(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転軸に円板状の第１のマグネットを第１のヨークを用いて設け、また、前記回転軸に円板状の第２のマグネットを第２のヨークを用いて前記第１のマグネットとは所定の間隔を開けて平行に設けることにより回転子を形成し、
Ｔ字状に形成された固定子鉄心を２つ組み合わせてＨ字状にしたその中央部にコイルを巻回した小固定子を、前記回転軸の回りの円周状に複数配して固定子を形成し、
前記固定子を前記第１のマグネットと前記第２のマグネットの間に配すると共に、前記固定子をブラケットに固定した
ことを特徴とするアキシャルギャップモータ。
【請求項２】
前記固定子の内周側に軸受を設け、
前記軸受によって前記回転軸を回動自在に配した
ことを特徴とする請求項１記載のアキシャルギャップモータ。
【請求項３】
前記固定子の内周側に基板を設け、
前記基板の内周側に前記回転軸を配した
ことを特徴とする請求項１記載のアキシャルギャップモータ。
【請求項４】
前記固定子鉄心は、鉄板を積層して形成した
ことを特徴とする請求項１〜３いずれか記載のアキシャルギャップモータ。
【請求項５】
前記固定子をモールド樹脂でモールドした
ことを特徴とする請求項４記載のアキシャルギャップモータ。
【請求項６】
前記固定子鉄心を焼結材、または、合成樹脂と鉄粉との混合体で形成した
ことを特徴とする請求項１〜３いずれか記載のアキシャルギャップモータ。
【請求項７】
前記固定子鉄心には、リングスプールが施され、
該リングスプールは、内側に孔を設けた複数の小スプールの一端がリング状のスプール板と一体に形成され、円周状に小スプールが配され、
スプールの両端から前記２個の鉄心を嵌め込んで固定子を形成した
ことを特徴とする請求項１〜６いずれか記載のアキシャルギャップモータ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、アキシャルギャップモータに関するものである。
【０００２】
【従来の技術および発明が解決しようとする課題】
従来より、回転子のマグネットが円板状であり、固定子が円筒状のアキシャルギャップモータが知られている。このアキシャルギャップモータであると、軸方向の長さ、すなわち、アキシャルギャップモータの厚さを薄くすることができる。
【０００３】
ところが、このアキシャルギャップモータであると、コイルの占積率を上げるためには、その外径を大きくする必要があった。また、固定子にコイルを巻く場合に、その構造からコイルの線径の大きいものは巻きにくいという問題点があった。さらに、高トルクを得るためには、前記したようにその外径を大きくする必要があった。
【０００４】
そこで、本発明は、高トルクを容易に得ることができるアキシャルギャップモータを提供するものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項１のアキシャルギャップモータは、回転軸に円板状の第１のマグネットを第１のヨークを用いて設け、また、前記回転軸に円板状の第２のマグネットを第２のヨークを用いて前記第１のマグネットとは所定の間隔を開けて平行に設けることにより回転子を形成し、Ｔ字状に形成された固定子鉄心を２つ組み合わせてＨ字状にしたその中央部にコイルを巻回した小固定子を、前記回転軸の回りの円周状に複数配して固定子を形成し、前記固定子を前記第１のマグネットと前記第２のマグネットの間に配すると共に、前記固定子をブラケットに固定したものである。
【０００６】
請求項２のアキシャルギャップモータは、請求項１のものにおいて、前記固定子の内周側に軸受を設け、前記軸受によって前記回転軸を回動自在に配したものである。
【０００７】
請求項３のアキシャルギャップモータは、請求項１のものにおいて、前記固定子の内周側に基板を設け、前記基板の内周側に前記回転軸を配した。
【０００８】
請求項４のアキシャルギャップモータは、請求項１〜３いずれかのものにおいて、前記固定子鉄心は、鉄板を積層して形成したものである。
【０００９】
請求項５のアキシャルギャップモータは、請求項４のものにおいて、前記固定子をモールド樹脂でモールドしたものである。
【００１０】
請求項６のアキシャルギャップモータは、請求項〜３いずれかのものにおいて、前記固定子鉄心を焼結材、または、合成樹脂と鉄粉との混合体で形成したものである。
【００１１】
請求項７のアキシャルギャップモータは、請求項１〜６いずれかのものにおいて、前記固定子鉄心には、リングスプールが施され、該リングスプールは、内側に孔を設けた複数の小スプールの一端がリング状のスプール板と一体に形成され、円周状に小スプールが配され、スプールの両端から前記２個の鉄心を嵌め込んで固定子を形成したものである。
【００１２】
請求項１のアキシャルギャップモータであると、固定子が円板状の第１のマグネットと円板状の第２のマグネットよりなる回転子に挟まれているため、磁束を有効に活用することができるので高トルクを得ることができる。
【００１３】
請求項２のアキシャルギャップモータであると、固定子の内周側に軸受を設けることにより軸受の突出部がなくなり、より薄型化を図ることができる。
【００１４】
請求項３のアキシャルギャップモータであると、基板を固定子の内周側に配することにより、薄型化を図ることができる。
【００１５】
請求項４のアキシャルギャップモータであると、鉄板を積層することにより固定子鉄心を製造することができるので、その製造を容易にすることができる。
【００１６】
請求項５のアキシャルギャップモータであると、鉄板を積層した固定子鉄心をモールド樹脂でモールドすることにより、固定子鉄心を接着、圧入、溶接、ネジ止め等を行う工程が不要となり、かつ、固定子鉄心の緩みや移動の恐れがなく信頼性が向上する。
【００１７】
請求項６のアキシャルギャップモータであると、固定子鉄心を焼結材、または、合成樹脂と鉄粉との混合体で形成することにより、磁性体の形成が容易となる。
【００１８】
請求項７のアキシャルギャップモータであると、固定子を容易に製造することができる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
（第１の実施形態）
以下、本発明の第１の実施形態の４極のＤＣブラシレスモータであるアキシャルギャップモータ１０について、図１から図３に基づいて説明する。
【００２０】
図１は、アキシャルギャップモータ（以下、モータという）１０の半縦断面図である。図２は図１におけるＡ−Ａ線断面図である。図３は、回転子の正面図である。
【００２１】
まず、回転子１１の構造について説明する。
【００２２】
回転軸１２の中央部は、他の部分よりも径が太くなっており、この径が太くなった部分の前部には、円板状の第１ヨーク１４が設けられ、後部には同じく円板状の第２ヨーク１６が設けられている。そして、この第１ヨーク１４の後面側には、円板状の第１マグネット１８が設けられている。円板状の第１マグネット１８には、４５°毎にＮ極とＳ極が配されている。また、第２ヨーク１６の前面側には、円板状の第２マグネット２０が設けられている。これら円板状の第１マグネット１８と円板状の第２マグネット２０とは平行に配され、かつ、第１マグネット１８のＮ極には、第２マグネット２０のＳ極が対向するように配されている。
【００２３】
次に、固定子２２の構造について説明する。
【００２４】
固定子２２は、図２に示すように、小固定子２４を回転軸１２の回りの円周上に６０°毎に６個並べたものであり、各小固定子２４は、非磁性体よりなる、例えばアルミニウム製の円筒形の容器状のブラケット３２の内周面に固定されている。また、６個の小固定子２４は、円板状の第１マグネット１８と円板状の第２マグネット２０との間に位置している。
【００２５】
各小固定子２４の固定子鉄心３０は、図１に示すように、Ｈ字状の鉄板を複数枚積層した形状である。一方、スプール２６にコイル２８を巻回している。そして、このコイル２８を巻回したスプール２６に固定子鉄心３０をはめ込んでいる。なお、図１に示すように、Ｈ字状の固定子鉄心３０は、Ｔ字状の前部３０ａとＴ字状の後部３０ｂに分かれており、スプール２６に嵌め込み可能となっている。
【００２６】
ブラケット３２の前部には、円板状のブラケット３４がはめ込まれている。そして、回転軸１２の前部は軸受３６を介してブラケット３４に取り付けられ、回転軸１２の後部は軸受３８を介してブラケット３２の後部に取り付けられている。そして、回転軸１２が軸受３６、３８に対して固定されるようにリング状の止輪４０，４２が設けられている。
【００２７】
第１ヨーク１６の前面側には、モータ１０の駆動回路が内蔵された円板状の基板４４が設けられている。この基板４４はブラケット３２の内周面に取り付けられている。基板４４の外周部から第１マグネット１８の方向に複数のホールＩＣ４６が突出し、このホールＩＣ４６によって、回転子１１の位置が検出できる。また、基板４４からは電源コード４８が外部へ引き出されている。
【００２８】
モータ１０の回転子１１は、第１マグネット１８と第２マグネット２０とよりなり、これらが６つの小固定子２４を挟むような形で設けられているため、６つの小固定子２４の前方及び後方に位置する第１マグネット１８と第２マグネット２０の磁束が、小固定子２４を通るため、従来のモータよりも高トルクを実現することができる。また、モータ１０の外径を大きくすることなく、コイル２８の占積率を上げることができる。さらに、スプール２６にコイル２８を巻く場合に、線径の大きいコイルを巻くことができるので、低速でかつ高トルクのモータにすることができる。
【００２９】
なお、本実施形態のモータ１０は、４極のＤＣブラシレスモータであるために６つの小固定子２４を設けたが、この小固定子２４の数は極数に合わせて決定すればよい。
【００３０】
（第２の実施形態）
図４に基づいて、第２の実施形態のモータ１０について説明する。
【００３１】
図４は、本実施形態のモータ１０の半縦断面図である。
【００３２】
本実施形態と、第１の実施形態のモータ１０との相違点は、軸受３６，３８の位置にある。すなわち、図４に示すように、軸受３６，３８を固定子２７の内側に配している。この場合に、軸受３６，３８を固定するために、ブラケット３２を前部ブラケット３２ａと後部ブラケット３２ｂとに分割している。
【００３３】
その製造工程について説明する。
【００３４】
後部ブラケット３２ｂに円板状の基板４４を取り付け、回転軸１２に軸受３８を嵌入後、第２ヨーク１６を取付ける。
【００３５】
次に、軸受３８に固定子２７を挿入して、固定子２７を後部ブラケット３２ｂのインロー部にはめ込む。なお、この場合に、軸受３８と固定子２２との間に黄銅等よりなる非磁性体のリング状の保持部材５０を介在させてある。
【００３６】
次に軸受３６を回転軸１２にはめ込み、さらに第１ヨーク１４をはめ込む。
【００３７】
その後、前部ブラケット３２ｂを後部ブラケット３２ｂにはめ込み、ボルト５２によって前部ブラケット３２ａと後部ブラケット３２ｂとを固定する。
【００３８】
このモータ１０であると、軸受３６，３８が、固定子２２の内周側に配されているため、軸受３６，３８が軸方向に突出することがなくなり、軸受３６，３８の分だけモータ１０の厚みを第１の実施形態のモータ１０より薄くすることができる。
【００３９】
また、軸受３６，３８と固定子２２とは、ブラケット３２に固定される状態となるため、内部における部品の配置も行いやすい。
【００４０】
（第３の実施形態）
次に、図５に基づいて第３の実施形態のモータ１０について説明する。
【００４１】
図５は、第３の実施形態のモータ１０の半縦断面図である。
【００４２】
本実施形態と第１の実施形態のモータ１０との相違点は、基板４４の位置にある。すなわち、本実施形態であると、基板４４の位置が固定子２２の内周側に配されている。
【００４３】
このモータ１０であると、基板４４の分だけ、モータ１０の薄型化を第１の実施形態のモータ１０より図ることができる。
【００４４】
（第４の実施形態）
次に、第４の実施形態のモータ１０について、図６に基づいて説明する。
【００４５】
図６は、第４の実施形態のモータ１０の半縦断面図である。
【００４６】
本実施形態と第１の実施形態のモータ１０との相違点は、固定子２２全体をモールド樹脂でモールドしている点にある。
【００４７】
このようにモールド樹脂で固定子２２をモールドすることにより、固定子２２の各構成部品がモールド樹脂で保持されるので、各部品の接着、圧入、溶接、ネジ止め等の製造工程を不要とすることができ、かつ、各部品の緩みや移動の恐れを防止することができる。そのため、固定子２２の信頼性を向上することができる。また、固定子鉄心３０は前部３０ａと後部３０ｂとよりなるが、これらの部品もモールド樹脂で固定されている。
【００４８】
（第５の実施形態）
第５の実施形態のモータ１０について、図７〜図１０に基づいて説明する。
【００４９】
本実施形態のモータ１０と第１の実施形態のモータ１０との相違点は、固定子２２の構造にある。
【００５０】
すなわち、第１の実施形態のモータ１０では、６個の小固定子２４は分割されていたが、本実施形態の固定子２２では、図８に示すように６個のスプール２６が一体となって、リング状のリングスプール５４を形成している。このリングスプール５４には、６個のコイル２８を巻くための小スプール５６が設けられている。そして、図９に示すように、２つに分割された固定子鉄心３０ａと固定子鉄心３０ｂとを、図７に示すように、このリングスプール５４に前後からはめ込んで固定するだけで、固定子２２が組み立てられる。
【００５１】
２つに分割された固定子鉄心３０ａ，３０ｂを保持する方法としては、両部品を接着するか、第４の実施形態のようにモールド樹脂で固定子２２全体をモールドする方法が考えられる。
【００５２】
本実施形態であると、固定子鉄心３０を分割し、固定子鉄心３０をリングスプール５４に両側に挿入することにより組立てが可能なので、その製造が容易となる。
【００５３】
なお、固定子鉄心は図９に示すように、小スプール５６を差し込む部分を小さく形成した構成でもよいが、図１０に示すようにＴ字状の鉄板を重ねた固定子鉄心であってもよい。
【００５４】
（第６の実施形態）
上記実施形態では固定子鉄心３０を鉄板を積層させて形成したが、これに代えて、軟磁性体よりなる焼結材で形成してもよい。また、合成樹脂と鉄粉との混合体の樹脂成形品によって形成してもよい。
【００５５】
この実施形態であると、固定子鉄心３０の磁性体の形成が容易となる。
【００５６】
また、他の構造で固定子鉄心３０を製造してもよい。
【００５７】
【発明の効果】
本発明の請求項１のアキシャルギャップモータであると、モータの外径を大きくすることなく、コイルの占積率を上げることができる。また、線径の大きいコイルを巻けるので、低電圧かつ高トルクのモータにすることができる。そして、小固定子を第１のマグネットと第２のマグネットよりなる回転子で挟むような構造であるため、高トルクを得ることができる。軸のスラスト荷重をバランスさせて、低振動のモータが可能である。
【００５８】
請求項２のアキシャルギャップモータであると、固定子の内周側に軸受を設けることにより、アキシャルギャップモータの薄型化を図ることができる。
【００５９】
請求項３のアキシャルギャップモータであると、固定子の内側に基板を設けることにより、アキシャルギャップモータの薄型化を図ることができる。
【００６０】
請求項４のアキシャルギャップモータであると、鉄板を積層するだけで固定子を容易に製造することができる。
【００６１】
請求項５のアキシャルギャップモータであると、固定子をモールド樹脂でモールドすることにより、固定子の製造工程を容易にすることができ、各部品の緩みや移動の恐れを防止することができる。
【００６２】
請求項６のアキシャルギャップモータであると、固定子鉄心を焼結材、または、合成樹脂と鉄粉との混合体で形成することにより磁性体の形成を容易にすることができる。
【００６３】
請求項７のアキシャルギャップモータであると、固定子を容易に製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態を示すアキシャルギャップモータの半縦断面図である。
【図２】図１におけるＡ−Ａ線断面図である。
【図３】回転子の正面図である。
【図４】第２の実施形態を示すアキシャルギャップモータの半縦断面図である。
【図５】第３の実施形態のアキシャルギャップモータの半縦断面図である。
【図６】第４の実施形態のアキシャルギャップモータの半縦断面図である。
【図７】鉄板を積層した固定子鉄心の一構成例である。
【図８】第５の実施形態のモータにおける固定子の分解斜視図である。
【図９】固定子鉄心の構成例である。
【図１０】固定子鉄心の他の構成例である。
【符号の説明】
１０  モータ
１１  回転子
１２  回転軸
１４  第１ヨーク
１６  第２ヨーク
１８  第１マグネット
２０  第２マグネット
２２  固定子
２４  小固定子
２６  スプール
２８  コイル
３０  固定子
【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】
0004234831.tif 000009
【図９】
0004234831.tif 000010
【図１０】
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