JP6877658B2 - Synchronous motor - Google Patents
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Description
本発明は、固定子のティース間に樹脂が充填された同期電動機に関する。 The present invention relates to a synchronous motor in which resin is filled between the teeth of the stator.
電動機には、ティースに巻線が巻き付けられた固定子と、永久磁石を有する回転子とを備える同期電動機がある。同期電動機では、固定子の磁束と回転子の磁束との相互干渉によって生ずる電磁力が固定子を振動させることによって騒音が発生する。 Motors include synchronous motors that include a stator with windings wound around a tooth and a rotor with permanent magnets. In a synchronous motor, noise is generated by vibrating the stator due to electromagnetic force generated by mutual interference between the magnetic flux of the stator and the magnetic flux of the rotor.
特許文献1には、ティースの先端同士を連結させる非磁性体の支持部を設けることで固定子の振動を抑えて、騒音の抑制が図られた電動機が開示されている。
騒音の大きさは、構造の共振に大きく影響を受ける。電磁力に起因する騒音では、固定子の共振が問題となる場合が多い。固定子の共振には、円環形状の固定子が楕円形または多角形に変形する固有モードが挙げられる。 The loudness of noise is greatly affected by the resonance of the structure. In noise caused by electromagnetic force, the resonance of the stator is often a problem. Stator resonance includes a unique mode in which the annular stator transforms into an ellipse or polygon.
また、同期電動機で生じる電磁力は、円環形状に形成された固定子の内径の周方向に空間分布をもつ空間高調波である。高調波の次数は、回転子の極数およびティースの間の空間であるスロットの数などにより決まる。同期電動機で生じる電磁力が2次高調波であれば、固定子を楕円形に変形させる力が発生する。同期電動機で生じる電磁力が4次高調波であれば、固定子を四角形に変形させる力が発生する。なお、電磁力が固定子を変形させようとする形状を、その電磁力の空間モードと称する。すなわち、電磁力が2次高調波であれば、電磁力の空間モードは楕円形である。電磁力が4次高調波であれば、電磁力の空間モードは四角形である。 Further, the electromagnetic force generated by the synchronous motor is a spatial harmonic having a spatial distribution in the circumferential direction of the inner diameter of the stator formed in a ring shape. The order of the harmonics is determined by the number of poles of the rotor and the number of slots, which is the space between the teeth. If the electromagnetic force generated by the synchronous motor is a second harmonic, a force that deforms the stator into an elliptical shape is generated. If the electromagnetic force generated by the synchronous motor is the 4th harmonic, a force that deforms the stator into a quadrangle is generated. The shape in which the electromagnetic force tries to deform the stator is referred to as the spatial mode of the electromagnetic force. That is, if the electromagnetic force is a second harmonic, the spatial mode of the electromagnetic force is elliptical. If the electromagnetic force is the 4th harmonic, the spatial mode of the electromagnetic force is quadrangular.
固定子の共振による固有モード、および電磁力の空間モードは、それぞれモードの次数により周波数が異なる。固有モードと電磁力の空間モードとが一致し、かつ周波数が一致した場合には、互いが共振し顕著な振動および騒音が発生する。なお、このような理由で発生した騒音は、電動機駆動電流の倍数成分およびPWM高調波成分に起因した高周波騒音となる。高周波騒音は、非常に耳障りな音と認識されやすい。 The frequencies of the intrinsic mode due to the resonance of the stator and the spatial mode of electromagnetic force differ depending on the order of the modes. When the intrinsic mode and the spatial mode of electromagnetic force match and the frequencies match, they resonate with each other and remarkable vibration and noise are generated. The noise generated for this reason is high frequency noise caused by a multiple component of the motor drive current and a PWM harmonic component. High frequency noise is easily perceived as a very jarring sound.
特許文献1に開示された電動機のようにティースの先端同士を連結させただけでは、固有モードと電磁力の空間モードとが一致し、かつ周波数が一致した場合の振動および騒音の発生を十分に抑制することができない。また、電磁加振力の周波数と固定子の固有モードにおける共振周波数とが一致して騒音が発生することも十分に抑制することができない。
Just by connecting the tips of the teeth to each other as in the motor disclosed in
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、固有モードと電磁力の空間モードとの一致、かつ固定子の共振周波数と電磁加振力の周波数との一致に起因した騒音の発生を抑制することができる同期電動機を得ることを目的とする。 The present invention has been made in view of the above, and generates noise due to the coincidence between the intrinsic mode and the spatial mode of the electromagnetic force and the coincidence between the resonance frequency of the stator and the frequency of the electromagnetic excitation force. The purpose is to obtain a synchronous motor that can be suppressed.
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、円筒形状のコアバックと、コアバックから径方向に突出して周方向に並べて形成された複数のティースと、ティースを覆うスロットセルと、スロットセルを介してティースに巻線を巻き付けて形成された巻線部と、隣接するティースの間に樹脂が充填されて形成されたモールド部と、を有する固定子を備える。ティースは、コアバックから径方向に延びる延出部と、延出部の先端から周方向に広がる拡大部と、を有し、スロットセルは、コアバックの径方向内側を向く面および延出部の外周面を覆う第1セル部と、拡大部のうち径方向外側を向く面を覆う第2セル部と、を有する。第2セル部の周方向における端部は、拡大部の周方向における端部に一致するか、また隣接するティースの拡大部同士が対向する面の少なくとも一部を覆っており、モールド部は、少なくとも1つの隣接するティースの拡大部同士の間で空隙が形成される。 In order to solve the above-mentioned problems and achieve the object, the present invention has a cylindrical core back, a plurality of teeth formed radially protruding from the core back and arranged side by side in the circumferential direction, and a slot cell covering the teeth. A stator having a winding portion formed by winding a winding around a tooth via a slot cell, and a molded portion formed by filling resin between adjacent teeth. The teeth have an extension portion that extends radially from the core back and an expansion portion that extends in the circumferential direction from the tip of the extension portion, and the slot cell has a surface and an extension portion that face the radial inward direction of the core back. It has a first cell portion that covers the outer peripheral surface of the above, and a second cell portion that covers the surface of the enlarged portion that faces outward in the radial direction. The peripheral end of the second cell portion coincides with the circumferential end of the enlarged portion, or the enlarged portions of the adjacent teeth cover at least a part of the opposite surfaces, and the mold portion is formed. A gap is formed between the enlarged portions of at least one adjacent tooth.
本発明によれば、固有モードと電磁力の空間モードとの一致、かつ固定子の共振周波数と電磁加振力の周波数との一致に起因した騒音の発生を抑制することができる同期電動機を得ることができるという効果を奏する。 According to the present invention, it is possible to obtain a synchronous motor capable of suppressing the generation of noise caused by the matching between the intrinsic mode and the spatial mode of the electromagnetic force and the matching between the resonance frequency of the stator and the frequency of the electromagnetic excitation force. It has the effect of being able to do it.
以下に、本発明の実施の形態にかかる同期電動機を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。 Hereinafter, the synchronous motor according to the embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. The present invention is not limited to this embodiment.
実施の形態1.
図1は、本発明の実施の形態1にかかる同期電動機を示す断面図である。図2は、実施の形態1における固定子の斜視図である。図3は、実施の形態1における固定子の斜視図であって、モールド部を省略した状態を示す図である。同期電動機20は、回転子11と、固定子12とを備える。
FIG. 1 is a cross-sectional view showing a synchronous motor according to the first embodiment of the present invention. FIG. 2 is a perspective view of the stator according to the first embodiment. FIG. 3 is a perspective view of the stator according to the first embodiment, showing a state in which the mold portion is omitted. The
回転子11は、回転子鉄心5と、永久磁石6とを備える。回転子鉄心5は、円形形状または円環形状に打ち抜かれた複数の電磁鋼板を積層して形成されている。電磁鋼板は磁性体である。回転子鉄心5の形状は、円柱形状または円筒形状となる。永久磁石6は、回転子鉄心5の外周表面に貼り付けられている。本実施の形態1では、回転子鉄心5の外周表面に、10枚の永久磁石6が貼り付けられている。10枚の永久磁石6は、周方向に等間隔で並べられており、回転子11の極数は10である。永久磁石6は、回転子鉄心5の内部に埋め込まれていてもよい。回転子鉄心5を用いずに、回転軸に永久磁石6を貼り付けてもよい。
The
固定子12は、固定子鉄心13を備える。固定子鉄心13は、複数の電磁鋼板を積層して形成される。固定子鉄心13は、円筒形状のコアバック1と、コアバック1の内周面から径方向に突出する複数のティース2とを有する。なお、本明細書において径方向、周方向といった場合には、円筒形状のコアバック1における径方向、周方向を意味する。また、本明細書において軸方向といった場合には、円筒形状のコアバック1の中心軸に沿った方向を意味する。複数のティース2は、周方向に等間隔で並べて設けられる。本実施の形態1では、12個のティース2が設けられている。コアバック1の中心軸Cを中心とした隣接するティース2同士の角度θ1は30度である。固定子鉄心13は、回転子11の周囲を囲む。固定子鉄心13と回転子11との間には隙間が設けられている。ティース2は、コアバック1から径方向内側に延びる延出部22と、延出部22の先端から周方向に広がる拡大部21を有する。
The
図4は、実施の形態1における一部のティース部分を拡大した部分拡大図である。図5は、実施の形態1における一部のティース部分を拡大した部分拡大断面図である。固定子12は、ティース2の周囲を覆うスロットセル3を備える。スロットセル3は、例えば樹脂成型品である。スロットセル3は、コアバック1の径方向内側を向く面および延出部22の外周面を覆う第1セル部31と、拡大部21のうち径方向外側を向く面を覆う第2セル部23と、を有する。第2セル部32の周方向における端部は、拡大部21の周方向における端部に一致している。固定子12は、巻線部4を備える。巻線部4は、樹脂成型品の上からティース2に巻線を巻き付けて形成される。巻線は、ティース2に集中的に巻き付けられる。巻線は、固定子鉄心13を構成する電磁鋼板の積層方向両端に端部を有する。スロットセル3によって、巻線部4と固定子鉄心13との間の絶縁が図られている。
FIG. 4 is a partially enlarged view of a part of the teeth portion in the first embodiment. FIG. 5 is a partially enlarged cross-sectional view of a part of the teeth portion according to the first embodiment. The
固定子12は、モールド部7を備える。モールド部7は、ティース2の間の空間であるスロット14に充填された樹脂によって形成されている。モールド部7によって、固定子12の剛性の向上および放熱性の向上が図られる。モールド部7によって、巻線部4と固定子鉄心13との間の絶縁性の向上が図られる。図2に示すように、モールド部7は、スロット14の内部に充填された部分に加えて、固定子鉄心13を構成する電磁鋼板の積層方向両端に設けられる巻線の端部を覆う部分も有する。
The
図5に示すように、モールド部7は、スロット14に充填された第1のモールド部7aと、スロット14に充填された第2のモールド部7bと、を有する。
As shown in FIG. 5, the
第1のモールド部7aは、隣接するティース2の拡大部21同士が対向する面に接合する。ティース2の拡大部21同士が対向する面は、スロットセル3に覆われていないので、第1のモールド部7aによって隣接するティース2同士が接合される。第1のモールド部7aが充填されたスロット14では、その両側に配置されたスロットセル3同士、巻線部4同士、およびティース2同士が第1のモールド部7aによって接合される。スロットセル3同士、巻線部4同士、およびティース2同士が第1のモールド部7aによって接合されることで、固定子12の剛性の向上が図られる。
The
第2のモールド部7bは、隣接するティース2の拡大部21同士が対向する面に接合していない。すなわち、第2のモールド部7bは、隣接するティース2の拡大部21同士が対向する面を露出させている。第2のモールド部7bが充填されたスロット14では、その両側に配置されたスロットセル3同士および巻線部4同士が第2のモールド部7bによって接合される。スロットセル3同士および巻線部4同士が第2のモールド部7bによって接合されることで、固定子12の剛性の向上が図られる。
The
しかしながら、隣接するティース2の拡大部21同士が対向する面には第2のモールド部7bは接合していないので、第2のモールド部7bが充填されたスロット14では、ティース2同士が第2のモールド部7bによって接合されていない。したがって、第1のモールド部7aが充填された部分よりも、第2のモールド部7bが充填された部分のほうが、剛性が低くなっている。なお、第2のモールド部7bが充填されたスロット14において、隣接するティース2の拡大部21同士の間の領域の全体が空隙である。
However, since the
本実施の形態1にかかる同期電動機20は、回転子11の極数が10でスロットの数が12の構成である10極12スロットの電動機である。図6は、実施の形態1における固定子の断面図であって、第2のモールド部の位置を説明するための図である。図6では、ハッチングを省略している。第2のモールド部7bは、複数のスロット14に設けられる。図6に示すように、3箇所に第2のモールド部7bが設けられており、第2のモールド部7b同士がコアバック1の中心軸Cを中心になす角度θ2は120度である。第2のモールド部7bの両側に設けられたティース2の拡大部21同士の間を頂点とする形状は、図6に示すように三角形となる。なお、角度θ2を一定にすることで、第2のモールド部7bの両側に設けられたティース2の拡大部21同士の間を頂点とする形状を正多角形とすることができる。
The
10極12スロット電動機では、固定子12における電磁力の空間モードは、円環楕円モードおよび円環四角モードが支配的である。
In the 10-pole 12-slot motor, the spatial mode of the electromagnetic force in the
同期電動機20では、第1のモールド部7a部分よりも剛性の低い第2のモールド部7bを、角度θ2を120度にして設けている。すなわち、第1のモールド部7a部分よりも第2のモールド部7b部分が変形しやすくなり、3箇所の第2のモールド部7b部分が変形すると、円環状の固定子12は三角形形状に近づく変形をする。すなわち、本実施の形態1における固定子12では、固有モードは円環三角モードが支配的になる。
In the
したがって、円環楕円モードおよび円環四角モードが支配的である電磁力の空間モードと、円環三角モードが支配的である固有モードとが一致しにくくなる。これにより、電磁力の空間モードと固有モードとの一致に起因する顕著な振動および騒音の発生を抑制することができる。 Therefore, it becomes difficult to match the spatial mode of electromagnetic force in which the annulus ellipse mode and the annulus square mode are dominant and the eigenmode in which the annulus triangle mode is dominant. As a result, it is possible to suppress the generation of remarkable vibration and noise due to the matching between the spatial mode and the natural mode of the electromagnetic force.
なお、スロット14の数が6以上の3の倍数であり、かつ回転子11の極数が3の倍数でない場合には、第2のモールド部7bをθ2が120度となるように設けることで、電磁力の空間モードと固有モードとの一致を防いで騒音の発生を抑制する効果を得ることができる。また、上記条件に当てはまらない場合であっても、電磁力の空間モードの形状と異なる固有モードとなるように、第2のモールド部7bの配置を決定することで、電磁力の空間モードと固有モードとの一致を防いで騒音の発生を抑制する効果を得ることができる。すなわち、第1のモールド部7aと第2のモールド部7bの配置を電磁力の空間モードに応じて変えることで、電磁力の空間モードと固有モードとの一致を防いで騒音の発生を抑制することが可能となる。
If the number of
また、コアバックが周方向に分割された分割コアを有する固定子を用いた同期電動機だけでなく、コアバックが周方向に分割されていない一体コアを有する固定子を用いた同期電動機であっても、第2のモールド部を設けることで騒音を抑制することができる。 Further, not only a synchronous motor using a stator having a split core in which the core back is divided in the circumferential direction, but also a synchronous motor using a stator having an integral core in which the core back is not divided in the circumferential direction. However, noise can be suppressed by providing the second mold portion.
スロット14の内部においてティース2の先端部分はティース2とモールド部7とをスロットセル3を介さずに直接結合できる唯一の部位であり、ティース2同士を強固に結合できる部分である。また、ティース2の先端部分は、円環形状である固定子12の最内周に位置するため、モールド部7の有無によって円環形状の径方向の厚さが変化する。すなわち、第1のモールド部7aが設けられた部分では、円環形状の径方向の厚さが径方向内側で大きくなる。一方、第2のモールド部7bが設けられた部分では、円環形状の径方向の厚さが径方向内側で小さくなる。具体的には、第1のモールド部7aが設けられた部分では、コアバック1およびティース2を足した厚さが円環形状の厚さとなり、第2のモールド部7bが設けられた部分では、コアバック1のみの厚さが円環形状の厚さとなる。したがって、ティース2の先端部分のモールド部7の有無は、当該部分の剛性に与える影響が大きい要素となる。そのため、ティース2の先端部分へのモールド部7の配置を適切に行うことで、支配的となる固有モードを制御することができる。したがって、固有モードを電磁力の空間モードと異ならせて、騒音の抑制を図りやすくなる。
Inside the
図7は、実施の形態1にかかる同期電動機における、電磁加振力の周波数と固定子の共振周波数との関係の一例を示す図である。 FIG. 7 is a diagram showing an example of the relationship between the frequency of the electromagnetic excitation force and the resonance frequency of the stator in the synchronous motor according to the first embodiment.
例えば、同期電動機20は、10極12スロットの電動機であるため、極対数p=5となる。また、同期電動機20の回転数r=0〜6000[r/min]、PWM周波数fc=5500[Hz]と仮定する。この場合、空間モードが円環楕円モードであり、支配的な電磁加振力の周波数の範囲は、fc±p×r/60[Hz]となり、具体的には5500±500[Hz]となる。この周波数の範囲は、図7においてハッチングで示している。
For example, since the
上記条件において、図7では、すべてのスロット14に第1のモールド部7aを設けた固定子であって、固有モードが円環楕円モードの共振周波数が5000[Hz]となる固定子の周波数と応答倍率の関係を実線で示している。この場合には、空間モードが円環楕円モードでの電磁加振力の周波数の範囲が固定子の共振周波数である5000[Hz]に一致するため騒音が増大してしまう。
Under the above conditions, in FIG. 7, the frequency of the stator in which the
一方、図7では、上記固定子からモールド部の条件を変えて、本実施の形態1における固定子12のように、120度間隔で第2のモールド部7bを設けた場合の周波数と応答倍率の関係を破線で示している。
On the other hand, in FIG. 7, the frequency and response magnification when the conditions of the mold portion are changed from the stator and the
この場合には、固有モードが円環楕円モードの周波数での応答倍率が小さくなるとともに、空間モードが円環楕円モードでの電磁加振力の周波数の範囲から固定子の共振周波数が離れている。そのため、騒音の発生が抑制される。例えば、固有モードが円環楕円モードの共振周波数を、空間モードが円環楕円モードである電磁加振力の周波数の範囲から離し、応答倍率を−3[dB](≒1/√2)とすることを目標とする。図8は、共振周波数がf0、モード減衰比がζである場合の、共振峰の両側で応答倍率が頂点の−3dBとなる周波数Δfを示す図である。共振周波数での応答倍率を−3[dB]とするための周波数幅Δfは、Δf=2×f0×ζとなる。例えば、共振周波数f0=5000[Hz]、モード減衰比ζ=0.02の場合には、共振周波数での応答倍率を−3[dB]とするための周波数幅Δfは、Δf=2×f0×ζ=200[Hz]となる。すなわち、共振周波数を電磁加振力の周波数の範囲からΔf/2である100[Hz]以上離すことで、応答倍率を−3[dB]とすることができる。 In this case, the response magnification at the frequency of the ring ellipse mode in the eigenmode becomes smaller, and the resonance frequency of the stator is separated from the frequency range of the electromagnetic excitation force in the space mode. .. Therefore, the generation of noise is suppressed. For example, the resonance frequency of the ring ellipse mode is separated from the frequency range of the electromagnetic excitation force whose space mode is the ring ellipse mode, and the response magnification is set to -3 [dB] (≈1 / √2). The goal is to do. FIG. 8 is a diagram showing a frequency Δf at which the response magnification is -3 dB at the apex on both sides of the resonance peak when the resonance frequency is f0 and the mode attenuation ratio is ζ. The frequency width Δf for setting the response magnification at the resonance frequency to -3 [dB] is Δf = 2 × f0 × ζ. For example, when the resonance frequency f0 = 5000 [Hz] and the mode attenuation ratio ζ = 0.02, the frequency width Δf for setting the response magnification at the resonance frequency to -3 [dB] is Δf = 2 × f0. × ζ = 200 [Hz]. That is, the response magnification can be set to -3 [dB] by separating the resonance frequency from the frequency range of the electromagnetic excitation force by 100 [Hz] or more, which is Δf / 2.
なお、120度間隔で第2のモールド部7bを設けることで固有モードは円環三角モードが支配的になっているため、円環三角モードでの周波数での応答倍率は大きくなっている。しかし、10極12スロットの電動機では空間モードが円環三角モードとなる電磁加振力は支配的ではないため、振動および騒音の増大にはつながらない。
By providing the
なお、共振周波数を変化させる手法には、同期電動機の筐体であるフレームを厚くして共振周波数を高くする手法がある。この場合には、同期電動機が大型化してしまう。また、共振周波数を変化させる手法には、固定子のコアバックを薄くして共振周波数を低くする手法がある。この場合には、磁気性能が低下してしまい、出力が低下してしまう。 As a method of changing the resonance frequency, there is a method of increasing the resonance frequency by thickening the frame which is the housing of the synchronous motor. In this case, the synchronous motor becomes large. Further, as a method of changing the resonance frequency, there is a method of thinning the core back of the stator to lower the resonance frequency. In this case, the magnetic performance is lowered and the output is lowered.
本実施の形態1にかかる同期電動機20では、第2のモールド部7bの数および位置を調整することで、共振周波数を変化させることができる。そのため、同期電動機20の大型化および出力の低下を抑えつつ、振動および騒音の発生を抑制できる。なお、少なくとも1つのモールド部7が第2のモールド部7bであってもよいし、すべてのモールド部7が第2のモールド部7bとした場合であってもよい。このような場合であっても、固定子の共振周波数を低減させて、振動および騒音の発生を抑制する効果を得ることができる。
In the
図9は、実施の形態1における固定子の製造に用いられる金型を示す図である。金型8は、モールド部7を形成する際に用いられる。金型8は、巻線部4が形成された固定子鉄心13の内側に差し込まれる円柱形状の円柱部8aを有する。円柱部8aは、回転子11が配置される領域よりもやや大きな外径を有する。固定子鉄心13の内側に円柱部8aを差し込んだ状態で樹脂が流し込まれることで、モールド部7が形成される。円柱部8aには、固定子鉄心13の内側に差し込まれた状態で、ティース2の拡大部21同士の間に入り込む突起9が形成されている。
FIG. 9 is a diagram showing a mold used for manufacturing the stator according to the first embodiment. The mold 8 is used when forming the
突起9が入り込んだ箇所では、ティース2の拡大部21同士の間に樹脂が充填されない。突起9が入り込んだスロット14に充填された樹脂が、第2のモールド部7bとなる。突起9が入り込んでいない箇所では、ティース2の拡大部21同士の間に樹脂が充填される。突起9が入り込んでいないスロット14に充填された樹脂が、第1のモールド部7aとなる。ティース2の拡大部21同士の間に入り込む突起9が設けられた金型8を用いることで、第1のモールド部7aと第2のモールド部7bとを有するモールド部7の製造の容易化を図ることができる。
At the place where the
また、突起9の位置が異なる金型8を用いることによって、第1のモールド部7aと第2のモールド部7bの配置を容易に変更することができる。第1のモールド部7aと第2のモールド部7bの配置を変更することで、固定子における支配的な固有モードも容易に選択可能となる。したがって、同期電動機の電磁力の空間モードに固有モードが一致しない固定子を容易に製造することができる。
Further, by using the molds 8 having different positions of the
実施の形態2.
図10は、実施の形態2にかかる同期電動機が備える固定子の一部のティース部分を拡大した部分拡大断面図である。なお、上記実施の形態1と同様の構成については、詳細な説明を省略する。
FIG. 10 is a partially enlarged cross-sectional view of a part of the teeth portion of the stator included in the synchronous motor according to the second embodiment. A detailed description of the same configuration as that of the first embodiment will be omitted.
本実施の形態2では、第2のモールド部7bが、隣接するティース2の拡大部21同士が対向する面に接合している。また、第2のモールド部7bに、径方向外側に凹むように溝71が形成されている。この溝71によって、隣接するティース2の拡大部21同士の間に空隙が形成される。
In the second embodiment, the
隣接するティース2の拡大部21同士の間に、溝71によって空隙が形成される場合であっても、第2のモールド部7b部分で剛性を小さくして、固定子の共振周波数を低減させて、振動および騒音の発生を抑制する効果を得ることができる。例えば、溝71の周方向に沿った幅D1は、隣接するティース2の拡大部21同士の間隔D2の1/2以下であってもよい。
Even when a gap is formed by the
溝71によって空隙を形成する場合には、図9に示した金型8に形成される突起9の幅が、隣接するティース2の拡大部21同士の間隔よりも狭く形成される。したがって、隣接するティース2の拡大部21同士の間に突起9を差し込みやすくなり、金型8の位置合わせが容易になる。これにより、同期電動機20の製造コストを低減することができる。
When the
また、軸方向に沿った溝71の長さは、軸方向に沿った固定子鉄心13の長さよりも短くてもよい。また、複数の第2のモールド部7bに形成された溝71同士で軸方向に沿った長さが異なっていてもよい。このように、溝71によっても固定子の共振周波数を調整することができ、調整の自由度の向上を図ることができる。
Further, the length of the
また、溝71は、軸方向に沿って幅が変化するテーパ形状または径方向に沿って幅が変化するテーパ形状で形成されていてもよい。溝71をテーパ形状で形成する場合には、図9に示した金型8に形成される突起9もテーパ形状で形成される。これにより、モールド部7を形成後の金型8の取り外しが容易になり、同期電動機20の製造コストを低減することができる。なお、径方向に沿って幅が変化するテーパ形状で溝71を形成した場合に金型8の取り外しを容易にするためには、径方向外側に向かうにしたがって幅が狭くなるテーパ形状とする必要がある。
Further, the
また、モールド部7を形成する際に、溝71が形成される部分にモールド部7よりも剛性が小さい嵌合部材(図示せず)を設けてもよい。この場合、モールド部7の形成後には溝71に嵌合部材が嵌められた状態となる。嵌合部材を用いることで金型8に突起9を形成する必要がなくなり、金型8の製造費用を抑えたり、金型8の長寿命化を図ったりすることができる。また、嵌合部材がモールド部7よりも剛性が小さいので、第2のモールド部7b部分の剛性を小さくして、固定子の共振周波数を変化させて、振動および騒音の発生を抑制する効果を得ることができる。なお、上記実施の形態1で示した第2のモールド部7bを形成する際に、隣接するティース2の拡大部21同士の間に嵌合部材を嵌めてもよい。
Further, when forming the
また、本実施の形態2においても、少なくとも1つのモールド部7が第2のモールド部7bであってもよいし、すべてのモールド部7が第2のモールド部7bであってもよい。このような場合であっても、固定子の共振周波数を低減させて、振動および騒音の発生を抑制する効果を得ることができる。
Further, also in the second embodiment, at least one
図11は、スロットセルの変形例を示す図である。図11に示すように、スロットセル3の第2セル部32の周方向における端部が、拡大部21の周方向における端部からはみ出していてもよい。例えば、第2セル部32の周方向における端部が、隣接するティース2の拡大部21同士が対向する面の少なくとも一部を覆っている。図11では、第2セル部32のはみ出した部分が、拡大部21同士が対向する面に沿って延びている例を示したが、拡大部21のうち径方向外側を向く面に沿って伸びていてもよい。なお、スロットセル3の第2セル部32の周方向における端部が拡大部21の周方向における端部からはみ出す構成は、第1モールド部7aが形成されるスロット14に適用されてもよいし、第2のモールド部7bが形成されるスロット14に適用されてもよい。
FIG. 11 is a diagram showing a modified example of the slot cell. As shown in FIG. 11, the peripheral end of the
以上の実施の形態に示した構成は、本発明の内容の一例を示すものであり、別の公知の技術と組み合わせることも可能であるし、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、構成の一部を省略、変更することも可能である。 The configuration shown in the above-described embodiment shows an example of the content of the present invention, can be combined with another known technique, and is one of the configurations without departing from the gist of the present invention. It is also possible to omit or change the part.
1 コアバック、2 ティース、3 スロットセル、4 巻線部、5 回転子鉄心、6 永久磁石、7 モールド部、7a 第1のモールド部、7b 第2のモールド部、8 金型、8a 円柱部、9 突起、11 回転子、12 固定子、13 固定子鉄心、14 スロット、20 同期電動機、21 拡大部、22 延出部、31 第1セル部、32 第2セル部、71 溝。 1 core back, 2 teeth, 3 slot cell, 4 winding part, 5 rotor core, 6 permanent magnet, 7 mold part, 7a first mold part, 7b second mold part, 8 mold, 8a columnar part , 9 protrusions, 11 rotors, 12 stators, 13 stator cores, 14 slots, 20 synchronous motors, 21 enlargement parts, 22 extension parts, 31 first cell parts, 32 second cell parts, 71 grooves.
Claims (11)
前記コアバックから径方向に突出して周方向に並べて形成された複数のティースと、
前記ティースを覆うスロットセルと、
前記スロットセルを介して前記ティースに巻線を巻き付けて形成された巻線部と、
隣接する前記ティースの間に樹脂が充填されて形成されたモールド部と、を有する固定子を備え、
前記ティースは、前記コアバックから径方向に延びる延出部と、前記延出部の先端から周方向に広がる拡大部と、を有し、
前記スロットセルは、前記コアバックの径方向内側を向く面および前記延出部の外周面を覆う第1セル部と、前記拡大部のうち径方向外側を向く面を覆う第2セル部と、を有し、
前記第2セル部の周方向における端部は、前記拡大部の周方向における端部に一致するか、または隣接する前記ティースの前記拡大部同士が対向する面の少なくとも一部を覆っており、
前記モールド部は、少なくとも1つの隣接する前記ティースの前記拡大部同士の間で空隙が形成されることを特徴とする同期電動機。Cylindrical core back and
A plurality of teeth formed by projecting radially from the core back and arranging them in the circumferential direction,
The slot cell that covers the teeth and
A winding portion formed by winding a winding around the tooth via the slot cell,
A stator having a molded portion formed by filling resin between the adjacent teeth and a stator having the same.
The tooth has an extending portion extending in the radial direction from the core back and an expanding portion extending in the circumferential direction from the tip of the extending portion.
The slot cell includes a first cell portion that covers a surface of the core back that faces inward in the radial direction and an outer peripheral surface of the extension portion, and a second cell portion that covers a surface of the enlarged portion that faces outward in the radial direction. Have,
The circumferential end of the second cell portion coincides with the circumferential end of the enlarged portion, or the enlarged portions of the adjacent teeth cover at least a part of a surface facing each other.
The molded portion is a synchronous motor characterized in that a gap is formed between the enlarged portions of at least one adjacent tooth.
複数の前記第2のモールド部の両側に設けられた前記ティースの先端同士の間を頂点とする形状と、前記回転子を回転させた際の電磁力の空間モードの形状とが異なることを特徴とする請求項2に記載の同期電動機。A rotor provided inside the stator is provided.
The feature is that the shape having the apex between the tips of the teeth provided on both sides of the plurality of second mold portions and the shape of the space mode of the electromagnetic force when the rotor is rotated are different. The synchronous motor according to claim 2.
前記回転子の極数が3の倍数ではなく、
前記第2のモールド部は、前記コアバックの中心軸を中心に120度間隔で設けられていることを特徴とする請求項3に記載の同期電動機。The number of slots, which is the space between the teeth, is a multiple of 3 greater than or equal to 6.
The number of poles of the rotor is not a multiple of 3
The synchronous motor according to claim 3, wherein the second mold portion is provided at intervals of 120 degrees about the central axis of the core back.
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