JP4432869B2 - 回転電機 - Google Patents

回転電機 Download PDF

Info

Publication number
JP4432869B2
JP4432869B2 JP2005290040A JP2005290040A JP4432869B2 JP 4432869 B2 JP4432869 B2 JP 4432869B2 JP 2005290040 A JP2005290040 A JP 2005290040A JP 2005290040 A JP2005290040 A JP 2005290040A JP 4432869 B2 JP4432869 B2 JP 4432869B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
additional
rotor
yoke
teeth
core
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.)
Expired - Fee Related
Application number
JP2005290040A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2007104782A (ja
Inventor
聡一 吉永
繁則 米田
良介 宇鷹
健一 若林
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.)
Denso Corp
Original Assignee
Denso 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 Denso Corp filed Critical Denso Corp
Priority to JP2005290040A priority Critical patent/JP4432869B2/ja
Publication of JP2007104782A publication Critical patent/JP2007104782A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP4432869B2 publication Critical patent/JP4432869B2/ja
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • Iron Core Of Rotating Electric Machines (AREA)
  • Permanent Magnet Type Synchronous Machine (AREA)
  • Permanent Field Magnets Of Synchronous Machinery (AREA)

Description

本発明は、回転電機のステータコアの改良に関する。
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。
特許文献1の付加コアは2つの構造をもつ。特許文献1の図1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構造を開示する。特許文献1の図5に示される付加コア構造は、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気粉末成形体により作製することを開示している。
特許文献2の付加コア構造は、ティースの鍔部と同形の内鍔部を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ヨークの軸方向端面に隣接して軸方向へ突出させた構造を開示し、これら内鍔部と付加ヨークとを軸方向積層電磁鋼板又は鉄系金属塊により作製することを提案している。
特開2004−328971号公報 特開2004−159476号公報
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。
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。
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。
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より生じるので、付加コアは、従来同様にラジアルエアギャップの磁束量を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の伝熱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。
ティースとヨークとは、好適には軸方向積層電磁鋼板により構成される。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。
第1発明の回転電機によれば特に、ロータ周面に対面しつつ軸方向外側へ突出する内鍔部と、前記付加ヨークの内周側の表面に接しつつ軸方向外側へ延在する外鍔部と、前記ティースの軸方向端面に隣接しつつ径方向に延在するとともに先端部が内鍔部に、前記基端部が外鍔部に磁気的に接続される主部とを有して周方向積層電磁鋼板により構成され、前記付加ヨークは、軸方向積層電磁鋼板により構成されている。ここで言う周方向積層電磁鋼板とは、多数の電磁鋼板を周方向(正確には接線方向へ積層したものを言う。
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。更に説明すると、付加コアをもつ回転電機では、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へ曲げられ、その後、径方向へ曲げられてコイルエンド内の付加ティースの主部に入り、主部を通じてヨーク側へ流れる。しかし、付加ティースの内鍔部を従来のように軸方向積層電磁鋼板で作製する場合、磁束は軸方向積層電磁鋼板の各電磁鋼板(シート)を次々と厚さ方向に貫通する必要があり、これは磁路の磁気抵抗による磁束量の減少と渦電流損失の増大を発生させる。また、付加コアを磁性粉成形コアで構成する場合、最大磁束密度特に付加ティースの最大磁束密度が低下するため磁束量の増加が減少する。更に、付加コアを鉄塊で構成する場合、渦電流損失が大幅に増大するという不具合が生じた。
既知の付加コアのこれらの問題に対して、第1発明の付加コアは、付加ティースが周方向積層電磁鋼板により作製されているため、ロータからラジアルエアギャップを通じて内鍔部に流入した磁束は、内鍔部、主部及び外鍔部中を電磁鋼板の厚さ方向と直角方向へ通過することができ、従来のように多数の積層電磁鋼板を積層方向へ貫通するのを防止することができる。したがって、付加ティースにおける磁気抵抗の低減による磁束量の増大と渦電流損失の大幅な低減を実現することができ、その分だけモータ特性を向上することができる。
また、主部から出た磁束は、周方向積層電磁鋼板製の外鍔部にて軸方向外側に低磁気抵抗にて曲がることができ、この外鍔部に隣接する軸方向積層電磁鋼板からなる付加ヨークに良好に流入することができるため、磁路の磁気抵抗の一層の低減により磁束量を増大と鉄損低減とを実現することができる。
更に、上記した粉末成形型付加コアにおける飽和磁束密度が低く磁束増大量が小さいという問題も、上記した金属塊型付加コアにおける渦電流損質が大きいという問題も同時に解決することができる。
前記外鍔部は、前記付加ヨークの内周側の表面に凹設された嵌合溝に押入されて組み立てられている。これにより、外鍔部と付加ヨークとの機械的、磁気的結合強度を向上することができる。
前記外鍔部は、周方向積層電磁鋼板により前記主部と別体に構成され、前記中央コアは、前記ヨークに凹設されたティース嵌合溝に前記ティースの基端部を軸方向へ押入されて組み立てられる。すなわち、この態様では、付加ティースの主部と外鍔部とが分割されているため付加ティース及びティースに成形済み集中巻きコイルを嵌め込むことができ、製造工程の更なる簡素化を実現することができる。
更に詳しく説明すると、外鍔部をまだ取り付けない状態にて付加ティース及びティースをヨークのティース嵌合溝に軸方向に押し込み、後から外鍔部を付加ヨークに軸方向に押し込むことができるため、外鍔部の形状の自由度が確保しつつティースとヨークとを分割した分割コア構造を採用することができる。
この場合、あらかじめ成形されたコイルを付加ティースの主部及びティースに径方向へ嵌め込んだ後、ティースの基端部をヨークのティース嵌合溝に軸方向へ押し込んでそれらを機械的に結合し、その後、外鍔部を付加ヨークの嵌合溝に軸方向へ押し込んで完成させることが好適である。これにより、外鍔部の形状自由度を確保しつつ成形済みコイルをステータコイルとして採用することができる。
なお、中央コアのティースは、周方向両側へ張り出した鍔部を先端部に有して中央コアのヨークに軸方向に嵌合されることが磁気回路上、更に好適である。結局、この態様によれば、中央コアにティース分割構造を採用し、成形済みステータコイルをティース及び付加ティースに装着してからこれらティースのセットを中央コアや付加コアに軸方向に嵌合するため、ステータコイルの巻装が簡単となる。付加ティースの外鍔部は、付加ティースの主部とは別体として付加ティースの主部へステータコイルを装着した後、取り付ける外鍔部分割構造を採用することにより、上記成形済みステータコイルの装着が好適に実現する。
好適な態様において、前記主部及び内鍔部は、周方向積層電磁鋼板により一体に構成されている。このようにすれば、主部と内鍔部との間のギャップを消失させることにより付加ティース中の磁気抵抗を低減できるとともに、内鍔部を主部により機械支持することができるため、付加ティースの剛性及び耐振性を向上することができる。
好適な態様において、前記主部及び外鍔部は、周方向積層電磁鋼板により一体に構成されている。このようにすれば、主部と外鍔部との間のギャップを消失させることにより付加ティース中の磁気抵抗を低減できるとともに、主部を外鍔部により機械支持することができるため、付加ティースの剛性及び耐振性を向上することができる。
好適な態様において、前記主部、内鍔部及び外鍔部は、周方向積層電磁鋼板により一体に構成されている。このようにすれば、主部と内鍔部との間のギャップ並びに主部と外鍔部との間のギャップを消失させることにより付加ティース中の磁気抵抗を低減できるとともに、内鍔部及び主部を外鍔部により機械支持することができるため、付加ティースの剛性及び耐振性を更に向上することができる。
好適な態様において、前記主部は、周方向中央部から周方向端部へ向けて次第に狭くなる軸方向幅を有する。このようにすれば、ステータコイルのコイルエンドの最小曲率半径を大きくすることができるため、ステータコイルの絶縁信頼性の向上とコイル巻装作業の容易化を実現することができる。また、コイル導体として大断面積のものを採用することができるとともに、磁気音の低減やトルクリップルの低減を図ることができる。
好適な態様において、前記主部及び外鍔部は、周方向積層電磁鋼板により一体に構成され、前記中央コアは、前記ヨークに凹設されたティース嵌合溝に前記ティースの基端部を軸方向に押入されて組み立てられ、前記外鍔部は、軸方向に見て前記ティース嵌合溝内に収容される外形をもつ。
これにより、コイルエンドを貫通した付加コアの主部の磁束は、各電磁鋼板(シート)から飛び出すことなく外鍔部にて再び軸方向に曲がり、その後、この外鍔部に接する付加ヨークに流入することができるので、一層の磁気抵抗低減を実現することができる。そのうえ、周方向積層電磁鋼板からなる付加ティースの両鍔部及び主部が一体であるため、付加ヨークは、外鍔部を通じて主部及び内鍔部を良好に支持することができる。更に、外鍔部は軸方向に見た場合に中央コアのヨークのティース嵌合溝内に収まる形状をもつので、外鍔部をもつ付加ティースを中央コアのティースと一体として状態にて付加ティース付きのティースを中央コアのティース嵌合溝に押し込むことができる。このため、これら付加ティース及びティースにステータコイルを集中巻きした後、ティース及び付加ティースをヨーク及び付加ヨークに軸方向に押し込んで嵌合させることができ、分割コア型集中巻き構造の製造工程を複雑化させることがない。
好適な態様において、前記ロータは、主界磁磁束を発生する主永久磁石を有して前記中央コアに対面する中央ロータ部と、付加界磁磁束を発生する付加永久磁石を有して前記付加コアに対面する端部ロータ部とを有し、前記付加永久磁石は、前記主永久磁石よりも小さい前記ロータの単位軸方向幅当たりの磁束発生量をもつ。
すなわち、付加コアの最大磁束量は、内鍔部と主部と外鍔部とをもつ付加ティースの各磁路部分のうち主として主部の磁路直角断面積により規定される。なお、この場合、内鍔部に流入した磁束の一部は中央コアのティース側にも流れ込むことはできるが、通常では中央コアのティースの磁束密度は大きく設定されるため、この磁束バイパス現象は考慮しないものとする。したがって、付加コアとそれに対面する端部ロータ部との間の電磁ギャップの磁束密度は、中央コアとそれに対面する中央ロータ部との間の電磁ギャップの磁束密度より小さくならざるを得ない。この態様では、端部ロータ部の発生磁束が中央ロータ部のそれよりも小さくなるように中央ロータ部の主永久磁石よりも小型のあるいは残留磁束密度が小さい永久磁石を付加ティースに設ける。これにより、高価な永久磁石量を減らしてコストダウンを図ることができる。
好適な態様において、前記ロータは、界磁磁束を発生する永久磁石を有して前記中央コアに対面する中央ロータ部と、主としてリラクタンストルクを発生するための磁気突極構造を有して前記付加コアに対面する端部ロータ部とを有する。このようにすれば、上記と同じ理由にて、端部ロータ部の発生磁束が中央ロータ部のそれよりも小さくなるように端部ロータ部を磁気突極構造として実質的に永久磁石を省略する。これにより高価な永久磁石量を減らしてコストダウンを図ることができる。
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。
(実施例1)
まず、上記第1発明の回転電機を具体化した実施例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。
(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に示す3はロータである。
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、一体化してもよいし、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。 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、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。
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。
(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、図2に示すように電磁鋼板を周方向(正確には接線方向)に積層した周方向積層電磁鋼板により構成されている。付加ティース22は、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。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とは電磁鋼板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とともに図示しないステータコイルが集中巻きされている。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、好適には付加ティース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。もちろん等しくなくてもよい。
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。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(ティース嵌合溝)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を軸方向へ通過可能とするためである。
付加ティース22の拡大斜視図を図3に示し、中央コア1及び付加コア2の斜視図を図4〜図6に示す。図4はステータコアを組み立てた状態を示し、図5はティース12及び付加ティース22を示し、図6は中央コア1の一つの単位コアバック分を示す。
(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それぞれ製造する。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。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、嵌合溝15、25に軸方向に押し込んで、一体化する。なお、各単位コアバック23の嵌合溝25と付加ティース22の外鍔部26とが嵌合するように、付加ヨーク21を軸方向両側から後付けしてもよい。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。
(ロータ3の構造)
ロータ3の模式斜視図を図7に示す。ただし、図7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。
(動作説明)
図1を参照して磁束の流れを説明する。
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内を軸方向流れて付加ティース22の主部27に入り、主部27を径方向へ流れて外鍔部26に入り、外鍔部26内を軸方向へ流れて付加ヨーク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。
(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、コイルエンドの径方向外側に外鍔部26が、コイルエンドの内側に主部27が設けられている。
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。
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の主部27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。また、付加ティース22は周方向積層電磁鋼板により構成されているため、高価で強度に劣る磁性粉末成形体を採用しなくても付加ティース22の磁気抵抗の低減と渦電流損失の低減を図ることができる。更に、内鍔部24及び外鍔部26はステータコイルのコイルエンドに良好に接触するため、ステータコイルの熱はこの内鍔部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。
(変形態様)
ロータ3の変形態様を図8に示す。このロータ3は、図7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。
(変形態様)
変形態様を図9に示す。図9は、付加ティース22の内鍔部24の特に内周面を、ティース12の鍔部14の内周面と同一形状に湾曲させたものである。これにより、内鍔部24と付加ロータ32との間の電磁ギャップの幅を低減することができ、モータ特性を改善することができる。
(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。
(変形態様)
変形態様を図10に示す。図10は、付加ティース22近傍を求心方向にみた部分平面図である。ただし、付加ティース22は主部27の部位にて破断(ハッチングは省略)し、外鍔部26の図示はされていない。この変形態様では、付加ティース22を構成する周方向積層電磁鋼板は、主部27の部位にて各電磁鋼板の厚さが変更されている。すなわち、主部27の周方向中央部に配置される電磁鋼板は、主部27の周方向周辺部の電磁鋼板よりも主部27の軸方向幅が大きく設定されている。このようにすれば、この主部27に巻回されるステータコイルのコイルエンドを構成するコイル導体の曲率半径を増加することができる。
(変形態様)
ヨーク11の嵌合溝15の変形態様を図11に示す。図11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11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と一体に周方向積層電磁鋼板により形成されている。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。
(実施例2)
実施例2を図12〜図15を参照して説明する。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(図12参照)。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9に示すようにL字状の軸方向断面を有しており、電磁鋼板を周方向(正確には接線方向)に積層した周方向積層電磁鋼板により互いに一体に形成されている。付加ティース22の外鍔部26は、周方向(接線方向)に積層された電磁鋼板からなり、全体として略直方体形状となっている。なおL字上の軸方向断面は、軸方向外側が細く、中央コア側が太くなるように設定してもよい。
図13はヨーク11とティース12との嵌合状態を示す模式斜視図である。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。付加ティース22をティース12の軸方向両側に固定してなるティースアセンブリを図14に示し、このティースアセンブリをヨーク11及び付加ヨーク21に個別に嵌合した状態を図15に示す。
この場合の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1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。
この実施例によれば、図6に示す態様に比べてヨーク11や付加ヨーク21の最小径方向幅を増加することができる。
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。この変形態様の特徴は、図1に示す実施例1の付加ティース22と比べて、この実施例の付加ティース220は、周方向積層電磁鋼板からなる内鍔部24と主部27とだけで構成され、外鍔部26が省略されている点にある。付加ヨーク210の軸方向厚さは、主部27の軸方向幅に等しく設定されている。主部27の基端部は、付加ヨーク210の嵌合溝25に嵌入されている。
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。
(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。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、ステータの組み立てについても、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。
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。 図1のステータコアの側面図である。 図1の付加ティースの斜視図である。 図1のステータコアの部分斜視図である。 図4のティース及び付加ティースの斜視図である。 図4のティースとヨークとの嵌合状態を示す斜視図である。 ロータ構造を示す模式斜視図である。 ロータ構造の変形態様を示す模式斜視図である。 付加ティースの変形態様を示す斜視図である。 付加ティースの変形態様を示す斜視図である。 付加ティースの変形態様を示す斜視図である。 実施例2の付加ティースを示す模式斜視図である。 実施例2のティースとヨークとの嵌合状態を示す斜視図である。 実施例2の付加ティースとティースとを結合した状態を示す模式斜視図である。 実施例2のステータコアの組み立て完了状態を示す模式斜視図である。 参考例を示す軸方向模式断面図である。
符号の説明
1 中央コア
2 付加コア
3 ロータ
11 ヨーク
12 ティース
13 単位コアバック
14 鍔部
15 ティース嵌合溝
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
220 付加ティース

Claims (8)

  1. 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おいて、
    前記付加ティースは、ロータ周面に対面しつつ軸方向外側へ突出する内鍔部と、前記付加ヨークの内周側の表面に接しつつ軸方向外側へ延在する外鍔部と、前記ティースの軸方向端面に隣接しつつ径方向に延在するとともに先端部が内鍔部に、前記基端部が外鍔部に磁気的に接続される主部とを有して周方向積層電磁鋼板により構成され、
    前記付加ヨークは、軸方向積層電磁鋼板により構成され、
    前記外鍔部は、周方向積層電磁鋼板により前記主部と別体に構成され、前記付加ヨークの内周側の表面に凹設された嵌合溝に押入されて組み立てられ、
    前記中央コアは、前記ヨークに凹設されたティース嵌合溝に前記ティースの基端部を軸方向へ押入されて組み立てられていることを特徴とする回転電機。
  2. 請求項1記載の回転電機において、
    前記主部及び内鍔部は、周方向積層電磁鋼板により一体に構成されている回転電機。
  3. 請求項1記載の回転電機において、
    前記主部及び外鍔部は、周方向積層電磁鋼板により一体に構成されている回転電機。
  4. 請求項1記載の回転電機において、
    前記主部、内鍔部及び外鍔部は、周方向積層電磁鋼板により一体に構成されている回転電機。
  5. 請求項1記載の回転電機において、
    前記主部は、周方向中央部から周方向端部へ向けて次第に狭くなる軸方向幅を有する回転電機。
  6. 請求項1記載の回転電機において、
    前記主部及び外鍔部は、周方向積層電磁鋼板により一体に構成され、
    前記中央コアは、前記ヨークに凹設されたティース嵌合溝に前記ティースの基端部を軸方向に押入されて組み立てられ、
    前記外鍔部は、軸方向に見て前記ティース嵌合溝内に収容される外形をもつ回転電機。
  7. 請求項1記載の回転電機において、
    前記ロータは、
    主界磁磁束を発生する主永久磁石を有して前記中央コアに対面する中央ロータ部と、付加界磁磁束を発生する付加永久磁石を有して前記付加コアに対面する端部ロータ部とを有し、
    前記付加永久磁石は、前記主永久磁石よりも小さい前記ロータの単位軸方向幅当たりの磁束発生量をもつことを回転電機。
  8. 請求項1記載の回転電機において、
    前記ロータは、
    界磁磁束を発生する永久磁石を有して前記中央コアに対面する中央ロータ部と、主としてリラクタンストルクを発生するための磁気突極構造を有して前記付加コアに対面する端部ロータ部とを有する回転電機。
    機。
JP2005290040A 2005-10-03 2005-10-03 回転電機 Expired - Fee Related JP4432869B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2005290040A JP4432869B2 (ja) 2005-10-03 2005-10-03 回転電機

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2005290040A JP4432869B2 (ja) 2005-10-03 2005-10-03 回転電機

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2007104782A JP2007104782A (ja) 2007-04-19
JP4432869B2 true JP4432869B2 (ja) 2010-03-17

Family

ID=38031159

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2005290040A Expired - Fee Related JP4432869B2 (ja) 2005-10-03 2005-10-03 回転電機

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP4432869B2 (ja)

Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5476699B2 (ja) * 2008-10-06 2014-04-23 新日鐵住金株式会社 発電機用固定子
JP2011244671A (ja) * 2010-05-21 2011-12-01 Ihi Corp 分割型ステータ
JP2012016146A (ja) * 2010-06-30 2012-01-19 Panasonic Electric Works Co Ltd モータ、当該モータを駆動源とするポンプおよび当該ポンプを搭載した給湯機器、食器洗浄機、洗濯機
JP2012115124A (ja) * 2010-11-05 2012-06-14 Denso Corp 回転電機のステータ
JP6132156B2 (ja) * 2013-09-13 2017-05-24 株式会社デンソー 回転電機
JP6525331B2 (ja) * 2016-05-13 2019-06-05 本田技研工業株式会社 回転電機、および回転電機のロータの製造方法
JP6899919B2 (ja) 2017-11-29 2021-07-07 三菱電機株式会社 電動機、圧縮機、空気調和機、及び電動機の製造方法
US11929648B2 (en) 2018-07-27 2024-03-12 Mitsubishi Electric Corporation Electric motor, compressor, and air conditioner
JP6687272B1 (ja) * 2019-05-10 2020-04-22 株式会社一宮電機 回転電機、及びコアの製造方法

Also Published As

Publication number Publication date
JP2007104782A (ja) 2007-04-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4432869B2 (ja) 回転電機
JP4432868B2 (ja) 回転電機
JP2007104783A (ja) 車両用回転電機
JP4697545B2 (ja) ステータ及び回転電機
JP5986774B2 (ja) 回転電機
US9976557B2 (en) Pump having an integrated electronically commutated direct current motor
JP5617313B2 (ja) 回転電気機械の組み立て方法
JP6044382B2 (ja) マルチギャップ型回転電機
WO2008020471A1 (fr) Machine électrique rotative
JP4700439B2 (ja) 電動モータ
CN114128091A (zh) 线圈、定子、及电动机
JP5258801B2 (ja) モータの電機子
JP4182129B2 (ja) 電気機械のステータ
CN115632502A (zh) 定子、电机以及压缩机
JP2014121195A (ja) 電機子およびその電機子を備えた回転電機
JP2000209793A (ja) 回転電機の固定子
JP4386909B2 (ja) モータ
CN115085430A (zh) 电机
JP2010011569A (ja) ステータ
JPH10322940A (ja) モータの固定子
JP2002315251A (ja) 電動機の固定子およびその製造方法
JP4619098B2 (ja) ステータ用絶縁部材およびそれを備えた回転機
JP2001136687A (ja) 永久磁石式回転電機
JP5282591B2 (ja) 回転電機
JP2009095070A (ja) 回転電動機

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20071102

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20090527

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20090602

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20090728

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20091201

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20091214

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130108

Year of fee payment: 3

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees