JP2007244065A - 集中巻きモータのステータ構造 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】ステータ1は、円環状ステータコア2の内周に円周方向等間隔に配置して多数のティース3を一体的に設け、これらティース3を円環状ステータコア2の内周から径方向内方へ延在させる。各ティース3に対し、ティース3の延在方向を包囲するようインシュレータ4を介して電磁コイル5を巻装する。ティース3およびインシュレータ4は電磁コイル5のコイル巻き芯部6を構成し、この電磁コイル巻き芯部6(インシュレータ4)と、電磁コイル5のモータ回転軸線方向に延在する軸線方向巻線部5aとが隙間なく接するよう、電磁コイル5の軸線方向巻線部5aと対面する電磁コイル巻き芯部6(インシュレータ4)の側面6a(4a)を、モータ回転軸線方向において中高となる凸面にする。
【選択図】図2
Description
つまり、インナーロータ型集中巻きモータのステータについて説明すると、図10および図11に示すごとく、
磁性材の円環状ステータコアaの内周に、径方向内方へ延在する複数個のティースbを円周方向等間隔に配置して設け、各ティースbに、その延在方向を包囲するようインシュレータc(図11参照)を介して電磁コイルdを巻線する。
かようにして電磁コイルdの巻線部e,f間における遷移部gの曲げ曲率半径が小さくなるのを回避することにより、当該巻線部間遷移部gが大きな応力を受けて損傷されるのを防止することができる。
その意味合いにおいて、電磁コイルdの巻線部間遷移部gにおける曲率半径は、当該巻線部間遷移部gが大きな応力を受けて損傷されることのない範囲で可能な限り小さくするのが良い。
先ず前提となる集中巻きモータについて説明するに、これは、
磁性材の円形ステータコアに円周方向等間隔に配置して設けた、径方向へ延在する複数個の各ティースに対し、該ティースの延在方向を包囲するようインシュレータを介して電磁コイルを巻線し、該コイルの電磁力によりロータに回転力を付与するようにしたものである。
前記ティースおよびインシュレータより成るコイル巻き芯部と、前記電磁コイルのモータ回転軸線方向に延在する軸線方向巻線部とが隙間なく接するよう、該電磁コイルの軸線方向巻線部と対面する前記コイル巻き芯部の側面を、モータ回転軸線方向において中高となる凸面にしたものである。
ティースおよびインシュレータより成るコイル巻き芯部と、電磁コイルのモータ回転軸線方向に延在する軸線方向巻線部とが隙間なく接するよう、該電磁コイルの軸線方向巻線部と対面する前記コイル巻き芯部の側面を、モータ回転軸線方向において中高となる凸面にしたため、
上記軸線方向巻線部の両端における曲率半径をモータ性能の要求に合わせて小さくした場合においても、当該軸線方向巻線部が、これと対面するコイル巻き芯部の側面に隙間なく接するのを補償することができる。
図1は、本発明の一実施例になる集中巻きモータのステータ構造を示す正面図であり、図2は、図1のII-II線上より矢の方向に見て電磁コイル巻線状態を示す要部断面図である。
なお本実施例ではステータ構造を、ロータ(図示せず)が円環状ステータ1の内部で回転する所謂インナーロータ型集中巻き回転同期モータのステータとして構成する。
ここでステータコア2は、電磁鋼板をプレスにより円環状に、また、ティース3の形成部を持つ形状に打ち抜いて成型したプレス板をモータ回転軸線方向(図1の図面直角方向、図2の上下方向)に積層した電磁鋼板の積層体とする。
該コイル5の電磁力によりステータ1内の図示せざるロータが回転力を付与され、インナーロータ型集中巻き回転同期モータの駆動を生起するものとする。
なお、ティース3の対応側面3aをモータ回転軸線方向において中高となる凸面にするに際し本実施例では、前記したごとく電磁鋼板をプレスにより打ち抜き成型したプレス板の積層によりステータコア2を造るときに、モータ回転軸線方向中程に位置するプレス板ほどティース3のモータ回転方向(図2の左右方向)における幅が大きなものとすることで目的を達するようになす。
電磁コイル5の上記軸線方向巻線部5aと、モータ回転方向に延在する回転方向巻線部5bとの遷移部5cにおける曲率半径をモータ性能の要求に合わせて小さくした場合においても、電磁コイル5の軸線方向巻線部5aが、これと対面するコイル巻き芯部6(本例ではインシュレータ4)の側面6a(4a)に隙間なく接するのを補償することができる。
この問題は、ステータコア2をティース3と共に、磁性材粉体の圧縮成型により造った圧粉コアで構成することにより解消することができる。
そして、コアセグメント7同士の接触面にそれぞれ、上記組み立て時において隣り合うコアセグメント7間の相対位置決めを司る凹凸嵌合部8,9を形成する。
巻線設備の簡素化や、巻線密度の高密度化や、巻線時間の短縮を実現することができるし、コスト低減も可能である。
また、コアセグメント7同士の接触面にそれぞれ、ステータコア2の組み立て時において隣り合うコアセグメント7間の相対位置決めを司る凹凸嵌合部8,9を設けたから、ステータコア2の組み立て作業が容易であると共に、ステータ濃さ2の組み立て強度を高めることができる。
よって、電磁コイル巻き芯部6(インシュレータ4)と、電磁コイル5の軸線方向巻線部5aとが図示のごとく隙間なく接することとなり、
電磁コイル5の軸線方向巻線部5aと回転方向巻線部5bとの遷移部5cにおける曲率半径をモータ性能の要求に合わせて小さくした場合においても、電磁コイル5の軸線方向巻線部5aが、これと対面するコイル巻き芯部6(インシュレータ4)の側面6a(4a)に隙間なく接するのを補償することができる。
よって、電磁コイル5の軸線方向巻線部5aとコイル巻き芯部6(インシュレータ4)の側面6a(4a)との間における熱伝導を良好に保つことができ、電磁コイル5で発生した熱(銅損)がコイル巻き芯部6を介してステータコア2に伝わり易くし、ステータコア2からの放熱により行われるモータの冷却が効率よく行われてモータの冷却性能を高めることができる。
ティース3のモータ回転方向(図の左右方向)における幅をモータ回転軸線方向(図の上下方向)全長に亘って同じにしたまま所期の目的を達成し得ることとなり、ステータコア2(ティース3を含む)を成す、相互に積層すべきプレス板のプレス型が1種類のみで良く、コスト上大いに有利である。
つまり図6において、電磁コイル5への通電により発生する磁束は図面の直角方向であり、また、当該方向における磁束が変化することで発生する渦電流は図面に平行な方向に流れようとする。
ところで、ティース3(ステータコア2)を構成する電磁鋼板も、これに添設するティース部片11を成す電磁鋼板も、図面に直角な方向に配置されているため、個々の電磁鋼板に施されている絶縁コーティングが、図面に直角な方向の渦電流を抑制することとなる。
そして本実施例では、インシュレータ4をティース3のモータ回転軸線方向両端近傍のみに位置させ、ティース3の中高側面3aと電磁コイル5の軸線方向巻線部5aとの間にはインシュレータ4が存在しないようになして、電磁コイル5の軸線方向巻線部5aをティース3の中高側面3aに直接接触させる。
電磁コイル5の軸線方向巻線部5aとコイル巻き芯部6(ティース3)の側面6a(3a)との間における熱伝導を前記各実施例の場合よりも更に良好にすることができ、ステータコア2からの放熱により行われるモータの冷却を更に高効率に行い得てモータの冷却性能を一層高めることができる。
よって、電磁コイル巻き芯部6(インシュレータ4)と、電磁コイル5の軸線方向巻線部5aとが図示のごとく隙間なく接することとなり、
電磁コイル5の軸線方向巻線部5aと回転方向巻線部5bとの遷移部5cにおける曲率半径をモータ性能の要求に合わせて小さくした場合においても、電磁コイル5の軸線方向巻線部5aが、これと対面するコイル巻き芯部6(インシュレータ4)の側面6a(4a)に隙間なく接するのを補償することができる。
よって、電磁コイル5の軸線方向巻線部5aとコイル巻き芯部6(インシュレータ4)の側面6a(4a)との間における熱伝導を良好に保つことができ、電磁コイル5で発生した熱(銅損)がコイル巻き芯部6を介してステータコア2に伝わり易くし、ステータコア2からの放熱により行われるモータの冷却が効率よく行われてモータの冷却性能を高めることができる。
しかし何れにしても、インシュレータ分割部分4b,4cをそれぞれモータ回転軸線方向両側からティース3に嵌め合わせるに当たっては、嵌合部に熱伝導グリースのような熱伝導材を介在させることにより、インシュレータ4およびティース3間の熱伝導を良好に行わせて前記の作用効果が一層顕著になるようにするのがよい。
2 ステータコア
3 ティース
3a ティース中高側面
4 インシュレータ
4a インシュレータ中高側面
5 電磁コイル
5a 軸線方向巻線部
5b 回転方向巻線部
5c 巻線部間遷移部
6 コイル巻き芯部
6a コイル巻き芯部中高側面
7 コアセグメント
8,9 コアセグメント間相対位置決め凹凸嵌合部
11 ティース部片
Claims (10)
- 磁性材の円形ステータコアに円周方向等間隔に配置して設けた、径方向へ延在する複数個の各ティースに対し、該ティースの延在方向を包囲するようインシュレータを介して電磁コイルを巻線し、該コイルの電磁力によりロータに回転力を付与するようにした集中巻きモータにおいて、
前記ティースおよびインシュレータより成るコイル巻き芯部と、前記電磁コイルのモータ回転軸線方向に延在する軸線方向巻線部とが隙間なく接するよう、該電磁コイルの軸線方向巻線部と対面する前記コイル巻き芯部の側面を、モータ回転軸線方向において中高となる凸面にしたことを特徴とする集中巻きモータのステータ構造。 - 請求項1に記載の集中巻きモータのステータ構造において、
前記電磁コイルの軸線方向巻線部と対向する前記ティースの側面をモータ回転軸線方向において中高とすることにより、前記コイル巻き芯部の側面をモータ回転軸線方向において中高となる凸面にしたことを特徴とする集中巻きモータのステータ構造。 - 請求項2に記載の集中巻きモータのステータ構造において、
前記電磁コイルの軸線方向巻線部と対向する前記ティースの側面に磁性材のティース部片を添設して、該ティースの側面をモータ回転軸線方向において中高としたことを特徴とする集中巻きモータのステータ構造。 - 請求項2または3に記載の集中巻きモータのステータ構造において、
前記電磁コイルの軸線方向巻線部と対向する前記ティースの側面を、モータ回転軸線方向中高箇所において前記電磁コイルの軸線方向巻線部に直接接触させたことを特徴とする集中巻きモータのステータ構造。 - 請求項1に記載の集中巻きモータのステータ構造において、
前記電磁コイルの軸線方向巻線部と対向する前記インシュレータの側面をモータ回転軸線方向において中高とすることにより、前記コイル巻き芯部の側面をモータ回転軸線方向において中高となる凸面にしたことを特徴とする集中巻きモータのステータ構造。 - 請求項1〜5のいずれか1項に記載の集中巻きモータのステータ構造において、
前記インシュレータをモータ回転軸線方向に2分割し、これら2分割したインシュレータ分割部分をそれぞれモータ回転軸線方向両側から前記ティースに嵌め合わせて取着したことを特徴とする集中巻きモータのステータ構造。 - 請求項1〜6のいずれか1項に記載の集中巻きモータのステータ構造において、
前記ステータコアが、ティース形成部を有した円形電磁鋼板のモータ回転軸線方向における積層体であることを特徴とする集中巻きモータのステータ構造。 - 請求項1〜6のいずれか1項に記載の集中巻きモータのステータ構造において、
前記ステータコアが、前記ティースを含め、磁性材粉体の圧縮成型により造った圧粉コアであることを特徴とする集中巻きモータのステータ構造。 - 請求項1〜6のいずれか1項に記載の集中巻きモータのステータ構造において、
前記円形ステータコアを前記ティース間において円周方向に分割し、これら分割したコアセグメントを順次円形に組み立てて前記ステータコアを構成したことを特徴とする集中巻きモータのステータ構造。 - 請求項9に記載の集中巻きモータのステータ構造において、
前記コアセグメント同士の接触面にそれぞれ、前記組み立て時において隣り合うコアセグメント間の相対位置決めを司る凹凸嵌合部を形成したことを特徴とする集中巻きモータのステータ構造。
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