JP2018164374A - 回転電機用コアユニットおよび回転電機 - Google Patents

回転電機用コアユニットおよび回転電機 Download PDF

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Abstract

【課題】コストを抑えて回転電機用部品をスロット内に固定することができる回転電機用コアユニットおよび回転電機を提供する。【解決手段】ステータ5は、軸方向に積層されている複数枚の板状のステータコア材17により形成されたステータコア11と、ステータコア11の軸方向に沿って設けられているステータスロット21と、ステータスロット21内に配置されているセグメントコイル23および絶縁紙25とを備える。ステータスロット21は、軸方向に分割された複数の分割ステータスロット33により形成されている。複数の分割ステータスロット33は、セグメントコイル23および絶縁紙25に対してステータコア11の周方向の一方と他方とにずれた状態で形成されている。セグメントコイル23および絶縁紙25は、複数の分割ステータスロット33の周方向で対向する内面31,31で挟持されて固定されている。【選択図】図3

Description

本発明は、回転電機用コアユニットおよび回転電機に関する。
従来、回転電機に使用されるステータ(回転電機用コアユニット)は、ステータコアと、ステータコアの軸方向に沿って設けられているスロットと、スロット内に固定されているコイルとを備える。ステータコアは、軸方向に積層されている複数の板状のコア材により形成されている。
コイルの固定方法としては、ワニスを使用してスロット内に固定する方法がある(例えば特許文献1参照)。具体的に説明すると、特許文献1のステータでは、ステータコアのスロット内にコイルを配置した後に、ワニスを含浸させる。次に、ワニスを加熱硬化させてコイルをスロット内に固定している。
また、回転電機に使用されるロータ(回転電機用コアユニット)として、IPM(Interior Permanent Magnet)ロータが知られている。IPMロータとは、ロータコアに磁石が埋め込まれているロータである。IPMロータは、ロータコアと、軸方向に沿ってロータコアに設けられているスロットと、スロット内に固定されている磁石とを備える。
磁石の固定方法としては、例えばスロットと磁石との間に接着剤を注入して硬化させることで磁石をスロット内に固定する方法や、スロット内の磁石を樹脂材料によりモールドすることで固定する方法がある。
特開平06−327203号公報
しかしながら、特許文献1のステータでは、ワニスを使用してコイルをスロット内に固定するため、ワニスの含浸工程および硬化工程という処理が必要になる。また、従来のIPMロータにあっては、樹脂材料の注入工程および硬化工程が必要になる。したがって、従来技術にあっては、回転電機用コアユニットに回転電機用部品を固定するにあたり製造工程に時間を要しているため、製造コストでさらに改良の余地がある。
そこで、本発明は、上記事情に鑑みたものであって、本発明は、コストを抑えて回転電機用部品をスロット内に固定することができる回転電機用コアユニットおよび回転電機を提供することを目的とする。
上記の課題を解決するため、本発明の請求項1に記載の回転電機用コアユニット(例えば後述の実施形態のステータ5、ロータ7,71)は、積層された板状のコア材(例えば後述の実施形態のステータコア材17、ロータコア材45)により形成された回転電機用コア(例えば後述の実施形態のステータコア11、ロータコア41,79)と、前記回転電機用コアの軸方向(例えば後述の実施形態の軸方向Z)に沿って設けられているスロット(例えば後述の実施形態のステータスロット21、ロータスロット51,73)と、前記スロット内に配置されている回転電機用部品(例えば後述の実施形態のセグメントコイル23、磁石43,75)と、を備え、前記スロットは、前記軸方向に分割されている複数の分割スロット(例えば後述の実施形態の分割ステータスロット33、分割ロータスロット53)により形成され、前記複数の分割スロットは、前記回転電機用部品に対して前記回転電機用コアの周方向(例えば後述の実施形態の周方向θ)の一方と他方とにずれた状態で形成され、前記回転電機用部品は、前記複数の分割スロットにおける前記周方向の内面(例えば後述の実施形態の内面31、内面55、内面85(85a,85b,85c,85d))で挟持されていることを特徴としている。
また、本発明の請求項2に記載の回転電機用コアユニット(例えば後述の実施形態のロータ71)は、前記回転電機用部品(例えば後述の実施形態の磁石75)は、前記軸方向に分割されている複数の分割部品(例えば後述の実施形態の分割磁石77(77a,77b,77c))により形成され、前記複数の分割スロット(例えば後述の実施形態の分割ロータスロット83(83a,83b,83c,83d))は、前記スロット(例えば後述の実施形態のロータスロット73)の各分割部品に対して前記周方向の一方と他方とにずれた状態で形成され、前記各分割部品は、前記複数の分割スロットにおける前記周方向の内面(例えば後述の実施形態の内面85(85a,85b,85c,85d))で挟持されていることを特徴としている。
また、本発明の請求項3に記載の回転電機用コアユニットは、前記回転電機用コアユニットは、ステータ(例えば後述の実施形態のステータ5)であり、前記回転電機用コアは、ステータコア(例えば後述の実施形態のステータコア11)であり、前記回転電機用部品は、前記ステータコアの前記スロット(例えば後述の実施形態のステータスロット21)内に配置されるコイル(例えば後述の実施形態のセグメントコイル23)であることを特徴としている。
また、本発明の請求項4に記載の回転電機用コアユニットは、前記回転電機用コアユニットは、ロータ(例えば後述の実施形態のロータ7,71)であり、前記回転電機用コアは、ロータコア(例えば後述の実施形態のロータコア41,79)であり、前記回転電機用部品は、前記ロータコアの前記スロット(例えば後述の実施形態のロータスロット51,73)内に配置される磁石(例えば後述の実施形態の磁石43,75)であることを特徴としている。
また、本発明の請求項5に記載の回転電機は、上述の回転電機用コアユニットを備えたことを特徴としている。
本発明の請求項1に記載の回転電機用コアユニットでは、スロットを複数の分割スロットにより形成し、複数の分割スロットを周方向の一方と他方とにずれた状態で形成し、複数の分割スロットの内面で回転電機用部品を挟持した。これにより回転電機用部品をスロット内に固定するには、回転電機用コアを軸方向に複数の分割コアに分け、複数の分割コアを周方向の一方と他方とに回転させて複数の分割スロットを周方向の一方と他方とにずらし、回転電機用部品を周方向の対向する内面で挟持させればよい。したがって、請求項1に記載の回転電機用コアユニットでは、回転電機用部品をスロット内に固定する際に、ワニスの含浸工程や樹脂材料の注入工程、硬化工程等を必要としない。よって、請求項1に記載の回転電機用コアユニットは、コストを抑えて回転電機用部品をスロット内に固定することができる。
本発明の請求項2に記載の回転電機用コアユニットでは、回転電機用部品が複数の分割部品により形成され、各部品を複数の分割スロットにおける周方向の内面で挟持した。これにより回転電機用部品をスロット内に固定するには、各分割磁石に対応して複数の分割コアに分け、複数の分割コアを周方向の一方と他方とに回転させて複数の分割スロットを周方向の一方と他方とにずらし、各分割部品を複数の分割スロットにおける周方向の内面で挟持すればよい。したがって、請求項2に記載の回転電機用コアユニットでは、回転電機用部品が分割されている場合でも、回転電機用部品をスロット内に固定する際に、ワニスの含浸工程や樹脂材料の注入工程、硬化工程等を必要としない。よって、請求項2に記載の回転電機用コアユニットは、回転電機用部品が分割されている場合でも、コストを抑えて回転電機用部品をスロット内に固定することができる。
本発明の請求項3に記載の回転電機用コアユニットでは、回転電機用コアユニットがステータであり、回転電機用コアがステータコアであり、回転電機用部品がステータコアのスロット内に配置されるコイルであるとした。したがって、回転電機用コアユニットをステータコアに適用した場合でも、コイルをスロット内に固定する際にワニスの含浸工程や樹脂材料の注入工程、硬化工程等を必要としない。よって、請求項3に記載の回転電機用コアユニットは、回転電機用コアユニットをステータに適用しても、コストを抑えてコイルをスロット内に固定することができる。
本発明の請求項4に記載の回転電機用コアユニットでは、回転電機用コアユニットがロータであり、回転電機用コアがロータコアであり、回転電機用部品がロータコアのスロット内に配置される磁石であるとした。したがって、回転電機用コアユニットをロータコアに適用した場合でも、磁石をスロット内に固定する際にワニスの含浸工程や樹脂材料の注入工程、硬化工程等を必要としない。よって、請求項4に記載の回転電機用コアユニットは、回転電機用コアユニットをロータに適用しても、コストを抑えて磁石をスロット内に固定することができる。
本発明の請求項5に記載の回転電機は、上述の回転電機用コアユニットを備えた。このため、回転電機用部品をスロット内に固定する際のコストが抑えられる。よって、請求項5に記載の回転電機は、低コスト化を図ることができる。
本発明の第一実施形態の回転電機用コアユニットを備える回転電機の全体構成を示す断面図である。 第一実施形態のステータの斜視図である。 図2のA部を径方向から見たときの断面図である。 第一実施形態のロータの斜視図である。 図4のB部の一部を径方向から見たときの断面図である。 本発明の第二実施形態にかかるロータコアの要部を径方向から見たときの断面図である。 本発明の第二実施形態の変形例にかかるロータコアの要部を径方向から見たときの断面図である。
以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
(第一実施形態)
図1は、本発明の第一実施形態の回転電機用コアユニットを備える回転電機の全体構成を示す断面図である。
図1に示すように回転電機1は、ケース3と、ステータ5と、ロータ7と、シャフト9とを備える。回転電機1は、例えばハイブリッド自動車や電気自動車のような車両に搭載される走行用モータである。ただし、本実施形態の構成は、上記例に限られず、車両に搭載される発電用モータ等のその他の用途のモータにも適用可能である。また、本実施形態の構成は、車両に搭載される以外の回転電機であって、発電機を含むいわゆる回転電機全般に適用可能である。
ケース3は、ステータ5およびロータ7を収容する筒状に形成されている。ステータ5は、環状に形成されている。ステータ5は、ケース3の内周面に取り付けられている。ステータ5は、ロータ7に対して回転磁界を作用させる。ロータ7は、環状に形成されている。ロータ7は、ステータ5の内側に配置されて回転駆動される。シャフト9は、ロータ7に接続されて、ロータ7の回転を駆動力として出力する。
以下、回転電機1(ステータ5およびロータ7)の軸方向Z、径方向R、および周方向θ(図2参照)について定義する。回転電機1の軸方向Zは、シャフト9の回転中心軸Cに沿う方向である。回転電機1の径方向Rは、回転中心軸Cと直交する方向である。回転電機1の周方向θは、回転中心軸Cの周りを回転する方向である。
図2は、第一実施形態のステータの斜視図である。
図2に示すようにステータ5は、ステータコア11(回転電機用コア)と、巻線13と、バスバーユニット15とを備える。
ステータコア11は、ロータ7(図1参照)を囲む環状に形成されている。
ステータコア11には、複数のステータスロット21(スロット)が設けられている。複数のステータスロット21は、ステータコア11の周方向θに並んで配置されている。
巻線13は、ステータコア11の内側に取り付けられている。巻線13は、三相(U相、V相、W相)のセグメントコイル23を複数備える。各相の複数のセグメントコイル23は、隣接するステータスロット21,21内に挿入されて互いに連結されている。
バスバーユニット15は、ステータコア11の外側に取り付けられている。バスバーユニット15は、複数のバスバー29を備える。各バスバー29の一端部は、各相のセグメントコイル23の一端部に電気的に接続されている。各バスバーの29の他端部は、外部電源に電気的に接続される。
図3は、図2のA部を径方向から見たときの断面図である。
図3に示すようにステータコア11は、複数枚の板状のステータコア材17(コア材)が軸方向Zに積層されて形成されている。ステータコア材17は、例えば電磁鋼板により形成されている。ステータスロット21内には、セグメントコイル23(回転電機用部品)および絶縁紙25が配置されている。絶縁紙25は、セグメントコイル23とステータスロット21の内面31との間に配置されている。
ステータコア11は、軸方向Zに分割された複数(本実施形態では二個)の分割ステータコア35(分割コア)により形成されている。複数の分割ステータコア35は、セグメントコイル23および絶縁紙25に対して周方向θの一方と他方とにずれた状態(いわゆるスキューされた状態)で形成されている。
ステータコア11が複数の分割ステータコア35により形成されていることで、ステータスロット21は、軸方向Zに分割された複数の分割ステータスロット33(分割スロット)により形成されている。
複数の分割ステータスロット33は、セグメントコイル23および絶縁紙25に対して周方向θの一方と他方とにずれた状態で形成されている。複数の分割ステータスロット33は、セグメントコイル23および絶縁紙25を周方向θで対向する内面31,31で挟持して固定している。
具体的に説明すると、軸方向における一方(図3において上側)の分割ステータスロット33は、セグメントコイル23および絶縁紙25に対して周方向θの一方(図3において左方)にずれた状態で形成されている。軸方向における他方(図3において下側)の分割ステータスロット33は、セグメントコイル23および絶縁紙25に対して周方向θの他方(図3において右方)にずれた状態で形成されている。セグメントコイル23および絶縁紙25は、一方の分割ステータスロット33の内面31と、他方の分割ステータスロット33の内面31とで挟持されて固定されている。
図4は、第一実施形態のロータの斜視図である。
図4に示すようにロータ7は、ロータコア41(回転電機用コア)と、磁石43(回転電機用部品)とを備える。
ロータコア41は、環状に形成されている。ロータコア41の中央部には、貫通孔49が形成されている。貫通孔49には、シャフト9(図1参照)が貫通しており、例えば圧入により固定されている。
ロータコア41には、貫通孔49よりも外周側において、複数のロータスロット51(スロット)が設けられている。複数のロータスロット51は、周方向θ沿って、所定の間隔をあけて配置されている。各ロータスロット51内には、複数の磁石43が挿入されて配置されている。
図5は、図4のB部の一部を径方向から見たときの断面図である。
図5に示すように、ロータコア41は、複数枚の板状のロータコア材45(コア材)が軸方向Zに積層されることにより形成されている。ロータコア材45は、例えば電磁鋼板により形成されている。ロータスロット51内には、上述したように磁石43が挿入されて配置されている。
ロータコア41は、軸方向Zに分割された複数(本実施形態では三個)の分割ロータコア37(分割コア)により形成されている。複数の分割ロータコア37は、磁石43に対して周方向θの一方と他方とにずれた状態で形成されている。ロータコア41が複数の分割ロータコア37により形成されていることで、ロータスロット51は、軸方向Zに分割された複数の分割ロータスロット53(分割スロット)により形成されている。
複数の分割ロータスロット53は、磁石43に対して周方向θの一方と他方とにずれた状態で形成されている。複数の分割ロータスロット53は、磁石43を周方向θで対向する内面55,55で挟持して固定している。
具体的に説明すると、軸方向Zにおける一方(図5において上側)の分割ロータスロット53は、磁石43に対して周方向θの一方(図5において左方)にずれた状態で形成されている。軸方向Zにおける中間の分割ロータスロット53は、磁石43に対して周方向θの他方(図5において右方)にずれた状態で形成されている。磁石43は、軸方向Zにおける一方(図5において上側)の分割ロータスロット53の内面55と、軸方向Zにおける中間の分割ロータスロット53の内面55とで挟持されて固定されている。
なお、分割ロータコア37の個数は、磁石43の個数よりも多く設定されてもよい。例えば分割ロータコア37の個数は、磁石43の個数が二個の場合、三個に設定されてもよい。これにより、全ての磁石43が分割ロータコア37と接触できるので、磁石43を確実に固定できる。
(本実施形態のステータの製造方法)
次に、本実施形態のステータ5の製造方法について説明する。
(ステータコア材形成工程)
まず、ステータコア材形成工程を行う。ステータコア材形成工程では、帯状の電磁鋼板をプレス機により打ち抜き、ステータコア材17を複数枚形成する。
(ステータコア材積層工程)
続いて、ステータコア材積層工程を行う。ステータコア材積層工程では、例えば、ステータコア材17の内側を治具で固定しながらステータコア材17を軸方向Zに積層していく。なお、ステータコア材形成工程とステータコア材積層工程は、同一のプレス機で行なわれてもよい。また、ステータコア材積層工程では、治具を所定角度ずつ回転させるとともに積層する、いわゆる転積を行なってもよい。
(挿入配置工程)
続いて、挿入配置工程を行う。挿入配置工程では、各ステータスロット21内にセグメントコイル23および絶縁紙25を挿入して配置する。
(スキュー工程)
続いて、スキュー工程を行う。スキュー工程では、ステータコア11を複数の分割ステータコア35に分け、複数の分割ステータコア35を周方向θの一方と他方とに回転させる。これにより、各ステータスロット21の複数の分割ステータスロット33は、周方向θの一方と他方とにずれる。したがって、各ステータスロット21内のセグメントコイル23および絶縁紙25は、複数の分割ステータスロット33の周方向θで対向する内面31,31で挟持されて固定される。
なお、分割ステータコア35を回転させる方法としては、例えば分割ステータコア35の外周面に突部や凹部を設け、突部や凹部等に周方向回りの荷重を加えることで分割ステータコア35を回転させる方法があげられる。
(固定工程)
続いて、固定工程を行う。固定工程では、複数の分割ステータコア35を周方向θの一方と他方とにずらした状態で保持し、ステータコア11の外周面を溶接する。これにより、複数の分割ステータコア35は、周方向θの一方と他方とにずれた状態で固定されるとともに、セグメントコイル23および絶縁紙25が各ステータスロット21内に固定される。
なお、最後に、巻線13の形式によっては、巻線13の捻り曲げや端末処理等の工程を行う。
以上により、ステータの製造工程が終了する。
(本実施形態のロータの製造方法)
次に、本実施形態のロータ7の製造方法について説明する。基本的には、上述のステータコアの製造方法と同様である。
(ロータコア材形成工程)
まず、ロータコア材形成工程を行う。ロータコア材形成工程では、帯状の電磁鋼板をプレス機により打ち抜き、ロータコア材45を複数枚形成する。
(ロータコア材積層工程)
続いて、ロータコア材積層工程を行う。ロータコア材積層工程では、例えば、ロータコア材45の内側を治具で固定しながらロータコア材45を軸方向Zに積層していく。なお、上述のステータコアの製造方法と同様に、ロータコア材形成工程とロータコア材積層工程は、同一のプレス機で行なわれてもよい。また、ロータコア材積層工程では、治具を所定角度ずつ回転させるとともに積層する、いわゆる転積を行なってもよい。
(挿入配置工程)
続いて、挿入配置工程を行う。挿入配置工程では、各ロータスロット51内に磁石43を挿入して配置する。
(スキュー工程)
続いて、スキュー工程を行う。スキュー工程では、ロータコア41を分割ロータコア37に分け、分割ロータコア37を周方向θの一方と他方とに回転させる。これにより、各ロータスロット51の複数の分割ロータスロット53は、周方向θの一方と他方とにずれる。したがって、各ロータスロット51内の磁石43は、複数の分割ロータスロット53の周方向θで対向する内面55,55で挟持されて固定される。
なお、分割ロータコア37を回転させる方法としては、例えば分割ロータコア37の外周面に突部や凹部を設け、突部や凹部等に周方向回りの荷重を加えることで分割ロータコア37を回転させる方法があげられる。
(固定工程)
続いて、固定工程を行う。固定工程では、複数の分割ロータコア37を周方向θの一方と他方とにずらした状態で保持し、シャフト9に圧入固定する。これにより、複数の分割ロータコア37は、周方向θの一方と他方とにずれた状態で固定されるとともに、磁石43が各ロータスロット51内に固定される。
なお、その他の分割ロータコア37の固定方法としては、分割ロータコア37の内周面にそれぞれ位相のずれた凹溝を設け、シャフト9の周面に凹溝と係止する凸条を設け、ロータコア41の貫通孔49にシャフト9を圧入して凸条を凹溝内に配置する方法があげられる。これにより、各分割ロータコア37は、凹溝の位相のずれ分だけスキューされた状態でシャフト9に圧入されて確実に固定される。
以上により、ロータの製造工程が終了する。
続いて、第一実施形態のステータ5、ロータ7および回転電機1の効果を説明する。
第一実施形態のステータ5は、軸方向Zに積層されている複数枚の板状のステータコア材17により形成されたステータコア11と、ステータコア11の軸方向Zに沿って設けられているステータスロット21と、ステータスロット21内に配置されているセグメントコイル23および絶縁紙25とを備える。ステータスロット21は、軸方向Zに分割された複数の分割ステータスロット33により形成されている。複数の分割ステータスロット33は、セグメントコイル23および絶縁紙25に対してステータコア11の周方向θの一方と他方とにずれた状態で形成されている。セグメントコイル23および絶縁紙25は、複数の分割ステータスロット33の周方向θで対向する内面31,31で挟持されて固定されている。
この構成によれば、セグメントコイル23をステータスロット21内に固定するには、ステータコア11を軸方向Zに複数の分割ステータコア35に分け、複数の分割ステータコア35を周方向θの一方と他方とに回転させて複数の分割ステータスロット33を周方向θの一方と他方とにずらし、セグメントコイル23および絶縁紙25を周方向θの対向する内面31,31で挟持させればよい。したがって、第一実施形態のステータ5では、セグメントコイル23をステータスロット21内に固定する際に、従来技術のようなワニスの含浸工程や硬化工程等を必要としない。よって、第一実施形態のステータ5は、コストを抑えてセグメントコイル23をステータスロット21内に固定することができる。
また、第一実施形態のロータ7は、軸方向Zに積層されている複数枚の板状のロータコア材45により形成されたロータコア41と、ロータコア41の軸方向Zに設けられているロータスロット51と、ロータスロット51内に配置されている磁石43とを備える。ロータスロット51は、軸方向Zに分割された複数の分割ロータスロット53により形成されている。複数の分割ロータスロット53は、磁石43に対して周方向θの一方と他方とにずれた状態で形成されている。磁石43は、複数の分割ロータスロット53の周方向θで対向する内面55,55で挟持されて固定されている。
この構成によれば、磁石43をロータスロット51内に固定するには、上述したようにロータコア41を軸方向Zに複数の分割ロータコア37に分け、複数の分割ロータコア37を周方向θの一方と他方とに回転させて複数の分割ロータスロット53を周方向θの一方と他方とにずらし、磁石43を周方向θの対向する内面55,55で挟持すればよい。したがって、第一実施形態のロータ7では、ロータスロット51内に磁石43を固定する際に、従来技術のような樹脂材料の注入工程や硬化工程等を必要としない。よって、第一実施形態のロータ7は、コストを抑えて磁石43をロータスロット51内に固定することができる。
第一実施形態のロータ7では、分割ロータコア37の個数が、磁石43の個数よりも多く設定されている。これにより磁石43の幅や分割ロータスロット53の幅に公差があっても、磁石43は少なくとも2つの分割ロータコア37(少なくとも2つの分割ロータスロット53の周方向θで対向する内面55,55)で挟持されるので、磁石43の抜けを防ぐことができる。また、磁石43は少なくとも2つの分割ロータコア37で挟持されるので、磁石43がロータスロット51内で動いてしまい、内面55等に微小ながらぶつかりこれを繰り返すことで、その磁石43表面の割れや磨耗が起こることを有効に抑制できる。
第一実施形態の回転電機1は、本発明が適用された上述のステータコア11およびロータコアを備える。これにより第一実施形態の回転電機1は、回転電機用部品をステータスロット21やロータスロット51内に固定する際のコストが抑えられる。よって、第一実施形態の回転電機1は、低コスト化を図ることができる。
(第二実施形態)
図6は、本発明の第二実施形態にかかるロータコアの要部を径方向から見たときの断面図である。
図6に示すように、磁石75は、軸方向Zに分割された複数の分割磁石77(分割部品)により形成されている。各分割磁石77の幅寸法は、それぞれ同一となっている。
ロータコア79は、軸方向Zに分割された複数(本実施形態では四個)の分割ロータコア81により形成されている。複数の分割ロータコア81は、各分割磁石77に対応した位置で分割されており、周方向θの一方と他方とにずれた状態で形成されている。ロータコア79が複数の分割ロータコア81により形成されていることによりロータスロット73は、軸方向Zに分割された複数の分割ロータスロット83により形成されている。複数の分割ロータスロット83は、各分割磁石77に対応した位置で分割されており、各分割磁石77に対して周方向θの一方と他方とにずれた状態で形成されている。分割磁石77は、複数の分割ロータスロット83の周方向θで対向する内面85,85で挟持されて固定されている。
以下、具体的に説明する。
便宜上、各分割ロータコア81(81a,81b,81c,81d)について、軸方向Zにおいて一方(図6において上側)から他方(図6において下側)に向かって順に、第一分割ロータコア81a、第二分割ロータコア81b、第三分割ロータコア81c、第四分割ロータコア81dとする。
また、各分割ロータスロット83についても同様に、軸方向Zにおいて一方(図6において上側)から他方(図6において下側)に向かって順に、第一分割ロータスロット83a、第二分割ロータスロット83b、第三分割ロータスロット83c、第四分割ロータスロット83dとする。
また、分割磁石77についても同様に、軸方向Zにおいて一方(図6において上側)から他方(図6において下側)に向かって順に、第一分割磁石77a、第二分割磁石77b、第三分割磁石77cとする。
第一分割ロータスロット83aは、第一分割磁石77aに対して周方向θの一方(図6において右方)にずれた状態で形成されている。第二分割ロータスロット83bは、第一分割磁石77aに対して周方向θの他方(図6において左方)にずれた状態で形成されている。第一分割磁石77aは、第一分割ロータスロット83aの内面85aと、第二分割ロータスロット83bの内面85bとで挟持されて固定されている。
第二分割ロータスロット83bは、第二分割磁石77bに対して周方向θの他方(図6において左方)にずれた状態で形成されている。第三分割ロータスロット83cは、第二分割磁石77bに対して周方向θの一方(図6において右方)にずれた状態で形成されている。第二分割磁石77bは、第二分割ロータスロット83bの内面85bと、第三分割ロータスロット83cの内面85cとで挟持されて固定されている。
第三分割ロータスロット83cは、第三分割磁石77cに対して周方向θの一方(図6において右方)にずれた状態で形成されている。第四分割ロータスロット83dは、第三分割磁石77cに対して周方向θの他方(図6において左方)にずれた状態で形成されている。第三分割磁石77cは、第三分割ロータスロット83cの内面85cと、第四分割ロータスロット83dの内面85dとで挟持されて固定されている。
次に、第二実施形態のロータ71の作用効果を説明する。
第二実施形態のロータ71では、磁石43は、軸方向Zに分割されている複数(本実施形態では三個)の分割磁石77(77a,77b,77c)により形成されている。複数の分割ロータスロット83(83a,83b,83c,83d)は、各分割磁石77に対応した位置で分割されているとともに周方向θの一方と他方とにずれた状態で形成されている。各分割磁石77(77a,77b,77c)は、複数の分割ロータスロット83a,83b,83c,83dの周方向θで対向する内面85(85a,85b,85c,85d)で挟持されて固定されている。
この構成によれば、ロータスロット73内の磁石75を固定するには、上述したようにロータコア79の分割位置を各分割磁石77(77a,77b,77c)に対応した位置に設定してロータコア79を複数の分割ロータコア81(81a,81b,81c,81d)に分け、複数の分割ロータコア81(81a,81b,81c,81d)を周方向θの一方と他方とに回転させて複数の分割ロータスロット83(83a,83b,83c,83d)を周方向θの一方と他方とにずらし、各分割磁石77(77a,77b,77c)を対向する内面85(85a,85b,85c,85d)で挟持すればよい。したがって第二実施形態のロータ71では、磁石75が分割されている場合でも、ワニスの含浸工程や樹脂材料の注入工程、硬化工程等を必要としない。よって、第二実施形態のロータ71は、磁石75が分割されている場合でも、コストを抑えて磁石75をロータスロット73内に固定することができる。その他の作用効果は、第一実施形態で説明した通りなので、ここでは説明を省略する。
(第二実施形態の変形例)
図7は、本発明の第二実施形態の変形例にかかるロータコアの要部を径方向から見たときの断面図である。
以下に、上述した第二実施形態の変形例について説明する。なお、以下の説明において、第二実施形態と同様の構成については、詳細な説明を省略する。
図7に示すように、ロータコア79は、分割磁石77を挟持するために、軸方向Zに分割された複数(本実施形態では六個)の分割ロータコア81と、複数の分割磁石77の分割位置に対応した位置に配置される複数(本実施形態では二個)のスペーサコア91と、により形成されている。複数の分割ロータコア81は、分割磁石77に対応するように分割されており、周方向θの一方と他方とにずれた状態で形成されている。複数のスペーサコア91は、複数の分割磁石77の分割位置に対応した位置に配置される。複数のスペーサコア91は、分割磁石77と接触することなく配置されている。
以下、具体的に説明する。
便宜上、各分割ロータコア81(81a,81b,81c,81d,81e,81f)について、軸方向Zにおいて一方(図6において上側)から他方(図6において下側)に向かって順に、第一分割ロータコア81a、第二分割ロータコア81b、第三分割ロータコア81c、第四分割ロータコア81d、第五分割ロータコア81e、第六分割ロータコア81fとする。
また、各スペーサコア91(91a,91b)について、軸方向Zにおいて一方(図6において上側)から他方(図6において下側)に向かって順に、第一スペーサコア91a、第二スペーサコア91bとする。
また、分割磁石77についても同様に、軸方向Zにおいて一方(図6において上側)から他方(図6において下側)に向かって順に、第一分割磁石77a、第二分割磁石77b、第三分割磁石77cとする。
ここで、第二実施形態においては、ロータスロット73内に挿入される各分割磁石77(77a,77b,77c)の幅寸法が同一となっている場合について説明した。しかしながら、各分割磁石77(77a,77b,77c)の幅は、製造バラつき等により寸法誤差が発生する。したがって、第二実施形態の変形例においては、各分割磁石77(77a,77b,77c)の幅寸法がそれぞれ異なっている場合について説明する。
第一分割磁石77aは、第一分割ロータスロット83aの内面85aと、第二分割ロータスロット83bの内面85bとで挟持されて固定されている。第二分割磁石77bは、第三分割ロータスロット83cの内面85cと、第四分割ロータスロット83dの内面85dとで挟持されて固定されている。第三分割磁石77cは、第五分割ロータスロット83eの内面85eと、第六分割ロータスロット83fの内面85fとで挟持されて固定されている。
ここで、第一スペーサコア91aは、第二分割ロータコア81bと第三分割ロータコア81cとの間であって、第一分割磁石77aと第二分割磁石77bとの境界に対応した位置において、第一分割磁石77aおよび第二分割磁石77bと接触することなく配置されている。
また、第二スペーサコア91bは、第四分割ロータコア81dと第五分割ロータコア81eとの間であって、第二分割磁石77bと第三分割磁石77cとの境界に対応した位置において、第二分割磁石77bおよび第三分割磁石77cと接触することなく配置されている。
この構成によれば、第一分割磁石77aの幅寸法、第二分割磁石77bの幅寸法、および第三分割磁石77cの幅寸法の違いにより、第一分割磁石77aと第二分割磁石77bとの境界部分、および第二分割磁石77bと第三分割磁石77cとの境界部分で段差が発生している場合であっても、各分割ロータコア81(81a,81b,81c,81d,81e,81f)で各分割磁石77(77a,77b,77c)を確実に挟持して固定できる。したがって、第二実施形態の変形例に係るロータ71は、磁石75が分割されている場合でも、コストを抑えて磁石75をロータスロット73内に確実に固定することができる。その他の作用効果は、第一実施形態で説明した通りなので、ここでは説明を省略する。
なお、本発明は、図面を参照して説明した上述の実施形態に限定されるものではなく、その技術的範囲において様々な変形例が考えられる。
第一実施形態では、回転電機1においてステータ5とロータ7の両方に本発明の回転電機用コアユニットを適用したが、ステータ5とロータ7のいずれか一方に本発明の回転電機用コアユニットを適用してもよい。
上述の各実施形態では、ステータ5およびロータ7,71を回転電機用コアユニットの例として説明したが、回転電機用コアユニットとしてはこれらに限定されない。また、上述の各実施形態では、セグメントコイル23および磁石43を回転電機用部品の例として説明をしたが、回転電機用部品としてはこれらに限定されない。
その他、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、上記した実施の形態における構成要素を周知の構成要素に置き換えることは適宜可能である。
1 回転電機
5 ステータ(回転電機用コアユニット)
7、71 ロータ(回転電機用コアユニット)
11 ステータコア(回転電機用コア)
17 ステータコア材(コア材)
21 ステータスロット(スロット)
23 セグメントコイル(回転電機用部品)
31、55、85(85a,85b,85c,85d) 内面
33 分割ステータスロット(分割スロット)
41、79 ロータコア(回転電機用コア)
43、75 磁石(回転電機用部品)
45 ロータコア材(コア材)
51、73 ロータスロット(スロット)
53、83(83a,83b,83c,83d) 分割ロータスロット(分割スロット)
77(77a,77b,77c) 分割磁石(分割部品)
Z 軸方向
θ 周方向

Claims (5)

  1. 積層された板状のコア材により形成された回転電機用コアと、
    前記回転電機用コアの軸方向に沿って設けられているスロットと、
    前記スロット内に配置されている回転電機用部品と、
    を備え、
    前記スロットは、前記軸方向に分割されている複数の分割スロットにより形成され、
    前記複数の分割スロットは、前記回転電機用部品に対して前記回転電機用コアの周方向の一方と他方とにずれた状態で形成され、
    前記回転電機用部品は、前記複数の分割スロットにおける前記周方向の内面で挟持されていることを特徴とする回転電機用コアユニット。
  2. 前記回転電機用部品は、前記軸方向に分割されている複数の分割部品により形成され、
    前記複数の分割スロットは、前記スロットの各分割部品に対して前記周方向の一方と他方とにずれた状態で形成され、
    前記各分割部品は、前記複数の分割スロットにおける前記周方向の内面で挟持されていることを特徴とする請求項1に記載の回転電機用コアユニット。
  3. 前記回転電機用コアユニットは、ステータであり、
    前記回転電機用コアは、ステータコアであり、
    前記回転電機用部品は、前記ステータコアの前記スロット内に配置されるコイルであることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の回転電機用コアユニット。
  4. 前記回転電機用コアユニットは、ロータであり、
    前記回転電機用コアは、ロータコアであり、
    前記回転電機用部品は、前記ロータコアの前記スロット内に配置される磁石であることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の回転電機用コアユニット。
  5. 請求項1から4のいずれか1項に記載の回転電機用コアユニットを備えることを特徴とする回転電機。
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