JP2007135324A

JP2007135324A - モータ、モータステータ、分割コア、およびヨーク

Info

Publication number: JP2007135324A
Application number: JP2005326850A
Authority: JP
Inventors: Toshiyuki Sonoda; 敏之園田
Original assignee: Sumitomo Electric Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Electric Industries Ltd
Priority date: 2005-11-11
Filing date: 2005-11-11
Publication date: 2007-05-31

Abstract

【課題】良好なモータ効率を得ることができるモータステータ、およびその関連技術を提供する。
【解決手段】モータステータは、複数の分割コア２０に分割可能な環状部材である。複数の分割コア２０のそれぞれは、一体的に構成されたティース部６およびヨーク部１１を有する。ヨーク部１１は、モータ径方向外方側から見た形状が略等脚台形となるように形成される。モータステータ２は、分割コア２０を上下方向に交互に反転させつつ、隣接するヨーク部１１の当接面２１と当接させることによって構成される。これにより、例えば、モータステータ２の各ヨーク部１１が熱膨張し、各ヨーク部１１に応力が発生した場合であっても、応力増大を抑制してヨーク部１１における鉄損の劣化を抑制することができる。
【選択図】図２

Description

本発明は、複数のコアに分割可能なモータステータおよびその関連技術に関するもので、特にヨークの改良に関する。

従来より、複数のコアに分割可能なモータステータが知られている（例えば、特許文献１）。

特開２００４−０４０８７１号公報

ここで、モータ効率を向上させるためには、コアの透磁率を高くする必要がある。このことは各コアのヨークにも当てはまり、各ヨークの周方向に沿った磁束の透磁率を良好なものとする必要がある。

しかし、特許文献１のように、モータステータが縦割り分割して設けられて各コアのヨークの当接面はモータ軸と略平行となる場合、熱膨張などによりヨークに応力が生ずることになる。その結果、ヨークの鉄損が増加し、モータ効率が低下するといった問題が生ずる。

そこで、本発明では、良好なモータ効率を得ることができるモータステータ、およびその関連技術を提供することを目的とする。

上記課題を解決するため、請求項１の発明は、複数のコアに分割可能なモータステータであって、互いに隣接する各コアのヨーク部の当接面がモータ軸に対して傾斜していることを特徴とする。

また、請求項２の発明は、請求項１に記載のモータステータにおいて、前記ヨーク部のモータ径方向外方側から見た形状は略等脚台形であることを特徴とする。

また、請求項３の発明は、請求項１に記載のモータステータにおいて、前記ヨーク部のモータ径方向外方側から見た形状は略平行四辺形であることを特徴とする。

また、請求項４の発明は、複数のコアに分割可能なモータステータであって、互いに隣接する各コアのヨーク部の当接面が、該当接面が設けられる位置のモータ径方向に対して傾斜していることを特徴とする。

また、請求項５の発明は、請求項１ないし請求項４のいずれかに記載のモータステータにおいて、前記コアのうち、少なくとも前記ヨーク部は圧粉磁性体により形成されていることを特徴とする。

また、請求項６の発明は、請求項１ないし請求項５のいずれかに記載のモータステータを備える。

また、請求項７の発明は、複数に分割可能なモータステータのヨークであって、隣接するヨークとの当接面がモータ軸に対して傾斜していることを特徴とする。

また、請求項８の発明は、モータステータの分割コアであって、ヨーク部を有し、隣接するコアのヨーク部との当接面が、モータ軸に対して傾斜していることを特徴とする。

請求項１ないし請求項５、請求項７、および請求項８に記載の発明によれば、互いに隣接する各コアのヨーク部の当接面をモータ軸に対して傾斜させることにより、ヨーク部において熱膨張などにより発生する応力を低減させることができる。そのため、ヨーク部の周方向に沿った鉄損の劣化を抑制することができる。

特に、請求項２に記載の発明によれば、ヨーク部のモータ径方向外方側から見た形状を略等脚台形とすることにより、ヨーク部において熱膨張などにより発生する応力を低減させることができる。その結果、ヨーク部での鉄損の劣化を抑制することができる。

特に、請求項３に記載の発明によれば、ヨーク部のモータ径方向外方側から見た形状を略平行四辺形とすることにより、ヨーク部において熱膨張などにより発生する応力を低減させることができる。その結果、ヨーク部での鉄損の劣化を抑制することができる。

特に、請求項５に記載の発明によれば、コアの少なくともヨーク部を成形容易とすることができる。

また、請求項６に記載の発明によれば、効率のよいモータを提供できる。

以下、図面を参照しつつ本発明の実施の形態について詳細に説明する。

＜１．第１の実施の形態＞
図１は、本発明の実施の形態におけるモータ１の上面図である。図２は、第１の実施の形態における分割コア２０を矢印ＡＲ１方向から見た図である。図３は、第１の実施の形態における分割コア２０の上面図である。図４は、第１の実施の形態におけるモータ１を矢印ＡＲ１方向から見た図である。

モータ１は、永久磁石型の同期モータであり、図１に示すように、主として、モータステータ２と、ロータ３と、リング８とを備える。なお、図１および以降の各図には、それらの方向関係を明確にするため必要に応じてＺ軸方向を鉛直方向とし、ＸＹ平面を水平平面とするＸＹＺ直交座標系を付している。

ロータ３は、モータステータ２の内周側に配置されており、円柱形状を有する。また、ロータ３は、中心部に回転軸４を有する。これにより、ロータ３が回転軸４を中心に回転することにより、モータ１から回転運動が出力される。また、図１に示すように、ロータ３の周縁部には、所定の角度ごとに永久磁石５が埋め込まれている。

リング８は、アルミ等の金属によって形成された環状部材である。このリング８の内周側に複数の分割コア２０が配置されて固定されることにより、モータステータ２が構成される。

モータステータ２は、複数の分割コア２０に分割可能な環状部材である。複数の分割コア２０のそれぞれは、図１ないし図４に示すように、主として、一体的に構成されたティース部６およびヨーク部１１を有する。

ここで、分割コア２０は、例えば金属磁性粉末（例えば、鉄粉）、または、所定の被膜（例えば、燐酸化合物被膜）で覆った金属磁性粉末（例えば、鉄粉）を樹脂で結合した圧紛磁性体により形成される。なお、圧紛磁性体の結合用樹脂としては、例えば、ポリフェニレンサルファイド、可溶性ポリイミド若しくはさらに他の樹脂、またはこれらの混合物などが用いられる。また、分割コア２０の形成は、圧紛磁性体材料を所定の成形用の型に充填して加圧、圧縮した後、加熱処理することにより行われる。

ティース部６は、主として、コイル７が巻きつけられた本体部１３と、鍔部１４とを有する。本体部１３は、ヨーク部１１からモータ径方向内方側に延びている。また、本体部１３の先端部には、鍔部１４が設けられる。したがって、リング８によって複数の分割コア２０が固定されると、各ティース部６は互いに間隔を隔てて所定の角度ごとに設けられることになる。

ヨーク部１１は、図２および図３に示すように、モータ径方向外方側から見た形状が略等脚台形となるように形成される。すなわち、ヨーク部１１の周方向側の当接面２１は、Ｚ軸と略平行な回転軸４に対して傾斜して設けられる。

そして、本実施の形態のモータステータ２は、図４に示すように、分割コア２０を上下方向に交互に反転させつつ、隣接するヨーク部１１の当接面２１と当接させることによって構成される。これにより、複数のヨーク部１１の集合体は、環状形状を有することになる。換言すると、この集合体は、複数のヨーク部１１に分割可能とされる。

このように、ヨーク部１１のモータ径方向外方側から見た形状を略等脚台形にすると、例えば、モータステータ２の各ヨーク部１１が熱膨張し、各ヨーク部１１に応力が発生した場合であっても、応力増大を抑制してヨーク部１１における鉄損の劣化を抑制することができる。そのため、効率の良いモータを提供することができる。

＜２．第２の実施の形態＞
次に、本発明の第２の実施の形態について説明する。この第２の実施の形態におけるモータ１００は、第１の実施の形態のモータ１と比較して、各分割コア１２０のヨーク部１１１の形状が異なる点を除いては、第１の実施の形態と同じである。そこで、以下ではこの相違点を中心に説明する。

なお、以下の説明において、第１の実施の形態のモータ１における構成要素と同様な構成要素については同一符号を付している。これら同一符号の構成要素は、第１の実施の形態において説明済みであるため、本実施形態では説明を省略する。

図５は、第２の実施の形態における分割コア１２０を矢印ＡＲ１方向から見た図である。図６は、第２の実施の形態における分割コア１２０の上面図である。図７は、第２の実施の形態におけるモータ１００を矢印ＡＲ１方向から見た図である。

ヨーク部１１１は、図５および図６に示すように、モータ径方向外方側から見た形状が略平行四辺形となるように形成される。すなわち、ヨーク部１１１の周方向側の当接面１２１は、Ｚ軸と略平行な回転軸４に対して傾斜して設けられる。

そして、本実施の形態のモータステータ１０２は、図８に示すように、隣接する分割コア１２０の当接面１２１と当接させることによって構成される。これにより、複数のヨーク部１１１の集合体は、環状形状を有することになる。換言すると、この集合体は、複数のヨーク部１１１に分割可能とされる。

このように、ヨーク部１１１のモータ径方向外方側から見た形状を略平行四辺形にすると、例えば、モータステータ２の各ヨーク部１１１が熱膨張し、各ヨーク部１１１に応力が発生した場合であっても、応力増大を抑制してヨーク部１１１における鉄損の劣化を抑制することができる。そのため、効率の良いモータを提供することができる。

＜３．第３の実施の形態＞
次に、本発明の第３の実施の形態について説明する。この第３の実施の形態におけるモータ２００は、第１の実施の形態のモータ１と比較して各分割コア２２０のヨーク部２１１の形状が異なる点を除いては、第１の実施の形態と同じである。そこで、以下ではこの相違点を中心に説明する。

図８は、第３の実施の形態におけるモータ２００の上面図である。モータ２００は永久磁石型の同期モータであり、図８に示すように、モータ２００は、主として、モータステータ２０２と、ロータ３と、リング８とを備える。

モータステータ２０２は、分割コア２２０に分割可能な環状部材である。複数の分割コア２２０のそれぞれは、図８に示すように、主として、一体的に構成されたティース部６と、ヨーク部２１１を有する。また、各ヨーク部２１１は、隣接するヨーク部２１１の当接面２２１と当接する。

ここで、各ヨーク部２１１の当接面２２１は、図８に示すように、その当接面２２１（２２１ａ）の設けられる位置のモータ径方向２２２に対して傾斜するとともに、回転軸４に対して略平行となる。

そして、本実施の形態のモータステータ２０２は、図８に示すように、隣接する分割コア２２０の当接面２２１と当接させることによって構成される。これにより、複数のヨーク部２１１の集合体は、環状形状を有することになる。換言すると、この集合体は、複数のヨーク部２１１に分割可能とされる。

このように、ヨーク部２１１の当接面２２１を、その当接面２２１の設けられた位置に対応するモータ径方向に対して傾斜させることにより、例えば、モータステータ２０２の各ヨーク部２１１が熱膨張し、各ヨーク部２１１に応力が発生した場合であっても、応力増大を抑制してヨーク部２１１における鉄損の劣化を抑制することができる。そのため、効率の良いモータを提供することができる。

＜４．変形例＞
以上、本発明の実施の形態について説明したが、この発明は上記の例に限定されるものではない。

（１）第１ないし第３の実施の形態において、分割コア２０、１２０、２２０は、圧紛磁性体によって形成されるが、これに限定されるものでない。例えば、ケイ素鋼鈑を積層させた積層鋼鈑によって分割コア２０、１２０、２２０を形成してもよい。

（２）第１ないし第３の実施の形態において、分割コア２０、１２０、２２０の本体部１３と鍔部１４とは一体的に構成されるが、これに限定されるものでなく、本体部１３と鍔部１４とを別体とし、本体部１３に鍔部１４を取り付けることによって分割コア２０を形成してもよい。この場合、ヨーク部１１およびティース部６のうちいずれか一方を圧紛磁性体によって、また他方を積層鋼鈑によって、形成してもよい。

（３）また、第３の実施の形態において、ヨーク部２１１の当接面２２１は、その当接面２２１の設けられる位置のモータ径方向に対して傾斜するとともに、回転軸４に対して略平行となるようにされているが、これに限定されるものでない。例えば、当接面２２１を、当接面２２１の設けられる位置のモータ径方向に対して傾斜させるだけでなく、回転軸４に対しても傾斜させてよい。この場合も、例えば熱膨張によって発生した各ヨーク部２１１の応力増大を抑制でき、ヨーク部２１１における鉄損の劣化を抑制することができる。そのため、効率の良いモータを提供することができる。

本発明の実施の形態におけるモータの上面図である。本発明の第１の実施の形態における分割コアを矢印ＡＲ１方向から見た図である。本発明の第１の実施の形態における分割コアの上面図である。本発明の第１の実施の形態におけるモータを矢印ＡＲ１方向から見た図である。本発明の第２の実施の形態における分割コアを矢印ＡＲ１方向から見た図である。本発明の第２の実施の形態における分割コアの上面図である。本発明の第２の実施の形態におけるモータを矢印ＡＲ１方向から見た図である。本発明の他の実施例におけるモータの上面図である。

符号の説明

１、１００、２００モータ
２、１０２、２０２モータステータ
４回転軸
６ティース部
７コイル
８リング
１１、１１１、２１１ヨーク部
１３本体部
１４鍔部
２１、１２１、２２１当接面

Claims

複数のコアに分割可能なモータステータであって、
互いに隣接する各コアのヨーク部の当接面がモータ軸に対して傾斜していることを特徴とするモータステータ。
請求項１に記載のモータステータにおいて、
前記ヨーク部のモータ径方向外方側から見た形状は略等脚台形であることを特徴とするモータステータ。
請求項１に記載のモータステータにおいて、
前記ヨーク部のモータ径方向外方側から見た形状は略平行四辺形であることを特徴とするモータステータ。
複数のコアに分割可能なモータステータであって、
互いに隣接する各コアのヨーク部の当接面が、該当接面が設けられる位置のモータ径方向に対して傾斜していることを特徴とするモータステータ。
請求項１ないし請求項４のいずれかに記載のモータステータにおいて、
前記コアのうち、少なくとも前記ヨーク部は圧粉磁性体により形成されていることを特徴とするモータステータ。
請求項１ないし請求項５のいずれかに記載のモータステータを備えることを特徴とするモータ。
複数に分割可能なモータステータのヨークであって、
隣接するヨークとの当接面がモータ軸に対して傾斜していることを特徴とするヨーク。
モータステータの分割コアであって、
ヨーク部を有し、
隣接するコアのヨーク部との当接面が、モータ軸に対して傾斜していることを特徴とする分割コア。