JP2018166353A - Electric motor - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、例えば、電動ブレーキ装置等の各種の装置に用いられるアキシャルギャップ型の電動モータに関する。 The present invention relates to an axial gap type electric motor used in various devices such as an electric brake device.
電動モータとして、以下の提案がなされている。
1.モータおよび直動機構を用いた電動ブレーキ装置(特許文献1)。
2.電動モータを直動機構の回転軸と異なる平行軸に配置した電動ブレーキ装置(特許文献2)。
3.アキシャルギャップ型のモータ(特許文献3)。
4.リボン状の磁性板を巻き取ってコアとするアキシャルギャップ型のモータの鉄心の製造方法(特許文献4)。
The following proposals have been made for electric motors.
1. An electric brake device using a motor and a linear motion mechanism (Patent Document 1).
2. An electric brake device in which an electric motor is arranged on a parallel axis different from the rotation axis of the linear motion mechanism (Patent Document 2).
3. Axial gap type motor (Patent Document 3).
4). A method of manufacturing an iron core of an axial gap type motor that winds a ribbon-shaped magnetic plate to be a core (Patent Document 4).
特許文献1に記載のような電動式直動アクチュエータを用いた電動ブレーキ装置において、一般に可能な限り省スペースかつ高応答な電動アクチュエータの実現が望まれる。
省スペースで高トルクを可能とする電動モータの構造として、例えば、特許文献2に示すようなアキシャルギャップ型の電動モータが知られている。アキシャルギャップ型の電動モータのコイルについて、占積率および放熱性の面で優位となる平角線を用いたエッジワイズコイルが用いられる場合が多い。
In an electric brake device using an electric linear actuator as described in Patent Document 1, it is generally desired to realize an electric actuator that saves space and has a high response as much as possible.
As a structure of an electric motor that enables high torque while saving space, for example, an axial gap type electric motor as shown in
平角線のコイルを用いて省スペースに配線する場合、平角線の厚みにより、一スロット当たりの巻回数を増やせないため、複数のコイルを直列に結線する場合が多い。この場合、円周方向に並ぶコイルに対してコイル端部が軸方向に異なる位置となる。このため、コイルを三次元に配線する必要があり配線構造が複雑化し、コイル間を結合する配線が長くなるため、銅損が増加する。また、サイズとコストの面で課題となる場合がある。 When wiring in a space-saving manner using a rectangular wire coil, since the number of turns per slot cannot be increased due to the thickness of the rectangular wire, a plurality of coils are often connected in series. In this case, the coil ends are at different positions in the axial direction with respect to the coils arranged in the circumferential direction. For this reason, it is necessary to wire the coils three-dimensionally, the wiring structure becomes complicated, and the wiring for coupling the coils becomes long, so that the copper loss increases. Moreover, it may be a problem in terms of size and cost.
この発明の目的は、モータコイルの配線構造を簡素化し、銅損の低減を図ると共にコスト低減を図ることができるアキシャルギャップ型の電動モータを提供することである。 An object of the present invention is to provide an axial gap type electric motor that can simplify a wiring structure of a motor coil, reduce copper loss, and reduce costs.
この発明の電動モータは、固定子と、この固定子に対して回転可能な回転子とが、前記回転子の軸方向に対面するアキシャルギャップ型の電動モータにおいて、
前記固定子は、磁極を形成するコイルが前記回転子の回転方向に複数並び、これら複数のコイルとして、巻回方向が互いに逆であってそれぞれ軸方向の両端に各巻線端が位置する正巻きコイルと逆巻きコイルとを有し、
前記複数のコイルは、それぞれ前記正巻きコイルと前記逆巻きコイルとが前記回転方向に交互に並んで構成される複数のコイル群から成り、同じコイル群を構成する複数のコイルは、円周方向に並ぶコイルの間で互いに同じ軸方向位置の前記巻線端が結合されている。
The electric motor of the present invention is an axial gap type electric motor in which a stator and a rotor rotatable relative to the stator face each other in the axial direction of the rotor.
In the stator, a plurality of coils forming magnetic poles are arranged in the rotation direction of the rotor, and as these coils, the winding directions are opposite to each other and the winding ends are positioned at both ends in the axial direction. A coil and a reverse winding coil,
Each of the plurality of coils includes a plurality of coil groups in which the forward winding coil and the reverse winding coil are alternately arranged in the rotation direction, and the plurality of coils constituting the same coil group are arranged in the circumferential direction. The winding ends at the same axial position are coupled between the coils arranged side by side.
この構成によると、アキシャルギャップ型の電動モータにより、省スペース化および高応答化を図ることができる。アキシャルギャップ型であるうえ、複数のコイルは、巻回方向が互いに逆であってそれぞれ軸方向の両端に各巻線端が位置する正巻きコイルと逆巻きコイルとが回転方向に交互に並んで構成される複数のコイル群から成るため、新たな構成部品等を付加することなく電動モータを構成することができる。 According to this structure, space saving and high response can be achieved by the axial gap type electric motor. In addition to the axial gap type, the plurality of coils are configured by alternately winding a normal winding coil and a reverse winding coil in which the winding directions are opposite to each other and each winding end is located at each end in the axial direction. Therefore, the electric motor can be configured without adding new components or the like.
また同じコイル群を構成する複数のコイルは、円周方向に隣合うコイルの間で互いに同じ軸方向の巻線端が結合されることで、同一方向の磁束を発生するように電気的に直列結合されているため、最短距離でコイルの配線が行える。このためモータ銅損を低減できる。
円周方向に隣合うコイルの間で互いに同じ軸方向位置の巻線端が結合されることで、コイル線が軸方向および径方向に複雑に絡み合うことがなく、狭いスペースであってもコイル間の配線が容易となるため、配線構造を簡素化することができる。したがって、この電動モータの製造コストの低減を図れ、モータサイズをコンパクトに構成できる。
In addition, a plurality of coils constituting the same coil group are electrically connected in series so as to generate magnetic flux in the same direction by coupling winding ends in the same axial direction between coils adjacent in the circumferential direction. Since they are connected, the coil can be wired at the shortest distance. For this reason, motor copper loss can be reduced.
Coil ends connected to each other in the same axial direction between coils adjacent to each other in the circumferential direction, so that the coil wire does not entangle in the axial direction and the radial direction in a complicated manner. Therefore, the wiring structure can be simplified. Therefore, the manufacturing cost of the electric motor can be reduced and the motor size can be made compact.
前記直列結合された複数のコイルについて、前記磁極を形成する巻回部への電流の入出力端が、前記回転子の軸方向に直交する同一平面上に位置してもよい。この場合、電動モータと、この電動モータを制御する制御装置との接続が容易となり、製造上有利となる。 With respect to the plurality of coils coupled in series, input / output ends of currents to the winding portions forming the magnetic poles may be located on the same plane orthogonal to the axial direction of the rotor. In this case, the connection between the electric motor and the control device for controlling the electric motor becomes easy, which is advantageous in manufacturing.
前記正巻きコイルおよび前記逆巻きコイルがそれぞれ前記軸方向に導体が積層されるように巻回され、前記同じコイル群を構成する複数のコイルは、一続きのコイル線により巻回されたものであってもよい。この場合、結線部を削減できることで複数のコイルを省スペースに配線することができ、電動モータをコンパクトに構成できる。これにより電動モータの汎用性を高めることができる。 The forward winding coil and the reverse winding coil are each wound so that conductors are laminated in the axial direction, and the plurality of coils constituting the same coil group are wound by a continuous coil wire. May be. In this case, since a connection part can be reduced, a some coil can be wired in a space-saving, and an electric motor can be comprised compactly. Thereby, the versatility of the electric motor can be enhanced.
前記コイル線は、このコイル線の軸心を含む平面で切断した断面が長方形状の平角線であり、この長方形状の平角線の前記断面における長手方向が前記軸方向に直交し、且つ、前記長方形状の平角線の前記断面における短手方向が前記軸方向と平行となるように配置され、前記平角線は前記短手方向に積層されるように巻回されていてもよい。
この場合、平角線の前記短手方向が軸方向と平行に積層されているため、コイル間の無効なスペースが比較的少なくコイルを巻回することができ、省スペース化をより図ることができる。また前記平角線を用いたコイルを用いると、放熱性が高く、巻線の断面に占める導体の割合である「占積率」に優れた固定子を構成できる。
The coil wire is a rectangular wire having a rectangular cross section cut along a plane including the axis of the coil wire, the longitudinal direction of the rectangular flat wire in the cross section is orthogonal to the axial direction, and The rectangular flat wire may be arranged such that the short direction in the cross section of the rectangular flat wire is parallel to the axial direction, and the flat wire may be wound so as to be stacked in the short direction.
In this case, since the short direction of the rectangular wire is laminated in parallel with the axial direction, there is relatively little ineffective space between the coils, and the coils can be wound, and space saving can be further achieved. . In addition, when a coil using the rectangular wire is used, a stator having high heat dissipation and excellent “space factor” which is a ratio of a conductor to a cross section of the winding can be configured.
前記複数のコイル群は、異なる電流位相となる三相以上の励磁磁極を構成し、同位相を構成するコイル群のうち円周方向に並ぶコイル間の配線は、前記位相の異なるコイル群毎に、異なる径方向位置に設けられてもよい。この場合、狭いスペースであっても位相の異なる複数のコイル群の間で干渉することなく容易に配線ができるため、配線構造を簡素化することができる。 The plurality of coil groups constitute excitation magnetic poles of three or more phases having different current phases, and among the coil groups constituting the same phase, wiring between coils arranged in the circumferential direction is provided for each of the coil groups having different phases. , May be provided at different radial positions. In this case, even in a narrow space, wiring can be easily performed without interference between a plurality of coil groups having different phases, so that the wiring structure can be simplified.
前記複数のコイル群は、異なる電流位相となる三相以上の励磁磁極を構成し、同位相を構成するコイル群のうち円周方向に並ぶコイル間の配線は、前記位相の異なるコイル群毎に、異なる軸方向位置に設けられてもよい。この場合、位相の異なる複数のコイル群の間で干渉することなく最短距離で配線することが可能で、且つコイル線間の絶縁距離が確保し易くなる。 The plurality of coil groups constitute excitation magnetic poles of three or more phases having different current phases, and among the coil groups constituting the same phase, wiring between coils arranged in the circumferential direction is provided for each of the coil groups having different phases. , May be provided at different axial positions. In this case, wiring can be performed at the shortest distance without interfering between a plurality of coil groups having different phases, and an insulation distance between the coil wires can be easily ensured.
この発明の電動モータは、固定子と、この固定子に対して回転可能な回転子とが、前記回転子の軸方向に対面するアキシャルギャップ型の電動モータにおいて、前記固定子は、磁極を形成するコイルが前記回転子の回転方向に複数並び、これら複数のコイルとして、巻回方向が互いに逆であってそれぞれ軸方向の両端に各巻線端が位置する正巻きコイルと逆巻きコイルとを有し、前記複数のコイルは、それぞれ前記正巻きコイルと前記逆巻きコイルとが前記回転方向に交互に並んで構成される複数のコイル群から成り、同じコイル群を構成する複数のコイルは、円周方向に並ぶコイルの間で互いに同じ軸方向位置の前記巻線端が結合されるため、モータコイルの配線構造を簡素化し、銅損の低減を図ると共にコスト低減を図ることができる。 The electric motor according to the present invention is an axial gap type electric motor in which a stator and a rotor rotatable with respect to the stator face each other in the axial direction of the rotor. The stator forms a magnetic pole. A plurality of coils are arranged in the rotation direction of the rotor, and as the plurality of coils, there are a normal winding coil and a reverse winding coil in which the winding directions are opposite to each other and each winding end is located at each end in the axial direction. The plurality of coils are composed of a plurality of coil groups in which the forward winding coils and the reverse winding coils are alternately arranged in the rotation direction, and the plurality of coils constituting the same coil group are arranged in the circumferential direction. Since the winding ends at the same axial position are coupled between the coils arranged in a row, the wiring structure of the motor coil can be simplified, the copper loss can be reduced, and the cost can be reduced.
この発明の実施形態に係る電動モータを図1ないし図6と共に説明する。
<アキシャルギャップモータの全体構造>
図1に示すように、この電動モータMは、ハウジング1と、固定子2と、回転子3とを備える。この電動モータMは、固定子2と回転子3とが回転子3の軸方向に対面するアキシャルギャップ型である。固定子2は、ハウジング1に静的に保持される。回転子3は、固定子2に対して回転可能に支持されている。ハウジング1に軸受4を介して回転軸5が回転自在に支持され、この回転軸5の外周に回転子3が固定されている。
An electric motor according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
<Overall structure of axial gap motor>
As shown in FIG. 1, the electric motor M includes a housing 1, a
ハウジング1は、複数の分割ハウジング1A,1Bで構成され、一方の分割ハウジング1Aに固定子2が設置されている。他方の分割ハウジング1Bは、モータ使用機器6のハウジングを兼用し、その一部がモータハウジングとなる。モータ使用機器6は、例えば、後述する直動アクチュエータ等を備える。
The housing 1 is composed of a plurality of divided
このアキシャルギャップ型の電動モータMは、永久磁石型の同期モータであり、固定子2は、鉄心7とコイル10とを有するアセンブリ部品の励磁機構とされている。回転子3は、円周方向に並ぶ複数の永久磁石3aを円板状の保持部材3bに埋め込んで成る。保持部材3bは、金属部材でも良く、樹脂部材であってもよい。また、回転子3は、全体が磁性体から成るものであってもよい。その場合、回転子3が、回転に同期してリラクタンスが変動する突極性を有する形状とすることで、リラクタンス型の同期モータとなる。
The axial gap type electric motor M is a permanent magnet type synchronous motor, and the
<固定子等の構造について>
図2に示すように、固定子2における鉄心7は、バックヨーク8と、複数のコア9とを有する。
図1および図2に示すように、バックヨーク8は、回転子3の回転軸心Oと同心で回転軸5の円周方向に延びる円筒状であり、磁極間の磁路を形成する。各コア9は、バックヨーク8から回転子3の軸方向に突出し回転子3の円周方向に等間隔に並び、磁極を形成する。コア9の個数は、印加する交流電流の相数の整数倍とすると高出力なモータを構成できて好ましいが、交流電流の相毎に異なる個数とすることもできる。例えば、図示の例は三相モータであるため、コア9の個数は、相数である「3」の4倍である12個とされている。しかしながら、コア9の個数を、U相4個、V相4個、W相3個、計11個のように構成することもできる。
<About the structure of the stator>
As shown in FIG. 2, the
As shown in FIGS. 1 and 2, the
コア9の軸方向の端面が回転子3と対向して磁極を形成し、この磁極の向きが回転子3の軸方向と平行である。コイル10および鉄心7は円周状に等配され、コイル10および鉄心7の等配方向が回転子3の回転方向と一致する。なお、簡単のため、インシュレータおよび配線等の一部の構造は省略する。
The axial end surface of the
<<コイル10について>>
固定子2は、磁極を形成するコイル10が回転子3の回転方向に複数並ぶ。これら複数のコイル10として、巻回方向が互いに逆であってそれぞれ軸方向の両端に各巻線端が位置する正巻きコイル10aと逆巻きコイル10bとの二種類が有る。複数のコイル10は、それぞれ正巻きコイル10aと逆巻きコイル10bとが回転方向に交互に並んで構成される複数(この例では三つ)のコイル群11から成る。複数のコイル群は、それぞれ異なる電流位相となるU,V,W三相の励磁磁極を構成する。
<< About
In the
同じコイル群11つまり同位相を構成する複数のコイルは、一続きのコイル線Ceにより巻回されている。コイル線Ceは、このコイル線Ceの軸心L1を含む平面で切断した断面が長方形状の平角線である。すなわちコイルとして、平角線を用いたエッジワイズコイルが用いられている。長方形状の平角線の前記断面における長手方向が軸方向に直交し、且つ、長方形状の平角線の前記断面における短手方向が軸方向と平行となるように配置され、平角線は前記短手方向に積層されるように巻回されている。
The plurality of coils constituting the
図6(A)に示すように、同じコイル群11(同位相)を構成する複数のコイルは、正巻きコイル10aと逆巻きコイル10bとが回転方向に交互に並び、円周方向に隣合うコイル10a,10bの間で互いに同じ軸方向の巻線端が結合されている。このように結合されることで、同一方向の磁束が発生するように電気的に直列結合されている。図2に示すように、直列結合された複数のコイル10について、磁極を形成する巻回部12への電流の入出力端13が、回転子3(図1)の軸方向に直交する同一平面上に位置する。
As shown in FIG. 6 (A), a plurality of coils constituting the same coil group 11 (in the same phase) are composed of a normal winding
図3〜図5に示すように、各コイル群11において、例えば、図3中左下に設けられた軸方向先端側の巻線端である電流の入出力端13からコイル線が正巻きコイル10aとして巻回され、図3中奥側の軸方向基端側の巻線端14において第1の巻回部121が終了する。巻回部12を前記軸方向先端側から見て、この軸方向先端側の巻線端から軸方向基端側の巻線端14に螺旋状に至る巻回部12の巻回方向が時計回りの巻回部12を「正巻きコイル」と称す。巻回部12を前記軸方向先端側から見て、この軸方向先端側の巻線端から軸方向基端側の巻線端14に螺旋状に至る巻回部12の巻回方向が反時計回りの巻回部12を「逆巻きコイル」と称す。この第1の巻回部121の軸方向基端側の巻線端14よりコイル線Ceが、回転軸内径方向に引き出される。図2に示すように、同位相を構成する複数のコイル10のうち円周方向に隣合う巻回部12,12間の配線15は、位相毎に、異なる径方向位置に設けられている。
As shown in FIGS. 3 to 5, in each
図3のU相を構成する複数のコイルの巻回部12,12間の配線15は、最も外径側の径方向位置に設けられ、図5のW相を構成する複数のコイルの巻回部12,12間の配線15は、最も内径側の径方向位置に設けられる。図4のV相を構成する複数のコイルの巻回部12,12間の配線15は、図3,図5の配線15,15間の径方向中間位置に設けられる。したがって、図3〜図5に示すように、U,V,Wの三相それぞれの巻回部12,12間の配線15が、回転軸径方向に異なる位置関係に回転軸周方向に配線され、第2の巻回部122の軸方向基端側の巻線端14に到達する。
The
第2の巻回部122は、前記軸方向先端側から見て、第1の巻回部121とは逆の巻回方向となる逆巻きコイルとなるようにコイル線Ceが巻回される。具体的には、第2の巻回部122は、例えば、図3中奥側の軸方向基端側の巻線端14から手前側へとコイル線Ceが螺旋状に巻回され、図3中手前側の軸方向先端側の巻線端で第2の巻回部122が終了する。このように複数のコイルを配置すると、入出力端13から電流を印加した際、電気的に直列結合された各巻線部12において発生する磁界の向きが電流の極性に対して同相の各スロット部において一致する。
The second winding
第2の巻回部122が終了する軸方向先端側の巻線端より、前記と同様にコイル線Ceが回転軸内径方向に引き出され、第3の巻回部123に向けてコイル線Ceが配線される。なお、同位相を構成する複数のコイルのうち円周方向に隣合う巻回部12,12間の配線15が、位相毎に、異なる軸方向位置に設けられてもよい。
From the winding end of the axial tip side of the second winding
例えば、回転軸方向に相当する図3中奥行き方向において、奥側に位置する巻回部12,12間の配線15と手前側に位置する巻回部12,12間の配線15とが、位相毎に、回転軸方向に異なる位置とすると、配線長さが最短となり、且つコイル線間の絶縁距離が確保し易くなる。例えば、より軸方向に扁平な電動モータにおいては、配線の軸方向位置が比較的近い関係とする等、配線位置をモータサイズ等の都合を踏まえて適宜調整してもよい。以降、第3および第4の巻回部123,124も、同様に、同じ軸方向先端側から見たコイル線Ceの巻回方向が交互の関係となるように形成される。
For example, in the depth direction in FIG. 3 corresponding to the rotation axis direction, the
図2に示すように、第4の巻回部124の軸方向先端側の終了端16において、三相それぞれの端部を接続し、スター型の三相交流回路を形成する。本図2のように、モータ電流の入出力端13を除いて内径側で結線する構成とすると、配線距離が短くなって高効率となり、また磁極面積が相対的に広くなる外径側を磁極に有効に活用しトルクが向上する。但し、配線部の一部または全体を外径側で配線する構造としてもよい。
As shown in FIG. 2, in the fourth winding
<本実施形態のモータコイルの配線構造と従来構造との比較>
図6(A)は、本実施形態の複数のコイルを回転子の回転方向(回転軸周方向)に展開した模式図を示す。図6(B)は、従来構造である同一方向に巻回されたコイルを用いる場合を示す。この従来構造は、実施形態の配線構造と比較して、コイル間の配線15を回転軸方向において引き回す必要が生じる。このため、特に多相になる程、配線構造が複雑になり、配線スペースが増加し、コスト増となる場合がある。従来構造において、例えば、三相モータでコアの個数が12個のアキシャルギャップモータを適用しようとすると、配線の際に他相コイルの配線および同一スロット内での配線を回避する構造としなければならず、また配線長が無くなるため銅損が増加する場合がある。
<Comparison of motor coil wiring structure of this embodiment and conventional structure>
FIG. 6A is a schematic diagram in which a plurality of coils according to the present embodiment are developed in the rotation direction of the rotor (rotational axis circumferential direction). FIG. 6B shows the case of using a coil wound in the same direction, which is a conventional structure. This conventional structure requires the
<作用効果について>
以上説明した電動モータMによれば、アキシャルギャップ型の電動モータにより、省スペース化および高応答化を図ることができる。複数のコイル10は、巻回方向が互いに逆であってそれぞれ軸方向の両端に各巻線端が位置する正巻きコイル10aと逆巻きコイル10bとが回転方向に交互に並んで構成される複数のコイル群11から成るため、新たな構成部品等を付加することなく電動モータを構成することができる。
<About the effects>
According to the electric motor M described above, space saving and high response can be achieved by the axial gap type electric motor. The plurality of
また同じコイル群11を構成する複数のコイルは、円周方向に隣合うコイルの間で互いに同じ軸方向の巻線端が結合されることで、同一方向の磁束を発生するように電気的に直列結合されているため、最短距離でコイルの配線が行える。このためモータ銅損を低減できる。
円周方向に隣合うコイルの間で互いに同じ軸方向位置の巻線端が結合されることで、コイル線Ceが軸方向および径方向に複雑に絡み合うことがなく、狭いスペースであってもコイル間の配線が容易となるため、配線構造を簡素化することができる。したがって、この電動モータMの製造コストの低減を図れ、モータサイズをコンパクトに構成できる。
In addition, the plurality of coils constituting the
Coil ends at the same axial position are coupled between coils adjacent to each other in the circumferential direction, so that the coil wire Ce is not complicatedly entangled in the axial direction and the radial direction. Since wiring between them becomes easy, the wiring structure can be simplified. Therefore, the manufacturing cost of the electric motor M can be reduced and the motor size can be made compact.
巻回部12への電流の入出力端13が、回転子3の軸方向に直交する同一平面上に位置しているため、電動モータMと、この電動モータMを制御する制御装置(図示せず)との接続が容易となり、製造上有利となる。
正巻きコイル10aおよび逆巻きコイル10bがそれぞれ軸方向に積層され、同じコイル群11を構成する複数のコイルは、一続きのコイル線Ceにより巻回されたものであるため、複数のコイル10を省スペースに配線することができ、電動モータMのコンパクト化が図れる。これにより電動モータMの汎用性を高めることができる。
Since the input /
The
平角線の前記短手方向が軸方向と平行に積層されているため、電動モータMは、コイル間の無効なスペースが比較的少なくコイルを巻回することができ、省スペース化をより図ることができる。また前記平角線を用いたコイルを用いるため、放熱性が高く、巻線の断面に占める導体の割合である「占積率」に優れた固定子2を構成できる。
同位相を構成する複数のコイルのうち円周方向に隣合う巻回部12,12間の配線15は、位相毎に、異なる径方向位置に設けられているため、狭いスペースであっても円周方向に隣合う巻回部12,12間の配線15が容易となるため、配線構造を簡素化することができる。
Since the short direction of the rectangular wire is laminated in parallel with the axial direction, the electric motor M can be wound around the coil with relatively little ineffective space between the coils, and space saving can be further achieved. Can do. Further, since the coil using the rectangular wire is used, the
Since the
<他の実施形態について>
前述の実施形態では、三相のコイルの端部を接続したスター結線の例を示すが、例えば、三相それぞれの電流の入出力端を、別の相の巻回部の両端と結線することで、デルタ結線を構成することもできる。
巻回部間の配線の三相それぞれの径方向の位置関係について、軸方向基端側の配線部と軸方向先端側の配線部とで相順を径方向に対して同じ並びとしてもよく、あるいは、例えば、軸方向基端側の配線部と軸方向先端側の配線部とで相順を径方向に対して逆の並びとしてもよい。前記の並びは、巻線工程の都合等製造上の都合に応じて適宜定めることができる。
<About other embodiments>
In the above-described embodiment, an example of star connection in which the ends of three-phase coils are connected is shown. For example, the input / output ends of the currents of the three phases are connected to both ends of the winding portion of another phase. Thus, a delta connection can be configured.
About the positional relationship in the radial direction of each of the three phases of the wiring between the winding parts, the phase sequence may be the same in the radial direction in the wiring part on the axial base end side and the wiring part on the axial front end side, Alternatively, for example, the phase order of the wiring portion on the proximal end side in the axial direction and the wiring portion on the distal end side in the axial direction may be reversed. The above-described arrangement can be appropriately determined according to the manufacturing convenience such as the winding process.
実施形態では、巻線部間の配線部において、同配線部を軸方向を含む平面で切断した断面の長手方向が軸方向と平行で三相が径方向に並ぶ配置を示すが、この配置に限定されるものではない。例えば、配線部を軸方向を含む平面で切断した断面の短手方向が軸方向と平行で三相が軸方向に並ぶ配置としてもよい。このように配線部の短手方向が軸方向と平行で三相が軸方向に並ぶ配置とすることで、省スペースで配線することが可能となる。 In the embodiment, in the wiring portion between the winding portions, an arrangement is shown in which the longitudinal direction of a cross section obtained by cutting the wiring portion along a plane including the axial direction is parallel to the axial direction and three phases are arranged in the radial direction. It is not limited. For example, it is good also as arrangement | positioning with which the transversal direction of the cross section which cut | disconnected the wiring part in the plane containing an axial direction is parallel to an axial direction, and three phases are located in a line with an axial direction. Thus, by arranging the short side direction of the wiring portion in parallel with the axial direction and arranging the three phases in the axial direction, it is possible to wire in a space-saving manner.
実施形態では、三相12スロットの例を示すが、相数は設計に応じて適宜定められるものとする。また、例えば、主にリラクタンスモータにおける四相以上の構成としてもよく、あるいはブラシ付DCモータのように二相の構成としてもよい。
その他、実施形態では、固定子の鉄心がバックヨークを備えた例を示しており、前記固定子を用いて一対の磁極を有するシングルギャップ型モータ、または回転子の両面に磁極を有しその両端に固定子を設けたダブルステータ型アキシャルギャップモータを構成することができる。
実施形態の固定子に変えてバックヨークを設けないか、またはバックヨークの両面に実施形態の構造を用いて固定子の両面に磁極を有する構造とし、その両面に回転子を設けることで、ダブルロータ型アキシャルギャップモータを構成することもできる。また、これらの構造を併用し、多段型のアキシャルギャップモータとしてもよい。
In the embodiment, an example of three phases and 12 slots is shown, but the number of phases is appropriately determined according to the design. In addition, for example, a configuration of four or more phases mainly in a reluctance motor may be used, or a two-phase configuration may be used as in a brushed DC motor.
In addition, the embodiment shows an example in which the iron core of the stator includes a back yoke, and a single gap type motor having a pair of magnetic poles using the stator, or a magnetic pole on both sides of the rotor and both ends thereof A double stator type axial gap motor provided with a stator can be configured.
The back yoke is not provided in place of the stator of the embodiment, or the structure of the embodiment is provided on both sides of the back yoke and the magnetic pole is provided on both sides of the stator, and the rotor is provided on both sides. A rotor type axial gap motor can also be constituted. Moreover, it is good also as a multistage type axial gap motor combining these structures.
<電動モータの適用例について>
図7は、ダブルステータ型アキシャルギャップモータを用いた電動式直動アクチュエータを簡略化して示す断面図である。このアキシャルギャップ型の電動モータMと同軸心に直動機構101が設置されている。直動機構101は、電動モータMの回転軸5により回転駆動されるボールねじ機構等を備え、電動モータMの回転を直動部102の直線運動に変換する。前記電動式直動アクチュエータであるモータ使用機器6は、例えば、自動車の車輪制動用の電動ブレーキ装置に用いられ、直動部102は、ブレーキロータ103に接触および離間させる摩擦パッド104の進退駆動に用いられる。
<Application example of electric motor>
FIG. 7 is a simplified cross-sectional view of an electric linear actuator using a double stator type axial gap motor. A
この電動式直動アクチュエータによれば、アキシャルギャップ型の電動モータMを備えているため、省スペースで高トルクを可能とする電動ブレーキ装置を実現できる。このため、電動ブレーキ装置を車両へ搭載する汎用性を高めることができる。また、前述のようにモータコイルの配線構造を簡素化することで、銅損の低減を図ると共にコスト低減を図ることができる。前記配線部は、例えば、樹脂材等でモールドされていてもよい。このような構造とすると、振動等に対して強固となるため、例えば、電動ブレーキ装置用のアクチュエータとして用いる場合等の過酷な環境条件での運用に対して好適となる。 According to this electric linear actuator, since the axial gap type electric motor M is provided, an electric brake device capable of high torque in a small space can be realized. For this reason, the versatility which mounts an electric brake device in a vehicle can be improved. Moreover, by simplifying the wiring structure of the motor coil as described above, it is possible to reduce the copper loss and reduce the cost. The wiring part may be molded with, for example, a resin material. Such a structure is strong against vibrations and the like, and is suitable for operation under severe environmental conditions such as when used as an actuator for an electric brake device.
以上、実施形態に基づいてこの発明を実施するための形態を説明したが、今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではない。この発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。 As mentioned above, although the form for implementing this invention based on embodiment was demonstrated, embodiment disclosed this time is an illustration and restrictive at no points. The scope of the present invention is defined by the terms of the claims, rather than the description above, and is intended to include any modifications within the scope and meaning equivalent to the terms of the claims.
2…固定子
3…回転子
10…コイル
10a…正巻きコイル
10b…逆巻きコイル
11…コイル群
12…巻回部
13…入出力端
Ce…コイル線
2 ...
Claims (6)
前記固定子は、磁極を形成するコイルが前記回転子の回転方向に複数並び、これら複数のコイルとして、巻回方向が互いに逆であってそれぞれ軸方向の両端に各巻線端が位置する正巻きコイルと逆巻きコイルとを有し、
前記複数のコイルは、それぞれ前記正巻きコイルと前記逆巻きコイルとが前記回転方向に交互に並んで構成される複数のコイル群から成り、同じコイル群を構成する複数のコイルは、円周方向に並ぶコイルの間で互いに同じ軸方向位置の前記巻線端が結合される電動モータ。 In the axial gap type electric motor in which the stator and the rotor rotatable relative to the stator face each other in the axial direction of the rotor,
In the stator, a plurality of coils forming magnetic poles are arranged in the rotation direction of the rotor, and as these coils, the winding directions are opposite to each other and the winding ends are positioned at both ends in the axial direction. A coil and a reverse winding coil,
Each of the plurality of coils includes a plurality of coil groups in which the forward winding coil and the reverse winding coil are alternately arranged in the rotation direction, and the plurality of coils constituting the same coil group are arranged in the circumferential direction. An electric motor in which the winding ends at the same axial position are coupled between coils arranged side by side.
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