JPH0919089A - 電動機のステータ - Google Patents
電動機のステータInfo
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Abstract
過する漏れ磁束を効果的に減少させることができる電動
機のステータを得る。 【構成】 電動機のステータ10では、コアシート12
の橋絡部24の軸線方向の肉厚がコアシート12の他の
部分よりも薄肉とされている。これによって、橋絡部2
4でのステータ10の軸線方向の厚さがステータ10の
他の部位よりも小さくなり、この部分での実効断面積が
縮小されるため、この部分の磁気抵抗が増大される。こ
のため、橋絡部24を流れる漏れ磁束が減少され、電動
機の作動に有効な有効磁束を効果的に増大することがで
きる。また、橋絡部24は肉厚のみが薄くされているた
め、十分な機械的強度を確保することができる。
Description
り、特に、ブラシレスモータ等の回転磁界型電動機に好
適な電動機のステータに関する。
回転磁界型電動機では、ステータに形成された複数の鉄
芯部に巻線を施し、この巻線に電流を流して回転磁界を
発生させ、ステータの内側に配設されたマグネット付ロ
ータが回転される。
ステータでは、渦電流による電力ロスや発熱等を防止す
るため、絶縁皮膜等の絶縁処理を表面に施したケイ素鋼
板等の薄肉の磁性材料から成るコアシートを積層するこ
とによって形成されている。
成された外側コアシート部が設けられており、外側コア
シート部の内側には、巻線の巻軸となる複数の鉄芯部が
半径方向内側に向けて放射状に固定されている。これら
の鉄芯部の半径方向内側の端部には、リング状の橋絡部
が一体に形成されており、これによって鉄芯部の半径方
向内側の端部が互いに連繋されている。すなわち、橋絡
部によって複数の鉄芯部が放射状に一体成形される構成
である。
では、複数の鉄芯部が橋絡部によって連繋されているた
め、コアシートをプレス加工等で大量生産することがで
き、積層が容易であるという利点がある。また、橋絡部
によって鉄芯部が連繋されているため、鉄芯部と外側コ
アシートを別に成形することができ、これによって、巻
線を施すためのスロット部(隣接する鉄芯部の間の空
間)が半径方向外側に向けて開口するため、巻線が容易
で巻線工程の自動化を図ることができるという利点があ
る。
は、鉄芯部が橋絡部によって結合されているため、ロー
タのマグネットから発生する磁束の一部が橋絡部内を流
れる漏れ磁束となる。このような漏れ磁束は、鉄芯部を
通過しないため、ロータの回転には全く作用しない。
ョンモータのステータに使用した場合にも同様な問題が
生じる。この場合では、鉄芯部に巻き回された巻線を流
れる電流によって発生した磁束の一部が橋絡部内を流れ
る無効磁束となる。このような無効磁束は、ステータ内
側に配設されたロータを通過せず、ロータの回転に作用
しない。
れもロータの回転に作用せず、これらを補うだけの有効
磁束を発生させる必要があるため、電動機の小型化及び
高出力化の妨げとなっている。
の一例が、特開平2−7839号及び特開平2−280
641号の各公報に開示されている。
るステータでは、半径方向外側に向けて開口した凹部を
橋絡部の外周面に設け、橋絡部の幅を縮小することによ
って橋絡部の実効断面積を縮小するものである。これに
よって、橋絡部の磁気抵抗が増大されるため、橋絡部を
流れる無効磁束が減少して有効磁束を増大させることが
でき、しかも、それまでのステータの製造工程内にて凹
部を形成できるため、製造工程を増加させることなく、
安価なコストにて実施できる。
示されているステータでは、橋絡部に熱的処理を施して
橋絡部の金属組織を変化させて、橋絡部の透磁率を減少
させるものである。これによって橋絡部の磁気抵抗が増
加されるため、橋絡部を流れる無効磁束が減少して有効
磁束を増大させることができ、しかも、橋絡部の金属組
織を変化させることによって、橋絡部の機械的強度を向
上させることができる。
た特開平2−7839号公報に開示されているステータ
では、橋絡部に凹部を設けるだけでよいため安価なコス
トにて製造できるが、凹部を設けることによって橋絡部
の幅方向の強度が低下するため、鉄芯部に巻線を施す際
の力によって橋絡部が半径方向に変形する可能性があ
り、橋絡部の幅を十分に狭くすることができず、十分な
効果が得られない欠点があった。
示されているステータでは、熱的処理によって橋絡部の
金属組織を変化させるため、機械的強度を向上させるこ
とが可能であるが、橋絡部に熱的処理を施す必要がある
ため、それまでのステータ製造工程に熱処理工程を加え
なければならず、これによって、工程数が増加してコス
ト高となってしまう。
度を低下させることなく橋絡部を流れる漏れ磁束あるい
は無効磁束を効果的に減少させることができ、安価なコ
ストにて電動機の高出力化及び小型化が可能な電動機の
ステータを得ることが目的である。
のステータでは、薄肉でリング状に形成された外側コア
シート部と、前記コアシート部の内周面に半径方向内側
へ向けて放射状に突出して設けられ巻線が施される複数
の鉄芯部と、前記複数の鉄芯部の半径方向内側の端部を
互いに連繋する橋絡部と、によって成るコアシートを、
複数枚積層することによって構成される電動機のステー
タであって、前記橋絡部の前記ステータ軸線方向に沿っ
た厚さを、前記コアシートの他の部位よりも薄く形成し
たことを特徴としている。
ートの橋絡部の軸線方向の厚さが、コアシートの他の部
位よりも薄く形成される。ここで、磁性体の磁気抵抗の
大きさは、磁路の実効断面積の大きさに反比例する。し
たがって、肉厚を薄くすることによって、橋絡部は他の
部位よりも実効断面積が小さくなり、磁気抵抗が増大さ
れる。これによって、橋絡部を流れる電動機の作動に無
関係な漏れ磁束あるいは無効磁束が減少されて、電動機
の作動に対して有効な有効磁束が増大される。このた
め、電動機の高出力化や小型化を図ることができる。
されるため、橋絡部の機械的強度、特に半径方向の力に
対する強度を確保することができる。
ステータ10(以下、単に「ステータ10」と称す
る。)の斜視図が示されている。また、図2にはステー
タ10をブラシレスモータ11に適用した場合の平面図
が示されている。
0は、複数のコアシート12によって構成されている。
ない絶縁皮膜が施されたケイ素鋼板等の薄肉の磁性材料
から成り、プレス加工等によって所定の形状に成形され
ている。このコアシート12には、リング状の外側コア
シート部14が設けられており、その内周面には所定間
隔毎に嵌合部16が形成されている。
18が設けられている。これらの鉄芯部18は、外側コ
アシート部14の内側に設けられており、半径方向内側
に向けて放射状に配置されている。これらの鉄芯部18
の半径方向外側の端部にはダブテール部20が形成され
ており、このダブテール部20が外側コアシート部14
の嵌合部16に嵌合され、一体的に固定されている。
の端部は、隣接同士がそれぞれ橋絡部24によって互い
に一体的に連繋されており、このため、鉄芯部18の半
径方向内側の端部と橋絡部24は全体として平面視リン
グ状に形成されている。
うに、鉄芯部18等のコアシート12の他の部位よりも
薄肉とされている。すなわち、橋絡部24は、隣接する
鉄芯部18の肉厚方向の一方の面(図1及び図3の矢印
A方向の面)に対して所定の段差を有し、凹状に開口し
た形状とされている。
2から成る積層鉄芯であり、コアシート12を同軸的に
複数枚積層することによって形成されている。このた
め、ステータ10の橋絡部24に相当する部位は、軸線
方向(図1の矢印A方向)に向けて断続的に肉抜きされ
た状態となっている。したがって、この部分での実質的
な厚さ(磁性体部分の厚さ)は、ステータ10の他の部
分の実質的な厚さよりも小さくなる構成である。
た鉄芯部18に図示しない巻線が施される。また、図2
に示されるようにステータ10の軸芯部にはロータ26
が配設される。このロータ26の外周部には、隣接同士
で磁極の異なる複数のマグネット25が配置されてい
る。
成のステータ10では、橋絡部24の肉厚がコアシート
12の他の部位の肉厚よりも薄肉とされているため、橋
絡部24でのステータ10の軸線方向の実質的な厚さ
が、橋絡部24の肉厚と他の部分の肉厚の比に応じて縮
小される。ここで、ステータ10の如き磁性体の磁気抵
抗の大きさは、磁束が流れる磁路の実効断面積の大きさ
に反比例する。したがって、ステータ10では、橋絡部
24での軸線方向の実質的な厚さが縮小されることによ
って、この部分での実効断面積が他の部分よりも縮小さ
れるため、磁気抵抗がステータ10の他の部分よりも増
大される。これによって、ロータ26のマグネット25
から発生してステータ10内を流れる磁束のうち、橋絡
部24を通過して隣接するマグネット25の方向へ流れ
る漏れ磁束が減少し、鉄芯部18内を流れる有効磁束を
増大させることができる。
ける橋絡部24の肉厚と有効磁束との関係をFEM解析
によって解析したグラフを示す。なお、この図におい
て、橋絡部24の肉厚及び有効磁束はいずれも、従来の
如く橋絡部24の肉厚を薄くしない状態を1とした場合
の相対値である。この図に示されるように、橋絡部24
の肉厚を1/2とし、実効断面積を縮小することによっ
て、有効磁束を約15%増大させることができ、さら
に、肉厚を1/4とすることによって、有効磁束を約2
5%増大させることができる。
10では、コアシート12の橋絡部24の肉厚を薄くす
ることによって、橋絡部24を流れる漏れ磁束を減少さ
せ、ロータ26の回転に作用する有効磁束を効果的に増
大させることができ、電動機の小型化及び高出力化を図
ることができる。
シート12の橋絡部24の肉厚のみを薄くするだけで、
橋絡部24の幅は従来のステータと同等であるため、ス
テータ10の機械的強度、特に半径方向の力に対する強
度を確保することができ、鉄芯部18に巻線を施す際の
力が作用してもステータ10が変形することはない。
アシート12成形時の圧力によって薄肉とすることがで
きるため、従来のステータの製造工程を流用でき、製造
工程を変更することなく、安価なコストにて製造でき
る。しかも、プレス加工時の圧力の作用によって橋絡部
24の金属組織が変化され、これによっても橋絡部24
の磁気抵抗を増大させることができるため、実効断面積
の縮小による効果と金属組織の変化による効果との相乗
効果で、橋絡部24を流れる漏れ磁束をより一層効果的
に減少させることができる。
は、全て同一の肉厚でしかも同一方向(図1及び図3の
矢印A方向)に開口した凹状とされた構成であったが、
これに限らず、例えば、橋絡部24を前記実施例とは逆
側に向けて(すなわち、図1及び図3の反矢印A方向)
に開口する凹状に形成してもよく、また、開口方向(段
差方向)の異なる橋絡部24が混同していてもよい。さ
らに、積層後の強度等を考慮したうえで、各々の橋絡部
24の肉厚を個々に異ならせてもよく、また、コアシー
ト12毎に橋絡部24の肉厚を変えてもよい。これらの
場合でも、前記実施例と同様の効果を得ることができ
る。
る。なお、前記第1実施例と基本的に同一の部位につい
ては、前記第1実施例と同じ符号を付与しその説明を省
略する。
のステータ40(以下、単に「ステータ40」と称す
る。)の斜視図が示されている。
は、複数のコアシート42によって構成されている。こ
れらのコアシート42には、複数の鉄芯部18が設けら
れており、これらの鉄芯部18の半径方向内側の端部
は、隣接同士がそれぞれ橋絡部46によって互いに一体
的に連繋されており、このため、鉄芯部18の半径方向
内側の端部と橋絡部46は全体として平面視リング状に
形成されている。
うに、鉄芯部18等のコアシート42の他の部位よりも
薄肉とされている。すなわち、橋絡部46は、隣接する
鉄芯部18の肉厚方向の両面に対して所定の段差を有
し、肉厚方向の双方に向けて凹状に開口した形状とされ
ている。
2から成る積層鉄芯であり、コアシート42を同軸的に
複数枚積層することによって形成されている。このた
め、ステータ40の橋絡部46に相当する部位は、軸線
方向(図5の矢印A方向)に向けて断続的に肉抜きされ
た状態となっている。したがって、この部分での実質的
な厚さ(磁性体部分の厚さ)は、ステータ40の他の部
分の実質的な厚さよりも小さくなる構成である。
の肉厚がコアシート42の他の部位の肉厚よりも薄肉と
されているため、この部分での実効断面積が他の部分よ
りも縮小され、磁気抵抗がステータ40の他の部分より
も増大される。
る磁束のうち、橋絡部46を通過して隣接するマグネッ
ト25の方向への漏れ磁束が減少し、鉄芯部18へ流れ
る有効磁束を増大させることができる。
40では、コアシート42の橋絡部46の肉厚を薄くす
ることによって、橋絡部46を流れる漏れ磁束を減少さ
せ、ロータ26の回転に作用する有効磁束を効果的に増
大させることができ、電動機の小型化及び高出力化を図
ることができる等、前記第1実施例と同様の効果を得る
ことができる。
は、全て同一の肉厚であったが、これに限らず、例え
ば、積層後の強度等を考慮したうえで、各々の橋絡部4
6の肉厚を個々に異ならせてもよく、また、コアシート
42毎に橋絡部46の肉厚を変えてもよい。これらの場
合でも、本実施例と同様の効果を得ることができる。
は、コアシート12、42は、鉄芯部18と橋絡部2
4、46が一体に形成され、外側コアシート部14の嵌
合部16に鉄芯部18のダブテール部20を嵌合させて
固定する構成であったが、これに限らず、例えば、外側
コアシート部14の内側に鉄心部18を一体に形成する
と共に、外側コアシート部14よりも薄肉でリング状に
橋絡部24、46を形成して、橋絡部24、46と鉄心
部18を一体的に結合させるように構成してもよい。こ
の場合でも上記実施例と同様の効果を得ることができ
る。
は、ステータ10、40をブラシレスモータ11に適用
したが、これに限らず、例えばこれらのステータ10、
40をインダクションモータに適用してもよい。この場
合では、鉄芯部18に施された巻線を流れる電流によっ
て発生される磁束のうち、橋絡部46を通過して隣接す
る鉄芯部18の方向へ流れる無効磁束が減少され、橋絡
部46の内側を流れてロータの回転に作用する有効磁束
を効果的に増大させることができる。
の電動機のステータでは、ステータの軸線方向に向けて
コアシートの橋絡部の厚さを、コアシートの他の部位よ
りも薄くすることによって、橋絡部の磁気抵抗を効果的
に増大させることができる。このため、橋絡部を流れる
漏れ磁束あるいは無効磁束を効果的に減少させることが
でき、電動機の高出力化及び小型化を図ることができ
る。
め、コアシートの半径方向の機械的強度を維持すること
ができ、鉄芯部に巻線を施す際の力が作用しても、橋絡
部が半径方向に歪むことがない。
さを薄くできるため、従来と同様の製造工程で製造で
き、工程変更等を行うことなく安価なコストにて製造で
きる。
斜視図である。
ブラシレスモータに適用した場合の平面図である。
橋絡部の肉厚と有効磁束との関係を表すグラフである。
斜視図である。
Claims (1)
- 【請求項1】 薄肉でリング状に形成された外側コアシ
ート部と、前記コアシート部の内周面に半径方向内側へ
向けて放射状に突出して設けられ巻線が施される複数の
鉄芯部と、前記複数の鉄芯部の半径方向内側の端部を互
いに連繋する橋絡部と、によって成るコアシートを、複
数枚積層することによって構成される電動機のステータ
であって、 前記橋絡部の前記ステータ軸線方向に沿った厚さを、前
記コアシートの他の部位よりも薄く形成したことを特徴
とする電動機のステータ。
Priority Applications (1)
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JP16573995A JP2875497B2 (ja) | 1995-06-30 | 1995-06-30 | 電動機のステータ |
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JP16573995A JP2875497B2 (ja) | 1995-06-30 | 1995-06-30 | 電動機のステータ |
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ID=15818163
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP16573995A Expired - Lifetime JP2875497B2 (ja) | 1995-06-30 | 1995-06-30 | 電動機のステータ |
Country Status (1)
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