CN106716793B - 具备包含圆筒线圈的定子的无铁心旋转电力机构及其冷却方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及以小型化为目标的高功能的旋转电力机构，挑战因铜损和磁性体所产生的涡电流而引起的发热导致的旋转电力机构内部的温度上升而效率η恶化等难以避免的技术课题。上述技术课题通过如下方式构成而得以解决：使与配备于形成配置圆筒线圈的一个端面的气隙的外侧圆筒空路形成体和内侧圆筒空路形成体的磁铁(4)一起一体化的连结固定于贯穿盖型固定件的驱动轴的帽型安装的转子(3)与固定利用导电性金属片的层叠体结构成型为圆筒形的能够通电的无铁心的圆筒线圈的一个端面，旋转自如地连结于驱动轴的盖型固定件的定子(2)对置，向形成于圆筒线圈的内周面的空隙送入或吸入制冷剂或冷却用空气，将配置于气隙的圆筒线圈的内周面和外周面直接冷却。

Description

具备包含圆筒线圈的定子的无铁心旋转电力机构及其冷却 方法
技术领域
本发明涉及具备包含圆筒线圈的定子的无铁心旋转电力机构及其冷却方法。更具体而言，涉及由包含利用导电性金属片材的层叠体结构而成型为圆筒形的圆筒线圈的定子和夹着圆筒线圈形成气隙的转子构成的无铁心旋转电力机构以及用于将包含该无铁心旋转电力机构的圆筒线圈的气隙冷却的冷却方法。
背景技术
电动马达是将电能转换成动能的装置。其大致分为DC马达和AC马达，根据定子(Stator)与转子(Rotor)的配置关系分为内转子型和外转子型，此外也分为绕组励磁型和永磁铁型，在任一情况下，均包括利用定子使磁场的方向旋转而对转子带来影响而使转子旋转的所谓的旋转磁场。
在由包含圆筒线圈的定子和夹着圆筒线圈形成气隙的转子构成的旋转磁场型马达中，公知由于通电，引起因圆筒线圈的电阻(铜损)而带来的发热、因圆筒线圈、形成气隙的导体的内轭体和外轭体等产生的涡电流而带来的发热、因铁心的迟滞现象而带来的发热。也公知将该磁能转换成热能的铜损、迟滞损耗是难以避免的技术课题。
针对伴随着这种技术课题的对电动马达的输出、效率带来的影响，另外针对由于将配备在构成转子的内轭体的外周面和/或外轭体的内周面的永磁铁加热而导致的其保磁力恶化等技术课题，进行了截至目前为止的向电动马达的内部通入空气等将绕线的线圈表面冷却的尝试等，但尚未根本解决课题。本发明是挑战这种技术课题而开发出来的具备包含圆筒线圈的定子的无铁心旋转电力机构及其冷却方法。
在日本特开2012-16218号公报(专利文献1)中记载有无铁心型线圈的轮内马达。具体而言，该电动马达以如下方式构成：构成使与轮(wheel)一体化的圆筒形状的外轭体和在其与该外轭体之间形成气隙的圆筒形状的内轭体旋转自如地安装于固定轴的转子，构成将配置于该气隙的圆筒形状的线圈体连结固定于固定轴的定子，使配备于构成转子的外轭体的内周面的永磁铁的磁铁对置配置于构成定子的线圈体的外周面。
在日本特开2012-30786公报(专利文献2)中记载了具有与专利文献1记载的转子和定子同样结构的无铁心型线圈的轮内马达。专利文献2中记载的电动马达还包括在形成于转子的内轭体的内周面的空间固定于该内轭体的制动单元。
在专利文献1中没有针对将使电动马达动作时产生的发热冷却的单元的记载，专利文献2中记载的电动马达中还记载有使固定于外轭体的轮的端面相对于定子开放，将其作为通气孔使马达内与外部空气连通，将由内轭体的内表面和轮内表面形成的马达内的空间冷却的单元。虽然该通气孔是使形成于圆筒形的内轭体的内周面的该空间与外部空气连通，并且用于缓和由制动器产生的摩擦热的冷却单元，但其意图并不是像后述的本发明特征那样将由线圈体和两轭形成的气隙直接冷却。
在日本专利2657192号说明书(专利文献3)中记载有线性直流无刷马达，该电动马达是由配备了相对于固定电枢移动的励磁磁铁的动子构成的线性马达，不是作为本发明对象的旋转磁场型马达。
虽然是线性马达，但在固定电枢穿设有空气供给通路，具有“从空气供给通路向电枢线圈直接吹空气，将电枢线圈冷却，并且定子磁轭本身相对于磁铁磁轭也冷却的结构”。其中，该固定电枢由定子磁轭构成，所述定子磁轭是在印刷布线基板上顺着移动子的移动方向并排粘贴多个绕线有多匝导线而形成的矩形的空心型线圈而成，即使直接向电枢线圈吹空气，也无法没有死角地冷却多匝绕线成的导线。
在日本特开2006-246678号公报(专利文献4)中记载有外转子型的轮内马达。该电动马达在空心车轴由定子侧六极、转子侧四极的凸极铁心构成的SR马达中，记载有将安装于定子侧六极的导线绕线多匝而形成的线圈的冷却单元。
该冷却单元是通过将流入通路和排气通路介由隔壁设置于空心车轴，利用流入通路向线圈提供空气，利用排气通路将与线圈接触的空气排出到定子外，由此，专利文献4提示了形成有将对发热的线圈进行冷却的空气排出的路径的轮内马达。其中，其与专利文献3同样，即使直接向线圈吹空气，空气也仅吹到绕线多匝而成的导线的露出面，无法没有死角地将绕线成的导线冷却。
在日本专利第3494056号公报(专利文献5)中记载了外转子型磁铁发电机，所述外转子型磁铁发电机由在环状的定子铁心卷装了线圈的定子和在覆盖该定子的外周的筒部的内周面支承永磁铁的外轭体构成的转子构成，在旋转自如地连结该定子的旋转轴固定该转子。
该电动马达在支承旋转自如地连结到该旋转轴的定子的平板上设置通风口，为了将卷装于定子铁心的线圈和永磁铁的内表面冷却，包括使该通风口与设置于转子的底部的通风口连通，使该转子旋转而从平板的通风口引入空气，从转子的通风口吸出，将其进一步吹向转子的筒部，再将永磁铁通入筒部而冷却的单元。
在日本实开平5-22133号公报(专利文献6)中记载了强制冷却电动车用的外转子型轮内马达的内部的冷却单元。该电动马达包括如下冷却单元，所述冷却单元直接介由过滤器，利用与中空轴连通的冷却风扇从该中空轴的通气口向定子内部引入外部空气，再从分隔板的排气口排出经过了定子的绕线和转子的内表面的空气。
在美国专利6873085号说明书(专利文献7)中记载了包含固定电枢的无铁心型线圈马达和配置于旋转电枢的成型为圆筒形状的圆筒线圈。其中，该电动马达虽然在由外轭体以及内轭体形成的空隙配备有圆筒线圈，但并不具有用于将它们冷却的单元。
在日本专利第3704044号公报(专利文献8)中记载了包含圆筒形的线圈体的DC马达用无铁心电枢，所述圆筒形的线圈体是根据生成利用绝缘材料聚酰胺相互分离的一系列大致平行的导电体的图案进行加工而成的。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2012-16218号公报
专利文献2：日本特开2012-30786公报
专利文献3：日本专利2657192号说明书
专利文献4：日本特开2006-246678号公报
专利文献5：日本专利第3494056号公报
专利文献6：日本实开平5-22133号公报
专利文献7：美国专利US6873085B2说明书
专利文献8：日本专利第3704044号公报
非专利文献
非专利文献1：《史上最强彩色图解了解所有最新马达技术的书》红津观监修枣出版企画株式会社(2013年7月20日发行)
发明内容
技术问题
在由包含圆筒线圈的定子和形成配置有圆筒线圈的气隙的转子构成的无铁心旋转电力机构中，发现由于圆筒线圈的铜损和导体所产生的涡电流导致的发热而引起的马达内部的温度上升使电动马达的效率η恶化等是存在于电动马达内部难以避免的技术课题，因此，即便迄今为止提出了各种解决方案，也尚未彻底解决上述课题。本发明人等大胆挑战了这些技术课题，开发了具备包含本发明的圆筒线圈的定子的无铁心旋转电力机构。
技术方案
本发明的技术课题能够通过如下结构得以解决，使帽型固定件的转子3与盖型固定件的定子2对置，向形成于圆筒线圈的内周面的空隙送入或吸入制冷剂或冷却用空气，直接冷却配置于气隙的圆筒线圈的内周面和外周面，进而直接冷却配备于气隙的磁铁4，所述盖型固定件的定子2固定由导电性金属片材的层叠体结构成型为圆筒形的能够通电的无铁心的圆筒线圈的一个端面，并且旋转自如地连结到驱动轴，所述帽型固定件的转子3与配备于形成配置圆筒线圈的一个端面的气隙的外侧和内侧的圆筒空路形成体的磁铁4一起被一体化。
本发明的第一方式涉及一种无铁心旋转电力机构10，如图1和图2所示，包括：定子2，其将驱动轴100旋转自如地连结到盖型固定件300的中心部310，所述盖型固定件300固定利用介由在长度方向分开多个的线状部和绝缘层重叠形成的导电性金属片材的层叠体结构而成型为圆筒形的能够通电的无铁心的圆筒线圈200的一个端面201；转子3，其相对于位于盖型固定件300的对极的帽型固定件400以残留间隙地封闭圆筒线圈200的另一端面202的方式，且在与帽型固定件400一体化形成的内侧圆筒空路形成体500和外侧圆筒空路形成体600之间形成气隙的第一空隙40配置圆筒线圈200的方式构成，并且贯穿盖型固定件300的中心部310的驱动轴100连结固定到帽型固定件400的中心部410，在第一空隙40，在外侧圆筒空路形成体600的内周面和/或内侧圆筒空路形成体500的外周面配备有磁铁4；形成在内侧圆筒空路形成体500和外侧圆筒空路形成体600的一个端面530、630与盖型固定件300之间的位于圆筒线圈200的内周侧210的第二空隙20和位于圆筒线圈200的外周侧220的第三空隙30。
此外，无铁心旋转电力机构10的特征在于，以如下方式构成，如图1所示，在第二空隙20设有送入或吸入制冷剂或冷却用空气80的单元，该制冷剂或冷却用空气80通过配置于第一空隙40的圆筒线圈200的内侧和外侧，从第三空隙30排出。
在本发明的一个实施方式中，如图2所示，盖型固定件300能够构成为，由如下部件构成：轴承机构311，其在中心部310旋转自如地支承驱动轴100；基体312，其包含中心部310并且将圆筒线圈200的一个端面201固定成圆筒状；以及圆柱313，其从包含中心部310的基体312延伸。轴承机构311能够包含分别与基体312和圆柱313协作的轴承3110。另外，基体312包含台座314，还设置用于将被台座314支承的圆筒线圈200的一个端面201固定成圆筒状的固定板315，圆柱313贯穿固定板315的中心并延伸。
圆筒线圈200包含与一个端面201连接的导线3001，盖型固定件300还能够包括用于送入或吸入制冷剂或冷却用空气80的与第二空隙20相通的路径3200。
在本发明的一个实施方式中，如图1、图2和图3所示，帽型固定件400能够由如下部件构成：支承体411，其包含连结固定有驱动轴100的中心部410；与支承体411一体成型或分开成型并固定为一体的构成帽型固定件400的外筒的外侧圆筒空路形成体600、以及构成为内周面510形成与上述第二空隙20相通的空间540并且构成帽型固定件400的内筒的内侧圆筒空路形成体500；磁铁4，其配备于形成第一空隙40的外侧圆筒空路形成体600的内周面610和/或上述内侧圆筒空路形成体500的外周面520。
其中，磁铁4的形状可以成型为长边与配置于第一空隙40的圆筒线圈200的长度相对应，并且短边在圆筒线圈200的圆周方向隔开间隙401地沿着长度方向配备的长方体。优选沿着圆筒线圈200的长度方向的方式隔开间隙401地配备各磁铁4。
在本发明的一个实施方式中，如图1所示，帽型固定件400的支承体411还包含以与上述驱动轴100所贯穿的上述盖型固定件300的圆柱313对置的方式配置的圆筒部412，此外，还设置有用于向形成于内侧圆筒空路形成体500的内周侧510的空间540引入外部空气的通气孔430和覆盖该通气孔430的过滤器431。
由此，能够利用转子3的旋转转矩所产生转子周围的压力差向空间540引入外部空气。过滤器431的优点在于，通过与转子一体地高速旋转，从而抖去废物，不易发生堵塞。
在本发明的一个实施方式中，如图2、图3和图4所示，帽型固定件400还能够在与沿着圆筒线圈200的长度方向配备的上述磁铁4的间隙401相当的内侧圆筒空路形成体500的位置设置内侧排气孔560和/或在外侧圆筒空路形成体600的位置设置外侧排气孔660。
在本发明的一个实施方式中，如图5所示，定子2还可以包含具有保护外套900的外装体9，保护外套900的一个端面901支承在盖型固定件300，并且其内径比外侧圆筒空路形成体600的内径大，外装体9还可以在外装体9的一部分设置通气孔910、用于使从第一空隙40排出的制冷剂或冷却用空气80排出的排出孔90和导线3001的取出口902。
在本发明的一个实施方式中，如图6所示，贯穿盖型固定件300和帽型固定件400的区域的驱动轴100形成有中空体1100，贯穿盖型固定件300的区域的驱动轴100的中空体1100包括接受制冷剂或冷却用空气80的接受口1110，贯穿帽型固定件400的区域的驱动轴100的中空体1100包括排出制冷剂或冷却用空气80的排出口1120，接受口1110能够与盖型固定件300的路径3200连通，排出口1120能够与通往第二空隙20的空间540连通。由此，不仅能够冷却第二空隙20，还能够冷却该无铁心旋转电力机构的整个内部。
在本发明的一个实施方式中，如图7所示，还设置有水车型的嵌装固定于外侧圆筒空路形成体600的多叶离心风扇旋转体2000，多叶离心风扇旋转体2000具有与第三空隙30和外侧排气孔660相对应的宽度，并且由两个圆板2100和朝向圆板2100的轴心并悬架于两个圆板2100的多个叶片板2200构成，由此，能够进一步增加制冷剂或冷却用空气80向第一空隙40内的流量，提高冷却效果。
在本发明的一个实施方式中，圆筒线圈200成型为厚度5mm以下的层叠体结构，内侧圆筒空路形成体500和外侧圆筒空路形成体600可以由磁性体磁轭或陶瓷制或耐热性树脂制中的任一种成型而成。
本发明的第二方式如图1、图2和图3所示，涉及一种无铁心旋转电力机构10的冷却方法。即，本发明提供一种无铁心旋转电力机构10的冷却方法，所述无铁心旋转电力机构10包含：定子2，其使驱动轴100旋转自如地连结到盖型固定件300的中心部310，所述盖型固定件300固定利用在长度方向分开多个的线状部和介由绝缘层重叠形成的导电性金属片材的层叠体结构而成型为圆筒形的能够通电的无铁心的圆筒线圈200的一个端面201；转子3，其相对于位于盖型固定件300的对极的帽型固定件400以残留间隙地封闭圆筒线圈200的另一端面202的方式，且在与帽型固定件400一体化形成的内侧圆筒空路形成体500和外侧圆筒空路形成体600之间形成气隙的第一空隙40配置圆筒线圈200的方式构成，并且贯穿盖型固定件300的中心部310的驱动轴100连结固定到帽型固定件400的中心部410，在第一空隙40，在外侧圆筒空路形成体600的内周面和/或内侧圆筒空路形成体500的外周面配备有磁铁4；以及形成在内侧圆筒空路形成体500和外侧圆筒空路形成体600的一个端面530、630与盖型固定件300之间的位于圆筒线圈200的内周侧210的第二空隙20和位于圆筒线圈200的外周侧220的第三空隙30。
本方法包括：通过对圆筒线圈200通电使转子3动作的步骤；向第二空隙20送入或吸入制冷剂或冷却用空气80的步骤；制冷剂或冷却用空气80直接冷却圆筒线圈200的两面的步骤；以及从无铁心旋转电力机构10排出在第一空隙40中流通的制冷剂或冷却用空气80的步骤。
在本发明的一个实施方式中，如图1所示，盖型固定件300还包含与位于圆筒线圈200的内周侧210的第二空隙20相通的路径3200，本方法还能够包括从路径3200向第二空隙20送入或吸入制冷剂或冷却用空气80的步骤。
在本发明的一个实施方式中，对于帽型固定件400而言，在帽型固定件400设置用于向形成于内侧圆筒空路形成体500的内周侧510的空间540引入外部空气引入的通气孔430和覆盖该通气孔430的过滤器431，由此，本方法还包括利用转子3的旋转转矩所产生的转子周围的压力差引入外部空气，同时将向第一空隙40送入的制冷剂或冷却用空气80吸引到第一空隙40中的步骤，由此，能够进一步提高无铁心旋转电力机构10的内部冷却。
在本发明的一个实施方式中，如图5所示，定子2还能够包含具有保护外套900的外装体9，保护外套900的一个端面201支承在盖型固定件300，并且其内径比外侧圆筒空路形成体600大，对于外装体9而言，在外装体9的一部分设置通气孔910和排出孔90，由此，本方法还能够包括使从第一空隙40排出的制冷剂或冷却用空气80从排出孔90排出的步骤。
在本发明的一个实施方式中，如图6所示，使贯穿盖型固定件300和帽型固定件400的区域的驱动轴100形成中空体1100，贯穿盖型固定件300的区域的驱动轴100的中空体1100包括接受制冷剂或冷却用空气80的与盖型固定件300的路径3200连通的接受口1110，贯穿帽型固定件400的区域的驱动轴100的中空体1100包括排出制冷剂或冷却用空气80的与通往第二空隙20的空间540连通的排出口1120，由此，本方法还能够包括使制冷剂或冷却用空气80经由接受口1110，并从排出口1120向与第二空隙20相通的空间540排出的步骤，这样，能够冷却该无铁心旋转电力机构的整个内部。
在本发明的一个实施方式中，如图4、图5和图7所示，磁铁4是以使长边与配置于第一空隙40的圆筒线圈200的长度相对应，并且短边在圆筒线圈200的圆周方向隔开间隙401地沿着长度方向配备的方式成型的长方体，帽型固定件400在与隔开间隙401地沿着圆筒线圈200的长度方向配备的上述磁铁4的相当于该间隙401的内侧圆筒空路形成体500的位置还设置有内侧排气孔560和/或在外侧圆筒空路形成体600的位置还设置有外侧排气孔660，由此，本方法还能够包括利用由转子3的旋转转矩产生的转子周围的压力差使送入到第一空隙40中的制冷剂或冷却用空气80从第三空隙30和外侧排气孔660排出的步骤。
帽型固定件400如图7所示，设置有水车型的嵌装固定在外侧圆筒空路形成体600的多叶离心风扇旋转体2000，多叶离心风扇旋转体2000具有与第三空隙30和外侧排气孔660相对应的宽度，并且由两个圆板2100和朝向圆板2100的轴心并悬架于两个圆板2100的多个叶片板220构成，由此，本方法包括进一步增加由从第三空隙30和排气孔660排出制冷剂或冷却用空气80的转子3的旋转转矩产生的转子周围的压力差的步骤，能够进一步增加制冷剂或冷却用空气80向第一空隙40内的流量。
本发明的第三方式涉及一种无铁心旋转电力机构10，如图8所示，所述无铁心旋转电力机构10包含：定子2，其使驱动轴100旋转自如地连结到盖型固定件300的中心部310，所述盖型固定件300固定利用在长度方向分开多个的线状部和介由绝缘层重叠形成的导电性金属片材的层叠体结构而成型为圆筒形的能够通电的无铁心的圆筒线圈200的一个端面201；转子3，其包括连结固定到贯穿盖型固定件300的中心部310的驱动轴100的中间部110的中间固定件1000、一体地安装于上述中间固定件1000的外周面1200的内侧圆筒空路形成体500、配置于上述内侧圆筒空路形成体500的外周面520的磁铁4；第二转子5，其由包含外侧圆筒空路形成体600的帽型固定件400构成，所述外侧圆筒空路形成体600构成为，使旋转自如地连结到盖型固定件300的中心部310的驱动轴100旋转自如地连结到贯穿中间固定件1000的中心部1100的终端部120，并且所述外侧圆筒空路形成体600位于盖型固定件300的对极而在其与内侧圆筒空路形成体500之间形成配置有圆筒线圈200的气隙的第一空隙40，并且残留间隙地封闭配置于第一空隙40的圆筒线圈200的另一端面202；形成在内侧圆筒空路形成体500和外侧圆筒空路形成体600的一个端面530、630与盖型固定件300之间的位于圆筒线圈200的内周侧210的第二空隙20和位于圆筒线圈200的外周侧220的第三空隙30。
此外，无铁心旋转电力机构10的特征在于，以如下方式构成，如图8所示，在第二空隙20设有送入或吸入制冷剂或冷却用空气80的单元，该制冷剂或冷却用空气80通过配置于第一空隙40的圆筒线圈200的内侧和外侧从第三空隙30排出。
在本发明的一个实施方式中，如图8和图9所示，盖型固定件300包括：轴承机构311，其在中心部310旋转自如地支承驱动轴100；基体312，其包含中心部310并且将圆筒线圈200的一个端面201固定成圆筒状；圆柱313，其从包含中心部310的基体312延伸，轴承机构311能够包含分别与基体312和圆柱313协作的轴承3110。另外，基体312构成为包括台座314，还设有用于将被台座314支承的圆筒线圈200的一个端面201固定成圆筒状的固定板315，圆柱313贯穿固定板315的中心并延伸。
如图8和图10所示，圆筒形线圈可以包含连接到一个端面201的导线3001，盖型固定件300还能够包含与用于送入或吸入制冷剂或冷却用空气80的第二空隙20相通的路径3200。
在本发明的一个实施方式中，如图8和图9所示，帽型固定件400包含：支承体420，其包含旋转自如地连结到驱动轴100的终端部120的中心部410；轴承机构411，其在中心部410旋转自如地支承驱动轴100的终端部120；外侧圆筒空路形成体600，其与支承体420一体成型或分开成型且固定成一体并且以关闭磁路的方式发挥作用，支承体420包含外壁412和圆柱413，轴承机构411能够包含分别与外壁412和上述圆柱413协作的轴承4110。
另外，中心部1110连结固定于驱动轴100的中间部110的中间固定件1000能够构成为还包含以与驱动轴100贯穿的盖型固定件300的圆柱313对置的方式配置的圆筒部1120。
在本发明的一个实施方式中，如图8和图9所示，配置于内侧圆筒空路形成体500的外周面520的磁铁4是以使长边与配置于上述第一空隙40的圆筒线圈200的长度相对应并且短边在圆筒线圈200的圆周方向隔开间隙401地沿着长度方向成型的长方体，能够沿圆筒线圈200的长度方向的方式隔开该间隙401地配备各磁铁4。
在本发明的一个实施方式中，如图10所示，定子2还包括具有保护外套900的外装体9，该保护外套900的一个端面901支承在盖型固定件300，并且内径比外侧圆筒空路形成体600大，外装体9还能够在外装体9的一部分设置用于使从第一空隙40排出的制冷剂或冷却用空气80排出的排出孔90和导线3001的取出口902。
在本发明的一个实施方式中，外侧圆筒空路形成体600还能够在与沿着圆筒线圈200的长度方向配备的长方体的各磁铁4的间隙401相当的位置设置排气孔660。
在本发明的一个实施方式中，如图11所示，在贯穿盖型固定件300和中间固定件1000的区域的驱动轴100和该驱动轴的中间部110形成中空体1100，形成于贯穿盖型固定件300的区域的中空体1100包括接受制冷剂或冷却用空气80的接受口1110，形成于贯穿中间固定件1000的区域的中空体1110包括排出制冷剂或冷却用空气80的排出口1120，接受口1110能够与盖型固定件300的路径3200连通，排出口1120与通往第二空隙20的空间540连通，由此能够冷却该无铁心旋转电力机构的整个内部。
在本发明的一个实施方式中，圆筒线圈200成型为厚度5mm以下的层叠体结构，内侧圆筒空路形成体500和外侧圆筒空路形成体600可以由磁性体磁轭或陶瓷制或耐热合成树脂制中的任一种成型而成。
本发明的第四方式如图8和图9所示，涉及一种具备包含圆筒线圈的定子的无铁心旋转电力机构10的冷却方法。即，本发明提供一种无铁心旋转电力机构10的冷却方法，所述无铁心旋转电力机构10包括：定子2，其将驱动轴100旋转自如地连结到盖型固定件300的中心部310，所述盖型固定件300固定利用在长度方向分开多个的线状部和介由绝缘层重叠形成的导电性金属片材的层叠体结构成型为圆筒形的能够通电的无铁心的圆筒线圈200的一个端面201；转子3，其由一体地安装于与贯穿盖型固定件300的中心部310的驱动轴100的中间部110连结固定的中间固定件1000的外周面1200的内侧圆筒空路形成体500、以及配备于内侧圆筒空路形成体500的外周面520的磁铁4构成；第二转子5，其由包含外侧圆筒空路形成体600的帽型固定件400构成，所述外侧圆筒空路形成体600构成为，旋转自如地连结到盖型固定件300的中心部310的驱动轴100旋转自如地连结到贯穿中间固定件1000的中心部1100的终端部120，位于与上述盖型固定件300的对极而在其与内侧圆筒空路形成体500之间形成配置有上述圆筒线圈200的气隙的第一空隙40，并且残留间隙地封闭配置于第一空隙40的圆筒线圈200的另一端面202；以及形成在内侧圆筒空路形成体500和外侧圆筒空路形成体600的一个端面530、630与盖型固定件300之间的位于圆筒线圈200的内周侧210的第二空隙20和位于圆筒线圈的外周侧220的第三空隙30。
本方法包括：通过对圆筒线圈200通电使上述转子3动作的步骤；向第二空隙20送入或吸入制冷剂或冷却用空气80的步骤；制冷剂或冷却用空气80直接冷却圆筒线圈200的两面的步骤；以及从无铁心旋转电力机构10排出在第一空隙40中流通的制冷剂或冷却用空气80的步骤。
在本发明的一个实施方式中，如图8所示，盖型固定件300还包含与位于圆筒线圈200的内周侧210的第二空隙20相通的路径3200，本方法还能够包括从路径3200向第二空隙20送入或吸入制冷剂或冷却用空气80的步骤。
在本发明的一个实施方式中，如图10所示，定子2还包括具有保护外套900的外装体9，该保护外套900的一个端面901支承在盖型固定件300，并且内径比外侧圆筒空路形成体600大，外装体9还能够在外装体9的一部分设置有排出孔90，还可以包括使从第一空隙40排出的制冷剂或冷却用空气80从排出孔90排出的步骤。
在本发明的一个实施方式中，如图8、图9和图10所示，磁铁4是以使长边与配置于第一空隙40的圆筒线圈200的长度相对应，并且短边在圆筒线圈200的圆周方向隔开间隙401地沿着长度方向配备的方式成型的长方体，帽型固定件400在与磁铁4的各间隙401相当的外侧圆筒空路形成体600的位置设有排气孔660，所述磁铁4以隔开间隙401而沿着圆筒线圈200的长度方向的方式配备于内侧圆筒空路形成体500，由此，本方法还能够包括利用由第二转子5的旋转转矩产生的转子周围的压力差使送入或吸入第一空隙40的上述制冷剂或冷却用空气80从上述第三空隙30和上述排气孔660排出的步骤。
在本发明的一个实施方式中，如图11所示，贯穿盖型固定件300和中间固定件1000的区域的驱动轴100形成有中空体1100，贯穿盖型固定件300的区域的驱动轴100的中空体1100包括接受制冷剂或冷却用空气80的与盖型固定件300的路径3200连通的接受口1110，贯穿中间固定件1000的区域的驱动轴100的中空体1100包括与通往排出制冷剂或冷却用空气80的第二空隙20的空间540连通的排出口1120，由此，本方法还能够包括使制冷剂或冷却用空气80经由接受口1110从排出口1120向与第二空隙20相通的空间540排出的步骤，本无铁心旋转电力机构的内部也被冷却。
本发明的第五方式涉及一种无铁心旋转电力机构10，如图12所示，所述无铁心旋转电力机构10包括：定子2，其使驱动轴100旋转自如地连结到盖型固定件300的中心部310，所述盖型固定件300固定利用在长度方向分开多个的线状部和介由绝缘层重叠形成的导电性金属片材的层叠体结构而成型为圆筒形的能够通电的无铁心的圆筒线圈200的一个端面201；转子3，其由帽型固定件400构成，所述帽型固定件400包含构成为连结固定于贯穿盖型固定件300的中心部310的驱动轴100的终端部120并且位于盖型固定件300的对极而残留间隙地封闭圆筒线圈200的另一端面202的外侧圆筒空路形成体600、配备于外侧圆筒空路形成体600的内周面610的磁铁4；第二转子5，其由在盖型固定件300和帽型固定件400之间旋转自如地连结于贯穿盖型固定件300的中心部310的驱动轴100的中间部110的中间固定件1000、以及以在其与和帽型固定件400一体化的外侧圆筒空路形成体600之间形成有形成气隙的第一空隙40的方式配置并且一体地安装于中间固定件1000的外周面1200的内侧圆筒空路形成体500；以及形成在内侧圆筒空路形成体500和外侧圆筒空路形成体600的一个端面530、630与盖型固定件300之间的位于圆筒线圈200的内周侧210的第二空隙20和位于圆筒线圈200的外周侧220的第三空隙30。
此外，无铁心旋转电力机构10的特征在于，如图12所示，构成为设置向第二空隙20送入或吸入制冷剂或冷却用空气80的单元，该制冷剂或冷却用空气80通过配置于第一空隙40的圆筒线圈200的内侧和外侧，从第三空隙30排出。
在本发明的一个实施方式中，如图12和图13所示，盖型固定件300包括：轴承机构311，其在中心部310旋转自如地支承驱动轴100；基体312，其包含中心部310并且将圆筒线圈200的一个端面201固定成圆筒状；以及圆柱313，其从包含中心部310的基体312延伸。轴承机构311能够包含分别与上述基体312和圆柱313协作的轴承3110。另外，基体312包含台座314，还设置用于将被台座314支承的圆筒线圈200的一个端面201固定成圆筒状的固定板315，圆柱313贯穿固定板315的中心并延伸。
圆筒线圈200包含与一个端面201连接的导线3001，盖型固定件300还能够包含与用于送入或吸入制冷剂或冷却用空气80的第二空隙20相通的路径3200。
在本发明的一个实施方式中，如图12和图13所示，帽型固定件400能够包括：支承体420，其包含连结固定于驱动轴100的终端部120的中心部410；外侧圆筒空路形成体600，其与支承体420一体成型或分开成型并固定为一体，并且构成帽型固定件400的外筒；以及磁铁4，其配备于外侧圆筒空路形成体600的内周面610。
另外，磁铁4的形状能够成型为长边与配置于第一空隙40的圆筒线圈200的长度相对应，并且短边在圆筒线圈200的圆周方向隔开间隙401地沿着长度方向配备的长方体。应予说明，支承体420能够包含外壁412和圆柱413。
在发明的一个实施方式中，如图12和图13所示，一体地安装有以闭合磁路的方式发挥作用的内侧圆筒空路形成体500的中间固定件1000包括：轴承机构1110，其在驱动轴100的上述中间部110旋转自如地支承中心部1100；支承体1120，其包含将内侧圆筒空路形成体500一体地安装于外周面1200的中心部1100；以及圆柱1130，其从该支承体1120沿着驱动轴100延伸，轴承机构1110还能够包含分别与支承体1120和圆柱1130协作的轴承1111。
在发明的一个实施方式中，如图13所示，配置于外侧圆筒空路形成体600的内周面610的磁铁4是以使长边与配置于第一空隙40的圆筒线圈200的长度相对应，并且短边在圆筒线圈200的圆周方向隔开间隙401地沿着长度方向配备的方式成型的长方体，能够以沿着上述圆筒线圈200的长度方向隔开该间隙401的方式配备各磁铁4。
在本发明的一个实施方式中，如图14所示，定子2还包括具有保护外套900的外装体9，该保护外套900的一个端面901支承在盖型固定件300，并且内径比外侧圆筒空路形成体600大，外装体9还能够在外装体9的一部分设置用于使从第一空隙40排出的制冷剂或冷却用空气80排出的排出孔90和导线3001的取出口902。
在发明的一个实施方式中，如图15所示，构成帽型固定件400的外侧圆筒空路形成体600还能够在与沿着圆筒线圈200的长度方向配备的磁铁4的间隙401相当的位置设置排气孔660。
优选的是，帽型固定件400还设置有多叶离心风扇旋转体2000，所述多叶离心风扇旋转体2000具有与第三空隙30和排气孔660相对应的宽度，并且由两个圆板2100和朝向圆板2100的轴心且悬架于两个上述圆板2100的多个叶片板2200构成为水车型，嵌装固定在外侧圆筒空路形成体600，由此，能够进一步增加制冷剂或冷却用空气80向第一空隙40内的流量，提高冷却效果。
在发明的一个实施方式中，圆筒线圈200成型为厚度5mm以下的层叠体结构，内侧圆筒空路形成体500和外侧圆筒空路形成体600可以由磁性体磁轭或陶瓷制或耐热性树脂制中的任一种成型而成。
本发明的第六方式涉及一种无铁心旋转电力机构10的冷却方法。即，本发明提供一种无铁心旋转电力机构10的冷却方法，如图12和图13所示，所述无铁心旋转电力机构10包括：定子2，其使驱动轴100旋转自如地连结到盖型固定件300的中心部310，所述盖型固定件300固定利用在长度方向分开多个的线状部和介由绝缘层重叠形成的导电性金属片材的层叠体结构而成型为圆筒形的能够通电的无铁心的圆筒线圈200的一个端面201；转子3，其由帽型固定件400构成，所述帽型固定件400包含构成为连结固定于贯穿盖型固定件300的上述中心部310的驱动轴100的终端部120并且位于盖型固定件300的对极而残留间隙地封闭圆筒线圈200的另一端面202的外侧圆筒空路形成体600、配备于外侧圆筒空路形成体600的内周面610的磁铁4；第二转子5，其由在盖型固定件300和帽型固定件400之间旋转自如地连结于贯穿盖型固定件300的中心部310的驱动轴100的中间部110的中间固定件1000、以及以在其与和帽型固定件400一体化的外侧圆筒空路形成体600之间形成有形成气隙的第一空隙40的方式配置并且一体地安装于上述中间固定件1000的外周面1200的内侧圆筒空路形成体500；以及形成在内侧圆筒空路形成体500和外侧圆筒空路形成体600的一个端面530、630与盖型固定件300之间的位于圆筒线圈200的内周侧210的第二空隙20和位于圆筒线圈200的外周侧220的第三空隙30。
本方法包括：通过对圆筒线圈200通电使转子3动作的步骤；向第二空隙20送入或吸入制冷剂或冷却用空气80的步骤；制冷剂或冷却用空气80直接冷却圆筒线圈200的两面的步骤；以及从无铁心旋转电力机构10排出在第一空隙40中流通的制冷剂或冷却用空气80的步骤。
在发明的一个实施方式中，如图12所示，盖型固定件300还包括与位于圆筒线圈200的内周侧210的第二空隙20相通的路径3200，本方法还能够包括将制冷剂或冷却用空气80从路径3200送入或吸入到第二空隙20的步骤。
在发明的一个实施方式中，如图13所示，磁铁4是以使长边与配置于上述第一空隙40的圆筒线圈200的长度相对应，并且短边在圆筒线圈200的圆周方向隔开间隙401地沿着长度方向配备的方式成型的长方体，帽型固定件400在与磁铁4的各间隙401相当的外侧圆筒空路形成体600的位置设有排气孔660，所述磁铁4以隔开间隙401而沿着圆筒线圈200的长度方向的方式配备，由此，本方法还能够包括利用由转子3的旋转转矩产生的转子周围的压力差使送入或吸入到第一空隙40的制冷剂或冷却用空气80从第三空隙30和排气孔660排出的步骤。
另外，如图14所示，定子2还包括具有保护外套900的外装体9，该保护外套900的一个端面901支承在盖型固定件300，并且内径比外侧圆筒空路形成体600大，外装体9还能够在外装体9的一部分设置有排出孔90，还能够包括使从第一空隙40排出的制冷剂或冷却用空气80从排出孔90排出的步骤。
帽型固定件400如图15所示，还设置有多叶离心风扇旋转体2000，所述多叶离心风扇旋转体2000具有与第三空隙30和外侧排气孔660相对应的宽度，并且由两个圆板2100和朝向该圆板2100的轴心且悬架于两个上述圆板2100的多个叶片板2200构成为水车型，嵌装固定在外侧圆筒空路形成体600，由此，本方法还包括进一步增加由从第三空隙30和上述排气孔660排出制冷剂或冷却用空气80的转子3的旋转转矩产生的转子周围的压力差的步骤，能够进一步增加制冷剂或冷却用空气80向第一空隙40内的流量。
附图说明
图1是以截面图的形式表示作为本发明的一个实施方式的具备包含圆筒线圈的定子的无铁心旋转电力机构的示意图。
图2是将图1所示的无铁心旋转电力机构的一部分切开而得到的立体图。
图3是表示构成图1所示的盖型固定件和帽型固定件的部件的分解立体图的示意图。
图4是表示在圆周方向隔开间隙地配备磁铁的内侧圆筒空路形成体的立体图的示意图。
图5是表示为在图1所示的无铁心旋转电力机构安装了具有保护外套的外装体的截面图图5(a)和立体图图5(b)的示意图。
图6是表示为将图1所示的无铁心旋转电力机构的驱动轴的一部分成型成中空体的截面图的示意图。
图7是表示在图1所示的外侧圆筒空路形成体嵌装固定了多叶离心风扇旋转体的无铁心旋转电力机构的截面图图7(a)和立体图图7(b)、图7(c)的示意图。
图8是以截面图的形式表示作为本发明的另一实施方式的具备包含圆筒线圈的定子的无铁心旋转电力机构的示意图。
图9是表示构成图8所示的盖型固定件、中间固定件、帽型固定件的部件的分解立体图的示意图。
图10是表示为在图8所示的无铁心旋转电力机构安装了具有保护外套的外装体的截面图图10(a)和立体图图10(b)的示意图。
图11是表示为将图8所示的无铁心旋转电力机构的驱动轴的一部分成型成中空体的截面图的示意图。
图12是以截面图的形式表示作为本发明的又一实施方式的具备包含圆筒线圈的定子的无铁心旋转电力机构的示意图。
图13是表示构成图12所示的盖型固定件、中间固定件、帽型固定件的部件的分解立体图的示意图。
图14是表示为在图12所示的无铁心旋转电力机构安装了具有保护外套的外装体的截面图图14(a)和立体图图14(b)的示意图。
图15是表示在图12所示的外侧圆筒空路形成体嵌装固定了多叶离心风扇旋转体的无铁心旋转电力机构的截面图图15(a)和立体图图15(b)的示意图。
图16是基于无铁心旋转电力机构的一个实施方式的驱动试验的概要图。
图17表示图16所示的被测定旋转电力机构的截面图图17(a)和立体图图17(b)。
图18是将驱动电压设定成24V和48V，使负载转矩(N·m)变化，针对由此引起的转数(rpm)和电流量(A)的变化，分别计测了向形成于被测定旋转电力机构的圆筒线圈的内侧的第二空隙，第一不供给冷却用空气的情况，第二以30升(stp)/分钟供给一个大气压·20℃的冷却用空气的冷却用空气的情况和第三供给144升(stp)/分钟的冷却用空气的情况而得到的比较图。
图19是将驱动电压设定成24V和48V，使负载转矩(N·m)变化，对由此引起的输出(W)和温度(℃)的变化，分别计测了向形成于被测定电动马达的圆筒线圈的内侧的第二空隙，第一不供给冷却用空气的情况，第二以30升(stp)/分钟供给一个大气压·20℃的冷却用空气的情况和第三供给144升(stp)/分钟的冷却用空气的情况而得到的比较图。
图20是将驱动电压设定成24V和48V，使负载转矩(N·m)变化，对于由此引起的效率η(％)的变化，分别计测了向形成于被测定电动马达的圆筒线圈的内侧的第二空隙，第一不供给冷却用空气的情况，第二以30升(stp)/分钟供给一个大气压·20℃的冷却用空气的情况和第三供给144升(stp)/分钟的冷却用空气的情况而得到的比较图。
图21是表示将驱动电压设定成24V，使负载转矩(N·m)在0.10～0.95(N·m)之间变化，将给气压力设为0、50kPa、265kPa时的各给气流量被设为0、30升(stp)/min、144升(stp)/min时的转数(rpm)、电流(A)、输入输出(W)、圆筒线圈的内侧和外侧的平均温度以及效率(％)的实测值的表。
图22是表示将驱动电压设定成48V，使负载转矩(N·m)在0.10～1.05(N·m)之间变化，将给气压力设为0、50kPa、265kPa时的各给气流量被设为0、30升(stp)/min、144升(stp)/min时的转数(rpm)、电流(A)、输入输出(W)、圆筒线圈的内侧和外侧的平均温度以及效率(％)的实测值的表。
符号说明
1：包含电枢的无铁心旋转电力机构的结构
2：定子
3：转子
4：磁铁
5：第二转子
9：外装体
10：包含电枢的无铁心旋转电力机构
20：第二空隙
30：第三空隙
40：第一空隙或气隙
41：内侧间隙
42：中间间隙
43：外侧间隙
80：制冷剂或冷却用空气
90：排出孔
100：驱动轴
110：驱动轴的中间部
120：驱动轴的终端部
200：圆筒线圈
201：圆筒线圈的(固定)端面
202：圆筒线圈的(开放)端面
210：圆筒线圈的内周面
220：圆筒线圈的外周面
300：盖型固定件
310：盖型固定件的中心部
311：盖型固定件的轴承机构
312：盖型固定件的基体
313：盖型固定件的圆柱
314：盖型固定件的台座
315：圆筒线圈的固定板
400：帽型固定件
401：磁铁间的间隙
410：帽型固定件的中心部
411：帽型固定件的支承体
412：帽型固定件的圆筒部
430：通气孔
431：通气孔用过滤器
500：内侧圆筒空路形成体或内轭体
510：内侧圆筒空路形成体或内轭体的内周侧
520：内侧圆筒空路形成体或内轭体的外周面
530：内侧圆筒空路形成体或内轭体的端面
540：内侧圆筒空路形成体或内轭体的内周侧空间
560：内侧圆筒空路形成体或内轭体的内侧排气孔
600：外侧圆筒空路形成体或外轭体
610：外侧圆筒空路形成体或外轭体
620：外侧圆筒空路形成体或外轭体
630：外侧圆筒空路形成体或外轭体的端面
660：外侧圆筒空路形成体或外轭体的外侧排气孔
800：冷却装置
900：保护外套
901：保护外套的端面
910：通气孔
1000：中间固定件
1001：中间固定件的中心部
1100：驱动轴的中空体
1110：接受口
1120：输出口
2000：多叶离心风扇旋转体
2100：多叶离心风扇旋转体的圆板
2200：多叶离心风扇旋转体的叶片板
3001：导线
3110：轴承
3200：盖型固定件的路径
具体实施方式
作为旋转电力机构的性能之一的产生转矩T(N·m)与在电枢绕组流动的电流强度I(A)成比例，输出P(W)用转矩T(N·m)与旋转角速度ω(rad/s)的积表示。另一方面，如果以电压下降来看，则电源电压V(V)平衡为在电枢绕组流动的电流I(A)与电枢绕组的电阻R(Ω)的积加上作为感应电动势的反电动势E0(V)的式子。
T＝Kt×I···(1)
P＝T×ω···(2)
V＝IR+E0···(3)
通过上述式子可知，为了提高转矩及输出，降低线圈电阻值很重要。
因此，如果对使本发明带有特征的具备包含图1～图15所示的圆筒线圈的定子的无铁心旋转电力机构(以下，称为“本发明的电动马达”)的基本构造进行概观，则基本构造的特征在于，第一，作为构成固定电枢的能够通电的线圈体，使用由导电性金属片材的层叠体构造成形的圆筒线圈。作为线圈体及其制造方法，例如如专利文献7及专利文献8所记载的那样，隔着沿长度方向分离的多个线状部和绝缘层由多片导电性金属片材的层叠体构造成形，优选厚度5mm以下且具有一定刚性。
基本构造的第二个特征在于，具有如下构造，即，圆筒线圈的一个端面被定子2的内周面封闭，将圆筒线圈开放的另一端面插入配置在构成转子3的、通过例如由配备有永磁铁的磁铁4的磁性体构成的外侧及内侧的圆筒空路形成体(作为其一实施方式，以下，将外侧圆筒空路形成体称为“外轭体”，将内侧圆筒空路形成体称为“内轭体”)而形成截面为环状的磁场的第一空隙即气隙40。
更详细地说，插入配置在气隙40的圆筒线圈以使其内外周面不与转子3的外轭体的内周面及内轭体的外周面相接的方式、且使其开放端面不与转子3的内表面相接的方式处于在气隙40内稍有间隙地浮起的状态。基本构造的第二个特征具有以这样配置圆筒线圈的方式将定子2及转子3配置于驱动轴的构造。
基本构造的第三个特征在于，具有通过定子2、圆筒线圈、转子3形成第二空隙20及第三空隙30的构造。更详细地说，第二空隙20在由与转子3一体化的外轭体及内轭体的开放端面和与该端面对置的定子2的内表面之间，形成在被定子2的内表面封闭的圆筒线圈的内周面，该空隙与气隙40相通。另外，第三空隙30在被定子2的内表面封闭的圆筒线圈的外周面形成在气隙40与外部空气之间。
这样，作为由圆筒线圈的内周面和定子2的内表面形成的封闭空间的第二空隙20与气隙40连通，能够经由转子3的内表面仅与作为由圆筒线圈的外周面、定子2的内表面、外轭体的开放端形成的开放空间的第三空隙30连通。
本发明的电动马达具有至少使第二空隙20经由第三空隙30，利用外轭体的开放端与外部空气相通的构造。因此，利用由转子3的旋转转矩产生的转子周围的压力差，使第二空隙20成为负压状态。通过在此引入外部空气或者送入制冷剂或冷却用空气，吸入的外部空气或送入的制冷剂或冷却用空气在通过形成有磁场的气隙40时，一边沿着圆筒线圈的内周面及外周面，一边经由第三空隙30从外轭体的开放端排出。
毫无疑问，本发明的电动马达具有转子3的转数越高、即输出W越大、则转子3周围的压力差也越大，因此冷却效果也增大这样的划时代的技术特征。这源于上述本发明的电动马达的基本构造。即，源于通过使提高转数也不存在增大的铁损的无铁心线圈并且是由厚度5mm以下的极薄厚度的金属片材的层叠体成形的具有刚性的圆筒线圈以浮起的状态插入配置于磁通密度大的狭窄的气隙40，并且使封闭空间的第二空隙20仅与外轭体的开放端连通的基本构造构成的电动马达这样的特征。
对于这样的本发明的电动马达而言，进行用于评价其性能的驱动实验。图16是基于图17所示的具有包含圆筒线圈的定子的无铁心旋转电力机构的一实施方式(原型马达)的驱动实验的示意图。
对于本驱动实验而言，从被测定电动马达的剖视图(a)及立体图(b)可知，发电机(m-link CP8048)经由转矩计(UNIPULSE TM301)与该马达的输出轴结合，通过测定从发电机所发出的电力(三相PWM方式驱动电源：ICAN·TEC BLD750)被外部可变电阻器等消耗而产生的负载转矩及从转数导出的输出动力和向该马达输入的输入电力来求出该马达的效率。
由于向该马达输入的输入电力根据从驱动电源供给的电压、电流、驱动状态的功率因数而不同，所以在马达驱动电源与该马达之间加入功率计(HIOKI PW33369)来测定。测定步骤从发电机负载大致为零的近似无负载状态、使该马达以一定电压V(V)被驱动时开始。使发电机外部电阻逐渐变化而使该马达的负载转矩增加，适当地记录电流I(A)、输入电力Pi(W)、输出动力Po(W)、转矩T(N·m)、转数N(rpm)，求出输出动力相对于输入电力的比(Po/Pi)即效率η。
如果对图17所示的被测定电动马达的剖视图(a)及立体图(b)进行概说，则第一，厚度为1.35mm且外径为51mm的圆筒线圈插入配置于宽度11mm且长度方向的长度为37.75mm的第一空隙的气隙40。但是，如图17的立体图(b)所示，磁铁4将由厚度3.85mm的长方体构成的八极钕磁铁沿长度方向隔开1.19mm的间隔地配备在内轭体的外周面。
第二，在与转子3一体化的外轭体及内轭体的开放端面和与该端面对置的定子2的内表面之间，形成有2.33mm宽度的第二空隙及第三空隙，在封闭空间的第二空隙设置有为了送入冷却用空气而与外部连通的内径3mm的路径。
第三，如图17的剖视图(a)所示，圆筒线圈的内周面与钕磁铁4的外周面之间的间隙仅为0.3mm，圆筒线圈的外周面与外轭体的内周面之间的间隙不过0.4mm而已。任一间隙都很狭窄，后面叙述其技术特征。
在本驱动实验中，除了利用驱动电源将驱动电压设定为24V及48V以外，利用发电机的可变负载使负载转矩(N·m)从发电机的近似无负载状态的0.1(N·m)逐渐增加，针对由此带来的驱动转数(rpm)及电流(A)的变化，在形成于被测定电动马达的圆筒线圈的内侧的第二空隙，分别计测〈1〉封闭与外部连通的内径3mm的路径而未供给冷却用空气的情况、〈2〉开放该路径而供给30升(stp)/分钟的一个大气压的20℃的冷却用空气的情况、以及〈3〉同样地开放该路径而供给144升(stp)/分钟的冷却用空气的情况。
图22是基于该计测值的比较图。需要说明的是，此处所示的向第二空隙供给的空气量是将由压缩机强制送入的空气量、即〈2〉的情况下以50kPa送入的空气量20升(op)/分钟、〈3〉的情况下以265kPa送入的空气量40升(op)/分钟分别换算成一个大气压的20℃而得到的数值。
从图18可知，即使使负载转矩从0.1N·m逐渐增加至0.65N·m，在〈1〉～〈3〉的情况下也不会产生大的差异。更详细地说，在将驱动电压设定为24V时，电流在〈1〉～〈3〉的情况下为9.8A～10.2A，以转数来看，〈1〉～〈3〉的情况是2700～2800rpm。
在将驱动电压的设定切换为48V时，电流在〈1〉～〈3〉的情况下为10.2A～10.7A，与设定为24V时相比也没有明显差别。另外，以转数来看，相对于设定为24V时的2700～2800rpm，在切换为48V的设定时，〈1〉～〈3〉的任一情况下也弱为6900rpm，是设定为24V时的2.5倍左右，但是在〈1〉～〈3〉的情况下没有大的差异。上述(1)式，即，
T＝Kt×I···(1)
其中，确认伴随着负载转矩(N·m)的增加，电流(A)直线增加，即使在使驱动电压变化并且在〈1〉到〈3〉中改变条件的情况下，上述(1)式也成立。
在本驱动实验中，图19及图20使负载转矩(N·m)变化，针对由此带来的输出动力(W)及温度(℃)的变化、及输出动力相对于输入电力来看的效率η(％)的变化，除了将驱动电压设定为24V及48V以外，分别计测〈1〉到〈3〉的情况，并且比较该计测值。
电动机是用于将电力转换为动力的装置、也就是将电能转换为机械能的装置。另一方面，发电机是将动力转换为电力的装置，由于两者没有构造上的不同，所以本发明将电动机及发电机作为对象。在能量转换的过程中，产生各种损耗而导致转换为热量。一般的旋转电力机构的损耗分类为(i)铜损、(ii)铁损(磁滞损耗+涡电流损耗)、(iii)机械损。其中(i)铜损、(ii)铁损在损耗中所占的比例大。在由包含圆筒线圈的定子2及包含插入配置有圆筒线圈的气隙40的转子3构成的本发明的电动马达中，由于无铁心，所以不产生(ii)铁损，但是在线圈中产生涡电流损耗，这也与(i)铜损一起成为线圈发热的主要原因。因此，本发明的第一个技术课题是控制圆筒线圈的发热，第二个技术课题是抑制磁铁的加热，以使得不会因为加热沿气隙40的长度方向配备在内轭体的外周面的长方体的磁铁而使顽磁力恶化。
针对因磁铁的加热导致的顽磁力恶化附带说明，虽说由于电动马达的广泛用途而谋求小型化，但是很难利用相同原料的磁铁提高磁通密度。但是将以往的铁素体磁铁变更为稀土类磁铁、例如钕磁铁，就能够提高相同大小的电动马达的转矩(参照非专利文献1的53页)。另外，还针对以稀土类的钕、铁、硼素为主要成分的钕磁铁附带说明，其虽然磁力非常强但是因热量导致的减磁作用也很大，80℃左右是使用限度(参照非专利文献1的27页)。另外，用于本驱动实验的永磁铁是钕磁铁，但是使用耐热类型而能够使用至120℃。需要说明的是，用于本发明的电动马达的磁铁4更优选为耐热类型的钕磁铁。
从图19可知，如果是〈1〉的情况即关闭与外部连通的路径而在未供给冷却用空气的情况下使负载转矩提高至0.65N·m，则在将驱动电压设定为24V时，圆筒线圈的平均表面温度达到80℃，在将驱动电压切换为48V时，圆筒线圈的平均表面温度达到100℃。在将驱动电压设定为相同条件的情况下，即使将负载转矩提高到0.65N·m以上，不仅使磁铁4的顽磁力恶化，而且还由于圆筒线圈的发热而使其电阻值R增加，转数的下降增大，得不到与此相应的输出。
但是如果是〈2〉的情况即每分钟供给30升冷却用空气，则将驱动电压设为24V时的负载转矩能够提高到使圆筒线圈的平均表面温度超过80℃的0.85N·m，并且得到203W的输出。另外，如果是〈3〉的情况即每分钟供给144升冷却用空气，则即使负载转矩超过0.95N·m，圆筒线圈的平均表面温度也达不到80℃。同样地，如果将驱动电压切换为48V时来看，在〈2〉的情况下，使圆筒线圈的平均表面温度超过80℃的负载转矩为0.75N·m，此时的输出为519W，在〈3〉的情况下，使圆筒线圈的平均表面温度超过80℃的负载转矩为1.0N·m，此时得到621W的输出。
如果将驱动电压设定得高，当然转数(rpm)增大。伴随与此，输出(W)也提高。输出(W)变得越高，圆筒线圈的发热量(J/m3)也越增大。由此，圆筒线圈的电阻值R也必然提高。从图18及图19可知，在〈2〉及〈3〉的情况下，与〈1〉的情况相比，由于圆筒线圈表面的发热量(J/m3)被冷却用空气夺取，所以线圈的温度上升得到抑制，对输出(W)带来的影响减少。〈3〉的情况的影响比〈2〉的情况显著。
作为评定电力马达的性能的标准之一，可以通过输出的大小来评价。另外，如果从将驱动电压设定为48V的情况来看，〈1〉无冷却用供气下的圆筒线圈的温度为80℃时的负载转矩为0.55N·m，输出为410W。相对于此，〈2〉冷却用供气30升(stp)/min下的圆筒线圈的温度为80℃时的负载转矩为0.75N·m(〈1〉的1.36倍)，输出为519W(〈1〉的1.27倍)。另外，冷却用供气144升(stp)/min下的圆筒线圈的温度为80℃时的负载转矩为0.95N·m(〈1〉的1.73倍)，输出为604W(〈1〉的1.43倍)。
作为评定电力马达的性能的与上述不同的标准，可以通过输出动力相对于输入电力的比(Po/Pi)即效率η来评价。而且将驱动电压设定得越高，其性能上的差异越明显。图20是表示将驱动电压设定为24V时和切换为48V时的〈1〉～〈3〉的情况下各自的效率η的变化的图。
作为电动马达，希望效率η为80％以上，在将驱动电压设定为24V时，在〈1〉～〈3〉的情况下没有大的差异。更详细地说，在〈1〉到〈3〉的情况下，效率η超过80％时的负载转矩为0.40～0.50N·m左右，输出为137～153W左右，在作为电动马达的性能上没有产生显著差异。从图21所示的表可知，如〈2〉及〈3〉的情况所示，即使供给冷却用空气来冷却圆筒线圈，在上述以上的负载转矩时，作为电动马达的效率η也在80％以下。
但是，在将驱动电压设定为两倍即48V时，在〈1〉～〈3〉的情况下产生大的差异。在〈1〉的情况下，圆筒线圈的平均温度接近100℃的极限，但是作为电动马达的效率η维持80％。此时的负载转矩为0.65N·m，输出为470W，评价为表示基于作为本发明的电动马达的基本构造的性能的可靠性的情况。从图22所示的表可知，在〈2〉的情况下，效率η突破80％是负载转矩为0.80N·m、输出为537W时，在〈3〉的情况下，效率η突破80％是负载转矩为0.90N·m、输出为592W时。此时的圆筒线圈的表面平均温度在〈2〉的情况下为88℃，在〈3〉的情况下维持在71℃而未达到80℃。
一边将驱动电压像例如24V、36V、48V、60V那样逐渐提高，一边进行与本次相同的性能实验，从而能够使本发明的电动马达的特征更鲜明。从本次的驱动实验结果也容易推定该特征。相对于上述技术课题，例如，虽然进行向专利文献5及6所记载的电动马达的内部引入外部空气，并且冷却磁铁的表面并冷却绕线的线圈表面的尝试等，但是无法实现彻底的课题解决。本发明是挑战该技术课题并开发出来的电动马达。
因此，如图1所示，不仅在构成定子2的盖型固定件300设置与外部空气连通的路径3200，而且在转子3的帽型固定件400设置经由过滤器431利用由转子3的旋转转矩产生的转子3周围的压力差而用于引入外部空气的通气口430，能够进一步提高冷却效果。
而且，图4是第四张表示本发明的电动马达的基本构造的图。如表示用于本次驱动实验的电动马达的17图(b)的示意图所示，沿驱动轴的长度方向粘接固定的长方体的钕磁铁稍隔开间隔、隔开例如1.19mm的间隔而配备在内轭体的表面。
显而易见，这相当于与内轭体的表面形状匹配并且使用环氧系的粘接剂等、而且利用聚酰胺树脂等巩固的八极磁铁4。1.19mm的间隔相当于各磁铁4的间隔401，在供给到第二空隙20的制冷剂或冷却用空气80通过第一空隙的气隙40时，具有作为提高制冷剂或冷却用空气80的流速且提高冷却效果的翼体的叶片效果即提高吸引力的效果。
图5到图7是基于本发明的电动马达的基本构造进一步增加了改良的图。即，从立体图图5(b)可知，图5是在图1所示的本发明的电动马达安装具有保护外套900的外装体9，防止来自外部的异物侵入等的图。图6是使图1所示的本发明的电动马达的驱动轴100的一部分成形为中空体1100，经由该中空体1100向封闭空间的第二空隙20供给制冷剂或冷却用空气80，冷却由圆筒线圈200封闭的电动马达的整个内部的图。
而且，图7是嵌装固定多叶离心风扇旋转体2000的图，该多叶离心风扇旋转体2000与设置于图1及图4所示的无铁心旋转电力机构的内轭体500及外轭体600的磁铁4的各间隔401对应的位置的内侧排气孔560及外侧排气孔660协作，提高对圆筒线圈200及磁铁4的冷却效果。
对于作为本发明的第二方式的电动马达的冷却方法来看，其包含如下各步骤，通过向圆筒线圈200通电而使转子3动作，向第二空隙20送入或吸入制冷剂或冷却用空气80，制冷剂或冷却用空气80直接冷却圆筒线圈200的内周面及外周面，使在第一空隙40流通的制冷剂或冷却用空气80从本电动马达排出。
而且，如图1所示，作为本发明的第二方式的电动马达的冷却方法还可以包含：将与位于圆筒线圈200的内周侧210的第二空隙20相通的路径3200设置于盖型固定件300，从该路径3200将制冷剂或冷却用空气80送入或吸入第二空隙20的步骤；及/或将用于向与内轭体500的内周侧的第二空隙20相通的空间540引入外部空气的通气孔430及覆盖该通气孔430的过滤器431穿设在转子3的外表面，通过由转子3的旋转转矩产生的该转子周围的压力差，与引入外部空气同时地将向第二空隙20送入的制冷剂或冷却用空气80向第一空隙40吸引的步骤。而且，因为具有转数越高废物越难附着于过滤器431这样的优点，所以能够进一步提高电动马达的内部冷却。
如图4、图5及图7所示，作为本发明的第二方式的电动马达的冷却方法还包含如下步骤，帽型固定件400在隔开间隙401而沿圆筒线圈200的长度方向延伸地配备的磁铁4的相当于该间隙401的内轭体500的位置还设置有内侧排气孔560及/或在外轭体600的位置还设置有外侧排气孔660，通过由转子3的旋转转矩产生的转子3周围的压力差，将送入第一空隙40的制冷剂或冷却用空气80从第三空隙30及外侧排气孔660排出，能够提高制冷剂或冷却用空气80带来的冷却效果。
另外，作为本发明的第二方式的电动马达的冷却方法还包含如下步骤，通过由具有与第三空隙30及外侧排气孔660对应的宽度的两个圆板2100和朝向圆板2100的轴心并且悬架于两个圆板2100的多个叶片板2200构成的水车型的嵌装固定于外轭体600的多叶离心风扇旋转体2000，进一步增大由从第三空隙30及排气孔660排出制冷剂或冷却用空气80的转子3的旋转转矩产生的转子3周围的压力差，能够使制冷剂或冷却用空气80在第一空隙40内的流通更高速化。
接着，作为本发明的改良型电动马达，基于图8到图11对作为本发明的第三及第四方式的电动马达来说，构成定子2的盖型固定件300的构造相对于第一方式的电动马达没有改变。
与第一方式的电动马达在构造上的不同点在于，相对于第一方式的电动马达的转子3而言，作为本发明的第三及第四方式的电动马达由转子3和第二转子构成，该转子3使包含将磁铁4配备于外周面的内轭体500的中间固定件1000与驱动轴100固定连结，第二转子使包含与内轭体500形成第一空隙即气隙40而以关闭磁路的方式起作用的外轭体600的帽型固定件400旋转自如地与贯穿中间固定件1000的驱动轴连结。
本电动马达在向圆筒线圈200通电而启动时使转子3先旋转。接着，由于第二转子5与转子3协作而形成磁场，所以其追随转子3的旋转稍迟开始旋转。在达到稳定状态时，转子3和第二转子5同步旋转。因此，本电动马达具有转子3的旋转开始或停止与第一方式的电动马达相比，由于其与外轭体600分体构成，所以启动时或停止时的惯性力即惯性小这样的技术特征。但是在构造方面，不能在构成第二转子5的帽型固定件400设置用于向与内轭体500的内周侧的第二空隙20相通的空间540引入外部空气的通气口430。
因此，如图8所示，本电动马达的冷却方法包含如下各步骤，从设置于定子2的路径3200将制冷剂或冷却用空气80送入或吸入第二空隙20，利用由转子3及第二转子5的旋转转矩产生的转子3周围的压力差，制冷剂或冷却用空气80直接冷却圆筒线圈200的内周面及外周面，使在第一空隙40流通的制冷剂或冷却用空气80从本电动马达排出。由此，与第二方式的电动马达相同地，能够冷却本电动马达的内部。
其他，作为本发明的其他改良型电动马达，基于图12到图15对作为本发明的第五及第六方式的电动马达来看，构成定子2的盖型固定件300的构造相对于第一方式的电动马达的盖型固定件300的构造没有改变。
与第一方式的电动马达在构造上的不同点在于，相对于第一方式的电动马达的转子3而言，作为本发明的第五及第六方式的电动马达由转子3和第二转子5构成，该转子3使包含将磁铁4配备于内周面的外轭体600的帽型固定件400与驱动轴100固定连结，该第二转子5使包含与外轭体600形成第一空隙即气隙40而以关闭磁路的方式起作用的内轭体500的中间固定件1000在定子2与转子3之间旋转自如地与驱动轴100连结。
本电动马达在向圆筒线圈200通电而启动时使转子3先旋转。接着，由于第二转子5与转子3协作而形成磁场，所以其追随转子3的旋转稍迟开始旋转。在达到稳定状态时，转子3与第二转子5同步旋转。因此，本电动马达具有转子3的旋转开始或停止与第一方式的电动马达相比，由于与内轭体500分体构成，所以启动时或停止时的惯性力即惯性小这样的技术特征。但是，从图12可知，在构造方面，在固定于构成第二转子5的中间固定件1000的内轭体500的内周侧无需设置与第二空隙20相通的空间540。
与本发明的第三方式的电动马达对比来看，因为磁铁4以粘接固定在构成转子3的外轭体600的内周面的方式配备，所以不用担心因转子3的高速旋转产生的离心力将磁铁4剥离。另外，磁铁4沿长度方向隔着间隙401地配备，在相当于间隙401的外轭体600的位置还设置有排气孔660，以与第三空隙30及排气孔660对应的方式在外轭体600嵌装固定多叶离心风扇旋转体2000，使制冷剂或冷却用空气80在第一空隙40内的流通更有效率，能够提高本电动马达的冷却效果。
因此，如图14或图15所示，本电动马达的冷却方法包含如下各步骤，从设置于定子2的路径3200将制冷剂或冷却用空气80送入或吸入第二空隙20，利用由转子3及第二转子5的旋转转矩产生的转子3或第二转子5周围的压力差，制冷剂或冷却用空气80直接冷却圆筒线圈200的内周面及外周面，使在第一空隙40流通的制冷剂或冷却用空气80从本电动马达排出。由此，与第二方式或第四方式的电动马达同样地能够冷却本电动马达的内部。
实现本发明的电动马达的最大的主要原因之一在于成功开发了由导电性金属片材的层叠体构造构成的极薄厚度的具有力学强度的圆筒线圈200。通过圆筒线圈200的一个端面以封闭于定子的内表面的方式固定，将开放的另一端面以浮起的状态插入到狭窄的气隙40，从而将圆筒线圈200的主体放在磁通密度高的磁场中。
由此，在本电动马达内部形成有能够送入或吸入制冷剂或冷却用空气的封闭空间的第二空隙，从此能够一边沿着圆筒线圈200的内周面及外周面，一边从开放空间的第三空隙将变热的制冷剂或冷却用空气向外部排出。解决了驱动电压设定得越高，其冷却效果越大这样的以为不能实现的技术课题。
本发明关联记载了优选实施方式，但是如果是本领域技术人员，可以理解为在不超出本发明的范围的情况下可以进行各种变更，等同体可代替为与此相关的要素。因此，不限定为作为为了实施本发明而考虑的最佳实施方式而公开的特定实施方式，包含属于权利要求范围的全部实施方式。

Claims (14)

1.一种无铁心旋转电力机构，其特征在于，包括：
定子，其具有能够通电的无铁心的圆筒线圈和盖型固定件，所述盖型固定件对该圆筒线圈的一个端面进行固定而使驱动轴旋转自如地连结到盖型固定件的中心部；
转子，其具有帽型固定件和多个磁铁，所述帽型固定件使旋转自如地连结到所述盖型固定件的所述驱动轴连结固定在中心部而配置在所述盖型固定件的对极，并且具有底部、内侧圆筒空路形成体及外侧圆筒空路形成体，所述多个磁铁在所述外侧圆筒空路形成体的内周面及/或所述内侧圆筒空路形成体的外周面沿所述圆筒线圈的圆周方向彼此隔开间隔地配置；
所述帽型固定件利用所述底部、所述内侧圆筒空路形成体及所述外侧圆筒空路形成体形成第一空隙的气隙，在所述气隙，所述圆筒线圈与所配置的露出的所述多个磁铁一起以在该圆筒线圈的另一端面与所述底部之间残留间隙而浮起的状态进行配置，在所述帽型固定件的一个端面与所述盖型固定件之间具有位于所述圆筒线圈的内周侧的第二空隙和位于所述圆筒线圈的外周侧的第三空隙，
所述帽型固定件在所述底部具有向所述第二空隙引入外部气体的通气孔，利用由所述转子的旋转及所述多个磁铁的旋转而产生的所述转子周围的压力差而引入到所述第二空隙的所述外部气体在所述第一空隙流通，直接冷却在所述第一空隙露出的正加热的所述多个磁铁及配置于所述第一空隙的所述圆筒线圈的两面，经由所述第三空隙排出到外部。
2.根据权利要求1所述的无铁心旋转电力机构，其特征在于，
所述圆筒线圈是具有由多个沿长度方向分离的多个线状部的导电性金属片材构成的层积体结构的圆筒形，并且导电性金属片材的各线状部被绝缘层覆盖。
3.根据权利要求1或2所述的无铁心旋转电力机构，其特征在于，
所述多个磁铁分别为长方体，所述长方体的长边与配置于所述第一空隙的所述圆筒线圈的长度对应，短边沿所述圆筒线圈的圆周方向彼此隔开间隙，并且所述长方体在所述外侧圆筒空路形成体的内周面及/或所述内侧圆筒空路形成体的外周面沿所述圆筒线圈的长度方向配置。
4.根据权利要求1或2所述的无铁心旋转电力机构，其特征在于，
所述帽型固定件还包含覆盖所述通气孔的过滤器。
5.根据权利要求1或2所述的无铁心旋转电力机构，其特征在于，
所述帽型固定件还在与在所述圆筒线圈的圆周方向隔开间隙而沿长度方向配备的所述磁铁的所述间隙相当的所述内侧圆筒空路形成体的位置设置内侧排气孔和/或在所述外侧圆筒空路形成体的位置设置外侧排气孔。
6.根据权利要求1或2所述的无铁心旋转电力机构，其特征在于，
所述帽型固定件在所述外侧圆筒空路形成体的与所述第三空隙及/或外侧排气孔对应的位置，嵌装固定有多叶离心风扇旋转体，所述多叶离心风扇旋转体具有两个圆板和朝向该圆板的轴心并悬架于所述圆板的多个叶片板。
7.根据权利要求1或2所述的无铁心旋转电力机构，其特征在于，
所述定子还包含外装体，所述外装体的一个端面支承于所述盖型固定件，并且内径大于所述外侧圆筒空路形成体，所述外装体具有将从所述第三空隙及/或外侧排气孔排出的所述外部气体排出到外部的排出孔。
8.一种方法，其特征在于，是无铁心旋转电力机构的冷却方法，所述无铁心旋转电力机构包含：
定子，其具有能够通电的无铁心的圆筒线圈和盖型固定件，所述盖型固定件对该圆筒线圈的一个端面进行固定而使驱动轴旋转自如地连结到盖型固定件的中心部；
转子，其具有帽型固定件和多个磁铁，所述帽型固定件使旋转自如地连结到所述盖型固定件的所述驱动轴连结固定在帽型固定件的中心部而配置在所述盖型固定件的对极，具有底部、内侧圆筒空路形成体及外侧圆筒空路形成体，所述多个磁铁在所述外侧圆筒空路形成体的内周面及/或所述内侧圆筒空路形成体的外周面沿所述圆筒线圈的圆周方向彼此隔开间隔地配置；
所述帽型固定件利用所述底部、所述内侧圆筒空路形成体及所述外侧圆筒空路形成体形成第一空隙的气隙，在所述气隙，所述圆筒线圈与所配置的露出的所述多个磁铁一起以在该圆筒线圈的另一端面与所述底部之间残留间隙而浮起的状态进行配置，在所述帽型固定件的一个端面与所述盖型固定件之间，具有位于所述圆筒线圈的内周侧的第二空隙和位于所述圆筒线圈的外周侧的第三空隙，所述帽型固定件在所述底部具有向所述第二空隙引入外部气体的通气孔，
所述方法包括：
向所述圆筒线圈通电并使所述转子动作的步骤；
利用由所述转子的旋转及所述多个磁铁的旋转而产生的所述转子周围的压力差，经由所述通气孔向所述第二空隙引入所述外部气体的步骤；
引入到所述第二空隙的所述外部气体利用由所述转子的旋转及所述多个磁铁的旋转而产生的所述转子周围的压力差，在所述第一空隙流通，而直接冷却在所述第一空隙露出的正加热的所述多个磁铁及配置于所述第一空隙的所述圆筒线圈的步骤；
使利用由所述转子的旋转及所述多个磁铁的旋转而产生的所述转子周围的压力差而在所述第一空隙流通的所述外部气体经由所述第三空隙从所述无铁心旋转电力机构排出的步骤。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，
所述圆筒线圈是具有由多个沿长度方向分离的多个线状部的导电性金属片材构成的层积体结构的圆筒形，并且导电性金属片材的各线状部被绝缘层覆盖。
10.根据权利要求8或9所述的方法，其特征在于，
所述多个磁铁分别为长方体，所述长方体的长边与配置于所述第一空隙的所述圆筒线圈的长度对应，短边沿所述圆筒线圈的圆周方向彼此隔开间隙，并且所述长方体在所述外侧圆筒空路形成体的内周面及/或所述内侧圆筒空路形成体的外周面沿所述圆筒线圈的长度方向配置。
11.根据权利要求8或9所述的方法，其特征在于，
所述帽型固定件还包含覆盖所述通气孔的过滤器。
12.根据权利要求8或9所述的方法，其特征在于，
所述帽型固定件还在与沿所述圆筒线圈的圆周方向隔开间隙地沿长度方向配置的所述磁铁的所述间隙相当的所述内侧圆筒空路形成体的位置设置内侧排气孔及/或在所述外侧圆筒空路形成体的位置设置外侧排气孔，并且所述方法还包含经由所述第三空隙和所述内侧排气孔及/或所述外侧排气孔使在所述第一空隙流通的所述外部气体从所述无铁心旋转电力机构排出的步骤。
13.根据权利要求8或9所述的方法，其特征在于，
所述帽型固定件在所述外侧圆筒空路形成体的与所述第三空隙及/或外侧排气孔对应的位置，在所述外侧圆筒空路形成体嵌装固定有多叶离心风扇旋转体，所述多叶离心风扇旋转体具有两个圆板和朝向该圆板的轴心并悬架于所述圆板的多个叶片板，
利用所述多叶离心风扇旋转体进一步提高由所述转子的旋转及所述多个磁铁的旋转而产生的所述转子周围的压力差，增加引入到所述第二空隙的所述外部气体的流量，由此，所述外部气体通过所述第一空隙而经由所述第三空隙从所述无铁心旋转电力机构排出。
14.根据权利要求8或9所述的方法，其特征在于，
所述定子还包括具有保护外套的外装体，所述保护外套的一个端面支承于所述盖型固定件，并且内径大于所述外侧圆筒空路形成体，所述外装体在所述外装体的一部分设置有排出孔，所述无铁心旋转电力机构的冷却方法还包括将从所述第三空隙及/或外侧排气孔排出的所述外部气体从所述排出孔排出的步骤。
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