(57)【要約】【課題】アキシャルロータ径の増大を招くことなく、アキシャルロータのギャップ長の増大を抑制し得るアキシャルギャップ回転電機を提供する。【解決手段】ステータ１１２と、回転軸１２２に連結される環状のアキシャルコア１８６、及びアキシャルコア１８６の外周部に回転軸１２２方向においてステータ１１２とギャップを挟んで対向配置されたアキシャル永久磁石１８８を有するアキシャルロータ１８４を備える。アキシャルコア１８６のステータ１１２と反対側の端面１８６ａの内周部の高さは外周部に比べて低く設定され、回転時の遠心力によるギャップ長を拡大する方向のアキシャルコア１８６の変形を抑制する。【選択図】図１
2017139924.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ステータと、
回転軸に連結される環状コア、及び環状コアの外周部に回転軸方向においてステータとギャップを挟んで対向配置された永久磁石を有するアキシャルロータと、
を備えるアキシャルギャップ回転電機であって、
環状コアのステータと反対側の端面の内周部の高さは外周部に比べて低く設定される
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】
請求項１に記載のアキシャルギャップ回転電機において、
環状コアのステータ側の端面の内周部は、径方向に空間を有する
ことを特徴とするアキシャルギャップ回転電機。
【請求項３】
請求項１，２のいずれかに記載のアキシャルギャップ回転電機において、
環状コアのステータと反対側の端面の内周部の外周部に比べて低く設定された部位に、環状コアと別個の磁性材からなるコアが配置される
ことを特徴とする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】
本発明はアキシャルギャップ回転電機に関し、特にそのロータ構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、円盤型のロータに対して、ロータの軸線方向の端面に空隙を挟んでステータを対向させて配置したアキシャルギャップ回転電機が提案されている。
【０００３】
図８は、特許文献１に記載されたアキシャルギャップ回転電機の断面図を示す。ロータ１とステータ２を収容するケース３は、ロータ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。
【０００４】
ステータ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る。ステータ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。
【０００５】
一対のロータ１は、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、矩形断面の棒状とされ、長手方向を放射方向（ロータ径方向）に向けて、ロータ支持部材１３のスポーク部１３ｃの前面、すなわち、スポーク部１３ｃがステータと対峙する面側に配置される。永久磁石をこのように配置すると、スポーク部１３ｃはステータとロータ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。
【０００６】
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る。鉄心１２がステータ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。
【０００７】
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る。ハブ部１３ａは、ロータ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、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る。
【０００８】
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１３ｃ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ロータ１が構成される。
【０００９】
また、図９は、特許文献２に記載されたアキシャルギャップ回転電機の断面図を示す。ステータ１１２は、環状コア部１２６と、この環状コア部１２６にトロイダル巻きされた複数相（例えば３相）の電機子巻線１２８と、を含む。ステータ１１２には、環状コア部１２６の内周面から径方向（径方向内側）にラジアルロータ１１４へ向けて突出する複数のラジアルティース１３０がロータ回転軸線まわりの周方向に沿って互いに間隔をおいて（等間隔で）配列されており、各ラジアルティース１３０間にスロットが形成されている。さらに、ステータ１１２には、環状コア部１２６の両側面から回転軸方向（回転軸方向外側）にアキシャルロータ１６４へ向けて突出する複数のアキシャルティース１８０が周方向に沿って互いに間隔をおいて配列され、各アキシャルティース１８０間にスロットが形成されている。ラジアルティース１３０とアキシャルティース１８０は、周方向に関する位置が互いにずれることなく配置され、ラジアルティース１３０間のスロットとアキシャルティース１８０間のスロットも、周方向に関する位置が互いにずれることなく配置されている。３相の電機子巻線１２８は、ラジアルティース１３０間のスロット及びアキシャルティース１８０間のスロットを通って（例えば分布巻等で）トロイダル巻きされている。ここでの環状コア部１２６、ラジアルティース１３０、及びアキシャルティース１８０、つまりステータ１１２の鉄心部分については、例えば、鉄等の強磁性体の微小粒の表面に電気を通さない膜のコーティングを施した粉体を押し固めた圧粉磁心材料等の３次元等方性磁性材料により成形される。
【００１０】
ラジアルロータ１１４は、略円筒形状のラジアルコア１１６と、径方向においてステータ１１２（ラジアルティース１３０）と対向してラジアルコア１１６の外周部に配設された複数のラジアル永久磁石を含む。ラジアルコア１１６の外周部には、ステータ１１２（ラジアルティース１３０）へ向けて径方向外側に突出した複数のラジアル突極部１１９が周方向に沿って互いに間隔をおいて配列される。各ラジアル突極部１１９は、径方向においてステータ１１２（ラジアルティース１３０）と対向している。複数のラジアル永久磁石は、周方向に沿って互いに間隔をおいて配列され、周方向に関して各ラジアル突極部１１９間の位置に配置されている。つまり、各ラジアル永久磁石は、ラジアル突極部１１９に対して周方向に関する位置をずらして配置されており、周方向においてラジアル永久磁石とラジアル突極部１１９とが交互に並んでいる。各ラジアル永久磁石の着磁方向は互いに同方向であり、各ラジアル永久磁石の表面（ステータ１１２と対向する磁極面）は互いに同じ極性（例えばＮ極）に着磁されている。
【００１１】
アキシャルロータ１６４は、略環状のアキシャルコア１６６と、回転軸方向においてステータ１１２（アキシャルティース１８０）と対向してアキシャルコア１６６の側面に配設された複数のアキシャル永久磁石１６８を含む。アキシャルコア１６６は、ラジアルコア１１６と機械的且つ磁気的に連結されている。アキシャルコア１６６の側面には、ステータ１１２（アキシャルティース１８０）へ向けて回転軸方向（回転軸方向内側）に突出した複数（アキシャル永久磁石１６８と同数）のアキシャル突極部が周方向に沿って互いに間隔をおいて配列される。各アキシャル突極部は、回転軸方向においてステータ１１２（アキシャルティース１８０）と対向している。複数のアキシャル永久磁石１６８は、周方向に沿って互いに間隔をおいて配列され、周方向に関して各アキシャル突極部間の位置に配置されている。つまり、各アキシャル永久磁石１６８は、アキシャル突極部に対して周方向に関する位置をずらして配置されており、周方向においてアキシャル永久磁石１６８とアキシャル突極部が交互に並んでいる。各アキシャル永久磁石１６８の着磁方向は互いに同方向であり、各アキシャル永久磁石１６８の表面（ステータ１１２と対向する磁極面）は互いに同じ極性（例えばＳ極）に着磁されている。
【００１２】
同様に、アキシャルロータ１８４は、略環状のアキシャルコア１８６と、回転軸方向においてステータ１１２（アキシャルティース１８０）と対向してアキシャルコア１８６の側面に配設された複数のアキシャル永久磁石１８８と、を含む。アキシャルコア１８６は、ラジアルコア１１６と機械的且つ磁気的に連結されている。アキシャルコア１８６の側面には、ステータ１１２（アキシャルティース１８０）へ向けて回転軸方向（回転軸方向内側）に突出した複数のアキシャル突極部が周方向に沿って互いに間隔をおいて配列される。各アキシャル突極部は、回転軸方向においてステータ１１２（アキシャルティース１８０）と対向している。複数のアキシャル永久磁石１８８は、周方向に沿って互いに間隔をおいて配列され、周方向に関して各アキシャル突極部間の位置に配置される。各アキシャル永久磁石１８８は、アキシャル突極部に対して周方向に関する位置をずらして配置されており、周方向においてアキシャル永久磁石１８８とアキシャル突極部とが交互に並んでいる。各アキシャル永久磁石１８８の着磁方向は互いに同方向であり、各アキシャル永久磁石１８８の表面（ステータ１１２と対向する磁極面）は互いに同じ極性（例えばＳ極）に着磁されている。
【００１３】
アキシャル永久磁石１８８はアキシャル永久磁石１６８と同数設けられている。アキシャル永久磁石１８８は、アキシャル永久磁石１６８に対して周方向に関する位置をずらすことなく配置され、回転軸方向においてステータ１１２を挟んでアキシャル永久磁石１６８と対向している。アキシャル突極部も、アキシャル突極部に対して周方向に関する位置をずらすことなく配置され、回転軸方向においてステータ１１２を挟んでアキシャル突極部と対向している。各アキシャル永久磁石１８８の表面（ステータ１１２と対向する磁極面）は、各アキシャル永久磁石１６８の表面（ステータ１１２と対向する磁極面）と同じ極性（例えばＳ極）に着磁されている。
【００１４】
複数相（３相）の電機子巻線１２８に複数相（３相）の交流電流を流すことで、ラジアルティース１３０及びアキシャルティース１８０が順次磁化され、周方向に回転する回転磁界がステータ１１２に形成される。ステータ１１２に発生した回転磁界は、ラジアルティース１３０及びアキシャルティース１８０からラジアルロータ１１４及びアキシャルロータ１６４，１８４にそれぞれ作用し、ラジアル永久磁石及びアキシャル永久磁石１６８，１８８の発生する磁界（界磁磁束）がこの回転磁界と相互作用して、吸引及び反発作用が生じる。このラジアルティース１３０及びアキシャルティース１８０の回転磁界とラジアル永久磁石及びアキシャル永久磁石１６８，１８８の界磁磁束との電磁気相互作用（吸引及び反発作用）により、ラジアルロータ１１４及びアキシャルロータ１６４，１８４にトルク（磁石トルク）を作用させることができる。したがって、回転電機を、電機子巻線１２８への供給電力を利用してラジアルロータ１１４及びアキシャルロータ１６４，１８４に動力（機械的動力）を発生させる電動機として機能させることができる。一方、回転電機を、ラジアルロータ１１４及びアキシャルロータ１６４，１８４の動力を利用して電機子巻線１２８に電力を発生させる発電機として機能させることもできる。
【００１５】
さらに、ステータ１１２の回転磁界と相互作用する界磁磁束の制御を行うために、界磁巻線１７０，１９０がステータ１１２に設けられている。各界磁巻線１７０，１９０は周方向に沿って環状に巻回されている。界磁巻線１７０が通る（巻回された）位置は、径方向に関して環状コア部１２６よりもラジアルロータ１１４寄りの位置で、且つ回転軸方向に関して環状コア部１２６よりもアキシャルロータ１６４寄りの位置である。そして、界磁巻線１９０が通る（巻回された）位置は、径方向に関して環状コア部１２６よりもラジアルロータ１１４寄りの位置で、且つ回転軸方向に関して環状コア部１２６よりもアキシャルロータ１８４寄りの位置である。界磁巻線１７０，１９０は、絶縁体により電機子巻線１２８と電気的に絶縁されている。さらに、各電機子巻線１２８の外周面における界磁巻線１７０，１９０に近接する部分には、凸曲面１２８ａが形成されている。各電機子巻線１２８の凸曲面１２８ａに近接する界磁巻線１７０の外周面の外径は、回転軸方向に関してアキシャルロータ１６４側から環状コア部１２６側へ（外側から内側へ）向かうにつれて徐々に減少し、各電機子巻線１２８の凸曲面１２８ａに近接する界磁巻線１９０の外周面の外径は、回転軸方向に関してアキシャルロータ１８４側から環状コア部１２６側へ向かうにつれて徐々に減少している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１６】
【特許文献１】特開２００５−２６９７７８号公報
【特許文献２】特開２０１０−２２０３８３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１７】
上記従来技術のいずれにおいても、アキシャルロータは．アキシャルコアとアキシャル永久磁石を有し、アキシャル永久磁石は、回転軸方向のギャップを挟んでステータに対向する構成であり、アキシャルロータの回転時に作用する遠心力によってギャップが拡がる方向にアキシャルロータが変形する問題がある。
【００１８】
図１０は、図９に示す従来技術のアキシャルロータ１８４を部分的に抜き出した断面図である。アキシャルロータ１８４は、略環状のアキシャルコア１８６と、回転軸方向においてステータ１１２と対向してアキシャルコア１８６の側面、つまりステータ１１２に対向する面に配設された複数のアキシャル永久磁石１８８を含む。アキシャルロータ１８４の高速回転時には、図１１に示すように、アキシャル永久磁石１８８の遠心力１９２とアキシャルコア１８６の遠心力１９２が支配的となり、図中破線で示すような反時計回りのモーメント２００が支配的となり、ギャップが拡がる方向にアキシャルロータ１８４が変形してしまう。図において、バネ１９５は、アキシャルコア１８６の内周部（回転軸１２２寄りの部分）の剛性による復元力を模式的に示す。
【００１９】
図８に示す従来技術では、アキシャルロータの径方向外側に突起１３ｂを設けることでギャップ長の増大を抑制しているが、このような径方向の突起はアキシャルロータ径の増大、すなわち体積の増大を招く問題がある。
【００２０】
本発明は、かかる従来技術の有する課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、アキシャルロータ径の増大を招くことなく、アキシャルロータのギャップ長の増大を抑制し得るアキシャルギャップ回転電機を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００２１】
本発明は、ステータと、回転軸に連結される環状コア、及び環状コアの外周部に回転軸方向においてステータとギャップを挟んで対向配置された永久磁石を有するアキシャルロータとを備えるアキシャルギャップ回転電機であって、環状コアのステータと反対側の端面の内周部の高さは外周部に比べて低く設定されることを特徴とする。
【００２２】
本発明の１つの実施形態では、環状コアのステータ側の端面の内周部は、径方向に空間を有する。
【００２３】
本発明の他の実施形態では、環状コアのステータと反対側の端面の内周部の外周部に比べて低く設定された部位に、環状コアと別個の磁性材からなるコアが配置される。
【発明の効果】
【００２４】
本発明によれば、アキシャルロータ径の増大を招くことなく、アキシャルロータのギャップ長の増大を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】実施形態のアキシャルロータの断面図（その１）である。
【図２】実施形態のアキシャルロータのモーメント説明図である。
【図３】実施形態のアキシャルロータの断面図（その２）である。
【図４】実施形態のアキシャルロータの固定説明図（その１）である。
【図５】実施形態のアキシャルロータの固定説明図（その２）である。
【図６】実施形態のアキシャルロータの固定説明図（その３）である。
【図７】他の実施形態のアキシャルロータの断面図である。
【図８】従来技術の断面図である。
【図９】他の従来技術の断面図である。
【図１０】従来技術のアキシャルロータの断面図である。
【図１１】従来技術のアキシャルロータのモーメント説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
以下、図面に基づき本発明の実施形態について説明する。
【００２７】
本実施形態のアキシャルギャップ回転電機の全体構成は、図９に示すアキシャルギャップ回転電機と略同一である。
【００２８】
すなわち、ステータ１１２は、環状コア部１２６と、この環状コア部１２６にトロイダル巻きされた複数相（例えば３相）の電機子巻線１２８を含む。ステータ１１２には、環状コア部１２６の内周面から径方向（径方向内側）にラジアルロータ１１４へ向けて突出する複数のラジアルティース１３０がロータ回転軸線まわりの周方向に沿って互いに間隔をおいて配列されており、各ラジアルティース１３０間にスロットが形成されている。さらに、ステータ１１２には、環状コア部１２６の両側面から回転軸方向（回転軸方向外側）にアキシャルロータ１６４へ向けて突出する複数のアキシャルティース１８０が周方向に沿って互いに間隔をおいて配列され、各アキシャルティース１８０間にスロットが形成されている。３相の電機子巻線１２８は、ラジアルティース１３０間のスロット及びアキシャルティース１８０間のスロットを通って（例えば分布巻等で）トロイダル巻きされている。ラジアルロータ１１４は、略円筒形状のラジアルコア１１６と、径方向においてステータ１１２と対向してラジアルコア１１６の外周部に配設された複数のラジアル永久磁石を含む。ラジアルコア１１６の外周部には、ステータ１１２へ向けて径方向外側に突出した複数のラジアル突極部１１９が周方向に沿って互いに間隔をおいて配列される。各ラジアル突極部１１９は、径方向においてステータ１１２と対向している。複数のラジアル永久磁石は、周方向に沿って互いに間隔をおいて配列され、周方向に関して各ラジアル突極部１１９間の位置に配置されている。各ラジアル永久磁石の着磁方向は互いに同方向であり、各ラジアル永久磁石の表面（ステータ１１２と対向する磁極面）は互いに同じ極性（例えばＮ極）に着磁されている。アキシャルロータ１８４は、略環状のアキシャルコア１８６と、回転軸方向においてステータ１１２と対向してアキシャルコア１８６の側面に配設された複数のアキシャル永久磁石１８８を含む。アキシャルコア１８６は、ラジアルコア１１６と機械的且つ磁気的に連結されている。アキシャルコア１８６の側面には、ステータ１１２へ向けて回転軸方向（回転軸方向内側）に突出した複数のアキシャル突極部が周方向に沿って互いに間隔をおいて配列される。各アキシャル突極部は、回転軸方向においてステータ１１２と対向している。複数のアキシャル永久磁石１８８は、周方向に沿って互いに間隔をおいて配列され、周方向に関して各アキシャル突極部間の位置に配置される。各アキシャル永久磁石１８８は、アキシャル突極部に対して周方向に関する位置をずらして配置されており、周方向においてアキシャル永久磁石１８８とアキシャル突極部とが交互に並んでいる。各アキシャル永久磁石１８８の着磁方向は互いに同方向であり、各アキシャル永久磁石１８８の表面（ステータ１１２と対向する磁極面）は互いに同じ極性（例えばＳ極）に着磁されている。アキシャル永久磁石１８８はアキシャル永久磁石１６８と同数設けられている。アキシャル永久磁石１８８は、アキシャル永久磁石１６８に対して周方向に関する位置をずらすことなく配置され、回転軸方向においてステータ１１２を挟んでアキシャル永久磁石１６８と対向している。各アキシャル永久磁石１８８の表面（ステータ１１２と対向する磁極面）は、各アキシャル永久磁石１６８の表面（ステータ１１２と対向する磁極面）と同じ極性（例えばＳ極）に着磁されている。複数相（３相）の電機子巻線１２８に複数相（３相）の交流電流を流すことで、ラジアルティース１３０及びアキシャルティース１８０が順次磁化され、周方向に回転する回転磁界がステータ１１２に形成される。ステータ１１２に発生した回転磁界は、ラジアルティース１３０及びアキシャルティース１８０からラジアルロータ１１４及びアキシャルロータ１６４，１８４にそれぞれ作用し、ラジアル永久磁石及びアキシャル永久磁石１６８，１８８の発生する磁界（界磁磁束）がこの回転磁界と相互作用して、吸引及び反発作用が生じる。このラジアルティース１３０及びアキシャルティース１８０の回転磁界とラジアル永久磁石及びアキシャル永久磁石１６８，１８８の界磁磁束との電磁気相互作用（吸引及び反発作用）により、ラジアルロータ１１４及びアキシャルロータ１６４，１８４にトルク（磁石トルク）が作用する。さらに、ステータ１１２の回転磁界と相互作用する界磁磁束の制御を行うために、界磁巻線１７０，１９０がステータ１１２に設けられている。
【００２９】
他方、本実施形態におけるアキシャルロータ１８４（アキシャルロータ１６４についても同様）では、図１０に示す従来のアキシャルロータ１８４のようにアキシャルコア１８６の回転軸１２２方向の端面の高さが均一ではなく、内周部（回転軸１２２寄りの部分）と外周部（回転軸１２２から遠い部分）とで端面の高さを変化させている。
【００３０】
図１は、本実施形態におけるアキシャルロータ１８４の断面図を示す。図１０に対応するものである。
【００３１】
アキシャルロータ１８４は、略環状のアキシャルコア１８６と、略環状のアキシャルコア１８６の外周部に回転軸方向においてステータ１１２とギャップを挟んで対向配置された複数のアキシャル永久磁石１８８を含む。アキシャルコア１８６は、回転軸１２２の外周面と、ラジアルロータ１１４の端面で固定される。アキシャルコア１８６とラジアルロータ１１４は、既述したように機械的かつ磁気的に結合される。
【００３２】
アキシャルコア１８６の端面１８６ａ、つまり略環状のアキシャルコア１８６の回転軸１２２方向でステータ１１２と反対側の面の高さは均一ではなく、略環状のアキシャルコア１８６の回転軸１２２よりの内周部の高さは、外周部の高さよりも低く設定される。図において、内周部における矢印は、内周部において外周部よりも高さが低く設定されて段差が生じていることを示す。このことは、アキシャルコア１８６の端面１８６ａにおいて内周部に凹部が形成されており、アキシャルコア１８６は内周部において肉薄になっているといえる。
【００３３】
図２は、本実施形態におけるアキシャルロータ１８４の回転時に作用する遠心力及びトルクを示す。図１１に対応するものである。本実施形態では、アキシャルコア１８６の端面１８６ａの内周部の高さを外周部に比べて低くしているため、外周部の慣性が内周部に対して増大し、かつ、内周部の剛性が外周部に対して相対的に低くなるので、時計回りのモーメント２１０を優勢にし、遠心力１９２による反時計回りのモーメントを打ち消して
ギャップが拡がる方向へのアキシャルロータ１８４の変形を抑制できる。
【００３４】
なお、アキシャルコア１８６の端面１８６ａの内周部における高さと外周部における高さの差は、遠心力１９２によるアキシャルロータ１８４の反時計回りのモーメントによる変形を抑制しつつ、内周部における剛性を維持できる程度に調整すればよい。また、アキシャルコア１８６の内周部と外周部の区別は必ずしも厳密である必要はないが、一例として、略環状のアキシャルコア１８６の径を２等分し、内周側を内周部、外周側を外周部とすることができる。あるいは、略環状のアキシャルコア１８６のうち、ラジアルロータ１１４と略同一径の部分を内周部とし、それ以外を外周部としてもよい。
【００３５】
また、本実施形態における略環状のアキシャルコア１８６のステータ１１２側の端面の内周部は、径方向に空間を有する。すなわち、図３に示すように、空間３００及び空間４００が形成されている。空間３００はアキシャル永久磁石１８８からの漏れ磁束を防止するための空間であり、空間４００はステータ１１２の回転磁界と相互作用する界磁磁束の制御を行うための界磁巻線１７０，１９０を巻回するための空間であり、これらの空間３００，４００の存在により、アキシャルコア１８６の形状が図１のように規定され、結果として遠心力によるアキシャルロータ１８４の反時計回りのモーメントが顕著となる可能性があるが、本実施形態のように端面１８６ａの内周部の高さを外周部よりも低く設定することで、アキシャルロータ１８４の変形を効果的に抑制し得る。
【００３６】
本実施形態では、アキシャルコア１８６の端面１８６ａの内周部の高さを外周部に比べて相対的に低く設定することでギャップ長の増大を抑制するため、アキシャルロータ径の増大や回転電機の体積、質量を増大させることなくギャップ長の増大を抑制することができ、回転電機のさらなる小型化及び高回転化を実現し得る。
【００３７】
ここで、アキシャルコア１８６の変形によるギャップ長の増大を防止するとの観点からは、例えば特開２０１２−２４４６７１号公報に記載されているように、回転軸方向にアキシャルコアの変形を防止するような保持プレートを配置することも考えられるが、この場合にはロータの回転軸方向の長さの増大を招くため、その適用範囲には限りがある。これに対し、本実施形態では、アキシャルコア１８６の端面１８６ａの内周部を加工するだけでよく、ロータの回転軸方向の長さも増大しない。
【００３８】
本実施形態のアキシャルコア１８６は、上記のように回転軸１２２の外周面と、ラジアルロータ１１４の端面で固定されるが、その固定方法は任意である。
【００３９】
例えば、図４に示すように、アキシャルコア１８６の回転軸１２２の近傍に回転軸方向にボルト５００を差し込んで締結することで固定してもよく、あるいは図５に示すように、フランジナット６００で締結してもよい。さらに、図６に示すように、回転軸１２２の外周面に雄ねじ７００、アキシャルコア１８６の内周面に雌ねじ７００を形成して締結固定してもよい。
【００４０】
図７は、他の実施形態におけるアキシャルロータ１８４の断面図を示す。図１と異なる点は、アキシャルコア１８６の端面１８６ａの内周部の高さを外周部に比べて低く設定して凹部を形成するとともに、この凹部に、アキシャルコア１８６とは別個の磁性材からなるコア８００を配置した点である。コア８００は、回転軸１２２にその端部が固定されており、例えば回転軸１２２に焼きばめされる。アキシャルコア１８６は磁束が通る磁路を形成しているので、図１に示すようにアキシャルコア１８６の内周部を肉薄とすると、その分だけ磁気抵抗が増大することになる。そこで、内周部の凹部に磁性材からなるコア８００を配置することで磁束が通る断面積を維持して磁気飽和を抑制することができる。なお、コア８００はアキシャルコア１８６とは別個のコアとして配置されるものであり、アキシャルコア１８６の慣性は変化しないため、図１と同様に遠心力によるアキシャルコア１８６の変形を抑制し、ギャップ長の増大を抑制できる。
【符号の説明】
【００４１】
１１２  ステータ、１１４  ラジアルロータ、１２２  回転軸、１８４  アキシャルロータ、１８６  アキシャルコア、１８８  アキシャル永久磁石。
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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