JPH08237891A - 回転電機の固定子鉄心 - Google Patents

回転電機の固定子鉄心

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JPH08237891A
JPH08237891A JP3849595A JP3849595A JPH08237891A JP H08237891 A JPH08237891 A JP H08237891A JP 3849595 A JP3849595 A JP 3849595A JP 3849595 A JP3849595 A JP 3849595A JP H08237891 A JPH08237891 A JP H08237891A
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JP
Japan
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stator core
core
electric machine
teeth
peripheral portion
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Application number
JP3849595A
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English (en)
Inventor
Masahide Yamazaki
政英 山▲崎▼
Masaharu Senoo
正治 妹尾
Takeshi Komata
剛 小俣
Akihiro Sekine
昭裕 関根
Keiichiro Kaihatsu
慶一郎 開發
Takahiro Takeda
高広 竹田
Eiichiro Sugawa
英一郎 須川
Hisafumi Kotani
尚史 小谷
Takuya Abe
拓也 阿部
Yoshitoshi Ishikawa
芳壽 石川
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Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 (修正有) 【目的】 固定子鉄心内での磁気回路の形成が合理化さ
れ、より一層の小型軽量化が図れるようにした回転電機
の固定子鉄心を提供する。 【構成】 固定子鉄心2の内周部が外周部1cとは別体
に分割され、さらに複数の各歯部1a毎に円周方向に沿
って分割された鉄心歯3の集合体で構成されている。こ
の鉄心歯3は、歯部1dの長さ方向、つまり半径方向が
一方向電磁鋼板の容易磁化軸に一致した状態で打ち抜き
形成された鉄板を積層して作られている。そして、これ
らの外周部1cと鉄心歯3は、鉄心歯3の外周側突起部
が嵌合溝嵌合し、各鉄心歯3の周方向側突起部が隣接し
た鉄心歯3の周方向側溝部に嵌合した状態で、固定子鉄
心2として組立られる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、回転電機の固定子鉄心
に係り、特に比較的小容量の誘導電動機に好適な回転電
機の固定子鉄心に関する。
【0002】
【従来の技術】従来の誘導電動機などの固定子(ステー
タ)鉄心は、通常、図6に示すような形状に切り抜いた
電磁鋼板を固定子鉄板とし、これを必要な枚数、図7に
示すように積層して作られている。ここで、1は固定子
鉄板で、2は固定子鉄板1を積層して形成した固定子鉄
心を表わしている。そして、固定子鉄板1の内周面に
は、磁極部を形成する複数の歯(ティース)部1aと溝
(スロット)部1bが順次交互に内周方向に並んで形成し
てあり、その外周部1cが継鉄用の磁路を形成するよう
になっている。
【0003】ところで、これら図6、図7から明らかな
ように、従来の固定子鉄心2は、電磁鋼板の打ち抜き加
工(プレス加工)により1枚づつ切り抜き成型されてお
り、このため、その電磁鋼板としては、通常、一般的な
電磁鋼板、なわち、磁気特性に方向性を持たない電磁鋼
板が使用されている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】従来技術は、固定子鉄
心内での磁気回路の適切な形成について特に配慮がされ
ておらず、小型軽量化を進める上で不満があった。本発
明は、固定子鉄心内での磁気回路の形成が合理化され、
より一層の小型軽量化が図れるようにした回転電機の固
定子鉄心を提供することにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】上記目的は、磁性材料か
らなるほぼ円筒状部材の内周面に磁極部となる複数の歯
部を備えた固定子鉄心を有する回転電機において、上記
円筒状部材を外周部分と内周部分に分割形成し、上記内
周部分を、上記磁極部を形成する歯部毎に円周方向に沿
って分割した複数の部材の隣接集合体で形成した上で、
これら複数の部材を一方向性電磁鋼板の積層体で形成す
ることにより達成される。
【0006】
【作用】誘導電動機などの回転電機では、その回転トル
クは電流と磁束のベクトル積に比例し、同一出力、同一
極数では、その回転トルクの値はほぼ同一の値となる。
従って、同一出力、同一極数の回転電機を小型軽量化す
るためには、磁束を減らすことなく、鉄心の体積を減ら
す必要がある。つまり、鉄心の磁束密度を上げる必要が
ある。
【0007】ところで、一方向性電磁鋼板は特定の方向
に容易磁化軸を有し、磁束の流れる方向により磁気抵抗
が異なり、特定方向に磁束を流す場合、従来技術で用い
られている無向性電磁鋼板に比較して磁束密度を高く取
ることができる。
【0008】しかして、従来技術による固定子鉄心で
は、無方向性電磁鋼板が用いられてきた。これは、次の
理由による。すなわち、固定子鉄心内での磁束が流れる
方向は、その円周部分と歯部とで異なっており、従っ
て、一方向性電磁鋼板を使用したとしても、その磁気特
性が充分に生かせないからである。
【0009】これを図8により説明する。図示してない
電機子巻線に電流が流されると、所定の磁界が表われ、
磁束Φが発生する。そして、この磁束Φは、図8に示さ
れた経路を通る。なお、この図8は、4極の誘導機の場
合を示している(なお、本発明は固定子鉄心に係る発明
なので、二次側となる回転子は図示を省略してある)。
【0010】この図8から明らかなように、この固定子
鉄心内での磁束の経路は、大まかにいって、半径方向及
び円周方向に分別することができ、特に歯部分について
は、図9に示すように、半径方向の流れが支配的になっ
ている。このため、一方向性電磁鋼板を用いたとして
も、その容易磁化軸は一方向だけなので、磁束が流れる
方向と容易磁化軸が一致するのは溝部1aと外周部1c
のごく一部だけで、ほとんどの部分では、磁束が流れる
方向と容易磁化軸とは異なってしまう。
【0011】従って、一方向電磁鋼板を用いても、その
磁気特性はほとんど活かされず、このため、従来技術で
は、一方向電磁鋼板が用いられないのである。
【0012】しかるに、本発明では、固定子鉄心が外周
部分と内周部分に分割され、内周部分が歯部毎に円周方
向に沿って分割した複数の部材の隣接集合体で形成され
ているので、これらの溝部は、夫々その長さ方向、すな
わち、半径方向が一方向性電磁鋼板の容易磁化軸方向と
一致するようにして打ち抜き成型することができ、この
結果、適切な磁気回路が得られることになり、充分に磁
束密度が高められ、従って、より一層の小型軽量化を得
ることができる。
【0013】
【実施例】以下、本発明による回転電機の固定子鉄心に
ついて、図示の実施例により詳細に説明する。図1は本
発明の一実施例で、固定子鉄心2が歯部1aと外周部1
cとを有している点は従来技術と同じである。しかし
て、この実施例では、従来技術とは異なり、固定子鉄心
2の内周部が外周部1cとは別体に分割され、さらに複
数の各歯部1a毎に円周方向に沿って分割された鉄心歯
3の集合体で構成されている。
【0014】図2は、固定子鉄心2の外周部1cだけを
取り出して示したもので、図示のように、その内周面に
は、軸方向に延び、周方向に並んで配列されている複数
の嵌合溝4が形成されている。そして、この外周部1c
は磁性材料の焼結体で作られている。
【0015】次に、図3は、鉄心歯3を1個だけ取り出
して示したもので、一方向性電磁鋼板の積層体で作ら
れ、歯部1aの夫々に対応して、その根元部分の磁路を
形成する胴部1dを備え、この胴部1dには、外周側突
起部1eと、周方向側突起部1f、それに周方向側溝部
1gが形成されている。そして、この鉄心歯3は、歯部
1dの長さ方向、つまり半径方向が一方向電磁鋼板の容
易磁化軸に一致した状態で打ち抜き形成された鉄板を積
層して作られている。
【0016】そして、これらの外周部1cと鉄心歯3
は、鉄心歯3の外周側突起部1eが外周部1cの嵌合溝
4に嵌合し、各鉄心歯3の周方向側突起部1fが隣接し
た鉄心歯3の周方向側溝部1gに嵌合した状態で、図1
に示すように、固定子鉄心2として組立られる。
【0017】従って、この実施例によれば、歯部1a内
での磁束の流れ方向は、全て一方向磁性鋼板の容易磁化
軸方向と一致した状態にできるので、歯部1aでの磁束
密度を充分に高めることができ、回転電機を更に小型軽
量化することができる。
【0018】また、この実施例によれば、磁束密度を高
くとれることから、歯部1aが細くでき、この結果、溝
部1bの面積が大きくなり、従って、電機子巻線の巻線
作業を容易にする効果がある。
【0019】さらに、溝部1bの面積が大きくとれるこ
とより、太い電線を使用して巻線抵抗を下げることがで
き、抵抗損(銅損)を減少させ、更に電気特性を改善する
ことができるという効果があるその上、上記実施例で
は、固定子鉄心が歯部1a毎に分割できるので、予め電
機子巻線だけを形成しておき、これに歯部1aを1個づ
つ組み付けて固定子を組立ることもできるようになり、
従って、巻線作業に自由度が増すという効果がある。
【0020】また、この実施例では、固定子鉄心2の外
周部1cが、積層構造ではなくて、一体構造になってい
るので、この外周部1cを回転電機のハウジングとして
利用し、両端に軸受用のブラケット取付けただけで回転
電機を得るようにすることもでき、さらに構造が簡単に
なり、より一層の小型軽量化を得ることができる。
【0021】さらに、このとき、ダイカストなどの工法
により、外周部1cを回転電機のハウジングと同時に鋳
込み成型してもよく、この場合には、更に構造を簡単に
することができる。
【0022】次に、本発明の他の実施例について説明す
る。図4は本発明の他の一実施例で、この実施例は、図
1〜図3の実施例における外周部1cの内周面から嵌合
溝を無くすと共に、各鉄心歯3からも、その外周側突起
部1eを除き、鉄心歯3を円周方向に配列して、それぞ
れの外周側突起部1eと周方向側突起部1fとの嵌合に
より円筒形に組立てた上で、外周部1cの内周面に焼バ
メ、或いは圧入などの方法により嵌合させ、固定子鉄心
2を形成させたものである。
【0023】従って、この実施例によっても、歯部1a
内での磁束の流れ方向は、全て一方向磁性鋼板の容易磁
化軸方向と一致した状態にできるので、歯部1aでの磁
束密度を充分に高めることができ、回転電機を更に小型
軽量化することができる上、図1〜図3で説明した実施
例と同等の効果を得ることができる。
【0024】次に、図7は、本発明のさらに別の一実施
例で、この実施例が、図4の実施例と異なる点は、固定
子鉄心2の外周部1cとして帯状の電磁鋼板4を用い、
これを、鉄心歯3を円周方向に配列して形成した内周部
の外周面に巻付けたものである。
【0025】この実施例によれば、固定子鉄心2の外周
部1cが帯状の電磁鋼板4の巻付体で構成されているの
で、この帯状の電磁鋼板4として、その長手方向に容易
磁化軸を有する一方向電磁鋼板を用いることにより、固
定子鉄心2内の磁路の全ての部分で、磁束の流れと容易
磁化軸とを一致させることができ、従って、この実施例
によれば、極めて合理的な磁気回路を有する固定子鉄心
2を得ることができ、磁気抵抗の低減と共に、更に磁束
密度を充分に高めることができ、回転電機を更に小型軽
量化することができる。
【0026】また、この実施例によっても、磁束密度を
高くとれることから、歯部1aが細くでき、この結果、
溝部1bの面積が大きくなり、従って、電機子巻線の巻
線作業を容易にする効果がある。
【0027】さらに、溝部1bの面積が大きくとれるこ
とより、太い電線を使用して巻線抵抗を下げることがで
き、抵抗損(銅損)を減少させ、更に電気特性を改善する
ことができるという効果があるその上、上記実施例で
は、固定子鉄心が歯部1a毎に分割できるので、予め電
機子巻線だけを形成しておき、これに歯部1aを1個づ
つ組み付けて固定子を組立ることもできるようになり、
従って、巻線作業に自由度が増すという効果がある。
【0028】
【発明の効果】本発明によれば、一方向性電磁鋼板の磁
気特性を充分に活用して、回転電機の固定子鉄心内の磁
気回路の適切化が充分に得られるようになり、この結
果、固定子鉄心での磁束密度を高く取ることができ、従
って、回転電機を更に小型軽量化することができる。
【0029】また、本発明によれば、固定子鉄心内の磁
束密度が高くとれることから、歯部が細くでき、この結
果、溝部の面積が大きくなり、従って、電機子巻線の巻
線作業を容易にする効果がある。
【0030】さらに、溝部の面積が大きくとれることよ
り、太い電線を使用して巻線抵抗を下げることができ、
抵抗損を減少させ、更に電気特性を改善することができ
るという効果があるその上、固定子鉄心が歯部毎に分割
できるので、予め電機子巻線だけを形成しておき、これ
に歯部を1個づつ組み付けて固定子を組立ることもでき
るようになり、従って、巻線作業に自由度が増すという
効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による回転電機の固定子鉄心の一実施例
を示す説明図である。
【図2】本発明による回転電機の固定子鉄心の一実施例
における外周部を示す説明図である。
【図3】本発明による回転電機の固定子鉄心の一実施例
における歯部を示す説明図である。
【図4】本発明による回転電機の固定子鉄心の他の一実
施例を示す説明図である。
【図5】本発明による回転電機の固定子鉄心の更に別の
一実施例を示す説明図である。
【図6】従来の回転電機の固定子鉄板の一例を示す説明
図である。
【図7】従来の回転電機の固定子鉄板の一例を示す説明
図である。
【図8】回転電機の固定子鉄心内での磁束の流れの一例
を示す説明図である。
【図9】回転電機の固定子鉄心内での磁束の流れの一例
を示す説明図である。
【符号の説明】
1 固定子鉄板 1a 歯部(ティース部) 1b 溝部(スロット部) 1c 外周部 1d 胴部 1e 外周側突起部 1f 周方向側突起部 1g 周方向側溝部 2 固定子鉄心 3 鉄心歯 4 嵌合溝
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 関根 昭裕 千葉県習志野市東習志野七丁目1番1号 株式会社日立製作所産業機器事業部内 (72)発明者 開發 慶一郎 千葉県習志野市東習志野七丁目1番1号 株式会社日立製作所産業機器事業部内 (72)発明者 竹田 高広 千葉県習志野市東習志野七丁目1番1号 株式会社日立製作所産業機器事業部内 (72)発明者 須川 英一郎 千葉県習志野市東習志野七丁目1番1号 株式会社日立製作所産業機器事業部内 (72)発明者 小谷 尚史 千葉県習志野市東習志野七丁目1番1号 株式会社日立製作所産業機器事業部内 (72)発明者 阿部 拓也 千葉県習志野市東習志野七丁目1番1号 株式会社日立製作所産業機器事業部内 (72)発明者 石川 芳壽 千葉県習志野市東習志野七丁目1番1号 株式会社日立製作所産業機器事業部内

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 磁性材料からなるほぼ円筒状部材の内周
    面に磁極部となる複数の歯部を備えた固定子鉄心を有す
    る回転電機において、 上記円筒状部材を外周部分と内周部分に分割形成し、 上記内周部分を、上記磁極部を形成する歯部毎に円周方
    向に沿って分割した複数の部材の隣接集合体で形成し、 上記複数の部材が一方向性電磁鋼板の積層体で形成され
    ていることを特徴とする回転電機の固定子鉄心。
  2. 【請求項2】 請求項1の発明において、 上記外周部分が磁性材料の焼結体で構成されていること
    を特徴とする回転電機の固定子鉄心。
  3. 【請求項3】 請求項1の発明において、 上記外周部分が電磁鋼板の巻付体で構成されていること
    を特徴とする回転電機の固定子鉄心。
JP3849595A 1995-02-27 1995-02-27 回転電機の固定子鉄心 Pending JPH08237891A (ja)

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