JP2010252463A - ステータコアおよびモータ - Google Patents
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Abstract
【解決手段】環状のバックヨークとそのバックヨークから中心方向に突出するティースを有する電磁鋼板を積層したモータのステータコアにおいて、上記バックヨークの片面または両面に溝を、好ましくは、間隔:10μm以上1cm以下、深さ:5μm以上0.3×板厚以下、幅:2μm以上300μmの条件を満たして形成されてなるステータコアと、そのステータコアを用いたモータ。
【選択図】図4
Description
間隔:10μm以上1cm以下
深さ:5μm以上0.3×板厚以下
幅:2μm以上300μm以下
の条件を満たして形成されてなることを特徴とする。
高効率モータの開発には、上述したように、圧縮応力下でも鉄損特性の劣化の小さいステータコアが必要である。そこで、ステータコアを構成する電磁鋼板の圧縮応力下における鉄損特性について鋭意検討を行ったところ、圧縮応力下では、電磁鋼板のヒステリシス損だけでなく、渦電流損も増加することが明らかとなった。一般に、ハイブリッド車のEVモータやエアコンのコンプレッサ用モータは、高周波で駆動されるだけでなく、インバータでも駆動されるため、数kHzの高調波が加わっている。したがって、渦電流損特性の劣化(渦電流損の増大)を抑制することは極めて重要なことである。
<溝の方向>
モータのステータコアは、図3に示したような環状の形状に打ち抜いた電磁鋼板1を複数枚積層し、固着したものである。ここで、図中の2はバックヨーク、3はティース、4はティースとティースの間のスロットを示している。このような電磁鋼板のバックヨークに流れる渦電流の増大を効果的に抑制するには、図4に示したように、環状ステータコアのバックヨーク部に溝を形成する必要がある。
本発明において、ステータコアを構成する電磁鋼板に形成する上記溝は、上記図4や図5に示したように、バックヨークの全面に亘って形成してもよいが、図6のように、バックヨークのうちのティースが突出している部分以外の部分、すなわち、スロット部分のバックヨークにのみ形成するようにしてもよい。その理由は、ティースが突出している部分以外のバックヨークには、ティース方向に流れる磁束密度が存在するため、溝形成による渦電流損低減効果が小さいと考えられるためである。
また、バックヨークに溝を形成する範囲の幅は、バックヨークの全幅にわたって形成するのが好ましいが、バックヨーク部の幅の少なくとも50%の幅に形成すれば、本発明の効果を十分に得ることができる。
また、本発明における上記溝は、ステータコアを構成する電磁鋼板表面の少なくとも片面に形成してあればよい。ただし、両面に形成してもよいことは勿論である。
また、本発明においてバックヨーク表面に形成する溝は、その間隔を10μm以上、1cm以下として形成するのが好ましい。ここで、上記溝の間隔とは、溝の中心から隣接する溝の中心までの距離のことである。10μm未満では、間隔が小さ過ぎて溝を形成することが難しくなったり、溝の幅によっては、隣接する溝と接近し過ぎたりするためである。一方、溝の間隔が1cmを超えるようになると、圧縮応力下での渦電流損の低減効果が得られなくなる。より好ましくは、50〜500μmの範囲である。
また、本発明においてバックヨーク表面に形成する溝は、深さを5μm以上、板厚の30%以下として形成するのが好ましい。溝の深さが5μm未満では、溝形成による渦電流の低減効果が十分に得られない。一方、溝の深さが板厚の30%を超えると、磁束密度が低下するだけでなく、座屈し易くなるためステータコアを形成することが難しくなる。よって、溝の深さは5μm以上でかつ板厚の30%以下とするのが好ましい。より好ましくは、10μm以上、板厚の25%以下である。
また、本発明においてバックヨーク表面に形成する溝は、その幅を2μm以上300μm以下とするのが好ましい。溝の幅が2μm未満でも渦電流の低減効果は得られるが、溝を形成することが難しくなる。一方、溝の幅が300μmを超えると、磁束密度が低下するため、圧縮応力下での鉄損低減効果が小さくなるからである。より好ましくは、2〜100μmの範囲である。
本発明に係るステータコアは、上述したように、ステータコアを構成する電磁鋼板のバックヨーク表面に好ましくは上記条件を満たして溝が形成されたものであればよく、溝を形成すること以外は、一般的なステータコアの製造方法と同じである。例えば、無方向性電磁鋼板を所定の形状に打ち抜いた後、複数枚を積層後、かしめたり溶接したりして固着して積み鉄心(コア)とし、その後、そのコアのティースに巻線を施してステータコアとした後、そのステータコアをモータハウジングに焼き嵌め法等で固定することで製造することができる。
2:バックヨーク
3:ティース
4:スロット部
Claims (6)
- 環状のバックヨークとそのバックヨークから中心方向に突出するティースを有するモータのステータコアにおいて、上記ステータコアを構成する積層した電磁鋼板のバックヨークの片面または両面に溝を形成してなることを特徴とするステータコア。
- 上記溝は、下記の条件を満たして形成されてなることを特徴とする請求項1に記載のステータコア。
記
間隔:10μm以上1cm以下
深さ:5μm以上0.3×板厚以下
幅:2μm以上300μm以下 - 上記溝は、環状バックヨークの円周方向に沿って形成されてなることを特徴とする請求項1または2に記載のステータコア。
- 上記溝は、環状バックヨークのティース突出部以外の部分に形成されてなることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載のステータコア。
- 上記電磁鋼板は、無方向性電磁鋼板であることを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載のステータコア。
- 上記請求項1〜5のいずれかに記載のステータコアを有することを特徴とするモータ。
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