JP2007306684A - Motor and manufacturing method therefor - Google Patents
Motor and manufacturing method therefor Download PDFInfo
- Publication number
- JP2007306684A JP2007306684A JP2006131290A JP2006131290A JP2007306684A JP 2007306684 A JP2007306684 A JP 2007306684A JP 2006131290 A JP2006131290 A JP 2006131290A JP 2006131290 A JP2006131290 A JP 2006131290A JP 2007306684 A JP2007306684 A JP 2007306684A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- teeth
- yoke
- rotor
- axial direction
- motor
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Abstract
Description
この発明はモータに関し、特にいわゆるラジアルギャップ型のモータのステータの改良に関する。 The present invention relates to a motor, and more particularly to an improvement in a stator of a so-called radial gap type motor.
モータの効率を高める一つの観点として、ステータに流れる磁束を多くすることが挙げられる。この観点から、ステータに備えられるコイルの巻回数を高めることが望まれる。しかしモータの小型化の観点からは、ステータのコアの体積を確保しつつコイルの巻回数を高めることは困難である。 One aspect of increasing the efficiency of the motor is to increase the magnetic flux flowing through the stator. From this viewpoint, it is desired to increase the number of turns of the coil provided in the stator. However, from the viewpoint of miniaturization of the motor, it is difficult to increase the number of turns of the coil while securing the volume of the stator core.
そこで特許文献1に開示された技術では、ステータのティース先端を回転軸方向に伸ばすことにより、ロータと対向するティースの面積を増大させている。コイルの巻回数を高めることによって増大する、コイルエンドの回転軸方向に沿った長さを有効に利用する点で好ましい。
Therefore, in the technique disclosed in
しかしながら、ステータにおいては、ティース先端からティース本体へ、ティース本体からバックヨークへと流れる磁束の一部は、回転軸方向にも流れる。よってティースを含むステータ全体を、回転軸方向に積層したコアで構成していると、積層間の磁気抵抗の増加や、渦電流の増加という問題がある。そしてこの問題は、ティース先端を回転軸方向に伸ばす場合に、より顕著となる。 However, in the stator, a part of the magnetic flux flowing from the teeth tip to the teeth body and from the teeth body to the back yoke also flows in the rotation axis direction. Therefore, if the entire stator including the teeth is configured with a core laminated in the direction of the rotation axis, there is a problem of an increase in magnetic resistance between the laminations and an increase in eddy current. This problem becomes more prominent when the tip of the tooth is extended in the direction of the rotation axis.
また、特許文献2では、ステータ全体を圧粉磁心で、または、ティースのみを圧粉磁心で構成する技術が開示されている。圧粉磁心は、磁化特性や鉄損特性に等方性があり、回転軸方向にも磁束が通しやすい。 Patent Document 2 discloses a technique in which the entire stator is configured with a dust core or only the teeth are configured with a dust core. The dust core has isotropic magnetization characteristics and iron loss characteristics, and magnetic flux can easily pass through in the direction of the rotation axis.
但し圧粉磁心の磁気特性は、電磁鋼板の平面内での磁気特性よりも劣り、また渦電流損は小さいがヒステリシス損が大きい。従ってモータで通常発生する磁束の周波数においては、鉄損特性も電磁鋼板には劣る。また圧粉磁心は機械的強度も小さく、ヤキバメ等の機械的結合にも不適である。 However, the magnetic properties of the dust core are inferior to the magnetic properties in the plane of the electromagnetic steel sheet, and the eddy current loss is small but the hysteresis loss is large. Therefore, the iron loss characteristic is inferior to that of the electromagnetic steel sheet at the frequency of magnetic flux normally generated in the motor. In addition, the dust core has a low mechanical strength and is not suitable for mechanical coupling such as fraying.
そこで本発明は、鉄損を低減してモータの効率を高めることを目的としている。コイルエンド周りの空間を有効に利用してモータを小型化することも目的としている。 Therefore, an object of the present invention is to increase the efficiency of a motor by reducing iron loss. Another object is to reduce the size of the motor by effectively using the space around the coil end.
この発明にかかるモータの第1の態様は、軸方向に対する径方向に延在し、コイル(41,42,43,51,52,53)が巻回される複数のティース(1)と、前記ティースの一端(103)を磁気的に接続する環状のヨーク(21;22;23a,23b;24a,24b)とを含むステータと、前記ティースの前記一端とは反対側の他端(101)と、円筒状のエアギャップを介して、前記ステータに対向し、前記軸方向に平行な中心軸(Q)を中心として回転するロータ(9)とを備えるモータである。そして前記ティースの各々は、その周方向に、もしくは前記周方向についての中心において前記軸方向及び前記径方向に垂直な方向に、磁性板を平行に積層してなり、前記ヨークは前記軸方向に垂直に磁性板を平行に積層してなる。 A first aspect of the motor according to the present invention includes a plurality of teeth (1) extending in a radial direction with respect to an axial direction and wound with coils (41, 42, 43, 51, 52, 53), A stator including an annular yoke (21; 22; 23a, 23b; 24a, 24b) that magnetically connects one end (103) of the tooth, and the other end (101) opposite to the one end of the tooth; And a rotor (9) that rotates around a central axis (Q) parallel to the axial direction, facing the stator via a cylindrical air gap. Each of the teeth is formed by laminating magnetic plates in parallel in the circumferential direction or in a direction perpendicular to the axial direction and the radial direction at the center in the circumferential direction, and the yoke is in the axial direction. Magnetic plates are stacked vertically in parallel.
この発明にかかるモータの第2の態様は、その第1の態様であって、前記ティースを構成する前記磁性板には圧延鋼板が採用され、その圧延方向と前記径方向とが一致して用いられる。 A second aspect of the motor according to the present invention is the first aspect, wherein a rolled steel plate is employed for the magnetic plate constituting the teeth, and the rolling direction and the radial direction are used in agreement. It is done.
この発明にかかるモータの第3の態様は、その第1の態様又は第2の態様であって、前記ティースの前記一端(103)と前記他端との間に介在する中間部分(102)は、前記他端(101)よりも、前記軸方向に沿った長さ(L2)が短い。 A third aspect of the motor according to the present invention is the first aspect or the second aspect, wherein an intermediate portion (102) interposed between the one end (103) and the other end of the teeth is provided. The length (L2) along the axial direction is shorter than the other end (101).
この発明にかかるモータの第4の態様は、その第1の態様乃至第3の態様のいずれかであって、前記ヨーク(21;22;23a,23b;24a,24b)は前記ティースの前記一端(103)を嵌合する凹部(201;202;203a,203b;204a,205a,204b.205b)を有する。 A fourth aspect of the motor according to the present invention is any one of the first to third aspects, wherein the yoke (21; 22; 23a, 23b; 24a, 24b) is the one end of the tooth. It has a recessed part (201; 202; 203a, 203b; 204a, 205a, 204b.205b) which fits (103).
この発明にかかるモータの第5の態様は、その第1の態様乃至第4の態様のいずれかであって、前記中間部分(102)はその前記他端(101)側において、前記一端(103)から前記他端に向かうに従って前記径方向から前記軸方向に向かって広がる曲線部(12)を呈する。 A fifth aspect of the motor according to the present invention is any one of the first to fourth aspects, wherein the intermediate portion (102) is located at the one end (103) on the other end (101) side. ) To the other end, and presents a curved portion (12) that expands from the radial direction toward the axial direction.
この発明にかかるモータの第6の態様は、その第5の態様であって、前記ロータ(9)は前記ステータに囲まれる。 A sixth aspect of the motor according to the present invention is the fifth aspect, wherein the rotor (9) is surrounded by the stator.
この発明にかかるモータの第7の態様は、その第1の態様乃至第4の態様のいずれかであって、前記ロータ(9)は前記ステータに囲まれ、前記中間部分(102)は、前記一端(103)から前記他端(101)に向かうに従って、前記軸方向の長さ(L2)が増大する。 A seventh aspect of the motor according to the present invention is any one of the first to fourth aspects, wherein the rotor (9) is surrounded by the stator, and the intermediate portion (102) is The length (L2) in the axial direction increases from one end (103) to the other end (101).
この発明にかかるモータの第8の態様は、その第1の態様乃至第7の態様のいずれかであって、前記ティース(1)は、当該ティースを構成する前記磁性板の前記他端(103)の前記軸方向についての端部に設けられる凹凸(11)によって相互に締結される。 An eighth aspect of the motor according to the present invention is any one of the first to seventh aspects, wherein the tooth (1) is the other end (103) of the magnetic plate constituting the tooth. ) Are fastened to each other by unevenness (11) provided at the end in the axial direction.
この発明にかかるモータの第9の態様は、その第1の態様乃至第8の態様のいずれかであって、前記ティースを構成する前記磁性板のうち、周方向についての両端部に位置する前記磁性板(105)は、前記他端(101)において前記周方向に広がって屈曲する。 A ninth aspect of the motor according to the present invention is any one of the first to eighth aspects, wherein the magnetic plates constituting the teeth are located at both ends in the circumferential direction. The magnetic plate (105) bends in the circumferential direction at the other end (101).
この発明にかかるモータの第10の態様は、その第1の態様乃至第9の態様のいずれかであって、前記他端(101)は前記ロータと同心の円弧を呈する。 A tenth aspect of the motor according to the present invention is any one of the first to ninth aspects, and the other end (101) exhibits an arc concentric with the rotor.
この発明にかかるモータの第11の態様は、その第4の態様であって、前記凹部(201)は前記ヨーク(21)の前記軸方向の全体に亘って設けられ、前記一端(103)の前記軸方向の長さ(L3)は前記ヨーク(21)の前記軸方向の長さ(Ly)と等しい。 An eleventh aspect of the motor according to the present invention is the fourth aspect thereof, wherein the recess (201) is provided over the entire axial direction of the yoke (21), and the one end (103) The axial length (L3) is equal to the axial length (Ly) of the yoke (21).
この発明にかかるモータの第12の態様は、その第4の態様であって、前記凹部は、前記ヨーク(21;23a,23b;24a,24b)の前記軸方向についての一方端から前記軸方向についての途中の位置まで設けられ、前記位置において座面(202a;203a,203b;204a,204b)を呈し、前記一端(103)は、その前記軸方向についての端が前記座面と当接して、前記凹部と嵌合する。 A twelfth aspect of the motor according to the present invention is the fourth aspect thereof, wherein the recess is formed from one end in the axial direction of the yoke (21; 23a, 23b; 24a, 24b) from the axial direction. Is provided up to an intermediate position, and exhibits a seating surface (202a; 203a, 203b; 204a, 204b) at the position, and the one end (103) has its end in the axial direction in contact with the seating surface. , And fitted into the recess.
この発明にかかるモータの第13の態様は、その第12の態様であって、前記ヨーク(23a,23b;24a,24b)は一対設けられ、前記座面(203a,203b;204a,204b)が対向する向きに、前記一対のヨーク(23a,23b)が組み合わされる。 A thirteenth aspect of the motor according to the present invention is the twelfth aspect, wherein a pair of the yokes (23a, 23b; 24a, 24b) is provided, and the seating surfaces (203a, 203b; 204a, 204b) are provided. The pair of yokes (23a, 23b) are combined in opposite directions.
この発明にかかるモータの第14の態様は、その第13の態様であって、前記ヨーク(24a,24b)は、前記軸方向について前記一方端とは反対側の他方端から前記凹部と連通する連通孔(205a,205b)を更に有し、前記ティース(1)は、前記一端(103)に設けられ、前記連通孔と嵌合する突起(104)を更に有する。 A fourteenth aspect of the motor according to the present invention is the thirteenth aspect, wherein the yoke (24a, 24b) communicates with the recess from the other end opposite to the one end in the axial direction. The teeth (1) further include a protrusion (104) that is provided at the one end (103) and fits with the communication hole.
この発明にかかるモータの第15の態様は、その第4の態様であって、前記ティースの前記一端(103)と前記他端との間に介在する中間部分(102)の前記軸方向についての長さ(L2)は、前記一端(103)の前記軸方向についての長さ(L3)と等しい。 A fifteenth aspect of the motor according to the present invention is the fourth aspect thereof, wherein the intermediate portion (102) interposed between the one end (103) and the other end of the tooth in the axial direction is provided. The length (L2) is equal to the length (L3) of the one end (103) in the axial direction.
この発明にかかるモータの第16の態様は、その第1の態様乃至第15の態様のいずれかであって、前記ヨーク(21)は、当該ヨークを構成する前記磁性板の、前記径方向において前記一端(103)とは反対側に設けられる凹凸(20)によって相互に締結される。 A sixteenth aspect of the motor according to the present invention is any one of the first to fifteenth aspects, wherein the yoke (21) is arranged in the radial direction of the magnetic plate constituting the yoke. They are fastened to each other by an unevenness (20) provided on the opposite side to the one end (103).
この発明にかかるモータの第17の態様は、その第1の態様乃至第16の態様のいずれかであって、前記ロータ(9)は前記ステータに囲まれ、前記ステータは、複数の前記他端(101)同士を連結する非磁性体(31)を更に有する。 A seventeenth aspect of the motor according to the present invention is any one of the first to sixteenth aspects, wherein the rotor (9) is surrounded by the stator, and the stator has a plurality of the other ends. (101) It further has a non-magnetic material (31) that couples each other.
この発明にかかるモータの第18の態様は、その第1の態様乃至第17の態様のいずれかであって、前記ロータ(9)は前記ステータに囲まれ、前記コイル(41,42,43,51,52,53)は複数の前記ティースに跨って分布巻又は波巻で巻回され、少なくとも一つの前記コイルの前記軸方向に沿った端部は、前記ロータ側に屈曲する。 An eighteenth aspect of the motor according to the present invention is any one of the first to seventeenth aspects, wherein the rotor (9) is surrounded by the stator, and the coils (41, 42, 43, 51, 52, 53) are wound by distributed winding or wave winding across the plurality of teeth, and an end portion of at least one of the coils along the axial direction is bent toward the rotor.
この発明にかかるモータの第19の態様は、その第18の態様であって、前記ステータは、前記他端(101)の前記ロータ側の表面(101a)と、前記一端(103)とを除いて前記ティース(1)を被覆する絶縁膜(32;33)を更に有する。 A nineteenth aspect of the motor according to the present invention is the eighteenth aspect thereof, wherein the stator excludes the surface (101a) on the rotor side of the other end (101) and the one end (103). And an insulating film (32; 33) for covering the teeth (1).
この発明にかかるモータの第20の態様は、その第18の態様乃至第19の態様のいずれかであって、前記ステータは、前記他端(101)の前記軸方向の一方側に設けられた円環状の絶縁体(33)を更に有する。 A twentieth aspect of the motor according to the present invention is any one of the eighteenth to nineteenth aspects, wherein the stator is provided on one side in the axial direction of the other end (101). It further has an annular insulator (33).
この発明にかかるモータの第21の態様は、その第1の態様乃至第20の態様のいずれかであって、前記ロータの前記軸方向に沿っての長さは、前記他端(101)の前記軸方向に沿っての長さ(L1)以上である。 A twenty-first aspect of the motor according to the present invention is any one of the first to twentieth aspects, wherein a length of the rotor along the axial direction is the length of the other end (101). It is not less than the length (L1) along the axial direction.
この発明にかかるモータの製造方法の第1の態様は、この発明にかかるモータの第1の態様のモータを製造する方法である。但し前記ロータ(9)は前記ステータに囲まれるタイプである。当該方法において、(a)複数の前記ティース(1)を、前記他端(101)側を支持することによって、環状に配置するステップと、(b)予め巻回された前記コイル(41,42,43,51,52,53)を、前記一端(103)を通して前記ティースへと挿入するステップと、(c)前記一端を前記ヨーク(21;22;23;23a,23b;24a,24b)で磁気的に接続するステップと、(d)前記他端側の支持を解除するステップとをこの順に実行する。 A first aspect of the method for manufacturing a motor according to the present invention is a method for manufacturing the motor according to the first aspect of the motor according to the present invention. However, the rotor (9) is of a type surrounded by the stator. In the method, (a) a plurality of teeth (1) are arranged in an annular shape by supporting the other end (101) side, and (b) the previously wound coils (41, 42). , 43, 51, 52, 53) are inserted into the teeth through the one end (103), and (c) the one end is inserted into the yoke (21; 22; 23; 23a, 23b; 24a, 24b). The steps of magnetically connecting and (d) releasing the support on the other end side are executed in this order.
この発明にかかるモータの製造方法の第2の態様は、この発明にかかるモータの第17の態様のモータを製造する方法である。当該方法において、(a)複数の前記他端(101)同士を非磁性体(31)を用いて連結し、前記ティース(1)を環状に固定するステップと、(b)予め巻回された前記コイルを、前記一端(103)を通して前記ティースへと挿入するステップと、(c)前記一端を前記ヨーク(23a,23b)で磁気的に接続するステップとをこの順に実行する。 A second aspect of the motor manufacturing method according to the present invention is a method for manufacturing the motor according to the seventeenth aspect of the motor according to the present invention. In the method, (a) connecting a plurality of the other ends (101) using a non-magnetic material (31) and fixing the teeth (1) in an annular shape; and (b) pre-winding The step of inserting the coil into the teeth through the one end (103) and the step of (c) magnetically connecting the one end with the yoke (23a, 23b) are performed in this order.
この発明にかかるモータの製造方法の第3の態様は、その第2の態様であって、前記ステップ(b)の後で(d)前記コイル(41,42,43)の前記軸方向に沿った端部を、前記ロータ側へ屈曲するステップを更に実行する。 A third aspect of the method for manufacturing a motor according to the present invention is the second aspect thereof, wherein (d) after the step (b), (d) along the axial direction of the coils (41, 42, 43). The step of bending the end portion toward the rotor side is further executed.
この発明にかかるモータの製造方法の第1の態様及び第3の態様においては、前記ステップ(d)の後で、(e)前記他端に囲まれた位置に永久磁石用材料を有する前記ロータを配置するステップと、(f)前記永久磁石用材料に対して前記コイルによって着磁を行い、前記ロータの界磁用磁石を形成するステップとを更に実行することも好適である。 In the first aspect and the third aspect of the motor manufacturing method according to the present invention, after the step (d), (e) the rotor having a permanent magnet material at a position surrounded by the other end. And (f) magnetizing the permanent magnet material with the coil to form a field magnet for the rotor.
この発明にかかるモータの第1の態様によれば、ステータを流れる磁束は、ティース中ではほぼ径方向に、ヨーク中ではほぼ周方向に、それぞれ流れるので、磁性板の広がる方向と平行である。よってステータ全体で鉄損が低減する。 According to the first aspect of the motor of the present invention, the magnetic flux flowing through the stator flows in a substantially radial direction in the teeth and in a substantially circumferential direction in the yoke, and thus is parallel to the direction in which the magnetic plate spreads. Therefore, iron loss is reduced in the entire stator.
この発明にかかるモータの第2の態様によれば、磁束が流れる方向と圧延方向とが一致するので、ティースの磁気特性が向上する。 According to the 2nd aspect of the motor concerning this invention, since the direction where a magnetic flux flows and the rolling direction correspond, the magnetic characteristic of teeth improves.
この発明にかかるモータの第3の態様によれば、中間部分にコイルを巻回し、他端がコイルの巻き崩れを防止する。しかもロータと対向する、他端の軸方向に沿った長さが長くなるので、エアギャップにおける磁気抵抗を小さくし、ステータとロータとの間で効率よく磁束が鎖交する。 According to the third aspect of the motor of the present invention, the coil is wound around the intermediate portion, and the other end prevents the coil from collapsing. In addition, since the length along the axial direction of the other end facing the rotor is increased, the magnetic resistance in the air gap is reduced, and the magnetic flux is efficiently linked between the stator and the rotor.
この発明にかかるモータの第4の態様によれば、ヨークによってティースを堅固かつ容易に保持できる。 According to the fourth aspect of the motor of the present invention, the teeth can be firmly and easily held by the yoke.
この発明にかかるモータの第5の態様によれば、中間部分と他端ひいてはロータとの間で流れる磁束がなだらかとなり、ステータとロータとの間で効率よく磁束が鎖交する。また曲線部が他端近傍で広がるので、磁気飽和も緩和される。 According to the fifth aspect of the motor of the present invention, the magnetic flux flowing between the intermediate portion and the other end, and thus the rotor, becomes gentle, and the magnetic flux efficiently links between the stator and the rotor. Further, since the curved portion spreads in the vicinity of the other end, magnetic saturation is also alleviated.
この発明にかかるモータの第6の態様によれば、軸方向に沿ったコイルエンドの長さを径方向について揃え、以てモータが小型化される。 According to the sixth aspect of the motor of the present invention, the lengths of the coil ends along the axial direction are aligned in the radial direction, whereby the motor is miniaturized.
この発明にかかるモータの第7の態様によれば、軸方向に沿ったコイルエンドの長さを径方向について揃え、以てモータが小型化される。 According to the seventh aspect of the motor of the present invention, the lengths of the coil ends along the axial direction are aligned in the radial direction, thereby miniaturizing the motor.
この発明にかかるモータの第8の態様によれば、磁性板自身で相互に締結される。特にティースの一端と他端との間に介在する中間部分に凹凸を設ける必要がないので、ティースに流れる磁束への影響が小さい。 According to the eighth aspect of the motor of the present invention, the magnetic plates themselves are fastened to each other. In particular, since it is not necessary to provide unevenness in an intermediate portion interposed between one end and the other end of the tooth, the influence on the magnetic flux flowing through the tooth is small.
この発明にかかるモータの第9の態様によれば、ティースの他端の周方向長さが大きくなる。よって、エアギャップにおける磁気抵抗が小さくなり、ステータとロータとの間で効率よく磁束が鎖交する。 According to the ninth aspect of the motor of the present invention, the circumferential length of the other end of the tooth is increased. Therefore, the magnetic resistance in the air gap is reduced, and the magnetic flux is efficiently linked between the stator and the rotor.
この発明にかかるモータの第10の態様によれば、エアギャップの長さを周方向で一定にし、エアギャップでの磁束密度を高める。 According to the 10th aspect of the motor concerning this invention, the length of an air gap is made constant in the circumferential direction, and the magnetic flux density in an air gap is raised.
この発明にかかるモータの第11の態様によれば、ティースの一端が磁束を軸方向全体に広げるので、ヨークに流れる磁束を周方向に沿わせ易い。 According to the eleventh aspect of the motor of the present invention, one end of the teeth spreads the magnetic flux in the entire axial direction, so that the magnetic flux flowing through the yoke can be easily along the circumferential direction.
この発明にかかるモータの第12の態様によれば、ヨークとティースとの位置決めが容易となる。 According to the twelfth aspect of the motor of the present invention, the positioning of the yoke and the teeth is facilitated.
この発明にかかるモータの第13の態様によれば、ヨークによるティースの軸方向についての保持が堅固となる。 According to the thirteenth aspect of the motor of the present invention, the teeth are firmly held in the axial direction by the yoke.
この発明にかかるモータの第14の態様によれば、ヨークによるティースの径方向についての保持が堅固となる。 According to the fourteenth aspect of the motor according to the present invention, the teeth are firmly held in the radial direction by the yoke.
この発明にかかるモータの第15の態様によれば、コイルを中間部分へと巻回する処理において、予め巻回されたコイルを前記一端側から挿入して前記中間部分に配置するという簡易な処理を採用することができる。 According to the fifteenth aspect of the motor of the present invention, in the process of winding the coil to the intermediate part, the simple process of inserting the pre-wound coil from the one end side and arranging it in the intermediate part Can be adopted.
この発明にかかるモータの第16の態様によれば、磁性板自身で相互に締結される。特にティースの他端同士の間に介在する位置に凹凸を設ける必要がないので、ヨークに流れる磁束への影響が小さい。 According to the sixteenth aspect of the motor of the present invention, the magnetic plates themselves are fastened to each other. In particular, since it is not necessary to provide unevenness at a position interposed between the other ends of the teeth, the influence on the magnetic flux flowing through the yoke is small.
この発明にかかるモータの第17の態様によれば、ヨークと組み合わせる前に、ティースへコイルを巻回しやすい。よってヨークを組み合わせた後にコイルをティースへと巻回するときに必要なノズルスペースを確保する必要がない。あるいは予め巻回したコイルをティースへと挿入しやすい。 According to the seventeenth aspect of the motor of the present invention, the coil can be easily wound around the tooth before being combined with the yoke. Therefore, it is not necessary to secure the nozzle space required when the coil is wound around the teeth after the yoke is combined. Or it is easy to insert the coil wound beforehand into the teeth.
この発明にかかるモータの第18の態様によれば、コイルエンドがロータ側に屈曲するコイルが跨るティース同士の間に、他のコイルを巻回し易く、かつコイルエンドの軸方向の長さを低減できる。 According to the eighteenth aspect of the motor of the present invention, another coil can be easily wound between the teeth over which the coil end is bent toward the rotor side, and the axial length of the coil end is reduced. it can.
この発明にかかるモータの第19の態様によれば、コイルとティースとの間の絶縁を良好にする。 According to the nineteenth aspect of the motor of the present invention, the insulation between the coil and the teeth is made good.
この発明にかかるモータの第20の態様によれば、ロータ側に屈曲するコイルエンドとロータとの間の絶縁を良好にする。 According to the twentieth aspect of the motor of the present invention, the insulation between the coil end bent toward the rotor side and the rotor is improved.
この発明にかかるモータの第21の態様によれば、ロータからの磁束がティースの他端へと有効に渡る。 According to the twenty-first aspect of the motor of the present invention, the magnetic flux from the rotor effectively passes to the other end of the tooth.
この発明にかかるモータの製造方法の第1の態様及び第2の態様によれば、ヨークと組み合わせる前に、ティースへコイルを挿入するので、ヨークを組み合わせた後にコイルをティースへと巻回するときに必要なノズルスペースを確保する必要がない。 According to the first aspect and the second aspect of the method of manufacturing a motor according to the present invention, the coil is inserted into the tooth before being combined with the yoke. Therefore, when the coil is wound around the tooth after the yoke is combined. It is not necessary to secure the necessary nozzle space.
この発明にかかるモータの製造方法の第3の態様によれば、コイルエンドがロータ側に屈曲するコイルが跨るティース同士の間に、他のコイルを巻回し易く、かつコイルエンドの軸方向の長さを低減できる。 According to the third aspect of the motor manufacturing method of the present invention, it is easy to wind another coil between the teeth over which the coil end is bent toward the rotor, and the axial length of the coil end is long. Can be reduced.
第1の実施の形態.
図1は本実施の形態にかかるモータの構成を例示する上面図である。具体的にはロータ9の回転軸Qに沿った方向から見ている。但し本実施の形態ではステータの構成が特徴的であるので、ここではロータ9はその位置のみを鎖線で簡略化して示している。ロータ9としては、永久磁石を用いたものであれば、効率が高く好適であるが、他の形式であっても適用可能である。インダクションモータやリラクタンスモータ等でも適用可能である。
First embodiment.
FIG. 1 is a top view illustrating the configuration of the motor according to this embodiment. Specifically, it is seen from the direction along the rotation axis Q of the
ここで例示されるステータのスロット数は12個であり、8極3相の集中巻に適している。 The stator illustrated here has 12 slots, and is suitable for concentrated winding with 8 poles and 3 phases.
ステータは複数のティース1とヨーク21とを含む。ティース1は回転軸Qに平行な方向(以下、単に「軸方向」と称すこともある)に対する径方向に延在する。ティース1はロータ側端101と、ヨーク側端103と、これらの間に介在する中間部分102とで構成されている。ティース1には中間部分102はその後述する位置でコイルが巻回される。但し、図の煩雑を避けるため、コイルは省略して図示した。
The stator includes a plurality of
ヨーク21は環状であり、複数のティース1のヨーク側端103同士を磁気的に接続しつつ、複数のティース1を環状に固定する。環状に配置されたティース1は、その隣接する一対によってスロットを形成する。
The
図2及び図3はそれぞれ図1の周方向の位置II-II,III-IIIにおける縦断面図であり、回転軸Qに平行かつ周方向に垂直な断面を示している。位置II-IIにはティース1が配置されていないので、図2にはティース1が現れていない。位置III-IIIはある一つのティース1の周方向についての中心であって、ティース1が現れる。ロータ側端101と、中間部分102と、ヨーク側端103との区分は鎖線で示している。
2 and 3 are longitudinal sectional views at circumferential positions II-II and III-III in FIG. 1, respectively, showing a cross section parallel to the rotation axis Q and perpendicular to the circumferential direction. Since the
ティース1の各々は、その周方向に磁性板を平行に積層してなるか、もしくは周方向についての中心において軸方向及び径方向に垂直な方向に、磁性板を平行に積層してなる。
Each of the
他方、ヨーク21は軸方向に垂直に磁性板を平行に積層してなる。これらの磁性体としては例えば電磁鋼板が採用される。
On the other hand, the
ステータを流れる磁束は、ティース1中ではほぼ径方向に、ヨーク21中ではほぼ周方向に、それぞれ流れる。よってティース1においても、ヨーク21においても、それらを流れる磁束は、積層された磁性板の広がる方向と平行に流れる。従ってティース1やヨーク21に流れる磁束に対する磁気抵抗は増加せず、また圧粉鉄心を用いてもいないので、ステータ全体で鉄損が低減する。これはモータの効率向上にとって効果的である。
The magnetic flux flowing through the stator flows in the
ティース1を構成する磁性板は図3に示された形状に電磁鋼板を打ち抜いて形成する。当該電磁鋼板をその垂直方向に積層する場合、周方向にずらせることによってロータ側端101のロータ側の面101aを、上面視上でロータと同心の円弧に整形することができる。ロータ側端101をこのように整形することにより、ロータ9との間のエアギャップの長さを周方向で一定にし、エアギャップでの磁束密度を高めることができる。この場合、後述する凹部201も、上面視上、円弧を呈することが望ましい。
The magnetic plate constituting the
図4はヨーク21の形状を示す上面図である。ヨーク21はヨーク側端103を嵌合する凹部201を有しており、かかる嵌合によってヨーク21がティース1を堅固かつ容易に保持できる。ヨーク21を構成する磁性板は図4に示された形状に電磁鋼板を打ち抜いて形成する。
FIG. 4 is a top view showing the shape of the
このようにティース1及びヨーク21は、それぞれ同一の形状の磁性体を積層してなるため、電磁鋼板を打ち抜く金型が少なくて済み、また、金型の切り替えも不要であるため生産性も良好である。
Thus, since the
また、ヨーク21を電磁鋼板で構成すると、モータを他の装置の内部に機械的に保持することが容易となる。例えばヨーク21の外周を焼き填めで保持することができ、圧縮機内部への配置に好適である。
Further, when the
なお、ティース1を構成する磁性板に圧延鋼板を用いる場合、その圧延方向は径方向と一致して用いることが望ましい。ティース1を流れる磁束の流れる方向と圧延方向とが一致するので、ティース1の磁気特性が向上する。
In addition, when using a rolled steel plate for the magnetic plate which comprises the
凹部201はヨーク21の軸方向の全体に亘って設けられ、ヨーク21の軸方向長さLy(図3)と、ヨーク側端103の軸方向長さL3(図3)とは等しい。このような構成では、ティース1のヨーク側端103が磁束を軸方向全体に広げるので、ヨーク21に流れる磁束を周方向に沿わせ易い。
The
またかかる構成では、コイルをティース1に巻回した後に、ティース1とヨーク21とを組み合わせることも容易である。例えば集中巻で巻回する場合、ティース1の各々に絶縁を施して直接にコイルを巻回することもできる。ヨーク21と組み合わせる前にティース1の各々を、回転軸Qについての径方向を中心として回転させつつコイルを巻回することにより、整列巻での巻回が容易である。
In such a configuration, it is also easy to combine the
上記のように、ティース1とヨーク21とを組み合わせる前にコイルをティース1に巻回することは、ティース1とヨーク21とを組み合わせた後に巻回する場合に比べ、コイルを送出するノズルがスロット内部を移動するためのスペースを確保する必要がない。従って巻回数が同じであれば、ロータ側端101に詰めてコイルを巻回することができ、コイル長を短くすることができる。これは巻線抵抗を減じて銅損を低減する効果を招来する。
As described above, when the coil is wound around the
ロータ側端101の軸方向長さL1(図3)は、中間部分102の軸方向長さL2(図3)よりも大きくなる。これは特許文献1に開示された技術と同様に、ロータと対向する面101aの面積を増大させる点で望ましい。またコイルの巻回数を高めることによって増大する、コイルエンドの回転軸方向に沿った長さを有効に利用する点で好ましい。具体的にはコイルエンドは、中間部分102の、軸方向における外部に配置されることになる。図3ではコイルエンドの位置CEのうち、軸方向の一方側についてのみハッチングを付して示した。
The axial length L1 (FIG. 3) of the
ロータ側端101の軸方向のほぼ全体に亘り、ロータ9とのエアギャップは略同一であることが望ましい。磁気抵抗を最小とするためである。換言すれば、ロータ側端101の形状は、軸方向に沿って同一であることが望ましい。
It is desirable that the air gap with the
本発明では必ずしもインナーロータ型、即ちロータ9がステータに囲まれる態様に限定されはしない。スロットの開口部の周方向の寸法を小さくする観点からはインナーロータ型が望ましい。
The present invention is not necessarily limited to the inner rotor type, that is, the mode in which the
しかしインナーロータ型の場合、ロータ側端101よりもヨーク側端103の方が、スロットは広がる。よってコイルの巻回数を高めるためには、ロータ側端101よりもヨーク側端103で多く巻回することが望ましい。この場合、コイルエンドはヨーク21側が高くなる。よって、ロータ側端101の軸方向長さL1よりも、ヨーク側端103の軸方向長さL3の方が長いことが望ましい。
However, in the case of the inner rotor type, the slot is wider at the
また、ロータ9の軸方向長さLr(図3)は、軸方向長さL1以上に設定することが望ましい。ロータ9からの磁束がロータ側端101へと有効に渡るからである。ロータ9は、ロータ側端101に対向して配置することにより、モータ全体を小型化できる。
Further, it is desirable that the axial length Lr (FIG. 3) of the
ロータ9に永久磁石を用いた場合、当該永久磁石の磁束をいかに多くステータへと渡すかがトルクに大きな影響を及ぼす。従って、ロータ9のステータに対向する面を広くすることが特に有効である。永久磁石を用いない場合には、この面を広くすること自体が鎖交磁束を増加させる効果は小さい。
When a permanent magnet is used for the
スロット数が少なすぎる場合、例えば3スロットや6スロットでは、スロット開口部の周方向の寸法が大きくなりすぎる。9スロット以上、望ましくは12スロット以上がのぞましい。例えば集中巻では6極9スロット、8極12スロット、またはそれ以上、または、8極9スロット、10極12スロット等が望ましい。
When the number of slots is too small, for example, in the case of 3 slots or 6 slots, the circumferential dimension of the slot opening becomes too large. 9 slots or more, preferably 12 slots or more. For example, in the case of concentrated winding, 6
第2の実施の形態.
第1の実施の形態において採用される電磁鋼板は、接着性を有する絶縁被膜を被覆した、いわゆる接着鋼板を用いて積層すれば、ティース1やヨーク21を構成しやすい。
Second embodiment.
If the magnetic steel sheet employed in the first embodiment is laminated by using a so-called adhesive steel sheet coated with an adhesive insulating film, the
本実施の形態では、鋼板に、その積層方向に対して凹凸を設け、鋼板同士で相互に締結される、いわゆる「絡ませ」と呼ばれる手法を用いる個所についての好適な位置を例示する。 In this embodiment, the steel plate is provided with irregularities in the stacking direction, and a suitable position for a portion using a so-called “entanglement” method in which the steel plates are mutually fastened is illustrated.
図5は本実施の形態にかかるモータに採用されるステータの、ティース1の構成を例示する縦断面図であり、回転軸Qに平行かつ周方向に垂直な断面を示している。当該ティース1は第1の実施の形態に示されるようにしてヨーク21と組み合わせてステータを構成できる。
FIG. 5 is a longitudinal sectional view illustrating the configuration of the
凹凸11は、ヨーク側端103の軸方向についての端部に設けられる。そしてティース1は凹凸11が設けられた電磁鋼板が、当該凹凸11によって相互に締結されて構成される。
The
絡ませによってヨーク側端103において電磁鋼板が相互に締結されることは、第1の実施の形態で示されたようにロータ側端101をヨーク21で保持することと相まって、ティース1を堅固に保持することができる。そして凹凸11がヨーク側端103の軸方向についての端部に設けられるので、中間部分102に凹凸を設ける必要がなく、ティース1に流れる磁束への影響が小さい。
When the electromagnetic steel plates are fastened to each other at the
なお、必要に応じて、中間部分102の軸方向の中心付近にからませを設けてもよい。この場所は、磁束密度が高いが、一般的にカシメによる透磁率の低下は、透磁率が高い付近(0.8〜1T付近)で最も顕著であるため、透磁率の低下は小さい。
It should be noted that an entanglement may be provided near the center of the
図6はヨーク側端103近傍を示す、モータの上面図であり、軸方向に垂直な面を呈示している。ヨーク21には、これを構成する電磁鋼板の、径方向においてヨーク側端103とは反対側に凹凸20が設けられる。そしてヨーク21は、凹凸20が設けられた電磁鋼板が、当該凹凸20によって相互に締結されて構成される。
FIG. 6 is a top view of the motor showing the vicinity of the yoke-
この位置に凹凸20を設けて絡ませを施すことは、機械的な観点からは、ティース1を嵌合する部分であって積層強度が必要とされるので好適である。また、ティース1とヨーク21との間を流れる磁束はヨーク側端103を経由し、凹凸20が設けられる位置近傍で周方向に分岐(向きを変えて見れば、周方向から合流)する。よって磁気的な観点からは、凹凸20が設けられる位置は比較的磁束密度が低いので好適である。換言すれば、ヨーク側端103同士の間に介在する位置に凹凸を設ける必要がないので、ヨーク21に流れる磁束への影響が小さくて好適である。
From the mechanical point of view, it is preferable to provide the concavo-convex 20 at this position and to entangle it, since it is a portion where the
このような絡ませを施すための好適な位置は溶接を用いた電磁鋼板同士の締結であっても同じである。なお、特にティース1を形成する場合、ロータ側端101において溶接することは望ましくない。
A suitable position for applying such an entanglement is the same even when fastening electromagnetic steel sheets using welding. In particular, when the
第3の実施の形態.
図7は本実施の形態にかかるモータに採用されるステータの、ティース1の構成を例示する縦断面図であり、回転軸Qに平行かつ周方向に垂直な断面を示している。当該ティース1は第1の実施の形態に示されるようにしてヨーク21と組み合わせてステータを構成できる。本実施の形態でもティース1、ヨーク21は第1の実施の形態と同様に、磁性板が積層されて構成されている。
Third embodiment.
FIG. 7 is a longitudinal sectional view illustrating the configuration of the
中間部分102は、そのロータ側端101の側において、ヨーク側端103からロータ側端101に向かうに従って径方向から軸方向に向かって広がる曲線部12を呈する。
The
かかる構成により、中間部分102とロータ側端101ひいてはロータ9(図1、図3)との間で流れる磁束がなだらかとなり、ステータとロータとの間で効率よく磁束が鎖交する。また曲線部12がロータ側端101近傍で広がるので、磁気飽和も緩和される。
With such a configuration, the magnetic flux flowing between the
更に、第1の実施の形態で説明したように、インナーロータ型の場合、ロータ側端101よりもヨーク側端103の方が、スロットは広がる。よってコイルエンドはロータ側端101の側よりもヨーク側端103の側で高くなる傾向にある。よって曲線部12を呈してロータ側端101へと向かうに従って長さL2が増大することは、中間部分102に巻回されるコイルエンドの高さをロータ側端101の側とヨーク側端103の側とで揃えやすくなる。このように軸方向に沿ったコイルエンドの長さを径方向について揃えることで、モータを小型化できる。また長さL2がロータ側端101に向かうに従って増大することは、整列巻でコイルを巻回する観点からも好適である。
Furthermore, as described in the first embodiment, in the case of the inner rotor type, the slot on the
図8はティース1の他の構成を例示する縦断面図であり、回転軸Qに平行かつ周方向に垂直な断面を示している。当該ティース1もヨーク21と組み合わせてステータを構成できる。
FIG. 8 is a vertical cross-sectional view illustrating another configuration of the
中間部分102は、ヨーク側端103からロータ側端101に向かうに従って、長さL2が増大する。これによって、軸方向に沿ったコイルエンドの長さを径方向について揃え易くする効果は、曲線部12による同種の効果よりも高まり、モータが小型化される。
The
図7、図8に図示されるように凹凸11をこれらのティース1に設けてもよい。
As shown in FIGS. 7 and 8,
第4の実施の形態.
図9は本実施の形態にかかるモータに採用されるステータの、ティース1の構成を例示する上面図であり、回転軸Qに垂直な面を示している。当該ティース1も第1の実施の形態に示されるようにしてヨーク21と組み合わせてステータを構成できる。
Fourth embodiment.
FIG. 9 is a top view illustrating the configuration of the
電磁鋼板104,105が積層されてティース1を構成する。但し、磁性板105は周方向についての両端部に位置し、磁性体104は一対の磁性板105に挟まれて複数積層される。図9では煩雑を避けるため、周方向中央近傍での磁性板104は省略して描いている。磁性板105は、ロータ側端101において周方向に広がって屈曲する。
The
このような構成により、ロータ側端101の周方向長さが大きくなる。よって、エアギャップにおける磁気抵抗が小さくなり、ステータとロータとの間で効率よく磁束が鎖交する。
With such a configuration, the circumferential length of the
なお、積層位置をずらせることにより、ティース1を径方向に対して傾いて形成することもできるが、その場合においても電磁鋼板104,105を採用することができる。
In addition, although the
第5の実施の形態.
図10は、本実施の形態にかかるモータの構成を例示する上面図であり、軸方向に沿って見ている。但し本実施の形態でもロータ9はその位置のみを鎖線で簡略化して示している。
Fifth embodiment.
FIG. 10 is a top view illustrating the configuration of the motor according to the present embodiment, as viewed along the axial direction. However, in this embodiment as well, only the position of the
ステータはティース1とコア22とを含む。コア22は環状であり、複数のティース1のヨーク側端103同士を磁気的に接続しつつ、複数のティース1を環状に固定する。
The stator includes
図11はヨーク22の形状を示す上面図であり、回転軸Qに垂直な面を示している。図12は図10の周方向の位置XII−XIIにおける縦断面図であり、回転軸Qに平行かつ周方向に垂直な断面を示している。
FIG. 11 is a top view showing the shape of the
ヨーク22はヨーク側端103を嵌合する凹部202を有しており、かかる嵌合によってヨーク22がティース1を堅固かつ容易に保持できる。ヨーク22を構成する磁性板は図4に示された形状に打ち抜かれた電磁鋼板と、図4の形状に対して凹部201を設けずに内周側も円となる形状に打ち抜かれた電磁鋼板と、の二種の積層で構成できる。このような積層により、第1の実施の形態と同様に、ヨーク22中を周方向に流れる磁束と、磁性板の広がる方向とを平行にし、鉄損を低減できる。
The
凹部202は、ヨーク22の記軸方向についての一方端から軸方向についての途中の位置まで設けられ、その位置において座面202を呈する。座面202はここでは軸方向に垂直であるが、傾斜していてもよい。
The
ヨーク側端103は、中間部分102からその軸方向についての一方側に延在しており、軸方向についての端が座面202と当接して凹部202と嵌合する。ヨーク側端103の軸方向に沿った長さL3は、凹部202の軸方向に沿った長さと一致することが望ましいが、短くてもよい。特に長さL3が長さL2と等しければ、コイルをティース1に巻回し易いという利点がある。予め他の巻枠を用いて巻回したコイルをヨーク側端103を経由して中間部分102へと挿入できるからである。
The yoke-
この様な構成を採用することにより、座面202aがヨーク側端103を軸方向に位置決めすることとなり、ひいてはヨーク22とティース1との位置決めが容易となる。
By adopting such a configuration, the
ヨーク22を一対設け、凹部22が連通する形状に組み合わせてもよい。このような態様を図13及び図14に示す。図13は、本実施の形態にかかるモータの他の構成を例示する上面図であり、回転軸Qに沿った方向から見ている。図14は図13の周方向の位置XIV−XIVにおける縦断面図であり、回転軸Qに平行かつ周方向に垂直な断面を示している。
A pair of
ヨーク23a,23bはヨーク22の座面202aと同様に、ヨーク23a,23bが有する凹部はそれぞれ座面203a,203bを呈している。座面203a,203bが相互に対向する向きにヨーク23a,23bが組み合わされ、凹部203が形成される。そして凹部203にヨーク側端103が嵌合している。換言すれば、ヨーク23a,23bが軸方向に沿ってティース1を両側から挟み込む。よって図10乃至図12に示された構成と比較して、ティース1をより堅固に保持できる。
Similarly to the
このような構成に採用されるヨーク側端103は、その軸方向に沿った長さL3を中間部分102の長さL2と等しくできる。よって予め他の巻枠を用いて巻回したコイルを、ヨーク側端103を経由して中間部分102へ挿入することで、コイルをティース1に巻回することができる。
The yoke-
なお、ヨーク23a,23bは一体化していてもよい。この場合、凹部203には内周側からヨーク側端103が挿入される。
The
第6の実施の形態.
図15は、本実施の形態にかかるモータの構成を例示する上面図であり、回転軸Qに沿った方向から見ている。但し本実施の形態でもロータ9はその位置のみを鎖線で簡略化して示している。
Sixth embodiment.
FIG. 15 is a top view illustrating the configuration of the motor according to the present embodiment, viewed from the direction along the rotation axis Q. FIG. However, in this embodiment as well, only the position of the
ステータはティース1とコア24a,24bとを含む。コア24a,24bは環状であり、複数のティース1のヨーク側端103同士を磁気的に接続しつつ、複数のティース1を環状に固定する。
The stator includes
図16はヨーク24aを部分的に示す斜視図であり、図17は図15の周方向の位置XVII−XVIIにおける縦断面図である。
FIG. 16 is a perspective view partially showing the
ヨーク24a,24bはそれぞれ凹部を有し、第5の実施の形態で説明したヨーク23a,23b(図14)が呈する座面203a,203bと同様に、それぞれ座面204a,204bを呈する。
Each of the
そしてヨーク24aは軸方向の一方端(径方向の厚みが薄い方の端)とは反対側の端(座面204aが露出しない側の端)から、凹部と連通する連通孔205aを有している。同様にして、ヨーク24bは連通孔205bを有している。
The
ティース1は、ヨーク側端103に設けられ、連通孔205a,205bと嵌合する突起104を更に有する。
The
かかる構成を採用することにより、ヨーク24a,24bによるティース1の径方向についての保持が堅固となる。特に、径方向にはロータ9とティース1との間に吸引力が働くため、径方向へのティース1の位置ズレを防止する観点から本実施の形態の構成は好適である。
By adopting such a configuration, it is possible to firmly hold the
ロータ側端101を上面視上、円弧に整形することが好適であることは第1の実施の形態において既述した。このように整形した場合、連通孔205a,205bも上面視上、円弧を呈することが望ましい。
As described in the first embodiment, it is preferable to shape the rotor-
本実施の形態にかかるティース1は、図17に示された断面形状を有する磁性板を積層して構成することができる。またヨーク24a,24bは、図15に示された形状に打ち抜かれた電磁鋼板と、図4に示された形状に打ち抜かれた電磁鋼板と、の二種の電磁鋼板を積層して構成することができる。
集中巻の場合、ティース1が単体で存在している場合には、ティース1の周囲でノズルを旋回させて直接にコイルを巻回することができる。あるいはティース1を回転させながらコイルを巻回してもよい。あるいは予め巻回済みのコイルをティースに挿入することもできる。
In the case of concentrated winding, when the
第7の実施の形態.
図18及び図19は、それぞれ本実施の形態にかかるモータに採用されるティースの構成を例示する斜視図及び上面図である。本実施の形態では、モータはインナーロータ型であり、コイルをティース1の各々に巻回する前に、ティース1を環状に固定する。
Seventh embodiment.
18 and 19 are a perspective view and a top view, respectively, illustrating the configuration of the teeth employed in the motor according to the present embodiment. In the present embodiment, the motor is an inner rotor type, and the
具体的にはロータ側端101が支持されて環状に配置される。この支持のため、ステータはロータ側端101同士を連結する非磁性体31を有する。非磁性体31として、モールド樹脂を採用することができる。
Specifically, the
このような構成を採ることにより、ヨーク23a,23bと組み合わせる前に、ティース1へコイルを巻回しやすい。そして集中巻でコイルを巻回するのに好適である。ヨーク23a,23bが存在しない状態でコイルを巻回するので、コイルをティースへと巻回するときに必要なノズルの移動は、ヨーク側端103よりも外周側に至ってもよい。換言すれば、スロット内部にノズルスペースを確保する必要がない。
By adopting such a configuration, the coil can be easily wound around the
また、ティース1が環状に固定されてからコイルが巻回される場合、予め巻回されたコイルをティース1へと挿入することができる。この巻回方法では、分布巻や波巻など、複数のティース1に亘ってコイルが巻回され、複数のコイルエンドが重なるような巻線に好適である。この場合、ヨーク側端103の長さL3は中間部分102の長さL2と等しいことが望ましい。よってティース1の各々の形状としては図14に示された構造が望ましい。図18及び図19ではかかる形状を呈するティース1が例示されている。但し、図3や図12に示された構造であっても、コイルをティースに挿入した後に整形すれば予め巻回されたコイルをティース1へと挿入することができる。
Further, when the coil is wound after the
そのような形状を有するティース1のヨーク側端103を保持するため、ヨークとしては第5の実施の形態で説明されたヨーク23a,23b(図14)を採用することが望ましい。
In order to hold the yoke side end 103 of the
但し、ヨーク側端103の長さL3が中間部分102の長さL2よりも長い構造(例えば図3、図5、図7,図8)であっても、ノズルスペースを確保する必要がない利点は残る。
However, even if the length L3 of the
図20は、非磁性体31によって連結されたティース1へコイル41,42,43,51,52,53を挿入した後の様子を例示する上面図である。コイル41,42,43,51,52,53は、複数のティース1に跨って分布巻又は波巻で巻回される。
FIG. 20 is a top view illustrating a state after the
ここでは12スロットを構成するティース1へと、4極3相の分布巻(仮想巻)で巻回する場合を例示した。例えばコイル41,51はU相用、コイル42,52はV相用、コイル43,53はW相用である。なお、コイル41,42,43,51,52,53が隣接する二つのティース1の間(スロット)を軸方向に敷設された位置にハッチングを施して示した。
Here, a case where winding is performed on the
コイル41,42,43のコイルエンド(軸方向に沿った端部)が存在する位置を迂回しなければコイル51,52,53はスロット間に巻回できない。よってコイル41,42,43の外周側にコイル51,52,53が配置されている。これではスロットにおける占積率がほぼ半減してしまう。
The
あるいはコイル41,42,43のコイルエンドをティース1に対して軸方向に離してコイル51,52,53の占積率を高め、かつコイル51,52,53のコイルエンドをコイル41,42,43のコイルエンドに対して軸方向に重ねることにより、コイル41,42,43の占積率を高めることも考えられる。しかしながらその場合、コイルエンド近傍で径方向にコイル41,42,43,51,52,53が膨れるため、ヨーク23a,23bを含めたステータの寸法が大きくなってしまう。またコイルエンド自体が長くなってしまうことにもなり、銅損が増大してしまう。
Alternatively, the coil ends of the
そこで本実施の形態において望ましくは、コイル41,42,43のコイルエンドを内周側に屈曲させる。図21は上面図であり、コイル41,42,43が、その巻回されるスロットのほぼ全体を使って巻回された状態が示されている。具体的には予めこのような形状に整形されたコイル41,42,43をティース1の複数に跨って挿入する。
Therefore, in the present embodiment, desirably, the coil ends of the
このままでは上述の理由によってコイル51,52,53が巻回できないので、コイル41,42,43のコイルエンドを内周側に屈曲させる。図22は上面図であり、屈曲後の様子を示す。かかる屈曲により、コイル51,52,53が巻回されるべき(より具体的には挿入されるべき)位置のスロットが空く。よって図23に上面図としてしめされるように、コイル51,52,53が、その巻回されるスロットのほぼ全体を使って巻回される。このようにして占積率を高めることができる。またコイルの軸方向の長さを増加させないので、銅損を増加することもない。
In this state, the
上記屈曲を行う場合、軸方向の少なくとも一方を屈曲する前にロータを挿入する事が望ましい。屈曲によって内周側へと突出するコイルエンドは、ステータとロータとの間のエアギャップよりも遙かに大きいため、両方を屈曲させてからロータを挿入することはできないからである。 When performing the bending, it is desirable to insert the rotor before bending at least one of the axial directions. This is because the coil end protruding to the inner peripheral side by bending is much larger than the air gap between the stator and the rotor, and therefore the rotor cannot be inserted after both are bent.
例えば、ヨークの軸方向の長さLyがロータ側端101の長さL1より長い場合(図3参照)や、長さL1が中間部分102の軸方向の長さL2よりも短い場合には、以下のようにしてステータを形成する。
For example, when the axial length Ly of the yoke is longer than the length L1 of the rotor side end 101 (see FIG. 3), or when the length L1 is shorter than the axial length L2 of the
いずれか一方でのみコイルエンドを内周側へと屈曲する場合には、ロータ9をコイルエンドの屈曲後に、屈曲した側とは軸方向に沿って反対側からロータ9を挿入することができる。
When the coil end is bent toward the inner peripheral side only in any one of the directions, the
まず非磁性体31で連結されたティース1の環状配列の内周側にロータを組み込む。この際、ステータとロータの位置関係を固定するとよい。例えば、シャフトと軸受を設けた状態で、機器の所定の位置にロータを配置し、ティースのみ他の固定治具で固定するということができる。かかる固定の手法については周知技術で実現できるために、ここでは詳細は省略する。
First, the rotor is assembled on the inner peripheral side of the annular array of the
次いでコイルとステータとを絶縁するためにインシュレータをスロットに挿入する。インシュレータはロータの軸方向の端部よりもはみ出すことが望ましい。屈曲したコイルエンドとロータとの間の絶縁を得るためである。 Next, an insulator is inserted into the slot to insulate the coil from the stator. It is desirable that the insulator protrude beyond the end portion in the axial direction of the rotor. This is to obtain insulation between the bent coil end and the rotor.
その後、予め巻回されたコイル41,42,43,51,52,53をヨーク103側から中間部分102へと挿入する。そしてヨークの凹部にティース1が嵌合して保持される。
Thereafter, coils 41, 42, 43, 51, 52, 53 wound in advance are inserted into the
あるいは、上記の環状配列を一旦ヨークによってヨーク側端103を保持してから、コイル51,52,53をヨーク側へと屈曲し、ロータを挿入できる程度にまでコイル41,42,43の屈曲を戻し、ロータを挿入しても良い。この場合、予め巻回されたコイル41,42,43は屈曲して整形されていてもよい。
Alternatively, once the
なお、コイル41,42,43のコイルエンドの一方側を外周側(ヨーク側)に屈曲させることも考えられる。この場合、コイル巻回後にヨーク23a,23bのいずれかは、ティース1に組み合わせることができなくなってしまうので、ヨーク21,22を用いることが望ましい。但しこの場合、ティース1の形状は長さL3の方が長さL2よりも長いので(図3、図14参照)、予め巻回したコイルを挿入する方法は適さない。
It is also conceivable to bend one side of the coil ends of the
もちろん、コイルを巻回する前に、非磁性体31で連結されたティース1の環状配列の内部へとロータを挿入しても良い。
Of course, you may insert a rotor into the inside of the cyclic | annular arrangement | sequence of the
図24はこの実施の形態の変形を示す斜視図であり、一部を破断して省略している。図25は当該変形を示す上面図であり、図26は図25の周方向の位置XXVI−XXVIにおける縦断面図である。 FIG. 24 is a perspective view showing a modification of this embodiment, and a part thereof is omitted and omitted. FIG. 25 is a top view showing the modification, and FIG. 26 is a longitudinal sectional view at a position XXVI-XXVI in the circumferential direction of FIG.
ステータはモールド樹脂によって形成された非磁性体31及び絶縁体32,33を有する。非磁性体31は上述したものであり、絶縁体32は中間部分102を覆う。絶縁体32は中間部分102とコイルとの間を絶縁する。ヨーク側端103は、ヨークと磁気的に接続されるべく、モールド樹脂で覆われないことが望ましい。またロータとステータとの間のエアギャップを実質的に拡げないために、ロータ側の面101aもモールド樹脂で覆われないことが望ましい。
The stator has a
絶縁体33は、軸方向の一方側に設けられ、円環状を呈する。上述のようにして屈曲したコイル41,42,43のコイルエンドとロータとの間の絶縁を良好にするためである。
The
非磁性体31及び絶縁体32,33をモールド樹脂によって一体に成型することにより、隣接する非磁性体31同士の間にはスリットが設けられることになる。そして当該スリットにロータ側端101を填め込んでも良い。
By integrally molding the
コイル41,42,43,51,52,53間の結線は、どの工程で行っても良い。例えば、ティース1をヨーク23a,23bが形成する凹部203にはめた後に行えば、渡り線や口出し線の固定及び引き回しが容易となる。それ以前に行えば、渡り線や口出し線の固定が困難であったり、ヨーク23a,23bに当たったりしてしまう。
The connection between the
なお、ヨークとティース1とを組み合わせた後に、ロータをステータの内周側へと挿入する場合には、非磁性体31の存在は必須ではない。コイルを巻回する便宜のためには、コイル巻回前にティース1を治具によって環状に支持すれば足りるからである。ヨークでヨーク側103を保持した後に当該治具による支持を解除すれば、その後にロータを挿入することができる。ティース1を環状に支持する治具は周知技術によって容易に実現できるので、その詳細はここでは省略する。
In addition, when the rotor is inserted into the inner peripheral side of the stator after combining the yoke and the
ロータが永久磁石を有する場合、ステータコアと吸引して取り扱いが困難になることも考えられる。よってロータの永久磁石を着磁しないまま、ステータとロータとを組み合わせてモータを構成することも好適である。その後、ステータに巻回されたコイルを用いて着磁することができるからである。 When the rotor has a permanent magnet, it may be difficult to handle it by attracting with the stator core. Therefore, it is also preferable to configure the motor by combining the stator and the rotor without magnetizing the permanent magnet of the rotor. After that, it can be magnetized using a coil wound around the stator.
あるいはモータとして組みあがった後に、着磁された磁石をロータに挿入してもよい。この場合、挿入の際にコイルに当たらないように、表面磁石型よりも埋め込み磁石型が望ましい。特に、磁石が配置される位置の軸方向の投影面には、コイルエンドが無いのが望ましい。 Alternatively, a magnetized magnet may be inserted into the rotor after being assembled as a motor. In this case, an embedded magnet type is preferable to a surface magnet type so as not to hit the coil during insertion. In particular, it is desirable that there is no coil end on the axial projection surface where the magnet is disposed.
1 ティース
101 ロータ側端
101a ロータ側の表面
102 中間部分
103 ヨーク側端
104,105 磁性板
11,20 凹凸
12 曲線部
201,202,203 凹部
202a,203a,203b,204a,204b 座面
205a,205b 連通孔
21,22,23a,23b,24a,24b ヨーク
31 非磁性体
32,33 絶縁膜
41,42,43,51,52,53 コイル
9 ロータ
Q 回転軸
1
Claims (25)
前記ティースの一端(103)を磁気的に接続する環状のヨーク(21;22;23a,23b;24a,24b)と
を含むステータと、
前記ティースの前記一端とは反対側の他端(101)と、円筒状のエアギャップを介して、前記ステータに対向し、前記軸方向に平行な中心軸(Q)を中心として回転するロータ(9)と
を備えるモータであって、
前記ティースの各々は、その周方向に、もしくは前記周方向についての中心において前記軸方向及び前記径方向に垂直な方向に、磁性板を平行に積層してなり、
前記ヨークは前記軸方向に垂直に磁性板を平行に積層してなる、モータ。 A plurality of teeth (1) extending in a radial direction with respect to the axial direction and wound with coils (41, 42, 43, 51, 52, 53);
A stator including an annular yoke (21; 22; 23a, 23b; 24a, 24b) for magnetically connecting one end (103) of the tooth;
A rotor that rotates around a central axis (Q) parallel to the axial direction, facing the stator via the other end (101) opposite to the one end of the teeth and a cylindrical air gap. 9) a motor comprising:
Each of the teeth is formed by laminating magnetic plates in parallel in the circumferential direction or in a direction perpendicular to the axial direction and the radial direction in the center of the circumferential direction,
The yoke is a motor in which magnetic plates are stacked in parallel to each other perpendicular to the axial direction.
前記中間部分(102)は、前記一端(103)から前記他端(101)に向かうに従って、前記軸方向の長さ(L2)が増大する、請求項1乃至請求項4のいずれか一つに記載のモータ。 The rotor (9) is surrounded by the stator;
The intermediate portion (102) according to any one of claims 1 to 4, wherein the axial length (L2) increases from the one end (103) to the other end (101). The motor described.
前記一端(103)の前記軸方向の長さ(L3)は前記ヨーク(21)の前記軸方向の長さ(Ly)と等しい、請求項4記載のモータ。 The recess (201) is provided over the whole axial direction of the yoke (21),
The motor according to claim 4, wherein the axial length (L3) of the one end (103) is equal to the axial length (Ly) of the yoke (21).
前記一端(103)は、その前記軸方向についての端が前記座面と当接して、前記凹部と嵌合する、請求項4記載のモータ。 The concave portion is provided from one end of the yoke (21; 23a, 23b; 24a, 24b) in the axial direction to a position in the middle of the axial direction, and the seating surface (202a; 203a, 203b; 204a, 204b)
5. The motor according to claim 4, wherein the one end (103) is engaged with the concave portion with an end in the axial direction coming into contact with the seating surface.
前記座面(203a,203b;204a,204b)が対向する向きに、前記一対のヨーク(23a,23b)が組み合わされる、請求項12記載のモータ。 A pair of the yokes (23a, 23b; 24a, 24b) is provided,
The motor according to claim 12, wherein the pair of yokes (23a, 23b) are combined in a direction in which the seating surfaces (203a, 203b; 204a, 204b) face each other.
前記ティース(1)は、前記一端(103)に設けられ、前記連通孔と嵌合する突起(104)を更に有する、請求項13記載のモータ。 The yoke (24a, 24b) further includes a communication hole (205a, 205b) communicating with the recess from the other end opposite to the one end in the axial direction.
The motor according to claim 13, wherein the teeth (1) further include a protrusion (104) provided at the one end (103) and fitted in the communication hole.
前記ステータは、複数の前記他端(101)同士を連結する非磁性体(31)を更に有する、請求項1乃至請求項16のいずれか一つに記載のモータ。 The rotor (9) is surrounded by the stator;
The motor according to any one of claims 1 to 16, wherein the stator further includes a non-magnetic body (31) that couples the other ends (101).
前記コイル(41,42,43,51,52,53)は複数の前記ティースに跨って分布巻又は波巻で巻回され、
少なくとも一つの前記コイルの前記軸方向に沿った端部は、前記ロータ側に屈曲する、請求項1乃至請求項17のいずれか一つに記載のモータ。 The rotor (9) is surrounded by the stator;
The coil (41, 42, 43, 51, 52, 53) is wound with distributed winding or wave winding across the plurality of teeth,
The motor according to any one of claims 1 to 17, wherein an end portion of the at least one coil along the axial direction is bent toward the rotor.
を更に有する、請求項18乃至請求項19のいずれか一つに記載のモータ。 The stator is an annular insulator (33) provided on one side in the axial direction of the other end (101).
The motor according to any one of claims 18 to 19, further comprising:
前記モータは前記ロータ(9)が前記ステータに囲まれるタイプであり、
(a)複数の前記ティース(1)を、前記他端(101)側を支持することによって、環状に配置するステップと、
(b)予め巻回された前記コイル(41,42,43,51,52,53)を、前記一端(103)を通して前記ティースへと挿入するステップと、
(c)前記一端を前記ヨーク(21;22;23;23a,23b;24a,24b)で磁気的に接続するステップと、
(d)前記他端側の支持を解除するステップと
をこの順に実行する、モータの製造方法。 A method for manufacturing a motor according to claim 1, comprising:
The motor is a type in which the rotor (9) is surrounded by the stator,
(A) arranging the plurality of teeth (1) in an annular shape by supporting the other end (101) side;
(B) inserting the pre-wound coils (41, 42, 43, 51, 52, 53) into the teeth through the one end (103);
(C) magnetically connecting the one end with the yoke (21; 22; 23; 23a, 23b; 24a, 24b);
(D) A method of manufacturing a motor, wherein the step of releasing the support on the other end side is executed in this order.
(a)複数の前記他端(101)同士を非磁性体(31)を用いて連結し、前記ティース(1)を環状に固定するステップと、
(b)予め巻回された前記コイルを、前記一端(103)を通して前記ティースへと挿入するステップと、
(c)前記一端を前記ヨーク(23a,23b)で磁気的に接続するステップと
をこの順に実行する、モータの製造方法。 A method for manufacturing a motor according to claim 17, comprising:
(A) connecting a plurality of the other ends (101) using a non-magnetic material (31), and fixing the teeth (1) in an annular shape;
(B) inserting the pre-wound coil through the one end (103) into the teeth;
(C) A method of manufacturing a motor, wherein the step of magnetically connecting the one end with the yoke (23a, 23b) is executed in this order.
(d)前記コイル(41,42,43)の前記軸方向に沿った端部を、前記ロータ側へ屈曲するステップ
を更に実行する、請求項23記載のモータの製造方法。 24. The motor according to claim 23, further comprising: (d) a step of bending the end portion along the axial direction of the coil (41, 42, 43) toward the rotor after the step (b). Production method.
(e)前記他端に囲まれた位置に永久磁石用材料を有する前記ロータを配置するステップと、
(f)前記永久磁石用材料に対して前記コイルによって着磁を行い、前記ロータの界磁用磁石を形成するステップと
を更に実行する、請求項22及び請求項24のいずれか一つに記載のモータの製造方法。
After step (d),
(E) disposing the rotor having a permanent magnet material at a position surrounded by the other end;
25. The step of (f) magnetizing the permanent magnet material with the coil to form a field magnet for the rotor is further executed. Manufacturing method of the motor.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2006131290A JP2007306684A (en) | 2006-05-10 | 2006-05-10 | Motor and manufacturing method therefor |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2006131290A JP2007306684A (en) | 2006-05-10 | 2006-05-10 | Motor and manufacturing method therefor |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2007306684A true JP2007306684A (en) | 2007-11-22 |
Family
ID=38840155
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2006131290A Pending JP2007306684A (en) | 2006-05-10 | 2006-05-10 | Motor and manufacturing method therefor |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2007306684A (en) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2013080597A1 (en) * | 2011-12-02 | 2013-06-06 | 株式会社 日立産機システム | Motor stator and permanent magnet rotating electric machine |
CN109428423A (en) * | 2017-08-22 | 2019-03-05 | 马渊马达株式会社 | Stator and its manufacturing method, motor and its manufacturing method, method for winding |
WO2019181523A1 (en) * | 2018-03-22 | 2019-09-26 | 日本電産株式会社 | Stator and motor provided therewith |
CN111725904A (en) * | 2019-03-22 | 2020-09-29 | 日本电产株式会社 | Stator, motor, method for manufacturing stator, and method for manufacturing motor |
KR102555684B1 (en) * | 2023-02-17 | 2023-07-14 | (주)에스시엠아이 | Magnetizing yoke for a rotor and manufacturing the same |
-
2006
- 2006-05-10 JP JP2006131290A patent/JP2007306684A/en active Pending
Cited By (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2013080597A1 (en) * | 2011-12-02 | 2013-06-06 | 株式会社 日立産機システム | Motor stator and permanent magnet rotating electric machine |
JP2013118749A (en) * | 2011-12-02 | 2013-06-13 | Hitachi Industrial Equipment Systems Co Ltd | Stator of electric motor, and permanent magnet type rotary electric machine |
CN103688445A (en) * | 2011-12-02 | 2014-03-26 | 株式会社日立产机系统 | Motor stator and permanent magnet rotating electric machine |
TWI495227B (en) * | 2011-12-02 | 2015-08-01 | Hitachi Ind Equipment Sys | Motor stator and permanent magnet type rotary motor |
CN109428423A (en) * | 2017-08-22 | 2019-03-05 | 马渊马达株式会社 | Stator and its manufacturing method, motor and its manufacturing method, method for winding |
WO2019181523A1 (en) * | 2018-03-22 | 2019-09-26 | 日本電産株式会社 | Stator and motor provided therewith |
CN111725904A (en) * | 2019-03-22 | 2020-09-29 | 日本电产株式会社 | Stator, motor, method for manufacturing stator, and method for manufacturing motor |
KR102555684B1 (en) * | 2023-02-17 | 2023-07-14 | (주)에스시엠아이 | Magnetizing yoke for a rotor and manufacturing the same |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5941478B2 (en) | Stator used in electric motor or generator having low-loss magnetic material, and method for manufacturing stator | |
JP4747423B2 (en) | Electric motor | |
JP5986774B2 (en) | Rotating electric machine | |
JP5195804B2 (en) | Rotating electrical machine rotor | |
US20150001979A1 (en) | Axial Gap Rotating Electric Machine | |
JP2012023861A (en) | Armature core and motor | |
JP2009011086A (en) | Armature of axial gap type rotating electric machine | |
JP2008043106A (en) | Split core for motor | |
US7830061B2 (en) | Electric motor stator and permanent magnet-type electric motor using the same | |
WO2015098159A1 (en) | Magnetic induction motor and production method for same | |
JP2008061312A (en) | Stator and motor equipped with the same | |
JP4182129B2 (en) | Electrical machine stator | |
JP2007306684A (en) | Motor and manufacturing method therefor | |
JP4410730B2 (en) | Rotating electric machine stator, rotating electric machine, and method of manufacturing rotating electric machine stator | |
JP5911018B2 (en) | Armature and rotating electric machine equipped with the armature | |
JP4032280B2 (en) | AC motor stator manufacturing method | |
US20090026876A1 (en) | Hybrid construction electric machine | |
JP6350612B2 (en) | Rotating electric machine | |
JP6566882B2 (en) | Stator and rotating electric machine equipped with the stator | |
JP2012023879A (en) | Magnetic core of armature and rotary electric machine | |
JP2012019582A (en) | Rotary electric machine | |
JP4745543B2 (en) | Magnetic core and coil parts | |
JP6264409B1 (en) | Rotating electric machine | |
JP6654551B2 (en) | Electric motor | |
JP2008067465A (en) | Dynamo-electric machine |