JP5304284B2 - Rotating electric machine - Google Patents

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Description

本発明は、ロータ軸方向に複数枚の電磁鋼板が積層されてなるステータコアを備えた電動機または発電機からなる回転電機に関するものである。   The present invention relates to a rotating electrical machine including an electric motor or a generator provided with a stator core in which a plurality of electromagnetic steel plates are laminated in the rotor axial direction.

上記電動機または発電機からなる回転電機は、電気エネルギーを回転力に変換し、あるいは回転力を電気エネルギーに変換するものであって、その変換効率を効果的に向上させることにより、省エネルギーに寄与することが望まれている。例えば、電動機を駆動源とする電気自動車や、エンジンと電動機とを組み合わせて駆動力を得るハイブリッド自動車では、その軽負荷領域から高負荷領域に至る幅広い負荷領域で、電気エネルギーと回転力との変換効率を向上させることにより電気エネルギーや燃料の消費を抑制することが求められている。   The rotating electrical machine composed of the electric motor or the generator converts electrical energy into rotational force, or converts rotational force into electrical energy, and contributes to energy saving by effectively improving the conversion efficiency. It is hoped that. For example, in an electric vehicle using an electric motor as a drive source or a hybrid vehicle that obtains driving force by combining an engine and an electric motor, conversion of electric energy and rotational force in a wide load region from light load region to high load region There is a need to reduce the consumption of electrical energy and fuel by improving efficiency.

上記回転電機の性能を向上させることを目的として、一方向の磁化容易軸を有する一方向性電磁鋼板、互いに直交する二方向の磁化容易軸を有する二方向性電磁鋼板、または磁化容易軸が特定の方向性を有していない無方向性電磁鋼板の何れかを所定形状に打ち抜き成形し、この打ち抜いた複数枚の電磁鋼板を積層して一体化させることにより回転電機のステータコアを形成することが行われている。例えば、特定の方向に優れた磁気特性を有する一方向性電磁鋼板により上記ステータコアを形成する場合において、ステータコアの径方向に優れた磁気特性が発揮されるように形成されたティース部材と、ステータコアの周方向に優れた磁気特性が発揮される形成されたヨーク部材とを組み合わせるようにすれば、理論的にはステータコアの鉄損を効果的に低減することが可能である。   For the purpose of improving the performance of the rotating electrical machine, a unidirectional electrical steel sheet having an easy magnetization axis in one direction, a bidirectional electrical steel sheet having easy magnetization axes in two directions orthogonal to each other, or an easy magnetization axis is specified. Forming a stator core of a rotating electrical machine by stamping and forming any of the non-oriented electrical steel sheets that do not have the directionality to a predetermined shape, and stacking and integrating the plurality of punched electrical steel sheets Has been done. For example, when the stator core is formed of a unidirectional electrical steel sheet having excellent magnetic properties in a specific direction, a tooth member formed so as to exhibit excellent magnetic properties in the radial direction of the stator core, Theoretically, the iron loss of the stator core can be effectively reduced by combining with the formed yoke member that exhibits excellent magnetic properties in the circumferential direction.

しかし、一方向性電磁鋼板により形成されたステータコアのティース部材とヨーク部材との当接部に、磁気抵抗の大きいエアギャップが生じることが避けられず、この部分において磁気の流れが阻害されるという問題がある。また、上記一方向性電磁鋼板または二方向性電磁鋼板は、無方向性電磁鋼板に比べて高価であるため、上記ステータコアを無方向性電磁鋼板により形成するとともに、その鉄損低減を目的としてステータコアのヨーク部に円周方向の引張応力を付加することが提案されている。   However, it is inevitable that an air gap with a large magnetic resistance is generated at the contact portion between the teeth member and the yoke member of the stator core formed of the unidirectional electrical steel sheet, and the magnetic flow is inhibited in this portion. There's a problem. In addition, since the unidirectional electrical steel sheet or the bi-directional electrical steel sheet is more expensive than the non-oriented electrical steel sheet, the stator core is formed of the non-oriented electrical steel sheet and the stator core is used for the purpose of reducing the iron loss. It has been proposed to apply a circumferential tensile stress to the yoke portion.

例えば、下記特許文献1には、モータケースとステータコア(固定子)とを有するインナーロータ型のモータにおいて、上記モータケースおよびステータコアに熱膨張差を生じさせた状態で両者を固定し、あるいはステータコアの内周面に保持部材を当接させて外方側に押圧力を作用させることによりステータコアに引張応力を付与し、これによってある程度の鉄損低減効果が得られるようにした構成が示唆されている。   For example, in Patent Document 1 below, in an inner rotor type motor having a motor case and a stator core (stator), both of the motor case and the stator core are fixed in a state in which a difference in thermal expansion occurs, or the stator core A structure is suggested in which a tensile stress is applied to the stator core by bringing a holding member into contact with the inner peripheral surface and applying a pressing force to the outer side, thereby obtaining a certain degree of iron loss reduction effect. .

特開2006−223015号公報JP 2006-223015 A

上記特許文献1に開示された第1実施形態では、モータケースの内径をステータコアの外周よりもやや大きめとなるように作製し、ステータコアを加熱して膨張させ、あるいはモータケースを冷却して収縮させることにより、両者の直径および嵌合部が適正に嵌め合う寸法となった時点でステータコアをモータケースに挿入して両者を固定した後、常温に戻すことにより上記ステータコアのヨーク部(継鉄部)に径方向の引張応力を作用させるように構成している。   In the first embodiment disclosed in Patent Document 1, the inner diameter of the motor case is made to be slightly larger than the outer periphery of the stator core, and the stator core is heated to expand, or the motor case is cooled to contract. As a result, when the diameters and the fitting parts of both of them are properly fitted, the stator core is inserted into the motor case and fixed, and then returned to room temperature to return the yoke part (relay part) of the stator core. It is comprised so that the tensile stress of radial direction may act on this.

しかし、上記特許文献1の第1実施形態に示すように、モータケースの内周部およびステータコアの外周部に相対応して設けられたテーパ状の嵌合部を、それぞれ適正状態で嵌め合わせた後に、上記ステータコアのヨーク部に所定の引張応力を作用させ得るように、上記ステータコアまたはモータケースの寸法および温度を管理するように構成した場合には、これらの寸法および温度の両方を適正に管理することが極めて困難であり、実用的でないという問題がある。   However, as shown in the first embodiment of Patent Document 1, the tapered fitting portions provided corresponding to the inner peripheral portion of the motor case and the outer peripheral portion of the stator core are fitted in an appropriate state. When it is configured to manage the dimensions and temperature of the stator core or the motor case so that a predetermined tensile stress can be applied to the yoke portion of the stator core later, both of these dimensions and temperature are appropriately managed. It is extremely difficult to do and is not practical.

また、上記特許文献1の第2実施形態には、モータケースの底部と一体となった複数個の保持部材をスロット内部からステータコアにそれぞれ接触させ、ステータコア外方側へ押圧してそのヨーク部に引張応力を作用させることにより、ステータコアの保持と磁気特性の改善とを同時に達成可能とした構成が開示されている。さらに、上記保持部材の強度を高めるためには、モータケースの上面部取付ボルトで上記保持部材を上面側から固定することが好ましいと、上記特許文献1に記載されている。   Further, in the second embodiment of Patent Document 1, a plurality of holding members integrated with the bottom of the motor case are brought into contact with the stator core from the inside of the slot and pressed outwardly of the stator core to the yoke portion. A configuration is disclosed in which the holding of the stator core and the improvement of the magnetic properties can be achieved simultaneously by applying a tensile stress. Furthermore, Patent Document 1 describes that in order to increase the strength of the holding member, it is preferable to fix the holding member from the upper surface side with an upper surface portion mounting bolt of the motor case.

しかし、上記特許文献1の図5および図6に開示されているように、ステータコアに設けられた複数のスロット毎に保持部材を配設してこれをボルトで固定した場合には、ロータ軸の中心からボルト孔位置までの寸法誤差に起因して上記保持部材からステータコアに付与される押圧力にバラツキが生じ易く、結果としてステータコアの周方向に不均一な引張応力が付与されることが避けられない。さらに、上記各保持部材は、モータケースの上面部側からのみ取付ボルトで固定されているので、上記ロータ軸方向に積層された各電磁鋼板のそれぞれに均一な引張応力を付与することができないという問題があった。   However, as disclosed in FIG. 5 and FIG. 6 of the above-mentioned Patent Document 1, when a holding member is arranged for each of a plurality of slots provided in the stator core and fixed with bolts, the rotor shaft Due to the dimensional error from the center to the bolt hole position, the pressing force applied from the holding member to the stator core is likely to vary, and as a result, it is possible to avoid applying an uneven tensile stress in the circumferential direction of the stator core. Absent. Furthermore, since each said holding member is being fixed only with the attachment volt | bolt only from the upper surface part side of the motor case, it cannot be given uniform tensile stress to each of each electromagnetic steel plate laminated | stacked on the said rotor axial direction. There was a problem.

本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、ステータコアに均一な引張応力を作用させることにより、その鉄損の低減効果および磁束密度の増大効果を向上させることができる回転電機を提供することを目的としている。   The present invention has been made in view of the above problems, and a rotating electric machine that can improve the effect of reducing the iron loss and the effect of increasing the magnetic flux density by applying a uniform tensile stress to the stator core. It is intended to provide.

請求項1に係る発明は、複数枚の電磁鋼板をロータ軸方向に積層されることにより形成された円環状のステータコアと、このステータコアを保持するケース部材とを有する回転電機であって、ロータ軸挿通孔が形成された円形基板と、その外周部からヨーク部内周面に沿ってロータ軸方向に延びるよう突設された縁部とを有する圧挿部材とを備え、この圧挿部材の縁部が上記ステータコアのヨーク部に対してその径方向内方側から圧挿されるように構成されたものである。   The invention according to claim 1 is a rotating electrical machine having an annular stator core formed by laminating a plurality of electromagnetic steel sheets in the rotor axial direction, and a case member for holding the stator core, the rotor shaft And a press-fitting member having a circular substrate in which an insertion hole is formed, and an edge projecting from the outer periphery of the circular substrate so as to extend in the rotor axial direction along the inner peripheral surface of the yoke part. Is configured to be press-fitted into the yoke portion of the stator core from the radially inner side.

請求項2に係る発明は、上記請求項1に記載の回転電機において、上記縁部の突出寸法が、ステータコのロータ軸方向長さの1/2よりも大きく設定されたものである。   According to a second aspect of the present invention, in the rotating electric machine according to the first aspect, the protruding dimension of the edge is set to be larger than ½ of the length of the stator core in the rotor axial direction.

請求項3に係る発明は、上記請求項1または2に記載の回転電機において、上記円形基板には、複数の開口部がロータ軸挿通孔の外方側部分に配設されたものである。   According to a third aspect of the present invention, in the rotating electric machine according to the first or second aspect, the circular substrate is provided with a plurality of openings disposed on an outer side portion of the rotor shaft insertion hole.

請求項4に係る発明は、上記請求項1〜3のいずれか1項に記載の回転電機において、上記円形基板には、ステータコアのヨーク部のロータ軸方向端面に当接する補助コアの設置部を有する鍔部が設けられたものである。   According to a fourth aspect of the present invention, in the rotating electric machine according to any one of the first to third aspects of the present invention, the circular substrate has an auxiliary core installation portion that contacts the end surface in the rotor axial direction of the yoke portion of the stator core. The collar part which has is provided.

請求項1に係る発明では、上記圧挿部材の縁部をステータコアのヨーク部に対してその径方向内方側から圧挿するように構成したため、この圧挿部材から上記ステータコアのヨーク部に周方向へと向かう均一な引張応力を作用させることにより、優れた鉄損の低減効果および磁束密度の増大効果が得られるという利点がある。   In the invention according to claim 1, since the edge portion of the press-inserting member is configured to be press-inserted from the radially inner side with respect to the yoke portion of the stator core, the periphery of the press-insert member from the press-inserting member to the yoke portion of the stator core. By applying a uniform tensile stress in the direction, there is an advantage that an excellent effect of reducing the iron loss and an effect of increasing the magnetic flux density can be obtained.

請求項2に係る発明では、縁部の突出寸法を、ステータコのロータ軸方向長さの1/2よりも大きく設定したため、上記ヨーク部のロータ軸方向全長に亘って上記圧挿部材の縁部を圧接させることにより、上記ステータコアを構成するロータ軸方向に積層された各電磁鋼板のそれぞれに均一な引張応力を付与できるという利点がある。   In the invention according to claim 2, since the protruding dimension of the edge portion is set to be larger than ½ of the length in the rotor axial direction of the stator, the edge portion of the press-fitting member extends over the entire length in the rotor axial direction of the yoke portion. Is brought into press contact with each other, there is an advantage that uniform tensile stress can be applied to each of the electromagnetic steel sheets laminated in the rotor axial direction constituting the stator core.

請求項3に係る発明では、円形基板に形成されたロータ軸挿通孔の外方側部分に、複数の開口部を配設したため、圧延部材、ひいては回転電機を軽量化しつつ、その内部の温度が上昇するのを効果的に抑制できるという利点がある。   In the invention according to claim 3, since the plurality of openings are disposed on the outer side portion of the rotor shaft insertion hole formed in the circular substrate, the temperature of the inside of the rolled member, and thus the rotating electrical machine is reduced while reducing the weight. There is an advantage that the rise can be effectively suppressed.

請求項4に係る発明では、ステータコアのロータ軸方向両端部に形成されたスペース、つまりステータコアのティース部に巻回されたコイルの高さに対応して形成されたスペースを有効に利用して上記補助コアを配設し、これによって回転電機に所望のトルクを生じさせるための磁束を流すのに必要なバックヨーク部の断面積を効果的に増大させることができ、上記バックヨーク部の径方向の厚みを薄くして回転電機の小型化を実現できるという利点がある。   In the invention which concerns on Claim 4, the space formed in the rotor axial direction both ends of the stator core, ie, the space formed corresponding to the height of the coil wound around the teeth part of the stator core, is used effectively. By providing an auxiliary core, it is possible to effectively increase the cross-sectional area of the back yoke portion necessary for flowing a magnetic flux for generating a desired torque in the rotating electrical machine. There is an advantage that the rotating electrical machine can be downsized by reducing the thickness.

本発明に係る回転電機の実施形態を示す断面図である。It is sectional drawing which shows embodiment of the rotary electric machine which concerns on this invention. 上記回転電機を分解した状態を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the state which decomposed | disassembled the said rotary electric machine. 図1のIII−III線断面図である。It is the III-III sectional view taken on the line of FIG. 圧挿部材の具体的構成を示す平面図である。It is a top view which shows the specific structure of a press-insertion member. 圧挿部材の具体的構成を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the specific structure of a press-insertion member. 図3のVI−VI線断面図である。It is the VI-VI sectional view taken on the line of FIG. 図4のVII−VII線断面図である。It is the VII-VII sectional view taken on the line of FIG. 圧挿部材の変形例を示す図6対応図である。FIG. 7 is a view corresponding to FIG. 6 illustrating a modification of the press-fitting member. ステータコアにおける応力の作用状態を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the action state of the stress in a stator core. 本発明に係る回転電機の第2実施形態を示す図8相当図である。FIG. 9 is a view corresponding to FIG. 8 showing a second embodiment of the rotating electrical machine according to the present invention.

図1〜図3は、本発明に係る回転電機を電気自動車に用いられる電動モータに適用した実施形態を示している。この回転電機は、アルミニウム合金材等の非磁性体で所定の剛性を有する部材からなる一対のケース部材1,2と、このケース部材1,2に保持されたステータコア(固定子)3と、このステータコア3に引張応力を付与する一対の圧挿部材4,4と、上記ケース部材1,2に配設されたベアリング1a,2aにより回転自在に支持されたロータ(回転子)5とを有している。上記ケース部材1,2は、車両に搭載されるトランスミッションケースまたはディファレンシャルケース等と一体に形成されている。   1 to 3 show an embodiment in which a rotating electrical machine according to the present invention is applied to an electric motor used in an electric vehicle. The rotating electrical machine includes a pair of case members 1, 2 made of a nonmagnetic material such as an aluminum alloy material and having a predetermined rigidity, a stator core (stator) 3 held by the case members 1, 2, and A pair of press-fitting members 4 and 4 for applying a tensile stress to the stator core 3 and a rotor (rotor) 5 rotatably supported by bearings 1a and 2a disposed on the case members 1 and 2 are provided. ing. The case members 1 and 2 are formed integrally with a transmission case or a differential case mounted on the vehicle.

上記ステータコア3は、円環状に形成されたヨーク部(胴部)6と、その内周面から回転中心に向けて突出する複数個のティース部(歯部)7とを有し、このティース部7にコイル(電機子巻線)8が巻掛けられるように構成されている。また、上記ヨーク部6の外周部には、径方向外方側に向けて延びる複数の延設部9が突設されるとともに、この延設部9には上記ステータコア3をケース部材1,2に固定する固定ボルト10の設置孔11が形成されている。   The stator core 3 has a yoke portion (body portion) 6 formed in an annular shape and a plurality of teeth portions (tooth portions) 7 protruding from the inner peripheral surface thereof toward the center of rotation. A coil (armature winding) 8 is wound around 7. A plurality of extending portions 9 extending outward in the radial direction protrude from the outer peripheral portion of the yoke portion 6, and the stator core 3 is connected to the case members 1 and 2 in the extending portion 9. An installation hole 11 for the fixing bolt 10 to be fixed to is formed.

上記圧挿部材4は、図4および図5に示すように、所定の剛性を有するアルミニウム合金材を削り加工する等により形成された円形基板15を有し、その外周部には、上記ヨーク部6の内周面に沿ってロータ軸方向に延びる複数の縁部16が一定間隔で配設されている。この縁部16は、上記ステータコア3の相隣接するティース部7,7間に形成されたスロット部12(図3参照)に対応した個数だけ設けられるとともに、上記縁部16の幅寸法が当該スロット部12の幅寸法よりも若干短く形成されている。   As shown in FIGS. 4 and 5, the press-fitting member 4 has a circular substrate 15 formed by, for example, machining an aluminum alloy material having a predetermined rigidity. A plurality of edges 16 extending in the axial direction of the rotor along the inner peripheral surface of 6 are arranged at regular intervals. The edge portions 16 are provided in a number corresponding to the number of slot portions 12 (see FIG. 3) formed between adjacent teeth portions 7, 7 of the stator core 3, and the width dimension of the edge portion 16 is determined by the slot size. It is formed slightly shorter than the width dimension of the portion 12.

また、上記縁部16の突出寸法S(図2参照)は、ステータコア3のロータ軸方向長さLの1/2よりも大きく設定されている。具体的には、上記ステータコア3のロータ軸方向長さLの1/2と、上記コイル8の設置高さとの和よりも若干大きい値に縁部16の突出寸法Sが設定され、上記コイルとの干渉が回避されるようになっている。さらに、上記縁部16の外径Dが、ステータコア3のヨーク部内径d、つまり上記スロット部12の直径よりも、100μm〜300μm程度大きく形成されている。そして、図3および図6に示すように上記圧挿部材4がステータコア3に組み付けられることにより、ステータコア3のヨーク部6に対してその径方向内方側から圧挿部材4の縁部16が圧挿されるようになっている。   Further, the protruding dimension S (see FIG. 2) of the edge portion 16 is set to be larger than ½ of the length L of the stator core 3 in the axial direction of the rotor. Specifically, the protrusion dimension S of the edge 16 is set to a value slightly larger than the sum of 1/2 of the rotor axial length L of the stator core 3 and the installation height of the coil 8, Interference is avoided. Further, the outer diameter D of the edge portion 16 is formed to be about 100 μm to 300 μm larger than the yoke portion inner diameter d of the stator core 3, that is, the diameter of the slot portion 12. Then, as shown in FIGS. 3 and 6, the press-inserting member 4 is assembled to the stator core 3, whereby the edge 16 of the press-inserting member 4 from the radially inner side with respect to the yoke portion 6 of the stator core 3. It is designed to be press-fitted.

上記圧挿部材4の円形基板15には、その中心部にロータ軸挿通孔17が形成されるとともに、このロータ軸挿通孔17の周囲には、放射状に延びる複数の開口部18が設けられている。上記円形基板15の開口部18は、回転電機を軽量化するととともに、その内部の温度が上昇するのを抑制するために設けられたものであり、上記ステータコア3のティース部7の設置部に対応した位置に配設されるとともに、このティース部7に対応した幅寸法を有している。上記開口部17の径方向長さは、適宜設定可能であるが、少なくともティー部7の突出長さの1/2が露出する程度まで径方向に向かって開放しているのが好ましい。また、上記開口部18の側壁面18aは、図7に示すように、ロータ5の回転方向Kに対応して発生した渦巻風Fをスムーズに外部へ排出し得るように、この渦巻風Fの流動方向に沿った傾斜面に形成されている。但し、本発明は、これらの構成に限定されるものではない。   The circular substrate 15 of the press-inserting member 4 has a rotor shaft insertion hole 17 formed at the center thereof, and a plurality of radially extending openings 18 are provided around the rotor shaft insertion hole 17. Yes. The opening 18 of the circular substrate 15 is provided to reduce the weight of the rotating electrical machine and to prevent the temperature inside thereof from rising, and corresponds to the installation portion of the teeth portion 7 of the stator core 3. It is arranged at the position and has a width dimension corresponding to the tooth portion 7. The radial length of the opening portion 17 can be set as appropriate, but it is preferable that the opening portion 17 is open in the radial direction to the extent that at least half of the protruding length of the tee portion 7 is exposed. Further, as shown in FIG. 7, the side wall surface 18 a of the opening portion 18 has a spiral wind F so that the spiral wind F generated corresponding to the rotation direction K of the rotor 5 can be smoothly discharged to the outside. It is formed on an inclined surface along the flow direction. However, the present invention is not limited to these configurations.

上記ステータコア3を作製するには、まず0.1〜1.0mm程度の厚さを有する磁性鋼板を打ち抜くことにより、上記ティース部7および延設部9を構成する複数の突部が内周面および外周面にそれぞれ設けられた円環状板からなる複数枚の電磁鋼板20を形成する。次いで、上記ティース部7および延設部9となる突部の位置を一致させるように各電磁鋼板20を位置決めしつつ、電磁鋼板20を一枚積層する毎に、この積層した電磁鋼板20の表面所定位置にその裏面に向かって微小凸部が突出するような微小凹部を設けることで、各電磁鋼板20をカシメ処理して仮接合するとともに、その外周面部を溶接する等により、複数枚の電磁鋼板20がロータ軸方向に積層されて一体化されたステータコア3を作製する。   In order to produce the stator core 3, first, a magnetic steel plate having a thickness of about 0.1 to 1.0 mm is punched, whereby a plurality of protrusions constituting the tooth portion 7 and the extending portion 9 are formed on the inner peripheral surface. And a plurality of electromagnetic steel plates 20 each formed of an annular plate provided on the outer peripheral surface. Next, each time the magnetic steel sheets 20 are laminated while positioning the magnetic steel sheets 20 so that the positions of the protrusions that become the teeth portion 7 and the extending portion 9 are matched, the surface of the laminated electromagnetic steel plates 20 By providing a minute concave portion such that the minute convex portion protrudes toward the back surface at a predetermined position, each electromagnetic steel sheet 20 is caulked and temporarily joined, and a plurality of electromagnetic sheets are welded by welding the outer peripheral surface portion. The stator core 3 in which the steel plates 20 are laminated and integrated in the rotor axial direction is produced.

そして、上記ステータコア3のティース部7にコイル8を巻掛けた後、上記ステータコア3内にロータ5を配設した状態で、そのロータ軸方向の両端部側に上記圧挿部材4を設置し、その縁部16を上記ステータコア3のヨーク部6に対してその径方向内方側から圧挿する。具体的には、上記ステータコア3を加熱して膨張させ、あるいは上記圧挿部材4を冷却して収縮させることにより、上記縁部16の外径Dを、ヨーク部6の内径dよりも小さくした状態で、上記縁部16をヨーク部6内に設置する。このようにして上記圧挿部材4をステータコア3に組み付けた状態で常温に戻すことにより、圧挿部材4の縁部16を上記ヨーク部6の内周面に圧接させるようにする。   Then, after the coil 8 is wound around the teeth portion 7 of the stator core 3, the press-inserting members 4 are installed on both end sides in the rotor axial direction in a state where the rotor 5 is disposed in the stator core 3. The edge portion 16 is press-fitted into the yoke portion 6 of the stator core 3 from the radially inner side. Specifically, the outer diameter D of the edge portion 16 is made smaller than the inner diameter d of the yoke portion 6 by heating and expanding the stator core 3 or cooling and compressing the press-fitting member 4. In the state, the edge portion 16 is installed in the yoke portion 6. Thus, the edge 16 of the press-inserting member 4 is brought into pressure contact with the inner peripheral surface of the yoke portion 6 by returning the press-inserting member 4 to room temperature in a state where the press-inserting member 4 is assembled to the stator core 3.

なお、図8に示すように、上記縁部16の先端部外面に先窄まりのテーパ面19を形成しておくと圧入が容易になるとともに、ヨーク部6の内周面における電磁鋼板の欠け等の不都合も防止することができる。すなわち、この構成によれば、上記ステータコア3を加熱膨張させ、あるいは上記圧挿部材4を冷却収縮させることなく、上記縁部16をステータコア3のヨーク部6に対してその径方向内方側から圧挿することが可能である。   As shown in FIG. 8, when a tapered surface 19 having a tapered shape is formed on the outer surface of the tip of the edge portion 16, press-fitting is facilitated, and the magnetic steel sheet is not chipped on the inner peripheral surface of the yoke portion 6. Such inconveniences can be prevented. In other words, according to this configuration, the edge portion 16 is moved from the radially inner side to the yoke portion 6 of the stator core 3 without heating and expanding the stator core 3 or cooling and shrinking the press-fitting member 4. It is possible to press-fit.

上記のように複数枚の電磁鋼板20をロータ軸方向に積層することにより形成された円環状のステータコア3の内方にロータ5を配設するとともに、ステータコア3のロータ軸方向両端部に一対の圧挿部材4,4を設置した状態で、これらを上記ケース部材1,2の間に配設する。そして、上記固定ボルト10を介して両ケース部材1,2を相連結し、かつ上記ケース部材1,2にステータコア3を固定するとともに、ロータ5を回転自在に支持することにより、優れたモータ効率を有する回転電機を容易かつ適正に製造することができる。   As described above, the rotor 5 is disposed on the inner side of the annular stator core 3 formed by laminating a plurality of electromagnetic steel plates 20 in the rotor axial direction, and a pair of stator cores 3 are disposed at both ends in the rotor axial direction. With the press-in members 4 and 4 installed, they are disposed between the case members 1 and 2. The case members 1 and 2 are connected to each other via the fixing bolt 10, the stator core 3 is fixed to the case members 1 and 2, and the rotor 5 is rotatably supported. Can be manufactured easily and appropriately.

すなわち、特許文献1の第1実施形態のように、円筒状モータケースの内周部およびステータコアの外周部に相対応して設けられたテーパ状の嵌合部等を、それぞれ適正状態で嵌め合わせる等の繁雑な作業を要することなく、上記ステータコア3のロータ軸方向両端部側に上記圧挿部材4を設置し、その縁部16を上記ステータコア3のヨーク部6に対してその径方向内方側から圧挿するだけで、上記ステータコア3には、その直径を増大させる方向に均一な圧力Pが付与され(図3参照)、ステータコア3のヨーク部6には、図9に示すように、周方向への引張応力Qが付与されることになる。   That is, as in the first embodiment of Patent Document 1, the tapered fitting portions provided corresponding to the inner peripheral portion of the cylindrical motor case and the outer peripheral portion of the stator core are fitted in an appropriate state. The press-fitting member 4 is installed on both ends of the stator core 3 in the axial direction of the rotor without requiring a complicated operation such as the above, and the edge 16 is radially inward with respect to the yoke 6 of the stator core 3. By simply press-fitting from the side, a uniform pressure P is applied to the stator core 3 in the direction of increasing its diameter (see FIG. 3). As shown in FIG. A tensile stress Q in the circumferential direction is applied.

このようにしてステータコア3のヨーク部6には、上記圧挿部材4を介して付与される圧力Pに対応した周方向への均一な引張応力Qを作用させることができるため、無方向性電磁鋼板を使用して上記ステータコア3を構成した場合においても、優れた鉄損の低減効果および磁束密度の増大効果が得られるという利点がある。しかも、上記円形基板15の外周部に縁部16を突設することにより上記圧挿部材4を構成したため、旋盤等を使用した切削加工により高い精度で上記縁部16の外径寸法を設定することができる。   In this way, a uniform tensile stress Q in the circumferential direction corresponding to the pressure P applied through the press-fitting member 4 can be applied to the yoke portion 6 of the stator core 3. Even when the stator core 3 is configured using a steel plate, there is an advantage that an excellent effect of reducing the iron loss and an effect of increasing the magnetic flux density can be obtained. Moreover, since the press-fitting member 4 is configured by projecting the edge 16 on the outer periphery of the circular substrate 15, the outer diameter of the edge 16 is set with high accuracy by cutting using a lathe or the like. be able to.

したがって、ステータコアに設けられた複数のスロット毎に保持部材を配設してこれをボルトで固定した特許文献1の第2実施形態のように、ロータ軸の中心からボルト孔位置までの寸法誤差に起因して上記保持部材からステータコアに付与される押圧力にバラツキが生じること無く、上記ステータコア3のヨーク部6に対してその径方向内方側から上記圧挿部材4の縁部16を圧接させることにより、ステータコア3のヨーク部6に周方向へ向かう均一な引張応力を簡単かつ適正に作用させることができる。   Therefore, a dimensional error from the center of the rotor shaft to the bolt hole position is caused as in the second embodiment of Patent Document 1 in which a holding member is provided for each of a plurality of slots provided in the stator core and fixed with bolts. As a result, the edge 16 of the press-fitting member 4 is brought into pressure contact with the yoke portion 6 of the stator core 3 from the radially inner side without variation in the pressing force applied to the stator core from the holding member. Thus, uniform tensile stress in the circumferential direction can be easily and appropriately applied to the yoke portion 6 of the stator core 3.

さらに、上記実施形態に示すように、円形基板15の外周部に設けられた上記縁部16の突出寸法Sを、ステータコのロータ軸方向長さLの1/2よりも大きく設定した場合には、上記ステータコア3のロータ軸方向両端部に一対の圧挿部材4,4を設置することにより、上記ヨーク部6のロータ軸方向全長に亘って上記圧挿部材4,4の縁部16を圧接させることができるため、上記ロータ軸方向に積層された各電磁鋼板20のそれぞれに均一な引張応力を付与できるという利点がある。あるいは、ステータコア3においてロータ中心軸方向に向かって突出するヨーク部6に巻掛けられたコイル(電機子巻線)8と干渉することなく、円形基板15とヨーク部6のロータ軸方向端面部との間にコイル8を収納することができる。   Furthermore, as shown in the above embodiment, when the protruding dimension S of the edge portion 16 provided on the outer peripheral portion of the circular substrate 15 is set to be larger than ½ of the length L in the rotor axial direction of the stator core. By installing a pair of press-inserting members 4, 4 at both ends of the stator core 3 in the axial direction of the rotor, the edges 16 of the press-inserting members 4, 4 are pressed against the entire length of the yoke 6 in the axial direction of the rotor. Therefore, there is an advantage that uniform tensile stress can be applied to each of the electromagnetic steel sheets 20 laminated in the rotor axial direction. Alternatively, without interfering with the coil (armature winding) 8 wound around the yoke portion 6 protruding toward the rotor central axis direction in the stator core 3, the circular substrate 15 and the rotor axial end surface portion of the yoke portion 6 The coil 8 can be accommodated in between.

図10は、本発明に係る回転電機の第2実施形態を示している。この第2実施形態では、上記圧挿部材4の外周部に、ヨーク部6のロータ軸方向端面に対向する面が開口した凹溝21を有する鍔部22が形成され、上記凹溝21内に配設された補助コア23がステータコア3のヨーク部6のロータ軸方向端面に当接するように構成されている。上記補助コア23は、電磁鋼板からなる帯状体がロータ軸の周方向に巻回され、その始端部および終端部がそれぞれ点溶接等で固定される等により、上記電磁鋼板がロータ半径方向に積層された状態で、上記縁部16の凹溝21内に保持されるようなっている。   FIG. 10 shows a second embodiment of the rotating electrical machine according to the present invention. In the second embodiment, a flange portion 22 having a concave groove 21 having an opening facing the rotor axial end surface of the yoke portion 6 is formed on the outer peripheral portion of the press-fitting member 4. The arranged auxiliary core 23 is configured to contact the end surface in the rotor axial direction of the yoke portion 6 of the stator core 3. The auxiliary core 23 is formed by laminating the electromagnetic steel plates in the radial direction of the rotor by, for example, winding a belt-shaped body made of electromagnetic steel plates in the circumferential direction of the rotor shaft and fixing the start and end portions thereof by spot welding or the like. In this state, it is held in the concave groove 21 of the edge portion 16.

上記のようにステータコア3のヨーク部6のロータ軸方向端面に当接する補助コア23を上記圧挿部材4に設けた構造とした場合には、上記ステータコア3のティース部7にコイル8が巻掛けられることにより、ステータコア3のロータ軸方向両端部に形成されたスペースを有効に利用して上記補助コア23を配設することができる。これによって回転電機に所望のトルクを生じさせるための磁束を流すのに必要なバックヨーク部の断面積を効果的に増大させることができるため、上記バックヨーク部の径方向の厚みを薄くして回転電機の小型化を実現できるという利点がある。   When the auxiliary core 23 that contacts the end surface in the rotor axial direction of the yoke portion 6 of the stator core 3 is provided on the press-fitting member 4 as described above, the coil 8 is wound around the tooth portion 7 of the stator core 3. As a result, the auxiliary core 23 can be disposed by effectively using the spaces formed at both ends of the stator core 3 in the rotor axial direction. This can effectively increase the cross-sectional area of the back yoke portion necessary to flow a magnetic flux for generating a desired torque in the rotating electrical machine, so the radial thickness of the back yoke portion is reduced. There is an advantage that downsizing of the rotating electrical machine can be realized.

なお、上記ステータコア3のロータ軸方向端面を覆うケース部材1,2の壁面に、上記圧挿部材4の縁部16として機能する突部が一体的に設けられた構造としてもよい。この場合に、部品点数を増加させることなく上記ステータコア3のヨーク部6に均一な引張応力を作用させることができるとともに、回転電機の組立作業を効果的に簡略化できるという利点がある。   Note that a structure may be adopted in which protrusions that function as the edge 16 of the press-fitting member 4 are integrally provided on the wall surfaces of the case members 1 and 2 that cover the end surface of the stator core 3 in the axial direction of the rotor. In this case, there is an advantage that uniform tensile stress can be applied to the yoke portion 6 of the stator core 3 without increasing the number of parts, and the assembly work of the rotating electrical machine can be simplified effectively.

1,2 ケース部材
3 ステータコア
4 圧挿部材
5 ロータ
6 ヨーク部
15 円形基板
16 縁部
17 ロータ軸挿通孔
18 開口部
21 鍔部
23 補助コア
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1, 2 Case member 3 Stator core 4 Press-insertion member 5 Rotor 6 Yoke part 15 Circular substrate 16 Edge part 17 Rotor shaft insertion hole 18 Opening part 21 Gutter part 23 Auxiliary core

Claims (4)

複数枚の電磁鋼板をロータ軸方向に積層されることにより形成された円環状のステータコアと、このステータコアを保持するケース部材とを有する回転電機であって、ロータ軸挿通孔が形成された円形基板と、その外周部からヨーク部内周面に沿ってロータ軸方向に延びるよう突設された縁部とを有する圧挿部材とを備え、この圧挿部材の縁部が上記ステータコアのヨーク部に対してその径方向内方側から圧挿されるように構成されたことを特徴とする回転電機。   A rotary electric machine having an annular stator core formed by laminating a plurality of electromagnetic steel plates in the rotor axial direction and a case member for holding the stator core, and a circular substrate having a rotor shaft insertion hole formed And a press-inserting member having an edge projecting from the outer peripheral portion along the inner peripheral surface of the yoke portion so as to extend in the rotor axial direction, and the edge portion of the press-inserting member is against the yoke portion of the stator core. A rotating electric machine characterized by being configured to be press-fitted from the radially inner side. 上記縁部の突出寸法が、ステータコのロータ軸方向長さの1/2よりも大きく設定されたことを特徴とする請求項1に記載の回転電機。   2. The rotating electrical machine according to claim 1, wherein the protruding dimension of the edge is set to be larger than ½ of the length of the stator core in the rotor axial direction. 上記円形基板には、複数の開口部がロータ軸挿通孔の外方側部分に配設されたことを特徴とする請求項1または2に記載の回転電機。   The rotating electrical machine according to claim 1 or 2, wherein the circular substrate has a plurality of openings disposed on an outer side portion of the rotor shaft insertion hole. 上記円形基板には、ステータコアのヨーク部のロータ軸方向端面に当接する補助コアの設置部を有する鍔部が設けられたことを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の回転電機。   The rotation according to any one of claims 1 to 3, wherein the circular substrate is provided with a flange portion having an auxiliary core installation portion that abuts against a rotor axial end surface of the yoke portion of the stator core. Electric.
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