JP2006296140A - アキシャルエアギャップ型電動機 - Google Patents

Abstract

【課題】 高出力化しても安定して駆動する信頼性の高いアキシャルエアギャップ型電動機を提供することにある。
【解決手段】 各コアメンバー２１ａ〜２１ｌの固定子鉄心２３の一部に挿通孔２３１，２３１を設け、各コアメンバー２１ａ〜２１ｌを固定具６を介してリング状の支持フレーム５の内周面に沿って環状に固定する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、ステータとロータとがロータの回転軸線に沿って所定の間隔をもって対向的に配置されたアキシャルエアギャップ型電動機に関し、さらに詳しく言えば、高出力な大型のアキシャルエアギャップ型電動機において、ステータに軸方向の磁気吸引力に耐え得る十分な機械的強度を持たせて信頼性を高める技術に関する。

例えば特許文献１に示すように、アキシャルエアギャップ型電動機は、ステータ（固定子）のティース部空隙面の一方または両方にロータ（回転子）を所定の空隙をもって対向的に配置してなる電動機であって、インナーロータ型などのラジアルギャップ型電動機に比べて回転軸方向の厚さを薄くする、すなわち扁平にすることができるという特徴がある。

特許文献１において、ステータは、複数個のコアメンバーをロータ出力軸の軸線を中心に環状に配置し、それを合成樹脂によって一体的にモールドすることにより、円盤状に形成される。

アキシャルエアギャップ型電動機において重要なことの一つに、ステータのティース部空隙面とロータのマグネット面との面間距離を均一に保つことが挙げられるが、上記特許文献１によるアキシャルエアギャップ型電動機では、各コアメンバーが合成樹脂によって一体化されてブラケット内に収納される構成であるため、電動機全体を密閉型圧縮機の中に入れたり、大型化して高出力化を図ろうとしたりする場合、樹脂の化学的劣化や強度不足により信頼性が低下するおそれがある。

特開２００４−２８２９８９号公報

したがって、本発明の課題は、複数個のコアメンバーをロータ出力軸の軸線を中心に環状に配置してステータを組み立てる場合、モータとしての性能を損なうことなく、各コアメンバーを軸方向の磁気吸引力に耐え得る十分な機械的強度で固定できるようにすることにある。

上記課題を解決するため、請求項１に記載の発明は、ステータのティース部空隙面とロータのマグネット面とが、上記ロータのロータ出力軸の軸線方向に沿って所定の空隙をもって対向的に配置されているアキシャルエアギャップ型電動機において、上記ステータは、上記ロータ出力軸の軸線を中心に環状に配置される複数のコアメンバーと、上記各コアメンバーを支持するリング状の支持フレームとを含み、上記各コアメンバーが、上記支持フレームの内周面に沿って環状に配置され、所定の固定手段を介して上記支持フレームに支持されることを特徴としている。

請求項２に記載の発明は、上記請求項１において、上記コアメンバーは、固定子鉄心を有し、上記固定手段は、上記固定子鉄心の外周側から内周側に向けて形成された挿通孔に挿通され、上記各コアメンバーを上記支持フレームに固定するロッド部材を備えることを特徴としている。

請求項３に記載の発明は、上記請求項１において、上記各コアメンバーは、固定子鉄心と、上記固定子鉄心の巻線部を絶縁するインシュレータとを有するボビン状に形成されていることを特徴としている。

請求項４に記載の発明は、上記請求項２または３において、上記固定子鉄心は、上記巻線部と、上記巻線部の両端にＴ字状に連設されるティース部とを含み、上記巻線部の軸方向の長さおよび上記ティース部の先端部と上記巻線部との間の距離をともに一定として、上記ティース部の両先端部間の長さおよび上記巻線部の円周方向の幅を上記ステータの半径方向内側から外側に至るにしたがって漸次大きくしてなる複数枚の電磁鋼板の積層体からなることを特徴としている。

請求項５に記載の発明は、上記請求項４において、上記挿通孔が、上記ティース部の中央部分に穿設されていることを特徴としている。

請求項６に記載の発明は、上記請求項３ないし５のいずれか１項において、上記インシュレータは、上記巻線部の両端に配置される左右一対のフランジ部を備え、上記フランジ部間にコイルが巻回されるとともに、上記支持フレームには、上記フランジ部間のコイルエンドの一部分が収納される係止凹部が形成されていることを特徴としている。

請求項７に記載の発明は、上記請求項３ないし５のいずれか１項において、上記挿通孔が上記巻線部の中央部分に穿設され、上記挿通孔により上記巻線部がそれぞれ上記ティース部を有する第１巻線部と第２巻線部とに分割され、上記各巻線部に左右一対のフランジ部を備えるインシュレータが装着されることを特徴としている。

請求項８に記載の発明は、上記請求項７において、上記ティース部には、上記巻線部から上記ティース部の先端にかけてテーパ面が形成されており、上記テーパ面を含めて上記巻線部にコイルが巻回されることを特徴としている。

請求項９に記載の発明は、上記請求項７または８において、上記挿通孔が穿設されている上記巻線部の中央部分の幅が、上記第１，第２巻線部の幅よりも拡幅されていることを特徴としている。

請求項１０に記載の発明は、上記請求項２ないし９のいずれか１項において、上記ロッド部材は強磁性体からなり、上記ロッド部材の少なくとも上記挿通孔内に配置される部分が、上記挿通孔の内面に密接する中実の棒状体であることを特徴としている。

請求項１１に記載の発明は、上記請求項１ないし１０のいずれか１項において、上記支持フレームは、非磁性体（非磁性金属など）であることを特徴としている。

請求項１２に記載の発明は、上記請求項１ないし１１のいずれか１項において、上記支持フレームは、モータブラケットと一体に形成されることを特徴としている。

請求項１３に記載の発明は、上記請求項１ないし１２のいずれか１項において、上記ステータの上記ティース部空隙面を除く全体が、モールド樹脂により一体的に固められることを特徴としている。

請求項１に記載の発明によれば、リング状の支持フレームに対して各コアメンバーを所定の固定手段にて固定することにより、高出力化に伴う強い磁気的な吸引反発力によってステータが変形するのを確実に防止できるため、長期にわたってステータのティース部空隙面とロータのマグネット面との面間距離（空隙）が均一に保たれ、信頼性を高めることができる。

各コアメンバーの固定手段として、各コアメンバーの半径方向に沿って形成された挿通孔に挿通され、各コアメンバーを支持フレームに固定するロッド部材を用いる請求項２に記載の発明によれば、磁束への影響が少なく、強度を高めることができる。

各コアメンバーを、固定子鉄心と、固定子鉄心の巻線部を絶縁するインシュレータとを有するボビン状に形成するようにした請求項３に記載の発明によれば、コイルを効率よく巻回することができる。

また、固定子鉄心については、巻線部と巻線部の両端にＴ字状に連設されるティース部とを含み、巻線部の軸方向の長さおよびティース部の先端部と巻線部との間の距離をともに一定として、ティース部の両先端部間の長さおよび巻線部の円周方向の幅を上記ステータの半径方向内側から外側に至るにしたがって漸次大きくしてなる複数枚の電磁鋼板の積層体とした請求項４に記載の発明によれば、ロータ出力軸と平行な磁束を発生させることができる高効率のステータとすることができる。

挿通孔をティース部の中央部分に穿設した請求項５に記載の発明によれば、ティース部の中央部分は、磁束が左右に分かれて流れる分岐点にあたり、磁束が飽和し難い部分になっているため、励磁電流を増やすことも、また、磁束を減らすこともないため、モータの性能や効率にほとんど悪影響を与えることがない。

インシュレータは巻線部の両端に配置される左右一対のフランジ部を備え、フランジ部間にコイルが巻回されるとともに、支持フレームにはフランジ部間のコイルエンドの一部分が収納される係止凹部を設ける請求項６に記載の発明によれば、コイルを高い占有率で確実に巻き付けることができるとともに、フランジをガイドとしてコイルエンドを支持フレーム内に取り込むことができる。

挿通孔を巻線部の中央部分に穿設して、巻線部をそれぞれがティース部を有する第１巻線部と第２巻線部とに分割し、その各巻線部に左右一対のフランジ部を備えるインシュレータを装着するようにした請求項７に記載の発明によれば、一つのコアメンバーに対して２つのコイルを効率よく巻回することができる。

ティース部に巻線部からティース部の先端にかけてテーパ面を形成した請求項８に記載の発明によれば、限られた容積内により多くのコイルを巻回することができ、高出力化を図ることができる。

挿通孔が穿設される巻線部の中央部分の幅を、第１，第２巻線部の幅よりも拡幅するようにした請求項９に記載の発明によれば、挿通孔が穿設される巻線部の中央部分が容易に磁気飽和を起こさないようにすることができる。

ロッド部材を強磁性体とし、そのロッド部材の少なくとも挿通孔内に配置される部分を挿通孔の内面に密接する中実の棒状体とした請求項１０に記載の発明によれば、磁束が棒状体内を通りやすくなるため、ロッド部材を貫通させるに伴って、磁気抵抗が増えて効率を低下させたり、トルクが低下したりすることを防止することができる。

支持フレームを非磁性体とした請求項１１に記載の発明によれば、ステータ（電機子）のコイルで励磁されて発生した磁束が漏れることがないので、モータのトルクや駆動効率の低下を抑えることができる。

支持フレームをモータブラケットと一体に形成するようにした請求項１２に記載の発明によれば、ステータの放熱性が良好になるとともに外径の増大を抑えることができ、また、部品点数も減るため、低コストのモータを得ることができる。

ステータのティース部空隙面を除く全体をモールド樹脂により一体的に固めるようにした請求項１３に記載の発明によれば、全体的な機械的強度をより高めることができるばかりでなく、コイル（巻線）で発生するジュール熱の放熱，コイルの電気絶縁性能の強化などを図ることができる。

次に、本発明の実施形態について、図１ないし図１０を参照しながら説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。図１は本発明の第１実施形態に係るアキシャルエアギャップ型電動機の断面図，図２はステータの正面図である。

このアキシャルエアギャップ型電動機１は、円盤状に形成されたステータ２と、ステータ２の両側面に所定の空隙（ギャップ）をもって対向的に配置される一対のロータ３，３とを備える。ステータ２には、３ｎ個（ｎは正の整数）のコアメンバーが含まれるが、この例ではコアメンバーを２１ａ〜２１ｌの１２個としている。各ロータ３，３は回転駆動力を出力するロータ出力軸４に同軸的に固定される。

ステータ２およびロータ３は、円筒状のハウジング（モータブラケット）１０内に収納される。この例において、ハウジング１０の両端には、図１に示すように、円盤状の蓋部材１０ａ、１０ｂが設けられ、その内部に各モータ機構部が格納される。

蓋部材１０ａ、１０ｂ中心部には、それぞれ軸受部１１が配置される。この例において、軸受部１１は、一対のラジアルボールベアリング１１１，１１２を有し、その内輪はロータ出力軸４に圧入嵌めされ、外輪側は蓋部材１０ａ、１０ｂの軸受ハウジングに収納されている。本発明において軸受部１１の構成は任意であってよい。

ハウジング１０の内周面側には、ステータ２の各コアメンバー２１ａ〜２１ｌをハウジング１０に固定するための支持フレーム５が設けられる。図３に示すように、支持フレーム５は、ハウジング１０の内周面に沿って取り付けられるリング体からなり、例えばネジなどの図示しない固定手段を介して、ハウジング１０に一体的に固定される。

支持フレーム５は、例えばアルミニウムおよびその合金，黄銅や亜鉛などの非磁性体材料から形成されていることが好ましい。これによれば、各コアメンバー２１ａ〜２１ｌから発生される磁界ならびにロータ３の永久磁石３２の回転による回転磁界は、いずれも支持フレーム５やハウジング１０に循環電流（うず電流）を発生することがなく、モータの運転効率の低下を防止することができる。

支持フレーム５は、その内周面側が各コアメンバー２１ａ〜２１ｌが取り付けられる取付面５１ａ〜５１ｌとして多角形状（この例では１２角形）に形成されている。なお、取付面５１の数は、支持するコアメンバーの数に対応して適宜変更される。各コアメンバー２１ａ〜２１ｌは、固定手段６を介して支持フレーム５に固定される。

この例において、固定手段６としてボルト６１が用いられ、そのため、支持フレーム５は、各取付面５１ａ〜５１ｌごとに、支持フレーム５の外側からボルト６１を挿通するためのネジ挿通孔５２ａ〜５２ｌを備える。各ネジ挿通孔５２ａ〜５２ｌは、ボルト６１のボルトヘッドを受け止める段付き孔からなる。

図１を併せて参照して、支持フレーム５の内周面側には、各コアメンバー２１ａ〜２１ｌを取り付ける際に、そのコイルエンド部を収納するための係止凹部５３ａが設けられる。係止凹部５３ａは、支持フレーム５の内周面から各コアメンバー２１ａ〜２１ｌが有するフランジ部２４１の高さよりも深い溝からなる。

図２に示すように、ステータ２には、ロータ出力軸４を中心として環状に配置される複数（この例では１２個）のコアメンバー２１ａ〜２１ｌが含まれるが、各コアメンバー２１ａ〜２１ｌは同一構成のため、ここではコアメンバー２１ａを例にとってその構成を図４，図５により説明する。

図４はインシュレータ２４が装着されたコアメンバー２１ａを示す図で、図４（ａ）は正面図，図４（ｂ）は外周側から見た平面図，図４（ｃ）は図４（ｂ）のＡ−Ａ線断面図である。図５はインシュレータ２４が装着される前の固定子鉄心２３を示す図で、図５（ａ）は正面図，図５（ｂ）は外周側から見た平面図、図５（ｃ）は内周側から見た底面図である。

図４（ａ）〜（ｃ）を参照して、コアメンバー２１ａは、左右一対のフランジ状のティース部２２，２２を有する固定子鉄心２３と、固定子鉄心２３の巻線部２５を絶縁するインシュレータ２４とを備える。

図５（ａ）〜（ｃ）を併せて参照して、固定子鉄心２３は、Ｈ字状に形成された電磁鋼板をステータ２の半径方向（図５（ａ）では上下方向）に積層した積層体からなり、図５（ａ）に示すように、その幅（図５（ａ）では左右方向）が内径側から外径側に向かうにつれて漸次広くなる逆台形状に形成される。

すなわち、各電磁鋼板は、巻線部２５の軸方向の長さ、およびティース部２２の先端部と巻線部２５との間の距離（巻線部２５の溝の深さ）をともに一定として、ティース部２２の両先端部間の長さおよび巻線部２５の円周方向の幅をステータの半径方向内側から外側に至るにしたがって漸次大きく形成され、これら各電磁鋼板を積層することにより、図５（ａ）に示すように逆台形状に形成される。

また、図５（ｄ）に示すように、固定子鉄心２３にスキューを付けることも可能であるが、この場合、各固定子鉄心２３を支持フレーム５の各取付面５１ａ〜５１ｌに取り付けるにあたって、各固定子鉄心２３の外径側の角２３ａ，２３ｂは、同一円周上に存在するように配置されることが好ましい。なお、図５（ｄ）に示すスキューが付けられた固定子鉄心２３においても、上記したように逆台形状に形成される。

固定子鉄心２３には、コアメンバー２１ａを支持フレーム５に取り付けるための挿通孔２３１，２３１が穿設される。この挿通孔２３１，２３１は、モータの外周側から内周側に向けて半径方向に沿って形成されるが、その位置は、磁束が左右に分かれて流れる分岐点にあたり、スキューが付けられていない場合に磁束が飽和し難い部分であるティース部２２の中央部分であることが好ましい。また、挿通孔２３１，２３１は、軸方向に平行な線上に並ぶことが好ましい。

図４（ａ）〜（ｃ）を参照して、インシュレータ２４は、例えばＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート），ＰＢＴ（ポリブチレンテレフタレート），ＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド），ＤＡＰ（ジアリルフタレート）などの熱可塑性樹脂もしくは芳香属ポリアミド樹脂などの熱硬化性樹脂の成型品であることが好ましく、固定子鉄心２３の巻線部（ボビン部）の外周を左右から挟み込むことにより固定子鉄心２３に装着される。

インシュレータ２４は、その両端に左右一対のフランジ部２４１，２４１を備え、フランジ部２４１，２４１間にコイル７が巻回される。この例において、インシュレータ２４は、固定子鉄心２３に挟み込んで取り付けるため２ピース構造となっているが、固定子鉄心２３を金型内に入れて、インサート成形によってインシュレータ２４を一体的に形成してもよい。

図６に示すように、コアメンバー２１ａは、固定具６を介して支持フレーム５に取り付けられる。この例において、挿通孔２３１は固定子鉄心２３を貫通している。また、固定具６は、ボルト６１とナット６２とからなるが、他のロッド部材として例えばリベットなどのロッド部材を用い先端をかしめてもよい。また、挿通孔２３１を貫通孔とせずに、ロッド部材を圧入してもよい。

ボルト６１（固定具６）は、固定子鉄心２３の磁束への影響をできるだけ小さくするため、強磁性体から構成されることが好ましい。また、ボルト６１の少なくとも挿通孔２３１内に配置される部分は、ネジなどが形成されてなく挿通孔２３１の内面に密接する中実の棒状体であることが好ましい。

図６を参照して、コアメンバー２１ａを支持フレーム５に固定するにあたっては、まず、図示しない巻線装置によってコアメンバー２１ａの巻線部であるインシュレータ２４のフランジ部２４１，２４１間にコイル７を巻き付ける。

次に、このコアメンバー２１ａのコイルエンド部（インシュレータ２４のフランジ２４１）を支持フレーム５の係止凹部５３ａ内に沿って差し込む。そして、支持フレーム５に形成されているネジ挿通孔５２ａ，５２ａからボルト６１，６１を差し込み、その他端側にナット６２，６２を締め付ける。

これにより、コアメンバー２１ａが支持フレーム５の内周面側に取り付けられる。残りのコアメンバー２１ｂ〜２１ｌも同様の手順により、支持フレーム５に固定することにより、図２に示すように、支持フレーム５の内周面側に各コアメンバー２１ａ〜２１ｌが環状に配置される。そして最終的に、図１に示すように、ステータ２のティース部空隙面２２ａを除く全体がモールド樹脂８により一体的に固められる。

なお、ロータ３については、ステータ２に同軸的に配置される円盤体からなるロータバックヨーク３１と、このロータバックヨーク３１に一体的に取り付けられるロータマグネット３２とからなる構成であってよく、本発明において、ロータ３の構成は任意的な事項である。

図１の例において、ロータ３，３は同一のロータ出力軸４を共有しているが、各ロータ３，３ごとに、ロータ出力軸を有する２出力軸タイプであってもよい。また、ロータ出力軸４を持たずにステータ２に対してロータ３，３をラジアルボールベアリングを介して直に支持させるシャフトレス型としてもよい。さらには、ロータ３は１つであってもよい。

次に、図７ないし図１０を参照して、本発明の第２実施形態に係るアキシャルエアギャップ型電動機について説明する。なお、上述した第１実施形態と同一もしくは同一と見なされてよい構成要素には同じ参照符号を付し、その具体的な説明は省略する。

この第２実施形態のアキシャルエアギャップ型電動機１Ａは、上記第１実施形態と同じく円盤状に形成されたステータ２と、同ステータ２の両側面に所定の空隙（ギャップ）をもって対向的に配置される一対のロータ３，３とを備えている。

この第２実施形態においても、ステータ２は、例えば１２個のコアメンバー２１ａ〜２１ｌを有し、それらを支持フレーム５の内周面に沿って環状に配置したのち、ティース部空隙面２２ａを除く全体がモールド樹脂８により一体的に固められる。コアメンバー２１ａ〜２１ｌは、同一の構成であるため、コアメンバー２１ａの構成を図８および図９により説明する。

図８はインシュレータ２４が装着されたコアメンバー２１ａを示す図で、図８（ａ）は正面図，図８（ｂ）は外周側から見た平面図，図８（ｃ）は図８（ｂ）のＢ−Ｂ線断面図である。図９はインシュレータ２４が装着される前の固定子鉄心２３を示す図で、図９（ａ）は正面図，図９（ｂ）は外周側から見た平面図、図９（ｃ）は内周側から見た底面図である。

コアメンバー２１ａは、左右一対のフランジ状のティース部２２，２２を有する固定子鉄心２３と、固定子鉄心２３の巻線部２５を絶縁するインシュレータ２４とを備える。固定子鉄心２３は、Ｈ字状に形成された電磁鋼板をステータ２の半径方向（図９（ａ）では上下方向）に積層した積層体からなり、図９（ａ）に示すように、その幅（図９（ａ）では左右方向）が内径側から外径側に向かうにつれて漸次広くなる逆台形状に形成される。

この第２実施形態において、固定子鉄心２３の中央部分（巻線部２５の中央部分）に一対の挿通孔２３１，２３１が設けられる。この部分に挿通孔２３１を穿設すると、磁気飽和を起こしやすくなるため、図９（ｂ）（ｃ）に示すように、巻線部の中央部分の両側に拡幅部としての凸部２３２を左右一対として形成することが好ましい。

このように、挿通孔２３１，２３１を巻線部２５の中央部分に設けた場合、ボビンの中央にはコイルを巻回することができず、巻線部２５が第１，第２の２つの巻線部２５ａ，２５ｂに分割された状態となり、その分巻き数が減少する。これを補うには、図９（ｂ）（ｃ）に示すように、各巻線部２５ａ，２５ｂからティース部２２の先端にかけてテーパー面２３３，２３３を形成するとよい。

図８（ａ）〜（ｂ）を参照して、第２実施形態における固定子鉄心２３には、各ティース部空隙面２２，２２と凸部２３２，２３２との間の第１および第２の各巻線部にそれぞれインシュレータ２４ａ，２４ｂが取り付けられる。

各インシュレータ２４ａ，２４ｂは、上記第１実施形態と同じく熱可塑性樹脂もしくは熱硬化性樹脂の成型品（２ピース）として、各巻線部の外周を左右から挟み込むようにして装着されるが、インサート成型により各巻線部に一体的に装着することもできる。

インシュレータ２４ａ，２４ｂの各々は、左右一対のフランジ部２４１，２４２を備える。一方のフランジ部２４１は、ティース部２２側に配置され、他方のフランジ部２４２は凸部２３３側に配置され、それらの間にコイル７がそれぞれ巻回される。各巻線部での巻き方向は同方向である。

支持フレーム５の基本的な構成は上記第１実施形態と同様であるが、この第２実施形態においては、図１０に示すように、支持フレーム５に上記フランジ部２４２，２４２間に嵌合する係止凸部５３ｂが設けられる。

係止凸部５３ｂは、有底の筒状とされたネジ挿通部５２を有し、その底部には２本のボルト６１が挿通されるネジ挿通孔５２ａ，５２ａが設けられる。これによれば、係止凸部５３ｂをコアメンバー２１ａのフランジ部２４２，２４２の間に嵌合したのち、ボルト６１，６１をコアメンバー２１ａの挿通孔２３１，２３１に差し込み、ナット６２，６２で止めることにより、支持フレーム５の内周面にコアメンバー２１ａを確実に係止することができる。

残りのコアメンバー２１ｂ〜２１ｌも、同様にして支持フレーム５の内周面に固定される。そして、図７に示すように、最終的にティース部空隙面２２ａを除いてステータ２の全体がモールド樹脂８にて一体的に固められる。

なお、上記各実施形態において、支持フレーム５はハウジング（モータブラケット）１０とネジ止めなどによって一体化されるが、ハウジング１０と支持フレーム５とを例えばアルミニウム，黄銅，亜鉛，鉄などの金属材料にて鋳造，ダイカスト，プレスなどにより一体成型することもできる。

また、上記各実施形態において、ボルト６１は外周側から差し込まれ、内周側でナット６２によって固定されているが、ボルト６１を内周側から差し込み、外周側に雌ネジを設けて固定するようにしてもよい。

また、通常、巻線には耐熱エナメル線の丸線や平角線が用いられるが、銅もしくはアルミニウムのリボンをポリエステル，ポリイミド，芳香族ポリアミドなどの耐熱絶縁フィルムを介して固定子鉄心に巻回してもよい。

さらには、上記各実施形態において、固定子鉄心２３の回転防止のため挿通孔２３１を２つとしているが、挿通孔２３１の数は任意に選択されてよい。例えば、第２実施形態のように、係止凸部５３ｂとフランジ部２４２などによる回転防止構造がある場合には、挿通孔２３１は一つでもよい。また、場合によっては、インシュレータに挿通孔２３１を設けることもできる。

本発明のアキシャルエアギャップ型電動機は高出力で信頼性が高いことから、高効率化が求められている家電用，産業用，輸送機器用などのモータとして、また、発電機として広く利用することができる。

本発明の第１実施形態に係るアキシャルエアギャップ型電動機の要部断面図。 第１実施形態のステーターの正面図。 第１実施形態の支持フレームの正面図。 （ａ）第１実施形態のコアメンバーの正面図，（ｂ）コアメンバーを外周側から見た平面図，（ｃ）コアメンバーのＡ−Ａ線断面図。 （ａ）第１実施形態の固定子鉄心の正面図，（ｂ）固定子鉄心を外周側から見た平面図，（ｃ）固定子鉄心を内周側から見た底面図。 第１実施形態のコアメンバーの取付手順を説明する説明図。 本発明の第２実施形態に係るアキシャルエアギャップ型電動機の要部断面図。 （ａ）第２実施形態のコアメンバーの正面図，（ｂ）コアメンバーを外周側から見た平面図，（ｃ）コアメンバーのＡ−Ａ線断面図。 （ａ）第２実施形態の固定子鉄心の正面図，（ｂ）固定子鉄心を外周側から見た平面図，（ｃ）固定子鉄心を内周側から見た底面図，（ｄ）スキューが付けられた固定子鉄心を示す正面図。 第２実施形態のコアメンバーの取付手順を説明する説明図。

符号の説明

１，１Ａ アキシャルエアギャップ型電動機
２ ステータ
２１ａ〜２１ｌ コアメンバー
２２ ティース部
２２ａ ティース部空隙面
２３ 固定子鉄心
２３１ 挿通孔
２３２ 凸部
２４ インシュレータ
２４１，２４２ フランジ部
３ ロータ
４ ロータ出力軸
５ 支持フレーム
５１ａ〜５１ｌ 取付面
５２ａ〜５２ｌ ネジ挿通孔
５３ａ 係止凹部
５３ｂ 係止凸部
６ 固定具
６１ ボルト
６２ ナット
７ コイル
８ モールド樹脂

Claims (13)

1. ステータのティース部空隙面とロータのマグネット面とが、上記ロータのロータ出力軸の軸線方向に沿って所定の空隙をもって対向的に配置されているアキシャルエアギャップ型電動機において、
   上記ステータは、上記ロータ出力軸の軸線を中心に環状に配置される複数のコアメンバーと、上記各コアメンバーを支持するリング状の支持フレームとを含み、上記各コアメンバーが、上記支持フレームの内周面に沿って環状に配置され、所定の固定手段を介して上記支持フレームに支持されることを特徴とするアキシャルエアギャップ型電動機。
2. 上記コアメンバーは、固定子鉄心を有し、上記固定手段は、上記固定子鉄心の外周側から内周側に向けて形成された挿通孔に挿通され、上記各コアメンバーを上記支持フレームに固定するロッド部材を備えることを特徴とする請求項１に記載のアキシャルエアギャップ型電動機。
3. 上記各コアメンバーは、固定子鉄心と、上記固定子鉄心の巻線部を絶縁するインシュレータとを有するボビン状に形成されていることを特徴とする請求項１に記載のアキシャルエアギャップ型電動機。
4. 上記固定子鉄心は、上記巻線部と、上記巻線部の両端にＴ字状に連設されるティース部とを含み、上記巻線部の軸方向の長さおよび上記ティース部の先端部と上記巻線部との間の距離をともに一定として、上記ティース部の両先端部間の長さおよび上記巻線部の円周方向の幅を上記ステータの半径方向内側から外側に至るにしたがって漸次大きくしてなる複数枚の電磁鋼板の積層体からなることを特徴とする請求項２または３に記載のアキシャルエアギャップ型電動機。
5. 上記挿通孔が、上記ティース部の中央部分に穿設されていることを特徴とする請求項４に記載のアキシャルエアギャップ型電動機。
6. 上記インシュレータは、上記巻線部の両端に配置される左右一対のフランジ部を備え、上記フランジ部間にコイルが巻回されるとともに、上記支持フレームには、上記フランジ部間のコイルエンドの一部分が収納される係止凹部が形成されていることを特徴とする請求項３ないし５のいずれか１項に記載のアキシャルエアギャップ型電動機。
7. 上記挿通孔が上記巻線部の中央部分に穿設され、上記挿通孔により上記巻線部がそれぞれ上記ティース部を有する第１巻線部と第２巻線部とに分割され、上記各巻線部に左右一対のフランジ部を備えるインシュレータが装着されることを特徴とする請求項３ないし５のいずれか１項に記載のアキシャルエアギャップ型電動機。
8. 上記ティース部には、上記巻線部から上記ティース部の先端にかけてテーパ面が形成されており、上記テーパ面を含めて上記巻線部にコイルが巻回されることを特徴とする請求項７に記載のアキシャルエアギャップ型電動機。
9. 上記挿通孔が穿設されている上記巻線部の中央部分の幅が、上記第１，第２巻線部の幅よりも拡幅されていることを特徴とする請求項７または８に記載のアキシャルエアギャップ型電動機。
10. 上記ロッド部材は強磁性体からなり、上記ロッド部材の少なくとも上記挿通孔内に配置される部分が、上記挿通孔の内面に密接する中実の棒状体であることを特徴とする請求項２ないし９のいずれか１項に記載のアキシャルエアギャップ型電動機。
11. 上記支持フレームは、非磁性体であることを特徴とする請求項１ないし１０のいずれか１項に記載のアキシャルエアギャップ型電動機。
12. 上記支持フレームは、モータブラケットと一体に形成されることを特徴とする請求項１ないし１１のいずれか１項に記載のアキシャルエアギャップ型電動機。
13. 上記ステータの上記ティース部空隙面を除く全体が、モールド樹脂により一体的に固められることを特徴とする請求項１ないし１２のいずれか１項に記載のアキシャルエアギャップ型電動機。
    

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