WO2012105262A1 - モータのステータおよびモータ - Google Patents

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stator
stator core
motor
thin portion
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虎 李
祐一 吉川
幸弘 岡田
実 茶村
徹 中丸
安司 越前
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パナソニック株式会社
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    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K1/00—Details of the magnetic circuit
    • H02K1/06—Details of the magnetic circuit characterised by the shape, form or construction
    • H02K1/12—Stationary parts of the magnetic circuit
    • H02K1/14—Stator cores with salient poles
    • H02K1/146—Stator cores with salient poles consisting of a generally annular yoke with salient poles
    • H02K1/148—Sectional cores
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K2213/00—Specific aspects, not otherwise provided for and not covered by codes H02K2201/00 - H02K2211/00
    • H02K2213/03—Machines characterised by numerical values, ranges, mathematical expressions or similar information

Definitions

  • the present invention relates to a stator and a motor of a permanent magnet brushless motor.
  • the strip-shaped core member punched from the core material is laminated, and after winding the winding, the band-shaped core member is bent in an annular shape.
  • a stator structure of a connected motor is known (for example, see Patent Document 1).
  • a stator of a motor according to the present invention includes a stator core in which a plurality of core pieces are connected and stacked through thin-walled portions, and a plurality of slits are formed on both sides of the thin-walled portion in a stator having a thin-walled portion bent into an annular stator core. Is provided.
  • FIG. 1A is a plan view showing a state before the stator core of the permanent magnet brushless motor according to Embodiment 1 of the present invention is bent.
  • FIG. 1B is a plan view showing the stator core after bending of the permanent magnet brushless motor according to Embodiment 1 of the present invention.
  • FIG. 2 is a detailed view showing a V-shaped cutout portion of the stator core of the permanent magnet brushless motor according to Embodiment 1 of the present invention.
  • FIG. 3A is a diagram illustrating an analysis calculation result of residual stress after bending a stator core of a conventional permanent magnet brushless motor.
  • FIG. 3B is a diagram showing an analysis calculation result of residual stress after the stator core of the permanent magnet brushless motor according to Embodiment 1 of the present invention is bent.
  • FIG. 4 is a detailed view showing a V-shaped cutout portion of the stator core of the permanent magnet brushless motor according to Embodiment 2 of the present invention.
  • FIG. 1A is a plan view of a permanent magnet brushless motor according to Embodiment 1 of the present invention before the stator core is bent.
  • FIG. 1B is a plan view after the stator core of the permanent magnet brushless motor according to Embodiment 1 of the present invention is bent.
  • the stator core 1 has a straight core structure in which a plurality of core pieces 3 each having a tooth 2 are stacked in a state of being linearly connected via a thin portion 7.
  • the status core 1 is provided with a V-shaped notch 4, and the notch 4 forms a thin portion 7.
  • the stator portion 10 of the motor is configured by bending the thin portion 7 to make the stator core 1 annular, and joining the both ends of the status core 1 at the joint 9.
  • FIG. 2 is a detailed view of the V-shaped cutout portion of the stator core of the permanent magnet brushless motor according to Embodiment 1 of the present invention.
  • the notch 4 is constituted by an end face 4a, an end face 4b, and a substantially arc-shaped notch 5.
  • a thin portion 7 that connects the core pieces 3 is formed between the outer periphery 6 on the outer side of the V-shaped cutout 4 and the substantially arc-shaped notch 5.
  • Two slits 8 are provided on both sides of the thin portion 7.
  • FIG. 3A is a diagram showing an analysis calculation result of a residual stress after bending a stator core of a conventional permanent magnet brushless motor.
  • FIG. 3B is a diagram showing an analysis calculation result of residual stress after the stator core of the permanent magnet brushless motor according to Embodiment 1 of the present invention is bent.
  • the residual stress Mises stress
  • the slits 8 on both sides of the thin portion 7, the force required for bending is reduced. Therefore, the bending process of the stator core 1 can be facilitated, and the deterioration of the iron loss can be suppressed by reducing the core residual stress, and a highly efficient motor can be provided.
  • the two slits 8 are preferably provided at substantially target positions in the outer circumferential direction on both sides of the thin portion 7. In this way, the core residual stress can be reduced evenly on both sides of the thin portion 7. Further, the number of slits 8 is not limited to two and may be more than two.
  • FIG. 4 is a detailed view of the V-shaped notch portion of the stator core of the permanent magnet brushless motor according to Embodiment 2 of the present invention.
  • the stator core 11 of the present embodiment is different from the stator core 1 of the first embodiment only in the slit 18 and the other configuration is the same as that of the first embodiment. The description is omitted.
  • the slit 18 in the present embodiment is characterized in that the radial depth h is larger than the radial width t of the thin portion 7.
  • the radial direction is a direction orthogonal to the outer periphery of the stator when the thin portion 7 of the status core 11 is bent to form the status core 11 in an annular shape.
  • the radial depth h of the slit 18 is larger than the radial width t of the thin portion 7, so that when the stator core 11 is bent, there is no path through which the thin portion 7 extends on both sides in the lateral direction. .
  • the stress is less dispersed on the outer periphery, and the stator core 11 is more easily bent.
  • the two slits 18 are preferably provided at substantially target positions in the outer circumferential direction on both sides of the thin portion 7. In this way, the core residual stress can be reduced evenly on both sides of the thin portion 7. Further, the number of slits 18 is not limited to two and may be more than two.
  • stator described in the first and second embodiments is mounted to constitute a permanent magnet brushless motor, the stator core bending process is facilitated, and the core residual stress is reduced by reducing the core residual stress, A highly efficient motor can be provided.
  • the stator core can be easily bent, the residual stress of the core can be greatly reduced, and the iron loss can be reduced, so that a highly efficient motor can be provided.
  • the stator of the permanent magnet brushless motor according to the present invention can provide a highly efficient motor by facilitating the bending process of the stator core and reducing the residual stress of the core to suppress the deterioration of iron loss. Suitable for applications that require high efficiency such as home appliances.

Abstract

　複数のコア片が薄肉部を介して連結され積層されたステータコアを備え、薄肉部を屈曲してステータコアを環状にするモータのステータにおいて、薄肉部の両側に複数のスリットを設ける。これにより、ステータコアに残る残留応力を低減し、鉄損を抑制できるため、高効率なモータを実現できる。

Description

モータのステータおよびモータ
　本発明は、永久磁石ブラシレスモータのステータおよびモータに関する。
　従来、積層鉄心の製造に使用する鉄心材料の歩留まりを向上するため、鉄心材料から帯状のコア部材を打ち抜いたものを積層し、巻線を巻回した後に上記帯状のコア部材を環状に折り曲げで連結したモータのステータ構造が知られている（例えば、特許文献１参照）。
　しかしながら、上記従来技術では、折り曲げ加工時に機械で大きな圧力をかけてステータを成形する必要があるため、特に積層方向の長さが大きいコアの生産は、設備が大型化・複雑化し、生産工程は容易ではない。また、突き合わせ端面に大きな応力が加わるため、成形後コアに残る残留応力によって、鉄損が大幅に増加し、モータ効率が低下するという課題がある。
特開２００９－２７８８１４号公報
　本発明に係るモータのステータは、複数のコア片が薄肉部を介して連結され積層されたステータコアを備え、薄肉部を屈曲してステータコアを環状にするステータにおいて、薄肉部の両側に複数のスリットを設けている。
　これにより、ステータコアが曲げやすくなり、コアの残留応力を低減することができ、鉄損を低減し、高効率のモータを提供することができる。
図１Ａは、本発明の実施の形態１に係る永久磁石ブラシレスモータのステータコアの折り曲げ前を示す平面図である。 図１Ｂは、本発明の実施の形態１に係る永久磁石ブラシレスモータのステータコアの折り曲げ後を示す平面図である。 図２は、本発明の実施の形態１に係る永久磁石ブラシレスモータのステータコアのＶ字状の切欠部を示す詳細図である。 図３Ａは、従来の永久磁石ブラシレスモータのステータコアの折り曲げ後の残留応力の解析計算結果を示す図である。 図３Ｂは、本発明の実施の形態１に係る永久磁石ブラシレスモータのステータコアの折り曲げ後の残留応力の解析計算結果を示す図である。 図４は、本発明の実施の形態２に係る永久磁石ブラシレスモータのステータコアのＶ字状の切欠部を示す詳細図である。
　以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。
　（実施の形態１）
　図１Ａは、本発明の実施の形態１に係る永久磁石ブラシレスモータのステータコアの折り曲げ前の平面図である。図１Ｂは、本発明の実施の形態１に係る永久磁石ブラシレスモータのステータコアの折り曲げ後の平面図である。
　図１Ａに示すように、ステータコア１は、ティース２を有する複数のコア片３が薄肉部７を介して直線状に連結された状態で積層されたストレートコア構造である。このストレートコアを折り曲げるために、ステータスコア１にはＶ字状の切欠部４が設けられ、切欠部４により薄肉部７が形成されている。図１Ｂに示すように、薄肉部７を屈曲してステータコア１を環状にし、接合部９においてステータスコア１の両端部を接合してモータのステータ１０が構成される。
　図２は、本発明の実施の形態１に係る永久磁石ブラシレスモータのステータコアのＶ字状の切欠部の詳細図である。切欠部４は端面４ａと端面４ｂと略円弧状のノッチ５により構成されている。Ｖ字状の切欠部４の外側の外周６と略円弧状のノッチ５の間にはコア片３間を繋げる薄肉部７が形成されている。薄肉部７の両側に２つのスリット８が設けられている。ストレート構造のステータコア１を折り曲げる時、力を加えて薄肉部７を塑性変形させて端面４ａと端面４ｂを突き合わせる。そのため、折り曲げ後、ステータコア１を構成する電磁鋼板に大きな残留応力が残る。
　図３Ａは、従来の永久磁石ブラシレスモータのステータコアの折り曲げ後の残留応力の解析計算結果を示す図である。図３Ｂは、本発明の実施の形態１に係る永久磁石ブラシレスモータのステータコアの折り曲げ後の残留応力の解析計算結果を示す図である。図３Ａ、３Ｂから明らかなように、従来のステータコアと比較し、本発明の実施の形態１のステータコア１の折り曲げ後の残留応力（ミーゼス応力）の方が小さいことが分かる。薄肉部７の両側にスリット８を設けることによって、折り曲げに必要な力が小さくなる。従って、ステータコア１の折り曲げ工程を容易にすることができ、コア残留応力の低減によって、鉄損の悪化を抑え、高効率のモータを提供することが可能である。
　なお、上記２つのスリット８は、薄肉部７の両側で外周方向の略対象な位置に設けられることが好ましい。このようにすると、コア残留応力を薄肉部７の両側で均等に低減することができる。また、スリット８の数は２つに限定されず、２つよりも多くてもよい。
　（実施の形態２）
　図４は、本発明の実施の形態２に係る永久磁石ブラシレスモータのステータコアのＶ字状の切欠部の詳細図である。本実施の形態のステータコア１１が、実施の形態１のステータコア１と異なる点はスリット１８のみであり、その他の構成は実施の形態１と同じであるので、同じ構成には同一の符号を付して説明を省略する。図４に示すように、本実施の形態におけるスリット１８は、その径方向の深さｈは薄肉部７の径方向の幅ｔより大きいことを特徴とする。ここで、径方向とは、ステータスコア１１の薄肉部７を屈曲させてステータスコア１１を環状にしてステータを形成した時のステータの外周と直交する方向である。
　図４から明らかなように、スリット１８の径方向の深さｈは薄肉部７の径方向の幅ｔより大きいことでステータコア１１を折り曲げる時、薄肉部７が横方向の両側に延びる経路が無くなる。その結果、応力が外周に分散することが少なくなり、ステータコア１１をより曲げ易くなる。
　従って、ステータコア１１の折り曲げ工程を容易にすることができ、コア残留応力の低減によって鉄損の悪化を抑え、高効率のモータを提供することが可能である。
　なお、上記２つのスリット１８は、薄肉部７の両側で外周方向の略対象な位置に設けられることが好ましい。このようにすると、コア残留応力を薄肉部７の両側で均等に低減することができる。また、スリット１８の数は２つに限定されず、２つよりも多くてもよい。
　また、上記実施の形態１、２に記載のステータを搭載して永久磁石ブラシレスモータを構成すれば、ステータコアの折り曲げ工程を容易にし、コアの残留応力を低減することで鉄損の悪化を抑え、高効率のモータを提供することができる。
　以上のように本発明によれば、ステータコアが曲げやすくなり、コアの残留応力を大幅に低減し、鉄損を低減することが可能なため、高効率のモータを提供することができる。
　本発明に係る永久磁石ブラシレスモータのステータは、ステータコアの折り曲げ工程を容易にし、コアの残留応力を低減することで鉄損の悪化を抑え、高効率のモータを提供することが可能であり、自動車、家電製品などの高効率が求められる用途に適している。
　１，１１　　ステータコア
　２　　ティース
　３　　コア片
　４　　切欠部
　４ａ，４ｂ　　切欠部の端面
　５　　ノッチ
　６　　外周
　７　　薄肉部
　８，１８　　スリット
　９　　接合部
　１０　　ステータ

Claims (3)

  1. 複数のコア片が薄肉部を介して連結され積層されたステータコアを備え、前記薄肉部を屈曲して前記ステータコアを環状にするモータのステータにおいて、前記薄肉部の両側に複数のスリットが設けられていることを特徴とするモータのステータ。
  2. 前記スリットの径方向の深さが前記薄肉部の径方向の幅より大きいことを特徴とする請求項１に記載のモータのステータ。
  3. 請求項１または請求項２のいずれか１項に記載のステータを搭載したモータ。
PCT/JP2012/000698 2011-02-03 2012-02-02 モータのステータおよびモータ WO2012105262A1 (ja)

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