JP6653546B2

JP6653546B2 - Stator core

Info

Publication number: JP6653546B2
Application number: JP2015193619A
Authority: JP
Inventors: 忠雄松岡
Original assignee: Toshiba Lifestyle Products and Services Corp
Current assignee: Toshiba Lifestyle Products and Services Corp
Priority date: 2015-09-30
Filing date: 2015-09-30
Publication date: 2020-02-26
Anticipated expiration: 2035-09-30
Also published as: JP2017070099A

Description

本発明の実施形態は、薄板状の鋼板を積層して形成されたステータコアに関する。 An embodiment of the present invention relates to a stator core formed by laminating thin steel plates.

従来、例えばブラシレスモータなどに用いられるステータのステータコアは、薄板状の電磁鋼板を多数積層して形成されている。 2. Description of the Related Art Conventionally, for example, a stator core of a stator used for a brushless motor or the like is formed by laminating a large number of thin electromagnetic steel plates.

このようなステータコアにおいて、ロータの外周面と対向する例えば一対の磁極部であるコア歯部のうち、ロータの回転方向に対してロータの磁極と最初に接近する前縁部を、ロータの回転方向に対してロータの磁極と最後に接近する後縁部に対して相対的に厚く形成するとともに、ロータとのエアギャップを大きくすることで、前縁部での磁気飽和を抑制し、後縁部でのインダクタンスを減少することで、強力で効率的なブラシレスモータを実現する構成が知られている。 In such a stator core, of the core teeth, which are, for example, a pair of magnetic pole portions facing the outer peripheral surface of the rotor, the leading edge that first comes close to the rotor magnetic pole in the rotor rotation direction is moved in the rotor rotation direction. The magnetic poles of the rotor and the trailing edge that are closest to the rotor are formed relatively thicker, and the air gap between the rotor and the rotor is increased, thereby suppressing magnetic saturation at the leading edge and reducing the trailing edge. There is known a configuration for realizing a powerful and efficient brushless motor by reducing the inductance of the motor.

しかしながら、このような構成とした場合、コア歯部の後縁部は相対的に薄くなるので、積層した電磁鋼板が、製造過程で捲れたり剥がれたりしやすくなる。 However, in such a configuration, the trailing edge of the core tooth portion is relatively thin, so that the laminated electromagnetic steel sheet is easily turned or peeled off during the manufacturing process.

特許第５１３８７１６号公報Japanese Patent No. 5138716

本発明が解決しようとする課題は、電動機の効率を向上しつつ、鋼板の剥がれに起因する性能の低下を抑制できるステータコアを提供することである。 The problem to be solved by the present invention is to provide a stator core that can suppress a decrease in performance due to peeling of a steel plate while improving the efficiency of an electric motor.

実施形態のステータコアは、薄板状の鋼板を積層して形成されている。このステータコアは、ロータの磁石部を挟んで互いに離間されて対向配置される対をなす磁極部を備える。各磁極部は、ロータの回転方向の前側に位置する前縁部と、ロータの回転方向の後側に位置する後縁部と、これら前縁部と後縁部との間に連続する円弧状の対向面と、をそれぞれ有する。前縁部は、後縁部に対して、磁石部からの距離が大きく、かつ、対をなす磁極部が互いに対向する方向と鋼板の積層方向とに対し直交する所定方向の幅が後縁部と略等しく形成されている。後縁部は、各鋼板をそれぞれ変形させて形成されこれら鋼板を互いに固定するかしめ部を備える。そして、かしめ部は、所定方向に沿う対向面の仮想的な接線と、後縁部と対向面とが連続する位置から接線に対して直交する方向に延びる仮想線と、後縁部の外郭とにより囲まれる領域に少なくとも一部が位置している。 The stator core of the embodiment is formed by laminating thin steel plates. The stator core includes a pair of magnetic pole portions that are opposed to each other with the magnet portion of the rotor interposed therebetween. Each magnetic pole portion has a front edge located on the front side in the rotation direction of the rotor, a rear edge located on the rear side in the rotation direction of the rotor, and a circular arc shape continuous between the front edge and the rear edge. It has a surface facing, respectively. Front edge, to the trailing edge, large distance from the magnet unit, and the rear predetermined width orthogonal to the stacking direction of the direction and the steel plate which magnetic pole portions in a pair to opposing edges It is formed substantially equally. The trailing edge is formed by deforming each steel plate, and includes a caulking portion that fixes these steel plates to each other. And the caulking part is a virtual tangent of the opposing surface along the predetermined direction, a virtual line extending in a direction perpendicular to the tangent from a position where the rear edge and the opposing surface are continuous, and a contour of the rear edge. Is located at least partially in the region surrounded by.

一実施形態のステータコアの一部を拡大して示す正面図である。It is a front view which expands and shows a part of stator core of one embodiment. (a)は同上ステータコアを示す正面図、(b)はかしめ部の周囲を示す斜視図である。(a) is a front view showing the same stator core, and (b) is a perspective view showing the periphery of a caulked portion. 同上ステータコアのかしめ部の位置を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the position of the swaging part of a stator core same as the above. 同上ステータコアを備えた電動機および電動送風機の分解斜視図である。FIG. 2 is an exploded perspective view of the electric motor and the electric blower including the stator core according to the first embodiment. 同上電動送風機を示す斜視図である。It is a perspective view which shows an electric blower same as the above.

以下、一実施形態の構成を図１ないし図５を参照して説明する。 Hereinafter, a configuration of an embodiment will be described with reference to FIGS. 1 to 5.

図１において、11はステータコアを示し、このステータコア11は、例えば電気掃除機やブロワなどに用いられる、図４および図５に示す電動送風機12に適用されるものである。 In FIG. 1, reference numeral 11 denotes a stator core, and the stator core 11 is applied to the electric blower 12 shown in FIGS. 4 and 5, which is used for, for example, a vacuum cleaner or a blower.

ここで、電動送風機12は、上記ステータコア11が用いられる電動機13と、この電動機13より回転されるファンである遠心ファン14とを一体的に備えている。そして、電動機13は、ロータ(回転子)21と、上記ステータコア11を備えロータ21を回転させる力を発生させるステータ(固定子)22と、ロータ21の回転位置を検出する検出部23と、ステータ22で発生させる力を制御する制御部24と、ステータ22および検出部23を位置決めしつつ固定する固定部材25と、この固定部材25を介してステータ22および検出部23が固定される被固定部材であるフレーム26とを備えている。 Here, the electric blower 12 integrally includes an electric motor 13 using the stator core 11 and a centrifugal fan 14 which is a fan rotated by the electric motor 13. The electric motor 13 includes a rotor (rotor) 21, a stator (stator) 22 having the stator core 11, and generating a force for rotating the rotor 21, a detection unit 23 for detecting a rotational position of the rotor 21, and a stator 23. A control unit 24 that controls the force generated by the unit 22, a fixing member 25 that positions and fixes the stator 22 and the detection unit 23, and a fixed member to which the stator 22 and the detection unit 23 are fixed via the fixing member 25. And a frame 26.

ロータ21は、一端側に遠心ファン14が取り付けられる出力軸(シャフト)である細長い円柱状の回転軸28と、この回転軸28の他端側に一体的に固定される磁石部である円筒状のロータ本体29と、このロータ本体29よりも一端側の位置で回転軸28を回転可能に保持するベアリング部30とを備えている。 The rotor 21 has an elongated cylindrical rotary shaft 28 which is an output shaft (shaft) to which the centrifugal fan 14 is attached at one end, and a cylindrical portion which is a magnet unit integrally fixed to the other end of the rotary shaft 28. And a bearing portion 30 that rotatably holds the rotating shaft 28 at a position on one end side of the rotor body 29.

ロータ本体29には、図示しない永久磁石が埋め込まれ、外周の略半分(略半周分)が例えばＮ極の(一の)磁極、残りの略半分(略半周分)がＳ極の(他の)磁極となっている。すなわち、このロータ本体29は、略等しい大きさでかつ互いに極性が異なる一対の磁極を周方向(回転方向)に隣接して備えている。 A permanent magnet (not shown) is embedded in the rotor main body 29, and approximately half (approximately half the circumference) of the outer periphery is, for example, a (one) magnetic pole of N poles, and the other approximately half (substantially half of the circumference) is S pole (other half). ) It is a magnetic pole. That is, the rotor body 29 includes a pair of magnetic poles having substantially the same size and different polarities adjacent to each other in the circumferential direction (rotational direction).

ステータ22は、上記ステータコア11と、このステータコア11に一体成形されたステータ絶縁である絶縁体32とを備えており、この絶縁体32に銅線などの線材33が巻き付けられて一および他のコイル35，36が構成されている。 The stator 22 includes the stator core 11 and an insulator 32 which is a stator insulator integrally formed with the stator core 11, and a wire 33 such as a copper wire is wound around the insulator 32 to form one and another coil. 35 and 36 are configured.

ステータコア11は、図１ないし図３に示すように、所定形状に形成された薄板状の鋼板である珪素鋼板などの電磁鋼板40を互いにロータ21(ロータ本体29)の軸方向に積層して形成されており、離間された対をなす一および他のコア部41，42の一端部間が連結部43により連結され、略Ｕ字状(略Ｃ字状)に形成されて、両側面が略平坦状(平面状)となっている。そして、一および他のコア部41，42の他端部側と、連結部43とのそれぞれに、ステータ22をフレーム26にねじ44(図４)によって固定するための丸孔状の通孔45がそれぞれ厚み方向に貫通して設けられている。 As shown in FIGS. 1 to 3, the stator core 11 is formed by laminating electromagnetic steel plates 40 such as silicon steel plates, which are thin steel plates formed in a predetermined shape, in the axial direction of the rotor 21 (rotor main body 29). One end of the pair of cores 41 and 42 that are separated from each other is connected by a connecting portion 43 to form a substantially U-shape (substantially C-shape). It is flat (planar). A round-shaped through hole 45 for fixing the stator 22 to the frame 26 with the screw 44 (FIG. 4) is provided at each of the other end portions of the first and other core portions 41 and 42 and the connecting portion 43. Are provided to penetrate in the thickness direction, respectively.

一および他のコア部41，42の自由端部側である他端部には、(一および他の)磁極部である一および他のコア歯部47，48が形成されている。なお、以下、図１などに示す上下方向(矢印Ｕ側および矢印Ｄ側)および左右方向(矢印Ｌ側および矢印Ｒ側)を基準として方向を説明する。 At the other end on the free end side of the first and other core portions 41 and 42, one and other core teeth portions 47 and 48 as (first and other) magnetic pole portions are formed. Hereinafter, the directions will be described with reference to the vertical direction (arrow U side and arrow D side) and the horizontal direction (arrow L side and arrow R side) shown in FIG. 1 and the like.

一および他のコア歯部47，48は、一および他のコア部41，42の他端部にて互いに対向するように(一のコア部41の右側および他のコア部42の左側に)突設されている。これら一および他のコア歯部47，48は、それぞれ円弧状に湾曲して互いに対向しロータ21を回転させるための磁気をロータ本体29(一対の磁極)に作用させる対向面である一および他の磁気作用面51，52を有しているとともに、一および他のスロット開口部53，54を介して互いに左右へと略等しい距離で離間されている。そして、これら一および他のコア歯部47，48は、一および他の磁気作用面51，52の円弧の中心の位置が上下方向に互いに僅かにずれて配置され、本実施形態では、一のコア歯部47(一の磁気作用面51)に対して他のコア歯部48(他の磁気作用面52)が上方にずれている。そのため、一および他のコア歯部47，48は、ロータ21のロータ本体29の外周面に対して相対的に距離(空隙)が大きい(一および他の)前縁部56，57と、ロータ21のロータ本体29の外周面に対して相対的に距離(空隙)が小さい(一および他の)後縁部58，59とを備えている。すなわち、一のコア歯部47の前縁部56は、一のコア歯部47の下端に位置し、後縁部58は、一のコア歯部47の上端に位置している。また、他のコア歯部48の前縁部57は、他のコア歯部48の上端に位置し、後縁部59は、他のコア歯部48の下端に位置している。 The first and other core teeth 47 and 48 are opposed to each other at the other ends of the first and other cores 41 and 42 (on the right side of the one core 41 and the left of the other core 42). It is protruding. The first and other core teeth 47 and 48 are curved in an arc shape and face each other. The first and other core teeth 47 and 48 are opposing surfaces for applying magnetism for rotating the rotor 21 to the rotor body 29 (a pair of magnetic poles). And the magnetically active surfaces 51, 52, and are spaced apart from each other at substantially equal distances to the left and right through one and the other slot openings 53, 54. The first and other core teeth 47, 48 are arranged such that the centers of the arcs of the first and other magnetic action surfaces 51, 52 are slightly shifted from each other in the vertical direction. The other core tooth portion 48 (the other magnetically active surface 52) is shifted upward with respect to the core tooth portion 47 (the one magnetically active surface 51). Therefore, the first and other core tooth portions 47 and 48 have (first and other) leading edges 56 and 57 whose distance (gap) is relatively large with respect to the outer peripheral surface of the rotor main body 29 of the rotor 21 and the rotor teeth. The rear edge portions 58 and 59 have a small distance (gap) with respect to the outer peripheral surface of the rotor body 29 of the 21 (one and other). That is, the front edge portion 56 of one core tooth portion 47 is located at the lower end of one core tooth portion 47, and the rear edge portion 58 is located at the upper end of one core tooth portion 47. In addition, the front edge 57 of the other core tooth 48 is located at the upper end of the other core tooth 48, and the rear edge 59 is located at the lower end of the other core tooth 48.

前縁部56，57は、ロータ21(ロータ本体29)の回転方向の前側に位置する、換言すれば、ロータ21(ロータ本体29)の一対の磁極のいずれかに対して一および他のコア歯部47，48において最初に接近する部分であり、それぞれ左右方向に沿って直線状に延びる(一および他の)前側外郭である前側外側面61，62と、これら前側外側面61，62に対して略垂直、すなわち上下方向に沿って直線状に延びて一および他の磁気作用面51，52と連続しスロット開口部53，54の内縁部を構成する前側対向面63，64とにより区画されている。また、後縁部58，59は、ロータ21(ロータ本体29)の回転方向の後側に位置する、換言すれば、ロータ21(ロータ本体29)の一対の磁極のいずれかに対して一および他のコア歯部47，48において最後に接近する部分であり、それぞれ左右方向に沿って直線状に延びる(一および他の)後側外郭である後側外側面66，67と、これら後側外側面66，67に対して略垂直、すなわち上下方向に沿って直線状に延びて一および他の磁気作用面51，52と連続しスロット開口部53，54の内縁部を構成する後側対向面68，69とにより区画されている。そして、前縁部56，57および後縁部58，59は、それぞれロータ21の軸方向と交差(直交)する所定方向である上下方向の幅Ｗ(前側対向面63，64および後側対向面68，69の長さ)が互いに等しく設定されている。 The front edges 56 and 57 are located on the front side in the rotation direction of the rotor 21 (the rotor main body 29), in other words, one and the other cores with respect to one of the pair of magnetic poles of the rotor 21 (the rotor main body 29). It is a portion that comes first in the tooth portions 47, 48, and extends linearly along the left-right direction (one and the other). The front outer surfaces 61, 62, which are front outer surfaces, and the front outer surfaces 61, 62 The front facing surfaces 63 and 64, which extend substantially linearly with respect to the vertical direction, that is, extend linearly along the vertical direction, and are continuous with the first and other magnetic working surfaces 51 and 52 and constitute the inner edges of the slot openings 53 and 54, respectively. Have been. The trailing edge portions 58 and 59 are located on the rear side in the rotation direction of the rotor 21 (the rotor main body 29). In other words, the trailing edge portions 58 and 59 are one and one for one of the pair of magnetic poles of the rotor 21 (the rotor main body 29). Rear outer surfaces 66 and 67, which are rearmost outer portions (first and other) of the other core teeth 47 and 48, respectively, which extend linearly along the left-right direction, and The rear side opposing the outer side surfaces 66 and 67 substantially linearly, that is, extending linearly along the vertical direction, and continuing to the first and other magnetic working surfaces 51 and 52 to form the inner edges of the slot openings 53 and 54. Surfaces 68 and 69 define it. The front edges 56 and 57 and the rear edges 58 and 59 have a vertical width W (a front facing surface 63, 64 and a rear facing surface) which is a predetermined direction intersecting (perpendicular to) the axial direction of the rotor 21. 68, 69) are set equal to each other.

そして、ステータコア11は、後縁部58，59の位置に形成された(一および他の)かしめ部71，72の位置で電磁鋼板40が互いに固定されることにより形成されている。 The stator core 11 is formed by fixing the electromagnetic steel plates 40 to each other at the positions of the (first and other) caulking portions 71 and 72 formed at the positions of the rear edge portions 58 and 59.

かしめ部71，72は、各電磁鋼板40を厚み方向に変形させて形成されており、例えば正面から見て長方形状(四角形状)となっている。これらかしめ部71，72は、各電磁鋼板40に対して、相対的に長い互いに対向する両側部71a，71aおよび両側部72a，72aが寸断され、かつ、相対的に短い互いに対向する両端部71b，71bおよび両端部72b，72bが連続するように切り起こし形成されている(図２(b)および図３)。すなわち、このかしめ部71，72の位置で、各電磁鋼板40は、一主面側が凹、他主面側が凸となっている。 The caulked portions 71 and 72 are formed by deforming the respective electromagnetic steel plates 40 in the thickness direction, and have, for example, a rectangular shape (square shape) when viewed from the front. The caulked portions 71 and 72 are relatively short with respect to each of the electromagnetic steel plates 40 at both sides 71a, 71a and both sides 72a, 72a which are relatively long and both ends 71b which are relatively short. , 71b and both ends 72b, 72b are cut and raised so as to be continuous (FIGS. 2 (b) and 3). That is, at the positions of the caulked portions 71 and 72, each electromagnetic steel plate 40 has a concave surface on one main surface and a convex surface on the other main surface.

そして、かしめ部71，72は、一および他の磁気作用面51，52の所定方向である上下方向に沿う仮想的な接線L1と、後縁部58，59と一および他の磁気作用面51，52とが連続する位置、すなわち後側対向面68，69と一および他の磁気作用面51，52とが連続する角部から接線L1(上下方向)と直交する左右方向に延びる仮想線L2と、後縁部58，59の外郭、すなわち後側外側面66，67とにより囲まれる領域A1，A2に少なくとも一部が位置するように配置されている。本実施形態では、かしめ部71，72は、領域A1，A2内に半分以上の面積が位置し、両側部71a，71aおよび両側部72a，72aが左右方向に沿い、両端部71b，71bおよび両端部72b，72bが上下方向に沿って、かつ、後側対向面68，69の上下方向の中心位置と両端部71b，71bおよび両端部72b，72bの中心とが略一致するように配置されている。 The caulking portions 71 and 72 form a virtual tangent L1 along the vertical direction which is a predetermined direction of the one and the other magnetic action surfaces 51 and 52, and the one and the other magnetic action surfaces 51 and the trailing edges 58 and 59. , 52, that is, a virtual line L2 extending in the left-right direction orthogonal to the tangent line L1 (vertical direction) from a corner where the rear facing surfaces 68, 69 and one and the other magnetic action surfaces 51, 52 are continuous. And the rear edges 58 and 59, that is, at least partly in the regions A1 and A2 surrounded by the rear outer surfaces 66 and 67. In the present embodiment, the caulked portions 71 and 72 have an area of half or more in the areas A1 and A2, the both sides 71a and 71a and the both sides 72a and 72a extend in the left-right direction, and both ends 71b and 71b and both ends 71b and 71b. The parts 72b, 72b are arranged along the up-down direction, and the center of the rear facing surfaces 68, 69 in the up-down direction substantially coincides with the center of both ends 71b, 71b and both ends 72b, 72b. I have.

一および他のコイル35，36は、ステータコア11の一および他のコア歯部47，48(一および他の磁気作用面51，52)に互いに極性が異なる磁極を発生させる電磁石をなすものである。これら一および他のコイル35，36は、それぞれ図示しない端子部に対して電気的に接続されている。 The one and other coils 35 and 36 form electromagnets that generate magnetic poles having different polarities on one and other core teeth 47 and 48 (one and other magnetic working surfaces 51 and 52) of the stator core 11. . These one and other coils 35 and 36 are electrically connected to terminal portions (not shown).

図４に示す検出部23は、例えばホールＩＣなどを備えることでロータ21のロータ本体29の一対の磁極の極性を検出することによってロータ21の回転位置(回転角度)を検出する位置検出手段の機能、および、例えばサーミスタなどを備えることでステータ22(一および他のコイル35，36)の温度を検出する温度検出手段の機能などを有している。 The detecting unit 23 shown in FIG. 4 includes, for example, a Hall IC or the like, and detects the rotation position (rotation angle) of the rotor 21 by detecting the polarity of a pair of magnetic poles of the rotor main body 29 of the rotor 21. It has a function and a function of temperature detecting means for detecting the temperature of the stator 22 (one and the other coils 35 and 36) by providing a thermistor, for example.

制御部24は、検出部23と電気的に接続され、検出部23の位置検出手段の機能により検出したロータ21の回転位置に応じて各端子部を介して一および他のコイル35，36に流れる電流の向きや通電時間を切り換える電流切換手段の機能を有しており、通電時間の切り換えによってロータ21の回転数を制御するようになっている。また、この制御部24は、検出部23の温度検出手段の機能により検出した一および他のコイル35，36の温度が所定以上である場合には、一および他のコイル35，36に流れる電流を遮断するなどしてステータ22(一および他のコイル35，36)を過熱に対して保護できる保護手段の機能を有している。そして、この制御部24は、例えばフレーム26以外の所定の位置に固定される。 The control unit 24 is electrically connected to the detection unit 23, and is connected to one and the other coils 35 and 36 via each terminal according to the rotation position of the rotor 21 detected by the function of the position detection unit of the detection unit 23. It has a function of current switching means for switching the direction of the flowing current and the energizing time, and controls the rotation speed of the rotor 21 by switching the energizing time. When the temperature of the first and other coils 35 and 36 detected by the function of the temperature detecting means of the detecting unit 23 is equal to or higher than a predetermined value, the control unit 24 controls the current flowing through the first and other coils 35 and 36. It has a function of a protection means that can protect the stator 22 (one and the other coils 35, 36) from overheating by interrupting the power supply. The control unit 24 is fixed at a predetermined position other than the frame 26, for example.

また、フレーム26は、円柱状の被固定部材本体であるフレーム本体75と、このフレーム本体75の周囲に位置する円筒状の外壁部76と、これらフレーム本体75と外壁部76とを連結する複数の整流フィンである整流部77とを一体に備えている。そして、外壁部76の内周面とフレーム本体75の外周面との間に、各整流部77が位置する流通路78が区画され、この流通路78の後側である他端側が、遠心ファン14から吹き出された空気を電動送風機12(電動機13)の外部へと排出する図示しない排気口となっている。 Further, the frame 26 includes a frame main body 75 which is a cylindrical fixed member main body, a cylindrical outer wall portion 76 located around the frame main body 75, and a plurality of connecting portions for connecting the frame main body 75 and the outer wall portion 76. And a rectifying unit 77, which is a rectifying fin of the above. Further, between the inner peripheral surface of the outer wall portion 76 and the outer peripheral surface of the frame body 75, a flow passage 78 in which each rectifying portion 77 is located is defined, and the other end, which is the rear side of the flow passage 78, is a centrifugal fan. It is an exhaust port (not shown) for discharging the air blown out from the outside to the outside of the electric blower 12 (the electric motor 13).

一方、遠心ファン14は、電動機13の回転軸28の前端部に一体的に固定されている。この遠心ファン14は、一端部から他端部に向かって徐々に拡径する円筒状に形成され、一方向への回転によって空気を中心側から外周側へと整流するように構成されている。そして、この遠心ファン14はフレーム26に対して一体的に固定されるカバー部81により覆われており、このカバー部81の中央部には、吸込口82が開口されている。 On the other hand, the centrifugal fan 14 is integrally fixed to the front end of the rotating shaft 28 of the electric motor 13. The centrifugal fan 14 is formed in a cylindrical shape whose diameter gradually increases from one end to the other end, and is configured to rectify air from the center to the outer periphery by rotating in one direction. The centrifugal fan 14 is covered by a cover 81 integrally fixed to the frame 26, and a suction port 82 is opened in the center of the cover 81.

次に、上記一実施形態の製造方法を説明する。 Next, the manufacturing method according to the embodiment will be described.

ステータコア11を製造する際には、まず、薄板状の母材(電磁鋼板)に対してかしめ部71，72を形成した後、所定形状に打ち抜くことで、複数の電磁鋼板40を形成する。 When manufacturing the stator core 11, first, the caulked portions 71 and 72 are formed on a thin plate-shaped base material (electromagnetic steel sheet), and then a plurality of electromagnetic steel sheets 40 are formed by punching into a predetermined shape.

次いで、これら電磁鋼板40を、それぞれのかしめ部71，72を位置合わせして互いに重ね、かしめ部71，72の凸側を凹側に圧入する(かしめる)ことで積層して固着する。このとき、かしめ部71，72を四角形状とし、両側部71a，71aおよび両側部72a，72aが寸断されていることにより、かしめ部71，72の両側部71a，71a間および両側部72a，72a間の寸法が確実に設定され、各電磁鋼板40の保持力が向上する。そして、この完成したステータコア11に対して絶縁体32を例えば一体成形し、この絶縁体32に対して線材33を巻回して一のコイル35および他のコイル36を形成するとともに、線材33を端子部に接続することで、ステータ22が完成する。 Next, the electromagnetic steel sheets 40 are stacked on each other with the caulked portions 71 and 72 aligned with each other, and the convex sides of the caulked portions 71 and 72 are press-fitted (caulked) to the concave side to be laminated and fixed. At this time, the caulking portions 71, 72 are formed in a square shape, and the side portions 71a, 71a and the side portions 72a, 72a are cut off. The dimension between them is reliably set, and the holding force of each electromagnetic steel sheet 40 is improved. Then, for example, an insulator 32 is integrally formed with the completed stator core 11, and a wire 33 is wound around the insulator 32 to form one coil 35 and another coil 36, and the wire 33 is connected to a terminal. By connecting the parts, the stator 22 is completed.

電動送風機12を製造する際には、ベアリング部30、ロータ本体29および遠心ファン14を回転軸28に取り付けたロータ21をフレーム26に取り付けるとともに、組み立てた上記ステータ22および検出部23を固定部材25とともにフレーム26に取り付け、フレーム26にカバー部81を取り付ける。 When the electric blower 12 is manufactured, the rotor 21 having the bearing unit 30, the rotor body 29 and the centrifugal fan 14 attached to the rotating shaft 28 is attached to the frame 26, and the assembled stator 22 and the detection unit 23 are fixed to the fixing member 25. And the cover part 81 is attached to the frame 26.

このように完成した電動送風機12は所定の位置に組み付けるとともに、端子部にリード線などを電気的に接続することで、電力が供給されて回転可能な状態となる。 The electric blower 12 thus completed is assembled at a predetermined position and electrically connected with a lead wire or the like to the terminal portion, so that electric power is supplied and the electric blower 12 becomes rotatable.

検出部23では、一対の磁極を介してロータ21の回転位置、すなわち一対の磁極の回転位置を検出しており、この回転位置に応じて制御部24が一および他のコイル35，36に流す電流の向きを切り換えることで、一および他のコア歯部47，48(一および他の磁気作用面51，52)に生じる磁極を切り換えて、ロータ21を回転させる。 The detecting unit 23 detects the rotational position of the rotor 21 via the pair of magnetic poles, that is, the rotational position of the pair of magnetic poles, and the control unit 24 supplies the current to one and the other coils 35 and 36 according to the rotational position. By switching the direction of the current, the magnetic poles generated on the first and other core teeth 47 and 48 (the first and other magnetic working surfaces 51 and 52) are switched to rotate the rotor 21.

より詳細には、回転初期において、ロータ21は、ロータ本体29の外周面からの距離が相対的に大きい前縁部56，57から距離が相対的に小さい後縁部58，59に向かう方向へと各磁極が引き寄せられるように回転することで、回転方向Ａに向かって回転を開始する。そして、検出部23で検出したロータ21の回転位置が、例えば一方の磁極が一のコア歯部47(一の磁気作用面51)に対向し、他方の磁極が他のコア歯部48(他の磁気作用面52)に対向した位置である場合には、一のコイル35に一方の磁極と同じ極性(Ｎ極)が生じ、他のコイル36に他方の磁極と同じ極性(Ｓ極)が生じるように制御部24によって線材33に流す電流の向きを設定すると、一のコア歯部47(一の磁気作用面51)と一方の磁極との間、および、他のコア歯部48(他の磁気作用面52)と他方の磁極との間に反発力が生じるとともに、一のコア歯部47(一の磁気作用面51)と他方の磁極との間、および、他のコア歯部48(他の磁気作用面52)と一方の磁極との間に吸引力が生じることで、ロータ21が約半周回転する。次いで、制御部24が電流の向きを反対方向に切り換えることで、一および他のコイル35，36に上記と反対の磁極が生じ、ロータ21がさらに約半周回転して、全体として一周する。この動作を繰り返すことにより、ロータ21を一定方向に回転させ続けることができる。 More specifically, in the initial stage of rotation, the rotor 21 moves in a direction from the front edges 56, 57, which are relatively large from the outer peripheral surface of the rotor body 29, to the rear edges 58, 59, which are relatively small. Then, the magnetic poles are rotated so as to be attracted, thereby starting rotation in the rotation direction A. The rotational position of the rotor 21 detected by the detection unit 23 is such that, for example, one magnetic pole faces one core tooth part 47 (one magnetic action surface 51), and the other magnetic pole faces the other core tooth part 48 (other magnetic tooth part 48). In this case, the same polarity (N pole) is generated in one coil 35 as one of the magnetic poles, and the same polarity (S pole) as the other magnetic pole is generated in the other coil 36. When the direction of the current flowing through the wire 33 is set by the control unit 24 so as to generate the gap, one core tooth part 47 (one magnetic action surface 51) and one magnetic pole, and another core tooth part 48 (other A repulsive force is generated between the magnetic operating surface 52) and the other magnetic pole, and between one core tooth 47 (one magnetic operating surface 51) and the other magnetic pole, and the other core tooth 48 When the attraction force is generated between the (other magnetic action surface 52) and one of the magnetic poles, the rotor 21 rotates about half a turn. Next, when the control unit 24 switches the direction of the current in the opposite direction, the opposite magnetic poles are generated in the one and the other coils 35 and 36, and the rotor 21 further rotates by about a half turn to make one round as a whole. By repeating this operation, the rotor 21 can be continuously rotated in a certain direction.

このとき、一対の磁極が前縁部56，57の前側対向面63，64と磁気作用面51，52とが連続する角部に正対する位置、すなわちロータ21に生じるトルクが最大となる位置(最大トルク位置)では、一および他のコア歯部47，48を通る磁束が前縁部56，57に集中し、後縁部58，59を通る磁束が相対的に少なくなる。そして、前縁部56，57は、幅Ｗが確保されているため、ステータコア11の磁気飽和が抑制され、ステータ22を通る磁束について制限度が少ない経路(磁路)が得られ、電動機13の効率が向上するとともに、後縁部58，59は、かしめ部71，72により磁路が制限されて一および他のコイル35，36のインダクタンスが減少するものの、通る磁束が少ないため磁気飽和は生じず、磁気性能が低下しない。 At this time, the position where the pair of magnetic poles face the corner where the front facing surfaces 63 and 64 of the front edges 56 and 57 and the magnetic working surfaces 51 and 52 are continuous, that is, the position where the torque generated in the rotor 21 is maximum ( At the maximum torque position), the magnetic flux passing through the first and other core teeth 47, 48 concentrates on the leading edges 56, 57, and the magnetic flux passing through the trailing edges 58, 59 is relatively small. Since the front edges 56 and 57 have the width W, the magnetic saturation of the stator core 11 is suppressed, and a path (magnetic path) with a low degree of restriction on the magnetic flux passing through the stator 22 is obtained. While the efficiency is improved, the trailing edges 58 and 59 reduce the magnetic flux by the caulking portions 71 and 72 and reduce the inductance of the first and other coils 35 and 36. And the magnetic performance does not decrease.

ロータ21の回転により、このロータ21の回転軸28と一体的に固定された遠心ファン14が回転することで負圧が生じ、吸込口82から空気が吸い込まれる。この空気は、遠心ファン14に沿って整流されつつ流通路78へと流れ、この流通路78を通過する際に各整流部77により整流されるとともに電動機13を冷却し、排気口から排気される。 Due to the rotation of the rotor 21, the centrifugal fan 14 integrally fixed to the rotation shaft 28 of the rotor 21 rotates to generate a negative pressure, and air is sucked from the suction port 82. This air flows to the flow passage 78 while being rectified along the centrifugal fan 14, and is rectified by each rectification unit 77 when passing through the flow passage 78, cools the electric motor 13, and is exhausted from the exhaust port. .

なお、制御部24では、検出部23でステータコア11を介して検出したコイル35，36の温度(ステータ22の温度)が所定温度以上であるかどうかを判断し、所定温度以上となった場合には、一のコイル35および(または)他のコイル36が過熱しているものと判断し、この制御部24が一および他のコイル35，36に流れる電流を低下させることで、ロータ21の回転を停止させ、電動送風機12(電動機13)を保護する。 The control unit 24 determines whether or not the temperatures of the coils 35 and 36 (the temperatures of the stator 22) detected by the detection unit 23 via the stator core 11 are higher than a predetermined temperature. Determines that one coil 35 and / or the other coil 36 is overheated, and the control unit 24 reduces the current flowing through the one and the other coils 35 and 36, thereby Is stopped to protect the electric blower 12 (the electric motor 13).

以上説明した一実施形態によれば、前縁部56，57を後縁部58，59に対してロータ21の軸方向と交差する上下方向の幅Ｗが略等しくなるように設定するとともに、後縁部58，59に形成したかしめ部71，72によって電磁鋼板40を固定するので、例えば製造工程などにおいて、積層した電磁鋼板40が前縁部56，57や後縁部58，59を基点として剥がれにくくなり、電磁鋼板40の剥がれに起因する性能の低下を抑制できる。また、前縁部56，57を、後縁部58，59に対して、ロータ本体29からの距離を大きくし、後縁部58，59のかしめ部71，72の少なくとも一部を、上下方向に沿う一および他の磁気作用面51，52の仮想的な接線L1と、後縁部58，59と一および他の磁気作用面51，52とが連続する位置から接線L1に対して直交する方向に延びる仮想線L2と、後縁部58，59の外郭とにより囲まれる領域A1，A2に位置させるので、最大トルク位置で磁束が集中する前縁部56，57については幅Ｗによって磁気飽和を抑制しつつ、磁束が少なく磁気飽和が生じにくい後縁部58，59についてはかしめ部71，72によって磁路を制限して一および他のコイル35，36のインダクタンスを低減するので、電動機13の効率を向上できる。 According to the embodiment described above, the front edges 56 and 57 are set so that the vertical width W intersecting the axial direction of the rotor 21 is substantially equal to the rear edges 58 and 59, and Since the electromagnetic steel plate 40 is fixed by the caulking portions 71 and 72 formed on the edges 58 and 59, for example, in the manufacturing process, the laminated electromagnetic steel plates 40 are formed with the front edges 56 and 57 and the rear edges 58 and 59 as base points. Peeling becomes difficult, and a decrease in performance due to peeling of the electromagnetic steel sheet 40 can be suppressed. Further, the distance between the front edges 56 and 57 and the rear edges 58 and 59 from the rotor main body 29 is increased, and at least a part of the caulked portions 71 and 72 of the rear edges 58 and 59 is moved in the vertical direction. The virtual tangent line L1 of one and the other magnetic action surfaces 51 and 52 along the line and the tangent line L1 is orthogonal to the position where the trailing edges 58 and 59 and the one and the other magnetic action surfaces 51 and 52 are continuous. It is located in the areas A1 and A2 surrounded by the imaginary line L2 extending in the direction and the outer edges of the trailing edges 58 and 59. Therefore, the front edges 56 and 57 where the magnetic flux is concentrated at the maximum torque position are magnetically saturated by the width W. The crimping portions 71 and 72 limit the magnetic path of the trailing edges 58 and 59 where the magnetic flux is small and magnetic saturation is less likely to occur, and the inductance of the first and other coils 35 and 36 is reduced. Efficiency can be improved.

さらに、かしめ部71，72を電磁鋼板40に対して両側部71a，71aおよび両側部72a，72aが寸断され両端部71b，71bおよび両端部72b，72bが連続する四角形状とすることで、電磁鋼板40をより確実に位置合わせできるとともに、積層した電磁鋼板40に対して強い保持力を得ることができる。 Furthermore, the caulking portions 71, 72 are formed in a rectangular shape in which both sides 71a, 71a and both sides 72a, 72a are cut off from the electromagnetic steel sheet 40 and both ends 71b, 71b and both ends 72b, 72b are continuous. The steel plate 40 can be positioned more reliably, and a strong holding force can be obtained for the laminated electromagnetic steel plates 40.

しかも、かしめ部71，72は、相対的に長い両側部71a，71aおよび両側部72a，72aを寸断するので、磁路をより効果的に制限しつつ、電磁鋼板40をより強力に保持できるとともに、電磁鋼板40を貫通する穴を設ける場合と比較してステータコア11の強度を確保できる。 Moreover, since the caulking portions 71, 72 cut the relatively long side portions 71a, 71a and both side portions 72a, 72a, the magnetic steel sheet 40 can be held more strongly while restricting the magnetic path more effectively. Thus, the strength of stator core 11 can be ensured as compared with a case where a hole penetrating through electromagnetic steel plate 40 is provided.

なお、上記一実施形態において、かしめ部71，72は、例えば正方形状などとしてもよいし、円形状、あるいは楕円形状などとしてもよい。 In the above-described embodiment, the caulking portions 71 and 72 may be formed in, for example, a square shape, a circular shape, or an elliptical shape.

本発明の一実施形態を説明したが、この実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。この新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。この実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。 While one embodiment of the present invention has been described, this embodiment is provided by way of example and is not intended to limit the scope of the invention. The new embodiment can be implemented in other various forms, and various omissions, replacements, and changes can be made without departing from the spirit of the invention. This embodiment and its modifications are included in the scope and gist of the invention, and are also included in the invention described in the claims and their equivalents.

11 ステータコア
21 ロータ
29 磁石部であるロータ本体
40 鋼板である電磁鋼板
47 磁極部である一のコア歯部
48 磁極部である他のコア歯部
51 対向面である一の磁気作用面
52 対向面である他の磁気作用面
56，57 前縁部
58，59 後縁部
71，72 かしめ部
71a，72a 側部
71b，72b 端部
A1，A2 領域
L1 接線
L2 仮想線 11 Stator core
21 rotor
29 Rotor body as magnet
40 Electromagnetic steel sheet
47 One core tooth which is the magnetic pole
48 Other core teeth that are magnetic poles
51 One magnetically acting surface that is the opposite surface
52 Other magnetically acting surfaces that are opposing surfaces
56, 57 Front edge
58, 59 Trailing edge
71, 72 Caulking part
71a, 72a side
71b, 72b end
A1, A2 area
L1 tangent
L2 virtual line

Claims

A stator core formed by laminating thin steel plates,
A pair of magnetic pole portions that are spaced apart from each other across the magnet portion of the rotor and that are opposed to each other are provided,
Each of the magnetic pole portions has a front edge located on the front side in the rotation direction of the rotor, a rear edge located on the rear side in the rotation direction of the rotor, and a continuous portion between the front edge and the rear edge. Arc-shaped opposing surfaces , respectively,
The front edge portion has a large distance from the magnet portion with respect to the rear edge portion, and has a predetermined direction orthogonal to the direction in which the paired magnetic pole portions face each other and the lamination direction of the steel plates . The width is formed substantially equal to the trailing edge ,
The trailing edge portion includes a caulking portion formed by deforming each of the steel plates and fixing these steel plates to each other,
The caulking portion is a virtual tangent line of the facing surface along the predetermined direction, a virtual line extending in a direction orthogonal to the tangent line from a position where the trailing edge portion and the facing surface are continuous, and A stator core characterized in that at least a part is located in a region surrounded by an outer periphery of an edge.

The stator core according to claim 1, wherein the caulked portion is formed in a square shape in which a side portion is cut off from the steel plate and an end portion is continuous.