JP2022009802A

JP2022009802A - Rotary electric machine

Info

Publication number: JP2022009802A
Application number: JP2021178539A
Authority: JP
Inventors: 康次磯谷; Koji Isotani; 勝也藤▲崎▼; Katsuya Fujisaki
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2017-07-27
Filing date: 2021-11-01
Publication date: 2022-01-14
Anticipated expiration: 2037-07-27
Also published as: JP7205600B2

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a rotary electric machine which can reduce torque ripples.

SOLUTION: A rotor 33 comprises: a rotor core 64; and a plurality of magnets 65 which are radially arranged and embedded in the rotor core 64. Phase difference of θ1 at an electric angle is provided between each of a three-phase winding set. Each of teeth 76 comprises: an extension part 77; and a tip part 78 provided on a side of the rotor 33 to the extension part 77. The tip part 78 comprises a plurality of skew formation parts 781, 782 aligned in an axial direction. When surfaces of the skew formation parts 781, 782 facing the rotor 33 are considered as tooth tip surfaces, a circumferentially center position of each tooth tip surface is shifted by θ2 at the electric angle in a circumferential direction, and θ2<θ1. When a magnetic d-axis opening angle which is a central angle of both ends in the circumferential direction at a side radially outside the magnets 65 is considered as θ3, and a magnetic q-axis opening angle which is a central angle of a magnetic path of the rotor core 64 to be formed between the magnets adjacent to each other in the circumferential direction is considered as θ4, θ4<θ3.

SELECTED DRAWING: Figure 6

Description

本発明は、回転電機に関する。 The present invention relates to a rotary electric machine.

従来より、ステータの多相巻線組に多相交流電流が流れる回転電機がある。このような回転電機では、各相巻線の交流電流に高周波成分が重畳しており、これに起因してトルクリップルが生じることが知られている。例えば、三相交流回転電機では、三相交流電流の３次高調波重畳による６次高調波成分を基本波としたトルクリップルである。特許文献１では、二組の三相巻線組の位相を互いにπ／６ずらすことで、相巻線の第６次高調波成分を相殺している。これにより、第６次高調波成分によるトルクリップルを低減している。 Conventionally, there is a rotary electric machine in which a multi-phase alternating current flows in a multi-phase winding set of a stator. In such a rotary electric machine, it is known that a high frequency component is superimposed on the alternating current of each phase winding, and torque ripple occurs due to this. For example, in a three-phase alternating current rotary electric machine, torque ripple is a torque ripple having a sixth harmonic component as a fundamental wave by superimposing a third harmonic of a three-phase alternating current. In Patent Document 1, the sixth harmonic component of the phase winding is canceled by shifting the phases of the two sets of three-phase winding sets by π / 6 from each other. This reduces the torque ripple due to the 6th harmonic component.

特開２０１０－２６８５９７号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2010-268597

ところで、上記基本波に加えて、その２倍および３倍の次数成分（以下、２倍次数成分および３倍次数成分）もトルクリップルの主要因となっている。これに対して、特許文献１では、基本波および３倍次数成分が相殺されるが、２倍次数成分が相殺されない。そのため、トルクリップルの更なる低減が求められる。
本発明は、上述の点に鑑みてなされたものであり、トルクリップルを低減することができる回転電機を提供することである。 By the way, in addition to the above fundamental wave, the double and triple order components (hereinafter, the double order component and the triple order component) are also the main factors of the torque ripple. On the other hand, in Patent Document 1, the fundamental wave and the triple-order component are offset, but the double-order component is not offset. Therefore, further reduction of torque ripple is required.
The present invention has been made in view of the above points, and is to provide a rotary electric machine capable of reducing torque ripple.

本発明の回転電機は、ステータコア（５４、１０１、１１１、１２１、１３１）、複数の多相巻線組（５５、５６）、およびロータ（３３）を備えている。ステータコアは、環状のバックヨーク（７５）、および、バックヨークから径方向に突き出す複数のティース（７６）を有している。多相巻線組は、複数のティースの各々間のスロット（７９）に設けられている。ロータは、ティースに対向するように設けられ、ロータコア（６４）、および、放射状に配置されロータコアに埋め込まれた複数の磁石（６５）を有し、多相巻線組に通電して発生する回転磁界によりステータコアに対して相対回転する。 The rotary electric machine of the present invention includes a stator core (54, 101, 111, 121, 131), a plurality of polyphase winding sets (55, 56), and a rotor (33). The stator core has an annular back yoke (75) and a plurality of teeth (76) protruding radially from the back yoke. The polyphase winding set is provided in a slot (79) between each of the plurality of teeth. The rotor is provided to face the teeth and has a rotor core (64) and a plurality of magnets (65) arranged radially and embedded in the rotor core, and the rotation generated by energizing the polyphase winding set. It rotates relative to the stator core due to the magnetic field.

複数の多相巻線組の各々間には、電気角にて最大でθ１の位相差が与えられる。
ティースは、径方向へ延びている延伸部（７７）、および、延伸部に対してロータ側に設けられている先端部（７８、１３４）を有している。先端部は、軸方向へ並ぶ複数のスキュー形成部（７８１、７８２、１０５）を有している。ロータに対向するスキュー形成部の面をティース先端面（８１、８２、１０６）とすると、複数のスキュー形成部の各々のティース先端面の周方向中央位置（Ｐ１、Ｐ２）は、周方向に電気角にて最大でθ２ずれており、θ２＜θ１である。
磁石の径方向外側の辺における周方向両端の中心角である磁気的なｄ軸開口角度をθ３とし、周方向に隣接する磁石同士の間に形成されるロータコアの磁路の中心角である磁気的なｑ軸開口角度をθ４とすると、θ４＜θ３である。 A phase difference of up to θ1 is given in terms of electrical angle between each of the plurality of polymorphic winding sets.
The tooth has a stretched portion (77) extending in the radial direction and a tip portion (78, 134) provided on the rotor side with respect to the stretched portion. The tip portion has a plurality of skew forming portions (781, 782, 105) arranged in the axial direction. Assuming that the surface of the skew forming portion facing the rotor is the tooth tip surface (81, 82, 106), the circumferential center position (P1, P2) of each tooth tip surface of the plurality of skew forming portions is electrically operated in the circumferential direction. The maximum deviation is θ2 at the angle, and θ2 <θ1.
The magnetic d-axis opening angle, which is the central angle of both ends in the circumferential direction on the outer side in the radial direction of the magnet, is θ3, and the magnetism, which is the central angle of the magnetic path of the rotor core formed between the magnets adjacent to each other in the circumferential direction. If the typical q-axis opening angle is θ4, then θ4 <θ3.

このように各多相巻線組間にθ１の位相差を与えて、相互に位相が干渉しあうことで脈動磁力成分の基本波および３倍次数成分が相殺されるように構成することで、トルクリップルが低減される。
さらに、θ２＜θ１を満たすように複数のスキュー形成部の各々が周方向にθ２ずらされ、ティースの先端部が段スキューを形成することで脈動磁力成分の２倍次数成分が相殺されるように構成することで、トルクリップルがさらに低減される。
したがって、各多相巻線組間に位相差を与えるのみの形態と比べると、脈動磁力成分の２倍次数成分が相殺される分だけ更なるトルクリップル低減を実現することができる。 In this way, a phase difference of θ1 is given between each polyphase winding set, and the phases interfere with each other so that the fundamental wave of the pulsating magnetic force component and the third-order component are canceled out. Torque ripple is reduced.
Further, each of the plurality of skew forming portions is shifted by θ2 in the circumferential direction so as to satisfy θ2 <θ1, and the tip portion of the teeth forms a stepped skew so that the double-order component of the pulsating magnetic force component is offset. By configuring, torque ripple is further reduced.
Therefore, as compared with the form in which the phase difference is only provided between the polyphase winding sets, the torque ripple can be further reduced by the amount that the double order component of the pulsating magnetic force component is offset.

第１実施形態によるモータが適用された電動パワーステアリング装置を説明する概略構成図である。It is a schematic block diagram explaining the electric power steering apparatus to which the motor according to 1st Embodiment is applied. 図１の駆動装置の断面図である。It is sectional drawing of the drive device of FIG. 図２のＩＩＩ－ＩＩＩ線断面図である。FIG. 2 is a cross-sectional view taken along the line III-III of FIG. 図２のモータの三相巻線組の配置を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the arrangement of the three-phase winding set of the motor of FIG. 図２のステータおよびロータのＶ－Ｖ線断面図である。FIG. 2 is a sectional view taken along line VV of the stator and rotor of FIG. 図５のＶＩ部の拡大図である。It is an enlarged view of the VI part of FIG. 図２のステータおよびロータのＶＩＩ－ＶＩＩ線断面の一部拡大図であって、図６に対応する部分の図である。It is a partially enlarged view of the VII-VII line cross section of the stator and the rotor of FIG. 2, and is the figure of the part corresponding to FIG. 図６のＶＩＩＩ部の拡大図である。It is an enlarged view of the VIII part of FIG. 図８の１つのティースを矢印ＩＸ方向から見たときの模式図である。It is a schematic diagram when one tooth of FIG. 8 is seen from the direction of arrow IX. 図８の第１スキュー形成部のみを示す図である。It is a figure which shows only the 1st skew forming part of FIG. 図２のモータにおいて、ロータの磁気的なｄ軸開口角度とトルクリップルとの関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the magnetic d-axis opening angle of a rotor, and torque ripple in the motor of FIG. 図２のモータにおいて、ロータの磁気的なｑ軸開口角度とトルクリップルとの関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the magnetic q-axis opening angle of a rotor, and torque ripple in the motor of FIG. 図２のモータにおいて、各ステータ形成部のティース先端面のずれ角度とトルクリップルとの関係を示す図である。In the motor of FIG. 2, it is a figure which shows the relationship between the deviation angle of the tooth tip surface of each stator forming part, and torque ripple. 図２のモータにおいて、ステータ形成部の寸法比とトルクリップルとの関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the dimensional ratio of the stator forming part and torque ripple in the motor of FIG. 第２実施形態によるモータのステータコアの１つのティースを径方向に見たときの模式図である。It is a schematic diagram when one tooth of the stator core of the motor by 2nd Embodiment is seen in the radial direction. 第３実施形態によるモータのステータコアの１つのティースを径方向に見たときの模式図である。It is a schematic diagram when one tooth of the stator core of the motor according to 3rd Embodiment is seen in the radial direction. 第４実施形態によるモータのステータコアの１つのティースを径方向に見たときの模式図である。It is a schematic diagram when one tooth of the stator core of the motor according to 4th Embodiment is seen in the radial direction. 第５実施形態によるモータのステータコアの１つのティースを径方向に見たときの模式図である。It is a schematic diagram when one tooth of the stator core of the motor according to 5th Embodiment is seen in the radial direction. 比較形態によるモータのステータ形成部を拡大して示す図である。It is a figure which enlarges and shows the stator forming part of the motor by the comparative form.

以下、回転電機の複数の実施形態を図面に基づき説明する。実施形態同士で実質的に同一の構成には同一の符号を付して説明を省略する。
［第１実施形態］
第１実施形態による「回転電機」としてのモータは、図１に示す車両の電動パワーステアリング装置２０に適用されている。 Hereinafter, a plurality of embodiments of the rotary electric machine will be described with reference to the drawings. The same reference numerals are given to substantially the same configurations among the embodiments, and the description thereof will be omitted.
[First Embodiment]
The motor as the "rotary electric machine" according to the first embodiment is applied to the electric power steering device 20 of the vehicle shown in FIG.

＜電動パワーステアリング装置＞
先ず、電動パワーステアリング装置２０について説明する。
図１に示すように、電動パワーステアリング装置２０はステアリングシステム１０に設けられている。ステアリングシステム１０において、車両の運転者によるハンドル１１の回転運動は、ステアリングシャフト１２を通じてラックピニオン機構１３に伝わり、ラック軸１４の直線運動に変換され、タイロッド１５による車輪１６向き変更のための動きとなる。電動パワーステアリング装置２０は、運転者の操舵を補助する力をステアリングシャフト１２に出力する。 <Electric power steering device>
First, the electric power steering device 20 will be described.
As shown in FIG. 1, the electric power steering device 20 is provided in the steering system 10. In the steering system 10, the rotational movement of the steering wheel 11 by the driver of the vehicle is transmitted to the rack and pinion mechanism 13 through the steering shaft 12, converted into a linear motion of the rack shaft 14, and is used as a movement for changing the direction of the wheel 16 by the tie rod 15. Become. The electric power steering device 20 outputs a force for assisting the driver's steering to the steering shaft 12.

電動パワーステアリング装置２０は、トルクセンサ２１、ＥＣＵ２２、モータ２３および伝達機構２４を備えている。トルクセンサ２１は、ステアリングシャフト１２に設けられており、操舵トルクを検出する。ＥＣＵ２２は、トルクセンサ２１を含む各種センサの検出値に基づきモータ２３の目標トルクを決定し、モータ２３を制御する。モータ２３は、ＥＣＵ２２と共に機電一体型式の駆動装置２５を構成している。伝達機構２４は、モータ２３が出力するアシストトルクをステアリングシャフト１２に伝達する。
電動パワーステアリング装置２０はコラムアシスト式であるが、ラックアシスト式などの他の方式のものであってもよい。 The electric power steering device 20 includes a torque sensor 21, an ECU 22, a motor 23, and a transmission mechanism 24. The torque sensor 21 is provided on the steering shaft 12 and detects the steering torque. The ECU 22 determines the target torque of the motor 23 based on the detection values of various sensors including the torque sensor 21, and controls the motor 23. The motor 23, together with the ECU 22, constitutes a mechatronics-integrated drive device 25. The transmission mechanism 24 transmits the assist torque output by the motor 23 to the steering shaft 12.
The electric power steering device 20 is a column assist type, but may be another type such as a rack assist type.

＜駆動装置＞
次に、駆動装置２５について説明する。
図２、図３に示すように、駆動装置２５は、モータ２３を構成するハウジング３１、ステータ３２およびロータ３３と、ＥＣＵ２２を構成するカバー３４、ヒートシンク３５、基板３６および各種の電子部品３７～４９とを備えている。 <Drive device>
Next, the drive device 25 will be described.
As shown in FIGS. 2 and 3, the drive device 25 includes a housing 31, a stator 32, and a rotor 33 constituting the motor 23, a cover 34 constituting the ECU 22, a heat sink 35, a substrate 36, and various electronic components 37 to 49. And have.

ハウジング３１は、筒ケース５１と、筒ケース５１の一端に位置するフロントフレームエンド５２と、筒ケース５１の他端に位置するリアフレームエンド５３とを有している。
ステータ３２は、ハウジング３１に固定されているステータコア５４と、ステータコア５４に組み付けられている二組の三相巻線組５５、５６とを有している。三相巻線組５５、５６を構成する各相巻線は、リード線５７を介して基板３６に接続されている。 The housing 31 has a cylinder case 51, a front frame end 52 located at one end of the cylinder case 51, and a rear frame end 53 located at the other end of the cylinder case 51.
The stator 32 has a stator core 54 fixed to the housing 31 and two sets of three-phase winding sets 55 and 56 assembled to the stator core 54. Each phase winding constituting the three-phase winding set 55, 56 is connected to the substrate 36 via a lead wire 57.

ロータ３３は、軸受６１、６２を介してハウジング３１により回転可能に支持されているモータ軸６３と、モータ軸６３に嵌めつけられているロータコア６４と、ロータコア６４の外周部に設けられている複数の磁石６５とを有している。ロータ３３は埋込磁石型である。 The rotor 33 includes a motor shaft 63 rotatably supported by a housing 31 via bearings 61 and 62, a rotor core 64 fitted to the motor shaft 63, and a plurality of rotor cores 64 provided on the outer peripheral portion of the rotor core 64. Has a magnet 65 and. The rotor 33 is an embedded magnet type.

カバー３４は、リアフレームエンド５３に固定されているカップ状のカバー本体部６６と、ＥＣＵ２２を外部に接続するための端子６７を内包するコネクタ部６８とを有している。
ヒートシンク３５はカバー本体部６６の内側に固定されている。
基板３６は、ヒートシンク３５のうちリアフレームエンド５３に対向する箇所に固定されている。基板３６には、複数のスイッチング素子３７、３８、回転角センサ３９、４１、カスタムＩＣ４２、４３、マイコン４４、４５、コンデンサ４６、４７、および、インダクタ４８、４９等が実装されている。 The cover 34 has a cup-shaped cover main body 66 fixed to the rear frame end 53, and a connector portion 68 including a terminal 67 for connecting the ECU 22 to the outside.
The heat sink 35 is fixed to the inside of the cover main body 66.
The substrate 36 is fixed to a portion of the heat sink 35 facing the rear frame end 53. A plurality of switching elements 37, 38, rotation angle sensors 39, 41, custom ICs 42, 43, microcomputers 44, 45, capacitors 46, 47, inductors 48, 49, and the like are mounted on the substrate 36.

スイッチング素子３７、３８は、三相巻線組５５、５６にそれぞれ対応する駆動回路７１、７２（図４参照）を構成している。回転角センサ３９、４１は、モータ軸６３の先端に設けられた永久磁石７３と対向するように配置されている。カスタムＩＣ４２、４３は、スイッチング素子３７、３８に対して駆動信号を出力する。マイコン４４、４５は、ロータ３３の回転角等に基づき三相巻線組５５、５６に供給する電力についての指令値を演算する。コンデンサ４６、４７は、電源から入力された電力を平滑化し、また、スイッチング素子３７、３８のスイッチング動作等に起因するノイズの流出を防止する。インダクタ４８、４９は、コンデンサ４６、４７と共にフィルタ回路を構成する。 The switching elements 37 and 38 constitute drive circuits 71 and 72 (see FIG. 4) corresponding to the three-phase winding sets 55 and 56, respectively. The rotation angle sensors 39 and 41 are arranged so as to face the permanent magnet 73 provided at the tip of the motor shaft 63. The custom ICs 42 and 43 output drive signals to the switching elements 37 and 38. The microcomputers 44 and 45 calculate command values for the electric power supplied to the three-phase winding sets 55 and 56 based on the rotation angle of the rotor 33 and the like. The capacitors 46 and 47 smooth the electric power input from the power supply and prevent the outflow of noise due to the switching operation of the switching elements 37 and 38 and the like. The inductors 48 and 49 together with the capacitors 46 and 47 form a filter circuit.

このように構成された駆動装置２５は、回転角センサ３９、４１の検出値等に基づき三相巻線組５５、５６に通電して回転磁界を発生させて、ロータ３３を回転させる。
駆動装置２５は、ＥＣＵ２２とモータ２３とが一体に設けられた機電一体式であるが、ＥＣＵとモータとがハーネスで接続される機電別体式であってもよい。 The drive device 25 configured in this way energizes the three-phase winding sets 55 and 56 based on the detection values of the rotation angle sensors 39 and 41 to generate a rotating magnetic field, and rotates the rotor 33.
The drive device 25 is a mechatronics integrated type in which the ECU 22 and the motor 23 are integrally provided, but may be a mechatronics separate type in which the ECU and the motor are connected by a harness.

＜モータ＞
次に、モータ２３についてさらに詳しく説明する。
（巻線組）
図４に示すように、三相巻線組５５、５６は、電気的特性が同等であり、共通のステータコア５４に互いに電気角でθ１ずらして配置されている。これに応じて、三相巻線組５５、５６には、振幅が等しく位相がθ１ずれた三相交流電流が通電される。 <Motor>
Next, the motor 23 will be described in more detail.
(Wind assembly)
As shown in FIG. 4, the three-phase winding sets 55 and 56 have the same electrical characteristics and are arranged on a common stator core 54 with an electrical angle of θ1 offset from each other. Accordingly, the three-phase winding sets 55 and 56 are energized with a three-phase alternating current having the same amplitude and a phase shift of θ1.

（コア形成部）
図２に示すように、ステータコア５４は、互いに軸方向に組み合わされた２つのコア形成部５４１、５４２から構成されている。
図５、図６に示すように、第１コア形成部５４１は、環状のバックヨーク部７５１と、バックヨーク部７５１から径方向内側に突き出す複数のティース部７６１とを有している。ティース部７６１は、径方向へ延びている第１延伸部７７１と、第１延伸部７７１の先端、すなわち第１延伸部７７１に対してロータ３３側に設けられている第１スキュー形成部７８１とを有している。 (Core forming part)
As shown in FIG. 2, the stator core 54 is composed of two core forming portions 541 and 542 that are combined in the axial direction with each other.
As shown in FIGS. 5 and 6, the first core forming portion 541 has an annular back yoke portion 751 and a plurality of teeth portions 761 protruding radially inward from the back yoke portion 751. The teeth portion 761 includes a first stretched portion 771 extending in the radial direction and a first skew forming portion 781 provided on the rotor 33 side with respect to the tip of the first stretched portion 771, that is, the first stretched portion 771. have.

図７に示すように、第２コア形成部５４２は、環状のバックヨーク部７５２と、バックヨーク部７５２から径方向内側に突き出す複数のティース部７６２とを有している。ティース部７６２は、径方向へ延びている第２延伸部７７２と、第２延伸部７７２の先端、すなわち第２延伸部７７２に対してロータ３３側に設けられている第２スキュー形成部７８２とを有している。 As shown in FIG. 7, the second core forming portion 542 has an annular back yoke portion 752 and a plurality of tooth portions 762 protruding radially inward from the back yoke portion 752. The teeth portion 762 includes a second stretched portion 772 extending in the radial direction and a second skew forming portion 782 provided on the rotor 33 side with respect to the tip of the second stretched portion 772, that is, the second stretched portion 772. have.

図６に示すように、バックヨーク部７５１、７５２は、ステータコア５４のバックヨーク７５を構成している。ティース部７６１、７６２は、ステータコア５４のティース７６を構成している。
（ティースの延伸部）
軸方向から見て第１延伸部７７１の形状は第２延伸部７７２の形状と同じである。また、第１延伸部７７１の周方向位置と第２延伸部７７２の周方向位置とは同じである。第１延伸部７７１および第２延伸部７７２は、ティース７６の延伸部７７を構成している。各延伸部７７間には、ステータコア５４の軸方向の一端から他端まで真っ直ぐ延びるスロット７９が形成されている。 As shown in FIG. 6, the back yoke portions 751 and 752 constitute the back yoke 75 of the stator core 54. The teeth portions 761 and 762 constitute the teeth 76 of the stator core 54.
(Extended part of teeth)
The shape of the first stretched portion 771 when viewed from the axial direction is the same as the shape of the second stretched portion 772. Further, the circumferential position of the first stretched portion 771 and the circumferential position of the second stretched portion 772 are the same. The first stretched portion 771 and the second stretched portion 772 constitute the stretched portion 77 of the teeth 76. A slot 79 extending straight from one end to the other end of the stator core 54 in the axial direction is formed between the extending portions 77.

（スロット）
各スロット７９には三相巻線組５５、５６が設けられている。三相巻線組５５は、Ｕ相巻線５５１、Ｖ相巻線５５２、およびＷ相巻線５５３から構成されている（図４参照）。三相巻線組５６は、Ｕ相巻線５６１、Ｖ相巻線５６２、およびＷ相巻線５６３から構成されている（図４参照）。各スロット７９は等角度間隔に形成されており、そのピッチは電気角でθ１である。三相巻線組５５の各相巻線と三相巻線組５６の各相巻線とは、互いにθ１ずらしてステータコア５４に巻装されている。これにより、三相巻線組５５と三相巻線組５６との間には、電気角でθ１の位相差が与えられる。 (slot)
Each slot 79 is provided with three-phase winding sets 55 and 56. The three-phase winding set 55 is composed of a U-phase winding 551, a V-phase winding 552, and a W-phase winding 553 (see FIG. 4). The three-phase winding set 56 is composed of a U-phase winding 561, a V-phase winding 562, and a W-phase winding 563 (see FIG. 4). The slots 79 are formed at equal angular intervals, and the pitch thereof is θ1 in terms of electrical angle. Each phase winding of the three-phase winding set 55 and each phase winding of the three-phase winding set 56 are wound around the stator core 54 with a θ1 shift from each other. As a result, a phase difference of θ1 is given in terms of electrical angle between the three-phase winding set 55 and the three-phase winding set 56.

（ティースの先端部）
図８に示すように、第１スキュー形成部７８１および第２スキュー形成部７８２は、ティース７６の先端部７８を構成している。第１スキュー形成部７８１は、延伸部７７に対して周方向他方側に突き出すように形成されている。第２スキュー形成部７８２は、延伸部７７に対して周方向一方側に突き出すように形成されている。 (Tip of teeth)
As shown in FIG. 8, the first skew forming portion 781 and the second skew forming portion 782 constitute the tip portion 78 of the teeth 76. The first skew forming portion 781 is formed so as to protrude to the other side in the circumferential direction with respect to the stretched portion 77. The second skew forming portion 782 is formed so as to project to one side in the circumferential direction with respect to the stretched portion 77.

（段スキュー）
第１スキュー形成部７８１は、ロータ３３（図６参照）に対向する面であるティース先端面８１を有している。ティース先端面８１の周方向中央位置Ｐ１は、延伸部７７の周方向中心を示す第１仮想面Ｃ１に対してθｓずれている。第１仮想面Ｃ１に対する周方向中央位置Ｐ１のスキュー角度はθｓである。
第２スキュー形成部７８２は、ロータ３３（図６参照）に対向する面であるティース先端面８２を有している。ティース先端面８２の周方向中央位置Ｐ２は、第１仮想面Ｃ１に対してθｓずれている。第１仮想面Ｃ１に対する周方向中央位置Ｐ２のスキュー角度はθｓである。 (Step skew)
The first skew forming portion 781 has a tooth tip surface 81 which is a surface facing the rotor 33 (see FIG. 6). The circumferential center position P1 of the tooth tip surface 81 is offset by θs with respect to the first virtual surface C1 indicating the circumferential center of the stretched portion 77. The skew angle of the circumferential center position P1 with respect to the first virtual surface C1 is θs.
The second skew forming portion 782 has a tooth tip surface 82 which is a surface facing the rotor 33 (see FIG. 6). The circumferential center position P2 of the tooth tip surface 82 is displaced by θs with respect to the first virtual surface C1. The skew angle of the circumferential center position P2 with respect to the first virtual surface C1 is θs.

図９に示すように、第１スキュー形成部７８１および第２スキュー形成部７８２は、軸方向へ並びつつも周方向位置が互いにずれており、２段スキューを形成している。図８、図９に示すように、各ティース先端面８１、８２の周方向中央位置Ｐ１、Ｐ２は、周方向に電気角でθ２ずれている。そして、次式（１）の関係を満たしている。
θ２＜θ１・・・（１）
第１実施形態では、θ１は電気角で３０°である。また、θ２は電気角で１５°であり、θｓの２倍である。 As shown in FIG. 9, the first skew forming portion 781 and the second skew forming portion 782 are aligned in the axial direction but are displaced from each other in the circumferential direction to form a two-stage skew. As shown in FIGS. 8 and 9, the circumferential center positions P1 and P2 of the tooth tip surfaces 81 and 82 are displaced by θ2 in the circumferential direction in the electrical angle. Then, the relationship of the following equation (1) is satisfied.
θ2 <θ1 ... (1)
In the first embodiment, θ1 has an electrical angle of 30 °. Further, θ2 has an electric angle of 15 °, which is twice θs.

（スキュー形成部の形状）
図１０に示すように、第１スキュー形成部７８１の径方向長さをｈとし、延伸部７７の第１スキュー形成部７８１側の一端部の最小幅をＷ１とし、ティース先端面８１の幅をＷ２とすると、次式（２）、（３）の関係を満たしている。
ｈ≧０．６Ｗ１・・・（２）
Ｗ２＞Ｗ１・・・（３）
第２スキュー形成部７８２も上記関係を満たしている。 (Shape of skew forming part)
As shown in FIG. 10, the radial length of the first skew forming portion 781 is h, the minimum width of one end of the stretched portion 77 on the first skew forming portion 781 side is W1, and the width of the tooth tip surface 81 is set. Assuming W2, the relationship of the following equations (2) and (3) is satisfied.
h ≧ 0.6W1 ・・・ (2)
W2> W1 ... (3)
The second skew forming portion 782 also satisfies the above relationship.

（巻線保持部）
図８に示すように、第１スキュー形成部７８１は、ティース先端面８１の全面が延伸部７７の周方向一方側の側面８３に対して周方向他方側に位置している。このような第１スキュー形成部７８１において、延伸部７７側の位置には、当該延伸部７７よりも周方向一方側に突き出す第１突起８４が設けられている。この第１突起８４は、巻線保持部として機能する。 (Wind winding holder)
As shown in FIG. 8, in the first skew forming portion 781, the entire surface of the tooth tip surface 81 is located on the other side in the circumferential direction with respect to the side surface 83 on one side in the circumferential direction of the stretched portion 77. In such a first skew forming portion 781, a first protrusion 84 projecting from the stretched portion 77 to one side in the circumferential direction is provided at a position on the stretched portion 77 side. The first protrusion 84 functions as a winding holding portion.

第２スキュー形成部７８２は、ティース先端面８２の全面が延伸部７７の周方向他方側の側面８５に対して周方向一方側に位置している。このような第２スキュー形成部７８２において、延伸部７７側の位置には、当該延伸部７７よりも周方向他方側に突き出す第２突起８６が設けられている。この第２突起８６は、巻線保持部として機能する。 In the second skew forming portion 782, the entire surface of the tooth tip surface 82 is located on one side in the circumferential direction with respect to the side surface 85 on the other side in the circumferential direction of the stretched portion 77. In such a second skew forming portion 782, a second protrusion 86 projecting from the stretched portion 77 to the other side in the circumferential direction is provided at a position on the stretched portion 77 side. The second protrusion 86 functions as a winding holding portion.

（周方向の磁気ギャップ）
第１スキュー形成部７８１は、延伸部７７に対して周方向他方側に突出している部分のうち、スロット７９側の角が取れた形状になっている。これにより、周方向で隣接する一対の第１スキュー形成部７８１間に比較的大きな磁気ギャップＧ１が形成されている。
第２スキュー形成部７８２は、延伸部７７に対して周方向一方側に突出している部分のうち、スロット７９側の角が取れた形状になっている。これにより、周方向で隣接する一対の第２スキュー形成部７８２間に比較的大きな磁気ギャップＧ２が形成されている。 (Magnetic gap in the circumferential direction)
The first skew forming portion 781 has a shape in which the corner on the slot 79 side is removed from the portion protruding to the other side in the circumferential direction with respect to the stretched portion 77. As a result, a relatively large magnetic gap G1 is formed between the pair of first skew forming portions 781 that are adjacent to each other in the circumferential direction.
The second skew forming portion 782 has a shape in which the corner on the slot 79 side is removed from the portion protruding on one side in the circumferential direction with respect to the stretched portion 77. As a result, a relatively large magnetic gap G2 is formed between the pair of second skew forming portions 782 adjacent to each other in the circumferential direction.

（積層体）
図２および図９では、コア形成部５４１、５４２は、一部材であるかのように図示されているが、これは図が煩雑になることを避けるためである。実際には、コア形成部５４１、５４２は、例えば電磁鋼板もしくはＳＰＣＣ等の冷間圧延鋼板が積層されてなる積層体である。上記鋼板は、Ｓｉ当量０．１％以下であり、板厚０．３５ｍｍ以上であり、焼なまり未処理の鋼板である。これら２種のコア形成部５４１、５４２を構成するプレートを順次積層することで積層体が構成される。図８に示すように第１スキュー形成部７８１と第２スキュー形成部７８２は、延伸部７７の第１仮想面Ｃ１に対して左右対称な形状である。したがって、第１コア形成部５４１を構成するプレートを裏返せば、第２コア形成部５４２を構成するプレートとして用いることができる。すなわち、第１コア形成部５４１を構成するプレートと第２コア形成部５４２を構成するプレートは同じものを用いることができる。 (Laminated body)
In FIGS. 2 and 9, the core forming portions 541 and 542 are shown as if they were one member, in order to avoid complicating the figure. Actually, the core forming portions 541 and 542 are laminated bodies in which cold rolled steel plates such as electromagnetic steel plates or SPCCs are laminated. The steel sheet has a Si equivalent of 0.1% or less, a plate thickness of 0.35 mm or more, and is a steel sheet that has not been tempered. A laminated body is formed by sequentially laminating the plates constituting these two types of core forming portions 541 and 542. As shown in FIG. 8, the first skew forming portion 781 and the second skew forming portion 782 have a shape symmetrical with respect to the first virtual surface C1 of the stretched portion 77. Therefore, if the plate constituting the first core forming portion 541 is turned inside out, it can be used as a plate constituting the second core forming portion 542. That is, the same plate can be used for the plate constituting the first core forming portion 541 and the plate constituting the second core forming portion 542.

（ティース先端面の対称性、およびロータとの関係）
図９に示すように、スキュー形成部７８１、７８２の各々のティース先端面８１、８２は、延伸部７７の第１仮想面Ｃ１からのずれ角度（すなわちスキュー角度θｓ）が等しく且つずれ方向が互いに反対であるもの同士である。このようなティース先端面８１、８２の軸方向長さの比は「５０：５０」である。つまり、第１コア形成部５４１と第２コア形成部５４２との積厚の比は「５０：５０」である。 (Symmetry of tooth tip surface and relationship with rotor)
As shown in FIG. 9, the tooth tip surfaces 81 and 82 of the skew forming portions 781 and 782 have the same deviation angle (that is, the skew angle θs) from the first virtual surface C1 of the stretched portion 77 and the deviation directions are equal to each other. They are the opposite of each other. The ratio of the axial lengths of the tooth tip surfaces 81 and 82 is "50:50". That is, the ratio of the product thickness of the first core forming portion 541 and the second core forming portion 542 is "50:50".

また、スキュー形成部７８１、７８２は、径方向内側から見て点対称な形状となるように配置されている。対称点は、第１仮想面Ｃ１と、先端部７８の軸方向中央を示す第２仮想面Ｃ２とが交差する箇所である。
図２に示すように、ロータ３３の軸方向長さは、ステータコア５４のうちロータ３３に対向する部分の軸方向長さ、すなわちティース先端面８１とティース先端面８２とを合わせた部分の軸方向長さよりも長い。 Further, the skew forming portions 781 and 782 are arranged so as to have a point-symmetrical shape when viewed from the inside in the radial direction. The point of symmetry is a point where the first virtual surface C1 and the second virtual surface C2 indicating the axial center of the tip portion 78 intersect.
As shown in FIG. 2, the axial length of the rotor 33 is the axial length of the portion of the stator core 54 facing the rotor 33, that is, the axial direction of the portion where the tooth tip surface 81 and the tooth tip surface 82 are combined. Longer than the length.

（ロータの磁気的開口角度）
図６に示すように、ロータ３３の磁気的なｄ軸開口角度をθ３とし、ｑ軸開口角度をθ４とすると、１２０°≦θ３≦１３０°であり、１９°≦θ４≦２５°である。これにより、図１１、図１２に示すようにトルクリップルを目標値Ｖｔ以下に抑えることができる。 (Rotary magnetic opening angle)
As shown in FIG. 6, when the magnetic d-axis opening angle of the rotor 33 is θ3 and the q-axis opening angle is θ4, 120 ° ≦ θ3 ≦ 130 ° and 19 ° ≦ θ4 ≦ 25 °. As a result, as shown in FIGS. 11 and 12, the torque ripple can be suppressed to the target value Vt or less.

＜効果＞
以上説明したように、第１実施形態では、三相巻線組５５、５６の各々間の位相差は、電気角でθ１である。ティース７６は、径方向へ延びている延伸部７７、および、延伸部７７に対してロータ３３側に設けられている先端部７８を有している。先端部７８は、軸方向へ並ぶ複数のスキュー形成部７８１、７８２を有している。ロータ３３に対向するスキュー形成部７８１、７８２の面をティース先端面８１、８２とすると、各ティース先端面８１、８２の周方向中央位置Ｐ１、Ｐ２は、周方向に電気角でθ２ずれている。θ２＜θ１である。 <Effect>
As described above, in the first embodiment, the phase difference between the three-phase winding sets 55 and 56 is θ1 in terms of electrical angle. The teeth 76 has a stretched portion 77 extending in the radial direction and a tip portion 78 provided on the rotor 33 side with respect to the stretched portion 77. The tip portion 78 has a plurality of skew forming portions 781 and 782 arranged in the axial direction. Assuming that the surfaces of the skew forming portions 781 and 782 facing the rotor 33 are the tooth tip surfaces 81 and 82, the circumferential center positions P1 and P2 of the tooth tip surfaces 81 and 82 are displaced by θ2 in the circumferential direction. .. θ2 <θ1.

このように三相巻線組５５、５６の間にθ１の位相差を与えて、相互に位相が干渉しあうことで脈動磁力成分の基本波および３倍次数成分が相殺されるように構成することで、トルクリップルが低減される。
さらに、θ２＜θ１を満たすようにスキュー形成部７８１、７８２が周方向にθ２ずらされ、ティース７６の先端部７８が段スキューを形成することで脈動磁力成分の２倍次数成分が相殺されるように構成することで、トルクリップルがさらに低減される。
したがって、各三相巻線組間に位相差を与えるのみの形態と比べると、脈動磁力成分の２倍次数成分が相殺される分だけ更なるトルクリップル低減を実現することができる。 In this way, a phase difference of θ1 is given between the three-phase winding sets 55 and 56, and the phases interfere with each other so that the fundamental wave of the pulsating magnetic force component and the third-order component are canceled out. As a result, torque ripple is reduced.
Further, the skew forming portions 781 and 782 are shifted by θ2 in the circumferential direction so as to satisfy θ2 <θ1, and the tip portion 78 of the teeth 76 forms a step skew so that the double-order component of the pulsating magnetic force component is offset. By configuring the above, torque ripple is further reduced.
Therefore, as compared with the form in which the phase difference is only provided between the three-phase winding sets, it is possible to further reduce the torque ripple by the amount that the double-order component of the pulsating magnetic force component is offset.

図１３には、位相差θ１が電気角で３０°であるとき、ずれ角度θ２が電気角で１０～２０°である場合のトルクリップル低減効果を示す。モータ２３の定電流は５０Ａｒｍｓであり、最大電流は１００Ａｒｍｓである。これは電動パワーステアリング装置用途のモータ（以下、ＥＰＳモータ）としてよくみられる仕様である。このような仕様において、ずれ角度θ２が位相差θ１の半分（すなわち電気角で１５°）であれば、定電流時のトルクリップルが最も低減される。しかし、θ２＜θ１の関係を満たしていればトルクリップル低減の効果が得られる。
また、位相差θ１が電気角で３０°であるときにトルクリップルが最も低減される。しかし、位相差θ１が０～６０°であればトルクリップル低減の効果が得られる。 FIG. 13 shows the torque ripple reduction effect when the phase difference θ1 is 30 ° in the electric angle and the deviation angle θ2 is 10 to 20 ° in the electric angle. The constant current of the motor 23 is 50 Arms, and the maximum current is 100 Arms. This is a specification that is often seen as a motor for electric power steering devices (hereinafter referred to as EPS motor). In such a specification, if the deviation angle θ2 is half of the phase difference θ1 (that is, the electric angle is 15 °), the torque ripple at a constant current is most reduced. However, if the relationship of θ2 <θ1 is satisfied, the effect of reducing torque ripple can be obtained.
Further, the torque ripple is most reduced when the phase difference θ1 is 30 ° in the electric angle. However, if the phase difference θ1 is 0 to 60 °, the effect of reducing torque ripple can be obtained.

また、第１実施形態では、第１スキュー形成部７８１の径方向長さをｈとし、延伸部７７の第１スキュー形成部７８１側の一端部の最小幅をＷ１とし、ティース先端面８１の幅をＷ２とすると、ｈ≧０．６Ｗ１であり、また、Ｗ２＞Ｗ１である。第２スキュー形成部７８２についても同様である。
これにより、ティース先端面８１の周方向中央位置Ｐ１が延伸部７７に対してスキュー角度θｓずれるように構成する場合において、相巻線の通電電流の増加時でも第１スキュー形成部７８１において磁束を飽和させることなく、図１０に二点鎖線で示すように第１延伸部７７１から流れてきた磁束がティース先端面８１のずらした側に曲がる。 Further, in the first embodiment, the radial length of the first skew forming portion 781 is h, the minimum width of one end portion of the stretched portion 77 on the first skew forming portion 781 side is W1, and the width of the tooth tip surface 81 is set. Is W2, h ≧ 0.6 W1 and W2> W1. The same applies to the second skew forming portion 782.
As a result, when the center position P1 in the circumferential direction of the tooth tip surface 81 is configured to be displaced by the skew angle θs with respect to the stretched portion 77, the magnetic flux is generated in the first skew forming portion 781 even when the energizing current of the phase winding is increased. Without saturation, the magnetic flux flowing from the first stretched portion 771 bends to the shifted side of the tooth tip surface 81 as shown by the alternate long and short dash line in FIG.

図１４には、ｈ／Ｗ１が０．２～１．０である場合のトルクリップル低減効果を示す。ｈ／Ｗ１が０．６以上であれば、最大電流時でもトルクリップル低減の効果が得られる。
これに対して、図１９に示すように第１スキュー形成部２０１の径方向長さｈ１が比較的小さく構成され、ｈ１／Ｗ１が０．６よりも小さくなると、第１スキュー形成部２０１のうちティース先端面２０２のずらした側において磁路が狭くなり磁束が飽和する。そのため、図１９に二点鎖線で示すように第１延伸部２０３から流れてきた磁束がティース先端面２０２のずらした側に曲がり難くなる。そして、実質的なスキュー角度θｓ１が第１実施形態におけるスキュー角度θｓよりも小さくなるため、好ましくない。 FIG. 14 shows the torque ripple reducing effect when h / W1 is 0.2 to 1.0. When h / W1 is 0.6 or more, the effect of reducing torque ripple can be obtained even at the maximum current.
On the other hand, as shown in FIG. 19, when the radial length h1 of the first skew forming portion 201 is configured to be relatively small and h1 / W1 is smaller than 0.6, the first skew forming portion 201 is formed. The magnetic path becomes narrow and the magnetic flux saturates on the shifted side of the tooth tip surface 202. Therefore, as shown by the alternate long and short dash line in FIG. 19, the magnetic flux flowing from the first stretched portion 203 is less likely to bend to the shifted side of the tooth tip surface 202. Further, since the substantially skew angle θs1 is smaller than the skew angle θs in the first embodiment, it is not preferable.

また、第１実施形態では、第１スキュー形成部７８１は、ティース先端面８１の全面が延伸部７７の周方向一方側の側面８３に対して周方向他方側に位置している。このような第１スキュー形成部７８１において、延伸部７７側の位置には、当該延伸部７７よりも周方向一方側に突き出す第１突起８４が設けられている。
また、第２スキュー形成部７８２は、ティース先端面８２の全面が延伸部７７の周方向他方側の側面８５に対して周方向一方側に位置している。このような第２スキュー形成部７８２において、延伸部７７側の位置には、当該延伸部７７よりも周方向他方側に突き出す第２突起８６が設けられている。
これにより、スロット７９に設けられる三相巻線組５５、５６の組付け性が向上するとともに、三相巻線組５５、５６のロータ３３側への脱落が防止される。 Further, in the first embodiment, in the first skew forming portion 781, the entire surface of the tooth tip surface 81 is located on the other side in the circumferential direction with respect to the side surface 83 on one side in the circumferential direction of the stretched portion 77. In such a first skew forming portion 781, a first protrusion 84 projecting from the stretched portion 77 to one side in the circumferential direction is provided at a position on the stretched portion 77 side.
Further, in the second skew forming portion 782, the entire surface of the tooth tip surface 82 is located on one side in the circumferential direction with respect to the side surface 85 on the other side in the circumferential direction of the stretched portion 77. In such a second skew forming portion 782, a second protrusion 86 projecting from the stretched portion 77 to the other side in the circumferential direction is provided at a position on the stretched portion 77 side.
As a result, the assemblability of the three-phase winding sets 55 and 56 provided in the slot 79 is improved, and the three-phase winding sets 55 and 56 are prevented from falling off to the rotor 33 side.

また、第１実施形態では、第１スキュー形成部７８１は、延伸部７７に対して周方向他方側に突出している部分のうち、スロット７９側の角が取れた形状になっている。また、第２スキュー形成部７８２は、延伸部７７に対して周方向一方側に突出している部分のうち、スロット７９側の角が取れた形状になっている。
これにより、周方向で隣接する一対の第１スキュー形成部７８１間、および一対の第２スキュー形成部７８２間に比較的大きな磁気ギャップＧ１、Ｇ２が形成される。そのため、周方向への磁束漏れを抑制することができる。 Further, in the first embodiment, the first skew forming portion 781 has a shape in which the corner on the slot 79 side is removed from the portion protruding on the other side in the circumferential direction with respect to the stretched portion 77. Further, the second skew forming portion 782 has a shape in which the corner on the slot 79 side is removed from the portion protruding on one side in the circumferential direction with respect to the stretched portion 77.
As a result, relatively large magnetic gaps G1 and G2 are formed between the pair of first skew forming portions 781 and the pair of second skew forming portions 782 that are adjacent to each other in the circumferential direction. Therefore, it is possible to suppress magnetic flux leakage in the circumferential direction.

また、第１実施形態では、ロータ３３は埋込磁石型である。ステータコア５４は冷間圧延鋼板からなる。
ここで、一般的にＥＰＳモータのロータ構造には埋込磁石型か表面磁石型のどちらかが採用されることが多い。ＥＰＳモータでは低ロストルク、低トルクリップルであることが求められるが、低ロストルクの面では埋込磁石型が優れ、低トルクリップルの面では表面磁石型が優れる。これは、埋込磁石型ではマグネットトルクに加えてリラクタンストルクを活用できるからである。 Further, in the first embodiment, the rotor 33 is an embedded magnet type. The stator core 54 is made of a cold rolled steel plate.
Here, in general, either an embedded magnet type or a surface magnet type is often adopted for the rotor structure of the EPS motor. The EPS motor is required to have low loss torque and low torque ripple, but the embedded magnet type is excellent in terms of low loss torque, and the surface magnet type is excellent in terms of low torque ripple. This is because the reluctance torque can be utilized in addition to the magnet torque in the embedded magnet type.

しかし、埋込磁石型では、トルクリップル発生の要因となる誘起電圧歪み（すなわち、理想的な正弦波形からの逸脱成分）を表面磁石型よりも低減しにくいため、トルクリップルが大きくなりやすい。一方、表面磁石型では、発生トルクの全てがマグネットトルクによるため、磁力によるロストルクが大きくなりやすい。そのため、ロストルクを低減するにはステータコア材料に低鉄損の電磁鋼板を採用しなければならず、高コストとなりやすい。 However, in the embedded magnet type, it is difficult to reduce the induced voltage distortion (that is, the deviation component from the ideal sine and cosine waveform) that causes the torque ripple generation as compared with the surface magnet type, so that the torque ripple tends to be large. On the other hand, in the surface magnet type, since all the generated torque is due to the magnet torque, the loss torque due to the magnetic force tends to be large. Therefore, in order to reduce the loss torque, it is necessary to use an electromagnetic steel sheet having a low iron loss as the stator core material, which tends to increase the cost.

これに対して、第１実施形態では、埋込磁石型の短所であるトルクリップルを前述のように脈動磁力成分の２倍次数成分の相殺効果により低減することができる。そのため、ロータ３３は埋込磁石型とすることで低ロストルクを得つつ、ステータコア５４をＳＰＣＣ等の冷間圧延鋼板から構成しても電磁鋼板を採用した場合と同等以下の低トルクリップルを得ることができる。そのため、電磁鋼板に代えて冷間圧延鋼板を使用することでステータコア５４を低コストとすることができる。また、埋込磁石型は前述のとおりリラクタンストルクを活用することから、磁石使用量についても表面磁石型より減らすことができ、ロータ３３を低コストとすることができる。 On the other hand, in the first embodiment, the torque ripple, which is a disadvantage of the embedded magnet type, can be reduced by the canceling effect of the double-order component of the pulsating magnetic force component as described above. Therefore, the rotor 33 is of the embedded magnet type to obtain low loss torque, and even if the stator core 54 is made of cold rolled steel sheet such as SPCC, low torque ripple equal to or less than that when the electromagnetic steel sheet is adopted can be obtained. Can be done. Therefore, the cost of the stator core 54 can be reduced by using a cold-rolled steel sheet instead of the electromagnetic steel sheet. Further, since the embedded magnet type utilizes the reluctance torque as described above, the amount of magnet used can be reduced as compared with the surface magnet type, and the rotor 33 can be reduced in cost.

また、第１実施形態では、スキュー形成部７８１、７８２の各々のティース先端面８１、８２のうち、延伸部７７の第１仮想面Ｃ１からのずれ角度が等しく且つずれ方向が互いに反対であるもの同士の軸方向長さの比は「５０：５０」である。
これにより、前述の脈動磁力成分の２倍次数成分の相殺効果を最大とすることができる。 Further, in the first embodiment, among the tooth tip surfaces 81 and 82 of the skew forming portions 781 and 782, the extending portions 77 have the same deviation angle from the first virtual surface C1 and the deviation directions are opposite to each other. The ratio of the axial lengths to each other is "50:50".
Thereby, the canceling effect of the double-order component of the above-mentioned pulsating magnetic force component can be maximized.

また、第１実施形態では、スキュー形成部７８１、７８２は、径方向内側から見て点対称な形状となるように配置されている。
これにより、スキュー形成部７８１、７８２を、第１仮想面Ｃ１からのずれ角度を等しく且つずれ方向を互いに反対にするとともに、軸方向長さの比を「５０：５０」とすることができる。 Further, in the first embodiment, the skew forming portions 781 and 782 are arranged so as to have a point-symmetrical shape when viewed from the inside in the radial direction.
As a result, the skew forming portions 781 and 782 can have the same deviation angle from the first virtual surface C1 and the deviation directions opposite to each other, and the ratio of the axial lengths can be set to "50:50".

また、第１実施形態では、ロータ３３の軸方向長さは、ステータコア５４のうちロータ３３に対向する部分の軸方向長さよりも長い。
これにより、組付け時または作動時などにおいてロータ３３とステータ３２との軸方向ずれが生じても、段スキューの構成比率を維持することができる。そのため、上記「軸方向ずれ」によりトルクリップル低減効果が低下することを抑制することができる。 Further, in the first embodiment, the axial length of the rotor 33 is longer than the axial length of the portion of the stator core 54 facing the rotor 33.
As a result, even if the rotor 33 and the stator 32 are displaced in the axial direction during assembly or operation, the composition ratio of the step skew can be maintained. Therefore, it is possible to prevent the torque ripple reduction effect from being lowered due to the above-mentioned "axial deviation".

［第２実施形態］
第２実施形態では、図１５に示すように、ステータコア１１１は、互いに軸方向に組み合わされた３つのコア形成部１０２、１０３、１０４から構成されている。コア形成部１０２は、第１実施形態における第１コア形成部５４１と同様のものであって、積層厚さが適宜調整されている。コア形成部１０４は、第１実施形態における第２コア形成部５４２と同様のものであって、積層厚さが適宜調整されている。 [Second Embodiment]
In the second embodiment, as shown in FIG. 15, the stator core 111 is composed of three core forming portions 102, 103, 104 that are combined in the axial direction with each other. The core forming portion 102 is the same as the first core forming portion 541 in the first embodiment, and the stacking thickness is appropriately adjusted. The core forming portion 104 is the same as the second core forming portion 542 in the first embodiment, and the stacking thickness is appropriately adjusted.

中間コア形成部１０３は、第１スキュー形成部７８１と第２スキュー形成部７８２との中間の位相差をもつ中間スキュー形成部１０５を有している。すなわち、中間スキュー形成部１０５のティース先端面１０６の周方向中央位置Ｐ３は、ティース先端面８１の周方向中央位置Ｐ１とティース先端面８２の周方向中央位置Ｐ２との中間に位置している。スキュー形成部７８１、７８２、１０５は３段スキューを形成している。 The intermediate core forming portion 103 has an intermediate skew forming portion 105 having an intermediate phase difference between the first skew forming portion 781 and the second skew forming portion 782. That is, the circumferential center position P3 of the tooth tip surface 106 of the intermediate skew forming portion 105 is located between the circumferential center position P1 of the tooth tip surface 81 and the circumferential center position P2 of the tooth tip surface 82. The skew forming portions 781, 782 and 105 form a three-stage skew.

このように３段スキューとしても、第１実施形態と同様のトルクリップル低減効果を得ることができる。また、各ティース先端面のうち、延伸部７７の第１仮想面Ｃ１からのずれ角度が等しく且つずれ方向が互いに反対であるもの同士の軸方向長さの比を「５０：５０」とすることができる。また、各ティース先端面８１、８２を径方向内側から見て点対称な形状となるように配置することができる。 As described above, even with the three-stage skew, the same torque ripple reduction effect as in the first embodiment can be obtained. Further, among the tip surfaces of the teeth, the ratio of the axial lengths of the stretched portions 77 having the same deviation angle from the first virtual surface C1 and the deviation directions opposite to each other is set to "50:50". Can be done. Further, the tooth tip surfaces 81 and 82 can be arranged so as to have a point-symmetrical shape when viewed from the inside in the radial direction.

［第３実施形態］
第３実施形態では、図１６に示すように、ステータコア１１１は、互いに軸方向に組み合わされた４つのコア形成部１１２、１１３、１１４、１１５から構成されている。コア形成部１１２、１１４は、第１実施形態における第１コア形成部５４１と同様のものであって、積層厚さが適宜調整されている。コア形成部１１３、１１５は、第１実施形態における第２コア形成部５４２と同様のものであって、積層厚さが適宜調整されている。 [Third Embodiment]
In the third embodiment, as shown in FIG. 16, the stator core 111 is composed of four core forming portions 112, 113, 114, 115 that are combined in the axial direction with each other. The core forming portions 112 and 114 are the same as those of the first core forming portion 541 in the first embodiment, and the stacking thickness is appropriately adjusted. The core forming portions 113 and 115 are the same as those of the second core forming portion 542 in the first embodiment, and the stacking thickness is appropriately adjusted.

このように、第１実施形態におけるコア形成部５４１、５４２と同等のものを積み重ねて４段スキューとしても、第１実施形態と同様のトルクリップル低減効果を得ることができる。また、各ティース先端面のうち、延伸部７７の第１仮想面Ｃ１からのずれ角度が等しく且つずれ方向が互いに反対であるもの同士の軸方向長さの比を「５０：５０」とすることができる。 As described above, even if the core forming portions 541 and 542 in the first embodiment are stacked to form a four-stage skew, the same torque ripple reduction effect as in the first embodiment can be obtained. Further, among the tip surfaces of the teeth, the ratio of the axial lengths of the stretched portions 77 having the same deviation angle from the first virtual surface C1 and the deviation directions opposite to each other is set to "50:50". Can be done.

［第４実施形態］
第４実施形態では、図１７に示すように、ステータコア１２１は、互いに軸方向に組み合わされた４つのコア形成部１２２、１２３、１２４、１２５から構成されている。コア形成部１２２、１２４は、第１実施形態における第１コア形成部５４１と同様のものであって、積層厚さが適宜調整されている。コア形成部１２３、１２５は、第１実施形態における第２コア形成部５４２と同様のものであって、積層厚さが適宜調整されている。 [Fourth Embodiment]
In the fourth embodiment, as shown in FIG. 17, the stator core 121 is composed of four core forming portions 122, 123, 124, 125 which are combined in the axial direction with each other. The core forming portions 122 and 124 are the same as those of the first core forming portion 541 in the first embodiment, and the stacking thickness is appropriately adjusted. The core forming portions 123 and 125 are the same as those of the second core forming portion 542 in the first embodiment, and the stacking thickness is appropriately adjusted.

また、第４実施形態では、各ティース先端面８１、８２は、径方向から見て第２仮想面Ｃ２に対して線対称となるように配置されている。これにより、組付け時または作動時などにおいてロータとステータとの軸方向ずれが生じても、段スキューの構成比率を維持することができる。そのため、上記「軸方向ずれ」によりトルクリップル低減効果が低下することを抑制することができる。 Further, in the fourth embodiment, the tooth tip surfaces 81 and 82 are arranged so as to be line-symmetrical with respect to the second virtual surface C2 when viewed from the radial direction. As a result, even if the rotor and the stator are displaced in the axial direction during assembly or operation, the composition ratio of the step skew can be maintained. Therefore, it is possible to prevent the torque ripple reduction effect from being lowered due to the above-mentioned "axial deviation".

［第５実施形態］
第５実施形態では、図１８に示すように、ステータコア１３１は、コア形成部５４１、５４２と、それらの間に設けられているコア形成部１３２とから構成されている。コア形成部１３２は、第１スキュー形成部７８１と第２スキュー形成部７８２との間に設けられている非磁性部１３３を有している。非磁性部１３３を含めてコア形成部１３２は、例えば樹脂等の非金属またはアルミ等の非磁性金属などの非磁性材料からなる。
このように先端部１３４に非磁性部１３３を設けることにより、スキュー形成部７８１、７８２の間での磁束漏れが抑制でき、トルクリップル低減効果を向上させることができる。 [Fifth Embodiment]
In the fifth embodiment, as shown in FIG. 18, the stator core 131 is composed of core forming portions 541 and 542 and a core forming portion 132 provided between them. The core forming portion 132 has a non-magnetic portion 133 provided between the first skew forming portion 781 and the second skew forming portion 782. The core forming portion 132 including the non-magnetic portion 133 is made of a non-magnetic material such as a non-metal such as resin or a non-magnetic metal such as aluminum.
By providing the non-magnetic portion 133 on the tip portion 134 in this way, magnetic flux leakage between the skew forming portions 781 and 782 can be suppressed, and the torque ripple reduction effect can be improved.

［他の実施形態］
他の実施形態では、ステータコアは、ティースが一方向に一続きに一体化されたコアシートを巻き取りながら積層することで形成されてもよい。
他の実施形態では、ロータは、埋込磁石型に限らず、表面磁石型であってもよい。
他の実施形態では、モータは、電動パワーステアリング装置に限らず、他の装置に適用されてもよい。
他の実施形態では、ステータは、モータに限らず、発電機に用いられてもよい。
本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の形態で実施可能である。 [Other embodiments]
In another embodiment, the stator core may be formed by laminating while winding a core sheet in which teeth are continuously integrated in one direction.
In another embodiment, the rotor is not limited to the embedded magnet type, but may be a surface magnet type.
In other embodiments, the motor is not limited to the electric power steering device and may be applied to other devices.
In other embodiments, the stator is not limited to a motor and may be used in a generator.
The present invention is not limited to the above-described embodiment, and can be implemented in various forms without departing from the spirit of the invention.

３３・・・ロータ
５４、１０１、１１１、１２１、１３１・・・ステータコア
５５、５６・・・三相巻線組（多相巻線組）
６４・・・ロータコア
６５・・・磁石
７５・・・バックヨーク
７６・・・ティース
７９・・・スロット
７７・・・延伸部
７８、１３４・・・先端部
７８１、７８２、１０５・・・スキュー形成部
８１、８２、１０６・・・ティース先端面
Ｐ１、Ｐ２・・・周方向中央位置 33 ... Rotor 54, 101, 111, 121, 131 ... Stator core 55, 56 ... Three-phase winding set (multi-phase winding set)
64 ... Rotor core 65 ... Magnet 75 ... Back yoke 76 ... Teeth 79 ... Slot 77 ... Stretched part 78, 134 ... Tip part 781, 782, 105 ... Skew formation Parts 81, 82, 106 ... Teeth tip surface P1, P2 ... Circumferential center position

Claims

環状のバックヨーク（７５）、および、前記バックヨークから径方向に突き出す複数のティース（７６）を有しているステータコア（５４、１０１、１１１、１２１、１３１）と、
前記複数のティースの各々間のスロット（７９）に設けられている複数の多相巻線組（５５、５６）と、
前記ティースに対向するように設けられ、ロータコア（６４）、および、放射状に配置され前記ロータコアに埋め込まれた複数の磁石（６５）を有し、前記多相巻線組に通電して発生する回転磁界により前記ステータコアに対して相対回転するロータ（３３）と、
を備え、
前記複数の多相巻線組の各々間には、電気角にて最大でθ１の位相差が与えられ、
前記ティースは、径方向へ延びている延伸部（７７）、および、前記延伸部に対して前記ロータ側に設けられている先端部（７８、１３４）を有しており、
前記先端部は、軸方向へ並ぶ複数のスキュー形成部（７８１、７８２、１０５）を有しており、
前記ロータに対向する前記スキュー形成部の面をティース先端面（８１、８２、１０６）とすると、
前記複数のスキュー形成部の各々の前記ティース先端面の周方向中央位置（Ｐ１、Ｐ２）は、周方向に電気角にて最大でθ２ずれており、
θ２＜θ１
であり、
前記磁石の径方向外側の辺における周方向両端の中心角である磁気的なｄ軸開口角度をθ３とし、周方向に隣接する前記磁石同士の間に形成される前記ロータコアの磁路の中心角である磁気的なｑ軸開口角度をθ４とすると、
θ４＜θ３
である回転電機。 An annular back yoke (75) and a stator core (54, 101, 111, 121, 131) having a plurality of teeth (76) protruding radially from the back yoke.
A plurality of polyphase winding sets (55, 56) provided in a slot (79) between each of the plurality of teeth, and a plurality of polyphase winding sets (55, 56).
It has a rotor core (64) provided so as to face the teeth, and a plurality of magnets (65) arranged radially and embedded in the rotor core, and rotation generated by energizing the polyphase winding set. A rotor (33) that rotates relative to the stator core due to a magnetic field, and
Equipped with
A phase difference of maximum θ1 is given in terms of electrical angle between each of the plurality of polyphase winding sets.
The tooth has a stretched portion (77) extending in the radial direction and a tip portion (78, 134) provided on the rotor side with respect to the stretched portion.
The tip portion has a plurality of skew forming portions (781, 782, 105) arranged in the axial direction.
Assuming that the surface of the skew forming portion facing the rotor is the tooth tip surface (81, 82, 106),
The center positions (P1, P2) in the circumferential direction of the tip surface of the teeth of each of the plurality of skew forming portions are displaced by a maximum of θ2 in the electrical angle in the circumferential direction.
θ2 <θ1
And
The magnetic d-axis opening angle, which is the central angle of both ends in the circumferential direction on the outer side in the radial direction of the magnet, is set to θ3, and the central angle of the magnetic path of the rotor core formed between the magnets adjacent to each other in the circumferential direction. If the magnetic q-axis opening angle is θ4,
θ4 <θ3
The rotary electric machine that is.

θ２＜θ４＜θ１＜θ３
である請求項１に記載の回転電機。 θ2 <θ4 <θ1 <θ3
The rotary electric machine according to claim 1.

前記ｄ軸開口角度および前記ｑ軸開口角度は、電気角で、
１２０°≦θ３≦１３０°
１９°≦θ４≦２５°
である請求項１または２に記載の回転電機。 The d-axis opening angle and the q-axis opening angle are electric angles.
120 ° ≤ θ3 ≤ 130 °
19 ° ≤ θ4 ≤ 25 °
The rotary electric machine according to claim 1 or 2.

前記スキュー形成部の径方向長さをｈとし、前記延伸部の前記先端部側の一端部の最小幅をＷ１とし、前記ティース先端面の幅をＷ２とすると、
ｈ≧０．６Ｗ１
Ｗ２＞Ｗ１
である請求項１～３のいずれか一項に記載の回転電機。 Assuming that the radial length of the skew forming portion is h, the minimum width of one end of the stretched portion on the tip end side is W1, and the width of the tooth tip surface is W2.
h ≧ 0.6W1
W2> W1
The rotary electric machine according to any one of claims 1 to 3.

前記複数のスキュー形成部のうち、前記ティース先端面の全面が前記延伸部の周方向一方側の側面（８３）に対して周方向他方側に位置しているものを、第１スキュー形成部とすると、
前記第１スキュー形成部は、前記延伸部側の位置で当該延伸部よりも周方向一方側に突き出す第１突起（８４）を有しており、
前記複数のスキュー形成部のうち、前記ティース先端面の全面が前記延伸部の周方向他方側の側面（８５）に対して周方向一方側に位置しているものを、第２スキュー形成部とすると、
前記第２スキュー形成部は、前記延伸部側の位置で当該延伸部よりも周方向他方側に突き出す第２突起（８６）を有している請求項１～４のいずれか一項に記載の回転電機。 Of the plurality of skew forming portions, the one in which the entire surface of the tip surface of the teeth is located on the other side in the circumferential direction with respect to the side surface (83) on one side in the circumferential direction of the stretched portion is referred to as the first skew forming portion. Then,
The first skew forming portion has a first protrusion (84) protruding to one side in the circumferential direction from the stretched portion at a position on the stretched portion side.
Of the plurality of skew forming portions, the one in which the entire surface of the tip surface of the teeth is located on one side in the circumferential direction with respect to the side surface (85) on the other side in the circumferential direction of the stretched portion is referred to as the second skew forming portion. Then,
The second skew forming portion according to any one of claims 1 to 4, wherein the second skew forming portion has a second protrusion (86) protruding from the stretched portion to the other side in the circumferential direction at a position on the stretched portion side. Rotating electric machine.

前記第１スキュー形成部は、前記延伸部に対して周方向他方側に突出している部分のうち、前記スロット側の角が取れた形状になっており、
前記第２スキュー形成部は、前記延伸部に対して周方向一方側に突出している部分のうち、前記スロット側の角が取れた形状になっている請求項５に記載の回転電機。 The first skew forming portion has a shape in which the corner on the slot side is removed from the portion protruding to the other side in the circumferential direction with respect to the stretched portion.
The rotary electric machine according to claim 5, wherein the second skew forming portion has a shape in which a corner on the slot side is removed from a portion protruding on one side in the circumferential direction with respect to the stretched portion.

前記スキュー形成部は磁性材料からなり、
前記先端部は、前記複数のスキュー形成部の各々間に設けられている非磁性部（１３３）をさらに有している請求項１～６のいずれか一項に記載の回転電機。 The skew forming portion is made of a magnetic material and is made of a magnetic material.
The rotary electric machine according to any one of claims 1 to 6, wherein the tip portion further has a non-magnetic portion (133) provided between each of the plurality of skew forming portions.

前記ステータコアのうち少なくとも前記複数のスキュー形成部を含む部分は、Ｓｉ当量０．１％以下の鋼板からなる請求項１～７のいずれか一項に記載の回転電機。 The rotary electric machine according to any one of claims 1 to 7, wherein the portion of the stator core including at least the plurality of skew forming portions is made of a steel plate having a Si equivalent of 0.1% or less.

前記ステータコアのうち少なくとも前記複数のスキュー形成部を含む部分は、板厚０．３５ｍｍ以上の鋼板からなる請求項１～８のいずれか一項に記載の回転電機。 The rotary electric machine according to any one of claims 1 to 8, wherein the portion of the stator core including at least the plurality of skew forming portions is made of a steel plate having a plate thickness of 0.35 mm or more.

前記ステータコアのうち少なくとも前記複数のスキュー形成部を含む部分は、焼なまり未処理の鋼板からなる請求項１～９のいずれか一項に記載の回転電機。 The rotary electric machine according to any one of claims 1 to 9, wherein the portion of the stator core including at least the plurality of skew forming portions is made of a steel plate that has not been tempered.

前記複数のスキュー形成部の各々の前記ティース先端面のうち、前記延伸部の周方向中心からのずれ角度が等しく且つずれ方向が互いに反対であるもの同士の軸方向長さの比は「５０：５０」である請求項１～１０のいずれか一項に記載の回転電機。 Among the tooth tip surfaces of each of the plurality of skew forming portions, the ratio of the axial lengths of the stretched portions having the same deviation angle from the circumferential center and opposite deviation directions is "50: 50 ”is the rotary electric machine according to any one of claims 1 to 10.

各前記ティース先端面は、径方向から見て点対称となるように配置されている請求項１１に記載の回転電機。 The rotary electric machine according to claim 11, wherein each tooth tip surface is arranged so as to be point-symmetrical when viewed from the radial direction.

各前記ティース先端面は、径方向から見て前記先端部の軸方向中央に対して線対称となるように配置されている請求項１～１１のいずれか一項に記載の回転電機。 The rotary electric machine according to any one of claims 1 to 11, wherein each tooth tip surface is arranged so as to be line-symmetrical with respect to the axial center of the tip portion when viewed from the radial direction.

前記ロータの軸方向長さは、前記ステータコアのうち各前記ティース先端面を合わせた部分の軸方向長さよりも長い請求項１２または１３に記載の回転電機。 The rotary electric machine according to claim 12, wherein the axial length of the rotor is longer than the axial length of the portion of the stator core in which the tip surfaces of the teeth are combined.