(57)【要約】  連結部を通る漏れ磁束の量を低減させることができる回転電機を得る。連結部における磁気的空隙部側には、切欠き部が形成され、連結部は、切欠き部よりもスロット部側に設けられたスロット部側薄肉連結部を有し、スロット部側薄肉連結部が形成された連結部の部分に対して周方向にずれた連結部の部分には、スロット部からスロット部側薄肉連結部よりも磁気的空隙部側に突出するスロット突出部が形成され、スロット突出部は、切欠き部の周方向両側に配置されている。
2017163523.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転子と、
円環状のコアバック部と周方向に間隔をあけて配置され前記コアバック部から径方向に延びた複数のティース部とを含み、周方向に隣り合う前記複数のティース部の間にスロット部が形成された固定子鉄心を有し、前記回転子に対して磁気的空隙部を介して配置された固定子と
を備え、
前記複数のティース部のそれぞれは、前記回転子側の端部である先端部を有し、
前記固定子鉄心は、前記複数のティース部のそれぞれの前記先端部に設けられ前記複数のティース部のそれぞれの前記先端部から周方向に突出し周方向に隣り合う前記複数のティース部との間を連結する、磁性体から構成された連結部をさらに含み、
前記連結部における前記磁気的空隙部側には、切欠き部が形成され、
前記連結部は、前記切欠き部よりも前記スロット部側に設けられたスロット部側薄肉連結部を有し、
前記スロット部側薄肉連結部が形成された前記連結部の部分に対して周方向にずれた前記連結部の部分には、前記スロット部から前記スロット部側薄肉連結部よりも前記磁気的空隙部側に突出するスロット突出部が形成され、
前記スロット突出部は、前記切欠き部の周方向両側に配置され、または、前記切欠き部は、前記スロット突出部の周方向両側に配置されている回転電機。
【請求項２】
前記切欠き部または前記スロット突出部は、前記ティース部の中心を通り前記固定子の軸心を含む平面に対して鏡面対称に配置されている請求項１に記載の回転電機。
【請求項３】
前記切欠き部および前記スロット突出部が形成された前記連結部は、前記固定子の軸心を中心に回転対称に配置されている請求項１に記載の回転電機。
【請求項４】
前記連結部には、前記切欠き部および前記スロット突出部が周方向について交互に配置されている請求項１から請求項３までの何れか一項に記載の回転電機。
【請求項５】
前記連結部に形成される前記切欠き部の数および前記スロット突出部の数の和は、奇数となっている請求項４に記載の回転電機。
【請求項６】
前記スロット突出部における前記磁気的空隙部側に最も突出した部分は、前記切欠き部における前記スロット部側に最も突出した部分よりも前記磁気的空隙部側に配置されている請求項１から請求項５までの何れか一項に記載の回転電機。
【請求項７】
前記切欠き部および前記スロット突出部の少なくとも一方には、非磁性部材が挿入されている請求項１から請求項６までの何れか一項に記載の回転電機。
【請求項８】
前記スロット突出部には、非磁性部材が挿入されており、
前記非磁性部材は、電機子コイルと前記ティース部との間に挿入されたインシュレータと一体となっている請求項１から請求項６までの何れか一項に記載の回転電機。
【請求項９】
前記固定子鉄心は、複数種類の固定子鉄心コアシートが積層されて構成されており、
互いに重ねられた異なる種類の前記固定子鉄心コアシートの一方における前記切欠き部または前記スロット突出部は、他方における前記切欠き部または前記スロット突出部と周方向にずれて配置されている請求項１から請求項８までの何れか一項に記載の回転電機。
【請求項１０】
前記固定子鉄心は、前記ティース部および前記連結部を有する固定子鉄心内径部と、前記コアバック部を有し、前記固定子鉄心内径部が内側に嵌め合わされる固定子鉄心外径部とを備えている請求項１から請求項９までの何れか一項に記載の回転電機。
【請求項１１】
前記ティース部における前記磁気的空隙部側には、ティース切欠き部が形成され、
軸心を中心とした前記ティース切欠き部の周方向に占める角度をθ１、前記軸心を中心とした前記切欠き部の周方向に占める角度をθ２とした場合に、
θ１／θ２≦１．７
を満たす請求項１から請求項１０までの何れか一項に記載の回転電機。
【請求項１２】
前記ティース部を挟んで周方向に隣り合う一対の前記連結部の中の一方の前記連結部である第１連結部に形成された前記切欠き部の周方向中心部と軸線とを結んだ直線と、他方の前記連結部である第２連結部に形成された前記切欠き部の周方向中心部と軸線とを結んだ直線との間の周方向の角度をθｍ２、
前記第１連結部に形成された前記切欠き部の周方向中心部と軸線とを結んだ直線と、前記第１連結部および前記第２連結部に挟まれた前記ティース部に形成された前記ティース切欠き部の周方向中心部と軸線とを結んだ直線との間の周方向の角度をθｍ１とした場合に、
θｍ１／θｍ２が０．３３以上０．６６以下
である請求項１１に記載の回転電機。
【請求項１３】
請求項１から請求項１２までの何れか一項に記載の回転電機を備えた電動パワーステアリング装置。
【請求項１４】
回転子と、
円環状のコアバック部と周方向に間隔をあけて配置され前記コアバック部から径方向に延びた複数のティース部とを含み、周方向に隣り合う前記複数のティース部の間にスロット部が形成された固定子鉄心を有し、前記回転子に対して磁気的空隙部を介して配置された固定子と
を備え、
前記複数のティース部のそれぞれは、前記回転子側の端部である先端部を有し、
前記固定子鉄心は、前記複数おティース部のそれぞれの前記先端部に設けられ前記複数のティース部のそれぞれの前記先端部から周方向に突出し周方向に隣り合う前記複数のティース部との間を連結する、磁性体から構成された連結部をさらに含み、
前記連結部における前記磁気的空隙部側には、切欠き部が形成され、
前記連結部は、前記切欠き部よりも前記スロット部側に設けられたスロット部側薄肉連結部を有し、
前記スロット部側薄肉連結部が形成された前記連結部の部分に対して周方向にずれた前記連結部の部分には、前記スロット部から前記スロット部側薄肉連結部よりも前記磁気的空隙部側に突出するスロット突出部が形成され、
前記スロット突出部は、前記切欠き部の周方向両側に配置され、または、前記切欠き部は、前記スロット突出部の周方向両側に配置され、
前記固定子鉄心は、前記複数のティース部および前記連結部を有する固定子鉄心内径部と、前記コアバック部を有し、前記固定子鉄心内径部が内側に嵌め合わされる固定子鉄心外径部とを備えている回転電機の製造方法であって、
前記固定子鉄心内径部を前記固定子鉄心外径部の内側に嵌め合わせる嵌合工程を備えている回転電機の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、回転子と、回転子に対して磁気的空隙部を介して配置された固定子とを備えた回転電機、電動パワーステアリング装置および回転電機の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、固定子鉄心における隣り合うティース部の先端部の間を磁性体から構成された連結部で連結して剛性を高めた回転電機であって、連結部は、固定子の軸心に沿った厚みの寸法を他の部分よりも小さくした薄肉部を有し、連結部を通る漏れ磁束の低減を図った回転電機が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−３０４９９７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、固定子鉄心の製造上または強度上、連結部における薄肉部の厚みの寸法を一定以上とする必要があるので、連結部を通る漏れ磁束の量が大きいという課題があった。【０００５】
この発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、連結部を通る漏れ磁束の量を低減させることができる回転電機、電動パワーステアリング装置および回転電機の製造方法を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この発明に係る回転電機は、回転子と、円環状のコアバック部と周方向に間隔をあけて配置されコアバック部から径方向に延びた複数のティース部とを含み、周方向に隣り合う複数のティース部の間にスロット部が形成された固定子鉄心を有し、回転子に対して磁気的空隙部を介して配置された固定子とを備え、複数のティース部のそれぞれは、回転子側の端部である先端部を有し、固定子鉄心は、複数のティース部のそれぞれの先端部に設けられ複数のティース部のそれぞれの先端部から周方向に突出し周方向に隣り合う複数のティース部との間を連結する、磁性体から構成された連結部をさらに含み、連結部における磁気的空隙部側には、切欠き部が形成され、連結部は、切欠き部よりもスロット部側に設けられたスロット部側薄肉連結部を有し、スロット部側薄肉連結部が形成された連結部の部分に対して周方向にずれた連結部の部分には、スロット部からスロット部側薄肉連結部よりも磁気的空隙部側に突出するスロット突出部が形成され、スロット突出部は、切欠き部の周方向両側に配置され、または、切欠き部は、スロット突出部の周方向両側に配置されている。
【発明の効果】
【０００７】
この発明に係る回転電機によれば、固定子鉄心のティース部の先端が連結部によって連結された回転電機において、連結部を通る漏れ磁束の経路をより長くすることができるので、連結部を通る漏れ磁束の量を低減させることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】この発明の実施の形態１に係る自動車の電動パワーステアリング装置を示す説明図である。
【図２】図１の電動駆動装置を示す説明図である。
【図３】図２の回転電機を示す断面図である。
【図４】図３のＢ部拡大図である。
【図５】図４の連結部を示す拡大図である。
【図６】従来例の固定子鉄心の要部を示す拡大図である。
【図７】図６の連結部を通る漏れ磁束の経路を示す図である。
【図８】図５の連結部を通る漏れ磁束の経路を示す図である。
【図９】同等の駆動条件下での実施の形態１および従来例におけるＰ１−Ｐ２間の磁気抵抗を示すグラフである。
【図１０】実施の形態１および従来例のそれぞれの回転電機が同一条件で駆動した場合のトルク波形を示すグラフである。
【図１１】実施の形態１に係る回転電機における連結部の変形例を示す図である。
【図１２】この発明の実施の形態２に係る回転電機の連結部およびティース部を示す図である。
【図１３】図１２の連結部を示す拡大図である。
【図１４】この発明の実施の形態３に係る回転電機の連結部およびティース部を示す図である。
【図１５】図１４の連結部を示す拡大図である。
【図１６】この発明の実施の形態４に係る回転電機の連結部およびティース部を示す図である。
【図１７】図１６の連結部を示す拡大図である。
【図１８】実施の形態４に係る回転電機における連結部の変形例を示す図である。
【図１９】図１８の連結部を示す拡大図である。
【図２０】この発明の実施の形態５に係る回転電機の連結部およびティース部を示す図である。
【図２１】図２０の連結部を示す拡大図である。
【図２２】この発明の実施の形態６に係る回転電機の連結部およびティース部を示す図である。
【図２３】実施の形態６に係る回転電機における非磁性部材の変形例を示す図である。
【図２４】この発明の実施の形態７に係る回転電機を示す断面図である。
【図２５】図２４の固定子鉄心における固定子鉄心コアシートの積層パターンを示す図である。
【図２６】図２５の固定子鉄心内径部を固定子鉄心外径部の内側に嵌め合う工程の一部を示す図である。
【図２７】従来例の連結部において周方向について圧縮される方向に力が加えられた状態を示す図である。
【図２８】図２６の連結部において周方向について圧縮される方向に力が加えられた状態を示す図である。
【図２９】この発明の実施の形態８に係る回転電機の固定鉄心の要部を示す図である。
【図３０】図２９の連結部を示す拡大図である。
【図３１】図２９の回転電機における回転子の形状にばらつきが生じた場合または永久磁石の位置、形状および残留磁束密度にばらつきが生じた場合に回転子に生じるコギングトルクを示すグラフである。
【図３２】図２９の回転電機における回転子の形状にばらつきが生じた場合または永久磁石の位置、形状および残留磁束密度にばらつきが生じた場合に回転子に生じるコギングトルクを示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１に係る自動車の電動パワーステアリング装置を示す説明図である。運転者は図示しないステアリングホイールを操舵し、そのトルクが図示しないステアリングシャフトを介してシャフト１に伝達される。このときトルクセンサ２が検出したトルクの情報は、電気信号に変換されケーブルを通じてコネクタ３を介して電動駆動装置４のＥＣＵ（エンジンコントロールユニット）４０１に伝達される。一方、車速などの自動車の情報が電気信号に変換されコネクタ５を介してＥＣＵ４０１に伝達される。ＥＣＵ４０１は、トルクの情報および車速などの自動車の情報から、必要なアシストトルクを演算し、インバータを通じて電動駆動装置４の回転電機４０２に電流を供給する。
【００１０】
電動駆動装置４は、ラック軸の移動方向に平行となるように配置されている。ラック軸の移動方向は、図１では矢印Ａの方向である。また、ＥＣＵ４０１への電源供給は、バッテリおよびオルタネータから電源コネクタ６を介して送られる。電動駆動装置４の回転電機４０２により発生したトルクは、図示しないベルトと図示しないボールねじが内蔵されたギヤボックス７によって減速され、ハウジング８の内部にある図示しないラック軸を矢印Ａの方向に動かす推力を発生させ、運転者の操舵力をアシストする。これにより、タイロッド９が動き、タイヤが転舵して車両を旋回させることができる。回転電機４０２により発生するトルクによってアシストされることによって、運転者は少ない操舵力で車両を旋回させることができる。なお、ラックブーツ１０は、異物が電動パワーステアリング装置の内部に進入しないように設けられている。
【００１１】
図２は図１の電動駆動装置４を示す説明図である。電動駆動装置４は、ＥＣＵ４０１と本発明の回転電機４０２とが一体となった構造となっている。回転電機４０２について説明する。回転電機４０２は、固定子鉄心４０３および固定子鉄心４０３に収められた電機子巻線４０４を有する固定子４０５と、固定子４０５が固定されるフレーム４０６とを備えている。また、回転電機４０２は、フレーム４０６に一体に設けられた壁部４０７と、フレーム４０６に設けられるハウジング４０８と、ハウジング４０８をフレーム４０６に固定するためのボルト４０９とを備えている。ハウジング４０８は、回転電機４０２の前面部に配置される。回転電機４０２の前面部とは、図２において、回転電機４０２の左側の部分である。なお、壁部４０７は、フレーム４０６と別体に設けられてもよい。
【００１２】
また、回転電機４０２は、ハウジング４０８に設けられた軸受４１０と、フレーム４０６に支持された軸受４１１とを備えている。軸受４１１は、壁部４０７に取り付けられている。軸受４１０は、壁部４０７を介してフレーム４０６に支持されている。
【００１３】
また、回転電機４０２は、軸受４１０および軸受４１１により回転自在に支えられる回転軸４１２、回転軸４１２に設けられた回転子鉄心４１３および回転子鉄心４１３に設けられた永久磁石４１４を有する回転子４１５を備えている。回転軸４１２は、回転子鉄心４１３に形成された貫通孔に圧入されている。これにより、回転子鉄心４１３は、回転軸４１２に固定されている。永久磁石４１４は、回転子鉄心４１３に固定されている。以後、断面とは、回転軸４１２に垂直な面で切った場合の断面である。
【００１４】
図３は図２の回転電機４０２を示す断面図である。回転電機４０２は、回転子４１５の極数が１４、固定子４０５のスロット数が１８の回転電機４０２である。固定子４０５の径方向内側には、磁気的空隙部４１６を介して回転自在に回転子４１５が設けられている。磁気的空隙部４１６とは、固定子４０５の磁性体である固定子鉄心４０３と、回転子４１５の磁性体である、回転子鉄心４１３および永久磁石４１４との間の空隙である。
【００１５】
回転子４１５は、回転軸４１２と、回転軸４１２の径方向外側に設けられた回転子鉄心４１３とを備え、回転子鉄心４１３には、複数の永久磁石埋め込み部４１７が形成されている。この例では、１４個の永久磁石埋め込み部４１７が回転子鉄心４１３に形成されている。永久磁石埋め込み部４１７は、周方向に等間隔に並べて配置されている。それぞれの永久磁石埋め込み部４１７には、断面形状が四角形状の永久磁石４１４が別々に埋め込まれている。永久磁石４１４の磁極は、周方向に等間隔に並べて配置されている。永久磁石４１４は、径方向長さが周方向長さと比べてより長い形状となるように、永久磁石埋め込み部４１７に埋め込まれている。断面形状が四角形状の永久磁石４１４を用いることによって、永久磁石４１４の加工コストを低減させることができる。永久磁石４１４の着磁方向は、図３に示すＮおよびＳがそれぞれＮ極およびＳ極となるような方向となっている。すなわち、永久磁石４１４は、隣り合う永久磁石４１４の互いに向かい合う面が互いに同一の極となるように着磁されている。永久磁石４１４の着磁方向をこのようにすることによって、磁束を回転子鉄心４１３に集中させて、回転子鉄心４１３の磁束密度を高めることができる。
【００１６】
隣り合う永久磁石４１４の間には、回転子鉄心４１３が介在している。回転子鉄心４１３における固定子４０５に対向する面の形状は、曲面形状となっている。回転子鉄心４１３における固定子４０５に対向する面の形状は、隣り合う永久磁石４１４の間の中間点において、固定子４０５との間の空隙長が短くなるような凸形状の曲面形状となっている。言い換えれば、回転子鉄心４１３における固定子４０５に対向する面の形状は、周方向中間部が周方向端部よりも固定子４０５に近づくように突出する凸形状の曲面形状となっている。回転子鉄心４１３における固定子４０５に対向する面の形状をこのような形状にすることによって、回転子鉄心４１３と固定子４０５との間の空隙に発生する磁束密度の波形を滑らかにすることができ、その結果、回転電機４０２におけるコギングトルクおよびトルク脈動をより小さくすることができる。
【００１７】
回転子４１５は、永久磁石４１４よりも径方向内側に設けられた非磁性部を備えている。この非磁性部は、例えば、内部に空気が満たされた空洞であってもよく、また、空洞に充填された樹脂であってもよい。また、この非磁性部は、例えば、空洞に挿入された、ステンレス、アルミニウム等のような非磁性の金属であってもよい。永久磁石４１４よりも径方向内側に非磁性部が設けられることによって、永久磁石４１４からの漏れ磁束を低減させることができる。
【００１８】
回転子鉄心４１３は、周方向に隣り合う永久磁石４１４の間に配置される部分である回転子鉄心外径部と、回転軸４１２の外周を囲う部分である回転子鉄心内径部と、回転子鉄心外径部と回転子鉄心内径部との間に設けられたブリッジ部４１８とを有している。ブリッジ部４１８は、回転子鉄心外径部と回転子鉄心内径部とを機械的に連結する働きを持っている。なお、この例では、全ての回転子鉄心外径部と回転子鉄心内径部との間にブリッジ部４１８が設けられているが、これに限るものではなく、一部の回転子鉄心外径部と回転子鉄心内径部との間にブリッジ部４１８が設けられていなくても、同等の効果が得られる。一部の回転子鉄心外径部と回転子鉄心内径部との間にブリッジ部４１８が設けられていない場合、ブリッジ部４１８が設けられていない回転子鉄心外径部と回転子鉄心内径部との間を通る漏れ磁束を低減させることができ、回転電機４０２が出力する平均トルクを向上させることができる。
【００１９】
以上の構成によって、回転子鉄心４１３と固定子４０５との間の空隙に発生する磁束密度の波形を滑らかにしてコギングトルクおよびトルク脈動を低減させつつ、永久磁石４１４の径方向長さが周方向長さと比べてより長いため、磁束を回転子鉄心４１３に集中させることができ、回転電機４０２が出力するトルクを高めることができる。また、断面形状が四角形状の永久磁石４１４を用いることができるので、永久磁石４１４の加工コストを低減させることができ、または、磁石飛散防止に用いられる金属の管が不要となるので、回転電機４０２の低コスト化を図ることができる。
【００２０】
固定子４０５は、円環状のコアバック部４１９と周方向に間隔をあけて等間隔に配置されコアバック部４１９から磁気的空隙部４１６に向かって突出する複数のティース部４２０とを有し、周方向に隣り合うティース部４２０の間にスロット部４２１が形成された固定子鉄心４０３と、固定子鉄心４０３におけるスロット部４２１に収容された電機子コイル４２３とを備えている。スロット部４２１とは、隣り合うティース部４２０とコアバック部４１９と後述する連結部４２４とで囲まれる空間である。この例では、ティース部４２０、スロット部４２１および電機子コイル４２３の数は、１８個となっている。また、固定子４０５は、固定子鉄心４０３のティース部４２０と電機子コイル４２３との間に挿入され、樹脂等で構成された図示しないインシュレータをさらに備えている。このインシュレータは、ティース部４２０と電機子コイル４２３との間を電気的に絶縁する。
【００２１】
６個のＵ相の電機子コイル４２３と、６個のＶ相の電機子コイル４２３と、６個のＷ相の電機子コイル４２３とが接続されている。図３では、＋Ｕ１１、−Ｕ１２、＋Ｕ１３、−Ｕ２１、＋Ｕ２２および−Ｕ２３がＵ相であり、＋Ｖ１１、−Ｖ１２、＋Ｖ１３、−Ｖ２１、＋Ｖ２２および−Ｖ２３がＶ相であり、−Ｗ１１、＋Ｗ１２、−Ｗ１３、＋Ｗ２１、−Ｗ２２および＋Ｗ２３がＷ相である。電機子コイル４２３は、図３に示すティース部４２０の番号である１〜１８に対応して、＋Ｕ１１、＋Ｖ１１、−Ｖ１２、−Ｗ１１、−Ｕ１２、＋Ｕ１３、＋Ｖ１３、＋Ｗ１２、−Ｗ１３、−Ｕ２１、−Ｖ２１、＋Ｖ２２、＋Ｗ２１、＋Ｕ２２、−Ｕ２３、−Ｖ２３、−Ｗ２２、＋Ｗ２３の順に並んで配置されている。ただし、「＋」および「−」は、コイルの巻極性を示しており、「＋」と「−」とでは、巻極性が互いに逆となる。１８個の電機子コイル４２３のそれぞれは、相毎に接続されている。さらに、各相の電機子コイル４２３は、回転電機４０２の外部で互いに結線されている。電機子コイル４２３が結線されることによって電機子巻線４０４が構成される。電機子コイル４２３には、Ｕ相、Ｖ相およびＷ相に対応して、３ｎ相の電流が供給される。ここで、ｎは、１以上の整数である。電機子コイル４２３に電流が供給されることによって、回転電機４０２の回転子４１５がトルクを発生させる。
【００２２】
固定子鉄心４０３は、複数のティース部４２０のそれぞれの先端部に設けられ複数のティース部４２０のそれぞれの先端部から周方向に突出し周方向に隣り合うティース部４２０の間を連結する、磁性体から構成された連結部４２４をさらに有している。ティース部４２０の先端部とは、ティース部４２０における回転子４１５に最も近い側の端部である。連結部４２４は、隣り合うティース部４２０のそれぞれの先端部における、互いに周方向に隣り合う周方向端部の間を連結する。連結部４２４の数は、ティース部４２０の数に対応して、１８個となっている。
【００２３】
回転電機４０２が駆動する場合、固定子４０５における径方向内側部分には、固定子４０５の内周が歪むような径方向の電磁力が働く。しかしながら、隣り合うティース部４２０の間を連結部４２４によって連結することによって、固定子鉄心４０３における回転子４１５側の内周の強度を、ティース部４２０の先端部の間を連結しない場合と比較して、向上させることができる。これにより、固定子４０５の剛性を、ティース部４２０の先端部の間を連結しない場合と比較して、向上させることができる。その結果、回転電機４０２の振動を低減させることができる。また、このように隣り合うティース部４２０の間を連結する場合、スロット部４２１における回転子４１５側の開口部が塞がれるので、固定子鉄心４０３から径方向内側への電機子コイル４２３の飛び出しを防ぐことができ、また、スロットパーミアンスの高調波成分を低減させることができる。スロットパーミアンスの高調波成分を低減させることによって、コギングトルクおよび電磁加振力を低減させることができる。
【００２４】
図４は図３のＢ部拡大図である。実施の形態１では、ティース部４２０および連結部４２４における磁気的空隙部４１６側の端面が、回転軸４１２の軸心を中心とした円筒にほぼ沿う形状となっているが、連結部４２４には、この端面よりもスロット部４２１側に突出する略四角形状の切欠き部４２５が形成されている。切欠き部４２５は、連結部４２４が切欠かれることによって形成されている。言い換えると、連結部４２４における磁気的空隙部４１６側の部分には、切欠き部４２５が形成されている。切欠き部４２５は、周方向に一定の幅を有している。また、連結部４２４には、スロット部４２１から磁気的空隙部４１６側に突出する略四角形状のスロット突出部４２６が形成されている。スロット突出部４２６は、連結部４２４が切欠かれることによって形成されている。言い換えると、連結部４２４におけるスロット部４２１側の部分には、スロット突出部４２６が形成されている。
【００２５】
図５は図４の連結部４２４を示す拡大図である。連結部４２４は、切欠き部４２５が形成された位置よりもスロット部４２１側、つまり、径方向外側の位置に設けられたスロット部側薄肉連結部４２７を有している。スロット突出部４２６は、連結部４２４における切欠き部４２５が形成された周方向範囲を除く範囲において、スロット部側薄肉連結部４２７のスロット部４２１側に最も突出した位置に対して磁気的空隙部４１６側に突出している。言い換えると、スロット突出部４２６は、スロット部側薄肉連結部４２７が形成された連結部４２４の部分に対して周方向にずれた連結部４２４の部分に形成されている。回転軸４１２の軸心を中心とした場合のスロット突出部４２６の最内径は、回転軸４１２の軸心を中心とした場合のスロット部側薄肉連結部４２７の最外径よりも小さくなっている。
【００２６】
また、連結部４２４は、スロット突出部４２６が形成された位置よりも磁気的空隙部４１６側、つまり、径方向内側の位置に設けられた磁気的空隙部側薄肉連結部４２８と、スロット部側薄肉連結部４２７と磁気的空隙部側薄肉連結部４２８との間を連結する径方向薄肉連結部４２９とを有している。スロット突出部４２６は、切欠き部４２５に対して、周方向両側に配置されている。切欠き部４２５およびスロット突出部４２６は、固定子４０５のティース部４２０の中央を通る中央線Ｃに対して鏡面対称に配置されている。言い換えれば、切欠き部４２５およびスロット突出部４２６は、ティース部４２０の中心を通り固定子４０５の軸心を含む平面に対して鏡面対称に配置されている。
【００２７】
また、連結部４２４は、ティース部４２０の先端部から径方向の幅が漸減しながら周方向外側に突出するつば部４３７をさらに有している。つば部４３７は、ティース部４２０と磁気的空隙部側薄肉連結部４２８とを連結している。スロット部側薄肉連結部４２７の径方向の幅および磁気的空隙部側薄肉連結部４２８の径方向の幅は、つば部４３７の径方向の最小幅よりも小さく、また、連結部４２４において最小となっている。
【００２８】
図４に示すように、電機子巻線４０４に電流が供給されると、ティース部４２０には径方向に延びる磁束が生じる。この磁束は、ティース部４２０の先端部において、磁気的空隙部４１６に向かう主磁束Ｄと、隣り合うティース部４２０に向かう漏れ磁束Ｅとに分岐する。合計１８個のティース部４２０を通る主磁束Ｄによって、固定子４０５と回転子４１５との間の空隙部に磁束が生じ、回転電機４０２にトルクが発生する。一方、漏れ磁束Ｅは、固定子４０５と回転子４１５との間の空隙部に磁束を生じさせず、回転電機４０２に発生するトルクに寄与しない。
【００２９】
ここで、連結部４２４を用いて隣り合うティース部４２０の先端部の間を連結した回転電機４０２を駆動する場合、隣り合うティース部４２０の間が磁性体で連結されているため、連結部４２４における磁束が通る経路において磁気抵抗が低下し、漏れ磁束Ｅが増加する。その結果、主磁束Ｄの量が相対的に減少して、回転電機４０２が出力する平均トルクが低下するという課題がある。
【００３０】
また、連結部４２４が磁性体から構成されているため、回転子４１５の位置が変化すると回転子４１５および電機子コイル４２３によって生じる磁束によって連結部４２４に磁気飽和が生じ、連結部４２４の磁気抵抗が変化する。これにより、漏れ磁束Ｅが変動し、合計１８個のティース部４２０に生じる主磁束の量の総和が変動する。その結果、回転電機４０２においてトルク脈動が増加してしまう。つまり、連結部４２４を用いてティース部４２０の先端部を連結する回転電機４０２では、トルク脈動が増加するという課題がある。
【００３１】
次に、実施の形態１における効果を従来例と比較して説明する。図６は従来例の固定子鉄心の要部を示す拡大図である。従来例では、連結部４２４には、ティース部４２０および連結部４２４における磁気的空隙部４１６側の端面よりもスロット部４２１側に突出する切欠き部４２５が形成されている。従来例では、連結部４２４にスロット突出部４２６が形成されていない。図６では、連結部４２４におけるＰ１−Ｐ２間の構成のみが、実施の形態１と異なっており、その他の構成は、実施の形態１と同一である。
【００３２】
図７は図６の連結部４２４を通る漏れ磁束Ｅの経路を示す図、図８は図５の連結部４２４を通る漏れ磁束Ｅの経路を示す図である。実施の形態１では、Ｐ１−Ｐ２間を通る漏れ磁束Ｅの経路には、径方向薄肉連結部４２９を通る経路が含まれるため、連結部４２４を通る漏れ磁束Ｅの経路が従来例と比較してより長くなっている。これは、実施の形態１では、連結部４２４が、スロット部側薄肉連結部４２７と磁気的空隙部側薄肉連結部４２８との間を連結する径方向薄肉連結部４２９を有しているためである。
【００３３】
次に、図７および図８の連結部４２４におけるＰ１−Ｐ２間における磁気抵抗について説明する。図９は同等の駆動条件下での実施の形態１および従来例におけるＰ１−Ｐ２間の磁気抵抗を示すグラフである。実施の形態１におけるＰ１−Ｐ２間の磁気抵抗は、連結部４２４を通る漏れ磁束Ｅの経路が従来例と比較してより長くなっているため、連結部４２４の磁気抵抗が従来例と比較して１．３８倍まで増加している。したがって、実施の形態１における連結部４２４では、切欠き部４２５およびスロット突出部４２６が連結部４２４に形成されているため、連結部４２４は、スロット部側薄肉連結部４２７と磁気的空隙部側薄肉連結部４２８との間を連結する径方向薄肉連結部４２９を有し、連結部４２４の磁気抵抗が増加する効果が得られる。なお、この例では、実施の形態１および従来例において連結部４２４におけるＰ１−Ｐ２間の構成のみが異なる構成について説明したが、他の構成であっても、連結部４２４が径方向薄肉連結部４２９を有する場合に、連結部４２４の磁気抵抗が増加する効果が得られる。
【００３４】
次に、実施の形態１および従来例のそれぞれの回転電機が同一条件で駆動した場合のトルク波形について説明する。図１０は実施の形態１および従来例のそれぞれの回転電機が同一条件で駆動した場合のトルク波形を示すグラフである。図１０では、従来例の回転電機が出力する平均トルクで規格化した値を示している。実施の形態１の回転電機では、従来例の回転電機と比較して、平均トルクが１．０から１．０１１まで約１．１％だけ増加し、トルク脈動が０．０４から０．０２まで約５０％だけ低下している。平均トルクが増加した理由としては、連結部４２４の磁気抵抗が増加したため、漏れ磁束が低下し、主磁束量が増加したためである。トルク脈動が低減した理由としては、連結部４２４の磁気抵抗が増加したため、主磁束に対する漏れ磁束量が相対的に低減し、回転子４１５の回転に伴い漏れ磁束が変動した場合の主磁束の変動への影響が低減したためである。したがって、実施の形態１では、連結部４２４の磁気抵抗が増加したため、回転電機の平均トルクを向上させ、回転電機のトルク脈動を低減させることができる。
【００３５】
回転電機４０２にトルクが生じる場合、ティース部４２０の先端部を通る主磁束および漏れ磁束は、回転子４１５に対して、吸引される方向または反発する方向に流れる。したがって、主磁束および漏れ磁束のそれぞれには、周方向線分が含まれる。実施の形態１では、回転電機４０２の回転子４１５は、図３の紙面上で時計回りまたは反時計回りに回転する。電機子巻線４０４には、３ｎ相の電流が供給されるため、回転方向が異なる場合には、主磁束および漏れ磁束が回転子４１５に吸引される方向または反発する方向が反転するため、主磁束および漏れ磁束のそれぞれの周方向成分も反転する。
【００３６】
隣り合うティース部４２０の間に連結部４２４が設けられた構造では、主磁束および漏れ磁束のそれぞれの周方向成分が反転すると、連結部４２４の形状の影響および連結部４２４における磁気飽和が生じる箇所のティース部４２０に対する対称性が異なる影響から、連結部４２４を通る漏れ磁束が変化する。結果として、主磁束の量が回転電機４０２の回転方向によって異なる場合が懸念される。このように、主磁束の量が回転電機４０２の回転方向によって異なる場合、回転電機４０２の平均トルクおよびトルク脈動が回転方向によってばらつきが生じる。したがって、一方の回転方向で連結部４２４の磁気抵抗を増加させて、平均トルクを向上させ、トルク脈動を低減させても、他方の回転方向では効果が得られないという課題があった。
【００３７】
以上説明したように、この発明の実施の形態１に係る回転電機では、連結部４２４において切欠き部４２５に対してスロット突出部４２６が周方向両側に配置されている。したがって、回転方向が反転して、ティース部４２０の先端部を通る主磁束および漏れ磁束の周方向成分が反転した場合であっても、切欠き部４２５に対してスロット突出部４２６が周方向両側に配置されているため、連結部４２４に径方向薄肉連結部４２９が偶数個、この例では２個あることになり、回転電機４０２の反転前後の主磁束および漏れ磁束の周方向成分がスロット部側薄肉連結部４２７に対して対称となる。このため、連結部４２４の形状および磁気飽和が生じる箇所のティース部４２０に対する対称性が異なることによる回転方向に依存した磁束の非対称性の影響を緩和することができ、漏れ磁束をほぼ同等とすることができる。したがって、回転電機４０２の回転方向を変えた場合であっても主磁束の量をほぼ同一にすることができ、回転電機４０２の回転方向による平均トルクのばらつきおよびトルク脈動のばらつきを低減させることができる。また、回転電機４０２の回転方向が変わっても、前述した平均トルク向上の効果およびトルク脈動低減の効果を発揮することができる。
【００３８】
また、この回転電機では、固定子４０５のそれぞれのティース部４２０の中央線に対して、切欠き部４２５およびスロット突出部４２６は、鏡面対称に配置されているため、回転電機４０２の回転方向が変わった場合の漏れ磁束をさらに同等にすることができ、回転方向におる平均トルクのばらつきおよびトルク脈動のばらつきをさらに低減させることができる。なお、実施の形態１では、切欠き部４２５およびスロット突出部４２６は、固定子４０５の全てのティース部４２０の中央線に対して鏡面対称となるように配置されている構成について説明したが、一部のティース部４２０に対して鏡面対称となるように配置されている構成であっても、同等の効果が得られる。
【００３９】
また、この回転電機では、図４に示すように、連結部４２４に形成された切欠き部４２５およびスロット突出部４２６の位置が回転対称となっている。さらに、連結部４２４は、回転対称の最小単位となっている。これにより、回転子４１５が回転した場合に、連結部４２４に生じる漏れ磁束量が同等となるため、主磁束の変動を低減させることができる。その結果、トルク脈動をさらに低減させることができる。なお、実施の形態１では、固定子４０５の全ての連結部４２４の切欠き部４２５およびスロット突出部４２６が回転対称である構成について説明したが、一部の連結部４２４に対して回転対称となっている構成であっても、同等の効果が得られる。
【００４０】
なお、この実施の形態１では、回転子４１５の極数が１４、固定子４０５のスロット数が１８である回転電機４０２の構成について説明したが、極数が１４以外の回転子４１５、スロット数が１８以外の固定子であっても、同様の効果が得られる。
【００４１】
また、上記実施の形態１では、回転子４１５の永久磁石埋め込み部４１７に永久磁石４１４を配置する構成について説明したが、これに限るものではなく、永久磁石４１４が回転子４１５の表面に貼り付けられる構成であっても同等の効果を得ることができる。
【００４２】
また、固定子４０５から供給される主磁束によってトルクが生じるリラクタンスモータまたは誘導機であっても同等の効果が得られ、また、巻線界磁型の回転電機などであっても同等の効果が得られる。
【００４３】
また、上記実施の形態１では、切欠き部４２５およびスロット突出部４２６が、固定子４０５のそれぞれのティース部４２０の中央線に対して鏡面対称となるように配置される構成について説明したが、これに限るものではなく、切欠き部４２５に対してスロット突出部４２６が周方向両側に配置されるように連結部４２４が形成されていれば、同等の効果が得られる。図１１は実施の形態１に係る回転電機における連結部の変形例を示す図である。図１１に示すように、切欠き部４２５およびスロット突出部４２６が、固定子４０５のそれぞれのティース部４２０の中央線Ｃに対して鏡面対称でない場合であっても、実施の形態１と同様の効果を得ることができる。
【００４４】
また、電動パワーステアリング装置では、回転電機４０２に発生する振動が、ギヤを介して運転者に伝わるため、良好な操舵感覚を得るためにはアシストトルクが大きく、振動が小さい方が望ましい。また、回転電機が動作するときの騒音も小さい方が望ましい。実施の形態１に記載の回転電機が適用された電動パワーステアリング装置では、トルクを向上させながら、回転電機の剛性を向上させて低振動化および低騒音化と高トルク化との両立が可能となる。以上により、電動パワーステアリング装置の低振動化、低騒音化および高トルク化を図ることができる。
【００４５】
また、矢印Ａが示す方向であるラック軸の移動方向に平行な向きに回転電機が配置されている電動パワーステアリング装置は、大型車に向いているシステムであるが、回転電機の高出力化が必要であり、高出力化と同時に回転電機に起因する振動および騒音も増加するという課題があった。しかしながら、実施の形態１で述べた回転電機を適用すればこの課題が解決でき、大型の車両にも電動パワーステアリング装置を適用することができ、燃費を低減させることができる。
【００４６】
また、電動パワーステアリング装置に搭載される回転電機は、ラック軸を動かす必要があるので、図３の紙面上で時計回りおよび反時計回りに回転する。実施の形態１では、回転方向が変わっても、前述した平均トルクの向上効果、トルク脈動の低減効果を発揮することができるため、電動パワーステアリング装置のさらなる低振動化、低騒音化、高トルク化を図ることができる。
【００４７】
実施の形態２．
図１２はこの発明の実施の形態２に係る回転電機の連結部およびティース部を示す図である。実施の形態２では、実施の形態１と比較して連結部のみが異なり、その他の構成は、実施の形態１と同一である。
【００４８】
ティース部４２０および連結部４２４の磁気的空隙部４１６側の端面は、回転軸４１２を中心とした円筒にほぼ沿う形状に形成されているが、連結部４２４には、この端面よりもスロット部４２１側に突出した略四角形状の２個の切欠き部４２５が形成されている。言い換えると、連結部４２４における磁気的空隙部４１６側の部分には、２個の切欠き部４２５が形成されている。それぞれの切欠き部４２５は、周方向に一定の幅を有している。また、連結部４２４には、スロット部４２１から磁気的空隙部４１６側に突出する略四角形状の１個のスロット突出部４２６が形成されている。言い換えると、連結部４２４におけるスロット部４２１側の部分には、１個のスロット突出部４２６が形成されている。
【００４９】
図１３は図１２の連結部４２４を示す拡大図である。実施の形態２では、実施の形態１と同様に、スロット突出部４２６は、連結部４２４における切欠き部４２５が形成された周方向範囲を除く範囲において、スロット部側薄肉連結部４２７のスロット部４２１側に最も突出した位置に対して磁気的空隙部４１６側に突出している。また、連結部４２４は、スロット突出部４２６が形成された位置よりも磁気的空隙部４１６側、つまり、径方向内側の位置に設けられた磁気的空隙部側薄肉連結部４２８と、スロット部側薄肉連結部４２７と磁気的空隙部側薄肉連結部４２８との間を連結する径方向薄肉連結部４２９とを有している。切欠き部４２５は、スロット突出部４２６に対して、周方向両側に配置されている。切欠き部４２５およびスロット突出部４２６は、固定子４０５のティース部４２０の中央線Ｃに対して鏡面対称に配置されている。言い換えれば、切欠き部４２５およびスロット突出部４２６は、ティース部４２０の中心を通り固定子４０５の軸心を含む平面に対して鏡面対称に配置されている。
【００５０】
以上説明したように、この発明の実施の形態２に係る回転電機によれば、実施の形態１と同様に、漏れ磁束の経路として、径方向薄肉連結部４２９を通る経路が含まれるので、連結部４２４を通る漏れ磁束の経路が長くなる。これにより、連結部４２４の磁気抵抗が増加するため、漏れ磁束が低下し、主磁束量が増加する。その結果、平均トルクが向上する。また、連結部４２４の磁気抵抗が増加するため、主磁束に対する漏れ磁束量を相対的に低減することが可能となり、回転子４１５の回転に伴い漏れ磁束が変動した場合の主磁束の変動への影響を低減させることができる。これにより、実施の形態２においても、連結部４２４の磁気抵抗が増加するため、平均トルクを向上させ、トルク脈動を低減させることができる。
【００５１】
また、この回転電機では、連結部４２４において、スロット突出部４２６に対して切欠き部４２５が周方向両側に配置されている。これにより、実施の形態１と同様に、回転電機４０２の回転方向が変わって、ティース部４２０の先端部を通る主磁束および漏れ磁束の周方向成分が反転した場合であっても、連結部４２４の形状の影響および連結部４２４における磁気飽和が生じる箇所のティース部４２０に対する対称性が異なる場合の影響を緩和することができ、漏れ磁束をほぼ同等にする効果が得られる。したがって、回転電機４０２の回転方向を変えた場合であっても、主磁束の量をほぼ同一にすることができ、回転方向による平均トルクのばらつきおよびトルク脈動のばらつきを低減させることができる。また、回転電機４０２の回転方向が変わっても前述した平均トルクの向上効果およびトルク脈動の低減効果を発揮することができる。
【００５２】
また、この回転電機では、実施の形態１と同様に、固定子４０５のそれぞれのティース部４２０の中央線Ｃに対して、切欠き部４２５およびスロット突出部４２６が鏡面対称となるように配置されているため、回転電機４０２の回転方向が変わった場合の漏れ磁束をさらに同等にすることができ、回転方向の変化による平均トルクのばらつきおよびトルク脈動のばらつきをさらに低減させることができる。
【００５３】
実施の形態３．
図１４はこの発明の実施の形態３に係る回転電機の連結部およびティース部を示す図である。実施の形態３では、実施の形態２と比較して、切欠き部４２５およびスロット突出部４２６の形状がほぼ三角形状である点でのみ異なり、その他の構成は、実施の形態２と同一である。
【００５４】
図１５は図１４の連結部４２４を示す拡大図である。実施の形態３でも、実施の形態２と同様に、連結部４２４における切欠き部４２５が形成された周方向範囲を除く位置に、連結部４２４における切欠き部４２５よりスロット部４２１側の部分であるスロット部側薄肉連結部４２７に対して磁気的空隙部４１６側に突出するスロット突出部４２６が形成されている。実施の形態３においても、回転軸４１２の軸心を中心とした場合のスロット突出部４２６の最内径は、回転軸４１２の軸心を中心とした場合のスロット部側薄肉連結部４２７の最外径よりも小さくなっている。
【００５５】
また、連結部４２４は、スロット突出部４２６よりも磁気的空隙部４１６側、つまり、径方向内側の位置に設けられた磁気的空隙部側薄肉連結部４２８と、スロット部側薄肉連結部４２７と磁気的空隙部側薄肉連結部４２８との間を連結する径方向薄肉連結部４２９とを有している。ただし、実施の形態３では、スロット部側薄肉連結部４２７と径方向薄肉連結部４２９とは、ほぼ同一の範囲となる。連結部４２４は、スロット突出部４２６に対して、切欠き部４２５が周方向両側に配置されている。切欠き部４２５またはスロット突出部４２６は、固定子４０５のそれぞれのティース部４２０の中央線に対して鏡面対称となるように配置されている。
【００５６】
以上説明したように、この発明の実施の形態３に係る回転電機によれば、漏れ磁束の経路として径方向薄肉連結部４２９を通る経路が含まれるので、実施の形態１と同様の効果が得られることは言うまでもない。
【００５７】
なお、上記実施の形態３では、切欠き部４２５およびスロット突出部４２６の形状が三角形状である構成について説明したが、切欠き部４２５およびスロット突出部４２６の形状は、円弧などの他の形状であっても、同等の効果を得ることができることは言うまでもない。
【００５８】
実施の形態４．
図１６はこの発明の実施の形態４に係る回転電機の連結部およびティース部を示す図である。実施の形態４では、実施の形態１と比較して連結部のみが異なり、その他の構成は、実施の形態１と同一である。
【００５９】
ティース部４２０および連結部４２４の磁気的空隙部４１６側端面は、回転軸４１２を中心とした円筒にほぼ沿う形状に形成されているが、連結部４２４には、この端面よりもスロット部４２１側に突出した３個の切欠き部４２５が形成されている。それぞれの切欠き部４２５は、周方向に一定の幅を有している。また、連結部４２４には、スロット部４２１から磁気的空隙部４１６側に突出する４個のスロット突出部４２６が形成されている。
【００６０】
図１７は図１６の連結部４２４を示す拡大図である。連結部４２４は、切欠き部４２５が形成された位置よりもスロット部４２１側に設けられた３個のスロット部側薄肉連結部４２７を有している。また、連結部４２４は、スロット突出部４２６が形成された位置よりも磁気的空隙部４１６側に設けられた４個の磁気的空隙部側薄肉連結部４２８と、スロット部側薄肉連結部４２７と磁気的空隙部側薄肉連結部４２８との間を連結する６個の径方向薄肉連結部４２９とを有している。
【００６１】
以上説明したように、この発明の実施の形態４に係る回転電機によれば、前述した効果を得ることができる。また、径方向薄肉連結部４２９の数が６個であるので、実施の形態１と比較して、磁気抵抗を増加させることができ、平均トルクを向上させ、トルク脈動を低減させることができる。
【００６２】
また、連結部４２４に切欠き部４２５およびスロット突出部４２６が形成された場合、固定子４０５の剛性が低減し、また、固定子４０５の製造性が低下する。したがって、切欠き部４２５およびスロット突出部４２６の数は、少ないことが望ましい。しかしながら、この回転電機では、切欠き部４２５およびスロット突出部４２６が周方向に交互に形成されているので、切欠き部４２５における周方向両側と、端を除くスロット突出部４２６の周方向両側とに径方向薄肉連結部４２９が配置され、少ない数の切欠き部４２５およびスロット突出部４２６で平均トルクを向上させトルク脈動を低減させることができる効果が得られる。また、切欠き部４２５およびスロット突出部４２６の数を少なくすることができるので、固定子４０５の剛性を向上させ、固定子４０５の製造性を向上させることができる。
【００６３】
また、この回転電機では、連結部４２４には、周方向中央部に形成された切欠き部４２５を中心として、周方向外側に向かって、スロット突出部４２６、切欠き部４２５、スロット突出部４２６が順に配置されている。したがって、連結部４２４の形状は、ティース部４２０に対して対称形状となる。これにより、回転方向が変わりティース部４２０の先端部を通る主磁束および漏れ磁束の周方向成分が反転する場合であっても、連結部４２４の形状の影響および連結部４２４における磁気飽和が生じる箇所のティース部４２０に対する対称性が異なる影響を緩和することができ、漏れ磁束をほぼ同等とする効果が得られる。その結果、回転方向を変えた場合でも主磁束の量をほぼ同一にすることができ、回転方向による平均トルクのばらつきおよびトルク脈動のばらつきを低減させることができるという効果が得られる。また、回転方向が変わる場合であっても、前述した平均トルク向上効果およびトルク脈動低減効果を発揮することができる。これは、切欠き部４２５およびスロット突出部４２６の数の総和が奇数であるためであり、切欠き部４２５およびスロット突出部４２６の数の総和が奇数である場合は、同等の効果が得られる。
【００６４】
なお、上記実施の形態４では、切欠き部４２５の数が３、スロット突出部４２６の数が４個である構成について説明したが、切欠き部４２５の数が２個以上、スロット突出部４２６の数が２個以上とした場合でも、径方向薄肉連結部４２９の数を増加させることができ、同等の効果が得られる。また、切欠き部４２５およびスロット突出部４２６について、一方が他方の周方向両側に配置される箇所があれば、同等の効果が得られる。
【００６５】
また、上記実施の形態４では、切欠き部４２５およびスロット突出部４２６が周方向に交互に配置されている構成について説明したが、切欠き部４２５およびスロット突出部４２６について、一方が他方の周方向両側に配置される箇所があれば、切欠き部４２５およびスロット突出部４２６が周方向に交互に配置されていなくても同等の効果が得られる。図１８は実施の形態４に係る回転電機における連結部の変形例を示す図、図１９は図１８の連結部を示す拡大図である。連結部４２４には、スロット突出部４２６、切欠き部４２５、スロット突出部４２６、スロット突出部４２６、切欠き部４２５、スロット突出部４２６が周方向に順に並んで形成されている。このような場合であっても、実施の形態１に記載した効果が得られる。また、このような場合では、径方向薄肉連結部４２９の数が４個であるので、実施の形態１と比較して、磁気抵抗を増加させ、平均トルクを向上させ、トルク脈動を低減させることができる。
【００６６】
実施の形態５．
図２０はこの発明の実施の形態５に係る回転電機の連結部およびティース部を示す図、図２１は図２０の連結部を示す拡大図である。実施の形態５では、実施の形態１と比較して、切欠き部およびスロット突出部の径方向幅のみが異なり、その他の構成は、実施の形態１と同一である。
【００６７】
スロット突出部４２６における磁気的空隙部４１６側に最も突出した位置は、切欠き部４２５におけるスロット部４２１側、つまり、径方向外側に最も突出した位置よりも磁気的空隙部４１６側に配置されている。すなわち、回転軸４１２の軸心を中心とした場合のスロット突出部４２６の最内径は、回転軸４１２の軸心を中心とした場合の切欠き部４２５の最外径よりも小さくなっている。
【００６８】
以上説明したように、この発明の実施の形態５に係る回転電機によれば、切欠き部４２５よりもスロット部４２１側のスロット部側薄肉連結部４２７と、連結部４２４におけるスロット突出部４２６よりも磁気的空隙部４１６側の磁気的空隙部側薄肉連結部４２８との間の径方向距離が増加するため、径方向薄肉連結部４２９の径方向長さを増加させることができる。これにより、連結部４２４の磁気抵抗を増加させることができるため、平均トルクを向上させ、トルク脈動を低減させることができる。
【００６９】
実施の形態６．
図２２はこの発明の実施の形態６に係る回転電機の連結部およびティース部を示す図である。実施の形態６では、実施の形態１と比較して、スロット突出部４２６および切欠き部４２５に非磁性部材４３０が挿入されている点のみが異なり、その他の構成は、実施の形態１と同一である。非磁性部材４３０は、樹脂、非磁性の金属などから構成されている。非磁性の金属としては、ＳＵＳ、アルミニウムなどが挙げられる。
【００７０】
連結部４２４に切欠き部４２５およびスロット突出部４２６が形成された場合、固定子４０５の剛性が低下するが、実施の形態６では、切欠き部４２５およびスロット突出部４２６には、切欠き部４２５およびスロット突出部４２６の内壁に当接するように、非磁性部材４３０が挿入されている。
【００７１】
以上説明したように、この発明の実施の形態６に係る回転電機によれば、切欠き部４２５およびスロット突出部４２６には、切欠き部４２５およびスロット突出部４２６の内壁に当接するように、非磁性部材４３０が挿入されているので、固定子鉄心４０３の回転子４１５側の内周の強度を向上させて、固定子４０５の剛性を向上させることができ、前述した実施の形態の効果を得つつも、回転電機４０２の振動をさらに低減させることができる。
【００７２】
なお、上記実施の形態６では、スロット突出部４２６および切欠き部４２５の両方に非磁性部材４３０が挿入される構成について説明したが、スロット突出部４２６および切欠き部４２５の何れか一方に非磁性部材４３０が挿入される構成であっても、同等の効果が得られる。
【００７３】
図２３は実施の形態６に係る回転電機における非磁性部材の変形例を示す図である。スロット突出部４２６に挿入される非磁性部材４３０は、固定子鉄心４０３と電機子巻線４０４との間に挿入されるインシュレータ４３１と一体で形成される構成であっても、同等効果が得られる。この場合、インシュレータ４３１は、電機子コイル４２３と、固定子鉄心４０３のティース部４２０およびコアバック部４１９とに接触するため、固定子鉄心４０３の回転子４１５側の内周の強度を、実施の形態１と比較して、向上させることができ、回転電機４０２の振動を低減させることができる。
【００７４】
実施の形態７．
図２４はこの発明の実施の形態７に係る回転電機を示す断面図である。固定子鉄心４０３は、ティース部４２０および連結部４２４を有する固定子鉄心内径部４３２と、コアバック部４１９を有する固定子鉄心外径部４３３とを備えている。固定子鉄心内径部４３２および固定子鉄心外径部４３３は、磁性体から構成された固定子鉄心コアシートが積層されることによって構成されている。固定子鉄心コアシートとしては、薄板状の電磁鋼板等が挙げられる。固定子鉄心内径部４３２および固定子鉄心外径部４３３のそれぞれの固定子鉄心コアシートは、ティース部４２０およびコアバック部４１９に配置されたカシメ４３４によって軸方向に連結されている。また、固定子鉄心４０３は、固定子鉄心内径部４３２と固定子鉄心外径部４３３とを連結する内外連結部４３５をさらに備えている。固定子鉄心内径部４３２と固定子鉄心外径部４３３とは、焼きばめ、圧入、溶接などによって連結される。
【００７５】
図２５は図２４の固定子鉄心４０３における固定子鉄心コアシートの積層パターンを示す図である。固定子鉄心４０３は、切欠き部４２５およびスロット突出部４２６の位置が互いに異なる２種類の固定子鉄心コアシートが積層されることによって構成されている。２種類の固定子鉄心コアシートにおける一方の固定子鉄心コアシートの連結部４２４には、切欠き部４２５に対してスロット突出部４２６が周方向両側に配置され、他方の固定子鉄心コアシートの連結部４２４には、には、スロット突出部４２６に対して切欠き部４２５が周方向両側に配置されている。２種類の固定子鉄心コアシートの間では、それぞれの切欠き部４２５およびスロット突出部４２６の位置が積層方向について互いに異なるように、それぞれの切欠き部４２５およびスロット突出部４２６が配置されている。一方の固定子鉄心コアシートにおける切欠き部４２５およびスロット突出部４２６は、他方の固定子鉄心コアシートにおける連結部４２４と積層方向について重なるように配置されている。
【００７６】
次に、固定子鉄心内径部４３２を固定子鉄心外径部４３３の内側に、圧入、焼ばめなどによって嵌め合う工程である嵌合工程について説明する。図２６は図２５の固定子鉄心内径部４３２を固定子鉄心外径部４３３の内側に嵌め合う工程の一部を示す図である。嵌合工程では、円環状の固定子鉄心内径部４３２および円環状の固定子鉄心外径部４３３の何れか一方を他方に対して軸方向に移動させて、円環状の固定子鉄心内径部４３２を円環状の固定子鉄心外径部４３３の内側に挿入して嵌め合う。これにより、固定子鉄心内径部４３２と固定子鉄心外径部４３３とが連結される。その結果、一体のコアが構成される。
【００７７】
固定子鉄心内径部４３２と固定子鉄心外径部４３３とが嵌め合わされるので、固定子鉄心外径部４３３における固定子鉄心内径部４３２と連結される部分には、径方向外側への力が加えられ、固定子鉄心内径部４３２における固定子鉄心外径部４３３と連結される部分には、径方向内側への力が加えられる。特に、固定子鉄心内径部４３２については、固定子鉄心内径部４３２における固定子鉄心外径部４３３と連結される部分からティース部４２０に対して径方向内側への力が加えられるため、円環状の固定子鉄心内径部４３２には、径方向寸法が小さくなる方向、言い換えれば、径方向について圧縮される方向に力が加えられる。その結果、連結部４２４には、周方向について圧縮される方向に力が加えられる。図２７は従来例の連結部４２４において周方向について圧縮される方向に力が加えられた状態を示す図である。従来例の連結部４２４において周方向について圧縮される方向に力Ｐが加えられる場合に、連結部４２４には、周方向についての座屈が生じる。これにより、連結部４２４には、大きな撓みが発生する。その結果、固定子鉄心内径部４３２は径方向について変形してしまうという課題があった。固定子鉄心内径部４３２において径方向についての変形が生じた場合に、固定子４０５と回転子４１５との間のパーミアンスの脈動が生じるため、コギングトルクが増加し、回転電機の振動が増加するという課題があった。
【００７８】
図２８は図２６の連結部４２４において周方向について圧縮される方向に力が加えられた状態を示す図である。一方、実施の形態７に係る回転電機における固定子鉄心内径部４３２の連結部４２４に周方向について圧縮される方向に力Ｐが加えられた場合に、連結部４２４が径方向薄肉連結部４２９を有しているため、径方向薄肉連結部４２９が周方向に変形する。これにより、固定子鉄心内径部４３２における径方向についての変形が抑制される。その結果、コギングトルクを低減させ、回転電機の振動を低減させることができる。なお、図１６に示すように、連結部４２４が複数の径方向薄肉連結部４２９を有する場合には、周方向についての連結部４２４の弾性力がさらに向上し、固定子鉄心内径部４３２における径方向についての変形をさらに抑制することが可能となる。
【００７９】
以上説明したように、この発明の実施の形態７に係る回転電機によれば、連結部４２４に切欠き部４２５およびスロット突出部４２６が形成されることによって固定子４０５の剛性が低減するものの、連結部４２４における切欠き部４２５およびスロット突出部４２６が形成される箇所が、他の固定子鉄心コアシートによって補強されるので、固定子鉄心４０３の回転子４１５側の内周の強度を向上させることができる。これにより、固定子４０５の剛性を向上させることができ、回転電機４０２の振動を低減させることができる。
【００８０】
また、固定子鉄心４０３は、ティース部４２０および連結部４２４を有する固定子鉄心内径部４３２と、コアバック部４１９を有し、固定子鉄心内径部４３２が内側に嵌め合わされる固定子鉄心外径部４３３とを備えているので、固定子鉄心４０３を容易に製造することができる。
【００８１】
また、この発明の実施の形態７に係る回転電機の製造方法によれば、固定子鉄心内径部４３２を固定子鉄心外径部４３３の内側に嵌め合わせる嵌合工程を備えているので、固定子鉄心４０３を容易に製造することができる。
【００８２】
なお、上記実施の形態７では、切欠き部４２５およびスロット突出部４２６の位置が互いに異なる２種類の固定子鉄心コアシートが積層される構成について説明したが、固定子鉄心コアシートの切欠き部４２５およびスロット突出部４２６は、異なる複数種類の固定子鉄心コアシートの連結部４２４と積層方向について重なるように配置されていれば、同等の効果が得られる。
【００８３】
また、上記実施の形態７では、同じ種類の固定子鉄心コアシートが複数枚積層される構成について説明したが、これに限らず、例えば、異なる複数種類の固定子鉄心コアシートが１枚ずつ交互に積層されてもよい。
【００８４】
実施の形態８．
図２９はこの発明の実施の形態８に係る回転電機の固定鉄心の要部を示す図、図３０は図２９の連結部を示す拡大図である。固定子鉄心４０３のティース部４２０における磁気的空隙部４１６側の端面には、ティース切欠き部４３６が形成されている。ティース切欠き部４３６は、ティース部４２０における磁気的空隙部４１６側の端面から径方向外側に突出する略四角形状となっている。また、ティース切欠き部４３６は、ティース部４２０における周方向中央部に配置されている。
【００８５】
この例では、回転軸４１２の軸心を中心としたティース切欠き部４３６の周方向に占める角度をθ１とする。軸心を中心としたティース切欠き部４３６の周方向に占める角度とは、軸心を中心としたティース切欠き部４３６における一対の周方向側壁の間の角度である。ティース切欠き部４３６の周方向側壁とは、ティース切欠き部４３６の側壁における周方向を向く部分である。
【００８６】
また、この例では、連結部４２４に設けられた切欠き部４２５の中で周方向の寸法が最大の切欠き部４２５において、回転軸４１２の軸心を中心とした切欠き部４２５の周方向に占める角度をθ２とする。軸心を中心とした切欠き部４２５の周方向に占める角度とは、軸心を中心とした切欠き部４２５における一対の周方向側壁の間の角度である。切欠き部４２５の周方向側壁とは、切欠き部４２５の側壁における周方向を向く部分である。
【００８７】
連結部４２４に切欠き部４２５が形成されることによって、固定子４０５と回転子４１５との間におけるパーミアンスの脈動が生じる。回転子４１５の形状にばらつきが生じた場合、または、永久磁石４１４の位置、形状および残留磁束密度にばらつきが生じた場合に、パーミアンスの脈動によって回転子４１５にコギングトルクが生じ、回転電機の振動が増加する課題がある。
【００８８】
図３１は図２９の回転電機における回転子の形状にばらつきが生じた場合または永久磁石の位置、形状および残留磁束密度にばらつきが生じた場合に回転子に生じるコギングトルクを示すグラフである。図３１では、θ１／θ２を変化させた場合のコギングトルクを示している。θ１／θ２＝０の場合は、ティース部４２０にティース切欠き部４３６が形成されていない場合を示している。θ１／θ２が１７０％以下、つまり、１．７以下である場合には、ティース部４２０にティース切欠き部４３６が形成されていない場合と比較して、回転子４１５に生じるコギングトルクを低減させる効果が得られる。これは、連結部４２４に形成された切欠き部４２５によって生じる固定子４０５と回転子４１５との間におけるパーミアンスの脈動のスロット数に関する成分が、ティース切欠き部４３６が形成されることによって低減したためである。さらに好適には、θ１／θ２が８５％以上１４０％以下、つまり、０．８５以上１．４以下である場合に、ティース部４２０にティース切欠き部４３６が形成されていない場合と比較してコギングトルクを４０％以下とすることができる。
【００８９】
次に、ティース切欠き部４３６の周方向の位置を変化させて、回転子４１５の形状にばらつきが生じた場合または永久磁石４１４の位置、形状および残留磁束密度にばらつきが生じた場合に回転子４１５に生じるコギングトルクについて説明する。ここで、図３０に示すように、ティース部４２０を挟んで周方向に隣り合う一対の連結部４２４の中の一方の連結部４２４を第１連結部４２４ａとし、他方の連結部４２４を第２連結部４２４ｂとする。第１連結部４２４ａに形成された切欠き部４２５の周方向中心部と回転軸４１２の軸心とを結んだ直線と、第２連結部４２４ｂに形成された切欠き部４２５の周方向中心部と回転軸４１２の軸心とを結んだ直線との間について、周方向の角度をθｍ２とする。また、第１連結部４２４ａに形成された切欠き部４２５の周方向中心部と回転軸４１２の軸心とを結んだ直線と、第１連結部４２４ａおよび第２連結部４２４ｂに挟まれたティース部４２０に形成されたティース切欠き部４３６の周方向中間部と回転軸４１２の軸心とを結んだ直線との間について、周方向の角度をθｍ１とする。
【００９０】
図３２は図２９の回転電機における回転子の形状にばらつきが生じた場合または永久磁石の位置、形状および残留磁束密度にばらつきが生じた場合に回転子に生じるコギングトルクを示すグラフである。図３２では、θｍ１／θｍ２を変化させた場合のコギングトルクを示している。θｍ１／θｍ２が３３％以上６６％以下、つまり、０．３３以上０．６６以下である場合に、ティース部４２０にティース切欠き部４３６が形成されていない場合と比較してコギングトルクを低減させることができる。また、θｍ１／θｍ２が５０％、つまり、０．５である場合に最もコギングトルクを低減させることができる。実施の形態８に係る回転電機では、ティース切欠き部４３６は、周方向についてティース部４２０のほぼ中心部分に配置され、すなわち、θｍ１／θｍ２が０．５となるように配置されているので、コギングトルクを最も低減させる効果が得られる。
【００９１】
以上説明したように、この発明の実施の形態８に係る回転電機によれば、ティース部４２０における磁気的空隙部４１６側には、ティース切欠き部４３６が形成され、軸心を中心としたティース切欠き部４３６の周方向に占める角度をθ１、軸心を中心とした切欠き部４２５の周方向に占める角度をθ２とした場合に、θ１／θ２≦１．７を満たすので、コギングトルクを抑制することができ、回転電機の振動を低減させることが可能となる。
【００９２】
また、第１連結部４２４ａに形成された切欠き部４２５の周方向中間部と軸線とを結んだ直線と、第２連結部４２４ｂに形成された切欠き部４２５の周方向中間部と軸線とを結んだ直線との間の周方向の角度をθｍ２、第１連結部４２４ａに形成された切欠き部４２５の周方向中間部と軸線とを結んだ直線と、第１連結部４２４ａおよび第２連結部４２４ｂに挟まれたティース部４２０に形成されたティース切欠き部４３６の周方向中間部と軸線とを結んだ直線との間の周方向の角度をθｍ１とした場合に、θｍ１／θｍ２が０．３３以上０．６６以下であるので、コギングトルクを抑制することができ、回転電機の振動を低減させることが可能となる。
【００９３】
なお、上記実施の形態８では、１つのティース部４２０に形成されるティース切欠き部４３６の数が１つである構成について説明したが、１つのティース部４２０に形成されるティース切欠き部４３６の数が複数である場合であっても、同様の効果が得られることは言うまでもない。１つのティース部４２０に形成されるティース切欠き部４３６の数が複数である場合には、パーミアンスの脈動のスロット数に関する成分をさらに低減させることができるため、回転電機の振動をさらに低減させることが可能となる。
【００９４】
また、上記実施の形態８では、ティース切欠き部４３６の形状を略四角形状としたが、これに限らず、例えば、三角形状などの他の形状としても同様の効果が得られることは言うまでもない。
【００９５】
また、各上記実施の形態では、回転子が固定子の内周側に配置されるインナーロータタイプの回転電機を例に説明したが、回転子が固定子の外周側に配置されるアウターロータタイプの回転電機であっても同等の効果が得られる。
【符号の説明】
【００９６】
１  シャフト、２  トルクセンサ、３  コネクタ、４  電動駆動装置、５  コネクタ、６  電源コネクタ、７  ギヤボックス、８  ハウジング、９  タイロッド、１０  ラックブーツ、４０１  ＥＣＵ、４０２  回転電機、４０３  固定子鉄心、４０４  電機子巻線、４０５  固定子、４０６  フレーム、４０７  壁部、４０８  ハウジング、４０９  ボルト、４１０  軸受、４１１  軸受、４１２  回転軸、４１３  回転子鉄心、４１４  永久磁石、４１５  回転子、４１６  磁気的空隙部、４１７  永久磁石埋め込み部、４１８  ブリッジ部、４１９  コアバック部、４２０  ティース部、４２１  スロット部、４２３  電機子コイル、４２４  連結部、４２４ａ  第１連結部、４２４ｂ  第２連結部、４２５  切欠き部、４２６  スロット突出部、４２７  スロット部側薄肉連結部、４２８  磁気的空隙部側薄肉連結部、４２９  径方向薄肉連結部、４３０  非磁性部材、４３１  インシュレータ、４３２  固定子鉄心内径部、４３３  固定子鉄心外径部、４３４  カシメ、４３５  内外連結部、４３６  ティース切欠き部、４３７  つば部。
【図１】
2017163523.tif 000003
【図２】
2017163523.tif 000004
【図３】
2017163523.tif 000005
【図４】
2017163523.tif 000006
【図５】
2017163523.tif 000007
【図６】
2017163523.tif 000008
【図７】
2017163523.tif 000009
【図８】
2017163523.tif 000010
【図９】
2017163523.tif 000011
【図１０】
2017163523.tif 000012
【図１１】
2017163523.tif 000013
【図１２】
2017163523.tif 000014
【図１３】
2017163523.tif 000015
【図１４】
2017163523.tif 000016
【図１５】
2017163523.tif 000017
【図１６】
2017163523.tif 000018
【図１７】
2017163523.tif 000019
【図１８】
2017163523.tif 000020
【図１９】
2017163523.tif 000021
【図２０】
2017163523.tif 000022
【図２１】
2017163523.tif 000023
【図２２】
2017163523.tif 000024
【図２３】
2017163523.tif 000025
【図２４】
2017163523.tif 000026
【図２５】
2017163523.tif 000027
【図２６】
2017163523.tif 000028
【図２７】
2017163523.tif 000029
【図２８】
2017163523.tif 000030
【図２９】
2017163523.tif 000031
【図３０】
2017163523.tif 000032
【図３１】
2017163523.tif 000033
【図３２】
2017163523.tif 000034
【手続補正書】
【提出日】平成29年5月11日(2017.5.11)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転子と、
円環状のコアバック部と周方向に間隔をあけて配置され前記コアバック部から径方向に延びた複数のティース部とを含み、周方向に隣り合う前記複数のティース部の間にスロット部が形成された固定子鉄心を有し、前記回転子に対して磁気的空隙部を介して配置された固定子と
を備え、
前記複数のティース部のそれぞれは、前記回転子側の端部である先端部を有し、
前記固定子鉄心は、前記複数のティース部のそれぞれの前記先端部に設けられ前記複数のティース部のそれぞれの前記先端部から周方向に突出し周方向に隣り合う前記複数のティース部との間を連結する、磁性体から構成された連結部をさらに含み、
前記連結部における前記磁気的空隙部側には、切欠き部が形成され、
前記連結部は、前記切欠き部よりも前記スロット部側に設けられたスロット部側薄肉連結部を有し、
前記スロット部側薄肉連結部が形成された前記連結部の部分に対して周方向にずれた前記連結部の部分には、前記スロット部から前記スロット部側薄肉連結部よりも前記磁気的空隙部側に突出するスロット突出部が形成され、
前記連結部は、前記スロット突出部が形成された位置よりも前記磁気的空隙部側に設けられた磁気的空隙部側薄肉連結部と、前記スロット部側薄肉連結部と前記磁気的空隙部側薄肉連結部との間を連結する径方向薄肉連結部とをさらに有し、
前記スロット突出部は、前記切欠き部の周方向両側に配置され、または、前記切欠き部は、前記スロット突出部の周方向両側に配置され、
前記固定子鉄心は、前記ティース部および前記連結部を有する固定子鉄心内径部と、前記コアバック部を有し、前記固定子鉄心内径部が内側に嵌め合わされる固定子鉄心外径部とを備えている回転電機。
【請求項２】
回転子と、
円環状のコアバック部と周方向に間隔をあけて配置され前記コアバック部から径方向に延びた複数のティース部とを含み、周方向に隣り合う前記複数のティース部の間にスロット部が形成された固定子鉄心を有し、前記回転子に対して磁気的空隙部を介して配置された固定子と
を備え、
前記複数のティース部のそれぞれは、前記回転子側の端部である先端部を有し、
前記固定子鉄心は、前記複数のティース部のそれぞれの前記先端部に設けられ前記複数のティース部のそれぞれの前記先端部から周方向に突出し周方向に隣り合う前記複数のティース部との間を連結する、磁性体から構成された連結部をさらに含み、
前記連結部における前記磁気的空隙部側には、切欠き部が形成され、
前記連結部は、前記切欠き部よりも前記スロット部側に設けられたスロット部側薄肉連結部を有し、
前記スロット部側薄肉連結部が形成された前記連結部の部分に対して周方向にずれた前記連結部の部分には、前記スロット部から前記スロット部側薄肉連結部よりも前記磁気的空隙部側に突出するスロット突出部が形成され、
前記スロット突出部は、前記切欠き部の周方向両側に配置され、または、前記切欠き部は、前記スロット突出部の周方向両側に配置され、
前記切欠き部および前記スロット突出部は、前記ティース部の中心を通り前記固定子の軸心を含む平面に対して鏡面対称に配置されている回転電機。
【請求項３】
前記固定子鉄心は、前記ティース部および前記連結部を有する固定子鉄心内径部と、前記コアバック部を有し、前記固定子鉄心内径部が内側に嵌め合わされる固定子鉄心外径部とを備えている請求項２に記載の回転電機。
【請求項４】
前記切欠き部および前記スロット突出部が形成された前記連結部は、前記固定子の軸心を中心に回転対称に配置されている請求項１に記載の回転電機。
【請求項５】
前記連結部には、前記切欠き部および前記スロット突出部が周方向について交互に配置されている請求項１から請求項４までの何れか一項に記載の回転電機。
【請求項６】
前記連結部に形成される前記切欠き部の数および前記スロット突出部の数の和は、奇数となっている請求項５に記載の回転電機。
【請求項７】
前記スロット突出部における前記磁気的空隙部側に最も突出した部分は、前記切欠き部における前記スロット部側に最も突出した部分よりも前記磁気的空隙部側に配置されている請求項１から請求項６までの何れか一項に記載の回転電機。
【請求項８】
前記切欠き部および前記スロット突出部の少なくとも一方には、非磁性部材が挿入されている請求項１から請求項７までの何れか一項に記載の回転電機。
【請求項９】
前記スロット突出部には、非磁性部材が挿入されており、
前記非磁性部材は、電機子コイルと前記ティース部との間に挿入されたインシュレータと一体となっている請求項１から請求項７までの何れか一項に記載の回転電機。
【請求項１０】
前記固定子鉄心は、複数種類の固定子鉄心コアシートが積層されて構成されており、
互いに重ねられた異なる種類の前記固定子鉄心コアシートの一方における前記切欠き部または前記スロット突出部は、他方における前記切欠き部または前記スロット突出部と周方向にずれて配置されている請求項１から請求項９までの何れか一項に記載の回転電機。
【請求項１１】
前記ティース部における前記磁気的空隙部側には、ティース切欠き部が形成され、
軸心を中心とした前記ティース切欠き部の周方向に占める角度をθ１、前記軸心を中心とした前記切欠き部の周方向に占める角度をθ２とした場合に、
θ１／θ２≦１．７
を満たす請求項１から請求項１０までの何れか一項に記載の回転電機。
【請求項１２】
前記ティース部を挟んで周方向に隣り合う一対の前記連結部の中の一方の前記連結部である第１連結部に形成された前記切欠き部の周方向中心部と軸線とを結んだ直線と、他方の前記連結部である第２連結部に形成された前記切欠き部の周方向中心部と軸線とを結んだ直線との間の周方向の角度をθｍ２、
前記第１連結部に形成された前記切欠き部の周方向中心部と軸線とを結んだ直線と、前記第１連結部および前記第２連結部に挟まれた前記ティース部に形成された前記ティース切欠き部の周方向中心部と軸線とを結んだ直線との間の周方向の角度をθｍ１とした場合に、
θｍ１／θｍ２が０．３３以上０．６６以下
である請求項１１に記載の回転電機。
【請求項１３】
請求項１から請求項１２までの何れか一項に記載の回転電機を備えた電動パワーステアリング装置。
【請求項１４】
回転子と、
円環状のコアバック部と周方向に間隔をあけて配置され前記コアバック部から径方向に延びた複数のティース部とを含み、周方向に隣り合う前記複数のティース部の間にスロット部が形成された固定子鉄心を有し、前記回転子に対して磁気的空隙部を介して配置された固定子と
を備え、
前記複数のティース部のそれぞれは、前記回転子側の端部である先端部を有し、
前記固定子鉄心は、前記複数おティース部のそれぞれの前記先端部に設けられ前記複数のティース部のそれぞれの前記先端部から周方向に突出し周方向に隣り合う前記複数のティース部との間を連結する、磁性体から構成された連結部をさらに含み、
前記連結部における前記磁気的空隙部側には、切欠き部が形成され、
前記連結部は、前記切欠き部よりも前記スロット部側に設けられたスロット部側薄肉連結部を有し、
前記スロット部側薄肉連結部が形成された前記連結部の部分に対して周方向にずれた前記連結部の部分には、前記スロット部から前記スロット部側薄肉連結部よりも前記磁気的空隙部側に突出するスロット突出部が形成され、
前記連結部は、前記スロット突出部が形成された位置よりも前記磁気的空隙部側に設けられた磁気的空隙部側薄肉連結部と、前記スロット部側薄肉連結部と前記磁気的空隙部側薄肉連結部との間を連結する径方向薄肉連結部とをさらに有し、
前記スロット突出部は、前記切欠き部の周方向両側に配置され、または、前記切欠き部は、前記スロット突出部の周方向両側に配置され、
前記固定子鉄心は、前記複数のティース部および前記連結部を有する固定子鉄心内径部と、前記コアバック部を有し、前記固定子鉄心内径部が内側に嵌め合わされる固定子鉄心外径部とを備えている回転電機の製造方法であって、
前記固定子鉄心内径部を前記固定子鉄心外径部の内側に嵌め合わせる嵌合工程を備えている回転電機の製造方法。
【手続補正書】
【提出日】平成29年8月2日(2017.8.2)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転子と、
円環状のコアバック部と周方向に間隔をあけて配置され前記コアバック部から径方向に延びた複数のティース部とを含み、周方向に隣り合う前記複数のティース部の間にスロット部が形成された固定子鉄心を有し、前記回転子に対して磁気的空隙部を介して配置された固定子と
を備え、
前記複数のティース部のそれぞれは、前記回転子側の端部である先端部を有し、
前記固定子鉄心は、前記複数のティース部のそれぞれの前記先端部に設けられ前記複数のティース部のそれぞれの前記先端部から周方向に突出し周方向に隣り合う前記複数のティース部との間を連結する、磁性体から構成された連結部をさらに含み、
前記連結部における前記磁気的空隙部側には、切欠き部が形成され、
前記連結部は、前記切欠き部よりも前記スロット部側に設けられたスロット部側薄肉連結部を有し、
前記スロット部側薄肉連結部が形成された前記連結部の部分に対して周方向にずれた前記連結部の部分には、前記スロット部から前記スロット部側薄肉連結部よりも前記磁気的空隙部側に突出するスロット突出部が形成され、
前記連結部は、前記スロット突出部が形成された位置よりも前記磁気的空隙部側に設けられた磁気的空隙部側薄肉連結部と、前記スロット部側薄肉連結部と前記磁気的空隙部側薄肉連結部との間を連結する径方向薄肉連結部とをさらに有し、
前記スロット突出部は、前記切欠き部の周方向両側に配置され、または、前記切欠き部は、前記スロット突出部の周方向両側に配置され、
前記固定子鉄心は、前記ティース部および前記連結部を有する固定子鉄心内径部と、前記コアバック部を有し、前記固定子鉄心内径部が内側に嵌め合わされ前記固定子鉄心内径部に径方向内側への力を加える固定子鉄心外径部とを備え、
前記固定子鉄心外径部によって前記固定子鉄心内径部に径方向内側への力が加わることにより、前記連結部には周方向について圧縮される力が加えられており、
前記スロット突出部が前記切欠き部の周方向両側に配置されている場合には、前記切欠き部の前記磁気的空隙部側における周方向幅を狭める方向に前記径方向薄肉連結部を変形させる力が前記径方向薄肉連結部に加えられ、
前記切欠き部が前記スロット突出部の周方向両側に配置されている場合には、前記スロット突出部の前記スロット部側における周方向幅を狭める方向に前記径方向薄肉連結部を変形させる力が前記径方向薄肉連結部に加えられている回転電機。
【請求項２】
前記切欠き部および前記スロット突出部は、前記ティース部の中心を通り前記固定子の軸心を含む平面に対して鏡面対称に配置されている請求項１に記載の回転電機。
【請求項３】
前記切欠き部および前記スロット突出部が形成された前記連結部は、前記固定子の軸心を中心に回転対称に配置されている請求項１に記載の回転電機。
【請求項４】
前記連結部には、前記切欠き部および前記スロット突出部が周方向について交互に配置されている請求項１から請求項３までの何れか一項に記載の回転電機。
【請求項５】
前記連結部に形成される前記切欠き部の数および前記スロット突出部の数の和は、奇数となっている請求項４に記載の回転電機。
【請求項６】
前記スロット突出部における前記磁気的空隙部側に最も突出した部分は、前記切欠き部における前記スロット部側に最も突出した部分よりも前記磁気的空隙部側に配置されている請求項１から請求項５までの何れか一項に記載の回転電機。
【請求項７】
前記切欠き部および前記スロット突出部の少なくとも一方には、非磁性部材が挿入されている請求項１から請求項６までの何れか一項に記載の回転電機。
【請求項８】
前記スロット突出部には、非磁性部材が挿入されており、
前記非磁性部材は、電機子コイルと前記ティース部との間に挿入されたインシュレータと一体となっている請求項１から請求項６までの何れか一項に記載の回転電機。
【請求項９】
前記固定子鉄心は、複数種類の固定子鉄心コアシートが積層されて構成されており、
互いに重ねられた異なる種類の前記固定子鉄心コアシートの一方における前記切欠き部または前記スロット突出部は、他方における前記切欠き部または前記スロット突出部と周方向にずれて配置されている請求項１から請求項８までの何れか一項に記載の回転電機。
【請求項１０】
前記ティース部における前記磁気的空隙部側には、ティース切欠き部が形成され、
軸心を中心とした前記ティース切欠き部の周方向に占める角度をθ１、前記軸心を中心とした前記切欠き部の周方向に占める角度をθ２とした場合に、
θ１／θ２≦１．７
を満たす請求項１から請求項９までの何れか一項に記載の回転電機。
【請求項１１】
前記ティース部を挟んで周方向に隣り合う一対の前記連結部の中の一方の前記連結部である第１連結部に形成された前記切欠き部の周方向中心部と軸線とを結んだ直線と、他方の前記連結部である第２連結部に形成された前記切欠き部の周方向中心部と軸線とを結んだ直線との間の周方向の角度をθｍ２、
前記第１連結部に形成された前記切欠き部の周方向中心部と軸線とを結んだ直線と、前記第１連結部および前記第２連結部に挟まれた前記ティース部に形成された前記ティース切欠き部の周方向中心部と軸線とを結んだ直線との間の周方向の角度をθｍ１とした場合に、
θｍ１／θｍ２が０．３３以上０．６６以下
である請求項１０に記載の回転電機。
【請求項１２】
請求項１から請求項１１までの何れか一項に記載の回転電機を備えた電動パワーステアリング装置。
【請求項１３】
回転子と、
円環状のコアバック部と周方向に間隔をあけて配置され前記コアバック部から径方向に延びた複数のティース部とを含み、周方向に隣り合う前記複数のティース部の間にスロット部が形成された固定子鉄心を有し、前記回転子に対して磁気的空隙部を介して配置された固定子と
を備え、
前記複数のティース部のそれぞれは、前記回転子側の端部である先端部を有し、
前記固定子鉄心は、前記複数おティース部のそれぞれの前記先端部に設けられ前記複数のティース部のそれぞれの前記先端部から周方向に突出し周方向に隣り合う前記複数のティース部との間を連結する、磁性体から構成された連結部をさらに含み、
前記連結部における前記磁気的空隙部側には、切欠き部が形成され、
前記連結部は、前記切欠き部よりも前記スロット部側に設けられたスロット部側薄肉連結部を有し、
前記スロット部側薄肉連結部が形成された前記連結部の部分に対して周方向にずれた前記連結部の部分には、前記スロット部から前記スロット部側薄肉連結部よりも前記磁気的空隙部側に突出するスロット突出部が形成され、
前記連結部は、前記スロット突出部が形成された位置よりも前記磁気的空隙部側に設けられた磁気的空隙部側薄肉連結部と、前記スロット部側薄肉連結部と前記磁気的空隙部側薄肉連結部との間を連結する径方向薄肉連結部とをさらに有し、
前記スロット突出部は、前記切欠き部の周方向両側に配置され、または、前記切欠き部は、前記スロット突出部の周方向両側に配置され、
前記固定子鉄心は、前記複数のティース部および前記連結部を有する固定子鉄心内径部と、前記コアバック部を有し、前記固定子鉄心内径部が内側に嵌め合わされ前記固定子鉄心内径部に径方向内側への力を加える固定子鉄心外径部とを備え、
前記固定子鉄心外径部によって前記固定子鉄心内径部に径方向内側への力が加わることにより、前記連結部には周方向について圧縮される力が加えられており、
前記スロット突出部が前記切欠き部の周方向両側に配置されている場合には、前記切欠き部の前記磁気的空隙部側における周方向幅を狭める方向に前記径方向薄肉連結部を変形させる力が前記径方向薄肉連結部に加えられ、
前記切欠き部が前記スロット突出部の周方向両側に配置されている場合には、前記スロット突出部の前記スロット部側における周方向幅を狭める方向に前記径方向薄肉連結部を変形させる力が前記径方向薄肉連結部に加えられている回転電機の製造方法であって、
前記固定子鉄心内径部を前記固定子鉄心外径部の内側に嵌め合わせる嵌合工程を備えている回転電機の製造方法。
【国際調査報告】
2017163523.tif 000035
2017163523.tif 000036
2017163523.tif 000037
2017163523.tif 000038