(57)【要約】【課題】本発明は、放熱性に覆われると共に組み立てが容易な構造とすることである。【解決手段】本発明によるモータ構造は、対向配置された各輪状ステータ(30,30A)の間に、複数の磁石(22)を有するロータ(20)を備えた構成において、前記各ステータ(30,30A)は、その内端面(60,61)に半径方向(r)に沿って形成されステータ巻線(32A)を設けるための多数の溝(62)を有し、前記ロータ(20)は、ロータヨークとしての多数のロータヨーク片(24)と板状をなす多数の磁石(22)を輪状に接着した構成である。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
輪状をなし互いに対向配置される第１、第２輪状ステータ(30,30A)と、前記各輪状ステータ(30,30A)の磁心(31)に設けられたステータ巻線(32A)と、前記各輪状ステータ(30,30A)間に回転自在に設けられ極性が互いに異なるように配設された複数の磁石(22)を有するロータ(20)と、からなるモータ構造において、
前記各輪状ステータ(30,30A)はその内端面(60,61)に半径方向(r)に沿って形成され前記ステータ巻線(32A)を設けるための多数の溝(62)を有し、
前記ロータ(20)は、ロータヨークとしての多数のロータヨーク片(24)と板状をなす多数の前記磁石(22)とを輪状に接着して構成されていることを特徴とするモータ構造。
【請求項２】
前記ロータ(20)のロータヨーク片(24)及び磁石(22)の外側には、円板状のロータホルダ(20A)が設けられていることを特徴とする請求項１記載のモータ構造。
【請求項３】
前記ロータ(20)の外周には、前記磁石(22)と前記ロータヨーク片(24)を固定するためのロータ固定リング(42)が設けられていることを特徴とする請求項１又は２記載のモータ構造。
【請求項４】
前記ロータホルダ(20A)の外周には、凹凸面を形成するための多数の凹部(71b)が形成され、前記磁石(22)の内端(22a)は前記凹部(71b)に係合し、前記ロータ(20)の両端面(20a,20b)には、前記ロータホルダ(20A)、前記磁石(22)、前記ロータヨーク片(24)を覆うための第１、第２円板部材(80,81)が設けられていることを特徴とする請求項２又は３に記載のモータ構造。
【請求項５】
前記各円板部材(80,81)は、中心部に形成された中心円板部(82)と、前記中心円板部(82)の外側に形成された輪部(83)と、前記中心円板部(82)と前記輪部(83)との間を接続するための放射状に形成された多数の支持片(84)と、からなり、前記中心円板部(82)は前記ロータホルダ(71)に対応し、前記各支持片(84)は、前記各ロータヨーク片(24)又は前記各磁石(22)に対応していることを特徴とする請求項４記載のモータ構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、モータ構造に関し、特に、ロータホルダの外周位置に磁石とロータヨーク片を円周方向に沿って交互に積み重ねることによって、ロータを形成することにより、放熱性に優れると共に組み立てが容易な構造とするための新規な改良に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、用いられていたこの種のアキシャルギャップ型扁平モータとしては、図１４及び図１５で示すように、特許文献１の「界磁子及びその製造方法並びに回転電機」の構成を挙げることができる。
すなわち、図１４及び図１５で示されるアキシャルギャップ型回転電機１０の円板状の第１バックヨーク３２の内面３２ａには、ステータ巻線３２Ａを有する複数の磁心３１が設けられ、前記第１バックヨーク３２、磁心３１及びステータ巻線３２Ａによってステータ３０が形成されている。
【０００３】
前記第１バックヨーク３２に対向するように、第２バックヨーク２３が設けられ、前記各バックヨーク３２,２３間には、磁石２２とロータヨーク片２４とからなるロータ２０が軸孔７０を貫通する回転軸５０ａに一体状に設けられている。
【０００４】
前述の図１４に示されたアキシャルギャップ型回転電機１０の組立断面図が図１５に示されている。
前記ステータ３０の磁心３１は、前記ロータ２０の界磁発生部２８のロータヨーク片２４の表面２１ａと対向している。
従って、前述の図１５の構成において、前記ステータ３０の各ステータ巻線３２Ａに所要の駆動信号を供給することにより、前記ロータ２０が回転できるように構成されている。
【０００５】
次に、図１６及び図１７で示される第２従来構成の場合、特許文献２として開示されている。
すなわち、図１６において符号３０,３０Ａで示されるものは、一対の第１、第２輪状ステータであり、各輪状ステータ３０,３０Ａ間にはロータ２０が設けられている。
前記ロータ２０には、図１７で示されるように、ステンレス等で形成され放射状に一対組の複数の支持片８４を有する回転子支持部材２１が設けられている。前記各支持片８４間には、フェライト磁石４０と圧粉鉄心４１とが交互に設けられ、前記各フェライト磁石４０は交互に異なる磁極Ｎ，Ｓとなるように形成されている。
前記フェライト磁石４０と圧粉鉄心４１が設けられた前記回転子支持部材２１の外周にはステンレス等からなる帯状のロータ固定部材４２が巻回されることにより、ロータ２０が構成されている。
【０００６】
前記各輪状ステータ３０,３０Ａの外周には、磁心３１とステータ巻線３２Ａが交互に円周方向に沿って積層して設けられており、前記各ステータ３０,３０Ａに形成された受孔３３には、前記ロータ２０の回転軸４３が回転自在に設けられていることによりアキシャルギャップ型回転電機１０が構成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０１０−４６３５号公報
【特許文献２】特願２００９−２３９６８８号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
従来のアキシャルギャップモータは、以上のように構成されていたため、次のような課題が存在していた。
すなわち、図１４及び図１５で示す第１従来構成においては、ステータ３０に対向配置されたロータ２０の磁石２２及びロータヨーク片２４が、前記ロータ２０の内面２０ａ上に貼着されているため、前記ロータ２０が高速回転した場合に、磁石２２とロータヨーク２４が離脱する可能性があった。
さらに、前記ロータ２０の内面２０ａにロータ磁石２２とロータヨーク２４が設けられているため、アキシャルギャップ型回転電機１０の軸方向の厚さを薄くするには限界があった。
【０００９】
また、図１６及び図１７の第２従来構成においては、一対の第１、第２輪状ステータ３０,３０Ａの放射状のスリットの中にステータ巻線３２Ａを挿入しなければならず、組立てが容易ではなかった。
また、ステンレス等で形成された回転子支持部材２１の各支持片８４間に、予め成形した圧粉鉄心４１とフェライト磁石４０を挿入しなければならず、コストダウンが極めて困難であった。
【００１０】
本発明は、以上のような課題を解決するためになされたもので、特に、ロータホルダの外周位置に磁石とロータヨークを円周方向に沿って交互に積み重ねることによって、ロータを形成することにより、放熱性に優れたモータ構造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】
【００１１】
本発明によるモータ構造は、輪状をなし互いに対向配置される第１、第２輪状ステータと、前記各輪状ステータの磁心に設けられたステータ巻線と、前記各輪状ステータ間に回転自在に設けられ極性が互いに異なるように配設された複数の磁石を有するロータと、からなるモータ構造において、前記各輪状ステータはその内端面に半径方向に沿って形成され前記ステータ巻線を設けるための多数の溝を有し、前記ロータは、ロータヨークとしての多数のロータヨーク片と板状をなす多数の前記磁石とを輪状に接着した構成であり、また、前記ロータのロータヨーク片及び磁石の外側には、円板状のロータホルダが設けられている構成であり、また、前記ロータの外周には、前記磁石と前記ロータヨーク片を固定するためのロータ固定リングが設けられている構成であり、また、前記ロータホルダの外周には、凹凸面を形成するための多数の凹部が形成され、前記磁石の内端は前記凹部に係合し、前記ロータの両端面には、前記ロータホルダ、前記磁石、前記ロータヨーク片を覆うための第１、第２円板部材が設けられている構成であり、また、前記各円板部材は、中心部に形成された中心円板部と、前記中心円板部の外側に形成された輪部と、前記中心円板部と前記輪部との間を接続するための放射状に形成された多数の支持片と、からなり、前記中心円板部は前記ロータホルダに対応し、前記各支持片は、前記各ロータヨーク片又は前記各磁石に対応している構成である。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によるモータ構造は、以上のように構成されているため、次のような効果を得ることができる。
すなわち、輪状をなし互いに対向配置される第１、第２輪状ステータと、前記各輪状ステータの磁心に設けられたステータ巻線と、前記各輪状ステータ間に回転自在に設けられ極性が互いに異なるように配設された複数の磁石を有するロータと、からなるモータ構造において、前記各輪状ステータはその内端面に半径方向に沿って形成され前記ステータ巻線を設けるための多数の溝を有し、前記ロータは、ロータヨークとしての多数のロータヨーク片と板状をなす多数の前記磁石とを輪状に接着して構成されていることにより、ステータの組み立てが容易で、かつ、放熱性に優れ、ロータの磁石の脱落が防止でき、軸方向の厚さをより薄くできる。
また、前記ロータのロータヨーク片及び磁石の外側には、円板状のロータホルダが設けられていることにより、磁石やロータヨーク片の保持が容易である。
また、前記ロータの外周には、前記磁石と前記ロータヨーク片を固定するためのロータ固定リングが設けられていることにより、磁石とロータヨーク片の外側への抜けを確実に防止することができる。
また、前記ロータホルダの外周には、凹凸面を形成するための多数の凹部が形成され、前記磁石の内端は前記凹部に係合し、前記ロータの両端面には、前記ロータホルダ、前記磁石、前記ロータヨーク片を覆うための第１、第２円板部材が設けられていることにより、ロータの各磁石及びロータヨーク片の固定・保持を確実とすることができる。
また、前記各円板部材は、中心部に形成された中心円板部と、前記中心円板部の外側に形成された輪部と、前記中心円板部と前記輪部との間を接続するための放射状に形成された多数の支持片と、からなり、前記中心円板部は前記ロータホルダに対応し、前記各支持片は、前記各ロータヨーク片又は前記各磁石に対応していることにより、前記ロータホルダの外面の保護及び磁石とロータヨーク片の保護を効果的に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明によるモータ構造を示す斜視図である。
【図２】図１の第１輪状ステータの要部を示す拡大斜視図である。
【図３】図１のモータ構造の要部の断面図である。
【図４】図１の第２輪状ステータを示す拡大斜視図である。
【図５】図１のモータ構造の要部を示す部分断面図である。
【図６】図１のロータの要部を示す斜視図である。
【図７】図６のロータの要部を示す分解斜視図である。
【図８】図５のロータを示すための斜視図である。
【図９】図１のモータ構造のロータを示すための拡大断面図である。
【図１０】図１のロータのロータヨーク片と磁石の配列を示す拡大斜視図である。
【図１１】図１０の各ロータヨーク片の中央にロータホルダが設けられている状態を示す一部切欠き斜視図である。
【図１２】図１のロータの両端面に設けられた第１、第２円板部材を示す斜視図である。
【図１３】図１のロータの一部を除去した状態を示す斜視図である。
【図１４】第１従来構成を示す分解斜視図である。
【図１５】図１４の概略構成図である。
【図１６】第２従来構成を示す分解斜視図である。
【図１７】図１６の構成の詳細分解斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
本発明によるモータ構造は、ロータホルダの外周位置に磁石とロータヨーク片を円周方向に沿って交互に積み重ねることによって、ロータを形成し、放熱性に優れると共に組み立てが容易な構造とすることである。
【実施例】
【００１５】
以下、図面と共に本発明によるモータ構造の好適な実施の形態について説明する。
尚、従来例と同一又は同等部分には、同一符号を付して説明する。
図１において、符号１０で示されるものは、アキシャルギャップ型回転電機を構成するモータ構造であり、前記モータ構造１０は、第１輪状ステータ３０、ロータ２０及び第２輪状ステータ３０Ａとからなり、前記ロータ２０は、その中心部にロータホルダ２０Ａが設けられている。
【００１６】
前記第１、第２輪状ステータ３０,３０Ａの第１、第２内端面６０,６１には、図２から図４に拡大して示すように、所定角度間隔毎に溝６２によって仕切られた磁心３１が半径方向ｒに沿って形成されており、前記各磁心３１の外周に配設され予め輪状に形成されたステータ巻線３２Ａは、前記各溝６２内に設けられている。
前記各輪状ステータ３０,３０Ａは、所定の厚さ１０ｍｍ程度の輪状鉄心を用いることもできるが、うず電流損を避けるためには、例えば、厚さ０．３５〜０．５ｍｍで所定の特性のフープ材を螺旋状に巻付けて厚さ１０ｍｍの輪状鉄心とした後に、前記溝６２を前記各内端面６０,６１に後加工することにより形成することができる。
尚、前記各内端面６０,６１は、前記各ステータ３０,３０Ａを前述のように製作した時に、前記ロータ２０とのアキシャルギャップを高精度に管理した場合には、前記各内端面６０,６１の後加工をすることなく、用いることができる。
【００１７】
前記各輪状ステータ３０,３０Ａ間には、前記各輪状ステータ３０,３０Ａと同一外径の円板状をなすロータ２０が回転自在に設けられており、前記ロータ２０は、図５から図９に示すように構成されている。
すなわち、前記ロータ２０は、円板状をなすと共に軸孔７０を有するロータホルダ２０Ａと、前記ロータホルダ２０Ａの外周に円周に沿って設けられた磁石２２及びロータヨーク片２４と、その外周７１Ａを固定するためのロータ固定リング４２と、から主として構成されている。
【００１８】
前記ロータホルダ２０Ａはステンレス等の非磁性材で形成され、前記磁石２２とロータヨーク片２４とは、図示しない治具の中に設けられた前記ロータホルダ２０Ａの外周に沿って接着剤(図示せず)を介して、図７に示すように交互に、かつ、輪状に固定して構成されている。
【００１９】
図８は、前記ロータ２０の完成品の約４分の１の部分の概略を示すもので、前記ロータホルダ２０Ａ、ロータ固定リング４２からなるロータ２０の組み合わせ状態が明らかに示されている。
図９は、図８で示したロータ２０の右側の断面の拡大図であり、前記ロータ２０の前記ロータ固定リング４２、磁石２２又はロータヨーク片２４、ロータホルダ２０Ａ及び軸孔７０からなるロータ２０の断面構成が開示され、前記ロータ２０の厚さＴが全体にわたり均一であることが示されている。
【００２０】
次に、図１０から図１３は、前記ロータ２０を示すもので、図１０及び図１１の状態では、前記ロータホルダ２０Ａの外周には、所定角度毎に形成された凸部７１ａが形成され、前記各凸部７１ａ間には凹部７１ｂが形成されている。
前記各凹部７１ｂには、前記各ロータヨーク片２４の内端２４ａが接着剤によって一体接続されている。
尚、前述の図１０では、前記各ロータヨーク片２４間に位置する磁石２２を図示しているが、図１１では、前記磁石２２の図示を省略している。
【００２１】
図１２は、前記ロータ２０の第１、第２端面２０ａ、２０ｂに取付けられる互いに同一形状の第１、第２円板部材８０,８１を示している。
前記各円板部材８０,８１は、その中心部に円板状に形成された中心円板部８２と、前記中心円板部８２の外周８２ａの外側に形成された輪部８３と、前記外周８２ａと前記輪部８３とを接続するために放射状に設けられた直線状の多数の支持片８４と、から構成されている。
【００２２】
従って、前記第１、第２円板部材８０,８１を、図９で示すように、前記ロータ２０の前記第１、第２端面２０ａ，２０ｂに設けることにより、前記ロータホルダ７１、磁石２２、ロータヨーク片２４のロータ２０からの離脱を防止し、アキシャルギャップ型モータ１０の高速回転時の信頼性を従来構成よりも向上させることができる。
【００２３】
次に、本発明によるモータ構造の要旨とするところは、以下の通りである。
すなわち、輪状をなし互いに対向配置される第１、第２輪状ステータ３０，３０Ａと、前記各輪状ステータ３０，３０Ａの磁心３１に設けられたステータ巻線３２Ａと、前記各輪状ステータ３０，３０Ａ間に回転自在に設けられ極性が互いに異なるように配設された複数の磁石２２を有するロータ２０と、からなるモータ構造において、前記各輪状ステータ３０，３０Ａはその内端面６０，６１に半径方向ｒに沿って形成され前記ステータ巻線３２Ａを設けるための多数の溝６２を有し、前記ロータ２０は、ロータヨークとしての多数のロータヨーク片２４と板状をなす多数の前記磁石２２とを輪状に接着してなる構成であり、また、前記ロータ２０のロータヨーク片２４及び磁石２２の外側には、円板状のロータホルダ２０Ａが設けられている構成であり、また、前記ロータ２０の外周には、前記磁石２２と前記ロータヨーク片２４を固定するためのロータ固定リング４２が設けられている構成であり、また、前記ロータホルダ２０Ａの外周には、凹凸面を形成するための多数の凹部７１ｂが形成され、前記磁石２２の内端２２ａは前記凹部７１ｂに係合し、前記ロータ２０の両端面２０ａ，２０ｂには、前記ロータホルダ２０Ａ、前記磁石２２、前記ロータヨーク片２４を覆うための第１、第２円板部材８０，８１が設けられている構成であり、また、前記各円板部材８０，８１は、中心部に形成された中心円板部８２と、前記中心円板部８２の外側に形成された輪部８３と、前記中心円板部８２と前記輪部８３との間を接続するための放射状に形成された多数の支持片８４と、からなり、前記中心円板部８２は前記ロータホルダ７１に対応し、前記各支持片８４は、前記各ロータヨーク片２４又は前記各磁石２２に対応している構成である。
【産業上の利用可能性】
【００２４】
本発明によるモータ構造は、ロータホルダの外周位置に磁石とロータヨーク片を円周方向に沿って交互に積み重ねることによって、ロータを形成することにより、放熱性に優れると共に組み立てが容易な構造であるため、偏平型のアキシャルギャップ型モータを提供できる。
【符号の説明】
【００２５】
１０    モータ構造（アキシャルギャップ型回転電機）
２０    モータ
２０Ａ    ロータホルダ
２０ａ    第１端面
２０ｂ    第２端面
２２    磁石
２２ａ    内端
２４    ロータヨーク片
２４ａ    内端
３０    第１輪状ステータ
３０Ａ    第２輪状ステータ
３１    磁心
３２    ステータ巻線
４２    ロータ固定リング
６０    第１内端面
６１    第２内端面
６２    溝
７０    軸孔
７１Ａ    外周
７１ａ    凸部
７１ｂ    凹部
８０    第１円板部材
８１    第２円板部材
８２    中心円板部
８２ａ，７１Ａ    外周
８３    輪部
８４    支持片
ｒ    半径方向
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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