JP6208331B2 - アキシャルエアギャップ型回転電機 - Google Patents
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Description
固定子の組立性を確保でき又確実に軸電圧を低減させることが望まれる。
本発明の他の課題及び効果は、以下の記載から明らかになる。
以下、図面を用いて本発明を実施するための第1実施形態を説明する。図1A及び図1Bに、本発明を適用した一実施の形態であるダブルロータ型のアキシャルエアギャップ型回転電機1(以下、単に「回転電機1」という場合がある。)の概要構成を示す。
図2B及び2Cに、固定子コア25及びボビン23の夫々の断面図を示す。導電部材10は、アルミ、鉄又はSUSなどの導電性を有する材料で構成されており、一部が直角に折り曲げられた薄い板状部材である。導電部材10は、鉄心21と、筒部23cの内筒との間に位置する水平部10a及び鍔部23bの表面に位置した垂直部10bを有するL字形状をなす。水平部aは、筒部23c内周面と接触する。垂直部10bは、筒部23の開口部端面(鍔部23bでもある)と接触しており、導電部材10を係止する機能も有する。なお、導電部材10のボビンと対向面の全部又は一部を接着剤等で接着するようになっているが、これに限定するものではない。
また、断面が概略台形の形状である鉄心21の下底側の側面が導電部材10と接触しつつ挿入されることで、挿入のガイドとしての機能が発揮される。更には、ボビン23内に挿入されたコア21が積層方向に膨らもうとするため、導電部材10との面圧が高まる。
また、導電部材10の水平部10aがボビン筒部23aからその厚み分鉄心21側に突出していることにより、鉄心21と、導電部材10との接触圧力を確実に確保することができる。他方、本実施形態では、複数の固定子コア25を樹脂モールドで一体成形するようになっているが、導電部材10が薄い板状部材であることから、鉄心21と、導電部材10との間に樹脂が侵入する虞を低減しつつ鉄心21と導電部材10の接触を確実にするという効果がある。
第1実施形態では,導電部材10が矩形状の導体板をほぼ直角に折り曲げた形状であるが、水平部10aと垂直部10bを有していれば他の形状であってもよい。
図4に、水平部10aと、垂直部10bとの折り曲げ角を90度以上とし、更に、水平部10aに折曲げ部10cを設けた例を示す。本図では,垂直部10bに対しする垂線に対しθ1、θ2の角度を設けている。中央部このような形状にすると、鉄心21の挿入時に導電部材10が、鉄心21やボビン23の平坦面に沿って塑性変形する。導電部材10からコア21により更に大きな接触圧力を加えることができる。
図5A及びBに、導電部材10の他の変形例を示す。導電部材10は、垂直部10bの形状をボビン鍔部23bの形状に対応して拡大する構成をとる。即ち鍔部23bの面上であって、鉄心21とハウジング50の間の部分を覆う板形状となる。このようにボビン鍔部23bとの接触面積を増加させることで、導電部材10を更に安定してボビン23に保持することができ、鉄心21を挿入しやすくなる。更には、鉄心21挿入時に、垂直部10bを型で押さえ易くもなる。
図6Aに、第2実施形態である回転電機1の1スロット分の固定子コア25の全体斜視図を示し、図6Bに、当該固定子コア25の断面斜視図を示す。
第2実施形態では、導電部材10の垂直部10bが穴10e有し、また、ボビン23の鍔部23bに、垂直部10bよりも回転子30側に突出し、当該穴10eに貫通する突起部23dを更に有する点を特徴の一つとする(図6C参照)。即ち導電部材10がボビン23上で安定的に懸架する為である。
図7Aに、第3実施形態である回転電機1の1スロット分の固定子コア25の全体斜視図を示し、図7Bに、当該固定子コア25の断面斜視図を示す。
第4実施形態の固定子コア25は、ボビン23の筒部23aであって、導電部材10の水平部10aと回転軸径方向に対向する内径側に、両鍔部23b間に渡って溝部23eを有する点を特徴とする。
図8に、第4実施形態である回転電機1の1スロット分の固定子コア25の全体斜視図を示す(鉄心21は不図示)。本実施形態では、導電部材10に加えて、ボビンの鍔部23b上に、ハウジング50に電気的に接続された電動部材11を配置している。導電部材10は、垂直部10bで導電部材11と電気的かつ機械的に接続されている。
図9Aに、第5実施形態である回転電機1の1スロット分の固定子コア25の全体斜視図を示す(鉄心21は不図示)。
第5実施形態の回転電機1の固定子コア25は、概略台形の形状を有するボビンの鍔部23の両斜辺部及び下底部に渡って、導電部材12を配置することを特徴の一つとする。即ちコイル22と回転子30の間の静電容量を低減する遮蔽材の機能を有する。
更に、導電部材10が、鍔部23bに接着された導電部材12を介してボビン23と結合するようになっている。
図9Bに、第5実施形態の変形例である、固定子コア25の全体斜視図を示す(鉄心21は不図示。)。本変形例では、更に、導電部材11を備える点を特徴の一つとする。
導電部材11は、鍔部23bの下底側において、導電部材12の上に配置され、更にその上に、導電部材11の垂直部10bが配置されており、これらが電機的及び機械的に接続された構成をとる。
本変形例によれば、導電部材10及び11が鉄心21の挿入を容易にし、組立て性が向上する。また、さらに,導電部材11及び12により,コイル22と、回転子30との間の静電容量が減少し、軸電圧が低減するという効果がある。
図10Aに、第6実施形態である回転電機1の1スロット分の固定子コア25の全体斜視図を示し、図10Bに、ハウジング50側のみの部分断面図を示す(何れも、鉄心21は不図示)。第6実施形態は、導電部材10の両端部が垂直部10bとなるコの字形状を有する点を特徴の一つとする(図10C参照)。両端の垂直部10bが、両鍔部23bを挟持するようになっている。
図11Aに、第7実施形態である回転電機1の1スロット分の固定子コア25の全体斜視図を示し、図11Bに、ボビンのハウジング50側の部分断面斜視図を示す(鉄心21は不図示。)。
第7実施形態は、導電部材10が、筒部23cの両端部から夫々挿入・配置され、内径において水平部10aの先端が重なる(重なり10e)ように設置されることを特徴の1つとする。
図12A~図12Eを用いて、第8実施形態の回転電機1を説明する。第8実施形態の回転電機1は、導電部材10の垂直部10b及び導電部材11をボルトやリベットといった締結部材13aで締結する点と、導電部材11の回転軸回転方向の両端部に、隣接する固定子コア25の導電部材11と連結するための締結部材13bを有する点が、主な特徴である。
また、固定子コア25において、両鍔部23bに配置された導電部材11同士が電気的に接続され、ハウジング50との導電は何れかの1か所とすることができる。構造の簡略化を図れると共に自由度が増す。
また、隣接する固定子コア25の導電部材11同士を機械的に締結することで、各固定子コア25同士の位置決めにも寄与する。
また、固定子20中央に配置された導電部材14が、導電部材11と電機的に接続されることで、導電部材14もハウジング50と導電することになる。この結果、コイル22とシャフト40の間の静電容量を低減し,軸電圧を抑制することができる。
20…固定子、21…鉄心、22…コイル、23…ボビン、23b…鍔部、23c…筒部、
23d…突起部、23e…溝部、25…固定子コア、30…回転子、31…永久磁石、32…バックヨーク、33…ヨーク、40…シャフト、50…ハウジング、60…エンドブラケット、70…軸受
Claims (15)
- 側面が概略台形の柱体からなる鉄心、該鉄心の外周形状に概略一致するボビン内筒部に前記鉄心が挿入された筒状のボビン及び該ボビンの外筒部に巻き回されたコイルからなる複数の固定子コアが、回転軸方向を中心として環状に配列されてなる円環形状の固定子と、前記回転軸径方向に所定のエアギャップを介して、前記側面と平面対向する少なくとも1つの回転子と、前記固定子を支持する内周面を有する概略筒形状のハウジングと、前記ハウジングと接続され、前記回転子と接続された回転軸を、軸受を介して回転可能に支持するブラケットとを備えるアキシャルエアギャップ型回転電機であって、
前記ボビン内筒部の一方開口部から、該ボビン内筒部の内周面を前記回転軸と並行に延伸する水平部と、前記水平部の延伸方向と鉛直方向に屈折し、前記開口部の端面に接触する垂直部とを有する板状の第1導電性部材を有し、該水平部が、前記鉄心外周面の一部及び前記ボビン内筒部の内周面の一部に接触すると共に前記垂直部が、前記ハウジングの内周面と導電可能に接続されたものであるアキシャルエアギャップ型回転電機。 - 請求項1に記載のアキシャルエアギャップ型回転電機であって、
前記開口部の端面が、前記回転子と対向する側であるアキシャルエアギャップ型回転電機。 - 請求項1に記載のアキシャルエアギャップ型回転電機であって、
前記水平部が、前記鉄心のハウジング側外周面の一部及び前記ボビン内筒部の内周面の一部に接触するものであるアキシャルエアギャップ型回転電機。 - 請求項1に記載のアキシャルエアギャップ型回転電機であって、
前記水平部の延伸方向中央付近が、前記鉄心側に湾曲するものであるアキシャルエアギャップ型回転電機。 - 請求項1に記載のアキシャルエアギャップ型回転電機であって、
前記ボビンが、前記開口部の周囲に渡って、前記ボビンの外筒と鉛直方向に所定の長さ延伸する鍔部を有するものであり、前記垂直部が、該鍔部の前記回転子と対向する面上であって、前記鉄心と前記ハウジングの間の部分を覆う板形状を有するものであるアキシャルエアギャップ型回転電機。 - 請求項1に記載のアキシャルエアギャップ型回転電機であって、
前記ボビンの開口部の端面が、突起部を有するものであり、前記垂直部が、該突起部を挿入する穴を有するものであるアキシャルエアギャップ型回転電機。 - 請求項1に記載のアキシャルエアギャップ型回転電機であって、前記水平部が接触する前記ボビンの内筒部の内周面の一部が、前記水平部以上の長さ且つ前記導電性部材の厚さ未満の溝部を有するもの
であるアキシャルエアギャップ型回転電機。 - 請求項1に記載のアキシャルエアギャップ型回転電機であって、
前記ボビンが、前記開口部の周囲に渡って、前記ボビンの外筒と鉛直方向に所定の長さ延伸する鍔部を有するものであり、
該鍔部の前記回転子と対向する面上であって、前記鉄心と前記ハウジングの間の部分に配置される板状の第2導電性部材を更に有し、
前記垂直部が、該第2導電性部材を介して前記開口部の端面に接触するものであるアキシャルエアギャップ型回転電機。 - 請求項1に記載のアキシャルエアギャップ型回転電機であって、
前記ボビンが、前記開口部の周囲に渡って、前記ボビンの外筒と鉛直方向に所定の長さ延伸する鍔部を有するものであり、
前記鍔部の前記回転子と対向する面に、一部分が不連続となる板状の第3導電性部材(12)を更に有するものであり、
前記垂直部が、該第3導電性部材を介して前記開口部の端部に係止するものであるアキシャルエアギャップ型回転電機。 - 請求項1に記載のアキシャルエアギャップ型回転電機であって、
前記ボビンが、前記開口部の周囲に渡って、前記ボビンの外筒と鉛直方向に所定の長さ延伸する鍔部を有するものであり、
該鍔部の前記回転子と対向する面上であって、前記鉄心と前記ハウジングの間の部分に配置される板状の第2導電性部材を更に有し、前記垂直部が、該第2導電性部材及び前記第3導電性部材を介して
前記開口部の端部に接触するものであるアキシャルエアギャップ型回転電機。 - 請求項1に記載のアキシャルエアギャップ型回転電機であって、
前記水平部が、前記ボビン内筒部の他方開口部まで延伸するものであり、
水平部の延伸方向と鉛直方向に屈折し、前記他方開口部の端面に接触する他の垂直部を更に有するものであるアキシャルエアギャップ型回転電機。 - 請求項1に記載のアキシャルエアギャップ型回転電機であって、
前記ボビン内筒部の他方開口部から延伸する前記水平部及び前記垂直部を有する他の前記導電性部材を更に有し、
両者の前記水平部の先端部分が、前記ボビン内筒部で重なるものであるアキシャルエアギャップ型回転電機。 - 請求項1に記載のアキシャルエアギャップ型回転電機であって、
前記ボビンが、前記開口部の周囲に渡って、前記ボビンの外筒と鉛直方向に所定の長さ延伸する鍔部を有するものであり、
該鍔部の前記回転子と対向する面上であって、前記鉄心と前記ハウジングの間の部分に配置される板状の第2導電性部材を更に有するものであり、
前記第2導電性部材が、回転軸回転方向の両端部に、隣接する前記固定子コアの第2導電部材
の回転軸回転方向の一方端部と連結する締結手段を有するものであるアキシャルエアギャップ型回転電機。 - 請求項1に記載のアキシャルエアギャップ型回転電機であって、
前記回転軸と前記固定子の間に、筒形状の第4導電性部材を有するものであり、
該第4導電性部材が、前記第1導電性部材を介して、前記ハウジング内周面と導電可能に接続されたものであるアキシャルエアギャップ型回転電機。 - 請求項1〜14の何れか一項に記載のアキシャルエアギャップ型回転電機であって、
前記鉄心が、磁性体金属板を回転軸径方向に積層したものであるアキシャルエアギャップ型回転電機。
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