JP2009077491A - Stator core laminated body and electric motor - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a stator core laminated body in which a plurality of steel sheets are integrally laminated by welding and the like while the occurrence of iron loss is suppressed without enlarging an outline size and to provide an electric motor. <P>SOLUTION: A projection 40 erected toward a center axis from a core body 22 is arranged between adjacent salient poles 24. A groove-like recess 42 is formed at a tip of the projection 40. An inner face of the recess 42 is welded and a plurality of electromagnetic steel sheets 21a are bonded. It is desirable that height A from a reference circle of the core body 22 to the tip of the projection 40 is 50% or less of height B from the reference circle of the core body 22 to a tip of the salient pole 24. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

この発明は、ステータコア積層体およびモータに関するものである。   The present invention relates to a stator core laminate and a motor.

一般に、電動機であるスイッチトリラクタンスモータ(以下、「SRモータ」という。)は、ステータケースに内嵌固定されたステータと、ステータに対して回転自在に設けられたロータとを有している。   In general, a switched reluctance motor (hereinafter referred to as an “SR motor”) that is an electric motor has a stator that is internally fitted and fixed to a stator case, and a rotor that is rotatably provided to the stator.

ステータケースは、一般に円筒形状であり、筒状部分の内周にコア本体が内嵌固定されている。また、ステータケースの両端の開口部は、フロントブラケット及びリアブラケットによってそれぞれ閉塞されている。各ブラケットには、径方向中央にそれぞれベアリングが設けられており、このベアリングにロータのシャフトが回転自在に支持されている。   The stator case is generally cylindrical, and the core body is fitted and fixed to the inner periphery of the cylindrical portion. Moreover, the opening part of the both ends of a stator case is obstruct | occluded by the front bracket and the rear bracket, respectively. Each bracket is provided with a bearing at the center in the radial direction, and the shaft of the rotor is rotatably supported by the bearing.

ロータは、回転軸に対して直角に突出した複数の突極を有するロータコアの内径にシャフトを圧入した構造となっている。ステータは、ステータコア積層体の突極の周囲にコイルを配置した構造となっている。ステータコア積層体は、略円筒状のコア本体と、コア本体から中心軸に向かって立設された複数の突極とを備えている。   The rotor has a structure in which a shaft is press-fitted into the inner diameter of a rotor core having a plurality of salient poles projecting at right angles to the rotation axis. The stator has a structure in which coils are arranged around salient poles of the stator core laminate. The stator core laminate includes a substantially cylindrical core body and a plurality of salient poles standing from the core body toward the central axis.

このようなSRモータのステータは、渦電流による鉄損の発生を抑制するため、薄板状の電磁鋼板を積層して形成されている。この際、積層した各電磁鋼板を固定するために溶接による締結がなされる。しかしながら、溶接のためにステータの磁束流路を狭くすると磁束密度が高くなり鉄損が多く発生してしまう。そこで、ステータの外側に磁束のほとんど流れない突起部を設けて、この突起部において溶接を行うものが提案されている(例えば、特許文献1参照)。
特開平5−316709号公報
The stator of such an SR motor is formed by laminating thin electromagnetic steel plates in order to suppress the occurrence of iron loss due to eddy currents. At this time, fastening by welding is performed in order to fix the laminated electromagnetic steel sheets. However, when the magnetic flux flow path of the stator is narrowed for welding, the magnetic flux density is increased and a lot of iron loss is generated. In view of this, there has been proposed a method in which a protrusion that hardly flows magnetic flux is provided outside the stator and welding is performed at the protrusion (see, for example, Patent Document 1).
JP-A-5-316709

しかしながら、特許文献1のようにステータの外側に突起部を設けた場合には、ステータの外側寸法が大きくなり、SRモータ全体の外側寸法も大きくなってしまうという問題がある。   However, when a protrusion is provided outside the stator as in Patent Document 1, there is a problem that the outside dimension of the stator becomes large and the outside dimension of the entire SR motor also becomes large.

そこで、この発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであって、鉄損の発生を抑えつつ、外形寸法を大きくせずに、複数の鋼板が接合されてなるステータコア積層体およびモータを提供するものである。   Accordingly, the present invention has been made in view of the above-described circumstances, and provides a stator core laminate and a motor in which a plurality of steel plates are joined without increasing the outer dimensions while suppressing the occurrence of iron loss. To do.

上記の課題を解決するために、本発明に係るステータコア積層体は、複数の鋼板が積層されてなり、略円筒状のコア本体と、前記コア本体から中心軸に向かって立設された複数の突極とを備えたモータ用のステータコア積層体であって、隣接する前記突極の間に、前記コア本体から中心軸に向かって立設された突起部を備え、前記複数の鋼板は、前記突起部において接合されていることを特徴とする。
この構成によれば、磁束の流路(磁路)となるコア本体から外れた位置で複数の鋼板が接合されるので、磁路を侵食することなく鉄損を防止することができる。また、コア本体の内側に突起部を設けていることで、ステータコア積層体の外径を大きくすることがない。
In order to solve the above-described problems, a stator core laminate according to the present invention is formed by laminating a plurality of steel plates, and has a substantially cylindrical core main body and a plurality of erected from the core main body toward the central axis. A stator core laminated body for a motor including salient poles, comprising a protruding portion erected from the core body toward a central axis between the adjacent salient poles, and the plurality of steel plates are It is characterized by being joined at the protrusion.
According to this configuration, since the plurality of steel plates are joined at a position deviating from the core body serving as a magnetic flux flow path (magnetic path), iron loss can be prevented without eroding the magnetic path. In addition, since the protrusion is provided inside the core body, the outer diameter of the stator core laminate is not increased.

また、前記コア本体の基準円から前記突起部の先端までの高さは、前記コア本体の基準円から前記突極の先端までの高さの50%以下であることを特徴とする。
この構成によれば、ステータの鉄損とモータの出力トルクとのバランスを確保することができる。また、突極の周囲にコイルの配置スペースを確保することが可能になり、コイルの占積率を向上させることができる。
The height from the reference circle of the core body to the tip of the protrusion is 50% or less of the height from the reference circle of the core body to the tip of the salient pole.
According to this configuration, a balance between the iron loss of the stator and the output torque of the motor can be ensured. In addition, it is possible to secure a coil arrangement space around the salient pole, and the coil space factor can be improved.

また、前記コア本体の周方向における前記突極の両側面は、相互に平行に形成され、前記突起部の側面は、隣接する前記突極の側面と平行に形成されていることを特徴とする。
また、前記突極の側面に連続する前記コア本体の内面は、前記突極の側面に垂直な平面で構成されていることを特徴とする。
これらの構成によれば、コイルの配置スペースの断面形状を、略正方形状または略長方形状とすることが可能になる。これにより、断面形状が略正方形状または略長方形状にあらかじめ巻き回したコイルの装着が容易になり、コイルの占積率を向上させることができる。
In addition, both side surfaces of the salient poles in the circumferential direction of the core body are formed in parallel to each other, and side surfaces of the protrusions are formed in parallel with side surfaces of the adjacent salient poles. .
Further, the inner surface of the core main body that is continuous with the side surface of the salient pole is formed by a plane perpendicular to the side surface of the salient pole.
According to these configurations, the cross-sectional shape of the coil arrangement space can be made into a substantially square shape or a substantially rectangular shape. Thereby, it becomes easy to mount the coil whose cross-sectional shape is wound in advance in a substantially square shape or a substantially rectangular shape, and the space factor of the coil can be improved.

また、前記コア本体の径方向における幅の最小値は、前記コア本体の周方向における前記突極の幅の55%以上であることを特徴とする。
この構成によれば、コア本体の磁束密度が突極の磁束密度よりも小さくなり、磁束はコア本体から漏れることなく突極のみから漏れることになる。したがって、モータの出力を向上させることができる。
The minimum value of the width of the core body in the radial direction is 55% or more of the width of the salient pole in the circumferential direction of the core body.
According to this configuration, the magnetic flux density of the core body becomes smaller than the magnetic flux density of the salient pole, and the magnetic flux leaks only from the salient pole without leaking from the core body. Therefore, the output of the motor can be improved.

また前記突起部の先端には、前記コア本体の軸方向に伸びる凹部が形成され、前記複数の鋼板は、前記凹部内面を溶接して接合されていることを特徴とする。
この構成によれば、凹部内面を溶接することで溶接面積を増やすことができ、複数の鋼板を強く接合し、ステータコア積層体の強度を強くすることができる。
In addition, a recess extending in the axial direction of the core body is formed at the tip of the protrusion, and the plurality of steel plates are joined by welding the inner surfaces of the recess.
According to this configuration, the welding area can be increased by welding the inner surface of the concave portion, and a plurality of steel plates can be strongly joined to increase the strength of the stator core laminate.

また前記複数の鋼板は、前記突起部に形成された凸部と凹部とを嵌合して接合されていることを特徴とする。
この構成によれば、複数の鋼板を溶接によらず簡単に接合することが可能になり、製造工程を簡略化して製造コストを低減することができる。
Further, the plurality of steel plates are joined by fitting convex portions and concave portions formed on the protruding portions.
According to this configuration, it becomes possible to easily join a plurality of steel plates without depending on welding, simplify the manufacturing process, and reduce the manufacturing cost.

一方、本発明に係るモータは、上述したステータコア積層体における前記突極の周囲にコイルが配置されてなるステータと、前記ステータの内側に同軸状に配置されたロータと、を備えたことを特徴とする。
この構成によれば、鉄損が抑制されたステータコア積層体を備えているので、高効率のモータを提供することができる。また外形の小さいステータコア積層体を備えているので、小型のモータを提供することができる。
On the other hand, a motor according to the present invention includes a stator in which a coil is disposed around the salient poles in the stator core laminate described above, and a rotor that is coaxially disposed inside the stator. And
According to this configuration, since the stator core laminated body in which the iron loss is suppressed is provided, a highly efficient motor can be provided. Moreover, since the stator core laminated body with a small external shape is provided, a small motor can be provided.

本発明によれば、鉄損の発生を抑えつつ、外形寸法を大きくせずに、複数の鋼板が接合されてなるステータコア積層体およびモータを提供することができる。   According to the present invention, it is possible to provide a stator core laminate and a motor in which a plurality of steel plates are joined without suppressing the occurrence of iron loss and without increasing the outer dimensions.

(第1実施形態)
本発明の第1実施形態について説明する。図1(a)はスイッチトリラクタンスモータの斜視図であり、図1(b)は図1(a)のF−F線における側面断面図である。図2(a)は図1(b)のG−G線における正面断面図であり、図2(b)は図2(a)のP部拡大図である。
図1(b)に示すように、スイッチトリラクタンスモータ(以下、「SRモータ」という。)1は、円筒形状のステータケース2に内装固定された円筒形状のステータ20と、ステータ20の内側に回転自在に設けられたロータ10とを有する。また、ステータケース2の一方端部に外装固定されたフロントブラケット3と、他方端部に外装固定されたリアブラケット4とを有する。
(First embodiment)
A first embodiment of the present invention will be described. FIG. 1A is a perspective view of a switched reluctance motor, and FIG. 1B is a side sectional view taken along line FF in FIG. 2A is a front cross-sectional view taken along the line GG in FIG. 1B, and FIG. 2B is an enlarged view of a portion P in FIG. 2A.
As shown in FIG. 1B, a switched reluctance motor (hereinafter referred to as “SR motor”) 1 includes a cylindrical stator 20 that is internally fixed to a cylindrical stator case 2, and an inner side of the stator 20. And a rotor 10 that is rotatably provided. In addition, it has a front bracket 3 externally fixed to one end portion of the stator case 2 and a rear bracket 4 externally fixed to the other end portion.

ステータケース2へのフロントブラケット3およびリアブラケット4の固定は、セットボルト5によりなされる。この際、図2(a)に示すように、ステータケース2の内周面に凹部を設けるとともに、ステータ20の外周面に凹部を設け、これらの凹部により形成される孔28にセットボルト5を通して固定する構造となっている。
これにより、図1(b)に示すSRモータ1の外径を大きくすることなしに、ステータケース2へのフロントブラケット3およびリアブラケット4の固定ができるともに、ステータケース2とステータ20との相対回転を防止することができる。
The front bracket 3 and the rear bracket 4 are fixed to the stator case 2 with set bolts 5. At this time, as shown in FIG. 2A, a concave portion is provided on the inner peripheral surface of the stator case 2 and a concave portion is provided on the outer peripheral surface of the stator 20, and the set bolt 5 is passed through a hole 28 formed by these concave portions. It has a fixed structure.
Accordingly, the front bracket 3 and the rear bracket 4 can be fixed to the stator case 2 without increasing the outer diameter of the SR motor 1 shown in FIG. Rotation can be prevented.

図1(b)に示すように、ロータ10にはシャフト11を挿入する孔が設けられており、この孔にシャフト11が圧入固定されている。このシャフト11がフロントブラケット3に配置されたフロント側ベアリング6およびリアブラケット4に配置されたリア側ベアリング7により回転自在に支持されている。これにより、ロータ10がステータ20に対して回転自在に軸止されることとなる。また、ロータ10は電磁鋼板を積層して形成されている。図2(a)に示すように、ロータ10の回転軸に対して直角に、複数のロータ突極14が放射状に形成されている。   As shown in FIG. 1B, the rotor 10 is provided with a hole into which the shaft 11 is inserted, and the shaft 11 is press-fitted and fixed in this hole. The shaft 11 is rotatably supported by a front side bearing 6 disposed on the front bracket 3 and a rear side bearing 7 disposed on the rear bracket 4. As a result, the rotor 10 is pivotally fixed to the stator 20. The rotor 10 is formed by laminating electromagnetic steel plates. As shown in FIG. 2A, a plurality of rotor salient poles 14 are formed radially at right angles to the rotation axis of the rotor 10.

図2(a)に示すように、ステータ20は、ステータコア積層体21の突極24の周囲にコイル50を配置した構造となっている。このステータコア積層体21も、電磁鋼板を積層して形成されている。ステータコア積層体21は、略円筒状のコア本体22と、コア本体22から中心軸に向かって立設された複数の突極24とを備えている。この突極24の側面には巻き線が巻き装されて、U相・V相・W相のステータコイル50が形成される。突極24に巻き装されたU相・V相・W相のコイル50の各巻き線の始点と終点は、図1(b)に示すリアブラケット4から外部に取出され、外部電源(図示せず)に接続されている。U相・V相・W相のコイル50への電力供給は、回転センサ(レゾルバ)60によるロータ10の回転位置情報に基づいて行われる。回転センサ60は、リアブラケット4に固定されたレゾルバステータ62と、シャフト11に固定されレゾルバステータ62の内側で回転するレゾルバロータ61とで構成されている。   As shown in FIG. 2A, the stator 20 has a structure in which a coil 50 is arranged around the salient poles 24 of the stator core laminate 21. The stator core laminate 21 is also formed by laminating electromagnetic steel plates. The stator core laminate 21 includes a substantially cylindrical core body 22 and a plurality of salient poles 24 standing from the core body 22 toward the central axis. A winding is wound around the side surface of the salient pole 24 to form a U-phase / V-phase / W-phase stator coil 50. The starting point and the ending point of each winding of the U-phase / V-phase / W-phase coil 50 wound around the salient pole 24 are taken out from the rear bracket 4 shown in FIG. Connected). Power supply to the U-phase, V-phase, and W-phase coils 50 is performed based on the rotational position information of the rotor 10 by the rotation sensor (resolver) 60. The rotation sensor 60 includes a resolver stator 62 fixed to the rear bracket 4 and a resolver rotor 61 fixed to the shaft 11 and rotating inside the resolver stator 62.

図1(b)に示すように、フロントブラケット3には複数のフロント側貫通孔8が、リアブラケット4には複数のリア側貫通孔9が設けられている。さらに、ロータ10の両端面には、それぞれフロント側ファン18およびリア側ファン19が設けられている。ロータ10とともにファン18,19が回転すると軸流が発生し、フロント側貫通孔8(リア側貫通孔9)からリア側貫通孔9(フロント側貫通孔8)への空気の流れが生じ、これによりステータコイル50の冷却が行えるようになっている。   As shown in FIG. 1B, the front bracket 3 is provided with a plurality of front side through holes 8, and the rear bracket 4 is provided with a plurality of rear side through holes 9. Further, a front side fan 18 and a rear side fan 19 are provided on both end faces of the rotor 10, respectively. When the fans 18 and 19 rotate together with the rotor 10, an axial flow is generated, and an air flow from the front side through hole 8 (rear side through hole 9) to the rear side through hole 9 (front side through hole 8) occurs. Thus, the stator coil 50 can be cooled.

(ステータコア積層体)
図3は、本発明のSRモータのステータコア積層体の斜視図である。
ステータコア積層体21は、ケイ素鋼板等の複数の電磁鋼板21aを積層して形成されている。ステータコア積層体21は、略円筒状のコア本体22と、コア本体22から中心軸に向かって立設された複数の突極24とを有している。コア本体22は、突極24が立設された基底部と、隣接する基底部を接続する継鉄部とを、周方向に交互に配置して構成されている。この基底部の外周部に、セットボルトを貫通させるための凹部が形成されている。
(Stator core laminate)
FIG. 3 is a perspective view of the stator core laminate of the SR motor of the present invention.
The stator core laminate 21 is formed by laminating a plurality of electromagnetic steel plates 21a such as silicon steel plates. The stator core laminate 21 has a substantially cylindrical core body 22 and a plurality of salient poles 24 erected from the core body 22 toward the central axis. The core body 22 is configured by alternately arranging base portions on which salient poles 24 are erected and yoke portions connecting adjacent base portions in the circumferential direction. A recess for penetrating the set bolt is formed in the outer peripheral portion of the base portion.

また継鉄部の内周部には、突極24の高さよりも低い高さで中心方向に突出する山型の突起部がもうけられている。すなわち隣接する突極24の間に、コア本体22から中心軸に向かって突起部40が立設されている。この突起部40の先端には、コア本体22の軸方向に伸びる凹部42が形成されている。この凹部42の内面を溶接することによって複数の電磁鋼板21aが接合されている。   In addition, a mountain-shaped protrusion that protrudes in the center direction at a height lower than the height of the salient pole 24 is provided on the inner periphery of the yoke portion. That is, between the adjacent salient poles 24, the protrusion 40 is erected from the core body 22 toward the central axis. A recess 42 extending in the axial direction of the core body 22 is formed at the tip of the protrusion 40. By welding the inner surface of the recess 42, the plurality of electromagnetic steel plates 21a are joined.

図4(a)は電磁鋼板の正面図であり、図4(b)は斜視図であり、図4(c)は図4(a)のQ部拡大図である。図4(a)に示すように、コア本体22の基準円から突起部40の先端までの高さAは、コア本体22の基準円から突極24の先端までの高さBの50%以下になっている。なおコア本体22の基準円とは、コア本体22の径方向における最小幅(D)部における円である。   4A is a front view of the electromagnetic steel sheet, FIG. 4B is a perspective view, and FIG. 4C is an enlarged view of a Q portion in FIG. 4A. As shown in FIG. 4A, the height A from the reference circle of the core body 22 to the tip of the protrusion 40 is 50% or less of the height B from the reference circle of the core body 22 to the tip of the salient pole 24. It has become. The reference circle of the core body 22 is a circle at the minimum width (D) portion in the radial direction of the core body 22.

突起部40の高さAは、ステータの鉄損とSRモータの出力トルクとのバランス、およびコイル50の占積率により決定される。
図5(a)は突起部の高さとトルクとの関係を示すグラフであり、図5(b)は突起部の高さと突極磁束最大値との関係を示すグラフであり、図5(c)は突起部の高さとインダクタンス最小値との関係を示すグラフである。なお図5の横軸は、突極24の高さBに対する突起部40の高さAの割合であり、A=Bの場合に100%となる。
The height A of the protrusion 40 is determined by the balance between the iron loss of the stator and the output torque of the SR motor, and the space factor of the coil 50.
5A is a graph showing the relationship between the height of the protrusion and the torque, and FIG. 5B is a graph showing the relationship between the height of the protrusion and the maximum salient pole magnetic flux. ) Is a graph showing the relationship between the height of the protrusion and the minimum inductance value. 5 is the ratio of the height A of the protrusion 40 to the height B of the salient pole 24, and is 100% when A = B.

図5(a)によれば、突起部40のない従来技術(「突極高さに対する突起部高さの割合」=0%)に比べて、突起部40を設けることにより、SRモータの出力トルクが増加することがわかる。SRモータのトルクは、突極を流れる磁束の大きさに比例する性質を有する。図5(b)に示すように、突起部40を設けることにより、突極磁束最大値φmaxが増加している。これは、突起部40を設けることにより、コア本体の磁束密度が減少し、ステータ突極からコア本体(コア本体からステータ突極)への磁束が流れやすくなったことに因るものである。これにより、SRモータの出力トルクが増加したものである。   According to FIG. 5A, the output of the SR motor is provided by providing the protrusion 40 as compared with the conventional technique without the protrusion 40 (“the ratio of the protrusion height to the protrusion height” = 0%). It can be seen that the torque increases. The torque of the SR motor has a property proportional to the magnitude of the magnetic flux flowing through the salient pole. As shown in FIG. 5B, the salient pole magnetic flux maximum value φmax is increased by providing the protrusion 40. This is because the magnetic flux density of the core body is reduced by providing the protrusions 40, and the magnetic flux from the stator salient poles to the core body (from the core body to the stator salient poles) easily flows. As a result, the output torque of the SR motor is increased.

しかしながら、突起部40の高さAが増加するほどトルクは減少している。SRモータのトルクは、ロータ回転角によって周期的に変化するインダクタンスの傾きに比例するという性質も有する。ここで、インダクタンスの傾きは一般にインダクタンスの最小値が大きくなるほど小さくなる。ロータ突極14がステータ突極24から離れるほど磁気抵抗が大きくなるため、コイル50のインダクタンスは小さくなり、隣接する二つの突極の略中央にロータ突極が位置したきに、インダクタンスが最小となる。しかしながら、ステータ突極間に突起部40が存在すると磁気抵抗が小さくなりインダクタンスの最小値が増加してしまう。そして、図5(c)に示すように、突起部40の高さAが増加するほど、インダクタンスの最小値が増加することになる。これにより、インダクタンスの傾きが減少して、図5(a)に示すようにトルクが減少するのである。   However, the torque decreases as the height A of the protrusion 40 increases. The torque of the SR motor also has a property that it is proportional to the inductance gradient that periodically changes depending on the rotor rotation angle. Here, the slope of the inductance generally decreases as the minimum value of the inductance increases. Since the magnetic resistance increases as the rotor salient pole 14 moves away from the stator salient pole 24, the inductance of the coil 50 becomes small. Become. However, if the protrusions 40 are present between the stator salient poles, the magnetic resistance decreases and the minimum value of inductance increases. And as shown in FIG.5 (c), the minimum value of an inductance will increase, so that the height A of the projection part 40 increases. As a result, the slope of the inductance decreases, and the torque decreases as shown in FIG.

本実施形態は、ロータ本体に突起部を設け、その突起部の凹部を溶接して電磁鋼板を接合するものである。そのため、突起部を設けない従来技術に比べて、大きなトルクを得ることができる。   In the present embodiment, a protrusion is provided on the rotor body, and a concave portion of the protrusion is welded to join the electromagnetic steel sheets. Therefore, a large torque can be obtained as compared with the prior art in which no protrusion is provided.

一方、図5(d)は突起部の高さと鉄損との関係を示すグラフである。図5(d)によれば、突起部40のない従来技術に比べて、突起部40を設けることにより、ステータの鉄損が減少することがわかる。また、突起部40の高さAが増加するほど鉄損も減少している。なおFEM解析の結果から、突起部40の先端ほど磁束密度が低くなることが確認されている。このような磁束密度の低い部分において複数の電磁鋼板を接合することにより、鉄損が減少するものと考えられる。   On the other hand, FIG.5 (d) is a graph which shows the relationship between the height of a projection part, and an iron loss. According to FIG. 5 (d), it can be seen that the iron loss of the stator is reduced by providing the protrusion 40 as compared with the conventional technique without the protrusion 40. In addition, the iron loss decreases as the height A of the protrusion 40 increases. From the results of FEM analysis, it has been confirmed that the magnetic flux density becomes lower toward the tip of the protrusion 40. It is considered that iron loss is reduced by joining a plurality of electromagnetic steel sheets in such a low magnetic flux density portion.

このように、ステータの鉄損とモータの出力トルクとは、トレードオフの関係にある。
また図2(a)に示すように、突起部40が高くなるほど、コイル50の配置スペースが減少するため、占積率が低下することは明らかである。
そこで本実施形態では、コア本体22の基準円から突起部40の先端までの高さAを、コア本体22の基準円から突極24の先端までの高さBの50%以下に設定した。これにより、ステータの鉄損とモータの出力トルクとのバランスを確保することができる。またコイルの配置スペースを確保することが可能になり、占積率を向上させることができる。
Thus, the iron loss of the stator and the output torque of the motor are in a trade-off relationship.
Further, as shown in FIG. 2A, it is apparent that the space factor decreases as the protruding portion 40 becomes higher because the arrangement space of the coil 50 decreases.
Therefore, in the present embodiment, the height A from the reference circle of the core body 22 to the tip of the protrusion 40 is set to 50% or less of the height B from the reference circle of the core body 22 to the tip of the salient pole 24. Thereby, the balance between the iron loss of the stator and the output torque of the motor can be ensured. In addition, it is possible to secure a space for arranging the coils, and the space factor can be improved.

一方、図2(a)に示すように、突極24の周囲におけるコイル50の配置スペースは、巻き線の延在方向に垂直な断面において、略矩形状(略正方形状または略長方形状)に形成されている。具体的には、図4(a)に示すように、コア本体22の周方向における突極24の両側面25,25が、相互に平行に形成されている。また図4(c)に示すように、突起部40の側面45が、隣接する突極24の側面25と平行に形成されている。さらに、突極24の側面25に連続するコア本体22の内面23が、突極24の側面25に垂直な平面で構成されている。   On the other hand, as shown in FIG. 2A, the arrangement space of the coil 50 around the salient pole 24 is substantially rectangular (substantially square or substantially rectangular) in a cross section perpendicular to the extending direction of the winding. Is formed. Specifically, as shown in FIG. 4A, both side surfaces 25, 25 of the salient pole 24 in the circumferential direction of the core body 22 are formed in parallel to each other. Further, as shown in FIG. 4C, the side surface 45 of the protrusion 40 is formed in parallel with the side surface 25 of the adjacent salient pole 24. Furthermore, the inner surface 23 of the core body 22 that is continuous with the side surface 25 of the salient pole 24 is configured as a plane perpendicular to the side surface 25 of the salient pole 24.

ステータコア積層体21の各部を上記形状とすることにより、図2(a)に示すように、コイル50の配置スペースを略矩形状とすることができる。これにより、断面形状が略正方形状または略長方形状にあらかじめ巻き回したコイルの装着が容易になり、コイル50の占積率を向上させることができる。なお、断面形状が略正方形状または略長方形状にあらかじめ巻き回したコイルを装着する代わりに、突極24の周囲に巻き線を巻き回してコイルを形成してもよい。   By making each part of the stator core laminated body 21 have the above shape, the arrangement space of the coil 50 can be made substantially rectangular as shown in FIG. Thereby, it becomes easy to attach the coil whose cross-sectional shape is wound in advance in a substantially square shape or a substantially rectangular shape, and the space factor of the coil 50 can be improved. The coil may be formed by winding a winding around the salient pole 24 instead of mounting the coil whose cross-sectional shape is approximately square or approximately rectangular.

一方、図4(a)に示すように、コア本体22の径方向における最小幅Dは、コア本体22の周方向における突極24の幅Cの55%以上とされている。
ステータコア積層体21を流れる磁束は、一つの突極24からコア本体22の基底部に流れ、その両側に隣接する継鉄部を経て、両側に隣接する突極に流れる。すなわち、一つの突極24を流れる磁束は、それに隣接する二つの継鉄部に二分されて流れることになる。したがって、突極24の幅Cを1.0とした場合に、継鉄部における最も幅の狭い部分(最小幅部)の幅Dを0.5とすれば、突極24および継鉄部の磁束密度は同等となる。本実施形態では、継鉄部の最小幅Dを0.55としている。これにより、継鉄部の磁束密度が突極24の磁束密度よりも小さくなり、継鉄部から磁束が漏れることなく、突極24のみからロータ突極に向けて漏れることになる。したがって、SRモータの出力を向上させることができる。
On the other hand, as shown in FIG. 4A, the minimum width D in the radial direction of the core body 22 is 55% or more of the width C of the salient poles 24 in the circumferential direction of the core body 22.
The magnetic flux flowing through the stator core laminated body 21 flows from one salient pole 24 to the base portion of the core body 22 and flows to the salient poles adjacent to both sides through the yoke portions adjacent to both sides thereof. That is, the magnetic flux flowing through one salient pole 24 is divided into two yoke parts adjacent to it and flows. Therefore, when the width C of the salient pole 24 is 1.0 and the width D of the narrowest portion (minimum width portion) in the yoke portion is 0.5, the salient pole 24 and the yoke portion The magnetic flux density is equivalent. In the present embodiment, the minimum width D of the yoke portion is 0.55. Thereby, the magnetic flux density of the yoke portion becomes smaller than the magnetic flux density of the salient pole 24, and the magnetic flux leaks from only the salient pole 24 toward the rotor salient pole without leaking from the yoke portion. Therefore, the output of the SR motor can be improved.

以上に詳述したように、図4(a)に示す本実施形態に係るステータコア積層体は、隣接する突極24の間に、コア本体22から中心軸に向かって立設された突起部40を備え、その突起部40において複数の電磁鋼板21aが接合されている構成とした。
この構成によれば、磁束の流路(磁路)となるコア本体22から外れた位置で複数の電磁鋼板21aが接合されるので、磁路を侵食することなく鉄損を防止することができる。また、コア本体22の内側に突起部40を設けていることで、ステータコア積層体21の外径を大きくすることがなく、これによりSRモータ1の外径が大きくなることもない。さらに、隣接する突極24の間に突起部40を設けることで、コイル50の配置に寄与しないデッドスペースに突起部40を設けることが可能になり、コイル50の占積率の低下を防止することができる。
As described in detail above, the stator core laminated body according to this embodiment shown in FIG. 4A is provided with the protrusions 40 erected from the core body 22 toward the central axis between the adjacent salient poles 24. And a plurality of electromagnetic steel plates 21a are joined at the protrusion 40.
According to this configuration, since the plurality of electromagnetic steel plates 21a are joined at a position deviating from the core body 22 serving as a magnetic flux flow path (magnetic path), iron loss can be prevented without eroding the magnetic path. . Further, by providing the protrusion 40 on the inner side of the core body 22, the outer diameter of the stator core laminate 21 is not increased, and thereby the outer diameter of the SR motor 1 is not increased. Furthermore, by providing the protrusions 40 between the adjacent salient poles 24, it becomes possible to provide the protrusions 40 in a dead space that does not contribute to the arrangement of the coils 50, thereby preventing a decrease in the space factor of the coils 50. be able to.

また、突起部40の先端にはコア本体22の軸方向に伸びる溝状の凹部42が形成され、その凹部42の内面を溶接することにより複数の電磁鋼板21aが接合されている構成とした。
この構成によれば、凹部42の内面を溶接することで、溶接面積を増やすことができ、複数の電磁鋼板21aを強く接合し、ステータコア積層体21の強度を強くすることができる。また、溶接のはみ出しによるコイル50の占積率の低下を防止することができる。
Further, a groove-like recess 42 extending in the axial direction of the core body 22 is formed at the tip of the protrusion 40, and a plurality of electromagnetic steel plates 21a are joined by welding the inner surface of the recess 42.
According to this configuration, the welding area can be increased by welding the inner surface of the recess 42, the plurality of electromagnetic steel plates 21 a can be strongly joined, and the strength of the stator core laminate 21 can be increased. Moreover, the fall of the space factor of the coil 50 by the protrusion of welding can be prevented.

(変形例)
図6は、第1実施形態の変形例に係るステータコア積層体の説明図である。図6(a)は電磁鋼板の正面図であり、図6(b)は図6(a)のR部拡大図である。図4(a)に示す第1実施形態では突起部40の先端に1個の凹部42を形成したが、図6(b)に示す変形例では複数の凹部46を形成している点で異なっている。なお第1実施形態と同様の構成となる部分については、その詳細な説明を省略する。
(Modification)
FIG. 6 is an explanatory diagram of a stator core laminate according to a modification of the first embodiment. Fig.6 (a) is a front view of an electromagnetic steel plate, FIG.6 (b) is the R section enlarged view of Fig.6 (a). In the first embodiment shown in FIG. 4 (a), one recess 42 is formed at the tip of the protrusion 40, but the modification shown in FIG. 6 (b) is different in that a plurality of recesses 46 are formed. ing. Note that detailed description of portions having the same configuration as in the first embodiment is omitted.

図6(b)に示すように、電磁鋼板32aの突起部40の先端に、複数(例えば2個)の凹部46が形成されている。この電磁鋼板32aを積層することにより、突起部40の先端に複数の溝状の凹部46が形成される。そして、この複数の凹部46の内面をそれぞれ溶接することにより、複数の電磁鋼板32aが接合されている。
このように、複数の凹部46の内面を溶接することで、溶接面積をさらに増やすことができる。したがって、複数の電磁鋼板32aを強く結合し、ステータコア積層体の強度を強くすることができる。
As shown in FIG. 6B, a plurality of (for example, two) recesses 46 are formed at the tip of the protrusion 40 of the electromagnetic steel plate 32a. By laminating the electromagnetic steel plates 32 a, a plurality of groove-shaped recesses 46 are formed at the tips of the protrusions 40. And the some electromagnetic steel plate 32a is joined by welding the inner surface of this some recessed part 46, respectively.
In this way, the welding area can be further increased by welding the inner surfaces of the plurality of recesses 46. Therefore, the plurality of electromagnetic steel plates 32a can be strongly coupled to increase the strength of the stator core laminate.

(第2実施形態)
図7は、第2実施形態に係るステータコア積層体の説明図である。図7(a)は電磁鋼板の正面図であり、図7(b)は図7(a)のH−H線における断面拡大図である。図4(a)に示す第1実施形態では突起部40に凹部42を形成したが、図7(b)に示す第2実施形態ではボス凸部47およびボス凹部48を形成している点で異なっている。なお第1実施形態と同様の構成となる部分については、その詳細な説明を省略する。
(Second Embodiment)
FIG. 7 is an explanatory diagram of a stator core laminate according to the second embodiment. Fig.7 (a) is a front view of an electromagnetic steel plate, FIG.7 (b) is a cross-sectional enlarged view in the HH line | wire of Fig.7 (a). In the first embodiment shown in FIG. 4A, the concave portion 42 is formed in the protrusion 40, but in the second embodiment shown in FIG. 7B, the boss convex portion 47 and the boss concave portion 48 are formed. Is different. Note that detailed description of portions having the same configuration as in the first embodiment is omitted.

図7(b)に示すように、突起部40の一方面(図7(b)では下面)34には、ボス凸部47が形成されている。突起部40の他方面(図7(b)では上面)35には、ボス凹部48が形成されている。ボス凸部47およびボス凹部48は、プレス成形等により、同等の大きさの円柱状に形成されている。
この電磁鋼板33aを積層配置し、隣接する一対の電磁鋼板のうち一方の電磁鋼板に形成されたボス凸部47を、他方の電磁鋼板に形成されたボス凹部48に嵌合させて、複数の電磁鋼板33aを接合する。これにより、複数の電磁鋼板33aを溶接によらず簡単に接合することが可能になり、製造工程を簡略化して製造コストを低減することができる。
As shown in FIG. 7B, a boss convex portion 47 is formed on one surface (the lower surface in FIG. 7B) 34 of the protrusion 40. A boss recess 48 is formed on the other surface (upper surface in FIG. 7B) 35 of the protrusion 40. The boss convex part 47 and the boss concave part 48 are formed in a columnar shape of the same size by press molding or the like.
The electromagnetic steel plates 33a are laminated and a boss convex portion 47 formed on one of the adjacent electromagnetic steel plates is fitted into a boss concave portion 48 formed on the other electromagnetic steel plate, so that a plurality of The electromagnetic steel sheet 33a is joined. Thereby, it becomes possible to join several electromagnetic steel plates 33a easily irrespective of welding, and can simplify a manufacturing process and can reduce manufacturing cost.

なお本発明は、上述の実施形態に限られるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において、上述の実施形態に種々の変更を加えたものを含む。
複数の電磁鋼板は突起部において接合されていればよく、具体的な接合方法は上記実施形態に限られない。例えば、突起部に貫通孔を形成して、複数の電磁鋼板をボルト−ナットで接合してもよい。
また、上記実施形態では本発明をSRモータに適用する場合を例にして説明したが、本発明をブラシレスモータに適用することも可能である。
The present invention is not limited to the above-described embodiment, and includes various modifications made to the above-described embodiment without departing from the spirit of the present invention.
A plurality of electromagnetic steel plates need only be joined at the protrusions, and the specific joining method is not limited to the above embodiment. For example, a through hole may be formed in the protrusion and a plurality of electromagnetic steel plates may be joined with bolts and nuts.
In the above embodiment, the case where the present invention is applied to an SR motor has been described as an example. However, the present invention can also be applied to a brushless motor.

スイッチトリラクタンスモータの斜視図および側面断面図である。It is the perspective view and side sectional drawing of a switched reluctance motor. スイッチトリラクタンスモータの正面断面図および部分拡大図である。It is front sectional drawing and a partial enlarged view of a switched reluctance motor. 第1実施形態に係るステータコア積層体の斜視図である。It is a perspective view of the stator core laminated body which concerns on 1st Embodiment. 第1実施形態に係るステータコア積層体の電磁鋼板の正面図、斜視図および部分拡大図である。It is the front view of the electromagnetic steel plate of the stator core laminated body which concerns on 1st Embodiment, a perspective view, and the elements on larger scale. 突起部の高さと、トルク、インダクタンス最小値、鉄損およびステータ突極磁束最大値の関係との関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between the height of a projection part, and the relationship of torque, an inductance minimum value, an iron loss, and a stator salient-pole magnetic flux maximum value. 第1実施形態の変形例に係るステータコア積層体の電磁鋼板の正面図および部分拡大図である。It is the front view and partial enlarged view of the electromagnetic steel plate of the stator core laminated body which concern on the modification of 1st Embodiment. 第2実施形態に係るステータコア積層体の電磁鋼板の正面図および部分拡大図である。It is the front view and partial enlarged view of an electromagnetic steel plate of the stator core laminated body which concern on 2nd Embodiment.

符号の説明Explanation of symbols

1…スイッチトリラクタンスモータ(モータ) 10…ロータ 20…ステータ 21…ステータコア積層体 21a…電磁鋼板 22…コア本体 24…突極 25…側面 40…突起部 42…凹部 47…ボス凸部(凸部) 48…ボス凹部(凹部) 50…コイル   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Switch reluctance motor (motor) 10 ... Rotor 20 ... Stator 21 ... Stator core laminated body 21a ... Electromagnetic steel plate 22 ... Core main body 24 ... Salient pole 25 ... Side surface 40 ... Projection part 42 ... Concave part 47 ... Boss convex part (convex part) 48 ... Boss recess (recess) 50 ... Coil

Claims (8)

複数の鋼板が積層されてなり、略円筒状のコア本体と、前記コア本体から中心軸に向かって立設された複数の突極とを備えたモータ用のステータコア積層体であって、
隣接する前記突極の間に、前記コア本体から中心軸に向かって立設された突起部を備え、
前記複数の鋼板は、前記突起部において接合されていることを特徴とするステータコア積層体。
A stator core laminate for a motor comprising a plurality of steel plates laminated, a substantially cylindrical core body, and a plurality of salient poles erected from the core body toward the central axis,
Between the adjacent salient poles, provided with a protruding portion erected from the core body toward the central axis,
The stator core laminate, wherein the plurality of steel plates are joined at the protrusions.
前記コア本体の基準円から前記突起部の先端までの高さは、前記コア本体の基準円から前記突極の先端までの高さの50%以下であることを特徴とする請求項1に記載のステータコア積層体。   2. The height from the reference circle of the core body to the tip of the protrusion is 50% or less of the height from the reference circle of the core body to the tip of the salient pole. Stator core laminate. 前記コア本体の周方向における前記突極の両側面は、相互に平行に形成され、
前記突起部の側面は、隣接する前記突極の側面と平行に形成されていることを特徴とする請求項1または請求項2に記載のステータコア積層体。
Both side surfaces of the salient poles in the circumferential direction of the core body are formed parallel to each other,
3. The stator core laminate according to claim 1, wherein a side surface of the projecting portion is formed in parallel with a side surface of the adjacent salient pole.
前記突極の側面に連続する前記コア本体の内面は、前記突極の側面に垂直な平面で構成されていることを特徴とする請求項3に記載のステータコア積層体。   4. The stator core laminate according to claim 3, wherein an inner surface of the core body that is continuous with a side surface of the salient pole is configured by a plane perpendicular to the side surface of the salient pole. 前記コア本体の径方向における幅の最小値は、前記コア本体の周方向における前記突極の幅の55%以上であることを特徴とする請求項1ないし請求項4のいずれか1項に記載のステータコア積層体。   The minimum value of the width in the radial direction of the core main body is 55% or more of the width of the salient pole in the circumferential direction of the core main body, according to any one of claims 1 to 4. Stator core laminate. 前記突起部の先端には、前記コア本体の軸方向に伸びる凹部が形成され、
前記複数の鋼板は、前記凹部内面を溶接して接合されていることを特徴とする請求項1ないし請求項5のいずれか1項に記載のステータコア積層体。
A concave portion extending in the axial direction of the core body is formed at the tip of the protrusion,
The stator core laminate according to any one of claims 1 to 5, wherein the plurality of steel plates are joined by welding the inner surfaces of the recesses.
前記複数の鋼板は、前記突起部に形成された凸部と凹部とを嵌合して接合されていることを特徴とする請求項1ないし請求項5のいずれか1項に記載のステータコア積層体。   The stator core laminate according to any one of claims 1 to 5, wherein the plurality of steel plates are joined by fitting convex portions and concave portions formed on the protrusions. . 請求項1ないし請求項7のいずれか1項に記載のステータコア積層体における前記突極の周囲にコイルが配置されてなるステータと、
前記ステータの内側に同軸状に配置されたロータと、
を備えたことを特徴とするモータ。
A stator in which a coil is disposed around the salient pole in the stator core laminate according to any one of claims 1 to 7,
A rotor arranged coaxially inside the stator;
A motor comprising:
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