JP2005287093A - Rotary electric machine - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、回転軸方向におけるロータの両端面を磁気的に有効利用可能な回転電機に関するものである。 The present invention relates to a rotating electrical machine that can effectively use both end faces of a rotor in the direction of a rotating shaft magnetically.
回転電機は、ステータと、ロータとを備える。ロータは、略円筒形からなり、ステータに対して回転自在に設けられる。 The rotating electrical machine includes a stator and a rotor. The rotor has a substantially cylindrical shape and is provided to be rotatable with respect to the stator.
多くの回転電機においては、ステータは、ロータの外周面に対向して配置される。そして、ロータは、径方向に着磁された磁石を含む。また、ステータは、ロータの径方向に磁束を発生し、ロータの磁石に磁界を及ぼす。このように、多くの回転電機においては、ロータの径方向におけるステータとロータとの磁気的相互作用によって、ロータは、回転する。 In many rotating electrical machines, the stator is disposed to face the outer peripheral surface of the rotor. The rotor includes a magnet magnetized in the radial direction. The stator generates magnetic flux in the radial direction of the rotor and applies a magnetic field to the magnet of the rotor. Thus, in many rotating electrical machines, the rotor rotates due to the magnetic interaction between the stator and the rotor in the radial direction of the rotor.
一方、ステータがロータの回転軸方向における端面側に配置された回転電機も知られている(特許文献1)。この種の回転電機においては、ロータは、回転軸方向に着磁された磁石を含む。そして、ステータは、ロータの回転軸方向に磁束を発生し、ロータの磁石に磁界を及ぼす。このように、ステータがロータの回転軸方向における端面側に配置された回転電機においては、ロータの回転軸方向におけるステータとロータとの磁気的相互作用によって、ロータは、回転する。 On the other hand, there is also known a rotating electrical machine in which a stator is disposed on an end face side in the rotation axis direction of a rotor (Patent Document 1). In this type of rotating electrical machine, the rotor includes a magnet magnetized in the direction of the rotation axis. The stator generates a magnetic flux in the direction of the rotation axis of the rotor and applies a magnetic field to the magnet of the rotor. Thus, in the rotating electrical machine in which the stator is disposed on the end face side in the rotation axis direction of the rotor, the rotor rotates due to the magnetic interaction between the stator and the rotor in the rotation axis direction of the rotor.
したがって、高いトルクを出力可能な回転電機を作製するためには、ロータの外周面側だけではなく、回転軸方向におけるロータの両端面側にもステータを配置し、ロータの径方向および回転軸方向におけるステータとロータとの磁気的相互作用によってロータを回転させる必要がある。
しかし、回転軸方向におけるロータの端面側に配置されるステータは、ロータの径方向に沿って配置され、その内周側が外周側よりも細くなっているコアを含むので、ロータの外周面に対向して配置されたステータに比べ、磁気飽和を起こし易いという問題がある。その結果、高出力領域において、トルクが低下するという問題がある。 However, the stator disposed on the rotor end surface side in the rotation axis direction is disposed along the rotor radial direction, and includes a core whose inner peripheral side is thinner than the outer peripheral side, so that it faces the outer peripheral surface of the rotor. Therefore, there is a problem that magnetic saturation is likely to occur compared to the stator arranged in this manner. As a result, there is a problem that torque decreases in a high output region.
そこで、この発明は、かかる問題を解決するためにさなれたものであり、その目的は、磁気飽和を抑制して回転軸方向におけるロータの両端面を有効利用可能な回転電機を提供することである。 Accordingly, the present invention has been made to solve such a problem, and an object of the present invention is to provide a rotating electrical machine that can effectively use both end faces of the rotor in the rotation axis direction while suppressing magnetic saturation. is there.
この発明によれば、回転電機は、ロータと、ステータとを備える。ロータは、径方向に着磁された第1のロータ磁極部と、回転軸方向に着磁された第2のロータ磁極部とを有する。ステータは、第1のロータ磁極部に対応して設けられ、かつ、径方向に磁束を発生する第1のステータ磁極部と、第2のロータ磁極部に対応して設けられ、かつ、回転軸方向に磁束を発生する第2のステータ磁極部とを有する。そして、ロータは、第1および第2のステータ磁極部からの磁束をそれぞれ第1および第2のロータ磁極部に受けることによってステータに対して自在に回転する。第1のステータ磁極部は、ロータの周方向に配列された複数の第1のコアと、複数の第1のコアに対応して設けられ、各々が対応する第1のコアに巻回された複数の第1のコイルとからなる。第2のステータ磁極部は、ロータの周方向に配列された複数の第2のコアと、複数の第2のコアに対応して設けられ、各々が対応する第2のコアに巻回された複数の第2のコイルとからなる。第2のコアは、回転軸方向に垂直な平面方向における第1のコアの断面積以上の断面積をロータの径方向に垂直な平面方向に有する。そして、ロータの周方向における第1のコアの最小幅をW1とし、第1のコイルの巻数をN1とし、ロータの周方向における第2のコアの最小幅をW2とし、第2のコイルの巻数をN2としたとき、W2/N2>W1/N1が成立する。 According to this invention, the rotating electrical machine includes a rotor and a stator. The rotor has a first rotor magnetic pole portion magnetized in the radial direction and a second rotor magnetic pole portion magnetized in the rotation axis direction. The stator is provided corresponding to the first rotor magnetic pole part, provided corresponding to the first stator magnetic pole part generating the magnetic flux in the radial direction, and the second rotor magnetic pole part, and the rotating shaft. And a second stator magnetic pole portion that generates magnetic flux in the direction. The rotor rotates freely with respect to the stator by receiving magnetic fluxes from the first and second stator magnetic pole portions at the first and second rotor magnetic pole portions, respectively. The first stator magnetic pole portions are provided corresponding to the plurality of first cores arranged in the circumferential direction of the rotor and the plurality of first cores, and each of them is wound around the corresponding first core. It consists of a plurality of first coils. The second stator magnetic pole portions are provided corresponding to the plurality of second cores arranged in the circumferential direction of the rotor and the plurality of second cores, and each of them is wound around the corresponding second core. It consists of a plurality of second coils. The second core has a cross-sectional area equal to or larger than the cross-sectional area of the first core in the plane direction perpendicular to the rotation axis direction in the plane direction perpendicular to the radial direction of the rotor. The minimum width of the first core in the circumferential direction of the rotor is W1, the number of turns of the first coil is N1, the minimum width of the second core in the circumferential direction of the rotor is W2, and the number of turns of the second coil Is N2, W2 / N2> W1 / N1 holds.
好ましくは、複数の第1のコイルおよび複数の第2のコイルのいずれか一方の複数のコイルは、複数の第1のコイルおよび複数の第2のコイルのいずれか他方の複数のコイルのコイルエンドの内側に配置される。 Preferably, the plurality of coils of any one of the plurality of first coils and the plurality of second coils are coil ends of the other plurality of coils of the plurality of first coils and the plurality of second coils. Placed inside.
好ましくは、N1>N2が成立する。 Preferably, N1> N2 holds.
好ましくは、第1および第2のコイルは、一体的に巻回される。 Preferably, the first and second coils are wound integrally.
好ましくは、第1のコイルは、第2のコイルと別体に巻回される。 Preferably, the first coil is wound separately from the second coil.
好ましくは、複数の第1のコアの総数は、複数の第2のコアの総数よりも多い。 Preferably, the total number of the plurality of first cores is larger than the total number of the plurality of second cores.
好ましくは、ロータは、略円筒形からなる。複数の第1のコアは、円筒形の外周面に対向してロータの周方向に配列される。複数の第2のコアは、ロータの回転軸方向における円筒形の一方の端面に対向してロータの周方向に配置される複数の第1のアキシャルコアと、ロータの回転軸方向における円筒形の他方の端面に対向してロータの周方向に配置される複数の第2のアキシャルコアとからなる。複数の第2のコイルは、複数の第1のアキシャルコアに対応して設けられ、各々が対応する第1のアキシャルコアに巻回される複数の第1のアキシャルコイルと、複数の第2のアキシャルコアに対応して設けられ、各々が対応する第2のアキシャルコアに巻回される複数の第2のアキシャルコイルとからなる。複数の第1のアキシャルコアは、複数の第2のアキシャルコアに対してロータの周方向にずれた位置に配置される。 Preferably, the rotor has a substantially cylindrical shape. The plurality of first cores are arranged in the circumferential direction of the rotor so as to face the cylindrical outer peripheral surface. The plurality of second cores includes a plurality of first axial cores arranged in the circumferential direction of the rotor so as to face one end face of the cylindrical shape in the rotation axis direction of the rotor, and a cylindrical shape in the rotation axis direction of the rotor. It consists of several 2nd axial cores arrange | positioned in the circumferential direction of a rotor facing the other end surface. The plurality of second coils are provided corresponding to the plurality of first axial cores, each of the plurality of first axial coils wound around the corresponding first axial core, and the plurality of second coils. It comprises a plurality of second axial coils provided corresponding to the axial cores, each wound around a corresponding second axial core. The plurality of first axial cores are arranged at positions shifted in the circumferential direction of the rotor with respect to the plurality of second axial cores.
好ましくは、第1および第2のアキシャルコイルは、第1のコイルの巻回方向を反転した方向に巻回される。 Preferably, the first and second axial coils are wound in a direction in which the winding direction of the first coil is reversed.
好ましくは、第1および第2のアキシャルコイルは、第1のコイルと一体的に巻回される。 Preferably, the first and second axial coils are wound integrally with the first coil.
この発明による回転電機においては、ロータの径方向および回転軸方向の両方においてロータとステータとの間で磁気的相互作用が発生し、ロータは、ステータに対して自在に回転する。つまり、ロータの径方向および回転軸方向の両方においてロータの回転トルクが発生する。そして、回転軸方向におけるロータの端面に対向して配置された第2のステータ磁極部において第2のコアの周方向の幅をコイル巻き数で除算した値W2/N2は、ロータの外周面に対向して配置された第1のステータ磁極部において第1のコアの周方向の幅をコイル巻き数で除算した値W1/N1よりも大きい。その結果、第2のステータ磁極部は、W1=W2、かつ、N1=N2である場合に比べ、より多くの磁束を回転軸方向に発生させる。 In the rotating electrical machine according to the present invention, magnetic interaction occurs between the rotor and the stator in both the radial direction and the rotational axis direction of the rotor, and the rotor rotates freely with respect to the stator. That is, the rotational torque of the rotor is generated in both the radial direction and the rotational axis direction of the rotor. A value W2 / N2 obtained by dividing the circumferential width of the second core by the number of coil turns in the second stator magnetic pole portion disposed opposite to the end surface of the rotor in the rotation axis direction is calculated on the outer circumferential surface of the rotor. It is larger than the value W1 / N1 obtained by dividing the circumferential width of the first core by the number of coil turns in the first stator magnetic pole portions arranged to face each other. As a result, the second stator magnetic pole portion generates more magnetic flux in the direction of the rotation axis than when W1 = W2 and N1 = N2.
したがって、この発明によれば、磁気飽和を抑制して回転軸方向におけるロータの両端面を有効利用できる。 Therefore, according to the present invention, magnetic saturation can be suppressed and both end faces of the rotor in the rotation axis direction can be effectively used.
本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明を繰返さない。 Embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In the drawings, the same or corresponding parts are denoted by the same reference numerals and description thereof will not be repeated.
[実施の形態1]
図1は、この発明の実施の形態1による回転電機の分解図である。図1を参照して、実施の形態1による回転電機100は、シャフト10と、ロータ20と、ステータ30と、ケース40と、カバー50,60とを備える。
[Embodiment 1]
1 is an exploded view of a rotating electrical machine according to
ロータ20は、シャフト10に固定される。そして、ロータ20は、アキシャル部21,22と、ラジアル部23とを含む。アキシャル部21は、磁石21A〜21Hからなり、アキシャル部22は、磁石22A〜22Hからなり、ラジアル部23は、磁石23A〜23Hからなる。なお、図1においては、磁石22C〜22F,23C〜23Gは、図示省略されている。
The
8個の磁石21A〜21Hは、回転軸方向DR1におけるロータ20の一方の端面に周方向DR2に沿って配置される。また、8個の磁石22A〜22Hは、回転軸方向DR1におけるロータ20の他方の端面に周方向DR2に沿って配置される。さらに、8個の磁石23A〜23Hは、ロータ20の外周面に周方向DR2に沿って配置される。
The eight
磁石21A〜21H,22A〜22Hは、回転軸方向DR1に着磁されており、磁石23A〜23Hは、ロータ20の径方向DR3に着磁されている。
The
ステータ30は、アキシャル部31,32と、ラジアル部33とからなる。アキシャル部31,32は、回転軸方向DR1に磁束を発生し、ラジアル部33は、径方向DR3に磁束を発生する。
The
シャフト10、ロータ20およびステータ30はケース40に挿入され、カバー50,60は回転軸方向DR1からケース40の両端に取り付けられる。
The
図2は、図1に示す線II−II間における回転電機100の断面図である。図2を参照して、回転軸方向DR1におけるロータ20の一方の端面には、アキシャル部21が配置され、回転軸方向DR1におけるロータ20の他方の端面には、アキシャル部22が配置されている。また、ロータ20の径方向DR3の外周面には、ラジアル部23が配置されている。
FIG. 2 is a cross-sectional view of rotating
アキシャル部31は、カバー50に固定され、アキシャル部32は、カバー60に固定される。そして、ステータ30のアキシャル部31は、ロータ20のアキシャル部21に対向して配置され、ステータ30のアキシャル部32は、ロータ20のアキシャル部22に対向して配置される。また、ステータ30のラジアル部33は、ロータ20のラジアル部23に対向して配置される。
The
図3は、図1に示すステータ30のアキシャル部31の斜視図である。アキシャル部31は、ブラケット310と、コア311〜316と、コイル321〜326とからなる。ブラケット310は、後述するラジアル部33のコイルの端子が通過する孔310A〜310Fを有する。コア311〜316は、ブラケット310に固定される。コア311〜316は、周方向DR2に配列され、コイル321〜326は、それぞれ、コア311〜316に巻回される。そして、端子320がコイル321〜326から回転軸方向DR1に取り出される。
FIG. 3 is a perspective view of the
なお、図1に示すステータ30のアキシャル部32もアキシャル部31と同じ構造からなる。
Note that the
図4は、図1に示すステータ30のラジアル部33の斜視図である。図4を参照して、ラジアル部33は、鋼板330と、コア331〜342と、コイル351〜362とからなる。なお、図4においては、コア336〜342は、図示されていない。
FIG. 4 is a perspective view of the
鋼板330は、複数の電磁鋼板を回転軸方向DR1に積層した構造からなる。コア331〜342は、鋼板330の内周面に周方向DR2に沿って固定される。そして、コイル351〜362は、それぞれ、コア331〜342に巻回される。
The
コイル352,354,356,358,360,362の端子は、回転軸方向DR1の一方側へ取り出され、コイル351,353,355,357,359,361の端子は、回転軸方向DR1の他方側へ取り出される。そして、コイル352,354,356,358,360,362の端子は、たとえば、アキシャル部31の孔310A〜310Fを通過してバスバーに接続され、コイル351,353,355,357,359,361の端子は、たとえば、アキシャル部32の孔310A〜310Fを通過してバスバーに接続される。
The terminals of the
このように、回転電機100においては、ステータ30のアキシャル部31,32は、6個のコア311〜316と、6個のコイル321〜326とからなり、ステータ30のラジアル部33は、12個のコア331〜342と、12個のコイル351〜362とからなる。また、ロータ20のアキシャル部21,22は、それぞれ、8個の磁石21A〜21H,22A〜22Hからなり、ロータ20のラジアル部23は、8個の磁石23A〜23Hからなる。
As described above, in the rotating
図5は、回転電機100の斜視図である。図5を参照して、ケース40の内周面40Aに接してステータ30のラジアル部33が配置される。そして、ロータ20は、ステータ30のラジアル部33の内周側に配置され、シャフト10がロータ20の中心に配置される。ステータ30のアキシャル部31は、回転軸方向DR1の一方側からケース40に収納される。この場合、ステータ30のラジアル部33の6個のコイルから回転軸方向DR1に取り出された端子340は、アキシャル部31の孔310A等を通過する。
FIG. 5 is a perspective view of the rotating
図6は、回転電機100の他の斜視図である。図6を参照して、ケース40に収納されたステータ30のアキシャル部31上にバスバー70が配置され、アキシャル部31の端子320およびラジアル部33の端子340がバスバー70に接続される。
FIG. 6 is another perspective view of the rotating
端子80は、U相用端子、V相用端子およびW相用端子からなり、バスバー70は、U相用端子、V相用端子およびW相用端子に接続される。これによって、端子80は、アキシャル部31のコイルおよびラジアル部33の6個のコイルに電流を供給する。また、端子90は、ステータ30のアキシャル部32のコイルおよびラジアル部33の残りの6個のコイルに電流を供給する。カバー50は、ステータ30のアキシャル部31側に設けられる。
図7は、図1に示すステータ30のアキシャル部31,32およびラジアル部33の一部の展開図である。図7を参照して、ステータ30のアキシャル部31においては、コア311〜314がそれぞれU相コア、W相コア、V相コアおよびU相コアを構成し、アキシャル部32においては、コア322〜325がそれぞれW相コア、V相コア、U相コアおよびW相コアを構成する。また、ステータ30のラジアル部33においては、コア332〜334がそれぞれU相コア、V相コアおよびW相コアを構成し、コア335〜337がそれぞれU相コア、V相コアおよびW相コアを構成する。
FIG. 7 is a development view of a part of the
ラジアル部33のコア332は、アキシャル部31のコア311に対応して設けられ、ラジアル部33のコア333は、アキシャル部32のコア313に対応して設けられ、ラジアル部33のコア334は、アキシャル部31のコア312に対応して設けられる。また、ラジアル部33のコア335は、アキシャル部32のコア314に対応して設けられ、ラジアル部33のコア336は、アキシャル部31のコア313に対応して設けられ、ラジアル部33のコア337は、アキシャル部32のコア315に対応して設けられる。
The
ラジアル部33のコア332〜337の各々は、周方向DR2に幅W1を有し、アキシャル部31,32のコア311〜315の各々は、周方向DR2に幅W2を有する。そして、幅W2は、幅W1を2倍した幅に等しい。
Each of the
アキシャル部31のコア311,312,313は、その周方向DR2における中心がそれぞれ対応するラジアル部33のコア332,334,336の周方向DR2における中心に一致するように配置され、アキシャル部32のコア313,314,315は、その周方向DR2における中心がそれぞれ対応するラジアル部33のコア333,335,337の周方向DR2における中心に一致するように配置される。
The
そして、コイル352は、アキシャル部31のコイル321と接続されており、コイル321,352は、一体的にコア311,332に巻回される。この場合、コイル321,352は、矢印で示す方向に8の字状に巻回される。
The
また、コイル353は、アキシャル部32のコイル323と接続されており、コイル323,353は、一体的にコア313,333に巻回される。この場合、コイル323,353は、矢印で示す方向に8の字状に巻回される。
The
さらに、コイル354は、アキシャル部31のコイル322と接続されており、コイル322,354は、一体的にコア312,334に巻回される。この場合、コイル322,354は、矢印で示す方向に8の字状に巻回される。
Further, the
さらに、コイル355は、アキシャル部32のコイル324と接続されており、コイル324,355は、一体的にコア314,335に巻回される。この場合、コイル324,355は、矢印で示す方向に8の字状に巻回される。
Further, the
さらに、コイル356は、アキシャル部31のコイル323と接続されており、コイル323,356は、一体的にコア313,336に巻回される。この場合、コイル323,356は、矢印で示す方向に8の字状に巻回される。
Further, the
さらに、コイル357は、アキシャル部32のコイル325と接続されており、コイル325,357は、一体的にコア315,337に巻回される。この場合、コイル325,357は、矢印で示す方向に8の字状に巻回される。
Further, the
そして、コイル321,352は、U相コイルとしてその一方端がアキシャル部31側に配置されたバスバー70のU相端子UTに接続され、他方端がバスバー70の中性点Nに接続される。また、コイル322,354は、W相コイルとしてその一方端がバスバー70のW相端子WTに接続され、他方端がバスバー70の中性点Nに接続される。さらに、コイル323,356は、V相コイルとしてその一方端がバスバー70のV相端子VTに接続され、他方端がバスバー70の中性点に接続される。
The
一方、アキシャル部32側では、コイル323,353は、V相コイルとしてその一方端がアキシャル部32側に配置されたバスバー71のV相端子VTに接続され、他方端が中性点Nに接続される。また、コイル324,355は、U相コイルとしてその一方端がバスバー71のU相端子UTに接続され、他方端がバスバー71の中性点Nに接続される。さらに、コイル325,357は、W相コイルとしてその一方端がバスバー71のW相端子WTに接続され、他方端がバスバー71の中性点Nに接続される。
On the other hand, on the
上述したように、ラジアル部33のコイル352〜357は、アキシャル部31のコイル321〜324と、アキシャル部32のコイル322〜325とに交互に接続される。そして、ラジアル部33におけるコイル352〜357の巻数N1は、アキシャル部31,32におけるコイル321〜325の巻数N2と同じである。
As described above, the
アキシャル部31,32においては、各相は、周方向DR2にW相→V相→U相の順に変化し、ラジアル部33においては、各相は、周方向DR2にU相→V相→W相の順に変化する。つまり、アキシャル部31,32においては、各相は、ラジアル部33と逆に変化する。したがって、アキシャル部31,32のコア311〜315に巻回されるコイル321〜325は、ラジアル部33のコア332〜337に巻回されるコイル352〜357の巻回方向と反対の方向に巻回される。このため、アキシャル部31,32とラジアル部33との間でコイルを一体的に巻回するとき、上述したように、コイル321,352;323,353;322,354;324,355;323,356;325,357の各々は、8の字状に巻回される。その結果、アキシャル部31,32およびラジアル部33において、U相→V相→W相の順に回転磁界を生成できる。
In the
また、上述したように、アキシャル部31,32のコア311〜315は、ラジアル部33のコア332〜337の周方向DR2における幅W1を2倍した幅W2を周方向DR2に有し、ラジアル部33のコイル352〜357は、アキシャル部31のコイル321〜324と、アキシャル部32のコイル322〜325とに交互に接続されるので、アキシャル部31におけるU相コア(コア311,314)、V相コア(コア313)およびW相コア(コア312)は、アキシャル部32におけるU相コア(コア314)、V相コア(コア313)およびW相コア(コア312,315)に対して周方向DR2にずれた位置に配置される。
Further, as described above, the
ステータ30のラジアル部33は、コイル351〜362に電流が流れると、径方向DR3の磁界を発生し、その発生した磁界をロータ20の磁石23A〜23Hに及ぼす。また、ステータ30のアキシャル部31,32は、コイル321〜326に電流が流れると、回転軸方向DR1の磁界を発生し、その発生した磁界をロータ20の磁石21A〜21H,22A〜22Hにそれぞれ及ぼす。
When a current flows through the
そうすると、上述したように、磁石23A〜23Hは、径方向DR3に着磁され、磁石21A〜21H,22A〜22Hは、回転軸方向DR1に着磁されているので、磁石23A〜23Hおよび磁石21A〜21H,22A〜22Hは、それぞれ、ステータ30のラジアル部33およびアキシャル部31,32からの磁界と相互に作用する。その結果、ロータ20は、回転軸の回りに回転する。
Then, as described above, the
この場合、ロータ20は、径方向DR3に存在するステータ30のラジアル部33とロータ20の磁石23A〜23Hとの磁気的相互作用、および回転軸方向DR1に存在するステータ30のアキシャル部31,32とロータ20の磁石21A〜21H,22A〜22Hとの磁気的相互作用とによって回転軸の回りを回転する。したがって、回転電機100は、径方向DR3に存在するステータ30のラジアル部33とロータ20の磁石23A〜23Hとの磁気的相互作用のみによってロータ20が回転する場合よりもトルク密度を高くできる。また、ロータ20の回転軸方向DR1における両端部においてもトルクを発生させるので、無駄なスペースがなく、空間利用効率を高くできる。さらに、回転軸方向DR1におけるロータ20の端面では回転軸方向DR1に、ロータ20の外周面では径方向DR3に漏れる磁束が少なく、トルクを効率良く発生させることができる。
In this case, the
図8は、図7に示すアキシャル部31,32およびラジアル部33の一部のコアを示す斜視図である。なお、図8においては、アキシャル部31のコアとしてコア311,312を示し、アキシャル部32のコアとしてコア313を示し、ラジアル部33のコアとしてコア333を示す。
FIG. 8 is a perspective view showing some cores of the
図8を参照して、ラジアル部33のコア333は、径方向DR3の最内周端333Aにおいて周方向DR2に幅W1を有する。そして、コア333は、最外周端333Bにおいて周方向DR2に幅W1よりも広い幅を有する。つまり、コア333は、径方向DR3に略扇形状の平面形状を有する。また、コア333は、径方向DR3に長さL1を有する。したがって、幅W1は、コア333における周方向DR2の最小幅である。
Referring to FIG. 8, the
アキシャル部31のコア311,312およびアキシャル部32のコア313は、径方向DR3の最内周端311A,312A,313Aにおいて周方向DR2に幅W2を有する。そして、コア311,312,313は、最外周端311B,312B,313Bにおいて周方向DR2に幅W2よりも広い幅を有する。つまり、コア311,312,313は、径方向DR3に略扇形状の平面形状を有する。また、コア311,312,313は、径方向DR3に長さL2を有する。したがって、幅W2は、コア311,312,313における周方向DR2の最小幅である。
The
アキシャル部31,32のコア311,312,313の長さL2は、ラジアル部33のコア333の周方向DR2における幅W1と同じ幅でアキシャル部31,32のコアを作製した場合の径方向DR3の長さと同じである。また、ラジアル部33のコア333において、回転軸方向DR1に垂直な平面333Cの断面積をS1とし、アキシャル部31,32のコア311において、径方向DR3に垂直な端面311Dの断面積をS2としたとき、S2>S1である。
The length L2 of the
したがって、コア311,312,313は、ラジアル部33のコア333の周方向DR2における幅W1と同じ幅を有するコア370を周方向DR2に広げたコアに相当する。
Therefore, the
そして、コイル321は、コア311の端面311C,311D,311E,311Fを囲むようにコア311に巻回される。コイル322,323も、コイル321と同じようにそれぞれコア312,313に巻回される。また、コイル353は、端面333D,333E,333F,333Gを囲むようにコア333に巻回される。
The
上述したように、コイル353の巻数N1は、コイル321,322,323の巻数N2と同じであるので、次式が成立する。
As described above, since the number of turns N1 of the
W2/N2>W1/N1・・・(1)
すなわち、アキシャル部31,32のコア311,312,313の周方向DR2の最小幅W2をコイル321,322,323の巻数N2で除算した値W2/N2は、ラジアル部33のコア333の周方向DR2の最小幅W1をコイル353の巻数N1で除算した値W1/N1よりも大きい。
W2 / N2> W1 / N1 (1)
That is, the value W2 / N2 obtained by dividing the minimum width W2 in the circumferential direction DR2 of the
コイル321,322,323に電流が流れると、コア311,312,313は、回転軸方向DR1に磁束を発生し、周方向DR2に幅W1を有する場合よりも磁気飽和を起こし難くなる。すなわち、コア311,312,313は、最内周端311A,312A,313Aにおいて幅W1の2倍に相当する幅W2を周方向DR2に有し、径方向DR3にコア370と同じ長さL2を有するので、コア311,312,313において回転軸方向DR1に垂直な平面の断面積は、コア370よりも大きくなる。そうすると、コア311,312,313は、コア370に比べ、より多くの磁束を発生させることができ、磁気飽和を起こし難くなる。その結果、ステータ30は、アキシャル部31,32のコアが周方向DR2においてラジアル部33のコアと同じ幅を有する場合よりも磁気飽和を起こし難くなり、回転電機100は、高出力領域において、より大きいトルクを出力できる。
When a current flows through the
この実施の形態1においては、アキシャル部31,32のコア311〜316の周方向DR2における幅W2(最小値)、アキシャル部31,32のコイル321〜326の巻数N2、ラジアル部33のコア331〜342の周方向DR2における幅W1(最小値)およびラジアル部33のコイル351〜362の巻数N1の間に上記式(1)が成立し、かつ、アキシャル部31,32のコア311〜316の径方向DR3に垂直な断面積S2をラジアル部33のコア331〜342の回転軸方向DR1に垂直な断面積S1よりも大きくすることを特徴とする。
In the first embodiment, the width W2 (minimum value) in the circumferential direction DR2 of the
この特徴により、アキシャル部31,32は、周方向DR2においてラジアル部33のコア331〜342と同じ幅を有するコア370を含む場合よりも磁気飽和を起こし難くなる。その結果、回転電機100は、高出力領域において、より高いトルクを出力できる。
Due to this feature, the
上記においては、ラジアル部33のコイル351〜362の巻数N1は、アキシャル部31,32のコイル321〜326の巻数N2と同じであると説明したが、この発明においては、これに限らず、ラジアル部33のコイル351〜362の巻数N1は、アキシャル部31,32のコイル321〜326の巻数N2よりも多くなるようにしてもよい。これにより、W2/N2は、N1=N2である場合に比べ、W1/N1よりもさらに大きくなり、アキシャル部31,32における磁気飽和がさらに起こり難くなる。
In the above description, it has been described that the number of turns N1 of the
この場合、アキシャル部31または32のコア311〜316とラジアル部33のコア331〜342とに一体的に8の字状にコイルを巻回した後に、ラジアル部33のコア331〜342のみにさらにコイルを巻回してN1>N2が成立するようにしてもよく、アキシャル部31,32のコア311〜316とラジアル部33のコア331〜342とに別々にコイルを巻回してN1>N2が成立するようにしてもよい。
In this case, after the coil is integrally wound around the
また、アキシャル部31,32のコイル321〜326およびラジアル部33のコイル351〜362のいずれか一方のコイルは、アキシャル部31,32のコイル321〜326およびラジアル部33のコイル351〜362のいずれか他方のコイルのコイルエンドの内側に配置される。
One of the
これによって、コイルエンドの内側のデッドスペースに他方のコイルを配置することができ、回転電機の寸法を大きくすることなく、トルクを増加させることができる。 Thus, the other coil can be arranged in the dead space inside the coil end, and the torque can be increased without increasing the size of the rotating electrical machine.
さらに、コア311〜316,331〜342およびロータ20のコアは、圧粉磁心によって形成されていてもよい。
Furthermore, the
なお、磁石21A〜21Hおよび磁石22A〜22Hは、回転軸方向DR1に着磁された「第2のロータ磁極部」を構成し、磁石23A〜23Hは、径方向DR3に着磁された「第1のロータ磁極部」を構成する。
The
また、アキシャル部31および32は、第1のロータ磁極部に対応して設けられ、かつ、回転軸方向DR1に磁束を発生する「第2のステータ磁極部」を構成し、ラジアル部33は、第1のロータ磁極部に対応して設けられ、かつ、径方向DR3に磁束を発生する「第1のステータ磁極部」を構成する。
In addition, the
さらに、アキシャル部31のコア311〜316は、「複数の第1のアキシャルコア」を構成し、アキシャル部31のコイル321〜326は、「複数の第1のアキシャルコイル」を構成する。
Furthermore, the
さらに、アキシャル部32のコア311〜316は、「複数の第2のアキシャルコア」を構成し、アキシャル部32のコイル321〜326は、「複数の第2のアキシャルコイル」を構成する。
Further, the
[実施の形態2]
図9は、実施の形態2による回転電機のステータおよびロータの斜視図である。図9を参照して、実施の形態2による回転電機200は、ステータ110と、ロータ120とを備える。
[Embodiment 2]
FIG. 9 is a perspective view of a stator and a rotor of the rotating electrical machine according to the second embodiment. Referring to FIG. 9, rotating
ステータ110は、中空の略円筒形状を有し、鉄材からなる。そして、ステータ110は、コア111と、コイル112とを含む。コア111は、略コの字形状からなり、一体的に形成される。そして、コア111は、ステータ110の内壁に沿って所定の間隔で複数個設けられる。
The
コア111は、ラジアル部111Aと、アキシャル部111B,111Cとを有する。ラジアル部111Aは、ロータ120の回転軸方向DR1に配置され、アキシャル部111B,111Cは、ロータ120の径方向DR3に配置される。図9の紙面上、アキシャル部111Bは、ステータ110の上部に設けられ、アキシャル部111Cは、ステータ110の下部に設けられる。
The
コイル112は、コア111に沿って回転軸方向DR1および径方向DR3に巻回される。したがって、コイル112も、略コの字形状からなり、ラジアル部112Aおよびアキシャル部112B,112Cを有する。コア111に巻回されたコイル112は、ステータ110の内壁に接するので、コイル112の冷却性を向上できる。つまり、コイル112は、ステータ110を構成する鉄材によって覆われるので、コイル112の冷却性を向上できる。
The
ロータ120は、ロータシャフト121と、ロータコア122と、磁石123とを含む。ロータコア122は、略円筒形状を有し、ロータ120の回転軸方向DR1に複数の電磁鋼板を積層した構造からなる。そして、ロータコア122は、ロータシャフト121に固定される。磁石123は、略コの字形状からなり、ロータコア122を挟み込むようにロータコア122に固定される。そして、磁石123は、ロータ120の周方向DR2に所定の間隔で複数個配設される。
磁石123は、ラジアル部123Aと、アキシャル部123B,123Cとを有する。そして、ラジアル部123Aは、ロータコア122の円筒面122Aよりも径方向DR3に突出している。また、アキシャル部123B,123Cは、ロータコア122の円筒端面122B,122Cよりも回転軸方向DR1に突出している。
The
すなわち、ラジアル部123Aは、ロータ120の円筒面122A上に配置された磁石であり、アキシャル部123B,123Cは、回転軸方向DR1におけるロータ120の両端に存在する円筒端面122B,122C上に配置された磁石である。そして、ラジアル部123Aは、径方向DR3に着磁されており、アキシャル部123B,123Cは、回転軸方向DR1に着磁されている。
That is, the
ロータ120は、ステータ110の中空部に配置される。この場合、コア111のラジアル部111Aおよびコイル112のラジアル部112Aは、磁石123のラジアル部123Aに対向し、コア111のアキシャル部111Bおよびコイル112のアキシャル部112Bは、磁石123のアキシャル部123Bに対向し、コア111のアキシャル部111Cおよびコイル112のアキシャル部112Cは、磁石123のアキシャル部123Cに対向する。
The
すなわち、コア111のラジアル部111Aおよびコイル112のラジアル部112Aは、磁石123のラジアル部123Aに対応して設けられ、コア111のアキシャル部111Bおよびコイル112のアキシャル部112Bは、磁石123のアキシャル部123Bに対応して設けられ、コア111のアキシャル部111Cおよびコイル112のアキシャル部112Cは、磁石123のアキシャル部123Cに対応して設けられる。そして、上述したように、磁石123のラジアル部123Aは、ロータコア122の円筒面122A上に配置され、磁石123のアキシャル部123B,123Cは、それぞれ、ロータコア122の円筒端面122B,122C上に配置されるので、コア111のラジアル部111Aおよびコイル112のラジアル部112Aは、ロータコア122の円筒面122Aに対向して設けられ、コア111のアキシャル部111Bおよびコイル112のアキシャル部112Bは、ロータコア122の円筒端面122Bに対向して設けられ、コア111のアキシャル部111Cおよびコイル112のアキシャル部112Cは、ロータコア122の円筒端面122Cに対向して設けられる。
That is, the
図10は、図9に示すコイル112およびロータ120の斜視図である。図10を参照して、磁石123のラジアル部123Aおよびアキシャル部123B,123Cは、略コの字形状からなるコイル112の内側を周方向DR2に回転可能である。
FIG. 10 is a perspective view of the
図11は、図9に示す回転電機200のステータ110およびロータ120の断面図である。図11を参照して、磁石123は、ロータコア122を挟み込むようにロータ120の径方向DR3からロータコア122に固定される。
11 is a cross-sectional view of
ベアリング3〜6は、ステータ110とロータ120のロータシャフト121との間に設けられる。そして、ロータシャフト121は、ベアリング3〜6によって支持される。これによって、ロータ120は、ステータ110に対して回転自在に支持される。
The
ステータ110は、ラジアル部110Aと、アキシャル部110B,110Cと、結合部110D,110Eとを含む。ラジアル部110Aは、ロータ120の回転軸方向DR1に配置される。アキシャル部110B,110Cは、ロータ120の径方向DR3に配置される。そして、ラジアル部110Aは、磁石123のラジアル部123Aに対向し、アキシャル部110B,110Cは、それぞれ、磁石123のアキシャル部123B,123Cに対向する。
ラジアル部110Aは、上述したコア111のラジアル部111Aおよびコイル112のラジアル部112Aを含み、アキシャル部110B,110Cは、上述したコア111のアキシャル部111B,111Cおよびコイル112のアキシャル部112B,112Cを含む。したがって、ラジアル部110Aは、コイル112に電流が流れると、径方向DR3の磁界を発生し、その発生した磁界を磁石123のラジアル部123Aに及ぼす。また、アキシャル部110B,110Cは、コイル112に電流が流れると、回転軸方向DR1の磁界を発生し、その発生した磁界を磁石123のアキシャル部123B,123Cにそれぞれ及ぼす。
The
そうすると、上述したように、磁石123のラジアル部123Aは、径方向DR3に着磁され、アキシャル部123B,123Cは、回転軸方向DR1に着磁されているので、ラジアル部123Aおよびアキシャル部123B,123Cは、それぞれ、ステータ110のラジアル部110Aおよびアキシャル部110B,110Cからの磁界と相互に作用する。その結果、ロータ120は、回転軸AXの回りに回転する。
Then, as described above, since the
この場合、ロータ120は、径方向DR3に存在するステータ110のラジアル部110Aとロータ120のラジアル部(=磁石123のラジアル部123A)との磁気的相互作用、および回転軸方向DR1に存在するステータ110のアキシャル部110B,110Cとロータ120のアキシャル部(=磁石123のアキシャル部123B,123C)との磁気的相互作用とによって回転軸AXの回りを回転する。したがって、回転電機200は、径方向DR3に存在するステータ110のラジアル部110Aとロータ120のラジアル部(=磁石123のラジアル部123A)との磁気的相互作用のみによってロータ120が回転する場合よりもトルク密度を高くできる。また、ロータ120の回転軸方向DR1における両端部においてもトルクを発生させるので、無駄なスペースがなく、空間利用効率を高くできる。さらに、円筒面122Aでは回転軸方向DR1に、円筒端面122B,122Cでは径方向DR3に漏れる磁束が少なく、トルクを効率良く発生させることができる。
In this case, the
図12は、図9に示すコア111の斜視図である。図12を参照して、ラジアル部111Aは、径方向DR3の最内周端において周方向DR2において幅W3を有し、径方向DR3に幅W4を有する。また、アキシャル部111Bは、径方向DR3におけるラジアル部111Aの最内周端でラジアル部111Aに当接し、その当接部において周方向DR2に幅W3を有し、かつ、回転軸方向DR1に幅W4を有する。アキシャル部111Cは、アキシャル部111Bと同じ幅W3,W4を有する。
12 is a perspective view of the core 111 shown in FIG. Referring to FIG. 12,
したがって、回転軸方向DR1に垂直なラジアル部111Aの断面積S3は、径方向DR3に垂直なアキシャル部111B,111Cの断面積S4と同じである。つまり、コア111のアキシャル部111B,111Cは、回転軸方向DR1に垂直なラジアル部111Aの断面積S3と同じ断面積S4を径方向DR3に有する。
Accordingly, the cross-sectional area S3 of the
図13は、図9に示すコイル112の斜視図である。図13を参照して、コイル112は、コイル1121,1122からなる。コイル1121は、ロータ120の回転軸方向DR1から径方向DR3に略コの字形状に一体的に巻回される。そして、コイル1121は、ラジアル部1121Aと、アキシャル部1121B,1121Cとからなる。また、コイル1122は、ロータ120の回転軸方向DR1に巻回される。
FIG. 13 is a perspective view of the
コイル112のラジアル部112Aは、コイル1121のラジアル部1121Aとコイル1122とからなり、コイル112のアキシャル部112Bは、コイル1121のアキシャル部1121Bからなり、コイル112のアキシャル部112Cは、コイル1121のアキシャル部1121Cからなる。
The
このように、コイル112のラジアル部112Aは、回転軸方向DR1および径方向DR3に一体的に巻回されたコイル1121のラジアル部1121Aと回転軸方向DR1に巻回されたコイル1122とからなるので、コイル112のラジアル部112A(=コイル1121のラジアル部1121Aおよびコイル1122)は、コイル112のアキシャル部112B(=コイル1121のアキシャル部1121B),112C(=コイル1121のアキシャル部1121C)よりも巻数が多い。すなわち、コイル112のラジアル部112Aの巻数をN3とし、コイル112のアキシャル部112B,112Cの巻数をN4としたとき、N3>N4が成立する。
As described above, the
このように、コイル112は、回転軸方向DR1および径方向DR3に略コの字形状に一体的に巻回されたコイル1121と、回転軸方向DR1に巻回されたコイル1122とからなり、ラジアル部112Aの巻数N3がアキシャル部112B,112Cの巻数N4よりも多いことを特徴とする。
As described above, the
図14は、図9に示すコイル112の他の斜視図である。図14を参照して、コイル112は、コイル1123〜1125からなる。コイル1123は、ロータ120の回転軸方向DR1に巻回される。コイル1124,1125は、ロータ120の径方向DR3に巻回される。そして、コイル1123の巻数N5は、コイル1124,1125の巻数N6よりも多い。
FIG. 14 is another perspective view of the
コイル1123は、コイル112のラジアル部112Aを構成し、コイル1124は、コイル112のアキシャル部112Bを構成し、コイル1125は、コイル112のアキシャル部112Cを構成する。
The
したがって、コイル112がコイル1123〜1125からなる場合においても、コイル112のラジアル部112A(=コイル1123)の巻数N5は、コイル112のアキシャル部112B(=コイル1124),112C(=コイル1125)の巻数N6よりも多い。
Therefore, even when the
このように、実施の形態2においては、コア111のラジアル部111Aおよびアキシャル部111B,111Cは、周方向DR2において同じ幅W3を有し、コイル112のラジアル部112Aの巻数N5は、アキシャル部112B,112Cの巻数N6よりも多いことを特徴とする。
Thus, in the second embodiment, the
その結果、次式が成立する。 As a result, the following equation is established.
W3/N6>W3/N5・・・(2)
すなわち、コア111のアキシャル部111B,111Cの周方向DR2の幅W3をコイル112のアキシャル部112B,112Cの巻数N6で除算した値W3/N6は、コア111のラジアル部111Aの周方向DR2の幅W3をコイル112のラジアル部112B,112Cの巻数N5で除算した値W3/N5よりも大きい。
W3 / N6> W3 / N5 (2)
That is, the value W3 / N6 obtained by dividing the width W3 of the
その結果、コア111のアキシャル部111B,111Cは、コイル112のラジアル部112Aおよびアキシャル部112B,112Cの巻数が同じ場合よりも磁気飽和が起こり難くなる。
As a result, in the
なお、磁石123のラジアル部123Aは、径方向に着磁された「第1のロータ磁極部」を構成し、磁石123のアキシャル部123B,123Cは、回転軸方向に着磁された「第2のロータ磁極部」を構成する。
The
また、コア111のラジアル部111Aおよびコイル112のラジアル部112Aは、第1のロータ磁極部に対応して設けられ、かつ、径方向に磁束を発生する「第1のステータ磁極部」を構成する。
Further, the
さらに、コア111のアキシャル部111B,111Cおよびコイル112のアキシャル部112B,112Cは、第2のロータ磁極部に対応して設けられ、かつ、回転軸方向に磁束を発生する「第2のステータ磁極部」を構成する。
Furthermore, the
さらに、複数のコア111,111,・・・の複数のアキシャル部111B,111B,・・・は、「複数の第1のアキシャルコア」を構成する。
Further, the plurality of
さらに、複数のコイル112,112,・・・の複数のアキシャル部112B,112B,・・・は、「複数の第1のアキシャルコイル」を構成する。
Further, the plurality of axial portions 112B, 112B,... Of the plurality of
さらに、複数のコア111,111,・・・の複数のアキシャル部111C,111C,・・・は、「複数の第2のアキシャルコア」を構成する。
Further, the plurality of axial portions 111C, 111C,... Of the plurality of
さらに、複数のコイル112,112,・・・の複数のアキシャル部112C,112C,・・・は、「複数の第2のアキシャルコイル」を構成する。
Further, the plurality of axial portions 112C, 112C,... Of the plurality of
上述した実施の形態1においては、アキシャル部31,32のコア311〜316の周方向DR2における幅W2(最小値)をアキシャル部31,32のコイル321〜326の巻数N2で除算した値W2/N2は、ラジアル部33のコア331〜342の周方向DR2における幅W1(最小値)をラジアル部33のコイル352〜362の巻数N1で除算した値W1/N1よりも大きく、かつ、アキシャル部31,32のコア311〜316の径方向DR3に垂直な断面積S2をラジアル部33のコア331〜342の回転軸方向DR1に垂直な断面積S1よりも大きくすることを特徴とする。
In the first embodiment described above, the value W2 // is obtained by dividing the width W2 (minimum value) in the circumferential direction DR2 of the
また、実施の形態2においては、コア111のアキシャル部111B,111Cの周方向DR2の幅W3をコイル112のアキシャル部112B,112Cの巻数N6で除算した値W3/N6は、コア111のラジアル部111Aの周方向DR2の幅W3をコイル112のラジアル部112Aの巻数N5で除算した値W3/N5よりも大きく、かつ、コア111のアキシャル部111B,111Cの径方向DR3に垂直な断面積D4をコア111のラジアル部111Aの回転軸方向DR1に垂直な断面積D3と同じにすることを特徴とする。
In the second embodiment, the value W3 / N6 obtained by dividing the circumferential width DR2 of the
したがって、この発明においては、ステータのアキシャル部においてコアの径方向に垂直な断面積をステータのラジアル部におけるコアの回転軸方向に垂直な断面積以上に設定し、かつ、アキシャル部のコアの周方向DR2における幅をコイルのアキシャル部の巻数で除算した値がラジアル部のコアの周方向DR2における幅をコイルのラジアル部の巻数で除算した値よりも大きくなるようにする。 Therefore, in the present invention, the cross-sectional area perpendicular to the radial direction of the core in the axial part of the stator is set to be equal to or larger than the cross-sectional area perpendicular to the rotational axis direction of the core in the radial part of the stator, and A value obtained by dividing the width in the direction DR2 by the number of turns in the axial portion of the coil is set to be larger than the value obtained by dividing the width in the circumferential direction DR2 of the core in the radial portion by the number of turns in the radial portion of the coil.
これによって、ステータのアキシャル部は、周方向DR2の幅がラジアル部の周方向DR2の幅と同じであり、かつ、コイルの巻き数がラジアル部と同じである場合に比べ、より多くの磁束を発生させることができ、磁気飽和が起こり難くなる。その結果、回転電機は、高出力領域において、より高いトルクを出力できる。 As a result, the axial portion of the stator receives more magnetic flux than the case where the width in the circumferential direction DR2 is the same as the width in the circumferential direction DR2 of the radial portion and the number of turns of the coil is the same as that in the radial portion. Can be generated and magnetic saturation is less likely to occur. As a result, the rotating electrical machine can output higher torque in the high output region.
さらに、実施の形態2においては、コイル112のラジアル部112Aおよびアキシャル部112B,112Cのいずれか一方のコイルは、コイル112のラジアル部112Aおよびアキシャル部112B,112Cのいずれか他方のコイルのコイルエンドの内側に配置される。
Further, in the second embodiment, one of the
これによって、コイルエンドの内側のデッドスペースに他方のコイルを配置することができ、回転電機の寸法を大きくすることなく、トルクを増加させることができる。 Thus, the other coil can be arranged in the dead space inside the coil end, and the torque can be increased without increasing the size of the rotating electrical machine.
さらに、コア111およびロータコア122は、圧粉磁心によって形成されていてもよい。
Furthermore, the
なお、回転電機100,200は、たとえば、車両の駆動輪を駆動する電動機、または、駆動輪の回転動力によって発電する発電機として機能する。
The rotating
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施の形態の説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。 The embodiment disclosed this time should be considered as illustrative in all points and not restrictive. The scope of the present invention is shown not by the above description of the embodiments but by the scope of claims for patent, and is intended to include meanings equivalent to the scope of claims for patent and all modifications within the scope.
この発明は、磁気方向を抑制して回転軸方向におけるロータの両端面を有効利用可能な回転電機に適用される。 The present invention is applied to a rotating electrical machine that can effectively use both end faces of a rotor in a rotation axis direction while suppressing a magnetic direction.
3〜6 ベアリング、10 シャフト、20,120 ロータ、21,22,31,32,110B,110C,111B,111C,112B,112C,123B,123C,1121B,1121C アキシャル部、23,33,110A,111A,112A,123A,1121A ラジアル部、21A〜21H,22A〜22H,23A〜23H,123 磁石、30,110 ステータ、40 ケース、40A 内周面、50,60 カバー、70,71 バスバー、80,90,320,340 端子、100,200 回転電機、110D,110E 結合部、111,311〜316,331〜342,370 コア、112,321〜326,351〜362,1121〜1125 コイル、121 ロータシャフト、122 ロータコア、122A 円筒面、122B,122C 円筒端面、310 ブラケット、310A〜310F 孔、311A,312A,313A,333A 最内周端、311B,312B,313B,333B 最外周端、311C,311D,311E,311F,333D,333E,333F,333G 端面、333C 平面。 3-6 bearing, 10 shaft, 20, 120 rotor, 21, 22, 31, 32, 110B, 110C, 111B, 111C, 112B, 112C, 123B, 123C, 1121B, 1121C Axial part, 23, 33, 110A, 111A , 112A, 123A, 1121A Radial part, 21A-21H, 22A-22H, 23A-23H, 123 magnet, 30, 110 stator, 40 case, 40A inner peripheral surface, 50, 60 cover, 70, 71 bus bar, 80, 90 , 320, 340 terminal, 100, 200 rotating electrical machine, 110D, 110E coupling part, 111, 311 to 316, 331 to 342, 370 core, 112, 321-326, 351 to 362, 1121 to 1125 coil, 121 rotor shaft, 122 b Tacore, 122A cylindrical surface, 122B, 122C cylindrical end surface, 310 bracket, 310A-310F hole, 311A, 312A, 313A, 333A innermost peripheral end, 311B, 312B, 313B, 333B outermost peripheral end, 311C, 311D, 311E, 311F , 333D, 333E, 333F, 333G end face, 333C plane.
Claims (9)
前記第1のロータ磁極部に対応して設けられ、かつ、前記径方向に磁束を発生する第1のステータ磁極部と、前記第2のロータ磁極部に対応して設けられ、かつ、前記回転軸方向に磁束を発生する第2のステータ磁極部とを有するステータとを備え、
前記ロータは、前記第1および第2のステータ磁極部からの磁束をそれぞれ前記第1および第2のロータ磁極部に受けることによって前記ステータに対して自在に回転し、
前記第1のステータ磁極部は、
前記ロータの周方向に配列された複数の第1のコアと、
前記複数の第1のコアに対応して設けられ、各々が対応する第1のコアに巻回された複数の第1のコイルとからなり、
前記第2のステータ磁極部は、
前記ロータの周方向に配列された複数の第2のコアと、
前記複数の第2のコアに対応して設けられ、各々が対応する第2のコアに巻回された複数の第2のコイルとからなり、
前記第2のコアは、前記回転軸方向に垂直な平面方向における前記第1のコアの断面積以上の断面積を前記ロータの径方向に垂直な平面方向に有し、
前記ロータの周方向における前記第1のコアの最小幅をW1とし、前記第1のコイルの巻数をN1とし、前記ロータの周方向における前記第2のコアの最小幅をW2とし、前記第2のコイルの巻数をN2としたとき、
W2/N2>W1/N1が成立する、回転電機。 A rotor having a first rotor magnetic pole portion magnetized in the radial direction and a second rotor magnetic pole portion magnetized in the rotation axis direction;
A first stator magnetic pole portion provided corresponding to the first rotor magnetic pole portion and generating a magnetic flux in the radial direction; and provided corresponding to the second rotor magnetic pole portion; and A stator having a second stator magnetic pole portion for generating magnetic flux in the axial direction,
The rotor freely rotates with respect to the stator by receiving magnetic fluxes from the first and second stator magnetic pole portions at the first and second rotor magnetic pole portions, respectively.
The first stator magnetic pole portion is
A plurality of first cores arranged in a circumferential direction of the rotor;
A plurality of first coils provided corresponding to the plurality of first cores, each of which is wound around the corresponding first core;
The second stator magnetic pole portion is
A plurality of second cores arranged in a circumferential direction of the rotor;
A plurality of second coils provided corresponding to the plurality of second cores, each wound around the corresponding second core;
The second core has a cross-sectional area equal to or larger than the cross-sectional area of the first core in the plane direction perpendicular to the rotation axis direction in the plane direction perpendicular to the radial direction of the rotor,
The minimum width of the first core in the circumferential direction of the rotor is W1, the number of turns of the first coil is N1, the minimum width of the second core in the circumferential direction of the rotor is W2, and the second When the number of turns of the coil is N2,
A rotating electrical machine that satisfies W2 / N2> W1 / N1.
前記複数の第1のコアは、前記円筒形の外周面に対向して前記ロータの周方向に配列され、
前記複数の第2のコアは、
前記ロータの回転軸方向における前記円筒形の一方の端面に対向して前記ロータの周方向に配置される複数の第1のアキシャルコアと、
前記ロータの回転軸方向における前記円筒形の他方の端面に対向して前記ロータの周方向に配置される複数の第2のアキシャルコアとからなり、
前記複数の第2のコイルは、
前記複数の第1のアキシャルコアに対応して設けられ、各々が対応する第1のアキシャルコアに巻回される複数の第1のアキシャルコイルと、
前記複数の第2のアキシャルコアに対応して設けられ、各々が対応する第2のアキシャルコアに巻回される複数の第2のアキシャルコイルとからなり、
前記複数の第1のアキシャルコアは、前記複数の第2のアキシャルコアに対して前記ロータの周方向にずれた位置に配置される、請求項6に記載の回転電機。 The rotor has a substantially cylindrical shape,
The plurality of first cores are arranged in a circumferential direction of the rotor so as to face the cylindrical outer peripheral surface,
The plurality of second cores includes:
A plurality of first axial cores arranged in the circumferential direction of the rotor so as to face one end surface of the cylindrical shape in the rotation axis direction of the rotor;
A plurality of second axial cores arranged in the circumferential direction of the rotor facing the other end surface of the cylindrical shape in the rotation axis direction of the rotor;
The plurality of second coils include:
A plurality of first axial coils provided corresponding to the plurality of first axial cores, each wound around a corresponding first axial core;
A plurality of second axial coils provided corresponding to the plurality of second axial cores, each wound around a corresponding second axial core;
The rotating electrical machine according to claim 6, wherein the plurality of first axial cores are arranged at positions shifted in a circumferential direction of the rotor with respect to the plurality of second axial cores.
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