JPH04255437A - 電動機の固定子 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、内側が連結された積
層鉄心を有する電動機の固定子に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図１１及び図１２は、例えば特公昭６２
−４０９３４号公報に示された従来の電動機の固定子を
示す図で、図１１は平面図、図１２は縦断側面図である
。図において、（１）は薄板の積層板（１Ａ）により構
成された固定子鉄心で、ブリッジ部（２）が幅Ａ、長さ
Ｂの空隙（３）により切り離されて分離（図では４極の
サーボモータ用として４個に分離）されており、中央に
は穴（４）が設けられている。（５Ａ）（５Ｂ）は鉄心
（１）の外周部に配置された磁石で、界磁数に応じて設
けられ、その磁極の向きは、隣接する磁石の極が同一と
なるように配置されている。（６）は穴（４）の中に設
けられた回転子、（７）はエアギャップで、鉄心（１）
の内径と回転子（６）の外径の寸法差の１／２に相当す
る。（１Ｂ）は鉄心（１）の積層板の内若干枚の鉄心で
空隙（３）による切離しが行われていない積層板である
。

【０００３】従来の電動機の固定子は上記のように構成
され、磁気回路の効率を上げるため、大半の積層板（１
Ａ）は空隙（３）により切り離されているが、その理由
は次のとおりである。すなわち、磁束の流れについて考
えるとよく理解できるが、今、空隙（３）がないものと
すると、磁石（５Ｂ）のＮ極から出た磁束ｆは、隣接す
る磁石（５Ａ）のＮ極から出た磁束ｆと反発しながら、
一部の磁束ｆ１は鉄心（１）のブリッジ部（２）を通過
し、残りの磁束ｆ２はエアギャップ（７）を横断し、回
転子（６）を通過して磁石（５Ｂ）のＳ極に戻る。

【０００４】ここで、磁気回路上、磁束ｆ１は電動機の
回転に対しては無効の漏れ磁束である。したがって、Ｎ
極からの磁束は、全部が有効磁束ｆ２のような流れであ
ることが望ましい。しかしながら、空気よりも鉄の方が
磁気抵抗は格段に小さいので、Ｎ極からの磁束はエアギ
ャップ（７）の存在のために、ブリッジ部（２）を流れ
、どうしても漏れ磁束ｆ１が大きくなりやすい。空隙（
３）を設けるのは上記理由のためで、大半の積層板（１
Ａ）のブリッジ部（２）を切り離すことで、漏れ磁束ｆ
１はエアギャップ（７）よりも格段に大きい空隙（３）
により、ブリッジ部（２）を通過することができないの
で、漏れ磁束ｆ１は減少することになる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上記のような従来の電
動機の固定子では、ブリッジ部（２）が切り離されずに
残る積層板（１Ｂ）が必ず数枚は必要となるため、漏れ
磁束ｆ１は必ず存在する。そのため、界磁部を巻線で構
成すると、漏れリアクタンスにより励磁電流がひずむと
いう問題点がある。また、切り離されない積層板（１Ｂ
）が必要なため、積層板の歩留りが悪くなるという問題
点がある。

【０００６】この発明は上記問題点を解決するためにな
されたもので、漏れリアクタンスを小さく、かつ歩留り
の良い形状にすることができるようにした電動機の固定
子を提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】この発明に係る電動機の
固定子は、鉄心の磁極部のブリッジ部を、磁極部の複数
個おきに切り離して空隙を形成し、ブリッジ部と空隙と
が交互に配置されるように各層ごとにずらせて積層した
ものである。

【０００８】

【作用】この発明においては、磁極部のブリッジ部を磁
極部の複数おきに切り離して空隙を形成し、ブリッジ部
と空隙とを交互に配置して積層したため、漏れ磁束が流
れる磁気回路は切断される。また、積層板を分割された
部分の集まりとして型抜きできる。

【０００９】

【実施例】図１〜図１０は、この発明の一実施例を示す
図で、図１は固定子鉄心の分解斜視図、図２は積層板１
層分の平面図、図３は固定子鉄心全体の斜視図、図４は
固定子ヨーク部の斜視図、図５は固定子全体の斜視図、
図６及び図７は動作説明図、図８はコイル巻線の概念図
、図９はコイルの電流波形図、図１０は積層板の型抜き
配列説明図であり、従来装置と同様の部分は同一符号で
示す。

【００１０】図１〜図５において、（１１）は複数（図
では２個）の磁極（１２）がブリッジ部（２）で連結さ
れた積層板で、積層板（１１）（１１）相互間には空隙
（３）を有している。 （１３）は磁極部（１２）（１２）間に形成され磁石、
コイル（１４）が入る界磁溝、（１５）は積層板により
構成され固定子鉄心（１）の外周部に配置されたヨーク
部で、磁極部（１２）の外周端部が圧入される溝（１５
ａ）を有している。

【００１１】上記のように構成された電動機の固定子は
、次のように組み立てられる。すなわち、積層板（１１
）の一層分の形状は、図１及び図２に示すように、磁極
部（１２）を連結するブリッジ部（２）が１個おきに切
断されて空隙（３）を持つ形状となっている。図１（ａ
）に示すような上記形状の積層板（１１）と、図１（ｂ
）に示すようなブリッジ部（２）と空隙（３）の位置関
係をずらせた積層板（１１）を交互に積層すると、全体
としては図１（ｃ）に示すような機械的に接続された形
状となって、図３に示すような固定子鉄心（１）が構成
される。そして、磁極部（１２）に、図５に示すように
コイル（１４）が巻回された後、固定子鉄心（１）はヨ
ーク部（１５）に溝（１５ａ）を介して圧入されて組み
立てが終了し、その後固定子鉄心（１）内に回転子（６
）が所定エアギャップ（７）を持って挿入される。

【００１２】次に、この実施例の動作を図６により説明
する。界磁溝（１３）に設けられた界磁部（１６）によ
り励磁されると、磁束が発生する。ここで、一部の磁束
ｆ１は磁極部（１２）からブリッジ部（２）を通過して
磁極部（１２）に戻り、残りの磁束ｆ２は磁極部（１２
）からエアギャップ（７）を横断し、回転子（６）を通
過して磁極部（１２）に戻る。

【００１３】磁束ｆ１は既述のように無効磁束であるが
、磁気回路中に空隙（３）があると、そこは無効磁束が
通過できない。積層板（１１）を積層方向に見ると、ブ
リッジ部（２）と空隙（３）が交互にあるので、固定子
鉄心（１）全体として無効磁束は半減することになる。 無効磁束が減少すれば、漏れリアクタンスも減少し、漏
れリアクタンスによる励磁電流のひずみが小さくなり、
電動機の振動及び騒音のレベルを下げることができる。

【００１４】なお、コイル（１４）を図５に示すように
、隣接する複数個の磁極部（１２）間において、複数の
コイル（１４）の電流の位相が同じになるように巻回す
ると、上記無効磁束を減少させる作用が顕著に表れるの
で、次にこれを図７〜図９により説明する。

【００１５】まず、図７において、８箇所の界磁部（１
６）に（ａ）〜（ｈ）の記号を付ける。この界磁部（１
６）の（ｄ）−（ａ）間及び（ｅ）−（ｈ）間と、（ｆ
）−（ｃ）間及び（ｇ）−（ｂ）間にコイル（１４）を
巻回する。そして、図８及び図９に示すように、（ｄ）
→（ａ）及び（ｅ）→（ｈ）に電流Ｉ１を流し、（ｆ）
→（ｃ）及び（ｇ）→（ｂ）に電流Ｉ１と位相が９０゜
遅れた電流Ｉ２を流す。このような励磁電流により電動
機を回転させるとき、時刻Ｔ１における磁束は図７のよ
うになる。ここで、（ａ）と（ｈ）及び（ｄ）と（ｅ）
は同じ電流が流れるので、それにより形成される磁束ｆ
１ａ、ｆ２ａは、複数の磁極部（１２）にまたがって通
過することになり、（ａ）−（ｈ）間の磁極部（１２ａ
）及び（ｄ）−（ｅ）間の磁極部（１２ｄ）には磁束は
通過しない。

【００１６】ここで、回転子（６）を通過する磁束ｆ２
ａが有効磁束、ブリッジ部（２）を通過する磁束ｆ１ａ
が無効磁束である。このような磁束が形成された場合、
ブリッジ部（２）と空隙（３）が交互に積層された固定
子鉄心（１）では、無効磁束ｆ１ａは必ず空隙（３）を
横断することになる。ここで、空隙（３）がエアギャッ
プ（７）に比べて十分大きければ、無効磁束ｆ１ａは空
隙（３）を通過することはできないので、無効磁束ｆ１
ａは激減する。これにより、漏れリアクタンスも減少し
、励磁電流のひずみも小さくなる。

【００１７】一方、固定子鉄心（１）を形成する材料の
効率の点から見ると、ブリッジ部（２）が切断された積
層板（１１）では、材料の型抜き時に歩留りが良くなる
。これは、ブリッジ部（２）が切断されない形状では、
図２のような形で型抜きする必要があるのに対し、ブリ
ッジ部（２）が切断された積層板（１１）では、図１０
に示すように組み合わせることにより、歩留りを向上さ
せることができるからである。

【００１８】なお、上記実施例では、界磁部（１６）を
コイル（１４）で構成したものを示したが、界磁部（１
６）は磁石でもよい。この場合、外周のヨーク部（１５
）は不要である。 また、上記実施例では、ブリッジ部（２）と空隙（３）
が交互に積層されるものとしたが、ブリッジ部（２）２
個に対して、空隙（３）が１個積層される場合にも適用
可能である。

【００１９】

【発明の効果】以上説明したとおりこの発明では、固定
子鉄心のブリッジ部を、磁極部の複数個おきに切り離し
て空隙を形成し、ブリッジ部と空隙とが交互に配置され
るように各層ごとにずらせて積層したので、空隙により
漏れ磁束の通路が切断され、無効磁束が減少して漏れリ
アクタンスが減少し、励磁電流のひずみを減少できる効
果がある。また、積層板を分割された部分の集まりとし
て型抜きできるので、材料の歩留りを向上できる効果が
ある。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明による電動機の固定子の一実施例を示
す分解斜視図。

【図２】図１の積層板１層分の平面図。

【図３】固定子鉄心全体の斜視図。

【図４】固定子ヨーク部の斜視図。

【図５】固定子全体の斜視図。

【図６】固定子の磁束動作説明図。

【図７】固定子の磁束動作説明図。

【図８】コイル巻線の概念図。

【図９】コイルの電流波形図。

【図１０】積層板の型抜き配列説明図。

【図１１】従来の電動機の固定子を示す平面図。

【図１２】図１１の縦断側面図。

【符号の説明】

１　　　　固定子鉄心 ２　　　　ブリッジ部 ３　　　　空隙 １１　　積層板 １２　　磁極部 １４　　界磁部（コイル） １５　　ヨーク部

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　外輪部を形成するヨーク部と、このヨ
   ーク部内に固着され上記外輪部の中心方向へ放射状に突
   設された磁極部と、この磁極部の先端を互いに連結しか
   つ上記ヨーク部と同心状に配置されたブリッジ部からな
   る薄板が積層された鉄心を有し、上記磁極部間に界磁部
   を設けた固定子において、上記ブリッジ部を上記磁極部
   の複数個おきに切り離して空隙を形成し、上記ブリッジ
   部と上記空隙とが交互に配置されるように各層ごとにず
   らせて積層したことを特徴とする電動機の固定子。