JP6402739B2

JP6402739B2 - Rotating electric machine

Info

Publication number: JP6402739B2
Application number: JP2016083666A
Authority: JP
Inventors: 和夫岡本
Original assignee: Mazda Motor Corp
Current assignee: Mazda Motor Corp
Priority date: 2016-04-19
Filing date: 2016-04-19
Publication date: 2018-10-10
Anticipated expiration: 2036-04-19
Also published as: JP2017195683A

Description

本発明は、アキシャル方向およびラジアル方向の双方で磁気交換を行うアキシャル・ラジアル複合ギャップ型回転電機（モータ、又は発電機、又はモータ兼発電機）に関するものである。 The present invention relates to an axial-radial composite gap type rotating electrical machine (motor, generator, or motor / generator) that performs magnetic exchange both in the axial direction and in the radial direction.

発生トルクの増大を目的として、上記のようなアキシャル・ラジアル複合ギャップ型の回転電機の開発が行われている。例えば、特許文献１には、その一例として永久磁石型同期電動機が開示されている。この電動機は、出力軸（回転軸）の周囲に永久磁石（界磁）と強磁性体からなる界磁ティースとが交互に配列された円盤状のロータと、このロータの径方向外側に所定のエアギャップ（ラジアルギャップ）を保って配置されたラジアル電機子、および前記ロータの軸方向両側にそれぞれ所定のエアギャップ（アキシャルギャップ）を保って配置された一対のアキシャル電機子からなるステータと、を備えている。この電動機よれば、アキシャル方向およびラジアル方向の双方で磁気交換が行われるので、比較的コンパクトな構成で発生トルクの増大が期待できる。 For the purpose of increasing the generated torque, an axial-radial composite gap type rotating electrical machine as described above has been developed. For example, Patent Document 1 discloses a permanent magnet type synchronous motor as an example. This electric motor has a disk-shaped rotor in which permanent magnets (fields) and field teeth made of a ferromagnetic material are alternately arranged around an output shaft (rotating shaft), and a predetermined outside of the rotor in the radial direction. A radial armature arranged with an air gap (radial gap) maintained, and a stator composed of a pair of axial armatures arranged with a predetermined air gap (axial gap) on both sides in the axial direction of the rotor, I have. According to this electric motor, since magnetic exchange is performed both in the axial direction and in the radial direction, an increase in generated torque can be expected with a relatively compact configuration.

特開２０１４−１６５９２７号公報JP 2014-165927 A

しかし、特許文献１のような回転電機では、一つの永久磁石がラジアル電機子とアキシャル電機子とに共通化されているため、永久磁石に対して電機子から受ける逆磁界が過剰となり、不可逆減磁が起き易くなると考えられる。そのため、より高トルクを発生させるうえで改善の余地がある。 However, in a rotating electrical machine such as Patent Document 1, since one permanent magnet is shared by a radial armature and an axial armature, the reverse magnetic field received from the armature is excessive with respect to the permanent magnet, and the irreversible reduction is achieved. It is thought that magnetism is likely to occur. Therefore, there is room for improvement in generating higher torque.

本発明は、上記のような事情に鑑みてなされたものであり、アキシャル・ラジアル複合ギャップ型の回転電機に関し、より発生トルクの増大に寄与する技術を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the circumstances as described above, and relates to an axial-radial composite gap type rotating electrical machine, and an object thereof is to provide a technique that further contributes to an increase in generated torque.

上記の課題を解決するために、本発明のアキシャル・ラジアル複合ギャップ型回転電機は、回転軸及びこの回転軸と共に回転するロータ本体を備えるロータと、前記回転軸の回転方向に並ぶ複数のコイルを含み、前記ロータ本体に対して前記回転軸の軸方向に所定のエアギャップを隔てて配置されたアキシャルステータと、前記回転軸の回転方向に並ぶ複数のコイルを含み、前記ロータ本体の径方向外側に所定のエアギャップを隔てて配置されたラジアルステータと、を備え、前記ロータ本体は、前記アキシャルステータに対向して配置されて当該アキシャルステータとの間で磁気交換を行う複数のアキシャル用永久磁石と、このアキシャル用永久磁石の反アキシャルステータ側に隣接して配置されたアキシャル用バックヨークと、前記アキシャル用永久磁石とは別の永久磁石であって、前記ラジアルステータに対向して配置されて当該ラジアルステータとの間で磁気交換を行う複数のラジアル用永久磁石と、このラジアル用永久磁石の反ラジアルステータ側に隣接して配置された筒状のラジアル用バックヨークと、を備え、前記アキシャル用バックヨークは前記ラジアル用バックヨークに密接する状態で当該ラジアル用バックヨークの内側に配置されているものである。 In order to solve the above-described problems, an axial-radial composite gap type rotating electrical machine according to the present invention includes a rotor including a rotating shaft and a rotor body that rotates together with the rotating shaft, and a plurality of coils arranged in the rotation direction of the rotating shaft. An axial stator disposed with a predetermined air gap in the axial direction of the rotating shaft with respect to the rotor body, and a plurality of coils arranged in the rotating direction of the rotating shaft, the outer radial direction of the rotor body A plurality of axial permanent magnets which are arranged opposite to the axial stator and exchange magnetically with the axial stator. When the axial back yokes disposed adjacent against the axial stator side of the axial permanent magnet, said Aki A separate permanent magnet to the catcher Le permanent magnet, and a plurality of permanent magnets for radial for magnetic exchange between the disposed facing the radial stator the radial stator, the radial permanent magnet A cylindrical radial back yoke disposed adjacent to the non-radial stator side, and the axial back yoke is disposed inside the radial back yoke in a state of being in close contact with the radial back yoke. It is what.

この構成によれば、アキシャル用永久磁石とアキシャルステータとの間で磁気交換が行われる一方で、アキシャル用永久磁石とは別に設けられた、ラジアル用永久磁石とラジアルステータとの間で磁気交換が行われる。すなわち、アキシャル用とラジアル用とで永久磁石が個別に設けられた構造であるため、アキシャル用とラジアル用とで永久磁石が共通化された従来の構造に比べて、永久磁石に対して電機子から受ける逆磁界が過剰となり、不可逆減磁が起き易くなることがない。従って、総磁束量の増大、ひいては発生トルクの増大に寄与するものとなる。 According to this configuration, while magnetic exchange is performed between the axial permanent magnet and the axial stator, magnetic exchange is performed between the radial permanent magnet and the radial stator that are provided separately from the axial permanent magnet. Done. In other words, since the permanent magnets are provided separately for the axial and radial types, the armature is used for the permanent magnets compared to the conventional structure in which the permanent magnets are shared for the axial and radial types. Therefore, the reverse magnetic field received from is excessive, and irreversible demagnetization does not easily occur. Therefore, this contributes to an increase in the total amount of magnetic flux and thus an increase in generated torque.

なお、上記の記載において、ここで言う「磁気交換」とは、磁化の交換相互作用を意味する。 In the above description, “magnetic exchange” as used herein means an exchange interaction of magnetization.

上記構成において、前記ロータは、ロータ本体として前記アキシャルステータの両側に配置された第１ロータ本体および第２ロータ本体を備えるのが好適である。 In the above configuration, it is preferable that the rotor includes a first rotor body and a second rotor body disposed on both sides of the axial stator as a rotor body.

この構成によれば、ロータとアキシャルステータとの磁気交換面積をより増大させることができ、発生トルクの増大により一層寄与するものとなる。 According to this configuration, it is possible to further increase the magnetic exchange area between the rotor and the axial stator, which further contributes to an increase in generated torque.

上記構成において、前記アキシャル用永久磁石と前記ラジアル用永久磁石とは、前記ロータ本体の同一回転角度位置に各々配置されているのが好適である。 In the above configuration, it is preferable that the axial permanent magnet and the radial permanent magnet are respectively disposed at the same rotational angle position of the rotor body.

この構成によれば、各ステータのコイルの位置を揃えることができるので、簡素化でき、またモータ制御も容易になる。 According to this configuration, since the positions of the coils of the respective stators can be made uniform, simplification can be achieved and motor control can be facilitated.

この場合、同一角度位置に配置された前記アキシャル用永久磁石および前記ラジアル用永久磁石は、互いにエアギャップ側の磁極が同じ磁極であるのが好適である。 In this case, it is preferable that the axial permanent magnet and the radial permanent magnet arranged at the same angular position have the same magnetic pole on the air gap side.

アキシャル用永久磁石とアキシャルステータとの間に形成される磁束と、ラジアル用永久磁石とラジアルステータとの間に形成される磁束とが互いに影響し合って（干渉して）トルク発生を阻害することが抑制される。 The magnetic flux formed between the axial permanent magnet and the axial stator and the magnetic flux formed between the radial permanent magnet and the radial stator interact with each other (interfere) to inhibit torque generation. Is suppressed.

なお、上記の回転電機において、前記ロータは、前記回転軸を通じて前記ロータ本体に冷却液を循環させる冷却液循環通路を備えているのが好適である。 In the above rotating electrical machine, it is preferable that the rotor includes a coolant circulation passage for circulating coolant through the rotor shaft to the rotor body.

この構成によれば、ロータ本体の各永久磁石を効果的に冷却することが可能となり、永久磁石の高温化に伴うモータ効率の低下を抑制することが可能となる。 According to this structure, it becomes possible to cool each permanent magnet of a rotor main body effectively, and it becomes possible to suppress the fall of the motor efficiency accompanying the high temperature of a permanent magnet.

また、前記アキシャルステータおよび前記ラジアルステータは、各々、ステータコアとこのステータコアに装着された前記コイルとを備える円環状のステータ本体を備え、当該回転電機は、前記アキシャルステータおよび前記ラジアルステータの各ステータ本体のうち、少なくとも一方のステータ本体の前記コイルを収納する環状の閉空間と、前記閉空間に冷却液を給排可能な冷却液給排部とを備えているのが好適である。 Each of the axial stator and the radial stator includes an annular stator body including a stator core and the coil mounted on the stator core, and the rotating electrical machine includes the stator bodies of the axial stator and the radial stator. It is preferable that an annular closed space that houses the coil of at least one of the stator main bodies and a coolant supply / discharge portion that can supply and discharge coolant to and from the closed space are preferable.

この構成によれば、アキシャルステータ又は／及びラジアルステータロータの各コイルを効果的に冷却することが可能となり、コイルの高温化に伴うモータ効率の低下を抑制することが可能となる。 According to this configuration, each coil of the axial stator and / or the radial stator rotor can be effectively cooled, and it is possible to suppress a decrease in motor efficiency due to the high temperature of the coil.

なお、上記回転電機においては、前記ロータ、前記アキシャルステータおよび前記ラジアルステータが収容されるケースを備え、前記アキシャルステータは、ステータコアとこのステータコアに装着された前記コイルとを備える円環状のステータ本体と、このステータ本体に対して前記軸方向両側から各々組付けられて当該ステータ本体の径方向外側に延在する一対の支持プレートとを含み、前記各支持プレートの周縁部が前記ケースに固定されることにより当該ケースに組み付けられているのが好適である。 The rotating electrical machine includes a case in which the rotor, the axial stator, and the radial stator are accommodated, and the axial stator includes an annular stator body including a stator core and the coil attached to the stator core; And a pair of support plates that are assembled to the stator body from both sides in the axial direction and extend outward in the radial direction of the stator body, and the peripheral portions of the support plates are fixed to the case Therefore, it is preferable to be assembled to the case.

この構成によれば、アキシャルステータを安定的かつ確実にケースで支持することが可能となる。 According to this configuration, the axial stator can be stably and reliably supported by the case.

以上説明したように、本発明のアキシャル・ラジアル複合ギャップ型回転電機によれば、発生トルクの増大に寄与することができる。 As described above, according to the axial-radial composite gap type rotating electrical machine of the present invention, it is possible to contribute to an increase in generated torque.

本発明のアキシャル・ラジアル複合ギャップ型回転電機の斜視図である。1 is a perspective view of an axial-radial composite gap type rotating electrical machine of the present invention. 上記回転電機の断面図である。It is sectional drawing of the said rotary electric machine. ケースを外した状態の上記回転電機の斜視図である。It is a perspective view of the said rotary electric machine of the state which removed the case. 図３の回転電機を軸方向（軸方向（＋）側）から見た図である。It is the figure which looked at the rotary electric machine of FIG. 3 from the axial direction (axial direction (+) side). （ａ）は反エアギャップ側（軸方向（＋）側）から見た第１ロータ本体の斜視図であり、（ｂ）はアキシャルギャップ側（軸方向（−）側）から見た第１ロータ本体の斜視図である。(A) is a perspective view of the 1st rotor main body seen from the air gap side (axial direction (+) side), (b) is the 1st rotor seen from the axial gap side (axial direction (-) side). It is a perspective view of a main body. ロータ本体の組立工程図である。It is an assembly process figure of a rotor main body. ロータ本体の組立工程図である。It is an assembly process figure of a rotor main body. ロータ本体の組立工程図である。It is an assembly process figure of a rotor main body. 図４の回転電機から第１ロータ本体を外した図である。It is the figure which removed the 1st rotor main body from the rotary electric machine of FIG. アキシャルステータの斜視図である。It is a perspective view of an axial stator. 支持プレートを外した状態のアキシャルステータの斜視図である。It is a perspective view of an axial stator in the state where a support plate was removed. 第１ラジアルステータの斜視図である。It is a perspective view of a 1st radial stator. 本発明の変形例に係るアキシャル・ラジアル複合ギャップ型回転電機の断面図である。It is sectional drawing of the axial radial composite gap type rotary electric machine which concerns on the modification of this invention. （ａ）変形例に係るロータ本体をエアギャップ側から見た斜視図であり、（ｂ）は、同ロータ本体を反エアギャップ側から見た斜視図である。(A) It is the perspective view which looked at the rotor main body which concerns on a modification from the air gap side, (b) is the perspective view which looked at the rotor main body from the anti-air gap side. （ａ）変形例に係るロータ本体のラジアルバックヨークの斜視図であり、（ｂ）は、アキシャルバックヨークが組み付けられたラジアルバックヨークの斜視図である。(A) It is a perspective view of the radial back yoke of the rotor main body which concerns on a modification, (b) is a perspective view of the radial back yoke with which the axial back yoke was assembled | attached.

以下、添付図面を参照しながら本発明の好ましい実施の一形態について詳述する。 Hereinafter, a preferred embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

［全体構成］
図１は、本発明の第１実施形態に係るアキシャル・ラジアル複合ギャップ型回転電機１Ａ（以下、回転電機１Ａと略す）の斜視図であり、図２は、回転電機１Ａの断面図である。また、図３は、後記ケース８を外した上記回転電機１Ａの斜視図であり、図４は、図３の回転電機１Ａを後記軸方向から見た図（平面図）である。 [overall structure]
FIG. 1 is a perspective view of an axial-radial composite gap type rotating electrical machine 1A (hereinafter abbreviated as rotating electrical machine 1A) according to the first embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a cross-sectional view of the rotating electrical machine 1A. 3 is a perspective view of the rotating electrical machine 1A from which a case 8 described later is removed, and FIG. 4 is a view (plan view) of the rotating electrical machine 1A shown in FIG.

これらの図に示すように、回転電機１Ａは、回転軸１０を中心に備えるロータ２と、当該ロータ２の後記ロータ本体１２Ａ、１２Ｂの間に介在し、ロータ本体１２Ａ、１２Ｂに対して回転軸１０の軸方向に所定のエアギャップ（アキシャルギャップ）を隔てて対向配置されたアキシャルステータ４と、ロータ本体１２Ａ、１２Ｂの径方向外側に各々所定のエアギャップ（ラジアルギャップ）を隔てて対向配置されたラジアルステータ６Ａ、６Ｂと、前記ロータ２および各ステータ４、６Ａ、６Ｂが収容されるケース８とを備えている。 As shown in these drawings, the rotating electrical machine 1A is interposed between the rotor 2 having the rotation shaft 10 as a center and the rotor bodies 12A and 12B described later of the rotor 2, and the rotation shaft with respect to the rotor bodies 12A and 12B. The axial stator 4 is disposed opposite to each other with a predetermined air gap (axial gap) 10 in the axial direction, and is opposed to the rotor bodies 12A and 12B on the radially outer side with a predetermined air gap (radial gap) therebetween. Further, a radial stator 6A, 6B and a case 8 in which the rotor 2 and the stators 4, 6A, 6B are accommodated are provided.

なお、以下の説明では、特に言及する場合を除き、回転軸１０と平行な方向を「軸方向又はアキシャル方向」、回転軸１０と直交する方向を「径方向又はラジアル方向」、回転軸１０（ロータ２）の回転方向を「周方向」と称す。また、便宜上、回転軸１０と平行な方向において、その一方側を軸方向（＋）側、これと反対側を軸方向（−）側と称す。 In the following description, unless otherwise specified, the direction parallel to the rotation axis 10 is “axial direction or axial direction”, the direction orthogonal to the rotation axis 10 is “radial direction or radial direction”, and the rotation axis 10 ( The rotation direction of the rotor 2) is referred to as “circumferential direction”. For convenience, in the direction parallel to the rotation shaft 10, one side is referred to as an axial direction (+) side, and the opposite side is referred to as an axial direction (-) side.

前記ロータ２は、所定間隔を隔てて対向配置される円盤状の一対のロータ本体１２Ａ、１２Ｂと、ロータ本体１２Ａ、１２Ｂの中心を貫通する前記回転軸１０とを含む。 The rotor 2 includes a pair of disk-shaped rotor main bodies 12A and 12B that face each other at a predetermined interval, and the rotating shaft 10 that passes through the centers of the rotor main bodies 12A and 12B.

各ロータ本体１２Ａ、１２Ｂは、回転軸１０に固定されており、回転軸１０はベアリング９を介してケース８に回転自在に支持されている。 Each rotor body 12A, 12B is fixed to a rotating shaft 10, and the rotating shaft 10 is rotatably supported by a case 8 via a bearing 9.

詳しくは、図２に示すように、回転軸１０は、主軸部１１ａを中心としてその軸方向両側に各々スプライン軸部１１ｂ、ねじ軸部１１ｃおよび支持軸部１１ｄをその順番で備えた多段軸構造を有している。主軸部１１ａの径（外径）が最も大きく、順次、スプライン軸部１１ｂ、ねじ軸部１１ｃ、支持軸部１１ｄの順番で径が小さくなっている。一方、ロータ本体１２Ａ、１２Ｂの中心には、前記スプライン軸部１１ｂに対応するスプライン溝を備えた貫通孔１４が形成されている。そして、回転軸１０の両側から、前記貫通孔１４にそれぞれスプライン軸部１１ｂが挿入されるように各ロータ本体１２Ａ、１２Ｂが装着され、さらに、各ロータ本体１２Ａ、１２Ｂの外側から各ねじ軸部１１ｃに各々ナット部材１６が螺着されている。これにより、各ロータ本体１２Ａ、１２Ｂが、各々スペーサ１７を介してナット部材１６と回転軸１０の主軸部１１ａとの間に挟持されている。つまり、各ロータ本体１２Ａ、１２Ｂは、回転軸１０と一体回転可能となるように、当該回転軸１０にスプライン結合されている。 Specifically, as shown in FIG. 2, the rotary shaft 10 has a multi-stage shaft structure including a spline shaft portion 11b, a screw shaft portion 11c, and a support shaft portion 11d in that order on both sides of the main shaft portion 11a in the axial direction. have. The diameter (outer diameter) of the main shaft portion 11a is the largest, and the diameter decreases in the order of the spline shaft portion 11b, the screw shaft portion 11c, and the support shaft portion 11d. On the other hand, a through hole 14 having a spline groove corresponding to the spline shaft portion 11b is formed at the center of the rotor main bodies 12A and 12B. Then, the rotor main bodies 12A and 12B are mounted from both sides of the rotary shaft 10 so that the spline shaft portions 11b are inserted into the through holes 14, respectively, and further, the screw shaft portions from the outside of the rotor main bodies 12A and 12B. Each nut member 16 is screwed to 11c. Thus, the rotor main bodies 12A and 12B are sandwiched between the nut member 16 and the main shaft portion 11a of the rotary shaft 10 via the spacers 17, respectively. That is, each rotor main body 12A, 12B is spline-coupled to the rotary shaft 10 so as to be able to rotate integrally with the rotary shaft 10.

前記ロータ本体１２Ａ、１２Ｂ（第１ロータ本体１２Ａ、第２ロータ本体１２Ｂ）の基本的な構造は同一である。ここでは、二つのロータ本体１２Ａ、１２Ｂのうち、軸方向（＋）側に位置する第１ロータ本体１２Ａの構成について説明し、その後、第１ロータ本体１２Ａと第２ロータ本体１２Ｂとの関係について言及することにする。 The basic structures of the rotor bodies 12A and 12B (the first rotor body 12A and the second rotor body 12B) are the same. Here, the configuration of the first rotor main body 12A located on the axial direction (+) side of the two rotor main bodies 12A and 12B will be described, and then the relationship between the first rotor main body 12A and the second rotor main body 12B. I will mention it.

第１ロータ本体１２Ａ、アキシャルステータ４に対向して配置されて当該アキシャルステータ４との間で磁気交換（磁化の交換相互作用）を行う複数のアキシャル用永久磁石２２と、当該アキシャル用永久磁石２２とは別の永久磁石であって、第１ラジアルステータ６Ａに対向して配置されて当該第１ラジアルステータ６Ａとの間で磁気交換を行う複数のラジアル用永久磁石２６とを備えている。 A plurality of axial permanent magnets 22 arranged to face the first rotor main body 12A and the axial stator 4 and perform magnetic exchange (magnetization exchange interaction) with the axial stator 4, and the axial permanent magnet 22 And a plurality of radial permanent magnets 26 that are arranged to face the first radial stator 6A and perform magnetic exchange with the first radial stator 6A.

具体的に説明すると、第１ロータ本体１２Ａは、図２及び図５（ａ）、（ｂ）に示すように、中心に上記貫通孔１４を備えた円盤状のベース部材２０と、このベース部材２０に各々組み付けられた、複数のアキシャル用永久磁石２２、アキシャル用バックヨーク２４、複数のラジアル用永久磁石２６、ラジアル用バックヨーク２８および複数のクランプ部材３０とで構成されている。 More specifically, the first rotor main body 12A includes a disc-shaped base member 20 having the through hole 14 at the center and the base member, as shown in FIGS. 2 and 5A and 5B. 20, a plurality of axial permanent magnets 22, an axial back yoke 24, a plurality of radial permanent magnets 26, a radial back yoke 28, and a plurality of clamp members 30.

図６に示すように、ベース部材２０は、円形のプレート部２０ａとその中心部で当該ベース部材２０ａから軸方向に突出するボス部２０ｂとを備えており、全体が非磁性材料（アルミナなどのセラミック、強化プラスチック、オーステナイト系ステンレス、アルミ等）により一体に形成されている。このベース部材２０の外周に、前記ラジアル用バックヨーク２８が配置されている。 As shown in FIG. 6, the base member 20 includes a circular plate portion 20a and a boss portion 20b protruding in the axial direction from the base member 20a at the center thereof, and is entirely made of a nonmagnetic material (such as alumina). Ceramic, reinforced plastic, austenitic stainless steel, aluminum, etc.). The radial back yoke 28 is disposed on the outer periphery of the base member 20.

ラジアル用バックヨーク２８は、軟磁性体から構成されている。詳しくは、ラジアル用バックヨーク２８は、表面に電気的絶縁処理を施した軟磁性金属粉末、例えばＦｅ、Ｆｅ−Ｓｉ系およびＦｅ−Ｎｉ系などの金属粉末がバインダーと共に圧縮成型された成型体である。ラジアル用バックヨーク２８は、前記ボス部２０ｂにおけるベース部材２０の軸方向寸法（厚み寸法）と同等の軸方向寸法を有した円筒形の部材であり、ベース部材２０の前記プレート部２０ａに外嵌されている。 The radial back yoke 28 is made of a soft magnetic material. Specifically, the radial back yoke 28 is a molded body in which a soft magnetic metal powder whose surface is electrically insulated, for example, a metal powder such as Fe, Fe-Si, and Fe-Ni, is compression-molded together with a binder. is there. The radial back yoke 28 is a cylindrical member having an axial dimension equivalent to the axial dimension (thickness dimension) of the base member 20 in the boss portion 20b, and is externally fitted to the plate portion 20a of the base member 20. Has been.

そして、図７に示すように、ベース部材２０のプレート部２０ａ、ボス部２０ｂ及びラジアル用バックヨーク２８により形成された円環状の凹部に、前記アキシャル用バックヨーク２４と前記複数のアキシャル用永久磁石２２とが積層した状態で配置されるとともに、前記ラジアル用バックヨーク２８の外周面上に、前記複数のラジアル用永久磁石２６が配置されている。 As shown in FIG. 7, the axial back yoke 24 and the plurality of axial permanent magnets are formed in an annular recess formed by the plate portion 20 a, the boss portion 20 b, and the radial back yoke 28 of the base member 20. 22 are disposed in a stacked state, and the plurality of radial permanent magnets 26 are disposed on the outer peripheral surface of the radial back yoke 28.

アキシャル用バックヨーク２４は、ラジアル用バックヨーク２８と同等の成型体、すなわち、上記軟磁性金属粉末を主成分とする成型体であり、軸方向に偏平な円環状であり、プレート部２０ａに当接する状態で、すなわち上記円環状の凹部の内底面に当接する状態で、ボス部２０ｂの外周面とラジアル用バックヨーク２８の内周面との間に嵌入されている。なお、ベース部材２０のプレート部２０ａには、周方向にジグザグに延びる溝部２１（図６参照）が形成されており、当該溝部２１がアキシャル用バックヨーク２４により軸方向から覆われている。これにより、当該第１ロータ本体１２Ａの内部に、径方向に蛇行しながら（図６中の破線参照）周方向に冷却液を循環させる冷却液ジャケット３２（図２参照）が形成されている。 The axial back yoke 24 is a molded body equivalent to the radial back yoke 28, that is, a molded body mainly composed of the soft magnetic metal powder. The axial back yoke 24 has an annular shape that is flat in the axial direction and contacts the plate portion 20a. It is fitted between the outer peripheral surface of the boss portion 20b and the inner peripheral surface of the radial back yoke 28 in a state of contact, that is, in a state of contacting the inner bottom surface of the annular recess. The plate portion 20a of the base member 20 is formed with a groove portion 21 (see FIG. 6) that extends in a zigzag manner in the circumferential direction, and the groove portion 21 is covered from the axial direction by the axial back yoke 24. Thus, a coolant jacket 32 (see FIG. 2) is formed inside the first rotor body 12A to circulate the coolant in the circumferential direction while meandering in the radial direction (see the broken line in FIG. 6).

前記複数のアキシャル用永久磁石２２は、ボス部２０ｂの外周面とラジアル用バックヨーク２８の内周面との隙間に嵌入され、前記アキシャル用バックヨーク２４に積層されている。各アキシャル用永久磁石２２は、軸方向に偏平な略扇形の形状を有している。これらアキシャル用永久磁石２２は、隣接する磁石２２のエアギャップ側（軸方向（−）側）の磁極が交互に異なるように配列されている。各アキシャル用永久磁石２２は、図５（ａ）に示すように、上記隙間に嵌入された状態で、当該エアギャップ側の面（磁気交換面）が前記ボス部２０ｂの軸方向端面およびラジアル用バックヨーク２８の軸方向端面と面一となっている。つまり、前記ボス部２０ｂの軸方向端面およびラジアル用バックヨーク２８の軸方向端面と、アキシャル用バックヨーク２４の軸方向端面との段差寸法は、アキシャル用永久磁石２２の厚み寸法と同等の寸法に設定されている。 The plurality of axial permanent magnets 22 are fitted into a gap between the outer peripheral surface of the boss portion 20 b and the inner peripheral surface of the radial back yoke 28, and are stacked on the axial back yoke 24. Each of the axial permanent magnets 22 has a substantially sector shape that is flat in the axial direction. These axial permanent magnets 22 are arranged such that the magnetic poles on the air gap side (axial direction (−) side) of adjacent magnets 22 are alternately different. As shown in FIG. 5A, each axial permanent magnet 22 is inserted into the gap, and the air gap side surface (magnetic exchange surface) is the axial end surface of the boss portion 20b and the radial end surface. It is flush with the axial end surface of the back yoke 28. That is, the step size between the axial end surface of the boss portion 20b and the axial end surface of the radial back yoke 28 and the axial end surface of the axial back yoke 24 is the same as the thickness of the axial permanent magnet 22. Is set.

前記複数のラジアル用永久磁石２６は、ラジアル用バックヨーク２８の軸方向寸法と同等の厚み寸法を有した断面長方形で、かつ軸方向視円弧状に形成されている。これらラジアル用永久磁石２６は、隣接する磁石２６のエアギャップ側（第１ラジアルステータ６Ａとのエアギャップ側）の磁極が交互に異なるように配列されている。 The plurality of radial permanent magnets 26 have a rectangular cross section having a thickness dimension equivalent to the axial dimension of the radial back yoke 28 and are formed in an arc shape in the axial direction. These radial permanent magnets 26 are arranged such that the magnetic poles on the air gap side of the adjacent magnets 26 (the air gap side with the first radial stator 6A) are alternately different.

なお、第１ロータ本体１２Ａにおいて、アキシャル用永久磁石２２とラジアル用永久磁石２６とは、図５（ｂ）に示すように、同一回転角度位置に配置されている。すなわち、ラジアル用永久磁石２６の軸方向視の周方向長（弧長）は、扇形である上記アキシャル用永久磁石２２の中心角に対応した寸法とされ、各々一つのアキシャル用永久磁石２２の外側（第１ロータ本体１２Ａの径方向外側）に一つのラジアル用永久磁石２６が位置するように、各ラジアル用永久磁石２６が配列されている。 In the first rotor body 12A, the axial permanent magnet 22 and the radial permanent magnet 26 are disposed at the same rotational angle position as shown in FIG. 5B. That is, the circumferential length (arc length) of the radial permanent magnet 26 in the axial direction is a dimension corresponding to the central angle of the axial permanent magnet 22 which is a sector shape, and each of the radial permanent magnets 26 is outside the axial permanent magnet 22. Each radial permanent magnet 26 is arranged so that one radial permanent magnet 26 is positioned (outside in the radial direction of the first rotor body 12A).

また、同一角度位置に配置されたアキシャル用永久磁石２２とラジアル用永久磁石２６とは、各々、エアギャップ側の磁極が互いに同じ磁極とされている。すなわち、エアギャップ側の磁極がＮ極であるアキシャル用永久磁石２２と同一回転角度位置に配置されるラジアル用永久磁石２６のエアギャップ側の磁極はＮ極とされ、エアギャップ側の磁極がＳ極であるアキシャル用永久磁石２２と同一回転角度位置に配置されるラジアル用永久磁石２６のエアギャップ側の磁極はＳ極とされている。これにより、アキシャル用永久磁石２２とアキシャルステータ４との間に形成される磁束と、ラジアル用永久磁石２６とラジアルステータ６Ａ、６Ｂとの間に形成される磁束とが互いに影響し合って（干渉して）トルク発生を阻害するといったことが抑制される。 The axial permanent magnet 22 and the radial permanent magnet 26 arranged at the same angular position have the same magnetic poles on the air gap side. That is, the magnetic pole on the air gap side of the radial permanent magnet 26 arranged at the same rotation angle position as the axial permanent magnet 22 whose magnetic pole on the air gap side is N pole is N pole, and the magnetic pole on the air gap side is S. The magnetic pole on the air gap side of the radial permanent magnet 26 disposed at the same rotational angle position as the axial permanent magnet 22 is a south pole. Thereby, the magnetic flux formed between the axial permanent magnet 22 and the axial stator 4 and the magnetic flux formed between the radial permanent magnet 26 and the radial stators 6A and 6B influence each other (interference). And) inhibiting the generation of torque.

アキシャル用永久磁石２２、アキシャル用バックヨーク２４、ラジアル用永久磁石２６及びラジアル用バックヨーク２８は、クランプ部材３０によりベース部材２０に一体的に固定されている。アキシャル用永久磁石２２、アキシャル用バックヨーク２４、ラジアル用永久磁石２６及びラジアル用バックヨーク２８は、例えば接着剤などでベース部材２０に固定されているが、当該固定状態がクランプ部材３０により補強されている。 The axial permanent magnet 22, the axial back yoke 24, the radial permanent magnet 26 and the radial back yoke 28 are integrally fixed to the base member 20 by a clamp member 30. The axial permanent magnet 22, the axial back yoke 24, the radial permanent magnet 26, and the radial back yoke 28 are fixed to the base member 20 with, for example, an adhesive, but the fixed state is reinforced by the clamp member 30. ing.

クランプ部材３０は、図６に示すように、ベース部材２０、アキシャル用永久磁石２２、アキシャル用バックヨーク２４、ラジアル用永久磁石２６及びラジアル用バックヨーク２８を、周方向における各永久磁石２２、２６の端部の位置で軸方向両側から一体に挟み込む。これにより、ベース部材２０に対するアキシャル用永久磁石２２等の固定強度を補強する。当例では、アキシャル用永久磁石２２およびラジアル用永久磁石２６の数は８個であり、アキシャル用永久磁石２２等は８個のクランプ部材３０でベース部材２０に固定されている。 As shown in FIG. 6, the clamp member 30 includes a base member 20, an axial permanent magnet 22, an axial back yoke 24, a radial permanent magnet 26, and a radial back yoke 28. Are sandwiched together from both sides in the axial direction. This reinforces the fixing strength of the axial permanent magnet 22 and the like with respect to the base member 20. In this example, the number of the axial permanent magnets 22 and the radial permanent magnets 26 is eight, and the axial permanent magnets 22 and the like are fixed to the base member 20 with eight clamp members 30.

クランプ部材３０は、径方向に延びる一対のアーム部３１ａと、これらアーム部３１ａを連結する連結部３１ｂとを有するコ字型の形状を有している。クランプ部材３０は、図５（ａ）、（ｂ）及び図６に示すように、互いに隣接する一組のアキシャル用永久磁石２２の周方向端部および互いに隣接する一組のラジアル用永久磁石２６の周方向端部を挟み込むようにこれらに装着されている。これにより、ベース部材２０、アキシャル用永久磁石２２、アキシャル用バックヨーク２４、ラジアル用永久磁石２６及びラジアル用バックヨーク２８が、当該クランプ部材３０により一体に軸方向両側から押さえ込まれている。 The clamp member 30 has a U-shape having a pair of arm portions 31a extending in the radial direction and a connecting portion 31b for connecting the arm portions 31a. As shown in FIGS. 5A, 5 B, and 6, the clamp member 30 includes a pair of radial permanent magnets 26 that are adjacent to each other in the circumferential direction of a pair of axial permanent magnets 22 that are adjacent to each other. These are attached to these so as to sandwich the circumferential end portion. As a result, the base member 20, the axial permanent magnet 22, the axial back yoke 24, the radial permanent magnet 26 and the radial back yoke 28 are integrally pressed from both axial sides by the clamp member 30.

図８に示すように、各アキシャル用永久磁石２２の周方向両端部には段差部２２ａが各々形成され、同様に、各ラジアル用永久磁石２６の周方向両端部にも段差部２６ａが各々形成されている（図７、図１５では省略）。また、図６及び図７に示すように、ラジアル用バックヨーク２８の両端面のうち、クランプ部材３０に対応する位置には各々当該クランプ部材３０に対応する幅の溝部２８ａが形成され、また、ベース部材２０のボス部２０ｂの端面うち、クランプ部材３０に対応する位置には、各々当該クランプ部材３０に対応する幅の径方向に延びる溝部２０２が形成され、ボス部２０ｂの反ボス部側の面のうち、クランプ部材３０に対応する位置には、各々当該クランプ部材３０に対応する幅の径方向に延びる溝部２０１が形成されている。すなわち、クランプ部材３０は、周方向に隣接するアキシャル用永久磁石２２の間および周方向に隣接するラジアル用永久磁石２６の間に介在した状態で上記各段差部２２ａ、２６ａに係合し、かつ、ラジアル用バックヨーク２８、プレート部２０ａ及びボス部２０ｂの上記各溝部２８ａ、２０１、２０２に嵌入されている。これにより、図５（ａ）、（ｂ）に示すように、各クランプ部材３０（各アーム部３１ａ及び連結部３１ｂ）の表面と、アキシャル用永久磁石２２、ラジアル用永久磁石２６、ラジアル用バックヨーク２８、ベース部材２０（プレート部２０ａ、ボス部２０ｂ）の表面とが面一となっている。 As shown in FIG. 8, stepped portions 22 a are formed at both ends in the circumferential direction of each axial permanent magnet 22. Similarly, stepped portions 26 a are formed at both ends in the circumferential direction of each radial permanent magnet 26. (Omitted in FIGS. 7 and 15). Further, as shown in FIGS. 6 and 7, groove portions 28a each having a width corresponding to the clamp member 30 are formed at positions corresponding to the clamp member 30 on both end surfaces of the radial back yoke 28. Groove portions 202 extending in the radial direction of the width corresponding to the clamp member 30 are formed at positions corresponding to the clamp member 30 in the end surface of the boss portion 20b of the base member 20, and the boss portion 20b on the side opposite to the boss portion is formed. Grooves 201 extending in the radial direction of the width corresponding to the clamp member 30 are formed at positions corresponding to the clamp member 30 in the surface. That is, the clamp member 30 engages with each of the step portions 22a and 26a while being interposed between the axial permanent magnets 22 adjacent in the circumferential direction and between the radial permanent magnets 26 adjacent in the circumferential direction, and The radial back yoke 28, the plate portion 20a, and the boss portion 20b are fitted into the groove portions 28a, 201, 202. As a result, as shown in FIGS. 5A and 5B, the surface of each clamp member 30 (each arm 31a and connecting portion 31b), the axial permanent magnet 22, the radial permanent magnet 26, and the radial back. The yoke 28 and the surface of the base member 20 (plate part 20a, boss part 20b) are flush with each other.

クランプ部材３０の各アーム部３１ａは、各々の先端に、互いに反対向きに延びる爪部３０１を備えている。これらの爪部３０１は、図５（ａ）、（ｂ）に示すように、ベース部材２０（プレート部２０ａ、ボス部２０ｂ）の端面から軸方向に突出している。図２に示すように、第１ロータ本体１２Ａが回転軸１０に固定された状態で、各クランプ部材３０の軸方向（＋）側の爪部３０１は、上記スペーサ１７に形成された図外の円環状の溝部に挿入され、軸方向（−）側の爪部３０１は、回転軸１０の上記主軸部１１ａの端面に形成された円環状の溝部１０１（図９参照）に挿入されている。これにより、クランプ部材３０が抜け止めされ、ベース部材２０、アキシャル用永久磁石２２、アキシャル用バックヨーク２４、ラジアル用永久磁石２６及びラジアル用バックヨーク２８がクランプ部材３０により一体化された状態が維持されている。 Each arm portion 31a of the clamp member 30 is provided with a claw portion 301 that extends in the opposite direction to each tip. As shown in FIGS. 5A and 5B, these claw portions 301 protrude in the axial direction from the end surfaces of the base member 20 (plate portion 20a, boss portion 20b). As shown in FIG. 2, the claw portion 301 on the axial direction (+) side of each clamp member 30 is not shown in the figure formed on the spacer 17 in a state where the first rotor body 12 A is fixed to the rotating shaft 10. The claw portion 301 on the axial direction (−) side is inserted into the annular groove portion 101 (see FIG. 9) formed on the end surface of the main shaft portion 11 a of the rotating shaft 10. As a result, the clamp member 30 is prevented from coming off, and the base member 20, the axial permanent magnet 22, the axial back yoke 24, the radial permanent magnet 26, and the radial back yoke 28 are integrated with the clamp member 30. Has been.

第１ロータ本体１２Ａの構造は以上の通りである。第２ロータ本体１２Ｂの構造も第１ロータ本体１２Ａと同一であるが、図２に示すように、第２ロータ本体１２Ｂは、第１ロータ本体１２Ａとは逆向き、すなわち、アキシャル用永久磁石２２が軸方向（＋）側を向く状態で回転軸１０に固定されている。 The structure of the first rotor body 12A is as described above. The structure of the second rotor main body 12B is the same as that of the first rotor main body 12A. However, as shown in FIG. 2, the second rotor main body 12B is opposite to the first rotor main body 12A, that is, the axial permanent magnet 22 is used. Is fixed to the rotary shaft 10 in a state in which is directed in the axial direction (+) side.

なお、第１ロータ本体１２Ａの各アキシャル用永久磁石２２と第２ロータ本体１２Ｂの各アキシャル用永久磁石２２とは互いに同一の回転角度位置に配置されている。つまり、第１ロータ本体１２Ａの各アキシャル用永久磁石２２と第１ロータ本体１２Ａの各アキシャル用永久磁石２２とは、上記アキシャルステータ４を挟んで互いに軸方向に向かい合っている。但し、向かい合うアキシャル用永久磁石２２同士は、エアギャップ側の磁極が互いに異なっている。つまり、各ロータ本体１２Ａ、１２Ｂの同一の回転角度位置に位置するアキシャル用永久磁石２２同士は、エアギャップ側の磁極が互いに異なる磁極となっている。これにより、アキシャルステータ４とその両側の各ロータ本体１２Ａ、１２Ｂの各アキシャル用永久磁石２２とが互いに影響し合って（干渉して）トルク発生を阻害するといったことが抑制される。 Each axial permanent magnet 22 of the first rotor body 12A and each axial permanent magnet 22 of the second rotor body 12B are arranged at the same rotational angle position. That is, each axial permanent magnet 22 of the first rotor body 12A and each axial permanent magnet 22 of the first rotor body 12A face each other in the axial direction with the axial stator 4 interposed therebetween. However, the axial permanent magnets 22 facing each other have different magnetic poles on the air gap side. In other words, the axial permanent magnets 22 positioned at the same rotational angle position of the rotor main bodies 12A and 12B are magnetic poles having different magnetic poles on the air gap side. As a result, the axial stator 4 and the axial permanent magnets 22 of the rotor main bodies 12A and 12B on both sides thereof are inhibited from interfering with each other (interfering) to inhibit torque generation.

なお、各ロータ本体１２Ａ、１２Ｂの上記冷却液ジャケット３２には、回転軸１０を通じてオイル等の冷却液の給排が可能となっている。詳しくは、図２及び図５（ｂ）に示すように、ベース部材２０には、回転軸１０の主軸部１１ａの端面に対向する位置で開口して冷却液ジャケット３２に連通するロータ側液供給通路３４と、貫通孔１４を挟んで当該ロータ側液供給通路３４とは径方向反対側の位置に、同じく主軸部１１ａの端面に対向する位置に開口して冷却液ジャケット３２に連通するロータ側液排出通路３５とが形成されている。一方、回転軸１０には、主軸部１１ａの両端面の位置に開口して上記ロータ側液供給通路３４に連通する軸側液供給通路３６と、主軸部１１ａの両端面の位置に開口して上記ロータ側液排出通路３５に連通する軸側液排出通路３７とが形成されている。これにより、軸側液供給通路３６およびロータ側液供給通路３４を通じて冷却液が回転軸１０から各ロータ本体１２Ａ、１２Ｂの冷却液ジャケット３２に供給され、各ロータ本体１２Ａ、１２Ｂ内を流通した後、ロータ側液排出通路３５および軸側液排出通路３７を通じて各ロータ本体１２Ａ、１２Ｂから回転軸１０に排出されるようになっている。 Note that the coolant jacket 32 of each rotor body 12A, 12B can supply and discharge coolant such as oil through the rotary shaft 10. Specifically, as shown in FIG. 2 and FIG. 5B, the rotor-side liquid supply that opens to the base member 20 at a position facing the end surface of the main shaft portion 11 a of the rotary shaft 10 and communicates with the coolant jacket 32. The rotor side that opens to a position opposite to the end surface of the main shaft portion 11a and communicates with the coolant jacket 32 at a position opposite to the rotor side liquid supply passage 34 across the passage 34 and the through hole 14. A liquid discharge passage 35 is formed. On the other hand, the rotary shaft 10 is opened at positions on both end surfaces of the main shaft portion 11a and is opened at positions on both end surfaces of the main shaft portion 11a and the shaft side liquid supply passage 36 communicating with the rotor side liquid supply passage 34. A shaft side liquid discharge passage 37 communicating with the rotor side liquid discharge passage 35 is formed. Thus, after the coolant is supplied from the rotary shaft 10 to the coolant jacket 32 of the rotor main bodies 12A and 12B through the shaft-side liquid supply passage 36 and the rotor-side liquid supply passage 34, and flows through the rotor main bodies 12A and 12B. The rotor main body 12A, 12B is discharged to the rotary shaft 10 through the rotor side liquid discharge passage 35 and the shaft side liquid discharge passage 37.

なお、当実施形態では、各ロータ本体１２Ａ、１２Ｂの上記冷却液ジャケット３２と各通路３４〜３７とにより、本発明の「冷却液循環通路」が構成されている。 In the present embodiment, the coolant jacket 32 and the passages 34 to 37 of the rotor bodies 12A and 12B constitute the “coolant circulation passage” of the present invention.

前記アキシャルステータ４は、上記ロータ２の両ロータ本体１２Ａ、１２Ｂの間に配置されている。 The axial stator 4 is disposed between the rotor main bodies 12A and 12B of the rotor 2.

図９は、図４の回転電機から第１ロータ本体と支持プレート４６の周縁部（段差部より外径部）を外した図であり、図１０は、アキシャルステータ４の斜視図であり、図１１は、後記支持プレート４６を外した状態のアキシャルステータ４の斜視図である。 9 is a view in which the first rotor main body and the peripheral portion of the support plate 46 (outer diameter portion from the stepped portion) are removed from the rotating electric machine of FIG. 4, and FIG. 10 is a perspective view of the axial stator 4. 11 is a perspective view of the axial stator 4 with a support plate 46, which will be described later, removed.

アキシャルステータ４は、周方向に並ぶ複数（当例では１２個）のステータコア４２および各ステータコア４２に装着（巻回）されて周方向に並ぶＵ相、Ｖ相、Ｗ相の複数のコイル４４を備えた円環状のステータ本体４０と、軸方向の両側からステータ本体４０を支持する一対の支持プレート４６と、ステータ本体４０の内外の位置でそれぞれ前記一対の支持プレート４６を連結する第１、第２の円筒部材４８、４９とを含む。 The axial stator 4 includes a plurality (twelve in this example) of stator cores 42 arranged in the circumferential direction, and a plurality of coils 44 of U phase, V phase, and W phase that are attached (wound) to each stator core 42 and arranged in the circumferential direction. An annular stator body 40 provided, a pair of support plates 46 that support the stator body 40 from both sides in the axial direction, and a first and a first that connect the pair of support plates 46 at positions inside and outside the stator body 40, respectively. Two cylindrical members 48 and 49.

ステータコア４２は、ブロック状のコア本体４３ａと、このコア本体４３ａの側面に固定された非磁性材料からなる支持部材４３ｂと、これらを包囲する絶縁性材料からなる筒状のボビン（図示省略）とを有する。コア本体４３ａは、複数枚の電磁鋼板が積層一体化されたもので、軸方向視で台形状に形成されている。そして、前記コイル４４が、支持部材４３ｂおよびボビンの外側からステータコア４２に対して装着（巻回）されている。 The stator core 42 includes a block-shaped core main body 43a, a support member 43b made of a non-magnetic material fixed to a side surface of the core main body 43a, and a cylindrical bobbin (not shown) made of an insulating material surrounding them. Have The core body 43a is formed by laminating and integrating a plurality of electromagnetic steel plates, and is formed in a trapezoidal shape when viewed in the axial direction. The coil 44 is attached (wound) to the stator core 42 from the outside of the support member 43b and the bobbin.

前記一対の支持プレート４６は、非磁性材料（アルミナなどのセラミック、強化プラスチック、オーステナイト系ステンレス、アルミ等）により形成された円盤状の部材である。各支持プレート４６は、ステータ本体４０を軸方向両側から挟み込み、当該ステータ本体４０を支持した状態で上記円筒部材４８、４９を介して互いに連結、固定されている。 The pair of support plates 46 are disk-shaped members formed of a nonmagnetic material (ceramic such as alumina, reinforced plastic, austenitic stainless steel, aluminum, or the like). The support plates 46 are connected and fixed to each other via the cylindrical members 48 and 49 in a state where the stator body 40 is sandwiched from both sides in the axial direction and the stator body 40 is supported.

なお、図２及び図１０に示すように、各支持プレート４６のうち、その径方向におけるステータ本体４０の外側には段差部が形成されており、上記第２円筒部材４９は、各支持プレート４６の当該段差部の間に位置する。このように、各支持プレート４６に段差部が形成されることで、後記ラジアルステータ６Ａ、６Ｂのコイル５８と支持プレート４６との干渉を避けるようになっている。 As shown in FIGS. 2 and 10, a step portion is formed on the outer side of the stator body 40 in the radial direction among the support plates 46, and the second cylindrical member 49 includes the support plates 46. It is located between the said level | step-difference part. As described above, the step portions are formed on the respective support plates 46, so that interference between the coils 58 of the radial stators 6A and 6B and the support plate 46, which will be described later, is avoided.

図１０に示すように、各支持プレート４６は、回転軸１０の主軸部１１ａが貫通する円形の軸孔４６ａを備えている。各支持プレート４６は、ケース８の外径と同等の外径寸法を有し、ステータ本体４０からその径方向外側に延在している（図２参照）。つまり、各支持プレート４６の周縁部は、アキシャルステータ４のフランジ部を形成している。 As shown in FIG. 10, each support plate 46 includes a circular shaft hole 46 a through which the main shaft portion 11 a of the rotary shaft 10 passes. Each support plate 46 has an outer diameter dimension equivalent to the outer diameter of the case 8 and extends from the stator body 40 to the outer side in the radial direction (see FIG. 2). That is, the peripheral portion of each support plate 46 forms a flange portion of the axial stator 4.

各支持プレート４６は、軸孔４６ａを中心として、その周囲に前記コア本体４３ａに対応する形状の複数の窓部４６ｂを備えている。他方、ステータ本体４０の各コア本体４３ａは、図２に示すように、支持部材４３ｂの端面から軸方向外側に突出しており、当該突出部分が前記窓部４６ｂに嵌合するように、各支持プレート４６がステータ本体４０の両側に重ねられている。このように支持プレート４６の軸孔４６ａにコア本体４３ａの端部が嵌合することで、各ステータコア４２のコア本体４３ａの端面（磁気交換面）が各ロータ本体１２Ａ、１２Ｂに直に対面している。 Each support plate 46 includes a plurality of window portions 46b having a shape corresponding to the core main body 43a around the shaft hole 46a. On the other hand, as shown in FIG. 2, each core main body 43a of the stator main body 40 protrudes outward in the axial direction from the end surface of the support member 43b, and each support is made so that the protruding portion fits into the window portion 46b. Plates 46 are stacked on both sides of the stator body 40. In this manner, the end of the core body 43a is fitted into the shaft hole 46a of the support plate 46, so that the end surface (magnetic exchange surface) of each stator core 42 directly faces the rotor bodies 12A and 12B. ing.

なお、各支持プレート４６とステータ本体４０との間には、各支持プレート４６とステータ本体４０との間を液密状態にシールするシール部材が挟み込まれている。 A seal member that seals between each support plate 46 and the stator body 40 in a liquid-tight state is sandwiched between each support plate 46 and the stator body 40.

前記ステータ本体４０の径方向内側には、第１円筒部材４８が配置され、径方向外側には、第１円筒部材４８よりも大径の第２円筒部材４９が配置されている。これら第１、第２の円筒部材４８、４９は、支持プレート４６と同様に非磁性材料（アルミナなどのセラミック、強化プラスチック、オーステナイト系ステンレス、アルミ等）で形成されている。各円筒部材４８、４９は、図２に示すように、両支持プレート４６の間に介設されている。各支持プレート４６は、軸方向外側から各々図外のボルトにより第１、第２の円筒部材４８、４９に固定されている。これにより、ステータ本体４０が各支持プレート４６に支持されるとともに、アキシャルステータ４に、ステータ本体４０の前記コイル４４を収納する円環状の閉空間、すなわち、両支持プレート４６および第１、第２の円筒部材４８、４９からなる、冷却液循環用の冷却液ジャケット４５（図２参照）が形成されている。そして、第２円筒部材４９の頂部に、冷却液ジャケット４５に対して冷却液を導入するためのパイプ等のアキシャル用冷却液導入ポートＰ_０１が備えられる一方、底部に、冷却液ジャケット４５から冷却液を導出するためのパイプ等のアキシャル用冷却導出ポートＰ_０２が備えられている。 A first cylindrical member 48 is disposed on the radially inner side of the stator body 40, and a second cylindrical member 49 having a larger diameter than the first cylindrical member 48 is disposed on the radially outer side. The first and second cylindrical members 48 and 49 are formed of a nonmagnetic material (ceramic such as alumina, reinforced plastic, austenitic stainless steel, aluminum, or the like) similarly to the support plate 46. As shown in FIG. 2, the cylindrical members 48 and 49 are interposed between the support plates 46. Each support plate 46 is fixed to the first and second cylindrical members 48 and 49 from the outside in the axial direction by bolts not shown. As a result, the stator body 40 is supported by the support plates 46, and the annular stator space in which the coils 44 of the stator body 40 are accommodated in the axial stator 4, that is, both the support plates 46 and the first and second plates. A coolant jacket 45 (see FIG. 2) for circulating coolant is formed. An axial coolant introduction port P ₀₁ such as a pipe for introducing coolant into the coolant jacket 45 is provided at the top of the second cylindrical member 49, while cooling from the coolant jacket 45 is provided at the bottom. axial cooling outlet port P ₀₂ of the pipe or the like to derive the liquid is provided.

前記ラジアルステータ６Ａ、６Ｂ（第１ラジアルステータ６Ａ、第２ラジアルステータ６Ｂ）は、各々、前記ロータ本体１２Ａ、１２Ｂの径方向外側に所定のエアギャップ（ラジアルギャップ）を隔てて配置されている。具体的には、第１ロータ本体１２Ａの径方向外側に第１ラジアルステータ６Ａが配置され、第２ロータ本体１２Ｂの径方向外側に第２ラジアルステータ６Ｂが配置されている。 The radial stators 6A and 6B (first radial stator 6A and second radial stator 6B) are respectively arranged on the radially outer sides of the rotor bodies 12A and 12B with a predetermined air gap (radial gap) therebetween. Specifically, the first radial stator 6A is disposed on the radially outer side of the first rotor body 12A, and the second radial stator 6B is disposed on the radially outer side of the second rotor body 12B.

各ラジアルステータ６Ａ、６Ｂの構造は同一であり、ここでは、第１ラジアルステータ６Ａの構成について説明する。 The structures of the radial stators 6A and 6B are the same. Here, the configuration of the first radial stator 6A will be described.

図１２は、第１ラジアルステータ６Ａ（６Ｂ）の斜視図である。図４及び図１２に示すように、第１ラジアルステータ６Ａは、周方向に連結された複数（当例では１２個）のコアユニット５０と、これらコアユニット５０を径方向外側から支持する円筒状の支持リング５２とを備えた円環状に構成されている。 FIG. 12 is a perspective view of the first radial stator 6A (6B). As shown in FIGS. 4 and 12, the first radial stator 6A includes a plurality of (in this example, twelve) core units 50 connected in the circumferential direction, and a cylindrical shape that supports the core units 50 from the radially outer side. The support ring 52 is configured in an annular shape.

各コアユニット５０は、分割コア５４と、この分割コア５４の周囲に装着される筒状のボビン５６と、分割コア５４に対してボビン５６の外側から巻回されるコイル５８とを含む。 Each core unit 50 includes a split core 54, a cylindrical bobbin 56 that is mounted around the split core 54, and a coil 58 that is wound around the split core 54 from the outside of the bobbin 56.

前記分割コア５４は、第１ラジアルステータ６Ａのステータコアを構成するものである。つまり、上記の通り、複数のコアユニット５０が周方向に連結されることにより、各コアユニット５０の分割コア５４同士が協働して円環状のステータコアを形成する。 The divided core 54 constitutes a stator core of the first radial stator 6A. That is, as described above, the plurality of core units 50 are connected in the circumferential direction, whereby the divided cores 54 of the core units 50 cooperate to form an annular stator core.

分割コア５４は、図４に示すように、周方向に延びるバックコア部５５ａと、その中心から径方向中心（ロータ中心）に向かって延びるティース部５５ｂとを有した、軸方向視略Ｔ字型の形状を有する。詳しく図示していないが、分割コア５４は、略Ｔ字型に形成された所定枚数の電磁鋼板が軸方向に積層されることにより構成されており、これにより、上記ラジアル用永久磁石２６の幅（軸方向の寸法／図２では左右方向の寸法）と同等又はそれよりも若干小さい厚みを有している。 As shown in FIG. 4, the split core 54 has a back core portion 55 a that extends in the circumferential direction, and a teeth portion 55 b that extends from the center toward the radial center (rotor center). Has the shape of a mold. Although not shown in detail, the split core 54 is configured by laminating a predetermined number of electromagnetic steel plates formed in a substantially T shape in the axial direction, whereby the width of the radial permanent magnet 26 is increased. It has a thickness that is equal to or slightly smaller than (axial dimension / horizontal dimension in FIG. 2).

前記バックコア部５５ａの周方向両端には、各々、隣接する分割コア５４のバックコア部５５ａと連結可能な連結部（図示省略）が形成されている。これにより、隣接するコアユニット５０の分割コア５４同士が、図４に示すように周方向に連結されている。 At both ends in the circumferential direction of the back core portion 55a, connection portions (not shown) that can be connected to the back core portions 55a of the adjacent split cores 54 are formed. Thereby, the split cores 54 of the adjacent core units 50 are connected in the circumferential direction as shown in FIG.

ボビン５６は、絶縁性を有する樹脂材料から形成されており、分割コア５４のティース部５５ｂを包囲するようにその外周面上に装着されている。ボビン５６の両端には、各々、鍔部５６ａ、５６ｂが形成されている。鍔部５６ａ、５６ｂは、第１ラジアルステータ６Ａの軸方向および周方向に延在している。各鍔部５６ａ、５６ｂの周方向端部には、各々、隣接するボビン５６の鍔部５６ａ、５６ｂとを水密状態に連結可能な連結部（図示省略）が形成されている。これにより、隣接するコアユニット５０のボビン５６同士も図４に示すように周方向に連結されている。 The bobbin 56 is formed of an insulating resin material, and is mounted on the outer peripheral surface of the bobbin 56 so as to surround the tooth portion 55b of the split core 54. At both ends of the bobbin 56, flanges 56a and 56b are formed, respectively. The flange portions 56a and 56b extend in the axial direction and the circumferential direction of the first radial stator 6A. Connection portions (not shown) that can connect the flange portions 56a and 56b of the adjacent bobbins 56 in a watertight state are formed at the circumferential ends of the flange portions 56a and 56b. Thereby, the bobbins 56 of the adjacent core units 50 are also connected in the circumferential direction as shown in FIG.

このように、隣接する分割コア５４のバックコア部５５ａ同士が連結されるとともに、隣接するボビン５６の鍔部５６ａ、５６ｂ同士が連結されることにより、各コアユニット５０が周方向に連結されている。そして、このように周方向に連結された複数のコアユニット５０の外周面上に、樹脂材料等、絶縁体からなる前記支持リング５２が外嵌されている。これにより、周方向にＵ相、Ｖ相、Ｗ相の複数のコイル５８が並んだ第１ラジアルステータ６Ａが構成されている。 As described above, the back core portions 55a of the adjacent split cores 54 are connected to each other, and the flange portions 56a and 56b of the adjacent bobbins 56 are connected to each other so that each core unit 50 is connected in the circumferential direction. Yes. And the support ring 52 which consists of insulators, such as a resin material, is externally fitted on the outer peripheral surface of the several core unit 50 connected in the circumferential direction in this way. Thus, a first radial stator 6A is configured in which a plurality of U-phase, V-phase, and W-phase coils 58 are arranged in the circumferential direction.

なお、各ボビン５６の鍔部５６ａ、５６ｂの軸方向端部は、ケース８および支持プレート４６の後記溝部に液密状態で嵌合されている。これにより、第１ラジアルステータ６Ａに、各コアユニット５０のコイル５８が収納される円環状の閉空間、すなわち、ケース８、支持プレート４６および両鍔部５６ａ、５６ｂからなる、冷却液循環用の冷却液ジャケット５３（図２参照）が形成されている。そして、第１ラジアルステータ６Ａの頂部に位置するコアユニット５０のボビン５６に、冷却液ジャケット５３に対して冷却液を導入するためのパイプ等のラジアル用冷却液導入ポートＰ_１１が接続される一方、第１ラジアルステータ６Ａの底部（図２では下端部））に位置するコアユニット５０のボビン５６に、冷却液ジャケット５３から冷却液を導出するためのパイプ等のアキシャル用冷却導出ポートＰ_１２が備えられている。各ポートＰ_１１、Ｐ_１２はケース８に保持されている。 The axial ends of the flanges 56 a and 56 b of each bobbin 56 are fitted in a liquid-tight state in the groove portions of the case 8 and the support plate 46. As a result, the first radial stator 6A has an annular closed space in which the coil 58 of each core unit 50 is accommodated, that is, the case 8, the support plate 46, and both flanges 56a and 56b. A coolant jacket 53 (see FIG. 2) is formed. Then, the bobbin 56 of the core unit 50 located at the top of the first radial stator 6A, while the radial cooling fluid inlet port P ₁₁ such as a pipe for introducing the cooling liquid to the cooling liquid jacket 53 is connected , the bottom of the first radial stator 6A the bobbin 56 of the core unit 50 located (Figure 2, lower part)), coolant axial cooling outlet port P ₁₂ such as a pipe for deriving coolant from the jacket 53 Is provided. The ports P ₁₁ and P ₁₂ are held in the case 8.

なお、ラジアルステータ６Ａ、６Ｂについては、周方向に連結された上記複数のコアユニット５０が本発明の「ステータ本体」に相当する。また、上記ポートＰ_１１、Ｐ_１２および上述したアキシャル用のポートＰ_０１、Ｐ_０２が本発明の「冷却液給排部」に相当する。 For the radial stators 6A and 6B, the plurality of core units 50 connected in the circumferential direction correspond to the “stator body” of the present invention. The ports P ₁₁ and P ₁₂ and the above-described axial ports P ₀₁ and P ₀₂ correspond to the “coolant supply / discharge section” of the present invention.

第１ラジアルステータ６Ａの構造は以上の通りである。第２ラジアルステータ６Ｂの構造も第１ラジアルステータ６Ａの構造と同一であるが、図２に示すように、第２ラジアルステータ６Ｂは、アキシャルステータ４を挟んで第１ラジアルステータ６Ａとは対称な向きになっている。 The structure of the first radial stator 6A is as described above. The structure of the second radial stator 6B is the same as that of the first radial stator 6A. However, as shown in FIG. 2, the second radial stator 6B is symmetrical to the first radial stator 6A with the axial stator 4 in between. It is facing.

上記ケース８は、セラミックや繊維強化樹脂で構成されている。ケース８は、図１および図２に示すように、回転電機１Ａの軸方向（＋）側に位置する第１サイドケース８ａと、軸方向（−）側に位置する第２サイドケース８ｂとで構成される。サイドケース８ａ、８ｂは、向きが異なるだけで構成は同一である。 The case 8 is made of ceramic or fiber reinforced resin. As shown in FIGS. 1 and 2, the case 8 includes a first side case 8a located on the axial direction (+) side of the rotating electrical machine 1A and a second side case 8b located on the axial direction (−) side. Composed. The side cases 8a and 8b have the same configuration except for the orientation.

各サイドケース８ａ、８ｂは、軸方向に延びる円筒状の周壁部８０とその一端を塞ぐ端面部８２とを備えており、これら周壁部８０と端面部８２とが同一材料により一体に形成されている。端面部８２の中心には、軸孔８２ａが形成されおり、端面部８２の内側には、軸孔８２ａと同心上にベアリング９が固定されている。 Each of the side cases 8a and 8b includes a cylindrical peripheral wall portion 80 extending in the axial direction and an end surface portion 82 that closes one end thereof. The peripheral wall portion 80 and the end surface portion 82 are integrally formed of the same material. Yes. A shaft hole 82 a is formed at the center of the end surface portion 82, and the bearing 9 is fixed inside the end surface portion 82 concentrically with the shaft hole 82 a.

各サイドケース８ａ、８ｂは、周壁部８０同士が向かい合わせの状態でアキシャルステータ４に取り付けられている。詳しくは、図２に示すように、回転軸１０（支持軸部１１ｄ）が上記ベアリング９及び軸孔８２ａを通じて外側に導出され、この状態で、各サイドケース８ａ、８ｂの周壁部８０が、アキシャルステータ４の周縁部、つまり、支持プレート４６の周縁部に突き当てられ、当該周縁部に図外のボルトにより固定されている。 Each side case 8a, 8b is attached to the axial stator 4 with the peripheral wall portions 80 facing each other. Specifically, as shown in FIG. 2, the rotating shaft 10 (support shaft portion 11d) is led out through the bearing 9 and the shaft hole 82a, and in this state, the peripheral wall portions 80 of the side cases 8a and 8b are axial. It abuts on the peripheral edge of the stator 4, that is, the peripheral edge of the support plate 46, and is fixed to the peripheral edge with a bolt not shown.

なお、図２に示すように、第１ラジアルステータ６Ａは、第１サイドケース８ａと軸方向（＋）側の支持プレート４６との間に挟持されており、第２ラジアルステータ６Ｂは、第２サイドケース８ｂと軸方向（−）側の支持プレート４６との間に挟持されている。 As shown in FIG. 2, the first radial stator 6A is sandwiched between the first side case 8a and the support plate 46 on the axial direction (+) side, and the second radial stator 6B is the second radial stator 6B. It is sandwiched between the side case 8b and the support plate 46 on the axial direction (−) side.

詳しくは、第１サイドケース８ａの端面部８２と軸方向（＋）側の支持プレート４６の各々対向面には、回転軸１０を中心とした同心円上に二重の円形溝が形成されている。そして、上記コアユニット５０のボビン５６の鍔部５６ａ、５６ｂ（の軸方向端部）が各々上記円形溝に嵌合した状態で、第１ラジアルステータ６Ａが第１サイドケース８ａの端面部８２と支持プレート４６との間に挟持されている。第２ラジアルステータ６Ｂも同様にして、第２サイドケース８ｂの端面部８２と支持プレート４６との間に挟持されている。 Specifically, double circular grooves are formed on concentric circles around the rotation shaft 10 on the opposing surfaces of the end surface portion 82 of the first side case 8a and the support plate 46 on the axial direction (+) side. . The first radial stator 6A is connected to the end surface portion 82 of the first side case 8a in a state where the flange portions 56a, 56b (the axial ends thereof) of the bobbin 56 of the core unit 50 are fitted in the circular grooves, respectively. It is sandwiched between the support plate 46. Similarly, the second radial stator 6B is sandwiched between the end surface portion 82 of the second side case 8b and the support plate 46.

なお、第１ラジアルステータ６Ａの各コイル５８と第２ラジアルステータ６Ｂの各コイル５８とは同一角度位置に位置しており、また、各ラジアルステータ６Ａ、６Ｂの各コイル５８とアキシャルステータ４のコイル４４とは同一角度位置に位置している。また、同一角度位置に位置するコイル４４、５８は同一相のコイルとされている。すなわち、各ステータ４、６Ａ、６Ｂは、コイル４４、５８が互いに同一角度位置に位置し、かつ同一角度位置に位置するコイル４４、５８が同一相となるように、互いにケース８を介して周方向に位置決めされた状態で組み付けられている。 The coils 58 of the first radial stator 6A and the coils 58 of the second radial stator 6B are positioned at the same angular position, and the coils 58 of the radial stators 6A and 6B and the coils of the axial stator 4 are arranged. 44 is located at the same angular position. Further, the coils 44 and 58 positioned at the same angular position are the same phase coils. That is, the stators 4, 6 A, and 6 B are surrounded by the case 8 so that the coils 44 and 58 are positioned at the same angular position and the coils 44 and 58 positioned at the same angular position are in the same phase. It is assembled in a state positioned in the direction.

［作用効果］
上記回転電機１Ａによれば、ロータ２の各ロータ本体１２Ａ，１２Ｂにアキシャル用永久磁石２２とラジアル用永久磁石２６とが個別に設けられていて、アキシャル用永久磁石２２とアキシャルステータ４との間で磁気交換が行われる一方で、ラジアル用永久磁石２６とラジアルステータ６Ａ、６Ｂとの間で磁気交換が行われる。すなわち、アキシャル用とラジアル用とで永久磁石（界磁）が個別に設けられた構造である。そのため、アキシャル用およびラジアル用として永久磁石（界磁）が共通化されている従来の構造に比べるとトータル的な磁気交換面積を増大させることができ、電機子から受ける逆磁界に対する余裕が増大する。 [Function and effect]
According to the rotating electrical machine 1 A, the axial permanent magnets 22 and the radial permanent magnets 26 are individually provided on the rotor main bodies 12 A and 12 B of the rotor 2, and between the axial permanent magnet 22 and the axial stator 4. On the other hand, magnetic exchange is performed between the radial permanent magnet 26 and the radial stators 6A and 6B. That is, it is a structure in which permanent magnets (fields) are individually provided for axial and radial use. Therefore, the total magnetic exchange area can be increased as compared with the conventional structure in which permanent magnets (fields) are used in common for axial and radial use, and a margin for a reverse magnetic field received from the armature is increased. .

しかも、上記回転電機１Ａによれば、アキシャル用永久磁石２２とアキシャルステータ４との間、およびラジアル用永久磁石２６とラジアルステータ６Ａ、６Ｂとの間で各々良好かつ安定的な磁束形成が可能であり、これにより、上記のような磁気交換面積の増大と相まって効果的に発生トルクを増大させることができるという利点もある。すなわち、アキシャル用永久磁石２２とラジアル用永久磁石２６とはロータ本体１２Ａ，１２Ｂの同一回転角度位置に各々配置され、さらに、同一角度位置に配置されるアキシャル用永久磁石２２およびラジアル用永久磁石２６の各々エアギャップ側の磁極は互いに同じ磁極とされているので、アキシャル用永久磁石２２とアキシャルステータ４との間に形成される磁束と、ラジアル用永久磁石２６とラジアルステータ６Ａ、６Ｂとの間に形成される磁束とが互いに影響し合って（干渉して）トルク発生を阻害するといったことが抑制される。また、第１ロータ本体１２Ａの各アキシャル用永久磁石２２と第２ロータ本体１２Ｂの各アキシャル用永久磁石２２とは互いに同一の回転角度位置に配置されており、各ロータ本体１２Ａ、１２Ｂの同一の回転角度位置のアキシャル用永久磁石２２同士は、エアギャップ側の磁極が互いに異なる磁極とされているので、アキシャルステータ４とその両側の各ロータ本体１２Ａ、１２Ｂの各アキシャル用永久磁石２２とに亘って良好に安定的な磁束が形成される。そのため、上記回転電機１Ａによれば、磁気交換面積の増大による総磁束量の増大および良好かつ安定的な磁束形成が可能であり、これにより効果的に発生トルクを増大させることができる。 Moreover, according to the rotating electrical machine 1A, good and stable magnetic flux formation is possible between the axial permanent magnet 22 and the axial stator 4, and between the radial permanent magnet 26 and the radial stators 6A and 6B. There is also an advantage that the generated torque can be effectively increased in combination with the increase in the magnetic exchange area as described above. That is, the axial permanent magnet 22 and the radial permanent magnet 26 are respectively arranged at the same rotational angle position of the rotor bodies 12A and 12B, and further the axial permanent magnet 22 and the radial permanent magnet 26 arranged at the same angular position. Since the magnetic poles on the air gap side are the same as each other, the magnetic flux formed between the axial permanent magnet 22 and the axial stator 4 and between the radial permanent magnet 26 and the radial stators 6A and 6B. It is suppressed that the magnetic flux formed on each other affects each other (interferes) and inhibits torque generation. The axial permanent magnets 22 of the first rotor body 12A and the axial permanent magnets 22 of the second rotor body 12B are arranged at the same rotational angle position, and the same rotor body 12A, 12B. Since the axial permanent magnets 22 at the rotational angle positions are different from each other in the air gap side, the axial permanent magnets 22 extend over the axial stator 4 and the axial permanent magnets 22 of the rotor bodies 12A and 12B on both sides thereof. And a stable magnetic flux is formed. Therefore, according to the rotating electrical machine 1A, it is possible to increase the total magnetic flux amount by increasing the magnetic exchange area and to form a favorable and stable magnetic flux, thereby effectively increasing the generated torque.

また、上記回転電機１Ａによれば、軟磁性金属粉からなる成型体であるアキシャル用バックヨーク２４およびラジアル用バックヨーク２８が互いに嵌合した状態でアキシャル用永久磁石２２およびラジアル用永久磁石２６の背後に位置しているので、アキシャル方向の磁束路とラジアル方向の磁束路とが互いに補完することができ、その結果、総磁束量が増大する。従って、この点でも効果的に発生トルクを増大させることができる。 Further, according to the rotating electrical machine 1A, the axial permanent magnet 22 and the radial permanent magnet 26 are in a state where the axial back yoke 24 and the radial back yoke 28, which are molded bodies made of soft magnetic metal powder, are fitted to each other. Since it is located behind, the magnetic flux path in the axial direction and the magnetic flux path in the radial direction can complement each other, and as a result, the total magnetic flux amount increases. Therefore, the generated torque can be effectively increased also in this respect.

なお、上記回転電機１Ａでは、総磁束量の増大に伴いアキシャル用およびラジアル用の各永久磁石２２、２６や各コイル４４、５８の発熱量が増大することが予想され、当該発熱による効率の低下が懸念される。しかし、上記回転電機１Ａによれば、ロータ２については、各ロータ本体１２Ａ、１２Ｂに各々冷却液ジャケット３２が形成され、回転軸１０を通じて冷却液を循環させることが可能となっている。また、アキシャルステータ４および各ラジアルステータ６Ａ、６Ｂについても、各々、コイル４４、５８が収納される円環状の冷却液ジャケット４５、５３が設けられ、冷却液導入ポートＰ_０１、Ｐ_１１及び冷却液導入ポートＰ_０２、Ｐ_１２を通じて冷却液を循環させることができる。特に、コイル４４、５８については、これらを冷却液に浸漬させながら当該冷却液を循環させることができる。そのため、各永久磁石２２、２６や各コイル４４、５８の効果的な抜熱が可能であり、これにより、当該発熱に起因する回転電機１Ａの効率低下を抑制することができる。 In the rotating electrical machine 1A, the amount of heat generated by the axial and radial permanent magnets 22 and 26 and the coils 44 and 58 is expected to increase as the total amount of magnetic flux increases, resulting in a decrease in efficiency due to the generated heat. Is concerned. However, according to the rotating electrical machine 1 A, with respect to the rotor 2, the cooling liquid jacket 32 is formed in each of the rotor main bodies 12 A and 12 B, and the cooling liquid can be circulated through the rotating shaft 10. The axial stator 4 and the radial stators 6A and 6B are also provided with annular coolant jackets 45 and 53 in which the coils 44 and 58 are accommodated, respectively, and the coolant introduction ports P ₀₁ and P ₁₁ and the coolant are provided. The coolant can be circulated through the introduction ports P ₀₂ and P ₁₂ . In particular, the coils 44 and 58 can be circulated while immersing them in the coolant. Therefore, it is possible to effectively remove the heat from the permanent magnets 22 and 26 and the coils 44 and 58, thereby suppressing a reduction in efficiency of the rotating electrical machine 1A due to the heat generation.

［変形例等］
上記回転電機１Ａは、本発明に係るアキシャル・ラジアル複合ギャップ型回転電機の好ましい実施形態の例示であって、その具体的な構成は、本発明の要旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。例えば、以下のような構成を採用することもできる。 [Modifications, etc.]
The rotary electric machine 1A is an example of a preferred embodiment of an axial-radial composite gap type rotary electric machine according to the present invention, and a specific configuration thereof can be appropriately changed without departing from the gist of the present invention. For example, the following configuration may be employed.

（１）上記回転電機１Ａのロータ２は、２つのロータ本体１２Ａ，１２Ｂを備えているがロータ本体は１つでもよい。図１３は、ロータ本体が１つの場合の構成例である。なお、同図では、便宜上、ロータ本体およびラジアルステータの符号として、図２の第１ロータ本体１２Ａおよび第１ラジアルステータ６Ａの符号を用いている。 (1) The rotor 2 of the rotating electrical machine 1A includes two rotor main bodies 12A and 12B, but the number of rotor main bodies may be one. FIG. 13 shows a configuration example in the case of one rotor body. In the figure, for the sake of convenience, the reference numerals of the first rotor main body 12A and the first radial stator 6A of FIG. 2 are used as reference numerals of the rotor main body and the radial stator.

図１３に示す回転電機１Ｂは、図２に示した回転電機１Ａの第２ロータ本体１２Ｂおよび第２ラジアルステータ６Ｂが省略され、その代わりに、アキシャルステータ４の反ロータ本体側（軸方向（−）側）にバックヨーク５が配設された構成を有する。バックヨーク５は、回転軸１０を中心として帯状の電磁鋼板が渦巻状に巻かれたドーナッツ型のもの（巻きコア）であり、ステータ本体４０の内径、外径とほぼ同等の内径、外径を有している。バックヨーク５は、ケース８に設け受けられたバックヨーク５を収める溝に嵌め込んで位置決めされ、ケース８を支持プレート４６の周縁部に図外のボルトで固定することで、ステータ本体４０と接触する。なお、バックヨーク５とコア本体４３ａとの間には、絶縁フィルムを挟み込むと良い。各積層間の表面に凹凸が存在する場合、積層間の磁束の流れが不均一化して鉄損が増大することを、避けることができる。バックヨーク５の具体的な構造は渦巻状以外の構造であってもよいが、渦巻状のバックヨーク５によれば、当該バックヨーク５における磁束流れ方向に電磁鋼板間の隙間が形成されることがないため円滑な磁束流れの形成、ひいては発生トルクを増大するうえで有利となる。 In the rotating electrical machine 1B shown in FIG. 13, the second rotor body 12B and the second radial stator 6B of the rotating electrical machine 1A shown in FIG. 2 are omitted, and instead, the side opposite to the rotor body (axial direction (− ) Side) and a back yoke 5 is disposed. The back yoke 5 is a donut type (winding core) in which a strip-shaped electromagnetic steel sheet is wound around a rotating shaft 10 in a spiral shape, and has an inner diameter and an outer diameter substantially equal to the inner diameter and outer diameter of the stator body 40. Have. The back yoke 5 is positioned by being fitted into a groove for receiving the back yoke 5 provided on the case 8 and fixed to the peripheral portion of the support plate 46 with a bolt (not shown) to contact the stator body 40. To do. An insulating film is preferably sandwiched between the back yoke 5 and the core body 43a. When unevenness exists on the surface between the respective layers, it is possible to avoid an increase in iron loss due to non-uniform flow of magnetic flux between the layers. The specific structure of the back yoke 5 may be a structure other than the spiral shape. However, according to the spiral back yoke 5, a gap between the electromagnetic steel sheets is formed in the magnetic flux flow direction in the back yoke 5. Therefore, it is advantageous in forming a smooth magnetic flux flow and thus increasing the generated torque.

（２）上記回転電機１Ａのロータ２は、図１４（ａ）、（ｂ）に示すように、隣接するアキシャル用永久磁石２２の間にアキシャル用磁性部２９ａが配置されるとともに、隣接するラジアル用永久磁石２６の間にラジアル用磁性部２９ｂが配置されるものであってもよい。 (2) As shown in FIGS. 14A and 14B, the rotor 2 of the rotating electrical machine 1A includes an axial magnetic portion 29a between adjacent axial permanent magnets 22 and adjacent radials. The radial magnetic part 29 b may be disposed between the permanent magnets 26 for use.

詳しく説明すると、各磁性部２９ａ、２９ｂは、上記バックヨーク２４，２８と同様、Ｆｅ、Ｆｅ−Ｓｉ系及びＦｅ−Ｎｉ系などの軟磁性金属粉を主成分とする成型体であり、当例では、両磁性部２９ａ、２９ｂは、図１５（ａ）に示すように、ラジアル用バックヨーク２８に一体に形成されている。すなわち、ラジアル用バックヨーク２８は、円環状のバックヨーク本体部２８ａと、その周方向に一定間隔で設けられるアキシャル用磁性部２９ａ及びラジアル用磁性部２９ｂを備え、これらバックヨーク本体部２８ａ、アキシャル用磁性部２９ａ及びラジアル用磁性部２９ｂが上記軟磁性金属粉を主成分とする同一材料により一体に成型されている。 More specifically, each of the magnetic portions 29a and 29b is a molded body mainly composed of soft magnetic metal powder such as Fe, Fe-Si, and Fe-Ni as in the case of the back yokes 24 and 28. Then, both the magnetic parts 29a and 29b are formed integrally with the radial back yoke 28 as shown in FIG. That is, the radial back yoke 28 includes an annular back yoke main body portion 28a, and axial magnetic portions 29a and radial magnetic portions 29b provided at regular intervals in the circumferential direction thereof. The magnetic part 29a for radial use and the magnetic part 29b for radial use are integrally molded from the same material mainly composed of the soft magnetic metal powder.

図１５（ｂ）に示すように、アキシャル用磁性部２９ａは、バックヨーク本体部２８ａの一方側の軸方向端面に当該端面から軸方向に突出するように設けられている。アキシャル用磁性部２９ａは、当該バックヨーク本体部２８ａの中心に向かって延びる略扇形を成しており、当該中心側の端部（すなわち先端部）は、ベース部材２０の上記ボス部２０ｂの周面に当接している。一方、ラジアル用磁性部２９ｂは、バックヨーク本体部２８ａの外周面から径方向外側に突出するように設けられている。 As shown in FIG. 15B, the axial magnetic portion 29a is provided on the one axial end surface of the back yoke main body 28a so as to protrude from the end surface in the axial direction. The axial magnetic portion 29a has a substantially sector shape extending toward the center of the back yoke body portion 28a, and an end portion (that is, a tip portion) on the center side is a circumference of the boss portion 20b of the base member 20. It is in contact with the surface. On the other hand, the radial magnetic portion 29b is provided so as to protrude radially outward from the outer peripheral surface of the back yoke body portion 28a.

そして、図１５（ｂ）に示すように、アキシャル用バックヨーク２４がアキシャル用磁性部２９ａの反エアギャップ側の面に当接するようにバックヨーク本体部２８ａ（バックヨーク本体部２８ａ）の内側に嵌入され、隣接するアキシャル用磁性部２９ａの間に各々アキシャル用永久磁石２２が配置されてアキシャル用バックヨーク２４に積層されるとともに、隣接するラジアル用磁性部２９ｂの間に各々ラジアル用永久磁石２６が配置されている。この状態で、互いに隣接するアキシャル用永久磁石２２とアキシャル用磁性部２９ａとの周方向端部、および互いに隣接するラジアル用永久磁石２６とラジアル用磁性部２９ｂとの周方向端部とに一体にクランプ部材３０が装着されている。この構成により、図１４（ａ）、（ｂ）に示すように、ベース部材２０、アキシャル用永久磁石２２、アキシャル用バックヨーク２４、ラジアル用永久磁石２６及びラジアル用バックヨーク２８が、当該クランプ部材３０により一体化されている。 Then, as shown in FIG. 15B, the axial back yoke 24 is placed inside the back yoke main body 28a (back yoke main body 28a) so that it contacts the surface of the axial magnetic portion 29a on the side opposite to the air gap. The axial permanent magnets 22 are arranged between the adjacent axial magnetic portions 29a and stacked on the axial back yoke 24, and each of the radial permanent magnets 26 is interposed between the adjacent radial magnetic portions 29b. Is arranged. In this state, it is integrated with the circumferential end of the axial permanent magnet 22 and the axial magnetic portion 29a adjacent to each other and the circumferential end of the radial permanent magnet 26 and the radial magnetic portion 29b adjacent to each other. A clamp member 30 is attached. With this configuration, as shown in FIGS. 14A and 14B, the base member 20, the axial permanent magnet 22, the axial back yoke 24, the radial permanent magnet 26, and the radial back yoke 28 include the clamp member. 30 is integrated.

このような図１４（ａ）、（ｂ）に示すロータ本体１２Ａ、１２Ｂによれば、上記の通り、隣接するアキシャル用永久磁石２２の間に軟磁性材料からなるアキシャル用磁性部２９ａが配置され、隣接するラジアル用永久磁石２６の間に同様に軟磁性材料からなるラジアル用磁性部２９ｂが配置されているので、アキシャル方向およびラジアル方向の双方向において、各々リラクタンストルクが増大する。そのため、回転電機１Ａにおいて、より効果的に発生トルクを増大させることが可能となる。特に、リラクタンストルクが増大することで、高回転域でのトルク確保に有利となる。 According to the rotor main bodies 12A and 12B shown in FIGS. 14A and 14B, the axial magnetic portion 29a made of a soft magnetic material is disposed between the adjacent axial permanent magnets 22 as described above. Similarly, since the radial magnetic portion 29b made of a soft magnetic material is disposed between the adjacent radial permanent magnets 26, the reluctance torque increases in both the axial direction and the radial direction. Therefore, the generated torque can be increased more effectively in the rotating electrical machine 1A. In particular, an increase in reluctance torque is advantageous for securing torque in a high rotation range.

なお、図１４（ａ）、（ｂ）に示すロータ１２の構成は、図１３に示した回転電機１Ｂにも適用可能である。また、図１４（ａ）、（ｂ）の例では、磁性部２９ａ、２９ｂはラジアル用バックヨーク２８に一体に設けられているが、勿論、ラジアル用バックヨーク２８とは別体であってもよい。 The configuration of the rotor 12 shown in FIGS. 14A and 14B is also applicable to the rotating electrical machine 1B shown in FIG. 14A and 14B, the magnetic portions 29a and 29b are provided integrally with the radial back yoke 28. Of course, the magnetic portions 29a and 29b may be separate from the radial back yoke 28. Good.

（３）上記回転電機１Ａ、１Ｂでは、アキシャル用バックヨーク２４とラジアル用バックヨーク２８とが個別に設けられているが、これらは一体に成型されたものであってもよい。 (3) In the rotating electrical machines 1A and 1B, the axial back yoke 24 and the radial back yoke 28 are individually provided. However, they may be integrally molded.

１Ａ、１Ｂアキシャル・ラジアル複合ギャップ型回転電機
２ロータ
４アキシャルステータ
６Ａ第１ラジアルステータ
６Ｂ第２ラジアルステータ
８ケース
８ａ第１サイドケース
８ｂ第２サイドケース
１０回転軸
１２Ａ第１ロータ本体
１２Ｂ第２ロータ本体
１４貫通孔
２２アキシャル用永久磁石
２４アキシャル用バックヨーク
２６ラジアル用永久磁石
２８ラジアル用バックヨーク 1A, 1B Axial-radial composite gap type rotating electrical machine 2 Rotor 4 Axial stator 6A First radial stator 6B Second radial stator 8 Case 8a First side case 8b Second side case 10 Rotating shaft 12A First rotor body 12B Second rotor Body 14 Through-hole 22 Axial permanent magnet 24 Axial back yoke 26 Radial permanent magnet 28 Radial back yoke

Claims

A rotor comprising a rotating shaft and a rotor body rotating with the rotating shaft;
An axial stator including a plurality of coils arranged in the rotation direction of the rotation shaft, and disposed with a predetermined air gap in the axial direction of the rotation shaft with respect to the rotor body;
A radial stator including a plurality of coils arranged in the rotation direction of the rotation shaft, and disposed at a predetermined air gap outside the rotor body in the radial direction;
The rotor main body is disposed opposite to the axial stator and is disposed adjacent to a plurality of axial permanent magnets that perform magnetic exchange with the axial stator and on the side opposite to the axial stator of the axial permanent magnet. A plurality of radial permanent magnets that are different from the axial back yoke and the axial permanent magnet and that are arranged opposite to the radial stator and perform magnetic exchange with the radial stator. A cylindrical radial back yoke disposed adjacent to the radial permanent magnet side of the radial permanent magnet ,
The axial-radial composite gap type rotating electric machine, wherein the axial back yoke is disposed inside the radial back yoke in a state of being in close contact with the radial back yoke .

In the axial-radial composite gap type rotating electrical machine according to claim 1,
The rotor includes a first rotor main body and a second rotor main body arranged on both sides of the axial stator as a rotor main body, and the axial-radial composite gap type rotary electric machine.

In the axial-radial composite gap type rotating electrical machine according to claim 1 or 2,
The axial-radial composite gap type rotating electric machine, wherein the axial permanent magnet and the radial permanent magnet are respectively arranged at the same rotational angle position of the rotor body.

In the axial-radial composite gap type rotating electrical machine according to claim 3,
The axial-radial composite gap type rotating electric machine characterized in that the axial permanent magnet and the radial permanent magnet arranged at the same angular position have the same magnetic pole on the air gap side.

In the axial-radial composite gap type rotating electrical machine according to any one of claims 1 to 4,
The rotor is provided with an axial-radial composite gap type rotary electric machine characterized in that the rotor includes a coolant circulation passage for circulating coolant through the rotor shaft to the rotor body.

In the axial-radial composite gap type rotating electrical machine according to any one of claims 1 to 5,
Each of the axial stator and the radial stator includes an annular stator body including a stator core and the coil mounted on the stator core.
The rotating electrical machine includes an annular closed space that houses the coil of at least one of the stator bodies of the axial stator and the radial stator, and a coolant supply that can supply and discharge the coolant to and from the closed space. An axial-radial composite gap type rotating electrical machine characterized by comprising an exhaust part.

In the axial-radial composite gap type rotating electrical machine according to any one of claims 1 to 6,
A case in which the rotor, the axial stator and the radial stator are accommodated;
The axial stator includes an annular stator body including a stator core and the coil mounted on the stator core, and is assembled to the stator body from both sides in the axial direction so as to extend radially outward of the stator body. An axial-radial composite gap type rotating electrical machine comprising: a pair of existing support plates, wherein a peripheral portion of each of the support plates is fixed to the case, and is assembled to the case.