JP3529746B2 - 外開き型櫛部のステータを備えた永久磁石式発電・電動機 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は，ハウジングに回
転可能に支持された回転軸に取り付けられた永久磁石板
材から成るロータと該ロータの外周に配置されたステー
タとから成る外開き型櫛部のステータを備えた永久磁石
式発電・電動機に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年，永久磁石の性能が向上するに従っ
て永久磁石を発電・電動機の回転子即ちロータとして使
用される機会が増加してきた。また，永久磁石をロータ
とした発電・電動機は，高い発電効率又は電動効率が得
られることと，簡単な構造で構成できるということか
ら，最近，工業用機器に多く使用されるようになった。
そこで，発電・電動機についてコンパクト化したり，高
性能化，高出力化する技術の開発が盛んになり，それに
伴って構成部品の多様化が必要となっている。

【０００３】従来，特開平７−２３６２６０号公報に開
示された高出力交流発電・電動機は，回転速度に応じて
磁束密度を制御して発電量を適正に制御するものであ
り，ロータとステータとの間に制御リングを相対回転可
能に配置し，制御リングに接離可能な透磁性体を設けた
ものである。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで，発電・電動
機は，その構造について，その外形形状ができるだけ小
さくコンパクトに構成されることが，自動車等の限られ
たスペース内に搭載される場合には，要望されている。
発電・電動機について，スペース占有率から考慮する
と，巻線が占める割合が多い。特に，発電・電動機にお
ける巻線は，ステータのスロット部に巻き上げられてい
るが，ステータにおけるスロット部は内側に開口してい
るので，スロット部の内側から巻線を秩序良く巻き上げ
ることは至難の技であり，種々に工夫されているのが現
状である。例えば，内側に開口しているスロット部に巻
線を苦労して順次巻き上げたとしても，巻線のスロット
部への占積率が５０％以下になる。そこで，巻線を予め
巻回して束にしておき，巻線束をステータのスロット部
に嵌合させてステータの櫛部に巻き上げた状態にしてい
るが，このような方法では，巻線のスロット部への占積
率が８０％程度に増加するが，ステータの両端からは巻
線の線がはみ出し，ステータの軸方向の長さが増加する
原因となる。しかも，端部にはみ出して増加した巻線
は，銅損の増加をもたらし，はみ出した巻線の端部のた
めにネット等のカバーをしなければならず，不具合が発
生することになる。

【０００５】上記のようなステータを作製する問題を解
決するため，従来の発電・電動機では，ステータの櫛部
を構成する部材を横に並べておき，線材をステータコア
の櫛溝に巻き上げた後に，ステータ部材を円筒状に成形
する方法が知られているが，該方法ではステータのコア
材を分割したり，コア材に楔状の切り込みを入れたりし
て成形する加工上の問題が発生する。また，発電・電動
機では，各ステータの櫛部に跨がって巻線を重複させて
巻き上げる集中巻き又は分布巻き法によって正弦波を作
ることが行われるが，上記の横並べ方式の発電機では，
接続部が存在するので，集中巻き以外の分布巻きでは該
接続部で重ね合わせることができないので，分布巻きが
全くできない状態である。

【０００６】

【課題を解決するための手段】この発明の目的は，上記
の問題を解決することであり，巻線をステータのスロッ
ト部に効率良く巻き上げることができる構造にステータ
を構成したものであり，ステータのスロット部を外側に
開口し，巻線をステータの外周側から巻き上げることを
可能にし，特に，内側には櫛部を互いに接続する接続部
を設け，櫛部の内側最先端部にチャンファを形成できる
ようにステータの櫛部の半径方向内側の先端部のみを突
出させて櫛部間に空隙を形成し，ステータコアの櫛部間
のスロット部へ分布巻き及び／又は集中巻きで巻線を巻
き上げることを可能にした外開き型櫛部のステータを備
えた永久磁石式発電・電動機を提供することである。

【０００７】この発明は，ハウジングに回転可能に支持
された回転軸に取り付けられたロータ，前記ロータの外
周に配置され且つ前記ハウジングに固定されたステー
タ，該ステータと前記ロータとの間で前記ステータに対
して相対揺動可能に配置された磁束を調整して電圧を制
御する磁束制御リング，及び前記磁束制御リングを前記
ステータに対して相対揺動させるアクチュエータを有
し，前記ステータは，半径方向に延びて周方向に所定の
間隔に配置してスロット部を形成する櫛部，該櫛部を互
いに接続し且つ前記櫛部の断面幅の１／３以下の断面幅
に形成されたブリッジ部，該ブリッジ部から前記ロータ
側に突出し且つ先端両角部にチャンファ部を設けた前記
櫛部の先端部，前記ブリッジ部の外周側で前記櫛部間の
前記スロット部に巻き上げられた巻線，及び前記櫛部と
前記巻線の外周面に圧入されたリング状継鉄から構成さ
れていることから成る外開き型櫛部のステータを備えた
永久磁石式発電・電動機に関する。この永久磁石式発電
・電動機は，前記ブリッジ部の断面幅が前記ステータの
前記櫛部の断面幅の１／３以下の値に設定されているの
で，前記櫛部間での磁束の通過を絞る形状に形成されて
いる。

【０００８】前記磁束制御リングは，周方向に隔置して
配置され且つ前記ステータの前記櫛部間の前記スロット
部の幅より小さい幅を有し且つ半径方向外周側の両角部
にチャンファ部を設けた断面四角形状の透磁性体と該透
磁性体間に配置された非透磁性体とが交互に積層されて
全体として円筒状に形成され，前記透磁性体が前記ロー
タ側の内側部が周方向に幅広になる張り出し部が形成さ
れている。

【０００９】この永久磁石式発電・電動機は，前記磁束
制御リングの前記ステータに対する揺動によって前記磁
束制御リングの前記透磁性体が前記ステータの前記スロ
ット部に対向する位置では，前記磁束制御リングの前記
チャンファ部と前記櫛部の前記チャンファ部との間には
予め決められた所定量のクリアランスが形成されるもの
である。この場合に，永久磁石から発生する磁力を効率
的に集磁し，その集磁した磁束をクリアランスによって
制御するので，ロータからの磁力をステータの櫛部に効
率的に流すためには，ロータ側の磁束制御リングの透磁
性体の幅を大きくすることが必要であり，そのための形
状を透磁性体のロータ側部分を周方向に拡げる形状に形
成することが好ましい。

【００１０】この永久磁石式発電・電動機では，前記櫛
部に対する前記ブリッジ部の内側面の位置は，前記櫛部
の前記先端部に形成された前記チャンファ部の端部より
前記櫛部の幅の１／２程度だけ半径方向外側に引き込ん
だ位置に設定され，隣接する前記櫛部の前記先端部間と
前記ブリッジ部の前記内側面とによって磁束が容易に通
過しない空隙部が形成される。

【００１１】前記ブリッジ部は，前記スロット部に巻き
上げられた前記巻線が前記ロータ側にはみ出すのを防止
すると共に，磁束密度が飽和するように一部が絞られた
形状に形成されている。

【００１２】前記ステータは，前記櫛部を所定の間隔で
隔置して内側に突出する前記先端部を持つ形状に前記ブ
リッジ部で帯状に接続した円形状のステータコア片を形
成し，前記ステータコア片を軸方向に積層し，前記ステ
ータコア片が積層されたステータコアに前記巻線を巻き
上げ，次いで，前記ステータコアに前記リング状継鉄を
圧入して形成されている。

【００１３】この永久磁石式発電・電動機では，前記ス
テータを構成する前記櫛部の円形状配列の形状は，直線
状の板材を帯状に切断し，前記帯状板材を前記櫛部，前
記櫛部を接続する前記ブリッジ部及び前記ロータ側の前
記櫛部の前記先端部を残して前記櫛部間のスロット部と
空隙部とを切除し，前記ブリッジ部を円形状に曲げて成
形し，前記ブリッジ部の端部同士を接合し，耐熱硬化樹
脂によって固定化させて形成されている。

【００１４】この永久磁石式発電・電動機は，上記のよ
うに構成されているので，ステータが外開き形状に形成
され，櫛部を互いに連結するブリッジ部が櫛部の内側か
ら引っ込んだ位置に設けられており，櫛部間のスロット
部への巻線の巻き上げが容易になり，特に，櫛部の内側
先端部に容易にチャンファ部を形成することができ，チ
ャンファ部による磁束制御を容易に行うことができる。
また，櫛部の外側にリング状継鉄を嵌め込んでステータ
を形成するには，櫛部間のスロット部に巻線を外側から
巻き上げ，巻線の隙間に樹脂，アルミニウム等の非磁性
部材を埋め込み，櫛部とスロット部に充填された非磁性
部材との外周面を研削し，内周面が円形のリング状継鉄
を圧入してステータを完成させる。従って，巻線は，隣
接する櫛部間のスロット部，リング状継鉄及びブリッジ
部によって囲まれた領域に配置され，ステータの内側へ
はみ出すことがなく，収まりが良好になる。

【００１５】この永久磁石式発電・電動機におけるステ
ータは，通常使用されている誘導機や直流機に適用する
ことができるが，誘導機や直流機に適用した場合には，
磁束の制御を行う磁束制御装置が不要であるので，その
時には，櫛部の内側にはチャンファ部を形成する必要が
ない。また，ステータの櫛部の最内側に形成したチャン
ファ部は，永久磁石の磁束が通過する通路に空隙を形成
し，櫛部を通る磁束を小さくする作用を行うことにな
る。この永久磁石式発電・電動機は，磁束流れの密度を
減少させるために空隙を設けるのが最も効果的であるた
め，上記のように櫛部にチャンファ部を形成することに
よって，従来不可能であった磁束の制御を行うことがで
きるシステムを実現できる。因みに，空気の透磁率は４
π×１０^-7，鉄材の比透磁率は６０００倍であるので，
磁路での抵抗を増加させるためには，空気隙間の大きさ
を増加させることが有効である。

【００１６】この永久磁石式発電・電動機は，アクチュ
エータで磁束制御リングを移動制御するものであって，
従来のような電気的な制御方法を用いていないので，出
力損失，発熱現象，及び高調波高電圧による電波障害が
発生せず，磁束制御を効率的に行なうことができる。ま
た，磁束制御リングを構成する透磁性体にチャンファ部
を設けることによって磁束制御リングとステータの櫛部
とのクリアランスを０．０５〜０．１ｍｍ程度にまで小
さくすることができ，また，磁束制御リングとロータと
の間のクリアランスを０．５〜１ｍｍ程度にまで小さく
することができ，磁束制御リングの透磁性体のロータ側
を周方向幅を張り出して拡げることにより集磁性を増大
させるので，磁路損失を大幅に小さくすることができ
る。また，磁束制御リングとロータとのクリアランスも
最小にすることができるので，同様に効率をアップする
ことができる。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下，図面を参照して，この発明
による外開き型櫛部のステータを備えた永久磁石式発電
・電動機の実施例を説明する。図１はこの発明による外
開き型櫛部のステータを備えた永久磁石式発電・電動機
の一実施例を示す概略断面図，図２は図１の永久磁石式
発電・電動機におけるステータの櫛部と磁束制御リング
の透磁性体とが整合した状態を示す断面図，図３は図１
の永久磁石式発電・電動機におけるステータのスロット
部と磁束制御リングの透磁性体とが整合した状態を示す
断面図，図４は図２に示すステータの櫛部と磁束制御リ
ングの透磁性体とが整合した状態を示す拡大断面図，及
び図５は図３に示すステータのスロット部と磁束制御リ
ングの透磁性体とが整合した状態を示す拡大断面図であ
る。

【００１８】この発明による外開き型櫛部のステータを
備えた永久磁石式発電・電動機は，例えば，自動車等の
車両に搭載されたエンジンに設けた発電・電動機，コー
ジェネレーションシステムのエンジンに組み込まれた発
電・電動機，ハイブリット自動車のエンジン等の出力軸
に取り付けられた発電・電動機，排気ガスエネルギを回
収するターボチャージャに組み込まれた発電・電動機，
或いはエネルギ回収装置に設けた発電機等の各種の発電
・電動機に適用して好ましいものであり，その他に誘導
機や直流機のステータにも適用して好ましいものであ
る。

【００１９】この実施例の外開き型櫛部のステータを備
えた永久磁石式発電・電動機は，回転子のロータ３と固
定子のステータ４とを収容するハウジング１，ハウジン
グ１に一対の軸受１３を介して回転可能にそれぞれ支持
されている回転軸２，回転軸２に固定されている永久磁
石部材５から成るロータ３，ロータ３の外周から隔置し
てハウジング１に固定されているステータ４，及びステ
ータ４の内周側にステータ４に対して相対揺動可能に取
り付けられた磁束制御リング７，及び磁束制御リング７
をロータ３の回転速度に応じてステータ４に対して相対
移動させるアクチュエータ２５から構成されている。ハ
ウジング１は，図１では，両側の一対のハウジング本体
３０と両ハウジング本体３０を連結する中間部のボルト
３１とから構成されている。また，回転軸２には，例え
ば，回転軸２の一端部に入力となるベルトプーリ４５が
固定され，ベルトプーリ４５にエンジンの出力軸に取り
付けたベルトが掛けられている。また，回転軸２の他端
部には，ロータ３やステータ４で発生する熱を放熱する
ため冷却ファン４６が取り付けられている。ハウジング
１，ロータ３の透磁部材６には，冷却風の流れる通風孔
４７，２８が形成されている。

【００２０】ステータ４は，積層された薄板のステータ
コア１５のスロット部１１に巻線１４が巻き付けられて
いる。ステータ４は，内周部に櫛歯状に周方向に隔置状
態で位置する櫛部１０と，櫛部１０間のスロット部１１
が形成され且つハウジング１に固定されたステータコア
１５，及びステータコア１５のスロット部１１を通って
櫛部１０に巻き上げられた巻線１４から構成されてい
る。ステータコア１５におけるスロット部１１と櫛部１
０との内周側には，磁束制御リング７が接触状態に且つ
ステータ４に対して相対移動可能に配置されている。磁
束制御リング７は，ハウジング１に軸受を介して回転又
は揺動自在に取り付けてもよく，又は，軸受を使用する
ことなく，ステータコア１５に回転自在に接触状態に嵌
合させることによってステータコア１５に相対回転可能
に取り付けることもできる。

【００２１】ロータ３は，回転軸２の外周に配置された
冷却用の通風孔２８を備えた透磁部材６，透磁部材６の
外周面に配置された永久磁石部材５，及び永久磁石部材
５の外周面に固定された非磁性の補強部材１６を備えて
いる。永久磁石部材５は，周方向に隔置状態に配置され
且つ軸方向に延びる永久磁石片２０と，隣接する永久磁
石片２０間に介在された非磁性部材２１とから構成され
ている。また，透磁部材６は，例えば，透磁材と非磁性
材が周方向に交互に配置されて円筒状に形成されてい
る。ロータ３の一端には，回転軸２に設けられたねじ３
２に押さえ板３４を介して固定ナット３３が螺入され，
他端には回転軸２に固定された押さえ板３５とスペーサ
２９が設けられ，固定ナット３３で締め付けることによ
ってロータ３が回転軸２の所定位置に固定されている。
磁束制御リング７とロータ３との間には，隙間２２が形
成されている。

【００２２】この永久磁石式発電・電動機は，ステータ
４とロータ３との間でステータ４に対して相対揺動可能
に配置された磁束を調整して電圧を制御する磁束制御リ
ング７及び磁束制御リング７をステータ４に対して相対
揺動させるアクチュエータ２５を有し，特に，ステータ
４が，半径方向に延び且つ周方向に所定の間隔に配置し
てスロット部１１を形成する櫛部１０，櫛部１０のロー
タ側先端部８を突出させて櫛部１０を互いに接続するブ
リッジ部９，隣接する先端部８間に形成された空隙部１
２，ブリッジ部９の外周側で櫛部１０間のスロット部１
１に巻き上げられた巻線１４，及び櫛部１０と巻線１４
との外周面に圧入されたリング状継鉄１７から構成され
ていることに特徴を有している。

【００２３】磁束制御リング７は，周方向に隔置して配
置され且つステータ４の櫛部１０間のスロット部１１の
幅より小さい幅を有する断面四角形状の透磁性体１８
と，透磁性体１８間に配置された非透磁性体１９とが交
互に積層されて全体として円筒状に形成されている。特
に，磁束制御リング７の透磁性体１８には断面四角形の
半径方向外周側の両角部にチャンファ部２４が形成さ
れ，また，櫛部１０の半径方向内周側のロータ側先端部
８には両角部にチャンファ部２３が形成されている。即
ち，櫛部１０の先端部８は，ブリッジ部９からロータ３
側に突出しており，先端両角部にチャンファ部２３が設
けられている。また，透磁性体１８は，ロータ３側の内
側部が周方向に幅広になる張り出し部２７が形成されて
おり，集磁性をアップさせる形状に形成されている。

【００２４】コントローラは，ロータ３の回転速度に応
答してアクチュエータ２５を作動制御し，アクチュエー
タ２５の作動によってロッド２６を介して磁束制御リン
グ７がステータ４に対して揺動移動する。磁束制御リン
グ７のステータ４に対する揺動移動によって磁束制御リ
ング７のチャンファ部２４と櫛部１０のチャンファ部２
３との間のクリアランス量が制御され，ステータ４の櫛
部１０を通る磁束が制御され，発電電圧が制御され，例
えば，予め決められた所定の一定電圧を発電できるよう
になる。磁束制御リング７の透磁性体１８がステータ４
のスロット部１１に対向する位置では，磁束制御リング
７のチャンファ部２４と櫛部１０のチャンファ部２３と
の間には予め決められた所定のクリアランス量Ｌが形成
される。

【００２５】櫛部１０に対するブリッジ部９の内周面３
６の位置は，櫛部１０の先端部８に形成されたチャンフ
ァ部２３の端部３７より櫛部１０の幅Ｈの１／２程度だ
け半径方向外側に引き込んだ位置に設定され，隣接する
櫛部１０の先端部８間とブリッジ部９の内周面３６とに
よって磁束が容易に通過しない空隙部１２が形成され
る。また，ブリッジ部９の断面幅Ｓは，ステータ４の櫛
部１０の断面幅Ｈの１／３以下の値に設定され，櫛部１
０間での磁束の通過を絞る形状に形成されている。ま
た，ブリッジ部９は，スロット部１１に巻き上げられた
巻線１４がロータ３側にはみ出すのを防止すると共に，
図示していないが，磁束が飽和するように一部が絞られ
た形状に形成されている。

【００２６】ステータ４は，櫛部１０を所定の間隔で隔
置してブリッジ部９で帯状に接続し，ブリッジ部９を円
形に曲げてブリッジ部９の端部同士を接合して円形状の
ステータコア片を形成し，ステータコア片を軸方向に積
層してステータコア１５が形成される。次いで，ステー
タコア１５に巻線１４を巻き上げ，次いで，ステータコ
ア１５にリング状継鉄１７を圧入して形成されている。

【００２７】ステータ４を構成する櫛部１０の円形状配
列の形状は，直線状の板材を帯状に切断し，帯状板材を
櫛部１０とブリッジ部９を残して櫛部１０間のスロット
部１１と空隙部１２とを切除し，ブリッジ部９を円形状
に曲げて成形してブリッジ部９の端部同士を接合して形
成されている。

【００２８】この永久磁石式発電・電動機では，ステー
タ４のステータコア１５は，円形外開き型櫛部１０，櫛
部１０の外周に圧入された継鉄１７，及び櫛部１０を連
結するブリッジ部９から構成されている。従って，ステ
ータコア１５に継鉄１７を圧入する前に，巻線１４を櫛
部１０間に巻き上げ，次いで継鉄１７を櫛部１０の外周
面３８に圧入すれば，ステータコア１５に，例えば，三
相電流を発生させる複数系統電圧を発生させる巻線１４
を集中巻き及び／又は分布巻きに巻き上げることが容易
になる。ステータコア１５の櫛部１０間のスロット部１
１に跨がって巻き上げられた巻線１４をアルミニウムや
樹脂材等の非磁性材３９で固定し，その外周面３８を円
形に切削加工し，また，継鉄１７の内周面４０を予め決
められた内径に切削加工し，次いで，継鉄１７を櫛部１
０と非磁性材３９との外周面３８に圧入すれば，ステー
タ４が完成する。また，非磁性材３９は，巻線１４の発
熱によって溶損しない耐熱性材料で構成されている。

【００２９】ステータ４を作製する一実施例は，ステー
タコア１５を構成するブリッジ部９で櫛部１０を連結し
た円形外開き型櫛部材と，磁路円筒体となる継鉄１７と
をそれぞれ作製する。円形外開き型櫛部材は，ブリッジ
部９の周方向に隔置して径方向に延びるように配列した
櫛部１０を一体に成形することで作製される。円形外開
き型櫛部材は，隣接する櫛部１０間が外側に開放した開
口部となるスロット部１１が形成されているので，巻線
１４は予め決められた所定の櫛部１０間に跨がってスロ
ット部１１の外周側の開口部４１を通じてスロット部１
１に容易に巻き上げることができる。例えば，巻線１４
を巻き上げるには，まず，円形外開き型櫛部材の櫛部１
０間のスロット部１１の径方向内方から櫛部１０に巻線
１４を集中巻き及び／又は分布巻きで順次巻き上げ，次
いで，スロット部１１の外方へと櫛部１０に巻線１４を
集中巻き又は分布巻きで順次巻き上げる。

【００３０】次に，円形外開き型櫛部材の櫛部１０間の
スロット部１１に巻線１４を巻き上げた後に，スロット
部１１に非磁性材３９を充填し，巻線１４を非磁性材３
９でそれぞれ固定する。次いで，櫛部１０と非磁性材３
９との外周面３８を切削加工し，所定の外径に仕上げ加
工する。外周面３８を切削加工した円形外開き型櫛部材
に，磁路通路を構成する継鉄１７を圧入して両者を溶接
等によって互いに固定する。この場合に，継鉄１７は，
櫛部１０の外周先端面に，図示していないが，透磁性の
優れた軟質の円筒材を介在して密着圧入することができ
る。そこで，円形外開き型櫛部材の内周面を所定の内径
の中空孔になり，しかも櫛部１０の先端部８間に空隙部
１２が形成されるように切削加工し，ステータ６を完成
する。円形外開き型櫛部材は，櫛部１０をブリッジ部９
が互いに連繋し，安定した形状を維持できる。円形外開
き型櫛部材と継鉄１７から成るステータコア１５は，磁
力線を良く通し，櫛部１０を接続するブリッジ部９が薄
肉部に形成されているので，磁力が飽和するので，ブリ
ッジ部９が存在しても何ら支障とならない。

【００３１】この永久磁石式発電・電動機では，ロータ
３は，例えば，回転軸２，回転軸２上に配置された透磁
部材６，透磁部材６上に筒状に複数個隔置して配置され
た円弧状の永久磁石片２０と永久磁石片２０間に配置さ
れ且つ永久磁石片２０を互いに接着させる接着用樹脂材
等の非磁性材２１とから成る永久磁石片２０，及び永久
磁石片２０に巻回された内面に接着剤が塗布された非磁
性の耐熱合金から成る補強部材１６から構成されてい
る。また，非磁性材２１は，巻線１４の発熱によって溶
損しない耐熱性材料で構成されている。

【００３２】

【発明の効果】この発明による永久磁石式発電・電動機
は，上記のように構成されているので，継鉄を櫛部材に
圧入するのに先立って，櫛部間のスロット部に外側の開
口部から巻線を容易に集中巻き及び／又は分布巻きで巻
き上げることができ，生産効率を大幅に向上させること
ができ，信頼性に富んだステータを形成することがで
き，特に，櫛部が外開きであって櫛部がブリッジ部で接
続されているが，櫛部の内側先端部が内方へ露出してい
るので，櫛部の先端部にチャンファ部を形成でき，磁束
制御を確実に行うことができる。また，外開きのステー
タコアであるので，集中巻き及び／又は分布巻きが容易
にでき，複数の巻線グループに巻き上げることが容易で
あり，磁力線出力を階段状にずれた状態に形成すること
ができ，極めて効率的に容易に巻線をスロット部へ巻き
上げることができる。

【００３３】この永久磁石式発電・電動機は，櫛部が外
開き形状でありながら，櫛部の内側先端部にチャンファ
部を容易に形成することができ，櫛部と磁束制御リング
の透磁性体との間に適正な磁路空隙を形成することがで
き，ロータの回転速度に応答して磁束制御リングを揺動
移動させることによって従来のようなサイリスタやトラ
ンジスタを用いることなく，適正な電圧制御が確実に簡
単に達成でき，例えば，ロータの回転数に影響されるこ
となく，例えば，１００Ｖの予め決められた一定電圧を
発電させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明による外開き型櫛部のステータを備え
た永久磁石式発電・電動機の一実施例を示す概略断面図
である。

【図２】図１の永久磁石式発電・電動機におけるステー
タの櫛部と磁束制御リングの透磁性体とが整合した状態
を示す図１のＩ−Ｉ断面の断面図である。

【図３】図１の永久磁石式発電・電動機におけるステー
タのスロット部と磁束制御リングの透磁性体とが整合し
た状態を示す図１のＩ−Ｉ断面の断面図である。

【図４】図２に示すステータの櫛部と磁束制御リングの
透磁性体とが整合した状態を示す拡大断面図である。

【図５】図３に示すステータのスロット部と磁束制御リ
ングの透磁性体とが整合した状態を示す拡大断面図であ
る。

【符号の説明】

１ ハウジング ２ 回転軸 ３ ロータ ４ ステータ ５ 永久磁石部材 ６ 透磁部材 ７ 磁束制御リング ８ 先端部 ９ ブリッジ部 １０ 櫛部 １１ スロット部 １２ 空隙部 １４ 巻線 １５ ステータコア １７ リング状継鉄 １８ 透磁性体 １９ 非透磁性体 ２３ 櫛部のチャンファ部 ２４ 透磁性体のチャンファ部 ２５ アクチュエータ ３６ ブリッジ部の内周面 ３７ チャンファ部の端部 ３８ 櫛部と非磁性材との外周面 ３９ スロット部を埋める非磁性材 ４０ 継鉄の内周面 ４１ 櫛部間の開口部 Ｈ 櫛部の幅 Ｌ チャンファ部間のクリアランス Ｓ ブリッジ部の幅

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ Ｈ０２Ｋ 1/27 Ｈ０２Ｋ 1/27 ５０１Ｈ ５０１Ｍ 3/34 3/34 Ｃ 21/14 21/14 Ｇ Ｍ (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H02K 1/18 H02K 1/06 H02K 1/16 H02K 1/27 501 H02K 3/34 H02K 21/14

Claims (7)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ハウジングに回転可能に支持された回転
   軸に取り付けられたロータ，前記ロータの外周に配置さ
   れ且つ前記ハウジングに固定されたステータ，該ステー
   タと前記ロータとの間で前記ステータに対して相対揺動
   可能に配置された磁束を調整して電圧を制御する磁束制
   御リング，及び前記磁束制御リングを前記ステータに対
   して相対揺動させるアクチュエータを有し，前記ステー
   タは，半径方向に延びて周方向に所定の間隔に配置して
   スロット部を形成する櫛部，該櫛部を互いに接続し且つ
   前記櫛部の断面幅の１／３以下の断面幅に形成されたブ
   リッジ部，該ブリッジ部から前記ロータ側に突出し且つ
   先端両角部にチャンファ部を設けた前記櫛部の先端部，
   前記ブリッジ部の外周側で前記櫛部間の前記スロット部
   に巻き上げられた巻線，及び前記櫛部と前記巻線の外周
   面に圧入されたリング状継鉄から構成されていることか
   ら成る外開き型櫛部のステータを備えた永久磁石式発電
   ・電動機。
2. 【請求項２】 前記磁束制御リングは，周方向に隔置し
   て配置され且つ前記ステータの前記櫛部間の前記スロッ
   ト部の幅より小さい幅を有し且つ半径方向外周側の両角
   部にチャンファ部を設けた断面四角形状の透磁性体と該
   透磁性体間に配置された非透磁性体とが交互に積層され
   て全体として円筒状に形成され，前記透磁性体が前記ロ
   ータ側の内側部が周方向に幅広になる張り出し部が形成
   されていることから成る請求項１に記載の永久磁石式発
   電・電動機。
3. 【請求項３】 前記磁束制御リングの前記ステータに対
   する揺動によって前記磁束制御リングの前記透磁性体が
   前記ステータの前記スロット部に対向する位置では，前
   記磁束制御リングの前記チャンファ部と前記櫛部の前記
   チャンファ部との間には予め決められた所定量のクリア
   ランスが形成されることから成る請求項２に記載の永久
   磁石式発電・電動機。
4. 【請求項４】 前記櫛部に対する前記ブリッジ部の内側
   面の位置は，前記櫛部の前記先端部に形成された前記チ
   ャンファ部の端部より前記櫛部の幅の１／２程度だけ半
   径方向外側に引き込んだ位置に設定され，隣接する前記
   櫛部の前記先端部間と前記ブリッジ部の前記内側面とに
   よって磁束が容易に通過しない空隙部が形成されること
   から成る請求項２又は３に記載の永久磁石式発電・電動
   機。
5. 【請求項５】 前記ブリッジ部は，前記スロット部に巻
   き上げられた前記巻線が前記ロータ側にはみ出すのを防
   止すると共に，磁束密度が飽和するように一部が絞られ
   た形状に形成されていることから成る請求項１〜４のい
   ずれか１項に記載の永久磁石式発電・電動機。
6. 【請求項６】 前記ステータは，前記櫛部を所定の間隔
   で隔置して内側に突出する前記先端部を持つ形状に前記
   ブリッジ部で帯状に接続した円形状のステータコア片を
   形成し，前記ステータコア片を軸方向に積層し，前記ス
   テータコア片が積層されたステータコアに前記巻線を巻
   き上げ，次いで，前記ステータコアに前記リング状継鉄
   を圧入して形成されていることから成る請求項１〜５の
   いずれか１項に記載の永久磁石式発電・電動機。
7. 【請求項７】 前記ステータを構成する前記櫛部の円形
   状配列の形状は，直線状の板材を帯状に切断し，前記帯
   状板材を前記櫛部，前記櫛部を接続する前記ブリッジ部
   及び前記ロータ側の前記櫛部の前記先端部を残して前記
   櫛部間のスロット部と空隙部とを切除し，前記ブリッジ
   部を円形状に曲げて成形し，前記ブリッジ部の端部同士
   を接合し，耐熱硬化樹脂によって固定化させて形成され
   ていることから成る請求項１〜５のいずれか１項に記載
   の永久磁石式発電・電動機。