JP4627701B2 - Rotating electric machine - Google Patents

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Description

本発明は、電動機や発電機などの回転電機に係り、特に、電動パワーステアリング用モータなど、優れた静粛性と回転特性が必要なものに好適な回転電機に関する。   The present invention relates to a rotating electrical machine such as an electric motor or a generator, and more particularly, to a rotating electrical machine suitable for an electric power steering motor that requires excellent quietness and rotational characteristics.

一般的な永久磁石式の小型回転電機は、固定子と回転子からなり、固定子の中に配置した回転子が回転する。固定子コアは、薄板の珪素鋼板などを打ち抜き、軸方向に溶接やかしめで積層して形成するのが一般的である。一体形の固定子コア(一体コア)では、固定子コアの円筒状穴の内周部の周方向にスロット穴が設けられ、コア内周面のスロット開口部やコア積層端面のスロット穴からコイルを組み込むか、或いはノズルをスロット内に通してコイルを巻き付ける。   A general permanent magnet type small rotating electric machine includes a stator and a rotor, and a rotor arranged in the stator rotates. The stator core is generally formed by punching out a thin silicon steel plate or the like, and laminating it in the axial direction by welding or caulking. In the integrated stator core (integrated core), slot holes are provided in the circumferential direction of the inner peripheral portion of the cylindrical hole of the stator core, and the coil is formed from the slot opening portion of the core inner peripheral surface or the slot hole of the core laminated end surface. Or wrap the coil through the nozzle through the slot.

一方、固定子コアの構造としては、例えば、特許第3355700号公報や、特許第3430521号公報や、特許第2547131号公報や、特開平6−133501号公報に記載のような、分割コアも知られている。分割コアでは、固定子コアを複数のピースに分割して、ティースに集中して巻線し、巻線後にコア片を組立てて固定子コアを形成するものである。この場合は、巻線の軌道が確保できるため、コイルの整列性が良くなり、高いコイル占積率が得られる。   On the other hand, as the structure of the stator core, for example, divided cores as described in Japanese Patent No. 3355700, Japanese Patent No. 3430521, Japanese Patent No. 2547131, and Japanese Patent Laid-Open No. 6-133501 are also known. It has been. In the split core, the stator core is divided into a plurality of pieces, wound in a concentrated manner on the teeth, and the core pieces are assembled after the winding to form the stator core. In this case, since the winding path can be secured, the alignment of the coils is improved, and a high coil space factor can be obtained.

一体コア,分割コアの種類によらず、これらの固定子コアをケースに収め、ケースの両端にベアリングを支持する部品を取り付けて、回転電機の固定子を構成する。また、ケースには回転電機を他の部品と固定するためのフランジが設けられる。ここで、フランジに強度を持たせるため、ケースの素材は鉄やアルミなどの金属が用いられる場合が多い。そして、ケースと固定子コアの固定は、ボルトなど他の部品を用いずに簡単に固定できることから、軽圧入や焼嵌めが広く採用されている。   Regardless of the type of the integral core and the split core, these stator cores are housed in a case, and parts that support bearings are attached to both ends of the case to constitute a stator of a rotating electrical machine. Further, the case is provided with a flange for fixing the rotating electrical machine to other parts. Here, in order to give strength to the flange, the case material is often a metal such as iron or aluminum. Since the case and the stator core can be easily fixed without using other parts such as bolts, light press fitting and shrink fitting are widely used.

回転子は、金属性のシャフトと、SPCCなどの鋼板を打ち抜いて積層した回転子コアを組合せ、磁石を回転子コアの表面に貼り付けたり、コア内の溝に軸方向に挿入して回転子を構成する。   The rotor is a combination of a metallic shaft and a rotor core obtained by punching and stacking steel plates such as SPCC, and magnets are attached to the surface of the rotor core or inserted into grooves in the core in the axial direction. Configure.

以上の構成を有する永久磁石式の回転電機は、小型、高効率で有害廃棄物を排出しないことから、従来のエンジン駆動する機構に代わって、自動車用機器への採用が進んでいる。パワーステアリング装置も、旧来の油圧駆動からモータを使った電動式への置き換わりが進んでおり、これによって燃費が3〜5%も向上する。   The permanent magnet type rotating electrical machine having the above configuration is compact and highly efficient and does not discharge hazardous waste. Therefore, the permanent magnet type rotating electrical machine has been increasingly used in automobile equipment in place of a conventional engine-driven mechanism. The power steering device is also being replaced by an electric type using a motor from the conventional hydraulic drive, which improves the fuel efficiency by 3 to 5%.

特許第3355700号公報Japanese Patent No. 3355700 特許第3430521号公報Japanese Patent No. 3430521 特許第2547131号公報Japanese Patent No. 2547131 特開平6−133501号公報JP-A-6-133501

ここで、電動パワーステアリングに用いるモータは、安全性と快適性の追求から、従来のモータにない精密機械的な特性が要求される。特に、安全で快適な走行フィーリングを得るためには、極低ロストルクの高い回転特性が必要である。極低ロストルクの回転特性を有することにより、無通電でモータを回した時に軽くハンドルを回すことができ、ハンドルの切返しがスムーズにおこなえるものである。   Here, the motor used for the electric power steering is required to have precision mechanical characteristics not found in the conventional motor in order to pursue safety and comfort. In particular, in order to obtain a safe and comfortable running feeling, a rotational characteristic with a very low loss torque is required. By having a rotation characteristic of extremely low loss torque, it is possible to turn the handle lightly when the motor is rotated without energization, and the handle can be turned back smoothly.

また、コラム型電動パワーステアリングに用いるモータは、車室近傍にモータが配置されるため、運転者に快適な運転空間を提供するには高い静粛性が要求される。   In addition, since the motor used for the column type electric power steering is disposed near the passenger compartment, high quietness is required to provide a comfortable driving space for the driver.

さらに、安全で快適な走行フィーリングを得るためには、極低コギングトルクの高い回転特性が必要である。極低コギングトルクの回転特性を有することにより、無通電でモータを回した時のゴキゴキ感が少なくなり、ハンドル操作時の違和感がなくなるものである。   Furthermore, in order to obtain a safe and comfortable running feeling, a rotational characteristic with extremely low cogging torque is required. By having the rotation characteristics of extremely low cogging torque, the jerky feeling when the motor is rotated without energization is reduced, and the uncomfortable feeling when operating the steering wheel is eliminated.

本発明の第1の目的は、ロストルクを小さくできる回転電機を提供することにある。   A first object of the present invention is to provide a rotating electrical machine capable of reducing loss torque.

本発明の第2の目的は、静粛性の向上した回転電機を提供することにある。   A second object of the present invention is to provide a rotating electrical machine with improved quietness.

本発明の第3の目的は、コギングトルクを低減した回転電機を提供することにある。   A third object of the present invention is to provide a rotating electrical machine with reduced cogging torque.

(1)上記第1の目的を達成するために、本発明は、パイプ状のケースと、固定子コアと、この固定子コアのティース部に巻回された固定子コイルとからなる固定子と、前記ケースの内径よりも前記固定子の外径が小さく、前記固定子を、前記ケースの内周側に保持する保持材と、前記ケースの両端に取り付けられたブラケットと、前記固定子の内周側に位置すると共に、前記ブラケットに保持された軸受により回転可能に支持された回転子とを備え、前記ケースは、その内周側に形成された凸部を有し、前記固定子は、その固定子コアの外周部に形成された凹部を有するようにしたものである。
かかる構成により、ロストルクを小さくできるものとなる。
(1) In order to achieve the first object, the present invention provides a stator comprising a pipe-shaped case, a stator core, and a stator coil wound around a tooth portion of the stator core. The outer diameter of the stator is smaller than the inner diameter of the case, a holding material for holding the stator on the inner peripheral side of the case, brackets attached to both ends of the case, and inner portions of the stator while positioned in the circumferential side, e Bei a rotor which is rotatably supported by a bearing held by said bracket, said case has a protruding portion formed on the inner peripheral side thereof, the stator is And a recess formed in the outer peripheral portion of the stator core .
With this configuration, the loss torque can be reduced.

)上記(1)において、好ましくは、前記保持材は、樹脂であり、前記保持材は、前記ケースの内周側と、前記固定子の外周側との間の隙間に充填されているものである。 ( 2 ) In the above (1), preferably, the holding material is resin, and the holding material is filled in a gap between an inner peripheral side of the case and an outer peripheral side of the stator. Is.

)上記(1)において、好ましくは、前記保持材は、多孔質材であり、前記保持材は、前記ケースの内周側と、前記固定子の外周側との間の隙間に充填されているものである。 ( 3 ) In the above (1), preferably, the holding material is a porous material, and the holding material is filled in a gap between an inner peripheral side of the case and an outer peripheral side of the stator. It is what.

)上記()において、好ましくは、前記多孔質材は、中空ガラス粒を含んだ樹脂である。 ( 4 ) In the above ( 3 ), preferably, the porous material is a resin containing hollow glass particles.

)上記(1)において、好ましくは、前記固定子コアは、周方向に分割された複数個の分割コアからなり、複数の分割コアは、周方向に並べて環状部材の内周に挿入されている。 ( 5 ) In the above (1), preferably, the stator core is composed of a plurality of divided cores divided in the circumferential direction, and the plurality of divided cores are inserted in the inner circumference of the annular member side by side in the circumferential direction. ing.

)上記第2の目的を達成するために、本発明は、パイプ状のケースと、固定子コアと、この固定子コアのティース部に巻回された固定子コイルとからなる固定子と、前記ケースの内径よりも前記固定子の外径が小さく、前記固定子10を、前記ケースの内周側に保持する保持材と、前記ケースの両端に取り付けられたブラケットと、前記固定子の内周側に位置すると共に、前記ブラケットに保持された軸受により回転可能に支持された回転子とを備え、前記ケースは、その内周側に形成された凸部を有し、前記固定子は、その固定子コアの外周部に形成された凹部を有し、前記保持材は、多孔質材である。
かかる構成により、静粛性を向上し得るものとなる。
( 6 ) In order to achieve the second object, the present invention provides a stator comprising a pipe-shaped case, a stator core, and a stator coil wound around a tooth portion of the stator core. The outer diameter of the stator is smaller than the inner diameter of the case, the holding material for holding the stator 10 on the inner peripheral side of the case, brackets attached to both ends of the case, and the stator A rotor that is positioned on the inner peripheral side and rotatably supported by a bearing held by the bracket, the case has a convex portion formed on the inner peripheral side thereof, and the stator is The stator core has a recess formed in the outer peripheral portion thereof, and the holding material is a porous material.
With this configuration, silence can be improved.

)上記()において、好ましくは、前記多孔質材は、中空ガラス粒を含んだ樹脂である。 ( 7 ) In the above ( 6 ), preferably, the porous material is a resin containing hollow glass particles.

)上記第3の目的を達成するために、本発明は、パイプ状のケースと、固定子コアと、この固定子コアのティース部に巻回された固定子コイルとからなる固定子と、前記ケースの内径よりも前記固定子の外径が小さく、前記固定子10を、前記ケースの内周側に保持する保持材と、前記ケースの両端に取り付けられたブラケットと、前記固定子の内周側に位置すると共に、前記ブラケットに保持された軸受により回転可能に支持された回転子とを備え、前記ケースは、その内周側に形成された凸部を有し、前記固定子は、その固定子コアの外周部に形成された凹部を有し、前記固定子コアは、周方向に分割された複数個の分割コアからなり、複数の分割コアは、周方向に並べて環状部材の内周に挿入されているものである。
かかる構成により、コギングトルクを低減し得るものとなる。
( 8 ) In order to achieve the third object, the present invention provides a stator comprising a pipe-shaped case, a stator core, and a stator coil wound around a tooth portion of the stator core. The outer diameter of the stator is smaller than the inner diameter of the case, the holding material for holding the stator 10 on the inner peripheral side of the case, brackets attached to both ends of the case, and the stator A rotor that is positioned on the inner peripheral side and rotatably supported by a bearing held by the bracket, the case has a convex portion formed on the inner peripheral side thereof, and the stator is The stator core has a concave portion formed on the outer peripheral portion thereof , and the stator core includes a plurality of divided cores divided in the circumferential direction, and the plurality of divided cores are arranged in the circumferential direction of the annular member. It is inserted in the inner circumference.
With this configuration, the cogging torque can be reduced.

)上記()において、好ましくは、前記環状部材は、樹脂成型品である。 ( 9 ) In the above ( 8 ), preferably, the annular member is a resin molded product.

10)上記()において、好ましくは、前記環状部材は、磁性体の成型品である。 ( 10 ) In the above ( 8 ), preferably, the annular member is a molded product of a magnetic body.

本発明によれば、回転電機のロストルクを小さくできる。   According to the present invention, the loss torque of the rotating electrical machine can be reduced.

また、本発明によれば、回転電機の静粛性を向上することができる。   Further, according to the present invention, the silence of the rotating electrical machine can be improved.

さらに、本発明によれば、回転電機のコギングトルクを低減することができる。   Furthermore, according to the present invention, the cogging torque of the rotating electrical machine can be reduced.

以下、図1〜図3を用いて、本発明の一実施形態による回転電機の構成及び製造方法について説明する。
最初に、図1及び図2を用いて、本実施形態による回転電機の構成について説明する。
図1は、本発明の一実施形態による回転電機の構成を示す横断面図である。図2は、本発明の一実施形態による回転電機の構成を示す縦断面図である。図1は、図2のA−A断面を示している。
Hereinafter, a configuration and a manufacturing method of a rotating electrical machine according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
Initially, the structure of the rotary electric machine by this embodiment is demonstrated using FIG.1 and FIG.2.
FIG. 1 is a cross-sectional view showing a configuration of a rotating electrical machine according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a longitudinal sectional view showing the configuration of the rotating electrical machine according to the embodiment of the present invention. FIG. 1 shows an AA cross section of FIG.

図1に示すように、回転電機は、主として、固定子10と、回転子40とからなる。固定子10は、固定子コア12と、固定子コイル14からなる。固定子コア12は、例えば、厚さt0.35mmやt0.5mmの薄板の珪素鋼板を一体で打ち抜き、打ち抜いたものを積層している。固定子コア12は、円環状のコアバック部12Aと、このコアバック部12Aと一体成形され、コアバック部12Aから半径方向の内周側に延びるコアティース部12Bとからなる。この例では、円周方向に等間隔で配置された12個のコアティース部12Bを有している。コアバック部12Aに形成されている四角形状の窪み12AXは、複数枚の薄板を積層して固定するための加締め用の窪みである。   As shown in FIG. 1, the rotating electrical machine mainly includes a stator 10 and a rotor 40. The stator 10 includes a stator core 12 and a stator coil 14. The stator core 12 is formed by, for example, integrally punching a thin silicon steel plate having a thickness of t0.35 mm or t0.5 mm and stacking the punched pieces. The stator core 12 includes an annular core back portion 12A, and a core teeth portion 12B that is integrally formed with the core back portion 12A and extends radially inward from the core back portion 12A. In this example, twelve core teeth portions 12B are arranged at equal intervals in the circumferential direction. The rectangular recess 12AX formed in the core back portion 12A is a caulking recess for stacking and fixing a plurality of thin plates.

各コアティース部12Bの外周側には、薄板状の絶縁材(ボビン)16が取り付けられる。絶縁材16は、例えば、プラスチック製である。絶縁材16としては、絶縁紙や絶縁シートのようなものを用いることもできる。絶縁材16の外周には、コアティース部12Bに介して、固定子コイル14が集中巻きで巻回されている。   A thin plate-like insulating material (bobbin) 16 is attached to the outer peripheral side of each core tooth portion 12B. The insulating material 16 is made of plastic, for example. As the insulating material 16, an insulating paper or an insulating sheet can be used. A stator coil 14 is wound around the outer periphery of the insulating material 16 by concentrated winding via a core tooth portion 12B.

固定子10は、ケース20の内周側に、保持材30により保持される。ケース20は、環状の金属性ケースである。ここで、ケース20の内径に対して、固定子10の外径は、小さくなっている。従って、ケース20の内周側と固定子10の外周側の間には隙間が形成され、この隙間に保持材30が配置され、この保持材30によって、固定子10は、ケース20の内周側に保持される。固定子10の外径は、ケース20の内径よりも、例えば、直径で2mm程度小さい。したがって、ケース20と固定子10が同心で配置された場合、両者の間の隙間は1mm程度である。   The stator 10 is held by a holding member 30 on the inner peripheral side of the case 20. The case 20 is an annular metallic case. Here, the outer diameter of the stator 10 is smaller than the inner diameter of the case 20. Accordingly, a gap is formed between the inner peripheral side of the case 20 and the outer peripheral side of the stator 10, and the holding member 30 is disposed in the gap. The holding member 30 allows the stator 10 to be connected to the inner periphery of the case 20. Held on the side. The outer diameter of the stator 10 is, for example, about 2 mm smaller than the inner diameter of the case 20. Therefore, when the case 20 and the stator 10 are arranged concentrically, the gap between them is about 1 mm.

ケース20の内周側には、内径方向に突出した円弧状の凸部22が形成されている。凸部22は、パイプ状のケース20の軸方向に延在して形成されている。凸部22は、例えば、ケース20の外周側から押し出し成形によって形成される。凸部22の高さ(ケース20の径方向の高さ)は、例えば、0.5mmである。   On the inner peripheral side of the case 20, an arc-shaped convex portion 22 protruding in the inner diameter direction is formed. The convex portion 22 is formed to extend in the axial direction of the pipe-like case 20. The convex portion 22 is formed, for example, by extrusion from the outer peripheral side of the case 20. The height of the convex portion 22 (the height in the radial direction of the case 20) is, for example, 0.5 mm.

一方、固定子コア12のコアバック部12Aの外周側には、外径方向に窪んだ凹部12AZが形成されている。凹部12AZは、固定子コアを打ち抜き成形するときに、同時に形成される。固定子コア12は、複数枚の薄板を積層して形成されるため、凹部12AZも、固定子10の軸方向に延在している。凹部12AZの深さは、例えば、0.5mmである。   On the other hand, on the outer peripheral side of the core back portion 12A of the stator core 12, a recess 12AZ that is recessed in the outer diameter direction is formed. The recess 12AZ is formed at the same time as the stator core is punched and formed. Since the stator core 12 is formed by laminating a plurality of thin plates, the recess 12AZ also extends in the axial direction of the stator 10. The depth of the recess 12AZ is, for example, 0.5 mm.

ケース20の内側に、固定子10が同心で配置されるとき、ケース20の凸部22と固定子10の凹部12AZが対向するように配置される。なお、凸部22と凹部12AZとは、必ずしも、対向する必要はないものである。   When the stator 10 is concentrically disposed inside the case 20, the convex portion 22 of the case 20 and the concave portion 12AZ of the stator 10 are disposed so as to face each other. The convex portion 22 and the concave portion 12AZ are not necessarily opposed to each other.

保持部材30としては、例えば、ガラスウールを含んだ樹脂が用いられる。樹脂材としては、例えば、BMC樹脂(不飽和ポリエステル樹脂)が用いられる。さらに、好適には、樹脂材として、中空ガラス粒を含んだBMC樹脂(不飽和ポリエステル樹脂)を用いる。中空ガラス粒は、ガラス製であり、直径が例えば10〜80μmの粒径にばらつきのあるものであり、内部が中空の部材である。保持部材30は、ケース20の内側に、固定子10が同心で配置した状態で、モールド成形等により、充填される。ケース20の内側に、固定子10が同心で配置した状態で保持部材30を充填することで、ケース20の内側に、固定子10が一体化して保持される。   As the holding member 30, for example, a resin containing glass wool is used. As the resin material, for example, BMC resin (unsaturated polyester resin) is used. Further preferably, a BMC resin (unsaturated polyester resin) containing hollow glass particles is used as the resin material. The hollow glass particles are made of glass, have a diameter varying from 10 to 80 μm, for example, and are hollow members. The holding member 30 is filled by molding or the like with the stator 10 being concentrically arranged inside the case 20. By filling the holding member 30 in a state where the stator 10 is concentrically arranged inside the case 20, the stator 10 is integrally held inside the case 20.

また、固定子コア12のコアバック部12Aには、穴12AYが形成されている。穴12AYも、固定子コア12を打ち抜き成形するときに同時に形成される。穴12AYの位置を合わせて、複数枚の薄板を積層することで、穴12AYは、固定子コア12の軸方向に貫通している。上述の保持部材30を、ケース20の内側と、固定子10の外側の間の隙間に充填する際に、保持部材30は、貫通穴12AYの部分にも充填される。   A hole 12AY is formed in the core back portion 12A of the stator core 12. The holes 12AY are also formed at the same time when the stator core 12 is stamped and formed. By aligning the positions of the holes 12AY and laminating a plurality of thin plates, the holes 12AY penetrate in the axial direction of the stator core 12. When the above-described holding member 30 is filled in the gap between the inside of the case 20 and the outside of the stator 10, the holding member 30 is also filled into the through hole 12AY.

固定子10の内周側には、隙間を介して、回転子40が回転可能に支持されている。回転子40は、回転子コア42と、シャフト44と、永久磁石46と、ケース48とからなる。回転子コア42は、例えば、厚さt0.35mmやt0.5mmの薄板の珪素鋼板を一体で打ち抜き、打ち抜いたものを積層し、加締め等により固定している。回転子コア42の内周に、金属製のシャフト44が圧入され、固定されている。回転子コア42の外周には窪みが設けられ、この窪みに複数の永久磁石46が接着剤等で貼り付けられている。永久磁石46の個数は、図示の例では、10個である。永久磁石46は、回転子コア42の表面の周方向に等間隔で配置されている。隣接する永久磁石46の極性は、周方向に互いに逆極性となっている。永久磁石46の外周には、金属製のカバー48が配置されている。カバー48は、永久磁石46の取り付けられた回転子コア42の外周に圧入されている。   A rotor 40 is rotatably supported on the inner peripheral side of the stator 10 through a gap. The rotor 40 includes a rotor core 42, a shaft 44, a permanent magnet 46, and a case 48. For example, the rotor core 42 is formed by integrally punching thin silicon steel plates having a thickness of t0.35 mm or t0.5 mm, stacking the punched steel plates, and fixing them by caulking or the like. A metal shaft 44 is press-fitted and fixed to the inner periphery of the rotor core 42. A recess is provided on the outer periphery of the rotor core 42, and a plurality of permanent magnets 46 are attached to the recess with an adhesive or the like. The number of permanent magnets 46 is 10 in the illustrated example. The permanent magnets 46 are arranged at equal intervals in the circumferential direction of the surface of the rotor core 42. The polarities of adjacent permanent magnets 46 are opposite to each other in the circumferential direction. A metal cover 48 is disposed on the outer periphery of the permanent magnet 46. The cover 48 is press-fitted into the outer periphery of the rotor core 42 to which the permanent magnet 46 is attached.

次に、図2に示すように、ケース20の一方の端部には、フロントブラケット22が固定され、他方の端部には、リアブラケット24が固定される。フロントブラケット22は、ケース20のフランジ部にネジ止めされる。リアブラケット24は、ケース20の端部に設けた爪形状部を、リアブラケット24の外周に設けた突起にかしめて固定される。フロントブラケット22に保持された軸受26F及びリアブラケット24に保持された軸受26Rによって、回転子40のシャフト44を支持し、回転子40が固定子10の内周側に隙間を介して、回転可能に支持されている。なお、回転子40については、輪郭のみを図示している。また、固定子20についても、上半分側のみを断面図示している。   Next, as shown in FIG. 2, the front bracket 22 is fixed to one end portion of the case 20, and the rear bracket 24 is fixed to the other end portion. The front bracket 22 is screwed to the flange portion of the case 20. The rear bracket 24 is fixed by caulking a claw-shaped portion provided at the end of the case 20 to a protrusion provided on the outer periphery of the rear bracket 24. A shaft 26 of the rotor 40 is supported by a bearing 26F held by the front bracket 22 and a bearing 26R held by the rear bracket 24, and the rotor 40 can rotate through a gap on the inner peripheral side of the stator 10. It is supported by. In addition, about the rotor 40, only the outline is shown in figure. Further, only the upper half side of the stator 20 is shown in a cross-sectional view.

回転子40の端部には、回転子40の回転数を検出するための回転数センサ50が設けられている。回転数センサ50としては、例えば、レゾルバを用いる。リアブラケット24には、カバー52がネジにより固定されており、回転数センサ50を防水,防塵している。回転数センサ50の出力は、ケーブル54により、外部に取り出される。固定子10の固定子コイル14には、ケーブル56を介して外部から通電される。   A rotational speed sensor 50 for detecting the rotational speed of the rotor 40 is provided at the end of the rotor 40. For example, a resolver is used as the rotation speed sensor 50. A cover 52 is fixed to the rear bracket 24 with screws, and the rotational speed sensor 50 is waterproof and dustproof. The output of the rotation speed sensor 50 is taken out by the cable 54. The stator coil 14 of the stator 10 is energized from the outside via a cable 56.

図2に示すように、保持部材30は、固定子コア12とケース20の間の空隙部に充填された保持部材30Aと、固定子コア12のコアバック部12Aに形成された貫通穴12AYに充填された保持部材30Bと、固定子コア12のコアバック部12Aの積層両端面上に位置する保持部材30C,30Dとからなる。保持部材30A,30B,30C,30Dが一体化しており、固定子コア12と、保持部材30の間の回転を防止する。また、前述したように、ケース20の凸部22と固定子10の凹部12AZが対向するように配置されており、保持部材30Aが充填されていることで、ケース20と保持部材30の間の回転を干ししている。   As shown in FIG. 2, the holding member 30 is formed in the holding member 30 </ b> A filled in the gap between the stator core 12 and the case 20 and the through hole 12 </ b> AY formed in the core back portion 12 </ b> A of the stator core 12. It consists of the filled holding member 30B and holding members 30C and 30D located on both end surfaces of the laminated core back portion 12A of the stator core 12. The holding members 30 </ b> A, 30 </ b> B, 30 </ b> C, and 30 </ b> D are integrated to prevent rotation between the stator core 12 and the holding member 30. Further, as described above, the convex portion 22 of the case 20 and the concave portion 12AZ of the stator 10 are arranged to face each other, and the holding member 30A is filled, so that the gap between the case 20 and the holding member 30 is The rotation is dried.

なお、回転電機のトルクが小さい場合には、ケース20の凸部22と固定子10の凹部12AZを設けることなく、ケース20と固定子コア12の間の保持部材30である樹脂の粘着力のみによって、ケースと固定子コアの回転を防止してもよいものである。また、トルク反力に対するケース20,保持部材30,固定子コア12の保持力が不十分の場合、エンドブラケット24の内周側と、エンドブラケット側のコア積層端部のリング形状をした保持部材30Cの各々に凸凹の嵌合部を作り、ここでトルク反力を受けてもよいものである。   When the torque of the rotating electrical machine is small, only the adhesive force of the resin that is the holding member 30 between the case 20 and the stator core 12 is provided without providing the convex portion 22 of the case 20 and the concave portion 12AZ of the stator 10. Thus, rotation of the case and the stator core may be prevented. Further, when the holding force of the case 20, the holding member 30, and the stator core 12 against the torque reaction force is insufficient, the holding member having a ring shape on the inner peripheral side of the end bracket 24 and the core laminated end portion on the end bracket side An uneven fitting portion may be formed in each of 30C, and a torque reaction force may be received here.

以上説明したように、本実施形態においては、固定子10は、ケース20の内周側に、保持材30により保持される点に特徴を有している。したがって、固定子コア12の外周とケース20の内周は直に接触していないものである。   As described above, in the present embodiment, the stator 10 is characterized in that it is held by the holding material 30 on the inner peripheral side of the case 20. Therefore, the outer periphery of the stator core 12 and the inner periphery of the case 20 are not in direct contact.

従来は、固定子の外周にケースを焼き嵌めにより固定したり、ケースの内側に固定子を圧入したりして、ケースの内側に固定子を固定しているため、固定子コアの外周に圧縮応力がかかっていた。それに対して、本実施形態の構成では、固定子コア12の外周に圧縮応力がかからないものである。固定子コアを構成する電磁鋼板に応力が加わるとヒステリシス特性が悪化し、鉄損が増える。それに対して、本実施形態の構造では、固定子コア12のヒステリシス特性が悪化せず、無通電時の回転トルクであるロストルクを低減することができる。   Conventionally, the case is fixed to the outer periphery of the stator core by fixing the case to the outer periphery of the stator by shrink fitting or press-fitting the stator inside the case to fix the stator inside the case. It was stressed. In contrast, in the configuration of the present embodiment, the outer periphery of the stator core 12 is not subjected to compressive stress. When stress is applied to the electrical steel sheets constituting the stator core, the hysteresis characteristics deteriorate and the iron loss increases. On the other hand, in the structure of the present embodiment, the hysteresis characteristics of the stator core 12 are not deteriorated, and loss torque that is rotational torque at the time of non-energization can be reduced.

また、従来のように、焼き嵌めや圧入をする場合には、ケース20と固定子コア12の締め代を管理する必要がある。それには、ケース20の内径寸法の精度を高める必要があり、ケース20の内径の切削加工が必須である。しかし、本実施形態では、ケースの内径寸法の精度は低いままで十分であり、ケース20は絞り加工のみで安価に製造することができる。   Further, as in the conventional case, when shrink fitting or press fitting is performed, it is necessary to manage the tightening allowance between the case 20 and the stator core 12. For this purpose, it is necessary to improve the accuracy of the inner diameter of the case 20, and it is essential to cut the inner diameter of the case 20. However, in this embodiment, it is sufficient that the accuracy of the inner diameter of the case remains low, and the case 20 can be manufactured at low cost only by drawing.

さらに、固定子コア12とケース20は直接接触せず、間に保持部材30が介在する。保持部材30としては、例えば、ガラスウールを含んだ樹脂が用いた場合には、単なる樹脂を用いた場合に比べて、強度を高めることができる。   Further, the stator core 12 and the case 20 are not in direct contact, and the holding member 30 is interposed therebetween. As the holding member 30, for example, when a resin containing glass wool is used, the strength can be increased as compared with the case where a simple resin is used.

また、樹脂材として、中空ガラス粒を含んだBMC樹脂(不飽和ポリエステル樹脂)を用いた場合、中空ガラス粒が多孔質材として働き、その粘性によって、固定子コアの電磁振動に起因する音を吸音できる。したがって、従来よりも回転電機の騒音を小さくすることができる。   Also, when BMC resin (unsaturated polyester resin) containing hollow glass particles is used as the resin material, the hollow glass particles work as a porous material, and due to their viscosity, sound caused by electromagnetic vibration of the stator core is generated. Can absorb sound. Therefore, the noise of the rotating electrical machine can be reduced as compared with the conventional case.

なお、保持部材として樹脂を用いる場合、BMC樹脂に代えて、ゴムのような粘性の高い樹脂を用いることもできる。また、保持部材として、中空ガラス粒を含んだBMC樹脂に代えて、多孔質材を用いることもできる。   In addition, when using resin as a holding member, it can replace with BMC resin and resin with high viscosity like rubber | gum can also be used. Further, as the holding member, a porous material can be used in place of the BMC resin containing hollow glass particles.

次に、図3を用いて、本実施形態による回転電機における保持部材30の充填方法について説明する。
図3は、本発明の一実施形態による回転電機における保持部材30の充填方法を説明する断面図である。なお、図3において、図1,図2と同一符号は同一部分を示している。
Next, the filling method of the holding member 30 in the rotating electrical machine according to the present embodiment will be described with reference to FIG.
FIG. 3 is a cross-sectional view for explaining a filling method of the holding member 30 in the rotating electrical machine according to the embodiment of the present invention. In FIG. 3, the same reference numerals as those in FIGS. 1 and 2 indicate the same parts.

固定子10及びケース20は、成形型60の内部に、同心に配置される。成形型60は、底型62と、側面型64と、センタポスト66と、上型68と、蓋型69とから構成される。   The stator 10 and the case 20 are arranged concentrically inside the mold 60. The molding die 60 includes a bottom die 62, a side die 64, a center post 66, an upper die 68, and a lid die 69.

底型62の上部外側の側壁面62Aと、上部内側の側壁面62Bは、同心に形成されている。センタポスト66の底部外周の側壁面66Aと、中央外周の側壁面66Bは、同心に形成されている。センタポスト66の底部外周面66Aが、底型62の上部内側の側壁面62Bが接触するように、底型62にセンタポスト66が保持される。これによって、底型62の上部外側の側壁面62Aと、センタポスト66の中央外周の側壁面66Bは、同軸に位置合わせされる。   The upper outer side wall surface 62A of the bottom mold 62 and the upper inner side wall surface 62B are formed concentrically. The side wall surface 66A on the outer periphery of the bottom of the center post 66 and the side wall surface 66B on the center outer periphery are formed concentrically. The center post 66 is held by the bottom die 62 so that the bottom outer peripheral surface 66A of the center post 66 is in contact with the side wall surface 62B inside the top of the bottom die 62. As a result, the upper outer side wall surface 62A of the bottom mold 62 and the central outer peripheral side wall surface 66B of the center post 66 are aligned coaxially.

ケース20の内周面は、底型62の上部外側の側壁面62Aと接触して保持される。また、固定子10の内周面は、センタポスト66の中央外周の側壁面66Bと接触して保持される。これによって、ケース20の内周面と固定子10の内周面都の間には、ほぼ均一の隙間(例えば、1mm)が形成される。   The inner peripheral surface of the case 20 is held in contact with the upper outer side wall surface 62 </ b> A of the bottom mold 62. Further, the inner peripheral surface of the stator 10 is held in contact with the side wall surface 66B of the center outer periphery of the center post 66. As a result, a substantially uniform gap (for example, 1 mm) is formed between the inner peripheral surface of the case 20 and the inner peripheral surface of the stator 10.

そして、ケース20の軸方向上方より上型68及び蓋型69を押し当て、樹脂注入部69A,68A,68Bから、成形型60の内部に樹脂を注入する。これによって、図2にて説明した保持部材30(30A,30B,30C,30D)が成形され、固定子10は、ケース20の内周側に、保持材30により保持される。   Then, the upper mold 68 and the lid mold 69 are pressed from above the case 20 in the axial direction, and the resin is injected into the mold 60 from the resin injection portions 69A, 68A, 68B. Accordingly, the holding member 30 (30A, 30B, 30C, 30D) described with reference to FIG. 2 is formed, and the stator 10 is held by the holding material 30 on the inner peripheral side of the case 20.

樹脂の注入により固定子10とケース20を一体化した後、図2に示したブラケット22,24及びそれにより支持される回転子30を取り付けることで、回転電機を製造することができる。   After integrating the stator 10 and the case 20 by injecting resin, the brackets 22 and 24 shown in FIG. 2 and the rotor 30 supported by the brackets 22 and 24 are attached, whereby a rotating electrical machine can be manufactured.

以上説明したように、本実施形態によれば、保持部材30を用いることで、図1や図2の実施形態と同様に、ロストルクを小さくできる。また、保持部材として、多孔質材を用いることで騒音を低減できる。   As described above, according to the present embodiment, the loss torque can be reduced by using the holding member 30 as in the embodiment of FIGS. Moreover, noise can be reduced by using a porous material as the holding member.

次に、図4を用いて、本発明の他の実施形態による回転電機の構成について説明する。
図4は、本発明の他の実施形態による回転電機の構成を示す横断面図である。なお、本実施形態による回転電機の縦断面の形状は、環状部材が加わったことを除いて、図2とほぼ同様となる。また、図1,図2と同一符号は、同一部分を示している。
Next, the configuration of a rotating electrical machine according to another embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
FIG. 4 is a cross-sectional view showing a configuration of a rotating electrical machine according to another embodiment of the present invention. In addition, the shape of the longitudinal cross-section of the rotary electric machine by this embodiment becomes substantially the same as FIG. 2 except having added the annular member. 1 and 2 indicate the same parts.

図1及び図2に示した固定子の固定子コアは、一体コアを用いたのに対して、本実施形態では、固定子コアとして、分割コアを用いている。   The stator core of the stator shown in FIGS. 1 and 2 uses an integral core, whereas in this embodiment, a split core is used as the stator core.

固定子コア12は、T字状分割片12Cを12個周方向に組合せて環状にして形成される。T字状分割片12Cは、1個のティース部12CAと、図1に示したコアバック部を周方向に等分割された分割コアバック部12CBとが一体化した形状となっている。T字状分割片12Cは、薄板鋼鈑を打ち抜き成形された後、積層されたものである。   The stator core 12 is formed in a ring shape by combining 12 T-shaped divided pieces 12C in the circumferential direction. The T-shaped divided piece 12C has a shape in which one tooth portion 12CA and a divided core back portion 12CB obtained by equally dividing the core back portion shown in FIG. 1 in the circumferential direction are integrated. The T-shaped divided pieces 12C are laminated after a thin steel plate is punched and formed.

T字状分割片12Cは、絶縁材(ボビン)16が取り付けられた後、固定子コイル14がティース部12CAに巻回される。コアを分割することで、コイルを巻線するノズルの軌道面を確保することができ、コイルの整列性を高めて高密度に巻線ができる。   After the insulating material (bobbin) 16 is attached to the T-shaped divided piece 12C, the stator coil 14 is wound around the tooth portion 12CA. By dividing the core, the raceway surface of the nozzle that winds the coil can be secured, and the coil can be aligned and the winding can be performed with high density.

次に、巻線した複数のT字状分割片12Cを周方向に並べて環状とし、その外周に、内径真円度が数μmの環状部材18を挿入し、T字形コアを仮固定する。固定子コア12の外径と環状部材18の内径は、可動嵌め合いの寸法関係にしておく。   Next, the plurality of wound T-shaped divided pieces 12C are arranged in the circumferential direction to form an annular shape, and an annular member 18 having an inner diameter roundness of several μm is inserted into the outer periphery thereof to temporarily fix the T-shaped core. The outer diameter of the stator core 12 and the inner diameter of the annular member 18 are set to have a dimensional relationship of movable fitting.

環状部材18は、例えばBMC樹脂など低収縮率の樹脂の型成形品を用いると内径真円度を数μm以下の高精度に維持できる。内径切削を用いずに内径寸法と真円度を確保することができ、低価格で大量生産をすることができる。また、樹脂に磁性粉末を含有させれば、環状部材18を分割コア12の仮固定手段としてだけでなく、磁路として有効に活用できるため、回転電機の磁気的性能を落とさずに小型化ができる。   When the annular member 18 is a molded product of a resin having a low shrinkage rate such as BMC resin, the inner diameter roundness can be maintained with high accuracy of several μm or less. Inner diameter and roundness can be ensured without using inner diameter cutting, and mass production can be performed at a low price. Further, if the magnetic powder is contained in the resin, the annular member 18 can be effectively used not only as a temporary fixing means for the split core 12 but also as a magnetic path, so that it is possible to reduce the size without reducing the magnetic performance of the rotating electrical machine. it can.

金属性ケース20の内部に、環状部材18と一体化した固定子コア12を配置される。ここで、環状部材18の外径はケース20の内径よりも小さくしており、例えば、直径で2mm程度である。なお、環状部材18は、固定子コア12と一体化されており、固定子10の一部となるものであるため、固定子の外径を、ケース20の内径よりも小さくすることがポイントである。   The stator core 12 integrated with the annular member 18 is disposed inside the metallic case 20. Here, the outer diameter of the annular member 18 is smaller than the inner diameter of the case 20, and is about 2 mm in diameter, for example. Since the annular member 18 is integrated with the stator core 12 and becomes a part of the stator 10, the point is to make the outer diameter of the stator smaller than the inner diameter of the case 20. is there.

図2にて説明したように、環状部材18とケース20の間の空隙と、固定子コア12のコアバック部の積層両端面上と、固定子コア12のコアバックの貫通穴は、保持部材30が充填され、一体化している。   As described with reference to FIG. 2, the gap between the annular member 18 and the case 20, the stacked end faces of the core back portion of the stator core 12, and the through holes in the core back of the stator core 12 30 is filled and integrated.

なお、回転子の構成は、図1と同様である。また、固定子10の内周に回転子が、ブラケットに保持された軸受により回転可能に支持されるのも、図2と同様である。   The configuration of the rotor is the same as in FIG. Similarly to FIG. 2, the rotor is rotatably supported on the inner periphery of the stator 10 by a bearing held by a bracket.

本実施形態では、保持部材30を用いることで、図1や図2の実施形態と同様に、ロストルクを小さくできる。また、保持部材として、多孔質材を用いることで騒音を低減できる。   In the present embodiment, by using the holding member 30, the loss torque can be reduced as in the embodiment of FIGS. Moreover, noise can be reduced by using a porous material as the holding member.

さらに、内径精度の高い環状部材でT字形分割コアの外周を固定するため、固定子コアの内径真円度が飛躍的に向上する。この結果、回転電機のコギングトルクを小さくできる。従来のケースへのコアの焼嵌めや軽圧入では、固定子コアの内径真円度はケースの内径形状の影響を受け、内径真円度を向上するにはケースの内径を高精度に加工せねばならなかった。環状部材の型成形は安価で精度を出すことができ、ケースの内径切削は不要になる。
Furthermore, since the outer periphery of the T-shaped split core is fixed by an annular member with high inner diameter accuracy, the inner core roundness of the stator core is dramatically improved. As a result, the cogging torque of the rotating electrical machine can be reduced. In conventional shrink fitting or light press fitting of the core to the case, the inner diameter roundness of the stator core is affected by the inner diameter shape of the case. To improve the inner diameter roundness, the inner diameter of the case must be processed with high accuracy. I had to be. Molding of the annular member is inexpensive and accurate, and the inner diameter of the case is not required.

本発明の一実施形態による回転電機の構成を示す横断面図である。It is a transverse cross section showing the composition of the rotation electrical machinery by one embodiment of the present invention. 本発明の一実施形態による回転電機の構成を示す縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view which shows the structure of the rotary electric machine by one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態による回転電機における保持部材30の充填方法を説明する断面図である。It is sectional drawing explaining the filling method of the holding member 30 in the rotary electric machine by one Embodiment of this invention. 本発明の他の実施形態による回転電機の構成を示す横断面図である。It is a cross-sectional view which shows the structure of the rotary electric machine by other embodiment of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

10…固定子
12…固定子コア
14…固定子コイル
12A…コアバック部
12AZ…凹部
12AY…穴
12B…コアティース部
12C…T字状分割片
12CA…ティース部
12CB…分割コアバック部
16…絶縁材
18…環状部材
20…ケース
22…凸部
22…フロントブラケット
24…リアブラケット
26F,26R…軸受
30…保持材
40…回転子
42…回転子コア
44…シャフト
46…永久磁石
48…ケース
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Stator 12 ... Stator core 14 ... Stator coil 12A ... Core back part 12AZ ... Recess 12AY ... Hole 12B ... Core teeth part 12C ... T-shaped division piece 12CA ... Teeth part 12CB ... Divided core back part 16 ... Insulation Material 18 ... annular member 20 ... case 22 ... convex 22 ... front bracket 24 ... rear brackets 26F, 26R ... bearing 30 ... holding material 40 ... rotor 42 ... rotor core 44 ... shaft 46 ... permanent magnet 48 ... case

Claims (10)

パイプ状のケースと、
固定子コアと、この固定子コアのティース部に巻回された固定子コイルとからなる固定子と、
前記ケースの内径よりも前記固定子の外径が小さく、前記固定子を、前記ケースの内周側に保持する保持材と、
前記ケースの両端に取り付けられたブラケットと、
前記固定子の内周側に位置すると共に、前記ブラケットに保持された軸受により回転可能に支持された回転子とを備え、
前記ケースは、その内周側に形成された凸部を有し、
前記固定子は、その固定子コアの外周部に形成された凹部を有することを特徴とする回転電機。
A pipe-shaped case,
A stator comprising a stator core and a stator coil wound around the teeth of the stator core;
The outer diameter of the stator is smaller than the inner diameter of the case, and a holding material for holding the stator on the inner peripheral side of the case;
Brackets attached to both ends of the case;
While positioned on the inner peripheral side of the stator, Bei example a rotor which is rotatably supported by a bearing held by the bracket,
The case has a convex portion formed on the inner peripheral side thereof,
The stator has a recess formed in an outer peripheral portion of the stator core .
請求項1記載の回転電機において、
前記保持材は、樹脂であり、
前記保持材は、前記ケースの内周側と、前記固定子の外周側との間の隙間に充填されていることを特徴とする回転電機。
The rotating electrical machine according to claim 1, wherein
The holding material is a resin,
The rotating electric machine is characterized in that the holding material is filled in a gap between an inner peripheral side of the case and an outer peripheral side of the stator.
請求項1記載の回転電機において、
前記保持材は、多孔質材であり、
前記保持材は、前記ケースの内周側と、前記固定子の外周側との間の隙間に充填されていることを特徴とする回転電機。
The rotating electrical machine according to claim 1, wherein
The holding material is a porous material,
The rotating electric machine is characterized in that the holding material is filled in a gap between an inner peripheral side of the case and an outer peripheral side of the stator.
請求項3記載の回転電機において、
前記多孔質材は、中空ガラス粒を含んだ樹脂であることを特徴とする回転電機。
In the rotating electrical machine according to claim 3,
The rotating electrical machine, wherein the porous material is a resin containing hollow glass particles.
請求項1記載の回転電機において、
前記固定子コアは、周方向に分割された複数個の分割コアからなり、
複数の分割コアは、周方向に並べて環状部材の内周に挿入されていることを特徴とする回転電機。
The rotating electrical machine according to claim 1, wherein
The stator core is composed of a plurality of divided cores divided in the circumferential direction,
A plurality of divided cores are arranged in the circumferential direction and inserted into the inner periphery of the annular member.
パイプ状のケースと、
固定子コアと、この固定子コアのティース部に巻回された固定子コイルとからなる固定子と、
前記ケースの内径よりも前記固定子の外径が小さく、前記固定子を、前記ケースの内周側に保持する保持材と、
前記ケースの両端に取り付けられたブラケットと、
前記固定子の内周側に位置すると共に、前記ブラケットに保持された軸受により回転可能に支持された回転子とを備え、
前記ケースは、その内周側に形成された凸部を有し、
前記固定子は、その固定子コアの外周部に形成された凹部を有し、
前記保持材は、多孔質材であることを特徴とする回転電機。
A pipe-shaped case,
A stator comprising a stator core and a stator coil wound around the teeth of the stator core;
The outer diameter of the stator is smaller than the inner diameter of the case, and a holding material for holding the stator on the inner peripheral side of the case;
Brackets attached to both ends of the case;
A rotor located on the inner peripheral side of the stator and rotatably supported by a bearing held by the bracket;
The case has a convex portion formed on the inner peripheral side thereof,
The stator has a recess formed in the outer periphery of the stator core;
The rotating electric machine is characterized in that the holding material is a porous material.
請求項記載の回転電機において、
前記多孔質材は、中空ガラス粒を含んだ樹脂であることを特徴とする回転電機。
The rotating electrical machine according to claim 6 ,
The rotating electrical machine, wherein the porous material is a resin containing hollow glass particles.
パイプ状のケースと、
固定子コアと、この固定子コアのティース部に巻回された固定子コイルとからなる固定子と、
前記ケースの内径よりも前記固定子の外径が小さく、前記固定子を、前記ケースの内周側に保持する保持材と、
前記ケースの両端に取り付けられたブラケットと、
前記固定子の内周側に位置すると共に、前記ブラケットに保持された軸受により回転可能に支持された回転子とを備え、
前記ケースは、その内周側に形成された凸部を有し、
前記固定子は、その固定子コアの外周部に形成された凹部を有し、
前記固定子コアは、周方向に分割された複数個の分割コアからなり、
複数の分割コアは、周方向に並べて環状部材の内周に挿入されていることを特徴とする回転電機。
A pipe-shaped case,
A stator comprising a stator core and a stator coil wound around the teeth of the stator core;
The outer diameter of the stator is smaller than the inner diameter of the case, and a holding material for holding the stator on the inner peripheral side of the case;
Brackets attached to both ends of the case;
A rotor located on the inner peripheral side of the stator and rotatably supported by a bearing held by the bracket;
The case has a convex portion formed on the inner peripheral side thereof,
The stator has a recess formed in the outer periphery of the stator core;
The stator core is composed of a plurality of divided cores divided in the circumferential direction,
A plurality of divided cores are arranged in the circumferential direction and inserted into the inner periphery of the annular member.
請求項記載の回転電機において、
前記環状部材は、樹脂成型品であることを特徴とする回転電機。
The rotating electrical machine according to claim 8 , wherein
The rotary electric machine is characterized in that the annular member is a resin molded product.
請求項記載の回転電機において、
前記環状部材は、磁性体の成型品であることを特徴とする回転電機。
The rotating electrical machine according to claim 8 , wherein
The rotary electric machine is characterized in that the annular member is a molded product of a magnetic material.
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