特許 6223835 アキシャルギャップ型モータ

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6223835

(24)【登録日】2017年10月13日

(45)【発行日】2017年11月1日

(54)【発明の名称】アキシャルギャップ型モータ

(51)【国際特許分類】

   H02K 1/06 20060101AFI20171023BHJP

   H02K 15/04 20060101ALI20171023BHJP

   H02K 3/04 20060101ALI20171023BHJP

   H02K 21/24 20060101ALI20171023BHJP

【ＦＩ】

   H02K1/06 Z

   H02K15/04 A

   H02K3/04 J

   H02K21/24 M

【請求項の数】10

【全頁数】11

(21)【出願番号】特願2014-2933(P2014-2933)

(22)【出願日】2014年1月10日

(65)【公開番号】特開2015-133787(P2015-133787A)

(43)【公開日】2015年7月23日

【審査請求日】2016年4月7日

(73)【特許権者】

【識別番号】509186579

【氏名又は名称】日立オートモティブシステムズ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000350

【氏名又は名称】ポレール特許業務法人

(72)【発明者】

【氏名】川又 昭一

(72)【発明者】

【氏名】榎本 裕治

(72)【発明者】

【氏名】法月 邦彦

(72)【発明者】

【氏名】寳井 健彌

【審査官】 服部 俊樹

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００５−２３７０８６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００６−１９１７５７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００８−３０１６５２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１０−１８３７２７（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０２Ｋ １／０６

Ｈ０２Ｋ ３／０４

Ｈ０２Ｋ １５／０４

Ｈ０２Ｋ ２１／２４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

回転軸方向に対向する固定子と回転子とを備え、前記固定子がコア及び前記コアに巻回された巻線コイルを周方向に複数配置した構成を有するアキシャルギャップ型モータにおいて、
周方向に隣り合って順番に並ぶ第１のコア、第２のコア及び第３のコアのそれぞれに、１本の連続した導線で巻回された第１の巻線コイル、第２の巻線コイル及び第３の巻線コイルを有し、
前記第１の巻線コイル、前記第２の巻線コイル及び前記第３の巻線コイルは、中央に位置する前記第２のコアに巻回された前記第２の巻線コイルの巻き方向と、前記第２のコアの両隣りに位置する前記第１のコア及び前記第３のコアに巻回された前記第１の巻線コイル及び前記第３の巻線コイルの巻き方向とが逆方向となるように巻回され、
前記固定子に配置されるコア数は９の倍数個であり、
前記第１の巻線コイルの一方の巻線端部は引き出し線として引き出され、
前記第１の巻線コイルの他方の巻線端部は第１の渡り線を経て前記第２の巻線コイルの一方の巻線端部となり、
前記第２の巻線コイルの他方の巻線端部は第２の渡り線を経て前記第３の巻線コイルの一方の巻線端部となり、
前記第３の巻線コイルの他方の巻線端部は引き出し線として引き出され、
前記第１の巻線コイルの一方の巻線端部と前記第３の巻線コイルの他方の巻線端部とが回転軸方向の同じ側に位置し、
前記第２の巻線コイルの一方の巻線端部と他方の巻線端部とは、回転軸方向の同じ側に位置し、且つ前記第１の巻線コイルの一方の巻線端部及び前記第３の巻線コイルの他方の巻線端部と回転軸方向の反対側に位置することを特徴とするアキシャルギャップ型モータ。

【請求項2】

請求項１に記載のアキシャルギャップ型モータにおいて、
前記第１の渡り線及び前記第２の渡り線が回転軸方向における巻線コイルの巻回範囲の内側に位置することを特徴とするアキシャルギャップ型モータ。

【請求項3】

請求項２に記載のアキシャルギャップ型モータにおいて、
固定子を構成するコアを９極、回転子を構成する磁極数を８極としたことを特徴とするアキシャルギャップ型モータ。

【請求項4】

請求項３に記載のアキシャルギャップ型モータにおいて、
前記第１の巻線コイル、前記第２の巻線コイル及び前記第３の巻線コイルを３組備え、各組がＵ相、Ｖ相及びＷ相の各相を構成することを特徴とするアキシャルギャップ型モータ。

【請求項5】

請求項４に記載のアキシャルギャップ型モータにおいて、
９極分の前記コアと前記巻線コイルとは周方向に配置された状態で樹脂モールドにより一体化されていることを特徴とするアキシャルギャップ型モータ。

【請求項6】

請求項２に記載のアキシャルギャップ型モータにおいて、
固定子を構成するコアを９極、回転子を構成する磁極数を１０極としたことを特徴とするアキシャルギャップ型モータ。

【請求項7】

請求項３又は６に記載のアキシャルギャップ型モータにおいて、
前記巻線コイルはデルタ結線されたことを特徴とするアキシャルギャップ型モータ。

【請求項8】

請求項１に記載のアキシャルギャップ型モータにおいて、
前記巻線コイルの軸方向長さをＬｍ、コアの軸方向長さをＬｃｏとしたとき、Ｌｍ≦Ｌｃｏとしたことを特徴とするアキシャルギャップ型モータ。

【請求項9】

請求項１に記載のアキシャルギャップ型モータにおいて、
前記固定子を軸方向に多段に配置し、各段の巻線コイルを並列接続したことを特徴とするアキシャルギャップ型モータ。

【請求項10】

請求項９に記載のアキシャルギャップ型モータにおいて、
１段目の引き出し線長さをＬh、コアの軸方向長さをＬｃｏとしたとき、各段の引き出し線長さＬnを、Ｌｎ＝Ｌｈ＋（ｎ−１）×Ｌｃｏ（但し、ｎは固定子の段数で正の整数）としたことを特徴とするアキシャルギャップ型モータ。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、アキシャルギャップ型モータに係り、特に、回転子と固定子のスロットコンビネーションが8極9コア（スロット）のように、コア（スロット）数が９の倍数で構成されるアキシャルギャップ型モータに好適な巻線技術に関する。

【背景技術】

【0002】

近年、地球温暖化が深刻化する中で、電気機器に対する省エネルギー化の要求が高まっている。現在、国内の年間消費電力量の約５５％がモータによって消費されているため、モータの高効率化に対する注目度は高い。これまでモータの高効率化には、高いエネルギー積を有する希土類磁石を用いた設計が採用されている。しかし、希土類磁石の原料であるネオジウムやディスプロシウムは、近年価格が高騰している。このため、希土類磁石を使わず、フェライト磁石のみでモータの高効率化を実現できるアキシャルギャップ型モータが注目されている。アキシャルギャップ型モータでは、ラジアルギャップ型モータよりも磁石面積を広くとることができ、フェライト磁石による保持力の低下を補うことができる。一般的に、アキシャルギャップ型モータは、複数のコアを有し、そのコアの周囲に巻線が巻回されて構成された固定子と、その軸方向両面に２つの回転子を有する構成となっている。

【0003】

本技術分野の背景技術として、特開昭４６−７９２８号公報（特許文献１）がある。この公報には、ポールピースに巻回された巻線を有し、交流を通電するようになされたそれらの巻線が、磁気的に軟質のフェライト材料でもって形成されたポールピースに巻回せしめられていることを特徴としている（特許請求の範囲参照）。また、本技術分野の背景技術として、特開２０１２−５０２５０号公報（特許文献２）がある。この公報には、回転電機を組立てるときの、ステータコアの高精度位置決めと、製造工程の簡易化とを目的として、筒形状の中心部に第１の空間と、中心から等距離の円周上に複数の第２の空間とを備える収納枠体と、第１の空間に回転可能に設けられたシャフトと、第２の空間に配置されたコア及びコアに巻回されたコイルと、シャフトに固定されコアに対向する円周方向位置に複数の磁石が配置されたロータヨークと、シャフトが挿通された孔を有し収納枠体とロータヨークとを収納するケースとから構成されたアキシャルギャップ型回転電機が記載されている（要約参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開昭４６−７９２８号公報

【特許文献2】特開２０１２−５０２５０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

特許文献１では、ポールピース８個、回転子の磁極数８極で構成されたアキシャルギャップ構造の単相同期発電機が開示されている。この単相同期発電機では、巻線は、ポールピースと回転子の磁極数が同じであることから、回転子の磁極（Ｎ極Ｓ極）に対応して、正方向、逆方向、正方向、逆方向・・・と連続に巻かれているものと推察される。特許文献２では、コア数９個、回転子の磁極数８極のアキシャルギャップ回転電機が開示されているが、コイル巻線のスター結線、デルタ結線などの巻線方法に関しては開示されていない。一般的にモータの製造工程には、巻線の渡り線や中性点接続などの配線作業がある。特に、アキシャルギャップ型モータでは、固定子コアと永久磁石とのギャップ面に渡り線などの配線があると、回転子の面ブレや異物混入などによる配線の損傷に配慮する必要がある。また、配線の損傷に配慮して固定子コアと永久磁石とのギャップ長を大きくするとモータの性能が著しく低下する。一方、配線のために固定子外径を大きくするとモータが大型化する。

【0006】

そこで、本発明の目的は、連続巻きしたコイルをアキシャルギャップ型モータの固定子コイルとして容易に組み立てることができ、かつ、ギャップ面に渡り線のない巻線作業性の向上が可能なアキシャルギャップ型モータを提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明のアキシャルギャップ型モータは、例えば８極９スロット（コア）のスロットコンビネーションのように、スロット（コア）数が９の倍数で構成されたアキシャルギャップ型モータにおいて、１相分のコアを３個ひと組として構成し、かつ、巻線コイルを１本の導線で３個連続に巻回する。

【発明の効果】

【0008】

本発明によれば、連続巻きした巻線コイルによりアキシャルギャップ型モータの固定子コイルとして容易に組み立てることができ、かつ、渡り線をコア間に配置して固定子コアと永久磁石とのギャップ面に渡り線のないアキシャルギャップ型モータを提供でき、巻線作業性の向上が可能になる。

【0009】

上記した以外の課題、構成及び効果は、以下の実施形態の説明により明らかにされる。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】本発明の一実施に関わるアキシャルギャップ型モータの内部構造を示す概略的な断面図。

【図2】本発明の一実施に関わる固定子の概略的な斜視図。

【図3】本発明の一実施に関わる固定子巻線の結線図。

【図4A】本発明の一実施に関わる１相分のコイル組立手順の説明図であり、その第一手順を示す図。

【図4B】本発明の一実施に関わる１相分のコイル組立手順の説明図であり、その第二手順を示す図。

【図4C】本発明の一実施に関わる１相分のコイル組立手順の説明図であり、その第三手順を示す図。

【図5A】本発明の一実施に関わる固定子の概略的な斜視図であり、コイルを並列接続した例を示す図。

【図5B】図５Ａに示すVB部の拡大図。

【図6】本発明の一実施に関わる固定子巻線の結線図であり、コイルを並列接続した例を示す図。

【発明を実施するための形態】

【0011】

以下、本発明の実施例について図面を用いて説明する。

【実施例1】

【0012】

図１乃至図４Ｃを参照して、本発明に係る第一実施例について説明する。図１は本実施例に係るアキシャルギャップ型モータ１の断面図である。図２は本実施例に係る固定子２の斜視図である。図３は、本実施例に係る固定子巻線の結線図である。図４は本実施例に係る１相分のコイルの組立手順の説明図であり、図４Ａはその第一手順を示す図、図４Ｂはその第二手順を示す図、図４Ｃはその第三手順を示す図である。

【0013】

このアキシャルギャップ型モータ１は、偏平な円筒形状に形成された固定子２と、固定子２の軸方向両面に所定の空隙（ギャップ）を隔てて対向配置される一対の永久磁石回転子３、３１とを備えている。永久磁石回転子３、３１は、回転駆動力を出力する出力軸４に固定されている。なお、固定子２および永久磁石回転子３、３１はハウジング５内に収納される。

【0014】

本実施例において、永久磁石回転子３、３１は固定子２を挟んで軸方向両面に配置されているが、いずれか一方のみであっても良く、本実施例において永久磁石回転子の構成はアキシャルギャップ型モータ１を構成するのに必要な機能を備えていれば良い。図２に示すように、固定子２には出力軸となる回転軸４を中心軸として円周方向に複数個のコア２１（２１ａ〜２１ｉ）が配置されている。コア２１（２１ａ〜２１ｉ）の外周には巻線コイル６（Ｕ1+、Ｕ2-、Ｕ3+、Ｖ1+、Ｖ2-、Ｖ3+、Ｗ1+、Ｗ2-、Ｗ3+）が巻回されている。

【0015】

コア２１ａには巻線コイルＵ1+が巻回され、コア２１ｂには巻線コイルＵ2-が巻回され、コア２１ｃには巻線コイルＵ3+が巻回され、コア２１ｄには巻線コイルＶ1+が巻回され、コア２１ｅには巻線コイルＶ2-が巻回され、コア２１ｆには巻線コイルＶ3+が巻回され、コア２１ｇには巻線コイルＷ1+が巻回され、コア２１ｈには巻線コイルＷ2-が巻回され、コア２１ｉには巻線コイルＷ3+が巻回されている。すなわち、本実施例では、コアが９個で構成された９スロットの構成を採用しており、巻線コイルはＵ、Ｖ及びＷの各相に３個ずつ配設されている。

【0016】

固定子２の中心部には一対のベアリング２２１、２２２が配置されている。この例において、ベアリング２２１、２２２はボールベアリングで構成しており、その内輪は出力軸４に挿入され、外輪はベアリングホルダ２４に挿入されている。本実施例においてベアリング２２１、２２２の構成は、ボールベアリングに限定するものではなく、ころがり軸受、すべり軸受などのボールベアリング以外のベアリングを採用してもよい。またその個数も２個に限定するものではない。

【0017】

図1、図２によって本実施例の要部の説明を行う。アキシャルギャップ型モータ１の固定子２のコア（スロット）２１a〜２１iの外周には、それぞれＵ相巻線（Ｕ1+、Ｕ2-、Ｕ3+）、Ｖ相巻線（Ｖ1+、Ｖ2-、Ｖ3+）、Ｗ相巻線（Ｗ1+、Ｗ2-、Ｗ3+）が巻回され、コア２１a〜２１iが固定子２の周方向に配列されている。

【0018】

図２の９個の巻線コイル６（Ｕ1+、Ｕ2-、Ｕ3+、Ｖ1+、Ｖ2-、Ｖ3+、Ｗ1+、Ｗ2-、Ｗ3+）の接続法は、例えば、図３に示したデルタ結線にできる。自動車用の永久磁石回転電機では、駆動電源がバッテリであるために、１２Ｖと低い。従ってスター結線に比較してデルタ結線では巻線コイル６の端子電圧を√３倍に増加させることができる。それによって同一出力では相電流を小さくできるために巻線コイル６の径を小さくすることができる。前記のデルタ結線の実施例では、巻線作業をし易くすることができ、コア間における巻線コイル６の占積率を向上させることができる。これによって高効率のアキシャルギャップ型モータ１を提供できる。

【0019】

図２および図３に示す形態を成す固定子の巻線作業は、Ｕ相巻線（Ｕ3+、Ｕ2-、Ｕ1+）、Ｖ相巻線（Ｖ3+、Ｖ2-、Ｖ1+）、Ｗ相巻線（Ｗ3+、Ｗ2-、Ｗ1+）の相ごとに巻回し、各相を構成する３つの巻線を１本の線によって図４Ａ乃至図４Ｃに示すように連続的に巻回することによって実施される。ここで、アキシャルギャップ型モータ１の引き出し線部であるＴ_W3、Ｔ_U1、Ｔ_U3、Ｔ_V1、Ｔ_V3、Ｔ_W1は図示のように形成されて外部との接続を容易にすることができる。すなわち、引き出し線部であるＴ_W3とＴ_U1、Ｔ_U3とＴ_V1、Ｔ_V3とＴ_W1を圧着等により接続し、例えば３相ブラシレスモータのようにＵ相、Ｖ相、Ｗ相として外部へ引き出し、モータ駆動のためのインバータ（図示せず）との接続用配線として使用できる。

【0020】

以上の構成によれば、すべての巻線コイル６の接続は隣り合う巻線間の接続のみで済むために引き出し線を短くできる。また、各コア（２１a〜２１i）の巻線コイル６をすべて切り離して接続すると１相当たり６カ所で、３相では１８カ所となるのに対して、本実施例では、Ｔ_W3とＴ_U1間、Ｔ_U3とＴ_V1間、Ｔ_V3とＴ_W1間の計３カ所の接続で済み、接続箇所を大幅に低減でき、電工作業（巻線コイルの接続作業）を大幅に低減することができる。これは、接続部に起因する抵抗損失を大幅に低減することができて効率向上につながる。ここで、各相巻線に示している+および-の符号は、−を右巻きとしたとき、＋は−とは逆巻の左巻きに導線を巻回していることを示している。−を左巻きとしたとき、＋は−とは逆巻の右巻きに導線を巻回していることを示す。以下、＋を右巻き、−を左巻きとして説明する。なお、右巻きを正方向巻きとした場合、左巻きは逆方向巻きであり、左巻きを正方向巻きとした場合、右巻きは逆方向巻きである。-と+とは巻き方向の正逆の関係を示すものであり、-と+とを正逆いずれの方向に定義しても構わない。

【0021】

次に、巻線コイル６の組み立て方法について説明する。図２において、コア２１ａ〜２１ｃに巻回されたＵ相巻線（Ｕ1+、Ｕ2-、Ｕ3+）とコア２１ｄ〜２１ｆに巻回されたＶ相巻線（Ｖ1+、Ｖ2-、Ｖ3+）とコア２１ｇ〜２１ｉに巻回されたＷ相巻線（Ｗ1+、Ｗ2-、Ｗ3+）とは同一構成のため、ここではコア２１ａ〜２１ｃに巻回されたＵ相巻線（Ｕ1+、Ｕ2-、Ｕ3+）を例にとって説明する。

【0022】

本実施例における巻線方法では、コア２１a、２１ｂ、２１ｃに巻回されているＵ相巻線Ｕ1+、Ｕ2-、Ｕ3+を１本の導線で連続して巻回する。すなわち、Ｕ1+、Ｕ2-、Ｕ3+の巻線を、1本の導線で連続に同一軸方向でかつ同一周回方向に巻回する巻線治具（図示せず）により、巻線Ｕ3-、Ｕ2-、Ｕ1-の順に巻回する。巻回した巻線を巻線治具から取り外した状態について図４Ａに示す。なお、巻線の巻き方向（左巻き、右巻き）は、図４Ａ上で、正面（Ｕ1-側）から見たときの巻き方向で説明する。この状態では、巻線Ｕ1-、巻線Ｕ2-、巻線Ｕ3-の順に直線状に並んでいる。この状態では、巻線Ｕ1-、Ｕ2-及びＵ3-はいずれも左巻きの状態で、巻き方向は同一である。図中に示す矢印は巻き方向を示す。

【0023】

本実施例では、巻線Ｕ1-、Ｕ2-及びＵ3-はいずれもコア２１ａ〜２１ｃの外周に二重に巻回されている。巻線Ｕ3-を二重に巻回する際は、巻き始めから巻軸方向に沿って巻回していくことにより内周側の巻線を巻回し、内周側の巻線を巻回し終わると巻軸方向に沿って内周側の巻線を巻回する時とは逆方向に巻回していくことにより外周側の巻線を巻回する。本実施例では、内周側の巻線を図４Ａの奥側から手前側に巻き、手前側で折り返して奥側へ向かって巻いて行く。外周側の巻線を巻回し終わると、渡り線６ｊとなる部分を設けて巻線Ｕ2-を巻線Ｕ3-と同様に巻回し、続いてＵ1-を巻線Ｕ3-と同様に巻回する。このとき、巻線Ｕ1-と巻線Ｕ2-との間で渡り線６ｊとなる部分と、巻線Ｕ2-と巻線Ｕ3-との間で渡り線６ｊとなる部分とは、巻線Ｕ1-、Ｕ2-及びＵ3-を挟んで両側（図４ＢのＬ面側とＲ面側）に分かれて位置するように巻回する。

【0024】

渡り線６ｊを図２のように配置するためには、巻線Ｕ1-、Ｕ2-及びＵ3-は偶数回の重ね巻きにすると良い。なお、本実施例においては、二重（二層）の重ね巻きにしている。

【0025】

次に、図４Ｂ及び図４Ｃに示すように、真ん中の巻線Ｕ2-を基準として、一方の巻線Ｕ1-を、Ｒ面を基準にして１８０°反転させることにより、巻線Ｕ2-の右側面に配置して巻線Ｕ1+とする。このとき、巻線Ｕ1は軸方向における上下が入れ替わり、巻線Ｕ1は左巻きの巻線Ｕ1-から右巻きの巻線Ｕ1+に変わる。次に、巻線Ｕ2-を基準として、他方の巻線Ｕ3-を巻線Ｕ2-のＬ面を基準に１８０°反転させて巻線Ｕ2-の左側面に配置する。このとき、巻線Ｕ3は軸方向における上下が入れ替わり、巻線Ｕ3は左巻きの巻線Ｕ3-から右巻きの巻線Ｕ3+に変わる。これにより、図４Ｃに示すように、Ｕ相巻線Ｕ1+、Ｕ2-、Ｕ3+が同一平面上で円周状に配置される。

【0026】

図４Ａ、図４Ｂ及び図４Ｃで説明した巻線方法によれば、第１の巻線コイルである巻線Ｕ1+の一方の巻線端部は引き出し線Ｔ_U1として引き出される。巻線Ｕ1+の他方の巻線端部は第１の渡り線６ｊを経て第２の巻線コイルである巻線Ｕ2-の一方の巻線端部となる。巻線Ｕ2-の他方の巻線端部は第２の渡り線６ｊを経て第３の巻線コイルである巻線Ｕ3+一方の巻線端部となる。巻線Ｕ3+の他方の巻線端部は引き出し線Ｔ_U3として引き出される。巻線Ｕ1+の一方の巻線端部と巻線Ｕ3+の他方の巻線端部とは回転軸方向の同じ側に位置する。巻線Ｕ2-の一方の巻線端部と他方の巻線端部とは、回転軸方向の同じ側に位置し、且つ巻線Ｕ1+の一方の巻線端部及び巻線Ｕ3+の他方の巻線端部に対して回転軸方向の反対側に位置する。

【0027】

次に、他の相（Ｖ相およびＷ相）も同様の行程を繰り返して、残りのＶ相、Ｗ相の各巻線コイルＶ1+、Ｖ2-、Ｖ3+とＷ1+、Ｗ2-、Ｗ3+とをそれぞれ配置し、各巻線コイル（Ｕ1+〜Ｗ3+）にコア２１ａ〜２１ｉを挿入することで、巻線コイル６が巻回されたコア２１ａ〜２１ｉを有するアキシャルギャップ型モータの固定子２が完成する。なお、前記巻線コイル６とコア２１ａ〜２１ｉとは樹脂モールドなどにより一体化されている。

【0028】

本実施例では、同一軸方向で、かつ、同一周回方向に巻線コイル６を巻回することによって、巻線コイル６の製作精度、作業性は向上する。さらに、渡り線６ｊを各相の巻線コイル（Ｕ相巻線Ｕ1+、Ｕ2-、Ｕ3+とＶ相巻線Ｖ1+、Ｖ2-、Ｖ3+およびＶ相巻線Ｖ1+、Ｖ2-、Ｖ3+とＷ相巻線Ｗ1+、Ｗ2-、Ｗ3+およびＷ相巻線Ｗ1+、Ｗ2-、Ｗ3+とＵ相巻線Ｕ1+、Ｕ2-、Ｕ3+）間に配置することができるため、固定子２のギャップ面側に渡り線をなくすることができる。このため、回転子の面ブレや異物混入などによる渡り線の損傷をなくすことができ、信頼性の高いモータとすることができる。

【0029】

また、隣り合う２つのコアに巻回された巻線コイル６同士の間には、外周側のコイル巻線６の曲がり部に回転軸方向に伸びる筋状の溝６ａ（図２参照）が形成される。この溝６ａに渡り線６ｊが配置されることにより、径方向寸法の拡大も抑制することができる。

【実施例2】

【0030】

図５Ａ，図５Ｂ及び図６を参照して、本発明に係る第二実施例について説明する。図５Ａは、本実施例に関わる固定子の概略的な斜視図であり、コイルを並列接続した例を示す図である。図５Ｂは、図５Ａに示すVB部（波線部）の拡大図である。図６は、本実施例に関わる固定子巻線の結線図であり、コイルを並列接続した例を示す図である。

【0031】

本実施例では、二組の巻線コイル６を回転子３，３１の回転軸方向に積層して配置している。図１のアキシャルギャップ型モータの断面図において、出力軸４の軸心方向に一段（一層）に構成された巻線コイル６が二段（二層）に構成されていると考えればよい。

【0032】

本実施例では、図５Ａに示すように、二組の巻線コイル６を並列接続する。図５Ａ及び図５Ｂにおいて、前記の巻線を軸方向に、例えば、２段に積層して、各巻線コイル（Ｕ1+〜Ｗ3+）の引き出し線の各端子部（Ｔ_U1、Ｔ_U21とＴ_W3、Ｔ_W23およびＴ_U3、Ｔ_U23とＴ_V1、Ｔ_V21およびＴ_V3、Ｔ_V23とＴ_W1、Ｔ_W22）を接続することで、各相とも図６の接続図で示すようにＵ相巻線Ｕ1+、Ｕ21+とＷ相巻線Ｗ3+、Ｗ23+およびＵ相巻線Ｕ3+、Ｕ23+とＶ相巻線Ｖ1+、Ｖ21+およびＶ相巻線Ｖ3+、V23+とＷ相巻線Ｗ1+、Ｗ21+をそれぞれ簡単に並列接続することができる。この場合、２段目の巻線コイル６の引き出し線を１段目の引き出し線と同じ高さになるように、２段目の引き出しの長さを長めにして、固定子２の一方のギャップ面側で接続できるようにすると良い。

【0033】

本実施例の構成では、各相２つの並列回路を有するために１本あたりの巻線コイル６の導体径を下げることができる（例えばφ２→φ１.４）。従って巻線作業を更に容易にすることができるとともに、巻線コイル６のコア（２１ａ〜２１ｉ）間における占積率を高め、より小型軽量で、高効率のモータとすることができる。

【0034】

ここで、巻線コイル６が多段に配置された構成における引き出し線長さについて説明する。巻線コイル６が多段に配置された構成では、１段目の引き出し線長さをＬｈ、一段の巻線コイル６の軸方向長さをＬｃｉとしたとき、ｎ段目の引き出し線長さＬｎを、概ね、Ｌｎ＝Ｌｈ＋（ｎ−１）×Ｌｃｉ（但し、ｎは固定子の段数で正の整数）とするとよい。例えば、各段の引き出し線長さを全て同じ長さとすると巻線コイル（Ｕ相とＶ相、Ｖ相とＷ相、Ｗ相とＵ相）間のデルタ結線や引き出し線の配線が巻線コイル間で行うことになり、複雑な配線作業や絶縁処理が発生する。また、巻線コイル間での短絡などによるモータ損傷が発生する危険性が高まる。なお、本実施例では、１段目の巻線コイル６が巻回されるコアと２段目の巻線コイル６が巻回されるコアとを一体としたが、一段毎にコアを分割してもよい。この場合、上式で用いた巻線コイル６の軸方向長さＬｃｉは、一段のコアにおける軸方向長さＬｃｏとしてもよい。

【0035】

本実施例では、ｎ段目の引き出し線長さＬｎを上述したように設定することにより、引き出し線の端子部（Ｔ_U1〜Ｔ_W3およびＴ_U21〜Ｔ_W23）の配線を一方のギャップ面側で、かつ巻線コイル６の外側で実施できる。このため、巻線コイル（Ｕ相とＶ相、Ｖ相とＷ相、Ｗ相とＵ相）間での短絡等によるモータ損傷が無くなり、信頼性の高いモータを提供できる。さらには、各段の固定子コイル６を、絶縁紙を介して積層するとよい。この場合、モールド成型時等で、積層した固定子コイル６に対して軸方向の成形圧力を高めることができるので、より占積率を向上させることが可能となる。

【0036】

以上の実施例では、コイル数が９個配置（９スロット）で、永久磁石回転子の永久磁石磁極数は８極とした例を示しているが、永久磁石磁極数を１０極としても同様の効果が得られる。この場合、コアと永久磁石間の反発吸引力で発生するコギングトルクの更なる低減が可能となり、モータおよびモータを組み込んだシステムの振動、騒音低減ができる。また、スロット数は９スロットに限らず、９の倍数個のスロットを備えた構成であれば良い。

【0037】

本実施例では平角線を基本としたが、丸線を基調としても同様の効果が得られる。また、コア材料については本実施例の中では開示していないが、特に限定するものではなく、電磁鋼板、圧粉磁心、アモルファスなどモータの仕様などによって任意に使い分けることは可能である。

【0038】

なお、本発明は上記した各実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上記した実施例は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、各実施例の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。

【符号の説明】

【0039】

１…アキシャルギャップ型モータ、２…固定子、２１ａ〜２１ｉ…コア、２２１，２２２…ベアリング、３、３１…永久磁石回転子、４…出力軸、５…ハウジング、６…巻線コイル、６ａ…筋状の溝、６ｊ…渡り線、Ｕ（Ｕ1+，Ｕ2-，Ｕ3+，Ｕ1-，Ｕ3-，Ｕ21+，Ｕ22-，Ｕ23+）…複数のＵ相巻線、Ｖ（Ｖ1+，Ｖ2-，Ｖ3+，Ｖ21+，Ｖ22-，Ｖ23+）…複数のＶ相巻線、Ｗ（Ｗ1+，Ｗ2-，Ｗ3+，Ｗ21+，Ｗ22-，Ｗ23+）…複数のＷ相巻線、Ｔ（Ｔ_U1〜Ｔ_W3及びＴ_U21〜Ｔ_W23）…引き出し線の端子部。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4A】

【図4B】

【図4C】

【図5A】

【図5B】

【図6】