(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
固定子コアを有する固定子と、
前記固定子を通る回転軸の軸方向に沿って前記固定子と対向する回転子と、を備え、
前記回転子は、
前記回転軸の軸方向に前記固定子コアと対向して配置される永久磁石と、
前記永久磁石を挟んで前記固定子コアと対向して配置されるヨークと、
前記ヨークを支持する支持部材と、を有し、
前記支持部材は、前記回転軸から遠い側の前記永久磁石の側面と対向するように突出す
る突起部を有し、
前記回転軸の軸方向に沿って射影した場合、前記永久磁石に前記永久磁石の投影部が前
記ヨークの投影部と重ならない第１領域が形成され、
前記第１領域は、前記永久磁石の外径側に形成され、
前記第１領域が前記突起部の側部に形成されるアキシャル型回転電機。
【請求項２】
請求項１において、
前記支持部材は、前記第１領域と対向する第１部分および前記ヨーク部と対向するヨー
ク対向部を有し、
前記第１部分における前記支持部材の厚みは、前記ヨーク対向部における前記支持部材
の厚みよりも大きいアキシャル型回転電機。
【請求項３】
請求項１または２において、
前記回転軸の軸方向に沿って射影した場合、前記永久磁石に前記永久磁石の投影部が前
記ヨークの投影部と重ならない第２領域が形成され、
前記第２領域は、前記永久磁石の内径側に形成されるアキシャル型回転電機。
【請求項４】
請求項３において、
前記支持部材は、前記第２領域と対向する第２部分を有し、
前記第２部分における前記支持部材の厚みは、前記ヨーク対向部における前記支持部材
の厚みよりも大きいアキシャル型回転電機。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれかにおいて、
前記永久磁石の内径は前記固定子コアの内径よりも小さく、
前記永久磁石の外径は前記固定子コアの外径よりも大きいアキシャル型回転電機。
【請求項６】
請求項１乃至５のいずれかにおいて、
前記永久磁石の外周面と対向する前記突起部の高さが、前記永久磁石の厚みに対し、５
０％以下であるアキシャル型回転電機。
【請求項７】
請求項１乃至６のいずれかにおいて、
前記永久磁石の外周面と対向する前記突起部の高さが、前記永久磁石の厚みに対し、１
５％以上２５％以下であるアキシャル型回転電機。
【請求項８】
請求項１乃至６のいずれかにおいて、
前記永久磁石にフェライトが用いられ、
前記固定子コアにアモルファス金属が用いられるアキシャル型回転電機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回転子の大きさに対するトルクや効率を向上させることができる回転子および回転子を用いたアキシャル型回転電機に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、アキシャル型の回転電機が注目されている。本回転電機は、円盤状の回転子と固定子が対向して配置された構造を有し、回転電機の薄型、扁平化に有利な構成である。また、本回転電機においては、固定子を軸方向から２枚の回転子で挟み込んだダブルロータ型で構成することも可能である。一般的なダブルロータ型の回転電機は、独立したコアに巻線を巻回したものを周方向に複数個配置し、樹脂でモールドした固定子と、周方向に複数配置した永久磁石をヨークに接続した回転子から構成されている。モータのトルクは、回転子と固定子の対向面であるギャップ面積に比例するが、ダブルロータ型は、体格あたりのギャップ面積を大きくできるので回転電機の高出力化、高効率化に有効である。さらに、著者らは、低損失を特徴としたアモルファス金属の適用にも有効な構造と考えている。アモルファス金属は、硬く脆いため加工が難しい。ダブルロータ型の回転電機は、固定子コアをオープンスロットとすることで、略直方体という非常に単純な形状でコアを構成できる。このため、アモルファス金属を簡単な方法でコア形状に加工することが可能である。
【０００３】
アキシャル型回転電機において、トルクや効率を向上するためには、径を拡大し、固定子と回転子が対向する面積（以下、ギャップ面積）を増加することが有効である。ただし、これにより回転子に働く遠心力が増加するため注意が必要である。特に、アキシャル型の回転電機では、永久磁石を回転子表面に設置した表面磁石型の構成を取る場合が多く、遠心力による磁石の飛散、破損が課題となる。
【０００４】
アキシャル型回転電機の回転子構造については、先行技術の一例を以下に示す。
【０００５】
特許文献１、特許文献２記載の回転子は、永久磁石とヨーク、および、これらを保持しシャフトに固定する支持部材とから構成されている。支持部材の外径側には、永久磁石の外周面を覆う突起部を設け、遠心力に対する強度を向上している。このような回転子構造は、アキシャル型回転電機に関する他の発明でも共通に見られるものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００９−１３１０８７号公報
【特許文献２】特開２００７−２０２３６３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献１、特許文献２に代表して説明した一般的なアキシャル型回転電機の回転子構造では、遠心力に対する強度を向上しようとすると、支持部材の突起部を径方向に厚肉化する必要があり、回転子の外径が拡大してしまう。一般に、アキシャル型回転電機の回転子外周には、ハウジングや固定子巻線の渡り線などが配置されている。回転子の外径はこれらの部材の寸法により制約されるため、突起部の径方向厚みが増加すると、永久磁石の外径を縮小することになる。これにより、回転電機のトルクや効率の低下を招く。
【０００８】
そこで、本発明では、回転子の大きさに対するトルクや効率を向上させることができる回転子および回転子を用いたアキシャル型回転電機を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するために、本発明の特徴は例えば、以下の通りである。
【００１０】
固定子コアを有する固定子と、固定子を通る回転軸の軸方向に沿って固定子と対向する回転子と、を備え、回転子は、回転軸の軸方向に固定子コアと対向して配置される永久磁石と、永久磁石を挟んで固定子コアと対向して配置されるヨークと、ヨークを支持する支持部材と、を有し、支持部材は、回転軸から遠い側の永久磁石の側面と対向するように突出する突起部を有し、回転軸の軸方向に沿って射影した場合、永久磁石に永久磁石の投影部がヨークの投影部と重ならない第１領域が形成され、第１領域は、永久磁石の外径側に形成され、第１領域が突起部の側部に形成されるアキシャル型回転電機。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の回転子および回転子を用いたアキシャル型回転電機は、回転子の大きさに対するトルクや効率を向上させることができる。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】
【００１２】
【図１（ａ）】実施例１におけるアキシャル型回転電機の断面斜視図。
【図１（ｂ）】実施例１におけるアキシャル型回転電機の斜視図。
【図１（ｃ）】実施例１における回転子の拡大断面図。
【図１（ｄ）】実施例１における支持部材の突起部の拡大断面図。
【図１（ｅ）】実施例１における永久磁石とヨークの回転軸の軸方向からの図。
【図２（ａ）】実施例２におけるアキシャル型回転電機の断面斜視図。
【図２（ｂ）】実施例２における回転子の拡大断面図。
【図２（ｃ）】実施例２における支持部材の突起部の拡大断面図。
【図３（ａ）】実施例３におけるアキシャル型回転電機の断面斜視図。
【図３（ｂ）】実施例３における回転子の拡大断面図。
【図３（ｃ）】実施例３における永久磁石とヨークの回転軸の軸方向からの図。
【図４（ａ）】実施例４におけるアキシャル型回転電機の断面斜視図。
【図４（ｂ）】実施例４におけるアキシャル型回転電機の斜視図。
【図４（ｃ）】実施例４におけるアキシャル型回転電機の断面図。
【図４（ｄ）】実施例４における回転子の拡大断面図。
【図４（ｅ）】実施例４における永久磁石とヨークの回転軸の軸方向からの図。
【図４（ｆ）】実施例４における永久磁石、固定子コア周辺の拡大図。
【図５】実施例５における支持部材の突起部の拡大断面図。
【図６（ａ）】従来のアキシャル型回転電機の断面斜視図。
【図６（ｂ）】従来の回転子の拡大断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の実施例について図面を参照して説明する。本明細書に開示される技術的思想の範囲内において当業者による様々な変更および修正が可能である。また、本発明を説明するための全図において、同一の機能を有するものは、同一の符号を付け、その繰り返しの説明は省略する場合がある。
【００１４】
図６（ａ）は、従来のアキシャル型回転電機の断面斜視図であり、図６（ｂ）は、従来の回転子の拡大断面図である。図６（ａ）、図６（ｂ）における符号の説明は、以下の実施例に記載されている。
【００１５】
図６（ｂ）において、永久磁石２１を回転軸３０の軸方向に沿って射影した場合、永久磁石２１に、永久磁石２１の投影部２１ｂとヨーク２２の投影部２２ｂとが一致しているため、永久磁石２１を保持する突起部２３ｃの径方向における厚みを小さくすることが難しい。
【実施例１】
【００１６】
図１（ａ）から図１（ｅ）は、本発明を１つの固定子と２つの回転子とを備えたダブルロータ型のアキシャル型モータに適用した一例を説明するための図である。図１（ａ）には、本実施例におけるモータ（アキシャル型回転電機１００）の断面斜視図を、図１（ｂ）には、本実施例におけるアキシャル型回転電機の斜視図を示す。
【００１７】
図１（ａ）のアキシャル型回転電機１００は、固定子１０と固定子１０を通る回転軸３０の方向から固定子１０を挟み込むように、エアギャップを介して配置された回転子２０、および、固定子１０を保持するハウジング４０、回転子２０を図示しない軸受を介して保持するシャフト５０とからなる。回転子２０は、回転軸３０の軸方向に沿って固定子１０と対向している。
【００１８】
図１（ｂ）では、ハウジング４０とシャフト５０の図示を省略している。また、固定子１０の構造がわかるようエアギャップを拡大して示している。固定子１０は、周方向に複数配置された軟磁性体の固定子コア１１、固定子コア１１に巻回された巻線１２、固定子コア１１と巻線１２とを電気的に絶縁するボビン１３、を有する。固定子コア１１、巻線１２、ボビン１３は、樹脂でハウジング４０と一体にモールドされている。回転子２０は、固定子コア１１の軸方向端面に対向して配置される永久磁石２１、永久磁石２１の背面に配置された軟磁性体のヨーク２２、永久磁石２１とヨーク２２をシャフト５０に保持し、ヨーク２２を支持する支持部材２３とからなる。ヨーク２２は、永久磁石２１を挟んで固定子コア１１と対向して配置されている。支持部材２３は、回転軸３０に固定されている。
【００１９】
図１（ｃ）に本実施例における回転子の拡大断面図、図１（ｄ）に本実施例における支持部材の突起部の拡大断面図を示す。支持部材２３は、回転軸３０から遠い側の永久磁石２１の側面２１ａに対向するように突出する突起部２３ｃを有している。
【００２０】
図１（ｅ）に、永久磁石とヨークを回転軸の軸方向から見た図を示す。永久磁石２１の外径は、ヨーク２２の外径より大きくなっており、ヨーク２２と重ならない第１領域２０ｂを有している。換言すると、永久磁石２１を回転軸３０の軸方向に沿って射影した場合、永久磁石２１に、永久磁石２１の投影部２１ｂとヨーク２２の投影部２２ｂとが重ならない第１領域２０ｂが形成されている。第１領域２０ｂは、永久磁石２１の外径側に形成されている。第１領域２０ｂが突起部２３ｃの側部に形成されるように、永久磁石２１が配置されている。
【００２１】
本実施例のアキシャル型モータの動作を説明する。ここでは、モータの動作例について説明する。インバータや交流電源（図示なし）を用い巻線に交流電流を通電する。これにより、固定子表面に交番磁界が形成される。この交番磁界と永久磁石の直流磁界が吸引、反発することで、回転子が回転しトルクを発生する。また、回転により、回転子には、径方向外側に遠心力がはたらく。
【００２２】
本実施例のアキシャル型モータの効果を説明する。本発明のアキシャル型回転電機１００では、支持部材２３の突起部２３ｃにより、永久磁石２１およびヨーク２２を外周側から保持することができるため、永久磁石２１やヨーク２２が飛散することを抑制できる。また、第１領域２０ｂを形成することで、遠心力に対する突起部２３ｃの強度を維持しつつ、永久磁石２１を保持する突起部２３ｃの径方向厚みを縮小することができる。これにより、突起部２３ｃによる回転子径の拡大を最小限に抑えることができる。回転子２０の径に対する永久磁石２１の径の比率を大きくすることができるため、モータの高トルク化、高効率化を図ることができる。また、突起部２３ｃの径方向厚みが大きくなるため、支持部材２３を鋳造製作する場合の、材料の流れが良く製造性にも優れる。支持部材２３は、軟磁性体であっても非磁性体であってもよい。回転子２０の径を小さくすることができるため、ハウジング４０の径の縮小、および、回転子２０の外周面とハウジング４０との間に巻線の渡り線を配置するなども可能になる。
【００２３】
本実施例では、ダブルロータ型のアキシャル型モータに適用した例を示したが、一対の固定子と回転子とが対向したシングルロータ型のアキシャル型モータであってもよい。また、モータではなく発電機であってもよい。また、本実施例では、リング状の永久磁石形状について記載したが、磁石は分割されていても良い。また、永久磁石２１とヨーク２２で接する部分の両者の径を同じにして、永久磁石２１にテーパをつけることで第１領域２０ｂが形成されるようにしてもよい。
【実施例２】
【００２４】
図２（ａ）から図２（ｃ）は、本発明をダブルロータ型のアキシャル型モータに適用した一例を説明するための図である。図１（ａ）から図１（ｅ）と重複する構造、動作、効果の説明は割愛する。図２（ａ）は、本実施例におけるアキシャル型回転電機の断面斜視図である。
【００２５】
図２（ｂ）に、本実施例における回転子の拡大断面図、図２（ｃ）に、本実施例における支持部材の突起部の拡大断面図を示す。図２（ｃ）において、回転子２０は、永久磁石２１と対向しない側のヨーク２２の端面を基準とした支持部材２３の厚みが、第１領域２０ｂに対向した第１部分２３ｄとヨーク２２に対向するヨーク対向部２３ｅとで比較した場合、「第１部分２３ｄにおける支持部材２３の厚みＴ１＞ヨーク対向部２３ｅにおける支持部材２３の厚みＴｙ」となっている。
【００２６】
本実施例のアキシャル型モータの効果を説明する。本実施例のアキシャル型モータでは、第１部分２３ｄの支持部材２３が厚肉化されるため、支持部材２３を軟磁性材で構成した場合には、磁気回路の磁気抵抗を低減することができる。支持部材２３を非磁性体で構成した場合、永久磁石２１のある磁極から出た磁束は、軟磁磁性体のヨーク２２を通り、隣接する磁極に入る。一方、支持部材２３を軟磁性体で構成すると、特に第１領域２０ｂを中心として支持部材２３も磁気回路を形成する。特に、回転子２０の薄型化を図るためヨーク２２の薄肉化を図ると、ヨーク２２の磁束密度が高まり、ヨーク２２の磁気抵抗が増加するため、第１領域２０ｂを通り易くなる。このとき、一般にヨーク２２を形成する電磁鋼板に比較し、支持部材２３を形成する鉄は、透磁率が低く磁気飽和し易い。そこで、本実施例のように第１部分２３ｄにおける支持部材２３を厚肉化することで、磁気回路外への漏れ磁束量を低減し、モータの出力トルクや効率が向上する。
【００２７】
さらに、この厚肉化部分を利用して回転子２０のバランス修正を行うこともできる。アキシャル型モータでは、回転子２０の径がラジアル型と比較し大径化するため、イナーシャが大きくなる傾向にある。軸受への負荷を低減し、軸受寿命や機械損を低減するためにバランス修正が重要である。バランス修正代は、外径側に設けるのが有効であるが、一方で、回転子２０の径を拡大してしまう可能性がある。本実施例の回転子構造は、回転子２０の径を拡大することなく、バランス修正が可能である。本効果は、支持部材２３を軟磁性体で構成したときにも有効である。
【実施例３】
【００２８】
図３（ａ）から図３（ｃ）は、本発明をダブルロータ型のアキシャル型モータに適用した一例を説明するための図である。図１（ａ）から図１（ｅ）、図２（ａ）から図２（ｃ）と重複する構造、動作、効果の説明は割愛する。
【００２９】
図３（ａ）は、本実施例におけるアキシャル型回転電機の断面斜視図である。図３（ｂ）に、本実施例における回転子の拡大断面図を示す。図３（ｃ）に、永久磁石とヨークを回転軸の軸方向から見た図を示す。
【００３０】
本実施例の回転子１０において、永久磁石２１の内径は、ヨーク２２の内径より小さくなっており、ヨーク２２と重ならない第２領域２０ｃを有している。換言すると、永久磁石２１を回転軸３０の軸方向に沿って射影した場合、永久磁石２１に、永久磁石２１の投影部２１ｂとヨーク２２の投影部２２ｂとが重ならない第２領域２０ｃが形成されている。第２領域２０ｃは、永久磁石２１の内径側、第１領域２０ｂよりも内径側に形成されている。また、永久磁石２１と対向しない側のヨーク２２の端面を基準とした支持部材２３の厚みが、第２領域２０ｃに対向した第２部分２３ｆとヨーク２２に対向するヨーク対向部２３ｅとで比較した場合、「第２部分２３ｆにおける支持部材２３の厚みＴ２＞ヨーク対向部２３ｅにおける支持部材２３の厚みＴｙ」となっている。
【００３１】
本実施例のアキシャル型モータの効果を説明する。本実施例のアキシャル型モータでは、永久磁石２１が第１領域２０ｂと第２領域２０ｃとを介し支持部材２３に対向する。支持部材２３の第１領域２０ｂ、第２領域２０ｃは、積層の電磁鋼板などで構成されたヨーク端面に比較し、高い寸法精度で形成されるため、永久磁石２１の回転軸に対する角度を管理し易い。また、永久磁石２１を接着する場合には、確実な接着面を確保することができる。さらに、第２部分２３ｆが厚肉化されているため、実施例２と同様に磁気抵抗を低減することができ、トルク、効率を向上することができる。
【実施例４】
【００３２】
図４（ａ）から図４（ｆ）は、本発明を１つの固定子と２つの回転子とを備えたダブルロータ型のアキシャル型モータに適用した一例を説明するための図である。
【００３３】
図４（ａ）には、本実施例におけるモータ（アキシャル型回転電機）の断面斜視図を、図４（ｂ）には、本実施例におけるモータの斜視図を示す。
【００３４】
図４（ａ）のアキシャル型回転電機１００は、固定子１０と固定子１０を通る回転軸３０の方向から固定子１０を挟み込むようにエアギャップを介して配置された回転子２０、および、固定子１０を保持するハウジング４０、回転子２０を図示しない軸受を介して保持するシャフト５０とからなる。回転子２０は、回転軸３０の軸方向に沿って固定子１０と対向している。
【００３５】
図４（ｂ）では、ハウジング４０とシャフト５０の図示を省略している。また、固定子１０の構造がわかるようエアギャップを拡大して示している。固定子１０は、周方向に複数配置された軟磁性体を用いた固定子コア１１、固定子コア１１に巻回された巻線１２、固定子コア１１と巻線１２とを電気的に絶縁するボビン１３、を有する。固定子コア１１、巻線１２、ボビン１３は、樹脂でハウジング４０と一体にモールドされている。回転子２０は、固定子コア１１の軸方向端面に対向して配置される永久磁石２１、永久磁石２１の背面に配置された軟磁性体のヨーク２２、永久磁石２１とヨーク２２をシャフト５０に保持し、ヨーク２２を支持する支持部材２３とからなる。ヨーク２２は、永久磁石２１を挟んで固定子コア１１と対向して配置されている。支持部材２３は、回転軸３０に固定されている。
【００３６】
図４（ｃ）に、本実施例におけるアキシャル型回転電機断面図を示す。図４（ｄ）に、本実施例における回転子の拡大断面図を示す。支持部材２３は、回転軸３０から遠い側の永久磁石２１の側面２１ａに対向するように突出する突起部２３ｃを有している。
【００３７】
図４（ｅ）に、永久磁石とヨークを回転軸の軸方向から見た図を示す。永久磁石２１の外径は、ヨークの外径より大きくなっており、ヨーク２２と重ならない第１領域２０ｂを有している。また、永久磁石２１の内径は、ヨーク２２の内径より小さくなっており、ヨーク２２と重ならない第２領域２０ｃを有している。
【００３８】
さらに、永久磁石２１と対向しない側のヨーク２２の端面を基準とした支持部材２３の厚みが、第１領域２０ｂに対向した第１部分２３ｄとヨーク２２に対向するヨーク対向部２３ｅとで比較した場合、「第１部分２３ｄにおける支持部材２３の厚みＴ１＞ヨーク対向部２３ｅにおける支持部材２３の厚みＴｙ」、第２領域２０ｃに対向した第２部分２３ｆとヨーク２２に対向するヨーク対向部２３ｅとで比較した場合、「第２部分２３ｆにおける支持部材２３の厚みＴ２＞ヨーク対向部２３ｅにおける支持部材２３の厚みＴｙ」となっている。
【００３９】
図４（ｆ）は、本実施例における永久磁石、固定子コア周辺の拡大図である。図４（ｆ）には、永久磁石２１の内径と固定子コア１１の内径の差異２１ｆおよび永久磁石２１の外径と固定子コア１１の外径の差異２１ｇが示されている。図４（ｆ）において、永久磁石２１の径と固定子コア１１の径を比較した場合、「永久磁石２１の内径＜固定子コア１１の内径」、「永久磁石２１の外径＞固定子コア１１の外径」となっている。
【００４０】
本実施例のアキシャル型モータの動作を説明する。ここでは、モータの動作例について説明する。インバータや交流電源（図示なし）を用い巻線に交流電流を通電する。これにより、固定子表面に交番磁界が形成される。この交番磁界と永久磁石の直流磁界が吸引、反発することで、回転子が回転しトルクを発生する。また、回転により、回転子には、径方向外側に遠心力がはたらく。
【００４１】
本実施例のアキシャル型モータの効果を説明する。本実施例のアキシャル型モータでは、支持部材２３の突起部２３ｃにより、永久磁石２１およびヨーク２２を外周側から保持することができるため、永久磁石２１やヨーク２２が飛散することを抑制できる。
【００４２】
また、第１領域２０ｂを形成することで、遠心力に対する突起部２３ｃの強度を維持しつつ、永久磁石２１を保持する突起部２３ｃの径方向厚みを縮小することができる。これにより、突起部２３ｃによる回転子２０の径の拡大を最小限に抑えることができる。回転子２０の径に対する永久磁石２１の径の比率を大きくすることができるため、モータの高トルク化、高効率化を図ることができる。回転子２０の径を小さくすることができるため、ハウジング４０の径の縮小、および、回転子２０の外周面とハウジング４０との間に巻線の渡り線を配置するなども可能になる。
【００４３】
また、突起部２３ｃの径方向厚みが厚くなるため、支持部材２３を鋳造製作する場合の、材料の流れが良く製造性にも優れる。支持部材２３は、軟磁性体であっても非磁性体であってもよい。
【００４４】
第２領域２０ｃを形成することで、永久磁石２１を第１領域２０ｂと第２領域２０ｃとを介し支持部材２３に対向させることができる。支持部材２３の第１領域２０ｂ、第２領域２０ｃは、積層の電磁鋼板などで構成されたヨーク端面に比較し、高い寸法精度で形成されるため、永久磁石２１の回転軸３０に対する角度を管理し易い。また、永久磁石２１を接着する場合には、確実な接着面を確保することができる。
【００４５】
また、第１部分２３ｄ、第２部分２３ｆの支持部材２３が厚肉化されるため、支持部材２３を軟磁性材で構成した場合には、磁気回路の磁気抵抗を低減することができる。支持部材２３を非磁性体で構成した場合、永久磁石２１のある磁極から出た磁束は、軟磁磁性体のヨーク２２を通り、隣接する磁極に入る。一方、支持部材２３を軟磁性体で構成すると、特に第１領域２０ｂ、第２領域２０ｃを中心として支持部材２３も磁気回路を形成する。特に回転子２０の薄型化を図るため、ヨーク２２の薄肉化を図るとヨーク２２の磁束密度が高まり、ヨーク２２の磁気抵抗が増加するため、第１領域２０ｂ、第２領域２０ｃを通り易くなる。このとき、一般にヨーク２２を形成する電磁鋼板に比較し、支持部材２３を形成する鉄は、透磁率が低く磁気飽和し易い。そこで、本実施例のように第１部分２３ｄおよび第２部分２３ｆを厚肉化することで、磁気回路外への漏れ磁束量を低減し、モータの出力トルクや効率が向上する。
【００４６】
さらに、「永久磁石２１の内径＜固定子コア１１の内径」、「永久磁石２１の外径＞固定子コア１１の外径」として、永久磁石２１をオーバーハングさせることで、永久磁石２１の磁束量を増加させ、モータのトルク、効率を向上させることができる。
【００４７】
本発明のモータにおける、好適な材料の組合せとして、永久磁石材にフェライト磁石、固定子コアにアモルファス金属を用いた組合せがある。フェライト磁石は、ネオジム磁石やサマリウムコバルト磁石などに比較し磁力が劣る。これを補うため磁石の表面積を拡大し、厚みを厚くして利用することが望まれる。本実施例を適用することで、回転子径の拡大をおさえつつ、フェライト磁石の大径化を図ることができる。また、アモルファス金属は、透磁率が高く損失の小さい軟磁性材である。ネオジム磁石と組合せて用いるには、飽和磁束密度が低いことが弱点となるが、フェライト磁石に対しては十分である。フェライト磁石をオーバーハングさせて用いることで、より磁石磁束を有効に活用することができる。
【００４８】
本実施例では、ダブルロータ型のアキシャル型モータに適用した例を示したが、一対の固定子と回転子とが対向したシングルロータ型のアキシャル型モータであってもよい。また、モータではなく発電機であってもよい。
【００４９】
また、本実施例では、リング状の永久磁石形状について記載したが、磁石は分割されていても良い。
【実施例５】
【００５０】
図５は、本発明をアキシャル型モータに適用した一例を説明するための図である。図１（ａ）から図１（ｅ）、図２（ａ）から図２（ｃ）、図３（ａ）から図３（ｃ）、図４（ａ）から図４（ｆ）と重複する構造、動作、効果の説明は割愛する。
【００５１】
図５は、本実施例のモータにおける支持部材の突起部周辺の拡大図である。永久磁石２１の外周面と対向する突起部２３ｃの高さＨ１は、永久磁石２１の厚みＴｍの５０％以下、さらに、約２０％（１５％以上２５％以下、好ましくは１８％以上２２％以下）とすることが望ましい。永久磁石２１の外周面には、突起部２３ｃからの反力が働く。Ｈ１を大きくした方が永久磁石２１にかかる面圧を小さくすることができ、遠心力による破損を抑制できる。一方、Ｈ１を小さくした方が、突起部２３ｃへの漏れ磁束を抑制できる。約２０％は、漏れ磁束を十分抑制できる最大のＨ１とした結果である。
【００５２】
本実施例のアキシャル型モータの効果を説明する。突起部２３ｃの高さを上記寸法とすることで、永久磁石２１から突起部２３ｃへの漏れ磁束量を低減し、モータのトルク、効率を向上することができる。
【符号の説明】
【００５３】
１０…固定子  
１１…固定子コア  
１２…巻線  
２０…回転子  
２０ｂ…第１領域  
２０ｃ…第２領域  
２１…永久磁石  
２１ａ…永久磁石の側面  
２１ｂ…永久磁石の投影部  
２２…ヨーク  
２２ｂ…ヨークの投影部  
２３…支持部材  
２３ｃ…突起部  
２３ｄ…第１部分  
２３ｅ…ヨーク対向部  
２３ｆ…第２部分  
３０…回転軸  
４０…ハウジング  
５０…シャフト  
１００…アキシャル型回転電機
【図１（ａ）】
0006055725.tif 000002
【図１（ｂ）】
0006055725.tif 000003
【図１（ｃ）】
0006055725.tif 000004
【図１（ｄ）】
0006055725.tif 000005
【図１（ｅ）】
0006055725.tif 000006
【図２（ａ）】
0006055725.tif 000007
【図２（ｂ）】
0006055725.tif 000008
【図２（ｃ）】
0006055725.tif 000009
【図３（ａ）】
0006055725.tif 000010
【図３（ｂ）】
0006055725.tif 000011
【図３（ｃ）】
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【図４（ａ）】
0006055725.tif 000013
【図４（ｂ）】
0006055725.tif 000014
【図４（ｃ）】
0006055725.tif 000015
【図４（ｄ）】
0006055725.tif 000016
【図４（ｅ）】
0006055725.tif 000017
【図４（ｆ）】
0006055725.tif 000018
【図５】
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【図６（ａ）】
0006055725.tif 000020
【図６（ｂ）】
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