JP6798260B2

JP6798260B2 - 回転電機ステータ

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Publication number: JP6798260B2
Application number: JP2016219362A
Authority: JP
Inventors: 絢子長谷川; 宜史野沢
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2016-11-10
Filing date: 2016-11-10
Publication date: 2020-12-09
Anticipated expiration: 2036-11-10
Also published as: JP2018078735A

Description

本発明は、３相ステータコイルを含む回転電機ステータに関する。

回転電機のステータにおいて、円環状のステータコアの内周面から突出する複数のティースに分布巻きで複数のコイルを巻回させる場合がある。このとき、ステータコアの隣り合うティースの間にはスロットが形成される。この場合において、１相当たりで１つのスロットだけずれて複数のティースに同相のコイルを巻回してコイル群を形成する場合がある。

特開２０１０−２５２４５３号公報

上記のように１相当たりで１つのスロットだけずれて複数のティースに同相のコイルを巻回してコイル群を形成する構成では、コイルに交流電流が供給される場合にトルクリップルが生じやすい。具体的には、この構成では、複数のティースは、両側の２つのスロットに同相のコイルが挿入されてなる同相間ティースと、両側の２つのスロットに異相のコイルが挿入されてなる異相間ティースとが、周方向に交互に配置されることにより構成される。この構成では、回転電機の使用時に、コイルに交流電流が流れることにより、隣り合う同相間ティースと異相間ティースとに、半径方向において逆方向の電磁加振力が発生する。また、異相間ティースに加わる半径方向の電磁加振力の絶対値は、同相間ティースに加わる半径方向の電磁加振力の絶対値より大きい。これにより、電磁加振力の差に基づくトルクリップルが生じやすい。また、トルクリップルの影響は、特に回転電機の高トルク領域で顕著になる。このため、高トルク領域でのトルクリップルの低減が望まれる。また、回転方向の違いでトルクリップルの低減効果に差がないこと、及び低トルク領域でのトルク低下を抑制することも望まれる。

特許文献１に記載された構成では、トルクリップルを低減するために、各ティースに周方向及び軸方向に対し傾斜する方向にスリット部を形成することが記載されている。しかしながらこの構成では、構造が複雑であり、加工工数の増加を招く。

本発明の目的は、回転電機ステータにおいて、回転方向に無関係に高トルク領域でのトルクリップルを低減し、かつ、低トルク領域でのトルク低下を抑制し、かつ、加工工数の増加を抑制することである。

本発明に係る回転電機ステータは、円環状のヨークと、前記ヨークの内周面の周方向複数位置から突出するティースとを有し、隣り合う前記ティースの間にスロットが形成されたステータコアと、複数の前記ティースに分布巻きで巻回された３相ステータコイルとを含む回転電機ステータである。前記３相ステータコイルは、１相当たりで１つの前記スロットだけずれて前記複数のティースに巻回された同相の複数のコイルを含むコイル群により形成される。前記複数のティースのそれぞれは、先端の周方向長さが付け根部の周方向長さより小さくなるように、周方向両側面が周方向中央を通る半径方向の中央線に対し傾斜したテーパ面を持っている。前記複数のティースは、両側の２つの前記スロットに同相の前記コイルが挿入されてなる同相間ティースと、両側の２つの前記スロットに異相の前記コイルが挿入されてなる異相間ティースとを含み、前記同相間ティースと前記異相間ティースとが、周方向において１つずつ交互に配置されることにより構成される。前記同相間ティース及び前記異相間ティースのうち、前記異相間ティースのみにおいて、付け根部に軸方向全長に軸方向に沿って貫通するように形成された貫通孔を有し、前記貫通孔の周方向長さは、当該異相間ティースの付け根部の周方向長さから当該異相間ティースの先端の周方向長さを減じた値以下であり、前記貫通孔は、当該異相間ティースの周方向中央位置を通過する平面であって中心軸を含む平面に対し対称に配置される。

本発明に係る回転電機ステータによれば、回転方向に無関係に高トルク領域でのトルクリップルを低減でき、かつ、低トルク領域でのトルク低下を抑制でき、かつ、加工工数の増加を抑制できる。

実施形態の回転電機ステータを含む回転電機を軸方向一方側から見た図である。図１に示す回転電機ステータにおいて磁束が通過する状態を示している図１の周方向一部の模式図である。図２ＡのＡ部拡大図である。回転電機ステータの比較例において、同相間ティースに加わる電磁加振力と、異相間ティースに加わる電磁加振力との関係を示している図である。比較例において、複数のティースのそれぞれの半径方向に加わる回転２４次成分の電磁加振力とティースを通過する磁束数とを示している図である。回転電機ステータの比較例及び実施例において、回転電機のトルクと、磁気強制力の回転６次成分の振幅とについて比較した計算結果を示す図である。

以下、図面を用いて本発明の実施形態を説明する。以下で説明する形状、材料、及び個数は、説明のための例示であって、回転電機ステータの仕様に応じて適宜変更することができる。以下ではすべての図面において同等の要素には同一の符号を付して説明する。また、本文中の説明においては、必要に応じてそれ以前に述べた符号を用いるものとする。

図１は、実施形態の回転電機ステータ１２を含む回転電機１０を軸方向一方側から見た図である。図２Ａは、図１に示す回転電機ステータ１２において磁束が通過する状態を示している図１の周方向一部の模式図である。図２Ｂは、図２ＡのＡ部拡大図である。

回転電機ステータ１２は、回転電機ロータ４０と組み合わされて回転電機１０を構成する。以下では、回転電機ステータ１２、回転電機ロータ４０は、それぞれステータ１２、ロータ４０と記載する。

回転電機１０は、３相交流電流で駆動する磁石付の同期電動機である。例えば、回転電機１０は、ハイブリッド車両を駆動するモータとして、または、発電機として、または、その両方の機能を有するモータジェネレータとして用いられる。

回転電機１０は、ステータ１２の半径方向内側にロータ４０を対向配置することにより形成される。ロータ４０は、円筒状のロータコア４２の周方向複数位置に磁石４４を配置することにより形成される。磁石４４は、ロータ４０の半径方向に磁化され、その磁化方向は周方向に隣り合う磁石４４で逆になる。これにより、ロータ４０の外周面には、Ｎ極とＳ極とが周方向において交互に形成される。ロータ４０は内側に回転軸４６が挿通された状態で固定され、回転軸４６の両端部はケース（図示せず）に回転可能に支持される。なお、ロータにおいて２つの磁石を１組として外径側に広がるＶ字形に配置することにより１つの磁極を構成し、隣り合う磁極で半径方向についての磁気特性を異ならせる構成としてもよい。

ステータ１２は、ケースの内側に固定されたステータコア１４と、３相ステータコイル２０とを含む。ステータコア１４は、例えば複数の円環状の鋼板（電磁鋼板）が軸方向に積層されて、カシメ等により一体に連結されて円筒状に構成される。ステータコア１４は、円環状のヨーク１５と、複数のティース１６とを有する。複数のティース１６は、ヨーク１５の内周面において、周方向に等間隔で離れた複数位置から半径方向内側に向かって突出する。例えば、ステータコア１４は４８個のティース１６を有する。ここで、「周方向」とはステータ１２の中心軸Ｏを中心とする円周方向をいい、「半径方向」とはステータ１２の中心軸Ｏに対し直交するステータ１２の半径方向をいい、「軸方向」とはステータ１２の軸方向をいう。

また、各ティース１６は、半径方向外側で周方向長さが最大であり、半径方向内側に向かうほど周方向長さが小さくなるように、周方向中央を通る半径方向の中央線Ｃ１（図２Ａ）に対し周方向両側面が傾斜してテーパ面となっている。また、ステータコア１４の内周面の複数位置において、隣り合うティース１６の間には溝形状のスロット１８が形成される。

さらに、複数のティース１６のうち、１つ置きのティース１６であって、両側のスロット１８に異相のコイルが挿入される異相間ティースＴ２（図２Ａ）では、付け根部に軸方向に貫通する貫通孔１７が形成される。これにより、高トルク領域でのトルクリップルを低減できる。これについては、後で詳しく説明する。

３相ステータコイル２０は、ステータコア１４の複数のティース１６に分布巻きによって巻回される。さらに、３相ステータコイル２０は、１相当たりで１つのスロット１８だけずれて複数のティース１６に巻回された同相の複数のコイルを含むコイル群により形成される。具体的には、３相ステータコイル２０は、Ｕ相コイル群２２ｕ、Ｖ相コイル群２２ｖ、及びＷ相コイル群２２ｗを含む。

図２Ａ、図２Ｂでは、Ｕ相コイル群２２ｕ、Ｖ相コイル群２２ｖ、及びＷ相コイル群２２ｗの構成要素を、それぞれ丸の内側にＵ，Ｖ，Ｗの符号、またはＵ、Ｖ，Ｗの上側に横線を付した符号で模式的に示している。なお、図２Ａ、図２Ｂでは、ステータコア１４の細部の構成を分かりやすくするために、図１の構成に対しティース１６の数を少なくして示しているが、基本構成は図１と同様である。図２Ａ、図２Ｂではステータコア１４の形状を分かりやすくするためにステータコア１４に砂地を付している。

図１に戻って、Ｕ相コイル群２２ｕは、第１Ｕ相コイル２３ｕと第２Ｕ相コイル２４ｕとを含んで構成される。第１Ｕ相コイル２３ｕは、１磁極ピッチに相当する６スロットずつ離れた２つのスロット１８に周方向両端が挿入された複数の第１Ｕ相単位コイル部を直列に接続して、ステータコア１４を１周させることにより構成される。第２Ｕ相コイル２４ｕは、６スロットずつ離れた２つのスロット１８に周方向両端が挿入された複数の第２Ｕ相単位コイル部を直列に接続して、ステータコア１４を１周させることにより構成される。第１Ｕ相コイル２３ｕが挿入されるスロット１８に対し、第２Ｕ相コイル２４ｕが挿入されるスロット１８は、ステータコア１４の周方向一方側（図１の右側）に１スロットだけずれている。

図１では、２つの黒丸を結ぶ円弧状の実線により、１つの第１Ｕ相単位コイル部または第２Ｕ相単位コイル部を示している。黒丸は、単位コイル部のうち、スロット１８に挿入される部分を示している。第１Ｕ相コイル２３ｕは、複数のスロット１８の最外周部に配置され、第２Ｕ相コイル２４ｕは、複数のスロット１８において、第１Ｕ相コイル２３ｕより半径方向内側にずれた部分に配置される。

Ｖ相コイル群２２ｖ及びＷ相コイル群２２ｗも、Ｕ相コイル群２２ｕと同様に構成される。具体的には、Ｖ相コイル群２２ｖは、第１Ｖ相コイル２３ｖと第２Ｖ相コイル２４ｖとを含んで構成される。第１Ｖ相コイル２３ｖは、６スロットずつ離れた２つのスロット１８に周方向両端が挿入された複数の第１Ｖ相単位コイル部を直列に接続して、ステータコアを１周させることにより構成される。第２Ｖ相コイル２４ｖは、６スロットずつ離れた２つのスロット１８に周方向両端が挿入された複数の第２Ｖ相単位コイル部を直列に接続して、ステータコアを１周させることにより構成される。第１Ｖ相コイル２３ｖが挿入されるスロット１８に対し、第２Ｖ相コイル２４ｖが挿入されるスロット１８は、ステータコア１４の周方向一方側に１スロットだけずれている。

図１では、２つの黒丸を結ぶ円弧状の破線により、１つの第１Ｖ相単位コイル部または第２Ｖ相単位コイル部を示している。第１Ｖ相コイル２３ｖは、複数のスロット１８において、第２Ｕ相コイル２４ｕより半径方向内側にずれた部分に配置される。第２Ｖ相コイル２４ｖは、複数のスロット１８において、第１Ｖ相コイル２３ｖより半径方向内側にずれた部分に配置される。

Ｗ相コイル群２２ｗは、第１Ｗ相コイル２３ｗと第２Ｗ相コイル２４ｗとを含んで構成される。第１Ｗ相コイル２３ｗは、６スロットずつ離れた２つのスロット１８に周方向両端が挿入された複数の第１Ｗ相単位コイル部を直列に接続して、ステータコアを１周させることにより構成される。第２Ｗ相コイル２４ｗは、６スロットずつ離れた２つのスロット１８に周方向両端が挿入された複数の第２Ｗ相単位コイル部を直列に接続して、ステータコアを１周させることにより構成される。第１Ｗ相コイル２３ｖが挿入されるスロット１８に対し、第２Ｗ相コイル２４ｗが挿入されるスロット１８は、ステータコア１４の周方向一方側に１スロットだけずれている。

図１では、２つの黒丸を結ぶ円弧状の一点鎖線により、１つの第１Ｗ相単位コイル部または第２Ｗ相単位コイル部を示している。第１Ｗ相コイル２３ｗは、複数のスロット１８において、第２Ｖ相コイル２４ｖより半径方向内側にずれた部分に配置される。第２Ｗ相コイル２４ｗは、複数のスロット１８において、第１Ｗ相コイル２３ｗより半径方向内側にずれた部分に配置される。

各単位コイル部は、対応する５つのティース１６に所定回数分、巻回される。同相で周方向に隣り合う単位コイル部は、互いに対応する複数のティースに逆方向に巻回される。第１Ｕ相コイル２３ｕ、第１Ｖ相コイル２３ｖ、第１Ｗ相コイル２３ｗのそれぞれの一方端は端子２５ｕ、２５ｖ、２５ｗに接続され、それぞれの他方端は第１中性点（図示せず）に共通に接続される。第２Ｕ相コイル２４ｕ、第２Ｖ相コイル２４ｖ、第２Ｗ相コイル２４ｗのそれぞれの一方端は端子２６ｕ、２６ｖ、２６ｗに接続され、それぞれの他方端は第２中性点（図示せず）に共通に接続される。なお、各相のコイル２３ｕ、２４ｕ、２３ｖ、２４ｖ、２３ｗ、２４ｗは、それぞれ６スロット離れた２つのスロットに挿入されながら、複数のティースの軸方向一方端と軸方向他方端とを、周方向に交互に覆うようにクランク形に巻かれた構成としてもよい。

Ｕ相の端子２５ｕ、２６ｕには、直流電源に接続されたインバータ（図示せず）からＵ相ケーブルを介してＵ相交流電流が供給される。また、Ｖ相の端子２５ｖ、２６ｖには、インバータからＶ相ケーブルを介して、Ｕ相交流電流とは１２０度位相が異なるＶ相交流電流が供給される。Ｗ相の端子２５ｗ、２６ｗには、インバータからＷ相ケーブルを介して、Ｕ相及びＶ相の交流電流とは１２０度位相が異なるＷ相交流電流が供給される。

図１の構成で、ティース１６の数は、４８個に限定するものではなく、例えばロータ４０に含まれる磁石の磁極数の６倍になるように決定される。

このように構成されるので、複数のティース１６は、両側の２つのスロット１８に同相（例えばＵ相）のコイルが挿入されてなる同相間ティースと、両側の２つのスロット１８に異相（例えばＵ相、Ｖ相）のコイルが挿入されてなる異相間ティースとを含む。以下では、同相間ティースに符号Ｔ１を付し、異相間ティースに符号Ｔ２を付して説明する。図２に示すように、複数のティース１６は、同相間ティースＴ１と異相間ティースＴ２とが、周方向において１つずつ交互に配置されることにより構成される。これにより、隣り合う２スロットに同相コイルが挿入された状態で複数のティースに分布巻きで３相ステータコイルが巻回される。

さらに、同相間ティースＴ１及び異相間ティースＴ２のうち、異相間ティースＴ２のみには、付け根部１６ａ（図２Ｂ）において軸方向全長に貫通するように貫通孔１７が形成される。貫通孔１７は、例えば軸方向一方側から見た形状が矩形である。貫通孔は、軸方向一方側から見た形状を円形等、他の形状としてもよい。また、貫通孔１７の周方向長さＬ１（図２Ｂ）は、当該異相間ティースＴ２の付け根部１６ａの周方向長さＬ２から当該異相間ティースＴ２の先端の周方向長さｂを減じた値以下（Ｌ１≦Ｌ２−ｂ）である。さらに、貫通孔１７は、当該異相間ティースＴ２の周方向中央位置（中央線Ｃ１）を通過する平面であってステータの中心軸Ｏを含む平面に対し対称に配置される。同相間ティースＴ１と異相間ティースＴ２とで、貫通孔１７の有無の違いを除いて、全体の形状は先端部を含めて同一である。

例えば、図２Ｂに示すように、異相間ティースＴ２の付け根端において、貫通孔１７の周方向一端（図２Ｂの右端）から異相間ティースＴ２の周方向一端（図２Ｂの右端）までの長さをａ１とする。また、異相間ティースＴ２の付け根端において、貫通孔１７の周方向他端（図２Ｂの左端）から異相間ティースＴ２の周方向他端（図２Ｂの左端）までの長さをａ２とする。また、異相間ティースＴ２の先端の周方向長さをｂとする。このとき、ａ１＝ａ２で、かつ、ａ１＋ａ２＝ｂとなるように、貫通孔１７を形成する。

上記のステータ１２によれば、貫通孔１７を有する異相間ティースＴ２での磁束飽和を、貫通孔がない同相間ティースＴ１より早く生じさせることで、高トルク領域でのトルクリップルを低減できる。

トルクリップルを低減できる効果について説明する。上記のように隣り合う２スロットに同相コイルが挿入される分布巻きのステータにおいて、３相ステータコイル２０に３相交流電流が供給されると、ステータコア１４の内部には磁束が発生する。その発生した磁束は、同相間ティースＴ１及び異相間ティースＴ２のそれぞれを通過するように、ロータ４０からエアギャップを介してステータ１２のヨーク１５へ、またはヨーク１５からエアギャップを介してロータ４０に流れる。図２Ａでは、すべてのティース１６でヨーク１５に向かって磁束が流れるように示しているが、ロータの回転時にはロータの回転位置の変化に応じて同相間ティースＴ１と異相間ティースＴ２とで逆方向に磁束が流れる。

図３は、ステータの比較例において、同相間ティースＴ１に加わる電磁加振力と、異相間ティースＴ２に加わる電磁加振力との関係を示している図である。図４は、比較例において、複数のティース１６のそれぞれの半径方向に加わる回転２４次成分の電磁加振力とティース１６を通過する磁束数とを示している図である。

図３に示す比較例では、図１、図２に示す実施形態の構成において、すべてのティース１６に貫通孔が形成されていない。この比較例において、上記のように同相間ティースＴ１と異相間ティースＴ２とに磁束が流れるときには、各ティースＴ１，Ｔ２に図３に示すような電磁加振力が発生する。図３では、同相間ティースＴ１と異相間ティースＴ２との周方向位置を横軸方向に分けて示している。「電磁加振力」は、３相ステータコイル２０に交流電流が供給されたときに、その交流電流により発生する回転磁界と、ロータ４０の磁石４４との相互作用によって、ティース１６に対しティース１６を振動させるように加わる力である。例えば、図１に示したようにロータが８個の磁石４４を含み、４対の磁石対が形成される場合には、４の整数倍の回転次数を有する電磁加振力が発生する。具体的には、４次、８次、１２次、１６次、２０次、２４次・・・の回転次数成分の電磁加振力が生じる。このうち、３相ステータコイルに供給される交流電流の基本周波数ｆの６倍である６ｆの電磁加振力に相当する２４の次数成分の電磁加振力が、回転電機の振動に大きい影響を及ぼすことが知られている。

電磁加振力はティース１６の先端部分に集中的に印加される。また、ティース１６に加わる電磁加振力は、同相間ティースＴ１と異相間ティースＴ２とで、半径方向及び周方向について逆方向に加わる。具体的には、同相間ティースＴ１に加わる電磁加振力は、図３の黒で塗りつぶした矢印で示すように半径方向外側に向かう成分と、周方向一方側に向かう成分とに分けて示される。一方、異相間ティースＴ２に加わる電磁加振力は、図３の白抜き矢印で示すように半径方向内側に向かう成分と、周方向他方側に向かう成分とに分けて示される。これにより、隣り合う２スロットに同相コイルが挿入された分布巻きのステータにおいて、隣り合う同相間ティースＴ１と異相間ティースＴ２とには、互いに逆方向の電磁加振力が印加される。また、電磁加振力は、ティースＴ１，Ｔ２の先端部分に半径方向に印加される成分と周方向に印加される成分とを持ち、半径方向の成分が周方向の成分に対し大きい。

図４に示すように、電磁加振力の回転２４次成分では、同相間ティースＴ１の先端に半径方向成分Ｆ１が半径方向外側に加わるときに、異相間ティースＴ２の先端には、半径方向成分Ｆ２が半径方向内側に加わる。また、異相間ティースＴ２を通過する磁束数が同相間ティースＴ１を通過する磁束数より多いことにより、異相間ティースＴ２に加わる半径方向成分Ｆ２の絶対値が同相間ティースＴ１に加わる半径方向成分Ｆ１の絶対値より大きい。これによって、隣り合うティースＴ１，Ｔ２に半径方向に印加される電磁加振力が不均衡となり、両者の電磁加振力の差に相当する成分がステータコア１４全体の半径方向に作用する。この結果、ステータコア１４が半径方向に振動する。この半径方向の振動は、回転電機の回転時のトルクリップルの原因となる。このため、トルクリップルの低減のためには、各ティースＴ１，Ｔ２の電磁加振力の大きさを近づけるように、異相間ティースＴ２に流れる磁束を抑制することが必要である。

図１から図２Ｂに示す実施形態では、上記のように異相間ティースＴ２の付け根部のみに貫通孔１７を形成している。これにより、回転電機に高トルクを発生させるように各ティースＴ１，Ｔ２を通過する磁束が多くなる場合には、異相間ティースＴ２で同相間ティースＴ１より先に磁束飽和を生じさせることができる。このため、同相間ティースＴ１と異相間ティースＴ２とで通過する磁束数を近づけることができる。したがって、同相間ティースと異相間ティースとで逆方向に加わる電磁加振力が相殺しあうので、ステータコア全体に加わる電磁加振力の２４次成分を略０とすることができる。この結果、高トルク領域で回転電機に生じるトルクリップルを低減できる。また、トルクリップルの低減により、回転電機の振動及び騒音も低減できる。

また、上記の図１から図２Ｂに示した実施形態によれば、貫通孔１７がステータコア１４の軸方向全長に貫通するように形成されるので、特許文献１に記載された構成のように、ステータコアの軸方向及び周方向に対し傾斜したスリット部を形成する必要がない。このため、ステータコアの形状を単純化できることにより、加工工数の低減を図れる。

また、実施形態によれば、貫通孔１７の周方向長さが、当該異相間ティースＴ２の付け根部の周方向長さから当該異相間ティースＴ２の先端の周方向長さを減じた値以下である。これにより、異相間ティースＴ２の先端を通過する磁束数が異相間ティースの付け根部において貫通孔１７により制限されることがない。このため、低トルク領域でのトルク低下を抑制できるので、トルク低下を補う電流をステータコイルに流す必要がない。これによりエネルギ損失の悪化を抑制できる。

一方、高トルク領域において、異相間ティースＴ２の先端を通過する磁束数より付け根部を通過する磁束数が多くなることはないが、貫通孔１７の存在により磁束の流れが妨げられやすい。これにより高トルク領域では、上記のように異相間ティースＴ２で同相間ティースＴ１より磁束飽和を早く生じやすいので、トルクリップル、振動及び騒音を低減できる。

また、異相間ティースＴ２の貫通孔１７は、当該異相間ティースＴ２の周方向中央位置を通過する平面であってステータの中心軸を含む平面に対し対称に配置される。これにより、回転電機の回転方向に無関係に高トルク領域でのトルクリップル、振動及び騒音を低減できる。

図５は、ステータの比較例と、実施形態に相当する実施例とにおいて、回転電機のトルクと、磁気強制力の回転６次成分の振幅とについて比較した計算結果を示している。この図５の計算結果では、比較例と実施例とで、図１から図２Ｂに示す構成において、ロータが６個の磁石を含み３対の磁極対を形成する構成とした。また、比較例では、ティースの付け根部に貫通孔が形成されていない。このとき、比較例では、３の整数倍の回転次数である６次成分の磁気強制力が大きくなる。ここで、「磁気強制力」は、３相ステータコイルに３相交流電流が供給されることによりステータとロータとの間で作用する磁気吸引力または磁気反発力である。磁気強制力は、ロータの回転角に応じて変動する。図５の計算結果では、トルク及び磁気強制力の振幅を、３相ステータコイルに供給される最大電流（電流値）との関係で示している。

図５に示す計算結果から、実施例では回転電機のトルクを比較例に対しほとんど変化させることなく、磁気強制力の振幅を比較例に比べて大きく低下させることができた。これにより、実施例によれば、トルクリップル、回転電機の振動及び騒音を低減できる。また、実施例は、比較例に比べてトルクの低下がほとんどないので、トルク低下を補うための電流をステータコイルに流す必要がない。これにより、エネルギ損失の悪化を抑制できる。

１０回転電機、１２回転電機ステータ、１４ステータコア、１５ヨーク、１６ティース、１６ａ付け根部、１７貫通孔、１８スロット、２０３相ステータコイル、２２ｕＵ相コイル群、２２ｖＶ相コイル群、２２ｗＷ相コイル群、２３ｕ第１Ｕ相コイル、２４ｕ第２Ｕ相コイル、２３ｖ第１Ｖ相コイル、２４ｖ第２Ｖ相コイル、２３ｗ第１Ｗ相コイル、２４ｗ第２Ｗ相コイル、２５ｕ、２５ｖ、２５ｗ、２６ｕ、２６ｖ、２６ｗ端子、４０回転電機ロータ、４２ロータコア、４４磁石、４６回転軸。

Claims

円環状のヨークと、前記ヨークの内周面の周方向複数位置から突出するティースとを有し、隣り合う前記ティースの間にスロットが形成されたステータコアと、複数の前記ティースに分布巻きで巻回された３相ステータコイルとを含む回転電機ステータであって、
前記３相ステータコイルは、１相当たりで１つの前記スロットだけずれて前記複数のティースに巻回された同相の複数のコイルを含むコイル群により形成され、
前記複数のティースのそれぞれは、先端の周方向長さが付け根部の周方向長さより小さくなるように、周方向両側面が周方向中央を通る半径方向の中央線に対し傾斜したテーパ面を持っており、
前記複数のティースは、両側の２つの前記スロットに同相の前記コイルが挿入されてなる同相間ティースと、両側の２つの前記スロットに異相の前記コイルが挿入されてなる異相間ティースとを含み、前記同相間ティースと前記異相間ティースとが、周方向において１つずつ交互に配置されることにより構成され、
前記同相間ティース及び前記異相間ティースのうち、前記異相間ティースのみにおいて、付け根部に軸方向全長に軸方向に沿って貫通するように形成された貫通孔を有し、
前記貫通孔の周方向長さは、当該異相間ティースの付け根部の周方向長さから当該異相間ティースの先端の周方向長さを減じた値以下であり、
前記貫通孔は、当該異相間ティースの周方向中央位置を通過する平面であって中心軸を含む平面に対し対称に配置される、回転電機ステータ。