JP2019047646A - アキシャルギャップ型回転電機 - Google Patents

Abstract

【課題】複数の永久磁石及びこれらを支持するベース部材を有するロータを備えたアキシャルギャップ型回転電機であって、永久磁石が配置された領域を通過する磁束の変化を妨げる方向に流れる渦電流がベース部材に発生するのを抑制できるアキシャルギャップ型回転電機を提供する。【解決手段】第１外側周方向部と第２外側周方向部との間での通電を遮断するように、第１外側周方向部の先端と第２外側周方向部の先端との間に隙間が形成されており、補強部材は、第１外側周方向部及び第２外側周方向部の各々の先端が回転径方向の外側に変位するような変形を抑制する。【選択図】図３

Description

本発明は、アキシャルギャップ型回転電機に関し、詳しくは、アキシャルギャップ型回転電機に用いられるロータに関する。

従来、永久磁石同期モータの一種として、アキシャルギャップ型回転電機が知られている。アキシャルギャップ型回転電機は、複数の永久磁石及びこれらを支持するベース部材を有するロータと、複数のコイルを備えるステータとを備え、当該ロータ及びステータが、ロータの軸方向に隙間を隔てて互いに対向するように配置されている。

上記ロータが回転するとき、複数の永久磁石の各々に遠心力が作用する。そのため、複数の永久磁石を支持するベース部材には、永久磁石に作用する遠心力に起因する荷重（永久磁石が遠心力の作用で径方向外側に押し付けられることによる荷重）への耐久性が要求される。

下記特許文献１では、炭素繊維強化樹脂からなるシートを巻き回した状態で加圧して成形される高強度部材によって複数の永久磁石の各々を個別に囲むことにより、上記荷重が印加されることで高強度部材に発生する応力を分散させて、上記荷重への耐久性を確保している。

特開２００６−１７４５５４号公報

しかしながら、特許文献１では、高強度部材を成形するときの加圧により、巻き回されたシート間で、炭素繊維が短絡してしまい、高強度部材の内側を通過する磁束の変化を妨げる方向に渦電流が流れやすくなる。その結果、回転電機を駆動しているときのエネルギー効率の低下や、発熱に起因する樹脂の軟化、温度変化に起因する樹脂の劣化、さらには、温度上昇に起因する磁石の減磁等が発生するおそれがある。

本発明の目的は、複数の永久磁石及びこれらを支持するベース部材を有するロータを備えたアキシャルギャップ型回転電機であって、永久磁石が配置された領域を通過する磁束の変化を妨げる方向に流れる渦電流がベース部材に発生するのを抑制できるアキシャルギャップ型回転電機を提供することである。

上記の目的を達成するために、本願の発明者は、複数の永久磁石及びこれらを支持するベース部材を有するロータを備えたアキシャルギャップ型回転電機において、複数の永久磁石を支持するベース部材のうち永久磁石を取り囲む部分（保持部）の形状に着目して検討を進めた。そして、保持部のうち永久磁石よりもロータの径方向で外側に位置する部分（周方向部）をロータの周方向で分断することにより、永久磁石が配置された領域を通過する磁束の変化を妨げる方向に渦電流が流れるのを抑制できるとの知見を得るに至った。しかしながら、このように分断された周方向部は、分断されていない周方向部と比べて、永久磁石に作用する遠心力に起因する荷重への耐久性が低下するので、ロータを高速で回転させることが難しくなる。本願の発明者は、このような知見に基づいて、更なる検討を進めた結果、本発明を完成させるに至った。

本発明は、アキシャルギャップ型回転電機であって、ロータと、前記ロータの軸方向で前記ロータに対向して配置され、前記ロータを電磁力によって回転させるステータとを備え、前記ロータは、複数の永久磁石と、非磁性材料で形成され、前記複数の永久磁石を前記ロータの回転周方向に並べた状態で支持するベース部材と、非磁性材料で形成され、前記ロータの回転に伴って前記複数の永久磁石の各々に作用する遠心力に起因する荷重が前記ベース部材に作用することに基づく前記ベース部材の変形を抑制する補強部材とを備え、前記ベース部材は、前記軸方向から見て、前記複数の永久磁石の各々を囲むように保持する複数の保持部を含み、前記複数の保持部の各々は、前記回転周方向において前記永久磁石の一方側に位置し、前記ロータの回転半径方向に延びて、前記永久磁石の前記回転周方向の一方側への動きを拘束する第１径方向部と、前記回転周方向において前記永久磁石の他方側に位置し、前記回転半径方向に延びて、前記永久磁石の前記回転周方向の他方側への動きを拘束する第２径方向部と、前記回転半径方向において前記永久磁石の外側に位置し、前記回転周方向に延びて、前記永久磁石の前記回転半径方向の外側への動きを拘束する外側周方向部とを含み、前記外側周方向部は、前記第１径方向部から前記回転周方向の他方側に向かって延びる第１外側周方向部と、前記第２径方向部から前記回転周方向の一方側に向かって延びる第２外側周方向部とを含み、前記第１外側周方向部と前記第２外側周方向部との間での通電を遮断するように、前記第１外側周方向部の先端と前記第２外側周方向部の先端との間に隙間が形成されており、前記補強部材は、前記第１外側周方向部及び前記第２外側周方向部の各々の先端が前記回転径方向の外側に変位するような変形を抑制する。

上記アキシャルギャップ型回転電機においては、第１外側周方向部と第２外側周方向部との間を渦電流が流れないので、永久磁石が配置された領域を通過する磁束の変化を妨げる方向に渦電流が流れるのを抑制することができる。

また、ロータの回転に伴って永久磁石に作用する遠心力に起因する荷重への耐久性が向上するので、ロータの回転速度を増加させることができる。

上記アキシャルギャップ型回転電機において、好ましくは、前記複数の保持部の各々は、さらに、前記回転半径方向において前記永久磁石の内側に位置し、前記第１径方向部と前記第２径方向部とを接続する内側周方向部を含み、前記補強部材は、前記複数の保持部の各々に対して個別に取り付けられる複数の連結部材を含み、前記複数の連結部材の各々は、前記第１外側周方向部の先端が前記回転半径方向の外側に変位するような変形を抑制するように、前記第１外側周方向部と前記内側周方向部とを連結する第１連結部材と、前記第２外側周方向部の先端が前記回転半径方向の外側に変位するような変形を抑制するように、前記第２外側周方向部と前記内側周方向部とを連結する第２連結部材とを含む。

この場合、第１外側周方向部と第２外側周方向部の変形を個別に抑制することができる。

上記アキシャルギャップ型回転電機において、好ましくは、前記第１連結部材及び前記第２連結部材は、前記軸方向から見て、前記永久磁石を横切るように配置され、前記軸方向で前記永久磁石と接触することにより、前記永久磁石の前記軸方向への動きを拘束する。

この場合、第１外側周方向部の変形を抑制する第１連結部材と第２外側周方向部の変形を抑制する第２連結部材を利用して、永久磁石の軸方向への動きを拘束することができる。

上記アキシャルギャップ型回転電機において、好ましくは、前記第１連結部材のうち前記内側周方向部に取り付けられる端部は、前記第２連結部材のうち前記内側周方向部に取り付けられる端部と一体的に繋がっている。

この場合、第１連結部材及び第２連結部材の各々の一端部を内側周方向部に対して同時に取り付けることができるので、連結部材の取付作業が容易になる。

上記アキシャルギャップ型回転電機において、好ましくは、前記第１連結部材の少なくとも一部は、前記第１外側周方向部、前記永久磁石及び前記内側周方向部に亘って形成された第１溝内に位置し、前記第２連結部材の少なくとも一部は、前記第２外側周方向部、前記永久磁石及び前記内側周方向部に亘って形成された第２溝内に位置している。

この場合、第１連結部材及び第２連結部材の各々が永久磁石及び保持部の表面から突出する高さを小さくすることができるので、ロータの空気抵抗を少なくすることができる。

上記アキシャルギャップ型回転電機において、好ましくは、前記補強部材は、前記軸方向から見て、前記ベース部材を取り囲み、前記複数の保持部の各々が有する前記第１外側周方向部及び前記第２外側周方向部に対して前記回転半径方向の外側から接触する保護管を含む。

この場合、単一の部材で複数の保持部の各々が有する第１外側周方向部及び第２外側周方向部の変形を抑制することができる。

上記アキシャルギャップ型回転電機において、好ましくは、前記回転周方向で隣り合う２つの前記永久磁石の間に存在する単一の共通径方向部により、前記第１径方向部と前記第２径方向部とが構成されている。

この場合、複数の保持部を纏めて取り扱うことができる。

本発明のアキシャルギャップ型回転電機によれば、永久磁石が配置された領域を通過する磁束の変化を妨げる方向に流れる渦電流がベース部材に発生するのを抑制することができる。

本発明の第１の実施の形態によるアキシャルギャップ型回転電機を示す断面図である。 図１に示すアキシャルギャップ型回転電機の分解斜視図である。 図１に示すアキシャルギャップ型回転電機のロータを示す平面図である。 図３におけるＩＶ−ＩＶ切断線で切断したロータの斜視図である。 図３におけるＶ−Ｖ切断線で切断したロータの斜視図である。 本発明の第２の実施の形態によるアキシャルギャップ型回転電機が備えるロータを示す斜視図である。 本発明の第２の実施の形態の応用例１で採用される補強部材を示す斜視図である。 本発明の第２の実施の形態の応用例２における補強部材の取付状態を示す斜視図である。

以下、添付図面を参照しながら、本発明の実施の形態について詳述する。

図１及び図２を参照しながら、本発明の第１の実施の形態によるアキシャルギャップ型回転電機としてのアキシャルギャップ型ＤＣブラシレスモータ１０（以下、単にモータ１０と称する）について説明する。図１は、モータ１０の断面図である。図２は、モータ１０の分解斜視図である。

なお、以下の説明において、軸方向、径方向及び周方向は、モータ１０が備えるロータ３０の軸方向、径方向及び周方向をいうものとする。つまり、径方向はロータ３０の回転半径方向に相当し、周方向はロータ３０の回転周方向に相当する。

モータ１０は、ロータ軸２０と、ロータ軸２０に固定されるロータ３０と、ロータ３０に回転駆動力を与えるステータ４０と、ロータ３０及びステータ４０を収容するケーシング５０とを備える。

ケーシング５０は、ドラム５２と、第１端壁５４と、第２端壁５６とを含む。ドラム５２は、軸方向に並んで配置された複数（本実施の形態では、２つ）の筒壁５２１が周方向に並んで配置された複数の支柱５２２によって相互に連結された構造を有しており、ロータ１２及びステータ４０を囲んでいる。なお、図２では、１つの筒壁５２１しか図示していない。第１端壁５４は、ドラム５２の軸方向の一端に取り付けられて、当該一端側の開口を塞いでいる。第２端壁５６は、ドラム５２の軸方向の他端に取り付けられて、当該他端側の開口を塞いでいる。第１端壁５４及び第２端壁５６の各々の中央部分に形成された孔には、ロータ軸２０が挿通されている。

第１端壁５４及び第２端壁５６の各々の外側面上には、図示しない冷却流路が配置される。当該冷却流路には、主としてステータ４０から発せられる熱を奪うための冷却流体（例えば、冷却水）が流される。当該冷却流路は省略されていてもよいし、第１端壁５４及び第２端壁５６の各々の内部に形成されてもよい。

ロータ軸２０は、ロータ３０に固定されて、ロータ３０の軸方向に延びる。ロータ軸２０は、軸受６０を介して第１端壁５４及び第２端壁５６に回転可能に支持される。ロータ軸２０は、ロータ３０に与えられるトルクによって、ロータ３０と一体的に回転する。

ロータ３０は、図２に示すように、円板状のベース部材３２と、ベース部材３２に保持される複数の永久磁石３４と、補強部材としての保護管３６とを含む。なお、ロータ３０の詳細については、後述する。

ステータ４０は、軸方向でロータ３０に対向して配置され、ロータ３０を電磁力によって回転させる。本実施の形態では、ステータ４０は、ロータ３０の軸方向の両側に配置される。具体的に、ステータ４０は、ロータ３０と第１端壁５４との間に配置される第１ステータ要素と、ロータ３０と第２端壁５６との間に配置される第２ステータ要素とを含む。第１ステータ要素は、第１バックヨーク４０１と、複数の第１電磁石ユニット４０２とを含む。第２ステータ要素は、第２バックヨーク４０３と、複数の第２電磁石ユニット４０４とを含む。

第１バックヨーク４０１は、複数の第１電磁石ユニット４０２を磁束で結合するための鉄心（即ち、継鉄）である。第２バックヨーク４０３は、複数の第２電磁石ユニット４０４を磁束で結合するための鉄心（即ち、継鉄）である。複数の第１電磁石ユニット４０２及び複数の第２電磁石ユニット４０４は、それぞれ、電流が供給されることにより、複数の永久磁石３４が配置されたロータ３０を電磁力によって回転させる。複数の第１電磁石ユニット４０２及び複数の第２電磁石ユニット４０４は、それぞれ、ステータコア４０５と、ステータコア４０５に巻き付けられる絶縁電線からなるステータコイル４０６とを有する。ステータコイル４０６を流れる直流電流により、ステータコア４０５を軸方向に貫く磁束が形成される。ステータコイル４０６を流れる直流電流の向きを周期的に反転させることで、ロータ３０を回転させる電磁力が生成される。

図３、図４及び図５を参照しながら、ロータ３０について説明する。図３は、ロータを示す平面図である。図４は、図３におけるＩＶ−ＩＶ切断線で切断したロータ３０を示す斜視図である。図５は、図３におけるＶ−Ｖ切断線で切断したロータ３０を示す斜視図である。

ベース部材３２は、複数の永久磁石３４を周方向に並べた状態で支持する。ベース部材３２は、ロータ軸２０と一体的に回転するように、ロータ軸２０の軸方向中央部に固定される。

ベース部材３２は、第１ベース部材３２Ａ及び第２ベース部材３２Ｂを備える。第１ベース部材３２Ａ及び第２ベース部材３２Ｂは、それぞれ、非磁性材料で形成されている。第１ベース部材３２Ａ及び第２ベース部材３２Ｂは、好ましくは、比抵抗が大きい材料で形成される。第１ベース部材３２Ａ及び第２ベース部材３２Ｂは、例えば、ステンレス鋼で形成される。

本実施の形態では、第１ベース部材３２Ａ及び第２ベース部材３２Ｂは互いに同じ形状及び大きさで形成されている。そこで、以下では、第１ベース部材３２Ａのみについてその詳細を説明し、第２ベース部材３２Ｂについての詳細な説明は省略する。

第１ベース部材３２Ａは、中央部３２１と、複数の仕切部３２２とを含む。以下、これらについて説明する。

中央部３２１には、ロータ軸２０が取り付けられる。具体的には、中央部３２１には、第１ベース部材３２Ａの厚さ方向（ロータ３０の軸方向）に貫通する孔３２１２が形成されている。孔３２１２には、ロータ軸２０が挿通される。本実施の形態では、図１に示すように、ロータ軸２０が第１ベース部材３２Ａ及び第２ベース部材３２Ｂの各々の中央部３２１に形成された孔３２１２に挿入された状態で、ロータ軸２０の軸方向中央部に設けられた環状の取付片２０１が複数のボルト３３１及びナット３３２によって第１ベース部材３２Ａの中央部３２１に固定される。このとき、第１ベース部材３２Ａと第２ベース部材３２Ｂが複数のボルト３３１及びナット３３２によって固定される。なお、第１ベース部材３２Ａと第２ベース部材３２Ｂは接着剤によって接着されていてもよい。

複数の仕切部３２２は、複数の永久磁石３４を周方向で仕切るように形成されている。複数の仕切部３２２は、それぞれ、中央部３２１に接続されている。複数の仕切部３２２は、周方向に等間隔に並んでいる。

複数の仕切部３２２の各々は、径方向部３２３と、周方向部３２４と、周方向部３２５とを含む。以下、これらについて説明する。

径方向部３２３は、中央部３２１から径方向の外側に向かって延びる。径方向部３２３の先端部に形成された孔に挿通されるピン３３３及びＣリング（図示せず）により、第１ベース部材３２Ａと第２ベース部材３２Ｂが固定される。径方向部３２３は、周方向で隣に位置する永久磁石３４に接しており、当該永久磁石３４の周方向への動きを拘束する。

周方向部３２４は、径方向部３２３の先端部（径方向外側の端部）から周方向の一方側に向かって延びるように形成されている。周方向部３２４の先端は、自由端である。周方向部３２４は、複数の永久磁石３４のうち周方向の一方側で径方向部３２３の隣に位置する永久磁石３４よりも径方向で外側に位置している。周方向部３２４は、永久磁石３４に接しており、当該永久磁石３４の径方向外側への動きを拘束する。

周方向部３２４の幅（軸方向から見て、周方向部３２４が延びる方向に垂直な方向の長さ）は、径方向部３２３の幅（軸方向から見て、径方向部３２３が延びる方向に垂直な方向の長さ）よりも大きい。周方向部３２４の長さ（周方向部３２４が延びる方向での長さ）は、径方向部３２３の長さ（径方向部３２３が延びる方向での長さ）よりも短い。

周方向部３２５は、径方向部３２３の先端部（径方向外側の端部）から周方向の他方側に向かって延びるように形成されている。周方向部３２５の先端は、自由端である。周方向部３２５は、複数の永久磁石３４のうち周方向の他方側で径方向部３２３の隣に位置する永久磁石３４よりも径方向で外側に位置している。周方向部３２５は、永久磁石３４に接しており、当該永久磁石３４の径方向外側への動きを拘束する。

周方向部３２５の幅（軸方向から見て、周方向部３２５が延びる方向に垂直な方向の長さ）は、径方向部３２３の幅（軸方向から見て、径方向部３２３が延びる方向に垂直な方向の長さ）よりも大きい。周方向部３２５の長さ（周方向部３２５が延びる方向での長さ）は、径方向部３２３の長さ（径方向部３２３が延びる方向での長さ）よりも短い。

複数の仕切部３２２において周方向で隣り合う２つの仕切部３２２のうち周方向で一方側に位置する仕切部３２２に形成された周方向部３２５の先端は、上記周方向で隣り合う２つの仕切部３２２のうち周方向で他方側に位置する仕切部３２２に形成された周方向部３２４の先端に対して、周方向で対向している。つまり、周方向部３２４の先端と周方向部３２５の先端との間には、隙間Ｓ１が形成されている。ここで、周方向部３２４の先端は、周方向部３２５の先端に平行である。そのため、隙間Ｓ１の大きさ（つまり、周方向部３２４の先端から周方向部３２５の先端までの距離）は、一定である。隙間Ｓ１の大きさは、径方向部３２３、周方向部３２４及び周方向部３２５の各々の幅よりも十分小さい。

本実施の形態では、周方向において永久磁石３４の一方側に位置する径方向部３２３が第１径方向部に相当し、周方向において永久磁石３４の他方側に位置する径方向部３２３が第２径方向部に相当する。本実施の形態では、第１径方向部及び第２径方向部は、周方向で隣り合う２つの永久磁石３４の間に存在する単一の共通径方向部としての径方向部３２３によって構成されている。

本実施の形態では、径方向部３２３から周方向他方に向かって延びる周方向部３２５が第１外側周方向部に相当し、径方向部３２３から周方向一方に向かって延びる周方向部３２４が第２外側周方向部に相当する。本実施の形態では、２つの周方向部３２５、３２４を含んで、周方向部が実現されている。

本実施の形態では、中央部３２１のうち周方向で隣り合う２つの径方向部３２３を接続している部分が内側周方向部に相当する。当該部分（内側周方向部）は、永久磁石３４に接している。

本実施の形態では、周方向で隣り合う２つの径方向部３２３と、第１径方向部としての径方向部３２３から延びる周方向部３２５と、第２径方向部としての径方向部３２３から延びる周方向部３２４と、中央部３２１のうち周方向で隣り合う２つの径方向部３２３を接続している部分とにより、永久磁石３４を囲むように保持する保持部が実現されている。本実施の形態では、複数の保持部が一体的に設けられている。

複数の永久磁石３４は、例えば、平板形状を有する。複数の永久磁石３４は、軸方向から見て、Ｎ極とＳ極とが交互に並ぶように配置される。複数の永久磁石３４は、第１ベース部材３２Ａと第２ベース部材３２Ｂとに挟まれている。複数の永久磁石３４は、第１ベース部材３２Ａと第２ベース部材３２Ｂとに接している。複数の永久磁石３４の各々が接触する面は、軸方向に対して傾斜する方向に広がる傾斜面である。

保護管３６は、ロータ３０の回転に伴って複数の永久磁石３４の各々に作用する遠心力に起因するベース部材３２の変形を抑制する。保護管３６は、軸方向から見て、ベース部材３２を囲んでおり、全体として筒形状を有する。保護管３６は、複数の仕切部３２２の各々が有する周方向部３２４及び周方向部３２５に対して径方向の外側から接触している。そのため、保護管３６は、周方向部３２４及び周方向部３２５の各々の自由端が径方向の外側に向かって変位するような変形を抑制する。保護管３６は、例えば、炭素繊維強化樹脂からなるテープを周方向に巻き回した状態で加圧することによって形成される。

モータ１０においては、周方向部３２４の先端と周方向部３２５の先端との間に隙間Ｓ１が形成されているので、永久磁石３４が配置された領域を通過する磁束の変化を妨げる方向に渦電流が流れるのを抑制することができる。

モータ１０においては、保護管３６が周方向部３２４及び周方向部３２５の変形を抑制するので、ロータ３０の回転に伴って永久磁石３４に作用する遠心力に起因する荷重への耐久性が向上する。そのため、ロータ３０の回転速度を増加させることができる。

モータ１０においては、保護管３６がベース部材３２の外周面を覆っている。そのため、単一の部材で複数の仕切部３２２の各々が有する周方向部３２４及び周方向部３２５の変形を抑制することができる。

［第２の実施の形態］
補強部材は、第１の実施の形態で説明した保護管３６に限定されるものではない。

図６を参照しながら、本発明の第２の実施の形態について説明する。図６は、本実施の形態で採用されるロータ３０Ａを示す斜視図である。

ロータ３０Ａは、ロータ３０と比べて、保護管３６を備えていない。その代りに、補強部材としての複数の連結部材３８を備える。

複数の連結部材３８は、それぞれ、周方向部３２４及び周方向部３２５の各々の先端が径方向外側に変位するような変形を抑制する。

複数の連結部材３８は、それぞれ、非磁性材料によって形成されている。複数の連結部材３８は、それぞれ、比抵抗が大きい材料で形成されることが好ましい。複数の連結部材３８は、例えば、ステンレス鋼で形成される。複数の連結部材３８は、ベース部材３２の厚さ方向（ロータ３０の軸方向）の両側に配置されている。複数の連結部材３８は、それぞれ、第１連結部材３８１と、第２連結部材３８２とを含む。

第１連結部材３８１は、周方向部３２４と中央部３２１とを接続する。第１連結部材３８１の径方向外側の端部（周方向部３２４側の端部）は、周方向部３２４の周方向中央に固定される。第１連結部材３８１の径方向内側の端部（中央部３２１側の端部）は、中央部３２１のうち周方向で隣り合う２つの径方向部３２３の間に位置する部分の周方向中央に固定される。第１連結部材３８１を周方向部３２４及び中央部３２１に固定する固定手段としては、例えば、ピン及びＣリングを採用することができる。当該固定手段により、第１ベース部材３２Ａ及び第２ベース部材３２Ｂが固定される。

第１連結部材３８１は、軸方向から見て、それが固定される周方向部３２４が設けられた径方向部３２２と平行に延びている。第１連結部材３８１は、軸方向から見て、永久磁石３４に重なる。第１連結部材３８１の幅（軸方向から見て、第１連結部材３８１が延びる方向に垂直な方向の長さ）は、径方向部３２２の幅（軸方向から見て、径方向部３２２が延びる方向に垂直な方向の長さ）と略同じである。

第２連結部材３８２は、周方向部３２５と中央部３２１とを接続する。第２連結部材３８２の径方向外側の端部（周方向部３２５側の端部）は、周方向部３２５の周方向中央に固定される。第２連結部材３８２の径方向内側の端部（中央部３２１側の端部）は、中央部３２１のうち周方向で隣り合う２つの径方向部３２３の間に位置する部分の周方向中央に固定される。第２連結部材３８２を周方向部３２５及び中央部３２１に固定する固定手段としては、例えば、ピン及びＣリングを採用することができる。当該固定手段により、第１ベース部材３２Ａ及び第２ベース部材３２Ｂが固定される。

第２連結部材３８２は、軸方向から見て、それが固定される周方向部３２５が設けられた径方向部３２２と平行に延びている。第２連結部材３８２は、軸方向から見て、永久磁石３４に重なる。第２連結部材３８２の幅（軸方向から見て、第２連結部材３８２が延びる方向に垂直な方向の長さ）は、径方向部３２２の幅（軸方向から見て、径方向部３２２が延びる方向に垂直な方向の長さ）と略同じである。

第２連結部材３８２の中央部３２１側の端部は、第１連結部材３８１の中央部３２１側の端部に対して一体的に形成されている。つまり、第２連結部材３８２は、第１接続部材と同じ位置で中央部３２１に固定される。

第２連結部材３８２の中央部３２１側の端部は、軸方向から見て、中央部３２１と重なる位置で、第１連結部材３８１の中央部３２１側の端部に繋がっている。

上記ロータ３０Ａにおいては、周方向部３２４の先端と周方向部３２５の先端との間に隙間Ｓ１が形成されているので、第１の実施の形態と同様な効果を得ることができる。

上記ロータ３０Ａにおいては、複数の連結部材３８の各々が周方向３２４及び周方向部３２５の変位を抑制するので、ロータ３０Ａの回転に伴って永久磁石３４に作用する遠心力に起因する荷重への耐久性を向上させることができる。

上記ロータ３０Ａにおいては、連結部材３８が軸方向から見て永久磁石３４に重なる。そのため、周方向部３２４及び周方向部３２５の各々の変形を抑制しながら、永久磁石３４の軸方向への動き（ステータコイル４０６への通電に起因して発生する電磁力の作用に基づく動き）を拘束することができる。

特に、上記ロータ３０Ａでは、連結部材３８が軸方向の両側に配置されているので、永久磁石３４の軸方向両側への動きを拘束することができる。

加えて、上記ロータ３０Ａでは、軸方向から見て、中央部３２１と重なる位置で、第１連結部材３８１が第２連結部材３８２に繋がっている。そのため、連結部材３８が永久磁石３４に接触する領域を確保することができる。その結果、永久磁石３４の軸方向への動きを拘束しやすくなる。

上記ロータ３０Ａにおいては、第１連結部材３８１及び第２連結部材３８２の各々の中央部３２１側の端部が一体的に形成されているので、複数の連結部材３８の各々を中央部３２１に取り付ける作業が容易になる。

第１連結部材３８１が周方向部３２４に取り付けられる位置は、周方向部３２４の基端（つまり、径方向部３２３への接続端）に近いほうが好ましい。この場合、永久磁石３４が配置されている領域のうち第１連結部材３８１よりも周方向他方側の領域（つまり、第１連結部材３８１が固定された周方向部３２４に接続されている径方向部３２３側の領域）を小さくすることができる。そのため、当該領域を通過する磁束が変化したときの影響を受け難くすることができる。その結果、第１連結部材３８１を介して周方向部３２４と中央部３２１との間に渦電流が流れるのを抑制することができる。

第２連結部材３８２が周方向部３２５に取り付けられる位置は、周方向部３２５の基端（つまり、径方向部３２３への接続端）に近いほうが好ましい。この場合、永久磁石３４が配置されている領域のうち第２連結部材３８２よりも周方向一方側の領域（つまり、第２連結部材３８２が固定された周方向部３２５に接続されている径方向部３２３側の領域）を小さくすることができる。そのため、当該領域を通過する磁束が変化したときの影響を受け難くすることができる。その結果、第２連結部材３８２を介して周方向部３２５と中央部３２１との間に渦電流が流れるのを抑制することができる。

［第２の実施の形態の応用例１］
第１連結部材３８１及び第２連結部材３８２は、一体的に形成されていなくてもよい。

図７を参照しながら、本発明の第２の実施の形態の応用例１について説明する。図７は、本応用例で採用される連結部材３８Ａを示す斜視図である。

本応用例では、複数の連結部材３８の代わりに、複数の連結部材３８Ａを備える。連結部材３８Ａは、連結部材３８と比べて、第１連結部材３８１の中央部３２１側の端部が第２連結部材３８２の中央部３２１側の端部と一体的に形成されていない点で異なる。つまり、連結部材３８Ａでは、第１連結部材３８１と第２連結部材３８２とが別々の位置において、中央部３２１に取り付けられている。

なお、図７に示す例では、第１連結部材３８１が第２連結部材３８２と平行に延びているが、第１連結部材３８１が第２連結部材３８２と平行に延びている必要はない。

本応用例においても、第２の実施の形態と同様に、第１連結部材３８１が周方向部３２４と中央部３２１とを接続し、第２連結部材３８２が周方向部３２５と中央部３２１とを接続しているので、第２の実施の形態と同様な効果を得ることができる。

［第２の実施の形態の応用例２］
連結部材３８は、永久磁石３４及びベース部材３２に埋め込まれるように配置されていてもよい。

図８を参照しながら、本発明の第２の実施の形態の応用例２について説明する。図８は、本応用例における連結部材３８の取付状態を示す斜視図である。第１連結部材３８１の少なくとも一部は、周方向部３２４、永久磁石３４及び中央部３２１に亘って形成された第１溝３９１内に位置している。第２連結部材３８２の少なくとも一部は、周方向部３２５、永久磁石３４及び中央部３２１に亘って形成された第２溝３９２内に位置している。

本応用例においても、第２の実施の形態と同様に、第１連結部材３８１が周方向部３２４と中央部３２１とを接続し、第２連結部材３８２が周方向部３２５と中央部３２１とを接続しているので、第２の実施の形態と同様な効果を得ることができる。

本応用例においては、第１連結部材３８１及び第２連結部材３８２の各々の表面がベース部材３２及び永久磁石３４の各々の表面から突出する高さを小さくすることができるので、ロータが回転するときの空気抵抗を少なくすることができる。

以上、本発明の実施の形態について詳述してきたが、これらはあくまでも例示であって、本発明は、上述の実施の形態の記載によって、何等、限定的に解釈されるものではない。

上記実施の形態では、アキシャルギャップ型回転電機として、アキシャルギャップ型ＤＣブラシレスモータを例に説明したが、アキシャルギャップ型回転電機は、他のタイプのモータや発電機であってもよい。

本発明の第１連結部材及び第２連結部材は、例えば、ワイヤ状であってもよい。

上記実施の形態では、複数の保持部が一体的に設けられていたが、複数の保持部は別々に設けられていてもよい。

上記第２の実施の形態において、ロータ３０Ａは保護管３６をさらに備えていてもよい。この場合、周方向部３２４及び周方向部３２５の変形をさらに抑制することができる。

上記第１及び第２の実施の形態において、隙間Ｓ１を合成樹脂材で埋めてもよい。この場合、温度変化に起因して周方向部３２４と周方向部３２５が接触するのを回避することができる。

１０ モータ
３０ ロータ
３２ ベース部材
３２Ａ 第１ベース部材
３２Ｂ 第２ベース部材
３２１ 中央部
３２２ 仕切部
３２３ 径方向部
３２４ 周方向部
３２５ 周方向部
３４ 永久磁石
３６ 保護管（補強部材）
３８ 連結部材
４０ ステータ

Claims (7)

1. アキシャルギャップ型回転電機であって、
   ロータと、
   前記ロータの軸方向で前記ロータに対向して配置され、前記ロータを電磁力によって回転させるステータとを備え、
   前記ロータは、
   複数の永久磁石と、
   非磁性材料で形成され、前記複数の永久磁石を前記ロータの回転周方向に並べた状態で支持するベース部材と、
   非磁性材料で形成され、前記ロータの回転に伴って前記複数の永久磁石の各々に作用する遠心力に起因する荷重が前記ベース部材に作用することに基づく前記ベース部材の変形を抑制する補強部材とを備え、
   前記ベース部材は、
   前記軸方向から見て、前記複数の永久磁石の各々を囲むように保持する複数の保持部を含み、
   前記複数の保持部の各々は、
   前記回転周方向において前記永久磁石の一方側に位置し、前記ロータの回転半径方向に延びて、前記永久磁石の前記回転周方向の一方側への動きを拘束する第１径方向部と、
   前記回転周方向において前記永久磁石の他方側に位置し、前記回転半径方向に延びて、前記永久磁石の前記回転周方向の他方側への動きを拘束する第２径方向部と、
   前記回転半径方向において前記永久磁石の外側に位置し、前記回転周方向に延びて、前記永久磁石の前記回転半径方向の外側への動きを拘束する外側周方向部とを含み、
   前記外側周方向部は、
   前記第１径方向部から前記回転周方向の他方側に向かって延びる第１外側周方向部と、
   前記第２径方向部から前記回転周方向の一方側に向かって延びる第２外側周方向部とを含み、
   前記第１外側周方向部と前記第２外側周方向部との間での通電を遮断するように、前記第１外側周方向部の先端と前記第２外側周方向部の先端との間に隙間が形成されており、
   前記補強部材は、前記第１外側周方向部及び前記第２外側周方向部の各々の先端が前記回転径方向の外側に変位するような変形を抑制する、アキシャルギャップ型回転電機。
2. 請求項１に記載のアキシャルギャップ型回転電機であって、
   前記複数の保持部の各々は、さらに、
   前記回転半径方向において前記永久磁石の内側に位置し、前記第１径方向部と前記第２径方向部とを接続する内側周方向部を含み、
   前記補強部材は、
   前記複数の保持部の各々に対して個別に取り付けられる複数の連結部材を含み、
   前記複数の連結部材の各々は、
   前記第１外側周方向部の先端が前記回転半径方向の外側に変位するような変形を抑制するように、前記第１外側周方向部と前記内側周方向部とを連結する第１連結部材と、
   前記第２外側周方向部の先端が前記回転半径方向の外側に変位するような変形を抑制するように、前記第２外側周方向部と前記内側周方向部とを連結する第２連結部材とを含む、アキシャルギャップ型回転電機。
3. 請求項２に記載のアキシャルギャップ型回転電機であって、
   前記第１連結部材及び前記第２連結部材は、前記軸方向から見て、前記永久磁石を横切るように配置され、前記軸方向で前記永久磁石と接触することにより、前記永久磁石の前記軸方向への動きを拘束する、アキシャルギャップ型回転電機。
4. 請求項２又は３に記載のアキシャルギャップ型回転電機であって、
   前記第１連結部材のうち前記内側周方向部に取り付けられる端部は、前記第２連結部材のうち前記内側周方向部に取り付けられる端部と一体的に繋がっている、アキシャルギャップ型回転電機。
5. 請求項２〜４の何れか１項に記載のアキシャルギャップ型回転電機であって、
   前記第１連結部材の少なくとも一部は、前記第１外側周方向部、前記永久磁石及び前記内側周方向部に亘って形成された第１溝内に位置し、
   前記第２連結部材の少なくとも一部は、前記第２外側周方向部、前記永久磁石及び前記内側周方向部に亘って形成された第２溝内に位置している、アキシャルギャップ型回転電機。
6. 請求項１〜５の何れか１項に記載のアキシャルギャップ型回転電機であって、
   前記補強部材は、
   前記軸方向から見て、前記ベース部材を取り囲み、前記複数の保持部の各々が有する前記第１外側周方向部及び前記第２外側周方向部に対して前記回転半径方向の外側から接触する保護管を含む、アキシャルギャップ型回転電機。
7. 請求項１〜６の何れか１項に記載のアキシャルギャップ型回転電機であって、
   前記回転周方向で隣り合う２つの前記永久磁石の間に存在する単一の共通径方向部により、前記第１径方向部と前記第２径方向部とが構成されている、アキシャルギャップ型回転電機。

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