特開 2023-82875 アキシャルギャップ回転電機のステータ

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023082875

(43)【公開日】2023-06-15

(54)【発明の名称】アキシャルギャップ回転電機のステータ

(51)【国際特許分類】

   H02K 1/18 20060101AFI20230608BHJP

   H02K 21/24 20060101ALI20230608BHJP

   H02K 1/06 20060101ALI20230608BHJP

【ＦＩ】

H02K1/18 C

H02K21/24 M

H02K1/06 B

【審査請求】未請求

【請求項の数】8

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021196856

(22)【出願日】2021-12-03

(71)【出願人】

【識別番号】000001199

【氏名又は名称】株式会社神戸製鋼所

(74)【代理人】

【識別番号】100115381

【弁理士】

【氏名又は名称】小谷 昌崇

(74)【代理人】

【識別番号】100178582

【弁理士】

【氏名又は名称】行武 孝

(72)【発明者】

【氏名】ゴンボジャブ ナンディンツェツェグ

(72)【発明者】

【氏名】筒井 昭

(72)【発明者】

【氏名】小紫 祐太

(72)【発明者】

【氏名】武智 順也

(72)【発明者】

【氏名】渡邊 浩行

【テーマコード（参考）】

5H601

5H621

【Ｆターム（参考）】

5H601AA05

5H601CC01

5H601CC15

5H601DD12

5H601EE03

5H601EE12

5H601GA12

5H601GD02

5H601GD08

5H601GD12

5H621BB01

5H621BB05

5H621BB07

5H621BB10

5H621GA04

5H621GA12

5H621GA16

(57)【要約】

【課題】複数のコイルをテープ線材で構成するとともに周方向に高密度で配列することが可能なアキシャルギャップ回転電機のステータを提供する。
【解決手段】ステータ１００Ｓは、環状のステータコア７Ｓと、複数のコイル８と、複数の電極部とを有する。ステータコア７Ｓは、複数の分割コア７によって構成される。各分割コア７のコイル支持軸７０Ｓには、テープ線材からなるコイル８が配置される。電極部は、コイル８の最内周面に接続される内側電極８０と、コイル８の最外周面に接続される外側電極９０とを有する。内側電極８０は、外側コア７１に外嵌される円環部８１と、コイル８と分割コア７との間に挟まれる平板部８２と、リード線接続部８３とを有する。平板部８２の形状によって、隣接する分割コア７間のギャップを小さくすることができる。
【選択図】図６

【特許請求の範囲】

【請求項1】

環状のステータコアであって、複数の分割コアが中心軸回りに環状に配置されることで構成されるステータコアと、
トロイダル巻線構造を有する複数のコイルと、
前記複数のコイルに電流を供給する複数の電極部と、
を備え、
前記複数の分割コアは、本体部と、当該本体部から前記中心軸を中心とする周方向に突設され、前記コイルを支持する円柱状のコイル支持軸とをそれぞれ有し、
前記複数のコイルは、前記コイル支持軸回りに巻かれたテープ線材からそれぞれ構成され、前記コイル支持軸に最も近い位置に配置される一端部と前記コイル支持軸から最も遠い位置に配置される他端部とをそれぞれ有し、
前記複数の電極部は、
前記コイルの前記一端部に導通する第１導通部を有し前記コイル支持軸に外嵌されるとともに前記コイルを支持する円環部と、前記円環部に接続され前記コイルの側面および前記本体部にそれぞれ対向する一対の対向面を有する平板部と、前記平板部と一の電線とを接続する第１接続部とを含む内側電極と、
前記コイルの前記他端部に導通する第２導通部と、他の電線に接続される第２接続部とを含む外側電極と、
をそれぞれ有する、アキシャルギャップ回転電機のステータ。

【請求項2】

前記テープ線材は、酸化物超電導線材である、請求項１に記載のアキシャルギャップ回転電機のステータ。

【請求項3】

前記第１導通部は、前記円環部の外周面である、請求項１または２に記載のアキシャルギャップ回転電機のステータ。

【請求項4】

前記外側電極の前記第２導通部は、前記コイルの前記他端部に前記コイルの周方向に沿って接触する曲面部からなる、請求項１乃至３の何れか１項に記載のアキシャルギャップ回転電機のステータ。

【請求項5】

前記外側電極は、前記本体部に固定される固定部を有する、請求項１乃至４の何れか１項に記載のアキシャルギャップ回転電機のステータ。

【請求項6】

前記複数の分割コアは、
前記周方向を向くとともに前記コイル支持軸を支持する第１側面と、
前記周方向において前記第１側面とは反対側の第２側面であって、前記コイル支持軸の先端部が係合可能な凹部が形成された第２側面と、
をそれぞれ有する、請求項１乃至５の何れか１項に記載のアキシャルギャップ回転電機のステータ。

【請求項7】

前記複数の分割コアは、前記凹部に連通する受入部であって、前記中心軸を中心とする径方向に沿って前記コイル支持軸の前記先端部を受入可能な受入部をそれぞれ有し、
前記複数の分割コアのうちの一の分割コアの前記コイル支持軸に前記コイルが支持された状態で、当該一の分割コアの前記コイル支持軸の前記先端部が他の分割コアの前記受入部を通じて前記凹部に挿入されるように、前記複数の分割コアが前記径方向に沿ってそれぞれ連結されることで前記環状の前記ステータコアが構成される、請求項６に記載のアキシャルギャップ回転電機のステータ。

【請求項8】

前記複数の分割コアは、前記受入部とは反対側で前記凹部を画定し、前記コイル支持軸の前記先端部と嵌合することで前記本体部を前記径方向において位置決めする嵌合部を更に有する、請求項７に記載のアキシャルギャップ回転電機のステータ。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、モータや発電機等の回転電機に関し、特にアキシャルギャップ回転電機のステータに関する。

【背景技術】

【0002】

従来から、トロイダルコイル方式のステータを含む回転電機が知られている。トロイダルコイル方式では、トロイダル状のコアにコイルが巻かれているため、磁束がすべて磁性体中を通る「閉磁路」から構成され効率的に磁界を取り込むことができる。

【0003】

特許文献１には、このようなトロイダルコイル方式のラジアルギャップ型回転電機およびアキシャルギャップ型回転電機がそれぞれ開示されている。アキシャルギャップ型の回転電機は、ラジアルギャップ型のものに比べて、薄型化が可能であり、大トルクを得やすいといった利点がある。特許文献１に記載されたアキシャルギャップ型回転電機では、複数の分割コアが周方向に配列されることでステータコアが構成される。また、隣接する分割コア同士の間のヨーク部にコイル線が巻かれることでコイルが構成される。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２００８－２５９３９９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

近年、回転電機の小型化、高出力化のためには、コイルを超電導化して高い電流密度で運転する必要がある。一般的に、液体窒素の温度以上で動作する超電導線材としては酸化物超電導線材しかなく、特に商業的に流通している線材はテープ線材に限られてしまう。特許文献１に記載されたアキシャルギャップ型回転電機のように隣接する分割コア同士の間にコイルが配設されるような回転電機ではスペースが限られているため、上記のようなテープ線材を用いたコイルを配設することや、更に当該コイルに電流を出入りさせることが難しいという問題がある。

【0006】

本発明は、上記の問題に鑑みて為されたものであり、複数のコイルをテープ線材で構成しながら周方向に高密度で配列することが可能なアキシャルギャップ回転電機のステータを提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明によって提供されるのは、アキシャルギャップ型回転電機のステータである。当該ステータは、環状のステータコアであって複数の分割コアが中心軸回りに環状に配置されることで構成されるステータコアと、トロイダル巻線構造を有する複数のコイルと、前記複数のコイルに電流を供給する複数の電極部と、を備える。前記複数の分割コアは、本体部と、当該本体部から前記中心軸を中心とする周方向に突設され、前記コイルを支持する円柱状のコイル支持軸とをそれぞれ有する。前記複数のコイルは、前記コイル支持軸回りに巻かれたテープ線材からそれぞれ構成され、前記コイル支持軸に最も近い位置に配置される一端部と前記コイル支持軸から最も遠い位置に配置される他端部とをそれぞれ有する。前記複数の電極部は、内側電極と外側電極とをそれぞれ有する。内側電極は、前記コイルの前記一端部に導通する第１導通部を有し前記コイル支持軸に外嵌されるとともに前記コイルを支持する円環部と、前記円環部に接続され前記コイルの側面および前記本体部にそれぞれ対向する一対の対向面を有する平板部と、前記平板部と一の電線とを接続する第１接続部とを含む。外側電極は、前記コイルの前記他端部に導通する第２導通部と、他の電線に接続される第２接続部とを含む。

【0008】

本構成によれば、複数の分割コアが環状に配置され、各分割コアのコイル支持軸にコイルがトロイダル巻線構造で配置されることで、回転電機の出力トルク密度を高めることが可能な磁気回路構造を形成することができる。各コイル支持軸には、テープ線が巻かれることでコイルが形成され、その最内周面（一端部）および最外周面（他端部）に電極を接続する必要がある。内側電極はコイル支持軸に外嵌される円環部を有しているため、当該内側電極がコイルの最内周面と安定して導通することが可能となる。また、円環部に接続される平板部は、複数の分割コア間でコイルと本体部との間に挟まれるように配置されるため、ステータコアの分割コア間のギャップを小さくすることができる。このため、複数のコイルをテープ線材で構成するとともに、当該コイルを周方向に高密度で配列することが可能となり、回転電機の出力を増大することができる。

【0009】

上記の構成において、前記テープ線材は、酸化物超電導線材であることが望ましい。

【0010】

本構成によれば、酸化物超電導線材をコイル支持軸に巻線することによって、超電導コイルを容易に構成することができる。

【0011】

上記の構成において、前記第１導通部は、前記円環部の外周面であることが望ましい。

【0012】

本構成によれば、円環部の外周面が第１導通部を構成することによって、内側電極とコイルの最内周面とを安定して導通させることができる。

【0013】

上記の構成において、前記外側電極の前記第２導通部は、前記コイルの前記他端部に前記コイルの周方向に沿って接触する曲面部からなることが望ましい。

【0014】

本構成によれば、外側電極の曲面部が第２導通部を構成することによって、外側電極とコイルの最外周面とを安定して導通させることができる。

【0015】

上記の構成において、前記外側電極は、前記本体部に固定される固定部を有することが望ましい。

【0016】

本構成によれば、コイルへの通電中に外側電極が動くことを防止することができる。

【0017】

上記の構成において、前記複数の分割コアは、前記周方向を向くとともに前記コイル支持軸を支持する第１側面と、前記周方向において前記第１側面とは反対側の第２側面であって、前記コイル支持軸の先端部が係合可能な凹部が形成された第２側面と、をそれぞれ有することが望ましい。

【0018】

本構成によれば、隣接する分割コアのコイル支持軸と凹部とを係合させることで、環状のステータコアを安定した構造とすることができる。

【0019】

上記の構成において、前記複数の分割コアは、前記凹部に連通する受入部であって、前記中心軸を中心とする径方向に沿って前記コイル支持軸の前記先端部を受入可能な受入部をそれぞれ有し、前記複数の分割コアのうちの一の分割コアの前記コイル支持軸に前記コイルが支持された状態で、当該一の分割コアの前記コイル支持軸の前記先端部が他の分割コアの前記受入部を通じて前記凹部に挿入されるように、前記複数の分割コアが前記径方向に沿ってそれぞれ連結されることで前記環状の前記ステータコアが構成されることが望ましい。

【0020】

本構成によれば、コイル支持軸にコイルを配設した後に、各分割コアを径方向に沿って連結することで、高密度なステータを容易に組み立てることができる。

【0021】

上記の構成において、前記複数の分割コアは、前記受入部とは反対側で前記凹部を画定し、前記コイル支持軸の前記先端部と嵌合することで前記本体部を前記径方向において位置決めする嵌合部を更に有することが望ましい。

【0022】

本構成によれば、各分割コアを径方向に沿って連結する際に、コイル支持軸を嵌合部に嵌合させることで、分割コア同士の位置決めを容易に行うことができる。

【発明の効果】

【0023】

本発明によれば、複数のコイルをテープ線材で構成するとともに周方向に高密度で配列することが可能なアキシャルギャップ回転電機のステータを提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0024】

【図1】本発明の一実施形態に係るアキシャルギャップ型回転電機の構造を概略的に示す断面図である。

【図2】本発明の一実施形態に係る回転電機のステータの斜視図である。

【図3】本発明の一実施形態に係る回転電機のステータの平面図である。

【図4】本発明の一実施形態に係る回転電機のステータの一対の分割コアの斜視図である。

【図5】本発明の一実施形態に係るステータの分割コア、超電導コイル、外側電極および内側電極の斜視図である。

【図6】本発明の一実施形態に係るステータの分割コア、外側電極および内側電極の斜視図である。

【図7】本発明の一実施形態に係るステータの一対の分割コア、外側電極および内側電極の斜視図である。

【図8】本発明の一実施形態に係るステータの内側電極の斜視図である。

【図9】本発明の一実施形態に係るステータの外側電極の斜視図である。

【図10】本発明の第１変形実施形態に係るステータの分割コアの斜視図である。

【図11】本発明の第１変形実施形態に係るステータの分割コアの斜視図である。

【図12】本発明の第２変形実施形態に係るステータの分割コアの斜視図である。

【図13】本発明の第２変形実施形態に係るステータの分割コアの斜視図である。

【図14】本発明の第２変形実施形態に係るステータの分割コアにコイルが装着された状態の斜視図である。

【図15】本発明の第２変形実施形態に係るステータの平面図である。

【発明を実施するための形態】

【0025】

以下、図面に基づいて、本発明の各実施形態につき詳細に説明する。図１は、本発明の一実施形態に係るアキシャルギャップ型回転電機の構造を概略的に示す断面図である。図２および図３は、本実施形態に係る回転電機のステータの斜視図および平面図である。

【0026】

本発明において、アキシャルギャップ型回転電機は、例えばモータ又は発電機、若しくはこれらの兼用機の形態をとり得る。本実施形態では、アキシャルギャップ型回転電機の好ましい一例として、アキシャルギャップ型超電導モータ１００を例示している。

【0027】

［アキシャルギャップ型回転電機の全体構造］
図１を参照して、モータ１００は、シャフト１と、上下一対の軸受２と、ハウジング蓋部３と、ハウジング本体４と、上下一対のロータ１００Ｔ（ロータ鉄芯５、ロータ磁石６）と、ステータコア７Ｓと、複数のコイル８と、複数のコア固定ボルト９と、複数の蓋固定ボルト１０とを有する。シャフト１は、当該回転電機がモータ１００として用いられる場合はトルクを発生する出力回転軸となり、発電機として用いられる場合は回転駆動力が入力される入力回転軸となる。ステータコア７Ｓおよび複数のコイル８は、本実施形態におけるステータ１００Ｓを構成する。

【0028】

ハウジング蓋部３およびハウジング本体４は、シャフト１周りに配置された円筒状のハウジングを構成する。当該ハウジング内には、上下一対のロータ１００Ｔ（ロータ鉄芯５、ロータ磁石６）と、上記のステータ１００Ｓとが収容されている。コア固定ボルト９は、ステータ１００Ｓをハウジング本体４に固定するためのボルトであり、蓋固定ボルト１０は、ハウジング蓋部３をハウジング本体４に固定するためのボルトである。

【0029】

本実施形態では、ステータ１００Ｓの一の円盤面に一方のロータ１００Ｔが対向し、ステータ１００Ｓの他の円盤面に他方のロータ１００Ｔが対向し、これにより２個のロータ１００Ｔの間にステータ１００Ｓが挟まれる形態の、ダブルロータ、ダブルギャップ型の回転電機を例示している。もちろん、ロータ１００Ｔの一の円盤面に一方のステータ１００Ｓが対向し、ロータ１００Ｔの他の円盤面に他方のステータ１００Ｓが対向し、これにより２個のステータ１００Ｓの間にロータ１００Ｔが挟まれる形態の、シングルロータ、ダブルギャップ型の回転電機であっても良い。また、回転電機は、一のロータ１００Ｔが一のステータ１００Ｓと軸方向に対向配置されるシングルロータ、シングルギャップ型であっても良い。

【0030】

各ロータ１００Ｔは、ステータ１００Ｓに対して軸方向に間隔を空けて配置されている。当該間隔は、いわゆるアキシャルギャップであり、その長さは０．１ｍｍ～数ｍｍ程度である。シャフト１は、一対のロータ１００Ｔに、その回転中心と芯合わせして固定されている。２つのロータ１００Ｔは、ステータ１００Ｓの中空部を貫通し、シャフト１によって互いに連結されている。

【0031】

図４は、本実施形態に係るモータ１００のステータ１００Ｓの一対の分割コア７の斜視図である。図５は、本実施形態に係るステータ１００Ｓの分割コア７、コイル８、内側電極８０および外側電極９０の斜視図である。図６は、本実施形態に係るステータ１００Ｓの分割コア７、内側電極８０および外側電極９０の斜視図である。図７は、本実施形態に係るステータ１００Ｓの一対の分割コア７、内側電極８０および外側電極９０の斜視図である。図８は、本実施形態に係るステータ１００Ｓの内側電極８０の斜視図である。図９は、本実施形態に係るステータ１００Ｓの外側電極９０の斜視図である。

【0032】

ステータ１００Ｓは、環状のステータコア７Ｓと、複数のコイル８と、当該複数のコイル８に電流を供給する複数の電極部（内側電極８０、外側電極９０）を有する。

【0033】

ステータコア７Ｓ（図２、図３）は、複数の分割コア７が中心軸回りに環状に配置されることで構成される。当該中心軸は、図１のシャフト１の中心線に合致する。

【0034】

複数の分割コア７は、コア本体７０および外側コア７１（いずれも本体部）（図６）と、コイル支持軸７０Ｓ（図４）とを有する。コア本体７０はステータコア７Ｓの径方向内側に向かって細くなる楔型形状を有している。コイル支持軸７０Ｓは、円柱形状を有しており、コア本体７０からステータコア７Ｓの前記中心軸を中心とする周方向に突設され、コイル８を支持する。外側コア７１は、複数のボルトでコア本体７０の径方向外側部分に連結される。なお、コア本体７０および外側コア７１は一体に構成されてもよい。また、図４では、外側コア７１の図示を省略している。このような分割コア７は、磁性鉄粉または純鉄磁性材で構成されることが望ましい。なお、分割コア７を電磁鋼板の積層によって構成してもよいが、技術的な困難性から、上記の磁性鉄粉などが適している。この場合、分割コア７（圧粉コア）は、電気絶縁膜で被覆された磁性鉄粉が強固に押し固められることによって形成されたコアである。

【0035】

複数のコイル８は、トロイダル巻線構造を有する超電導コイルである。各コイル８は、コイル支持軸７０Ｓ上にパンケーキ状に巻線されたテープ線材（超電導テープ線）からそれぞれ構成される（パンケーキコイル）。本実施形態では、当該テープ線材は、酸化物超電導線材からなる。上記のように、複数の分割コア７のコイル支持軸７０Ｓにコイル８をそれぞれ配設する場合には、自動巻線が可能となる。なお、一例として、商業的に流通しているテープ線材の幅の最小値は約４ｍｍであるため、分割コア７間のギャップＧ（図３）を小さくするには、一幅巻きのシングルパンケーキコイル形状が採用される。この場合、各コイル８は、コイル支持軸７０Ｓに最も近い位置に配置される一端部８Ａと、コイル支持軸７０Ｓから最も遠い位置に配置される他端部８Ｂとをそれぞれ有し（図５）、コイル８の最内周部から電極を引き出す必要がある。

【0036】

このようなコイル８の構造に対応すべく、本実施形態では、複数の分割コア７に備えられる複数の電極部が、内側電極８０および外側電極９０をそれぞれ有する。

【0037】

図８に示すように、内側電極８０は、円環状の部分と当該円環状の部分から外側に延びる部分とを有しており、不図示の電源から延びるリード線Ｌ１に接続される。具体的に、内側電極８０は、円環部８１と、平板部８２と、リード線接続部８３（第１接続部）とを有する。

【0038】

円環部８１は、コイル支持軸７０Ｓに外嵌される導電性部材からなる。円環部８１の内径は、コイル支持軸７０Ｓの外径より僅かに大きく設定されている。円環部８１は、コイル８の一端部８Ａに導通する外周面（第１導通部）を有する。後記のように、予め円環部８１がコイル支持軸７０Ｓに外嵌された状態で、コイル８が円環部８１に外嵌されることで、コイル８の一端部８Ａと内側電極８０とが導通する。

【0039】

平板部８２は、円環部８１に接続される平板状の部材である。平板部８２は、ステータコア７Ｓの周方向において薄い厚さを有する板状部材である。平板部８２は、コイル８の側面および前記本体部（コア本体７０、外側コア７１）にそれぞれ対向する一対の対向面を有する。図６では、平板部８２の一対の対向面のうち、後側の対向面がコイル８の側面に対向している。一方、図６の分割コア７の手前側に他の分割コア７が配置されると、図６の平板部８２の前側の対向面が、当該他の分割コア７のコア本体７０および外側コア７１に対向して配置される。当該一対の対向面は、カプトンテープやＦＲＰ（繊維強化プラスチック：Ｆｉｂｅｒ Ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄ Ｐｌａｓｔｉｃｓ）材のリングなどのような非磁性材料によって覆われることでコア本体７０、外側コア７１との間で絶縁されている。

【0040】

リード線接続部８３は、平板部８２とリード線Ｌ１（一の電線）とを接続する。本実施形態では、平板部８２のうち円環部８１とは反対側の部分にリード線Ｌ１がはんだ付けされることで、リード線接続部８３が構成される。

【0041】

図９に示すように、外側電極９０は、金属製の一体成型物から構成され、導電性を有する。外側電極９０は、平板の上面部から略Ｌ字状に立設した壁部を有する形状からなる。外側電極９０は、コイル接触面９１（第２導通部）と、リード線固定部９２（第２接続部）と、一対の固定用穴９３（固定部）と、を有する。

【0042】

コイル接触面９１は、コイル８の他端部８Ｂ（最外周面）に導通する部分であって、上記のＬ字状の壁部の側面から構成される。コイル接触面９１は、他端部８Ｂにコイル８の周方向に沿って面接触する曲面部からなる。すなわち、コイル接触面９１の曲率は、コイル８の外周面の曲率に対応して設定されている。コイル接触面９１は、コイル８の外周面（一端部８Ａ）にはんだ付けされる。この際、コイル接触面９１を含む外側電極９０の壁部が薄板状に形成されているため、当該はんだ付け作業を容易に行うことができる。一例として、コイル接触面９１を含む壁部は、２ｍｍ前後に設定されている。

【0043】

リード線固定部９２は、リード線Ｌ２（他の電線）に接続される部分であって、図９に示すように、Ｌ字状の壁部の外側に露出した平板の上面部に相当する。本実施形態では、図５、図６に示すように、リード線Ｌ２がリード線固定部９２にはんだ付けされる。

【0044】

一対の固定用穴９３は、一対のボルト用穴であって、図９に示すように、平板のうちＬ字状の壁部で囲まれる部分に間隔をあけて開口されている。当該一対の固定用穴９３に一対のボルトがそれぞれ挿通され、外側電極９０が外側コア７１の側面に固定される（図６）。なお、外側コア７１にも同様の一対のボルト穴が形成されている。

【0045】

なお、複数のコイル８に接続されるリード線Ｌ１およびリード線Ｌ２は、ステータ１００Ｓの周囲に放射状に引き出されるとともに、ステータ１００Ｓの周囲において相毎に接続される。本実施形態では、モータ１００が３相モータであるため、図２に示すように、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相の３つの相毎にリード線Ｌ１およびリード線Ｌ２がそれぞれ接続される。

【0046】

図６乃至図９を参照して、リード線Ｌ１からコイル８に電流が供給される場合、リード線Ｌ１、リード線接続部８３、平板部８２、円環部８１およびコイル８の最内周面（一端部）の順に電流が流れる。その後、コイル８内を径方向外側に向かって流れた電流は、コイル８の最外周面（他端部）から、コイル接触面９１、リード線固定部９２、リード線Ｌ２の順に流れ出す。このため、コイル８の最内周面と最外周面との間で、安定して電流を流すことができる。

【0047】

図４では、２つの分割コア７（７Ａ、７Ｂ）が隣接して図示されている。複数の分割コア７のコア本体７０は、第１側面７０Ａと、第２側面７０Ｂとをそれぞれ有する。第１側面７０Ａは、ステータコア７Ｓの周方向（図４の一点鎖線参照）を向くとともにコイル支持軸７０Ｓを支持する。第２側面７０Ｂは、前記周方向において第１側面７０Ａとは反対側に配置されており、当該第２側面７０Ｂにはコイル支持軸７０Ｓの先端部が係合可能な凹部７０Ｔが形成されている。なお、本実施形態では、コイル支持軸７０Ｓは、コア本体７０と一体とされている。

【0048】

また、第２側面７０Ｂには、凹部７０Ｔに連通する挿入部７０Ｔ１（受入部）が形成されている。本実施形態では、図４に示すように、挿入部７０Ｔ１は、ステータコア７Ｓの径方向において凹部７０Ｔの外側に形成されている。挿入部７０Ｔ１は、前記径方向の外側からコイル支持軸７０Ｓの先端部を受け入れること（先端部が挿入されること）が可能である。

【0049】

更に、凹部７０Ｔのうち挿入部７０Ｔ１とは反対側には、凹部７０Ｔを画定するように嵌合部７０Ｔ２が形成されている。嵌合部７０Ｔ２は、コイル支持軸７０Ｓの先端部と嵌合することでコア本体７０（本体部）を前記径方向において位置決めする。嵌合部７０Ｔ２は、円柱状のコイル支持軸７０Ｓの先端部の外周面に対応するように、円弧形状を有している。

【0050】

複数の分割コア７が上記のような構造を有することで、分割コア７Ａ（複数の分割コアのうちの一の分割コア）のコイル支持軸７０Ｓにコイル８が支持された状態で、当該分割コア７Ａのコイル支持軸７０Ｓの先端部が分割コア７Ｂ（他の分割コア）挿入部７０Ｔ１を通じて凹部７０Ｔに挿入されるように、複数の分割コア７がステータ１００Ｓの径方向に沿ってスライド移動されながらそれぞれ連結されることで環状のステータコア７Ｓが構成される。

【0051】

以上のように、本実施形態では、複数の分割コア７が環状に配置され、各分割コア７のコイル支持軸７０Ｓにコイル８がトロイダル巻線構造で配置されることで、モータ１００（回転電機）の出力トルク密度を高めることが可能な磁気回路構造を形成することができる。各コイル支持軸７０Ｓには、テープ線が巻かれることでコイル８が形成され、その最内周面（一端部８Ａ）および最外周面（他端部８Ｂ）に電極を接続する必要がある。

【0052】

このような場合であっても、内側電極８０がコイル支持軸７０Ｓに外嵌される円環部８１を有しているため、当該内側電極８０がコイル８の最内周面と安定して導通することが可能となる。また、円環部８１に接続される平板部８２は、複数の分割コア７間でコイル８とコア本体７０および外側コア７１（本体部）との間に挟まれるように配置されるため、ステータコア７Ｓの分割コア７間のギャップＧ（図３）を小さくすることができる。このため、複数のコイル８をテープ線材で構成するとともに、当該複数のコイル８を周方向に高密度で配列することが可能となり、モータ１００の出力を増大することができる。

【0053】

また、本実施形態では、酸化物超電導線材をコイル支持軸７０Ｓに巻線することによって、超電導コイル８を容易に構成することができる。

【0054】

更に、本実施形態では、円環部８１の外周面が第１導通部を構成することによって、内側電極８０とコイル８の最内周面とを安定して導通させることができる。

【0055】

また、本実施形態では、外側電極９０のコイル接触面９１（曲面部）が第２導通部を構成することによって、外側電極９０とコイル８の最外周面とを安定して導通させることができる。

【0056】

また、本実施形態では、外側電極９０は、外側コア７１（本体部）に固定される一対の固定用穴９３を有するため、コイル８への通電中に外側電極９０が動くことを防止することができる。なお、一つの固定用穴９３が形成されてもよいが、複数の固定用穴９３が形成されることで、外側電極９０の回り止めとしても機能することができる。

【0057】

また、本実施形態では、隣接する分割コア７のコイル支持軸７０Ｓと凹部７０Ｔとを係合させることで、環状のステータコア７Ｓを安定した構造とすることができる。

【0058】

また、本実施形態では、コイル支持軸７０Ｓにコイル８を配設した後に、各分割コア７を径方向に沿ってスライド移動させながら互いに連結することで、高密度なステータ１００Ｓを容易に組み立てることができる。

【0059】

以上、本発明の一実施形態に係るステータ１００Ｓについて説明した。このような構成によれば、複数のコイル８をテープ線材で構成しながら周方向に高密度で配列することが可能なアキシャルギャップ回転電機のステータを提供することができる。なお、本発明は上記の実施形態に限定されるものではなく、以下のような変形実施形態をとることが可能である。

【0060】

（１）図１０および図１１は、本発明の第１変形実施形態に係るステータの分割コア７Ｍの斜視図である。先の実施形態では、凹部７０Ｔから見てステータコア７Ｓの径方向外側に挿入部７０Ｔ１が配置される態様にて説明したが、図１０、図１１に示すように、凹部７０Ｔから見て前記径方向内側に挿入部７０Ｔ１が形成され、その反対側に嵌合部７０Ｔ２が配置されてもよい。この場合、図２、図３の環状のステータ１００Ｓを構成するために、一の分割コア７Ｍに対してその径方向内側から他の分割コア７Ｍをスライド移動させながら連結すればよい。

【0061】

（２）図１２および図１３は、本発明の第２変形実施形態に係るステータの分割コア７Ｎの斜視図である。図１４は、分割コア７Ｎにコイル８が装着された状態の斜視図である。図１５は、本発明の第２変形実施形態に係るステータの平面図である。

【0062】

先の実施形態では、コア本体７０の第１側面７０Ａにコイル支持軸７０Ｓが配置され、第２側面７０Ｂに凹部７０Ｔが形成される態様にて説明した。本変形実施形態では、分割コア７Ｎが、一対の第１コア７０Ｐおよび第２コア７０Ｑと、これらを互いに接続する円柱状のコイル支持部７０Ｖとを有する。コイル支持部７０Ｖには、図１４に示すように、コイル８が配置される。

【0063】

また、当該分割コア７Ｎにおいても、先の実施形態と同様の内側電極８０および外側電極９０を装着することで、コイル８に電流を流すことができる。複数の分割コア７Ｎに、コイル８、内側電極８０および外側電極９０が装着され、これらの分割コア７Ｎが図１５に示すように環状に配置されることで、ステータ１００Ｓを構成することができる。

【符号の説明】

【0064】

１ シャフト
１０ 蓋固定ボルト
１００ モータ
１００Ｓ ステータ
２ 軸受
３ ハウジング蓋部
４ ハウジング本体
５ ロータ鉄芯
６ ロータ磁石
７、７Ｍ、７Ｎ 分割コア
７０ コア本体（本体部）
７０Ａ 第１側面
７０Ｂ 第２側面
７０Ｐ 第１コア
７０Ｑ 第２コア
７０Ｓ コイル支持軸
７０Ｔ 凹部
７０Ｔ１ 挿入部（受入部）
７０Ｔ２ 嵌合部
７０Ｖ コイル支持部
７１ 外側コア（本体部）
７Ｓ ステータコア
８ コイル
８０ 内側電極
８１ 円環部（第１導通部）
８２ 平板部
８３ リード線接続部（第１接続部）
８Ａ 一端部
８Ｂ 他端部
９ コア固定ボルト
９０ 外側電極
９１ コイル接触面（第２導通部）
９２ リード線固定部（第２接続部）
９３ 固定用穴
Ｇ ギャップ
Ｌ１ リード線（一の電線）
Ｌ２ リード線（他の電線）

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】