JP5819216B2

JP5819216B2 - Rotating electric machine

Info

Publication number: JP5819216B2
Application number: JP2012033203A
Authority: JP
Inventors: 平山　隆; 隆平山; 和嶋　潔; 潔和嶋; 寿郎長谷部; 真琴松下
Original assignee: Toshiba Corp; Nippon Steel Corp
Current assignee: Toshiba Corp; Nippon Steel Corp
Priority date: 2012-02-17
Filing date: 2012-02-17
Publication date: 2015-11-18
Anticipated expiration: 2032-02-17
Also published as: JP2013172487A

Description

本発明は、回転電機に関し、特に、ステータを固定するために用いて好適なものである。 The present invention relates to a rotating electrical machine, and is particularly suitable for use in fixing a stator.

電動機（モータ）等の回転電機は、相対的に外側に配置されるステータ（固定子）と、外周面がステータの内周面と間隔を有して対向するように相対的に内側に配置されるロータ（回転子）と、ロータを回転させる回転軸と、を備えている。
このような回転電機では、ステータを固定する必要がある。ステータを固定する技術として、特許文献１に記載の技術がある。
特許文献１に記載の技術では、冷媒が充填されるケースの内部において、ステータの軸方向の一端面に押さえリングを配置すると共に、ステータの軸方向の他端面に台座を配置する。押さえリングと台座には、ボルトを通す孔が形成されている。ボルトをこれらの孔に通すことによって、ステータが台座に固定されるようにする。 A rotating electrical machine such as an electric motor (motor) is disposed relatively on the inside so that a stator (stator) disposed on the relatively outer side faces an inner circumferential surface of the stator with a space therebetween. And a rotating shaft that rotates the rotor.
In such a rotating electrical machine, it is necessary to fix the stator. As a technique for fixing the stator, there is a technique described in Patent Document 1.
In the technique described in Patent Document 1, a holding ring is disposed on one end surface in the axial direction of the stator and a pedestal is disposed on the other end surface in the axial direction of the stator inside the case filled with the refrigerant. The holding ring and the base are formed with holes through which the bolts pass. The stator is fixed to the pedestal by passing bolts through these holes.

特開２００７−２８２４５８号公報JP 2007-282458 A

ところで、回転電機の設置スペースに制約があること等の理由から、ケースに収容された回転電機を用いることが困難な場合がある。また、ケースに収容しなければ、回転電機を空冷によって容易に冷却することができる。例えば、鉄道車両の駆動用の電動機は、車両の上部や下部に設置される。このため、鉄道車両の駆動用の電動機として、ケースに収容されない構成の電動機が採用されることがある。 By the way, there are cases where it is difficult to use a rotating electrical machine housed in a case, for example, because the installation space of the rotating electrical machine is limited. Moreover, if it does not accommodate in a case, a rotary electric machine can be easily cooled by air cooling. For example, electric motors for driving railway vehicles are installed at the upper and lower parts of the vehicle. For this reason, the electric motor of the structure which is not accommodated in a case may be employ | adopted as an electric motor for a rail vehicle drive.

このようにケースに収容されない回転電機のステータを固定する方法として次のような方法がある。すなわち、ステータコアの軸方向の両端に、面方向の形状・大きさがステータコアと略同一である端板をそれぞれ配置し、溶接等によりステータコアに端板を取り付ける。これらの端板を、回転電機の設置場所に固定することにより、ステータが回転電機の設置場所に固定される。 There are the following methods for fixing the stator of the rotating electrical machine that is not accommodated in the case as described above. That is, end plates having substantially the same shape and size in the surface direction as the stator core are arranged at both ends in the axial direction of the stator core, and the end plates are attached to the stator core by welding or the like. By fixing these end plates to the installation location of the rotating electrical machine, the stator is fixed to the installation location of the rotating electrical machine.

このような端板を用いる目的は、回転電機の使用中にステータコアが変形や破壊することを防ぐことである。すなわち、ステータコアのみでは剛性が低いため、ステータコアの軸方向の両端に端板をそれぞれ配置することにより、回転電機の使用中にステータコアが変形や破壊することを防ぐようにする。このような目的を達成するために、端板には、JIS G 3141に規定されているような普通鋼が用いられている。 The purpose of using such an end plate is to prevent the stator core from being deformed or broken during use of the rotating electrical machine. That is, since only the stator core has low rigidity, end plates are disposed at both ends of the stator core in the axial direction to prevent the stator core from being deformed or broken during use of the rotating electrical machine. In order to achieve such an object, ordinary steel as defined in JIS G 3141 is used for the end plate.

しかしながら、本発明者らは、端板として普通鋼を用いると、端板の鉄損が大きくなるという知見を得た。具体的に本発明者らが解析した条件では、端板の鉄損が、ステータコアの鉄損の約４０［％］にもなるという知見を得た（後述する図４を参照）。このように従来の端板の鉄損が大きいため、回転電機の鉄損も大きくなるという問題点があった。 However, the present inventors have found that when ordinary steel is used as the end plate, the iron loss of the end plate increases. Specifically, the inventors have found that the iron loss of the end plate is about 40% of the iron loss of the stator core under the conditions analyzed by the present inventors (see FIG. 4 described later). Thus, since the iron loss of the conventional end plate is large, there is a problem that the iron loss of the rotating electrical machine is also increased.

本発明は、以上のような問題点に鑑みてなされたものであり、ステータコアの軸方向の両端に配置してステータコアの変形や破壊を防ぐための端板の鉄損を可及的に小さくすることを目的とする。 The present invention has been made in view of the above-described problems, and minimizes the iron loss of the end plate that is disposed at both ends of the stator core in the axial direction to prevent deformation and breakage of the stator core. For the purpose.

本発明の回転電機は、周方向に延在するヨークと、前記ヨークの内周側から軸心方向に延在する複数のティースとを有し、外周面が露出しているステータコアを備えるステータと、外周面が前記ステータの内周面と間隔を有して相互に対向する位置に配置されるロータと、前記ロータを回転させるための回転軸と、前記ステータコアの変形及び破壊を防止するために、前記ステータコアの軸方向の一端面に取り付けられた第１の端板と、前記ステータコアの変形及び破壊を防止するために、前記ステータコアの軸方向の他端面に取り付けられた第２の端板と、を有し、前記第１の端板と、前記第２の端板の一方又は両方は、５０［μΩ・ｃｍ］以上の固有抵抗値を有する非絶縁体の材料により形成され、前記第１の端板と、前記第２の端板のうち、５０［μΩ・ｃｍ］以上の固有抵抗値を有する非絶縁体の材料により形成されている端板は、複数配置され、前記複数配置される端板は、相互に絶縁された状態で、厚み方向に積み重ねられており、前記複数配置される端板の全てが非磁性の材料により形成されていることを特徴とする。 A rotating electrical machine of the present invention includes a stator having a stator core having a yoke extending in the circumferential direction and a plurality of teeth extending in an axial direction from the inner circumferential side of the yoke, the outer circumferential surface being exposed. In order to prevent deformation and destruction of the rotor, the rotor arranged at the position where the outer circumferential surface is opposed to the inner circumferential surface of the stator with a gap, the rotating shaft for rotating the rotor, and A first end plate attached to one end surface in the axial direction of the stator core; and a second end plate attached to the other end surface in the axial direction of the stator core to prevent deformation and destruction of the stator core; has said first end plate, one or both of the second end plate is formed of a material non-insulator having a 50 [μΩ · cm] or more specific resistance value, said first And an end plate of the second end plate That is, a plurality of end plates formed of a non-insulator material having a specific resistance value of 50 [μΩ · cm] or more are arranged, and the plurality of end plates are insulated from each other. They are stacked in the thickness direction, and all of the plurality of end plates are made of a nonmagnetic material .

本発明によれば、５０［μΩ・ｃｍ］以上の固有抵抗値を有する非磁性の材料により端板を形成するので、端板に発生する渦電流損を低減することができる。よって、端板の鉄損を可及的に小さくすることができる。 According to the present invention, since the end plate is formed of a nonmagnetic material having a specific resistance value of 50 [μΩ · cm] or more, eddy current loss generated in the end plate can be reduced. Therefore, the iron loss of the end plate can be reduced as much as possible.

モータの構成の第１の例を示す俯瞰図である。It is an overhead view which shows the 1st example of a structure of a motor. モータの構成の一例を示す断面図である。It is sectional drawing which shows an example of a structure of a motor. ステータコアの構成の一例を示す断面図である。It is sectional drawing which shows an example of a structure of a stator core. 端板の鉄損とステータコアの鉄損の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the iron loss of an end plate, and the iron loss of a stator core. 各種の端板の損失の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the loss of various end plates. モータの構成の第２の例を示す俯瞰図である。It is an overhead view which shows the 2nd example of a structure of a motor. モータの構成の第３の例を示す俯瞰図である。It is an overhead view which shows the 3rd example of a structure of a motor.

以下、図面を参照しながら、本発明の実施形態を説明する。尚、各図では、説明の都合上、説明に必要でない部分の図示を省略すると共に、図示した部分の構成を簡略化している。また、以下の実施形態では、回転電機の一例として、三相誘導電動機を例に挙げて説明する（以下の説明では「三相誘導電動機」を必要に応じて「モータ」と略称する）。ただし、回転電機は、ロータとステータと回転軸とを有するものであればよい。例えば、回転電機は、電動機に限定されず、発電機であってもよい。また、回転電機は、誘導機に限定されず、同期機であってもよい。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In each figure, for convenience of explanation, illustration of parts not necessary for explanation is omitted, and the configuration of the illustrated parts is simplified. In the following embodiments, a three-phase induction motor will be described as an example of a rotating electrical machine (in the following description, “three-phase induction motor” is abbreviated as “motor” as necessary). However, the rotating electrical machine only needs to have a rotor, a stator, and a rotating shaft. For example, the rotating electrical machine is not limited to an electric motor, and may be a generator. The rotating electrical machine is not limited to the induction machine, and may be a synchronous machine.

（第１の実施形態）
まず、本発明の第１の実施形態について説明する。
＜モータの構造＞
図１は、モータの構成の一例を示す俯瞰図である。図２は、モータの構成の一例を示す断面図である。具体的に図２は、モータの軸に垂直な方向にモータを切ったときのモータの断面図（図１に示すＩ−Ｉ断面図）である。図３は、ステータコアの構成の一例を示す断面図である。具体的に図３は、モータの軸に沿ってステータコアを切ったときのステータコアの断面図である。より具体的に図３（ａ）は、ステータコアのティースを有する部分の断面図（図２の仮想線２０１に沿ってモータの軸に平行な方向に切ったときのステータコアの断面図）であり、図３（ｂ）は、ステータコアのティースを有しない部分の断面図（図２の仮想線２０２に沿ってモータの軸に平行な方向に切ったときのステータコアの断面図）である。尚、図２のＬ１と図３のＬ１とが相互に対応し、図２のＬ２と図３のＬ２とが相互に対応する。 (First embodiment)
First, a first embodiment of the present invention will be described.
<Motor structure>
FIG. 1 is an overhead view showing an example of the configuration of a motor. FIG. 2 is a cross-sectional view showing an example of the configuration of the motor. Specifically, FIG. 2 is a cross-sectional view of the motor (II cross-sectional view shown in FIG. 1) when the motor is cut in a direction perpendicular to the motor axis. FIG. 3 is a cross-sectional view showing an example of the configuration of the stator core. Specifically, FIG. 3 is a cross-sectional view of the stator core when the stator core is cut along the motor axis. More specifically, FIG. 3A is a cross-sectional view of a portion having teeth of the stator core (a cross-sectional view of the stator core when cut in a direction parallel to the motor axis along the virtual line 201 in FIG. 2). FIG. 3B is a cross-sectional view of a portion of the stator core that does not have teeth (a cross-sectional view of the stator core taken along a virtual line 202 in FIG. 2 in a direction parallel to the motor axis). 2 and L1 in FIG. 3 correspond to each other, and L2 in FIG. 2 and L2 in FIG. 3 correspond to each other.

図１において、モータ１００は、ステータ（固定子）１１０と、ロータ（回転子）１２０と、回転軸１３０と、端板１４０ａ〜１４０ｄと、を有している。
ステータ１１０は、相対的にモータ１００の外側に配置される。ロータ１２０は、その外周面がステータ１１０の内周面と間隔を有して対向するように、相対的にモータ１００の内側に配置される。回転軸１３０は、その外周面がロータ１２０の内周面と対向し、且つ、ロータ１２０に直接又は間接的に接続された状態でモータ１００の中心部に配置される。ステータ１１０とロータ１２０の軸心は回転軸１３０の軸心と略一致している。尚、以下の説明では、「モータ１００の外側」、「モータ１００の内側」、「モータ１００の軸方向」を、必要に応じて、それぞれ「外側」、「内側」、「軸方向」と略称する。 In FIG. 1, a motor 100 includes a stator (stator) 110, a rotor (rotor) 120, a rotating shaft 130, and end plates 140a to 140d.
The stator 110 is relatively disposed outside the motor 100. The rotor 120 is relatively disposed inside the motor 100 so that the outer peripheral surface thereof faces the inner peripheral surface of the stator 110 with a gap. The rotating shaft 130 is disposed at the center of the motor 100 with its outer peripheral surface facing the inner peripheral surface of the rotor 120 and being directly or indirectly connected to the rotor 120. The axes of the stator 110 and the rotor 120 substantially coincide with the axis of the rotating shaft 130. In the following description, “outside of motor 100”, “inside of motor 100”, and “axial direction of motor 100” are abbreviated as “outside”, “inside”, and “axial direction” as necessary. To do.

図１及び図２に示すように、ロータ１２０は、ロータコア１２１と、かご形胴体１２２とを有している。図１及び図２では、図示を省略しているが、かご形胴体１２２の軸方向の両端には、エンドリングが形成されている。このように、ここでは、ロータ１２０が、かご形ロータである場合を例に挙げて示している。しかしながら、ロータは、かご形ロータに限定されるものではない。例えば、ロータは、巻線形ロータであってもよい。また、かご形胴体や巻線（コイル）の代わりに永久磁石を用いてもよい。本実施形態のロータコア１２１の全体の厚み（軸方向の長さ）は１５０［ｍｍ］であり、ロータコア１２１の外径は３００［ｍｍ］である。 As shown in FIGS. 1 and 2, the rotor 120 includes a rotor core 121 and a cage body 122. Although not shown in FIGS. 1 and 2, end rings are formed at both ends of the cage body 122 in the axial direction. Thus, here, the case where the rotor 120 is a squirrel-cage rotor is shown as an example. However, the rotor is not limited to a squirrel-cage rotor. For example, the rotor may be a wound rotor. In addition, a permanent magnet may be used instead of the cage body or the winding (coil). The entire thickness (axial length) of the rotor core 121 of this embodiment is 150 [mm], and the outer diameter of the rotor core 121 is 300 [mm].

図１及び図２に示すように、ステータ１１０は、ステータコア１１１を有する。
ステータコア１１１は、周方向に延在するヨークと、ヨークの内周側から軸心方向に延在する複数のティースとを有し、その外周面（ヨークの外周面）が露出している。複数のティースは、周方向において略等間隔で設けられている。
図１及び図２に示す例では、３６個のティースが設けられている。しかしながら、ティースの数は３６個に限定されるものではない。また、ティースには、図示しない巻線が分布巻で巻き回される。ただし、この巻線の巻線方式は、集中巻であってもよい。また、この巻線の巻数として１２［Turn］を想定するが、この巻線の巻数は１２［Turn］に限定されるものではない。さらに、モータ１００の極数として４極を想定するが、モータ１００の極数は４極に限定されるものではない。 As shown in FIGS. 1 and 2, the stator 110 has a stator core 111.
Stator core 111 has a yoke extending in the circumferential direction and a plurality of teeth extending in the axial direction from the inner circumferential side of the yoke, and its outer circumferential surface (outer circumferential surface of the yoke) is exposed. The plurality of teeth are provided at substantially equal intervals in the circumferential direction.
In the example shown in FIGS. 1 and 2, 36 teeth are provided. However, the number of teeth is not limited to 36. In addition, a winding (not shown) is wound around the teeth in a distributed manner. However, the winding method of this winding may be concentrated winding. Further, although the number of turns of the winding is assumed to be 12 [Turn], the number of turns of the winding is not limited to 12 [Turn]. Furthermore, although the number of poles of the motor 100 is assumed to be four, the number of poles of the motor 100 is not limited to four.

ステータコア１１１は、図２に示す形に打ち抜かれた複数の電磁鋼板を、図３に示すように、それらの厚み方向に積み重ねることにより形成される。これら複数の電磁鋼板の板面には絶縁処理が施されている。本実施形態では、電磁鋼板の一例として、JIS C 2552で規定される５０Ａ８００を使用している。ただし、電磁鋼板であれば、どのようなものを使用してステータコア１１１を形成してもよい。また、本実施形態では、ステータコア１１１の全体の厚み（モータ１００の軸方向の長さ）は１５０［ｍｍ］であり、ステータコア１１１の内径は３０４［ｍｍ］であり、ステータコア１１１の外径は４８０［ｍｍ］である。 The stator core 111 is formed by stacking a plurality of electromagnetic steel sheets punched into the shape shown in FIG. 2 in the thickness direction as shown in FIG. Insulation treatment is applied to the plate surfaces of the plurality of electromagnetic steel sheets. In this embodiment, 50A800 defined by JIS C 2552 is used as an example of the electromagnetic steel sheet. However, the stator core 111 may be formed using any electromagnetic steel plate. In the present embodiment, the entire thickness of the stator core 111 (the axial length of the motor 100) is 150 [mm], the inner diameter of the stator core 111 is 304 [mm], and the outer diameter of the stator core 111 is 480. [Mm].

端板１４０ａ〜１４０ｄは、ステンレス鋼により形成される。本実施形態では、ステンレス鋼のうち、非磁性体であるオーステナイト系のステンレス鋼を用いて端板１４０ａ〜１４０ｄを形成している。具体的に本実施形態では、JIS G 4305で規定されるＳＵＳ３０４を用いて端板１４０ａ〜１４０ｄを形成している。また、本実施形態では、端板１４０ａ〜１４０ｄの厚みを、それぞれ１．６［ｍｍ］としている。尚、図１では、表記の都合上、端板１４０ａ〜１４０ｄの全体の厚みに対するステータコア１１１の全体の厚み方向の長さ（軸方向の長さ）を小さく表している。 End plates 140a-140d are formed of stainless steel. In the present embodiment, the end plates 140a to 140d are formed using austenitic stainless steel, which is a non-magnetic material, among stainless steels. Specifically, in the present embodiment, the end plates 140a to 140d are formed using SUS304 defined by JIS G 4305. In the present embodiment, the thicknesses of the end plates 140a to 140d are 1.6 [mm], respectively. In FIG. 1, the length in the thickness direction of the stator core 111 (length in the axial direction) with respect to the total thickness of the end plates 140 a to 140 d is shown small for convenience of description.

図１及び図３に示すように、端板１４０ａ〜１４０ｄの板面には、ステータコア１１１の板面と略同一の形状・大きさを有する領域がある。
ただし、端板１４０ａ〜１４０ｄの内周側の先端部が、ステータコア１１１のティースよりも突出（内側に位置）することを確実に防止するために、端板１４０ａ〜１４０ｄの「ティースに対応する部分の先端部（内側の端部）」が、ティースの先端部（内側の端部）よりも（僅かに）後退する位置（外側の位置）にあってもよい。また、端板１４０ａ〜１４０ｄの「ティースに対応する部分の周方向の端部」が、ステータコア１１１のスロットの領域に位置することを確実に防止するために、端板１４０ａ〜１４０ｄの「ティースに対応する部分の周方向の端部」が、ティースの周方向の端部よりも（僅かに）後退する位置にあってもよい。さらに、端板１４０ａ〜１４０ｄの「ヨークに対応する部分の内周側の端部（内側の端部）」が、ステータコア１１１のスロットの領域に位置することを確実に防止するために、端板１４０ａ〜１４０ｄの「ヨークに対応する部分の内周側の端部（内側の端部）」が、ヨークの内周側の端部（内側の端部）よりも（僅かに）後退する位置（外側の位置）にあってもよい。
端板１４０ａ〜１４０ｄは、厚みが１．６［ｍｍ］のステンレス鋼（ＳＵＳ３０４）を前述した形に打ち抜くことにより形成される。 As shown in FIGS. 1 and 3, the plate surfaces of the end plates 140 a to 140 d have regions having substantially the same shape and size as the plate surface of the stator core 111.
However, in order to surely prevent the end portions on the inner peripheral side of the end plates 140a to 140d from protruding (inwardly positioned) from the teeth of the stator core 111, the “part corresponding to the teeth” of the end plates 140a to 140d. May be in a position (outside position) where the tip end (inner end) of the teeth recedes (slightly) than the tip end (inner end) of the teeth. Further, in order to surely prevent the “ends in the circumferential direction of the portions corresponding to the teeth” of the end plates 140 a to 140 d from being located in the slot region of the stator core 111, The “circumferential end portion of the corresponding portion” may be in a position where the circumferential end portion of the tooth recedes (slightly). Further, in order to reliably prevent the “ends on the inner peripheral side (inner ends) of the portions corresponding to the yokes” of the end plates 140 a to 140 d from being located in the slot region of the stator core 111, the end plates Positions 140a to 140d where “the inner end (inner end) of the portion corresponding to the yoke” retreats (slightly) from the inner peripheral end (inner end) of the yoke ( It may be in the outer position).
The end plates 140a to 140d are formed by punching stainless steel (SUS304) having a thickness of 1.6 [mm] into the shape described above.

また、前述したように、端板１４０ａ〜１４０ｄは、モータ１００を使用している最中に、ステータコア１１１が変形や破壊することを防止するためのものである。よって、端板１４０ａ〜１４０ｄに使用する材料の引張強度は、大きいほど好ましいが、このような目的を達成できる範囲であれば、モータ１００の使用環境、大きさ、及び運転条件等によって適宜決定することができる。 Further, as described above, the end plates 140a to 140d are for preventing the stator core 111 from being deformed or broken while the motor 100 is being used. Therefore, the tensile strength of the material used for the end plates 140a to 140d is preferably as large as possible. However, as long as such a purpose can be achieved, the tensile strength of the motor 100 is appropriately determined depending on the usage environment, size, operating conditions, and the like. be able to.

端板１４０ａ、１４０ｂは、端板１４０ｂをステータコア１１１側にした状態で、それらの板面が、ステータコア１１１の板面と合うように、ステータコア１１１の軸方向の一端面（図３では上面）に重ねられる。一方、端板１４０ｃ、１４０ｄは、端板１４０ｃをステータコア１１１側にした状態で、それらの板面が、ステータコア１１１の板面と合うように、ステータコア１１１の軸方向の他端面（図３では下面）に重ねられる。ここで、端板１４０ａ、１４０ｂは相互に絶縁された状態で重ねられ、端板１４０ｃ、１４０ｄも相互に絶縁された状態で重ねられる。本実施形態では、板面方向の形状・大きさが、端板１４０ａ〜１４０ｄの板面方向の形状・大きさと略同一である絶縁材１４１ａ、１４１ｂ（絶縁板や絶縁紙等）を、端板１４０ａ、１４０ｂの間と、端板１４０ｃ、１４０ｄの間に、それぞれ配置するようにしている。ただし、相互に隣接する端板１４０ａ・１４０ｂ、１４０ｃ・１４０ｄを絶縁する方法は、このような方法に限定されない。例えば、端板１４０ａ〜１４０ｄの板面に絶縁処理を施すようにしてもよい。 The end plates 140a and 140b are arranged on one end surface in the axial direction of the stator core 111 (the upper surface in FIG. 3) so that the plate surfaces thereof are aligned with the plate surface of the stator core 111 with the end plate 140b facing the stator core 111. Overlaid. On the other hand, the end plates 140c and 140d have the other end surface in the axial direction of the stator core 111 (the lower surface in FIG. 3) so that their plate surfaces are aligned with the plate surface of the stator core 111 with the end plate 140c facing the stator core 111 side. ). Here, the end plates 140a and 140b are stacked in an insulated state, and the end plates 140c and 140d are also stacked in an insulated state. In the present embodiment, insulating materials 141a and 141b (insulating plates, insulating paper, etc.) whose shape and size in the plate surface direction are substantially the same as the shape and size in the plate surface direction of the end plates 140a to 140d are used as end plates. They are arranged between 140a and 140b and between the end plates 140c and 140d, respectively. However, the method of insulating the end plates 140a, 140b, 140c, 140d adjacent to each other is not limited to such a method. For example, the plate surfaces of the end plates 140a to 140d may be insulated.

以上のようにして端板１４０ａ〜１４０ｄを配置することにより、端板１４０ａ〜１４０ｄの板面の、ステータコア１１１のヨークに対応する領域が、ステータコア１１１のヨークと対向すると共に、端板１４０ａの板面の、ステータコア１１１のティースに対応する領域が、ステータコア１１１のティースと対向する。このように本実施形態では、端板１４０ａ、１４０ｂが第１の端板に対応し、端板１４０ｃ、１４０ｄが第２の端板に対応する。 By arranging the end plates 140a to 140d as described above, the region of the plate surface of the end plates 140a to 140d corresponding to the yoke of the stator core 111 faces the yoke of the stator core 111, and the plate of the end plate 140a. A region of the surface corresponding to the teeth of the stator core 111 faces the teeth of the stator core 111. Thus, in this embodiment, the end plates 140a and 140b correspond to the first end plate, and the end plates 140c and 140d correspond to the second end plate.

本実施形態では、以上のようにして端板１４０ａ〜１４０ｄを配置した状態で、ステータコア１１１の外周部分と端板１４０ａ〜１４０ｄの外周部分にスポット溶接を施すことにより、端板１４０ａ〜１４０ｄがステータコア１１１に取り付けられる（固定される）。また、図１及び図３では図示を省略しているが、端板１４０ａ〜１４０ｄには、モータ１００の設置場所に固定するための（同一の）領域が、別に形成されている。これらの領域（の同一位置）には、ボルトを通す（同一形状・大きさの）孔が形成されている。モータ１００の設置場所に形成された孔と、端板１４０ａ〜１４０ｄに形成された孔に、ボルトを、モータ１００と絶縁された状態で通すことにより、モータ１００を、その設置場所に固定することができる。 In this embodiment, the end plates 140a to 140d are spot-welded to the outer peripheral portion of the stator core 111 and the outer peripheral portions of the end plates 140a to 140d in a state where the end plates 140a to 140d are arranged as described above, so that the end plates 140a to 140d 111 (fixed). Although not shown in FIGS. 1 and 3, the end plates 140 a to 140 d are separately formed with (identical) regions for fixing to the installation location of the motor 100. Holes (of the same shape and size) through which the bolts pass are formed in these regions (in the same position). The bolts are passed through the holes formed in the installation place of the motor 100 and the holes formed in the end plates 140a to 140d while being insulated from the motor 100, thereby fixing the motor 100 to the installation place. Can do.

尚、本実施形態では、スポット溶接により、端板１４０ａ〜１４０ｄがステータコア１１１に取り付けられるようにしたが、端板１４０ａ〜１４０ｄをステータコア１１１に取り付ける方法は、このような方法に限定されるものではない。例えば、ステータコア１１１と端板１４０ａ〜１４０ｄの外周側のそれぞれに、ヨーク及びティースに対応する部分とは異なる（同一形状・大きさの）領域を設け、これらの領域のそれぞれ（の同一位置）にボルトを通す（同一形状・大きさの）孔を形成し、それらの孔にボルトを絶縁された状態で通すことにより、端板１４０ａ〜１４０ｄをステータコア１１１に取り付けることができる。 In the present embodiment, the end plates 140a to 140d are attached to the stator core 111 by spot welding, but the method of attaching the end plates 140a to 140d to the stator core 111 is not limited to such a method. Absent. For example, regions (of the same shape and size) different from the portions corresponding to the yoke and the teeth are provided on the outer peripheral sides of the stator core 111 and the end plates 140a to 140d, respectively (in the same position) of these regions. The end plates 140a to 140d can be attached to the stator core 111 by forming holes (of the same shape and size) through which the bolts are passed and passing the bolts through the holes in an insulated state.

＜鉄損の評価＞
本発明者らは、モータの損失を低減するために、モータの損失を把握することを試みた。その中で、（従来の端板の材料である）ＳＰＣＣを用いて形成した端板の鉄損が予想以上に大きいことを見出した。
図４は、端板の鉄損とステータコアの鉄損の一例を表形式で示す図である。
図１〜図３に示すステータコア１１１の磁束密度の分布をＦＥＭ（有限要素法）で解析した。このときのモータの無負荷運転条件は以下の通りである。
ロータ回転数：３０００［ｒｐｍ］
電流実効値：５０［Ａ^rms］
このようにして求めたステータコア１１１の磁束密度の分布と、ステータコア１１１の材質である５０Ａ８００の磁束密度−鉄損特性とから、ステータコア１１１全体の鉄損を求めた。その値が、図４に示すように２１３０［Ｗ］であった。 <Evaluation of iron loss>
The inventors of the present invention tried to grasp the motor loss in order to reduce the motor loss. Among them, it was found that the iron loss of an end plate formed using SPCC (which is a material of a conventional end plate) is larger than expected.
FIG. 4 is a diagram showing an example of the iron loss of the end plate and the iron loss of the stator core in a tabular form.
The distribution of the magnetic flux density of the stator core 111 shown in FIGS. 1 to 3 was analyzed by FEM (finite element method). The no-load operation conditions of the motor at this time are as follows.
Rotor speed: 3000 [rpm]
Current rms value: 50 [A ^rms ]
From the magnetic flux density distribution of the stator core 111 thus obtained and the magnetic flux density-iron loss characteristic of 50A800, which is the material of the stator core 111, the iron loss of the entire stator core 111 was obtained. The value was 2130 [W] as shown in FIG.

また、このようにして求めたステータコア１１１の磁束密度の分布から、磁束密度Ｂ_maxの平均を求めたところ、平均の磁束密度Ｂ_maxは、１．６５［Ｔ］であった。この平均の磁束密度Ｂ_maxの大きさは、Ｂ−Ｈ曲線において、磁界Ｈの変化に対する磁束密度Ｂの変化が小さい領域に当てはまる。磁束密度Ｂ_maxは有限要素法における各要素の電気角１周期の磁束密度解析結果の最大値である。したがって、前述したようにして求めたステータコアの磁束密度の分布は、ＳＰＣＣの磁束密度の分布と同じであると仮定しても大きな誤差は生じない。そこで、大きさ・形状が端板１４０ａ〜１４０ｄと同一であり、且つ、材質がＳＰＣＣである端板１枚の鉄損を、前述したようにして求めたステータコアの磁束密度の分布と、ＳＰＣＣの磁束密度−鉄損特性とから求めた。その値が、図４に示すように２０６．５［Ｗ］であった。そして、この値から４枚の端板（端板全体）の鉄損を求めた。その値が、図４に示すように、８２６［Ｗ］であった。このように、端板としてＳＰＣＣを用いると、端板の鉄損は、ステータコア１１１の鉄損の３９［％］になることが分かった。すなわち、モータ全体の鉄損に占める端板の鉄損の割合が大きいことが分かった。 Moreover, the distribution of the magnetic flux density of the stator core 111 thus determined, was calculated the average of the magnetic flux density B _max, the magnetic flux density B _max of the mean was 1.65 [T]. The magnitude of the average magnetic flux density B _max applies to a region where the change in the magnetic flux density B with respect to the change in the magnetic field H is small in the BH curve. The magnetic flux density B _max is the maximum value of the magnetic flux density analysis result for one electrical angle cycle of each element in the finite element method. Therefore, even if it is assumed that the distribution of the magnetic flux density of the stator core obtained as described above is the same as the distribution of the magnetic flux density of the SPCC, a large error does not occur. Therefore, the distribution of the magnetic flux density of the stator core obtained as described above with respect to the iron loss of one end plate having the same size and shape as the end plates 140a to 140d and the material being SPCC, and the SPCC It calculated | required from magnetic flux density-iron loss characteristic. The value was 206.5 [W] as shown in FIG. And the iron loss of four end plates (the whole end plate) was calculated | required from this value. The value was 826 [W] as shown in FIG. Thus, it was found that when SPCC was used as the end plate, the iron loss of the end plate was 39% of the iron loss of the stator core 111. That is, it was found that the ratio of the iron loss of the end plate to the iron loss of the entire motor is large.

尚、ここでは、ＳＰＣＣの磁束密度−鉄損特性を、以下のようにして実測した。
厚みが１．６［ｍｍ］のＳＰＣＣの板を、外径が１２０［ｍｍ］、内径が１００［ｍｍ］のリング状に形成したものを３枚作製し供試材とした。この供試材に、一次巻線として１８０［Turn］の導体線を、二次巻線として２０［Turn］の導体線をそれぞれ巻き回した。そして、以下の励磁条件で一次巻線に電流を流し、二次巻線の誘起電圧から磁束密度を測定することで、各磁束密度における鉄損の値を測定した。
周波数：１００［Ｈｚ］
磁束密度：０．３［Ｔ］から１．８［Ｔ］、０．１［Ｔ］刻み
このようにして測定した３枚の供試材での各磁束密度における鉄損の値を平均して、ＳＰＣＣの磁束密度−鉄損特性を求めた。以上の測定の結果、磁束密度が１［Ｔ］、１．５［Ｔ］のときの鉄損の値は、それぞれ５０［Ｗ／ｋｇ］、１５０［Ｗ／ｋｇ］となった。
尚、５０Ａ８００の磁束密度−鉄損特性についても、ＳＰＣＣの磁束密度−鉄損特性と同様にして測定することができる。これらの結果から、本願発明者らは、ＳＰＣＣの鉄損は、５０Ａ８００の鉄損よりも数倍（概ね４〜５倍程度）大きくなるという知見を得た。 Here, the magnetic flux density-iron loss characteristics of SPCC were measured as follows.
Three SPCC plates having a thickness of 1.6 [mm] formed into a ring shape having an outer diameter of 120 [mm] and an inner diameter of 100 [mm] were prepared as test materials. A 180 [Turn] conductor wire as a primary winding and a 20 [Turn] conductor wire as a secondary winding were wound around the specimen. And the value of the iron loss in each magnetic flux density was measured by sending an electric current through a primary winding on the following excitation conditions, and measuring magnetic flux density from the induced voltage of a secondary winding.
Frequency: 100 [Hz]
Magnetic flux density: 0.3 [T] to 1.8 [T], 0.1 [T] increments The average value of the iron loss at each magnetic flux density of the three specimens measured in this way was averaged. SPCC magnetic flux density-iron loss characteristics were determined. As a result of the above measurement, the values of the iron loss when the magnetic flux density was 1 [T] and 1.5 [T] were 50 [W / kg] and 150 [W / kg], respectively.
The magnetic flux density-iron loss characteristic of 50A800 can also be measured in the same manner as the magnetic flux density-iron loss characteristic of SPCC. From these results, the present inventors have found that the iron loss of SPCC is several times (approximately 4 to 5 times) larger than the iron loss of 50A800.

図４に示す結果を踏まえ、本発明者らは、端板の鉄損を低減することを検討した。
鉄損には、渦電流損が含まれる。この渦電流損を低減するために、固有抵抗値が大きい材料を、端板１４０を構成する材料として用いることが考えられる。そこで、本実施形態では、固有抵抗値が大きい材料のうち、比較的安価であり、且つ、加工（成形）が容易であるステンレス鋼を、端板１４０を構成する材料として採用した。
また、鉄損は、ステータ１１０の巻線に交流電流が流れることにより、磁束が端板１４０の内部に発生することに起因して生じる。したがって、端板１４０を構成する材料として非磁性体を用いれば、端板１４０の鉄損を著しく低減することができる。そこで、本実施形態では、ステンレス鋼のうち、非磁性体であるオーステナイト系のステンレス鋼を、端板１４０を構成する材料として採用した。 Based on the results shown in FIG. 4, the present inventors examined reducing the iron loss of the end plate.
Iron loss includes eddy current loss. In order to reduce this eddy current loss, it is conceivable to use a material having a large specific resistance value as a material constituting the end plate 140. Therefore, in the present embodiment, among the materials having a large specific resistance value, stainless steel, which is relatively inexpensive and easy to process (form), is employed as the material constituting the end plate 140.
Further, the iron loss is caused by the generation of magnetic flux in the end plate 140 due to the alternating current flowing through the windings of the stator 110. Therefore, if a nonmagnetic material is used as the material constituting the end plate 140, the iron loss of the end plate 140 can be significantly reduced. Therefore, in the present embodiment, among the stainless steels, austenitic stainless steel that is a non-magnetic material is adopted as a material constituting the end plate 140.

ただし、ステンレス鋼と同等の固有抵抗値であれば、必ずしもステンレス鋼を、端板１４０を構成する材料として用いなくてもよい。前述したように、ステンレス鋼と同等の固有抵抗値を有する材料であれば、渦電流損を低減することができるからである。ここで、ステンレス鋼は、５０［μΩ・ｃｍ］以上の固有抵抗値を有する。よって、５０［μΩ・ｃｍ］以上の固有抵抗値を有していれば、必ずしもステンレス鋼を、端板１４０を構成する材料として用いなくてもよい。 However, stainless steel may not necessarily be used as a material constituting end plate 140 as long as it has a specific resistance value equivalent to that of stainless steel. This is because, as described above, eddy current loss can be reduced if the material has a specific resistance equivalent to that of stainless steel. Here, stainless steel has a specific resistance value of 50 [μΩ · cm] or more. Therefore, stainless steel is not necessarily used as a material constituting the end plate 140 as long as it has a specific resistance value of 50 [μΩ · cm] or more.

また、非磁性体であるオーステナイト系のステンレス鋼を、端板１４０を構成する材料として用いれば、端板１４０の鉄損を著しく低減できるので好ましい。しかしながら、オーステナイト系以外のマルテンサイト系、フェライト系、又は二相系のステンレス鋼を、端板１４０を構成する材料として用いても、端板１４０を構成する材料としてＳＰＣＣを用いた場合よりも、端板１４０の渦電流損を低減することができる。前述したように、渦電流損を低減することができるからである。よって、これらを、端板１４０を構成する材料として用いてもよい。 In addition, it is preferable to use austenitic stainless steel, which is a non-magnetic material, as a material constituting the end plate 140 because iron loss of the end plate 140 can be significantly reduced. However, even when martensite other than austenite, ferritic, or duplex stainless steel is used as the material constituting the end plate 140, than when SPCC is used as the material constituting the end plate 140, The eddy current loss of the end plate 140 can be reduced. This is because eddy current loss can be reduced as described above. Therefore, these may be used as materials constituting the end plate 140.

以上のように本実施形態では、ステータコア１１１の軸方向の一端面と他端面に、ステータコア１１１の板面と略同一の形状及び大きさの領域を有する端板１４０ａ〜１４０ｄを取り付ける。端板１４０ａ〜１４０ｄには、固有抵抗値が５０［μΩ・ｃｍ］以上であるステンレス鋼、好ましくは非磁性体であるオーステナイト系のステンレス鋼を用いる。したがって、ＳＰＣＣを用いる場合よりも、端板１４０ａ〜１４０ｄの鉄損を低減させることができる。よって、モータ全体の鉄損を低減させることができる。
尚、本実施形態では、２枚の端板１４０ａ、１４０ｂを、ステータコア１１１の軸方向の一端面に取り付けると共に、他の２枚の端板１４０ｃ、１４０ｄを、ステータコア１１１の軸方向の他端面に取り付けるようにした。しかしながら、必ずしもこのようにする必要はなく、ステータコア１１１の軸方向の一端面と他端面にそれぞれ１枚ずつ端板を取り付けるようにしてもよい。
また、本実施形態のように、端板１４０ａ、１４０ｂと、端板１４０ｃ、１４０ｄとの双方を、固有抵抗値が５０［μΩ・ｃｍ］以上であるステンレス鋼、好ましくは非磁性体であるオーステナイト系のステンレス鋼で形成すれば、前述した効果が大きくなるのでこの好ましい。しかしながら、端板１４０ａ、１４０ｂと、端板１４０ｃ、１４０ｄとの何れか一方を、本実施形態で説明した端板１４０とし、他方を、従来と同様の普通鋼で形成した端板としても鉄損の低減効果が得られるので、このようにしてもよい。
また、各端板１４０ａ〜１４０ｄの素材や厚みは、同じでなくてもよい。 As described above, in the present embodiment, the end plates 140a to 140d having regions having substantially the same shape and size as the plate surface of the stator core 111 are attached to one end surface and the other end surface of the stator core 111 in the axial direction. For the end plates 140a to 140d, stainless steel having a specific resistance value of 50 [μΩ · cm] or more, preferably austenitic stainless steel which is a non-magnetic material is used. Therefore, the iron loss of the end plates 140a to 140d can be reduced as compared with the case where SPCC is used. Therefore, the iron loss of the whole motor can be reduced.
In this embodiment, the two end plates 140a and 140b are attached to one end surface in the axial direction of the stator core 111, and the other two end plates 140c and 140d are attached to the other end surface in the axial direction of the stator core 111. I tried to install it. However, this is not always necessary, and one end plate may be attached to each of one end surface and the other end surface of the stator core 111 in the axial direction.
Further, as in this embodiment, both the end plates 140a and 140b and the end plates 140c and 140d are made of stainless steel having a specific resistance value of 50 [μΩ · cm] or more, preferably austenite which is a non-magnetic material. This is preferable because it is made of a stainless steel of the type because the above-described effect is increased. However, either one of the end plates 140a and 140b and the end plates 140c and 140d is the end plate 140 described in the present embodiment, and the other is an end plate formed of ordinary steel similar to the conventional iron loss. This can be done in this way.
Moreover, the material and thickness of each end plate 140a-140d may not be the same.

（第２の実施形態）
次に、本発明の第２の実施形態を説明する。前述した第１の実施形態では、ステータコア１１１の軸方向の一端面と他端面に取り付ける端板１４０の数をそれぞれ２枚とした。渦電流損Ｗｅは、材料の板厚ｔの二乗に比例する（Ｗｅ∝ｔ²）。よって、第１の実施形態で示した端板１４０よりも、端板１４０の１枚当たりの板厚を薄くすれば、端板の鉄損をより一層低減することができる。また、ステータコア１１１の軸方向の一端面と他端面に取り付けたときの端板の全体の厚みを、第１の実施形態で示した端板１４０と同じ厚みにすれば、第１の実施形態の端板１４０を用いたときと比べて剛性が大きく低下することを抑制することができる。 (Second Embodiment)
Next, a second embodiment of the present invention will be described. In the first embodiment described above, the number of end plates 140 attached to one end surface and the other end surface of the stator core 111 in the axial direction is two. The eddy current loss We is proportional to the square of the thickness t of the material (We∝t ² ). Therefore, if the plate thickness of one end plate 140 is made thinner than the end plate 140 shown in the first embodiment, the iron loss of the end plate can be further reduced. Moreover, if the thickness of the whole end plate when attached to the one end surface and the other end surface in the axial direction of the stator core 111 is the same as that of the end plate 140 shown in the first embodiment, the first embodiment will be described. As compared with the case where the end plate 140 is used, it is possible to suppress a significant decrease in rigidity.

そこで、本実施形態では、厚みが０．４［ｍｍ］のＳＵＳ３０４を用いて、板面方向の形状・大きさが第１の実施形態と同一の形状・大きさとなるように構成された端板を１６枚用いる。そして、１６枚の端板のうち８枚をステータコア１１１の軸方向の一端面に、他の８枚をステータコア１１１の軸方向の他端面に取り付ける。このようにした場合も、第１の実施形態と同様に、相互に隣接する端板は相互に絶縁された状態で重ねられる。また、モータを使用している最中にステータコア１１１の変形や破壊しないように、端板に使用する材料を選択する。その他の構成については、第１の実施形態と同じであるので、その詳細な説明を省略する。 Therefore, in the present embodiment, the end plate is configured so that the shape and size in the plate surface direction are the same as those in the first embodiment using SUS304 having a thickness of 0.4 [mm]. 16 sheets are used. Of the 16 end plates, 8 are attached to one axial end surface of the stator core 111 and the other 8 are attached to the other axial end surface of the stator core 111. Even in this case, the end plates adjacent to each other are stacked in a state of being insulated from each other as in the first embodiment. Further, a material used for the end plate is selected so that the stator core 111 is not deformed or broken while the motor is used. Since other configurations are the same as those of the first embodiment, detailed description thereof is omitted.

尚、本実施形態では、厚みが０．４［ｍｍ］のＳＵＳ３０４を用いて形成された端板を１６枚用いるようにした。しかしながら、端板に用いる材料は、第１の実施形態で説明したように、ＳＵＳ３０４に限定されるものではない。また、端板の厚み・枚数は、前述した値に限定されるものではない。
また、第１及び第２の実施形態では、ステータコア１１１の軸方向の一端面と他端面に同数の端板を取り付けるようにした。しかしながら、ステータコア１１１の軸方向の一端面と他端面に取り付ける端板の数は、必ずしも同数である必要はない。 In this embodiment, 16 end plates formed using SUS304 having a thickness of 0.4 [mm] are used. However, the material used for the end plate is not limited to SUS304 as described in the first embodiment. Further, the thickness and the number of end plates are not limited to the above-described values.
In the first and second embodiments, the same number of end plates are attached to one end surface and the other end surface of the stator core 111 in the axial direction. However, the number of end plates attached to one end surface and the other end surface of the stator core 111 in the axial direction is not necessarily the same.

＜実施例＞
図５は、各種の端板の損失の一例を表形式で示す図である。
図５において、「ＳＰＣＣ」の欄に示す値は、１．６［ｍｍ］の４枚のＳＰＣＣのうち、２枚をステータコア１１１の軸方向の一端面に、他の２枚をステータコア１１１の軸方向の他端面に取り付けたものについての値である。また、「ＳＵＳ３０４（１）」の欄に示す値は、１．６［ｍｍ］の４枚のＳＵＳ３０４のうち、２枚をステータコア１１１の軸方向の一端面に、他の２枚をステータコア１１１の軸方向の他端面に取り付けたものについての値である。また、「ＳＵＳ３０４（２）」の欄に示す値は、０．４［ｍｍ］の１６枚のＳＵＳ３０４のうち、８枚をステータコア１１１の軸方向の一端面に、他の８枚をステータコア１１１の軸方向の他端面に取り付けたものについての値である。尚、これらの端板の板面方向の形状及び大きさは、第１の実施形態で示したものと同じである。 <Example>
FIG. 5 is a diagram showing an example of the loss of various end plates in a tabular form.
In FIG. 5, the value shown in the column “SPCC” is that one of four SPCCs of 1.6 [mm] is two on one end face in the axial direction of the stator core 111 and the other two are shafts of the stator core 111. It is a value about what was attached to the other end surface of a direction. Also, the value shown in the column “SUS304 (1)” is 1.6 [mm] of four SUS304s, two on the one end surface in the axial direction of the stator core 111 and the other two on the stator core 111. It is a value about what was attached to the other end surface of an axial direction. The value shown in the column of “SUS304 (2)” is 8 out of 16 SUS304 of 0.4 [mm] on one end surface in the axial direction of the stator core 111 and the other 8 on the stator core 111. It is a value about what was attached to the other end surface of an axial direction. Note that the shape and size of these end plates in the plate surface direction are the same as those shown in the first embodiment.

図５において、「鉄損値（ＳＰＣＣ端板鉄損基準）」とは、図４に示した「ＳＰＣＣ」の「全鉄損」の値を「１」としたときの端板全体の鉄損値（相対値）である。
「鉄損値（ステータコア鉄損基準）」とは、図４に示した「ステータコア」の「絶鉄損」の値を「１」としたときの端板全体の鉄損値（相対値）である。
「磁束密度」は、１．５［Ｔ］における「比透磁率」の値に比例するものとする。この「磁束密度」は、「ＳＰＣＣ」の値を「１」としたときの値（相対値）である。 In FIG. 5, the “iron loss value (SPCC end plate iron loss standard)” is the iron loss of the entire end plate when the value of “total iron loss” of “SPCC” shown in FIG. 4 is “1”. Value (relative value).
The “iron loss value (stator core iron loss standard)” is the iron loss value (relative value) of the entire end plate when the “iron loss” value of the “stator core” shown in FIG. 4 is “1”. is there.
The “magnetic flux density” is proportional to the value of “relative permeability” at 1.5 [T]. This “magnetic flux density” is a value (relative value) when the value of “SPCC” is “1”.

「渦電流損板厚換算比（１枚当たり）」とは、板厚の違いを渦電流損に換算した値であり、「ＳＰＣＣ」の値を「１」としたときの値（相対値）である。「渦電流損板厚換算比（１枚当たり）」は、端板１枚の板厚の二乗に比例するものとする。
「枚数を考慮した渦電流損比」とは、端板を構成する素材の枚数及び板厚の違いを渦電流損に換算した値であり、「ＳＰＣＣ」の値を「１」としたときの値（相対値）である。「枚数を考慮した渦電流損比」は、素材の枚数に比例するものとする。尚、「ＳＵＳ３０４（２）」における「枚数を考慮した渦電流損比」は、「渦電流損板厚換算比（１枚当たり）」の値である「０．０６２５」に「４（＝１６／４）」を掛けることにより得られる。 “Eddy current loss plate thickness conversion ratio (per sheet)” is a value obtained by converting the difference in plate thickness into eddy current loss, and a value when “SPCC” is set to “1” (relative value). It is. The “eddy current loss plate thickness conversion ratio (per one plate)” is proportional to the square of the plate thickness of one end plate.
The “eddy current loss ratio considering the number of sheets” is a value obtained by converting the difference in the number of sheets constituting the end plate and the plate thickness into an eddy current loss, and the value of “SPCC” is “1”. Value (relative value). The “eddy current loss ratio considering the number of sheets” is proportional to the number of materials. Note that the “eddy current loss ratio in consideration of the number of sheets” in “SUS304 (2)” is “4 (= 16) to“ 0.0625 ”which is the value of“ eddy current loss plate thickness conversion ratio (per sheet) ”. / 4) ".

「材質・板厚変更時渦電流損比」は、端板を構成する素材の材質、板厚、及び枚数の違いを渦電流損に換算した値であり、「ＳＰＣＣ」の値を「１」としたときの値（相対値）である。「材質・板厚変更時渦電流損比」は、「固有抵抗値」に反比例し、「枚数を考慮した渦電流損比」に比例するものとする。また、端板の鉄損は、「磁束密度」の二乗に比例し、「材質・板厚変更時渦電流損比」に比例するものとする。 “Eddy current loss ratio when changing material and plate thickness” is a value obtained by converting the difference in material, thickness and number of materials constituting the end plate into eddy current loss, and the value of “SPCC” is “1”. (Relative value). The “eddy current loss ratio when changing the material and thickness” is inversely proportional to the “specific resistance value” and proportional to the “eddy current loss ratio in consideration of the number of sheets”. Further, the iron loss of the end plate is proportional to the square of the “magnetic flux density” and proportional to the “eddy current loss ratio when changing the material and plate thickness”.

図５に示す「ＳＵＳ３０４（１）」の欄の値は、第１の実施形態の端板１４０ａ〜１４０ｄの値である。また、「ＳＰＣＣ」の欄の値は、第１の実施形態において端板１４０ａ〜１４０ｄと対比した端板の値である。これらの欄の値から、第１の実施形態で説明したように、端板を構成する材料として、ＳＰＣＣを用いるよりもＳＵＳ３０４を用いた方が端板の鉄損を著しく低減させられることが分かる。
尚、固有抵抗値が５０［μΩ・ｃｍ］であり、厚みが１．６［ｍｍ］である材料で、第１の実施形態で示した端板１４０ａ〜１４０ｄと同じ大きさ・形状の板面を有する端板を４枚作製し、これらの４枚の端板を第１の実施形態と同様にして配置した場合、「材質・板厚変更時渦電流損比」は０．３７となる。 The values in the column “SUS304 (1)” illustrated in FIG. 5 are the values of the end plates 140a to 140d of the first embodiment. The value in the “SPCC” column is the value of the end plate compared to the end plates 140a to 140d in the first embodiment. From the values in these columns, as described in the first embodiment, it is understood that the iron loss of the end plate can be significantly reduced by using SUS304 as a material constituting the end plate rather than using SPCC. .
A plate surface having a specific resistance value of 50 [μΩ · cm] and a thickness of 1.6 [mm] and having the same size and shape as the end plates 140a to 140d shown in the first embodiment. When four end plates having the above are manufactured and these four end plates are arranged in the same manner as in the first embodiment, the “eddy current loss ratio when changing the material and thickness” is 0.37.

また、図５に示す「ＳＵＳ３０４（２）」の欄の値は、第２の実施形態の端板の値である。「ＳＵＳ３０４（２）」の欄の値と「ＳＵＳ３０４（１）」の欄の値から、第２の実施形態で説明したように、端板の全体の厚みが同じであれば、各端板の厚みを薄くした方が、端板全体の鉄損を低減させられることが分かる。
尚、固有抵抗値が５０［μΩ・ｃｍ］であり、厚みが０．４［ｍｍ］である材料で、第１の実施形態で示した端板１４０ａ〜１４０ｄと同じ大きさ・形状の板面を有する端板を１６枚作製し、これらの１６枚の端板を第２の実施形態と同様にして配置した場合、「材質・板厚変更時渦電流損比」は０．１０となる。 Further, the value in the column “SUS304 (2)” shown in FIG. 5 is the value of the end plate of the second embodiment. From the values in the “SUS304 (2)” column and the values in the “SUS304 (1)” column, as described in the second embodiment, if the total thickness of the end plates is the same, It can be seen that the iron loss of the entire end plate can be reduced by reducing the thickness.
A plate surface having a specific resistance value of 50 [μΩ · cm] and a thickness of 0.4 [mm] and having the same size and shape as the end plates 140a to 140d shown in the first embodiment. When 16 end plates having 16 are manufactured and these 16 end plates are arranged in the same manner as in the second embodiment, the “eddy current loss ratio when changing the material and thickness” is 0.10.

（第３の実施形態）
次に、本発明の第３の実施形態について説明する。図６は、本実施形態のモータの構成の一例を示す俯瞰図である。本実施形態と第１、第２の実施形態とは、端板を構成する材料と枚数とが異なる。
第１、第２の実施形態では、端板を構成する材料として導電体（非絶縁体）であるステンレス鋼を用いた。これに対し、本実施形態では、端板を構成する材料として、非磁性体であり且つ絶縁体である材料を用いるようにする。このように、端板を構成する材料として絶縁体を用いた場合には、渦電流損は発生しない。よって、図６に示すように、ステータコア１１１の軸方向の一端面と他端面に取り付ける端板６４０ａ、６４０ｂの枚数はそれぞれ１枚でよい。 (Third embodiment)
Next, a third embodiment of the present invention will be described. FIG. 6 is an overhead view showing an example of the configuration of the motor of the present embodiment. This embodiment is different from the first and second embodiments in the material and the number of sheets constituting the end plate.
In the first and second embodiments, stainless steel, which is a conductor (non-insulator), is used as a material constituting the end plate. On the other hand, in this embodiment, a material that is a non-magnetic material and is an insulator is used as a material constituting the end plate. Thus, when an insulator is used as the material constituting the end plate, no eddy current loss occurs. Therefore, as shown in FIG. 6, the number of end plates 640a and 640b attached to one end surface and the other end surface of the stator core 111 in the axial direction may be one.

本実施形態では、端板６４０ａ、６４０ｂを構成する材料として、ＡＢＳ樹脂、アクリル、ポリカーボネート、ＦＲＰ（Fiber Reinforced Plastics）、セラミックス、又はガラスを用いることができる。ＦＲＰのうち、ＣＦＲＰ（Carbon Fiber Reinforced Plastics）を用いることが好ましい。前述した他の絶縁体（材料）よりも引張強度の値が大きいからである。 In the present embodiment, ABS resin, acrylic, polycarbonate, FRP (Fiber Reinforced Plastics), ceramics, or glass can be used as the material constituting the end plates 640a and 640b. Of the FRP, it is preferable to use CFRP (Carbon Fiber Reinforced Plastics). This is because the tensile strength value is larger than those of the other insulators (materials) described above.

端板６４０ａ、６４０ｂの板面には、ステータコア１１１の板面と略同一の形状・大きさを有する領域がある。ただし、第１の実施形態で説明したように、端板６４０ａ、６４０ｂの「ティースに対応する部分の先端部（内側の端部）」が、ティースの先端部（内側の端部）よりも、後退する位置（外側の位置）にあってもよい。また、端板６４０ａ、６４０ｂの「ティースに対応する部分の周方向の端部」が、ティースの周方向の端部よりも、後退する位置にあってもよい。さらに、端板６４０ａ、６４０ｂの「ヨークに対応する部分の内周側の端部（内側の端部）」が、ヨークの内周側の端部（内側の端部）よりも（僅かに）後退する位置（外側の位置）にあってもよい。
前述した絶縁体（材料）の引張強度の値は、ステンレス鋼の引張強度の値よりも小さい。このことを踏まえ、当該材料で端板を構成する場合には、モータ６００を使用している最中にステータコア１１１が変形や破壊しないように、端板の厚みを適宜決定するようにする。
端板を成形する方法は、金型等を用いた公知の成形技術により実現することができる。 On the plate surfaces of the end plates 640a and 640b, there is a region having substantially the same shape and size as the plate surface of the stator core 111. However, as described in the first embodiment, the “tip portion (inner end portion) corresponding to the tooth” of the end plates 640a and 640b is more than the tip portion (inner end portion) of the tooth. You may exist in the position (outside position) to retreat. Further, “the end portions in the circumferential direction of the portions corresponding to the teeth” of the end plates 640a and 640b may be in a position where they are retracted from the end portions in the circumferential direction of the teeth. Furthermore, the “end on the inner periphery side (inner end portion) of the portion corresponding to the yoke” of the end plates 640a and 640b is (slightly) more than the end portion (inner end portion) on the inner peripheral side of the yoke. You may exist in the position (outside position) to retreat.
The above-described tensile strength value of the insulator (material) is smaller than the tensile strength value of stainless steel. In consideration of this, when the end plate is made of the material, the thickness of the end plate is appropriately determined so that the stator core 111 is not deformed or broken while the motor 600 is used.
The method of molding the end plate can be realized by a known molding technique using a mold or the like.

端板６４０ａは、その板面が、ステータコア１１１の板面と合うように、ステータコア１１１の軸方向の一端面（図６では上面）に配置される。一方、端板６４０ｂは、その板面が、ステータコア１１１の板面と合うように、ステータコア１１１の軸方向の他端面（図６では下面）に配置される。このように本実施形態では、端板６４０ａが第１の端板に対応し、端板６４０ｂが第２の端板に対応する。
その他については、第１の実施形態と同じであるので、その詳細な説明を省略する。 The end plate 640 a is disposed on one end surface (upper surface in FIG. 6) in the axial direction of the stator core 111 so that the plate surface matches the plate surface of the stator core 111. On the other hand, the end plate 640b is disposed on the other end surface in the axial direction of the stator core 111 (the lower surface in FIG. 6) so that the plate surface thereof matches the plate surface of the stator core 111. Thus, in the present embodiment, the end plate 640a corresponds to the first end plate, and the end plate 640b corresponds to the second end plate.
Since others are the same as those in the first embodiment, a detailed description thereof will be omitted.

以上のように本実施形態では、絶縁体を用いて端板６４０ａ、６４０ｂを構成するようにした。したがって、非絶縁体を用いて端板を構成する場合よりも渦電流損を低減することができる。
尚、第１、第２の実施形態と同様に、端板６４０ａと、端板６４０ｂとの何れか一方を、本実施形態で説明した端板６４０とし、他方を従来と同様の普通鋼で形成した端板としてもよい。
また、端板６４０ａと、端板６４０ｂとの何れか一方を、本実施形態で説明した端板６４０とし、他方を、第１、第２の実施形態で説明した端板１４０としてもよい。また、各端板６４０ａ、６４０ｂの素材や厚みは、同じでなくてもよい。 As described above, in this embodiment, the end plates 640a and 640b are configured using an insulator. Therefore, the eddy current loss can be reduced as compared with the case where the end plate is configured using a non-insulator.
As in the first and second embodiments, one of the end plate 640a and the end plate 640b is the end plate 640 described in the present embodiment, and the other is formed of ordinary steel similar to the conventional one. An end plate may be used.
Further, one of the end plate 640a and the end plate 640b may be the end plate 640 described in the present embodiment, and the other may be the end plate 140 described in the first and second embodiments. Moreover, the material and thickness of each end plate 640a and 640b may not be the same.

（第４の実施形態）
次に、本発明の第４の実施形態を説明する。図７は、本実施形態のモータの構成の一例を示す俯瞰図である。本実施形態と第１〜第３の実施形態とは、端板の板面方向の形状が異なる。
前述した第１〜第３の実施形態では、端板の板面に、ステータコア１１１の板面と略同一の形状・大きさを有する領域が含まれるようにした。これに対し本実施形態では、図７に示すように、端板７４０ａ〜７４０ｄの板面は、それぞれ、ステータコア１１１のヨーク及びティースのうち、ステータコア１１１のヨークに対応する領域のみを有する。このように、本実施形態の端板７４０ａ〜７４０ｄの板面には、ステータコア１１１の板面のうちヨークに対応する領域と略同一の形状・大きさを有する領域は存在するが、ティースに対応する領域は存在しない。ただし、第１の実施形態で説明したように、端板７４０ａ〜７４０ｂの「ヨークに対応する部分の内周側の端部（内側の端部）」が、ヨークの内周側の端部（内側の端部）よりも（僅かに）後退する位置（外側の位置）にあってもよい。 (Fourth embodiment)
Next, a fourth embodiment of the present invention will be described. FIG. 7 is an overhead view showing an example of the configuration of the motor of the present embodiment. The present embodiment and the first to third embodiments differ in the shape of the end plate in the plate surface direction.
In the first to third embodiments described above, the plate surface of the end plate includes a region having substantially the same shape and size as the plate surface of the stator core 111. On the other hand, in this embodiment, as shown in FIG. 7, the plate surfaces of the end plates 740 a to 740 d each have only a region corresponding to the yoke of the stator core 111 among the yoke and teeth of the stator core 111. As described above, on the plate surfaces of the end plates 740a to 740d of the present embodiment, there is a region having substantially the same shape and size as the region corresponding to the yoke on the plate surface of the stator core 111, but corresponds to the teeth. There is no area to do. However, as explained in the first embodiment, the “ends on the inner peripheral side (inner end portions) of the portions corresponding to the yokes” of the end plates 740a to 740b are the end portions on the inner peripheral side of the yoke ( It may be in a position (outside position) that is (slightly) retreated from the inner end portion.

本実施形態の端板７４０ａ〜７４０ｄは、ＳＵＳ３０４により形成される。また、本実施形態では、端板７４０ａ〜７４０ｄの厚みは、それぞれ１．６［ｍｍ］である。端板１４０ａ〜１４０ｄに使用する材料の引張強度は、大きいほど好ましいが、モータ７００を使用している最中に、ステータコア１１１が変形や破壊することを防止できれば、モータ７００の使用環境、大きさ、及び運転条件等によって適宜決定することができる。 The end plates 740a to 740d of the present embodiment are formed of SUS304. In the present embodiment, the end plates 740a to 740d each have a thickness of 1.6 [mm]. The higher the tensile strength of the material used for the end plates 140a to 140d, the better. However, if the stator core 111 can be prevented from being deformed or broken during the use of the motor 700, the usage environment and size of the motor 700 are reduced. , And the operating conditions can be determined as appropriate.

端板７４０ａ、７４０ｂは、端板７４０ｂをステータコア１１１側にした状態で、それらの板面が、ステータコア１１１の板面のヨークの領域と合うように、ステータコア１１１の軸方向の一端面（図７では上面）に重ねられる。一方、端板７４０ｃ、７４０ｄは、端板７４０ｃをステータコア１１１側にした状態で、それらの板面が、ステータコア１１１の板面のヨークの領域と合うように、ステータコア１１１の軸方向の他端面（図７では下面）に重ねられる。ここで、端板７４０ａ、７４０ｂは相互に絶縁された状態で重ねられ、端板７４０ｃ、７４０ｄも相互に絶縁された状態で重ねられる。本実施形態では、板面方向の形状が、端板７４０ａ〜７４０ｄの板面方向の形状と同一である絶縁材７４１ａ、７４１ｂ（絶縁板や絶縁紙等）を端板７４０ａ、７４０ｂの間と、端板７４０ｃ、７４０ｄの間に配置するようにしている。ただし、相互に隣接する端板７４０ａ・７４０ｂ、７４０ｃ・７４０ｄを絶縁する方法は、このような方法に限定されない。例えば、端板７４０ａ〜７４０ｄの板面に絶縁処理を施すようにしてもよい。このように本実施形態では、端板７４０ａ、７４０ｂが第１の端板に対応し、端板７４０ｃ、７４０ｄが第２の端板に対応する。
以上のように端板７４０ａ〜７４０ｄを配置することにより、端板７４０ａ〜７４０ｄの板面の、ステータコア１１１のヨークに対応する領域が、ステータコア１１１のヨークと対向する。
その他については、第１の実施形態と同じであるので、その詳細な説明を省略する。 The end plates 740a and 740b have one end surface in the axial direction of the stator core 111 (FIG. 7), with the end plate 740b facing the stator core 111 and their plate surfaces aligned with the yoke area of the plate surface of the stator core 111. Then it is overlaid on the top surface. On the other hand, the end plates 740c and 740d have the other end surface (in the axial direction of the stator core 111) such that the end plate 740c faces the stator core 111 and the plate surface thereof matches the area of the yoke on the plate surface of the stator core 111. In FIG. Here, the end plates 740a and 740b are stacked in an insulated state, and the end plates 740c and 740d are stacked in an insulated state. In the present embodiment, the insulating material 741a, 741b (insulating plate, insulating paper, etc.) whose shape in the plate surface direction is the same as the shape in the plate surface direction of the end plates 740a to 740d is between the end plates 740a, 740b. It arrange | positions between the end plates 740c and 740d. However, the method of insulating the end plates 740a, 740b, 740c, 740d adjacent to each other is not limited to such a method. For example, insulation processing may be performed on the plate surfaces of the end plates 740a to 740d. As described above, in the present embodiment, the end plates 740a and 740b correspond to the first end plate, and the end plates 740c and 740d correspond to the second end plate.
By arranging the end plates 740a to 740d as described above, regions of the plate surfaces of the end plates 740a to 740d corresponding to the yoke of the stator core 111 face the yoke of the stator core 111.
Since others are the same as those in the first embodiment, a detailed description thereof will be omitted.

以上のように本実施形態では、端板７４０ａ〜７４０ｄの板面が、それぞれ、ステータコア１１１のヨーク及びティースのうち、ステータコア１１１のヨークに対応する領域のみを有するようにした。このようにすれば、端板７４０ａ〜７４０ｄは、ステータ１１０の巻線の内側に位置しないので、ステータ１１０の巻線に交流電流を流しても、端板７４０ａ〜７４０ｄの内部に磁束が発生することを抑制することができる。よって、端板７４０ａ〜７４０ｄの鉄損をより一層低減させることができる。 As described above, in the present embodiment, the plate surfaces of the end plates 740a to 740d have only regions corresponding to the yoke of the stator core 111, among the yoke and teeth of the stator core 111, respectively. In this case, since the end plates 740a to 740d are not positioned inside the winding of the stator 110, magnetic flux is generated inside the end plates 740a to 740d even if an alternating current is passed through the winding of the stator 110. This can be suppressed. Therefore, the iron loss of the end plates 740a to 740d can be further reduced.

尚、本実施形態では、第１の実施形態の端板１４０ａ〜１４０ｄと同じ材料・厚みを有する端板７４０ａ〜７４０ｄを例に挙げて説明した。しかしながら、ステータコア１１１のヨーク及びティースのうち、ステータコア１１１のヨークに対応する領域のみを有する端板であれば、端板は、第２、第３の実施形態で説明した端板と同じ材料・厚みを有していてもよい。
また、端板７４０ａ、７４０ｂと、端板７４０ｃ、７４０ｄの双方について、ステータコア１１１のヨーク及びティースのうち、ステータコア１１１のヨークに対応する領域のみを有する端板とすれば、前述した効果が大きくなるので好ましい。しかしながら、例えば、端板７４０ａ、７４０ｂと、端板７４０ｃ、７４０ｄとの何れか一方を、ステータコア１１１のヨークに対応する領域のみを有する端板とし、他方を、ステータコア１１１のステータとヨークに対応する領域を有する端板としても鉄損の低減効果が得られるので、このようにしてもよい。
また、端板７４０ａ、７４０ｂと、端板７４０ｃ、７４０ｄの何れか一方を、第１、第２の実施形態で説明した端板１４０と同じ材料で形成し、他方を、第３の実施形態で説明した端板６４０と同じ材料で形成した端板としてもよい。
さらに、端板７４０ａ、７４０ｂと、端板７４０ｃ、７４０ｄの何れか一方を、第１〜第３の実施形態で説明した端板１４０、６４０の何れかと同じ材料で形成した端板とし、他方を、従来と同様の普通鋼で形成した端板としてもよい。また、各端板７４０ａ〜７４０ｄの素材や厚みは、同じでなくてもよい。 In the present embodiment, the end plates 740a to 740d having the same material and thickness as the end plates 140a to 140d of the first embodiment have been described as examples. However, if the end plate has only the region corresponding to the yoke of the stator core 111 among the yoke and teeth of the stator core 111, the end plate has the same material and thickness as the end plates described in the second and third embodiments. You may have.
Further, if both the end plates 740a and 740b and the end plates 740c and 740d are end plates having only a region corresponding to the yoke of the stator core 111 among the yokes and teeth of the stator core 111, the above-described effects are increased. Therefore, it is preferable. However, for example, one of the end plates 740a and 740b and the end plates 740c and 740d is an end plate having only a region corresponding to the yoke of the stator core 111, and the other corresponds to the stator and yoke of the stator core 111. Since an end plate having a region can also reduce the iron loss, this may be used.
Further, one of the end plates 740a and 740b and the end plates 740c and 740d is formed of the same material as the end plate 140 described in the first and second embodiments, and the other is used in the third embodiment. It is good also as an end plate formed with the same material as the end plate 640 demonstrated.
Further, one of the end plates 740a and 740b and the end plates 740c and 740d is an end plate formed of the same material as any of the end plates 140 and 640 described in the first to third embodiments, and the other is used. The end plate may be formed of ordinary steel similar to the conventional one. Moreover, the material and thickness of each end plate 740a-740d may not be the same.

尚、以上説明した本発明の実施形態は、何れも本発明を実施するにあたっての具体化の例を示したものに過ぎず、これらによって本発明の技術的範囲が限定的に解釈されてはならないものである。すなわち、本発明はその技術思想、またはその主要な特徴から逸脱することなく、様々な形で実施することができる。 It should be noted that the embodiments of the present invention described above are merely examples of implementation in carrying out the present invention, and the technical scope of the present invention should not be construed as being limited thereto. Is. That is, the present invention can be implemented in various forms without departing from the technical idea or the main features thereof.

１００、６００、７００モータ
１１０ステータ
１１１ステータコア
１２０ロータ
１３０回転軸
１４０、６４０、７４０端板 100, 600, 700 Motor 110 Stator 111 Stator core 120 Rotor 130 Rotating shaft 140, 640, 740 End plate

Claims

A stator including a stator core having a yoke extending in a circumferential direction and a plurality of teeth extending in an axial direction from an inner circumferential side of the yoke;
A rotor having outer circumferential surfaces arranged at positions facing each other with an interval from the inner circumferential surface of the stator;
A rotating shaft for rotating the rotor;
In order to prevent deformation and destruction of the stator core, a first end plate attached to one axial end surface of the stator core;
A second end plate attached to the other axial end surface of the stator core in order to prevent deformation and destruction of the stator core;
One or both of the first end plate and the second end plate are formed of a non-insulating material having a specific resistance value of 50 [μΩ · cm] or more ,
Of the first end plate and the second end plate, a plurality of end plates formed of a non-insulating material having a specific resistance value of 50 [μΩ · cm] or more are arranged,
The plurality of arranged end plates are stacked in the thickness direction in a mutually insulated state,
A rotating electric machine characterized in that all of the plurality of end plates are formed of a non-magnetic material .

One or both of the plate surface of the first end plate and the plate surface of the second end plate have a region corresponding to the yoke of the stator core and a region corresponding to the teeth of the stator core,
The stator core yoke of the plate surface of the end plate having the first end plate, the second end plate, the region corresponding to the stator core yoke, and the region corresponding to the stator core teeth. A corresponding region faces the yoke of the stator core, and of the first end plate and the second end plate, a region corresponding to the stator core yoke, and a region corresponding to the stator core teeth. the plate surface of an end plate having a rotary electric machine according to claim 1, region corresponding to the teeth of the stator core, characterized in that they are tooth facing the stator core.

One or both of the plate surface of the first end plate and the plate surface of the second end plate have only a region corresponding to the yoke of the stator core among the yoke and teeth of the stator core,
Of the first end plate and the second end plate, a region of the plate surface of the end plate having only a region corresponding to the stator core yoke has a region corresponding to the stator core yoke of the stator core yoke . The rotating electrical machine according to claim 1, wherein the rotating electrical machine faces the entire surface .