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JP7537598B2 - Rotating electric machine and method for manufacturing the same - Google Patents
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JP7537598B2 - Rotating electric machine and method for manufacturing the same - Google Patents

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JP7537598B2 JP2023502347A JP2023502347A JP7537598B2 JP 7537598 B2 JP7537598 B2 JP 7537598B2 JP 2023502347 A JP2023502347 A JP 2023502347A JP 2023502347 A JP2023502347 A JP 2023502347A JP 7537598 B2 JP7537598 B2 JP 7537598B2
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Description

関連出願の相互参照CROSS-REFERENCE TO RELATED APPLICATIONS

本出願は、2021年2月24日に出願された日本出願番号2021-027628号に基づくもので、ここにその記載内容を援用する。 This application is based on Japanese Application No. 2021-027628, filed on February 24, 2021, the contents of which are incorporated herein by reference.

この明細書における開示は、回転電機及び回転電機の製造方法に関する。The disclosure in this specification relates to a rotating electric machine and a method for manufacturing a rotating electric machine.

従来、磁石の背面(反電機子側周面)に凹凸を設け、磁石を保持する磁石保持部の内周面に設けられた係合部に係合させることにより、磁石の固定と回動防止を適切に行う回転電機が知られている(例えば、特許文献1)。Conventionally, a rotating electric machine has been known in which the back surface of the magnet (the peripheral surface opposite the armature) is provided with projections and recesses, and the projections and recesses engage with an engagement portion provided on the inner peripheral surface of the magnet holding portion that holds the magnet, thereby appropriately fixing the magnet and preventing it from rotating (for example, Patent Document 1).

特開2020-89018号公報JP 2020-89018 A

ところで、高トルク、低振動の回転電機を実現させる場合、磁石の表面磁束密度を、正弦波状にすることが望ましい。特許文献1の回転電機において、磁石の表面磁束密度を正弦波状に近づけるためには、磁石の配向状態と形状について、さらなる工夫の余地があることがわかった。Incidentally, when realizing a rotating electric machine with high torque and low vibration, it is desirable to make the surface magnetic flux density of the magnet sinusoidal. In the rotating electric machine of Patent Document 1, it was found that there is room for further ingenuity in the orientation and shape of the magnets in order to bring the surface magnetic flux density of the magnets closer to a sinusoidal wave.

本開示は、上記事情に鑑みてなされたものであり、その主たる目的は、磁石の配向状態と形状について工夫を施すことにより、磁石の表面磁束密度を正弦波状に近づけることができ、併せて磁石の位置決めと回動防止もできる回転電機及び回転電機の製造方法を提供することにある。The present disclosure has been made in consideration of the above circumstances, and its main objective is to provide a rotating electric machine and a manufacturing method for a rotating electric machine that can make the surface magnetic flux density of the magnets closer to a sinusoidal wave by implementing innovations in the orientation and shape of the magnets, and that can also position the magnets and prevent them from rotating.

上記課題を解決するための第1の手段は、周方向に極性が交互となる複数の磁極を含む磁石部を有する界磁子と、径方向において前記磁石部に対向して配置される電機子と、を備え、前記界磁子及び前記電機子のうちいずれかを回転子とする回転電機において、前記磁石部は、周方向に並べて配置されている複数の磁石と、複数の前記磁石が内周面又は外周面に固定される磁石ヨークと、を備え、前記複数の磁石における磁化容易軸は、その向きが磁極境界であるq軸の側に比べて磁極中心であるd軸の側において、磁極中心であるd軸に平行となるように配向され、当該磁化容易軸に沿って磁石磁路が形成されており、当該磁石磁路の長さに基づいて算出される前記複数の磁石のパーミアンス係数が、周方向において、磁極境界であるq軸から磁極中心であるd軸に近づくほど大きくなるように、前記複数の磁石の反電機子側周面において、磁極境界であるq軸側に凹部が設けられており、又は磁極中心であるd軸側に凸部が設けられており、若しくは、磁極境界であるq軸側に凹部が設けられるとともに磁極中心であるd軸側に凸部が設けられており、前記複数の磁石の反電機子側周面において、磁極境界であるq軸側には、前記反電機子側周面の前記凹部又は前記凸部に対して周方向に係合するとともに、前記複数の磁石の極性の異なる磁極間で磁束を授受するための軟磁性材からなる係合部が設けられた。The first means for solving the above problem comprises a field element having a magnet section including a plurality of magnetic poles whose polarity alternates in the circumferential direction, and an armature arranged facing the magnet section in the radial direction, and in a rotating electric machine in which either the field element or the armature is a rotor, the magnet section comprises a plurality of magnets arranged in a line in the circumferential direction, and a magnet yoke to which the plurality of magnets are fixed on the inner or outer circumferential surface, and the magnetization easy axes of the plurality of magnets are oriented so that their orientation is parallel to the d-axis, which is the magnetic pole center, on the side of the d-axis, which is the magnetic pole center, compared to the side of the q-axis, which is the magnetic pole boundary, and a magnetic flux path is formed along the magnetization easy axis, and a calculation is performed based on the length of the magnetic flux path. In order to make the permeance coefficient of the multiple magnets larger in the circumferential direction from the q-axis, which is the magnetic pole boundary, to the d-axis, which is the magnetic pole center, a concave portion is provided on the anti-armature side circumferential surface of the multiple magnets on the q-axis side, which is the magnetic pole boundary, or a convex portion is provided on the d-axis side, which is the magnetic pole center, or alternatively a concave portion is provided on the q-axis side, which is the magnetic pole boundary, and a convex portion is provided on the d-axis side, which is the magnetic pole center, and an engaging portion made of a soft magnetic material is provided on the q-axis side, which is the magnetic pole boundary, of the anti-armature side circumferential surface of the multiple magnets. The engaging portion engages circumferentially with the concave portion or convex portion on the anti-armature side circumferential surface of the multiple magnets, and is for exchanging magnetic flux between magnetic poles of different polarity of the multiple magnets.

複数の磁石における磁化容易軸は、その向きが磁極境界であるq軸の側に比べて磁極中心であるd軸の側において、磁極中心であるd軸に平行となるように配向され、当該磁化容易軸に沿って磁石磁路が形成されている。このため、径方向に沿って直線状に磁石磁路を形成する場合に比較して、磁石磁極間の漏れ磁束を少なくし、磁石部の表面磁束密度を正弦波状に近づけることができる。 The magnetization easy axes of the multiple magnets are oriented so that they are parallel to the d-axis, which is the magnetic pole center, on the side of the d-axis, which is the magnetic pole center, compared to the q-axis, which is the magnetic pole boundary, and a magnetic flux path is formed along the magnetization easy axis. Therefore, compared to forming a magnetic flux path linearly along the radial direction, it is possible to reduce leakage magnetic flux between the magnet poles and make the surface magnetic flux density of the magnet section closer to a sinusoidal wave.

ところで、磁石の製法都合上、磁束密度に密接に関係する磁石磁路の長さや方向を微調整することは難しく、上記のように構成した場合であっても、径方向における磁石の厚さ寸法が一定の場合、表面磁束密度が完全に正弦波状とすることは難しいという課題があった。However, due to the manufacturing process of magnets, it is difficult to fine-tune the length and direction of the magnet magnetic path, which is closely related to the magnetic flux density. Even when configured as described above, there was an issue that it was difficult to make the surface magnetic flux density perfectly sinusoidal if the thickness dimension of the magnet in the radial direction was constant.

そこで、上記手段では、磁石のパーミアンス係数が、周方向において、磁極境界であるq軸から磁極中心であるd軸に近づくほど大きくなるように、複数の磁石の反電機子側周面において、磁極境界であるq軸側に凹部を設けた、又は磁極中心であるd軸側に凸部を設けた、若しくは、磁極境界であるq軸側に凹部を設けるとともに磁極中心であるd軸側に凸部を設けた。すなわち、反電機子側周面に凹凸を設けて磁石磁路の長さを調整し、パーミアンス係数が、周方向において、磁極境界であるq軸から磁極中心であるd軸に近づくほど大きくなるにした。これにより、磁化容易軸の方向や長さを調整する磁石配向の効果に磁石形状の効果を好適に重畳させることにより、磁石部の表面磁束密度を正弦波状に近づけることが可能となる。Therefore, in the above-mentioned means, in order to make the permeance coefficient of the magnet larger in the circumferential direction from the q-axis, which is the magnetic pole boundary, to the d-axis, which is the magnetic pole center, the anti-armature side peripheral surface of the multiple magnets is provided with a concave portion on the q-axis side, which is the magnetic pole boundary, or a convex portion on the d-axis side, which is the magnetic pole center, or a concave portion on the q-axis side, which is the magnetic pole boundary, and a convex portion on the d-axis side, which is the magnetic pole center, are provided. In other words, the length of the magnet magnetic path is adjusted by providing concaves and convexes on the anti-armature side peripheral surface, so that the permeance coefficient becomes larger in the circumferential direction from the q-axis, which is the magnetic pole boundary, to the d-axis, which is the magnetic pole center. In this way, by suitably superimposing the effect of the magnet shape on the effect of the magnet orientation, which adjusts the direction and length of the magnetization easy axis, it is possible to make the surface magnetic flux density of the magnet part closer to a sine wave.

また、複数の磁石の反電機子側周面において、磁極境界であるq軸側には、反電機子側周面の凹部又は凸部に対して周方向に係合するとともに、複数の磁石の極性の異なる磁極間で磁束を授受するための軟磁性材からなる係合部が設けられた。これにより、磁石磁極間の磁束漏れを抑制することができ、磁石部の表面磁束密度を正弦波状に近づけることができる。また、磁石の位置決めと回動防止を行うことができる。 In addition, on the anti-armature side circumferential surface of the multiple magnets, an engagement portion made of a soft magnetic material is provided on the q-axis side, which is the magnetic pole boundary, and which circumferentially engages with the concave or convex portion of the anti-armature side circumferential surface and transmits magnetic flux between magnetic poles of different polarities of the multiple magnets. This makes it possible to suppress magnetic flux leakage between the magnet poles and to make the surface magnetic flux density of the magnet portion closer to a sinusoidal wave. It also makes it possible to position the magnet and prevent it from rotating.

第2の手段は、第1の手段において、前記複数の磁石は、磁化容易軸が円弧状に配向され、当該円弧状に配向された磁化容易軸の配向中心は、周方向において磁極境界であるq軸側であって、径方向において、当該複数の磁石の電機子側周面、または、当該複数の磁石の電機子側周面よりも前記電機子の側に設定されている。The second means is the first means, wherein the magnetization easy axes of the magnets are oriented in an arc shape, and the center of orientation of the magnetization easy axes oriented in an arc shape is on the q-axis side, which is the magnetic pole boundary, in the circumferential direction, and is set on the armature side peripheral surface of the magnets or on the armature side of the armature side peripheral surface of the magnets in the radial direction.

これにより、磁束密度を向上させつつ、より正弦波状に近づけることができる。This allows the magnetic flux density to be improved while making the wave more sinusoidal.

第3の手段は、第1又は第2の手段において、前記複数の磁石における磁化容易軸は、径方向に対する傾斜角度を有する直線状磁化容易軸であって、周方向の位置により当該傾斜角度が徐変するものであり、周方向において、磁極境界であるq軸側から磁極中心であるd軸側に近づくにつれて、前記直線状磁化容易軸が磁極中心であるd軸に平行となるように、各々の当該直線状磁化容易軸の傾斜角度が径方向に対して小さくなるように設定されている。The third means is the first or second means, wherein the magnetization easy axes of the multiple magnets are linear magnetization easy axes having an inclination angle with respect to the radial direction, and the inclination angle gradually changes depending on the circumferential position, and the inclination angle of each linear magnetization easy axis is set to become smaller with respect to the radial direction as it approaches from the q-axis side, which is the magnetic pole boundary, to the d-axis side, which is the magnetic pole center, in the circumferential direction, so that the linear magnetization easy axes become parallel to the d-axis, which is the magnetic pole center.

これにより、磁束密度を向上させつつ、より正弦波状に近づけることができる。This allows the magnetic flux density to be improved while making the wave more sinusoidal.

第4の手段は、第1~第3のうちいずれかの手段において、周方向に極性が交互となる複数の磁極を含む磁石部を有する界磁子と、径方向において前記磁石部に対向して配置される電機子と、を備え、前記界磁子及び前記電機子のうちいずれかを回転子とする回転電機において、前記磁石部は、周方向に並べて配置されている複数の磁石と、複数の前記磁石が内周面又は外周面に固定される磁石ヨークと、を備え、前記複数の磁石における磁化容易軸は、その向きが径方向に対して一定の傾斜角度を有して直線状となるようにパラレル配向され、当該磁化容易軸に沿って磁石磁路が形成されており、当該磁石磁路の長さに基づいて算出される前記複数の磁石のパーミアンス係数が、周方向において、磁極境界であるq軸から磁極中心であるd軸に近づくほど大きくなるように、前記複数の磁石の反電機子側周面において、磁極境界であるq軸側に凹部が設けられており、又は磁極中心であるd軸側に凸部が設けられており、若しくは、磁極境界であるq軸側に凹部が設けられるとともに磁極中心であるd軸側に凸部が設けられており、前記複数の磁石の反電機子側周面において、磁極境界であるq軸側には、前記反電機子側周面の前記凹部又は前記凸部に対して周方向に係合するとともに、前記複数の磁石の極性の異なる磁極間で磁束を授受するための軟磁性材からなる係合部が設けられた。 The fourth means is any one of the first to third means, comprising a field element having a magnet section including a plurality of magnetic poles whose polarity alternates in the circumferential direction, and an armature arranged facing the magnet section in the radial direction, and in a rotating electric machine in which either the field element or the armature is a rotor, the magnet section comprises a plurality of magnets arranged in a line in the circumferential direction, and a magnet yoke to which the plurality of magnets are fixed on the inner or outer circumferential surface, the magnetization easy axes of the plurality of magnets are oriented in parallel so that their orientation is linear at a certain inclination angle with respect to the radial direction, a magnet magnetic path is formed along the magnetization easy axes, and the magnet magnetic path length is calculated based on the length of the magnet magnetic path. In order that the permeance coefficient of the multiple magnets becomes larger in the circumferential direction from the q-axis, which is the magnetic pole boundary, to the d-axis, which is the magnetic pole center, a concave portion is provided on the anti-armature side circumferential surface of the multiple magnets on the q-axis side, which is the magnetic pole boundary, or a convex portion is provided on the d-axis side, which is the magnetic pole center, or alternatively a concave portion is provided on the q-axis side, which is the magnetic pole boundary, and a convex portion is provided on the d-axis side, which is the magnetic pole center, and an engaging portion made of a soft magnetic material is provided on the anti-armature side circumferential surface of the multiple magnets on the q-axis side, which is the magnetic pole boundary, which engages circumferentially with the concave portion or convex portion of the anti-armature side circumferential surface and which exchanges magnetic flux between magnetic poles of different polarities of the multiple magnets.

上記構成により、第1の手段と同様の効果を得ることができる。 The above configuration can achieve the same effect as the first means.

第5の手段は、第1~第4のうちいずれかの手段において、前記係合部は、前記磁石ヨークの内周面又は外周面から突出するように前記磁石ヨークに一体形成されている。The fifth means is any one of the first to fourth means, in which the engagement portion is integrally formed with the magnet yoke so as to protrude from the inner or outer peripheral surface of the magnet yoke.

係合部を磁石ヨークに一体化させたことにより、精度よく係合部を形成することが可能となり、位置決め精度を向上させることができる。また、一体化させることにより、係合部や磁石ヨークの剛性を向上させることが可能となる。By integrating the engagement part with the magnet yoke, it is possible to form the engagement part with high precision, improving positioning accuracy. In addition, by integrating them, it is possible to improve the rigidity of the engagement part and the magnet yoke.

第6の手段は、第1~第5のうちいずれかの手段において、前記磁石ヨークは、細長い薄板状の帯部材が螺旋状に巻回されて積層されることにより筒状に構成されたヘリカルコアである。The sixth means is any one of the first to fifth means, in which the magnet yoke is a helical core formed into a cylindrical shape by spirally winding and stacking a long, thin, plate-like band member.

これにより、材料の歩留まりを向上させることができる。また、磁石ヨークの軸方向の長さ寸法を容易に変更することが可能となる。This allows for improved material yield. It also makes it easier to change the axial length of the magnet yoke.

第7の手段は、第1~第6のうちいずれかの手段において、各々の前記磁石は、周方向において隣り合う磁極中心であるd軸と磁極境界であるq軸との間に設けられ、磁極境界であるd軸及び磁極境界であるq軸において端面がそれぞれ形成されており、周方向における前記磁石のd軸側端面同士の隙間が、q軸側端面同士の隙間よりも狭くなるように、周方向において隣り合う前記係合部の間隔が設定されている。 The seventh means is any one of the first to sixth means, in which each of the magnets is arranged between the d-axis, which is the center of adjacent magnetic poles in the circumferential direction, and the q-axis, which is the magnetic pole boundary, and end faces are formed on the d-axis, which is the magnetic pole boundary, and on the q-axis, which is the magnetic pole boundary, respectively, and the spacing between adjacent engaging portions in the circumferential direction is set so that the gap between the d-axis side end faces of the magnets in the circumferential direction is narrower than the gap between the q-axis side end faces.

各磁石を、周方向において隣り合う磁極中心であるd軸と磁極境界であるq軸との間に設けた場合、d軸端面は同極となり、反発するため、q軸側端面に比較して隙間が形成されやすい。そこで、磁石と周方向に係合する係合部の間隔を調整し、周方向における磁石のd軸側端面同士の隙間が、q軸側端面同士の隙間よりも狭くなるようにした。これにより、d軸側端面同士の隙間が、q軸側端面同士の隙間よりも狭くなるように、磁石の位置決めを容易に行うことが可能となる。そして、d軸側端面同士の隙間を抑制することができるため、隙間に起因する磁束密度の急激な変化を抑制し、トルク脈動を抑制することができる。 When each magnet is placed between the d-axis, which is the center of adjacent magnetic poles in the circumferential direction, and the q-axis, which is the boundary between magnetic poles, the d-axis end faces have the same polarity and repel each other, so gaps are more likely to form than at the q-axis end faces. Therefore, the spacing of the engagement parts that engage with the magnets in the circumferential direction is adjusted so that the gap between the d-axis end faces of the magnets in the circumferential direction is narrower than the gap between the q-axis end faces. This makes it possible to easily position the magnets so that the gap between the d-axis end faces is narrower than the gap between the q-axis end faces. And because the gap between the d-axis end faces can be suppressed, it is possible to suppress sudden changes in magnetic flux density caused by gaps and suppress torque pulsation.

第8の手段は、周方向に極性が交互となる複数の磁極を含む磁石部を有する界磁子と、径方向において前記磁石部に対向して配置される電機子と、を備え、前記界磁子及び前記電機子のうちいずれかを回転子とする回転電機の製造方法であって、前記磁石部は、周方向に並べて配置されている複数の磁石を備え、前記複数の磁石における磁化容易軸は、その向きが磁極境界であるq軸の側に比べて磁極中心であるd軸の側において、d軸に平行となるように配向され、又は、磁化容易軸が、径方向に対して一定の傾斜角度を有して直線状になるようにパラレル配向され、当該磁化容易軸に沿って磁石磁路が形成されており、当該磁石磁路の長さに基づいて算出される前記複数の磁石のパーミアンス係数が、周方向において、磁極境界であるq軸から磁極中心であるd軸に近づくほど大きくなるように、反電機子側周面において、磁極境界であるq軸側に凹部が設けられており、又は磁極中心であるd軸側に凸部が設けられており、若しくは、磁極境界であるq軸側に凹部が設けられるとともに磁極中心であるd軸側に凸部が設けられており、前記磁石の反電機子側周面において、磁極境界であるq軸側には、前記反電機子側周面の前記凹部又は前記凸部に対して周方向に係合するとともに、前記複数の磁石の極性の異なる磁極間で磁束を授受するための軟磁性材からなる係合部が設けられた回転電機の製造方法において、細長い直線状の板部材に対して曲げ加工を行うことにより、細長い薄板状の帯部材を螺旋状に巻回して積層された筒状の磁石ヨークを形成する曲げ加工ステップと、前記磁石ヨークに前記複数の磁石を固定する固定ステップと、を有し、前記曲げ加工ステップの実行前において、前記板部材には、前記係合部がその幅方向に突出するように予め一体形成されているとともに、当該係合部には、前記曲げ加工による変形を吸収する凹凸が設けられている。The eighth means is a manufacturing method for a rotating electric machine comprising a field element having a magnet section including a plurality of magnetic poles whose polarity alternates in the circumferential direction, and an armature arranged facing the magnet section in the radial direction, and using either the field element or the armature as a rotor, wherein the magnet section comprises a plurality of magnets arranged in a line in the circumferential direction, and the magnetization easy axes of the plurality of magnets are oriented so that they are parallel to the d-axis on the side of the d-axis, which is the magnetic pole center, compared to the side of the q-axis, which is the magnetic pole boundary, or the magnetization easy axes are oriented in parallel so that they are linear at a certain inclination angle with respect to the radial direction, and a magnetic flux path is formed along the magnetic flux easy axes, and a recess is provided on the q-axis side, which is the magnetic pole boundary, on the peripheral surface opposite the armature, so that the permeance coefficient of the plurality of magnets calculated based on the length of the magnetic flux path becomes larger in the circumferential direction as it approaches the d-axis, which is the magnetic pole center, from the q-axis, which is the magnetic pole boundary, or In a manufacturing method for a rotating electric machine in which a convex portion is provided on the d-axis side, which is the center, or a concave portion is provided on the q-axis side, which is the magnetic pole boundary, and a convex portion is provided on the d-axis side, which is the magnetic pole center, and an engaging portion made of a soft magnetic material is provided on the anti-armature side peripheral surface of the magnet, on the q-axis side, which is the magnetic pole boundary, which engages circumferentially with the concave portion or the convex portion of the anti-armature side peripheral surface, and for exchanging magnetic flux between magnetic poles of different polarities of the multiple magnets, the manufacturing method includes a bending step of bending a long, thin, straight plate member to form a stacked cylindrical magnet yoke by spirally winding a thin, thin, plate-like band member, and a fixing step of fixing the multiple magnets to the magnet yoke, and before the bending step is performed, the engaging portion is integrally formed in advance on the plate member so that it protrudes in the width direction, and the engaging portion is provided with unevenness that absorbs deformation due to the bending process.

第1の手段と同様の効果に加えて、上記構成により、曲げ加工による変形を吸収することができるため、係合部の形状精度を向上させることができる。これにより、磁石に確実に係合させ、また、磁石の位置決め精度を向上させることが可能となる。In addition to the same effect as the first means, the above configuration can absorb deformation caused by bending, improving the shape precision of the engagement part. This makes it possible to reliably engage with the magnet and improve the positioning precision of the magnet.

本開示についての上記目的およびその他の目的、特徴や利点は、添付の図面を参照しながら下記の詳細な記述により、より明確になる。その図面は、
図1は、第1実施形態における回転電機の全体を示す斜視図であり、 図2は、回転電機の平面図であり、 図3は、回転電機の縦断面図であり、 図4は、回転電機の横断面図であり、 図5は、回転電機の分解断面図であり、 図6は、回転子の断面図であり、 図7は、磁石ユニットの断面構造を示す部分横断面図であり、 図8は、実施形態の磁石について電気角と磁束密度との関係を示す図であり、 図9は、比較例の磁石について電気角と磁束密度との関係を示す図であり、 図10は、固定子ユニットの斜視図であり、 図11は、固定子ユニットの縦断面図であり、 図12は、コアアセンブリを軸方向一方側から見た斜視図であり、 図13は、コアアセンブリを軸方向他方側から見た斜視図であり、 図14は、コアアセンブリの横断面図であり、 図15は、コアアセンブリの分解断面図であり、 図16は、3相の各相巻線における部分巻線の接続状態を示す回路図であり、 図17は、第1コイルモジュールと第2コイルモジュールとを横に並べて対比して示す側面図であり、 図18は、第1部分巻線と第2部分巻線とを横に並べて対比して示す側面図であり、 図19は、第1コイルモジュールの構成を示す図であり、 図20は、図19(a)における20-20線断面図であり、 図21は、絶縁カバーの構成を示す斜視図であり、 図22は、第2コイルモジュールの構成を示す図であり、 図23は、図22(a)における23-23線断面図であり、 図24は、絶縁カバーの構成を示す斜視図であり、 図25は、各コイルモジュールを周方向に並べた状態でのフィルム材のオーバーラップ位置を示す図であり、 図26は、コアアセンブリに対する第1コイルモジュールの組み付け状態を示す平面図であり、 図27は、コアアセンブリに対する第1コイルモジュール及び第2コイルモジュールの組み付け状態を示す平面図であり、 図28は、固定ピンによる固定状態を示す縦断面図であり、 図29は、バスバーモジュールの斜視図であり、 図30は、バスバーモジュールの縦断面の一部を示す断面図であり、 図31は、固定子ホルダにバスバーモジュールを組み付けた状態を示す斜視図であり、 図32は、バスバーモジュールを固定する固定部分における縦断面図であり、 図33は、ハウジングカバーに中継部材を取り付けた状態を示す縦断面図であり、 図34は、中継部材の斜視図であり、 図35は、回転電機の制御システムを示す電気回路図であり、 図36は、制御装置による電流フィードバック制御処理を示す機能ブロック図であり、 図37は、制御装置によるトルクフィードバック制御処理を示す機能ブロック図であり、 図38は、変形例において磁石ユニットの断面構造を示す部分横断面図であり、 図39は、インナロータ構造の固定子ユニットの構成を示す図であり、 図40は、コアアセンブリに対するコイルモジュールの組み付け状態を示す平面図であり、 図41は、変形例2における磁石ユニットの横断面図であり、 図42は、変形例2における磁石ユニットの磁石磁路を示す図であり、 図43は、磁石ユニットの磁石磁路とパーミアンス係数の等高線との関係を示す図であり、 図44は、パーミアンス係数の等高線と、反固定子側q軸凹部との関係を示す図であり、 図45は、磁石ユニットの比較例を示す図であり、 図46は、変形例2における作用を示す図であり、 図47は、変形例2の別例における磁石ユニットを示す図であり、 図48は、変形例2の別例における磁石ユニットを示す図であり、 図49は、変形例2の別例における磁石ユニットを示す図であり、 図50は、変形例2の別例における磁石ヨークを示す図であり、 図51は、変形例2の別例における磁石ヨークの製造方法を示す図であり、 図52は、変形例2の別例における係合部の製造方法を示す図である。
The above and other objects, features and advantages of the present disclosure will become more apparent from the following detailed description taken in conjunction with the accompanying drawings, in which:
FIG. 1 is a perspective view showing an entire rotating electric machine according to a first embodiment; FIG. 2 is a plan view of a rotating electric machine; FIG. 3 is a vertical cross-sectional view of a rotating electric machine; FIG. 4 is a cross-sectional view of a rotating electric machine; FIG. 5 is an exploded cross-sectional view of a rotating electric machine; FIG. 6 is a cross-sectional view of a rotor; FIG. 7 is a partial cross-sectional view showing a cross-sectional structure of a magnet unit; FIG. 8 is a diagram showing the relationship between the electrical angle and the magnetic flux density of the magnet according to the embodiment; FIG. 9 is a diagram showing the relationship between electrical angle and magnetic flux density for a magnet of a comparative example; FIG. 10 is a perspective view of a stator unit; FIG. 11 is a vertical cross-sectional view of a stator unit; FIG. 12 is a perspective view of the core assembly as viewed from one axial side; FIG. 13 is a perspective view of the core assembly as viewed from the other axial side; FIG. 14 is a cross-sectional view of a core assembly; FIG. 15 is an exploded cross-sectional view of a core assembly; FIG. 16 is a circuit diagram showing a connection state of partial windings in each of the three phase windings; FIG. 17 is a side view showing a first coil module and a second coil module arranged side by side for comparison; FIG. 18 is a side view showing a first partial winding and a second partial winding arranged side by side for comparison; FIG. 19 is a diagram showing a configuration of a first coil module; FIG. 20 is a cross-sectional view taken along line 20-20 in FIG. 19(a); FIG. 21 is a perspective view showing a configuration of an insulating cover; FIG. 22 is a diagram showing a configuration of a second coil module; FIG. 23 is a cross-sectional view taken along line 23-23 in FIG. 22(a); FIG. 24 is a perspective view showing a configuration of an insulating cover; FIG. 25 is a diagram showing overlap positions of film materials when the coil modules are arranged in a circumferential direction; FIG. 26 is a plan view showing an assembled state of the first coil module to the core assembly; FIG. 27 is a plan view showing an assembled state of the first coil module and the second coil module to the core assembly; FIG. 28 is a vertical cross-sectional view showing a fixed state by a fixing pin; FIG. 29 is a perspective view of a bus bar module; FIG. 30 is a cross-sectional view showing a portion of a vertical cross section of a bus bar module; FIG. 31 is a perspective view showing a state in which a bus bar module is assembled to a stator holder; FIG. 32 is a vertical cross-sectional view of a fixing portion for fixing a bus bar module; FIG. 33 is a vertical cross-sectional view showing a state in which a relay member is attached to a housing cover; FIG. 34 is a perspective view of a relay member; FIG. 35 is an electric circuit diagram showing a control system for a rotating electric machine; FIG. 36 is a functional block diagram showing a current feedback control process by a control device; FIG. 37 is a functional block diagram showing a torque feedback control process by the control device; FIG. 38 is a partial cross-sectional view showing a cross-sectional structure of a magnet unit in a modified example; FIG. 39 is a diagram showing the configuration of a stator unit having an inner rotor structure; FIG. 40 is a plan view showing an assembled state of the coil module to the core assembly; FIG. 41 is a cross-sectional view of a magnet unit in Modification 2; FIG. 42 is a diagram showing a magnet magnetic path of a magnet unit in Modification 2; FIG. 43 is a diagram showing the relationship between the magnetic flux path of a magnet unit and the contour lines of the permeance coefficient; FIG. 44 is a diagram showing the relationship between the contour lines of the permeance coefficient and the q-axis recess on the opposite side to the stator; FIG. 45 is a diagram showing a comparative example of a magnet unit; FIG. 46 is a diagram showing the operation of the second modified example. FIG. 47 is a diagram showing a magnet unit according to another example of the modified example 2; FIG. 48 is a diagram showing a magnet unit according to another example of the modified example 2; FIG. 49 is a diagram showing a magnet unit according to another example of the modified example 2; FIG. 50 is a diagram showing a magnet yoke in another example of the modified example 2; FIG. 51 is a diagram showing a manufacturing method of a magnet yoke in another example of the modified example 2; FIG. 52 is a diagram showing a manufacturing method of an engagement portion in another example of the modified example 2. In FIG.

図面を参照しながら、複数の実施形態を説明する。複数の実施形態において、機能的におよび/または構造的に対応する部分および/または関連付けられる部分には同一の参照符号、または百以上の位が異なる参照符号が付される場合がある。対応する部分および/又は関連付けられる部分については、他の実施形態の説明を参照することができる。Several embodiments will be described with reference to the drawings. In several embodiments, functionally and/or structurally corresponding and/or associated parts may be given the same reference numerals or reference numerals that differ in the hundredth or higher digit. For corresponding and/or associated parts, reference may be made to the descriptions of other embodiments.

本実施形態における回転電機は、例えば車両動力源として用いられるものとなっている。ただし、回転電機は、産業用、車両用、家電用、OA機器用、遊技機用などとして広く用いられることが可能となっている。なお、以下の各実施形態相互において、互いに同一又は均等である部分には、図中、同一符号を付しており、同一符号の部分についてはその説明を援用する。The rotating electric machine in this embodiment is used, for example, as a vehicle power source. However, rotating electric machines can be widely used in industry, vehicles, home appliances, office automation equipment, amusement machines, etc. In the following embodiments, parts that are identical or equivalent to each other are given the same reference numerals in the drawings, and the explanations of the parts with the same reference numerals are used.

(第1実施形態)
本実施形態に係る回転電機10は、同期式多相交流モータであり、アウタロータ構造(外転構造)のものとなっている。回転電機10の概要を図1~図5に示す。図1は、回転電機10の全体を示す斜視図であり、図2は、回転電機10の平面図であり、図3は、回転電機10の縦断面図(図2の3-3線断面図)であり、図4は、回転電機10の横断面図(図3の4-4線断面図)であり、図5は、回転電機10の構成要素を分解して示す分解断面図である。以下の記載では、回転電機10において、回転軸11が延びる方向を軸方向とし、回転軸11の中心から放射状に延びる方向を径方向とし、回転軸11を中心として円周状に延びる方向を周方向としている。
First Embodiment
The rotating electric machine 10 according to the present embodiment is a synchronous multi-phase AC motor with an outer rotor structure. The rotating electric machine 10 is generally shown in FIGS. 1 to 5. FIG. 1 is a perspective view showing the entire rotating electric machine 10, FIG. 2 is a plan view of the rotating electric machine 10, FIG. 3 is a longitudinal sectional view (sectional view taken along line 3-3 in FIG. 2) of the rotating electric machine 10, FIG. 4 is a transverse sectional view (sectional view taken along line 4-4 in FIG. 3) of the rotating electric machine 10, and FIG. 5 is an exploded sectional view showing components of the rotating electric machine 10 in an exploded manner. In the following description, in the rotating electric machine 10, the direction in which the rotating shaft 11 extends is defined as the axial direction, the direction extending radially from the center of the rotating shaft 11 is defined as the radial direction, and the direction extending circumferentially around the rotating shaft 11 is defined as the circumferential direction.

回転電機10は、大別して、回転子20、固定子ユニット50及びバスバーモジュール200を有する回転電機本体と、その回転電機本体を囲むように設けられるハウジング241及びハウジングカバー242とを備えている。これら各部材はいずれも、回転子20に一体に設けられた回転軸11に対して同軸に配置されており、所定順序で軸方向に組み付けられることで回転電機10が構成されている。回転軸11は、固定子ユニット50及びハウジング241にそれぞれ設けられた一対の軸受12,13に支持され、その状態で回転可能となっている。なお、軸受12,13は、例えば内輪と外輪とそれらの間に配置された複数の玉とを有するラジアル玉軸受である。回転軸11の回転により、例えば車両の車軸が回転する。回転電機10は、ハウジング241が車体フレーム等に固定されることにより車両に搭載可能となっている。The rotating electric machine 10 is roughly divided into a rotating electric machine main body having a rotor 20, a stator unit 50, and a busbar module 200, and a housing 241 and a housing cover 242 that are arranged to surround the rotating electric machine main body. All of these components are arranged coaxially with a rotating shaft 11 that is integrally provided with the rotor 20, and the rotating electric machine 10 is configured by assembling them in the axial direction in a predetermined order. The rotating shaft 11 is supported by a pair of bearings 12, 13 provided on the stator unit 50 and the housing 241, respectively, and is rotatable in this state. The bearings 12, 13 are, for example, radial ball bearings having an inner ring, an outer ring, and a plurality of balls arranged between them. The rotation of the rotating shaft 11 rotates, for example, the axle of a vehicle. The rotating electric machine 10 can be mounted on a vehicle by fixing the housing 241 to a vehicle frame or the like.

回転電機10において、固定子ユニット50は回転軸11を囲むように設けられ、その固定子ユニット50の径方向外側に回転子20が配置されている。固定子ユニット50は、固定子60と、その径方向内側に組み付けられた固定子ホルダ70とを有している。回転子20と固定子60とはエアギャップを挟んで径方向に対向配置されており、回転子20が回転軸11と共に一体回転することにより、固定子60の径方向外側にて回転子20が回転する。回転子20が「界磁子」に相当し、固定子60が「電機子」に相当する。In the rotating electric machine 10, the stator unit 50 is arranged to surround the rotating shaft 11, and the rotor 20 is arranged radially outside the stator unit 50. The stator unit 50 has a stator 60 and a stator holder 70 assembled to its radially inside. The rotor 20 and the stator 60 are arranged facing each other in the radial direction with an air gap in between, and the rotor 20 rotates integrally with the rotating shaft 11, causing the rotor 20 to rotate radially outside the stator 60. The rotor 20 corresponds to the "field element" and the stator 60 corresponds to the "armature".

図6は、回転子20の縦断面図である。図6に示すように、回転子20は、略円筒状の回転子キャリア21と、その回転子キャリア21に固定された環状の磁石ユニット22とを有している。回転子キャリア21は、円筒状をなす円筒部23と、その円筒部23の軸方向一端に設けられた端板部24とを有しており、それらが一体化されることで構成されている。回転子キャリア21は、磁石保持部材として機能し、円筒部23の径方向内側に環状に磁石ユニット22が固定されている。端板部24には貫通孔24aが形成されており、その貫通孔24aに挿通された状態で、ボルト等の締結具25により端板部24に回転軸11が固定されている。回転軸11は、軸方向に交差(直交)する向きに延びるフランジ11aを有しており、そのフランジ11aと端板部24とが面接合されている状態で、回転軸11に回転子キャリア21が固定されている。6 is a longitudinal cross-sectional view of the rotor 20. As shown in FIG. 6, the rotor 20 has a substantially cylindrical rotor carrier 21 and an annular magnet unit 22 fixed to the rotor carrier 21. The rotor carrier 21 has a cylindrical portion 23 and an end plate portion 24 provided at one axial end of the cylindrical portion 23, which are integrated together. The rotor carrier 21 functions as a magnet holding member, and the magnet unit 22 is fixed in an annular shape to the radial inside of the cylindrical portion 23. A through hole 24a is formed in the end plate portion 24, and the rotating shaft 11 is fixed to the end plate portion 24 by a fastener 25 such as a bolt while being inserted into the through hole 24a. The rotating shaft 11 has a flange 11a extending in a direction intersecting (orthogonal to) the axial direction, and the rotor carrier 21 is fixed to the rotating shaft 11 while the flange 11a and the end plate portion 24 are surface-jointed.

磁石ユニット22は、円筒状の磁石ホルダ31と、その磁石ホルダ31の内周面に固定された複数の磁石32と、軸方向両側のうち回転子キャリア21の端板部24とは逆側に固定されたエンドプレート33とを有している。磁石ホルダ31は、軸方向において磁石32と同じ長さ寸法を有している。磁石32は、磁石ホルダ31に径方向外側から包囲された状態で設けられている。磁石ホルダ31及び磁石32は、軸方向一方側の端部においてエンドプレート33に当接した状態で固定されている。磁石ユニット22が「磁石部」に相当する。 The magnet unit 22 has a cylindrical magnet holder 31, a plurality of magnets 32 fixed to the inner circumferential surface of the magnet holder 31, and an end plate 33 fixed to the axially opposite end plate portion 24 of the rotor carrier 21. The magnet holder 31 has the same length dimension in the axial direction as the magnet 32. The magnet 32 is arranged in a state in which it is surrounded by the magnet holder 31 from the radially outside. The magnet holder 31 and the magnet 32 are fixed in a state in which they abut against the end plate 33 at one end on the axial direction. The magnet unit 22 corresponds to the "magnet portion".

図7は、磁石ユニット22の断面構造を示す部分横断面図である。図7には、磁石32の磁化容易軸の向きを矢印にて示している。 Figure 7 is a partial cross-sectional view showing the cross-sectional structure of magnet unit 22. In Figure 7, the direction of the magnetization easy axis of magnet 32 is indicated by an arrow.

磁石ユニット22において、磁石32は、回転子20の周方向に沿って極性が交互に変わるように並べて設けられている。これにより、磁石ユニット22は、周方向に複数の磁極を有する。磁石32は、極異方性の永久磁石であり、固有保磁力が400[kA/m]以上であり、かつ残留磁束密度Brが1.0[T]以上である焼結ネオジム磁石を用いて構成されている。In the magnet unit 22, the magnets 32 are arranged so that their polarity alternates along the circumferential direction of the rotor 20. This gives the magnet unit 22 multiple magnetic poles in the circumferential direction. The magnets 32 are polar anisotropic permanent magnets, and are constructed using sintered neodymium magnets with an intrinsic coercive force of 400 kA/m or more and a residual magnetic flux density Br of 1.0 T or more.

磁石32において径方向内側の周面が、磁束の授受が行われる磁束作用面34である。磁石32では、d軸側(d軸寄りの部分)とq軸側(q軸寄りの部分)とで磁化容易軸の向きが相違しており、d軸側では磁化容易軸の向きがd軸に平行する向きとなり、q軸側では磁化容易軸の向きがq軸に直交する向きとなっている。この場合、磁化容易軸の向きに沿って円弧状の磁石磁路が形成されている。要するに、磁石32は、磁極中心であるd軸の側において、磁極境界であるq軸の側に比べて磁化容易軸の向きがd軸に平行となるように配向がなされて構成されている。The radially inner peripheral surface of the magnet 32 is the magnetic flux action surface 34 where magnetic flux is exchanged. In the magnet 32, the orientation of the magnetization easy axis differs between the d-axis side (part closer to the d-axis) and the q-axis side (part closer to the q-axis), with the magnetization easy axis oriented parallel to the d-axis on the d-axis side and perpendicular to the q-axis on the q-axis side. In this case, an arc-shaped magnetic flux path is formed along the direction of the magnetization easy axis. In short, the magnet 32 is configured so that the magnetization easy axis is oriented parallel to the d-axis on the d-axis side, which is the magnetic pole center, compared to the q-axis side, which is the magnetic pole boundary.

磁石32において、磁石磁路が円弧状に形成されていることにより、磁石32の径方向の厚さ寸法よりも磁石磁路長が長くなっている。これにより、磁石32のパーミアンスが上昇し、同じ磁石量でありながら、磁石量の多い磁石と同等の能力を発揮させることが可能となっている。 In magnet 32, the magnetic flux path is formed in an arc shape, so that the magnetic flux path length is longer than the radial thickness dimension of magnet 32. This increases the permeance of magnet 32, making it possible to exert the same performance as a magnet with a larger amount of magnet, despite the same amount of magnet.

磁石32は、周方向に隣り合う2つを1組として1磁極を構成するものとなっている。つまり、磁石ユニット22において周方向に並ぶ複数の磁石32は、d軸及びq軸にそれぞれ割面を有するものとなっており、それら各磁石32が互いに当接又は近接した状態で配置されている。磁石32は、上記のとおり円弧状の磁石磁路を有しており、q軸では周方向に隣り合う磁石32どうしでN極とS極とが向かい合うこととなる。そのため、q軸近傍でのパーミアンスの向上を図ることができる。また、q軸を挟んで両側の磁石32は互いに吸引し合うため、これら各磁石32は互いの接触状態を保持できる。そのため、やはりパーミアンスの向上に寄与するものとなっている。 The magnets 32 are arranged in pairs, two adjacent to each other in the circumferential direction, to form one magnetic pole. In other words, the magnets 32 arranged in the circumferential direction in the magnet unit 22 have cut surfaces on the d-axis and q-axis, and the magnets 32 are arranged in contact with or in close proximity to each other. As described above, the magnets 32 have an arc-shaped magnetic flux path, and the N pole and S pole of the magnets 32 adjacent to each other in the circumferential direction face each other on the q-axis. This makes it possible to improve the permeance near the q-axis. In addition, the magnets 32 on both sides of the q-axis attract each other, so that the magnets 32 can maintain contact with each other. This also contributes to improving the permeance.

磁石ユニット22では、各磁石32により、隣接するN,S極間を円弧状に磁束が流れるため、例えばラジアル異方性磁石に比べて磁石磁路が長くなっている。このため、図8に示すように、磁束密度分布が正弦波に近いものとなる。その結果、図9に比較例として示すラジアル異方性磁石の磁束密度分布とは異なり、磁極の中心側に磁束を集中させることができ、回転電機10のトルクを高めることが可能となっている。また、本実施形態の磁石ユニット22では、従来のハルバッハ配列の磁石と比べても、磁束密度分布の差異があることが確認できる。なお、図8及び図9において、横軸は電気角を示し、縦軸は磁束密度を示す。また、図8及び図9において、横軸の90°はd軸(すなわち磁極中心)を示し、横軸の0°,180°はq軸を示す。In the magnet unit 22, the magnetic flux flows in an arc between the adjacent N and S poles due to each magnet 32, so the magnetic path is longer than that of a radial anisotropic magnet, for example. Therefore, as shown in FIG. 8, the magnetic flux density distribution is close to a sine wave. As a result, unlike the magnetic flux density distribution of a radial anisotropic magnet shown as a comparative example in FIG. 9, the magnetic flux can be concentrated toward the center of the magnetic pole, making it possible to increase the torque of the rotating electric machine 10. In addition, in the magnet unit 22 of this embodiment, it can be confirmed that there is a difference in the magnetic flux density distribution compared to the conventional Halbach array magnet. In addition, in FIG. 8 and FIG. 9, the horizontal axis indicates the electrical angle, and the vertical axis indicates the magnetic flux density. In addition, in FIG. 8 and FIG. 9, 90° on the horizontal axis indicates the d-axis (i.e., the magnetic pole center), and 0° and 180° on the horizontal axis indicate the q-axis.

つまり、上記構成の各磁石32によれば、磁石ユニット22においてd軸での磁石磁束が強化され、かつq軸付近での磁束変化が抑えられる。これにより、各磁極においてq軸からd軸にかけての表面磁束変化がなだらかになる磁石ユニット22を好適に実現することができる。In other words, with each magnet 32 configured as described above, the magnetic flux on the d-axis in the magnet unit 22 is strengthened and the magnetic flux change near the q-axis is suppressed. This makes it possible to preferably realize a magnet unit 22 in which the surface magnetic flux change from the q-axis to the d-axis at each magnetic pole is smooth.

磁束密度分布の正弦波整合率は、例えば40%以上の値とされていればよい。このようにすれば、正弦波整合率が30%程度であるラジアル配向磁石、パラレル配向磁石を用いる場合に比べ、確実に波形中央部分の磁束量を向上させることができる。また、正弦波整合率を60%以上とすれば、ハルバッハ配列のような磁束集中配列と比べ、確実に波形中央部分の磁束量を向上させることができる。 The sine wave matching rate of the magnetic flux density distribution may be, for example, 40% or more. In this way, the amount of magnetic flux in the central part of the waveform can be reliably improved compared to the use of radially oriented magnets or parallel oriented magnets, which have a sine wave matching rate of about 30%. Furthermore, if the sine wave matching rate is 60% or more, the amount of magnetic flux in the central part of the waveform can be reliably improved compared to a magnetic flux concentration array such as a Halbach array.

図9に示すラジアル異方性磁石では、q軸付近において磁束密度が急峻に変化する。磁束密度の変化が急峻なほど、後述する固定子60の固定子巻線61において渦電流が増加してしまう。また、固定子巻線61側での磁束変化も急峻となる。これに対し、本実施形態では、磁束密度分布が正弦波に近い磁束波形となる。このため、q軸付近において、磁束密度の変化が、ラジアル異方性磁石の磁束密度の変化よりも小さい。これにより、渦電流の発生を抑制することができる。 In the radially anisotropic magnet shown in FIG. 9, the magnetic flux density changes sharply near the q-axis. The sharper the change in magnetic flux density, the more eddy currents increase in the stator winding 61 of the stator 60 described below. The magnetic flux change on the stator winding 61 side also becomes sharper. In contrast, in this embodiment, the magnetic flux density distribution has a magnetic flux waveform that is close to a sine wave. Therefore, the change in magnetic flux density near the q-axis is smaller than the change in magnetic flux density of a radially anisotropic magnet. This makes it possible to suppress the generation of eddy currents.

磁石32には、径方向外側の外周面に、d軸を含む所定範囲で凹部35が形成されているとともに、径方向内側の内周面に、q軸を含む所定範囲で凹部36が形成されている。この場合、磁石32の磁化容易軸の向きによれば、磁石32の外周面においてd軸付近で磁石磁路が短くなるとともに、磁石32の内周面においてq軸付近で磁石磁路が短くなる。そこで、磁石32において磁石磁路長が短い場所で十分な磁石磁束を生じさせることが困難になることを考慮して、その磁石磁束の弱い場所で磁石が削除されている。 The magnet 32 has a recess 35 formed on the outer peripheral surface on the radially outer side in a predetermined range including the d-axis, and a recess 36 formed on the inner peripheral surface on the radially inner side in a predetermined range including the q-axis. In this case, according to the direction of the easy axis of magnetization of the magnet 32, the magnetic flux path is short near the d-axis on the outer peripheral surface of the magnet 32, and the magnetic flux path is short near the q-axis on the inner peripheral surface of the magnet 32. Therefore, in consideration of the difficulty of generating sufficient magnetic flux in the areas of the magnet 32 where the magnetic flux path length is short, the magnet is removed in the areas where the magnetic flux is weak.

なお、磁石ユニット22において、磁極と同じ数の磁石32を用いる構成としてもよい。例えば、磁石32が、周方向に隣り合う2磁極において各磁極の中心であるd軸間を1磁石として設けられるとよい。この場合、磁石32は、周方向の中心がq軸となり、かつd軸に割面を有する構成となっている。また、磁石32が、周方向の中心をq軸とする構成でなく、周方向の中心をd軸とする構成であってもよい。磁石32として、磁極数の2倍の数の磁石、又は磁極数と同じ数の磁石を用いる構成に代えて、円環状に繋がった円環磁石を用いる構成であってもよい。 The magnet unit 22 may be configured to use the same number of magnets 32 as the number of magnetic poles. For example, the magnets 32 may be provided between two circumferentially adjacent magnetic poles, with one magnet being provided between the d-axis, which is the center of each magnetic pole. In this case, the magnet 32 is configured so that the circumferential center is the q-axis and has a cut surface on the d-axis. The magnet 32 may also be configured so that the circumferential center is the d-axis, rather than the q-axis. Instead of using magnets with twice the number of magnetic poles or the same number of magnets as the number of magnetic poles, the magnet 32 may be configured to use a ring magnet connected in a ring shape.

図3に示すように、回転軸11の軸方向両側のうち回転子キャリア21との結合部の逆側の端部(図の上側の端部)には、回転センサとしてのレゾルバ41が設けられている。レゾルバ41は、回転軸11に固定されるレゾルバロータと、そのレゾルバロータの径方向外側に対向配置されたレゾルバステータとを備えている。レゾルバロータは、円板リング状をなしており、回転軸11を挿通させた状態で、回転軸11に同軸に設けられている。レゾルバステータは、ステータコアとステータコイルとを有し、ハウジングカバー242に固定されている。3, a resolver 41 is provided as a rotation sensor on both axial ends of the rotating shaft 11 opposite the joint with the rotor carrier 21 (the upper end in the figure). The resolver 41 includes a resolver rotor fixed to the rotating shaft 11, and a resolver stator arranged radially outside the resolver rotor to face it. The resolver rotor is in the shape of a circular ring, and is provided coaxially with the rotating shaft 11 with the rotating shaft 11 inserted through it. The resolver stator has a stator core and a stator coil, and is fixed to the housing cover 242.

次に、固定子ユニット50の構成を説明する。図10は、固定子ユニット50の斜視図であり、図11は、固定子ユニット50の縦断面図である。なお、図11は、図3と同じ位置での縦断面図である。Next, the configuration of the stator unit 50 will be described. Figure 10 is a perspective view of the stator unit 50, and Figure 11 is a vertical cross-sectional view of the stator unit 50. Note that Figure 11 is a vertical cross-sectional view at the same position as Figure 3.

固定子ユニット50は、その概要として、固定子60とその径方向内側の固定子ホルダ70とを有している。また、固定子60は、固定子巻線61と固定子コア62とを有している。そして、固定子コア62と固定子ホルダ70とを一体化してコアアセンブリCAとして設け、そのコアアセンブリCAに対して、固定子巻線61を構成する複数の部分巻線151を組み付ける構成としている。なお、固定子巻線61が「電機子巻線」に相当し、固定子コア62が「電機子コア」に相当し、固定子ホルダ70が「電機子保持部材」に相当する。また、コアアセンブリCAが「支持部材」に相当する。 The stator unit 50 generally comprises a stator 60 and a stator holder 70 located radially inside the stator 60. The stator 60 comprises a stator winding 61 and a stator core 62. The stator core 62 and the stator holder 70 are integrated together to form a core assembly CA, to which multiple partial windings 151 constituting the stator winding 61 are attached. The stator winding 61 corresponds to the "armature winding", the stator core 62 corresponds to the "armature core", and the stator holder 70 corresponds to the "armature holding member". The core assembly CA corresponds to the "support member".

ここではまず、コアアセンブリCAについて説明する。図12は、コアアセンブリCAを軸方向一方側から見た斜視図であり、図13は、コアアセンブリCAを軸方向他方側から見た斜視図であり、図14は、コアアセンブリCAの横断面図であり、図15は、コアアセンブリCAの分解断面図である。Here, we will first explain the core assembly CA. Figure 12 is a perspective view of the core assembly CA seen from one axial side, Figure 13 is a perspective view of the core assembly CA seen from the other axial side, Figure 14 is a cross-sectional view of the core assembly CA, and Figure 15 is an exploded cross-sectional view of the core assembly CA.

コアアセンブリCAは、上述したとおり固定子コア62と、その径方向内側に組み付けられた固定子ホルダ70とを有している。言うなれば、固定子ホルダ70の外周面に固定子コア62が一体に組み付けられて構成されている。As described above, the core assembly CA has the stator core 62 and the stator holder 70 attached to its radially inner side. In other words, the stator core 62 is integrally attached to the outer peripheral surface of the stator holder 70.

固定子コア62は、磁性体である電磁鋼板からなるコアシート62aが軸方向に積層されたコアシート積層体として構成されており、径方向に所定の厚さを有する円筒状をなしている。固定子コア62において回転子20側となる径方向外側には固定子巻線61が組み付けられている。固定子コア62の外周面は凹凸のない曲面状をなしている。固定子コア62はバックヨークとして機能する。固定子コア62は、例えば円環板状に打ち抜き形成された複数枚のコアシート62aが軸方向に積層されて構成されている。ただし、固定子コア62としてヘリカルコア構造を有するものを用いてもよい。ヘリカルコア構造の固定子コア62では、帯状のコアシートが用いられ、このコアシートが環状に巻回形成されるとともに軸方向に積層されることで、全体として円筒状の固定子コア62が構成されている。The stator core 62 is configured as a core sheet laminate in which core sheets 62a made of magnetic steel sheets are laminated in the axial direction, and has a cylindrical shape with a predetermined thickness in the radial direction. The stator winding 61 is assembled to the radial outside of the stator core 62, which is the rotor 20 side. The outer peripheral surface of the stator core 62 is curved without any unevenness. The stator core 62 functions as a back yoke. The stator core 62 is configured by laminating multiple core sheets 62a, for example, punched into a circular plate shape, in the axial direction. However, a stator core 62 having a helical core structure may also be used. In the helical core structure stator core 62, a strip-shaped core sheet is used, and this core sheet is wound in an annular shape and laminated in the axial direction to form a cylindrical stator core 62 as a whole.

本実施形態において、固定子60は、スロットを形成するためのティースを有していないスロットレス構造を有するものであるが、その構成は以下の(A)~(C)のいずれかを用いたものであってもよい。
(A)固定子60において、周方向における各導線部(後述する中間導線部152)の間に導線間部材を設け、かつその導線間部材として、1磁極における導線間部材の周方向の幅寸法をWt、導線間部材の飽和磁束密度をBs、1磁極における磁石32の周方向の幅寸法をWm、磁石32の残留磁束密度をBrとした場合に、Wt×Bs≦Wm×Brの関係となる磁性材料を用いている。
(B)固定子60において、周方向における各導線部(中間導線部152)の間に導線間部材を設け、かつその導線間部材として、非磁性材料を用いている。
(C)固定子60において、周方向における各導線部(中間導線部152)の間に導線間部材を設けていない構成となっている。
In this embodiment, the stator 60 has a slotless structure that does not have teeth for forming slots, but the configuration may be any of the following (A) to (C).
(A) In the stator 60, inter-conductor members are provided between each conductor portion (intermediate conductor portion 152 described later) in the circumferential direction, and the inter-conductor member is made of a magnetic material that satisfies the relationship Wt×Bs≦Wm×Br, where Wt is the circumferential width of the inter-conductor member at one magnetic pole, Bs is the saturation magnetic flux density of the inter-conductor member, Wm is the circumferential width of the magnet 32 at one magnetic pole, and Br is the residual magnetic flux density of the magnet 32.
(B) In the stator 60, inter-conductor members are provided between each conductor portion (intermediate conductor portion 152) in the circumferential direction, and a non-magnetic material is used for the inter-conductor members.
(C) In the stator 60, no inter-conductor members are provided between each conductor portion (intermediate conductor portion 152) in the circumferential direction.

また、図15に示すように、固定子ホルダ70は、外筒部材71と内筒部材81とを有し、外筒部材71を径方向外側、内筒部材81を径方向内側にしてそれらが一体に組み付けられることにより構成されている。これら各部材71,81は、例えばアルミニウムや鋳鉄等の金属、又は炭素繊維強化プラスチック(CFRP)により構成されている。15, the stator holder 70 has an outer cylinder member 71 and an inner cylinder member 81, which are assembled together with the outer cylinder member 71 on the radial outside and the inner cylinder member 81 on the radial inside. Each of these members 71, 81 is made of metal such as aluminum or cast iron, or carbon fiber reinforced plastic (CFRP).

外筒部材71は、外周面及び内周面をいずれも真円状の曲面とする円筒部材であり、軸方向一端側には、径方向内側に延びる環状のフランジ72が形成されている。このフランジ72には、周方向に所定間隔で、径方向内側に延びる複数の突出部73が形成されている(図13参照)。また、外筒部材71において軸方向一端側及び他端側には、それぞれ内筒部材81に軸方向に対向する対向面74,75が形成されており、その対向面74,75には、環状に延びる環状溝74a,75aが形成されている。The outer tube member 71 is a cylindrical member whose outer and inner peripheral surfaces are both perfectly circular curved surfaces, and an annular flange 72 extending radially inward is formed on one axial end side. This flange 72 has a plurality of protrusions 73 extending radially inward at a predetermined interval in the circumferential direction (see FIG. 13). In addition, the outer tube member 71 has opposing surfaces 74, 75 formed on one and the other axial ends, respectively, which face the inner tube member 81 in the axial direction, and the opposing surfaces 74, 75 have annular grooves 74a, 75a extending annularly.

また、内筒部材81は、外筒部材71の内径寸法よりも小さい外径寸法を有する円筒部材であり、その外周面は、外筒部材71と同心の真円状の曲面となっている。内筒部材81において軸方向一端側には、径方向外側に延びる環状のフランジ82が形成されている。内筒部材81は、外筒部材71の対向面74,75に軸方向に当接した状態で、外筒部材71に組み付けられるようになっている。図13に示すように、外筒部材71及び内筒部材81は、ボルト等の締結具84により互いに組み付けられている。具体的には、内筒部材81の内周側には、周方向に所定間隔で、径方向内側に延びる複数の突出部83が形成されており、その突出部83の軸方向端面と外筒部材71の突出部73とが重ね合わされた状態で、その突出部73,83どうしが締結具84により締結されている。The inner tube member 81 is a cylindrical member having an outer diameter smaller than the inner diameter of the outer tube member 71, and its outer circumferential surface is a perfectly circular curved surface concentric with the outer tube member 71. An annular flange 82 extending radially outward is formed on one axial end of the inner tube member 81. The inner tube member 81 is assembled to the outer tube member 71 in a state in which it abuts against the opposing surfaces 74, 75 of the outer tube member 71 in the axial direction. As shown in FIG. 13, the outer tube member 71 and the inner tube member 81 are assembled to each other by a fastener 84 such as a bolt. Specifically, a plurality of protrusions 83 extending radially inward are formed at a predetermined interval in the circumferential direction on the inner circumferential side of the inner tube member 81, and the protrusions 73, 83 are fastened to each other by a fastener 84 in a state in which the axial end faces of the protrusions 83 and the protrusions 73 of the outer tube member 71 are overlapped.

図14に示すように、外筒部材71と内筒部材81とが互いに組み付けられた状態において、外筒部材71の内周面と内筒部材81の外周面との間には環状の隙間が形成されており、その隙間空間が、冷却水等の冷媒を流通させる冷媒通路85となっている。冷媒通路85は、固定子ホルダ70の周方向に環状に設けられている。より詳しくは、内筒部材81には、その内周側において径方向内側に突出し、かつその内部に入口側通路86と出口側通路87とが形成された通路形成部88が設けられており、それら各通路86,87は内筒部材81の外周面に開口している。また、内筒部材81の外周面には、冷媒通路85を入口側と出口側とに仕切るための仕切り部89が設けられている。これにより、入口側通路86から流入する冷媒は、冷媒通路85を周方向に流れ、その後、出口側通路87から流出する。As shown in FIG. 14, when the outer tube member 71 and the inner tube member 81 are assembled to each other, an annular gap is formed between the inner peripheral surface of the outer tube member 71 and the outer peripheral surface of the inner tube member 81, and the gap space serves as a refrigerant passage 85 through which a refrigerant such as cooling water flows. The refrigerant passage 85 is provided in an annular shape in the circumferential direction of the stator holder 70. More specifically, the inner tube member 81 is provided with a passage forming portion 88 that protrudes radially inward on its inner peripheral side and has an inlet side passage 86 and an outlet side passage 87 formed therein, and each of these passages 86, 87 opens to the outer peripheral surface of the inner tube member 81. In addition, a partition portion 89 is provided on the outer peripheral surface of the inner tube member 81 to divide the refrigerant passage 85 into an inlet side and an outlet side. As a result, the refrigerant flowing in from the inlet side passage 86 flows circumferentially through the refrigerant passage 85 and then flows out from the outlet side passage 87.

入口側通路86及び出口側通路87は、その一端側が径方向に延びて内筒部材81の外周面に開口するとともに、他端側が軸方向に延びて内筒部材81の軸方向端面に開口するようになっている。図12には、入口側通路86に通じる入口開口86aと、出口側通路87に通じる出口開口87aとが示されている。なお、入口側通路86及び出口側通路87は、ハウジングカバー242に取り付けられた入口ポート244及び出口ポート245(図1参照)に通じており、それら各ポート244,245を介して冷媒が出入りするようになっている。The inlet side passage 86 and the outlet side passage 87 have one end extending radially and opening on the outer circumferential surface of the inner cylinder member 81, and the other end extending axially and opening on the axial end surface of the inner cylinder member 81. Figure 12 shows an inlet opening 86a leading to the inlet side passage 86 and an outlet opening 87a leading to the outlet side passage 87. The inlet side passage 86 and the outlet side passage 87 lead to an inlet port 244 and an outlet port 245 (see Figure 1) attached to the housing cover 242, and the refrigerant flows in and out through these ports 244, 245.

外筒部材71と内筒部材81との接合部分には、冷媒通路85の冷媒の漏れを抑制するためのシール材101,102が設けられている(図15参照)。具体的には、シール材101,102は例えばOリングであり、外筒部材71の環状溝74a,75aに収容され、かつ外筒部材71及び内筒部材81により圧縮された状態で設けられている。At the joint between the outer tube member 71 and the inner tube member 81, sealing materials 101, 102 are provided to prevent leakage of the refrigerant from the refrigerant passage 85 (see FIG. 15). Specifically, the sealing materials 101, 102 are, for example, O-rings, which are housed in the annular grooves 74a, 75a of the outer tube member 71 and are provided in a compressed state by the outer tube member 71 and the inner tube member 81.

また、図12に示すように、内筒部材81は、軸方向一端側に端板部91を有しており、その端板部91には、軸方向に延びる中空筒状のボス部92が設けられている。ボス部92は、回転軸11を挿通させるための挿通孔93を囲むように設けられている。ボス部92には、ハウジングカバー242を固定するための複数の締結部94が設けられている。また、端板部91には、ボス部92の径方向外側に、軸方向に延びる複数の支柱部95が設けられている。この支柱部95は、バスバーモジュール200を固定するための固定部となる部位であるが、その詳細は後述する。また、ボス部92は、軸受12を保持する軸受保持部材となっており、その内周部に設けられた軸受固定部96に軸受12が固定されている(図3参照)。12, the inner tube member 81 has an end plate portion 91 at one axial end, and the end plate portion 91 is provided with a hollow cylindrical boss portion 92 extending in the axial direction. The boss portion 92 is provided to surround an insertion hole 93 for inserting the rotating shaft 11. The boss portion 92 is provided with a plurality of fastening portions 94 for fixing the housing cover 242. The end plate portion 91 is provided with a plurality of support portions 95 extending in the axial direction on the radial outside of the boss portion 92. The support portions 95 are portions that serve as fixing portions for fixing the busbar module 200, and will be described in detail later. The boss portion 92 is a bearing holding member that holds the bearing 12, and the bearing 12 is fixed to a bearing fixing portion 96 provided on the inner periphery of the boss portion 92 (see FIG. 3).

また、図12,図13に示すように、外筒部材71及び内筒部材81には、後述する複数のコイルモジュール150を固定するために用いる凹部105,106が形成されている。 In addition, as shown in Figures 12 and 13, recesses 105, 106 are formed in the outer tube member 71 and the inner tube member 81, which are used to fix multiple coil modules 150 described later.

具体的には、図12に示すように、内筒部材81の軸方向端面、詳しくは端板部91においてボス部92の周囲となる軸方向外側端面には、周方向に等間隔で複数の凹部105が形成されている。また、図13に示すように、外筒部材71の軸方向端面、詳しくはフランジ72の軸方向外側の端面には、周方向に等間隔で複数の凹部106が形成されている。これら凹部105,106は、コアアセンブリCAと同心の仮想円上に並ぶように設けられている。凹部105,106は、周方向において同一となる位置にそれぞれ設けられ、その間隔及び個数も同じである。Specifically, as shown in Figure 12, a plurality of recesses 105 are formed at equal intervals in the circumferential direction on the axial end face of the inner tube member 81, more specifically, on the axial outer end face of the end plate portion 91 which surrounds the boss portion 92. Also, as shown in Figure 13, a plurality of recesses 106 are formed at equal intervals in the circumferential direction on the axial end face of the outer tube member 71, more specifically, on the axial outer end face of the flange 72. These recesses 105, 106 are arranged so as to be aligned on an imaginary circle concentric with the core assembly CA. The recesses 105, 106 are each provided at the same position in the circumferential direction, and the intervals and numbers thereof are also the same.

ところで、固定子コア62は、固定子ホルダ70に対する組み付けの強度を確保すべく、固定子ホルダ70に対する径方向の圧縮力を生じる状態で組み付けられている。具体的には、焼きばめ又は圧入により、固定子ホルダ70に対して所定の締め代で固定子コア62が嵌合固定されている。この場合、固定子コア62及び固定子ホルダ70は、そのうち一方による他方への径方向の応力が生じる状態で組み付けられていると言える。また、回転電機10を高トルク化する場合には、例えば固定子60を大径化することが考えられ、かかる場合には固定子ホルダ70に対する固定子コア62の結合を強固にすべく固定子コア62の締め付け力が増大される。しかしながら、固定子コア62の圧縮応力(換言すれば残留応力)を大きくすると、固定子コア62の破損が生じることが懸念される。 The stator core 62 is assembled in a state where it generates a radial compressive force on the stator holder 70 in order to ensure the strength of the assembly to the stator holder 70. Specifically, the stator core 62 is fitted and fixed to the stator holder 70 with a predetermined tightening margin by shrink fitting or press fitting. In this case, it can be said that the stator core 62 and the stator holder 70 are assembled in a state where one of them generates a radial stress on the other. In addition, when increasing the torque of the rotating electric machine 10, for example, it is considered to increase the diameter of the stator 60, and in such a case, the tightening force of the stator core 62 is increased to strengthen the connection of the stator core 62 to the stator holder 70. However, if the compressive stress (in other words, the residual stress) of the stator core 62 is increased, there is a concern that the stator core 62 may be damaged.

そこで本実施形態では、固定子コア62及び固定子ホルダ70が互いに所定の締め代で嵌合固定されている構成において、固定子コア62及び固定子ホルダ70における径方向の互いの対向部分に、周方向の係合により固定子コア62の周方向の変位を規制する規制部を設ける構成としている。つまり、図12~図14に示すように、径方向において固定子コア62と固定子ホルダ70の外筒部材71との間には、周方向に所定間隔で、規制部としての複数の係合部材111が設けられており、その係合部材111により、固定子コア62と固定子ホルダ70との周方向の位置ずれが抑制されている。なおこの場合、固定子コア62及び外筒部材71の少なくともいずれかに凹部を設け、その凹部において係合部材111を係合させる構成とするとよい。係合部材111に代えて、固定子コア62及び外筒部材71のいずれかに凸部を設ける構成としてもよい。Therefore, in this embodiment, in a configuration in which the stator core 62 and the stator holder 70 are fitted and fixed to each other with a predetermined tightening margin, a restricting portion is provided on the radially opposing portions of the stator core 62 and the stator holder 70, which restricts the circumferential displacement of the stator core 62 by engaging in the circumferential direction. In other words, as shown in Figures 12 to 14, a plurality of engaging members 111 are provided as restricting portions at a predetermined interval in the circumferential direction between the stator core 62 and the outer tube member 71 of the stator holder 70 in the radial direction, and the engaging members 111 suppress the circumferential positional deviation between the stator core 62 and the stator holder 70. In this case, it is preferable to provide a recess in at least one of the stator core 62 and the outer tube member 71, and to engage the engaging member 111 in the recess. Instead of the engaging member 111, a convex portion may be provided in either the stator core 62 or the outer tube member 71.

上記構成では、固定子コア62及び固定子ホルダ70(外筒部材71)は、所定の締め代で嵌合固定されることに加え、係合部材111の規制により相互の周方向変位が規制された状態で設けられている。したがって、仮に固定子コア62及び固定子ホルダ70における締め代が比較的小さくても、固定子コア62の周方向の変位を抑制できる。また、締め代が比較的小さくても所望の変位抑制効果が得られるため、締め代が過剰に大きいことに起因する固定子コア62の破損を抑制できる。その結果、固定子コア62の変位を適正に抑制することができる。In the above configuration, the stator core 62 and the stator holder 70 (outer tube member 71) are fitted and fixed with a predetermined tightening margin, and are provided in a state in which their mutual circumferential displacement is restricted by the restriction of the engaging member 111. Therefore, even if the tightening margin in the stator core 62 and the stator holder 70 is relatively small, the circumferential displacement of the stator core 62 can be suppressed. Furthermore, since the desired displacement suppression effect can be obtained even if the tightening margin is relatively small, damage to the stator core 62 caused by an excessively large tightening margin can be suppressed. As a result, the displacement of the stator core 62 can be appropriately suppressed.

内筒部材81の内周側には、回転軸11を囲むようにして環状の内部空間が形成されており、その内部空間に、例えば電力変換器としてのインバータを構成する電気部品が配置される構成としてもよい。電気部品は、例えば半導体スイッチング素子やコンデンサをパッケージ化した電気モジュールである。内筒部材81の内周面に当接した状態で電気モジュールを配置することにより、冷媒通路85を流れる冷媒による電気モジュールの冷却が可能となっている。なお、内筒部材81の内周側において、複数の突出部83を無くし、又は突出部83の突出高さを小さくし、これにより内筒部材81の内周側の内部空間を拡張することも可能である。 An annular internal space is formed on the inner periphery of the inner cylinder member 81 so as to surround the rotating shaft 11, and the internal space may be configured to accommodate electrical components constituting, for example, an inverter as a power converter. The electrical components are, for example, electrical modules in which semiconductor switching elements and capacitors are packaged. By arranging the electrical module in contact with the inner periphery of the inner cylinder member 81, it is possible to cool the electrical module by the refrigerant flowing through the refrigerant passage 85. It is also possible to eliminate the multiple protrusions 83 on the inner periphery of the inner cylinder member 81 or to reduce the protruding height of the protrusions 83, thereby expanding the internal space on the inner periphery of the inner cylinder member 81.

次に、コアアセンブリCAに対して組み付けられる固定子巻線61の構成を詳しく説明する。コアアセンブリCAに対して固定子巻線61が組み付けられた状態は、図10,図11に示すとおりであり、コアアセンブリCAの径方向外側、すなわち固定子コア62の径方向外側に、固定子巻線61を構成する複数の部分巻線151が周方向に並ぶ状態で組み付けられている。Next, the configuration of the stator winding 61 to be assembled to the core assembly CA will be described in detail. The state in which the stator winding 61 is assembled to the core assembly CA is as shown in Figures 10 and 11, where the multiple partial windings 151 that make up the stator winding 61 are assembled in a circumferentially aligned state on the radial outside of the core assembly CA, i.e., on the radial outside of the stator core 62.

固定子巻線61は、複数の相巻線を有し、各相の相巻線が周方向に所定順序で配置されることで円筒状(環状)に形成されている。本実施形態では、U相、V相及びW相の相巻線を用いることで、固定子巻線61が3相の相巻線を有する構成となっている。The stator winding 61 has a plurality of phase windings, and is formed into a cylindrical (annular) shape by arranging the phase windings of each phase in a predetermined order in the circumferential direction. In this embodiment, the stator winding 61 is configured to have three phase windings by using U-phase, V-phase, and W-phase windings.

図11に示すように、固定子60は、軸方向において、回転子20における磁石ユニット22に径方向に対向するコイルサイドCSに相当する部分と、そのコイルサイドCSの軸方向外側であるコイルエンドCEに相当する部分とを有している。この場合、固定子コア62は、軸方向においてコイルサイドCSに相当する範囲で設けられている。11, the stator 60 has, in the axial direction, a portion corresponding to the coil side CS that faces radially the magnet unit 22 in the rotor 20, and a portion corresponding to the coil end CE that is axially outside the coil side CS. In this case, the stator core 62 is provided in a range corresponding to the coil side CS in the axial direction.

固定子巻線61において各相の相巻線は各々複数の部分巻線151を有しており(図16参照)、その部分巻線151は個別にコイルモジュール150として設けられている。つまり、コイルモジュール150は、各相の相巻線における部分巻線151が一体に設けられて構成されており、極数に応じた所定数のコイルモジュール150により固定子巻線61が構成されている。各相のコイルモジュール150(部分巻線151)が周方向に所定順序で並べて配置されることで、固定子巻線61のコイルサイドCSにおいて各相の導線部が所定順序に並べて配置されるものとなっている。図10には、コイルサイドCSにおけるU相、V相及びW相の導線部の並び順が示されている。本実施形態では、磁極数を24としているが、その数は任意である。In the stator winding 61, each phase winding has a plurality of partial windings 151 (see FIG. 16), and the partial windings 151 are individually provided as coil modules 150. In other words, the coil module 150 is configured by integrally providing the partial windings 151 in the phase windings of each phase, and the stator winding 61 is configured by a predetermined number of coil modules 150 according to the number of poles. The coil modules 150 (partial windings 151) of each phase are arranged in a predetermined order in the circumferential direction, so that the conductor parts of each phase are arranged in a predetermined order on the coil side CS of the stator winding 61. FIG. 10 shows the order of the conductor parts of the U phase, V phase, and W phase on the coil side CS. In this embodiment, the number of magnetic poles is 24, but the number is arbitrary.

固定子巻線61では、相ごとに各コイルモジュール150の部分巻線151が並列又は直列に接続されることにより、各相の相巻線が構成されている。図16は、3相の各相巻線における部分巻線151の接続状態を示す回路図である。図16では、各相の相巻線における部分巻線151がそれぞれ並列に接続された状態が示されている。In the stator winding 61, the partial windings 151 of each coil module 150 are connected in parallel or in series for each phase to form a phase winding. Figure 16 is a circuit diagram showing the connection state of the partial windings 151 in each of the three phase windings. Figure 16 shows the partial windings 151 in the phase windings of each phase connected in parallel.

図11に示すように、コイルモジュール150は固定子コア62の径方向外側に組み付けられている。この場合、コイルモジュール150は、その軸方向両端部分が固定子コア62よりも軸方向外側(すなわちコイルエンドCE側)に突出した状態で組み付けられている。つまり、固定子巻線61は、固定子コア62よりも軸方向外側に突出したコイルエンドCEに相当する部分と、それよりも軸方向内側のコイルサイドCSに相当する部分とを有している。11, the coil module 150 is assembled to the radial outside of the stator core 62. In this case, the coil module 150 is assembled with both axial end portions protruding axially outward (i.e., toward the coil end CE) from the stator core 62. In other words, the stator winding 61 has a portion corresponding to the coil end CE that protrudes axially outward from the stator core 62, and a portion corresponding to the coil side CS that is axially inward from that.

コイルモジュール150は、2種類の形状を有するものとなっており、その一方は、コイルエンドCEにおいて部分巻線151が径方向内側、すなわち固定子コア62側に折り曲げられた形状を有するものであり、他方は、コイルエンドCEにおいて部分巻線151が径方向内側に折り曲げられておらず、軸方向に直線状に延びる形状を有するものである。以下の説明では、便宜を図るべく、軸方向両端側に屈曲形状を有する部分巻線151を「第1部分巻線151A」、その第1部分巻線151Aを有するコイルモジュール150を「第1コイルモジュール150A」とも称する。また、軸方向両端側の屈曲形状を有していない部分巻線151を「第2部分巻線151B」、その第2部分巻線151Bを有するコイルモジュール150を「第2コイルモジュール150B」とも称する。The coil module 150 has two types of shapes. One has a shape in which the partial winding 151 is bent radially inward, i.e., toward the stator core 62, at the coil end CE. The other has a shape in which the partial winding 151 is not bent radially inward at the coil end CE and extends linearly in the axial direction. In the following description, for convenience, the partial winding 151 having a bent shape at both axial ends is also referred to as the "first partial winding 151A," and the coil module 150 having the first partial winding 151A is also referred to as the "first coil module 150A." In addition, the partial winding 151 not having a bent shape at both axial ends is also referred to as the "second partial winding 151B," and the coil module 150 having the second partial winding 151B is also referred to as the "second coil module 150B."

図17は、第1コイルモジュール150Aと第2コイルモジュール150Bとを横に並べて対比して示す側面図であり、図18は、第1部分巻線151Aと第2部分巻線151Bとを横に並べて対比して示す側面図である。これら各図に示すように、各コイルモジュール150A,150B、各部分巻線151A,151Bは、軸方向長さが互いに異なり、かつ軸方向両側の端部形状が互いに異なるものとなっている。第1部分巻線151Aは、側面視において略C字状をなし、第2部分巻線151Bは、側面視において略I字状をなしている。第1部分巻線151Aには、軸方向両側に「第1絶縁カバー」としての絶縁カバー161,162が装着され、第2部分巻線151Bには、軸方向両側に「第2絶縁カバー」としての絶縁カバー163,164が装着されている。17 is a side view showing the first coil module 150A and the second coil module 150B side by side for comparison, and FIG. 18 is a side view showing the first partial winding 151A and the second partial winding 151B side by side for comparison. As shown in these figures, the coil modules 150A, 150B and the partial windings 151A, 151B have different axial lengths and different end shapes on both axial sides. The first partial winding 151A is approximately C-shaped in side view, and the second partial winding 151B is approximately I-shaped in side view. The first partial winding 151A is fitted with insulating covers 161, 162 as "first insulating covers" on both axial sides, and the second partial winding 151B is fitted with insulating covers 163, 164 as "second insulating covers" on both axial sides.

次に、コイルモジュール150A,150Bの構成を詳しく説明する。Next, the configuration of coil modules 150A and 150B will be described in detail.

ここではまず、コイルモジュール150A,150Bのうち第1コイルモジュール150Aについて説明する。図19(a)は、第1コイルモジュール150Aの構成を示す斜視図であり、図19(b)は、第1コイルモジュール150Aにおいて構成部品を分解して示す斜視図である。また、図20は、図19(a)における20-20線断面図である。Here, we will first explain the first coil module 150A of the coil modules 150A and 150B. Figure 19(a) is an oblique view showing the configuration of the first coil module 150A, and Figure 19(b) is an oblique view showing the components of the first coil module 150A disassembled. Also, Figure 20 is a cross-sectional view taken along line 20-20 in Figure 19(a).

図19(a),(b)に示すように、第1コイルモジュール150Aは、導線材CRを多重巻にして構成された第1部分巻線151Aと、その第1部分巻線151Aにおいて軸方向一端側及び他端側に取り付けられた絶縁カバー161,162とを有している。絶縁カバー161,162は合成樹脂等の絶縁材料により成形されている。19(a) and (b), the first coil module 150A has a first partial winding 151A formed by multiple windings of conductive wire CR, and insulating covers 161, 162 attached to one and the other axial ends of the first partial winding 151A. The insulating covers 161, 162 are made of an insulating material such as synthetic resin.

第1部分巻線151Aは、互いに平行でかつ直線状に設けられる一対の中間導線部152と、一対の中間導線部152を軸方向両端でそれぞれ接続する一対の渡り部153Aとを有しており、これら一対の中間導線部152と一対の渡り部153Aとにより環状に形成されている。一対の中間導線部152は、所定のコイルピッチ分を離して設けられており、周方向において一対の中間導線部152の間に、他相の部分巻線151の中間導線部152が配置可能となっている。本実施形態では、一対の中間導線部152は2コイルピッチ分を離して設けられ、一対の中間導線部152の間に、他2相の部分巻線151における中間導線部152が1つずつ配置される構成となっている。The first partial winding 151A has a pair of intermediate conductor parts 152 arranged parallel to each other and linearly, and a pair of crossover parts 153A that connect the pair of intermediate conductor parts 152 at both axial ends, and is formed into a ring shape by the pair of intermediate conductor parts 152 and the pair of crossover parts 153A. The pair of intermediate conductor parts 152 are arranged at a predetermined coil pitch apart, and the intermediate conductor parts 152 of the partial winding 151 of the other phase can be arranged between the pair of intermediate conductor parts 152 in the circumferential direction. In this embodiment, the pair of intermediate conductor parts 152 are arranged at a distance of two coil pitches, and one intermediate conductor part 152 of the partial winding 151 of the other two phases is arranged between the pair of intermediate conductor parts 152.

一対の渡り部153Aは、軸方向両側でそれぞれ同じ形状となっており、いずれもコイルエンドCE(図11参照)に相当する部分として設けられている。各渡り部153Aは、中間導線部152に対して直交する向き、すなわち軸方向に直交する方向に折り曲がるようにして設けられている。The pair of transition sections 153A have the same shape on both axial sides, and each is provided as a part corresponding to the coil end CE (see FIG. 11). Each transition section 153A is provided so as to be bent in a direction perpendicular to the intermediate conductor section 152, i.e., in a direction perpendicular to the axial direction.

図18に示すように、第1部分巻線151Aは、軸方向両側に渡り部153Aを有し、第2部分巻線151Bは、軸方向両側に渡り部153Bを有している。これら各部分巻線151A,151Bの渡り部153A,153Bはその形状が互いに異なっており、その区別を明確にすべく、第1部分巻線151Aの渡り部153Aを「第1渡り部153A」、第2部分巻線151Bの渡り部153Bを「第2渡り部153B」とも記載する。18, the first partial winding 151A has a crossover portion 153A on both axial sides, and the second partial winding 151B has a crossover portion 153B on both axial sides. The crossover portions 153A, 153B of the partial windings 151A, 151B have different shapes, and to clearly distinguish between them, the crossover portion 153A of the first partial winding 151A is also referred to as the "first crossover portion 153A," and the crossover portion 153B of the second partial winding 151B is also referred to as the "second crossover portion 153B."

各部分巻線151A,151Bにおいて、中間導線部152は、コイルサイドCSにおいて周方向に1つずつ並ぶコイルサイド導線部として設けられている。また、各渡り部153A,153Bは、コイルエンドCEにおいて、周方向に異なる2位置の同相の中間導線部152どうしを接続するコイルエンド導線部として設けられている。In each partial winding 151A, 151B, the intermediate conductor portions 152 are provided as coil side conductor portions arranged one by one in the circumferential direction at the coil side CS. Also, each jumper portion 153A, 153B is provided as a coil end conductor portion that connects the intermediate conductor portions 152 of the same phase at two different positions in the circumferential direction at the coil end CE.

図20に示すように、第1部分巻線151Aは、導線集合部分の横断面が四角形になるように導線材CRが多重に巻回されて形成されている。図20は、中間導線部152の横断面を示しており、その中間導線部152において周方向及び径方向に並ぶように導線材CRが多重に巻回されている。つまり、第1部分巻線151Aは、中間導線部152において導線材CRが周方向に複数列で並べられ、かつ径方向に複数列で並べられることで、横断面が略矩形状となるように形成されている。なお、第1渡り部153Aの先端部では、径方向への折れ曲がりにより、導線材CRが軸方向及び径方向に並ぶように多重に巻回される構成となっている。本実施形態では、導線材CRを同心巻により巻回することで第1部分巻線151Aが構成されている。ただし、導線材CRの巻き方は任意であり、同心巻に代えて、アルファ巻により導線材CRが多重に巻回されていてもよい。As shown in FIG. 20, the first partial winding 151A is formed by winding the conductor wire CR in multiple layers so that the cross section of the conductor assembly portion is rectangular. FIG. 20 shows a cross section of the intermediate conductor portion 152, in which the conductor wire CR is wound in multiple layers so as to be aligned in the circumferential and radial directions. In other words, the first partial winding 151A is formed so that the conductor wire CR is arranged in multiple rows in the circumferential direction and multiple rows in the radial direction in the intermediate conductor portion 152, so that the cross section is approximately rectangular. In addition, at the tip of the first crossover portion 153A, the conductor wire CR is wound in multiple layers so as to be aligned in the axial and radial directions by bending in the radial direction. In this embodiment, the first partial winding 151A is formed by winding the conductor wire CR in a concentric manner. However, the winding method of the conductor wire CR is arbitrary, and the conductor wire CR may be wound multiple times by alpha winding instead of concentric winding.

第1部分巻線151Aでは、軸方向両側の第1渡り部153Aのうち、一方の第1渡り部153A(図19(b)の上側の第1渡り部153A)から導線材CRの端部が引き出されており、その端部が巻線端部154,155となっている。巻線端部154,155は、それぞれ導線材CRの巻き始め及び巻き終わりとなる部分である。巻線端部154,155のうち一方が電流入出力端子に接続され、他方が中性点に接続されるようになっている。In the first partial winding 151A, an end of the conductor wire CR is pulled out from one of the first jumper portions 153A on both axial sides (the upper first jumper portion 153A in Figure 19 (b)), and these ends serve as winding ends 154, 155. The winding ends 154, 155 are the start and end of the winding of the conductor wire CR, respectively. One of the winding ends 154, 155 is connected to a current input/output terminal, and the other is connected to a neutral point.

第1部分巻線151Aにおいて各中間導線部152には、シート状の絶縁被覆体157が被せられた状態で設けられている。なお、図19(a)には、第1コイルモジュール150Aが、中間導線部152に絶縁被覆体157が被せられ、かつ絶縁被覆体157の内側に中間導線部152が存在する状態で示されているが、便宜上、その該当部分を中間導線部152としている(後述する図22(a)も同様)。In the first partial winding 151A, each intermediate conductor portion 152 is provided covered with a sheet-like insulating cover 157. Note that in FIG. 19(a), the first coil module 150A is shown in a state in which the intermediate conductor portion 152 is covered with the insulating cover 157 and the intermediate conductor portion 152 is present inside the insulating cover 157, but for convenience, the corresponding portion is referred to as the intermediate conductor portion 152 (the same applies to FIG. 22(a) described later).

絶縁被覆体157は、軸方向寸法として少なくとも中間導線部152における軸方向の絶縁被覆範囲の長さを有するフィルム材FMを用い、そのフィルム材FMを中間導線部152の周囲に巻装することで設けられている。フィルム材FMは、例えばPEN(ポリエチレンナフタレート)フィルムよりなる。より具体的には、フィルム材FMは、フィルム基材と、そのフィルム基材の両面のうち片面に設けられ、発泡性を有する接着層とを含む。そして、フィルム材FMは、接着層により接着させた状態で、中間導線部152に対して巻装されている。なお、接着層として非発泡性の接着剤を用いることも可能である。The insulating cover 157 is provided by using a film material FM having an axial dimension of at least the length of the axial insulating cover range of the intermediate conductor portion 152, and wrapping the film material FM around the intermediate conductor portion 152. The film material FM is made of, for example, a PEN (polyethylene naphthalate) film. More specifically, the film material FM includes a film base material and a foaming adhesive layer provided on one of the two surfaces of the film base material. The film material FM is then wrapped around the intermediate conductor portion 152 while being adhered to the intermediate conductor portion 152 by the adhesive layer. It is also possible to use a non-foaming adhesive as the adhesive layer.

図20に示すように、中間導線部152は、導線材CRが周方向及び径方向に並ぶことで横断面が略矩形状をなしており、中間導線部152の周囲には、フィルム材FMがその周方向の端部をオーバーラップさせた状態で被せられていることで、絶縁被覆体157が設けられている。フィルム材FMは、縦寸法が中間導線部152の軸方向長さよりも長く、かつ横寸法が中間導線部152の1周長さよりも長い矩形シートであり、中間導線部152の断面形状に合わせて折り目を付けた状態で中間導線部152に巻装されている。中間導線部152にフィルム材FMが巻装された状態では、中間導線部152の導線材CRとフィルム基材との間の隙間が接着層での発泡により埋められるようになっている。また、フィルム材FMのオーバーラップ部分OLでは、フィルム材FMの周方向の端部どうしが接着層により接合されている。20, the intermediate conductor portion 152 has a substantially rectangular cross section due to the conductor material CR arranged in the circumferential and radial directions, and the intermediate conductor portion 152 is covered with a film material FM with its circumferential ends overlapped to provide an insulating cover 157. The film material FM is a rectangular sheet whose vertical dimension is longer than the axial length of the intermediate conductor portion 152 and whose horizontal dimension is longer than the circumference of the intermediate conductor portion 152, and is wound around the intermediate conductor portion 152 with creases made to match the cross-sectional shape of the intermediate conductor portion 152. When the film material FM is wound around the intermediate conductor portion 152, the gap between the conductor material CR of the intermediate conductor portion 152 and the film base material is filled by foaming in the adhesive layer. In addition, in the overlap portion OL of the film material FM, the circumferential ends of the film material FM are joined together by an adhesive layer.

中間導線部152では、2つの周方向側面及び2つの径方向側面においてそれらの全てを覆うようにして絶縁被覆体157が設けられている。この場合、中間導線部152を囲う絶縁被覆体157には、他相の部分巻線151における中間導線部152との対向部分、すなわち中間導線部152の2つの周方向側面のうち一方に、フィルム材FMがオーバーラップするオーバーラップ部分OLが設けられている。本実施形態では、一対の中間導線部152において、周方向の同じ側にオーバーラップ部分OLがそれぞれ設けられている。The intermediate conductor portion 152 is provided with an insulating cover 157 so as to cover all of the two circumferential side surfaces and two radial side surfaces. In this case, the insulating cover 157 surrounding the intermediate conductor portion 152 is provided with an overlap portion OL where the film material FM overlaps the portion facing the intermediate conductor portion 152 in the partial winding 151 of the other phase, i.e., one of the two circumferential side surfaces of the intermediate conductor portion 152. In this embodiment, the overlap portion OL is provided on the same circumferential side of each of the pair of intermediate conductor portions 152.

第1部分巻線151Aでは、中間導線部152から、軸方向両側の第1渡り部153Aにおいて絶縁カバー161,162により覆われた部分(すなわち絶縁カバー161,162の内側となる部分)までの範囲で、絶縁被覆体157が設けられている。図17で言えば、第1コイルモジュール150AにおいてAX1の範囲が絶縁カバー161,162により覆われていない部分であり、その範囲AX1よりも上下に拡張した範囲で絶縁被覆体157が設けられている。In the first partial winding 151A, an insulating cover 157 is provided in the range from the intermediate conductor portion 152 to the portion of the first crossover portion 153A on both axial sides that is covered by the insulating covers 161, 162 (i.e., the portion inside the insulating covers 161, 162). In FIG. 17, the range AX1 in the first coil module 150A is the portion not covered by the insulating covers 161, 162, and the insulating cover 157 is provided in a range extending above and below the range AX1.

次に、絶縁カバー161,162の構成を説明する。Next, the configuration of insulating covers 161, 162 will be described.

絶縁カバー161は、第1部分巻線151Aの軸方向一方側の第1渡り部153Aに装着され、絶縁カバー162は、第1部分巻線151Aの軸方向他方側の第1渡り部153Aに装着される。このうち絶縁カバー161の構成を図21(a),(b)に示す。図21(a),(b)は、絶縁カバー161を異なる二方向から見た斜視図である。 The insulating cover 161 is attached to the first crossover portion 153A on one axial side of the first partial winding 151A, and the insulating cover 162 is attached to the first crossover portion 153A on the other axial side of the first partial winding 151A. The configuration of the insulating cover 161 is shown in Figures 21(a) and (b). Figures 21(a) and (b) are perspective views of the insulating cover 161 viewed from two different directions.

図21(a),(b)に示すように、絶縁カバー161は、周方向の側面となる一対の側面部171と、軸方向外側の外面部172と、軸方向内側の内面部173と、径方向内側の前面部174とを有している。これら各部171~174は、それぞれ板状に形成されており、径方向外側のみが開放されるようにして立体状に互いに結合されている。一対の側面部171はそれぞれ、コアアセンブリCAへの組み付け状態においてコアアセンブリCAの軸心に向けて延びる向きで設けられている。そのため、複数の第1コイルモジュール150Aが周方向に並べて配置された状態では、隣り合う各第1コイルモジュール150Aにおいて絶縁カバー161の側面部171どうしが当接又は接近状態で互いに対向する。これにより、周方向に隣接する各第1コイルモジュール150Aにおいて相互の絶縁が図られつつ好適なる環状配置が可能となっている。21(a) and (b), the insulating cover 161 has a pair of side portions 171 that are circumferential side surfaces, an outer surface portion 172 on the axially outer side, an inner surface portion 173 on the axially inner side, and a front surface portion 174 on the radially inner side. Each of these portions 171 to 174 is formed in a plate shape and is connected to each other in a three-dimensional shape so that only the radially outer side is open. Each of the pair of side portions 171 is provided in a direction that extends toward the axis of the core assembly CA when assembled to the core assembly CA. Therefore, when a plurality of first coil modules 150A are arranged in a circumferential line, the side portions 171 of the insulating cover 161 of the adjacent first coil modules 150A face each other in abutment or close proximity. This allows the first coil modules 150A adjacent in the circumferential direction to be insulated from each other while being preferably arranged in an annular arrangement.

絶縁カバー161において、外面部172には、第1部分巻線151Aの巻線端部154を引き出すための開口部175aが設けられ、前面部174には、第1部分巻線151Aの巻線端部155を引き出すための開口部175bが設けられている。この場合、一方の巻線端部154は外面部172から軸方向に引き出されるのに対し、他方の巻線端部155は前面部174から径方向に引き出される構成となっている。In the insulating cover 161, the outer surface portion 172 is provided with an opening 175a for pulling out the winding end 154 of the first partial winding 151A, and the front surface portion 174 is provided with an opening 175b for pulling out the winding end 155 of the first partial winding 151A. In this case, one winding end 154 is pulled out axially from the outer surface portion 172, while the other winding end 155 is pulled out radially from the front surface portion 174.

また、絶縁カバー161において、一対の側面部171には、前面部174の周方向両端となる位置、すなわち各側面部171と前面部174とが交差する位置に、軸方向に延びる半円状の凹部177が設けられている。さらに、外面部172には、周方向における絶縁カバー161の中心線を基準として周方向両側に対称となる位置に、軸方向に延びる一対の突起部178が設けられている。In addition, in the insulating cover 161, a pair of side portions 171 are provided with semicircular recesses 177 extending in the axial direction at positions that are both circumferential ends of the front portion 174, i.e., positions where each side portion 171 intersects with the front portion 174. Furthermore, the outer surface portion 172 is provided with a pair of protrusions 178 extending in the axial direction at positions that are symmetrical on both sides in the circumferential direction with respect to the center line of the insulating cover 161 in the circumferential direction.

絶縁カバー161の凹部177について説明を補足する。図20に示すように、第1部分巻線151Aの第1渡り部153Aは、径方向内外のうち径方向内側、すなわちコアアセンブリCAの側に凸となる湾曲状をなしている。かかる構成では、周方向に隣り合う第1渡り部153Aの間に、第1渡り部153Aの先端側ほど幅広となる隙間が形成される。そこで本実施形態では、周方向に並ぶ第1渡り部153Aの間の隙間を利用して、絶縁カバー161の側面部171において第1渡り部153Aの湾曲部の外側となる位置に凹部177を設ける構成としている。 Additional explanation on the recess 177 of the insulating cover 161. As shown in FIG. 20, the first crossover portion 153A of the first partial winding 151A is curved so as to be convex toward the inner radial side, i.e., toward the core assembly CA side. In this configuration, a gap is formed between adjacent first crossover portions 153A in the circumferential direction, which becomes wider toward the tip side of the first crossover portion 153A. Therefore, in this embodiment, the gap between the first crossover portions 153A arranged in the circumferential direction is utilized to provide a recess 177 at a position on the side portion 171 of the insulating cover 161 that is outside the curved portion of the first crossover portion 153A.

なお、第1部分巻線151Aに温度検出部(サーミスタ)を設ける構成としてもよく、かかる構成では、絶縁カバー161に、温度検出部から延びる信号線を引き出すための開口部を設けるとよい。この場合、絶縁カバー161内に温度検出部を好適に収容できる。A temperature detector (thermistor) may be provided in the first partial winding 151A. In such a configuration, an opening may be provided in the insulating cover 161 for drawing out a signal line extending from the temperature detector. In this case, the temperature detector can be conveniently housed within the insulating cover 161.

図示による詳細な説明は割愛するが、軸方向他方の絶縁カバー162は、絶縁カバー161と概ね同様の構成を有している。絶縁カバー162は、絶縁カバー161と同様に、一対の側面部171と、軸方向外側の外面部172と、軸方向内側の内面部173と、径方向内側の前面部174とを有している。また、絶縁カバー162において、一対の側面部171には前面部174の周方向両端となる位置に半円状の凹部177が設けられるとともに、外面部172に一対の突起部178が設けられている。絶縁カバー161との相違点として、絶縁カバー162は、第1部分巻線151Aの巻線端部154,155を引き出すための開口部を有していない構成となっている。Although detailed explanation using the drawings will be omitted, the other insulating cover 162 in the axial direction has a configuration generally similar to that of the insulating cover 161. Like the insulating cover 161, the insulating cover 162 has a pair of side portions 171, an outer surface portion 172 on the axial outside, an inner surface portion 173 on the axial inside, and a front surface portion 174 on the radial inside. In addition, in the insulating cover 162, the pair of side portions 171 are provided with semicircular recesses 177 at positions that are both circumferential ends of the front surface portion 174, and a pair of protrusions 178 are provided on the outer surface portion 172. As a difference from the insulating cover 161, the insulating cover 162 is configured not to have an opening for pulling out the winding ends 154, 155 of the first partial winding 151A.

絶縁カバー161,162では、軸方向の高さ寸法(すなわち一対の側面部171及び前面部174における軸方向の幅寸法)が相違している。具体的には、図17に示すように、絶縁カバー161の軸方向の高さ寸法W11と絶縁カバー162の軸方向の高さ寸法W12は、W11>W12となっている。つまり、導線材CRを多重に巻回する場合には、巻線巻回方向(周回方向)に直交する向きに導線材CRの巻き段を切り替える(レーンチェンジする)必要があり、その切り替えに起因して巻線幅が大きくなることが考えられる。補足すると、絶縁カバー161,162のうち絶縁カバー161は、導線材CRの巻き始め及び巻き終わりを含む側の第1渡り部153Aを覆う部分であり、導線材CRの巻き始め及び巻き終わりを含むことにより、他の部分よりも導線材CRの巻き代(重なり代)が多くなり、その結果として巻線幅が大きくなることが生じうる。この点を加味して、絶縁カバー161の軸方向の高さ寸法W11が、絶縁カバー162の軸方向の高さ寸法W12よりも大きくなっている。これにより、絶縁カバー161,162の高さ寸法W11,W12が互いに同じ寸法である場合とは異なり、絶縁カバー161,162により導線材CRの巻き数が制限されるといった不都合が抑制されるようになっている。The insulating covers 161 and 162 have different axial height dimensions (i.e., axial width dimensions at the pair of side portions 171 and the front portion 174). Specifically, as shown in FIG. 17, the axial height dimension W11 of the insulating cover 161 and the axial height dimension W12 of the insulating cover 162 are W11>W12. In other words, when winding the conductor CR in multiple layers, it is necessary to switch (change lanes) the winding stages of the conductor CR in a direction perpendicular to the winding direction (circumferential direction), and it is considered that the winding width becomes larger due to the switching. To supplement, the insulating cover 161 of the insulating covers 161 and 162 is a portion that covers the first crossover portion 153A on the side including the winding start and winding end of the conductor CR, and by including the winding start and winding end of the conductor CR, the winding allowance (overlap allowance) of the conductor CR becomes larger than other portions, which may result in a larger winding width. Taking this into consideration, the axial height dimension W11 of the insulating cover 161 is greater than the axial height dimension W12 of the insulating cover 162. This prevents the insulating covers 161, 162 from limiting the number of turns of the conductor wire CR, as opposed to a case in which the height dimensions W11, W12 of the insulating covers 161, 162 are the same.

次に、第2コイルモジュール150Bについて説明する。Next, we will explain the second coil module 150B.

図22(a)は、第2コイルモジュール150Bの構成を示す斜視図であり、図22(b)は、第2コイルモジュール150Bにおいて構成部品を分解して示す斜視図である。また、図23は、図22(a)における23-23線断面図である。 Figure 22(a) is a perspective view showing the configuration of the second coil module 150B, and Figure 22(b) is a perspective view showing the components of the second coil module 150B disassembled. Also, Figure 23 is a cross-sectional view taken along line 23-23 in Figure 22(a).

図22(a),(b)に示すように、第2コイルモジュール150Bは、第1部分巻線151Aと同様に導線材CRを多重巻にして構成された第2部分巻線151Bと、その第2部分巻線151Bにおいて軸方向一端側及び他端側に取り付けられた絶縁カバー163,164とを有している。絶縁カバー163,164は合成樹脂等の絶縁材料により成形されている。22(a) and (b), the second coil module 150B has a second partial winding 151B formed by multiple windings of conductive wire CR, similar to the first partial winding 151A, and insulating covers 163, 164 attached to one and the other axial ends of the second partial winding 151B. The insulating covers 163, 164 are made of an insulating material such as synthetic resin.

第2部分巻線151Bは、互いに平行でかつ直線状に設けられる一対の中間導線部152と、一対の中間導線部152を軸方向両端でそれぞれ接続する一対の第2渡り部153Bとを有しており、これら一対の中間導線部152と一対の第2渡り部153Bとにより環状に形成されている。第2部分巻線151Bにおいて一対の中間導線部152は、第1部分巻線151Aの中間導線部152と構成が同じである。これに対して、一対の第2渡り部153Bは、第1部分巻線151Aの第1渡り部153Aとは構成が異なっている。第2部分巻線151Bの第2渡り部153Bは、径方向に折り曲げられることなく、中間導線部152から直線状に軸方向に延びるようにして設けられている。図18には、部分巻線151A,151Bの違いが対比して明示されている。The second partial winding 151B has a pair of intermediate conductor parts 152 arranged parallel to each other and linearly, and a pair of second bridge parts 153B that connect the pair of intermediate conductor parts 152 at both axial ends, and is formed into a ring shape by the pair of intermediate conductor parts 152 and the pair of second bridge parts 153B. In the second partial winding 151B, the pair of intermediate conductor parts 152 has the same configuration as the intermediate conductor part 152 of the first partial winding 151A. In contrast, the pair of second bridge parts 153B has a different configuration from the first bridge part 153A of the first partial winding 151A. The second bridge part 153B of the second partial winding 151B is arranged to extend linearly in the axial direction from the intermediate conductor part 152 without being bent in the radial direction. In FIG. 18, the difference between the partial windings 151A and 151B is clearly shown in comparison.

第2部分巻線151Bでは、軸方向両側の第2渡り部153Bのうち、一方の第2渡り部153B(図22(b)の上側の第2渡り部153B)から導線材CRの端部が引き出されており、その端部が巻線端部154,155となっている。そして、第2部分巻線151Bでも、第1部分巻線151Aと同様に、巻線端部154,155のうち一方が電流入出力端子に接続され、他方が中性点に接続されるようになっている。In the second partial winding 151B, an end of the conductor wire CR is pulled out from one of the second jumper portions 153B on both axial sides (the upper second jumper portion 153B in FIG. 22(b)), and this end serves as winding end portions 154, 155. Similarly to the first partial winding 151A, in the second partial winding 151B, one of the winding end portions 154, 155 is connected to a current input/output terminal, and the other is connected to a neutral point.

第2部分巻線151Bでは、第1部分巻線151Aと同様に、各中間導線部152に、シート状の絶縁被覆体157が被せられた状態で設けられている。絶縁被覆体157は、軸方向寸法として少なくとも中間導線部152における軸方向の絶縁被覆範囲の長さを有するフィルム材FMを用い、そのフィルム材FMを中間導線部152の周囲に巻装することで設けられている。In the second partial winding 151B, similar to the first partial winding 151A, each intermediate conductor portion 152 is covered with a sheet-like insulating cover 157. The insulating cover 157 is provided by using a film material FM having an axial dimension of at least the length of the axial insulating cover range of the intermediate conductor portion 152 and winding the film material FM around the intermediate conductor portion 152.

絶縁被覆体157に関する構成も、各部分巻線151A,151Bで概ね同様である。つまり、図23に示すように、中間導線部152の周囲には、フィルム材FMがその周方向の端部をオーバーラップさせた状態で被せられている。中間導線部152では、2つの周方向側面及び2つの径方向側面においてそれらの全てを覆うようにして絶縁被覆体157が設けられている。この場合、中間導線部152を囲う絶縁被覆体157には、他相の部分巻線151における中間導線部152との対向部分、すなわち中間導線部152の2つの周方向側面のうち一方に、フィルム材FMがオーバーラップするオーバーラップ部分OLが設けられている。本実施形態では、一対の中間導線部152において、周方向の同じ側にオーバーラップ部分OLがそれぞれ設けられている。The configuration of the insulating cover 157 is also generally similar for each partial winding 151A, 151B. That is, as shown in FIG. 23, the intermediate conductor portion 152 is covered with a film material FM with its circumferential end overlapped. The intermediate conductor portion 152 is provided with an insulating cover 157 so as to cover all of the two circumferential side surfaces and two radial side surfaces. In this case, the insulating cover 157 surrounding the intermediate conductor portion 152 is provided with an overlap portion OL where the film material FM overlaps the portion facing the intermediate conductor portion 152 in the partial winding 151 of the other phase, i.e., one of the two circumferential side surfaces of the intermediate conductor portion 152. In this embodiment, the overlap portion OL is provided on the same circumferential side of each of the pair of intermediate conductor portions 152.

第2部分巻線151Bでは、中間導線部152から、軸方向両側の第2渡り部153Bにおいて絶縁カバー163,164により覆われた部分(すなわち絶縁カバー163,164の内側となる部分)までの範囲で、絶縁被覆体157が設けられている。図17で言えば、第2コイルモジュール150BにおいてAX2の範囲が絶縁カバー163,164により覆われていない部分であり、その範囲AX2よりも上下に拡張した範囲で絶縁被覆体157が設けられている。In the second partial winding 151B, an insulating cover 157 is provided in the range from the intermediate conductor portion 152 to the portion of the second crossover portion 153B on both axial sides that is covered by the insulating covers 163, 164 (i.e., the portion inside the insulating covers 163, 164). In FIG. 17, the range AX2 in the second coil module 150B is the portion not covered by the insulating covers 163, 164, and the insulating cover 157 is provided in a range extending above and below the range AX2.

各部分巻線151A,151Bでは、いずれにおいても絶縁被覆体157が渡り部153A,153Bの一部を含む範囲で設けられている。すなわち、各部分巻線151A,151Bには、中間導線部152と、渡り部153A,153Bのうち中間導線部152に引き続き直線状に延びる部分とに、絶縁被覆体157が設けられている。ただし、各部分巻線151A,151Bではその軸方向長さが相違していることから、絶縁被覆体157の軸方向範囲も異なるものとなっている。In each of the partial windings 151A, 151B, the insulating cover 157 is provided in an area that includes a portion of the jumper section 153A, 153B. That is, in each of the partial windings 151A, 151B, the insulating cover 157 is provided on the intermediate conductor section 152 and on the portion of the jumper section 153A, 153B that extends linearly beyond the intermediate conductor section 152. However, because the axial lengths of the partial windings 151A, 151B are different, the axial ranges of the insulating cover 157 are also different.

次に、絶縁カバー163,164の構成を説明する。 Next, the configuration of insulating covers 163, 164 will be described.

絶縁カバー163は、第2部分巻線151Bの軸方向一方側の第2渡り部153Bに装着され、絶縁カバー164は、第2部分巻線151Bの軸方向他方側の第2渡り部153Bに装着される。このうち絶縁カバー163の構成を図24(a),(b)に示す。図24(a),(b)は、絶縁カバー163を異なる二方向から見た斜視図である。 The insulating cover 163 is attached to the second crossover portion 153B on one axial side of the second partial winding 151B, and the insulating cover 164 is attached to the second crossover portion 153B on the other axial side of the second partial winding 151B. The configuration of the insulating cover 163 is shown in Figures 24(a) and (b). Figures 24(a) and (b) are perspective views of the insulating cover 163 viewed from two different directions.

図24(a),(b)に示すように、絶縁カバー163は、周方向の側面となる一対の側面部181と、軸方向外側の外面部182と、径方向内側の前面部183と、径方向外側の後面部184とを有している。これら各部181~184は、それぞれ板状に形成されており、軸方向内側のみが開放されるようにして立体状に互いに結合されている。一対の側面部181はそれぞれ、コアアセンブリCAへの組み付け状態においてコアアセンブリCAの軸心に向けて延びる向きで設けられている。そのため、複数の第2コイルモジュール150Bが周方向に並べて配置された状態では、隣り合う各第2コイルモジュール150Bにおいて絶縁カバー163の側面部181どうしが当接又は接近状態で互いに対向する。これにより、周方向に隣接する各第2コイルモジュール150Bにおいて相互の絶縁が図られつつ好適なる環状配置が可能となっている。24(a) and (b), the insulating cover 163 has a pair of side portions 181 that are circumferential side surfaces, an outer surface portion 182 on the axially outer side, a front surface portion 183 on the radially inner side, and a rear surface portion 184 on the radially outer side. Each of these portions 181 to 184 is formed in a plate shape and is connected to each other in a three-dimensional shape so that only the axially inner side is open. Each of the pair of side portions 181 is provided in a direction that extends toward the axis of the core assembly CA when assembled to the core assembly CA. Therefore, when a plurality of second coil modules 150B are arranged in a circumferential line, the side portions 181 of the insulating cover 163 of the adjacent second coil modules 150B face each other in abutment or close proximity. This allows the second coil modules 150B adjacent in the circumferential direction to be insulated from each other while being preferably arranged in an annular arrangement.

絶縁カバー163において、前面部183には、第2部分巻線151Bの巻線端部154を引き出すための開口部185aが設けられ、外面部182には、第2部分巻線151Bの巻線端部155を引き出すための開口部185bが設けられている。In the insulating cover 163, the front surface portion 183 is provided with an opening 185a for pulling out the winding end portion 154 of the second partial winding 151B, and the outer surface portion 182 is provided with an opening 185b for pulling out the winding end portion 155 of the second partial winding 151B.

絶縁カバー163の前面部183には、径方向内側に突出する突出部186が設けられている。突出部186は、絶縁カバー163の周方向一端から他端までの間の中央となる位置に、第2渡り部153Bよりも径方向内側に突出するように設けられている。突出部186は、平面視において径方向内側ほど先細りになるテーパ形状をなしており、その先端部に、軸方向に延びる貫通孔187が設けられている。なお、突出部186は、第2渡り部153Bよりも径方向内側に突出し、かつ絶縁カバー163の周方向一端から他端までの間の中央となる位置に貫通孔187を有するものであれば、その構成は任意である。ただし、軸方向内側の絶縁カバー161との重なり状態を想定すると、巻線端部154,155との干渉を回避すべく周方向に幅狭に形成されていることが望ましい。The front surface 183 of the insulating cover 163 is provided with a protruding portion 186 that protrudes radially inward. The protruding portion 186 is provided at a position that is the center between one end and the other end of the circumferential direction of the insulating cover 163 so as to protrude radially inward from the second bridge portion 153B. The protruding portion 186 has a tapered shape that tapers toward the radially inner side in a plan view, and a through hole 187 extending in the axial direction is provided at its tip. Note that the protruding portion 186 may have any configuration as long as it protrudes radially inward from the second bridge portion 153B and has a through hole 187 at a position that is the center between one end and the other end of the circumferential direction of the insulating cover 163. However, assuming an overlapping state with the insulating cover 161 on the axial inner side, it is desirable to form the protruding portion 186 narrow in the circumferential direction to avoid interference with the winding ends 154, 155.

突出部186は、径方向内側の先端部において軸方向の厚さが段差状に薄くなっており、その薄くなっている低段部186aに貫通孔187が設けられている。この低段部186aは、コアアセンブリCAに対する第2コイルモジュール150Bの組み付け状態において、内筒部材81の軸方向端面からの高さが、第2渡り部153Bの高さよりも低くなる部位に相当する。The protrusion 186 has a stepped axial thickness at its radially inner tip, and the thinned lower step 186a is provided with a through hole 187. This lower step 186a corresponds to a portion where the height from the axial end face of the inner tube member 81 is lower than the height of the second bridge portion 153B when the second coil module 150B is assembled to the core assembly CA.

また、図23に示すように、突出部186には、軸方向に貫通する貫通孔188が設けられている。これにより、絶縁カバー161,163が軸方向に重なる状態において、貫通孔188を通じて、絶縁カバー161,163の間への接着剤の充填が可能となっている。23, the protrusion 186 is provided with a through hole 188 that penetrates in the axial direction. This makes it possible to fill the gap between the insulating covers 161 and 163 through the through hole 188 when the insulating covers 161 and 163 are overlapped in the axial direction.

図示による詳細な説明は割愛するが、軸方向他方の絶縁カバー164は、絶縁カバー163と概ね同様の構成を有している。絶縁カバー164は、絶縁カバー163と同様に、一対の側面部181と、軸方向外側の外面部182と、径方向内側の前面部183と、径方向外側の後面部184とを有するとともに、突出部186の先端部に設けられた貫通孔187を有している。また、絶縁カバー163との相違点として、絶縁カバー164は、第2部分巻線151Bの巻線端部154,155を引き出すための開口部を有していない構成となっている。Although detailed explanation using the drawings will be omitted, the other insulating cover 164 in the axial direction has a configuration generally similar to that of the insulating cover 163. Like the insulating cover 163, the insulating cover 164 has a pair of side portions 181, an outer surface portion 182 on the axial outside, a front surface portion 183 on the radial inside, and a rear surface portion 184 on the radial outside, and also has a through hole 187 provided at the tip of the protruding portion 186. Also, as a difference from the insulating cover 163, the insulating cover 164 is configured not to have an opening for pulling out the winding ends 154, 155 of the second partial winding 151B.

絶縁カバー163,164では、一対の側面部181の径方向の幅寸法が相違している。具体的には、図17に示すように、絶縁カバー163における側面部181の径方向の幅寸法W21と絶縁カバー164における側面部181の径方向の幅寸法W22は、W21>W22となっている。つまり、絶縁カバー163,164のうち絶縁カバー163は、導線材CRの巻き始め及び巻き終わりを含む側の第2渡り部153Bを覆う部分であり、導線材CRの巻き始め及び巻き終わりを含むことにより、他の部分よりも導線材CRの巻き代(重なり代)が多くなり、その結果として巻線幅が大きくなることが生じうる。この点を加味して、絶縁カバー163の径方向の幅寸法W21が、絶縁カバー164の径方向の幅寸法W22よりも大きくなっている。これにより、絶縁カバー163,164の幅寸法W21,W22が互いに同じ寸法である場合とは異なり、絶縁カバー163,164により導線材CRの巻き数が制限されるといった不都合が抑制されるようになっている。In the insulating covers 163 and 164, the radial width dimensions of the pair of side portions 181 are different. Specifically, as shown in FIG. 17, the radial width dimension W21 of the side portion 181 of the insulating cover 163 and the radial width dimension W22 of the side portion 181 of the insulating cover 164 are W21>W22. In other words, of the insulating covers 163 and 164, the insulating cover 163 is a portion that covers the second crossover portion 153B on the side including the winding start and winding end of the conductor material CR, and by including the winding start and winding end of the conductor material CR, the winding allowance (overlap allowance) of the conductor material CR is larger than other portions, and as a result, the winding width may be larger. Taking this into consideration, the radial width dimension W21 of the insulating cover 163 is larger than the radial width dimension W22 of the insulating cover 164. This prevents the number of turns of the conductive wire CR being limited by the insulating covers 163, 164, which is a disadvantage when the widths W21, W22 of the insulating covers 163, 164 are the same.

図25は、各コイルモジュール150A,150Bを周方向に並べた状態でのフィルム材FMのオーバーラップ位置を示す図である。上述したとおり各コイルモジュール150A,150Bでは、中間導線部152の周囲に、他相の部分巻線151における中間導線部152との対向部分、すなわち中間導線部152の周方向側面でオーバーラップするようにしてフィルム材FMが被せられている(図20,図23参照)。そして、各コイルモジュール150A,150Bを周方向に並べた状態では、フィルム材FMのオーバーラップ部分OLが、周方向両側のうちいずれも同じ側(図の周方向右側)に配置されるものとなっている。これにより、周方向に隣り合う異相の部分巻線151A,151Bにおける各中間導線部152において、フィルム材FMのオーバーラップ部分OLどうしが周方向に重ならない構成となっている。この場合、周方向に並ぶ各中間導線部152の間には、いずれも最多で3枚のフィルム材FMが重なる構成となっている。 Figure 25 is a diagram showing the overlap position of the film material FM when the coil modules 150A, 150B are arranged in the circumferential direction. As described above, in each coil module 150A, 150B, the film material FM is covered around the intermediate conductor portion 152 so as to overlap the portion facing the intermediate conductor portion 152 in the partial winding 151 of the other phase, i.e., the circumferential side surface of the intermediate conductor portion 152 (see Figures 20 and 23). Then, when the coil modules 150A, 150B are arranged in the circumferential direction, the overlap portion OL of the film material FM is arranged on the same side (the right side in the circumferential direction in the figure) of both sides in the circumferential direction. As a result, the overlap portions OL of the film material FM in the intermediate conductor portions 152 of the partial windings 151A, 151B of different phases adjacent to each other in the circumferential direction do not overlap each other in the circumferential direction. In this case, a maximum of three sheets of film material FM overlap between each of the intermediate conductor portions 152 aligned in the circumferential direction.

次に、コアアセンブリCAに対する各コイルモジュール150A,150Bの組み付けに関する構成を説明する。Next, the configuration for assembling each coil module 150A, 150B to the core assembly CA will be described.

各コイルモジュール150A,150Bは、軸方向長さが互いに異なり、かつ部分巻線151A,151Bの渡り部153A,153Bの形状が互いに異なっており、第1コイルモジュール150Aの第1渡り部153Aを軸方向内側、第2コイルモジュール150Bの第2渡り部153Bを軸方向外側にした状態で、コアアセンブリCAに取り付けられる構成となっている。絶縁カバー161~164について言えば、各コイルモジュール150A,150Bの軸方向一端側において絶縁カバー161,163が軸方向に重ねられ、かつ軸方向他端側において絶縁カバー162,164が軸方向に重ねられた状態で、それら各絶縁カバー161~164がコアアセンブリCAに対して固定されるようになっている。The coil modules 150A, 150B have different axial lengths and different shapes of the bridge portions 153A, 153B of the partial windings 151A, 151B, and are configured to be attached to the core assembly CA with the first bridge portion 153A of the first coil module 150A facing axially inward and the second bridge portion 153B of the second coil module 150B facing axially outward. With regard to the insulating covers 161-164, the insulating covers 161, 163 are stacked in the axial direction at one axial end of each coil module 150A, 150B, and the insulating covers 162, 164 are stacked in the axial direction at the other axial end, and the insulating covers 161-164 are fixed to the core assembly CA.

図26は、コアアセンブリCAに対する第1コイルモジュール150Aの組み付け状態において複数の絶縁カバー161が周方向に並ぶ状態を示す平面図であり、図27は、コアアセンブリCAに対する第1コイルモジュール150A及び第2コイルモジュール150Bの組み付け状態において複数の絶縁カバー161,163が周方向に並ぶ状態を示す平面図である。また、図28(a)は、コアアセンブリCAに対する各コイルモジュール150A,150Bの組み付け状態において固定ピン191による固定前の状態を示す縦断面図であり、図28(b)は、コアアセンブリCAに対する各コイルモジュール150A,150Bの組み付け状態において固定ピン191による固定後の状態を示す縦断面図である。26 is a plan view showing a state where multiple insulating covers 161 are arranged in the circumferential direction when the first coil module 150A is assembled to the core assembly CA, and FIG. 27 is a plan view showing a state where multiple insulating covers 161, 163 are arranged in the circumferential direction when the first coil module 150A and the second coil module 150B are assembled to the core assembly CA. Also, FIG. 28(a) is a vertical cross-sectional view showing a state before fixing by the fixing pin 191 in the assembled state of each coil module 150A, 150B to the core assembly CA, and FIG. 28(b) is a vertical cross-sectional view showing a state after fixing by the fixing pin 191 in the assembled state of each coil module 150A, 150B to the core assembly CA.

図26に示すように、コアアセンブリCAに対して複数の第1コイルモジュール150Aを組み付けた状態では、複数の絶縁カバー161が、側面部171どうしを当接又は接近状態としてそれぞれ配置される。各絶縁カバー161は、側面部171どうしが対向する境界線LBと、内筒部材81の軸方向端面の凹部105とが一致するようにして配置される。この場合、周方向に隣り合う絶縁カバー161の側面部171どうしが当接又は接近状態となることで、それら絶縁カバー161の各凹部177により、軸方向に延びる貫通孔部が形成され、その貫通孔部と凹部105の位置が一致する状態とされる。26, when multiple first coil modules 150A are assembled to the core assembly CA, multiple insulating covers 161 are arranged with their side portions 171 abutting or in close proximity to each other. Each insulating cover 161 is arranged so that the boundary line LB between the opposing side portions 171 coincides with the recess 105 in the axial end surface of the inner tube member 81. In this case, the side portions 171 of circumferentially adjacent insulating covers 161 abut or in close proximity to each other, so that a through hole extending in the axial direction is formed by each recess 177 of the insulating covers 161, and the positions of the through hole and the recess 105 coincide with each other.

また、図27に示すように、コアアセンブリCA及び第1コイルモジュール150Aの一体物に対して、さらに第2コイルモジュール150Bが組み付けられる。この組み付けに伴い、複数の絶縁カバー163が、側面部181どうしを当接又は接近状態としてそれぞれ配置される。この状態では、各渡り部153A,153Bは、周方向に中間導線部152が並ぶ円上で互いに交差するように配置されることとなる。各絶縁カバー163は、突出部186が絶縁カバー161に軸方向に重なり、かつ突出部186の貫通孔187が、絶縁カバー161の各凹部177により形成された貫通孔部に軸方向に連なるようにして配置される。27, the second coil module 150B is further assembled to the core assembly CA and the first coil module 150A. With this assembly, the insulating covers 163 are arranged with their side portions 181 in contact or in close proximity to each other. In this state, the transition portions 153A, 153B are arranged to intersect with each other on the circle on which the intermediate conductor portions 152 are arranged in the circumferential direction. Each insulating cover 163 is arranged such that the protrusion 186 overlaps with the insulating cover 161 in the axial direction and the through hole 187 of the protrusion 186 is axially connected to the through hole portion formed by each recess 177 of the insulating cover 161.

このとき、絶縁カバー163の突出部186が、絶縁カバー161に設けられた一対の突起部178により所定位置に案内されることで、絶縁カバー161側の貫通孔部と内筒部材81の凹部105とに対して絶縁カバー163側の貫通孔187の位置が合致するようになっている。つまり、コアアセンブリCAに対して各コイルモジュール150A,150Bを組み付けた状態では、絶縁カバー163の奥側に絶縁カバー161の凹部177が位置するために、絶縁カバー161の凹部177に対して突出部186の貫通孔187の位置合わせを行うことが困難になるおそれがある。この点、絶縁カバー161の一対の突起部178により絶縁カバー163の突出部186が案内されることで、絶縁カバー161に対する絶縁カバー163の位置合わせが容易となる。At this time, the protrusion 186 of the insulating cover 163 is guided to a predetermined position by a pair of protrusions 178 provided on the insulating cover 161, so that the position of the through hole 187 on the insulating cover 163 side matches the through hole portion on the insulating cover 161 side and the recess 105 of the inner tube member 81. In other words, when each coil module 150A, 150B is assembled to the core assembly CA, the recess 177 of the insulating cover 161 is located at the back side of the insulating cover 163, so it may be difficult to align the through hole 187 of the protrusion 186 with the recess 177 of the insulating cover 161. In this regard, the protrusion 186 of the insulating cover 163 is guided by the pair of protrusions 178 of the insulating cover 161, making it easier to align the insulating cover 163 with the insulating cover 161.

そして、図28(a),(b)に示すように、絶縁カバー161と絶縁カバー163の突出部186との重なり部分においてこれらに係合する状態で、固定部材としての固定ピン191による固定が行われる。より具体的には、内筒部材81の凹部105と、絶縁カバー161の凹部177と、絶縁カバー163の貫通孔187とを位置合わせした状態で、それら凹部105,177及び貫通孔187に固定ピン191が差し入れられる。これにより、内筒部材81に対して絶縁カバー161,163が一体で固定される。本構成によれば、周方向に隣り合う各コイルモジュール150A,150Bが、コイルエンドCEでコアアセンブリCAに対して共通の固定ピン191により固定されるようになっている。固定ピン191は、熱伝導性の良い材料で構成されていることが望ましく、例えば金属ピンである。28(a) and (b), the insulating cover 161 and the protruding portion 186 of the insulating cover 163 are engaged with each other at the overlapping portion, and the fixing pin 191 is inserted into the recesses 105, 177 and the through hole 187 of the insulating cover 163 while aligning the recesses 105, 177 and the through hole 187 of the insulating cover 163. This allows the insulating covers 161 and 163 to be fixed together with the inner cylindrical member 81. According to this configuration, the coil modules 150A and 150B adjacent to each other in the circumferential direction are fixed to the core assembly CA at the coil end CE by the common fixing pin 191. The fixing pin 191 is preferably made of a material with good thermal conductivity, such as a metal pin.

図28(b)に示すように、固定ピン191は、絶縁カバー163の突出部186のうち低段部186aに組み付けられている。この状態では、固定ピン191の上端部は、低段部186aの上方に突き出ているが、絶縁カバー163の上面(外面部182)よりも上方に突き出ないものとなっている。この場合、固定ピン191は、絶縁カバー161と絶縁カバー163の突出部186(低段部186a)との重なり部分の軸方向高さ寸法よりも長く、上方に突き出る余裕代を有しているため、固定ピン191を凹部105,177及び貫通孔187に差し入れる際(すなわち固定ピン191の固定作業時)にその作業を行いやすくなることが考えられる。また、固定ピン191の上端部が絶縁カバー163の上面(外面部182)よりも上方に突き出ないため、固定ピン191の突き出しに起因して固定子60の軸長が長くなるといった不都合を抑制できるものとなっている。As shown in FIG. 28B, the fixing pin 191 is attached to the lower step 186a of the protruding portion 186 of the insulating cover 163. In this state, the upper end of the fixing pin 191 protrudes above the lower step 186a, but does not protrude above the upper surface (outer surface 182) of the insulating cover 163. In this case, the fixing pin 191 is longer than the axial height dimension of the overlapping portion between the insulating cover 161 and the protruding portion 186 (lower step 186a) of the insulating cover 163, and has a margin for protruding upward, so that it is considered that the fixing pin 191 can be easily inserted into the recesses 105, 177 and the through hole 187 (i.e., when fixing the fixing pin 191). Furthermore, since the upper end of the fixing pin 191 does not protrude above the upper surface (outer surface portion 182) of the insulating cover 163, the inconvenience of the axial length of the stator 60 becoming longer due to the fixing pin 191 protruding can be suppressed.

固定ピン191による絶縁カバー161,163の固定後には、絶縁カバー163に設けた貫通孔188を通じて、接着剤の充填が行われる。これにより、軸方向に重なる絶縁カバー161,163が互いに強固に結合されるようになっている。なお、図28(a),(b)では、便宜上、絶縁カバー163の上面から下面までの範囲で貫通孔188を示すが、実際には肉抜き等により形成された薄板部に貫通孔188が設けられた構成となっている。After the insulating covers 161, 163 are fixed by the fixing pins 191, adhesive is filled through the through holes 188 provided in the insulating cover 163. This allows the insulating covers 161, 163, which overlap in the axial direction, to be firmly joined to each other. Note that in Figures 28(a) and (b), for convenience, the through holes 188 are shown in the range from the top to the bottom of the insulating cover 163, but in reality, the through holes 188 are provided in a thin plate portion formed by hollowing out or the like.

図28(b)に示すように、固定ピン191による各絶縁カバー161,163の固定位置は、固定子コア62よりも径方向内側(図の左側)の固定子ホルダ70の軸方向端面となっており、その固定子ホルダ70に対して固定ピン191による固定が行われる構成となっている。つまり、第1渡り部153Aが固定子ホルダ70の軸方向端面に対して固定される構成となっている。この場合、固定子ホルダ70には冷媒通路85が設けられているため、第1部分巻線151Aで生じた熱は、第1渡り部153Aから、固定子ホルダ70の冷媒通路85付近に直接的に伝わる。また、固定ピン191は、固定子ホルダ70の凹部105に差し入れられており、その固定ピン191を通じて固定子ホルダ70側への熱の伝達が促されるようになっている。かかる構成により、固定子巻線61の冷却性能の向上が図られている。As shown in FIG. 28(b), the fixing position of each insulating cover 161, 163 by the fixing pin 191 is the axial end face of the stator holder 70 radially inward (left side of the figure) from the stator core 62, and the fixing pin 191 is fixed to the stator holder 70. In other words, the first bridge portion 153A is fixed to the axial end face of the stator holder 70. In this case, since the stator holder 70 is provided with a refrigerant passage 85, the heat generated in the first partial winding 151A is directly transferred from the first bridge portion 153A to the vicinity of the refrigerant passage 85 of the stator holder 70. In addition, the fixing pin 191 is inserted into the recess 105 of the stator holder 70, and the transfer of heat to the stator holder 70 side is promoted through the fixing pin 191. With this configuration, the cooling performance of the stator winding 61 is improved.

本実施形態では、コイルエンドCEにおいて18個ずつの絶縁カバー161,163が軸方向内外に重ねて配置される一方、固定子ホルダ70の軸方向端面には、各絶縁カバー161,163と同数の18箇所に凹部105が設けられている。そして、その18箇所の凹部105で固定ピン191による固定が行われる構成となっている。In this embodiment, 18 insulating covers 161, 163 are arranged in a stack on the inside and outside of the axial direction in the coil end CE, while 18 recesses 105 are provided on the axial end face of the stator holder 70, the same number as the insulating covers 161, 163. The 18 recesses 105 are then fixed by fixing pins 191.

不図示としているが、軸方向逆側の絶縁カバー162,164についても同様である。すなわち、まず第1コイルモジュール150Aの組み付けに際し、周方向に隣り合う絶縁カバー162の側面部171どうしが当接又は接近状態となることで、それら絶縁カバー162の各凹部177により、軸方向に延びる貫通孔部が形成され、その貫通孔部と、外筒部材71の軸方向端面の凹部106の位置が一致する状態とされる。そして、第2コイルモジュール150Bの組み付けにより、絶縁カバー163側の貫通孔部と外筒部材71の凹部106とに対して絶縁カバー164側の貫通孔187の位置が合致し、それら凹部106,177、貫通孔187に固定ピン191が差し入れられることで、外筒部材71に対して絶縁カバー162,164が一体で固定される。Although not shown, the same is true for the insulating covers 162 and 164 on the opposite axial side. That is, when the first coil module 150A is assembled, the side portions 171 of the insulating covers 162 adjacent in the circumferential direction come into contact with or approach each other, so that the recesses 177 of the insulating covers 162 form through-holes extending in the axial direction, and the positions of the through-holes and the recesses 106 on the axial end surface of the outer tube member 71 are aligned. Then, when the second coil module 150B is assembled, the positions of the through-holes 187 on the insulating cover 164 side are aligned with the through-holes on the insulating cover 163 side and the recesses 106 of the outer tube member 71, and the fixing pins 191 are inserted into the recesses 106, 177, and the through-holes 187, so that the insulating covers 162 and 164 are fixed together with the outer tube member 71.

コアアセンブリCAに対する各コイルモジュール150A,150Bの組み付け時には、コアアセンブリCAに対して、その外周側に全ての第1コイルモジュール150Aを先付けし、その後に、全ての第2コイルモジュール150Bの組み付けと、固定ピン191による固定とを行うとよい。又は、コアアセンブリCAに対して、先に、2つの第1コイルモジュール150Aと1つの第2コイルモジュール150Bとを1本の固定ピン191で固定し、その後に、第1コイルモジュール150Aの組み付けと、第2コイルモジュール150Bの組み付けと、固定ピン191による固定とをこの順序で繰り返し行うようにしてもよい。When assembling each coil module 150A, 150B to the core assembly CA, it is preferable to first attach all the first coil modules 150A to the outer periphery of the core assembly CA, and then assemble all the second coil modules 150B and fix them with the fixing pins 191. Alternatively, it is also possible to first fix two first coil modules 150A and one second coil module 150B to the core assembly CA with one fixing pin 191, and then repeatedly assemble the first coil modules 150A, assemble the second coil modules 150B, and fix them with the fixing pins 191 in this order.

次に、バスバーモジュール200について説明する。Next, we will explain the busbar module 200.

バスバーモジュール200は、固定子巻線61において各コイルモジュール150の部分巻線151に電気的に接続され、各相の部分巻線151の一端を相ごとに並列接続するとともに、それら各部分巻線151の他端を中性点で接続する巻線接続部材である。図29は、バスバーモジュール200の斜視図であり、図30は、バスバーモジュール200の縦断面の一部を示す断面図である。The busbar module 200 is a winding connection member that is electrically connected to the partial windings 151 of each coil module 150 in the stator winding 61, connects one end of the partial windings 151 of each phase in parallel for each phase, and connects the other end of each partial winding 151 at a neutral point. Figure 29 is a perspective view of the busbar module 200, and Figure 30 is a cross-sectional view showing a part of a longitudinal section of the busbar module 200.

バスバーモジュール200は、円環状をなす環状部201と、その環状部201から延びる複数の接続端子202と、相巻線ごとに設けられる3つの入出力端子203とを有している。環状部201は、例えば樹脂等の絶縁部材により円環状に形成されている。The busbar module 200 has an annular portion 201 having a circular ring shape, a plurality of connection terminals 202 extending from the annular portion 201, and three input/output terminals 203 provided for each phase winding. The annular portion 201 is formed in a circular ring shape from an insulating material such as resin.

図30に示すように、環状部201は、略円環板状をなし軸方向に多層(本実施形態では5層)に積層された積層板204を有しており、これら各積層板204の間に挟まれた状態で4つのバスバー211~214が設けられている。各バスバー211~214は、いずれも円環状をなしており、U相用のバスバー211と、V相用のバスバー212と、W相用のバスバー213と、中性点用のバスバー214とからなる。これら各バスバー211~214は、環状部201内において、板面を対向させるようにして軸方向に並べて配置されるものとなっている。各積層板204と各バスバー211~214とは、接着剤により互いに接合されている。接着剤として接着シートを用いることが望ましい。ただし液状又は半液状の接着剤を塗布する構成であってもよい。そして、各バスバー211~214には、それぞれ環状部201から径方向外側に突出させるようにして接続端子202が接続されている。 As shown in FIG. 30, the annular portion 201 has laminated plates 204 that are approximately annular and laminated in multiple layers (five layers in this embodiment) in the axial direction, and four bus bars 211-214 are provided between the laminated plates 204. Each bus bar 211-214 is annular and consists of a U-phase bus bar 211, a V-phase bus bar 212, a W-phase bus bar 213, and a neutral bus bar 214. Each bus bar 211-214 is arranged in the annular portion 201 in the axial direction with the plate surfaces facing each other. Each laminated plate 204 and each bus bar 211-214 are bonded to each other with an adhesive. It is preferable to use an adhesive sheet as the adhesive. However, a liquid or semi-liquid adhesive may be applied. A connection terminal 202 is connected to each of the bus bars 211 to 214 so as to protrude radially outward from the annular portion 201 .

環状部201の上面、すなわち5層に設けられた積層板204の最も表層側の積層板204の上面には、環状に延びる突起部201aが設けられている。A protrusion 201a extending in a circular shape is provided on the upper surface of the annular portion 201, i.e., the upper surface of the laminate 204 which is the outermost layer of the five laminated layers 204.

なお、バスバーモジュール200は、各バスバー211~214が環状部201内に埋設された状態で設けられるものであればよく、所定間隔で配置された各バスバー211~214が一体的にインサート成形されるものであってもよい。また、各バスバー211~214の配置は、全てが軸方向に並びかつ全ての板面が同方向を向く構成に限られず、径方向に並ぶ構成や、軸方向に2列でかつ径方向に2列に並ぶ構成、板面の延びる方向が異なるものを含む構成などであってもよい。The busbar module 200 may be one in which the busbars 211-214 are embedded in the annular portion 201, and the busbars 211-214 arranged at predetermined intervals may be integrally insert-molded. The arrangement of the busbars 211-214 is not limited to a configuration in which all are lined up in the axial direction and all of the plate surfaces face the same direction, but may be a configuration in which they are lined up in the radial direction, a configuration in which they are lined up in two axial rows and two radial rows, a configuration in which the plate surfaces extend in different directions, and the like.

図29において、各接続端子202は、環状部201の周方向に並び、かつ径方向外側において軸方向に延びるように設けられている。接続端子202は、U相用のバスバー211に接続された接続端子と、V相用のバスバー212に接続された接続端子と、W相用のバスバー213に接続された接続端子と、中性点用のバスバー214に接続された接続端子とを含む。接続端子202は、コイルモジュール150における各部分巻線151の巻線端部154,155と同数で設けられており、これら各接続端子202には、各部分巻線151の巻線端部154,155が1つずつ接続される。これにより、バスバーモジュール200が、U相の部分巻線151、V相の部分巻線151、W相の部分巻線151に対してそれぞれ接続されるようになっている。29, the connection terminals 202 are arranged in the circumferential direction of the annular portion 201 and extend in the axial direction on the radially outer side. The connection terminals 202 include a connection terminal connected to the U-phase busbar 211, a connection terminal connected to the V-phase busbar 212, a connection terminal connected to the W-phase busbar 213, and a connection terminal connected to the neutral busbar 214. The connection terminals 202 are provided in the same number as the winding ends 154, 155 of each partial winding 151 in the coil module 150, and each of the connection terminals 202 is connected to one of the winding ends 154, 155 of each partial winding 151. As a result, the busbar module 200 is connected to the U-phase partial winding 151, the V-phase partial winding 151, and the W-phase partial winding 151.

入出力端子203は、例えばバスバー材よりなり、軸方向に延びる向きで設けられている。入出力端子203は、U相用の入出力端子203Uと、V相用の入出力端子203Vと、W相用の入出力端子203Wとを含む。これらの入出力端子203は、環状部201内において相ごとに各バスバー211~213にそれぞれ接続されている。これらの各入出力端子203を通じて、固定子巻線61の各相の相巻線に対して、不図示のインバータから電力の入出力が行われるようになっている。The input/output terminals 203 are made of, for example, busbar material and are arranged to extend in the axial direction. The input/output terminals 203 include an input/output terminal 203U for the U phase, an input/output terminal 203V for the V phase, and an input/output terminal 203W for the W phase. These input/output terminals 203 are connected to the busbars 211 to 213 for each phase within the annular portion 201. Through these input/output terminals 203, power is input/output from an inverter (not shown) to the phase windings of each phase of the stator winding 61.

なお、バスバーモジュール200に、各相の相電流を検出する電流センサを一体に設ける構成であってもよい。この場合、バスバーモジュール200に電流検出端子を設け、その電流検出端子を通じて、電流センサの検出結果を不図示の制御装置に対して出力するようになっているとよい。In addition, a current sensor for detecting the phase current of each phase may be integrally provided in the busbar module 200. In this case, a current detection terminal may be provided in the busbar module 200, and the detection result of the current sensor may be output to a control device (not shown) through the current detection terminal.

また、環状部201は、固定子ホルダ70に対する被固定部として、内周側に突出する複数の突出部205を有しており、その突出部205には軸方向に延びる貫通孔206が形成されている。In addition, the annular portion 201 has a plurality of protrusions 205 protruding toward the inner circumference as fixed portions to the stator holder 70, and the protrusions 205 have through holes 206 extending in the axial direction formed therein.

図31は、固定子ホルダ70にバスバーモジュール200を組み付けた状態を示す斜視図であり、図32は、バスバーモジュール200を固定する固定部分における縦断面図である。なお、バスバーモジュール200を組み付ける前の固定子ホルダ70の構成は、図12を参照されたい。 Figure 31 is a perspective view showing the state in which the busbar module 200 is assembled to the stator holder 70, and Figure 32 is a vertical cross-sectional view of the fixing portion that fixes the busbar module 200. Please refer to Figure 12 for the configuration of the stator holder 70 before the busbar module 200 is assembled.

図31において、バスバーモジュール200は、内筒部材81のボス部92を囲むようにして端板部91上に設けられている。バスバーモジュール200は、内筒部材81の支柱部95(図12参照)に対する組み付けにより位置決めがなされた状態で、ボルト等の締結具217の締結により固定子ホルダ70(内筒部材81)に固定されている。31, the busbar module 200 is provided on the end plate portion 91 so as to surround the boss portion 92 of the inner tube member 81. The busbar module 200 is positioned by assembly to the support portion 95 (see FIG. 12) of the inner tube member 81, and is fixed to the stator holder 70 (inner tube member 81) by tightening fasteners 217 such as bolts.

より詳しくは、図32に示すように、内筒部材81の端板部91には軸方向に延びる支柱部95が設けられている。そして、バスバーモジュール200は、複数の突出部205に設けられた貫通孔206に支柱部95を挿通させた状態で、支柱部95に対して締結具217により固定されている。本実施形態では、鉄等の金属材料よりなるリテーナプレート220を用いてバスバーモジュール200を固定することとしている。リテーナプレート220は、締結具217を挿通させる挿通孔221を有する被締結部222と、バスバーモジュール200の環状部201の上面を押圧する押圧部223と、被締結部222と押圧部223との間に設けられるベンド部224とを有している。32, the end plate portion 91 of the inner tube member 81 is provided with a support portion 95 extending in the axial direction. The busbar module 200 is fixed to the support portion 95 by a fastener 217 with the support portion 95 inserted into the through holes 206 provided in the multiple protrusions 205. In this embodiment, the busbar module 200 is fixed using a retainer plate 220 made of a metal material such as iron. The retainer plate 220 has a fastened portion 222 having an insertion hole 221 through which the fastener 217 is inserted, a pressing portion 223 that presses the upper surface of the annular portion 201 of the busbar module 200, and a bend portion 224 provided between the fastened portion 222 and the pressing portion 223.

リテーナプレート220の装着状態では、リテーナプレート220の挿通孔221に締結具217が挿通された状態で、締結具217が内筒部材81の支柱部95に対して螺着されている。また、リテーナプレート220の押圧部223がバスバーモジュール200の環状部201の上面に当接した状態となっている。この場合、締結具217が支柱部95にねじ入れられることに伴いリテーナプレート220が図の下方に押し込まれ、それに応じて押圧部223により環状部201が下方に押圧されている。締結具217の螺着に伴い生じる図の下方への押圧力は、ベンド部224を通じて押圧部223に伝わるため、ベンド部224での弾性力を伴う状態で、押圧部223での押圧が行われている。In the attached state of the retainer plate 220, the fastener 217 is inserted into the insertion hole 221 of the retainer plate 220 and screwed to the support portion 95 of the inner tube member 81. In addition, the pressing portion 223 of the retainer plate 220 is in contact with the upper surface of the annular portion 201 of the busbar module 200. In this case, as the fastener 217 is screwed into the support portion 95, the retainer plate 220 is pushed downward in the figure, and the annular portion 201 is pressed downward by the pressing portion 223 accordingly. The downward pressing force in the figure generated by the screwing of the fastener 217 is transmitted to the pressing portion 223 through the bend portion 224, so that the pressing force by the pressing portion 223 is performed in a state accompanied by the elastic force of the bend portion 224.

上述したとおり環状部201の上面には環状の突起部201aが設けられており、リテーナプレート220の押圧部223側の先端は突起部201aに当接可能となっている。これにより、リテーナプレート220の図の下方への押圧力が径方向外側に逃げてしまうことが抑制される。つまり、締結具217の螺着に伴い生じる押圧力が押圧部223の側に適正に伝わる構成となっている。As described above, an annular protrusion 201a is provided on the upper surface of the annular portion 201, and the tip of the retainer plate 220 on the pressing portion 223 side can abut against the protrusion 201a. This prevents the downward pressing force of the retainer plate 220 from escaping radially outward. In other words, the pressing force generated by the screwing of the fastener 217 is properly transmitted to the pressing portion 223 side.

なお、図31に示すように、固定子ホルダ70に対するバスバーモジュール200の組み付け状態において、入出力端子203は、冷媒通路85に通じる入口開口86a及び出口開口87aに対して周方向に180度反対側となる位置に設けられている。ただし、これら入出力端子203と各開口86a,87aとが同位置(すなわち近接位置)にまとめて設けられていてもよい。31, when the busbar module 200 is assembled to the stator holder 70, the input/output terminals 203 are provided at positions 180 degrees circumferentially opposite the inlet opening 86a and the outlet opening 87a leading to the refrigerant passage 85. However, the input/output terminals 203 and the openings 86a, 87a may be provided together at the same position (i.e., adjacent positions).

次に、バスバーモジュール200の入出力端子203を回転電機10の外部装置に対して電気的に接続する中継部材230について説明する。Next, we will describe the relay member 230 that electrically connects the input/output terminals 203 of the busbar module 200 to an external device of the rotating electric machine 10.

図1に示すように、回転電機10では、バスバーモジュール200の入出力端子203がハウジングカバー242から外側に突出するように設けられており、そのハウジングカバー242の外側で中継部材230に接続されている。中継部材230は、バスバーモジュール200から延びる相ごとの入出力端子203と、インバータ等の外部装置から延びる相ごとの電力線との接続を中継する部材である。1, in the rotating electric machine 10, the input/output terminals 203 of the busbar module 200 are arranged to protrude outward from the housing cover 242 and are connected to the relay member 230 on the outside of the housing cover 242. The relay member 230 is a member that relays the connection between the input/output terminals 203 for each phase extending from the busbar module 200 and the power lines for each phase extending from an external device such as an inverter.

図33は、ハウジングカバー242に中継部材230を取り付けた状態を示す縦断面図であり、図34は、中継部材230の斜視図である。図33に示すように、ハウジングカバー242には貫通孔242aが形成されており、その貫通孔242aを通じて入出力端子203の引き出しが可能になっている。 Figure 33 is a vertical cross-sectional view showing the state in which relay member 230 is attached to housing cover 242, and Figure 34 is a perspective view of relay member 230. As shown in Figure 33, a through hole 242a is formed in housing cover 242, and input/output terminal 203 can be pulled out through the through hole 242a.

中継部材230は、ハウジングカバー242に固定される本体部231と、ハウジングカバー242の貫通孔242aに挿し入れられる端子挿通部232とを有している。端子挿通部232は、各相の入出力端子203を1つずつ挿通させる3つの挿通孔233を有している。それら3つの挿通孔233は、断面開口が長尺状をなしており、長手方向がいずれも略同じとなる向きで並べて形成されている。The relay member 230 has a main body 231 fixed to the housing cover 242, and a terminal insertion portion 232 inserted into the through hole 242a of the housing cover 242. The terminal insertion portion 232 has three insertion holes 233 through which the input/output terminals 203 of each phase are inserted one by one. The three insertion holes 233 have an elongated cross-sectional opening, and are aligned so that the longitudinal directions of the three insertion holes 233 are all oriented in approximately the same direction.

本体部231には、相ごとに設けられた3つの中継バスバー234が取り付けられている。中継バスバー234は、略L字状に屈曲形成されており、本体部231にボルト等の締結具235により固定されるとともに、端子挿通部232の挿通孔233に挿通された状態の入出力端子203の先端部にボルト及びナット等の締結具236により固定されている。Three relay bus bars 234, one for each phase, are attached to the main body 231. The relay bus bars 234 are bent into a generally L-shape and fixed to the main body 231 with fasteners 235 such as bolts, and are fixed to the tip of the input/output terminal 203 inserted into the insertion hole 233 of the terminal insertion portion 232 with fasteners 236 such as bolts and nuts.

なお、図示は略しているが、中継部材230には外部装置から延びる相ごとの電力線が接続可能となっており、相ごとに入出力端子203に対する電力の入出力が可能となっている。Although not shown in the figure, the relay member 230 can be connected to power lines for each phase extending from an external device, making it possible to input and output power to the input/output terminal 203 for each phase.

次に、回転電機10を制御する制御システムの構成について説明する。図35は、回転電機10の制御システムの電気回路図であり、図36は、制御装置270による制御処理を示す機能ブロック図である。Next, we will explain the configuration of the control system that controls the rotating electric machine 10. Figure 35 is an electrical circuit diagram of the control system for the rotating electric machine 10, and Figure 36 is a functional block diagram showing the control processing by the control device 270.

図35に示すように、固定子巻線61はU相巻線、V相巻線及びW相巻線よりなり、その固定子巻線61に、電力変換器に相当するインバータ260が接続されている。インバータ260は、相数と同じ数の上下アームを有するフルブリッジ回路により構成されており、相ごとに上アームスイッチ261及び下アームスイッチ262からなる直列接続体が設けられている。これら各スイッチ261,262はドライバ263によりそれぞれオンオフされ、そのオンオフにより各相の相巻線が通電される。各スイッチ261,262は、例えばMOSFETやIGBT等の半導体スイッチング素子により構成されている。また、各相の上下アームには、スイッチ261,262の直列接続体に並列に、スイッチング時に要する電荷を各スイッチ261,262に供給する電荷供給用のコンデンサ264が接続されている。As shown in FIG. 35, the stator winding 61 is composed of a U-phase winding, a V-phase winding, and a W-phase winding, and an inverter 260 equivalent to a power converter is connected to the stator winding 61. The inverter 260 is configured as a full bridge circuit having the same number of upper and lower arms as the number of phases, and a series connection consisting of an upper arm switch 261 and a lower arm switch 262 is provided for each phase. Each of these switches 261, 262 is turned on and off by a driver 263, and the phase winding of each phase is energized by the on and off. Each of the switches 261, 262 is configured of a semiconductor switching element such as a MOSFET or an IGBT. In addition, a charge supply capacitor 264 for supplying the charge required during switching to each switch 261, 262 is connected in parallel to the series connection of the switches 261, 262 to the upper and lower arms of each phase.

上下アームの各スイッチ261,262の間の中間接続点に、それぞれU相巻線、V相巻線、W相巻線の一端が接続されている。これら各相巻線は星形結線(Y結線)されており、各相巻線の他端は中性点にて互いに接続されている。One end of the U-phase winding, the V-phase winding, and the W-phase winding are connected to the intermediate connection point between the switches 261 and 262 of the upper and lower arms. These phase windings are star-connected (Y-connected), and the other ends of the phase windings are connected to each other at the neutral point.

制御装置270は、CPUや各種メモリからなるマイコンを備えており、回転電機10における各種の検出情報や、力行駆動及び発電の要求に基づいて、各スイッチ261,262のオンオフにより通電制御を実施する。回転電機10の検出情報には、例えば、レゾルバ等の角度検出器により検出される回転子20の回転角度(電気角情報)や、電圧センサにより検出される電源電圧(インバータ入力電圧)、電流センサにより検出される各相の通電電流が含まれる。制御装置270は、例えば所定のスイッチング周波数(キャリア周波数)でのPWM制御や、矩形波制御により各スイッチ261,262のオンオフ制御を実施する。制御装置270は、回転電機10に内蔵された内蔵制御装置であってもよいし、回転電機10の外部に設けられた外部制御装置であってもよい。The control device 270 is equipped with a microcomputer consisting of a CPU and various memories, and performs current control by turning on and off each switch 261, 262 based on various detection information in the rotating electric machine 10 and requests for power running and power generation. The detection information of the rotating electric machine 10 includes, for example, the rotation angle (electrical angle information) of the rotor 20 detected by an angle detector such as a resolver, the power supply voltage (inverter input voltage) detected by a voltage sensor, and the current of each phase detected by a current sensor. The control device 270 performs on/off control of each switch 261, 262, for example, by PWM control at a predetermined switching frequency (carrier frequency) or square wave control. The control device 270 may be an internal control device built into the rotating electric machine 10, or an external control device provided outside the rotating electric machine 10.

ちなみに、本実施形態の回転電機10は、スロットレス構造(ティースレス構造)を有していることから、固定子60のインダクタンスが低減されて電気的時定数が小さくなっており、その電気的時定数が小さい状況下では、スイッチング周波数(キャリア周波数)を高くし、かつスイッチング速度を速くすることが望ましい。この点において、各相のスイッチ261,262の直列接続体に並列に電荷供給用のコンデンサ264が接続されていることで配線インダクタンスが低くなり、スイッチング速度を速くした構成であっても適正なサージ対策が可能となる。 Incidentally, since the rotating electric machine 10 of this embodiment has a slotless structure (teethless structure), the inductance of the stator 60 is reduced and the electrical time constant is small. In a situation where the electrical time constant is small, it is desirable to increase the switching frequency (carrier frequency) and the switching speed. In this regard, the charge supply capacitor 264 is connected in parallel to the series connection of the switches 261 and 262 of each phase, thereby reducing the wiring inductance, and appropriate surge countermeasures are possible even in a configuration with a high switching speed.

インバータ260の高電位側端子は直流電源265の正極端子に接続され、低電位側端子は直流電源265の負極端子(グランド)に接続されている。直流電源265は、例えば複数の単電池が直列接続された組電池により構成されている。また、インバータ260の高電位側端子及び低電位側端子には、直流電源265に並列に平滑用のコンデンサ266が接続されている。The high-potential terminal of the inverter 260 is connected to the positive terminal of the DC power supply 265, and the low-potential terminal is connected to the negative terminal (ground) of the DC power supply 265. The DC power supply 265 is, for example, configured as a battery pack in which multiple single cells are connected in series. In addition, a smoothing capacitor 266 is connected in parallel to the DC power supply 265 to the high-potential terminal and the low-potential terminal of the inverter 260.

図36は、U,V,W相の各相電流を制御する電流フィードバック制御処理を示すブロック図である。 Figure 36 is a block diagram showing the current feedback control process that controls the phase currents of the U, V, and W phases.

図36において、電流指令値設定部271は、トルク-dqマップを用い、回転電機10に対する力行トルク指令値又は発電トルク指令値や、電気角θを時間微分して得られる電気角速度ωに基づいて、d軸の電流指令値とq軸の電流指令値とを設定する。なお、発電トルク指令値は、例えば回転電機10が車両用動力源として用いられる場合、回生トルク指令値である。36, the current command value setting unit 271 uses a torque-dq map to set a d-axis current command value and a q-axis current command value based on the powering torque command value or the power generation torque command value for the rotating electric machine 10, and the electrical angular velocity ω obtained by time-differentiating the electrical angle θ. Note that the power generation torque command value is a regenerative torque command value, for example, when the rotating electric machine 10 is used as a power source for a vehicle.

dq変換部272は、相ごとに設けられた電流センサによる電流検出値(3つの相電流)を、界磁方向(direction of an axis of a magnetic field,or field direction)をd軸とする直交2次元回転座標系の成分であるd軸電流とq軸電流とに変換する。The dq conversion unit 272 converts the current detection values (three phase currents) detected by the current sensors provided for each phase into d-axis current and q-axis current, which are components of an orthogonal two-dimensional rotating coordinate system with the d-axis being the direction of an axis of a magnetic field, or field direction.

d軸電流フィードバック制御部273は、d軸電流をd軸の電流指令値にフィードバック制御するための操作量としてd軸の指令電圧を算出する。また、q軸電流フィードバック制御部274は、q軸電流をq軸の電流指令値にフィードバック制御するための操作量としてq軸の指令電圧を算出する。これら各フィードバック制御部273,274では、d軸電流及びq軸電流の電流指令値に対する偏差に基づき、PIフィードバック手法を用いて指令電圧が算出される。The d-axis current feedback control unit 273 calculates a d-axis command voltage as an operation amount for feedback-controlling the d-axis current to the d-axis current command value. The q-axis current feedback control unit 274 calculates a q-axis command voltage as an operation amount for feedback-controlling the q-axis current to the q-axis current command value. In each of these feedback control units 273, 274, a command voltage is calculated using a PI feedback method based on the deviation of the d-axis current and the q-axis current from the current command value.

3相変換部275は、d軸及びq軸の指令電圧を、U相、V相及びW相の指令電圧に変換する。なお、上記の各部271~275が、dq変換理論による基本波電流のフィードバック制御を実施するフィードバック制御部であり、U相、V相及びW相の指令電圧がフィードバック制御値である。 The three-phase conversion unit 275 converts the d-axis and q-axis command voltages into command voltages for the U, V, and W phases. Each of the above units 271 to 275 is a feedback control unit that performs feedback control of the fundamental wave current according to the dq transformation theory, and the command voltages for the U, V, and W phases are the feedback control values.

操作信号生成部276は、周知の三角波キャリア比較方式を用い、3相の指令電圧に基づいて、インバータ260の操作信号を生成する。具体的には、操作信号生成部276は、3相の指令電圧を電源電圧で規格化した信号と、三角波信号等のキャリア信号との大小比較に基づくPWM制御により、各相における上下アームのスイッチ操作信号(デューティ信号)を生成する。操作信号生成部276にて生成されたスイッチ操作信号がインバータ260のドライバ263に出力され、ドライバ263により各相のスイッチ261,262がオンオフされる。The operation signal generating unit 276 generates an operation signal for the inverter 260 based on the three-phase command voltages using a well-known triangular wave carrier comparison method. Specifically, the operation signal generating unit 276 generates switch operation signals (duty signals) for the upper and lower arms in each phase by PWM control based on a comparison of the magnitude between a signal obtained by normalizing the three-phase command voltages with the power supply voltage and a carrier signal such as a triangular wave signal. The switch operation signals generated by the operation signal generating unit 276 are output to the driver 263 of the inverter 260, and the driver 263 turns on and off the switches 261 and 262 of each phase.

続いて、トルクフィードバック制御処理について説明する。この処理は、例えば高回転領域及び高出力領域等、インバータ260の出力電圧が大きくなる運転条件において、主に回転電機10の高出力化や損失低減の目的で用いられる。制御装置270は、回転電機10の運転条件に基づいて、トルクフィードバック制御処理及び電流フィードバック制御処理のいずれか一方の処理を選択して実行する。Next, the torque feedback control process will be described. This process is mainly used for the purpose of increasing the output of the rotating electric machine 10 and reducing losses under operating conditions where the output voltage of the inverter 260 is large, such as in high rotation ranges and high output ranges. The control device 270 selects and executes either the torque feedback control process or the current feedback control process based on the operating conditions of the rotating electric machine 10.

図37は、U,V,W相に対応するトルクフィードバック制御処理を示すブロック図である。 Figure 37 is a block diagram showing the torque feedback control processing corresponding to the U, V, and W phases.

電圧振幅算出部281は、回転電機10に対する力行トルク指令値又は発電トルク指令値と、電気角θを時間微分して得られる電気角速度ωとに基づいて、電圧ベクトルの大きさの指令値である電圧振幅指令を算出する。The voltage amplitude calculation unit 281 calculates a voltage amplitude command, which is a command value for the magnitude of a voltage vector, based on a powering torque command value or a power generation torque command value for the rotating motor 10 and the electrical angular velocity ω obtained by time-differentiating the electrical angle θ.

dq変換部282は、dq変換部272と同様に、相ごとに設けられた電流センサによる電流検出値をd軸電流とq軸電流とに変換する。トルク推定部283は、d軸電流とq軸電流とに基づいて、U,V,W相に対応するトルク推定値を算出する。なお、トルク推定部283は、d軸電流、q軸電流及び電圧振幅指令が関係付けられたマップ情報に基づいて、電圧振幅指令を算出すればよい。 The dq conversion unit 282 converts the current detection values by the current sensors provided for each phase into d-axis current and q-axis current, similar to the dq conversion unit 272. The torque estimation unit 283 calculates torque estimation values corresponding to the U, V, and W phases based on the d-axis current and the q-axis current. The torque estimation unit 283 calculates the voltage amplitude command based on map information that correlates the d-axis current, the q-axis current, and the voltage amplitude command.

トルクフィードバック制御部284は、力行トルク指令値又は発電トルク指令値にトルク推定値をフィードバック制御するための操作量として、電圧ベクトルの位相の指令値である電圧位相指令を算出する。トルクフィードバック制御部284では、力行トルク指令値又は発電トルク指令値に対するトルク推定値の偏差に基づき、PIフィードバック手法を用いて電圧位相指令が算出される。The torque feedback control unit 284 calculates a voltage phase command, which is a command value for the phase of the voltage vector, as an operation amount for feedback control of the torque estimate value to the powering torque command value or the power generation torque command value. In the torque feedback control unit 284, the voltage phase command is calculated using a PI feedback method based on the deviation of the torque estimate value from the powering torque command value or the power generation torque command value.

操作信号生成部285は、電圧振幅指令、電圧位相指令及び電気角θに基づいて、インバータ260の操作信号を生成する。具体的には、操作信号生成部285は、電圧振幅指令、電圧位相指令及び電気角θに基づいて3相の指令電圧を算出し、算出した3相の指令電圧を電源電圧で規格化した信号と、三角波信号等のキャリア信号との大小比較に基づくPWM制御により、各相における上下アームのスイッチ操作信号を生成する。操作信号生成部285にて生成されたスイッチ操作信号がインバータ260のドライバ263に出力され、ドライバ263により各相のスイッチ261,262がオンオフされる。The operation signal generating unit 285 generates an operation signal for the inverter 260 based on the voltage amplitude command, the voltage phase command, and the electrical angle θ. Specifically, the operation signal generating unit 285 calculates three-phase command voltages based on the voltage amplitude command, the voltage phase command, and the electrical angle θ, and generates switch operation signals for the upper and lower arms in each phase by PWM control based on a comparison of the magnitude between a signal obtained by normalizing the calculated three-phase command voltages with the power supply voltage and a carrier signal such as a triangular wave signal. The switch operation signal generated by the operation signal generating unit 285 is output to the driver 263 of the inverter 260, and the driver 263 turns on and off the switches 261 and 262 of each phase.

ちなみに、操作信号生成部285は、電圧振幅指令、電圧位相指令、電気角θ及びスイッチ操作信号が関係付けられたマップ情報であるパルスパターン情報、電圧振幅指令、電圧位相指令並びに電気角θに基づいて、スイッチ操作信号を生成してもよい。Incidentally, the operation signal generating unit 285 may generate a switch operation signal based on pulse pattern information, which is map information in which a voltage amplitude command, a voltage phase command, an electrical angle θ, and a switch operation signal are associated, a voltage amplitude command, a voltage phase command, and an electrical angle θ.

(変形例)
以下に、上記実施形態に関する変形例を説明する。
(Modification)
Modifications to the above embodiment will be described below.

・磁石ユニット22における磁石の構成を以下のように変更してもよい。図38に示す磁石ユニット22では、磁石32において磁化容易軸の向きが径方向に対して斜めであり、その磁化容易軸の向きに沿って直線状の磁石磁路が形成されている。本構成においても、磁石32の磁石磁路長を径方向の厚さ寸法よりも長くすることができ、パーミアンスの向上を図ることが可能となっている。 - The magnet configuration in magnet unit 22 may be changed as follows. In magnet unit 22 shown in Figure 38, the magnet easy axis of magnet 32 is oriented at an angle to the radial direction, and a linear magnetic flux path is formed along the direction of the easy axis of magnetization. Even in this configuration, the magnetic flux path length of magnet 32 can be made longer than the radial thickness dimension, making it possible to improve permeance.

・磁石ユニット22においてハルバッハ配列の磁石を用いることも可能である。 -It is also possible to use Halbach array magnets in the magnet unit 22.

・各部分巻線151において、渡り部153の折り曲げの方向は径方向内外のうちいずれであってもよく、コアアセンブリCAとの関係として、第1渡り部153AがコアアセンブリCAの側に折り曲げられていても、又は第1渡り部153AがコアアセンブリCAの逆側に折り曲げられていてもよい。また、第2渡り部153Bは、第1渡り部153Aの軸方向外側でその第1渡り部153Aの一部を周方向に跨ぐ状態になっているものであれば、径方向内外のいずれかに折り曲げられていてもよい。In each partial winding 151, the bending direction of the crossover portion 153 may be either radially inward or outward, and in terms of its relationship with the core assembly CA, the first crossover portion 153A may be bent toward the core assembly CA, or the first crossover portion 153A may be bent toward the opposite side of the core assembly CA. The second crossover portion 153B may be bent either radially inward or outward, as long as it is axially outside the first crossover portion 153A and circumferentially spans a portion of the first crossover portion 153A.

・部分巻線151として2種類の部分巻線151(第1部分巻線151A、第2部分巻線151B)を有するものとせず、1種類の部分巻線151を有するものとしてもよい。具体的には、部分巻線151を、側面視において略L字状又は略Z字状をなすように形成するとよい。部分巻線151を側面視で略L字状に形成する場合、軸方向一端側では、渡り部153が径方向内外のいずれかに折り曲げられ、軸方向他端側では、渡り部153が径方向に折り曲げられることなく設けられている構成とする。また、部分巻線151を側面視で略Z字状に形成する場合、軸方向一端側及び軸方向他端側において、渡り部153が径方向に互いに逆向きに折り曲げられている構成とする。いずれの場合であっても、上述のように渡り部153を覆う絶縁カバーによりコイルモジュール150がコアアセンブリCAに対して固定される構成であるとよい。 ・The partial winding 151 may have only one type of partial winding 151, instead of two types of partial winding 151 (first partial winding 151A, second partial winding 151B). Specifically, the partial winding 151 may be formed to have an approximately L-shape or an approximately Z-shape in side view. When the partial winding 151 is formed to have an approximately L-shape in side view, the crossover portion 153 is bent radially inward or outward at one axial end, and the crossover portion 153 is not bent radially at the other axial end. When the partial winding 151 is formed to have an approximately Z-shape in side view, the crossover portion 153 is bent radially in opposite directions at one axial end and the other axial end. In either case, the coil module 150 may be fixed to the core assembly CA by an insulating cover that covers the crossover portion 153 as described above.

・上述した構成では、固定子巻線61において、相巻線ごとに全ての部分巻線151が並列接続される構成を説明したが、これを変更してもよい。例えば、相巻線ごとの全ての部分巻線151を複数の並列接続群に分け、その複数の並列接続群を直列接続する構成でもよい。つまり、各相巻線における全n個の部分巻線151を、n/2個ずつの2組の並列接続群や、n/3個ずつの3組の並列接続群などに分け、それらを直列接続する構成としてもよい。又は、固定子巻線61において相巻線ごとに複数の部分巻線151が全て直列接続される構成としてもよい。 - In the above-mentioned configuration, all partial windings 151 for each phase winding in the stator winding 61 are connected in parallel, but this may be changed. For example, all partial windings 151 for each phase winding may be divided into multiple parallel connection groups, and the multiple parallel connection groups may be connected in series. In other words, all n partial windings 151 in each phase winding may be divided into two parallel connection groups of n/2 pieces each, or three parallel connection groups of n/3 pieces each, and these may be connected in series. Alternatively, the stator winding 61 may be configured such that multiple partial windings 151 for each phase winding are all connected in series.

・回転電機10における固定子巻線61は2相の相巻線(U相巻線及びV相巻線)を有する構成であってもよい。この場合、例えば部分巻線151では、一対の中間導線部152が1コイルピッチ分を離して設けられ、一対の中間導線部152の間に、他1相の部分巻線151における中間導線部152が1つ配置される構成となっていればよい。 The stator winding 61 in the rotating electric machine 10 may be configured to have two-phase windings (a U-phase winding and a V-phase winding). In this case, for example, in the partial winding 151, a pair of intermediate conductor portions 152 are provided one coil pitch apart, and one intermediate conductor portion 152 in the partial winding 151 of the other phase is disposed between the pair of intermediate conductor portions 152.

・回転電機10を、アウタロータ式の表面磁石型回転電機に代えて、インナロータ式の表面磁石型回転電機として具体化することも可能である。図39(a),(b)は、インナロータ構造とした場合の固定子ユニット300の構成を示す図である。このうち図39(a)はコイルモジュール310A,310BをコアアセンブリCAに組み付けた状態を示す斜視図であり、図39(b)は、各コイルモジュール310A,310Bに含まれる部分巻線311A,311Bを示す斜視図である。本例では、固定子コア62の径方向外側に固定子ホルダ70が組み付けられることでコアアセンブリCAが構成されている。また、固定子コア62の径方向内側に、複数のコイルモジュール310A,310Bが組み付けられる構成となっている。 -Instead of the outer rotor type surface magnet type rotating electric machine, the rotating electric machine 10 can also be embodied as an inner rotor type surface magnet type rotating electric machine. Figures 39(a) and (b) are diagrams showing the configuration of the stator unit 300 in the case of an inner rotor structure. Of these, Figure 39(a) is a perspective view showing the state in which the coil modules 310A and 310B are assembled to the core assembly CA, and Figure 39(b) is a perspective view showing the partial windings 311A and 311B included in each coil module 310A and 310B. In this example, the core assembly CA is configured by assembling the stator holder 70 to the radial outside of the stator core 62. In addition, a configuration is configured in which multiple coil modules 310A and 310B are assembled to the radial inside of the stator core 62.

部分巻線311Aは、概ね既述の第1部分巻線151Aと同様の構成を有しており、一対の中間導線部312と、軸方向両側においてコアアセンブリCAの側(径方向外側)に折り曲げ形成された渡り部313Aとを有している。また、部分巻線311Bは、概ね既述の第2部分巻線151Bと同様の構成を有しており、一対の中間導線部312と、軸方向両側において渡り部313Aを軸方向外側で周方向に跨ぐように設けられた渡り部313Bとを有している。部分巻線311Aの渡り部313Aには絶縁カバー315が装着され、部分巻線311Bの渡り部313Bには絶縁カバー316が装着されている。The partial winding 311A has a configuration similar to that of the first partial winding 151A described above, and includes a pair of intermediate conductor parts 312 and a bridge part 313A formed by bending the bridge part 313A toward the core assembly CA side (radially outward) on both axial sides. The partial winding 311B has a configuration similar to that of the second partial winding 151B described above, and includes a pair of intermediate conductor parts 312 and a bridge part 313B provided on both axial sides so as to straddle the bridge part 313A in the circumferential direction on the axially outer side. An insulating cover 315 is attached to the bridge part 313A of the partial winding 311A, and an insulating cover 316 is attached to the bridge part 313B of the partial winding 311B.

絶縁カバー315には、周方向両側の側面部に、軸方向に延びる半円状の凹部317が設けられている。また、絶縁カバー316には、渡り部313Bよりも径方向外側に突出する突出部318が設けられ、その突出部318の先端部に、軸方向に延びる貫通孔319が設けられている。The insulating cover 315 has semicircular recesses 317 extending in the axial direction on both circumferential side surfaces. The insulating cover 316 has a protruding portion 318 protruding radially outward from the transition portion 313B, and a through hole 319 extending in the axial direction at the tip of the protruding portion 318.

図40は、コアアセンブリCAに対してコイルモジュール310A,310Bを組み付けた状態を示す平面図である。なお、図40において、固定子ホルダ70の軸方向端面には周方向に等間隔で複数の凹部105が形成されている。また、固定子ホルダ70は、液状冷媒又は空気による冷却構造を有しており、例えば空冷構造として、外周面に複数の放熱フィンが形成されているとよい。 Figure 40 is a plan view showing the state in which coil modules 310A, 310B are assembled to core assembly CA. In Figure 40, a plurality of recesses 105 are formed at equal intervals in the circumferential direction on the axial end face of stator holder 70. Stator holder 70 also has a cooling structure using liquid refrigerant or air, and for example, as an air-cooled structure, a plurality of heat dissipation fins may be formed on the outer circumferential surface.

図40では、絶縁カバー315,316が軸方向に重なる状態で配置されている。また、絶縁カバー315の側面部に設けられた凹部317と、絶縁カバー316の突出部318において絶縁カバー316の周方向一端から他端までの間の中央となる位置に設けられた貫通孔319とが軸方向に連なっており、それら各部で、固定ピン321による固定がなされている。In Figure 40, the insulating covers 315 and 316 are arranged so as to overlap in the axial direction. In addition, a recess 317 provided on the side of the insulating cover 315 and a through hole 319 provided in the protruding portion 318 of the insulating cover 316 at a position that is central between one end and the other end of the circumference of the insulating cover 316 are connected in the axial direction, and are fixed at each of these portions by fixing pins 321.

また、図40では、固定ピン321による各絶縁カバー315,316の固定位置が、固定子コア62よりも径方向外側の固定子ホルダ70の軸方向端面となっており、その固定子ホルダ70に対して固定ピン321による固定が行われる構成となっている。この場合、固定子ホルダ70には冷却構造が設けられているため、部分巻線311A,311Bで生じた熱が固定子ホルダ70に伝わり易くなっている。これにより、固定子巻線61の冷却性能を向上させることができる。 In addition, in Fig. 40, the fixing position of each insulating cover 315, 316 by the fixing pin 321 is the axial end face of the stator holder 70 radially outward of the stator core 62, and the fixing pin 321 is fixed to the stator holder 70. In this case, since the stator holder 70 is provided with a cooling structure, heat generated in the partial windings 311A, 311B is easily transferred to the stator holder 70. This improves the cooling performance of the stator winding 61.

・回転電機10に用いられる固定子60は、バックヨークから延びる突起部(例えばティース)を有するものであってもよい。この場合にも、固定子コアに対するコイルモジュール150等の組み付けがバックヨークに対して行われるものであればよい。The stator 60 used in the rotating electric machine 10 may have protrusions (e.g., teeth) extending from the back yoke. In this case, it is sufficient that the coil module 150 and the like are attached to the stator core by the back yoke.

・回転電機としては、星形結線のものに限らず、Δ結線のものであってもよい。 - The rotating motor is not limited to star-connected ones, but can also be delta-connected ones.

・回転電機10として、界磁子を回転子、電機子を固定子とする回転界磁形の回転電機に代えて、電機子を回転子、界磁子を固定子とする回転電機子形の回転電機を採用することも可能である。 -As the rotating electric motor 10, instead of a rotating field type rotating electric motor in which the field element is the rotor and the armature is the stator, it is also possible to adopt a rotating armature type rotating electric motor in which the armature is the rotor and the field element is the stator.

(変形例2)
上記実施形態又は上記変形例において、次のように構成を変更してもよい。以下、本変形例2では、主に、上記各実施形態及び各変形例等で説明した構成に対する相違部分について説明する。また、本変形例2では、回転電機10の基本構成として、第1実施形態のものを例に説明する。以下、この変形例2における磁石部としての磁石ユニット1000の構成を中心に詳しく説明する。
(Variation 2)
In the above embodiment or the above modified examples, the configuration may be modified as follows. In the following, in Modification 2, differences from the configurations described in the above embodiments and modified examples will be mainly described. In addition, in Modification 2, the basic configuration of the rotating electric machine 10 will be described using the first embodiment as an example. The following will mainly describe in detail the configuration of the magnet unit 1000 as the magnet section in Modification 2.

図41,図42に示すように、磁石ユニット1000は、周方向に並べて配置されている複数の磁石1001,1002と、これらの磁石1001,1002を保持する磁石ヨーク2000と、を有している。磁石1001,1002は、接着剤などを介して磁石ヨーク2000に固定されている。この変形例2では、磁石ヨーク2000の内周面が磁石固定面に相当する。 As shown in Figures 41 and 42, the magnet unit 1000 has a plurality of magnets 1001, 1002 arranged in a circumferential direction, and a magnet yoke 2000 that holds these magnets 1001, 1002. The magnets 1001, 1002 are fixed to the magnet yoke 2000 via an adhesive or the like. In this variant example 2, the inner peripheral surface of the magnet yoke 2000 corresponds to the magnet fixing surface.

まず、各磁石1001,1002の形状について説明する。各磁石1001,1002は、磁極中心であるd軸と当該磁極中心であるd軸に対して周方向に隣接する磁極境界であるq軸との間にそれぞれ設けられている。そして、磁石1001と磁石1002は、磁極中心であるd軸又は磁極境界であるq軸を中心として周方向に左右対称に設けられている。この変形例2では、図41、図42において磁極中心であるd軸よりも左側の磁石を磁石1001と示し、右側の磁石を磁石1002と示す。そして、磁石ユニット1000は、磁石1001,1002を周方向に並べて配置することにより、円環状に設けられている。First, the shape of each magnet 1001, 1002 will be described. Each magnet 1001, 1002 is provided between the d-axis, which is the magnetic pole center, and the q-axis, which is the magnetic pole boundary adjacent in the circumferential direction to the d-axis, which is the magnetic pole center. The magnets 1001 and 1002 are provided symmetrically in the circumferential direction with the d-axis, which is the magnetic pole center, or the q-axis, which is the magnetic pole boundary, as the center. In this modification example 2, the magnet on the left side of the d-axis, which is the magnetic pole center, in Figures 41 and 42 is shown as magnet 1001, and the magnet on the right side is shown as magnet 1002. The magnet unit 1000 is provided in a circular ring shape by arranging the magnets 1001 and 1002 side by side in the circumferential direction.

図41に示すように、各磁石1001,1002は、径方向内側(固定子60側)に固定子側周面1003(電機子側周面)を有し、径方向外側(磁石ヨーク2000側)に反固定子側周面1004(反電機子側周面)を有し、周方向の両端部に径方向に沿った平面である周方向端面1005をそれぞれ有する。各磁石1001,1002は、軸方向において所定の高さ寸法を有するように設けられている。なお、各磁石1001,1002の横断面形状は、軸方向においていずれの箇所でも同じとされている。また、各磁石1001,1002は、左右対称のため、以下では、磁石1001を中心に説明する。As shown in FIG. 41, each magnet 1001, 1002 has a stator side circumferential surface 1003 (armature side circumferential surface) on the radial inside (stator 60 side), a non-stator side circumferential surface 1004 (non-armature side circumferential surface) on the radial outside (magnet yoke 2000 side), and a circumferential end surface 1005 which is a flat surface along the radial direction at both circumferential ends. Each magnet 1001, 1002 is provided to have a predetermined height dimension in the axial direction. The cross-sectional shape of each magnet 1001, 1002 is the same at every point in the axial direction. Also, since each magnet 1001, 1002 is symmetrical, the following description will focus on magnet 1001.

各周方向端面1005は、それぞれ固定子側周面1003の周方向における端部と、反固定子側周面1004の周方向における端部を繋ぐように設けられている。各磁石1001,1002は、それぞれ磁極中心であるd軸側における周方向端面1005であるd軸側端面1005aと、磁極境界であるq軸側における周方向端面1005であるq軸側端面1005bと、を有する。Each circumferential end face 1005 is provided to connect the circumferential end of the stator side circumferential surface 1003 and the circumferential end of the anti-stator side circumferential surface 1004. Each magnet 1001, 1002 has a d-axis side end face 1005a which is the circumferential end face 1005 on the d-axis side which is the magnetic pole center, and a q-axis side end face 1005b which is the circumferential end face 1005 on the q-axis side which is the magnetic pole boundary.

各磁石1001の固定子側周面1003は、周方向に沿って略円弧状に形成されている。The stator side peripheral surface 1003 of each magnet 1001 is formed in an approximately arc shape along the circumferential direction.

そして、各磁石1001の反固定子側周面1004のうち、径方向において最も外側の面は、周方向に沿って略円弧状に形成されており、磁石ヨーク2000の内周面に当接している。 The radially outermost surface of the anti-stator side peripheral surface 1004 of each magnet 1001 is formed in an approximately arc shape along the circumferential direction and abuts against the inner peripheral surface of the magnet yoke 2000.

また、各磁石1001の反固定子側周面1004において、磁極境界であるq軸側の端部には反固定子側q軸凹部1004bが設けられている。反固定子側q軸凹部1004bにより、反固定子側周面1004とq軸側端面1005bとの間における角部は、径方向内側に凹んだ状態となっている。反固定子側q軸凹部1004bは、その開口部(径方向外側部分)が底部(径方向内側部分)に比較して広くなっている略台形形状とされており、側面が径方向に対して傾斜している傾斜面とされている。なお、どの範囲で反固定子側q軸凹部1004bが設けられているかについては後述する。In addition, the anti-stator side q-axis recess 1004b is provided at the end of the anti-stator side circumferential surface 1004 of each magnet 1001 on the q-axis side, which is the magnetic pole boundary. Due to the anti-stator side q-axis recess 1004b, the corner between the anti-stator side circumferential surface 1004 and the q-axis side end face 1005b is recessed radially inward. The anti-stator side q-axis recess 1004b is approximately trapezoidal in shape, with its opening (radially outer portion) being wider than its bottom (radially inner portion), and its side surface being an inclined surface that is inclined radially. The extent to which the anti-stator side q-axis recess 1004b is provided will be described later.

以上、説明したように、各磁石1001,1002の反固定子側周面1004は、径方向において凹凸形状が形成されている。なお、本実施形態では、磁石ヨーク2000の内周面を基準として、磁極境界であるq軸側に反固定子側q軸凹部1004bが形成されているとしたが、反固定子側q軸凹部1004bの底部を基準としてもよい。つまり、反固定子側q軸凹部1004bの底部を基準とした場合、磁石1001には、磁極中心であるd軸側に径方向に突出するd軸側凸部が形成されているともいえる。As described above, the anti-stator side peripheral surface 1004 of each magnet 1001, 1002 is formed with a radially uneven shape. In this embodiment, the anti-stator side q-axis recess 1004b is formed on the q-axis side, which is the magnetic pole boundary, with the inner peripheral surface of the magnet yoke 2000 as the reference, but the bottom of the anti-stator side q-axis recess 1004b may also be used as the reference. In other words, when the bottom of the anti-stator side q-axis recess 1004b is used as the reference, it can be said that the magnet 1001 has a d-axis side protrusion formed thereon that protrudes radially toward the d-axis side, which is the magnetic pole center.

次に、各磁石1001,1002における磁石磁路について図42に基づいて説明する。これらの磁石1001,1002における磁化容易軸は、その向きが磁極境界であるq軸の側に比べて磁極中心であるd軸の側において、磁極中心であるd軸に平行となるように配向され、磁化容易軸に沿って磁石磁路が形成されている。具体的には、各磁石1001,1002には、図42に示すようにq軸上に設定される中心点(配向中心)を中心として、円弧状の磁石磁路が複数形成されている。なお、磁石磁路の形状は、真円の一部である円弧状であっても、楕円の一部である円弧状であってもよい。また、円弧の中心は、q軸上としたが、d軸よりもq軸側であれば、q軸上でなくてもよい。また、円弧の中心は、径方向において、当該複数の磁石1001,1002の固定子側周面1003上、または、当該複数の磁石1001,1002の固定子側周面1003よりも固定子60(電機子)側に設定されていればよい。Next, the magnetic flux paths in each magnet 1001, 1002 will be described with reference to FIG. 42. The magnetization easy axis in these magnets 1001, 1002 is oriented so that its direction is parallel to the d-axis, which is the magnetic pole center, on the d-axis side, which is the magnetic pole center, compared to the q-axis side, which is the magnetic pole boundary, and the magnetic flux paths are formed along the magnetization easy axis. Specifically, in each magnet 1001, 1002, multiple arc-shaped magnetic flux paths are formed with a center point (orientation center) set on the q-axis as shown in FIG. 42 as the center. The shape of the magnetic flux path may be an arc shape that is a part of a perfect circle, or an arc shape that is a part of an ellipse. In addition, although the center of the arc is on the q-axis, it does not have to be on the q-axis as long as it is on the q-axis side of the d-axis. Furthermore, the center of the arc may be set radially on the stator side peripheral surface 1003 of the multiple magnets 1001, 1002, or on the stator 60 (armature) side of the stator side peripheral surface 1003 of the multiple magnets 1001, 1002.

したがって、各磁石1001,1002の磁化容易軸は、磁極中心であるd軸寄りの部分において磁極中心であるd軸に平行又は磁極中心であるd軸に平行に近い向きとなり、かつ磁極境界であるq軸寄りの部分において磁極境界であるq軸に直交又は磁極境界であるq軸に直交に近い向きとなる。Therefore, the axis of easy magnetization of each magnet 1001, 1002 is parallel to the d-axis, which is the magnetic pole center, or nearly parallel to the d-axis, which is the magnetic pole center, in the portion closer to the d-axis, which is the magnetic pole center, and is perpendicular to the q-axis, which is the magnetic pole boundary, or nearly perpendicular to the q-axis, which is the magnetic pole boundary, in the portion closer to the q-axis, which is the magnetic pole boundary.

また、磁石1001の磁石磁路は、磁極中心であるd軸を中心として周方向に隣接する磁石1002の磁石磁路に対して、磁極中心であるd軸を中心として周方向に左右対称に形成されている。ここで、磁石1001と、磁極中心であるd軸を中心として当該磁石1001に対して周方向に隣接する磁石1002とを、1対の磁石1001,1002と示す。 The magnetic flux path of magnet 1001 is formed symmetrically in the circumferential direction around the d-axis, which is the magnetic pole center, with respect to the magnetic flux path of magnet 1002, which is adjacent in the circumferential direction around the d-axis, which is the magnetic pole center. Here, magnet 1001 and magnet 1002, which is adjacent in the circumferential direction to magnet 1001 around the d-axis, which is the magnetic pole center, are referred to as a pair of magnets 1001, 1002.

そして、磁石ユニット1000は、周方向において隣り合う磁極中心であるd軸の極性を異ならせるように、磁石1001,1002の磁化方向(着磁方向)を、対となる磁石1001,1002毎に反対(逆)にしている。すなわち、図42に示すように、極性が正極(N極)となる磁極中心であるd軸を中心として対となる磁石1001,1002の磁化方向(着磁方向)は、磁束線が磁極中心であるd軸に向かい収束するように設定されている。一方、極性が負極(S極)となる磁極中心であるd軸を中心として対となる磁石1001,1002の磁化方向(着磁方向)は、磁束線が磁極中心であるd軸から逆に拡がるように設定されている。 The magnet unit 1000 has the magnetization directions (magnetization directions) of the magnets 1001 and 1002 opposite each other for each pair of magnets 1001 and 1002 so that the polarity of the d-axis, which is the center of the magnetic poles adjacent to each other in the circumferential direction, is different. That is, as shown in FIG. 42, the magnetization directions (magnetization directions) of the pair of magnets 1001 and 1002 are set so that the magnetic flux lines converge toward the d-axis, which is the center of the magnetic poles, where the polarity is positive (N pole). On the other hand, the magnetization directions (magnetization directions) of the pair of magnets 1001 and 1002 are set so that the magnetic flux lines expand in the opposite direction from the d-axis, which is the center of the magnetic poles, where the polarity is negative (S pole).

次に、磁石1001,1002の製造方法の概略について説明する。各磁石1001,1002は、焼結法により製造される焼結磁石である。すなわち、生成したネオジム、ホウ素、鉄などの原料を溶解し、合金化する(第1工程)。次に、第1工程で得られた合金を粒子状に粉砕する(第2工程)。そして、金型の中に第2工程で得られた粉体を入れて、磁界中で加圧成形する(第3工程)。加圧成形された後、成形物は、焼結され(第4工程)、焼結終了後、熱処理される(第5工程)。熱処理においては何回か加熱冷却が行われる。そして、研削などの機械加工や表面加工が行われた後(第6工程)、着磁されることにより(第7工程)、各磁石1001,1002が完成する。Next, an outline of the manufacturing method of the magnets 1001, 1002 will be described. Each magnet 1001, 1002 is a sintered magnet manufactured by a sintering method. That is, the raw materials such as neodymium, boron, and iron produced are melted and alloyed (step 1). Next, the alloy obtained in step 1 is crushed into particles (step 2). Then, the powder obtained in step 2 is placed in a metal mold and pressure-molded in a magnetic field (step 3). After pressure molding, the molded product is sintered (step 4), and after sintering is completed, it is heat-treated (step 5). In the heat treatment, heating and cooling are performed several times. Then, after mechanical processing such as grinding and surface processing are performed (step 6), the magnets are magnetized (step 7), and each magnet 1001, 1002 is completed.

次に、磁石ヨーク2000について図41に基づいて説明する。磁石ヨーク2000は、軟磁性材により構成されており、円筒形状に形成されている。そして、磁石ヨーク2000の内周面には、径方向内側に突出する係合部2001が周方向において一定間隔ごとに設けられている。この係合部2001は、磁石ヨーク2000に一体形成されており、軟磁性材により構成されている。Next, the magnet yoke 2000 will be described with reference to FIG. 41. The magnet yoke 2000 is made of a soft magnetic material and is formed into a cylindrical shape. The inner peripheral surface of the magnet yoke 2000 is provided with engagement portions 2001 that protrude radially inward at regular intervals in the circumferential direction. The engagement portions 2001 are formed integrally with the magnet yoke 2000 and are made of a soft magnetic material.

この係合部2001は、各々の磁石1001,1002の反固定子側q軸凹部1004bに収容されるように、反固定子側q軸凹部1004bの形状に合わせて、反固定子側q軸凹部1004bを埋めるように形成されている。すなわち、係合部2001は、その底辺(径方向外側の部分)が上辺(径方向内側の部分)よりも広くなるような略台形形状に形成されており、磁石1001,1002との間に隙間が極力形成されないように、つまり、当接するように、構成されている。そして、係合部2001は、その側面において、反固定子側q軸凹部1004bの側面と係合し、磁石1001,1002の周方向への移動を規制する。このため、磁石1001,1002の位置決め部材として機能するとともに、周り止めとして機能する。 The engaging portion 2001 is formed to fill the anti-stator side q-axis recess 1004b in accordance with the shape of the anti-stator side q-axis recess 1004b so that it can be accommodated in the anti-stator side q-axis recess 1004b of each magnet 1001, 1002. That is, the engaging portion 2001 is formed in a substantially trapezoidal shape such that its bottom side (the radially outer part) is wider than its top side (the radially inner part), and is configured so that a gap is minimized between the magnets 1001, 1002, that is, so that they abut. The engaging portion 2001 engages with the side of the anti-stator side q-axis recess 1004b at its side, restricting the circumferential movement of the magnets 1001, 1002. Therefore, it functions as a positioning member for the magnets 1001, 1002 and also functions as a rotation stopper.

ここで、係合部2001の配置間隔について説明する。上述したように、各磁石1001,1002における磁化容易軸は、その向きが磁極境界であるq軸の側に比べて磁極中心であるd軸の側において、磁極中心であるd軸に平行となるように配向され、当該磁化容易軸に沿って磁石磁路が形成されている。このような磁石磁路を有する磁石1001,1002を容易に製造するためには、各磁石1001,1002を磁極中心であるd軸と当該磁極中心であるd軸に隣接する磁極境界であるq軸との間に設けることが望ましい。つまり、磁極中心であるd軸及び磁極境界であるq軸において磁石を分割して製造することが好ましい。一方で、磁石1001,1002を磁極中心であるd軸と当該磁極中心であるd軸に隣接する磁極境界であるq軸との間に設ける場合、磁極中心であるd軸における磁束密度を向上させつつ、表面磁束密度を正弦波状に近づけるためには、周方向における隙間をなるべく小さくして周方向に磁石を配置することが好ましい。Here, the arrangement interval of the engagement portion 2001 will be explained. As described above, the magnetization easy axis of each magnet 1001, 1002 is oriented so that its orientation is parallel to the d-axis, which is the magnetic pole center, on the side of the d-axis, which is the magnetic pole center, compared to the side of the q-axis, which is the magnetic pole boundary, and a magnetic flux path is formed along the magnetization easy axis. In order to easily manufacture magnets 1001, 1002 having such a magnetic flux path, it is desirable to arrange each magnet 1001, 1002 between the d-axis, which is the magnetic pole center, and the q-axis, which is the magnetic pole boundary adjacent to the d-axis, which is the magnetic pole center. In other words, it is preferable to manufacture the magnet by dividing it at the d-axis, which is the magnetic pole center, and the q-axis, which is the magnetic pole boundary. On the other hand, when magnets 1001 and 1002 are arranged between the d-axis, which is the magnetic pole center, and the q-axis, which is the magnetic pole boundary adjacent to the d-axis, which is the magnetic pole center, in order to improve the magnetic flux density at the d-axis, which is the magnetic pole center, while making the surface magnetic flux density closer to a sinusoidal wave, it is preferable to arrange the magnets in the circumferential direction with the gap in the circumferential direction as small as possible.

しかしながら、上述したように、磁石1001,1002の製法の都合上、磁石1001,1002を寸法通りに製造することは難しく、若干の隙間が生じる。また、磁石1001,1002を磁極中心であるd軸と磁極境界であるq軸との間に設けた場合、隣り合うd軸側端面1005aは同極となり、反発しやすいため、q軸側端面1005bに比較して隙間が形成されやすい。However, as mentioned above, due to the manufacturing method of magnets 1001 and 1002, it is difficult to manufacture magnets 1001 and 1002 to the exact dimensions, and some gaps occur. Also, when magnets 1001 and 1002 are provided between the d-axis, which is the magnetic pole center, and the q-axis, which is the magnetic pole boundary, the adjacent d-axis side end faces 1005a have the same polarity and tend to repel each other, so gaps are more likely to form than with the q-axis side end faces 1005b.

そこで、磁石1001,1002のd軸側端面1005a同士の隙間が、q軸側端面1005b同士の隙間よりも狭くなるように、周方向において隣り合う係合部2001の間隔を設定した。具体的には、反固定子側q軸凹部1004bの側面(係合部2001との係合位置)から磁極中心であるd軸までの距離L21が、係合部2001の間隔L20の半分と同じ、若しくはわずかに小さくなるように、設定されている。言い換えると、反固定子側q軸凹部1004bの側面から磁極中心であるd軸までの距離L21が、係合部2001の間隔L20の半分と同じ、若しくはわずかに小さくなるように、磁石1001,1002の形状(反固定子側q軸凹部1004b又はd軸側端面1005a)が調整されているともいえる。例えば、d軸側端面1005aの間における隙間が、q軸側端面1005bの間における隙間の1/4以下であればよい。Therefore, the interval between adjacent engagement portions 2001 in the circumferential direction is set so that the gap between the d-axis end faces 1005a of the magnets 1001 and 1002 is narrower than the gap between the q-axis end faces 1005b. Specifically, the distance L21 from the side of the anti-stator side q-axis recess 1004b (the engagement position with the engagement portion 2001) to the d-axis, which is the magnetic pole center, is set to be the same as half the interval L20 of the engagement portion 2001 or slightly smaller. In other words, it can be said that the shape of the magnets 1001 and 1002 (the anti-stator side q-axis recess 1004b or the d-axis end face 1005a) is adjusted so that the distance L21 from the side of the anti-stator side q-axis recess 1004b to the d-axis, which is the magnetic pole center, is the same as half the interval L20 of the engagement portion 2001 or slightly smaller. For example, the gap between the d-axis side end faces 1005a may be ¼ or less of the gap between the q-axis side end faces 1005b.

なお、磁極境界であるq軸側に隙間ができたとしても、軟磁性材により構成されている係合部2001により、磁束漏れを抑制することが可能となっている。また、磁極境界であるq軸側において磁束密度が低下しても、磁極中心であるd軸側において磁束密度が低下する場合に比較して、性能への影響は小さい。このため、磁極中心であるd軸側に比較して、磁極境界であるq軸側の隙間はある程度許容されている。 Even if a gap occurs on the q-axis side, which is the magnetic pole boundary, magnetic flux leakage can be suppressed by the engagement portion 2001, which is made of a soft magnetic material. Even if the magnetic flux density decreases on the q-axis side, which is the magnetic pole boundary, the impact on performance is small compared to when the magnetic flux density decreases on the d-axis side, which is the magnetic pole center. For this reason, a certain degree of gap is tolerated on the q-axis side, which is the magnetic pole boundary, compared to the d-axis side, which is the magnetic pole center.

また、図41に示すように、周方向において、隣り合う係合部2001同士の間隔は、径方向外側ほど狭くなるように構成されている。このため、回転電機10が回転すると、磁石1001,1002に加えられる径方向外側への遠心力の一部が、係合部2001により周方向d軸側への応力に変換される。すなわち、磁石1001,1002が磁極中心であるd軸側に接近する方向へ力が加えられ、d軸側端面1005a同士の隙間が広くなることを抑制することができる。 As shown in Fig. 41, the distance between adjacent engaging portions 2001 in the circumferential direction is narrower the further outward in the radial direction. Therefore, when the rotating electric machine 10 rotates, part of the centrifugal force acting radially outward on the magnets 1001, 1002 is converted by the engaging portions 2001 into stress toward the circumferential d-axis side. In other words, a force is applied in the direction in which the magnets 1001, 1002 approach the d-axis side, which is the magnetic pole center, and the gap between the d-axis side end faces 1005a can be prevented from widening.

ところで、各磁石1001,1002における磁化容易軸は、その向きが磁極境界であるq軸の側に比べて磁極中心であるd軸の側において、磁極中心であるd軸に平行となるように配向され、当該磁化容易軸に沿って磁石磁路が形成されている。このため、径方向に沿って直線状に磁石磁路を形成する場合に比較して、磁石磁極間の漏れ磁束を少なくし、磁石1001,1002の表面磁束密度を正弦波状(磁極中心であるd軸において極値となる正弦波状)に近づけることができる。つまり、本実施形態のように、円弧状に磁石磁路が形成されると、磁石磁極間の漏れ磁束を少なくし、磁石1001,1002の表面磁束密度を正弦波状に近づけることができる。 The magnetization easy axis of each magnet 1001, 1002 is oriented so that its direction is parallel to the d-axis, which is the magnetic pole center, on the d-axis side, which is the magnetic pole center, compared to the q-axis side, which is the magnetic pole boundary, and a magnetic flux path is formed along the magnetization easy axis. Therefore, compared to forming a magnetic flux path linearly along the radial direction, it is possible to reduce leakage magnetic flux between the magnetic poles and make the surface magnetic flux density of the magnets 1001, 1002 closer to a sine wave (a sine wave with an extreme value at the d-axis, which is the magnetic pole center). In other words, when a magnetic flux path is formed in an arc shape as in this embodiment, it is possible to reduce leakage magnetic flux between the magnetic poles and make the surface magnetic flux density of the magnets 1001, 1002 closer to a sine wave.

しかしながら、磁石1001,1002の製法の都合上、磁束密度に密接に関係する磁石磁路の長さや方向などの形状を微調整することは難しく、上記のように構成した場合であっても、径方向における磁石1001,1002の厚さ寸法が一定の場合、表面磁束密度が完全に正弦波状とすることは難しいという課題があった。そこで、本実施形態では、磁石1001,1002の形状を次のように構成している。以下、説明する。However, due to the manufacturing process of magnets 1001, 1002, it is difficult to fine-tune the shape of the magnet magnetic path, such as its length and direction, which are closely related to the magnetic flux density, and even when configured as described above, there is a problem that it is difficult to make the surface magnetic flux density perfectly sinusoidal when the thickness dimension of magnets 1001, 1002 in the radial direction is constant. Therefore, in this embodiment, the shape of magnets 1001, 1002 is configured as follows, as explained below.

上述した磁石1001,1002の周方向(より詳しくは、固定子側周面1003)におけるパーミアンス係数Pcを算出すると、磁石磁路の長さに比例することがわかる。パーミアンス係数Pcとは、磁界強度(磁石内部の磁界)に対する磁束密度の比のことである。磁石の材質などがわかっていれば、磁石形状(磁化方向における長さや断面積)により算出可能である。一般的には、磁化方向における長さ(磁石磁路の長さ)が長くなると、パーミアンス係数Pcが大きくなり、自己減磁しにくくなることや、磁束密度が大きくなりやすくなることがわかっている。 When the permeance coefficient Pc in the circumferential direction (more specifically, the stator side circumferential surface 1003) of the above-mentioned magnets 1001, 1002 is calculated, it is found to be proportional to the length of the magnetic flux path. The permeance coefficient Pc is the ratio of magnetic flux density to magnetic field strength (magnetic field inside the magnet). If the material of the magnet is known, it can be calculated from the magnet shape (length in the magnetization direction and cross-sectional area). In general, it is known that as the length in the magnetization direction (length of the magnetic flux path) becomes longer, the permeance coefficient Pc becomes larger, making it less likely to self-demagnetize and making it easier for the magnetic flux density to increase.

つまり、磁石1001,1002が、磁石磁路に沿った薄い磁石の集まりであると仮定すると、図43に示すように、反固定子側q軸凹部1004bが設けられていない状態における磁石1001,1002のパーミアンス係数Pcは、磁石磁路の長さにほぼ比例する。このため、図43に示すように、反固定子側q軸凹部1004bが設けられていない状態における磁石1001,1002では、周方向において、磁極境界であるq軸から磁極中心であるd軸側に近づくほどパーミアンス係数Pcが大きくなる。なお、上記仮定は、磁石1001,1002は、一様に磁化されており、磁化方向(磁石磁路の方向)と垂直な断面積(ここでは、軸方向の断面積)が同じ磁石であることを前提としている。また、パーミアンス係数Pcを算出する際、磁石1001,1002の所定厚み(径方向の幅)の平均値を用いるとよい。In other words, if we assume that the magnets 1001 and 1002 are a collection of thin magnets along the magnetic flux path, as shown in FIG. 43, the permeance coefficient Pc of the magnets 1001 and 1002 in a state in which the anti-stator side q-axis recess 1004b is not provided is approximately proportional to the length of the magnetic flux path. For this reason, as shown in FIG. 43, in the magnets 1001 and 1002 in a state in which the anti-stator side q-axis recess 1004b is not provided, the permeance coefficient Pc becomes larger in the circumferential direction as it approaches the d-axis side, which is the magnetic pole boundary. Note that the above assumption is based on the premise that the magnets 1001 and 1002 are uniformly magnetized and have the same cross-sectional area (here, the axial cross-sectional area) perpendicular to the magnetization direction (direction of the magnetic flux path). In addition, when calculating the permeance coefficient Pc, it is advisable to use the average value of the predetermined thickness (radial width) of the magnets 1001 and 1002.

ここで、図43の一点鎖線に示すように、反固定子側q軸凹部1004bが設けられていない状態の磁石1001,1002において、仮想的にパーミアンス係数Pcの等高線L11~L13を引くことができる。パーミアンス係数Pcの等高線L11~L13とは、この等高線L11~L13に沿ってパーミアンス係数Pcが同じ値となる線のことである。なお、磁石磁路の長さの違いから、反固定子側に近い等高線L13は、固定子側に近い等高線L11に比較して、パーミアンス係数Pcが高い等高線となっている。本実施形態では、図43において等高線L11が最もパーミアンス係数Pcが低く、等高線L12、等高線L13の順にパーミアンス係数Pcが高くなっている。 As shown by the dashed lines in Figure 43, the permeance coefficient Pc contour lines L11 to L13 can be virtually drawn for magnets 1001 and 1002 in a state where the anti-stator q-axis recess 1004b is not provided. The permeance coefficient Pc contour lines L11 to L13 refer to lines along which the permeance coefficient Pc has the same value. Note that due to the difference in length of the magnetic flux path, the contour line L13 closer to the anti-stator side has a higher permeance coefficient Pc than the contour line L11 closer to the stator side. In this embodiment, the permeance coefficient Pc is lowest for the contour line L11 in Figure 43, followed by the contour line L12 and the contour line L13 in order.

この図43の等高線L11~L13に示すように、本実施形態のように磁石磁路が円弧状に形成されている場合、径方向における磁石1001,1002の厚さ寸法は、磁極中心であるd軸側において厚くする必要がある一方、磁極境界であるq軸側では薄くてもよいことがわかる。As shown by contour lines L11 to L13 in Figure 43, when the magnetic flux path is formed in an arc shape as in this embodiment, the radial thickness dimension of magnets 1001, 1002 needs to be thick on the d-axis side, which is the magnetic pole center, while it can be thin on the q-axis side, which is the magnetic pole boundary.

また、磁石ユニット1000の表面磁束密度を正弦波状に近づける場合、磁極境界であるq軸から磁極中心であるd軸側に周方向に近づくにつれてパーミアンス係数Pcを大きくすることが望ましい。そこで、等高線L11~L13を参照すると、磁極境界であるq軸から磁極中心であるd軸側に近づくにつれてパーミアンス係数Pcを大きくするには、図44の破線に示すようにして、磁石磁路の長さを調整すればよい。つまり、磁極中心であるd軸側の厚さ寸法をより厚くする必要がある一方で、磁極境界であるq軸側の厚さ寸法をさらに薄くすることで、磁極境界であるq軸から磁極中心であるd軸側に近づくにつれてパーミアンス係数Pcを大きくすることが可能であることがわかる。 In addition, when the surface magnetic flux density of the magnet unit 1000 is made to approach a sinusoidal wave, it is desirable to increase the permeance coefficient Pc as it approaches the circumferential direction from the q-axis, which is the magnetic pole boundary, to the d-axis, which is the magnetic pole center. Therefore, referring to the contour lines L11 to L13, in order to increase the permeance coefficient Pc as it approaches the d-axis, which is the magnetic pole center, from the q-axis, which is the magnetic pole boundary, it is sufficient to adjust the length of the magnetic flux path as shown by the dashed line in FIG. 44. In other words, it is necessary to make the thickness dimension on the d-axis side, which is the magnetic pole center, thicker, while it is possible to increase the permeance coefficient Pc as it approaches the d-axis side, which is the magnetic pole center, by further reducing the thickness dimension on the q-axis side, which is the magnetic pole boundary.

そこで、本実施形態では、図41、図44に示すように、磁石磁路の長さに基づいて算出される各磁石1001,1002のパーミアンス係数Pcが、周方向において、磁極境界であるq軸から磁極中心であるd軸に近づくほど大きくなるように、反固定子側周面1004において、磁極境界であるq軸側に反固定子側q軸凹部1004bを設けた。すなわち、図44の破線に沿うように、反固定子側周面1004に凹凸を設けて磁石磁路の長さを調整し、各磁石1001,1002のパーミアンス係数Pcが、磁極境界であるq軸から磁極中心であるd軸に近づくほど大きくなるにした。なお、図44の破線と完全に一致するように反固定子側q軸凹部1004bを設けることが望ましいが、製造の都合上、完全に一致させることが難しいため、近似するように反固定子側q軸凹部1004bが設けられている。 In this embodiment, as shown in Figures 41 and 44, the permeance coefficient Pc of each magnet 1001, 1002 calculated based on the length of the magnetic flux path is increased in the circumferential direction from the q-axis, which is the magnetic pole boundary, to the d-axis, which is the magnetic pole center. In other words, the length of the magnetic flux path is adjusted by providing irregularities on the circumferential surface 1004 on the stator side, so that the permeance coefficient Pc of each magnet 1001, 1002 is increased as it approaches the d-axis, which is the magnetic pole center, from the q-axis, which is the magnetic pole boundary. It is desirable to provide the q-axis recess 1004b on the stator side so that it completely matches the broken line in Figure 44, but because it is difficult to completely match it due to manufacturing reasons, the q-axis recess 1004b on the stator side is provided so as to approximate it.

ここで、磁石1001,1002の寸法について説明する。磁石1001,1002の径方向における厚さの最大寸法を寸法Taとする(図41参照)。この寸法Taは、固定子側周面1003のうち径方向において最も内側の部分から、反固定子側周面1004のうち径方向において最も外側の部分までの寸法に相当する。なお、反固定子側d軸凹部1004aが設けられていない場合において、磁石1001,1002の磁極中心であるd軸側の厚さ寸法に相当する。Here, the dimensions of magnets 1001, 1002 will be explained. The maximum radial thickness dimension of magnets 1001, 1002 is dimension Ta (see Figure 41). This dimension Ta corresponds to the dimension from the radially innermost part of stator side peripheral surface 1003 to the radially outermost part of anti-stator side peripheral surface 1004. Note that in the case where anti-stator side d-axis recess 1004a is not provided, this corresponds to the thickness dimension on the d-axis side, which is the magnetic pole center of magnets 1001, 1002.

また、磁石1001,1002の径方向における厚さ寸法において、磁極境界であるq軸側の厚さ寸法を寸法Tbとする(図41参照)。この寸法Tbは、固定子側周面1003のうち径方向において最も内側の部分から、反固定子側q軸凹部1004bの底部までの寸法に相当する。このように寸法Ta,Tbを設定したとき、Ta/Tb=1.3~2.0となるように各厚さ寸法が設定されている。 In addition, in the radial thickness dimension of magnets 1001, 1002, the thickness dimension on the q-axis side, which is the magnetic pole boundary, is dimension Tb (see Figure 41). This dimension Tb corresponds to the dimension from the radially innermost part of the stator side peripheral surface 1003 to the bottom of the anti-stator side q-axis recess 1004b. When dimensions Ta and Tb are set in this way, each thickness dimension is set so that Ta/Tb = 1.3 to 2.0.

次に、本実施形態のように反固定子側周面1004に凹凸を設けた場合における作用について説明する。比較例として図45に示すような形状を有する磁石3000を想定する。図45に示す磁石3000の磁石磁路は、本実施形態と同様に円弧状に形成されているものとする。また、固定子側周面1003の形状も同様であるとする。一方で、反固定子側周面において磁極境界であるq軸側には反固定子側q軸凹部1004bが設けられていないものとして説明する。つまり、磁石3000の径方向の厚さは一様であるものとして説明する。ただし、磁石3000の径方向の厚さは、磁石1001,1002の磁極中心であるd軸側の寸法Taよりも薄く、磁極境界であるq軸側の寸法Tbよりも厚いものとする。Next, the operation when unevenness is provided on the counter-stator side peripheral surface 1004 as in this embodiment will be described. As a comparative example, a magnet 3000 having a shape as shown in FIG. 45 is assumed. The magnetic flux path of the magnet 3000 shown in FIG. 45 is assumed to be formed in an arc shape as in this embodiment. The shape of the stator side peripheral surface 1003 is also assumed to be the same. On the other hand, the counter-stator side q-axis recess 1004b is not provided on the q-axis side, which is the magnetic pole boundary, on the counter-stator side peripheral surface. In other words, the radial thickness of the magnet 3000 is assumed to be uniform. However, the radial thickness of the magnet 3000 is assumed to be thinner than the dimension Ta on the d-axis side, which is the magnetic pole center of the magnets 1001 and 1002, and thicker than the dimension Tb on the q-axis side, which is the magnetic pole boundary.

このように形成された磁石3000より構成される磁石ユニットの表面磁束密度は、図46の実線で示すとおりである。径方向に沿った直線状の磁石磁路が設けられた磁石に比較して、正弦波状に近づくものの、改善の余地があることがわかる。The surface magnetic flux density of a magnet unit composed of magnets 3000 formed in this manner is shown by the solid line in Figure 46. It can be seen that, compared to a magnet with a linear magnetic flux path along the radial direction, it is closer to a sine wave, but there is still room for improvement.

ここで、図41,図42に示す磁石1001,1002のように、反固定子側q軸凹部1004bを設けることにより、図46に示す矢印Y1のように、磁極境界であるq軸側付近における表面磁束密度を低下させ、正弦波状(一点鎖線で示す)に近づけることができる。また、図41に示す磁石1001,1002のように、磁極境界であるq軸側の寸法Tbに比較して磁極中心であるd軸側の寸法Taを大きくすることにより、図46に示す矢印Y2のように、磁極中心であるd軸側付近における表面磁束密度を向上させ、正弦波状に近づけることができる。Here, by providing a q-axis recess 1004b on the anti-stator side as in magnets 1001 and 1002 shown in Figures 41 and 42, the surface magnetic flux density near the q-axis side, which is the magnetic pole boundary, can be reduced and made closer to a sine wave (shown by a dashed line) as shown by arrow Y1 in Figure 46. Also, by making the dimension Ta on the d-axis side, which is the magnetic pole center, larger than the dimension Tb on the q-axis side, which is the magnetic pole boundary, as in magnets 1001 and 1002 shown in Figure 41, the surface magnetic flux density near the d-axis side, which is the magnetic pole center, can be improved and made closer to a sine wave as shown by arrow Y2 in Figure 46.

以上のように構成された変形例2における有利な効果について説明する。 The advantageous effects of variant example 2 configured as described above are explained below.

上記変形例2では、図42に示すように、磁石磁路の長さに基づいて算出される複数の磁石1001,1002のパーミアンス係数Pcが、周方向におけて磁極境界であるq軸から磁極中心であるd軸に近づくほど大きくなるように、反固定子側周面1004において、磁極境界であるq軸側に反固定子側q軸凹部1004bを設けた。すなわち、反固定子側周面1004に凹凸を設けて磁石磁路の長さを調整し、パーミアンス係数Pcが、周方向において、磁極境界であるq軸から磁極中心であるd軸に近づくほど大きくなるにした。これにより、磁化容易軸の方向や長さを調整する場合に比較して、簡単に磁石ユニット1000の表面磁束密度を正弦波状に近づけることが可能となる。In the above-mentioned modified example 2, as shown in FIG. 42, the permeance coefficient Pc of the multiple magnets 1001, 1002 calculated based on the length of the magnetic flux path is increased in the circumferential direction from the q-axis, which is the magnetic pole boundary, to the d-axis, which is the magnetic pole center. In other words, the length of the magnetic flux path of the magnet is adjusted by providing irregularities on the circumferential direction of the q-axis, which is the magnetic pole boundary, so that the permeance coefficient Pc is increased in the circumferential direction from the q-axis, which is the magnetic pole boundary, to the d-axis, which is the magnetic pole center. This makes it easier to make the surface magnetic flux density of the magnet unit 1000 closer to a sine wave than when adjusting the direction or length of the easy magnetization axis.

また、図42に示すように、複数の磁石1001,1002の反固定子側周面1004において、磁極境界であるq軸側には、反固定子側周面1004の反固定子側q軸凹部1004bに対して周方向に係合するとともに、磁石1001,1002の極性の異なる磁極間で磁束を授受するための軟磁性材からなる係合部2001を設けた。これにより、異なる極性の磁石間(磁石磁極間)の磁束漏れを抑制することができる。また、磁石1001,1002の固定と回動防止を適切に行うことができる。 As shown in Figure 42, on the anti-stator side circumferential surface 1004 of the multiple magnets 1001, 1002, on the q-axis side, which is the magnetic pole boundary, an engagement portion 2001 made of a soft magnetic material is provided that circumferentially engages with the anti-stator side q-axis recess 1004b of the anti-stator side circumferential surface 1004 and transmits and receives magnetic flux between the magnetic poles of different polarities of the magnets 1001, 1002. This makes it possible to suppress magnetic flux leakage between magnets of different polarities (between magnetic poles). In addition, the magnets 1001, 1002 can be appropriately fixed and prevented from rotating.

また、図42に示すように、複数の磁石1001,1002は、磁化容易軸が円弧状に配向され、当該円弧状に配向された磁化容易軸の配向中心は、周方向において磁極中心であるd軸よりも磁極境界であるq軸側であって、径方向において複数の磁石1001,1002の固定子側周面1003、または、複数の磁石1001,1002の固定子側周面1003よりも固定子60の側に設定されている。これにより、磁石磁極間の磁束漏れを抑制し、磁束密度を向上させつつ、より正弦波状に近づけることができる。また、各磁石1001,1002の平均厚さ寸法を抑制し、磁石使用量を少なくすることができる。 As shown in FIG. 42, the magnets 1001 and 1002 have easy magnetization axes oriented in an arc shape, and the center of the easy magnetization axes oriented in an arc shape is closer to the q-axis, which is the magnetic pole boundary, than the d-axis, which is the magnetic pole center, in the circumferential direction, and is set on the stator side circumferential surface 1003 of the magnets 1001 and 1002, or on the stator 60 side of the stator side circumferential surface 1003 of the magnets 1001 and 1002 in the radial direction. This makes it possible to suppress magnetic flux leakage between the magnet poles, improve the magnetic flux density, and make it closer to a sine wave. In addition, the average thickness dimension of each magnet 1001 and 1002 can be suppressed, and the amount of magnets used can be reduced.

図42に示すように、係合部2001を磁石ヨーク2000に一体化させたことにより、精度よく係合部2001を形成することが可能となり、位置決め精度を向上させることができる。また、一体化させることにより、係合部2001や磁石ヨーク2000の剛性を向上させることが可能となる。As shown in Figure 42, by integrating the engaging portion 2001 with the magnet yoke 2000, it is possible to form the engaging portion 2001 with high precision, and the positioning precision can be improved. Furthermore, by integrating them, it is possible to improve the rigidity of the engaging portion 2001 and the magnet yoke 2000.

図41、図42に示すように、磁石1001及び磁石1002を、それぞれ磁極中心であるd軸と磁極境界であるq軸との間に設けた場合、d軸側端面1005aは同極となり、反発するため、q軸側端面1005bに比較して隙間が形成されやすい。そこで、磁石1001,1002のd軸側端面1005a同士の隙間が、q軸側端面1005b同士の隙間よりも狭くなるように、周方向において隣り合う係合部2001の間隔L20を設定した。つまり、磁石1001,1002と周方向に係合する係合部2001の間隔L20を調整し、周方向における磁石1001,1002のd軸側端面1005a同士の隙間が、q軸側端面1005b同士の隙間よりも狭くなるようにした。これにより、磁石1001,1002の位置決めを容易に精度よく行うことが可能となる。そして、d軸側端面1005a同士の隙間を抑制することができるため、隙間に起因する磁束密度の急激な変化を抑制し、トルク脈動やコギングトルクを抑制することができる。As shown in Figures 41 and 42, when the magnets 1001 and 1002 are provided between the d-axis, which is the magnetic pole center, and the q-axis, which is the magnetic pole boundary, the d-axis side end face 1005a has the same polarity and repels, so that a gap is more likely to be formed than the q-axis side end face 1005b. Therefore, the interval L20 between the adjacent engagement parts 2001 in the circumferential direction is set so that the gap between the d-axis side end faces 1005a of the magnets 1001 and 1002 is narrower than the gap between the q-axis side end faces 1005b. In other words, the interval L20 between the engagement parts 2001 that engage with the magnets 1001 and 1002 in the circumferential direction is adjusted so that the gap between the d-axis side end faces 1005a of the magnets 1001 and 1002 in the circumferential direction is narrower than the gap between the q-axis side end faces 1005b. This makes it possible to easily and accurately position the magnets 1001 and 1002. Furthermore, since the gap between the d-axis side end faces 1005a can be reduced, sudden changes in magnetic flux density caused by the gap can be reduced, and torque pulsation and cogging torque can be reduced.

図42に示すように、磁石1001,1002における磁化容易軸は、その向きが磁極境界であるq軸の側に比べて磁極中心であるd軸の側において、磁極中心であるd軸に平行となるように配向され、当該磁化容易軸に沿って磁石磁路が形成されている。このため、磁極中心であるd軸における磁束密度を向上させつつ、表面磁束密度を正弦波状に近づけることができる。そして、このような磁石磁路を有する磁石1001,1002を容易に製造するためには、磁極中心であるd軸と当該磁極中心であるd軸に隣接する磁極境界であるq軸との間に磁石1001,1002を設けることが望ましい。As shown in Figure 42, the magnetization easy axis of magnets 1001, 1002 is oriented so that it is parallel to the d-axis, which is the magnetic pole center, on the side of the d-axis, which is the magnetic pole center, compared to the side of the q-axis, which is the magnetic pole boundary, and a magnetic flux path is formed along the magnetization easy axis. Therefore, it is possible to improve the magnetic flux density at the d-axis, which is the magnetic pole center, while making the surface magnetic flux density closer to a sinusoidal wave. In order to easily manufacture magnets 1001, 1002 having such a magnetic flux path, it is desirable to provide magnets 1001, 1002 between the d-axis, which is the magnetic pole center, and the q-axis, which is the magnetic pole boundary adjacent to the d-axis, which is the magnetic pole center.

一方で、磁石1001,1002を磁極中心であるd軸と当該磁極中心であるd軸に隣接する磁極境界であるq軸との間に設ける場合、磁極中心であるd軸における磁束密度を向上させつつ、表面磁束密度を正弦波状に近づけるためには、周方向における隙間をなるべく小さくして周方向に磁石1001,1002を配置することが好ましい。したがって、磁石1001,1002の間に十分な幅寸法、つまり、強度を有するまわり止め部材を設けることは困難となっている。On the other hand, when magnets 1001 and 1002 are provided between the d-axis, which is the magnetic pole center, and the q-axis, which is the magnetic pole boundary adjacent to the d-axis, which is the magnetic pole center, in order to improve the magnetic flux density on the d-axis, which is the magnetic pole center, while making the surface magnetic flux density closer to a sine wave, it is preferable to arrange magnets 1001 and 1002 in the circumferential direction with as small a gap as possible in the circumferential direction. Therefore, it is difficult to provide a rotation-stop member between magnets 1001 and 1002 that has sufficient width, i.e., strength.

ちなみに、ラジアル配向磁石を周方向に隙間なく並べた場合、図9に示すように、磁極境界であるq軸付近において磁束密度が急峻に変化することとなる。このため、ラジアル配向磁石を採用する場合、通常、所定間隔を空けて配置される。 Incidentally, if radially oriented magnets are arranged with no gaps in the circumferential direction, the magnetic flux density will change sharply near the q-axis, which is the magnetic pole boundary, as shown in Figure 9. For this reason, when radially oriented magnets are used, they are usually arranged with a certain amount of space between them.

そこで、図41に示すように、磁石1001,1002の反固定子側周面1004に凹凸を形成するとともに、磁石固定面としての磁石ヨーク2000の内周面には、反固定子側周面1004に応じた形状を有し、反固定子側周面1004に係合する係合部2001を設けた。これにより、磁石1001,1002の反固定子側周面1004が係合部2001に対して周方向に係合するため、まわり止めを好適に行うことができる。 Therefore, as shown in Figure 41, unevenness is formed on the anti-stator side peripheral surface 1004 of the magnets 1001, 1002, and the inner peripheral surface of the magnet yoke 2000 serving as the magnet fixing surface is provided with an engagement portion 2001 that has a shape corresponding to the anti-stator side peripheral surface 1004 and engages with the anti-stator side peripheral surface 1004. As a result, the anti-stator side peripheral surfaces 1004 of the magnets 1001, 1002 engage with the engagement portion 2001 in the circumferential direction, providing an excellent anti-rotation function.

また、周方向において、隣り合う係合部2001同士の間隔は、径方向外側ほど狭くなるように構成されている。このため、回転電機10が回転すると、磁石1001,1002に加えられる径方向外側への遠心力の一部が、係合部2001により周方向において磁極中心であるd軸側への応力に変換される。すなわち、磁石1001,1002が磁極中心であるd軸側に接近する方向へ力が加えられ、d軸側端面1005a同士の隙間が広くなることを抑制することができる。 In addition, the spacing between adjacent engaging portions 2001 in the circumferential direction is configured to become narrower the further radially outward. Therefore, when the rotating electric machine 10 rotates, part of the centrifugal force acting radially outward on the magnets 1001, 1002 is converted by the engaging portions 2001 into stress toward the d-axis side, which is the magnetic pole center, in the circumferential direction. In other words, a force is applied in the direction in which the magnets 1001, 1002 approach the d-axis side, which is the magnetic pole center, and the gap between the d-axis side end faces 1005a can be prevented from widening.

(変形例2における別例)
上記変形例2における磁石ユニット1000を、以下に説明するように変更してもよい。
(Another example of Modification 2)
The magnet unit 1000 in the above-described modified example 2 may be modified as described below.

・上記変形例2では、アウタロータ型の回転子を採用したが、図47に示すように、インナロータ型の回転子を採用してもよい。以下に回転子について詳しく説明すると、図47に示す磁石ユニット1000は、周方向に並べて配置されている複数の磁石1011,1012と、これらの磁石1011,1012を保持する磁石ヨーク2010と、を有している。磁石1011,1012は、接着剤などを介して磁石ヨーク2010の外周面に固定されている。 - In the above-mentioned variant 2, an outer rotor type rotor is used, but an inner rotor type rotor may also be used as shown in Fig. 47. The rotor will be described in detail below. The magnet unit 1000 shown in Fig. 47 has a plurality of magnets 1011, 1012 arranged in a circumferential direction, and a magnet yoke 2010 that holds these magnets 1011, 1012. The magnets 1011, 1012 are fixed to the outer peripheral surface of the magnet yoke 2010 via adhesive or the like.

図47に示すように、各磁石1011,1012は、変形例2と同様に、磁極中心であるd軸と当該磁極中心であるd軸に対して周方向に隣接する磁極境界であるq軸との間にそれぞれ設けられている。そして、磁石1011と磁石1012は、磁極中心であるd軸又は磁極境界であるq軸を中心として周方向に左右対称に設けられている。そして、図47に示す磁石ユニット1000は、磁石1011,1012を周方向に並べて配置することにより、円環状に設けられている。As shown in Figure 47, each magnet 1011, 1012 is disposed between the d-axis, which is the magnetic pole center, and the q-axis, which is the magnetic pole boundary adjacent in the circumferential direction to the d-axis, which is the magnetic pole center, as in variant example 2. Magnets 1011 and 1012 are disposed symmetrically in the circumferential direction with the d-axis, which is the magnetic pole center, or the q-axis, which is the magnetic pole boundary, as the center. The magnet unit 1000 shown in Figure 47 is disposed in a circular ring shape by arranging magnets 1011, 1012 side by side in the circumferential direction.

図47に示すように、各磁石1011,1012は、径方向外側(固定子60側)に固定子側周面1003(電機子側周面)を有し、径方向内側(磁石ヨーク2010側)に反固定子側周面1004(反電機子側周面)を有し、周方向の両端部に径方向に沿った平面である周方向端面1005をそれぞれ有する。As shown in FIG. 47, each magnet 1011, 1012 has a stator side circumferential surface 1003 (armature side circumferential surface) on the radially outer side (stator 60 side), a non-stator side circumferential surface 1004 (non-armature side circumferential surface) on the radially inner side (magnet yoke 2010 side), and a circumferential end surface 1005 which is a flat surface along the radial direction at both circumferential ends.

各磁石1011,1012の固定子側周面1003は、周方向に沿って略円弧状に形成されている。各磁石1011,1012の反固定子側周面1004のうち、径方向において最も内側の面は、周方向に沿って略円弧状に形成されており、磁石ヨーク2010の外周面に当接している。また、各磁石1011,1012の反固定子側周面1004において、磁極境界であるq軸側の端部には反固定子側q軸凹部1004bが設けられている。The stator side peripheral surface 1003 of each magnet 1011, 1012 is formed in an approximately arc shape along the circumferential direction. The radially innermost surface of the anti-stator side peripheral surface 1004 of each magnet 1011, 1012 is formed in an approximately arc shape along the circumferential direction and abuts against the outer circumferential surface of the magnet yoke 2010. In addition, the anti-stator side peripheral surface 1004 of each magnet 1011, 1012 has an anti-stator side q-axis recess 1004b at the end on the q-axis side, which is the magnetic pole boundary.

変形例2と同様に、磁石1011,1012における磁化容易軸は、その向きが磁極境界であるq軸の側に比べて磁極中心であるd軸の側において、磁極中心であるd軸に平行となるように配向され、磁化容易軸に沿って磁石磁路が形成されている。具体的には、各磁石1001,1002には、磁極境界であるq軸上に設定される中心点(配向中心)を中心として、磁石磁路が、円弧状に複数形成されている。As in the second modification, the magnetization easy axis of magnets 1011 and 1012 is oriented so that its direction is parallel to the d-axis, which is the magnetic pole center, on the side of the d-axis, which is the magnetic pole center, compared to the side of the q-axis, which is the magnetic pole boundary, and a magnetic flux path is formed along the magnetization easy axis. Specifically, in each of magnets 1001 and 1002, multiple magnetic flux paths are formed in an arc shape centered on a central point (orientation center) set on the q-axis, which is the magnetic pole boundary.

磁石ヨーク2010は、軟磁性材により構成されており、円筒形状に形成されている。そして、磁石ヨーク2010の外周面には、径方向外側に突出する係合部2011が周方向において一定間隔ごとに設けられている。この係合部2011は、磁石ヨーク2010に一体形成されており、軟磁性材により構成されている。The magnet yoke 2010 is made of a soft magnetic material and is formed into a cylindrical shape. The outer peripheral surface of the magnet yoke 2010 is provided with engagement portions 2011 that protrude radially outward at regular intervals in the circumferential direction. The engagement portions 2011 are integrally formed with the magnet yoke 2010 and are made of a soft magnetic material.

この係合部2011は、各磁石1011,1012の反固定子側q軸凹部1004bに収容されるように、反固定子側q軸凹部1004bの形状に合わせて、反固定子側q軸凹部1004bを埋めるように形成されている。 This engagement portion 2011 is formed to fill the anti-stator side q-axis recess 1004b so as to be accommodated in the anti-stator side q-axis recess 1004b of each magnet 1011, 1012 and to match the shape of the anti-stator side q-axis recess 1004b.

また、変形例2と同様に、磁石1011,1012のd軸側端面1005a同士の隙間が、q軸側端面1005b同士の隙間よりも狭くなるように、周方向において隣り合う係合部2011の間隔を設定している。 Also, as in variant example 2, the spacing between adjacent engagement portions 2011 in the circumferential direction is set so that the gap between the d-axis side end faces 1005a of the magnets 1011 and 1012 is narrower than the gap between the q-axis side end faces 1005b.

また、図47においても、変形例2と同様に、磁石1011,1012のパーミアンス係数Pcが、周方向において、磁極境界であるq軸から磁極中心であるd軸に近づくほど大きくなるように、反固定子側周面1004において、磁極境界であるq軸側に反固定子側q軸凹部1004bを設けている。つまり、磁石1011,1012の径方向における寸法Taと、寸法Tbは、Ta/Tb=1.3~2.0となるように各厚さ寸法が設定されている。なお、インナロータ型回転子では、図47に示すように、磁石1011,1012の脱落防止のため、磁石1011,1012の固定子側周面1003(外周面)を覆うカバー部材2100が設けられている。 Also, in Fig. 47, as in the second modification, the anti-stator q-axis recess 1004b is provided on the anti-stator side q-axis side of the anti-stator side circumferential surface 1004 so that the permeance coefficient Pc of the magnets 1011, 1012 increases in the circumferential direction from the q-axis, which is the magnetic pole boundary, to the d-axis, which is the magnetic pole center. In other words, the thickness dimensions of the radial dimensions Ta and Tb of the magnets 1011, 1012 are set so that Ta/Tb = 1.3 to 2.0. In addition, in the inner rotor type rotor, as shown in Fig. 47, a cover member 2100 is provided to cover the stator side circumferential surface 1003 (outer surface) of the magnets 1011, 1012 to prevent the magnets 1011, 1012 from falling off.

さらに、インナロータ型回転子ではアウタロータ型に対し、磁石配置の幾何学的差から磁石磁極間の漏れ磁束が少ない。このため、図47に示すように各磁石1011,1012の磁極境界であるq軸側端面1005bは、q軸から少し離してもよい。すなわち、極性の異なる磁石1011,1012のq軸側に周方向の所定隙間を設けてもよい。これにより磁石量を減らしてもトルク低下への影響が少なく、省磁石にできる効果がある。 Furthermore, compared to the outer rotor type, the inner rotor type rotor has less leakage flux between the magnet poles due to the geometric difference in magnet arrangement. For this reason, as shown in Figure 47, the q-axis side end face 1005b, which is the magnetic pole boundary of each magnet 1011, 1012, may be slightly separated from the q-axis. In other words, a predetermined circumferential gap may be provided on the q-axis side of the magnets 1011, 1012 with opposite polarity. This has the effect of reducing the amount of magnets without affecting torque reduction, and allows for magnet saving.

・上記変形例2において、磁石1001,1002の反固定子側q軸凹部1004bの形状は、任意に変更してもよい。円弧状に凹むような形状であってもよいし、階段状に形成されていてもよい。同様に、磁石1001,1002の反固定子側q軸凹部1004bの側面は、傾斜面としたが、任意に変更してもよい。例えば、反固定子側q軸凹部1004bの側面を、曲面としてもよいし、径方向に沿った側面にして、階段状に構成してもよい。 - In the above-mentioned modified example 2, the shape of the anti-stator side q-axis recess 1004b of magnets 1001, 1002 may be changed as desired. It may be concave in an arc shape, or may be formed in a stepped shape. Similarly, the side surface of the anti-stator side q-axis recess 1004b of magnets 1001, 1002 is an inclined surface, but may be changed as desired. For example, the side surface of the anti-stator side q-axis recess 1004b may be a curved surface, or may be a radial side surface and configured in a stepped shape.

・上記変形例2において、磁石磁路の方向や形状を変更してもよい。例えば、図48に示すように、各磁石1001,1002における磁化容易軸は、その向きが径方向に対して一定の傾斜角度を有して直線状となるようにパラレル配向されていてもよい。つまり、径方向に対して斜めとなるように複数の磁化容易軸が平行に配向され、当該磁化容易軸に沿って径方向に対して斜めとなるように複数の磁石磁路が平行に形成されていてもよい。 - In the above variant 2, the direction and shape of the magnetic flux path may be changed. For example, as shown in FIG. 48, the magnetic easy axis in each magnet 1001, 1002 may be oriented in parallel so that its direction is linear and has a certain inclination angle with respect to the radial direction. In other words, multiple magnetic easy axes may be oriented in parallel so as to be oblique to the radial direction, and multiple magnetic flux paths may be formed in parallel along the magnetic easy axes so as to be oblique to the radial direction.

また、例えば、図49に示すように、各磁石1001,1002における磁化容易軸は、径方向に対する傾斜角度を有する直線状磁化容易軸であって、周方向の位置により当該傾斜角度が徐変するものであってもよい。この場合、図49に示すように、周方向において、磁極境界であるq軸側から磁極中心であるd軸側に近づくにつれて、直線状磁化容易軸が磁極中心であるd軸に平行となるように、各々の当該直線状磁化容易軸の傾斜角度が、径方向に対して小さくなるように設定されていればよい。つまり、磁極中心であるd軸を中心とする放射状に磁化容易軸が配向され、当該磁化容易軸に沿って放射状に磁石磁路が形成されていてもよい。 For example, as shown in FIG. 49, the magnetization easy axis of each magnet 1001, 1002 may be a linear magnetization easy axis having an inclination angle with respect to the radial direction, and the inclination angle may gradually change depending on the circumferential position. In this case, as shown in FIG. 49, the inclination angle of each linear magnetization easy axis may be set to become smaller with respect to the radial direction as it approaches the d-axis side, which is the magnetic pole boundary, in the circumferential direction, so that the linear magnetization easy axis becomes parallel to the d-axis, which is the magnetic pole center. In other words, the magnetization easy axis may be oriented radially around the d-axis, which is the magnetic pole center, and a magnetic flux path may be formed radially along the magnetization easy axis.

このように磁石磁路を変更する場合も変形例2と同様に、磁石1001,1002の反固定子側周面1004に凹凸が形成されていることが望ましい。つまり、磁石磁路の長さに基づいて算出される磁石1001,1002のパーミアンス係数Pcが、周方向において、磁極境界であるq軸から磁極中心であるd軸に近づくほど大きくなるように、反固定子側周面1004において、磁極境界であるq軸側に凹部が設けられており、又は磁極中心であるd軸側に凸部が設けられており、若しくは、磁極境界であるq軸側に凹部が設けられるとともに磁極中心であるd軸側に凸部が設けられていることが望ましい。 When changing the magnetic flux path in this way, it is desirable to form unevenness on the anti-stator side peripheral surface 1004 of the magnets 1001, 1002, as in the case of the modified example 2. In other words, it is desirable that the anti-stator side peripheral surface 1004 has a recess on the q-axis side, which is the magnetic pole boundary, or a protrusion on the d-axis side, which is the magnetic pole center, so that the permeance coefficient Pc of the magnets 1001, 1002 calculated based on the length of the magnetic flux path becomes larger in the circumferential direction from the q-axis, which is the magnetic pole boundary, to the d-axis, which is the magnetic pole center. Alternatively, it is desirable that the recess is provided on the q-axis side, which is the magnetic pole boundary, and the protrusion is provided on the d-axis side, which is the magnetic pole center.

・上記変形例2のアウタロータ型、及びインナロータ側の何れにおいても、係合部2001は、磁石ヨーク2000とは別に設けられ、磁石ヨーク2000に接着剤やネジなどにより固定されるようにしてもよい。これにより、磁石ヨーク2000を、係合部2001とは別の材料、例えば、樹脂などにより構成し、軽量化することが可能となる。このように本開示の磁石ヨークとは、ある磁極の磁石と隣り合う磁極の磁石を繋ぐものであり、材質は磁性材に鉄に限定するものではない。 - In both the outer rotor type and the inner rotor side of the above-mentioned variant example 2, the engagement portion 2001 may be provided separately from the magnet yoke 2000 and fixed to the magnet yoke 2000 by adhesive, screws, or the like. This allows the magnet yoke 2000 to be made of a material other than the engagement portion 2001, such as resin, making it possible to reduce weight. In this way, the magnet yoke of the present disclosure connects a magnet of a certain magnetic pole to a magnet of an adjacent magnetic pole, and the material is not limited to iron as a magnetic material.

・上記変形例2において、図50に示すように、細長い薄板状の帯部材が螺旋状に巻回されて積層されることにより筒状に構成されたヘリカルコア2200を磁石ヨークにしてもよい。これにより、材料の歩留まりを向上させることができる。また、磁石ヨークの軸方向の長さ寸法を容易に変更することが可能となる。 - In the above-mentioned modified example 2, as shown in Fig. 50, a helical core 2200 formed into a cylindrical shape by spirally winding and stacking a long, thin, plate-like band member may be used as the magnet yoke. This can improve the yield of materials. It also makes it possible to easily change the axial length dimension of the magnet yoke.

また、ヘリカルコア2200の内周面又は外周面に係合部2001が一体形成されていてもよい。この場合、ヘリカルコア2200も軟磁性材により構成されることとなる。In addition, the engagement portion 2001 may be integrally formed on the inner or outer peripheral surface of the helical core 2200. In this case, the helical core 2200 is also made of a soft magnetic material.

ここで、回転電機10の製造方法、特に、ヘリカルコア2200の製造方法について図51に基づいて説明する。Here, the manufacturing method of the rotating motor 10, in particular the manufacturing method of the helical core 2200, will be explained based on Figure 51.

まず、細長い直線状の板部材に対して曲げ加工を行うことにより、細長い薄板状の帯部材を螺旋状に巻回して積層された筒状のヘリカルコア2200を形成する曲げ加工ステップ(ステップS101)と、ヘリカルコア2200に磁石1001,1002を固定する固定ステップ(ステップS102)と、を有する。First, the method includes a bending step (step S101) in which a long, thin, plate-like strip material is bent to form a stacked cylindrical helical core 2200 by spirally winding it, and a fixing step (step S102) in which magnets 1001, 1002 are fixed to the helical core 2200.

ところで、ヘリカルコア2200の内周面又は外周面に係合部2001を一体形成する場合、曲げ加工ステップの実行前において、板部材には、係合部2001がその幅方向に突出するように予め一体形成する必要がある。しかしながら、直線状の板部材に対して曲げ加工を行う場合、変形による歪みが生じ、加工後において係合部2001の形状が歪になり、磁石1001,1002に適切に当接しない可能性がある。Incidentally, when the engaging portion 2001 is integrally formed on the inner or outer peripheral surface of the helical core 2200, it is necessary to integrally form the engaging portion 2001 in advance so that it protrudes in the width direction of the plate member before performing the bending process step. However, when bending a linear plate member, distortion occurs due to deformation, and the shape of the engaging portion 2001 becomes distorted after processing, and it is possible that it will not properly abut against the magnets 1001, 1002.

そこで、ヘリカルコア2200の内周面又は外周面に係合部2001を一体形成する場合、曲げ加工ステップの実行前において、図52(a)に示すように、板部材4001には、係合部2001がその幅方向に突出するように予め一体形成されているとともに、加工前の係合部2001には、曲げ加工による変形を吸収する凹凸4002が設けられている。つまり、円環状に曲げられた後の形状から曲げ加工による変形量を織り込んだインバース形状としている。これにより、図52(b)に示すように、曲げ加工した際、曲げ加工による変形が凹凸4002により吸収され、係合部2001の形状精度を安定させることができる。これにより、磁石に確実に係合させ、また、磁石の位置決め精度を向上させることが可能となる。Therefore, when the engagement portion 2001 is integrally formed on the inner or outer peripheral surface of the helical core 2200, as shown in FIG. 52(a), before the bending step is performed, the engagement portion 2001 is integrally formed in advance in the plate member 4001 so as to protrude in the width direction, and the engagement portion 2001 before processing is provided with unevenness 4002 that absorbs deformation due to bending. In other words, it has an inverse shape that incorporates the amount of deformation due to bending from the shape after bending into an annular shape. As a result, as shown in FIG. 52(b), when bending, the deformation due to bending is absorbed by the unevenness 4002, and the shape accuracy of the engagement portion 2001 can be stabilized. This makes it possible to reliably engage with the magnet and improve the positioning accuracy of the magnet.

・上記変形例2において、以下のように構成してもよい。 - In the above variant example 2, it may be configured as follows.

周方向に極性が交互となる複数の磁極を含む磁石部(1000)を有する界磁子(20)と、径方向において前記磁石部に対向して配置される電機子(60)と、を備え、前記界磁子及び前記電機子のうちいずれかを回転子とする回転電機(10)において、
前記磁石部は、周方向に並べて配置されている複数の磁石(1001,1002)と、複数の前記磁石が内周面又は外周面に固定される磁石ヨーク(2000)と、を備え、
各々の前記磁石は、周方向において隣り合うd軸とq軸との間に設けられ、d軸及びq軸において端面がそれぞれ形成されており、
前記磁石の反電機子側周面(1004)には、q軸側に凹部(1004b)が設けられており、又はd軸側に凸部が設けられており、若しくは、q軸側に凹部が設けられるとともにd軸側に凸部が設けられており、
前記磁石の反電機子側周面において、q軸側には、前記反電機子側周面の前記凹部又は前記凸部に対して周方向に係合する係合部(2001)が設けられており、
周方向における前記磁石のd軸側端面同士の隙間が、q軸側端面同士の隙間よりも狭くなるように、周方向において隣り合う前記係合部の間隔が設定されている回転電機。
A rotating electric machine (10) comprising a field element (20) having a magnet section (1000) including a plurality of magnetic poles whose polarities alternate in the circumferential direction, and an armature (60) disposed radially opposite the magnet section, wherein either the field element or the armature serves as a rotor,
The magnet section includes a plurality of magnets (1001, 1002) arranged in a circumferential direction, and a magnet yoke (2000) to which the plurality of magnets are fixed on an inner or outer peripheral surface,
Each of the magnets is provided between a d-axis and a q-axis adjacent to each other in the circumferential direction, and end faces are formed on the d-axis and the q-axis, respectively.
The peripheral surface (1004) of the magnet on the opposite armature side is provided with a concave portion (1004b) on the q-axis side, or a convex portion on the d-axis side, or a concave portion on the q-axis side and a convex portion on the d-axis side;
An engagement portion (2001) is provided on the q-axis side of the anti-armature side peripheral surface of the magnet, the engagement portion being engaged in a circumferential direction with the recess or the protrusion of the anti-armature side peripheral surface,
A rotating electric machine in which the spacing between adjacent engaging portions in the circumferential direction is set so that the gap between the d-axis side end faces of the magnets in the circumferential direction is narrower than the gap between the q-axis side end faces of the magnets.

・上記実施形態及び変形例において、本開示に記載の制御部及びその手法は、コンピュータプログラムにより具体化された一つ乃至は複数の機能を実行するようにプログラムされたプロセッサ及びメモリーを構成することによって提供された専用コンピュータにより、実現されてもよい。あるいは、本開示に記載の制御部及びその手法は、一つ以上の専用ハードウエア論理回路によってプロセッサを構成することによって提供された専用コンピュータにより、実現されてもよい。もしくは、本開示に記載の制御部及びその手法は、一つ乃至は複数の機能を実行するようにプログラムされたプロセッサ及びメモリーと一つ以上のハードウエア論理回路によって構成されたプロセッサとの組み合わせにより構成された一つ以上の専用コンピュータにより、実現されてもよい。また、コンピュータプログラムは、コンピュータにより実行されるインストラクションとして、コンピュータ読み取り可能な非遷移有形記録媒体に記憶されていてもよい。 - In the above embodiment and modified examples, the control unit and the method thereof described in the present disclosure may be realized by a dedicated computer provided by configuring a processor and memory programmed to execute one or more functions embodied in a computer program. Alternatively, the control unit and the method thereof described in the present disclosure may be realized by a dedicated computer provided by configuring a processor with one or more dedicated hardware logic circuits. Alternatively, the control unit and the method thereof described in the present disclosure may be realized by one or more dedicated computers configured by a combination of a processor and memory programmed to execute one or more functions and a processor configured with one or more hardware logic circuits. In addition, the computer program may be stored in a computer-readable non-transient tangible recording medium as instructions executed by the computer.

この明細書における開示は、例示された実施形態に制限されない。開示は、例示された実施形態と、それらに基づく当業者による変形態様を包含する。例えば、開示は、実施形態において示された部品および/または要素の組み合わせに限定されない。開示は、多様な組み合わせによって実施可能である。開示は、実施形態に追加可能な追加的な部分をもつことができる。開示は、実施形態の部品および/または要素が省略されたものを包含する。開示は、ひとつの実施形態と他の実施形態との間における部品および/または要素の置き換え、または組み合わせを包含する。開示される技術的範囲は、実施形態の記載に限定されない。開示されるいくつかの技術的範囲は、請求の範囲の記載によって示され、さらに請求の範囲の記載と均等の意味及び範囲内での全ての変更を含むものと解されるべきである。The disclosure in this specification is not limited to the exemplified embodiments. The disclosure includes the exemplified embodiments and modifications based thereon by those skilled in the art. For example, the disclosure is not limited to the combination of parts and/or elements shown in the embodiments. The disclosure can be implemented by various combinations. The disclosure can have additional parts that can be added to the embodiments. The disclosure includes the omission of parts and/or elements of the embodiments. The disclosure includes the substitution or combination of parts and/or elements between one embodiment and another embodiment. The disclosed technical scope is not limited to the description of the embodiments. Some disclosed technical scopes are indicated by the description of the claims, and should be interpreted as including all modifications within the meaning and scope equivalent to the description of the claims.

本開示は、実施例に準拠して記述されたが、本開示は当該実施例や構造に限定されるものではないと理解される。本開示は、様々な変形例や均等範囲内の変形をも包含する。加えて、様々な組み合わせや形態、さらには、それらに一要素のみ、それ以上、あるいはそれ以下、を含む他の組み合わせや形態をも、本開示の範疇や思想範囲に入るものである。 Although the present disclosure has been described with reference to the embodiment, it is understood that the present disclosure is not limited to the embodiment or structure. The present disclosure also encompasses various modifications and modifications within the scope of equivalents. In addition, various combinations and forms, as well as other combinations and forms including only one element, more than one, or less than one, are also within the scope and concept of the present disclosure.

Claims (8)

周方向に極性が交互となる複数の磁極を含む磁石部(1000)を有する界磁子(20)と、径方向において前記磁石部に対向して配置される電機子(60)と、を備え、前記界磁子及び前記電機子のうちいずれかを回転子とする回転電機(10)において、
前記磁石部は、周方向に並べて配置されている複数の磁石(1001,1002)と、複数の前記磁石が内周面又は外周面に固定される磁石ヨーク(2000)と、を備え、
前記複数の磁石における磁化容易軸は、その向きが磁極境界であるq軸の側に比べて磁極中心であるd軸の側において、磁極中心であるd軸に平行となるように配向され、当該磁化容易軸に沿って磁石磁路が形成されており、
当該磁石磁路の長さに基づいて算出される前記複数の磁石のパーミアンス係数が、周方向において、磁極境界であるq軸から磁極中心であるd軸に近づくほど大きくなるように、前記複数の磁石の反電機子側周面(1004)において、磁極境界であるq軸側に凹部(1004b)が設けられており
前記複数の磁石の反電機子側周面において、磁極境界であるq軸側には、前記反電機子側周面の前記凹部に対して周方向に係合するとともに、前記複数の磁石の極性の異なる磁極間で磁束を授受するための軟磁性材からなる係合部(2001)が設けられ、
前記磁石に設けられている前記凹部は、前記磁石においてパーミアンス係数が同じとなるパーミアンス係数の等高線を分断するように、設けられている、回転電機。
A rotating electric machine (10) comprising a field element (20) having a magnet section (1000) including a plurality of magnetic poles whose polarities alternate in the circumferential direction, and an armature (60) disposed radially opposite the magnet section, wherein either the field element or the armature serves as a rotor,
The magnet section includes a plurality of magnets (1001, 1002) arranged in a circumferential direction, and a magnet yoke (2000) to which the plurality of magnets are fixed on an inner or outer peripheral surface,
The magnetization easy axes of the plurality of magnets are oriented so as to be parallel to the d-axis, which is the magnetic pole center, on the side of the d-axis, which is the magnetic pole center, compared to the side of the q-axis, which is the magnetic pole boundary, and a magnetic flux path is formed along the magnetization easy axes,
a recess (1004b) is provided on the anti-armature side peripheral surface (1004) of the plurality of magnets on the q-axis side, which is the magnetic pole boundary, so that a permeance coefficient of the plurality of magnets, which is calculated based on the length of the magnetic flux path, becomes larger in the circumferential direction from the q-axis, which is the magnetic pole boundary, to the d-axis, which is the magnetic pole center ;
On the anti-armature side circumferential surfaces of the plurality of magnets, an engagement portion (2001) is provided on the q-axis side, which is a magnetic pole boundary, that circumferentially engages with the recessed portion of the anti-armature side circumferential surface and is made of a soft magnetic material for transmitting and receiving magnetic flux between magnetic poles of different polarities of the plurality of magnets;
A rotating electric machine, wherein the recess provided in the magnet is provided so as to divide a contour line of a permeance coefficient where the permeance coefficient is the same in the magnet.
前記複数の磁石は、磁化容易軸が円弧状に配向され、
当該円弧状に配向された磁化容易軸の配向中心は、周方向において磁極境界であるq軸側であって、径方向において、当該複数の磁石の電機子側周面(1003)、または、当該複数の磁石の電機子側周面よりも前記電機子の側に設定されている請求項1に記載の回転電機。
The magnets have easy axes of magnetization oriented in an arc shape,
2. The rotating electric machine of claim 1, wherein the center of orientation of the arc-shaped easy magnetization axis is on the q-axis side, which is the magnetic pole boundary in the circumferential direction, and is set on the armature side peripheral surface (1003) of the plurality of magnets, or on the armature side of the armature side peripheral surface of the plurality of magnets in the radial direction.
前記複数の磁石における磁化容易軸は、径方向に対する傾斜角度を有する直線状磁化容易軸であって、周方向の位置により当該傾斜角度が徐変するものであり、
周方向において、磁極境界であるq軸側から磁極中心であるd軸側に近づくにつれて、前記直線状磁化容易軸が磁極中心であるd軸に平行となるように、各々の当該直線状磁化容易軸の傾斜角度が径方向に対して小さくなるように設定されている請求項1に記載の回転電機。
the magnetization easy axes of the magnets are linear magnetization easy axes having an inclination angle with respect to a radial direction, and the inclination angle gradually changes depending on a position in the circumferential direction;
2. A rotating electric machine as described in claim 1, wherein the inclination angle of each of the linear magnetization easy axes is set to become smaller relative to the radial direction in the circumferential direction as the linear magnetization easy axes approach from the q-axis side, which is the magnetic pole boundary, to the d-axis side, which is the magnetic pole center, so that the linear magnetization easy axes become parallel to the d-axis, which is the magnetic pole center.
周方向に極性が交互となる複数の磁極を含む磁石部(1000)を有する界磁子(20)と、径方向において前記磁石部に対向して配置される電機子(60)と、を備え、前記界磁子及び前記電機子のうちいずれかを回転子とする回転電機(10)において、
前記磁石部は、周方向に並べて配置されている複数の磁石(1001,1002)と、複数の前記磁石が内周面又は外周面に固定される磁石ヨーク(2000)と、を備え、
前記複数の磁石における磁化容易軸は、その向きが径方向に対して一定の傾斜角度を有して直線状となるようにパラレル配向され、当該磁化容易軸に沿って磁石磁路が形成されており、
当該磁石磁路の長さに基づいて算出される前記複数の磁石のパーミアンス係数が、周方向において、磁極境界であるq軸から磁極中心であるd軸に近づくほど大きくなるように、前記複数の磁石の反電機子側周面(1004)において、磁極境界であるq軸側に凹部(1004b)が設けられており、又は磁極中心であるd軸側に凸部が設けられており、若しくは、磁極境界であるq軸側に凹部が設けられるとともに磁極中心であるd軸側に凸部が設けられており、
前記複数の磁石の反電機子側周面において、磁極境界であるq軸側には、前記反電機子側周面の前記凹部又は前記凸部に対して周方向に係合するとともに、前記複数の磁石の極性の異なる磁極間で磁束を授受するための軟磁性材からなる係合部(2001)が設けられた回転電機。
A rotating electric machine (10) comprising a field element (20) having a magnet section (1000) including a plurality of magnetic poles whose polarities alternate in the circumferential direction, and an armature (60) disposed radially opposite the magnet section, wherein either the field element or the armature serves as a rotor,
The magnet section includes a plurality of magnets (1001, 1002) arranged in a circumferential direction, and a magnet yoke (2000) to which the plurality of magnets are fixed on an inner or outer peripheral surface,
the magnetization easy axes of the magnets are oriented in parallel so that their directions are linear and have a constant inclination angle with respect to the radial direction, and a magnetic flux path is formed along the magnetization easy axes;
a concave portion (1004b) is provided on the anti-armature side peripheral surface (1004) of the plurality of magnets on the q-axis side which is the magnetic pole boundary, or a convex portion is provided on the d-axis side which is the magnetic pole center, so that the permeance coefficient of the plurality of magnets calculated based on the length of the magnetic flux path becomes larger in the circumferential direction from the q-axis which is the magnetic pole boundary to the d-axis which is the magnetic pole center, or a concave portion is provided on the q-axis side which is the magnetic pole boundary and a convex portion is provided on the d-axis side which is the magnetic pole center,
A rotating electric machine in which an engagement portion (2001) made of a soft magnetic material is provided on the anti-armature side circumferential surface of the multiple magnets, on the q-axis side which is the magnetic pole boundary, which circumferentially engages with the concave or convex portion of the anti-armature side circumferential surface and transmits and receives magnetic flux between magnetic poles of different polarities of the multiple magnets.
前記係合部は、前記磁石ヨークの内周面又は外周面から突出するように前記磁石ヨークに一体形成されている請求項1~4のうちいずれか1項に記載の回転電機。 The rotating electric machine according to any one of claims 1 to 4, wherein the engagement portion is integrally formed with the magnet yoke so as to protrude from the inner or outer peripheral surface of the magnet yoke. 前記磁石ヨークは、細長い薄板状の帯部材が螺旋状に巻回されて積層されることにより筒状に構成されたヘリカルコア(2200)である請求項1~5のうちいずれか1項に記載の回転電機。 The rotating electric machine according to any one of claims 1 to 5, wherein the magnet yoke is a helical core (2200) formed into a cylindrical shape by spirally winding and stacking a thin, elongated strip member. 各々の前記磁石(1001,1002)は、周方向において隣り合う磁極中心であるd軸と磁極境界であるq軸との間に設けられ、磁極境界であるd軸及び磁極境界であるq軸において端面(1005)がそれぞれ形成されており、
周方向における前記磁石のd軸側端面(1005a)同士の隙間が、q軸側端面(1005b)同士の隙間よりも狭くなるように、周方向において隣り合う前記係合部の間隔が設定されている請求項1~6のうちいずれか1項に記載の回転電機。
Each of the magnets (1001, 1002) is provided between the d-axis, which is the center of the magnetic pole adjacent to each other in the circumferential direction, and the q-axis, which is the magnetic pole boundary, and end faces (1005) are formed at the d-axis, which is the magnetic pole boundary, and at the q-axis, which is the magnetic pole boundary, respectively.
A rotating electric motor as described in any one of claims 1 to 6, wherein the spacing between adjacent engaging portions in the circumferential direction is set so that the gap between the d-axis side end faces (1005a) of the magnets in the circumferential direction is narrower than the gap between the q-axis side end faces (1005b).
周方向に極性が交互となる複数の磁極を含む磁石部(1000)を有する界磁子(20)と、径方向において前記磁石部に対向して配置される電機子(60)と、を備え、前記界磁子及び前記電機子のうちいずれかを回転子とする回転電機(10)の製造方法であって、
前記磁石部は、周方向に並べて配置されている複数の磁石(1001,1002)を備え、
前記複数の磁石における磁化容易軸は、その向きが磁極境界であるq軸の側に比べて磁極中心であるd軸の側において、d軸に平行となるように配向され、又は、磁化容易軸が、径方向に対して一定の傾斜角度を有して直線状になるようにパラレル配向され、当該磁化容易軸に沿って磁石磁路が形成されており、
当該磁石磁路の長さに基づいて算出される前記複数の磁石のパーミアンス係数が、周方向において、磁極境界であるq軸から磁極中心であるd軸に近づくほど大きくなるように、反電機子側周面(1004)において、磁極境界であるq軸側に凹部(1004b)が設けられており
前記磁石の反電機子側周面において、磁極境界であるq軸側には、前記反電機子側周面の前記凹部に対して周方向に係合するとともに、前記複数の磁石の極性の異なる磁極間で磁束を授受するための軟磁性材からなる係合部(2001)が設けられた回転電機の製造方法において、
細長い直線状の板部材(4001)に対して曲げ加工を行うことにより、細長い薄板状の帯部材を螺旋状に巻回して積層された筒状の磁石ヨーク(2200)を形成する曲げ加工ステップと、
前記磁石ヨークに前記複数の磁石を固定する固定ステップと、を有し、
前記曲げ加工ステップの実行前において、前記板部材には、前記係合部がその幅方向に突出するように予め一体形成されているとともに、当該係合部には、前記曲げ加工による変形を吸収する凹凸(4002)が設けられ、
前記磁石に設けられている前記凹部は、前記磁石においてパーミアンス係数が同じとなるパーミアンス係数の等高線を分断するように、設けられている、回転電機の製造方法。
A method for manufacturing a rotating electric machine (10) comprising: a field element (20) having a magnet portion (1000) including a plurality of magnetic poles whose polarities alternate in a circumferential direction; and an armature (60) disposed radially opposite the magnet portion, the method comprising the steps of:
The magnet portion includes a plurality of magnets (1001, 1002) arranged in a circumferential direction,
the magnetization easy axes of the plurality of magnets are oriented so as to be parallel to the d-axis on the side of the d-axis which is the magnetic pole center, compared to the side of the q-axis which is the magnetic pole boundary, or the magnetization easy axes are oriented in parallel so as to be linear at a certain inclination angle with respect to the radial direction, and a magnetic flux path is formed along the magnetization easy axes;
a recess (1004b) is provided on the anti-armature side peripheral surface (1004) on the q-axis side, which is the magnetic pole boundary, so that a permeance coefficient of the plurality of magnets, which is calculated based on the length of the magnetic flux path, becomes larger in the circumferential direction from the q-axis, which is the magnetic pole boundary, to the d-axis, which is the magnetic pole center ;
In a manufacturing method of a rotating electric machine, an engaging portion (2001) made of a soft magnetic material is provided on a q-axis side of a magnetic pole boundary on a peripheral surface of a counter-armature side of the magnet, the engaging portion (2001) engaging with the recessed portion of the peripheral surface of the counter-armature side in a circumferential direction and for transmitting and receiving magnetic flux between magnetic poles of different polarities of the plurality of magnets,
a bending step of bending an elongated, straight plate member (4001) to form a cylindrical magnet yoke (2200) by spirally winding an elongated, thin, plate-like band member;
and a fixing step of fixing the plurality of magnets to the magnet yoke,
Before the bending step is performed, the plate member is integrally formed with the engagement portion so as to protrude in the width direction thereof, and the engagement portion is provided with an unevenness (4002) that absorbs deformation due to the bending process;
A method for manufacturing a rotating electric machine, wherein the recess provided in the magnet is provided so as to divide a contour line of a permeance coefficient where the permeance coefficient is the same in the magnet.
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