JP2008086115A - コア、電機子、アキシャルギャップ型モータ、圧縮機、コアの製造方法、及び電機子の製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】アキシャルギャップ型モータの電機子に用いられるコア60が、磁性体によって構成される円盤部61のうち、磁心部101〜112が設けられた回転子側の表面61a上に径方向に沿った径方向リブ部201〜212が突設されて構成されている。このため、磁心部101〜112の周囲に存在する空間を有効利用して、リブ部201〜212を配置することができる。
【選択図】図1
Description
図1は、本発明の第1の実施の形態に係るアキシャルギャップ型モータ(以下、単に「モータ」と略称する)1(後述)に含まれた固定子(ステータ)で用いられるコア60の構成を例示する斜視図である。図1及びそれ以降の図では、モータ1の回転軸92に平行な方向に対応する所定の方向91が適宜付されている。
上記第1の実施の形態に係るモータ1では、固定子63に含まれるコア60において、円盤部61の表面61a上に複数の径方向リブ部201〜212が設けられたが、第2の実施の形態に係るモータでは、円盤部61の表面61a上に周方向に沿ったリブ(周方向リブ部)が更に設けられている。なお、第2の実施の形態に係るモータは、第1の実施の形態に係るモータ1と比較して、コア60に周方向リブ部250が追加されてコア60がコア60Aとされているだけで、その他の構成は第1の実施の形態に係るモータ1と同様である。つまり、図5及び図6において、コア60がコア60Aに入れ替わった形態を有する。
上記第2の実施の形態に係るモータでは、固定子に用いられるコア60Aにおいて、円盤部61の表面61a上の外周部近傍に外周リブ部250が設けられたが、第3の実施の形態に係るモータでは、円盤部61の表面61a上の内周部近傍において周方向に沿った周方向リブ部260が更に設けられている。なお、第3の実施の形態に係るモータは、第2の実施の形態に係るモータと比較して、コア60Aに周方向リブ部260が追加されてコア60Aがコア60Bとされているだけで、その他の構成は第2の実施の形態に係るモータと同様である。つまり、図5及び図6において、コア60がコア60Bに入れ替わった形態を有する。
上記第3の実施の形態に係るモータでは、固定子で用いられるコア60Bにおいて、円盤部61の径方向に沿って外周部から内周部にかけて延設された複数の径方向リブ部201〜212と、円盤部61の内周部及び外周部において全周にわたって延設された内周及び外周リブ部250,260とが設けられていた。この第3の実施の形態に係るコア60Bでは、磁心部101〜112が設けられた部分は、磁心部101〜112がリブの役割を果たすと考えられる。従って、磁心部101〜112を補完し、振動モードによる円盤部61の変形における節の発生箇所を補強する観点から、第4の実施の形態に係るモータでは、円盤部61の表面61a上において、径方向に沿った一部の領域に径方向リブ部201a〜212a,201b〜212bが設けられているとともに、外周部の周方向に沿った一部の領域に外周リブ部2501〜2512が設けられている。なお、第4の実施の形態に係るモータは、第3の実施の形態に係るモータと比較して、コア60Bにおける径方向及び周方向リブ部の配置が変更されてコア60Bがコア60Cとされたのみで、その他の構成は同様である。つまり、図5及び図6において、コア60がコア60Cに入れ替わった形態を有する。
上記第4の実施の形態に係るモータでは、固定子に用いられるコア60Cにおいて、平板状の各径方向外周側リブ部201a〜212aと板状の各外周リブ部2501〜2512とが単に略直角を成して接合されたが、第5の実施の形態に係るモータでは、各径方向外周側リブ部201a〜212aと各外周リブ部2501〜2512とが接合する部分(接合部)に所定の曲率を持たせているとともに、当該各接合部に回転軸92と平行な孔が設けられている。なお、第5の実施の形態に係るモータは、第4の実施の形態に係るモータと比較して、各径方向外周側リブ部201a〜212aと各外周リブ部2501〜2512とが接合する接合部に所定の曲率が付与されるとともに、当該各接合部に回転軸92と平行な孔が設けられてコア60Cがコア60Dとされたのみで、その他の構成は同様である。つまり、図5及び図6において、コア60がコア60Dに入れ替わった形態を有する。
上記第5の実施の形態に係るモータでは、固定子に用いられるコア60Dにおいて、円盤部61の表面61a上の外周縁付近に外周リブ部2501〜2512が突設されたが、第6の実施の形態に係るモータでは、外周リブ部2501〜2512が、円盤部61の表面61aのうち、外周縁付近よりも若干径方向の内部に入った位置に設けられている。なお、第6の実施の形態に係るモータは、第5の実施の形態に係るモータと比較して、コア60Dに係る円盤部61が若干だけ径が大きくなった円盤部61Aとなり、各外周リブ部2501〜2512が外周縁付近よりも若干径方向の内側に入った位置に配置されてコア60Dがコア60Eとされたのみで、その他の構成は同様である。つまり、図5及び図6において、コア60がコア60Eに入れ替わった形態を有する。
上記第6の実施の形態に係るモータでは、固定子に用いられるコア60Eにおいて、外周側のリブ部201a〜212a,2501〜2512の高さと内周側のリブ部201b〜212b,260の高さとが略同一であるものとしたが、第7の実施の形態に係るモータでは、外周側のリブ部201a〜212a,2501〜2512の高さが内周側のリブ部201b〜212b,260の高さよりも相対的に高くなっている。なお、第7の実施の形態に係るモータは、第6の実施の形態に係るモータと比較して、コア60Eに係るリブ部201a〜212a,201b〜212b,260,2501〜2512の高さが変更されてコア60Eがコア60Fとされたのみで、その他の構成は同様である。つまり、図5及び図6において、コア60がコア60Fに入れ替わった形態を有する。
上記第4の実施の形態に係るモータでは、固定子に用いられるコア60Cにおいて、平板状の各径方向外周側リブ部201a〜212aと板状の各外周リブ部2501〜2512とが単に略直角を成して接合されたが、第8の実施の形態に係るモータでは、径方向に沿ったリブ部にわたり線を通すための切込部(わたり線用切込部)が設けられている。なお、第8の実施の形態に係るモータは、第4の実施の形態に係るモータと比較して、コア60Cに設けられている径方向に沿ったリブ部に切込部が追加されてコア60Cがコア60Gとされたのみで、その他の構成は同様である。つまり、図5及び図6において、コア60がコア60Gに入れ替わった形態を有する。
上記第6の実施の形態に係るモータでは、コア60Eを採用した電機子において、各外周リブ部2501〜2512の外周側にわたり線を配置することができたが、第9の実施の形態に係るモータでは、各外周リブ部2501〜2512の外周側に、わたり線を配置する回転軸92に沿った位置(すなわち高さ方向の位置)を規制するための溝が更に設けられている。なお、第9の実施の形態に係るモータは、第6の実施の形態に係るモータと比較して、各外周リブ部2501〜2512の外周側にわたり線を通過させる溝が追加されてコア60Eがコア60Hにされたのみで、その他の構成は同様である。
図27は、第10の実施の形態に係るモータで用いられている固定子63Aを概念的に示す斜視図である。但し、所定の方向91に沿って分解して示している。固定子63Aは、第1の実施の形態に係る固定子63に対して磁性体板71が追加されたものであり、その他の構成は固定子63と同様である。つまり、本実施の形態に係るモータは、図5及び図6において、固定子63が固定子63Aに入れ替わった形態を有する。なお、各巻線A1〜A12は、実際には導線が複数回巻回されて形成されているが、図27では、図5と同様に、図の複雑化を避けるために、1本1本の導線の記載が省略されて一体のものとして示されている。
図31から図33は、リブ部の形成方法の第1の態様について概念的に示す斜視図であり、図の複雑化を防ぐ為に、1つの径方向リブ部の形成に着目して示している。この態様は、例えば、円盤部(バックヨーク)が軸方向に積層した複数の鋼板からなる場合、又は、バックヨークが圧粉磁心であっても、固定子のコアの最下層が鋼板である場合に適用することができる。
上記リブ部の形成方法1とは異なり、リブ部を形成する部材を円盤部とを別体とし、エアギャップ側(すなわち円盤部の上面側)から円盤部に対して取り付ける。
上記リブ部の形成方法1、2では、スリットに板状の部材を挿入することでリブ部を形成したが、円盤部とリブ部とが一体となった圧粉磁心を作成することで、リブ部を形成しても良い。例えば、円盤部とリブ部と磁心部とが一体となった圧粉磁心すなわち固定子のコアを一体成型するようにしても良い。このような構成を採用すると、リブ部と円盤部との結合が更に強固になるため、ステータのバックヨークの変形をより確実に抑制することができる。
以上、この発明の実施形態について説明したが、この発明は上記説明した内容のものに限定されるものではない。
31,31A 回転子
60,60A〜60I コア
61,61A,61BA 円盤部
61L リブ付き円盤部
61B 最下層シート
61ML 残余の部分
61a,61Aa 表面
62 基体
63,63A 固定子
71 磁性体板
80 筐体
92 回転軸
101〜112 磁心部
101B〜112B 磁心本体部
101T〜112T 幅広先端部
1101〜1112 幅広磁心部
200a 金属層
200b 絶縁層
201〜212 径方向リブ部
201a〜212a 径方向外周側リブ部
201b〜212b 径方向内周側リブ部
250,2501〜2512 外周リブ部
260 内周リブ部
301〜312 巻線収納用溝
501〜512 接合部
611a〜622a 外縁部上面
621〜628 磁石
7111〜7122 磁性体
7111c〜7122c 外周側薄肉連結部
7111d〜7122d 内周側薄肉連結部
7111s〜7122s リブ部嵌合用溝
900 圧縮機
A1〜A12 巻線
CL1 切断線
CN1〜CN12 外周側接合部
CN21〜CN32 内周側接合部
CP 連結部材
H1〜H12 孔部
L1 リブ部
ML リブ用板材
MLb リブ固定用部
MLt リブ用板部
PS 凹部
PU 底部
Rp 曲面部
SL スリット部
SL1〜SL12 リブ固定用スリット
ST1 起立部
WH わたり線用切込部
WL 配設経路
WS1〜WS3 第1〜第3固定用溝
Claims (35)
- アキシャルギャップ型モータの電機子に用いられるコア<60,60A〜60I>であって、
磁性体によって構成される円盤部<61,61A>と、
前記円盤部の一方主面<61a>において、前記円盤部の周方向に沿って環状に設けられた複数の磁心部<101〜112>と、
前記一方主面上に突設された1以上のリブ部<201〜212,201a〜212a,201b〜212b,250,260,2501〜2512>と、
を備えるコア。 - 前記複数の磁心部に含まれ且つ前記周方向に沿って相互に隣接配置された各組の磁心部と、前記円盤部とによって形成された複数の巻線収納用溝<301〜312>、
を備え、
前記1以上のリブ部が、
各前記巻線収納用溝を通り、且つ前記円盤部の径方向に沿って前記一方主面上に突設された複数の径方向リブ部<201〜212,201a〜212a,201b〜212b>を含む請求項1に記載のコア。 - 各前記径方向リブ部が、
各前記巻線収納用溝のうちの前記周方向における略中央を通る請求項1又は請求項2に記載のコア。 - 各前記径方向リブ部が、
前記一方主面上において各前記巻線収納用溝から前記円盤部の外周部近傍にかけてそれぞれ延設された請求項2又は請求項3に記載のコア。 - 各前記径方向リブ部が、
前記一方主面上において各前記巻線収納用溝よりも内周側から各前記巻線収納用溝よりも外周側まで延設された請求項2から請求項4のいずれかに記載のコア。 - 各前記径方向リブ部が、
前記一方主面上において前記円盤部の内周部近傍から外周部近傍まで延設された請求項2から請求項5のいずれかに記載のコア。 - 前記一方主面の法線方向に沿った各前記径方向リブ部の延設距離が、
前記法線方向に沿った各前記磁心部の延設距離と略同一である請求項2から請求項6のいずれかに記載のコア。 - 前記一方主面の法線方向に沿った各前記径方向リブ部の延設距離が、
前記法線方向に沿った各前記磁心部の延設距離よりも相対的に短い請求項2から請求項6のいずれかに記載のコア。 - 前記一方主面の法線方向に沿った各前記径方向リブ部の延設距離が、
前記円盤部の外周部に近づくにつれて長くなっている請求項2から請求項8のいずれかに記載のコア。 - 前記周方向に沿って環状に配置された複数の磁性体<7111〜7122>と、前記周方向に沿って相互に隣接して配置された各前記磁性体の組をそれぞれ連結する複数の薄肉連結部<7111c〜7122c,7111d〜7122d>とを有し、かつ前記複数の磁心部のいずれにも前記磁性体が被されるように前記一方主面とは反対側から前記複数の磁心部に被される磁性体板<71>、
を更に備え、
各前記薄肉連結部が、
各前記径方向リブ部と嵌合した嵌合溝<7111s〜7122s>をそれぞれ有する請求項2から請求項9のいずれかに記載のコア。 - 前記1以上のリブ部が、
前記一方主面上において前記円盤部の周方向に沿って設けられた1以上の周方向リブ部<250,260,2501〜2512>を含む請求項1に記載のコア。 - 前記1以上の周方向リブ部が、
前記一方主面上において前記複数の磁心部よりも外周側に設けられ且つ前記周方向に沿って設けられた1以上の外周リブ部<250,2501〜2512>を含む請求項11に記載のコア。 - 前記複数の磁心部に含まれ且つ前記周方向に沿って相互に隣接配置された各組の磁心部と、前記円盤部とによって形成された複数の巻線収納用溝<301〜312>、
を備え、
前記1以上の外周リブ部が、
前記円盤部の外周部近傍のうちの前記巻線収納用溝から前記円盤部の径方向に沿った延長線上の位置における前記周方向に沿った全長に渡って設けられた請求項12に記載のコア。 - 前記複数の磁心部に含まれ且つ前記周方向に沿って相互に隣接配置された各組の磁心部と、前記円盤部とによって形成された複数の巻線収納用溝<301〜312>、
を備え、
前記1以上のリブ部が、
各前記巻線収納用溝を通り、且つ前記円盤部の径方向に沿って前記一方主面上に突設された複数の径方向リブ部<201〜212,201a〜212a,201b〜212b>を含み、
各前記周方向リブ部と各前記径方向リブ部とがそれぞれ接合された複数の接合部<501〜512,CN1〜CN12,CN21〜CN32>、
を更に備える請求項11に記載のコア。 - 前記複数の径方向リブ部が、
各前記巻線収納用溝から前記円盤部の外周部近傍までそれぞれ延設された複数の径方向外周側リブ部<201a〜212a>を含み、
前記1以上の周方向リブ部が、
前記一方主面上において前記複数の磁心部よりも外周側に設けられ且つ前記周方向に沿って設けられた1以上の外周リブ部<250,2501〜2512>を含み、
前記複数の接合部が、
各前記径方向外周側リブ部と各前記外周リブ部とがそれぞれ接合された複数の外周側接合部<501〜512,CN1〜CN12>を含む請求項14に記載のコア。 - 前記1以上の周方向リブ部が、
前記一方主面上において前記複数の磁心部よりも内周側に設けられ且つ前記周方向に沿って全周に渡って設けられた内周リブ部<260>を含み、
前記外周リブ部が、
前記外周部近傍の全周に渡って設けられ、
前記複数の径方向リブ部が、
前記円盤部の内周部近傍から前記外周部近傍まで延設され、
前記複数の接合部が、
各前記径方向リブ部と前記内周リブ部とが接合された複数の内周側接合部<CN21〜CN32>を含む請求項15に記載のコア。 - 前記周方向リブ部と前記磁心部との最短距離と、前記径方向リブ部と前記磁心部との最短距離とが略同一である請求項14から請求項16のいずれかに記載のコア。
- 各前記接合部が、
各前記磁心部と対向する曲面部<Rp>を有し、
各前記接合部における前記一方主面に沿った厚みが、
前記1以上のリブ部のうちの前記複数の接合部以外の部分の前記一方主面に沿った厚みよりも相対的に厚い請求項14から請求項17のいずれかに記載のコア。 - 各前記接合部が、
前記一方主面の法線方向に沿った孔部<H1〜H12>を有する請求項14から請求項18のいずれかに記載のコア。 - 前記1以上の外周リブ部が、
渡り線を通すための孔部及び/又は溝部<WS1〜WS3>を有する請求項12に記載のコア。 - 各前記径方向リブ部が、
渡り線を通すための切込部<WH>をそれぞれ有する請求項2から請求項10、及び請求項14から請求項19のいずれかに記載のコア。 - 各前記リブ部が、
第1の層<200a>と、前記第1の層を被覆し且つ絶縁体によって形成された第2の層<200b>とを有する請求項1から請求項21のいずれかに記載のコア。 - 請求項1から請求項22のいずれかに記載のコア<60,60A〜60I>と、
各前記磁心部の周りに巻回された複数のコイル<A1〜A22>と、
を備える電機子。 - 請求項20に記載のコア<60E,60F,60H,60I>と、
各前記磁心部の周りに巻回された複数のコイル<A1〜A22>と、
各前記孔部及び/又は溝部を通過する複数の渡り線部<WL1〜WL3>と、
を備える電機子。 - 請求項21に記載のコア<60G>と、
各前記磁心部の周りに巻回された複数のコイル<A1〜A22>と、
各前記切込部を通過する複数の渡り線部<WT>と、
を備える電機子。 - 請求項12に記載のコア<60E,60F,60H,60I>と、
各前記磁心部の周りに巻回された複数のコイル<A1〜A22>と、
前記コアのうちの前記1以上の外周リブ部の外周側を通過する複数の渡り線部<WL1〜WL3>と、
を備える電機子。 - 請求項23から請求項26のいずれかに記載の電機子<63,63A>と、
前記電機子に対して相対的な回転を行い、前記回転の回転軸<92>に平行な回転軸方向で前記電機子と対向する界磁子<31,31A>と、
を備えるアキシャルギャップ型モータ。 - 請求項19に記載のコア<60D〜60F,60H,60I>と各前記磁心部の周りに巻回された複数のコイル<A1〜A22>とを有する電機子と、
前記電機子に対して相対的な回転を行い、前記回転の回転軸<92>に平行な回転軸方向で前記電機子と対向する界磁子<31,31A>と、
を備え、
各前記孔部に対して嵌合又は螺合された複数の連結部材<CP>によって、各前記接合部と構造体とが連結されたアキシャルギャップ型モータ。 - 請求項12に記載のコア<60A〜60D,60G>と各前記磁心部の周りに巻回された複数のコイル<A1〜A22>とを有する電機子と、
前記電機子に対して相対的な回転を行い、前記回転の回転軸<92>に平行な回転軸方向で前記電機子と対向する界磁子<31,31A>と、
を備え、
前記円盤部の外周縁がパイプ状の容器<80>の内周面に対して嵌合されたとともに、前記1以上の外周リブ部<250,2501〜2512>が前記内周面に対して嵌合されたアキシャルギャップ型モータ。 - 請求項12に記載のコア<60F>と各前記磁心部の周りに巻回された複数のコイル<A1〜A22>とをそれぞれ有する第1及び第2の電機子と、
前記第1及び第2の電機子に対して相対的な回転を行い、前記回転の回転軸<92>に平行な方向で前記第1及び第2の電機子と対向する界磁子<31A>と、
を備え、
前記第1及び第2の電機子が、
前記回転軸に平行な方向に前記界磁子を挟み込むように互いに対向して配置され、
前記第1及び第2の電機子にそれぞれ設けられた前記外周リブ部<2501〜2512>が相互に接合又は接触することで、前記第1及び第2の電機子間の距離が所定距離に保持されたアキシャルギャップ型モータ。 - 請求項27から請求項30のいずれかに記載のアキシャルギャップ型モータを搭載する圧縮機<900>。
- 前記円盤部に1以上のスリット孔<SL1〜SL12>を設けるステップと、
リブ用板材<ML>を各前記スリット孔に挿入するステップと、
を備える請求項1から請求項22のいずれかに記載のコアを製造するためのコアの製造方法。 - 薄板<61B>の一部を曲げることで起立部<ST1>を形成するステップと、
前記円盤部のうち前記薄板以外を構成する残余の部分<61MT>にスリット孔<SL>を設けるステップと、
前記起立部に前記スリット孔を通しつつ、前記薄板上に前記残余の部分を載置することで、前記リブ部<L1>を作成するステップと、
を備える請求項1から請求項22のいずれかに記載のコアを製造するためのコアの製造方法。 - 前記円盤部と前記リブ部とが一体となった圧粉磁心を作成するステップ、
を備える請求項1から請求項22のいずれかに記載のコアを製造するためのコアの製造方法。 - 前記円盤部に対して前記1以上のリブ部が設けられたリブ付き円盤部を作成するステップと、
前記界磁子に対して対向させる先端部<101T〜112T>の上面の面積が、前記円盤部に対して設置させる底面部<PU>の面積よりも相対的に大きい複数の幅広磁心部<1101〜1112>を準備するステップと、
前記複数のコイル<A1〜A22>を前記複数の幅広磁心部に対して巻回又は挿入した後に、前記リブ付き円盤部に対して前記複数の幅広磁心部をそれぞれ結合させて前記複数の磁心部を形成するステップと、
を備える請求項23から請求項26のいずれかに記載の電機子を製造するための電機子の製造方法。
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