WO2015045517A1

WO2015045517A1 - 磁気誘導子型電動機

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Publication number: WO2015045517A1
Application number: PCT/JP2014/066139
Authority: WO
Inventors: 秀哲有田; 大穀　晃裕; 弘文土井
Original assignee: 三菱電機株式会社
Priority date: 2013-09-24
Filing date: 2014-06-18
Publication date: 2015-04-02
Also published as: DE112014004356T5; DE112014004356B4; JP6025998B2; JPWO2015045517A1; US20160226355A1; CN105580255B; CN105580255A

Abstract

　この発明は、磁石ブロックを挟持するコアブロック対を円環状に配列し一体化する際に、磁石ブロック同士の接触を無くし、磁石ブロックの割れや欠けの発生を抑制できる磁気誘導子型電動機を得る。　この発明では、第１固定子コア９Ａおよび第２固定子コア９Ｂは、円弧形のコアバック部１０ａおよびコアバック部１０ａの内周面から径方向内方に突出するティース１０ｂからなるコアブロック１０を軸方向に離間させて重ね合わせて構成されたコアブロック１０対を、コアバック部１０ａの周方向の側面同士が接するように円環状に配列して構成され、永久磁石１２は、それぞれ、コアブロック１０対内に収まるようにコアブロック１０対間に挟持された複数の磁石ブロック１３に分割構成され、磁石ブロック１３は、コアバック部１０ａ間に挟持された、周方向両側面がコアバック部１０ａの周方向両側面より周方向内側に位置する外形形状の基部１３ａを有する。

Description

磁気誘導子型電動機

　この発明は、高速回転域で駆動される電動アシストターボなどの用途に適用される磁気誘導子型電動機に関するものである。

　従来、界磁手段としての磁石を回転子に装着した永久磁石式同期回転機が知られていた。しかし、自動車過給器のタービンとコンプレッサとの間に電動機を配置した、いわゆる電動アシストターボに用いられる電動機には、１０万回転／分を超える高速回転が要求されることから、その電動機に従来の永久磁石式電動機を用いた場合には、磁石の保持強度の問題が発生する。

　このような状況を鑑み、界磁手段としての磁石を固定子に配置し、歯車状の磁気的な突極性を与えた２つの回転子コアを軸方向に並べて、かつ周方向に半極ピッチずらして配設して回転子を構成した従来の磁気誘導子型回転機が提案されていた（例えば、特許文献１参照）。この回転子は、単純形状の鉄部材のみで構成されているので、高い耐遠心力強度が得られる。そこで、従来の磁気誘導子型回転機は、電動アシストターボなどの高速回転が要求される用途に用いられる。

　従来の磁気誘導子型回転機では、２つの回転子コアを軸方向に並べて配設しているので、従来の永久磁石式同期回転機に対し、２倍の軸方向寸法が必要となる。そこで、回転子の回転軸が回転子の軸方向両側に配置された軸受に軸支されている状態では、回転軸が共振系を構成して撓み振動する、いわゆる軸共振の問題が発生しやすくなる。この軸共振は、軸受間の間隔が長くなるほど、また回転子の回転速度が速くなるほど発生しやすく、最悪の場合、回転子が固定子に接触することになる。

　高速回転時の回転子と固定子との接触を回避する対策としては、軸受間の間隔を狭めて、軸共振の発生する回転数を高めることが有効となる。また、耐遠心力強度の制約から、回転子径が小さくなり、それに付随して固定子径が小さくなり、固定子コイルのコイルエンドの回転軸の軸心からの距離が短くなる。一方、軸受は、剛性の確保、および油冷却流路の確保などの観点から、大径化が望まれる。したがって、軸受を固定子コイルのコイルエンドの内径側に配置させる場合には、軸受と固定子コイルのコイルエンドとの干渉の問題が発生する。

　そこで、軸受と固定子コイルのコイルエンドとの干渉を回避して、軸受間の間隔を狭めるためには、固定子コイルのコイルエンドの軸方向長さを極力短くすることが有効となる。従来の磁気誘導子型回転機では、集中巻き方式の固定子コイルを用い、固定子コイルのコイルエンドの軸方向長さを短くしている。しかしながら、集中巻き方式の固定子コイルは、それぞれ、スロットを跨がずに１つのティースに導体線を巻回して作製される複数の集中巻コイルにより構成されるので、ティースが、それぞれ円環状のコアバックの内周面から径方向内方に突出して周方向に互いに離間して配列された固定子コアには、集中巻コイルを装着し難いという問題が発生する。

　集中巻コイルの装着性を高めるために、円弧形のコアバック部およびコアバック部の内周面から径方向内方に突出するティースを備えた複数のコアブロックにより構成された従来の固定子コアが提案されている（例えば、特許文献２参照）。この構成では、集中巻コイルがティースに装着されたコアブロックを、コアバック部の周方向の側面同士を突き合わせて円環状に配列して固定子コアを構成できるので、集中巻コイルの固定子コアへの装着が容易となる。

特開平８－２１４５１９号公報特開２００１－１０３７１７号公報

　従来の磁気誘導子型回転機では、２つの固定子コアが永久磁石をコアバック間に挟んで軸方向に並んで配設、一体化され、ハウジング内に収納されている。永久磁石は周方向に複数の磁石ブロックに分割されているが、複数の磁石ブロックは単一部品の固定子コアに位置決めされて接着剤などで固着され、固定子コアの組み立て時に、磁石ブロック同士が接触するような事態は発生しない。

　しかし、集中巻コイルの装着性を高めるために、特許文献２に記載の技術を適用し、従来の磁気誘導子型回転機の固定子コアを複数のコアブロックに分割構成した場合、２つのコアブロックの間に磁石ブロックを挟んで構成したコアブロック対を周方向に配列、一体化することになる。このとき、磁石ブロック同士が接触し、割れや欠けを生じるという課題があった。

　磁石ブロックの割れや欠けにより生じる磁石片は、固定子と回転子との隙間に侵入し、回転子のロックをもたらし、あるいは機械損を大きくする。磁石ブロックの割れや欠けは、磁気特性の劣化をもたらす。そして、永久磁石の磁気特性が極端に低下した状態で、周囲の環境温度が高くなると、永久磁石の不可逆減磁が発生するおそれもある。

　この発明は、このような課題を解決するためになされたものであって、磁石ブロックを挟持するコアブロック対を円環状に配列し一体化する際に、磁石ブロック同士の接触を無くし、磁石ブロックの割れや欠けの発生を抑制できる磁気誘導子型電動機を得ることを目的とする。

　この発明に係る磁気誘導子型電動機は、非磁性材料で作製されたハウジングと、内周側に開口するスロットを形成するティースが円筒状のコアバックの内周面から径方向内方に突出して周方向に等角ピッチで配設されてなる、同一形状に作製された第１固定子コアおよび第２固定子コアを、軸方向に離反して、かつ上記ティースの周方向位置を一致させて同軸に配置して構成された固定子コア、および上記固定子コアの軸方向に相対する上記ティースの各対に集中巻きに巻装された固定子コイルを有し、上記ハウジング内に配設された固定子と、突極が円筒状の基部の外周面に周方向に等角ピッチで突設されてなる同一形状に作製された第１回転子コアおよび第２回転子コアを、それぞれ上記第１固定子コアおよび上記第２固定子コアの内周側に位置させ、かつ互いに周方向に半突極ピッチずらして回転軸に同軸に固着され、上記ハウジング内に回転可能に配設された回転子と、上記第１固定子コアと上記第２固定子コアとの間に配設され、上記第１回転子コアの突極と上記第２回転子コアの突極とが異なる極性となるように界磁磁束を発生する永久磁石と、を備えている。上記第１固定子コアおよび上記第２固定子コアは、円弧形のコアバック部および上記コアバック部の内周面から径方向内方に突出する上記ティースからなるコアブロックを軸方向に離間させて重ね合わせて構成されたコアブロック対を、上記コアバック部の周方向の側面同士が接するように円環状に配列して構成されている。上記永久磁石は、それぞれ、上記コアブロック対内に収まるように上記コアブロック対間に挟持された複数の磁石ブロックに分割構成され、上記磁石ブロックは、上記コアバック部間に挟持された、周方向両側面が上記コアバック部の周方向両側面より周方向内側に位置する外形形状の基部を有する。

　この発明によれば、コアバック部間に挟持された磁石ブロックの基部の両側面は、コアバック部の両側面より周方向内側に位置している。そこで、磁石ブロックを挟持するコアブロック対を、コアバック部の周方向の側面同士を突き合わせて円環状に配列し一体化して第１および第２固定子コアを作製した際に、周方向に隣り合う磁石ブロック同士の接触が回避される。そこで、磁石ブロックの割れや欠けの発生が抑制される。

この発明の実施の形態１に係る磁気誘導子型電動機の主要構成を示す一部破断斜視図である。この発明の実施の形態１に係る磁気誘導子型電動機における軸方向に配列されたコアブロック対を示す斜視図である。この発明の実施の形態１に係る磁気誘導子型電動機における磁石ブロックを示す斜視図である。この発明の実施の形態２に係る磁気誘導子型電動機において３つのコアブロック対を配列した状態を示す斜視図である。この発明の実施の形態２に係る磁気誘導子型電動機において隣り合うコアブロック対を径方向内方から見た斜視図である。この発明の実施の形態２に係る磁気誘導子型電動機において隣り合うコアブロック対を径方向内方から見た模式図である。この発明の実施の形態３に係る磁気誘導子型電動機における隣り合うコアブロック対を径方向内方から見た模式図である。この発明の実施の形態４に係る磁気誘導子型電動機における固定子コアを示す要部斜視図である。

　以下、本発明の磁気誘導子型電動機の好適な実施の形態につき図面を用いて説明する。

　実施の形態１．
　図１はこの発明の実施の形態１に係る磁気誘導子型電動機の主要構成を示す一部破断斜視図、図２はこの発明の実施の形態１に係る磁気誘導子型電動機における軸方向に配列されたコアブロック対を示す斜視図、図３はこの発明の実施の形態１に係る磁気誘導子型電動機における磁石ブロックを示す斜視図である。

　図１において、磁気誘導子型電動機１は、鉄などの塊状磁性体で作製された回転軸２に同軸に固着された回転子３と、回転子３を囲繞するように配設された固定子コア８にトルク発生用駆動コイルとしての固定子コイル１１を巻装してなる固定子７と、界磁手段としての永久磁石１２と、回転子３、固定子７および永久磁石１２を収納するハウジング１４と、を備えている。

　回転子３は、定められた形状に成形された多数枚の磁性鋼板を積層一体化して作製された第１および第２回転子コア４，５を備える。第１および第２回転子コア４，５は、同一形状に作製され、軸心位置に回転軸挿入孔が穿設された円筒状の基部４ａ，５ａと、基部４ａ，５ａの外周面から径方向外方に突出され、かつ軸方向に延設されて、周方向に等角ピッチで２つ設けられた突極４ｂ，５ｂと、から構成されている。

　第１および第２回転子コア４，５は、周方向に半突極ピッチずらして、相対して互いに接して配置され、それらの回転軸挿入孔に挿通された回転軸２に固着されて、回転子３を構成している。そして、回転子３は、回転軸２の両端を軸受（図示せず）に支持されてハウジング１４内に回転自在に配設されている。

　固定子コア８は、同一形状に作製された第１および第２固定子コア９Ａ，９Ｂを備える。第１および第２固定子コア９Ａ，９Ｂは、円筒状のコアバックと、それぞれ、コアバックの内周面から径方向内方に突出して周方向に等角ピッチで６つ設けられたティース１０ｂと、を備える。内周側に開口するスロット１０ｃが、コアバックと隣り合うティース１０ｂとにより形成されている。第１および第２固定子コア９Ａ，９Ｂは、ティース１０ｂの周方向位置を一致させ、軸方向に離間して、それぞれ第１および第２回転子コア４，５を囲繞するように軸方向に配列されて、ハウジング１４内に配設されている。

　第１および第２固定子コア９Ａ，９Ｂは、それぞれ、周方向に６等分割された６つのコアブロック１０により構成される。コアブロック１０は、円弧形のコアバック部１０ａと、コアバック部１０ａの内周面の周方向中央位置から径方向内方に突出するティース１０ｂと、を備え、略Ｔ字状に打ち抜かれた多数枚の磁性鋼板を積層一体化して作製される。第１および第２固定子コア９Ａ，９Ｂは、それぞれ、コアブロック１０を、コアバック部１０ａの周方向の側面同士を突き合わせて円環状に６つ配列して構成される。６つのコアバック部１０ａが円環状に配列して、第１および第２固定子コア９Ａ，９Ｂのコアバックを構成する。

　永久磁石１２は、６つの磁石ブロック１３を周方向に環状に配列して構成される。磁石ブロック１３は、図３に示されるように、円弧形の基部１３ａと基部１３ａの内周面から径方向内方に突出する軸部１３ｂからなる略Ｔ字状の塊状体に成形されている。磁石ブロック１３は、コアブロック１０の端面にその端面と直交する方向（軸方向）から重ねたときに、コアブロック１０から突出しない外形形状で、少なくとも、基部１３ａの周方向の両側面がコアバック部１０ａの周方向の両側面より周方向内側に位置する外形形状に形成されている。

　磁石ブロック１３は、図２に示されるように、基部１３ａをコアバック部１０ａ間に位置させ、軸部１３ｂをティース１０ｂ間に位置させて、一対のコアブロック１０間に挟持されている。このとき、磁石ブロック１３は、基部１３ａおよび軸部１３ｂが一対のコアブロック１０間からはみ出さず、基部１３ａの周方向の両側面がコアバック部１０ａの周方向の両側面より周方向内側に位置するように、一対のコアブロック１０間に配置される。

　さらに、集中巻コイル１１ａが、磁石ブロック１３を挟持したコアブロック１０の対の相対するティース１０ｂの対に巻回される。そして、磁石ブロック１３が挟持され、かつ集中巻コイル１１ａが装着されたコアブロック１０の対が、コアバック部１０ａの周方向の側面同士を突き合わせて円環状に６対配列され、ハウジング１４内に配設される。

　このように、固定子コイル１１は、それぞれ、導体線をスロット１０ｃを跨がないで軸方向に相対して対をなすティース１０ｂに巻回して作製された６つの集中巻コイル１１ａを有する。固定子コイル１１は、例えば、６つの集中巻コイル１１ａを周方向の配列順にＵ相、Ｖ相、Ｗ相、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相のコイルとして結線された三相交流巻線に構成される。

　ハウジング１４は、第１固定子コア９Ａのコアバックの外周面と第２固定子コア９Ｂのコアバックの外周面とに接するように配設されている。そして、ハウジング１４は、非磁性体で作製され、永久磁石１２の磁路を短絡しないようになっている。

　つぎに、このように構成された磁気誘導子型電動機１の動作について説明する。
　永久磁石１２の磁束は、図１に矢印で示されるように、第２固定子コア９Ｂ内に入り、第２固定子コア９Ｂ内を軸方向および径方向内方に流れ、ティース１０ｂからティース１０ｂに相対する第２回転子コア５の突極５ｂに入る。そして、第２回転子コア５に入った磁束は、第２回転子コア５内を径方向内方に流れた後、その一部が第２回転子コア５の基部５ａを軸方向に流れ、残部が回転軸２内を軸方向に流れて、第１回転子コア４に入る。そして、第１回転子コア４に入った磁束は、第１回転子コア４内を径方向外方に流れ、突極４ｂから第１固定子コア９Ａのティース１０ｂに入る。第１固定子コア９Ａに入った磁束は、第１固定子コア内を径方向外方に流れた後、第１固定子コア９Ａ内を軸方向に流れて、永久磁石１２に戻る。

　この時、第１および第２回転子コア４，５の突極４ｂ，５ｂが周方向に半突極ピッチずれているので、磁束は、軸方向から見ると、Ｎ極とＳ極とが周方向に交互に配置されたように作用する。そして、固定子コイル１１に回転子３の回転位置に応じて交流電流を流すことにより、トルクを発生させる。これにより、磁気誘導子型電動機１は、無整流子モータとして動作し、磁気的には、４極６スロットの永久磁石式同期電動機として動作する。

　この実施の形態１によれば、第１および第２固定子コア９Ａ，９Ｂが、円弧形のコアバック部１０ａおよびティース１０ｂからなる略Ｔ字状のコアブロック１０を、コアバック部１０ａの周方向側面同士を突き合わせて円環状に配列して構成されている。そこで、隣接するコアブロック１０のコアバック部１０ａ同士が接し、固定子コイル１１により発生する磁束の周方向の磁路が確保される。

　磁石ブロック１３は、一対のコアブロック１０間から突出せず、かつ基部１３ａの側面がコアバック部１０ａの側面より周方向内側に位置する外形形状に形成されているので、コアバック部１０ａの周方向側面同士を突き合わせた時に、隣り合う磁石ブロック１３の接触が回避される。そこで、固定子７の組み立て時に、磁石ブロック１３同士の接触に起因する磁石ブロック１３の割れや欠けの発生は防止される。これにより、磁石ブロック１３の割れや欠けにより生じる磁石片が固定子７と回転子３との隙間に侵入し、回転子３がロックする、あるいは機械損が大きくなるような事態の発生を回避できる。また、磁石ブロック１３の割れや欠けに起因する磁気特性の劣化がないので、永久磁石１２は、周囲の環境温度が変化しても、不可逆減磁することはない。

　ここで、固定子７および固定子コイル１１で発生した鉄損および銅損による熱は、コアバック部１０ａを介してハウジング１４に伝達され、ハウジング１４から空気や液体の冷媒に放熱されるので、冷却性能を高める観点から、コアバック部１０ａとハウジング１４との接触面積を大きくすることが望ましい。

　また、固定子コア８をハウジング１４に強固に保持させることは、固定子７に発生する磁気吸引力などに起因する振動を抑制する上で重要となる。そこで、ハウジング１４に円筒部を形成し、円環状に配列されたコアブロック１０の対の群を、ハウジング１４の円筒部に圧入、あるいは焼きばめにより固着し、コアブロック１０の対の群の締結力を大きくして、固定子７の剛性を高めることが望ましい。

　なお、上記実施の形態１では、第１および第２回転子コアが軸方向に互いに接して配置されているが、第１および第２回転子コアは、磁石ブロックの軸方向幅と略等しい軸方向幅を有し、かつ突極の外径と略等しい外径を有する、磁性材料で作製された円盤状の隔壁を、第１および第２回転子コアの間に配置してもよい。これにより、磁気飽和を緩和できるという効果が得られる。

　また、上記実施の形態１では、磁石ブロック１３が基部１３ａと軸部１３ｂとからなる略Ｔ字状に成形されているが、磁石ブロックは略Ｔ字状に限定されず、少なくとも、コアバック部１０ａの間に挟持される基部１３ａを有していればよい。また、基部１３ａは単一部品に構成されても、複数部品に分割構成されてもよい。

　また、上記実施の形態１では、一対のコアブロック１０間に配置される磁石ブロック１３は、一対のコアブロック１０間から周方向にはみ出さないように形成されているが、磁石ブロック１３の軸部１３ｂは、一対のコアブロック１０のティース１０ｂの対に巻回された集中巻コイル１１ａに接していなければ、ティース１０ｂ間から周方向にはみ出してもよい。これにより、軸部１３ｂの体積、すなわち磁石ブロック１３の体積が増大し、磁石ブロック１３の磁力を大きくすることができる。
　また、上記実施の形態１では、磁石ブロック１３を挟み込んだコアブロック１０の対の固定については論じていないが、例えば、磁石ブロック１３を挟み込んだコアブロック１０の対を、コアブロック１０のティース１０ｂの対に巻回された集中巻コイル１１ａの締着力で固定してもよいし、樹脂などで固定してもよい。

　実施の形態２．
　図４はこの発明の実施の形態２に係る磁気誘導子型電動機において３つのコアブロック対を配列した状態を示す斜視図、図５はこの発明の実施の形態２に係る磁気誘導子型電動機において隣り合うコアブロック対を径方向内方から見た斜視図、図６はこの発明の実施の形態２に係る磁気誘導子型電動機において隣り合うコアブロック対を径方向内方から見た模式図である。なお、図４では、便宜上、集中巻コイルを省略している。

　コアバック部１０ａの側面同士を突き合わせて、コアブロック１０を円環状に配列した場合、コアバック部１０ａの側面同士が全面で接することはなく、部分的に接することになる。この実施の形態２では、図４に示されるように、コアバック部１０ａの側面の外周部同士のみが接し、コアバック部１０ａの側面の外周部以外では離間しているものとする。なお、各図では、コアバック部１０ａの側面の外周側同士のみが接するように、誇張して図示されている。

　そこで、固定子コイル１１により発生した磁束は、図４に矢印で示されるように、一のティース１０ｂを径方向外方に流れ、コアバック部１０ａで周方向の両側に分岐して流れ、一のティース１０ｂの周方向の両側のティース１０ｂ内を径方向内方に流れ、第１および第２回転子コア４，５に入り、第１および第２回転子コア４，５から一のティース１０ｂに戻るように流れる。これにより、周方向に流れる磁束の流れが発生し、回転方向の磁界が作られ、回転駆動力が得られる。

　磁束がコアバック部１０ａを通過する際に、磁束の変化が発生することにより、鉄損が発生する。そして、鉄損は磁束密度が高いほど大きくなる。コアバック部１０ａの突き合わせ部では、コアバック部１０ａの側面の外周部同士のみが接しているので、磁束密度はコアバック部１０ａの側面同士の接触部で急激に高くなり、発熱が大きくなる。

　この実施の形態２では、図５および図６に示されるように、隙間Ａがコアバック部１０ａの側面同士の接触部の内径側に形成され、隙間Ｂが周方向に隣り合う磁石ブロック１３の基部１３ａ間に形成される。この隙間Ａの周方向位置は、磁石ブロック１３の基部１３ａ間の隙間Ｂの周方向位置と一致する。つまり、コアバック部１０ａの側面同士の接触部の軸方向には、磁石ブロック１３は存在しない。そこで、コアバック部１０ａの側面同士の接触部で発生した熱の一部がハウジング１４に流れる。また、コアバック部１０ａの側面同士の接触部で発生した熱の残部が、図５に矢印で示されるように、隙間Ａ，Ｂ内を軸方向に流れ、隙間Ｂ内の空気を介して磁石ブロック１０に伝達される。このように、コアバック部１０ａの側面同士の接触部で発生した熱が伝熱性の低い空気を介して磁石ブロック１３に伝達されるので、磁石ブロック１３の温度上昇が抑えられ、熱減磁しにくくなり、性能劣化に対して強い電動機を実現できる。

　ここで、実施の形態２では、磁石ブロック１３の基部１３ａの側面をコアバック部１０ａの側面より周方向内側に位置させているが、さらに基部１３ａの外周面をコアバック部１０ａの外周面より径方向内方に位置させてもよい。これにより、固定子７がハウジング１４内に収納された際に、軸方向に離間する一対のコアブロック１０間に、磁石ブロック１３の基部１３ａの周方向一側を通って径方向外方に流れ、基部１３ａとハウジング１４との間を通って周方向の他側に流れ、基部１３ａの周方向他側を径方向内方に流れる通風路が形成される。そこで、回転子３の回転により、突極４ｂ，５ｂから発生する風が上述の通風路を流れ、磁石ブロック１３を効果的に冷却し、磁石ブロック１３の温度上昇を抑えることができる。

　また、上記実施の形態１，２では、ティース１０ｂがコアバック部１０ａの内周面の周方向中央位置から径方向内方に突出しているが、コアバック部１０ａの内周面からのティース１０ｂの突出位置をコアバック部１０ａの周方向中央位置から周方向に変位させてもよい。

　実施の形態３．
　図７はこの発明の実施の形態３に係る磁気誘導子型電動機における隣り合うコアブロック対を径方向内方から見た模式図である。

　図７において、コアブロック２０は、第１分割コアブロック２１と第２分割コアブロック２２とに軸方向に２分割されている。第１分割コアブロック２１は、コアブロック１０と同様に、円弧形のコアバック部２１ａと、コアバック部２１ａの内周面の周方向中央位置から径方向内方に突出するティース（図示せず）と、を備える。第２分割コアブロック２２は、円弧形のコアバック部２２ａと、コアバック部２２ａの内周面の周方向中央位置から周方向一側に変位した位置から径方向内方に突出するティース（図示せず）と、を備える。ここで、第１および第２分割コアブロック２１，２２のコアバック部２１ａ，２２ｂの外形形状が同じで、ティースの外形形状が同じである。

　コアブロック２０は、ティースを重ねて、第１および第２分割コアブロック２１，２２を積層一体化して作製される。このように作製されたコアブロック２０では、コアバック部２２ａがコアバック部２１ａに対して周方向一側に変位している。
　コアブロック２０の対が、磁石ブロック１３を第１分割コアブロック２１間に挟持させてコアブロック２０を軸方向に重ねて作製され、集中巻コイルが軸方向に相対するティースの対に巻装される。そして、コアバック部２１ａの周方向の側面同士、およびコアバック部２２ａの周方向の側面同士を突き合わせて、６対のコアブロック２０対を円環状に配列して、固定子を構成している。

　このように構成された固定子では、図７に示されるように、コアバック部２１ａの周方向の側面同士の突き合わせ部の内径側に形成される隙間Ａ１の周方向位置が磁石ブロック１３の基部１３ａ間の隙間Ｂの周方向位置と一致している。また、コアバック部２２ａの周方向の側面同士の突き合わせ部の内径側に形成される隙間Ａ２の周方向位置がコアバック部２１ａの周方向の側面同士の突き合わせ部の内径側に形成される隙間Ａ１の周方向位置に対して周方向一側に変位している。
　なお、他の構成は上記実施の形態２と同様に構成されている。

　この実施の形態３においても、コアバック部２１ａの周方向の側面同士の突き合わせ部の内径側に形成される隙間Ａ１の軸方向位置が磁石ブロック１３の基部１３ａ間の隙間Ｂの周方向位置と一致しているので、上記実施の形態２と同様に、コアバック部２１ａの周方向の側面同士の突き合わせ部で鉄損により発生する熱が磁石ブロック１３に伝わりにくく、磁石ブロック１３が熱減磁しにくい。

　この実施の形態３によれば、コアバック部２２ａの周方向の側面同士の突き合わせ部の内径側に形成される隙間Ａ２の周方向位置がコアバック部２１ａの周方向の側面同士の突き合わせ部の内径側に形成される隙間Ａ１の周方向位置に対して周方向一側に変位している。そこで、コアバック部２１ａ，２２ａを流れる磁束は、図７中矢印Ｃで示されるように、隙間Ａ１，Ａ２の間を軸方向に流れるので、コアバック部２１ａ，２２ａを流れる磁路の磁束密度が小さくなり、磁束の変化量も小さくなる。これにより、鉄損が小さくなり、発熱量が低下するので、磁石ブロック１３がさらに熱減磁し難くなる。また、コアバック部２１ａ，２２ａを流れる磁路の磁気抵抗が小さくなり、コアバック部２１ａ，２２ａを流れる磁束量が多くなるので、高出力の電動機を実現できる。

　なお、上記実施の形態３では、コアブロックが２つの分割コアブロックを軸方向に積層して構成されているが、コアブロックの軸方向の分割数は２個に限定されず、３個以上でもよい。この場合、軸方向に隣り合う分割コアブロックは、コアバック部のティースからの周方向の突出量が異なるように作製される。また、磁石ブロックは、挟持される分割ブロックの外形形状に適合する外形形状に形成される。

　実施の形態４．
　図８はこの発明の実施の形態４に係る磁気誘導子型電動機における固定子コアを示す要部斜視図である。

　図８において、第１および第２固定子コア９Ａ’，９Ｂ’は、それぞれ、コアバック部１０ａの周方向側部の外周部同士を曲げ容易部としての薄肉部１０ｃで連結して一続きに連結された６つのコアブロック１０’を、薄肉部１０ｃで曲げて円環状に作製して構成されている。
　なお、実施の形態４は、６つのコアブロック１０’が薄肉部１０ｃで一続きに連結されている点を除いて、上記実施の形態１と同様に構成されている。

　この実施の形態４では、６つのコアブロック１０’が薄肉部１０ｃにより一続きに連結されたコアブロック群は、例えば、磁性鋼材の薄板から、６つの略Ｔ字状の磁性鋼板片が薄肉片で一続きに連結された帯状体を打ち抜き、多数枚の帯状体を積層一体化して作製され、薄肉片を積層して構成される薄肉部１０ｃが屈曲可能となっている。
　そこで、直線状に展開した２つのコアブロック群を、各コアバック部１０ａ間に磁石ブロックを配して重ね、ティース１０ｂの対のそれぞれに集中巻コイルを巻装した後、薄肉部１０ｃで曲げてコアブロック１０’の群の対を円環状に成形して、磁石ブロックがコアブロック１０’間に挟み込まれた第１および第２固定子コア９Ａ’，９Ｂ’が作製される。そして、円環状に曲げ成形された第１および第２固定子コア９Ａ’，９Ｂ７をハウジングの円筒部に圧入、あるいは焼きばめにより固着し、ハウジングに保持された固定子が得られる。この場合、薄肉部１０ｃが少なくとも周方向に隣り合うコアバック部１０ａの側面同士の接触部を構成する。

　この実施の形態４によれば、隣接するコアブロック１０’のコアバック部１０ａ同士が薄肉部１０ｃを介して連結されているので、固定子コイルにより発生する磁束の周方向の磁路が確保される。また、上記実施の形態１と同様に、磁石ブロックが一対のコアブロック１０’間からはみ出さないように、一対のコアブロック１０’間に配置されている。そこで、この実施の形態４においても、上記実施の形態１と同様の効果が得られる。

　なお、上記実施の形態４では、コアバック部１０ａ同士を薄肉部１０ｃにより連結して、６つのコアブロック１０’が一続きに構成されているが、コアバック部同士を連結する曲げ容易部は、薄肉部に限定されず、容易に曲げられる機構であればよい。例えば、コアブロックが磁性鋼板片を積層して構成されている場合、一方のコアブロックの磁性鋼板片に嵌合穴を形成し、他方のコアブロックの磁性鋼板片に軸部を形成し、軸部を嵌合穴に嵌合させて、隣り合うコアブロックを軸部周りに回動可能に連結してもよい。この場合、嵌合穴と軸部との嵌合部が曲げ容易部となる。

Claims

　非磁性材料で作製されたハウジングと、
　内周側に開口するスロットを形成するティースが円筒状のコアバックの内周面から径方向内方に突出して周方向に等角ピッチで配設されてなる、同一形状に作製された第１固定子コアおよび第２固定子コアを、軸方向に離反して、かつ上記ティースの周方向位置を一致させて同軸に配置して構成された固定子コア、および上記固定子コアの軸方向に相対する上記ティースの各対に集中巻きに巻装された固定子コイルを有し、上記ハウジング内に配設された固定子と、
　突極が円筒状の基部の外周面に周方向に等角ピッチで突設されてなる同一形状に作製された第１回転子コアおよび第２回転子コアを、それぞれ上記第１固定子コアおよび上記第２固定子コアの内周側に位置させ、かつ互いに周方向に半突極ピッチずらして回転軸に同軸に固着され、上記ハウジング内に回転可能に配設された回転子と、
　上記第１固定子コアと上記第２固定子コアとの間に配設され、上記第１回転子コアの突極と上記第２回転子コアの突極とが異なる極性となるように界磁磁束を発生する永久磁石と、を備え、
　上記第１固定子コアおよび上記第２固定子コアは、円弧形のコアバック部および上記コアバック部の内周面から径方向内方に突出する上記ティースからなるコアブロックを軸方向に離間させて重ね合わせて構成されたコアブロック対を、上記コアバック部の周方向の側面同士が接するように円環状に配列して構成され、
　上記永久磁石は、それぞれ、上記コアブロック対内に収まるように上記コアブロック対間に挟持された複数の磁石ブロックに分割構成され、
　上記磁石ブロックは、上記コアバック部間に挟持された、周方向両側面が上記コアバック部の周方向両側面より周方向内側に位置する外形形状の基部を有する磁気誘導子型電動機。
　上記第１固定子コアおよび上記第２固定子コアは、それぞれ、上記コアバック部を曲げ容易部で連結して上記コアブロックを一続きに連結して構成されている請求項１記載の磁気誘導子型電動機。
　上記コアブロックは、複数の分割コアブロックを軸方向に重ね合わせて構成され、
　軸方向に隣り合う上記分割コアブロックは、上記コアバック部の上記ティースからの周方向の突出量が異なるように構成されている請求項１又は請求項２記載の磁気誘導子型電動機。