JP2018088820A - Stator of electric motor - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、電磁鋼板から打ち抜かれた複数のコアバック片およびティース片を積層して構成された電動機の固定子に関する。 The present invention relates to a stator for an electric motor configured by laminating a plurality of core back pieces and teeth pieces punched from an electromagnetic steel sheet.
特許文献1に開示される従来の電動機の固定子は、環状のヨークと、環状のヨークの内周部に一定間隔に設けられた複数の凹部に嵌合して固定される複数のティースとを備える。複数のティースは、巻線が施された後、各々が環状のヨークの凹部に嵌合して固定される。
A conventional stator of an electric motor disclosed in
特許文献2に開示される従来の電動機の固定子は、複数のコア片を帯状に配列して形成されるコア部材を複数積層して構成された積層ヨーク部材と、隣接するコア片同士を連結する複数の薄肉部と、隣接するコア片の各々の端部と薄肉部とに囲まれる領域である凹部楔状部が嵌合され積層ヨーク部材に固定される複数のティースとを備える。特許文献2の固定子では、巻線を施したティースの楔状部が積層ヨーク部材の凹部に嵌め合わされた後、薄肉部を折り曲げることで環状のヨークが形成される。
The stator of the conventional electric motor disclosed in
しかしながら、特許文献1の従来技術では、環状のヨークが方形状の電磁鋼板の母材から打ち抜かれているため、鉄心として使用されない母材部分が多くなり材料の歩留りが悪いという問題があった。
However, in the prior art of
また、特許文献2のヨークは、薄肉部により隣接するコア片同士を連結し、さらに薄肉部に設けられた凹部でティース端部を挟み込む構造であるため、薄肉部は、折り曲げ時の応力に加えて、ティースを把持する応力にも耐える構造、すなわち薄肉部の径方向の幅を厚くする必要がある。従って薄肉部を折り曲げて環状に形成された後のヨークは、外周側の真円度が悪くなるという問題があった。また特許文献2のヨークは、薄肉部に設けられた凹部でティース端部を挟み込む構造であるため、隣接するコア片同士の連結部を溶接で補強することができず、連結部の剛性が低下し、ヨーク外周の真円度を確保することが困難という問題もあった。
In addition, the yoke of
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、歩留りの向上を図りながら品質の向上を図ることができる電動機の固定子を得ることを目的とする。 The present invention has been made in view of the above, and an object of the present invention is to obtain an electric motor stator capable of improving quality while improving yield.
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明の電動機の固定子は、複数の円弧状のコアバック片を連結して成る帯状のコアバック片群を複数積層して成るコアバックと、複数のティース片を積層して成り、環状に形成されたコアバック片群の径方向内側に配置されてコアバックの中心に向けて伸びる複数のティースと、を備える。電動機の固定子は、複数のコアバック片の各々の凹面には、複数のティース片の各々の端部が嵌め合わされる形状の溝部が形成され、環状に形成されたコアバック片群を構成する複数のコアバック片の内、隣接するコアバック片が接する部分にコアバック片の径方向内側面から溶接が施されていることを特徴とする。 In order to solve the above-described problems and achieve the object, the stator of the electric motor according to the present invention includes a core back formed by stacking a plurality of band-shaped core back pieces formed by connecting a plurality of arc-shaped core back pieces. And a plurality of teeth which are formed by laminating a plurality of teeth pieces and are arranged radially inside a core back piece group formed in an annular shape and extend toward the center of the core back. In the stator of the electric motor, a groove portion having a shape in which each end portion of the plurality of teeth pieces is fitted is formed on each concave surface of the plurality of core back pieces, thereby forming a core back piece group formed in an annular shape. Among the plurality of core back pieces, welding is performed from the radially inner side surface of the core back piece to a portion where the adjacent core back piece contacts.
本発明にかかる電動機の固定子は、歩留りの向上を図りながら品質の向上を図ることができるという効果を奏する。 The stator of the electric motor according to the present invention has an effect that the quality can be improved while the yield is improved.
以下に、本発明の実施の形態にかかる電動機の固定子を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。 Below, the stator of the electric motor concerning embodiment of this invention is demonstrated in detail based on drawing. Note that the present invention is not limited to the embodiments.
実施の形態1.
図1は本発明の実施の形態1に係る電動機の固定子を示す図、図2は電磁鋼板から打ち抜かれる前の固定子鉄心の構成部品の配置状態を示す図、図3は電磁鋼板から打ち抜かれた後の固定子鉄心の構成部品を示す図、図4はブリッジを切断した後の2つのティース片で構成される第1のティース片の組を示す図、図5はブリッジを切断した後の2つのティース片で構成される第2のティース片の組を示す図、図6はブリッジを切断した後の2つのティース片で構成される第3のティース片の組を示す図、図7は図4に示す第1のティース片の組に絶縁巻枠を装着した状態を示す図、図8は図5に示す第2のティース片の組に絶縁巻枠を装着した状態を示す図、図9は図6に示す第3のティース片の組に絶縁巻枠を装着した状態を示す図、図10は図7に示す絶縁巻枠を設けた第1のティース片の組に巻線を巻いた状態を示す図、図11は図8に示す絶縁巻枠を設けた第2のティース片の組に巻線を巻いた状態を示す図、図12は図9に示す絶縁巻枠を設けた第3のティース片の組に巻線を巻いた状態を示す図、図13は図10から図12に示す巻線が施された3つのティース片の組で構成された環状絶縁ティース部を示す図、図14は環状のコアバックを示す図、図15は環状のコアバックに溶接を施した状態を示す図、図16はティースに巻線を施した例を示す図である。
FIG. 1 is a view showing a stator of an electric motor according to
図1に示す電動機の固定子100は、図2に示す電磁鋼板50を円弧状に打ち抜き形成された複数のコアバック片1a,1b,1c,1d,1e,1fを連結して成るコアバック片群を複数枚積層して成る環状のコアバック1と、コアバック1の径方向内側に配置される環状絶縁ティース部3とで構成される。環状絶縁ティース部3は、電磁鋼板50をT字形状に打ち抜き形成された複数のティース片2a,2b,2c,2d,2e,2fの各々を積層して成る複数のティース2と、複数のティース2に各々施される複数の絶縁部材である絶縁巻枠4a,4b,4c,4d,4e,4fと、複数の絶縁巻枠4aから4fを介して複数のティース2に巻かれる巻線5a,5b,5c,5d,5e,5fと、絶縁巻枠4aと絶縁巻枠4dを連結する環状の連結部材6adと、絶縁巻枠4bと絶縁巻枠4eを連結する環状の連結部材6beと、絶縁巻枠4cと絶縁巻枠4fを連結する環状の連結部材6cfとで構成される。積層方向とは、紙面に対し鉛直方向である。複数のティース2は、コアバック1の径方向内側に一定間隔で配置され、コアバック1の中心に向けて伸びる。コアバック1と複数のティース2により固定子鉄心が構成される。
The
図2,3には、コアバック片群を構成する6つのコアバック片1aから1fの内、3つのコアバック片1a,1b,1cが各々の長手方向に配置され薄肉連結部1ab,1bcを介して連結して成る第1のコアバック片群1Aと、コアバック片群を構成する6つのコアバック片1aから1fの内、3つのコアバック片1d,1e,1fが各々の長手方向に配置され薄肉連結部1de,1efを介して連結して成る第2のコアバック片群1Bと、第1のコアバック片群1Aと第2のコアバック片群1Bとの間に配置され、第1のコアバック片群1Aを構成するコアバック片1a,1b,1cに嵌合する形状の3つのティース片2a,2b,2cで構成される第1のティース片群、第2のコアバック片群1Bを構成するコアバック片1d,1e,1fに嵌合する形状の3つのティース片2d,2e,2fで構成される第2のティース片群とが示されている。ティース片群2Aは、第1のティース片群と第2のティース片群とを構成するティース片2aから2fの内、隣接するティース片同士を連結したものである。
In FIGS. 2 and 3, three
なお図2,3の例では第1のコアバック片群1Aと第2のコアバック片群1Bとを構成する複数のコアバック片の数は各々3つであるが、各々のコアバック片群を構成するコアバック片の数は図示例に限定されるものではなく、ティース片群2Aを構成する複数のティース片の数も図示例に限定されるものではない。
2 and 3, the number of the plurality of core back pieces constituting the first core
コアバック片1a,1b,1cは、コアバック片1a,1b,1cの個々の凹面がコアバック片1d,1e,1fの個々の凹面と相対して配置されている。具体的には、第2のコアバック片群1Bの左側に配置されるコアバック片1fは、コアバック片1fの凹面がコアバック片1a,1bの各々の凹面に相対して配置され、一端がコアバック片1aの凹面の底部に相対して配置され、他端がコアバック片1bの凹面の底部に相対して配置される。第2のコアバック片群1Bの中央に配置されるコアバック片1eは、コアバック片1eの凹面がコアバック片1b,1cの各々の凹面に相対して配置され、一端がコアバック片1bの凹面の底部に相対して配置され、他端がコアバック片1cの凹面の底部に相対して配置される。第2のコアバック片群1Bの右側に配置されるコアバック片1dは、コアバック片1dの凹面がコアバック片1b,1cの各々の凹面に相対して配置され、一端がコアバック片1cの凹面の底部に相対して配置される。
The
コアバック片1aの一端には、コアバック片1fの一端に形成された凹部1faに嵌め合わされる突形状の嵌合部1afが形成されている。コアバック片1aの他端とコアバック片1bの一端は、薄肉連結部1abを介して連結されている。コアバック片1bの他端とコアバック片1cの一端は、薄肉連結部1bcを介して連結されている。コアバック片1cの他端には、コアバック片1dの他端に形成された突形状の嵌合部1dcが嵌め合わされる凹部1cdが形成されている。コアバック片1dの一端とコアバック片1eの他端は、薄肉連結部1deを介して連結されている。コアバック片1eの一端とコアバック片1fの他端は、薄肉連結部1efを介して連結されている。
At one end of the core back
なお、コアバック片1a,1fの嵌合構造と、コアバック片1c,1dの嵌合構造は図示例に限定されず、コアバック片1aの一端に凹部を設け、コアバック片1fの一端に突形状の嵌合部を設け、コアバック片1cの他端に突形状の嵌合部を設け、コアバック片1dの他端に凹部を設ける構造でもよい。
In addition, the fitting structure of the core back
薄肉連結部1abとコアバック片1aの他端とコアバック片1bの一端とに囲まれる領域には、コアバック片の凹面から突面に向かって末広がりのV字形状の切欠き部12abが設けられる。同様に、薄肉連結部1bcとコアバック片1bの他端とコアバック片1cの一端とに囲まれる領域と、薄肉連結部1deとコアバック片1eの他端とコアバック片1dの一端とに囲まれる領域と、薄肉連結部1efとコアバック片1fの他端とコアバック片1eの一端とに囲まれる領域には、コアバック片の凹面から突面に向かって末広がりのV字形状の切欠き部12bc,12de,12efが各々設けられる。
In a region surrounded by the thin-walled connecting portion 1ab, the other end of the core back
コアバック片1aから1fの各々の凹面中央には、コアバック片の凹面から突面に向かって末広がり形状の溝部1a1,1b1,1c1,1d1,1e1,1f1が形成されている。溝部1a1から1f1は、各々の開口部1a11,1b11,1c11,1d11,1e11,1f11の幅が各々の底部1a12,1b12,1c12,1d12,1e12,1f12の幅よりも狭く形成されている。
Grooves 1a1, 1b1, 1c1, 1d1, 1e1, and 1f1 are formed in the center of each concave surface of the core back
ティース片2aは、コアバック片1aの溝部1a1に嵌め合う形状の嵌合部2a1と、図10に示す巻線5aが巻かれる巻線部2a2と、回転子対向面2a3が傘状の先端部2a4とで構成される。嵌合部2a1は、嵌合部2a1の端部の幅が巻線部2a2の幅よりも広く形成されている。ティース片2bは、コアバック片1bの溝部1b1に嵌め合う形状の嵌合部2b1と、図11に示す巻線5bが巻かれる巻線部2b2と、回転子対向面2b3が傘状の先端部2b4とで構成される。嵌合部2b1は、嵌合部2b1の端部の幅が巻線部2b2の幅よりも広く形成されている。ティース片2cは、コアバック片1cの溝部1c1に嵌め合う形状の嵌合部2c1と、図12に示す巻線5cが巻かれる巻線部2c2と、回転子対向面2c3が傘状の先端部2c4とで構成される。嵌合部2c1は、嵌合部2c1の端部の幅が巻線部2c2の幅よりも広く形成されている。ティース片2dは、コアバック片1dの溝部1d1に嵌め合う形状の嵌合部2d1と、図10に示す巻線5dが巻かれる巻線部2d2と、回転子対向面2d3が傘状の先端部2d4とで構成される。嵌合部2d1は、嵌合部2d1の端部の幅が巻線部2d2の幅よりも広く形成されている。ティース片2eは、コアバック片1eの溝部1e1に嵌め合う形状の嵌合部2e1と、図11に示す巻線5eが巻かれる巻線部2e2と、回転子対向面2e3が傘状の先端部2e4とで構成される。嵌合部2e1は、嵌合部2e1の端部の幅が巻線部2e2の幅よりも広く形成されている。ティース片2fは、コアバック片1fの溝部1f1に嵌め合う形状の嵌合部2f1と、図12に示す巻線5fが巻かれる巻線部2f2と、回転子対向面2f3が傘状の先端部2f4とで構成される。嵌合部2f1は、嵌合部2f1の端部の幅が巻線部2f2の幅よりも広く形成されている。
なお、コアバック片にティース片を嵌め合わせる構造であれば溝部と嵌合部の形状は図示例に限定されるものではないが、図示例のように溝部と嵌合部を形成することで、環状絶縁ティース部3と環状のコアバック1とが嵌め合わされた後、環状絶縁ティース部3の軸心と環状のコアバック1の軸心とのずれが抑制されると共に、環状絶縁ティース部3と環状のコアバック1との軸方向の位置ずれも一層抑制される。
The shape of the groove and the fitting portion is not limited to the illustrated example as long as the tooth piece is fitted to the core back piece, but by forming the groove and the fitting portion as in the illustrated example, After the annular insulating
以下に固定子100の製造手順を説明する。図示しないプレス装置では、以下の状態にある部材が電磁鋼板50から打ち抜かれる。すなわち、第1のコアバック片群1Aを構成する複数のコアバック片に各々形成された溝部に嵌め込まれた状態の複数のティースの回転子対向面2a3,2b3,2c3は、第2のコアバック片群1Bと対向した状態にあり、第2のコアバック片群1Bを構成する複数のコアバック片に各々形成された溝部に嵌め込まれた状態の複数のティースの回転子対向面2d3,2e3,2f3は、第1のコアバック片群1Aと対向した状態にあり、隣接するティース片同士は、ティース片連結部材であるブリッジ2gで連結された状態にある。
The manufacturing procedure of the
図3には、電磁鋼板50から打ち抜かれた第1のコアバック片群1A、第2のコアバック片群1B、およびティース片群2Aが示されている。複数の電磁鋼板50がプレス装置で打ち抜かれるため、第1のコアバック片群1A、第2のコアバック片群1B、およびティース片群2Aは各々複数積層されているものとする。電磁鋼板50から打ち抜かれた複数のティース片は各々がブリッジ2gで連結しているため、複数のティース片が離散することがなく、各ティース片の取り扱いが容易になるだけでなく、元々とつながっていたもの同士を組み合わせることが容易となり、鉄心としての寸法精度がよくなる。
FIG. 3 shows a first core back
なおブリッジ2gは、積層される複数のティース片群2Aの全てに設ける必要はなく、後工程でブリッジ2gを切断する工数を勘案して必要数確保すればよい。またブリッジ2gは、ティース片群2Aを取り扱うに足り、かつ、後工程で切断が容易に行える連結強度を有するものとする。
The
電磁鋼板50から打ち抜かれたティース片群2Aは、ブリッジ2gが切断された後、図4から図6に示すように第1のティース片の組2−1、第2のティース片の組2−2、および第3のティース片の組2−3に分けられ、例えば図示しない治具に各々固定される。例えば第1のティース片の組2−1を構成するティース片2a,2dは、ティース片2aの回転子対向面2a3とティース片2dの回転子対向面2d3とが相対するように図示しない治具に固定され、第2のティース片の組2−2を構成する2つのティース片2b,2eは、ティース片2bの回転子対向面2b3とティース片2eの回転子対向面2e3とが相対するように治具に固定され、第3のティース片の組2−3を構成する2つのティース片2c,2fは、ティース片2cの回転子対向面2c3とティース片2fの回転子対向面2f3とが相対するように治具に固定される。
After the
次に、治具に固定された第1のティース片の組2−1を構成するティース片2a,2dには図7に示す絶縁巻枠4a,4dが設けられる。絶縁巻枠4aは図10に示す巻線5aとティース片2aとを絶縁するための樹脂製の絶縁材であり、絶縁巻枠4dは巻線5dとティース片2dとを絶縁するための樹脂製の絶縁材である。そして絶縁巻枠4aと絶縁巻枠4dは環状の連結部材6adにより連結され、連結部材6adには、隣接する巻線間を絶縁する2つのセパレータ4sの組が固定される。これにより第1の環状絶縁ティース対30が得られる。
Next, the insulating winding
治具に固定された第2のティース片の組2−2を構成するティース片2b,2eには図8に示す絶縁巻枠4b,4eが設けられる。絶縁巻枠4bは図11に示す巻線5bとティース片2bとを絶縁するための樹脂製の絶縁材であり、絶縁巻枠4eは図11に示す巻線5eとティース片2eとを絶縁するための樹脂製の絶縁材である。そして絶縁巻枠4bと絶縁巻枠4eは環状の連結部材6beにより連結され、連結部材6beには、隣接する巻線間を絶縁する2つのセパレータ4sの組が固定される。これにより第2の環状絶縁ティース対31が得られる。
Insulated winding
治具に固定された第3のティース片の組2−3を構成するティース片2c,2fには図9に示す絶縁巻枠4c,4fが設けられる。絶縁巻枠4cは図12に示す巻線5cとティース片2cとを絶縁するための樹脂製の絶縁材であり、絶縁巻枠4fは図12に示す巻線5fとティース片2fとを絶縁するための樹脂製の絶縁材である。そして絶縁巻枠4cと絶縁巻枠4fは環状の連結部材6cfにより連結され、連結部材6cfには、隣接する巻線間を絶縁する2つのセパレータ4sの組が固定される。第3の環状絶縁ティース対32が得られる。
Insulating winding
なお実施の形態1では樹脂製の絶縁巻枠4aから4fを用いているが、絶縁巻枠4aから4fの材質は樹脂製に限定されるものではない。
In the first embodiment, the resin-made
次に第1の環状絶縁ティース対30には図10に示す巻線5a,5dが巻かれ、第2の環状絶縁ティース対31には図11に示す巻線5b,5eが巻かれ、第3の環状絶縁ティース対32には図12に示す巻線5c,5fが巻かれる。例えばティース片2a,2dの組がU相を構成し、ティース片2b,2eの組みがV相を構成し、ティース片2c,2fの組みがW相を構成する場合、各組みに施された2つの巻線間を渡り線で連結することで結線作業を省くことができる。また図16に示すように、固定子のティース片の数が12個で、図示しない回転子が10極で、三相の場合には、十文字にティース片を4個配置した3組の環状絶縁ティース対に分割して各ティースに巻線を施すわけだが、この場合、同一の環状絶縁ティース対には2つの相の異なる巻線を施すことになるので、巻線間を渡り線で連結することができない。この場合、巻線の巻始め部と巻終わり部を、絶縁巻枠に設けた図示しないからげピンにからげておくことで、巻線が緩むことがない。このように複数のティース片2aから2fは、図2に示すコアバック片1aから1fと分離され、かつ、隣接するティース片同士が離された状態で各々が絶縁巻枠に収納される。そのため隣接するティース片は、図示しない巻線機から絶縁巻枠までに存在するマグネットワイヤの軌道を妨げることがなく短時間にかつ整然と高密度に巻線をすることができる。
Next, the first annular insulating
次に巻線が施された第1の環状絶縁ティース対30、第2の環状絶縁ティース対31、および第3の環状絶縁ティース対32が図13に示すように組み合わされ、環状絶縁ティース部3が得られる。
Next, the first annular insulating
環状絶縁ティース部3の製造と平行して、図14に示す環状のコアバック1が製造される。コアバック1は、電磁鋼板50から打ち抜かれた第1のコアバック片群の一端を、第1のコアバック片群の一端と相対する位置の第2のコアバック片群の端部に接続し、電磁鋼板50から打ち抜かれた第1のコアバック片群の他端を、第1のコアバック片群の他端と相対する位置の第2のコアバック片群の端部に接続して製造される。具体的には、凹部1cdに嵌合部1dcを嵌め合わせた後、隣接するコアバック片間の薄肉連結部を継ぎ目として各コアバック片の凹面が対向するように各コアバック片が折り曲げられ、凹部1faに嵌合部1afを嵌め合わせることで環状のコアバック1が得られる。図2に示す電磁鋼板50の紙面右側の領域から打ち抜かれた凹部1cdは、凹部1cdの近くの領域に存在する嵌合部1dcと連結され、電磁鋼板50の紙面左側の領域から打ち抜かれた凹部1faは、凹部1faの近くの領域に存在する嵌合部1afと連結される。仮に電磁鋼板50の板厚が紙面右側の領域と紙面左側の領域とで異なる場合でも、凹部1cdの板厚は嵌合部1dcの板厚とが同じであり、凹部1faの板厚は嵌合部1afの板厚と同じである。ここで、凹部1cdの板厚が嵌合部1dcの板厚と異なり、または凹部1faの板厚が嵌合部1afの板厚と異なる場合、コアバック1を複数枚積層した際に隣接するコアバック1同士の隙間には、例えば一方のコアバック1を構成する凹部1faが入り込み、積層方向における寸法精度が悪化し、またはコアバック1の嵌合強度が弱くなるといった問題を生じる可能性がある。本実施の形態では図2に示すように配置された第1のコアバック片群1Aと第2のコアバック片群1Bが電磁鋼板50から打ち抜かれるため、凹部1cdの板厚が嵌合部1dcの板厚とが同じであり、凹部1faの板厚が嵌合部1afの板厚と同じである。従って、上記の問題の発生を防ぐことができる。図14では2つのコアバック片群を用いて環状のコアバック1の構成する例を説明したが、コアバック片群の数は2つに限定されるものではなく、3つ以上のコアバック片群を用いて環状のコアバック1の構成した場合にも上記同様の効果を得ることができる。特に偶数にコアバック片群を分割すれば、すべての嵌合部の板厚を揃えることができる。
In parallel with the manufacture of the annular insulating
その後、図15に示すようにコアバック片1a,1bの当接部6abと、コアバック片1b,1cの当接部6bcと、コアバック片1c,1dの当接部6cdと、コアバック片1d,1eの当接部6deと、コアバック片1e,1fの当接部6efと、コアバック片1f,1aの当接部6faとに溶接が施される。図中の丸い点で示す部分が溶接箇所である。当接部6abから6faは、図3に示す第1のコアバック片群1Aおよび第2のコアバック片群1Bが折り曲げられ、かつ、嵌め合わされることで隣接するコアバック片同士が接する部分である。このようにコアバック1は、ティース片群と分離して製作されるため、絶縁巻枠、ティース、または巻線に妨げられることなく、隣接するコアバック同士が接する部分を、コアバック1の径方向内側面から溶接することができ、複数のコアバック片1aから1fで構成されたコアバック1の剛性が向上する。コアバック1を複数枚積層して図1に示すコアバック1を製造する際、当接部6abから6faだけでなく、隣接するコアバック1の間にも溶接を施せば、より剛性が向上する。
Thereafter, as shown in FIG. 15, the contact portion 6ab of the core back
なお図15に示す溶接は、溶接を施すことなくコアバック1を構成した際に剛性不足となる場合に行えばよい。例えば、最終的に樹脂で固定子全体をモールドする場合、剛性の高いフレームへ圧入する場合、または焼嵌めで固定される場合、コアバック1は剛性不足となり難いため、溶接を省くことができる。 Note that the welding shown in FIG. 15 may be performed when rigidity is insufficient when the core back 1 is configured without performing welding. For example, when the entire stator is finally molded with resin, when press-fitted into a highly rigid frame, or when fixed with shrink fitting, the core back 1 is unlikely to have insufficient rigidity, so that welding can be omitted.
最後に図13に示す環状絶縁ティース部3を図15に示すコアバック1に圧入、焼嵌め、または冷嵌めすることにより、図1に示す固定子100が得られる。焼嵌めではコアバック1を常温よりも高温にした状態で嵌め込み、冷嵌めでは環状絶縁ティース部3を常温よりも低温にした状態で嵌め込む。このように環状絶縁ティース部3をコアバック1に圧入、焼嵌め、または冷嵌めで嵌め合わせる際、打ち抜き時に嵌合状態であったティース片とコアバック片との組み合わせが容易化され、固定子鉄心の寸法精度の向上を図ることができる。
Finally, the annular insulating
以上示したように実施の形態1に係る電動機の固定子100は、コアバックと複数のティースとを備え、複数のコアバック片の各々の凹面には、複数のティース片の各々の端部が嵌め合わされる形状の溝部が形成されている。この構成により、従来技術のように環状のコアバック片を電磁鋼板から打ち抜く場合に比べ、電磁鋼板からコアバック片を歩留りよく採取できる。また従来のヨークは、隣接するコア片同士を連結する薄肉部に設けられた凹部でティース端部を挟み込む構造であるため、薄肉部は、折り曲げ時の応力に加えてティースを把持する応力にも耐える径方向の厚み有する。従って薄肉部を折り曲げて環状に形成された後のヨークは外周側の真円度が悪くなるという問題があった。また従来のヨークは、薄肉部に設けられた凹部でティース端部を挟み込む構造であるため、隣接するコア片同士の連結部を溶接で補強することができず、連結部の剛性低下によりヨーク外周の真円度を確保することが困難であった。実施の形態1に係る電動機の固定子100では、複数のコアバック片の各々の凹面に複数のティース片の各々の端部が嵌め合わされるため、薄肉連結部の径方向の厚みを従来の薄肉部よりも薄くすることができ、隣接するコア片同士の連結部の溶接もできるため、ヨーク外周の真円度が向上する。また、ティース片とコアバック片が分離され、隣接するティース片同士が離された状態で各々が絶縁巻枠に収納されるため、ティースへの巻線加工が容易化され、巻線を短時間で高密度に施すことができる。また本実施の形態の固定子100では材料の歩留りが向上することから電磁鋼板50を無駄なく利用することができ、製造段階における電磁鋼板50の減容化を図ることができると共に電磁鋼板50の交換工程が低減されることからLCA(Life Cycle Assessment)の点からも好ましい。
As described above, the
実施の形態2.
図17は本発明の実施の形態2に係る電動機の固定子を構成する第1のコアバック片群を示す第1の図、図18は本発明の実施の形態2に係る電動機の固定子を構成する第2のコアバック片群を示す第2の図、図19は図17および図18に示すコアバック片群を折り曲げたものを複数枚積層した状態を示す図である。
FIG. 17 is a first diagram showing a first core back piece group constituting the stator of the electric motor according to the second embodiment of the present invention, and FIG. 18 shows the stator of the electric motor according to the second embodiment of the present invention. The 2nd figure which shows the 2nd core back piece group to comprise, FIG. 19 is a figure which shows the state which laminated | stacked multiple sheets which bent the core back piece group shown in FIG.17 and FIG.18.
図17に示す第1のコアバック片群1−1は、図2に示す第1のコアバック片群1Aまたは第2のコアバック片群1Bに相当し、図17には第1のコアバック片群1−1を構成する複数のコアバック片の内、隣接するコアバック片同士を連結する薄肉連結部1ab,1bc,1de,1efの周囲構造が示される。第1のコアバック片群1−1では、第1のコアバック片群1−1を構成する複数のコアバック片の内、隣接するコアバック片の一方のコアバック片の端部と他方のコアバック片の端部とが各々形状が異なり、他方のコアバック片の端部1a2,1b2,1c2,1d2,1e2,1f2が一方のコアバック片に向かって突出した形状である。そして第1のコアバック片群1−1では、薄肉連結部1ab,1bc,1de,1efと一方のコアバック片と他方のコアバック片とに囲まれる領域に、コアバック片の凹面から突面に向かって末広がりのV字形状の切欠き部12ab1,12bc1,12de1,12ef1が設けられる。切欠き部12ab1,12bc1,12de1,12ef1は、図2に示す切欠き部12ab,12bc,12de,12efに各々対応する。ただし図17に示す切欠き部12ab1から12ef1は、薄肉連結部1abから1efを通り第1のコアバック片群1−1の長手方向に直交する線分Aに対して左右非対称なV字形状である。
17 corresponds to the first core back
図18に示す第2のコアバック片群1−2は、第1のコアバック片群1−1と同様に図2に示す第1のコアバック片群1Aまたは第2のコアバック片群1Bに相当する。第2のコアバック片群1−2では、第1のコアバック片群1−1と同様、隣接するコアバック片の一方のコアバック片の端部と他方のコアバック片の端部とが各々形状が異なる。ところが、第2のコアバック片群1−2では、一方のコアバック片の端部1a3,1b3,1c3,1d3,1e3,1f3が他方のコアバック片に向かって突出した形状である。すなわち、切欠き部12ab2,12bc2,12de2,12ef2は、薄肉連結部1abから1efを通り第2のコアバック片群1−2の長手方向に直交する線分Aに対して左右非対称なV字形状であり、図17の切欠き部12ab1,12bc1,12de1,12ef1の線分Aに対して左側の領域と右側の領域を反転した形状である。
The second core back piece group 1-2 shown in FIG. 18 is similar to the first core back piece group 1-1 in the first core back
図17に示す第1のコアバック片群1−1を薄肉連結部1abから1efで折り曲げて環状に形成したものと図18に示す第2のコアバック片群1−2を薄肉連結部1abから1efで折り曲げて環状に形成したものとを交互に積層することで、隣接する環状のコアバックには、図19に示すように端部1a2から1d2と端部1a3から1d3との重なり部14ができる。
The first core back piece group 1-1 shown in FIG. 17 is bent from the thin connection portion 1ab to 1ef and formed into an annular shape, and the second core back piece group 1-2 shown in FIG. 18 is formed from the thin connection portion 1ab. As shown in FIG. 19, the overlapping
図15に示すコアバック1では、隣接するコアバック片間において薄肉連結部1ab,1bc,1de,1efと当接部6ab,6bc,6de,6efに磁束が流れる。ただし薄肉連結部1ab,1bc,1de,1efはプレスによる切断、または折り曲げによる内部応力により磁歪効果が生じて透磁率が低下している。また当接部6ab,6bc,6de,6efも端面は切断により透磁率が低下している。そのため薄肉連結部と当接部が大きな磁気抵抗となる。それに対して実施の形態2では、隣接するコアバック片間で一方のコアバック片から他方のコアバック片へ磁束が流れるとき、一方のコアバック片から流れて来た磁束は、図19に示す重なり部14で紙面の鉛直方向に流れた後、他方のコアバック片へ流れる。このように実施の形態2によれば、切断によって透磁率が低下している箇所を回避して磁束を流すことができ、隣接するコアバック片間の磁気抵抗を低下できるので、電動機としての効率改善を図ることができる。
In the core back 1 shown in FIG. 15, magnetic flux flows between the thin-walled connecting portions 1ab, 1bc, 1de, 1ef and the contact portions 6ab, 6bc, 6de, 6ef between the adjacent core back pieces. However, the thin-walled connecting portions 1ab, 1bc, 1de, and 1ef have a magnetostrictive effect due to internal stress caused by cutting or bending by pressing, and the magnetic permeability is lowered. Further, the magnetic permeability of the contact portions 6ab, 6bc, 6de, and 6ef is lowered by cutting the end faces. For this reason, the thin connecting portion and the abutting portion have a large magnetic resistance. In contrast, in the second embodiment, when a magnetic flux flows from one core back piece to the other core back piece between adjacent core back pieces, the magnetic flux flowing from one core back piece is shown in FIG. After flowing in the vertical direction of the paper surface at the overlapping
実施の形態3.
図20は本発明の実施の形態3に係る電動機の固定子を構成するコアバック片群を示す第1の図、図21は本発明の実施の形態3に係る電動機の固定子を構成するコアバック片群を示す第2の図、図22は図20および図21に示すコアバック片群を複数枚積層した状態を示す図である。
FIG. 20 is a first view showing a core back piece group constituting the stator of the electric motor according to
図20に示す第1のコアバック片群1−3は、図2に示す第1のコアバック片群1Aまたは第2のコアバック片群1Bに相当し、図20には第1のコアバック片群1−3を構成する複数のコアバック片の内、隣接する3つのコアバック片7a1,7b1,7c1が示される。第1のコアバック片群1−3の中央に配置されたコアバック片7b1の左端には、第1のコアバック片群1−3の左側に配置されたコアバック片7a1の右端に形成された湾曲凸状端部10dと相似形の湾曲凹状端部10bが形成されている。コアバック片7b1の右端には、第1のコアバック片群1−3の右側に配置されたコアバック片7c1の左端に形成された湾曲凹状端部10bと相似形の湾曲凸状端部10dが形成されている。
20 corresponds to the first core back
図21に示す第2のコアバック片群1−4は、第1のコアバック片群1−3と同様に図2に示す第1のコアバック片群1Aまたは第2のコアバック片群1Bに相当し、図21には第2のコアバック片群1−4を構成する複数のコアバック片の内、隣接する3つのコアバック片7a2,7b2,7c2が示される。第1のコアバック片群1−3と異なる点は以下の通りである。コアバック片7b2の左端にはコアバック片7a2の右端に形成された湾曲凹状端部10bと相似形の湾曲凸状端部10dが形成され、コアバック片7b2の右端にはコアバック片7c2の左端に形成された湾曲凸状端部10dと相似形の湾曲凹状端部10bが形成されている。
The second core back piece group 1-4 shown in FIG. 21 is similar to the first core back piece group 1-3 in the first core back
第1のコアバック片群1−3を構成する複数のコアバック片の内、隣接するコアバック片7a1,7b1の端部を各々嵌合させ、かつ、隣接するコアバック片7b1,7c1の端部を各々嵌合させる。また第2のコアバック片群1−4を構成する複数のコアバック片の内、隣接するコアバック片7a2,7b2の端部を各々嵌合させ、隣接するコアバック片7b2,7c2の端部を各々嵌合させる。図22には、このように構成された第1のコアバック片群1−3と第2のコアバック片群1−4を紙面の鉛直方向に交互に積層した状態が示され、積層された第1のコアバック片群1−3と第2のコアバック片群1−4の各々に形成された穴8にはピン9が挿入される。これにより第1のコアバック片群1−3と第2のコアバック片群1−4の間に重なり部15ができる。ピン9は、図2に示す電磁鋼板50の内、穴8を形成する際に打ち抜いた部材を用いてもよい。
Of the plurality of core back pieces constituting the first core back piece group 1-3, the ends of the adjacent core back pieces 7a1 and 7b1 are fitted, and the ends of the adjacent core back pieces 7b1 and 7c1 are fitted. Each part is fitted. Further, among the plurality of core back pieces constituting the second core back piece group 1-4, the end portions of the adjacent core back pieces 7a2 and 7b2 are respectively fitted, and the end portions of the adjacent core back pieces 7b2 and 7c2 are fitted. Are fitted together. FIG. 22 shows a state in which the first core back piece group 1-3 and the second core back piece group 1-4 configured as described above are alternately stacked in the vertical direction of the paper surface. A pin 9 is inserted into the
このような構造とすることでピン9を中心に個々のコアバック片を折り曲げることが可能となる。また、隣接するコアバック片間に流れる磁束を重なり部15に流すことができる。すなわち隣接するコアバック片間で一方のコアバック片から他方のコアバック片へ磁束が流れるとき、一方のコアバック片から流れて来た磁束は、重なり部15およびピン9で紙面の鉛直方向に流れた後、他方のコアバック片へ流れる。このように実施の形態3によれば、切断によって透磁率が低下している箇所を回避して磁束を流すことができ、隣接するコアバック片間の磁気抵抗を低下できるので、電動機としての効率改善を図ることができる。また実施の形態3のコアバック片群では、実施の形態2のように薄肉連結部を用いないため、実施の形態2よりも堅牢な構造とすることができる。 With such a structure, each core back piece can be bent around the pin 9. Further, the magnetic flux flowing between the adjacent core back pieces can be passed through the overlapping portion 15. That is, when a magnetic flux flows from one core back piece to the other core back piece between adjacent core back pieces, the magnetic flux flowing from one core back piece is overlapped in the vertical direction of the page by the overlapping portion 15 and the pin 9. After flowing, it flows to the other core back piece. As described above, according to the third embodiment, it is possible to flow the magnetic flux while avoiding the portion where the permeability is reduced by cutting, and to reduce the magnetic resistance between the adjacent core back pieces. Improvements can be made. Further, the core back piece group according to the third embodiment does not use the thin-walled connecting portion as in the second embodiment, and thus can have a more robust structure than the second embodiment.
実施の形態4.
図23は本発明の実施の形態4に係る電動機の固定子を構成するコアバック片群を電磁鋼板から打ち抜くときの第1の配置図、図24は本発明の実施の形態4に係る電動機の固定子を構成するコアバック片群を電磁鋼板から打ち抜くときの第2の配置図、図25は本発明の実施の形態4に係る電動機の固定子を構成するティース片群を電磁鋼板から打ち抜くときの配置図である。
Embodiment 4 FIG.
FIG. 23 is a first layout view when a core back piece group constituting a stator of an electric motor according to Embodiment 4 of the present invention is punched out from an electromagnetic steel sheet, and FIG. 24 is an electric motor according to Embodiment 4 of the present invention. FIG. 25 is a second layout diagram when punching out the core back piece group constituting the stator from the electromagnetic steel sheet, and FIG. 25 is when punching out the tooth piece group constituting the stator of the electric motor according to Embodiment 4 of the present invention from the electromagnetic steel sheet. FIG.
図23の電磁鋼板50では、例えば6つのコアバック片を連ねて成るコアバック片群1−5が4組配置された状態にあり、コアバック片群1−5を構成する複数のコアバック片は、各々の凹面の曲率と突面の曲率とが異なる。これに対して図24の電磁鋼板50では、凹面の曲率と突面の曲率とが同一の複数のコアバック片で構成されたコアバック片群1−6が4組配置された状態にある。凹面の曲率と突面の曲率とを同一にすることで、隣接するコアバック片群1−6同士の間の隙間は、隣接するコアバック片群1−5の間に隙間よりも狭くなり、コアバック片を製造する材料の歩留りがより一層向上する。
In the
図25に示す電磁鋼板50では、ティース片群2A−1を構成する6つのティース片の各々が、隣接するティース片群2A−1を構成する6つのティース片の各々と対向した状態にある。これにより、隣接するティース片群2A−1同士の間の隙間は、図2に示すティース片群2A同士の間の隙間よりも狭くなる。従って実施の形態4では実施の形態1に比べてティース片を製造する材料の歩留りが向上する。
In the
以上の実施の形態に示した構成は、本発明の内容の一例を示すものであり、別の公知の技術と組み合わせることも可能であるし、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、構成の一部を省略、変更することも可能である。 The configuration described in the above embodiment shows an example of the contents of the present invention, and can be combined with another known technique, and can be combined with other configurations without departing from the gist of the present invention. It is also possible to omit or change the part.
1 コアバック、1a,1b,1c,1d,1e,1f コアバック片、1a1 溝部、1a11 開口部、1a12 底部、1a2,1a3 端部、1b1 溝部、1b11 開口部、1b12 底部、1b2,1b3 端部、1c1 溝部、1c11 開口部、1c12 底部、1c2,1c3 端部、1d1 溝部、1d11 開口部、1d12 底部、1d2,1d3 端部、1e1 溝部、1e11 開口部、1e12 底部、1e2,1e3 端部、1f1 溝部、1f11 開口部、1f12 底部、1f2,1f3 端部、1ab,1bc,1cd,1dc,1de,1ef,1fa 薄肉連結部、1af,1dc 嵌合部、1cd,1fa 凹部、1A 第1のコアバック片群、1B 第2のコアバック片群、1−1,1−3 第1のコアバック片群、1−2,1−4 第2のコアバック片群、1−5,1−6 コアバック片群、2 ティース、2a ティース片、2a1 嵌合部、2a2 巻線部、2a3 回転子対向面、2a4 先端部、2b ティース片、2b1 嵌合部、2b2 巻線部、2b3 回転子対向面、2b4 先端部、2c ティース片、2c1 嵌合部、2c2 巻線部、2c3 回転子対向面、2c4 先端部、2d ティース片、2d1 嵌合部、2d2 巻線部、2d3 回転子対向面、2d4 先端部、2e ティース片、2e1 嵌合部、2e2 巻線部、2e3 回転子対向面、2e4 先端部、2f ティース片、2f1 嵌合部、2f2 巻線部、2f3 回転子対向面、2f4 先端部、2g ブリッジ、2A,2A−1 ティース片群、2−1 第1のティース片の組、2−2 第2のティース片の組、2−3 第3のティース片の組、3 環状絶縁ティース部、4a,4b,4c,4d,4e,4f 絶縁巻枠、4s セパレータ、5a,5b,5c,5d,5e,5f 巻線、6ad,6be,6cf 連結部材、6ab,6bc,6cd,6de,6ef,6fa 当接部、7a1,7b1,7c1,7a2,7b2,7c2 コアバック片、8 穴、9 ピン、10b 湾曲凹状端部、10d 湾曲凸状端部、12ab,12bc,12de,12ef 切欠き部、12ab1,12bc1,12de1,12ef1,12ab2,12bc2,12de2,12ef2 切欠き部、14,15 重なり部、30 第1の環状絶縁ティース対、31 第2の環状絶縁ティース対、32 第3の環状絶縁ティース対、50 電磁鋼板、100 固定子。 1 Core back, 1a, 1b, 1c, 1d, 1e, 1f Core back piece, 1a1 groove, 1a11 opening, 1a12 bottom, 1a2, 1a3 end, 1b1 groove, 1b11 opening, 1b12 bottom, 1b2, 1b3 end 1c1 groove, 1c11 opening, 1c12 bottom, 1c2, 1c3 edge, 1d1 groove, 1d11 opening, 1d12 bottom, 1d2, 1d3 edge, 1e1 groove, 1e11 opening, 1e12 bottom, 1e2, 1e3 edge, 1f1 Groove portion, 1f11 opening portion, 1f12 bottom portion, 1f2, 1f3 end portion, 1ab, 1bc, 1cd, 1dc, 1de, 1ef, 1fa thin connection portion, 1af, 1dc fitting portion, 1cd, 1fa recess portion, 1A first core back Piece group, 1B second core back piece group, 1-1, 1-3 first core back Piece group, 1-2, 1-4 second core back piece group, 1-5, 1-6 core back piece group, 2 teeth, 2a teeth piece, 2a1 fitting part, 2a2 winding part, 2a3 rotor Opposing surface, 2a4 tip portion, 2b teeth piece, 2b1 fitting portion, 2b2 winding portion, 2b3 rotor facing surface, 2b4 tip portion, 2c teeth piece, 2c1 fitting portion, 2c2 winding portion, 2c3 rotor facing surface 2c4 tip portion, 2d teeth piece, 2d1 fitting portion, 2d2 winding portion, 2d3 rotor facing surface, 2d4 tip portion, 2e teeth piece, 2e1 fitting portion, 2e2 winding portion, 2e3 rotor facing surface, 2e4 Tip part, 2f teeth piece, 2f1 fitting part, 2f2 winding part, 2f3 rotor facing surface, 2f4 tip part, 2g bridge, 2A, 2A-1 teeth piece group, 2-1 of the first teeth piece 2-2 Set of second teeth pieces, 2-3 Set of third teeth pieces, 3 Annular insulating teeth, 4a, 4b, 4c, 4d, 4e, 4f Insulating winding frame, 4s separator, 5a, 5b , 5c, 5d, 5e, 5f Winding, 6ad, 6be, 6cf Connecting member, 6ab, 6bc, 6cd, 6de, 6ef, 6fa Abutting part, 7a1, 7b1, 7c1, 7a2, 7b2, 7c2 Core back piece, 8 Hole, 9 pin, 10b curved concave end, 10d curved convex end, 12ab, 12bc, 12de, 12ef notch, 12ab1, 12bc1, 12de1, 12ef1, 12ab2, 12bc2, 12de2, 12ef2 notch, 14, 15 Overlap part, 30 1st cyclic | annular insulation tooth pair, 31 2nd cyclic | annular insulation tooth pair, 32 3rd cyclic | annular insulation tooth pair , 50 Magnetic steel sheet, 100 Stator.
Claims (4)
複数のティース片を積層して成り、環状に形成された前記コアバック片群の径方向内側に配置されて前記コアバックの中心に向けて伸びる複数のティースと、
を備え、
前記複数のコアバック片の各々の凹面には、前記複数のティース片の各々の端部が嵌め合わされる形状の溝部が形成され、
環状に形成された前記コアバック片群を構成する複数のコアバック片の内、隣接するコアバック片が接する部分にコアバック片の径方向内側面から溶接が施されていることを特徴とする電動機の固定子。 A core back formed by laminating a plurality of strip-shaped core back pieces formed by connecting a plurality of arc-shaped core back pieces;
A plurality of teeth formed by laminating a plurality of teeth pieces, arranged radially inside the core back piece group formed in an annular shape and extending toward the center of the core back,
With
On each concave surface of the plurality of core back pieces, a groove portion having a shape in which each end portion of the plurality of teeth pieces is fitted, is formed.
Of the plurality of core back pieces constituting the core back piece group formed in an annular shape, welding is performed from a radially inner side surface of the core back piece to a portion where the adjacent core back pieces are in contact with each other. Electric motor stator.
複数のティース片を積層して成り、環状に形成された前記コアバック片群の径方向内側に配置されて前記コアバックの中心に向けて伸びる複数のティースと、
を備え、
前記複数のコアバック片の各々の凹面には、前記複数のティース片の各々の端部が嵌め合わされる形状の溝部が形成され、
環状に形成された前記コアバックを構成する複数のコアバック片群の内、隣接するコアバック片群が接する部分にコアバック片群の径方向内側面から溶接が施されていることを特徴とする電動機の固定子。 A core back formed by laminating a plurality of strip-shaped core back pieces formed by connecting a plurality of arc-shaped core back pieces;
A plurality of teeth formed by laminating a plurality of teeth pieces, arranged radially inside the core back piece group formed in an annular shape and extending toward the center of the core back,
With
On each concave surface of the plurality of core back pieces, a groove portion having a shape in which each end portion of the plurality of teeth pieces is fitted, is formed.
Of the plurality of core back piece groups constituting the core back formed in an annular shape, welding is performed from a radially inner side surface of the core back piece group to a portion where the adjacent core back piece group contacts. Electric motor stator.
前記複数のティース片には、前記溝部に嵌め合う形状の嵌合部が各々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に記載の電動機の固定子。 In each concave surface of the plurality of core back pieces, a groove portion having a divergent shape is formed from the concave surface of each of the plurality of core back pieces toward the projecting surface,
The stator of the electric motor according to claim 1, wherein the plurality of teeth pieces are formed with fitting portions each having a shape that fits into the groove portion.
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