JP2010093973A - アキシャルギャップ型モータ - Google Patents
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Abstract
【解決手段】回転軸O方向に着磁され周方向に配置された複数の主永久磁石片41と、それぞれ主永久磁石片41を保持する複数の主磁石片用孔部15を有するロータコア13を備え、回転軸周りに回転可能なロータ11と、回転軸O方向の少なくとも一方側からロータ11に対向配置されるステータ12と、を備えるアキシャルギャップ型モータ10であって、ロータコア13は、テープ状の磁性板14を捲回して構成され、径方向に隣り合う第1捲回層と第2捲回層を有し、第1捲回層と第2捲回層のロータコア13の回転中心から同位相に位置する部分において、第1捲回層は磁束の短絡を抑制する外側磁束短絡抑制部62を有し、第2捲回層は外側連結部61を有する。
【選択図】図5
Description
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)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、
回転軸方向の少なくとも一方側から前記ロータに対向配置されるステータ(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、10A)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、径方向に隣り合う第1捲回層と第2捲回層を有し、
前記第1捲回層と前記第2捲回層の前記ロータコアの回転中心から同位相に位置する部分において、前記第1捲回層は、磁束の短絡を抑制する磁束短絡抑制部(後述の実施形態における外側磁束短絡抑制部62、内側磁束短絡抑制部52)を有し、前記第2捲回層は、前記磁性板の強度を確保する機械強度維持部(後述の実施形態における外側連結部61、内側連結部51)を有する、
ことを特徴とする。
前記磁束短絡抑制部は、周方向に隣り合う前記主磁石片用孔部を連通する連通部(後述の実施形態における内側磁束短絡抑制部52)であり、
前記機械強度維持部は、周方向に隣り合う前記主磁石片用孔部を閉塞する閉塞部(後述の実施形態における内側連結部51)である、
ことを特徴とする。
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、周方向に隣り合う前記主磁石片用孔部間で前記回転軸方向の少なくとも一方側に、それぞれ前記副磁石片を保持する複数の副磁石片用孔部(後述の実施形態における副磁石片用孔部17)を有する、
ことを特徴とする。
前記磁束短絡抑制部は、前記回転軸方向の少なくとも一方側において、前記副磁石片用孔部の回転軸方向外側が開口した開口部(後述の実施形態における外側磁束短絡抑制部62)であり、
前記機械強度維持部は、前記回転軸方向の少なくとも一方側において、前記副磁石片用孔部の回転軸方向外側が閉塞した閉塞部(後述の実施形態における外側連結部61)である、
ことを特徴とする。
前記ロータコアにおいて、前記第1捲回層と前記第2捲回層は、それぞれ前記磁束短絡抑制部と前記機械強度維持部を有し、
前記ロータコアを構成する前記テープ状の磁性板に形成された前記磁束短絡抑制部と前記機械強度維持部の配列が、所定のパターンで繰り返される、
ことを特徴とする。
前記ロータコアにおいて、前記ロータコアを構成する前記テープ状の磁性板に形成された前記磁束短絡抑制部と前記機械強度維持部の配列が、前記主磁石片の総数に対し約数とならない整数個を1つのパターンとして繰り返される、
ことを特徴とする。
前記機械強度維持部を熱処理により非磁性化した、
ことを特徴とする。
前記テープ状の磁性板の前記機械強度維持部を予め非磁性化した後、捲回される、
ことを特徴とする。
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)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、
回転軸方向の少なくとも一方側から前記ロータに対向配置されるステータ(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、10A)のロータ製造方法において、
前記主磁石片用孔部をテープ状の磁性板(後述の実施形態における磁性板14)に形成する打ち抜き工程と、
前記主磁石片用孔部が形成された前記磁性板を捲回する捲回工程と、を備え、
前記打ち抜き工程において、周方向に隣り合う前記主磁石片用孔部を連通する磁束短絡抑制部(後述の実施形態における内側磁束短絡抑制部52)と、周方向に隣り合う前記主磁石片用孔部を閉塞する機械強度維持部(後述の実施形態における内側連結部51)を形成する、
ことを特徴とする。
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)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、
回転軸方向の少なくとも一方側から前記ロータに対向配置されるステータ(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、10A)のロータ製造方法において、
前記主磁石片用孔部と、周方向に隣り合う前記主磁石片孔部間で前記回転軸方向の少なくとも一方側に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)をそれぞれ保持する副磁石片用孔部(後述の実施形態における副磁石片用孔部17)と、をテープ状の磁性板に形成する打ち抜き工程と、
前記主磁石片用孔部と前記副磁石片用孔部が形成された前記磁性板を捲回する捲回工程と、を備え、
前記打ち抜き工程において、前記回転軸方向の少なくとも一方側において、前記副磁石片用孔部の回転軸方向外側が開口した磁束短絡抑制部(後述の実施形態における外側磁束短絡抑制部62)と、前記回転軸方向の少なくとも一方側において、前記副磁石片用孔部の回転軸方向外側が閉塞した機械強度維持部(後述の実施形態における外側連結部61)を形成する、
ことを特徴とする。
前記捲回工程前に、前記機械強度維持部を熱処理により非磁性化する熱処理工程を備える、
ことを特徴とする。
前記打ち抜き工程において、前記テープ状の磁性板に形成された前記磁束短絡抑制部と前記機械強度維持部の配列が、前記主磁石片の総数に対し約数とならない整数個を1つのパターンとして繰り返される、
ことを特徴とする。
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。
また、図5(b)及び図5(c)に示すように、副永久磁石片43の回転軸O方向外側は一部が外側連結部61により周方向で隣り合うヨーク部42、42間が連結され、残りが外側磁束短絡抑制部62として間引きされた開口部となっている。従って、ロータ11とステータ12間に生じる渦電流が外側磁束短絡抑制部62では生じず、外側連結部61でのみ生じることとなり、ロータ11とステータ12間に生じる渦電流を最小限に抑制することができる。
以下、本発明の第2実施形態について、図面を適宜参照しつつ説明する。
図8は、第2実施形態のアキシャルギャップ型モータのロータコアを周方向に見た模式図である。なお、第2実施形態のアキシャルギャップ型モータ10Aは、ロータコア13の構造以外は第1実施形態のアキシャルギャップ型モータ10と同一の構造を有し、図中、第1実施形態と同一の構成部分には同一符号を付して説明を省略する。
また、図8(b)及び図8(c)に示すように、副永久磁石片43の回転軸O方向外側は一部が外側連結部61により周方向で隣り合うヨーク部42、42間が連結され、残りが外側磁束短絡抑制部62として間引きされた開口部となっている。従って、ロータ11とステータ12間に生じる渦電流が外側磁束短絡抑制部62では生じず、外側連結部61でのみ生じることとなり、ロータ11とステータ12間に生じる渦電流を最小限に抑制することができる。
以下、本発明の第3実施形態について説明する。
第3実施形態のアキシャルギャップ型モータは、第2実施形態のアキシャルギャップ型モータ10Aの内側連結部51及び外側連結部61を熱処理により非磁性化したものである。これにより、内側連結部51及び外側連結部61を介して磁束が短絡するのを抑制することができる。
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
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)
51 内側連結部(機械強度維持部)
52 内側磁束短絡抑制部(磁束短絡抑制部)
61 外側連結部(機械強度維持部)
62 外側磁束短絡抑制部(磁束短絡抑制部)
O 回転軸
Claims (12)
- 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を有するロータコアを備え、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前記ロータに対向配置されるステータと、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、径方向に隣り合う第1捲回層と第2捲回層を有し、
前記第1捲回層と前記第2捲回層の前記ロータコアの回転中心から同位相に位置する部分において、前記第1捲回層は、磁束の短絡を抑制する磁束短絡抑制部を有し、前記第2捲回層は、前記磁性板の強度を確保する機械強度維持部を有する、
ことを特徴とするアキシャルギャップ型モータ。 - 前記磁束短絡抑制部は、周方向に隣り合う前記主磁石片用孔部を連通する連通部であり、
前記機械強度維持部は、周方向に隣り合う前記主磁石片用孔部を閉塞する閉塞部である、
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。 - 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を備え、
前記ロータコアは、周方向に隣り合う前記主磁石片用孔部間で前記回転軸方向の少なくとも一方側に、それぞれ前記副磁石片を保持する複数の副磁石片用孔部を有する、
ことを特徴とする請求項1又は2に記載のアキシャルギャップ型モータ。 - 前記磁束短絡抑制部は、前記回転軸方向の少なくとも一方側において、前記副磁石片用孔部の回転軸方向外側が開口した開口部であり、
前記機械強度維持部は、前記回転軸方向の少なくとも一方側において、前記副磁石片用孔部の回転軸方向外側が閉塞した閉塞部である、
ことを特徴とする請求項3に記載のアキシャルギャップ型モータ。 - 前記ロータコアにおいて、前記第1捲回層と前記第2捲回層は、それぞれ前記磁束短絡抑制部と前記機械強度維持部を有し、
前記ロータコアを構成する前記テープ状の磁性板に形成された前記磁束短絡抑制部と前記機械強度維持部の配列が、所定のパターンで繰り返される、
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。 - 前記ロータコアにおいて、前記ロータコアを構成する前記テープ状の磁性板に形成された前記磁束短絡抑制部と前記機械強度維持部の配列が、前記主磁石片の総数に対し約数とならない整数個を1つのパターンとして繰り返される、
ことを特徴とする請求項5に記載のアキシャルギャップ型モータ。 - 前記機械強度維持部を熱処理により非磁性化した、
ことを特徴とする請求項1〜6のいずれかに記載のアキシャルギャップ型モータ。 - 前記テープ状の磁性板の前記機械強度維持部を予め非磁性化した後、捲回される、
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。 - 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を有するロータコアを備え、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前記ロータに対向配置されるステータと、を備えるアキシャルギャップ型モータのロータ製造方法において、
前記主磁石片用孔部をテープ状の磁性板に形成する打ち抜き工程と、
前記主磁石片用孔部が形成された前記磁性板を捲回する捲回工程と、を備え、
前記打ち抜き工程において、周方向に隣り合う前記主磁石片用孔部を連通する磁束短絡抑制部と、周方向に隣り合う前記主磁石片用孔部を閉塞する機械強度維持部を形成する、
ことを特徴とするアキシャルギャップ型モータのロータ製造方法。 - 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を有するロータコアを備え、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前記ロータに対向配置されるステータと、を備えるアキシャルギャップ型モータのロータ製造方法において、
前記主磁石片用孔部と、周方向に隣り合う前記主磁石片孔部間で前記回転軸方向の少なくとも一方側に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をそれぞれ保持する副磁石片用孔部と、をテープ状の磁性板に形成する打ち抜き工程と、
前記主磁石片用孔部と前記副磁石片用孔部が形成された前記磁性板を捲回する捲回工程と、を備え、
前記打ち抜き工程において、前記回転軸方向の少なくとも一方側において、前記副磁石片用孔部の回転軸方向外側が開口した磁束短絡抑制部と、前記回転軸方向の少なくとも一方側において、前記副磁石片用孔部の回転軸方向外側が閉塞した機械強度維持部を形成する、
ことを特徴とするアキシャルギャップ型モータのロータ製造方法。 - 前記捲回工程前に、前記機械強度維持部を熱処理により非磁性化する熱処理工程を備える、
ことを特徴とする請求項9又は10に記載のアキシャルギャップ型モータのロータ製造方法。 - 前記打ち抜き工程において、前記テープ状の磁性板に形成された前記磁束短絡抑制部と前記機械強度維持部の配列が、前記主磁石片の総数に対し約数とならない整数個を1つのパターンとして繰り返される、
ことを特徴とする請求項11に記載のアキシャルギャップ型モータのロータ製造方法。
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