JP2016093007A - アキシャルギャップ型ブラシレスモータ - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、放熱性をより改善できるアキシャルギャップ型ブラシレスモータを提供する。【解決手段】本発明のアキシャルギャップ型ブラシレスモータＭは、周方向に配置された複数のティース４および複数のティース４それぞれに対して配置された複数のコイル３を備える固定子１と、周方向に配置された複数の磁石７を備え、固定子１と所定の間隔を空けて配置された回転子２（２−１、２−２）とを備え、複数のティース４それぞれは、当該コイル３の内周面に対向する側面に、当該コイル３の軸方向に沿って延びて当該ティース４の外方向に突出する凸部５を備える。【選択図】図１

Description

本発明は、アキシャルギャップ型ブラシレスモータに関する。

電気エネルギを機械エネルギへ変換するモータ（電動機）は、様々な用途に利用されており、一般に、軸を有し前記軸回りに回転する回転子（ロータ）と、前記回転子に対し相対的に静止し前記回転子と磁気的に相互作用する固定子（ステータ）とを備え、回転変化する磁界（回転磁界）によって前記回転子を回転させる。このようなモータは、構造の観点から、ラジアルギャップ型ブラシレスモータ（以下、適宜「ＲＧ型モータ」と略記する。）と、アキシャルギャップ型ブラシレスモータ（以下、適宜「ＡＧ型モータ」と略記する。）とに大別される。ＲＧ型モータは、固定子と回転子とを径方向に間隔を空けて配置する構造であり、ＡＧ型モータは、固定子と回転子とを軸方向に間隔を空けて配置する構造である。ＡＧ型モータは、ＲＧ型モータに較べて、小径でより大きなトルクを得ることができる利点があり、例えば、車両用途等に期待されている。

一般に、モータには、小型化、高出力化、すなわち、高いトルク密度が要求される。この高トルク密度化を図るためには、コイルに大きな電流を通電することによって高い起磁力でモータを駆動することが要求される。この高起磁力でのモータ駆動では、大きな電流によって、コイルにおける銅損の発熱や磁性体における鉄損の発熱が大きくなる。したがって、高トルク密度化を図るために、モータには、効率的な放熱が要求される。

このようなモータにおける放熱技術は、例えば、特許文献１および特許文献２に開示されている。この特許文献１に開示された水冷モータは、冷却用ハウジング内にモータを収容し、モータハウジングの外周面に冷却水を流す流路を設けたものである。また、前記特許文献２に開示されたＡＧ型モータでは、固定子は、コイルおよびそのコアを収納するケースと、前記ケース内に冷媒を圧送するポンプとを備え、前記ケース内を流通する前記冷媒によって前記コイルおよびコアが冷却されている。

特開２０１４−７５８７０号公報 ＵＳ２０１１／０３０９６９４Ａ１号公報

ところで、前記特許文献１に開示された水冷モータは、コイルで発生した熱は、コイルからモータハウジングを介して冷媒に熱伝導されることになり、モータハウジングの分だけ、冷却効率が低下してしまう。さらに、コイルが熱伝導率の低い樹脂でモールドされている場合には、さらにこのモールドが介在するため、さらに、冷却効率が低下してしまう。この点、前記特許文献２に開示されたＡＧ型モータは、冷媒を直接的にコイルに接触させているので、冷却効率を改善している。

しかしながら、前記特許文献２に開示されたＡＧ型モータでも、冷媒は、コイル外周面のみしか接触できない。コイルは、一般に、絶縁被覆した長尺な導体を巻回して形成されるため、コイル内部の熱は、各ターン間に存在する、熱伝導性の良くない絶縁被覆の各層を介してコイル外周面に熱伝導することになり、前記特許文献２に開示されたＡＧ型モータでは、コイル内部の熱に対する放熱性（冷却効率）は、良好とは言えない。

本発明は、上述の事情に鑑みて為された発明であり、その目的は、放熱性をより改善できるアキシャルギャップ型ブラシレスモータを提供することである。

本発明者は、種々検討した結果、上記目的は、以下の本発明により達成されることを見出した。すなわち、本発明の一態様にかかるアキシャルギャップ型ブラシレスモータは、周方向に配置された複数のティースおよび前記複数のティースそれぞれに対して配置された複数のコイルを備える固定子と、周方向に配置された複数の磁石を備え、前記固定子と所定の間隔を空けて配置された回転子とを備え、前記複数のティースそれぞれは、当該コイルの内周面に対向する側面に、当該コイルの軸方向に沿って延びて当該ティースの外方向に突出する凸部を備えることを特徴とする。

このようなアキシャルギャップ型ブラシレスモータ（ＡＧ型モータ）は、例えば、長尺な導体部材を前記複数のティース（モータコア）それぞれに巻回すなどして前記複数のティースそれぞれに対して複数のコイルを配置すると、前記複数のティースにおける各凸部によって前記複数のティースの各側面と前記複数のコイルの各内周面との間に各空間がそれぞれ形成される。これら各空間によって、各コイルの各内周面に対し放熱経路が確保でき、コイル内部で発生した熱がより効率よく廃熱できる。そして、導体部材は、一般に、熱伝導性に優れた良熱伝導体でもあるので、コイルの各ターンで発生した熱も、前記内周面へ熱伝導でき、前記内周面で放熱できる。もちろん、コイルの各ターンで発生した熱は、コイルの外周面へも熱伝導し、前記外周面でも放熱される。なお、前記凸部は、１個のコイルに対し、１または２個であってよい。

また、他の一態様では、上述のＡＧ型モータにおいて、前記複数のコイルそれぞれは、軸方向に積層された複数のサブコイルを備え、前記凸部は、前記複数のサブコイルごとに当該コイルの周方向の異なる位置に設けられた複数のサブ凸部を備えることを特徴とする。

このようなＡＧ型モータでは、軸方向に積層された複数のサブコイルを備える場合でも、各サブコイルに対応する各サブ凸部がコイルの周方向の異なる位置に設けられるので、サブコイル間で各サブコイルの各側面（軸方向で互いに対向する上下面）の一部が重なり合うことなく露出する。このため、前記ＡＧ型モータは、各サブコイルそれぞれにおいて、各サブコイルの各側面から放熱を確保できる。

また、他の一態様では、これら上述のＡＧ型モータにおいて、前記固定子は、前記複数のティースにおける各凸部によって前記複数のティースの各側面と前記複数のコイルの各内周面との間に形成された各空間に、冷媒を流通させるための冷媒通路部を備えることを特徴とする。

このようなＡＧ型モータは、冷媒通路部を備えるので、冷媒の流通によって強制冷却が可能となり、効率よく冷却できる。このため、上記ＡＧ型モータは、大電流の通電が可能となり、高トルク密度を実現できる。

また、他の一態様では、これら上述のＡＧ型モータにおいて、前記凸部を備える前記側面は、前記固定子の径方向外側に当たる面であることを特徴とする。

このようなＡＧ型モータは、ティースにおける、固定子の径方向外側に当たる側面に凸部を備えるので、固定子の周方向でコイル間隔を詰めて各コイルを配置することが可能となり、周方向でのコイル占積率の低下を抑制できる。

また、他の一態様では、これら上述のＡＧ型モータにおいて、前記複数のコイルそれぞれは、前記複数のティースそれぞれに対し、帯状の導体部材を、該導体部材の幅方向が該コイルの軸方向に沿うように絶縁材料を介して巻回することによって構成されたフラットワイズ構造であることを特徴とする。

このようなＡＧ型モータは、フラットワイズ構造でコイルを構成するので、断面丸形状の導体部材を巻回したコイルに較べて高いコイル占積率を実現でき、高い起磁力で大きなトルク出力が可能となる。

本発明にかかるアキシャルギャップ型ブラシレスモータは、放熱性をより改善できる。

実施形態におけるアキシャルギャップブラシレスモータ（ＡＧ型モータ）の構成を示す縦断面図である。 実施形態のＡＧ型モータにおける固定子の構成を示す横断面図である。 実施形態のＡＧ型モータにおけるティースおよびコイル周り部分を示す拡大図である。 実施形態のＡＧ型モータにおける凸部の変形形態を説明するための図である。

以下、本発明にかかる実施の一形態を図面に基づいて説明する。なお、各図において同一の符号を付した構成は、同一の構成であることを示し、適宜、その説明を省略する。また、本明細書において、総称する場合には添え字を省略した参照符号で示し、個別の構成を指す場合には添え字を付した参照符号で示す。

図１は、実施形態におけるアキシャルギャップブラシレスモータ（ＡＧ型モータ）の構成を示す縦断面図である。図１は、図２に示すＡＣＢ断面線における断面図である。図２は、実施形態のＡＧ型モータにおける固定子の構成を示す横断面図である。図３は、実施形態のＡＧ型モータにおけるティースおよびコイル周り部分を示す拡大図である。図３（Ａ）は、ティースおよびコイルの横断面図である。図３（Ｂ）は、図３（Ａ）に示すＤＥ断面線における縦断面図であり、図３（Ｃ）は、図３（Ａ）に示すＦＧ断面線における縦断面図である。図３（Ｄ）は、コイルの内周面に対向するティースの側面を示す。なお、図３（Ｄ）には、破線でサブコイル３ａ、３ｂが示されている。

ＡＧ型モータは、インナーロータ型とアウターロータ型とに大別される。インナーロータ型のＡＧ型モータは、固定子にコイルを配置し、回転子に磁石を配置し、回転子を固定子の内側に配置した構造のモータである。アウターロータ型のＡＧ型モータは、固定子にコイルを配置し、回転子に磁石を配置し、回転子を固定子の外側に配置した構造のモータである。本発明は、インナーロータ型のＡＧ型モータにも適用可能であるが、ここで、アウターロータ型のＡＧ型モータに適用した場合について説明する。なお、本発明をインナーロータ型のＡＧ型モータに適用した場合も同様に説明できる。

実施形態におけるアキシャルギャップ型ブラシレスモータ（ＡＧ型モータ）Ｍは、図１ないし図３に示すように、固定子１と、１対の回転子２（２−１、２−２）とを備える。

固定子（ステータ）１は、非回転部分であり、周方向に配置された複数のティース４および前記複数のティース４それぞれに対して配置された複数のコイル３を備える。固定子１は、回転子２−１、２−２それぞれを介した外側で環状板状の一対の支持部材６−１、６−２に連結固定され、支持されている。なお、固定子１の詳細については、後述する。

回転子（ロータ）２は、１対の第１および第２回転子２−１、２−２を備えて構成される。これら１対の第１および第２回転子２−１、２−２は、固定子１の両側それぞれに回転軸方向に所定の間隔を空けて互いに回転軸を一致させて配置される。第１回転子２−１は、固定子１のコイル３に対向するように内側に、そして、周方向に配置された複数の磁石（例えば永久磁石等）７−１を備える。これら複数の磁石７−１は、周方向で互い隣接する磁石７−１間ではＳＮＳＮ・・・の如く磁極が互い違いになるように、配置される。すなわち、これら複数の磁石７−１は、周方向で１つおきに、磁界の方向が一致するように、配置される。第２回転子２−２は、固定子１のコイル３に対向するように内側に、そして、周方向に配置された複数の磁石（例えば永久磁石等）７−２を備える。これら複数の磁石７−２も、複数の磁石７−１と同様に、周方向で互い隣接する磁石７−２間では磁極が互い違いになるように、配置される。これら第１および第２回転子２−１、２−２は、互いに同形であり、それぞれ、大略、回転軸方向に直交する直交方向に沿って平坦な環状板状の部材である。これら第１および第２回転子２−１、２−２における直交方向に沿う平坦な各部分それぞれに上述の複数の各磁石７−１、７−２が配設される。そして、第１および第２回転子２−１、２−２の環状板状の各部材は、その内周側部分が徐々に回転軸方向に向けて曲がり、最内周部分が回転軸方向に沿って平坦になっている。第１および第２回転子２−１、２−２の環状板状の各部材における回転軸方向に沿う平坦な各部分の各先端は、互いに連結されており、そして、これら平坦な各部分でベアリングを介して円筒また円柱状の回転軸体８における外周側面に当接されている。

なお、コイル３の個数と磁石７−１、７−２とは、任意であって良い。例えば、コイル３は、８個で各磁石７−１、７−２は、１２個であって良く（１２スロット８ポール）、また例えば、コイル３は、１２個で各磁石７−１、７−２は、１０個であって良く（１２スロット１０ポール）、また例えば、コイル３は、１２個で各磁石７−１、７−２は、１６個であって良く（１２スロット１６ポール）、また例えば、コイル３は、９個で各磁石７−１、７−２は、８個であって良い（９スロット８ポール）。このように種々の態様が可能である。

上述の固定子１についてさらに詳述する。固定子１は、前記複数のティース４および複数のコイル３を収納するために、固定子外周部１１と、固定子下部１２と、固定子上部１３と、固定子内周部１４とを備える。

固定子外周部１１は、固定子１の外周側壁を形成する円筒状（中空円柱状）の部材である。固定子下部１２は、固定子１の下壁（底壁）を形成する環状板状の部材である。固定子上部１３は、固定子１の上壁（天井壁）を形成する環状板状の部材である。固定子内周部１４は、固定子１の内周側壁を形成する円筒状（中空円柱状）の部材であり、その直径は、固定子外周部１１の直径より小さい。

固定子下部１２および固定子上部１３は、回転軸方向で互いに対向するように所定の間隔を空けて配置される。固定子下部１２の内周縁端は、固定子内周部１４の一方端（下側端）に連結され、固定子下部１２の外周縁端は、固定子外周部１１の一方端（下側端）に連結される。固定子上部１３の内周縁端は、固定子内周部１４の他方端（上側端）に連結され、固定子上部１３の外周縁端は、固定子外周部１１の他方端（上側端）に連結される。そして、このように連結された固定子外周部１１、固定子下部１２、固定子上部１３および固定子内周部１４によって形成された内部空間は、複数のティース４および複数のティースそれぞれに対して配置された複数のコイル（有芯のコイル）３を収容する収容空間を形成する。

複数のコイル３それぞれは、長尺な導体部材を巻き回した巻き線である。複数のコイル３それぞれは、絶縁被覆された、断面丸形や断面正方形である長尺な導体部材を巻き回すことによって構成された構造でも良いが、本実施形態における複数のコイル３それぞれは、断面長方形である帯状の導体部材３１を、該導体部材３１の幅方向が該コイル３の軸方向に沿うように絶縁部材を介して巻回することによって構成されたフラットワイズ構造である。すなわち、複数のコイル３それぞれは、内周側から巻初めて外周側で巻き終わるようにコイル状に巻回された、コイル軸方向の幅がコイル径方向の厚さよりも長い長尺な帯状の導体部材３１と、前記コイル状に巻回された前記帯状の導体部材３１における各ターン間に配置される絶縁部材とを備える。そして、複数のコイル３それぞれは、単層のシングルパンケーキ構造であっても良いが、本実施形態における複数のコイル３それぞれは、軸方向に積層された複数のサブコイルを備えるダブルパンケーキ構造である。図３に示す例では、複数のコイル３それぞれは、軸方向下側の第１サブコイル３ａと軸方向上側の第２サブコイル３ｂとの２個を備えている。

前記帯状の導体部材３１は、例えば、超伝導材料であってよく、また例えば、純銅（Ｃｕ）およびアルミニウム（Ａｌ）等の比較的低い抵抗率で比較的高い熱伝導率を持つ金属材料であってよい。

複数のティース４それぞれは、モータコアまたは固定子鉄心等とも呼ばれ、コイル３のコアとなるものである。複数のティース４それぞれは、磁性体で柱形状に形成される。本実施形態では、複数のティース４それぞれは、図２および図３に示すように、断面略三角形（例えば二等辺三角形）の大略三角柱形状に形成されている。なお、三角柱形状の各稜は、面取りされても良い。そして、本実施形態における複数のティース４それぞれには、当該コイル３の内周面に対向する側面（周面、コイルエンド側の側面）に、当該コイル３の軸方向に沿って延びて当該ティース４の外方向に突出する凸部（突条部）５が備えられている。図２および図３に示す例では、断面三角形の底辺に当たる三角柱形状の側面に、凸部５が形成されている。

本実施形態では、複数のコイル３それぞれは、上述したように、第１および第２サブコイル３ａ、３ｂを備えて構成されている。複数のティース４それぞれにおける各凸部５は、第１および第２サブコイル３ａ、３ｂに対し１個であっても良いが、本実施形態では、図３に示すように、複数のティース４それぞれにおける各凸部５は、第１サブコイル３ａに対する第１サブ凸部５ａと、第２サブコイル３ｂに対する第２サブ凸部５ｂとの２個を備える。そして、複数のティース４それぞれにおいて、これら第１および第２サブ凸部５ａ、５ｂは、コイル３の周方向の異なる位置に設けられている。図３に示す例では、各ティース４において、最も離間するように、第１サブ凸部５ａは、断面三角形の底辺に当たる三角柱形状の前記側面におけるコイル３の周方向一方端に設けられ、第２サブ凸部５ｂは、断面三角形の底辺に当たる三角柱形状の前記側面におけるコイル３の周方向他方端に設けられている。このように複数のティース４それぞれにおける各凸部５は、複数のサブコイル３ａ、３ｂごとに当該コイル３の周方向の異なる位置に設けられた複数のサブ凸部５ａ、５ｂを備えている。

複数のコイル３（３ａ、３ｂ）それぞれは、複数のティース４それぞれが複数のコイル３（３ａ、３ｂ）それぞれにおける各芯部に位置するように、複数のティース４それぞれに対し配置される。例えば、複数のコイル３（３ａ、３ｂ）それぞれは、このような複数のティース４それぞれに対し、帯状の各導体部材３１を絶縁部材を介してそれぞれ巻き回すことによって、複数のティース４それぞれに配置されてもよい。また例えば、帯状の各導体部材３１を絶縁部材を介してそれぞれ巻き回すことによって形成された複数のコイル３（３ａ、３ｂ）の各芯部に複数のティース４それぞれを嵌め込むことによって、複数のコイル３（３ａ、３ｂ）それぞれは、複数のティース４それぞれに配置されてもよい。

このように複数のティース４それぞれに対して複数のコイル３（３ａ、３ｂ）を配置すると、図３に示すように、複数のティース４における各凸部５（５ａ、５ｂ）によって複数のティース４の各側面と複数のコイル３（３ａ、３ｂ）の各内周面との間に各空間が形成される。この空間によって、各コイル３（３ａ、３ｂ）の各内周面に対し放熱経路が確保でき、コイル内部で発生した熱がより効率よく廃熱できる。なお、凸部５は、１個のコイル３に対し、１または２個であってよい。例えば、第１サブ凸部５ａは、１個の第１サブコイル３ａに対し、１または２個であって良く、第２サブ凸部５ｂは、１個の第２サブコイル３ｂに対し、１または２個であって良い。

そして、このような複数のティース４および複数のコイル３（３ａ、３ｂ）は、上述のように固定子外周部１１、固定子下部１２、固定子上部１３および固定子内周部１４によって形成された内部空間（収容空間）内に配置される。より具体的には、複数のティース４および複数のコイル３（３ａ、３ｂ）は、固定子１の周方向に等間隔に、周方向で互いに離間するように（周方向で隣接するコイル３（３ａ、３ｂ）同士が当接しないように）、固定子外周部１１および固定子内周部１４それぞれから離間するように（各コイル３（３ａ、３ｂ）が固定子外周部１１の内周面および固定子内周部１４の内周面それぞれに当接しないように）、そして、各凸部５を備える側面が固定子１の径方向外側に当たる面となるように、各ティース４の上下面が固定子下部１２の内面および固定子上部１３の内面に当接させて配置される。これによって固定子外周部１１の内面と各コイル３の外周面との間、周方向で隣接するコイル３（３ａ、３ｂ）同士の各外周面との間、および、固定子内周部１４の内面と各コイル３（３ａ、３ｂ）の外周面との間に空間が形成され、該空間が冷媒通路部１５となる。この冷媒通路部１５は、複数のコイル３（３ａ、３ｂ）それぞれの外周面に冷媒を接触させるための冷媒の通路となるだけでなく、複数のティース４における各凸部５によって複数のティース４の各側面と複数のコイル３（３ａ、３ｂ）の各内周面との間に形成された前記各空間に、冷媒を流通させるための冷媒の通路ともなる。固定子外周部１１、固定子下部１２、固定子上部１３および固定子内周部１４によって形成された前記収容空間が複数のティース４および複数のコイル３（３ａ、３ｂ）を収容するための必要な空間よりも大きくなるように、固定子外周部１１、固定子下部１２、固定子上部１３および固定子内周部１４を形成することで、前記冷媒通路部１５が形成できる。

そして、冷媒通路部１５へ外部から冷媒を供給するために外部供給口１６が固定子外周部１１の適所に貫通形成され、冷媒通路部１５から外部へ冷媒を排出するための外部排出口１７が固定子外周部１１の適所に貫通形成されている。また、これら外部供給口１６の形成位置と外部排出口１７の形成位置との間に、固定子外周部１１の内周面から径方向に沿って固定子内周部１４の内周面まで延び、そして、固定子下部１２の内面から軸方向にそって固定子上部１３の内面まで延びる板状の固定子隔壁部１８が配設される。なお、固定子隔壁部１８の配設位置にコイル３（３ａ、３ｂ）が位置する場合には、固定子隔壁部１８には、コイル３（３ａ、３ｂ）が嵌り込む凹所が形成される。

これら固定子１を構成する固定子外周部１１、固定子下部１２、固定子上部１３、固定子内周部１４および固定子隔壁部１８は、例えば、鉄や鋼等の軟磁性材料等の磁性材料から成る板材を積層させた積層体、前記磁性材料の粉末や同粉末表面に絶縁被覆を形成した被覆粉末を用いた圧粉成形体、これら積層体と圧粉成形体とを組み合わせた組合物で形成される。なお、固定子外周部１１、固定子下部１２、固定子上部１３、固定子内周部１４および固定子隔壁部１８は、例えば、個別に形成されて良く、また例えば、固定子外周部１１、固定子下部１２、固定子上部１３、固定子内周部１４および固定子隔壁部１８のうちの一部を一体に形成されて良い。あるいは、固定子１は、上下に分割されて２個の部材で構成されても良い。なお、ティース４も例えば個別に形成されて良く、また例えば、固定子下部１２および固定子上部１３のいずれかと一体に形成されて良い。

このような構成のＡＧ型モータＭでは、稼働の際に、図略の熱交換器から外部供給口１６を介して所定の冷媒が供給される。前記所定の冷媒には、例えば、液相では、不凍剤添加の純水、非極性絶縁油、フロン系または非フロン系有機溶媒、液体窒素、液化天然ガス等であり、また例えば、気相では、不活性ガス、水素、ヘリウム、窒素、アルゴン、フロン系または非フロン系ガス等が使用される。

外部供給口１６から供給された冷媒は、図２に矢符で示すように、上述の冷媒通路部１５を流通する。すなわち、外部供給口１６から供給された冷媒は、第１に、固定子外周部１１と複数のコイル３（３ａ、３ｂ）との間に形成された空間を流通し、複数のコイル３（３ａ、３ｂ）それぞれにおける外周面から、複数のコイル３（３ａ、３ｂ）それぞれで発生した熱を奪い、複数のコイル３（３ａ、３ｂ）それぞれを冷却する。外部供給口１６から供給された冷媒は、第２に、複数のコイル３（３ａ、３ｂ）それぞれにおいて、周方向で互いに隣接するコイル３（３ａ、３ｂ）間に形成された各空間を流通し、複数のコイル３（３ａ、３ｂ）それぞれにおける外周面から、複数のコイル３（３ａ、３ｂ）それぞれで発生した熱を奪い、複数のコイル３（３ａ、３ｂ）それぞれを冷却する。外部供給口１６から供給された冷媒は、第３に、固定子内周部１４と複数のコイル３（３ａ、３ｂ）との間に形成された空間を流通し、複数のコイル３（３ａ、３ｂ）それぞれにおける外周面から、複数のコイル３（３ａ、３ｂ）それぞれで発生した熱を奪い、複数のコイル３（３ａ、３ｂ）それぞれを冷却する。そして、本実施形態におけるＡＧ型モータでは、外部供給口１６から供給された冷媒は、第４に、複数のコイル３（３ａ、３ｂ）それぞれにおいて、複数のティース４における各凸部５によって複数のティース４の各側面と複数のコイル３（３ａ、３ｂ）の各内周面との間に形成された前記各空間を流通し、複数のコイル３（３ａ、３ｂ）それぞれにおける内周面から、複数のコイル３（３ａ、３ｂ）それぞれで発生した熱を奪い、複数のコイル３（３ａ、３ｂ）それぞれを冷却する。さらに、本実施形態におけるＡＧ型モータでは、複数のティース４それぞれにおいて、これら第１および第２サブ凸部５ａ、５ｂは、コイル３（３ａ、３ｂ）の周方向の異なる位置に設けられているので、外部供給口１６から供給された冷媒は、第１および第２サブコイル３ａ、３ｂ間で第１および第２サブコイル３ａの各側面（軸方向で互いに対向する上下面）に接触し、複数のコイル３（３ａ、３ｂ）それぞれで発生した熱を奪い、複数のコイル３（３ａ、３ｂ）それぞれを冷却する。このように複数のコイル３（３ａ、３ｂ）それぞれから熱を奪いながら冷媒通路部１５を流通した冷媒は、外部排出口１７から排出され、前記図略の熱交換器に戻る。

以上説明したように、本実施形態におけるＡＧ型モータＭは、複数のティース４における各凸部５（５ａ、５ｂ）によって複数のティース４の各側面と複数のコイル３（３ａ、３ｂ）の各内周面との間に各空間が形成されている。これら各空間によって、各コイル３（３ａ、３ｂ）の各内周面に対し放熱経路が確保でき、コイル３（３ａ、３ｂ）内部で発生した熱がより効率よく廃熱できる。そして、導体部材３１は、一般に、熱伝導性に優れた良熱伝導体でもあるので、コイル３（３ａ、３ｂ）の各ターンで発生した熱も、前記内周面へ熱伝導でき、前記内周面で放熱できる。もちろん、コイル３（３ａ、３ｂ）の各ターンで発生した熱は、コイル３（３ａ、３ｂ）の外周面へも熱伝導し、上述のように外周面でも放熱される。

また、本実施形態におけるＡＧ型モータＭでは、軸方向に積層された複数のサブコイル、上述の例では第１および第２サブコイル３ａ、３ｂを備えるが、第１および第２サブコイル３ａ、３ｂに対応する第１および第２サブ凸部５ａ、５ｂがコイル３の周方向の異なる位置に設けられるので、第１および第２サブコイル３ａ、３ｂ間で第１および第２サブコイル３ａ、３ｂの側面（上下面）の一部が重なり合うことなく露出する。このため、本実施形態におけるＡＧ型モータＭは、第１および第２サブコイル３ａ、３ｂそれぞれにおいて、第１および第２サブコイル３ａ、３ｂそれぞれの各側面から放熱を確保できる。

また、本実施形態におけるＡＧ型モータＭでは、冷媒通路部１５を備えるので、冷媒の流通によって強制冷却が可能となり、効率よく冷却できる。このため、本実施形態におけるＡＧ型モータＭは、大電流の通電が可能となり、高トルク密度を実現できる。

また、本実施形態におけるＡＧ型モータＭは、ティース４における、固定子１の径方向外側に当たる側面に凸部５を備えるので、固定子１の周方向でコイル３間隔を詰めて各コイル３を配置することが可能となり、周方向でのコイル占積率の低下を抑制できる。

また、本実施形態におけるＡＧ型モータＭは、フラットワイズ構造でコイル３を構成するので、断面丸形状の導体部材を巻回したコイルに較べて高いコイル占積率を実現でき、高い起磁力で大きなトルク出力が可能となる。

図４は、実施形態のＡＧ型モータにおける凸部の変形形態を説明するための図である。なお、上述では、コイル３は、２個のサブコイル３ａ、３ｂを軸方向に２層に重ねたダブルパンケーキ構造であったが、さらにサブコイルを重ねても良い。この場合において、凸部５を複数のサブ凸部で構成する際に、複数のサブ凸部は、例えば、軸方向に隣接する層ごとに交互の位置に配設されてよく、また例えば、コイルの周方向に順次に異なる位置に配設されてよい。例えば、３個のサブコイル３ａ、３ｂ、３ｃを３層に重ねてコイル３を構成した場合に、凸部５は、３個のサブ凸部５ａ、５ｂ、５ｃで構成される。そして、例えば図４（Ａ）に示すように、これら３個のサブ凸部５ａ、５ｂ、５ｃのうちの中間層（２層目）に配設されるサブ凸部５ｂは、ティース４におけるコイル３の内周面に対向する側面の周方向一方端の位置に配設され、前記中間層の両側（１層目および３層目）に配設される残余のサブ凸部５ａ、５ｃは、ティース４におけるコイル３の内周面に対向する前記側面の周方向他方端の位置に配設される。また例えば、図４（Ｂ）に示すように、これら３個のサブ凸部５ａ、５ｂ、５ｃのうちの１層目に配設されるサブ凸部５ａは、ティース４におけるコイル３の内周面に対向する側面の周方向他方端の位置に配設され、これら３個のサブ凸部５ａ、５ｂ、５ｃのうちの３層目に配設されるサブ凸部５ｃは、ティース４におけるコイル３の内周面に対向する前記側面の周方向一方端の位置に配設され、これら３個のサブ凸部５ａ、５ｂ、５ｃのうちの２層目に配設されるサブ凸部５ｂは、ティース４におけるコイル３の内周面に対向する前記側面の周方向中央の位置に配設される。このように、これら３個のサブ凸部５ａ、５ｂ、５ｃは、ティース４におけるコイル３の内周面に対向する側面の周方向他方端から一方端へ順次の各位置に配設される。

本発明を表現するために、上述において図面を参照しながら実施形態を通して本発明を適切且つ十分に説明したが、当業者であれば上述の実施形態を変更および／または改良することは容易に為し得ることであると認識すべきである。したがって、当業者が実施する変更形態または改良形態が、請求の範囲に記載された請求項の権利範囲を離脱するレベルのものでない限り、当該変更形態または当該改良形態は、当該請求項の権利範囲に包括されると解釈される。

Ｍ アキシャルギャップ型ブラシレスモータ
１ 固定子
２ 回転子
３ コイル
３ａ、３ｂ サブコイル
４ ティース
５ 凸部
５ａ、５ｂ サブ凸部
１５ 冷媒通路

Claims (5)

1. 周方向に配置された複数のティースおよび前記複数のティースそれぞれに対して配置された複数のコイルを備える固定子と、
   周方向に配置された複数の磁石を備え、前記固定子と所定の間隔を空けて配置された回転子とを備え、
   前記複数のティースそれぞれは、当該コイルの内周面に対向する側面に、当該コイルの軸方向に沿って延びて当該ティースの外方向に突出する凸部を備えること
   を特徴とするアキシャルギャップ型ブラシレスモータ。
2. 前記複数のコイルそれぞれは、軸方向に積層された複数のサブコイルを備え、
   前記凸部は、前記複数のサブコイルごとに当該コイルの周方向の異なる位置に設けられた複数のサブ凸部を備えること
   を特徴とする請求項１に記載のアキシャルギャップ型ブラシレスモータ。
3. 前記固定子は、前記複数のティースにおける各凸部によって前記複数のティースの各側面と前記複数のコイルの各内周面との間に形成された各空間に、冷媒を流通させるための冷媒通路部を備えること
   を特徴とする請求項１または請求項２に記載のアキシャルギャップ型ブラシレスモータ。
4. 前記凸部を備える前記側面は、前記固定子の径方向外側に当たる面であること
   を特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載のアキシャルギャップ型ブラシレスモータ。
5. 前記複数のコイルそれぞれは、前記複数のティースそれぞれに対し、帯状の導体部材を、該導体部材の幅方向が該コイルの軸方向に沿うように絶縁材料を介して巻回することによって構成されたフラットワイズ構造であること
   を特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載のアキシャルギャップ型ブラシレスモータ。

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