JP2020162191A5 - - Google Patents

Description

モータ１０００は、図１（ｂ）に示すように、概略円環状のステータ１００を、円盤状の２つのロータ２００が軸方向から挟むように面対向して配置された所謂ダブルロータ型のアキシャルギャップ型回転電機である。ステータ１００には、複数（本実施形態では１２個）のコアメンバ１０１がシャフト５００を中心として環状に配列されている。各コアメンバ１０１は、両端面が台形の柱体であるコア１１０と、コア１１０の側面を被覆する筒状のボビン（図示せず）と、ボビンを介してコア１１０の側面に巻き回されたコイル１２０とを備える。環状に配列された１２個のコアメンバ１０１の夫々は、ハウジング３００内に樹脂１３０によって一体的にモールド加工され、１つのステータ１００に成形されている。コア１１０の軸方向端面は円環状の配列しやすいように、径方向外側の周方向幅が径方向内側の周方向幅より長いものであれば台形に限ったものではない。詳細は第２実施形態で述べるが、例えば、台形以外に、三角形や台形の下底側の一部を切り落としたような多角形でも構わない。本明細書ではこれらの形状を総称して概略台形と記す。

また、複数の保持部材２３０のそれぞれは、永久磁石２１０の周方向側面に沿った形状を備える。具体的には、径方向外側に向かって周方向長さが一定である周方向等幅部２３２と周方向等幅部２３２から径方向外側に向かって周方向長さがテーパ状に拡大する周方向拡大部２３１からなる。すなわち、本実施形態の保持部材２３０は基台２２０の径方向における長さが基台２２０の径方向の内側から外側に向かって一定に保持された後にテーパ状に拡大する形状を有している。

また、上述の説明で用いた保持部材２３０は複数個に分割されているが、保持部材２３０とそれを一体化する保持部材基台２３３とを備える保持部材としても構わない。例えば、基台２２０に周方向に配置した永久磁石２１０（図１（ｄ））を、図１（ｅ）に示すように保持部材２３０と一体として成形された保持部材基台２３３が永久磁石２１０の表面を覆うようにしても良い。保持部材基台２３３で永久磁石２１０の表面を覆うことで、永久磁石２１０を保護し、局所的な脱離などを防ぐことができる。或いは、保持部材基台を、環状に配置された複数の永久磁石２１０の内側（軸心側）に円環状に形成し、８本の突起状の保持部材２３０が保持部材基台から径方向外側へ延伸する形状としても構わない（図示せず）。或いは、環状に配置された複数の永久磁石２１０の外側に円環状の保持部材基台を設け、保持部材基台から径方向内側へ８本の保持部材２３０が延伸する形状でも構わない。この場合、永久磁石２１０の材質は、フェライトやネオジムの焼結磁石であってもよい。また、保持部材２３０を基台２２０に固定する方法は、基台２２０と一体としてモールド樹脂成形する方法だけでなく、接着剤による接着などを用いてもよい。

また、図２（ａ）に示すように台形部２１１３の一方の脚は、ロータ２００の周方向で隣接する他のコア２１１０の台形部２１１３の脚と略平行になっている。また、矩形部２１１４において向かい合う２つの短辺はストレート部２１１２を形成している。また、コア２１１０は、電磁鋼板や鉄基アモルファス金属、ナノ結晶などの矩形状の薄板磁性体をロータ２００の径方向に積層することにより形成されている。なお、この積層形状は、第１実施形態のコア１１０についても同様で、コア２１１０とコア１１０の相違は矩形部２１１４の有無となる。

なお、ネジ３２４０を保持部材３２３０の孔３２３１に挿入し、基台３２２０に形成されたネジ穴３２２１にネジ３２４０を螺合することにより、保持部材３２３０と基台３２２０は締結されている例を示したが他の固着具により保持部材３２３０と基台３２２０を締結してもよい。例えば、保持部材と基台に設けられた穴に液状の樹脂を注ぎ、熱硬化等の処理によって内部で硬化させて保持部材３２３０と基台３２２０を締結してもよい。また、保持部材と基台に設けられた穴に樹脂製等のリベットを差し込んでかしめることにより保持部材３２３０と基台３２２０を締結してもよい。

また、永久磁石３２１０の軸方向縮小部３２１２と保持部材３２３０の軸方向拡大部３２３２はテーパ形状であるため、作りやすく壊れにくい。また、永久磁石３２１０の軸方向縮小部３２１２と保持部材３２３０の軸方向拡大部３２３２はテーパ面で面接触するため、壊れにくい。また、保持部材３２３０がネジ３２４０により機械的に基台３２２０と締結されている。そのため、径方向、周方向、軸方向に永久磁石３２１０は強固に保持される。したがって、本実施形態は、永久磁石３２１０の保持強度を向上させることができる。

また、図５（ｂ）に示すように、保持部材５２３０には、基台５２２０の径方向の内側と外側にそれぞれ孔５２３１が設けられており、この２つの孔５２３１のそれぞれにネジ５２４０を挿入し、基台５２２０に形成されたネジ穴５２２１にネジ５２４０を螺合することにより、複数の保持部材５２３０は基台５２２０に固定されている。このことにより、低導電部材５２３３を溝５２２２に保持することができる。

また、低導電部材５２２３は、保持部材５２３０を基台５２２０に固定することにより溝５２２２に保持されている。そのため、コストを抑制できる。特に低導電部材５２３３を構成するロールの端面は、薄板の積層面になるため、接着材の塗布が難しく、安定した固定が難しい。しかし、本実施形態によれば接着が不要となり、低導電部材５２３３を確実に保持することができる。なお、低導電部材５２２３は径方向に流れる渦電流に対して抵抗率が増加するものであれば、圧粉磁心のような非積層体で構成してもよい。或いは、１枚の磁性体を巻回したものではなく、直径の異なる環状の箔帯をバームクーヘンのような同心円状に複数並べて径方向に積層した積層体でも構わない。

なお、本実施形態では、１極分の永久磁石６２１０に４箇所の凸部６２１５を設けた例を示したが、凸部６２１５は少なくとも１箇所あればよい。また、保持部材３２３０に凸部を設け、基台６２２０に対応する凹部を設けてもよい。

１０００，２０００，３０００，４０００，５０００，６０００…アキシャルギャップ型回転電機（モータ）、１００…ステータ、１１０，２１１０…コア、１２０…コイル、１３０…樹脂、２００，２２００，３２００，４２００，５２００，６２００…ロータ、２１０，３２１０，６２１０…永久磁石、２１１…周方向縮小部、３２１２…軸方向縮小部、２２０，３２２０，４２２０，５２２０，６２２０…基台、４２２２…鍔部、５２２３…低導電部材、２３０，３２３０，５２３０…保持部材、２３１…周方向拡大部、３２３２…軸方向拡大部、Ｄ…永久磁石間の距離（極間）

Claims (15)

1. 固定子と、回転子が前記回転子の中心軸方向に沿って設けられたギャップを介して対向するアキシャルギャップ型回転電機において、
   前記回転子は、円盤状の基台と、前記固定子と対向する前記基台の円盤面上に前記基台の周方向に沿って配置された複数の永久磁石と、前記複数の永久磁石の間にそれぞれ配置され前記複数の永久磁石を保持する複数の保持部と、を有し、
   前記複数の永久磁石は、それぞれ、前記基台の径方向の外側に向かうにつれて周方向における長さが縮小する周方向縮小部を有し、
   前記複数の保持部は、それぞれ、前記基台の径方向の外側に向かって前記基台の周方向における長さが拡大する周方向拡大部を有し、
   前記複数の保持部のうち前記基台の周方向に並んで配置された２つの保持部の前記周方向拡大部が、それぞれ、前記複数の永久磁石のうち前記２つの保持部の間に配置された１つの永久磁石の前記周方向縮小部と接触していること
   を特徴とするアキシャルギャップ型回転電機。
2. 請求項１に記載のアキシャルギャップ型回転電機であって、
   前記周方向拡大部と前記周方向縮小部が、テーパ形状であること、
   を特徴とするアキシャルギャップ型回転電機。
3. 請求項１に記載のアキシャルギャップ型回転電機であって、
   前記周方向縮小部が、前記永久磁石における前記基台の径方向の外側に設けられ、
   前記周方向拡大部が、前記保持部における前記基台の径方向の外側に設けられていること、
   を特徴とするアキシャルギャップ型回転電機。
4. 請求項１に記載のアキシャルギャップ型回転電機であって、
   前記固定子には、コイルを巻回した複数のコアが環状に配列され、
   前記複数のコアにおける前記回転子に対向する面の形状が、それぞれ、前記固定子の周方向における長さが前記固定子の径方向の外側に向かって大きくなる台形の台形部と、前記固定子の周方向における長さが前記台形の底辺と同一な辺を有する矩形部とを合わせた形状であること、
   を特徴とするアキシャルギャップ型回転電機。
5. 請求項１に記載のアキシャルギャップ型回転電機であって、
   前記複数の保持部には、それぞれ、前記基台の軸方向において前記固定子側に向かって、前記基台の周方向における長さが拡大する軸方向拡大部が設けられ、
   前記複数の磁石には、それぞれ、前記基台の軸方向において前記固定子側に向かって、前記基台の周方向おける長さが縮小する軸方向縮小部が設けられ、
   前記複数の保持部のうち前記基台の周方向に並んで配置された２つの保持部の前記軸方向拡大部が、それぞれ、前記複数の磁石のうち前記２つの保持部の間に配置された１つの磁石の前記軸方向縮小部と接触していること、
   を特徴とするアキシャルギャップ型回転電機。
6. 請求項５に記載のアキシャルギャップ型回転電機であって、
   前記軸方向拡大部と前記軸方向縮小部が、テーパ形状であること、
   を特徴とするアキシャルギャップ型回転電機。
7. 請求項１に記載のアキシャルギャップ型回転電機であって、
   前記保持部がモールド樹脂により成形されていること、
   を特徴とするアキシャルギャップ型回転電機。
8. 請求項７に記載のアキシャルギャップ型回転電機であって、
   前記保持部が前記永久磁石を覆っていること、
   を特徴とするアキシャルギャップ型回転電機。
9. 請求項１に記載のアキシャルギャップ型回転電機であって、
   前記保持部が保持部材により形成され、
   前記保持部材を前記基台に固定させる固定構造を有する、
   を特徴とするアキシャルギャップ型回転電機。
10. 請求項１に記載のアキシャルギャップ型回転電機であって、
    前記基台の外周部から前記回転子の回転軸方向に沿って突出し、前記永久磁石の外周の少なくとも一部と接触する鍔部が前記基台に設けられていること、
    を特徴とするアキシャルギャップ型回転電機。
11. 請求項１０に記載のアキシャルギャップ型回転電機であって、
    前記保持部の外周の少なくとも一部と前記鍔部の内周の少なくとも一部が接触すること、
    を特徴とするアキシャルギャップ型回転電機。
12. 請求項１に記載のアキシャルギャップ型回転電機であって、
    前記基台より導電率の低い低導電部材が、前記基台と前記永久磁石の間に配置されていること、
    を特徴とするアキシャルギャップ型回転電機。
13. 請求項１に記載のアキシャルギャップ型回転電機であって、
    前記複数の磁石と前記基台とが接触するそれぞれの面に、前記複数の磁石を前記基台に固定する固定構造が設けられていること、
    を特徴とするアキシャルギャップ型回転電機。
14. 請求項１３に記載のアキシャルギャップ型回転電機であって、
    前記固定構造は、
    前記複数の磁石のそれぞれに設けられた少なくとも１つの凸部と、前記基台に設けられ前記複数の凸部に嵌合される複数の凹部であること、
    を特徴とするアキシャルギャップ型回転電機。
15. コアと、コア周囲に巻き回されるコイルと、を環状に配置してなる固定子と、
    前記固定子の軸方向端面にギャップを介して対向する回転子と、を備え、
    前記回転子が、基台と前記基台の前記固定子側端面に環状に配置された複数の磁石と、を有し、
    前記磁石が、径方向外側に向かって周方向幅が拡大する周方向拡大部と、前記周方向拡大部から径方向外側に向かって周方向幅が減少する周方向縮小部と、を有し
    複数の前記磁石の間には、前記磁石の周方向側面と接触する保持部材を有するアキシャルギャップ型回転電機。