JP2021112070A - Stator core - Google Patents
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Abstract
Description
本明細書に開示する技術は、ステータコアに関する。 The techniques disclosed herein relate to stator cores.
特許文献1にステータコアを備えるモータが開示されている。特許文献1のモータは、ロータと、ロータの周囲に配置されているステータコアとを備えている。特許文献1のステータコアは、環状の本体部と、本体部の内周面から本体部の径方向の内側に向かって突出する複数のティース部とを備えている。複数のティース部は、コイル線が巻かれている幅広ティース部と、コイル線が巻かれていない幅狭ティース部とを備えている。
特許文献1のステータコアでは、幅広ティース部に巻かれているコイル線に電流が流れることによって磁界が発生する。その磁界が変化するとステータコアにおいて鉄損が発生する。この鉄損が大きくなるとモータの効率が低下することがある。そこで本明細書は、ステータコアにおける鉄損を抑制することができる技術を提供する。
In the stator core of
本明細書に開示するステータコアは、環状の本体部と、前記本体部の内周面から前記本体部の径方向の内側に向かって突出する複数のティース部と、を備えていてもよい。前記複数のティース部は、前記本体部の周方向に並んでいる第1ティース部と、第2ティース部と、第3ティース部と、を備えていてもよい。前記第1ティース部にコイル線が巻かれていてもよい。前記第2ティース部と前記第3ティース部にコイル線が巻かれていなくてもよい。ステータコアは、前記第2ティース部の先端と前記第3ティース部の先端よりも前記径方向の外側において前記第2ティース部と前記第3ティース部に接続されている第1経路部と、前記第1経路部よりも前記径方向の外側において前記第2ティース部と前記第3ティース部に接続されている第2経路部と、を備えていてもよい。前記第2経路部は、その一端部側から他端部側に向かうにつれて前記本体部に接近してもよい。 The stator core disclosed in the present specification may include an annular main body portion and a plurality of tooth portions protruding inward in the radial direction from the inner peripheral surface of the main body portion. The plurality of teeth portions may include a first teeth portion, a second teeth portion, and a third teeth portion that are arranged in the circumferential direction of the main body portion. A coil wire may be wound around the first tooth portion. The coil wire may not be wound around the second tooth portion and the third tooth portion. The stator core includes a first path portion connected to the second tooth portion and the third tooth portion on the outer side in the radial direction from the tip of the second tooth portion and the tip of the third tooth portion, and the first path portion. The second passage portion and the second passage portion connected to the third tooth portion may be provided outside the one path portion in the radial direction. The second path portion may approach the main body portion from one end side to the other end side.
上記のステータコアでは、第1ティース部に巻かれているコイル線に電流が流れることによって磁界が発生する。その磁界が変化するとステータコアにおいて鉄損が発生することがある。しかしながら、上記の構成によれば、第1経路部と第2経路部を備えることによって、コイル線が巻かれていない第2ティース部と第3ティース部との間の磁路を短くすることができる。即ち、第1経路部を備えることによって、第2ティース部の先端から第3ティース部に先端に至る磁路を短くすることができる。また、第2経路部を備えることによって、第2ティース部の先端から第3ティース部の本体部側に至る磁路を短くすることができる(或いは、第3ティース部の先端から第2ティース部の本体部側に至る磁路を短くすることができる)。このように、第2ティース部と第3ティース部との間の磁路を短くすることによって磁気抵抗を抑制することができ、磁界が変化したときにステータコアに発生する鉄損を抑制することができる。 In the above stator core, a magnetic field is generated by the current flowing through the coil wire wound around the first tooth portion. When the magnetic field changes, iron loss may occur in the stator core. However, according to the above configuration, by providing the first path portion and the second path portion, the magnetic path between the second tooth portion and the third tooth portion in which the coil wire is not wound can be shortened. can. That is, by providing the first path portion, the magnetic path from the tip of the second tooth portion to the tip of the third tooth portion can be shortened. Further, by providing the second path portion, the magnetic path from the tip of the second tooth portion to the main body side of the third tooth portion can be shortened (or, or the magnetic path from the tip of the third tooth portion to the second tooth portion) can be shortened. The magnetic path leading to the main body side of the can be shortened). In this way, the magnetic resistance can be suppressed by shortening the magnetic path between the second tooth portion and the third tooth portion, and the iron loss generated in the stator core when the magnetic field changes can be suppressed. can.
ステータコアは、ロータの周囲に配置されてもよい。前記第2経路部は、前記ロータの回転方向に向かうにつれて前記本体部に接近してもよい。 The stator core may be located around the rotor. The second path portion may approach the main body portion as it goes in the rotation direction of the rotor.
この構成によれば、ステータコアにおける鉄損を更に抑制することができる。 According to this configuration, iron loss in the stator core can be further suppressed.
ステータコアは、ロータの周囲に配置されてもよい。前記第1経路部の内周面と前記ロータの外周面との間の距離は、前記第2ティース部の先端と前記ロータの外周面との間の距離の2倍以上、かつ、前記第3ティース部の先端と前記ロータの外周面との間の距離の2倍以上の距離であってもよい。 The stator core may be located around the rotor. The distance between the inner peripheral surface of the first path portion and the outer peripheral surface of the rotor is at least twice the distance between the tip of the second teeth portion and the outer peripheral surface of the rotor, and the third. The distance may be at least twice the distance between the tip of the tooth portion and the outer peripheral surface of the rotor.
この構成によれば、第2ティース部の先端と第3ティース部の先端との間に余分な磁路が形成されることを抑制することができ、ステータコアにおける鉄損を更に抑制することができる。 According to this configuration, it is possible to suppress the formation of an extra magnetic circuit between the tip of the second tooth portion and the tip of the third tooth portion, and it is possible to further suppress the iron loss in the stator core. ..
実施例に係るステータコア2について図面を参照して説明する。図1は、実施例に係るステータコア2を備えるモータ1の平面図である。図1に示すように、モータ1は、ロータ9と、ロータ9の周囲に配置されているステータコア2とを備えている。
The
ロータ9は、回転軸91と、磁石92とを備えている。本実施例のロータ9は、8極の構成である。磁石92は、回転軸91に固定されている。磁石92は、回転軸91の回転方向に沿ってN極とS極とが交互に並ぶように配置されている。なお、ロータ9の極数は特に限定されるものではない。
The
ステータコア2は、平面視で円環状の本体部50と、本体部50に固定されている複数のティース部10、20、30とを備えている。ステータコア2は、ロータ9を囲むように配置されている。ステータコア2は磁性体(例えば、鉄を含む合金)から構成されている。ステータコア2は、図1に示す形状の複数の板状部材が図1の紙面と直交する方向に積層されることによって構成されている。
The
円環状の本体部50は、ロータ9を囲むようにロータ9の周囲を一周している。本体部50はコアバックと呼ばれることもある。複数のティース部10、20、30は、複数(本実施例では3個)の第1ティース部10と、複数(本実施例では3個)の第2ティース部20と、複数(本実施例では3個)の第3ティース部30とを備えている。第1ティース部10と第2ティース部20と第3ティース部30とは、本体部50の周方向に沿って間隔をあけて並んで配置されている。本体部50とロータ9との間に複数のティース部10、20、30が配置されている。ロータ9の周囲に複数のティース部10、20、30が配置されている。なお、複数のティース部10、20、30の数は特に限定されるものではない。
The annular
図2に示すように、第1ティース部10は、本体部50の内周面51から本体部50の径方向の内側に向かって突出している。第1ティース部10の基部11が本体部50に固定されている。第1ティース部10は、本体部50の径方向に沿って延びている。第1ティース部10は、本体部50からロータ9に向かって延びている。第1ティース部10の先端12がロータ9の外周面93と向かい合っている。第1ティース部10の先端12とロータ9の外周面93との間には隙間15が形成されている。第1ティース部10の幅W10の大きさについては特に限定されるものではない。第1ティース部10にはロータ9の周方向に沿って突出する一対の凸部19が設けられていてもよい。
As shown in FIG. 2, the first teeth portion 10 projects from the inner
第1ティース部10にはコイル線40が巻かれている。第1ティース部10にコイル線40が巻かれることによってコイルが形成されている。コイル線40に電流が流れることによって磁界が発生する。コイル線40の巻き数は特に限定されるものではない。
A
第2ティース部20は、本体部50の内周面51から本体部50の径方向の内側に向かって突出している。第2ティース部20の基部21が本体部50に固定されている。第2ティース部20は、本体部50の径方向に沿って延びている。第2ティース部20は、本体部50からロータ9に向かって延びている。第2ティース部20の先端22がロータ9の外周面93と向かい合っている。第2ティース部20の先端22とロータ9の外周面93との間には隙間25が形成されている。第2ティース部20の幅W20は、本体部50の幅W50よりも狭いか、等しい(W20≦W50である。)。第2ティース部20にはコイル線が巻かれていない。
The
第3ティース部30は、本体部50の内周面51から本体部50の径方向の内側に向かって突出している。第3ティース部30の基部31が本体部50に固定されている。第3ティース部30は、本体部50の径方向に沿って延びている。第3ティース部30は、本体部50からロータ9に向かって延びている。第3ティース部30の先端32がロータ9の外周面93と向かい合っている。第3ティース部30の先端32とロータ9の外周面93との間には隙間35が形成されている。第3ティース部30の幅W30は、本体部50の幅W50よりも狭いか、等しい(W30≦W50である。)。第3ティース部30の幅W30は、第2ティース部20の幅W20と同じである(W30=W20である。)。第3ティース部30にはコイル線が巻かれていない。
The
図1に示すように、ステータコア2は、複数の第1経路部60と、複数の第2経路部70とを更に備えている。第1経路部60は、第2ティース部20と第3ティース部30の間に配置されている。図2に示すように、第1経路部60は、第2ティース部20の先端22及び第3ティース部30の先端32よりも本体部50の径方向の外側において、第2ティース部20と第3ティース部30に接続されている。第1経路部60の内周面63が、第2ティース部20の先端22及び第3ティース部30の先端32よりも径方向の外側に位置している。第1経路部60の一端部71は、第2ティース部20に接続されている。第1経路部60の他端部72は、第3ティース部30に接続されている。第1経路部60は、本体部50の周方向に沿って延びている。第1経路部60の内周面63は、ロータ9の外周面93に沿ってロータ9の外周面93と平行に延びている。第1経路部60の幅W60は、第2ティース部20の幅W20及び第3ティース部30の幅W30よりも狭いか、等しい(W60≦W20=W30である。)。
As shown in FIG. 1, the
第1経路部60の内周面63とロータ9の外周面93との間には隙間65が形成されている。第1経路部60の内周面63とロータ9の外周面93との間の距離W65(隙間65の幅W65)は、第2ティース部20の先端22とロータ9の外周面93との間の距離W25(隙間25の幅W25)の2倍以上の幅である(W65≧2×W25である。)。また、第1経路部60の内周面63とロータ9の外周面93との間の距離W65(隙間65の幅W65)は、第3ティース部30の先端32とロータ9の外周面93との間の距離W35(隙間35の幅W35)の2倍以上の幅である(W65≧2×W35である。)。
A
第2経路部70は、第2ティース部20と第3ティース部30の間に配置されている。第2経路部70は、本体部50の径方向において第1経路部60よりも外側に配置されている。第2経路部70は、第1経路部60よりも径方向の外側において第2ティース部20と第3ティース部30に接続されている。第2経路部70の一端部71は、第2ティース部20に接続されている。第2経路部70の一端部71は、第1経路部60の一端部61にも接続されている。第2経路部70の他端部72は、第3ティース部30の基部31に接続されている。第2経路部70の他端部72は、本体部50にも接続されている。第2経路部70の幅W70は、第2ティース部20の幅W20及び第3ティース部30の幅W30よりも狭いか、等しい(W70≦W20=W30である。)。第2経路部70の幅W70は、第1経路部60の幅W60と同じである(W70=W60である。)。
The
第2経路部70は、第2ティース部20及び第3ティース部30に対して傾斜している。また、第2経路部70は、第1経路部60及び本体部50に対して傾斜している。第2経路部70は、一端部71側(第2ティース部20側)から他端部72側(第3ティース部30側)に向かうにつれて本体部50に徐々に接近している(第1経路部60から徐々に離間している。)。第2経路部70は、ロータ9の回転方向Rに向かうにつれて本体部50に徐々に接近している(第1経路部60から徐々に離間している。)。
The
第1経路部60と第2経路部70と第3ティース部30とによって囲まれている部分には第1開口部81が形成されている。第1開口部81は、略三角形状に形成されている。第2経路部70と第2ティース部20と本体部50とによって囲まれている部分には第2開口部82が形成されている。第2開口部82は、略三角形状に形成されている。第2開口部82の開口面積は、第1開口部81の開口面積よりも大きい。
A
上記のモータ1では、ステータコア2の複数の第1ティース部10に巻かれている各コイル線40に電流が流れることによってロータ9が回転する。本体部50の周方向に並んでいる複数の第1ティース部10に巻かれている各コイル線40に順に電流が流れることによってロータ9が回転する。ロータ9が回転する原理についてはよく知られているので詳細な説明を省略する。
In the
上記のステータコア2では、第1ティース部10に巻かれているコイル線40に電流が流れることによって磁界が発生して磁路が形成される。ステータコア2に形成される磁路は、ロータ9の回転位置によって変化する。例えば、ステータコア2には、図3に矢印で示すように、第2ティース部20の先端22から基部21に至る磁路や、第2経路部70の一端部71から他端部72に至る磁路が形成される。また、図4に矢印で示すように、第2ティース部20の基部21から先端22に至る磁路や、第2経路部70の他端部72から一端部71に至る磁路が形成される。また、図5に矢印で示すように、第1経路部60の一端部61から他端部62に至る磁路が形成される。
In the
[効果]
以上、実施例に係るステータコア2について説明した。上記の説明から明らかなように、ステータコア2は、第2ティース部20の先端22と第3ティース部30の先端32よりも本体部50の径方向の外側において第2ティース部20と第3ティース部30に接続されている第1経路部60を備えている。また、ステータコア2は、第1経路部60よりも本体部50の径方向の外側において第2ティース部20と第3ティース部30に接続されている第2経路部70を備えている。第2経路部70は、その一端部71側から他端部72側に向かうにつれて本体部50に接近している。
[effect]
The
ステータコア2では、第1ティース部10に巻かれているコイル線40に電流が流れることにっよって発生する磁界が変化すると鉄損が発生する。しかしながら、上記の構成によれば、第1経路部60を備えることによって、第2ティース部20の先端22から第3ティース部30に先端22に至る磁路を短くすることができる。また、第2経路部70を備えることによって、第2ティース部20の先端22から第3ティース部30の基部31に至る磁路を短くすることができる。このように、第2ティース部20と第3ティース部30との間の磁路を短くすることによって磁気抵抗を抑制することができ、磁界が変化したときにステータコア2に発生する鉄損を抑制することができる。例えば従来技術のように第1経路部と第2経路部が無い場合には、ステータコア2における磁路が不要に長くなることがあり、鉄損が大きくなることが考えられる。しかしながら、上記の構成によれば、ステータコア2における鉄損を抑制することができる。
In the
上記のステータコア2では、第2経路部70が、ロータ9の回転方向Rに向かうにつれて本体部50に接近している。この構成によれば、ステータコア2における鉄損を更に抑制することができる。
In the above-mentioned
上記のステータコア2では、第1経路部60の内周面63とロータ9の外周面93との間の距離W65が、第2ティース部20の先端22とロータ9の外周面93との間の距離W25の2倍以上、かつ、第3ティース部30の先端32とロータ9の外周面93との間の距離W35の2倍以上の距離である。この構成によれば、第2ティース部20の先端22と第3ティース部30の先端32との間に余分な磁路が形成されることを抑制することができ、ステータコア2における鉄損を更に抑制することができる。
In the
以上、一実施例について説明したが、具体的な態様は上記実施例に限定されるものではない。以下の説明において、上記の説明における構成と同様の構成については、同一の符号を付して説明を省略する。 Although one embodiment has been described above, the specific embodiment is not limited to the above embodiment. In the following description, the same components as those in the above description will be designated by the same reference numerals and description thereof will be omitted.
(1)上記の実施例では、第2経路部70が、ロータ9の回転方向Rに向かうにつれて本体部50に徐々に接近している(第1経路部60から徐々に離間している。)構成であったが、この構成に限定されるものではない。他の実施例では、図6に示すように、第2経路部70が、ロータ9の回転方向Rと反対方向に向かうにつれて本体部50に徐々に接近している(第1経路部60から徐々に離間している。)構成であってもよい。この構成によれば、第3ティース部30の先端32から第2ティース部20の基部21に至る磁路を短くすることができる。
(1) In the above embodiment, the
(2)他の実施例では、図7に示すように、ステータコア2が一対の第2経路部70a、70bを備えていてもよい。一方の第2経路部70aは、ロータ9の回転方向Rに向かうにつれて本体部50に徐々に接近している(第1経路部60から徐々に離間している。)。他方の第2経路部70bは、ロータ9の回転方向Rと反対方向に向かうにつれて本体部50に徐々に接近している(第1経路部60から徐々に離間している。)。この構成によっても、ステータコア2における磁路を短くすることができ、鉄損を抑制することができる。
(2) In another embodiment, as shown in FIG. 7, the
(3)他の実施例では、本体部50の幅W50は、第2ティース部20の幅W20の2倍以上の幅であってもよい(W50≧2×W20であってもよい。)。また、本体部50の幅W50は、第3ティース部30の幅W30の2倍以上の幅であってもよい(W50≧2×W30であってもよい。)。
(3) In another embodiment, the width W50 of the
(4)本体部50の幅W50、第1ティース部10の幅W10、第2ティース部20の幅W20、第3ティース部30の幅W30、第1経路部60の幅W60、及び、第2経路部70の幅W70は、特に限定されるものではない。
(4) The width W50 of the
以上、本発明の具体例を詳細に説明したが、これらは例示に過ぎず、特許請求の範囲を限定するものではない。特許請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例を様々に変形、変更したものが含まれる。本明細書又は図面に説明した技術要素は、単独であるいは各種の組合せによって技術的有用性を発揮するものであり、出願時請求項記載の組合せに限定されるものではない。また、本明細書又は図面に例示した技術は複数目的を同時に達成し得るものであり、そのうちの一つの目的を達成すること自体で技術的有用性を持つものである。 Although specific examples of the present invention have been described in detail above, these are merely examples and do not limit the scope of claims. The techniques described in the claims include various modifications and modifications of the specific examples illustrated above. The technical elements described in the present specification or drawings exhibit technical usefulness alone or in various combinations, and are not limited to the combinations described in the claims at the time of filing. In addition, the techniques illustrated in the present specification or drawings can achieve a plurality of purposes at the same time, and achieving one of the purposes itself has technical usefulness.
1:モータ、2:ステータコア、9:ロータ、10:第1ティース部、20:第2ティース部、30:第3ティース部、40:コイル線、50:本体部、60:第1経路部、70:第2経路部、81:第1開口部、82:第2開口部、91:回転軸
1: Motor, 2: Stator core, 9: Rotor, 10: 1st teeth part, 20: 2nd teeth part, 30: 3rd teeth part, 40: Coil wire, 50: Main body part, 60: 1st path part, 70: 2nd path, 81: 1st opening, 82: 2nd opening, 91: Rotating shaft
Claims (3)
前記本体部の内周面から前記本体部の径方向の内側に向かって突出する複数のティース部と、を備えており、
前記複数のティース部は、前記本体部の周方向に並んでいる第1ティース部と、第2ティース部と、第3ティース部と、を備えており、
前記第1ティース部にコイル線が巻かれており、
前記第2ティース部と前記第3ティース部にコイル線が巻かれていない、ステータコアであって、
前記第2ティース部の先端と前記第3ティース部の先端よりも前記径方向の外側において前記第2ティース部と前記第3ティース部に接続されている第1経路部と、
前記第1経路部よりも前記径方向の外側において前記第2ティース部と前記第3ティース部に接続されている第2経路部と、を備えており、
前記第2経路部は、その一端部側から他端部側に向かうにつれて前記本体部に接近している、ステータコア。 The ring body and
It is provided with a plurality of teeth portions protruding inward in the radial direction from the inner peripheral surface of the main body portion.
The plurality of teeth portions include a first teeth portion, a second teeth portion, and a third teeth portion that are arranged in the circumferential direction of the main body portion.
A coil wire is wound around the first tooth portion, and the coil wire is wound around the first tooth portion.
A stator core in which a coil wire is not wound around the second tooth portion and the third tooth portion.
A first path portion connected to the second tooth portion and the third tooth portion outside the tip of the second tooth portion and the tip of the third tooth portion in the radial direction.
The second passage portion and the second passage portion connected to the third tooth portion are provided outside the first path portion in the radial direction.
The second path portion is a stator core that approaches the main body portion from one end side to the other end side.
前記第2経路部は、前記ロータの回転方向に向かうにつれて前記本体部に接近している、ステータコア。 The stator core according to claim 1, which is arranged around the rotor.
The second path portion is a stator core that approaches the main body portion in the direction of rotation of the rotor.
前記第1経路部の内周面と前記ロータの外周面との間の距離は、前記第2ティース部の先端と前記ロータの外周面との間の距離の2倍以上、かつ、前記第3ティース部の先端と前記ロータの外周面との間の距離の2倍以上の距離である、ステータコア。
The stator core according to claim 1 or 2, which is arranged around the rotor.
The distance between the inner peripheral surface of the first path portion and the outer peripheral surface of the rotor is at least twice the distance between the tip of the second tooth portion and the outer peripheral surface of the rotor, and the third. A stator core that is at least twice the distance between the tip of the tooth portion and the outer peripheral surface of the rotor.
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