JP4432868B2

JP4432868B2 - Rotating electric machine

Info

Publication number: JP4432868B2
Application number: JP2005290035A
Authority: JP
Inventors: 聡一吉永; 繁則米田; 良介宇鷹; 健一若林
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2005-10-03
Filing date: 2005-10-03
Publication date: 2010-03-17
Anticipated expiration: 2025-10-03
Also published as: JP2007104781A

Description

本発明は、回転電機のステータコアの改良に関する。 The present invention relates to an improvement in a stator core of a rotating electrical machine.

回転電機のステータコイルは、集中巻き方式及び分布巻き方式の両方ともステータコアの両端面の軸方向外側にそれぞれコイルエンドと呼ばれる部分を有している。このコイルエンドは、本質的にステータコイルを構成する導体線（以下、コイル導体とも呼ぶ）のうち、スロット内に収容されるコイル導体（以下、スロット導体とも呼ぶ）に連なるとともに、スロットから軸方向外側に突出する導体線（コイルエンド導体とも呼ぶ）により構成される。このコイルエンド導体の本質的機能は異なるスロットに個別に収容される一対のスロット導体を接続することにあり、このためコイルエンド導体は少なくとも周方向へ所定距離延在する。良く知られているように、多数のコイルエンド導体を周方向に延在させるため、分布巻きにおいてはコイルエンドは軸方向にかなり大きく膨設せざるを得ず、集中巻きにおいても分布巻きほどではないにしても軸方向に膨設される。したがって、回転電機はコイルエンド部分においてトルクに関与しないデッドスペースをもち、これが回転電機の軸方向長への大型化の原因となっている。上記デッドスペース問題の改善のために下記の特許文献１、２は、コイルエンドと軸方向に重なる領域にて、ステータコアに付加コアを追加することを提案している。 Both the concentrated winding method and the distributed winding method have a portion called a coil end on the outer side in the axial direction of both end faces of the stator core. This coil end is connected to a coil conductor (hereinafter also referred to as a slot conductor) housed in a slot among conductor wires (hereinafter also referred to as a coil conductor) that essentially constitute a stator coil, and is axially directed from the slot. It is comprised by the conductor wire (it is also called a coil end conductor) which protrudes outside. The essential function of the coil end conductor is to connect a pair of slot conductors individually accommodated in different slots. For this reason, the coil end conductor extends at least a predetermined distance in the circumferential direction. As is well known, in order to extend a large number of coil end conductors in the circumferential direction, in the distributed winding, the coil end must swell considerably in the axial direction. If not, it is inflated in the axial direction. Therefore, the rotating electrical machine has a dead space that is not involved in the torque at the coil end portion, which causes an increase in the axial length of the rotating electrical machine. In order to improve the dead space problem, Patent Documents 1 and 2 below propose adding an additional core to the stator core in a region overlapping with the coil end in the axial direction.

特許文献１の実施例１（図１）又は特許文献２は、ティースの鍔部と同形の内鍔部を軸方向積層電磁鋼板により作製してティースの鍔部の軸方向端面に隣接して軸方向へ突出させ、同じく、ヨークと同形の付加ヨークを軸方向積層電磁鋼板により作製してヨークの軸方向端面に隣接して軸方向へ突出させた付加コア構造を開示している。以下、この構造を軸方向積層電磁鋼板式の付加コアと称する。 In Example 1 (FIG. 1) or Patent Document 2 of Patent Document 1, an inner collar part having the same shape as the collar part of the teeth is made of an axially laminated electromagnetic steel sheet, and the shaft is adjacent to the axial end face of the teeth collar part. Similarly, an additional core structure is disclosed in which an additional yoke having the same shape as the yoke is made of an axially laminated electromagnetic steel sheet and is protruded in the axial direction adjacent to the axial end face of the yoke. Hereinafter, this structure is referred to as an axially laminated electromagnetic steel sheet type additional core.

特許文献２は、上記した軸方向積層電磁鋼板式の付加コアを、鉄系金属塊により作製することを提案している。以下、この構造を鉄系金属塊式の付加コアと称する。 Patent Document 2 proposes that the above-described axially laminated electromagnetic steel sheet type additional core is made of an iron-based metal lump. Hereinafter, this structure is referred to as an iron-based metal block type additional core.

特許文献１の実施例２（図５）は、上記付加ヨークと上記内鍔部と、これら付加ヨークと内鍔部とを径方向に接続するティース主部とを磁性粉末成形体により一体に作製した付加コア構造を開示している。以下、この構造を磁性粉末成形体式の付加コアと称する。
特開２００４−３２８９７１号公報特開２００４−１５９４７６号公報 In Example 2 (FIG. 5) of Patent Document 1, the additional yoke, the inner flange portion, and the teeth main portion that connects the additional yoke and the inner flange portion in the radial direction are integrally manufactured by a magnetic powder molded body. An additional core structure is disclosed. Hereinafter, this structure is referred to as a magnetic powder compact additional core.
JP 2004-328971 A JP 2004-159476 A

しかしながら、本発明者らの試作によれば上記した種々の構造の付加コアの追加は、製造コストや重量の増大の割にモータ特性改善効果が小さく、現状では費用効果比率、重量増加などの点で実用化が難しいことが判明した。 However, according to the prototypes of the present inventors, the addition of the additional cores with various structures described above has a small effect on improving the motor characteristics with respect to the increase in manufacturing cost and weight. At present, the cost-effective ratio, weight increase, etc. It turned out to be difficult to put to practical use.

本発明は上記問題点に鑑みなされたものであり、優れたモータ特性改善効果をもち実用生産性に優れた付加コアをもつ回転電機を提供することをその目的としている。 The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a rotating electrical machine having an additional core that has an excellent effect of improving motor characteristics and is excellent in practical productivity.

上記課題を解決する各発明の回転電機は、略円筒状の中央コアと、前記中央コアの端面に隣接配置される付加コアとを有するステータコアと、前記ステータコアに径方向に対面するロータとを有し、前記中央コアは、ロータ周面に対面する先端部を有して径方向へ延在するティースと、前記ティースの基端部に隣接しつつ周方向へ延在するヨークとを有して軸方向積層電磁鋼板により作製され、前記付加コアは、ロータ周面とステータコイルのコイルエンドとの間隙を軸方向外側へ突出する内鍔部を有して前記ティースの軸方向端面に隣接配置される付加ティースと、前記ヨークの軸方向端面に隣接しつつ周方向に延在して前記付加ティースと磁束を授受する付加ヨークとを有する回転電機に適用される。以下、この構造の回転電機を付加ヨーク型回転電機とも称するものとする。 The rotating electrical machine of each invention that solves the above problems includes a stator core having a substantially cylindrical central core, an additional core disposed adjacent to an end surface of the central core, and a rotor that faces the stator core in a radial direction. The central core includes a tooth extending in the radial direction having a distal end facing the rotor circumferential surface, and a yoke extending in the circumferential direction adjacent to the base end of the tooth. Made of an axially laminated electrical steel sheet, the additional core is disposed adjacent to the axial end surface of the tooth with an inner flange portion protruding outward in the axial direction through the gap between the rotor peripheral surface and the coil end of the stator coil. And an additional yoke that extends in the circumferential direction adjacent to the end surface in the axial direction of the yoke and transmits and receives the magnetic flux to and from the additional tooth. Hereinafter, the rotating electric machine having this structure is also referred to as an additional yoke type rotating electric machine.

ステータとロータとの間の電磁作用は、両者間のラジアルエアギャップを通過する磁束の変化に依拠するので、付加ヨーク型回転電機では、ラジアルエアギャップの磁束量が増大させてモータ特性を向上させる。また、この付加コアは、ステータコイルの熱をコイルエンドから伝熱作用により良好に受熱することができるため、コイル温度の冷却効果を改善することもできる。 Since the electromagnetic action between the stator and the rotor depends on the change of the magnetic flux passing through the radial air gap between them, the additional yoke type rotating electric machine increases the amount of magnetic flux in the radial air gap to improve the motor characteristics. . In addition, the additional core can receive the heat of the stator coil from the coil end satisfactorily by the heat transfer action, and therefore can improve the cooling effect of the coil temperature.

中央コアのティースとヨークとは、軸方向積層電磁鋼板により構成されるのが通常である。ティースとヨークとは一体に形成されることができる他、別々に形成されて結合される構造（組み合わせコア構造）を採用することもできる。ロータはステータの径方向内側に配置されるインナーロータ構造の他、ロータがステータの径方向外側に配置されるアウターロータ構造を採用しても良い。 The teeth and the yoke of the central core are usually composed of axially laminated electromagnetic steel sheets. The teeth and the yoke can be formed integrally, and a structure (combined core structure) in which they are separately formed and joined can also be adopted. The rotor may adopt an outer rotor structure in which the rotor is disposed on the radially outer side of the stator in addition to the inner rotor structure disposed on the radially inner side of the stator.

第１発明の回転電機によれば特に、付加ティースは磁性粉末成形体からなり、付加ヨークは軸方向積層電磁鋼板とされる。このようにすれば、上記特許文献１、２に比べてモータ特性たとえばトルク特性を向上できることがわかった。鉄損増大及び磁気抵抗の増大を抑止しつつ付加ティース内の磁束を複雑に曲げることができるので、周方向及び軸方向に広い付加ティースの内鍔部から良好にロータ磁束を収集することができ、モータ特性を更に向上することができる。 In particular, according to the rotating electrical machine of the first invention, the additional teeth are made of a magnetic powder compact, and the additional yoke is an axially laminated electrical steel sheet. In this way, it has been found that motor characteristics such as torque characteristics can be improved as compared with Patent Documents 1 and 2. Since the magnetic flux in the additional teeth can be bent in a complex manner while suppressing the increase in iron loss and magnetic resistance, the rotor magnetic flux can be collected well from the inner flange of the additional teeth that are wide in the circumferential direction and the axial direction. The motor characteristics can be further improved.

すなわち、軸方向積層電磁鋼板により付加コアを作製すると、ロータから付加ティースの内鍔部に流入した磁束は、ステータコイルと鎖交するために必ず軸方向内側に曲げられてコイルエンドの内側へ入り、その後、付加ヨーク側へ到達する。しかし、付加ティースの内鍔部や付加ヨークを軸方向積層電磁鋼板で作製する場合、磁路の磁気抵抗による磁束量が減少と渦電流損失の増大が生じてしまう。 In other words, when an additional core is made of axially laminated electrical steel sheets, the magnetic flux that flows from the rotor into the inner collar of the additional tooth is always bent inward in the axial direction to interlink with the stator coil, and enters the inner side of the coil end. Then, it reaches the additional yoke side. However, when the inner flange of the additional tooth or the additional yoke is made of an axially laminated electromagnetic steel sheet, the amount of magnetic flux due to the magnetic resistance of the magnetic path decreases and eddy current loss increases.

また、付加ティースの内鍔部や付加ヨークを鉄系金属塊で作製する場合、磁路の磁気抵抗による磁束量は改善されるものの、渦電流損失の大幅な増大が生じてしまう。 Further, when the inner collar portion of the additional tooth or the additional yoke is made of an iron-based metal lump, the amount of magnetic flux due to the magnetic resistance of the magnetic path is improved, but the eddy current loss is significantly increased.

更に、磁性粉末成形体により付加ティース及び付加ヨークを作製する場合、磁束を軸方向に曲げることによる損失や磁気抵抗の増大を抑止できるものの、高価な磁性粉末成形体を多量に用いる必要があり、実用上重要問題である製造費用の大幅な増大が生じてしまう。 Furthermore, when producing an additional tooth and an additional yoke with a magnetic powder molded body, it is necessary to use a large amount of expensive magnetic powder molded body, although it can suppress an increase in loss and magnetic resistance due to bending of the magnetic flux in the axial direction, A significant increase in manufacturing cost, which is an important practical issue, occurs.

これに対して、第１発明では、磁束の曲がりが必須に発生する付加ティースに磁性粉末成形体を採用し、付加ヨークは通常のヨークと同様に軸方向積層電磁鋼板により採用する。なお、付加ティースにおける上記磁束の曲がりとしては、たとえばロータの周面から付加ティースの内鍔部に流入した磁束が周方向や軸方向に曲がり、その後、径方向に曲がってコイルエンドを横断する場合が考えられ、その他、更に軸方向に曲がる場合も想定される。 On the other hand, in the first invention, a magnetic powder molded body is employed for the additional teeth in which the bending of the magnetic flux is indispensable, and the additional yoke is employed by the axial direction laminated electrical steel sheet in the same manner as a normal yoke. As the bending of the magnetic flux in the additional tooth, for example, when the magnetic flux flowing from the circumferential surface of the rotor into the inner flange of the additional tooth bends in the circumferential direction or the axial direction, and then bends in the radial direction and crosses the coil end. In addition, it is also assumed that the vehicle further bends in the axial direction.

この第１発明によれば、付加ヨークに比べて磁性粉末使用量が通常は少ない付加ティースにのみ磁束の曲がりが自在な磁性粉末を使用するだけであるため、大幅な付加コア製造コストの削減を実現することができる。なお、磁性粉末成形体としては等方性のものを採用することができる。また、付加ヨークに使用する軸方向積層電磁鋼板は磁性粉末成形体よりも磁気特性に優れるため、付加コアを通過する磁路の磁気抵抗を低減してモータ特性を向上することもできる。
前記付加ティースは、前記ティースの軸方向端面に沿って前記内鍔部から前記付加ヨークに向けて径方向へ延在するとともにステータコイルのコイルエンドが巻回される主部と、前記付加ヨークの内周側の表面に接しつつ前記主部から軸方向外側へ延在する外鍔部とを有する。
すなわち、付加ティースが、内鍔部に加えて、内鍔部から付加ヨーク側へ磁束を流す主部と、主部から軸方向外側へ磁束を流す外鍔部とを有するので、内鍔部と付加ヨークとの間の磁路の磁気抵抗を良好に低減することができ、付加コア追加によるモータ特性を更に向上することができる。 According to the first aspect of the present invention, magnetic powder that can bend the magnetic flux is used only for the additional teeth that normally use less magnetic powder than the additional yoke. Can be realized. In addition, an isotropic thing can be employ | adopted as a magnetic powder molded object. Further, since the axially laminated electromagnetic steel sheet used for the additional yoke has better magnetic characteristics than the magnetic powder compact, it is possible to improve motor characteristics by reducing the magnetic resistance of the magnetic path passing through the additional core.
The additional teeth extend in a radial direction from the inner flange portion toward the additional yoke along the axial end surface of the teeth, and a main portion around which a coil end of the stator coil is wound, and the additional yoke And an outer collar portion extending outward in the axial direction from the main portion while being in contact with the inner peripheral surface.
In other words, in addition to the inner flange portion, the additional teeth have a main portion that flows magnetic flux from the inner flange portion to the additional yoke side, and an outer flange portion that flows magnetic flux from the main portion to the outside in the axial direction. The magnetic resistance of the magnetic path to the additional yoke can be reduced satisfactorily, and the motor characteristics can be further improved by adding the additional core.

好適な態様において、前記外鍔部は周方向積層電磁鋼板からなり、前記内鍔部及び主部は磁性粉末成形体からなる。このようにすれば、内鍔部から主部を通じて外鍔部に流入した磁束を外鍔部にて低損失かつ低磁気抵抗にて付加ヨークに伝達することができるため、モータ特性を更に向上することができる。 In a preferred aspect, the outer flange portion is made of a circumferentially laminated electromagnetic steel sheet, and the inner flange portion and the main portion are made of a magnetic powder molded body. In this way, since the magnetic flux flowing from the inner flange portion to the outer flange portion through the main portion can be transmitted to the additional yoke with low loss and low magnetic resistance at the outer flange portion, the motor characteristics are further improved. be able to.

好適な態様において、前記付加ティースは、周方向積層電磁鋼板からなる周方向中央部と、磁性粉末成形体からなるとともに前記周方向中央部の両側に個別に配置される一対の周方向側部とからなる。このようにすれば、付加ティースの周方向中央部を低コストかつ低磁気抵抗に製造することができるとともに、内鍔部を周方向へ突出させることができない周方向積層電磁鋼板の代わりに磁性粉末成形体により付加ティースの周方向側部を磁性粉末成形体により成形したので、付加ティースの内鍔部はロータ磁束を良好に集めることができ、また、材料費も低減するこができる。 In a preferred aspect, the additional tooth includes a circumferential central portion made of a circumferential laminated electromagnetic steel sheet, and a pair of circumferential side portions made of a magnetic powder molded body and individually disposed on both sides of the circumferential central portion. Consists of. In this way, the center portion in the circumferential direction of the additional teeth can be manufactured at low cost and with low magnetic resistance, and the magnetic powder can be used instead of the circumferentially laminated electromagnetic steel sheet that cannot project the inner collar portion in the circumferential direction. Since the circumferential side portion of the additional tooth is formed by the molded body using the magnetic powder molded body, the inner collar portion of the additional tooth can collect the rotor magnetic flux well, and the material cost can be reduced.

好適な態様において、前記内鍔部及び主部は、周方向積層電磁鋼板からなる周方向中央部と、磁性粉末成形体からなるとともに前記周方向中央部の両側に個別に配置される一対の周方向側部とからなり、前記外鍔部は周方向積層電磁鋼板からなる。外鍔部は内鍔部とは異なって、周方向両側に突出する必要はないため、周方向積層電磁鋼板により構成することにより、外鍔部を低損失かつ低磁気抵抗かつ低コストに製造することができる。 In a preferred aspect, the inner flange portion and the main portion are a pair of peripheral portions that are formed of a circumferential central portion made of a circumferentially laminated electromagnetic steel sheet and a magnetic powder molded body and are individually disposed on both sides of the circumferential central portion. It consists of a direction side part, and the said outer collar part consists of a circumferential direction laminated electromagnetic steel plate. Unlike the inner flange part, the outer flange part does not need to protrude on both sides in the circumferential direction, so that the outer flange part can be manufactured with low loss, low magnetic resistance, and low cost by being composed of circumferentially laminated electromagnetic steel sheets. be able to.

本発明の回転電機の好適な態様を以下の実施例を参照して説明する。ただし、本発明は下記の実施例に限定解釈されるべきではなく、その他の公知技術あるいはそれと使用される機能が共通する技術を組み合わせて本発明を実現してもよいことは当然である。 Preferred embodiments of the rotating electrical machine of the present invention will be described with reference to the following examples. However, the present invention should not be construed as being limited to the following embodiments, and it is obvious that the present invention may be realized by combining other publicly known techniques or techniques having the same functions as those used.

（実施例１）
実施例１のステータコアを、その軸方向模式断面図である図１と、その軸方向にみた模式側面図である図２を参照して説明する。なお、図２において、破断線の左側は付加コア装着前の形状を示し、右側は付加コア装着後の形状を示す。ステータコイルは図示省略されている。 Example 1
The stator core of Example 1 will be described with reference to FIG. 1 which is a schematic sectional view in the axial direction and FIG. 2 which is a schematic side view seen in the axial direction. In FIG. 2, the left side of the broken line shows the shape before the additional core is mounted, and the right side shows the shape after the additional core is mounted. The stator coil is not shown.

（全体構造）
このステータコアは、分割コア型ステータコアであって、図２の破断線の左側に図示する中央コア１と、図２の破断線の右側に図示する付加コア２とからなり、付加コア２は図１に示すように中央コア１の前後両端面に固定されている。図１において、３はロータである。 (Overall structure)
This stator core is a split core type stator core, and comprises a central core 1 shown on the left side of the broken line in FIG. 2 and an additional core 2 shown on the right side of the broken line in FIG. As shown in FIG. 4, the front and rear end faces of the central core 1 are fixed. In FIG. 1, 3 is a rotor.

中央コア１は、略円筒状のヨーク１１と、ヨーク１１の内周面から求心方向へ突出する１２個のティース１２とからなる。ヨーク１１は、それぞれ部分円筒形状をもつ合計１２個の単位コアバック１３を円筒状に組み立てて構成されている。ヨーク１１及びティース１２はそれぞれ電磁鋼板を軸方向に積層した軸方向積層電磁鋼板により構成されている。ティース１２は、ロータ３の外周面に対面しつつ周方向両側へ張り出した鍔部１４を先端部に有しており、ティース１２の基端部は、ヨーク１１のティース嵌合溝１５に径内側へ抜き出し不能に嵌合している。なお、ヨーク１１を１２個の単位コアバック１３に分割せず、一体化してもよく、ヨーク１１とティース１２とを一体に形成してもよい。また単位コアバックは例えば３ティース毎を単位とする分割でもよい。つまりコアの一体、分割、ティースとヨークの一体、分割の形態にはよらない。 The central core 1 includes a substantially cylindrical yoke 11 and twelve teeth 12 protruding from the inner peripheral surface of the yoke 11 in the centripetal direction. The yoke 11 is configured by assembling a total of twelve unit core backs 13 each having a partial cylindrical shape into a cylindrical shape. The yoke 11 and the teeth 12 are each composed of an axially laminated electromagnetic steel sheet in which electromagnetic steel sheets are laminated in the axial direction. The tooth 12 has a flange portion 14 that protrudes to both sides in the circumferential direction while facing the outer peripheral surface of the rotor 3, and the base end portion of the tooth 12 is radially inward of the tooth fitting groove 15 of the yoke 11. It is fitted so that it cannot be pulled out. The yoke 11 may be integrated without being divided into 12 unit core backs 13, or the yoke 11 and the teeth 12 may be integrally formed. The unit core back may be divided in units of, for example, every 3 teeth. That is, it does not depend on the form of core integration, division, teeth and yoke integration, or division.

付加コア２は、略円筒状の付加ヨーク２１と、付加ヨーク２１の内周面から求心方向へ突出する１２個の付加ティース２２とからなる。付加ヨーク２１は、それぞれ部分円筒形状をもつ合計１２個の単位コアバック２３を円筒状に組み立てて構成されている。付加ヨーク２１は、電磁鋼板を軸方向に積層した軸方向積層電磁鋼板により構成され、ヨーク１１の軸方向端面に隣接して配置されている。なお、付加ヨーク２１を１２個の単位コアバック２３に分割せず、一体化してもよい。例えば３ティース毎を単位とする分割でもいいし、一体化してもよい。つまり単位コアバックは一例にすぎず、付加ヨークの形態にはとらわれない。 The additional core 2 includes a substantially cylindrical additional yoke 21 and twelve additional teeth 22 protruding from the inner peripheral surface of the additional yoke 21 in the centripetal direction. The additional yoke 21 is configured by assembling a total of twelve unit core backs 23 each having a partial cylindrical shape into a cylindrical shape. The additional yoke 21 is composed of an axially laminated electromagnetic steel sheet obtained by laminating electromagnetic steel sheets in the axial direction, and is disposed adjacent to the axial end surface of the yoke 11. The additional yoke 21 may be integrated without being divided into 12 unit core backs 23. For example, it may be divided in units of every 3 teeth, or may be integrated. That is, the unit core back is merely an example, and is not limited to the form of the additional yoke.

ロータ３は、中央ロータ（本発明で言う中央ロータ部）３１と、その両端に配置された付加ロータ（本発明で言う端部ロータ部）３２とからなり、図示しない回転軸に固定されている。この実施例では中央ロータ３１は永久磁石が埋設された軸方向積層電磁鋼板製の磁石ロータからなり、付加ロータ３２はいわゆる磁気突極構造の軸方向積層電磁鋼板製のリラクタンスロータからなる。 The rotor 3 includes a central rotor (a central rotor portion referred to in the present invention) 31 and additional rotors (an end rotor portion referred to in the present invention) 32 disposed at both ends thereof, and is fixed to a rotating shaft (not shown). . In this embodiment, the central rotor 31 is a magnet rotor made of an axially laminated electromagnetic steel sheet in which a permanent magnet is embedded, and the additional rotor 32 is a reluctance rotor made of an axially laminated electromagnetic steel sheet having a so-called magnetic salient pole structure.

（付加ティース２２の構造）
付加ティース２２は、図１に示すように略コ字状の軸方向断面を有しており、軟磁性粉末を成形してなる磁性粉末成形体により構成されている。付加ティース２２は、ステータコイル４のコイルエンドの径方向内側にてロータ３の外周面に対面しつつ軸方向外側へ突出する内鍔部２４と、付加ヨーク２１の嵌合溝２５に嵌合しつつ軸方向外側へ延在する外鍔部２６と、ティース１２の軸方向端面に隣接しつつ径方向に延在する主部２７とからなる。 (Structure of additional teeth 22)
As shown in FIG. 1, the additional teeth 22 have a substantially U-shaped axial cross section, and are formed of a magnetic powder molded body formed by molding soft magnetic powder. The additional teeth 22 are fitted into the inner flange portion 24 that protrudes outward in the axial direction while facing the outer peripheral surface of the rotor 3 on the radially inner side of the coil end of the stator coil 4, and the fitting groove 25 of the additional yoke 21. The outer flange portion 26 extends outward in the axial direction, and the main portion 27 extends in the radial direction while adjoining the axial end surface of the tooth 12.

主部２７は、内鍔部２４と外鍔部２６との間の磁束授受のための部材であり、主部２７と内鍔部２４と外鍔部２６とは磁性粉末成形体により一体に形成されている。付加ティース２２の主部２７には、ティース１２とともにステータコイル４が集中巻きされている。 The main portion 27 is a member for exchanging magnetic flux between the inner flange portion 24 and the outer flange portion 26, and the main portion 27, the inner flange portion 24, and the outer flange portion 26 are integrally formed of a magnetic powder molded body. Has been. The stator coil 4 is concentratedly wound on the main portion 27 of the additional tooth 22 together with the teeth 12.

ティース１２は単位コアバック１３の周方向中央に配置され、付加ティース２２は単位コアバック２３の周方向中央に配置され、ティース１２と付加ティース２２とは周方向同位置に配置され、付加ティース２２の周方向（接線方向）幅はティース１２の周方向幅に等しくされている。 The teeth 12 are arranged at the center in the circumferential direction of the unit core back 13, the additional teeth 22 are arranged at the center in the circumferential direction of the unit core back 23, and the teeth 12 and the additional teeth 22 are arranged at the same position in the circumferential direction. The circumferential width (tangential direction) is equal to the circumferential width of the teeth 12.

付加ティース２２の外鍔部２６は、付加ヨーク２１の嵌合溝２５に嵌合している。嵌合溝２５の径方向断面は、図２に示すように方形とされている。ヨーク１１の嵌合溝１５は、図２に示すように、内周側に嵌合溝２５と略同形（少し広い）の第１溝部１５１と、この第１溝部１５１から径方向外側に更に凹設されたくさび形の第２溝部１５２とからなる。嵌合溝１５が第１溝部１５１をもつのは、後述するように、付加ティース２２の外鍔部２６がこの第１溝部１５１を軸方向に通過可能とするためである。 The outer flange portion 26 of the additional tooth 22 is fitted in the fitting groove 25 of the additional yoke 21. The radial cross section of the fitting groove 25 is rectangular as shown in FIG. As shown in FIG. 2, the fitting groove 15 of the yoke 11 has a first groove portion 151 that is substantially the same shape (a little wider) as the fitting groove 25 on the inner peripheral side, and is further recessed radially outward from the first groove portion 151. It comprises a wedge-shaped second groove 152 provided. The reason why the fitting groove 15 has the first groove portion 151 is to allow the outer flange portion 26 of the additional tooth 22 to pass through the first groove portion 151 in the axial direction, as will be described later.

中央コア１及び付加コア２の部分拡大斜視図を図３〜図５に示す。図３は中央コア１の一つの単位コアバック分を示し、図４はティース１２及び付加ティース２２を示し、図５はステータコアを組み立てた状態を示す。付加ティース２２の内鍔部２４がティース１２の鍔部とほぼ径方向断面にて同形であることがわかる。 Partially enlarged perspective views of the central core 1 and the additional core 2 are shown in FIGS. 3 shows one unit core back portion of the central core 1, FIG. 4 shows the teeth 12 and the additional teeth 22, and FIG. 5 shows a state where the stator core is assembled. It can be seen that the inner flange portion 24 of the additional tooth 22 has the same shape as the flange portion of the tooth 12 in a substantially radial cross section.

（ステータの組み立て）
ステータの組み立て工程を以下に説明する。まず、１２分の１のヨーク１１である単位コアバック１３と、１２分の１の付加ヨーク２１である単位コアバック２３とを軸方向積層電磁鋼板により製造する。次に、ティース１２の両端に付加ティース２２をそれぞれ重ね、ステータコイル４を集中巻きする。又は、あらかじめ集中巻きにて成形したステータコイル４にティース１２及びその両側の付加ティース２２を嵌め込む。なお、ティース１２は軸方向積層電磁鋼板により構成され、付加ティース２２は、磁性粉末成形体により構成されている。次に、ステータコイルが巻装されたティース１２及び付加ティース２２を、単位コアバック１３の嵌合溝１５に軸方向に押し込んで、一体化する。次に、各単位コアバック２３の嵌合溝１５と付加ティース２２の外鍔部が嵌合するように、付加ヨーク２１を軸方向両側からヨーク１１へ向けて押し込む。最後に、このようにして形成された１２個のコアユニットをリング状に組み合わせてステータコアを完成する。なお、分割されたステータコアの各部材の固定はたとえば溶接や嵌合あるいは締結により一体化されることができる。また付加ティース、付加ヨークのティース、ヨークへの固定は、溶接、嵌合等により実施する。 (Assembling the stator)
The assembly process of the stator will be described below. First, a unit core back 13 that is a one-twelfth yoke 11 and a unit core back 23 that is a one-twelfth additional yoke 21 are manufactured from axially laminated electromagnetic steel sheets. Next, the additional teeth 22 are overlapped on both ends of the teeth 12, and the stator coil 4 is concentratedly wound. Alternatively, the teeth 12 and the additional teeth 22 on both sides thereof are fitted into the stator coil 4 formed by concentrated winding in advance. In addition, the teeth 12 are comprised by the axial direction laminated electromagnetic steel plate, and the additional teeth 22 are comprised by the magnetic powder molded object. Next, the tooth 12 and the additional tooth 22 around which the stator coil is wound are pushed into the fitting groove 15 of the unit core back 13 in the axial direction to be integrated. Next, the additional yoke 21 is pushed toward the yoke 11 from both axial sides so that the fitting groove 15 of each unit core back 23 and the outer flange portion of the additional tooth 22 are fitted. Finally, the twelve core units thus formed are combined in a ring shape to complete the stator core. In addition, fixation of each member of the divided | segmented stator core can be integrated by welding, fitting, or fastening, for example. Further, the additional teeth and the additional yoke are fixed to the teeth and the yoke by welding, fitting or the like.

（ロータ３の構造）
ロータ３の模式斜視図を図６に示す。ただし、図６において、付加ロータ３２の一部は切り欠いて示されている。既述したように中央ロータ（本発明で言う中央ロータ部）３１は永久磁石が埋設された軸方向積層電磁鋼板製の埋め込み磁石ロータからなり、付加ロータ３２はいわゆる磁気突極構造の軸方向積層電磁鋼板製のリラクタンスロータからなる。 (Structure of rotor 3)
A schematic perspective view of the rotor 3 is shown in FIG. However, in FIG. 6, a part of the additional rotor 32 is notched. As described above, the central rotor (the central rotor portion referred to in the present invention) 31 is composed of an embedded magnet rotor made of an axially laminated electromagnetic steel sheet in which a permanent magnet is embedded, and the additional rotor 32 is an axially laminated layer having a so-called magnetic salient pole structure. It consists of a reluctance rotor made of electrical steel.

（動作説明）
図１を参照して磁束の流れを説明する。 (Description of operation)
The flow of magnetic flux will be described with reference to FIG.

中央ロータ３１からティース１２に流入した磁束はヨーク１１に入り、ヨーク１１内を周方向に流れて他のティース１２に達する。付加ロータ３２から付加ティース２２の内鍔部２４に流入した磁束は内鍔部２４内で軸方向に曲がって付加ティース２２の主部２７に入り、主部２７から付加ティース２２の外鍔部２６に入り、外鍔部２６内を軸方向から径方向へ曲がって付加ヨーク２１に入り、付加ヨーク２１内を周方向に流れて他の付加ティース２２に達する。なお、一部の磁束は付加ティース２２の主部２７とティース１２との間にて軸方向へ流れ、また、付加ヨーク２１とヨーク１１との間にて軸方向に流れることができる。 The magnetic flux that has flowed into the teeth 12 from the central rotor 31 enters the yoke 11, flows in the yoke 11 in the circumferential direction, and reaches the other teeth 12. The magnetic flux that has flowed from the additional rotor 32 into the inner flange portion 24 of the additional tooth 22 is bent in the axial direction within the inner flange portion 24 and enters the main portion 27 of the additional tooth 22, and from the main portion 27 to the outer flange portion 26 of the additional tooth 22. Then, the inside of the outer flange portion 26 is bent from the axial direction to the radial direction, enters the additional yoke 21, flows in the additional yoke 21 in the circumferential direction, and reaches the other additional teeth 22. Part of the magnetic flux can flow in the axial direction between the main portion 27 of the additional tooth 22 and the tooth 12, and can flow in the axial direction between the additional yoke 21 and the yoke 11.

（効果）
この実施例によれば、従来のステータにおいてステータコイルのコイルエンドが存在するステータコアの軸方向両側のアイドルスペースにおいて、コイルエンドの径方向内側に内鍔部２４が設けられ、各内鍔部２４が主部２７、外鍔部２６を通じて付加ティース２２により磁気的に短絡されている。 (effect)
According to this embodiment, in the idle space on both axial sides of the stator core where the coil ends of the stator coil exist in the conventional stator, the inner flange portions 24 are provided on the radially inner side of the coil ends. The additional teeth 22 are magnetically short-circuited through the main portion 27 and the outer flange portion 26.

内鍔部２４の存在は、内鍔部２４と付加ロータ３２の外周面との間の電磁ギャップの磁気抵抗を小さくすることができることを意味し、小さい磁界強度（AT）により多くの磁束を形成できることを意味する。つまり、付加ロータ３２と付加コア２との設置により、ステータコイルに鎖交するロータ磁束を増加することができる。このため、従来同様、モータ性能を向上することができる。 The presence of the inner flange 24 means that the magnetic resistance of the electromagnetic gap between the inner flange 24 and the outer peripheral surface of the additional rotor 32 can be reduced, and a larger amount of magnetic flux is formed with a small magnetic field strength (AT). Means you can. That is, the rotor magnetic flux linked to the stator coil can be increased by installing the additional rotor 32 and the additional core 2. For this reason, motor performance can be improved like the past.

なお、付加ロータ３２と付加コア２との間を流れる磁束量は、ヨーク１１への磁束漏れを無視すれば、付加ティース２２を流れることができる磁束量に略等しく、付加ロータ３２を流れることができる磁束量は主部２７の磁路断面積にその飽和磁束密度を掛けた量に略等しくなる。 Note that the amount of magnetic flux flowing between the additional rotor 32 and the additional core 2 is substantially equal to the amount of magnetic flux that can flow through the additional tooth 22 if the magnetic flux leakage to the yoke 11 is ignored, and can flow through the additional rotor 32. The amount of magnetic flux that can be generated is substantially equal to the amount obtained by multiplying the magnetic path cross-sectional area of the main portion 27 by the saturation magnetic flux density.

この実施例では、付加ティース２２がすべて磁性粉末成形体により構成されているため、付加ティース２２は、小さい磁気抵抗により付加ロータ３２の磁束を周方向及び軸方向において広く集めることができる。また、付加コア２の多くを占める付加ヨーク２１を軸方向積層電磁鋼板により構成したため、付加コア製造コストのうち無視できない割合を占める付加ヨーク２１の分の磁性粉末成形体を省略できるため、相当のコストダウンと磁気抵抗低減とを実現することができる。 In this embodiment, since the additional teeth 22 are all formed of a magnetic powder compact, the additional teeth 22 can collect the magnetic flux of the additional rotor 32 widely in the circumferential direction and the axial direction with a small magnetic resistance. In addition, since the additional yoke 21 occupying most of the additional core 2 is composed of the axially laminated electromagnetic steel sheet, the magnetic powder compact for the additional yoke 21 occupying a non-negligible proportion of the additional core manufacturing cost can be omitted. Cost reduction and magnetic resistance reduction can be realized.

更に、内鍔部２４及び外鍔部２６はステータコイル４のコイルエンドに良好に接触するため、ステータコイル４の熱はこの内鍔部２４や外鍔部２６を通じて良好に付加コア２に放熱することができる。 Furthermore, since the inner flange portion 24 and the outer flange portion 26 are in good contact with the coil ends of the stator coil 4, the heat of the stator coil 4 is radiated to the additional core 2 through the inner flange portion 24 and the outer flange portion 26. be able to.

（変形態様）
ロータ３の変形態様を図７に示す。このロータ３は、図６に示す付加ロータ３２を永久磁石が埋設された軸方向積層電磁鋼板製の埋め込み磁石ロータにより構成したものである。すなわち、ロータ３は、主界磁磁束を発生する主永久磁石を有して中央コアに対面する中央ロータ３１と、付加界磁磁束を発生する補助の永久磁石を有して付加コア２に対面する付加ロータ３２とから構成される。この場合、補助の永久磁石は、主永久磁石よりも小さいロータの単位軸方向幅当たりの磁束発生量をもてばよく、相対的に安価なあるいは小型の永久磁石を用いればよい。更に、ロータ３は同期機用ロータの他、既知の各種交流モータ方式に適したロータ構造を採用することができる。ただし、付加ロータ３２の永久磁石により付加ロータ３２から付加コア２に流入する磁束量は、付加コア２の主部２７の磁路断面積により制約されるため、付加ロータ３２と付加コア２との間の電磁ギャップの磁束密度は、中央ロータ３１と中央コア１との間の電磁ギャップの磁束密度より小さく設定される。 (Modification)
A modification of the rotor 3 is shown in FIG. In this rotor 3, the additional rotor 32 shown in FIG. 6 is constituted by an embedded magnet rotor made of an axially laminated electromagnetic steel sheet in which a permanent magnet is embedded. That is, the rotor 3 has a main permanent magnet that generates a main field magnetic flux and faces the central core 31, and an auxiliary permanent magnet that generates an additional field magnetic flux and faces the additional core 2. And an additional rotor 32. In this case, the auxiliary permanent magnet may have a smaller amount of magnetic flux generation per unit axial width of the rotor than the main permanent magnet, and a relatively inexpensive or small permanent magnet may be used. Further, the rotor 3 can employ a rotor structure suitable for various known AC motor systems in addition to a synchronous machine rotor. However, since the amount of magnetic flux flowing from the additional rotor 32 to the additional core 2 by the permanent magnet of the additional rotor 32 is restricted by the magnetic path cross-sectional area of the main portion 27 of the additional core 2, The magnetic flux density of the electromagnetic gap between them is set smaller than the magnetic flux density of the electromagnetic gap between the central rotor 31 and the central core 1.

（変形態様）
上記実施例では、付加ティース２２の主部２７の周方向（接線方向）幅はティース１２の周方向幅に等しくされたが、付加ティース２２には、成形済みの集中巻きステータコイルのコイルエンドが嵌着されるため、コイルエンドを円滑に湾曲させるため、付加ティース２２の主部２７の周方向幅はティース１２の周方向幅より小さく設定しても良い。あるいは、ヨーク１１のスロットから出たステータコイルの湾曲を確保できる範囲にて、たとえばヨーク１１の端面から少し離れて付加ティース２２の周方向幅をティース１２のそれより広くし、付加ティース２２の主部２７の最大磁束量を増大させても良い。 (Modification)
In the above embodiment, the circumferential direction (tangential direction) width of the main portion 27 of the additional tooth 22 is made equal to the circumferential width of the tooth 12, but the additional tooth 22 has a coil end of a molded concentrated winding stator coil. Since the coil end is smoothly fitted, the circumferential width of the main portion 27 of the additional tooth 22 may be set smaller than the circumferential width of the tooth 12. Alternatively, within a range in which the curvature of the stator coil coming out of the slot of the yoke 11 can be ensured, for example, slightly away from the end surface of the yoke 11, the circumferential width of the additional tooth 22 is made wider than that of the tooth 12, The maximum magnetic flux amount of the portion 27 may be increased.

（実施例２）
実施例２のコア構造を図８、図９を参照して以下に説明する。中央コア１は図３に示す形状のものを用いた。図８は中央コア１に付加ティース２２を取り付けた状態を、図９はステータコアの組み付け完了状態を示す。 (Example 2)
The core structure of Example 2 will be described below with reference to FIGS. The central core 1 having the shape shown in FIG. 3 was used. 8 shows a state in which the additional teeth 22 are attached to the central core 1, and FIG. 9 shows a state in which the stator core has been assembled.

この実施例は、図４に示す実施例１の付加ティース２２の外鍔部２６を、電磁鋼板を周方向（正確には接線方向）に積層してなる周方向積層電磁鋼板により作製したものである。図８に示すように、磁性粉末成形体により作製された主部２７のヨーク側の先端面は、周方向積層電磁鋼板により作製された外鍔部２６の径方向内側の表面に当接している。外鍔部２６は、実施例１と同様に付加ヨーク２１の嵌合溝２５に嵌合している。このようにすれば、主部２７から外鍔部２６に流れ込んだ磁束は、積層電磁鋼板を積層方向に流れることなく、電磁鋼板内を軸方向に流れ、その後、径方向に曲がって付加ヨーク２１に流入することができ、低損失かつ低磁気抵抗を達成できるとともに、磁性粉末使用量を減らして製造コストも低減することができる。主部２７を延長し、外鍔部２６を短縮してもよいことは当然である。 In this example, the outer flange portion 26 of the additional tooth 22 of Example 1 shown in FIG. 4 is made of a circumferentially laminated electrical steel sheet obtained by laminating electrical steel sheets in the circumferential direction (precisely the tangential direction). is there. As shown in FIG. 8, the yoke-side tip surface of the main portion 27 made of the magnetic powder compact is in contact with the radially inner surface of the outer flange portion 26 made of the circumferential laminated electromagnetic steel sheet. . The outer flange portion 26 is fitted in the fitting groove 25 of the additional yoke 21 as in the first embodiment. In this way, the magnetic flux that has flowed from the main portion 27 into the outer flange portion 26 flows in the electromagnetic steel sheet in the axial direction without flowing through the laminated electromagnetic steel sheet in the laminating direction, and then bends in the radial direction to be bent in the radial direction. In addition to achieving low loss and low magnetic resistance, the amount of magnetic powder used can be reduced and the manufacturing cost can be reduced. Of course, the main portion 27 may be extended and the outer flange portion 26 may be shortened.

この実施例によれば、あらかじめ成形した集中巻きコイルを、外鍔部２６の取り付け前に、ティース１２と付加ティース２２とを一体化したティースアセンブリに嵌め込み、その後で外鍔部２６をこのティースアセンブリに取り付けることができる。なお、外鍔部２６の径方向断面形状が、ティース１２の嵌合溝１５の径方向断面形状より大きい場合には、ティースアセンブリをヨーク１１に軸方向に押し込んで一体化させた後で外鍔部２６を取り付けることができ、逆に、外鍔部２６の径方向断面形状が、ティース１２の嵌合溝１５の径方向断面形状より小さい場合には、外鍔部２６をティースアセンブリに取り付けた後、このティースアセンブリをヨーク１１に軸方向に押し込んで一体化させることもできる。 According to this embodiment, the pre-shaped concentrated winding coil is fitted into the tooth assembly in which the teeth 12 and the additional teeth 22 are integrated before the outer flange portion 26 is attached, and then the outer flange portion 26 is inserted into the teeth assembly. Can be attached to. When the radial cross-sectional shape of the outer flange portion 26 is larger than the radial cross-sectional shape of the fitting groove 15 of the tooth 12, the tooth assembly is pushed into the yoke 11 in the axial direction and integrated with the outer flange. When the radial cross-sectional shape of the outer flange portion 26 is smaller than the radial cross-sectional shape of the fitting groove 15 of the tooth 12, the outer flange portion 26 is attached to the teeth assembly. Thereafter, the teeth assembly can be pushed into the yoke 11 in the axial direction to be integrated.

（変形態様）
実施例２の付加ティース２２の変形態様を図１０、図１１に示す。図１０は中央コア１に付加ティース２２を取り付けた状態を、図１１はステータコアの組み付け完了状態を示す。この変形態様は、図８と図１０との比較からわかるように、主部２７を径方向外側に延長し、外鍔部２６を軸方向に短縮した点を除けば実施例２と同じである。 (Modification)
The deformation | transformation aspect of the additional teeth 22 of Example 2 is shown in FIG. 10, FIG. 10 shows a state in which the additional teeth 22 are attached to the central core 1, and FIG. 11 shows a state in which the stator core has been assembled. As can be seen from the comparison between FIG. 8 and FIG. 10, this modification is the same as that of the second embodiment except that the main portion 27 is extended radially outward and the outer flange portion 26 is shortened in the axial direction. .

（実施例３）
実施例２の付加コアを図１２〜図１３を参照して以下に説明する。中央コア１としては図３の形状のものを用いた。図１２は中央コア１に付加ティース２２を取り付けた状態を、図１３はステータコアの組み付け完了状態を示す。 (Example 3)
The additional core of Example 2 is demonstrated below with reference to FIGS. As the central core 1, one having the shape of FIG. 3 was used. 12 shows a state in which the additional teeth 22 are attached to the central core 1, and FIG. 13 shows a state in which the stator core has been assembled.

この実施例は、実施例１の付加ティース２２を、電磁鋼板を周方向（正確には接線方向）に積層してなる周方向積層電磁鋼板により作製した周方向中央部２６４と、磁性粉末成形体により作製されて周方向中央部２６４の周方向両側に配置された一対の周方向側部２６３とにより構成したものである。したがって、付加ティース２２の周方向中央部２６４は、略コ字状に形成され、一対の周方向側部２６３はこの周方向中央部２６４とともに、実施例１、２の付加ティース２２と同形の付加ティース２２を構成する。 In this example, the additional tooth 22 of Example 1 was manufactured by using a circumferential central laminated portion 264 made by laminating electromagnetic steel plates in the circumferential direction (precisely tangential direction), and a magnetic powder compact. And a pair of circumferential side portions 263 disposed on both sides in the circumferential direction of the circumferential central portion 264. Therefore, the circumferential center part 264 of the additional teeth 22 is formed in a substantially U-shape, and the pair of circumferential side parts 263 is added in the same shape as the additional teeth 22 of the first and second embodiments together with the circumferential center part 264. Teeth 22 are configured.

このようにすれば、付加ロータ３２から内鍔部２４のうち周方向中央部に流入した磁束は、周方向への曲がりがほとんど無いため、周方向積層電磁鋼板により低損失かつ小さい磁気抵抗にて付加ヨーク２１に達することができ、かつ、磁性粉末使用量も更に低減することができる。また、磁束の周方向への曲がりも要求される付加ティース２２の周方向側部２６３は磁性粉末成形体であるため良好に磁束を周方向へ曲げて流すことができる。 In this way, the magnetic flux that has flowed from the additional rotor 32 into the central portion of the inner flange portion 24 has almost no bending in the circumferential direction. The additional yoke 21 can be reached, and the amount of magnetic powder used can be further reduced. Further, since the circumferential side portion 263 of the additional tooth 22 that requires bending of the magnetic flux in the circumferential direction is a magnetic powder molded body, the magnetic flux can be favorably bent and flowed in the circumferential direction.

（実施例４）
実施例４の付加コアを図１４〜図１５を参照して以下に説明する。中央コア１としては図３のものを用いた。図１４は中央コア１に付加ティース２２を取り付けた状態を、図１５はステータコアの組み付け完了状態を示す。 (Example 4)
The additional core of Example 4 is demonstrated below with reference to FIGS. As the central core 1, the one shown in FIG. 3 was used. 14 shows a state in which the additional teeth 22 are attached to the central core 1, and FIG. 15 shows a state in which the stator core has been assembled.

この実施例は、図８に示す付加ティース２２の外鍔部２６を実施例３の外鍔部２６に適用したものである。すなわち、この実施例では、付加ティース２２の内鍔部２４及び主部２７は、電磁鋼板を周方向（正確には接線方向）に積層してなる周方向積層電磁鋼板により作製した周方向中央部２６４と、周方向中央部２６４の周方向両側に配置された一対の周方向側部２６３とにより構成されている。ただし、一対の周方向側部２６３は、磁性粉末成形体により作製された内鍔部と主部と、周方向積層電磁鋼板により作製された外鍔部２６からなる。このようにすれば更に損失低減とモータ特性の向上を図ることができる。 In this embodiment, the outer flange portion 26 of the additional tooth 22 shown in FIG. 8 is applied to the outer flange portion 26 of the third embodiment. That is, in this embodiment, the inner flange portion 24 and the main portion 27 of the additional tooth 22 are circumferential central portions made of a circumferential laminated magnetic steel plate formed by laminating electromagnetic steel plates in the circumferential direction (precisely tangential direction). H.264, and a pair of circumferential side portions 263 disposed on both sides in the circumferential direction of the circumferential center portion 264. However, a pair of circumferential direction side part 263 consists of the inner collar part and main part which were produced with the magnetic powder molded object, and the outer collar part 26 produced with the circumferential direction laminated electromagnetic steel plate. In this way, it is possible to further reduce the loss and improve the motor characteristics.

（参考例）
参考例のステータコア構造を図１６を参照して説明する。図１６は、回転電機の軸方向模式断面図である。この実施例の付加ティース２２０は、図１に示す実施例１の付加ティース２２からその外鍔部２６を省略するとともに、実施例１の付加ヨーク２１のうち外鍔部２６に径方向に隣接する部分も省略したものである。２８は、付加ティース２２０の主部２７及び付加ヨーク２１０を軸方向内側へ押さえつけるための電磁鋼板である。なお、電磁鋼板２８を省略してもよい。付加ティース２２０の主部２７の径方向外端（基端部）は、付加ヨーク２１０の嵌合溝２５に嵌入されている。 ( Reference example )
A stator core structure of a reference example will be described with reference to FIG. FIG. 16 is a schematic cross-sectional view in the axial direction of the rotating electrical machine. The additional tooth 220 of this embodiment omits the outer flange portion 26 from the additional tooth 22 of the first embodiment shown in FIG. 1 and is adjacent to the outer flange portion 26 of the additional yoke 21 of the first embodiment in the radial direction. The part is also omitted. Reference numeral 28 denotes an electromagnetic steel plate for pressing the main portion 27 of the additional tooth 220 and the additional yoke 210 inward in the axial direction. The electromagnetic steel sheet 28 may be omitted. The radially outer end (base end portion) of the main portion 27 of the additional tooth 220 is fitted into the fitting groove 25 of the additional yoke 210.

この態様においても、付加ロータ３２と付加コア２との間の電磁ギャップの磁気抵抗は内鍔部２４の軸方向伸張により十分に低減され、付加ロータ３２から内鍔部２４に入った磁束は主部２７から付加ヨーク２１０に流入して周方向へ曲がって他の付加ティースに達することができる。付加ヨーク２１０は主部２７の軸方向厚さに等しい軸方向厚さをもつため、付加ヨーク２１０が主部２７に先んじて磁気飽和することはなく、実施例１と同様のモータ特性向上を図ることができ、かつ、材料費の低減と軽量化を図ることができる。 Also in this embodiment, the magnetic resistance of the electromagnetic gap between the additional rotor 32 and the additional core 2 is sufficiently reduced by the axial extension of the inner flange portion 24, and the magnetic flux that has entered the inner flange portion 24 from the additional rotor 32 is the main flux. The portion 27 can flow into the additional yoke 210 and bend in the circumferential direction to reach another additional tooth. Since the additional yoke 210 has an axial thickness equal to the axial thickness of the main portion 27, the additional yoke 210 is not magnetically saturated prior to the main portion 27, and the motor characteristics similar to those of the first embodiment are improved. In addition, the material cost can be reduced and the weight can be reduced.

（実施例５）
実施例５の付加コアを図１７〜図１９を参照して以下に説明する。図１７は中央コア１を、図１８は中央コア１に付加ティース２２を取り付けた状態を、図１９はステータコアの組み付け完了状態を示す。この実施例は、既述した実施例１において付加ティース２２の外鍔部２６を内鍔部２４及び主部２７と別体とした点を特徴としている。なお、外鍔部２６と主部２７との分割位置は、図１０に示す位置でもよい。この実施例の付加ティース２２の内鍔部２４及び主部２７は、図１８に示すように略Ｌ字形状を有している。この実施例のヨーク１１は、内周面に逆くさび状（あり溝状）の第２溝部１５２だけをもち、実施例１の第１溝部１５１が省略されている。軸方向に延在する条溝である第２溝部１５２には、ティース１２に突設されて軸方向に延在する突条１９が軸方向に嵌合している。 ( Example 5 )
The additional core of Example 5 is demonstrated below with reference to FIGS. 17 shows the central core 1, FIG. 18 shows a state where the additional teeth 22 are attached to the central core 1, and FIG. 19 shows a state where the stator core has been assembled. This embodiment is characterized in that the outer collar portion 26 of the additional tooth 22 is separated from the inner collar portion 24 and the main portion 27 in the first embodiment described above. In addition, the position shown in FIG. 10 may be sufficient as the division | segmentation position of the outer collar part 26 and the main part 27. FIG. The inner collar portion 24 and the main portion 27 of the additional tooth 22 of this embodiment have a substantially L shape as shown in FIG. The yoke 11 of this embodiment has only an inverted wedge-shaped second groove portion 152 on the inner peripheral surface, and the first groove portion 151 of the first embodiment is omitted. In the second groove portion 152 that is a groove extending in the axial direction, a protrusion 19 that protrudes from the tooth 12 and extends in the axial direction is fitted in the axial direction.

製造工程を説明すると、内鍔部２４及び主部２７からなるL字状の付加ティース２２をティース１２の両端面に隣接させたティースサブアセンブリを作製し、これにあらかじめ巻装成形したステータコイルの集中巻きコイルを嵌め込む。次に、付加ヨーク２１及びヨーク１１からなるヨークアセンブリにこのティースサブアセンブリを軸方向に嵌め込み、最後に外鍔部２６を付加ヨーク２１の嵌合溝２５に軸方向に嵌め込む。 The manufacturing process will be described. A teeth subassembly in which an L-shaped additional tooth 22 composed of an inner collar portion 24 and a main portion 27 is adjacent to both end faces of the tooth 12 is manufactured, and a stator coil that is wound and formed in advance on the teeth subassembly. Fit the concentrated winding coil. Next, the teeth subassembly is fitted in the yoke assembly including the additional yoke 21 and the yoke 11 in the axial direction, and finally the outer flange portion 26 is fitted in the fitting groove 25 of the additional yoke 21 in the axial direction.

（変形態様）
上記した各実施例では、インナーロータ型分割コア方式のステータコアを例示したが、本発明はそれに限定されるものではなく、アウターロータ構造や非分割コア構造にも適用可能であることは当然である。また、ステータコイルも集中巻きに限定されるものではなく、分布巻きとしてもよいことはもちろんである。 (Modification)
In each of the above-described embodiments, the inner rotor type split core type stator core has been illustrated, but the present invention is not limited thereto, and is naturally applicable to an outer rotor structure and a non-divided core structure. . Of course, the stator coil is not limited to concentrated winding, and may be distributed winding.

（変形態様）
なお、付加ロータ３２の外周面（電磁ギャップ）における必要な磁束密度を確保するために、付加ロータ３２に永久磁石を設けても良い。ただし、この永久磁石により付加ロータ３２から付加コア２に流入する磁束量は、付加コア２の主部２７の磁路断面積により制約されるため、付加ロータ３２と付加コア２との間の電磁ギャップの磁束密度は、中央ロータ３１と中央コア１との間の電磁ギャップの磁束密度より小さく設定される。 (Modification)
In order to secure a necessary magnetic flux density on the outer peripheral surface (electromagnetic gap) of the additional rotor 32, a permanent magnet may be provided on the additional rotor 32. However, the amount of magnetic flux that flows from the additional rotor 32 to the additional core 2 by the permanent magnet is restricted by the magnetic path cross-sectional area of the main portion 27 of the additional core 2, and therefore, the electromagnetic wave between the additional rotor 32 and the additional core 2. The magnetic flux density of the gap is set smaller than the magnetic flux density of the electromagnetic gap between the central rotor 31 and the central core 1.

すなわち、この場合、ロータ３は、主界磁磁束を発生する主永久磁石を有して中央コアに対面する中央ロータ３１と、付加界磁磁束を発生する付加永久磁石を有して付加コア２に対面する付加ロータ３２とから構成されることになる。この場合、付加永久磁石は、主永久磁石よりも小さいロータの単位軸方向幅当たりの磁束発生量をもてばよく、相対的に安価なあるいは小型の永久磁石を用いればよい。更に、ロータ３は同期機用ロータの他、既知の各種交流モータ方式に適したロータ構造を採用することができる。 That is, in this case, the rotor 3 has the main permanent magnet that generates the main field magnetic flux and has the central rotor 31 that faces the central core, and the additional core 2 that has the additional permanent magnet that generates the additional field magnetic flux. And the additional rotor 32 facing each other. In this case, the additional permanent magnet may have a smaller amount of magnetic flux generated per unit axial width of the rotor than the main permanent magnet, and a relatively inexpensive or small permanent magnet may be used. Furthermore, the rotor 3 can employ a rotor structure suitable for various known AC motor systems in addition to a synchronous machine rotor.

（変形態様）
ヨーク１１の嵌合溝１５の変形態様を図２０に示す。図２０の嵌合溝１５０は図２に示す２段溝構造の嵌合溝１５とは異なって、単段溝構造を採用している。図２０において、破線で囲まれた方形領域は付加ティース２２の外鍔部２６を軸方向にみた形状を示している。この態様では、付加ティース２２の外鍔部２６は内鍔部２４及び主部２７と一体に形成されている。付加ティース２２とティース１２とを一体化したティースアセンブリにステータコイルを集中巻きし、次にこのティースアセンブリを、ヨーク１１及び付加ヨーク２１からなるヨークアセンブリに軸方向に押し込めばよい。外鍔部２６はヨーク１１の嵌合溝１５内を軸方向に移動可能な形状をもつため、組み立てに支障が出ることは無い。 (Modification)
A modification of the fitting groove 15 of the yoke 11 is shown in FIG. 20 is different from the fitting groove 15 having the two-step groove structure shown in FIG. In FIG. 20, a rectangular region surrounded by a broken line indicates a shape of the outer flange portion 26 of the additional tooth 22 as viewed in the axial direction. In this aspect, the outer flange portion 26 of the additional tooth 22 is formed integrally with the inner flange portion 24 and the main portion 27. The stator coil may be concentratedly wound around a teeth assembly in which the additional teeth 22 and the teeth 12 are integrated, and then the teeth assembly may be pushed into the yoke assembly including the yoke 11 and the additional yoke 21 in the axial direction. Since the outer flange portion 26 has a shape that can move in the axial direction in the fitting groove 15 of the yoke 11, the assembly is not hindered.

（変形態様）
ヨーク１１とティース１２との嵌合構造の変形態様を図２１に示す。この態様では、径方向断面においてリング状のヨーク１１が軸方向積層電磁鋼板により作製され、ティース１２はヨーク１１の嵌合溝１５３に軸方向に嵌め込まれる。この態様では、嵌合溝１５３はヨーク１１の径方向厚さの８０％以上の深さをもつ。これにより、ヨーク１１とティース１２との機械的結合強度を向上することができる。ただし、ヨーク１１内を周方向へ流れる磁路の磁気抵抗が増大するが、中央ロータ３１が永久磁石型ロータである場合、永久磁石自体は空隙であるため、図２１のヨーク１１とティース１２との間の微小間隙が全体のインダクタンスに与える影響は限定的となり、実用上の問題は生じない。また、嵌合溝１５３の側面と、それと嵌合するティース１２の側面とが鋸歯状（あるいは波形）に形成されているため、結合強度の向上と、磁路の磁気抵抗の低減とを図ることができる。更に、図２１ではあらかじめ成形した集中巻きコイルをティース１２及び付加ティース２２に嵌め込んだ後、ティース１２をヨーク１１に軸方向に嵌めこむこともできる。更に、付加ティースや付加ヨークをティース又はヨークへ固定するには、溶接、嵌合等が公知の種々の固定技術を採用することができ、ステータの組み付てについても、あらかじめ成形したコイルをティースに装着する他、ティースに直接巻いてもよい。コイルに用いる導線の断面は角線の他丸線でもよい。中央コアのティースとヨークとの組み付け、及び付加ティースと付加ヨークとの組み付けにも公知の種々の固定方法を採用することができる。 (Modification)
A modification of the fitting structure between the yoke 11 and the teeth 12 is shown in FIG. In this aspect, the ring-shaped yoke 11 in the radial cross section is made of the axially laminated electromagnetic steel sheet, and the teeth 12 are fitted in the fitting grooves 153 of the yoke 11 in the axial direction. In this embodiment, the fitting groove 153 has a depth of 80% or more of the radial thickness of the yoke 11. Thereby, the mechanical coupling strength between the yoke 11 and the teeth 12 can be improved. However, although the magnetic resistance of the magnetic path flowing in the circumferential direction in the yoke 11 increases, when the central rotor 31 is a permanent magnet type rotor, the permanent magnet itself is a gap, so the yoke 11 and the teeth 12 in FIG. The effect of the minute gap between the two on the overall inductance is limited, and there is no practical problem. Further, since the side surface of the fitting groove 153 and the side surface of the tooth 12 fitted therewith are formed in a sawtooth shape (or corrugated shape), the coupling strength is improved and the magnetic resistance of the magnetic path is reduced. Can do. Furthermore, in FIG. 21, the pre-molded concentrated winding coil can be fitted into the tooth 12 and the additional tooth 22, and then the tooth 12 can be fitted into the yoke 11 in the axial direction. Furthermore, in order to fix the additional teeth and the additional yoke to the teeth or the yoke, various fixing techniques known in the art such as welding and fitting can be adopted. It is possible to wind directly on the teeth. The cross section of the conducting wire used for the coil may be a round wire other than a square wire. Various known fixing methods can also be adopted for the assembly of the central core teeth and the yoke and the additional teeth and the additional yoke.

実施例１のロータ及びステータコアの模式軸方向断面図である。3 is a schematic axial cross-sectional view of a rotor and a stator core of Example 1. FIG. 図１のステータコアの側面図である。It is a side view of the stator core of FIG. 図１の中央コアの斜視図である。It is a perspective view of the center core of FIG. 図１の付加ティースの斜視図である。It is a perspective view of the additional teeth of FIG. 図１の中央コアと付加コアの斜視図である。It is a perspective view of the center core and additional core of FIG. ロータ構造を示す模式斜視図である。It is a model perspective view which shows a rotor structure. ロータ構造の変形態様を示す模式斜視図である。It is a model perspective view which shows the deformation | transformation aspect of a rotor structure. 実施例２の付加ティースの斜視図である。It is a perspective view of the additional tooth of Example 2. 実施例２の中央コアと付加コアの斜視図である。It is a perspective view of the center core and additional core of Example 2. 実施例２の変形態様の付加ティースの斜視図である。It is a perspective view of the additional tooth of the modification of Example 2. 実施例２の変形態様の中央コアと付加コアの斜視図である。It is a perspective view of the central core and additional core of the deformation | transformation aspect of Example 2. FIG. 実施例３の付加ティースの斜視図である。It is a perspective view of the additional teeth of Example 3. 実施例３の中央コアと付加コアの斜視図である。It is a perspective view of the center core and additional core of Example 3. 実施例４の付加ティースの斜視図である。It is a perspective view of the additional teeth of Example 4. 実施例４の中央コアと付加コアの斜視図である。It is a perspective view of the center core and additional core of Example 4. 参考例のロータ及びステータコアの模式軸方向断面図である。 It is a typical axial direction sectional view of the rotor and stator core of a reference example . 実施例５の中央コアの斜視図である。 10 is a perspective view of a central core of Example 5. FIG. 実施例５の付加ティースの斜視図である。It is a perspective view of the additional teeth of Example 5 . 実施例４の中央コアと付加コアの斜視図である。It is a perspective view of the center core and additional core of Example 4. 変形態様のヨークとティースとの結合関係を示す側面図である。It is a side view which shows the coupling | bonding relationship of the yoke and teeth of a deformation | transformation aspect. 変形態様のヨークとティースとの結合関係を示す側面図である。It is a side view which shows the coupling | bonding relationship of the yoke and teeth of a deformation | transformation aspect.

Explanation of symbols

１中央コア
２付加コア
３ロータ
４ステータコイル
１１ヨーク
１２ティース
１２付加ヨーク
１３単位コアバック
１４鍔部
１５ティース嵌合溝（嵌合溝）
２１付加ヨーク
２２付加ティース
２３単位コアバック
２４内鍔部
２５嵌合溝
２６外鍔部
２７主部
３１中央ロータ
３２付加ロータ
１５０嵌合溝
１５１溝部
１５２溝部
１５３嵌合溝
２１０付加ヨーク
２２０付加ティース
２６３周方向側部
２６４周方向中央部 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Central core 2 Additional core 3 Rotor 4 Stator coil 11 Yoke 12 Teeth 12 Additional yoke 13 Unit core back 14 ridge part 15 Teeth fitting groove (fitting groove)
21 Additional yoke 22 Additional teeth 23 Unit core back 24 Inner flange portion 25 Fitting groove 26 Outer flange portion 27 Main portion 31 Central rotor 32 Additional rotor 150 Fitting groove 151 Groove portion 152 Groove portion 153 Fitting groove 210 Additional yoke 220 Additional teeth 263 Circumferential side 264 Circumferential center

Claims

A stator core having a substantially cylindrical central core, an additional core disposed adjacent to an end face of the central core, and a rotor facing the stator core in a radial direction;
The central core includes a tooth extending in the radial direction having a distal end facing the rotor circumferential surface, and a yoke extending in the circumferential direction adjacent to the proximal end of the tooth in the axial direction. Made of laminated electrical steel sheet,
The additional core is
An additional tooth having an inner flange portion that protrudes outward in the axial direction through a gap between the rotor peripheral surface and the coil end of the stator coil, and adjacent to the axial end surface of the yoke. In the rotating electrical machine having the additional tooth extending in the circumferential direction and the additional yoke for transferring magnetic flux,
The additional teeth are formed of a magnetic powder molded body, extend in the radial direction from the inner flange portion toward the additional yoke along the axial end surface of the teeth, and are wound around the coil end of the stator coil. And an outer flange portion that extends axially outward from the main portion while being in contact with the inner peripheral surface of the additional yoke,
The rotary electric machine is characterized in that the additional yoke is made of an axially laminated electromagnetic steel sheet.

  The rotating electrical machine according to claim 1, wherein
  The outer flange portion is made of a circumferentially laminated electromagnetic steel sheet,
  The inner collar part and the main part are rotating electrical machines made of a magnetic powder molded body.

  The rotating electrical machine according to claim 1, wherein
  The additional teeth are
  A rotating electrical machine comprising a circumferential central portion made of a circumferentially laminated electromagnetic steel sheet and a pair of circumferential side portions made of a magnetic powder compact and individually disposed on both sides of the circumferential central portion.

  The rotating electrical machine according to claim 1, wherein
  The inner collar part and main part are
  Consists of a circumferential central portion made of a circumferentially laminated electromagnetic steel sheet, and a pair of circumferential side portions that are individually arranged on both sides of the circumferential central portion with a magnetic powder compact,
  The outer casing is a rotating electrical machine made of a circumferentially laminated electromagnetic steel sheet.