JP2005168207A

JP2005168207A - Rotary electric machine

Info

Publication number: JP2005168207A
Application number: JP2003404579A
Authority: JP
Inventors: Yusuke Nakayama; 裕介中山
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 2003-12-03
Filing date: 2003-12-03
Publication date: 2005-06-23

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a rotary electric machine capable of attaining stabilized rotation through simple parts structure by eliminating generation of a thrust in one direction. <P>SOLUTION: In an axial gap type rotary electric machine 1 comprising a rotary shaft 2 or a fixed shaft, a stator 3 and a rotor 4 where the rotary shaft or the fixed shaft and any one of the stator and rotor are secured and the stator and rotor are arranged oppositely, shape of the stator and rotor is optimized to cancel a thrust occurring between the stator and rotor through rotation of the rotor. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

本発明は、回転軸または固定軸、ステータおよびロータから構成され、回転軸または固定軸とステータおよびロータのいずれか一方とが固定されるとともに、ステータとロータとが対向して配置されるアキシャルギャップ型の回転電機に関するものである。 The present invention includes a rotating shaft or a fixed shaft, a stator and a rotor, and the rotating shaft or the fixed shaft and either one of the stator and the rotor are fixed, and the axial gap in which the stator and the rotor are arranged to face each other The present invention relates to a rotating electric machine of a type.

従来、回転軸または固定軸、ステータおよびロータから構成され、回転軸または固定軸とステータおよびロータのいずれか一方が固定されるとともに、ステータとロータとが対向して配置されるアキシャルギャップ型の回転電機は、種々の構成のものが知られている（例えば、特許文献１参照）。図１０は従来のアキシャルギャップ型の回転電機における一例の構成を示す図である。図１０に示す従来例において、５１は回転軸、５２は回転軸５１に固定されるとともに軸方向の一面が凹形状となったロータ、５３は回転軸５１にベアリング５４を介して回転可能に装着されるとともに、ロータ５２の凹形状の面５２ａに対し均一なエアギャップを保つように対向して配置されたステータである。
特開平８−８００１９号公報 Conventionally, it is composed of a rotating shaft or a fixed shaft, a stator and a rotor, and either the rotating shaft or the fixed shaft and the stator and the rotor are fixed, and an axial gap type rotation in which the stator and the rotor are opposed to each other. Various types of electric machines are known (see, for example, Patent Document 1). FIG. 10 is a diagram showing a configuration of an example in a conventional axial gap type rotating electrical machine. In the conventional example shown in FIG. 10, 51 is a rotating shaft, 52 is a rotor fixed to the rotating shaft 51 and has a concave surface in the axial direction, and 53 is rotatably mounted on the rotating shaft 51 via a bearing 54. In addition, the stator is disposed so as to face the concave surface 52a of the rotor 52 so as to maintain a uniform air gap.
JP-A-8-80019

上述した構造を有する従来のアキシャルギャップ型の回転電機では、ステータ５３とロータ５２とが同方向の傾斜のみで対向している。そのため、ロータ５２が回転すると、図１０に示すように、ステータ５３とロータ５２との間に回転軸５２の軸方向を向くスラスト力が一方向のみに発生し、回転が不安定になるとともに、場合によっては、スラスト力を受けるためのベアリング等を別途設けなければならない問題があった。 In the conventional axial gap type rotating electrical machine having the above-described structure, the stator 53 and the rotor 52 face each other only in the same direction. Therefore, when the rotor 52 rotates, as shown in FIG. 10, a thrust force that faces the axial direction of the rotating shaft 52 is generated in only one direction between the stator 53 and the rotor 52, and the rotation becomes unstable. In some cases, there is a problem that a bearing or the like for receiving a thrust force must be provided separately.

本発明の目的は上述した問題点を解消して、スラスト力の一方向への発生をなくすことで、安定した回転を簡易な部品構成で達成することができる回転電機を提供しようとするものである。 An object of the present invention is to provide a rotating electrical machine that can achieve stable rotation with a simple component configuration by eliminating the above-described problems and eliminating the occurrence of thrust force in one direction. is there.

本発明の回転電機は、回転軸または固定軸、ステータおよびロータから構成され、回転軸または固定軸とステータおよびロータのいずれか一方とが固定されるとともに、ステータとロータとが対向して配置されるアキシャルギャップ型の回転電機において、ロータの回転により、ステータとロータとの間に生じるスラスト力を打ち消すように、ステータとロータの形状を最適化した構成を有することを特徴とするものである。 The rotating electrical machine according to the present invention includes a rotating shaft or a fixed shaft, a stator and a rotor, and the rotating shaft or the fixed shaft and either the stator or the rotor are fixed, and the stator and the rotor are arranged to face each other. The axial gap type rotating electrical machine has a configuration in which the shapes of the stator and the rotor are optimized so as to cancel the thrust force generated between the stator and the rotor by the rotation of the rotor.

本発明の回転電機においては、ロータの回転により、ステータとロータとの間に生じるスラスト力を打ち消すように、ステータとロータの形状を最適化した構成を有しているため、ステータとロータ間にスラスト力の一方向への発生をなくすことができ、安定した回転を簡易な部品構成で達成することができる。 The rotating electrical machine of the present invention has a configuration in which the shape of the stator and the rotor is optimized so as to cancel the thrust force generated between the stator and the rotor due to the rotation of the rotor. Generation of thrust force in one direction can be eliminated, and stable rotation can be achieved with a simple component configuration.

なお、本発明の回転電機の好適例においては、回転軸に固定されるとともに、軸方向の両方向に凸に傾斜した両円錐状ロータと、ロータに対し均一なエアギャップを保つように正方向で対向するステータと、ロータに対し均一なエアギャップを保つように負方向で対向するステータと、を備えるよう構成することができる。このように構成することで、ステータとロータとの間に生じるスラスト力を打ち消すことができる。 In the preferred embodiment of the rotating electrical machine of the present invention, both the conical rotor fixed to the rotating shaft and inclined convexly in both axial directions, and the positive direction so as to maintain a uniform air gap with respect to the rotor. It can comprise so that the stator which opposes and the stator which opposes in a negative direction may be maintained so that a uniform air gap may be maintained with respect to a rotor. By comprising in this way, the thrust force produced between a stator and a rotor can be negated.

また、本発明の回転電機の好適例においては、固定軸に固定されるとともに、軸方向の両方向から凹に傾斜した両円錐状ステータと、ステータに対し均一なエアギャップを保つように正方向で対向するロータと、ステータに対し均一なエアギャップを保つように負方向で対向するロータと、を備えるよう構成することができる。このように構成することで、ステータとロータとの間に生じるスラスト力を打ち消すことができる。 In the preferred embodiment of the rotating electrical machine of the present invention, the conical stator fixed to the fixed shaft and inclined concavely from both axial directions, and the positive direction so as to maintain a uniform air gap with respect to the stator. It can comprise so that the opposing rotor and the rotor which opposes in a negative direction may be maintained so that a uniform air gap may be maintained with respect to a stator. By comprising in this way, the thrust force produced between a stator and a rotor can be negated.

さらに、本発明の回転電機の好適例においては、ロータの外周部にギア部を設け、回転軸を有する外部ギヤをギヤ部と歯合させることにより、外部ギヤの回転軸を回転させるよう構成することができる。このように構成することで、回転軸を任意の場所に構成することができる。 Furthermore, in a preferred example of the rotating electrical machine of the present invention, a gear portion is provided on the outer peripheral portion of the rotor, and the external gear having the rotation shaft is engaged with the gear portion so as to rotate the rotation shaft of the external gear. be able to. By comprising in this way, a rotating shaft can be comprised in arbitrary places.

さらにまた、本発明の回転電機の好適例においては、回転軸に固定されるとともに、軸方向に傾斜した半円錐状のロータを底面を共有して組み合わされたロータと、ロータの斜曲面に対し均一なエアギャップを保つように対向して配置されたステータと、を備えるよう構成することができる。このように構成することで、ステータとロータとの間に生じるスラスト力を打ち消すことができる。 Furthermore, in a preferred embodiment of the rotating electrical machine of the present invention, a rotor that is fixed to a rotating shaft and combined with a semiconical rotor inclined in the axial direction sharing a bottom surface, and an inclined curved surface of the rotor. And a stator arranged to face each other so as to maintain a uniform air gap. By comprising in this way, the thrust force produced between a stator and a rotor can be negated.

また、本発明の回転電機の好適例においては、回転軸に固定され、回転軸を中心に回転可能な球状のロータと、ロータの表面に対し均一なエアギャップを保つように対向して配置されたステータと、を備えるよう構成することができる。 In a preferred embodiment of the rotating electrical machine of the present invention, a spherical rotor fixed to the rotating shaft and rotatable about the rotating shaft is disposed opposite to the rotor surface so as to maintain a uniform air gap. And a stator.

図１は本発明の回転電機の一例の構成を説明するための図である。図１に示す例において、回転電機１は、回転軸２、ステータ３およびロータ４から構成され、回転軸２とロータ４とが固定されるとともに、ステータ３とロータ４とが対向して配置されるアキシャルギャップ型の回転電機となっている。図１に示す回転電機１の特徴は、ロータ４を、積層鋼板もしくは軟磁性体により構成され、軸方向の両方に傾斜した両円錐状ロータとして構成した点と、ステータ３を、積層鋼板もしくは軟磁性体により構成され、互いに同一形状の２つのステータ３−１、３−２とこれら２つのステータ３−１、３−２を外径側で連結する連結筒状体５とから構成し、一方のステータ３−１を、ロータ４に対し均一なエアギャップを保つよう正方向で対向させるとともに、他方のステータ３−２を、ロータ４に対し均一なエアギャップを保つよう負方向で対向させた点である。なお、６はステータ３−１、３−２を回転軸２に回転可能に装着するためのベアリングである。 FIG. 1 is a diagram for explaining the configuration of an example of a rotating electrical machine according to the present invention. In the example shown in FIG. 1, the rotating electrical machine 1 includes a rotating shaft 2, a stator 3, and a rotor 4. The rotating shaft 2 and the rotor 4 are fixed, and the stator 3 and the rotor 4 are disposed to face each other. This is an axial gap type rotating electrical machine. The rotating electrical machine 1 shown in FIG. 1 is characterized in that the rotor 4 is formed of a laminated steel plate or a soft magnetic material and is configured as a double conical rotor inclined in both axial directions, and the stator 3 is formed of a laminated steel plate or a soft Consists of two stators 3-1 and 3-2 having the same shape and a connecting cylindrical body 5 that connects these two stators 3-1 and 3-2 on the outer diameter side, The stator 3-1 was opposed to the rotor 4 in the positive direction so as to maintain a uniform air gap, and the other stator 3-2 was opposed to the rotor 4 in the negative direction so as to maintain a uniform air gap. Is a point. Reference numeral 6 denotes a bearing for rotatably mounting the stators 3-1 and 3-2 on the rotary shaft 2.

図１に示す例では、ステータ３−１、３−２に配置されるコイル（図示せず）に電流を流すことにより磁界を発生させ、図２に示すように内部に永久磁石１１（もしくは着時形成された磁石）を備えるロータ４の永久磁石１１との間での吸引作用、反発作用によりロータ４を回転させる。本例では、図３に示すように、磁力（クーロン力）の分力として、軸方向にスラスト力が存在するとともに軸を中心とした遠心方向にラジアル力が存在する。しかし、ステータ３−１、３−２およびロータ４を上記形状にすることで、スラスト力は正負方向に同じ大きさで発生しているので打ち消されることになり、ラジアル力は遠心方向もしくは向心方向に発生するので、全体でみると打ち消されている。このように、本例では、ステータ３とロータ４との間に発生するスラスト力を打ち消すことができる。 In the example shown in FIG. 1, a magnetic field is generated by passing a current through coils (not shown) arranged in the stators 3-1, 3-2, and as shown in FIG. The rotor 4 is rotated by an attractive action and a repulsive action with the permanent magnet 11 of the rotor 4 provided with a magnet). In this example, as shown in FIG. 3, as a component of the magnetic force (Coulomb force), a thrust force exists in the axial direction and a radial force exists in the centrifugal direction around the shaft. However, by making the stators 3-1 and 3-2 and the rotor 4 have the above shapes, the thrust force is generated in the same direction in the positive and negative directions, so that the radial force is canceled out in the centrifugal direction or centripetal direction. Since it occurs in the direction, it is negated as a whole. Thus, in this example, the thrust force generated between the stator 3 and the rotor 4 can be canceled out.

また、図１に示すロータ４は、従来技術の図１０に示すロータ５２をロータバックヨーク面を対称に両側に広げた形状となっているので、内周部の軸方向長さが長く取れ、ベアリングの配置距離を確保でき、回転振動、振動に強くなる。 In addition, the rotor 4 shown in FIG. 1 has a shape in which the rotor 52 shown in FIG. The distance of the bearing can be secured, and it is strong against rotational vibration and vibration.

図４は本発明の回転電機の他の例の構成を説明するための図である。図４に示す例において、回転電機１は、固定軸７、ステータ３およびロータ４から構成され、固定軸７とステータ３とが固定されるとともに、ステータ３とロータ４とが対向して配置されるアキシャルギャップ型の回転電機となっている。図４に示す回転電機１の特徴は、ステータ３を、積層鋼板もしくは軟磁性体により構成され、軸方向の両方向から凹に傾斜した両円錐状のステータとして構成した点と、ロータ４を、積層鋼板もしくは軟磁性体により構成され、互いに同一形状の２つのロータ４−１、４−２から構成し、一方のロータ４−１を、ステータ３に対し均一なエアギャップを保つよう正方向で対向させるとともに、他方のロータ４−２を、ステータ３に対し均一なエアギャップを保つよう負方向で対向させた点である。なお、６はロータ４−１、４−２を固定軸７に回転可能に装着するためのベアリングである。 FIG. 4 is a diagram for explaining the configuration of another example of the rotating electrical machine of the present invention. In the example illustrated in FIG. 4, the rotating electrical machine 1 includes a fixed shaft 7, a stator 3, and a rotor 4. The fixed shaft 7 and the stator 3 are fixed, and the stator 3 and the rotor 4 are disposed to face each other. This is an axial gap type rotating electrical machine. The rotating electric machine 1 shown in FIG. 4 is characterized in that the stator 3 is formed of a laminated steel plate or a soft magnetic material and is configured as a biconical stator that is concavely inclined from both axial directions, and the rotor 4 is laminated. Consists of two rotors 4-1 and 4-2 that are made of steel plate or soft magnetic material and have the same shape as each other, and one rotor 4-1 faces the stator 3 in the positive direction so as to maintain a uniform air gap. In addition, the other rotor 4-2 is opposed to the stator 3 in the negative direction so as to maintain a uniform air gap. Reference numeral 6 denotes a bearing for rotatably mounting the rotors 4-1 and 4-2 on the fixed shaft 7.

図４に示す例では、図１〜図３に示した例と同様に、ロータ４−１、４−２を回転させることができ、また、ステータ３とロータ４との間に発生するスラスト力を打ち消すことができる。さらに、図４に示した例では、図１〜図３に示す例と異なり、ロータ４−１、４−２のそれぞれの外周部にギヤ部２１−１、２１−２を設け、回転軸２２−１、２２−２を有する外部ギヤ２３−１、２３−２をギヤ部２１−１、２１−２と各別に歯合させることにより、ロータ４−１、４−２の回転により外部ギヤ２３−１、２３−２の回転軸２２−１、２２−２を回転するよう構成している。この回転軸２２−１、２２−２の位置は、ギヤ部２１−１、２１−２等の大きさを変えることにより、自由に任意の場所に構成することができる。 In the example shown in FIG. 4, the rotors 4-1 and 4-2 can be rotated and the thrust force generated between the stator 3 and the rotor 4 is the same as the example shown in FIGS. Can be countered. Further, in the example shown in FIG. 4, unlike the examples shown in FIGS. 1 to 3, the gear portions 21-1 and 21-2 are provided on the outer peripheral portions of the rotors 4-1 and 4-2, respectively. -1 and 22-2 are engaged with the gear portions 21-1 and 21-2 separately, and the external gear 23 is rotated by the rotation of the rotors 4-1 and 4-2. -1, 23-2, the rotating shafts 22-1, 22-2 are configured to rotate. The positions of the rotating shafts 22-1 and 22-2 can be freely configured by changing the sizes of the gear portions 21-1 and 21-2 and the like.

図５は本発明の回転電機のさらに他の例の構成を説明するための図である。図５に示す例において、回転電機１は、回転軸２、ステータ３およびロータ４から構成され、回転軸２とロータ４とが固定されるとともに、ステータ３とロータ４とが対向して配置されるアキシャルギャップ型の回転電機となっている。図５に示す回転電機１の特徴は、ロータ４を、積層鋼板もしくは軟磁性体により構成され、軸方向に傾斜した半円錐状のロータを底面を共有して組み合わせて構成した点と、ステータ３を、積層鋼板もしくは軟磁性体により構成され、ロータ４の斜曲面４ａに対し均一なエアギャップを保つように対向させて配置した点である。 FIG. 5 is a view for explaining the configuration of still another example of the rotating electrical machine of the present invention. In the example illustrated in FIG. 5, the rotating electrical machine 1 includes a rotating shaft 2, a stator 3, and a rotor 4. The rotating shaft 2 and the rotor 4 are fixed, and the stator 3 and the rotor 4 are disposed to face each other. This is an axial gap type rotating electrical machine. The rotating electric machine 1 shown in FIG. 5 is characterized in that the rotor 4 is composed of laminated steel plates or soft magnetic materials, and is configured by combining a semiconical rotor inclined in the axial direction with a shared bottom surface, and the stator 3. Is made of a laminated steel plate or a soft magnetic material, and is disposed so as to face the oblique curved surface 4a of the rotor 4 so as to maintain a uniform air gap.

図５に示す例では、ステータ３に配置されるコイル（図示せず）に電流を流すことにより磁界を発生させ、図２に示すように内部に永久磁石１１（もしくは着時形成された磁石）を備えるロータ４の永久磁石１１との間での吸引作用、反発作用によりロータ４を回転させる。本例では、図６に示すように、磁力（クーロン力）の分力として、軸方向にスラスト力が存在するとともに軸を中心とした遠心方向にラジアル力が存在する。しかし、ステータ３−１、３−２およびロータ４を上記形状にすることで、スラスト力は正負方向に同じ大きさで発生しているので打ち消されることになり、ラジアル力は遠心方向もしくは向心方向に発生するので、全体でみると打ち消されている。このように、本例では、ステータ３とロータ４との間に発生するスラスト力を打ち消すことができる。 In the example shown in FIG. 5, a magnetic field is generated by passing a current through a coil (not shown) arranged in the stator 3, and a permanent magnet 11 (or a magnet formed at the time of wearing) is internally provided as shown in FIG. The rotor 4 is rotated by attraction and repulsion between the rotor 4 and the permanent magnet 11. In this example, as shown in FIG. 6, as a component of magnetic force (Coulomb force), a thrust force exists in the axial direction and a radial force exists in the centrifugal direction around the shaft. However, by making the stators 3-1 and 3-2 and the rotor 4 have the above shapes, the thrust force is generated in the same direction in the positive and negative directions, so that the radial force is canceled out in the centrifugal direction or centripetal direction. Since it occurs in the direction, it is negated as a whole. Thus, in this example, the thrust force generated between the stator 3 and the rotor 4 can be canceled out.

また、図５に示すロータ４は、特許文献１に示す半円錐状のロータを二つ組み合わせた形状になっているので、内周部の軸方向長さが長く取れ、ベアリングの配置距離を確保でき、回転振動、振動に強くなる。 Further, the rotor 4 shown in FIG. 5 has a shape obtained by combining two semi-conical rotors shown in Patent Document 1, so that the axial length of the inner peripheral portion can be increased and the arrangement distance of the bearing is ensured. Yes, it becomes strong against rotational vibration and vibration.

図７は本発明の回転電機のさらに他の例の構成を説明するための図である。図７に示す例において、回転電機１は、回転軸２、ステータ３およびロータ４から構成され、回転軸２とロータ４とが固定されるとともに、ステータ３とロータ４とが対向して配置されるアキシャルギャップ型の回転電機となっている。図７に示す回転電機１の特徴は、ロータ４を、積層鋼板もしくは軟磁性体により構成され、回転軸２を中心に回転可能な球状の形状とした点と、ステータ３を、ロータ４の表面４ｂに対し均一なエアギャップを保つように対向して配置した点である。なお、６はステータ３を回転軸２に回転可能に装着するためのベアリングである。また、ステータ３は軸方向に分解でき、ロータ４を回転軸２に設置した後、組み合わせてロータ４を囲うことで構成される。 FIG. 7 is a view for explaining the configuration of still another example of the rotating electrical machine of the present invention. In the example illustrated in FIG. 7, the rotating electrical machine 1 includes a rotating shaft 2, a stator 3, and a rotor 4. The rotating shaft 2 and the rotor 4 are fixed, and the stator 3 and the rotor 4 are disposed to face each other. This is an axial gap type rotating electrical machine. The rotating electrical machine 1 shown in FIG. 7 is characterized in that the rotor 4 is made of a laminated steel plate or a soft magnetic material and has a spherical shape that can rotate around the rotating shaft 2. It is the point arrange | positioned facing 4b so that a uniform air gap may be maintained. Reference numeral 6 denotes a bearing for rotatably mounting the stator 3 to the rotary shaft 2. The stator 3 can be disassembled in the axial direction, and is configured by surrounding the rotor 4 in combination after the rotor 4 is installed on the rotary shaft 2.

図７に示す例では、ロータ４の表面には隣り合う磁極の極性が異なるように永久磁石を配置もしくは着時形成される。ステータ３は内周には非磁性体により上記磁極に対向配置されるようコイルをセットするスロットを設けた球面板と、上記スロットに配置されたコイルにより形成される。そのため、本例では、ロータ４の形状を球状にすることで全面においてステータ３が対向配置されているので、ステータ３とロータ４との間に生じるスラスト力が打ち消される。 In the example shown in FIG. 7, permanent magnets are formed or placed on the surface of the rotor 4 so that adjacent magnetic poles have different polarities. The stator 3 is formed of a spherical plate provided with a slot for setting a coil so as to be opposed to the magnetic pole by a nonmagnetic material on the inner periphery, and a coil arranged in the slot. For this reason, in this example, the rotor 3 is formed in a spherical shape so that the stator 3 is opposed to the entire surface, so that the thrust force generated between the stator 3 and the rotor 4 is canceled out.

図８および図９はそれぞれ本発明の回転電機のさらに他の例を説明するための図である。図８および図９に示す例において、図１〜図７に示す例と同一の部材には同一の符号を付し、その説明を省略する。いすれの例においても、図１〜図７に示す例と同様に、ロータ４を回転することができ、また、ステータ３とロータ４との間に生じるスラスト力を打ち消すことができる。 8 and 9 are diagrams for explaining still another example of the rotating electrical machine of the present invention. In the example shown in FIGS. 8 and 9, the same members as those in the examples shown in FIGS. In any of the examples, similarly to the example shown in FIGS. 1 to 7, the rotor 4 can be rotated, and the thrust force generated between the stator 3 and the rotor 4 can be canceled.

本発明の回転電機は、回転軸、ステータおよびロータから構成され、回転軸とステータおよびロータのいずれか一方が固定されるとともに、ステータとロータとが対向して配置されるアキシャルギャップ型の回転電機において、スラスト力の一方向への発生をなくすことで、安定した回転を簡易な部品構成で達成することが必要な用途に好適に使用することができる。 The rotating electrical machine according to the present invention includes a rotating shaft, a stator, and a rotor. An axial gap rotating electrical machine in which one of the rotating shaft, the stator, and the rotor is fixed and the stator and the rotor face each other. Therefore, by eliminating the generation of the thrust force in one direction, it can be suitably used for applications where it is necessary to achieve stable rotation with a simple component configuration.

本発明の回転電機の一例の構成を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the structure of an example of the rotary electric machine of this invention. 本発明の回転電機におけるロータの永久磁石配置の一例を説明するための図である。It is a figure for demonstrating an example of permanent magnet arrangement | positioning of the rotor in the rotary electric machine of this invention. 図１に示す本発明の回転電機におけるスラスト力を打ち消す効果を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the effect which negates the thrust force in the rotary electric machine of this invention shown in FIG. 本発明の回転電機の他の例の構成を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the structure of the other example of the rotary electric machine of this invention. 本発明の回転電機のさらに他の例の構成を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the structure of the further another example of the rotary electric machine of this invention. 図５に示す本発明の回転電機におけるスラスト力を打ち消す効果を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the effect which negates the thrust force in the rotary electric machine of this invention shown in FIG. 本発明の回転電機のさらに他の例の構成を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the structure of the further another example of the rotary electric machine of this invention. 本発明の回転電機のさらに他の例の構成を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the structure of the further another example of the rotary electric machine of this invention. 本発明の回転電機のさらに他の例の構成を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the structure of the further another example of the rotary electric machine of this invention. 従来の回転電機におけるスラスト力発生の状態を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the state of the thrust force generation | occurrence | production in the conventional rotary electric machine.

符号の説明Explanation of symbols

１回転電機
２回転軸
３、３−１、３−２ステータ
４、４−１、４−２ロータ
４ａ斜曲面
４ｂ表面
５連結筒状体
６ベアリング
７固定軸
１１永久磁石
２１−１、２１−２ギヤ部
２２−１、２２−２回転軸
２３−１、２３−２外部ギヤ DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Rotating electrical machine 2 Rotating shaft 3, 3-1, 3-2 Stator 4, 4-1, 4-2 Rotor 4a Obliquely curved surface 4b Surface 5 Connecting cylindrical body 6 Bearing 7 Fixed shaft 11 Permanent magnet 21-1, 21-21 2 Gear section 22-1, 22-2 Rotating shaft 23-1, 23-2 External gear

Claims

回転軸または固定軸、ステータおよびロータから構成され、回転軸または固定軸とステータおよびロータのいずれか一方とが固定されるとともに、ステータとロータとが対向して配置されるアキシャルギャップ型の回転電機において、ロータの回転により、ステータとロータとの間に生じるスラスト力を打ち消すように、ステータとロータの形状を最適化した構成を有することを特徴とする回転電機。 An axial gap type rotating electrical machine composed of a rotating shaft or a fixed shaft, a stator and a rotor, in which either the rotating shaft or the fixed shaft and either the stator or the rotor are fixed, and the stator and the rotor are opposed to each other A rotating electrical machine having a configuration in which the shapes of the stator and the rotor are optimized so as to cancel the thrust force generated between the stator and the rotor by the rotation of the rotor.

回転軸に固定されるとともに、軸方向の両方向に凸に傾斜した両円錐状ロータと、ロータに対し均一なエアギャップを保つように正方向で対向するステータと、ロータに対し均一なエアギャップを保つように負方向で対向するステータと、を備えたことを特徴とする請求項１記載の回転電機。 A conical rotor that is fixed to the rotary shaft and that is convexly inclined in both axial directions, a stator that faces in the positive direction so as to maintain a uniform air gap with respect to the rotor, and a uniform air gap with respect to the rotor The rotating electrical machine according to claim 1, further comprising a stator facing in a negative direction so as to keep.

固定軸に固定されるとともに、軸方向の両方向から凹に傾斜した両円錐状ステータと、ステータに対し均一なエアギャップを保つように正方向で対向するロータと、ステータに対し均一なエアギャップを保つように負方向で対向するロータと、を備えたことを特徴とする回転電機。 A conical stator that is fixed to a fixed shaft and that is inclined concavely from both axial directions, a rotor that faces in the positive direction so as to maintain a uniform air gap with respect to the stator, and a uniform air gap with respect to the stator A rotating electric machine comprising: a rotor facing in a negative direction so as to maintain the rotating electric machine.

ロータの外周部にギア部を設け、回転軸を有する外部ギヤをギヤ部と歯合させることにより、外部ギヤの回転軸を回転させるよう構成したことを特徴とする請求項３記載の回転電機。 The rotating electrical machine according to claim 3, wherein a gear portion is provided on an outer peripheral portion of the rotor, and an outer gear having a rotating shaft is engaged with the gear portion to rotate the rotating shaft of the outer gear.

回転軸に固定されるとともに、軸方向に傾斜した半円錐状のロータを底面を共有して組み合わされたロータと、ロータの斜曲面に対し均一なエアギャップを保つように対向して配置されたステータと、を備えたことを特徴とする請求項１記載の回転電機。 A rotor that is fixed to the rotating shaft and combined with a semi-conical rotor inclined in the axial direction sharing the bottom surface, and arranged to face the inclined curved surface of the rotor so as to maintain a uniform air gap The rotating electrical machine according to claim 1, further comprising a stator.

回転軸に固定され、回転軸を中心に回転可能な球状のロータと、ロータの表面に対し均一なエアギャップを保つように対向して配置されたステータと、を備えたことを特徴とする請求項１記載の回転電機。 A spherical rotor fixed to the rotating shaft and rotatable about the rotating shaft, and a stator arranged to face the rotor surface so as to maintain a uniform air gap. The rotating electrical machine according to Item 1.