(57)【要約】【課題】一つのモータ部の分布巻コイルのコイルエンドのスペースを別のモータ部の配置スペースに活用して、出力密度の低下を改善できるようにしたデュアルステータモータを提供する。【解決手段】第１ロータ２１と、第１ロータ２１の径方向外側に位置する、分布巻コイル４１を装着した第１ステータ３１とから成るインナーロータ型の第１モータ部１１と、第１ロータ２１の軸端に連結された、分布巻コイル４１のコイルエンド４１ａの径方向内側に位置する第２ロータ２２と、第２ロータ２２の径方向内側に位置する、集中巻コイル４２を装着した第２ステータ３２とから成るアウターロータ型の第２モータ部１２とを備える。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１ロータと、第１ロータの径方向外側に位置する、分布巻コイルを装着した第１ステータとから成るインナーロータ型の第１モータ部と、第１ロータの軸端に連結された、分布巻コイルのコイルエンドの径方向内側に位置する第２ロータと、第２ロータの径方向内側に位置する、集中巻コイルを装着した第２ステータとから成るアウターロータ型の第２モータ部とを備えることを特徴とするデュアルステータモータ。
【請求項２】
第１ロータと第２ロータは、環状の同一形状のコアプレートを積層して構成される共通のロータコアを有し、ロータコアの第１ロータとなる部分の外周寄り部分に永久磁石を埋設して、第１モータ部を永久磁石同期モータで構成し、ロータコアの第２ロータとなる部分を含む内周面に突極性を付与する溝を設けて、第２モータ部をリラクタンス同期モータで構成することを特徴とする請求項１記載のデュアルステータモータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、２つのステータを備えるデュアルステータモータに関する。
【背景技術】
【０００２】
モータには、ロータとロータの径方向外側に位置するステータとから成るインナーロータ型のものと、ロータとロータの径方向内側に位置するステータとから成るアウターロータ型のものとがある（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
また、ステータに装着するコイルには、集中巻コイルと分布巻コイルとがある。集中巻コイルは、ステータの一つのティースに一つのコイルを巻き付けたものであり、ステータの軸方向外方に張出すコイルエンドのスペースは小さくなるが、磁束の利用率が分布巻コイルに比し劣る。一方、分布巻コイルは、ステータの複数のティースに跨って一つのコイルを巻き付けたものであり、磁束の利用率が向上するものの、ステータの軸方向外方に張出すコイルエンドのスペースが大きくなる。
【０００４】
ここで、コイルエンドは、トルクに寄与しない部分である。従って、分布巻コイルを装着したステータを備えるモータにおいては、コイルエンドのスペースによる出力密度の低下を改善することが望まれる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００８−６１４８５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、以上の点に鑑み、一つのモータ部の分布巻コイルのコイルエンドのスペースを別のモータ部の配置スペースに活用して、出力密度の低下を改善できるようにしたデュアルステータモータを提供することをその課題としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために、本発明は、第１ロータと、第１ロータの径方向外側に位置する、分布巻コイルを装着した第１ステータとから成るインナーロータ型の第１モータ部と、第１ロータの軸端に連結された、分布巻コイルのコイルエンドの径方向内側に位置する第２ロータと、第２ロータの径方向内側に位置する、集中巻コイルを装着した第２ステータとから成るアウターロータ型の第２モータ部とを備えることを特徴とする。
【０００８】
本発明によれば、第１モータ部の構成要素である第１ステータに装着する分布巻コイルのコイルエンドのスペースを第２モータ部の配置スペースに活用できる。従って、分布巻コイルのコイルエンドのスペースによる出力密度の低下を第２モータ部により改善できる。
【０００９】
ところで、コストダウンを図るには、第１ロータと第２ロータを、環状の同一形状のコアプレートを積層して構成される共通のロータコアを有するものとすることが望まれる。この場合、ロータコアの第１ロータとなる部分の外周寄り部分に永久磁石を埋設して、第１モータ部を永久磁石同期モータで構成すると共に、ロータコアの第２ロータとなる部分の内周寄りの部分に永久磁石を埋設して、第２モータ部も永久磁石同期モータで構成することが考えられる。然し、これでは、ロータコアの径方向の厚さを大きくすることが必要になり、モータが大径化してしまう。
【００１０】
そのため、第１ロータと第２ロータを、環状の同一形状のコアプレートを積層して構成される共通のロータコアを有するものとする場合は、ロータコアの第１ロータとなる部分の外周寄り部分に永久磁石を埋設して、第１モータ部を永久磁石同期モータで構成し、一方、ロータコアの第２ロータとなる部分を含む内周面に突極性を付与する溝を設けて、第２モータ部をリラクタンス同期モータで構成することが望ましい。これによれば、ロータコアの径方向の厚さを大きくせずに済み、モータが大径化することを回避できる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の実施形態のデュアルステータモータの要部の周方向１／４、軸方向１／２にカットした部分の斜視図。
【図２】図１の反対方向から見た斜視図。
【図３】実施形態のデュアルステータモータの無負荷時にロータコアに流れる永久磁石の磁束分布を示す説明図。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
図１、図２を参照して、本発明の実施形態のデュアルステータモータは、インナーロータ型の第１モータ部１１と、アウターロータ型の第２モータ部１２とを備えている。第１モータ部１１は、第１ロータ２１と、第１ロータ２１の径方向外側に位置する第１ステータ３１とから成る。
【００１３】
第１ステータ３１には、当該ステータ３１の複数のティース３１ａに跨って一つのコイルを巻き付けた分布巻コイル４１が装着されている。ここで、分布巻コイル４１のコイルエンド４１ａは、第１ステータ３１から軸方向外方に大きく張出す。このコイルエンド４１ａは、トルクに寄与しない部分であるため、第１モータ部１１のみでは、コイルエンド４１ａのスペースにより出力密度が低下する。
【００１４】
第２モータ部１２は、第１ロータ２１の軸端に連結された、分布巻コイル４１のコイルエンド４１ａの径方向内側に位置する第２ロータ２２と、第２ロータ２２の径方向内側に位置する第２ステータ３２とから成る。第２ステータ３２には、当該ステータ３２の一つのティース３２ａに一つのコイルを巻き付けた集中巻コイル４２が装着されている。
【００１５】
これによれば、第１ステータ３１に装着する分布巻コイル４１のコイルエンド４１ａのスペースを第２モータ部１２の配置スペースに活用できる。従って、分布巻コイル４１のコイルエンド４１ａのスペースによる出力密度の低下を第２モータ部１２により改善できる。
【００１６】
また、本実施形態において、第１ロータ２１と第２ロータ２２は、環状の同一形状のコアプレート（図示せず）を積層して構成される共通のロータコア２１を有している。尚、ロータコア２１は、第１ロータ２１となる部分の内周において、スペーサ５を介してモータの回転軸６に連結される。尚、スペーサ５は、磁性体と非磁性体の何れであってもよい。
【００１７】
ロータコア２１の外周寄りの部分には、コアプレートに形成した孔が連続することで構成される磁石挿入孔２１ａが周方向の間隔を存して複数設けられている。そして、ロータコア２１の第１ロータ２１となる部分の外周寄りの部分に、各磁石挿入孔２１ａに挿入した状態で各永久磁石２２を埋設している。これにより、第１モータ部１１は、永久磁石同期モータで構成される。尚、永久磁石２２の埋設部分は、ロータコア２１の第１ロータ２１になる部分に限定されている。
【００１８】
ロータコア２１の第２ロータ２２となる部分を含む内周面には、コアプレートに形成した切欠きが連続することで構成される、突極性を付与する溝２１ｂが周方向の間隔を存して複数設けられている。これにより、第２モータ部１２は、リラクタンス同期モータで構成される。
【００１９】
尚、無負荷時にロータコア２１に流れる永久磁石２２の磁束分布を示す図３から明らかなように、溝２１ｂは、磁束密度が低い部分、即ち、各永久磁石２２の周方向中央部の径方向内方に設けられている。これにより、ロータコア２１に流れる永久磁石２２の磁束への溝２１ｂの影響を最小限に抑えられる。
【００２０】
ところで、第１ロータ２１の軸端に、これとは別体の第２ロータ２２を連結することも可能であるが、これではコストが高くなる。これに対し、本実施形態では、第１ロータ２１と第２ロータ２２を同一形状のコアプレートを積層して構成される共通のロータコア２１を有するものとしているため、コストダウンを図ることができる。
【００２１】
この場合、ロータコア２１の第２ロータ２２となる部分の内周寄り部分に第２の永久磁石を埋設して、第２モータ部１２を第１モータ部１１と同様の永久磁石同期モータで構成することも考えられる。然し、これでは、ロータコア２１の径方向の厚さを大きくして、第２の永久磁石の埋設スペースを確保することが必要になり、モータが大径化してしまう。一方、本実施形態では、ロータコア２１の内周面に溝２１ｂを設けるだけであるため、ロータコア２１の径方向の厚さを大きくせずに済み、モータが大径化すること回避できる。
【００２２】
また、永久磁石同期モータでは、高回転域においてコイルに誘起される逆起電圧が大きくなって、所定回転数以上で回転させることができなくなる。一方、リラクタンス同期モータは、永久磁石同期モータに比し出力トルクは小さくなるものの、高回転域でも安定して回転させることができる。従って、永久磁石同期モータで構成される第１モータ部１１とリラクタンス同期モータで構成される第２モータ部１２に各別の駆動回路（インバータ）を接続し、トルクが必要な低中速回転域では第１モータ部１１を駆動し、然程トルクを必要としない高回転域では第２モータ部１２を駆動するようにしてもよい。
【００２３】
以上、本発明の実施形態について図面を参照して説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変更して実施することができる。例えば、図１、図２はモータの軸方向一方の半部のみを示しているため、第２モータ部１２が１個しかないが、モータの軸方向他方の半部の分布巻コイルのコイルエンドの径方向内側にも第２モータ部を設けることが可能である。
【符号の説明】
【００２４】
１１…第１モータ部、１２…第２モータ部、２１…第１ロータ、２２…第２ロータ、２１…ロータコア、２１ｂ…溝、２２…永久磁石、３１…第１ステータ、３２…第２ステータ、４１…分布巻コイル、４１ａ…コイルエンド、４２…集中巻コイル。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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