JP2019075927A - Electric motor - Google Patents

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栄太 浜田
Eita Hamada
栄太 浜田
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Abstract

To provide an electric motor capable of reducing vibration and noise to be generated by a motor.SOLUTION: An electric motor 1 comprises a stator 3 which has a cylindrical part 7, a plurality of stator teeth 20 projecting toward the inside of the cylindrical part 7, and a coil 8 wound around the stator teeth 20, and a rotor 2 which rotates on a center axis of the cylindrical part 7, wherein one end in the cylindrical part 7 is fastened to a stationary part 5 so as to close the one end. The electric motor further comprises: an annular hub 21 provided on the center axis of the cylindrical part 7; and a plurality of columns 19 coupled with the hub 21. In the plurality of columns 19, one ends are coupled with the hub 21, and the other ends are coupled with the other ends in the cylindrical part 7.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

この発明は、電動機で発生する動力による振動や騒音を抑制(低減)する構造に関するものである。   The present invention relates to a structure for suppressing (reducing) vibration and noise due to power generated by an electric motor.

例えば、車両の駆動力源として用いられている電動機などの大型の電動機は比較的大きなトルクを発生する。また、その電動機は単独でケーシング内に収容されずに、軸受などの周辺部材と共にケーシング内に収容される。この種の電動機では、その電動機が発生するトルクに対する振動を抑制するように構成されている。特許文献1にはその電動機(モータ)における振動を抑制する構成の一例が記載されている。   For example, a large motor such as a motor used as a driving force source of a vehicle generates relatively large torque. Also, the motor is not housed alone in the casing but is housed in the casing together with peripheral members such as bearings. The motor of this type is configured to suppress the vibration with respect to the torque generated by the motor. Patent Document 1 describes an example of a configuration that suppresses vibration in the motor.

特許文献1に記載されたモータは、円環状のステータと、そのステータの内周側に収容されるロータと、ステータを収容するモータケースとから構成されている。また、ステータの軸方向の一端をモータケースに固定するインナーフレーム(支持部材)を備え、そのインナーフレームを介してステータをモータケースに支持するように構成されている。さらに、この特許文献1に記載されたモータでは、ステータを上記のインナーフレームを介してモータケースに固定する際に、半径方向での振動や騒音を抑制するように構成されている。具体的には、ステータの半径方向外側の外周面とモータケースの半径方向内側の内周面との間にクリアランスを設けて、半径方向でモータケースを支持しないように構成し、軸方向でインナーフレームを介してステータをモータケースに対して固定するように構成されている。一方、半径方向で固定する場合には、インナーフレームの半径方向外側において周方向に肉抜き部を形成している。なお、この特許文献1に記載されたモータでは、上述した半径方向での振動を抑制するために、ステータを軸方向での一端で支持する片持ち構造とされ、モータケースに対してボルトなどの締結部材によって固定されている。   The motor described in Patent Document 1 includes an annular stator, a rotor accommodated on the inner peripheral side of the stator, and a motor case accommodating the stator. Further, an inner frame (supporting member) for fixing one end in the axial direction of the stator to the motor case is provided, and the stator is configured to be supported by the motor case via the inner frame. Furthermore, in the motor described in Patent Document 1, when the stator is fixed to the motor case via the above inner frame, vibration and noise in the radial direction are suppressed. Specifically, a clearance is provided between the outer peripheral surface of the stator in the radial direction and the inner peripheral surface of the motor case in the radial direction, and the motor case is not supported in the radial direction. The stator is configured to be fixed to the motor case via the frame. On the other hand, in the case of fixing in the radial direction, a thinned portion is formed in the circumferential direction on the outer side in the radial direction of the inner frame. The motor described in Patent Document 1 has a cantilever structure in which the stator is supported at one end in the axial direction in order to suppress the above-mentioned vibration in the radial direction. It is being fixed by the fastening member.

特許第5862831号公報Patent No. 5862831 gazette

特許文献1に記載されたようなモータにおけるステータは、ステータコアと電磁コイルとから構成されており、その電磁コイルに通電することによりトルクを発生させ、つまり、ステータは振動の発振源であり、そのように発生する振動は、例えばステータコアの外周側(半径方向)で比較的大きくなる。したがって、その振動を抑制するためには、特許文献1に記載されたように、ステータの半径方向での振動を抑制することが有効である。その特許文献1に記載された構成では、上述したようにステータとモータケースとの間にクリアランスを設けて軸方向でインナーフレームを介してステータをモータケースに固定したり、あるいは、インナーフレームの外周側に肉抜き部を形成することによって、半径方向での振動を抑制している。一方、特許文献1に記載された構成では、上述したようにステータを片持ち構造でモータケースに対して支持しているから、ステータをモータケースに固定するボルトの頭部側の剛性は低くなる。そのため、特許文献1に記載されたように、半径方向での振動を低減した場合であっても、未だ振動を抑制するには不十分となるおそれがあり、改善の余地があった。   The stator in the motor as described in Patent Document 1 is composed of a stator core and an electromagnetic coil, and generates a torque by energizing the electromagnetic coil, that is, the stator is an oscillating source of vibration, The generated vibrations are relatively large, for example, on the outer peripheral side (radial direction) of the stator core. Therefore, in order to suppress the vibration, it is effective to suppress the vibration in the radial direction of the stator as described in Patent Document 1. In the configuration described in Patent Document 1, as described above, a clearance is provided between the stator and the motor case, and the stator is fixed to the motor case in the axial direction via the inner frame, or the outer periphery of the inner frame By forming a lightening portion on the side, vibration in the radial direction is suppressed. On the other hand, in the configuration described in Patent Document 1, as described above, since the stator is supported on the motor case in a cantilevered structure, the rigidity on the head side of the bolt for fixing the stator to the motor case is low. . Therefore, as described in Patent Document 1, even when the vibration in the radial direction is reduced, the vibration may still be insufficient to suppress the vibration, and there is room for improvement.

この発明は、上記の技術的課題に着目してなされたものであり、モータで発生する振動や騒音を低減することができる電動機を提供することを目的とするものである。   SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in consideration of the above technical problems, and an object thereof is to provide a motor capable of reducing vibration and noise generated by the motor.

上記の目的を達成するために、この発明は、円筒部と、前記円筒部の内側に向けて突出した複数のステータティースと、前記ステータティースに巻き掛けられたコイルとを有するステータと、前記円筒部の中心軸線を中心に回転するロータとを備え、前記円筒部における一方の端部が前記一方の端部を閉じるように固定部に締結された電動機において、前記円筒部の中心軸線上に設けられた環状のハブと、前記ハブに連結された複数の柱とを備え、前記複数の柱は、一方の端部が前記ハブに連結され、他方の端部が前記円筒部における他方の端部に連結されていることを特徴とするものである。   In order to achieve the above object, the present invention provides a stator having a cylindrical portion, a plurality of stator teeth projecting toward the inside of the cylindrical portion, and a coil wound around the stator teeth, and the cylinder An electric motor having a rotor rotating about a central axis of the part, wherein one end of the cylindrical part is fastened to the fixed part so as to close the one end, provided on the central axis of the cylindrical part Annular hub and a plurality of pillars connected to the hub, the plurality of pillars having one end connected to the hub and the other end being the other end of the cylindrical portion It is characterized in that it is connected to

この発明の電動機によれば、ステータの一方の端部がその端部を閉じるように固定部に締結された状態(片持ちの状態)で、他方の端部を補強するように構成されている。具体的には、ステータを構成する円筒部の中心軸線上に設けられた環状のハブと、そのハブに連結された複数の柱とを備えている。また、その複数の柱は、それぞれ一方の端部がハブに連結され、他方の端部が前記円筒部のうちの固定部とは反対側の端部に連結されている。したがって、このように円筒部のうち固定部に締結された反対側の端部をハブと複数の柱とによって補強することにより、例えば各柱からハブ側に向けて伝達される振動と、ハブから各柱に向けて伝達される振動とによりその振動は打ち消し合う(相殺)、あるいは、低減される。つまり、上述した半径方向における振動を低減できる、そのため、モータのトルクによって発生する振動を低減することができる。   According to the motor of the present invention, one end of the stator is configured to reinforce the other end in a state of being fastened to the fixing portion so as to close the end (cantilever state) . Specifically, an annular hub provided on a central axis of a cylindrical portion constituting the stator and a plurality of columns connected to the hub are provided. Further, one end of each of the plurality of pillars is connected to the hub, and the other end is connected to the end of the cylindrical portion opposite to the fixed portion. Thus, by reinforcing the opposite end of the cylindrical portion fastened to the fixed portion with the hub and the plurality of columns, for example, the vibration transmitted from each column toward the hub and the hub The vibration transmitted to each column is canceled (cancelled) or reduced. That is, the vibration in the radial direction described above can be reduced, so that the vibration generated by the torque of the motor can be reduced.

この発明の一実施形態を模式的に示す断面図である。It is a sectional view showing typically one embodiment of this invention. 図1の構成において補強部材における柱を3本設けた例を説明する図である。It is a figure explaining the example which provided three pillars in a reinforcement member in the structure of FIG. 図1の構成において補強部材における柱を8本設けた例を説明する図である。It is a figure explaining the example which provided eight pillars in a reinforcement member in the structure of FIG. 図1の構成において補強部材における柱を10本設けた例を説明する図である。It is a figure explaining the example which provided ten pillars in a reinforcement member in the structure of FIG. 図2から図4ならびに図7の例における周波数と振動との関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship of the frequency and vibration in the example of FIGS. 2-4 and FIG. この発明の実施形態における補強部材の他の例を説明する図である。It is a figure explaining the other example of the reinforcement member in embodiment of this invention. 図2から図4の構成と比較する参考例である。It is a reference example to be compared with the configuration of FIG. 2 to FIG.

この発明の実施形態について説明する。この発明に係る電動機(モータ・ジェネレータ)は、例えばハイブリッド車両や電気自動車の動力源として用いられるものであって、三相誘導モータ、永久磁石式同期電動機(PMモータ)などである。また、この電動機(以下、モータと記す)は、電力の供給により駆動する電動機としての機能(力行機能)と、機械エネルギを電気エネルギに変換する発電機としての機能(回生機能)とを兼ね備えている。以下、このモータ1について図を参照しつつ具体的に説明する。   An embodiment of the present invention will be described. An electric motor (motor generator) according to the present invention is used as a power source of, for example, a hybrid vehicle or an electric vehicle, and is a three-phase induction motor, a permanent magnet synchronous motor (PM motor), or the like. In addition, this motor (hereinafter referred to as a motor) has both a function (powering function) as a motor driven by supply of electric power and a function (regeneration function) as a generator for converting mechanical energy into electric energy. There is. Hereinafter, the motor 1 will be specifically described with reference to the drawings.

図1は、この発明の実施形態におけるモータを模式的に示す図であって、このモータ1の主要な構成要素であるロータ(回転子)2と、ステータ(固定子)3とがモータの内部に配置されている。これらロータ2およびステータ3は、従来知られている一般的な構成のものと同様であってよい。具体的には、ステータ3は、環状をなすものであって、筒状に形成されており、ロータ2を内部に筒状に囲んで収容して、その内周面が円筒状のロータ2の外周面と対向して配置されている。また、図1に示すようにこのステータ3の内周面とロータ2の外周面とが対向する隙間が、エアギャップ4となっている。言い換えれば、モータ1は、ステータ3の内周部に、径方向で所定の僅かなエアギャップ4を空けてロータ2がロータ軸2aと共に回転自在に支持されている。なお、このエアギャップ4によりステータ3とロータ2とが相互に働く磁気吸引力が決定され、その間隔は、モータ1の大きさなどによって設定される。   FIG. 1 is a view schematically showing a motor according to an embodiment of the present invention, and a rotor (rotor) 2 which is a main component of the motor 1 and a stator (stator) 3 are inside the motor. Is located in The rotor 2 and the stator 3 may be similar to those of general configurations conventionally known. Specifically, the stator 3 has an annular shape and is formed in a tubular shape, and the rotor 2 is enclosed in a tubular shape and accommodated therein, and the inner peripheral surface of the rotor 2 is cylindrical. It is disposed to face the outer peripheral surface. Further, as shown in FIG. 1, an air gap 4 is a gap where the inner peripheral surface of the stator 3 and the outer peripheral surface of the rotor 2 face each other. In other words, in the motor 1, the rotor 2 is rotatably supported together with the rotor shaft 2 a in the inner peripheral portion of the stator 3 with a predetermined slight air gap 4 in the radial direction. A magnetic attraction force in which the stator 3 and the rotor 2 work with each other is determined by the air gap 4, and the interval is set by the size of the motor 1 or the like.

また、ステータ3の外周側には、その外周面を覆うようにケーシング5が備えられ、上記のステータ3がケーシング5に収容されて、ボルトなどの締結部材6により固定されている。そして、ステータ3は、複数枚の電磁鋼板を配列して積層させたステータコア7と共に銅線などの導線が巻かれた電磁コイル8を有する電磁石として構成される。ステータコア7に巻かれた電磁コイル8は、流す電流を変化させて磁界を変化させることにより、ロータ2にトルクを生じさせるように構成され、またその電磁コイル8の両端部でステータコア7の軸線方向の長さより延長された位置で折り返されており、この折り返した部位が電磁コイル8のコイルエンド9となる。なお、コイルエンド9には、絶縁被膜が設けられている。また、上記のケーシング5が、この発明の実施形態における「固定部」に相当し、ステータコア7が、この発明の実施形態における「円筒部」に相当する。   In addition, a casing 5 is provided on the outer peripheral side of the stator 3 so as to cover the outer peripheral surface thereof, and the stator 3 is accommodated in the casing 5 and fixed by a fastening member 6 such as a bolt. The stator 3 is configured as an electromagnet having a stator core 7 in which a plurality of electromagnetic steel plates are arranged and stacked, and an electromagnetic coil 8 in which a lead such as a copper wire is wound. The electromagnetic coil 8 wound around the stator core 7 is configured to generate torque in the rotor 2 by changing the current flow to change the magnetic field, and the axial direction of the stator core 7 at both ends of the electromagnetic coil 8 The folded portion is a coil end 9 of the electromagnetic coil 8. The coil end 9 is provided with an insulating film. Further, the above-mentioned casing 5 corresponds to the "fixed portion" in the embodiment of the present invention, and the stator core 7 corresponds to the "cylindrical portion" in the embodiment of the present invention.

そして、電磁コイル8に繋がれて結線された図示しない導線が、インバータ(図示せず)に電気的に接続されて、そのインバータからバッテリに別の導線によって電気的に接続されている。なお、例えばこのモータ1が三相交流モータである場合には、U端子、V端子およびW端子を有する端子ボックス(図示せず)などがケーシング5に設けられて、それぞれにインバータからの導線が結線される。また、インバータには、運転者のアクセルペダルおよびブレーキペダル(共に図示せず)の操作が、センサ(図示せず)により検知されて、電子制御装置(図示せず)を介してインバータにその操作状況を表す情報が電気信号として通信される。そして、インバータが、この電気信号を受け取るとバッテリに電力量を指示して、バッテリからの直流電流を交流電流に変換してモータに電力を供給する。   Then, a lead wire (not shown) connected and connected to the electromagnetic coil 8 is electrically connected to an inverter (not shown), and is electrically connected from the inverter to the battery by another lead wire. For example, when the motor 1 is a three-phase AC motor, a terminal box (not shown) having a U terminal, a V terminal and a W terminal, etc. is provided in the casing 5 and the conductors from the inverter are respectively provided. Wired Further, in the inverter, the operation of the driver's accelerator pedal and brake pedal (both not shown) is detected by a sensor (not shown), and the operation of the inverter via the electronic control unit (not shown) is performed. Information representative of the situation is communicated as an electrical signal. Then, when the inverter receives the electric signal, the inverter instructs the battery to an amount of electric power, converts the direct current from the battery into an alternating current, and supplies the electric power to the motor.

一方、ロータ2は、上記のステータの中心軸線Oを中心に回転し、その中心軸線O上に中空円筒状のロータ軸2aを有し、そのロータ軸2aに回転軸10が相対回転可能に挿入されている。回転軸10は中心軸線Oを中心(以下、単に軸線方向とも記す)に回転して、軸線方向に所定の長さを有し、図示しない動力伝達要素などに動力が伝達可能とされている。   On the other hand, the rotor 2 rotates about the central axis O of the above-mentioned stator, has a hollow cylindrical rotor shaft 2a on the central axis O, and the rotary shaft 10 is inserted into the rotor shaft 2a so as to be relatively rotatable. It is done. The rotation shaft 10 rotates about a central axis O (hereinafter, also simply referred to as an axial direction), has a predetermined length in the axial direction, and can transmit power to a power transmission element or the like (not shown).

また、ロータ2は、積層鋼板によって構成されたロータコア(回転子コア)11を有し、各鋼板が密着するように軸線方向に荷重を加えて締め付けた状態でロータ軸2aに取り付けられている。具体的に説明すると、ロータ2の軸線方向での両端部側に、ロータ軸2aと一体の取付具(ロック部)12,13が設けられている。これによりロータ2の両端面が当接して挟まれてロータ2の軸線方向での位置が規定される。   The rotor 2 has a rotor core (rotor core) 11 formed of laminated steel plates, and is attached to the rotor shaft 2a in a state where a load is applied in the axial direction and tightened so that the steel plates are in close contact. Specifically, mounting members (locking portions) 12 and 13 integral with the rotor shaft 2 a are provided on both end sides of the rotor 2 in the axial direction. As a result, both end surfaces of the rotor 2 abut and are sandwiched, and the position of the rotor 2 in the axial direction is defined.

さらに、図1に示すロータ2は、一方の取付具12(13)に当接するロータ2の端部にエンドプレート(端板)14を有している。このエンドプレート14は、上述したロータコア11の積層構造となっている複数枚の電磁鋼板を挟持して分散するのを防止する構造とされている。つまり、各電磁鋼板が密着するように軸線方向に荷重を加えて締め付けた状態でロータ軸2aに取り付けられている。なお、そのロータ軸2aには、ネジ止め、かしめ、圧入などの適宜の方法によって固定されて、ロータ軸2aと一体的に回転する。このように、エンドプレート14が締結されることから、このエンドプレート14と一体にロータコア11も回転する。なお、エンドプレート14と複数枚の電磁鋼板とは、ネジやボルトなどの締結部材がこのエンドプレート14と複数枚の電磁鋼板とに挿通されて締結され、一体に回転するような構成であってもよい。   Furthermore, the rotor 2 shown in FIG. 1 has an end plate (end plate) 14 at the end of the rotor 2 that abuts one of the fixtures 12 (13). The end plate 14 is configured to prevent the plurality of electromagnetic steel plates having the laminated structure of the rotor core 11 from being sandwiched and dispersed. That is, the magnetic steel plates are attached to the rotor shaft 2a in a state in which a load is applied in the axial direction so as to be in close contact with each other and tightened. The rotor shaft 2a is fixed to the rotor shaft 2a by an appropriate method such as screwing, caulking, or press-fitting, and rotates integrally with the rotor shaft 2a. Thus, since the end plate 14 is fastened, the rotor core 11 also rotates integrally with the end plate 14. The end plate 14 and the plurality of electromagnetic steel plates are configured such that fastening members such as screws and bolts are inserted into and fastened to the end plate 14 and the plurality of electromagnetic steel plates, and integrally rotate. It is also good.

そして、このロータ軸2aの端部は、ボールベアリングなどの軸受け部材15によりケーシング5に回転可能に支持され、また回転軸10も同様に軸受け部材16によりケーシング5に回転可能に支持されている。   The end of the rotor shaft 2a is rotatably supported on the casing 5 by a bearing member 15 such as a ball bearing, and the rotation shaft 10 is also rotatably supported on the casing 5 by the bearing member 16.

このように構成されたモータ1は、上述したようにハイブリッド車両や電気自動車に適用され、例えば電力の供給により動力(トルク)を発生させ、駆動する。具体的には、ステータ3に設けられた電磁コイル8に通電すると、ステータ3が発生する電磁力によりロータ2が回転(駆動)される。このモータ1から出力される動力は出力軸(図示せず)を介して車輪(図示せず)に回転力として伝達され、車輪を出力軸と一体回転させることで、車両の走行を可能にする。また、回生時には、車輪は車体の慣性力により回転させられ、車輪からの回転力により出力軸を介してモータ1が駆動される。このときモータ1は発電機として作動し、発電された電力はインバータを介してバッテリに蓄えられる。   The motor 1 configured as described above is applied to a hybrid vehicle or an electric vehicle as described above, and generates and drives power (torque) by supplying power, for example. Specifically, when the electromagnetic coil 8 provided in the stator 3 is energized, the rotor 2 is rotated (driven) by the electromagnetic force generated by the stator 3. The power output from the motor 1 is transmitted as a rotational force to a wheel (not shown) via an output shaft (not shown), and the vehicle can be made to travel by integrally rotating the wheel with the output shaft. . Further, at the time of regeneration, the wheel is rotated by the inertial force of the vehicle body, and the motor 1 is driven through the output shaft by the rotational force from the wheel. At this time, the motor 1 operates as a generator, and the generated electric power is stored in the battery via the inverter.

一方、このように車両の駆動力源として用いられるモータは、比較的大きなトルクを発生するから、その分、発生する振動やそれに伴う騒音も大きくなる。例えば電動機として駆動力の発生時、ならびに、発電機としての発電時に振動する。具体的には、上述したように、電磁コイル8に通電することによりトルクを発生させるから、ステータコア7は、振動の発振源となり、そのように発生する振動は、例えばロータ2とステータ3とのエアギャップ4の間隔が変動し、ステータコア7の半径方向(外周側)で比較的大きくなる。したがって、このようなステータ3の半径方向の電磁加振力により振動や騒音が発生する。また上述したように、半径方向への振動を低減(あるいは抑制)するために、ステータの一端で支持する片持ち構造にすることが好ましく、また組み付け性の観点からも片持ち構造の方が好ましい。そのため、そのように片持ち構造でケーシング5に対してステータ3を支持すると、そのステータ3をケーシング5に締結する締結部材6の頭部側の剛性は低くなり、より半径方向における振動や騒音が大きくなるおそれがある。そこで、この発明の実施形態では、その振動や騒音を低減するように構成されている。   On the other hand, since the motor used as a driving force source of the vehicle in this manner generates a relatively large torque, the generated vibration and the accompanying noise become large accordingly. For example, it vibrates at the time of generation of driving force as a motor and at the time of power generation as a generator. Specifically, as described above, since the torque is generated by energizing the electromagnetic coil 8, the stator core 7 becomes an oscillation source of vibration, and such generated vibration is generated, for example, between the rotor 2 and the stator 3. The distance between the air gaps 4 fluctuates and becomes relatively large in the radial direction (outer peripheral side) of the stator core 7. Therefore, vibration and noise are generated by such electromagnetic excitation force in the radial direction of the stator 3. Further, as described above, in order to reduce (or suppress) radial vibration, it is preferable to use a cantilever structure supported at one end of the stator, and from the viewpoint of assemblability, the cantilever structure is preferable. . Therefore, when the stator 3 is supported with respect to the casing 5 in such a cantilever structure, the rigidity on the head side of the fastening member 6 for fastening the stator 3 to the casing 5 is reduced, and vibration and noise in the radial direction are more There is a risk of becoming large. Therefore, in the embodiment of the present invention, the vibration and the noise are reduced.

具体的には、その振動や騒音を低減する補強部材17が設けられている。補強部材17は、ステータ3の外周部分に、すなわち軸線方向でステータコア7に連続して連なる円筒部18と、その円筒部18の開口部を部分的に閉じるように複数本の柱(スティフナあるいは梁)19とから構成されている。なお、円筒部18は、ステータコア7のように複数枚の電磁鋼板を積層させた構造でなくてよい。   Specifically, a reinforcing member 17 is provided to reduce the vibration and noise. The reinforcing member 17 has a cylindrical portion 18 continuously connected to the outer peripheral portion of the stator 3, ie, the stator core 7 in the axial direction, and a plurality of columns (stiffeners or beams so as to partially close the opening of the cylindrical portion 18). And 19). The cylindrical portion 18 may not have a structure in which a plurality of electromagnetic steel plates are stacked as in the stator core 7.

図2から図4は、その補強部材17を備えたステータ3を示す例であって、図2は、柱19を3本備えた例を示し、図3は、柱19を8本備えた例を示し、図4は、柱19を10本備えた例を示している。なお、図7は、前掲した特許文献1などこのような補強部材17を設けないモータの例を示す参考例である。また、図2から図4および図7のステータ3の内周側は、滑らかな形状とされているものの(符号20)、実際のステータ3では、そのステータ3の内周側に複数の溝が形成され、その複数の溝が、電磁コイル8が巻き掛けられるステータティース(あるいはスロット)20に相当する。   2 to 4 show an example showing the stator 3 provided with the reinforcing member 17, and FIG. 2 shows an example provided with three columns 19 and FIG. 3 shows an example provided with eight columns 19 FIG. 4 shows an example in which ten columns 19 are provided. FIG. 7 is a reference example showing an example of a motor in which such a reinforcing member 17 is not provided, such as Patent Document 1 mentioned above. Although the inner peripheral side of the stator 3 in FIGS. 2 to 4 and 7 has a smooth shape (reference numeral 20), in the actual stator 3, a plurality of grooves are formed on the inner peripheral side of the stator 3 The plurality of grooves formed correspond to stator teeth (or slots) 20 in which the electromagnetic coil 8 is wound.

より具体的に補強部材17について説明すると、この補強部材17は、上述したように円筒部18の開口部の一部を閉じるようにして構成され、前記円筒部18と、ロータ軸2aが挿入される環状のセンターハブ21と、センターハブ21から半径方向に向けて放射状に延びた柱19とから構成されている。また、その柱19が複数本設けられ、その柱19の本数は、上述した図2から図4に示すように、適宜の本数とされる。なお、図1および図2に示すようにロータ軸2aとセンターハブ21との間には、柱19の曲げなどを考慮して所定のクリアランスCが設けられている。そして、ステータ3が、この補強部材17を介して上述した締結部材(ボルト)6によって固定されている。なお、図2から図4に示す符号6aは、締結部材6が挿入される孔である。   More specifically, the reinforcing member 17 is configured such that a part of the opening of the cylindrical portion 18 is closed as described above, and the cylindrical portion 18 and the rotor shaft 2a are inserted. An annular center hub 21 and a pillar 19 radially extending from the center hub 21 in the radial direction. Further, a plurality of the columns 19 is provided, and the number of the columns 19 is an appropriate number as shown in FIGS. 2 to 4 described above. As shown in FIGS. 1 and 2, a predetermined clearance C is provided between the rotor shaft 2 a and the center hub 21 in consideration of bending of the column 19 and the like. The stator 3 is fixed by the above-described fastening member (bolt) 6 via the reinforcing member 17. In addition, the code | symbol 6a shown to FIGS. 2-4 is a hole in which the fastening member 6 is inserted.

また、放射状に設けられた各柱19の間隔は、円周方向で等間隔に構成することが好ましく、図2から図4に示す例では、それぞれ円周方向における各柱19の間隔は等しく構成され、すなわち円周方向(360°)で柱19の数を割った値の間隔とされている。つまり、図2に示す例では、その柱19の数は3本であるから120°間隔にその柱19が設けられている。   In addition, it is preferable that the intervals of each column 19 provided radially be configured at equal intervals in the circumferential direction, and in the example illustrated in FIGS. 2 to 4, the intervals of each column 19 in the circumferential direction are configured to be equal. That is, the distance between values obtained by dividing the number of columns 19 in the circumferential direction (360 °). That is, in the example shown in FIG. 2, the number of the pillars 19 is three, so the pillars 19 are provided at an interval of 120 °.

さらに、この発明の実施形態では、モータ1の極数に応じて、補強部材17における柱19の数を決定することが好ましい。図5は、8極モータを対象として補強部材17を設けた場合の振動と周波数との関係を示すものである。具体的には、8極モータを対象として、補強部材17なしの場合(図7の例)、補強部材17の柱19の本数が3本の場合(図2の例)、補強部材17の柱19の本数が8本の場合(図3の例)、補強部材17の柱19の本数が10本の場合(図4の例)のそれぞれの例を基に比較したものである。なお、図5における各ラインは、各例における補強部材17の柱19の本数に応じた振動の変化を示しており、縦軸にその振動を示し、横軸に周波数を示している。また、実線が補強部材17の柱19の本数が8本の場合の例を示し、破線が補強部材なしの場合の例を示し、一点鎖線が補強部材17の柱19の本数が10本の場合の例を示し、二点鎖線が補強部材17の柱19の本数が3本の場合の例を示している。   Furthermore, in the embodiment of the present invention, it is preferable to determine the number of columns 19 in the reinforcing member 17 in accordance with the number of poles of the motor 1. FIG. 5 shows the relationship between vibration and frequency when the reinforcing member 17 is provided for an 8-pole motor. Specifically, for an 8-pole motor without the reinforcing member 17 (example in FIG. 7), when the number of the columns 19 of the reinforcing member 17 is three (example in FIG. 2), the columns of the reinforcing member 17 In the case where the number of 19 is eight (example in FIG. 3), the case where the number of the columns 19 of the reinforcing member 17 is ten (example in FIG. 4) is compared based on each example. Each line in FIG. 5 shows a change in vibration according to the number of the columns 19 of the reinforcing member 17 in each example, the vertical axis shows the vibration, and the horizontal axis shows the frequency. The solid line shows an example where the number of columns 19 of the reinforcing member 17 is eight, the broken line shows an example where there is no reinforcing member, and the dashed dotted line shows when the number of columns 19 of the reinforcing member 17 is ten. An example of the case where the number of the columns 19 of the reinforcing member 17 is three is shown.

図5に示すように、所定の周波数αで振動の値がピークとなっている。このピーク地点において、補強部材17なしの場合、補強部材17の柱19の数が3本、8本、あるいは、10本の場合の各例について比較すると、破線で示す補強部材17なしの場合が、最も振動の値が大きいことが把握できる。そして、補強部材17の柱19の数が、10本、3本、8本の順で振動の値が小さくなり、つまり、この8極モータでは、ピーク地点での振動が、実線で示す補強部材17における柱19の数が8本の場合が最も小さい。この結果から、この発明の実施形態では、極数の数に一致した柱19を設けることが好ましく、したがって、8極モータの場合には8本の柱19を設けることが好ましい。   As shown in FIG. 5, the value of the vibration has a peak at a predetermined frequency α. At this peak point, when there are no reinforcing members 17, the number of columns 19 of the reinforcing members 17 is three, eight or ten. It can be understood that the vibration value is the largest. Then, the vibration value decreases in the order of ten, three, and eight columns 19 of the reinforcing member 17, that is, in this 8-pole motor, the reinforcing member indicated by the solid line in the vibration at the peak point. The case where the number of pillars 19 at 17 is eight is the smallest. From this result, in the embodiment of the present invention, it is preferable to provide pillars 19 corresponding to the number of poles, and in the case of an eight-pole motor, it is preferable to provide eight pillars 19.

つぎに、この発明の実施形態における作用について説明する。上述したように、図2から図4に示す例では、モータ1の振動を低減する補強部材17が設けられている。具体的には、その補強部材17は、軸線方向で連続するように設けられた円筒部18の内周側で、その円筒部18の開口部を部分的に閉じるように複数の柱19がセンターハブ21から半径方向に向けて設けられている。またその複数の柱19は、それぞれ一方の端部がセンターハブ21に連結され、他方の端部がステータコア7のうちのケーシング5とは反対側の端部(図2から図4の例では円筒部18)に連結されている。したがって、このようにケーシング5と反対側の端部とをセンターハブ21と複数の柱19とによって補強することにより、例えば各柱19からセンターハブ21側に向けて伝達される振動と、センターハブ21から各柱19に向けて伝達される振動とは、打ち消し合うのでその振動は低減される。つまり、上述した半径方向における振動を低減できる、そのため、モータ1のトルクによって発生する振動を低減することができる。   Next, the operation of the embodiment of the present invention will be described. As described above, in the examples shown in FIGS. 2 to 4, the reinforcing member 17 for reducing the vibration of the motor 1 is provided. Specifically, the reinforcing member 17 is provided on the inner peripheral side of the cylindrical portion 18 provided so as to be continuous in the axial direction, so that the plurality of pillars 19 are centered so as to partially close the opening of the cylindrical portion 18 It is provided radially from the hub 21. Each of the plurality of columns 19 has one end connected to the center hub 21 and the other end connected to the end of the stator core 7 opposite to the casing 5 (cylindrical in the example of FIGS. 2 to 4 Unit 18). Accordingly, by thus reinforcing the casing 5 and the end opposite to the casing 5 by the center hub 21 and the plurality of columns 19, for example, the vibration transmitted from each column 19 toward the center hub 21 and the center hub Since the vibrations transmitted from the point 21 to each column 19 cancel each other, the vibrations are reduced. That is, the vibration in the radial direction described above can be reduced, so that the vibration generated by the torque of the motor 1 can be reduced.

また、上述した各例では、複数の柱19が円周方向に放射状に均等な間隔で設けられている。そのため、センターハブ21が受けた振動が円周方向で均等に発散され、その振動と各柱19からセンターハブ21に伝達される振動とが打ち消し合うので、より振動を低減することができる。言い換えれば、そのように等間隔に各柱19を設けることにより、補強部材17全体としてのバランスを保つことができるから、振動を低減させつつ補強部材17、ならびに、ステータ3全体としての耐久性を向上させることができる。   Further, in each of the above-described examples, the plurality of columns 19 are provided at equal intervals radially in the circumferential direction. Therefore, the vibration received by the center hub 21 is uniformly dispersed in the circumferential direction, and the vibration and the vibration transmitted from each pillar 19 to the center hub 21 cancel each other, so that the vibration can be further reduced. In other words, by providing the respective columns 19 at equal intervals in such a manner, the balance as the entire reinforcing member 17 can be maintained, so the durability as the entire reinforcing member 17 and the stator 3 can be reduced while reducing the vibration. It can be improved.

また、上述した半径方向での振動や騒音を低減できることに加えて、同様の作用により、ステータ3の円周方向での振動(円環振動)をも低減することができる。そして、図5に示した実験結果に示すように、柱19の本数と極数とを一致させることにより、ピーク時の振動を低減できる。   Moreover, in addition to the ability to reduce the vibration and noise in the radial direction described above, the vibration (ring vibration) in the circumferential direction of the stator 3 can also be reduced by the same action. And as shown in the experimental result shown in FIG. 5, the vibration at the peak time can be reduced by matching the number of poles 19 with the number of poles.

以上、この発明の複数の実施形態について説明したが、この発明は上述した例に限定されないのであって、この発明の目的を達成する範囲で適宜変更してもよい。上述したように、補強部材17の柱19の数をモータ1の極数に一致させることが好ましい。一方、この柱19の本数は、その極数のN倍(すなわち倍数)の本数であってもよく、例えば8極モータの場合は、8本、16本、24本などでもよい。また、上述した例では、センターハブ21の形状が環状の円によって形成されていたものの、この形状は、図6に示すように、例えば8極モータであれば、その極数に応じた正八角形(あるいはN倍の形状)としてもよい。またそれに対応するように、柱19を介して連結される円筒部18の端面の形状も同様の形状としてよい。   As mentioned above, although several embodiment of this invention was described, this invention is not limited to the example mentioned above, Comprising: You may change suitably in the range which achieves the objective of this invention. As described above, it is preferable to make the number of columns 19 of the reinforcing member 17 correspond to the number of poles of the motor 1. On the other hand, the number of columns 19 may be N times (i.e., a multiple) of the number of poles, and may be 8, 16, 24 in the case of an 8-pole motor, for example. Further, in the above-described example, although the shape of the center hub 21 is formed by an annular circle, as shown in FIG. 6, for example, in the case of an 8-pole motor, this shape is a regular octagon according to the number of poles. (Or, N times the shape) may be used. Further, correspondingly, the shape of the end face of the cylindrical portion 18 connected via the column 19 may be similar.

さらに、上述した各例では、補強部材17は、ステータ3に連続して連結された円筒部18と、センターハブ21と、複数本の柱19とから構成したものの、これに限られず、例えば上記円筒部18を備えなくてもよい。つまり、上述した例のようにステータコア7から電磁コイル8が軸線方向に突出していないような場合には、ステータ3の一方側の開口部の一部を閉じるように補強部材17を構成すればよい。   Furthermore, in each of the examples described above, although the reinforcing member 17 is constituted by the cylindrical portion 18 continuously connected to the stator 3, the center hub 21, and the plurality of columns 19, it is not limited thereto. The cylindrical portion 18 may not be provided. That is, when the electromagnetic coil 8 does not protrude in the axial direction from the stator core 7 as in the above-described example, the reinforcing member 17 may be configured to close a part of the opening on one side of the stator 3 .

1…電動機(モータ・ジェネレータ)、 2…ロータ、 3…ステータ、 7…ステータコア、 8…コイル、 17…補強部材、 19…柱(スティフナ)、 20…ステータティース、 21…センターハブ、 O…中心軸線。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... motor (motor generator), 2 ... rotor, 3 ... stator, 7 ... stator core, 8 ... coil, 17 ... reinforcement member, 19 ... pillar (stiffener), 20 ... stator teeth, 21 ... center hub, O ... center Axis.

Claims (1)

円筒部と、前記円筒部の内側に向けて突出した複数のステータティースと、前記ステータティースに巻き掛けられたコイルとを有するステータと、前記円筒部の中心軸線を中心に回転するロータとを備え、前記円筒部における一方の端部が前記一方の端部を閉じるように固定部に締結された電動機において、
前記円筒部の中心軸線上に設けられた環状のハブと、
前記ハブに連結された複数の柱とを備え、
前記複数の柱は、一方の端部が前記ハブに連結され、他方の端部が前記円筒部における他方の端部に連結されている
ことを特徴とする電動機。
A stator having a cylindrical portion, a plurality of stator teeth projecting toward the inside of the cylindrical portion, a coil wound around the stator teeth, and a rotor rotating around a central axis of the cylindrical portion A motor in which one end of the cylindrical portion is fastened to the fixed portion so as to close the one end,
An annular hub provided on a central axis of the cylindrical portion;
And a plurality of columns connected to the hub;
The motor according to claim 1, wherein the plurality of columns have one end connected to the hub and the other end connected to the other end of the cylindrical portion.
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