JP7103122B2 - 回転電機 - Google Patents

Description

この発明は、回転電機に関するものである。

従来、円筒形状のハウジングの内周面に固定される円環状の固定子と、固定子に対して径方向に対向するように配置される回転子とを備える回転電機がある。固定子は、円環状の固定子鉄心（ステータコア）と、固定子鉄心のスロットに巻装された固定子巻線とを有する。そして、固定子鉄心がハウジングの内周面に圧入固定、接着、焼嵌め等することにより、固定子がハウジングに固定されるようになっている。

このような回転電機では、周方向にトルクが発生するため、固定子をハウジングに固定する場合には、周方向における回り止めを適切に行う必要がある。そこで、例えば、特許文献１では、ハウジングと固定子鉄心の間において、径方向の圧縮応力をかける固定部をハウジングの内周面、又は固定子鉄心の外周面に食い込むように設けた。その結果、固定子をハウジングに適切に固定することが可能となっている。

特開２０１４－１３８４３４号公報

ところで、特許文献１のような固定部を設ける場合や接着する場合、圧入固定する場合に比較して、部品点数や製造工程が多くなり、製造コストが高くなるという問題がある。しかしながら、圧入固定する場合に回り止めを適切に行うためには、固定する前において固定子鉄心の外径をハウジングの内径よりも大きくするなど、圧入代を十分に設けてから圧入固定する必要がある。このようにした場合、固定子鉄心に係る応力が大きくなりすぎ、固定子鉄心が歪む虞がある。そして、固定子鉄心が歪む場合、磁気損失が大きくなるなどの問題が生じることとなる。

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、固定子鉄心をハウジングに圧入固定する場合において、固定子鉄心の歪みが抑制される回転電機を提供することにある。

上記課題を解決するための第１の手段は、円環状の固定子鉄心を有する固定子と、周方向に１又は複数対の磁極を有し、前記固定子に対して径方向に対向するように配置される回転子と、前記固定子鉄心が内周面に固定されている円筒形状のハウジングと、を備える回転電機において、前記固定子鉄心は、前記ハウジングの内周面に固定される円環状のバックヨークと、前記バックヨークの内周から径方向に沿って設けられたティースを備え、前記バックヨークの外周には、径方向外側に開口する切欠きが設けられており、前記切欠きは、前記周方向において前記ティースの範囲に対して重複するように設けられていることである。

バックヨークの外周に、径方向外側に開口する切欠きを設けた。これにより、ハウジングの内周面にバックヨークを圧入固定しても、バックヨークに加えられる径方向の応力が切欠きにより逃がされ、バックヨークが変形することを抑制できる。また、切欠きは、周方向においてティースの範囲に対して重複するように設けた。これにより、バックヨークの径方向における厚さを確保し、磁束が流れる磁路を確保することができる。すなわち、磁気飽和や磁束の流れを歪むことを抑制することができる。このため、磁気損失を抑制し、回転電機の小型化軽量化を実現することができる。また、電流量を減らして、発熱量を抑制することができる。また、トルクリプルを抑制できる。

モータを示す縦断面図。 モータを示す横断面図。 固定子鉄心の一部を示す縦断面図。 固定子を拡大して示す横断面図。 ティースのスキュー構造を示す斜視図。 ティースのスキュー構造を示す斜視図。

以下、各実施形態を図面に基づいて説明する。なお、以下の各実施形態相互において、互いに同一もしくは均等である部分には、図中、同一符号を付しており、同一符号の部分についてはその説明を援用する。第１実施形態の回転電機としてのモータ１０は、例えば、ドライバのステアリング操作を補助する電動パワーステアリング装置（以下、ＥＰＳ装置）に用いられる。

図１に示すモータ１０は、永久磁石界磁型のものであり、具体的には３相巻線を有する永久磁石界磁型同期機である。つまり、モータ１０は、ブラシレスモータである。この３相巻線は２系統有していてもよい。モータ１０は、ハウジング２０と、ハウジング２０に固定される固定子３０と、固定子３０に対して回転する回転子４０と、回転子４０が固定される回転軸１１と、を備える。以下、本実施形態において、軸方向とは、回転軸１１の軸方向のことを示す（図において矢印Ｙ１で示す）。径方向とは、回転軸１１の径方向のことを示す（図において矢印Ｙ２で示す）。周方向とは、回転軸１１の周方向のことを示す（図において矢印Ｙ３で示す）。

ハウジング２０は、円筒形状に形成されており、ハウジング２０内には、固定子３０及び回転子４０等が収容されている。ハウジング２０は、円盤状の蓋部材２１，２２を有しており、軸方向両端におけるハウジング２０の開口部は、それぞれ蓋部材２１，２２により閉塞されている。

図１において左側に配置される蓋部材２１は、ハウジング２０の外径と同程度の外径を有する円板状に形成されており、ネジ等を介してハウジング２０に固定されている。図１において右側に配置される蓋部材２２は、ハウジング２０の内径と同程度の外径を有する円板状に形成されており、ハウジング２０の内周面に圧入固定されている。

ハウジング２０（より詳しくはハウジング２０の蓋部材２１，２２）には、軸受け２３，２４が設けられており、この軸受け２３，２４により回転軸１１が回転自在に支持されている。ハウジング２０の内周面の軸心は、回転軸１１と同軸となっている。また、図２に示すように、径方向におけるハウジング２０の内周面の断面形状は、凹凸のない真円形状である。回転軸１１の先端側には、角度センサ１２が設けられている。角度センサ１２は、磁気センサでもレゾルバでもよい。

固定子３０は、ハウジング２０の軸方向略中央において、ハウジング２０の内周に沿って円筒状に設けられている。そして、固定子３０は、回転軸１１の軸心Ｏを中心にして、ハウジング２０の内周面に固定されている。固定子３０は、磁気回路の一部を構成するものであり、円環状をなし回転子４０の外周側において径方向に対向して配置される固定子鉄心３１（ステータコア）と、固定子鉄心３１に巻装された固定子巻線３２（アーマチャコイル）とを有している。

図２に示すように、固定子鉄心３１は、円環状のバックヨーク３３と、バックヨーク３３から径方向内側へ突出し周方向に所定距離を隔てて配列された複数のティース３４とを有し、隣り合うティース３４の間にスロット３５（ステータスロット）が形成されている。固定子鉄心３１においてスロット３５は周方向に等間隔に設けられ、そのスロット３５に固定子巻線３２が巻装される。本実施形態では、ティース３４の数を「６０」とし、スロット３５の数を「６０」としている。ただしその数は任意である。これらスロット３５が周方向においてそれぞれＵ相スロット、Ｖ相スロット及びＷ相スロットとなっている。固定子巻線３２は、当該スロット３５に収容され保持されている。

固定子鉄心３１は、円環状をなす複数の薄板状の磁性体である鋼板３１ａ（コアシート）を、固定子鉄心３１の軸方向に積層して形成された一体型のものである。鋼板３１ａは、帯状の電磁鋼板材をプレス打ち抜きすることで形成される。また、本実施形態では、カシメ加工を行うことにより、各鋼板３１ａが積層状態で固定されることとなる。

詳しく説明すると、図２及び図３に示すように、軸方向において、各鋼板３１ａの一方の面には、軸方向に沿って凹部３１ｂが複数（本実施形態では１２カ所）設けられている。各凹部３１ｂは、周方向に等間隔になるように配置されている。

そして、軸方向において、各鋼板３１ａの他方の面には、軸方向に沿って突出する凸部３１ｃが複数（本実施形態では１２カ所）設けられている。凸部３１ｃは、周方向に等間隔になるように設けられている。各鋼板３１ａが積層された場合、凹部３１ｂ及び凸部３１ｃの径方向及び周方向の位置は、同一になっている。また、軸方向における凹部３１ｂの深さ寸法と、凸部３１ｃの高さ寸法はほぼ同じとなっている。また、凹部３１ｂ及び凸部３１ｃは、軸方向から見た場合、ほぼ円形に形成されている。なお、各鋼板３１ａの一方の面から、棒状の冶具等により軸方向に押圧力を加えて鋼板３１ａを塑性変形させることにより、凹部３１ｂ及び凸部３１ｃを同時に設けることができる。

図３に示すように、凹部３１ｂ及び凸部３１ｃは、バックヨーク３３に設けられる。また、凹部３１ｂ及び凸部３１ｃは、周方向においてティース３４の根元部分の範囲内に設けられている。

そして、鋼板３１ａの各凸部３１ｃが、当該鋼板３１ａに固定させる鋼板３１ａの各凹部３１ｂに対してそれぞれカシメ固定されることにより、各鋼板３１ａが積層状態で固定される。これにより、各鋼板３１ａは、他の鋼板３１ａに対して周方向及び径方向（及び軸方向）の移動が規制され、他の鋼板３１ａに対する位置が固定されることとなる。本実施形態において、凹部３１ｂが固定用穴部に相当する。

固定子巻線３２は、Ｙ結線された３相巻線により構成されている。そして、固定子巻線３２は、電力（交流電力）が供給されることで磁束を発生する。固定子巻線３２は、連続線を利用して設けてもよく、また、略矩形断面（平角断面）の一定太さの電気導体を略Ｕ字状に成形した導体セグメントをスロット３５に挿入し、それらの端部を接続して設けてもよい。

回転子４０は、磁気回路の一部を構成するものであり、周方向に１又は複数対の磁極を有し、固定子３０に対して径方向に対向するように配置される。本実施形態において、回転子４０は、１０個の（すなわち、磁極対数が５個となる）磁極を有する。回転子４０は、磁性体からなる回転子鉄心４１と、回転子鉄心４１に固定される永久磁石４２と、を備える。具体的には、図２に示すように、回転子４０は、周方向に極性が交互となるように永久磁石４２を１０個備えており、回転子鉄心４１に軸方向に沿って設けられた収容孔に永久磁石４２が埋め込まれている。

回転子４０は、周知の構成でよく、例えば、ＩＰＭ型（Interior Permanent Magnet：埋め込み磁石型）の回転子であっても、ＳＰＭ型（Surface Permanent Magnet：表面磁石側）の回転子であってもよい。また、回転子４０として、界磁巻線側の回転子を採用してもよい。本実施形態では、ＩＰＭ型の回転子を採用している。回転子４０には、回転軸１１が挿通され、回転軸１１を中心にして回転軸１１と一体回転するように回転軸１１に固定されている。

モータ１０には、図示しない制御装置が接続されている。制御装置は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ及びＩ／Ｏ等を備えたマイクロコンピュータを主体として構成されており、ＣＰＵがＲＯＭに記憶されているプログラムを実行することにより、各種機能を実現する。なお、各種機能は、ハードウェアである電子回路によって実現されてもよく、あるいは、少なくとも一部をソフトウェア、すなわちコンピュータ上で実行される処理によって実現されてもよい。

制御装置が備える機能としては、例えば、外部（例えばバッテリ）からの電力を変換し、モータ１０に供給して駆動力を発生させる機能を有する。また、例えば、制御装置は、角度センサ１２から入力された回転角度に関する情報を利用して、モータ１０の制御（電流制御など）を行う機能を備える。

ところで、固定子３０をハウジング２０の内周面に圧入固定する場合、回り止めを適切に行うことができる程度に、ハウジング２０から固定子３０への径方向の応力（圧力）を高める必要がある。このため、例えば、固定する前において固定子鉄心３１の外径をハウジング２０の内径よりもわずかに大きくするなど、圧入代を設けてから圧入固定する必要がある。また、例えば、本実施形態に示すように、ハウジング２０の内径と同程度の外径を有する蓋部材２２を、ハウジング２０の開口部付近にて、ハウジング２０の内周面を圧入固定する。このようにすることにより、ハウジング２０の開口部分において、蓋部材２２から径方向外側への応力が加えられることとなり、その影響により、ハウジング２０の軸方向中央側において径方向内側への応力が増加することとなる。つまり、蓋部材２２よりも軸方向において内側に位置する固定子鉄心３１への径方向応力を高めて、回り止めを適切に行うようにしている。

しかしながら、このようにした場合、ハウジング２０から固定子鉄心３１への応力が大きくなりすぎ、固定子鉄心３１が歪む虞がある。そして、固定子鉄心３１が歪む場合、磁気損失が大きくなるなどの問題が生じることとなる。

より詳しくは、固定子鉄心３１の歪みに伴い、固定子鉄心３１において磁束が流れる磁路が細くなる、又は曲がることにより、磁気飽和や磁束漏れが生じ、磁気損失が大きくなる。また、応力がかかることで磁気損失が大きくなるように固定子鉄心３１の材質自体が変化する。磁気損失が大きくなると、トルクの低下につながり、結果としてモータ１０の小型軽量化を阻む要因となる。また、磁気損失を補うために、電流を大きくすれば、発熱が大きくなり、発熱に対処する必要が出てくる。更にいえば、固定子巻線３２に通電させていないときにおける損失も大きくなるため、固定子巻線３２に通電させていないときにおける損失を抑制したいＥＰＳ装置に採用しにくくなる。

そこで、固定子鉄心３１の歪みを抑制すべく、固定子鉄心３１の形状に対して工夫を施した。以下、詳しく説明する。

図２に示すように、バックヨーク３３の外周には、径方向外側に開口する切欠き３６が設けられており、切欠き３６は、周方向においてティース３４の範囲に対して重複するように設けられている。より詳しくは、図４に示すように、周方向において切欠き３６の中心位置Ｔ１が、少なくても、周方向においてティース３４の根元部分の範囲Ｈ１内になるように固定子鉄心３１が形成されている。本実施形態において、切欠き３６は、断面形状が三角形状に形成されており、頂点位置が中心位置Ｔ１となるようになっている。切欠き３６の頂点位置は、切欠き３６のうち、径方向において最も内側の位置である。また、切欠き３６は、中心位置Ｔ１を中心として左右対称に形成されている。

また、切欠き３６の中心位置Ｔ１が、ティース３４の先端の範囲Ｈ２内に位置するように設けられている。本実施形態においてティース３４の先端は、図２及び図４に示すように、周方向において一方側（図２では、時計回り方向）に延びるように形成されている。この場合であっても、切欠き３６の中心位置Ｔ１が、ティース３４の先端の範囲Ｈ２内に位置するように設けられている。

また、本実施形態において、周方向において切欠き３６の全域（切欠き３６の径方向外側における幅寸法Ｌ１）が、周方向においてティース３４の根元部分の範囲Ｈ１内になるように固定子鉄心３１が形成されている。つまり、切欠き３６の幅寸法Ｌ１≦ティース３４の根元部分の範囲Ｈ１になるように、切欠き３６及びティース３４が設けられている。

径方向における切欠き３６の厚さ寸法Ａ１（切欠き３６の深さ寸法）は、径方向におけるバックヨーク３３の厚さ寸法Ｅ１に比較して、短く形成されている。つまり、切欠き３６の厚さ寸法Ａ１＜バックヨーク３３の厚さ寸法Ｅ１となっている。径方向における切欠き３６の厚さ寸法Ａ１は、図４に示すように、周方向における切欠き３６の端点Ｃ１，Ｃ２を結ぶ直線と、中心位置Ｔ１を通過する径方向に沿った直線との交点Ｄ１から、切欠き３６の中心位置Ｔ１（頂点位置）までの距離に相当する。

また、径方向における切欠き３６の厚さ寸法Ａ１は、径方向におけるハウジング２０の厚さ寸法Ｆ１に比較して、短く形成されている。つまり、切欠き３６の厚さ寸法Ａ１＜ハウジング２０の厚さ寸法Ｆ１となっている。ハウジング２０の厚さ寸法Ｆ１は、固定子鉄心３１が圧接するハウジング２０の円筒部における厚さ寸法に相当する。より望ましくは、Ａ１／Ｆ１＞０．１の関係になるように、切欠き３６の厚さ寸法Ａ１及びハウジング２０の厚さ寸法Ｆ１が設計されていることが望ましい。

また、切欠き３６の厚さ寸法Ａ１は、バックヨーク３３の厚さ寸法Ｅ１から切欠き３６の厚さ寸法Ａ１を減算した値が、周方向におけるティース３４の根元部分の範囲Ｈ１よりも大きくなるように設けられている。より望ましくは、Ａ１／Ｅ１＞０．１５の関係になるように、切欠き３６の厚さ寸法Ａ１及びバックヨーク３３の厚さ寸法Ｅ１が設計されていることが望ましい。

また、切欠き３６の厚さ寸法Ａ１は、幅寸法Ｌ１に比較して短く形成されている。より望ましくは、Ａ１／Ｌ１≦０．５の関係になるように、切欠き３６の厚さ寸法Ａ１及び幅寸法Ｌ１が設計されていることが望ましい。また、回転軸１１の軸心Ｏからハウジング２０の外径までの距離Ｇ１と、切欠き３６の厚さ寸法Ａ１と、がＡ１／Ｇ１＞０．００５の関係を有するように、切欠き３６の厚さ寸法Ａ１が設計されていることが望ましい。

そして、切欠き３６は、軸方向において、固定子鉄心３１の全域に亘って設けられている。その際、周方向における切欠き３６の位置は、軸方向において、同じ位置となるように設けられている。すなわち、軸方向において、切欠き３６は、軸方向に沿った直線上に設けられていることとなる。

また、切欠き３６は、固定子鉄心３１の外周において複数（１２カ所）設けられている。各切欠き３６は、周方向に等間隔（等角度間隔、本実施形態では３０度間隔）で設けられている。ところで、本実施形態の固定子３０において、スロット数は「６０」であり、磁極対数は「５」である。このため、回転軸１１が３０度［ｄｅｇ］回転するごと（機械角で３０度ごと）に、電気角において３６０度回転（１回転）することとなる。

したがって、電気角における３６０度回転（１回転）は、スロット３５の数又はティース３４の数でいえば、１２個通過することに相当する。このため、切欠き３６の数は、スロット３５の数を回転子４０の磁極対数で除算した数、又はその倍数にすることが望ましい。このようにすることにより、電気角において同じ角度において切欠き３６に基づく磁束の歪みを生じさせることができ、回転磁界を一様にすることが可能となり、制御しやすくなるからである。また、切欠き３６の数は、圧入固定する際に不都合がなければ、なるべく少ない方が望ましい。したがって、本実施形態では、前述したように、１２カ所（＝６０／５）に切欠き３６を等間隔で設けている。

また、凹部３１ｂに対して凸部３１ｃをカシメ固定する場合、切欠き３６の近傍に凹部３１ｂが存在すると、切欠き３６へ凸部３１ｃからの応力を逃がすように、凹部３１ｂが変形する可能性がある。凹部３１ｂが変形すると、凸部３１ｃに対する凹部３１ｂの固定力が弱くなる可能性がある。また、凹部３１ｂを設けることにより、磁束が流れる磁路が歪む。このため、切欠き３６の近傍に、凹部３１ｂが存在すると、磁束の歪みが重畳し、磁気損失が大きくなる可能性もある。

そこで、切欠き３６は、凹部３１ｂに対して径方向及び周方向において重複しない位置になるように設けられている。具体的には、凹部３１ｂが設けられているティース３４に隣接するティース３４のうち、予め決められた一方側（本実施形態では時計回り方向）のティース３４の範囲内に切欠き３６が設けられている。また、凹部３１ｂよりも径方向外側に位置するように、切欠き３６が設けられている。

なお、凹部３１ｂをバックヨーク３３に設ける場合、切欠き３６を設けた場合と同様に、磁束の歪みが生じる。このため、切欠き３６と同様に、凹部３１ｂの数は、スロット３５の数を回転子４０の磁極対数で除算した数、又はその倍数にすることが望ましい。このようにすることにより、電気角において同じ角度において凹部３１ｂに基づく磁束の歪みを生じさせることができ、回転磁界を一様にすることが可能となり、制御しやすくなるからである。また、凹部３１ｂの数は、カシメ固定に不都合がなければ、なるべく少ない方が望ましい。このため、本実施形態では、前述したように、１２カ所（＝６０／５）に凹部３１ｂを等間隔で設けている。

上述したように構成したことによる有利な効果について以下に述べる。

バックヨーク３３の外周に、径方向外側に開口する切欠き３６を設けた。これにより、ハウジング２０の内周面にバックヨーク３３を圧入固定しても、バックヨーク３３に加えられる径方向の応力が切欠き３６により逃がされ、バックヨーク３３が変形することを抑制できる。

磁束は、磁気飽和がなければ、原則として磁性体の中を最短距離で流れる性質を有する。磁束は、ティース３４から流入又は流出することから、図４において矢印Ｙ５に示すように、バックヨーク３３を流れる磁束は、ティース３４に向かって円弧を描くように流入する。また、矢印Ｙ６に示すように、ティース３４から流出する磁束は、円弧を描くようにバックヨーク３３へ流れ込むこととなる。また、径方向内側であるほど、磁束密度が高くなることが予想される。このため、バックヨーク３３の外周のうち、ティース３４が設けられている範囲Ｈ１は、ティース３４が設けられていない（つまり、スロット３５の）範囲Ｈ５に比較して、磁束が流れにくい範囲であるといえる。つまり、バックヨーク３３の外周において、ティース３４が設けられている範囲Ｈ１は、切欠き３６を設けても磁束の流れに対して影響の少ない領域であるといえる。

そこで、切欠き３６を、バックヨーク３３の外周のうち、周方向においてティース３４の範囲Ｈ１に対して重複するように設けた。このため、切欠き３６により、バックヨーク３３の厚さ寸法が一部分だけ短くなることを抑制できる。すなわち、磁路の幅を確保して、切欠き３６がバックヨーク３３を通過する磁束の妨げになりにくく、切欠き３６による磁束の歪みを抑制することができる。したがって、磁気飽和や磁束の流れを歪むことを抑制することができる。そして、磁気損失を抑制し、モータ１０の小型化軽量化を実現することができる。また、電流量を減らして、発熱量を抑制することができる。また、トルクリプルを抑制できる。

図４に示すように、磁束はティース３４から流入又は流出するため、周方向におけるティース３４の幅（範囲Ｈ１）に相当する磁路を確保できれば、ティース３４から流入又は流出する磁束を、磁気飽和を生じさせることなく通過させることができる。そこで、径方向におけるバックヨーク３３の厚さ寸法Ｅ１から径方向における切欠き３６の厚さ寸法Ａ１を減算した値が、ティース３４の周方向における幅（範囲Ｈ１）よりも大きくなるように、切欠き３６を設けた。これにより、バックヨーク３３においてティース３４からの磁束により磁気飽和が発生することを抑制できる。それに伴い、磁束の流れが歪むことを抑制できる。

電気角において３６０度回転するごとに（つまり、交流電流が１サイクル流れるごとに）、スロット３５の数を磁極対数で除算した数のスロット３５を通過することとなる。そして、切欠き３６に基づく磁束の歪みが発生した場合であっても、切欠き３６に基づく磁束の歪みが電気角において同じ角度で生じるならば、電流制御がしやすくなる。例えば、磁束の歪みが電気角において同じ角度で生じる場合、磁束の歪みに基づく磁界の変化を抑制するような電流制御を行いやすくなる。また、一定周期でトルクリプルが生じる場合、不定期にトルクリプルが生じる場合と比較して、違和感を与え難い。そこで、切欠き３６の数を、スロット３５の数を回転子４０の磁極対数で除算した数になるようにし、かつ、各切欠き３６を、バックヨーク３３において、周方向に等間隔に配置した。これにより、制御しやすくなり、また、トルクリプルを抑制できる。

鋼板３１ａに凹部３１ｂを設けた場合、凹部３１ｂに基づいて磁束が歪むこととなる。このため、切欠き３６が、周方向又は径方向において凹部３１ｂに対して重複すると、切欠き３６による磁束の歪みと凹部３１ｂによる磁束の歪みが重畳し、磁束の歪みが大きくなり、場合によっては磁気飽和が生じる場合がある。そこで、切欠き３６が、周方向及び径方向において凹部３１ｂに対して重複しないようにして、切欠き３６による磁束の歪みと凹部３１ｂによる磁束の歪みが重畳することを防止した。これにより、磁束の歪みが大きくなることや、磁気飽和や磁束漏れを抑制することができる。

また、周方向において切欠き３６が設けられたティース３４に隣接するティース３４の範囲（隣接するティースの範囲Ｈ１）に凹部３１ｂ及び凸部３１ｃを設けた。これにより、カシメ固定される凹部３１ｂ及び凸部３１ｃに対して、切欠き３６の距離を近づけることができ、凹部３１ｂに対して凸部３１ｃをカシメ固定する場合において、カシメ固定による応力が切欠き３６へ逃げて凹部３１ｂが変形することを抑制できる。このため、カシメ固定を確実に行うことができる。

ハウジング２０には、固定子３０の軸方向外側において、ハウジング２０の内周面に圧接する円板状の固定部材としての蓋部材２２が設けられている。これにより、固定子鉄心３１に対して径方向への応力を高めて、より圧接させ、周方向における回り止めを確実に行うことができる。

切欠き３６は、径方向に沿った中心線を中心に、周方向に左右対称に設けられている。これにより、ハウジング２０からの応力を均等に逃すことができ、応力が集中してバックヨーク３３が歪むことを抑制できる。また、切欠き３６による磁束の歪みを均等に発生させることができ、制御しやすくなる。

径方向における切欠き３６の断面形状を、三角形状にした。多角形の頂点部は応力が集中しやすいため、三角形状としたことで、多角形状にする場合と比較して、応力を均等に逃すことができ、応力が集中してバックヨーク３３が歪むことを抑制できる。また、切欠き３６による磁束の歪みを均等に発生させることができ、制御しやすくなる。

ハウジング２０の内周面の横断面形状を、凹凸のない真円形状にした。これにより、固定子鉄心３１からの応力により、ハウジング２０が歪むことを抑制できる。また、ハウジング２０を製造しやすくなる。

（他の実施形態）
なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨の範囲内において種々の変形実施が可能である。

・上記実施形態において、スロット３５の数、固定子巻線３２の形状、巻き数、巻き方などを任意に変更してもよい。また、磁極対数を任意に変更してもよい。また、切欠き３６の数や配置を任意に変更してもよい。また、ティース３４の範囲内に存在するならば、切欠き３６の径方向における厚さ寸法、周方向における幅寸法、形状等を任意に変更してもよい。また、凹部３１ｂ及び凸部３１ｃの形状、配置、大きさ、数を任意に変更してもよい。また、凹部３１ｂ及び凸部３１ｃを設けなくてもよい。例えば、接着により固定してもよい。また、回転子４０を積層することにより形成しなくてもよい。

・上記実施形態において、ティース３４（及びスロット３５）が、軸方向において、周方向の位置が段階的に又は徐々（連続的）にずれるスキュー構造を有していてもよい。図５において徐々にずれるスキュー構造を例示する。なお、図５では、図面の都合上、ティース３４及びスロット３５の数を１２個としている。この場合において、切欠き３６は、軸方向においていずれの位置においても、ティース３４の範囲内に存在するように設けられている。

より詳しくは、少なくても切欠き３６の中心位置Ｔ１が、軸方向においていずれの位置においても、ティース３４の根元部分の範囲Ｈ１内に存在するようになっている。なお、図５では、切欠き３６の中心位置Ｔ１（頂点位置）を破線で示す。より望ましくは、切欠き３６の中心位置Ｔ１が、軸方向においていずれの位置においても、ティース３４の先端部分の範囲Ｈ２内に存在することが望ましい。さらに、より好ましくは、周方向における切欠き３６の全域が、軸方向においていずれの位置においても、ティース３４の根元部分の範囲Ｈ１内であって、ティース３４の先端部分の範囲Ｈ２内に存在することが好ましい。

これにより、軸方向においていずれの位置においても、バックヨーク３３の径方向における厚さを確保し、磁束が流れる磁路を確保することができる。つまり、磁気損失を抑制することができる。

なお、図６に段階的にずれるスキュー構造を図示する。この場合も図５の場合と同様に、切欠き３６は、軸方向においていずれの位置においても、ティース３４の範囲内に存在するように設けられていることが望ましい。

・上記実施形態において、径方向における切欠き３６の断面形状を、円弧状にしてもよい。これにより、応力を均等に逃すことができ、応力が集中してバックヨーク３３が歪むことを抑制できる。また、切欠き３６による磁束の歪みを均等に発生させることができ、制御しやすい。

・上記実施形態において、各鋼板３１ａには、カシメ固定を行うための凹部３１ｂ及び凸部３１ｃを設けたが、凹部３１ｂ及び凸部３１ｃの代わりに軸方向に沿って貫通孔を設けてもよい。そして、各鋼板３１ａが積層状態にした場合において、当該貫通孔に軸方向に沿った棒状の留め具としてのリベットを挿入し、軸方向両端においてリベットによるカシメ固定を行ってもよい。この場合、貫通孔が固定用穴部に相当する。貫通孔を設けた場合も、凹部３１ｂと同様に磁束の歪みが生じる。このため、切欠き３６を、周方向及び径方向において貫通孔に重複しないように設けることが望ましい。

・上記実施形態におけるモータ１０は、車両に搭載される発電機、電動機、あるいはそれら両者の機能を発揮し得るものとして実用化できる。また、車両搭載以外の用途にて、上記構成のモータ１０を用いることも可能である。

・上記実施形態において、ハウジング２０の内周面に、切欠き３６に対して周方向に係合する突起部を設けてもよい。また、蓋部材２２は、蓋部材２１と同様に、ハウジング２０の外径と同じ外径にして、ネジ止めなどによりハウジング２０の開口部に固定してもよい。

１０…モータ、２０…ハウジング、３０…固定子、３１…固定子鉄心、３３…バックヨーク、３４…ティース、３６…切欠き、４０…回転子。

Claims (9)

1. 円環状の固定子鉄心（３１）を有する固定子（３０）と、周方向に１又は複数対の磁極を有し、前記固定子に対して径方向に対向するように配置される回転子（４０）と、前記固定子鉄心が内周面に固定されている円筒形状のハウジング（２０）と、を備える回転電機（１０）において、
   前記固定子鉄心は、前記ハウジングの内周面に固定される円環状のバックヨーク（３３）と、前記バックヨークの内周から径方向に沿って設けられたティース（３４）を備え、
   前記バックヨークの外周には、径方向外側に開口する切欠きが設けられており、前記切欠きは、前記周方向において前記ティースの範囲に対して重複するように設けられており、
   前記ティースは、軸方向において、周方向の位置が段階的に又は連続的にずれるスキュー構造を有しており、
   前記切欠きは、軸方向に沿った直線上に形成されているとともに、軸方向においていずれの位置においても、前記ティースの範囲内に存在する、回転電機。
2. 径方向における前記バックヨークの厚さ寸法から径方向における切欠きの厚さ寸法を減算した値が、前記ティースの周方向における幅よりも大きくなるように前記固定子鉄心が形成されている請求項１に記載の回転電機。
3. 前記ティースは、周方向において複数設けられており、
   前記固定子鉄心の前記ティースの間には、固定子巻線が巻装されるスロット（３５）が形成されており、
   前記切欠きは、周方向に等間隔に配置されており、
   前記切欠きの数は、前記スロットの数を前記回転子の磁極対数で除算した数、又はその倍数である請求項１又は２に記載の回転電機。
4. 前記固定子鉄心は、板状のコアシート（３１ａ）を軸方向に複数枚積層することにより構成されており、
   前記コアシートには、軸方向に沿って固定用穴部（３１ｂ）が設けられており、前記固定用穴部に、他の前記コアシートに設けられた凸部（３１ｃ）がカシメ固定されることにより、前記コアシート間の固定が行われるものであり、
   前記固定用穴部は、周方向に所定間隔ごとに複数設けられるとともに、前記周方向において前記ティースの範囲に対して重複するように設けられ、
   前記切欠きは、周方向及び径方向において前記固定用穴部に対して重複しない位置に設けられており、
   前記切欠きは、周方向において、隣り合う前記固定用穴部の中間位置よりも、前記固定用穴部に近い位置に配置されている、請求項１～３のうちいずれか１項に記載の回転電機。
5. 前記切欠きは、周方向において、前記固定用穴部に対して隣接する前記ティースに設けられている請求項４に記載の回転電機。
6. 前記ハウジングには、前記固定子の軸方向外側において前記ハウジングの内周面に圧接する円板状の固定部材（２２）が設けられている請求項１～５のうちいずれか１項に記載の回転電機。
7. 前記切欠きは、径方向に沿った中心線を中心に、周方向に対称に設けられている請求項１～６のうちいずれか１項に記載の回転電機。
8. 径方向における前記切欠きの断面形状は、円弧状、若しくは、三角形状である請求項１～７のうちいずれか１項に記載の回転電機。
9. 径方向における前記ハウジングの内周面の断面形状は、凹凸のない真円形状である請求項１～８のうちいずれか１項に記載の回転電機。

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