回転電機
【課題】２重ロータ型回転電機の小型化を目的とする。
【解決手段】回転電機１は、径方向ティース１３と軸方向ティース１８とを有するステータコア６と、ステータコア６に巻装されるステータコイル７とを具備するステータ２を備える。また、径方向ティース１３と対向する径方向突極２４を有する径方向ロータ３Ａと、軸方向ティース１８と対向する軸方向突極を有する軸方向ロータ３Ｂを備える。これによれば、２重ロータ型において、２つのロータを径方向と軸方向とに分けて配置しているため、回転電機１の径方向への体格を小さくすることができる。すなわち、回転電機１を小型化することができる。
【解決手段】回転電機１は、径方向ティース１３と軸方向ティース１８とを有するステータコア６と、ステータコア６に巻装されるステータコイル７とを具備するステータ２を備える。また、径方向ティース１３と対向する径方向突極２４を有する径方向ロータ３Ａと、軸方向ティース１８と対向する軸方向突極を有する軸方向ロータ３Ｂを備える。これによれば、２重ロータ型において、２つのロータを径方向と軸方向とに分けて配置しているため、回転電機１の径方向への体格を小さくすることができる。すなわち、回転電機１を小型化することができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車やトラック等に搭載される回転電機に関する。また、産業用機器、家庭電化製品等への適用も可能である。
【背景技術】
【０００２】
回転電機として、１つのステータに対して２つのロータを有する２重ロータ型がある。
２重ロータ型として、従来、ステータの径方向外側に２つのロータを有するものや、ステータの径方向内側外側にそれぞれ１つのロータを有するものがある（特許文献１、２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−２５９５５０号公報
【特許文献２】特開２０１０−１８３７８１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、従来のようにステータの径方向外側に２つのロータを配置する場合には、回転電機の径方向への体格が大きくなってしまう。また、ステータの径方向内側に配する場合にも、ロータを配するスペースを確保するためにステータを大きくしなければならず、回転電機の径方向への体格が大きくなるという問題が生じる。
【０００５】
近年、特に、車載用の回転電機（電動機、回転機、モータジェネレータ）において、小型化が求められている。
そこで、本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、２重ロータ型回転電機が小型化できる構造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】
【０００６】
〔請求項１の手段〕
請求項１に記載の回転電機は、径方向に突出する径方向ティースと軸方向に突出する軸方向ティースとを有するステータコア、およびステータコアに巻装されるステータコイルを具備するステータを備える。
また、回転電機は、径方向ティースと対向する径方向極を有する第１のロータと、軸方向ティースと対向する軸方向極を有する第２のロータを備える。
【０００７】
これによれば、２重ロータ型において、２つのロータを径方向と軸方向とに分けて配置しているため、回転電機の径方向への体格を小さくすることができる。すなわち、回転電機の体格を小型化することができる。
【０００８】
〔請求項２の手段〕
請求項２に記載の回転電機によれば、径方向極は径方向に突出する突極として形成されており、軸方向極は軸方向に突出する突極として形成されており、周方向からみて、径方向極を形成する突極と軸方向極を形成する突極とは交差して配置されている。
すなわち、第１のロータの突極と第２のロータの突極とが交差することで、交差させずに配置する場合よりも、省スペースにて２つのロータを配置することができる。
【０００９】
〔請求項３の手段〕
請求項３に記載の回転電機によれば、第１のロータは、径方向に突出する２つの脚を有する略コの字型のセグメントを周方向に複数並べることにより形成され、第２のロータは、軸方向に突出する２つの脚を有する略コの字型のセグメントを周方向に複数並べることにより形成されている。
これによれば、ロータを容易に製造することができる。
【００１０】
〔請求項４の手段〕
請求項４に記載の回転電機によれば、周方向において、径方向極同士の間に、軸方向極が配置される。
本手段は、ロータの一実施態様を示すものである。
これによれば、第１のロータの極と第２のロータの極とが周方向に交互に並ぶことになる。
【００１１】
〔請求項５の手段〕
請求項５に記載の回転電機によれば、ステータコアは、軸方向に突出する軸方向突出部と、径方向に突出する径方向突出部とを有している。
軸方向突出部は、径方向突出部の突出方向に突出する径方向ティースを有しており、径方向突出部は、軸方向突出部の突出方向に突出する軸方向ティースを有している。
本手段は、ステータの一実施態様を示すものである。
【００１２】
〔請求項６の手段〕
請求項６に記載の回転電機によれば、径方向ティース間に形成されるスロットである径方向スロットと、軸方向ティース間に形成されるスロットである軸方向スロットとは、周方向において同じ位置にあり、径方向スロットと軸方向スロットとは径方向に連通して、径方向において連続してステータコイルが配される連通スロットを形成している。
本手段は、ステータの一実施態様を示すものである。
【００１３】
〔請求項７の手段〕
請求項７の記載の回転電機によれば、ステータコイルは多相コイルであって、各相コイルを構成する導線は、連通スロットに収容される収容部と、連通スロットから突出するコイルエンド部とを交互に有するように周方向に波状に巻かれており、径方向スロットに配される導線部分が、第１のロータに作用するステータコイルをなし、軸方向スロットに配される導線部分が、第２のロータに作用するステータコイルをなしている。
【００１４】
これによれば、１つの連続巻線によって、第１のロータ及び第２のロータに作用するステータコイルを形成することができる。
【００１５】
〔請求項８の手段〕
請求項８に記載の回転電機によれば、径方向ティース及び軸方向ティースのうち、径方向外側に配される側のティースに巻回される導線は、スロット内において２列で積層される２列配置で配置され、径方向内側に配される側のティースに巻回される導線は、スロット内において１列で積層される１列配置で配置される。
【００１６】
すなわち、径方向外側のスロットでは導線が２列でティースの突出方向に積層されるように巻かれ、径方向内側のスロットでは導線が１列でティースの突出方向に積層されるように巻かれる。
これによれば、径方向外側のスロットでは２列配置とするため、巻線の層方向への高さが小さくなる。すなわち、径方向外側のティースが軸方向ティースであれば、軸方向への巻線高さが小さくなる。また、径方向外側のティースが径方向ティースであれば、径方向への巻線高さが小さくなる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】（ａ）は回転電機の構成図であり、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ断面図である（実施例１）。
【図２】回転電機を径方向からみた模式図であり、軸方向ティースと軸方向突極とを説明する図である（実施例１）。
【図３】回転電機を模式的に示す斜視図である（実施例１）。
【図４】（ａ）は回転電機の構成図であり、（ｂ）は（ａ）のＢ−Ｂ断面図である（実施例２）。
【図５】径方向ロータの平面図である（変形例）。
【図６】回転電機の断面図である（変形例）。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
本発明を実施するための形態を以下の実施例により詳細に説明する。
【実施例】
【００１９】
〔実施例１〕
〔実施例１の構成〕
実施例１の回転電機１の構成を、図１〜図３を用いて説明する。
実施例１の回転電機１は、アウターロータ型の３相交流モータであって、回転磁界を形成するステータ２と、ステータ２の外周側に配されて回転磁界によって回転可能なロータ３とを備える。
【００２０】
ステータ２は、ステータコア６と、このステータコア６に分布巻き方式で巻装されるステータコイル７とを有する。そして、このステータコイル７に３相交流電流を流すことにより回転磁界を形成し、回転磁界内に配されるロータ３を回転させる。
【００２１】
ステータコア６は、複数枚の電磁鋼板シートが軸方向に積層されて円筒状に形成された軸方向積層体８を有する。
軸方向積層体８は、複数枚の電磁鋼板シートを積層してなる第１積層部１０と、第１積層部１０の軸方向一端側で第１積層部１０よりも径大の電磁鋼板シートを複数枚積層してなる第２積層部１１とを有する。なお、第１積層部１０の積層数の方が、第２積層部１１の積層数よりも大きい。
【００２２】
これにより、軸方向積層体８は、軸方向一端部にフランジを有するような形状となっている。軸方向積層体８において、第１積層部１０は、軸方向他端側に突出する軸方向突出部６ａをなしている。また、軸方向積層体８において、第２積層部１１によりフランジ状に形成された部分は、径方向外側（外径側）に突出する径方向突出部６ｂをなしている。
【００２３】
軸方向突出部６ａである第１積層部１０は、先端が外径側に突出するティース（以下、径方向ティース１３と呼ぶ）と、径方向ティース１３同士を磁気的に接続するバックヨーク１４とを有している。
径方向ティース１３は、周方向に複数個並んで設けられており、隣合う径方向ティース１３同士とバックヨーク１４とで囲われる空間が、スロット（以下、径方向スロット１５と呼ぶ）となっている。
なお、本実施例では、周方向等間隔に４２個の径方向スロット１５が形成されている。
【００２４】
径方向突出部６ｂは、第１積層部１０の突出方向である軸方向他端側に突出するティース（以下、軸方向ティース１８と呼ぶ）を有している。
すなわち、径方向突出部６ｂには、軸方向に貫通する孔１９が周方向に等間隔に複数個形成されており、この孔１９にはそれぞれ、直方体形状を呈するピース２０が挿入固定されている。なお、ピース２０は、電磁鋼板シートを径方向に積層して形成された積層体である。
【００２５】
孔１９は、ピース２０の形状に合わせて長方形状を呈している。
ピース２０は、軸方向他端部が径方向突出部６ｂの軸方向一端面から突出するように孔１９に配され、この突出した部分が軸方向ティース１８をなしている。
【００２６】
軸方向ティース１８は、周方向に複数個並んで設けられており、隣合う軸方向ティース１８同士の間の空間が、スロット（以下、軸方向スロット２３と呼ぶ）となっている。
なお、本実施例では、周方向等間隔に４２個の軸方向スロット２３が形成されている。そして、軸方向スロット２３と径方向スロット１５とは、周方向において同じ位置に存在しており、軸方向スロット２３と径方向スロット１５とは径方向に連通している。
【００２７】
以上のように、ステータコア６は、軸方向積層体８とピース２０とによって、軸方向突出部６ａから径方向ティース１３が径方向突出部６ｂの突出方向（外径側）に突出し、径方向突出部６ｂから軸方向ティース１８が軸方向突出部６ａの突出方向（軸方向他端側）に突出するように構成されている。ステータコア６は全体として、断面略Ｌ字の円環状に形成されている。
【００２８】
ロータ３は、径方向ティース１３に対して磁気的に作用する第１のロータ（以下、径方向ロータ３Ａと呼ぶ）と、軸方向ティース１８に対して磁気的に作用する第２のロータ（以下、軸方向ロータ３Ｂと呼ぶ）とを有する。
径方向ロータ３Ａおよび軸方向ロータ３Ｂはともにリング状を呈しており、径方向ロータ３Ａと軸方向ロータ３Ｂとが同心状に配されている。
【００２９】
径方向ロータ３Ａは、径方向ティース１３と対向する突極である径方向突極２４を有する。すなわち、径方向ロータ３Ａは、第１積層部１０の外径側で且つ第２積層部１１の軸方向他端側に配され、内径側に突出する径方向突極２４を有している（図１参照）。
【００３０】
具体的には、径方向ロータ３Ａは、セグメント２５を周方向に複数並べてリング状に配置することによって形成されている。セグメント２５は、コの字状を呈しており、周方向両端に設けられて径方向内側に突出する脚２５ａと脚２５ａ同士を外周部で連結する連結部２５ｂとを有している。なお、セグメント２５は複数枚の電磁鋼板シートを軸方向に積層して形成されている（図１（ｂ）、図３参照）。
【００３１】
複数のセグメント２５は、脚２５ａが内径側に向くように並べられ、外周に配されたリング状部材２６に各セグメント２５が固定されることによって、複数のセグメント２５同士が連結されている。例えば、図１（ａ）に示すように、セグメント２５には、連結部２５ｂから外径側に突出して設けられた係合部２５ｃが形成され、リング状部材２６には、内周面に設けられた被係合部２６ａが形成され、係合部２５ｃと被係合部２６ａとの係合によって、リング状部材２６と各セグメント２５との固定がなされている。なお、図１（ａ）では、複数のセグメント２５の内の一部を省略して図示しているが、セグメント２５はステータ２の外周を一周するリング状に配置されている。
【００３２】
これにより、セグメント２５の一方の脚２５ａと、隣合うセグメント２５の他方の脚２５ａとが周方向に隣合い、この隣り合う２本の脚２５ａで１つの径方向突極２４を形成している（図１（ａ）参照）。
本実施例では、１４個のセグメント２５によって、１４個の径方向突極２４が形成されている。
【００３３】
軸方向ロータ３Ｂは、軸方向ティース１８と対向する突極である軸方向突極３０を有する。すなわち、軸方向ロータ３Ｂは、第１積層部１０の外周側で且つ第２積層部１１の軸方向他端側に配され、軸方向一端側に突出する軸方向突極３０を有している（図２参照）。
【００３４】
軸方向ロータ３Ｂも、セグメント３１を周方向に複数並べて配置することによってリング状に形成されている。セグメント３１は、コの字状を呈しており、周方向両端に設けられて軸方向一端側に突出する脚３１ａと脚３１ａ同士を外周部で連結する連結部３１ｂとを有している。なお、セグメント３１は複数枚の電磁鋼板シートを径方向に積層して形成されている（図１、図３参照）。
【００３５】
複数のセグメント３１は、脚３１ａが軸方向一端側に向くように並べられ、軸方向他端側に配されたリング状部材（図示せず）に各セグメント２５が固定されることによって、複数のセグメント３１同士が連結されている。なお、図１（ａ）では、複数のセグメント３１の内の一部を省略して図示しているが、セグメント３１はステータ２の外周を一周するリング状に配置されている。
【００３６】
径方向突極２４と同様に、セグメント３１の一方の脚３１ａと、隣合うセグメント３１の他方の脚３１ａとが周方向に隣合い、この隣り合う２本の脚３１ａで１つの軸方向突極３０を形成している（図２参照）。
本実施例では、１４個のセグメント３１によって、１４個の軸方向突極３０が形成されている。
【００３７】
また、セグメント３１は、脚３１ａが、セグメント２５で形成される径方向突極２４をまたぐように配されている。すなわち、図２に示すように、１つのセグメント３１の脚３１ａ同士の間に、径方向突極２４が入り、１つのセグメント２５の脚２５ａ同士の間に、軸方向突極３０が入るように、セグメント２５とセグメント３１とが交互にクロスして組み合わされている。つまり、周方向からみると、セグメント２５の脚２５ａとセグメント３１の脚３１ａとは交差しており、このため、径方向突極２４と軸方向突極３０は交差して配されている（図１（ｂ）、図３参照）。
そして、これにより、周方向において径方向突極２４同士の間に、軸方向突極３０が配置される。なお、周方向において、径方向突極２４は、軸方向突極３０同士の真ん中に配置され、径方向突極２４と軸方向突極３０とは周方向に電気角で１８０°ずれていることになる。
【００３８】
ステータコイル７は、３相コイルであって、各相コイル（Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相）を構成する導線は、それぞれ、ステータコア６に波状に巻かれている。
ここで、１つのＵ相コイル７Ｕを例にとって具体的に説明する。
【００３９】
上述のとおり、軸方向スロット２３と径方向スロット１５とは、周方向において同じ位置に存在しており、軸方向スロット２３と径方向スロット１５とは径方向に連通している。すなわち、軸方向スロット２３と径方向スロット１５とで径方向において連続してステータコイル７が配される連通スロット３５を形成している。
【００４０】
Ｕ相コイル７Ｕをなす導線３６は、連通スロット３５に収容される収容部３６ａと、連通スロット３５から突出するコイルエンド部３６ｂとを交互に有するように周方向に波状に巻かれている（図１（ａ）、図３参照）。
【００４１】
すなわち、図３に示すように、導線３６は軸方向スロット２３［Ｎ］に配された後、９０°曲げられて軸方向を向いて径方向スロット１５［Ｎ］に配される。そして、この径方向スロット１５［Ｎ］から軸方向外側に引き出された導線３６は、３つの径方向スロット１５をまたいで、次のＵ相コイル７Ｕが入る径方向スロット１５［Ｎ＋３］に挿入される。そして、径方向スロット１５［Ｎ＋３］に挿入された導線は、９０°曲げられて径方向を向いて周方向において軸方向スロット２３［Ｎ＋３］に挿入される。そして、この径方向スロット１５［Ｎ＋３］から径方向外側に引き出された導線３６は、３つの軸方向スロット２３をまたいで、次のＵ相コイル７Ｕが入る径方向スロット１５に挿入される。
【００４２】
以上の繰り返しによって、導線３６がステータコア６を１周したら、周方向における巻き始め位置から１周目とは周方向において逆方向に波状に巻いていく。なお、図３において、１周目の導線３６が二点鎖線、２周目の導線３６が実線で示されている。
また、Ｖ相コイル、Ｗ相コイルも、Ｕ相コイル７Ｕと同様の要領でステータコア６に巻かれる。
【００４３】
このため、径方向断面をみると（つまり周方向からみると）、導線３６は連通スロット３５内でＬ字状に屈曲して配されている。すなわち、導線３６は、径方向スロット１５内では軸方向に延び、軸方向スロット２３内では径方向に延びている。
なお、本実施例では、図３に示すように、径方向スロット１５では導線３６が１列で径方向に積層され、軸方向スロット２３では導線３６が１列で軸方向に積層されている。導線３６は、図３のように、平角線であってもよいし、断面円形の導線や導体セグメントであってもよい。
【００４４】
〔実施例１の作用効果〕
実施例１の回転電機１は、径方向ティース１３と軸方向ティース１８とを有するステータコア６と、ステータコア６に巻装されるステータコイル７とを具備するステータを備える。
また、径方向ティース１３と対向する径方向突極２４を有する径方向ロータ３Ａと、軸方向ティース１８と対向する軸方向突極３０を有する軸方向ロータ３Ｂを備える。
【００４５】
これによれば、２重ロータ型において、２つのロータを径方向と軸方向とに分けて配置しているため、回転電機１の径方向への体格を小さくすることができる。すなわち、回転電機１を小型化することができる。
【００４６】
また、本実施例では、径方向ロータ３Ａがセグメント２５によって形成され、軸方向ロータ３Ｂがセグメント３１によって形成されている。
これによれば、ロータを容易に製造することができる。
【００４７】
また、本実施例では、１つのセグメント３１の脚３１ａ同士の間に、径方向突極２４が入り、１つのセグメント２５の脚２５ａ同士の間に、軸方向突極３０が入るように、セグメント２５とセグメント３１とが交互にクロスして組み合わされることで、径方向ロータ３Ａと軸方向ロータ３Ｂとが配されている。
すなわち、周方向からみると、セグメント２５の脚２５ａとセグメント３１の脚３１ａとは交差しており、このため、径方向突極２４と軸方向突極３０は交差して配されている。
これによれば、２つのロータ３Ａ、３Ｂの突極２４、３０を交差させずに配置する場合よりも、省スペースにて２つのロータ３Ａ、３Ｂを配置することができる。従って、回転電機１の小型化ができる。
【００４８】
また、本実施例では、軸方向スロット２３と径方向スロット１５とは、周方向において同じ位置に存在しており、軸方向スロット２３と径方向スロット１５とは径方向に連通して連通スロット３５を形成している。そして、各相コイルをなす導線３６は、連通スロット３５に収容される収容部３６ａと、連通スロット３５から突出するコイルエンド部３６ｂとを交互に有するように周方向に波状に巻かれている。
そして、径方向スロット１５に配される導線部分が、径方向ロータ３Ａに作用するステータコイル７をなし、軸方向スロット２３に配される導線部分が、軸方向ロータ３Ｂに作用するステータコイル７をなしている。
【００４９】
すなわち、１つの連続巻線によって、径方向ロータ３Ａ及び軸方向ロータ３Ｂに作用するステータコイル７を形成することができる。
また、本実施例では、ステータコイル７が３相コイルであって、径方向突極２４と軸方向突極３０とが電気角で１８０°ずれるように周方向に交互に並んでいるため、本実施例のように波状の巻き方で各相コイルを形成するならば、径方向ロータ３Ａと軸方向ロータ３Ｂとは同じタイミングで同じ方向に回転する３相交流モータが構成される。
【００５０】
〔実施例２〕
〔実施例２の構成〕
実施例２の回転電機１の構成を、実施例１とは異なる点を中心に、１つのＵ相コイル７Ｕを例にとって、図を用いて説明する。
本実施例では、軸方向ティース１８に巻回される導線３６の部分は、軸方向スロット２３で周方向に２列で軸方向に並ぶ２列配置で配置されており、径方向ティース１３に巻回される導線３６の部分は、径方向スロット１５で周方向に２列で径方向に並ぶ２列配置で配置されている。
【００５１】
すなわち、軸方向ティース１８に導線３６を巻く際には、１列で軸方向に積層するのではなく、２列で軸方向に積層するように巻く。例えば、波状巻回の１周目は１層目の１列目に導線３６を配置し、２周目は１層目の２列目に導線３６を配置する。なお、軸方向スロット２３における導線３６の層方向（１層目、２層目が並ぶ方向）は、軸方向である。
【００５２】
〔実施例２の作用効果〕
径方向外側に配されるティース（本実施例では軸方向ティース１８）と径方向内側に配されるティース（本実施例では径方向ティース１３）との数が同じである場合、径方向外側に配されるティース間隔の方が周方向に大きくなる。すなわち、スロットの周方向幅が大きくなる。このため、本実施例では、径方向外側に配される側のティースに巻回される導線３６は、スロット内で２列配置とし、径方向内側に配される側のティースに巻回される導線３６は、スロット内で１列配置として配置としている。
【００５３】
これによれば、径方向外側のスロットでは２列配置とするため、導線３６の層方向への高さが小さくなる。すなわち、本実施例のように、径方向外側のティースが軸方向ティース１８である場合には、軸方向の巻線高さが小さくなる。
具体的には、実施例１のような１列配置にする場合と比べて、軸方向の巻線高さｈが半分になる（図１、４参照）。
【００５４】
〔変形例〕
本発明の実施態様は、実施例に限定されず種々の変形例を考えることができる。
例えば、回転電機は３相交流モータであったが、本発明は、様々な電動機、発電機、およびモータジェネレータとして適用可能である。
また、実施例１、２では、アウターロータ型の３相交流モータであったが、インナーロータ型でもよい。
【００５５】
また、実施例１、２では、各ロータ３Ａ、３Ｂの極がセグメント２５、３１の脚２５ａ、３１ａによる突極２４、３０として形成されていたが、磁気抵抗の変化による突極性を形成してもよい。
また、各セグメント２５、３１内に永久磁石４０を埋め込んでもよい（図５参照）。
【００５６】
また、実施例１、２では、各ロータ３Ａ、３Ｂが、それぞれセグメント２５、３１によって形成されていたが、各ロータ３Ａ、３Ｂをそれぞれ円環状鋼板によって形成してもよい。その際、例えば、切削加工等によってステータ２に対向する凸部を設けることで、突極が形成される。
【００５７】
また、実施例１、２に記載の２重ロータよりも容易に製造でき、且つ、本実施例のステータを利用した回転電機として、以下の回転電機が考えられる（図６参照）。
【００５８】
すなわち、径方向に突出する複数の径方向ティース１３と、軸方向に突出する複数の軸方向ティース１８とを有するステータコア６と、ステータコア６に巻装されるステータコイル７とを具備するステータ２と、径方向ティース１３と対向する複数の径方向極と、軸方向ティース１８と対向する複数の軸方向極を有する１つのロータ３とを備える。
【００５９】
ステータコア６は、軸方向に突出する軸方向突出部６ａと、径方向に突出する径方向突出部６ｂとを有している。そして、軸方向突出部６ａは、径方向突出部６ｂの突出方向に突出する径方向ティース１３を有しており、径方向突出部６ｂは、軸方向突出部６ａの突出方向に突出する軸方向ティース１８を有している。すなわち、ステータ２は実施例１または実施例２に記載のステータ２と同様の構成を有している（なお、図６では、実施例２に記載のステータ２を用いている）。
【００６０】
また、ロータ３は、軸方向に延びる軸方向突出片３ｊと径方向に延びる径方向突出片３ｋとを有する断面Ｌ字状の円環体であって、軸方向突出片３ｊのステータ２側と径方向突出片３ｋのステータ２側にそれぞれ永久磁石５０が固定されることで、極（永久磁石による磁極）が形成されている。
なお、この永久磁石５０は径方向突出片３ｋ及び軸方向突出片３ｊのそれぞれに埋め込まれていてもよい。
【００６１】
また、ロータ３が永久磁石５０を有さないリラクタンス型であってもよい。すなわち、径方向突出片３ｋ及び軸方向突出片３ｊのそれぞれにステータ２側に突出する凸部を設けることで極（突極）を設けてもよい。また、磁気抵抗の変化による突極性を形成してもよい。
【符号の説明】
【００６２】
１ 回転電機
２ ステータ
３ ロータ
３Ａ 径方向ロータ
３Ｂ 軸方向ロータ
６ ステータコア
６ａ 軸方向突出部
６ｂ 径方向突出部
７ ステータコイル
１３ 径方向ティース
１５ 径方向スロット
１８ 軸方向ティース
２３ 軸方向スロット
２４ 径方向突極
２５ セグメント
２５ａ 脚
３０ 軸方向突極
３１ セグメント
３１ａ 脚
７Ｕ Ｕ相コイル
３５ 連通スロット
３６ 導線
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車やトラック等に搭載される回転電機に関する。また、産業用機器、家庭電化製品等への適用も可能である。
【背景技術】
【０００２】
回転電機として、１つのステータに対して２つのロータを有する２重ロータ型がある。
２重ロータ型として、従来、ステータの径方向外側に２つのロータを有するものや、ステータの径方向内側外側にそれぞれ１つのロータを有するものがある（特許文献１、２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−２５９５５０号公報
【特許文献２】特開２０１０−１８３７８１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、従来のようにステータの径方向外側に２つのロータを配置する場合には、回転電機の径方向への体格が大きくなってしまう。また、ステータの径方向内側に配する場合にも、ロータを配するスペースを確保するためにステータを大きくしなければならず、回転電機の径方向への体格が大きくなるという問題が生じる。
【０００５】
近年、特に、車載用の回転電機（電動機、回転機、モータジェネレータ）において、小型化が求められている。
そこで、本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、２重ロータ型回転電機が小型化できる構造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】
【０００６】
〔請求項１の手段〕
請求項１に記載の回転電機は、径方向に突出する径方向ティースと軸方向に突出する軸方向ティースとを有するステータコア、およびステータコアに巻装されるステータコイルを具備するステータを備える。
また、回転電機は、径方向ティースと対向する径方向極を有する第１のロータと、軸方向ティースと対向する軸方向極を有する第２のロータを備える。
【０００７】
これによれば、２重ロータ型において、２つのロータを径方向と軸方向とに分けて配置しているため、回転電機の径方向への体格を小さくすることができる。すなわち、回転電機の体格を小型化することができる。
【０００８】
〔請求項２の手段〕
請求項２に記載の回転電機によれば、径方向極は径方向に突出する突極として形成されており、軸方向極は軸方向に突出する突極として形成されており、周方向からみて、径方向極を形成する突極と軸方向極を形成する突極とは交差して配置されている。
すなわち、第１のロータの突極と第２のロータの突極とが交差することで、交差させずに配置する場合よりも、省スペースにて２つのロータを配置することができる。
【０００９】
〔請求項３の手段〕
請求項３に記載の回転電機によれば、第１のロータは、径方向に突出する２つの脚を有する略コの字型のセグメントを周方向に複数並べることにより形成され、第２のロータは、軸方向に突出する２つの脚を有する略コの字型のセグメントを周方向に複数並べることにより形成されている。
これによれば、ロータを容易に製造することができる。
【００１０】
〔請求項４の手段〕
請求項４に記載の回転電機によれば、周方向において、径方向極同士の間に、軸方向極が配置される。
本手段は、ロータの一実施態様を示すものである。
これによれば、第１のロータの極と第２のロータの極とが周方向に交互に並ぶことになる。
【００１１】
〔請求項５の手段〕
請求項５に記載の回転電機によれば、ステータコアは、軸方向に突出する軸方向突出部と、径方向に突出する径方向突出部とを有している。
軸方向突出部は、径方向突出部の突出方向に突出する径方向ティースを有しており、径方向突出部は、軸方向突出部の突出方向に突出する軸方向ティースを有している。
本手段は、ステータの一実施態様を示すものである。
【００１２】
〔請求項６の手段〕
請求項６に記載の回転電機によれば、径方向ティース間に形成されるスロットである径方向スロットと、軸方向ティース間に形成されるスロットである軸方向スロットとは、周方向において同じ位置にあり、径方向スロットと軸方向スロットとは径方向に連通して、径方向において連続してステータコイルが配される連通スロットを形成している。
本手段は、ステータの一実施態様を示すものである。
【００１３】
〔請求項７の手段〕
請求項７の記載の回転電機によれば、ステータコイルは多相コイルであって、各相コイルを構成する導線は、連通スロットに収容される収容部と、連通スロットから突出するコイルエンド部とを交互に有するように周方向に波状に巻かれており、径方向スロットに配される導線部分が、第１のロータに作用するステータコイルをなし、軸方向スロットに配される導線部分が、第２のロータに作用するステータコイルをなしている。
【００１４】
これによれば、１つの連続巻線によって、第１のロータ及び第２のロータに作用するステータコイルを形成することができる。
【００１５】
〔請求項８の手段〕
請求項８に記載の回転電機によれば、径方向ティース及び軸方向ティースのうち、径方向外側に配される側のティースに巻回される導線は、スロット内において２列で積層される２列配置で配置され、径方向内側に配される側のティースに巻回される導線は、スロット内において１列で積層される１列配置で配置される。
【００１６】
すなわち、径方向外側のスロットでは導線が２列でティースの突出方向に積層されるように巻かれ、径方向内側のスロットでは導線が１列でティースの突出方向に積層されるように巻かれる。
これによれば、径方向外側のスロットでは２列配置とするため、巻線の層方向への高さが小さくなる。すなわち、径方向外側のティースが軸方向ティースであれば、軸方向への巻線高さが小さくなる。また、径方向外側のティースが径方向ティースであれば、径方向への巻線高さが小さくなる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】（ａ）は回転電機の構成図であり、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ断面図である（実施例１）。
【図２】回転電機を径方向からみた模式図であり、軸方向ティースと軸方向突極とを説明する図である（実施例１）。
【図３】回転電機を模式的に示す斜視図である（実施例１）。
【図４】（ａ）は回転電機の構成図であり、（ｂ）は（ａ）のＢ−Ｂ断面図である（実施例２）。
【図５】径方向ロータの平面図である（変形例）。
【図６】回転電機の断面図である（変形例）。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
本発明を実施するための形態を以下の実施例により詳細に説明する。
【実施例】
【００１９】
〔実施例１〕
〔実施例１の構成〕
実施例１の回転電機１の構成を、図１〜図３を用いて説明する。
実施例１の回転電機１は、アウターロータ型の３相交流モータであって、回転磁界を形成するステータ２と、ステータ２の外周側に配されて回転磁界によって回転可能なロータ３とを備える。
【００２０】
ステータ２は、ステータコア６と、このステータコア６に分布巻き方式で巻装されるステータコイル７とを有する。そして、このステータコイル７に３相交流電流を流すことにより回転磁界を形成し、回転磁界内に配されるロータ３を回転させる。
【００２１】
ステータコア６は、複数枚の電磁鋼板シートが軸方向に積層されて円筒状に形成された軸方向積層体８を有する。
軸方向積層体８は、複数枚の電磁鋼板シートを積層してなる第１積層部１０と、第１積層部１０の軸方向一端側で第１積層部１０よりも径大の電磁鋼板シートを複数枚積層してなる第２積層部１１とを有する。なお、第１積層部１０の積層数の方が、第２積層部１１の積層数よりも大きい。
【００２２】
これにより、軸方向積層体８は、軸方向一端部にフランジを有するような形状となっている。軸方向積層体８において、第１積層部１０は、軸方向他端側に突出する軸方向突出部６ａをなしている。また、軸方向積層体８において、第２積層部１１によりフランジ状に形成された部分は、径方向外側（外径側）に突出する径方向突出部６ｂをなしている。
【００２３】
軸方向突出部６ａである第１積層部１０は、先端が外径側に突出するティース（以下、径方向ティース１３と呼ぶ）と、径方向ティース１３同士を磁気的に接続するバックヨーク１４とを有している。
径方向ティース１３は、周方向に複数個並んで設けられており、隣合う径方向ティース１３同士とバックヨーク１４とで囲われる空間が、スロット（以下、径方向スロット１５と呼ぶ）となっている。
なお、本実施例では、周方向等間隔に４２個の径方向スロット１５が形成されている。
【００２４】
径方向突出部６ｂは、第１積層部１０の突出方向である軸方向他端側に突出するティース（以下、軸方向ティース１８と呼ぶ）を有している。
すなわち、径方向突出部６ｂには、軸方向に貫通する孔１９が周方向に等間隔に複数個形成されており、この孔１９にはそれぞれ、直方体形状を呈するピース２０が挿入固定されている。なお、ピース２０は、電磁鋼板シートを径方向に積層して形成された積層体である。
【００２５】
孔１９は、ピース２０の形状に合わせて長方形状を呈している。
ピース２０は、軸方向他端部が径方向突出部６ｂの軸方向一端面から突出するように孔１９に配され、この突出した部分が軸方向ティース１８をなしている。
【００２６】
軸方向ティース１８は、周方向に複数個並んで設けられており、隣合う軸方向ティース１８同士の間の空間が、スロット（以下、軸方向スロット２３と呼ぶ）となっている。
なお、本実施例では、周方向等間隔に４２個の軸方向スロット２３が形成されている。そして、軸方向スロット２３と径方向スロット１５とは、周方向において同じ位置に存在しており、軸方向スロット２３と径方向スロット１５とは径方向に連通している。
【００２７】
以上のように、ステータコア６は、軸方向積層体８とピース２０とによって、軸方向突出部６ａから径方向ティース１３が径方向突出部６ｂの突出方向（外径側）に突出し、径方向突出部６ｂから軸方向ティース１８が軸方向突出部６ａの突出方向（軸方向他端側）に突出するように構成されている。ステータコア６は全体として、断面略Ｌ字の円環状に形成されている。
【００２８】
ロータ３は、径方向ティース１３に対して磁気的に作用する第１のロータ（以下、径方向ロータ３Ａと呼ぶ）と、軸方向ティース１８に対して磁気的に作用する第２のロータ（以下、軸方向ロータ３Ｂと呼ぶ）とを有する。
径方向ロータ３Ａおよび軸方向ロータ３Ｂはともにリング状を呈しており、径方向ロータ３Ａと軸方向ロータ３Ｂとが同心状に配されている。
【００２９】
径方向ロータ３Ａは、径方向ティース１３と対向する突極である径方向突極２４を有する。すなわち、径方向ロータ３Ａは、第１積層部１０の外径側で且つ第２積層部１１の軸方向他端側に配され、内径側に突出する径方向突極２４を有している（図１参照）。
【００３０】
具体的には、径方向ロータ３Ａは、セグメント２５を周方向に複数並べてリング状に配置することによって形成されている。セグメント２５は、コの字状を呈しており、周方向両端に設けられて径方向内側に突出する脚２５ａと脚２５ａ同士を外周部で連結する連結部２５ｂとを有している。なお、セグメント２５は複数枚の電磁鋼板シートを軸方向に積層して形成されている（図１（ｂ）、図３参照）。
【００３１】
複数のセグメント２５は、脚２５ａが内径側に向くように並べられ、外周に配されたリング状部材２６に各セグメント２５が固定されることによって、複数のセグメント２５同士が連結されている。例えば、図１（ａ）に示すように、セグメント２５には、連結部２５ｂから外径側に突出して設けられた係合部２５ｃが形成され、リング状部材２６には、内周面に設けられた被係合部２６ａが形成され、係合部２５ｃと被係合部２６ａとの係合によって、リング状部材２６と各セグメント２５との固定がなされている。なお、図１（ａ）では、複数のセグメント２５の内の一部を省略して図示しているが、セグメント２５はステータ２の外周を一周するリング状に配置されている。
【００３２】
これにより、セグメント２５の一方の脚２５ａと、隣合うセグメント２５の他方の脚２５ａとが周方向に隣合い、この隣り合う２本の脚２５ａで１つの径方向突極２４を形成している（図１（ａ）参照）。
本実施例では、１４個のセグメント２５によって、１４個の径方向突極２４が形成されている。
【００３３】
軸方向ロータ３Ｂは、軸方向ティース１８と対向する突極である軸方向突極３０を有する。すなわち、軸方向ロータ３Ｂは、第１積層部１０の外周側で且つ第２積層部１１の軸方向他端側に配され、軸方向一端側に突出する軸方向突極３０を有している（図２参照）。
【００３４】
軸方向ロータ３Ｂも、セグメント３１を周方向に複数並べて配置することによってリング状に形成されている。セグメント３１は、コの字状を呈しており、周方向両端に設けられて軸方向一端側に突出する脚３１ａと脚３１ａ同士を外周部で連結する連結部３１ｂとを有している。なお、セグメント３１は複数枚の電磁鋼板シートを径方向に積層して形成されている（図１、図３参照）。
【００３５】
複数のセグメント３１は、脚３１ａが軸方向一端側に向くように並べられ、軸方向他端側に配されたリング状部材（図示せず）に各セグメント２５が固定されることによって、複数のセグメント３１同士が連結されている。なお、図１（ａ）では、複数のセグメント３１の内の一部を省略して図示しているが、セグメント３１はステータ２の外周を一周するリング状に配置されている。
【００３６】
径方向突極２４と同様に、セグメント３１の一方の脚３１ａと、隣合うセグメント３１の他方の脚３１ａとが周方向に隣合い、この隣り合う２本の脚３１ａで１つの軸方向突極３０を形成している（図２参照）。
本実施例では、１４個のセグメント３１によって、１４個の軸方向突極３０が形成されている。
【００３７】
また、セグメント３１は、脚３１ａが、セグメント２５で形成される径方向突極２４をまたぐように配されている。すなわち、図２に示すように、１つのセグメント３１の脚３１ａ同士の間に、径方向突極２４が入り、１つのセグメント２５の脚２５ａ同士の間に、軸方向突極３０が入るように、セグメント２５とセグメント３１とが交互にクロスして組み合わされている。つまり、周方向からみると、セグメント２５の脚２５ａとセグメント３１の脚３１ａとは交差しており、このため、径方向突極２４と軸方向突極３０は交差して配されている（図１（ｂ）、図３参照）。
そして、これにより、周方向において径方向突極２４同士の間に、軸方向突極３０が配置される。なお、周方向において、径方向突極２４は、軸方向突極３０同士の真ん中に配置され、径方向突極２４と軸方向突極３０とは周方向に電気角で１８０°ずれていることになる。
【００３８】
ステータコイル７は、３相コイルであって、各相コイル（Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相）を構成する導線は、それぞれ、ステータコア６に波状に巻かれている。
ここで、１つのＵ相コイル７Ｕを例にとって具体的に説明する。
【００３９】
上述のとおり、軸方向スロット２３と径方向スロット１５とは、周方向において同じ位置に存在しており、軸方向スロット２３と径方向スロット１５とは径方向に連通している。すなわち、軸方向スロット２３と径方向スロット１５とで径方向において連続してステータコイル７が配される連通スロット３５を形成している。
【００４０】
Ｕ相コイル７Ｕをなす導線３６は、連通スロット３５に収容される収容部３６ａと、連通スロット３５から突出するコイルエンド部３６ｂとを交互に有するように周方向に波状に巻かれている（図１（ａ）、図３参照）。
【００４１】
すなわち、図３に示すように、導線３６は軸方向スロット２３［Ｎ］に配された後、９０°曲げられて軸方向を向いて径方向スロット１５［Ｎ］に配される。そして、この径方向スロット１５［Ｎ］から軸方向外側に引き出された導線３６は、３つの径方向スロット１５をまたいで、次のＵ相コイル７Ｕが入る径方向スロット１５［Ｎ＋３］に挿入される。そして、径方向スロット１５［Ｎ＋３］に挿入された導線は、９０°曲げられて径方向を向いて周方向において軸方向スロット２３［Ｎ＋３］に挿入される。そして、この径方向スロット１５［Ｎ＋３］から径方向外側に引き出された導線３６は、３つの軸方向スロット２３をまたいで、次のＵ相コイル７Ｕが入る径方向スロット１５に挿入される。
【００４２】
以上の繰り返しによって、導線３６がステータコア６を１周したら、周方向における巻き始め位置から１周目とは周方向において逆方向に波状に巻いていく。なお、図３において、１周目の導線３６が二点鎖線、２周目の導線３６が実線で示されている。
また、Ｖ相コイル、Ｗ相コイルも、Ｕ相コイル７Ｕと同様の要領でステータコア６に巻かれる。
【００４３】
このため、径方向断面をみると（つまり周方向からみると）、導線３６は連通スロット３５内でＬ字状に屈曲して配されている。すなわち、導線３６は、径方向スロット１５内では軸方向に延び、軸方向スロット２３内では径方向に延びている。
なお、本実施例では、図３に示すように、径方向スロット１５では導線３６が１列で径方向に積層され、軸方向スロット２３では導線３６が１列で軸方向に積層されている。導線３６は、図３のように、平角線であってもよいし、断面円形の導線や導体セグメントであってもよい。
【００４４】
〔実施例１の作用効果〕
実施例１の回転電機１は、径方向ティース１３と軸方向ティース１８とを有するステータコア６と、ステータコア６に巻装されるステータコイル７とを具備するステータを備える。
また、径方向ティース１３と対向する径方向突極２４を有する径方向ロータ３Ａと、軸方向ティース１８と対向する軸方向突極３０を有する軸方向ロータ３Ｂを備える。
【００４５】
これによれば、２重ロータ型において、２つのロータを径方向と軸方向とに分けて配置しているため、回転電機１の径方向への体格を小さくすることができる。すなわち、回転電機１を小型化することができる。
【００４６】
また、本実施例では、径方向ロータ３Ａがセグメント２５によって形成され、軸方向ロータ３Ｂがセグメント３１によって形成されている。
これによれば、ロータを容易に製造することができる。
【００４７】
また、本実施例では、１つのセグメント３１の脚３１ａ同士の間に、径方向突極２４が入り、１つのセグメント２５の脚２５ａ同士の間に、軸方向突極３０が入るように、セグメント２５とセグメント３１とが交互にクロスして組み合わされることで、径方向ロータ３Ａと軸方向ロータ３Ｂとが配されている。
すなわち、周方向からみると、セグメント２５の脚２５ａとセグメント３１の脚３１ａとは交差しており、このため、径方向突極２４と軸方向突極３０は交差して配されている。
これによれば、２つのロータ３Ａ、３Ｂの突極２４、３０を交差させずに配置する場合よりも、省スペースにて２つのロータ３Ａ、３Ｂを配置することができる。従って、回転電機１の小型化ができる。
【００４８】
また、本実施例では、軸方向スロット２３と径方向スロット１５とは、周方向において同じ位置に存在しており、軸方向スロット２３と径方向スロット１５とは径方向に連通して連通スロット３５を形成している。そして、各相コイルをなす導線３６は、連通スロット３５に収容される収容部３６ａと、連通スロット３５から突出するコイルエンド部３６ｂとを交互に有するように周方向に波状に巻かれている。
そして、径方向スロット１５に配される導線部分が、径方向ロータ３Ａに作用するステータコイル７をなし、軸方向スロット２３に配される導線部分が、軸方向ロータ３Ｂに作用するステータコイル７をなしている。
【００４９】
すなわち、１つの連続巻線によって、径方向ロータ３Ａ及び軸方向ロータ３Ｂに作用するステータコイル７を形成することができる。
また、本実施例では、ステータコイル７が３相コイルであって、径方向突極２４と軸方向突極３０とが電気角で１８０°ずれるように周方向に交互に並んでいるため、本実施例のように波状の巻き方で各相コイルを形成するならば、径方向ロータ３Ａと軸方向ロータ３Ｂとは同じタイミングで同じ方向に回転する３相交流モータが構成される。
【００５０】
〔実施例２〕
〔実施例２の構成〕
実施例２の回転電機１の構成を、実施例１とは異なる点を中心に、１つのＵ相コイル７Ｕを例にとって、図を用いて説明する。
本実施例では、軸方向ティース１８に巻回される導線３６の部分は、軸方向スロット２３で周方向に２列で軸方向に並ぶ２列配置で配置されており、径方向ティース１３に巻回される導線３６の部分は、径方向スロット１５で周方向に２列で径方向に並ぶ２列配置で配置されている。
【００５１】
すなわち、軸方向ティース１８に導線３６を巻く際には、１列で軸方向に積層するのではなく、２列で軸方向に積層するように巻く。例えば、波状巻回の１周目は１層目の１列目に導線３６を配置し、２周目は１層目の２列目に導線３６を配置する。なお、軸方向スロット２３における導線３６の層方向（１層目、２層目が並ぶ方向）は、軸方向である。
【００５２】
〔実施例２の作用効果〕
径方向外側に配されるティース（本実施例では軸方向ティース１８）と径方向内側に配されるティース（本実施例では径方向ティース１３）との数が同じである場合、径方向外側に配されるティース間隔の方が周方向に大きくなる。すなわち、スロットの周方向幅が大きくなる。このため、本実施例では、径方向外側に配される側のティースに巻回される導線３６は、スロット内で２列配置とし、径方向内側に配される側のティースに巻回される導線３６は、スロット内で１列配置として配置としている。
【００５３】
これによれば、径方向外側のスロットでは２列配置とするため、導線３６の層方向への高さが小さくなる。すなわち、本実施例のように、径方向外側のティースが軸方向ティース１８である場合には、軸方向の巻線高さが小さくなる。
具体的には、実施例１のような１列配置にする場合と比べて、軸方向の巻線高さｈが半分になる（図１、４参照）。
【００５４】
〔変形例〕
本発明の実施態様は、実施例に限定されず種々の変形例を考えることができる。
例えば、回転電機は３相交流モータであったが、本発明は、様々な電動機、発電機、およびモータジェネレータとして適用可能である。
また、実施例１、２では、アウターロータ型の３相交流モータであったが、インナーロータ型でもよい。
【００５５】
また、実施例１、２では、各ロータ３Ａ、３Ｂの極がセグメント２５、３１の脚２５ａ、３１ａによる突極２４、３０として形成されていたが、磁気抵抗の変化による突極性を形成してもよい。
また、各セグメント２５、３１内に永久磁石４０を埋め込んでもよい（図５参照）。
【００５６】
また、実施例１、２では、各ロータ３Ａ、３Ｂが、それぞれセグメント２５、３１によって形成されていたが、各ロータ３Ａ、３Ｂをそれぞれ円環状鋼板によって形成してもよい。その際、例えば、切削加工等によってステータ２に対向する凸部を設けることで、突極が形成される。
【００５７】
また、実施例１、２に記載の２重ロータよりも容易に製造でき、且つ、本実施例のステータを利用した回転電機として、以下の回転電機が考えられる（図６参照）。
【００５８】
すなわち、径方向に突出する複数の径方向ティース１３と、軸方向に突出する複数の軸方向ティース１８とを有するステータコア６と、ステータコア６に巻装されるステータコイル７とを具備するステータ２と、径方向ティース１３と対向する複数の径方向極と、軸方向ティース１８と対向する複数の軸方向極を有する１つのロータ３とを備える。
【００５９】
ステータコア６は、軸方向に突出する軸方向突出部６ａと、径方向に突出する径方向突出部６ｂとを有している。そして、軸方向突出部６ａは、径方向突出部６ｂの突出方向に突出する径方向ティース１３を有しており、径方向突出部６ｂは、軸方向突出部６ａの突出方向に突出する軸方向ティース１８を有している。すなわち、ステータ２は実施例１または実施例２に記載のステータ２と同様の構成を有している（なお、図６では、実施例２に記載のステータ２を用いている）。
【００６０】
また、ロータ３は、軸方向に延びる軸方向突出片３ｊと径方向に延びる径方向突出片３ｋとを有する断面Ｌ字状の円環体であって、軸方向突出片３ｊのステータ２側と径方向突出片３ｋのステータ２側にそれぞれ永久磁石５０が固定されることで、極（永久磁石による磁極）が形成されている。
なお、この永久磁石５０は径方向突出片３ｋ及び軸方向突出片３ｊのそれぞれに埋め込まれていてもよい。
【００６１】
また、ロータ３が永久磁石５０を有さないリラクタンス型であってもよい。すなわち、径方向突出片３ｋ及び軸方向突出片３ｊのそれぞれにステータ２側に突出する凸部を設けることで極（突極）を設けてもよい。また、磁気抵抗の変化による突極性を形成してもよい。
【符号の説明】
【００６２】
１ 回転電機
２ ステータ
３ ロータ
３Ａ 径方向ロータ
３Ｂ 軸方向ロータ
６ ステータコア
６ａ 軸方向突出部
６ｂ 径方向突出部
７ ステータコイル
１３ 径方向ティース
１５ 径方向スロット
１８ 軸方向ティース
２３ 軸方向スロット
２４ 径方向突極
２５ セグメント
２５ａ 脚
３０ 軸方向突極
３１ セグメント
３１ａ 脚
７Ｕ Ｕ相コイル
３５ 連通スロット
３６ 導線
【特許請求の範囲】
【請求項１】
径方向に突出する径方向ティースと軸方向に突出する軸方向ティースとを有するステータコア、およびこのステータコアに巻装されるステータコイルを具備するステータと、
前記径方向ティースと対向する径方向極を有する第１のロータと、
前記軸方向ティースと対向する軸方向極を有する第２のロータとを備えたことを特徴とする回転電機。
【請求項２】
請求項１に記載の回転電機において、
前記径方向極は径方向に突出する突極として形成されており、
前記軸方向極は軸方向に突出する突極として形成されており、
周方向からみて、前記径方向極を形成する突極と前記軸方向極を形成する突極とは交差して配置されていることを特徴とする回転電機。
【請求項３】
請求項２に記載の回転電機において、
前記第１のロータは、径方向に突出する２つの脚を有する略コの字型のセグメントを周方向に複数並べることにより形成され、
前記第２のロータは、軸方向に突出する２つの脚を有する略コの字型のセグメントを周方向に複数並べることにより形成されていることを特徴とする回転電機。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１つに記載の回転電機において、
周方向において、前記径方向極同士の間に、前記軸方向極が配置されることを特徴とする回転電機。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１つに記載の回転電機において、
前記ステータコアは、軸方向に突出する軸方向突出部と、径方向に突出する径方向突出部とを有しており、
前記軸方向突出部は、前記径方向突出部の突出方向に突出する前記径方向ティースを有しており、
前記径方向突出部は、前記軸方向突出部の突出方向に突出する前記軸方向ティースを有していることを特徴とする回転電機。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか１つに記載の回転電機において、
前記径方向ティース間に形成されるスロットである径方向スロットと、前記軸方向ティース間に形成されるスロットである軸方向スロットとは、周方向において同じ位置にあり、
前記径方向スロットと前記軸方向スロットとは径方向に連通して、径方向において連続して前記ステータコイルが配される連通スロットを形成していることを特徴とする回転電機。
【請求項７】
請求項６に記載の回転電機において、
前記ステータコイルは多相コイルであって、
各相コイルを構成する導線は、前記連通スロットに収容される収容部と、前記連通スロットから突出するコイルエンド部とを交互に有するように周方向に波状に巻かれており、
前記径方向スロットに配される導線部分が、前記第１のロータに作用する前記ステータコイルをなし、
前記軸方向スロットに配される導線部分が、前記第２のロータに作用する前記ステータコイルをなしていることを特徴とする回転電機。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれか１つに記載の回転電機において、
前記径方向ティース及び前記軸方向ティースのうち、
径方向外側に配される側のティースに巻回される導線は、スロット内において２列で積層される２列配置で配置され、
径方向内側に配される側のティースに巻回される導線は、スロット内において１列で積層される１列配置で配置されていることを特徴とする回転電機。
【請求項１】
径方向に突出する径方向ティースと軸方向に突出する軸方向ティースとを有するステータコア、およびこのステータコアに巻装されるステータコイルを具備するステータと、
前記径方向ティースと対向する径方向極を有する第１のロータと、
前記軸方向ティースと対向する軸方向極を有する第２のロータとを備えたことを特徴とする回転電機。
【請求項２】
請求項１に記載の回転電機において、
前記径方向極は径方向に突出する突極として形成されており、
前記軸方向極は軸方向に突出する突極として形成されており、
周方向からみて、前記径方向極を形成する突極と前記軸方向極を形成する突極とは交差して配置されていることを特徴とする回転電機。
【請求項３】
請求項２に記載の回転電機において、
前記第１のロータは、径方向に突出する２つの脚を有する略コの字型のセグメントを周方向に複数並べることにより形成され、
前記第２のロータは、軸方向に突出する２つの脚を有する略コの字型のセグメントを周方向に複数並べることにより形成されていることを特徴とする回転電機。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１つに記載の回転電機において、
周方向において、前記径方向極同士の間に、前記軸方向極が配置されることを特徴とする回転電機。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１つに記載の回転電機において、
前記ステータコアは、軸方向に突出する軸方向突出部と、径方向に突出する径方向突出部とを有しており、
前記軸方向突出部は、前記径方向突出部の突出方向に突出する前記径方向ティースを有しており、
前記径方向突出部は、前記軸方向突出部の突出方向に突出する前記軸方向ティースを有していることを特徴とする回転電機。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか１つに記載の回転電機において、
前記径方向ティース間に形成されるスロットである径方向スロットと、前記軸方向ティース間に形成されるスロットである軸方向スロットとは、周方向において同じ位置にあり、
前記径方向スロットと前記軸方向スロットとは径方向に連通して、径方向において連続して前記ステータコイルが配される連通スロットを形成していることを特徴とする回転電機。
【請求項７】
請求項６に記載の回転電機において、
前記ステータコイルは多相コイルであって、
各相コイルを構成する導線は、前記連通スロットに収容される収容部と、前記連通スロットから突出するコイルエンド部とを交互に有するように周方向に波状に巻かれており、
前記径方向スロットに配される導線部分が、前記第１のロータに作用する前記ステータコイルをなし、
前記軸方向スロットに配される導線部分が、前記第２のロータに作用する前記ステータコイルをなしていることを特徴とする回転電機。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれか１つに記載の回転電機において、
前記径方向ティース及び前記軸方向ティースのうち、
径方向外側に配される側のティースに巻回される導線は、スロット内において２列で積層される２列配置で配置され、
径方向内側に配される側のティースに巻回される導線は、スロット内において１列で積層される１列配置で配置されていることを特徴とする回転電機。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２０１２−２１０１００（Ｐ２０１２−２１０１００Ａ）
【公開日】平成２４年１０月２５日（２０１２．１０．２５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−７４７２０（Ｐ２０１１−７４７２０）
【出願日】平成２３年３月３０日（２０１１．３．３０）
【出願人】（０００００４２６０）株式会社デンソー (27,639)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１０月２５日（２０１２．１０．２５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年３月３０日（２０１１．３．３０）
【出願人】（０００００４２６０）株式会社デンソー (27,639)
【Ｆターム（参考）】
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