JP2006014560A

JP2006014560A - Stator core structure of rotating electrical machine

Info

Publication number: JP2006014560A
Application number: JP2004191689A
Authority: JP
Inventors: Yuji Naruse; 有二成瀬
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 2004-06-29
Filing date: 2004-06-29
Publication date: 2006-01-12

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a stator core structure of a rotating electric machine capable of reducing the torque ripple of an outer rotor while improving the rotational torque of the outer rotor. SOLUTION: This stator core structure of the rotating electric machine includes: a stator 101 having the stator core structure of which a plurality of laminated cores formed by winding coils around a T-shape stator-teeth 101B are radially arranged; and an outer rotor 103 or an outer rotor and inner rotor 102 coaxially provided at the outside, or outside and inside of the stator. In this stator core structure, the stator teeth is structured to increase the quantity of the circumferential component of a magnetic flux vector in such a direction as to contribute to the rotational torque in the component of the magnetic flux vector between the stator and the outer rotor. COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、Ｔ字形状のステータティースにコイルを巻回してなる複数の積層コアを放射状に配置したステータコア構造を有するステータと、ステータの外側あるいは外側および内側に同軸に設けたアウターロータあるいはアウターロータおよびインナーロータと、から構成される回転電機のステータコア構造に関するものである。 The present invention relates to a stator having a stator core structure in which a plurality of laminated cores formed by winding a coil around a T-shaped stator tooth are arranged radially, and an outer rotor or an outer rotor provided coaxially on the outside or outside and inside of the stator. Further, the present invention relates to a stator core structure of a rotating electrical machine constituted by an inner rotor.

従来、円筒状のステータを挟み、内外周にアウターロータ及びインナーロータが配置され、ステータに巻回された多相コイルに複合電流を流すことで、アウターロータとインナーロータを独立して回転制御可能な複軸多層構造を有する回転電機が知られている（例えば、特許文献１参照）。この回転電機では、１個のステータと２個のロータとが３重構造をなしており、アウターロータとインナーロータとの中間に配置されたステータは、Ｔ字形状の電磁鋼板を積層して構成されるステータティースにコイルを巻回してなる複数の積層コアを放射状に配置したステータコア構造となっている。
特開２００１−１０３７１７号公報 Conventionally, an outer rotor and an inner rotor are arranged on the inner and outer circumferences with a cylindrical stator in between, and the outer rotor and inner rotor can be independently controlled by flowing a composite current through a multiphase coil wound around the stator. 2. Description of the Related Art A rotating electric machine having a multi-axis multilayer structure is known (see, for example, Patent Document 1). In this rotating electrical machine, one stator and two rotors form a triple structure, and the stator disposed between the outer rotor and the inner rotor is configured by stacking T-shaped electromagnetic steel plates. The stator core structure is formed by radially arranging a plurality of laminated cores formed by winding coils around the stator teeth.
JP 2001-103717 A

上述した回転電機のステータコア構造では、Ｔ字形状のステータティースのアウターロータに面する幅広の端部において、ステータティースとアウターロータとの間の磁束の流れ方向は、磁束ベクトルのうち、回転トルクに寄与しない径方向成分が大部分であり、回転トルクに寄与する磁束ベクトルの周方向成分が十分得られない問題があった。また、磁束ベクトルの周方向成分の振れ幅が大きいため、アウターロータにトルクリップルが発生しやすい問題もあった。 In the stator core structure of the rotating electric machine described above, the flow direction of the magnetic flux between the stator teeth and the outer rotor is the rotational torque of the magnetic flux vector at the wide end facing the outer rotor of the T-shaped stator teeth. There is a problem that the radial component that does not contribute is most and the circumferential component of the magnetic flux vector that contributes to the rotational torque cannot be obtained sufficiently. Further, since the fluctuation width of the circumferential component of the magnetic flux vector is large, there is a problem that torque ripple is easily generated in the outer rotor.

本発明の目的は上述した問題点を解消して、アウターロータの回転トルクを向上させるとともに、アウターロータのトルクリップルを低下させることのできる回転電機のステータコア構造を提供しようとするものである。 SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to solve the above-described problems, and to provide a stator core structure for a rotating electrical machine that can improve the rotational torque of the outer rotor and reduce the torque ripple of the outer rotor.

本発明の回転電機のステータコア構造は、Ｔ字形状のステータティースにコイルを巻回してなる複数の積層コアを放射状に配置したステータコア構造を有するステータと、ステータの外側あるいは外側および内側に同軸に設けたアウターロータあるいはアウターロータおよびインナーロータと、から構成される回転電機のステータコア構造において、ステータティースの構成を、磁束ベクトルの成分のうち、ステータとアウターロータとの間の磁束ベクトル成分のうち、回転トルクに寄与する方向の磁束ベクトルの周方向成分が多くなるよう構成したことを特徴とするものである。 The stator core structure of the rotating electrical machine according to the present invention includes a stator having a stator core structure in which a plurality of laminated cores formed by winding a coil around a T-shaped stator tooth are arranged radially, and coaxially provided on the outer side or the outer side and the inner side of the stator. In a stator core structure of a rotating electrical machine composed of an outer rotor or an outer rotor and an inner rotor, the structure of the stator teeth is rotated out of the magnetic flux vector components between the stator and the outer rotor among the magnetic flux vector components. The configuration is such that the circumferential component of the magnetic flux vector in the direction contributing to torque is increased.

本発明の回転電機のステータコア構造では、ステータティースの構成を、磁束ベクトルの成分のうち、ステータとアウターロータとの間の磁束ベクトル成分のうち、回転トルクに寄与する方向の磁束ベクトルの周方向成分が多くなるよう構成とすることで、ステータティースとアウターロータとの間の磁束の周方向成分を大きくすることができ、インナーロータの回転トルクを大きく低下させることなくアウターロータの回転トルクを向上させることができる。 In the stator core structure of the rotating electrical machine according to the present invention, the configuration of the stator teeth includes the circumferential component of the magnetic flux vector in the direction contributing to the rotational torque among the magnetic flux vector components between the stator and the outer rotor among the magnetic flux vector components. By increasing the number of the rotors, the circumferential component of the magnetic flux between the stator teeth and the outer rotor can be increased, and the rotational torque of the outer rotor can be improved without greatly reducing the rotational torque of the inner rotor. be able to.

なお、本発明の回転電機のステータコア構造の好適例においては、Ｔ字形状のステータティースのアウターロータに面する幅広の端部において、ステータティースの径方向の中心線に対して、回転方向に沿って前半部分と後半部分とを定義したとき、前半部分の長さが後半部分の長さよりも短くなるよう構成することができる。このように構成すれば、上述したアウターロータの回転トルク向上の効果に加えて、磁束ベクトルの周方向成分が一方向のみに出やすいためその振れ幅を少なくすることができ、アウターロータのトルクリップルを低下させることができる。 In the preferred example of the stator core structure of the rotating electrical machine of the present invention, the wide end portion of the T-shaped stator teeth facing the outer rotor is along the rotational direction with respect to the radial center line of the stator teeth. When the first half and the second half are defined, the length of the first half can be made shorter than the length of the second half. If comprised in this way, in addition to the effect of improving the rotational torque of the outer rotor described above, the circumferential component of the magnetic flux vector is likely to appear only in one direction, so the fluctuation width can be reduced, and the torque ripple of the outer rotor Can be reduced.

また、本発明の回転電機のステータコア構造の好適例においては、Ｔ字形状の電磁鋼板を積層したステータティースの径方向の中心線に対して、回転方向に沿って前半部分と後半部分とを定義したとき、ステータティースを一体に固定するかしめの位置が前半部分となるよう構成することができる。このように構成すれば、上述したアウターロータの回転トルク向上の効果に加えて、磁束ベクトルの周方向成分が一方向のみに出やすいためその振れ幅を少なくすることができ、アウターロータのトルクリップルを低下させることができる。 In the preferred example of the stator core structure of the rotating electrical machine of the present invention, the first half portion and the second half portion are defined along the rotation direction with respect to the radial center line of the stator teeth in which T-shaped electromagnetic steel plates are laminated. When it does, it can comprise so that the position of the caulking which fixes stator teeth integrally may become a front half part. If comprised in this way, in addition to the effect of improving the rotational torque of the outer rotor described above, the circumferential component of the magnetic flux vector is likely to appear only in one direction, so the fluctuation width can be reduced, and the torque ripple of the outer rotor Can be reduced.

さらに、本発明の回転電機のステータコア構造の好適例においては、Ｔ字形状の電磁鋼板を積層したステータティースのアウターロータに面する幅広の端部において、ステータティースの径方向の中心線に対して、回転方向に沿って前半部分と後半部分とを定義したとき、前半部分をプレスして磁気特性を落とすよう構成することができる。このように構成すれば、上述したアウターロータの回転トルク向上の効果に加えて、磁束ベクトルの周方向成分が一方向のみに出やすいためその振れ幅を少なくすることができ、アウターロータのトルクリップルを低下させることができる。 Further, in a preferred example of the stator core structure of the rotating electrical machine of the present invention, at the wide end portion facing the outer rotor of the stator teeth laminated with T-shaped electromagnetic steel plates, with respect to the radial center line of the stator teeth. When the first half and the second half are defined along the rotation direction, the first half can be pressed to reduce the magnetic properties. If comprised in this way, in addition to the effect of improving the rotational torque of the outer rotor described above, the circumferential component of the magnetic flux vector is likely to appear only in one direction, so the fluctuation width can be reduced, and the torque ripple of the outer rotor Can be reduced.

以下に、この発明の実施の形態を、図面に基づき詳細に説明する。
図１は本発明のステータコア構造を備える回転電機の一例としての複軸多層モータが適用されたハイブリッド駆動ユニットの全体図である。なお、以下に説明する複軸多層モータはその基本的な構成を説明するためのものであり、本発明の特徴部分については、後に詳細に説明する。また、本発明は以下に説明する複軸多層モータの他、通常のステータとステータの外側に設けたアウターロータとからなる回転電機にも適用できることはいうまでもない。図１において、Ｅはエンジン、Ｍは複軸多層モータ、Ｇはラビニョウ型複合遊星歯車列、Ｄは駆動出力機構、１はモータカバー、２はモータケース、３はギヤハウジング、４はフロントカバーである。 Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings.
FIG. 1 is an overall view of a hybrid drive unit to which a multi-axis multilayer motor as an example of a rotating electrical machine having a stator core structure of the present invention is applied. The multi-axis multi-layer motor described below is for explaining the basic configuration, and features of the present invention will be described in detail later. Needless to say, the present invention can be applied to a rotating electric machine including a normal stator and an outer rotor provided outside the stator, in addition to the multi-axis multilayer motor described below. In FIG. 1, E is an engine, M is a multi-shaft multilayer motor, G is a Ravigneaux type planetary gear train, D is a drive output mechanism, 1 is a motor cover, 2 is a motor case, 3 is a gear housing, 4 is a front cover is there.

前記エンジンＥは、ハイブリッド駆動ユニットの主動力源であり、エンジン出力軸５とラビニョウ型複合遊星歯車列Ｇの第２リングギヤR2とは、回転変動吸収ダンパー６及び多板クラッチ７を介して連結されている。 The engine E is a main power source of the hybrid drive unit, and the engine output shaft 5 and the second ring gear R2 of the Ravigneaux type planetary gear train G are connected through a rotation fluctuation absorbing damper 6 and a multi-plate clutch 7. ing.

前記複軸多層モータＭは、外観的には１つのモータであるが２つのモータジェネレータ機能を有する副動力源である。この複軸多層モータＭは、前記モータケース２に固定され、コイルを巻いた固定電機子としてのステータＳと、前記ステータＳの内側に配置し、永久磁石を埋設したインナーロータIRと、前記ステータＳの外側に配置し、永久磁石を埋設したアウターロータORと、を同軸上に三層配置することで構成されている。前記インナーロータIRに固定の第１モータ中空軸８は、ラビニョウ型複合遊星歯車列Ｇの第１サンギヤS1に連結され、前記アウターロータORに固定の第２モータ軸９は、ラビニョウ型複合遊星歯車列Ｇの第２サンギヤS2に連結されている。 The multi-axis multilayer motor M is a sub-power source having two motor generator functions although it is one motor in appearance. The multi-axis multilayer motor M is fixed to the motor case 2 and includes a stator S as a fixed armature wound with a coil, an inner rotor IR disposed inside the stator S and having a permanent magnet embedded therein, and the stator The outer rotor OR, which is arranged outside the S and has a permanent magnet embedded therein, is arranged in three layers on the same axis. The first motor hollow shaft 8 fixed to the inner rotor IR is connected to the first sun gear S1 of the Ravigneaux-type compound planetary gear train G, and the second motor shaft 9 fixed to the outer rotor OR is the Ravigneaux-type compound planetary gear. It is connected to the second sun gear S2 of row G.

前記ラビニョウ型複合遊星歯車列Ｇは、二つのモータ回転数を制御することにより無段階に変速比を変える無段変速機能を有する遊星歯車機構である。このラビニョウ型複合遊星歯車列Ｇは、互いに噛み合う第１ピニオンP1と第２ピニオンP2を支持する共通キャリヤＣと、第１ピニオンP1に噛み合う第１サンギヤS1と、第２ピニオンP2に噛み合う第２サンギヤS2と、第１ピニオンP1に噛み合う第１リングギヤR1と、第２ピニオンP2に噛み合う第２リングギヤR2との５つの回転要素を有して構成されている。前記第１リングギヤR1とギヤハウジング３との間には多板ブレーキ１０が介装されている。前記共通キャリヤＣには、出力ギヤ１１が連結されている。 The Ravigneaux-type compound planetary gear train G is a planetary gear mechanism having a continuously variable transmission function that changes the gear ratio steplessly by controlling two motor rotation speeds. The Ravigneaux type planetary gear train G includes a common carrier C that supports the first pinion P1 and the second pinion P2 that mesh with each other, a first sun gear S1 that meshes with the first pinion P1, and a second sun gear that meshes with the second pinion P2. It has five rotating elements, S2, a first ring gear R1 that meshes with the first pinion P1, and a second ring gear R2 that meshes with the second pinion P2. A multi-plate brake 10 is interposed between the first ring gear R1 and the gear housing 3. An output gear 11 is connected to the common carrier C.

前記駆動出力機構Ｄは、出力ギヤ１１と、第１カウンターギヤ１２と、第２カウンターギヤ１３と、ドライブギヤ１４と、ディファレンシャル１５と、ドライブシャフト１６，１６により構成されている。そして、出力ギヤ１１からの出力回転及び出力トルクは、第１カウンターギヤ１２→第２カウンターギヤ１３→ドライブギヤ１４→ディファレンシャル１５を経過し、ドライブシャフト１６，１６から図外の駆動輪へ伝達される。 The drive output mechanism D includes an output gear 11, a first counter gear 12, a second counter gear 13, a drive gear 14, a differential 15, and drive shafts 16 and 16. The output rotation and output torque from the output gear 11 pass through the first counter gear 12, the second counter gear 13, the drive gear 14, and the differential 15, and are transmitted from the drive shafts 16 and 16 to the drive wheels (not shown). The

すなわち、ハイブリッド駆動ユニットは、前記第２リングギヤR2とエンジン出力軸５を連結し、前記第１サンギヤS1と第１モータ中空軸８とを連結し、前記第２サンギヤS2と第２モータ軸９とを連結し、前記共通キャリヤＣに出力ギヤ１１を連結することにより構成されている。 That is, the hybrid drive unit connects the second ring gear R2 and the engine output shaft 5, connects the first sun gear S1 and the first motor hollow shaft 8, and connects the second sun gear S2 and the second motor shaft 9. And the output gear 11 is connected to the common carrier C.

図２は、ラビニョオ型遊星歯車列と組み合わされて車両用ハイブリッド変速機を構成する、この発明の対象となる複軸多層モータの一例をより詳細に示す図である。この複軸多層モータに、この発明の積層コア構造を適用することができる。図２に示す構成の複軸多層モータは、一個の円環状のステータ１０１と、その半径方向内方および外方にそれぞれ互いに同軸の所定回転軸線Ｏ上にて回転自在に配置したインナーロータ１０２およびアウターロータ１０３とよりなる三重構造とし、これらをハウジング１０４内に収納して構成する。 FIG. 2 is a diagram showing in more detail an example of a multi-shaft multilayer motor that is combined with a Ravigneaux type planetary gear train and constitutes a vehicle hybrid transmission that is an object of the present invention. The laminated core structure of the present invention can be applied to this multi-axis multilayer motor. The multi-axis multilayer motor having the configuration shown in FIG. 2 includes a single annular stator 101, an inner rotor 102 disposed rotatably on a predetermined rotation axis O coaxial with each other in the radial direction inside and outside, and A triple structure including the outer rotor 103 is formed and housed in the housing 104.

ここにおけるインナーロータ１０２およびアウターロータ１０３はそれぞれ、電磁鋼板などをプレス成形して造った板材のロータ軸線方向への積層になる積層コア１２４，１２５を具え、これら積層コア１２４，１２５に、ロータ軸線方向に貫通する永久磁石を円周方向等間隔に配置して設けた構成となす。インナーロータ１０２とアウターロータ１０３とでは、配置する磁極数を変えることで、両者の極対数を異ならせている。一例を示すと、磁石の個数自体はインナーロータ１０２とアウターロータ１０３で同一であり、１２個ずつであるが、インナーロータ１０２は２個の磁石で１極を成しているため、極対数としては３極対となり、アウターロータ１０３は１個の磁石で１極を成しているため、極対数としては６極対となる。 Each of the inner rotor 102 and the outer rotor 103 includes laminated cores 124 and 125 that are laminated in the rotor axial direction of plate materials made by press-molding electromagnetic steel sheets and the like. Permanent magnets penetrating in the direction are arranged at equal intervals in the circumferential direction. In the inner rotor 102 and the outer rotor 103, the number of pole pairs between them is made different by changing the number of magnetic poles to be arranged. As an example, the number of magnets itself is the same for the inner rotor 102 and the outer rotor 103, which is twelve. However, since the inner rotor 102 forms one pole with two magnets, Since the outer rotor 103 forms one pole with one magnet, the number of pole pairs is six.

そしてハウジング１０４内へのインナーロータ１０２およびアウターロータ１０３の収納に当たっては、アウターロータ１０３は、積層コア１２５の外周にトルク伝達シェル１０５を駆動結合して具え、該トルク伝達シェル１０５の両端をそれぞれベアリング１０７，１０８によりハウジング１０４に回転自在に支持し、トルク伝達シェル１０５をベアリング１０７の側でアウターロータシャフト１０９に結合する。 When the inner rotor 102 and the outer rotor 103 are accommodated in the housing 104, the outer rotor 103 is provided with a torque transmission shell 105 drivingly coupled to the outer periphery of the laminated core 125, and both ends of the torque transmission shell 105 are respectively provided as bearings. The torque transmission shell 105 is coupled to the outer rotor shaft 109 on the bearing 107 side.

インナーロータ１０２は積層コア１２４の中心に、内部に上記アウターロータシャフト１０９を回転自在に貫通した中空のインナーロータシャフト１１０を貫通して具え、これらインナーロータ１０２の積層コア１２４およびインナーロータシャフト１１０間を駆動結合する。そしてインナーロータシャフト１１０の中間部をベアリング１１２により、固定のステータブラケット１１３内に回転自在に支持し、一端部（図１では左端部）をベアリング１１４によりトルク伝達シェル１０５の対応端壁に回転自在に支持する。 The inner rotor 102 is provided at the center of the laminated core 124 with a hollow inner rotor shaft 110 penetrating the outer rotor shaft 109 rotatably therein, and between the laminated core 124 of the inner rotor 102 and the inner rotor shaft 110. Drive coupled. An intermediate portion of the inner rotor shaft 110 is rotatably supported in a fixed stator bracket 113 by a bearing 112, and one end portion (left end portion in FIG. 1) is rotatable to a corresponding end wall of the torque transmission shell 105 by a bearing 114. To support.

ステータ１０１は、電磁鋼板をプレス成形して造ったＴ字状のステータ鋼板をステータ軸線方向に積層してなる多数のステータティースを具える。個々のステータティースには、アウターロータ側ヨークおよびインナーロータ側ヨーク間におけるティースの箇所において図２に示す如く電磁コイル１１７を巻線し、これらコイル巻線済のステータティースを同一円周方向等間隔に、つまり円形に配列してステータコアとなし、このステータコアをステータ軸線方向両側のブラケット１１３，１１８間に何らかの手段で挟持すると共に全体的に樹脂１２０でモールドすることにより一体化してステータ１０１を構成する。
本発明のステータ構造の特徴は、ステータティースの構成にある。この特徴については、後に詳細に説明する。 The stator 101 includes a large number of stator teeth formed by laminating T-shaped stator steel plates made by press-forming electromagnetic steel plates in the stator axial direction. As shown in FIG. 2, electromagnetic coils 117 are wound around the individual stator teeth at the teeth between the outer rotor side yoke and the inner rotor side yoke, and these coiled stator teeth are equally spaced in the same circumferential direction. In other words, a stator core is formed by arranging in a circular shape, and the stator core is integrated by being sandwiched between the brackets 113 and 118 on both sides in the stator axial direction by some means and molded entirely with the resin 120. .
The feature of the stator structure of the present invention is the configuration of the stator teeth. This feature will be described in detail later.

なお、このモータの駆動に当たっては、回転センサ１４８および回転センサ１４７が検出するインナーロータ１０２およびアウターロータ１０３の回転位置、つまりこれらに上記のごとく設けられる永久磁石の位置に応じた両ロータ１０２，１０３用の位相の異なる駆動電流を複合して得られる複合電流をステータ１０１の電磁コイル１１７に供給し、これにより両ロータ１０２，１０３用の回転磁界をステータに個別に発生させることで、回転磁界に同期してロータ１０２，１０３を個別に回転駆動させることができる。 In driving the motor, the rotation positions of the inner rotor 102 and the outer rotor 103 detected by the rotation sensor 148 and the rotation sensor 147, that is, the positions of the both rotors 102 and 103 corresponding to the positions of the permanent magnets provided as described above are used. A composite current obtained by combining drive currents having different phases is supplied to the electromagnetic coil 117 of the stator 101, thereby generating a rotating magnetic field for both the rotors 102 and 103 individually in the stator. In synchronism, the rotors 102 and 103 can be individually rotated.

次に、上述した構成の複軸多層モータにおいて、複数の積層コアから構成されるステータ１０１として利用できる本発明のステータコア構造について説明する。なお、説明の都合上、図１および図２に示す部材と以下の説明で示す部材とは、同一の部材であっても異なる符号を付す場合がある。 Next, the stator core structure of the present invention that can be used as the stator 101 composed of a plurality of laminated cores in the multi-axis multilayer motor having the configuration described above will be described. For convenience of explanation, the members shown in FIGS. 1 and 2 and the members shown in the following description may be given the same reference numerals even if they are the same members.

図３は本発明の回転電機のステータコア構造の一例を説明するための図である。図３では、図２に示す例における回転電機の横断面の一部を示している。図３に示す例において、ステータ１０１は、ステータコイル１０１Ａ、ステータティース１０１Ｂ、支持部材１０１Ｃから構成されている。インナーロータ１０２は、永久磁石１０２Ａ、電磁鋼板１０２Ｂ、シャフト１０２Ｃから構成されている。アウターロータ１０３は、永久磁石１０３Ａ、電磁鋼板１０３Ｂ、シェル１０３Ｃから構成されている。 FIG. 3 is a view for explaining an example of the stator core structure of the rotating electrical machine of the present invention. FIG. 3 shows a part of the cross section of the rotating electrical machine in the example shown in FIG. In the example shown in FIG. 3, the stator 101 includes a stator coil 101A, a stator tooth 101B, and a support member 101C. The inner rotor 102 includes a permanent magnet 102A, an electromagnetic steel plate 102B, and a shaft 102C. The outer rotor 103 includes a permanent magnet 103A, an electromagnetic steel plate 103B, and a shell 103C.

図３に示す回転電機のステータコア構造において、本発明の特徴は、ステータティース１０１Ｂの構成を、磁束ベクトルの成分のうち、ステータ１０１とアウターロータ１０３との間の磁束ベクトル成分のうち、回転トルクに寄与する方向の磁束ベクトルの周方向成分が多くなるよう構成した点である。本発明では、磁束ベクトルの成分のうち、ステータ１０１とアウターロータ１０３との間の磁束ベクトル成分のうち、回転トルクに寄与する方向の磁束ベクトルの周方向成分が多くなるよう構成できれば、ステータティース１０１Ｂの構成はどのようなものでも良い。 In the stator core structure of the rotating electrical machine shown in FIG. 3, the feature of the present invention is that the configuration of the stator teeth 101 B is changed to rotational torque among magnetic flux vector components between the stator 101 and the outer rotor 103 among magnetic flux vector components. The configuration is such that the circumferential component of the magnetic flux vector in the contributing direction is increased. In the present invention, among the magnetic flux vector components, if the configuration is such that the circumferential component of the magnetic flux vector in the direction contributing to the rotational torque among the magnetic flux vector components between the stator 101 and the outer rotor 103 can be increased, the stator teeth 101B. Any configuration may be used.

以下、図４〜図６を用いて本発明の具体例について説明する。
図４は本発明の回転電機のステータコア構造の具体的な一例を説明するための図である。図４に示す例では、Ｔ字形状のステータティース１０１Ｂのアウターロータ１０３に面する幅広の端部２０１において、ステータティース１０１Ｂの径方向の中心線Ｃに対して、矢印で示す回転方向に沿って、前半部分２０１−１と後半部分２０１−２とを定義したとき、前半部分２０１−１の長さａが後半部分２０１−２の長さｂよりも短くなるよう、すなわち、ａ＜ｂの関係となるよう、ステータティース１０１Ｂを構成している。 Hereinafter, specific examples of the present invention will be described with reference to FIGS.
FIG. 4 is a view for explaining a specific example of the stator core structure of the rotating electrical machine of the present invention. In the example shown in FIG. 4, at the wide end portion 201 facing the outer rotor 103 of the T-shaped stator tooth 101 B, along the rotational direction indicated by the arrow with respect to the radial center line C of the stator tooth 101 B. When the first half portion 201-1 and the second half portion 201-2 are defined, the length a of the first half portion 201-1 is shorter than the length b of the second half portion 201-2, that is, a relationship of a <b. The stator teeth 101B are configured so that

本例では、前半部分２０１−１が後半部分２０１−２より短い分だけ、ステータティース１０１Ｂとアウターロータ１０３との間において、磁束ベクトルの周方向成分を増加させることができる。その結果、アウターロータ１０３の回転トルクを向上させることができる。また、本例では、磁束ベクトルの周方向成分が一方向のみに出やすいためその振れ幅を少なくすることができ、アウターロータ１０３のトルクリップルを低下させることができる。なお、図４の構造のステータティース１０１Ｂは、Ｔ字形状の電磁鋼板を積層して形成することも、あるいは、鉄粉を成型して形成することもできる。 In this example, the circumferential component of the magnetic flux vector can be increased between the stator teeth 101B and the outer rotor 103 by an amount corresponding to the first half portion 201-1 being shorter than the second half portion 201-2. As a result, the rotational torque of the outer rotor 103 can be improved. Further, in this example, since the circumferential component of the magnetic flux vector is likely to appear only in one direction, the fluctuation width can be reduced, and the torque ripple of the outer rotor 103 can be reduced. Note that the stator teeth 101B having the structure shown in FIG. 4 can be formed by laminating T-shaped electromagnetic steel sheets, or can be formed by molding iron powder.

図５は本発明の回転電機のステータコア構造の具体的な他の例を説明するための図である。図５に示す例では、Ｔ字形状の電磁鋼板を積層したステータティース１０１Ｂの径方向の中心線Ｃに対して、矢印で示す回転方向に沿って、前半部分２０２−１と後半部分２０２−２とを定義したとき、ステータティース１０１Ｂを一体に固定するかしめの位置２０３が前半部分２０２−１となるよう、ここでは、前半部分２０２−１において２箇所にかしめの位置２０３を設けるよう、ステータティース１０１Ｂを構成している。 FIG. 5 is a view for explaining another specific example of the stator core structure of the rotating electrical machine of the present invention. In the example shown in FIG. 5, the first half portion 202-1 and the second half portion 202-2 are arranged along the rotation direction indicated by the arrows with respect to the radial center line C of the stator teeth 101B in which T-shaped electromagnetic steel plates are laminated. Is defined so that the caulking position 203 for fixing the stator teeth 101B integrally becomes the front half portion 202-1, so that the caulking positions 203 are provided at two positions in the front half portion 202-1. 101B is configured.

本例では、かしめの位置２０３を前半部分２０２−１に位置させることで、前半部分２０２−１の磁気特性を後半部分２０２−２と比べて落とすことができ、ステータティース１０１Ｂとアウターロータ１０３との間において、磁束ベクトルの周方向成分を増加させることができる。その結果、上述した例と同様に、アウターロータ１０３の回転トルクを向上させることができる。また、本例でも、磁束ベクトルの周方向成分が一方向のみに出やすいためその振れ幅を少なくすることができ、アウターロータ１０３のトルクリップルを低下させることができる。 In this example, the caulking position 203 is positioned in the first half portion 202-1, so that the magnetic characteristics of the first half portion 202-1 can be reduced as compared with the second half portion 202-2, and the stator teeth 101B, the outer rotor 103, , The circumferential component of the magnetic flux vector can be increased. As a result, the rotational torque of the outer rotor 103 can be improved as in the example described above. Also in this example, since the circumferential component of the magnetic flux vector is likely to appear only in one direction, the fluctuation width can be reduced, and the torque ripple of the outer rotor 103 can be reduced.

図６は本発明の回転電機のステータコア構造の具体的なさらに他の例を説明するためのえ図である。図６に示す例では、Ｔ字形状の電磁鋼板を積層したステータティース１０１Ｂのアウターロータ１０３に面する幅広の端部２０１において、ステータティース１０１Ｂの径方向の中心線Ｃに対して、矢印で示す回転方向に沿って前半部分２０１−１と後半部分２０１−２とを定義したとき、斜線を付した前半部分２０１−１をプレスして磁気特性を落とすよう、ステータティース１０１Ｂを構成している。 FIG. 6 is a plan view for explaining still another specific example of the stator core structure of the rotating electrical machine of the present invention. In the example shown in FIG. 6, in the wide end portion 201 facing the outer rotor 103 of the stator teeth 101 B in which the T-shaped electromagnetic steel plates are laminated, an arrow is shown with respect to the radial center line C of the stator teeth 101 B. When the first half portion 201-1 and the second half portion 201-2 are defined along the rotation direction, the stator teeth 101B are configured so as to press the hatched front half portion 201-1 to reduce the magnetic characteristics.

本例では、前半部分２０１−１をプレスして磁気特性を落とすことで、ステータティース１０１Ｂとアウターロータ１０３との間において、磁束ベクトルの周方向成分を増加させることができる。その結果、上述した例と同様に、アウターロータ１０３の回転トルクを向上させることができる。また、本例でも、磁束ベクトルの周方向成分が一方向のみに出やすいためその振れ幅を少なくすることができ、アウターロータ１０３のトルクリップルを低下させることができる。 In this example, the circumferential component of the magnetic flux vector can be increased between the stator teeth 101 B and the outer rotor 103 by pressing the first half portion 201-1 to reduce the magnetic characteristics. As a result, the rotational torque of the outer rotor 103 can be improved as in the example described above. Also in this example, since the circumferential component of the magnetic flux vector is likely to appear only in one direction, the fluctuation width can be reduced, and the torque ripple of the outer rotor 103 can be reduced.

以下、本発明の実際の効果について説明する。
図４に示すＴ字形状のステータティース１０１Ｂの前半部分２０１−１を後半部分２０１−２より短く構成したステータコア構造を有する本発明例の回転電機と、Ｔ字形状のステータティース１０１Ｂが中心線Ｃに対して左右対称なステータコア構造を有する従来例の回転電機とを準備し、実際に回転電機を駆動したときの、アウターロータ１０３の回転トルクおよびインナーロータ１０２の回転トルクと時間との関係を求めた。結果を図７に示す。図７の結果から、本発明例は従来例と比べて、インナーロータ１０２の回転トルクを大きく低下させることなく、アウターロータ１０２の回転トルクを向上させることがわわかる。 Hereinafter, actual effects of the present invention will be described.
The rotating electric machine of the present invention having a stator core structure in which the first half portion 201-1 of the T-shaped stator tooth 101B shown in FIG. 4 is configured to be shorter than the latter half portion 201-2, and the T-shaped stator tooth 101B is center line C. And a conventional rotating electrical machine having a symmetrical stator core structure with respect to the rotational torque of the outer rotor 103 and the rotational torque of the inner rotor 102 and time when the rotating electrical machine is actually driven. It was. The results are shown in FIG. From the results of FIG. 7, it can be seen that the example of the present invention improves the rotational torque of the outer rotor 102 without significantly reducing the rotational torque of the inner rotor 102 as compared with the conventional example.

本発明の回転電機のステータコア構造は、Ｔ字形状のステータティースにコイルを巻回してなる複数の積層コアを放射状に配置したステータコア構造を有するステータと、ステータの外側あるいは外側および内側に同軸に設けたアウターロータあるいはアウターロータおよびインナーロータと、から構成される回転電機において、アウターロータの回転トルクを向上させたり、アウターロータのトルクリップルを低下させるために好適に利用することができる。 The stator core structure of the rotating electrical machine according to the present invention includes a stator having a stator core structure in which a plurality of laminated cores formed by winding a coil around a T-shaped stator tooth are arranged radially, and coaxially provided on the outer side or the outer side and the inner side of the stator. In a rotating electrical machine composed of an outer rotor or an outer rotor and an inner rotor, it can be suitably used to improve the rotational torque of the outer rotor or reduce the torque ripple of the outer rotor.

複軸多層モータが適用されたハイブリッド駆動ユニットを示す概略全体図である。1 is a schematic overall view showing a hybrid drive unit to which a multi-axis multilayer motor is applied. ラビニョオ型遊星歯車列と組み合わされて車両用ハイブリッド変速機を構成する、本発明のステータコア構造の対象となる複軸多層モータを示す縦断側面図である。It is a vertical side view showing a multi-axis multilayer motor which is a target of the stator core structure of the present invention, which is combined with a Ravigneaux type planetary gear train to constitute a hybrid transmission for a vehicle. 本発明の回転電機のステータコア構造の一例を説明するための図である。It is a figure for demonstrating an example of the stator core structure of the rotary electric machine of this invention. 本発明の回転電機のステータコア構造の具体的な一例を説明するための図である。It is a figure for demonstrating a specific example of the stator core structure of the rotary electric machine of this invention. 本発明の回転電機のステータコア構造の具体的な他の例を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the other specific example of the stator core structure of the rotary electric machine of this invention. 本発明の回転電機のステータコア構造の具体的なさらに他の例を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the further another example of the stator core structure of the rotary electric machine of this invention. アウターロータおよびインナーロータにおけるトルクと時間との関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between the torque in an outer rotor and an inner rotor, and time.

Explanation of symbols

１０１ステータ
１０１Ａステータコイル
１０１Ｂステータティース
１０１Ｃ支持部材
１０２インナーロータ
１０２Ａ、１０３Ａ永久磁石
１０２Ｂ、１０３Ｂ電磁鋼板
１０２Ｃシャフト
１０３アウターロータ
１０３Ｃシェル
２０１端部
２０１−１、２０２−１前半部分
２０１−２、２０２−２後半部分
２０３かしめの位置 DESCRIPTION OF SYMBOLS 101 Stator 101A Stator coil 101B Stator teeth 101C Support member 102 Inner rotor 102A, 103A Permanent magnet 102B, 103B Electromagnetic steel plate 102C Shaft 103 Outer rotor 103C Shell 201 End part 201-1, 202-1 First half part 201-2, 202-2 Second half 203 Position of caulking

Claims

A stator having a stator core structure in which a plurality of laminated cores formed by winding a coil around a T-shaped stator tooth are arranged radially, and an outer rotor or an outer rotor and an inner rotor provided coaxially outside or outside and inside the stator; In the stator core structure of a rotating electrical machine composed of the stator teeth, the configuration of the stator teeth is configured such that, among the magnetic flux vector components between the stator and the outer rotor, the circumferential component of the magnetic flux vector in the direction contributing to the rotational torque is increased. A stator core structure of a rotating electrical machine characterized by the above.

When the first half and the second half are defined along the rotation direction with respect to the radial center line of the stator teeth at the wide end facing the outer rotor of the T-shaped stator teeth, the length of the first half The stator core structure for a rotating electrical machine according to claim 1, wherein the length is shorter than the length of the latter half portion.

When the first half part and the second half part are defined along the rotational direction with respect to the radial center line of the stator teeth laminated with T-shaped electromagnetic steel plates, the position of the caulking for fixing the stator teeth integrally is the first half part. The stator core structure for a rotating electric machine according to claim 1, wherein the stator core structure is configured as follows.

When the first half and the second half are defined along the rotation direction with respect to the radial center line of the stator teeth at the wide end facing the outer rotor of the stator teeth laminated with T-shaped electromagnetic steel plates The stator core structure for a rotating electrical machine according to claim 1, wherein the first half portion is pressed to reduce the magnetic characteristics.