JP2000253635A

JP2000253635A - アキシャルギャップモータ

Info

Publication number: JP2000253635A
Application number: JP11009182A
Authority: JP
Inventors: Hisao Igarashi; 久男五十嵐
Original assignee: Shibaura Densan KK
Current assignee: Shibaura Densan KK
Priority date: 1998-12-28
Filing date: 1999-01-18
Publication date: 2000-09-14
Anticipated expiration: 2019-01-18
Also published as: JP4234831B2

Abstract

(57)【要約】【課題】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。【解決手段】６つの小固定子２４よりなる固定子２２
の前面及び後面に円板状の第１マグネット１８と第２マ
グネット２０とよりなる回転子１１を配したものであ
る。

Description

【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、固定子鉄心にコイルを巻
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のものにおいて、前記固定子鉄心を鉄板を積層
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１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のものにおいて、前記コイルを巻回するスプー
ルを複数連結して、前記複数の小固定子を一体にしたも
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１
８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３
２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１
８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２
４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１
０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３
６，３８が軸方向に突出することがなくなり、軸受３
６，３８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，３０
ｂ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

Claims

【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、固定子鉄心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】前記固定子鉄心を鉄板を積層して形成した
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記載のアキシャルギャップモータ。
【請求項７】前記コイルを巻回するスプールを複数連結
して、前記複数の小固定子を一体に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。