JP2011087382A

JP2011087382A - モータ

Info

Publication number: JP2011087382A
Application number: JP2009237400A
Authority: JP
Inventors: Tsutomu Michioka; 力道岡
Original assignee: Daihatsu Motor Co Ltd
Current assignee: Daihatsu Motor Co Ltd
Priority date: 2009-10-14
Filing date: 2009-10-14
Publication date: 2011-04-28

Abstract

【課題】各相のステータとロータをモータ軸方向にギャップを設けて対向配置した従来にない新規な構造の小型、軽量で安価なモータを提供する。
【解決手段】各相のロータ３ａ〜３ｄとステータ４ａ〜４ｄを対向した状態でモータ軸２方向に配置し、各相のロータ３ａ〜３ｄおよびステータ４ａ〜４ｄに、それぞれ周方向の各磁極位置に突極構造の外周側磁極５１、８１と内周側磁極５２、８２をモータ軸２に同心状に配置し、さらに、各相のステータ４ａ〜４ｄの外周側磁極８１と内周側磁極８２の間に、モータ軸２に同心状で外周側磁極８１と内周側磁極８２の磁極面を相互に逆極性に励磁する環状のコイル１０を配置した新規な構造のモータ１を提供する。
【選択図】図１

Description

本発明は、各相のステータとロータをモータ軸方向にギャップを設けて対向配置した従来にない新規な構造のモータに関する。

従来、モータ軸方向に各相のステータを配置したモータの一例として、クローポール型モータが提案されている（例えば、特許文献１（要約書、［請求項１］、段落［０００２］、［０００３］、［００５３］−［００６３］、図６等）参照）。

図７は特許文献１に記載のクローポール型モータのステータ構造を示し、ステータ１１９は、Ｕ、Ｖ、Ｗの各相のステータリング１３１、１３２、１３３と、Ｕ相のコイル１３４、Ｖ相のコイル１３５ａ、１３５ｂ、Ｗ相のコイル１３６とを備える。各相のステータリング１３１、１３２、１３３はモータ軸方向Ｌに重ね合わされて配置される。

Ｕ相のステータリング１３１は、周方向に等間隔に配置されて径方向内向きに延びる９個のティース１３１ｂと、これらのティース１３１ｂから更に径方向内向きに延びる磁極１３１ｃとを備える。同様に、Ｖ相のステータリング１３２は、径方向内側に伸びた９個のティース１３２ｂと、これらのティース１３２ｂから更に径方向内向きに延びる磁極１３２ｃとを備える。また、Ｗ相のステータリング１３３は、９個のティース１３３ｂと、これらのティース１３３ｂから更に径方向内向きに延びる磁極１３３ｃとを備える。

さらに、ステータ１１９の内側にロータが設けられ、該ロータは磁極としての複数の各永久磁石が周方向に配設されている。

そして、各相のコイル１３４、１３５ａ，１３５ｂ、１３６を順次に切替えて通電することにより、ロータが回転駆動される。

つぎに、ステータとロータがモータ軸方向にギャップを設けて対向した状態に配置されるモータとしてはアキシャルギャップモータがよく知られている。そして、このアキシャルギャップモータにおいて、モータ損を少なくするため、ステータにコイルを巻回した外周側の磁極と内周側の磁極とを配置することが提案されている（例えば、特許文献２（請求項４、段落［００１０］−［００１５］、図１等）参照）。

図８は特許文献２に記載のアキシャルギャップモータ２００を示し、（ａ）はそのステータ２１１から見たロータ２１２ａの磁極面の平面図、（ｂ）は（ａ）のＢ−Ｂ線に沿って切断したアキシャルギャップモータ２００の断面図である。アキシャルギャップモータ２００は、ステータ２１１と、その両端面側にギャップ（隙間）を設けて配置された一対の回転ロータ２１２ａ、２１２ｂを備え、ロータ２１２ａ、２１２ｂは、モータ軸２１３に軸支されている。

ステータ２１１は、各相のコイル２１４を巻回した複数の外側コア２１５が周方向に略等間隔に配置され、各外側コア２１５の内側にコイル２１４を巻回した内側コア２１６が配置されている。すなわち、ステータ２１１は周方向の略等間隔の各磁極の位置に、コイル２１４を巻回した外側コア２１５と内側コア２１６が同心円状に接近して配置されている。そして、各位置のコア２１５、２１６のコイル２１４は通電の電気角が１８０度異なり、例えばＵ相の＋Ｕ（Ｎ極）、−Ｕ（Ｓ極）のように励磁される。

ロータ２１２ａ、２１２ｂは、ヨーク２１７ａ、２１７ｂと、磁極を形成するそれぞれ複数個の外側永久磁石２１８ａ、内側永久磁石２１８ｂを備え、それぞれ非磁性部材からなる隔壁部２１９により略４等分され、磁気的に隔離された４つの区画を有する。なお、ステータ２１１に対向する永久磁石２１８ａ、２１８ｂは、ステータ２１１のコア２１５、２１６に対応して配置され、周方向及び径方向に異なる極性である。

そして、各相のコイル２１４の順次の通電により、例えば、図８（ｂ）の磁路ｒ、同図（ａ）の磁路ｒ２が形成されてロータ２１２ａ、２１２ｂが回転する。このとき、モータ軸２１３に直交する端面を通る磁路ｒ２が短くなってモータ損失が減少する。

特開２００５−２０９８１号公報特開２００７−２３６１３０号公報

図７のステータ構造の従来例モータの場合、ステータ１１９の各磁極１３１ｃ、１３２ｃ、１３３ｃは、各ティース１３１ｂ、１３２ｂ、１３３ｂから径方向内向きに延びるとともに、一定の磁極面積を確保するため、Ｌ字状に屈曲してモータ軸Ｌの方向に延びている。そのため、各ティース１３１ｂ、１３２ｂ、１３３ｂのモータ軸Ｌ方向の長さが磁極１３１ｃ、１３２ｃ、１３３ｃのモータ軸Ｌ方向の長さより短くなる。また、各ティース１３１ｂ、１３２ｂ、１３３ｂの周方向の幅は、隣接する他相の磁極１３２ｃ、１３３ｃ、１３１ｃおよびティース１３２ｂ、１３３ｂ、１３１ｂへの磁束の漏れを防ぐため、あまり広くできない。したがって、各ティース１３１ｂ、１３２ｂ、１３３ｂの磁路断面積が各磁極１３１ｃ、１３２ｃ、１３３ｃの磁極表面積に比べて小さくなる。その結果、各ティース１３１ｂ、１３２ｂ、１３３ｂで磁気飽和が生じやすく、大きなモータ出力を得にくい。また、各磁極１３１ｃ、１３２ｃ、１３３ｃをモータ軸Ｌ方向に延長する構造であるので、その分、軸方向に長くなってモータ体格や質量が大きくなり、十分な小型化および軽量化が図られない。

図８のアキシャルギャップモータ２００の場合、１個のステータ２１１を２個のロータ２１２ａ、２１２ｂで共用するので、ロータ２１２ａ、２１２ｂ毎にステータを設ける場合より小型、軽量になる。しかしながら、ステータ２１１の各磁極の位置の外側コア２１５と内側コア２１６には、それぞれコイル２１４が巻かれており、これらのコイル２１４の厚さの分だけ、外側コア２１５および内側コア２１６の磁極は、外周側、磁極間、および内周側の長さが短くなって磁極面積が小さくなる。そのため、十分なモータ出力が得られない。また、コイル２１４は各磁極の外側コア２１５および内側コア２１６に個別に巻かれるため、生産性が悪く、多量のコイル線が必要になってモータ体格や質量が大きくなる。そのため、高価になるとともに十分な小型化および軽量化が図られない。

本発明は、各相のステータとロータをモータ軸方向にギャップを設けて対向配置した従来にない新規な構造の小型、軽量で安価なモータを提供することを目的とする。

上記した目的を達成するために、本発明のモータは、各相のステータとロータが対向した状態でモータ軸方向に配置され、前記各相のステータおよびロータは、それぞれ周方向の各磁極位置に突極構造の外周側磁極と内周側磁極がモータ軸に同心状に配置され、前記各相のステータは、前記外周側磁極と前記内周側磁極の間に、前記モータ軸に同心状で前記外周側磁極と前記内周側磁極の磁極面を相互に逆極性に励磁する環状のコイルが配置されていることを特徴としている（請求項１）。

また、本発明のモータは、前記各相のロータの前記外周側磁極と前記内周側磁極の隙間により、前記コイルの突出した部分が回転自在に嵌入する凹部が形成されることを特徴としている。（請求項２）。

さらに、本発明のモータは、前記各相のステータが、励磁順でない各２相のステータがそれぞれ１個のヨークを共用し、前記ヨークの一面に一方の相のステータの前記外周側磁極と前記内周側磁極が配置され、前記ヨークの他方の面に他方の相のステータの前記外周側磁極と前記内周側磁極が配置されることを特徴としている（請求項３）。

請求項１に係る本発明のモータの場合、各相のステータとロータが対向した状態でモータ軸方向に配置されるため、ステータ、ロータの対向する磁極面積が大きく、モータ軸方向に短くできるというアキシャルギャップモータの特徴を備える。さらに、各相のステータは、モータ軸に同心状に配置された各外周側磁極と各内周側磁極とが、外周側磁極と内周側磁極との間に配置された環状のコイルにより、一括して磁極面が相互に逆極性に励磁され、クローポール型モータの特徴も備える。

そして、アキシャルギャップモータの特徴を備えることにより、従来のクローポール型モータのように、ステータの各磁極をＬ字状に屈曲してモータ軸Ｌの方向に延ばすような煩雑な工夫をすることなく、各相のステータ、ロータの対向する磁極面積を十分に大きくでき、磁気飽和が生じにくく、大きなモータ出力を得易い。しかも、モータ軸方向に短くなってモータ体格や質量が小さくなり、十分な小型化および軽量化が図られる。

また、クローポール型モータの特徴を備え、相毎に円環状の１個のコイルを設けて各相のステータの複数の外周側磁極、内周側磁極を相毎に一括して励磁できる。そのため、磁極毎に個別にコイルを巻く場合に比して生産性が向上するとともに、必要なコイル線が極めて少なく、モータ体格や質量を小さくすることができ、安価に形成できるとともに十分な小型化および軽量化を図ることができる。なお、コイルが円環状であるため、その点でも製作し易く、生産性が向上する。

したがって、各相のステータとロータをモータ軸方向にギャップを設けて対向配置した構造であって従来にない新規な構造を有し、安価で十分な小型化および軽量化を図って大きな出力が得られる画期的なモータを提供することができる。

請求項２に係る本発明のモータの場合、各相のロータの外周側磁極と内周側磁極の隙間が形成する凹部に、各相のステータのコイルの磁極面より突出した部分が回転自在に嵌入されるため、モータ軸方向の長さを一層短くでき、モータの一層の小型化を図ることができる。また、突極性が強くなって発生トルクが増大する利点もある。

請求項３に係る本発明のモータの場合、各２相のステータがそれぞれ１個のヨークを共用するため、ステータの個数が少なくなって一層の軽量化を実現できる。また、ヨークを共用する各２相のステータは励磁順でなく、ヨークの両面のコイルが順に励磁されないため、１つのヨークの両面で異なる相の同時の励磁状態になることがなく、ヨークを十分に薄く、かつ、軽量にして、モータの一層の小型化および軽量化を図ることができる。

本発明の一実施形態のモータの断面図である。（ａ）、（ｂ）は図１のモータの対向するロータ、ステータの磁極面の平面図である。図１の磁極配置の説明図である。（ａ）は本発明の他の実施形態のステータの磁極面の平面図、（ｂ）はその断面形状の説明図である。（ａ）は本発明の他の実施形態のロータの磁極面の平面図、（ｂ）はその断面形状の説明図である。本発明の他の実施形態の磁極配置の説明図である。従来モータの一例のステータの一部を切り取った状態の斜視図である。（ａ）は従来モータの他の例のステータ側から見たロータの磁極面の平面図、（ｂ）は（ａ）のＢ−Ｂ線に沿うモータの断面図である。

つぎに、本発明をより詳細に説明するため、実施形態について、図１〜図６を参照して詳述する。

（一実施形態）
一実施形態について、図１〜図３を参照して説明する。

図１は本実施形態の４相（相順のＡ相、Ｂ相、Ｃ相、Ｄ相）駆動のモータ１の断面図であり、モータ１は、モータ軸２の出力側（紙面左側）から順に、Ａ相のロータ３ａ、ステータ４ａ、Ｃ相のロータ３ｃ、ステータ４ｃ、Ｂ相のロータ３ｂ、ステータ４ｂ、Ｄ相のロータ３ｄ、ステータ４ｄが、同相のロータ３ａ〜３ｄとステータ４ａ〜４ｄの磁極面が対向するように一定の隙間（ギャップ）を設けて配置されている。

（ロータ３ａ〜３ｄの構成）
両端のロータ３ａ、３ｄは中心にモータ軸２の貫通孔が形成された円板状のロータヨーク５ａ、５ｄを備える。ロータヨーク５ａ、５ｄは、キャップ状のロータカバー６ａ、６ｄに収容され、ロータカバー６ａ、６ｄを介してモータ軸２に軸支されている。

中間のロータ３ｃ、３ｂは個別にロータヨークを備えてもよいが、モータ１の小型化、軽量化等を図るため、中心にモータ軸２の貫通孔が形成された円板状のロータヨーク５ｃｂを共用する構成であり、ロータヨーク５ｃｂはフランジを有するリング状の連通したロータカバー６ｃ、６ｂに嵌め込まれ、ロータカバー６ｃ、６ｂを介してモータ軸２に軸支されている。

そして、ロータヨーク５ａ、５ｄのステータ４ａ、４ｄに対向する片面（磁極面）には、周方向の略等間隔（例えば９０度間隔）の各磁極位置に、突極構造の外周側磁極５１、内周側磁極５２がモータ軸２に対して同心状に配置されている。また、ロータヨーク５ｃｂのステータ４ｃ、４ｂに対向する両面にも、同様の各磁極位置に、突極構造の外周側磁極５１、内周側磁極５２がモータ軸２に対して同心状に配置されている。

図２（ａ）は図１の矢印線αの方向に見たロータ３ａの磁極面を示し、各４個の外周側磁極５１と内周側磁極５２が９０度の間隔で同心状に配置されている。そして、ロータ３ｂ〜３ｄについても、同様に、ステータ４ｂ〜４ｄに対向する磁極面に各４個の外周側磁極５１と内周側磁極５２が９０度の間隔で同心状に配置されている。

なお、磁極５１、５２は、例えば圧粉磁心により形成され、磁極面積が等しく、径方向に一定の隙間を設けて配置される。そして、径方向外側の外周側磁極５１は平面視が横長の扇形であり、径方向内側（モータ軸２寄り）の内周側磁極５２は平面視が縦長の扇形である。

（ステータ４ａ〜４ｄの構成）
ステータ４ａ〜４ｄについても個別にステータヨークを備えてもよいが、モータ１の小型化、軽量化等を図るため、各２相のステータ４ａ、４ｃ、４ｂ、４ｄが、それぞれ１個のステータヨーク８ａｃ、８ｂｄを共用する。すなわち、ロータ３ａ、３ｃ間に配置されるステータ４ａ、４ｃは、ステータ４ａがステータヨーク８ａｃのロータ３ａに対向する片側を利用して形成され、ステータ４ｃがステータヨーク８ａｃのロータ３ｃに対向する片側を利用して形成される。また、ロータ３ｂ、３ｄ間に配置されるステータ４ｂ、４ｄは、ステータ４ｂがステータヨーク８ｂｄのロータ３ｂに対向する片側を利用して形成され、ステータ４ｄがステータヨーク８ｂｄのロータ３ｄに対向する片側を利用して形成される。

そして、各２相のステータ４ａ、４ｃ、４ｂ、４ｄは、励磁相順（Ａ相、Ｂ相、Ｃ相、Ｄ相の順）でない２相（Ａ相とＣ相、Ｂ相とＤ相）のステータである。このようにするのは、ステータヨーク８ａｃ、８ｂｄが、両面で異なる相の同時の励磁状態になって磁束飽和が生じないようにし、モータ出力の減少を防止するためである。

また、ステータヨーク８ａｃ、８ｂｄはロータヨーク５ａ、５ｃｂ、５ｄと略同じ大きさであり、中心にモータ軸２の遊挿孔が形成された円板状であって、一層の軽量化を図るため、外周部および前記遊挿孔側の内周部に凹状の溝９が形成されている。

さらに、ステータヨーク８ａｃのロータ３ａに対向する一方の面（片側の磁極面）には、周方向の略等間隔（例えば９０度間隔）の各磁極位置に、ロータ３ａの磁極５１、５２と同様の突極構造の外周側磁極８１、内周側磁極８２がモータ軸２に対して同心状に配置され、ステータヨーク８ａｃのロータ３ｃに対向する他方の面（片側の磁極面）にも、周方向の略等間隔（例えば９０度間隔）の各磁極位置に、ロータ３ｃの磁極５１、５２と同様の突極構造の外周側磁極８１、内周側磁極８２がモータ軸２に対して同心状に配置されている。

図２（ｂ）は図１の矢印線β方向に見たステータ４ａの磁極面を示し、各４個の外周側磁極８１と内周側磁極８２が９０度の間隔で同心状に配置されている。

同様に、ステータヨーク８ｂｄについても、ロータ３ｂに対向する一方の面、ロータ３ｄに対向する他方の面それぞれの周方向の略等間隔の各磁極位置に、ロータ３ｂ、３ｄの磁極５１、５２と同様の突極構造の外周側磁極８１、内周側磁極８２がモータ軸２に対して同心状に配置されている。

そして、各相のステータ４ａ〜４ｄは、各相間で外周側磁極８１、内周側磁極８２の配置が周方向（モータ軸２の回転方向）にずれ、かつ、外周側磁極８１、内周側磁極８２の配置が対向するロータ３ａ〜３ｄの外周側磁極５１、内周側磁極５２に対しても相対的に前記周方向にずれるように設置される。そのため、各相のロータ３ａ〜３ｄ、ステータ４ａ〜４ｄの対の磁極はすべて異なる位相になる。

図３は各相のロータ３ａ〜３ｄの磁極位置を揃えてステータ４ａ〜４ｄの磁極位置のずれを図中の矢印線γの方向からヨーク単位で見て例示したものであり、各相のステータ４ａ〜４ｄの磁極８１、８２が周方向に９０度間隔で配置されている場合、各相のステータ４ａ〜４ｄの磁極８１、８２の配置は相毎に２５．５度ずつずれ、Ａ相の磁極８１、８２に対して、Ｂ相の磁極８１、磁極８２の位置が周方向に２２．５度ずれ、Ｂ相の磁極８１、磁極８２に対して、Ｃ相の磁極８１、８２の位置が周方向に２２．５度ずれ、Ｃ相の磁極８１、磁極８２に対して、Ｄ相の磁極８１、８２の位置が周方向に２２．５度ずれるようにステータ４ａ〜４ｄの磁極配置が設定される。また、ステータ４ａ〜４ｄとロータ３ａ〜３ｄの磁極位相のずれは、ロータ３ａ〜３ｄ毎にロータ３ａ〜３ｄの磁極５１、５２の配置を周方向（モータ軸２の回転方向）にずらして設定される。

なお、磁極８１、８２も、例えば圧粉磁心により形成され、磁極面積が等しく、径方向に一定の隙間を設けて配置される。そして、径方向外側の外周側磁極８１は平面視が横長の扇形であり、内周側磁極８２は平面視が縦長の扇形である。

つぎに、各相のステータ４ａ〜４ｄは、外周側磁極８１と内周側磁極８２の間の環状の隙間に、モータ軸２に同心状で磁極８１、８２の磁極面を相互に逆極性（Ｎ極、Ｓ極）に励磁する環状の複数ターンのコイル１０が配置されている。各相のコイル１０は例えば電気角９０度毎に相順に切替えて通電される。

この通電により、ステータ４ａ〜４ｄの磁極８１、磁極８２は、Ａ相、Ｂ相、Ｃ相、Ｄ相、Ａ相、…の順に切替えて励磁され、各相のステータ４ａ〜４ｄと対向するロータ３ａ〜３ｄとの磁気吸引により、トルクが発生して各相のロータ３ａ〜３ｄが回転してモータ１が回転する。

以上のように構成された本実施形態のモータ１は、各相のロータ３ａ〜３ｄとステータ４ａ〜４ｄが対向した状態でモータ軸２方向に配置されるため、ロータ３ａ〜３ｄ、ステータ４ａ〜４ｄの対向する磁極面積は、略外周側磁極５１、８１および内周側磁極５２、８２の平面の面積であって十分に大きく、ロータ３ａ〜３ｄやステータ４ａ〜４ｄをモータ軸２方向に厚くしなくてよく、モータ１をモータ軸２方向に短くできるというアキシャルギャップモータの特徴を備える。この場合、磁気飽和が生じにくく、大きなモータ出力を得易い。しかも、モータ軸方向２に短くなってモータ体格や質量が小さくなり、モータ１の十分な小型化および軽量化が図られる。

さらに、各相のステータ４ａ〜４ｄは、モータ軸２に同心状に配置された各外周側磁極８１と各内周側磁極８２とが、外周側磁極８１と内周側磁極８２との間に配置された環状のコイル１０により、一括して磁極面が相互に逆極性に励磁され、クローポール型モータの特徴も備える。この場合、（ｉ）磁極毎に個別にコイルを巻く場合に比してコイル１０の数が少なく、生産性が向上する。（ｉｉ）磁極８１、８２に個別にコイルを巻くよりも合計のコイル周長が短く、コイル線（エナメル線）の使用量が少なくなり、モータ１は小型、軽量で安価になる。（ｉｉｉ）コイル１０は円環状であるため製作し易い。（ｉｖ）各相のステータ４ａ〜４ｄそれぞれに対して１個のコイル１０しか使用しないので、各相のステータ４ａ〜４それぞれが形成する１個のスロットに一相分のコイル１０しか収容しないのと等価の状態であり、絶縁信頼性が高くなる利点もある。そのため、モータ１を安価に形成できるとともに十分な小型化および軽量化を図ることができ、絶縁信頼性も向上する。

つぎに、各相のコイル１０の磁極８１、８２の表面よりもロータ３ａ〜３ｂ方向に突出した部分を、ロータ３ａ〜３ｄの磁極５１、５２間の凹部１１に収納する構造にしたため、モータ１のモータ軸２方向の長さをさらに短くでき、モータ１を一層小型化できる。このとき、ステータヨーク８ａｃ、８ｂｄの両面の磁極位置を合わせることにより、各相のロータ３ａ〜３ｄ、ステータ４ａ〜４ｄの対のモータ軸２方向の厚みが最も薄くなってモータ１が最も小型、軽量になる。また、ロータ３ａ〜３ｄの磁極５１、５２とステータ４ａ〜４ｄの磁極８１、８２のモータ軸２方向の高さを概略同じにすれば、磁極５１、５２、８１、８２の突極性が最も強くなり、発生トルクを最も大きくできる。

なお、凹部１１を形成するロータ３ａ〜３ｄの磁極５１、５２の隙間および、コイル１０を配置するステータ４ａ〜４ｄの磁極８１、８２間の隙間は、場合によってはヨーク５ａ、５ｃｂ、５ｄ、８ａｃ、８ｂｄを窪ませて形成してもよい。

つぎに、Ｂ相、Ｃ相のロータ３ｂ、３ｃを、ロータヨーク５ｃｂを共用して形成し、また、各２相のステータ４ａ、４ｃ、４ｂ、４ｄを、ステータヨーク８ａｃ、８ｂｄを共用して形成したため、モータ１のロータ構造、ステータ構造を大幅に軽量化でき、モータ１が軽量化する。

つぎに、ステータヨーク８ａｃ、８ｂｄを共用する各２相のステータ４ａ、４ｃ、４ｂ、４ｄは励磁順でなく、ステータヨーク８ａｃ、８ｂｄそれぞれの両面のコイル１０が順には励磁されないため、１つのステータヨーク８ａｃ、８ｂｄの両面で異なる相の同時の励磁状態になることがなく、ステータヨーク８ａｃ、８ｂｄを十分に薄く、かつ、軽量にして、モータ１の一層の小型化および軽量化を図ることができる。

したがって、各相のステータ４ａ〜４ｄとロータ３ａ〜３ｄをモータ軸２方向にギャップを設けて対向配置した構造であって従来にない新規な構造を有し、安価で十分な小型化および軽量化を図って、例えば電気自動車やハイブリッドカー等の駆動モータとしても十分な大きな出力が得られる画期的なモータ１を提供することができる。

なお、例えばステータヨーク８ａｃ、８ｂｄにつき、磁束が最も多くなるコイル１０の位置でヨーク厚を厚くし、外周および内周ではヨーク厚を薄くすることにより、ステータヨーク８ａｃ、８ｂｄを一層軽量化してモータ１をさらに軽量化できる。そして、ロータヨーク５ａ、５ｃｂ、５ｄについても、ヨーク厚をコイル１０の位置で厚く、外周および内周では薄くすることにより、一層軽量化してモータ１をさらに軽量化できる。

（他の実施形態）
他の実施形態について、図４〜図６を参照して説明する。

本実施形態においては、モータ１を一層軽量化するため、ステータヨーク８ａｃ、８ｂｄおよび、ロータヨーク５ａ、５ｃｂ、５ｄを、可能な限り肉抜き状態に加工する。

図４は本実施形態のステータヨーク８ａｃの形状の説明図であり、（ａ）は磁極面の平面図、（ｂ）は（ａ）のｘ−ｘ線に沿って切断した断面図である。

そして、ステータヨーク８ａｃは、磁極８１、８２を削ることなく、かつ、コイル１０を配置する磁極８１、８２間の環状の隙間を残すため、図４（ａ）に示すように、外周部が破線ａの元の平面視円形状から略矩形状に削られ、内周部の複数個所（具体的には４個所）が破線ｂのモータ軸２の遊挿孔に繋がる平面視が略Ｖ字状に削られる。このとき、ｘ−ｘ線に沿って切断したステータヨーク８ａｃの断面図は図４（ｂ）に示すようになり、内周部側に大きな切り抜き部ｋｓが形成される。

そのため、本実施形態のステータヨーク８ａｃは極めて軽量化される。そして、ステータヨーク８ｂｄについても、同様の加工が施されて軽量化が図られる。

図５は本実施形態のロータヨーク５ａの形状の説明図であり、（ａ）は磁極面の平面図、（ｂ）は（ａ）のｙ−ｙ線に沿って切断した断面図である。

そして、ロータヨーク５ａについても、磁極５１、５２を削ることがないようにするため、図５（ａ）に示すように、外周部が破線ｃの元の平面視円形状から略矩形状に削られ、内周部の複数個所（具体的には４個所）が破線ｄのモータ軸２の貫通孔に繋がる平面視が略Ｕ字状に削られる。このとき、ｙ−ｙ線に沿って切断したロータヨーク５ａの断面図は図５（ｂ）に示すようになり、内周部側に大きな切り抜き部ｋｒが形成される。

そのため、本実施形態の場合、ロータヨーク５ａも極めて軽量化される。そして、他のロータヨーク５ｃｂ、５ｄについても、同様の加工が施されて軽量化が図られる。

したがって、本実施形態の場合、ロータ３ａ〜３ｄ、ステータ４ａ〜４ｄが軽量化してモータ１が一層軽量になる。

なお、本実施形態の場合も、各相のステータ４ａ〜４ｄは、各相間で外周側磁極８１、内周側磁極８２の配置が周方向（モータ軸２の回転方向）にずれ、かつ、外周側磁極８１、内周側磁極８２の配置が対向するロータ３ａ〜３ｄの外周側磁極５１、内周側磁極５２に対しても相対的に前記周方向にずれるように設置される。そのため、各相のロータ３ａ〜３ｄ、ステータ４ａ〜４ｄの対の磁極はすべて異なる位相になる。

図６は各相のステータ４ａ〜４ｄ、ロータ３ａ〜３ｄの磁極の状態を図３と同じ方向からヨーク単位で見て示したものであり、破線枠で囲んだ２相がヨークを共用したものである。

そして、本発明は上記した両実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない限りにおいて上述したもの以外に種々の変更を行なうことが可能であり、例えば、前記両実施形態においては、モータ１が４組のロータ３ａ〜３ｄ、ステータ４ａ〜４ｄを備えた４相（Ａ相、Ｂ相、Ｃ相、Ｄ相）駆動の場合に適用したが、モータ１が３組のロータ、ステータを備えた３相駆動の場合、５組以上のロータ、ステータを備えた５相以上の多相駆動の場合にも適用することができる。なお、３相駆動の場合は、例えば図１のロータ３ａ（Ａ相ロータ）、ステータ４ａ（Ａ相ステータ）、ステータ４ｃ（Ｃ相ステータ）と、略ロータ３ｄの形状の片面ロータ（Ｃ相ロータ）、略ロータ３ａにコイル１０を設けた形状の片面ステータ（Ｂ相ステータ）、略ロータ３ｄの形状の片面ロータ（Ｂ相ロータ）との組み合わせに形成すればよく、この場合は、Ａ相とＣ相のステータがヨークを共用する。また、５相駆動の場合は、例えば図１のモータ１のロータ３ｄの左隣に片面ステータ、片面ロータを配置し、モータ軸２の出力側から順にＡ相、Ｃ相、Ｂ相、Ｅ相、Ｄ相とすれば、Ａ相、Ｃ相はステータヨークを共用し、Ｃ相、Ｂ相はロータヨークを共用し、Ｂ相、Ｅ相はステータヨークを共用できる。

また、ロータ３ａ〜３ｄおよびステータ４ａ〜４ｄの磁極位置の数は、３個または５個以上であってもよいもは勿論である。

さらに、ロータヨーク５ａ、５ｃｂ、５ｄ、ステータヨーク８ａｃ、８ｂｄの形状は平面視が円形状でなくてもよいのは勿論であり、前記第２の実施形態の場合と異なる形状に肉抜き加工してもよい。

また、各相のコイル１０の通電方向、換言すれば、各相の外周側磁極８１と内周側磁極８２の磁極性が逆向きであってもよい。

そして、本発明のモータは、電気自動車やハイブリッドカーの駆動モータ等の種々の用途に適用することができる。

１モータ
２モータ軸
３ａ〜３ｄロータ
４ａ〜４ｄステータ
１０コイル
１１凹部
５１、８１外周側磁極
５２、８２内周側磁極

Claims

各相のステータとロータが対向した状態でモータ軸方向に配置され、
前記各相のステータおよびロータは、それぞれ周方向の各磁極位置に突極構造の内周側磁極と外周側磁極がモータ軸に同心状に配置され、
前記各相のステータは、前記外周側磁極と前記内周側磁極の間に、前記モータ軸に同心状で前記外周側磁極と前記内周側磁極の磁極面を相互に逆極性に励磁する環状のコイルが配置されていることを特徴とするモータ。
請求項１に記載のモータにおいて、
前記各相のロータの前記外周側磁極と前記内周側磁極の隙間により、前記コイルの突出した部分が回転自在に嵌入する凹部が形成されることを特徴とするモータ。
請求項１または２に記載のモータにおいて、
前記各相のステータは、励磁順でない各２相のステータがそれぞれ１個のヨークを共用し、
前記ヨークの一面に一方の相のステータの前記外周側磁極と前記内周側磁極が配置され、前記ヨークの他方の面に他方の相のステータの前記外周側磁極と前記内周側磁極が配置されることを特徴とするモータ。