(57)【要約】【課題】磁石押えを用いて磁石片をロータフレームに強固に保持させたとしても、モータトルクの低下を抑制することが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】本発明のアキシャルギャップモータＧＭでは、各磁石片２２が各磁石押え４でロータフレーム２１に保持される。各磁石押えが、各磁石片の径方向内方部分をロータフレームに対して押圧する内押圧体４１と、各磁石片の径方向外方部分をロータフレームに対して押圧する、周方向に離間した第１と第２との一対の外押圧体４２，４３とを備える。ロータの回転方向前方に位置する第１の外押圧体を磁性材料製、内押圧体及び回転方向後方に位置する第２の外押圧体とを非磁性材料製とし、第１の外押圧体の周方向の幅が各磁石片間の周方向の間隔と同等以下に設定され、第１の外押圧体が非磁性材料を介在させてロータフレームに固定される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転軸に固定のロータと、この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、ロータが円板状のロータフレームとこのロータフレームのステータ側に周方向に所定間隔で列設される磁石片とを有し、ステータが円板状のステータコアとこのステータコアのロータ側に周方向に所定間隔で列設される、コイルが夫々巻回されるティースとを有するアキシャルギャップモータにおいて、
各磁石片が各磁石押えでロータフレームに保持され、
各磁石押えが、各磁石片の径方向内方部分をロータフレームに対して押圧する内押圧体と、各磁石片の径方向外方部分をロータフレームに対して押圧する、周方向に離間した第１と第２との一対の外押圧体とを備え、
ロータの回転方向前方に位置する第１の外押圧体を磁性材料製、内押圧体及び回転方向後方に位置する第２の外押圧体とを非磁性材料製とし、第１の外押圧体の周方向の幅が各ティース間の周方向の間隔より狭く設定され、第１の外押圧体が非磁性材料を介在させてロータフレームに固定されることを特徴とする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、回転軸に固定のロータと、この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、発生する磁束の向きを軸方向としたアキシャルギャップモータに関する。
【背景技術】
【０００２】
この種のアキシャルギャップモータは例えば特許文献１で知られている。アキシャルギャップモータのロータは、一般に、円板状のロータフレームとこのロータフレームのステータ側に周方向に所定間隔で列設される磁石片とを有する。ここで、ロータの回転時、遠心力で磁石片がロータフレームから脱落（飛散）しないように、通常、各磁石片がロータフレームに強固に保持されている。
【０００３】
このようなロータフレームに対する磁石片の固定方法として、各磁石片を各磁石押えでロータフレームに保持することも知られている。各磁石押えとしては、各磁石片の径方向内方部分をロータフレームに対して押圧する内押圧体と、各磁石片の径方向外方部分をロータフレームに対して押圧する、周方向に離間した第１と第２との一対の外押圧体とで構成されるものが提案され、この場合には、ロータフレームへの磁束の漏洩を抑制するため、内押圧体と両外押圧体とが非磁性材料製とされる。
【０００４】
然しながら、上記のように各磁石片を各磁石押えで保持させた場合、内押圧体と外押圧体とが磁石片に重ねる部分の面積だけ磁石片のステータに対する対向面積が減少する。このため、マグネットトルクが低下し、結果として、アキシャルギャップモータのモータトルクが低下するという問題がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００８−２４５３６３号公報（例えば、図４参照）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、以上の点に鑑み、磁石押えを用いて磁石片をロータフレームに強固に保持させたとしても、モータトルクの低下を抑制することが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するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の課題を解決するために、回転軸に固定のロータと、この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、ロータが円板状のロータフレームとこのロータフレームのステータ側に周方向に所定間隔で列設される磁石片とを有し、ステータが円板状のステータコアとこのステータコアのロータ側に周方向に所定間隔で列設される、コイルが夫々巻回されるティースとを有する本発明のアキシャルギャップモータは、各磁石片が各磁石押えでロータフレームに保持され、各磁石押えが、各磁石片の径方向内方部分をロータフレームに対して押圧する内押圧体と、各磁石片の径方向外方部分をロータフレームに対して押圧する、周方向に離間した第１と第２との一対の外押圧体とを備え、ロータの回転方向前方に位置する第１の外押圧体を磁性材料製、内押圧体及び回転方向後方に位置する第２の外押圧体とを非磁性材料製とし、第１の外押圧体の周方向の幅が各ティース間の周方向の間隔より狭く設定され、第１の外押圧体が非磁性材料を介在させてロータフレームに固定されることを特徴とする。
【０００８】
本発明によれば、内押圧体と第１及び第２の両外押圧体とが磁石片に重ねる部分の面積だけ磁石片のステータに対する対向面積が減少してマグネットトルクが減少しても、第１の外押圧体を磁性材料製とすることで、ステータの回転磁界に吸引、反発してロータが回転するときに、マグネットトルクに、ステータと第１の外押圧体との吸引力であるリラクタンストルクが重畳される。結果として、ロータの回転時、遠心力で磁石片がロータフレームから脱落しないという機能を持ちながら、モータトルクの低下を抑制することができる。なお、第１の外押圧体の周方向の幅が各ティース間の周方向の間隔より広くなると、吸引力が必要以上に作用し、却って、モータトルクを低下させてしまう。
【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構成を概略的に示す図。
【図２】図１に示すアキシャルギャップモータのロータの一部を示す平面図。
【図３】図２のＩＩＩ―ＩＩＩに沿う断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、図面を参照して、所謂１ロータ１ステータ型に適用した場合を例に本発明のアキシャルギャップモータの実施形態を説明する。以下において、回転軸の軸方向を上下方向とし、図１を基準に「上」、「下」といった方向を示す用語を用いるものとする。
【００１１】
図１を参照して、ＧＭは、アキシャルギャップモータである。アキシャルギャップモータＧＭは、回転軸１に固定のロータ２と、このロータ２の下側に上下方向のギャップＧを持って対向配置されるステータ３とを備え、発生する磁束の向きを軸方向としたものである。
【００１２】
ステータ３は、回転軸１が遊挿される中心孔（図示せず）を形成した円盤状のステータコア３１と、ステータコア３１のロータ２との対向面に設けられる、三相のコイル（図示せず）が夫々巻回されるティース３２とを備える。なお、ステータ３としては、公知のものが利用できるため、これ以上の詳細な説明を省略する。
【００１３】
図２，３も参照して、ロータ２は、円板状のロータフレーム２１を備え、ロータフレーム２１の下面には、ステータ３側の極性を周方向に交互にかえて、夫々が同一の略扇形の輪郭を持つ複数の磁石片２２（永久磁石）が周方向に等間隔で組み込まれ（本実施形態では、極数が８）、ロータフレーム２１をバッキングヨークとした磁気回路が形成されるようにしている。この場合、各磁石片２２間の周方向の間隔Ｄ１は、最外周側におけるティース３２の周方向の幅Ｗ１より広く設定される。
【００１４】
ここで、ロータ２の回転時、遠心力で磁石片２２がロータフレーム２１から脱落（飛散）しないように、各磁石片２２をロータフレーム２１に強固に保持させておく必要があり、この場合には、各磁石押え４を用いて各磁石片２２をロータフレーム２１に保持させればよいが、モータトルクの低下を抑制できるように構成しておく必要がある。
【００１５】
本実施形態では、ロータフレーム２１の下面に、板厚方向に窪む窪み部２１ａが周方向に等間隔で凹設され、磁石片２２の輪郭に相似の各窪み部２１ａに各磁石片２２が夫々設置されている。また、各磁石押え４は、各磁石片２２の径方向内方部分をロータフレーム２１に対して押圧する内押圧体４１と、各磁石片２２の径方向外方部分をロータフレーム２１に対して押圧する、周方向に離間した第１と第２との一対の外押圧体４２，４３とを備える。
【００１６】
内押圧体４１は、非磁性材料製のブロック体で構成され、その磁石片２２側には、各磁石片２２の径方向内方の上面角部に形成した傾斜面２２ａに面接触して係合する係合部としての傾斜面４１ａが形成されている。他方、ロータ２の回転方向（図２中、反時計回りの方向）前方に位置する第１の外押圧体４２は、磁性材料製で内押圧体４１より上下方向の高さを低くしたブロック体で構成され、その磁石片２２側には、各磁石片２２の径方向外方の上面角部に形成した傾斜面２２ｂに面接触して係合する係合部としての傾斜面４２ａが形成されている。この場合、第１の外押圧体４２の周方向の幅Ｗ２は、各ティース３２間の周方向の間隔Ｄ２より狭く設定されている。
【００１７】
また、ロータ２の回転方向後方に位置する第２の外押圧体４３は、非磁性材料製で内押圧体４１と同等高さのブロック体で構成され、その磁石片２２側には、各磁石片２２の径方向外方の上面角部に形成した傾斜面２２ｂに面接触して係合する係合部としての傾斜面（図示せず）が形成されている。そして、内押圧体４１と第２の外押圧体４３との上部が各磁石片２２と窪み部２１ａとの間に嵌合するように、また、各磁石片２２と窪み部２１ａとの間に非磁性材料製の板体５を介して第１の外押圧体４２の上部が各磁石片２２と窪み部２１ａとの間に嵌合するように、内押圧体４１、第１の外押圧体４２及び第２の外押圧体４３を夫々設置する。これにより、各窪み部２１ａ内で各磁石片２２が夫々位置決めされ、この状態では、内押圧体４１、第１の外押圧体４２及び第２の外押圧体４３と、磁石片２２とが面一となり、ボルト６により内押圧体４１と第１及び第２の外押圧体４２、４３とがロータフレーム２１に固定される。なお、磁性材料及び非磁性材料としては、公知のものが利用できるため、詳細な説明は省略する。
【００１８】
以上の実施形態によれば、内押圧体４１と、第１及び第２の各外押圧体４２，４３とが各磁石片２２に重ねる部分の面積だけ磁石片２２のステータ３に対する対向面積が減少してマグネットトルクが減少しても、第１の外押圧体４２を磁性材料製とし、ステータ３の回転磁界に吸引、反発してロータ２が回転するときに、マグネットトルクに、ステータ３のコイルと第１の外押圧体４２との吸引力であるリラクタンストルクが重畳され、その結果、各磁石片２２を磁石押え４で強固に保持させることで、ロータ２の回転時、遠心力で磁石片２２がロータフレーム２１から脱落しないという機能を持ちながら、モータトルクの低下を抑制することができる。なお、第１の外押圧体４２の周方向の幅Ｗ２を各ティース３２間の周方向の間隔Ｄ２より狭く設定したため、吸引力が必要以上に作用してモータトルクを低下させてしまうという不具合も生じない。
【００１９】
以上、本発明の実施形態について説明したが、上記のものに限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変形が可能である。例えば、上記実施形態では、磁石片２２と、内押圧体４１、第１の外押圧体４２及び第２の外押圧体４３とに形成した傾斜面２２ａ，４１ａを係合させて各磁石片２２をロータフレーム２１に向けて押圧するものを例に説明したが、これに限定されるものではなく、例えば、磁石片の所定位置に段差部を設け、この段差部に係合するフランジを内押圧体４１、第１の外押圧体４２及び第２の外押圧体４３に設けて両者を係合するようにしてもよい。また、上記実施形態では、ボルト６により磁石片２２と、内押圧体４１、第１の外押圧体４２及び第２の外押圧体４３とを固定するものを例に説明したが、固定方向は上記に限定されるものではない。また、上記実施形態では、所謂１ロータ１ステータ型を例に説明したが、所謂１ロータ２ステータ型のものにも本発明は適用することができる。
【符号の説明】
【００２０】
ＧＭ…アキシャルギャップモータ、２…ロータ、２１…ロータフレーム、２２…磁石片、３…ステータ、４…磁石押え、４１…内押圧体、４２，４３…外押圧体。
【図１】
2017051059.tif 000003
【図２】
2017051059.tif 000004
【図３】
2017051059.tif 000005