JP6137019B2 - Axial gap type rotating electrical machine - Google Patents
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Description
本発明は、アキシャルギャップ型の回転電機(モータ、又は発電機、又はモータ兼発電機)に関するものである。 The present invention relates to an axial gap type rotating electrical machine (motor, generator, or motor / generator).
例えば特許文献1に開示されるように、エアギャップを介してステータとロータとがロータ軸方向に対向するように配置され、これらステータ及びロータが中空円筒状のハウジング内に収容された構造のアキシャルギャップ型回転電機が公知である。
For example, as disclosed in
このアキシャルギャップ型回転電機において、ロータは、バックヨークを兼ねる電磁鋼板等からなるロータ円盤(ロータコア)の片面に、複数の永久磁石がロータ中心軸の回りに一定間隔で並ぶように配列された上で接着固定された構造となっている。 In this axial gap type rotating electrical machine, the rotor is arranged such that a plurality of permanent magnets are arranged at regular intervals around the rotor central axis on one side of a rotor disk (rotor core) made of an electromagnetic steel plate or the like that also serves as a back yoke. It has a structure that is bonded and fixed with.
しかし、上記のようにロータ円盤の片面に永久磁石を接着しただけの従来のロータでは、ロータ円盤に対する永久磁石の固定強度にも自ずと限界があり、高回転数、高トルクに十分に耐え得るアキシャルギャップ型回転電機を提供することは難しい。 However, in the conventional rotor in which the permanent magnet is simply bonded to one side of the rotor disk as described above, the fixing strength of the permanent magnet with respect to the rotor disk is naturally limited, and the axial which can sufficiently withstand high rotation speed and high torque. It is difficult to provide a gap-type rotating electrical machine.
本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであり、簡単な構造でより高回転数、高トルクに耐え得るアキシャルギャップ型回転電機を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object thereof is to provide an axial gap type rotating electrical machine that can withstand a higher rotational speed and higher torque with a simple structure.
上記の課題を解決するために、本発明は、回転軸及びこの回転軸と共に回転するロータ本体を備えるロータと、前記回転軸の軸方向に、前記ロータ本体に対向して配置されるステータとを備えるアキシャルギャップ型回転電機において、前記ロータ本体は、円盤状のロータコアおよびこのロータコアのステータ対向面に、周方向に並んだ状態で固定される複数の永久磁石を備えるロータ主部材と、このロータ主部材を、周方向における各々永久磁石の両端部の位置で前記軸方向の両側から挟み込むクランプ部材とを含むものである。 In order to solve the above-described problems, the present invention provides a rotor including a rotating shaft and a rotor body that rotates together with the rotating shaft, and a stator that is disposed in the axial direction of the rotating shaft so as to face the rotor body. In the axial gap type rotating electric machine provided, the rotor main body includes a rotor main member including a disk-shaped rotor core and a plurality of permanent magnets fixed in a circumferential direction on a stator facing surface of the rotor core, and the rotor main member. And clamping members that sandwich the member from both sides in the axial direction at the positions of both end portions of each permanent magnet in the circumferential direction .
このアキシャルギャップ型回転電機の構造によれば、回転軸の軸方向両側から永久磁石とロータコアとがクランプ部材により挟み込まれることにより、永久磁石がロータコア側に押さえ込まれているので、ロータコアに対する各永久磁石の固定強度が高められる。そのため、簡単な構造で、高回転数、高トルクおける耐久性を向上させることができる。 According to the structure of this axial gap type rotating electrical machine, since the permanent magnet and the rotor core are sandwiched by the clamp members from both sides in the axial direction of the rotating shaft, the permanent magnet is pressed to the rotor core side. The fixing strength of is increased. Therefore, the durability at a high rotational speed and high torque can be improved with a simple structure.
より具体的に、前記クランプ部材は、前記軸方向におけるロータ主部材の両側の位置で当該ロータ主部材の径方向に延びる一対のアーム部と、ロータ主部材の径方向外側の位置で前記一対のアーム部同士を連結する連結部とを有する。 More specifically, the clamp member includes a pair of arm portions extending in the radial direction of the rotor main member at positions on both sides of the rotor main member in the axial direction, and the pair of arms at a position radially outside the rotor main member. A connecting portion for connecting the arm portions to each other.
この構造によれば、クランプ部材の各アーム部によって永久磁石をロータコア側に押さえ込む簡単な構造で、永久磁石の固定強度を高めることが可能となる。 According to this structure, it is possible to increase the fixing strength of the permanent magnet with a simple structure in which the permanent magnet is pressed to the rotor core side by each arm portion of the clamp member.
この場合、前記ロータ主部材を軸方向両側から挟み込んで回転軸に固定する固定部材を含み、前記クランプ部材の各アーム部は、前記固定部材により軸方向外側から永久磁石側に押さえ込まれているのが好適である。 In this case, it includes a fixing member that sandwiches the rotor main member from both sides in the axial direction and fixes it to the rotating shaft, and each arm portion of the clamp member is pressed from the outer side in the axial direction to the permanent magnet side by the fixing member. Is preferred.
この構造によれば、ロータの回転に伴い各アーム部が浮き上がることが防止されるため、より確実に永久磁石をロータコア側に押さえ込むことが可能となる。 According to this structure, each arm portion is prevented from being lifted with the rotation of the rotor, so that the permanent magnet can be more reliably pressed to the rotor core side.
なお、前記一対のアーム部は、それぞれ前記回転軸側の末端に当該回転軸に沿って互いに逆向きに伸びる鉤部を備え、前記固定部材は、前記鉤部を前記径方向外側から拘束する拘束部を備えているのが好適である。 Each of the pair of arm portions includes a flange portion extending in the opposite direction along the rotation shaft at each end on the rotation shaft side, and the fixing member is a restraint for restraining the flange portion from the radially outer side. It is suitable to have a part.
この構造によれば、ロータの回転に伴う遠心力でクランプ部材が径方向に位置ずれを起こしてロータ主部材から脱落することが防止される。 According to this structure, it is possible to prevent the clamp member from being displaced in the radial direction due to the centrifugal force accompanying the rotation of the rotor and falling off the rotor main member.
また、前記ロータ主部材は、その中心に位置して前記回転軸に外嵌される内筒部材と、前記ロータコアに外嵌される外筒部材とを含み、前記内筒部材および前記外筒部材には、各クランプ部材を周方向に位置決めする位置決め部が形成されているのが好適である。 The rotor main member includes an inner cylinder member that is located at the center of the rotor main member and is externally fitted to the rotation shaft; and an outer cylinder member that is externally fitted to the rotor core, and the inner cylinder member and the outer cylinder member It is preferable that a positioning portion for positioning each clamp member in the circumferential direction is formed.
この構造によれば、ロータの回転に伴いクランプ部材が周方向に位置ずれを起こしてロータ主部材から脱落することが防止される。 According to this structure, it is possible to prevent the clamp member from being displaced in the circumferential direction with the rotation of the rotor and falling off from the rotor main member.
また、前記クランプ部材の各アーム部は、周方向に隣接する永久磁石をこれらの周方向端部の位置で一体的に押さえ込むものであるのが好適である。 Moreover, it is preferable that each arm part of the said clamp member is what integrally presses the permanent magnet adjacent to the circumferential direction in the position of these circumferential direction edge parts.
この構造によれば、永久磁石の磁気的作用をクランプ部材によって阻害することなく安定的に永久磁石を押さえ込むことが可能となる。また、隣接する永久磁石を共通のクランプ部材本体で挟み込むため合理的な構成となる。 According to this structure, it becomes possible to hold down the permanent magnet stably without hindering the magnetic action of the permanent magnet by the clamp member. In addition, since the adjacent permanent magnets are sandwiched between the common clamp member bodies, a rational configuration is obtained.
この場合、前記ロータ本体は、周方向に隣接する一組の永久磁石と前記クランプ部材のアーム部と前記ロータコアとにより形成されかつ前記径方向にそれぞれ伸びる複数の冷却液通路を備えており、前記回転軸は、前記各冷却液通路に連通する冷却液の導入出通路を内部に備えているのが好適である。 In this case, the rotor body includes a plurality of coolant passages formed by a pair of permanent magnets adjacent to each other in the circumferential direction, the arm portion of the clamp member, and the rotor core and extending in the radial direction, It is preferable that the rotating shaft includes a cooling liquid introduction / extraction passage communicating with each of the cooling liquid passages.
この構造によれば、回転軸を通じてロータ主部材に冷却液を供給することが可能となる。そのため、ロータの発熱によるモータ効率の低下を抑制することが可能となる。 According to this structure, the coolant can be supplied to the rotor main member through the rotating shaft. Therefore, it is possible to suppress a decrease in motor efficiency due to the heat generated by the rotor.
なお、前記ロータ主部材は、前記軸方向における前記ロータコアの片側に前記複数の永久磁石が固定されたものであってもよいし、前記軸方向における前記ロータコアの両側にそれぞれ前記複数の永久磁石が固定されたものであってもよい。 The rotor main member may be one in which the plurality of permanent magnets are fixed to one side of the rotor core in the axial direction, or the plurality of permanent magnets may be provided on both sides of the rotor core in the axial direction. It may be fixed.
いずれの場合も、上記構成によれば、ロータコアに対する永久磁石の固定強度を効果的に高めることができ、これにより、簡単な構造で、高回転数、高トルクにおけるロータの耐久性を向上させることができる。 In any case, according to the above configuration, the fixing strength of the permanent magnet to the rotor core can be effectively increased, thereby improving the durability of the rotor at a high rotational speed and high torque with a simple structure. Can do.
なお、前記ロータ主部材は、前記軸方向における前記ロータコアの一方側にのみ前記複数の永久磁石が固定され、他方側に非磁性体からなる補強部材が固定されたものであってもよい。 The rotor main member may be one in which the plurality of permanent magnets are fixed only on one side of the rotor core in the axial direction and a reinforcing member made of a non-magnetic material is fixed on the other side.
この構造によれば、ロータコアの一方側にのみ永久磁石が固定されるタイプのロータにおいて、永久磁石の固定強度を高めながら、ロータ全体の剛性を向上させることが可能となる。 According to this structure, in a rotor of a type in which a permanent magnet is fixed only on one side of the rotor core, it is possible to improve the rigidity of the entire rotor while increasing the fixing strength of the permanent magnet.
一方、本発明の他の回転電機は、回転軸及びこの回転軸と共に回転するロータ本体を備えるロータと、前記回転軸の軸方向に、前記ロータ本体に対向して配置されるステータとを備えるアキシャルギャップ型回転電機において、前記ロータ本体は、その中心に位置して前記回転軸に外嵌される内筒部材、その外側に設けられる外筒部材およびこれら内筒部材と外筒部材との間に配置されかつ周方向に並ぶ複数の永久磁石を備えるロータ主部材と、このロータ主部材を、周方向における各々永久磁石の両端部の位置で前記軸方向の両側から挟み込むクランプ部材とを含むものである。 On the other hand, another rotating electrical machine of the present invention is an axial including a rotor including a rotating shaft and a rotor main body that rotates together with the rotating shaft, and a stator that is disposed to face the rotor main body in the axial direction of the rotating shaft. In the gap-type rotating electrical machine, the rotor body is located at the center of the inner cylinder member that is externally fitted to the rotation shaft, the outer cylinder member that is provided on the outer side, and between the inner cylinder member and the outer cylinder member. A rotor main member including a plurality of permanent magnets arranged and arranged in the circumferential direction, and a clamp member that sandwiches the rotor main member from both sides in the axial direction at the positions of both end portions of the permanent magnets in the circumferential direction.
このような構造によれば、ロータの耐久性をある程度高めつつ構造の簡素化を図ることが可能となる。 According to such a structure, it is possible to simplify the structure while improving the durability of the rotor to some extent.
以上説明したように、本発明のアキシャルギャップ型回転電機によれば、簡単な構造で、高回転数、高トルクにおける耐久性を向上させることができる。 As described above, according to the axial gap type rotating electrical machine of the present invention, durability at a high rotational speed and high torque can be improved with a simple structure.
以下、添付図面を参照しながら本発明の好ましい実施の一形態について詳述する。 Hereinafter, a preferred embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
(第1の実施形態)
図1は、本発明の第1実施形態に係る回転電機1Aの分解斜視図である。同図に示す回転電機1Aは、回転軸20を中心に備えるロータ2と、当該ロータ2の後記ロータ本体22の両側に位置し、ロータ本体22に対して回転軸20の軸方向に所定間隔を隔てて対向する2つのステータ4と、これらロータ2及びステータ4が収容される円筒状のハウジング6とを備えた、いわゆる1ロータ2ステータ型のアキシャルギャップ型回転電機である。なお、以下の説明では、回転軸20と平行な方向を「軸方向」、回転軸20と直交する方向を「径方向」、回転軸20(ロータ2)の回転方向を「周方向」と称す。
(First embodiment)
FIG. 1 is an exploded perspective view of a rotating
ステータ4は、同図に示すように、複数枚の円盤状の電磁鋼板が積層一体化されることにより構成されたバックヨーク12と、周方向に配列された状態でこのバックヨーク12上に固定される複数のステータコア10と、各ステータコア10に装着(巻回)されるコイル11と、バックヨーク12の下部に固定されるエンドプレート14とを備えている。2つのステータ4は、上下逆向きである点を除き同一の構成である。
As shown in the figure, the stator 4 is fixed on the
各ステータ4は、ステータコア10が互いに向かい合わせになるように、円筒状の上記ハウジング6の両側からその内側に挿入され、各エンドプレート14を介してこのハウジング6に固定されている。
Each stator 4 is inserted into the inside of the cylindrical housing 6 from both sides so that the
一方、ロータ2は、円盤状のロータ本体22と、このロータ本体22の中心を貫通する回転軸20と、ロータ本体22を上下(軸方向)両側から挟み込んだ状態で当該回転軸20に固定するための固定部材とを含む。
On the other hand, the
ロータ2は、各ステータ4の間にロータ本体22が介在するようにハウジング6内に配置され、かつ回転軸20が、各ステータ4のエンドプレート14に保持されたベアリング16に挿入されることで、両ステータ4に回転自在に支持されている。
The
ロータ本体22は、図2〜図4に示すように、ロータ主部材24と、このロータ主部材24を軸方向両側から挟み込むクランプ部材32とを備えている。
As shown in FIGS. 2 to 4, the rotor
ロータ主部材24は、帯状の電磁鋼板が渦巻旋回状に巻回されることにより概略円盤状に形成されたロータコア25と、このロータコア25のステータ対向面(図3、図4では上下各面)に固定される複数の永久磁石26と、ロータコア25の中心部に設けられかつ前記回転軸20に外嵌される内筒部材27と、ロータコア25に外嵌される外筒部材28と、を含んでいる。内筒部材27および外筒部材28は、非磁性材料(オーステナイト系ステンレス、アルミ等)に形成されている。
The rotor
前記永久磁石26は、図6に示すように平面視略扇型であり、内筒部材27の外周面に沿って周方向に並ぶようにロータコア25の上下各面に配列され、各々接着剤により各面に固定されている。当例では、ロータコア25の上面および下面にそれぞれ8個の永久磁石26が固定されている。なお、ロータコア25の上面に固定される各永久磁石26の配置とロータコア25の下面に固定される各永久磁石26の配置は同一である。但し、ロータコア25を挟んで互いに上下に位置する永久磁石26同士は、上下逆さまに配置されることにより磁極の向きが互いに逆になっている。
The
前記外筒部材28は、図4に示すように、ロータコア25及びこれに固定された永久磁石26に外嵌する状態で当該ロータコア25等の外側に配置されている。
As shown in FIG. 4, the
図8〜図10に示すように、外筒部材28は、ロータコア25の厚みに上下の永久磁石26の厚みを加えた寸法と略同等の軸方向寸法を有している。外筒部材28の上下両端には、その全周に亘って内向きに突出する鍔部28bが設けられており、これら鍔部28bによってロータコア25の上下各面に固定された永久磁石26がロータコア25側に押さえ込まれている。
As shown in FIGS. 8 to 10, the
図4及び図6に示すように、各永久磁石26の径方向外縁部には周方向に伸びる段差部26bが形成されており、上記鍔部28bは、反ロータコア25側からこの段差部26bに係合することで、外筒部材28の上下端面と上下の各永久磁石26の表面とが面一となっている。上記内筒部材27の軸方向寸法も外筒部材28の軸方向寸法と同等であり、従って、内筒部材27、外筒部材28およびこれらの間に位置する各永久磁石26の各上面は互いに面一であり、各下面も同様に面一である。
As shown in FIGS. 4 and 6, a stepped
なお、上記外筒部材28は、軸方向に嵌合される2つのパーツ29A、29Bにより構成されており、この構成により、ロータコア25の上下各面に固定された永久磁石26を上記鍔部28bにより上下両側から押さえ込むことが可能となっている。
The
クランプ部材32は、ロータコア25とその上下各面に固定された各永久磁石26を上下両側から一体に挟み込むことにより、ロータコア25と永久磁石26との固定強度を補強するものである。
The
このクランプ部材32は、図2及び図3に示すように、各永久磁石26に対応する位置、具体的には周方向のける各永久磁石26の端部の位置でそれぞれロータ主部材24をその径方向外側からくわえこむように当該ロータ主部材24に装着されている。当例では8個のクランプ部材32がロータ主部材24に装着されている。
As shown in FIGS. 2 and 3, the
各クランプ部材32は、図3及び図7に示すように、ロータ主部材24の上下両側の位置で当該ロータ主部材24の径方向に延びる一対のアーム部33a、33aと、これらアーム部33a、33aをロータ主部材24の径方向外側の位置で連結する連結部33bとを有する側面視コ字型の形状を有している。このクランプ部材32は、図2及び図5に示すように、ロータコア25の上下両側において、周方向に隣接する一組の永久磁石26の端部をアーム部33a、33aで挟み込むようにロータ主部材24に装着されている。この構成により、ロータコア25の上下両側の各永久磁石26は、2つのクランプ部材32によってロータコア25側に押さえ込まれている。
As shown in FIGS. 3 and 7, each
なお、図5及び図6に示すように、各永久磁石26の周方向両端部には径方向に伸びる段差部26aがそれぞれ形成されており、クランプ部材32の各アーム部33a、33aは、隣接する永久磁石26の間に介在した状態で当該段差部26bに反ロータコア25側から係合している。この構成により、各アーム部33a、33aの表面と上下の各永久磁石26の表面とが面一となっている。
As shown in FIGS. 5 and 6, stepped
また、図8及び図9に示すように、前記外筒部材28のうち、隣接する永久磁石26の間に対応する位置には各々クランプ部材32に対応する形状の溝28aが形成されており、前記内筒部材27の同じ位置にも、同様に、各クランプ部材32のアーム部33a、33aに対応する形状の溝27aが形成されている。そして、上記クランプ部材32がこれら溝27a、28a(本発明の位置決め部に相当する)に嵌合する状態で上記ロータ主部材24に装着されることで、クランプ部材32の表面が、内筒部材27の上下各面、外筒部材28の上下各面および外周面と面一となっている。つまり、図1に示すように、ロータ本体22は、その上下各面および外周面に殆ど凹凸が無い円盤状に形成されている。
Also, as shown in FIGS. 8 and 9,
このように構成されたロータ本体22の上記内筒部材27の内側に上記回転軸20が挿入され、この状態で、当該ロータ本体22が回転軸20に固定されている。
The rotating
詳しくは、図3に示すように、回転軸20の途中部分には、鍔部20aと雄ねじ部20bとがロータ本体22に対応した所定の間隔で設けられており、ロータ本体22がリング部材35を介してこの鍔部20aにより抜け止めされている。そして、前記雄ねじ部20bにナット部材34が螺合、装着されることにより、ロータ本体22がこのナット部材34と上記鍔部20a(リング部材35)とにより軸方向に挟み込まれた状態で回転軸20に固定されている。なお、図示を省略しているが、内筒部材27と回転軸20とはキー結合により回り止めされている。
Specifically, as shown in FIG. 3, a
回転軸20にロータ本体22が固定された状態では、図3に示すように、上記各クランプ部材32のアーム部33a、33aの先端がナット部材34及びリング部材35によりロータコア25側に押さえ込まれている。なお、クランプ部材32の各アーム部33a、33aの先端には、回転軸20に沿って互いに逆向き伸びる鉤部33cが形成されており、上側のアーム部33aの鉤部33cがナット部材34の中央に形成された凹部34aに挿入され、下側のアーム部33aの鉤部33cがリング部材35の内側に挿入されている。これにより、各アーム部33aの鉤部33cが径方向外から拘束され、各クランプ部材32の径方向外側へ変位が規制されている。当例では、ナット部材34およびリング部材35が、本発明の固定部材に相当し、ナット部材34の凹部34aおよびリング部材35の各内周面が、各々本発明の拘束部に相当する。
In the state where the
以上のような回転電機1Aによれば、回転軸20の軸方向両側から各永久磁石26とロータコア25とがクランプ部材32により一体的に挟み込まれているので、永久磁石がロータコアに接着固定されただけの従来構造に比べると、ロータコア25に対する各永久磁石26の固定強度が高められる。従って、ロータ2の回転中に永久磁石26が脱落することが効果的に抑制され、簡単な構造で、高回転数、高トルクにおけるステータ4の耐久性を向上させることができる。
According to the rotating
特に、この回転電機1Aによれば、ナット部材34及びリング部材35によって各クランプ部材32のアーム部33a、33aが押さえ込まれているので、ロータ回転中にアーム部33a、33aが永久磁石26から浮き上がることが無く、よって各永久磁石26を確実にロータコア25側に押さえ込むことができる。
In particular, according to the rotating
しかも、各クランプ部材32は、アーム部33a、33aの先端に形成された鉤部33cがナット部材34およびリング部材35により拘束されることで径方向外側への変位が規制されているので、遠心力でクランプ部材32がロータ主部材24から径方向外側に離脱することが確実に防止される。また、各クランプ部材32は、上記の通り、その表面が永久磁石26、内筒部材27および外筒部材28の各外表面と面一になる状態でロータ主部材24に装着されているので、ステータ4の回転に伴いクランプ部材32が空気抵抗を受けて周方向にずれることも防止される。従って、この回転電機1Aによれば、クランプ部材32により永久磁石26を長期的に安定して押え込むことができるという利点がある。
In addition, since each
また、この回転電機1Aによれば、永久磁石26がその周方向両端部の位置でクランプ部材32(アーム部33a、33a)により押さえ込まれるので、永久磁石26の磁気的作用を阻害することがない。また、各クランプ部材32は、上記の通りロータ本体22の上下各面や外周面に凹凸を形成することなくロータ主部材24に装着されているので空気抵抗を受けることがない。換言すれば、クランプ部材32が回転抵抗となることが無いので、回転電機1Aの効率を大きく阻害することなく、ロータ2の耐久性を向上させることができるという利点もある。
Further, according to this rotating
(第2の実施形態)
次に、本発明の第2実施形態に係る回転電機1Bについて説明する。
(Second Embodiment)
Next, a rotating electrical machine 1B according to a second embodiment of the present invention will be described.
図13及び図14は、回転電機1Bのロータ2を示しており、図13は平面図(一部断面図)で、図14は断面図で、それぞれロータ2を示している。第2実施形態の回転電機1Bは、ロータ2に対してオイル等の冷却液を循環させることが可能に構成されており、この点で第1実施形態の回転電機1Aと構成が相違している。
13 and 14 show the
具体的に説明すると、回転軸20が中空軸から構成されており、当該回転軸20の内部が鍔部20aと雄ねじ部20bとの間の位置で上下に仕切られ、上側が冷却液の導入通路Piとされ、下側が冷却液の導出通路Poとされている。当例では、これら導入通路Piおよび導出通路Poが本発明における冷却液の導入出通路に相当する。
More specifically, the rotating
図16に示すように、回転軸20の外周面のうち、内筒部材27の上側の溝27aに対応する位置に対応する位置には、導入通路Piに連通する複数の上側開口部21aが周方向に等間隔で形成されており、内筒部材27の下側の溝27aに対応する位置に、導出通路Poに連通する複数の下側開口部21bが周方向に等間隔で形成されている。
As shown in FIG. 16, a plurality of
一方、各クランプ部材32には、図14及び図15に示すように、各アーム部33a、33aの対向面および連結部33bの永久磁石26側の側面に、一方側のアーム部33aの先端(鉤部33c側)から径方向外向きに延び、連結部33bを経由して他方側の先端に至る連続した溝33dが形成されている。これにより、同図に示すように、ロータ本体22の内部に、クランプ部材32、永久磁石26及びロータコア25等によって囲まれたU字型(図14でU字型)の冷却液通路、詳しくは、前記上側開口部21aと下側開口部21bとを連絡する冷却液通路Pが形成されている。
On the other hand, as shown in FIGS. 14 and 15, each
つまり、この第2実施形態の回転電機1Bでは、図示を省略するが、冷却液タンクからポンプ駆動により給送される冷却液が回転軸20の導入通路Piおよび上側開口部21aを通じて各冷却液通路Pに供給され、図14中に矢印で示すように、隣接する永久磁石26の間をクランプ部材32に沿って流動した後、下側開口部21bおよび導出通路Poを通じて上記冷却液タンクに回収されるように構成されている。
That is, in the rotating electrical machine 1B of the second embodiment, although not shown, the coolant supplied from the coolant tank by driving the pump is supplied to each coolant passage through the introduction passage Pi and the
このような第2実施携帯の回転電機1Bによれば、ロータ本体22を冷却液で積極的に冷却できるため、第1実施形態の回転電機1Aと同等の作用効果を享受しつつ、さらにロータ2の発熱によるモータ効率の低下を抑制することができるという利点がある。特に、この構成では、永久磁石26及びロータコア25に沿って直に冷却液が流動するので、効果的にロータ本体22を冷却することができる。
According to the second embodiment portable electric machine 1B, since the
なお、以上説明した回転電機1A、1Bは、本発明に係るアキシャルギャップ型回転電気の好ましい実施形態の例示であって、その具体的な構成は、本発明の要旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。
The rotating
例えば、上記回転電機1A、1Bは、ロータ(ロータ本体)の両側に各々ステータが備えられた、いわゆる1ロータ2ステータ型のアキシャルギャップ型回転電機であるが、本発明は、一つのステータの両側に各々ロータが備えられた2ロータ1ステータ側のアキシャルギャップ型回転電機にも適用可能である。なお、この場合のロータは、例えば図17に示すように、上記回転電機1Aのロータ2の構造において、ロータ主部材24の上下の各永久磁石26のうち、反ステータ側のものを省略した構成とすればよい。この場合、反ステータ側の永久磁石26の代わりに、非磁性体(ステンレス、アルミ、樹脂等)からなる円盤状の補強部材をロータコア25に固定してもよい。この構成によれば、ロータコア25の片側にのみ永久磁石26を備える構造において、ロータ本体22の剛性を高めることが可能となる。
For example, the rotary
なお、このような2ロータ1ステータ型のアキシャルギャップ型回転電機では、ロータコア25の片側にのみ永久磁石26が固定されるため、永久磁石26を通る磁束をロータコア25に沿って円滑に屈曲させる必要がある。従って、この場合には、上記実施形態のような電磁鋼板製のロータコア25に代えて、圧粉鉄心、すなわち表面に電気的絶縁処理を施した軟磁性金属粉末、例えば純Fe、Fe−Si系及びFe−Ni系などの金属粉末をバインダーと共に圧縮成形したものを用いるのが好適である。このように、ロータコア25として圧粉鉄心を適用すれば、圧粉鉄心には磁束の流れに対する拘束性が低いため、永久磁石26からロータコア25に亘って理想的な磁束の形成が可能とあり、モータ効率の向上に寄与するものとなる。
In such a 2-rotor 1-stator axial gap type rotating electrical machine, the
また、上記回転電機1Aにおいてロータコア25を省略してもよい。すなわち、ロータ主部材24をロータ主部材回転軸20に外嵌される内筒部材27と、その外側に設けられる外筒部材28と、これら内筒部材27と外筒部材28との間に配置されかつ周方向に並ぶ複数の永久磁石26とにより構成し、周方向における各々永久磁石26の両端部の位置で上下両側から挟み込むように、当該ロータ主部材24にクランプ部材32を装着するようにしてもよい。この場合、永久磁石26は上記回転電機1Aのように上下二層であってもよいし、また一層であってもよい。このような構造によれば、ロータ2の耐久性をある程度高めつつ構造の簡素化を図ることが可能となる。
Further, the
1A、1B アキシャルギャップ型回転電機
2 ロータ
4 ステータ
6 ハウジング
20回転軸
22 ロータ本体
24 ロータ主部材
25 ロータコア
26 永久磁石
32 クランプ部材
1A, 1B Axial gap type rotating
Claims (10)
前記ロータ本体は、円盤状のロータコアおよびこのロータコアのステータ対向面に、周方向に並んだ状態で固定される複数の永久磁石を備えるロータ主部材と、このロータ主部材を、周方向における各々永久磁石の両端部の位置で前記軸方向の両側から挟み込むクランプ部材とを含む、ことを特徴とするアキシャルギャップ型回転電機。 In an axial gap type rotating electrical machine including a rotor including a rotation shaft and a rotor body that rotates together with the rotation shaft, and a stator disposed in the axial direction of the rotation shaft so as to face the rotor body.
The rotor body includes a rotor main member including a disk-shaped rotor core and a plurality of permanent magnets fixed in a circumferential direction on a stator facing surface of the rotor core, and the rotor main member is made permanent in the circumferential direction. An axial gap type rotating electrical machine including a clamp member sandwiched from both sides in the axial direction at positions of both end portions of the magnet.
前記クランプ部材は、前記軸方向におけるロータ主部材の両側の位置で当該ロータ主部材の径方向に延びる一対のアーム部と、ロータ主部材の径方向外側の位置で前記一対のアーム部同士を連結する連結部とを有する、ことを特徴とするアキシャルギャップ型回転電機。 In the axial gap type rotating electrical machine according to claim 1,
The clamp member connects a pair of arm portions extending in the radial direction of the rotor main member at positions on both sides of the rotor main member in the axial direction and the pair of arm portions at positions radially outside the rotor main member. An axial gap type rotating electrical machine having a connecting portion.
前記ロータ主部材を軸方向両側から挟み込んで回転軸に固定する固定部材を含み、
前記クランプ部材の各アーム部は、前記固定部材により軸方向外側から永久磁石側に押さえ込まれている、ことを特徴とするアキシャルギャップ型回転電機。 In the axial gap type rotating electrical machine according to claim 2,
Including a fixing member that sandwiches the rotor main member from both sides in the axial direction and fixes the rotor main member to the rotating shaft;
Each of the arm portions of the clamp member is pressed to the permanent magnet side from the outside in the axial direction by the fixing member.
前記一対のアーム部は、それぞれ前記回転軸側の末端に当該回転軸に沿って互いに逆向きに伸びる鉤部を備え、
前記固定部材は、前記鉤部を前記径方向外側から拘束する拘束部を備えている、ことを特徴とするアキシャルギャップ型回転電機。 In the axial gap type rotating electrical machine according to claim 3,
Each of the pair of arm portions includes a flange portion that extends in a direction opposite to each other along the rotation shaft at the end on the rotation shaft side,
The axial member of the axial gap type rotating electrical machine, wherein the fixing member includes a restraining portion that restrains the flange portion from the radially outer side.
前記ロータ主部材は、その中心に位置して前記回転軸に外嵌される内筒部材と、前記ロータコアに外嵌される外筒部材とを含み、
前記内筒部材および前記外筒部材には、各クランプ部材を周方向に位置決めする位置決め部が形成されている、ことを特徴とするアキシャルギャップ型回転電機。 In the axial gap type rotating electrical machine according to claim 2 or 3,
The rotor main member includes an inner cylinder member that is located at the center and is externally fitted to the rotation shaft, and an outer cylinder member that is externally fitted to the rotor core,
An axial gap type rotating electrical machine characterized in that a positioning portion for positioning each clamp member in the circumferential direction is formed in the inner cylinder member and the outer cylinder member.
前記クランプ部材の各アーム部は、周方向に隣接する永久磁石をこれらの周方向端部の位置で一体的に押さえ込む、ことを特徴とするアキシャルギャップ型回転電機。 In the axial gap type rotating electrical machine according to any one of claims 2 to 5,
Each of the arm portions of the clamp member integrally presses a circumferentially adjacent permanent magnet at the positions of these circumferential end portions.
前記ロータ本体は、周方向に隣接する一組の永久磁石と前記クランプ部材のアーム部と前記ロータコアとにより形成されかつ前記径方向にそれぞれ伸びる複数の冷却液通路を備えており、
前記回転軸は、前記各冷却液通路に連通する冷却液の導入出通路を内部に備えている、ことを特徴とするアキシャルギャップ型回転電機。 In the axial gap type rotating electrical machine according to claim 6,
The rotor body includes a plurality of coolant passages formed by a pair of permanent magnets adjacent to each other in the circumferential direction, an arm portion of the clamp member, and the rotor core and extending in the radial direction.
The axial gap type rotating electrical machine according to claim 1, wherein the rotating shaft includes therein a coolant introduction / extraction passage communicating with each of the coolant passages.
前記ロータ主部材は、前記軸方向における前記ロータコアの両側にそれぞれ前記複数の永久磁石が固定されたものである、ことを特徴とするアキシャルギャップ型回転電機。 In the axial gap type rotating electrical machine according to any one of claims 1 to 7,
The rotor main member is an axial gap type rotating electrical machine in which the plurality of permanent magnets are fixed to both sides of the rotor core in the axial direction.
前記ロータ主部材は、前記軸方向における前記ロータコアの一方側にのみ前記複数の永久磁石が固定され、他方側に非磁性体からなる補強部材が固定されたものである、ことを特徴とするアキシャルギャップ型回転電機。 In the axial gap type rotating electrical machine according to any one of claims 1 to 7,
The rotor main member is an axial member in which the plurality of permanent magnets are fixed only on one side of the rotor core in the axial direction and a reinforcing member made of a non-magnetic material is fixed on the other side. Gap type rotating electrical machine.
前記ロータ本体は、その中心に位置して前記回転軸に外嵌される内筒部材、その外側に設けられる外筒部材およびこれら内筒部材と外筒部材との間に配置されかつ周方向に並ぶ複数の永久磁石を備えるロータ主部材と、このロータ主部材を、周方向における各々永久磁石の両端部の位置で前記軸方向の両側から挟み込むクランプ部材とを含む、ことを特徴とするアキシャルギャップ型回転電機。 In an axial gap type rotating electrical machine including a rotor including a rotation shaft and a rotor body that rotates together with the rotation shaft, and a stator disposed in the axial direction of the rotation shaft so as to face the rotor body.
The rotor main body is located at the center of the inner cylinder member that is externally fitted to the rotation shaft, the outer cylinder member that is provided outside the rotor body, and the rotor main body that is disposed between the inner cylinder member and the outer cylinder member and that extends in the circumferential direction. An axial gap comprising: a rotor main member including a plurality of permanent magnets arranged; and a clamp member that sandwiches the rotor main member from both sides in the axial direction at positions of both end portions of each permanent magnet in the circumferential direction. Type rotating electric machine.
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