JP2010075011A - Stator for motor, motor, and compressor - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、電動機の固定子に関する。詳しくは、電動機の固定子外の切欠以外に、電動機の固定子外周と電動機の固定子を収容する固定部材との間に空隙を設けて高効率化を図ったものである。また、その電動機の固定子を用いた電動機及び圧縮機に関する。 The present invention relates to a stator for an electric motor. Specifically, in addition to the notch outside the stator of the motor, a high efficiency is achieved by providing a gap between the outer periphery of the stator of the motor and the fixing member that houses the stator of the motor. The present invention also relates to an electric motor and a compressor using the stator of the electric motor.
従来、円筒状の固定部材と、前記固定部材の内面に接触する円弧状に形成された接触面と前記固定部材の内面に接触しないようほぼ平面状に切り欠いた非接触面とを外周に設け該接触面を前記固定部材に嵌合して固定した固定子とを備え、前記固定部材の内部において前記固定子の軸方向に流体を通過する通路部が形成された圧縮機用電動機において、前記固定子の全ての前記非接触面側において流体を通過し得る軸方向に形成された第1の前記通路部と、前記固定子の全ての前記接触面側において流体を通過し得る軸方向に形成された第2の前記通路部を備え、前記第1の通路部は前記固定部材の半径方向より周方向の距離が長い断面形状であり、前記第2の通路部はスロット歯の外部延長線上に形成され且つ円形の断面形状であり、前記第1及び第2の通路部の各々は固定子の中心に対する最短距離部分が該中心に対し同一円周上に沿って配置されていることを特徴とする圧縮機用電動機が提案されている(例えば、特許文献1参照)。
しかしながら、上記特許文献1に記載された固定子の流体が通過する通路部であっても、磁束は通路部を回り込むように磁路を形成する。固定子を保持するための固定部材が磁性体の時、磁束は通路部を回り込むように磁路を形成するため、固定部材にも磁束が流れることになる。固定子は、一般的に鉄損を低減するため、電磁鋼板のような固定子鉄心板を複数枚積層して構成するが、固定部材は、電磁鋼板に比べ鉄損が大きい材料が使用される。そのため、通路部により固定部材に磁束が流れることにより、固定部材の鉄損が固定子に磁束が流れる場合の鉄損より大きくなり、電動機の効率が低下する課題があった。
However, even in the passage portion through which the stator fluid described in
上記特許文献1で使用されている「通路部」に対し、この明細書では「風穴」を用いる。
In this specification, “air holes” are used in contrast to the “passage portion” used in
この発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、固定子鉄心の風穴により固定部材に流れてしまう磁束を低減させ、固定部材に発生する鉄損を低減できる電動機の固定子及び電動機及び圧縮機を提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and reduces the magnetic flux that flows to the fixing member due to the air holes in the stator core, thereby reducing the iron loss generated in the fixing member. And it aims at providing an electric motor and a compressor.
この発明に係る電動機の固定子は、磁性体で構成される円筒状の固定部材の内部に固定子鉄心が固定される電動機の固定子であって、
前記固定子鉄心は、
外周部の複数箇所に周方向に所定の長さで形成され、前記固定部材との間に空間を形成する切欠き部と、
前記切欠き部同士の間のコアバックに設けられ、軸方向に貫通する風穴とを備え、
前記空間に連通し、該空間から時計方向又は反時計方向に前記風穴側に延び、前記風穴の径方向外側で該風穴まで達するように形成される非接触部を設けたことを特徴とする。
The stator of the electric motor according to the present invention is an electric motor stator in which a stator iron core is fixed inside a cylindrical fixing member made of a magnetic material,
The stator core is
A notch portion that is formed in a predetermined length in the circumferential direction at a plurality of locations on the outer peripheral portion, and forms a space between the fixing member,
Provided in the core back between the notches, provided with an air hole penetrating in the axial direction,
A non-contact portion is provided which communicates with the space and extends from the space in the clockwise or counterclockwise direction toward the air hole and reaches the air hole on the radially outer side of the air hole.
この発明に係る電動機の固定子鉄心は、固定部材と切欠き部との間に形成される空間に連通し、空間から時計方向又は反時計方向に風穴側に延び、風穴の径方向外側で風穴まで達するように形成される非接触部を設けたことにより、固定部材に磁束が流れにくくなり、固定部材の鉄損が低下し、電動機の高効率化が図れる。 The stator core of the electric motor according to the present invention communicates with a space formed between the fixing member and the notch, extends from the space to the air hole side in the clockwise direction or the counterclockwise direction, and the air hole on the radially outer side of the air hole By providing the non-contact portion formed so as to reach up to, the magnetic flux hardly flows through the fixing member, the iron loss of the fixing member is reduced, and the efficiency of the electric motor can be increased.
実施の形態1.
図1は比較のために示す一般的な電動機の固定子100を示す平面図である。図1により、一般的な電動機の固定子100について説明する。電動機の固定子100は、略ドーナッツ状の固定子鉄心1と、この固定子鉄心1の内径側に沿って複数形成されるスロット2(空間)に絶縁部材(図示せず)を介して施される巻線(図示せず)とを備える。但し、電動機の固定子100は、固定部材5の内部に固定されている。固定部材5は、電動機ではフレームに相当する。また、圧縮機では、密閉容器に相当するものである。
FIG. 1 is a plan view showing a
固定子鉄心1は、所定の形状に打ち抜かれた厚さ0.1〜1.0mm程度の薄い電磁鋼板を積層し、カシメ・溶接等により固定して製作される。
The
固定子鉄心1の内径側に沿って複数形成されるスロット2は、周方向に略等間隔に配置される。図1の例では、スロット2の数は18個である。但し、スロット2の数は、任意でよい。
A plurality of
隣接するスロット2の間の鉄心部分を、磁束が通る磁路の一部を構成するティース3と呼ぶ。例えば、ティース3の周方向の幅Wtは、径方向に略一定になっている。従って、スロット2の周方向の幅Wsは、内周から外周に向って徐々に大きくなる。但し、ティース3の周方向の幅Wtは、径方向に略一定でなくてもよい。
An iron core portion between
固定子鉄心1は、略ドーナッツ状の形状である。内周部も外周部と同様、断面が円形状になっている。但し、外周部には断面が一つの直線からなる切欠き部4が存在する。
The
切欠き部4は、固定子鉄心1を打ち抜く電磁鋼板(フープ材)の幅を小さくして、材料取りを向上さる。また、固定子鉄心1と固定部材5(円筒状)との間に空間6を作り、この空間6を電動機の固定子100の冷却のための流路として利用する。
The
切欠き部4は、複数の直線を組み合わせた形状や、一部に円弧形状が存在する形状でもよい。
The
スロット2は、内周側が開口している。この開口している部分を、通常スロット開口部2a(又はスロットオープニング)と呼ぶ。スロット開口部2aがあるため、固定子鉄心1の内周は、不連続な円である。スロット開口部2aは、スロット2内に巻線を納めるために必要である。巻線を納めるためには、スロット開口部2aの周方向の長さは大きい方がよい。但し、スロット開口部2aが広くなると、電動機の固定子100と回転子(図示せず)との間に形成される空隙(実質的な)が大きくなる、或いは磁気回路が滑らかにならないという不具合が生じる。そのため、スロット開口部2aは、巻線が可能な範囲で極力小さく設計される。
The
スロット2と固定子鉄心1の外周部との間は、ティース2と同様、磁束の通る磁路の一部を構成するコアバック7である。
A space between the
コアバック7には、電動機の固定子100の冷却と、流体(空気、冷媒等)の流路確保のため、風穴8を設けている。図1の例では、4個の風穴8が周方向に略等間隔に配置されている。
The
しかしながら、風穴8の部分の内部は空間であるから、透磁率が低く磁束が通りにくいため、コアバック7を通る磁束の磁路を狭める課題が生じる。
However, since the inside of the portion of the
固定部材5に磁性体を用いる場合、図1の矢印で示すように、コアバック7を通る磁束が風穴8があるため、固定部材5の方に回り込み、固定部材5の部分も磁路となる。
When a magnetic body is used for the
固定部材5に磁性体を用いる場合、鉄損が大きい材料である一般的な鉄を使用することが多い。また、固定部材5は固定子鉄心1のように薄板を積層したものではない。従って、固定部材5に磁束が流れると電磁鋼板に比べ大きな鉄損が発生する。そのため、鉄損が増加し、効率が低下する課題があった。
When a magnetic material is used for the
この課題を解決する方法として、固定子鉄心1を、風穴8により固定部材5の方に回り込む磁束が固定部材5を通りにくい構造にすることが考えられる。それにより、固定部材5に流れる磁束が小さくなり、固定部材5の鉄損が低下し、電動機の高効率化が可能である。
As a method for solving this problem, it is conceivable that the
図2乃至図5は実施の形態1を示す図で、図2は固定子鉄心1側に非接触部10を設けた電動機の固定子100の平面図、図3は固定部材5側に非接触部10を設けた電動機の固定子100の平面図、図4は変形例の固定子鉄心1側に非接触部10を設けた電動機の固定子100の平面図、図5は変形例の固定部材5側に非接触部10を設けた電動機の固定子100の平面図である。
2 to 5 show the first embodiment. FIG. 2 is a plan view of a
図2により実施の形態1の電動機の固定子100について説明する。電動機の固定子100は、略ドーナッツ状の固定子鉄心1と、この固定子鉄心1の内径側に沿って複数形成されるスロット2(空間)に絶縁部材(図示せず)を介して施される巻線(図示せず)とを備える。但し、電動機の固定子100は、固定部材5の内部に固定されている。固定部材5は、電動機ではフレームに相当する。また、圧縮機では、密閉容器に相当するものである。
The
図2に示すように、固定子鉄心1外周には、磁性体で形成される固定部材5が配置される。固定部材5は、例えば、厚さが数ミリ程度の鋼板で構成される。
As shown in FIG. 2, a fixing
固定子鉄心1は、所定の形状に打ち抜かれた厚さ0.1〜1.0mm程度の薄い電磁鋼板を積層し、カシメ・溶接等により固定して製作される。
The
また、固定子鉄心1は、略ドーナッツ状の形状である。内周部も外周部と同様、断面が円形状になっている。但し、例えば、外周部には断面が一つの直線からなる切欠き部4が、周方向に略等間隔に4個存在する。但し、切欠き部4は、一つの直線からなるものや、周方向に略等間隔に配置されるものに限定されない。
The
固定子鉄心1の内周側に沿って複数形成されるスロット2は、周方向に略等間隔に配置される。図2の例では、スロット2の数は18個である。但し、スロット2の数は、任意でよい。
A plurality of
スロット2は、内周側がスロット開口部2aで開口している。スロット開口部2aは、巻線が可能な範囲で極力小さく設計される。
The
固定子鉄心1の外周部とスロット2との間は、ティース2とともに磁束の通る磁路の一部を構成するコアバック7である。
Between the outer peripheral part of the
コアバック7には、外周部に切欠き部4が存在しない部分(径方向の長さが、外周部に切欠き部4が存在する部分に比べて長い部分)に、風穴8が設けられる。風穴8は、電動機の固定子100の冷却と、流体(空気、冷媒等)の流路確保のために設けられる。図2の例では、風穴8の数は4個である。
The core back 7 is provided with an
本実施の形態の特徴は、固定子鉄心1を、風穴8が存在するため固定部材5の方に回り込む磁束が固定部材5を通りにくい構造にする点にある。
The feature of the present embodiment is that the
本実施の形態では、固定子鉄心1の外周部に形成されている断面が一つの直線からなる切欠き部4と固定部材5との間に形成される空間6と連通する非接触部10(空間)を、風穴8が存在するコアバック7の外周部に設ける。風穴8の外側に非接触部10を設ける。
In the present embodiment, the non-contact portion 10 (the non-contact portion 10 (the cross section formed on the outer peripheral portion of the stator core 1) communicates with the
非接触部10は、固定子鉄心1の外周部の切欠き部4が存在しない円弧部分の一部の径を他の円弧部分の径よりも小さくすることで形成する。この他の円弧部分の径よりも小さい箇所を、外径小部9と呼ぶ。
The
固定子鉄心1のパンチング(打ち抜き板)を外径小部9が形成される形状にし、それらを積層することにより、固定部材5の内部に固定した場合に、軸方向に貫通する非接触部10が形成される。
The
図2の例では、矢印で磁束の流れを示している部分付近の非接触部10は、空間6から反時計方向に風穴8側に延び、風穴8を通りすぎる所まで、形成されている。
In the example of FIG. 2, the
非接触部10の径方向の寸法は、磁束が固定部材5に流れないようにするには、できるだけ大きい方がよい。しかし、非接触部10の径方向の寸法が大きいと、コアバック7の径方向の磁路幅が小さくなって、電動機の効率が悪化する。そこで、非接触部10の径方向の寸法は、0.1〜3mm程度(所定の径方向寸法)とする。
The dimension of the
固定子鉄心1の外周部に形成されている断面が一つの直線からなる切欠き部4と隣り合う切欠き部4との間に風穴8が存在する時、風穴8の部分の内部は空間であるから、透磁率が低く磁束が通りにくくなり、コアバック7を通る磁束の磁路を狭める課題が生じる。固定部材5が磁性体の場合は、図1の矢印で示すように、コアバック7を通る磁束が風穴8があるため、固定部材5の方に回り込み、固定部材5の部分も磁路となるが、図2に示すように、空間6から反時計方向に風穴8側に延び、風穴8を通りすぎる所まで形成されている非接触部10(図2の矢印付近の)を設けることにより、磁束が固定部材5の方に回り込むのを抑制することができる。
When the
図2の矢印付近の非接触部10の左右対称(図2において)の位置にある非接触部10は、空間6から時計方向に風穴8側に延び、風穴8を通りすぎる所まで形成されている。
The
また、図2の例では、非接触部10は4箇所に存在するが、同図において、4箇所の非接触部10は、左右対称且つ上下対称である。
Moreover, in the example of FIG. 2, the
固定子鉄心1の外周部に形成されている断面が一つの直線からなる切欠き部4と固定部材5との間の空間6と連結する非接触部10を、風穴8が存在するコアバック7の外周部に設けることにより、その部分においてはコアバック7の外周部と固定部材5との間に所定の径方向寸法の隙間が存在するので、コアバック7の風穴8の外側に向かう磁束は、図2の矢印で示すように固定部材5には流れにくい。コアバック7の風穴8の外側に向かう磁束は、非接触部10と風穴8との間を通る。その結果、固定部材5の鉄損が図1の一般的な電動機の固定子100よりも低減し、電動機の高効率化が可能となる。
A core back 7 in which a
コアバック7の磁路は、スロット2の径方向外側に存在するコアバックの磁路幅(径方向)よりも、ティース3の径方向の延長線上に存在するコアバックの磁路幅(径方向)が大きい。そのため、風穴8はティース3の径方向の延長線上に存在するほうがよい。
The magnetic path of the core back 7 has a magnetic path width (radial direction) of the core back existing on the extension line in the radial direction of the
本実施の形態でも、図2に示すように、各風穴8をティース3の径方向の延長線上に設けている。
Also in this embodiment, as shown in FIG. 2, each
そのため、固定子鉄心1の外周部で、切欠き部4の間に存在する外周部が円弧部分のコアバック7にある風穴8は、その外周部が円弧部分のコアバック7の中央部ではなく、中央部から時計方向又は反時計方向にずれて配置されている。
Therefore, in the outer peripheral portion of the
例えば、図2の左上隅の風穴8は、外周部が円弧部分のコアバック7の中央部から時計方向にずれて配置されている。
For example, the
また、図2の右上隅の風穴8は、外周部が円弧部分のコアバック7の中央部から反時計方向にずれて配置されている。その他の箇所は、上下対称である。
Further, the
空間6と連結する非接触部10を、風穴8の両側にある空間6のどちらから延ばすのがよいかということに関しては、風穴8から近い方の空間6から形成するのが好ましい。何故ならば、空間6と連結する非接触部10を、風穴8から近い方の空間6から形成する方が、風穴8から遠い方の空間6から形成するのに比べ、非接触部10の周方向長さを短くできる。非接触部10の周方向長さが短くなれば、外径小部9を設けることにより径方向の磁路幅が狭くなるコアバック7の周方向の長さも短くなり、外径小部9によるコアバック7の磁路幅減少への影響を小さくすることが可能となる。
With respect to which of the
また、固定子鉄心1外周部と固定部材5との間に非接触部10を形成する方法として、図2に示すような固定子鉄心1の外周部の円弧部の一部を、固定部材5の内径より小さい形状の外径小部9にする方法以外に、例えば、図3に示すように、固定部材5の内径の一部を固定子鉄心1外径より大きい内径大部5aとし、固定子鉄心1外周部と固定部材5との間に非接触部10を形成するようにしてもよい。さらに、図示はしないが、固定子鉄心1と固定部材5との両方の形状を変更することで非接触部10を形成してもよい。
Further, as a method of forming the
上記のいずれの方法でも、コアバック7の風穴8の外側に向かう磁束を、固定部材5に流れにくいようにすることができる。
Any of the above methods can make it difficult for the magnetic flux toward the outside of the
図3の固定部材5の内径の一部を固定子鉄心1の外径より大きい形状の内径大部5aとする方法は、固定子鉄心1のコアバック7の径方向幅が狭くならないので、コアバック7の磁路を確保する点では好ましい。但し、固定部材5の作りやすさから言えば、図2の固定子鉄心1の外周部の円弧部の一部を、固定部材5の内径より小さい形状の外径小部9にする方法の方が好ましい。
In the method in which a part of the inner diameter of the fixing
また、固定子鉄心1の外径小部9又は固定部材5の内径大部5aを直線形状とすると、径方向幅の大きい部分ができ、コアバック7の磁路の幅が狭くなる箇所ができる。そのため、固定子鉄心1の外径小部9又は固定部材5の内径大部5aを円弧形状にて構成し、空隙部分の幅が略一定になるようにすることにより、部分的にコアバック7の磁路の幅が狭くなる箇所ができるのを抑制することができる。
Moreover, when the outer diameter
また、固定子鉄心1と固定部材5との非接触部10は、対応する風穴8の一部の
外側に構成しても効果を示すことは可能である。
Further, even if the
また、切欠き部4が存在するコアバック7部分は、他のコアバック7部分よりも磁路幅が狭く、磁束密度が高いため、切欠き部4が存在するコアバック7部分に風穴8を設けると、磁束密度が高くなり効率が低下するため、切欠き部4が存在するコアバック7部分には風穴8は設けないほうがよい。
In addition, the core back 7 portion where the
図4は変形例の電動機の固定子100の平面図であり、隣り合う切欠き部4同士の間に風穴8が二つ存在する形状である。
FIG. 4 is a plan view of the
隣り合う切欠き部4同士の間に風穴8が二つ存在する場合、夫々の切欠き部4と固定部材5との間の空間6から、時計方向又は反時計方向に風穴8側に延び、風穴8を通りすぎる所まで夫々非接触部10を形成するようにしても同様の効果が得られる。
When there are two
また、別の表現をすると、隣り合う切欠き部4同士の間に存在する二つの風穴8の外側の、固定子鉄心1の中心を通る夫々の接線のなす角度をθ3、固定子鉄心1の外周部の固定部材5と接触する接触部11の角度をθ4とした時、接触部11は角度θ3内に配置され、且つθ4<θ3とする。
In other words, the angle formed by each tangent line passing through the center of the
このように構成することにより、コアバック7の風穴8の外側に向かう磁束は、固定部材5に流れにくくすることができる。それにより、電動機の高効率化が可能となる。
By configuring in this way, the magnetic flux toward the outside of the
また、固定子鉄心1外周部と固定部材5との間に非接触部10を形成する方法として、図4に示すような固定子鉄心1の外周部の円弧部の一部を、固定部材5の内径より小さい形状の外径小部9にする方法以外に、例えば、図5に示すように、固定部材5の内径の一部を固定子鉄心1外径より大きい内径大部5aとし、固定子鉄心1外周部と固定部材5との間に非接触部10を形成するようにしてもよい。さらに、図示はしないが、固定子鉄心1と固定部材5とお両方の形状を変更することで非接触部10を形成してもよい。
Further, as a method of forming the
上記のいずれの方法でも、コアバック7の風穴8の外側に向かう磁束を、固定部材5に流れにくいようにすることができる。
Any of the above methods can make it difficult for the magnetic flux toward the outside of the
図5の固定部材5の内径の一部を固定子鉄心1の外径より大きい形状の内径大部5aとする方法は、固定子鉄心1のコアバック7の径方向幅が狭くならないので、コアバック7の磁路を確保する点では好ましい。但し、固定部材5の作りやすさから言えば、図4の固定子鉄心1の外周部の円弧部の一部を、固定部材5の内径より小さい形状の外径小部9にする方法の方が好ましい。
In the method in which a part of the inner diameter of the fixing
以上のように、この実施の形態によれば、固定子鉄心1の外周部に形成されている断面が一つの直線からなる切欠き部4と固定部材5との間の空間6と連結する非接触部10を、風穴8が存在するコアバック7の外周部に設けることにより、その部分においてはコアバック7の外周部と固定部材5との間に所定の径方向寸法の隙間が存在するので、コアバック7の風穴8の外側に向かう磁束は、図2の矢印で示すように固定部材5には流れない。コアバック7の風穴8の外側に向かう磁束は、非接触部10と風穴8との間を通る。その結果、固定部材5の鉄損が図1の一般的な電動機の固定子100よりも低減し、電動機の高効率化が可能となる。
As described above, according to this embodiment, the cross section formed in the outer peripheral portion of the
また、空間6と連結する非接触部10を、風穴8の両側にある空間6のどちらから延ばすのがよいかということに関しては、風穴8から近い方の空間6から形成するのが好ましい。何故ならば、空間6と連結する非接触部10を、風穴8から近い方の空間6から形成する方が、風穴8から遠い方の空間6から形成するのに比べ、非接触部10の周方向長さを短くできる。非接触部10の周方向長さが短くなれば、外径小部9を設けることにより径方向の磁路幅が狭くなるコアバック7の周方向の長さも短くなり、外径小部9によるコアバック7の磁路幅減少への影響を小さくすることが可能となる。
Further, as to which of the
また、固定子鉄心1外周部と固定部材5との間に非接触部10を形成する方法として、固定部材5の内径の一部を固定子鉄心1外径より大きい内径大部5aとし、固定子鉄心1外周部と固定部材5との間に非接触部10を形成するようにしてもよく、同様の効果を奏する。
Further, as a method of forming the
また、固定子鉄心1の外径小部9又は固定部材5の内径大部5aを直線形状とすると、径方向幅の大きい部分ができ、コアバック7の磁路の幅が狭くなる箇所ができるため、固定子鉄心1の外径小部9又は固定部材5の内径大部5aを円弧形状にて構成し、空隙部分の幅が略一定になるようにすることにより、部分的にコアバック7の磁路の幅が狭くなる箇所ができるのを抑制することができる。
Moreover, when the outer diameter
また、隣り合う切欠き部4同士の間に風穴8が二つ存在する場合、夫々の切欠き部4と固定部材5との間の空間6から、時計方向又は反時計方向に風穴8側に延び、風穴8を通りすぎる所まで夫々非接触部10を形成するようにしても同様の効果が得られる。
Further, when there are two
また、隣り合う切欠き部4同士の間に存在する二つの風穴8の外側の、固定子鉄心1の中心を通る接線のなす角度をθ3、固定子鉄心1の外周部の固定部材5と接触する接触部11の角度をθ4とした時、接触部11は角度θ3内に配置され、且つθ4<θ3とすることにより、コアバック7の風穴8の外側に向かう磁束は、固定部材5に流れにくくすることができる。それにより、電動機の高効率化が可能となる。
Further, an angle formed by a tangent line passing through the center of the
実施の形態2.
図6乃至図9は実施の形態2を示す図で、図6は固定子鉄心1側に非接触部10を設けた電動機の固定子100の平面図、図7は固定部材5側に非接触部10を設けた電動機の固定子100の平面図、図8は変形例の固定子鉄心1側に非接触部10を設けた電動機の固定子100の平面図、図9は変形例の固定部材5側に非接触部10を設けた電動機の固定子100の平面図である。
6 to 9 are diagrams showing the second embodiment. FIG. 6 is a plan view of a
図6に示すように、本実施の形態では、固定子鉄心1の外周部に切欠き部4が存在しない例を説明する。
As shown in FIG. 6, in the present embodiment, an example in which the
近接する二つ風穴8が、4箇所に分かれて配置されている。合計8個の風穴8が、設けられる。
Two
近接する二つ風穴8は、図6の四隅に夫々配置されている。二つ風穴8の外側に、一つの非接触部10を設ける。近接する二つの風穴8の内側(対向している)の、固定子鉄心1の中心を通る夫々の接線のなす角度をθ1、非接触部10の角度をθ2とするとき、二つの風穴8は非接触部分θ2内に配置され、さらにθ1<θ2としている。
Two
非接触部10は、固定子鉄心1の外周部の一部の径を他の部分の径よりも小さくすることで形成する。この他の部分の径よりも小さい箇所を、外径小部9と呼ぶ。
The
図6のように、近接する二つの風穴8の外側に非接触部10を形成し、近接する二つの風穴8が非接触部分θ2内に配置され、さらにθ1<θ2とすることにより、風穴8により風穴8の外側に回り込む磁束が存在しても、固定部材5に磁束が通りにくくなる。
As shown in FIG. 6, the
非接触部10の径方向幅は、実施の形態1と同様、0.1〜3mm程度である。
The radial width of the
二つの風穴8が存在するコアバック7の外周部に非接触部10を設けることにより、非接触部10においてはコアバック7の外周部の外径小部9と固定部材5との間に所定の径方向寸法(0.1〜3mm程度)の隙間が存在するので、コアバック7の二つの風穴8の外側に向かう磁束は、図6の矢印で示すように固定部材5には流れにくくなる。
By providing the
コアバック7の風穴8の外側に向かう磁束は、非接触部10と風穴8との間を通る。その結果、固定部材5の鉄損が図1の一般的な電動機の固定子100よりも低減し、電動機の高効率化が可能となる。
The magnetic flux toward the outside of the
また、固定子鉄心1外周部と固定部材5との間に非接触部10を形成する方法として、図6に示すような固定子鉄心1の外周部の一部を、固定部材5の内径より小さい形状の外径小部9にする方法以外に、例えば、図7に示すように、固定部材5の内径の一部を固定子鉄心1外径より大きい内径大部5aとし、固定子鉄心1外周部と固定部材5との間に非接触部10を形成するようにしてもよい。さらに、図示はしないが、固定子鉄心1と固定部材5とお両方の形状を変更することで非接触部10を形成してもよい。
As a method of forming the
上記のいずれの方法でも、コアバック7の風穴8の外側に向かう磁束を、固定部材5に流れにくいようにすることができる。
Any of the above methods can make it difficult for the magnetic flux toward the outside of the
図7の固定部材5の内径の一部を固定子鉄心1の外径より大きい形状の内径大部5aとする方法は、固定子鉄心1のコアバック7の径方向幅が狭くならないので、コアバック7の磁路を確保する点では好ましい。但し、固定部材5の作りやすさから言えば、図6の固定子鉄心1の外周部の一部を、固定部材5の内径より小さい形状の外径小部9にする方法の方が好ましい。
The method in which a part of the inner diameter of the fixing
また、図8に示すような切欠き部4が存在する固定子鉄心1であっても有効である。図8に示す電動機の固定子100は、図6に示す電動機の固定子100の固定子鉄心1に、図2と同様の切欠き部4を設けたものである。
Further, the
近接する二つの風穴8の内側(対向している)の、固定子鉄心1の中心を通る夫々の接線のなす角度をθ1、非接触部10の角度をθ2とするとき、二つの風穴8は非接触部分θ2内に配置され、さらにθ1<θ2としている。
When the angle formed by the respective tangents passing through the center of the
このように構成することにより、固定部材5に流れる磁束が低減し、固定部材5の鉄損低減が可能である。
By configuring in this way, the magnetic flux flowing through the fixing
また、固定子鉄心1外周部と固定部材5との間に非接触部10を形成する方法として、図8に示すような固定子鉄心1の外周部の一部を、固定部材5の内径より小さい形状の外径小部9にする方法以外に、例えば、図9に示すように、固定部材5の内径の一部を固定子鉄心1外径より大きい内径大部5aとし、固定子鉄心1外周部と固定部材5との間に非接触部10を形成するようにしてもよい。さらに、図示はしないが、固定子鉄心1と固定部材5とお両方の形状を変更することで非接触部10を形成してもよい。
Further, as a method of forming the
上記のいずれの方法でも、コアバック7の風穴8の外側に向かう磁束を、固定部材5に流れにくいようにすることができる。
Any of the above methods can make it difficult for the magnetic flux toward the outside of the
また、コアバック7の磁路は、スロット2の径方向に存在するコアバック7の磁路幅に対して、ティース3の径方向の延長線上に存在するコアバック7の磁路幅が大きく、風穴8はティース3の径方向の延長線上に存在するほうがよい。さらに、非接触部10の周方向端部もティースの径方向の延長線上に存在する方が好ましいが、必須ではない。
In addition, the magnetic path of the core back 7 has a larger magnetic path width of the core back 7 existing on the radial extension line of the
非接触部10の径方向の寸法は、磁束が固定部材5に流れないようにするには、できるだけ大きい方がよい。しかし、非接触部10の径方向の寸法が大きいと、コアバック7の径方向の磁路幅が小さくなって、電動機の効率が悪化する。そこで、非接触部10の径方向の寸法は、0.1〜3mm程度(所定の径方向寸法)とする。
The dimension of the
また、非接触部10の断面形状を直線形状とすると、空隙の大きい部分が発生し、コアバック7の磁路の幅が狭くなる部分ができる。そのため、固定子鉄心1外周または固定部材5の内径を円弧形状にて構成し、空隙部分の径方向幅が略一定になるようにすることにより、コアバック7の磁路の幅が狭くなる部分ができるのを回避できる。非接触部10によるコアバック7の幅の縮小を抑制することができる。
Further, when the cross-sectional shape of the
また、固定子と固定部材との非接触部分は、対応する風穴の一部の外側に構成しても効果を示すことは可能である。 Further, even if the non-contact portion between the stator and the fixing member is formed outside a part of the corresponding air hole, the effect can be exhibited.
また、切欠き部4が存在するコアバック7部分は、他のコアバック7部分よりも磁路幅が狭く、磁束密度が高いため、切欠き部4が存在するコアバック7部分に風穴8を設けると、磁束密度が高くなり効率が低下するため、切欠き部4が存在するコアバック7部分には風穴8は存在しないほうがよい。
In addition, the core back 7 portion where the
以上のように、本実施の形態では、固定子鉄心1の外周部に切欠き部4が存在しない場合で、近接する二つ風穴8が、4箇所に分かれて配置されている。近接する二つの風穴8の外側に非接触部10を形成し、近接する二つの風穴8が非接触部分θ2内に配置され、さらにθ1<θ2とすることにより、風穴8により風穴8の外側に回り込む磁束が存在しても、固定部材5に磁束が通りにくくなり、固定部材5の鉄損低減が可能である。
As described above, in the present embodiment, when the notched
また、固定部材5の内径の一部を固定子鉄心1外径より大きい内径大部5aとし、固定子鉄心1外周部と固定部材5との間に非接触部10を形成するようにしても同様の効果を奏する。
In addition, a part of the inner diameter of the fixing
また、固定子鉄心1と固定部材5とお両方の形状を変更することで非接触部10を形成しても同様の効果を奏する。
Moreover, even if the
実施の形態1又は実施の形態2の切欠き部4は、固定子鉄心1の外周部に、断面が直線のみ、または直線と曲線(例えば、円弧)とで構成される形状(図示せず)である。
The
さらに、非接触部10は、固定子鉄心1と固定部材5との間に、径方向寸法が0.1〜3mm程度で形成される。
Further, the
また,図示はしないが、非接触部10の一部にくぼみを設けてもよい。
Although not shown, a recess may be provided in a part of the
また、回転子に焼結希土類磁石を使用すると、焼結希土類磁石は高磁力であるため、固定子鉄心1のコアバック7の磁束密度が高くなり、固定部材5の鉄損が大きくなる。このような場合、実施の形態1または実施の形態2の固定子鉄心1を用いることにより、固定部材5の鉄損が大きくなるのを抑制することができる。
Further, when a sintered rare earth magnet is used for the rotor, the sintered rare earth magnet has a high magnetic force, so that the magnetic flux density of the core back 7 of the
また、実施の形態1または実施の形態2に示す固定子鉄心1を用いた電動機は、固定部材5の鉄損が減少するので電動機の効率が上がり、そのため経年変化が小さくなり、長寿命な電動機が得られる。
Further, in the electric motor using the
また、実施の形態1または実施の形態2に示す固定子鉄心1を用いた電動機は、巻線方式が分布巻又は集中巻によらず上記効果を奏する。
Moreover, the electric motor using the
また、実施の形態1または実施の形態2に示す固定子鉄心1を用いた電動機を圧縮機に搭載することにより、高効率、安価、長寿命な圧縮機が得られる。
Further, by mounting an electric motor using the
1 固定子鉄心、2 スロット、2a スロット開口部、3 ティース、4 切欠き部、5 固定部材、5a 内径大部、6 空間、7 コアバック、8 風穴、9 外径小部、10 非接触部、11 接触部、100 電動機の固定子。
DESCRIPTION OF
Claims (11)
前記固定子鉄心は、
外周部の複数箇所に周方向に所定の長さで形成され、前記固定部材との間に空間を形成する切欠き部と、
前記切欠き部同士の間のコアバックに設けられ、軸方向に貫通する風穴とを備え、
前記空間に連通し、該空間から時計方向又は反時計方向に前記風穴側に延び、前記風穴の径方向外側で該風穴まで達するように形成される非接触部を設けたことを特徴とする電動機の固定子。 A stator of an electric motor in which a stator core is fixed inside a cylindrical fixing member made of a magnetic material,
The stator core is
A notch portion that is formed in a predetermined length in the circumferential direction at a plurality of locations on the outer peripheral portion, and forms a space between the fixing member,
Provided in the core back between the notches, provided with an air hole penetrating in the axial direction,
An electric motor comprising: a non-contact portion that communicates with the space, extends from the space in the clockwise or counterclockwise direction to the air hole side, and is formed to reach the air hole on a radially outer side of the air hole. Stator.
前記固定子鉄心は、
外周部の複数箇所に周方向に所定の長さで形成され、前記固定部材との間に空間を形成する切欠き部と、
前記切欠き部同士の間のコアバックに設けられ、軸方向に貫通する少なくとも二つの風穴とを備え、
前記空間に連通し、該空間から時計方向又は反時計方向に前記風穴側に延び、前記風穴の径方向外側で該風穴まで達するように形成される非接触部を設け、且つ前記二つの風穴の外側の前記固定子鉄心の中心を通る夫々の接線のなす角度をθ3、前記接触部の角度をθ4とする時、前記接触部は角度θ3内に配置され、且つθ4<θ3とすることを特徴とする電動機の固定子。 A stator of an electric motor in which a stator core is fixed inside a cylindrical fixing member made of a magnetic material,
The stator core is
A notch portion that is formed in a predetermined length in the circumferential direction at a plurality of locations on the outer peripheral portion, and forms a space between the fixing member,
Provided in the core back between the notches, and comprising at least two air holes penetrating in the axial direction;
A non-contact portion that communicates with the space, extends from the space in the clockwise or counterclockwise direction toward the air hole, and reaches the air hole on the radially outer side of the air hole; and When the angle formed by the respective tangents passing through the center of the outer stator core is θ3 and the angle of the contact portion is θ4, the contact portion is disposed within the angle θ3, and θ4 <θ3. The stator of the motor.
前記固定子鉄心は、コアバックに軸方向に貫通する複数の風穴を備え、前記風穴の径方向外側に非接触部を設け、且つ近接する二つの前記風穴の内側の前記固定子鉄心の中心を通る接線のなす角度をθ1、前記非接触部の角度をθ2とするとき、前記二つの風穴は非接触部分θ2内に配置され、さらにθ1<θ2とすることを特徴とする電動機の固定子。 A stator of an electric motor in which a stator core is fixed inside a cylindrical fixing member made of a magnetic material,
The stator core includes a plurality of air holes penetrating in the axial direction in the core back, a non-contact portion is provided on the radially outer side of the air hole, and the center of the stator core inside the two adjacent air holes is provided. The stator of the motor according to claim 1, wherein the angle between the tangents passing through is θ1 and the angle of the non-contact portion is θ2, the two air holes are arranged in the non-contact portion θ2, and θ1 <θ2.
(1)前記固定子鉄心の外周部の前記切欠き部の間の円弧部の一部を、前記固定部材の内径より小さい外径小部とする;
(2)前記固定部材の内径の一部を前記固定子鉄心の外径より大きい内径大部とする;
(3)前記(1)と前記(2)との組み合わせ。 The stator of an electric motor according to any one of claims 1 to 4, wherein the non-contact part is formed by any of the following methods.
(1) A part of the circular arc portion between the cutout portions of the outer peripheral portion of the stator core is a small outer diameter portion smaller than the inner diameter of the fixing member;
(2) A part of the inner diameter of the fixing member is a larger inner diameter than the outer diameter of the stator core;
(3) A combination of (1) and (2).
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