(57)【要約】【課題】並設された複数のティースの利用率を上げてトルク向上を図り、また、多極化によるリラクタンストルクの利用率低下を抑制することができる回転電機を提供する。【解決手段】コイル１３が巻回されているコイル有ティース１４ｂとコイル１３が巻回されていないコイル無ティース１４ａでティース形状を異ならせた、複数のティースを有するステータ１０と、全てのティースとの間に空隙を有して配置される第１ロータと、コイル無ティース１４ａとの間に空隙を有して配置される第２ロータとを有し、コイル無ティース１４ａのロータ側を、コイル１３のロータ側コイルエンドを越えて位置させた。【選択図】図１
2009171689.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
コイルが巻回されているコイル有ティースとコイルが巻回されていないコイル無ティースでティース形状を異ならせた、複数のティースを有するステータと、
全てのティースとの間に空隙を有して配置される第１ロータと、
前記コイル無ティースとの間に空隙を有して配置される第２ロータと
を有する回転電機。
【請求項２】
前記第１ロータは、アキシャルギャップ面で前記コイル有ティース及び前記コイル無ティースと対向するアキシャルロータであり、
前記第２ロータは、前記ステータの内側と外側の少なくとも一方に配置され、ラジアルギャップ面で前記コイル無ティースと対向するラジアルロータであり、
前記コイル無ティースの前記ラジアルロータ側を、前記コイルの前記ラジアルロータ側コイルエンドを越えて位置させた請求項１に記載の回転電機。
【請求項３】
前記第１ロータは、アキシャルギャップ面で前記コイル有ティース及び前記コイル無ティースと対向するアキシャルロータであり、
前記第２ロータは、前記アキシャルロータの内側と外側の少なくとも一方に配置され、アキシャルギャップ面で前記コイル無ティースと対向するアキシャルロータであり、
前記コイル無ティースの前記アキシャルロータ側を、前記コイルの前記アキシャルロータ側コイルエンドを越えて位置させた請求項１に記載の回転電機。
【請求項４】
前記第１ロータは、前記ステータの内側に配置され、ラジアルギャップ面で前記コイル有ティース及び前記コイル無ティースと対向するラジアルロータであり、
前記第２ロータは、前記ラジアルロータのアキシャル方向の少なくとも一方に配置され、ラジアルギャップ面で前記コイル無ティースと対向する第２ラジアルロータであり、
前記ティースの内周側を、前記コイルの内周側コイルエンドを越えて位置させた請求項１に記載の回転電機。
【請求項５】
前記ステータは、複数相のコイルを有し、前記ティースの隣接する片側或いは両側の位相が反転状態となる極数とスロット数のスロットコンビネーションを有する請求項１から４のいずれか一項に記載の回転電機。
【請求項６】
前記ステータは、複数相のコイルを有し、各相毎に前記ティースを隣り合わせに配置し、各相毎にステータバックヨークを分離した請求項１から５のいずれか一項に記載の回転電機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、回転電機に関し、特に、１個のステータと複数個のロータを有する回転電機に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、多相（Ｕ相，Ｖ相，Ｗ相）の巻線を有する固定子（ステータ）と、所定の間隔で配置された永久磁石極を有する回転子（ロータ）とを備えた「永久磁石モータ」（特許文献１参照）が知られている。
図２３は、従来の永久磁石モータの固定子構造を概略的に示し、（ａ）は斜視説明図、（ｂ）は平面説明図、（ｃ）は断面説明図である。図２３に示すように、従来の「永久磁石モータ」の場合、固定子コア１には、各相毎に偶数個のティース２ａ，２ｂが連続して並ぶように形成されており、１つおきに位置するティース２ｂには、巻線を巻回したコイル３が装着されている。
【特許文献１】特開２００５−０１２９８６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、従来の「永久磁石モータ」においては、１つおきに位置するティース２ｂにコイル３を巻回していることから、コイルエンドが増大してしまうと共に、コイル３の巻回されていないティース２ａの利用率が低下してしまうことになる。また、「永久磁石モータ」の場合、ラジアル型のモータであるため、コイル３の巻回されていないティース２ａの軸方向に隙間ができてしまうことになる。更に、多極化するにつれてリラクタンストルクの利用率が低下してしまう。
この発明の目的は、並設された複数のティースの利用率を上げてトルク向上を図り、また、多極化によるリラクタンストルクの利用率低下を抑制することができる回転電機を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
上記目的を達成するため、この発明に係る回転電機は、コイルが巻回されているコイル有ティースとコイルが巻回されていないコイル無ティースでティース形状を異ならせた、複数のティースを有するステータと、全てのティースとの間に空隙を有して配置される第１ロータと、前記コイル無ティースとの間に空隙を有して配置される第２ロータとを有している。
【発明の効果】
【０００５】
この発明によれば、ステータは、コイルが巻回されているコイル有ティースとコイルが巻回されていないコイル無ティースでティース形状を異ならせた、複数のティースを有し、ロータは、全てのティースとの間に空隙を有して配置される第１ロータと、コイル無ティースとの間に空隙を有して配置される第２ロータとを有している。
これにより、並設された複数のティースの利用率を上げてトルク向上を図り、また、多極化によるリラクタンストルクの利用率低下を抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】
以下、この発明を実施するための最良の形態について図面を参照して説明する。
図１は、この発明の一実施の形態に係る回転電機の固定子構造を示す斜視説明図である。図２は、図１の固定子と回転子を示し、（ａ）は平面説明図、（ｂ）は断面説明図である。図１及び図２に示すように、固定子（ステータ）１０は、固定子１０との間に所定の空隙（ギャップ）を有して配置された複数の回転子（ロータ）１１ａ，１１ｂ（図２参照、一例として、２個を例示）と共に、例えば、１ステータ２ロータ構造のモータ等の回転電機を構成している。
【０００７】
ステータ１０は、ステータコア１２に装着された、多相（Ｕ相，Ｖ相，Ｗ相）のコイル１３を有している。ステータコア１２の基部（ステータバックヨーク）１２ａには、各相毎に２個一組のティース１４ａ，１４ｂが略等間隔離間して一列に突設されており、１つおきに位置するティース１４ｂには、コイル巻線（導線）が巻回されて各相のコイル１３が形成されている（図１参照）。
【０００８】
２個一組のティース１４ａ，１４ｂは、形状が異なっており、コイル１３が形成されていないティース１４ａは、コイル１３が形成されているティース１４ｂに比べ、ティース配列方向と略直交する方向に長い幅広に形成されている。つまり、ティース配列方向において、ティース１４ｂに形成されたコイル１３とコイル１３が形成されていないティース１４ａとの間に段差ができず直線状になるように、ティース１４ａは、コイル１３の厚み分、即ち、ティース１４ｂに巻回したコイル巻線の積層厚み分、幅広に形成されている（図１、図２（ａ）参照）。
【０００９】
このように、ステータ１０は、コイル１３を形成するコイル巻線が巻回されているティース１４ｂと、コイル１３を形成するコイル巻線が巻回されていないティース１４ａにより構成されており、コイル１３が形成されているティース１４ｂとコイル１３が形成されていないティース１４ａの形状を異ならせている。
これにより、ステータ１０とロータ１１ａ，１１ｂを備えた、１ステータ２ロータ構造の回転電機の場合、図２に示すように、全てのティース１４ａ，１４ｂとの間で所定のギャップを有するように配置される第１ロータ１１ａと、コイル１３が形成されていないティース１４ａとの間で所定のギャップを有するように配置される第２ロータ１１ｂとを有することになる。
【００１０】
つまり、この発明に係る回転電機は、コイル１３が巻回されているコイル有ティース（ティース１４ｂ）とコイル１３が巻回されていないコイル無ティース（ティース１４ａ）でティース形状を異ならせた、複数のティースを有するステータ１０と、全てのティース（ティース１４ｂ，１４ｂ）との間に空隙（ギャップ）を有して配置される第１ロータ１１ａと、コイル無ティース１４ａとの間に空隙を有して配置される第２ロータ１１ｂとを有している。この結果、コイル１３が巻回されていないティース１４ａは形状に自由度が持たせられるため、新たにギャップを設けることができ、ティース利用率を上げると共にトルクを向上させることができる。また、多極化によるリラクタンストルクの利用率低下を抑制することができる。
【００１１】
図３は、図１のステータ構造の具体的構成例を示し、（ａ）は斜視説明図、（ｂ）は平面説明図、（ｃ）は断面説明図である。図３に示すように、ステータ１０を回転電機に組み込む場合、ステータ１０には、冷却用液体を流す、例えば管体からなる流路１５が設けられる。この流路１５を配置するため、ステータコア１２の、コイル１３が装着されているティース１４ｂのステータバックヨーク１２ａには、流路１５を配置することができる凹部状の配置部１６が設けられている。
つまり、各相毎にティース１４を隣り合わせに配置し、各相毎にステータバックヨーク１２ａを分離することにより、ステータバックヨーク１２ａを一体的に繋がなくても良いので、これにより得られた隙間（配置部１６）を、冷却用通路（流路１５）や支持・固定用スペース等として利用することができる。
【００１２】
次に、固定子１０のスロットコンビネーション例を説明する。
図４は、この発明に係るステータ構造のスロットコンビネーション例を示し、（ａ）はＵ，Ｖ，Ｗ各相の位相関係説明図、（ｂ）は１２スロット１０極の場合の組み合わせ説明図、（ｃ）は１５スロット１６極の場合の組み合わせ説明図である。
図４に示すように、ステータ１０は、例えば、１２スロット１０極の場合、各相毎に２個一組のティース１４を有しており、隣接するティース１４，１４間のスロットにはコイル１３が配置されている（（ｂ）参照）。また、例えば、１５スロット１６極の場合、各相毎に５個一組のティース１４を有しており、隣接するティース１４，１４間のスロットにはコイル１３が配置されている（（ｃ）参照）。
【００１３】
そして、ステータ１０は、隣接する片側のティース（（ｂ）参照）或いは隣接する両側のティース（（ｃ）参照）の位相が反転状態となるように、極数とスロット数を組み合わせた、スロットコンビネーションを有している。つまり、ステータ１０は、ティースの隣接する片側或いは両側の位相が反転状態となる極数とスロット数のスロットコンビネーションを有している。この結果、コイル１３を巻回しなくてもよいティース１４を作ることができるので、コイル有ティース（ティース１４ｂ）とコイル無ティース（ティース１４ａ）を有する構成にすることができる。
【００１４】
以下、この発明に係るステータ構造を有する、１ステータ複数ロータ構造の回転電機の構成例について説明する。
図５は、この発明に係るロータ構造を有する回転電機の構成例１を示す、アキシャルロータ配置面側から見た平面説明図である。図６は、図５の回転電機の構成例１を示し、（ａ）は図５のＡ−Ａ線に沿う断面説明図、（ｂ）はアキシャルロータ配置面の反対側面から見た平面説明図である。
【００１５】
図５及び図６に示すように、回転電機２０は、ステータ１０と、インナーラジアルロータ２１及びアキシャルロータ２２を備えた１ステータ２ロータ構造を有している。インナーラジアルロータ２１は、ステータ１０との間にギャップを有してステータ１０の内側に、アキシャルロータ２２は、ステータ１０との間にギャップを有してステータ１０の一方の端面を覆うように、インナーラジアルロータ２１の外側に、それぞれ位置している。つまり、アキシャルロータ２１は、ロータ回転軸の中心軸Ｏ方向に対し直交状態に、インナーラジアルロータ２２は、ロータ回転軸の中心軸Ｏ方向に対し平行状態に、それぞれ配置されている。
【００１６】
また、コイル１３が装着されていないティース１４ａの内周側は、コイル１３の内周側コイルエンド近傍まで延長して形成されており、内周側コイルエンドを越えて位置させることが望ましい。
上記構造を有することにより、ステータ１０とインナーラジアルロータ２１の間には、アキシャルロータ配置面（図５参照）において、コイル１３が装着されたティース１４ｂから、ティース１４ｂの一方の側に隣接するティース１４ａを通り、インナーラジアルロータ２１に入り、ティース１４ｂの他方の側に隣接するティース１４ａを通って、コイル１３が装着されたティース１４ｂへ戻る、左回りの磁路（インナーラジアル磁路）ａが形成される（図５，６参照）。
【００１７】
また、ステータ１０とアキシャルロータ２２の間には、アキシャルロータ配置面（図５参照）において、コイル１３が装着されたティース１４ｂから出て、アキシャルロータ２２を通り、ティース１４ｂの左側に隣接するティース１４ａに入り、コイル１３が装着されたティース１４ｂへ戻る磁路（アキシャル磁路）ｂが形成される（図５，６参照）。
図７は、この発明に係るロータ構造を有する回転電機の構成例２を示す、アキシャルロータ配置面側から見た平面説明図である。図８は、図７の回転電機の構成例２を示し、（ａ）は図７のＡ−Ａ線に沿う断面説明図、（ｂ）はアキシャルロータ配置面の反対側面から見た平面説明図である。
【００１８】
図７及び図８示すように、回転電機２５は、ステータ１０と、アウターラジアルロータ２６及びアキシャルロータ２２を備えた１ステータ２ロータ構造を有している。アウターラジアルロータ２６は、ステータ１０との間にギャップを有してステータ１０の外側に位置しており、ロータ回転軸の中心軸Ｏ方向に対し平行状態に配置されている。つまり、インナーラジアルロータ２１の代わりにアウターラジアルロータ２６を有している。また、コイル１３が装着されていないティース１４ａの外周側は、コイル１３の外周側コイルエンド近傍まで延長して形成されており、外周側コイルエンドを越えて位置させることが望ましい。その他の構成及び作用は、構成例１の回転電機２０（図５，６参照）と同様である。
【００１９】
上記構造を有することにより、ステータ１０とアキシャルロータ２２の間には、アキシャル磁路ｂが形成され（図７，８参照）、ステータ１０とアウターラジアルロータ２６の間には、アキシャルロータ配置面（図７参照）において、コイル１３が装着されたティース１４ｂから、ティース１４ｂの一方の側に隣接するティース１４ａを通り、アウターラジアルロータ２６に入って、ティース１４ｂの他方の側に隣接するティース１４ａを通り、コイル１３が装着されたティース１４ｂへ戻る、左回りの磁路（アウターラジアル磁路）ｃが形成される（図７，８参照）。
【００２０】
図９は、この発明に係るロータ構造を有する回転電機の構成例３を示す、アキシャルロータ配置面側から見た平面説明図である。図１０は、図９の回転電機の構成例３を示し、（ａ）は図９のＡ−Ａ線に沿う断面説明図、（ｂ）はアキシャルロータ配置面の反対側面から見た平面説明図である。
図９及び図１０示すように、回転電機３０は、ステータ１０と、インナーラジアルロータ２１、アウターラジアルロータ２６、及びアキシャルロータ２２を備えた１ステータ３ロータ構造を有している。つまり、インナーラジアルロータ２１に加えてアウターラジアルロータ２６も有しており、その他の構成及び作用は、構成例１の回転電機２０（図５，６参照）と同様である。
【００２１】
上記構造を有することにより、ステータ１０とアキシャルロータ２２の間には、アキシャル磁路ｂが形成され（図９，１０参照）、また、ステータ１０とアウターラジアルロータ２６の間には、アウターラジアル磁路ｃが形成される（図９，１０参照）。また、ステータ１０とインナーラジアルロータ２１の間には、アキシャルロータ配置面（図９参照）において、コイル１３が装着されたティース１４ｂから出て、ティース１４ｂの左側に隣接するティース１４ａを通り、インナーラジアルロータ２１に入り、ティース１４ｂの右側に隣接するティース１４ａを通って、コイル１３が装着されたティース１４ｂへ戻る、右回りの磁路（インナーラジアル磁路）ｄが形成される（図９，１０参照）。
【００２２】
図１１は、この発明に係るロータ構造を有する回転電機の構成例４を示す、アキシャルロータ配置面側から見た平面説明図である。図１２は、図１１の回転電機の構成例４を示し、（ａ）は図１１のＡ−Ａ線に沿う断面説明図、（ｂ）はアキシャルロータ配置面の反対側面から見た平面説明図である。
図１１及び図１２に示すように、回転電機３５は、ステータ１０と、アキシャルロータ３６及びインナーアキシャルロータ３７を備えた１ステータ２ロータ構造を有している。アキシャルロータ３６及びインナーアキシャルロータ３７は、アキシャルロータ３６の内側にインナーアキシャルロータ３７が位置する同心円状に同一平面に並んで、且つ、ステータ１０との間にギャップを有してステータ１０の一方の端面を覆うように、位置している。つまり、アキシャルロータ３６及びインナーアキシャルロータ３７は、ロータ回転軸の中心軸Ｏ方向に対し直交状態に配置されている。
【００２３】
また、コイル１３が装着されていないティース１４ａの内周側は、コイル１３の内周側コイルエンド近傍まで延長して形成されており、内周側コイルエンドを越えて位置させることが望ましい。
上記構造を有することにより、ステータ１０とアキシャルロータ３６の間には、アキシャルロータ配置面（図１１参照）において、コイル１３が装着されていないティース１４ａから出て、アキシャルロータ３６に入り、ティース１４ａの左側に隣接するコイル１３が装着されたティース１４ｂを通り、コイル１３が装着されていないティース１４ａへ戻る、左回りの磁路（アキシャル磁路）ｅが形成される（図１１，１２参照）。
【００２４】
また、ステータ１０とインナーアキシャルロータ３７の間には、アキシャルロータ配置面（図１１参照）において、コイル１３が装着されていないティース１４ａから出て、インナーアキシャルロータ３７を通り、コイル１３が装着されたティース１４ｂを越えて、ティース１４ｂの左側に隣接するティース１４ａへ入り、ティース１４ｂを越えて、コイル１３が装着されていないティース１４ａへ戻る、左回りの磁路（インナーアキシャル磁路）ｆが形成される（図１１，１２参照）。
図１３は、この発明に係るロータ構造を有する回転電機の構成例５を示す、アキシャルロータ配置面側から見た平面説明図である。図１４は、図１３の回転電機の構成例５を示し、（ａ）は図１３のＡ−Ａ線に沿う断面説明図、（ｂ）はアキシャルロータ配置面の反対側面から見た平面説明図である。
【００２５】
図１３及び図１４に示すように、回転電機４０は、ステータ１０と、アキシャルロータ３６及びアウターアキシャルロータ４１を備えた１ステータ２ロータ構造を有している。つまり、インナーアキシャルロータ３７の代わりにアウターアキシャルロータ４１を有している。また、コイル１３が装着されていないティース１４ａの外周側は、コイル１３の外周側コイルエンド近傍まで延長して形成されており、外周側コイルエンドを越えて位置させることが望ましい。その他の構成及び作用は、構成例４の回転電機３５（図１１，１２参照）と同様である。
【００２６】
上記構造を有することにより、ステータ１０とアキシャルロータ３６の間には、アキシャル磁路ｅが形成され（図１３，１４参照）、ステータ１０とアウターアキシャルロータ４１の間には、アキシャルロータ配置面（図１３参照）において、コイル１３が装着されていないティース１４ａから出て、アウターアキシャルロータ４１を通り、コイル１３が装着されたティース１４ｂを越えて、ティース１４ｂの左側に隣接するティース１４ａへ入り、ティース１４ｂを越えて、コイル１３が装着されていないティース１４ａへ戻る、左回りの磁路（アウターアキシャル磁路）ｇが形成される（図１３，１４参照）。
【００２７】
図１５は、この発明に係るロータ構造を有する回転電機の構成例６を示す、アキシャルロータ配置面側から見た平面説明図である。図１６は、図１５の回転電機の構成例６を示し、（ａ）は図１５のＡ−Ａ線に沿う断面説明図、（ｂ）はアキシャルロータ配置面の反対側面から見た平面説明図である。
図１５及び図１６に示すように、回転電機４５は、ステータ１０と、アキシャルロータ３６、インナーアキシャルロータ３７及びアウターアキシャルロータ４１を備えた１ステータ３ロータ構造を有している。つまり、インナーアキシャルロータ３７に加えてアウターアキシャルロータ４１も有しており、その他の構成及び作用は、構成例４の回転電機３５（図１１，１２参照）と同様である。
【００２８】
上記構造を有することにより、ステータ１０とアキシャルロータ３６の間には、アキシャル磁路ｅが形成され（図１５，１６参照）、また、ステータ１０とインナーアキシャルロータ３７の間には、インナーアキシャル磁路ｆが形成され（図１５，１６参照）、また、ステータ１０とアウターアキシャルロータ４１の間には、アウターアキシャル磁路ｇが形成される（図１５，１６参照）。
図１７は、この発明に係るロータ構造を有する回転電機の構成例７を示す、アッパーラジアルロータ配置面側から見た平面説明図である。図１８は、図１７の回転電機の構成例７を示し、（ａ）は図１７のＡ−Ａ線に沿う断面説明図、（ｂ）はアッパーラジアルロータ配置面の反対側面から見た平面説明図である。
【００２９】
図１７及び図１８に示すように、回転電機５０は、ステータ１０と、ラジアルロータ５１及びアッパーラジアルロータ５２を備えた１ステータ２ロータ構造を有している。ラジアルロータ５１及びアッパーラジアルロータ５２は、ラジアルロータ５１の一端面側にアッパーラジアルロータ５２が位置する同軸状に積層して（図１８（ａ）に示す、上下に重ねた状態）、且つ、ステータ１０との間にギャップを有してステータ１０の内側に（図１８（ａ）参照）、位置している。つまり、ラジアルロータ５１及びアッパーラジアルロータ５２は、ロータ回転軸の中心軸Ｏ方向に対し平行状態に配置されている。
また、ティース１４ａ，１４ｂの内周側は、コイル１３の内周側コイルエンド近傍まで延長して形成されており、内周側コイルエンドを越えて位置させることが望ましい。
【００３０】
上記構造を有することにより、ステータ１０とラジアルロータ５１の間には、アッパーラジアルロータ配置面（図１７参照）において、コイル１３が装着されているティース１４ｂから出て、ラジアルロータ５１に入り、ラジアルロータ５１から、ティース１４ｂに隣接するコイル１３が装着されていないティース１４ａに入り、コイル１３が装着されているティース１４ｂへ戻る、右回りの磁路（ラジアル磁路）ｈが形成される（図１７，１８参照）。
【００３１】
また、ステータ１０とアッパーラジアルロータ５２の間には、アッパーラジアルロータ配置面（図１７参照）において、コイル１３が装着されていないティース１４ａから出て、アッパーラジアルロータ５２に入り、アッパーラジアルロータ５２から、コイル１３が装着されているティース１４ｂを越えて、ティース１４ｂに隣接するコイル１３が装着されていないティース１４ａに入り、コイル１３が装着されていないティース１４ａへ戻る、左回りの磁路（アッパーラジアル磁路）ｉが形成される（図１７，１８参照）。
【００３２】
図１９は、この発明に係るロータ構造を有する回転電機の構成例８を示す、ラジアルロータ配置面側から見た平面説明図である。図２０は、図１９の回転電機の構成例８を示し、（ａ）は図１９のＡ−Ａ線に沿う断面説明図、（ｂ）はラジアルロータ配置面の反対側面から見た平面説明図である。
図１９及び図２０に示すように、回転電機５５は、ステータ１０と、ラジアルロータ５１及びアンダーラジアルロータ５６を備えた１ステータ２ロータ構造を有している。つまり、アッパーラジアルロータ５２の代わりにアンダーラジアルロータ５６を有しており、その他の構成及び作用は、構成例７の回転電機５０（図１７，１８参照）と同様である。
【００３３】
上記構造を有することにより、ステータ１０とラジアルロータ５１の間には、ラジアル磁路ｈが形成され（図１９，２０参照）、また、ステータ１０とアンダーラジアルロータ５６の間には、ラジアルロータ配置面（図１９参照）において、コイル１３が装着されていないティース１４ａから出て、アンダーラジアルロータ５６に入り、アンダーラジアルロータ５６から、コイル１３が装着されているティース１４ｂを越えて、ティース１４ｂに隣接するコイル１３が装着されていないティース１４ａに入り、コイル１３が装着されていないティース１４ａへ戻る、左回りの磁路（アンダーラジアル磁路）ｊが形成される（図１９，２０参照）。
【００３４】
図２１は、この発明に係るロータ構造を有する回転電機の構成例９を示す、ラジアルロータ配置面側から見た平面説明図である。図２２は、図２１の回転電機の構成例９を示し、（ａ）は図２１のＡ−Ａ線に沿う断面説明図、（ｂ）はラジアルロータ配置面の反対側面から見た平面説明図である。
図２１及び図２２に示すように、回転電機６０は、ステータ１０と、ラジアルロータ５１、アッパーラジアルロータ５２、及びアンダーラジアルロータ５６を備えた１ステータ３ロータ構造を有している。つまり、アッパーラジアルロータ５２に加えてアンダーラジアルロータ５６も有しており、その他の構成及び作用は、構成例７の回転電機５０（図１７，１８参照）と同様である。
【００３５】
上記構造を有することにより、ステータ１０とラジアルロータ５１の間には、ラジアル磁路ｈが形成され（図１９，２０参照）、ステータ１０とアッパーラジアルロータ５２の間には、アッパーラジアル磁路ｉが形成され（図１７，１８参照）、ステータ１０とアンダーラジアルロータ５６の間には、アンダーラジアル磁路ｊが形成される（図１９，２０参照）。
上述したように、この発明に係る回転電機は、コイルが巻回されているコイル有ティースとコイルが巻回されていないコイル無ティースでティース形状を異ならせた、複数のティースを有するステータと、全てのティースとの間に空隙を有して配置される第１ロータと、前記コイル無ティースとの間に空隙を有して配置される第２ロータとを有している。
【００３６】
また、この発明において、前記第１ロータは、アキシャルギャップ面で前記コイル有ティース及び前記コイル無ティースと対向するアキシャルロータであり、前記第２ロータは、前記ステータの内側に配置され、ラジアルギャップ面で前記コイル無ティースと対向するインナーラジアルロータであり、前記コイル無ティースの内周側を、前記コイルの内周側コイルエンドを越えて位置させることが、好ましい。これにより、アキシャルとインナーラジアルの２つのギャップ面を得ることができるので、ティース利用率を上げ、トルクを向上させることができる。また、多極化によるリラクタンストルクの利用率低下を抑制することができる。
【００３７】
また、この発明において、前記第１ロータは、アキシャルギャップ面で前記コイル有ティース及び前記コイル無ティースと対向するアキシャルロータであり、前記第２ロータは、前記ステータの外側に配置され、ラジアルギャップ面で前記コイル無ティースと対向するアウターラジアルロータであり、前記コイル無ティースの外周側を、前記コイルの外周側コイルエンドを越えて位置させることが、好ましい。これにより、アキシャルとアウターラジアルの２つのギャップ面を得ることができるので、ティース利用率を上げ、トルクを向上させることができる。また、多極化によるリラクタンストルクの利用率低下を抑制することができる。
【００３８】
また、この発明において、前記第１ロータは、アキシャルギャップ面で前記コイル有ティース及び前記コイル無ティースと対向するアキシャルロータであり、前記第２ロータは、前記ステータの内側に配置され、ラジアルギャップ面で前記コイル無ティースと対向するインナーラジアルロータ、及び前記ステータの外側に配置され、ラジアルギャップ面で前記コイル無ティースと対向するアウターラジアルロータであり、前記コイル無ティースの内周側を、前記コイルの内周側コイルエンドを越えて位置させ、前記コイル無ティースの外周側を、前記コイルの外周側コイルエンドを越えて位置させることが、好ましい。これにより、アキシャルとインナーラジアルとアウターラジアルの３つのギャップ面を得ることができるので、ティース利用率を上げ、トルクを向上させることができる。また、多極化によるリラクタンストルクの利用率低下を抑制することができる。
【００３９】
また、この発明において、前記第１ロータは、アキシャルギャップ面で前記コイル有ティース及び前記コイル無ティースと対向するアキシャルロータであり、前記第２ロータは、前記アキシャルロータの内側に配置され、アキシャルギャップ面で前記コイル無ティースと対向するインナーアキシャルロータであり、前記コイル無ティースの内周側を、前記コイルの内周側コイルエンドを越えて位置させることが、好ましい。これにより、アキシャルとインナーアキシャルの２つのギャップ面を得ることができるので、ティース利用率を上げ、トルクを向上させることができる。また、多極化によるリラクタンストルクの利用率低下を抑制することができる。
【００４０】
また、この発明において、前記第１ロータは、アキシャルギャップ面で前記コイル有ティース及び前記コイル無ティースと対向するアキシャルロータであり、前記第２ロータは、前記アキシャルロータの外側に配置され、アキシャルギャップ面で前記コイル無ティースと対向するアウターアキシャルロータであり、前記コイル無ティースの外周側を、前記コイルの外周側コイルエンドを越えて位置させることが、好ましい。これにより、アキシャルとアウターアキシャルの２つのギャップ面を得ることができるので、ティース利用率を上げ、トルクを向上させることができる。また、多極化によるリラクタンストルクの利用率低下を抑制することができる。
【００４１】
また、この発明において、前記第１ロータは、アキシャルギャップ面で前記コイル有ティース及び前記コイル無ティースと対向するアキシャルロータであり、前記第２ロータは、前記アキシャルロータの内側に配置され、アキシャルギャップ面で前記コイル無ティースと対向するインナーアキシャルロータ、及び前記アキシャルロータの外側に配置され、アキシャルギャップ面で前記コイル無ティースと対向するアウターアキシャルロータであり、前記コイル無ティースの内周側を、前記コイルの内周側コイルエンドを越えて位置させ、前記コイル無ティースの外周側を、前記コイルの外周側コイルエンドを越えて位置させることが、好ましい。これにより、アキシャルとインナーアキシャルとアウターアキシャルの３つのギャップ面を得ることができるので、ティース利用率を上げ、トルクを向上させることができる。また、多極化によるリラクタンストルクの利用率低下を抑制することができる。
【００４２】
また、この発明において、前記第１ロータは、前記ステータの内側に配置され、ラジアルギャップ面で前記コイル有ティース及び前記コイル無ティースと対向するラジアルロータであり、前記第２ロータは、前記ラジアルロータのアキシャル方向の少なくとも一方に配置され、ラジアルギャップ面で前記コイル無ティースと対向する第２ラジアルロータであり、前記ティースの内周側を、前記コイルの内周側コイルエンドを越えて位置させることが、好ましい。これにより、２つ或いは３つのラジアルギャップ面を得ることができるので、ティース利用率を上げ、トルクを向上させることができる。また、多極化によるリラクタンストルクの利用率低下を抑制することができる。
【００４３】
また、この発明において、前記ステータは、複数相のコイルを有し、前記ティースの隣接する片側或いは両側の位相が反転状態となる極数とスロット数のスロットコンビネーションを有することが、好ましい。これにより、コイルを巻回しなくてもよいティースを作ることができるので、これを利用して上記効果を実現することができる。
また、この発明において、前記ステータは、複数相のコイルを有し、各相毎に前記ティースを隣り合わせに配置し、各相毎にステータバックヨークを分離することが、好ましい。これにより、ステータバックヨークを一体的に繋がなくても良いので、これにより得られた隙間を、冷却用通路や支持・固定用スペース等として利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】この発明の一実施の形態に係る回転電機の固定子構造を示す斜視説明図である。
【図２】図１の固定子と回転子を示し、（ａ）は平面説明図、（ｂ）は断面説明図である。
【図３】図１のステータ構造の具体的構成例を示し、（ａ）は斜視説明図、（ｂ）は平面説明図、（ｃ）は断面説明図である。
【図４】この発明に係るステータ構造のスロットコンビネーション例を示し、（ａ）はＵ，Ｖ，Ｗ各相の位相関係説明図、（ｂ）は１２スロット１０極の場合の組み合わせ説明図、（ｃ）は１５スロット１６極の場合の組み合わせ説明図である。
【図５】この発明に係るロータ構造を有する回転電機の構成例１を示す、アキシャルロータ配置面側から見た平面説明図である。
【図６】図５の回転電機の構成例１を示し、（ａ）は図５のＡ−Ａ線に沿う断面説明図、（ｂ）はアキシャルロータ配置面の反対側面から見た平面説明図である。
【図７】この発明に係るロータ構造を有する回転電機の構成例２を示す、アキシャルロータ配置面側から見た平面説明図である。
【図８】図７の回転電機の構成例２を示し、（ａ）は図７のＡ−Ａ線に沿う断面説明図、（ｂ）はアキシャルロータ配置面の反対側面から見た平面説明図である。
【図９】この発明に係るロータ構造を有する回転電機の構成例３を示す、アキシャルロータ配置面側から見た平面説明図である。
【図１０】図９の回転電機の構成例３を示し、（ａ）は図９のＡ−Ａ線に沿う断面説明図、（ｂ）はアキシャルロータ配置面の反対側面から見た平面説明図である。
【図１１】この発明に係るロータ構造を有する回転電機の構成例４を示す、アキシャルロータ配置面側から見た平面説明図である。
【図１２】図１１の回転電機の構成例４を示し、（ａ）は図１１のＡ−Ａ線に沿う断面説明図、（ｂ）はアキシャルロータ配置面の反対側面から見た平面説明図である。
【図１３】この発明に係るロータ構造を有する回転電機の構成例５を示す、アキシャルロータ配置面側から見た平面説明図である。
【図１４】図１３の回転電機の構成例５を示し、（ａ）は図１３のＡ−Ａ線に沿う断面説明図、（ｂ）はアキシャルロータ配置面の反対側面から見た平面説明図である。
【図１５】この発明に係るロータ構造を有する回転電機の構成例６を示す、アキシャルロータ配置面側から見た平面説明図である。
【図１６】図１５の回転電機の構成例６を示し、（ａ）は図１５のＡ−Ａ線に沿う断面説明図、（ｂ）はアキシャルロータ配置面の反対側面から見た平面説明図である。
【図１７】この発明に係るロータ構造を有する回転電機の構成例７を示す、アッパーラジアルロータ配置面側から見た平面説明図である。
【図１８】図１７の回転電機の構成例７を示し、（ａ）は図１７のＡ−Ａ線に沿う断面説明図、（ｂ）はアッパーラジアルロータ配置面の反対側面から見た平面説明図である。
【図１９】この発明に係るロータ構造を有する回転電機の構成例８を示す、ラジアルロータ配置面側から見た平面説明図である。
【図２０】図１９の回転電機の構成例８を示し、（ａ）は図１９のＡ−Ａ線に沿う断面説明図、（ｂ）はラジアルロータ配置面の反対側面から見た平面説明図である。
【図２１】この発明に係るロータ構造を有する回転電機の構成例９を示す、ラジアルロータ配置面側から見た平面説明図である。
【図２２】図２１の回転電機の構成例９を示し、（ａ）は図２１のＡ−Ａ線に沿う断面説明図、（ｂ）はラジアルロータ配置面の反対側面から見た平面説明図である。
【図２３】従来の永久磁石モータの固定子構造を概略的に示し、（ａ）は斜視説明図、（ｂ）は平面説明図、（ｃ）は断面説明図である。
【符号の説明】
【００４５】
１０  ステータ
１１ａ，１１ｂ  ロータ
１２  ステータコア
１２ａ  ステータバックヨーク
２０，２５，３０，３５，４０，４５，５０，５５，６０  回転電機
１３  コイル
１４，１４ａ，１４ｂ  ティース
１５  流路
１６  配置部
２１  インナーラジアルロータ
２２，３６  アキシャルロータ
２６  アウターラジアルロータ
３７  インナーアキシャルロータ
４１  アウターアキシャルロータ
５１  ラジアルロータ
５２  アッパーラジアルロータ
５６  アンダーラジアルロータ
Ｏ  ロータ回転軸の中心軸
ａ，ｄ  インナーラジアル磁路
ｂ，ｅ  アキシャル磁路
ｃ  アウターラジアル磁路
ｆ  インナーアキシャル磁路
ｇ  アウターアキシャル磁路
ｈ  ラジアル磁路
ｉ  アッパーラジアル磁路
ｊ  アンダーラジアル磁路
【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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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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