JP7477377B2 - アキシャルギャップ型回転電機 - Google Patents

Description

本発明はアキシャルギャップ型回転電機に関する。

回転軸方向において、所定のエアギャップを介して固定子と回転子とが対向するアキシャルギャップ型回転電機は、コイルと回転子の間の静電容量が大きくなり易く、軸電圧が発生し易い。特に、固定子コアがモールド樹脂により封止された固定子は、固定子コアがモールド樹脂により電気的に絶縁されるため、固定子の電位が浮遊電位となり、コイルと回転子の間の静電容量が一層大きくなって軸電圧がさらに増加する。この軸電圧が軸受の油膜の絶縁破壊電圧を超えると、軸受には電食が発生し、軸受の寿命が短くなる。この軸電圧を低減する技術が特許文献１に開示されている。

特許第６２０８３３１号公報

特許文献１に開示されているアキシャルギャップ型回転電機は、鉄心における固定子の外径側の側面とハウジングを板状導電体により電気的に接続させ、鉄心を接地電位にして軸電圧を低減させるとともに、ボビンの鍔部の回転子と対向する対向面上にテープ状導電体を配置してコイルと回転子の間を遮蔽し、静電容量を低減して軸電圧をさらに低減している。しかし、板状導電体とテープ状導電体は、取り付ける場所に合った形状に予め加工しておく工程が必要となる。

そこで、発明者は、取り付ける場所に合った形状に予め加工しておく工程が不要な代替部材により、鉄心とハウジングを電気的に接続させ、コイルと回転子の間を遮蔽すれば、生産性を向上できることを思いついた。さらに、発明者は、経年劣化により鉄心とモールド樹脂の間または鉄心とボビンの間に隙間が生じる虞があり、上記代替部材を用いて鉄心とハウジングを電気的に接続する場合にはこの点に留意する必要があることを知見した。

本発明の目的は、固定子の生産性を向上させるとともに、鉄心とハウジングの電気的接続が、経年劣化により断線することを抑止できるアキシャルギャップ型回転電機を提供することにある。

上記目的を達成するために、本発明は、鉄心にコイルが巻回された複数の固定子コアと、前記複数の固定子コアが環状に配列された固定子と、前記固定子にエアギャップを介して対向する回転子と、前記固定子を覆うハウジングと、前記鉄心の側面を封止するモールド樹脂であって、前記回転子と対向する対向面を有するモールド樹脂と、前記鉄心の周囲を取り囲むように前記対向面上に設けられ、前記鉄心の周囲の一部に切欠き部を有するリング状の第１導電体であって、前記ハウジングと電気的に接続された第１導電体と、前記対向面上で前記鉄心における前記固定子の内径側と外径側の少なくとも一方に位置し、前記第１導電体と前記鉄心とを電気的に接続するように設けられた第２導電体とを備え、前記第１導電体及び前記第２導電体が、導電性塗料または導電性接着剤である。

本発明のアキシャルギャップ型回転電機によれば、固定子の生産性を向上させるとともに、経年劣化による電食の発生を抑止し、寿命の低下を抑止できる。上記した以外の課題、構成及び効果は、以下の実施形態の説明により明らかにされる。

比較例に係るアキシャルギャップ型回転電機の断面斜視図である。 比較例に係るアキシャルギャップ型回転電機のハウジングと固定子の軸方向断面図である。 比較例に係るアキシャルギャップ型回転電機の、固定子と回転子とハウジングの斜視図である。 比較例に係るアキシャルギャップ型回転電機のハウジングと固定子を、導電体が設けられた側の軸方向から見た模式図である。 本発明の第１実施形態係るアキシャルギャップ型回転電機のハウジングと固定子を、回転子側から見た模式図である。 本発明の第２実施形態係るアキシャルギャップ型回転電機のハウジングと固定子を、回転子側から見た模式図である。 本発明の第３実施形態係るアキシャルギャップ型回転電機のハウジングと固定子を、回転子側から見た模式図である。 本発明の第４実施形態係るアキシャルギャップ型回転電機のハウジングと固定子を、回転子側から見た模式図である。 本発明の第４の実施形態に係るアキシャルギャップ型回転電機の嵌合部の拡大斜視図である。 本発明の第５実施形態係るアキシャルギャップ型回転電機のハウジングと固定子の軸方向断面図である。 本発明の第６実施形態係るアキシャルギャップ型回転電機のハウジングと固定子を、回転子側から見た模式図である。 本発明の第６実施形態係るアキシャルギャップ型回転電機のハウジングと固定子の軸方向断面図である。

以下、図面を用いて、本発明の第１～第５の実施形態によるアキシャルギャップ型回転電機の構成及び動作について説明する。なお、各図において、同一符号は同一部分を示す。

図１は、比較例に係るアキシャルギャップ型回転電機の断面斜視図である。図１に示すように比較例に係るアキシャルギャップ型回転電機１００は、２枚の回転子が固定子を挟み込んだダブルロータ型である。

アキシャルギャップ型回転電機１００は、固定子２と、２枚の回転子３、シャフト４と、ハウジング５と、２つの軸受６と、フロントハウジング７と、バックハウジング８とを備えている。

固定子２は、複数の固定子コア２１を環状に配列した電機子である。固定子コア２１は、鉄心２２とボビン２３とコイル２４とを備える。鉄心２２は所定の形状に打抜いた電磁鋼板等の軟磁性薄板を固定子２の径方向に積層した鉄の塊である。なお、軟磁性薄板には、鉄損を減少させるため、アモルファス金属を用いることが好ましい。ボビン２３は筒状の樹脂である。ボビン２３には鉄心２２が挿入される。コイル２４は磁界を発生させる電線で、ボビン２３に巻回されている。

回転子３は、複数の磁石３１と、バックヨーク３２と基台３３とを有する。複数の磁石３１は、基台３３の固定子２側の面にバックヨーク３２を介して環状に固定されるとともに、エアギャップを介して固定子２に対向する。バックヨーク３２は、帯状の電磁鋼板を巻回した巻き鉄心で、基台３３の固定子２側の面に設けられた円環状の溝３３ａに固定されている。基台３３は、円環状の溝３３ａと貫通孔３３ｂを有する円板状の非磁性体である。貫通孔３３ｂは、基台３３の中央に設けられ、シャフト４が挿入される。

シャフト４は回転軸で、２つの軸受６により支持されている。また、２つの軸受６のそれぞれは、フロントハウジング７とバックハウジング８に固定されている。

ハウジング５は、固定子２を覆う部品である。ハウジング５には、フロントハウジング７とバックハウジング８が取り付けられている。フロントハウジング７とバックハウジング８は円盤状の部品で、ハウジング５の両端に取り付けられ、ハウジング５の開口を塞ぐ。

図２は、比較例に係るアキシャルギャップ型回転電機のハウジングと固定子の軸方向断面図である。ハウジング５には、固定子２を覆う円筒部５１の内周面から内径方向に円板状のガイド部５２が突き出ている。ガイド部５２によって固定子２はハウジング５内の所定場所に位置決めされる。

また、ハウジング５内の所定場所に位置決めされた固定子２は、モールド樹脂９によりモールドされている。モールド樹脂９は、ガイド部５２の回転子３に対向する対向面５２１が露出するように固定子２をハウジング５内にモールドする成形材料で、中央に貫通孔である軸心穴２５を有する。モールド樹脂９の回転子３に対向する対向面９１のうち、ガイド部５２の対向面５２１が露出する側の対向面９１上には導電体１０が設けられている。導電体１０は、鉄心２２とガイド部５２に接触している。

図３は、比較例に係るアキシャルギャップ型回転電機の、固定子と回転子とハウジングの斜視図である。なお、固定子コア２１の配置とモールド樹脂９の形状を明らかにするため、ハウジング５の円筒部前側と導電体１０とガイド部５２とを省略して示した。図３に示すように、モールド樹脂９は、複数の固定子コア２１を環状に配列した固定子２をモールドし、ハウジング５に固定している。

図４は、比較例に係るアキシャルギャップ型回転電機１００の固定子２とハウジング５を、導電体１０が設けられた側の軸方向から見た模式図である。

前記のとおり、モールド樹脂９には中央に貫通孔である軸心穴２５が設けられ、回転子３に対向する対向面９１上に設けられた導電体１０が、鉄心２２とガイド部５２に接触している。そのため、導電体１０は、ハウジング５と鉄心２２を電気的に接続している。このことにより、鉄心２２は導電体１０を介してハウジング５によりアースされ、鉄心２２の電位が浮動電位となることを防止され、軸電圧の発生が抑制されている。

導電体１０には、設けた（塗布した）後に硬化する液状の導電性部材、例えば、導電性塗料または導電性接着剤（以下、導電性塗料等という。）が用いられる。そのため、導電体１０を予め取り付ける場所に合った形状に加工しておく工程が不要となり、生産性を向上させることができる。

導電性塗料等のベース基材には、例えば、エポキシ系樹脂、アクリル系樹脂、ウレタン系樹脂、ポリエステル系樹脂、シリコーン系樹脂が、単独または混合して使用される。また、導電性塗料等の導電性粒子には、導電性を有する物質、例えば、銀、銅、金、ニッケル、アルミニウム、炭素が用いられ、特に電気抵抗値が低い物質（即ち、導電性が高い物質）、例えば、銀や銅が好ましい。また、加熱溶融後固化するペースト状導電性粒子を導電体１０に用いてもよい。

また、導電体１０は非磁性体であることが好ましい。非磁性体の導電体１０は、コイル２４から回転子３へ誘起されるコモンモード電圧による静電結合を遮蔽（シールド）する。これにより、軸受６に加わる電圧は低減され、軸受６の電食は抑制される。したがって、非磁性体の導電体１０は、固定子２の回転子３に対向する対向面上の全てに設けることが好ましい。

一方、比較例に係るアキシャルギャップ型回転電機１００は以下の課題がある。即ち、モールド樹脂９の回転子３に対向する対向面９１上に塗布された導電体１０により、複数の鉄心２２の各々を取り囲む複数の環状部１０１が形成される。そのため、複数の環状部１０１の各々に沿って電流が流れ、導電体１０には複数の渦電流が発生する。また、モールド樹脂９の回転子３に対向する対向面９１上に塗布された導電体１０により、軸心穴２５を取り囲む円環部１０２が形成される。そのため、導電体１０には円環部１０２に沿って渦電流が発生する。したがって、アキシャルギャップ型回転電機１００は、渦電流損の増加による効率の低下という課題がある。

また、アキシャルギャップ型回転電機１００を長期間使用すると、モールド樹脂９の鉄心２２の側面の各々を封止する封止面９２～９５が変形し、鉄心２２の各側面から分離し、封止面９２～９５と鉄心２２の各側面の間に隙間が生じる場合がある。封止面９２～９５と鉄心２２の各側面の間に隙間が生じると、導電体１０が亀裂し、導電体１０と鉄心２２の電気的接続が切断してしまう。すると、鉄心２２の電位は浮遊電位となってしまい、軸電圧が発生する。したがって、比較例に係るアキシャルギャップ型回転電機１００は、長期間使用すると、軸受６に電食が発生し寿命が低下するという課題がある。

（第１の実施形態）
図５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１のハウジング５と固定子２を、回転子３の側から見た模式図である。本実施形態に係るアキシャルギャップ型回転電機１が比較例に係るアキシャルギャップ型回転電機１００と異なる点は、導電体１０の構成と形状と配置である。

本実施形態に係るアキシャルギャップ型回転電機１の導電体１０は、第１導電体１１と複数（鉄心２２と同数）の第２導電体１２により構成される。

第１導電体１１は、鉄心２２の周囲を取り囲むように、固定子コア２１を封止するモールド樹脂９の回転子３に対向する対向面９１上に設けられ、鉄心２２の周囲の一部に切欠き部１３を有するリング状の導電体で、ハウジング５と電気的に接続されている。

次に、図５を用いて本実施形態に係る第１導電体１１を詳細に説明する。第１導電体１１は、モールド樹脂９の回転子３に対向する対向面９１上に塗布された導電性塗料等で、外径部１１１と複数の間部１１２と内径部１１３と複数の切欠き部１３を有する。

外径部１１１は、環状に配置された複数の鉄心２２の外側の側面を封止するモールド樹脂９の回転子３に対向する対向面９１上に塗布された環状の導電性塗料等である。外径部１１１と複数の鉄心２２の各々との間には、モールド樹脂９の回転子３に対向する対向面９１から突起する第１絶縁帯１４１が設けられている。そのため、外径部１１１は第１絶縁帯１４１により複数の鉄心２２の各々に対して絶縁されている。また、外径部１１１の外径方向の端は、ハウジング５のガイド部５２と接している。そのため、第１導電体１１とハウジング５は、電気的に接続している。

複数の間部１１２は、複数の鉄心２２のうち隣合う２つの鉄心２２の側面を封止するモールド樹脂９の回転子３に対向する複数の対向面９１上に塗布された矩形状の導電性塗料等である。隣合う２つの鉄心２２と、複数の間部１１２の各々の間には、モールド樹脂９の回転子３に対向する対向面９１から突起する第２絶縁帯１４２と第３絶縁帯１４３が各々設けられている。そのため、複数の間部１１２の各々は、第２絶縁帯１４２と第３絶縁帯１４３により、隣合う２つの鉄心２２の各々に対して絶縁されている。

内径部１１３は、環状に配置された複数の鉄心２２の内側の側面を封止するモールド樹脂９の回転子３に対向する対向面９１上に塗布された環状の導電性塗料等である。内径部１１３と複数の鉄心２２の各々との間には、モールド樹脂９の回転子３に対向する対向面９１から突起する第４絶縁帯１４４が設けられている。そのため、内径部１１３は、第４絶縁帯１４４により複数の鉄心２２の各々に対して絶縁されている。また、内径部１１３の内径方向の端は、モールド樹脂９の回転子３に対向する対向面９１から軸心穴２５に沿って環状に突起する環状凸部２５１に接する。したがって、内径部１１３は、環状凸部２５１により軸心穴２５に対して隔てられている。そのため、内径部１１３を塗布する工程において、導電性塗料等が軸心穴２５に流出することを防止できる。

外径部１１１と複数の間部１１２と内径部１１３の各々を形成する導電性塗料等は接続する。そのため、複数の鉄心２２の各々は、外径部１１１と複数の間部１１２と内径部１１３の各々を形成する導電性塗料等により取り囲まれている。そのため、複数の鉄心２２の各々の周囲には、複数の鉄心２２の各々を環状に取り囲む導電性塗料等である環状部１１４が形成されている。したがって、第１導電体１１は、環状に配置された複数の鉄心２２の各々の周囲を取り囲む環状部１１４を形成する導電性塗料等の集合体となっている。

また、第１絶縁帯１４１～第４絶縁帯１４４により、複数の鉄心２２の各々の周囲を取り囲む環状の絶縁帯１４が形成されている。そのため、複数の鉄心２２の各々と第１導電体１１は、絶縁帯１４により絶縁されている。

切欠き部１３は、鉄心２２を取り囲む環状部１１４を電気的に切断する部分である。切欠き部１３が環状部１１４を電気的に切断することにより、環状部１１４に沿って流れる電流は遮断され、渦電流の発生を防止できる。

切欠き部１３は、具体的にはモールド樹脂９の回転子３に対向する対向面９１から突起し、環状部１１４の内側と外側の絶縁部に接続する絶縁体である。切欠き部１３が環状部１１４の内側と外側の絶縁部に接続することにより、環状部１１４は電気的に切断される。逆に、切欠き部１３が環状部１１４の内側または外側の導電体に接続する場合には、環状部１１４は電気的に切断されない。例えば、切欠き部１３が環状部１１４の外側の導電体であるハウジング５のガイド部５２に接続する場合、環状部１１４に沿って流れる電流は、切欠き部１３と接続するガイド部５２を流れて遮断されない。

なお、本実施形態に係るアキシャルギャップ型回転電機１の切欠き部１３は、環状部１１４の内側の絶縁部として第４絶縁帯１４４と接続し、環状部１１４の外側の絶縁部として環状凸部２５１に接続する。

また、本実施形態に係るアキシャルギャップ型回転電機１の切欠き部１３は、前記のとおり環状凸部２５１に接続する。そのため、内径部１１３は切欠き部１３により切断されている。

また、本実施形態に係るアキシャルギャップ型回転電機１は、比較例に係るアキシャルギャップ型回転電機１００と同様に、長期間使用すると鉄心２２の側面の各々を封止するモールド樹脂９の封止面９２～９５が変形して鉄心２２から遊離し、封止面９２～９５と鉄心２２の間に隙間が生じる場合がある。

発明者らは、この隙間の発生が、固定子２の周方向に鉄心２２の側面を封止する封止面９２，９３で多く、固定子２の内径側と外径側で鉄心２２の側面を封止する封止面９３、９４で少なく、固定子２の内径側で鉄心２２の側面を封止する封止面９４で最も少ない傾向になっていることを、長期間使用したアキシャルギャップ型回転電機から知見した。そのため、本発明に係るアキシャルギャップ型回転電機は、モールド樹脂９の回転子３に対向する対向面上で鉄心２２における固定子２の内径側と外径側の少なくとも一方に位置し、第１導電体１１と鉄心２２とを電気的に接続するように塗布された導電体塗料等である第２導電体１２を備える。

特に、本実施形態に係るアキシャルギャップ型回転電機１は、図５に示すように、第２導電体１２がモールド樹脂９の回転子３に対向する対向面９１上で鉄心２２における固定子２の内径側に位置し、環状に配置された複数の鉄心２２の各々の内径側の内径部２２２と、第１導電体１１の内径部１１３とを電気的に接続する。

また、第２導電体１２は、図５に示すように、モールド樹脂９の回転子３に対向する対向面９１上だけでなく、複数の鉄心２２の各々の回転子３に対向する端面２２１と、第１導電体１１の内径部１１３の上に塗布してもよい。

また、第２導電体１２は、複数の鋼板を固定子２の径方向に積層した鉄心２２の回転子３に対向する端面２２１に線状に塗布し、複数の鋼板を電気的に接続してもよい。

なお、第１導電体１１と第２導電体１２は、同じ導電部材により形成されていてもよい。

また、第１導電体１１と第２導電体１２は異なる導電部材、例えば、第１導電体１１に導電性塗料等を用い、第２導電体１２に粘着層に導電性のフィラーを混ぜたテープである導電性テープにより形成してもよい。その理由は、下記のとおりである。

第１導電体１１はモールド樹脂９の回転子３に対向する対向面９１上のみに設けられ、複数の鉄心２２の各々を取り囲み、切欠き部１３を備え、円弧や矩形が組み合わさった複雑な形状となっている。それに対し、第２導電体１２は、モールド樹脂９の回転子３に対向する対向面９１上と鉄心２２の回転子３に対向する端面２２１上と第１導電体１１上の３つの異なる部分に設けられ、矩形という単純な形状となっている。

一方、導電性塗料等は、塗布した後に硬化する液状であるため、前記の通り、取り付ける場所に合った形状に予め加工しておく工程が不要となる。また、複雑な形状であっても容易に対応できる。しかし、導電性塗料等は液体であるため、塗布をする材質の親和性により、濃淡や変形が発生する場合がある。そのため、導電性塗料等を一つの面に塗布する場合、同じ材質により形成された面に塗布することが好ましい。また、導電性塗料等は、塗布した後に硬化するため、塗布する面に密着する。そのため、塗布する面が亀裂すると導電性塗料等も亀裂しやすい。これらより、第１導電体１１に適する。

他方、導電性テープは固体であるため、複雑な形状に容易に対応することは困難である。しかし、塗布をする材質に依らず貼り付けられ、濃淡や変形が発生しない。そのため、導電性テープは異なる材質により形成された面に塗布することができる。また、導電性テープは、固体を貼り付けるため、塗布する面に密着しない。そのため、塗布する面が亀裂しても導電性テープは亀裂しにくい。これらより、第２導電体１２に適する。
［効果］
本実施形態に係るアキシャルギャップ型回転電機１は、第１導電体１１がハウジング５と電気的に接続するため、第１導電体１１をハウジング５によりアースでき、第１導電体１１の電位が浮動電位となることを防止し、軸電圧の発生を抑止できる。

また、複数の鉄心２２の各々は、複数の第２導電体１２の各々により、第１導電体１１と電気的に接続している。そのため、複数の鉄心２２の各々を、第１導電体１１と複数の第２導電体１２を介してハウジング５によりアースでき、複数の鉄心２２の各々の電位が浮動電位となることを防止し、軸電圧の発生を抑止できる。

特に、本実施形態に係るアキシャルギャップ型回転電機１の第２導電体１２は、モールド樹脂９の回転子３に対向する対向面９１上で、鉄心２２における固定子２の内径側に塗布される。即ち、アキシャルギャップ型回転電機１を長期間使用したときに、鉄心２２の側面を封止するモールド樹脂９と鉄心２２の側面の間に隙間が最も発生しにくい位置に第２導電体１２は塗布されている。そのため、アキシャルギャップ型回転電機１を長期間使用しても、第２導電体１２は破断されにくく、鉄心２２と第１導電体１１の電気的接続を維持できる。したがって、本実施形態に係るアキシャルギャップ型回転電機１は、長期間使用しても軸受６に電食が発生しにくく、寿命の低下を抑止することができる。

また、本実施形態に係るアキシャルギャップ型回転電機１は、第１導電体１１に備わる複数の環状部１１４の各々に切欠き部１３が設けられている。そのため、複数の環状部１１４の各々に沿って流れる電流を遮断できる。したがって、渦電流を抑止でき、アキシャルギャップ型回転電機１の効率の低下を抑止することができる。

また、複数の切欠き部１３の各々は、軸心穴２５の開口縁を形成するモールド樹脂である環状凸部２５１に接続し、第１導電体１１の内径部１１３を径方向に分断する。そのため、内径部１１３に沿って流れる電流を遮断できる。したがって、渦電流を抑止でき、アキシャルギャップ型回転電機１の効率の低下を抑止することができる。

また、複数の切欠き部１３の各々は、鉄心２２における固定子コア２１の内径側に位置する。そのため、複数の切欠き部１３の各々の面積の拡大を防止でき、第１導電体１１の面積の減少を抑制できる。したがって、シールド面積の減少を抑制できる。また、複数の切欠き部１３の各々は、鉄心２２における固定子コア２１の内径側に位置するため、第１導電体１１の塗布工数を抑制でき、生産性を向上できる。

また、第１導電体１１と第２導電体１２は、導電性塗料等により構成されている。そのため、第１導電体１１と第２導電体１２を予め取り付ける場所に合った形状に加工しておく工程が不要となり、生産性を向上させることができる。

また、第２導電体１２は、モールド樹脂９の回転子３に対向する対向面９１上だけでなく、複数の鉄心２２の各々の回転子３に対向する端面２２１上と、第１導電体１１の内径部１１３の上に塗布される。このことにより、第２導電体１２は、複数の鉄心２２の各々と第１導電体１１の内径部１１３と接触する部分が広がる。そのため。複数の鉄心２２の各々と第１導電体１１の内径部１１３との電気的接続の信頼性を向上させることができる。

また、第１導電体１１と第２導電体１２を同じ導電部材より形成しても良い。このことにより、製造コストの抑制や作業効率の向上ができる。

また、第１導電体１１と第２導電体１２を異なる導電部材より形成しても良い。このことにより、導電体の形状や導電体を設ける場所に適した導電部材を用いて、作業効率や耐久性等を向上させることができる。

また、第２導電体１２は、複数の鉄心２２の各々の回転子３に対向する端面２２１に線状に塗布することが好ましい。このことにより、複数の鉄心２２の各々の回転子３に対向する端面２２１に塗布された第２導電体１２に渦電流が発生することを防ぐことができる。

特に、第２導電体１２は、複数の鋼板を固定子２の径方向に積層した鉄心２２の回転子３に対向する端面２２１に線状に塗布され、複数の鋼板を電気的に接続することが好ましい。このことにより、鉄心２２を構成する複数の鋼板の各々をアースでき、鉄心２２の電位が浮動電位となることを確実に防止できる。

（第２の実施形態）
図６は、本発明の第２実施形態に係るアキシャルギャップ型回転電機２０のハウジング５と固定子２を、回転子３側から見た模式図である。

本実施形態に係るアキシャルギャップ型回転電機２０が第１実施形態に係るアキシャルギャップ型回転電機１と異なる点は、第２導電体１５の配置である。即ち、本実施形態に係るアキシャルギャップ型回転電機２０は、モールド樹脂９の回転子３に対向する対向面９１上で鉄心２２における固定子２の外径側に位置し、環状に配置された複数の鉄心２２の各々の外径側の外径部２２３と、第１導電体１１の外径部１１１を電気的に接続する第２導電体１５を備える。
［効果］
本実施形態に係るアキシャルギャップ型回転電機２０の第２導電体１５は、モールド樹脂９の回転子３に対向する対向面９１上で、鉄心２２における固定子２の外径側に位置する。そのため、鉄心２２の接地経路が第１実施形態に係るアキシャルギャップ型回転電機１より短く、接地経路の電気抵抗値を抑制することができる。したがって、複数の鉄心２２の各々とハウジング５の電位差を第１実施形態に係るアキシャルギャップ型回転電機１より低下でき、軸電圧の発生を抑止できる。

また、本実施形態に係るアキシャルギャップ型回転電機２０の第２導電体１５は、モールド樹脂９の回転子３に対向する対向面９１上で鉄心２２における固定子２の外径側に位置している。そのため、モールド樹脂９の回転子３に対向する対向面９１上で鉄心２２における固定子２の周方向の両側に位置させた第２導電体よりも、破断されにくく鉄心２２と第１導電体１１の電気的接続を維持できる。したがって、本実施形態に係るアキシャルギャップ型回転電機２０は、長期間使用しても軸受６に電食が発生しにくく、寿命の低下を抑止することができる。

また、第２導電体１５は、複数の鉄心２２の各々の回転子３に対向する端面２２１に線状に塗布することが好ましい。このことにより、複数の鉄心２２の各々の回転子３に対向する端面２２１に塗布された第２導電体１５に渦電流が発生することを防ぐことができる。

特に、第２導電体１５は、複数の鋼板を固定子２の径方向に積層した鉄心２２の回転子３に対向する端面２２１に線状に塗布され、複数の鋼板を電気的に接続することが好ましい。このことにより、鉄心２２を構成する複数の鋼板の各々をアースでき、鉄心２２の電位が浮動電位となることを確実に防止できる。

（第３の実施形態）
図７は、本発明の第３実施形態に係るアキシャルギャップ型回転電機３０のハウジング５と固定子２を、回転子３側から見た模式図である。

本実施形態に係るアキシャルギャップ型回転電機３０は、図７に示すように、第１実施形態に係るアキシャルギャップ型回転電機１の第２導電体１２と、第２実施形態に係るアキシャルギャップ型回転電機２０の第２導電体１５の双方を備える。
［効果］
本実施形態に係るアキシャルギャップ型回転電機３０は、第２導電体１２がモールド樹脂９の回転子３に対向する対向面９１上で、鉄心２２における固定子２の内径側に位置する。即ち、アキシャルギャップ型回転電機３０を長期間使用したときに、鉄心２２を封止するモールド樹脂９と鉄心２２の間に隙間が最も発生しにくい位置に第２導電体１２は塗布されている。そのため、アキシャルギャップ型回転電機１を長期間使用しても、第２導電体１２は破断されにくく、鉄心２２と第１導電体１１の電気的接続を維持できる。したがって、本実施形態に係るアキシャルギャップ型回転電機３０は、長期間使用しても軸受６に電食が発生しにくく、寿命の低下を抑止することができる。

さらに、本実施形態に係るアキシャルギャップ型回転電機３０の第２導電体１５は、モールド樹脂９の回転子３に対向する対向面９１上で、鉄心２２における固定子２の外径側に位置する。そのため、鉄心２２の接地経路が第１実施形態に係るアキシャルギャップ型回転電機１より短く、接地経路の電気抵抗値を抑制することができる。したがって、複数の鉄心２２の各々とハウジング５の電位差を第１実施形態に係るアキシャルギャップ型回転電機１より低下でき、軸電圧の発生をさらに抑止できる。

（第４の実施形態）
図８は、本発明の第４実施形態に係るアキシャルギャップ型回転電機４０のハウジング５と固定子２を、回転子３側から見た模式図である。

本実施形態に係るアキシャルギャップ型回転電機４０が第１実施形態に係るアキシャルギャップ型回転電機１と異なる点は、ガイド部５２に嵌合部５２２が設けられ、ガイド部５２及びモールド樹脂９の回転子３に対向する表面の嵌合部５２２を中心とする所定の領域１６に第１導電体１１が塗布されている点である。

図９に本発明の第１の実施形態に係るアキシャルギャップ型回転電機１の嵌合部５２２の拡大斜視図を示す。図９に示すように、嵌合部５２２は、ガイド部５２の内周壁５２３から円筒部５１の外径方向に凹む凹部である。嵌合部５２２は、円筒部５１の周方向における嵌合部５２２の隙間の幅が内径側より外径側において広くなる部分を有している。これにより、嵌合部５２２はくびれ形状の部分を有している。

図８に示された所定の領域１６は、嵌合部５２２に充填され固化したモールド樹脂９により、ガイド部５２の内周壁に接するモールド樹脂９をガイド部５２の内周壁から離れることを妨げることができる領域である。

なお、所定の領域１６は、嵌合部５２２の形状やモールド樹脂９の材質によって、その範囲が異なる。また、第１導電体１１は、所定の領域１６の全体に設けることが好ましいが、ガイド部５２とモールド樹脂９の結合部分を含んだ所定の領域１６の一部分に設けてもよい。
［効果］
嵌合部５２２に充填され固化したモールド樹脂９は、経年劣化等により固定子２の径方向に収縮してガイド部５２の内周壁から離れる力が働いても、嵌合部５２２のくびれ形状の部分に嵌合し、ガイド部５２の内周壁から離れることが抑制される。

また、所定の領域１６に第１導電体１１が塗布されているため、長期間使用したアキシャルギャップ型回転電機１の鉄心２２とハウジング５の電気的接続を維持することができる。これにより、軸受６の電食は引き続き抑制され、軸受電食に対する信頼性の高いアキシャルギャップ型回転電機４０を提供できる。

（第５の実施形態）
図１０は、本発明の第５実施形態係るアキシャルギャップ型回転電機５０のハウジングと固定子の軸方向断面図である。

本実施形態に係るアキシャルギャップ型回転電機５０が第１実施形態に係るアキシャルギャップ型回転電機１と異なる点は、鉄心２２とコイル２４が絶縁シート等の絶縁体２６より絶縁され、第１導電体１１とコイル２４の間にボビン２３の鍔部２３２を備えない点である。

即ち、第１実施形態に係るアキシャルギャップ型回転電機１は、鉄心２２を包む筒部２３１と、筒部２３１の両端開口付近から開口縁の形状に沿って周方向に延伸しコイル２４の巻幅を規制する鍔部２３２をと備えるボビン２３により鉄心２２とコイル２４が絶縁されている。それに対し、本実施形態に係るアキシャルギャップ型回転電機５０は、筒部２３１のみ備え、鍔部２３２を備えない絶縁体２６（例えば、絶縁シート）により鉄心２２とコイル２４が絶縁されている。そのため、本実施形態に係るアキシャルギャップ型回転電機５０の第１導電体１１とコイル２４の間に位置するモールド樹脂９は、第１導電体１１とコイル２４に接触する。
［効果］
本実施形態に係るアキシャルギャップ型回転電機５０は、絶縁体２６が鍔部２３２を備えない。そのため、ボビン２３を容易に製造でき、コストを抑制することができる。

（第６の実施形態）
図１１は、本発明の第６実施形態に係るアキシャルギャップ型回転電機６０のハウジング５と固定子２を、回転子３側から見た模式図である。また、図１２は、本発明の第６実施形態係るアキシャルギャップ型回転電機のハウジングと固定子の軸方向断面図である。

本実施形態に係るアキシャルギャップ型回転電機６０が第１実施形態に係るアキシャルギャップ型回転電機１と異なる点は、導電体１０がモールド樹脂９ではなくボビン２３の鍔部２３２の回転子３に対向する対向面２３３上に設けられている点である。

即ち、本実施形態に係るアキシャルギャップ型回転電機６０は、鉄心２２の側面を覆うボビン２３を介してコイル２４が巻回された複数の固定子コア２１と、複数の固定子コア２１が環状に配列された固定子２と、固定子２にエアギャップを介して対向する回転子３と、固定子２を覆うハウジング５と、ボビン２３の端部に設けられた鍔部２３２であって、回転子３と対向する対向面２３３を有する鍔部２３２と、鉄心２２の周囲を取り囲むように対向面２３３上に設けられ、鉄心２２の周囲の一部に切欠き部１３を有するリング状の第１導電体１１であって、ハウジング５と電気的に接続された第１導電体１１と、対向面２３３上で鉄心２２における固定子２の内径側に位置し、第１導電体１１と鉄心２２とを電気的に接続するように設けられた第２導電体１２とを備える。

図１１と図１２を用いて本実施形態に係る第１導電体１１を詳細に説明する。第１導電体１１は、ボビン２３の鍔部２３２の回転子３に対向する対向面２３３上に塗布された導電性塗料等で、鉄心２２の周囲を取り囲む環状部１１４と切欠き部１３を有する。

環状部１１４は、ハウジング５のガイド部５２と接する。そのため、第１導電体１１とハウジング５は、電気的に接続している。また、環状部１１４と鉄心２２の間には絶縁帯１４が形成されている。絶縁帯１４は、鍔部２３２の回転子３に対向する対向面２３３からボビン２３の筒部２３１の開口に沿って環状に突起する絶縁体である。そのため、複数の鉄心２２の各々と第１導電体１１は、絶縁帯１４により絶縁されている。

切欠き部１３は、鉄心２２を取り囲む環状部１１４を電気的に切断する部分である。切欠き部１３が環状部１１４を電気的に切断することにより、環状部１１４に沿って流れる電流は遮断され、渦電流の発生を防止できる。

切欠き部１３は、具体的には鍔部２３２の回転子３に対向する対向面２３３から突起し、絶縁帯１４と鍔部２３２の外縁に接続する絶縁体である。

また、本実施形態に係るアキシャルギャップ型回転電機６０は、比較例に係るアキシャルギャップ型回転電機１００と同様に、長期間使用すると鉄心２２の各側面と接するボビン２３の内側面２３４～２３７が変形して鉄心２２から遊離し、内側面２３４～２３７と鉄心２２の各側面の間に隙間が生じる場合がある。

発明者らは、この隙間の発生が、第１実施形態と同じように、固定子２の周方向に鉄心２２の側面と接する内側面２３４、２３５で多く、固定子２の内径側で鉄心２２の側面と接する内側面２３７で最も少ない傾向になっていることを、長期間使用したアキシャルギャップ型回転電機から知見した。そのため、本実施形態に係るアキシャルギャップ型回転電機６０は、図１１に示すように、第２導電体１２が鍔部２３２の回転子３に対向する対向面２３３上で鉄心２２における固定子２の内径側に位置し、鉄心２２の内径側の内径部２２２と、第１導電体１１の内径部１１３とを電気的に接続する。

また、第２導電体１２は、図１１に示すように、鍔部２３２の回転子３に対向する対向面２３３上だけでなく、複数の鉄心２２の各々の回転子３に対向する端面２２１と、第１導電体１１の内径部１１３の上に塗布してもよい。

なお、第１導電体１１と第２導電体１２は、同じ導電体で形成してもよい。また、第１導電体１１はボビン２３の鍔部２３２の回転子３に対向する対向面２３３上のみに設けられ、複数の鉄心２２の各々を取り囲み、切欠き部１３を備え、円弧や矩形が組み合わさった形状となっている。それに対し、第２導電体１２は、ボビン２３の鍔部２３２の回転子３に対向する対向面２３３上と鉄心２２の回転子３に対向する端面２２１上と第１導電体１１上の３つの異なる部分に設けられ、矩形のみの単純な形状となっている。そのため、第１導電体１１と第２導電体１２は異なる導電体により形成してもよい。例えば、第１導電体１１に導電性塗料を用い、第２導電体１２に導電性テープを用いてもよい。
［効果］
本実施形態に係るアキシャルギャップ型回転電機６０は、第１導電体１１がハウジング５と電気的に接続するため、第１導電体１１をハウジング５によりアースでき、第１導電体１１の電位が浮動電位となることを防止し、軸電圧の発生を抑止できる。

また、鉄心２２は、第２導電体１２により第１導電体１１と電気的に接続している。そのため、鉄心２２を第１導電体１１と複数の第２導電体１２を介してハウジング５によりアースでき、鉄心２２の電位が浮動電位となることを防止し、軸電圧の発生を抑止できる。

特に、本実施形態に係るアキシャルギャップ型回転電機６０の第２導電体１２は、ボビン２３の鍔部２３２の回転子３に対向する対向面２３３上で、鉄心２２における固定子２の内径側に塗布される。即ち、アキシャルギャップ型回転電機６０を長期間使用したときに、鉄心２２に接するボビン２３の内側面と鉄心２２の側面の間に隙間が最も発生しにくい位置に第２導電体１２は塗布されている。そのため、アキシャルギャップ型回転電機６０を長期間使用しても、第２導電体１２は破断されにくく、鉄心２２と第１導電体１１の電気的接続を維持できる。したがって、本実施形態に係るアキシャルギャップ型回転電機６０は、長期間使用しても軸受６に電食が発生しにくく、寿命の低下を抑止することができる。

また、本実施形態に係るアキシャルギャップ型回転電機６０は、第１導電体１１に切欠き部１３が設けられている。そのため、環状部１１４に沿って流れる電流を遮断できる。したがって、渦電流を抑止でき、アキシャルギャップ型回転電機６０の効率の低下を抑止することができる。

また、第２導電体１２は、ボビン２３の鍔部２３２の回転子３に対向する対向面２３３上だけでなく、複数の鉄心２２の各々の回転子３に対向する端面２２１と、第１導電体１１の内径部１１３の上に塗布される。このことにより、複数の鉄心２２の各々と第１導電体１１の内径部１１３との電気的接続を強固にすることができる。

また、第１導電体１１と第２導電体１２を同じ導電体により形成しても良い。このことにより、作業効率を向上させることができる。

また、第１導電体１１と第２導電体１２を、各々の配置する場所に適した材質を用いて、異なる導電体より形成しても良い。このことにより、作業効率や耐久性等を向上させることができる。

また、第２導電体１２は、複数の鉄心２２の各々の回転子３に対向する端面２２１に線状に塗布することが好ましい。このことにより、複数の鉄心２２の各々の回転子３に対向する端面２２１に塗布された第２導電体１２に渦電流が発生することを防ぐことができる。

特に、第２導電体１２は、複数の鋼板を固定子２の径方向に積層した鉄心２２の回転子３に対向する端面２２１に線状に塗布され、複数の鋼板を電気的に接続することが好ましい。このことにより、鉄心２２を構成する複数の鋼板の各々をアースでき、鉄心２２の電位が浮動電位となることを確実に防止できる。

なお、本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上述した実施形態は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施形態の構成の一部を他の実施形態の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施形態の構成に他の実施形態の構成を加えることも可能である。また、各実施形態の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。

なお、本発明の実施形態は、以下の態様であってもよい。アキシャルギャップ型回転電機はシングルロータ型でもよい。また、鉄心２２は、磁性鉄粉を成型してもよい。また、１２スロットの例を示したが他のスロット数でもよい。また、導電体１０上に、他の材料、例えば、複合樹脂やフィルム、無機繊維を設けて、導電体１０の接着性や密着性、耐熱性などを高めてもよい。また、導電性塗料が塗布される面を粗面にし、アンカー効果が作用するようにしてもよい。

１，２０，３０，４０，５０，６０，１００…アキシャルギャップ型回転電機、２…固定子、３…回転子、５…ハウジング、６…軸受、９…モールド樹脂、１０…導電体、１１…第１導電体、１２，１５…第２導電体、１３…切欠き部、２１…固定子コア、２２…鉄心、２３…ボビン、２４…コイル、９１，２３３，５２１…対向面

Claims (13)

1. 鉄心にコイルが巻回された複数の固定子コアと、
   前記複数の固定子コアが環状に配列された固定子と、
   前記固定子にエアギャップを介して対向する回転子と、
   前記固定子を覆うハウジングと、
   前記鉄心の側面を封止するモールド樹脂であって、前記回転子と対向する対向面を有するモールド樹脂と、
   前記鉄心の周囲を取り囲むように前記対向面上に設けられ、前記鉄心の周囲の一部に切欠き部を有するリング状の第１導電体であって、前記ハウジングと電気的に接続された第１導電体と、
   前記対向面上で前記鉄心における前記固定子の内径側と外径側の少なくとも一方に位置し、前記第１導電体と前記鉄心とを電気的に接続するように設けられた第２導電体と
   を備え、
   前記第１導電体及び前記第２導電体が、導電性塗料または導電性接着剤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。
2. 請求項１のアキシャルギャップ型回転電機において、
   前記第２導電体は、前記鉄心と前記第１導電体の上に塗布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。
3. 請求項１のアキシャルギャップ型回転電機において、
   前記固定子は、中央に貫通孔を有し、
   前記切欠き部は、前記貫通孔の開口縁を形成するモールド樹脂に接続することを特徴とするアキシャルギャップ型回転電機。
4. 請求項３のアキシャルギャップ型回転電機において、
   前記切欠き部は、前記鉄心における前記固定子コアの内径側に位置することを特徴とするアキシャルギャップ型回転電機。
5. 請求項１のアキシャルギャップ型回転電機において、
   前記ハウジングには、前記モールド樹脂と嵌合する嵌合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。
6. 請求項１のアキシャルギャップ型回転電機において、
   前記モールド樹脂のうち、前記第１導電体と前記コイルの間に位置するモールド樹脂が、前記第１導電体と前記コイルに接触することを特徴とするアキシャルギャップ型回転電機。
7. 請求項１のアキシャルギャップ型回転電機において、
   前記第１導電体と前記第２導電体が、同じ導電部材により形成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。
8. 請求項１のアキシャルギャップ型回転電機において、
   前記第１導電体と前記第２導電体が、異なる導電部材により形成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。
9. 請求項１のアキシャルギャップ型回転電機において、
   前記鉄心は、前記固定子の径方向に積層された複数の鋼板を備え、
   前記第２導電体は、前記鉄心の前記回転子に対向する端面に線状に設けられ、前記複数の鋼板を電気的に接続することを特徴とするアキシャルギャップ型回転電機。
10. 鉄心の側面を覆うボビンを介してコイルが巻回された複数の固定子コアと、
    前記複数の固定子コアが環状に配列された固定子と、
    前記固定子にエアギャップを介して対向する回転子と、
    前記固定子を覆うハウジングと、
    前記ボビンの端部に設けられた鍔部であって、前記回転子と対向する対向面を有する鍔部と、
    前記鉄心の周囲を取り囲むように前記対向面上に設けられ、前記鉄心の周囲の一部に切欠き部を有するリング状の第１導電体であって、前記ハウジングと電気的に接続された第１導電体と、
    前記対向面上で前記鉄心における前記固定子の内径側に位置し、前記第１導電体と前記鉄心とを電気的に接続するように設けられた第２導電体とを備え、
    前記第１導電体及び前記第２導電体が、導電性塗料または導電性接着剤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。
11. 請求項１０のアキシャルギャップ型回転電機において、
    前記第２導電体は、前記鉄心と前記第１導電体の上に塗布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。
12. 請求項１０のアキシャルギャップ型回転電機において、
    前記第１導電体と前記第２導電体が、同じ導電体により形成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。
13. 請求項１０のアキシャルギャップ型回転電機において、
    前記第１導電体と前記第２導電体が、異なる導電体により形成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。

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