JP7082301B2 - モータ - Google Patents

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Description

本開示は、モータに関する。
従来、周方向に隣接するティースに同相のコイルが形成される状態と、異相のコイルが形成される状態とが、周方向に交互に現れる態様の固定子が知られている。この種の固定子は、例えば特許文献1に記載されている。
特許文献1に記載の固定子は、回転子に向かってそれぞれ延びるように円周方向に沿って等しい間隔を空けて配設された同じ大きさの複数のティース部と、複数のティース部が結合される円環状のヨーク部とを含んでいる。特許文献1に記載の実施形態では、ティース部は12個設けられ、それぞれに巻線が巻き付けられている。これらの巻線は、4つずつ3組がU相、V相、またはW相の電力が供給されるよう、三相電力源に適宜接続されている。そのため、特許文献1に開示の固定子では、周方向に隣接するティースに同相のコイルが形成される状態と、異相のコイルが形成される状態とが、周方向に交互に現れることとなる。
特開2008-86064号公報
しかしながら、特許文献1に記載の固定子では、同相のコイルが形成されて隣接しているティース間で、磁束が漏れて短絡してしまい、固定子内だけで循環する磁束経路が生じる虞があった。そのため、回転子と組み合わせたときに、誘導電圧が増加してしまう場合があり、運転範囲をより拡大させるための対応策が求められていた。
本開示の目的は、同相のコイルが形成されて隣接しているティース間で、磁束の短絡を生じ難くすることで、誘導電圧の増加を抑制し、運転範囲を拡大させることにある。
本開示の第1の態様は、回転軸(30)を中心にして回転自在な回転子(20)と、前記回転子(20)と径方向に対向して配置される固定子(10)と、を備えるモータ(1)を対象とする。前記固定子(10)は、略環状のヨーク(12)と、前記ヨーク(12)から前記回転子(20)に向かって径方向に延び、前記ヨーク(12)の周方向に間隔をおいて配列される複数のティース(13)と、を含む固定子鉄心(11)を備える。前記複数のティース(13)の各々は、巻線が集中巻で巻かれてコイル(14)が形成される延出部(131)と、前記延出部(131)の径方向の先端部から周方向両側に向かって延びる鍔部(132)と、を有する。前記複数のティース(13)には、第1ティース(13G)と、前記第1ティース(13G)と周方向に隣接し、前記第1ティース(13G)に形成されるコイル(14)と同相のコイル(14)が形成される第2ティース(13H)と、第3ティース(13G)と、前記第3ティース(13G)と周方向に隣接し、前記第3ティース(13G)に形成されるコイル(14)と異相のコイル(14)が形成される第4ティース(13F)と、が含まれる。前記鍔部(132)は、前記第1ティース(13G)の前記第2ティース(13H)側に延びる第1鍔部(132GF)と、前記第3ティース(13G)の前記第4ティース(13F)側に延びる第2鍔部(132GR)と、を有する。前記第1鍔部(132GF)の周方向先端部から前記第1ティース(13G)の前記延出部(131)の周方向中央までの磁気抵抗の大きさが第1磁気抵抗である。前記第2鍔部(132GR)の周方向先端部から前記第3ティース(13G)の前記延出部(131)の周方向中央までの磁気抵抗の大きさが、前記第1磁気抵抗よりも小さい第2磁気抵抗である。
第1の態様のモータ(1)において、同相のコイル(14)が形成されて隣接しているティース(13G, 13H)間で、磁束の短絡が生じ難くなり、固定子鉄心(11)内だけで循環する磁束経路が生じてしまうのを抑制することができる。よって、誘導電圧の増加を抑制でき、運転範囲を拡大させることができる。
本開示の第2の態様は、上記第1の態様のモータ(1)において、前記第1鍔部(132GF)には空隙が形成される一方、前記第2鍔部(132GR)には空隙が形成されない。
第2の態様では、第1鍔部(132GF)及び第2鍔部(132GR)の外形を大きく変更することなく、簡素な構成で、ティース(13G)の幅方向第1鍔部(132GF)寄りの部位の磁気抵抗の大きさを、ティース(13G)の幅方向第2鍔部(132GR)寄りの磁気抵抗の大きさよりも、大きくすることができる。よって、コイル(14)の巻数に変更が生じず、また、鍔部(132)が回転子の永久磁石(21)と対向する面積にも変更が生じず、回転子(20)の永久磁石(21)の鎖交磁束を犠牲にすることがない。
本開示の第3の態様は、上記第2の態様のモータ(1)において、前記第1鍔部(132GF)に形成される前記空隙は、複数の孔(133)である。
第3の態様では、複数の孔(133)のレイアウトを適宜にすることにより、ティース(13)の鍔部(132)の強度を確保することができる。よって、鍔部(132)がコイル(14)を保持する効果を犠牲にすることがない。
本開示の第4の態様は、上記第1の態様のモータ(1)において、前記第1鍔部(132GF)は、前記第2鍔部(132GR)をなす材料よりも透磁率の低い材料を含んでいる。
第4の態様では、第1鍔部(132GF)及び第2鍔部(132GR)の形状を変更することなく、簡素な構成で、ティース(13)の幅方向第1鍔部(132GF)寄りの部位の磁気抵抗の大きさを、ティース(13)の幅方向第2鍔部(132GR)寄りの磁気抵抗の大きさよりも、大きくすることができる。よって、コイル(14)の巻数に変更が生じず、ティース(13)の鍔部(132)の強度も確保することができる。さらに、鍔部(132)が回転子(20)の永久磁石(21)と対向する面積にも変更が生じず、回転子の永久磁石(21)の鎖交磁束を犠牲にすることがない。
本開示の第5の態様は、上記第1~第4の態様のいずれか1つのモータ(1)において、前記固定子鉄心(11)は、複数枚の積層板(P)が積層されて形成される。前記第1鍔部(132GF)には、前記複数枚の積層板(P)を締結するカシメ部(233)が設けられる。
第5の態様では、カシメを設けた部分では、圧縮応力が掛かり、磁気特性が悪化して磁気抵抗が大きくなることが知られている。本構成では、第1鍔部(132GF)にカシメを設けることにより、同相のコイル(14)が形成されて隣接しているティース(13)間で磁束の短絡が生じてしまうのを抑制できる。
本開示の第6の態様は、上記第1の態様のモータ(1)において、前記固定子鉄心(11)は、複数枚の積層板(P)が積層されて形成される。前記複数枚の積層板(P)には、前記第1鍔部(132GF)の磁気抵抗の大きさが前記第2鍔部(132GR)の磁気抵抗の大きさよりも小さい第1積層板(P1)と、前記第1鍔部(132GF)と前記第2鍔部(132GR)とで磁気抵抗の大きさに差が無い第2積層板(P2)と、が含まれる。前記第1積層板(P1)と前記第2積層板(P2)とは所定枚数ずつ交互に積層される。
第6の態様では、磁気抵抗の大きさや剛性に関し、固定子鉄心(11)に所望の特性を付与することができる。
本開示の第7の態様は、上記第1の態様のモータ(1)において、前記固定子鉄心(11)は、複数枚の積層板(P)が積層されて形成される。前記複数枚の積層板(P)には、前記第1鍔部(132GF)の磁気抵抗の大きさが前記第2鍔部(132GR)の磁気抵抗の大きさよりも小さい第1積層板(P1)と、前記第1鍔部(132GF)と前記第2鍔部(132GR)とで磁気抵抗の大きさに差が無い第2積層板(P2)と、が含まれる。前記第1積層板(P1)と前記第2積層板(P2)とは所望の順序で積層される。
第7の態様では、より高い自由度で、固定子鉄心(11)に磁気抵抗の大きさや剛性に関する所望の特性を付与することができる。
本開示の第8の態様は、上記第1の態様のモータ(1)において、前記複数のティース(13)は、前記ヨーク(12)の周方向に一定の間隔をおいて配列される。前記複数のティース(13)の全ては、軸方向に視たときに同一の外形を有する。前記ティース(13)のそれぞれは、軸方向に視たときにティース幅方向中央の中心線に対して線対称な外形を有する。
従来、漏れ磁束を低減するために、ティースに形成されるコイルと同相のコイルが隣接する側においては鍔部の周方向への突出長さを相対的に短くし、ティースに形成されるコイルと異相のコイルが隣接する側においては鍔部の周方向への突出長さを相対的に長くする場合があった。斯かる構成を採用した場合、巻線を巻き付けるためのノズルを挿入するスペースは狭い方のスロットの制限を受け、鍔部の巻線保持効果は広い方のスロットの制限を受けてしまい、生産の際の制約が大きく、生産性の悪化を招いてしまう。これに対し、第8の態様では、全てのティース(13)は同じ幅の鍔部・延出部を有し、また、ティース(13)間のスロットも全て同じ形状・大きさとなる。よって、全てのティース(13)に対して同じ態様で巻線を巻けばよくなり、生産性が向上する。
図1は、本開示の第1実施形態に係るモータを軸方向に垂直に切ったときの断面図である。 図2は、図1の一部拡大図である。 図3は、同相のコイルが形成される隣接するティースを部分的に示す斜視図である。 図4は、第1実施形態の変形例における、隣接する複数のティースの一部拡大図である。 図5は、第2実施形態において、同相のコイルが形成される隣接するティースを部分的に示す斜視図である。 図6は、第3実施形態における、同相のコイルが形成される隣接するティースの分解斜視図である。 図7は、第4実施形態における、同相のコイルが形成される隣接するティースの分解斜視図である。
以下、本開示の実施形態について、添付図面を参照しながら説明する。なお、以下の実施形態は、本質的に好ましい例示であって、本発明、その適用物、或いはその用途の範囲を制限することを意図するものではない。
≪実施形態≫
<1.第1実施形態>
<1-1.モータの全体構成>
以下では、図1を参照して、本実施形態に係るモータ(1)の構成について説明する。図1は、本実施形態に係るモータ(1)を軸方向に垂直に切ったときの断面図である。モータ(1)は、例えば空気調和機の圧縮機等に搭載される。図1に示すように、モータ(1)は、固定子(10)と、回転子(20)と、回転軸(30)とを含む。
なお、以下の説明においては、回転軸(30)の軸線に沿う方向を軸方向、回転軸(30)を中心とする円に沿う方向を周方向、回転軸(30)の軸線に対して垂直な方向を径方向として、説明を行う場合がある。
回転軸(30)は、円柱状であり、軸方向に延びる。回転軸(30)は、動力を供給する対象物に接続される。回転子(20)は、回転軸(30)を中心にして回転自在に設けられる。固定子(10)は、回転子(20)と径方向に対向して配置される。
本実施形態の固定子(10)は、モータ(1)の外周側に配置され、図示しない筐体に固定される。固定子(10)は、固定子鉄心(11)と、巻線(図示省略)とを含む。
固定子鉄心(11)は、積層板としての電磁鋼板(P)を軸方向に複数枚積層することによって形成される。本実施形態の固定子鉄心(11)は、軸方向に視たときに略環状、より具体的には略円環状のヨーク(12)を含む。また、固定子鉄心(11)は、ヨーク(12)の内周面から径方向内側(後述する回転子(20)側)に向かって径方向に延びる複数のティース(13)を含む。複数のティース(13)は、ヨーク(12)の周方向に一定の間隔をおいて、等間隔に配列される。
複数のティース(13)の各々は、延出部(131)と、鍔部(132)とを有する。延出部(131)は、ヨーク(12)の内周面から径方向内側に直線的に延びる。各ティース(13)には、巻線が集中巻で巻かれてコイル(14)が形成される。鍔部(132)は、延出部(131)の径方向内側の先端部から周方向両側に向かって延びる。鍔部(132)は、延出部(131)に巻かれたコイル(14)を押さえる。
図1に示すように、本実施形態では、ティース(13)は、全部で12個設けられる。これらのティース(13)には、対応する巻線が巻かれており、これらの巻線に所定の電流が流れることにより、固定子(10)はその周方向に10極を有する状態となる。
具体的には、巻線は、4つずつ3組がU相、V相、又はW相の電力が供給されるよう、図示しない三相電力源に接続されている。この三相電力源は、例えば上記各相に対応するパルス幅を制御された電圧信号であるパルス幅変調信号を出力することにより、モータ(1)の回転を制御する。
より具体的には、図1に示すように、U相の電力が供給されるコイルが周方向に2つ連続し、その周方向一方側にW相の電力が供給されるコイルが周方向に2つ連続し、その周方向一方側にV相の電力が供給されるコイルが周方向に2つ連続し、その周方向一方側にU相の電力が供給されるコイルが2つ連続し、その周方向一方側にW相の電力が供給されるコイルが2つ連続し、その周方向一方側にV相の電力が供給されるコイルが2つ連続し、その周方向一方側に初出のU相の電力が供給されるコイルが隣接するという配列パターンになっている。
回転子(20)の外周部には、周方向に等間隔に、10個の永久磁石(21)が埋め込まれる。これにより、回転子(20)は、周方向に10極を有する状態となっている。永久磁石(21)としては、公知の種々のものを用い得るが、例えばネオジム磁石としてもよい。永久磁石(21)は、周方向にN極とS極とが交互に並ぶように配置されている。
このように、本実施形態のモータ(1)は、10極12スロットのモータであり、一般的な極数:スロット数が2:3となるモータに比べて、巻線係数を向上させることができ、モータ(1)の永久磁石(21)の鎖交磁束を有効活用することができる。
なお、12個のティース(13A~13L)とコイル(14)の相との対応関係は、図1に示すとおりのものであるとして、以下の説明を行う。
<1-2.ティースの詳細構成>
12個のティース(13A~13L)の全ては、軸方向に視たときに同一の外形を有する。ティース(13A~13L)のそれぞれは、軸方向に視たときにティース幅方向中央の中心線に対して線対称な外形を有する。
ティース(13G)に着目したとき、ティース(13H)は、このティース(13G)と周方向に隣接する。ティース(13H)には、ティース(13G)に形成されるコイル(U+)と同相のコイル(U-)が形成されている。すなわち、ティース(13G)を本実施形態に係る「第1ティース」としたとき、ティース(13H)は「第2ティース」であると捉えることができる。
同様に、ティース(13I)とティース(13J)の関係、ティース(13K)とティース(13L)の関係、ティース(13A)とティース(13B)の関係、ティース(13C)とティース(13D)の関係、及びティース(13E)とティース(13F)の関係も、「第1ティース」と「第2ティース」の関係と捉えることができる。
また、ティース(13G)に着目したとき、ティース(13F)は、このティース(13G)と周方向に隣接する。ティース(13F)には、ティース(13G)に形成されるコイル(U+)とは異相のコイル(V+)が形成されている。すなわち、ティース(13G)を本実施形態に係る「第3ティース」としたとき、ティース(13F)は「第4ティース」であると捉えることができる。
同様に、ティース(13H)とティース(13I)の関係、ティース(13J)とティース(13K)の関係、ティース(13L)とティース(13A)の関係、ティース(13B)とティース(13C)の関係、及びティース(13D)とティース(13E)の関係も、「第3ティース」と「第4ティース」の関係と捉えることができる。
図2に示すように、ティース(13G)の鍔部(132)のうち、の周方向一方側の鍔部(132GF)は、ティース(13G)に形成されるコイル(U+)と同相のコイル(U-)が隣接する側に延びている。そのため、この鍔部(132GF)は、本実施形態に係る「第1鍔部」と捉えることができる。本実施形態では、第1鍔部としての鍔部(132GF)には、空隙が形成される。具体的には、図3に示すように、鍔部(132GF)には、軸方向に延びる貫通孔(孔)(133)が形成される。
同様に、ティース(13H)の周方向他方側の鍔部(132HR)、ティース(13I)の周方向一方側の鍔部(132)、ティース(13J)の周方向他方側の鍔部(132)、ティース(13K)の周方向一方側の鍔部(132)、ティース(13L)の周方向他方側の鍔部(132)、ティース(13A)の周方向一方側の鍔部(132)、ティース(13B)の周方向他方側の鍔部(132)、ティース(13C)の周方向一方側の鍔部(132)、ティース(13D)の周方向他方側の鍔部(132)、ティース(13E)の周方向一方側の鍔部(132)、及びティース(13F)の周方向他方側の鍔部(132FR)も、本実施形態に係る「第1鍔部」と捉えることができる。これらの鍔部(132)には、軸方向に延びる貫通孔(孔)(133)が形成される。
ティース(13G)の鍔部(132)のうち、周方向他方側の鍔部(132GR)は、ティース(13G)に形成されるコイル(U+)とは異相のコイル(V+)が隣接する側に延びている。そのため、この鍔部(132GR)は、本実施形態に係る「第2鍔部」と捉えることができる。本実施形態では、第2鍔部としての鍔部(132GR)には、空隙は形成されない。
同様に、ティース(13H)の周方向一方側の鍔部(132HF)、ティース(13I)の周方向他方側の鍔部(132)、ティース(13J)の周方向一方側の鍔部(132)、ティース(13K)の周方向他方側の鍔部(132)、ティース(13L)の周方向一方側の鍔部(132)、ティース(13A)の周方向他方側の鍔部(132)、ティース(13B)の周方向一方側の鍔部(132)、ティース(13C)の周方向他方側の鍔部(132)、ティース(13D)の周方向一方側の鍔部(132)、ティース(13E)の周方向他方側の鍔部(132)、及びティース(13F)の周方向一方側の鍔部(132FF)も、本実施形態に係る「第2鍔部」と捉えることができる。これらの鍔部(132)には、空隙は形成されない。
以上のような構成により、本実施形態のモータ(1)においては、同相のコイル(14)が形成されて隣接しているティース(13)間で、磁気抵抗が大きくなっている。具体的には、例えば同相のコイル(14)が形成されて隣接しているティース(13G, 13H)間で、互いに近接している鍔部(132GF, 132HR)には空隙が形成されている。空隙内は流体(例えば、空気や冷媒)で満たされており、前記流体は固定子鉄心(11)をなす材料よりも透磁率が低い。これにより、同相のコイル(14)が形成されて隣接しているティース(13)間で、磁束の短絡が生じ難くなり、固定子鉄心(11)内だけで循環する磁束経路が生じてしまうのを抑制することができる。よって、誘導電圧の増加を抑制でき、運転範囲を拡大させることができる。
<2.第1実施形態の第1変形例>
以下では、図4を参照して、第1実施形態の第1変形例に係るモータ(1)の構成について説明する。図4は、第1実施形態の第1変形例における、隣接する複数のティース(13)の一部拡大図である。
本変形例に係るティース(13)の第1鍔部は、貫通孔(133)に代えてカシメ部(233)を有する点において、第1実施形態とは相違する。第1鍔部の一例としてのティース(13G)の周方向一方側の鍔部(132GF)には、固定子鉄心(11)を構成する複数の電磁鋼板(P)を締結するカシメ部(233)が設けられる。同様に、第1鍔部の他の一例としてのティース(13H)の周方向他方側の鍔部(132HR)にも、固定子鉄心(11)を構成する複数の電磁鋼板(P)を締結するカシメ部(233)が設けられる。
一方、第2鍔部の一例としてのティース(13G)の周方向他方側の鍔部(132GR)には、カシメ部は設けられていない。同様に、第2鍔部の他の一例としてのティース(13H)の周方向一方側の鍔部(132HF)にも、カシメ部は設けられない。
12個のティース(13A~13L)の他の第1鍔部にも、カシメ部が設けられる。12個のティース(13A~13L)の他の第2鍔部のいずれにも、カシメ部は設けられない。
一般的に、鉄心を構成する複数の積層板(電磁鋼板)を締結するカシメを設けた部分では、圧縮応力が掛かり、磁気特性の悪化により電気抵抗が増加する。本変形例では、ティース(13)の第1鍔部にカシメ部(233)を設けることにより、同相のコイル(14)が形成されて隣接しているティース(13)間で磁束の短絡が生じてしまうのを抑制できる。よって、誘導電圧の増加を抑制でき、運転範囲を拡大させることができる。
<3.第1実施形態の第2変形例>
以下では、第1実施形態の第2変形例に係るモータ(1)の構成について説明する。
本変形例に係るティース(13)の第1鍔部は、貫通孔(133)内が固定子鉄心(11)をなす材料よりも透磁率の低い材料で満たされている点において、第1実施形態とは相違する。すなわち、本実施形態の第1鍔部は、第2鍔部をなす材料よりも透磁率の低い材料を含んでいる。
以上のような構成により、本変形例に係るモータ(1)においては、ティース(13)の第1鍔部及び第2鍔部の形状を変更することなく、簡素な構成で、ティース(13)の幅方向第1鍔部寄りの部位の磁気抵抗の大きさを、ティース(13)の幅方向第2鍔部寄りの部位の磁気抵抗の大きさよりも、大きくすることができる。
なお、従来、漏れ磁束を低減するために、ティースに形成されるコイルと同相のコイルが隣接する側においては鍔部の周方向への突出長さを相対的に短くし、ティースに形成されるコイルと異相のコイルが隣接する側においては鍔部の周方向への突出長さを相対的に長くすることが考案されていた。しかしながら、斯かる構成を採用した場合、コイルの巻数に変更が生じ、またティースの周方向両端でティースの強度が異なってしまい、さらに鍔部が回転子の永久磁石と対向する面積にも変更が生じてしまう。
この点、本変形例に係るモータ(1)によれば、同相のコイル(14)が形成されて隣接しているティース(13)間で磁束の短絡が生じてしまうのを抑制しながら、コイル(14)の巻数に変更を生じさせず、ティース(13)の鍔部(132)の強度も確保することができる。さらに、鍔部(132)が回転子(20)の永久磁石(21)と対向する面積にも変更が生じず、回転子(20)の永久磁石(21)の鎖交磁束を犠牲にすることがない。
<4.第2実施形態>
以下では、図5を参照して、第2実施形態に係るモータ(1)の構成について説明する。図5は、第2実施形態において、同相のコイルが形成される隣接するティース(13)を部分的に示す斜視図である。
第2実施形態に係るティース(13)の各第1鍔部は、1つの貫通孔(133)に代えて、2つの貫通孔である第1貫通孔(333)と第2貫通孔(334)とを有する点において、第1実施形態とは相違する。第1貫通孔(333)と第2貫通孔(334)は、いずれも軸方向に視たときに三角形状の孔である。軸方向に視たときに、第1貫通孔(333)と第2貫通孔(334)とは、リブを介して隣接するように配置される。
第2実施形態では、上述のように第1貫通孔(333)及び第2貫通孔(334)がリブを介して隣接するように、すなわち所謂トラス構造をなすように、レイアウトされることにより、ティース(13)の鍔部(132)の強度を確保することができる。よって、鍔部(132)がコイル(14)を保持する効果を犠牲にすることがない。第2実施形態の構成によっても、同相のコイル(14)が形成されて隣接しているティース(13)間で、磁束の短絡が生じ難くなる。
<5.第3実施形態>
以下では、図6を参照して、第3実施形態に係るモータ(1)の構成について説明する。図6は、第3実施形態における、同相のコイル(14)が形成される隣接するティース(13)の分解斜視図である。
第3実施形態では、固定子鉄心(11)が、複数種類の電磁鋼板(P)が所定枚数ずつ交互に積層されてなる点において、第1実施形態とは相違する。図6に示すように、第3実施形態の固定子鉄心(11)は、第1電磁鋼板(P1)と、第2電磁鋼板(P2)とで構成される。
第1電磁鋼板(P1)は、ヨーク(12)とティース(13)を含む。第1電磁鋼板(P1)の第1鍔部には貫通孔(433)が形成される一方、第2鍔部には貫通孔は形成されない。第2電磁鋼板(P2)は、ヨーク(12)とティース(13)を含む。第2電磁鋼板(P2)の第1鍔部には貫通孔は形成されず、第2鍔部にも貫通孔は形成されない。
第1電磁鋼板(P1)と、第2電磁鋼板(P2)とは、所定枚数ずつ、交互に積層される。本実施形態では、第1電磁鋼板(P1)と第2電磁鋼板(P2)とは1枚ずつ交互に積層される。ただい、これに限定されるものではなく、例えば第1電磁鋼板と第2電磁鋼板とが2枚ずつ交互に積層されているとしてもよい。
以上のような構成の固定子鉄心(11)を用いることにより、磁気抵抗の大きさや剛性に関し、固定子(10)に所望の特性を付与することができる。
<6.第4実施形態>
以下では、図7を参照して、第4実施形態に係るモータ(1)の構成について説明する。図7は、第4実施形態における、同相のコイル(14)が形成される隣接するティース(13)の分解斜視図である。
第4実施形態では、固定子鉄心(11)が、第1電磁鋼板(P1)と第2電磁鋼板(P2)とが所望の順序で積層されてなる点において、第3実施形態とは相違する。図7に示すように、第4実施形態の固定子鉄心(11)は、第3実施形態と同様に、第1電磁鋼板(P1)と、第2電磁鋼板(P2)とで構成される。
第1電磁鋼板(P1)と、第2電磁鋼板(P2)とは、不規則な順序で軸方向に積層されている。別の言い方をすれば、第1電磁鋼板(P1)と、第2電磁鋼板(P2)とは、製造者が意図した所望の順序で、軸方向に積層される。
以上のような構成の構成の固定子鉄心(11)を用いることにより、より高い自由度で、磁気抵抗の大きさや剛性に関し、固定子(10)に所望の特性を付与することができる。
<7.まとめ>
以上に示したように、上記の実施形態に係るモータ(1)においては、第1ティース(13G)の第2ティース(13H)側に延びる鍔部(132)の周方向先端部から第1ティース(13G)の延出部(131)の周方向中央までの磁気抵抗の大きさが第1磁気抵抗(R1)であり、第3ティース(13G)の第4ティース(13F)側に延びる鍔部(132)の周方向先端部から第3ティース(13G)の延出部(131)の周方向中央までの磁気抵抗の大きさが第1磁気抵抗(R1)よりも小さい第2磁気抵抗(R2)である(R1>R2)。これにより、同相のコイル(14)が形成されて隣接しているティース(13)間で、磁束の短絡が生じ難くなり、固定子鉄心(11)内だけで循環する磁束経路が生じてしまうのを抑制することができる。よって、誘導電圧の増加を抑制でき、運転範囲を拡大させることができる。
上述もしたように、従来、漏れ磁束を低減するために、ティースに形成されるコイルと同相のコイルが隣接する側においては鍔部の周方向への突出長さを相対的に短くし、ティースに形成されるコイルと異相のコイルが隣接する側においては鍔部の周方向への突出長さを相対的に長くすることが考案されていた。斯かる構成を採用した場合、巻線を巻き付けるためのノズルを挿入するスペースは、狭い方のスロットの制限を受け、鍔部の巻線保持効果は広い方のスロットの制限を受けてしまい、生産の際の制約が大きく、生産性の悪化を招いてしまう。これに対し、上記実施形態に係るモータ(1)においては、全てのティース(13)は同じ幅の鍔部(132)及び延出部(131)を有し、また、ティース(13)間のスロットも全て同じ形状・大きさとなる。よって、全てのティース(13)に対して同じ態様で巻線を巻けばよくなり、生産性が向上する。
<8.変形例>
以上に、本発明の例示的な実施形態について説明したが、本発明は上記の実施形態に限定されるものではない。
第1鍔部に設けられる貫通孔を軸方向に視たときの形状は、三角形状に限らない。上記に代えて、貫通孔を軸方向に視たときの形状が、円状であったり、矩形状であったり、楕円状であったりしてもよい。
第1鍔部に設けられる空隙は、貫通孔に限らない。上記に代えて、第1鍔部に、空隙としての切欠きが設けられていてもよい。
第1鍔部に、空隙とカシメ部との両方が設けられていてもよい。
上記の実施形態のモータ(1)では、周方向に隣接するティース(13)に同相のコイル(14)が形成される状態と、異相のコイル(14)が形成される状態とが、周方向に交互に現れるとしたが、必ずしもこれに限らない。上記に代えて、周方向に隣接するティース(13)に同相のコイル(14)が形成される状態が、周方向に複数回連続していてもよい。すなわち、モータ(1)は、10極12スロットのモータに限定されるものではない。上記に代えて、例えば8極9スロット、10極9スロット、第14極12スロットのモータとしてもよい。
上記の実施形態のモータ(1)は、外周側に固定子が配置され、内周側に回転子が配置されるとしたが、これに限らない。上記に代えて、モータを、外周側に回転子が配置され、内周側に固定子が配置される、所謂アウターロータ型としてもよい。
また、上記の実施形態及び変形例に登場した各要素を、矛盾が生じない範囲で、適宜に組み合わせてもよい。
本開示は、モータについて有用である。
1 モータ
10 固定子
11 固定子鉄心
12 ヨーク
13 ティース
13F 第4ティース
13G 第1ティース
13G 第3ティース
13H 第2ティース
14 コイル
20 回転子
21 永久磁石
30 回転軸
131 延出部
132GF 第1鍔部
132GR 第2鍔部
133 貫通孔(孔)
233 カシメ部
333 第1貫通孔
334 第2貫通孔
433 貫通孔
P 電磁鋼板(積層板)
P1 第1電磁鋼板(第1積層板)
P2 第2電磁鋼板(第2積層板)

Claims (7)

  1. 回転軸(30)を中心にして回転自在な回転子(20)と、
    前記回転子(20)と径方向に対向して配置される固定子(10)と、
    を備え、
    前記固定子(10)は、
    略環状のヨーク(12)と、
    前記ヨーク(12)から前記回転子(20)に向かって径方向に延び、前記ヨーク(12)の周方向に間隔をおいて配列される複数のティース(13)と、
    を含む固定子鉄心(11)を備え、
    前記複数のティース(13)の各々は、
    巻線が集中巻で巻かれてコイル(14)が形成される延出部(131)と、
    前記延出部(131)の径方向の先端部から周方向両側に向かって延びる鍔部(132)と、
    を有し、
    前記複数のティース(13)には、
    第1ティース(13G)と、
    前記第1ティース(13G)と周方向に隣接し、前記第1ティース(13G)に形成されるコイル(14)と同相のコイル(14)が形成される第2ティース(13H)と、
    第3ティース(13G)と、
    前記第3ティース(13G)と周方向に隣接し、前記第3ティース(13G)に形成されるコイル(14)と異相のコイル(14)が形成される第4ティース(13F)と、
    が含まれ、
    前記鍔部(132)は、
    前記第1ティース(13G)の前記第2ティース(13H)側に延びる第1鍔部(132GF)と、
    前記第3ティース(13G)の前記第4ティース(13F)側に延びる第2鍔部(132GR)と、
    を有し、
    前記第1鍔部(132GF)の周方向先端部から前記第1ティース(13G)の前記延出部(131)の周方向中央までの磁気抵抗の大きさが第1磁気抵抗であり、
    前記第2鍔部(132GR)の周方向先端部から前記第3ティース(13G)の前記延出部(131)の周方向中央までの磁気抵抗の大きさが、前記第1磁気抵抗よりも小さい第2磁気抵抗であり、
    前記複数のティース(13)は、前記ヨーク(12)の周方向に一定の間隔をおいて配列され、
    前記複数のティース(13)の全ては、軸方向に視たときに同一の外形を有し、
    前記ティース(13)のそれぞれは、軸方向に視たときにティース幅方向中央の中心線に対して線対称な外形を有する
    ことを特徴とするモータ(1)。
  2. 請求項1のモータ(1)において、
    前記第1鍔部(132GF)には空隙が形成される一方、前記第2鍔部(132GR)には空隙が形成されない
    ことを特徴とするモータ(1)。
  3. 請求項2のモータ(1)において、
    前記第1鍔部(132GF)に形成される前記空隙は、複数の孔(133)であることを特徴とするモータ(1)。
  4. 請求項1のモータ(1)において、
    前記第1鍔部(132GF)は、前記第2鍔部(132GR)をなす材料よりも透磁率の低い材料を含んでいる
    ことを特徴とするモータ(1)。
  5. 請求項1~4のいずれか1つのモータ(1)において、
    前記固定子鉄心(11)は、複数枚の積層板(P)が積層されて形成され、
    前記第1鍔部(132GF)には、前記複数枚の積層板(P)を締結するカシメ部(233)が設けられる
    ことを特徴とするモータ(1)。
  6. 請求項1のモータ(1)において、
    前記固定子鉄心(11)は、複数枚の積層板(P)が積層されて形成され、
    前記複数枚の積層板(P)には、
    前記第1鍔部(132GF)の磁気抵抗の大きさが前記第2鍔部(132GR)の磁気抵抗の大きさよりも小さい第1積層板(P1)と、
    前記第1鍔部(132GF)と前記第2鍔部(132GR)とで磁気抵抗の大きさに差が無い第2積層板(P2)と、
    が含まれ、
    前記第1積層板(P1)と前記第2積層板(P2)とは所定枚数ずつ交互に積層される
    ことを特徴とするモータ(1)。
  7. 請求項1のモータ(1)において、
    前記固定子鉄心(11)は、複数枚の積層板(P)が積層されて形成され、
    前記複数枚の積層板(P)には、
    前記第1鍔部(132GF)の磁気抵抗の大きさが前記第2鍔部(132GR)の磁気抵抗の大きさよりも小さい第1積層板(P1)と、
    前記第1鍔部(132GF)と前記第2鍔部(132GR)とで磁気抵抗の大きさに差が無い第2積層板(P2)と、
    が含まれ、
    前記第1積層板(P1)と前記第2積層板(P2)とは所望の順序で積層される
    ことを特徴とするモータ(1)。
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