(57)【要約】  永久磁石の体積増加と数量半減を可能とし、かつ、コストの削減を図ると共に、接着時間を短縮し、作業性、信頼性に優れた回転子構造を有するギャップワインディングモータを提供することを目的とする。  円筒状の固定子コア（２）の内周面に回転磁界形成用の複数の空芯形状コイル（３）を巻装してなる電機子巻線を備えた固定子と、該固定子と磁気的空隙を介して同心円状に配置された回転子コア（９）に設けられると共に交互に極性が異なる複数の磁極を有し、かつ、円弧状に分割された永久磁石（４）を備えた回転子と、よりなるギャップワインディング形モータにおいて、複数分割された永久磁石（４）の単体は、Ｎ極とＳ極の２極着磁を施したＮ極着磁部（５）およびＳ極着磁部（６）を有しており、Ｎ極着磁部（５）とＳ極着磁部（６）の間にコギングを抑制するための無着磁部（８）を設けてある。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
固定子コアと該固定子コアの内周面または外周面の何れか一方に回転磁界形成用の複数の空芯形状コイルを巻装してなる電機子巻線とより構成される固定子と、
前記固定子と磁気的空隙を介して同心円状に配置された回転子コアと該回転子コアに設けられると共に交互に極性が異なる複数の磁極を有し、かつ、円弧状に分割された永久磁石とより構成される回転子と、
を備えたギャップワインディング形モータにおいて、
前記複数分割された永久磁石の単体は、Ｎ極とＳ極の２極着磁を施したＮ極着磁部およびＳ極着磁部を有していることを特徴としたギャップワインディング形モータ。
【請求項２】
前記Ｎ極着磁部と前記Ｓ極着磁部の間にコギングを抑制するための無着磁部を設けたことを特徴とする請求項１記載のギャップワインディング形モータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＦＡまたはＯＡなどの産業分野における駆動モータ、あるいは電気自動車の駆動モータとして使用されるブラシレスＤＣモータに関し、特に磁気的な突極（スロット）なしの円環状固定子コアに回転磁界形成用の電機子巻線を装着してなる平滑電機子巻線形モータ、いわゆるギャップワインディング形モータに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ＦＡまたはＯＡなどの産業分野における駆動モータ、あるいは近年、電気自動車の駆動モータとして使用されるブラシレスＤＣモータであって、磁気的な突極（スロット）なしの円環状固定子コアに回転磁界形成用の複数の空芯形状コイルを巻装してなる電機子巻線を備えた平滑電機子巻線形モータ、いわゆるギャップワインディング形モータは図３、図４のようになっている。なお、図３は従来のギャップワインディングモータの正断面図、図４は図３のギャップワインディングモータの電磁部を拡大した正断面図である。
図において、１はフレーム、２は固定子コア、３は空芯形状コイル、４は永久磁石、５は永久磁石のＮ極、６は永久磁石のＳ極、７は永久磁石間の隙間、９は回転子コア、１０はシャフト、１１は磁気的空隙である。
ギャップワインディングモータの固定子は、珪素鋼板を積層して円筒状に成形された固定子コア２と、該固定子コア２の内周面に所要の絶縁耐圧を確保するために設けた薄い絶縁層を介して集中巻された回転磁界形成用の複数の空芯形状コイル３を１５個等間隔に巻装してなる電機子巻線とより構成されている。この電機子巻線は樹脂でモールドまたは含浸され、固定子コア２と一体に固着されている。
また、回転子は、該固定子と磁気的空隙１１を介して同心円状に配置され、かつ、シャフト１０の外周面に嵌合固着された回転子コア９と、該回転子コア９に設けられると共に交互に極性が異なる複数の磁極を有し、かつ、円弧状に分割された例えば希土類の永久磁石４とより構成されており、
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回転子は固定子との間で図示しない軸受を介して回転自在に支承されている。
ここで、永久磁石４を構成するＮ極５とＳ極６の磁石は、回転子コア９の外周に治具等により一定の隙間７を介して２０個等間隔に並べて接着固定されている。また、永久磁石の数は、基本となるスロットコンビネーションにより決定されるが、一般に電磁部体積を最小にしたい場合には磁極数の多い構成となる。（例えば、特許文献１、２参照）。
【特許文献１】特開２００２−１５９１５２号公報（明細書３頁、第１図）
【特許文献２】特開２００２−１９１１４６号公報（明細書２頁、第１図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
従来のギャップワインディングモータでは、外径が大きくなると必要とされる磁極数が多くなるため、永久磁石数はさらに増加することとなる。永久磁石数が増加し細分化されると、永久磁石単体の体積が小さくなるが、一般に磁石単体の小体積はコスト増を招くと共に、磁石を回転子に位置決めし、接着する際の取付け作業あるいは磁石取付け後の検査に多大な時間を必要とし、生産性が悪かった。また、磁石数が増加すると、磁石単体の形状誤差、磁石取付け誤差などの影響を拾いやすく、信頼性に関わる問題があった。
本発明は、このような問題点に鑑みてなされたものであり、永久磁石の体積増加と数量半減を可能とし、かつ、コストの削減を図ると共に、接着時間を短縮し、作業性、信頼性に優れた回転子構造を有するギャップワインディング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】
【０００４】
上記問題を解決するため、本発明は次のように構成したものである。
請求項１に記載の発明は、円筒状の固定子コアと該固定子コアの内周面または外周面の何れか一方に回転磁界形成用の複数の空芯形状コイルを巻装してなる電機子巻線とより構成される固定子と、前記固定子と磁気的空隙を介して同心円状に配置された回転子コアと該回転子コアに設けられると共に交互に極性が異なる複数の磁極を有し、かつ、円弧状に分割された永久磁石とより構成される回転子と、を備えたギャップワインディング形モータにおいて、前記複数分割された永久磁石の単体は、Ｎ極とＳ極の２極着磁を施したＮ極着磁部およびＳ極着磁部を有したことを特徴としている。
請求項２に記載の発明は、請求項１記載のギャップワインディング形モータにおいて、前記Ｎ極着磁部と前記Ｓ極着磁部の間にコギングを抑制するための無着磁部を設けものであることを特徴としている。
【発明の効果】
【０００５】
請求項１に記載の発明によると、永久磁石の数量を半減できることから、永久磁石の回転子コアへ接着する際の取付け作業あるいは磁石取付け後の検査にかかる時間が抑えられ、生産性が向上する。また、磁石数の半減により、磁石単体の形状誤差、磁石取付け誤差などが抑えられるため信頼性が向上する。また、永久磁石一個当たりの接着面積が増加することから、接着強度が増加し、信頼性が向上する。さらには、永久磁石１個当たりの重量が増加することから、コストの削減が可能である。
請求項２に記載の発明によると、永久磁石によるＮ極とＳ極のバランスが任意の位置において均等になり、コギングトルクを抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１】本発明の第１実施例を示すギャップワインディングモータの正断面図
【図２】図１のギャップワインディングモータの電磁部を拡大した正断面図
【図３】従来のギャップワインディングモータの正断面図
【図４】図３のギャップワインディングモータの電磁部を拡大した正断面図
【符号の説明】
【０００７】
１  フレーム
２  固定子コア
３  空芯形状コイル
４  永久磁石
５  Ｎ極着磁部
６  Ｓ極着磁部
７  永久磁石間隙間
８  無着磁部
９  回転子コア
１０  シャフト
１１  磁気的空隙部
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下、本発明の実施例を図に基づいて詳細に説明する。
【実施例１】
【０００９】
図１は本発明の第１実施例を示すギャップワインディングモータの正断面図、図２は図１のギャップワインディングモータの電磁部を拡大した正断面図である。本実施例では、２０極、１５コイルのインナーロータ形のギャップワインディングモータの一例を示している。なお、本発明の構成要素が従来技術と同じ点についてはその説明を省略し、異なる点のみ説明する。【００１０】
本発明が従来技術と異なる点は以下のとおりである。
すなわち、複数分割された永久磁石４の単体は、Ｎ極とＳ極の２極着磁を施したものでＮ極着磁部５およびＳ極着磁部６を有しており、Ｎ極着磁部５とＳ極着磁部６の間にコギングを抑制するための無着磁部８を設けた点である。【００１１】
次に、磁石の組立について説明する。
本実施例（図１および図２）では、界磁の極数が２０極、電機子のコイルル数が１５コイルのインナーロータ形のギャップワインディングモータの例を示しており、スロットコンビネーションも従来技術と変わりはなく、本実施例の永久磁石４については、分割磁石数が合計１０個で、かつ、１分割磁石が２極に対応しており、従来技術に対し永久磁石の大きさと数量のみが変化している。
回転子は、シャフト１０を機械加工した後、表面を清浄化し、該シャフトに積層鋼板より形成してなる回転子コア９を嵌合する、次に、回転子コア９に図示しない接着剤を塗布し、複数の分割された永久磁石４を回転子上に固定する。磁石の着磁は接着前に着磁された分割磁石を直接シャフトに接着するか、未着磁の分割磁石をシャフトに接着後、着磁するかの手法どちらでも良い。この場合、表面磁石形の回転子にあって、永久磁石を構成する１分割磁石のＮ極着磁部５とＳ極着磁部６の間に、コギングトルクが最小に抑えられるように無着磁部８を設けて適正な間隔が得られるようにしているが、他のコギングトルク対策のために、複数分割した永久磁石４を回転子の軸方向に沿って周方向にずらしスキューを備えたもので構成しても良い。
また、表面磁石形の回転子において、高速回転用モータのように大きな遠心力を受ける場合には、強度を得るための固定方法として、回転子表面に配置固定した永久磁石の外周に薄肉状のリング部材を圧入して固定するか、あるいは、等間隔に配置された永久磁石間隙間にくさびで固定するなどの手法をとるようにしても構わない。なお、最近では、薄肉状のリング部材は、炭素繊維強化プラスチック（ＣＦＲＰ）、チタンなどの引張強度の大きな材料があり、これらをリング状に成形して回転子表面に圧入できれば、より大きな高速回転が得られ、モータの特性も向上し、製作も容易となる。
【産業上の利用可能性】
【００１２】
本発明のギャップワインディングモータは、永久磁石の体積増加と数量半減を可能とし、かつ、コストの削減を図ると共に、接着時間を短縮し、作業性、信頼性に優れた回転子構造を有するために、ＦＡまたはＯＡなどの産業分野における駆動モータ、あるいは電気自動車の駆動モータとして使用されるブラシレスＤＣモータに適用することができる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【国際調査報告】
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