JP2006014565A - ディスク型回転電機 - Google Patents

Abstract

【課題】 固定子ティース部に固定子コイルを巻き回しするときのコイル負荷を低減することができると共に、固定子ティース部の軸直交方向断面積を増大することができるディスク型回転電機を提供すること。
【解決手段】 永久磁石９を配置した回転子２と、固定子ティース部１１と固定子コイル１２を有する固定子３と、を備え、前記回転子２と前記固定子３がアキシャル方向に配設され、前記回転子２は、固定子３との間にエアギャップをもって回転可能に保持されたディスク型回転電機において、前記固定子ティース部１１の固定子コイル１２を巻き回しする周面を、６面（５面以上）の辺面により構成した。
【選択図】 図２

Description

本発明は、固定子と回転子がアキシャル方向に対向配置されるディスク型回転電機の技術分野に属する。

永久磁石を回転子内部に埋め込んだ埋込磁石同期モータ（IPMSM：Interior Permanent Magnet Synchronus Motor）や永久磁石を回転子表面に張り付けた表面磁石同期モータ（SPMSM：Surface Permanent Magnet Synchronus Motor）は、損失が少なく、効率が良く、出力が大きい（マグネットトルクのほかにリラクタンストルクも利用できる）等の理由により、電気自動車用モータやハイブリッド車用モータ等の用途にその応用範囲を拡大している。

このような永久磁石同期モータであって、固定子と回転子がアキシャル方向に対向配置されるアキシャルギャップモータは、薄型化が可能であり、レイアウトに制限がある用途に使用されている。アキシャルギャップモータを使用した電動式動力ユニットが紹介されている（例えば、特許文献１参照）。アキシャルギャップモータを用いることで、コンパクトなユニットを得ることができる。また、このアキシャルギャップモータの固定子は、電磁鋼板による長方形の固定子ティース部と円形の固定子バックコア部部により構成されている。

このように、固定子を電磁鋼板による長方形の固定子ティース部と円形の固定子バックコア部部により構成することで、固定子を簡易に作製することができる。また、固定子ティース部に電磁鋼板を使用することで、固定子内の磁気抵抗を低下させることが無く、大きな発生トルクを得ることができる。
特開２００３−２２７７号公報（図３）

しかしながら、従来のアキシャルギャップモータにあっては、固定子ティース部の軸直交方向の断面形状が長方形であるため、固定子ティース部の内角が90°になり、固定子コイルを巻き回しするときにコイルに負荷がかかる。
また、固定子ティース部の軸直交方向の断面形状が長方形であるため、隣接する固定子ティース部間に形成されるティース溝が、最内周位置から最外周位置に向かって徐々に拡がる大きな隙間となる。よって、固定子占有面積に対し隙間面積が大きくなる分、固定子ティース部の軸直交方向断面積が小さくなる、という問題があった。

本発明は、上記問題に着目してなされたもので、固定子ティース部に固定子コイルを巻き回しするときのコイル負荷を低減することができると共に、固定子ティース部の軸直交方向断面積を増大することができるディスク型回転電機を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明では、永久磁石を配置した回転子と、固定子ティース部と固定子コイルを有する固定子と、を備え、前記回転子と前記固定子がアキシャル方向に配設され、前記回転子は、固定子に対して回転可能に保持されたディスク型回転電機において、
前記固定子ティース部の固定子コイルを巻き回しする周面を、５面以上の辺面により構成したことを特徴とする。

よって、本発明のディスク型回転電機にあっては、５面以上の辺面により構成した固定子ティース部の周面に固定子コイルが巻き回しされる。例えば、固定子ティース部の軸直交方向の断面形状を正五角形とした場合は内角が108°となるように、90°を超える内角とすることが可能になり、90°の内角により構成される長方形断面に比べ、巻き回し時に固定子コイルにかかる負荷を低減することができる。また、周面を５面以上の辺面により構成することで、４面の辺面により構成される長方形断面に比べ、隣接する固定子ティース部間の隙間（ティース溝）の面積を減じることが可能であり、その分、固定子ティース部の軸直交方向断面積を増大することができる。

以下、本発明のディスク型回転電機を実施するための最良の形態を、図面に示す実施例１〜実施例４に基づいて説明する。

まず、構成を説明する。
図１は実施例１の固定子構造が適用されたディスク型回転電機を示す全体断面図であり、ディスク型回転電機は、回転軸１と、回転子２と、固定子３と、回転電機ケース４と、を備えていて、前記回転電機ケース４は、フロント側サイドケース４ａと、リヤ側サイドケース４ｂと、両サイドケース４ａ，４ｂにボルト結合された外周ケース４ｃにより構成されている。

前記回転軸１は、フロント側サイドケース４ａに設けられた第１軸受け５とリヤ側サイドケース４ｂに設けられた第２軸受け６によって回転自在に支持されている。また、前記回転軸１のリヤ側端部には、軸回転数を検出する回転センサ７が設けられている。

前記回転子２は、前記回転軸１に固定され、固定子３から与えられる回転磁束に対し、永久磁石９に反力を発生させ、回転軸１を中心に回転するように、回転軸１に固定された電磁鋼鈑（強磁性体）による回転子ベース８と、前記固定子３との対向面に埋め込まれた複数の永久磁石９と、を有して構成されている。前記複数の永久磁石９は、隣接する表面磁極（Ｎ極，Ｓ極）が、互いに相違するよう配置されている。ここで、回転子２と固定子３の間にはエアギャップ１０と呼ばれる隙間が存在し、互いに接触することはない。

前記固定子３は、前記リヤ側サイドケース４ｂに固定され、固定子ティース部１１と、固定子コイル１２と、固定子バックコア部１３と、を有して構成されている。前記固定子コイル１２は、後述する両絶縁体１４，１５と絶縁紙１６，１７を介し、固定子ティース部１１に巻き回される。また、固定子３は、その固定子バックコア部１３を介してリヤ側サイドケース４ｂに保持される。

図２は実施例１のディスク型回転電機における固定子を示す正面図、図３は実施例１のディスク型回転電機における固定子ティース部および固定子コイルを示す拡大図である。

実施例１では、前記固定子ティース部１１の固定子コイル１２を巻き回しする周面を、６面の辺面により構成した。また、前記固定子ティース部１１を、電磁鋼板により構成した。さらに、前記固定子ティース部１１を構成するそれぞれの辺面の内角を、90°以上に設定した。

すなわち、図２および図３に示すように、前記固定子ティース部１１の固定子コイル１２を巻き回しする周面を、１２個の固定子ティース部１１を環状に配列した場合に内周円筒面を規定する内周面１１ａと、１２個の固定子ティース部１１を環状に配列した場合に外周円筒面を規定する外周面１１ｂと、前記内周面１１ａの両端から外径方向にそれぞれ90°を超える拡がり角を持ち、隣接する固定子ティース部１１，１１との間でティース平行溝１８を規定する２つの第１傾斜側面１１ｃ，１１ｄと、前記外周面１１ｂの両端から内径方向にそれぞれ90°を超える拡がり角を持ち、隣接する固定子ティース部１１，１１との間でティース三角溝１９を規定する２つの第２傾斜側面１１ｅ，１１ｆと、による６つの辺面により構成した。ここで、第１傾斜側面１１ｃ，１１ｄによる辺長は、第２傾斜側面１１ｅ，１１ｆによる辺長より長く設定している。つまり、内角ａ（第１傾斜側面１１ｃ，１１ｄと第２傾斜側面１１ｅ，１１ｆとの交差）>内角ｂ（外周面１１ｂと第２傾斜側面１１ｅ，１１ｆとの交差）>内角ｃ（内周面１１ａと第１傾斜側面１１ｃ，１１ｄとの交差）>90°、という関係が成立する設定としている。

そして、前記固定子ティース部１１を構成する強磁性体と絶縁部材（両絶縁体１４，１５と絶縁紙１６，１７）を、強磁性体の軸直交方向断面積が最大となるように組み合わせた。

すなわち、図３に示すように、前記６面の辺面による周面のうち、内周面１１ａに接して内側絶縁体１４を配置し、外周面１１ｂに接して外側絶縁体１５を配置し、左右一対の第１傾斜側面１１ｃと第２傾斜側面１１ｅおよび第１傾斜側面１１ｄと第２傾斜側面１１ｆとに接して２枚の絶縁紙１６，１７を配置し、前記両絶縁体１４，１５と前記両絶縁紙１６，１７により絶縁された固定子ティース部１１の周面に固定子コイル１２を巻き回している。

次に、作用を説明する。
［解決課題］
従来例（特開２００３−２２７７号公報の図３）では、固定子ティース部は電磁鋼板を長方形状に組み合わせて構成している。そのため、内周部では固定子ティース部は密になっているが、外周部では隙間が存在し、有効に磁束を得ることが出来ないため、回転電機の発生トルクが小さくなるという問題点があった。

そこで、図４に示すように、固定子ティース部の強磁性体、例えば、電磁鋼板を略台形状にすることで、発生トルクを増大する方法がある。しかし、外周部の固定子ティース部の外周面と側面とのなす内角が、例えば、75°というように、90°未満の鋭角になるため、固定子コイルへの負荷を減らすためには、絶縁体の径方向厚さ大きくしなくてはならず、回転電機の寸法が大きくなってしまう。

［コイル負荷低減と断面積増大作用］
まず、図４に固定子ティース部の強磁性体が、略台形状の場合(a)と、長方形の場合(b)と、実施例１の六角形状の場合(c)と、で固定子ティース部の強磁性体と絶縁体の割り振りの一例を示す。この場合、以下の式で固定子コイルを巻き回すときにコイル負荷が低くなる絶縁体の径方向厚さｔを求めることができる。
ｔ＝５Ｒ−５Ｒcos（π-θ）
ここで、Ｒはコイルの半径、θは固定子ティース部の内角である。
内角θが120°→90°→75°と鋭角になるに従い、絶縁体の径方向厚さｔはt3→t2→t1と増加し、内角θが75°→90°→120°と鈍角になるに従い絶縁体の径方向厚さｔはt1→t2→t3と減少する。

よって、実施例１の固定子ティース部１１の強磁性体が六角形状の場合、固定子ティース部１１の強磁性体と絶縁体の割り振りは、固定子ティース部の強磁性体が、略台形状の場合や長方形の場合に比べ、強磁性体の割り振り率が最も大きい（絶縁体の割り振り率が最も小さい）ものとなる。

引き続いて、固定子ティース部１１の強磁性体の軸直交方向断面積を比較する。まず、固定子ティース部の強磁性体が、長方形の場合と、実施例１の六角形状の場合とで比較した場合には、隣接する固定子ティース部間のティース溝の占有面積が長方形の場合には、大きな面積となることで、実施例１の六角形状の方が強磁性体の軸直交方向断面積が広くなるのは明かである。

次に、図５に固定子ティース部の強磁性体が、略台形状の場合(a)と、実施例１の六角形状の場合(b)と、での断面積比較例を示す。この場合、略台形状の場合の絶縁体により仕切られる線にて六角形状の強磁性体を分割し、断面積減少分である三角部Ｂ，Ｂと、断面積増加分である台形部Ａとの面積を比較すると、図５(a)から明らかなように、
Ａ>２Ｂ
という関係となる。

よって、絶縁体の割り振り率が最も小さい実施例１の六角形状の場合(b)は、略台形状の場合(a)よりも固定子ティース部の強磁性体の軸直交方向断面積を広く確保することができる。このように、固定子ティース部１１の強磁性体として、断面積が最大面積となる形状を採用することで、同寸法Ｌにおける発生トルクを最大とすることが可能である。

この結果、固定子ティース部１１の強磁性体、例えば、電磁鋼板の辺面を５面以上（実施例１では６面）にて構成することで、それぞれの辺面の内角を90°以上にすることができ、外側絶縁体１５の径方向厚さｔを小さく抑えながら、固定子コイル１２を巻き回しするときのコイル負荷を下げることが可能となる。加えて、外側絶縁体１５を大きくすることが無く、強磁性体の軸直交方向断面積を広く確保できるため、回転電機のサイズが同じである場合には、出力トルクを大きくすることができるし、また、出力トルクを同じにすれば、回転電機のサイズを小さくすることも可能となる。

次に、効果を説明する。
実施例１のディスク型回転電機にあっては、下記に列挙する効果を得ることができる。

(1) 永久磁石９を配置した回転子２と、固定子ティース部１１と固定子コイル１２を有する固定子３と、を備え、前記回転子２と前記固定子３がアキシャル方向に配設され、前記回転子２は、固定子３に対して回転可能に保持されたディスク型回転電機において、前記固定子ティース部１１の固定子コイル１２を巻き回しする周面を、６面の辺面により構成したため、固定子ティース部１１に固定子コイル１２を巻き回しするときのコイル負荷を低減することができると共に、固定子ティース部１１の軸直交方向断面積を増大することができる。

(2) 前記固定子ティース部１１を、電磁鋼板により構成したため、固定子３の内部のうず電流損等による鉄損の発生を低減し、かつ、容易に作製することができる。

(3) 前記固定子ティース部１１を構成するそれぞれの辺面の内角を、90°以上に設定したため、固定子ティース部１１に固定子コイル１２を巻き回しするとき、確実に固定子コイル１２にかかる負荷を低減することができる。

(4) 前記固定子ティース部１１を構成する強磁性体と絶縁部材（両絶縁体１４，１５と絶縁紙１６，１７）を、強磁性体の軸直交方向断面積が最大となるように組み合わせたため、固定子ティース部１１に固定子コイル１２を巻き回しするときのコイル負荷を低減しながら、より発生トルクを増大することが可能である。

(5) 前記固定子ティース部１１の固定子コイル１２を巻き回しする周面を、１２個の固定子ティース部１１を環状に配列した場合に内周円筒面を規定する内周面１１ａと、１２個の固定子ティース部１１を環状に配列した場合に外周円筒面を規定する外周面１１ｂと、前記内周面１１ａの両端から外径方向にそれぞれ90°を超える拡がり角を持ち、隣接する固定子ティース部１１，１１との間でティース平行溝１８を規定する２つの第１傾斜側面１１ｃ，１１ｄと、前記外周面１１ｂの両端から内径方向にそれぞれ90°を超える拡がり角を持ち、隣接する固定子ティース部１１，１１との間でティース三角溝１９を規定する２つの第２傾斜側面１１ｅ，１１ｆと、による６つの辺面により構成したため、長方形状や略台形状による固定子ティース部と比較した場合、外側絶縁体１５の径方向厚みｔを最も薄くしながら、固定子ティース部１１に固定子コイル１２を巻き回しするときにコイル負荷の低減を達成することができる。

(6) 前記６面の辺面による周面のうち、内周面１１ａに接して内側絶縁体１４を配置し、外周面１１ｂに接して外側絶縁体１５を配置し、左右一対の第１傾斜側面１１ｃと第２傾斜側面１１ｅおよび第１傾斜側面１１ｄと第２傾斜側面１１ｆとに接して２枚の絶縁紙１６，１７を配置し、前記両絶縁体１４，１５と前記両絶縁紙１６，１７により絶縁された固定子ティース部１１の周面に固定子コイル１２を巻き回したため、略台形状による固定子ティース部と比較した場合、固定子ティース部１１に固定子コイル１２を巻き回しするときに、同レベルのコイル負荷低減を達成しながら、略台形状とした固定子ティース部より強磁性体の断面積を拡大でき、発生トルクを増大することができる。

実施例２は、固定子ティース部の間に冷媒を通す冷却パイプを配設した例である。

すなわち、図６に示すように、１２個の固定子ティース部１１の間に、冷媒を通す冷却パイプ２０を配設した。前記固定子ティース部１１は、実施例１と同様に、内周面１１ａと外周面１１ｂと２つの第１傾斜側面１１ｃ，１１ｄと２つの第２傾斜側面１１ｅ，１１ｆとの６つの辺面により構成したものであり、前記冷却パイプ２０は、前記ティース三角溝１９に沿って軸方向に突出する２本の軸方向パイプ部２０ａ，２０ａと、該２本の軸方向パイプ部２０ａ，２０ａを固定子ティース部１１の回転子２側先端部にて外周方向に繋ぐ径方向パイプ部２０ｂと、を有して構成し、これを固定子ティース部１１の１つおきに配設している。なお、他の構成は実施例１と同様であるので、対応する構成に同一符号を付して説明を省略する。

次に、作用を説明すると、実施例２によれば、冷却パイプ２０内に冷媒、例えば、水を流すことで、固定子コイル１２の近傍を冷やすこととなり、回転電機の冷却効率を向上することが可能である。また、図示していないが、固定子３を樹脂等によりモールドすることで、より冷却効率を向上することが可能である。なお、他の作用は実施例１と同様であるので説明を省略する。

次に、効果を説明する。
実施例２のディスク型回転電機にあっては、実施例１の効果に加え、下記に列挙する効果を得ることができる。

(7) 前記固定子ティース部１１の間に、冷媒を通す冷却パイプ２０を配設したため、より高出力での連続運転を行うことができる。

(8) 前記固定子ティース部１１は、内周面１１ａと外周面１１ｂと２つの第１傾斜側面１１ｃ，１１ｄと２つの第２傾斜側面１１ｅ，１１ｆとの６つの辺面により構成したものであり、前記冷却パイプ２０は、前記ティース三角溝１９に沿って軸方向に突出する２本の軸方向パイプ部２０ａ，２０ａと、該２本の軸方向パイプ部２０ａ，２０ａを固定子ティース部１１の回転子２側先端部にて外周方向に繋ぐ径方向パイプ部２０ｂと、を有して構成したため、最も発熱する固定子コイル１２の回転子２側先端部の外周位置を含み、高い冷却効率により固定子コイル１２を冷却することができる。

実施例３は、固定子ティース部を略長方形形状の強磁性体を加工することで作製した例である。

すなわち、図７に示すように、前記固定子ティース部１１を、略長方形形状の強磁性体３０を加工することで作製する。すなわち、前記固定子ティース部１１は、実施例１と同様に、内周面１１ａと外周面１１ｂと２つの第１傾斜側面１１ｃ，１１ｄと２つの第２傾斜側面１１ｅ，１１ｆとの６つの辺面により構成したものであり、前記固定子ティース部１１を、上下面３０ａ，３０ｂと両側面３０ｃ，３０ｄによる略長方形形状の強磁性体３０の上下面３０ａ，３０ｂをそのまま外周面１１ｂと内周面１１ａ（または、内周面１１ａと外周面１１ｂ）とし、両側面３０ｃ，３０ｄのそれぞれの側面に第１傾斜側面１１ｃと第２傾斜側面１１ｅおよび第１傾斜側面１１ｄと第２傾斜側面１１ｆを加工することで作製する。なお、他の構成は、実施例１と同様であるので、対応する構成に同一符号を付して説明を省略する。

次に、作用を説明すると、実施例３によれば、図７(a)に示すように、上下面３０ａ，３０ｂと両側面３０ｃ，３０ｄによる略長方形形状の強磁性体３０を用意し、図７(b)に示すように、強磁性体３０の上下面３０ａ，３０ｂをそのまま外周面１１ｂと内周面１１ａとし、両側面３０ｃ，３０ｄのそれぞれの側面に第１傾斜側面１１ｃと第２傾斜側面１１ｅおよび第１傾斜側面１１ｄと第２傾斜側面１１ｆを加工することで、図７(c)に示すように、固定子ティース部１１を作製する。つまり、４面を加工するだけで、固定子ティース部１１を精度よく容易に作製することが可能である。なお、他の作用は実施例１と同様であるので、説明を省略する。

次に、効果を説明する。
実施例３のディスク型回転電機にあっては、実施例１の効果に加えて、下記に列挙する効果を得ることができる。

(9) 前記固定子ティース部１１を、略長方形形状の強磁性体３０を加工することで作製するため、容易に固定子ティース部１１を作成することができる。

(10) 前記固定子ティース部１１は、内周面１１ａと外周面１１ｂと２つの第１傾斜側面１１ｃ，１１ｄと２つの第２傾斜側面１１ｅ，１１ｆとの６つの辺面により構成したものであり、前記固定子ティース部１１を、上下面３０ａ，３０ｂと両側面３０ｃ，３０ｄによる略長方形形状の強磁性体３０の上下面３０ａ，３０ｂをそのまま外周面１１ｂと内周面１１ａとし、両側面３０ｃ，３０ｄのそれぞれの側面に第１傾斜側面１１ｃと第２傾斜側面１１ｅおよび第１傾斜側面１１ｄと第２傾斜側面１１ｆを加工することで作製するため、６面のうち４面を加工するだけで、精度よく容易に固定子ティース部１１を作製することができる。

実施例４は、一つの永久磁石９に対し１本の通路２３を設けた実施例３に対し、一つの永久磁石９に対し複数本の通路２３を設けた例である。

すなわち、図８に示すように、前記固定子ティース部１１を、形状の異なる強磁性体要素１１-1〜１１-13を組合わせることで作製する。すなわち、前記固定子ティース部１１は、実施例１と同様に、内周面１１ａと外周面１１ｂと２つの第１傾斜側面１１ｃ，１１ｄと２つの第２傾斜側面１１ｅ，１１ｆとの６つの辺面により構成したものであり、前記固定子ティース部１１を、内外周面１１ａ，１１ｂに沿った方向を分割方向として分割することで形状の異なる強磁性体要素１１-1〜１１-13とし、この形状の異なる強磁性体要素１１-1〜１１-13を内外周面１１ａ，１１ｂに直交する方向に組合わせることで作製する。なお、他の構成は実施例１と同様であるので、対応する構成に同一符号を付して説明を省略する。

次に、作用を説明すると、実施例４によれば、図８(a)に示すように、形状の異なる強磁性体要素１１-1〜１１-13を用意し、図８(b)に示すように、この形状の異なる強磁性体要素１１-1〜１１-13を内外周面１１ａ，１１ｂに直交する方向に組合わせ、図８(c)に示すように、全体にバンドを巻き付けたり、樹脂モールドや接着等により一体化して固定子ティース部１１を作製する。よって、強磁性体材料の歩留まりが良く、容易に作製できるため、コストを下げることが可能である。また、辺面のうず電流の回路を遮断することができるため、効率を上げることが可能となる。なお、他の作用は実施例１と同様であるので、説明を省略する。

次に、効果を説明する。
実施例４のディスク型回転電機にあっては、実施例１の効果に加えて、下記の効果を得ることができる

(11) 前記固定子ティース部１１を、形状の異なる強磁性体要素１１-1〜１１-13を組合わせることで作製するため、任意の形状に加工することで、より容易に固定子ティース部１１を作製することができる。

(12) 前記固定子ティース部１１は、内周面１１ａと外周面１１ｂと２つの第１傾斜側面１１ｃ，１１ｄと２つの第２傾斜側面１１ｅ，１１ｆとの６つの辺面により構成したものであり、前記固定子ティース部１１を、内外周面１１ａ，１１ｂに沿った方向を分割方向として分割することで形状の異なる強磁性体要素１１-1〜１１-13とし、この形状の異なる強磁性体要素１１-1〜１１-13を内外周面１１ａ，１１ｂに直交する方向に組合わせることで作製するため、多数の強磁性体要素１１-1〜１１-13を積層した積層型の固定子ティース部１１となり、辺面のうず電流の回路を遮断する作用により、効率を向上させることができる。

以上、本発明のディスク型回転電機を実施例１〜実施例４に基づき説明してきたが、具体的な構成については、これらの実施例に限られるものではなく、特許請求の範囲の各請求項に係る発明の要旨を逸脱しない限り、設計の変更や追加等は許容される。

実施例１〜４では、対極数が８極のディスク型回転電機の例を示したが、他の対極数のディスク型回転電機としても良い。

実施例１〜４では、回転子が１つ、固定子が１つの場合を述べているが、例えば、回転子が１つ、固定子が２つの場合、回転子が２つ、固定子が１つの場合、回転子が２つ、固定子が３つの場合、回転子が３つ、固定子が２つの場合等、それら以外の組み合わせでも良い。

実施例２では固定子ティース部１１の１つおきに冷却パイプ２０が配設されている例を示したが、サイズを小さくする、あるいは、形状を変えることで、各固定子ティース部１１に１つずつ冷却パイプ２０を配設することも可能である。

実施例１〜４では、ロータとステータとがアキシャル方向にエアギャップを持つ例を示したが、例えば、ロータとステータとの間の僅かなギャップに油膜のみを介するというように（すべり軸受け状態）、実質的にエアギャップを持たないものでも含まれる。

実施例１〜４では、ディスク型回転電機と述べているが、それはディスク型モータとして適用しても良いし、また、ディスク型ジェネレータとして適用しても良い。

実施例１の固定子構造が適用されたディスク型回転電機を示す全体断面図である。 実施例１のディスク型回転電機における固定子を示す正面図である。 実施例１のディスク型回転電機における固定子ティースを示す拡大図である。 固定子ティース部の強磁性体が、略台形状の場合(a)と、長方形の場合(b)と、実施例１の六角形状の場合(c)と、で固定子ティース部の強磁性体と絶縁体の割り振りの一例を示す図である。 固定子ティース部の強磁性体が、略台形状の場合(a)と、実施例１の六角形状の場合(b)と、での断面積比較例を示す図である。 実施例２のディスク型回転電機における固定子ティース及び冷却パイプを示す正面図と側面図である。 実施例３のディスク型回転電機における固定子ティースの加工手順を示す図である。 実施例４のディスク型回転電機における固定子ティース組み合わせ手順を示す図である。

符号の説明

１ 回転軸
２ 回転子
３ 固定子
４ 回転電機ケース
５ 第１軸受け
６ 第２軸受け
７ 回転センサ
８ 回転子ベース
９ 永久磁石
１０ エアギャップ
１１ 固定子ティース部
１１ａ 内周面
１１ｂ 外周面
１１ｃ，１１ｄ 第１傾斜側面
１１ｅ，１１ｆ 第２傾斜側面
１２ 固定子コイル
１３ 固定子バックコア部
１４ 内周絶縁体
１５ 外周絶縁体
１６，１７ 絶縁紙
１８ ティース平行溝
１９ ティース三角溝
２０ 冷却パイプ
３０ 略長方形形状の強磁性体

Claims (12)

1. 永久磁石を配置した回転子と、固定子ティース部と固定子コイルを有する固定子と、を備え、前記回転子と前記固定子がアキシャル方向に配設され、前記回転子は、固定子に対して回転可能に保持されたディスク型回転電機において、
   前記固定子ティース部の固定子コイルを巻き回しする周面を、５面以上の辺面により構成したことを特徴とするディスク型回転電機。
2. 請求項１に記載のディスク型回転電機において、
   前記固定子ティース部を、電磁鋼板により構成したことを特徴とするディスク型回転電機。
3. 請求項１または請求項２に記載のディスク型回転電機において、
   前記固定子ティース部を構成するそれぞれの辺面の内角を、90°以上に設定したことを特徴とするディスク型回転電機。
4. 請求項１乃至３の何れか１項に記載のディスク型回転電機において、
   前記固定子ティース部を構成する強磁性体と絶縁部材を、強磁性体の軸直交方向断面積が最大となるように組み合わせたことを特徴とするディスク型回転電機。
5. 請求項１乃至４の何れか１項に記載のディスク型回転電機において、
   前記固定子ティース部の固定子コイルを巻き回しする周面を、複数の固定子ティース部を環状に配列した場合に内周円筒面を規定する内周面と、複数の固定子ティース部を環状に配列した場合に外周円筒面を規定する外周面と、前記内周面の両端から外径方向にそれぞれ90°を超える拡がり角を持ち、隣接する固定子ティース部との間でティース平行溝を規定する２つの第１傾斜側面と、前記外周面の両端から内径方向にそれぞれ90°を超える拡がり角を持ち、隣接する固定子ティース部との間でティース三角溝を規定する２つの第２傾斜側面と、による６つの辺面により構成したことを特徴とするディスク型回転電機。
6. 請求項５に記載のディスク型回転電機において、
   前記６面の辺面による周面のうち、内周面に接して内側絶縁体を配置し、外周面に接して外側絶縁体を配置し、左右一対の第１傾斜側面と第２傾斜側面に接して２枚の絶縁紙を配置し、
   前記両絶縁体と前記両絶縁紙により絶縁された固定子ティース部の周面に固定子コイルを巻き回したことを特徴とするディスク型回転電機。
7. 請求項１乃至６の何れか１項に記載のディスク型回転電機において、
   前記固定子ティース部の間に、冷媒を通す冷却パイプを配設したことを特徴とするディスク型回転電機。
8. 請求項８に記載のディスク型回転電機において、
   前記固定子ティース部は、内周面と外周面と２つの第１傾斜側面と２つの第２傾斜側面との６つの辺面により構成したものであり、
   前記冷却パイプは、前記ティース三角溝に沿って軸方向に突出する２本の軸方向パイプ部と、該２本の軸方向パイプ部を固定子ティース部の回転子側先端部にて外周方向に繋ぐ径方向パイプ部と、を有して構成したことを特徴とするディスク型回転電機。
9. 請求項１乃至７の何れか１項に記載のディスク型回転電機において、
   前記固定子ティース部を、略長方形形状の強磁性体を加工することで作製することを特徴とするディスク型回転電機。
10. 請求項１０に記載のディスク型回転電機において、
    前記固定子ティース部は、内周面と外周面と２つの第１傾斜側面と２つの第２傾斜側面との６つの辺面により構成したものであり、
    前記固定子ティース部を、上下面と両側面による略長方形形状の強磁性体の上下面をそのまま内周面と外周面とし、両側面のそれぞれの側面に第１傾斜側面と第２傾斜側面を加工することで作製することを特徴とするディスク型回転電機。
11. 請求項１乃至７の何れか１項に記載のディスク型回転電機において、
    前記固定子ティース部を、形状の異なる強磁性体要素を組合わせることで作製することを特徴とするディスク型回転電機。
12. 請求項１１に記載のディスク型回転電機において、
    前記固定子ティース部は、内周面と外周面と２つの第１傾斜側面と２つの第２傾斜側面との６つの辺面により構成したものであり、
    前記固定子ティース部を、内外周面に沿った方向を分割方向として分割することで形状の異なる強磁性体要素とし、この形状の異なる強磁性体要素を内外周面に直交する方向に組合わせることで作製することを特徴とするディスク型回転電機。
    

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