(57)【要約】【課題】デュアルアキシャルギャップ型回転機の回転軸方向に沿う長さを短くして、薄型化や扁平化を図る。【解決手段】ロータコア１０１とロータシャフト１０２と永久磁石１０３ａ，１０３ｂによりロータが構成されており、このロータは、ケース１０５内に収納されている。ケース１０５内には、周方向に沿い等間隔に複数のステータコア片１２１が配置されている。巻線１２２が巻回されたステータコア片１２１は、その軸方向に沿う両端面が、ケース１０５のブラケット１０５ａ，１０５ｂの内周面に固定されている。このため、ステータのヨークが不要になり、回転軸方向に沿う長さが短くなりモータが薄型や扁平にできる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
円板状のロータコアと、前記ロータコアの回転中心部から回転軸方向に沿って伸びたロータシャフトと、前記ロータコアの一方の端面および他方の端面に配置された永久磁石とでなるロータと、
前記ロータが収納されると共に、ブラケットに備えた軸受により前記ロータシャフトを回転自在に支持するケースと、
前記ケース内において、前記ロータコアの周方向に沿い等間隔に配置された複数のステータコア片と、各ステータコア片に巻回された巻線とを有し、
前記ステータコア片は、前記ロータコアの一方の端面のうち前記永久磁石が配置された面と、前記ロータコアの周面と、前記ロータコアの他方の端面のうち前記永久磁石が配置された面に対して隙間をとって対向配置されるよう湾曲しているとともに、
前記ステータコア片は、その軸方向に沿う一方の端面が前記ケースの一方のブラケットの内周面に取り付けられ、その軸方向に沿う他方の端面が前記ケースの他方のブラケットの内周面に取り付けられており、
前記巻線は、前記ステータコア片のうち前記ロータコアの周面に対して径方向に沿って対向する部分に巻回されている
ことを特徴とするデュアルアキシャルギャップ型回転機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はデュアルアキシャルギャップ型回転機に関し、従来技術のものに比較して、より扁平で薄型な回転機を実現するように工夫をしたものである。
【背景技術】
【０００２】
デュアルアキシャルギャップ型モータとは、概略的に言うと、ロータコアを間に挟んでステータコアが対向して配置されることにより、ロータコアとステータコアとの間にギャップが２つ形成され、この２つのギャップが軸方向に沿って並んでいるモータのことをいう。
【０００３】
ここで、従来の４極６スロットのデュアルアキシャルギャップ型モータの詳細構造について、断面図である図６、及び、ケースを省略して示す図７を参照して説明する。
【０００４】
両図に示すように、ロータコア１は円板状をなしており、このロータコア１の回転中心部から回転軸方向に沿ってロータシャフト２が両側に伸びた状態で形成されている。ロータコア１とロータシャフト２は一体的に形成されている。
ロータコア１の一方の端面（図６では右側の円環状の端面）１ａには、界磁極となる永久磁石３ａが配置されており、ロータコア１の他方の端面（図６では左側の円環状の端面）１ｂには、界磁極となる永久磁石３ｂが配置されている。
【０００５】
上記のロータコア１とロータシャフト２と永久磁石３ａ，３ｂによりロータ（回転子）が構成されており、このロータ（回転子）は、ケース５内に収納されている。
そして、ケース５のブラケット５ａ，５ｂに備えた一対の軸受６ａ，６ｂが、ロータシャフト２を回転自在に支持している。
【０００６】
ケース５内には、第１のステータコア１０と、第２のステータコア２０が配置されている。
第１のステータコア１０は、リング板状のヨーク（継鉄）１１と、複数のティース１２とで形成されている。ヨーク１１と複数のティース１２は一体的に形成されている。ヨーク１１は、ケース５の一方のブラケット５ａの内周面に取り付けられている。各ティース１２には、巻線１３が巻回されている。
第２のステータコア２０は、リング板状のヨーク（継鉄）２１と、複数のティース２２とで形成されている。ヨーク２１と複数のティース２２は一体的に形成されている。ヨーク２１は、ケース５の他方のブラケット５ｂの内周面に取り付けられている。各ティース２２には、巻線２３が巻回されている。
【０００７】
デュアルアキシャルギャップ型モータは、一般的な片側のギャップを有するアキシャルギャップ型モータと比較して、トルクを発生させるギャップが２倍であるため、トルクは２倍となり出力密度が高い。
また、デュアルアキシャルギャップ型モータは、一般的な片側だけのギャップを有するアキシャルギャップ型モータと比較して、ロータと一方のステータとの間で回転軸方向に沿って働くスラスト力が、ロータと他方のステータとの間で回転軸方向に沿って働くスラスト力とキャンセルすることができる点で望ましい。
【０００８】
また参考文献として挙げた特許文献１（特開平１０−１６４７７９号公報）に記載されている「アクシャルギャップ同期機」では、ロータに対して、一対のステータがその回転軸における両側から対向する構造のデュアルアキシャルギャップ型モータが開示されている。
特許文献１に示す技術では、ロータと一方のステータとの間で回転軸方向に沿って働くスラスト力が、ロータと他方のステータとの間で回転軸方向に沿って働くスラスト力によりキャンセルされるという点で望ましい。
【０００９】
また参考文献としてあげた特許文献２（特開２００４−２２２４９２号公報）に記載されている「三次元ステーター構造の回転機」では、ステータ構造が三次元構造になっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開平１０−１６４７７９号公報
【特許文献２】特開２００４−２２２４９２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
図６及び図７に示す従来のデュアルアキシャルギャップ型モータでは、２枚のヨーク１１，２１が必要であるため、ヨーク１１，２１の厚さに相当する分だけモータの回転軸方向に沿う長さＬ１が長くなり、デュアルアキシャルギャップ型モータの厚さが厚く大型になっていた。
【００１２】
特許文献１の技術では、巻線を回転軸方向に配置し、更にはステータコアを繋ぐ継鉄（ヨーク）も必要となるため、回転軸方向に厚みが増えてしまう問題がある。
【００１３】
特許文献２の技術では、巻線を回転軸方向に配置しているため、回転軸方向に厚みが増えてしまう問題がある。また、巻線が多くの箇所に配置されているため、巻線作業が煩雑である。
【００１４】
本発明は、上記従来技術に鑑み、モータの回転軸方向に沿う長さを短くして薄型化を図ったデュアルアキシャルギャップ型回転機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】
【００１５】
上記課題を解決する本発明の構成は、
円板状のロータコアと、前記ロータコアの回転中心部から回転軸方向に沿って伸びたロータシャフトと、前記ロータコアの一方の端面および他方の端面に配置された永久磁石とでなるロータと、
前記ロータが収納されると共に、ブラケットに備えた軸受により前記ロータシャフトを回転自在に支持するケースと、
前記ケース内において、前記ロータコアの周方向に沿い等間隔に配置された複数のステータコア片と、各ステータコア片に巻回された巻線とを有し、
前記ステータコア片は、前記ロータコアの一方の端面のうち前記永久磁石が配置された面と、前記ロータコアの周面と、前記ロータコアの他方の端面のうち前記永久磁石が配置された面に対して隙間をとって対向配置されるよう湾曲しているとともに、
前記ステータコア片は、その軸方向に沿う一方の端面が前記ケースの一方のブラケットの内周面に取り付けられ、その軸方向に沿う他方の端面が前記ケースの他方のブラケットの内周面に取り付けられており、
前記巻線は、前記ステータコア片のうち前記ロータコアの周面に対して径方向に沿って対向する部分に巻回されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
本発明のデュアルアキシャルギャップ型回転機（モータ）は、従来のデュアルアキシャルギャップ型モータのヨークをなくし、ティースを径方向で繋げて、回転軸方向に配置された巻線を、ロータの径方向に配置した構造であるため、モータの回転軸方向に沿う長さを短くすることができ、モータの薄型化や扁平化を図ることができる。
【００１７】
また、本発明のデュアルアキシャルギャップ型回転機（モータ）は、特許文献２の構造と比較しても、回転軸方向に巻線がないため回転軸方向のモータ寸法をより短くすることが可能であり、巻線箇所が少なく、ステータコアが巻線毎に分かれているため巻線作業が容易である。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の実施例に係るデュアルアキシャルギャップ型モータを示す断面図。
【図２】本発明の実施例に係るデュアルアキシャルギャップ型モータを、ケースを省略して示す斜視図。
【図３】本発明の実施例に用いるステータコア片の一例を示す斜視図。
【図４】本発明の実施例に用いるステータコア片の一例を示す斜視図。
【図５】本発明の実施例に用いるステータコア片の一例を示す斜視図。
【図６】従来のデュアルアキシャルギャップ型モータを示す断面図。
【図７】従来のデュアルアキシャルギャップ型モータを、ケースを省略して示す斜視図。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明の実施の形態について、実施例に基づき詳細に説明する。
【実施例】
【００２０】
ここで、本発明の実施例に係る４極６スロットのデュアルアキシャルギャップ型モータの詳細構造について、断面図である図１、及び、ケースを省略して示す図２を参照して説明する。
【００２１】
両図に示すように、ロータコア１０１は円板状をなしており、このロータコア１０１の回転中心部から回転軸方向に沿ってロータシャフト１０２が両側に伸びた状態で形成されている。ロータコア１０１とロータシャフト１０２は一体的に形成されている。
ロータコア１０１の一方の端面（図１では右側の円環状の端面）１０１ａには、界磁極となる永久磁石１０３ａが配置されており、ロータコア１０１の他方の端面（図１では左側の円環状の端面）１０１ｂには、界磁極となる永久磁石１０３ｂが配置されている。
【００２２】
上記のロータコア１０１とロータシャフト１０２と永久磁石１０３ａ，１０３ｂによりロータ（回転子）が構成されており、このロータ（回転子）は、ケース１０５内に収納されている。
そして、ケース１０５のブラケット１０５ａ，１０５ｂに備えた一対の軸受１０６ａ，１０６ｂが、ロータシャフト１０２を回転自在に支持している。
【００２３】
ケース１０５内には、複数（本例では６個）のステータコア片１２１からなるステータコア１２０が収納・配置されている。
【００２４】
各ステータコア片１２１は、断面形状がほぼＣ字形状となった湾曲部材であり、ロータコア１０１の一方の端面１０１ａのうち永久磁石１０３ａが配置された面と、ロータコア１０１の周面と、ロータコア１０１の他方の端面１０１ｂのうち永久磁石１０３ｂが配置された面に対して、隙間をとって対向配置されている。
ステータコア片１２１は、後述するように、電磁鋼板や圧粉磁心により形成されている。
【００２５】
各ステータコア片１２１は、その軸方向に沿う一方の端面が、ケース１０５の一方のブラケット１０５ａの内周面に取り付けられ、その軸方向に沿う他方の端面が、ケース１０５の他方のブラケット１０５ｂの内周面に取り付けられて固定設置されている。
しかも、このような複数のステータコア片１２１は、ロータコア１０１の周方向に沿い等間隔で配置されている。
【００２６】
各ステータコア片１２１には、それぞれ、巻線１２２が巻回されている。巻線１２２が巻回されている位置は、ステータコア片１２１のうち、ロータコア１０１の周面に対して、径方向に沿って対向する部分である。
【００２７】
結局、本実施例のデュアルアキシャルギャップ型モータは、概略的に言うと、従来のデュアルアキシャルギャップ型モータのヨークをなくし、ティースを径方向で繋げて、回転軸方向に配置されていた巻線を、径方向に配置した構成となっている。
このように、本実施例のデュアルアキシャルギャップ型モータは、ヨークが無い分だけ、モータの回転軸方向に沿う長さＬを短くして扁平にすることができ、薄型化や扁平化を図ることができる。
【００２８】
また、特許文献２の構造と比較しても、回転軸方向に巻線がないため回転軸方向のモータ寸法を短くすることが可能である。更には巻線箇所が少なく（合計６か所）、ステータコアが巻線毎に分かれているため巻線作業が容易である。
【００２９】
本実施例のデュアルアキシャルギャップ型モータの動作原理は、従来のラジアルギャップ型及びアキシャルギャップ型のモータと同じであり、以下のようになる。
１）  巻線１２２にロータの回転速度に応じた周波数の交流電流を流して発生する磁束を、ステータコア１０１に通すことで永久磁石１０３ａ，１０３ｂの対向面に４極の回転電磁石を作る。
例えば、図１，図２の構造の場合、Ｕ，Ｖ，Ｗ各相の巻線を巻き回したステータコア１２１が２つずつあり、Ｕ相がピークのときにＶ相とＷ相は磁束の向きが反対でＵ相から出
た磁束を半分ずつ受けて２極を構成するので、図１，図２の構成では４極となる。また、時間と共に回転方向に磁束の強弱が移動するので、回転電磁石となる。
２）  上記の４極の回転磁石と永久磁石１０３ａ，１０３ｂの間で、反発力または吸引力が働き、永久磁石１０３ａ，１０３ｂが回転方向に力を受ける。
３）  永久磁石１０３ａ，１０３ｂはロータシャフト１０２（ロータコア１０１）に固定されているため、永久磁石１０３ａ，１０３ｂに働く回転力で永久磁石１０３ａ，１０３ｂとロータシャフト１０２（ロータコア１０１）が共に回転する。
【００３０】
本実施例のデュアルアキシャルギャップ型モータのステータコア片１２１の構成として、「電磁鋼板」を用いた場合と、磁性粉末を樹脂で焼結した「圧粉磁心」を用いた場合と、「電磁鋼板」と「圧粉磁心」の両方を用いた場合が考えられる。
【００３１】
図３は、ステータコア片１２１を、「電磁鋼板」のみで形成した場合のステータコア片１個分の形状例を示す。
図４は、ステータコア片１２１を、に「圧粉磁心」のみで形成した場合のステータコア片１個分の形状例を示す。
図５は、ステータコア片１２１を、「電磁鋼板１２１ａ」と「圧粉磁心１２１ｂ」を用いて形成した場合のステータコア片１個分の形状例を示す。
【符号の説明】
【００３２】
１０１  ロータコア
１０２  ロータシャフト
１０３ａ，１０３ｂ  永久磁石
１０５  ケース
１０５ａ，１０５ｂ  ブラケット
１０６ａ，１０６ｂ  軸受
１２０  ステータコア
１２１  ステータコア片
１２２  巻線
【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】
2012175745.tif 000007
【図６】
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【図７】
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