JP6726529B2 - 電気モータのための磁気コア - Google Patents
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Description
本発明は、電気モータに関し、特に、電気モータの磁気コアに関する。
従来のモータのための磁気コアは、リング形状のヨークと、ヨークから外方に延在する複数の歯とを含む。各歯は、その末端に歯先端部を有する。各歯先端部は、左半分の歯先端部及び右半分の歯先端部を有する。左右半分の歯先端部の長さは、ヨークの周方向に測定され、等しい。
磁気コアは、複数のリング形状のコアラミネーションを積層することによって作製される。コアラミネーションが、シート材料から直接打ち抜かれる場合、大量の廃棄材が生じる。
改良した解決手段では、矩形のシート材料から、細長いコアラミネーションが打ち抜かれ、この細長いコアラミネーションは、連結部と、連結部から延在する複数の歯とを含む。連結部は、屈曲されて、リング形状のコアラミネーションを形成する。この方法の欠点は、歯先端部の長さが限られるため、磁気コアの巻線スロットの開口部が、過度に大きくなることである。
したがって、材料の無駄が比較的少なく、巻線スロットの開口部が狭い磁気コアが望まれる。
したがって、本発明は、その一態様において、電気モータのための磁気コアを提供するものであり、この磁気コアは、リング形状のヨークと、前記ヨークから外方に延在する歯と、各歯の末端から磁気コアの周方向に延在する歯先端部であって、各歯先端部は、左半分の歯先端部及び右半分の歯先端部を有する、歯先端部と、を備え、前記磁気コアは、複数のラミネーション層を有し、各ラミネーション層は、多数の歯を備え、これらの歯は、第1の型の歯と、第2の型の歯と、第3の型の歯と、第4の型の歯とを有し、前記第1の型の歯の前記左半分の歯先端部は、短い歯先端部であり、前記第1の型の歯の前記右半分の歯先端部は、長い歯先端部であり、前記第2の型の歯の前記左右半分の歯先端部は、両方とも、短い歯先端部であり、前記第3の型の歯の前記左半分の歯先端部は、長い歯先端部であり、前記第3の型の歯の前記右半分の歯先端部は、短い歯先端部であり、前記第4の型の歯の前記左右半分の歯先端部は、両方とも、長い歯先端部であり、前記モータの軸方向では、少なくとも1つのラミネーション層の前記第1の型の歯は、他の1つのラミネーション層の前記第3の型の歯と重なり、前記少なくとも1つのラミネーション層の前記第2の型の歯は、前記他の1つのラミネーション層の前記第4の型の歯と重なり、前記少なくとも1つのラミネーション層の前記第3の型の歯は、前記他の1つのラミネーション層の前記第1の型の歯と重なり、前記少なくとも1つのラミネーション層の前記第4の型の歯は、前記他の1つのラミネーション層の前記第2の型の歯と重なる。
各ラミネーション層は、偶数個の歯を含み、前記磁気コアは、多層の第1のコアラミネーション及び多層の第2のコアラミネーションを積層することによって形成され、前記モータの軸方向では、前記第1のコアラミネーションの前記第1の型の歯、前記第2の型の歯、前記第3の型の歯、及び前記第4の型の歯は、それぞれ、前記第2のコアラミネーションの前記第3の型の歯、前記第4の型の歯、前記第1の型の歯、及び前記第2の型の歯と重なることが好ましい。
前記第1の型の歯、前記第2の型の歯、前記第3の型の歯、及び前記第4の型の歯は、1つの歯群を形成し、前記磁気コアは、2つの型のラミネーション層を含み、第1の型のコアラミネーションは、順次配置された(k+1)個の歯群を有するコアラミネーションから第1の歯群の第1の半分を切断することによって形成され、第2の型のコアラミネーションは、順次配置された(k+1)個の歯群を有するコアラミネーションから最後の歯群の第2の半分を切断することによって形成され、ここで、kは、0よりも大きい整数であり、前記第1の型のコアラミネーション及び前記第2の型のコアラミネーションは、交互に配置されることが好ましい。
各歯群は、以下の条件の1つを満たす:(a)各歯群は、順次配置されている、多数の第1の型の歯と、1つの第2の型の歯と、多数の第3の型の歯と、1つの第4の型の歯とを含み、前記第1の型の歯の数は、前記第3の型の歯の数と同じである、(b)各歯群は、順次配置されている、1つの第2の型の歯と、多数の第3の型の歯と、1つの第4の型の歯と、多数の第1の型の歯とを含み、前記第1の型の歯の数は、前記第3の型の歯の数と同じである、(c)各歯群は、順次配置されている、多数の第3の型の歯と、1つの第4の型の歯と、多数の第1の型の歯と、1つの第2の型の歯とを含み、前記第1の型の歯の数は、前記第3の型の歯の数と同じである、(d)各歯群は、順次配置されている、1つの第4の型の歯と、多数の第1の型の歯と、1つの第2の型の歯と、多数の第3の型の歯とを含み、前記第1の型の歯の数は、前記第3の型の歯の数と同じである、ことが好ましい。
各ラミネーション層は、S個の歯を有し、多数の第1の型の歯、1つの第2の型の歯、多数の第3の型の歯、及び1つの第4の型の歯は、順次配置されて、1つの歯群を形成し、各歯群において、前記第3の型の歯の数は、前記第1の型の歯の数と同じであり、各歯群は、T個の歯を有し、S及びTは、S/T=N+1/2の関係を満たす(ここで、Nは正の整数であり、Tは偶数である)ことが好ましい。
前記第1の型の歯の前記右半分の歯先端部の長さと前記第2の型の歯の前記左半分の歯先端部の長さとの和、前記第2の型の歯の前記右半分の歯先端部の長さと前記第3の型の歯の前記左半分の歯先端部の長さとの和、前記第3の型の歯の前記右半分の歯先端部の長さと前記第4の型の歯の前記左半分の歯先端部の長さとの和、及び前記第4の型の歯の前記右半分の歯先端部の長さと前記第1の型の歯の前記左半分の歯先端部の長さとの和は、実質的に同じであることが好ましい。
前記磁気コアは、細長いシート材料を螺旋状に多数回巻き回すことによって作製され、各巻回は、前記磁気コアの1つのラミネーション層を形成することが好ましい。
前記磁気コアの各ラミネーション層は、個々のシート材料を屈曲させることによって作製されることが好ましい。
第2の態様では、本発明は、電気モータのための磁気コアを作製するための方法を提供するものであり、この方法は、工程S1:打抜きによって、複数の細長いシート材料を形成する工程であって、各シート材料は、連結部と、前記連結部から延在する複数の歯とを含み、各歯は、前記歯の末端からその2つの側に延在する歯先端部を含み、前記歯先端部は、左半分の歯先端部及び右半分の歯先端部を含み、各シート材料は、複数の群を含み、各群は、順次配置されている、第1の型の歯と、第2の型の歯と、第3の型の歯と、第4の型の歯とを有し、前記第1の型の歯の前記左半分の歯先端部は、短い歯先端部であり、前記第1の型の歯の前記右半分の歯先端部は、長い歯先端部であり、前記第2の型の歯の前記左右半分の歯先端部は、両方とも、短い歯先端部であり、前記第3の型の歯の前記左半分の歯先端部は、長い歯先端部であり、前記第3の型の歯の前記右半分の歯先端部は、短い歯先端部であり、前記第4の型の歯の前記左右半分の歯先端部は、両方とも、長い歯先端部である、工程S1と、工程S3:各シート材料を屈曲させて、リング形状のコアラミネーションにする工程であって、全てのシート材料の前記連結部は、リング形状のヨークを形成し、各シート材料の前記歯は、前記ヨークから外方に延在する、工程S3と、工程S4:多層のリング形状のコアラミネーションを積層する工程であって、少なくとも1つのラミネーション層の前記第1の型の歯は、他の1つのラミネーション層の前記第3の型の歯と重なり、前記少なくとも1つのラミネーション層の前記第2の型の歯は、前記他の1つのラミネーション層の前記第4の型の歯と重なり、前記少なくとも1つのラミネーション層の前記第3の型の歯は、前記他の1つのラミネーション層の前記第1の型の歯と重なり、前記少なくとも1つのラミネーション層の前記第4の型の歯は、前記他の1つのラミネーション層の前記第2の型の歯と重なる、工程S4とを含む。
工程S1では、打抜き後の各ラミネーション層は、S個の歯を有し、多数の第1の型の歯、1つの第2の型の歯、多数の第3の型の歯、及び1つの第4の型の歯は、順次配置されて、1つの歯群を形成し、各歯群は、T個の歯を有し、S及びTは、S/T=N+1/2の関係を満たし(ここで、Nは正の整数であり、Tは偶数である)、工程S3では、第1の型のシート材料の前記第1の型の歯、前記第2の型の歯、前記第3の型の歯、及び前記第4の型の歯は、それぞれ、第2の型のシート材料の前記第3の型の歯、前記第4の型の歯、前記第1の型の歯、及び前記第2の型の歯と重なることが好ましい。
工程S3では、前記第1の型のシート材料及び前記第2の型のシート材料は、交互に配置されることが好ましい。
工程S1では、前記シート材料は、まず、(2k+1)個の歯群を有するように打ち抜かれ、(2k+1)個の歯群を有する前記シート材料は、(k+1)番目の歯群で切断され、これにより、前記第1の型のシート材料及び前記第2の型のシート材料が得られることが好ましい。
工程S1では、各歯群は、以下の条件の1つを満たす:(a)各歯群は、順次配置されている、多数の第1の型の歯と、1つの第2の型の歯と、多数の第3の型の歯と、1つの第4の型の歯とを含み、前記第1の型の歯の数は、前記第3の型の歯の数と同じである、(b)各歯群は、順次配置されている、1つの第2の型の歯と、多数の第3の型の歯と、1つの第4の型の歯と、多数の第1の型の歯とを含み、前記第1の型の歯の数は、前記第3の型の歯の数と同じである、(c)各歯群は、順次配置されている、多数の第3の型の歯と、1つの第4の型の歯と、多数の第1の型の歯と、1つの第2の型の歯とを含み、前記第1の型の歯の数は、前記第3の型の歯の数と同じである、(d)各歯群は、順次配置されている、1つの第4の型の歯と、多数の第1の型の歯と、1つの第2の型の歯と、多数の第3の型の歯とを含み、前記第1の型の歯の数は、前記第3の型の歯の数と同じである、ことが好ましい。
第3の態様では、本発明は、電気モータのための磁気コアを作製するための方法を提供するものであり、この方法は、工程S1:打抜きによって、複数の細長いシート材料を形成する工程であって、各シート材料は、連結部と、前記連結部から延在する複数の歯とを含み、各歯は、前記歯の末端からその2つの側に延在する歯先端部を含み、前記歯先端部は、左半分の歯先端部及び右半分の歯先端部を含み、各シート材料は、複数の歯群を含み、各歯群は、順次配置されている、第1の型の歯と、第2の型の歯と、第3の型の歯と、第4の型の歯とを有し、前記第1の型の歯の前記左半分の歯先端部は、短い歯先端部であり、前記第1の型の歯の前記右半分の歯先端部は、長い歯先端部であり、前記第2の型の歯の前記左右半分の歯先端部は、両方とも、短い歯先端部であり、前記第3の型の歯の前記左半分の歯先端部は、長い歯先端部であり、前記第3の型の歯の前記右半分の歯先端部は、短い歯先端部であり、前記第4の型の歯の前記左右半分の歯先端部は、両方とも、長い歯先端部である、工程S1と、工程S2:多数のシート材料を積層して、多層のコアラミネーションを形成する工程であって、少なくとも1つのラミネーション層の前記第1の型の歯は、他の1つのラミネーション層の前記第3の型の歯と重なり、前記少なくとも1つのラミネーション層の前記第2の型の歯は、前記他の1つのラミネーション層の前記第4の型の歯と重なり、前記少なくとも1つのラミネーション層の前記第3の型の歯は、前記他の1つのラミネーション層の前記第1の型の歯と重なり、前記少なくとも1つのラミネーション層の前記第4の型の歯は、前記他の1つのラミネーション層の前記第2の型の歯と重なる、工程S2と、工程S3:前記積層された多層のコアラミネーションを屈曲させて、リング形状にする工程であって、全てのシート材料の前記連結部は、リング形状のヨークを形成し、各シート材料の前記歯は、前記ヨークから外方に延在する、工程S3とを含む。
別の態様では、本発明は、電気モータのための磁気コアを作製するための方法を提供するものであり、この方法は、工程S1:打抜きによって、細長いシート材料を形成する工程であって、前記シート材料は、連結部と、前記連結部から延在する複数の歯とを含み、各歯は、前記歯の末端からその2つの側に延在する歯先端部を含み、前記歯先端部は、左半分の歯先端部及び右半分の歯先端部を含み、前記シート材料は、複数の歯群を含み、各歯群は、順次配置されている、第1の型の歯と、第2の型の歯と、第3の型の歯と、第4の型の歯とを有し、前記第1の型の歯の前記左半分の歯先端部は、短い歯先端部であり、前記第1の型の歯の前記右半分の歯先端部は、長い歯先端部であり、前記第2の型の歯の前記左右半分の歯先端部は、両方とも、短い歯先端部であり、前記第3の型の歯の前記左半分の歯先端部は、長い歯先端部であり、前記第3の型の歯の前記右半分の歯先端部は、短い歯先端部であり、前記第4の型の歯の前記左右半分の歯先端部は、両方とも、長い歯先端部である、工程S1と、工程S2:前記シート材料を螺旋状に多数回巻き回す工程であって、各巻回は、前記磁気コアのラミネーション層を形成し、各ラミネーション層は、リング形状のヨークと、前記ヨークから延在する前記歯とを含み、少なくとも1つのラミネーション層の前記第1の型の歯は、他の1つのラミネーション層の前記第3の型の歯と重なり、前記少なくとも1つのラミネーション層の前記第2の型の歯は、前記他の1つのラミネーション層の前記第4の型の歯と重なり、前記少なくとも1つのラミネーション層の前記第3の型の歯は、前記他の1つのラミネーション層の前記第1の型の歯と重なり、前記少なくとも1つのラミネーション層の前記第4の型の歯は、前記他の1つのラミネーション層の前記第2の型の歯と重なる、工程S2とを含む。
工程S2では、各ラミネーション層は、S個の歯を有し、前記第1の型の歯、前記第2の型の歯、前記第3の型の歯、及び前記第4の型の歯は、1つの歯群を形成し、各歯群は、T個の歯を有し、S及びTは、S/T=N+1/2の関係を満たし(ここで、Nは正の整数であり、Tは偶数である)、前のラミネーション層の最後のT/2個の歯及び後のラミネーション層の最初のT/2個の歯は、1つの歯群を形成することが好ましい。
工程S2では、各歯群は、以下の条件の1つを満たす:(a)各歯群は、順次配置されている、多数の第1の型の歯と、1つの第2の型の歯と、多数の第3の型の歯と、1つの第4の型の歯とを含む、(b)各歯群は、順次配置されている、1つの第2の型の歯と、多数の第3の型の歯と、1つの第4の型の歯と、多数の第1の型の歯とを含む、(c)各歯群は、順次配置されている、多数の第3の型の歯と、1つの第4の型の歯と、多数の第1の型の歯と、1つの第2の型の歯とを含む、(d)各歯群は、順次配置されている、1つの第4の型の歯と、多数の第1の型の歯と、1つの第2の型の歯と、多数の第3の型の歯とを含み、前記第1の型の歯の数は、前記第3の型の歯の数と同じである、ことが好ましい。
工程S1では、各歯に、前記連結部から延在する歯本体が形成され、各歯先端部は、前記歯本体の末端からその2つの側に延在し、隣接する歯の隣接する歯先端部の長さの和は、前記隣接する歯の前記歯本体の間の距離に等しいか又はこの距離よりもわずかに小さいことが好ましい。
本発明の実施形態では、磁気コアのコアラミネーションは、細長いシート材料から形成され、材料の無駄を減らす。コアの軸方向において、長い歯先端部及び短い歯先端部が、互いに重なることにより、巻線スロットの開口部の幅を小さくする。
ここで、添付図面の図を参照して、単なる例示として本発明の好ましい実施形態を説明する。図において、複数の図に現れる同一の構造体、要素又は部品は、一般に、それらが現れる全ての図において同じ符号で表記される。図内に示される構成部品及び構造部の寸法は、一般に、便宜のため及び提示の明確さのために選択されたものであり、必ずしも縮尺通りではない。
図1及び図2を参照すると、本発明の一実施形態は、電気モータのための磁気コア100を提供するものであり、磁気コア100は、リング形状のヨーク10と、ヨーク10から外方に延在する歯20と、歯20の歯本体22の末端から周方向に延在する歯先端部30とを含む。各歯20の歯先端部30は、左半分の歯先端部32及び右半分の歯先端部34を含む。左半分の歯先端部32及び右半分の歯先端部34の長さは、ヨーク10の周方向に測定される。磁気コア100は、複数のコアラミネーション200(図2)を積層することによって作製される。磁気コア100は、磁気伝導性材料からなり、好ましくは、鉄心である。各ラミネーションは、コアのラミネーション層を形成する。
図2及び図3を参照すると、図2の第1のラミネーション層200aは、順次配置された5つの歯群210から最後の歯群の第2の半分を切断することによって形成される。図2の第2のラミネーション層200bは、順次配置された5つの歯群210から第1の歯群の第1の半分を切断することによって形成される。代替実施形態では、各ラミネーション層は、5つよりも多い又は少ない歯群を有することができる。
図3に示すように、各歯群210は、第1の型の歯1と、第2の型の歯2と、第3の型の歯3と、第4の型の歯4とを含む4つの順次配置された歯を含む。第1の型の歯1の左半分の歯先端部は、短い歯先端部であり、右半分の歯先端部は、長い歯先端部である。第2の型の歯2の左右半分の歯先端部は、両方とも、短い歯先端部である。第3の型の歯3の左半分の歯先端部は、長い歯先端部であり、右半分の歯先端部は、短い歯先端部である。第4の型の歯4の左右半分の歯先端部は、両方とも、長い歯先端部である。具体的には、第1の型の歯1、第2の型の歯2、第3の型の歯3、及び第4の型の歯4は、以下の条件を満たす:(a)第1の型の歯1の左半分の歯先端部の長さは、第3の型の歯3の左半分の歯先端部の長さよりも小さく、第1の型の歯1の右半分の歯先端部の長さは、第3の型の歯3の右半分の歯先端部の長さよりも大きく、第2の型の歯2の左半分の歯先端部の長さは、第4の型の歯4の左半分の歯先端部の長さよりも小さく、第2の型の歯2の右半分の歯先端部の長さは、第4の型の歯4の右半分の歯先端部の長さよりも小さい。
第1の代替実施形態では、第2の型の歯2、第3の型の歯3、第4の型の歯4、及び第1の型の歯1は、順次配置されて、歯群になる。
第2の代替実施形態では、第3の型の歯3、第4の型の歯4、第1の型の歯1、及び第2の型の歯2は、順次配置されて、歯群になる。
第3の代替実施形態では、第4の型の歯4、第1の型の歯1、第2の型の歯2、及び第3の型の歯3は、順次配置されて、歯群になる。
このような構造配置によって、材料の利用率を上げることができる。図2に示すように、コアラミネーションがシート材料から打ち抜かれるとき、材料の大部分をラミネーションとして用いることができ、材料の無駄を減らす。更に、図2の左から右に見ると、2つの隣接するラミネーション層が積層された後、上側のラミネーション層200aの第1の型の歯1のより短い左半分の歯先端部は、下側のラミネーション層200bの第3の型の歯のより長い左半分の歯先端部と重なり、上側のラミネーション層200aの第1の型の歯1のより長い右半分の歯先端部は、下側のラミネーション層200bの第3の型の歯のより短い右半分の歯先端部と重なり、これによって、ステータコアの各歯の左半分の歯先端部及び右半分の歯先端部の有効長さが長くなり、巻線スロットの開口部の幅を最小にすることができるので、モータの性能を向上させることができる。
本明細書及び特許請求の範囲において、「重なる(overlap)」とは、所定の方向における突起の重なりを意味する。例えば、上側のラミネーション層200aの第1の型の歯1と下側のラミネーション層200bの第3の型の歯3との重なりは、モータの軸方向における第1の型の歯1及び第3の型の歯3の突起の重なりを意味する。上側のラミネーション層200a及び下側のラミネーション層200bは、2つの隣接するコアラミネーションでもよいし、また、互いに隣接していない2つのコアラミネーションでもよい。
図2に示すように、第1の型の歯1と、第2の型の歯2と、第3の型の歯3と、第4の型の歯4との関係は、好ましくは、以下の条件を満たす:隣接する歯の隣接する歯先端部の長さの和は、隣接する歯の歯本体の間の距離に近い(等しいか又はわずかに小さい)。特に、第1の型の歯1の右半分の歯先端部の長さと第2の型の歯2の左半分の歯先端部の長さとの和、第2の型の歯2の右半分の歯先端部の長さと第3の型の歯3の左半分の歯先端部の長さとの和、第3の型の歯3の右半分の歯先端部の長さと第4の型の歯4の左半分の歯先端部の長さとの和、及び第4の型の歯4の右半分の歯先端部の長さと第1の型の歯1の左半分の歯先端部の長さとの和は、実質的に同じであり、各々、2つの隣接する歯の歯本体(すなわち、ヨークと歯先端部との間の部分)の間の距離に等しいか又はこの距離よりもわずかに小さい。隣接する歯先端部の間の間隙は、材料をできるだけ節約するように、できるだけ小さくしなければならない。
図1のステータコアは、2つの好ましい方法によって作製することができる。第1の方法では、ステータコアの各ラミネーション層は、個々のシート材料を屈曲させることによって形成される。特に、ステータコアを作製するための方法は、以下の工程を含む。
図2を参照すると、工程S1で、細長いシート材料が打ち抜かれる。この時、シート材料は、平坦且つまっすぐであり、連結部と、連結部から延在する複数の歯とを含む。歯は、第1の型の歯1、第2の型の歯2、第3の型の歯3、及び第4の型の歯4の順に、順次配置される。各歯は、連結部から延在する歯本体と、歯本体の末端から歯本体の2つの側に延在する歯先端部とを含む。歯先端部は、左半分の歯先端部及び右半分の歯先端部を含む。左半分の歯先端部及び右半分の歯先端部の長さは、コアの周方向に測定される。
材料を節約するとともに、コアラミネーションの積層後、巻線スロットのスロット開口部を確実にできるだけ小さくするため、ストリップ状のとき(屈曲させる前に)、隣接する歯先端部の間の間隙をできるだけ小さくしなければならない。第1の型の歯の右半分の歯先端部の長さと第2の型の歯の左半分の歯先端部の長さとの和は、第1の型の歯と第2の型の歯との間の距離と実質的に同じであることが好ましい。第2の型の歯の右半分の歯先端部の長さと第3の型の歯の左半分の歯先端部の長さとの和は、第2の型の歯と第3の型の歯との間の距離と実質的に同じである。第3の型の歯の右半分の歯先端部の長さと第4の型の歯の左半分の歯先端部の長さとの和は、第3の型の歯と第4の型の歯との間の距離と実質的に同じである。第4の型の歯の右半分の歯先端部の長さと第1の型の歯の左半分の歯先端部の長さとの和は、第4の型の歯と第1の型の歯との間の距離と実質的に同じである。
打抜き後の各シート材料は、順次配置されている(K+1)個の歯群から最後の歯群の第1の半分を切断することによって形成されると考えられ、ここで、Kは、0よりも大きい整数である。各歯群は、第1の型の歯1と、第2の型の歯2と、第3の型の歯3と、第4の型の歯4とを含む。図2から分かるように、(2k+1)個の歯群を有するシート材料を、(k+1)番目の歯群の中央部で切断することによって、第1の型のラミネーション200a及び第2の型のラミネーション200bを得ることができる。したがって、工程S1では、シート材料は、まず、(2k+1)個の歯群を有するように打ち抜かれ、(2k+1)個の歯群を有するシート材料は、(k+1)番目の歯群で切断され、これにより、第1の型のラミネーション及び第2の型のラミネーションが得られることが好ましい。
図4及び図5を参照すると、工程S3で、各シート材料を屈曲させて、リング形状のラミネーションにして、全てのシート材料の連結部は、リング形状のヨークを形成し、各シート材料の歯は、ヨークから外方に延在して、コアの歯を形成する。
工程S4で、リング形状に屈曲された多数のラミネーションを積層し、前のラミネーションの始端は、後のラミネーションの始端に重なり、前の層の終端は、後の層の終端に重なる。第1の型のコアラミネーション200a及び第2の型のコアラミネーション200bは、個別に又は同じ型のラミネーション群に、交互に積層される。
上記の方法では、まず、工程S3で、シート材料を屈曲させて、リング形状のラミネーションにして、その後、工程S4で、多数のラミネーションを積層する。代替実施形態では、工程S3で、多数のラミネーションを積層して、多層のラミネーションを形成し、その後、工程S4で、積層された多層のラミネーションを屈曲させて、リング形状にして、全てのシート材料の連結部は、リング形状のヨークを形成し、各ラミネーションの歯は、ヨークから外方に延在するコア歯を形成する。
上記の方法では、歯群に含まれる歯の数は、偶数であり、積層後、多層のラミネーションの第1の型の歯、第2の型の歯、第3の型の歯、及び第4の型の歯は、他の多数の層の第3の型の歯、第4の型の歯、第1の型の歯、及び第2の型の歯と重なることを理解されたい。
図6を参照すると、第2の方法では、磁気コア100全体は、ストリップ状の打ち抜かれた細長いシート材料を、周方向に多数回、巻き回す、すなわち、コイル状に巻くことによって、作製され、各巻回は、磁気コア100の1つのラミネーション層200に相当する、すなわち、これを形成する。特に、この方法は、以下の工程を含む。
まず、連結部と、連結部から延在する多数の歯とを有するように、細長いシート材料を打ち抜く。各歯は、歯の末端から歯の両側に延在する歯先端部を含む。歯先端部は、左半分の歯先端部及び右半分の歯先端部を有する。左半分の歯先端部及び右半分の歯先端部の長さは、周方向に測定される。
打抜き後のシート材料は、複数の歯群を形成する。各歯群は、順次配置されている、第1の型の歯1と、第2の型の歯2と、第3の型の歯3と、第4の型の歯4とを含む。この実施形態では、各歯群に、1つの第1の型の歯1、1つの第2の型の歯2、1つの第3の型の歯3、及び1つの第4の型の歯4がある。別の実施形態では、第1の型の歯及び第3の型の歯の数は、複数にすることができる。
打抜き後のシート材料を、巻き回して、すなわち、コイル状に巻いて、多数回巻回し、各巻回は、モータの磁気コアの1つのラミネーション層を形成する。各ラミネーション層は、リング形状のヨークと、ヨークから外方に延在する歯とを含む。各ラミネーション層は、順次配置されている、k個の歯群と、半分の歯群とを含む。この実施形態では、各ラミネーション層は、(4k+2)個の歯を含む。この方法では、前のラミネーション層の最後の2つの歯及び後のラミネーション層の最初の2つの歯は、1つの歯群を形成し、前のラミネーション層の第1の型の歯、第2の型の歯、第3の型の歯、及び第4の型の歯は、後のラミネーション層の第3の型の歯、第4の型の歯、第1の型の歯、及び第2の型の歯と重なる。
本発明の磁気コアは、モータのステータコア又はロータコアとして用いることができる。
当然、本願で用いられる「リング形状」という語は、従来の環状/円形のリング形状を含むだけでなく、四角形又は多角形などの他の形状も含む。
当然、本発明は、以下のように実施することができる。すなわち、各ラミネーション層は、S個の歯を有し、多数の第1の型の歯、1つの第2の型の歯、多数の第3の型の歯、及び1つの第4の型の歯は、順次配置されて、1つの歯群を形成し、各歯群は、T個の歯を有し、S及びTは、S/T=N+剰余の関係を満たす(ここで、Nは正の整数であり、Tは偶数であり、剰余=T/2である)。すなわち、S/T=N+1/2又はS=N.T+T/2である。したがって、ラミネーションに、偶数又は奇数個の歯Sを形成することができる。シート材料をリング形状に屈曲させる前、隣接する歯の隣接する歯先端部の長さの和は、隣接する歯の歯本体の間の距離に近い(等しいか又はわずかに小さい)。
図7を参照すると、各歯群は、2つの第1の型の歯と、1つの第2の型の歯と、2つの第3の型の歯と、1つの第4の型の歯とを有する。このように、各歯群は、6つの歯を有し、各ラミネーション層の歯数は、9、15又は21などの奇数にすることができる。
図8を参照すると、各歯群は、3つの第1の型の歯と、1つの第2の型の歯と、3つの第3の型の歯と、1つの第4の型の歯とを有する。このように、各歯群は、8つの歯を有し、各ラミネーション層の歯数は、12、20又は28などの偶数にすることができる。
本出願の説明及び請求項において、動詞「備える(comprise)」、「含む(include)」、「含む(contain)」及び「有する(have)」、並びにその変形形態は、説明する要素又は特徴の存在を規定するために包括的な意味で使用され、追加の要素又は特徴の存在を排除するものではない。
明確にするために別個の実施形態に関連して説明されている本発明の特定の特徴は、1つの実施形態において組み合わせて提供してもよいものと理解される。逆に、簡潔にするために1つの実施形態に関連して説明されている本発明の種々の特徴を、個別に又はそれらを適当に組み合わせて提供してもよい。
上記の実施形態は単なる例示であり、請求項に定義する本発明の範囲から逸脱することなく、他の様々な修正が可能であることは、当業者にとって明らかである。
2 第2の型の歯
3 第3の型の歯
4 第4の型の歯
10 ヨーク
20 歯
22 歯本体
30 歯先端部
32 左半分の歯先端部
34 右半分の歯先端部
100 磁気コア
200 コアラミネーション/ラミネーション層
200a 第1のラミネーション層/上側のラミネーション層/第1の型のラミネーション/第1の型のコアラミネーション
200b 第2のラミネーション層/下側のラミネーション層/第2の型のラミネーション/第2の型のコアラミネーション
210 歯群
Claims (18)
- リング形状のヨークと、
前記ヨークから外方に延在する歯と、
各歯の末端から磁気コアの周方向に延在する歯先端部であって、各歯先端部は、左半分の歯先端部及び右半分の歯先端部を有する、歯先端部と、
を備える、電気モータのための磁気コアであって、
前記磁気コアは、複数のラミネーション層を有し、各ラミネーション層は、多数の歯を備え、これらの歯は、第1の型の歯と、第2の型の歯と、第3の型の歯と、第4の型の歯とを有し、前記第1の型の歯の前記左半分の歯先端部は、短い歯先端部であり、前記第1の型の歯の前記右半分の歯先端部は、長い歯先端部であり、前記第2の型の歯の前記左右半分の歯先端部は、両方とも、短い歯先端部であり、前記第3の型の歯の前記左半分の歯先端部は、長い歯先端部であり、前記第3の型の歯の前記右半分の歯先端部は、短い歯先端部であり、前記第4の型の歯の前記左右半分の歯先端部は、両方とも、長い歯先端部であり、
前記モータの軸方向では、少なくとも1つのラミネーション層の前記第1の型の歯は、他の1つのラミネーション層の前記第3の型の歯と重なり、前記少なくとも1つのラミネーション層の前記第2の型の歯は、前記他の1つのラミネーション層の前記第4の型の歯と重なり、前記少なくとも1つのラミネーション層の前記第3の型の歯は、前記他の1つのラミネーション層の前記第1の型の歯と重なり、前記少なくとも1つのラミネーション層の前記第4の型の歯は、前記他の1つのラミネーション層の前記第2の型の歯と重なることを特徴とする磁気コア。 - 各ラミネーション層は、偶数個の歯を含み、前記磁気コアは、多層の第1のコアラミネーション及び多層の第2のコアラミネーションを積層することによって形成され、前記モータの軸方向では、前記第1のコアラミネーションの前記第1の型の歯、前記第2の型の歯、前記第3の型の歯、及び前記第4の型の歯は、それぞれ、前記第2のコアラミネーションの前記第3の型の歯、前記第4の型の歯、前記第1の型の歯、及び前記第2の型の歯と重なることを特徴とする、請求項1に記載の磁気コア。
- 前記第1の型の歯、前記第2の型の歯、前記第3の型の歯、及び前記第4の型の歯は、1つの歯群を形成し、前記磁気コアは、2つの型のラミネーション層を含み、第1の型のコアラミネーションは、順次配置された(k+1)個の歯群を有するコアラミネーションから第1の歯群の第1の半分を切断することによって形成され、第2の型のコアラミネーションは、順次配置された(k+1)個の歯群を有するコアラミネーションから最後の歯群の第2の半分を切断することによって形成され、ここで、kは、0よりも大きい整数であり、前記第1の型のコアラミネーション及び前記第2の型のコアラミネーションは、交互に配置されることを特徴とする、請求項1又は2に記載の磁気コア。
- 各歯群は、以下の条件の1つを満たす:
(a)各歯群は、順次配置されている、多数の第1の型の歯と、1つの第2の型の歯と、多数の第3の型の歯と、1つの第4の型の歯とを含み、前記第1の型の歯の数は、前記第3の型の歯の数と同じである、
(b)各歯群は、順次配置されている、1つの第2の型の歯と、多数の第3の型の歯と、1つの第4の型の歯と、多数の第1の型の歯とを含み、前記第1の型の歯の数は、前記第3の型の歯の数と同じである、
(c)各歯群は、順次配置されている、多数の第3の型の歯と、1つの第4の型の歯と、多数の第1の型の歯と、1つの第2の型の歯とを含み、前記第1の型の歯の数は、前記第3の型の歯の数と同じである、
(d)各歯群は、順次配置されている、1つの第4の型の歯と、多数の第1の型の歯と、1つの第2の型の歯と、多数の第3の型の歯とを含み、前記第1の型の歯の数は、前記第3の型の歯の数と同じである、
ことを特徴とする、請求項3に記載の磁気コア。 - 各ラミネーション層は、S個の歯を有し、多数の第1の型の歯、1つの第2の型の歯、多数の第3の型の歯、及び1つの第4の型の歯は、順次配置されて、1つの歯群を形成し、各歯群において、前記第3の型の歯の数は、前記第1の型の歯の数と同じであり、各歯群は、T個の歯を有し、S及びTは、S/T=N+1/2の関係を満たす(ここで、Nは正の整数であり、Tは偶数である)ことを特徴とする、請求項1、2、3又は4に記載の磁気コア。
- 前記第1の型の歯の前記右半分の歯先端部の長さと前記第2の型の歯の前記左半分の歯先端部の長さとの和、前記第2の型の歯の前記右半分の歯先端部の長さと前記第3の型の歯の前記左半分の歯先端部の長さとの和、前記第3の型の歯の前記右半分の歯先端部の長さと前記第4の型の歯の前記左半分の歯先端部の長さとの和、及び前記第4の型の歯の前記右半分の歯先端部の長さと前記第1の型の歯の前記左半分の歯先端部の長さとの和は、実質的に同じであることを特徴とする、請求項1乃至5のいずれか一項に記載の磁気コア。
- 前記磁気コアは、細長いシート材料を螺旋状に多数回巻き回すことによって作製され、各巻回は、前記磁気コアの1つのラミネーション層を形成することを特徴とする、請求項1乃至5のいずれか一項に記載の磁気コア。
- 前記磁気コアの各ラミネーション層は、個々のシート材料を屈曲させることによって作製されることを特徴とする、請求項1乃至5のいずれか一項に記載の磁気コア。
- 電気モータのための磁気コアを作製するための方法であって、前記方法は、
工程S1:打抜きによって、複数の細長いシート材料を形成する工程であって、各シート材料は、連結部と、前記連結部から延在する複数の歯とを含み、各歯は、前記歯の末端からその2つの側に延在する歯先端部を含み、前記歯先端部は、左半分の歯先端部及び右半分の歯先端部を含み、各シート材料は、複数の群を含み、各群は、順次配置されている、第1の型の歯と、第2の型の歯と、第3の型の歯と、第4の型の歯とを有し、前記第1の型の歯の前記左半分の歯先端部は、短い歯先端部であり、前記第1の型の歯の前記右半分の歯先端部は、長い歯先端部であり、前記第2の型の歯の前記左右半分の歯先端部は、両方とも、短い歯先端部であり、前記第3の型の歯の前記左半分の歯先端部は、長い歯先端部であり、前記第3の型の歯の前記右半分の歯先端部は、短い歯先端部であり、前記第4の型の歯の前記左右半分の歯先端部は、両方とも、長い歯先端部である、工程S1と、
工程S3:各シート材料を屈曲させて、リング形状のコアラミネーションにする工程であって、全てのシート材料の前記連結部は、リング形状のヨークを形成し、各シート材料の前記歯は、前記ヨークから外方に延在する、工程S3と、
工程S4:多層のリング形状のコアラミネーションを積層する工程であって、少なくとも1つのラミネーション層の前記第1の型の歯は、他の1つのラミネーション層の前記第3の型の歯と重なり、前記少なくとも1つのラミネーション層の前記第2の型の歯は、前記他の1つのラミネーション層の前記第4の型の歯と重なり、前記少なくとも1つのラミネーション層の前記第3の型の歯は、前記他の1つのラミネーション層の前記第1の型の歯と重なり、前記少なくとも1つのラミネーション層の前記第4の型の歯は、前記他の1つのラミネーション層の前記第2の型の歯と重なる、工程S4と、
を含むことを特徴とする方法。 - 工程S1では、打抜き後の各ラミネーション層は、S個の歯を有し、多数の第1の型の歯、1つの第2の型の歯、多数の第3の型の歯、及び1つの第4の型の歯は、順次配置されて、1つの歯群を形成し、各歯群は、T個の歯を有し、S及びTは、S/T=N+1/2の関係を満たし(ここで、Nは正の整数であり、Tは偶数である)、
工程S3では、第1の型のシート材料の前記第1の型の歯、前記第2の型の歯、前記第3の型の歯、及び前記第4の型の歯は、それぞれ、第2の型のシート材料の前記第3の型の歯、前記第4の型の歯、前記第1の型の歯、及び前記第2の型の歯と重なることを特徴とする、請求項9に記載の方法。 - 工程S3では、前記第1の型のシート材料及び前記第2の型のシート材料は、交互に配置されることを特徴とする、請求項10に記載の方法。
- 工程S1では、前記シート材料は、まず、(2k+1)個の歯群を有するように打ち抜かれ、(2k+1)個の歯群を有する前記シート材料は、(k+1)番目の歯群で切断され、これにより、前記第1の型のシート材料及び前記第2の型のシート材料が得られることを特徴とする、請求項10に記載の方法。
- 工程S1では、各歯群は、以下の条件の1つを満たす:
(a)各歯群は、順次配置されている、多数の第1の型の歯と、1つの第2の型の歯と、多数の第3の型の歯と、1つの第4の型の歯とを含み、前記第1の型の歯の数は、前記第3の型の歯の数と同じである、
(b)各歯群は、順次配置されている、1つの第2の型の歯と、多数の第3の型の歯と、1つの第4の型の歯と、多数の第1の型の歯とを含み、前記第1の型の歯の数は、前記第3の型の歯の数と同じである、
(c)各歯群は、順次配置されている、多数の第3の型の歯と、1つの第4の型の歯と、多数の第1の型の歯と、1つの第2の型の歯とを含み、前記第1の型の歯の数は、前記第3の型の歯の数と同じである、
(d)各歯群は、順次配置されている、1つの第4の型の歯と、多数の第1の型の歯と、1つの第2の型の歯と、多数の第3の型の歯とを含み、前記第1の型の歯の数は、前記第3の型の歯の数と同じである、
ことを特徴とする、請求項10に記載の方法。 - 電気モータのための磁気コアを作製するための方法であって、前記方法は、
工程S1:打抜きによって、複数の細長いシート材料を形成する工程であって、各シート材料は、連結部と、前記連結部から延在する複数の歯とを含み、各歯は、前記歯の末端からその2つの側に延在する歯先端部を含み、前記歯先端部は、左半分の歯先端部及び右半分の歯先端部を含み、各シート材料は、複数の歯群を含み、各歯群は、順次配置されている、第1の型の歯と、第2の型の歯と、第3の型の歯と、第4の型の歯とを有し、前記第1の型の歯の前記左半分の歯先端部は、短い歯先端部であり、前記第1の型の歯の前記右半分の歯先端部は、長い歯先端部であり、前記第2の型の歯の前記左右半分の歯先端部は、両方とも、短い歯先端部であり、前記第3の型の歯の前記左半分の歯先端部は、長い歯先端部であり、前記第3の型の歯の前記右半分の歯先端部は、短い歯先端部であり、前記第4の型の歯の前記左右半分の歯先端部は、両方とも、長い歯先端部である、工程S1と、
工程S2:多数のシート材料を積層して、多層のコアラミネーションを形成する工程であって、少なくとも1つのラミネーション層の前記第1の型の歯は、他の1つのラミネーション層の前記第3の型の歯と重なり、前記少なくとも1つのラミネーション層の前記第2の型の歯は、前記他の1つのラミネーション層の前記第4の型の歯と重なり、前記少なくとも1つのラミネーション層の前記第3の型の歯は、前記他の1つのラミネーション層の前記第1の型の歯と重なり、前記少なくとも1つのラミネーション層の前記第4の型の歯は、前記他の1つのラミネーション層の前記第2の型の歯と重なる、工程S2と、
工程S3:前記積層された多層のコアラミネーションを屈曲させて、リング形状にする工程であって、全てのシート材料の前記連結部は、リング形状のヨークを形成し、各シート材料の前記歯は、前記ヨークから外方に延在する、工程S3と、
を含むことを特徴とする方法。 - 電気モータのための磁気コアを作製するための方法であって、前記方法は、
工程S1:打抜きによって、細長いシート材料を形成する工程であって、前記シート材料は、連結部と、前記連結部から延在する複数の歯とを含み、各歯は、前記歯の末端からその2つの側に延在する歯先端部を含み、前記歯先端部は、左半分の歯先端部及び右半分の歯先端部を含み、前記シート材料は、複数の歯群を含み、各歯群は、順次配置されている、第1の型の歯と、第2の型の歯と、第3の型の歯と、第4の型の歯とを有し、前記第1の型の歯の前記左半分の歯先端部は、短い歯先端部であり、前記第1の型の歯の前記右半分の歯先端部は、長い歯先端部であり、前記第2の型の歯の前記左右半分の歯先端部は、両方とも、短い歯先端部であり、前記第3の型の歯の前記左半分の歯先端部は、長い歯先端部であり、前記第3の型の歯の前記右半分の歯先端部は、短い歯先端部であり、前記第4の型の歯の前記左右半分の歯先端部は、両方とも、長い歯先端部である、工程S1と、
工程S2:前記シート材料を螺旋状に多数回巻き回す工程であって、各巻回は、前記磁気コアのラミネーション層を形成し、各ラミネーション層は、リング形状のヨークと、前記ヨークから延在する前記歯とを含み、少なくとも1つのラミネーション層の前記第1の型の歯は、他の1つのラミネーション層の前記第3の型の歯と重なり、前記少なくとも1つのラミネーション層の前記第2の型の歯は、前記他の1つのラミネーション層の前記第4の型の歯と重なり、前記少なくとも1つのラミネーション層の前記第3の型の歯は、前記他の1つのラミネーション層の前記第1の型の歯と重なり、前記少なくとも1つのラミネーション層の前記第4の型の歯は、前記他の1つのラミネーション層の前記第2の型の歯と重なる、工程S2と、
を含むことを特徴とする方法。 - 工程S2では、各ラミネーション層は、S個の歯を有し、前記第1の型の歯、前記第2の型の歯、前記第3の型の歯、及び前記第4の型の歯は、1つの歯群を形成し、各歯群は、T個の歯を有し、S及びTは、S/T=N+1/2の関係を満たし(ここで、Nは正の整数であり、Tは偶数である)、前のラミネーション層の最後のT/2個の歯及び後のラミネーション層の最初のT/2個の歯は、1つの歯群を形成することを特徴とする、請求項15に記載の方法。
- 工程S2では、各歯群は、以下の条件の1つを満たす:
(a)各歯群は、順次配置されている、多数の第1の型の歯と、1つの第2の型の歯と、多数の第3の型の歯と、1つの第4の型の歯とを含む、
(b)各歯群は、順次配置されている、1つの第2の型の歯と、多数の第3の型の歯と、1つの第4の型の歯と、多数の第1の型の歯とを含む、
(c)各歯群は、順次配置されている、多数の第3の型の歯と、1つの第4の型の歯と、多数の第1の型の歯と、1つの第2の型の歯とを含む、
(d)各歯群は、順次配置されている、1つの第4の型の歯と、多数の第1の型の歯と、1つの第2の型の歯と、多数の第3の型の歯とを含み、前記第1の型の歯の数は、前記第3の型の歯の数と同じである、
ことを特徴とする、請求項16に記載の方法。 - 工程S1では、各歯に、前記連結部から延在する歯本体が形成され、各歯先端部は、前記歯本体の末端からその2つの側に延在し、隣接する歯の隣接する歯先端部の長さの和は、前記隣接する歯の前記歯本体の間の距離に等しいか又はこの距離よりもわずかに小さいことを特徴とする、請求項16に記載の方法。
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