JP2019129635A - Stator, rotary electric machine comprising the same, and vehicle comprising the rotary electric machine - Google Patents
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Abstract
Description
本発明の実施形態は、固定子を備える回転電機、および回転電機を備える車両に関する。 An embodiment of the present invention relates to a rotating electrical machine including a stator and a vehicle including the rotating electrical machine.
回転電機の一例として、シャフトに連結された回転子と、シャフトの周囲に配置された固定子とをシャフトの軸方向に隙間を介して対向配置したアキシャルギャップモータが知られている。固定子は、円盤状の非磁性の金属製の支持板と、支持板に支持されたコイルおよび複数の鉄心とを備えている。固定子の支持板は、磁束の発生方向に対して直交する方向に配置されている。そのため、回転電機の動作時において、支持板内部に大きな渦電流損が発生し、回転電機の損失増大や出力低減の要因となる。更に、渦縁流損により、回転電機の電気特性が劣化する。 As an example of a rotating electrical machine, an axial gap motor is known in which a rotor connected to a shaft and a stator disposed around the shaft are disposed opposite to each other in the axial direction of the shaft with a gap. The stator includes a disk-shaped nonmagnetic metal support plate, a coil supported by the support plate, and a plurality of iron cores. The support plate of the stator is disposed in a direction orthogonal to the direction of generation of the magnetic flux. Therefore, during operation of the rotating electrical machine, a large eddy current loss occurs inside the support plate, which causes an increase in loss of the rotating electrical machine and a reduction in output. Furthermore, the eddy current loss degrades the electrical characteristics of the rotating electrical machine.
本発明が解決しようとする課題は、損失の低減および出力向上を図ることが可能な固定子および回転電機を提供することにある。 The problem to be solved by the present invention is to provide a stator and a rotating electrical machine capable of reducing loss and improving output.
一実施形態に係る回転電機の固定子は、非磁性の金属で形成された支持板と、前記支持板に支持されたコイルと、前記支持板に支持された複数の鉄心と、を備え、前記支持板は、前記複数の鉄心間に位置する高抵抗領域を有している。 A stator of a rotating electrical machine according to an embodiment includes a support plate formed of a nonmagnetic metal, a coil supported by the support plate, and a plurality of iron cores supported by the support plate, The support plate has a high resistance area located between the plurality of iron cores.
以下、図面を参照しながら、この発明の実施形態について詳細に説明する。
なお、開示はあくまで一例にすぎず、当業者において、発明の主旨を保っての適宜変更であって容易に想到し得るものについては、当然に本発明の範囲に含有されるものである。また、図面は説明をより明確にするため、実際の態様に比べ、各部の幅、厚さ、形状等について模式的に表される場合があるが、あくまで一例であって、本発明の解釈を限定するものではない。また、本明細書と各図において、既出の図に関して前述したものと同様の要素には、同一の符号を付して、詳細な説明を適宜省略することがある。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
The disclosure is merely an example, and appropriate modifications which can be easily conceived by those skilled in the art without departing from the spirit of the invention are naturally included in the scope of the present invention. In addition, the drawings may be schematically represented as to the width, thickness, shape, etc. of each portion in comparison with the actual embodiment in order to clarify the description, but this is merely an example, and the interpretation of the present invention is not limited. It is not limited. In the specification and the drawings, the same elements as those described above with reference to the drawings already described may be denoted by the same reference numerals, and the detailed description may be appropriately omitted.
(第1の実施形態)
本実施形態においては、回転電機の一例としてアキシャルギャップモータを開示する。ただし、本実施形態に示す構造の一部は、他種の回転電機に適用することも可能である。
図1は、第1の実施形態に係るアキシャルギャップモータM(以下、モータMと称す)の外観構成の一例を概略的に示す斜視図である。モータMは、4つのハウジング10A,10B,10C,10Dと、3つの矩形状のフレーム20A,20B,20Cと、ハウジング10A、10Dに回転自在に支持された回転シャフトSと、を備えている。
First Embodiment
In the present embodiment, an axial gap motor is disclosed as an example of a rotating electrical machine. However, a part of the structure shown in the present embodiment can be applied to other types of rotating electrical machines.
FIG. 1 is a perspective view schematically showing an example of an appearance configuration of an axial gap motor M (hereinafter referred to as a motor M) according to a first embodiment. The motor M includes four
フレーム20Aは、ハウジング10A,10Bの間に配置されている。フレーム20Bは、ハウジング10B,10Cの間に配置されている。フレーム20Cは、ハウジング10C,10Dの間に配置されている。ハウジング10Aは有底筒状であり、開口した一端がフレーム20Aに連結されている。ハウジング10Bは筒状であり、一端がフレーム20Aに連結され、他端がフレーム20Bに連結されている。ハウジング10Cは筒状であり、一端がフレーム20Bに連結され、他端がフレーム20Cに連結されている。ハウジング10Dは有底筒状であり、開口した一端がフレーム20Cに連結されている。ハウジング10A、10Dの底壁には、複数の通気孔13、(14:図3に図示する)が形成されている。
The
フレーム20A〜20Cの4つの角部には、貫通孔Hが設けられている。モータMは、これら貫通孔Hを利用して、設置場所に固定することができる。図1においては、フレーム20A,20Cの下方の貫通孔Hを設置場所の取付具Fに連結した状態を示しているが、モータMの設置方法はこれに限定されない。
Through holes H are provided at the four corner portions of the
図2は、ハウジング内に配置されるモータMの構成要素を示す分解斜視図である。
図2に示すように、モータMは、ハウジング10A、10B、10C、10Dにそれぞれ収容される4つの回転子1A、1B、1C、1Dを備えている。また、モータMは、フレーム20Aを含む固定子2Aと、フレーム20Bを含む固定子2Bと、フレーム20Cを含む固定子2Cと、を備えている。
FIG. 2 is an exploded perspective view showing components of the motor M disposed in the housing.
As shown in FIG. 2, the motor M includes four
回転シャフトSは、回転子1A〜1Dおよび固定子2A〜2Cの中央に通される。回転子1A〜1Dは、それぞれ円盤状に形成され、回転シャフトSに同軸的に取り付けられる。また、固定子2A〜2Cは、それぞれ内孔を有する環状に形成され、回転シャフトSの周囲に配置されるとともに、それぞれフレーム20A〜20Cに支持されている。これにより、回転シャフトSの中心軸RXに沿って、回転子1A、固定子2A、回転子1B、固定子2B、回転子1C、固定子2C、回転子1Dが隙間を介して順に並んでいる。すなわち、固定子2Aの軸方向両側に、回転子1A、1Bが配置され、固定子2Aに軸方向のギャップを置いて対向する。固定子2Bの軸方向両側に、回転子1B、1Cが配置され、固定子2Bに軸方向のギャップを置いて対向する。固定子2Cの軸方向両側に、回転子1C、1Dが配置され、固定子2Cに軸方向のギャップを置いて対向する。
The rotating shaft S is passed through the centers of the
回転子1A〜1Dの各々は、非磁性の金属で形成された円盤状の支持板11と、支持板11に取付けられた複数の永久磁石12と、支持板11に固定され永久磁石12と係合した複数の鉄心13と、を備えている。支持板11は、回転シャフトSに同軸に取り付けられる。鉄心13は、例えば鉄などの強磁性体の粉末を圧縮して固めた圧粉磁心で形成されている。永久磁石12および鉄心13は、回転シャフトSを中心として放射状に延びる長尺な形状を有している。永久磁石12および鉄心13は、回転シャフトSを中心とした周方向に交互に配列されている。各永久磁石12は、支持板11の周方向に沿って着磁されている。すなわち、各永久磁石12は、周方向にS極、N極が並ぶよう着磁されている。更に、周方向に隣合う永久磁石12は、一方の永久磁石12のS極と他方の永久磁石12のS極とが向合うように、また、一方の永久磁石12のN極と他方の永久磁石12のN極とが向合うように、配置されている。
Each of the
回転子1Aにおいては、固定子2Aと対向する支持板11の一面のみに、永久磁石12および鉄心13が配置されている。それぞれ2つの固定子間に配置される回転子1B、1Cにおいては、支持板11の両面に永久磁石12および鉄心13が配置されている。回転子1Dにおいては、固定子2Cと対向する支持板11の一面にのみ、永久磁石12および鉄心13が配置されている。これにより、回転子1A〜1Dの永久磁石12および鉄心13は、対応する固定子2A〜2Dに隙間を置いて対向する。更に、回転子1A〜1Dの永久磁石12は、固定子2A、2B、2Cを挟んで各固定子の両側に位置する永久磁石の磁力方向が互いに逆向きとなるように配置されている。固定子2A、2B、2Cの構成については後述する。
In the
図3は、モータMの断面図である。この図に示すように、回転シャフトSは、ハウジング10A〜10Dおよびフレーム20A〜20Cに挿通され、ハウジング10Aないし10Dと同軸的に配置されている。回転シャフトSの軸方向一端部は、ベアリング12Aを介してハウジング10Aの底壁に回転自在に支持されている。回転シャフトSの軸方向一端部は、ハウジング10Aの底壁を貫通して外方に延出している。回転シャフトSの軸方向他端部は、ベアリング12Bを介してハウジング10Dの底壁に回転自在に支持されている。回転シャフトSの他端部は、ハウジング10Dの底壁を貫通して外方に延出している。なお、回転シャフトSは、軸方向両端部がハウジング10Dの外方に突出する構成に限らず、少なくとも一方の軸方向端部が外方に突出していればよい。
FIG. 3 is a cross-sectional view of the motor M. As shown in this figure, the rotation shaft S is inserted through the
回転シャフトSは、回転子1A〜1Dおよび固定子2A〜2Cの中央に挿通されている。回転子1A〜1Dの支持板11は、それぞれ回転シャフトSに同軸的に取り付けられている。また、固定子2A〜2Cは、それぞれ回転シャフトSの周囲に同軸に配置されている。固定子2A〜2Cの外周部はそれぞれフレーム20A〜20Cを介してハウジング10A〜10Dに固定されている。これにより、回転シャフトSの中心軸RXに沿って、回転子1A、固定子2A、回転子1B、固定子2B、回転子1C、固定子2C、回転子1Dが隙間を介して順に並んでいる。すなわち、固定子2Aの軸方向両側に、回転子1A、1Bが配置され、固定子2Aに軸方向のギャップを置いて対向している。固定子2Bの軸方向両側に、回転子1B、1Cが配置され、固定子2Bに軸方向のギャップを置いて対向している。固定子2Cの軸方向両側に、回転子1C、1Dが配置され、固定子2Cに軸方向のギャップを置いて対向している。これにより、回転子1A〜1Dの永久磁石12および鉄心13は、対応する固定子2A〜2Dに軸方向のギャップを置いて対向している。
The rotating shaft S is inserted through the centers of the
固定子2Aは、円盤状の第1支持板3と、第2支持板4とを備えている。第1支持板3および第2支持板4は、互いに所定の間隔を置いて対向しているとともに、回転シャフトSと同軸的に配置されている、第1および第2支持板3,4の外周部は、フレーム20Aに固定されている。
固定子2Aは、第1および第2支持板3、4の間に配置された複数の第1鉄心81と、複数の第2鉄心82と、複数の第3鉄心83と、第1コイル91と、第2コイル92とを備えている。第1鉄心81、第2鉄心82および第3鉄心83は、回転シャフトSに対して径方向に順に並んでいる。第1コイル91は回転シャフトSと同軸に配置され、第1鉄心81と第2鉄心82の間に位置している。第2コイル92は回転シャフトSと同軸に配置され、第2鉄心82と第3鉄心83の間に位置している。各鉄心81〜83は、両端面が第1および第2支持板3、4からそれぞれ露出し、回転子1A、1Bと対向している。
The
The
第1および第2コイル91、92に電流を流すと、破線および矢印で示したように、各コイル91、92の周囲に磁束が発生する。各鉄心81〜83を通る磁束は、回転シャフトSと概ね平行である。これらの磁束が回転子1A、1Bの永久磁石12の磁石磁束と相互作用し、回転子1A、1Bおよび回転シャフトSが回転する。
固定子2B,2Cは、上記固定子2Aと同様に構成されている。そして、固定子2B,2Cにおいても同様の磁束が発生する。すなわち、本実施形態のモータMは、2つの回転子の間に固定子を配置した構造を3層備えている。固定子2A〜2Cの各コイル91,92には、それぞれ3相交流が供給される。
When current is applied to the first and
The stators 2B and 2C are configured in the same manner as the
次に、固定子2Aの構成をより詳細に説明する。固定子2B、2Cについては、固定子2Aと同様の構造を有するため、詳細な説明を省略する。
図4は、固定子を分解して示す固定子の分解斜視図である。図4に示すように、固定子2Aは、上述した第1支持板3、第2支持板4、フレーム20A、複数の第1鉄心81、複数の第2鉄心82、複数の第3鉄心83、第1コイル91および第2コイル92を備えている。さらに、固定子2Aは、第1押え部材5A、5Bと、第2押え部材6A、6Bと、第3押え部材7A、7Bと、を備えている。第1ないし第3押え部材は、非磁性かつ非導電性の材料で形成することが好ましく、例えば各種のプラスチックで形成することができる。
第1および第2支持板3、4は、剛性があり変形し難い必要があるため、非磁性の金属、例えば、ステンレス(SUS)等の金属板で形成されている。第1支持板3および第2支持板4は、互いに隙間を置いてほぼ平行にかつ同軸に対向配置される。他の構成部材は、第1支持板3と第2支持板4との間に配置および支持される。
Next, the configuration of the
FIG. 4 is an exploded perspective view of the stator showing the stator in an exploded manner. As shown in FIG. 4, the
Since the first and
第1および第2支持板3,4の間で、複数の第1鉄心81は、中心軸RXを中心とした第1円周C1に沿って配列される。複数の第2鉄心82は、中心軸RXを中心とし、かつ第1円周C1よりも小さい半径の第2円周C2に沿って配列される。複数の第3鉄心83は、中心軸RXを中心とし、かつ第2円周C2よりも小さい半径の第3円周C3に沿って配列される。第1鉄心81の周方向における配置間隔は一定であってもよいし、少なくとも一部において異なってもよい。第2鉄心82および第3鉄心83についても同様である。
Between the first and
第1コイル91および第2コイル92は環状であり、中心軸RXを中心として同心円状に配置されている。第2コイル92の半径は、第1コイル91の半径よりも小さい。第1コイル91および第2コイル92は、中心軸RXを中心とした周方向に素線を巻回して構成されている。第1コイル91および第2コイル92の各々において、例えば素線は軸方向に扁平であり、中心軸RXと平行な軸方向および回転シャフトSを中心とした径方向に複数段重ねられている。
The
第2支持板4は、中心軸RXを中心とした円形板であり、回転シャフトSを挿通するための円形の中央開口40と、第1鉄心81の端部がそれぞれ隙間を持って挿通されて露出する複数の第1開口41と、第2鉄心82の端部がそれぞれ隙間を持って挿通されて露出する複数の第2開口42と、第3鉄心83の端部がそれぞれ隙間を持って挿通されて露出する複数の第3開口43とを有している。第1開口41は、上記第1円周C1に沿って互いに間隔を置いて配列されている。複数の第2開口42は、第1円周C1よりも小さい半径の第2円周C2に沿って互いに間隔を置いて配列されている。複数の第3開口43は、第2円周C2よりも小さい半径の第3円周C3に沿って互いに間隔を置いて配列されている。
第2支持板4は、外周縁に沿って設けられた複数の孔44と、中央開口40に沿って設けられた複数の孔45と、第2コイル92の素線を引き出すためのスリット46と、少なくとも2つの位置決め孔47とを有している。
The
The
第2支持板4は、この支持板に発生する渦電流損の経路を規制あるいは遮断する高抵抗領域を有している。本実施形態では、高抵抗領域は、第2支持板4の径方向に延在する複数のスリットを有している。例えば、第2支持板4は、各第1開口41から支持板4の外周縁まで延在した第1スリット48Aと、第2開口42から第1開口41まで延在した第2スリット48Bと、第3開口43から第2開口42まで延在する第3スリット48Cと、を有している。第1、第2、第3スリット48A、48B、48Cは、全組の第1、第2、第3開口41、42、43に対応して設けられている。更に、第2支持板4は、第2支持板4の内周縁から外周縁まで連続して延びる少なくとも1つの連続スリット49を有している。なお、高抵抗領域は、スリットに限らず溝で構成してもよい。すなわち、第1、第2、第3スリットおよび連続スリットに代えて、第1溝、第2溝、第3溝および連続溝を形成してもよい。
The
第1支持板3は第2支持板4と概ね同様の形状および構成であり、中央開口30と、複数の第1開口31と、複数の第2開口32と、複数の第3開口33とを有している。第1支持板3は、外周縁に沿って設けられた複数の孔34と、中央開口30に沿って設けられた複数の孔35と、少なくとも2つの位置決め孔37とを有している。更に、第1支持板3は、高抵抗領域を構成する複数の第1、第2、第3スリット38A、38B、38C、および第1支持板3の内周縁から外周縁まで連続して延びる少なくとも1つの連続スリット39を有している。これら第1、第2、第3スリット38A、38B、38C、および連続スリット39に代えて、溝を用いてもよい。
The
第1押え部材5A,5Bは、例えば外径が各支持板3,4の外径と等しい環状である。第1押え部材5A,5Bは、複数の第1鉄心81と同じピッチで並ぶ複数のノッチ50を内周側に有している。さらに、第1押え部材5A,5Bは、隣り合うノッチ50の間に設けられた複数の孔51と、外周縁に沿って設けられた複数の孔52と、少なくとも2つの位置決め孔53とを有している。第1押え部材5Aの孔51には雌ねじが設けられている。
複数の第2押え部材6A,6Bは、複数の第2鉄心82と同じピッチで環状に並んでいる。第2押え部材6A,6Bは、孔61を有している。第2押え部材6Aの孔61には雌ねじが設けられている。
第3押え部材7A,7Bは、例えば内径が各支持板3,4の中央開口30,40の径と等しい環状である。第3押え部材7A,7Bは、複数の第3鉄心83と同じピッチで並ぶ複数のノッチ70を外周側に有している。更に、第3押え部材7A,7Bは、隣り合うノッチ70の間に設けられた複数の孔71と、内周縁に沿って設けられた複数の孔72とを有している。第3押え部材7Aの孔71には雌ねじが設けられている。
The first
The plurality of second
The third
フレーム20Aは、各支持板3,4の外径よりも小さくかつ第1押え部材5A,5Bの外径よりも大きい径の円形の開口21を有している。フレーム20Aは、開口21の周縁に環状の段差部22を有している。段差部22は、第1支持板3の側および第2支持板4の側の双方に設けられている。さらに、フレーム20Aは、段差部22に設けられた複数の孔23と、少なくとも2つの位置決め孔24とを有している。
上述の各円周C1〜C3、各支持板3,4の外周、各中央開口30,40、フレーム20の開口21および各コイル91,92等は、中心軸RXを中心とした同心円状である。
The
The circumferences C1 to C3 described above, the outer circumferences of the
図5は、第1鉄心81を拡大して示す概略的な斜視図である。図中のXは中心軸RXと平行な軸方向であり、Rは中心軸RXを中心とした径方向であり、Cは中心軸AXを中心とした周方向である。
第1鉄心81は、鉄心本体81aと、一対の鍔部81bとを有している。鉄心本体81aは、例えば直方体である。一対の鍔部81bは、鉄心本体81aの周方向Cにおける両側面F11,F12から突出している。図示の例では、一対の鍔部81bの各々は、側面F11,F12の径方向Rにおける両端間の全体に亘って設けられている。すなわち、鍔部81bの径方向Rにおける幅と鉄心本体81aの径方向Rにおける幅とが一致している。鍔部81bの周方向Cにおける幅は、鉄心本体81aの周方向Cにおける幅よりも小さい。
FIG. 5 is a schematic perspective view showing the
The
第1鉄心81は、径方向Rに積層された複数の電磁鋼板810により構成することができる。各電磁鋼板810は、鉄心本体81aに対応する第1部分810aと、各鍔部81bに対応する一対の第2部分810bとを有している。電磁鋼板810は、圧延方向(磁化容易方向)Dにおいて優れた電磁特性を有する方向性電磁鋼板である。圧延方向Dは、例えば軸方向Xと平行である。この場合、圧延方向Dが図3に示した第1鉄心81を通る磁束の方向と一致する。
積層された電磁鋼板810は、各鍔部81b(各第2部分810b)において互いに固定することができる。例えば、各鍔部81bと重畳する一対の固定位置81cにおいて、かしめや鋲打ちにより複数枚の電磁鋼板810を互いに固定してもよい。各鍔部81bで電磁鋼板810を固定すると、鉄心本体81aは変形しないので、鉄心本体81aの電磁特性を良好に保つことができる。
The
The laminated
積層された電磁鋼板810は、接着材により固定されてもよいし、樹脂に含浸した後に当該樹脂を硬化させることで固定されてもよい。これらの場合には、電磁鋼板810が変形しないので、第1鉄心81の電磁特性が全体的に良好となる。また、積層された電磁鋼板810を溶接により固定することもできる。この場合には、第1鉄心81の製造が容易である。
なお、電磁鋼板810の圧延方向Dは、軸方向Xと厳密に一致する必要はなく、軸方向Xと一定の鋭角(例えば10°以下の角度)で交わってもよい。また、電磁鋼板810は、無方向性電磁鋼板であってもよい。更に、第1鉄心81は、強磁性体の粉末を圧縮して固めた圧粉磁心で形成してもよい。
図4に示したように、第2鉄心82および第3鉄心83は、上述した第1鉄心81と同様に、直方体形状の鉄心本体82a、83aと、鉄心本体の両側面から突出した一対の鍔部82b、83bと、を有している。第2鉄心82および第3鉄心83は、それぞれ電磁鋼板の積層体で構成することができる。なお、第1、第2、第3鉄心82、83、84は、それぞれ表面全体を樹脂等でコーティングすることにより、電気的に絶縁される。
The laminated
Note that the rolling direction D of the
As shown in FIG. 4, the
図6は、一部を破断して示す固定子の平面図、図7は、図6の線B−Bに沿った固定子の断面図、図8は、図6の線C−Cに沿った固定子の断面図である。
図6および図7に示すように、第1支持板3および第2支持板4の外周部は、フレーム20Aの内周側段部22を間に挟んで、互いに固定されている。ここでは、第1支持板3および第2支持板4の外周部の複数個所は、第1支持板3の孔44に挿通されたボルトB1とボルトB1にねじ込まれたナットN1とにより段差部22に共締めされている。また、第1支持板3および第2支持板4の内周部の複数個所は、ボルトB2およびナットN2により、互いに固定されている。これにより、第1支持板3および第2支持板4は、所定の間隔をおいて、互いに平行に対向している。第1支持板3の第1開口31、第2開口32、第3開口33は、それぞれ第2支持板4の第1開口41、第2開口42、第3開口43に対向している。
6 is a plan view of the stator shown with a part broken away, FIG. 7 is a cross-sectional view of the stator along the line BB in FIG. 6, and FIG. 8 is along the line CC in FIG. It is a cross-sectional view of the stator.
As shown in FIGS. 6 and 7, the outer peripheral portions of the
第1支持板3と第2支持板4との間に配置された複数の第1鉄心81は、それぞれ鉄心本体81aの両端部が第1支持板3の第1開口31および第2支持板4の第1開口41に隙間を置いて挿通され開口内に露出している。これにより、鉄心本体81aの両端面は、第1支持板3の表面および第2支持板4の表面にそれぞれ露出し、これらの表面とほぼ面一に位置している。複数の第2鉄心82は、それぞれ鉄心本体82aの両端部が第1支持板3の第2開口32および第2支持板4の第2開口42に隙間を置いて挿通され開口内に露出している。これにより、鉄心本体82aの両端面は、第1支持板3の表面および第2支持板4の表面にそれぞれ露出し、これらの表面とほぼ面一に位置している。更に、複数の第3鉄心83は、それぞれ鉄心本体83aの両端部が第1支持板3の第2開口32および第2支持板4の第2開口42に隙間を置いて挿通され開口内に露出している。これにより、鉄心本体83aの両端面は、第1支持板3の表面および第2支持板4の表面にそれぞれ露出し、これらの表面とほぼ面一に位置している。
The plurality of
第1押え部材5A、5Bは、互いに対向した状態で第1支持板3と第2支持板4との間に配置されている。第1押え部材5Aの孔32および第1押え部材5Bの孔52に前述したボルトB1が挿通されている。これにより、第1押え部材5A、5Bは、第1支持板3および第2支持板4に対して位置決めされている。第1押え部材5Aのノッチ50および第1押え部材5Bのノッチ50は、互いに対向しているとともに、それぞれ第1支持板3の第1開口31および第2支持板4の第1開口41に対向している。更に、図8に示すように、第1押え部材5Aおよび第2押え部材5Bは、それぞれ押え部材5A、5Bの孔51にねじ込まれたねじS1により、互いに締結されている。
The first
図6および図8に示すように、第2押え部材6A、6Bは、互いに対向した状態で第1支持板3と第2支持板4との間に配置されている。第2押え部材6A、6Bは、隣合う2つの第2鉄心82の間に配置されている。第2押え部材6A、6Bは、第2押え部材6Bの孔61に挿通され第2押え部材6Aの孔61にねじ込まれたねじS2により互いに締結されている。
第3押え部材7A、7Bは、互いに対向した状態で第1支持板3と第2支持板4との間に配置されている。第3押え部材7Aの孔72および第3押え部材7Bの孔72に前述したボルトB2(図7参照)が挿通されている。これにより、第3押え部材7A、7Bは、第1支持板3および第2支持板4に対して、中央開口30、40の周囲の位置に位置決めされている。第3押え部材7Aのノッチ70および第3押え部材7Bのノッチ70は、互いに対向しているとともに、それぞれ第1支持板3の第3開口33および第2支持板4の第3開口43に対向している。更に、第3押え部材7Aおよび第3押え部材7Bは、それぞれ押え部材7A、7Bの孔71にねじ込まれたねじS3により、互いに締結されている。
As shown in FIGS. 6 and 8, the second
The third
図9は、第2支持板4を省略して示す固定子の斜視図、図10は、図6の線D−Dに沿った第1鉄心部分の断面図である。
図9に示すように、複数の第1鉄心81の鉄心本体81aは、それぞれ第1押え部材5A、5Bのノッチ50に嵌り込んでいる。図9および図10に示すように、第1鉄心81の一対の鍔部81bは、それぞれ第1押え部材5Aと第1押え部材5Bとの間に挟まれている。このように、複数の第1鉄心81は、それぞれ第1押え部材5A、5Bにより押えられ、円周方向の移動および軸方向の移動が規制されている。
FIG. 9 is a perspective view of the stator with the
As shown in FIG. 9, the
図9に示すように、複数の第2鉄心82の鉄心本体82aは、円周方向の両側に配置された第2押え部材6A、6Bの間に挟まれている。また、第2鉄心82の各鍔部82bは、第2押え部材6Aと第2押え部材6Bと間に挟まれている。このように、複数の第1鉄心82は、それぞれ第1押え部材6A、6Bにより押えられ、円周方向の移動および軸方向の移動が規制されている。
複数の第3鉄心83の鉄心本体83aは、それぞれ第3押え部材7A、7Bのノッチ70に嵌り込んでいる。また、第3鉄心83の一対の鍔部83bは、それぞれ第3押え部材7Aと第3押え部材7Bとの間に挟まれている。このように、複数の第3鉄心83は、それぞれ第3押え部材7A、7Bにより押えられ、円周方向の移動および軸方向の移動が規制されている。
上記のように第1ないし第3押え部材により位置決め固定された第1鉄心81、第2鉄心82、第3鉄心83は、図6に示すように、中心軸RXを中心とした周方向において、例えば電気角で120°に相当する角度ずつ互いにずれて位置している。
As shown in FIG. 9, the
The
The
図6および図9に示すように、第1コイル91は、第1支持板3および第2支持板4と同軸的に配置され、第1鉄心81と第2鉄心82との間に位置している。また、第1コイル91は、第1支持板3と第2支持板4との間に保持されている。第1コイル91の一対のリード端部91aは、第1支持板3のスリット46およびフレーム20Aの孔を通して、フレーム20Aの外方に引出されている。
第2コイル92は、第1支持板3および第2支持板4と同軸的に配置され、第2鉄心82と第3鉄心83との間に位置している。また、第2コイル92は、第1支持板3と第2支持板との間に保持されている。第2コイル92の一対のリード端部92aは、第2支持板4のスリット46およびフレーム20Aの孔を通して、フレーム20Aの外方に引出されている。
外方に引き出されたリード端部91a、92aは、外部で、他の固定子(2B、2C)から引き出されたリード端部と結合され、Y結線される。
As shown in FIGS. 6 and 9, the
The
The
上記構成の固定子2Aに、例えば、熱硬化性の樹脂を充填し、各構成部材の表面を樹脂でモールドするようにしてもよい。例えば、真空雰囲気において、固定子2Aの中央開口30,40の近傍などから第1支持板3と第2支持板4の間に樹脂を充填する。充填された樹脂は、固定子2Aの内部において近接する要素同士の隙間を満たす。樹脂を完全に硬化させる前に、固定子2Aを重力方向に立てた状態で回転させることが好ましい。これにより、固定子2Aの外面および内部の樹脂が流れて均一化され、かつ余分な樹脂を落とすことができる。
The
以上のように構成された固定子2A,2B、2Cを有するモータMによれば、固定子の支持板3、4を剛性の高い金属板で構成しているにも係らず、これらの支持板3、4に高抵抗領域として機能する第1、第2、第3スリット48A、48B、48C、および連続スリット49を設けることにより、動作時に支持板3、4に発生する渦流損の経路をこれらのスリットにより遮断し、渦電流損の発生を抑制することができる。これにより、モータMの損失低減および出力向上を図ることが可能となる。
なお、前述したように、高抵抗領域は、スリットに代えて、溝で構成してもよい。すなわち、支持板に第1溝、第2溝、第3溝、および連続溝を設ける構成としてもよい。溝を用いる場合、スリットを設ける場合に比較して、支持板の機械的強度を上げることができる。
According to the motor M having the
As described above, the high resistance region may be constituted by a groove instead of the slit. That is, the support plate may be provided with the first groove, the second groove, the third groove, and the continuous groove. When the groove is used, the mechanical strength of the support plate can be increased as compared with the case where the slit is provided.
本実施形態に係るモータMの適用例を説明する。モータMは、例えば、図17に示すように、鉄道車両100の主電動機に適用することができる。鉄道車両100は、車体110と、車体110の下方に配置された台車120と、駆動装置130と、車体110の上部に配置されたパンタグラフ140とを備えている。図示した例では、車体110に対して台車120およびパンタグラフ140が2つずつ設けられ、各台車120に駆動装置130が2つずつ設けられている。
台車120は、台車フレーム121と、台車フレーム121に取り付けられた複数の車輪122と、台車フレーム121と車体110の間に配置された空気ばね123とを備えている。駆動装置130は、主電動機としてモータMと、モータMを制御する制御装置を備えている。モータMの回転シャフトSの両軸端は、それぞれ車輪122に直接的に連結されている。パンタグラフ140は、架線150と接触している。パンタグラフ140を介して架線150から取り込まれる電力は駆動装置130に供給され、この電力によりモータMが回転する。このような車輪12をダイレクトドライブするモータMを用いることにより、伝動装置を使用する場合と比較して、駆動力の伝達ロスが低減し、エネルギ効率が向上するとともに、車両の小型化が可能となる。
なお、本実施形態に係るモータMは、鉄道車両だけでなく、回転動力を要する種々の装置に適用することができる。
An application example of the motor M according to the present embodiment will be described. The motor M can be applied to the main motor of the
The
The motor M according to the present embodiment can be applied not only to railway vehicles but also to various devices that require rotational power.
次に、他の実施形態に係る回転電機の固定子について説明する。なお、以下に説明する他の実施形態において、前述した第1の実施形態と同一の部分には、同一の参照符号を付してその詳細な説明を省略あるいは簡略化し、第1の実施形態と異なる部分を中心に詳しく説明する。
(第2の実施形態)
図11は、第2の実施形態に係る回転電機の固定子を一部破断して示す平面図である。
前述した第1の実施形態では、高抵抗領域を構成する複数のスリットは、支持板の径方向に延びているのに対して、第2の実施形態では、複数のスリットは、支持板の周方向に延在している。
Next, a stator of a rotating electrical machine according to another embodiment will be described. In the other embodiments described below, the same parts as those in the first embodiment described above are denoted by the same reference numerals, and the detailed description thereof is omitted or simplified. The details will be described focusing on the different parts.
Second Embodiment
FIG. 11 is a plan view showing the stator of the rotary electric machine according to the second embodiment with a part broken.
In the first embodiment described above, the plurality of slits constituting the high resistance region extend in the radial direction of the support plate, whereas in the second embodiment, the plurality of slits form the periphery of the support plate It extends in the direction.
詳細には、図11に示すように、固定子2Aの第2支持板4は、この支持板に発生する渦電流損の経路を規制あるいは遮断する高抵抗領域を有している。本実施形態では、高抵抗領域は、第2支持板4の周方向に延在する複数のスリットを有している。例えば、第2支持板4は、それぞれ第1開口41から隣の第1開口41まで周方向に沿って延在する複数の第1スリット48Aと、それぞれ第2開口42から隣の第2開口42まで周方向に沿って延在する複数の第2スリット48Bと、それぞれ第3開口43から隣の第3開口43まで周方向に沿って延在する複数の第3スリット48Cと、を有している。このように、各第1スリット48Aは、隣合う2つの第1開口41間、すなわち、それぞれ第1開口41に係合する2つの第1鉄心81間、に設けられている。各第2スリット48Bは、隣合う2つの第2開口42間、すなわち、それぞれ第2開口42に係合する2つの第2鉄心82間、に設けられている。各第3スリット48Cは、隣合う2つの第3開口43間、すなわち、それぞれ第3開口43に係合する2つの第3鉄心81間、に設けられている。更に、第2支持板4の高抵抗領域は、第2支持板4の内周縁から外周縁まで連続して延びる少なくとも1つの連続スリット49を有している。
In detail, as shown in FIG. 11, the
本実施形態では、第1、第2、第3スリット48A、48B、48Cは、全ての第1開口間、全ての第2開口間、および全ての第3開口間にそれぞれ設けられているが、これに限らず、第1、第2、第3スリット48A、48B、48Cは、それぞれ1つあるいは複数を省略するようにしてもよい。また、高抵抗領域は、スリットに限らず溝で構成してもよい。すなわち、第1、第2、第3スリットおよび連続スリットに代えて、第1溝、第2溝、第3溝および連続溝を形成してもよい。
In the present embodiment, the first, second, and
固定子2Aの第1支持板3は、上述した第2支持板4と概ね同様の形状および構成を有している。固定子2Aの他の構成は、前述した第1の実施形態に係る固定子と同様である。
以上のように構成された第2の実施形態によれば、支持板に円周方向に延在する複数のスリットを設けることで、金属製の支持板に発生する渦電流損の経路を遮断し、渦電流損の発生を抑制することができる。これにより、回転電機の損失低減および出力向上を図ることができる。
The
According to the second embodiment configured as described above, by providing a plurality of slits extending in the circumferential direction in the support plate, the path of eddy current loss generated in the metal support plate is blocked. Generation of eddy current loss can be suppressed. Thereby, loss reduction and output improvement of a rotary electric machine can be aimed at.
(第3の実施形態)
図12は、第3の実施形態に係る回転電機の固定子を一部破断して示す平面図、図13は、固定子の断面図である。
本実施形態によれば、固定子2Aの第1支持板3および第2支持板4は、それぞれ複数枚、例えば、3枚の板を積層した積層板により形成している。図13に示すように、第1支持板3は、第1板55A、第2板55B、第3板55Cを有し、これらの板を順に積層した積層板により構成されている。第1板55A、第2板55B、第3板55Cはいずれもステンレス等の非磁性の金属板を用いている。同様に、第2支持板4は、第1板57A、第2板57B、第3板57Cを有し、これらの板を順に積層した積層板により構成されている。本実施形態において、第1板57A、第2板57B、第3板57Cはいずれもステンレス等の非磁性の金属板を用いている。第1支持板3および第2支持板4は、第3板55cおよび第3板57Cが互いに対向した状態に配置されている。これにより、第1支持板3の第1板55Aおよび第2支持板4の第1板57Aが固定子2の外面側に位置している。
隣り合う板の間、すなわち、第1板57Aと第2板57Bとの間、第2板57Bと第3板57Cとの間には、図示しない絶縁層、例えば、樹脂コーティングが設けられ、板間を電気的に絶縁している。
Third Embodiment
FIG. 12 is a plan view showing a partially broken stator of a rotary electric machine according to a third embodiment, and FIG. 13 is a cross-sectional view of the stator.
According to this embodiment, the
An insulating layer (not shown), for example, a resin coating, is provided between adjacent plates, that is, between the
第2支持板4を代表して、その構成を説明する。図12および図13に示すように、第2支持板4は、それぞれ貫通形成された複数の第1開口41、複数の第2開口42、および複数の開口43を有している。各第1開口41には第1鉄心81の一端部が隙間を持って挿通されて露出している。各第2開口42には第2鉄心82の一端部が隙間を持って挿通されて露出している。各第3開口43には第3鉄心83の一端部が隙間を持って挿通されて露出している。
The configuration of the
図12に示すように、第2支持板4の第1板57Aは、高抵抗領域を構成する複数の第1スリット48A、複数の第2スリット48B、複数の第3スリット48C、および少なくとも1つの連続溝49を有している。第1スリット48Aは、第1開口41から第1板57Aの外周縁まで延在している。第2スリット48Bは、第2開口42から第1開口41まで延在している。第3スリット48Cは、第3開口43から第2開口42まで延在している。第1、第2、第3スリット48A、48B、48Cは、全組の第1、第2、第3開口41、42、43に対応して設けられている。少なくとも1つの連続スリット49は、第1板57Aの内周縁から外周縁まで連続して延びている。
As shown in FIG. 12, the
第2支持板4の第2板57Bは、高抵抗領域を構成する複数の第4スリット48D、複数の第5スリット48E、複数の第6スリット48Fを有している。図12に破線で示すように、各第4スリット48Dは、第1開口41から第2板57Bの外周縁まで延在している。第5スリット48Eは、第2開口42から第1開口41まで延在している。第6スリット48Fは、第3開口43から第2開口42まで延在している。第4、第5、第6スリット48D、48E、48Fは、全組の第1、第2、第3開口41、42、43に対応して設けられている。各第4スリット48D、第5スリット48E、第6スリット48Fは、第1板57Aの第1スリット48A、第2スリット48B、および第3スリット48Cに対して、支持板4の円周方向にずれた位置に設けられている。すなわち、第4スリット48D、第5スリット48E、第6スリット48Fは、第1スリット48A、第2スリット48B、および第3スリット48Cと重ならない位置に設けられている。
The
第2支持板4の第3板57Cは、高抵抗領域を構成する図示しない第7スリット、複数の第8スリット、複数の第9スリットを有している。各第7スリットは、第1開口41から第3板57Cの外周縁まで延在している。第8スリットは、第2開口42から第1開口41まで延在している。第9スリットは、第3開口43から第2開口42まで延在している。第7、第8、第9スリットは、全組の第1、第2、第3開口41、42、43に対応して設けられている。各第7スリット、第8スリット、第9スリットは、第1板57Aの第1スリット48A、第2スリット48B、および第3スリット48Cに対して、また、第2板57Bの第4スリット48D、第5スリット48E、第6スリット48Fに対して、支持板4の円周方向にずれた位置に設けられている。すなわち、第7スリット、第8スリット、第9スリットは、第1〜第6スリットと重ならない位置に設けられている。
The
以上のように、第2支持板4は、それぞれ複数のスリットが設けられた第1板57A、第2板57B、第3板57Dをある間隔でスリット位置をずらして積層することにより構成されている。固定子2Aの第1支持板3は、上述した第2支持板4と概ね同様の形状および構成を有している。固定子2Aの他の構成は、前述した第1の実施形態に係る固定子と同様である。
以上のように構成された第3の実施形態によれば、固定子の支持板に、高抵抗領域として機能する複数のスリットを設けることで、金属製の支持板に発生する渦電流損の経路を遮断し、渦電流損の発生を抑制することができる。これにより、回転電機の損失低減および出力向上を図る。また、本実施形態によれば、それぞれ複数のスリットが設けられた複数枚の板をスリット位置をずらして積層して支持板を構成することにより、支持板の機械的強度が向上する。
なお、本実施形態において、高抵抗領域は、スリットに限らず溝で構成してもよい。すなわち、第1、第2、第3、第4、第5スリットおよび連続スリットに代えて、第1溝、第2溝、第3溝、第4溝、第5溝および連続溝を形成してもよい。支持板は、3枚板に限らず、2枚あるいは3枚以上の板を積層して構成してもよい。
As described above, the
According to the third embodiment configured as described above, by providing a plurality of slits functioning as a high resistance region in the stator support plate, a path of eddy current loss generated in the metal support plate. To reduce the occurrence of eddy current loss. By this, loss reduction and output improvement of the rotating electrical machine are achieved. Further, according to the present embodiment, the mechanical strength of the support plate is improved by forming the support plate by laminating a plurality of plates each provided with a plurality of slits while shifting the slit position.
In the present embodiment, the high resistance region is not limited to the slit but may be a groove. That is, in place of the first, second, third, fourth and fifth slits and the continuous slit, the first groove, the second groove, the third groove, the fourth groove, the fifth groove and the continuous groove are formed. It is also good. The support plate is not limited to three plates, and may be formed by stacking two or three or more plates.
(第4の実施形態)
図14は、第4の実施形態に係る回転電機の固定子の断面図である。
前述した第3の実施形態と同様に、固定子2Aの第1支持板3および第2支持板4は、それぞれ複数枚、例えば、3枚の第1板、第2板、第3板を積層した積層板により形成している。図14に示すように、第1板は、高抵抗領域を構成する複数の第1スリット48A、複数の第2スリット48B、複数の第3スリット48C、および少なくとも1つの連続溝49を有している。第1スリット48Aは、第1開口41から第1板57Aの外周縁まで延在している。第2スリット48Bは、第2開口42から第1開口41まで延在している。第3スリット48Cは、第3開口43から第2開口42まで延在している。第1、第2、第3スリット48A、48B、48Cは、全組の第1、第2、第3開口41、42、43に対応して設けられている。少なくとも1つの連続スリット49は、第1板57Aの内周縁から外周縁まで連続して延びている。
Fourth Embodiment
FIG. 14 is a cross-sectional view of a stator of a rotary electric machine according to a fourth embodiment.
As in the third embodiment described above, the
第2支持板4の第2板は、高抵抗領域を構成する複数の第4スリット48D、複数の第5スリット48E、複数の第6スリット48Fを有している。図14に破線で示すように、本実施形態によれば、これらの第4ないし第6スリットは、それぞれ第1支持板4の円周方向に延在している。複数の第4スリット48Dは、それぞれ第1開口41から隣の第1開口41まで周方向に沿って延在している。複数の第5スリット48Eは、それぞれ第2開口42から隣の第2開口42まで周方向に沿って延在している。複数の第6スリット48Fは、それぞれ第3開口43から隣の第3開口43まで周方向に沿って延在している。
The second plate of the
本実施形態では、第4、第5、第6スリット48D、48E、48Fは、全ての第1開口間、全ての第2開口間、および全ての第3開口間にそれぞれ設けられているが、これに限らず、第4、第5、第6スリット48D、48E、48Fは、それぞれ1つあるいは複数を省略するようにしてもよい。また、高抵抗領域は、スリットに限らず溝で構成してもよい。すなわち、第4、第5、第6スリットおよび連続スリットに代えて、第4溝、第5溝、第6溝および連続溝を形成してもよい。
In the present embodiment, the fourth, fifth, and
第2支持板4の第3板は、高抵抗領域を構成する図示しない複数の第7スリット、複数の第8スリット、複数の第9スリットを有している。各第7スリットは、第1開口41から第3板57Cの外周縁まで延在している。第8スリットは、第2開口42から第1開口41まで延在している。第9スリットは、第3開口43から第2開口42まで延在している。第7、第8、第9スリットは、全組の第1、第2、第3開口41、42、43に対応して設けられている。各第7スリット、第8スリット、第9スリットは、第1板の第1スリット48A、第2スリット48B、および第3スリット48Cに対して、支持板4の円周方向にずれた位置に設けられている。すなわち、第7スリット、第8スリット、第9スリットは、第1〜第3スリットと重ならない位置に設けられている。
なお、第7〜第9スリットは、支持板の径方向に限らず、円周方向に延在するように形成してもよい。この場合において、第7〜第9スリットは、第4〜第6スリットと重ならない位置に設けられる。
The third plate of the
The seventh to ninth slits are not limited to the radial direction of the support plate, and may be formed to extend in the circumferential direction. In this case, the seventh to ninth slits are provided at positions that do not overlap with the fourth to sixth slits.
固定子2Aの他の構成は、前述した第3の実施形態と同様である。
以上のように構成された第4の実施形態によれば、固定子の支持板に、高抵抗領域として機能する複数のスリットを設けることで、金属製の支持板に発生する渦電流損の経路を遮断し、渦電流損の発生を抑制することができる。これにより、回転電機の損失低減および出力向上を図る。また、本実施形態によれば、それぞれ複数のスリットが設けられた複数枚の板をスリット位置をずらして積層して支持板を構成することにより、支持板の機械的強度が向上する。
The other configuration of the
According to the fourth embodiment configured as described above, by providing a plurality of slits functioning as a high resistance region in the stator support plate, a path of eddy current loss generated in the metal support plate. To reduce the occurrence of eddy current loss. By this, loss reduction and output improvement of the rotating electrical machine are achieved. Further, according to the present embodiment, the mechanical strength of the support plate is improved by forming the support plate by laminating a plurality of plates each provided with a plurality of slits while shifting the slit position.
(第5の実施形態)
図15は、第4の実施形態に係る回転電機の固定子の断面図である。
本実施形態によれば、固定子2Aの第1支持板3および第2支持板4は、それぞれ複数枚、例えば、3枚の板を積層した積層板により形成している。図15に示すように、第1支持板3は、第1板55A、第2板55B、第3板55Cを有し、これらの板を順に積層した積層板により構成されている。第1板55A、第3板55Cはいずれもステンレス等の非磁性の金属板を用いている。第2板55Bは、繊維強化プラスチック(FRP)やセラミック等の非磁性、非導電の材料で形成された板を用いている。このように、第1支持板3は、金属製の第1板55Aと第3板55Cとの間に非磁性かつ非導電の第2板55Bを挟んだ構成としている。第2板55Bは、第1支持板3の高抵抗領域を構成している。すなわち、第1、第2、第3開口31、32、33は、それぞれ第1支持板3に貫通形成されている。そして、高抵抗領域として機能する第2板55Bは、第1支持板3の外周縁と第1開口31との間、第1開口31と第2開口32との間、第2開口32と第3開口33との間、第3開口33と内周縁との間の全てに延在している。
Fifth Embodiment
FIG. 15 is a cross-sectional view of a stator of a rotary electric machine according to a fourth embodiment.
According to this embodiment, the
同様に、第2支持板4は、第1板57A、第2板57B、第3板57Cを有し、これらの板を順に積層した積層板により構成されている。第1板57A、第3板57Cはいずれもステンレス等の金属板を用いている。第2板57Bは、FRPやセラミック等の非磁性かつ非導電の材料で形成された板を用いている。このように、第2支持板4は、金属製の第1板57Aと第3板57Cとの間に非磁性、非導電の第2板57Bを挟んだ構成としている。第2板55Bは、第2支持板4の高抵抗領域を構成している。すなわち、第1、第2、第3開口41、42、43は、それぞれ第2支持板4に貫通形成されている。そして、高抵抗領域として機能する第2板55Bは、第2支持板4の外周縁と第1開口41との間、第1開口41と第2開口42との間、第2開口42と第3開口43との間、第3開口43と内周縁との間の全てに延在している。
第1支持板3および第2支持板4は、第3板55cおよび第3板57Cが互いに対向した状態に配置されている。これにより、第1支持板3の第1板55Aおよび第2支持板4の第1板57Aが固定子2の外面側に位置している。
本実施形態において、固定子2Aの他の構成は、前述した第1の実施形態における固定子と同一である。なお、本実施形態において、支持板は、3枚板に限らず、2枚あるいは3枚以上の板を積層して構成してもよい。ただし、少なくとも1枚は、非磁性、非導電の板を用いる。
Similarly, the
The
In the present embodiment, the other configuration of the
以上のように構成された第5の実施形態によれば、固定子の支持板の内部、すなわち、第2板55B、57BをFRPやセラミック等の非磁性かつ非導電の材料で形成することにより、この第2板を複数の第1ないし第3開口間に位置する高抵抗領域として機能させることができる。従って、第2板により支持板内部に発生する渦電流損の経路を遮蔽し、渦電流損の発生を抑制することができる。これにより、回転電機の損失低減および出力向上を図ることができる。更に、本実施形態によれば、支持板は、非磁性、非導電の第2板を金属製の第1板および第3板で外側から挟んだ構成とすることにより、支持板の剛性を確保することができる。
According to the fifth embodiment configured as described above, the inside of the support plate of the stator, that is, the
(第6の実施形態)
図16は、第6の実施形態に係る回転電機の固定子を一部破断して示す平面図である。
固定子2Aの第2支持板4を代表して、その構成を説明する。図16に示すように、本実施形態によれば、第2支持板4は、それぞれ貫通形成された複数の第1開口41、複数の第2開口42、および複数の開口43を有している。各第1開口41には第1鉄心81の一端部が隙間を持って挿通され露出している。各第2開口42には第2鉄心82の一端部が隙間を持って挿通され露出している。各第3開口43には第3鉄心83の一端部が隙間を持って挿通され露出している。
(Sixth embodiment)
FIG. 16 is a plan view showing a partially broken stator of the rotating electric machine according to the sixth embodiment.
The configuration of the
第1の実施形態と同様に、第2支持板4の高抵抗領域は、複数の第1スリット48A、複数の第2スリット48B、および複数の第3スリット48Cを有している。第1スリット48Aは、第1開口41から第1板57Aの外周縁まで延びている。第2スリット48Bは、第2開口42から第1開口41まで延びている。第3スリット48Cは、第3開口43から第2開口42まで延在している。第6の実施形態によれば、高抵抗領域は、第3開口43から支持板4の内周縁まで延びる第4スリット48Dを更に有している。これにより、第2支持板4は、それぞれの第1〜第4スリット48A〜48Dにより、周方向に並んだ複数の分割板に分断されている。
固定子2Aの第1支持板4は、上述した第2支持板4とほぼ同様に構成されている。
Similar to the first embodiment, the high resistance region of the
The
第1支持板3の内周部と第2支持板4の内周部との間に、リング状の内周フレーム97が挟まれ、支持板の内周縁とほぼ整列している。本実施形態において、内周フレーム97は、押え部材7A、7B間に挟まれている。
第1〜第4スリット48A〜48Dにより分断された第2支持板4の各分割板は、その外周部がボルトB1により外周側のフレーム20Aに固定され、内周部がボルトB2により内周フレーム97に固定されている。これにより、複数の分断板は、分解することなく一枚の支持板に保持されている。第1支持板5も上記と同様に、フレーム20Aおよび内周フレーム97に固定保持されている。
固定子2Aの他の構成は、前述した第1の実施形態に係る固定子と同様である。
以上のように構成された第6の実施形態によれば、支持板に円周方向に延在する第1〜第4のスリットを設け、支持板を複数の分割板に分断することで、金属製の支持板に発生する渦電流損の経路を遮断し、渦電流損の発生を抑制することができる。これにより、回転電機の損失低減および出力向上を図ることができる。
A ring-shaped inner peripheral frame 97 is sandwiched between the inner peripheral portion of the
Each of the divided plates of the
The other configuration of the
According to the sixth embodiment configured as described above, the supporting plate is provided with the first to fourth slits extending in the circumferential direction, and the supporting plate is divided into a plurality of divided plates to obtain a metal. The path of the eddy current loss generated in the support plate made of aluminum can be shut off, and the generation of the eddy current loss can be suppressed. Thereby, loss reduction and output improvement of a rotary electric machine can be aimed at.
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
例えば、上述した実施形態においては、4つの回転子1A〜1Dと3つの固定子2A〜2Cを備える3相交流モータMを開示したが、モータMは、より多い数の固定子と回転子を備えてもよいし、より少ない数の固定子と回転子を備えてもよい。
Although several embodiments of the present invention have been described, these embodiments are presented by way of example and are not intended to limit the scope of the invention. These novel embodiments can be implemented in various other forms, and various omissions, substitutions, and modifications can be made without departing from the scope of the invention. These embodiments and modifications thereof are included in the scope and gist of the invention, and are included in the invention described in the claims and the equivalents thereof.
For example, in the embodiment described above, a three-phase AC motor M having four
M…モータ、S…回転シャフト、AX…中心軸、1A〜1D…回転子、
2A〜2C…固定子、3…第1支持板、4…第2支持板、
5A,5B…第1押え部材、6A,6B…第2押え部材、
7A,7B…第3押え部材、10A〜10D…ハウジング、
20A〜20C…フレーム、31〜34,41〜43…開口、
48A…第1スリット、48B…第2スリット、48C…第3スリット、
49…連続スリット、55A、57A…第1板、55B、57B…第2板、
55C、57C…第3板
M: motor, S: rotating shaft, AX: central axis, 1A to 1D: rotor,
2A to 2C ... stator, 3 ... first support plate, 4 ... second support plate,
5A, 5B ... first pressing member, 6A, 6B ... second pressing member,
7A, 7B ... third pressing member, 10A to 10D ... housing,
20A to 20C ... frame, 31 to 34, 41 to 43 ... opening
48A: first slit, 48B: second slit, 48C: third slit,
49: continuous slit, 55A, 57A: first plate, 55B, 57B: second plate,
55C, 57C ... 3rd board
Claims (10)
非磁性の金属で形成された支持板と、前記支持板に支持されたコイルと、前記支持板に支持された複数の鉄心と、を備え、前記支持板は、前記複数の鉄心間に位置する高抵抗領域を有している固定子。 Stator of a rotating electric machine,
A support plate formed of a nonmagnetic metal, a coil supported by the support plate, and a plurality of iron cores supported by the support plate, the support plate being located between the plurality of iron cores Stator having a high resistance area.
当該固定子は、前記支持板の外周縁と前記コイルとの間に設けられた複数の第1鉄心と、前記支持板の内周縁と前記コイルとの間に設けられた複数の第2鉄心と、を備え、
前記支持板は、前記複数の第1鉄心がそれぞれ露出する複数の第1開口と、前記複数の第2鉄心がそれぞれ露出する複数の第2開口と、前記複数の第1開口と第2開口との間および前記複数の第1開口と前記外周縁との間に位置する前記高抵抗領域と、を有する請求項1に記載の固定子。 The support plate is a support plate having a rigid structure between an inner peripheral edge and an outer peripheral edge,
The stator includes a plurality of first iron cores provided between the outer peripheral edge of the support plate and the coil, and a plurality of second iron cores provided between the inner peripheral edge of the support plate and the coil. , And
The support plate includes a plurality of first openings from which the plurality of first iron cores are respectively exposed, a plurality of second openings from which the plurality of second iron cores are respectively exposed, and the plurality of first openings and second openings. The stator according to claim 1, further comprising: the high resistance region located between the plurality of first openings and the outer peripheral edge.
前記高抵抗領域は、前記第1板に形成された前記第1スリットあるいは溝、および第2スリットあるいは溝と、それぞれ前記第2板に形成され、前記第1スリットあるいは溝、および第2スリットあるいは溝に対して、周方向にずれた位置に配置された複数のスリットあるいは溝と、を有している請求項2から4のいずれか1項に記載の固定子。 The support plate includes a first plate formed of nonmagnetic metal, and a second plate formed of nonmagnetic metal and stacked on the first plate.
The high resistance region is formed in the second plate, respectively, with the first slit or the groove and the second slit or the groove formed in the first plate, and the first slit or the groove and the second slit or the second slit or the groove The stator according to any one of claims 2 to 4, further comprising: a plurality of slits or grooves disposed at circumferentially offset positions with respect to the grooves.
前記支持板は、前記複数の第3鉄心がそれぞれ露出する複数の第3開口を有し、
前記高抵抗領域は、前記支持板に形成され前記第3開口から前記第2開口まで延びる複数の第3スリットあるいは溝を有している請求項2から5のいずれか1項に記載の固定子。 It further comprises a second coil disposed between the second iron core and the inner peripheral edge, and a plurality of third iron cores provided between the inner peripheral edge of the support plate and the second coil,
The support plate has a plurality of third openings in which the plurality of third iron cores are exposed,
6. The stator according to claim 2, wherein the high-resistance region has a plurality of third slits or grooves formed in the support plate and extending from the third opening to the second opening. .
前記回転シャフトに取付けられた回転子と、
前記回転シャフトと平行な軸方向において前記回転子と隙間を置いて対向する請求項1に記載の固定子と、
を備えた回転電機。 With a rotating shaft,
A rotor mounted on the rotating shaft;
The stator according to claim 1, which faces the rotor with a gap in an axial direction parallel to the rotating shaft;
Electric rotating machine equipped with
前記回転電機の回転シャフトの両側に設けられる車輪と、
を備える車両。 A rotating electrical machine according to claim 9;
Wheels provided on both sides of a rotating shaft of the rotating electrical machine;
A vehicle comprising:
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