JP2011147200A

JP2011147200A - モータの電機子

Info

Publication number: JP2011147200A
Application number: JP2010003593A
Authority: JP
Inventors: Keiichiro Oka; 啓一郎岡; Hiroyuki Akita; 裕之秋田; Hitoshi Kawaguchi; 仁川口; Sachiko Kawasaki; 祥子川崎
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2010-01-12
Filing date: 2010-01-12
Publication date: 2011-07-28
Anticipated expiration: 2030-01-12
Also published as: JP5258801B2

Abstract

【課題】モータの電機子としての性能を維持し、かつ、従来よりも材料歩留まりを向上させることができるモータの電機子を提供することを目的とするものである。
【解決手段】バックヨーク部１と、バックヨーク部１から径方向に突出したティース部２とを有する分割鉄心を複数個、円筒形に配列した電機子鉄心を有するモータの電機子において、バックヨーク部１は、略短冊状の板材からなるバックヨーク鉄心片１ａを軸方向Ｉに積層してなり、ティース部２は、短冊状の板材からなるティース鉄心片２ａを周方向に積層してなり、ティース鉄心片２ａの一部は先端部が板材の板面に対して所定の角度で折り曲げ成形されてティース先端シュー部２ｂが形成され、ティース鉄心片２ａの残部はティース先端シュー部２ｂが形成されておらず、バックヨーク部１には、ティース部２のティース先端シュー部２ｂが形成された端部と反対側の端部が連結されているものである。
【選択図】図１

Description

この発明は、材料歩留り向上を図ることのできる分割積層鉄心の構造を有するモータの電機子に関するものである。

一般に、モータの電機子構造においては直材費原低のために材料歩留りを向上させる技術が要求される。そこで、従来よりあるモータの電機子構造として、例えば、特許文献１に記載されているように、電機子鉄心をバックヨーク部とティース部に分割した構成とすることで材料歩留り向上を図ってきた。

特許３１３７５１０号公報（第３頁−第４頁、図１−図５）

ステータのティース部の内径側先端にティース先端から両サイドに突出した突起からなるティース先端シュー部を構成する必要があるが、上記特許文献１のような従来の分割積層鉄心の構成においては、このティース先端シュー部を構成するために分割積層鉄心に材料ロスが発生するという問題があった。

この発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、モータの電機子としての性能を維持し、かつ、従来よりも材料歩留まりを向上させることができるモータの電機子を提供することを目的とするものである。

この発明に係るモータの電機子は、バックヨーク部と、上記バックヨーク部から径方向に突出したティース部とを有する分割鉄心を複数個、円筒形に配列した電機子鉄心を有し、上記電機子鉄心と所定の隙間を介して回転子が配設されるモータの電機子において、
上記バックヨーク部は、略短冊状の板材からなるバックヨーク鉄心片を上記円筒形の軸方向に積層してなり、
上記ティース部は、略短冊状の板材からなるティース鉄心片を上記円筒形の周方向に積層してなり、
上記ティース鉄心片の一部は先端部が上記板材の板面に対して所定の角度で折り曲げ成形されてティース先端シュー部が形成され、上記ティース鉄心片の残部は上記ティース先端シュー部が形成されておらず、
上記バックヨーク部には、上記ティース部の上記ティース先端シュー部が形成された端部と反対側の端部が連結されているものである。

この発明に係るモータの電機子によれば、バックヨーク部と、上記バックヨーク部から径方向に突出したティース部とを有する分割鉄心を複数個、円筒形に配列した電機子鉄心を有し、上記電機子鉄心と所定の隙間を介して回転子が配設されるモータの電機子において、
上記バックヨーク部は、略短冊状の板材からなるバックヨーク鉄心片を上記円筒形の軸方向に積層してなり、
上記ティース部は、略短冊状の板材からなるティース鉄心片を上記円筒形の周方向に積層してなり、
上記ティース鉄心片の一部は先端部が上記板材の板面に対して所定の角度で折り曲げ成形されてティース先端シュー部が形成され、上記ティース鉄心片の残部は上記ティース先端シュー部が形成されておらず、
上記バックヨーク部には、上記ティース部の上記ティース先端シュー部が形成された端部と反対側の端部が連結されているものであるので、材料歩留りを従来よりも向上させることができる。

この発明に係るモータの電機子に用いられる分割鉄心の実施の形態１を示す斜視図である。この発明に係るモータの電機子に用いられる分割鉄心の実施の形態１を示す斜視図である。この発明に係るモータの電機子に用いられる分割鉄心の実施の形態１を示す斜視図である。この発明に係るモータの電機子に用いられる分割鉄心の実施の形態１を示す斜視図である。この発明に係るモータの電機子に用いられる分割鉄心の実施の形態１を示す斜視図である。この発明に係るモータの電機子に用いられる分割鉄心の実施の形態１を示す斜視図である。この発明に係るモータの電機子に用いられる分割鉄心の実施の形態２を示す斜視図である。この発明に係るモータの電機子に用いられる分割鉄心の実施の形態２を示す斜視図である。この発明に係るモータの電機子に用いられる分割鉄心の実施の形態２を示す斜視図である。この発明に係るモータの電機子に用いられる分割鉄心の実施の形態３を示す斜視図である。この発明に係るモータの電機子に用いられる分割鉄心の実施の形態３を示す斜視図である。この発明に係るモータの電機子に用いられる電機子鉄心の実施の形態４を示す斜視図である。この発明に係るモータの電機子に用いられる電機子鉄心の実施の形態４を示す斜視図である。この発明に係るモータの電機子に用いられる電機子鉄心の実施の形態４を示す斜視図である。この発明に係るモータの電機子に用いられる電機子鉄心の実施の形態４を示す斜視図である。

実施の形態１．
この発明のモータの電機子は、バックヨークとバックヨークから径方向に突出したティース部とを有する分割鉄心を複数個、円筒形に配列した電機子鉄心と電機子鉄心に装着したコイルとを有し、回転子が電機子鉄心と所定の隙間を介して配設される。ティース部は径方向先端にティース先端シュー部を有する。ティース部間にスロットが形成され、スロットにコイルが装着される。

図１〜図６は、この発明に係るモータの電機子に用いられる分割鉄心の実施の形態１を示す斜視図である。

この実施の形態１における分割鉄心は、図１〜図４に示したように、略短冊状の板材からなるバックヨーク鉄心片１ａを軸方向Ｉに積層配列したバックヨーク部１と、略短冊状のティース鉄心片２ａを周方向Ｈに積層配列したティース部２とを有する。一部のティース鉄心片２ａの一端を板面に対して所定の角度になるように折り曲げ成形することによってティース先端シュー部２ｂが形成され、他部のティース鉄心片２ａはティース先端シュー部２ｂが形成されていないものとする。ティース部２のティース先端シュー部２ｂを有する端部と反対側の端部をバックヨーク部１に連結して分割鉄心を形成する。複数の分割鉄心を円筒形に配置することによって、径方向円筒中心向きに突出した複数のティース部２を有する電機子鉄心が形成される。ティース部２の周方向の幅である歯幅Ｗは、ティース鉄心片２ａの枚数を変更することで調整できるようになり、従来のように、電機子鉄心の軸方向にティース鉄心片２ａを積層配列させる構成と比較して電機子鉄心を構成する際の自由度が高くなり、例えば、廉価機種でコイルの巻数を調整する際にはコイルの巻数に合わせてティース部２の歯幅Ｗをもパラメータとすることができるようになる。

図２は、ティース鉄心片２ａをカシメ部２ｄによって連結固定した例を示している。製造工程においては、ティース部２にコイルを巻線する工程があり、その際にティース部２のティース鉄心片２ａを連結固定しておく必要がある。例えば、上記のようにカシメ部２ｄを用いる場合もあれば、接着鋼板を用いて連結する場合、樹脂材料による一体成型により連結する場合などがある。

図３は、バックヨーク部１とティース部２を位置決めする嵌合部１ｂの幅をティース部２の歯幅Ｗに合せた場合を示している。歩留り向上を考えた場合には位置決めに用いるバックヨーク部１の切欠きは小さいほど優れているが、バックヨーク部１とティース部２の位置決め安定性やティース部２の外径側端面とバックヨーク部の切欠きの密着性を考えた場合にはティース部２の外径側端面がフラットであることが望ましい。

図５及び図６に示したように、ティース先端シュー部２ｂの一部及び残部それぞれに切り欠き部２ｅと突起部２ｇを設け、図４に示したように、上記一部のティース先端シュー部２ｂの切り欠き部２ｅに上記残部のティース先端シュー部２ｂの突起部２ｇを嵌め合わせ、上記残部のティース先端シュー部２ｂの切り欠き部２ｅに上記一部のティース先端シュー部２ｂの突起部２ｇを嵌め合わせるようにしている。回転電機においては、ティース先端シュー部３は回転子の外径面と相対し、そこで磁束密度変化に伴う渦電流損が発生するが、一部のティース先端シュー部２ｂと残部のティース先端シュー部２ｂの突起部２ｇ同士の間に切れ目を設けることによって渦電流損を低減することができる。

この実施の形態１によれば、バックヨーク部１は、短冊状の板材からなるバックヨーク鉄心片１ａを積層配列して構成し、ティース部２は、短冊状の板材からなるティース鉄心片２ａを積層配列して構成するようにしたので、材料取りにおいて無駄を少なくすることができ、材料の歩留まりを向上させることができる。

実施の形態２．
図７、図８及び図９は、この発明に係るモータの電機子に用いられる分割鉄心の実施の形態２を示す斜視図である。この実施の形態２では、バックヨーク部１におけるバックヨーク鉄心片１ａの積層方向の長さより板幅が大きなティース鉄心片２ａを組合せて構成したティース部２を備える。板幅が大きなティース鉄心片２ａを組合せることにより、分割鉄心におけるティース部２の少なくとも一部の端面がバックヨーク部１の積層方向端面より突出した突出部２ｃ（図では略円弧状の円弧形状部）を設けることができる。

この実施の形態２によれば、突出部２ｃを設けることにより、ティース部２の断面積が大きくなり、磁気抵抗を低減することができる。また、突出部２ｃを円弧状とすることにより、コイルの巻線工程においてティース部２のコーナ部及び突出部２ｃでのコイルの密着性を向上させることができる。

図８は、図７に示した幅が大きなティース鉄心片２ａの組合せをティース部２だけでなくティース先端シュー部２ｂにも展開して、ティース先端シュー部２ｂにもバックヨーク部１の軸方向端面より突出した突出部２ｃ設けた場合を示している。図９は、突出部２ｃをバックヨーク部１の積層方向端面上に延在させた場合を示しており、この場合、バックヨーク部１とティース部２との間の磁気抵抗を低減することができる。

実施の形態３．
図１０及び図１１は、この発明に係るモータの電機子に用いられる分割鉄心の実施の形態３を示す斜視図である。この実施の形態３では、ティース先端シュー部２ｂを構成するティース鉄心片２ａそれぞれの先端部端面２ｆが回転子と対向するようにしたものである。

この実施の形態３によれば、ティース先端シュー部２ｂを構成するそれぞれのティース鉄心片２ａの先端部端面２ｆを回転子と対向させるようにすることにより、ティース鉄心片２ａに磁束を均等に取り込むことができるようになる。図１１は、ティース先端シュー部２ｂの先端部を折曲げ成形して回転子と対向させた場合を示している。

実施の形態４．
図１２ないし図１５は、この発明に係るモータの電機子に用いられる電機子鉄心の実施の形態４を示す斜視図である。
図１２及び図１３に示したように、この実施の形態４では、バックヨーク部１それぞれの周方向両端が薄肉連結部１ｃで連結されている。薄肉連結部１ｃによって各バックヨーク部１がバラバラになることがなく、また、互いに位置決めする必要もないため製造時の取扱い性が向上するとともに品質確保が容易になる。

図１４及び図１５は、薄肉連結部１ｃで各バックヨーク部１を折り曲げて円環状に配列成形した場合を示しており、図１５は、バックヨーク部１の外周面及び内周面が凸の曲率形状である。このように、バックヨーク部１の外周面及び内周面を凸の曲率形状とすることによって、バックヨーク部１の径方向厚さが厚くなり、磁気抵抗が低減される。

実施の形態５．
図１に示したように、ティース先端シュー部２ｂを折曲げ成形にて構成することにより折り曲げ成形した角が所定の曲率半径Ｒの形状になり、ティース先端シュー部２ｂが形成されているティース鉄心片２ａの先端部と、ティース先端シュー部２ｂが形成されているティース鉄心片２ａと接するティース先端シュー部２ｂが形成されていないティース鉄心片２ａの先端部との間に窪みが形成される。この窪みによってグルーブ効果を奏することができる。すなわち、電機子鉄心のティース数を次数とする運転音を高調波に置き換えることができ、モータの運転音を低減させる効果を得ることができる。

この実施の形態５では、上記のような窪みを設ける例を説明したが、図１において、ティース先端シュー部２ｂが形成されていないティース鉄心片２ａの残部を構成するティース部２における個々のティース鉄心片２ａの長さを変えることによって、ティース鉄心片２ａの残部を構成するティース部２の先端部に凹凸が形成されるようにしても同様のグルーブ効果が得られる。

この発明に係るモータの電機子は、自動車等の車両用回転電機等に有効に利用することができる。

１バックヨーク、１ａバックヨーク鉄心片、１ｂ嵌合部、１ｃ薄肉連結部、
２ティース部、２ａティース鉄心片、２ｂティース先端シュー部、２ｃ突出部、
２ｄカシメ部、２ｅ切り欠き部、２ｆ先端部端面、２ｇ突起部。

Claims

バックヨーク部と、上記バックヨーク部から径方向に突出したティース部とを有する分割鉄心を複数個、円筒形に配列した電機子鉄心を有し、上記電機子鉄心と所定の隙間を介して回転子が配設されるモータの電機子において、
上記バックヨーク部は、略短冊状の板材からなるバックヨーク鉄心片を上記円筒形の軸方向に積層してなり、
上記ティース部は、略短冊状の板材からなるティース鉄心片を上記円筒形の周方向に積層してなり、
上記ティース鉄心片の一部は先端部が上記板材の板面に対して所定の角度で折り曲げ成形されてティース先端シュー部が形成され、上記ティース鉄心片の残部は上記ティース先端シュー部が形成されておらず、
上記バックヨーク部には、上記ティース部の上記ティース先端シュー部が形成された端部と反対側の端部が連結されていることを特徴とするモータの電機子。
上記ティース部の上記軸方向端面の少なくとも一部が、上記バックヨーク部の上記軸方向端面より突出した突出部となっていることを特徴とする請求項１に記載のモータの電機子。
上記ティース部の上記軸方向端面が、上記バックヨーク部の上記軸方向端面より円弧状に突出した突出部となっていることを特徴とする請求項１に記載のモータの電機子。
上記ティース鉄心片の積層枚数を調整することにより上記ティース部の歯幅を変化させることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載のモータの電機子。
上記ティース先端シュー部に切り欠き部と突起部とが形成され、上記ティース先端シュー部の一部の突起部が上記ティース先端シュー部の残部の切り欠き部に嵌り合い、上記残部のティース先端シュー部の突起部が上記一部のティース先端シュー部の切り欠き部に嵌り合っていることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１項に記載のモータの電機子。
上記ティース先端シュー部の端面を上記回転子と対向させたことを特徴とする請求項１ないし５のいずれか１項に記載のモータの電機子。
上記バックヨーク部の周方向両端に隣接する上記バックヨーク部同士を連結する薄肉連結部を設けたことを特徴とする請求項１ないし６のいずれか１項に記載のモータの電機子。
上記バックヨーク部の外周面及び内周面を凸の曲率形状としたことを特徴とする請求項１ないし７のいずれか１項に記載のモータの電機子。
上記ティース先端シュー部の上記折り曲げ成形した角部が所定の曲率半径Ｒの形状であり、上記ティース先端シュー部が形成されたティース鉄心片の先端部と、上記ティース先端シュー部が形成されたティース鉄心片と接する上記ティース先端シュー部が形成されていないティース鉄心片の先端部との間に窪みが形成されていることを特徴とする請求項１ないし８のいずれか１項に記載のモータの電機子。
上記ティース鉄心片の残部を構成する上記ティース部における個々のティース鉄心片の長さを変化させることにより、上記ティース鉄心片の残部を構成するティース部に凹凸が形成されていることを特徴とする請求項１ないし８に記載のモータの電機子。