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JP2003244873A - Stator core for motor with excellent noise characteristics - Google Patents

Stator core for motor with excellent noise characteristics

Info

Publication number
JP2003244873A
JP2003244873A JP2002040167A JP2002040167A JP2003244873A JP 2003244873 A JP2003244873 A JP 2003244873A JP 2002040167 A JP2002040167 A JP 2002040167A JP 2002040167 A JP2002040167 A JP 2002040167A JP 2003244873 A JP2003244873 A JP 2003244873A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
motor
stator core
core
teeth
stator
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2002040167A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Atsuto Honda
厚人 本田
Kunihiro Senda
邦浩 千田
Naomichi Nakamura
尚道 中村
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
JFE Steel Corp
Original Assignee
JFE Steel Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by JFE Steel Corp filed Critical JFE Steel Corp
Priority to JP2002040167A priority Critical patent/JP2003244873A/en
Publication of JP2003244873A publication Critical patent/JP2003244873A/en
Pending legal-status Critical Current

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  • Iron Core Of Rotating Electric Machines (AREA)
  • Synchronous Machinery (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a stator core and a material thereof contributing to generation of low noise, in a reluctance motor particularly in a switched reluctance motor. <P>SOLUTION: A stator core of a motor is formed with a teeth part and a core back part into a separate unit, to make the teeth part demountable with respect to this core back part. The stator core for the motor is preferable, to make the teeth part consist of a magnetic iron powder molded unit and the core back part consist of an ingot flat rolled magnetic steel sheet. The ingot magnetic steel sheet is preferable to have the characteristic of Si≥0.01 mass%, plate thickness≤1.0 mm, and Hv≥105. The stator core is preferably used for the motor utilizing reluctance torque. <P>COPYRIGHT: (C)2003,JPO

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、回転機器用鉄心、
特にリラクタンスモータに用いて好適な騒音特性に優れ
るステータ鉄心に関するものである。
TECHNICAL FIELD The present invention relates to an iron core for rotating equipment,
In particular, the present invention relates to a stator core that is suitable for a reluctance motor and has excellent noise characteristics.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、省エネルギーへの要請が強まるに
ともない、電気機器類の高効率化を指向する動きが高ま
っている。このような状況下において、鋼板メーカー
は、様々な手段により電気機器類に用いられる電磁鋼板
の鉄損特性の改善を図ってきた。
2. Description of the Related Art In recent years, with the increasing demand for energy saving, there has been an increasing trend toward increasing the efficiency of electrical equipment. Under such circumstances, steel sheet manufacturers have attempted to improve the iron loss characteristics of electromagnetic steel sheets used for electric devices by various means.

【0003】たとえば、電磁鋼板に対するSiの添加は、
鋼板の比抵抗を高め、鉄損を低減させる最も有効な手段
であり、電磁鋼板の分野では広く用いられている技術で
ある。一方、Alもまた、Siと同様の効果を有する元素で
あることが知られている。例えば、特開昭53-66816号公
報には、鋼板の比抵抗を高め、かつ微細なAlNの析出に
よる粒成長の抑制を避けるため、Alを積極添加すること
が開示されている。また、特開昭55-73819号公報には、
Alを添加し、かつ焼鈍雰囲気の調整を行うことにより、
鋼板表面の内部酸化層を低減し、良好な高磁場特性を達
成する技術が開示されている。さらに、特開昭54-68716
号公報、特開昭58-25427号公報には、Alを添加した上
で、REMやSbの複合添加したり、高純化したりするこ
とにより集合組織を改善し、鉄損を低減する技術が開示
されている。
For example, the addition of Si to electromagnetic steel sheets is
This is the most effective means of increasing the specific resistance of the steel sheet and reducing the iron loss, and is a technique widely used in the field of electromagnetic steel sheets. On the other hand, Al is also known to be an element having the same effect as Si. For example, JP-A-53-66816 discloses positive addition of Al in order to increase the specific resistance of the steel sheet and to prevent the grain growth from being suppressed by the precipitation of fine AlN. Further, JP-A-55-73819 discloses that
By adding Al and adjusting the annealing atmosphere,
A technique for reducing the internal oxide layer on the surface of the steel sheet and achieving good high magnetic field characteristics is disclosed. Furthermore, JP-A-54-68716
JP-A-58-25427 and JP-A-58-25427 disclose a technique for improving the texture and reducing iron loss by adding Al and then adding REM and Sb in combination. It is disclosed.

【0004】その他、特開昭61-87823号公報には、Alを
添加し、仕上焼鈍時の鋼板冷却速度を制御することによ
り、特開平3-274247号公報には、Alを添加しかつB,S
b,Snを複合添加して酸窒化を防止することにより、特
開平3-294422号公報には、Alを添加し、冷間圧延を制御
して鋼板のL,C方向の特性差を低減することにより、
特開平4-63252号公報には、MnとAlを複合添加すること
により、特開平4-136138号公報には、Alを添加して極低
Siとし、かつP,Sbを添加して集合組織を改善すること
により、それぞれ磁気特性を改善する技術が開示されて
いる。
In addition, in JP-A-61-87823, Al is added to control the cooling rate of a steel sheet during finish annealing, and in JP-A-3-274247, Al is added and B is added. , S
By adding b and Sn together to prevent oxynitriding, in JP-A-3-294422, Al is added and cold rolling is controlled to reduce the characteristic difference between the L and C directions of the steel sheet. By
In JP-A-4-63252, by adding Mn and Al in combination, in JP-A-4-136138, Al is added to obtain an extremely low
There is disclosed a technique of improving magnetic properties by improving texture by adding Si and adding P and Sb.

【0005】ところで、最近、回転機器の分野において
は、高効率化に加えて、リサイクル性が求められるよう
になってきた。DCモータや誘導モータ、ブラシレスD
Cモータなどは、一般に、いずれも回転子の鉄心部にア
ルミニウムや銅などの導体かあるいは磁石が用いられて
いる。従って、鉄心をリサイクルするためには、これら
と電磁鋼板とを分別する必要があった。
By the way, recently, in the field of rotating equipment, in addition to high efficiency, recyclability has been required. DC motor, induction motor, brushless D
Generally, in C motors and the like, conductors such as aluminum and copper or magnets are used for the iron core of the rotor. Therefore, in order to recycle the iron core, it was necessary to separate these from the magnetic steel sheet.

【0006】一方、リラクタンスモータは、リラクタン
ストルクをその駆動力として用いるため、回転子部には
導体や磁石が不要で、電磁鋼板のみで作製できる。従っ
て、リラクタンスモータは、リサイクル性に富み、構造
が簡単でしかも安価で堅牢であるという特長があり、古
くから研究が行われてきた。
On the other hand, since the reluctance motor uses the reluctance torque as its driving force, the rotor portion does not need a conductor or a magnet, and can be made of only an electromagnetic steel plate. Therefore, the reluctance motor has the features that it is highly recyclable, has a simple structure, is inexpensive, and is robust, and has been studied for a long time.

【0007】しかし、その反面で、回転の制御が難しい
こと、回転時の騒音が大きいことなどの問題があること
から、実用化されるまでには至っていなかった。しか
し、最近の半導体技術や制御技術の進歩により、これら
の問題が解決され、洗濯機、掃除機などのモータとして
採用され始めている。さらに最近では、リラクタンスモ
ータは、上記リサイクル性を有する等の特長が見直され
て、自動車その他に用いられる回転機用としても注目さ
れるようになった。
On the other hand, on the other hand, it has not been put to practical use because of problems such as difficulty in controlling the rotation and large noise during rotation. However, due to recent advances in semiconductor technology and control technology, these problems have been solved and are being adopted as motors for washing machines, vacuum cleaners and the like. Furthermore, recently, reluctance motors have been reviewed for their features such as having the above-mentioned recyclability, and have attracted attention for use in rotating machines used in automobiles and the like.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、リタク
タンスモータは、動作条件が他のモータと大きく異なる
ため、従来用いられていた電磁鋼板を用いても、必ずし
も満足のゆく特性が得られなかった。また、自動車や家
庭用のリラクタンスモータは、一層の静粛性が求められ
ていると共に、従来の半導体技術や制御技術の進歩だけ
では必ずしも満足のゆく低騒音化は達成できなかった。
However, since the operating conditions of the reluctance motor are greatly different from those of other motors, satisfactory characteristics cannot always be obtained even if the conventionally used magnetic steel sheet is used. Further, reluctance motors for automobiles and homes are required to be even quieter, and satisfactory progress in noise reduction cannot always be achieved only by the progress of conventional semiconductor technology and control technology.

【0009】本発明の目的は、リラクタンスモータ、特
にスイッチトリラクタンスモータの低騒音化に寄与する
ステータ鉄心を提供することにある。
An object of the present invention is to provide a stator core that contributes to noise reduction of a reluctance motor, especially a switched reluctance motor.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】発明者らは、実機のスイ
ッチトリラクタンスモータについて、騒音の原因究明と
低減方法について詳細な検討を行った。その結果、低騒
音化を図るためには、ステータをティース部とコアバッ
ク部とに分割し、それぞれを特性の異なる素材にて構成
すると低騒音化に有効であること、特に、ティース部を
磁性鉄粉成形体とし、コアバック部を溶製電磁鋼板にて
構成した組合せが有効であることを見出し、本発明を完
成した。
[Means for Solving the Problems] The inventors have made detailed investigations on the cause of noise and a method of reducing the noise in an actual switched reluctance motor. As a result, in order to reduce the noise, it is effective to reduce the noise by dividing the stator into a tooth portion and a core back portion, and constructing each with a material having different characteristics. The present invention has been completed by finding that a combination of an iron powder compact and a core back portion made of a molten electromagnetic steel sheet is effective.

【0011】すなわち、本発明は、モータのステータ鉄
心において、ティース部とコアバック部を別体のものと
して形成すると共に、そのティース部をコアバック部に
対して取付けてなる騒音特性に優れるモータ用ステータ
鉄心である。
That is, according to the present invention, in a motor stator iron core, a tooth portion and a core back portion are formed as separate members, and the tooth portion is attached to the core back portion for a motor having excellent noise characteristics. It is a stator core.

【0012】なお本発明のモータ用ステータ鉄心は、上
記ティース部は磁性鉄粉成形体からなり、一方、コアバ
ック部は溶製電磁鋼板からなることが好ましい。
In the motor stator iron core of the present invention, it is preferable that the teeth portion is made of a magnetic iron powder compact and the core back portion is made of a molten electromagnetic steel plate.

【0013】また、本発明の溶製電磁鋼板は、Si≧0.01
mass%、板厚≦1.Omm、Hv≧105の特性を有することが好
ましい。
The molten magnetic steel sheet of the present invention has Si ≧ 0.01.
It is preferable to have the characteristics of mass%, plate thickness ≤ 1.0 mm, and Hv ≥ 105.

【0014】さらに、本発明のステータ鉄心は、リラク
タンストルクを利用するモータに用いることが好まし
い。
Further, the stator core of the present invention is preferably used in a motor utilizing reluctance torque.

【0015】[0015]

【発明の実施の形態】以下、本発明について具体的に説
明する。発明者らはまず、市販されている種々のスイッ
チトリラクタンスモータを入手し、これらの騒音特性を
解析した。その結果、以下のことが明らかとなった。そ
れは、スイッチトリラクタンスモータは、リラクタンス
トルクを用いて回転するモータであり、そのため、ロー
タティースとステータティースとが近づいた時の、これ
らの間のエアギヤップが小さければ小さいほど、ロータ
ティースとステータティースとが離れた時との透磁率差
が大きくなる。従って、この透磁率差を駆動力とする上
記モータは、透磁率差が大きいほど、回転トルクが大き
くなり効率も向上する。しかし、この大きな透磁率の差
は、同時に、大きな電磁吸引力の変化を生み、ステータ
の伸縮量を増大し、その結果として、騒音を大きくして
しまう。このように、リラクタンスモータのトルクと騒
音は、それぞれ相矛盾する関係にある。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The present invention will be specifically described below. The inventors first obtained various commercially available switched reluctance motors and analyzed their noise characteristics. As a result, the following has become clear. A switched reluctance motor is a motor that rotates by using reluctance torque, and therefore, the smaller the air gap between the rotor teeth and the stator teeth when the rotor teeth and the stator teeth are close to each other, the smaller the rotor teeth and the stator teeth are. The difference in magnetic permeability between when the two are separated becomes large. Therefore, in the above-mentioned motor that uses the difference in magnetic permeability as the driving force, the greater the difference in magnetic permeability, the greater the rotational torque and the efficiency is improved. However, this large difference in magnetic permeability also causes a large change in the electromagnetic attractive force, increasing the amount of expansion and contraction of the stator, and as a result, increasing noise. As described above, the torque and noise of the reluctance motor are in a mutually contradictory relationship.

【0016】ところで、上記騒音問題は、ステータコア
が、電磁吸引力の変化に対応して伸縮しないか、あるい
は、伸縮しても音を吸収する機能を有する材料あるいは
構造であれば解決することができるはずである。しか
し、ステータコアを、透磁率の変動により伸縮しない程
度のヤング率を有する鉄心コアにするのは困難である。
By the way, the above noise problem can be solved if the stator core does not expand or contract in response to a change in electromagnetic attraction force, or if the material or structure has a function of absorbing sound even if it expands or contracts. Should be. However, it is difficult to make the stator core into an iron core having a Young's modulus that does not expand or contract due to changes in magnetic permeability.

【0017】そこで、発明者らは、定格300Wのスイッ
チトリラクタンスモータを用い、モータのステータコア
の構造と騒音吸収性能の関係について検討した。この調
査解析の結果、図1に示すように、従来、電磁鋼板を用
いて一体構造で作製されていたステータ部が、コアバッ
クとティースとに分け、これらを別体のものとして作製
したものについては、騒音吸収能が大きいことがわかっ
た。次に、こうしたコアバックとティースを別体とした
ものについて、それぞれの素材について検討したが、同
一の素材を用いるよりも異なる素材を用いた方がよい結
果が得られることがわかった。とくに、ステータのコア
バックには、溶製し圧延して得られる通常の電磁鋼板す
なわち溶製電磁鋼板を用い、一方、ティース部には、磁
性鉄粉を圧粉成形して得られる磁性鉄粉成形体を用いた
場合には、前記騒音はさらに低減されることがわかっ
た。
Therefore, the inventors examined the relationship between the structure of the stator core of the motor and the noise absorption performance using a switched reluctance motor rated at 300 W. As a result of the investigation and analysis, as shown in FIG. 1, a stator part which has been conventionally manufactured in an integrated structure using an electromagnetic steel plate is divided into a core back and a tooth, and these are manufactured separately. Was found to have a high noise absorption capacity. Next, we examined the materials of such core back and teeth separately, but found that using different materials gave better results than using the same material. In particular, for the core back of the stator, a normal electromagnetic steel sheet obtained by melting and rolling, that is, a molten electromagnetic steel sheet is used, while for the teeth portion, magnetic iron powder obtained by compacting magnetic iron powder. It has been found that the noise is further reduced when a molded body is used.

【0018】このように、コアバックとティースとを別
々に作製して、これらを互いに接合してなるステータ鉄
心をスイッチトリラクタンスモータに使用した場合に、
騒音性能が向上する理由は、以下のように考えられる。
スイッチトリラクタンスモータの励磁にはいくつかの方
法があるが、ステータのティース部の磁極が反転するこ
とのない片側励磁が主体である。つまり、鉄心材料にと
っては、B−Hループいわゆるヒステリシスループの上
あるいは下側にのみ磁化される。この場合には、磁化方
向が反転されずに磁束変化のみが起こるため、磁化過程
における出発点は残留磁束密度の位置となる。しかし、
モータは、ステータとロータのあいだにエアギャップが
存在するため、実際のモータにおいては、残留磁束密度
はさほど大きくはならない。このため、さらに残留磁束
密度を低減させることはこれまで困難であった。
In this way, when the core core and the teeth are separately manufactured and the stator core formed by joining them to each other is used for the switched reluctance motor,
The reason why the noise performance is improved is considered as follows.
There are several methods for exciting the switched reluctance motor, but the one-sided excitation is the main method in which the magnetic poles of the teeth of the stator do not reverse. That is, for the iron core material, the BH loop is magnetized only above or below the so-called hysteresis loop. In this case, since the magnetization direction is not reversed and only the magnetic flux changes, the starting point in the magnetization process is the position of the residual magnetic flux density. But,
Since the motor has an air gap between the stator and the rotor, the residual magnetic flux density is not so large in an actual motor. Therefore, it has been difficult to further reduce the residual magnetic flux density.

【0019】しかし、発明者らの研究によると、ステー
タ部をコアバックとティースとを別体とすることによっ
て、磁気回路中の上記エアギャップ効果がさらに大きく
なり、残留磁束密度を低減する効果を高めることがわか
った。つまり、コアバックとティースとを別体として形
成した上で、これらをつなぎ合わせた場合、磁化変化が
著しく改善され、騒音の低減につながったのである。と
くに、該コアバックとティースの分割部の存在が、電磁
振動の吸収効果を発揮し、一層の騒音低減につながるの
である。
However, according to the research conducted by the inventors, the air gap effect in the magnetic circuit is further increased and the residual magnetic flux density is reduced by making the stator part separate from the core back and the teeth. I found it to increase. That is, when the core back and the teeth are separately formed and then joined together, the change in magnetization is remarkably improved, and the noise is reduced. In particular, the presence of the divided portion of the core back and the teeth exerts the effect of absorbing electromagnetic vibration, which leads to further noise reduction.

【0020】本発明の上述した効果は、単にコアバック
とティースとを別体に形成して取付けるだけではなく、
さらに、これらを異なる素材のものを用いた場合、例え
ば、ステータティース部を磁性鉄粉成形体とした場合に
は、その鉄粉の集合体が、残留磁束低減効果に加えて、
騒音の吸収効果をも発揮することから、より一層の騒音
の低減を達成するものと考えられる。
The above-described effect of the present invention is not limited to simply forming and attaching the core back and the teeth separately, and
Further, when these are made of different materials, for example, when the stator teeth portion is a magnetic iron powder molded body, the aggregate of the iron powder, in addition to the residual magnetic flux reducing effect,
Since it also exhibits a noise absorbing effect, it is considered that further noise reduction will be achieved.

【0021】なお、コアバックには、鉄粉成形体を用い
ることも可能であるが、コアの強度を確保するためには
溶製電磁鋼板を用いることの方が好ましい。この場合、
補強のため、最外周部に電磁鋼板を巻きつけるなどの処
理を施すことが有効である。また、ティース部の磁性鉄
粉圧粉体には、強度補強のために線材を埋め込むことが
有効である。
Although it is possible to use an iron powder molded body for the core back, it is preferable to use a molten electromagnetic steel sheet in order to secure the strength of the core. in this case,
For reinforcement, it is effective to apply a process such as winding an electromagnetic steel plate around the outermost peripheral portion. In addition, it is effective to embed a wire rod in the magnetic iron powder compact in the tooth portion to reinforce the strength.

【0022】コアの形状については、特に規定しない
が、たとえば図2に示すように、別体に形成したステー
タコアのコアバック部とティース部を着脱可能に取付け
られるようにしてもよく、もしくは、さらにコアバック
やティース部自身を複数のピースを結合したものにて形
成してもよい。
Although the shape of the core is not particularly specified, the core back portion and the teeth portion of the separately formed stator core may be detachably attached as shown in FIG. The core back or the teeth portion itself may be formed by combining a plurality of pieces.

【0023】図2は、本発明に係るステータ鉄心の実施
形態を例示したものである。図2(a)は、コアバック2
に対し、断面ほぼ円形のほぞ穴を設ける一方、ティース
部3の取付け端部に断面ほぼ円形のほぞを設け、これら
を嵌め合わせて接合する構造の例である。この嵌合形態
は、着脱可能にしてもよく、また接着剤や溶接等により
強固に嵌着したものでもよい。図2(b)は、コアバック
2に鳩尾型のほぞ穴を設ける一方、ティース部3の取付
け端部に鳩尾型のほぞを設け、これらを嵌め合わせて接
合する構造の例である。図2(c)は、図2(a)と同一の
継手構造によって、つば付きティースを接合した例を示
す。この型のティースは、空間高調波成分を低減すると
いう効果を有する。図2(d)は、コアバック2自体を、
複数のピースで構成して、これらをほぞ継手構造によっ
て接合すると共に、ティース3を同じ継手構造によっ
て、係るコアバック2に接合してなる例を示す。
FIG. 2 illustrates an embodiment of the stator core according to the present invention. FIG. 2A shows a core back 2
On the other hand, this is an example of a structure in which a tenon having a substantially circular cross section is provided and a tenon having a substantially circular cross section is provided at the attachment end portion of the tooth portion 3 and these are fitted and joined together. This fitting form may be detachable, or may be firmly fitted by an adhesive or welding. FIG. 2B is an example of a structure in which a dovetail-shaped tenon is provided in the core back 2 and a dovetail-shaped tenon is provided at the attachment end of the tooth portion 3, and these are fitted and joined together. FIG. 2C shows an example in which the collared teeth are joined by the same joint structure as in FIG. 2A. This type of teeth has the effect of reducing spatial harmonic components. FIG. 2D shows the core back 2 itself.
An example is shown in which a plurality of pieces are used and these are joined by a tenon joint structure, and the teeth 3 are joined by the same joint structure to the core back 2.

【0024】次に、本発明に係るステータ鉄心、とくに
コアバック部に用いる素材について説明する。上記素材
として、本発明では溶製電磁鋼板を用いる。この溶製電
磁鋼板は、鉄損低減のために、Siを0.01mass%以上含有
していることが望ましい。ただし、あまり過度の添加
は、飽和磁束密度の低下を招くほか、圧延性や加工性を
害するため、上限は4.5mass%とする。より、好ましく
は0.1〜3.5mass%である。
Next, the material used for the stator core according to the present invention, particularly the core back portion, will be described. In the present invention, a molten electromagnetic steel sheet is used as the above material. It is desirable that this molten electromagnetic steel sheet contains Si in an amount of 0.01 mass% or more in order to reduce iron loss. However, excessive addition causes a decrease in saturation magnetic flux density and also impairs rollability and workability, so the upper limit is made 4.5 mass%. More preferably, it is 0.1 to 3.5 mass%.

【0025】また、この電磁鋼板の板厚は、波形歪をと
もなう励磁下での鉄損を低減するためには、1.0mm以下
とする。これ以上の板厚では鉄損が増加する。好ましく
は、0.65mm以下である。
Further, the thickness of this electromagnetic steel sheet is set to 1.0 mm or less in order to reduce iron loss under excitation accompanied by waveform distortion. If the thickness is more than this, the iron loss increases. It is preferably 0.65 mm or less.

【0026】また、この電磁鋼板の特性(加工性)もまた
重要である。つまり、コアバックとティース部の接合箇
所におけるダレやつぶれが発生しにくく、かつ、バリの
発生を抑制して局所的な歪を抑え、磁気的な安定性をも
たらす必要がある。このような要求を満たす電磁鋼板の
特性としては、Hv≧105、好ましくは、Hv:120〜250が
望ましい。
The characteristics (workability) of this electromagnetic steel sheet are also important. That is, it is necessary to prevent sagging or crushing at the joint portion between the core back and the teeth portion, and to suppress the occurrence of burrs to suppress local distortion, thereby providing magnetic stability. As a characteristic of the electromagnetic steel sheet satisfying such requirements, Hv ≧ 105, preferably Hv: 120 to 250 is desirable.

【0027】上記溶製電磁鋼板は、Si以外に以下の成分
を含むことができる。Cは、鋼板の鉄損特性が時効劣化
を引き起こさないようにするため、0.005mass%以下と
するのが好ましい。Alは、Siと同様、鋼の比抵抗を高
め、鉄損を低下させるには有効な元素であり、0.1mass
%以上添加する。しかし、その含有量が多い場合には、
連続鋳造時に、溶鋼とモールドとの潤滑性が低下して鋳
造が困難となるため、上限を2.5mass%とするのが好ま
しい。ただし、比抵抗元素として利用しない場合には、
0.01mass%超え0.10mass%未満の範囲のAlの添加は、粒
成長性を阻害し、鉄損特性を劣化させるので、0.01mass
%以下とするのが好ましい。
The molten electromagnetic steel sheet may contain the following components in addition to Si. C is preferably 0.005 mass% or less so that the iron loss characteristics of the steel sheet do not cause aging deterioration. Al, like Si, is an effective element for increasing the specific resistance of steel and reducing iron loss.
% Or more. However, if its content is high,
At the time of continuous casting, the lubricity between molten steel and the mold deteriorates and casting becomes difficult, so the upper limit is preferably set to 2.5 mass%. However, when not used as a specific resistance element,
Addition of Al in the range of more than 0.01 mass% and less than 0.10 mass% hinders grain growth and deteriorates iron loss characteristics.
% Or less is preferable.

【0028】Mnも、SiやAlほどではないが鋼の比抵抗を
高め、鉄損を低下させる効果がある。また熱間圧延性を
改善する効果があるため、下限は0.1mass%とする。し
かし過度に含有すると冷間圧延性を劣化させるため、上
限は2.5mass%とするのが好ましい。Pもまた、SiやAl
ほどではないが鋼の比抵抗を高め、鉄損を低下させる効
果があり、また、粒界偏析により冷延再結晶後の集合組
織を改善して磁束密度を向上させる効果があるため添加
してもよい。しかし、過度の粒界偏析は粒成長性を阻害
し鉄損を劣化させるため、その上限は0.1mass%とす
る。Sは、析出物、介在物を形成し、粒成長性を阻害す
る。このため、Sは極力低減すべき元素であり、上限は
0.01mass%とするのが好ましい。
Mn also has the effect of increasing the specific resistance of steel and reducing iron loss, though not to the extent of Si and Al. Further, since it has an effect of improving hot rolling property, the lower limit is made 0.1 mass%. However, if it is contained excessively, the cold rolling property deteriorates, so the upper limit is preferably 2.5 mass%. P is also Si or Al
To a lesser extent, it has the effect of increasing the specific resistance of the steel and reducing iron loss, and also has the effect of improving the texture after cold rolling recrystallization by grain boundary segregation and improving the magnetic flux density, so addition Good. However, excessive grain boundary segregation hinders grain growth and deteriorates iron loss, so the upper limit is made 0.1 mass%. S forms precipitates and inclusions and inhibits grain growth. Therefore, S is an element that should be reduced as much as possible, and the upper limit is
It is preferably 0.01 mass%.

【0029】Sn,Sbは、集合組織を改善し、磁束密度を
向上させるだけでなく、鋼板表面の酸窒化を抑制して表
層徴細粒の生成を抑制することにより表面硬度の上昇を
抑えて、打抜き加工性を向上させる。さらに、残留磁束
密度を低減するための重要な元素でもあるため添加して
もよい。この場合には、0.005mass%より少量ではその
効果はなく、0.12mass%以上では粒成長性を阻害し磁性
を劣化させるため、0.005〜0.12mass%の範囲手添加す
るのが好ましい。Ni,Cu,Cr等も比抵抗を高める元素で
あるため添加してもよいが、これらの合計量が10mass%
を超えると圧延性が劣化するため、10mass%以下とする
のが好ましい。
Sn and Sb not only improve the texture and magnetic flux density, but also suppress oxynitridation on the surface of the steel sheet and suppress the generation of surface fine grains to suppress the increase in surface hardness. , Improve punching workability. Furthermore, since it is an important element for reducing the residual magnetic flux density, it may be added. In this case, if the amount is less than 0.005 mass%, there is no effect, and if it is 0.12 mass% or more, grain growth is inhibited and the magnetism deteriorates. Therefore, it is preferable to add manually in the range of 0.005 to 0.12 mass%. Ni, Cu, Cr, etc. may be added because they are elements that increase the specific resistance, but their total amount is 10 mass%.
If it exceeds, rolling property deteriorates, so it is preferable to set the content to 10 mass% or less.

【0030】次に、本発明に係るステータ鉄心に用いる
溶製電磁鋼板、磁性鉄粉の製造方法について説明する。 電磁鋼板の製造条件は、特に規定するものではなく、
通常の溶製、圧延、再結晶焼鈍等を組合せた製造方法に
よるものでかまわない。 磁性鉄粉は、遷元鉄粉、アトマイズ鉄粉のほかどのよ
うな製造法によるものでも構わない。鉄粉どうしの絶縁
性を保ち、渦電流による損失を低減するためには、鉄粉
に絶縁コーティング処理を施し、その後、圧粉成形する
ことが有効である。このコーティングは、有機、無機、
半有機系のいずれを用いても構わない。磁性鉄粉の成分
は、純鉄系でも良いし、電気抵抗を高めて渦電流損を低
減するために、合計量が10mass%以下で、Si,Al,Mn,
P,Cu,Ni等を添加してもさしつかえない。添加量が10
mass%を超えると、磁束密度が低下して、モータ特性が
劣化するからである。
Next, a method of manufacturing the molten magnetic steel sheet and magnetic iron powder used for the stator core according to the present invention will be described. The manufacturing conditions of the magnetic steel sheet are not particularly specified,
The manufacturing method may be a combination of ordinary melting, rolling, recrystallization annealing and the like. The magnetic iron powder may be produced by any method other than transfer iron powder, atomized iron powder. In order to maintain the insulation between the iron powders and reduce the loss due to the eddy current, it is effective to subject the iron powders to an insulating coating treatment and then to perform powder compacting. This coating can be organic, inorganic,
Any of semi-organic materials may be used. The component of the magnetic iron powder may be pure iron, or the total amount of Si, Al, Mn, is 10 mass% or less in order to increase the electric resistance and reduce the eddy current loss.
It does not matter if P, Cu, Ni, etc. are added. Addition amount is 10
This is because if the mass% is exceeded, the magnetic flux density will decrease and the motor characteristics will deteriorate.

【0031】なお、低騒音で高効率のモータ特性をもた
らす本発明のステータ鉄心は、リラクタンスモータ、中
でもスイッチトリラクタンスモータに適用することによ
り、よりその効果を発揮することができる。この理由
は、特にスイッチトリラクタンスモータにおける騒音
が、他のリラクタンスモータより大きいためである。
The stator iron core of the present invention which provides low noise and highly efficient motor characteristics can exert its effect more effectively when applied to a reluctance motor, especially a switched reluctance motor. The reason for this is that the noise especially in switched reluctance motors is higher than in other reluctance motors.

【0032】[0032]

【実施例】(実施例1)表1に示した成分組成を有する
記号A〜Fの6種類の鋼素材を、加熱後、熱間圧延して
2.5mmの熱延板とし、引き続き冷間圧延して最終板厚0.5
0mmの冷延板とした。この冷延板を焼鈍後、表面に半有
機系の絶縁コーティングを施した。この鋼板を打抜き加
工し、300Wのスイッチトリラクタンスモータのステー
タコアバックを作成した。なお、上記鋼板の硬度は、い
ずれも120〜250の範囲内であった。また、ステータコア
のティース部は、上記鋼板を打抜き加工して製作したも
のと、Si:0.1mass%、Al:0.001mass%、Mn:0.08mass
%、P:0.01mass%、残部Feおよび不可避的不純物の成
分組成を有する磁性鉄粉をプレス成形したものの2種類
を作製し、その後、巻き線を施した後、ステータコアバ
ックと合体させた。比較のため、従来タイプの電磁鋼板
一体型のステータコアも作製した。
Example 1 Six kinds of steel materials having symbols A to F having the composition shown in Table 1 were heated and then hot rolled.
2.5mm hot rolled sheet, then cold rolled to final sheet thickness 0.5
It was a 0 mm cold rolled sheet. After annealing the cold rolled sheet, a semi-organic insulating coating was applied to the surface. This steel plate was punched to form a stator core back of a 300 W switched reluctance motor. The hardness of each of the steel sheets was in the range of 120 to 250. The teeth of the stator core are made by punching the above steel plate, and Si: 0.1mass%, Al: 0.001mass%, Mn: 0.08mass.
%, P: 0.01 mass%, the balance was Fe, and magnetic iron powder having a composition of inevitable impurities was press-molded to prepare two types, which were then wound and then combined with a stator core back. For comparison, a conventional type stator core integrated with an electromagnetic steel plate was also manufactured.

【0033】これらのモータコアを用いて、モータ効率
および騒音を測定した。なお、モータ効率の測定は、ト
ルクメータ、負荷メータ、電力計よりなるシステムを用
いて行い、モータの回転数を種々に変化させ、モータ効
率(=出力/入力×100%)の最大値を求めた。また、騒
音は、モータから30cm離れた位置にマイクロフォンを設
置し、測定を行った。
Motor efficiency and noise were measured using these motor cores. The motor efficiency is measured using a system consisting of a torque meter, a load meter, and a power meter, and the maximum value of the motor efficiency (= output / input × 100%) is calculated by varying the number of rotations of the motor. It was The noise was measured by installing a microphone 30 cm away from the motor.

【0034】素材およびモータ特性測定結果を表2に示
す。従来の電磁鋼板一体型のステータコアと比較し、本
発明の分割構造を有するステータコアを採用することに
より、モータ効率が向上し、騒音が低減している。特
に、コアバック部を溶製電磁鋼板、ティース部を磁性鉄
粉で製作した場合の効果は顕著である。
Table 2 shows the measurement results of the materials and the motor characteristics. By using the stator core having the split structure of the present invention, the motor efficiency is improved and the noise is reduced as compared with the conventional stator core integrated with an electromagnetic steel plate. In particular, the effect is remarkable when the core back part is made of molten electromagnetic steel sheet and the teeth part is made of magnetic iron powder.

【0035】[0035]

【表1】 [Table 1]

【0036】[0036]

【表2】 [Table 2]

【0037】(実施例2)表1に示した成分組成を有す
る鋼A〜Fの6種類の鋼素材を、加熱後、熱間圧延して
2.5mmの熱延板とし、引き続き冷間圧延により最終板厚
0.35mmの冷延板とした。この冷延板を焼鈍後、表面に半
有機系の絶縁コーティングを施した。この鋼板を打抜き
加工し、400Wのスイッチトリラクタンスモータのステ
ータコアバックを作成した。なお、上記鋼板の硬度は、
いずれも120〜210の範囲内であった。一方、ティース部
は、Si:0.2mass%、Al:0.001mass%、Mn:0.2mass%、
P:0.01mass%、残部Feおよび不可避的不純物の成分組
成を有する磁性鉄粉をプレス成形して作製し、巻き線を
施した後、ステータコアバックと合体させた。その他
に、鋼Dから製造した電磁鋼板からは、打抜き加工によ
ってもティース部を製作した。なお比較として、従来タ
イプの電磁鋼板一体型のステータコアも作製した。これ
らのモータコアを用いて、実施例1と同様の方法でモー
タ効率および騒音を測定した。
Example 2 Six types of steel materials, steels A to F, having the composition shown in Table 1 were heated and then hot rolled.
2.5mm hot rolled sheet, then cold rolled to final sheet thickness
It was a cold rolled sheet of 0.35 mm. After annealing the cold rolled sheet, a semi-organic insulating coating was applied to the surface. This steel plate was punched to form a stator core back of a 400 W switched reluctance motor. The hardness of the steel sheet is
All were in the range of 120-210. On the other hand, the teeth part has Si: 0.2 mass%, Al: 0.001 mass%, Mn: 0.2 mass%,
P: 0.01 mass%, the magnetic iron powder having the composition of the balance Fe and unavoidable impurities was press-molded to be produced, wound, and then combined with the stator core back. In addition, the teeth portion was manufactured from the electromagnetic steel plate manufactured from the steel D by punching. For comparison, a conventional type stator core integrated with an electromagnetic steel plate was also manufactured. Using these motor cores, motor efficiency and noise were measured in the same manner as in Example 1.

【0038】上記モータ特性の測定結果を表3に示す。
スイッチトリラクタンスモータにおける、本発明のステ
ータコア鉄心のモータ効率向上効果、騒音低減効果は明
らかである。
Table 3 shows the measurement results of the motor characteristics.
In the switched reluctance motor, the motor efficiency improving effect and the noise reducing effect of the stator core iron core of the present invention are clear.

【0039】[0039]

【表3】 [Table 3]

【0040】[0040]

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
リラクタンスモータのステータをティース部とコアバッ
ク部との別体とすることにより、モータの低騒音化と高
効率化を図ることができる。さらに、ティース部を磁性
鉄粉成形体とし、コアバック部を溶製電磁鋼板の組合せ
とすることにより、より低騒音化と高効率化が可能とな
る。このステータは、特に、スイッチトリラクタンスモ
ータに適用した場合に効果的である。
As described above, according to the present invention,
By making the stator of the reluctance motor separate from the teeth part and the core back part, it is possible to achieve low noise and high efficiency of the motor. Furthermore, by making the teeth part a magnetic iron powder molded body and the core back part a combination of molten electromagnetic steel plates, it is possible to further reduce noise and improve efficiency. This stator is particularly effective when applied to a switched reluctance motor.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】 ステータコアの構造と騒音との関係を示した
グラフである。
FIG. 1 is a graph showing the relationship between the structure of a stator core and noise.

【図2】 ステータコアの取付け構造を例示した略線図
である。
FIG. 2 is a schematic diagram illustrating a mounting structure of a stator core.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1:ステータコア(鉄心) 2:コアバック部 3:ティース部 1: Stator core (iron core) 2: Core back part 3: Teeth part

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 中村 尚道 岡山県倉敷市水島川崎通1丁目(番地な し)川崎製鉄株式会社水島製鉄所内 Fターム(参考) 5H002 AA04 AB01 AB06 AC01 5H619 AA01 BB01 PP01 PP05 PP06   ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continued front page    (72) Inventor Naomichi Nakamura             1-chome, Mizushima Kawasaki-dori, Kurashiki-shi, Okayama             Shi) Kawasaki Steel Co., Ltd. Mizushima Steel Works F-term (reference) 5H002 AA04 AB01 AB06 AC01                 5H619 AA01 BB01 PP01 PP05 PP06

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】モータのステータ鉄心において、ティース
部とコアバック部を別体のものとして形成すると共に、
そのティース部をコアバック部に対して取付けてなる騒
音特性に優れるモータ用ステータ鉄心。
1. In a stator core of a motor, a tooth portion and a core back portion are formed as separate bodies, and
A stator core for a motor that has excellent noise characteristics by attaching its teeth to the core back.
【請求項2】上記ティース部は磁性鉄粉成形体からな
り、一方、コアバック部は溶製電磁鋼板からなることを
特徴とする請求項1に記載のモータ用ステータ鉄心。
2. The stator core for a motor according to claim 1, wherein the teeth portion is made of a magnetic iron powder compact, and the core back portion is made of a molten electromagnetic steel plate.
【請求項3】上記溶製電磁鋼板は、Si≧0.01mass%、板
厚≦1.Omm、Hv≧105の特性を有することを特徴とする請
求項2に記載のモータ用ステータ鉄心。
3. The stator core for a motor according to claim 2, wherein the molten magnetic steel sheet has characteristics of Si ≧ 0.01 mass%, plate thickness ≦ 1.0 mm, and Hv ≧ 105.
【請求項4】上記ステータ鉄心は、リラクタンストルク
を利用するモータに用いることを特徴とする請求項1〜
3のいずれか1項に記載のモータ用ステータ鉄心。
4. The stator core is used in a motor utilizing reluctance torque.
The stator core for a motor according to any one of 3 above.
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