JP2010093928A - Axial gap type motor - Google Patents
Axial gap type motor Download PDFInfo
- Publication number
- JP2010093928A JP2010093928A JP2008260768A JP2008260768A JP2010093928A JP 2010093928 A JP2010093928 A JP 2010093928A JP 2008260768 A JP2008260768 A JP 2008260768A JP 2008260768 A JP2008260768 A JP 2008260768A JP 2010093928 A JP2010093928 A JP 2010093928A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- magnetic flux
- magnet piece
- rotor
- flux leakage
- leakage suppression
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Withdrawn
Links
Images
Landscapes
- Iron Core Of Rotating Electric Machines (AREA)
- Permanent Magnet Type Synchronous Machine (AREA)
- Permanent Field Magnets Of Synchronous Machinery (AREA)
Abstract
Description
本発明は、アキシャルギャップ型モータに関する。 The present invention relates to an axial gap type motor.
従来、例えば、回転軸周りに回転可能なロータと、回転軸方向の少なくとも一方側からロータに対向配置されたステータとを備え、ロータの永久磁石による界磁磁束に対して、ステータを介した磁束ループを形成する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)。 Conventionally, for example, a rotor that can rotate around a rotation axis and a stator that is disposed to face the rotor from at least one side in the direction of the rotation axis are provided. An axial gap type motor that forms a loop is known (for example, Patent Document 1).
図12に示すように、上記特許文献1に記載のアキシャルギャップ型モータ100では、ロータコア101がテープ状の電磁鋼板102を捲回し、捲回したロータコア101に磁石片103を格納する開口104を周方向に等間隔に設けることで形成されている。
As shown in FIG. 12, in the axial gap type motor 100 described in Patent Document 1, the
この特許文献1に記載のアキシャルギャップ型モータ100では、周方向で隣り合う磁石片103、103間が電磁鋼板102により形成されているため、ロータコア101内において周方向で隣り合う磁石間103、103で磁束が短絡してしまい、これにより、モータ100の発生トルクの減少や効率低下を防止することができなかった。
In the axial gap type motor 100 described in Patent Document 1, since the
本発明は、上記した事情に鑑みてなされたもので、その目的は、周方向に隣り合う磁石片間における磁束の短絡を抑制できるアキシャルギャップ型モータを提供することにある。 The present invention has been made in view of the above-described circumstances, and an object thereof is to provide an axial gap motor that can suppress a short circuit of magnetic flux between magnet pieces adjacent in the circumferential direction.
上記目的を達成するために、請求項1に記載の発明は、
回転軸方向に着磁され周方向に配置された複数の主磁石片(後述の実施形態における主永久磁石片41)と、それぞれ前記主磁石片を保持する複数の主磁石片用孔部(後述の実施形態における主磁石片用孔部15)を有するロータコア(後述の実施形態におけるロータコア13)とを備え、回転軸周りに回転可能なロータ(後述の実施形態におけるロータ11)と、
回転軸方向の両側から前記ロータに対向配置される一対のステータ(後述の実施形態におけるステータ12)と、を備えるアキシャルギャップ型モータ(後述の実施形態におけるアキシャルギャップ型モータ10)であって、
前記ロータコアは、
テープ状の磁性板(後述の実施形態における磁性板14)を捲回して構成され、
周方向に隣り合う前記主磁石片間に磁束漏れ抑制空間(後述の実施形態における磁束漏れ抑制空間16)を備える、
ことを特徴とするアキシャルギャップ型モータ。
In order to achieve the above object, the invention described in claim 1
A plurality of main magnet pieces (a main
An axial gap type motor (axial
The rotor core is
It is configured by winding a tape-like magnetic plate (
A magnetic flux leakage suppression space (magnetic flux
An axial gap type motor characterized by that.
請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の構成に加えて、
前記磁束漏れ抑制空間に非磁性材からなる仕切り部材を設ける、
ことを特徴とする。
In addition to the structure of Claim 1, the invention of Claim 2 is
Providing a partition member made of a non-magnetic material in the magnetic flux leakage suppression space;
It is characterized by that.
請求項3に記載の発明は、請求項2に記載の構成に加えて、
前記ロータは、前記ロータコアの内径側及び外径側にそれぞれ設けられるシャフト部(後述の実施形態におけるシャフト部36)及びリム部(後述の実施形態におけるリム部37)と、前記シャフト部と前記リム部とを接続するリブ(後述の実施形態における径方向リブ35)とを有するロータフレーム(後述の実施形態におけるロータフレーム33)を備え、
前記仕切り部材が、前記リブである、
ことを特徴とする。
In addition to the structure of Claim 2, the invention of Claim 3 is
The rotor includes a shaft portion (a
The partition member is the rib;
It is characterized by that.
請求項4に記載の発明は、請求項1〜3のいずれかに記載の構成に加えて、
前記ロータは、回転軸方向および径方向に直交する方向に磁化された複数の副磁石片(後述の実施形態における副永久磁石片43)を備え、
前記ロータコアは、前記磁束漏れ抑制空間の回転軸方向両側に前記副磁石片を保持する副磁石用孔部(後述の実施形態における副磁石用孔部17)を有する、
ことを特徴とする。
In addition to the structure in any one of Claims 1-3, the invention of Claim 4 is
The rotor includes a plurality of submagnet pieces (
The rotor core has sub-magnet holes (
It is characterized by that.
請求項5に記載の発明は、請求項1〜4のいずれかに記載の構成に加えて、
前記磁束漏れ抑制空間は、前記主磁石片の軸方向長さと略等しい軸方向長さを有する、
ことを特徴とする。
In addition to the structure in any one of Claims 1-4, the invention of Claim 5 is
The magnetic flux leakage suppression space has an axial length substantially equal to the axial length of the main magnet piece.
It is characterized by that.
請求項6に記載の発明は、請求項4又は5に記載の構成に加えて、
前記磁束漏れ抑制空間は、前記副磁石片の周方向長さと略等しい周方向長さを有する、
ことを特徴とする。
In addition to the structure of Claim 4 or 5, the invention of Claim 6 is
The magnetic flux leakage suppression space has a circumferential length substantially equal to the circumferential length of the sub magnet piece.
It is characterized by that.
請求項7に記載の発明は、請求項4〜6に記載の構成に加えて、
前記副磁石片の回転軸方向外側に副磁束漏れ抑制空間(後述の実施形態における副磁束漏れ抑制空間18)を備える、
ことを特徴とする。
In addition to the structure of Claims 4-6, the invention of
A secondary magnetic flux leakage suppression space (a secondary magnetic flux
It is characterized by that.
請求項8に記載の発明は、請求項7に記載の構成に加えて、
前記副磁束漏れ抑制空間の回転軸方向外側の端部に開口部(後述の実施形態における開口部20)を有する、
ことを特徴とする。
In addition to the structure of
Having an opening (opening 20 in an embodiment described later) at the outer end of the auxiliary magnetic flux leakage suppression space in the rotation axis direction;
It is characterized by that.
請求項9に記載の発明は、請求項8に記載の構成に加えて、
前記開口部は周方向両側から延設された突起部(後述の実施形態における突起部19)を有する、
ことを特徴とする請求項8に記載のアキシャルギャップ型モータ。
In addition to the structure of Claim 8, the invention of Claim 9 is
The opening has a protruding portion (a
The axial gap type motor according to claim 8, wherein:
上記目的を達成するために、請求項10に記載の発明は、
回転軸方向に着磁され周方向に配置された複数の主磁石片(後述の実施形態における主永久磁石片41)と、それぞれ前記主磁石片を保持する複数の主磁石片用孔部(後述の実施形態における主磁石片用孔部15)を有するロータコア(後述の実施形態におけるロータコア13)と、を備え、回転軸周りに回転可能なロータ(後述の実施形態におけるロータ11)と、回転軸方向の両側から前記ロータに対向配置される一対のステータ(後述の実施形態におけるステータ12)と、を備えるアキシャルギャップ型モータ(後述の実施形態におけるアキシャルギャップ型モータ10)のロータ製造方法において、
テープ状の磁性板(後述の実施形態における磁性板14)にそれぞれ前記主磁石片を保持する複数の主磁石片用孔部を形成する主磁石片用孔部形成工程と、
前記磁性板の隣り合う前記主磁石片用孔部間に磁束漏れ抑制空間(後述の実施形態における磁束漏れ抑制空間16)を形成する磁束漏れ抑制空間形成工程と、
前記主磁石片用孔部と前記磁束漏れ抑制空間が形成された前記磁性板を捲回してロータコアを形成するロータコア捲回工程と、を備える、
ことを特徴とする。
In order to achieve the above object, the invention according to
A plurality of main magnet pieces (a main
A main magnet piece hole forming step for forming a plurality of main magnet piece holes for holding the main magnet piece in a tape-like magnetic plate (a
A magnetic flux leakage suppression space forming step for forming a magnetic flux leakage suppression space (magnetic flux
A rotor core winding step of winding the magnetic plate on which the hole portion for the main magnet piece and the magnetic flux leakage suppression space are formed to form a rotor core,
It is characterized by that.
請求項11に記載の発明は、請求項10に記載の構成に加えて、
回転軸方向および径方向に直交する方向に磁化され、前記磁束漏れ抑制空間の前記回転軸方向両側に配置される複数の副磁石片(後述の実施形態における副永久磁石片43)を保持する副磁石片挿入用孔部(後述の実施形態における副磁石用孔部17)を前記磁性板に形成する副磁石片用孔部形成工程と、
前記ロータコアの内径側及び外径側にシャフト部(後述の実施形態におけるシャフト部36)及びリム部(後述の実施形態におけるリム部37)とを設け、前記磁束漏れ抑制空間に前記シャフト部と前記リム部とを接続するリブ(後述の実施形態における径方向リブ35)を挿入する、ロータコア収容工程と、を備え、
前記磁束漏れ抑制空間形成工程において、前記磁束漏れ抑制空間は、少なくとも前記主磁石片用孔部の軸方向長さと略等しい軸方向長さと前記副磁石片用孔部の周方向長さと略等しい周方向長さの少なくとも一方の長さを有する、
ことを特徴とする。
In addition to the structure of
A secondary magnet piece (a secondary
A shaft portion (a
In the magnetic flux leakage suppression space forming step, the magnetic flux leakage suppression space has at least an axial length substantially equal to an axial length of the main magnet piece hole and a circumferential length substantially equal to the circumferential length of the sub magnet piece hole. Having at least one length in the direction length,
It is characterized by that.
請求項12に記載の発明は、請求項11に記載の構成に加えて、
前記副磁石片用孔部の回転軸方向外側端部に、前記副磁石片を前記ロータコアに保持する突起部(後述の実施形態における突起部19)と、前記突起部間に設けられた開口部(後述の実施形態における開口部20)とを形成する副磁束漏れ抑制空間形成工程と、を備える、
ことを特徴とする。
In addition to the structure of
A protrusion (
It is characterized by that.
請求項1の発明によれば、ロータコアは、周方向に隣り合う主磁石片間に磁束漏れ抑制空間を備えるので、周方向で隣り合う主磁石片間における磁束の短絡を抑制し、モータの発生トルクの減少や効率低下を防止することができる。また、ロータコアが磁性板を捲回して構成されるので、ロータの温度上昇や経年劣化などによって接着力が低下しても、ロータとステータとの間に生じる磁気吸引力に起因する磁性板の軸方向の位置ずれを防止することができる。 According to the invention of claim 1, since the rotor core includes the magnetic flux leakage suppression space between the main magnet pieces adjacent in the circumferential direction, the short circuit of the magnetic flux between the main magnet pieces adjacent in the circumferential direction is suppressed, and the motor is generated. Torque reduction and efficiency reduction can be prevented. In addition, since the rotor core is formed by winding the magnetic plate, even if the adhesive force is reduced due to the temperature rise or aging of the rotor, the axis of the magnetic plate caused by the magnetic attractive force generated between the rotor and the stator. It is possible to prevent positional displacement in the direction.
請求項2の発明によれば、磁束漏れ抑制空間に非磁性材からなる仕切り部材を設けることで、空隙よりも、より磁束の短絡を抑制することができる。さらに、ロータコアの剛性を向上させることができる。 According to the invention of claim 2, by providing the partition member made of a non-magnetic material in the magnetic flux leakage suppression space, it is possible to suppress the short circuit of the magnetic flux more than the gap. Furthermore, the rigidity of the rotor core can be improved.
請求項3の発明によれば、磁束漏れ抑制空間にシャフト部とリム部とを接続するリブを設けることで、磁性板のよれによる屈折を防止でき、さらにロータフレームを構成するリブを磁束漏れを抑制する部材として共用することができる。 According to the invention of claim 3, by providing the rib for connecting the shaft portion and the rim portion in the magnetic flux leakage suppression space, it is possible to prevent refraction due to the deflection of the magnetic plate, and further, the rib constituting the rotor frame can prevent the magnetic flux leakage. It can be shared as a suppressing member.
請求項4の発明によれば、略ハルバッハ構造とすることで主磁石片の磁束の方向を規制する磁束レンズ効果により有効磁束発生量を相対的に増やすことができる。 According to the invention of claim 4, the effective magnetic flux generation amount can be relatively increased by the magnetic lens effect of restricting the direction of the magnetic flux of the main magnet piece by adopting a substantially Halbach structure.
請求項5の発明によれば、磁束漏れ抑制空間は、主磁石片の軸方向長さと略等しい軸方向長さを有するので、周方向に隣り合う主磁石片からの磁束漏れによる磁束の流れを抑制することができるとともに、磁性板の強度を維持することができる。 According to the invention of claim 5, since the magnetic flux leakage suppression space has an axial length substantially equal to the axial length of the main magnet piece, the magnetic flux flow caused by the magnetic flux leakage from the main magnet pieces adjacent in the circumferential direction is prevented. While being able to suppress, the intensity | strength of a magnetic board can be maintained.
請求項6の発明によれば、磁束漏れ抑制空間は、副磁石片の周方向長さと略等しい周方向長さを有するので、軸方向に隣り合う副磁石片からの磁束漏れによる磁束の流れを抑制することができる。 According to the invention of claim 6, since the magnetic flux leakage suppression space has a circumferential length substantially equal to the circumferential length of the secondary magnet piece, the magnetic flux flow caused by the leakage of magnetic flux from the secondary magnet piece adjacent in the axial direction is reduced. Can be suppressed.
請求項7の発明によれば、副磁石片の回転軸方向外側に副磁束漏れ抑制空間を備えるので、副磁石片の外側における磁束の短絡を抑制することができる。 According to the seventh aspect of the present invention, since the auxiliary magnetic flux leakage suppression space is provided on the outer side in the rotation axis direction of the auxiliary magnet piece, a short circuit of the magnetic flux on the outside of the auxiliary magnet piece can be suppressed.
請求項8の発明によれば、開口部により副磁石片の回転軸方向外側における主磁石片及び副磁石片の磁束の短絡を抑制することができる。 According to invention of Claim 8, the opening part can suppress the short circuit of the magnetic flux of the main magnet piece and submagnet piece in the rotating shaft direction outer side of a submagnet piece.
請求項9の発明によれば、副磁束漏れ抑制空間は周方向両側から延設された突起部を備えるので、副磁石片をロータコア内に保持することができる。 According to the ninth aspect of the present invention, since the sub magnetic flux leakage suppression space includes the protrusions extending from both sides in the circumferential direction, the sub magnet piece can be held in the rotor core.
請求項10の発明によれば、周方向に隣り合う主磁石片用孔部間に磁束漏れ抑制空間を備えるので、主磁石片用孔部に主磁石片を装着したとき、周方向で隣り合う主磁石片間における磁束の短絡を抑制し、モータの発生トルクの減少や効率低下を防止することができる。また、ロータコアが磁性板を捲回して構成されるので、ロータの温度上昇や経年劣化などによって接着力が低下しても、ロータとステータとの間に生じる磁気吸引力に起因する磁性板の軸方向の位置ずれを防止することができる。
According to the invention of
請求項11の発明によれば、磁束漏れ抑制空間にシャフト部とリム部とを接続するリブを設けることで、磁性板のよれによる屈折を防止でき、さらにロータフレームを構成するリブを磁束漏れを抑制する部材として共用することができる。また、ロータが回転軸方向および径方向に直交する方向に磁化され、磁束漏れ抑制空間の回転軸方向の少なくとも一方側に配置された複数の副磁石片を備えるので、略ハルバッハ構造とすることで主磁石片の磁束の方向を規制する磁束レンズ効果により有効磁束発生量を相対的に増やすことができる。また、副磁石片の回転軸方向外側に副磁束漏れ抑制空間を備えるので、副磁石片の外側における磁束の短絡を抑制することができる。さらに、磁束漏れ抑制空間は、少なくとも主磁石片の軸方向長さと略等しい軸方向長さと副磁石片の周方向長さと略等しい周方向長さの少なくとも一方の長さを有するので、周方向に隣り合う主磁石片からの磁束漏れによる磁束の流れ、又は、軸方向に隣り合う副磁石片からの磁束漏れによる磁束の流れを抑制することができる。 According to the eleventh aspect of the present invention, by providing the rib for connecting the shaft portion and the rim portion in the magnetic flux leakage suppression space, refraction due to the deflection of the magnetic plate can be prevented, and further, the rib constituting the rotor frame can prevent the magnetic flux leakage. It can be shared as a suppressing member. In addition, since the rotor is magnetized in the direction orthogonal to the rotation axis direction and the radial direction and includes a plurality of sub-magnet pieces disposed on at least one side in the rotation axis direction of the magnetic flux leakage suppression space, a substantially Halbach structure is obtained. The effective magnetic flux generation amount can be relatively increased by the magnetic lens effect that regulates the direction of the magnetic flux of the main magnet piece. Moreover, since the secondary magnetic flux leakage suppression space is provided on the outer side in the rotation axis direction of the secondary magnet piece, a short circuit of the magnetic flux on the outside of the secondary magnet piece can be suppressed. Further, the magnetic flux leakage suppression space has at least one of an axial length substantially equal to the axial length of the main magnet piece and a circumferential length substantially equal to the circumferential length of the sub magnet piece. It is possible to suppress the flow of magnetic flux due to magnetic flux leakage from adjacent main magnet pieces or the flow of magnetic flux due to magnetic flux leakage from auxiliary magnet pieces adjacent in the axial direction.
請求項12の発明によれば、開口部により副磁石片の外側における磁束の短絡を抑制することができ、突起部により副磁石片をロータコア内に保持することができる。 According to the twelfth aspect of the present invention, it is possible to suppress a short circuit of the magnetic flux outside the secondary magnet piece by the opening, and it is possible to hold the secondary magnet piece in the rotor core by the protrusion.
以下、本発明に係るアキシャルギャップ型モータの一実施形態について、添付図面に基づいて詳細に説明する。なお、図面は符号の向きに見るものとする。 Hereinafter, an axial gap type motor according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. The drawings are viewed in the direction of the reference numerals.
本実施の形態によるアキシャルギャップ型モータ10は、例えば図1および図2に示すように、このアキシャルギャップ型モータ10の回転軸O周りに回転可能に設けられた略円環状のロータ11と、回転軸O方向の両側からロータ11を挟みこむようにして対向配置され、ロータ11を回転させる回転磁界を発生する複数相の各固定子巻線を有する1対のステータ12,12とを備えて構成されている。
An axial
このアキシャルギャップ型モータ10は、例えばハイブリッド車両や電動車両等の車両に駆動源として搭載され、出力軸がトランスミッション(図示略)の入力軸に接続されることで、アキシャルギャップ型モータ10の駆動力がトランスミッションを介して車両の駆動輪(図示略)に伝達されるようになっている。
The axial
また、車両の減速時に駆動輪側からアキシャルギャップ型モータ10に駆動力が伝達されると、アキシャルギャップ型モータ10は発電機として機能していわゆる回生制動力を発生し、車体の運動エネルギーを電気エネルギー(回生エネルギー)として回収する。さらに、例えばハイブリッド車両においては、アキシャルギャップ型モータ10の回転軸が内燃機関(図示略)のクランクシャフトに連結されると、内燃機関の出力がアキシャルギャップ型モータ10に伝達された場合にもアキシャルギャップ型モータ10は発電機として機能して発電エネルギーを発生する。
Further, when the driving force is transmitted from the driving wheel side to the axial
各ステータ12は、略円環板状のヨーク部21と、ロータ11に対向するヨーク部21の対向面上で周方向に所定間隔をおいた位置から回転軸O方向に沿ってロータ11に向かい突出すると共に径方向に伸びる複数のティース22,…,22と、適宜のティース22,22間に装着される固定子巻線(図示略)とを備えて構成されている。
Each
各ステータ12は、例えば主極が6個(例えば、U+,V+,W+,U−,V−,W)とされた6N型であって、一方のステータ12の各U+,V+,W+極に対して、他方のステータ12の各U−,V−,W−極が回転軸O方向で対向するように設定されている。例えば回転軸O方向で対向する1対のステータ12,12に対し、U+,V+,W+極およびU−,V−,W−極の一方に対応する一方のステータ12の3個のティース22,22,22と、U+,V+,W+極およびU−,V−,W−極の他方に対応する他方のステータ12の3個のティース22,22,22とが、回転軸O方向で対向するように設定され、回転軸O方向で対向する一方のステータ12のティース22と、他方のステータ12のティース22とに対する通電状態が電気角で反転状態となるように設定されている。
Each
ロータ11は、例えば図2に示すように、ロータコア13と、複数の主磁石部31,…,31と、複数の副磁石部32,…,32と、非磁性材からなるロータフレーム33とを備えて構成され、ロータコア13内で主磁石部31と副磁石部32が周方向において交互に配置された状態で、ロータコア13がロータフレーム33内に収容されている。
For example, as shown in FIG. 2, the
そして、ロータフレーム33は、周方向に所定間隔をおいて配置された複数の径方向リブ35,…,35によって接続された内周側円環状のシャフト部36と外周側円環状のリム部37とを備えて構成され、シャフト部36の内周部には、外部の駆動軸(例えば、車両のトランスミッションの入力軸等)に接続される出力軸が接続可能とされている。
The
ロータコア13は、後述するテープ状の電磁鋼板からなる磁性板14を捲回してなり、図3に示すように、その回転軸O方向中央部に後述する主永久磁石片41を収容する略扇形形状の主永久磁石片用孔部15と柱状の磁束漏れ抑制空間16が周方向において所定の間隔で交互に形成され、また磁束漏れ抑制空間16の回転軸O方向両側には、後述する副永久磁石片43を収容する柱状の副永久磁石片用孔部17が形成される。言い換えると、ロータコア13は、周方向に所定の間隔で主永久磁石片41を回転軸O方向両側から挟むように配置されたヨーク部42,…,42と、回転軸O方向に隣接するヨーク部42、42間を連結する一対の軸方向連結部14aと、周方向に隣接するヨーク部42、42間を連結する一対の周方向連結部14bと、を備え一体に形成されている。
The
主磁石部31は、厚さ方向(つまり、回転軸O方向)に磁化された略扇形板状の主永久磁石片41が主永久磁石片用孔部15に配置され、周方向で隣り合う主磁石部31,31の各主永久磁石片41,41は、図5に示すように磁化方向が互いに異方向となるように設定されている。
In the main magnet portion 31, a substantially sector plate-shaped main
副磁石部32は、図5に示すようにそれぞれ回転軸O方向および径方向に直行する方向(略周方向)に磁化された1対の副永久磁石片43,43が磁束漏れ抑制空間16の幅方向両側に形成された副永久磁石片用孔部17、17に配置されて構成され、回転軸O方向で対向する1対の副永久磁石片43,43は互いに磁化方向が異方向とされている。
As shown in FIG. 5, the
また、主磁石部31を介して周方向で対向する1対の副永久磁石片43,43同士は、互いに磁化方向が異方向とされている。そして、回転軸O方向の一方側に配置された1対の副永久磁石片43,43同士は、回転軸O方向に磁化された主永久磁石片41の一方側の磁極と同極の磁極を対向させ、回転軸O方向の他方側に配置された1対の副永久磁石片43,43同士は、回転軸O方向に磁化された主永久磁石片41の他方側の磁極と同極の磁極を対向させるように配置されている。
Further, the pair of sub
つまり、図5に示すように、例えば回転軸O方向の一方側がN極かつ他方側がS極とされた主永久磁石片41に対して、回転軸O方向の一方側においてヨーク部42を周方向の両側から挟み込む1対の副永久磁石片43,43は、互いのN極が周方向で対向するように配置され、回転軸O方向の他方側においてヨーク部42を周方向の両側から挟み込む1対の副永久磁石片43,43は、互いのS極が周方向で対向するように配置されている。 これにより、所謂永久磁石の略ハルバッハ配置となり、主永久磁石片41の磁束の方向を規制する磁束レンズ効果により主永久磁石片41および各副永久磁石片43,43の各磁束が収束し、各ステータ12,12に鎖交する有効磁束が相対的に増大するようになっている。
That is, as shown in FIG. 5, for example, with respect to the main
ロータフレーム33は、図4に示すように、シャフト部36に径方向リブ35が装着される円形状の貫通孔であるシャフト部側リブ装着穴36aが周方向に等間隔で複数形成され、リム部37に径方向リブ35が装着される矩形状の貫通孔であるリム部側リブ装着穴37aが周方向に等間隔で複数形成されている。
As shown in FIG. 4, the
また、径方向リブ35は、略T字形状を有し、この径方向内方側端部35aは略円形断面を有し雄ねじ部が形成され、径方向外方側端部35b及び径方向中途部35cは矩形断面を有し、径方向外方側端部35bは径方向中途部35cから径方向外側に向かうにつれて周方向長さが次第に長くなるとともに、一様な軸方向長さを有するように構成されている。
Further, the
そして、内径側と外径側からシャフト部36とリム部37に主永久磁石片41と副永久磁石片43を備えたロータコア13を挟んで、リム部37のリム部側リブ装着穴37aから挿入された径方向リブ35が、径方向中途部35cを磁束漏れ抑制空間16に内嵌され、径方向内方側端部35aがシャフト部側リブ装着穴36aに装着され、シャフト部36の内径側からナット38を螺合され、径方向リブ35がシャフト部36に固定されている。
Then, the
次に、本発明のアキシャルギャップ型モータ10のロータ11の製造方法について説明する。なお、磁性板14の幅方向がロータ11の回転軸O方向であり、磁性板14の長手方向がロータ11の周方向である。
Next, a method for manufacturing the
ロータコア13は、図6に示すように、テープ状の電磁鋼板からなる磁性板14の幅方向中央部に主永久磁石片用孔部15、磁束漏れ抑制空間16を、磁束漏れ抑制空間16の幅方向両側に副永久磁石片用孔部17を、例えばプレス成型機を用いて打ち抜き加工により形成する(主磁石片用孔部形成工程、磁束漏れ抑制空間形成工程、副磁石片用孔部形成工程)。
As shown in FIG. 6, the
ここで、磁束漏れ抑制空間16の幅をTa、長手方向長さをTp、副永久磁石片用孔部17の長手方向長さをLsp,磁束漏れ抑制空間16の幅方向両側に配置された副永久磁石片用孔部17、17間距離をLsa、主永久磁石片用孔部15の幅をLma、隣り合う主永久磁石片用孔部15、15間距離をLmpとすると、Ta=Lma<Lsa、Tp<Lsp<Lmpの関係を満たすように設定されている。
Here, the width of the magnetic flux
このように主永久磁石片用孔部15、磁束漏れ抑制空間16及び副永久磁石片用孔部17が形成されたテープ状の磁性板14は、図7に示すように、巻芯70上に仮止めされ、巻芯70が回転することで捲回される(ロータコア捲回工程)。
The tape-like
磁性板14は巻芯70上で捲回されるので、最内径側から一層目、二層目、三層目、・・・と長手方向長さが長くなる。そのため、図6において隣り合う磁束漏れ抑制空間16の中心間距離をピッチPとすると、ピッチPは最内径側から一層目、二層目、三層目、・・・と次第に大きくなるように設定されている。また、主永久磁石片41は略扇形板状を有するため、主永久磁石片用孔部15の長手方向長さも最内径側から一層目、二層目、三層目、・・・と次第に大きくなるように設定されている。そして、図8(a)に示すように、所定の大きさに捲回された磁性板14の巻き始め14dと巻き終わり14eが巻芯70の中心から径方向において同じ位置で捲回を終了し、捲回された磁性板14の巻き始め14dと巻き終わり14eを溶接することでロータコア13が形成される。なお、溶接後、磁性板14の各層を接着してもよい。さらに、磁性板14の巻き始め14dと巻き終わり14eをヨーク部42ではなく周方向連結部14bとしてもよい。
Since the
このように製造されたロータコア13は、テープ状の電磁鋼板からなる磁性板14を捲回して構成され、その回転軸O方向中央部に主永久磁石片41を収容する略扇形形状の主永久磁石片用孔部15と柱状の磁束漏れ抑制空間16が周方向において交互に形成され、また磁束漏れ抑制空間16の回転軸O方向両側には、副永久磁石片43を収容する柱状の副永久磁石片用孔部17が形成される。
The
そして、ロータコア13の主永久磁石片用孔部15に主永久磁石片41を装着し、副永久磁石片用孔部17に副永久磁石片43を装着する。
Then, the main
続いて、主永久磁石片41と副永久磁石片43を備えたロータコア13の内径側にシャフト部36を設け、外径側にリム部37を設け、リム部37のリム部側リブ装着穴37aから径方向リブ35を挿入する。このとき、径方向リブ35の径方向中途部35cは磁束漏れ抑制空間16に内嵌され、径方向内方側端部35aがシャフト部側リブ装着穴36aに装着され、シャフト部36の内径側からナット38を螺合することにより径方向リブ35がシャフト部36に固定される。このようにして、ロータコア13がロータフレーム33内に収容され(ロータコア収容工程)、ロータ11が製造される。
Subsequently, the
上述したように、本実施の形態によるアキシャルギャップ型モータ10によれば、周方向に隣り合う主永久磁石片41、41間に磁束漏れ抑制空間16を備えるので、周方向で隣り合う主永久磁石片41、41間における磁束の短絡を抑制し、モータ10の発生トルクの減少や効率低下を防止することができる。また、ロータコア13がテープ状の磁性板14を捲回して構成されるので、ロータ11の温度上昇や経年劣化などによって接着力が低下しても、ロータ11とステータ12との間に生じる磁気吸引力に起因する磁性板14の回転軸O方向の位置ずれを防止することができる。さらに、主永久磁石片用孔部15と磁束漏れ抑制空間16とを1回の打ち抜きで同時に成形することができるため製造効率を向上させることができる。
As described above, according to the axial
また、本実施の形態によるアキシャルギャップ型モータ10によれば、磁束漏れ抑制空間16にシャフト部36とリム部37とを接続する径方向リブ35を設けることで、磁性板14のよれによる屈折を防止でき、さらにロータフレーム33を構成する径方向リブ35の磁束漏れを抑制する部材として共用することができる。
Further, according to the axial
なお、磁束漏れ抑制空間16内は、径方向リブ35の代わりに空隙にしてもよく又は非磁性材からなる仕切り部材を設けてもよい。空隙にしても磁束漏れを抑制でき、非磁性材からなる仕切り部材を設けることで、より磁束漏れを抑制することができロータコアの剛性も向上させることができる。この場合、ロータコア13にシャフト部36とリム部37を圧入又は焼きばめ等により固定してもよい。
In the magnetic flux
また、本実施の形態によるアキシャルギャップ型モータ10によれば、ロータ11が回転軸O方向および径方向に直交する方向に磁化され、磁束漏れ抑制空間16の回転軸O方向の両側に配置された複数の副永久磁石片43を備えるので、略ハルバッハ構造となり、主永久磁石片41の磁束の方向を規制する磁束レンズ効果により有効磁束発生量を相対的に増やすことができる。
Further, according to the axial
また、本実施の形態によるアキシャルギャップ型モータ10によれば、磁束漏れ抑制空間16は、主永久磁石片41の軸方向長さと略等しい軸方向長さを有するので、周方向に隣り合う主永久磁石片41、41からの磁束漏れによる磁束の流れを抑制することができる。また、磁束漏れ抑制空間16を有していても磁性板14が強度不足となるのを抑制することができる。
Further, according to the axial
尚、本発明は、前述した各実施形態に限定されるものではなく、適宜、変形、改良、等が可能である。 In addition, this invention is not limited to each embodiment mentioned above, A deformation | transformation, improvement, etc. are possible suitably.
図9は本発明の第1実施形態におけるアキシャルギャップ型モータ10の第1変形例のロータコアを周方向から見た模式図である。
FIG. 9 is a schematic view of the rotor core of the first modification of the axial
図9においては、ロータコア13を構成するヨーク部42の長手方向両端部にテーパ状の面取り部14c、14cを設け、さらにTa<Lsa=Lma、Tp=Lsp<Lmpの関係式を満たすように設定されている。面取り部14cの傾きを選択することにより極弧角を調整し、これによりステータ12、12間での磁気抵抗の急激な変化を抑制し、トルクリップルの発生を抑制することができる。
In FIG. 9, tapered chamfered
また、磁束漏れ抑制空間16の長手方向長さTpは、副永久磁石片43の長手方向長さLspと略等しい長さを有するので、回転軸O方向に隣り合う副永久磁石片43、43からの磁束漏れによる磁束の流れを抑制することができる。
Further, since the longitudinal length Tp of the magnetic flux
なお、磁束漏れ抑制空間16の幅Taを主永久磁石片41の幅Lmaと略等しい幅とし、かつ、磁束漏れ抑制空間16の長手方向長さTpを副永久磁石片43の長手方向長さLspと略等しく設定してもよい。これにより、周方向に隣り合う主永久磁石片41、41からの磁束漏れによる磁束の流れを抑制することができ、かつ、回転軸O方向に隣り合う副永久磁石片43、43からの磁束漏れによる磁束の流れを抑制することができる。
The width Ta of the magnetic flux
さらに、副永久磁石片用孔部17の外側に長手方向に隣り合う面取り部14c、14c間が幅方向外側に開口した開口部20を有し、副永久磁石片用孔部17に副永久磁石片43を装着したとき、副永久磁石片43の回転軸O方向外側に副磁束漏れ抑制空間18が形成される。これにより、副永久磁石片43の回転軸O方向外側における主永久磁石片41及び副永久磁石片43の磁束の短絡を抑制することができる。
Furthermore, the chamfered
図10は本発明の第1実施形態におけるアキシャルギャップ型モータ10の第2変形例のロータコアを周方向から見た模式図である。
FIG. 10 is a schematic view of the rotor core of the second modified example of the axial
図10においては、さらに、副永久磁石片用孔部17の幅方向外側に長手方向両側のヨーク部42、42から延設された突起部19、19を有し、突起部19、19間に開口部20が形成されている。第2変形例によれば、副永久磁石片用孔部17に副永久磁石片43を装着したとき、突起部19、19が副永久磁石片43をロータフレーム33内に保持し、これにより副永久磁石片43が回転軸O方向に脱落することを防止することができる。また、副永久磁石片43の回転軸O方向に突起部19、19間に形成された開口部20からなる副磁束漏れ抑制空間18が形成されるので、副永久磁石片43の回転軸O方向外側における磁束の短絡を抑制することができる。
In FIG. 10,
図11は本発明の第1実施形態におけるアキシャルギャップ型モータ10の第3変形例のロータコアを周方向から見た模式図である。第3変形例は、前述した第1変形例にさらに突起部を設けたものである。
FIG. 11 is a schematic view of a rotor core of a third modified example of the
図11においては、ロータコア13を構成するヨーク部42の長手方向両端部にテーパ状の面取り部14c、14cを設け、面取り部14c、14cから副永久磁石片用孔部17に突起部19、19を延設し、突起部19、19間に開口部20が形成されている。第3変形例によれば、第1変形例による効果に加えて、副永久磁石片用孔部17に副永久磁石片43を装着したとき、突起部19、19が副永久磁石片43をロータフレーム33内に保持し、これにより副永久磁石片43が回転軸O方向に脱落することを防止することができる。
In FIG. 11, tapered chamfered
また、本実施形態および第1〜3変形例において、略ハルバッハ型に限らず、副磁石部32に副永久磁石片43の代わりに非磁性部材を配設してもよく、空間としてもよい。
Moreover, in this embodiment and the 1st-3rd modification, not only a substantially Halbach type but a nonmagnetic member may be arrange | positioned instead of the
10 アキシャルギャップ型モータ
11 ロータ
12 ステータ
13 ロータコア
14 テープ状の磁性板
15 主永久磁石片用孔部
16 磁束漏れ抑制空間
17 副永久磁石片用孔部
18 副磁束漏れ抑制空間
19 突起部
20 開口部
33 ロータフレーム
35 径方向リブ
36 シャフト部
37 リム部
41 主永久磁石片(主磁石片)
42 ヨーク部
43 副永久磁石片(副磁石片)
O 回転軸
DESCRIPTION OF
42
O Rotating shaft
Claims (12)
回転軸方向の両側から前記ロータに対向配置される一対のステータと、を備えるアキシャルギャップ型モータであって、
前記ロータコアは、
テープ状の磁性板を捲回して構成され、
周方向に隣り合う前記主磁石片間に磁束漏れ抑制空間を備える、
ことを特徴とするアキシャルギャップ型モータ。 A plurality of main magnet pieces magnetized in the direction of the rotation axis and arranged in the circumferential direction, and a rotor core having a plurality of main magnet piece holes for holding the main magnet pieces, respectively, are rotatable around the rotation axis A rotor and
A pair of stators disposed opposite to the rotor from both sides in the rotation axis direction, and an axial gap type motor comprising:
The rotor core is
Constructed by winding a tape-shaped magnetic plate,
A magnetic flux leakage suppression space is provided between the main magnet pieces adjacent in the circumferential direction.
An axial gap type motor characterized by that.
ことを特徴とする請求項1に記載のアキシャルギャップ型モータ。 Providing a partition member made of a non-magnetic material in the magnetic flux leakage suppression space;
The axial gap type motor according to claim 1.
前記仕切り部材が、前記リブである、
ことを特徴とする請求項2に記載のアキシャルギャップ型モータ。 The rotor includes a rotor frame having a shaft portion and a rim portion respectively provided on an inner diameter side and an outer diameter side of the rotor core, and a rib connecting the shaft portion and the rim portion,
The partition member is the rib;
The axial gap type motor according to claim 2, wherein:
前記ロータコアは、前記磁束漏れ抑制空間の回転軸方向両側に前記副磁石片を保持する副磁石用孔部を有する、
ことを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載のアキシャルギャップ型モータ。 The rotor includes a plurality of sub-magnet pieces magnetized in a direction perpendicular to the rotation axis direction and the radial direction,
The rotor core has a sub-magnet hole for holding the sub-magnet piece on both sides in the rotation axis direction of the magnetic flux leakage suppression space.
The axial gap type motor according to any one of claims 1 to 3, wherein
ことを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載のアキシャルギャップ型モータ。 The magnetic flux leakage suppression space has an axial length substantially equal to the axial length of the main magnet piece.
The axial gap type motor according to any one of claims 1 to 4, wherein the motor is an axial gap type motor.
ことを特徴とする請求項4又は5に記載のアキシャルギャップ型モータ。 The magnetic flux leakage suppression space has a circumferential length substantially equal to the circumferential length of the sub magnet piece.
The axial gap type motor according to claim 4 or 5, wherein
ことを特徴とする請求項4〜6に記載のアキシャルギャップ型モータ。 A secondary magnetic flux leakage suppression space is provided on the outer side in the rotation axis direction of the secondary magnet piece.
The axial gap type motor according to claim 4, wherein the axial gap type motor is provided.
ことを特徴とする請求項7に記載のアキシャルギャップ型モータ。 Having an opening at the outer axial end of the auxiliary magnetic flux leakage suppression space,
The axial gap type motor according to claim 7.
ことを特徴とする請求項8に記載のアキシャルギャップ型モータ。 The opening has protrusions extending from both sides in the circumferential direction.
The axial gap type motor according to claim 8, wherein:
テープ状の磁性板にそれぞれ前記主磁石片を保持する複数の主磁石片用孔部を形成する主磁石片用孔部形成工程と、
前記磁性板の隣り合う前記主磁石片用孔部間に磁束漏れ抑制空間を形成する磁束漏れ抑制空間形成工程と、
前記主磁石片用孔部と前記磁束漏れ抑制空間が形成された前記磁性板を捲回してロータコアを形成するロータコア捲回工程と、を備える、
ことを特徴とするロータ製造方法。 A plurality of main magnet pieces magnetized in the direction of the rotation axis and arranged in the circumferential direction, and a rotor core having a plurality of main magnet piece holes for holding the main magnet pieces, respectively, are rotatable around the rotation axis In a rotor manufacturing method of an axial gap type motor comprising: a rotor and a pair of stators arranged opposite to the rotor from both sides in the rotation axis direction,
A main magnet piece hole forming step for forming a plurality of main magnet piece holes for holding the main magnet pieces in the tape-like magnetic plate,
A magnetic flux leakage suppression space forming step for forming a magnetic flux leakage suppression space between adjacent holes of the main magnet piece of the magnetic plate;
A rotor core winding step of winding the magnetic plate on which the hole portion for the main magnet piece and the magnetic flux leakage suppression space are formed to form a rotor core,
The rotor manufacturing method characterized by the above-mentioned.
前記ロータコアの内径側及び外径側にシャフト部及びリム部とを設け、前記磁束漏れ抑制空間に前記シャフト部と前記リム部とを接続するリブを挿入する、ロータコア収容工程と、を備え、
前記磁束漏れ抑制空間形成工程において、前記磁束漏れ抑制空間は、少なくとも前記主磁石片用孔部の軸方向長さと略等しい軸方向長さと前記副磁石片用孔部の周方向長さと略等しい周方向長さの少なくとも一方の長さを有する、
ことを特徴とする請求項10に記載のロータ製造方法。 Sub-magnet piece insertion holes that are magnetized in the direction perpendicular to the rotation axis direction and the radial direction and hold a plurality of sub-magnet pieces arranged on both sides of the magnetic flux leakage suppression space in the rotation axis direction are formed in the magnetic plate A step of forming a hole for the secondary magnet piece,
A rotor core housing step of providing a shaft portion and a rim portion on an inner diameter side and an outer diameter side of the rotor core, and inserting a rib connecting the shaft portion and the rim portion into the magnetic flux leakage suppression space,
In the magnetic flux leakage suppression space forming step, the magnetic flux leakage suppression space has at least an axial length substantially equal to an axial length of the main magnet piece hole and a circumferential length substantially equal to the circumferential length of the sub magnet piece hole. Having at least one length in the direction length,
The method of manufacturing a rotor according to claim 10.
ことを特徴とする請求項11に記載のロータ製造方法。 A secondary magnetic flux leakage suppression space is formed at the outer end in the rotational axis direction of the secondary magnet piece hole to form a projection that holds the secondary magnet piece on the rotor core and an opening provided between the projections. A process comprising:
The rotor manufacturing method according to claim 11.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2008260768A JP2010093928A (en) | 2008-10-07 | 2008-10-07 | Axial gap type motor |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2008260768A JP2010093928A (en) | 2008-10-07 | 2008-10-07 | Axial gap type motor |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2010093928A true JP2010093928A (en) | 2010-04-22 |
Family
ID=42256084
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2008260768A Withdrawn JP2010093928A (en) | 2008-10-07 | 2008-10-07 | Axial gap type motor |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2010093928A (en) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN104578633A (en) * | 2015-01-26 | 2015-04-29 | 哈尔滨理工大学 | Axial magnetic field modulation type composite motor with improved flux modulation structure and improved magnetizing direction |
CN105610289A (en) * | 2015-12-29 | 2016-05-25 | 赵浩 | Alternating current/direct current tachogenerator |
JP2019508342A (en) * | 2016-01-11 | 2019-03-28 | ライトラム、エル.エル.シー. | Electric pulley and belt drive system |
CN110546859A (en) * | 2017-04-25 | 2019-12-06 | Lg伊诺特有限公司 | Sensing apparatus |
-
2008
- 2008-10-07 JP JP2008260768A patent/JP2010093928A/en not_active Withdrawn
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN104578633A (en) * | 2015-01-26 | 2015-04-29 | 哈尔滨理工大学 | Axial magnetic field modulation type composite motor with improved flux modulation structure and improved magnetizing direction |
CN105610289A (en) * | 2015-12-29 | 2016-05-25 | 赵浩 | Alternating current/direct current tachogenerator |
JP2019508342A (en) * | 2016-01-11 | 2019-03-28 | ライトラム、エル.エル.シー. | Electric pulley and belt drive system |
CN110546859A (en) * | 2017-04-25 | 2019-12-06 | Lg伊诺特有限公司 | Sensing apparatus |
CN110546859B (en) * | 2017-04-25 | 2021-07-20 | Lg伊诺特有限公司 | Sensing apparatus |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP4678549B2 (en) | Axial gap type motor | |
JP4729551B2 (en) | Axial gap type motor | |
JP4961302B2 (en) | Axial gap type motor | |
JP4707696B2 (en) | Axial gap type motor | |
JP2008271640A (en) | Axial gap motor | |
WO2010087103A1 (en) | Axial gap motor and method of manufacturing rotor for same | |
JP2010178472A (en) | Axial gap motor | |
JP4906606B2 (en) | Axial gap type motor | |
JP4500843B2 (en) | Axial gap type motor | |
JP5410162B2 (en) | Axial gap type motor and manufacturing method thereof | |
JP2010093928A (en) | Axial gap type motor | |
JP2010119167A (en) | Axial gap motor, and method of manufacturing rotor thereof | |
JP4671250B1 (en) | Rotor for axial gap type motor and manufacturing method thereof | |
JP5317621B2 (en) | Axial gap type motor | |
JP2009095089A (en) | Axial gap motor | |
JPH09117081A (en) | Rotor for permanent magnet synchronous motor | |
JP2010017010A (en) | Axial gap motor | |
JP5083831B2 (en) | Axial gap type motor and method of manufacturing the same | |
JP4896690B2 (en) | Axial gap type motor | |
JP2010178592A (en) | Axial gap type motor | |
JP2010110163A (en) | Axial gap type motor and method of manufacturing its rotor | |
JP4924846B2 (en) | Axial gap type motor and rotor manufacturing method thereof | |
JP2010088182A (en) | Axial gap type motor | |
JP2010119197A (en) | Axial gap type motor | |
JP2009095086A (en) | Axial gap motor |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A300 | Application deemed to be withdrawn because no request for examination was validly filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20120110 |