WO2015162708A1 - アキシャルエアギャップ型回転電機 - Google Patents

アキシャルエアギャップ型回転電機 Download PDF

Info

Publication number
WO2015162708A1
WO2015162708A1 PCT/JP2014/061350 JP2014061350W WO2015162708A1 WO 2015162708 A1 WO2015162708 A1 WO 2015162708A1 JP 2014061350 W JP2014061350 W JP 2014061350W WO 2015162708 A1 WO2015162708 A1 WO 2015162708A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
air gap
coil
electrical machine
rotating electrical
axial air
Prior art date
Application number
PCT/JP2014/061350
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
博洋 床井
大輔 北島
友則 川越
山崎 克之
酒井 亨
高橋 秀一
利文 鈴木
則久 岩崎
正木 良三
榎本 裕治
Original Assignee
株式会社日立産機システム
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 株式会社日立産機システム filed Critical 株式会社日立産機システム
Priority to US15/305,706 priority Critical patent/US11251670B2/en
Priority to PCT/JP2014/061350 priority patent/WO2015162708A1/ja
Priority to EP14890397.4A priority patent/EP3136564B1/en
Priority to JP2016514598A priority patent/JP6220962B2/ja
Priority to CN201480080088.0A priority patent/CN106471718B/zh
Priority to TW104103614A priority patent/TWI536712B/zh
Publication of WO2015162708A1 publication Critical patent/WO2015162708A1/ja

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K3/00Details of windings
    • H02K3/04Windings characterised by the conductor shape, form or construction, e.g. with bar conductors
    • H02K3/18Windings for salient poles
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K1/00Details of the magnetic circuit
    • H02K1/06Details of the magnetic circuit characterised by the shape, form or construction
    • H02K1/22Rotating parts of the magnetic circuit
    • H02K1/27Rotor cores with permanent magnets
    • H02K1/2793Rotors axially facing stators
    • H02K1/2795Rotors axially facing stators the rotor consisting of two or more circumferentially positioned magnets
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K21/00Synchronous motors having permanent magnets; Synchronous generators having permanent magnets
    • H02K21/12Synchronous motors having permanent magnets; Synchronous generators having permanent magnets with stationary armatures and rotating magnets
    • H02K21/24Synchronous motors having permanent magnets; Synchronous generators having permanent magnets with stationary armatures and rotating magnets with magnets axially facing the armatures, e.g. hub-type cycle dynamos
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K3/00Details of windings
    • H02K3/32Windings characterised by the shape, form or construction of the insulation
    • H02K3/325Windings characterised by the shape, form or construction of the insulation for windings on salient poles, such as claw-shaped poles
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K3/00Details of windings
    • H02K3/46Fastening of windings on the stator or rotor structure

Definitions

  • the present invention relates to an axial air gap type rotating electrical machine, and more particularly to an axial air gap type rotating electrical machine in which a coil is wound around a bobbin.
  • Axial air gap type rotating electrical machines are attracting attention in the midst of demands for smaller and more efficient rotating electrical machines.
  • This rotating electrical machine has a structure in which a disk-shaped rotor and a cylindrical stator face each other in the direction of the rotation axis. Since the gap surface that generates torque increases in proportion to the square of the diameter, it is particularly effective for reducing the size and increasing the efficiency of a thin rotary electric machine.
  • the stator of an axial air gap type rotating electrical machine is composed of a plurality of iron cores arranged along the inner periphery of the housing and a coil wound around the iron core via an insulating member.
  • a resin bobbin molded in accordance with the shape of the side surface of the iron core or the winding is often used from the viewpoint of reliable insulation between the iron core and the coil and ease of assembly.
  • the bobbin includes a cylindrical portion that is in contact with the iron core and on which winding is applied, and a flange portion that protrudes from both ends of the cylindrical portion toward the outer periphery of the iron core.
  • the core member composed of these iron core, coil, and bobbin is held together by some means.
  • a mold resin may be used as a means for holding a core member.
  • the iron core is the gist of the magnetic circuit of the rotating electrical machine.
  • the iron core By forming the iron core so that the magnetic resistance of the main magnetic flux is reduced, the magnetic flux generated by the coil or permanent magnet can be used effectively.
  • increasing the coil volume leads to an increase in wire diameter assuming the same number of turns. This leads to reduction of Joule loss generated in the coil.
  • the gap size of each part decreases, which may lead to deterioration in productivity and increase in cost. Therefore, it is necessary to improve the space factor of the iron core and coil while maintaining productivity and low cost.
  • Patent Document 1 discloses a structure and method for increasing the density of an armature coil used in a rotating electrical machine. In patent document 1, after winding a coil around the bobbin which stored the iron core, disclosing pressurizing the coil surface in the iron core direction is disclosed.
  • the iron core is an open slot-shaped core member having the same cross section in the direction of the rotation axis, there is no member that can oppose the force applied from the coil to the collar part, so there is a risk that the collar part is likely to be deformed or damaged. is there.
  • the open slot type core member when the core end face and the coil end face in the rotation axis direction are brought close to each other, the leakage magnetic flux is linked to the coil.
  • an iron core composed of a substantially columnar body, a coil wound around the outer periphery of the iron core, and a plurality of core members having a bobbin disposed between the iron core and the coil are formed annularly along the inner peripheral surface of the housing around the rotation axis.
  • An axial air gap type rotating electrical machine comprising: an arrayed stator; and at least one rotor that faces the end face of the iron core via a predetermined air gap in a rotational axis radial direction, wherein the bobbin is The cylindrical portion into which the iron core is inserted, and an outer periphery of the cylindrical portion and a flange portion extending in a vertical direction in the vicinity of at least one of both opening end portions of the cylindrical portion, and the coil includes The number of turns of each layer of the layer wound around the outer periphery of the cylindrical portion with the aligned winding and wound outside in contact with the collar portion is adjacent to the inner side. Less than the number of turns Layer comprising a number of turns was reduced by one is an axial air gap type rotary electric machine is made continuously.
  • FIG. 1 is a perspective view showing a schematic configuration of an armature of an axial air gap type motor according to a first embodiment to which the present invention is applied. It is the figure which showed the state which observed the stator by 1st Embodiment from the rotating shaft direction. It is a perspective view which shows the structure of the core member for 1 slot by 1st Embodiment. It is sectional drawing of the core member shown in FIG. (A) is sectional drawing which shows typically the coil pressing force of the core member shown in FIG. (B) is sectional drawing which shows typically the coil pressing force of the core member as a comparative example. (A) is sectional drawing which shows arrangement
  • (B) is a cross section showing the arrangement and the like of coils according to another modification of the first embodiment. It is a perspective view which shows arrangement
  • (A) is a cross-sectional perspective view which shows arrangement
  • (B) is the elements on larger scale of Drawing 9 (a).
  • FIG. 1 schematically shows an armature structure of a double rotor type axial air gap type permanent magnet synchronous motor 1 (hereinafter sometimes referred to as “motor 1”) according to a first embodiment to which the present invention is applied.
  • motor 1 a double rotor type axial air gap type permanent magnet synchronous motor 1
  • the motor 1 includes a doughnut-shaped stator 19 along the inner periphery of the housing 40 and two disk-shaped rotors 30 arranged so as to sandwich the stator in the direction of the rotation axis.
  • the end surface of the stator 19 and the circular plane of the rotor 30 face each other via a predetermined air gap in the rotation axis radial direction.
  • a rotation shaft (not shown) connected to the center of the rotor 19 passes through a gap in the inner cylinder portion formed in the center portion of the stator 20, and is disposed on the opposite side across the stator 20. 19 is connected. Both ends of the rotating shaft are rotatably connected to output side and non-output side brackets (not shown) via bearings.
  • Both end brackets are mechanically connected in the vicinity of both ends of the housing 40 having a substantially cylindrical shape. Further, a terminal box is provided on the outer peripheral side surface of the housing 40, and the primary side electric wire and the secondary side electric wire are electrically connected via a terminal block. On the secondary side, a connecting wire drawn from each core member 20 is connected.
  • the rotor 30 includes a permanent magnet 31 and a yoke 32 for indicating the permanent magnet 31.
  • the permanent magnets 31 are formed by alternately arranging substantially sector-shaped plate-shaped magnets having different magnetic poles, and rotate by repeated attraction and repulsion with the switching magnetic flux generated in the stator 19 in the direction of the rotation axis A.
  • a ferrite magnet is applied as the permanent magnet, but the present invention is not limited to this.
  • a back yoke may be provided between the permanent magnet 31 and the yoke 32.
  • FIG. 2 shows an observation from the direction of the rotation axis of the stator 19.
  • the stator 19 includes twelve core members 20 arranged in an annular shape along the inner periphery of the housing 40 around the rotation axis.
  • the adjacent core members 20 are arranged at equal intervals with a gap (d) determined by the distance and width between the iron cores 21 and the width (W) of the flange 23b of the bobbin 23.
  • the core members 20 and the inner periphery of the housing 40 are integrally formed by a resin mold, and the stator 19 is fixed to the housing 40 at the same time.
  • the core member 20 is filled with resin between the adjacent core members 20, between the inner periphery of the housing 40, between the mold die 5 on the rotating shaft side, and the surface portion excluding the end face of the iron core 21 of the core member 20. It has become.
  • the end surface of the iron core 21 may also be molded with resin.
  • the stator 19 and the housing 40 are resin-molded simultaneously. However, the stator 19 may be separately molded and fixed to the housing 40 with bolts or the like. Furthermore, the structure which does not give a resin mold may be sufficient.
  • FIG. 3 shows an external perspective view of the core member 20 for one slot.
  • the core member 20 includes an iron core 21, a coil 22, and a bobbin 23.
  • the iron core 21 has a columnar shape having a substantially trapezoidal cross section.
  • the iron core 21 is a laminated iron core in which a thin plate member containing a magnetic material is laminated with plate pieces that are appropriately increased in width from the rotation axis toward the inner periphery of the housing 40.
  • the magnetic material amorphous is used, but is not limited thereto.
  • the substantially trapezoidal shape of the iron core 21 includes a fan shape and a similar shape.
  • the iron core 21 may have a shape other than the column (the cross section in the rotation axis direction is I, H, T-shaped, etc.).
  • the iron core 21 may be a dust core or a machined iron core.
  • the bobbin 23 is an insulating member made of resin or the like, and has a cylindrical portion 23a having an inner diameter that approximately matches the outer diameter of the iron core 21, and a predetermined length from the vicinity of both opening ends of the cylindrical portion 23a to the entire circumference in the vertical direction. And a flange portion 23b extending.
  • the predetermined length does not need to be uniform over the entire buttock, and can be set as appropriate according to the specifications.
  • the part located on the left and right of the rotation axis rotation direction (the part facing the oblique side of the trapezoid) and the part located on the inner peripheral side of the housing 40 (the part facing the lower bottom of the trapezoid) are wound.
  • the thickness of the coil 22 is slightly longer than that of the coil 22 and is insulated from the coil 22 of the adjacent core member and the inner peripheral surface of the housing 40. Moreover, the part extended
  • the coil 22 is wound around the outer peripheral side surface of the cylindrical portion 23a and between the flange portions 23b.
  • the coil 22 is wound at a high space factor by increasing the winding tension.
  • a round wire is applied to the coil 22, but the present invention can also be applied to a case where the diagonal of the square wire is set perpendicular to the extending direction of the iron core 21.
  • the coil 22 is wound by aligned winding, starting from the base portion of the surface of the flange portion 23b on the cylindrical portion 23a side. Further, the coil 22 is wound so that the number of turns per layer is reduced by one turn so that the coil 22 is wound outward so that the first region 10 is formed on the both flange portions 23b side. ing.
  • FIG. 4 shows a cross-sectional view of the core member 20 around which the coil 22 is wound.
  • the coil 22 of the first layer is started to be wound from the base of the collar part 23 (upper in the drawing) (22a), and then wound to the base part of the other collar part 23b.
  • the second layer is folded and wound so as to be arranged between the first layer coils 22 as much as possible.
  • the second-layer coil 22 that is wound back to the side of the flange 23 includes a coil 22b that is wound in a turn next to the first-layer coil 22a, and a coil 22c.
  • the wrapping is turned back to the third wrap.
  • the fourth layer, the fifth layer, and the sixth layer are wound by subtracting one turn from the number of turns of the adjacent layers.
  • the coil 22 forms a stepped winding having an angle ⁇ with the flange portion 23 b.
  • FIG. 5A schematically shows the pressurizing relationship after winding in the first embodiment
  • FIG. 5B shows a comparative example.
  • the coil 22 generates F ′ force in the direction of the bobbin 23 from the outside.
  • F ′ is divided into a force orthogonal to the tube portion 22a and a force F3 in the extending direction of the tube portion 22a.
  • F3 presses the base of the flange 23b via the first layer coils 22a and 22x.
  • the comparative example of FIG.5 (b) is a structure by which a coil is wound by the whole winding area
  • the first, third and fifth layer coils are in contact with the flange 23b and pressed by the forces F1 and F2.
  • the flange 23a is more stressed at the base side than the force in the extending direction of the cylindrical portion 23a such as F1, F2, and F3.
  • the flange 23b is deformed so as to warp to the rotor side, or the root is damaged, but the configuration of the present embodiment shown in FIG. In this case, it can be said that there is no such fear because the force applied to the flange 23b is significantly reduced during pressure molding or after molding.
  • the pressing force from the wound coil 22 to the flange 23b is significantly reduced, and the motor 1 that achieves downsizing, high performance, and low cost can be obtained.
  • the iron core 21 itself does not have a means to counter the pressing force from the coil, the wrinkles of the bobbin 23 tend to be easily damaged by the pressing force from the coil during and after molding. This is particularly effective in the case of an open slot iron core structure as in the first embodiment.
  • the spatial size of the first region 10 can be adjusted. That is, as in the second, third, and fourth embodiments to be described later, when the first region 10 is used as a wiring storage region, the coil turns that do not come into contact with other layers depending on the amount of wiring to be stored.
  • the size of the storage area can be adjusted by increasing or decreasing the number.
  • the coil 22 can be prevented from being collapsed.
  • the stator 19 is held by the mold resin, the first region 10 functions as a resin flow path.
  • the first region 10 reduces the flow path resistance and contributes to improvement of filling properties.
  • the distance between the end face of the coil 22 facing the rotating shaft 30 and the rotor 30 increases on average, the leakage magnetic flux linked to the coil 22 is reduced. Thereby, the effect that the eddy current which generate
  • the winding method of the coil 22 is not limited to the coil arrangement of the first embodiment, and it can be said that the first region 10 may be formed.
  • 6A and 6B are sectional views of the core member 20 according to a modification.
  • the coil 22x of the final turn of the third layer comes into contact.
  • the fourth and subsequent layers are wound with the number of turns reduced by one turn from the layer adjacent to the inside.
  • the stress against the force of F1 increases as the flange 23b approaches the root.
  • the present invention is not limited to the winding method in which the number of turns of the outer layer from the first layer in contact with the cylindrical portion 22a is always reduced by one turn. As shown in FIG.
  • the third layer in contact is the “first layer” in the first embodiment.
  • the third layer in contact is the “first layer” in the first embodiment.
  • the number of turns of the fourth layer and the fifth layer is equal to the number of turns of the inner layers (not one turn decrease). Yes. Further, the winding position is not between the coils of the inner adjacent layer. However, none of them contacts the collar 23b. From the standpoint of maintenance of the flange 23b against the coil pressing force, the number of turns of some layers may be equal to or greater than that of the adjacent layer as long as the coil 22 of the outer layer does not contact the flange 23b. It can be said.
  • the length of the upper flange 23b in the drawing is shortened.
  • the vertical length from the cylindrical portion of the flange 23b may be a length that can hold at least the innermost winding of the first layer, and does not necessarily need to cover the entire axial end surface of the coil 22.
  • FIG. 7 shows a perspective view of the stator 19 of the motor 1.
  • the resin for molding the stator 19 is omitted.
  • the same portions as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted.
  • the crossover wire 51 drawn out from the core member 51 is disposed in the first region 10 formed on the one output shaft side.
  • the crossover wires 51 are collected as a crossover wire group 50 toward the core member 20 closest to the terminal box.
  • the coil 22 In the case where the coil 22 is wound around the entire region between the flange portions 23b, it may be arranged near the surface of the flange portion 23b on the rotor 30 side as an arrangement space for the connecting wire. There are problems such as capacitance generated between the two and the contact with the rotor 30. Furthermore, there is also a problem that a member for holding the crossover wire 51 is required to counter the filling pressure at the time of resin molding. Further, although it is conceivable to arrange the crossover wire 51 on the outermost side of the outermost periphery of the coil 22, it is necessary to form a clearance between the crossover wire 51 and the inner periphery of the housing 40. There is a problem of performance ratio with respect to day.
  • the outer diameter of the rotor 30 can be increased as long as a gap with the inner peripheral surface of the housing 40 can be secured.
  • the overhang configuration in which the outer diameter of the permanent magnet 31 is larger than the radial outer diameter position of the end face of the iron core 21 increases the effective magnetic flux amount of the rotor 30 and contributes to higher output and higher efficiency.
  • the distance between the jumper wire 51 and the rotor 30 is inevitably increased, the influence of both capacitances on the axial voltage is negligible. There is no need to provide a holding member for holding the crossover wire 51.
  • the example in which the crossover wire 51 is provided using only one first region 10 in the rotation axis direction is shown.
  • the other first region 10 may be used. May be alternately used from the core member 20
  • One feature of the motor 1 of the third embodiment is that the first region 10 formed on the inner peripheral side of the housing 40 from the direction of the rotation axis is used as a wiring arrangement region.
  • FIG. 8 shows a cross-sectional perspective view of the stator 19 according to the third embodiment.
  • symbol is used and description is abbreviate
  • the motor 1 of the third embodiment includes a cylindrical first conductive member 61 on the rotation axis side of the stator 19.
  • the first conductive member 61 is made of a thin plate rounded into a cylindrical shape, and the rotation shaft passes through the inner cylinder side.
  • a lead wire 62 is connected to a part of the outer species of the first conductive member 61.
  • the lead wire 61 is electrically connected to the inner periphery of the housing 40 at the other end through the first region 10 formed on the inner periphery side of the housing 40 from the rotation axis.
  • the first conductive member 61 is provided to reduce the capacitance generated between the rotating shaft and the coil 22. Such capacitance is one factor that increases the shaft voltage.
  • the coil 22 when the coil 22 is wound around the entire space between the two flange portions 23b, it is difficult to ensure the space for arranging the lead wires 61.
  • the connection between the conductive member 61 and the housing 40 can be facilitated.
  • region 10 contributes as an arrangement
  • the motor 1 according to the fourth embodiment is characterized in that, in addition to the first conductive member 61, a second conductive member 63 and a third conductive member 64 are provided on the surface of the flange portion 23b facing the rotor 30.
  • FIG. 9A shows a cross-sectional perspective view of the stator 19 according to the fourth embodiment
  • FIG. 9B shows a partially enlarged view.
  • the same portions as those in the first to third embodiments are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted.
  • the second conductive member 63 is disposed on the surface of the flange portion 23 b facing the rotor 30 and sandwiched between the iron core 21 and the housing 40.
  • the second conductive member 63 is made of a plate-like metal whose longitudinal direction is the rotation direction of the rotation axis.
  • the second conductive member 63 is provided with a hole that fits into the protrusion 23 c provided on the flange 23 b and is positioned on the bobbin 23.
  • the second conductive member 63 is mechanically and electrically connected to the outer periphery of the lower bottom side of the iron core 21 having a substantially trapezoidal end surface and the inner peripheral surface of the housing 40.
  • both ends in the longitudinal direction of the second conductive member 63 are extended so as to be connected to the second conductive member 63 of the adjacent core member 20, and the fastening holes 65 provided in the extended portion are formed by bolts, rivets or the like. It is supposed to be concluded.
  • the second conductive member functions as a ground for electrostatic capacitance generated between the rotor 30 and the coil 22, functions as a cooling plate for the iron core 21, a function for shielding between the coil 22 and the rotating shaft 30, and a core member. It has 20 positioning functions.
  • the third conductive member 64 is disposed on the surface of the flange 23 b facing the rotor 30, and is disposed over a portion facing the outer periphery of the left and right oblique sides of the iron core 21 and a portion facing the lower bottom side. It has the shape of the letter.
  • the third conductive member 64 is made of a thin plate-like conductive member (including a tape-like member) and has a function of electrically shielding between the coil 22 and the rotor 30.
  • the third conductive member 64 is mechanically and electrically connected to the second conductive member 64 and has a function of grounding the electrostatic capacity between the coil 22 and the rotor 30. Note that the third conductive member 64 is discontinuous in the vicinity of the rotation axis and prevents the generation of eddy currents.
  • the first conductive member 61 is connected to the lead wire 62a as in the third embodiment, and is disposed in the direction of the first conductive member 61 through the first region 10.
  • the other end of the lead wire 62a is mechanically and electrically connected to the second conductive member 63.
  • the first, second and third conductive members are electrically connected, functioning as a ground for the capacitance generated between the coil 22 and the rotor 30, and reducing the shaft voltage. In addition, it is designed to prevent the illumination of bearings.
  • the second and third conductive members are provided on the surface of the flange portion 23a facing the rotor 30.
  • the space margin is even more severe than in the third embodiment, but the convenience of various wiring arrangements is greatly improved in that the first region 10 is provided.
  • the second and third conductive members are configured as separate parts, but these may be integrally stamped from a single metal plate,
  • coats the coating material containing the electroconductive member may be sufficient as the conductive member of either or both.
  • the present invention is not limited to a double rotor type axial air gap motor, and can be applied to a configuration including a single rotor, two or more stators, and three or more rotors, for example.
  • a synchronous reluctance motor, a switched reluctance motor, an induction motor, or the like may be used.
  • a generator may be used instead of a motor.
  • SYMBOLS 1 Double rotor type axial air gap type permanent magnet synchronous motor (motor), 5 ... Mold metal mold, 10 ... 1st area

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Insulation, Fastening Of Motor, Generator Windings (AREA)
  • Permanent Magnet Type Synchronous Machine (AREA)

Abstract

 鉄心(21)、鉄心外周に巻き回すコイル(22)及び鉄心並びにコイルとの間に配設されるボビン(23)とを有する複数のコアメンバ(20)が、回転軸(A)を中心に、環状に配列されてなる固定子(19)と、回転軸径方向に所定のエアギャップを介して鉄心の端面と面対向する少なくとも1つの回転子(30)とを備えるアキシャルエアギャップ型回転電機(1)であって、ボビン(23)が、鉄心を挿入する筒部(23a)と、筒部(23a)の外周と鉛直方向に所定長さ延伸する鍔部(23b)とを有するものであり、コイル(22)が、筒部(23a)外周に整列巻で巻き回されるものであり、鍔部(23b)に接触して巻き回された層よりも外側に巻き回される層の1層毎のターン数が、隣接する内側の層のターン数よりも少なくとも1つずつ減少したターン数となる層が連続してなる。

Description

アキシャルエアギャップ型回転電機
 本発明はアキシャルエアギャップ型回転電機に係り、ボビンにコイルを巻き回すアキシャルエアギャップ型回転電機に関する。
 回転電機の小型化・高効率化が求められる中で、アキシャルエアギャップ型回転電機が注目されている。本回転電機は、円盤状の回転子と、円筒状の固定子とが回転軸方向で面対向する構造をなしている。トルクを発生するギャップ面が、おおよそ径の2乗に比例して増加するため、特に薄型形状の回転電機を小型化・高効率化するために有効である。
 アキシャルエアギャップ型回転電機の固定子は、ハウジングの内周に沿って複数配置された鉄心と、絶縁部材を介して鉄心に巻き回されたコイルからなる。絶縁部材には、鉄心-コイル間の確実な絶縁及び組立の容易性などの点から、鉄心や巻線の側面形状に則して成型された樹脂性のボビンが用いられることが多い。ボビンは、鉄心に接し、巻線が施される筒部と、筒部の両端から鉄心の外周方向に向かって突出した鍔部からなる。これらの鉄心、コイル及びボビンとからなるコアメンバは、何らかの手段で一体に保持されている。2枚の回転子で固定子を挟み込んだダブルロータ型のアキシャルエアギャップ型回転電機では、コアメンバの保持手段として、モールド樹脂が用いられる場合がある。
 ここで、回転電機の小型化・高効率化を図る上で、トルク出力に直接寄与する鉄心及びコイルを固定子内に高密度に配置することが重要である。鉄心は回転電機の磁気回路を形成する骨子であり、主磁束の磁気抵抗が小さくなるように形成することで、コイルや永久磁石で発生した磁束を有効に活用することが可能になる。また、コイルの体積を増加することは、同一巻き数を仮定した場合、線径の拡大につながる。これは、コイルで発生するジュール損失を低減することにつながる。一方、鉄心やコイルの密度を高めようとすると、各部の隙間寸法が減少するため、生産性の悪化や、コストの増加を招く恐れがある。したがって、生産性や低コスト性を維持したうえで、鉄心及びコイルの占積率化を向上させる必要がある。
 回転電機における鉄心及び電機子巻線の高密度化を図る技術として、特許文献1は、回転電機用いる電機子のコイルを高密度化する構造及び方法を開示する。特許文献1では、鉄心を格納したボビンにコイルを巻き回した後、コイル表面を鉄心方向に加圧することを開示する。
特開2007-135397号公報
 しかしながら、特許文献1の開示技術によって、鉄心及び電機子巻線の高密度化を図る上で以下の課題がある。
  (1)鉄心やコイルを高密度に配置すると、隣接するコアメンバのコイル間の隙間やコイルとハウジング内周面との隙間が縮小する。固定子に樹脂モールドを施す構成の場合、樹脂の流路が縮小することから、充填圧力を増加する必要がある。結果、これに起因した鉄心やコイルの変形や位置ズレ等の充填不良を招来する虞がある。
  (2)コイルとハウジング内周が近接すると、各コアメンバの渡り線を回転子側面に配置しなければならなくなる。渡り線と回転子の接近により、これらの間の静電容量が増加する。結果、軸電圧の増加及びそれに伴う軸受電飾を招来する。他方、渡り線と、回転子との接触を避けるための保持機構も必要になる。
  (3)コイル巻き回しの高密度化には、巻き回し時にコイルに加える張力の増加や、巻き回し後の成形圧力の増加が必要となる。ボビン端部側に鍔部を有する場合、コイルに印加された張力に応じて、コイルからボビン鍔部に対して力がかかる。また、巻き回し後の加圧成型をする場合、成形圧に応じた力がボビン鍔部にかかる。結果、ボビン鍔部の付け根に応力が集中し、破損等を招来する。特に、鉄心が回転軸方向に同一断面をもつオープンスロット形状のコアメンバである場合、コイルから鍔部に加わる力に対向し得る部材が無い為、鍔部の変形や破損を招来しやすくなる虞がある。
  (4)オープンスロット形式のコアメンバでは、回転軸方向における鉄心端面と、コイル端面とを近接させると、コイルに漏れ磁束が鎖交する。特に、コイルに対する漏れ磁束の表皮深さがコイル径に対し十分小さい場合、コイルに発生する損失が大きく、回転電機の効率低下を招来する虞がある。
  出力や効率の特性、信頼性、小型化、コスト低減等の要求を満足する構成が望まれる。
 上記課題を解決するために、例えば、請求の範囲に記載の構成を適用する。即ち概略柱体からなる鉄心、該鉄心外周に巻き回すコイル及び前記鉄心並びにコイルの間に配設されるボビンを有する複数のコアメンバが、回転軸を中心に、ハウジング内周面に沿って環状に配列されてなる固定子と、回転軸径方向に所定のエアギャップを介して前記鉄心の端面と面対向する少なくとも1つの回転子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、前記ボビンが、前記鉄心を挿入する筒部と、該筒部の両開口端部の少なくとも一方の近傍に、該筒部の外周と鉛直方向に所定長さ延伸する鍔部とを有するものであり、前記コイルが、前記筒部外周に整列巻で巻き回されるものであり、前記鍔部に接触して巻き回された層よりも外側に巻き回される層の1層毎のターン数が、隣接する内側の層のターン数よりも少なくとも1つずつ減少したターン数となる層が連続してなるものであるアキシャルエアギャップ型回転電機である。
 本発明の一側面によれば、アキシャルエアギャップ型回転電機において、出力や効率の特性、信頼性、小型化、コスト低減等を損ねることなく、鉄心やコイルの高密度化が実現できる
  本発明の他の課題、構成及び効果は、以下の実施形態の説明により明らかになる。
本発明を適用した第1実施形態によるアキシャルエアギャップ型モータの電機子の概要構成を示す斜視図である。 第1実施形態による固定子を回転軸方向から観察した様を示した図である。 第1実施形態による1スロット分のコアメンバの構成を示す斜視図である。 図3に示すコアメンバの断面図である。 (a)は、図3に示すコアメンバのコイル押圧力を模式的に示す断面図である。(b)は、比較例としてのコアメンバのコイル押圧力を模式的に示す断面図である。 (a)は、第1実施形態の変形例によるコイルの配置等を示す断面図である。(b)は、第1実施形態の他の変形例によるコイルの配置等を示す断面である。 第2実施形態による固定子及び渡り線の配置を示す斜視図である。 第3実施形態による固定子、第1導電部材及びリード線の配置を示す断面斜視図である。 (a)は、第4実施形態による固定子、第2導電部材及び3導電部材の配置を示す断面斜視図である。(b)は、図9(a)の部分拡大図である。
 〔第1実施形態〕
  以下、図面を用いて本発明を実施するための形態を説明する。図1に、本発明を適用した第1実施形態によるダブルロータ型アキシャルエアギャップ型永久磁石同期モータ1(以下、「モータ1」という場合がある。)の電機子構造を模式的に示す。
 モータ1は、ハウジング40の内周に沿ったドーナツ形状の固定子19と、これを回転軸方向に挟むように配置された円盤状の2枚の回転子30とを備える。固定子19の端面と、回転子30の円形平面とは、回転軸径方向に所定のエアギャップを介して面対向する。回転子19の中央と接続された回転軸(不図示)は、固定子20の中央部分に形成された内筒部分の空隙を貫通し、固定子20を挟んで反対側に配置された回転子19と接続される。回転軸の両端部は、軸受を介して、出力側及び反出力側のブラケット(不図示)と回転自在に接続される。両エンドブラケットは、概略筒形状を有するハウジング40の両端部付近で機械的に接続される。また、ハウジング40の外周側面には端子箱が設けられており、1次側の電線と2次側の電線が端子台を介し電気的に接続されている。2次側には、各コアメンバ20から引き出された渡り線が接続されている。
 回転子30は、永久磁石31と、これを指示するヨーク32とを備える。永久磁石31は、磁極の異なる概略扇形の板状の磁石が交互に配置され、固定子19で発生する回転軸A方向の切替磁束との吸引・反発の繰り返しにより回転する。本実施形態では、永久磁石としてフェライト磁石を適用するものとするが、これに限るものではない。なお、永久磁石31とヨーク32との間にバックヨークを備えてもよい。
 図2に、固定子19の回転軸方向から観察した様を示す。固定子19は、12個のコアメンバ20が、回転軸を中心にハウジング40の内周に沿って環状に配列されてなる。隣接するコアメンバ20は、鉄心21間の距離と幅及びボビン23の鍔部23bの幅(W)で決まる隙間(d)をもって等間隔で配列される。
 コアメンバ20同士及びハウジング40の内周は、樹脂モールドによって一体に成形され、同時に固定子19をハウジング40に固定されるようになっている。コアメンバ20は、隣接するコアメンバ20との間、ハウジング40内周との間、回転軸側のモールド金型5との間及びコアメンバ20の鉄心21の端面を除く表面部分に樹脂が充填されるようになっている。なお、鉄心21の端面も樹脂でモールドしてもよい。また、第1実施形態では、固定子19と、ハウジング40とを同時に樹脂モールドする例であるが、固定子19のモールドを別に行い、ボルト等でハウジング40に固定する構成であってもよい。更には、樹脂モールドを施さない構成でもよい。
 図3に、1スロット分のコアメンバ20の外観斜視図を示す。コアメンバ20は、鉄心21、コイル22及びボビン23を備える。鉄心21は、概略台形状の断面を有する柱体形状を有する。鉄心21は、磁性体材料を含有する薄板部材を、回転軸心からハウジング40の内周に向かうにつれて適宜幅が大となる板片を積層してなる積層鉄心である。磁性体材料としてはアモルファスを用いるものとするが、これに限るものではない。また、鉄心21の概略台形の形状には、扇形やこれに類する形状を含む。鉄心21が柱体以外の形状(回転軸方向の断面がI、H、T字形状等)であってもよい。更に、鉄心21が、圧粉鉄心や削り出し鉄心であってもよい。
 ボビン23は、樹脂等からなる絶縁部材であり、鉄心21の外径と概略一致する内径を有する筒部23aと、筒部23aの両開口端部近傍から鉛直方向の全周に渡って所定長さ延伸する鍔部23bとを有する。所定長さは鍔部全体で一律である必要はなく、仕様に応じて適宜設定可能である。第1実施形態では、回転軸回転方向の左右に位置する部分(台形の斜辺に対向する部分)及びハウジング40の内周側に位置する部分(台形の下底に対向する部分)は、巻き回されたコイル22の積厚よりも若干長くなっており、隣接するコアメンバのコイル22やハウジング40の内周面との絶縁を図っている。また、回転軸心に延伸する部分はこれらよりも若干長くなっている。なお、鍔部22は、コイル積厚以下とする構成も可能である。
 筒部23aの外周側面であって、両鍔部23bの間にコイル22が巻き回される。コイル22は、巻線張力を高くして、高占積率で巻き回される。なお、第1実施形態では、コイル22に丸線を適用するものとするが、角線の対角線を鉄心21の延伸方向と鉛直にして使用する場合にも、本発明は適用できる。
 コイル22は、鍔部23bの筒部23a側の面の付け根部分を巻き始めとして、整列巻によって巻き回されるようになっている。また、コイル22は、両鍔部23b側に第1領域10が形成されるように、外側に巻き回されるコイル程、1層当たりのターン数が1ターン減じて巻き回されるようになっている。
 図4に、コイル22が巻き回されたコアメンバ20の断面図を示す。先ず、1層目のコイル22は、(図中上方の)鍔部23の付け根から巻き始められ(22a)、その後、他方鍔部23bの付け根部分まで巻き回わされる。2層目は、1層目のコイル22の間になるべく配置されるように折り返して巻き回わすようになっている。
 また、(図中上方の)鍔部23側まで折り返し巻き回された2層目のコイル22は、1層目の巻き始めのコイル22aの次のターンで巻き回されたコイル22bと、コイル22cとの間に巻き回すのを最後に、3層目の巻き回しに折り返すようになっている。その後、4層目、5層目、6層目は、夫々、隣接する層のターン数から1ターン減じて巻き回すようになっている。この結果、図4に示すごとく、コイル22は、鍔部23bとの間で角θをなす段巻を形成する。
 このように巻き回されたコイル22は、ボビン23方向に成形圧を発生させる。
  図5(a)に、第1実施形態の巻き回し後の加圧関係を模式的に示し、図5(b)に、比較例を示す。図5(a)に示す様に、コイル22は、外側からボビン23方向にF´の力を生成する。F´は、筒部22aに直交する力と、筒部22aの延伸方向への力F3に分力される。F3は、1層目のコイル22a及び22xを介して、鍔部23bの付け根を押圧する。
  これに対して図5(b)の比較例は、両鍔部23a間の巻き回し領域全体にコイルが巻き回される構成である。この例では、1、3及び5層目のコイルが鍔部23bに接触し且つF1、F2の力で押圧することになる。
 一般に、鍔部23aは付け根側の方が、F1、F2、F3といった筒部23aの延伸方向の力に対する応力が強い。図5(b)の比較例の場合、鍔部23bを回転子側に反るように変形させたり、付け根を損傷させたりする虞があるが、図5(a)に示す本実施形態の構成の場合、加圧成型時や成形後に鍔部23bにかかる力が大幅に減少することから、このような虞がないといえる。
 第1実施形態によれば、巻き回されたコイル22から鍔部23bに対する押圧力が大幅に減少し、小型化、高性能化、低コストを実現するモータ1を得ることができる。特に、鉄心21自体に、コイルからの押圧力に対抗する手段をもたないため、ボビン23の鍔が成型時及び成形後に、コイルから押圧力によって破損し易い傾向にある。第1実施形態のようにオープンスロットの鉄心構造の場合に、特に効果的であるといえる。
 また、第1層目の巻始めの1ターン目が、その後他の層のコイルと接触しないように構成することで、第1領域10の空間サイズの調節を行うことが可能となっている。即ち後述する第2、第3、第4実施形態のように、第1領域10を配線の格納領域として利用する際、格納する配線等の量に応じて、他の層と接触しないコイルのターン数を増減することで、格納領域のサイズ調節を行うことが可能となる。
 また、1層目の1ターン目及び最終ターンが、両鍔部23bに確実に支持される為、コイル22の巻き崩れ等を防止することができる。
  また、固定子19をモールド樹脂で保持することから、第1領域10が、樹脂の流路として機能する。第1領域10は、流路抵抗を減少させ、充填性向上にも寄与する。
  また、コイル22の回転軸30と対向する端面と、回転子30とが対抗する距離が平均的に増加するため、コイル22に鎖交する漏れ磁束が減少する。これにより、コイル22に発生する渦電流が減少し、効率が増加するという効果も期待できる。
 〔第1実施形態の変形例〕
  コイル22の巻線方法は、第1実施形態のコイル配置に限らず、第1領域10が形成されていればよいとも言える。図6(a)及び(b)に、変形例によるコアメンバ20の断面図を示す。
  図6(a)の図中下側の鍔部23bに注目すると、3層目の最終ターンのコイル22xが接触するようになっている。4層目以降は、内側に隣接する層から1ターンずつ減じたターン数で巻き回されるようになっている。既に述べたように、鍔部23bは付け根に近づく程、F1の力に対抗する応力が増加する。本発明は、筒部22aに接する巻き始めの1層目から外側の層のターン数が必ず1ターンずつ減ずる巻線方法に限るものではなく、図6(a)のように、鍔部23bに接する3層目が、第1実施形態でいう「1層目」となる場合も含むものである。鍔部23の強度と、コイル22の必要な巻き量とのバランスに応じて「1層目」を最内側の層から何番目の層にするかを決定することもできる。
 また、図6(b)の図中上側の鍔部23bに注目すると、4層目、5層目のターン数がそれらの内側の層のターン数と同等(1ターン減ではない)となっている。更に、巻き位置も内側隣接層のコイル間ともなっていない。但し、何れも鍔部23bに接触はしない。コイル押圧力に対する鍔部23bの保守の面からは、外側の層のコイル22は鍔部23bに接触しなければ、一部の層のターン数が隣接層と同等或いはそれ以上であってもよいといえる。
 また、図6(b)では、図中上側の鍔部23bの長さが短くなっている。鍔部23bの筒部からの鉛直方向長さは、少なくとも最内側1層目の巻線を保持できる程度の長さでもよく、必ずしもコイル22の軸方向端面全体を覆う程度である必要はない。鍔部23bを短くすることで、樹脂の流動性が向上するという効果を得ることができる。
 〔第2実施形態〕
  第2実施形態のモータ1は、第1実施形態の第1領域10に、各コアメンバ20から引き出された渡り線51を格納する領域として利用する点を特徴の一つとする。
  図7に、モータ1の固定子19の斜視図を示す。なお、簡単のために固定子19をモールドする樹脂は省略するものとする。また、第1実施形態と同一の箇所に関しては同一符号を用い、説明を省略する。
 コアメンバ51から引き出された渡り線51は、一方出力軸側に形成された第1領域10に配置される。各渡り線51は、端子箱に最も近いコアメンバ20に向かって渡り線群50として集約される。
 コイル22が、鍔部23b間の領域全体に巻き回される構成の場合、渡り線の配置スペースとして、鍔部23bの回転子30側の面近傍に配置することが考えられるが、回転子30との間に発生する静電容量や回転子30との接触といった課題がある。更には、樹脂モールド時の充填圧力に対抗するために、渡り線51を保持する部材が必要になるという課題もある。また、コイル22の最外周の更に外側に渡り線51を配置することも考えられるが、渡り線51の分、ハウジング40の内周との間にクリアランスを形成する必要があり、モータ1のサイズ日対する性能比の課題がある。
 第2実施形態によれば、第1実施形態の効果に加えて、このような課題を克服する効果を得ることができる。即ち回転子30の外径は、ハウジング40の内周面とのギャップを確保可能な範囲で大きくすることができる。鉄心21端面の径方向外径位置よりも永久磁石31の外径を大きくしたオーバーハング構成は、回転子30の有効磁束量を増加させ、高出力化、高効率化に資する。また、必然的に渡り線51と回転子30の間の距離が大きくなるので、両者の静電容量が軸電圧に及ぼす影響も無視できる程度となる。渡り線51を保持するための保持部材を設ける必要もない。
 なお、第2実施形態では、回転軸方向一方の第1領域10のみを利用して渡り線51を配設した例を示したが、他方の第1領域10を利用してもよいし、何れかをコアメンバ20から交互に利用するようにしてもよい
 〔実施形態3〕
  第3実施形態のモータ1は、回転軸心方向からハウジング40の内周側に形成された第1領域10を、配線の配置領域として利用する点を特徴の一つとする。
 図8に、第3実施形態による固定子19の断面斜視図を示す。なお、第1実施形態と同一の箇所に関しては同一符号を用い、説明を省略する。
 第3実施形態のモータ1は、固定子19の回転軸心側に円筒形状の第1導電部材61を備える。第1導電部材61は、円筒状に丸められた薄板からなり、内筒側に回転軸が貫通するようになっている。第1導電部材61の外種の一部は、リード線62が接続される。リード線61は、回転軸心からハウジング40の内周側に形成された第1領域10を通って、他端がハウジング40の内周と電気的に接続される。第1導電部材61は、回転軸とコイル22との間に発生する静電容量を低減させるために設けられる。かかる静電容量は、軸電圧を増加させる一因である。
 上述した図5(b)に示す比較例のように、両鍔部23bの間全体にコイル22を巻き回す場合、リード線61の配置スペースの確保が困難であるが、第3実施形態によれば、導電部材61と、ハウジング40との接続を容易にすることができる。更に、第1導電部材61とリード線62を、ボルトナットや加締め部品により締結する場合にも、これらの部品の配設場所として、第1領域10が寄与する。
 〔第4実施形態〕
  第4実施形態によるモータ1は、第1導電部材61に加えて、鍔部23bの回転子30との対向面上に、第2導電部材63及び第3導電部材64を備える点を特徴の一つとする。
  図9(a)に、第4実施形態による固定子19の断面斜視図を示し、図9(b)に部分拡大図を示す。なお、第1~第3実施形態と同一の箇所に関しては同一符号を用い、説明を省略する。
 第2導電部材63は、回転子30と対向する鍔部23b表面上であって、鉄心21とハウジング40に挟まれる部分に配置される。第2導電部材63は、長手方向が回転軸の回転方向となる板状の金属からなる。第2導電部材63は、鍔部23bに設けられた突起部23cと嵌合する穴が設けられ、ボビン23に位置決めされる。また、第2導電部材63は、概略台形の端面を有する鉄心21の下底側外周と、ハウジング40の内周面と機械的及び電気的に接続される。
 更に、第2導電部材63の長手方向両端部は、隣接するコアメンバ20の第2導電部材63と連結するために延伸しており、延伸部分に設けられた締結穴65が、ボルトやリベット等で締結されるようになっている。第2導電部材は、回転子30と、コイル22との間に発生する静電容量のアースとしての機能、鉄心21の冷却板としての機能、コイル22と回転軸30間を遮蔽する機能及びコアメンバ20同士の位置決め機能を有するものである。
 第3導電部材64は、回転子30と対向する鍔部23b表面上であって、鉄心21の左右斜辺外周に対向する部分及び下底側に対向する部分に渡って配置される概略「コ」の字の形状を有する。第3導電部材64は、薄い板状の導電性部材(テープ状のものを含む)からなり、コイル22と回転子30間を電気的に遮蔽する機能を有する。また、第3導電部材64は、第2導電部材64と機械的及び電気的に接続され、コイル22と回転子30間の静電容量をアースする機能も有する。なお、第3導電性部材64は、回転軸近傍付近で、不連続となっており、渦電流の発生を防止するようになっている。
 第1導電部材61は、第3実施形態と同様にリード線62aと接続され、第1領域10を通って第1導電部材61方向に配置される。リード線62aの他方端部は、第2導電部材63と機械的及び電気的に接続される。この結果、第1、第2及び第3導電部材が電気的に接続されることになり、コイル22と、回転子30との間に発生する静電容量のアースとして機能し、軸電圧の低減及び軸受電飾を防止するようになっている。
 第4実施形態によれば、コイル22と回転子30との遮蔽及び静電容量低減を図るために、鍔部23aの回転子30と対向する面に第2、第3導電部材を設けることから、スペース的な余裕が、第3実施形態よりも更に厳しい状況となるが、第1領域10を有する点で、種々の配線取り回し上の利便性が飛躍的に向上する。
 以上、本発明を実施するための形態について説明したが、本発明は上記の構成に限定されるものではなく、本発明の趣旨に反しない範囲で種々の変形が可能である。例えば、第3、第4実施形態では、第2、第3導電部材を別の部品として構成したが、こらが1枚の金属板から一体的に型抜きされたものであってもよいし、何れか或いは両方の導電部材を導電性部材が含有された塗料を塗布する構成であってもよい。
 また、本発明は、ダブルロータ型アキシャルエアギャップモータに限定されるものではなく、例えば、シングルロータや、2以上の固定子、3以上のロータを備える構成にも適用できるものである。また、シンクロナスリラクタンスモータやスイッチトリラクタンスモータ、誘導モータなどであってもよい。更には、モータではなく発電機であってもよい。
  1…ダブルロータ型のアキシャルエアギャップ型永久磁石同期モータ(モータ)、5…モールド金型、10…第1領域、19…固定子、20…コアメンバ、21…鉄心、22…コイル、22a…巻き始めコイル、22b…2ターン目コイル、22c…3ターン目コイル、22x…3層目コイル、23…ボビン、23a…筒部、23b…鍔部、23c…突起部、30…回転子、31…永久磁石、32…ヨーク、40…ハウジング、50…渡り線群、51…渡り線、61…第1導電部材、62…リード線、62a、62b…リード線、63…第2導電部材、64…第3導電部材、65…締結部

Claims (13)

  1.  概略柱体からなる鉄心、該鉄心外周に巻き回すコイル及び前記鉄心並びにコイルとの間に配設されるボビンとを有する複数のコアメンバが、回転軸を中心に、ハウジング内周面に沿って環状に配列されてなる固定子と、回転軸径方向に所定のエアギャップを介して前記鉄心の端面と面対向する少なくとも1つの回転子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、
     前記ボビンが、
     前記鉄心を挿入する筒部と、該筒部の両開口端部の少なくとも一方の近傍に、該筒部の外周と鉛直方向に所定長さ延伸する鍔部とを有するものであり、
     前記コイルが、
     前記筒部外周に整列巻で巻き回されるものであり、
     前記鍔部に接触して巻き回された層よりも外側に巻き回される層の1層毎のターン数が、隣接する内側の層のターン数よりも少なくとも1つずつ減少したターン数となる層が連続してなるものであるアキシャルエアギャップ型回転電機。
  2.  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、
     前記鍔部に接触して巻き回された1層目の次の2層目のコイルが、
     該1層目の前記鍔部に接触したコイルの次のターン以降で巻き回されたコイルと、該コイルの更に次のターンで巻き回されたコイルとの間に巻き回され、その後、折り返して3層目のコイルとなるものであるアキシャルエアギャップ型回転電機。
  3.  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、
     前記コイルが、前記鍔部と前記筒部との付け根部分近傍で該鍔部と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。
  4.  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、
     前記鍔部の前記筒部外周側の面に接触して巻き回された層よりも内側に、少なくとも1層分巻き回されたコイルがあるアキシャルエアギャップ型回転電機。
  5.  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、
     前記コアメンバの夫々から引き出された渡り線が、前記鍔部と、該鍔部に対向するコイル端面との間に配設されるものであるアキシャルエアギャップ型回転電機。
  6.  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、
     前記固定子が、内部を回転軸が貫通する筒状の第1導電部材を更に有するものであり、
     一方端部が、第1導電部材の外周に接続されると共に他方端部が前記ハウシング内周面と電気的に接続されるリード線を更に有するものであり、
     該リード線が、前記鍔部と、該鍔部に対向するコイル端面との間に配設されるものであるアキシャルエアギャップ型回転電機。
  7.  請求項6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、
     前記鍔部の前記回転子と対向する面上に、該面の一部を覆って前記ハウジング内周面と電気的に接続された他の導電部材を更に有するものであり、
     該他の導電部材が前記リード線と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。
  8.  請求項6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、
     前記鍔部の前記回転子と対向する面上であって、ハウジング内周面側の部分に、回転軸回転方向が長手方向となる第2導電部材を配置したものであり、
     第2導電部材が、前記ハウジングの内周面と電気的に接続されると共に前記リード線と接続されるものであるアキシャルエアギャップ型回転電機。
  9.  請求項7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、概略台形形状の端面を有するものであり、
     前記ボビンの筒部及び鍔部が、該鉄心の外周形状に応じた概略台形の断面形状を有するものであり、
     前記ボビンが、
     前記鍔部の前記回転子と対向する面上であって、隣接するコアメンバの鍔部と回転軸回転方向で対向する部分に、ハウジング内周面から回転軸への方向が長手方向となる第3導電部材を更に配置したものであり、
     第3導電部材が、前記第2導電部材と電気的に接続されるものであるアキシャルエアギャップ型回転電機。
  10.  請求項1~9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、
     前記コアメンバ同士が、樹脂によって一体的にモールド形成されるものであるアキシャルエアギャップ型回転電機。
  11.  請求項1~9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、
     前記コアメンバ同士と、前記ハウジング内周面とが、樹脂によって一体的にモールド成形されるものであるアキシャルエアギャップ型回転電機。
  12.  概略柱体からなる鉄心、該鉄心外周に巻き回すコイル及び前記鉄心並びにコイルとの間に配設されるボビンとを有する複数のコアメンバが、回転軸を中心に、ハウジング内周面に沿って環状に配列されてなる固定子と、回転軸径方向に所定のエアギャップを介して前記鉄心の端面と面対向する少なくとも1つの回転子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、
     前記ボビンが、
     前記鉄心を挿入する筒部と、該筒部の両開口端部の少なくとも一方の近傍に、該筒部の外周と鉛直方向に所定長さ延伸する鍔部とを有するものであり、
     前記コイルが、
     前記鍔部に接触して巻き回された層よりも外側に巻き回される層のターン数が少なく且つ前記鍔部に接触しないものであるアキシャルエアギャップ型回転電機。
  13.  請求項12に記載のアキシャルエアギャップ型回転電機であって、
     前記コイルが、整列巻で巻き回されたものであるアキシャルエアギャップ型回転電機。
PCT/JP2014/061350 2014-04-23 2014-04-23 アキシャルエアギャップ型回転電機 WO2015162708A1 (ja)

Priority Applications (6)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US15/305,706 US11251670B2 (en) 2014-04-23 2014-04-23 Axial air-gap rotary electric machine having a different number of internal side layers and external side layers
PCT/JP2014/061350 WO2015162708A1 (ja) 2014-04-23 2014-04-23 アキシャルエアギャップ型回転電機
EP14890397.4A EP3136564B1 (en) 2014-04-23 2014-04-23 Axial air-gap rotary electric machine
JP2016514598A JP6220962B2 (ja) 2014-04-23 2014-04-23 アキシャルエアギャップ型回転電機
CN201480080088.0A CN106471718B (zh) 2014-04-23 2014-04-23 轴向间隙型旋转电机
TW104103614A TWI536712B (zh) 2014-04-23 2015-02-03 Axial air gap type rotary motor

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/JP2014/061350 WO2015162708A1 (ja) 2014-04-23 2014-04-23 アキシャルエアギャップ型回転電機

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2015162708A1 true WO2015162708A1 (ja) 2015-10-29

Family

ID=54331900

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2014/061350 WO2015162708A1 (ja) 2014-04-23 2014-04-23 アキシャルエアギャップ型回転電機

Country Status (6)

Country Link
US (1) US11251670B2 (ja)
EP (1) EP3136564B1 (ja)
JP (1) JP6220962B2 (ja)
CN (1) CN106471718B (ja)
TW (1) TWI536712B (ja)
WO (1) WO2015162708A1 (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2017090074A1 (ja) * 2015-11-24 2017-06-01 株式会社日立産機システム アキシャルギャップ型回転電機及び回転電機用固定子
WO2021145135A1 (ja) * 2020-01-14 2021-07-22 ヤマハ発動機株式会社 アキシャルギャップ型回転電機

Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
USD841703S1 (en) 2016-05-19 2019-02-26 Sumitomo Electric Sintered Alloy, Ltd. Core for rotary electric machine
US10358039B1 (en) * 2018-09-14 2019-07-23 Edward Michael Frierman Vehicle turbine system
US10892654B2 (en) * 2018-11-09 2021-01-12 Shenzhen Shanxiang Intelligent Technology Enterprise Axial magnetic field motor with grain-oriented silicon steel sheets
JP6972056B2 (ja) * 2019-03-12 2021-11-24 株式会社東芝 回転電機、回転電機システム、車、発電装置、昇降装置、および、ロボット
DE102019125871A1 (de) * 2019-09-25 2021-03-25 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Axialflussmaschine
JP7337001B2 (ja) * 2020-02-04 2023-09-01 株式会社日立産機システム アキシャルギャップ型回転電機
DE112021002667T5 (de) * 2020-05-08 2023-03-09 Sumitomo Electric Industries, Ltd. Kernstück, Statorkern, Stator, sich drehende Elektromaschine und Verfahren zur Herstellung eines Kernstücks
JP7477377B2 (ja) * 2020-06-17 2024-05-01 株式会社日立産機システム アキシャルギャップ型回転電機
JP2022116899A (ja) * 2021-01-29 2022-08-10 Tdk株式会社 コイル部品及びこれを備える携帯端末ホルダー
JP2023047885A (ja) * 2021-09-27 2023-04-06 トヨタ自動車株式会社 回転電機

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006129623A (ja) * 2004-10-29 2006-05-18 Showa Corp 回転電機
JP2009044941A (ja) * 2007-08-11 2009-02-26 Sumitomo Electric Ind Ltd アキシャルモータ用コア、ステータおよびアキシャルモータ
JP2009148084A (ja) * 2007-12-14 2009-07-02 Daikin Ind Ltd 電機子
JP2014017915A (ja) * 2012-07-06 2014-01-30 Hitachi Ltd アキシャルギャップ型回転電機

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH10304605A (ja) * 1997-04-24 1998-11-13 Toshiba Corp 直流モータ
JP4687871B2 (ja) * 2004-11-26 2011-05-25 株式会社富士通ゼネラル アキシャルギャップ型電動機
JP4527602B2 (ja) 2005-05-30 2010-08-18 日立オートモティブシステムズ株式会社 ステータコイルの製造方法
JP4816879B2 (ja) * 2005-06-30 2011-11-16 株式会社富士通ゼネラル アキシャルエアギャップ型電動機
JP2007228790A (ja) * 2006-01-27 2007-09-06 Nissan Motor Co Ltd モータ
JP2007135397A (ja) 2006-12-01 2007-05-31 Sumitomo Electric Ind Ltd 電機子の製造方法
JP4875662B2 (ja) 2008-05-19 2012-02-15 三菱電機株式会社 回転電機の固定子
JP5463878B2 (ja) * 2009-11-30 2014-04-09 ダイキン工業株式会社 巻線付き磁芯および電機子
JP5059165B2 (ja) * 2010-05-14 2012-10-24 日立オートモティブシステムズ株式会社 回転電機
JP5916591B2 (ja) * 2012-12-07 2016-05-11 株式会社日立製作所 アキシャルギャップモータ
GB201301758D0 (en) * 2013-01-31 2013-03-20 Yasa Motors Ltd Shoe cooling cap

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006129623A (ja) * 2004-10-29 2006-05-18 Showa Corp 回転電機
JP2009044941A (ja) * 2007-08-11 2009-02-26 Sumitomo Electric Ind Ltd アキシャルモータ用コア、ステータおよびアキシャルモータ
JP2009148084A (ja) * 2007-12-14 2009-07-02 Daikin Ind Ltd 電機子
JP2014017915A (ja) * 2012-07-06 2014-01-30 Hitachi Ltd アキシャルギャップ型回転電機

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
See also references of EP3136564A4 *

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2017090074A1 (ja) * 2015-11-24 2017-06-01 株式会社日立産機システム アキシャルギャップ型回転電機及び回転電機用固定子
JPWO2017090074A1 (ja) * 2015-11-24 2018-09-13 株式会社日立産機システム アキシャルギャップ型回転電機及び回転電機用固定子
TWI638502B (zh) * 2015-11-24 2018-10-11 日商日立產機系統股份有限公司 Axial gap type rotating electric machine and stator for rotating electric machine
WO2021145135A1 (ja) * 2020-01-14 2021-07-22 ヤマハ発動機株式会社 アキシャルギャップ型回転電機
JP7318012B2 (ja) 2020-01-14 2023-07-31 ヤマハ発動機株式会社 アキシャルギャップ型回転電機

Also Published As

Publication number Publication date
EP3136564A1 (en) 2017-03-01
TW201541809A (zh) 2015-11-01
EP3136564A4 (en) 2017-12-27
EP3136564B1 (en) 2020-05-27
JP6220962B2 (ja) 2017-10-25
CN106471718B (zh) 2019-06-07
CN106471718A (zh) 2017-03-01
US20170163112A1 (en) 2017-06-08
JPWO2015162708A1 (ja) 2017-04-13
US11251670B2 (en) 2022-02-15
TWI536712B (zh) 2016-06-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6220962B2 (ja) アキシャルエアギャップ型回転電機
US11165312B2 (en) Axial-gap dynamo-electric machine
US9154020B2 (en) Axial gap rotating-electric machine
JP3745884B2 (ja) モータ構造及びその製造方法
WO2016136384A1 (ja) 電機子および回転電機
US9716414B2 (en) Stator of rotating electric machine
JPWO2015159329A1 (ja) アキシャルエアギャップ型回転電機
CN109478813B (zh) 轴向间隙型旋转电机
JP2009284626A (ja) 回転機器のステータ及びモータ
WO2008068503B1 (en) Axial flux electrical machines
JP2017112693A (ja) 回転電機
WO2011148501A1 (ja) ステータ
WO2014068695A1 (ja) 回転電機のコイルおよび回転電機
TWI727223B (zh) 軸向間隙型旋轉電機
JP2016129447A (ja) 回転電機
KR20110064243A (ko) 다각형 코일이 권선된 모터
JP7085853B2 (ja) 回転電機、回転電機の製造方法、および送風機
JP2017060274A (ja) 永久磁石回転電機
JP5531773B2 (ja) 回転電機
WO2017145613A1 (ja) アキシャルギャップ型回転電機
JP5311877B2 (ja) ステータのコイル及び回転機器のステータコア
JP7153437B2 (ja) 回転電機
JP2014054044A (ja) ステータ及びこのステータを備えた回転電機
JP2020162308A (ja) 回転電機の固定子、これを用いた回転電機およびこれらの製造方法
WO2017158667A1 (ja) 回転電機

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 14890397

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2016514598

Country of ref document: JP

Kind code of ref document: A

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

REEP Request for entry into the european phase

Ref document number: 2014890397

Country of ref document: EP

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2014890397

Country of ref document: EP

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 15305706

Country of ref document: US