JP2010017009A - Axial gap motor - Google Patents
Axial gap motor Download PDFInfo
- Publication number
- JP2010017009A JP2010017009A JP2008175639A JP2008175639A JP2010017009A JP 2010017009 A JP2010017009 A JP 2010017009A JP 2008175639 A JP2008175639 A JP 2008175639A JP 2008175639 A JP2008175639 A JP 2008175639A JP 2010017009 A JP2010017009 A JP 2010017009A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- rib
- axial gap
- circumferential
- circumferential direction
- rotor
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Withdrawn
Links
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
- H02K1/00—Details of the magnetic circuit
- H02K1/06—Details of the magnetic circuit characterised by the shape, form or construction
- H02K1/22—Rotating parts of the magnetic circuit
- H02K1/27—Rotor cores with permanent magnets
- H02K1/2793—Rotors axially facing stators
- H02K1/2795—Rotors axially facing stators the rotor consisting of two or more circumferentially positioned magnets
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
- H02K1/00—Details of the magnetic circuit
- H02K1/06—Details of the magnetic circuit characterised by the shape, form or construction
- H02K1/22—Rotating parts of the magnetic circuit
- H02K1/28—Means for mounting or fastening rotating magnetic parts on to, or to, the rotor structures
- H02K1/30—Means for mounting or fastening rotating magnetic parts on to, or to, the rotor structures using intermediate parts, e.g. spiders
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
- H02K16/00—Machines with more than one rotor or stator
- H02K16/04—Machines with one rotor and two stators
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Iron Core Of Rotating Electric Machines (AREA)
- Permanent Field Magnets Of Synchronous Machinery (AREA)
Abstract
Description
本発明は、アキシャルギャップ型モータに関する。 The present invention relates to an axial gap type motor.
従来、例えば、回転軸周りに回転可能なロータと、回転軸方向の少なくとも一方側からロータに対向配置されたステータとを備え、ロータの永久磁石による界磁磁束に対して、ステータを介した磁束ループを形成するアキシャルギャップ型モータが知られている(例えば、特許文献1参照)。 Conventionally, for example, a rotor that can rotate around a rotation axis and a stator that is disposed to face the rotor from at least one side in the direction of the rotation axis are provided. An axial gap type motor that forms a loop is known (for example, see Patent Document 1).
図9に示すように、上記特許文献1に記載のアキシャルギャップ型モータ100は、回転軸周りに回転可能なロータ101と、回転軸方向の少なくとも一方側から挟み込むようにして対向配置されるステータ102と、を備え、ロータ101は、主磁石片103、副磁石片104及び磁性部材105などの磁気回路要素が非磁性材料からなるロータフレーム106に収容されて構成されている。また、ロータフレーム106は、周方向に所定間隔をおいて配置されて径方向に延びる複数のリブ107と、複数のリブ107によって接続されるシャフト部108及びリム部109と、を備える。
As shown in FIG. 9, the axial
このアキシャルギャップ型モータ100においては、図10(a)に示すように外周リング110をリム部109の外周面に圧入して、圧入による予圧でロータフレーム106の外径側への広がりを抑制しロータフレーム106の回転強度を補うことが考えられるが、図10(b)に示すようにリブ107は正方形断面(La=Lc)を有するため、外周リング110をリム部109に圧入する時のリブ107の倒れ方向を予め把握することができなかった。
In this axial
すなわち、外周リング110を圧入するとき、図11(a)に示すように軸方向においてどちらに倒れるように変形するのか、若しくは、図11(b)に示すように周方向においてどちらに倒れるように変形するのか、予め把握しておくことができなかった。アキシャルギャップ型モータ100の量産に際しては、外周リング110の圧入時のリブの倒れ方向を統一する必要があり、リブ107の変形を予め把握できるようにリブ107の倒れ方向を規制することが望まれていた。
That is, when the
本発明は、上記した事情に鑑みてなされたもので、その目的は、ロータフレームに外周リングを圧入する際のリブの倒れ方向を規制することができるアキシャルギャップ型モータを提供することにある。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide an axial gap type motor that can regulate the direction of rib collapse when a peripheral ring is press-fitted into a rotor frame.
上記目的を達成するために、請求項1に記載の発明は、
回転軸周りに回転可能なロータ(後述の実施形態におけるロータ11)と、
回転軸方向の少なくとも一方側から前記ロータに対向配置されるステータ(後述の実施形態におけるステータ12)と、を備えるアキシャルギャップ型モータ(後述の実施形態におけるアキシャルギャップ型モータ10)であって、
前記ロータは、
周方向に所定の間隔で配置されて径方向に延びる複数のリブ(後述の実施形態における径方向リブ35)と、前記複数のリブの内径側及び外径側にそれぞれ設けられるシャフト部(後述の実施形態におけるシャフト部36)及びリム部(後述の実施形態におけるリム部37)と、を有するロータフレーム(後述の実施形態におけるロータフレーム33)と、
回転軸方向に磁化され、周方向に隣接する前記リブ間にそれぞれ配置された主磁石片(後述の実施形態における主永久磁石片41)と、
前記リム部の外周面に装着される外周リング(後述の実施形態における外周リング50、25A、25B)と、を備え、
前記リブの少なくとも一部が、周方向幅より軸方向幅が長い断面形状を有することを特徴とする。
In order to achieve the above object, the invention described in claim 1
A rotor (
An axial gap type motor (axial
The rotor is
A plurality of ribs (
A main magnet piece (a main
An outer ring mounted on the outer peripheral surface of the rim portion (
At least a part of the rib has a cross-sectional shape having a longer axial width than a circumferential width.
請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の発明の構成に加えて、
前記リブと前記リム部との連結部における前記リブの中心線からの周方向幅は、周方向一方で周方向他方より大きく、
前記リブと前記シャフト部との連結部における前記リブの中心線からの周方向幅は、前記周方向他方で前記周方向一方より大きいことを特徴とする。
In addition to the configuration of the invention described in claim 1, the invention described in claim 2
The circumferential width from the center line of the rib at the connecting portion between the rib and the rim portion is larger than the other in the circumferential direction on the one side in the circumferential direction,
A circumferential width from a center line of the rib in a connecting portion between the rib and the shaft portion is larger in the other circumferential direction than in the circumferential direction.
請求項3に記載の発明は、請求項2に記載の発明の構成に加えて、
前記リブと前記リム部との連結部における前記リブの中心線からの周方向幅は、前記周方向一方で前記周方向他方より除々に大きくなるように形成され、
前記リブと前記シャフト部の連結部における前記リブの中心線からの周方向幅は、前記周方向他方で前記周方向一方より除々に大きくなるように形成されることを特徴とする。
In addition to the structure of the invention described in claim 2, the invention described in claim 3
The circumferential width from the center line of the rib at the connecting portion between the rib and the rim portion is formed so as to be gradually larger than the other in the circumferential direction on the one side in the circumferential direction,
A circumferential width from a center line of the rib at a connecting portion between the rib and the shaft portion is formed so as to be gradually larger in the other circumferential direction than in the circumferential direction.
請求項4に記載の発明は、請求項1〜3のいずれかに記載の発明の構成に加えて、前記リブの中途部に周方向両方に突出する突出部(後述の実施形態における突出部35a)を備えることを特徴とする。
In addition to the structure of the invention described in any one of claims 1 to 3, the invention described in claim 4 is a protrusion that protrudes in the circumferential direction in the middle part of the rib (
請求項5に記載の発明は、請求項1〜4のいずれかに記載の発明の構成に加えて、前記外周リングは、軸方向に分割された第1及び第2の外周リング(後述の実施形態における外周リング50A、50B)からなることを特徴とする。
According to a fifth aspect of the invention, in addition to the configuration of the invention according to any one of the first to fourth aspects, the outer peripheral ring includes first and second outer peripheral rings divided in the axial direction (described later). It is characterized by comprising outer
請求項6に記載の発明は、請求項5に記載の発明の構成に加えて、前記リブと前記リム部との連結部を径方向に投影した前記リム部の外周面と、前記第1及び第2の外周リングの内周面との間に隙間(後述の実施形態における逃げ溝26)を有することを特徴とする。
According to a sixth aspect of the invention, in addition to the configuration of the fifth aspect of the invention, an outer peripheral surface of the rim portion obtained by projecting a connecting portion between the rib and the rim portion in a radial direction, A gap (
請求項7に記載の発明は、請求項6に記載の発明の構成に加えて、前記隙間は、前記第1及び第2の外周リングの端部に設けた切り欠き(後述の実施形態における切り欠き26a、26b)により形成されることを特徴とする
According to a seventh aspect of the invention, in addition to the configuration of the sixth aspect of the invention, the gap is a notch provided at an end portion of the first and second outer peripheral rings (a cut in an embodiment described later). Characterized by being formed by
請求項8に記載の発明は、請求項5〜7のいずれかに記載の発明の構成に加えて、前記第1及び第2の外周リングは、前記回転軸方向において互いに反対側から前記リム部の外周面に圧入されることを特徴とする。 According to an eighth aspect of the invention, in addition to the configuration of the invention according to any one of the fifth to seventh aspects, the first and second outer peripheral rings are provided on the rim portion from opposite sides in the rotation axis direction. It is characterized by being press-fitted into the outer peripheral surface.
請求項9に記載の発明は、請求項5〜8のいずれかに記載の発明の構成に加えて、前記第1及び第2の外周リングは、非磁性部材からなることを特徴とする。 According to a ninth aspect of the invention, in addition to the configuration of the invention according to any of the fifth to eighth aspects, the first and second outer peripheral rings are made of a nonmagnetic member.
請求項10に記載の発明は、請求項1〜9のいずれかに記載の発明の構成に加えて、
前記ロータは、
前記回転軸方向および前記径方向に直交する方向に磁化され、前記リブの前記回転軸方向の少なくとも一方側に配置された複数の副磁石片(後述の実施形態における副永久磁石片43)と、
隣接する前記副磁石片間にそれぞれ配置される磁性部材(後述の実施形態における磁性部材42)と、を備えたことを特徴とする。
In addition to the structure of the invention in any one of Claims 1-9, the invention of
The rotor is
A plurality of sub-magnet pieces (
And a magnetic member (a
請求項11に記載の発明は、請求項1〜9のいずれかに記載の発明の構成に加えて、
前記ロータは、
前記リブの前記回転軸方向の少なくとも一方側に配置された複数の非磁性部材(後述の実施形態における非磁性部材63)と、
隣接する前記非磁性部材間にそれぞれ配置される磁性部材(後述の実施形態における磁性部材42)と、を備えたことを特徴とする。
In addition to the structure of the invention in any one of Claims 1-9, the invention of
The rotor is
A plurality of non-magnetic members (non-magnetic members 63 in the embodiments described later) disposed on at least one side of the rib in the rotation axis direction;
And a magnetic member (a magnetic member in an embodiment described later) disposed between the adjacent non-magnetic members.
請求項1の発明によれば、リブの少なくとも一部が、周方向幅より軸方向幅が長い断面形状を有することにより、リブの周方向の剛性が軸方向の剛性より低くなる。これにより、ロータフレームのリム部に外周リングを装着する際(例えば、圧入や焼きばめする際)、リブは剛性の低い周方向に倒れる。従って、リブの少なくとも一部の断面形状を、周方向幅より軸方向幅を長くすることで、外周リングを圧入する際のリブの倒れ方向を規制することができる。さらに、周方向に倒すことで、ロータが微小隙間を介して対向しているステータと接触することを防止することができる。 According to the first aspect of the present invention, at least a part of the rib has a cross-sectional shape in which the axial width is longer than the circumferential width, so that the circumferential rigidity of the rib is lower than the axial rigidity. Thereby, when attaching an outer periphery ring to the rim | limb part of a rotor frame (for example, when press-fitting or shrink fitting), a rib falls in the circumferential direction with low rigidity. Therefore, by making the cross-sectional shape of at least a part of the rib longer in the axial direction than in the circumferential direction, it is possible to regulate the direction in which the rib falls when the outer peripheral ring is press-fitted. Further, by tilting in the circumferential direction, it is possible to prevent the rotor from coming into contact with the opposing stator via a minute gap.
請求項2の発明によれば、ロータフレームのリム部に外周リングを装着する際、リブは周方向幅の小さい方へ倒れるように変形するため、リブとリム部との連結部におけるリブの中心線からの周方向幅は、周方向一方で周方向他方より大きく、リブとシャフト部との連結部におけるリブの中心線からの周方向幅は、周方向他方で周方向一方より大きいことにより、周方向の倒れ方向も規制することができる。 According to the second aspect of the present invention, when the outer ring is attached to the rim portion of the rotor frame, the rib is deformed so as to fall toward the smaller circumferential width, so that the rib center at the connecting portion between the rib and the rim portion is provided. The circumferential width from the line is larger than the other in the circumferential direction on the one side in the circumferential direction, and the circumferential width from the center line of the rib in the connecting portion between the rib and the shaft portion is larger than the other in the circumferential direction on the other side in the circumferential direction. It is also possible to regulate the direction of the circumferential fall.
請求項3の発明によれば、リブとリム部との連結部におけるリブの中心線からの周方向幅は、周方向一方で周方向他方より除々に大きくなるように形成され、リブとシャフト部との連結部におけるリブの中心線からの周方向幅は、周方向他方で周方向一方より除々に大きくなるように形成されるため、請求項2の効果に加えて、応力が局所的に集中することを抑制することができる。 According to the invention of claim 3, the circumferential width from the center line of the rib in the connecting portion between the rib and the rim portion is formed so as to be gradually larger in the circumferential direction than in the circumferential direction, and the rib and the shaft portion. In addition to the effect of claim 2, the stress is locally concentrated because the circumferential width from the center line of the rib at the connecting portion is gradually increased from the circumferential direction to the circumferential direction. Can be suppressed.
請求項4の発明によれば、リブの中途部に周方向両方に突出する突出部を備えることにより、周方向に隣接するリブ間にそれぞれ配置される主磁石片の周方向の位置決めをすることができる。 According to the invention of claim 4, the circumferential positioning of the main magnet pieces respectively disposed between the ribs adjacent to each other in the circumferential direction is provided by providing the protruding portion projecting in both the circumferential directions in the middle portion of the rib. Can do.
請求項5の発明によれば、外周リングを2つのリングに分割することでロータフレームに作用する予圧を軸方向両側で均等にすることができる。 According to the invention of claim 5, by dividing the outer ring into two rings, the preload acting on the rotor frame can be made uniform on both axial sides.
請求項6の発明によれば、リブとリム部との連結部を径方向に投影したリム部の外周面と、第1及び第2の外周リングの内周面との間に隙間を形成することにより、剛性の高いリブとリム部との連結部において第1及び第2の外周リングによる応力を緩和することができる。 According to invention of Claim 6, a clearance gap is formed between the outer peripheral surface of the rim | limb part which projected the connection part of a rib and a rim | limb part to radial direction, and the inner peripheral surface of a 1st and 2nd outer peripheral ring. Thus, stress due to the first and second outer peripheral rings can be relieved at the connecting portion between the highly rigid rib and the rim portion.
請求項7の発明によれば、隙間を第1及び第2の外周リングの端部に設けた切り欠きにより形成することで、切り欠きを圧入時のガイドとして利用することができる。 According to the seventh aspect of the present invention, the notch can be used as a guide for press-fitting by forming the gap with the notch provided at the end portions of the first and second outer peripheral rings.
請求項8の発明によれば、第1及び第2の外周リングを回転軸方向において互いに反対側からリム部の外周面に圧入することで、ロータフレームに作用する予圧を軸方向両側でより均等にすることができる。 According to the invention of claim 8, the first and second outer peripheral rings are press-fitted into the outer peripheral surface of the rim portion from opposite sides in the rotational axis direction, so that the preload acting on the rotor frame is more even on both axial sides. Can be.
請求項9の発明によれば、第1及び第2の外周リングは、非磁性部材からなるため、第1及び第2の外周リングを通って磁束が短絡してしまうことを防止することができる。これにより、モータの発生トルクの減少や効率低下を防止することができる。 According to the ninth aspect of the present invention, since the first and second outer peripheral rings are made of a nonmagnetic member, it is possible to prevent the magnetic flux from being short-circuited through the first and second outer peripheral rings. . As a result, it is possible to prevent a reduction in motor generated torque and a reduction in efficiency.
請求項10及び11の発明によれば、上記構造を、回転軸方向および径方向に直交する方向に磁化され、リブの前記回転軸方向の少なくとも一方側に配置された複数の副磁石片と、隣接する副磁石片間にそれぞれ配置される磁性部材とを備える、いわゆるハルバッハタイプのモータや、リブの回転軸方向の少なくとも一方側に配置された複数の非磁性部材と、隣接する非磁性部材間にそれぞれ配置される磁性部材とを備えるモータに適用することができる。
According to invention of
以下、本発明に係るアキシャルギャップ型モータの一実施形態について、添付図面に基づいて詳細に説明する。なお、図面は符号の向きに見るものとする。 Hereinafter, an axial gap type motor according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. The drawings are viewed in the direction of the reference numerals.
本実施の形態によるアキシャルギャップ型モータ10は、例えば図1に示すように、このアキシャルギャップ型モータ10の回転軸O周りに回転可能に設けられた略円環状のロータ11と、回転軸O方向の少なくとも一方側からロータ11を挟みこむようにして対向配置され、ロータ11を回転させる回転磁界を発生する複数相の各固定子巻線を有する1対のステータ12,12とを備えて構成されている。
As shown in FIG. 1, for example, the axial
このアキシャルギャップ型モータ10は、例えばハイブリッド車両や電動車両等の車両に駆動源として搭載され、出力軸がトランスミッション(図示略)の入力軸に接続されることで、アキシャルギャップ型モータ10の駆動力がトランスミッションを介して車両の駆動輪(図示略)に伝達されるようになっている。
The axial
また、車両の減速時に駆動輪側からアキシャルギャップ型モータ10に駆動力が伝達されると、アキシャルギャップ型モータ10は発電機として機能していわゆる回生制動力を発生し、車体の運動エネルギーを電気エネルギー(回生エネルギー)として回収する。さらに、例えばハイブリッド車両においては、アキシャルギャップ型モータ10の回転軸が内燃機関(図示略)のクランクシャフトに連結されると、内燃機関の出力がアキシャルギャップ型モータ10に伝達された場合にもアキシャルギャップ型モータ10は発電機として機能して発電エネルギーを発生する。
Further, when the driving force is transmitted from the driving wheel side to the axial
各ステータ12は、略円環板状のヨーク部21と、ロータ11に対向するヨーク部21の対向面上で周方向に所定間隔をおいた位置から回転軸O方向に沿ってロータ11に向かい突出すると共に径方向に伸びる複数のティース22,…,22と、適宜のティース22,22間に装着される固定子巻線(図示略)とを備えて構成されている。
Each
各ステータ12は、例えば主極が6個(例えば、U+,V+,W+,U−,V−,W)とされた6N型であって、一方のステータ12の各U+,V+,W+極に対して、他方のステータ12の各U−,V−,W−極が回転軸O方向で対向するように設定されている。例えば回転軸O方向で対向する1対のステータ12,12に対し、U+,V+,W+極およびU−,V−,W−極の一方に対応する一方のステータ12の3個のティース22,22,22と、U+,V+,W+極およびU−,V−,W−極の他方に対応する他方のステータ12の3個のティース22,22,22とが、回転軸O方向で対向するように設定され、回転軸O方向で対向する一方のステータ12のティース22と、他方のステータ12のティース22とに対する通電状態が電気角で反転状態となるように設定されている。
Each
ロータ11は、例えば図2に示すように、複数の主磁石部31,…,31と、複数の副磁石部32,…,32と、外周リング50と、非磁性材からなるロータフレーム33とを備えて構成され、主磁石部31と副磁石部32とは、周方向において交互に配置された状態で、ロータフレーム33内に収容されている。
For example, as shown in FIG. 2, the
そして、ロータフレーム33は、周方向に所定間隔をおいて配置された複数の径方向リブ35,…,35によって接続された内周側円環状のシャフト部36と外周側円環状のリム部37とを備えて構成され、シャフト部36の内周部には、外部の駆動軸(例えば、車両のトランスミッションの入力軸等)に接続される出力軸が接続可能とされている。
The
主磁石部31は、厚さ方向(つまり、回転軸O方向)に磁化された略扇形板状の主永久磁石片41と、この主永久磁石片41を厚さ方向の少なくとも一方側から挟み込む1対の略扇形板状の磁性部材42,42とを備えて構成され、周方向で隣り合う主磁石部31,31の各主永久磁石片41,41は、図3に示すように磁化方向が互いに異方向となるように設定されている。
The
そして、ロータフレーム33内に収容された複数の主磁石部31,…,31は、径方向の少なくとも一方側からシャフト部36とリム部37とにより挟み込まれると共に、径方向リブ35を介して周方向で隣り合うように配置されている。
The plurality of
ロータフレーム33内において、各主磁石部31の主永久磁石片41は2つの径方向リブ35によって周方向の少なくとも一方側から挟み込まれ、主永久磁石片41の回転軸O方向での厚さは、径方向リブ35の回転軸O方向での厚さと同等とされている。
In the
副磁石部32は、ロータフレーム33内において回転軸O方向の少なくとも一方側から径方向リブ35を挟み込む1対の副永久磁石片43,43を備えて構成され、回転軸O方向で対向する1対の副永久磁石片43,43は、図3に示すようにそれぞれ回転軸O方向および径方向に直交する方向(略周方向)に磁化され、互いに磁化方向が異方向とされている。
The sub-magnet portion 32 includes a pair of
副永久磁石片43の回転軸O方向での厚さは、磁性部材42の回転軸O方向での厚さと同等とされ、副永久磁石片43の周方向幅は、径方向リブ35の周方向幅と同等とされている。
The thickness of the secondary
そして、ロータフレーム33内において、周方向で隣り合う副磁石部32,32の副永久磁石片43,43同士は、主磁石部31の磁性部材42を周方向の少なくとも一方側から挟み込んでいる。
In the
なお、ロータ11のロータフレーム33と、ロータフレーム33以外の構成要素(つまり、主磁石部31および副磁石部32)とを分離して示す図2においては、回転軸O方向で対向する1対の副永久磁石片43,43間および周方向で隣り合う主永久磁石片41,41間に、ロータフレーム33の径方向リブ35が配置される空間部43aが形成されている。
In FIG. 2, in which the
また、磁性部材42を介して周方向で対向する1対の副永久磁石片43,43同士は、互いに磁化方向が異方向とされている。そして、回転軸O方向の一方側に配置された1対の副永久磁石片43,43同士は、回転軸O方向に磁化された主永久磁石片41の一方側の磁極と同極の磁極を対向させ、回転軸O方向の他方側に配置された1対の副永久磁石片43,43同士は、回転軸O方向に磁化された主永久磁石片41の他方側の磁極と同極の磁極を対向させるように配置されている。
Further, the pair of sub
つまり、図3に示すように、例えば回転軸O方向の一方側がN極かつ他方側がS極とされた主永久磁石片41に対して、回転軸O方向の一方側において磁性部材42を周方向の少なくとも一方側から挟み込む1対の副永久磁石片43,43は、互いのN極が周方向で対向するように配置され、回転軸O方向の他方側において磁性部材42を周方向の少なくとも一方側から挟み込む1対の副永久磁石片43,43は、互いのS極が周方向で対向するように配置されている。 これにより、所謂永久磁石のハルバッハ配置による磁束レンズ効果により主永久磁石片41および各副永久磁石片43,43の各磁束が収束し、各ステータ12,12に鎖交する有効磁束が相対的に増大するようになっている。
That is, as shown in FIG. 3, for example, with respect to the main
磁性部材42は、略扇形板状体であり、複数の電磁鋼板を積層した構成、あるいは、鉄粉などの粉体を成形・焼結して製作される。
The
外周リング50は、例えば、ステンレス鋼板などの非磁性材料からなり、ロータフレーム33のリム部37の外周面に装着され、ロータフレーム33に圧縮応力が発生するように取り付けられている。なお、装着方法は、ロータフレーム33に圧縮応力が発生するように取り付けられればよいため、圧入や焼きばめにより取り付けられる。
The outer
ここで、ロータフレーム33の径方向リブ35はそれぞれ、図4、5に示すように、径方向断面において、径方向リブ35の径方向略中央に周方向両方に突出する円弧状の突出部35aと、突出部35aからリム部37及びシャフト部36に向かってそれぞれ突出部35aの周方向中間位置から径方向に延ばした中心線Pを対称に周方向幅が大きくなるように形成されたテーパ部35b,35bと、径方向リブ35とリム部37との連結部において径方向リブ35の中心線Pからの周方向幅が周方向一方(図中右側)で周方向他方(図中左側)より除々に大きくなるように形成された断面円弧部35cと、径方向リブ35とシャフト部36との連結部35において径方向リブ35の中心線Pからの周方向幅が周方向他方(図中左側)で周方向一方(図中右側)より除々に大きくなるように形成された断面円弧部35d、を備えて構成される。すなわち、径方向リブ35は、その中央に形成された突出部35aを中心に点対称に構成され、リム部37及びシャフト部36との連結部において周方向反対側に断面円弧部35c、35dが形成されている。なお、断面円弧部35c,35dは必ずしも円弧状である必要はなく、テーパ部35bの傾きよりも大きな傾きを有するテーパ状にしてもよい。
Here, as shown in FIGS. 4 and 5, the
永久磁石片41を挟んで対向する突出部35a,35a間の周方向長さは、その径方向位置における主永久磁石片41の周方向長さと略同一であり、突出部35aはその径方向位置における隣接する主永久磁石片41,41間の周方向隙間を直径とする円弧形状に設定されている。
The circumferential length between the projecting
さらに、図4(a)のIVB−IVB線断面図である図4(b)に示すように、径方向リブ35のテーパ部35bは、周方向幅Lcより軸方向幅Laが長い断面形状を有する。従って、径方向リブ35は周方向の剛性よりも軸方向の剛性が高くなり、外周リング50を圧入した際に、径方向リブ35は周方向に倒れる。
Further, as shown in FIG. 4B, which is a sectional view taken along the line IVB-IVB of FIG. 4A, the tapered
このように構成されたアキシャルギャップ型モータ10によれば、径方向リブ35の少なくとも一部を周方向幅Lcより軸方向幅Laが長い断面形状とすることにより、径方向リブ35の倒れ方向を規制することができる。さらに、周方向に径方向リブ35を倒すことで、ロータ11が微小隙間を介して対向しているステータ12と接触することを防止することができる。なお、径方向リブ35の突出部35a及び断面円弧部35c,35dにおいても周方向幅Lcより軸方向幅Laが長い断面形状を有することが好ましいが、必ずしもこれに限定されず、径方向リブ35の少なくとも一部が周方向幅Lcより軸方向幅Laが長い断面形状を有することにより、全体として周方向の剛性よりも軸方向の剛性が高くなればよい。
According to the axial
また、本発明のアキシャルギャップ型モータ10によれば、径方向リブ35とリム部37との連結部において径方向リブ35の中心線Pからの周方向幅が周方向一方で周方向他方よりも大きく、径方向リブ35とシャフト部36との連結部において径方向リブ35の中心線Pからの周方向幅が周方向他方で周方向一方よりも大きくなっている。径方向リブ35は、中心線Pから剛性の低い周方向幅の小さい方向に倒れるので、外周リング50を圧入した際、径方向リブ35は図5の点線で示すように、シャフト部36が図中矢印方向に回転するように径方向リブ35が傾く。これにより、径方向リブ35の周方向の倒れ方向も規制することができる。
Further, according to the axial
また、本発明のアキシャルギャップ型モータ10によれば、径方向リブ35とリム部37との連結部において径方向リブ35の中心線Pからの周方向幅が周方向一方で周方向他方より除々に大きくなるように形成され、径方向リブ35とシャフト部36との連結部において径方向リブ35の中心線Pからの周方向幅が周方向他方で周方向一方より除々に大きくなるように形成されているので、応力が局所的に集中することを抑制することができる。
Further, according to the axial
さらに、本発明のアキシャルギャップ型モータ10によれば、リブの中途部(略中央)に形成された突出部35aにより、主永久磁石片41の位置決めをすることができる。また、永久磁石片41を挟んで対向する突出部35a,35a間の周方向長さは、その径方向位置における主永久磁石片41の周方向長さと略同一であり、突出部35aはその径方向位置における隣接する主永久磁石片41,41間の周方向隙間を直径とする円弧形状に設定されているので、主永久磁石片41が収容される周方向隙間にばらつきが生じることはなく主永久磁石片41を確実に保持することができる。
Furthermore, according to the axial
また、本実施形態のアキシャルギャップ型モータ10によれば、外周リング50は非磁性材料からなるため、外周リング50を通って磁束が短絡してしまうことを防止することができる。これにより、モータ10の発生トルクの減少や効率低下を防止することができる。
Moreover, according to the axial
なお、本発明は、上記実施形態に例示したものに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において適宜変更可能である。図6に本発明のアキシャルギャップ型モータの第1変形例を示す。なお、図中、前述した実施形態と同一の構成部分には同一符号を付して説明を省略する。 In addition, this invention is not limited to what was illustrated to the said embodiment, In the range which does not deviate from the summary of this invention, it can change suitably. FIG. 6 shows a first modification of the axial gap type motor of the present invention. In the figure, the same components as those of the above-described embodiment are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted.
第1変形例のアキシャルギャップ型モータ10Aは、ロータフレーム33のリム部37の外周面に圧入される外周リングとして、それぞれリム部37の略半分の軸方向幅を有しており、互いに軸方向反対側から圧入される2つの外周リング50A、50Bを備える。
The axial
また、リム部37と外周リング50A、50Bとの接合面における径方向リブ35を径方向に投影した領域、即ち、外周リング50A、50Bの内周面の軸方向中央には、凹状の逃げ溝(隙間)26が全周に亘って形成され、逃げ溝26の軸方向長さは、径方向リブ35の軸方向長さと同程度か少し長い程度となっている。逃げ溝26はそれぞれの外周リング50A、50Bの内周面の軸方向端部に形成された円弧状の切り欠き26a、26bが、軸方向反対側から挿入されてあわさることで形成されている。
Further, a concave relief groove is formed in a region in which the
なお、切り欠き26a、26bの形状はこれに限定されず、任意の形状を採用できる。さらに、本実施形態では、逃げ溝26は、外周リング50A、50Bの内周面に形成されているが、リム部37の外周面の軸方向中央に全周に亘って形成されていてもよい。
The shape of the
このように構成されたアキシャルギャップ型モータ10Aによれば、外周リング50A、50Bを備えることにより、前述の実施形態の効果に加えて、外周リングを2つの外周リングに分割することにより、外周リング50A、50Bによってロータフレーム33に作用する予圧を軸方向において均等にすることができ、さらにこれらの外周リング50A、50Bを軸方向反対側からリム部37の外周面に圧入するため、外周リング50A、50Bによってロータフレーム33に作用する予圧を、図7に示すように、軸方向においてより均等にすることができ、これによりロータ11の高速回転時におけるリム部37の軸方向両端部における変位差を解消することができる。
According to the axial
また、リム部37と外周リング50A、50Bとの接合面における径方向リブ35を径方向に投影した領域に逃げ溝26が形成されているため、剛性の高い径方向リブ35とリム部37の連結部において外周リング50A、50Bによる応力を緩和することができる。径方向リブ35とリム部37の連結部の応力を緩和することで、連結部(軸方向中央)と軸方向両端部の変位差を低減することができる。また、ロータフレーム33に生じる応力が低減されるので、外周リング50A、50Bの圧入荷重も低減される。これにより、高い圧入荷重を発生できる大型で高価な圧入装置が不要となるので、モータ10の製造コストを低減することができる。さらに、圧入時の途中焼付きなどの不具合の発生を防止することができる。
Further, since the
また、逃げ溝26が外周リング50A、50Bの内周面の軸方向端部に形成された切り欠き26a、26bにより形成されているので、外周リング50A、50Bをロータフレーム33に圧入する際のガイドとして利用することができる。
Further, since the
また、本発明のアキシャルギャップ型モータは、ハルバッハ型に限らず、第2変形例として図8に示すように副磁石部32に副永久磁石片43の代わりに非磁性部材63を配設してもよい。
Further, the axial gap type motor of the present invention is not limited to the Halbach type, and a non-magnetic member 63 is disposed in the secondary magnet portion 32 instead of the secondary
さらに、上記実施形態及び変形例1、2において、回転軸O方向の何れか一方側にのみステータ12を備えてもよいし、副磁石部32は回転軸O方向の何れか一方側にのみに副永久磁石片43又は非磁性部材63を備えてもよい。
Further, in the embodiment and the first and second modifications, the
10 アキシャルギャップ型モータ
11 ロータ
12 ステータ
31 主磁石部
32 副磁石部
33 ロータフレーム
35 径方向リブ
35a 突出部
35b テーパ部
35c リム側連結部
35d シャフト側連結部
36 シャフト部
37 リム部
41 主永久磁石片
42 磁性部材
43 副永久磁石片
50 外周リング
63 非磁性体
O 回転軸
DESCRIPTION OF
Claims (11)
回転軸方向の少なくとも一方側から前記ロータに対向配置されるステータと、を備えるアキシャルギャップ型モータであって、
前記ロータは、
周方向に所定の間隔で配置されて径方向に延びる複数のリブと、前記複数のリブの内径側及び外径側にそれぞれ設けられるシャフト部及びリム部と、を有するロータフレームと、
回転軸方向に磁化され、周方向に隣接する前記リブ間にそれぞれ配置された主磁石片と、
前記リム部の外周面に装着される外周リングと、を備え、
前記リブの少なくとも一部が、周方向幅より軸方向幅が長い断面形状を有することを特徴とするアキシャルギャップ型モータ。 A rotor rotatable around a rotation axis;
An axial gap type motor comprising: a stator disposed opposite to the rotor from at least one side in a rotation axis direction;
The rotor is
A rotor frame having a plurality of ribs arranged in the circumferential direction at predetermined intervals and extending in the radial direction, and a shaft portion and a rim portion respectively provided on an inner diameter side and an outer diameter side of the plurality of ribs;
A main magnet piece magnetized in the direction of the rotation axis and disposed between the adjacent ribs in the circumferential direction;
An outer peripheral ring attached to the outer peripheral surface of the rim part,
An axial gap type motor characterized in that at least a part of the rib has a cross-sectional shape in which an axial width is longer than a circumferential width.
前記リブと前記シャフト部との連結部における前記リブの中心線からの周方向幅は、前記周方向他方で前記周方向一方より大きいことを特徴とする請求項1に記載のアキシャルギャップ型モータ。 The circumferential width from the center line of the rib at the connecting portion between the rib and the rim portion is larger than the other in the circumferential direction on the one side in the circumferential direction,
2. The axial gap motor according to claim 1, wherein a circumferential width from a center line of the rib at a connecting portion between the rib and the shaft portion is larger in the other circumferential direction than in the circumferential direction.
前記リブと前記シャフト部の連結部における前記リブの中心線からの周方向幅は、前記周方向他方で前記周方向一方より除々に大きくなるように形成されることを特徴とする請求項2に記載のアキシャルギャップ型モータ。 The circumferential width from the center line of the rib at the connecting portion between the rib and the rim portion is formed so as to be gradually larger than the other in the circumferential direction on the one side in the circumferential direction,
The circumferential width from the center line of the rib at the connecting portion of the rib and the shaft portion is formed so as to be gradually larger in the other circumferential direction than in the circumferential direction. The described axial gap type motor.
前記回転軸方向および前記径方向に直交する方向に磁化され、前記リブの前記回転軸方向の少なくとも一方側に配置された複数の副磁石片と、
隣接する前記副磁石片間にそれぞれ配置される磁性部材と、を備えたことを特徴とする請求項1〜9のいずれかに記載のアキシャルギャップ型モータ。 The rotor is
A plurality of sub-magnet pieces magnetized in a direction orthogonal to the rotation axis direction and the radial direction and disposed on at least one side of the rib in the rotation axis direction;
The axial gap motor according to claim 1, further comprising: a magnetic member disposed between the adjacent sub magnet pieces.
前記リブの前記回転軸方向の少なくとも一方側に配置された複数の非磁性部材と、
隣接する前記非磁性部材間にそれぞれ配置される磁性部材と、を備えたことを特徴とする請求項1〜9のいずれかに記載のアキシャルギャップ型モータ。 The rotor is
A plurality of non-magnetic members disposed on at least one side of the rib in the rotational axis direction;
The axial gap type motor according to claim 1, further comprising a magnetic member disposed between the adjacent nonmagnetic members.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2008175639A JP2010017009A (en) | 2008-07-04 | 2008-07-04 | Axial gap motor |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2008175639A JP2010017009A (en) | 2008-07-04 | 2008-07-04 | Axial gap motor |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2010017009A true JP2010017009A (en) | 2010-01-21 |
Family
ID=41702547
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2008175639A Withdrawn JP2010017009A (en) | 2008-07-04 | 2008-07-04 | Axial gap motor |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2010017009A (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2018093507A1 (en) * | 2016-11-17 | 2018-05-24 | General Electric Company | High speed electric machine with embedded rotor magnets |
WO2023279526A1 (en) * | 2021-07-06 | 2023-01-12 | 浙江盘毂动力科技有限公司 | Disc motor rotor, manufacturing equipment and manufacturing method |
-
2008
- 2008-07-04 JP JP2008175639A patent/JP2010017009A/en not_active Withdrawn
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2018093507A1 (en) * | 2016-11-17 | 2018-05-24 | General Electric Company | High speed electric machine with embedded rotor magnets |
CN110168863A (en) * | 2016-11-17 | 2019-08-23 | 通用电气公司 | High-speed motor with embedded rotor magnet |
US10826344B2 (en) | 2016-11-17 | 2020-11-03 | General Electric Company | High speed electric machine with embedded rotor magnets |
EP3526883B1 (en) * | 2016-11-17 | 2024-04-17 | General Electric Company | High speed electric machine with embedded rotor magnets |
WO2023279526A1 (en) * | 2021-07-06 | 2023-01-12 | 浙江盘毂动力科技有限公司 | Disc motor rotor, manufacturing equipment and manufacturing method |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP4961302B2 (en) | Axial gap type motor | |
JP4729551B2 (en) | Axial gap type motor | |
JP5046051B2 (en) | Axial gap type motor | |
JP4394115B2 (en) | Axial gap type motor | |
JP2009011023A (en) | Axial gap motor | |
JP2007028868A (en) | Stator for rotary electric machine | |
JP2008271640A (en) | Axial gap motor | |
JP2011130530A (en) | Axial gap motor and manufacturing method of rotor of the same | |
JP5083826B2 (en) | Axial gap type motor | |
JP4605480B2 (en) | Axial gap type motor | |
JP5292953B2 (en) | Axial gap type motor | |
JP2009095088A (en) | Axial gap motor | |
JP2010017009A (en) | Axial gap motor | |
JP2009095089A (en) | Axial gap motor | |
JP2010093928A (en) | Axial gap type motor | |
JP2010119167A (en) | Axial gap motor, and method of manufacturing rotor thereof | |
JP5017045B2 (en) | Axial gap type motor | |
JP4896690B2 (en) | Axial gap type motor | |
JP2008271642A (en) | Axial gap motor | |
JP4911637B2 (en) | Axial gap type motor | |
JP4453051B2 (en) | Axial gap type motor | |
JP2010028993A (en) | Axial gap motor | |
JP2010017011A (en) | Axial gap motor | |
JP2009296769A (en) | Axial gap type motor | |
JP5126584B2 (en) | Axial gap type motor |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A300 | Application deemed to be withdrawn because no request for examination was validly filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20110906 |