JP2003164125A - 両面空隙型回転電機 - Google Patents
両面空隙型回転電機Info
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- JP2003164125A JP2003164125A JP2001360904A JP2001360904A JP2003164125A JP 2003164125 A JP2003164125 A JP 2003164125A JP 2001360904 A JP2001360904 A JP 2001360904A JP 2001360904 A JP2001360904 A JP 2001360904A JP 2003164125 A JP2003164125 A JP 2003164125A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 軸方向寸法の短い回転機を提供すること。
【解決手段】 電機子巻線とそれを具備した電機子鉄心
よりなる固定子と、前記積層鉄心の内外径もしくは軸方
向両端面の二面のそれぞれにおいて周方向にＮ、Ｓ極を
交互に配置した第１、第２の磁極群を具備する回転子
と、を有し、かつ前記第１の磁極群の起磁力源は永久磁
石であり、前記第２の起磁力源は電磁石であり、前記電
機子鉄心は、それぞれの起磁力源の作用による磁束を同
一通路に通し、かつ該通路に電機子巻線を巻装する。
よりなる固定子と、前記積層鉄心の内外径もしくは軸方
向両端面の二面のそれぞれにおいて周方向にＮ、Ｓ極を
交互に配置した第１、第２の磁極群を具備する回転子
と、を有し、かつ前記第１の磁極群の起磁力源は永久磁
石であり、前記第２の起磁力源は電磁石であり、前記電
機子鉄心は、それぞれの起磁力源の作用による磁束を同
一通路に通し、かつ該通路に電機子巻線を巻装する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、同期回転機一般に
適用されるものであるが、とりわけ軸方向薄型化が要求
されるエンジン直結型発電電動機に適するものである。
適用されるものであるが、とりわけ軸方向薄型化が要求
されるエンジン直結型発電電動機に適するものである。
【０００２】
【従来の技術】燃費向上ニーズより車の電気化がすす
み、低速でエンジンの動力補助や、或いは車両制動時に
運動エネルギー回生など、エンジンと連携協調して車両
の省エネルギーを図る技術が脚光を浴びている。このよ
うな機械・電気ハイブリッドシステムのカギは、エンジ
ンと結ばれる回転機の大きさと性能である。特に、トラ
ンスミッションとエンジンの間に挟んで配置するエンジ
ン直結型のものにおいては軸方向が長いと限られた車幅
の中での収まりが悪化することのほか、エンジン振動の
支持特性の悪化を招くなどの問題があった。これまでに
効率の悪い誘導機式から効率のよい同期機式へ、中でも
効率や小型化で効果の大きい永久磁石式の技術開発と実
用化が図られてきている。
み、低速でエンジンの動力補助や、或いは車両制動時に
運動エネルギー回生など、エンジンと連携協調して車両
の省エネルギーを図る技術が脚光を浴びている。このよ
うな機械・電気ハイブリッドシステムのカギは、エンジ
ンと結ばれる回転機の大きさと性能である。特に、トラ
ンスミッションとエンジンの間に挟んで配置するエンジ
ン直結型のものにおいては軸方向が長いと限られた車幅
の中での収まりが悪化することのほか、エンジン振動の
支持特性の悪化を招くなどの問題があった。これまでに
効率の悪い誘導機式から効率のよい同期機式へ、中でも
効率や小型化で効果の大きい永久磁石式の技術開発と実
用化が図られてきている。
【０００３】しかしながらこれらのものは従来の回転機
と同様に固定子の内径または外径に分布捲きあるいは集
中捲きされたものであり、電圧誘導にかかわらないコイ
ルエンド部の長さも長く、軸方向長さにおいて約５０ｍ
ｍ〜１００ｍｍといった長いものであった。そのため
に、巻線抵抗の大きいことによる銅損も大きく、また軸
方向取り付け寸法すなわちコイルトランスミッションと
エンジンの間を大きく離間する必要があり、パワトレイ
ン部全体としての体格や支持構造が大きくなってしまう
問題もあった。また特に負荷の多いときに効率のよい永
久磁石式であっても負荷が少ない時には磁気力を抑制す
るために固定子巻線に対向する起磁力発生用の電流を流
す必要があるなど複雑な特殊な制御技術を必要とするの
みならず通常使用の軽負荷では効率が伸びないという問
題があった。
と同様に固定子の内径または外径に分布捲きあるいは集
中捲きされたものであり、電圧誘導にかかわらないコイ
ルエンド部の長さも長く、軸方向長さにおいて約５０ｍ
ｍ〜１００ｍｍといった長いものであった。そのため
に、巻線抵抗の大きいことによる銅損も大きく、また軸
方向取り付け寸法すなわちコイルトランスミッションと
エンジンの間を大きく離間する必要があり、パワトレイ
ン部全体としての体格や支持構造が大きくなってしまう
問題もあった。また特に負荷の多いときに効率のよい永
久磁石式であっても負荷が少ない時には磁気力を抑制す
るために固定子巻線に対向する起磁力発生用の電流を流
す必要があるなど複雑な特殊な制御技術を必要とするの
みならず通常使用の軽負荷では効率が伸びないという問
題があった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】本願は前述のいくつか
の問題点を同時解決すべく効率のよい、軸方向寸法の短
い回転機を提供しようとするものである。そのために効
率の良い同期機を基本として、界磁調整の可能な永久磁
石式で、また固定子巻線抵抗も低い構造への工夫を果た
すことを課題としている。
の問題点を同時解決すべく効率のよい、軸方向寸法の短
い回転機を提供しようとするものである。そのために効
率の良い同期機を基本として、界磁調整の可能な永久磁
石式で、また固定子巻線抵抗も低い構造への工夫を果た
すことを課題としている。
【０００５】
【課題を解決するための手段】前述の課題に対して本願
は次のように解決を図るものである。
は次のように解決を図るものである。
【０００６】まず請求項１に示す構成のように、電機子
巻線とそれを具備した電機子鉄心よりなる固定子と、前
記積層鉄心の内外径もしくは軸方向両端面の二面のそれ
ぞれにおいて周方向にＮ、Ｓ極を交互に配置した第１、
第２の磁極群を具備する回転子と、を有し、かつ前記第
１の磁極群の起磁力源は永久磁石であり、前記第２の起
磁力源は電磁石であり、前記電機子鉄心は、それぞれの
起磁力源の作用による磁束を同一通路に通し、かつ該通
路に電機子巻線を巻装する。
巻線とそれを具備した電機子鉄心よりなる固定子と、前
記積層鉄心の内外径もしくは軸方向両端面の二面のそれ
ぞれにおいて周方向にＮ、Ｓ極を交互に配置した第１、
第２の磁極群を具備する回転子と、を有し、かつ前記第
１の磁極群の起磁力源は永久磁石であり、前記第２の起
磁力源は電磁石であり、前記電機子鉄心は、それぞれの
起磁力源の作用による磁束を同一通路に通し、かつ該通
路に電機子巻線を巻装する。
【０００７】この構成により、固定子の両面を空隙面と
していることで鉄心も電機子巻線も軸方向寸法が短縮
し、また出力に必要な界磁のうちの半分について永久磁
石を用いているために軸方向厚さ含めてコンパクトで済
み、効率もよい。また一つの電機子巻線鎖交磁束通路に
永久磁石磁束と電磁石磁束とを作用できるようにしてい
るので、一方の前記界磁巻線の起磁力を調整すること
で、前記電機子巻線磁束鎖交量の和が制御できることと
なる。すなわちインバータにより電機子巻線の電流を流
して弱め界磁制御をするなどの複雑な制御を行なうこと
もなく簡単に発電量の可変が可能となる。
していることで鉄心も電機子巻線も軸方向寸法が短縮
し、また出力に必要な界磁のうちの半分について永久磁
石を用いているために軸方向厚さ含めてコンパクトで済
み、効率もよい。また一つの電機子巻線鎖交磁束通路に
永久磁石磁束と電磁石磁束とを作用できるようにしてい
るので、一方の前記界磁巻線の起磁力を調整すること
で、前記電機子巻線磁束鎖交量の和が制御できることと
なる。すなわちインバータにより電機子巻線の電流を流
して弱め界磁制御をするなどの複雑な制御を行なうこと
もなく簡単に発電量の可変が可能となる。
【０００８】また、請求項２に示す構成では、前記第１
の磁極群は前記電機子鉄心の外径側に位置し、前記第２
の磁極群は前記電機子鉄心の内径側に位置し、かつ前記
第２の磁極群は爪状磁極とその内径側に巻いた界磁巻線
よりなる単一集中巻線界磁としている。
の磁極群は前記電機子鉄心の外径側に位置し、前記第２
の磁極群は前記電機子鉄心の内径側に位置し、かつ前記
第２の磁極群は爪状磁極とその内径側に巻いた界磁巻線
よりなる単一集中巻線界磁としている。
【０００９】これにより、単一の界磁巻線にて大きな起
磁力を前記電機子鉄心内径側の第２磁極群に同時に印加
することができて、前記第１の磁極群の永久磁石から前
記電機子巻線に作用する磁束を簡単にしかも強力に制御
できるので、換言すれば磁石も強力なものが使用できる
こととなり、全体としての性能向上効果を大きくするこ
とができ、同一定格性能の要求に対してより小型化が達
成できることとなる。
磁力を前記電機子鉄心内径側の第２磁極群に同時に印加
することができて、前記第１の磁極群の永久磁石から前
記電機子巻線に作用する磁束を簡単にしかも強力に制御
できるので、換言すれば磁石も強力なものが使用できる
こととなり、全体としての性能向上効果を大きくするこ
とができ、同一定格性能の要求に対してより小型化が達
成できることとなる。
【００１０】また、請求項３に示すように、前記固定子
鉄心は円環状に連接した継鉄部と、前記両面空隙に向か
う歯状部とを有し、前記継鉄部の外周囲にトロイダル巻
線を巻装して、これらを多相巻線に結線する。
鉄心は円環状に連接した継鉄部と、前記両面空隙に向か
う歯状部とを有し、前記継鉄部の外周囲にトロイダル巻
線を巻装して、これらを多相巻線に結線する。
【００１１】これにより、一般には電機子巻線のエンド
ターン部で空間中を這いまわす軸方向の高さを必要とす
るのに対して、継鉄部の周りを周回する際の実質巻装高
さしか必要とせずしかも、その一つのトロイダル巻線
で、両空隙面分の巻線をなしたこととなり、両面のにそ
れぞれ分布巻きや集中巻きをするものと比べると巻線総
量を半減することができる。
ターン部で空間中を這いまわす軸方向の高さを必要とす
るのに対して、継鉄部の周りを周回する際の実質巻装高
さしか必要とせずしかも、その一つのトロイダル巻線
で、両空隙面分の巻線をなしたこととなり、両面のにそ
れぞれ分布巻きや集中巻きをするものと比べると巻線総
量を半減することができる。
【００１２】また、請求項４に示すように、前記固定子
鉄心の少なくとも一部において前記継鉄部において係合
部を有したセグメント部材となして、該継鉄部に前記ト
ロイダル巻線を個々に装着して、円環状固定子とする。
鉄心の少なくとも一部において前記継鉄部において係合
部を有したセグメント部材となして、該継鉄部に前記ト
ロイダル巻線を個々に装着して、円環状固定子とする。
【００１３】これにより、一般にはきわめて大量生産困
難なトロイダル巻線であるものの、あらかじめ作ってお
き嵌めこむことができるようになるので、実用化できる
こととなる。またエンジン直結機として大柄であっても
大掛かりの生産設備を必要とせず、また製品使用時の点
検補修なども容易となる。すなわち前記の薄型高効率、
高性能の製品を実用提供できることが可能となる。
難なトロイダル巻線であるものの、あらかじめ作ってお
き嵌めこむことができるようになるので、実用化できる
こととなる。またエンジン直結機として大柄であっても
大掛かりの生産設備を必要とせず、また製品使用時の点
検補修なども容易となる。すなわち前記の薄型高効率、
高性能の製品を実用提供できることが可能となる。
【００１４】
【発明の実施の形態】［第１の実施形態］車両走行用エ
ンジンに直結した発電機に適用した第１の実施例につい
て図１を参照してその構成を説明する。
ンジンに直結した発電機に適用した第１の実施例につい
て図１を参照してその構成を説明する。
【００１５】ハウジング１に、積層鉄板よりなる電機子
鉄心２が取り付けられ該鉄心２には電機子巻線３が巻装
されるとともに該巻線３は前記ハウジング１に熱的に良
好に接触している。またハウジング１に対して電機子巻
線３の突出部すなわちエンドターン部が熱的に良好に接
触させている。
鉄心２が取り付けられ該鉄心２には電機子巻線３が巻装
されるとともに該巻線３は前記ハウジング１に熱的に良
好に接触している。またハウジング１に対して電機子巻
線３の突出部すなわちエンドターン部が熱的に良好に接
触させている。
【００１６】前記積層鉄心２の内外径の二面には、その
外径側の第１の空隙面１２と内径側の第２の空隙面５と
は回転界磁鉄心４に支持された第１の外径側の磁極群６
と、内径側磁極群１３とが対向配置されている。前記各
磁極群および支持体の界磁鉄心は、鉄製ハブ１０と一体
部材となっており、トルコン１５，クランクシャフト１
６と締結ボルト１１などにより固定されている。
外径側の第１の空隙面１２と内径側の第２の空隙面５と
は回転界磁鉄心４に支持された第１の外径側の磁極群６
と、内径側磁極群１３とが対向配置されている。前記各
磁極群および支持体の界磁鉄心は、鉄製ハブ１０と一体
部材となっており、トルコン１５，クランクシャフト１
６と締結ボルト１１などにより固定されている。
【００１７】また図２に示す如く、前記第１の磁極群と
第２の磁極群とは、周方向に交互にＮ．Ｓ磁気極性とな
るように配置されており、また前記電機子鉄心の歯状部
と継鉄部とは百足虫形状になっており、内外径側の歯状
部は径線に対して揃った位置にあり、また前記第１磁極
と第２磁極もこの径線上にほぼ整列しうる（回転子の回
転角度によっては）ような配置関係となっている。また
電機子巻線は細部図示していないが平角断面の銅線であ
り、前記百足虫状の鉄心の胴体部にあたる継鉄部に、蜜
に巻装してなる。
第２の磁極群とは、周方向に交互にＮ．Ｓ磁気極性とな
るように配置されており、また前記電機子鉄心の歯状部
と継鉄部とは百足虫形状になっており、内外径側の歯状
部は径線に対して揃った位置にあり、また前記第１磁極
と第２磁極もこの径線上にほぼ整列しうる（回転子の回
転角度によっては）ような配置関係となっている。また
電機子巻線は細部図示していないが平角断面の銅線であ
り、前記百足虫状の鉄心の胴体部にあたる継鉄部に、蜜
に巻装してなる。
【００１８】前記固定子歯状部は、内径側外径側とも２
磁極ピッチの間に３個配置されており前記トロイダル巻
線は２／３π短節巻線（集中巻線）に相当するものとな
っている。
磁極ピッチの間に３個配置されており前記トロイダル巻
線は２／３π短節巻線（集中巻線）に相当するものとな
っている。
【００１９】次にこの第１実施例の作動について説明す
る。クランクシャフトの回転にともないハブが回転し、
これに固定された界磁鉄心と磁極が回転して電機子鉄心
に交番磁界を与えて、電機子巻線に電圧を誘導する。発
電された電圧は、前記電機子巻線に接続された図示なき
三相整流器に導かれて、直流に変換されて、車両の蓄電
池に導かれ充電する。
る。クランクシャフトの回転にともないハブが回転し、
これに固定された界磁鉄心と磁極が回転して電機子鉄心
に交番磁界を与えて、電機子巻線に電圧を誘導する。発
電された電圧は、前記電機子巻線に接続された図示なき
三相整流器に導かれて、直流に変換されて、車両の蓄電
池に導かれ充電する。
【００２０】界磁巻線９と電機子巻線３はともに通電に
伴い発熱するが、前記界磁巻線３と、前記電機子巻線と
は、ハウジング１に伝熱し前記両巻線は良好に冷却され
る。また前記のようにハウジング１に対して電機子巻線
３の突出部すなわちエンドターン部が熱的に良好に接触
させているので、前記電機子巻線は熱伝導によっても良
好に冷却される。
伴い発熱するが、前記界磁巻線３と、前記電機子巻線と
は、ハウジング１に伝熱し前記両巻線は良好に冷却され
る。また前記のようにハウジング１に対して電機子巻線
３の突出部すなわちエンドターン部が熱的に良好に接触
させているので、前記電機子巻線は熱伝導によっても良
好に冷却される。
【００２１】前記蓄電池は、その充電量の増加に伴い電
池の充電電圧が上昇するが、図示なき界磁電流調整器
が、この電圧を検知して、前記界磁巻線の電流量を減少
する。これにより前記電機子巻線の発電量が減少する。
また前記充電電圧が減少すると、前記界磁巻線の電流を
増加して、前記電機子巻線の発電量を増す。
池の充電電圧が上昇するが、図示なき界磁電流調整器
が、この電圧を検知して、前記界磁巻線の電流量を減少
する。これにより前記電機子巻線の発電量が減少する。
また前記充電電圧が減少すると、前記界磁巻線の電流を
増加して、前記電機子巻線の発電量を増す。
【００２２】ここでさらに前記界磁電流の増減と、電機
子巻線に鎖交する磁束量の増減すなわち発電量の調整に
ついて詳細説明する。
子巻線に鎖交する磁束量の増減すなわち発電量の調整に
ついて詳細説明する。
【００２３】図２に示す横断面において電機子巻線３の
囲む、鉄心継鉄部に着目して、ここを通過する磁束を説
明する。図２において界磁巻線の電流のない時は、永久
磁石の磁束が図中破線で示すように隣り合う他の磁石磁
極に磁束を流し、前記鉄心継鉄部に通過し、電機子巻線
に鎖交する。次に界磁巻線に図中（ ）外に示す極性を
生じる電流を流すことにより、図中実線に示すような磁
束が前記継鉄部に流れ、前記電機子巻線の鎖交磁束は増
加する。また逆に界磁電流を流すと、図中一点鎖線に示
すように、磁石磁極の磁束は、電磁石磁極にダイレクト
に行き、前記鉄心継鉄部には磁束が鎖交しないようにで
きる。このように界磁電流の大きさと向きを制御するこ
とで、永久磁石を含む磁気回路の発電にかかわる磁束の
制御が可能となる。
囲む、鉄心継鉄部に着目して、ここを通過する磁束を説
明する。図２において界磁巻線の電流のない時は、永久
磁石の磁束が図中破線で示すように隣り合う他の磁石磁
極に磁束を流し、前記鉄心継鉄部に通過し、電機子巻線
に鎖交する。次に界磁巻線に図中（ ）外に示す極性を
生じる電流を流すことにより、図中実線に示すような磁
束が前記継鉄部に流れ、前記電機子巻線の鎖交磁束は増
加する。また逆に界磁電流を流すと、図中一点鎖線に示
すように、磁石磁極の磁束は、電磁石磁極にダイレクト
に行き、前記鉄心継鉄部には磁束が鎖交しないようにで
きる。このように界磁電流の大きさと向きを制御するこ
とで、永久磁石を含む磁気回路の発電にかかわる磁束の
制御が可能となる。
【００２４】以上のような構造とすることにより軸方向
の寸法が小さくなり搭載が容易となりまた励磁電力が節
減できるとともに電機子の銅損が少ないために効率がよ
く、永久磁石を利用しながら簡単な界磁電流制御で発電
制御ができまた簡単な組み立てで大量生産に向く実用的
なエンジン直結発電機が提供できることとなった。
の寸法が小さくなり搭載が容易となりまた励磁電力が節
減できるとともに電機子の銅損が少ないために効率がよ
く、永久磁石を利用しながら簡単な界磁電流制御で発電
制御ができまた簡単な組み立てで大量生産に向く実用的
なエンジン直結発電機が提供できることとなった。
【００２５】本実施例の具体的試作例として、外径φ２
８０ｍｍ，全長２０ｍｍにて、１４ｖ−７ｋｗ（６００
ｒｐｍ）、効率８２％となり、従来技術でのランデル型
鉄心同期機での試作例（外径φ２８０ｍｍ，全長８０ｍ
ｍにて、４２ｖ−６ｋｗ（６００ｒｐｍ）、効率７５
％）に対して大幅に薄型かつ高出力、高効率となった。
８０ｍｍ，全長２０ｍｍにて、１４ｖ−７ｋｗ（６００
ｒｐｍ）、効率８２％となり、従来技術でのランデル型
鉄心同期機での試作例（外径φ２８０ｍｍ，全長８０ｍ
ｍにて、４２ｖ−６ｋｗ（６００ｒｐｍ）、効率７５
％）に対して大幅に薄型かつ高出力、高効率となった。
【００２６】また前記のようにトロイダル巻線を、平角
銅線を後で連接する構造としたから、体格性能向上以外
にも大掛かりで実質敷設困難な鍛造設備や、大型電機子
鉄心打ちぬき巻き取り設備などを必要としないようにな
り、簡素な設備にて製造可能という量産性の面での効果
も奏することはいうまでもない。
銅線を後で連接する構造としたから、体格性能向上以外
にも大掛かりで実質敷設困難な鍛造設備や、大型電機子
鉄心打ちぬき巻き取り設備などを必要としないようにな
り、簡素な設備にて製造可能という量産性の面での効果
も奏することはいうまでもない。
【００２７】［その他の実施形態］前記第一実施例では
電機子鉄心の内径と外径を空隙面としていたが、軸方向
両端面をそれぞれ空隙面としてもよい。軸方向制約がゆ
るく径方向に制約が厳しいケースにおいては空隙面積が
よりおおきく拡大できることから、特に有用である。ま
た図示していないが磁極や電機子鉄心歯状部は部分扇形
状となりコイルは第一実施例のように継鉄部ではなくこ
れら両面の歯状部に扇形状に旋回して巻装してもよい。
電機子鉄心の内径と外径を空隙面としていたが、軸方向
両端面をそれぞれ空隙面としてもよい。軸方向制約がゆ
るく径方向に制約が厳しいケースにおいては空隙面積が
よりおおきく拡大できることから、特に有用である。ま
た図示していないが磁極や電機子鉄心歯状部は部分扇形
状となりコイルは第一実施例のように継鉄部ではなくこ
れら両面の歯状部に扇形状に旋回して巻装してもよい。
【００２８】また前記第一実施例では、２磁極ピッチに
対して電機子鉄心歯状部を３つとして、これらの継鉄部
に電機子巻線を施した等価的に２／３π短節巻き（集中
巻き）としたが、２磁極ピッチに対して電機子鉄心歯状
部を６つとして、これらの継鉄部に電機子巻線を施しさ
らにこれらを三相結線して、短節巻きの双対結線として
もよい。これによると電機子反作用の大きさと位相が分
散できるために磁気騒音が減少できるという効果があ
る。
対して電機子鉄心歯状部を３つとして、これらの継鉄部
に電機子巻線を施した等価的に２／３π短節巻き（集中
巻き）としたが、２磁極ピッチに対して電機子鉄心歯状
部を６つとして、これらの継鉄部に電機子巻線を施しさ
らにこれらを三相結線して、短節巻きの双対結線として
もよい。これによると電機子反作用の大きさと位相が分
散できるために磁気騒音が減少できるという効果があ
る。
【００２９】また前記実施例では発電機の適用を示した
が、整流回路を双方向のインバータとした発電電動機と
してもよい。電機子巻線は断面が略矩形状の平角導線と
しても、丸線としてもよい。トロイダル巻きでなくとも
分布巻きとしてもよい。
が、整流回路を双方向のインバータとした発電電動機と
してもよい。電機子巻線は断面が略矩形状の平角導線と
しても、丸線としてもよい。トロイダル巻きでなくとも
分布巻きとしてもよい。
【００３０】内径、外径に１磁極一相あたり複数スロッ
トとして、複数の三相回路を形成して第三高調波にもと
づく騒音を低減するようにしてもよい。
トとして、複数の三相回路を形成して第三高調波にもと
づく騒音を低減するようにしてもよい。
【００３１】すなわち、以上のように、電機子巻線や電
機子鉄心は適宜その設計の狙い重視点によって変更、工
夫できるものである。
機子鉄心は適宜その設計の狙い重視点によって変更、工
夫できるものである。
【００３２】また上述の各実施例では磁石磁極を外径側
に配置したり、が回転子の表面に磁石を貼りつける仕様
としているが、内径側でもよく、また磁石の磁気回路中
どこに設けるかは適宜変更できる。また磁束を集中する
ために全ての磁極には軟鉄磁極片を用いて、内奥部に磁
石を配置したり、また回転子表面に磁石を貼りつけるに
しても、その外周に遠心力拘束用のナイロン，カーボン
繊維を巻装したり、非磁性ステンレス板を張り付けた
り、複合磁性材料を用いて構成することも出来る。
に配置したり、が回転子の表面に磁石を貼りつける仕様
としているが、内径側でもよく、また磁石の磁気回路中
どこに設けるかは適宜変更できる。また磁束を集中する
ために全ての磁極には軟鉄磁極片を用いて、内奥部に磁
石を配置したり、また回転子表面に磁石を貼りつけるに
しても、その外周に遠心力拘束用のナイロン，カーボン
繊維を巻装したり、非磁性ステンレス板を張り付けた
り、複合磁性材料を用いて構成することも出来る。
【００３３】また前記実施例では、電磁石界磁子は爪状
磁極を有するいわゆるランデル型界磁子としているが、
図３に示すように固定界磁鉄心８の一部を構成するであ
る椀状界磁鉄心２０に、界磁巻線９が巻装してあり、ま
た椀状の先端部には磁束漏洩防止磁石リングが介在され
ている。またこの外径と前記電機子鉄心との間には、磁
石内蔵積層第１磁極と磁石内蔵積層第２磁極と、それら
の間には磁束漏れを防止するステンレス製の非磁性リン
グが固着されている。前記第１積層鉄心磁極と第２積層
鉄心磁極の内部には、１磁極ピッチ置きに永久磁石が埋
め込まれており、永久磁石部と非永久磁石部とでＮＳ交
互磁極を形成した内側回転子をなしている。なお前記第
１積層磁極と前記第２積層磁極とは、その回転子表面の
極性が軸線方向においては揃っており、電機子のある巻
線に対しては、同一時刻に略同一の磁束を与えるように
構成されており磁束供給効率が最適としていることは言
うまでもない。
磁極を有するいわゆるランデル型界磁子としているが、
図３に示すように固定界磁鉄心８の一部を構成するであ
る椀状界磁鉄心２０に、界磁巻線９が巻装してあり、ま
た椀状の先端部には磁束漏洩防止磁石リングが介在され
ている。またこの外径と前記電機子鉄心との間には、磁
石内蔵積層第１磁極と磁石内蔵積層第２磁極と、それら
の間には磁束漏れを防止するステンレス製の非磁性リン
グが固着されている。前記第１積層鉄心磁極と第２積層
鉄心磁極の内部には、１磁極ピッチ置きに永久磁石が埋
め込まれており、永久磁石部と非永久磁石部とでＮＳ交
互磁極を形成した内側回転子をなしている。なお前記第
１積層磁極と前記第２積層磁極とは、その回転子表面の
極性が軸線方向においては揃っており、電機子のある巻
線に対しては、同一時刻に略同一の磁束を与えるように
構成されており磁束供給効率が最適としていることは言
うまでもない。
【００３４】この実施例においては、内径側も永久磁石
の力を利用した励磁が行えるとともにその磁束供給も椀
状鉄心内央部に具備した小型界磁巻線により制御が可能
となるので、高性能で小型の回転電機が実現できる。さ
らに前記第１実施例のような大型の爪状磁極鉄心の鍛造
を回避することができる。すなわちプレス成形にて前記
椀状界磁鉄心が形成できるので特殊設備なくして簡素に
製造できるという効果も奏する。
の力を利用した励磁が行えるとともにその磁束供給も椀
状鉄心内央部に具備した小型界磁巻線により制御が可能
となるので、高性能で小型の回転電機が実現できる。さ
らに前記第１実施例のような大型の爪状磁極鉄心の鍛造
を回避することができる。すなわちプレス成形にて前記
椀状界磁鉄心が形成できるので特殊設備なくして簡素に
製造できるという効果も奏する。
【図１】本発明となる第一実施例の説明図である。
【図２】図１の内部詳細構造説明図である。
【図３】他の実施例の内部詳細構造説明図である。
１…ハウジング、
２…電機子鉄心、
３…電機子巻線、
４…回転界磁鉄心、
５…内径空隙面、
６…内径側界磁磁極、
７…界磁鉄心空隙部
８…固定界磁鉄心、
９…固定界磁巻線、
１０…鉄製ハブ、
１１…締結ボルト、
１２…外径側空隙面、
１３…外径側界磁磁極、
１４…永久磁石、
１５…トルコン、
１６…クランクシャフト。
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
Ｆターム(参考） 5H002 AA01 AB06 AB07 AE07 AE08
5H621 BB02 GA01 GA06 GA12 GA16
GA17 GB03 HH01 HH08 HH09
JK02 JK03 JK15 JK18 PP10
5H622 AA03 CA02 CA05 CB05 PP05
PP19
Claims (4)
- 【請求項１】 電機子巻線とそれを具備した電機子鉄心
よりなる固定子と、前記積層鉄心の内外径もしくは軸方
向両端面の二面のそれぞれにおいて周方向にＮ、Ｓ極を
交互に配置した第１、第２の磁極群を具備する回転子
と、を有し、かつ前記第１の磁極群の起磁力源は永久磁
石であり、前記第２の起磁力源は電磁石であり、前記電
機子鉄心は、それぞれの起磁力源の作用による磁束を同
一通路に通し、かつ該通路に電機子巻線が巻装されてい
ることを特徴とする両面空隙型回転電機。 - 【請求項２】 前記第１の磁極群は前記電機子鉄心の外
径側に位置し、前記第２の磁極群は前記電機子鉄心の内
径側に位置し、かつ前記第２の磁極群は内央部に筒状鉄
心とその外径部に単一の集中界磁巻線により励磁される
ことを特徴とする請求項１に記載の両面空隙型回転電
機。 - 【請求項３】 前記電機子巻線は前記電機子鉄心の周方
向継鉄部に巻装されたトロイダル巻線であることを特徴
とする請求項１又は２に記載の両面空隙型回転電機。 - 【請求項４】 前記電機子鉄心は、前記周方向継鉄部の
一部においてダブテイル状の係り止め部により相互に円
環状に配列、固定されていることを特徴とする請求項３
記載の両面空隙型回転電機。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001360904A JP3661634B2 (ja) | 2001-11-27 | 2001-11-27 | 両面空隙型回転電機 |
| US10/295,891 US6727632B2 (en) | 2001-11-27 | 2002-11-18 | Flat rotary electric machine |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001360904A JP3661634B2 (ja) | 2001-11-27 | 2001-11-27 | 両面空隙型回転電機 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003164125A true JP2003164125A (ja) | 2003-06-06 |
| JP3661634B2 JP3661634B2 (ja) | 2005-06-15 |
Family
ID=19171649
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001360904A Expired - Fee Related JP3661634B2 (ja) | 2001-11-27 | 2001-11-27 | 両面空隙型回転電機 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3661634B2 (ja) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2007077749A1 (ja) * | 2006-01-05 | 2007-07-12 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | ２つのロータを有するモータ及びこれを搭載した機器 |
| JP2007300769A (ja) * | 2006-05-08 | 2007-11-15 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | モータ |
| JP2008148550A (ja) * | 2006-12-07 | 2008-06-26 | General Electric Co <Ge> | 航空機用の両面式スタータ／発電機 |
| JP2011019391A (ja) * | 2009-07-08 | 2011-01-27 | Hamilton Sundstrand Corp | 界磁巻線ジェネレータおよびその製造方法 |
| JP2013243884A (ja) * | 2012-05-22 | 2013-12-05 | Asmo Co Ltd | ブラシレスモータ |
| US9502931B2 (en) | 2012-03-23 | 2016-11-22 | Asmo Co., Ltd. | Brushless motor |
| CN109149795A (zh) * | 2017-06-16 | 2019-01-04 | 李伟 | 一种发电机电枢及发电机 |
| CN110571976A (zh) * | 2019-09-18 | 2019-12-13 | 精进电动科技股份有限公司 | 一种发动机和电机总成 |
-
2001
- 2001-11-27 JP JP2001360904A patent/JP3661634B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2007077749A1 (ja) * | 2006-01-05 | 2007-07-12 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | ２つのロータを有するモータ及びこれを搭載した機器 |
| JP2007185012A (ja) * | 2006-01-05 | 2007-07-19 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | モータ |
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| US9502931B2 (en) | 2012-03-23 | 2016-11-22 | Asmo Co., Ltd. | Brushless motor |
| US9893576B2 (en) | 2012-03-23 | 2018-02-13 | Asmo Co., Ltd. | Brushless motor with cog-shaped rotor core having poles with auxiliary magnets and shaft-fixing portions |
| US9966807B2 (en) | 2012-03-23 | 2018-05-08 | Asmo Co., Ltd. | Brushless motor |
| JP2013243884A (ja) * | 2012-05-22 | 2013-12-05 | Asmo Co Ltd | ブラシレスモータ |
| CN109149795A (zh) * | 2017-06-16 | 2019-01-04 | 李伟 | 一种发电机电枢及发电机 |
| CN110571976A (zh) * | 2019-09-18 | 2019-12-13 | 精进电动科技股份有限公司 | 一种发动机和电机总成 |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3661634B2 (ja) | 2005-06-15 |
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