JP2009033946A - アキシャルギャップ型回転機 - Google Patents

Abstract

【課題】磁束量を減少させることなく、永久磁石を堅牢に固定した高出力のアキシャルギャップ型回転機を提供する。
【解決手段】ハウジング１９と、該ハウジング内に回転自在に支持された回転軸１１と、前記回転軸１１を中心軸として前記回転軸と一体に回動可能な回転盤１２ａ、１２ｂ、および、該回転盤の表面の少なくとも片面に間隔を置いて同心円状に配置された複数の永久磁石１３ａ、１３ｂを備えた一対の回転子１５ａ、１５ｂと、間隔を置いて同心円状に配設された複数のコイル１６を備える固定子１８とを備えたアキシャルギャップ型の回転機であって、前記回転盤が前記固定子と対向する面に凹部２１を有し、永久磁石が前記回転盤の表面からの突出部を有するように該凹部に嵌め込まれた構造とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、モータや発電機等の同期式の永久磁石回転機で、回転子と固定子とが回転軸方向に対向したアキシャルギャップ型回転機に関する。

永久磁石回転機は、構造上の分類からラジアルギャップ型とアキシャルギャップ型とがある。ラジアルギャップ型は、回転子の周方向に複数の永久磁石を配置し、永久磁石の磁極は径方向に向いており、永久磁石に対向するように固定子が配置されている。一般に固定子は回転子に対向する面に複数の歯状をもつ鉄芯にコイルが巻かれた構造をしている。鉄芯を用いることで回転子磁極からの磁束を効率よくコイルに鎖交することができ、モータの場合には大きなトルク、発電機の場合には大きな電圧を生ずることができる。反面、鉄芯を用いるためにコギングトルクや鉄芯のヒステリシス損失に基づくロストルクを生じ、初動トルクを大きくするという問題がある。初動トルクが大きいと、例えば風力発電機に用いた際に微風では回転できず発電できない。

鉄芯を取り除けばこのような問題はなくなるが、磁気効率が悪くなるのでラジアルギャップ型では大きな出力が得られない。そこで、図９に示すようなアキシャルギャップ型が考えられる。図９は、回転軸（シャフト）１０１に円盤状磁性体（ロータヨーク）１０２ａ，１０２ｂが取り付けられ一体化しており、ロータヨーク１０２ａ，１０２ｂ表面上に複数の永久磁石１０３が配置されている。ロータヨーク１０２ａ，１０２ｂはスペーサ１０４を介して回転軸方向にも配置されている。永久磁石１０３は片側のロータヨーク１０２ａまたは１０２ｂのみに配置してもよいが、両方のロータヨーク（１０２ａ、１０２ｂ）表面に永久磁石（１０３ａ、１０３ｂ）を配置すると磁気効率が高くなる。これらを回転子（１０５ａ、１０５ｂ）と呼ぶ。
ロータヨーク（１０２ａ、１０２ｂ）の間にはコイル１０６が配置される。コイル１０６はコイルベース１０７に収容されて固定子１０８を構成し、ハウジング１０９に固定されている。回転軸１０１はハウジング１０９によりベアリング１２０を介して回動可能に支持されている。この構造であれば固定子１０８に鉄芯を用いなくても磁極面を大きくすることで出力を大きくとることができる。

また、強力な永久磁石であるＮｄ−Ｆｅ−Ｂ系の焼結磁石を用いても鉄芯による磁気飽和の問題がないので、その性能を充分に活かして高出力の回転機になる。一般に回転子は円盤状磁性体の表面上に複数の永久磁石が取り付けられており、接合にはエポキシ系やアクリル系の接着剤を用いられているが、磁性体と磁石との１面での固定のみであった。

回転子を大型化すると永久磁石には回転時に大きな遠心力がかかる。さらに、回転機の温度は運転状況により室温から高温のヒートサイクルを受ける。Ｎｄ−Ｆｅ−Ｂ系の焼結磁石の場合、磁化方向と垂直面、即ち磁性体円盤との接着面の熱膨張率がマイナスの値（温度が上がると縮む、−１．７ｘ１０^−６［１／Ｋ］）をとる。通常磁性体円盤には軟鉄を用い、その熱膨張率はプラスの値（温度が上がると伸びる、１０ｘ１０^−６［１／Ｋ］）であり、ヒートサイクルによって接着面には大きな応力がかかることになる。このため、接着剤で破壊が生じ、永久磁石が遠心力で外れて機能を果たさなくなるという問題を生じる。
特開２００３−３４８８０５号公報

本発明の目的は、磁束量を減少させることなく、永久磁石を堅牢に固定した高出力のアキシャルギャップ型回転機を提供することにある。

本発明者は、上記課題を解決するために鋭意検討を行い、永久磁石を堅牢に固定した高出力のアキシャルギャップ型回転機を実現した。
すなわち、本発明にかかるアキシャルギャップ型回転機は、ハウジングと、該ハウジング内に回転自在に支持された回転軸と、前記回転軸を中心軸として前記回転軸と一体に回動可能な回転盤、および、該回転盤の表面の少なくとも片面に配置された複数の永久磁石を備えた回転子と、前記回転子の永久磁石を備えた面と空間を隔てて対向してハウジングに固定されている固定子であって、複数のコイルが同心円状に間隔を置いて配置されている固定子とを備え、前記回転子の永久磁石から発生する磁束が、前記回転軸の回転に伴って、前記同心円状に配設された各コイルの内部を断続的に貫くアキシャルギャップ型の回転機であって、前記回転盤が、前記固定子と対向する面に凹部を有し、永久磁石が前記回転盤の表面からの突出部を有するように該凹部に嵌め込まれた構造を有するものである。
本発明にかかるアキシャルギャップ型回転機は、前記永久磁石が前記回転盤の片面に配置されており、さらに、前記固定子と空間を隔てて配置され前記回転軸を中心軸として前記回転軸と一体に回動可能な端部回転盤を備えたものとすることができる。
本発明にかかるアキシャルギャップ型回転機は、前記永久磁石が前記回転盤の両面に配置されており、さらに、前記固定子と空間を隔てて配置され前記回転軸を中心軸として前記回転軸と一体に回動可能な端部回転盤を備えたものとすることができる。
本発明にかかるアキシャルギャップ型回転機は、前記端部回転盤の前記固定子との対向面において、前記固定子のコイルが配置された同心円の円周と相対する円周上に凹部が形成され、該凹部に前記端部回転盤の表面からの突出部を有するように永久磁石が嵌め込まれたものとすることができる。
本発明にかかるアキシャルギャップ型回転機は、ハウジングと、該ハウジング内に回転自在に支持された回転軸と、前記回転軸を中心軸として前記回転軸と一体に回動可能な回転盤、および、該回転盤の円形表面の少なくとも片面に間隔を置いて同心円状に配置された複数の永久磁石を備え、永久磁石を備えた面が空間を隔てて対向している一対の回転子と、前記対向する一対の回転子の間に空間を隔てて配置されて前記ハウジングに固定されている固定子であって、間隔を置いて同心円状に配設された複数のコイルを備える固定子とを備え、前記回転子の永久磁石から発生する磁束が、前記回転軸の回転に伴って前記同心円状に配設された各コイルの内部を断続的に貫くアキシャルギャップ型の回転機であって、前記回転盤が前記固定子と対向する面に凹部を有し、永久磁石が前記回転盤の表面からの突出部を有するように該凹部に嵌め込まれた構造を有するものである。
本発明にかかるアキシャルギャップ型回転機はまた、前記永久磁石の突出部が、磁石の厚さの１／４〜３／４であることが好ましい。
本発明にかかるアキシャルギャップ型回転機はまた、回転盤または端部回転盤に嵌め込まれる永久磁石の位置に合わせて貫通孔を設けた非磁性体からなる補強体を、前記永久磁石の突出部側面を支持するように前記回転盤または端部回転盤の表面上に設けたものであることが好ましい。
本発明にかかるアキシャルギャップ型回転機はまた、前記回転盤または端部回転盤が、円盤状の磁性体片であるものが好適である。

本発明により、磁束量を減少させることなく、遠心力や熱サイクル運転によっても磁石が飛散せず、磁石のロータヨークへの堅牢な固定が可能なアキシャルギャップ型の回転機を得ることができる。

以下、本発明について、図面を参照してさらに詳細に説明する。
本発明の回転機の一態様を図１に示す。
図１にかかる回転機１０では、回転軸（シャフト）１１に回転盤（ロータヨーク）１２ａが取り付けられ、該ロータヨーク表面に永久磁石１３ａが配置されて回転子１５ａを形成している。ロータヨークはスペーサ１４を介して回転軸方向に複数配置されている。もう一方のロータヨーク１２ｂ表面にも永久磁石１３ｂが配置され回転子１５ｂを形成している。各回転子１５ａ、１５ｂの永久磁石を備えた面は対向している。磁極は、厚さ方向（ヨークに対する）を向くように、ロータヨーク内に少なくとも２個以上の偶数の磁石を隣同士の磁石に向きが交互になるように設置する。
ロータヨーク１２ａ、１２ｂ間のギャップには、回転軸を中心とする円周上にコイル１６およびコイルベース１７で構成された固定子１８ａが配置され、固定子１８ａはハウジング１９（樹脂）に固定することができる。またコイルベース１７を用いず、樹脂でコイル１６を直接ハウジング１９に固定してもよい。ハウジング１９と回転軸１１の間にはベアリング２０がはいる状態のコアレス型の固定子である。円周上に配置されたコイル１６の数は、磁極数に対して単相の場合は１：１で、三相交流の場合は、４：３，２：３，８：９，１０：９，１０：１２，１２：１５，１６：９，２０：１２等を採用することができる。単相の場合は、好ましくは各コイルが円周上隣り合う同士で逆向きに巻かれて直列に接続されている。三相の場合は、好ましくは、円周方向に二つおきのコイルを直列に接続されたものを三組つくり、三相巻き線とする。
図１にかかる回転機１０の図９に示す従来例との違いは、ロータヨーク１２ａ、１２ｂに凹部２１ａ、２１ｂを形成し、そこに永久磁石１３ａ、１３ｂを嵌め込んでいる点にある。凹部２１を所望の深さで設けることにより、位置決めが容易になるばかりでなく、接着剤の塗布面積が大きくなるので接着が強固になり、永久磁石の側面がロータヨーク１２で押さえられるので、遠心力が働いても飛び出さない構造とすることができる。

本発明の回転機の他の態様を、図２、図３および図４に示す。
図２にかかる回転機は、一方のロータヨーク１２ａの固定子１８ａと対向する側の表面に凹部２１ａが形成され、該凹部２１ａに永久磁石１３ａが嵌め込まれているが、もう一方のロータヨーク１２ｂの固定子１８と対向する側の表面には凹部が形成されておらず、かつ永久磁石が嵌め込まれていない構造を有している点で図１の態様と相違している。

図３にかかる回転機では、回転軸（シャフト）１１に３つのロータヨーク１２ａ、１２ｂ、１２ｃがスペーサ１４を介して回転軸方向に取り付けられている。ロータヨーク１２ａと１２ｂとの間、ロータヨーク１２ｂと１２ｃとの間に、それぞれ固定子１８ａ、１８ｂが配設されている。図３の態様と図１の態様との違いは、中央のロータヨーク１２ｂの両側表面にのみ凹部２１ｂ，２１ｃが形成され、そこに永久磁石１３ｂ、１３ｃを嵌め込んで回転子１５ｂを形成している点にある。
図４にかかる回転機の図３の態様との違いは、ロータヨーク１２ａと１２ｃの固定子１８ａ、１８ｃと対向する側にも凹部２１ａ，２１ｄを形成し永久磁石１３ａ，１３ｄを嵌め込んでいる点にある。
図３および図４にかかる回転機は、両側表面に凹部が形成されそこに永久磁石を嵌め込んだ１つの回転子を挟むように２つの固定子が配設されているものであるが、３つ以上の固定子を空間を隔ててハウジング内に配置することによって形成される各空隙に、両側表面に永久磁石を備えた回転子を１つずつ配置したいわゆるサンドイッチ構造を有する回転機もまた本発明に当然に含まれる。

図３および図４にかかる回転機を発電機として使用する場合、動力源から回転軸に回転力が伝わるとすべてのロータヨークは回転軸と同期して回転し、各ロータ間のギャップ（すきま部）に配置された各固定子において軸方向から見て同じ位置にあるコイルは同期して電圧を発生するので、これらを直列に結線することで、結合したコイルの起電力は固定子の段数に比例することになる。このようにして、必要に応じて固定子の段数を増やすことにより、容易に高い発電電圧を得ることができる。
以下、永久磁石のロータヨークへの配置方法、固定方法について詳細に説明するが、符号１２ａと１２ｂと１２ｃ、１３ａと１３ｂと１３ｃと１３ｄ、１５ａと１５ｂと１５ｃ、１８ａと１８ｂとは同じものを表すので、以下例えば１２として説明しているものは、１２ａ，１２ｂ，１２ｃのいずれにも該当することに留意する。

ロータヨーク１２と永久磁石１３との接合は接着剤を用いる。
接着剤はエポキシ系、アクリル系などを用いるが、熱サイクルに耐えるために弾性・耐熱性接着剤を用いる。実施例では主剤・エポキシ樹脂、硬化剤・変性シリコーン樹脂のものを用いたがこの限りではない。弾性接着剤は硬化時にも弾性をもち、応力を吸収する機能をもつ。したがって、永久磁石１３は形状により異なるが、ロータヨーク１２の凹部２１の面と永久磁石１３の面とが接着することになる。
接着剤は、磁石とロータヨークとが接する面全面に塗布する。

図５は、回転子１５において、永久磁石１３がロータヨーク１２の凹部２１に挿入された状態の断面図である。ロータヨーク１２表面から永久磁石１３が突き出ていることを特徴とする。永久磁石が完全に埋め込まれていると磁極表面からロータヨークへ短絡しコイル側への磁束が減って出力が低下しやすいからである。鉄芯を用いない回転機の磁場空隙長は磁石間距離、磁石とロータヨークとの間の空隙にコイルが入る都合広くとられるので、磁束が短絡しやすい。従って、本発明では永久磁石がロータヨークの表面より突き出た構造をもつ。
永久磁石１３の厚さをＴ１とした場合、埋め込まれる寸法Ｔ２は、Ｔ１の１／４から３／４が好ましい。

ロータヨークの材質としては、回転盤が端部に配置されるか、内部に配置されるかによらず、いずれも円盤状の磁性体片であることが好ましい。磁性体であることにより、回転盤間の磁場は強められ、磁極から発生する磁束をヨーク中に還流させ、端部に配置された回転盤からの外部漏洩磁束を減少させることができる。
ロータヨークは、例えば、図７（ａ）に示すようにＳ１５ＣやＳ４５Ｃなどの低炭素鋼を機械加工して得られたものであってもよいし、図７（ｂ）のように冷間圧延鋼板［ＳＰＣＣ］や電磁鋼板等からなる板材複数枚を準備し、そのうち、少なくとも１枚を打ち抜き加工して貫通孔を設け、貫通孔を設けていない残りの板材を複数枚重ね合わせたものとカシメや溶接で接合することによって凹部２１を形成したロータヨーク１２を用いることができる。なお、上記各板材は同一材であっても異なる材質であってもよい。

永久磁石の材質としては、特に限定されず、従来公知のものを用いることができる。好ましくは希土類元素を含む高性能希土類磁石である。いわゆる希土類金属間化合物からなる希土類焼結磁石あるいは希土類ボンド磁石が好ましい対象となるが、より好ましくはＮｄ系異方性焼結磁石が用いられる。また永久磁石の形状等についても長方形、扇型等のものを用いることができる。

そこで、本発明の他の態様として、図８のように磁性体片に嵌め込まれる永久磁石の位置および回転軸の断面形状に合わせて貫通孔２４を設けた非磁性体２３からなる補強体をロータヨーク２２の表面に配置する態様が挙げられる。非磁性体２３としては、アルミニウム、ＳＵＳ３０１、ＳＵＳ３０２、ＳＵＳ３０３、ＳＵＳ３０４、ＳＵＳ３１６等のオーステナイト系ステンレス、ベークライト、ＭＣナイロン、ポリアセタール等の樹脂が挙げられる。
上記補強体の形状は、図８では、ロータヨーク２２の外縁形状に合わせて円盤状に形成しているが、永久磁石を補強できる形状であれば特に限定されない。また上記補強体は一体的に形成されていなくてもよく、例えば、永久磁石の形状に合わせてドーナツ状に打ち抜いた補強体を複数枚用意して配置してもよい。
上記補強体の厚さＴ３は、補強体をロータヨーク表面に配置したときに補強体表面が磁石の表面と同じ高さかもしくは磁石表面より低い位置となるような厚さであることが好ましく、磁石の厚さＴ１の１／１０倍〜３／４倍であることが好ましい。なお、かかる補強体とロータヨーク表面との接着は、接着剤もしくはネジ止めで行うことができる。
かかる態様によれば、磁極表面からロータヨークへ短絡がないことからコイル側への磁束密度を維持することができ、かつ磁石の保持をより強固なものとすることができる。

本発明の回転機における回転数としては特に限定されないが、５００ｒｐｍ〜５０００ｒｐｍでの運転に好適に採用することができる。
本発明の回転機は、直径が０．１ｍ〜０．５ｍのものに好適に用いることができる。
本発明の運転温度としては、１５０℃以上の運転に用いることができ、４０℃〜１２０℃の範囲のヒートサイクル運転にも好適に用いることができる。

以下、実施例にて詳しく説明する。なお、Ｎｄ_２−Ｆｅ_１４−Ｂ系の永久磁石について説明するが、本発明はＮｄ−Ｆｅ−Ｂ系磁石に限るものではない。
製造例 永久磁石の製造
永久磁石は以下の工程にて製作した。それぞれ純度９９．７質量％のＮｄ，Ｆｅ，Ｃｏ，Ｍ（Ｍは、Ａｌ，Ｓｉ，Ｃｕ）と純度９９．５質量％のＢを用い、真空溶解炉で溶解鋳造してインゴットを作製した。このインゴットをジョークラッシャーで粗粉砕し、更に窒素気流中ジェットミル粉砕により平均粒径３．５μｍの微粉末を得た。この微粉末を金型に充填し垂直磁場プレスにて１２ｋＧの磁場中において、１．０ｔ／ｃｍ^２ の成形圧にて成形した。この成形体はＡｒガス中１０９０℃で１時間焼結を行い、引き続き５８０℃で１時間の熱処理を行った。熱処理を終えた焼結体は直方体のブロック形状である。このブロックを砥石による研削加工を行い、Ｄ形の永久磁石を得た。本永久磁石の特性は、Ｂｒ：１３．０ｋＧ，ｉＨｃ：２２ｋＯｅ，（ＢＨ）ｍａｘ：４０ＭＧＯｅであった。

比較例１
まず、比較例１として従来例を図９、図１０および図１１に示す。モータの構造は１６極１２コイルモータとした。図１０は、ロータヨーク１０２に永久磁石１０３を配置して回転子１０５を得た状態を示す。ロータヨーク１０２としては、材質がＳ１５Ｃで外径２００ｍｍ、厚さ５ｍｍの平らな円盤を用いた。永久磁石１０３としては、材質が上記Ｎｄ−Ｆｅ−Ｂ系磁石で、大きさが幅２０ｍｍ、長さ３６ｍｍ、磁化方向の厚さ４ｍｍのものを用いた。ロータヨーク表面に磁極面がＮ極Ｓ極交互に１６個の磁石が並べられ、エポキシ系接着剤（ＥＷ２０４０、住友３Ｍ社製）で接着した。磁石は図９に示すように空隙（ギャップ）をはさんで逆極の磁石１０３ｂと対向させた。
ギャップの大きさは８ｍｍで、ギャップには固定子１０８を配置した。
固定子１０８のコイルは、図１１に示すように、樹脂製の厚さ５ｍｍのコイルベース１０７に３０ターン巻かれたコイル１０６が各々１１０に示す巻線方向になるように１２個収められている。コイル１０６は三相結線で、各相４個のコイルを直列に接続したものをスター結線した。なお、各コイル１０６はコイルベース１０７に上記回転子の製造に用いたエポキシ系接着剤で固定した。
得られたアキシャルギャップ型回転機の回転子を毎分４０００回転で回転させ、発電機として使用した。無負荷時の発生電圧は実効値で２０７Ｖであった。負荷をつないで運転を行うとロータの温度は１２０℃になった。
さらに運転を断続的に行い、ロータを室温の２０℃から１２０℃の間で繰り返しさらしたところ、１２０サイクル目でロータヨークから磁石が外れてしまった。これは熱サイクルで接着強度が弱まった上に遠心力がかかり飛散してしまったものと考えられる。

実施例１
実施例１にかかるアキシャルギャップ型回転機の構成を図１に示す。回転子において磁石がロータヨークに嵌め込まれた構造を有するほかは、比較例１と同じ材質で同じ寸法とした。図５に示すように、同心円状に１６個間隔を空けて形成したロータヨーク１２の凹部２１に、磁極面がＮ極Ｓ極交互になるように磁石１３を１６個挿入した。図６に示したように永久磁石の厚さＴ１＝４ｍｍで、嵌め込まれる寸法Ｔ２は、２ｍｍである。磁石１３とロータヨーク１２との間は凹部の側面および底面に弾性接着剤（ＥＰ００１、セメダイン社製）を塗布して接着している。
次いで比較例１と同様に得られたアキシャルギャップ型回転機の回転子を毎分４０００回転で回転させ、発電機として使用した。無負荷時の発生電圧は実効値で２０１Ｖであり、比較例と大差ないことがわかった。
さらに運転を断続的に行い、回転子１５を室温の２０℃から１２０℃の間で繰り返しさらしたところ、３００サイクル以上行ってもロータヨーク１２から磁石１３が外れることはなかった。
磁石１３とロータヨーク１２との間を弾性接着剤で固定した場合も磁石が飛散することはなかった。

比較例２
回転子において磁石を磁性体からなるロータヨークに完全に埋め込んだ以外は実施例１と同様にして比較用ロータを得た。実施例１と同様に、比較用ロータを室温の２０℃から１２０℃の間で繰り返しさらしても磁石が外れることはなかったが、回転子を毎分４０００回転で回転させたときの無負荷時の発生電圧は実効値で１８０Ｖであった。この結果から磁石が完全に埋め込まれていると磁極表面からロータヨークへ短絡しコイル側への磁束が減って出力が低下してしまうことがわかった。
したがって永久磁石の厚さＴ１とした場合、嵌め込まれる寸法Ｔ２は、Ｔ１の１／４から３／４が好ましいと考えられる。

実施例２
実施例１と同様にして回転子を得た後、図８に示したように磁性体２２のロータヨークに磁石１３を深さ半分まで嵌め込んだうえで、さらに磁石１３の形状に合わせて貫通孔２４を有するＳＵＳ３０４ステンレス製の非磁性体２３からなる補強体をロータヨークの表面に配置し、該補強体によって磁石が表面まで埋め込まれる構造にした。
実施例１と同様に、ロータを室温の２０℃から１２０℃の間で繰り返しさらしても磁石が外れることはなく、回転子を毎分４０００回転で回転させたときの無負荷時の発生電圧は、実施例１と同じく実効値で２０１Ｖであった。また磁石が完全に埋め込まれているので磁石の保持は実施例１より強固なものとなった。

本発明のアキシャルギャップ型回転機全体の一態様を示す模式的断面図である。 本発明のアキシャルギャップ型回転機全体の他の態様を示す模式的断面図である。 本発明のアキシャルギャップ型回転機全体の他の態様を示す模式的断面図である。 本発明のアキシャルギャップ型回転機全体の他の態様を示す模式的断面図である。 本発明のアキシャルギャップ型回転機における（ａ）磁性体片からなる円盤および磁石、（ｂ）回転子の模式的斜視図、ならびに、（ｃ）拡大図である。 本発明のアキシャルギャップ型回転機における回転子の一態様を示す模式的断面図である。 本発明のアキシャルギャップ型回転機における磁性体片からなる円盤の（ａ）一例、および、（ｂ）変形例を示す模式的断面図である。 本発明のアキシャルギャップ型回転機における回転子の他の態様を示す模式的断面図である。 従来例のアキシャルギャップ型回転機全体を示す模式的断面図である。 従来例のアキシャルギャップ型回転機における（ａ）磁性体片からなる円盤および磁石、ならびに、（ｂ）回転子の模式的斜視図である。 従来用いられている固定子の正面図である。

符号の説明

１０ アキシャルギャップ型回転機
１００ 従来のアキシャルギャップ型回転機
１１、１０１ シャフト
１２、１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１０２ａ、１０２ｂ 回転盤（磁性体片）
１３、１３ａ、１３ｂ、１３ｃ、１３ｄ、１０３ａ、１０３ｂ 永久磁石
１４、１０４ スペーサ
１５、１５ａ、１５ｂ、１５ｃ、１０５ａ、１０５ｂ 回転子
１６、１０６ コイル
１７、１０７ コイルベース
１８、１８ａ、１８ｂ、１０８ 固定子
１９、１０９ ハウジング
２０、１２０ ベアリング
２１ ロータヨークに形成された凹部
２２ 磁性体
２３ 非磁性体
１１０ 巻線方向

Claims (8)

1. ハウジングと、
   該ハウジング内に回転自在に支持された回転軸と、
   前記回転軸を中心軸として前記回転軸と一体に回動可能な回転盤、および、該回転盤の表面の少なくとも片面に配置された複数の永久磁石を備えた回転子と、
   前記回転子の永久磁石を備えた面と空間を隔てて対向してハウジングに固定されている固定子であって、複数のコイルが同心円状に間隔を置いて配置されている固定子とを備え、
   前記回転子の永久磁石から発生する磁束が、前記回転軸の回転に伴って、前記同心円状に配設された各コイルの内部を断続的に貫くアキシャルギャップ型の回転機であって、
   前記回転盤が前記固定子と対向する面に凹部を有し、永久磁石が前記回転盤の表面からの突出部を有するように該凹部に嵌め込まれた構造を有するアキシャルギャップ型回転機。
2. 前記永久磁石が前記回転盤の片面に配置されており、さらに、前記固定子と空間を隔てて配置され前記回転軸を中心軸として前記回転軸と一体に回動可能な端部回転盤を備えた請求項１に記載のアキシャルギャップ型回転機。
3. 前記永久磁石が前記回転盤の両面に配置されており、さらに、前記固定子と空間を隔てて配置され前記回転軸を中心軸として前記回転軸と一体に回動可能な端部回転盤を備えた請求項１に記載のアキシャルギャップ型回転機。
4. 前記端部回転盤の前記固定子との対向面において、前記固定子のコイルが配置された同心円の円周と相対する円周上に凹部が形成され、該凹部に前記端部回転盤の表面からの突出部を有するように永久磁石が嵌め込まれている請求項２または３に記載のアキシャルギャップ型回転機。
5. ハウジングと、
   該ハウジング内に回転自在に支持された回転軸と、
   前記回転軸を中心軸として前記回転軸と一体に回動可能な回転盤、および、該回転盤の表面の少なくとも片面に間隔を置いて同心円状に配置された複数の永久磁石を備え、該永久磁石を備えた面が空間を隔てて対向している一対の回転子と、
   前記対向する一対の回転子の間に空間を隔てて配置されて前記ハウジングに固定されている固定子であって、間隔を置いて同心円状に配設された複数のコイルを備える固定子とを備え、
   前記回転子の永久磁石から発生する磁束が、前記回転軸の回転に伴って前記同心円状に配設された各コイルの内部を断続的に貫くアキシャルギャップ型の回転機であって、
   前記回転盤が前記固定子と対向する面に凹部を有し、永久磁石が前記回転盤の表面からの突出部を有するように該凹部に嵌め込まれた構造を有するアキシャルギャップ型回転機。
6. 前記永久磁石の突出部が、磁石の厚さの１／４〜３／４であることを特徴とする請求項１ないし５のいずれかに記載のアキシャルギャップ型回転機。
7. 前記回転盤または端部回転盤に嵌め込まれる永久磁石の位置に合わせて貫通孔を設けた非磁性体からなる補強体を、前記永久磁石の突出部側面を支持するように前記回転盤または端部回転盤の表面上に設けたことを特徴とする請求項１ないし６のいずれかに記載のアキシャルギャップ型回転機。
8. 前記回転盤または端部回転盤が、円盤状の磁性体片である請求項１ないし７のいずれかに記載のアキシャルギャップ型回転機。

Images