JP6632722B2 - ステータ、電動機、圧縮機、電気掃除機およびステータの製造方法 - Google Patents
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Description
本発明のステータは、また、軸線を中心とした周方向に延在するヨークと、ヨークから軸線に向かって、当該軸線を中心とする径方向に延在するティースとを備える。ティースは、軸線側の先端部と、ヨーク側の根元部とを有する。ティースは、アモルファス合金薄帯で構成され、アモルファス合金薄帯は、先端部と根元部との間で径方向に延在する複数の区間が周方向に並ぶように、先端部と根元部とで屈曲した形状を有する。ティースを構成するアモルファス合金薄帯の軸線の方向の両端のそれぞれを一体に固定する固定部をさらに備える。ヨークは、粉末鉄心の成形体で構成され、ティースの根元部は、ヨークの内部に埋め込まれている。
<電動機の構成>
まず、本発明の実施の形態1の電動機について説明する。図1は、実施の形態1の電動機100の構成を示す縦断面図である。実施の形態1の電動機100は、例えばブラシレスDCモータである。
図2は、実施の形態1の電動機100のステータ1の構成を示す断面図である。この図2は、図1における線分II−IIにおける矢視方向の断面図に相当する。なお、図2には、ロータ2のロータコア20の外周が一点鎖線で示されている。
図3は、ステータコア10の構成を示す断面図である。ティース3の数をN(ここではN=6)とすると、ヨーク4は、軸線C1を中心とする正N角形(ここでは正六角形)の形状を有している。ヨーク4の正N角形の各辺を、単位ヨーク40(ヨーク部分)と称する。ここでは、ヨーク4は6つの単位ヨーク40を有し、各単位ヨーク40とティース3とはT字状に接続されている。
図4(A)は、ティース3の構成を示す断面図である。図4(B)は、ティース3を図4(A)に矢印IVBで示した方向から見た側面図である。図4(C)は、ティース3の構成を模式的に示す斜視図である。図4(A)に示すように、ティース3は、アモルファス合金薄帯15を、つづら折り、すなわち山折り部と谷折り部とを交互に繰り返して折り曲げたものである。
図6は、ティース3およびヨーク4における磁束の流れを示す模式図である。ロータ2の永久磁石24(図1)からの磁束F1は、ティース3の先端部3aに流入し、ティース3の内部を径方向外側に、すなわち根元部3bに向かって流れる。このとき、ティース3内のアモルファス合金薄帯15の延在方向は、ティース3の長手方向(軸線C1を中心とする径方向)と一致しているため、磁束F1がティース3の内部を径方向に流れやすく、従って磁気抵抗の増加が抑制される。
次に、この実施の形態1の電動機100の製造方法について説明する。図7は、実施の形態1の電動機100の製造工程を説明するためのフローチャートである。まず、アモルファス合金薄帯15を、折り曲げ機械を用いて、図4(A)〜(C)を参照して説明したようにつづら折りに折り曲げる(ステップS101)。次に、折り曲げたアモルファス合金薄帯15の軸方向両端を接着剤33,34でそれぞれ固定して、ティースブロック35を形成する(ステップS102)。
実施の形態1では、ティース3の先端部3aをロータ2に対向する円筒面3f(図4(A))に沿うように形成したが、ティース3の先端部3aの形状はこれに限定されるものではない。
次に、本発明の実施の形態2について説明する。図9は、実施の形態2のステータコア10Aの構成を示す断面図である。上述した実施の形態1のステータコア10では、ヨーク4の各単位ヨーク(ヨーク部分)40が第1のヨーク部41と第2のヨーク部42とに分割されていたが、この実施の形態2のステータコア10Aでは、ヨーク4Aの各単位ヨークが1つのヨーク部(ヨーク部40と称する)で構成されている。
次に、本発明の実施の形態3について説明する。図10は、実施の形態3のステータコア10Bの構成を示す断面図である。上述した実施の形態1,2のステータコアでは、ヨークが複数の単位ヨーク(ヨーク部分)の組み合わせで構成されていた。これに対し、この実施の形態3のステータコア10Bでは、ヨーク48が単一のアモルファス合金薄帯を備えて構成されている。
次に、本発明の実施の形態4について説明する。図11は、実施の形態4のステータコア10Cの構成を示す断面図である。上述した実施の形態1〜3のステータコアでは、ヨークがアモルファス合金薄帯で構成されていた。これに対し、この実施の形態4のステータコア10Cでは、ヨーク5が電磁鋼板で構成されている。
次に、本発明の実施の形態5について説明する。図12は、実施の形態5のステータコア10Dの構成を示す断面図である。上述した実施の形態1〜3のステータコアでは、ヨークがアモルファス合金薄帯で構成され、実施の形態4のステータコアでは、ヨークが電磁鋼板で構成されていた。これに対し、この実施の形態5のステータコア10Dでは、ヨーク6が粉末鉄心で構成されている。
次に、実施の形態1〜5の電動機100が適用可能なロータリ圧縮機300について説明する。図13は、ロータリ圧縮機300の構成を示す断面図である。ロータリ圧縮機300は、密閉容器307と、密閉容器307内に配設された圧縮要素301と、圧縮要素301を駆動する電動機100とを備えている。
次に、上述した実施の形態1〜5の電動機が適用される送風機410を備えた電気掃除機400について説明する。図14は、各実施の形態の電動機が適用される送風機410を備えた電気掃除機400を示す模式図である。
Claims (18)
- 軸線を中心とした周方向に延在するヨークと、
前記ヨークから前記軸線に向かって、当該軸線を中心とする径方向に延在するティースと
を備え、
前記ティースは、前記軸線側の先端部と、前記ヨーク側の根元部とを有し、
前記ティースは、アモルファス合金薄帯と、前記アモルファス合金薄帯の前記軸線の方向の両端のそれぞれを一体に固定する固定部とを含むティースブロックを有し、
前記ヨークは、アモルファス合金薄帯と、前記アモルファス合金薄帯の前記軸線の方向の両端のそれぞれを一体に固定する固定部とを含むヨークブロックを有し、
前記ティースブロックと前記ヨークブロックとは互いに接合され、
前記ティースを構成する前記アモルファス合金薄帯は、前記先端部と前記根元部との間で前記径方向に延在する複数の区間が前記周方向に並ぶように、前記先端部と前記根元部とで屈曲した形状を有する
ステータ。 - 前記ティースは、前記根元部の前記周方向の両端で、前記ヨークに接合されている、
請求項1に記載のステータ。 - 前記ティースの前記先端部は、前記軸線を中心とする円弧面に沿った形状を有している、
請求項1または2に記載のステータ。 - 前記ヨークは、当該ヨークの一部をなすヨーク部分を有し、
前記ヨーク部分は、周方向の第1の端部および第2の端部を有し、
前記ヨーク部分は、アモルファス合金薄帯で構成され、
前記ヨークを構成するアモルファス合金薄帯は、前記第1の端部と前記第2の端部との間で前記周方向に延在する複数の区間が前記径方向に並ぶように、前記第1の端部および前記第2の端部で屈曲した形状を有する
請求項1から3までの何れか1項に記載のステータ。 - 前記ヨーク部分は、周方向に2つのヨーク部分に分割され、
前記2つのヨーク部分は、前記ティースの前記周方向の中央部で互いに当接し、なお且つ、当該中央部を挟んで互いに対称な形状を有する、
請求項4に記載のステータ。 - 前記第1の端部および前記第2の端部は、前記ティースに対して前記周方向の両側に配置されている、
請求項4に記載のステータ。 - 前記ヨークは、前記ヨーク部分を含む複数のヨーク部分を有し、
前記複数のヨーク部分は、前記径方向の両側の面である外周面および内周面で互いに接合されている
請求項4から6までの何れか1項に記載のステータ。 - 前記ヨークは、アモルファス合金薄帯で構成され、
前記ヨークを構成するアモルファス合金薄帯は、前記軸線を中心とする螺旋形状を有している
請求項1から3までの何れか1項に記載のステータ。 - 前記ヨークは、前記軸線の方向に積層された複数の電磁鋼板で構成されている、
請求項1から3までの何れか1項に記載のステータ。 - 前記ヨークは、粉末鉄心の成形体で構成されている、
請求項1から3までの何れか1項に記載のステータ。 - 軸線を中心とした周方向に延在するヨークと、
前記ヨークから前記軸線に向かって、当該軸線を中心とする径方向に延在するティースと
を備え、
前記ティースは、前記軸線側の先端部と、前記ヨーク側の根元部とを有し、
前記ティースは、アモルファス合金薄帯で構成され、
前記アモルファス合金薄帯は、前記先端部と前記根元部との間で前記径方向に延在する複数の区間が前記周方向に並ぶように、前記先端部と前記根元部とで屈曲した形状を有し、
前記ティースを構成する前記アモルファス合金薄帯の前記軸線の方向の両端のそれぞれを一体に固定する固定部をさらに備え、
前記ヨークは、粉末鉄心の成形体で構成され、
前記ティースの前記根元部は、前記ヨークの内部に埋め込まれている、
ステータ。 - ロータと、前記ロータの周囲に設けられた請求項1から11までのいずれか1項に記載のステータとを備えた電動機。
- 電動機と、前記電動機によって駆動される圧縮要素とを備えた圧縮機であって、
前記電動機は、ロータと、前記ロータの周囲に設けられた請求項1から11までのいずれか1項に記載のステータとを備えた、
圧縮機。 - 吸引口を有する吸引部と、塵埃を収納する集塵容器と、前記吸引部から前記集塵容器に塵埃を含む空気を吸引する送風機とを備えた電気掃除機であって、
前記送風機は、電動機を備え、
前記電動機は、ロータと、前記ロータの周囲に設けられた請求項1から11までのいずれか1項に記載のステータとを備えた、
電気掃除機。 - 軸線を中心とした周方向に延在するヨークと、前記ヨークから前記軸線に向かって当該軸線を中心とする径方向に延在するティースとを有するステータの製造方法であって、
アモルファス合金薄帯を、当該アモルファス合金薄帯の複数の区間が平行に並んで延在するように複数回折り曲げ、前記アモルファス合金薄帯の前記軸線の方向の両端のそれぞれを一体に固定することにより、ティースブロックを形成する工程と、
アモルファス合金薄帯を、複数回折り曲げるか、若しくは螺旋状または渦巻き状に巻き、前記アモルファス合金薄帯の前記軸線の方向の両端のそれぞれを一体に固定することにより、ヨークブロックを形成する工程と、
前記ティースブロックと前記ヨークブロックとを接合する工程と
を有するステータの製造方法。 - 前記ティースブロックを前記ヨークブロックに接合する工程では、前記ティースブロックを前記ヨークブロックに溶接する、請求項15に記載のステータの製造方法。
- 前記ヨークブロックを形成する工程は、
前記アモルファス合金薄帯を、当該アモルファス合金薄帯の複数の区間が平行に並んで延在するように複数回折り曲げる工程を有する
請求項15または16に記載のステータの製造方法。 - 軸線を中心とした周方向に延在するヨークと、前記ヨークから前記軸線に向かって当該軸線を中心とする径方向に延在するティースとを有するステータの製造方法であって、
アモルファス合金薄帯を、当該アモルファス合金薄帯の複数の区間が平行に並んで延在するように複数回折り曲げる工程と、
前記アモルファス合金薄帯の前記軸線の方向の両端のそれぞれを一体に固定することにより、前記ティースを形成する工程と、
粉末鉄心をプレス成形することにより、前記ティースの根元部が前記ヨークの内部に埋め込まれるように、前記ヨークを形成する工程と
を有するステータの製造方法。
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