JP6612041B2 - 電動機 - Google Patents
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Description
従来、積層された複数の板状部材を一体化する方法として、特許文献1および特許文献2に開示されている方法が知られている。
特許文献1に開示されている方法は、積層された複数の板状部材を溶接する方法である。特許文献1に開示されている方法は、複数の板状部材を溶接する作業が必要であるため、手間がかかる。
特許文献2に開示されている方法は、各板状部材に孔(カシメピン孔)を形成し、複数の板状部材が積層されている状態で、各板状部材に形成されている孔に軸状部材(カシメピン)を圧入する方法である。特許文献2に開示されている方法は、孔に軸状部材を圧入するだけでよいため、作業が簡単である。
通常、孔1050は、固定子1040のヨークに対応する箇所に形成される。固定子1040のヨークには、固定子巻線により発生する磁束が流れる。このため、孔1050は、磁束通路が狭くならないように、できるだけ固定子1040の外周面1040Aに近い箇所に形成される。孔1050が固定子1040の外周面1040Aに近い箇所に形成されると、孔1050の内周面1050Aと軸状部材1060の外周面1060Aとの当接による応力によって、固定子1040の外周面1040Aの、孔1050に対向する箇所が、図3に破線1041で示されているように膨らむ(固定子1040の外径が増大する)。固定子1040の外周面1040Aが膨らむと、例えば、焼き嵌め方法や圧入方法等によって固定子1040を密閉容器1010の内側に締り嵌めするのが困難となる。
これを回避する方法としては、固定子1040の外周面1040Aの膨らんだ箇所を切削する方法が考えられる。しかしながら、この方法は、切削作業が必要となる。
あるいは、固定子1040の外周面1040Aの、孔1050に対向する箇所に、図3に示されているように、回転中心O側(軸中心P側)に窪んでいる凹部1030を形成する方法が考えられる。例えば、底部1040c1と側部1040c2および1040c3からなる切欠部1040cを形成する。この方法を用いると、軸状部材1060を孔1050に圧入した後の付加的な作業が不要である。しかしながら、孔1050を、固定子1040の外周面1040Aに沿った仮想外周線から回転中心O側(軸中心P側)に間隔N3(=N1+N2)だけ離して配置する必要がある。N1は、孔1050の内周面1050Aと軸状部材1060の外周面1060Aとの当接により発生する応力によって凹部1030(切欠部1040c)の底部1040c1が固定子1040の外周面1040Aに沿った仮想外周線より飛び出るのを防止するために必要な凹部1030の深さである。N2は、固定子1040の強度を確保するために必要な、凹部1030(切欠部1040cの底部1040c1)と孔1050(内周面1050A)の間隔である。このため、孔1050の内周面1050Aの断面形状および軸状部材1060の外周面1060Aの断面形状が円形に形成されている従来の電動機1000では、間隔N3を小さくする(磁束通路を広くする)には限界がある。
本発明は、このような点に鑑みて創案されたものであり、固定子を構成する複数の板状部材を、固定子の外径が増大することおよび磁束通路が狭くなることを抑制しながら、簡単に一体化することができる技術を提供することを目的とするものである。
複数の板状部材は、軸方向に直角な断面が、第1〜第3の壁部により三角形に形成された孔を有しているとともに、外周面(外周部)の、孔に対向する箇所に、回転中心側に窪んでいる凹部を有している。第1〜第3の壁部の接続部分が曲線状である形状も本発明の「三角形」に含まれる。孔は、典型的には、レーザ加工により板状部材に形成される。凹部は、例えば、外周面(仮想外周面)より回転中心側に配置され、周方向に沿って延在する底部と、底部の両端部から径方向に沿って外周側に延在する側部からなる切欠部により形成される。底部は、周方向に沿って延在する直線であってもよいし、外周面に平行(「略平行」を含む)に延在する曲線であってもよい。底部の周方向に沿った長さは、好適には、孔の周方向に沿った外径の1/2〜3/2の範囲に設定される。軸方向に沿って積層された複数の板状部材は、各板状部材に形成された孔に軸状部材が締り嵌めされることによって一体化される。軸状部材は、軸方向に直角な断面が円形(「略円形」を含む)に形成されており、第1〜第3の壁部に当接するように孔に締り嵌めされる。孔に軸状部材を締り嵌めする方法としては、典型的には、圧入方法が用いられるが、他の方法を用いることもできる。
そして、軸方向に直角な断面で見て、第1〜第3の壁部のうちの第1の壁部と第2の壁部との接続部分の周方向の中心の箇所が、軸中心より径方向外側において回転中心と軸状部材の軸中心を通る線上に存在するように構成されている。これにより、孔の内周面と軸状部材の外周面との当接により固定子の外周面が膨らむのを抑制することができ、固定子の外周面の、孔に対向する箇所に設けられる凹部の深さを低減することができる。
本発明では、固定子の外周面が膨らむのを抑制しながら、複数の板状部材を簡単に一体化することができる。また、固定子の外周面が膨らむのを抑制することができるため、固定子の外周面の、孔に対向する箇所に形成する凹部の深さを低減することができる。これにより、孔を固定子の外周面の近くに配置することができ、固定子の磁束通路を十分に確保することができる。さらに、固定子の外周面が膨らむのを防止することができるため、固定子を容器の内側に容易に締り嵌めすることができる。
本発明の異なる形態では、孔は、軸方向に直角な断面が正三角形に形成されている。
本形態では、孔を容易に形成することができる。
本発明の他の異なる形態では、第1の壁部と軸状部材との当接箇所と軸中心を結ぶ線と、周方向の中心の箇所と軸中心を結ぶ線により形成される角度および第2の壁部と軸状部材との当接箇所と軸中心を結ぶ線と、周方向の中心の箇所と軸中心を結ぶ線により形成される角度が、45度以下とならないように構成されている。
本形態では、孔の内周面と軸状部材の外周面との当接により固定子の外周面が膨らむのをより確実に防止することができる。
本発明の他の異なる形態では、孔は、ティースに対向する箇所およびスロットに対向する箇所のうちの少なくとも一方に形成されている。好適には、孔は、ティースの周方向の中心の箇所を通って径方向に沿って延在する線と交差するように、あるいは、周方向に隣接するティース間の周方向の中心の箇所を通って径方向に沿って延在する線と交差するように形成される。
ティースに対向する箇所に孔を形成することにより、磁束の流れに対する孔の影響を軽減することができる。また、スロットに対向する箇所に孔を形成することにより、ティースに対向する箇所に孔を形成する場合に較べて、孔に軸状部材を締り嵌めする際に発生する応力によってティース先端面が回転中心側に飛び出るのを抑制することができる。
本発明の他の異なる形態では、容器の内周面と固定子の外周面の間に、軸方向に沿って延在する通路が形成されている。容器の内周面と固定子の外周面の間に通路を形成する方法としては、固定子の外周面を切り欠く方法や、容器の内周面を外周方向に突出させる方法等を用いることができる。通路は、例えば、冷蔵庫や空調装置に設けられる圧縮機で用いられる、熱エネルギーを移動させる作動媒体(「冷媒」と呼ばれている)を通す通路として用いられる。
本発明の他の異なる形態では、通路は、孔の外周側の箇所および孔の間の箇所のうちの少なくとも一方に形成されている。好適には、通路は、孔の間の箇所、すなわち、孔と通路が径方向に重ならないように形成される。
本発明の他の異なる形態では、軸状部材の両端部には、軸状部材が孔から抜け出るのを防止するための抜け止め部が設けられている。軸状部材の両端部に抜け止め部を設ける方法としては、例えば、一方の端部に頭部(抜け止め部)を有する軸状部材を孔に挿入し、その後、他方の端部をかしめることによって他方の端部に抜け止め部を形成する方法が用いられる。
本形態では、回転時の振動等によって軸状部材が孔から抜け出るのを防止することができる。
なお、本明細書では、「軸方向」という記載は、回転子が固定子に対して回転可能に配置されている状態において、回転子(回転軸)の回転中心を通る回転中心線の方向を示す。「周方向」という記載は、回転子が固定子に対して回転可能に配置されている状態において、軸方向に直角な断面でみて、回転中心を中心とする円周方向を示す。「径方向」という記載は、回転子が固定子に対して回転可能に配置されている状態において、軸方向に直角な断面でみて、回転中心を通る方向を示す。また、「平行」という記載は、「略平行」である態様を含み、「直角」とい記載は、「略直角」である態様を含み、「直交」という記載は、「略直交」である態様を含んでいる。
本実施形態の電動機100は、密閉容器110、固定子140、回転子170、固定子巻線(図示省略)を有している。
密閉容器110は、内周面110aの断面形状が円形である円筒形状に形成されている。
密閉容器110が、本発明の「容器」に対応する。
電磁鋼板が、本発明の「板状部材」に対応する。
固定子140は、軸方向に直角な断面で見て、周方向に沿って延在するヨーク141と、ヨーク141から径方向に沿って回転中心O方向に延在するティース142を有している。ティース142は、径方向に沿って延在するティース基部142aと、ティース基部142aの先端部に設けられ、周方向に沿って延在するティース先端部142bを有している。ティース先端部142bの回転中心O側には、ティース先端面142cが形成されている。そして、周方向に隣接するティース142によって形成されるスロット143内に、固定子巻線(図示省略)が挿入されている。
本実施形態では、密閉容器110の内周面110Aは、回転中心Oを中心とする円形形状を有している。また、固定子140の外周面140Aは、当接部140aと切欠部140bおよび140cにより形成されている。当接部140aは、回転中心Oを中心とする円に沿った円弧形状を有し、密閉容器110の内周面110Aに当接する。切欠部140bは、当接部140aに沿った仮想外周面(回転中心Oを中心とする円に沿った仮想外周面)を切り欠いた形状を有している。そして、固定子140の外周面140Aの切欠部140bと密閉容器110の内周面110Aによって通路120が形成されている。また、切欠部140cは、回転中心O側に窪んでおり、後述するように、孔150の内周面150Aと軸状部材160の外周面160Aが当接することによって発生する応力による固定子140外周面140Aの膨らみを吸収する凹部130を形成する。
通路120は、種々の媒体を通す通路として用いることができる。例えば、圧縮機で用いられている、熱エネルギーを移動させる作動媒体(「冷媒」と呼ばれている)を通す通路として用いることができる。
回転子170は、円柱状に形成されている。そして、回転子170の回転中心O側の回転軸挿入孔に回転軸180が締り嵌めされている。本実施形態では、圧入方法あるいは焼き嵌め方法によって回転軸180が回転軸挿入孔に締り嵌めされる。回転子170は、回転子170の外周面170Aが、固定子140の内周面(ティース先端面142c)と所定の間隙(エアギャップ)を保持した状態で回転可能に配置される。
先ず、図3に示されている、孔1050の内周面1050Aの断面形状および軸状部材1060の外周面1060Aの断面形状が円形に形成されている従来の電動機1000について説明する。
軸状部材1060の外周面1060Aと当接している、孔1050の内周面1050Aの各当接箇所には、軸状部材1060の軸中心(円形断面の中心)Pと各当接箇所を結ぶ線に平行に、軸中心Pから各当接箇所の方向を向いている応力が作用する。
例えば、回転中心Oと軸中心Pを結ぶ線S1上であって、軸中心Pより固定子1040の外周面1040A側の当接箇所E1では、孔1050の内周面1050Aに作用する応力F1は、回転中心Oと当接箇所E1を結ぶ線(回転中心Oと軸中心Pを結ぶ線)S1と平行方向に作用する。一方、当接箇所E1より周方向に沿って一方側に離れている当接箇所E2では、孔1050の内周面1050Aに作用する応力F2は、軸中心Pと当接箇所E2を結ぶ線S2と平行方向に作用するが、回転中心Oと当接箇所E2を結ぶ線に対して傾いた方向に作用する。同様に、当接箇所E1より周方向に沿って他方側に離れている当接箇所E3では、孔1050の内周面1050Aに作用する応力F3は、軸中心Pと当接箇所E3を結ぶ線S3と平行方向に作用するが、回転中心Oと当接箇所E3を結ぶ線に対して傾いた方向に作用する。
また、回転中心Oと各当接箇所E1〜E3を結ぶ線に沿った、各当接箇所E1〜E3と固定子1040の外周面1040Aの距離は、当接箇所E1(回転中心Oと軸中心Pを結ぶ線S1上に存在する当接箇所)と回転中心Oを結ぶ線に沿った距離が最も短い。
このため、孔1050に軸状部材1060を圧入した場合、固定子1040の外周面1040Aの、当接箇所E1に対向する箇所(回転中心Oと軸中心Pを結ぶ線S1上の箇所)W1の膨らみ量が最も大きい。
したがって、少なくとも箇所E1では、孔1050の内周面1050Aと軸状部材1060の外周面1060Aが当接しないように構成することにより、孔1050の内周面1050Aと軸状部材1060の外周面1060Aとの当接による固定子1040の外周面1040Aの膨らみを抑制することができる。
したがって、箇所E1は、孔1050の内周面1050Aに沿った箇所であって、当該箇所と回転中心Oを結ぶ線S1が、当該箇所における孔1050の内周面1050Aの接線Rと直交し、且つ、当該箇所において孔1050の内周面1050Aと軸状部材1060の外周面1060Aが当接した場合に当該箇所を回転中心Oから固定子1040の外周面1040Aの方向に膨らませる応力F1が発生する箇所として定義される。
本実施形態では、孔150の内周面150Aは、軸方向に直角な断面でみて、断面形状が正三角形を有している。内周面150Aは、正三角形の第1〜第3の辺を形成する第1〜第3の壁部150a〜150cにより構成されている。第1〜第3の壁部150a〜150cは、曲線状に接続されている。
また、孔150に圧入される軸状部材160は、軸方向に直角な断面形状が円形を有している。
これにより、孔150の内周面150Aと軸状部材160の外周面160Aは、第1の壁部150a上の当接箇所E1、第2の壁部150b上の当接箇所E2および第3の壁部150c上の当接箇所E3で当接する。
これにより、本実施形態では、孔150の内周面150Aに沿った箇所であって、当該箇所と回転中心Oを結ぶ線S1が、当該箇所における孔150の内周面150Aの接線Rと直交し、且つ、当該箇所において孔150の内周面150Aと軸状部材160の外周面160Aが当接した場合に当該箇所を回転中心Oから固定子140の外周面140Aの方向に膨らませる応力F1が発生する箇所(以下、「第1の箇所」という)J1では、孔150の内周面150Aと軸状部材160の外周面160Aが当接しないように構成されている。
本実施形態では、凹部130は、底部140c1と側部140c2および140c3からなる切欠部140cにより形成されている。底部140c1は、固定子140の外周面140Aを構成する当接部140aに沿った仮想外周面(回転中心Oを中心とする円に沿った仮想外周面)から回転中心O側に距離M1だけ離れた箇所に周方向に沿って延在している。側部140c2および140c3は、底部140c1の両端部から径方向に沿って外周側に延在し、固定子140の外周面140Aの当接部140aに接続されている。
距離M1は、凹部130の深さを示している。底部140c1は、周方向に沿って直線状に延在する直線であってもよいし、固定子140の外周面140Aの当接部140aに平行に延在する曲線であってもよい。底部140c1の周方向に沿った長さ(凹部130の周方向に沿った幅)は、好適には、孔150の周方向に沿った外径の1/2〜3/2の範囲内に設定される。
凹部130は、従来の電動機1000の凹部1030と同様に、孔150に軸状部材160を圧入した場合における固定子140の外周面140Aの膨らみ抑制する。すなわち、凹部130の深さM1は、孔150に軸状部材160が圧入された場合に、凹部130(切欠部140c)の底部140c1が固定子140の仮想外周面(図2に破線で示されている、当接部140aに沿って延在する仮想外周面)より飛び出ないように設定される。
これにより、軸状部材160を孔150に圧入した場合における、固定子140の外周面140Aの、孔150に対向する箇所(W2)の膨らみ量を抑制することができる。すなわち、孔150に軸状部材160が圧入された場合に、固定子140の外周面140Aの、孔150に対向する箇所(W2)が仮想外周面から飛び出るのを防止するための、凹部130(切欠部140c)の深さM1を、従来の電動機1000の凹部1030の深さNに較べて大幅に低減することができる。
したがって、孔150を、固定子140の外周面140Aの近くに配置することができる、固定子の磁束通路を確保することができる。
本実施形態では、軸状部材160の外周面160Aの断面形状が円形を有し、孔150の内周面150Aの断面形状が正三角形を有しているとともに、孔150の内周面150Aを構成する第1〜第3の壁部のうちの2つの壁部の接続部分の周方向の中心の箇所(J1)および残りの壁部の周方向の中心の箇所(E3)が、回転中心Oと軸状部材160の軸中心Pを結ぶ線S1上に配置されるように孔150が形成されている。これにより、孔150の内周面150Aに沿った箇所であって、当該箇所と軸状部材160の軸中心Pを結ぶ線S2、S3と、回転中心Oと第1の箇所J1を結ぶ線(回転中心Oと軸中心Pを結ぶ線)S1により形成される角度θ2、θ3が45度以下である箇所では、孔150の内周面150Aと軸状部材160の外周面160Aが当接しない。
凹部130および孔150をティース142に対向する箇所に形成することにより、磁束の流れに対する凹部130および孔150の影響を軽減することができる。また、切欠部140bと凹部130および孔150が径方向に重ならないように配置されているため、孔150を固定子140の外周面140Aの近くに配置することができ、磁束通路を容易に確保することができる。
好適には、凹部130(切欠部140c)および孔150は、ティース142の周方向の中心の箇所を通り径方向に沿って延在する線と交差するように形成され、切欠部120は、ティース142の間の周方向の中心の箇所を通り径方向に沿って延在する線と交差するように形成される。
また、凹部130の深さを低減することができるため、孔150を、固定子140の外周面140Aの近くに配置することができる。これにより、固定子140の磁束通路を確保することができる。
また、積層された複数の板状部材を簡単に一体化することができる。
また、固定子の磁束通路を広くするには、孔150の径方向に沿った長さを短くするのが好ましい。例えば、孔150内周面150Aを二等辺三角形とし、長さが等しい第1および第2の壁部の接続部分の周方向の中心の箇所および第3の壁部の周方向の中心の箇所が、回転中心Oと軸状部材160の軸中心Pを結ぶ線S1上に配置されるように孔160を形成するとともに、第3の壁部の長さを長くする。
また、各壁部150a〜150cが直線状に接続するように構成することもできる。
また、各壁部150a〜150cが曲線状であってもよい。
また、孔150の配置角度は、少なくとも第1の箇所J1では、孔150の内周面150Aと軸状部材160の外周面160Aが当接しないように構成することができる範囲内で種々変更可能である。
第2の実施形態の電動機200は、凹部および孔と切欠部の配置位置が第1の実施形態の電動機100と異なっている。
本実施形態の電動機200では、凹部230(切欠部240c)および孔250は、スロット243に対向する箇所(ティース242の間に対向する箇所)に形成されている。また、通路220を形成する切欠部240bは、ティース242に対向する箇所に形成されている。
本実施形態では、孔250をティース242に対向する箇所に形成する場合に較べて、孔250に軸状部材260を締り嵌めする際に発生する応力によってティース242のティース先端面242cが回転中心O方向に突出するのを防止することができる。
好適には、凹部230(切欠部240c)および孔250は、ティース242の間の周方向の中心の箇所を通り径方向に沿って延在する線と交差するように形成され、切欠部240bは、ティース242の周方向の中心の箇所を通り径方向に沿って延在する線と交差するように形成される。
本実施形態では、固定子340の外周面340Aは、軸方向に直角な断面で見て、当接部340aと切欠部340cにより形成されている。当接部340aは、回転中心Oを中心とする円に沿った円弧形状を有し、密閉容器310の内周面310Aの当接部310aに当接する。切欠部340cは、孔350に対向する箇所に凹部330を形成する。
また、密閉容器310の内周面310Aは、軸方向に直角な断面で見て、当接部310aと突出部310bにより形成されている。当接部310aは、回転中心Oを中心とする円に沿った円弧形状を有し、固定子340の外周面340Aの当接部340aに当接する。突出部310bは、当接部310aに沿った仮想外周面(回転中心Oを中心とする円に沿った仮想外周面)から外周側に突出した形状を有している。そして、密閉容器310の突出部310bと固定子340の外周面340Aによって通路320が形成されている。
本実施形態では、凹部330(切欠部340c)および孔350、通路320を形成する突出部310bは、ティース342に対向する箇所に形成されている。
本実施形態では、磁束の流れに対する凹部330および孔350の影響を低減することができる。
好適には、凹部330および孔350と突出部310bは、ティース342の周方向の中心の箇所を通り径方向に沿って延在する線と交差するように形成される。
本実施形態の電動機400では、凹部430(切欠部440c)および孔450、通路420を形成する突出部410bは、スロット433に対向する箇所(ティース342の間に対向する箇所)に形成されている。
本実施形態では、孔450をティース442に対向する箇所に形成する場合に較べて、孔450に軸状部材460を締り嵌めする際に発生する応力によってティース442のティース先端面442cが回転中心O方向に突出するのを防止することができる。
好適には、凹部430(切欠部440c)および孔450、突出部410bは、ティース442の間の周方向の中心の箇所を通り径方向に沿って延在する線と交差するように形成される。
本実施形態では、凹部530(切欠部540c)および孔550は、ティース542に対向する箇所に形成されている。
本形態では、磁束の流れに対する凹部530および孔550の影響を軽減することができる。
好適には、凹部530および孔550は、ティース542の周方向の中心の箇所を通り径方向に沿って延在する線と交差するように形成される。
本実施形態では、凹部630(切欠部640c)および孔650は、スロット643に対向する箇所(ティース642の間に対向する箇所)に形成されている。
本形態では、孔650をティース642に対向する箇所に形成する場合に較べて、孔650に軸状部材660を締り嵌めする際に発生する応力によってティース642のティース先端面642cが回転中心O方向に突出するのを防止することができる。
好適には、凹部630(切欠部640c)および孔650は、ティース642の間の周方向の中心の箇所を通り径方向に沿って延在する線と交差するように形成される。
本実施形態では、孔750は、軸方向に直角な断面形状が台形を有している。孔750の内周面750Aは、台形の上底、下底、第1および第2の脚を形成する第1〜第4の壁部750a〜750dにより構成されている。第1〜第4の壁部750a〜750dは、曲線状に接続されている。
また、孔750に締り嵌めされる軸状部材760は、軸方向に直角な断面形状が円形を有している。
本実施形態では、台形の上底を形成する第1の壁部750aの周方向の中心の箇所J1および下底を形成する第2の壁部750bの周方向の中心の箇所E3が、回転中心Oと軸状部材760の軸中心Pを結ぶ線S1上に配置されるとともに、箇所J1が軸中心Pより固定子740の外周面740A側に配置されるように、孔750が形成されている。そして、軸状部材760の外周面760Aが、第2〜第3の壁部750b〜750dと当接するが、第1の壁部750aとは当接しないように構成されている。
また、本実施形態では、孔750の内周面750Aに沿った箇所であって、当該箇所と軸状部材760の軸中心Pを結ぶ線S2、S3と、回転中心Oと第1の箇所J1を結ぶ線(回転中心Oと軸中心Pを結ぶ線)S1により形成される角度θ2、θ3が45度以下である箇所J2、J3では、孔750の内周面750Aと軸状部材760の外周面760Aが当接しないように構成されている。
なお、図9では、孔750の内周面750Aの断面形状を、線対称な台形に形成したが、線対称でない台形に形成することもできる。この場合には、箇所J1(「第1の箇所」)および当接箇所E3は、第1の壁部750aおよび第2の壁部750bの周方向の中心の箇所と一致しないこともある。
本実施形態では、孔850は、軸方向に直角な断面形状が正方形を有している。孔850の内周面850Aは、正方形の第1〜第4の辺を形成する第1〜第4の壁部850a〜850dにより構成されている。第1〜第4の壁部850a〜850dは、曲線状に接続されている。
また、孔850に締り嵌めされる軸状部材860は、軸方向に直角な断面形状が円形を有している。
本実施形態では、箇所J1が、孔850の内周面850Aに沿った箇所であって、当該箇所と回転中心Oを結ぶ線S1が、当該箇所における孔850の内周面850Aの接線Rと直交し、且つ、当該箇所において孔850の内周面850Aと軸状部材860の外周面860Aが当接した場合に当該箇所を回転中心Oから固定子840の外周面840Aの方向に膨らませる応力K1が発生する箇所(「第1の箇所」)として定義される。
また、本実施形態では、孔850の内周面850Aに沿った箇所であって、当該箇所と軸状部材860の軸中心Pを結ぶ線S2、S3と、回転中心Oと第1の箇所J1を結ぶ線(回転中心Oと軸中心Pを結ぶ線)S1により形成される角度θ2、θ3が45度以下である箇所J2、J3では、孔850の内周面850Aと軸状部材860の外周面860Aが当接しないように構成されている。
本実施形態では、積層された複数の板状部材により構成される固定子940の軸方向両側に端板990が配置されている。そして、固定子940を構成する複数の板状部材および端板990に形成された孔950に軸状部材960が締り嵌めされている。
軸状部材960は、孔950に締り嵌めされているが、回転時の振動等によって孔950から抜け出るおそれがある。本実施形態では、軸状部材960の両端部に、軸状部材960が孔950から抜け出るのを防止するための抜止部960aおよび960bが設けられている。例えば、一方の端部に抜け止め用の頭部(ヘッド)960aを有する軸状部材960を孔950に締り嵌めた後、他方の端部をかしめることによって他方の端部に抜け止め用の頭部960bを形成する方法を用いる。
孔の内周面の断面形状は、各辺の長さが等しい多角形、各辺の長さが異なる多角形、各辺が曲線状に形成されている多角形、各辺が曲線状に接続されている多角形、各辺が直線状に接続されている多角形、多角形以外の種々の形状に形成することができる。
軸状部材の断面形状は、好適には、円形に形成されるが、円形以外の種々の形状に形成することもできる。
本発明は、少なくとも、軸方向に直角な断面で見て、孔の内周面に沿った箇所であって、当該箇所と回転中心を結ぶ線が、当該箇所における孔の内周面の接線と直交し、且つ、当該箇所において孔の内周面と軸状部材の外周面が当接した場合に当該箇所を回転中心から固定子の外周面の方向に膨らませる応力が発生する箇所(「第1の箇所」)では、孔の内周面と軸状部材の外周面が当接しないように構成されていればよい。
凹部の形状は、適宜変更可能である。
孔の数や配置位置等は、適宜変更可能である。
凹部を形成する切り欠き部および孔の配置態様や、凹部形成する切欠部、孔および通路を形成する切欠部の配置態様は、適宜変更可能である。
固定子の外周面と密閉容器の内周面により通路を形成する方法としては、種々の方法を用いることができる。また、通路の数や配置位置等は適宜変更可能である。さらに、通路は、省略することもできる。
本発明の電動機は、永久磁石電動機や誘導電動機等の種々の型式の電動機として構成することができる。
実施形態で説明した各構成は、単独で用いることもできるし、適宜選択した複数を組み合わせて用いることもできる。
(態様1)
容器と、前記容器の内側に配置された固定子と、前記固定子の内側に間隙を介して回転可能に配置された回転子と、固定子巻線を備え、前記固定子は、軸方向に沿って積層された複数の板状部材により構成され、また、軸方向に直角な断面で見て、周方向に沿って延在するヨークと、前記ヨークから径方向に沿って回転中心側に延在する複数のティースと、周方向に沿って隣接するティースによって形成される複数のスロットを有しており、前記固定子巻線は、前記スロットに挿入されている電動機であって、
前記複数の板状部材は、孔を有しているとともに、前記孔に対向する外周面の箇所に凹部を有し、軸方向に沿って積層された前記複数の板状部材の前記孔には、軸状部材が締り嵌めされており、
軸方向に直角な断面で見て、前記孔の内周面に沿った箇所であって、当該箇所と回転中心を結ぶ線が、当該箇所における前記孔の内周面の接線と直交するとともに、当該箇所において前記孔の内周面と前記軸状部材の外周面が当接することによって当該箇所を前記回転中心から前記固定子の外周面の方向に膨らませる応力が発生する箇所では前記孔の内周面と前記軸状部材の外周面が当接しないように構成されていることを特徴とする電動機。
(態様2)
態様1の電動機であって、前記軸状部材は、軸方向に直角な断面が円形に形成されていることを特徴とする電動機。
(態様3)
態様2の電動機であって、前記孔の内周面に沿った箇所であって、当該箇所と前記軸状部材の軸中心を結ぶ線と、前記回転中心と前記軸状部材の軸中心を結ぶ線により形成される角度θが45度以下である箇所では前記孔の内周面と前記軸状部材の外周面が当接しないように形成されていることを特徴とする電動機。
(態様4)
態様1〜3のうちのいずれかの電動機であって、前記孔は、軸方向に直角な断面が多角形に形成されていることを特徴とする電動機。
(態様5)
態様1〜4のうちのいずれかの電動機であって、前記孔は、前記ヨークの、前記ティースに対向する箇所および前記スロットに対向する箇所のうちの少なくとも一方に形成されていることを特徴とする電動機。
(態様6)
態様1〜5のうちのいずれかの電動機であって、前記容器の内周面と前記固定子の外周面の間に、軸方向に沿って延在する通路が形成されていることを特徴とする電動機。
(態様7)
態様6の電動機であって、前記通路は、前記孔の外周側の箇所および前記孔の間の箇所のうちの少なくとも一方に形成されていることを特徴とする電動機。
(態様8)
態様1〜7のうちのいずれかの電動機であって、前記軸状部材は、両端部に抜け止め部を有していることを特徴とする電動機。
110、210、310、410、510、610、710、810、910、1010 密閉容器
110A、210A、310A、410A、510A、610A、710A、810A、910A、1010A 内周面
120、220、320、420 通路
130、230、330、430、530、630、730、830、1030 凹部
140、240、340、440、540、640、740、840、940、1040 固定子
140A、240A、340A、440A、540A、640A、740A、840A、940A、1040A 外周面
140a、240a、310a、410a、440a、540a、640a、740a、840a、1040a 当接部
140b、140c、240b、240c、340c、440c、540c、640c、740c、840c、1040c 切欠部
140c1、740c1、840c1、1040c1 底部
140c2、140c3、740c2、740c2、840c2、840c3、1040c2、1040c3 側部
141、241、341、441、541、641 ヨーク
142、242、342、442、542、642 ティース
142a、242a、342a、442a、542a、642a ティース基部
142b、242b、342b、442b,542b、642b ティース先端部
142c、242c、342c、442c、542c、642c、942c ティース先端面
143、243、343、443、543、643 スロット
150、250、350、450、550、650、750、850、950、1050 孔
150A、750A、850A、1050A 内周面
150a〜150c、750a〜750d、850a〜850d 壁部
151、751、851 空間
160、260、360、460、560、660、760、860、960、1060 軸状部材
160A、760A、860A、1060A 外周面
170、270、370、470、570、670、970 回転子
170A、270A、370A、470A、570A、670A、970A 外周面
180、280、380、480、580、680、980 回転軸
310b、410b 突出部
960a、960b 抜け止め部
990 端板
Claims (7)
- 容器と、前記容器の内側に締り嵌めされた固定子と、前記固定子の内側に間隙を介して回転可能に配置された回転子と、固定子巻線を備え、前記固定子は、軸方向に沿って積層された複数の板状部材により構成され、また、軸方向に直角な断面で見て、周方向に沿って延在するヨークと、前記ヨークから径方向に沿って回転中心側に延在する複数のティースと、周方向に沿って隣接するティースによって形成される複数のスロットを有しており、前記固定子巻線は、前記スロットに挿入されている電動機であって、
前記複数の板状部材は、軸方向に直角な断面が、第1〜第3の壁部により三角形に形成された孔を有しているとともに、前記孔に対向する外周面の箇所に凹部を有し、
軸方向に沿って積層された前記複数の板状部材の前記孔には、軸方向に直角な断面が円形に形成された軸状部材が、前記第1〜第3の壁部に当接するように締り嵌めされており、
軸方向に直角な断面で見て、前記第1〜第3の壁部のうちの前記第1の壁部と前記第2の壁部との接続部分の周方向の中心の箇所が、前記軸中心より径方向外側において回転中心と前記軸状部材の軸中心を通る線上に存在するように構成されていることを特徴とする電動機。 - 請求項1に記載の電動機であって、
前記孔は、軸方向に直角な断面が正三角形に形成されていることを特徴とする電動機。 - 請求項1または2に記載の電動機であって、
前記第1の壁部と前記軸状部材との当接箇所と前記軸中心を結ぶ線と、前記周方向の中心の箇所と前記軸中心を結ぶ線により形成される角度および前記第2の壁部と前記軸状部材との当接箇所と前記軸中心を結ぶ線と、前記周方向の中心の箇所と前記軸中心を結ぶ線により形成される角度が、45度以下とならないように構成されていることを特徴とする電動機。 - 請求項1〜3のうちのいずれか一項に記載の電動機であって、
前記孔は、前記ヨークの、前記ティースに対向する箇所および前記スロットに対向する箇所のうちの少なくとも一方に形成されていることを特徴とする電動機。 - 請求項1〜4のうちのいずれか一項に記載の電動機であって、
前記容器の内周面と前記固定子の外周面の間に、軸方向に沿って延在する通路が形成されていることを特徴とする電動機。 - 請求項5に記載の電動機であって、
前記通路は、前記孔の外周側の箇所および前記孔の間の箇所のうちの少なくとも一方に形成されていることを特徴とする電動機。 - 請求項1〜6のうちのいずれか一項に記載の電動機であって、
前記軸状部材は、両端部に抜け止め部を有していることを特徴とする電動機。
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