JP2011125170A - Motor - Google Patents

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Tatsutaro Araki
辰太郎 荒木
Akio Yamagiwa
昭雄 山際
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an motor which effectively reduces the radial vibrations of an armature including the resonance of an armature coil and an insulator. <P>SOLUTION: The motor 10 is equipped with: a rotating shaft 1; a field magnet 2 fixed to the rotating shaft 1; and an armature 3 having a plurality of magnet poles 30 counter to the field magnet 2. Each magnet pole 30 has a core 32 extending in the direction of the radius of the rotating shaft 1 and an armature coil 36 wound around the core 32 via an insulator 14. A coil winding portion 18 of the insulator 14 is provided with a vibration-absorbing portion 20 that absorbs the radial vibrations of the core 32. The vibration-absorbing portion 20 may have a slit to be formed inside the coil winding portion 18 of the insulator 14 or to make the coil winding portion 18 of the insulator 14 out of a rubber elastic material. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

本発明は、電動機に関し、特に、インシュレータの構造に特徴を有するラジアルギャップ型の電動機に関するものである。   The present invention relates to an electric motor, and more particularly to a radial gap type electric motor characterized by the structure of an insulator.

従来から、ラジアルギャップ型の電動機が知られている。かかる電動機は、例えば、空気調和機の圧縮機などに用いられている。   Conventionally, a radial gap type electric motor is known. Such an electric motor is used in, for example, a compressor of an air conditioner.

図9は、従来のラジアルギャップ型の電動機を示す断面図である。図9に示すように、電動機90は、回転軸1と、界磁子2と、電機子3とを備える。回転軸1は界磁子2に固定されており、両端側は電機子3に固定された不図示の軸受に軸支されている。界磁子2は、極性が異なる永久磁石を交互に並べて円柱状に形成されている。電機子3は、界磁子2と対向する複数の磁極部30を有する。各磁極部30は、回転軸1の半径方向に延在するコア部32と、このコア部32にインシュレータ34の巻線巻回部38を介して巻き回された電機子巻線36とを備えている。   FIG. 9 is a sectional view showing a conventional radial gap type motor. As shown in FIG. 9, the electric motor 90 includes a rotating shaft 1, a field element 2, and an armature 3. The rotating shaft 1 is fixed to the field element 2, and both ends are pivotally supported by a bearing (not shown) fixed to the armature 3. The field element 2 is formed in a cylindrical shape by alternately arranging permanent magnets having different polarities. The armature 3 has a plurality of magnetic pole portions 30 facing the field element 2. Each magnetic pole portion 30 includes a core portion 32 extending in the radial direction of the rotary shaft 1 and an armature winding 36 wound around the core portion 32 via a winding winding portion 38 of the insulator 34. ing.

電動機90は、電機子3に設けられた各磁極部30で発生する磁界の極性を変化させることによって界磁子2が回転軸1の軸心Cを中心軸として回転する。磁界の極性は電機子巻線36を流れる電流により制御される。この回転による駆動力が回転軸1を介して他の機構(図示省略)に伝達される。   In the electric motor 90, the field element 2 rotates about the axis C of the rotary shaft 1 as a central axis by changing the polarity of the magnetic field generated at each magnetic pole portion 30 provided in the armature 3. The polarity of the magnetic field is controlled by the current flowing through the armature winding 36. The driving force due to this rotation is transmitted to another mechanism (not shown) via the rotating shaft 1.

インシュレータ34は、コア部32と電機子巻線36とを絶縁するために設けられる。インシュレータ34は、各巻線巻回部38が各コア部32と対向するようにして、各コア部32を軸方向の両側から挟んで配置される。さらに、電機子巻線36を巻線巻回部38に強く巻き回すことによってインシュレータ34が各コア部32に固定される。   The insulator 34 is provided to insulate the core portion 32 from the armature winding 36. The insulator 34 is disposed so as to sandwich each core portion 32 from both sides in the axial direction so that each winding portion 38 faces each core portion 32. Further, the insulator 34 is fixed to each core portion 32 by strongly winding the armature winding 36 around the winding winding portion 38.

一般的に、電動機90が動作することによって生じる電磁加振力は、主に電機子3に対して半径方向に強く働き、特にコア部32に対して強く働く。この電磁加振力はコア部32で振動を発生させる。この振動はインシュレータ34を介して電機子巻線36に伝達される。   In general, the electromagnetic excitation force generated by the operation of the electric motor 90 mainly acts strongly on the armature 3 in the radial direction, and particularly strongly on the core portion 32. This electromagnetic excitation force generates vibration in the core portion 32. This vibration is transmitted to the armature winding 36 via the insulator 34.

上述のとおり、電機子3は、各コア部32が電機子巻線36によってインシュレータ34と強く固定されているため、半径方向に対する剛性が高い。このため、電機子3は電磁加振力の影響を受けやすい。コア部32の振動はインシュレータ34及び電機子巻線36との共振を引き起こし、電機子3を大きく振動させる。   As described above, the armature 3 has high rigidity in the radial direction because each core portion 32 is strongly fixed to the insulator 34 by the armature winding 36. For this reason, the armature 3 is easily affected by the electromagnetic excitation force. The vibration of the core portion 32 causes resonance with the insulator 34 and the armature winding 36 and greatly vibrates the armature 3.

また、電機子3の振動は、電動機90に加えられた電気エネルギーを駆動力に変換するエネルギー変換効率を低下させる直接的な要因となるため、電動機90の性能に大きな影響を及ぼす。   Further, the vibration of the armature 3 is a direct factor that reduces the energy conversion efficiency for converting the electric energy applied to the electric motor 90 into the driving force, and thus greatly affects the performance of the electric motor 90.

このような振動を低減した電動機が下記特許文献に開示されている。特許文献1に記載されている電動機は、ステータコアのティース(図9の従来例におけるコア部32)とインシュレータとの間に隙間が設けられており、この隙間が吸振効果を生じさせる。これにより、ステータ(図9の従来例における電機子3)の振動が低減される。   An electric motor in which such vibration is reduced is disclosed in the following patent document. In the electric motor described in Patent Document 1, a gap is provided between the stator core teeth (core portion 32 in the conventional example of FIG. 9) and the insulator, and this gap causes a vibration absorption effect. Thereby, the vibration of the stator (armature 3 in the conventional example of FIG. 9) is reduced.

しかしながら、特許文献1に記載の電動機は、ステータコアの半径方向に電磁加振力が最も強く働くにもかかわらず、半径方向の振動に対する吸振効果が、軸方向及び回転方向の振動に対する吸振効果ほどは望めない。   However, in the electric motor described in Patent Document 1, although the electromagnetic excitation force works most strongly in the radial direction of the stator core, the vibration absorption effect for the radial vibration is as much as the vibration absorption effect for the axial and rotational vibrations. I can't hope.

また、特許文献1に記載の電動機は、インシュレータの内側コーナ部とティースの角部とを接触させて、これらを堅固に固定しているため、インシュレータの軸方向及び回転方向に対する剛性は低減されているが、半径方向に対する剛性は低減されていない。   In addition, since the electric motor described in Patent Document 1 contacts the inner corner portion of the insulator and the corner portion of the tooth and firmly fixes them, the rigidity of the insulator in the axial direction and the rotational direction is reduced. However, the rigidity in the radial direction is not reduced.

したがって、特許文献1に記載の電動機においては、ステータコアの半径方向の振動やインシュレータ等との共振を効果的に低減することが困難である。   Therefore, in the electric motor described in Patent Document 1, it is difficult to effectively reduce radial vibration of the stator core and resonance with the insulator and the like.

特開2001−231207号公報JP 2001-231207 A

本発明は係る事情に鑑みて為されたものであり、本発明の目的は、インシュレータ及び電機子巻線との共振を含む電機子の半径方向の振動を効果的に低減することができる電動機を提供することにある。   The present invention has been made in view of such circumstances, and an object of the present invention is to provide an electric motor capable of effectively reducing vibration in the radial direction of the armature including resonance with the insulator and the armature winding. It is to provide.

本発明に係る電動機は、回転軸と、回転軸に固定された界磁子と、界磁子と対向する複数の磁極部を有する電機子とを備え、各磁極部が、回転軸の半径方向に延在するコア部と、コア部にインシュレータの巻線巻回部を介して巻き回された電機子巻線とを備えた電動機であって、インシュレータの巻線巻回部に、コア部の半径方向の振動を吸収する吸振部を備えることを特徴とする。   An electric motor according to the present invention includes a rotating shaft, a field element fixed to the rotating shaft, and an armature having a plurality of magnetic pole portions facing the field element, and each magnetic pole portion is in the radial direction of the rotating shaft. And an armature winding wound around the core portion via a winding winding portion of the insulator, the winding portion of the insulator having a core portion It is characterized by comprising a vibration absorbing portion that absorbs vibrations in the radial direction.

前記吸振部は、インシュレータの巻線巻回部の内部にスリットを形成して成る。   The vibration absorbing portion is formed by forming a slit inside the winding winding portion of the insulator.

前記スリットは、軸方向に複数並んで形成されている。   A plurality of the slits are formed side by side in the axial direction.

前記スリットは、回転軸の周方向又は回転軸の半径方向に貫通している。   The slit penetrates in the circumferential direction of the rotating shaft or in the radial direction of the rotating shaft.

前記吸振部は、インシュレータの巻線巻回部をゴム弾性材で形成してもよい。   In the vibration absorbing portion, the winding winding portion of the insulator may be formed of a rubber elastic material.

本発明に係る電動機によれば、インシュレータの巻線巻回部に設けられた吸振部が、コア部の半径方向の振動を効果的に吸収するため、インシュレータ及び電機子巻線との共振を含む電機子の半径方向の振動を効果的に低減することができる。これにより、電動機のエネルギー変換効率が向上し、電動機の性能を向上させることができる。   According to the electric motor of the present invention, since the vibration absorbing portion provided in the winding portion of the insulator effectively absorbs vibration in the radial direction of the core portion, it includes resonance with the insulator and the armature winding. The vibration in the radial direction of the armature can be effectively reduced. Thereby, the energy conversion efficiency of an electric motor improves and the performance of an electric motor can be improved.

吸振部として、インシュレータの巻線巻回部の内部にスリットを形成すれば、インシュレータの半径方向についての断面二次モーメントが低減し、インシュレータの半径方向に対する剛性が低減するため、インシュレータが変形しやすくなる。コア部の半径方向の振動はインシュレータが変形することにより吸収される。これにより、電機子の半径方向の振動を低減することができる。   If a slit is formed inside the winding portion of the insulator as the vibration absorber, the secondary moment of inertia in the radial direction of the insulator is reduced and the rigidity of the insulator in the radial direction is reduced, so the insulator is easily deformed. Become. The vibration in the radial direction of the core portion is absorbed by the deformation of the insulator. Thereby, the vibration of the armature in the radial direction can be reduced.

スリットを軸方向に複数並んで形成すれば、インシュレータの半径方向に対する剛性がさらに低減し、上記の効果をさらに高めることができる。   If a plurality of slits are formed side by side in the axial direction, the rigidity of the insulator in the radial direction can be further reduced, and the above effect can be further enhanced.

スリットを回転軸の周方向又は回転軸の半径方向に貫通させれば、インシュレータの巻線巻回部の弾性が向上するため、電機子の半径方向の振動に対する吸振効果をさらに高めることができる。   If the slit is penetrated in the circumferential direction of the rotating shaft or in the radial direction of the rotating shaft, the elasticity of the winding portion of the insulator is improved, so that it is possible to further enhance the vibration absorbing effect on the radial vibration of the armature.

さらに、吸振部として、インシュレータの巻線巻回部をゴム弾性材で形成した場合も、上記と同様の効果を得ることができる。   Furthermore, the same effect as described above can be obtained when the winding portion of the insulator is formed of a rubber elastic material as the vibration absorbing portion.

本実施形態に係る電動機を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the electric motor which concerns on this embodiment. 図1に示すA−A線に沿った本実施形態に係る電動機の断面図である。It is sectional drawing of the electric motor which concerns on this embodiment along the AA line shown in FIG. 本実施形態に係る電機子を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the armature which concerns on this embodiment. 本実施形態に係るコア部を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the core part which concerns on this embodiment. 本実施形態に係るインシュレータを示す上斜視図である。It is a top perspective view showing the insulator concerning this embodiment. 本実施形態に係るインシュレータを示す下斜視図である。It is a bottom perspective view showing the insulator concerning this embodiment. 図5に示すB−B線に沿った断面図であって、(a)は本実施形態に係るインシュレータの拡大断面図、(b)は他の実施形態に係るインシュレータ拡大断面図である。It is sectional drawing along the BB line shown in FIG. 5, Comprising: (a) is an expanded sectional view of the insulator which concerns on this embodiment, (b) is an insulator expanded sectional view which concerns on other embodiment. 本実施形態に係る電機子に働く力を示す概念図である。It is a conceptual diagram which shows the force which acts on the armature which concerns on this embodiment. 従来の電動機を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the conventional electric motor.

以下、本発明に係る電動機の実施形態について図面を用いて説明する。本明細書において、同一の符号で示されている場合は、同一の又は類似する作用、機能を奏する構成を示すものとする。また、本明細書において、「軸方向」及び「周方向」とは図1の矢印で示される方向を、「半径方向」とは図1の矢印で示される方向を含む軸方向に対して垂直な任意の方向を意味するものとする。   Hereinafter, embodiments of an electric motor according to the present invention will be described with reference to the drawings. In the present specification, the same reference numerals indicate the same or similar functions and functions. In this specification, “axial direction” and “circumferential direction” are directions indicated by arrows in FIG. 1, and “radial direction” is perpendicular to an axial direction including the direction indicated by arrows in FIG. Meaning any direction.

図1に示すように、本実施形態に係る電動機10はラジアルギャップ型の電動機である。電動機10は回転軸1を備える。回転軸1は界磁子2に固定されている。界磁子2は円柱状に形成され、側周面に界磁部(図示省略)を備える。界磁子2は電機子3の中央部に配置される。電機子3は複数の磁極部30(図2参照)を有し、各磁極部30が界磁子2の前記界磁部と対向する。なお、図1では電機子巻線36(図2参照)の図示を省略している。電動機10は、電機子3に設けられた各磁極部30において、極性が変化する磁界を発生させて、界磁子2を回転軸1の軸心Cを中心軸として回転させる。これにより駆動力を得る。   As shown in FIG. 1, the electric motor 10 according to the present embodiment is a radial gap type electric motor. The electric motor 10 includes a rotating shaft 1. The rotating shaft 1 is fixed to the field element 2. The field element 2 is formed in a cylindrical shape, and includes a field portion (not shown) on the side peripheral surface. The field element 2 is disposed at the center of the armature 3. The armature 3 has a plurality of magnetic pole portions 30 (see FIG. 2), and each magnetic pole portion 30 faces the field portion of the field element 2. In FIG. 1, the armature winding 36 (see FIG. 2) is not shown. The electric motor 10 generates a magnetic field whose polarity changes at each magnetic pole portion 30 provided in the armature 3 to rotate the field element 2 about the axis C of the rotary shaft 1 as a central axis. Thereby, driving force is obtained.

図2に示すように、磁極部30は、周方向に一定幅を有し(図1参照)半径方向に延在するコア部32と、磁界を発生させるための電流が流れる電機子巻線36と、コア部32と電機子巻線36との間に介在し、これらを電気的に絶縁するインシュレータ14とから成る。インシュレータ14の巻線巻回部18を介してコア部32に電機子巻線36を強く巻き回すことによってインシュレータ14がコア部32に固定される。インシュレータ14の巻線巻回部18の内部には吸振部20が設けられている。吸振部20については後に詳細に説明する。   As shown in FIG. 2, the magnetic pole portion 30 has a constant width in the circumferential direction (see FIG. 1), a core portion 32 extending in the radial direction, and an armature winding 36 through which a current for generating a magnetic field flows. And the insulator 14 interposed between the core portion 32 and the armature winding 36 to electrically insulate them. The insulator 14 is fixed to the core portion 32 by strongly winding the armature winding 36 around the core portion 32 via the winding winding portion 18 of the insulator 14. A vibration absorbing portion 20 is provided inside the winding winding portion 18 of the insulator 14. The vibration absorber 20 will be described in detail later.

回転軸1は、棒状に形成された動力伝達部材である。回転軸1は界磁子2に固定され、回転軸1の両端側は電機子3に固定された不図示の軸受に軸支されている。回転軸1の軸心Cは電動機10の重心上に位置する。回転軸1の径および長さは、電動機10の形状や大きさなどにより適宜設計される。回転軸1の材質としては、鉄などの金属が挙げられるが、特に限定されない。   The rotating shaft 1 is a power transmission member formed in a rod shape. The rotating shaft 1 is fixed to the field element 2, and both ends of the rotating shaft 1 are pivotally supported by a bearing (not shown) fixed to the armature 3. The axis C of the rotating shaft 1 is located on the center of gravity of the electric motor 10. The diameter and length of the rotating shaft 1 are appropriately designed according to the shape and size of the electric motor 10. Examples of the material of the rotating shaft 1 include metals such as iron, but are not particularly limited.

界磁子2は回転軸1の軸心Cを中心軸として回転する回転子である。界磁子2は円柱状に形成され、この円柱の中心軸と軸心Cとが一致している。界磁子2の側周面には極性の異なる不図示の界磁部が交互に配置されており、この界磁部が電機子3に設けられた各磁極部30と対向している。   The field element 2 is a rotor that rotates about the axis C of the rotating shaft 1 as a central axis. The field element 2 is formed in a columnar shape, and the central axis of the column coincides with the axis C. Field portions (not shown) having different polarities are alternately arranged on the side peripheral surface of the field element 2, and the field portions are opposed to the magnetic pole portions 30 provided in the armature 3.

界磁子2の形状は前記界磁部を各磁極部30と対向させられる形状であればよく、特に限定されない。例えば、板状や曲板状、あるいはこれらを組み合わせて形成したものであってもよい。   The shape of the field element 2 is not particularly limited as long as the field portion is configured to face the magnetic pole portions 30. For example, a plate shape, a curved plate shape, or a combination thereof may be used.

界磁子2の大きさは、電動機10の大きさなどにより適宜設計されるが、前記界磁部と各磁極部30との対向面積が広いほど好ましい。   The size of the field element 2 is appropriately designed depending on the size of the electric motor 10 and the like, but it is preferable that the facing area between the field portion and each magnetic pole portion 30 is wide.

界磁子2に用いる材料は、アルニコ磁石、フェライト磁石などの硬磁性材料から成る永久磁石を用いるのが好ましいが、これに限定されない。界磁子2に電磁石を用いることもできる。   The material used for the field element 2 is preferably a permanent magnet made of a hard magnetic material such as an alnico magnet or a ferrite magnet, but is not limited thereto. An electromagnet can be used for the field element 2.

電機子3は、不図示のケースに固定される固定子である。図3に示すように、電機子3は、固定子鉄心35と、複数のインシュレータ14と、電機子巻線36(図3では図示省略しているため図2を参照)とを備える。   The armature 3 is a stator that is fixed to a case (not shown). As shown in FIG. 3, the armature 3 includes a stator core 35, a plurality of insulators 14, and an armature winding 36 (see FIG. 2, which is omitted in FIG. 3).

電機子3は、複数のインシュレータ14が固定子鉄心35を軸方向の両側から挟むようにして配置されている。このとき、固定子鉄心35の各コア部32とインシュレータ14の各巻線巻回部18とが対向している。さらに、電機子巻線36を巻線巻回部18に強く巻き回すことによりインシュレータ14が固定子鉄心35のコア部32に固定される。インシュレータ14の巻線巻回部18を介して電機子巻線36を巻き回されたコア部32が磁極部30を構成する。   The armature 3 is arranged such that a plurality of insulators 14 sandwich the stator core 35 from both sides in the axial direction. At this time, each core portion 32 of the stator core 35 and each winding portion 18 of the insulator 14 face each other. Further, the insulator 14 is fixed to the core portion 32 of the stator core 35 by strongly winding the armature winding 36 around the winding winding portion 18. The core portion 32 wound with the armature winding 36 via the winding winding portion 18 of the insulator 14 constitutes the magnetic pole portion 30.

固定子鉄心35は電機子3を構成する芯材である。図4に示すように、固定子鉄心35は、半径方向に延在する複数のコア部32が内周部31と外周部33との間に設けられている。コア部32の軸方向に位置する両端面の一部はインシュレータ14の巻線巻回部18と接触する。本実施形態に係る固定子鉄心35はコア部32が六箇所に設けられているが、コア部32を設ける数は任意である。   The stator core 35 is a core material that constitutes the armature 3. As shown in FIG. 4, the stator core 35 has a plurality of core portions 32 extending between the inner peripheral portion 31 and the outer peripheral portion 33 extending in the radial direction. A part of both end faces located in the axial direction of the core portion 32 is in contact with the winding winding portion 18 of the insulator 14. In the stator core 35 according to this embodiment, the core portions 32 are provided at six locations, but the number of the core portions 32 provided is arbitrary.

固定子鉄心35の形状は以下のとおりである。内周部31は曲板状部材を断続的に配置して略円筒状に形成され、外周部33は内周部31の曲板状部材よりも半径方向の厚みが大きい円筒状に形成されている。コア部32は略直方体状に形成されており、半径方向の一端側は内周部31の曲板状部材と、他端側は外周部33と連結している。また、内周部31、コア部32及び外周部33はそれぞれ軸方向の高さが同一に形成されている。   The shape of the stator core 35 is as follows. The inner peripheral portion 31 is formed in a substantially cylindrical shape by intermittently arranging curved plate-like members, and the outer peripheral portion 33 is formed in a cylindrical shape having a larger radial thickness than the curved plate-like member of the inner peripheral portion 31. Yes. The core portion 32 is formed in a substantially rectangular parallelepiped shape, and one end side in the radial direction is connected to the curved plate-like member of the inner peripheral portion 31 and the other end side is connected to the outer peripheral portion 33. Further, the inner circumferential portion 31, the core portion 32, and the outer circumferential portion 33 are formed to have the same axial height.

固定子鉄心35の大きさは、電動機10の大きさなどに応じて適宜設計されるため、特に限定されない。また、コア部32の大きさは、磁極部30で発生させる磁界(磁力)の強さに影響を及ぼすため、必要に応じて設計変更すればよい。   The size of the stator core 35 is not particularly limited because it is appropriately designed according to the size of the electric motor 10 and the like. Further, the size of the core portion 32 affects the strength of the magnetic field (magnetic force) generated by the magnetic pole portion 30, and therefore, the design may be changed as necessary.

固定子鉄心35の材質としては、金属を用いるのが好ましく、特に、鉄やニッケルなどの強磁性体を用いるのが好ましい。   As the material of the stator core 35, it is preferable to use a metal, and it is particularly preferable to use a ferromagnetic material such as iron or nickel.

インシュレータ14は、コア部32と電機子巻線36とを絶縁するために設けられる電気絶縁性部材である。図5に示すように、インシュレータ14は、前記各コア部32の位置に対応するように配置された複数の巻線巻回部18が内周部材141と外周部材143との間に設けられている。したがって、巻線巻回部18はコア部32と同じ数だけ設けられる。   The insulator 14 is an electrically insulating member provided to insulate the core portion 32 and the armature winding 36. As shown in FIG. 5, in the insulator 14, a plurality of winding winding portions 18 disposed so as to correspond to the positions of the respective core portions 32 are provided between the inner peripheral member 141 and the outer peripheral member 143. Yes. Accordingly, the same number of winding winding portions 18 as the core portions 32 are provided.

インシュレータ14の形状は以下のとおりである。内周部材141は、前述した固定子鉄心35の内周部31と同様に、曲板状部材を断続的に配置した略円筒状に形成されており、その平面形状は前記内周部31の平面形状と同一である。   The shape of the insulator 14 is as follows. Like the inner peripheral portion 31 of the stator core 35 described above, the inner peripheral member 141 is formed in a substantially cylindrical shape in which curved plate-like members are intermittently arranged, and the planar shape thereof is the same as that of the inner peripheral portion 31. It is the same as the planar shape.

外周部材143は、内周部材141よりも直径が大きく、半径方向の厚みが同じである円筒状であって、巻線巻回部18の周方向の幅と同幅の切欠き部が軸方向に形成されている。この切欠き部の下端面は、巻線巻回部18の一の面と連続している。   The outer peripheral member 143 has a cylindrical shape having a diameter larger than that of the inner peripheral member 141 and the same thickness in the radial direction, and a notch having the same width as the circumferential width of the winding portion 18 is axial. Is formed. The lower end surface of the notch portion is continuous with one surface of the winding winding portion 18.

巻線巻回部18は、一定の厚みを有し、一の面に開口凹部181(図6参照)が形成された板状部材である。巻線巻回部18は、半径方向の一端側が内周部材141と、他端側が外周部材143と連結している。開口凹部181が形成されている面は、前記切欠き部の下端面と連続する面と対向する。開口凹部181が形成されている面の開口縁面は内周部材141及び外周部材143の一端面と同一平面上で連続している。このとき、内周部材141及び外周部材143の他端面はこの連続平面に対して同じ側に配置される。   The winding winding part 18 is a plate-like member having a certain thickness and having an opening recess 181 (see FIG. 6) formed on one surface. The winding winding part 18 is connected to the inner peripheral member 141 on one end side in the radial direction and to the outer peripheral member 143 on the other end side. The surface on which the opening recess 181 is formed is opposed to a surface continuous with the lower end surface of the notch. The opening edge surface of the surface where the opening recess 181 is formed is continuous on the same plane as the one end surfaces of the inner peripheral member 141 and the outer peripheral member 143. At this time, the other end surfaces of the inner peripheral member 141 and the outer peripheral member 143 are disposed on the same side with respect to the continuous plane.

開口凹部181は、巻線巻回部18とコア部32との接触面積を低減するために設けられている。開口凹部181は巻線巻回部18の開口縁面から軸方向に段部を形成して成る。したがって、巻線巻回部18の半径方向および周方向に沿った断面は凹形状である。   The opening recess 181 is provided to reduce the contact area between the winding portion 18 and the core portion 32. The opening recess 181 is formed by forming a step portion in the axial direction from the opening edge surface of the winding winding portion 18. Therefore, the cross section along the radial direction and the circumferential direction of the winding winding part 18 is concave.

巻線巻回部18は、開口縁面がコア部32と接触し、開口凹部181はコア部32と接触しない。開口凹部181はコア部32の接触面により閉塞され、巻線巻回部18とコア部32との間に隙間が形成される。この隙間が吸振効果を生むことにより、コア部32の軸方向の振動が低減される。   The winding winding portion 18 has an opening edge surface in contact with the core portion 32, and the opening recessed portion 181 does not contact the core portion 32. Opening recess 181 is closed by the contact surface of core portion 32, and a gap is formed between winding winding portion 18 and core portion 32. This gap produces a vibration absorbing effect, so that the axial vibration of the core portion 32 is reduced.

さらに、図7(a)に示すように、巻線巻回部18の内部には吸振部20が設けられている。吸振部20は軸方向に複数並んで形成されたスリット19から成る。スリット19は半径方向、周方向、またはその両方に形成されている。スリット19は平面視形状が開口凹部181の平面視形状と同一である。スリット19の幅や数について特に制限はない。例えば、本実施形態のスリット19よりも幅が広いスリットを一つだけ設けてもよく、あるいは本実施形態のスリット19よりも幅が狭いスリットを多数(例えば五つ以上)設けてもよい。   Further, as shown in FIG. 7A, a vibration absorbing portion 20 is provided inside the winding winding portion 18. The vibration absorbing unit 20 includes a plurality of slits 19 formed side by side in the axial direction. The slit 19 is formed in the radial direction, the circumferential direction, or both. The slit 19 has the same shape in plan view as that of the opening recess 181. There are no particular restrictions on the width and number of the slits 19. For example, only one slit wider than the slit 19 of this embodiment may be provided, or many slits (for example, five or more) narrower than the slit 19 of this embodiment may be provided.

インシュレータ14の大きさは、固定子鉄心35の大きさにより適宜設計される。しかし、巻線巻回部18の周方向の幅は、コア部32の周方向の幅よりも広く形成しなければならない。コア部32に電機子巻線36を巻き回したときに周方向に隙間を形成し、コア部32と電機子巻線36とを絶縁するためである。   The size of the insulator 14 is appropriately designed according to the size of the stator core 35. However, the circumferential width of the winding portion 18 must be formed wider than the circumferential width of the core portion 32. This is because a gap is formed in the circumferential direction when the armature winding 36 is wound around the core portion 32 to insulate the core portion 32 and the armature winding 36 from each other.

インシュレータ14の材質としては、電気絶縁性材料を用いるのが好ましい。例えば、ポリカーボネート樹脂やエポキシ樹脂などの電気絶縁性樹脂が挙げられるが、これに限定されない。   As a material of the insulator 14, an electrically insulating material is preferably used. Examples thereof include, but are not limited to, an electrically insulating resin such as a polycarbonate resin and an epoxy resin.

電機子巻線36は、磁極部30に磁界を発生させるための電流が流れる導線である。電機子巻線36はその表面に不図示の絶縁被膜を備える。電機子巻線36は両端が不図示の制御回路端子に接続されている。所望の磁界が生じるように電機子巻線36の巻数等を適宜調節する。   The armature winding 36 is a conducting wire through which a current for generating a magnetic field in the magnetic pole portion 30 flows. The armature winding 36 has an insulating coating (not shown) on its surface. Both ends of the armature winding 36 are connected to a control circuit terminal (not shown). The number of turns of the armature winding 36 and the like are appropriately adjusted so that a desired magnetic field is generated.

次に、本実施形態に係る電動機10の作用について図8を用いて説明する。なお、説明の都合上、電機子巻線36の表示を一部省略している。電動機10が動作することにより、電磁加振力Fがコア部32の半径方向に働く。電磁加振力Fの影響によりコア部32で半径方向の振動が生じる。コア部32で生じた半径方向の振動はインシュレータ14に伝達される。   Next, the effect | action of the electric motor 10 which concerns on this embodiment is demonstrated using FIG. For convenience of explanation, a part of the display of the armature winding 36 is omitted. When the electric motor 10 operates, the electromagnetic excitation force F works in the radial direction of the core portion 32. Due to the influence of the electromagnetic excitation force F, vibration in the radial direction occurs in the core portion 32. The radial vibration generated in the core portion 32 is transmitted to the insulator 14.

インシュレータ14は巻線巻回部18がコア部32と接触して固定されている。このため、インシュレータ14に伝達された半径方向の振動の影響によりコア部32からの半径方向の力fがインシュレータ14の巻線巻回部18に働く。コア部32からの半径方向の力fの影響によりインシュレータ14でも半径方向の振動が生じる。   The insulator 14 is fixed with the winding portion 18 in contact with the core portion 32. For this reason, the radial force f from the core portion 32 acts on the winding portion 18 of the insulator 14 due to the influence of the radial vibration transmitted to the insulator 14. The insulator 14 also vibrates in the radial direction due to the influence of the radial force f from the core portion 32.

ここで、電動機10は、軸方向に複数並んで形成されたスリット19から成る吸振部20がインシュレータ14の巻線巻回部18の内部に設けられているため、インシュレータ14の半径方向についての断面二次モーメントが低減されている。これにより、インシュレータ14の半径方向に対する剛性が低減され、インシュレータ14(特に巻線巻回部18)が変形しやすくなっている。よって、インシュレータ14はコア部32からの半径方向の力fにより変形させられる。   Here, in the electric motor 10, the vibration absorbing portion 20 including a plurality of slits 19 formed side by side in the axial direction is provided inside the winding winding portion 18 of the insulator 14, so that the cross section of the insulator 14 in the radial direction is provided. The second moment is reduced. Thereby, the rigidity with respect to the radial direction of the insulator 14 is reduced, and the insulator 14 (particularly, the winding portion 18) is easily deformed. Therefore, the insulator 14 is deformed by the radial force f from the core portion 32.

コア部32からの半径方向の力fの一部はインシュレータ14を変形させるための力として働くため、インシュレータ14の半径方向の振動を生じさせる力は低減される。つまり、インシュレータ14が変形することで、インシュレータ14で生じる半径方向の振動が低減される。言い換えれば、吸振部20によりコア部32で発生した半径方向の振動が吸収される。   Since a part of the radial force f from the core portion 32 works as a force for deforming the insulator 14, the force that causes the radial vibration of the insulator 14 is reduced. That is, the deformation of the insulator 14 reduces the radial vibration generated in the insulator 14. In other words, the vibration in the radial direction generated in the core portion 32 is absorbed by the vibration absorbing portion 20.

電機子巻線36はインシュレータ14の巻線巻回部18と接触して巻き回されている。このため、インシュレータ14の半径方向の振動の影響により巻線巻回部18からの半径方向の力f’が電機子巻線36に働く。巻線巻回部18からの半径方向の力f’の影響により電機子巻線36でも半径方向の振動が生じる。   The armature winding 36 is wound in contact with the winding winding portion 18 of the insulator 14. For this reason, the radial force f ′ from the winding portion 18 acts on the armature winding 36 due to the influence of the radial vibration of the insulator 14. Due to the influence of the radial force f 'from the winding part 18, radial vibrations also occur in the armature winding 36.

しかしながら、インシュレータ14で生じる半径方向の振動は吸振部20により吸収されるため、巻線巻回部18からの半径方向の力f’はごく僅かなものである。したがって、電機子巻線36で生じる半径方向の振動もごく僅かなものとなる。例えば、電機子巻線36が半径方向に変位可能に巻き回されていれば、この振動を吸収することも可能である。   However, since radial vibration generated in the insulator 14 is absorbed by the vibration absorbing portion 20, the radial force f 'from the winding portion 18 is very small. Therefore, the radial vibration generated by the armature winding 36 is very small. For example, if the armature winding 36 is wound so as to be displaceable in the radial direction, this vibration can be absorbed.

従来の電動機90は、コア部32がインシュレータ34及び電機子巻線36と強く固定されていたため、電機子3の半径方向に対する剛性が強かった。このため、共振を引き起こし、その結果、電機子3が大きく振動していた。しかしながら、本実施形態に係る電動機10は、インシュレータ14の半径方向に対する剛性が低減されているため、共振が発生しにくい。   In the conventional electric motor 90, since the core portion 32 is firmly fixed to the insulator 34 and the armature winding 36, the rigidity of the armature 3 in the radial direction is strong. For this reason, resonance was caused, and as a result, the armature 3 vibrated greatly. However, since the electric motor 10 according to the present embodiment has a reduced rigidity in the radial direction of the insulator 14, resonance hardly occurs.

本実施形態に係る電動機10によれば、インシュレータ14の巻線巻回部18の内部に吸振部20が設けられているため、コア部32の半径方向の振動を吸収することができる。したがって、インシュレータ14及び電機子巻線36との共振を含む電機子3の半径方向の振動を効果的に低減することができる。これにより、電動機10のエネルギー変換効率が向上し、電動機10の性能を向上させることができる。   According to the electric motor 10 according to the present embodiment, since the vibration absorbing portion 20 is provided inside the winding winding portion 18 of the insulator 14, the vibration in the radial direction of the core portion 32 can be absorbed. Therefore, the radial vibration of the armature 3 including the resonance with the insulator 14 and the armature winding 36 can be effectively reduced. Thereby, the energy conversion efficiency of the electric motor 10 can be improved, and the performance of the electric motor 10 can be improved.

また、本実施形態に係る電動機10によれば、吸振部20として、軸方向に複数並んで形成されたスリット19をインシュレータ14の巻線巻回部18の内部に設けることにより、インシュレータ14の半径方向に対する剛性を低減することができる。これにより、電機子3の半径方向の振動をより効果的に低減することができる。   In addition, according to the electric motor 10 according to the present embodiment, a plurality of slits 19 formed in the axial direction as the vibration absorbing portion 20 are provided inside the winding portion 18 of the insulator 14, whereby the radius of the insulator 14 is increased. The rigidity with respect to the direction can be reduced. Thereby, the vibration of the armature 3 in the radial direction can be reduced more effectively.

以上、本実施形態に係る電動機10について説明したが、本発明に係る電動機は、その他の形態で実施することができる。   As mentioned above, although the electric motor 10 which concerns on this embodiment was demonstrated, the electric motor which concerns on this invention can be implemented with another form.

例えば、図7(a)に示される巻線巻回部18の内部に形成されたスリット19を周方向に貫通させた吸振部を備える実施形態であってもよく、あるいは図7(b)に示すように、巻線巻回部18の内部に形成されたスリット19aを半径方向に貫通させた吸振部20aを備える実施形態であってもよい。このような実施形態の電動機によれば、インシュレータの巻線巻回部の弾性が向上するため、電機子の半径方向の振動に対する吸振部の吸振効果をさらに高めることができる。   For example, an embodiment may be provided that includes a vibration absorbing portion that penetrates the slit 19 formed in the winding winding portion 18 shown in FIG. 7A in the circumferential direction, or FIG. 7B. As shown, an embodiment may be provided that includes a vibration absorbing portion 20a in which a slit 19a formed in the winding winding portion 18 is penetrated in the radial direction. According to the electric motor of such an embodiment, since the elasticity of the winding portion of the insulator is improved, the vibration absorbing effect of the vibration absorbing portion with respect to the vibration in the radial direction of the armature can be further enhanced.

また、スリットが半径方向に複数並んで形成された実施形態であってもよい。かかる実施形態において、スリットは軸方向に貫通していてもよい。このような実施形態の電動機であってもインシュレータの半径方向に対する剛性を低減できるため、上記と同様の効果を得ることができる。   Further, an embodiment in which a plurality of slits are arranged in the radial direction may be used. In such an embodiment, the slit may penetrate in the axial direction. Even in the electric motor of such an embodiment, since the rigidity of the insulator in the radial direction can be reduced, the same effect as described above can be obtained.

あるいは、吸振部として、インシュレータの巻線巻回部をゴム弾性材で形成した実施形態であってもよい。上述した実施形態に係る電動機10等は、インシュレータ14の構造(特に巻線巻回部18の内部構造)により、インシュレータ14の半径方向に対する剛性を低減している。一方、吸振部として、インシュレータの巻線巻回部をゴム弾性材で形成すれば、巻線巻回部の材料特性によりインシュレータの半径方向に対する剛性を低減することができる。かかる実施形態の電動機によっても、上述したように、電機子の半径方向の振動を効果的に低減することができる。   Or the embodiment which formed the coil | winding winding part of the insulator with the rubber elastic material as a vibration absorption part may be sufficient. In the electric motor 10 and the like according to the above-described embodiment, the rigidity of the insulator 14 in the radial direction is reduced by the structure of the insulator 14 (particularly, the internal structure of the winding portion 18). On the other hand, if the winding portion of the insulator is formed of a rubber elastic material as the vibration absorbing portion, the rigidity of the insulator in the radial direction can be reduced due to the material characteristics of the winding portion. Also with the electric motor of this embodiment, as described above, the vibration in the radial direction of the armature can be effectively reduced.

さらに、前記ゴム弾性材に換えて、複数の孔を備えたスポンジ状の材料を用いることもできる。   Furthermore, a sponge-like material having a plurality of holes can be used instead of the rubber elastic material.

尚、本発明は、その趣旨を逸脱しない範囲で当業者の知識に基づいて種々なる改良、修正、又は変形を加えた態様でも実施できる。また、同一の作用又は効果が生じる範囲内で、何れかの発明特定事項を他の技術に置換した形態で実施しても良い。   It should be noted that the present invention can be implemented in a mode in which various improvements, modifications, or variations are added based on the knowledge of those skilled in the art without departing from the spirit of the present invention. Moreover, you may implement with the form which substituted any invention specific matter to the other technique within the range which the same effect | action or effect produces.

1:回転軸
2:界磁子
3:電機子
10、90:電動機
14、34:インシュレータ
18、38:巻線巻回部
19、19a:スリット
20、20a:吸振部
30:磁極部
32:コア部
36:電機子巻線

1: Rotating shaft 2: Field element 3: Armature 10, 90: Electric motor 14, 34: Insulator 18, 38: Winding winding part 19, 19a: Slit 20, 20a: Vibration absorbing part 30: Magnetic pole part 32: Core Part 36: Armature winding

Claims (5)

回転軸と、該回転軸に固定された界磁子と、該界磁子と対向する複数の磁極部を有する電機子とを備え、前記各磁極部が、前記回転軸の半径方向に延在するコア部と、該コア部にインシュレータの巻線巻回部を介して巻き回された電機子巻線とを備えた電動機であって、
前記インシュレータの巻線巻回部に、前記コア部の半径方向の振動を吸収する吸振部を備えることを特徴とする電動機。
A rotating shaft, a field element fixed to the rotating shaft, and an armature having a plurality of magnetic pole portions facing the field element, wherein each magnetic pole portion extends in a radial direction of the rotating shaft. And an armature winding wound around the core portion via a winding winding portion of the insulator,
An electric motor comprising a vibration absorbing portion that absorbs vibration in a radial direction of the core portion at a winding portion of the insulator.
前記吸振部が、前記インシュレータの巻線巻回部の内部にスリットを形成して成る、請求項1に記載の電動機。   The electric motor according to claim 1, wherein the vibration absorbing portion is formed by forming a slit inside a winding winding portion of the insulator. 前記スリットが、軸方向に複数並んで形成されている、請求項2に記載の電動機。   The electric motor according to claim 2, wherein a plurality of the slits are formed side by side in the axial direction. 前記スリットが、前記回転軸の周方向又は前記回転軸の半径方向に貫通している、請求項2又は請求項3に記載の電動機。   The electric motor according to claim 2 or 3, wherein the slit penetrates in a circumferential direction of the rotating shaft or a radial direction of the rotating shaft. 前記吸振部が、前記インシュレータの巻線巻回部をゴム弾性材で形成して成る、請求項1に記載の電動機。

The electric motor according to claim 1, wherein the vibration absorbing portion is formed by forming a winding winding portion of the insulator with a rubber elastic material.

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2017073860A (en) * 2015-10-06 2017-04-13 株式会社ミツバ Motor

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