JP2013150538A - 回転電気機械 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】固定子の歯部30を少なくとも第一歯部31と第二歯部32とに分割し、これらの間の磁気抵抗が相対的に小さい第一位置と大きい第二位置との間で、第二歯部32を第一歯部31に対して相対移動自在とする。第二歯部32が第二位置にある状態において、歯部30の周囲の巻線配置可能領域における、通電される巻線部の固定子ヨーク部側端から巻線配置可能領域の回転子側端までの領域を、前記歯部31、32の並び方向の中間位置を境にして回転子側の第一領域A1と前記固定子ヨーク部側の第二領域A2とに分け、第一および第二領域の断面積に対する、該領域に存在する前記通電巻線40Eの実際の巻線総断面積の比で定義される通電巻線占積率を、前記第二領域A2よりも第一領域A1の方が相対的に小さくなるように設定する。
【選択図】図5B
Description
本発明に係る回転電気機械は、永久磁石を備え、回転軸を中心に回転する回転子と、前記回転子に間隙を隔てて対向するように配置された固定子とを備えている。
前記固定子が、前記第一歯部を有する円筒状の第一固定子部と、前記第二歯部と前記固定子ヨーク部とを有し前記第一固定子部の外側に配置された円筒状の第二固定子部と、前記歯部の周囲に形成された巻線配置可能領域内に、その少なくとも一部を占めるように配置された前記1または複数の巻線とを備え、
前記第二固定子部が前記第一固定子部に対してこれら固定子部の周方向に相対移動自在となされた、いわゆるラジアルギャップ型として構成することもできる。
図1ないし図5は、本発明の第1実施形態に係る、電動自動二輪車用の電動モータとして好適に使用されるラジアルギャップ型モータを示す概略断面図である。これら図面に示すように、このラジアルギャップ型モータは、主要構成部材として、複数個の永久磁石Mが外周縁部に周方向に一定の間隔を隔てて埋め込み状態に配置され、回転軸1を中心に回転する円柱状の回転子2と、その回転子2の外周縁部の半径方向外側に間隙を隔てて対向するように配置された円筒状の固定子3と、この固定子3を構成する後述する可動分割歯部を相対移動させるための回動機構4とを備えている。
図6Aおよび図6Bは、この発明に係る第2実施形態にかかる電動モータにおける巻線部分近傍を拡大して示す、図5Aおよび図5Bに対応する断面図である。この第2実施形態においては、巻線40は、前記巻線配置可能領域Aのうちの第一歯部31に対応する領域に、第一歯部31の回転子側の端部からその反対側の端部に向かうに従って巻数が漸次増大するように形成することによって巻線の占積率を変更している。
他の構成および作用効果については、第一実施形態と同様であるので、対応箇所に同一符号を付してその説明を省略する。
図7Aおよび図7Bは、この発明に係る第3実施形態の電動モータにおける巻線部分近傍を拡大して示す、図5Aおよび図5Bに対応する断面図である。この実施形態においては、巻線40は、前記巻線配置可能領域Aの回転子側端から第一歯部31の固定子ヨーク部側端に至る範囲において巻数40が可及的多く配置されている。
他の構成および作用効果については、第一実施形態と同様であるので、対応箇所に同一符号を付してその説明を省略する。
図8Aおよび図8Bは、この発明に係る第4実施形態の電動モータを示すものであり、図4Aに対応する概略断面図である。前記第1ないし第3実施形態においては、回転子2が固定子3の内側に配置されているが、この第4実施形態にあっては回転子2が固定子3の外側に配置されている点が異なる。
図9は、この発明に係る第5実施形態の電動モータの概略構成を示す斜視図である。この第5実施形態に係る電動モータは、アキシャルギャップ型の電動モータである。固定子巻線を有する固定子103と、その固定子の軸方向に間隙を隔てて配置された、永久磁石Mを有する円板状の回転子102とを備えたものである。
他の構成および作用効果については、前記各実施形態と同様であるので、対応箇所に対応符号を付してその説明を省略する。
2 回転子
3 固定子
4 回動機構
30 歯部
31 第一歯部(分割歯部)
32 第二歯部(分割可動歯部)
40 巻線
40E 通電巻線
50 固定子ヨーク部
51 ギア部
101 回転軸
102 回転子
103 固定子
104 回動機構
130 歯部
131 第一歯部(分割歯部)
132 第二歯部(分割可動歯部)
140 巻線
150 固定子ヨーク部
151 ギア部
A 巻線配置可能領域
A1 第一領域
A2 第二領域
Aout 通電巻線の固定子ヨーク部側端
Ain 巻線配置可能領域の回転子側端
C コントローラ
E 電気製品
F 巻線固定部材
M 永久磁石
P 電源
R 回転電気機械(電動モータ)
SA1 第一領域の断面積
SA2 第二領域の断面積
V 車両(電動自動二輪車)
Claims (20)
- 永久磁石を備え、回転軸を中心に回転する回転子と、
前記回転子に間隙を隔てて対向するように配置された固定子とを備え、
前記固定子は、
前記回転子に対して前記間隙を介して配置された歯部と、
前記歯部と共に固定子磁路を形成する固定子ヨーク部と、
前記固定子ヨーク部と前記歯部とで囲まれた巻線配置可能領域内にその少なくとも一部を占めるように配置された1又は複数の巻線と、
前記固定子ヨーク部と前記歯部とで構成される前記固定子磁路を機械的に変更して該固定子磁路の磁気抵抗値を変更する磁気抵抗変更機構とを備え、
前記磁気抵抗変更機構は、前記固定子磁路の磁気抵抗が小さい第一状態と、該第一状態よりも相対的に前記固定子磁路の磁気抵抗が大きい第二状態との間で、前記固定子磁路を機械的に変更するように構成され、
前記1又は複数の巻線は、前記固定子磁路が前記磁気抵抗変更機構により前記第二状態に変更された状態において通電される通電巻線を有し、前記巻線配置可能領域における、前記通電巻線の固定子ヨーク部側端から前記巻線配置可能領域の回転子側端までの領域が、前記歯部における前記回転子の半径方向の中間位置を境にして前記回転子側に位置する第一領域と前記固定子ヨーク部側に位置する第二領域とに分けられ、
前記第一領域の断面積に対する、該第一領域内に存在する前記通電巻線の実際の巻線総断面積の比で定義される通電巻線占積率が、前記第二領域の断面積に対する、該第二領域内に存在する前記通電巻線の実際の巻線総断面積の比で定義される通電巻線占積率より相対的に小さく設定されていることを特徴とする回転電気機械。 - 前記磁気抵抗変更機構は、前記歯部が前記回転軸の半径方向に分割された複数個の分割歯部を有し、これら複数個の分割歯部のうち少なくともいずれか1つの分割歯部が他の分割歯部に対して前記回転軸の周方向に相対移動自在な可動分割歯部を構成し、該可動分割歯部が、前記第一状態と前記第二状態との間で移動自在となされている、請求項1に記載の回転電気機械。
- 前記通電巻線の前記回転子側端が、前記巻線配置可能領域の前記回転子側端から前記固定子側に所定距離隔てた位置に配置され、前記巻線配置可能領域における前記回転子側の所定の領域に前記通電巻線が形成されていない、請求項1または2に記載の回転電気機械。
- 前記通電巻線の前記回転子側端と、前記巻線配置可能領域の前記回転子側端との間に、前記巻線を固定する巻線固定部材が設けられている、請求項1ないし3のいずれか1つの請求項に記載の回転電気機械。
- 前記1又は複数の巻線は、前記固定子ヨーク部側に偏在させた状態で配置されている、請求項1ないし4のいずれか1つの請求項に記載の回転電気機械。
- 前記1又は複数の巻線は、前記巻線配置可能領域において前記回転子側端から前記固定子ヨーク部側端に向かうに従って巻数が増大するように形成されている、請求項1ないし5のいずれか1つの請求項に記載の回転電気機械。
- 永久磁石を備え、回転軸を中心に回転する回転子と、
前記回転子に間隙を隔てて対向するように配置された固定子とを備え、
前記固定子は、
前記回転子に対して前記間隙を介して配置された歯部を有し、
前記歯部は、その回転子側の端部から反対側の端部に至る方向に複数個に分割され、前記回転子に前記間隙を介して対向するように配置された第一歯部と、前記反対側端部に配置された第二歯部とを含む複数の分割歯部を有するものとなされ、
前記固定子は、更に、前記第二歯部が固定された固定子ヨーク部と、前記歯部と前記固定子ヨーク部とで囲まれた巻線配置可能領域内にその少なくとも一部を占めるように配置された1または複数の巻線とを有し、
前記歯部における前記複数の分割歯部のうちの少なくともいずれか1の分割歯部が、他の分割歯部に対して相対移動自在な可動分割歯部を構成し、
前記可動分割歯部は、前記歯部における前記分割歯部で構成される磁路の磁気抵抗が小さい第一位置と、該第一位置における前記磁気抵抗よりも相対的に磁気抵抗が大きい第二位置との間で相対移動自在となされ、
前記1または複数の巻線は、前記可動分割歯部が前記第二位置に配置された状態で通電される通電巻線を有し、
前記巻線配置可能領域における、前記通電巻線の固定子ヨーク部側端から前記巻線配置可能領域の回転子側端までの領域が、前記歯部における前記分割歯部の並び方向の中間位置を境にして前記回転子側に位置する第一領域と前記固定子ヨーク部側に位置する第二領域とに分けられ、
前記第一領域の断面積に対する、該第一領域内に存在する前記通電巻線の実際の巻線総断面積の比で定義される通電巻線占積率が、前記第二領域の断面積に対する、該第二領域内に存在する前記通電巻線の実際の巻線総断面積の比で定義される通電巻線占積率より相対的に小さく設定されていることを特徴とする回転電気機械 - 前記通電巻線の前記回転子側端が、前記巻線配置可能領域の前記回転子側端から前記固定子側に所定距離隔てた位置に配置され、前記巻線配置可能領域における前記回転子側の所定の領域に前記通電巻線が形成されていない、請求項7に記載の回転電気機械。
- 前記通電巻線の前記回転子側端と、前記巻線配置可能領域の前記回転子側端との間に、前記巻線を固定する巻線固定部材が設けられている、請求項7又は8に記載の回転電気機械。
- 前記1又は複数の巻線は、前記固定子ヨーク部側に偏在させた状態で配置されている、請求項7ないし9のいずれか1つの請求項に記載の回転電気機械。
- 前記1又は複数の巻線は、前記巻線配置可能領域において前記回転子側端から前記固定子ヨーク部側端に向かうに従って巻数が増大するように形成されている、請求項7ないし10のいずれか1つの請求項に記載の回転電気機械。
- 前記回転子は、円柱状の回転子本体と、該回転子本体の外周縁部に配置された前記永久磁石とを備え、
前記固定子は、前記第一歯部を有する円筒状の第一固定子部と、前記第二歯部と前記固定子ヨーク部とを有し、前記第一固定子部の外側に配置された円筒状の第二固定子部と、前記歯部の周囲に形成された巻線配置可能領域内に、その少なくとも一部を占めるように配置された前記1または複数の巻線とを備え、
前記第二固定子が前記第一固定子に対してこれら固定子の周方向に相対移動自在となされている、請求項7ないし11のいずれか1つの請求項に記載の回転電気機械。 - 前記回転子は、回転軸を中心に回転可能となされた円板状の回転子本体と、該回転子本体の片面に配置された前記永久磁石とを備え、
前記固定子は、前記回転子本体に対して前記回転軸の軸方向に対向配置されている、請求項7ないし11のいずれか1つの請求項に記載の回転電気機械。 - 前記回転子は、前記回転子本体の外周縁部に複数個の前記永久磁石が周方向に沿って所定間隔を隔てて埋め込み状態に配置されている、請求項7ないし12のいずれか1つの請求項に記載の回転電気機械。
- 前記回転子は、前記回転子本体の片面に複数個の前記永久磁石が周方向に沿って所定間隔を隔てて外部露出状態に配置されている、請求項13に記載の回転電気機械。
- 前記複数の永久磁石は、ネオジム磁石である、請求項7ないし15のいずれか1の請求項に記載の回転電気機械。
- 前記第一歯部は、胴部と、該胴部の回転子側の端部における前記回転子の周方向の両側に側方突出状に延びた一対の側方突出縁部とを備えている、請求項7ないし16のいずれか1の請求項に記載の回転電気機械。
- 前記可動分割歯部が前記第一位置に配置された状態で、隣接する一対の歯部の一方の歯部の前記回転子側端部から前記固定子ヨーク部を介して前記隣接する一対の歯部の他方の歯部の前記回転子側端部に至る磁気抵抗が、前記隣接する一対の歯部の隣接する一対の側方突出縁部間の磁気抵抗よりも小さくなるように設定される一方、
前記可動分割歯部が前記第二位置に配置された状態で、隣接する一対の歯部の一方の歯部の前記回転子側端部から同歯部の固定子ヨーク部側を介して前記隣接する一対の歯部の他方の歯部の前記回転子側端部に至る磁気抵抗が、前記隣接する一対の歯部の隣接する一対の側方突出縁部間の磁気抵抗よりも大きくなるように設定されている、請求項7ないし17のいずれか1つの請求項に記載の回転電気機械。 - 請求項1ないし18のいずれか1つの請求項に記載の回転電気機械を備えた乗り物。
- 請求項1ないし18のいずれか1つの請求項に記載の回転電気機械を備えた電気製品。
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