JP2010141992A - 回転モーター - Google Patents

Abstract

【課題】安定した回転トルクが得られる回転モーターの提供。
【解決手段】ステータ２のステータハウジング２１からは、コイル２３を含むコイル構成体ＣＯが半径方向内方に複数突出している。コイル２３には多相交流電流が印加されている。ステータ２に対して回転可能に取り付けられたローター３は、磁性材料により形成された回転基体３１を有し、回転基体３１には、コイル構成体ＣＯを回転軸方向に挟むように半径方向外方に延びた、複数のフランジ部３１２〜３１５が形成されている。フランジ部３１２〜３１４のコイル２３に対向する端面３１２ａ〜３１４ａには、正負（ＮＳ）の磁極が回転軸方向に並ぶように複数の主磁石３３が円周状に取り付けられ、主磁石３３の隣り合ったもの同士は、正負の磁極の向きが互いに反対になるように並べられている。
【選択図】図１

Description

本発明は、固定子に対して回転する回転子を備えた回転モーターに関する。

従来より、固定子と、固定子に対して半径方向に対向するとともに回転可能な回転子とを備えた回転モーターがあった。これは、固定子に複数のコイルが取り付けられるとともに、回転子に磁極が形成されており、固定子のコイルに多相交流電流が印加されることにより、回転子が固定子との間で吸引あるいは反発されることにより、回転するものであった。

この従来の回転モーターによれば、回転子の回転トルクを増大させるために、回転子と固定子との間のギャップを所定量以下に設定して、固定子からの磁気吸引力を増大させている。このため、磁気吸引力による固定子および回転子の各部位の変形、あるいは回転にともなう遠心力等による回転子の変形等によって、上述した回転子と固定子との間のギャップが変動した場合、回転トルクに与える影響が大きく、安定した回転トルクが得られないという問題があった。
このため、ギャップの変動低減を目的として、各部位の強度を増大させるべく、固定子および回転子の剛性を向上させる必要があり、回転モーターの大型化、重量化をもたらしていた。

一方、固定子側の基材に半径方向内方に延びる取付部を設け、取付部に対して回転軸方向に対向する複数のフランジを回転子側に形成し、固定子の取付部に複数のコイルを形成するとともに、回転子のフランジ上に複数の磁石を円周状に配置した回転モーターがあった（例えば、特許文献１参照）。

この従来技術においては、回転子に設けた磁石の隣り合ったもの同士は、正負（ＮＳ）の磁極の向きが互いに反対になるように並べられ、回転方向に隣り合った固定子のコイルを同相に励磁して、回転子側の磁石が吸引あるいは反発されて回転子が回転するものである。この従来技術によれば、固定子側のコイルの両面に磁石を備えた回転子側のフランジが設けられているため、コイルの両側に発生する磁束を回転子の駆動に利用することができる。また、固定子および回転子が実質的にコア、ヨークを有していない。
特開２００６−６０３２号公報

しかし特許文献１に開示された従来技術においては、回転子の磁石による磁路の大部分が大気であるため、必要な回転トルクを得るために所定の磁束密度を形成しようとすれば、大気の透磁率の低さから、磁石が大型化し回転モーター全体も大型化する恐れがある。
さらに、特許文献１に開示された従来技術においては、固定子および回転子が実質的にコア、ヨークを有していないために漏れ磁束が発生しやすく、磁束が減少して回転トルクが大幅に低下するという問題もある。

また、特許文献１に開示された回転モーターは、各相での回転力に差があり、大きなリップルが発生する。更に、特許文献１に開示された回転モーターは、軸方向の磁石の端面側が空気であるため、磁気抵抗が大きくなりコイルと交差する磁束密度が増大せず、回転トルクが減少するという問題もある。
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、安定した回転トルクが得られる回転モーターを提供することにある。

上述の課題を解決する請求項１の発明は、固定子と、回転軸を中心に前記固定子に対して相対回転可能な回転子と、を備え、前記固定子は、前記回転子を収容するステータハウジングと、前記ステータハウジングの内周面から前記回転軸に対して突出するコイル構成体と、を有し、前記コイル構成体は、多相交流電流が印加されるコイルを含み、前記回転子は、回転基体と、前記回転基体に取り付けられる主磁石と、を有し、前記回転基体は、前記回転軸が固定される軸部と、前記軸部の外周面から半径方向外側に突出する複数の磁石取付部と、を含み、前記回転軸の軸方向に並ぶ前記複数の磁石取付部の間には、前記固定子の前記コイル構成体が配置され、前記複数の主磁石は、前記コイル構成体を挟んで対向する前記磁石取付部の一方の面に、前記回転軸を中心として円状に所定間隔で配置され、前記主磁石の正負の磁極の向きが、前記回転軸の軸方向であって、前記回転軸の周方向で隣り合う前記主磁石同士で逆向きであり、前記回転基体の少なくとも前記磁石取付部が磁性材料により形成されることを特徴とする回転モーターである。

請求項２の発明は、請求項１に記載の回転モーターにおいて、前記主磁石と隣接するように、前記磁石取付部の前記主磁石と前記軸部との間の位置に配置される補助磁石を備え、前記補助磁石は、正負の磁極の向きが前記回転軸の半径方向であって、前記補助磁石の前記主磁石側の磁極が、隣接する前記主磁石の前記コイル構成体側の磁極と同一であることを特徴とした。

請求項３の発明は、請求項１又は２に記載の回転モーターにおいて、前記コイル構成体を挟んで対向する前記磁石取付部の他方の面には、前記主磁石と同数の対向磁石が取り付けられ、前記対向磁石は、前記コイル構成体を挟んで前記主磁石と対向するように配置され、対向する一対の前記主磁石及び前記対向磁石は、互いに異なる磁極を対向させて配置されることを特徴とした。

請求項４の発明は、請求項１乃至３のうちのいずれか一項に記載の回転モーターにおいて、前記コイルが、合成樹脂材料によりモールドされていることを特徴とした。

請求項５の発明は、請求項４に記載の回転モーターにおいて、前記コイル構成体は、前記コイルの一端を挟持するとともに、前記ステータハウジング内の所定位置に前記コイルを接触させた状態で取り付け可能な取付金具を備えることを特徴とした。

請求項１の回転モーターでは、磁石取付部が磁性材料により形成されている。また、磁石取付部に取り付けられた主磁石の正負の磁極が隣同士で異なっている。このため磁石取付部の隣り合った主磁石間では、磁石取付部内を磁路とする磁束が形成される。これにより請求項１の回転モーターは、磁石取付部間からの磁束の漏洩を効果的に防止することができ、磁石取付部間に強い磁界を形成させて回転トルクを増大させることができる。

請求項２に係る回転モーターでは、主磁石の半径方向内側（軸部側）に補助磁石が配置されている。ここで補助磁石は、自身の磁極間において磁束が形成されている。そのため、主磁石の磁力は、補助磁石の磁力によって反発する。即ち、磁石取付部間で主磁石によって形成される磁束が、補助磁石によって形成される磁束によって半径方向外側へと持ち上げられる。その結果、磁石取付部間で形成される磁束が、回転基体の軸部側に入り込むのを防止でき、磁石取付部間において形成される磁束（磁束密度）の減少を防止できる。

請求項３の回転モーターでは、コイルを含むコイル構成体が配置された磁石取付部間において、主磁石と対向磁石とが異極を対向させて配置されている。そのため、本実施形態の回転モーター１では、主磁石と対抗磁石との間で形成された磁束が磁石取付部間から外部に漏洩しにくく、磁石取付部間に安定した磁束を形成することができる。その結果、請求項３の回転モーターは、回転子の磁石取付部と固定子のコイル構成体との間に多少のギャップの変動があったとしても安定した回転トルクを得ることができる。

請求項４の回転モーターでは、コイルが合成樹脂材料によりモールドされていることにより、コイルの剛性が増大するとともに、制御ゲインが向上し、電流の立ち上がり性も向上する。またコイル構成体における渦電流損の発生を防止することができ、回転トルクの減少を防ぐことができる。

請求項５の回転モーターでは、コイルの一端が金属材料製の取付金具により挟持されているため、コイルで発生した熱を取付金具に伝達することができる。またコイルは、取付金具によってステータハウジング内の所定位置に接触した状態で、ステータハウジングに固定されるため、コイルで発生した熱は、ステータハウジングにも伝達される。したがって請求項５の回転モーターは、コイルに発生した熱を取付金具またはステータハウジングに伝達して効率的に放散させることが可能である。

＜実施形態１＞
図１乃至図７に基づき、本発明の実施形態１による回転モーター１について説明する。尚、説明中において、図１、図７の左右方向、および図４乃至図６の上下方向を、回転モーター１の回転軸方向（本発明の回転軸方向に該当する）とし、図１の上下方向を回転モーター１の回転軸Ｃに対する半径方向とする。また、説明の便宜上、図１の左方を前方、右方を後方とするが、実際の回転モーター１の前後方向とは無関係である。また、図５および図７において、後方サイドフランジ部３１２と第１センターフランジ部３１３との間に存在するコイル構成体ＣＯは省略されている。

回転モーター１のステータ２（本発明の固定子に該当する）は、ステータハウジング２１と、コイル構成体ＣＯとを備えている。ステータハウジング２１は、非磁性材料であるアルミニウム合金により形成されており、一対の半円筒状の部材を組み合わせて円筒状に形成されている。

図１〜３に示すように、コイル構成体ＣＯは、コイル２３と、樹脂材料２４と、取付金具２５とを備えている。コイル２３に使用される導線は、絶縁された軟銅線、Ｃｕクラッド線、アルミニウム線等が使用可能である。本実施形態では、放熱性やコスト面を考慮して軟銅線が使用される。図２に示すように、本実施形態のコイル２３は、導線を矩形状に巻回している。なお、コイル２３の形状としては、実施形態に応じた最適な形状が実験等により決定される。本実施形態のコイル２３には、図示しない駆動回路を介して３相交流電流が印加される。
樹脂材料２４は、エポキシ樹脂やポリウレタン等の熱硬化性の合成樹脂材料であり、取付金具２５は、アルミニウム合金により形成される。取付金具２５は、コイル２３の一端を挟持し、コイル２３を所定の姿勢で保持することができる。

図３に示すように、本実施形態のコイル構成体ＣＯでは、取付金具２５に挟持されたコイル２３が、樹脂材料２４によりモールドされている。コイル構成体ＣＯは、ステータハウジング２１の内周面の所定位置に配置され、ステータハウジング２１の内周面から内側に突出した状態でボルト２６を取付金具２５に締め付けることにより固定される。このとき、コイル２３は、一端がステータハウジング２１の内周面に当接した状態になる。即ち、コイル構成体ＣＯは、コイル２３がステータハウジング２１に熱的に接触した状態で、ステータハウジング２１に取り付けられる。

図２に示すように、ステータハウジング２１の内周面には、複数のコイル構成体ＣＯが円状に等間隔に取り付けられたコイル列５０が形成されている。図１に示すように、本実施形態の回転モーター１では、回転軸Ｃの軸方向に前方から３列のコイル列５０ａ〜５０ｃが形成されている。本実施形態の回転モーター１では、複数のコイル構成体ＣＯを円状に等間隔に配置して、コイル列５０が形成されたが、本発明はこのような構成に限定されるものではない。

図１に示すように、ローター３（本発明の回転子に該当する）はステータハウジング２１内に収容されており、鋳鉄等に代表されるような磁性材料にて形成された回転基体３１と、ステータハウジング２１に取り付けられた一対の軸受４によって両端部が回転可能に支持された支持シャフト３２と、主磁石３３と、補助磁石３４と、対向磁石３５とを備えている。

回転基体３１は、回転軸Ｃの軸方向に沿って長手方向に配置された円筒状の軸部３１１と、軸部３１１の外周面から半径方向外側に突出した複数のフランジ部３１２〜３１５（本発明の磁石取付部に該当する。）と、を有する。各フランジ部３１２〜３１５は、円環状に形成された外向きフランジである。本実施形態の軸部３１１には、フランジ部３１２〜３１５が四つ形成されており、以後の説明では、軸部３１１の後方から順に、後方サイドフランジ部３１２、第１センターフランジ部３１３、第２センターフランジ部３１４、及び前方サイドフランジ部３１５とも称する。
回転基体３１の軸部３１１の中心には、回転軸方向に沿って軸部３１１を貫通する枢支孔３１１ａが設けられており、この枢支孔３１１ａに支持シャフト３２が圧入される。即ち、回転基体３１は、支持シャフト３２を介してステータハウジング２１内に回転可能に支持されている。

図１に示すように、回転基体３１が、ステータハウジング２１内の所定の位置に配置されると、各フランジ部３１２〜３１５間には、コイル列５０ａ〜５０ｃが一列ずつ配置される。即ち、コイル列５０ａが前方サイドフランジ部３１５と第２センターフランジ部３１４との間に配置され、コイル列５０ｂが第２センターフランジ部３１４と第１センターフランジ部３１３との間に配置され、コイル列５０ｃが第１センターフランジ部３１３と後方サイドフランジ部３１２との間に配置されている。したがって、各コイル構成体ＣＯは、対向するフランジ部３１２〜３１５の前方端面３１２ａ〜３１４ａと、後方端面３１３ｂ〜３１５ｂとの間に配置されている。

図１又は図４に示すように、コイル構成体ＣＯと軸方向に対向するフランジ部３１２〜３１４の前方端面３１２ａ〜３１４ａ（図１においてフランジ部３１２〜３１４の左側面であり、本発明の一方の面に該当する。）には、主磁石３３と、補助磁石３４と、が配置されている。また、コイル構成体ＣＯと軸方向に対向するフランジ部３１３〜３１５の後方端面３１３ｂ〜３１５ｂ（図１においてフランジ部３１３〜３１５の右側面であり、本発明の他方の面に該当する。）には、対向磁石３５と補助磁石３４とが配置されている。
主磁石３３及び対向磁石３５は、永久磁石であり、正負（ＮＳ）の磁極の向きが回転軸方向と同一方向になるように配されている。また図４に示すように、主磁石３３と対向磁石３５とは、異極同士がコイル構成体ＣＯを挟んで対向するように配置されている。

前方端面３１２ａ〜３１４ａにおいては、複数の主磁石３３が回転軸Ｃを中心として円状に所定の間隔で配置されている。同様に、後方端面３１３ｂ〜３１５ｂにおいては、複数の対向磁石３５が回転軸Ｃを中心として円状に所定の間隔で配置されている。このとき、回転軸Ｃの周方向に隣り合う主磁石３３同士及び対向磁石３５同士は、正負の磁極の向きが逆になるように配置されている。

図７に示すように、補助磁石３４は、主磁石３３や対向磁石３５よりも小形の永久磁石であり、主磁石３３又は対向磁石３５のそれぞれの半径方向内側に、主磁石３３又は対向磁石３５と隣接するように配置されている。また、補助磁石３４は、正負の磁極の向きが、回転軸Ｃを中心とする半径方向と一致するように配置されている。補助磁石３４は、主磁石３３側又は対向磁石３５側（半径方向外側）の磁極が、隣接する主磁石３３又は対向磁石３５がコイル構成体ＣＯと対向する側の磁極と同一となるように配置される。

次に、上述した回転基体３１に取り付けられた主磁石３３および対向磁石３５により形成される磁束と、それに基づいた回転モーター１の作動原理について説明する。以下の説明では、図５に示すように、後方サイドフランジ部３１２と第１センターフランジ部３１３との間を例にするが、第１センターフランジ部３１３と第２センターフランジ部３１４との間、または第２センターフランジ部３１４と前方サイドフランジ部３１５との間についても同様である。

後方サイドフランジ部３１２と第１センターフランジ部３１３との間では、主磁石３３と対向磁石３５とが互いに異なる磁極を対向させて配置されているため、双方が界磁磁石として働いている。即ち、主磁石３３の正の磁極（Ｎ極）から、対向した対向磁石３５の負の磁極（Ｓ極）へと磁束が形成され、対向磁石３５の正の磁極（Ｎ極）から、対向した主磁石３３の負の磁極（Ｓ極）へと磁束が形成される。

上述のように、後方サイドフランジ部３１２は磁性材料により形成されている。また、後方サイドフランジ部３１２に取り付けられた主磁石３３の正負の磁極は、隣同士で異なっている。このため、後方サイドフランジ部３１２の隣り合った主磁石３３間では、後方サイドフランジ部３１２内を磁路とする磁束が形成される。これにより本実施形態の回転モーター１は、軸受４側への磁束の漏洩を防ぐことができ、主磁石３３と対向磁石３５との間に強い磁界を形成させ、回転トルクを増大させることができる。

本実施形態の回転モーター１では、主磁石３３の正負の磁極の向きが、回転軸Ｃの軸方向に沿うように配置されている。これにより本実施形態の回転モーター１は、ステータ２とローター３との間に働く回転軸Ｃの半径方向の磁気吸引力をなくすことができる。その結果、回転モーター１は、回転軸Ｃの半径方向におけるステータ２およびローター３間のギャップを任意の大きさにすることができる。また本実施形態の回転モーター１では、ステータ２およびローター３間に半径方向の磁気吸引力が作用しないため、ステータ２およびローター３を高剛性に形成する必要がない。したがって支持シャフト３２等の小径化により全体の軽量化が可能になる。

また、本実施形態の回転モーター１は、第１センターフランジ部３１３も磁性材料により形成されている。第１センターフランジ部３１３では、後方端面３１３ｂ側の対向磁石３５の正負の磁極が隣同士で異なっているため、隣り合った対向磁石３５間において、第１センターフランジ部３１３内を磁路とする磁束が形成される。また、第１センターフランジ部３１３では、前方端面３１３ａ側の主磁石３３の正負の磁極も隣同士で異なっているため、隣り合った主磁石３３間において、第１センターフランジ部３１３内を磁路とする磁束が形成される。

ここで、主磁石３３と対向磁石３５とは、第１センターフランジ３１３を挟んで対向する端面の磁極が逆となっている。そのため、対向磁石３５による第１センターフランジ部３１３内の磁束は、第１センターフランジ３１３を挟んで対向する主磁石３３による第１センターフランジ部３１３内の磁束と相殺される。すなわち、第１センターフランジ部３１３内には、実質的に磁束が形成されない。したがって、第１センターフランジ部３１３を薄肉化することが可能である。同様に、第２センターフランジ部３１４についても薄肉化が可能である。その結果、本実施形態の回転モーター１は、回転基体３１の軸方向の寸法を縮小させるとともに、ローター３の回転の立ち上がりを向上させることが可能である。

また図６に示すように、後方サイドフランジ部３１２と第１センターフランジ部３１３との間では、対向する主磁石３３と対向磁石３５との間において磁束が形成され、コイル構成体ＣＯのコイル２３には３相交流電流が印加される。このとき、主磁石３３と対向磁石３５との間で形成された磁束が、コイル２３を流れる電流と交差し、主磁石３３と対向磁石３５との間に配置されたコイル２３には、フレミングの左手の法則により図６において右方への電磁力が発生する。尚、図６に示したコイル２３は、左端において紙面に垂直に手前側から電流が流れ、右端において紙面に垂直に手前側に向かって電流が流れていることを表している。

同様に、第１センターフランジ部３１３と第２センターフランジ部３１４との間に挟まれたコイル構成体ＣＯのコイル２３、および第２センターフランジ部３１４と前方サイドフランジ部３１５との間に挟まれたコイル構成体ＣＯのコイル２３においても、後方サイドフランジ部３１２と第１センターフランジ部３１３との間に挟まれたコイル構成体ＣＯのコイル２３と同方向に電磁力が発生する。しかし、各コイル構成体ＣＯは、ステータハウジング２１にボルトで固定されており、移動不能である。そのため、反力を受けたローター３が、回転軸Ｃを中心に図６において左方へと回転する。

図７に示すように、主磁石３３および対向磁石３５の半径方向内側（軸部３１１側）には、補助磁石３４が取り付けられている。ここで補助磁石３４は、自身の磁極間において磁束が形成されている。そのため、主磁石３３の磁力は、補助磁石３４の磁力によって反発し、対向磁石３５の磁力は、補助磁石３４の磁力によって反発する。即ち、主磁石３３と対向磁石３５との間で形成される磁束が、補助磁石３４が形成する磁束によって半径方向外側（図６において上方）へと持ち上げられる。その結果、主磁石３３と対向磁石３５との間で形成される磁束が、回転基体３１の軸部３１１側に入り込むのを防止でき、主磁石３３と対向磁石３５との間において形成される磁束（磁束密度）の減少を防止できる。
また、第１センターフランジ部３１３と第２センターフランジ部３１４との間、または第２センターフランジ部３１４と前方サイドフランジ部３１５との間においても同様に、主磁石３３と対向磁石３５との間で形成される磁束（磁束密度）の減少を防止することができる。

本実施形態の回転モーター１では、コイル２３を含むコイル構成体ＣＯが配置されたフランジ部３１２〜３１５間において、主磁石３３と対向磁石３５とが異極を対向させて配置されている。そのため、本実施形態の回転モーター１では、主磁石３３と対向磁石３５との間で形成された磁束がフランジ部３１２〜３１５間から外部に漏洩しにくく、フランジ部３１２〜３１５間に安定した量の磁束を形成することができる。その結果、本実施形態の回転モーター１は、ローター３のフランジ部３１２〜３１５とステータ２のコイル列５０ａ〜５０ｃとの間に多少のギャップの変動があったとしても安定した回転トルクを得ることができる。
本実施形態のコイル構成体ＣＯは、コイル２３が樹脂材料２４によりモールドされているため、コイル２３の剛性を増大させるとともに、制御ゲインを向上し、電流の立ち上がり性も向上させることが可能である。

また、コイル構成体ＣＯにおいては、コイル２３が金属材料製の取付金具２５を介してステータハウジング２１の内周に取り付けられている。このとき、コイル２３の一端がステータハウジング２１の内周面に接触した状態になる。したがって、本実施形態の回転モーター１は、コイル２３で発生した熱を取付金具２５またはステータハウジング２１へ伝えて効率的に放散させることができる。

また、本実施形態の回転モーター１は、コイル構成体ＣＯが非磁性材料により形成され、コイル２３の一部が主磁石３３及び対向磁石３５よりも外周側に配置されているため、コイル構成体ＣＯにおける渦電流損の発生を防止することができ、回転トルクの減少を防ぐことができる。また、コイル構成体ＣＯの取付金具２５はアルミニウム合金により形成されているため、成形が容易であるとともに、所定の剛性を維持することができ、ステータ２に発生した熱を効率よく放散することができる。

本実施形態の回転モーター１は、主磁石３３が取り付けられた３つのフランジ部３１２〜３１４と、このフランジ部３１２〜３１４に対向する３つのコイル列５０ａ〜５０ｃとで構成されたが、本発明は、フランジ部３１２〜３１４およびコイル列５０の数に限定があるわけではない。本発明の回転モーター１は、例えば、半径方向の大きさを変えることなく、フランジ部３１２〜３１４およびコイル列５０の数を増加させることで、回転トルクをより増大させることが可能である。

また本実施形態では、樹脂モールドされたコイル２３が取付金具２５を介してステータハウジング２１に取り付けられたが、本発明はこのような構成に限定されるわけではない。例えば、樹脂モールドされたコイル２３を接着剤で直接ステータハウジング２１に固定してもよいし、樹脂モールドされていないコイルを接着剤でステータハウジング２１に固定してもよい。
また本実施形態では、ステータハウジング２１が一対の半円筒状の部材を組み合わせて形成されたが、本発明はこのような構成に限らず、例えば、周方向に三つ以上に分割された一組の部材を組み合わせて円筒状のステータハウジング２１を構成してもよい。

＜実施形態２＞
図８に基づき、本発明の実施形態２の回転モーターについて説明する。以下の説明では、後方サイドフランジ部３１２と第１センターフランジ部３１３との間の構成について説明するが、第１センターフランジ部３１３と第２センターフランジ部３１４との間の構成、及び第２センターフランジ部３１４と前方サイドフランジ部３１５との間の構成についても同様である。また、本実施形態の回転モーターのその他の構成および作動方法は、実施形態１の回転モーター１と同様であるため説明は省略する。

図８において、後方サイドフランジ部３１２と第１センターフランジ部３１３との間に存在するコイル構成体ＣＯは省略されている。本実施形態の回転モーターは、実施形態１の回転モーター１と同様に後方サイドフランジ部３１２に主磁石３３が配置されているが、実施形態１の回転モーター１と異なり第１センターフランジ部３１３に対向磁石３５が配置されていない。

本実施形態の回転モーターでは、図８に示すように、まず主磁石３３の正の磁極（Ｎ極）から、対向する第１センターフランジ部３１３へと磁束が形成される。第１センターフランジ部３１３が磁性材料により形成されているため、第１センターフランジ部３１３に達した磁束は、第１センターフランジ部３１３内を磁路とする。その後、第１センターフランジ部３１３から対向する主磁石３３の負の磁極（Ｓ極）へと磁束が形成される。主磁石３３に達した磁束は、主磁石３３が配された後方サイドフランジ部３１２内を磁路として他の主磁石３３に達する。

本実施形態によれば、主磁石３３と対向したフランジ部３１２〜３１５が磁性材料にて形成されているため、主磁石３３からの磁束の透磁性がよく、所定の磁束（磁束密度）を得るために主磁石３３を大型化させることなく、回転モーター１全体を小型化することができる。

＜他の実施形態＞
本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、次のように変形または拡張することができる。
補助磁石３４は、一部の主磁石３３および対向磁石３５の半径方向内方にのみ形成してもよい。
また、補助磁石３４は、主磁石３３の半径方向内方にのみ形成し、対向磁石３５の半径方向内方には設けないようにしてもよい。
ステータ２のコイル２３は、２相交流電流あるいは４相以上の交流電流により励磁されるようにしてもよい。

回転基体３１において、フランジ部３１２〜３１５のみを磁性材料にて形成し、軸部３１１は、例えば、アルミニウム合金等のような剛性を有する非磁性材料にて形成してもよい。こうすることにより、主磁石３３または対向磁石３５から軸部３１１への漏れ磁束を低減することができ、減磁による回転トルクの低下を防ぐことができる。この場合、磁束の形成具合によっては、補助磁石３４を設けなくてもよい。
ステータハウジング２１およびコイル構成体ＣＯの取付金具２５は、アルミニウム合金以外の非磁性材料であってもよい。
また、本発明において非磁性材料とは、その透磁率が真空中の透磁率に近い、常磁性体および反磁性体も含んでいる。

本発明の実施形態１による回転モーターの回転軸方向の断面図 図１に示したステータの一部を回転軸方向から見た部分図 図２のＡ−Ａ断面図 図１に示した主磁石および対向磁石と、コイルの配置を示した簡略図 実施形態１による回転モーターにおいて形成される磁束を示した図 実施形態１による回転モーターの作動原理を説明するための簡略図 実施形態１による回転モーターの補助磁石の機能を説明するための図 実施形態２による回転モーターにおいて形成される磁束を示した図

符号の説明

図面中、１は回転モーター、２はステータ（固定子）、３はローター（回転子）、２１はステータハウジング、２３はコイル、２５は取付金具、３１は回転基体、３３は主磁石、３４は補助磁石、３５は対向磁石、３１１は軸部、３１２は後方サイドフランジ部（磁石取付部）、３１２ａ，３１３ａ，３１４ａは前方端面（一方の面）、３１３は第１センターフランジ部（磁石取付部）、３１３ｂ，３１４ｂ，３１５ｂは後方端面（他方の面）、３１４は第２センターフランジ部（磁石取付部）、３１５は前方サイドフランジ部（磁石取付部）、ＣＯはコイル構成体を示している。

Claims (5)

1. 固定子と、回転軸を中心に前記固定子に対して相対回転可能な回転子と、を備え、
   前記固定子は、前記回転子を収容するステータハウジングと、前記ステータハウジングの内周面から前記回転軸に対して突出するコイル構成体と、を有し、
   前記コイル構成体は、多相交流電流が印加されるコイルを含み、
   前記回転子は、回転基体と、前記回転基体に取り付けられる主磁石と、を有し、
   前記回転基体は、前記回転軸が固定される軸部と、前記軸部の外周面から半径方向外側に突出する複数の磁石取付部と、を含み、
   前記回転軸の軸方向に並ぶ前記複数の磁石取付部の間には、前記固定子の前記コイル構成体が配置され、
   前記複数の主磁石は、前記コイル構成体を挟んで対向する前記磁石取付部の一方の面に、前記回転軸を中心として円状に所定間隔で配置され、
   前記主磁石の正負の磁極の向きが、前記回転軸の軸方向であって、前記回転軸の周方向で隣り合う前記主磁石同士で逆向きであり、
   前記回転基体の少なくとも前記磁石取付部が磁性材料により形成されることを特徴とする回転モーター。
2. 前記主磁石と隣接するように、前記磁石取付部の前記主磁石と前記軸部との間の位置に配置される補助磁石を備え、
   前記補助磁石は、正負の磁極の向きが前記回転軸の半径方向であって、
   前記補助磁石の前記主磁石側の磁極が、隣接する前記主磁石の前記コイル構成体側の磁極と同一であることを特徴とする請求項１に記載の回転モーター。
3. 前記コイル構成体を挟んで対向する前記磁石取付部の他方の面には、前記主磁石と同数の対向磁石が取り付けられ、
   前記対向磁石は、前記コイル構成体を挟んで前記主磁石と対向するように配置され、
   対向する一対の前記主磁石及び前記対向磁石は、互いに異なる磁極を対向させて配置されることを特徴とする請求項１又は２に記載の回転モーター。
4. 前記コイルが、合成樹脂材料によりモールドされていることを特徴とする請求項１乃至３のうちのいずれか一項に記載の回転モーター。
5. 前記コイル構成体は、前記コイルの一端を挟持するとともに、前記ステータハウジング内の所定位置に前記コイルを接触させた状態で取り付け可能な取付金具を備えることを特徴とする請求項４に記載の回転モーター。
   

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