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JP2018152960A - Rotating electric machine stator - Google Patents

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JP2018152960A
JP2018152960A JP2017046585A JP2017046585A JP2018152960A JP 2018152960 A JP2018152960 A JP 2018152960A JP 2017046585 A JP2017046585 A JP 2017046585A JP 2017046585 A JP2017046585 A JP 2017046585A JP 2018152960 A JP2018152960 A JP 2018152960A
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stator
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circumferential
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rotating electrical
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JP2017046585A
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英治 白土
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英治 白土
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Honda Motor Co Ltd
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  • Iron Core Of Rotating Electric Machines (AREA)

Abstract

【課題】トルクリプルを低減可能な回転電機のステータを提供すること。【解決手段】回転電機のステータは、環状のステータヨークと、該ステータヨークから径方向一方に等間隔で突出する複数のティースと、該ステータヨークから径方向他方に突出し、ボルトによりハウジングと締結するための貫通孔が設けられた複数のフランジと、を有するステータコアと、隣り合うティース間に形成されたスロット内に挿入されるコイルとを備える。ステータヨークの周方向に配置される複数のフランジは、周方向で隣り合うフランジの周方向位相差が全周にわたり均等な配置からずれて配置されている。【選択図】図1PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a stator of a rotary electric machine capable of reducing torque ripple. A stator of a rotating electric machine has an annular stator yoke, a plurality of teeth protruding from the stator yoke in one radial direction at equal intervals, and a plurality of teeth protruding from the stator yoke in the other radial direction, and fastened to a housing with bolts. A stator core having a plurality of flanges provided with through-holes, and a coil inserted into a slot formed between adjacent teeth. The plurality of flanges arranged in the circumferential direction of the stator yoke are arranged such that the circumferential phase difference between the adjacent flanges in the circumferential direction deviates from a uniform arrangement over the entire circumference. [Selection diagram] Figure 1

Description

本発明は、回転電機のステータに関する。   The present invention relates to a stator for a rotating electrical machine.

ハイブリッド車両や電気自動車などに使用される回転電機のステータは、環状のステータヨークと、該ステータヨークから径方向内側に等間隔で突出する複数のティースと、該ステータヨークの外周面から径方向外側に突出し、貫通孔が設けられたフランジとを有するステータコア、及び隣り合うティース間に形成されたスロット内に挿入されるコイルを備え、フランジの貫通孔に挿通されるボルトによりステータコアがハウジングに固定されている。   A stator of a rotating electrical machine used in a hybrid vehicle or an electric vehicle includes an annular stator yoke, a plurality of teeth protruding radially inward from the stator yoke at equal intervals, and a radially outer side from the outer peripheral surface of the stator yoke. A stator core having a flange provided with a through hole and a coil inserted into a slot formed between adjacent teeth, and the stator core is fixed to the housing by a bolt inserted into the through hole of the flange. ing.

特開2016−171636号公報Japanese Patent Laid-Open No. 2006-171636

上記説明した回転電機では、ステータヨークから突出したフランジに設けられた貫通孔にボルトを挿通することで、ステータコアがハウジングに固定される。しかし、例えば特許文献1に記載のように、フランジが周方向に一定間隔で設けられた構成では、ステータコアと同材料によって形成されたステータヨークから突出したフランジのために、回転電機のトルクリプルが増大する可能性がある。例えば、図3に示すように、ステータヨーク4の外周面にフランジ6が60度間隔で設けられた回転電機1では、フランジ6があることによって磁気的な不均衡が生じ、当該磁気的な不均衡による影響をロータ2が周期的に受けるために、トルクが変動する。   In the rotating electrical machine described above, the stator core is fixed to the housing by inserting a bolt into a through hole provided in the flange protruding from the stator yoke. However, as described in Patent Document 1, for example, in the configuration in which the flanges are provided at regular intervals in the circumferential direction, the torque ripple of the rotating electrical machine increases due to the flange protruding from the stator yoke formed of the same material as the stator core. there's a possibility that. For example, as shown in FIG. 3, in the rotating electrical machine 1 in which the flanges 6 are provided on the outer circumferential surface of the stator yoke 4 at intervals of 60 degrees, the presence of the flanges 6 causes a magnetic imbalance, and the magnetic imbalances. Since the rotor 2 is periodically affected by the balance, the torque varies.

以下、図3に示した回転電機1におけるトルクリプルの発生原理について、図4(a),(b)及び図5(a),(b)を参照して説明する。図4(a)は、フランジ6がない回転電機のロータ及びステータの2つの磁極部に対応する部分を軸方向から見た概念図であり、図4(b)は、図4(a)の構成に対応した1周期のトルク変化を示すグラフである。図5(a)は、図3に示した回転電機1のロータ2及びステータ3の2つの磁極部に対応する部分を軸方向から見た概念図であり、図5(b)は、図5(a)の構成に対応した1周期のトルク変化を示すグラフである。   Hereinafter, the principle of torque ripple generation in the rotating electrical machine 1 shown in FIG. 3 will be described with reference to FIGS. 4 (a) and 4 (b) and FIGS. 5 (a) and 5 (b). FIG. 4A is a conceptual diagram of a portion corresponding to the two magnetic pole portions of the rotor and the stator of the rotating electrical machine without the flange 6 as viewed from the axial direction, and FIG. 4B is a diagram of FIG. It is a graph which shows the torque change of 1 period corresponding to a structure. FIG. 5A is a conceptual diagram in which portions corresponding to the two magnetic pole portions of the rotor 2 and the stator 3 of the rotating electrical machine 1 shown in FIG. 3 are viewed from the axial direction, and FIG. It is a graph which shows the torque change of 1 period corresponding to the structure of (a).

図4(a)に示すように、ステータ3の各相(U相、V相、W相)からみると、1周期の間にロータ2の磁極部は2回(N極、S極)通過する。各相でトルクピークをもつため、1周期のトルク変化には、図4(b)に示すように、6回(=3相×2磁極部)のトルクピークがある。このトルクリプルは基本次数であり不可避な変動分であるが、この他にも磁気的な不均衡があれば、その次数のトルクリプルが生じる。図3に示したフランジ6は、ステータヨーク4(ステータコア)と同材料の電磁鋼材によって形成されており、ステータヨーク4の外周面の一部に設けられているため、フランジ6が磁気的な不均衡の原因となる。   As shown in FIG. 4A, when viewed from each phase (U phase, V phase, W phase) of the stator 3, the magnetic pole portion of the rotor 2 passes twice (N pole, S pole) during one cycle. To do. Since each phase has a torque peak, the torque change in one cycle has a torque peak of 6 times (= 3 phases × 2 magnetic poles) as shown in FIG. 4B. This torque ripple is a basic order and is an inevitable variation, but if there is a magnetic imbalance, torque ripple of that order occurs. The flange 6 shown in FIG. 3 is formed of an electromagnetic steel material that is the same material as the stator yoke 4 (stator core), and is provided on a part of the outer peripheral surface of the stator yoke 4. Causes equilibrium.

フランジ6は60度の一定間隔で設けられているため、図5(a)に示すように、ステータ3の特定相(図5(a)ではV相)の上にフランジ6が位置する。このため、当該特定相のステータヨーク4側は磁束が流れやすくなり、他の2相(図5(a)ではU相、W相)のステータヨーク4側は相対的に磁束が流れにくくなる。その結果、磁気的な不均衡が生じる。このように、一定間隔に設けられたフランジ6による磁気的な不均衡のためにトルクが変動する。図3に示した例では、1つ当たりのフランジ6に対してロータ2の磁極部は2回(N極、S極)通過し、フランジ6が60度間隔で6個設けられているため、12次(=360度/60度×2磁極部)のトルクリプルが生じる。その結果、図5(b)に示すように、図4(b)に示した基本次数のトルクリプルに加え、12次のトルクリプルが合成されたトルクリプルが発生する。   Since the flanges 6 are provided at regular intervals of 60 degrees, as shown in FIG. 5A, the flanges 6 are positioned on a specific phase of the stator 3 (V phase in FIG. 5A). For this reason, the magnetic flux easily flows on the stator yoke 4 side of the specific phase, and the magnetic flux hardly flows on the stator yoke 4 side of the other two phases (the U phase and the W phase in FIG. 5A). As a result, a magnetic imbalance occurs. Thus, the torque fluctuates due to magnetic imbalance due to the flanges 6 provided at regular intervals. In the example shown in FIG. 3, the magnetic pole portion of the rotor 2 passes twice (N pole, S pole) with respect to each flange 6, and six flanges 6 are provided at intervals of 60 degrees. A torque ripple of the 12th order (= 360 degrees / 60 degrees × 2 magnetic pole portions) is generated. As a result, as shown in FIG. 5B, in addition to the basic order torque ripple shown in FIG. 4B, a torque ripple is generated by combining the 12th order torque ripple.

上記説明したトルクリプルはロータ2の円環振動の主要因であるため、トルクリプルを低減できればロータ2の振動及びノイズをさらに抑えることができる。このため、回転電機を搭載した車両の静粛性を向上するためには、トルクリプルの低減が求められる。また、トルクリプルを低減できれば回転電機のトルクが向上する。   Since the torque ripple described above is a main factor of the circular vibration of the rotor 2, if the torque ripple can be reduced, vibration and noise of the rotor 2 can be further suppressed. For this reason, in order to improve the quietness of a vehicle equipped with a rotating electrical machine, a reduction in torque ripple is required. Further, if the torque ripple can be reduced, the torque of the rotating electrical machine is improved.

本発明の目的は、トルクリプルを低減可能な回転電機のステータを提供することである。   The objective of this invention is providing the stator of the rotary electric machine which can reduce a torque ripple.

上記の目的を達成するために、請求項1に記載の発明は、
環状のステータヨーク(例えば、後述の実施形態でのステータヨーク33)と、該ステータヨークから径方向一方に等間隔で突出する複数のティース(例えば、後述の実施形態でのティース34)と、該ステータヨークから径方向他方に突出し、ボルトによりハウジング(例えば、後述の実施形態でのハウジング40)と締結するための貫通孔(例えば、後述の実施形態での貫通穴37)が設けられた複数のフランジ(例えば、後述の実施形態でのフランジ36)と、を有するステータコア(例えば、後述の実施形態でのステータコア31)と、
隣り合う前記ティース間に形成されたスロット(例えば、後述の実施形態でのスロット35)内に挿入されるコイル(例えば、後述の実施形態でのコイル32)と、を備えた回転電機(例えば、後述の実施形態での回転電機10)のステータ(例えば、後述の実施形態でのステータ30)であって、
前記ステータヨークの周方向に配置される前記複数のフランジは、前記周方向で隣り合うフランジの周方向位相差が全周にわたり均等な配置からずれて配置されている、回転電機のステータである。
In order to achieve the above object, the invention described in claim 1
An annular stator yoke (for example, a stator yoke 33 in an embodiment described later), a plurality of teeth (for example, teeth 34 in an embodiment described later) projecting from the stator yoke at an equal interval in the radial direction, A plurality of through holes (for example, through holes 37 in the embodiments described later) provided to protrude from the stator yoke to the other radial direction and fastened to a housing (for example, a housing 40 in the embodiments described later) by bolts. A stator core (e.g., stator core 31 in an embodiment described later) having a flange (e.g., flange 36 in an embodiment described later),
A rotating electrical machine (e.g., a coil (e.g., a coil 32 in an embodiment described later)) inserted into a slot (e.g., a slot 35 in an embodiment described later) formed between adjacent teeth. A stator (for example, a stator 30 in an embodiment described later) of a rotating electrical machine 10) in an embodiment described later,
The plurality of flanges arranged in the circumferential direction of the stator yoke is a stator of a rotating electrical machine in which circumferential phase differences between adjacent flanges in the circumferential direction are shifted from uniform arrangement over the entire circumference.

請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の発明において、
前記複数のフランジのうちの前記周方向で隣り合うフランジの周方向位相差は2つの値を有し、
前記ステータヨークの前記径方向他方の外周には、第1の周方向位相差(例えば、後述の実施形態での周方向位相差θ1)を有するフランジの配置と、第2の周方向位相差(例えば、後述の実施形態での周方向位相差θ2)を有するフランジの配置とが全周にわたって交互に行われる。
The invention according to claim 2 is the invention according to claim 1,
The circumferential phase difference of the flanges adjacent in the circumferential direction of the plurality of flanges has two values,
An arrangement of a flange having a first circumferential phase difference (for example, a circumferential phase difference θ1 in an embodiment described later) and a second circumferential phase difference ( For example, the arrangement of the flanges having the circumferential phase difference θ2) in the embodiments described later is alternately performed over the entire circumference.

請求項3に記載の発明は、請求項2に記載の発明において、
前記ステータヨークの前記径方向他方の外周の全周にわたって設けられる前記複数のフランジの個数が2N個である場合、
前記第1の周方向位相差は「360/8N×5」度であり、前記第2の周方向位相差は「360/8N×3」度である。
The invention according to claim 3 is the invention according to claim 2,
When the number of the plurality of flanges provided over the entire circumference of the other outer periphery in the radial direction of the stator yoke is 2N,
The first circumferential phase difference is “360 / 8N × 5” degrees, and the second circumferential phase difference is “360 / 8N × 3” degrees.

請求項4に記載の発明は、請求項3に記載の発明において、
前記ステータコアは、複数の鋼板が積層されることで構成された鋼板積層体が、互いに異なる周方向位相となるように前記Nの倍数回、転積して構成される。
The invention according to claim 4 is the invention according to claim 3,
The stator core is formed by rolling a steel plate laminate formed by laminating a plurality of steel plates, multiple times of the N times so as to have different circumferential phases.

請求項1の発明によれば、フランジの周方向にわたる位置が均等でないため、フランジが起因した磁気的な不均衡によって生じたトルクリプルを、異なるフランジによるトルクリプルで打ち消すことができる。その結果、回転電機のトルクリプルを低減できる。   According to the first aspect of the present invention, since the positions of the flanges in the circumferential direction are not uniform, torque ripples caused by magnetic imbalance caused by the flanges can be canceled out by torque ripples by different flanges. As a result, torque ripple of the rotating electrical machine can be reduced.

請求項2の発明によれば、フランジが起因した磁気的な不均衡によって生じたトルクリプルと、第1の周方向位相差又は第2の周方向位相差を有するフランジによるトルクリプルとの間には位相差があるため、双方のトルクリプルが合成されると互いに打ち消し合う。このため、回転電機のトルクリプルを低減できる。   According to the second aspect of the present invention, there is a difference between the torque ripple caused by the magnetic imbalance caused by the flange and the torque ripple caused by the flange having the first circumferential phase difference or the second circumferential phase difference. Due to the phase difference, when both torque ripples are combined, they cancel each other. For this reason, the torque ripple of a rotary electric machine can be reduced.

請求項3の発明によれば、「360/8N×5」度又は「360/8N×3」度の周方向位相差を有する2つのフランジによるトルクリプルには略180度の位相差があるため、フランジが起因した磁気的な不均衡によって生じたトルクリプルは互いに相殺される。このため、トルクリプルの低減率を最大化できる。   According to the invention of claim 3, since the torque ripple by the two flanges having the circumferential phase difference of “360 / 8N × 5” degree or “360 / 8N × 3” degree has a phase difference of about 180 degrees, Torque ripples caused by magnetic imbalance caused by the flange cancel each other. For this reason, the reduction rate of torque ripple can be maximized.

請求項4の発明によれば、ステータコアの歪み軽減やステータコアの磁気特性の均一化を実現可能な転積を、単一種類の鋼板によって行うことができる。   According to the fourth aspect of the present invention, it is possible to carry out the roll-over that can realize the reduction of the distortion of the stator core and the homogenization of the magnetic characteristics of the stator core with a single type of steel plate.

一実施形態の回転電機の径方向断面図である。It is radial direction sectional drawing of the rotary electric machine of one Embodiment. 図1に示した回転電機のロータ及びステータの3つの磁極部に対応する部分を軸方向から見た概念図及び1周期のトルク変化を示すグラフである。It is the graph which shows the conceptual diagram which looked at the part corresponding to three magnetic pole parts of the rotor of the rotary electric machine shown in FIG. 1 from the axial direction, and the torque change of 1 period. フランジが等間隔に設けられた回転電機の径方向断面図である。It is radial direction sectional drawing of the rotary electric machine with which the flange was provided at equal intervals. (a)は、フランジがない回転電機のロータ及びステータの2つの磁極部に対応する部分を軸方向から見た概念図であり、(b)は、(a)の構成に対応した1周期のトルク変化を示すグラフである。(A) is the conceptual diagram which looked at the part corresponding to two magnetic pole parts of the rotor of a rotary electric machine without a flange, and a stator from the axial direction, (b) is 1 period corresponding to the structure of (a). It is a graph which shows a torque change. (a)は、図3に示した回転電機のロータ及びステータの2つの磁極部に対応する部分を軸方向から見た概念図であり、(b)は、(a)の構成に対応した1周期のトルク変化を示すグラフである。(A) is the conceptual diagram which looked at the part corresponding to two magnetic pole parts of the rotor of a rotary electric machine shown in FIG. 3, and a stator from the axial direction, (b) is 1 corresponding to the structure of (a). It is a graph which shows the torque change of a period.

以下、本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。なお、図面は符号の向きに見るものとする。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. The drawings are viewed in the direction of the reference numerals.

図1は、一実施形態の回転電機の径方向断面図である。図1に示す回転電機10は、ロータ20と、ロータ20の径方向外側に僅かな隙間を介して対向配置されるステータ30と、ステータ30を内部に収容して固定するハウジング40とを備える。回転電機10は、ステータ30のティース34に巻回されたコイル32に通電することによりロータ20が回転するように構成されている。   FIG. 1 is a radial cross-sectional view of a rotating electrical machine according to an embodiment. A rotating electrical machine 10 shown in FIG. 1 includes a rotor 20, a stator 30 that is opposed to the outer side in the radial direction of the rotor 20 via a slight gap, and a housing 40 that accommodates and fixes the stator 30 therein. The rotating electrical machine 10 is configured such that the rotor 20 rotates by energizing the coil 32 wound around the teeth 34 of the stator 30.

ロータ20は、ハウジング40に回転自在に支承される回転軸21と、回転軸21の外周面に固定されたロータコア22と、ロータコア22に埋め込まれた複数の永久磁石24とを有した、いわゆる永久磁石埋め込み型回転電機(IPMモータ)のロータである。   The rotor 20 includes a rotating shaft 21 that is rotatably supported by the housing 40, a rotor core 22 fixed to the outer peripheral surface of the rotating shaft 21, and a plurality of permanent magnets 24 embedded in the rotor core 22. It is a rotor of a magnet-embedded rotating electrical machine (IPM motor).

ロータコア22は、略同一形状の電磁鋼板を複数枚積層して形成され、略円環形状を有する。各電磁鋼板は、その中央部に回転軸21が挿通する軸挿通孔26を有するとともに、その外周部には、一対の磁石挿入孔23,23が、周方向に所定の間隔で複数形成されている。また、一対の磁石挿入孔23,23は、ロータコア22のステータ30との対向面である外周面に向かって広がる略V字形状を有している。   The rotor core 22 is formed by laminating a plurality of electromagnetic steel plates having substantially the same shape, and has a substantially annular shape. Each electromagnetic steel sheet has a shaft insertion hole 26 through which the rotating shaft 21 is inserted at the center thereof, and a plurality of a pair of magnet insertion holes 23, 23 are formed at predetermined intervals in the circumferential direction on the outer periphery thereof. Yes. Further, the pair of magnet insertion holes 23, 23 have a substantially V shape that expands toward the outer peripheral surface that is the surface of the rotor core 22 that faces the stator 30.

なお、電磁鋼板は磁性材料によって形成され、一対の磁石挿入孔23,23に挿入された2つの永久磁石24,24が組となって1つの磁極部25を構成する。すなわち、1つの磁極部25を構成する一対の磁石挿入孔23,23には磁化方向が同じ2つの永久磁石24,24が挿入され、周方向で交互に磁極が反転するよう永久磁石が挿入される。例えば、図1に示すように、磁極部25aの外周側がN極とすると、隣接する磁極部25bは、その外周側がS極となるように、永久磁石24が磁石挿入孔23に挿入されて構成されている。   The electromagnetic steel plate is made of a magnetic material, and two permanent magnets 24, 24 inserted into the pair of magnet insertion holes 23, 23 constitute a single magnetic pole portion 25. That is, two permanent magnets 24, 24 having the same magnetization direction are inserted into a pair of magnet insertion holes 23, 23 constituting one magnetic pole portion 25, and permanent magnets are inserted so that the magnetic poles are alternately reversed in the circumferential direction. The For example, as shown in FIG. 1, if the outer peripheral side of the magnetic pole part 25a is an N pole, the adjacent magnetic pole part 25b is configured by inserting a permanent magnet 24 into the magnet insertion hole 23 so that the outer peripheral side becomes an S pole. Has been.

ステータ30は、ステータコア31と、コイル32とを有する。   The stator 30 includes a stator core 31 and a coil 32.

ステータコア31は、複数の鋼板積層体が互いに異なる周方向位相となるように転積(回転積層:Rotational buildup)して構成されている。鋼板積層体は、電磁鋼板等の複数の鋼板が積層されて形成されている。積厚は同一であってもよく、異なっていてもよい。なお、鋼板積層体を構成する鋼板には、その片面若しくは両面に、軸方向で隣り合う鋼板同士が導通しないように図示しない絶縁層が設けられている。   The stator core 31 is configured by rolling (rotational buildup) so that a plurality of steel plate laminates have different circumferential phases. The steel plate laminate is formed by laminating a plurality of steel plates such as electromagnetic steel plates. The stacked thickness may be the same or different. In addition, the steel plate which comprises a steel plate laminated body is provided with the insulating layer which is not illustrated in the one surface or both surfaces so that the steel plates adjacent in an axial direction may not conduct | electrically_connect.

各鋼板は、環状のステータヨーク33と、ステータヨーク33から径方向内側に等間隔で突出する複数のティース34と、隣り合うティース34間に周方向に等間隔で形成されたスロット35と、ステータヨーク33から径方向外側に突出し、貫通穴27が設けられたフランジ36とを有する板状部材であり、電磁鋼板をプレス抜きすることで形成されている。本実施形態では、ステータヨーク33の周方向全周にわたって、2N個(但し、Nは2以上の自然数)、すなわち4以上の偶数個のフランジ36が設けられている。図1に示した例は、N=3の場合である。   Each steel plate includes an annular stator yoke 33, a plurality of teeth 34 protruding radially inward from the stator yoke 33 at equal intervals, slots 35 formed at equal intervals in the circumferential direction between adjacent teeth 34, a stator It is a plate-like member that protrudes radially outward from the yoke 33 and has a flange 36 provided with a through-hole 27, and is formed by pressing a magnetic steel sheet. In the present embodiment, 2N pieces (where N is a natural number of 2 or more), that is, an even number of 4 or more flanges 36 are provided over the entire circumference of the stator yoke 33. The example shown in FIG. 1 is for N = 3.

複数の鋼板を積層して形成した鋼板積層体を複数積層すると、ステータコア13には、軸方向に貫通する複数のスロット14が周方向に等間隔で形成される。スロット35には、ティース34に巻装された図示しない巻線によって形成されたコイル32が挿入される。   When a plurality of steel plate laminates formed by laminating a plurality of steel plates are laminated, a plurality of slots 14 penetrating in the axial direction are formed in the stator core 13 at equal intervals in the circumferential direction. A coil 32 formed by a winding (not shown) wound around the tooth 34 is inserted into the slot 35.

また、鋼板積層体を複数積層すると、ステータコア13の各フランジ36には、軸方向に貫通する貫通穴37が形成される。ステータコア13は、図示しないボルトを貫通穴37に挿通してハウジング40と締結することで、ハウジング40に固定される。なお、フランジ36は、外径側に向かうに従い、軸方向に見た回転電機10の中心Oと貫通穴37を結ぶ仮想直線ILに近づく一対の傾斜面36d,36eを有する。   Further, when a plurality of steel plate laminates are laminated, a through hole 37 penetrating in the axial direction is formed in each flange 36 of the stator core 13. The stator core 13 is fixed to the housing 40 by inserting a bolt (not shown) through the through hole 37 and fastening it to the housing 40. Note that the flange 36 has a pair of inclined surfaces 36d and 36e that approach a virtual straight line IL that connects the center O of the rotating electrical machine 10 and the through hole 37 as viewed in the axial direction as it goes toward the outer diameter side.

本実施形態では、ステータヨーク33の周方向に配置された6つ(2N個)のフランジ36は、等間隔ではなく、周方向で隣り合うフランジ36の周方向位相差がステータヨーク33の全周にわたり均等な配置からずれて配置されている。すなわち、6つのフランジ36のうちの周方向で隣り合うフランジ36の周方向位相差は75度(=360度/8N×5)と45度(=360度/8N×3)といった2つの値を有し、75度の周方向位相差θ1を有するフランジ36の配置と、45度の周方向位相差θ2を有するフランジ36の配置とが、ステータヨーク33の全周にわたって交互に行われている。なお、隣り合うフランジ36の周方向位相差は、軸方向に見た回転電機10の中心Oと各フランジ36の貫通穴37を結ぶ2本の仮想直線ILが形成する角度である。   In the present embodiment, the six (2N) flanges 36 arranged in the circumferential direction of the stator yoke 33 are not equally spaced, and the circumferential phase difference between adjacent flanges 36 in the circumferential direction is the entire circumference of the stator yoke 33. Are arranged out of uniform arrangement. That is, the circumferential phase difference of the flanges 36 adjacent in the circumferential direction among the six flanges 36 has two values of 75 degrees (= 360 degrees / 8N × 5) and 45 degrees (= 360 degrees / 8N × 3). The arrangement of the flange 36 having a circumferential phase difference θ1 of 75 degrees and the arrangement of the flange 36 having a circumferential phase difference θ2 of 45 degrees are alternately performed over the entire circumference of the stator yoke 33. The circumferential phase difference between adjacent flanges 36 is an angle formed by two virtual straight lines IL connecting the center O of the rotating electrical machine 10 and the through holes 37 of each flange 36 as viewed in the axial direction.

このように、本実施形態では、周方向で隣り合うフランジ36の周方向位相差を均等とせず、均等である場合の周方向位相差θ0(60度=360度/2N)から所定値θ進んだ周方向位相差θ1(75度=360度/8N×5)と、同所定値θ遅れた周方向位相差θ2(45度=360度/8N×3)とが交互に並ぶように、偶数個(2N個)のフランジ36がステータヨーク33の全周にわたって配置されている。当該構成によれば、1つのフランジ36が起因した磁気的な不均衡によって生じたトルクリプルと、周方向で隣り合うフランジ36が起因した磁気的な不均衡によって生じたトルクリプルとの間には位相差が生じる。   As described above, in the present embodiment, the circumferential phase difference between the flanges 36 adjacent in the circumferential direction is not equalized, but is advanced by a predetermined value θ from the circumferential phase difference θ0 (60 degrees = 360 degrees / 2N). The circumferential direction phase difference θ1 (75 degrees = 360 degrees / 8N × 5) and the circumferential direction phase difference θ2 (45 degrees = 360 degrees / 8N × 3) delayed by the predetermined value θ are alternately arranged in an even number. (2N) flanges 36 are arranged over the entire circumference of the stator yoke 33. According to this configuration, there is a phase difference between the torque ripple caused by the magnetic imbalance caused by one flange 36 and the torque ripple caused by the magnetic imbalance caused by the flange 36 adjacent in the circumferential direction. Occurs.

隣り合うフランジ36が起因した2つのトルクリプル間の位相差Δは、以下の式(1)によって求められる。但し、θは、2N個のフランジ36が均等配置された場合の周方向位相差θ0−周方向位相差θ2であり、Pはロータの極対数であり、定数2はトルクリプル次数が2次であることによる。
Δ=θ×P×2 …(1)
The phase difference Δ between the two torque ripples caused by the adjacent flanges 36 is obtained by the following equation (1). However, θ is the circumferential phase difference θ0−the circumferential phase difference θ2 when 2N flanges 36 are evenly arranged, P is the number of pole pairs of the rotor, and constant 2 is the torque ripple order is second order. It depends.
Δ = θ × P × 2 (1)

図1に示した例では、θ=15度、P=6であるため、Δ=180度となる。すなわち、図2に示すように、フランジ36aが起因したトルクリプル101aと、フランジ36aに対して45度(=360度/8N×3)の周方向位相差θ2を有したフランジ36bが起因したトルクリプル101bとの間には略180度の位相差があるため、双方のトルクリプル101a,101bは互いに相殺される。このため、トルクリプルの低減率を最大化できる。なお、フランジ36cが起因したトルクリプルと、フランジ36bに対して75度(=360度/8N×5)の周方向位相差θ1を有したフランジ36bが起因したトルクリプルとの間にも略180度の位相差があるため、双方のトルクリプルは互いに相殺されるとの説明も同じ意味である。   In the example shown in FIG. 1, since θ = 15 degrees and P = 6, Δ = 180 degrees. That is, as shown in FIG. 2, the torque ripple 101b caused by the torque ripple 101a caused by the flange 36a and the flange 36b having a circumferential phase difference θ2 of 45 degrees (= 360 degrees / 8N × 3) with respect to the flange 36a. Since there is a phase difference of approximately 180 degrees between the two torque ripples 101a and 101b, the two torque ripples 101a and 101b cancel each other. For this reason, the reduction rate of torque ripple can be maximized. The torque ripple caused by the flange 36c and the torque ripple caused by the flange 36b having a circumferential phase difference θ1 of 75 degrees (= 360 degrees / 8N × 5) with respect to the flange 36b are also approximately 180 degrees. The explanation that both torque ripples cancel each other out because of the phase difference has the same meaning.

このように、本実施形態では、1つのフランジ36によって生じたトルクリプルと、周方向で隣り合うフランジ36によって生じたトルクリプルとの間には180度の位相差があり、双方のトルクリプルが合成されると互いに打ち消し合う。その結果、回転電機10の出力トルクに含まれるフランジ36が起因したトルクリプルは低減される。   Thus, in this embodiment, there is a phase difference of 180 degrees between the torque ripple generated by one flange 36 and the torque ripple generated by the flange 36 adjacent in the circumferential direction, and both torque ripples are synthesized. And cancel each other. As a result, torque ripple caused by the flange 36 included in the output torque of the rotating electrical machine 10 is reduced.

また、図1に示す本実施形態の回転電機10では、周方向位相差θ1を有するフランジ36の配置と、周方向位相差θ2を有するフランジ36の配置とが、ステータヨーク33の全周にわたって交互に行われている。このため、複数の鋼板積層体を転積する際には、θ1+θ2毎に、「360/(θ1+θ2)」回又はその倍数回、転積する。したがって、本実施形態では、ステータコア31の歪み軽減や磁気特性の均一化を実現可能な転積を、単一種類の鋼板によって行うことができる。   Further, in the rotary electric machine 10 of the present embodiment shown in FIG. 1, the arrangement of the flange 36 having the circumferential phase difference θ1 and the arrangement of the flange 36 having the circumferential phase difference θ2 are alternately arranged over the entire circumference of the stator yoke 33. Has been done. For this reason, when rolling a plurality of steel sheet laminates, the rolling is carried out “360 / (θ1 + θ2)” times or multiples thereof for each θ1 + θ2. Therefore, in the present embodiment, the transposition that can realize the reduction of the distortion of the stator core 31 and the homogenization of the magnetic characteristics can be performed by a single type of steel plate.

なお、本発明は、前述した実施形態に限定されるものではなく、適宜、変形、改良、等が可能である。例えば、上記実施形態では、フランジ36の個数が2N個である場合の周方向位相差θ1が「360度/8N×5」度(=75度)、周方向位相差θ2が「360度/8N×3」度(=45度)である構成を例に説明したが、例えば、周方向位相差θ1が「360度/12N×7」度(=70度)、周方向位相差θ2が「360度/12N×7」度(=50度)の構成であっても良い。但し、この場合、周方向で隣り合うフランジ36が起因したトルクリプルの間の位相差は180度ではないため、上記実施形態の例に比べ、トルクリプルの低減率は低下する。   In addition, this invention is not limited to embodiment mentioned above, A deformation | transformation, improvement, etc. are possible suitably. For example, in the above embodiment, when the number of flanges 36 is 2N, the circumferential phase difference θ1 is “360 degrees / 8N × 5” degrees (= 75 degrees) and the circumferential phase difference θ2 is “360 degrees / 8N. The configuration of “× 3” degrees (= 45 degrees) has been described as an example. For example, the circumferential phase difference θ1 is “360 degrees / 12N × 7” degrees (= 70 degrees), and the circumferential phase difference θ2 is “360”. A configuration of “degree / 12N × 7” degrees (= 50 degrees) may be used. However, in this case, since the phase difference between the torque ripples caused by the flanges 36 adjacent in the circumferential direction is not 180 degrees, the reduction rate of the torque ripple is lower than that in the above embodiment.

なお、フランジ36の個数を3つに削減して均等配置すれば、フランジの数が減った分トルクリプルは小さくなるが、ステータコア31とハウジング40との締結数が減るため、ステータコア31の固定力は低下する。   If the number of flanges 36 is reduced to three and evenly arranged, the torque ripple will be reduced by the number of flanges, but the number of fastenings between the stator core 31 and the housing 40 will be reduced. descend.

また、磁石挿入孔23は一対で略V字形状としているが、磁極の構成として、一対に限るものでは無く、1つや3つ以上でも良いし、V字以外の直線状配置等でも良い。   Moreover, although the magnet insertion hole 23 is made into a substantially V shape by a pair, it is not restricted to a pair as a structure of a magnetic pole, One or three or more may be sufficient, and linear arrangement | positioning other than V shape etc. may be sufficient.

10 回転電機
20 ロータ
21 回転軸
22 ロータコア
23 磁石挿入孔
24 永久磁石
25,25a,25b 磁極部
30 ステータ
31 ステータコア
32 コイル
33 ステータヨーク
33a 外周面
34 ティース
35 スロット
36 フランジ
37 貫通穴
40 ハウジング
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Rotating electrical machine 20 Rotor 21 Rotating shaft 22 Rotor core 23 Magnet insertion hole 24 Permanent magnet 25, 25a, 25b Magnetic pole part 30 Stator 31 Stator core 32 Coil 33 Stator yoke 33a Outer peripheral surface 34 Teeth 35 Slot 36 Flange 37 Through-hole 40 Housing

Claims (4)

環状のステータヨークと、該ステータヨークから径方向一方に等間隔で突出する複数のティースと、該ステータヨークから径方向他方に突出し、ボルトによりハウジングと締結するための貫通孔が設けられた複数のフランジと、を有するステータコアと、
隣り合う前記ティース間に形成されたスロット内に挿入されるコイルと、を備えた回転電機のステータであって、
前記ステータヨークの周方向に配置される前記複数のフランジは、前記周方向で隣り合うフランジの周方向位相差が全周にわたり均等な配置からずれて配置されている、回転電機のステータ。
An annular stator yoke, a plurality of teeth projecting from the stator yoke in one radial direction at equal intervals, a plurality of teeth projecting from the stator yoke in the other radial direction, and through holes for fastening to the housing by bolts A stator core having a flange;
A coil inserted into a slot formed between adjacent teeth, and a stator of a rotating electrical machine,
The plurality of flanges arranged in the circumferential direction of the stator yoke is a stator for a rotating electrical machine in which circumferential phase differences between adjacent flanges in the circumferential direction are shifted from uniform arrangement over the entire circumference.
請求項1に記載の回転電機のステータであって、
前記複数のフランジのうちの前記周方向で隣り合うフランジの周方向位相差は2つの値を有し、
前記ステータヨークの前記径方向他方の外周には、第1の周方向位相差を有するフランジの配置と、第2の周方向位相差を有するフランジの配置とが全周にわたって交互に行われた、回転電機のステータ。
A stator for a rotating electrical machine according to claim 1,
The circumferential phase difference of the flanges adjacent in the circumferential direction of the plurality of flanges has two values,
On the outer periphery of the other radial direction of the stator yoke, the arrangement of the flange having the first circumferential phase difference and the arrangement of the flange having the second circumferential phase difference were alternately performed over the entire circumference. A stator for rotating electrical machines.
請求項2に記載の回転電機のステータであって、
前記ステータヨークの前記径方向他方の外周の全周にわたって設けられる前記複数のフランジの個数が2N個である場合、
前記第1の周方向位相差は「360/8N×5」度であり、前記第2の周方向位相差は「360/8N×3」度である、回転電機のステータ。
A stator for a rotating electrical machine according to claim 2,
When the number of the plurality of flanges provided over the entire circumference of the other outer periphery in the radial direction of the stator yoke is 2N,
The stator of the rotating electrical machine, wherein the first circumferential phase difference is “360 / 8N × 5” degrees and the second circumferential phase difference is “360 / 8N × 3” degrees.
請求項3に記載の回転電機のステータであって、
前記ステータコアは、複数の鋼板が積層されることで構成された鋼板積層体が、互いに異なる周方向位相となるように前記Nの倍数回、転積して構成された、回転電機のステータ。
A stator for a rotating electrical machine according to claim 3,
The stator core is a stator of a rotating electrical machine in which a steel sheet laminate formed by laminating a plurality of steel sheets is rolled up multiple times of N so as to have different circumferential phases.
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