JP2011217454A

JP2011217454A - Rotating electric machine

Info

Publication number: JP2011217454A
Application number: JP2010080937A
Authority: JP
Inventors: Toshinari Kondo; 俊成近藤; Yoshiaki Yasuda; 善紀安田; Akio Yamagiwa; 昭雄山際
Original assignee: Daikin Industries Ltd
Current assignee: Daikin Industries Ltd
Priority date: 2010-03-31
Filing date: 2010-03-31
Publication date: 2011-10-27

Abstract

【課題】ロータコアとステータコアとの間に立体ギャップを採用した回転電気機械において、渦電流損の増大を抑えつつ、積層構造のステータコアの、積層方向の磁気吸引力による積層板の剥離や変形を防止する。
【解決手段】ステータコア（30）及びロータコア（41）が、互いに対向して両コア（30,41）間に径方向及び軸方向のギャップ（G）を形成する凹凸部（38,46）をそれぞれ有した回転電気機械において、ステータコア（30）は、別体のステータ側凹凸部（38）が取り付けられた構造とする。ステータ側凹凸部（38）は、複数の積層板（33）が積層された積層構造とし、積層板（33）同士を互いに固定する溶接部（W）（固定部）を設ける。そして、溶接部（W）は、ロータ（40）との対向面を避けた位置とする。
【選択図】図３In a rotating electrical machine that employs a three-dimensional gap between a rotor core and a stator core, while preventing an increase in eddy current loss, the laminate core is prevented from being peeled or deformed by a magnetic attractive force in the stacking direction. To do.
A stator core (30) and a rotor core (41) have concave and convex portions (38, 46) that face each other and form a radial and axial gap (G) between the cores (30, 41), respectively. In the rotary electric machine that has the stator core (30), a separate stator side uneven portion (38) is attached. The stator side uneven portion (38) has a laminated structure in which a plurality of laminated plates (33) are laminated, and a welded portion (W) (fixed portion) that fixes the laminated plates (33) to each other is provided. And a welding part (W) shall be a position which avoided the opposing surface with a rotor (40).
[Selection] Figure 3

Description

本発明は、ステータコアが積層構造を有し、ステータコアとロータコア間に立体ギャップが形成された、モータ等の回転電気機械に関するものである。 The present invention relates to a rotating electric machine such as a motor in which a stator core has a laminated structure and a three-dimensional gap is formed between the stator core and the rotor core.

モータなどの回転電気機械では、ロータとステータの間のギャップを、いわゆる立体ギャップ構造とすることで、等価的にギャップ長を短縮したのと同等の特性となる効果（等価狭ギャップ効果）を期待でき、この等価狭ギャップ効果によって、トルクを代表とする、モータの各種特性の改善を期待できることが知られている。（例えば非特許文献１を参照）。 In rotating electrical machines such as motors, the gap between the rotor and the stator has a so-called three-dimensional gap structure, so the effect equivalent to shortening the gap length (equivalent narrow gap effect) is expected. It is known that this equivalent narrow gap effect can be expected to improve various characteristics of the motor, represented by torque. (For example, refer nonpatent literature 1).

真田雅之、伊藤圭祐、森本茂雄、”等価狭ギャップ効果の高い立体ギャップ構造の開発”、２００９年、電気学会論文誌Ｄ（産業応用部門誌）Ｖｏｌ．１２９（２００９），Ｎｏ．１２ｐ．１２２８-１２２９Masayuki Sanada, Keisuke Ito, Shigeo Morimoto, “Development of a three-dimensional gap structure with a high equivalent narrow gap effect”, 2009, IEEJ Transaction D (Industrial Application Division) Vol. 129 (2009), no. 12 p. 1228-1229

しかしながら、回転電気機械のロータやステータを構成するコアには電磁鋼板を積層した積層構造を有しているものがあり、積層構造のコアに上記文献に記載されたような立体ギャップ構造を採用すると次の点が懸念される。すなわち、立体ギャップ構造では、電磁鋼板（積層板）の積層方向にロータとステータとが対向しあう部分があり、この対向部分では積層方向に磁気吸引力が作用する。そのため、この部分では電磁鋼板が剥離したり、変形したりする可能性がある。そして、その剥離や変形が大きくなると、回転時にロータとステータが互いに接触する可能も考えられる。これに対しては、コアを一体構造とすることも考えられるが、一体構造では渦電流損が増大する場合がある。 However, some cores constituting rotors and stators of rotating electrical machines have a laminated structure in which electromagnetic steel sheets are laminated. When a three-dimensional gap structure as described in the above document is adopted for the laminated structure core, I am concerned about the following points. That is, in the three-dimensional gap structure, there is a portion where the rotor and the stator face each other in the stacking direction of the electromagnetic steel plates (laminated plates), and a magnetic attractive force acts in the stacking direction in this facing portion. Therefore, there is a possibility that the electromagnetic steel sheet peels off or deforms at this portion. And if the peeling and deformation become large, it is conceivable that the rotor and the stator may contact each other during rotation. On the other hand, it is conceivable that the core has an integral structure, but the integral structure may increase eddy current loss.

本発明は前記の点に着目してなされたものであり、ロータコアとステータコアとの間に立体ギャップを採用した回転電気機械において、渦電流損の増大を抑えつつ、積層構造のステータコアの、積層方向の磁気吸引力による積層板の剥離や変形を防止することを目的としている。 The present invention has been made paying attention to the above points, and in a rotating electric machine adopting a three-dimensional gap between a rotor core and a stator core, an increase in eddy current loss is suppressed, and a stacking direction of a stator core having a stacked structure is provided. It is intended to prevent the peeling and deformation of the laminated plate due to the magnetic attraction force.

前記の課題を解決するため、第１の発明は、
ステータ（20）を形成するステータコア（30）及びロータ（40）を形成するロータコア（41）が、互いに対向して両コア（30,41）間に径方向及び軸方向のギャップ（G）を形成する凹凸部（38,46）をそれぞれ有した回転電気機械において、
前記ステータコア（30）は、別体の前記凹凸部（38）が取り付けられたものであり、
前記凹凸部（38）は、複数の積層板（33）が積層された積層構造で、該積層板（33）同士を互いに固定する固定部（W）を有し、
前記固定部（W）は、前記ロータ（40）との対向面を避けて設けられていることを特徴とする。 In order to solve the above-mentioned problem, the first invention
The stator core (30) forming the stator (20) and the rotor core (41) forming the rotor (40) face each other to form a radial and axial gap (G) between the cores (30, 41). In rotating electric machines each having uneven parts (38, 46)
The stator core (30) is provided with the uneven portion (38) separately attached,
The concavo-convex portion (38) has a laminated structure in which a plurality of laminated plates (33) are laminated, and has a fixing portion (W) for fixing the laminated plates (33) to each other.
The fixing portion (W) is provided so as to avoid a surface facing the rotor (40).

この構成では、積層板（33）同士を固定したので、軸方向のギャップ（G）部分で、軸方向の磁気吸引力が作用しても、積層板（33）の剥離や変形が起こらないようにすることが可能になる。また、固定部（W）は、上記のようにロータ（40）との対向面を避けて設けられているので、固定部（W）が積層板（33,43）同士を電気的に繋いだとしても、この電気的な接続による渦電流の増大を最小限にとどめることができる。 In this configuration, since the laminated plates (33) are fixed to each other, the laminated plate (33) is not peeled off or deformed even if an axial magnetic attractive force acts on the gap (G) in the axial direction. It becomes possible to. Moreover, since the fixing | fixed part (W) is provided avoiding the opposing surface with a rotor (40) as mentioned above, the fixing | fixed part (W) electrically connected the laminated plates (33, 43). However, the increase in eddy current due to this electrical connection can be minimized.

また、第２の発明は、
第１の発明の回転電気機械において、
前記固定部（W）は、前記ロータ（40）との対向面以外の面に設けられた溶接であることを特徴とする。 In addition, the second invention,
In the rotary electric machine of the first invention,
The fixed portion (W) is a weld provided on a surface other than the surface facing the rotor (40).

この構成では、積層板（33）同士を容易に固定できる。そして、その接続は積層板（33,43）同士を電気的に繋ぐことになるが、溶接が対向面以外の面に設けられているので、溶接が渦電流流路を形成せず、渦電流の発生はほとんど起こらない。 In this configuration, the laminated plates (33) can be easily fixed. The connection electrically connects the laminated plates (33, 43), but since welding is provided on a surface other than the opposing surface, welding does not form an eddy current flow path, Almost no occurrence occurs.

また、第３の発明は、
第１又は第２の発明の回転電気機械において、
前記ステータコア（30）は、コイル（32）がそれぞれ巻回される複数のティース部（34）を有し、互いに隣接するティース部（34）間を磁気的に接続する連結部（39）が設けられていることを特徴とする。 In addition, the third invention,
In the rotary electric machine of the first or second invention,
The stator core (30) has a plurality of tooth portions (34) around which the coils (32) are wound, and a connecting portion (39) for magnetically connecting the adjacent tooth portions (34) is provided. It is characterized by being.

この構成では、隣接するティース部（34）が互いに磁気的に接続されるので、エアギャップのパーミアンスの変化をより小さくできる。 In this configuration, since the adjacent tooth portions (34) are magnetically connected to each other, the change in the air gap permeance can be further reduced.

第１の発明によれば、渦電流損の増大を抑えつつ、積層方向の磁気吸引力による積層板の剥離や変形を防止することが可能になる。 According to the first invention, it is possible to prevent peeling and deformation of the laminated plate due to the magnetic attractive force in the laminating direction while suppressing an increase in eddy current loss.

また、第２の発明によれば、第１の発明と同様の効果を、容易に得ることが可能になる。 Further, according to the second invention, it is possible to easily obtain the same effect as that of the first invention.

また、第３の発明によれば、エアギャップのパーミアンスの変化をより小さくできるので、トルクリプルをより小さくすることが可能になる。 Further, according to the third aspect of the invention, the change in the air gap permeance can be made smaller, so that the torque ripple can be made smaller.

図１は、本発明の実施形態に係るモータを適用した電動圧縮機の構成を模式的に示す縦断面図である。FIG. 1 is a longitudinal sectional view schematically showing a configuration of an electric compressor to which a motor according to an embodiment of the present invention is applied. 図２は、本実施形態のロータ及びステータの構成を示す平面図である。FIG. 2 is a plan view showing the configuration of the rotor and stator of the present embodiment. 図３は、分割ステータコアの構成を示す斜視図である。FIG. 3 is a perspective view showing the configuration of the split stator core. 図４は、ステータ側凹凸部をティース部側から見た斜視図である。FIG. 4 is a perspective view of the stator side uneven portion as viewed from the teeth portion side. 図５は、ステータコアにおける溶接部の位置を示す平面である。FIG. 5 is a plane showing the position of the welded portion in the stator core. 図６は、ロータの斜視図である。FIG. 6 is a perspective view of the rotor. 図７は、ロータにおける磁石用スロット付近の平面図である。FIG. 7 is a plan view of the vicinity of the magnet slot in the rotor. 図８は、ロータコアの側面図である。FIG. 8 is a side view of the rotor core. 図９は、ステータとロータとを組み合わせた状態の断面図である。FIG. 9 is a cross-sectional view of a state in which the stator and the rotor are combined. 図１０は、ロータコアにおける磁気吸引力の作用部位を示す図である。FIG. 10 is a diagram showing the action site of the magnetic attractive force in the rotor core. 図１１は、分割ステータコアの他の分割例を示す図である。FIG. 11 is a diagram illustrating another example of division of the divided stator core. 図１２は、接続部分の形状の一例を示す平面図である。FIG. 12 is a plan view showing an example of the shape of the connection portion. 図１３は、カシメ位置の一例を示すステータコアの平面である。FIG. 13 is a plan view of the stator core showing an example of the caulking position.

以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。なお、以下の実施形態は、本質的に好ましい例示であって、本発明、その適用物、あるいはその用途の範囲を制限することを意図するものではない。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. The following embodiments are essentially preferable examples, and are not intended to limit the scope of the present invention, its application, or its use.

《概要》
図１は、本発明の実施形態に係るモータ（1）を適用した電動圧縮機（100）の構成を模式的に示す縦断面図である。このモータ（1）は、同図に示すように、ステータ（20）、ロータ（40）、及び駆動軸（60）を備え、空気調和機に用いる電動圧縮機（100）のケーシング（70）に収容されている。モータ（1）は、いわゆるＩＰＭ（Interior Permanent Magnet）モータであり、この例では電動圧縮機（100）内の圧縮機構機（80）を駆動する。 "Overview"
FIG. 1 is a longitudinal sectional view schematically showing a configuration of an electric compressor (100) to which a motor (1) according to an embodiment of the present invention is applied. As shown in the figure, the motor (1) includes a stator (20), a rotor (40), and a drive shaft (60). The motor (1) is attached to a casing (70) of an electric compressor (100) used for an air conditioner. Contained. The motor (1) is a so-called IPM (Interior Permanent Magnet) motor. In this example, the motor (1) drives a compression mechanism (80) in the electric compressor (100).

なお、以下の説明において、軸方向とは駆動軸（60）の軸心の方向をいい、径方向とは前記軸心と直交する方向をいう。また、外周側とは前記軸心からより遠い側をいい、内周側とは前記軸心により近い側をいう。また、積層位置とは、積層板（後述）の軸方向の位置をいう。 In the following description, the axial direction refers to the direction of the axis of the drive shaft (60), and the radial direction refers to the direction orthogonal to the axis. Further, the outer peripheral side means a side farther from the axis, and the inner peripheral side means a side closer to the axis. Moreover, a lamination position means the position of the axial direction of a laminated board (after-mentioned).

《ステータ（20）》
図２は、本実施形態のロータ（40）及びステータ（20）の構成を示す平面図である。ステータ（20）は、図２に示すように、円筒状のステータコア（30）と、コイル（32）を備えている。本実施形態のステータコア（30）は、３つの分割ステータコア（31）で形成されている。図３は、分割ステータコア（31）の構成を示す斜視図である。それぞれの分割ステータコア（31）は、複数の電磁鋼板（積層板（33））を軸方向に積層した積層コアである。なお、この例では積層板（33）には、無方向性の電磁鋼板を使用している。 << Stator (20) >>
FIG. 2 is a plan view showing the configuration of the rotor (40) and the stator (20) of the present embodiment. As shown in FIG. 2, the stator (20) includes a cylindrical stator core (30) and a coil (32). The stator core (30) of the present embodiment is formed by three divided stator cores (31). FIG. 3 is a perspective view showing the configuration of the split stator core (31). Each divided stator core (31) is a laminated core obtained by laminating a plurality of electromagnetic steel plates (laminated plates (33)) in the axial direction. In this example, a non-oriented electrical steel sheet is used for the laminated plate (33).

それぞれの分割ステータコア（31）は、図３に示すように、複数のティース部（34）、コアバック部（35）、歯先部（36）、及び連結部（39）を備えている。それぞれのティース部（34）は、分割ステータコア（31）において径方向に伸びる部分である。これらのティース部（34）には、コイル（32）が巻回される。また、コアバック部（35）は、円弧状をしていて、各ティース部（34）を該ティース部（34）の外周側で連結している。なお、各ティース部（34）の間の空間が、コイル（32）が収容されるコイル用スロット（37）である。この例では、１つの分割ステータコア（31）には、１２個のコイル用スロット（37）がある。 As shown in FIG. 3, each divided stator core (31) includes a plurality of tooth portions (34), a core back portion (35), a tooth tip portion (36), and a connecting portion (39). Each tooth portion (34) is a portion extending in the radial direction in the split stator core (31). A coil (32) is wound around these teeth portions (34). Moreover, the core back part (35) is carrying out circular arc shape, and has connected each teeth part (34) on the outer peripheral side of this teeth part (34). In addition, the space between each tooth | gear part (34) is the slot (37) for coils in which a coil (32) is accommodated. In this example, one split stator core (31) has 12 coil slots (37).

また、歯先部（36）は、それぞれのティース部（34）の内周側に連なる部分である。図４は、歯先部（36）をティース部（34）側から見た斜視図である。それぞれの歯先部（36）は、図４に一点鎖線で示した、ティース部（34）の内周寄りの部分である。これらの歯先部（36）は連結部（39）によって互いに連結されている。これにより、連結部（39）は、互いに隣接するティース部（34）間を磁気的に接続する。 Further, the tooth tip portion (36) is a portion connected to the inner peripheral side of each tooth portion (34). FIG. 4 is a perspective view of the tooth tip portion (36) as viewed from the tooth portion (34) side. Each tooth tip portion (36) is a portion closer to the inner periphery of the tooth portion (34), which is indicated by a one-dot chain line in FIG. These tooth tips (36) are connected to each other by a connecting portion (39). Thereby, a connection part (39) magnetically connects between the mutually adjacent teeth parts (34).

そして、これらの歯先部（36）は、図３に示すように、軸方向断面が、３条の凹部（38d）を有した凹凸構造である。以下では分割ステータコア（31）の凹凸構造部分とティース部（34）とで構成された部分をステータ側凹凸部（38）と呼び、このステータ側凹凸部（38）の外面のうち、最も外周側の面を底面、その他の面を頂面と呼ぶ。具体的には、このステータ側凹凸部（38）は、第１頂面（38a）、第２頂面（38b）、及び底面（38c）を有している。このようなステータ側凹凸部（38）は、積層板（33）の積層位置に応じて、積層板（33）の歯先部（36）及び連結部（39）の形状（径方向の長さ）を変化させることで形成できる。 Then, as shown in FIG. 3, these tooth tip portions (36) have a concavo-convex structure in which the axial cross section has three concave portions (38d). Below, the part comprised by the uneven structure part and teeth part (34) of a division | segmentation stator core (31) is called a stator side uneven part (38), and the outermost peripheral side among the outer surfaces of this stator side uneven part (38) The other surface is called the bottom surface, and the other surface is called the top surface. Specifically, the stator side uneven portion (38) has a first top surface (38a), a second top surface (38b), and a bottom surface (38c). Such a stator-side concavo-convex part (38) is formed in the shape (radial length) of the tooth tip part (36) and the connecting part (39) of the laminated board (33) according to the lamination position of the laminated board (33) ) Can be changed.

この分割ステータコア（31）では、ステータ側凹凸部（38）が、コアバック部（35）とは別体の部品として構成されている。具体的には、分割ステータコア（31）は、図３に示すように、コアバック部（35）と各ティース部（34）との間が直線的に分割されている。また、ステータ側凹凸部（38）は、積層板（33）同士を互いに固定する溶接部（W）を有している。この溶接部（W）は、本発明の固定部の一例である。本実施形態では、溶接部（W）は、ロータ（40）との対向面を避けて設けられている。図５は、ステータコア（30）における溶接部（W）の位置を示す平面である。この図５や図４に示すように、溶接部（W）は、ステータ側凹凸部（38）の裏面(すなわちロータコア（41）との対向面の裏側の面)に設けられている。 In the split stator core (31), the stator side uneven portion (38) is configured as a separate component from the core back portion (35). Specifically, as shown in FIG. 3, the split stator core (31) is linearly divided between the core back portion (35) and each tooth portion (34). Moreover, the stator side uneven | corrugated | grooved part (38) has the welding part (W) which fixes laminated board (33) mutually. This welding part (W) is an example of the fixing part of the present invention. In the present embodiment, the welded portion (W) is provided avoiding the surface facing the rotor (40). FIG. 5 is a plane showing the position of the welded portion (W) in the stator core (30). As shown in FIG. 5 and FIG. 4, the welded portion (W) is provided on the back surface of the stator side uneven portion (38) (that is, the surface on the back side of the surface facing the rotor core (41)).

コイル（32）は、いわゆる分布巻きにより、各ティース部（34）に巻回されている（図２を参照）。このコイル（32）に所定の電力を供給することで、ステータ（20）に回転磁界を発生させることができる。 The coil (32) is wound around each tooth portion (34) by so-called distributed winding (see FIG. 2). By supplying predetermined power to the coil (32), a rotating magnetic field can be generated in the stator (20).

《ステータ（20）の製造工程の例》
ステータ（20）は、例えば次の工程で製造することができる。まず、電磁鋼板からコアバック部（35）を打ち抜き、積層する。また、電磁鋼板からステータ側凹凸部（38）を構成する部材を打ち抜く。本実施形態では、コイル用スロット（37）の相当する部分を打ち抜くことで、ティース部（34）、歯先部（36）、及び連結部（39）が一体的に形成される。このように打ち抜きで製造したステータ側凹凸部（38）用の部品を、内周側が凹凸構造となるよう積層して前記溶接部（W）で一体化し、ステータ側凹凸部（38）を形成する。このように、分割ステータコア（31）を電磁鋼板の積層構造とすることで、既存の打ち抜き設備を利用して安価にコアバック部（35）やステータ側凹凸部（38）を製造することが可能になる。 << Example of stator (20) manufacturing process >>
The stator (20) can be manufactured, for example, by the following process. First, the core back part (35) is punched out from the electromagnetic steel sheet and laminated. Moreover, the member which comprises a stator side uneven | corrugated | grooved part (38) is punched out from an electromagnetic steel plate. In the present embodiment, the tooth portion (34), the tooth tip portion (36), and the connecting portion (39) are integrally formed by punching out a corresponding portion of the coil slot (37). The parts for the stator side uneven part (38) thus manufactured by punching are laminated so that the inner peripheral side has an uneven structure and integrated by the welded part (W) to form the stator side uneven part (38). . In this way, the split stator core (31) has a laminated structure of magnetic steel sheets, so that the core back part (35) and the stator side uneven part (38) can be manufactured at low cost using existing punching equipment. become.

次に、分布巻コイル（32）をコアバック部（35）の内径側に配置し、ステータ側凹凸部（38）をコアバック部（35）の内径側からコイル（32）を通して挿入する。そして、コアバック部（35）とステータ側凹凸部（38）とを一体固着（例えば溶接）する。 Next, the distributed winding coil (32) is disposed on the inner diameter side of the core back portion (35), and the stator side uneven portion (38) is inserted from the inner diameter side of the core back portion (35) through the coil (32). Then, the core back part (35) and the stator side uneven part (38) are integrally fixed (for example, welded).

《ロータ（40）》
図６は、ロータ（40）の斜視図である。このロータ（40）は、同図に示すように、ロータコア（41）と、複数の磁石（42）を備えている。ロータコア（41）は、複数の電磁鋼板（積層板（43））を軸方向に積層した積層コアであり、円筒状の形態を有している。なお、この例では積層板（43）には、無方向性の電磁鋼板を使用している。《Rotor (40)》
FIG. 6 is a perspective view of the rotor (40). As shown in the figure, the rotor (40) includes a rotor core (41) and a plurality of magnets (42). The rotor core (41) is a laminated core obtained by laminating a plurality of electromagnetic steel plates (laminated plates (43)) in the axial direction, and has a cylindrical shape. In this example, a non-oriented electrical steel sheet is used for the laminated plate (43).

このロータコア（41）の中心には、駆動軸（60）を挿入する軸穴（47）が形成されている。また、ロータコア（41）には、磁石（42）をそれぞれ収容する、複数の磁石用スロット（44）が形成されている。それぞれの磁石用スロット（44）は、軸穴（47）の軸心回りに６０°ピッチで配置されている。そして、それぞれの磁石用スロット（44）は、平面視（軸穴（47）の軸方向視）で略Ｕ字状をしていて、このロータコア（41）を軸方向に貫通している。また、それぞれの磁石用スロット（44）の両端は、ロータコア（41）の外周付近まで延びている。なお、ロータコア（41）では、磁石用スロット（44）の端の部分（外周で細くなった部分。図６参照）をブリッジ部（44a）と呼ぶことにする。 A shaft hole (47) for inserting the drive shaft (60) is formed at the center of the rotor core (41). The rotor core (41) is formed with a plurality of magnet slots (44) for accommodating the magnets (42), respectively. Each of the magnet slots (44) is arranged at a 60 ° pitch around the axis of the shaft hole (47). Each magnet slot (44) is substantially U-shaped in a plan view (viewed in the axial direction of the shaft hole (47)), and penetrates the rotor core (41) in the axial direction. Further, both ends of each magnet slot (44) extend to the vicinity of the outer periphery of the rotor core (41). In the rotor core (41), the end portion of the magnet slot (44) (the portion narrowed on the outer periphery; see FIG. 6) is referred to as a bridge portion (44a).

図７は、ロータ（40）における磁石用スロット（44）付近の平面図である。磁石（42）は、図７に示すように、磁石用スロット（44）の中央付近に保持されている。この磁石（42）の全長は、磁石用スロット（44）の全長よりも短く、各磁石用スロット（44）の両端部分には、磁石（42）を収容した状態で空隙（45）がそれぞれ形成されている。なお、図７に示した一転鎖線は、磁石（42）の磁極中心（L）を示すラインである。 FIG. 7 is a plan view of the vicinity of the magnet slot (44) in the rotor (40). As shown in FIG. 7, the magnet (42) is held near the center of the magnet slot (44). The total length of the magnet (42) is shorter than the total length of the magnet slot (44), and a gap (45) is formed at each end of each magnet slot (44) with the magnet (42) accommodated. Has been. The one-dot chain line shown in FIG. 7 is a line indicating the magnetic pole center (L) of the magnet (42).

図８は、ロータコア（41）の側面図である。ロータコア（41）には、図８に示すように、軸方向断面が、３条の凸部（46d）を有した凹凸構造である。以下ではロータコア（41）の凹凸構造部分をロータ側凹凸部（46）と呼び、このロータコア（41）の周方向側外面のうち、最も内周側の面を底面、その他の面を頂面と呼ぶ。具体的には、このロータ側凹凸部（46）は、図８に示すように、第１頂面（46a）、第２頂面（46b）、及び底面（46c）を有している。このような凹凸部（46）は、積層板（43）の積層位置に応じて、積層板（43）の形状（直径）を変化させることで形成できる。 FIG. 8 is a side view of the rotor core (41). As shown in FIG. 8, the rotor core (41) has a concavo-convex structure in which the axial cross section has three convex portions (46d). Hereinafter, the concavo-convex structure portion of the rotor core (41) is referred to as the rotor-side concavo-convex portion (46), and among the outer circumferential side outer surfaces of the rotor core (41), the innermost surface is the bottom surface and the other surfaces are the top surfaces. Call. Specifically, as shown in FIG. 8, the rotor-side concavo-convex portion (46) has a first top surface (46a), a second top surface (46b), and a bottom surface (46c). Such an uneven | corrugated | grooved part (46) can be formed by changing the shape (diameter) of a laminated board (43) according to the lamination position of a laminated board (43).

このロータ側凹凸部（46）は、ロータ（40）をステータ（20）に組み合わせた際に、ステータ（20）のステータ側凹凸部（38）とそれぞれ対向するようになっている。図９は、ステータ（20）とロータ（40）とを組み合わせた状態の断面図である。図９に示すように、ロータコア（41）の第１頂面（46a）と分割ステータコア（31）の底面（38c）、ロータコア（41）の第２頂面（46b）と分割ステータコア（31）の第２頂面（38b）、ロータコア（41）の底面（46c）と分割ステータコア（31）の第１頂面（38a）がそれぞれ対向する。これにより、ステータ（20）（ステータコア（30））とロータ（40）（ロータコア（41））との間には、径方向及び軸方向のギャップ（立体ギャップ）が形成される。この例では、ギャップ（G）の大きさは、径方向、軸方向ともに０．３ｍｍである。 The rotor-side uneven portion (46) faces the stator-side uneven portion (38) of the stator (20) when the rotor (40) is combined with the stator (20). FIG. 9 is a cross-sectional view of a state in which the stator (20) and the rotor (40) are combined. As shown in FIG. 9, the first top surface (46a) of the rotor core (41) and the bottom surface (38c) of the split stator core (31), the second top surface (46b) of the rotor core (41), and the split stator core (31). The second top surface (38b), the bottom surface (46c) of the rotor core (41), and the first top surface (38a) of the split stator core (31) face each other. As a result, radial and axial gaps (solid gaps) are formed between the stator (20) (stator core (30)) and the rotor (40) (rotor core (41)). In this example, the size of the gap (G) is 0.3 mm in both the radial direction and the axial direction.

《本実施形態における効果》
このモータ（1）では、コイル（32）に電力を供給して運転状態にすると、ステータ（20）とロータ（40）との軸方向対向部分において、軸方向に磁気吸引力が発生する。これにより、モータ（1）では、分割ステータコア（31）の積層板（33）同士、及びロータコア（41）の積層板（43）同士を、それぞれ剥離もしくは変形させる方向に力が作用する。図１０は、ロータコア（41）における磁気吸引力の作用部位を示す図である。図１０において、ロータコア（41）には太線（F）で示した面に磁気吸引力が作用し、ステータコア（30）も太線（F）の部位に対応した面に磁気吸引力作用する。 << Effect in this embodiment >>
In the motor (1), when electric power is supplied to the coil (32) and the motor (1) is in an operating state, a magnetic attractive force is generated in the axial direction at the axially opposed portion between the stator (20) and the rotor (40). Thereby, in the motor (1), a force acts in a direction in which the laminated plates (33) of the divided stator core (31) and the laminated plates (43) of the rotor core (41) are peeled or deformed, respectively. FIG. 10 is a diagram showing the action site of the magnetic attractive force in the rotor core (41). In FIG. 10, a magnetic attraction force acts on the surface indicated by the thick line (F) on the rotor core (41), and the stator core (30) also acts on the surface corresponding to the portion indicated by the thick line (F).

しかしながら、本実施形態では、各分割ステータコア（31）は、歯先部（36）の裏面側を溶接してあるので、ステータ側凹凸部（38）の強度を高めることが可能になる。それゆえ、このモータ（1）では、軸方向に磁気吸引力が作用しても、ステータ（20）やロータ（40）において、積層板（33）の剥離や変形が起こらないようにすることが可能になる。しかも、本実施形態の溶接部（W）は、ロータコア（41）との対向面を避けて設けられているので、渦電流の発生はほとんど起こらない。 However, in this embodiment, since each divided stator core (31) is welded to the back surface side of the tooth tip portion (36), the strength of the stator side uneven portion (38) can be increased. Therefore, in this motor (1), even if a magnetic attractive force acts in the axial direction, it is possible to prevent the laminate (33) from peeling or deforming in the stator (20) or the rotor (40). It becomes possible. Moreover, since the welded portion (W) of the present embodiment is provided avoiding the surface facing the rotor core (41), the generation of eddy current hardly occurs.

また、隣接するティース部（34）を互いに磁気的に接続してあるので、エアギャップのパーミアンスの変化をより小さくできる。これにより、トルクリプルをより小さくすることが可能になる。 Further, since the adjacent tooth portions (34) are magnetically connected to each other, the change in the air gap permeance can be further reduced. Thereby, the torque ripple can be further reduced.

また、従来のモータのようにティースの歯先部間を通してコイルを挿入する必要がないので、より容易に分布巻コイル（32）を配置することが可能になる。 Moreover, since it is not necessary to insert a coil through between the tooth tip portions of the teeth unlike the conventional motor, the distributed winding coil (32) can be arranged more easily.

《実施形態の変形例》
分割ステータコア（31）における凹凸部（38）の分割位置は例示である。図１１は、分割ステータコア（31）の他の分割例を示す図である。同図に示すように、凹凸構造部分は、例えば（１）のラインで分割したり、（２）のラインで分割したりすることができる。（１）のラインでの分割は、歯先部（36）と、他の部分が別体である。また、（２）のラインでの分割は、前記実施形態の例よりもやや外周側で、各ティース部（34）とコアバック部（35）とが分割され、ティース部（34）、歯先部（36）、及び連結部（39）でステータ側凹凸部（38）を構成している。 << Modification of Embodiment >>
The division position of the uneven part (38) in the divided stator core (31) is an example. FIG. 11 is a diagram illustrating another example of division of the divided stator core (31). As shown in the figure, the concavo-convex structure portion can be divided by, for example, the line (1) or the line (2). In the division of the line (1), the tooth tip part (36) and the other part are separate. Further, in the division in line (2), each tooth portion (34) and the core back portion (35) are divided slightly on the outer peripheral side from the example of the above embodiment, and the tooth portion (34) and the tooth tip are divided. The portion (36) and the connecting portion (39) constitute a stator side uneven portion (38).

また、分割部分（接続部分）の形状も種々の形態を選択できる。図１２は、接続部分の形状の一例を示す平面図である。図１２の（Ａ）は、前記実施形態の分割例であり、直線的に分割している。一方、図１２（Ｂ）や（Ｅ）の例では、接続部分はくさび状であり、接続部分のより大きな強度を得ることが可能になる。また、図１２（Ｃ）は、接続部分部が角状であり、また、図１２（Ｄ）や（Ｆ）は接続部分が円弧状である。これらの例では、一直線で分割するよりも接触面積がより大きいので、磁気特性の低下を抑制することが可能になる。 Various shapes can be selected for the shape of the divided portion (connection portion). FIG. 12 is a plan view showing an example of the shape of the connection portion. FIG. 12A shows an example of division in the above embodiment, in which the line is divided linearly. On the other hand, in the examples of FIGS. 12B and 12E, the connection portion has a wedge shape, and it is possible to obtain greater strength of the connection portion. In addition, in FIG. 12C, the connecting portion has a square shape, and in FIGS. 12D and 12F, the connecting portion has an arc shape. In these examples, since the contact area is larger than that of dividing in a straight line, it is possible to suppress a decrease in magnetic characteristics.

《その他の実施形態》
なお、連結部（39）は、全ての積層板（33）に構成する必要はなく、一部の積層板（33）を用いて歯先部（36）同士を連結してもよい。具体的には、積層方向の端（積層表面）に位置する積層板（33）のみで連結部（39）を形成したり、第１頂面（38a）を構成する積層板（33）の何れかで連結部（39）を形成したり、ステータ側凹凸部（38）の各段の最内周部同士を連結したりするなど、種々の構成が可能である。 << Other Embodiments >>
In addition, it is not necessary to comprise a connection part (39) in all the laminated boards (33), You may connect tooth-tip parts (36) using some laminated boards (33). Specifically, the connecting portion (39) is formed only by the laminated plate (33) positioned at the end (laminated surface) in the laminating direction, or any of the laminated plates (33) constituting the first top surface (38a). Various configurations are possible, such as forming the connecting portion (39) or connecting the innermost peripheral portions of each step of the stator side uneven portion (38).

また、連結部（39）を省略することも可能である。この場合のステータ（20）の製造では、例えば、コアバック部（35）とステータ側凹凸部（38）を溶接した後に、分布巻コイル（32）を巻回し、ステータ（20）全体をモールドし、コアバック部（35）、ティース部（34）、及びコイル（32）を一体固着する。 Further, the connecting portion (39) can be omitted. In the manufacture of the stator (20) in this case, for example, after the core back part (35) and the stator side uneven part (38) are welded, the distributed winding coil (32) is wound, and the entire stator (20) is molded. The core back part (35), the teeth part (34), and the coil (32) are integrally fixed.

また、溶接部（W）（固定部）の位置は例示である。渦電流を増大させないようにするという観点からは、既述の通り、ロータ（40）との対向面を避けるのが好ましい。 Moreover, the position of the welding part (W) (fixed part) is an illustration. From the viewpoint of preventing the eddy current from increasing, it is preferable to avoid the surface facing the rotor (40) as described above.

また、固定部は、溶接の他にも、接着で実現したり、カシメ構造を採用したりすることも可能である。図１３は、カシメ（38f）の位置の一例を示すステータコア（30）の平面である。この例ではカシメ（38f）は一箇所のみ図に現れているが、必要とする強度に応じて配置する数を適宜定めればよい。例えば、カシメ（38f）を各ティース部（34）に設ける場合もある。 Further, in addition to welding, the fixing portion can be realized by adhesion or can adopt a caulking structure. FIG. 13 is a plan view of the stator core (30) showing an example of the position of the caulking (38f). In this example, the caulking (38f) only appears in the figure, but the number to be arranged may be appropriately determined according to the required strength. For example, a caulking (38f) may be provided in each tooth part (34).

また、積層板（33）には、いわゆるアモルファス鉄心を採用してもよい。このアモルファス鉄心は、一般的な電磁鋼板よりも厚さが薄く、立体ギャップ部分での渦電流の発生をより小さくすることが可能になる。 Moreover, you may employ | adopt what is called an amorphous iron core for a laminated board (33). This amorphous iron core is thinner than a general electromagnetic steel sheet, and it is possible to reduce the generation of eddy currents in the three-dimensional gap portion.

また、積層板（33,43）に用いる電磁鋼板には、いわゆる方向性電磁鋼板を採用してもよい。ティース部（34）の磁束の流れは、ティース部（34）に沿って両方向に流れる交番磁束である。そのため、圧延方向の透磁率が高い方向性電磁鋼板を用い、鋼板の圧延方向とティース部（34）の方向を合わせることで、高い磁気特性を得ることができる。これにより、最大トルクアップなどの性能向上を図ることが可能になる。 Moreover, you may employ | adopt what is called a grain-oriented electrical steel plate for the electrical steel plate used for a laminated board (33,43). The flow of magnetic flux in the tooth portion (34) is an alternating magnetic flux that flows in both directions along the tooth portion (34). Therefore, high magnetic properties can be obtained by using a grain-oriented electrical steel sheet having a high permeability in the rolling direction and matching the rolling direction of the steel sheet with the direction of the teeth portion (34). This makes it possible to improve performance such as maximum torque increase.

また、ギャップ（G）の大きさも例示である。また、ギャップ（G）は、軸方向と径方向が異なる大きさでもよい。 The size of the gap (G) is also an example. The gap (G) may have a size different in the axial direction and the radial direction.

また、上記実施形態や変形例で説明したロータやステータの構造は、発電機に採用してもよい。 Moreover, you may employ | adopt the structure of the rotor and stator demonstrated by the said embodiment and modification in a generator.

また、コイル（32）は集中巻きにしてもよい。 The coil (32) may be concentrated.

また、ステータ側凹凸部（38）を別体とする前記構造は、例えばリラクタンスモータに適用することも可能である。 Moreover, the said structure which makes a stator side uneven | corrugated | grooved part (38) a different body can also be applied to a reluctance motor, for example.

本発明は、ステータコアが積層構造を有し、ステータコアとロータコア間に立体ギャップが形成された、モータ等の回転電気機械として有用である。 The present invention is useful as a rotating electric machine such as a motor in which a stator core has a laminated structure and a three-dimensional gap is formed between the stator core and the rotor core.

１モータ（回転電気機械）
２０ステータ
３０ステータコア
３２コイル
３３積層板
３４ティース部
３８ステータ側凹凸部(凹凸部)
３９連結部
４０ロータ
４１ロータコア 1 Motor (rotary electric machine)
20 Stator 30 Stator Core 32 Coil 33 Laminated Plate 34 Teeth Part 38 Stator Side Concavity and Concavity (Unevenness)
39 Connecting part 40 Rotor 41 Rotor core

Claims

The stator core (30) forming the stator (20) and the rotor core (41) forming the rotor (40) face each other to form a radial and axial gap (G) between the cores (30, 41). In rotating electric machines each having uneven parts (38, 46)
The stator core (30) is provided with the uneven portion (38) separately attached,
The concavo-convex portion (38) has a laminated structure in which a plurality of laminated plates (33) are laminated, and has a fixing portion (W) for fixing the laminated plates (33) to each other.
The rotating electric machine according to claim 1, wherein the fixing portion (W) is provided so as to avoid a surface facing the rotor (40).

The rotating electrical machine of claim 1,
The rotating electric machine according to claim 1, wherein the fixing portion (W) is welding provided on a surface other than a surface facing the rotor (40).

The rotary electric machine according to claim 1 or 2,
The stator core (30) has a plurality of tooth portions (34) around which the coils (32) are wound, and a connecting portion (39) for magnetically connecting the adjacent tooth portions (34) is provided. Rotating electric machine characterized by that.