JP2017099181A - Axial-gap dynamo-electric machine - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、アキシャルギャップ型回転電機(モータ、又は発電機、又はモータ兼発電機)に関するものである。 The present invention relates to an axial gap type rotating electrical machine (motor, generator, or motor / generator).
従来から、ロータ軸方向にエアギャップを介してステータとロータとが対向するように配置され、これらステータ及びロータが中空円筒状のケース内に収容された構造を有するアキシャルギャップ型回転電機(以下、回転電機と略す)が公知である。例えば、特許文献1(図3A)には、ケース両端の端部プレートにロータ軸が支持されることによって当該ケース内にロータが組み込まれ、両端部プレートに亘って固定されたボルト部材によってステータがケースに支持された回転電機が開示されている。 Conventionally, an axial gap type rotating electrical machine (hereinafter, referred to as an axial gap type rotating electrical machine) having a structure in which a stator and a rotor are opposed to each other via an air gap in the rotor axial direction and the stator and the rotor are housed in a hollow cylindrical case. (Abbreviated as rotating electric machine) is known. For example, in Patent Document 1 (FIG. 3A), the rotor shaft is supported by end plates at both ends of the case so that the rotor is incorporated into the case, and the stator is fixed by a bolt member fixed across the both end plates. A rotating electrical machine supported by a case is disclosed.
しかし、特許文献1の回転電機のように、両端の端部プレートに亘って固定されたボルト部材によってステータが支持される構造によれば、ステータとケース内周面との間にボルト部材を介在させるスペースが必要となるので、その分、回転電機が径方向に大型化し、また部品点数も増えるという欠点がある。そのため、この点に改善の余地がある。
However, according to the structure in which the stator is supported by the bolt members fixed across the end plates at both ends as in the rotating electrical machine of
本発明は、上記のような事情に鑑みてなされたものであり、径方向の小型化が可能なアキシャルギャップ型回転電機を提供することを目的とする。 This invention is made | formed in view of the above situations, and it aims at providing the axial gap type rotary electric machine in which size reduction of radial direction is possible.
上記の課題を解決するために、本発明は、アキシャルギャップ型回転電機において、回転軸及びこの回転軸と共に回転するロータ本体を備えるロータと、前記ロータ本体に対して前記回転軸の軸方向に所定間隔を隔てて配置されたステータと、前記ロータおよび前記ステータが収容されるケースと、を備え、前記ケースは、軸方向に延びる筒状の周壁部とその一端を塞ぐ端面部とをそれぞれ備えた第1サイドケースおよび第2サイドケースを含み、端面部が互いに離反する姿勢で、各サイドケースが、互いに周壁部を向かい合わせにして結合されるものであり、前記ステータは、前記回転軸が貫通する貫通孔を中心に備えた環状を成し、少なくともその周縁部の一部が前記各サイドケースの周壁部の間に介在する状態で、当該周縁部を介して前記ケースに支持されているものである。より具体的には、前記周縁部は、例えば前記ステータに設けられたフランジ部である。 In order to solve the above-mentioned problems, the present invention provides an axial gap type rotating electrical machine having a rotating shaft and a rotor including a rotor body that rotates together with the rotating shaft, and a predetermined axial direction of the rotating shaft with respect to the rotor body. A stator disposed at intervals, and a case in which the rotor and the stator are accommodated, and the case includes a cylindrical peripheral wall portion extending in the axial direction and an end surface portion closing one end thereof. Including the first side case and the second side case, the end surfaces are separated from each other, and the side cases are joined with the peripheral wall portions facing each other. A ring with a through hole in the center, and at least a part of the peripheral edge portion interposed between the peripheral wall portions of the side cases via the peripheral edge portion. It is one that is supported by a serial case. More specifically, the peripheral edge is, for example, a flange provided in the stator.
この構成によれば、従来のようにロータ(ロータ本体)とケース内周面との間に中間部材(ボルト部材)を設けることなく、ステータを直接ケースに組み込むことができる。しかも、ステータの一部(周縁部)が第1、第2サイドケースの周壁部の間に介在する、つまり、ステータとケースとが当該回転電機の径方向に互いに重複した構成となるので、アキシャルギャップ型回転電機の径方向の小型化を図ることが可能となる。 According to this configuration, the stator can be directly incorporated into the case without providing an intermediate member (bolt member) between the rotor (rotor main body) and the case inner peripheral surface as in the prior art. Moreover, since a part (peripheral part) of the stator is interposed between the peripheral wall parts of the first and second side cases, that is, the stator and the case overlap each other in the radial direction of the rotating electrical machine. It becomes possible to reduce the radial size of the gap type rotating electrical machine.
この場合、各サイドケースの周壁部の間に前記ステータの周縁部が挟み込まれた状態で、これらが一体に締結されているのが好適である。 In this case, it is preferable that these are integrally fastened in a state where the peripheral edge portion of the stator is sandwiched between the peripheral wall portions of the side cases.
この構成によれば、ステータを確実かつ安定的にケースで支持することが可能となる。 According to this configuration, the stator can be reliably and stably supported by the case.
なお、上記構成において、前記ステータは、複数のステータコアと各ステータコアに装着されたコイルとを備える円環状のステータ本体と、このステータ本体に組付けられて、当該ステータ本体からその径方向外側に延在する支持プレートとを含み、前記周縁部は、前記支持プレートの周縁部であるのが好適である。 In the above configuration, the stator includes an annular stator body including a plurality of stator cores and coils attached to the stator cores, and is assembled to the stator body and extends radially outward from the stator body. It is preferable that the peripheral portion is a peripheral portion of the support plate.
この構成によれば、ステータのうち、各サイドケースの間に介在する部分の寸法(回転軸と平行な方向な寸法)を小さく抑えることができるため、回転軸方向に当該アキシャルギャップ型回転電機が大型化することを抑制することが可能となる。 According to this configuration, since the dimension of the portion of the stator that is interposed between the side cases (dimension in the direction parallel to the rotation axis) can be kept small, the axial gap type rotating electrical machine is arranged in the rotation axis direction. It becomes possible to suppress an increase in size.
なお、キシャルギャップ型回転電機において、前記ケースは、前記第1サイドケースと前記第2サイドケースとの間に介在する筒状のセンターケースをさらに含み、前記ステータは、前記ステータ本体の軸方向両側に組付けられた一対の前記支持プレートを備え、前記センターケースは、前記一対の支持プレートの間に介設されて、当該一対の支持プレートと共に前記両サイドケースの周壁部の間に介在しているものであるのが好適である。 In the axial gap type rotating electrical machine, the case further includes a cylindrical center case interposed between the first side case and the second side case, and the stator is disposed on both axial sides of the stator body. The center case is interposed between the pair of support plates and is interposed between the pair of support plates and the peripheral wall portions of the side cases. It is preferable that
この構成によれば、ステータが軸方向に離間した二箇所の位置でケースに支持されるため、ステータをより安定的に支持することが可能となる。 According to this configuration, since the stator is supported by the case at two positions separated in the axial direction, the stator can be supported more stably.
この場合、前記ステータは、前記ステータ本体の内側に配置される内筒部材を備え、当該アキシャルギャップ型回転電機は、前記内筒部材と前記センターケースとによって径方向の内側面が形成されたコイル収納用の環状の閉空間を有し、前記センターケースには、前記閉空間に冷却液を給排可能な冷却液給排部が設けられているものであってもよい。 In this case, the stator includes an inner cylinder member disposed on the inner side of the stator body, and the axial gap type rotating electrical machine is a coil in which a radial inner surface is formed by the inner cylinder member and the center case. An annular closed space for storage may be provided, and the center case may be provided with a coolant supply / discharge portion capable of supplying and discharging coolant in the closed space.
この構成によれば、ステータ(特にコイル)の冷却性能を高めることができる。しかも、冷却液が供給される上記閉空間の径方向内側面が、センターケースを利用して形成されるので、径方向の大型化を抑制しながらステータの冷却性能を高めることが可能となる。 According to this configuration, the cooling performance of the stator (particularly the coil) can be enhanced. In addition, since the radially inner side surface of the closed space to which the coolant is supplied is formed using the center case, it is possible to improve the cooling performance of the stator while suppressing the enlargement in the radial direction.
なお、上記構成において、前記センターケースと前記一対の支持プレートとは第1ボルトによって前記軸方向に互いに締結されており、前記各サイドケースと前記センターケースとは、第2ボルトによって前記軸方向に互いに締結されており、前記第1ボルトの締結位置と前記第2ボルトの締結位置とは、前記センターケースの同一の円周上であってかつ周方向に互いにオフセットされているのが好適である。 In the above configuration, the center case and the pair of support plates are fastened to each other in the axial direction by a first bolt, and each side case and the center case are in the axial direction by a second bolt. It is preferable that the fastening position of the first bolt and the fastening position of the second bolt are on the same circumference of the center case and are offset from each other in the circumferential direction. .
この構成によれば、ケースの周壁部(各サイドケースの周壁部の肉厚)を大きくすることなく、ステータとケースとを第1、第2ボルトで締結することが可能となる。 According to this configuration, the stator and the case can be fastened with the first and second bolts without increasing the peripheral wall portion of the case (the thickness of the peripheral wall portion of each side case).
なお、上述したアキシャルギャップ型回転電機においては、前記各サイドケースと前記ステータとを周方向に位置決めする位置決め部を有するのが好適である。 In the axial gap type rotating electrical machine described above, it is preferable to have a positioning portion for positioning each side case and the stator in the circumferential direction.
この構成によれば、組立時に、ステータと各サイドケースとの位置決めを容易に行うことが可能となるので、アキシャルギャップ型回転電機の生産性が向上する。 According to this configuration, it is possible to easily position the stator and each side case at the time of assembly, so that the productivity of the axial gap type rotating electrical machine is improved.
以上説明したように、本発明によれば、径方向の小型化が可能なアキシャルギャップ型回転電機を提供することが可能となる。 As described above, according to the present invention, it is possible to provide an axial gap type rotating electrical machine that can be reduced in the radial direction.
以下、添付図面を参照しながら本発明の好ましい実施の一形態について詳述する。 Hereinafter, a preferred embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
(第1の実施形態)
図1は、本発明の第1実施形態に係るアキシャルギャップ型回転電機の断面図であり、図2は、前記アキシャルギャップ型回転電機の分解断面図であり、図3は、前記アキシャルギャップ型回転電機の平面図である。
(First embodiment)
1 is a sectional view of an axial gap type rotating electrical machine according to a first embodiment of the present invention, FIG. 2 is an exploded sectional view of the axial gap type rotating electrical machine, and FIG. 3 is the axial gap type rotating electrical machine. It is a top view of an electric machine.
これらの図に示すように、アキシャルギャップ型回転電機1(以下、回転電機1と略す)は、回転軸10を中心に備えるロータ2と、当該ロータ2の後記ロータ本体14A、14Bの間に介在し、ロータ本体14A、14Bに対して回転軸10の軸方向に所定間隔を隔てて対向するステータ4と、ロータ2およびステータ4が収容されるケース6とを備えている。
As shown in these drawings, an axial gap type rotating electrical machine 1 (hereinafter, abbreviated as rotating electrical machine 1) is interposed between a
なお、以下の説明では、回転軸10と平行な方向を「軸方向」、回転軸10と直交する方向を「径方向」、回転軸10(ロータ2)の回転方向を「周方向」と称す。
In the following description, the direction parallel to the
前記ロータ2は、所定間隔を隔てて対向配置される円盤状の一対のロータ本体14A、14Bと、これらロータ本体14A、14の中心を貫通する前記回転軸10とを含む。
The
各ロータ本体14A、14Bは、回転軸10に固定されており、回転軸10は、後記ベアリング8を介してケース6に回転自在に支持されている。
Each rotor
図2に示すように、回転軸10は、軸方向中央に主軸部11aを有し、その両側にスプライン軸部11b、ねじ軸部11cおよび支持軸部11dがその順番で並んだ多段軸構造を有しており、主軸部11aが最も径(外径)が大きく、順次、スプライン軸部11b、ねじ軸部11cおよび支持軸部11dの順番で径が小さくなっている。一方、ロータ本体14A、14Bの中心には、前記スプライン軸11bに対応するスプライン溝を備えた貫通孔16aが形成されている。そして、予めステータ4に挿入された回転軸10の両側から、前記貫通孔16aにそれぞれスプライン軸部11bが挿入されるように各ロータ本体14A、14Bが装着され、さらに、それらの外側からナット部材26がねじ軸部11cに螺着されることにより、各ロータ本体14A、14Bがそれぞれスペーサ28を介してナット部材26と回転軸10の主軸部11aとの間に挟持されている。これにより、各ロータ本体14A、14Bと回転軸10とが一体回転可能に固定されている。
As shown in FIG. 2, the rotating
前記ロータ本体14A、14Bは、向きが異なるだけで基本構造は同一である。各ロータ本体14A、14Bは、図1及び図2に示すように、ステータ対向面に円環状の溝部を有しかつ中心に上記貫通孔16aを備えた平面視円形のベース部材16と、前記溝部内の周方向の複数の位置に設けられた永久磁石18と、当該永久磁石18の反ステータ側の面に固定されたバックヨーク20と、前記溝部の内底面とバックヨーク20との間に形成された円環状の冷却液ジャケット22と含む。
The
冷却液ジャケット22には、回転軸10を通じてオイル等の冷却液の給排が可能となっている。詳しくは、ベース部材16には、上記回転軸10の主軸部11aの端面に対向する位置に開口して冷却液ジャケット22に連通するロータ側液供給通路24と、貫通孔16aを挟んでこのロータ側液供給通路24とは反対側の位置に、同じく主軸部11aの端面に対向する位置に開口して冷却液ジャケット22に連通するロータ側液排出通路25とが形成されている。一方、前記回転軸10には、主軸部11aの両端面の位置に開口して上記ロータ側液供給通路24に連通する軸側液供給通路12と、主軸部11aの両端面の位置に開口して上記ロータ側液排出通路25に連通する軸側液排出通路13とが形成されている。これにより、冷却液が回転軸10から各ロータ本体14A、14Bの冷却液ジャケット22に供給され、各ロータ本体14A、14B内を流通した後、ロータ側液排出通路25および軸側液排出通路13を通じて各ロータ本体14A、14Bから回転軸10に排出されるようになっている。
A coolant such as oil can be supplied to and discharged from the
前記ステータ4は、ロータ2の両ロータ本体14A、14Bの間に配置されている。
The
ステータ4は、図4に示すように、周方向に並ぶ複数のステータコア30及び各ステータコア30に装着(巻回)されるコイル31を備えたステータ本体29と、軸方向の両側からステータ本体29を支持する一対の支持プレート33と、前記ステータ本体29の内側に配置されて前記一対の支持プレート33を連結する内筒部材32とを含む。
As shown in FIG. 4, the
ステータコア30は、図5に示すように、コア本体35とこれに装着されるボビン38とを備えている。コア本体35は、所定形状にカットされた複数枚の電磁鋼板36が径方向に積層されたブロック状の構造を有する。より具体的には、各々同一形状の複数枚の電磁鋼板36が積層された複数個の積層体が径方向に積層されることにより構成されており、各積層体は幅方向の寸法が互いに異なり、かつ径方向内側に位置する積層体よりも径方向外側に位置する積層体の方が前記幅方向の寸法が大きく設定されている。これにより、コア本体35は、平面視でほぼ台形状に形成されている。
As shown in FIG. 5, the
コア本体35を構成する各電磁鋼板36はボビン38により一体に保持されている。詳しくは、ボビン38は絶縁性を有する樹脂材料により形成されており、当例では、コア本体35を金属部品、ボビン38を樹脂部品とするインサート成型によってステータコア30が成型されている。つまり、ボビン38によってコア本体35を包囲するように、当該コア本体35とボビン38とが一体成型されている。
Each
ボビン38は、図5に示すように、コア本体35を包囲する筒状部40とその軸方向両端から外向きに延びる鍔部41とを有しており、図示を省略するが、上記筒状部40の外周面上にコイル31が巻回されている。
As shown in FIG. 5, the
ボビン38の各鍔部41は、平面視で略扇型に形成されている。各鍔部41のうち、周方向の一端側には、同方向に突出して径方向に延びる凸部41aが形成され、他端側には、前記凸部41aを嵌合させることが可能な径方向に延びる凹部41bが形成されている。すなわち、ステータコア30を周方向に並べてそれらのボビン38同士を嵌合させる、具体的には凹部41bに凸部41aを嵌合させることにより、ステータコア30を連結できる構造となっている。この場合、隣接するステータコア30(ボビン38)の鍔部41同士は、凸部41aと凹部41bとの嵌合により液密状態に連結される。
Each
上記複数のステータコア30は、このように隣接するステータコア30のボビン38同士が嵌合されることにより、図4に示すように円環状に連結され、これによって上記ステータ本体29が構成されている。
The plurality of
前記一対の支持プレート33は、非磁性材料(アルミナなどのセラミック、強化プラスチック、オーステナイト系ステンレス、アルミ等)により形成された円盤状の部材であり互いに同一構成を有している。特にセラミック及び強化プラスチックは、非電気伝導性であり渦電流損を生じないため、最適である。
The pair of
各支持プレート33は、ステータ本体29を軸方向両側から挟み込んだ状態で当該ステータ本体29に固定されている。各支持プレート33は、回転軸10の上記主軸部11aが貫通する円形の軸孔42を備えている。各支持プレート33は、ケース6の外径と同等の外径寸法を有し、ステータ本体29からその径方向外側に延在している。つまり、各支持プレート33の周縁部は、ステータ4のフランジ部を形成している。
Each
各支持プレート33は、前記軸孔42を中心として、その周囲に前記コア本体35に対応する形状の複数の窓部44を備えている。他方、前記ステータコア30のコア本体35には、図5に示すように、ボビン38の端面から軸方向外側に突出する部分が設けられており、当該突出部分が前記窓部44に嵌合するように、各支持プレート33がステータコア連結体の両側に重ねられている。このように各支持プレート33の窓部44にコア本体35の端部が嵌合することで、各ステータコア30のコア本体35の端面が各ロータ本体14A、14Bに対面している。
Each
なお、図示を省略しているが、各支持プレート33とステータ本体29との間には、各支持プレート33とステータ本体29との間を液密状態にシールするシール部材24が挟み込まれている。
Although not shown, a
前記ステータ本体29の内側には、上記内筒部材32が配置されている。内筒部材32は、支持プレート33と同様に非磁性材料(アルミナなどのセラミック、強化プラスチック、オーステナイト系ステンレス、アルミ等)で形成されている。この内筒部材32は、図2に示すように、上記一対の支持プレート33の間に介設されており、当該内筒部材30に対して当該支持プレート33が軸方向両側からボルト(皿ねじ)B1で固定されている。なお、図4では、ボルトB1等の図示を省略している。
The
上記ケース6は、図1および図2に示すように、回転電機1の軸方向両端に位置する第1サイドケース7Aおよび第2サイドケース7Bと、これらの間に位置するセンターケース7Cとによって構成されている。
As shown in FIGS. 1 and 2, the
第1サイドケース7Aおよび第2サイドケース7Bは、向きが異なるだけで基本構成は同じである。各サイドケース7A、7Bは、軸方向に延びる円筒状の周壁部50とその一端を塞ぐ端面部52とを備え、これら周壁部50と端面部52とが同一材料により一体に形成された構造を有する。端面部52の中心には、軸孔52aが形成されおり、端面部52の内側には、軸孔52aと同心上にベアリング8が固定されている。一方、センターケース7Cは、各サイドケース7A、7Bの周壁部50と同等の内径および外径を有する円筒状の形状を有している。
The
ケース6のうち、センターケース7Cは、ステータ4に組付けられている。詳しくは、図1及び図2に示すように、前記一対の支持プレート33の間にセンターケース7Cが介装され、ボルト(皿ねじ)B1が、当該センターケース7Cの端面に形成されたボルト孔に対して各支持プレート33に形成された貫通孔を通じて螺合挿入されている。これにより、センターケース7Cがステータ4の周縁部に固定されている。
Of the
一方、各サイドケース7A、7Bは、端面部52が互いに離反して周壁部50同士が向かい合わせとなる姿勢でそれぞれステータ4に組付けられている。詳しくは、図2及び図7に示すように、回転軸10(支持軸部11d)が上記ベアリング8及び軸孔52aを通じて外側に導出された状態で、各サイドケース7A、7Bの周壁部50が軸方向両側からステータ4の周縁部、つまり支持プレート33の周縁部に突き当てられている。そしてこの状態で、ボルトB2が、各サイドケース7A、7Bの坐繰り部51および前記支持プレート33にそれぞれ形成された貫通孔を通じて、前記センターケース7Cの端面に形成されたボルト孔に螺合挿入されている。これにより、ロータ2およびステータ4がケース6に収容されて、当該ケース6によって支持されている。
On the other hand, the
図3および図6に示すように、各サイドケース7A、7Bの周壁部50の端面のうち、径方向に並ぶ2箇所の位置には位置決めピン56がそれぞれ設けられている。この位置決めピン56は、支持プレート33およびセンターケース7Cの端面に形成された位置決め孔57に挿入されており、これによって、各サイドケース7A、7Bとステータ4とが周方向に互いに位置決めされている。すなわち、当例では位置決めピン56及び位置決め孔57が本発明の位置決め部に相当する。
As shown in FIGS. 3 and 6, positioning pins 56 are respectively provided at two positions aligned in the radial direction on the end surfaces of the
なお、各サイドケース7A、7Bをセンターケース7Cに固定するボルトB2の位置と、ステータ4において各支持プレート33をセンターケース7Cに固定するボルトB1の位置と、上記位置決めピン56及び位置決め孔57の位置とは、図3に示すように、センターケース端面の同一の円周上にありかつ周方向に互いにオフセットされている。これにより、センターケース7Cに対して各サイドケース7A、7Bおよび支持プレート33を共に軸方向にボルトB1,B2で締結することが可能となっている。
The positions of the bolts B2 for fixing the
なお、図6及び図7に示すように、センターケース7Cの端面内側には段差部54が形成されており、当該段差部54にリング状のシール部材55が配設されている。そして、ステータ本体29の外周縁部、具体的には、周方向に連結された各ボビン38の鍔部41のうち、その径方向外縁部が当該シール部材55に圧接されることにより、ステータ本体29とセンターケース7Cとの間がシールされている。また、図示を省略するが、同様に、上記内筒部材32の端面外側に段差部が形成され、当該段差部にリング状のシール部材が配設されて、ステータ本体29の内周壁部(各ボビン38の鍔部41のうち、その径方向内縁部)が当該シール部材に圧接されることにより、ステータ本体29と内筒部材32との間がシールされている。このように、ステータ本体29と内筒部材32およびセンターケース7Cとの間がシールされることにより、当該内筒部材32、センターケース7Cおよびステータ本体29によって、上記コイル31が収容される液密状態の円環状の閉空間60が形成されている。
As shown in FIGS. 6 and 7, a stepped
そして、上記センターケース7Cのうち、径方向の互いに反対側の位置に、冷却液の導入用ポートIPと導出用ポートOPとが設けられており、上記閉空間60に対してオイル等の冷却液の給排が可能となっている。つまり、導入用ポートIPから上記閉空間60に冷却液を導入しつつ、導出用ポートOPから外部に冷却液を導出させることで、上記閉空間60に冷却液を流通させ、これによりコイル31を冷却するように構成されている。
A cooling liquid introduction port IP and a derivation port OP are provided at positions opposite to each other in the radial direction in the
以上のような回転電機1によれば、ステータ4がその周縁部を各サイドケース7A、7Bとセンターケース7Cとによって挟み込まれた状態で直接ケース6によって支持されるので、従来(背景技術の特許文献1)のようにステータ4とケース6の内周面との間にステータ4を支持するための中間部材(ボルト部材)を設けることなく、ステータ4をケース6に組み込むことができる。また、ステータ4の一部(周縁部)が各サイドケース7A、7Bの周壁部50の間に介在する、つまり、ステータ4とケース6とが当該回転電機1の径方向に互いに重複した構成となる。そのため、上記回転電機1の構成によれば、従来に比べて、回転電機1の径方向の小型化を図ることができる、という利点がある。
According to the rotating
しかも、上記構成によれば、前記ステータ4は、ステータコア30及びコイル31を備える円環状のステータ本体29とこのステータ本体29に組付けられた円盤状の支持プレート33とで構成されており、支持プレート33の周縁部が各サイドケース7A、7Bとセンターケース7Cとの間に挟み込まれることによってケース6に支持されているので、ステータ4のうち、各サイドケース7A、7B等に挟み込まれる部分の寸法(軸方向の寸法)が小さく抑えられる。そのため、各サイドケース7A、7Bの周壁部50等の間にステータ4の周縁部を挟み込みながらも、回転電機1が回転軸方向に大型化することを抑制することができる、という利点がある。
In addition, according to the above configuration, the
その上、この回転電機1では、ステータ本体29の軸方向両側に一対の支持プレート33が設けられる一方、ケース6が、2つのサイドケース7A、7Bとその間に位置するセンターケース7Cとで構成されている。そして、センターケース7Cがステータ4の一対の支持プレート33の間に介設されることにより、一対の支持プレート33と共にセンターケース7Cが各サイドケース7A、7Bの間に挟み込まれている。つまり、ステータ4は、軸方向に離間した二箇所の位置でそれぞれケース6に支持されている。そのため、ステータ4の支持剛性が高く、ステータ4を安定的にケース6で支持することができる、という利点もある。
In addition, in the rotating
また、上記回転電機1では、内筒部材32、センターケース7Cおよびステータ本体29によって、コイル31が収容される円環状の閉空間60が形成され、この閉空間60に冷却液が供給されることによって、コイル31、ひいてはステータ4が冷却される構成となっている。そのため、ステータ4の冷却性能を効果的に高めることができるという利点がある。しかも、冷却液が循環する上記閉空間60は、センターケース7Cを利用して形成されている、すなわち、内筒部材32とセンターケース7Cとによって閉空間60の径方向の内側面が形成されているので、センターケース7Cを利用した合理的な構成で上記閉空間60を形成して、ステータ4の冷却性能を高めることができるという利点ある。
In the rotating
また、上記回転電機1では、ボルトB1によるセンターケース7Cと支持プレート33との締結位置と、ボルトB2による各サイドケース7A、7Bとセンターケース7Cとの締結位置とが、センターケース端面の同一の円周上にありかつ周方向に互いにオフセットされている。従って、ボルトB1,B2によってステータ4とケース6とを軸方向に締結しながらも、ケース6(各サイドケース7A、7Bの周壁部50およびセンターケース7C)の径方向の肉厚の拡大を抑えることができ、この点でも回転電機1の径方向の小型化に寄与するものとなる。
In the rotating
(第2の実施形態)
図8は、第2実施形態に係る回転電機1を示す分解斜視図である。
(Second Embodiment)
FIG. 8 is an exploded perspective view showing the rotating
第2実施形態に係る回転電機1は、ケース6およびステータ4の構成が以下の点で第1実施形態と相違しており、それ以外の構成は、基本的には第1実施形態の回転電機1と共通している。なお、図8では、便宜上、ロータ2を省略している。
The rotating
第2実施形態では、ステータ4の一対の支持プレート33(第1支持プレート33A、第2支持プレート33Bという)は、その外径寸法がステータ本体29とほぼ同等の外径寸法に設定されており、周方向の複数の位置に、外向きに突出する複数のフランジ部34を備えている。図示の例では、各支持プレート33A,33Bは、それぞれ、4つのフランジ部34を備えており、第1支持プレート33Aの各フランジ部34と、第2支持プレート33Bの各フランジ部34とは、周方向に交互にかつ等間隔で並ぶように、互いに周方向にオフセットされている。
In the second embodiment, the pair of support plates 33 (referred to as the
第2実施形態のケース6は、第1サイドケース7Aと第2サイドケース7Bとで構成されており、第1実施形態のようなセンターケース7Cは備えていない。
The
第1サイドケース7Aの構成は、第1実施形態のものと基本的に同一である。一方、第2サイドケース7Bは、センターケース7Cが省略されている分、第1実施形態のものよりも深い構造、つまり、周壁部50の軸方向長が長い構造となっている。
The configuration of the
第2サイドケース7Bの端面には、ステータ4の上記フランジ部34に対応する二種の坐繰り部が周方向に交互にかつ等間隔で形成されている。詳しくは、2つの支持プレート33A、33Bのうち、サイドケース第1サイドケース7A側(図8では上側)に位置する第1支持プレート33Aの各フランジ部34に対応する比較的浅い第1坐繰り部53aと、他方の第2支持プレート33Bの各フランジ部34に対応する比較的深い第2坐繰り部53bとが周方向に交互にかつ等間隔で形成されている。なお、各坐繰り部53a、53bは、上記フランジ部34を介在させることが可能となるように、周壁部50の内周面側に切り欠かれて開放されている。
On the end surface of the
上記ステータ4は、図8に示すように、第1支持プレート33Aのフランジ部34が第1坐繰り部53aに、第2支持プレート33Bのフランジ部34が第2坐繰り部53bにそれぞれ介在するように、第2サイドケース7Bに挿入され、各フランジ部34が図外のボルトによって各坐繰り部53a、53bの内底面に固定されることで、第2サイドケース7Bに固定されている。そして、各サイドケース7A、7Bの周壁部50同士を突き合わせた状態で、ボルトB2が、第1サイドケース7Aの坐繰り部51に形成された貫通孔を通じて第2サイドケース7Bの端面に形成されたボルト孔に螺合挿入されることにより、両サイドケース7A、7Bが一体に固定されている。
In the
このような第2実施形態の回転電機1においても、ステータ4の周縁部、つまり、各支持プレート33A、33Bのフランジ部34が両サイドケース7A、7Bの間に介在する状態で当該ケース6に直接支持されるので、第1実施形態の回転電機1と同様に、回転電機1の径方向の小型化に寄与するものとなる。
In the rotating
以上、本発明の回転電機1について説明したが、上記第1、第2実施形態の回転電機1は、本発明のアキシャルギャップ型回転電機の好ましい実施形態の例示であって、その具体的な構成は、本発明の要旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。
Although the rotary
例えば、上記各実施形態1,2では、1つのステータ4の両側に、2つのロータ本体14A、14Bが設けられた2ロータ、1ステータ型の回転電機1に本発明が適用された例について説明したが、本発明は、1ロータ、1ステータ型や1ロータ、2ステータ型の回転電機についても適用可能である。
For example, in the first and second embodiments, an example in which the present invention is applied to a two-rotor, one-stator type rotating
1 アキシャルギャップ型回転電機
2 ロータ
4 ステータ
6 ケース
7A 第1サイドケース
7B 第2サイドケース
7C センターケース
10 回転軸
14A、14B ロータ本体
29 ステータ本体
30 ステータコア
31 コイル
32 内筒部材
50 周壁部
52 端面部
DESCRIPTION OF
Claims (8)
回転軸及びこの回転軸と共に回転するロータ本体を備えるロータと、
前記ロータ本体に対して前記回転軸の軸方向に所定間隔を隔てて配置されたステータと、
前記ロータおよび前記ステータが収容されるケースと、を備え、
前記ケースは、軸方向に延びる筒状の周壁部とその一端を塞ぐ端面部とをそれぞれ備えた第1サイドケースおよび第2サイドケースを含み、端面部が互いに離反する姿勢で、各サイドケースが、互いに周壁部を向かい合わせにして結合されるものであり、
前記ステータは、前記回転軸が貫通する貫通孔を中心に備えた環状を成し、少なくともその周縁部の一部が前記各サイドケースの周壁部の間に介在する状態で、当該周縁部を介して前記ケースに支持されている、ことを特徴とするアキシャルギャップ型回転電機。 In axial gap type rotating electrical machines,
A rotor comprising a rotating shaft and a rotor body rotating with the rotating shaft;
A stator disposed at a predetermined interval in the axial direction of the rotating shaft with respect to the rotor body;
A case in which the rotor and the stator are accommodated,
The case includes a first side case and a second side case each having a cylindrical peripheral wall portion extending in the axial direction and an end surface portion that closes one end thereof, and each side case is in a posture in which the end surface portions are separated from each other. , Which are combined with their peripheral walls facing each other,
The stator has an annular shape centered around a through hole through which the rotating shaft passes, and at least a part of the peripheral portion is interposed between the peripheral wall portions of the side cases. And an axial gap type rotating electrical machine supported by the case.
前記周縁部は、前記ステータに設けられたフランジ部である、ことを特徴とするアキシャルギャップ型回転電機。 In the axial gap type rotating electrical machine according to claim 1,
The axial gap type rotating electrical machine, wherein the peripheral portion is a flange portion provided in the stator.
各サイドケースの周壁部の間に前記ステータの周縁部が挟み込まれた状態で、これらが一体に締結されている、ことを特徴とするアキシャルギャップ型回転電機。 In the axial gap type rotating electrical machine according to claim 1 or 2,
An axial gap type rotating electrical machine characterized in that they are fastened together with the peripheral edge of the stator being sandwiched between the peripheral walls of each side case.
前記ステータは、複数のステータコアと各ステータコアに装着されたコイルとを備える円環状のステータ本体と、このステータ本体に組付けられて、当該ステータ本体からその径方向外側に延在する支持プレートとを含み、
前記周縁部は、前記支持プレートの周縁部である、ことを特徴とするアキシャルギャップ型回転電機。 In the axial gap type rotating electrical machine according to any one of claims 1 to 3,
The stator includes an annular stator body including a plurality of stator cores and coils attached to the stator cores, and a support plate that is assembled to the stator body and extends radially outward from the stator body. Including
The axial gap type rotating electrical machine, wherein the peripheral edge is a peripheral edge of the support plate.
前記ケースは、前記第1サイドケースと前記第2サイドケースとの間に介在する筒状のセンターケースをさらに含み、
前記ステータは、前記ステータ本体の軸方向両側に組付けられた一対の前記支持プレートを備え、
前記センターケースは、前記一対の支持プレートの間に介設されて、当該一対の支持プレートと共に前記両サイドケースの周壁部の間に介在している、ことを特徴とするアキシャルギャップ型回転電機。 In the axial gap type rotating electrical machine according to claim 4,
The case further includes a cylindrical center case interposed between the first side case and the second side case,
The stator includes a pair of the support plates assembled on both axial sides of the stator body,
The axial gap type rotating electrical machine, wherein the center case is interposed between the pair of support plates and interposed between the peripheral wall portions of the side cases together with the pair of support plates.
前記ステータは、前記ステータ本体の内側に配置される内筒部材を備え、
当該アキシャルギャップ型回転電機は、前記内筒部材と前記センターケースとによって径方向の内側面が形成されたコイル収納用の環状の閉空間を有し、
前記センターケースには、前記閉空間に冷却液を給排可能な冷却液給排部が設けられている、ことを特徴とするアキシャルギャップ型回転電機。 In the axial gap type rotating electrical machine according to claim 5,
The stator includes an inner cylinder member disposed inside the stator body,
The axial gap type rotating electrical machine has an annular closed space for coil storage in which a radially inner side surface is formed by the inner cylindrical member and the center case,
The axial gap type rotating electrical machine according to claim 1, wherein the center case is provided with a coolant supply / discharge portion capable of supplying and discharging coolant in the closed space.
前記センターケースと前記一対の支持プレートとは第1ボルトによって前記軸方向に互いに締結されており、
前記各サイドケースと前記センターケースとは、第2ボルトによって前記軸方向に互いに締結されており、
前記第1ボルトの締結位置と前記第2ボルトの締結位置とは、前記センターケース端面の同一の円周上にありかつ周方向に互いにオフセットされていることを特徴とする、アキシャルギャップ型回転電機。 In the axial gap type rotating electrical machine according to claim 5 or 6,
The center case and the pair of support plates are fastened to each other in the axial direction by a first bolt,
The side cases and the center case are fastened to each other in the axial direction by a second bolt,
The axial gap type rotating electric machine characterized in that the fastening position of the first bolt and the fastening position of the second bolt are on the same circumference of the end face of the center case and are offset from each other in the circumferential direction. .
前記各サイドケースと前記ステータとを周方向に位置決めする位置決め部を有する、ことを特徴とするアキシャルギャップ型回転電機。 In the axial gap type rotating electrical machine according to any one of claims 1 to 7,
An axial gap type rotating electrical machine comprising a positioning portion for positioning each side case and the stator in a circumferential direction.
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- 2015-11-26 JP JP2015230359A patent/JP2017099181A/en not_active Abandoned
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