(57)【要約】【課題】回転子鉄心や永久磁石に作用する吸引力や遠心力に耐え得るコンパクトかつ高強度な回転子構造を実現する。【解決手段】アキシャルギャップ回転電機は、互いに分離した鉄心１２と、それらを嵌め込み支持して回転軸１０に連結する支持部材１３と、磁極を回転子周方向に向けて、鉄心の間で支持部材に着接された永久磁石１１とを有する回転子１と、該回転子に軸線方向の空隙を挟んで端面を対峙させた固定子２とを備える。支持部材に各鉄心と永久磁石にかかる遠心力による飛散を防止する環状部１３ｂを形成し、鉄心に固定子への吸着を防ぐ支持部材への軸方向係合部１２ａを形成した。これによりコンパクトかつ耐遠心力、耐吸引力の高い回転子構造が得られる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
永久磁石（１１）と鉄心（１２）を配置した回転子（１）と、該回転子の端面に軸線方向の空隙（Ｇ）を挟んで端面を対峙させた固定子（２）とを備えるアキシャルギャップ回転電機において、
前記回転子は、互いに分離した複数の前記鉄心を嵌め込み支持して回転軸（１０）に連結する支持部材（１３）を有し、前記永久磁石は、磁極を回転子周方向に向けて、回転子周方向に鉄心の間で支持部材に着接され、前記支持部材は、鉄心にかかる遠心力による飛散を防止すべく、外周を支持する環状部（１３ｂ）を有することを特徴とするアキシャルギャップ回転電機。
【請求項２】
前記支持部材は、前記回転軸に嵌め込むハブ部（１３ａ）と前記環状部とをつなぐスポーク部（１３ｃ）を有し、該スポーク部は、隣り合う鉄心とそれら鉄心の間に配置された永久磁石とで囲われる回転子径方向の空間を径方向に延び、隣り合う鉄心を相互に非接触状態としていることを特徴とする、請求項１記載のアキシャルギャップ回転電機。
【請求項３】
前記支持部材は、前記回転軸に嵌め込むハブ部と前記環状部とをつなぐスポーク部を有し、前記永久磁石は、スポーク部に沿わせて配置され、前記鉄心は、ハブ部とスポーク部と環状部とで囲まれる空間に相互に離隔して配置されたことを特徴とする、請求項１記載のアキシャルギャップ回転電機。
【請求項４】
前記鉄心は、該鉄心に作用する前記固定子の吸引力による前記空隙を減少する方向への抜け出しを阻止すべく、前記支持部材が前記固定子と対峙する面の裏側において支持部材と当接する係合部（１２ａ）を備えることを特徴とする請求項１、２又は３記載のアキシャルギャップ回転電機。
【請求項５】
前記永久磁石は、前記スポーク部が前記固定子と対峙する面側に着接されたことを特徴とする、請求項３又は４記載のアキシャルギャップ回転電機。
【請求項６】
前記永久磁石は、前記スポーク部が前記固定子と対峙する面の裏側でスポーク部に着接され、前記鉄心は、該鉄心に作用する前記固定子の吸引力による前記空隙を減少する方向への抜け出しを阻止すべく、前記永久磁石の前記スポーク部に着接した面の裏側に当接する係合部（１２ｂ）を備えることを特徴とする、請求項２又は３記載のアキシャルギャップ回転電機。
【請求項７】
前記鉄心の係合部は、鉄心から回転子周方向に張出す突起で構成されていることを特徴とする、請求項４、５又は６記載のアキシャルギャップ回転電機。
【請求項８】
前記鉄心の係合部は、鉄心から回転子径方向に張出す突起で構成されていることを特徴とする、請求項４又は５記載のアキシャルギャップ回転電機。
【請求項９】
前記永久磁石は、前記回転子の径方向内側に向かって軸線方向の厚さを減じるものとされ、前記支持部材のスポーク部は、回転子の径方向内側に向かって軸線方向の厚さを増すものとされていることを特徴とする、請求項２〜７のいずれか１項記載のアキシャルギャップ回転電機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、モータ、ジェネレータ等の回転電機に関し、特に円盤状の回転子と固定子を軸線方向に対向させたアキシャルギャップ回転電機に関する。
【背景技術】
【０００２】
円盤型の回転子に対して、回転子の軸線方向の端面に空隙を挟んで固定子を対向させて配置したいわゆるアキシャルギャップモータは従来から知られている。このモータは、軸線方向で対向した回転子と固定子の表面間で作用する磁力により回転駆動力を得るものである。アキシャルギャップモータは、在来の円筒状の回転子とその周面を取巻く環状の固定子とで構成されるいわゆるラジアルタイプのモータに対して、軸線方向の厚みを小さくできるという長所がある。
【０００３】
従来知られているアキシャルギャップモータの形式には、回転子の固定子と対向する端面に磁性体部材により突極を形成したリラクタンス型や、固定子の回転駆動磁極に対応した回転子に軸線方向に磁極を向けて永久磁石を配置した永久磁石型がある。こうした永久磁石型を基本として、１つの固定子とそれを挟む一対の回転子で軸線方向に対称な薄型のダブルロータタイプのモータを構成した例として、特許文献１に記載のがある。この技術における回転子は、永久磁石を回転子鉄心の表面に張付けた構造のものである。
【特許文献１】特開平１０−８０１１３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、出願人は、前記従来知られている形式とは異なるリラクタンス型と永久磁石型の組み合わせからなる回転電機を創案した。この創案に係る回転電機は、回転子の１つの面に鉄心と永久磁石を周方向に交互に配置し、永久磁石は、その磁極を回転子周方向に向けて配置する構成を採るものである。これによると、モータとしては、回転子の１つの面でリラクタンストルクと永久磁石トルクを発生可能とすることができる。したがって、この構成によると、１つの回転子面で発生できるトルクを大きくすることができ、従来例のアキシャルギャップモータより高トルク化が可能となる。
【０００５】
しかしながら、この構造は、従来の構造のように回転子の各極の鉄心がバックヨークでつながる一塊のものではなく、極ごとの分割構造となっているため、回転子鉄心と永久磁石を一塊にする支持部材が必要となる。しかもこの構造では、永久磁石の磁極を周方向に向けることによって、バックヨークがないコンパクト性が利点となるため、回転子鉄心と永久磁石の支持部材をいかにコンパクトにするかが課題となる。支持部材がバックヨークと同等の大きさでは、せっかくの利点が損なわれることになってしまう。
【０００６】
また、通常想起される取付け方法として、鉄心と永久磁石を支持部材に接着する方法があるが、この方法では、熱による接着力の低下によって、鉄心に作用する吸引力や、鉄心と永久磁石双方に作用する遠心力に対する耐久性の問題が予想される。こうした事情から、コンパクトかつ耐吸引力、耐遠心力に優れた支持構造が必要となる。
【０００７】
本発明は、前記出願人の創案に係るアキシャルギャップ回転電機において、この回転電機に特有のバックヨークを必要としないコンパクト特性を活かしつつ、独立した回転子鉄心や永久磁石に作用する吸引力や遠心力に耐え得るコンパクトかつ高強度な回転子構造を実現することを主たる目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記の目的を達成するため、本発明は、永久磁石（１１）と鉄心（１２）を配置した回転子（１）と、該回転子の端面に軸線方向の空隙（Ｇ）を挟んで端面を対峙させた固定子（２）とを備えるアキシャルギャップ回転電機において、前記回転子は、互いに分離した複数の前記鉄心を嵌め込み支持して回転軸（１０）に連結する支持部材（１３）を有し、前記永久磁石は、磁極を回転子周方向に向けて、回転子周方向に鉄心の間で支持部材に着接され、前記支持部材は、鉄心にかかる遠心力による飛散を防止すべく、外周を支持する環状部（１３ｂ）を有することを主要な特徴とする。
前記の構成において、前記支持部材は、前記回転軸に嵌め込むハブ部（１３ａ）と前記環状部とをつなぐスポーク部（１３ｃ）を有し、該スポーク部は、隣り合う鉄心とそれら鉄心の間に配置された永久磁石とで囲われる回転子径方向の空間を径方向に延び、隣り合う鉄心を相互に非接触状態としている構成が有効である。
あるいは、前記支持部材は、前記回転軸に嵌め込むハブ部と前記環状部とをつなぐスポーク部を有し、前記永久磁石は、スポーク部に沿わせて配置され、前記鉄心は、ハブ部とスポーク部と環状部とで囲まれる空間に相互に離隔して配置された構成が有効である。
前記いずれかの構成において、前記鉄心は、該鉄心に作用する前記固定子の吸引力による前記空隙を減少する方向への抜け出しを阻止すべく、前記支持部材が前記固定子と対峙する面の裏側において支持部材と当接する係合部（１２ａ）を備える構成とすることが望ましい。
この場合、前記永久磁石は、前記スポーク部が前記固定子と対峙する面側に着接された構成とすることが望ましい。
また、前記永久磁石は、前記スポーク部が前記固定子と対峙する面の裏側でスポーク部に着接され、前記鉄心は、該鉄心に作用する固定子の吸引力による前記空隙を減少する方向への抜け出しを阻止すべく、永久磁石のスポーク部に着接した面の裏側に当接する係合部（１２ｂ）を備える構成とするのも有効である。
前記いずれの構成を採る場合も、前記鉄心の係合部は、鉄心から回転子周方向、又は径方向に張出す突起で構成されていることが望ましい。
また、前記永久磁石は、前記回転子の径方向内側に向かって軸線方向の厚さを減じるものとされ、前記支持部材のスポーク部は、回転子の径方向内側に向かって軸線方向の厚さを増すものとされている構成が有効である。
【発明の効果】
【０００９】
本発明のアキシャルギャップ回転電機によれば、極数分に分割された回転子鉄心と永久磁石を支持部材によりバックヨークなしで一塊にして回転軸と繋ぐコンパクトな回転子構造を得ることができる。また、支持部材外周の環状部をスポーク部でハブ部と連結する形状により、軸線方向に鉄心の厚さに更なる厚さを加えることになるバックヨーク状の部品が不要となり、鉄心の厚さ以上に回転子を厚くすることなく、回転子鉄心と永久磁石が遠心力により飛散するのを防ぐことができる。
更に、鉄心に係合部を備える構成では、固定子の吸引力により回転子の鉄心が空隙を詰める方向に吸着されるのを防いで、鉄心の支持部材への着接手段に頼ることなく構造的に確実に空隙を保持することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
本発明における回転子の支持部材は、そのハブ部については、空隙に対峙する回転子端面の固定子端面に対する面ぶれを少なくすべく、回転子鉄心の軸線方向長さの範囲で回転軸との嵌め合い部長さを長くするように、可及的に長くされることが望ましい。またスポーク部については、鉄心と永久磁石の間に形成されるスペースを介してハブ部と環状部につながる配置とするのが有効である。こうしたスポーク部配置を採る理由は次のとおりである。
【００１１】
アキシャルギャップ回転電機においては、回転子鉄心は、磁気飽和を生じない程度に軸方向の厚さが必要であり、磁極を周方向に向けて磁石を配置した本発明の前提となる回転子構造では、永久磁石の回転子軸線方向厚さより鉄心の厚さが厚くなる傾向にある。そこで、鉄心が磁気飽和を起こさないようその厚さを決定すると、軸方向の厚さとしては、永久磁石より鉄心の方が厚くなる。このため、磁気特性だけを考慮すると回転子軸線方向に隣接する鉄心と磁石に囲まれた部分に空間が生じることになる。本発明は、この磁気特性から生じる空間に回転子の環状部を支えるスポーク部を配置することで、磁気特定的に余分な空間を回転子を強度的に支える構造に用いることを主要な特徴とする。
【００１２】
前記の構成を採ると、回転子支持部材は、回転子鉄心の軸方向厚さ内に収まる形状となるため、磁石埋込のコンパクト性を損なうことなく、耐吸引力、耐遠心力に優れた高強度は回転電機構成とすることができる。
【実施例１】
【００１３】
以下、図面を参照して、本発明の実施例を説明する。図１〜図３は実施例１を示す。図１は回転電機の模式化した断面を示す。また、図２は回転子の構造を分解して斜視状態で示す。更に、図３は回転子の一部断面を平面上に展開して回転子断面構造を示す。この実施例における回転電機は、図１に示すように、ダブルロータタイプとして構成されており、永久磁石１１と鉄心１２を配置した一対の回転子１と、それら回転子の対向する端面に軸線方向の空隙を挟んで背反する端面を対峙させた固定子２とを備える。
【００１４】
両回転子１は、互いに分離した複数の鉄心１２を嵌め込み支持して回転軸１０に連結する支持部材１３を有する。永久磁石１１は、磁極を回転子周方向（図１において紙面に垂直な方向）に向けて、回転子周方向に鉄心１２の間で支持部材１３に着接されている。支持部材１３は、各鉄心１２にかかる遠心力による飛散を防止すべく、外周を支持する環状部１３ｂを有する。
【００１５】
支持部材１３は、回転軸１０に嵌め込むハブ部１３ａと環状部１３ｂとをつなぐスポーク部１３ｃを有し、該スポーク部は、図３に示すように、隣り合う鉄心１２とそれら鉄心の間に配置された永久磁石１１とで囲われる回転子径方向の空間を径方向に延び、隣り合う鉄心１２を相互に非接触状態としている。
【００１６】
換言すれば、支持部材１３は、回転軸１０に嵌め込むハブ部１３ａと環状部１３ｂとをつなぐスポーク部１３ｃを有し、永久磁石１１は、スポーク部１３ｃに沿わせて配置され、鉄心１２は、ハブ部１３ａとスポーク部１３ｃと環状部１３ｂとで囲まれる空間に相互に離隔して配置されている。
【００１７】
この実施例では、鉄心１２は、該鉄心に作用する固定子２の吸引力による空隙Ｇを減少する方向への抜け出しを阻止すべく、支持部材１３が固定子２と対峙する面の裏側において支持部材１３と当接する係合部１２ａを備える。永久磁石１１は、スポーク部１３ｃが固定子２と対峙する面側に着接されている。
【００１８】
更に、各部分ごとに細部構成を説明する。図１を参照して、回転子１と固定子２を収容するケース３は、回転子１の支持部材１３を嵌め込む回転軸１０の両端をベアリング６を介して回転自在に支持するものとされている。
【００１９】
固定子２は、軸線方向にみて概ね扇形の鉄心２１の周りにコイル２２を巻付けたものを所期の極数分だけ周方向に並べて、全体として円環状とされ、板状の支持部材２３を介してケース３に取付け支持した構成とされている。なお、図１において、固定子２の鉄心２１は、薄板電磁鋼板を周方向又は径方向に積層するか、軟磁性複合材料の成型品で構成される。
【００２０】
一対の回転子１は、それぞれ図２に示すように、極数に応じた永久磁石１１と、同数の鉄心１２と、それらを支持する支持部材１３とから構成されている。永久磁石１１は、その形状を特に限定されるものではないが、この例では、矩形断面の棒状とされ、長手方向を放射方向（回転子径方向）に向けて、回転子支持部材１３のスポーク部１３ｃの前面、すなわち、スポーク部１３ｃが固定子と対峙する面側に配置されている。永久磁石をこのように配置すると、スポーク部１３ｃは固定子と回転子の間の空隙から永久磁石の厚さ分だけ軸線方向に離れた位置に配置できることになる。部材が配置される位置が空隙に近いほど、その部材内に渦電流が発生しやすくなり、モータの効率を低下させる原因となる。永久磁石は、分割することで内部に発生する渦電流を低く抑えることができるが、スポーク部１３ｃは、ハブ部１３ａと環状部１３ｂを連結するため分割することができない。そこで上記構成では、スポーク部１３ｃを空隙から遠ざけることによってスポーク部１３ｃ内に発生する渦電流を小さくすることができ、モータの効率を低下させずにすむという効果がある。
【００２１】
鉄心１２は、電磁鋼板を積層したもの又は軟磁性粉末材料を使用して形成されたもので構成される。その形状は、軸方向視で概ね扇形とされ、その軸線方向の厚さは、永久磁石１１の厚さと、支持部材１３のスポーク部１３ｃの厚を合わせた厚さより更に厚みのあるものとされている。鉄心１２が固定子２の鉄心２１と対峙する面とは反対側（裏側）の端面側には、支持部材１３と当接する係合部１２ａが設けられている。この係合部１２ａは、各鉄心１２から張出す突起で構成されている。図１では構成を模式化しているため、他の図と異なり、この突起が径方向に張出すものとして描かれているが、この突起は、実際に回転子径方向に張出して支持部材の環状部１３ｂとハブ部１３ａの端面に当接するものでもよいし、図２及び図３に示すように回転子周方向に張出して支持部材１３のスポーク部１３ｃに係合するものでもよい。更にこの突起は、図２に示すように連続するものでも、局部的又は間歇的のものでもよい。特に、係合部からの磁束短絡を少なくするには、模式断面図１のように、内径側と外径側で支持部材に軸方向で当接するように、鉄心から回転子径方向に張出す突起状の係合部を設けるのが有効である。
【００２２】
支持部材１３は、非磁性金属材から構成され、回転軸１０に嵌め込む部分を構成するハブ部１３ａと、永久磁石１１及び鉄心１２の外周側に接する環状部１３ｂと、それらをつなぐスポーク部１３ｃを一体的に備える構成とされている。ハブ部１３ａは、回転子の空隙に面する面の面ぶれを防止すべく、スポーク部１３ｃとの連結部から軸線方向一方側に所定の長さ延びるものとされ、図示されていないが、回転軸１０に対してスプライン係合等の回り止め手段で固定されている。環状部１３ｂは、支持部材において最も薄肉部となるスポーク部より軸線方向に長い幅を持ち、径方向厚さは、強度保持上必要な肉厚とされている。
【００２３】
スポーク部１３ｃは、ハブ部１３ａの外周から放射方向に延びるものとされ、それにより、ハブ部外周と、環状部内周と、隣り合うスポーク部周方向面との間に扇形の鉄心嵌め込みスペースを形成している。スポーク部１３ｃの軸線方向位置は、環状部１３ｂの軸線方向幅に対して固定子と対峙する面より遠い側に寄せられている。この位置のずれは、スポーク部１３ｃの固定子２と対峙する側に永久磁石配置スペースを確保するためのものである。
【００２４】
こうした構成からなる永久磁石１１、鉄心１２及び支持部材１３は、鉄心１１を前記扇形スペースに嵌めて鉄心の係合部１２ａがスポーク部の背面に当接するまで押し込み、隣り合う鉄心１２間とスポーク部１３ｃの前面に形成されるスペースに永久磁石１１を嵌めて、鉄心１１又はスポーク部１３ｃ若しくはそれら両方に接着固定することで一体化された回転子１が構成される。
【００２５】
回転子鉄心１２は、前記のように積層鋼板又は軟磁性複合材料の成型品とされる。この場合の軟磁性複合材料は、強度が劣るが渦電流を低減できる点で有効である。逆に積層鋼板は高強度であるが、アキシャルギャップモータにおいて、ラジアルギャップモータのように軸方向に積層していくと、渦電流低減の効果が無いため、積層方向は円周方向又は径方向にする必要がある。積層方法としては種々の方法を採り得る。
【００２６】
次に示す図４は、回転子鉄心１２を積層構造とする場合の具体的構造例を模式化して示す。この構造の場合、図４（Ａ）に示すように平板状の電磁鋼板Ｓを回転子の概ね周方向に積層したものでも、図４（Ｂ）に示すように同心円状状に湾曲した電磁鋼板Ｓを回転子半径方向に積層したもの、あるいは平板状の電磁鋼板を積層後に回転子周方向に湾曲させたものでも、また、図４（Ｃ）に示すように長さの異なる平板状の電磁鋼板Ｓを積層し、回転子径方向が積層方向となるように概ね扇形にしたものでもよい。
【００２７】
次に示す図５は、実施例１の構成を更に具体化した具体例を断面図で示す。この例では、ケース３は、２つのケース部分で構成され、一方のケース部分３Ａは、その周壁から内径方向に張出し、固定子２を固定する取付け基準面を持つ取付け部３１を有し、また、端壁の径方向内側に軸受収容部を有する。他方のケース部分３Ｂは、ケース部分３Ａの開放端側を覆うものとされ、端壁の径方向内側でケース内に張出す筒状の軸受収容部を有する。
【００２８】
固定子２は、板状の支持部材２３に取付け支持した構成とされている。支持部材２３は、その外周側に複数のボルト通し孔を有するものとされ、ボルト締めにより一方のケース３Ａの取付け部３１に一対の回転子１に対する軸線方向位置を調整するシム４を挟んで取付け固定されている。
【００２９】
前記実施例１のように一体化された一対の回転子１は、軸線方向に延びるハブ部を向かい合わせにして回転軸１０に嵌め込まれている。２つのハブ部１３ａを合わせた軸線方向長さは、埋め込み状態の回転子鉄心１２の対向する端面と固定子鉄心２１の背反する端面との間に所定の空隙が生じる長さとされている。したがって、この例では、ハブ部１３ａが一対の回転子１の間隔保持手段を構成する。
【００３０】
一対の回転子１を支持する回転軸１０は、支持部材１３のハブ部１３ａが嵌る周面部分をケース３への軸受支持部分より若干大径とした軸とされ、大径軸部の一端にカラー１０ａを備えている。このカラー１０ａは、その一方の端面にベアリング６のインナレースを当接させ、他方の端面に回転子１の支持部材１３を当接させて位置決めするためのものである。大径軸部分の軸線方向長さは、２つのハブ部１３ａの軸線方向長さを合わせた長さより若干短く設定されている。なお、図示を省略しているが、大径軸部の外周面には、スプライン等からなる回り止め手段が設けられ、ハブ部１３ａの内周面に形成されたスプライン等の回り止め手段との係合により、一対の回転子１と回転軸１０は、相対回転することなくトルクを伝達可能とされている。
【００３１】
回転軸１０は、一対のアンギュラボールベアリング６を介してケース３に支持されている。この回転軸１０は，前記のようにカラー１０ａを一方のベアリングのインナレースに当接させることでケース部分３Ａに対して位置決めされている。
【００３２】
回転軸１０は、更にベアリング嵌合部の外側にナット締め用のねじ部１０ｂを備えている。更に、一方のケース部分３Ａの端壁には、ボルト締結用のねじ孔が形成され、このねじ孔に、一方のベアリング６のアウタレースをケース３Ａに固定する押え金具８がボルト止め固定される構成とされている。
【００３３】
この例の特徴として、永久磁石１１は、回転子１の径方向内側に向かって軸線方向の厚さを減じるものとされ、支持部材１３のスポーク部１３ｃは、回転子１の径方向内側に向かって軸線方向の厚さを増すものとされている。
【００３４】
この構成によると、径方向内側に向かってスポーク部の断面係数を増すことができるため、スポーク部全体の剛性強度を増すことができ、回転子の空隙対峙面の面ブレを一層低減することができる利点が得られる。
【００３５】
しかも、この構成では、外径側より内径側で磁石量（体積）を少なくすることができる。内径側で磁石量を少なくすることができるのは２つの理由がある。ひとつは、回転軸からの半径が小さい位置ほど、永久磁石と固定子の間で生じる力がモータトルクに寄与する効果が少ないので、相対的に外径側の磁石量を多く、内径側の磁石量を少なくすることで、モータ全体の磁石量に対するトルク出力を大きくすることができるからである。もう一つの理由は、内径側ほど鉄心が磁気飽和に至る磁束量が小さいため、外径側より内径側の磁石量を減らす（すなわち磁石が生じる磁束を減らす）ことで、外径側、内径側ともに磁気飽和に至る磁束量の許容量以下でかつできるだけ大きい磁束を発生させることができるからである。ここで内径側で磁気飽和が生じやすいのは次の理由による。回転子及び固定子の鉄心は、軸方向からみると扇形をしており、内径側ほど、扇の円弧の長さが小さくなる。永久磁石からの磁束は、空隙を挟んで軸方向に回転子鉄心から固定子鉄心へ通る。すなわち扇状の面全体が磁路となるが、内径側ほど扇状の円弧の長さが小さくなるということは、径方向単位長さ当りの磁路断面積が小さくなるということになる。磁路断面積が小さければ磁気飽和に至る磁束量も小さくなるからである。
【００３６】
以上詳述した実施例１では、極数分に分割された回転子鉄心１２と永久磁石１１を支持部材１３によりバックヨークなしで一塊にして回転軸１０と繋ぐコンパクトな回転子構造を得ることができる。また、支持部材外周の環状部１３ｂをスポーク部１３ｃでハブ部１３ａと連結する形状により、軸線方向に鉄心１２の厚さに更なる厚さを加えることになるバックヨーク状の部品が不要となり、鉄心１２の厚さ以上に回転子１を厚くすることなく、回転子鉄心１２と永久磁石１１の回転子外周側を環状部１３ｂが押さえ込むことで、回転子鉄心１２と永久磁石１１の支持部材１３への接着力に依存することなく、遠心力により飛散するのを防ぐことができる。更に、鉄心１２に係合部１２ａを備えるため、固定子２の吸引力により回転子１の鉄心１２が空隙を詰める方向に吸着されるのを、同様に接着力に依存することなく構造的に防いで、確実に空隙を保持することができる。
【実施例２】
【００３７】
次に図６〜図８を参照して示す実施例２は、前記実施例１とは逆に、永久磁石１１は、スポーク部１３ｃが固定子２と対峙する面の裏側でスポーク部１３ｃに着接され、鉄心１２は、該鉄心に作用する固定子２の吸引力による空隙を減少する方向への抜け出しを阻止すべく、永久磁石１１のスポーク部１３ｃに着接した面の裏側に当接する係合部１２ｂを備える例である。この例においても、回転電機を構成する各構成要素は、支持部材１３の細部構成を除き、全て実施例１と同様であるので、構成要素個々の説明は、対応する要素に同じ参照符号を付して説明に代え、以下、支持部材１３の細部構成の違いと、配置関係の相違点のみ説明する。
【００３８】
この例における支持部材１３は、図７を参照して、実施例１のものとは逆に、スポーク部１３ｃの軸線方向位置は、環状部１３ｂの軸線方向幅に対して固定子２と対峙する面より近い側に寄せられている。この配置は、スポーク部１３ｃの固定子２と対峙する面の裏側に永久磁石配置スペースを確保すると共に永久磁石１１の回転子放射方向への遠心力による飛び出しを防ぐための配置である。
【００３９】
この例の場合、永久磁石１１、鉄心１２及び支持部材１３は、永久磁石１１をスポーク部１３ｃに着接又は接着し、鉄心１２を先述の扇形スペースに係合部１２ｂが永久磁石１１に当接するまで嵌め込み、接着等の適宜の手段で支持部材１３に固定することで、一体化された回転子１が構成される。
【００４０】
このとき、鉄心１２の係合部１２ｂは、回転子周方向に張出す突起状に形成される。係合部１２ｂが周方向に張出す突起状となっていることで、この突起が鉄心１２に対して周方向に隣接する永久磁石１１に軸方向に当接する。更に、鉄心１２を図４（Ｂ）又は図４（Ｃ）のように回転子径方向に積層する構造を採る場合、各電磁鋼板を回転子半径方向に見て凸状に成型し、積層することで、容易に回転子周方向に張出す突起状の係合部を有する鉄心を製造することができる。
【００４１】
この実施例２では、前記実施例１と同様の効果を達成することができる。そして、この実施例では、永久磁石１１がスポーク部１３ｃと鉄心１２の係合部１２ｂに挟み込まれる構造となるため、実施例１の構造に比べて、より強固かつ確実に永久磁石１１を回転子支持部材１３に固定できる利点が得られる。
【産業上の利用可能性】
【００４２】
本発明は、あらゆる用途のモータ、ジェネレータあるいはモータジェネレータに適用可能であるが、特に回転電機の軸線方向寸法が厳しく制約させる用途、例えば電機自動車においてホイールに内蔵されるホイルモータや、エンジン横置式のハイブリッド車用駆動装置におけるエンジンと同軸上又は平行軸上に配置されるモータ又はジェネレータに用いて特に有効なものである。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】本発明の適用に係る実施例１のダブルロータタイプのアキシャルギャップ回転電機の模式断面図である。
【図２】前記回転電機の回転子の構成を示す分解斜視図である。
【図３】前記回転電機の回転子の構成を示す部分断面図である。
【図４】回転子鉄心の各種積層構造を示す模式正面図である。
【図５】実施例１の回転電機の変形例の構成を示す断面図である。
【図６】実施例２の回転電機の構成を示す模式断面図である。
【図７】前記回転電機の回転子の構成を示す分解斜視図である。
【図８】前記回転電機の回転子の構成を示す部分断面図である。
【符号の説明】
【００４４】
１    回転子
２    固定子
１０    回転軸
１１    永久磁石
１２    鉄心
１２ａ，１２ｂ    係合部
１３    支持部材
１３ａ    ハブ部
１３ｂ    環状部
１３ｃ    スポーク部
Ｇ    空隙
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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