JP5896937B2 - Divided iron core, stator using the divided iron core, and rotating electric machine equipped with the stator - Google Patents
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Description
本発明は、アモルファス薄板等の低鉄損素材を用いた分割鉄心、及びこの分割鉄心を用いた固定子、並びにこの固定子を備えた回転電機に関するものである。 The present invention relates to a split iron core using a low iron loss material such as an amorphous thin plate, a stator using the split iron core, and a rotating electrical machine including the stator.
これまで、電磁機器である回転電機において、鉄損が著しく低いという優れた特性を有するアモルファス薄板を用いた積層鉄心が、各種提案されている。
例えば、固定子鉄心形状に加工されたアモルファス合金板を複数枚積層した積層体と、積層体の両表面に接触配置した挟持板と、両挟持板を保持する保持部材とを備えた固定子鉄心がある(例えば、特許文献1参照)。
So far, various types of laminated iron cores using amorphous thin plates having an excellent characteristic that iron loss is remarkably low in rotating electrical machines as electromagnetic devices have been proposed.
For example, a stator core including a laminate in which a plurality of amorphous alloy plates processed into a stator core shape are stacked, a sandwich plate arranged in contact with both surfaces of the laminate, and a holding member that holds both sandwich plates (For example, refer to Patent Document 1).
また、例えば、別体のヨーク部とティース部とで成る分割鉄心で形成された固定子鉄心がある。
この固定子鉄心の分割鉄心は、ヨーク部の形状のアモルファスシートを積層して形成したヨークブロックと、先端にシュー部を有さないティース部の形状のアモルファスシートを積層して形成したティースブロックとを備えている。
また、分割鉄心は、接合されたヨークブロックとティースブロックとの、積層方向の両表面に、ヨーク部とティース部とが分割されていない電磁鋼板を配置して挟むことにより、形成されている。そして、固定子鉄心は、複数の分割鉄心を円環状に配置することにより形成されている(例えば、特許文献2参照)。
Further, for example, there is a stator iron core formed of a split iron core composed of a separate yoke part and teeth part.
A split iron core of this stator core includes a yoke block formed by laminating an amorphous sheet having a yoke part shape, and a teeth block formed by laminating an amorphous sheet having a tooth part shape that does not have a shoe part at the tip. It has.
The split iron core is formed by placing and sandwiching electromagnetic steel sheets in which the yoke part and the tooth part are not divided on both surfaces in the stacking direction of the joined yoke block and tooth block. The stator core is formed by arranging a plurality of divided cores in an annular shape (see, for example, Patent Document 2).
特許文献1に記載の固定子鉄心は、一体の円環状であるとともに、ティース部の先端がシュー部形状となっているので、アモルファス合金板をこの鉄心形状に、プレスで加工するには、複雑な形状の金型を用いる必要があるとの問題があった。
それと、アモルファス合金板の硬度が大きいので、アモルファス合金板を、特許文献1に記載の鉄心形状にプレスで加工するのが難しいとともに、プレスで用いられる、複雑な形状であり高価な金型の磨耗が著しく、加工コストが増大するとの問題があった。
The stator iron core described in
In addition, since the hardness of the amorphous alloy plate is large, it is difficult to press the amorphous alloy plate into the iron core shape described in
特許文献2に記載の固定子鉄心の分割鉄心は、別体のヨークブロックとティースブロックとで形成されており、ヨークブロックを形成するアモルファスシートの形状とティースブロックを形成するアモルファスシートの形状とが複雑でないので、プレス加工により、ヨーク部形状のアモルファスシートとティース部形状のアモルファスシートとを作製するのが容易であり、且つ、プレス加工に用いる金型のコストを低く抑えることができる。
The split core of the stator core described in
しかし、特許文献2に記載の固定子鉄心の分割鉄心は、ティースブロックの先端にシュー部を有していないとともに、ヨークブロックとティースブロックとの、積層方向の両表面に配置された電磁鋼板のティース部先端にも、シュー部を有しておらず、回転電機とした時に、コギングを低減させることが難しいとの問題があった。
However, the split core of the stator core described in
本発明は、上記のような問題を解決するためになされたものであり、その目的は、分割鉄心を形成するアモルファス薄板積層体の作製が容易であり、例え、アモルファス薄板積層体を形成する鉄心片をプレス加工で作製しても、用いられる金型コストを抑制でき、製造コストを低減できるとともに、回転電機に用いた時に、低鉄損とコギング低減とを両立させる分割鉄心と、この分割鉄心を用いた固定子と、この固定子を備えた回転電機を、得ることである。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and its purpose is to easily produce an amorphous sheet laminate that forms a split iron core, for example, an iron core that forms an amorphous sheet laminate. Even if a piece is manufactured by pressing, the cost of the mold used can be suppressed, the manufacturing cost can be reduced, and when used in a rotating electrical machine, a split iron core that achieves both low iron loss and reduced cogging, and this split iron core And obtaining a rotating electrical machine including the stator.
本発明に係わる分割鉄心は、軸方向の両端部側に配置された、磁性材料で成る第1の積層体と、第1の積層体に挟まれて配置された、磁性材料で成る第2の積層体とを備えた分割鉄心であって、第1の積層体が、分割鉄心のヨークを形成するヨーク部と、ヨーク部から径方向の内側に突出するとともに先端にシュー部を有し、分割鉄心のティースを形成するティース部とを備え、且つ無方向性電磁鋼板の鉄心片を軸方向に積層して形成されており、第2の積層体が、分割鉄心のヨークを形成する第2のヨーク部積層体ブロックと、分割鉄心のティースを形成する第2のティース部積層体ブロックとを備えており、少なくとも第2のヨーク部積層体ブロックが、アモルファス薄板の鉄心片を軸方向に積層して形成され、且つ軸方向の面が台形の六面体であるものである。 The split iron core according to the present invention includes a first laminated body made of a magnetic material, disposed on both end sides in the axial direction, and a second laminated body made of a magnetic material, sandwiched between the first laminated bodies. A split iron core comprising a laminate, wherein the first laminate has a yoke portion forming a yoke of the split iron core, a radially protruding inner portion from the yoke portion, and a shoe portion at the tip, And a tooth portion that forms a tooth of the iron core, and is formed by laminating iron core pieces of a non-oriented electrical steel sheet in the axial direction, and the second laminated body forms a yoke of the split iron core. A yoke portion laminate block and a second teeth portion laminate block that forms teeth of the split iron core, and at least the second yoke portion laminate block laminates the core pieces of amorphous thin plates in the axial direction. And the axial surface is trapezoidal Those which are tetrahedral.
本発明に係わる分割鉄心は、上記のように構成されているため、製造が容易であり、製造コストが低いとともに、回転電機に用いた時に、低鉄損とコギング低減とを両立させることができる。 Since the divided iron core according to the present invention is configured as described above, it is easy to manufacture, has low manufacturing cost, and can achieve both low iron loss and reduced cogging when used in a rotating electrical machine. .
実施の形態1.
図1は、本発明の実施の形態1に係わる分割鉄心の斜視模式図である。
図2は、本発明の実施の形態1に係わる分割鉄心の正面模式図(a)と第2の積層体の正面模式図(b)とである。
図1に示すように、本実施の形態の分割鉄心20は、複数の分割鉄心で形成される円環における軸方向(軸方向と記す)の、両端部側に配置された第1の積層体1と、第1の積層体1に挟まれて配置された、第2の積層体2とを備えている。第1の積層体1と第2の積層体2とは、鉄心片を軸方向に積層している。
FIG. 1 is a schematic perspective view of a split iron core according to
FIG. 2 is a schematic front view (a) of the split iron core according to
As shown in FIG. 1, the split
この後、各実施の形態において、複数の分割鉄心で形成される円環における周方向を単に周方向と記し、複数の分割鉄心で形成される円環における径方向を単に径方向と記す。
図1と図2とに示すように、第1の積層体1は、分割鉄心20のヨークを形成するヨーク部1aと、ヨーク部1aから径方向の内側に突出するとともに先端にシュー部4を有し、且つ分割鉄心20のティースを形成するティース部1bとを備えている。
また、第1の積層体1は、周方向におけるヨーク部1aの、一方の側面に凸部5が設けられており、他方の側面に凸部5とほぼ同じ形状の凹部6が設けられている。
Thereafter, in each embodiment, a circumferential direction in a ring formed by a plurality of divided cores is simply referred to as a circumferential direction, and a radial direction in a ring formed by a plurality of divided cores is simply referred to as a radial direction.
As shown in FIGS. 1 and 2, the first laminated
Moreover, the 1st laminated
また、第1の積層体1は、磁性鋼板をプレスで型抜きして形成した鉄心片を、複数枚積層してカシメにより固定することにより、作製される。
第1の積層体1に用いられる磁性鋼板としては、例えば厚さが0.35mmの無方向性電磁鋼板が挙げられる。
Moreover, the 1st laminated
As a magnetic steel plate used for the 1st laminated
また、図1と図2とに示すように、第2の積層体2は、分割鉄心20のヨークを形成する第2のヨーク部積層体ブロック2aと、分割鉄心20のティースを形成する第2のティース部積層体ブロック2bとを備えている。
第2のティース部積層体ブロック2bは、六面体である直方体であり、軸方向の面の形状が四辺形であり、周方向の側面が、第1の積層体1のシュー部4を除いたティース部1bにおける周方向の側面と連なっている。
すなわち、第2のヨーク部積層体ブロックは分割鉄心のヨーク形成部であり、第2のティース部積層体ブロックは分割鉄心のティース形成部である。
As shown in FIGS. 1 and 2, the
The second teeth portion laminated
That is, the second yoke part laminate block is a yoke forming part of the split iron core, and the second tooth part laminate block is a tooth forming part of the split iron core.
また、第2のティース部積層体ブロック2bは、鉄心片を、接着樹脂を介して複数枚積層し、樹脂により固定して形成されている。
第2のティース部積層体ブロック2bを形成する鉄心片には、第1の積層体1で使用されたものより鉄損の低い磁性材料である、例えば厚さが0.025mmのアモルファス薄板が用いられる。
Moreover, the 2nd teeth part laminated
For the iron core piece forming the second teeth
また、図1と図2とに示すように、第2のヨーク部積層体ブロック2aは、六面体であり、軸方向の面の形状が台形であり、周方向の側面が、第1の積層体1のヨーク部1aにおける周方向の側面と連なっている。
また、第2のヨーク部積層体ブロック2aは、径方向の内側の面が、第1の積層体1のヨーク部1aにおける径方向内側の面と連なっており、径方向外側の面の位置が、第1の積層体1のヨーク部1aにおける外周円弧の弦の位置と同じになっている。
As shown in FIGS. 1 and 2, the second yoke
In addition, the second yoke
また、第2のヨーク部積層体ブロック2aは、鉄心片を、接着樹脂を介して複数枚積層し、樹脂により固定して形成されている。
第2のヨーク部積層体ブロック2aを形成する鉄心片にも、第1の積層体1で使用されたものより鉄損の低い磁性材料である、例えば厚さが0.025mmのアモルファス薄板が用いられる。
In addition, the second yoke
The iron core piece forming the second yoke
本実施の形態の分割鉄心20は、第1の積層体1と第2のヨーク部積層体ブロック2a、第1の積層体1と第2のティース部積層体ブロック2b、第2のヨーク部積層体ブロック2aと第2のティース部積層体ブロック2bの各々が樹脂により接着固定されている。
また、本実施の形態の分割鉄心20は、隣接する分割鉄心20における、一方の分割鉄心20の凸部5を、他方の分割鉄心の凹部6に、周方向から圧入して接続することにより、固定子鉄心を形成するので、凹部6の径方向外側の構造を、凸部5の圧入する場合の変形が、弾性変形の範囲に収まるようにすることが好ましい。
The split
Further, the split
本実施の形態の分割鉄心20は、軸方向の両端部側に配置された第1の積層体1と、第1の積層体1に挟まれて配置された、第2の積層体2とを備えており、第1の積層体1のティース部1bの先端にシュー部4が設けられているので、この分割鉄心20を固定子に用いた回転電機は、コギングを低減できる。
また、第2の積層体2が、アモルファス薄板の鉄心片を積層して形成されているので、この分割鉄心20を固定子に用いた回転電機は、固定子における鉄損を小さくできる。
すなわち、本実施の形態の分割鉄心は、磁気特性のバランスが優れた回転電機を実現できる。
The split
Further, since the second
That is, the split iron core of the present embodiment can realize a rotating electrical machine with an excellent balance of magnetic characteristics.
本実施の形態の分割鉄心20は、第2の積層体2を形成する、第2のティース部積層体ブロック2bが直方体であり、第2のヨーク部積層体ブロック2aが軸方向の面が台形である六面体であり、共に単純な形状であるので、第2のヨーク部積層体ブロック2aと第2のティース部積層体ブロック2bとは、アモルファス薄板同士を貼り付けて形成したアモルファス薄板の積層体を切削加工することにより、容易に形成できる。
In the
また、第2のヨーク部積層体ブロック2aと第2のティース部積層体ブロック2bとの形状が単純であるので、第2のヨーク部積層体ブロック2aを形成する鉄心片及び第2のティース部積層体ブロック2bを形成する鉄心片は、アモルファス薄板をプレスで型抜きすることにより形成できる。また、用いられる金型構造が単純であるので、金型コストを低減できる。
すなわち、本実施の形態の分割鉄心は、アモルファス薄板が用いられた低コストの分割鉄心である。
Moreover, since the shape of the 2nd yoke part laminated
That is, the split iron core of the present embodiment is a low-cost split iron core using an amorphous thin plate.
本実施の形態では、第2のヨーク部積層体ブロック2aの径方向外側の面の位置が、第1の積層体1のヨーク部1aにおける外周円弧の弦の位置と同じになっているが、これに限定されず、第2のヨーク部積層体ブロック2aの径方向外側の面の位置は、ヨーク部1aにおける外周円弧の弦の位置より、径方向の内側にあっても良い。
In the present embodiment, the position of the radially outer surface of the second yoke
また、第1の積層体1の、凸部5及び凹部6の形状が、ほぼ円形であるが、これに限定されるものではなく、周方向から嵌合できる形状であれば良い。
また、第1の積層体1を形成する鉄心片の全てが凸部を有しているが、第1の積層体1の積層方向の両端に配置する鉄心片に、凸部を設けなくても良い。この場合、第2の積層体2に厚さのばらつきが生じても、分割鉄心を結合して円環状の固定子鉄心を組立てることができる。
Moreover, although the shape of the
Moreover, although all the iron core pieces which form the 1st
実施の形態2.
図3は、本発明の実施の形態2に係わる分割鉄心の斜視模式図である。
図3に示すように、本実施の形態の分割鉄心30は、第1の積層体1の間に、第2の積層体2のほかに、鉄心片を軸方向に積層した第3の積層体3を設置した以外、実施の形態1の分割鉄心20と同様である。
本実施の形態では、第3の積層体3は、第2の積層体2で挟まれている。
FIG. 3 is a schematic perspective view of a split iron core according to
As shown in FIG. 3, the
In the present embodiment, the third
図4は、本発明の実施の形態2に係わる分割鉄心の第3の積層体に備えられている、第3のヨーク部積層体ブロックと第3のティース部積層体ブロックとを示す正面模式図である。
図3と図4とに示すように、第3の積層体における、第3のヨーク部積層体ブロック3aは分割鉄心30のヨークを形成し、第3のティース部積層体ブロック3bは分割鉄心30のティースを形成している。
すなわち、第3のヨーク部積層体ブロックも分割鉄心のヨーク形成部であり、第3のティース部積層体ブロックも分割鉄心のティース形成部である。
FIG. 4 is a schematic front view showing a third yoke portion laminate block and a third teeth portion laminate block provided in the third laminate of the split iron core according to
As shown in FIG. 3 and FIG. 4, in the third laminated body, the third yoke part laminated
That is, the third yoke part laminate block is also a yoke forming part of the split iron core, and the third tooth part laminate block is also a tooth forming part of the split iron core.
第3のヨーク部積層体ブロック3aは、軸方向の面の形状が、径方向の内側の底辺に、径方向の外側に向かって狭くなるV字状の窪みが形成されており、周方向の側辺に凸部と凹部とが設けられていない以外、第1の積層体1のヨーク部1aにおける軸方向の面の形状と同様である。
すなわち、第3のヨーク部積層体ブロック3aの径方向の内側の底面には、径方向の外側に向かって狭くなるV字状の溝が、軸方向に延在している。
The third yoke
That is, a V-shaped groove that narrows toward the outer side in the radial direction extends in the axial direction on the bottom surface in the radial direction of the third yoke unit laminated
また、第3のヨーク部積層体ブロック3aは、鉄心片を、接着樹脂を介して軸方向に複数枚積層し、樹脂により固定して形成されている。
第3のヨーク部積層体ブロック3aを形成する鉄心片には、方向性電磁鋼板が用いられ、圧延方向が、図4の矢印Aで示す周方向になっている。
Further, the third yoke
A directional electrical steel sheet is used for the iron core piece forming the third yoke
第3のティース部積層体ブロック3bは、軸方向の面の形状を、径方向の外側の部分が径方向外側に向かって狭くなるV字状の突起としている以外、第1の積層体1のティース部1bにおける軸方向の面の形状と同様である。
すなわち、第3のティース部積層体ブロック3bは、径方向の内側の先端にシュー部34が設けられており、径方向の外側に、周方向の幅が狭くなっていくV字状の突起部が形成されている。
そして、第3のティース部積層体ブロック3bにおけるV字状の突起部が、第3のヨーク部積層体ブロック3aのV字状の溝と嵌合して、第3の積層体3を形成している。
The third teeth
That is, the third teeth
Then, the V-shaped projecting portion of the third teeth
また、第3のティース部積層体ブロック3bは、鉄心片を、接着樹脂を介して軸方向に複数枚積層し、樹脂により固定して形成されている。
第3のティース部積層体ブロック3bを形成する鉄心片には、方向性電磁鋼板が用いられ、圧延方向が、図4の矢印Bで示す径方向になっている。
第3のヨーク部積層体ブロック3aと第3のティース部積層体ブロック3bとは、樹脂により固定される。
第3の積層体3と第2の積層体2とは、樹脂により固定される。
The third teeth
A directional electromagnetic steel sheet is used for the iron core piece forming the third teeth
The third yoke
The 3rd
本実施の形態の分割鉄心30は、実施の形態1の分割鉄心20と同様な効果を奏するとともに、第1の積層体1と第2の積層体2とに加え、圧延方向の磁気特性に優れ、鉄損も小さいという優れた特性を持つ方向性電磁鋼板を用いた第3の積層体3を備えているので、アモルファス薄板の鉄心片が用いられた第2の積層体2の磁束密度が低い欠点を、補うことが可能である。
また、第3の積層体3が、第3のティース部積層体ブロック3bにシュー部34を有するので、この分割鉄心を固定子に用いた回転電機は、コギングを低減する効果がさらに向上している。
The
Moreover, since the 3rd
本実施の形態の分割鉄心30は、第2の積層体2及び第3の積層体3を、樹脂の接着で作製しており、用いられている鉄心片に余計な応力が加わるのを防止しているので、磁気特性の劣化が抑制される。
また、第3の積層体3における、第3のヨーク部積層体ブロック3aの鉄心片は、圧延方向が周方向であり、第3のティース部積層体ブロック3bの鉄心片は、圧延方向が径方向であり、第3のヨーク部積層体ブロック3aと第3のティース部積層体ブロック3bとのつなぎ目部分が、V字状であるので、つなぎ目での損失を防ぐことができる。
The
Further, in the
実施の形態3.
本実施の形態の分割鉄心は、第2の積層体における第2のティース部積層体ブロックが、方向性電磁鋼板の鉄心片を軸方向に積層して形成されているとともに、径方向の内側先端にシュー部が設けられている以外、実施の形態1の分割鉄心20と同様であり、第2のティース部積層体ブロックを形成する方向性電磁鋼板の鉄心片の圧延方向が、後述する図5の矢印Cで示す径方向になっている。
本実施の形態の分割鉄心は、実施の形態1の分割鉄心20と同様な効果を奏するとともに、上記のような構成であるので、低鉄損とコギング低減とのバランスをとりながら、固定子鉄心の小型化が可能になる。
In the split iron core of the present embodiment, the second teeth portion laminate block in the second laminate is formed by laminating iron core pieces of directional electromagnetic steel sheets in the axial direction, and the radially inner tip. 5 is the same as that of the
The split iron core of the present embodiment has the same effects as the
図5は、本発明の実施の形態3に係わる分割鉄心の第2の積層体に備えられている、第2のヨーク部積層体ブロックと第2のティース部積層体ブロックとの一実施例を示す正面模式図である。
本実施の形態における、第2のヨーク部積層体ブロックに用いられるアモルファス薄板と第2のティース部積層体ブロックに用いられる方向性電磁鋼板とでは、使用できる磁束密度の上限値に差があるが、アモルファスは上限磁束密度以下で使うことが望ましい。
FIG. 5 shows an example of the second yoke unit laminate block and the second teeth unit laminate block provided in the second laminate of the split iron core according to the third embodiment of the present invention. It is a front schematic diagram shown.
In the present embodiment, there is a difference in the upper limit value of the usable magnetic flux density between the amorphous thin plate used for the second yoke portion laminate block and the grain oriented electrical steel sheet used for the second teeth portion laminate block. It is desirable to use amorphous at a magnetic flux density lower than the upper limit.
そこで、図5の実施例に示すように、第2のティース部積層体ブロック42bは、径方向の外側端における周方向の幅W2を、径方向の内側端におけるシュー部44を除いた周方向の幅W1の1.2倍から1.6倍と、広くすることが好ましい。同時に、図5の実施例に示すように、第2のヨーク部積層体ブロック42aは、径方向の幅W3をW2と同程度にすることが好ましい。
本実施の形態の第2の積層体は、実施の形態2の分割鉄心にも適用できる。
Therefore, as shown in the embodiment of FIG. 5, the second teeth
The second laminated body of the present embodiment can also be applied to the split iron core of the second embodiment.
実施の形態4.
図6は、本発明の実施の形態4に係わる分割鉄心の斜視模式図である。
図6に示すように、本実施の形態の分割鉄心50は、無方向性電磁鋼板で成る第1の積層体51が、ヨーク部とティース部とを別体としており、ヨーク部が第1のヨーク部積層体ブロック51aで形成され、ティース部が第1のティース部積層体ブロック51bで形成されるとともに、アモルファス薄板で成る第2の積層体52における第2のティース部積層体ブロック52bが、鉄心片の積層方向を周方向にしており、径方向の内側端部の面を、径方向の外側に凹む円弧としている以外、実施の形態1の分割鉄心20と同様である。それと、本実施の形態の第2のティース部積層体ブロック52bは、周方向の面が四辺形の六面体である。
FIG. 6 is a schematic perspective view of a split iron core according to
As shown in FIG. 6, in the
本実施の形態では、第1のヨーク部積層体ブロック51aと第1のティース部積層体ブロック51bとの結合は、第1のヨーク部積層体ブロック51aの、径方向の内側の底面に設けられた凹部13に、第1のティース部積層体ブロック51bの、径方向の外側の面に設けられた凸部12を嵌合することにより行われる。
第1のヨーク部積層体ブロック51aに凹部13を設けず、第1のティース部積層体ブロック51bに凸部12を設けず、第1のヨーク部積層体ブロックと第1のティース部積層体ブロックとを樹脂で接着固定しても良い。
In the present embodiment, the coupling between the first yoke
The first yoke
本実施の形態の分割鉄心50は、実施の形態1の分割鉄心20と同様な効果を奏するとともに、分離している、ヨークとティースとを結合して形成しており、巻線を巻回した構造体を前もってティースに隙間嵌めで覆設できるので、特に、第2の積層体52における第2のティース部積層体ブロック52bに、巻線により応力が加わるのを防ぎ、鉄損を低減させる効果をさらに向上できる。
巻線を巻回した構造体のティースへの固定は、隙間を埋めるべく樹脂による接着が好ましい。
The
For fixing the structure around which the winding is wound to the teeth, adhesion with a resin is preferable to fill the gap.
本実施の形態では、第2のティース部積層体ブロック52bが、鉄心片の積層方向を周方向にし、且つ径方向の内側端部の面を、径方向の外側に凹む円弧となっているが、実施の形態1の第2のティース部積層体ブロック2bの構造と同様であっても良い。
本実施の形態の第1の積層体は、実施の形態2の分割鉄心と実施の形態3の分割鉄心とに適用できる。
また、本実施の形態の第2のティース部積層体ブロックのみを、実施の形態1の分割鉄心及び実施の形態2の分割鉄心に適用しても良い。
In the present embodiment, the second teeth
The first laminated body of the present embodiment can be applied to the split iron core of the second embodiment and the split iron core of the third embodiment.
Moreover, you may apply only the 2nd teeth part laminated body block of this Embodiment to the split iron core of
実施の形態5.
図7は、本発明の実施の形態5に係わる分割鉄心を隣接する分割鉄心と結合し、円環状に配置した固定子鉄心の一部分を示す正面模式図である。
図7に示すように、本実施の形態の分割鉄心60は、第2の積層体の第2のヨーク部積層体ブロック62aにおける周方向の側面の位置が、第1の積層体1のヨーク部1aにおける周方向の側面の位置より、周方向の内側となっている以外、実施の形態1の分割鉄心20と同様である。
FIG. 7 is a schematic front view showing a part of a stator core disposed in an annular shape by coupling a split core according to the fifth embodiment of the present invention with an adjacent split core.
As shown in FIG. 7, in the
第2のヨーク部積層体ブロック62aにおける周方向の側面の具体的な位置は、複数の分割鉄心60を結合するとともに円環状にして、第1の積層体1のヨーク部1aにおける周方向の側面同士を接触した場合に、第2のヨーク部積層体ブロック62aにおける隣接する周方向の側面の間に、0.1mm以下、好ましくは0.05mm以下の隙間Gを生じさせる位置である。
The specific position of the side surface in the circumferential direction of the second yoke
本実施の形態の分割鉄心60は、実施の形態1の分割鉄心20と同様な効果を奏するとともに、複数の分割鉄心60を用いて円環状にした場合に、隣接する第2のヨーク部積層体ブロック62aにおける周方向の側面の間に、0.1mm以下、好ましくは0.05mm以下の隙間Gが生じるので、第2のヨーク部積層体ブロック62aに応力が加わるのを防ぎ、鉄損を低減させる効果がさらに向上する。
また、隙間Gが、0.1mm以下、好ましくは0.05mm以下であるので、磁気特性に対する影響は小さい。
本実施の形態の第2のヨーク部積層体ブロック62aは、実施の形態2の分割鉄心、実施の形態3の分割鉄心、実施の形態4の分割鉄心の、いずれのものにも適用できる。
The
Further, since the gap G is 0.1 mm or less, preferably 0.05 mm or less, the influence on the magnetic characteristics is small.
The second yoke
実施の形態6.
図8は、本発明の実施の形態6に係る固定子に用いられる固定子鉄心を作製する手段の一例を示す模式図(a)と、作製された固定子鉄心の正面模式図(b)とである。
図8(a)に示すように、9個の分割鉄心70を、お互いが触れない程度に離して円環状に配置し、矢印Dで示すように、径方向の外側から内側に向かって均等な力で押して、各分割鉄心70を結合し円環にすることにより、図8(b)に示す、本実施の形態の固定子に用いられる固定子鉄心80が作製される。本実施の形態では、9個の分割鉄心70が用いられているが、用いられる分割鉄心70の数は9個に限定されない。
FIG. 8 is a schematic diagram (a) showing an example of means for producing a stator core used in the stator according to
As shown in FIG. 8A, the nine divided
本実施の形態の固定子鉄心80の分割鉄心70には、実施の形態1から実施の形態5の分割鉄心の内のいずれか1種類の分割鉄心が用いられる。
図示しないが、本実施の形態の固定子は、固定子鉄心80を形成する各分割鉄心70のティース70bに、巻線を設置することにより、形成される。
また、本実施の形態の固定子に、固定子の内周部と所定の間隔を設けて、回転子を配設することにより、回転電機が形成される。
For the
Although not shown, the stator according to the present embodiment is formed by installing windings on the
In addition, a rotating electrical machine is formed by disposing the rotor in the stator of the present embodiment at a predetermined distance from the inner peripheral portion of the stator.
実施の形態1から実施の形態5の分割鉄心は、第1の積層体のヨーク部の周方向における、一方の側面に凸部5が設けられており、他方の側面に凸部5とほぼ同じ形状の凹部6が設けられているが、これらの凸部5と凹部6とを設けなくても良い。この場合は、例えば外周に固定リングを設置することにより、固定子鉄心を形成できる。
In the split iron cores of the first to fifth embodiments, the
また、実施の形態1から実施の形態5の分割鉄心は、第1の積層体が、軸方向の両端部側に配置されているが、これに限定されず、分割鉄心の軸方向の中央部に3個目の第1の積層体を配置しても良い。
また、第1の積層体と他の積層体の構成比率は、特に限定されないが、鉄損低減とコギング低減のバランスをとる意味では、第1の積層体の積厚比率は、30〜70%の範囲が好ましい。
本実施の形態の分割鉄心の形状は、インナーロータ型の回転電機に用いられるものであるが、アウターロータ型の回転電機に用いられる分割鉄心にも適用できる。
Moreover, although the 1st laminated body is arrange | positioned at the both ends of an axial direction as for the split iron core of
Further, the composition ratio of the first laminated body and the other laminated body is not particularly limited, but in the sense of balancing iron loss reduction and cogging reduction, the stack thickness ratio of the first laminated body is 30 to 70%. The range of is preferable.
The shape of the split iron core of the present embodiment is used for an inner rotor type rotary electric machine, but can also be applied to a split iron core used for an outer rotor type rotary electric machine.
なお、本発明は、その発明の範囲内において、各実施の形態を自由に組み合わせたり、各実施の形態を適宜、変形、省略することが可能である。 It should be noted that the present invention can be freely combined with each other within the scope of the invention, and each embodiment can be appropriately modified or omitted.
本発明に係わる分割鉄心は、第1の積層体と第2の積層体とを備え、第1の積層体が、ティース部にシュー部を有し、且つ無方向性電磁鋼板の鉄心片を積層して形成されており、第2の積層体を構成する、第2のヨーク部積層体ブロックと第2のティース部積層体ブロックとの内の、少なくとも第2のヨーク部積層体ブロックが、アモルファス薄板の鉄心片を積層して形成されているので、固定子における鉄損が小さく、コギングが少ない回転電機に用いられる。 A split iron core according to the present invention includes a first laminated body and a second laminated body, the first laminated body has a shoe portion in a teeth portion, and laminates core pieces of a non-oriented electrical steel sheet. And at least the second yoke portion laminate block of the second yoke portion laminate block and the second teeth portion laminate block constituting the second laminate is amorphous. Since it is formed by laminating thin iron core pieces, it is used for a rotating electrical machine in which the iron loss in the stator is small and the cogging is small.
1 第1の積層体、1a ヨーク部、1b ティース部、2 第2の積層体、
2a 第2のヨーク部積層体ブロック、2b 第2のティース部積層体ブロック、
3 第3の積層体、3a 第3のヨーク部積層体ブロック、
3b 第3のティース部積層体ブロック、4 シュー部、5 凸部、6 凹部、
12 凸部、13 凹部、20 分割鉄心、30 分割鉄心、34 シュー部、
42a 第2のヨーク部積層体ブロック、42b 第2のティース部積層体ブロック、
44 シュー部、50 分割鉄心、51 第1の積層体、
51a 第1のヨーク部積層体ブロック、51b 第1のティース部積層体ブロック、
52 第2の積層体、52b 第2のティース部積層体ブロック、60 分割鉄心、
62a 第2のヨーク部積層体ブロック、70 分割鉄心、70b ティース、
80 固定子鉄心。
1 1st laminated body, 1a yoke part, 1b teeth part, 2nd laminated body,
2a 2nd yoke part laminated body block, 2b 2nd teeth part laminated body block,
3 3rd laminated body, 3a 3rd yoke part laminated body block,
3b 3rd teeth part laminated body block, 4 shoe part, 5 convex part, 6 recessed part,
12 convex parts, 13 concave parts, 20 divided iron cores, 30 divided iron cores, 34 shoe parts,
42a 2nd yoke part laminated body block, 42b 2nd teeth part laminated body block,
44 shoe part, 50 split iron core, 51 1st laminated body,
51a 1st yoke part laminated body block, 51b 1st teeth part laminated body block,
52 2nd laminated body, 52b 2nd teeth part laminated body block, 60 division | segmentation iron core,
62a 2nd yoke part laminated body block, 70 division | segmentation iron core, 70b teeth,
80 Stator core.
Claims (11)
上記第1の積層体が、上記分割鉄心のヨークを形成するヨーク部と、上記ヨーク部から径方向の内側に突出するとともに先端にシュー部を有し、上記分割鉄心のティースを形成するティース部とを備え、且つ無方向性電磁鋼板の鉄心片を上記軸方向に積層して形成されており、
上記第2の積層体が、上記分割鉄心のヨークを形成する第2のヨーク部積層体ブロックと、上記分割鉄心のティースを形成する第2のティース部積層体ブロックとを備えており、
少なくとも上記第2のヨーク部積層体ブロックが、アモルファス薄板の鉄心片を上記軸方向に積層して形成され、且つ上記軸方向の面が台形の六面体である分割鉄心。 A division comprising a first laminated body made of a magnetic material, disposed on both ends in the axial direction, and a second laminated body made of a magnetic material, sandwiched between the first laminated bodies. An iron core,
The first laminated body has a yoke part that forms the yoke of the split core, and a teeth part that protrudes radially inward from the yoke part and has a shoe part at the tip, and forms the teeth of the split core. And is formed by laminating iron pieces of non-oriented electrical steel sheets in the axial direction,
The second laminated body includes a second yoke part laminated body block that forms the yoke of the divided iron core, and a second teeth part laminated body block that forms the teeth of the divided iron core,
A split iron core in which at least the second yoke part laminated body block is formed by laminating amorphous thin iron core pieces in the axial direction, and the axial surface is a trapezoidal hexahedron.
上記第3の積層体は、上記分割鉄心のヨークを形成する第3のヨーク部積層体ブロックと上記分割鉄心のティースを形成する第3のティース部積層体ブロックとを備えており、
上記第3のヨーク部積層体ブロックは、圧延方向が周方向である方向性電磁鋼板の鉄心片を上記軸方向に積層して形成されており、且つ上記径方向の内側の底面に、上記径方向の外側に向かって狭くなるV字状の溝が、上記軸方向に延在しており、
上記第3のティース部積層体ブロックは、圧延方向が上記径方向である方向性電磁鋼板の鉄心片を上記軸方向に積層して形成されており、且つ上記径方向の内側の先端にシュー部が設けられており、上記径方向の外側に、上記周方向の幅が狭くなっていくV字状の突起部が形成されており、
上記第3のティース部積層体ブロックのV字状の突起部が、上記第3のヨーク部積層体ブロックのV字状の溝と嵌合していることを特徴とする請求項1から請求項7のいずれか1項に記載の分割鉄心。 In addition to the second laminated body, a third laminated body is installed between the first laminated bodies,
The third laminated body includes a third yoke part laminated body block that forms the yoke of the divided iron core and a third teeth laminated body block that forms the teeth of the divided iron core,
The third yoke part laminate block is formed by laminating core pieces of grain-oriented electrical steel sheets whose rolling direction is the circumferential direction in the axial direction, and on the inner bottom surface in the radial direction, the diameter V-shaped grooves that narrow toward the outside in the direction extend in the axial direction,
The third teeth portion laminate block is formed by laminating iron core pieces of grain-oriented electrical steel sheets whose rolling direction is the radial direction in the axial direction, and a shoe portion at the inner end in the radial direction. V-shaped projections with a decreasing width in the circumferential direction are formed on the outer side in the radial direction,
The V-shaped protrusion of the third teeth portion laminate block is fitted with the V-shaped groove of the third yoke portion laminate block. The split iron core according to any one of 7 above.
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