JP2008220128A - Axial gap type rotary electric machine and compressor - Google Patents

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JP2008220128A
JP2008220128A JP2007057400A JP2007057400A JP2008220128A JP 2008220128 A JP2008220128 A JP 2008220128A JP 2007057400 A JP2007057400 A JP 2007057400A JP 2007057400 A JP2007057400 A JP 2007057400A JP 2008220128 A JP2008220128 A JP 2008220128A
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Yoshinari Asano
能成 浅野
Shin Nakamasu
伸 中増
Atsushi Kito
敦之 木藤
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To suppress cogging torque as much as possible in an axial gap type rotary electric machine in which a winding stator is disposed on one side of a rotor in a rotary shaft direction and a non-winding stator is disposed on the other side. <P>SOLUTION: A winding stator 30 and a non-winding stator 40 are disposed on both the sides of a single rotor 20 along a rotary shaft direction 28a. A groove 38S is formed on the winding stator 30 side, and a non-winding staotor side concave portion 42S is formed on the non-winding stator 40 side. The concave portion 42S is formed on a position outside the position where the groove 38S as the non-winding stator side concave portion is projected along the rotary shaft 28a. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

この発明は、アキシャルギャップ型回転電機に関する。   The present invention relates to an axial gap type rotating electrical machine.

アキシャルギャップ型モータは、固定子と回転子とが回転軸に沿ってギャップを隔てて設けられた構成とされている。このようなアキシャルギャップ型モータは、回転軸方向に薄型化しても、界磁用永久磁石の磁極面を広くすることができ、また、巻線の高占積率化も容易であり、大きさに比してトルクないし出力を大きくできる形態として、研究が進められている。   The axial gap type motor has a configuration in which a stator and a rotor are provided with a gap along a rotation axis. Even if such an axial gap type motor is made thin in the direction of the rotation axis, the magnetic pole surface of the field permanent magnet can be widened, and the winding space factor can be easily increased. Research is being carried out as a form in which torque or output can be increased as compared with the above.

しかしながら、アキシャルギャップ型モータでは、回転軸方向に沿って、固定子と回転子との間で吸引力が作用してしまうため、軸受損失が大きくなったり、軸受寿命が短くなってしまうという問題がある。   However, in the axial gap type motor, since a suction force acts between the stator and the rotor along the rotation axis direction, there is a problem that the bearing loss is increased and the bearing life is shortened. is there.

なお、本発明に関連する従来技術として、特許文献1〜3がある。   In addition, there exist patent documents 1-3 as a prior art relevant to this invention.

特許文献1には、回転軸方向に沿って、コイルを有する固定子の両側に第1のヨーク及び第2のヨークを配設し、その第1のヨークに永久磁石を設けた構成が開示されている。   Patent Document 1 discloses a configuration in which a first yoke and a second yoke are disposed on both sides of a stator having a coil along a rotation axis direction, and a permanent magnet is provided on the first yoke. ing.

また、特許文献2には、単相インダクションモータにおいて、回転軸方向に沿って、ロータの両側に第1のステータ及び第2のステータを設け、第1のステータに主巻線を設けると共に、第2のステータに補助巻線を設けた構成が開示されている。   Further, in Patent Document 2, in a single-phase induction motor, a first stator and a second stator are provided on both sides of the rotor along the rotation axis direction, a main winding is provided on the first stator, The structure which provided the auxiliary | assistant coil | winding in 2 stators is disclosed.

また、特許文献3には、ステータに、エアギャップを挟んでロータを対向配置し、ローラの反対側にエアギャップを挟んで補助ヨークを設けたアキシャルギャップ型回転電機が開示されている。   Patent Document 3 discloses an axial gap type rotating electrical machine in which a rotor is disposed opposite to a stator with an air gap interposed therebetween, and an auxiliary yoke is provided on the opposite side of the roller with an air gap interposed therebetween.

特開昭61−185040号公報Japanese Patent Laid-Open No. 61-185040 特開平1−174248号公報JP-A-1-174248 特開2006−353078号公報JP 2006-353078 A

アキシャルギャップ型モータにおいて、軸方向に作用する力を防止するためには、例えば、回転軸方向に沿って、1つの巻線固定子の両側に回転子を2つ設けるか、又は、同じく回転軸方向に沿って、1つの回転子の両側に2つの巻線固定子を設ける等して、複数箇所で作用する吸引力をキャンセルするように相互作用させて、軸方向における全体吸引力を低減させるような構成が提案される。   In the axial gap type motor, in order to prevent the force acting in the axial direction, for example, two rotors are provided on both sides of one winding stator along the rotational axis direction, or the rotational shaft is also the same. Along the direction, two winding stators are provided on both sides of one rotor, for example, to interact with each other so as to cancel the suction force acting at a plurality of locations, thereby reducing the total suction force in the axial direction. Such a configuration is proposed.

しかしながら、前者のように2つの回転子を2つ設ける構成では、軸受構成が複雑化する上、回転軸が長くなり、ねじり振動を生じ易いという問題がある。   However, the configuration in which two rotors are provided as in the former has a problem that the bearing configuration becomes complicated and the rotating shaft becomes long and torsional vibration is likely to occur.

なお、特許文献1は、一方の回転子だけに永久磁石を設けた構成を開示しているが、2つの回転子を有する構成であるため、上記問題を解決することはできない。   In addition, although patent document 1 is disclosing the structure which provided the permanent magnet only in one rotor, since it is a structure which has two rotors, the said problem cannot be solved.

また、後者のように、2つの巻線固定子を設けた構成では、コイルを2つの巻線固定子に分けて設ける必要があるため、コイル数が2倍必要となり、組立工数増加及び各コイル間の結線によるデッドスペースが増大するという問題があった。   Also, in the latter case, in the configuration in which two winding stators are provided, it is necessary to divide the coils into two winding stators, so that the number of coils is doubled. There was a problem that the dead space due to the connection between them increased.

ちなみに、特許文献2に開示の技術では、第1のステータに主巻線を設けると共に、第2のステータに補助巻線を設けている。しかしながら、単相インダクションモータでは、主巻線に流れる電流は、補助巻線に流れる電流よりも大きいため、それぞれによる磁気吸引力は十分にはキャンセルされない。つまり、特許文献2は、そもそも軸方向に作用する力を防止するための技術を開示ないし示唆するものではない。また、両方のステータに巻線を設けているため、結局は、上記2つの巻線固定子を設けた構成と同じと評価でき、上記問題の解決手段を提示するものではない。   Incidentally, in the technique disclosed in Patent Document 2, the main winding is provided in the first stator and the auxiliary winding is provided in the second stator. However, in the single-phase induction motor, the current that flows through the main winding is larger than the current that flows through the auxiliary winding. That is, Patent Document 2 does not disclose or suggest a technique for preventing a force acting in the axial direction in the first place. In addition, since the windings are provided in both stators, it can be evaluated that the configuration is the same as the configuration in which the two winding stators are provided, and no solution to the above problem is presented.

ここで、特許文献3には、ロータの一方側に、コイルを有するステータを、他方側に補助ヨークを配設している。このため、コイル数の増加を抑制しつつ、軸方向に作用する磁気吸引力をなるべくキャンセルすることができる。   Here, in Patent Document 3, a stator having a coil is disposed on one side of a rotor, and an auxiliary yoke is disposed on the other side. For this reason, the magnetic attraction force acting in the axial direction can be canceled as much as possible while suppressing an increase in the number of coils.

しかしながら、特許文献3では、補助ヨークの補助ヨークコアが、ステータの各ステータコアに対向する位置に形成されている。このため、ステータと補助ヨークとで、各コア間の各スリットがロータを挟んで対向する位置に形成されることになり、ロータが回転する際に比較的大きなコギングトルクが発生してしまう。   However, in Patent Document 3, the auxiliary yoke core of the auxiliary yoke is formed at a position facing each stator core of the stator. For this reason, the slits between the cores are formed between the stator and the auxiliary yoke at positions facing each other across the rotor, and a relatively large cogging torque is generated when the rotor rotates.

そこで、本発明は、回転軸方向における回転子の一方側に巻線固定子を配設すると共に、他方側に非巻線固定子を配設したアキシャルギャップ型回転電機において、コギングトルクをなるべく抑制することを目的とする。   Therefore, the present invention suppresses cogging torque as much as possible in an axial gap type rotating electrical machine in which a winding stator is disposed on one side of the rotor in the rotation axis direction and a non-winding stator is disposed on the other side. The purpose is to do.

上記課題を解決するため、このアキシャルギャップ型回転電機は、回転軸を中心として回転自在に配設され、前記回転軸方向における両面に前記回転軸周りに複数の磁極を呈する回転子と、前記回転軸方向における前記回転子の一方側にギャップを隔てて配設され、略円盤状の第1バックヨーク磁心と、前記第1バックヨーク磁心の前記回転子側に前記回転軸周りに沿って配設された複数の固定子磁心と、前記各固定子磁心のうち前記回転子に対向する面に回転磁界を発生させるコイルとを有する巻線固定子と、前記回転軸方向における前記回転子の他方側にギャップを隔てて配設され、実質的に、略円盤状の第2バックヨーク磁心のみ有する非巻線固定子と、を備え、前記巻線固定子のうち前記回転子側の部分であって前記各固定子磁心間に、前記回転子に対して凹む巻線固定子側凹部が形成され、前記非巻線固定子のうち前記回転子側の部分であって前記巻線固定子側凹部を前記回転軸に沿って投影した位置から外れた位置に、前記非巻線固定子の径方向に沿って延びる非巻線固定子側凹部が形成されたものである。   In order to solve the above-mentioned problem, this axial gap type rotating electrical machine is disposed so as to be rotatable about a rotation axis, and a rotor presenting a plurality of magnetic poles around the rotation axis on both surfaces in the rotation axis direction, and the rotation A gap is disposed on one side of the rotor in the axial direction with a gap therebetween, and the first back yoke magnetic core having a substantially disc shape and the rotor side of the first back yoke magnetic core are disposed around the rotation axis. A plurality of stator magnetic cores, a winding stator having a coil that generates a rotating magnetic field on a surface of each of the stator cores facing the rotor, and the other side of the rotor in the direction of the rotation axis And a non-winding stator having only a substantially disc-shaped second back yoke magnetic core, and a portion on the rotor side of the winding stator. Between each stator core A winding stator side recess that is recessed with respect to the rotor is formed, and is a portion on the rotor side of the non-winding stator, and the winding stator side recess is projected along the rotation axis. A non-winding stator side recess extending along the radial direction of the non-winding stator is formed at a position deviated from the position.

この場合に、前記巻線固定子側凹部は、前記各固定子磁心間の溝、又は、前記各固定子磁心の先端部に取付けられた幅広磁心間の溝であってもよい。   In this case, the winding stator side recess may be a groove between the respective stator magnetic cores or a groove between the wide magnetic cores attached to the front ends of the respective stator magnetic cores.

また、前記各非巻線固定子側凹部と前記各巻線固定子側凹部とは、略同幅、略同間隔、同数設けられていてもよい。   The non-winding stator side recesses and the winding stator side recesses may be provided with substantially the same width, substantially the same interval, and the same number.

また、前記各非巻線固定子側凹部の延在方向が前記回転軸を中心として前記各巻線固定子側凹部の延在方向に対してずれる角度が、(180÷Nc)゜(但し、Ncは前記巻線固定子の前記各固定子磁心の数と前記回転子の片面側に現れる磁極数との最小公倍数)であってもよい。   In addition, an angle at which the extending direction of each non-winding stator side recess with respect to the extending direction of each winding stator side recess about the rotation axis is (180 ÷ Nc) ° (where Nc May be the least common multiple of the number of the respective stator cores of the winding stator and the number of magnetic poles appearing on one side of the rotor.

また、前記回転子は、前記回転軸周りに間隔を有して配設された永久磁石を複数有しており、前記各永久磁石間に、その各永久磁石とは磁気的に独立する介在磁心が介在するものであってもよい。   Further, the rotor has a plurality of permanent magnets arranged at intervals around the rotation axis, and the intervening magnetic cores are magnetically independent from the permanent magnets between the permanent magnets. May be interposed.

また、上記課題を解決する圧縮機は、上記のいずれかのアキシャルギャップ型回転電機を備えたものである。   Moreover, the compressor which solves the said subject is equipped with one of said axial gap type rotary electric machines.

この場合に、前記アキシャルギャップ型回転電機の回転駆動を受けて圧縮動作を行う圧縮機構部を備え、前記非巻線固定子は、前記回転子に対して前記圧縮機構部側に設けられていてもよい。   In this case, a compression mechanism portion that performs a compression operation in response to the rotational drive of the axial gap type rotating electrical machine is provided, and the non-winding stator is provided on the compression mechanism portion side with respect to the rotor. Also good.

また、前記回転子の回転軸部の前記巻線固定子側端部は、前記巻線固定子を非貫通な位置に設けられており、前記各コイルのわたり配線部は、前記コイルの回転軸側に設けられていてもよい。   In addition, the winding stator side end of the rotating shaft portion of the rotor is provided at a position not penetrating the winding stator, and the cross wiring portion of each coil is the rotating shaft of the coil. It may be provided on the side.

また、前記巻線固定子の第1バックヨーク磁心の内径は、前記非巻線固定子の第2バックヨーク磁心の内径よりも小さく、前記巻線固定子の第1バックヨーク磁心の前記回転軸方向の厚みは、前記非巻線固定子の第2バックヨーク磁心の前記回転軸方向の厚みより小さくてもよい。   Further, the inner diameter of the first back yoke magnetic core of the winding stator is smaller than the inner diameter of the second back yoke magnetic core of the non-winding stator, and the rotation axis of the first back yoke magnetic core of the winding stator. The thickness in the direction may be smaller than the thickness in the rotation axis direction of the second back yoke magnetic core of the non-winding stator.

このアキシャルギャップ型回転電機によると、前記巻線固定子のうち前記回転子側の部分であって前記各固定子磁心間に、前記回転子に対して凹む巻線固定子側凹部が形成され、前記非巻線固定子のうち前記回転子側の部分であって前記巻線固定子側凹部を前記回転軸に沿って投影した位置から外れた位置に、前記非巻線固定子の径方向に沿って延びる非巻線固定子側凹部が形成されていると、回転軸方向における回転子の一方側に巻線固定子を配設すると共に、他方側に非巻線固定子を配設したアキシャルギャップ型回転電機において、巻線固定子側と非巻線固定子側とで磁気回路をなるべく同じにしつつ、コギングトルクをなるべく抑制するができる。   According to this axial gap type rotating electrical machine, a winding stator side recess that is recessed with respect to the rotor is formed between the stator cores on the rotor side of the winding stator, In the radial direction of the non-winding stator, in the rotor-side portion of the non-winding stator and at a position outside the position where the winding stator-side recess is projected along the rotation axis. When the non-winding stator side recess extending along the axis is formed, the winding stator is disposed on one side of the rotor in the rotation axis direction, and the non-winding stator is disposed on the other side. In the gap-type rotating electrical machine, the cogging torque can be suppressed as much as possible while making the magnetic circuit the same on the winding stator side and the non-winding stator side as much as possible.

また、前記各非巻線固定子側凹部と前記各巻線固定子側凹部とは、略同幅、略同間隔、同数設けられていると、巻線固定子側と非巻線固定子側とで磁気回路を同様にすることができる。   In addition, each of the non-winding stator side recesses and each of the winding stator side recesses are provided with substantially the same width, substantially the same interval, and the same number, and the winding stator side and the non-winding stator side The magnetic circuit can be made similar.

また、上記アキシャルギャップ型回転電機では、回転子1回転あたり、前記巻線固定子の前記各固定子磁心の数と前記回転子の片面側に現れる磁極数との最小公倍数Ncだけ、基本波形が現れる。そこで、前記非巻線固定子側凹部の延在方向が前記回転軸を中心として前記巻線固定子側凹部の延在方向に対してずれる角度を、(180÷Nc)゜にすることで、巻線固定子側と非巻線固定子側とで、コギングトルクの基本波形を逆位相にすることができ、コギングトルクをより効果的に抑制することができる。   Further, in the axial gap type rotating electrical machine, the basic waveform is the same as the least common multiple Nc of the number of the stator cores of the winding stator and the number of magnetic poles appearing on one side of the rotor per one rotation of the rotor. appear. Therefore, by setting the angle at which the extending direction of the non-winding stator side recess is shifted from the extending direction of the winding stator side recess about the rotation axis to (180 ÷ Nc) °, The basic waveform of the cogging torque can be reversed in phase between the winding stator side and the non-winding stator side, and the cogging torque can be more effectively suppressed.

また、各永久磁石間に、その各永久磁石とは磁気的に独立する介在磁心が介在していると、その介在磁心を利用して、リラクタンストルクを併用できる。   Further, when an intervening magnetic core that is magnetically independent from each permanent magnet is interposed between the permanent magnets, reluctance torque can be used in combination using the intervening magnetic core.

上記のいずれかのアキシャルギャップ型回転電機を備えた圧縮機によって、コギングトルクをなるべく抑制することができる。   The cogging torque can be suppressed as much as possible by the compressor including any of the above-described axial gap type rotating electrical machines.

また、前記非巻線固定子は、前記回転子に対して前記圧縮機構部側に設けられていると、前記巻線固定子のコイルの結線やリード線の引出しを容易にすることができる。   Further, when the non-winding stator is provided on the compression mechanism portion side with respect to the rotor, it is possible to easily connect the coils of the winding stator and lead out the lead wires.

また、前記回転子の回転軸部の前記巻線固定子側端部は、前記巻線固定子を非貫通な位置に設けられており、前記各コイルのわたり配線部は、前記コイルの回転軸側に設けられていると、わたり線の短寸化、コンパクト化等を図ることができる。   In addition, the winding stator side end of the rotating shaft portion of the rotor is provided at a position not penetrating the winding stator, and the cross wiring portion of each coil is the rotating shaft of the coil. If it is provided on the side, the crossover line can be shortened, made compact, and the like.

また、前記巻線固定子の第1バックヨーク磁心の内径は、前記非巻線固定子の第2バックヨーク磁心の内径よりも小さく、前記巻線固定子の第1バックヨーク磁心の前記回転軸方向の厚みは、前記非巻線固定子の第2バックヨーク磁心の前記回転軸方向の厚みより小さくすることで、両バックヨーク磁心の磁路断面積を同じようにすることができる。   Further, the inner diameter of the first back yoke magnetic core of the winding stator is smaller than the inner diameter of the second back yoke magnetic core of the non-winding stator, and the rotation axis of the first back yoke magnetic core of the winding stator. By making the thickness in the direction smaller than the thickness of the second back yoke magnetic core of the non-winding stator in the rotational axis direction, the magnetic path cross-sectional areas of both back yoke magnetic cores can be made the same.

{第1実施形態}
以下、第1実施形態に係るアキシャルギャップ型回転電機について説明する。図1は第1実施形態に係るアキシャルギャップ型回転電機を示す分解斜視図であり、図2は同回転電機を示す斜視図であり、図3は同回転電機における巻線固定子側凹部と非巻線固定子側凹部との位置関係を示す図であり、図4は同回転電機を概念的に示す断面図である。
{First embodiment}
Hereinafter, the axial gap type rotating electrical machine according to the first embodiment will be described. FIG. 1 is an exploded perspective view showing an axial gap type rotating electric machine according to the first embodiment, FIG. 2 is a perspective view showing the rotating electric machine, and FIG. It is a figure which shows the positional relationship with the winding stator side recessed part, and FIG. 4 is sectional drawing which shows notionally the rotary electric machine.

このアキシャルギャップ型回転電機10は、1つの回転子20と、2つの固定子30,40とを備えている。回転子20は略円盤状に形成されており、固定子30,40も略円盤状に形成されている。2つの固定子30,40は、回転子20の両面側に配設されている。これらの固定子30,40のうちの一方は、コイル36を有する巻線固定子30であり、他方は巻線を有さない非巻線固定子40である。   The axial gap type rotating electrical machine 10 includes one rotor 20 and two stators 30 and 40. The rotor 20 is formed in a substantially disk shape, and the stators 30 and 40 are also formed in a substantially disk shape. The two stators 30 and 40 are disposed on both sides of the rotor 20. One of the stators 30 and 40 is a winding stator 30 having a coil 36, and the other is a non-winding stator 40 having no winding.

各部についてより詳細に説明する。   Each part will be described in more detail.

回転子20は、回転軸部28(図4参照)を介して所定の回転軸28a周りに回転自在に配設されている。なお、回転軸28aは軸受29(図4参照)によって回転自在に支持されている。また、この回転子20は、前記回転軸28aにおける両面において前記回転軸28a周りに交互の磁極を呈する永久磁石22を、回転軸28a周りに複数有している。より具体的には、各永久磁石22は、回転軸28a周りのドーナツ板状部材を複数(ここでは8つ)に分割した形状、即ち、回転軸28a周りに延びる弧状かつ帯状の板形状に形成されており、それぞれの間に間隔をあけて配設されている。また、各永久磁石22は、回転軸28aに沿った方向、即ち、永久磁石22の厚み方向に着磁されており、回転軸28aの周囲で環状かつ交互の磁極を呈するように配設されている。   The rotor 20 is rotatably arranged around a predetermined rotation shaft 28a via a rotation shaft portion 28 (see FIG. 4). The rotating shaft 28a is rotatably supported by a bearing 29 (see FIG. 4). In addition, the rotor 20 has a plurality of permanent magnets 22 around the rotation shaft 28a that have alternating magnetic poles around the rotation shaft 28a on both surfaces of the rotation shaft 28a. More specifically, each permanent magnet 22 is formed into a shape obtained by dividing a donut plate-like member around the rotation shaft 28a into a plurality (here, eight), that is, an arc-like and strip-like plate shape extending around the rotation shaft 28a. Are arranged with a space between them. Further, each permanent magnet 22 is magnetized in the direction along the rotation shaft 28a, that is, in the thickness direction of the permanent magnet 22, and is disposed so as to present an annular and alternating magnetic pole around the rotation shaft 28a. Yes.

また、各永久磁石22の一方面、つまり、巻線固定子30側の面だけに、それぞれ回転子磁心24が設けられている。各回転子磁心24は、各永久磁石22の形状に対応する弧状かつ帯状の板形状に形成されており、永久磁石22の一方面に重ね合せ状に配設されている。   Further, the rotor magnetic core 24 is provided only on one surface of each permanent magnet 22, that is, on the surface on the winding stator 30 side. Each rotor magnetic core 24 is formed in an arc-like and strip-like plate shape corresponding to the shape of each permanent magnet 22, and is arranged on one surface of the permanent magnet 22 in a superposed manner.

これにより、励磁された巻線固定子30の外部磁界によって回転子20に減磁界が作用した場合に、各回転子磁心24によって、各永久磁石22に作用する減磁界の影響を緩和し、もって、各永久磁石22が減磁するのを防止している。   As a result, when a demagnetizing field acts on the rotor 20 by the external magnetic field of the excited winding stator 30, the influence of the demagnetizing field acting on each permanent magnet 22 is mitigated by each rotor core 24. The permanent magnets 22 are prevented from demagnetizing.

一方、非巻線固定子40は励磁されないので、非巻線固定子40からの減磁界を考慮する必要はないので、回転子20のうち非巻線固定子40側では、永久磁石22が直接露出していても問題はない。このため、ここでは、各永久磁石22の他方面である非巻線固定子40側には、回転子磁心を設けていない。なお、非巻線固定子40側に回転子磁心を設けてもよく、この場合の回転子磁心は永久磁石22を保護する役割を有する。   On the other hand, since the non-winding stator 40 is not excited, it is not necessary to consider the demagnetizing field from the non-winding stator 40, so that the permanent magnet 22 is directly connected to the non-winding stator 40 side of the rotor 20. There is no problem even if it is exposed. For this reason, the rotor magnetic core is not provided in the non-winding stator 40 side which is the other surface of each permanent magnet 22 here. A rotor core may be provided on the non-winding stator 40 side, and the rotor core in this case has a role of protecting the permanent magnet 22.

なお、上記回転子磁心24は、抵抗率が高い材質、例えば、圧粉鉄心で形成されていることが好ましい。これは次の理由による。つまり、次のような観点からして、各永久磁石22は、ネオジウム系の焼結の希土類磁石を用いると好適である。すなわち、ネオジウム系の希土類磁石は磁気エネルギー積が極めて高いため、アキシャルギャップ型回転電機をさらに小型化でき、銅損を減らすことにより高効率化を実現できるからである。ところが、このように各永久磁石22がネオジウム系の焼結の希土類磁石等、抵抗率が小さい材質で形成され、しかも、回転子磁心24も抵抗率が小さい材質で形成されていると、これら永久磁石22や回転子磁心24で生じた渦電流の減少効果はあまり期待できない。そこで、回転子磁心24を高抵抗率の材料で形成することで、回転子磁心24で生じた渦電流の減少効果を期待できる。特に、例えば、PWMインバータ駆動によって巻線固定子30が発生させるキャリア高周波数成分の磁束は、永久磁石22まで作用し難く、その磁束による渦電流は表皮効果によって回転子磁心24の表面近傍で発生し易い。そこで、回転子磁心24を高抵抗率の材料で形成することで、そのような高周波数成分の渦電流を有効に減少させることができる。永久磁石の渦電流損の低減は、鉄損の低減に加え、永久磁石の発熱による熱減磁を防止できるという効果を有する。さらに、特に、巻線固定子40の巻線方式が集中巻である場合や、巻線に流れる電流が大きい場合には、巻線に流れる電流が直接永久磁石22に作用せず、回転子磁心24を介して、場合によっては、永久磁石22ではなく、隣設する回転子磁心24に短絡して流れることにより、永久磁石22に作用する減磁界を低減する効果も有する。これは、磁石材質によらず得られる効果であるが、フェライト系の磁石や、希土類系であってもボンド磁石のように保磁力が比較的小さい材質の場合に特に効果を有する。   The rotor magnetic core 24 is preferably made of a material having high resistivity, for example, a dust core. This is due to the following reason. That is, from the following viewpoint, it is preferable to use a neodymium sintered rare earth magnet for each permanent magnet 22. That is, neodymium-based rare earth magnets have a very high magnetic energy product, so that the axial gap type rotating electrical machine can be further miniaturized and high efficiency can be realized by reducing copper loss. However, if each permanent magnet 22 is made of a material having a low resistivity, such as a neodymium sintered rare earth magnet, and the rotor core 24 is also made of a material having a low resistivity, these permanent magnets 22 are made permanent. The effect of reducing the eddy current generated in the magnet 22 and the rotor core 24 cannot be expected so much. Therefore, by forming the rotor magnetic core 24 from a material having a high resistivity, an effect of reducing eddy current generated in the rotor magnetic core 24 can be expected. In particular, for example, the magnetic flux of the carrier high frequency component generated by the winding stator 30 by the PWM inverter drive hardly acts to the permanent magnet 22, and the eddy current due to the magnetic flux is generated near the surface of the rotor core 24 by the skin effect. Easy to do. Therefore, by forming the rotor core 24 from a material having a high resistivity, such eddy currents of high frequency components can be effectively reduced. Reduction of the eddy current loss of the permanent magnet has an effect of preventing thermal demagnetization due to heat generation of the permanent magnet in addition to reduction of iron loss. Further, particularly when the winding method of the winding stator 40 is concentrated winding, or when the current flowing through the winding is large, the current flowing through the winding does not directly act on the permanent magnet 22 and the rotor core. In some cases, not only the permanent magnets 22 but also the adjacent rotor magnetic cores 24 are caused to flow through 24 to have an effect of reducing the demagnetizing field acting on the permanent magnets 22. This is an effect that can be obtained regardless of the magnet material, but is particularly effective in the case of a ferrite-based magnet or a material having a relatively small coercive force, such as a bonded magnet, even in the case of a rare earth-based material.

なお、これらの各永久磁石22及び各回転子磁心24は、非磁性体によって形成されるホルダ26によって上記配設形態で保持されると共に、回転軸部28に固定されている(図4参照)。図1及び図2ではホルダ26及び回転軸部28の図示を省略している。ネオジウム系の希土類磁石は磁気エネルギー積が高いため、磁極の境界では大きな磁束密度の変化が発生し、コギングトルクが大きくなる傾向にある。特に焼結品であれば、形状の自由度が比較的小さいため、磁石形状のみでのコギング対策には限界がある。   The permanent magnets 22 and the rotor magnetic cores 24 are held in the above arrangement by a holder 26 formed of a non-magnetic material and are fixed to the rotary shaft portion 28 (see FIG. 4). . In FIGS. 1 and 2, the holder 26 and the rotating shaft portion 28 are not shown. Since neodymium-based rare earth magnets have a high magnetic energy product, a large change in magnetic flux density occurs at the boundary between the magnetic poles, and the cogging torque tends to increase. In particular, in the case of a sintered product, since the degree of freedom of shape is relatively small, there is a limit to cogging countermeasures using only the magnet shape.

2つの固定子30,40は、回転軸28a方向における回転子20の両側に、当該回転子20に対してギャップ(ここでは僅かなギャップ)を隔てて対向するように配設されている。各固定子30,40は、図示省略のケーシング等に固定されている。   The two stators 30 and 40 are disposed on both sides of the rotor 20 in the direction of the rotation shaft 28a so as to face the rotor 20 with a gap (here, a slight gap) therebetween. The stators 30 and 40 are fixed to a casing or the like (not shown).

一方の巻線固定子30は、第1バックヨーク磁心32と、複数の固定子磁心34と、複数のコイル36とを有している。   One winding stator 30 includes a first back yoke magnetic core 32, a plurality of stator magnetic cores 34, and a plurality of coils 36.

第1バックヨーク磁心32は、磁性体によって構成されており、略中央部に孔部32hが形成された略円盤板状に形成されている。孔部32hは、後述のように回転軸部28の端部が、巻線固定子の非貫通な位置に設けられている場合は必須ではない。第1バックヨーク磁心32は、圧粉鉄心、積層鋼板等のいずれで形成されていてもよい。この第1バックヨーク磁心32は、固定子磁心34を、上記回転子20とは反対側で支持している。   The first back yoke magnetic core 32 is made of a magnetic material, and is formed in a substantially disk shape with a hole 32h formed in a substantially central portion. The hole 32h is not essential when the end of the rotary shaft 28 is provided at a non-penetrating position of the winding stator as will be described later. The first back yoke magnetic core 32 may be formed of any one of a dust core and a laminated steel plate. The first back yoke magnetic core 32 supports the stator magnetic core 34 on the side opposite to the rotor 20.

各固定子磁心34は、第1バックヨーク磁心32の回転子20側の面に、回転軸28a周りの周方向に沿って間隔をあけて環状に配設されている。各固定子磁心34は、回転軸28aと略直交する平面において、2等辺三角形状の各頂点を丸めた形状を有する板状に形成されており、回転軸28aから外方向に向けて順次幅広になる姿勢で配設されている。この固定子磁心34は、圧粉鉄心、積層鋼板等のいずれで形成されていてもよい。なお、互いに周方向に隣接する各固定子磁心34間は、略等間隔である。   The respective stator magnetic cores 34 are annularly arranged on the surface of the first back yoke magnetic core 32 on the rotor 20 side at intervals along the circumferential direction around the rotation shaft 28a. Each stator magnetic core 34 is formed in a plate shape having a shape obtained by rounding the vertices of an isosceles triangle shape on a plane substantially orthogonal to the rotation shaft 28a, and gradually widens outward from the rotation shaft 28a. It is arranged with the posture. The stator core 34 may be formed of any one of a dust core, a laminated steel plate, and the like. Note that the stator cores 34 adjacent to each other in the circumferential direction are substantially equidistant.

各コイル36は、各固定子磁心34のうち回転子20に対向する面に回転磁界を発生させるものであり、ここでは、上記各固定子磁心34に巻回されている。なお、各コイル36同士を結線するわたり配線部37は、第1バックヨーク磁心32の略中央部であって回転子20側の部分に設けられている。また、このわたり配線部37からの外部配線37aは、孔部32h等を通って外部に引き出されている。回転軸部28は、非巻線固定子40の軸挿通孔部42hに挿通されて、回転子20を回転自在に支持しており、巻線固定子30に達しない程度の長さに形成されているため、第1バックヨーク磁心32の略中央部であって回転子20側の部分に結線用の空間を設けることができる。なお、各コイル36の巻線形態は、必ずしも上記のような集中巻形態である必要はなく、分布巻等の形態であっても構わない。   Each coil 36 generates a rotating magnetic field on the surface of each stator core 34 that faces the rotor 20. Here, each coil 36 is wound around each stator core 34. In addition, the cross wiring part 37 which connects each coil 36 is provided in the part at the approximate center part of the 1st back yoke magnetic core 32, and the rotor 20 side. Further, the external wiring 37a from the cross wiring part 37 is drawn to the outside through the hole 32h and the like. The rotating shaft portion 28 is inserted into the shaft insertion hole portion 42 h of the non-winding stator 40 and rotatably supports the rotor 20, and has a length that does not reach the winding stator 30. Therefore, a space for connection can be provided in a substantially central portion of the first back yoke magnetic core 32 and a portion on the rotor 20 side. The winding form of each coil 36 is not necessarily the concentrated winding form as described above, and may be a distributed winding form or the like.

なお、各コイル36同士を結線するわたり配線部37は、各固定子磁心34及びコイル36の外周側に設けられてもよく、このわたり配線部37からの外部配線37aも、第1バックヨーク磁心32の外側または、第1バックヨーク磁心32の外側に設けられた切り欠き等を通して外部に引き出されてもよい。   In addition, the cross wiring part 37 which connects each coil 36 may be provided in the outer peripheral side of each stator magnetic core 34 and the coil 36, and the external wiring 37a from this cross wiring part 37 is also 1st back yoke magnetic core. It may be drawn to the outside through a notch or the like provided on the outside of 32 or the outside of the first back yoke magnetic core 32.

また、この巻線固定子30では、各固定子磁心34の回転子20側の面に幅広磁心38がそれぞれ設けられている。各幅広磁心38は、回転軸28aと略直交する平面において、固定子磁心34よりも大きい(ここでは一回り大きな)広がりを有する板状部材(ここでは略扇状の板状部材)に形成されており、本巻線固定子30と回転子20との対向面積を増す機能を果す。   In the winding stator 30, a wide magnetic core 38 is provided on the surface of the stator magnetic core 34 on the rotor 20 side. Each of the wide magnetic cores 38 is formed as a plate-like member (here, a substantially fan-like plate-like member) having a larger extent (here, one size larger) than the stator magnetic core 34 in a plane substantially orthogonal to the rotation shaft 28a. Thus, it functions to increase the facing area between the winding stator 30 and the rotor 20.

また、各幅広磁心38間には、回転軸28aを中心とする円の径方向に沿って延びる等幅の溝部38Sが形成されている。この各溝部38Sは、固定子磁心34と同数(ここでは12個)設けられており、回転軸28a周りに沿って略等間隔で設けられている。この各溝部38Sは各幅広磁心38を磁気的に分離する役割を有している。ここでは、これらの各溝部38Sが、巻線固定子30のうち回転子20側の部分であって各固定子磁心34間に形成され、回転子20に対して凹む巻線固定子側凹部として機能する。   Further, between each wide magnetic core 38, a groove 38S having a uniform width extending along the radial direction of a circle centering on the rotation shaft 28a is formed. The groove portions 38S are provided in the same number (12 in this case) as the stator magnetic cores 34, and are provided at substantially equal intervals along the rotation shaft 28a. Each groove 38S has a role of magnetically separating each wide magnetic core 38. Here, each of these groove portions 38 </ b> S is a portion on the rotor 20 side of the winding stator 30, formed between the stator magnetic cores 34, and formed as a winding stator-side recess recessed with respect to the rotor 20. Function.

また、各幅広磁心38は、巻線固定子30の内周側と外周側で連結部38aにより連結されており、全ての幅広磁心38を一体物として取扱えるようになっている。もっとも、連結部38aは、各幅広磁心38間で容易に磁気飽和するように、薄肉に仕上げる等、十分に断面積が小さくなるように形成されており、各幅広磁心38は、実質的には、磁気的に独立している。   In addition, each wide magnetic core 38 is connected to the inner peripheral side and the outer peripheral side of the winding stator 30 by a connecting portion 38a so that all the wide magnetic cores 38 can be handled as a single body. However, the connecting portion 38a is formed so as to have a sufficiently small cross-sectional area such as being thinned so that the magnetic saturation is easily performed between the wide magnetic cores 38. , Magnetically independent.

この幅広磁心38によって、回転子20と巻線固定子30との間で、磁束密度の向上を図ることができる。また、回転子20に対する巻線固定子30の平面度を高めることで、回転子20と巻線固定子30との間の実質的なギャップ長をより小さくできる。   The wide magnetic core 38 can improve the magnetic flux density between the rotor 20 and the winding stator 30. Further, by increasing the flatness of the winding stator 30 with respect to the rotor 20, the substantial gap length between the rotor 20 and the winding stator 30 can be further reduced.

なお、連結部38aは必須ではなく、また、各幅広磁心38も必ずしも必要とはしない。   In addition, the connection part 38a is not essential, and each wide magnetic core 38 is not necessarily required.

非巻線固定子40は、実質的に、略円盤状の第2バックヨーク磁心42のみ有している。ここで、非巻線固定子40が、実質的に、第2バックヨーク磁心42のみ有しているとは、コイル等の電気的な磁界発生に係る要素を持たないことを意味している。   The non-winding stator 40 substantially has only a substantially disc-shaped second back yoke magnetic core 42. Here, the fact that the non-winding stator 40 substantially has only the second back yoke magnetic core 42 means that it has no element related to the generation of an electric magnetic field such as a coil.

第2バックヨーク磁心42は、略円板状に形成され、その略中央部に回転軸部28を挿通可能な軸挿通孔部42hが形成されている。第2バックヨーク磁心42は、圧粉鉄心、積層鋼板等のいずれで形成されていてもよい。なお、軸受が、軸挿通孔部42hにまで伸びていてもよく、軸挿通孔部42hにて軸受を保持しても良い。   The second back yoke magnetic core 42 is formed in a substantially disc shape, and a shaft insertion hole portion 42h through which the rotary shaft portion 28 can be inserted is formed in a substantially central portion thereof. The second back yoke magnetic core 42 may be formed of any one of a dust core, a laminated steel plate, and the like. The bearing may extend to the shaft insertion hole 42h, and the bearing may be held in the shaft insertion hole 42h.

また、この非巻線固定子40には、その回転子20側の部分であって上記巻線固定子側凹部としての溝部38Sを回転軸28aに沿って投影した位置から外れた位置に、非巻線固定子側凹部42Sが形成されている。   In addition, the non-winding stator 40 has a non-winding stator 40 side portion, and a groove 38S serving as the winding stator-side concave portion is located at a position outside the position projected along the rotating shaft 28a. A winding stator side recess 42S is formed.

より具体的には、第2バックヨーク磁心42のうち回転子20側の面に、回転軸28aを中心とする円の径方向に沿って延びる非巻線固定子側凹部42Sが複数形成されている。各非巻線固定子側凹部42Sは、上記溝部38Sと略同幅であり、また、上記溝部38Sと同数(ここでは12個)設けられており、さらに、上記溝部38Sと略同間隔(ここでは、回転軸28a周りに30度間隔)で配設されている。これにより、回転子20の両側で同様の磁気回路を形成できるようになっている。   More specifically, a plurality of non-winding stator side recesses 42S extending along the radial direction of the circle centering on the rotation shaft 28a are formed on the surface of the second back yoke magnetic core 42 on the rotor 20 side. Yes. Each non-winding stator side recess 42S has approximately the same width as the groove 38S, and is provided in the same number (here, 12) as the groove 38S, and is further provided at approximately the same interval as the groove 38S (here In this case, the rotation shafts 28a are arranged at intervals of 30 degrees). Thereby, the same magnetic circuit can be formed on both sides of the rotor 20.

また、溝部38Sを回転軸28aに沿って投影した位置から外れた位置に各非巻線固定子側凹部42Sが配設される具体的態様は次のようになっている。すなわち、各非巻線固定子側凹部42Sの延在方向が、回転軸28aを中心として各溝部38Sの延在方向に対して所定角度θずれている。   Further, a specific mode in which each non-winding stator side recess 42S is disposed at a position deviated from the position where the groove 38S is projected along the rotation axis 28a is as follows. That is, the extending direction of each non-winding stator side recess 42S is deviated by a predetermined angle θ with respect to the extending direction of each groove 38S around the rotation shaft 28a.

そのずれ角度θの好ましい値は、(180÷Nc)゜(但し、Ncは巻線固定子30の各固定子磁心34の数と回転子20の片面側に現れる磁極数との最小公倍数)である。このようなずれ角度θが好ましい理由は次の通りである。すなわち、本実施形態に係る回転電機10では、回転子20が1回回転するあたり、巻線固定子30の各固定子磁心34の数(ここでは12個)と、回転子20の片面に現れる磁極数(ここでは8個)の最小公倍数Ncだけ、コギングトルクの基本波形が現れる。そこで、上記のようにずれ角度θを((360/Nc)/2)゜つまり、(180÷Nc)゜とすることで、巻線固定子30側の溝部38Sによるコギングトルクの基本波形と、非巻線固定子側凹部42S側の非巻線固定子側凹部42Sによるコギングトルクの基本波形とを逆位相にすることができ、全体として見た場合のコギングトルクを効果的に抑制することができる。ここでは、Ncは、8と12の最小公倍数である24であるから、ずれ角度θを(180÷Nc)=7.5゜にすることで、それぞれのコギングトルクの基本波形を逆位相にすることができる。   A preferable value of the deviation angle θ is (180 ÷ Nc) ° (where Nc is the least common multiple of the number of stator cores 34 of the winding stator 30 and the number of magnetic poles appearing on one side of the rotor 20). is there. The reason why such a deviation angle θ is preferable is as follows. That is, in the rotating electrical machine 10 according to the present embodiment, when the rotor 20 rotates once, the number of the stator magnetic cores 34 (here, 12) of the winding stator 30 appears on one side of the rotor 20. The basic waveform of the cogging torque appears by the least common multiple Nc of the number of magnetic poles (here, 8). Therefore, by setting the deviation angle θ to ((360 / Nc) / 2) °, that is, (180 ÷ Nc) ° as described above, the basic waveform of the cogging torque by the groove 38S on the winding stator 30 side, The basic waveform of the cogging torque by the non-winding stator-side recess 42S on the non-winding stator-side recess 42S side can be made in an opposite phase, and the cogging torque when viewed as a whole can be effectively suppressed. it can. Here, since Nc is 24 which is the least common multiple of 8 and 12, by setting the shift angle θ to (180 ÷ Nc) = 7.5 °, the basic waveforms of the respective cogging torques are reversed in phase. be able to.

このアキシャルギャップ型回転電機10は、例えば、3相のインバータにより駆動される。一般に3相インバータにより駆動される3相の回転電機は、電気角1周期につき相数の2倍、すなわち、3×2=6のトルク脈動を発生する。即ち1回転では、極対数4に6をかけた24のトルク脈動となる。従って、ずれ角度θを(360/24)/2=7.5°とすることで、トルク波形も逆位相にしてトルク脈動を低減することができる。   The axial gap type rotating electrical machine 10 is driven by, for example, a three-phase inverter. In general, a three-phase rotating electric machine driven by a three-phase inverter generates torque pulsation that is twice the number of phases per electrical angle cycle, that is, 3 × 2 = 6. That is, in one rotation, 24 torque pulsations obtained by multiplying the number of pole pairs by 6 are obtained. Therefore, by setting the deviation angle θ to (360/24) /2=7.5°, the torque waveform can be reversed and torque pulsation can be reduced.

このように構成されたアキシャルギャップ型回転電機10は、回転軸28a方向に沿って1つの回転子20の両側に2つの固定子30,40を設けた構成であるため、従来のように、回転子を2つ設けた構成と比べて、軸受構成の簡易化、及び、回転軸部の短尺化を図ることができ、また、回転軸部のねじり振動を防止できる。   The axial gap type rotating electrical machine 10 configured as described above has a configuration in which two stators 30 and 40 are provided on both sides of one rotor 20 along the direction of the rotation axis 28a. Compared to the configuration in which two elements are provided, the bearing configuration can be simplified and the rotating shaft portion can be shortened, and torsional vibration of the rotating shaft portion can be prevented.

また、かかる構成を前提として、回転軸28a方向における回転子20の両側に、巻線固定子30及び非巻線固定子40が配設されており、巻線固定子30及び非巻線固定子40は、回転子20を介して共通の磁気回路を形成しているため、回転子20の両側のギャップを通過する磁束量はほぼ同じとなる。これにより、両ギャップで働く磁気吸引力がなるべくキャンセルされ、回転子20及び回転軸部28に作用するスラスト力を小さくすることができる。これにより、軸受損失を低減し、また、軸受寿命を延すこともできる。   On the premise of such a configuration, a winding stator 30 and a non-winding stator 40 are disposed on both sides of the rotor 20 in the direction of the rotary shaft 28a, and the winding stator 30 and the non-winding stator are arranged. 40 forms a common magnetic circuit via the rotor 20, the amount of magnetic flux passing through the gap on both sides of the rotor 20 is substantially the same. As a result, the magnetic attractive force acting in both gaps is canceled as much as possible, and the thrust force acting on the rotor 20 and the rotating shaft portion 28 can be reduced. Thereby, bearing loss can be reduced and bearing life can be extended.

また、2つの固定子30,40のうち、一方の巻線固定子30だけがコイル36を有し、非巻線固定子40は、実施的に、第2バックヨーク磁心42のみを有しているため、固定子を2個としても、コイル数の増加を抑制することもできる。これにより、工程の短縮、結線の簡素化、コイルとコアとの間の絶縁の総量を低減すること等が可能となる。   Of the two stators 30, 40, only one winding stator 30 has the coil 36, and the non-winding stator 40 practically has only the second back yoke magnetic core 42. Therefore, even if the number of stators is two, an increase in the number of coils can be suppressed. This makes it possible to shorten the process, simplify the connection, reduce the total amount of insulation between the coil and the core, and the like.

また、巻線固定子30側に溝部38Sが形成されると共に、非巻線固定子40には、非巻線固定子側凹部42Sが形成されているため、巻線固定子30側と非巻線固定子40側とで磁気回路をなるべく同じにすることができる。しかも、非巻線固定子側凹部42Sは、その回転子20側の部分であって上記巻線固定子側凹部としての溝部38Sを回転軸28aに沿って投影した位置から外れた位置に形成されているため、巻線固定子30側と非巻線固定子40側とでコギングトルクの発生タイミングをずらして、コギングトルクをなるべく抑制することができる。つまり、巻線固定子30側と非巻線固定子40側とで磁気回路をなるべく同じにしつつ、コギングトルクをなるべく抑制するができる。   In addition, a groove 38S is formed on the winding stator 30 side, and a non-winding stator side recess 42S is formed on the non-winding stator 40. The magnetic circuit can be made as identical as possible on the line stator 40 side. Moreover, the non-winding stator side recess 42S is a portion on the rotor 20 side, and is formed at a position deviating from the position where the groove 38S as the winding stator side recess is projected along the rotation axis 28a. Therefore, the cogging torque generation timing can be shifted between the winding stator 30 side and the non-winding stator 40 side to suppress the cogging torque as much as possible. That is, the cogging torque can be suppressed as much as possible while making the magnetic circuit the same as much as possible on the winding stator 30 side and the non-winding stator 40 side.

しかも、溝部38Sと非巻線固定子側凹部42Sとが、略同幅、略同間隔、同数設けられているため、巻線固定子30側と非巻線固定子40側とで磁気回路をより同じにすることができる。また、各非巻線固定子側凹部42Sの延在方向が、回転軸28aを中心として各溝部38Sの延在方向に対して所定角度θずれており、そのずれ角度θが(180÷Nc)゜であるため、巻線固定子30側の溝部38Sによるコギングトルクの基本波形と、非巻線固定子側凹部42S側の非巻線固定子側凹部42Sによるコギングトルクの基本波形とを逆位相にすることができる。これにより、コギングトルクをより効果的に抑制することができる。なお、非巻線固定子側凹部42Sの深さは、第二バックヨーク磁心の磁束を妨げない程度の深さ、溝部38Sに比べて十分に浅くなる。   Moreover, since the grooves 38S and the non-winding stator side recesses 42S are provided with substantially the same width, the same spacing, and the same number, the magnetic circuit is provided between the winding stator 30 side and the non-winding stator 40 side. Can be more the same. Further, the extending direction of each non-winding stator side recess 42S is deviated by a predetermined angle θ with respect to the extending direction of each groove 38S around the rotation shaft 28a, and the deviation angle θ is (180 ÷ Nc). Therefore, the basic waveform of the cogging torque by the groove 38S on the winding stator 30 side and the basic waveform of the cogging torque by the non-winding stator side recess 42S on the non-winding stator side recess 42S are opposite in phase. Can be. Thereby, cogging torque can be more effectively suppressed. It should be noted that the depth of the non-winding stator side recess 42S is sufficiently shallower than the groove 38S to a depth that does not interfere with the magnetic flux of the second back yoke magnetic core.

本アキシャルギャップ型回転電機の基本的構成は上記の通りである。以下では、上記構成を前提にして、変形例、好ましい具体的構成等について説明する。   The basic configuration of this axial gap type rotating electrical machine is as described above. In the following, on the assumption of the above configuration, a modified example, a preferable specific configuration, and the like will be described.

上記実施形態では、幅広磁心38がある例で説明したが、幅広磁心38を省略してもよい。この場合、上記各非巻線固定子側凹部42Sは、各固定子磁心34間の溝を回転軸28aに沿って投影した位置から外れた位置に形成すればよい。また、各非巻線固定子側凹部42Sを、各固定子磁心34間の溝と略同幅、略同間隔及び同数設けるとよい。さらに、各非巻線固定子側凹部42Sの延在方向を、各固定子磁心34間の溝の延在方向を基準にして上記角度θずらすとよい。   In the above embodiment, the example in which the wide magnetic core 38 is provided has been described, but the wide magnetic core 38 may be omitted. In this case, each non-winding stator side recess 42S may be formed at a position deviating from the position where the grooves between the stator magnetic cores 34 are projected along the rotation axis 28a. The non-winding stator side recesses 42S may be provided with substantially the same width, substantially the same interval, and the same number as the grooves between the stator magnetic cores 34. Furthermore, the extending direction of each non-winding stator-side recess 42S may be shifted by the above angle θ with respect to the extending direction of the grooves between the respective stator magnetic cores 34.

つまり、上記幅広磁心38間の溝部38Sや、幅広磁心38を省略した場合の各固定子磁心34間の溝等、巻線固定子30のうち回転子20側の部分であって各固定子磁心34間で回転子20に対して凹む巻線固定子側凹部を基準として、非巻線固定子側凹部42Sの位置や形状、大きさ、個数等を設定すればよい。   That is, a portion of the winding stator 30 on the rotor 20 side, such as the groove portion 38S between the wide magnetic cores 38 and a groove between the stator magnetic cores 34 when the wide magnetic core 38 is omitted, and each stator magnetic core. The position, shape, size, number, and the like of the non-winding stator side recesses 42S may be set with reference to the winding stator side recesses recessed with respect to the rotor 20 between 34.

図5は回転子に介在磁心を設けた例を示す図である。   FIG. 5 is a diagram showing an example in which an intervening magnetic core is provided in the rotor.

すなわち、この回転子120は、回転軸28a周りに間隔を有して配設された永久磁石122を複数(ここでは4つ)有している。また、各永久磁石122の巻線固定子30側の面には回転子磁心124が設けられている。なお、永久磁石122及び回転子磁心124は、回転軸28a周りの方向に沿った寸法が異なる点を除いて、上記永久磁石22及び回転子磁心24と同様構成である。また、回転子120は、各永久磁石122間に、各永久磁石122とは磁気的に独立する介在磁心128を有している。この介在磁心128は、巻線固定子30及び非巻線固定子40の双方に面している。つまり、各永久磁石122と介在磁心128とは、回転軸28a周りで環状かつ交互に配置されている。これらの各永久磁石122と介在磁心128とは、非磁性体によって形成されたホルダ126によって磁気的に独立した状態で保持されている。上記介在磁心128としては、例えば、圧粉鉄心のように、等方性の軟磁性材料を用いることが好ましい。なお、図5では理解を容易にするため、ホルダ126を部分的に切り欠いている。   That is, the rotor 120 has a plurality (four in this case) of permanent magnets 122 arranged at intervals around the rotation axis 28a. A rotor magnetic core 124 is provided on the surface of each permanent magnet 122 on the winding stator 30 side. The permanent magnet 122 and the rotor magnetic core 124 have the same configuration as the permanent magnet 22 and the rotor magnetic core 24 except that the dimensions along the direction around the rotation shaft 28a are different. Further, the rotor 120 has intervening magnetic cores 128 that are magnetically independent of the permanent magnets 122 between the permanent magnets 122. The intervening magnetic core 128 faces both the winding stator 30 and the non-winding stator 40. That is, the permanent magnets 122 and the intervening magnetic cores 128 are annularly and alternately arranged around the rotation shaft 28a. Each permanent magnet 122 and the intervening magnetic core 128 are held in a magnetically independent state by a holder 126 formed of a non-magnetic material. As the intervening magnetic core 128, for example, an isotropic soft magnetic material such as a dust core is preferably used. In FIG. 5, the holder 126 is partially cut away for easy understanding.

上記介在磁心128を設けることで、永久磁石122の中心を示すd軸のインダクタンスLdよりも、極間を示すq軸のインダクタンスLqを大きくすることができ、逆突極性(Lq>Ld)を示す。このため、電流位相をq軸に対して適当な進み角をもって制御することで、いわゆるマグネットトルクに対して、いわゆるリラクタンストルクを更に加えて、トルクやエネルギー効率を高めることができる。   By providing the intervening magnetic core 128, the q-axis inductance Lq indicating the gap can be made larger than the d-axis inductance Ld indicating the center of the permanent magnet 122, and the reverse saliency (Lq> Ld) is exhibited. . For this reason, by controlling the current phase with an appropriate advance angle with respect to the q axis, so-called reluctance torque can be further added to so-called magnet torque, and torque and energy efficiency can be increased.

回転軸28a方向において回転子20の両側のギャップ長について説明する。両側のギャップ長については、機械加工上可能な最小の寸法を採用して、両ギャップ長を略同一とすることで、磁気抵抗を当該両ギャップでの磁気抵抗を最小とすることができる。これにより、動作点磁束密度を向上させ、永久磁石22のエネルギーを有効に利用することができる。しかしながら、非巻線固定子40は、実質的に第2バックヨーク磁心42のみ有する構成であるため、巻線固定子30と比べると、加工精度や組立精度上、少ない誤差で最終的に仕上げられる。従って、実際には、非巻線固定子40と回転子20との間のギャップ長を、巻線固定子30と回転子20との間のギャップ長よりも小さくすることができ、そのような構成であっても構わない。   The gap length on both sides of the rotor 20 in the direction of the rotation shaft 28a will be described. As for the gap lengths on both sides, by adopting the smallest dimension that can be machined and making both gap lengths substantially the same, the magnetoresistance can be minimized at both gaps. Thereby, an operating point magnetic flux density can be improved and the energy of the permanent magnet 22 can be utilized effectively. However, since the non-winding stator 40 has substantially only the second back yoke magnetic core 42, the non-winding stator 40 is finally finished with fewer errors in terms of processing accuracy and assembly accuracy than the winding stator 30. . Therefore, in practice, the gap length between the non-winding stator 40 and the rotor 20 can be made smaller than the gap length between the winding stator 30 and the rotor 20, and such It may be a configuration.

もっとも、巻線固定子30では、各固定子磁心34間の磁束漏洩防止のため、幅広磁心38間にスリットが形成されている。このため、巻線固定子30が回転子20と対向する面積は、非巻線固定子40が回転子20と対向する面積よりも小さくなっている。   However, in the winding stator 30, slits are formed between the wide magnetic cores 38 to prevent magnetic flux leakage between the stator magnetic cores 34. For this reason, the area where the winding stator 30 faces the rotor 20 is smaller than the area where the non-winding stator 40 faces the rotor 20.

このため、各ギャップでのパーミアンスを考慮すると、巻線固定子30側のギャップ長を、非巻線固定子40側のギャップ長よりも小さくするのが好ましいことになる。   For this reason, in consideration of permeance in each gap, it is preferable to make the gap length on the winding stator 30 side smaller than the gap length on the non-winding stator 40 side.

また、両ギャップでの磁気吸引力に着目しても、両ギャップ長が同一であれば、上記対向面積の相違により、巻線固定子30と回転子20との間に作用する磁気吸引力は、非巻線固定子40と回転子との間に作用する磁気吸引力よりも小さくなる傾向にある。このため、両ギャップでの磁気吸引力をなるべく同じにするためには、上記と同様に、巻線固定子30側のギャップ長を、非巻線固定子40側のギャップ長よりも小さくするのが好ましいことになる。   Further, even if attention is paid to the magnetic attractive force in both gaps, if the gap lengths are the same, the magnetic attractive force acting between the winding stator 30 and the rotor 20 due to the difference in facing area is as follows. The magnetic attractive force acting between the non-winding stator 40 and the rotor tends to be smaller. For this reason, in order to make the magnetic attraction forces in both gaps as much as possible, the gap length on the winding stator 30 side is made smaller than the gap length on the non-winding stator 40 side, as described above. Is preferred.

これらの理由により、両ギャップでの磁気吸引力をなるべくキャンセルして、回転子20及び回転軸部28のスラスト力を低減するためには、巻線固定子30側のギャップ長を、非巻線固定子40側のギャップ長よりも小さくするということがより好ましいということになる。   For these reasons, in order to cancel the magnetic attractive force in both gaps as much as possible and reduce the thrust force of the rotor 20 and the rotary shaft portion 28, the gap length on the winding stator 30 side is set to a non-winding. It is more preferable to make it smaller than the gap length on the stator 40 side.

なお、回転電機10は、電動機(モータ)としてだけではなく、発電機としても適用し得る。   The rotating electrical machine 10 can be applied not only as an electric motor (motor) but also as a generator.

{第2実施形態}
以下、第2実施形態に係る圧縮機について説明する。図6は、上記アキシャルギャップ型回転電機としてのモータを適用した圧縮機を示す断面図である。
{Second Embodiment}
Hereinafter, the compressor according to the second embodiment will be described. FIG. 6 is a sectional view showing a compressor to which a motor as the axial gap type rotating electrical machine is applied.

この圧縮機80は、いわゆる高圧ドーム型の圧縮機であり、ケーシングとしての略筒状の密閉容器82内に、回転電機10及び圧縮機構部90を備えている。密閉容器82の下部には、油溜部83が設けられている。   The compressor 80 is a so-called high-pressure dome type compressor, and includes a rotary electric machine 10 and a compression mechanism 90 in a substantially cylindrical sealed container 82 as a casing. An oil reservoir 83 is provided at the lower part of the sealed container 82.

圧縮機構部90は、吸入管91から供給された冷媒を、上記回転電機10の駆動を受けて圧縮動作を行い、圧縮した高圧冷媒を吐出管92から吐出する。   The compression mechanism 90 compresses the refrigerant supplied from the suction pipe 91 by driving the rotating electrical machine 10, and discharges the compressed high-pressure refrigerant from the discharge pipe 92.

回転電機10は、上記第1実施形態で、図1〜図4を参照して説明したものと同様構成である。この回転電機10は、回転軸部28(シャフト)を介して圧縮機構部90を駆動する。なお、第1バックヨーク磁心32は、外周部において、密閉容器82内側に溶接等により固定される。また、第2バックヨークも同様に、外周部において、密閉容器82内側に溶接等により固定されるが、圧縮機構部の上端面からピン等を介して固定されても良い。   The rotating electrical machine 10 has the same configuration as that described with reference to FIGS. 1 to 4 in the first embodiment. The rotating electrical machine 10 drives the compression mechanism unit 90 via the rotating shaft unit 28 (shaft). In addition, the 1st back yoke magnetic core 32 is fixed to the inner side of the airtight container 82 by welding etc. in an outer peripheral part. Similarly, the second back yoke is fixed to the inside of the sealed container 82 at the outer peripheral portion by welding or the like, but may be fixed from the upper end surface of the compression mechanism portion via a pin or the like.

この回転電機10は、上記密閉容器82内で高圧の冷媒ガスが満たされる高圧領域H、ここでは、圧縮機構部90の上側に設けられている。つまり、この圧縮機80は、縦置きの形態である。   The rotating electrical machine 10 is provided in the high-pressure region H in which the high-pressure refrigerant gas is filled in the sealed container 82, here, on the upper side of the compression mechanism unit 90. That is, the compressor 80 is in a vertically placed form.

回転電機10の設置構成について説明する。この回転電機10は、回転軸部28を、密閉容器82の中心軸に沿わせた姿勢で配設されている。また、巻線固定子30は、回転子20に対して圧縮機構部90よりも遠い側に配設され、非巻線固定子40は、回転子20に対して圧縮機構部90に近い側に配設されている。   The installation configuration of the rotating electrical machine 10 will be described. The rotating electrical machine 10 is arranged in a posture in which the rotating shaft portion 28 is aligned with the central axis of the sealed container 82. In addition, the winding stator 30 is disposed on the side farther from the compression mechanism 90 than the rotor 20, and the non-winding stator 40 is closer to the compression mechanism 90 than the rotor 20. It is arranged.

また、回転子20に連結された回転軸部28は、非巻線固定子40を貫通して圧縮機構部90に連結されている。そして、回転子20の回転運動を、回転軸部28を介して圧縮機構部90に伝達する。なお、回転軸部28は、巻線固定子30を貫通しておらず、つまり、回転軸部28及び回転子20は、実質的に、圧縮機構部90側だけで保持される片側支持構造とされている。第1実施形態で説明したように、回転軸部28の短尺化が図られているため、このように片側支持構造としても、回転軸部28の傾斜等による影響は小さい。   Further, the rotary shaft portion 28 connected to the rotor 20 passes through the non-winding stator 40 and is connected to the compression mechanism portion 90. Then, the rotational motion of the rotor 20 is transmitted to the compression mechanism 90 via the rotary shaft portion 28. Note that the rotary shaft portion 28 does not penetrate the winding stator 30, that is, the rotary shaft portion 28 and the rotor 20 are substantially one-side support structure that is held only on the compression mechanism portion 90 side. Has been. As described in the first embodiment, since the rotating shaft portion 28 is shortened, the influence of the inclination of the rotating shaft portion 28 is small even in such a one-side support structure.

また、この圧縮機80では、回転軸部28の端部は、巻線固定子30を非貫通な位置、つまり、巻線固定子30よりも回転子20側にあるため、巻線固定子30のうち、各コイル36の中央よりの部分に、配線用のスペースを確保できる。そこで、各コイル36同士を結線するわたり配線部37を、固定子磁心34の内側に設けている。また、わたり配線部37からの外部配線37aは、巻線固定子30の略中央の孔部32h等を通って外部に引出されている(図4も参照)。なお、上記孔部32hは、冷媒や冷凍機油の通路としても使用される。もちろん、第1バックヨーク磁心32及び第2バックヨーク磁心42の内周部や外周部(回転子20と対向しない部分)に、冷媒や冷凍機油を通すための孔を任意に設けることができる。   Further, in this compressor 80, the end of the rotary shaft portion 28 is in a position not penetrating the winding stator 30, that is, on the rotor 20 side with respect to the winding stator 30, so the winding stator 30 Among them, a space for wiring can be secured in a portion from the center of each coil 36. Therefore, a cross wiring portion 37 for connecting the coils 36 to each other is provided inside the stator magnetic core 34. Further, the external wiring 37a from the cross wiring section 37 is drawn to the outside through the hole 32h at the substantially center of the winding stator 30 (see also FIG. 4). The hole 32h is also used as a refrigerant or refrigeration oil passage. Of course, it is possible to arbitrarily provide holes for allowing the refrigerant and the refrigerator oil to pass through the inner peripheral portion and the outer peripheral portion (portions not facing the rotor 20) of the first back yoke magnetic core 32 and the second back yoke magnetic core 42.

このように構成された圧縮機80では、上記第1実施形態と同様の効果を奏する。   The compressor 80 configured as described above has the same effect as that of the first embodiment.

しかも、回転子20の回転軸部28は、実質的に、圧縮機構部90だけで支持されており、非巻線固定子40は、回転子20に対して圧縮機構部90側に設けられているため、回転子20をより短尺化することができる。   Moreover, the rotation shaft portion 28 of the rotor 20 is substantially supported only by the compression mechanism portion 90, and the non-winding stator 40 is provided on the compression mechanism portion 90 side with respect to the rotor 20. Therefore, the rotor 20 can be further shortened.

さらに、わたり配線部37を、固定子磁心34の内側に設けているので、わたり線の短尺化、及び、回転電機10のコンパクト化を図ることができる。また、外部への配線を、巻線固定子30から集中して引出すことができるので、配線作業の容易化、及び、外部配線のコンパクト化を図ることができる。   Furthermore, since the cross wiring part 37 is provided inside the stator magnetic core 34, the cross line can be shortened and the rotating electrical machine 10 can be made compact. Further, since the wiring to the outside can be concentrated and pulled out from the winding stator 30, the wiring work can be facilitated and the external wiring can be made compact.

本圧縮機の基本的構成は上記の通りである。以下では、上記構成を前提にして、好ましい変形例について説明する。なお、以下の説明では、上記したものと同様要素については同一符号を付してその説明を省略する。   The basic configuration of the compressor is as described above. Below, a preferable modification is demonstrated on the assumption of the said structure. In the following description, elements similar to those described above are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted.

図7は非巻線固定子の変形例を示す図である。この変形例に係る非巻線固定子240(上記非巻線固定子40に対応する)は、積層鋼板部242aと圧粉鉄心リング部242bとを有する第2バックヨーク磁心242(上記第2バックヨーク磁心42に対応する)とを備えている。   FIG. 7 is a view showing a modification of the non-winding stator. The non-winding stator 240 according to this modification (corresponding to the non-winding stator 40) includes a second back yoke magnetic core 242 (the second back yoke) having a laminated steel plate portion 242a and a dust core ring portion 242b. Corresponding to the yoke magnetic core 42).

積層鋼板部242aは、十分に強度のある鋼板を回転軸28a方向に積層した積層鋼板により形成されている。また、積層鋼板部242aは、第2バックヨーク磁心42と同様の外周形状を有する略円板状に形成されると共に、回転子20の各永久磁石22と対向する環状部分に環状凹部242ahが形成されている。   The laminated steel plate portion 242a is formed of a laminated steel plate in which sufficiently strong steel plates are laminated in the direction of the rotation axis 28a. The laminated steel plate portion 242a is formed in a substantially disc shape having the same outer peripheral shape as that of the second back yoke magnetic core 42, and an annular recess 242ah is formed in an annular portion of the rotor 20 facing each permanent magnet 22. Has been.

圧粉鉄心リング部242bは、圧粉鉄心により形成されており、環状凹部242ahに嵌め込み可能なリング状に形成されている。この圧粉鉄心リング部242bは、環状凹部242ahに、焼きばめや溶接等により嵌め込んで固定されている。   The dust core ring portion 242b is formed of a dust core and is formed in a ring shape that can be fitted into the annular recess 242ah. The dust core ring portion 242b is fitted and fixed to the annular recess 242ah by shrink fitting, welding, or the like.

この変形例では、積層鋼板部242aによって、非巻線固定子240を密閉容器82内に固定保持するために必要な強度を得ることができる。一方、積層鋼板が回転子20に対向していると、回転子20との磁束のやりとりの際に、積層間の隙間や絶縁皮膜によって磁気抵抗が大きくなってしまう。そこで、上記のように、圧粉鉄心リング部242bを用いることで、磁気抵抗の増加を防止している。   In this modified example, the laminated steel plate portion 242a can obtain the strength required to fix and hold the non-winding stator 240 in the sealed container 82. On the other hand, when the laminated steel plate faces the rotor 20, the magnetic resistance is increased due to the gap between the layers and the insulating film when the magnetic flux is exchanged with the rotor 20. Therefore, as described above, an increase in magnetic resistance is prevented by using the dust core ring portion 242b.

図8は圧縮機の変形例を示す断面図である。ここでは、巻線固定子330(巻線固定子30に対応する)の第1バックヨーク磁心332(第1バックヨーク磁心32に対応する)孔332hの内径b1を、非巻線固定子340(非巻線固定子40に対応する)の第2バックヨーク磁心342(第2バックヨーク磁心42に対応する)の内径b2よりも小さくしている。また、巻線固定子330の第1バックヨーク磁心332の厚み寸法c1を、非巻線固定子340の第2バックヨーク磁心342の厚み寸法c2よりも小さくしている。   FIG. 8 is a cross-sectional view showing a modification of the compressor. Here, the inner diameter b1 of the first back yoke magnetic core 332 (corresponding to the first back yoke magnetic core 32) hole 332h of the winding stator 330 (corresponding to the winding stator 30) is defined as the non-winding stator 340 ( It is made smaller than the inner diameter b2 of the second back yoke magnetic core 342 (corresponding to the second back yoke magnetic core 42) of the non-winding stator 40). Further, the thickness dimension c1 of the first back yoke magnetic core 332 of the winding stator 330 is set smaller than the thickness dimension c2 of the second back yoke magnetic core 342 of the non-winding stator 340.

つまり、非巻線固定子340は、コイルを有していないため、形状に対する制約が少ないので、上記のように軸挿通孔部342hの内径を大きくすることができる。例えば、回転軸部28との接触防止の隙間を設けたり、冷媒の通路としたり、また、軸受を軸挿通孔742hにまで伸すことで回転子20の傾きをより低減することも可能である。このように軸挿通孔部342hの内径を大きくすると、第2バックヨーク磁心342での磁路断面積が減少してしまう。そこで、第2バックヨーク磁心342の厚みを比較的大きく、つまり、第1バックヨーク磁心332の厚みよりも大きくするようにすればよい。これにより、第1バックヨーク磁心332を必要以上に厚くして使用材料を増加させることなく、両バックヨーク磁心332,342で磁路断面積を同じようにすることができる。なお、非巻線固定子340の軸挿通孔部342hの内径を大きくすることは、負荷(圧縮機構部)と回転子を繋ぐのに必要な太い回転軸部28を挿通する必要性があることからも必然的に要求されることとなる。また、非巻線固定子340の第2バックヨーク磁心342は、径方向に積層、例えば巻回した電磁鋼板を用いても良い。その場合、巻回数を減らすためにも、上記寸法b1を寸法b2よりも小さくし、寸法c1を寸法c2よりも小さくする構成は望ましい。   That is, since the non-winding stator 340 has no coil, there are few restrictions on the shape, and thus the inner diameter of the shaft insertion hole 342h can be increased as described above. For example, it is possible to further reduce the inclination of the rotor 20 by providing a clearance for preventing contact with the rotating shaft portion 28, providing a refrigerant passage, or extending the bearing to the shaft insertion hole 742h. . When the inner diameter of the shaft insertion hole 342h is increased in this way, the magnetic path cross-sectional area at the second back yoke magnetic core 342 decreases. Therefore, the thickness of the second back yoke magnetic core 342 may be made relatively large, that is, larger than the thickness of the first back yoke magnetic core 332. Thus, the magnetic path cross-sectional areas of both the back yoke magnetic cores 332 and 342 can be made the same without making the first back yoke magnetic core 332 thicker than necessary and increasing the material used. It should be noted that increasing the inner diameter of the shaft insertion hole 342h of the non-winding stator 340 requires the insertion of the thick rotating shaft 28 necessary to connect the load (compression mechanism) and the rotor. Will inevitably be required. Further, the second back yoke magnetic core 342 of the non-winding stator 340 may be an electromagnetic steel sheet laminated in the radial direction, for example, wound. In that case, in order to reduce the number of windings, a configuration in which the dimension b1 is smaller than the dimension b2 and the dimension c1 is smaller than the dimension c2 is desirable.

第1実施形態に係るアキシャルギャップ型回転電機を示す分解斜視図である。It is a disassembled perspective view which shows the axial gap type rotary electric machine which concerns on 1st Embodiment. 同上の回転電機を示す斜視図である。It is a perspective view which shows a rotary electric machine same as the above. 同上の回転電機における巻線固定子側凹部と非巻線固定子側凹部との位置関係を示す図である。It is a figure which shows the positional relationship of the winding stator side recessed part and non-winding stator side recessed part in a rotary electric machine same as the above. 同上の回転電機を概念的に示す断面図である。It is sectional drawing which shows notionally a rotary electric machine same as the above. 回転子に介在磁心を設けた例を示す図である。It is a figure which shows the example which provided the interposition magnetic core in the rotor. 第2実施形態に係る圧縮機を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the compressor which concerns on 2nd Embodiment. 非巻線固定子の変形例を示す図である。It is a figure which shows the modification of a non-winding stator. 圧縮機の変形例を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the modification of a compressor.

符号の説明Explanation of symbols

10 アキシャルギャップ型回転電機
20、120 回転子
22、122 永久磁石
24、124 回転子磁心
28a 回転軸
30、330 巻線固定子
32、332 第1バックヨーク磁心
34 固定子磁心
36 コイル
37 配線部
37a 外部配線
38 幅広磁心
38a 連結部
38S 溝部
40、240、340 非巻線固定子
42、242、342 第2バックヨーク磁心
42S 非巻線固定子側凹部
80 圧縮機
90 圧縮機構部
128 介在磁心
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Axial-gap-type rotary electric machine 20, 120 Rotor 22, 122 Permanent magnet 24, 124 Rotor magnetic core 28a Rotating shaft 30, 330 Winding stator 32, 332 First back yoke magnetic core 34 Stator magnetic core 36 Coil 37 Wiring part 37a External wiring 38 Wide magnetic core 38a Connecting portion 38S Groove 40, 240, 340 Non-winding stator 42, 242, 342 Second back yoke magnetic core 42S Non-winding stator side recess 80 Compressor 90 Compression mechanism 128 Intervening core

Claims (9)

回転軸(28a)を中心として回転自在に配設され、前記回転軸方向における両面に前記回転軸周りに複数の磁極を呈する回転子(20、120)と、
前記回転軸方向における前記回転子の一方側にギャップを隔てて配設され、略円盤状の第1バックヨーク磁心(32、132)と、前記第1バックヨーク磁心の前記回転子側に前記回転軸周りに沿って配設された複数の固定子磁心(34)と、前記各固定子磁心のうち前記回転子に対向する面に回転磁界を発生させるコイル(36)とを有する巻線固定子(30、330)と、
前記回転軸方向における前記回転子の他方側にギャップを隔てて配設され、実質的に、略円盤状の第2バックヨーク磁心(42、242、342)のみ有する非巻線固定子(40、240、340)と、
を備え、
前記巻線固定子のうち前記回転子側の部分であって前記各固定子磁心間に、前記回転子に対して凹む巻線固定子側凹部(38S)が形成され、
前記非巻線固定子のうち前記回転子側の部分であって前記巻線固定子側凹部を前記回転軸に沿って投影した位置から外れた位置に、前記非巻線固定子の径方向に沿って延びる非巻線固定子側凹部(42S)が形成された、アキシャルギャップ型回転電機。
A rotor (20, 120) that is rotatably arranged around the rotation axis (28a) and presents a plurality of magnetic poles around the rotation axis on both surfaces in the rotation axis direction;
A gap is disposed on one side of the rotor in the direction of the rotation axis with a gap therebetween, and the first back yoke magnetic core (32, 132) having a substantially disk shape and the rotation on the rotor side of the first back yoke magnetic core. A winding stator having a plurality of stator cores (34) disposed along an axis and a coil (36) for generating a rotating magnetic field on a surface of each stator core facing the rotor. (30, 330),
A non-winding stator (40, having only a substantially disc-shaped second back yoke magnetic core (42, 242, 342) disposed on the other side of the rotor in the direction of the rotation axis with a gap therebetween. 240, 340),
With
A winding stator side recess (38S) that is recessed with respect to the rotor is formed between the stator magnetic cores on the rotor side of the winding stator,
In the radial direction of the non-winding stator, in the rotor-side portion of the non-winding stator and at a position outside the position where the winding stator-side recess is projected along the rotation axis. An axial gap type rotating electrical machine in which a non-winding stator side recess (42S) extending along the axis is formed.
請求項1記載のアキシャルギャップ型回転電機であって、
前記巻線固定子側凹部は、前記各固定子磁心(34)間の溝、又は、前記各固定子磁心の先端部に取付けられた幅広磁心(38)間の溝(38S)である、アキシャルギャップ型回転電機。
The axial gap type rotating electrical machine according to claim 1,
The winding stator side recesses are axial grooves which are grooves between the stator magnetic cores (34) or grooves (38S) between the wide magnetic cores (38) attached to the tip of the stator magnetic cores. Gap type rotating electrical machine.
請求項1又は請求項2記載のアキシャルギャップ型回転電機であって、
前記各非巻線固定子側凹部(42S)と前記各巻線固定子側凹部(38S)とは、略同幅、略同間隔、同数設けられている、アキシャルギャップ型回転電機。
An axial gap type rotating electrical machine according to claim 1 or 2,
Each of the non-winding stator side recesses (42S) and each of the winding stator side recesses (38S) is provided with approximately the same width, approximately the same interval, and the same number, and an axial gap type rotating electrical machine.
請求項1〜請求項3のいずれかに記載のアキシャルギャップ型回転電機であって、
前記各非巻線固定子側凹部(42S)の延在方向が前記回転軸を中心として前記各巻線固定子側凹部(38S)の延在方向に対してずれる角度が、(180÷Nc)゜(但し、Ncは前記巻線固定子の前記各固定子磁心の数と前記回転子の片面側に現れる磁極数との最小公倍数)である、アキシャルギャップ型回転電機。
It is an axial gap type rotary electric machine in any one of Claims 1-3,
The angle at which the extending direction of each non-winding stator side recess (42S) deviates from the extending direction of each winding stator side recess (38S) about the rotation axis is (180 ÷ Nc) °. (Where Nc is the least common multiple of the number of the respective stator magnetic cores of the winding stator and the number of magnetic poles appearing on one side of the rotor).
請求項1〜請求項4のいずれかに記載のアキシャルギャップ型回転電機であって、
前記回転子(120)は、前記回転軸周りに間隔を有して配設された永久磁石(122)を複数有しており、
前記各永久磁石間に、その各永久磁石とは磁気的に独立する介在磁心(128)が介在する、アキシャルギャップ型回転電機。
It is an axial gap type rotary electric machine in any one of Claims 1-4,
The rotor (120) includes a plurality of permanent magnets (122) disposed at intervals around the rotation axis,
An axial gap type rotating electrical machine in which an intervening magnetic core (128) magnetically independent from each permanent magnet is interposed between the permanent magnets.
請求項1〜請求項5のいずれかに記載のアキシャルギャップ型回転電機を備えた圧縮機(80)。   The compressor (80) provided with the axial gap type rotary electric machine in any one of Claims 1-5. 請求項6記載の圧縮機であって、
前記アキシャルギャップ型回転電機の回転駆動を受けて圧縮動作を行う圧縮機構部(90)を備え、
前記非巻線固定子(40、340)は、前記回転子(20)に対して前記圧縮機構部側に設けられている、圧縮機。
The compressor according to claim 6, wherein
A compression mechanism (90) that receives a rotational drive of the axial gap type rotating electrical machine and performs a compression operation;
The non-winding stator (40, 340) is a compressor provided on the compression mechanism section side with respect to the rotor (20).
請求項7記載の圧縮機であって、
前記回転子の回転軸部(28)の前記巻線固定子側端部は、前記巻線固定子を非貫通な位置に設けられており、前記各コイルのわたり配線部(37)は、前記コイルの回転軸側に設けられた、圧縮機。
The compressor according to claim 7, wherein
The winding stator side end of the rotating shaft portion (28) of the rotor is provided at a position not penetrating the winding stator, and the wiring portion (37) of each coil is A compressor provided on the rotating shaft side of the coil.
請求項7又は請求項8記載の圧縮機であって、
前記巻線固定子(330)の第1バックヨーク磁心(332)の内径(B1)は、前記非巻線固定子(340)の第2バックヨーク磁心(342)の内径(b2)よりも小さく、
前記巻線固定子の第1バックヨーク磁心の前記回転軸方向の厚み(c1)は、前記非巻線固定子の第2バックヨーク磁心の前記回転軸方向の厚み(c2)より小さい、圧縮機。
A compressor according to claim 7 or claim 8, wherein
The inner diameter (B1) of the first back yoke magnetic core (332) of the winding stator (330) is smaller than the inner diameter (b2) of the second back yoke magnetic core (342) of the non-winding stator (340). ,
The thickness (c1) of the first back yoke magnetic core of the winding stator in the rotation axis direction is smaller than the thickness (c2) of the second back yoke magnetic core of the non-winding stator in the rotation axis direction. .
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