WO2003047070A1 - Machine electrodynamique du type a entrefer axial - Google Patents

Description

明 細 アキシャルギヤヅプ型回転電機 技術分野

本発明は、 電動モ一夕や発電機等を構成し、 また車両駆動源として用 いた場合には回生ブレーキとしてモー夕と発電機の両方の作用を利用す る口一夕及びステ一夕からなる回転電機に関する。 背景技術

電動二輪車等の駆動源やその他一般の電動モー夕としてラジアルギヤ ヅプ型電動モ一夕が用いられている。 このラジアルギヤップ型電動モ一 夕は、 例えばロータ側に、 マグネットを軸廻りに円筒状に設け、 このマ グネッ トの円筒面に対向して複数のティースをステ一夕側に設け、 この ティースにコイルを卷回したものである。 したがって、 マグネットと各 ティースの対向面のギヤヅプは軸に沿って円筒状に形成される。

一方、 オーディオ機器等の比較的小出力の回転駆動源としてアキシャ ルギヤップ型電動モ一夕が用いられている。 このアキシャルギヤヅプ型 電動モ一夕は、 回転軸に固定された円板状のロータ側のヨークと、 該口 一夕側のヨークに対向する円板状のステ一夕側のヨークと、 該ロータ側 又はステ一夕側のいずれか一方のヨークの対向面側に固定されたマグネ ヅ トと、 前記口一夕側又はステ一夕側の他方のヨークの対向面側に、 前 記マグネヅ トに対向して放射状に配設された複数のティースと、 該複数 のティースの各々に卷回されたコイルとにより構成される。 したがって 、 マグネヅ トとティースの対向面のギヤヅプは、 軸に垂直な平面状に形 成される。 図 2 2は、 従来のアキシャルギヤップ型電動モータの磁束説明図であ る。 図は 1つのティ一ス 3についてのみ磁束を示し、 その左右隣のティ ース 3については図示省略してある。

ステ一夕 1は、 鋼板の積層体からなる円板状ステ一夕ヨーク 2を備え 、 このステ一夕ヨーク 2上に複数の同じく鋼板の積層体からなるティー ス 3を放射状に配設したものである。 各ティース 3にコイル （不図示） が卷回される。 このステ一夕のティース 3に対向して円板状の口一夕 （ 不図示） が配設される。 この口一夕にマグネッ トがティース 3の上面に 対し所定のギヤップを隔てて固定される。 なお円板状とは円形及び平板 リング状 （ド一ナツ形状） を含む。 .

不図示の口一夕とステ一夕との間で磁気回路が形成され、 マグネット の N極から出た磁束は、 ティース 3からステ一夕ヨーク 2へ流れ （矢印

A )、 他のティース 3を通してマグネッ トの S極へ流れる （不図示）。 コ ィルへの通電により、 そのコイルのティースが励磁され、 ティース上面 に対向する口一夕のマグネッ トを吸引及び反発させる。 コイルへの通電 を順次切換えることにより、 励磁するティースを順次移動させてマグネ ヅトとともにロータを回転させる。

このようなアキシャルギヤップ型モ一夕は、 マグネッ トとティースと の対向面が軸方向に垂直であるため、 ラジアルギヤップ型に比べ軸方向 が短くなる。 出力を大きくする場合にも、 軸方向を長くすることなくギ ャップ対向面を大きくできるため、 モ一夕の薄型化に寄与できる。

しかしながら、 上記アキシャルギャップ型電動モー夕において、 コィ ルへの通電によりティ一ス 3からステ一夕ヨーク 2へ流れる磁束は、 口 一夕側のマグネッ トが回転するため、 その向きや大きさが変化し、 その 変化量に応じた電磁誘導によって、 ステ一夕ヨーク 2の中をティース 3 を中心にその周囲に渦状の誘導電流 Bが流れる （図 2 2 )。 この誘導電 流 Bはジュール熱となってエネルギーの損失となりモ一夕効率を低下さ せる。

このような熱によるエネルギーの損失は、 低出力の場合にはそれほど 大きな問題とならないが、 例えば電動二輪車のように大きなトルクを得 るために強いマグネヅ トを用いる場合には、 損失が著しく大きくなると ともに温度上昇率も高くなり高温になる。

したがって、 このようなアキシャルギャップ型電動モータは、 薄型で 電動二輪車の車軸等に装着するのに好適であると考えられるにもかかわ らず、 高トルクで強い磁石を用いる電動二輪車ではモ一夕効率が著しく 低下するため、 駆動源としては適用されていなかった。

本発明は、 上記従来技術を考慮したものであって、 誘導電流によるェ ネルギ一損失を低減して、 強い磁石を使用した例えば高トルクの駆動源 として小型で高いモ一夕効率が得られるアキシャルギヤップ型回転電機 の提供を目的とする。 発明の開示

前記目的を達成するため、 本発明では、 回転軸に固定された円板状の 口一夕側のヨークと、 該ロ一夕側のヨークに対向する円板状のステ一夕 側のヨークと、 該ロ一夕側又はステ一夕側のいずれか一方のヨークの対 向面側に固定されたマグネッ トと、 前記口一夕側又はステ一夕側の他方 のヨークの対向面側に、 前記マグネッ トに対向して放射状に配設され、 該ヨークに固定された複数のティースと、 該複数のティースの各々に巻 回されたコイルとからなるアキシャルギヤップ型回転電機において、 前 記ティースは、 ティース用板材の積層体からなり、 前記ティース用板材 の重ね合せ面を円周方向に配設したことを特徴とするアキシャルギヤッ プ型回転電機を提供する。 この構成によれば、 マグネッ トからティースに流れる磁束による誘導 電流を有効に低減できる。 これは以下の理由による。

マグネヅ トは、 円板 （ドーナヅ状） のため、 ティースの円周方向には 、 ティースの対向していない部分にもマグネッ トは存在する。 このマグ ネッ トから出る磁束は、 ティースの対向面 （上面） ではなく放射方向側 の側面 （横面） に入る （図 1 7、 1 8の 0。 この側面がティース用板 材の重ね合せ面側の場合、 面内に渦電流が形成されるため、 大きな誘導 電流が流れる。

一方、 放射方向には、 ティース対向面からマグネッ トがはみ出すとし てもわずかであるから、 このマグネッ トから出る磁束 （図 1 7、 1 8の D ) の量もわずかである。 したがって、 この面がティース用板材の重ね 合せ面であっても損失は小さい。 すなわち、 ティースに対向するマグネ ッ トは、 ティースへの実際の矩形対向面とその 4辺外側周縁のはみ出し 部分がある。 この 4辺のはみ出し部分とは放射方向の内外 2辺と円周方 向の左右 2辺の 4辺である。 このうち、 円周方向のはみ出し部分が、 放 射方向のはみ出し部分より大きいため、 円周方向からの磁束に対向して 各ティース用板材の側面 （板厚を表す面） を配置することにより、 渦電 流が形成されにく くなつて、 誘導電流を低減することができる。

言い換えると、 放射方向のはみ出し部分が、 円周方向のはみ出し部分 より小さいため、 この部分の磁束をティース用板材の重ね合せ面側とす ることにより誘導電流を小さくできる。

なお、 マグネッ トから出る磁束は、 ほとんど全て矩形ティースの上面 を通してティース内に入り、 はみ出し部からの磁束は少ない。

好ましい構成例では、 前記ヨークに設けたティース固定用の固定孔は 、 長手方向を有する形状であって、 その長手方向を放射方向としたこと を特徴としている。 この構成によれば、 各ティース用板材の側面が見える面 （渦電流が流 れにくい面） を長手方向に配置し、 この面を磁束の大きい側に配置する ため、 誘導電流を効率よく低減できる。

好ましい構成例では、 前記固定孔は、 長方形であることを特徴として いる。

この構成によれば、 一定形状のティース用板材を積層してティースを 形成することができる。

好ましい構成例では、 前記ティースの重ね合せ面側とステ一夕ヨーク の固定孔との間に磁気抵抗部を設けたことを特徴としている。

この構成によれば、 渦電流が形成されやすいティース用板材の重ね合 せ面側と固定孔との間に、 例えば空間を形成して磁気抵抗を高めること により、 この面を通る磁束が小さくなり、 誘導電流が低減する。

好ましい構成例では、 前記各ティ一ス用板材の板厚を表す側面とステ —夕ヨークの固定孔との間に誘導電流に対する抵抗部を設けたことを特 徴としている。

この構成によれば、 誘導電流が有効に低減される。 すなわち、 通常は 、 固定孔に圧入された積層ティース圧入面は密着して電流が流れやすい ため、 積層されたティ一ス用板材同士間で渦電流が流れる。 本発明では 、 この圧入密着面に空間あるいは絶縁材等を設けることにより電気抵抗 を高め、 誘導電流を低減する。 図面の簡単な説明

図 1は、 本発明が適用される電動二輪車の側面図である。

図 2は、 図 1の電動二輪車の後輪部分の構成図である。

図 3は、 本発明の実施形態に係るステ一夕の要部構成斜視図である。 図 4は、 本発明の実施形態の作用説明図である。 図 5は、 本発明の実施形態のステ一夕ヨークの平面図である。 図 6は、 本発明の別の実施形態のステ一夕ヨークの平面図である。

図 7は、 本発明のさらに別の実施形態のステ一夕ヨークの平面図である 図 8は、 本発明のさらに別の実施形態の形状説明図である。

図 9は、 ステ一夕ヨークの断面図である。 ， 図 1 0は、 スリッ トの形状例の説明図である。

図 1 1は、 本発明の実施形態のステ一夕の分解図である。

図 1 2は、 図 1 1のステ一夕の全体斜視図である。

図 1 3は、 図 1 2のステ一夕を組込んだ電動モ一夕全体の断面構成図で める。

図 1 4は、 樹脂モールドで封止した本発明の実施形態の説明図である。 図 1 5は、 本発明の別の実施形態の斜視図である。

図 1 6は、 本発明のさらに別の実施形態の斜視図である。

図 1 7は、 図 1 5の実施形態の磁束説明図である。

図 1 8は、 図 1 1の実施形態の磁束説明図である。

図 1 9は、 本発明の別の実施形態の説明図である。

図 2 0は、 本発明の別の実施形態の説明図である。

図 2 1は、 本発明の別の実施形態の説明図である。

図 2 2は、 従来のステ一夕における誘導電流の説明図である。 発明を実施するための最良の形態

以下図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。

図 1は、 本発明のアキシャルギャップ型電動モ一夕が適用される電動 二輪車の側面図である。

この電動二輪車 1 0は、 メインフレーム 4の前端に固着されたへヅ ド パイプ 5を揷通してハンドル 6のステアリング軸 （不図示） が装着され 、 これに連結されたフロントフオーク 7を介して前輪 8を支持する。 車 体中央部にサドル 9が設けられ、 その下側のメインフレーム 4にバヅテ リ 1 1が固定される。 メインフレーム 4の中央部から後方に向けて、 ピ ボヅ ト 1 2を介してスィングアーム 1 3がダンパ 1 4を介して揺動可能 に支持される。 スィングアーム 1 3の後端部にモー夕ケース 1 6がー体 に形成される。 このモ一夕ケース 1 6内に後輪 1 5の車軸 （不図示） と ともにその車軸と同軸上に後述の本発明に係るアキシャルギヤップ型電 動モー夕が装着される。

図 2は、 上記電動二輪車の後輪部分の要部構成図である。

後輪 1 5のタイヤ 1 5 aは、 車軸 1 7に固定されたホイル 1 8に装着 される。 スィングアーム 1 3と一体のモ一夕ケース 1 6内に、 アキシャ ルギヤヅプ型の電動モ一夕 1 9が装着される。 この電動モ一夕 1 9は、 口一夕軸 2 0と、 この口一夕軸 2 0に固定された口一夕ヨーク 2 1 と、 口一夕ヨーク 2 1に固定されたマグネヅ ト 2 2と、 モータケース 1 6に 固定されたステ一夕ヨーク 2 3と、 ステ一夕ヨーク 2 3にマグネッ ト 2 2と対向して放射状に並べて固定された複数のティース 2 4と、 各ティ —ス 2 4に卷回されたコイル 2 5とにより構成される。

ロー夕軸 2 0の一方の端部は、 ベアリング 2 6を介してモータケース 1 6に対し回転可能に支持され、 他方の端部は、 軸受 2 7を介して車軸 1 7に対し回転可能に支持される。 口一夕軸 2 0は、 遊星機構 2 8を介 して車軸 1 7に連結される。 この遊星機構 2 8自体は公知のものであり 、 モー夕ケース側に固定された筒状ハウジング 2 9と、 このハウジング 2 9の内面に設けたリングギヤ 3 0と、 口一夕軸 2 0に設けたサンギヤ 3 1と、 このサンギヤ 3 1及びリングギヤ 3 0に嚙合って自転及び公転 する遊星ギヤ 3 2と、 この遊星ギヤ 3 2を支持するキャリア 3 3と、 キ ャリア 3 3を支持する車軸 1 7と一体のキヤリァ支持板 3 4とにより構 成される。 車軸 1 7はべァリング 3 5を介してハウジング 2 9に対し回 転可能に取付けられている。

図 3は、 本発明に係るアキシャルギヤップ型電動モータのステ一夕部 分の要部構成図である。

鋼板の積層体からなる円板状 （ドーナツ状） ステ一夕ヨーク 2 3上に 鋼板の積層体からなる複数のティース 2 4が放射状に配設され、 例えば 圧入固定される。 ステ一夕ヨーク 2 3は、 後述の図 1 1に示すように、 鋼板を打ち抜き加工した （この例では図 3のようにドーナヅ状の） ョ一 ク用板材 1 2 3を積層して形成したものである。 また、 ティース 2 4は 、 図 1 1に示すように、 鋼板を打ち抜き加工したティース用板材 1 2 4 を積層して形成したものである。

ティ一ス用板材 1 2 4は、 表裏の板面 1 2 4 aを積層する面として重 ね合わせて積層される。 鋼板の板厚に相当する側面 1 2 4 bが積層体で あるティース 2 4の側面に露出する。 この例では、 積層方向が半径方向 (放射方向） であり、 重ね合わせ面となる板面 1 2 4 aの方向が円周方 向になるように、 ティース 2 4がヨーク 2 3に圧入され固定される。 各ティース 2 4にコイル 2 5 (図 2 ) が卷回される。 これらのティ一 ス 2 4に対向して、 前述の図 2に示したように、 円板状の口一夕ヨーク 2 1に固定したマグネッ ト 2 2が所定のギヤヅプを隔てて配設される。 本実施形態では、 各ティース 2 4の外周側のステ一夕ヨーク 2 3を切断 してスリット 3 6を形成している。

図 4は、 上記ステ一夕ョ一クに設けたスリッ トの作用説明図である。 各ティ一ス 2 4に卷回したコイル （不図示） への通電により、 そのコ ィルのティース 2 4が励磁され、 ティース上面に対向するロータ （不図 示） のマグネッ トを吸引及び反発させる。 励磁するコイルを順番に切り 換えることにより、 マグネッ トを順番に吸弓 I、 反発させて口一夕を回転 させる。 このときマグネヅ ト側からティース 2 4に向けて磁束が流れ、 マグネヅ トと所定のティ一ス 2 4とステ一夕ヨーク 2 3を通して磁路が 形成される。 この磁路を形成する磁束は、 所定のティース 2 4から、 矢 印 Aのようにステ一夕ヨーク 2 3を通して流れる。 このときロー夕の回 転に伴う磁束変化によって、 図 1 7で説明したように、 ティース 2 4の 周囲のステ一夕ヨーク 2 3内に誘導電流が発生する （図の点線位置）。 しかしながら、 本実施形態では、 各ティース 2 4の根元部分の圧入部外 周側のステ一夕ヨーク 2 3に、 絶縁層となるスリット 3 6が形成される ため誘導電流が遮断され、 実質上この誘導電流は流れない。

すなわち、 スリッ ト 3 6が誘導電流に対する抵抗部となり、 誘導電流 を遮断又は低減させる。 このような抵抗部は、 細長い間隔を有するスリ ッ トに限らず、 ほとんど間隔のない切込み或いは他の形状の孔等の空間 部により形成してもよい。 また、 絶縁フィルムを挟んだり、 樹脂等の絶 縁剤を充填してもよい。 あるいは、 ヨークを切り欠くことなく、 化学処 理ゃレーザ一処理その他の処理で、 誘導電流が流れる部分を変質させる ことにより、 絶縁性をもたせて誘導電流を低減してもよい。

図 5は、 上記本発明実施形態のステ一夕ヨークの平面図である。

円環状のステ一夕ヨーク 2 3に複数のティース圧入孔 3 7が貫通して 形成される。 各圧入孔 3 7の外周側に開口するスリッ ト 3 6がステ一夕 ヨーク 2 3を切断して形成される。

この圧入孔 3 7は、 ティースの一部 （図 1 1の圧入部 2 4 a ) をョー クに対し挿入し固定するための固定部である。 この固定部 （圧入孔 3 7 ) は、 後述の図 9 ( A ) のように、 ヨーク 2 3をその板厚方向に貫通す る孔であってもよいし、 あるいは図 9 ( C ) のように、 貫通しないで途 中まで孔を形成した凹みであってもよい。 図 6は、 本発明の別の実施形態のステ一夕ヨーク平面図である。

この実施形態は、 ステ一夕ヨーク 2 3に形成された各ティース圧入孔 3 7の内周側を切断してスリット 3 6を形成したものである。 このよう に各ティース圧入孔 3 7の内周側を切断しても、 図 5の例と同様に誘導 電流を遮断することができる。

図 7は、 本発明のさらに別の実施形態のステ一夕ヨーク平面図である o

この実施形態は、 隣り合うティース圧入孔 3 7の放射方向の中央部同 士を連通して円弧状又は直線状のスリッ ト 3 6を形成したものである。 このようにステ一夕ヨーク 2 3の円周方向 （放射方向に対し直角方向） に沿ってスリッ ト 3 6を形成する。 このスリッ ト 3 6により、 ティ一ス が固定される圧入孔周囲に形成される誘導電流を遮断または低減できる ο

この場合、 電気角で 3 6 0。 となる 1組みのティ一ス 2 4同士を連結 してスリッ ト 3 6を形成することにより、 有効に誘導電流の発生を抑え ることができる。 図 7の例では、 1 8スロッ ト 1 2極のモ一夕において 、 隣接する 3個のティース 2 4 ( U相、 V相、 W相） で 3 6 0 ° の電気 角を形成した例であり、 隣接する 3個のティース圧入孔 3 7ごとに、 各 ティース圧入孔 3 7の放射方向の中央部同士を連結してスリッ ト 3 6が 形成されている。 なお、 スリット 3 6の位置は中央部以外でもよい。 図 8は、 本発明のさらに別の実施形態の形状説明図である。

この実施形態は、 スリッ ト 3 6をティ一ス圧入孔 3 7に開口させずに その手前まで切断し、 ティース圧入孔 3 7の周縁が連続した状態となる ようにスリッ ト端部に連結部 1 3 6を形成したものである。 これにより 、 誘導電流を低減するとともに、 スリッ ト 3 6を形成したことによるテ ィ一ス圧入時のステ一夕ヨークの変形やティースの圧入保持力の低下を 防止することができる。 なお、 図の例はティースの外周側にスリッ ト 3 6を形成した図 5の実施形態への適用例を示しているが、 図 6及び図 Ί の例についても同様にティース圧入孔 3 7に開口させずにティース圧入 孔 3 7の周縁が連続した状態でスリヅ ト 3 6を形成してもよい。

図 9は図 8のヨーク 2 3の X— X部の断面図である。

( A ) に示すように、 ステ一夕ヨーク 2 3は、 ヨーク用板材 1 2 3の 積層体であり、 圧入孔 3 7とスリット 3 6との間に連結部 1 3 6が形成 される。

( B ) は （A ) の変形例であり、 スリッ ト 3 6がヨーク 2 3の板厚方 向に貫通しないで途中まで形成した例である。 この例では、 一番下のョ

—ク用板材 1 2 3にスリヅ ト用の開口が形成されていない。 このように 、 連結部 1 3 6 とともにヨークの板厚方向にもスリッ トの非形成部を設 けることにより、 ヨークの変形防止効果が大きくなる。

( C ) は圧入孔 3 7がヨーク 2 3の板厚方向に貫通しないで途中まで 形成した凹み形状の圧入孔 3 7を示す。 この例では、 一番下のヨーク用 板材 1 2 3に圧入孔 3 7が形成されていない。

図 1 0 ( A；) 〜 （G ) は、 本発明に係る誘導電流に対する抵抗部のさ らに別の形状例を示す図である。

( A ) は、 圧入孔 3 7の内周側及び外周側に対し交互にス リ ッ ト 3 6 を形成したものである。 1つおきでなくても、 複数個ごとに交互に設け てもよい。

( B ) は、 外周側 （又は内周側） に、 2つのスリ ッ ト 3 6を逆方向か ら形成したものである。 このようにスリ ヅ トの一方の端部を閧放しない で閉じて連続させた状態で 2つ （又 それ以上） のスリッ トをラビリン ス状に並べることにより、 図 8の例と同様に、 ヨークの強度が維持され るとともに、 誘導電流に対する抵抗が大きくなり誘導電流低減の効果が 大きくなる。

( C ) は、 放射方向のスリヅ ト 3 6の両方の端部を開放しないで閉じ て連結させたものである。 すなわち、 図 8の例で、 ヨーク 2 3の外周縁 側についてもスリッ ト 3 6の端部を内周側と同様に連続させたものであ る。

( D ) は、 放射方向のスリッ ト 3 6を斜め方向に傾斜させたものであ る。 スリット 3 6は、 曲がっていてもよい。

( E ) は、 隣接する.圧入孔 3 7の間に、 円周方向に複数 （この例では 3つ） のスリッ ト 3 6を （B ) と同様にラビリンス状に設けたものであ る。

( F ) は、 隣接する圧入孔 3 7の間に、 円周方向に （C ) と同様に両 端が閉じて連続したスリット 3 6を設けたものである。

( G ) は、 スリッ ト 3 6に代えて円形の孔 3 6 ' を圧入孔 3 7の内周 側と外周側に形成して誘導電流に対する抵抗部としたものである。 抵抗 部 （孔 3 6 ' ) の形状や位置及び数は図の例に限定されない。

図 1 1は、 本発明に係るステ一夕の分解構成図である。

この例は、 図 5の実施形態に係るステ一夕を示す。 ティース圧入孔 3 7の外周側にスリヅ ト 3 6が形成されたステ一夕ヨーク 2 3は、 鋼板か らなるヨーク用板材 1 2 3の積層体である。 このステ一夕ヨーク 2 3の 各ティース圧入孔 3 7の位置に載置した絶縁材からなるボビン （インシ ユレ一夕） 3 8及びボビンフランジ 3 9を通して、 鋼板からなるティ一 ス用板材 1 2 4の積層体であるティ一ス 2 4が揷入される。 ティース 2 4はその下端の圧入部 2 4 aをティ一ス圧入孔 3 7内に圧入されて固定 保持される。 ボビン 3 8を介してティース 2 4にコイル 2 5が巻回され る。

図 1 2は、 本発明に係るステ一夕の全体斜視図である。 前述の図 1 1で示したように、 ボビン 3 8を介してコイル 2 5が卷回 されたティース 2 4が、 円環状ステ一夕ヨーク 2 3上に放射状に並べて 圧入されて固定保持される。 これによりステ一夕 1が形成される。 この 例では、 各ティ一ス 2 4の外周側のステ一夕ヨーク 2 3にスリッ ト 3 6 が形成されている。

図 1 3は、 図 1 2のステ一夕を組込んだ電動モ一夕全体の構成図であ る。

モー夕全体を囲うモー夕ケース 4 0が、 円板状のフロントカバ一 4 1 、 リャカバ一 4 2及び筒状のサイ ドカバ一 4 3により構成される。 フロ ントカバ一 4 1に前述の本発明のスリ ヅ ト 3 6が形成されたステ一夕ョ —ク 2 3が固定される。 ロータ軸 2 0の端部がベアリング 2 6を介して フロン トカバー 4 1に回転可能に装着される。 口一夕軸 2 0の他端部近 傍がベアリング 4 4を介してリャカバ一 4 2に回転可能に支持される。 この口一夕軸 2 0にロータヨーク 2 1が固定される。 口一夕ヨーク 2 1 にマグネヅ ト 2 2が固定される。 ステ一夕ヨーク 2 3に圧入されたティ —ス 2 4は所定のギヤップ Gを介してマグネッ ト 2 2と対向して配置さ れ ο

図 1 4は、 樹脂モールドで封止したステ一夕を示す。 （A ) は平面図、 ( B ) は断面図である。

ヨーク 2 3に複数のティ一ス 2 4がリング状に装着され、 各ティース 2 4にはボビン 3 8を介してコイル 2 5が卷回される。 このようなョー ク 2 3とティース 2 4からなるステ一夕 1はほぼ全体が樹脂材 1 3 1で モールド成形され封止される。 この樹脂モールド体の下面側及び基板取 付部 1 3 2には、 位置決め用のボス 1 3 0， 1 3 4が形成される。 1 3 5は、 基板取付用のネジ孔である。 1 3 3は 3相の各コイルの端部であ る。 樹脂モールド体の周縁部には、 取付孔 1 3 6が形成されカラ一 1 3 7が装着される。

このように、 ステ一夕 1を樹脂モールドで封止することにより、 .コィ ル等を装着したティース 2 4がヨーク 2 3に対し確実に固定保持される 。 また、 誘導電流を低減するための前述の各種スリッ ト 3 6等を形成し た場合、 ティース圧入時にヨークが変形しやすくなるが、 ヨークが変形 した場合であっても、 モールド成形するときに、 ヨークを金型により矯 正した状態でセッ トすることができ、 変形のない高い寸法精度の形状で ステ一夕をモールド封止することができる。

このように変形を矯正する場合、 金型に設けたヨーク矯芷用の押えピ ンの跡 1 3 8が樹脂モールド 1 3 1の成形体に形成される。 この例では 、 押えビンの跡 1 3 8は各ティース 2 3間のヨーク上に形成され、 この 部分には樹脂がなくヨーク表面が露出する。 これらの押えピンの跡 1 3 8はステ一夕 1の裏面側にも形成される。

図 1 5は、 本発明の別の実施形態に係るティースの斜視図である。 この実施形態は、 ティース 2 4の積層方向を変えたものである。 すな わち、 この図 1 5の例は、 積層体であるティース 2 4を構成する各ティ —ス用板材 1 2 4の重ね合せ面となる板面 1 2 4 a ( 1枚ごとの板材 1 2 4について表裏両面をいう） をステ一夕ヨーク 2 3の放射方向とした ものである。 ティース用板材 1 2 4の側面 1 2 4 b (鋼板の板厚を示す 面） は、 ステ一夕ヨーク 2 3の円周方向に配設される。

このように、 各ティース用板材 1 2 4の重ね合せ面となる板面 1 2 4 aを放射方向としても、 前述の板面 1 2 4 aを円周方向とした例 （図 1 1 ) と同様に、 スリッ ト 3 6による誘導電流低減の効果が充分得られる 図 1 6は、 本発明のさらに別の実施形態の斜視図である。

この実施形態では、 ステ一夕ヨーク 2 3に圧入されたティース 2 4の 内周側と外周側 （内周側のみ図示） の圧入部に隙間 4 5を設けたもので ある。 また、 この例では、 ティース 2 4の圧入部の長方形断面が、 長辺 を放射方向、 短辺を円周方向としている。 この場合、 短辺側にティース 用板材 1 2 4の重ね合せ面となる板面 1 2 4 aを配設し、 長辺側に各テ ィ一ス用板材 1 2 4の側面 1 2 4 b (板厚を示す面） を配設している。 したがって、 隙間 4 5は、 ティース 2 4の重ね合せ面となる板面 1 2 4 a側で且つ長方形の短辺側に形成される。 この隙間 4 5は、 ステ一夕ョ ーク 2 3に設けたティース圧入孔 3 7を切欠くことにより形成する。 この隙間 4 5により、 円周方向に配置した短辺側の板面 1 2 4 aを通 る磁束が低減され、 この磁束に基づく誘導電流が少なくなつてエネルギ —損失がさらに軽減する。 また、 各板材 1 2 4の側面 1 2 4 bを長辺側 に配置することにより、 その積層境界面の抵抗によって、 長辺側に発生 する大きな誘導電流を有効に低減できる。

図 1 7は、 前述の図 1 5に示したティ一ス 2 4の各ティース用板材 1 2 4の板面 1 2 4 aを放射方向としてこれを円周方向に積層し、 圧入部 の長辺側を板面 1 2 4 aとした場合の磁束の流れの説明図である。

ティース 2 4の上面側に不図示のマグネッ トが対向して配置される。 このマグネッ トからティース上面に磁束 （不図示） が流入するとともに 、 この上面から流入する磁束以外にティース上部の側面から磁束 C及び 磁束 Dが流入する。 このとき、 ティース 2 4の重ね合せ面である板面 1 2 4 a側から流入する磁束 Cは、 板厚を表す面であるティース用板材 1 2 4の側面 1 2 4 b側から流入する磁束 Dより大きい。 板面 1 2 4 aに は面内で渦電流が流れるため、 各板材 1 2 4の面内で磁束 Cに基づく比 較的大きな誘導電流 Eが発生する。

また、 ティース 2 4からステ一夕ヨーク 2 3側に出る磁束についてみ ると、 長方形断面を有する圧入部の長辺側から大きな磁束 Fが流れ、 短 辺側から小さな磁束 Gが流れる。 この出口側の磁束においても、 長辺側 の大きな磁束に基づく比較的大きな誘導電流 Hが各鋼板の面内で発生す る

したがって、 このティ一ス 2 4の重ね合せ面である板面 1 2 4 aを放 射方向として長方形断面を有する圧入部の長辺側をこの板面 1 2 4 aと した構成では、 前述の図 2 2に示したティ一ス 2 4の周囲全体に流れる 誘導電流 Bは、 前述のようにスリッ ト 3 6により有効に遮断されるが、 上記ティース 2 4の横面に直角方向の磁束による比較的大きな誘導電流 E， Hが各ティ一ス用板材 1 2 4の面内で流れ、 これによるエネルギー 損失が発生する。

図 1 8は、 前述の図 1 1及び図 1 6に示したティ一ス 2 4の各ティ一 ス用板材 1 2 4の重ね合せ面である板面 1 2 4 aを円周方向とし、 これ と直角な圧入部の長辺側を各ティース板材 1 2 4の板厚を表す側面 1 2 4 bとした場合の磁束の流れの説明図である。

前述の図 1 7の例と同様に、 ティース 2 4の上面側に不図示のマグネ ヅ トが対向して配置される。 このマグネッ トからティース上面に磁束 （ 不図示） が流入するとともに、 この上面から流入する磁束以外にティ一 ス上部の横面から磁束 C及び磁束 Dが流入する。 このとき、 ティース 2 4の板材 1 2 4の側面 1 2 4 b側の横面から流入する磁束 Cは重ね合せ 面である板面 1 2 4 a側の横面から流入する磁束 Dより大きい。

この図 1 8のティース 2 4は、 板面 1 2 4 aが円周方向であるため、 各板材 1 2 4の面内で磁束 Dに基づいて誘導電流 Jが発生するが、 磁束 Dが小さいためこの誘導電流 Jは小さい。

また、 ティース 2 4からステ一夕ヨーク 2 3側に出る磁束についても 、 前述の図 1 7の例と同様に、 長方形断面を有する圧入部の長辺側から 大きな磁束 Fが流れ、 短辺側から小さな磁束 Gが流れる。 この出口側の 磁束においても、 図 1 8の例では、 ティース 2 4の板面 1 2 4 aが短辺 側であるため、 短辺側の磁束 Gに基づいて鋼板面内で誘導電流 Kが発生 するが、 磁束 Gが小さいため、 この誘導電流 Kは小さい。

したがって、 図 1 8に示すように、 ティース 2 4の各ティ一ス用板材 1 2 4の板厚を表す側面 1 2 4 b側の面を放射方向とし、 この面を長方 形断面の圧入部の長辺側とすることにより、 ティ一ス横面を通してティ ース内に入る磁束による誘導電流を小さく して、 エネルギ一損失を軽減 できる。

図 1 9 ( A ) ~ ( E ) は、 本発明のさらに別の実施形態のティース圧 入孔の形状説明図である。

( A ) は従来の構造であり、 ステ一夕ヨーク 2 3の圧入孔 3 7に鋼板 積層体からなるティース 2 4が圧入されている。 この構造では前述のよ うに誘導電流 Bが発生する。 この誘導電流 Bは、 （B ) に示すようにス リット 3 6を形成することにより遮断される。 しかしながら、 ティ一ス 2 4のティ一ス用板材 1 2 4の側面 1 2 4 b側の面 （図 1 1、 図 1 6参 照） がヨーク 2 3の圧入孔 3 7の内面に圧接 （低抵抗で接触） している と、 （ C ) に示すようにこの圧接面を介してスリヅ ト 3 6を迂回する誘 導電流 Yが流れる。 本実施形態では、 （D ) に示すように、 ティース 2 4の各側面に例えば長辺の半分の長さの隙間 4 6 (または絶縁フィルム ) による絶縁層を相互に位置をずらせて設ける。 これにより各板材 1 2 4を介する誘導電流 Yが長辺全長にわたって遮断される。 この隙間 4 6 は、 （E ) に示すように、 圧入孔 3 7の両側の長辺全長 （又は片側のみ の長辺全長） に沿って形成してもよい。

( E ) の場合、 図 2 0に示すように、 隙間 4 6をヨーク 2 3の厚さ方 向全体に形成することなく、 下部数枚のヨーク用板材 1 2 3には隙間 4 6を形成しないでおくことにより、 この下部数枚の板材 1 2 3でティ一 ス 2 4の圧入部 2 4 aを圧入孔 3 7内に確実に固定保持できる。 前記 （ D ) の場合にも、 このように下部数枚のヨーク用板材 1 2 3に隙間 4 6 を形成しないで、 ティ一ス 2 4の固定保持力を高めてもよい。

この隙間 4 6は、 誘導電流を遮断するためのものであり、 したがって 、 空間のある隙間に限らず電気的な絶縁材を設けてもよい。 すなわち、 誘導電流に対する抵抗部となればよい。

図 2 0は上記圧入部に設けた抵抗部（隙間 4 6 )の形成例を示す。 （A ) は、 ティース 2 4の下端部に形成された幅の狭い圧入部 2 4 aの両側 に隙間 4 6を設けたものである。 （B ) は、 ティ一ス 2 4の下部全体が 下端の圧入部 2 4 aを含め同一幅の形状であり、 この圧入部 2 4 aの両 側のヨーク 2 3側に隙間 4 6を形成したものである。 （C ) は、 ティ一 ス 2 4の下端部の幅を広げて圧入部 2 4 aを形成し、 ヨーク 2 3側の圧 入部 3 7は同一の貫通孔として圧入部 2 4 aの上側に隙間 4 6を形成し たものである。 なお、 いずれの場合もティ一ス 2 4の片側にのみ隙間 4 6を形成してもよい。

図 2 1は、 本発明の別の実施形態を示す。

この実施形態は、 ティース 2 4の形状を前述の実施形態と異なり長方 形ではなく台形としたものである。 この台形は、 外周側の辺が長く内周 側の辺が短く、 長手方向を放射方向とする細長い台形である。 このよう にティース 2 4を台形とすることにより、 長方形の場合に比べ、 隣接す るティ一ス 2 4の外周側の間隔 wを小さくすることができる。 これによ り、 ティース上面に対向するマグネッ ト （不図示） からティース上面を 通して内部に入る磁束を大きくし、 横面から入るはみ出し部分の磁束を 小さくして誘導電流を小さくすることができる。

このような台形のティース 2 4は、 例えば積層されるティース用板材 1 2 4の形状を徐々に幅が小さくなるように変えることにより形成する 産業上の利用可能性

以上説明したように、 本発明では、 ティ一ス用板材の積層体からなる ティースの各ティース用板材の重ね合せ面を円周方向に配設しだことに より、 マグネッ トからティースに流れる磁束による誘導電流を有効に低 減できる。

この場合、 ヨークに設けたティース固定用の固走孔は、 長手方向を有 する形状であって、 その長手方向を放射方向とした構成によれば、 各テ ィ一ス用板材の側面が見える面 （渦電流が流れにくい面） を長手方向に 配置し、 この面を磁束の大きい側に配置するため、 誘導電流を効率よく 低減できる。

また、 前記固定孔を長方形とした構成によれば、 一定形状のティース 用板材を積層してティースを形成することができる。

また、 ティースの重ね合せ面側とステ一夕ヨークの固定孔との間に磁 気抵抗部を設けた構成によれば、 渦電流が形成されやすいティース用板 材の重ね合せ面側と固定孔との間に、 例えば空間を形成して磁気抵抗を 高めることにより、 この面を通る磁束が小さくなり、 誘導電流が低減す る

また、 各ティース用板材の板厚を表す側面とステ一夕ヨークの固定孔 との間に誘導電流に対する抵抗部を設けた構成によれば、 誘導電流が有 効に低減される。 すなわち、 通常は、 固定孔に圧入された積層ティース 圧入面は密着して電流が流れやすいため、 積層されたティース用板材同 士間で渦電流が流れるが、 この圧入密着面に空間あるいは絶縁材等を設 けることにより電気抵抗を高め、 誘導電流を低減することができる。

Claims

請 求 の 範 囲

1 . 回転軸に固定された円板状のロータ側のヨークと、 該ロ一夕側のョ ークに対向する円板状のステ一夕側のヨークと、 該ロ一夕側又はステ一 夕側のいずれか一方のヨークの対向面側に固定されたマグネットと、 前 記口一夕側又はステ一夕側の他方のヨークの対向面側に、 前記マグネッ トに対向して放射状に配設され、 該ヨークに固定された複数のティース と、 該複数のティ一スの各々に卷回されたコイルとからなるアキシャル ギャップ型回転電機において、 前記ティースは、 ティース用板材の積層 体からなり、 前記ティース用板材の重ね合せ面を円周方向に配設したこ とを特徴とするアキシャルギヤップ型回転電機。

2 . 前記ヨークに設けたティ一ス固定用の固定孔は、 長手方向を有する 形状であって、 その長手方向を放射方向としたことを特徴とする請求項 1に記載のアキシャルギヤヅプ型回転電機。

3 . 前記固定孔は、 長方形であることを特徴とする請求項 2に記載のァ キシャルギヤップ型回転電機。

4 . 前記ティースの重ね合せ面側とステ一夕ヨークの固定孔との間に磁 気抵抗部を設けたことを特徵とする請求項 1に記載のアキシャルギヤッ プ型回転電機。

5 . 前記各ティース用板材の板厚を表す側面とステ一夕ヨークの固定孔 との間に誘導電流に対する抵抗部を設けたことを特徴とする請求項 1に 記載のアキシャルギャップ型回転電機。