(57)【要約】【課題】ステータの両面側にギャップを設けてロータを対向配置した構造のモータにおいて、安価で従来にない小型、軽量な構成のモータを提供する。【解決手段】モータ軸２に軸支された２個のロータ３ａ、３ｂ間にステータ４を配設し、ロータ３ａ、３ｂのステータ４に対向する面の周方向の各磁極位置に磁極３２ａ〜３２ｃを径方向に３分割した状態に配置し、ステータ４の少なくとも一方の片面に２相のコイル６ｕ、６ｗａを同心状に設けてステータ４の両面に各相の励磁用の環状のコイル６ｕ、６ｖ、６ｗａ、６ｗｂを分散配置し、ステータ４の両面の各相のコイル６ｕ〜６ｗｂの内周側、外周側に磁極４２ａ、４２ｂ、４２ｃを周方向にずらした状態に配置し、各相のコイル６ｕ〜６ｗｂの相順の通電により、ステータ４の両面に径方向に励磁された磁極対を形成してロータ３ａ、３ｂを回転する新規なモータ１ａを提供する。【選択図】図１
2011091961.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
モータ軸に軸支された２個のロータ間にステータを配設し、
前記両ロータの前記ステータに対向する面の周方向の各磁極位置に突極構造の磁極を径方向に３分割した状態に配置し、
少なくとも一方の片面に２相のコイルを同心状に設けるようにして前記ステータの両面に各相の励磁用の環状のコイルを分散配置し、
前記ステータの両面の周方向の各磁極位置において前記各相のコイルそれぞれの内周側、外周側に突極構造の磁極を周方向にずらした状態に配置し、
前記各相のコイルの相順の通電により、前記ステータの両面の各磁極位置において、通電相のコイルを挟んで径方向に当該相の励磁された磁極対を形成するようにしたことを特徴とするモータ。
【請求項２】
請求項１に記載のモータにおいて、
前記ステータは、両面の径方向内周側に同相に励磁される磁極対が形成されることを特徴とするモータ。
【請求項３】
請求項１または２に記載のモータにおいて、
前記両ロータの径方向の磁極の隙間により、前記ステータの前記各相の環状のコイルの前記ステータから突出した部分が回転自在に嵌入される凹部が形成されることを特徴とするモータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ステータの両面側にギャップを設けてロータを対向配置した構造のモータに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、同軸にステータ及びロータを配置したモータの一例として、クローポール型モータが提案されている（例えば、特許文献１（要約書、［請求項１］、段落［０００２］、［０００３］、［００５３］−［００６３］、図６等）参照）。
【０００３】
図６は特許文献１に記載のクローポール型モータのステータ構造を示し、ステータ１１９は、Ｕ、Ｖ、Ｗの各相のステータリング１３１、１３２、１３３と、Ｕ相のコイル１３４、Ｖ相のコイル１３５ａ、１３５ｂ、Ｗ相のコイル１３６とを備える。各相のステータリング１３１、１３２、１３３はモータ軸方向Ｌに重ね合わされて配置される。
【０００４】
Ｕ相のステータリング１３１は、周方向に等間隔に配置されて径方向内向きに延びる９個のティース１３１ｂと、これらのティース１３１ｂから更に径方向内向きに延びる磁極１３１ｃとを備える。同様に、Ｖ相のステータリング１３２は、径方向内側に伸びた９個のティース１３２ｂと、これらのティース１３２ｂから更に径方向内向きに延びる磁極１３２ｃとを備える。また、Ｗ相のステータリング１３３は、９個のティース１３３ｂと、これらのティース１３３ｂから更に径方向内向きに延びる磁極１３３ｃとを備える。
【０００５】
さらに、ステータ１１９の内側にロータが設けられ、該ロータは磁極としての複数の各永久磁石が周方向に配設されている。
【０００６】
そして、各相のコイル１３４、１３５ａ，１３５ｂ、１３６を順次に切替えて通電することにより、ロータが回転駆動される。
【０００７】
つぎに、ステータとロータがモータ軸方向にギャップを設けて対向した状態に配置されるモータとしてはアキシャルギャップモータがよく知られている。そして、このアキシャルギャップモータにおいて、ステータの両面側にロータがモータ軸方向にギャップを設けて対向した状態に配置されることについてもよく知られている。そして、このアキシャルギャップモータにおいて、小型化、軽量化を図り、モータ損を少なくするため、ステータの両面側にギャップを設けてロータを対向配置し、ステータに励磁用のコイルを巻回した外周側の磁極と内周側の磁極とを配置することが提案されている（例えば、特許文献２（請求項４、段落［００１０］−［００１５］、図１等）参照）。
【０００８】
図７は特許文献２に記載のアキシャルギャップモータ２００を示し、（ａ）はそのステータ２１１から見たロータ２１２ａの磁極面の平面図、（ｂ）は（ａ）のＢ−Ｂ線に沿って切断したアキシャルギャップモータ２００の断面図である。アキシャルギャップモータ２００は、ステータ２１１と、その両面側にギャップ（隙間）を設けて配置された一対の回転ロータ２１２ａ、２１２ｂを備え、ロータ２１２ａ、２１２ｂは、モータ軸２１３に軸支されている。
【０００９】
ステータ２１１は、各相のコイル２１４を巻回した複数の外側コア２１５が周方向に略等間隔に配置され、各外側コア２１５の内側にコイル２１４を巻回した内側コア２１６が配置されている。すなわち、ステータ２１１は周方向の略等間隔の各磁極の位置に、コイル２１４を巻回した外側コア２１５と内側コア２１６が同心円状に接近して配置されている。そして、各位置のコア２１５、２１６のコイル２１４は通電の電気角が１８０度異なり、例えばＵ相の＋Ｕ（Ｎ極）、−Ｕ（Ｓ極）の磁極対に励磁される。
【００１０】
ロータ２１２ａ、２１２ｂは、ヨーク２１７ａ、２１７ｂと、磁極を形成するそれぞれ複数個の外側永久磁石２１８ａ、内側永久磁石２１８ｂを備え、それぞれ非磁性部材からなる隔壁部２１９により略４等分され、磁気的に隔離された４つの区画を有する。なお、ステータ２１１に対向する永久磁石２１８ａ、２１８ｂは、ステータ２１１のコア２１５、２１６に対応して配置され、周方向及び径方向に異なる極性である。
【００１１】
そして、各相のコイル２１４の順次の通電により、ステータ２１１の各相の磁極対につき、例えば図７（ｂ）の磁路ｒ、同図（ａ）の磁路ｒ２が形成されてロータ２１２ａ、２１２ｂが回転する。このとき、モータ軸２１３に直交する端面を通る磁路ｒ２が短くなってモータ損失が減少する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１２】
【特許文献１】特開２００５−２０９８１号公報
【特許文献２】特開２００７−２３６１３０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
図６のステータ構造の従来例モータの場合、ステータ１１９の各磁極１３１ｃ、１３２ｃ、１３３ｃは、各ティース１３１ｂ、１３２ｂ、１３３ｂから径方向内向きに延びるとともに、一定の磁極面積を確保するため、Ｌ字状に屈曲してモータ軸Ｌの方向に延びている。そのため、各ティース１３１ｂ、１３２ｂ、１３３ｂのモータ軸Ｌ方向の長さが磁極１３１ｃ、１３２ｃ、１３３ｃのモータ軸Ｌ方向の長さより短くなる。また、各ティース１３１ｂ、１３２ｂ、１３３ｂの周方向の幅は、隣接する他相の磁極１３２ｃ、１３３ｃ、１３１ｃおよびティース１３２ｂ、１３３ｂ、１３１ｂへの磁束の漏れを防ぐため、あまり広くできない。したがって、各ティース１３１ｂ、１３２ｂ、１３３ｂの磁路断面積が各磁極１３１ｃ、１３２ｃ、１３３ｃの磁極表面積に比べて小さくなる。その結果、各ティース１３１ｂ、１３２ｂ、１３３ｂで磁気飽和が生じやすく、大きなモータ出力を得にくい。また、各磁極１３１ｃ、１３２ｃ、１３３ｃをモータ軸Ｌ方向に延長する構造であるので、その分、軸方向に長くなってモータ体格や質量が大きくなり、十分な小型化および軽量化が図られない。
【００１４】
図７のアキシャルギャップモータ２００の場合、１個のステータ２１１を２個のロータ２１２ａ、２１２ｂで共用するので、ロータ２１２ａ、２１２ｂ毎にステータを設ける場合より小型、軽量になる。しかしながら、ステータ２１１の各磁極の位置の外側コア２１５と内側コア２１６には、それぞれコイル２１４が巻かれており、これらのコイル２１４の厚さの分だけ、外側コア２１５および内側コア２１６の磁極は、外周側、磁極間、および内周側の長さが短くなって磁極面積が小さくなる。そのため、十分なモータ出力が得られない。また、コイル２１４は各磁極の外側コア２１５および内側コア２１６に個別に巻かれるため、生産性が悪く、多量のコイル線が必要になってモータ体格や質量が大きくなる。そのため、高価になるとともに十分な小型化および軽量化が図られない。
【００１５】
本発明は、ステータの両面側にギャップを設けてロータを対向配置した構造のモータにおいて、安価で従来にない小型、軽量な構成のモ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】
【００１６】
上記した目的を達成するために、本発明のモータは、モータ軸に軸支された２個のロータ間にステータを配設し、前記両ロータの前記ステータに対向する面の周方向の各磁極位置に突極構造の磁極を径方向に３分割した状態に配置し、少なくとも一方の片面に２相のコイルを同心状に設けるようにして前記ステータの両面に各相の励磁用の環状のコイルを分散配置し、前記ステータの両面の周方向の各磁極位置において前記各相のコイルそれぞれの内周側、外周側に突極構造の磁極を周方向にずらした状態に配置し、前記各相のコイルの相順の通電により、前記ステータの両面の各磁極位置において、通電相のコイルを挟んで径方向に当該相の励磁された磁極対を形成するようにしたことを特徴としている（請求項１）。
【００１７】
また、本発明のモータの前記ステータは、両面の径方向内周側に同相に励磁される磁極対が形成されることを特徴としている。（請求項２）。
【００１８】
さらに、本発明のモータは、前記両ロータの径方向の磁極の隙間により、前記ステータの前記各相の環状のコイルの前記ステータから突出した部分が回転自在に嵌入される凹部が形成されることを特徴としている（請求項３）。
【発明の効果】
【００１９】
請求項１に係る本発明のモータの場合、ステータの両面側にギャップを設けてロータを対向配置したアキシャルギャップモータの構造であり、ステータと両ロータの対向する突極構造の磁極面積が大きく、モータ軸方向に短くでき、しかも、１個のステータを用いて２組のロータ・ステータの構造を形成することができ、モータ軸方向に一層短くできる。さらに、ステータに同心状に分散配置された各相の励磁用の環状のコイルの相順の通電により、例えば３相駆動の場合、ステータには、少なくとも片面の周方向の各磁極位置に径方向および周方向にずらして２相の磁極対が相毎に一括して形成され、もう片面の周方向の各磁極位置に同様の磁極配置で少なくとも残りの１相の磁極対が一括して形成され、クローポール型モータの特徴も備える。
【００２０】
そして、ステータの両面側にロータを配置したアキシャルギャップモータの特徴を備えることにより、ステータとロータの対向する磁極面積を十分に大きくでき、磁気飽和が生じにくく、大きなモータ出力を得易い。しかも、モータ軸方向に短くなってモータ体格や質量が小さくなり、十分な小型化および軽量化が図られる。
【００２１】
また、クローポール型モータの特徴を備え、ステータの各相の磁極対の励磁が相毎に１個の環状のコイルで一括し行えるため、磁極毎に個別にコイルを巻く場合に比して生産性が向上するとともに、必要なコイル線が極めて少なくなり、モータ体格や質量を小さくすることができ、安価に形成できるとともに十分な小型化および軽量化を図ることができる。なお、コイルが環状であるため、その点でも製作し易く、生産性が向上する。
【００２２】
したがって、ステータの両面側にギャップを設けてロータを対向配置した構造であって従来にない新規な構成に形成され、安価で十分な小型化および軽量化を図って大きな出力が得られる画期的なモータを提供することができる。
【００２３】
請求項２に係る本発明のモータの場合、とくに３相駆動の場合に、例えば、ステータの一方の片面に径方向に外周側からＵ、Ｗの２相、他方の片面に径方向に外周側からＶ、Ｗの２相の磁極対を形成し、両面の径方向内周側に同相（Ｗ相）に励磁される磁極対を形成することにより、両面の内周側の磁極面積が外周側より小さくなるＷ相の磁極対を、ステータの両面に形成し、外周側のＵ相、Ｖ相の磁極対と同じコイルの総交錯磁束数が得られる利点がある。
【００２４】
請求項３に係る本発明のモータの場合、両ロータの径方向の磁極の隙間が形成する凹部に、ステータの両面の各コイルの突出した部分が回転自在に嵌入されるため、モータ軸方向の長さを一層短くでき、モータの一層の小型化を図ることができる。また、漏れインダクタンスが減少して発生トルクが増大する利点もある。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の一実施形態のモータを示し、（ａ）はモータ軸方向の断面図、（ｂ）はロータの裏面図である。
【図２】（ａ）、（ｂ）は図１のモータのステータの一例の両面の平面図である。
【図３】（ａ）、（ｂ）は図１のモータの磁路の一例、他の例の説明図である。
【図４】（ａ）、（ｂ）はそれぞれ図１のモータのステータの他の例の両面の平面図である。
【図５】本発明の他の実施形態のモータを示し、（ａ）はモータ軸方向の断面図、（ｂ）はロータの裏面図である。
【図６】従来モータの一例のステータの一部を切り取った状態の斜視図である。
【図７】（ａ）は従来モータの他の例のステータ側から見たロータの磁極面の平面図、（ｂ）は（ａ）のＢ−Ｂ線に沿うモータの断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
つぎに、本発明をより詳細に説明するため、実施形態について、図１〜図６を参照して詳述する。
【００２７】
（一実施形態）
一実施形態について、図１〜図４を参照して説明する。
【００２８】
図１（ａ）は本実施形態の３相（相順にＵ相、Ｖ相、Ｗ相）駆動のモータ１ａの断面図であり、モータ１ａは、ステンレス等の非磁性体のモータ軸２の出力側（紙面左側）から順に、ロータ３ａ、ステータ４、ロータ３ｂを一定の隙間（ギャップ）を設けて対抗するように配設して形成されている。
【００２９】
（ロータ３ａ、３ｂの構成）
ロータ３ａ、３ｂは同じ形状のいわゆるリラクタンスモータのロータ（リラクタンスロータ）と同じであり、それぞれ円板状（平面視多角形形状を含む）のロータヨーク３１を備える。
【００３０】
図１（ｂ）は同図（ａ）の矢印線αの方向に見た場合のロータ３ａの裏面図であり、ロータヨーク３１は中心にモータ軸２が貫通してモータ軸２に軸支されている。さらに、ロータヨーク３１のステータ４に対向する片面（磁極面）には、周方向の略等間隔（例えば４５度間隔）の８磁極位置それぞれに、突極構造の複数の磁極３２ａ、３２ｂ、３２ｃが径方向に略等間隔に３分割された状態に配置されている。磁極３２ａ、３２ｂ、３２ｃはステータヨーク３１の径方向の外周側、中間、内周側の磁極であり、磁極３２ａ、３２ｂ、３２ｃの間には適当な隙間が設けられている。なお、磁極３２ａ、３２ｂ、３２ｃは、例えば圧粉磁心により形成され、周方向の各磁極位置が径方向に扇形になるため、外周側の磁極３２ａは平面視が横長の扇形、中間の磁極３２ｂは平面視がほほ正方形、内周側（最もモータ軸２寄り）の磁極３２ｃは平面視が縦長の扇形になり、磁極面積は、外周側の磁極３２ａが最も大きく、内周側の磁極３２ｃが最も小さくなり、面積比は外周側、中間の磁極３２ａ、３２ｂを１とすると、内周側の磁極３２ｃは略１／２である。
【００３１】
また、磁極３２ａ、３２ｂの隙間が形成する環状の凹状溝および、磁極３２ｂ、３２ｃの隙間が形成する環状の凹状溝により、後述するステータ４の励磁用の環状の各コイルが回転自在に嵌入される凹部５が形成されている。
【００３２】
（ステータ４の構成）
ステータ４は、中心にモータ軸２の遊挿孔が形成された円板状のステータヨーク４１を備え、その両面がロータ３ａ、３ｂの磁極面それぞれに対向する。
【００３３】
図２（ａ）、（ｂ）はステータヨーク４１のロータ３ａ、３ｂに対向する磁極面４１ａ、４１ｂを示し、磁極面４１ａ、４１ｂにはロータ３ａ、３ｂの磁極位置に対応させて、それぞれ周方向に等間隔の例えば８磁極位置Ｐが設定され、さらに、これらの磁極位置Ｐはそれぞれ周方向に２分割され、磁極３２ａ、３２ｂ、３２ｃに対応する磁極４２ａ、４２ｂ、４２ｃが後述するように配置される。
【００３４】
また、本実施例の場合、ステータ４の磁極面４１ａ、４１ｂの径方向内周側にＷ相（同相）に励磁される磁極対を形成するため、磁極面４１ａにＵ、Ｗの２相の励磁用のコイル６ｕ、６ｗａが径方向に同心状に設けられ、磁極面４１ｂのコイル６ｕ、６ｗａの裏面位置にＶ、Ｗの２相の励磁用のコイル６ｖ、６ｗｂが同心状に設けられ、磁極面４１ａ、４１ｂにそれぞれ２個のコイル６ｕ、６ｖ、６ｗａ、６ｗｂが設けられている。なお、各コイル６ｕ、６ｖ、６ｗａ、６ｗｂは同心円形状（多角形または円周上の一部を直線とした形状も含む）であり、場合によっては絶縁用のインシュレータに被覆される。
【００３５】
そして、磁極面４１ａのコイル６ｕ、６ｗａはロータ３ａの磁極３２ａ、３２ｂ、３２ｃの隙間に対向する位置に設けられ、磁極面４１ａから突出した部分がロータ３ａの２つの凹部５に回転自在に嵌入される。また磁極面４１ｂのコイル６ｖ、６ｗｂはロータ３ｂの磁極３２ａ、３２ｂ、３２ｃの隙間に対向する位置に設けられ、磁極面４１ｂから突出した部分がロータ３ｂの２つの凹部５に回転自在に嵌入される。このようにすることによって、モータ１ａはモータ軸２方向の長さが一層短くなって小型化し、また、漏れインダクタンスが少なくなってトルクが増大する。
【００３６】
ところで、磁極面４１ａ、４１ｂのいずれか一方の径方向内周側にのみＷ相に励磁される磁極対を形成する場合は、例えば磁極面４ｂのコイル６ｗｂは省かれる。
【００３７】
つぎに、図２（ａ）に破線で区切った磁極面４１ａの各磁極位置Ｐにおいて、コイル６ｕ、６ｗａで区切られる径方向の３分割の領域に、突極構造の磁極４２ａ、４２ｂ、４２ｃが、それぞれの径方向の中心線が周方向にずれるように、位置をずらして配置される。具体的には、各磁極位置Ｐの一方の分割位置Ｐ１に同じ磁極面積の磁極４２ａ、４２ｂが配置され、他方の分割位置Ｐ２に磁極４２ｂとその半分の磁極面積の磁極４２ｃとが配置される。そして、分割位置Ｐ１、Ｐ２の磁極４２ｂは一体に結合しているので、各磁極位置Ｐにおいて、結合した周方向に横長の磁極４２ｂの紙面右側寄りに磁極４２ａが配置され、紙面左寄りに磁極４２ｃが配置された状態になる。このとき、中間の結合した磁極４２ｂの磁極面積は最も大きく、外周側の磁極４２ａの磁極面積はその半分になり、内周側の磁極４２ｃの磁極面積は結合した磁極４２ｂの１／４の磁極面積になる。
【００３８】
同様に、図２（ｂ）に破線で区切った磁極面４１ｂの各磁極位置Ｐにおいても、コイル６ｕ、６ｗａで区切られる径方向の３分割の領域に、突極構造の磁極４２ａ、４２ｂ、４２ｃが、それぞれの径方向の中心線が周方向にずれるように配置される。具体的には、各磁極位置Ｐの一方の分割位置Ｐ１に同じ磁極面積の磁極４２ａ、４２ｂが配置され、他方の分割位置Ｐ２に磁極４２ｂとその半分の磁極面積の磁極４２ｃとが配置される。このとき、分割位置Ｐ１、Ｐ２の磁極４２ｂが一体に結合しているので、各磁極位置Ｐにおいては、結合した周方向に横長の磁極４２ｂの紙面左側寄りに磁極４２ａが配置され、紙面右寄りに磁極４２ｃが配置された状態になり、結合した磁極４２ｂの磁極面積は最も大きく、外周側の磁極４２ａの磁極面積はその半分になり、内周側の磁極４２ｃの磁極面積は結合した磁極４２ｂの１／４の磁極面積になる。
【００３９】
なお、図１においては、ステータ４の磁極面４１ａ側は図２（ａ）のβ―β線で切断した断面を示し、磁極面４１ｂ側は図２（ｂ）のγ―γ線で切断した断面を示す。
【００４０】
そして、モータ１ａは３相の駆動電流が各相のコイル６ｕ、６ｖ、６ｗに相順に切替えて給電される。このとき、磁極面４１ａ、４１ｂのコイル６ｕ、６ｖは、径方向の隣接する磁極４２ａ、結合した磁極４２ｂが各磁極位置Ｐの磁極４２ａ、４２ｂ、４２ｃの中で２番目、最大（１番目）の磁極面積となることから、単独で逆方向又は同じ方向にＵ相、Ｖ相それぞれの駆動電流が給電される。また、磁極面４１ａ、４１ｂのコイル６ｗａ、６ｗｂは径方向の隣接する磁極４２ｃが各磁極位置Ｐの最小の磁極面積になることから、電流が増加しないように直列に接続されて互いに逆方向又は同方向にＷ相の駆動電流が給電され、両面の磁極を利用することにより、コイルの総交錯磁束数を他相と略同じにする。
【００４１】
このとき、コイル６ｕを挟んで径方向に隣接する磁極面４１ａの各磁極位置Ｐの磁極４２ａ、４２ｂは、例えば磁極４２ａをＮ極（Ｕ＋）、磁極４２ｂをＳ極（Ｕ−）とするＵ相の磁極対を構成する。コイル６ｖを挟んで径方向に隣接する磁極面４１ｂの各磁極位置Ｐの磁極４２ａ、４２ｂは、例えば磁極４２ａをＳ極（Ｖ−）、磁極４２ｂをＮ極（Ｖ＋）とするＶ相の磁極対を構成する。また、コイル６ｗａ、６ｗｂを挟んで径方向に隣接する磁極面４１ａ、４１ｂの各磁極位置Ｐの磁極４２ｂ、４２ｃは、例えば、磁極４２ｂをＮ極（Ｗ＋）、磁極４２ｃをＳ極（Ｗ−）とするＷ相の磁極対、その逆のＷ相の磁極対を形成する。そして、各相のコイルの総交錯磁束数は略同じになる。
【００４２】
図３（ａ）は磁極面４１ａ、４１ｂの各磁極位置Ｐの磁極４２ｂ、４２ｃが、逆向きの電流で励磁される場合の各相の磁路を破線矢印で示し、この場合は、磁極面４１ａ、４１ｂのＷ相の磁路は逆向きで独立して形成される。
【００４３】
図３（ｂ）は磁極面４１ａ、４１ｂの各磁極位置Ｐの磁極４２ｂ、４２ｃが、同じ向きの電流で励磁される場合の各相の磁路を破線矢印で示し、この場合は、磁極面４１ａ、４１ｂのＷ相の磁路は同じ向きの共通の磁路を形成する。
【００４４】
そして、図３（ａ）、（ｂ）のいずれの場合にも、通電相の切替えに基づくステータ４の磁極対の磁極面４１ａのＵ相、磁極面４１ｂのＶ相、磁極面４１ａ、４１ｂのＷ相の順次の切替えにより、ロータ３ａ、３ｂの磁極面３１の磁極３２ａ、３２ｂ、３２ｃと、ステータ４の磁極面４１ａ、４１ｂの各相の磁極対との磁気吸引により、ロータ３ａ、３ｂがリラクタンスロータのようにトルクが発生して回転し、モータ１ａは、安定した四象限トルク発生が可能な最小の相数（３相）で駆動される。このとき、ロータヨーク４１は、径方向と周方向にも磁束を分散するため、モータ１ａはその分薄く、軽量化できる。
【００４５】
なお、図３（ａ）の場合は、磁路がステータヨーク４１を貫通しないので、ステータヨーク４１の磁路に影響しない外周部や内周部を凹溝状に肉抜きして一層の軽量化を図ることができる。また、図３（ｂ）の場合は、磁路がステータヨーク４１を貫通するのでステータヨーク４１のコイルＷａ、Ｗｂの近傍の磁束密度が低くなる部分を削って薄くし、一層の軽量化を図ることができる。
【００４６】
そして、モータ１ａはステータ４の両面側にギャップを設けてロータ３ａ、３ｂを対向配置したアキシャルギャップモータの構造であり、ステータ４と両ロータ３ａ、３ｂの対向する突極構造の磁極面積が大きく、モータ軸２方向に短くでき、しかも、１個のステータ４を用いて２組のロータ・ステータの構造を形成することができ、モータ軸２方向に一層短くできる。さらに、ステータ４に同心状に分散配置された各相の励磁用の環状のコイル６ｕ、６ｖ、６ｗａ、６ｗｂの相順の通電により、３相駆動において、ステータ４には、少なくとも磁極面（片面）４１ａの周方向の各磁極位置Ｐに径方向および周方向にずらして２相Ｕ、Ｗの磁極対が相毎に一括して形成され、磁極面（もう片面）４１ｂの各磁極位置Ｐに同様の磁極配置で残りの１相ＶとＷ相の磁極対が一括して形成され、クローポール型モータの特徴も備える。
【００４７】
そして、ステータ４の両面側にロータ３ａ、３ｂを配置したアキシャルギャップモータの特徴を備えることにより、ステータ４とロータ３ａ、３ｂの対向する磁極面積を十分に大きくでき、モータ１ａは、磁気飽和が生じにくく、大きなモータ出力を得易い。しかも、モータ軸２方向に短くなってモータ体格や質量が小さくなり、モータ１ａの十分な小型化および軽量化が図られる。
【００４８】
また、モータ１ａはクローポール型モータの特徴を備え、ステータ４の環状の各コイル６ｕ、６ｖ、６ｗａ、６ｗｂそれぞれによって、磁極面４１ａ、４１ｂの各１相の複数の磁極４２ａ、４２ｂ、４２ｃを一括して励磁できる。そのため、（ｉ）磁極の励磁用のコイル数が少なくなって生産性が向上する。（ｉｉ）各コイル６ｕ、６ｖ、６ｗａ、６ｗｂは磁極４２ａ、４２ｂ、４２ｃそれぞれに個別に巻くよりも合計のコイル周長が短くなる。そのため、コイル線（エナメル線）の使用量が少なくなり、各コイル６ｕ、６ｖ、６ｗａ、６ｗｂが軽量かつ安価になってモータ１ａが安価で小型、軽量になる。（ｉｉｉ）各コイル６ｕ、６ｖ、６ｗａ、６ｗｂが環状であるため製作し易い利点もある。（ｉｖ）ステータヨーク４１を２つのロータ３ａ、３ｂのステータのヨークに共用することにより、ロータ３ａ、３ｂ毎にステータを配置する場合に比してステータ４を軽量化できる。（ｖ）各コイル６ｕ、６ｖ、６ｗａ、６ｗｂをそれぞれ１つのスロットに収容してステータ４に配置する構成であるため、絶縁信頼性が向上する利点もある。
【００４９】
さらに、ステータヨーク４１の外周部および内周部を凹溝状に肉抜きしてステータ４の一層の軽量化を図ることができる。また、ステータヨーク４１のコイルＷａ、Ｗｂの近傍の磁束密度が低くなる部分を削って薄くし、ステータ４を軽量化することも可能である。なお、肉抜き等した部分に樹脂を充填してもよい。
【００５０】
したがって、ステータ４の両面側にギャップを設けてロータ３ａ、３ｂを対向配置した構造であって従来にない新規な構成に形成され、安価で十分な小型化および軽量化を図って大きな出力が得られる画期的なモータ１ａを提供することができる。
【００５１】
また、ステータ４の両磁極面４１ａ、４１ｂそれぞれの内周側の磁極面積が小さいＷ相の磁極対を、両磁極面４１ａ、４１ｂに形成して直列に接続したことにより、Ｗ相の通電電流を増加することなく、磁極面４１ａ、４１ｂの外周側のＵ相、Ｖ相の磁極対と同じコイルの総交錯磁束数が得られる利点がある。
【００５２】
ところで、ステータ４の磁極面４１ａ、４１ｂの各磁極位置Ｐにおいて、分割磁極位置Ｐ１、Ｐ２は隙間を設けて設定してもよい。
【００５３】
図４（ａ）、（ｂ）は分割磁極位置Ｐ１、Ｐ２を、隙間を設けて設定した場合の磁極面４１ａ、４１ｂを示し、この場合、磁極面４１ａ、４１ｂの各磁極位置Ｐにおいて、２つの磁極４２ｂが分離した状態で配置されるので、磁極４２ａ、２つの磁極４２ｂ、磁極４２ｃの磁極面積比は、磁極４２ａを１とすると、両磁極４２ｂは１、磁極４２ｃは１／２となる。
【００５４】
そして、この場合も、分割磁極位置Ｐ１、Ｐ２を、隙間を設けずに密接して設定した場合と同様の効果を相することができる。
【００５５】
（他の実施形態）
他の実施形態について、図５を参照して説明する。
【００５６】
図５（ａ）は本実施形態の３相（相順にＵ相、Ｖ相、Ｗ相）駆動のモータ１ｂのモータ軸２方向の断面を示し、図５（ｂ）は同図（ａ）の矢印線εの方向に見た場合のロータ３ａの磁極面の永久磁石による磁化状態を示す。それらの図面において、図１〜図４と同一の符号は同一もしくは相当するものを示す。
【００５７】
そして、本実施形態のモータ１ｂが一実施形態のモータ１ａと異なる点は、まず、モータ１ａのロータ３ａ、３ｂに代えて、ステータ４の両磁極面４１ａ、４１ｂ側に、ロータ３ｃ、３ｄを配置した点である。
【００５８】
ロータ３ｃ、３ｄは、ロータ３ａ、３ｂの周方向の各磁極位置における径方向の突極構造の磁極３２ａ、３２ｂ、３２ｃに代えて、突極構造の永久磁石の磁極３２ｄ、３２ｅ、３２ｆが配置される。このとき、磁極３２ｄ、３２ｅ、３２ｆの極性は相互に逆（径方向に隣り合うものでは互いに異なる）ものであればよく、例えば、外周側の磁極３２ｄから順にＮ極、Ｓ極、Ｎ極に設定されている。また、磁極３２ｄ、３２ｅ、３２ｆの隙間には、径方向に着磁された厚みの薄い補助磁石３３ａ、３３ｂが設けられる。それらの極性は補助磁石３３ａ、３３ｂが接する磁極３２ｄ、３２ｅ、３２ｆの磁極面の極性と同じ極性に設定される。
【００５９】
そして、補助磁石３３ａ、３３ｂの表面の位置は、磁極３２ｄ、３２ｅ、３２ｆの磁極面より凹んでおり、ステータ４の磁極面４１ａ、４１ｂに同心状に配置されたコイル６ｕ、６ｖ、６ｗａ、６ｗｂの突出している部分は、ロータ３ｃ、３ｄの各凹部５に問題なく回転自在に嵌入される。
【００６０】
つぎに、コイル６ｕ、６ｖ、６ｗａ、６ｗｂの通電による各相の磁極対の励磁方向は、磁極面４１ａ、４１ｂの外周側のコイル６ｕ、６ｖと内周側のコイル６ｗａ、６ｗｂとで互いに逆向きに設定され、磁極面４１ａ、４１ｂの径方向の各磁極対がロータ３ｃ、３ｄの径方向の各磁に逆極性になって磁路を形成するように設定される。具体的には、図５（ａ）に示すように、紙面左側から見て、コイル６ｕ、６ｖは反時計回りに、コイル６ｗａ、６ｗｂは時計回りに通電され、外周側のＵ相、Ｖ相は外周側がＳ極、内周側がＮ極に励磁され、内周側のＷ相は外周側がＮ極、内周側がＳ極に励磁される。
【００６１】
上記のように構成されたモータ１ｂは、ロータ３ｃ、３ｄの磁極３２ｄ、３２ｅ、３２ｆの永久磁石の磁束と、補助磁石３３ａ、３３ｂの磁束とにより、モータ１ａに比して磁束量が増加してトルク量が増大し、しかも、ロータ３ｃ、３ｄの磁極３２ｄ、３２ｅ、３２ｆの高さ、およびロータヨーク３１をロータ３ａ、３ｂのものより薄くしてモータ１ｂをさらに小型化することができる。
【００６２】
そして、永久磁石構造のモータ１ｂは、コイルを中性点に接続して通常の三相インバータでの駆動が可能であり、既存の永久磁石埋め込み型モータ（ＩＰＭモータ）の駆動システムの前記ＩＰＭモータに代えて使用することができ、この種の駆動システムのコストダウンに寄与する利点もある。
【００６３】
そして、本発明は上記した両実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない限りにおいて上述したもの以外に種々の変更を行なうことが可能であり、例えば、前記両実施形態のモータ１ａ、１ｂにおいて、ステータ４のＷ相のコイルを、例えば磁極面４１ａのコイル６ｗａのみとし、磁極面４１ａにはＵ相、Ｗ相の２相の磁極対を形成し、磁極面４１ｂにはＶ相（１相）の磁極対を形成するようにしてもよい。なお、ステータ４のＷ相のコイルを、磁極面４１ｂのコイル６ｗｂのみとしてもよいのは勿論である。
【００６４】
また、モータ１ａ、１ｂはＡ相、Ｂ相、Ｃ相、Ｄ相の４相駆動のモータであってもよく、この場合は、例えば、磁極面４１ａのコイル６ｕ、６ｗａをＡ相、Ｃ相の励磁用のコイル、磁極面４１ｂのコイル６ｖ、６ｗｂをＢ相、Ｄ相の励磁用のコイルにすればよい。
【００６５】
さらに、モータ１ａ、１ｂにおいて、ロータ３ａ〜３ｄおよびステータ４の周方向の磁極位置は８個に限るものではなく３個、５個、１６個等のモータ１ａ、１ｂの回転が可能な適当な個数であればよい。
【００６６】
つきに、本発明のモータは、ステータ４の両面側にギャップを設けてロータ３ａ、３ｂまたはロータ３ｃ、３ｄを対向配置した構造のものを、モータ軸２の方向に複数組配置して形成してもよい。
【００６７】
そして、本発明のモータは、電気自動車やハイブリッドカーの駆動モータ等の種々の用途に適用することができる。
【符号の説明】
【００６８】
１ａ、１ｂ    モータ
２    モータ軸
３ａ〜３ｄ    ロータ
４    ステータ
５    凹部
６ｕ、６ｖ、６ｗａ、６ｗｂ    コイル
３１、４１ａ、４１ｂ    磁極面
３２ａ〜３２ｆ、４２ａ〜４２ｃ    磁極
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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