JP6977555B2 - 回転電機 - Google Patents
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Description
本実施形態に係る回転電機10は、同期式多相交流モータであり、アウタロータ構造(外転構造)のものとなっている。回転電機10の概要を図1乃至図5に示す。図1は、回転電機10の縦断面斜視図であり、図2は、回転電機10の回転軸11に沿う方向での縦断面図であり、図3は、回転軸11に直交する方向での回転電機10の横断面図(図2のIII−III線断面図)であり、図4は、図3の一部を拡大して示す断面図であり、図5は、回転電機10の分解図である。なお、図3では、図示の都合上、回転軸11を除き、切断面を示すハッチングを省略している。以下の記載では、回転軸11が延びる方向を軸方向とし、回転軸11の中心から放射状に延びる方向を径方向とし、回転軸11を中心として円周状に延びる方向を周方向としている。
以下、第2実施形態について、第1実施形態との相違点を中心に図面を参照しつつ説明する。本実施形態では、回転子40における磁石部42の極異方構造を変更しており、以下に詳しく説明する。
以下、第3実施形態について、第1実施形態との相違点を中心に図面を参照しつつ説明する。上記実施形態では、固定子コア52の外周面を凹凸のない曲面状とし、その外周面に所定間隔で複数の導線群81を並べて配置する構成としたが、これを変更してもよい。例えば、図30に示すように、固定子コア52は、固定子巻線51の径方向両側のうち回転子とは反対側(図の下側)に設けられた円環状のヨーク部141と、そのヨーク部141から、周方向に隣り合う直線部83の間に延びる突起部142とを有している。突起部142は、ヨーク部141の径方向外側、すなわち回転子40側に所定間隔で設けられている。固定子巻線51の各導線群81は、突起部142を位置決め部として用いつつ周方向に並べて配置されている。
固定子コア52のヨーク部141と、回転子40の磁石部42(すなわち各磁石91,92)とが所定距離以上離れていれば、突起部142の径方向の厚さ寸法は、図30のH1に縛られるものではない。具体的には、ヨーク部141と磁石部42とが2mm以上離れていれば、突起部142の径方向の厚さ寸法は、図30のH1以上であってもよい。例えば、直線部83の径方向厚み寸法が2mmを越えており、かつ導線群81が径方向内外の2層の導線82により構成されている場合に、ヨーク部141に隣接していない直線部83、すなわちヨーク部141から数えて2層目の導線82の半分位置までの範囲で、突起部142が設けられていてもよい。この場合、突起部142の径方向厚さ寸法が「H1×3/2」までになっていれば、導線群81における導体断面積を大きくすることで、前記効果を少なからず得ることはできる。
固定子コア52は、図31に示す構成であってもよい。なお、図31では、封止部57を省略しているが、封止部57が設けられていてもよい。図31では、便宜上、磁石部42及び固定子コア52を直線状に展開して示している。
Wt×Bs≦Wm×Br …(1)
となる磁性材料により構成されている。
上記実施形態では、固定子巻線51を覆う封止部57を、固定子コア52の径方向外側において各導線群81を全て含む範囲、すなわち径方向の厚さ寸法が各導線群81の径方向の厚さ寸法よりも大きくなる範囲で設ける構成としたが、これを変更してもよい。例えば、図32に示すように、封止部57を、導線82の一部がはみ出すように設ける構成とする。より具体的には、封止部57を、導線群81において最も径方向外側となる導線82の一部を径方向外側、すなわち固定子50側に露出させた状態で設ける構成とする。この場合、封止部57の径方向の厚さ寸法は、各導線群81の径方向の厚さ寸法と同じ、又はその厚さ寸法よりも小さいとよい。
図33に示すように、各導線群81が封止部57により封止されていない構成としてもよい。つまり、固定子巻線51を覆う封止部57を用いない構成とする。この場合、周方向に並ぶ各導線群81の間は、コア部材のない空隙となっている。
本実施形態では、図34に示すように、固定子巻線210が丸形導線により構成されている。固定子巻線210は、円環状の固定子コア200と、導線としての直線部211及びターン部212とを備えている。導線は、断面が円形状をなす丸形導線である。各導線は、周方向に所定の配置パターンで配置されるように折り曲げ形成されており、これにより、固定子巻線210として相ごとの相巻線が形成されている。各導線は、直線部211とターン部212とが交互に繰り返されることにより、波巻状の連続導体として構成されている。直線部211は、磁石部に対して径方向に対向する位置に配置されており、磁石部の軸方向外側となる位置において所定間隔を隔てて配置される同相の直線部211同士が、ターン部212により互いに接続されている。本実施形態では、固定子巻線210が分布巻きにより円環状に巻回形成されている。
同相の相巻線が各直線部211及び各ターン部212からなる連続導体として構成されていることに代えて、図36に示すように、波巻きの同相の相巻線が、直線部211及びターン部212からなる複数(具体的には例えば2つ)の導体部材230,240が溶接又は半田などにより電気的に接続されることにより構成されていてもよい。この場合、固定子コア200は、導体部材の数以上の突起部を有していればよい。各突起部は、固定子における各導体部材230,240の配置位置に対応した位置に設けられている。この構成によれば、同相の相巻線が複数の導体部材230,240により構成されている場合において、周方向における各導体部材230,240の位置決めを容易に実施することができる。
以下、第5実施形態について、第1実施形態との相違点を中心に図面を参照しつつ説明する。本実施形態において、回転電機は、インナロータ構造(内転構造)のものである。図37は、回転電機300の回転軸301に沿う方向での縦断面図である。
なお、上記実施形態は、以下のように変更して実施してもよい。
Claims (8)
- 磁石部(42,322)を有し、回転自在に支持された回転子(40,320,700,800)と、
複数の相巻線からなる固定子巻線(51,331)を有し、前記回転子と同軸に配置された固定子(50,210,330)と、
を備えた回転電機(10,300)であって、
前記固定子は、前記固定子巻線の径方向両側のうち前記回転子とは反対側に設けられた固定子コア(30)を有しており、
前記固定子巻線は、前記磁石部に対して軸方向に重複する位置に配置される磁石対向部(83,501)と、前記磁石部の軸方向外側となる位置において同相の前記磁石対向部同士を、所定数おきに互いに接続するターン部(84,502)とを有し、
前記ターン部により互いに接続される同相の前記磁石対向部同士が、前記回転子の軸心を中心とする同一のピッチ円上となる位置に配置されており、
周方向に隣り合う同相の前記磁石対向部同士が周方向に所定間隔を隔てて配置されており、
周方向に隣り合う前記磁石対向部の間に軟磁性体からなるティースが設けられていない構成となっており、
前記同一のピッチ円上における周方向長さであって、周方向に隣り合う前記磁石対向部同士の周方向における中心位置の間の長さである配置ピッチをPsとし、前記同一のピッチ円の直径をDsとし、Ds/Psをιとする場合、24<ι<34に設定されており、
周方向に隣り合う前記磁石対向部の間には、前記磁石対向部のうち径方向において前記回転子側が露出した状態で、合成樹脂からなる封止部(57)が設けられている回転電機。 - 前記固定子巻線は、径方向の厚さ寸法が周方向の幅寸法よりも小さい断面扁平状の導線(82)を用いて構成されている請求項1に記載の回転電機。
- 前記固定子巻線に用いられる導線は、複数の素線(86)が撚りあった集合体からなる導体(82a)を有している請求項1又は2に記載の回転電機。
- 前記各素線のうち隣り合う少なくとも1組の素線同士の間が電気的に絶縁されている請求項3に記載の回転電機。
- 前記素線は、自身に流れる電流に対する電気抵抗よりも、自身と隣り合う素線との間における電気抵抗の方が大きい特性を有している請求項3又は4に記載の回転電機。
- 前記ターン部は、少なくとも前記固定子の軸方向両端部に固定されている請求項1〜5のいずれか1項に記載の回転電機。
- 前記ターン部の断面積が前記磁石対向部の断面積よりも大きい請求項1〜6のいずれか1項に記載の回転電機。
- 前記回転子の極対数(Pn)が12以上である請求項1〜7のいずれか1項に記載の回転電機。
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