JP5404230B2 - アキシャルギャップ型モータ - Google Patents

Description

本発明は、アキシャルギャップ型モータに関し、ステータからの漏れ磁束による渦電流損失を低減するための技術に関する。

例えば、コア（鉄心）にコイルを巻回してなるステータを両側から挟み込むように且つ所定ギャップを有するようにして２つのロータを対向配置させた構造のアキシャルギャップ型モータが知られている（例えば、特許文献１等に記載）。

通常、この種のアキシャルギャップ型モータは、ステータの周囲を取り囲むようにして設けられた外周シェルには非磁性のアルミ等の金属を使用している。

特開２００４−５２６５７号公報

しかし、アキシャルギャップ型モータでは、ステータコアからの漏れ磁束が発生し、その漏れ磁束により外周シェルに渦電流が生じることがある。渦電流が生じると、モータとしての出力トルクが低下する。

そこで、本発明は、ステータコアからの漏れ磁束による影響を抑制して渦電流損失を低減し、モータ出力トルクの低下を抑制するアキシャルギャップ型モータを提供することを目的とする。

本発明のアキシャルギャップ型モータでは、ステータと対向するケースの内周面に、このケースより透磁率の大きな磁気シールド部材を配置する。また、磁気シールド部材の半径方向厚みは、ケースの厚みよりも薄くする。

本発明のアキシャルギャップ型モータによれば、ステータからの漏れ磁束を磁気シールド部材によってケースへと入り込むのを防止することができ、それにより渦電流損失を大幅に低減することが可能となる。従って、本発明によれば、モータ出力のトルク低下を抑えることができる。

図１は本実施形態のアキシャルギャップ型モータの要部拡大横断面図である。 図２は本実施形態のアキシャルギャップ型モータの要部拡大縦断面図である。 図３は磁気シールド部材とケースの間に電気絶縁層を設けたアキシャルギャップ型モータの要部拡大横断面図である。 図４は磁気シールド部材を積層構造とした例を示す拡大断面図である。 図５はケースの内周面端部に面取りしたアキシャルギャップ型モータの要部拡大横断面図である。 図６は磁気シールド部材も含めてケースの内周面端部に面取りしたアキシャルギャップ型モータの要部拡大横断面図である。

以下、本発明を適用した具体的な実施形態について図面を参照しながら詳細に説明する。

図１は本実施形態のアキシャルギャップ型モータの要部拡大横断面図、図２は本実施形態のアキシャルギャップ型モータの要部拡大縦断面図である。

本実施形態のアキシャルギャップ型モータは、図１及び図２に示すように、コア１にコイル２が巻回されてなるステータ３と、このステータ３により駆動され回転するロータ４と、前記ステータ３の外周に配置される外周シェルであるケース５と、を備えた構造とされている。

ステータ３は、鉄心等からなるコア１と、該コア１の周面に巻き線を複数巻回してなるコイル２と、からなる。かかるステータ３は、図示を省略したモータシャフトの周りに複数配置される。

ロータ４は、前記モータシャフトに固定され、前記ステータ３を挟み込むようにしてその両側に所定間隔（所定ギャップ）を持って対向配置される。また、ロータ４は、ステータ３のコイル２に通電して生じる電磁力と該ロータ４に設けられたＮ極及びＳ極を交互に配置してなるマグネット６とにより、磁気吸着及び磁気反発することにより前記モータシャフトを回転させる。

ケース５は、非磁性の金属材料からなり、前記ステータ３の外周を覆うようにして配置される円盤形状とされている。このケース５とステータ３との間には、所定の空間が設けられている。そして、ケース５の内周面５ａには、該ケース５より透磁率の大きな磁気シールド部材７が配置されている。磁気シールド部材７は、少なくとも各ステータ３と対向する部位に設けられており、前記ステータ３からの漏れ磁束Ｂがケース５に入り込むのを防ぐ。例えば、この磁気シールド部材７は、電磁鋼板から形成されている。また、磁気シールド部材７は、その半径方向の厚みＴ１をケース５の半径方向の厚みＴ２よりも薄くしている。なお、磁気シールド部材７は、ケース５の内周面５ａ全体に形成されていてもよい。

このように構成されたアキシャルギャップ型モータによれば、少なくともステータ３と対向するケース５の内周面５ａに、このケース５より透磁率の大きな磁気シールド部材７を配置しているので、ステータ３からの漏れ磁束Ｂをこの磁気シールド部材７でケース５へと入り込むことを防ぐことができる。その結果、ケース５に渦電流が発生し難くなり、漏れ磁束Ｂによる渦電流損失が低減され、モータ出力トルクの減少を抑えることができる。なお、磁気シールド部材７を設けなかった場合には、図１の破線で示すように漏れ磁束Ｂがケース５へと入り込み渦電流を発生させる。

また、本実施形態によれば、磁気シールド部材７の半径方向厚みＴ１をケース５の厚みＴ２よりも薄くしているので、モータ自体が大型化することがなく、しかもモータ重量もさほど増えない。

また、本実施形態によれば、磁気シールド部材７を電磁鋼板としているので、鉄損が小さくなり、モータ出力トルクの減少をより効果的に抑制することが可能となる。

また、本実施形態によれば、ステータ３と対向するケース５の部位のみに磁気シールド部材７を配置することで、この磁気シールド部材７が目印となり、前記ステータ３をケース５に組み付け易くなる。

以上、本発明を適用した具体的な一実施形態について説明したが、本発明は、上述した実施形態に制限されることはない。

図３は磁気シールド部材とケースの間に電気絶縁層を設けたアキシャルギャップ型モータの要部拡大横断面図である。

この実施形態では、先の図１及び図２で示したアキシャルギャップ型モータにおいて、磁気シールド部材７とケース５との間に電気絶縁層８を設けた構造としている。磁気シールド部材７に加えて電気絶縁層８をステータ３と対向する部位のケース５の内周面５ａに設けているので、この電気絶縁層８により漏れ磁束Ｂによる渦電流の発生を効果的に防止することできる。

図４は磁気シールド部材を積層構造とした例を示す拡大断面図である。この実施形態では、厚みの薄い電磁鋼板７ａの複数枚を半径方向に重ね合わせることにより、磁気シールド部材７を積層構造として形成している。複数枚の電磁鋼板７ａを重ね合わせて磁気シールド部材７を積層構造としたので、単体構造に比べて漏れ磁束Ｂのケース５への侵入防止をより効果的にすることができる。また、磁気シールド部材７の積層方向を半径方向としたので、なおさら漏れ磁束Ｂをケース５に入り込むことを防止できる。

図５はケースの内周面端部に面取りしたアキシャルギャップ型モータの要部拡大横断面図である。この実施形態では、磁気シールド部材７が設けられるケース５の内周面５ａのうち、その高さ方向（モータシャフトの軸方向）における端部が斜めに削り取られて傾斜面９とされている。

図６は磁気シールド部材も含めてケースの内周面端部に面取りしたアキシャルギャップ型モータの要部拡大横断面図である。この実施形態では、磁気シールド部材７の端部も一緒にケース５の内周面端部と共に斜めに削り取られた構造とされている。

このように、磁気シールド部材７が設けられるケース５の内周面端部を面取りすれば、漏れ磁束Ｂによる渦電流損失をより低減することが可能となる。

本発明は、ステータからの漏れ磁束による渦電流損失を低減するためのアキシャルギャップ型モータに利用することができる。

１…コア
２…コイル
３…ステータ
４…ロータ
５…ケース
６…マグネット
７…磁気シールド部材
８…電気絶縁層
９…傾斜面（面取り）

Claims (7)

1. コアにコイルが巻回されてなるステータと、該ステータにより駆動され回転するロータと、前記ステータの外周に配置されるケースと、を備えたアキシャルギャップ型モータにおいて、
   少なくとも前記ステータと対向する前記ケースの内周面に、このケースより透磁率の大きな磁気シールド部材を配置し、且つその磁気シールド部材の半径方向厚みを前記ケースの厚みよりも薄くした
   ことを特徴とするアキシャルギャップ型モータ。
2. 請求項１に記載のアキシャルギャップ型モータであって、
   前記磁気シールド部材と前記ケースの間に電気絶縁層を設けた
   ことを特徴とするアキシャルギャップ型モータ。
3. 請求項２に記載のアキシャルギャップ型モータであって、
   前記磁気シールド部材が電磁鋼板である
   ことを特徴とするアキシャルギャップ型モータ。
4. 請求項３に記載のアキシャルギャップ型モータであって、
   前記磁気シールド部材が積層構造である
   ことを特徴とするアキシャルギャップ型モータ。
5. 請求項４に記載のアキシャルギャップ型モータであって、
   前記磁気シールド部材の積層方向が半径方向である
   ことを特徴とするアキシャルギャップ型モータ。
6. 請求項１から請求項５の何れか１項に記載されるアキシャルギャップ型モータであって、
   前記ケースの内周面端部を面取りした
   ことを特徴とするアキシャルギャップ型モータ。
7. 請求項１から請求項６の何れか１項に記載されるアキシャルギャップ型モータであって、
   前記コアと対向する部位のみに前記磁気シールド部材を配置した
   ことを特徴とするアキシャルギャップ型モータ。

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