JP2010220412A - アキシャルギャップモータ - Google Patents

Abstract

【課題】部品点数が少ない簡素な構造で、ステータ単品の組立性の良いアキシャルギャップモータを得ること。
【解決手段】円板状に形成され、径方向外側に開口部を有する複数の長方形の切欠き部と、前記開口部に形成され該開口部の開口幅を狭める突起部と、を有するヨークと、前記ヨークの切欠き部の側縁部を内嵌する溝が設けられた嵌合部と、該嵌合部から突出しコイルが巻回されたティース部と、を有し、前記切欠き部に嵌合され前記突起部により抜止めされた複数のティースコアと、を備えて成るステータと、円板状に形成されて回転軸に支持され、前記ティース部の端部と軸方向の間隙を空けて対向するように配置されたロータと、を備える。
【選択図】図１−１

Description

本発明は、アキシャルギャップモータに関する。

従来、ステータのティース部空隙面とロータのマグネット面とが、前記ロータのロータ出力軸の軸線方向に沿って所定の空隙をもって対向的に配置されているアキシャルギャップモータにおいて、前記ステータは、前記ロータ出力軸の軸線を中心に環状に配置される複数のコアメンバーと、前記各コアメンバーを支持するリング状の支持フレームとを含み、前記各コアメンバーが、前記支持フレームの内周面に沿って環状に配置され、固定具（ボルト、ナット）を介して前記支持フレームに支持されるアキシャルギャップモータが開示されている（例えば、特許文献１参照）。

また、円板形状で、径方向外側に開口を有する複数の切欠き部を有するヨーク、および前記ヨークの径方向外側から挿入されて前記切欠き部に固定されるティースコアを含み、ケーシングに固定されるステータと、回転部材に固定連結され、前記ステータと軸方向の隙間を空けて対向する位置に配置されるロータとを含むアキシャルギャップモータが開示されている（例えば、特許文献２参照）。

特開２００６−２９６１４０号公報 特開２００７−２３７９７６号公報

しかしながら、特許文献１に記載された従来の技術によれば、各コアメンバーが、支持フレームの内周面に沿って環状に配置され、固定具（ボルト、ナット）を介して前記支持フレームに支持される。そのため、固定具（ボルト、ナット）等の部品点数が多い、という問題がある。

また、特許文献２に記載された従来の技術によれば、ティースコアを、円板形状のヨークの径方向外側に開口を有する複数の切り欠き部に挿入、嵌合し、ケーシングの凹部に嵌め込んでティースコアを抜け止めしている。そのため、ステータ単品としての組立性が悪く、ステータ単品の状態では、ティースコアがヨークから抜け落ちてしまう。そのため、ステータ単品の組立性が悪い、という問題がある。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、部品点数が少ない簡素な構造で、ステータ単品の組立性の良いアキシャルギャップモータを得ることを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、円板状に形成され、径方向外側に開口部を有する複数の長方形の切欠き部と、前記開口部に形成され該開口部の開口幅を狭める突起部と、を有するヨークと、前記ヨークの切欠き部の側縁部を内嵌する溝が設けられた嵌合部と、該嵌合部から突出しコイルが巻回されたティース部と、を有し、前記切欠き部に嵌合され前記突起部により抜止めされた複数のティースコアと、を備えて成るステータと、円板状に形成されて回転軸に支持され、前記ティース部の端部と軸方向の間隙を空けて対向するように配置されたロータと、を備えることを特徴とする。

本発明によれば、部品点数が少ない簡素な構造で、ステータ単品の組立性の良いアキシャルギャップモータが得られる、という効果を奏する。

図１−１は、本発明のアキシャルギャップモータの実施の形態１のステータを示す正面図である。 図１−２は、実施の形態１のステータの上面図である。 図１−３は、本発明のアキシャルギャップモータの実施の形態１を示す断面図である。 図２−１は、本発明のアキシャルギャップモータの実施の形態２のステータを示す正面図である。 図２−２は、図２−１のＡ−Ａ線に沿う断面図である。 図２−３は、実施の形態２のステータの組立方法を示す斜視図である。 図３−１は、本発明のアキシャルギャップモータの実施の形態３のステータを示す正面図である。 図３−２は、図３−１のＢ−Ｂ線に沿う断面図である。 図３−３は、実施の形態３のステータの組立方法を示す斜視図である。 図４−１は、本発明のアキシャルギャップモータの実施の形態４のステータを示す正面図である。 図４−２は、図４−１のＣ−Ｃ線に沿う断面図である。 図５は、実施の形態５のステータを示す断面図である。

以下に、本発明にかかるアキシャルギャップモータの実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。

実施の形態１．
図１−１は、本発明のアキシャルギャップモータの実施の形態１のステータを示す正面図であり、図１−２は、実施の形態１のステータの上面図であり、図１−３は、本発明のアキシャルギャップモータの実施の形態１を示す断面図である。

図１−１及び図１−２に示すように、実施の形態１のアキシャルギャップモータ９１（図１−３参照）のステータ８１は、円板状に形成され、径方向外側に開口部１１ｂを有し、周方向に等間隔に配置された複数（１２）の長方形の切欠き部１１ａと、開口部１１ｂに形成され開口部１１ｂの開口幅を狭める突起部１１ｃと、を有するヨーク１１を備えている。

ヨーク１１の隣合う切欠き部１１ａの間少なくとも一箇所には、径方向外側に開口するスリット１１ｓが設けられている。

また、ステータ８１は、ヨーク１１の切欠き部１１ａの側縁部１１ｄを内嵌する溝１２ｃが設けられた嵌合部１２ａと、嵌合部１２ａの両側に突出し、コイル１３が巻回されるティース部１２ｂと、を有し、ヨーク１１の切欠き部１１ａに嵌合され突起部１１ｃにより抜止めされた複数のティースコア１２を備えている。ステータ８１は、ヨーク１１とティースコア１２の組立後に樹脂モールドして安定性と耐久性を高める。

ヨーク１１の複数の切欠き部１１ａに、複数のティースコア１２を挿入するときは、まず、一番目のティースコア１２を、何れかの切欠き部１１ａに挿入する。ティースコア１２が突起部１１ｃを通過するとき、突起部１１ｃが押し広げられ、切欠き部１１ａの間の凸部が弾性変形してティースコア１２が挿入される。

二番目のティースコア１２は、一番目のティースコア１２が挿入された切欠き部１１ａの隣の切欠き部１１ａ（時計回り、反時計回り、何れの隣でもよい。）に挿入する。二番目のティースコア１２が突起部１１ｃを通過するとき、突起部１１ｃが押し広げられ、一番目のティースコア１２が挿入された切欠き部１１ａ側と反対側の凸部が弾性変形して二番目のティースコア１２が挿入される。

このように、順に隣の切欠き部１１ａにティースコア１２を挿入するようにし、最後のティースコア１２は、スリット１１ｓの隣の切欠き部１１ａに挿入するようにする。スリット１１ｓが設けられていない場合、最後のティースコア１２が挿入される最後の切欠き部１１ａの両隣の切欠き部１１ａにティースコア１２が詰まっていて、最後の切欠き部１１ａの突起部１１ｃを押し広げることが難しいが、スリット１１ｓが設けられていると、凸部が弾性変形して突起部１１ｃを押し広げることができる。

図１−３に示すように、実施の形態１のアキシャルギャップモータ９１は、上述のステータ８１と、ステータ８１の外周部を保持するハウジング１６と、円板状に形成されて回転軸１７に支持され、ティース部１２ｂの端部と軸方向の間隙を空けて対向するように配置された二つのロータ１８と、を備えている。ロータ１８のティース部１２ｂの端部と対向する面には、ステータ８１から回転駆動力を受ける複数の永久磁石１８ａが配置されている。

なお、以上説明した実施の形態１のアキシャルギャップモータ９１は、ティースコア１２のティース部１２ｂ及びコイル１３を片側だけに設け、一つのロータ１８をハウジング１６の軸方向中央部に配置し、一つのロータ１８を両側から挟むように、片側だけにティース部１２ｂ及びコイル１３を設けた二つのステータ８１を配置して、片側式のアキシャルギャップモータとしてもよい。

実施の形態１のアキシャルギャップモータ９１は、ヨーク１１の切欠き部１１ａに突起部１１ｃを設けたので、切欠き部１１ａからティースコア１２が抜け落ちることがなく、ステータ８１単品の組立性がよい。また、ヨーク１１にスリット１１ｓを設けることにより、さらに組立性を向上させることができる。

実施の形態２．
図２−１は、本発明のアキシャルギャップモータの実施の形態２のステータを示す正面図であり、図２−２は、図２−１のＡ−Ａ線に沿う断面図であり、図２−３は、実施の形態２のステータの組立方法を示す斜視図である。

図２−１〜図２−３に示すように、実施の形態２のアキシャルギャップモータ（図示せず）のステータ８２は、円板状に形成され、径方向外側に開口部２１ｂを有し、周方向に等間隔に配置された複数（１２）の長方形の切欠き部２１ａと、開口部２１ｂに形成され開口部２１ｂの開口幅を狭める突起部２１ｃと、を有するヨーク２１を備えている。切欠き部２１ａの深さは、実施の形態１の切欠き部１１ａ（図１−１参照）の深さの略１／２となっている。

ヨーク２１の隣合う切欠き部２１ａの間の凸部の少なくとも一箇所には、径方向外側に開口するスリット２１ｓが設けられている。

また、ステータ８２は、ヨーク２１の切欠き部２１ａの側縁部２１ｄを内嵌する溝２２ｃが設けられた嵌合部２２ａと、嵌合部２２ａの片側に突出しコイル１３が巻回されるティース部２２ｂと、を有し、ヨーク２１の切欠き部２１ａに嵌合され突起部２１ｃにより抜止めされた複数のティースコア２２を備えている。ティースコア２２の嵌合部２２ａの長さは、ティース部２２ｂの長さの略１／２に形成されている。

ヨーク２１の複数の切欠き部２１ａに、複数のティースコア２２を挿入する順番は、実施の形態１で説明した順番と同様である。ステータ８２は、ヨーク２１とティースコア２２の組立後に樹脂モールドして安定性と耐久性を高める。

以上説明した実施の形態２のアキシャルギャップモータは、ティースコア２２のティース部２２ｂ及びコイル１３を片側だけに設け、一つのロータ１８（図１−３参照）をハウジング１６の軸方向中央部に配置し、一つのロータ１８を両側から挟むように、片側だけにティース部２２ｂ及びコイル１３を設けた二つのステータ８２を配置して、片側式のアキシャルギャップモータとなる。

実施の形態２のアキシャルギャップモータは、ヨーク２１の切欠き部２１ａに突起部２１ｃを設けたので、切欠き部２１ａからティースコア２２が抜け落ちることがなく、ステータ８２単品の組立性がよい。また、ヨーク２１にスリット２１ｓを設けることにより、さらに組立性を向上させることができる。

実施の形態３．
図３−１は、本発明のアキシャルギャップモータの実施の形態３のステータを示す正面図であり、図３−２は、図３−１のＢ−Ｂ線に沿う断面図であり、図３−３は、実施の形態３のステータの組立方法を示す斜視図である。

図３−１及び図３−２に示すように、実施の形態３のアキシャルギャップモータ９３（図１−３参照）のステータ８３は、円板状に形成され、径方向外側に開口部１１ｂを有し、周方向に等間隔に配置された複数（１２）の長方形の切欠き部１１ａと、開口部１１ｂに形成され開口部１１ｂの開口幅を狭める突起部１１ｃと、を有するヨーク１１を備えている。

ヨーク１１の隣合う切欠き部１１ａの間の凸部の少なくとも一箇所には、径方向外側に開口するスリット１１ｓが設けられている。実施の形態３のヨーク１１は、実施の形態１のヨーク１１と同等の形状となっている。

また、ステータ８３は、ヨーク１１の切欠き部１１ａの側縁部１１ｄを内嵌する溝２２ｃが設けられた嵌合部２２ａと、嵌合部２２ａの片側に突出しコイル２３が巻回されるティース部２２ｂと、を有し、ヨーク１１の切欠き部１１ａに嵌合され突起部１１ｃにより抜止めされる複数のティースコア２２を備えている。ティースコア２２の嵌合部２２ａの長さは、ティース部２２ｂの長さの略１／２に形成されている。実施の形態３のティースコア２２は、実施の形態２のティースコア２２と同一の形状となっている。

図３−３に示すように、実施の形態３のステータ８３では、嵌合部２２ａの長さがティース部２２ｂの長さの略１／２に形成された二つのティースコア２２を互い違いに組合わせ、ティース部２２ｂが嵌合部２２ａの両側に突出する一つのティースコア２２とし、ヨーク１１の切欠き部１１ａに挿入している。実施の形態３のティースコア２２は、実施の形態２のティースコア２２と共用することができる。

ヨーク１１の複数の切欠き部１１ａに、複数のティースコア２２を挿入する順番は、実施の形態１で説明した順番と同様である。ステータ８３は、ヨーク１１とティースコア２２の組立後に樹脂モールドして安定性と耐久性を高める。

図１−３に示すように、実施の形態３のアキシャルギャップモータ９３は、上述のステータ８３と、ステータ８３の外周部を保持するハウジング１６と、円板状に形成されて回転軸１７に支持され、ティース部２２ｂの端部と軸方向の間隙を空けて対向するように配置された二つのロータ１８と、を備えている。ロータ１８のティース部２２ｂの端部と対向する面には、ステータ８３から回転駆動力を受ける複数の永久磁石１８ａが配置されている。

実施の形態３のアキシャルギャップモータ９３は、ヨーク１１の切欠き部１１ａに突起部１１ｃを設けたので、切欠き部１１ａからティースコア２２が抜け落ちることがなく、ステータ８３単品の組立性がよい。また、ヨーク１１にスリット１１ｓを設けることにより、さらに組立性を向上させることができる。

実施の形態４．
図４−１は、本発明のアキシャルギャップモータの実施の形態４のステータを示す正面図であり、図４−２は、図４−１のＣ−Ｃ線に沿う断面図である。

図４−１及び図４−２に示すように、実施の形態４のアキシャルギャップモータのステータ８４は、円板状に形成され、径方向に所定距離離間した一対の孔４１ａが周方向に複数対設けられたヨーク４１を備えている。

また、ステータ８４は、前記所定距離離間して突起部４２ｄと穴４２ｃとが設けられた取付部４２ａと、取付部４２ａの片側へ突出しコイル１３が巻回されたティース部４２ｂと、を有し、ヨーク４１の一対の孔４１ａの一方の孔４１ａに突起部４２ｄが差込まれ、他方の孔４１ａに穴４２ｃを重ねるようにしてヨーク４１の一方の面に取付けられた複数のティースコア４２を備えている。孔４１ａに差込まれた突起部４２ｄが簡単に抜け落ちないように、孔４１ａと突起部４２ｄの嵌め合い寸法は、中間ばめか締りばめとする。ステータ８４は、ヨーク４１とティースコア４２の組立後に樹脂モールドして安定性と耐久性を高める。

以上説明した実施の形態４のアキシャルギャップモータは、ティースコア４２をヨーク４１の一方の面にのみ取付け、一つのロータ１８（図１−３参照）をハウジング１６の軸方向中央部に配置し、一つのロータ１８を両側から挟むように、片側だけにティースコア４２及びコイル１３を設けた二つのステータ８４を配置して、片側式のアキシャルギャップモータとなる。

実施の形態４のアキシャルギャップモータは、孔４１ａと突起部４２ｄの嵌め合い寸法を、中間ばめか締りばめとしたので、ティースコア４２がヨーク４１から抜け落ち難く、ステータ８４単品の組立性がよい。

実施の形態５．
図５は、実施の形態５のステータを示す断面図である。図５に示すように、実施の形態５のステータ８５は、ヨーク４１の他方の面側から、ヨーク４１の他方の孔４１ａ及び重ねられた穴４２ｃに、ティースコア４２と同一形状の別のティースコア４２の突起部４２ｄを差込み、ヨーク４１の一方の孔４１ａから突出したティースコア４２の突起部４２ｄを別のティースコア４２の穴４２ｃに嵌合させるようにして、ヨーク４１の両面にティースコア４２を取付けている。

実施の形態５のティースコア４２は、実施の形態４のティースコア４２と共用することができる。ステータ８５は、ヨーク４１とティースコア４２の組立後に樹脂モールドして安定性と耐久性を高める。

図１−３に示すように、実施の形態５のアキシャルギャップモータ９５は、上述のステータ８５と、ステータ８５の外周部を保持するハウジング１６と、円板状に形成されて回転軸１７に支持され、ティース部４２ｂの端部と軸方向の間隙を空けて対向するように配置された二つのロータ１８と、を備えている。ロータ１８のティース部４２ｂの端部と対向する面には、ステータ８５から回転駆動力を受ける複数の永久磁石１８ａが配置されている。

実施の形態５のアキシャルギャップモータ９５は、孔４１ａと突起部４２ｄの嵌め合い寸法を、中間ばめか締りばめとしたので、ティースコア４２がヨーク４１から抜け落ち難く、ステータ８５単品の組立性がよい。

以上のように、本発明にかかるアキシャルギャップモータは、構造が簡素で組立性がよいアキシャルギャップモータとして有用である。

１１、２１、４１ ヨーク
１１ａ、２１ａ 切欠き部
１１ｂ、２１ｂ 開口部
１１ｃ、２１ｃ 突起部
１１ｄ、２１ｄ 側縁部
１２、２２、４２ ティースコア
１２ａ、２２ａ 嵌合部
１２ｂ、２２ｂ、４２ｂ ティース部
１２ｃ、２２ｃ 溝
１３ コイル
１６ ハウジング
１７ 回転軸
１８ ロータ
１８ａ 永久磁石
８１、８２、８３、８４、８５ ステータ
９１、９３、９５ アキシャルギャップモータ

Claims (7)

1. 円板状に形成され、径方向外側に開口部を有する複数の長方形の切欠き部と、前記開口部に形成され該開口部の開口幅を狭める突起部と、を有するヨークと、
   前記ヨークの切欠き部の側縁部を内嵌する溝が設けられた嵌合部と、該嵌合部から突出しコイルが巻回されたティース部と、を有し、前記切欠き部に嵌合され前記突起部により抜止めされた複数のティースコアと、
   を備えて成るステータと、
   円板状に形成されて回転軸に支持され、前記ティース部の端部と軸方向の間隙を空けて対向するように配置されたロータと、
   を備えることを特徴とするアキシャルギャップモータ。
2. 前記ヨークの隣合う切欠き部の間の凸部の少なくとも一箇所には、径方向外側に開口するスリットが設けられてい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モータ。
3. 前記コイルが巻回されるティース部は前記嵌合部の両側に設けられ、前記ロータは前記ステータを挟むように該ステータの両側に配置されてい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モータ。
4. 前記ティースコアの嵌合部の長さは、前記ティース部の長さの略１／２に形成され、前記ヨークの切欠き部の深さは、前記ティース部の長さの略１／２に形成されてい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モータ。
5. 前記嵌合部の長さが前記ティース部の長さの略１／２に形成された二つのティースコアを組合わせ、前記ティース部が前記嵌合部の両側に突出する一つのティースコアとした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モータ。
6. 円板状に形成され、径方向に所定距離離間した一対の孔が周方向に複数対設けられたヨークと、
   前記所定距離離間して突起部と穴とが設けられた取付部と、該取付部から突出しコイルが巻回されたティース部と、を有し、前記ヨークの一対の孔の一方の孔に前記突起部が差込まれ、他方の孔に前記穴を重ねるようにして前記ヨークの一方の面に取付けられた複数のティースコアと、
   を備えて成るステータと、
   円板状に形成されて回転軸に支持され、前記ステータと軸方向の間隙を空けて対向するように配置されたロータと、
   を備えることを特徴とするアキシャルギャップモータ。
7. 前記ヨークの他方の面側から、該ヨークの他方の孔及び前記重ねられた穴に、前記ティースコアと同一形状の別のティースコアの突起部を差込み、該ヨークの一方の孔から突出した前記ティースコアの突起部を前記別のティースコアの穴に嵌合させるようにして、前記ヨークの両面に前記ティースコアを取付け、前記ロータは前記ステータを挟むように該ステータの両側に配置されていることを特徴とする請求項６に記載のアキシャルギャップモータ。

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