately set in accordance with the vibration amplitude, and a reduction in motor torque and output can be suppressed to a minimum.

【0019】第3の発明では、エアギャップを段階的に
形成することで、その製作が容易となり、第7、第8の
発明のように、ステータやロータを薄板を積層して構成
するときに、その薄板の種類を少なくでき、その生産性
が向上する。
According to the third aspect of the present invention, the air gap is formed in a stepwise manner, thereby facilitating the manufacture of the air gap. As in the seventh and eighth aspects, when the stator and the rotor are formed by laminating thin plates. The number of types of the thin plate can be reduced, and the productivity is improved.

【0020】また、第9の発明では、同一の薄板を用い
てステータを形成できるので、生産コストの増大抑制に
効果がある。
In the ninth aspect, the stator can be formed using the same thin plate, which is effective in suppressing an increase in production cost.

【0021】第11の発明では薄板の生産時の材料の無
駄が少なく、経済的である。
According to the eleventh aspect, there is little waste of material at the time of producing a thin plate, and it is economical.

【0022】[0022]

【実施の形態】図を参照しながら本発明を同期モータに
適用した実施の形態を説明する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment in which the present invention is applied to a synchronous motor will be described with reference to the drawings.

【0023】第1の実施の形態を図1、図2に示す。FIGS. 1 and 2 show a first embodiment.

【0024】図中1はモータのステータ、2はその内側
に同軸的に配置されるロータである。
In FIG. 1, reference numeral 1 denotes a stator of a motor, and reference numeral 2 denotes a rotor coaxially disposed inside the stator.

【0025】ステータ1は磁性体からなるステータコア
4と、コイル3とから構成され、この例では、ティース
部とヨーク部とからなるT字型をした9個の同形のステ
ータピース4aが、円筒形のケース8の内周に沿って円
周方向に分割された状態で配置され、それぞれ連続する
3個のステータピース4aを一組として、各ステータピ
ース4aにコイル3a、3b、3cが集中巻きされてい
る。
The stator 1 comprises a stator core 4 made of a magnetic material and a coil 3. In this example, nine T-shaped stator pieces 4a of a T-shape consisting of teeth and a yoke are formed into a cylindrical shape. The coils 3a, 3b, 3c are concentratedly wound around each stator piece 4a as a set of three continuous stator pieces 4a, which are arranged in a circumferentially divided state along the inner circumference of the case 8. ing.

【0026】ロータ2は磁性体からなるロータコア5
と、永久磁石6から構成され、ロータコア5の同一円周
上に、円周方向に等間隔にかつ軸心と平行に設けた6個
の磁石挿入穴5aに、径方向に着磁された永久磁石6が
それぞれ挿入固定されている。
The rotor 2 has a rotor core 5 made of a magnetic material.
And permanent magnets 6 radially magnetized in six magnet insertion holes 5a provided on the same circumference of the rotor core 5 at equal intervals in the circumferential direction and parallel to the axis. The magnets 6 are respectively inserted and fixed.

【0027】ステータ1とロータ2とはエアギャップ7
を隔てて同軸的に配置される。ステータ1はケース8の
内面に固定され、ロータ2はその軸心を貫通するシャフ
ト9が、その両端に配置した軸受10、11を介してケ
ース8に回転自在に支持されている。
An air gap 7 is formed between the stator 1 and the rotor 2.
Are arranged coaxially. The stator 1 is fixed to the inner surface of the case 8, and the rotor 2 is rotatably supported by the case 8 through bearings 10, 11 disposed at both ends of a shaft 9 penetrating the axis thereof.

【0028】ここで、前記したステータ1とロータ2と
の間のエアギャップ7は、シャフト9の軸方向におい
て、軸受10と11との中間付近Aで最も間隙が大き
く、両端の軸受側に近づくほど間隙が小さくなり、両端
付近Bで最小となるように設定されている。
The air gap 7 between the stator 1 and the rotor 2 has the largest gap near the middle A between the bearings 10 and 11 in the axial direction of the shaft 9 and approaches the bearings at both ends. The smaller the gap, the smaller the gap near both ends B.

【0029】このため、ステータ1の内径を連続的変化
させ、軸方向の中央部の内径が最大で、両端部の内径が
最小となるように構成している。
For this reason, the inner diameter of the stator 1 is continuously changed so that the inner diameter at the center in the axial direction is maximum and the inner diameter at both ends is minimum.

【0030】ステータ1とロータ2とは、磁性材よりな
る複数の薄板12と13を、その軸方向に重ねた積層構
造として構成されるが、ステータ1のステータコア4を
形成する各薄板12のステータ内径を少しづつ変化させ
ていき、これらの薄板12を積層することにより、中央
部で最も内径が大きく、両端部で内径が小さくなるよう
にする。
The stator 1 and the rotor 2 have a laminated structure in which a plurality of thin plates 12 and 13 made of a magnetic material are stacked in the axial direction. By gradually changing the inner diameter and laminating these thin plates 12, the inner diameter is largest at the center and smaller at both ends.

【0031】なお、薄板12はステータ1の端から中央
までの、ロータ軸方向の半分の長さについて、順次ステ
ータ内径が連続的に異なるものを用意し、これら2組を
組み合わせることでステータ1を構成する。
It is to be noted that the thin plate 12 is prepared in such a manner that the inner diameter of the stator is continuously different from the end to the center of the stator 1 in half in the axial direction of the rotor, and the stator 1 is assembled by combining these two sets. Constitute.

【0032】次に作用について説明する。Next, the operation will be described.

【0033】ステータ1には円周方向に連なる各組のコ
イル3a、3b、3cに順次電流を流すことにより、ロ
ータ2はステータ1の内面においてシャフト9を中心に
して回転運動をする。ロータ2は回転速度が高くなると
遠心力より振動を生じることがあり、両端部を軸受10
と11で支持されているシャフト9これら軸受10と1
1を支点として撓む。この振動よるロータ2の径方向の
振幅は、ロータ中央部が最も大きくなる。
The rotor 2 rotates around the shaft 9 on the inner surface of the stator 1 by sequentially passing a current through the coils 3a, 3b, 3c in the circumferential direction. When the rotation speed of the rotor 2 increases, vibration may occur due to centrifugal force.
Shafts 9 supported by bearings 10 and 1
It bends around 1 as a fulcrum. The amplitude in the radial direction of the rotor 2 due to this vibration is greatest at the center of the rotor.

【0034】ロータ2の外周とステータ1の内面との間
のエアギャップ7を、振動の振幅に合わせて、ロータ2
の軸方向中央部で最も大きく、両端部にいくほど小さく
なるように連続的に変化させることで、高速回転時にも
ロータ2とステータ1との接触を効果的に回避すること
が可能となる。また、振動の振幅が小さい両端側ではエ
アギャップ7を小さくしてあるため、均一的に大きなエ
アギャップを設定大するのに比較して、エアギャップに
依存しての、モータトルクや出力の低下、さらにはこれ
に伴って要求される永久磁石の大型化などを、最小限に
抑制することができる。
The air gap 7 between the outer periphery of the rotor 2 and the inner surface of the stator 1 is adjusted according to the amplitude of vibration.
, The contact between the rotor 2 and the stator 1 can be effectively avoided even during high-speed rotation. In addition, since the air gap 7 is reduced at both ends where the amplitude of vibration is small, the motor torque and output decrease depending on the air gap as compared with setting a large air gap uniformly. In addition, it is possible to minimize the increase in the size of the permanent magnet, which is required accordingly.

【0035】次に第2の実施形態を図3に示す。Next, a second embodiment is shown in FIG.

【0036】この例では、ロータ2の外周との間にエア
ギャップ7を形成するのに、ステータ1の内径を変えず
に同一内径のステータコア4を用い、積層する薄板12
を少しづつ外側にずらすことにより、エアギャップ7が
ロータ中央部で最大となるようにしている。
In this example, the air gap 7 is formed between the outer circumference of the rotor 2 and the stator core 4 having the same inner diameter without changing the inner diameter of the stator 1.
Is gradually shifted outward so that the air gap 7 becomes maximum at the center of the rotor.

【0037】円筒形のステータコア4は9個のステータ
ピース4aを円周方向に順次並べて構成されるが、ステ
ータピース4aを半径方向の外側にずらすと、それだけ
ステータ内径が大きくなる。各ステータピース4aは薄
板12を軸方向に積層して形成するが、ロータ2の軸方
向の中央部に位置する薄板12が最も半径方向の外側に
ずれ、両端に向かうにしたがってそのずれ量を減らして
いくことにより、図のように、ロータ中央部で最も間隙
が大きく、両端に向かって連続的に間隙が減少していく
エアギャップ7を形成する。
The cylindrical stator core 4 is formed by sequentially arranging nine stator pieces 4a in the circumferential direction. If the stator pieces 4a are shifted outward in the radial direction, the inner diameter of the stator increases accordingly. Each stator piece 4a is formed by laminating the thin plates 12 in the axial direction. The thin plate 12 located at the central portion in the axial direction of the rotor 2 shifts most outward in the radial direction, and the shift amount decreases toward both ends. As a result, as shown in the figure, an air gap 7 is formed in which the gap is the largest at the center of the rotor and the gap continuously decreases toward both ends.

【0038】このように構成すると、ステータコア4を
構成する薄板12はすべて同形のものを用いることがで
き、少しづつ内径の異なる部材をそれぞれ製造するのに
比べて生産コストが低減できる。また、同形のものを積
層した後、内径を切削加工により鼓型に形成することも
できるが、この場合には、内周加工面について隣接する
薄板12の電気抵抗が小さくなり、渦電流を極力抑制す
るという積層型の目的が失われてしまうが、この例によ
れば、このような問題も回避できる。
With such a configuration, all the thin plates 12 constituting the stator core 4 can be of the same shape, and the production cost can be reduced as compared with the case where members having different inner diameters are manufactured little by little. Also, after laminating the same shape, the inner diameter can be formed in a drum shape by cutting, but in this case, the electric resistance of the adjacent thin plate 12 on the inner peripheral processing surface becomes small, and the eddy current is reduced as much as possible. Although the purpose of the stacking type to suppress it is lost, such a problem can be avoided according to this example.

【0039】なお、ステータ1の外周面を切削加工によ
り同一径にすることもでき、この場合には隣接する薄板
間の電気抵抗が小さくなるという問題の影響は、内周面
を機械加工することに比べると小さく、したがって図中
点線で示すように、薄板積層後に同一外径に切削加工す
ることで、ステータ1の外径が軸方向中央部で大きくな
る問題を回避してもよい。
The outer peripheral surface of the stator 1 can be made the same diameter by cutting. In this case, the effect of the problem that the electric resistance between the adjacent thin plates is reduced is that the inner peripheral surface is machined. Therefore, as shown by the dotted line in the figure, the problem that the outer diameter of the stator 1 becomes larger at the center in the axial direction may be avoided by laminating the thin plates and cutting them to the same outer diameter.

【0040】図4に第3の実施形態を示す。FIG. 4 shows a third embodiment.

【0041】この例では図1、2のような連続的に間隙
が変化するエアギャップ7ではなく、ステータコア4を
軸方向に3ブロックに分け、ロータ2の中央部と両端部
との間の間隙をブロック毎に段階的に変えるようにする
ことで、生産性を高めている。
In this example, the stator core 4 is divided into three blocks in the axial direction instead of the air gap 7 in which the gap changes continuously as shown in FIGS. Is changed step by step for each block to increase productivity.

【0042】ステータ1を構成する薄板12は、ステー
タ内径が中央部Aで大きく、両端部Bでは小さい、2種
類を形成し、これらを内径の大きいものを中央に積層
し、その両側に内径の小さいものを積層する。
The thin plate 12 forming the stator 1 has two types, the inner diameter of the stator being large at the central portion A and the small at both end portions B, two of which are laminated at the center with a large inner diameter. Laminate small ones.

【0043】このようすると、エアギャップ7の間隙を
軸方向に連続的に変化させる場合よりも、多少は間隙が
余分となる部分が出てくるものの、何種類も異なる内径
のステータコア4を準備するのに比べて、例えばプレス
加工での打ち抜き型を少なくでき、生産コストの低減が
可能となる。
In this manner, although a portion where the gap is slightly extra than in the case where the gap of the air gap 7 is continuously changed in the axial direction appears, the stator cores 4 having various kinds of inner diameters are prepared. In comparison with this, for example, the number of punching dies in press working can be reduced, and the production cost can be reduced.

【0044】なお、ステータコア4を3ブロックではな
く、モータの軸方向長さに応じて例えば5つ、7つのブ
ロックに分け、軸方向中央部で最大となるステータ内径
を両端側に向けて順次段階的に減少させていくこともで
き、この場合には、エアギャップ7の間隙をより適正に
近づけられるので、モータトルク、出力の低下を抑制で
きる。
The stator core 4 is not divided into three blocks, but is divided into, for example, five and seven blocks according to the axial length of the motor, and the maximum stator inner diameter at the axial center is gradually shifted toward both ends. In this case, since the gap of the air gap 7 can be made more appropriate, it is possible to suppress a decrease in motor torque and output.

【0045】図5に第4の実施形態を示す。FIG. 5 shows a fourth embodiment.

【0046】この例ではステータ1ではなく、ロータ2
の外径を変化させることで、ステータ1との間のエアギ
ャップ7が軸方向中央部で最大となるようにしてある。
In this example, not the stator 1 but the rotor 2
Is changed so that the air gap 7 between itself and the stator 1 is maximized at the central portion in the axial direction.

【0047】ロータコア5を構成する薄板13のロータ
外径が少しづつ異なるものを複数用意し、これらをロー
タ2の軸方向中央部の薄板13の外径が最小となり、両
端側で最大となるように積層する。
A plurality of thin plates 13 constituting the rotor core 5 having slightly different outer diameters of the rotor are prepared. These thin plates 13 are arranged such that the outer diameter of the thin plate 13 at the central portion in the axial direction of the rotor 2 becomes minimum and becomes maximum at both ends. To be laminated.

【0048】この場合にも、ロータ2の回転に伴い軸方
向の中央部が最大振幅となるように振れても、中央部で
のロータ外径が小さいためにステータ1の内面との接触
が避けられる。
Also in this case, even if the central portion in the axial direction is swung so as to have the maximum amplitude with the rotation of the rotor 2, contact with the inner surface of the stator 1 is avoided because the outer diameter of the rotor at the central portion is small. Can be

【0049】図6に第5の実施形態を示す。FIG. 6 shows a fifth embodiment.

【0050】この例では、ロータ軸方向に3ブロックに
分け、各ブロック間で段階的にロータ2の外径を変化さ
せることで、軸方向中央部での間隙が大きくなるエアギ
ャップ7を形成するようにしてその生産性を高めてい
る。
In this example, the rotor is divided into three blocks in the axial direction of the rotor, and the outer diameter of the rotor 2 is changed stepwise between the blocks to form an air gap 7 in which the gap at the axial center is increased. Thus, its productivity has been increased.

【0051】ロータコア5を構成する薄板13のロータ
外径が、ロータ軸方向中央部のブロックとなる部分で小
さく、その両側のブロックで大きくなるように、2種類
の薄板13を用意し、これら同じものをブロック毎に積
層して、ロータ軸方向中央部での間隙が最大となるよう
なエアギャップ7を形成する。
Two types of thin plates 13 are prepared so that the rotor outer diameter of the thin plate 13 constituting the rotor core 5 is small at a portion which becomes a block at the center in the rotor axis direction and large at blocks on both sides thereof. The air gap 7 is formed by laminating the blocks for each block so that the gap at the center in the rotor axial direction is maximized.

【0052】ここでは3ブロックに分割したが、5ブロ
ック、7ブロックに分割し、それぞれでロータ外径を段
階的に変化させてもよい。
Although the block is divided into three blocks here, the block may be divided into five blocks and seven blocks, and the outer diameter of the rotor may be changed stepwise in each block.

【0053】さらに図7、図8に第6の実施形態を示
す。
FIGS. 7 and 8 show a sixth embodiment.

【0054】この例では、ステータ1の内径とロータ2
の外径とを共に変化させることで、ステータ1とロータ
2との間に形成されるエアギャップ7が、軸方向中央部
で最大となるように形成している。
In this example, the inner diameter of the stator 1 and the rotor 2
By changing both the outer diameters of the first and second rotors, the air gap 7 formed between the stator 1 and the rotor 2 is formed so as to be maximum at the axial center.

【0055】ステータ1とロータ2とをロータ軸方向に
3ブロックに分け、ステータ1の内径は中央部Aで大き
く、それぞれ両端部Bで小さく、またロータ2の外径は
中央部Aで小さくそれぞれ両端部Bで大きくなるように
設定し、エアギャップ7を軸方向中央部で最大となるよ
うにブロック間で段階的に変化させる。
The stator 1 and the rotor 2 are divided into three blocks in the axial direction of the rotor. The inner diameter of the stator 1 is large at the central portion A and small at both ends B, and the outer diameter of the rotor 2 is small at the central portion A. The air gap 7 is set to be larger at both ends B, and the air gap 7 is changed stepwise between the blocks so that the air gap 7 becomes maximum at the axial center.

【0056】ステータコア4とロータコア5とは共に薄
板12と13を積層して構成されるが、図8に示すよう
に、これら積層部材となる薄板12、13を同一の鋼板
から同心状にプレスなどにより打ち抜き加工する場合、
一般的には精度を確保するために、最低でも両者間に
0.3mm〜0.5mm程度のクリアランスを必要とする。
ステータ1とロータ2とのエアギャップは、従来の軸方
向に間隙が変化しない場合で、0.3mm〜0.5mm程度
が望ましいとされている。したがってエアギャップがこ
のクリアランス以下の場合には、積層部材の打ち抜き精
度が悪化するか、あるいは各薄板12と13を同一の鋼
板ではなく、別々の鋼板から打ち抜くことになり、この
場合には材料の無駄が大きくなる。
The stator core 4 and the rotor core 5 are both formed by laminating thin plates 12 and 13. As shown in FIG. 8, the thin plates 12 and 13 serving as the laminated members are concentrically pressed from the same steel plate. When punching by
Generally, in order to ensure accuracy, at least a clearance of about 0.3 mm to 0.5 mm is required between the two.
It is considered that the air gap between the stator 1 and the rotor 2 is preferably about 0.3 mm to 0.5 mm when the gap does not change in the conventional axial direction. Therefore, when the air gap is less than this clearance, the punching accuracy of the laminated member is deteriorated, or each of the thin plates 12 and 13 is punched from a separate steel plate instead of the same steel plate. Waste increases.

【0057】そこで、ロータ軸方向の中央部に配置され
る内径の大きなステータコア4の薄板12aと、両端部
に配置される外径の大きいロータコア5の薄板13bと
を同一の鋼板から打ち抜き、ロータ軸方向の両端部に配
置される内径の小さいステータコア4の薄板12bと、
中央部に配置される外径の小さいロータコア5の薄板1
3aとを別の同一の鋼板から打ち抜くようにする。
Therefore, the thin plate 12a of the stator core 4 having a large inner diameter and the thin plate 13b of the rotor core 5 having a large outer diameter disposed at both ends thereof are punched out of the same steel plate. A thin plate 12b of the stator core 4 having a small inner diameter disposed at both ends in the direction;
Thin plate 1 of rotor core 5 having a small outer diameter arranged at the center
3a is punched from another identical steel plate.

【0058】こうすることで、一枚の鋼板から同心状に
プレス加工により打ち抜かれる、ステータ用の薄板12
とロータ用の薄板13とは、互いのクリアランスを大き
くとることができ、それぞれの加工精度を高めることが
でき、かつ材料の無駄を無くすことができる。
By doing so, the stator thin plate 12 which is punched from a single steel plate by concentric pressing.
The rotor 13 and the rotor thin plate 13 can have a large clearance between each other, can increase the processing accuracy of each, and can eliminate waste of material.

【0059】とくに図にも示すように、中央部Aの軸方
向の幅を両端部Bの幅の2倍に設定すると、モータ一台
についての必要なステータ用の薄板12とロータ用の薄
板13の種類と枚数が同じになるため、最も材料の無駄
が少なくなり、経済的である。
As shown in the figure, if the axial width of the central portion A is set to be twice the width of both ends B, the necessary stator thin plate 12 and rotor thin plate 13 for one motor are required. Since the type and the number of sheets are the same, the waste of the material is minimized, and it is economical.

【0060】上記において本発明を同期型モータに適用
した例を説明したが、発電機についても同じように適用
することができる。
Although an example in which the present invention is applied to a synchronous motor has been described above, the present invention can be similarly applied to a generator.

【0061】また、本発明は上記した実施形態に限定さ
れるものではなく、本発明の技術的思想の範囲内で様々
な変更がなしうることは言うまでもない。
The present invention is not limited to the above-described embodiment, and it goes without saying that various changes can be made within the scope of the technical idea of the present invention.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の第1の実施形態の正面図である。FIG. 1 is a front view of a first embodiment of the present invention.

【図2】同じくそのX−X線に沿う断面図である。FIG. 2 is a cross-sectional view along the line XX.

【図3】第2の実施形態の断面図である。FIG. 3 is a sectional view of a second embodiment.

【図4】第3の実施形態の断面図である。FIG. 4 is a sectional view of a third embodiment.

【図5】第4の実施形態の断面図である。FIG. 5 is a sectional view of a fourth embodiment.

【図6】第5の実施形態の断面図である。FIG. 6 is a sectional view of a fifth embodiment.

【図7】第6の実施形態の断面図である。FIG. 7 is a cross-sectional view of a sixth embodiment.

【図8】同じくその説明図であり、(a)はステータコ
アとロータコアの関係、(b)は各内外径の関係をあら
わしている。
8 (a) and 8 (b) are explanatory diagrams showing the relationship between the stator core and the rotor core, and FIG. 8 (b) shows the relationship between the inner and outer diameters.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 ステータ 2 ロータ 3 コイル 4 ステータコア 5 ロータコア 6 永久磁石 7 エアギャップ 8 ケース 9 シャフト 10,11 軸受 12,13 薄板 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Stator 2 Rotor 3 Coil 4 Stator core 5 Rotor core 6 Permanent magnet 7 Air gap 8 Case 9 Shaft 10,11 Bearing 12,13 Thin plate

Claims (11)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】ステータと、その内側に同心的に配置され
るロータとから構成される回転電機において、 ステータ内周とロータ外周との間に形成されるエアギャ
ップをロータ軸方向の中央部で両端部よりも大きくなる
ように設定したことを特徴とする回転電機。
1. A rotating electric machine comprising a stator and a rotor concentrically disposed inside the stator, wherein an air gap formed between the inner periphery of the stator and the outer periphery of the rotor is formed at a central portion in the axial direction of the rotor. A rotating electric machine characterized by being set to be larger than both ends.
【請求項2】前記エアギャップはロータ軸方向の中央部
で最大、両端部で最小となり、かつその間では連続的に
変化するように設定される請求項1に記載の回転電機。
2. The rotating electric machine according to claim 1, wherein the air gap is set to be maximum at a central portion in the rotor axial direction, minimum at both ends, and change continuously between them.
【請求項3】前記エアギャップはロータ軸方向の中央部
で最大、両端部で最小となり、かつその間では段階的に
変化するように設定される請求項1に記載の回転電機。
3. The rotating electric machine according to claim 1, wherein the air gap is set to be maximum at a central portion in a rotor axial direction, minimum at both ends, and change stepwise between them.
【請求項4】前記エアギャップはステータ内径を軸方向
において異なった内径に設定することで形成される請求
項1〜3のいずれか一つに記載の回転電機。
4. The rotary electric machine according to claim 1, wherein the air gap is formed by setting the inner diameter of the stator to a different inner diameter in the axial direction.
【請求項5】前記エアギャップはロータ外径を軸方向に
おいて異なった外径に設定することで形成される請求項
1〜3のいずれか一つに記載の回転電機。
5. The rotating electric machine according to claim 1, wherein the air gap is formed by setting the outer diameter of the rotor to a different outer diameter in the axial direction.
【請求項6】前記エアギャップはステータ内径とロータ
外径を軸方向において異なった内径と外径に設定するこ
とで形成される請求項1〜3のいずれか一つに記載の回
転電機。
6. The rotating electric machine according to claim 1, wherein the air gap is formed by setting the inner diameter of the stator and the outer diameter of the rotor to be different from each other in the axial direction.
【請求項7】前記ステータを構成するステータコアは、
磁性材からなる薄板であってかつステータ内径が異なる
薄板を軸方向に積層することで、前記エアギャップを形
成する請求項1〜4のいずれか一つに記載の回転電機。
7. A stator core constituting the stator,
The rotating electric machine according to any one of claims 1 to 4, wherein the air gap is formed by laminating thin plates made of a magnetic material and having different stator inner diameters in the axial direction.
【請求項8】前記ロータを構成するロータコアは、磁性
材からなる薄板であってかつロータ外径の異なる薄板を
軸方向に積層することで、前記エアギャップを形成する
請求項1,2,3及び5のいずれか一つに記載の回転電
機。
8. The air gap is formed by laminating a rotor core constituting the rotor, which is a thin plate made of a magnetic material and having different rotor outer diameters in the axial direction. The rotating electric machine according to any one of claims 5 and 6.
【請求項9】前記ステータを円周方向に複数に分割した
ステータコアで形成し、各ステータコアは磁性材からな
る同形の薄板を軸方向に積層しかつ径方向にずらして配
置することで、前記エアギャップを形成する請求項1〜
3のいずれか一つに記載の回転電機。
9. The air stator according to claim 1, wherein the stator is formed by a plurality of stator cores divided in a circumferential direction, and each stator core is formed by laminating thin plates of the same shape made of a magnetic material in the axial direction and displaced in the radial direction. Claim 1 to form a gap
3. The rotating electric machine according to any one of 3.
【請求項10】前記ステータをステータ内径の異なる薄
板を軸方向に積層したステータコアで、また前記ロータ
をロータ外径の異なる薄板を軸方向に積層したロータコ
アでそれぞれ構成し、かつこれらステータとロータとの
間に前記エアギャップを形成した請求項6に記載の回転
電機。
10. The stator comprises a stator core in which thin plates having different stator inner diameters are laminated in the axial direction, and the rotor comprises a rotor core in which thin plates having different rotor outer diameters are laminated in the axial direction. The rotating electric machine according to claim 6, wherein the air gap is formed between the rotating electric machines.
【請求項11】少なくとも、前記ステータ内径の大きい
薄板と前記ロータ外径の大きい薄板とが同一の鋼板から
同心的に加工形成され、また前記ステータ内径の小さい
薄板とロータ外径の小さい薄板とが同一の鋼板から同心
的に加工形成される請求項10に記載の回転電機。
11. A thin plate having a large inner diameter of the stator and a thin plate having a large external diameter of the rotor are formed concentrically from the same steel plate, and a thin plate having a small internal diameter of the stator and a thin plate having a small external diameter of the rotor are formed. The rotating electric machine according to claim 10, wherein the rotating electric machine is formed concentrically from the same steel plate.
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