(57)【要約】【課題】リラクタンストルクを利用して出力を向上できるようにしたアキシャルギャップモータを提供する【解決手段】ロータ１は、磁性体から成るロータフレーム１１を有し、ロータフレーム１１に、ステータのティース２２の周方向幅以上の周方向間隔を存して複数の磁石１２がステータ側の磁極を交互に変えて取付けられる。ロータフレーム１１の各磁石１２間の間隔部分に、周方向幅がステータのティース２２の周方向幅より狭い切欠き１３が形成される。この切欠き１３のロータ回転方向前方の辺１３ａは、当該切欠き１３を形成した磁石１２間の間隔部分の周方向中心がティース２２の周方向中心に合致する位相にロータ１が存する状態で、当該ティース２２のロータ回転方向前方の端面と同一の周方向位置に存するようにする。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ロータと、ロータに軸方向のギャップを持って対向配置されるステータとを備えるアキシャルギャップモータであって、
ステータは、ロータとの対向面に周方向の間隔を存して設けられた、コイルが巻回される複数のティースを有し、
ロータは、磁性体から成るロータフレームを有し、ロータフレームに、ティースの周方向幅以上の周方向間隔を存して複数の磁石がステータ側の磁極を交互に変えて取付けられるものにおいて、
ロータフレームの各磁石間の間隔部分に、周方向幅がステータのティースの周方向幅より狭い切欠きが形成され、この切欠きのロータ回転方向前方の辺は、当該切欠きを形成した磁石間の間隔部分の周方向中心が何れかのティースの周方向中心に合致する位相にロータが存する状態で、当該ティースのロータ回転方向前方の端面と同一の周方向位置に存することを特徴とするアキシャルギャップモータ。
【請求項２】
前記切欠きの周方向幅は、前記ティースの周方向幅の半分であることを特徴とする請求項１記載のアキシャルギャップモータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ロータと、ロータに軸方向のギャップを持って対向配置されるステータとを備えるアキシャルギャップモータに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種のアキシャルギャップモータにおいて、ステータは、ロータとの対向面に周方向の間隔を存して設けられた、コイルが巻回されるティースを有し、ロータは、磁性体から成るロータフレームを有し、ロータフレームに、周方向間隔を存して複数の磁石がステータ側の磁極を交互に変えて取付けられている（例えば、特許文献１参照）。また、ロータフレームに取付ける磁石の周方向間隔をティースの周方向幅以上にするものも知られている。
【０００３】
ここで、アキシャルギャップモータでは、出力を向上させることが望まれる。上記の如く磁石間の周方向間隔をティースの周方向幅以上にした場合、マグネットトルクに加えてリラクタンストルクが得られるが、両トルクが最大になる位相が一致せず、リラクタンストルクを効率よく利用することができない。これに対し、本願発明者は、鋭意努力の結果、ロータフレームの形状を工夫することで、リラクタンストルクが最大になる位相をずらすことができることを知見するに至った。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−２４５３６３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、以上の知見に基づき、出力を向上できるようにしたアキシャルギャップモータを提供することをその課題としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために、本発明は、ロータと、ロータに軸方向のギャップを持って対向配置されるステータとを備えるアキシャルギャップモータであって、ステータは、ロータとの対向面に周方向の間隔を存して設けられた、コイルが巻回される複数のティースを有し、ロータは、磁性体から成るロータフレームを有し、ロータフレームに、ティースの周方向幅以上の周方向間隔を存して複数の磁石がステータ側の磁極を交互に変えて取付けられるものにおいて、ロータフレームの各磁石間の間隔部分に、周方向幅がステータのティースの周方向幅より狭い切欠きが形成され、この切欠きのロータ回転方向前方の辺は、当該切欠きを形成した磁石間の間隔部分の周方向中心が何れかのティースの周方向中心に合致する位相にロータが存する状態で、当該ティースのロータ回転方向前方の端面と同一の周方向位置に存することを特徴とする。
【０００７】
本発明によれば、何れかの磁石間の間隔部分の周方向中心が何れかのティースの周方向中心に合致する位相、即ち、マグネットトルクが最大になる位相にロータが存するとき、当該磁石間の間隔部分の切欠きが形成されていない部分に働くリラクタンストルクもほぼ最大になる。その結果、リラクタンストルクを効率よく利用して、アキシャルギャップモータの出力を向上させることができる。
【０００８】
また、本発明において、切欠きの周方向幅は、ティースの周方向幅の半分であることが望ましい。これによれば、アキシャルギャップモータの出力が可及的に向上する。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の実施形態のアキシャルギャップモータの周方向１／８、軸方向１／２にカットした部分の斜視図。
【図２】実施形態のアキシャルギャップモータのロータの周方向１／８にカットした部分の正面図。
【図３】トルク波形を示すグラフ。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
図１を参照して、本発明の実施形態のアキシャルギャップモータは、回転軸（図示省略）に固定のロータ１と、ロータ１に軸方向のギャップを持って対向配置されるステータ２とを備えている。尚、図１は、アキシャルギャップモータを軸方向１／２にカットした図であって、ロータ１の軸方向一方に対向するステータ２のみが示されているが、実際には、ロータ１の軸方向他方に対向するステータも備えている。また、図１、図２で矢印はロータ１の回転方向を示している。
【００１１】
ステータ２は、円板状のヨーク２１と、ヨーク２１のロータ１との対向面に周方向の間隔を存して設けられた、三相（Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相）のコイル（図示省略）が巻回される複数のティース２２とを有している。
【００１２】
図２も参照して、ロータ１は、磁性体から成る円板状のロータフレーム１１を有している。ロータフレーム１１には、ティース２２の周方向幅以上の周方向間隔を存して複数の磁石１２がステータ２側の磁極を交互に変えて取付けられている。尚、本実施形態では、磁石１２間の周方向間隔をティース２２の周方向幅と等しくしている。
【００１３】
ロータフレーム１１の各磁石１２間の間隔部分には、周方向幅がティース２２の周方向幅より狭い切欠き１３が形成されている。そして、この切欠き１３のロータ回転方向前方の辺１３ａは、当該切欠き１３を形成した磁石１２間の間隔部分の周方向中心が何れかのティース２２の周方向中心に合致する位相にロータ１が存する状態で、当該ティース２２のロータ回転方向前方の端面と同一の周方向位置に存するようにしている。尚、本実施形態では、切欠き１３の周方向幅をティース２２の周方向幅の１／２にしている。
【００１４】
本実施形態によれば、何れかの磁石１２間の間隔部分の周方向中心が何れかのティース２２の周方向中心に合致する位相、即ち、マグネットトルクが最大になる位相にロータ１が存するとき、当該磁石１２間の間隔部分の切欠き１３が形成されていない部分に働くリラクタンストルクもほぼ最大になる。その結果、リラクタンストルクを効率よく利用して、アキシャルギャップモータの出力を向上させることができる。
【００１５】
このことを確かめるために、アキシャルギャップモータの出力トルクのシミュレーション解析を行った。その平均トルクは、磁石１２間の間隔部分に切欠き１３が形成されない場合は８９．０９Ｎ・ｍであり、切欠き１３の周方向幅がティース２２の周方向幅と同等である場合は８９．４１Ｎ・ｍであるのに対し、切欠き１３の周方向幅がティース２２の周方向幅の１／４、１／２、３／４である場合は夫々８９．７６Ｎ・ｍ、９０．５８Ｎ・ｍ、９０．４０Ｎ・ｍであった。従って、切欠き１３の周方向幅がティース２２の周方向幅の半分である場合、アキシャルギャップモータの出力トルクが可及的に向上することが確認された。図３を参照して、ａ線は、切欠き１３の周方向幅がティース２２の周方向幅の１／２である場合のトルク波形、ｂ線は、切欠き１３が形成されない場合のトルク波形を示している。
【００１６】
以上、本発明の実施形態について図面を参照して説明したが、本発明はこれに限定されない。例えば、上記実施形態では、磁石１２間の周方向間隔がティース２２の周方向幅と等しいが、磁石１２間の周方向間隔をティース２２の周方向幅より大きくした場合にも、上記の如く切欠き１３を形成することで出力トルクを向上できる。
【符号の説明】
【００１７】
１…ロータ、１１…ロータフレーム、１２…磁石、１３…切欠き、１３ａ…切欠きのロータ回転方向前方の辺、２…ステータ、２２…ティース。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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