JP2011250651A - Axial gap motor - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an axial gap motor capable of increasing motor torque while reducing its size and weight and facilitating its assemblage.SOLUTION: An axial gap motor is provided with a stator 2a of which at least one of its front side and rear side is a polar face, and a rotor 3a whose polar face is facing to the polar face of the stator 2a. The stator 2a is formed by arranging a stator core 5a, wedge-shaped in plan view, with a divided magnetic pole structure having at least one intermediate magnetic pole 11a in between an external diameter side magnetic pole 9 and an internal diameter side magnetic pole 10. Each of the external diameter side magnetic pole 9, the internal diameter side magnetic pole 10, and the intermediate magnetic pole 11a of the stator core 5a is integrally excited by a coil 12 to achieve reduction in size and weight of an axial gap motor 1A and to facilitate its assemblage, thereby increasing motor torque.

Description

本発明は、ロータとステータがモータ軸方向に対向して配置されるアキシャルギャップモータ(アキシャルギャップ構造のモータ)に関し、詳しくは、その小型・軽量化および組付の容易化に関する。   The present invention relates to an axial gap motor (a motor having an axial gap structure) in which a rotor and a stator are arranged to face each other in the motor axial direction, and more particularly, to a reduction in size and weight and facilitation of assembly.

従来、電気自動車の駆動モータ等の用途があるこの種のアキシャルギャップモータにおいては、ステータの磁極を径方向の外径側(外周)と内径側(内周)に分割し、磁路を短くしてモータ損失を少なくすることが提案されている(例えば、特許文献1(段落[0010]−[0015]、[0029]−[0032]、図1、図5等)参照)。   Conventionally, in this type of axial gap motor, which has applications such as drive motors for electric vehicles, the magnetic pole of the stator is divided into a radially outer diameter side (outer periphery) and an inner diameter side (inner periphery) to shorten the magnetic path. It has been proposed to reduce motor loss (see, for example, Patent Document 1 (paragraphs [0010]-[0015], [0029]-[0032], FIG. 1, FIG. 5, etc.)).

図18は前記のステータの磁極を径方向の外径側と内径側に分割したアキシャルギャップモータの一例を示し、(a)はロータのステータ側から見た平面説明図、(b)は(a)のB−B線に沿う断面図である。   FIG. 18 shows an example of an axial gap motor in which the magnetic pole of the stator is divided into an outer diameter side and an inner diameter side in the radial direction, (a) is an explanatory plan view seen from the stator side of the rotor, and (b) is (a) It is sectional drawing which follows the BB line of ().

図18に示すように、この例のアキシャルギャップモータ110は、モータ軸(回転軸)113の方向に、ステータ111と、その表裏側にエアギャップ(隙間)aを設けて配置されたロータ112a、112bが設けられ、ステータ111の表裏の両面が磁極面である。そして、円盤状のロータ112a、112bは、モータ軸113に回転自在に支持されている。   As shown in FIG. 18, the axial gap motor 110 of this example includes a stator 111 in the direction of the motor shaft (rotating shaft) 113 and a rotor 112 a disposed with an air gap (gap) a on the front and back sides thereof. 112b is provided, and both the front and back surfaces of the stator 111 are magnetic pole surfaces. The disk-shaped rotors 112 a and 112 b are rotatably supported by the motor shaft 113.

ステータ111は、ステータ巻線114を巻回した外径側ステータコア115と内径側ステータコア116が、同心円状に接近して、かつ、電気角を180度異ならせて配置され、周方向に等間隔に配設される各磁極が、それぞれモータ軸方向にコイルが巻かれた外径側と内径側磁極に分割し形成される。ロータ112a、112bは、ロータヨーク117a、117bと、ロータヨーク117a、117bのステータ111側に突設した、それぞれ複数個の外径側(外側)永久磁石118a及び内径側(内側)永久磁石118bとを有している。ロータヨーク117a、117bは、隔壁部119により磁気的に隔離された4つの区画を有している。外径側永久磁石118aは外径側ステータコア115に対応して配置され、内径側永久磁石118bは内径側ステータコア116に対応して配置されている。なお、外径側永久磁石118aと内径側永久磁石118bはステータ111に対向し、ロータの周方向及び径方向の隣り合うもの同士は異なった極性である。   In the stator 111, the outer diameter side stator core 115 and the inner diameter side stator core 116 around which the stator winding 114 is wound are arranged concentrically and with an electrical angle different by 180 degrees, and are equally spaced in the circumferential direction. Each disposed magnetic pole is divided into an outer diameter side and an inner diameter side magnetic pole each having a coil wound in the motor axial direction. The rotors 112a and 112b have rotor yokes 117a and 117b and a plurality of outer diameter side (outer) permanent magnets 118a and inner diameter side (inner side) permanent magnets 118b that protrude from the rotor yokes 117a and 117b on the stator 111 side. is doing. The rotor yokes 117a and 117b have four sections magnetically isolated by the partition wall portion 119. The outer diameter side permanent magnet 118 a is arranged corresponding to the outer diameter side stator core 115, and the inner diameter side permanent magnet 118 b is arranged corresponding to the inner diameter side stator core 116. The outer diameter side permanent magnet 118a and the inner diameter side permanent magnet 118b face the stator 111, and the adjacent ones in the circumferential direction and the radial direction of the rotor have different polarities.

このアキシャルギャップモータ110は、図18(b)の矢印線の磁路rを、外径側ステータコア115及び内径側ステータコア116の回転軸方向磁束と、各ロータ112a、112bのロータ径方向磁束により形成し、図18(b)に示す各ロータ112a、112bの内径側永久磁石118bと外径側永久磁石118aの間の磁路r2を、内径側永久磁石118bと外径側永久磁石118aがロータ径方向に近接配置して最短距離を通るようにする。その結果、磁路r2をロータ外周縁に沿った磁路よりも確実に短くして、磁路rの長さを短くしてモータ損失を少なくしている。   In this axial gap motor 110, the magnetic path r indicated by the arrow line in FIG. 18B is formed by the magnetic flux in the rotation axis direction of the outer diameter side stator core 115 and the inner diameter side stator core 116 and the rotor radial direction magnetic flux of the rotors 112a and 112b. 18B, the magnetic path r2 between the inner diameter side permanent magnet 118b and the outer diameter side permanent magnet 118a of each of the rotors 112a and 112b, the inner diameter side permanent magnet 118b and the outer diameter side permanent magnet 118a is the rotor diameter. Proximity to the direction and pass the shortest distance. As a result, the magnetic path r2 is surely shorter than the magnetic path along the outer periphery of the rotor, and the length of the magnetic path r is shortened to reduce the motor loss.

図19は前記のステータの磁極を径方向の外径側と内径側に分割したアキシャルギャップモータの他の例を示し、(a)はロータのステータ側から見た平面説明図、(b)は(a)のB−B線に沿う断面図である。   FIG. 19 shows another example of an axial gap motor in which the magnetic pole of the stator is divided into an outer diameter side and an inner diameter side in the radial direction, (a) is an explanatory plan view seen from the stator side of the rotor, and (b) is It is sectional drawing which follows the BB line of (a).

この例のアキシャルギャップモータ145は、ステータ146が、ステータ巻線114を巻回した図18の外径側ステータコア115及びステータ巻線114を巻回した同図の内径側ステータコア116に代えて、ステータ巻線114を縦巻きした一つのステータコア147により形成されている。その他の構成及び作用はアキシャルギャップモータ110と同様であり、ステータ146の表裏の両面が磁極面である。   In the axial gap motor 145 of this example, the stator 146 is replaced with the outer diameter side stator core 115 of FIG. 18 in which the stator winding 114 is wound and the inner diameter side stator core 116 of FIG. 18 in which the stator winding 114 is wound. It is formed by one stator core 147 in which the winding 114 is wound vertically. Other configurations and operations are the same as those of the axial gap motor 110, and both the front and back surfaces of the stator 146 are magnetic pole surfaces.

そして、ステータコア147は、略等間隔の円環状に複数個配置され、各ステータコア47のステータ径方向中央部には147aが形成され、この溝147aに、縦(回転軸方向)巻きによりステータ巻線114が巻回されている。各ステータコア147の溝147aの形成部以外の端部は外側永久磁石118a、内側永久磁石118bに対向し、各永久磁石118a、118bは、ロータの周方向および径方向の隣り合うもの同士は異なった極性である。   A plurality of stator cores 147 are arranged in an annular shape with substantially equal intervals, and a 147a is formed in the center portion of each stator core 47 in the radial direction of the stator. A stator winding is formed in this groove 147a by vertical (rotating shaft direction) winding. 114 is wound. Ends of the stator cores 147 other than the grooves 147a are opposed to the outer permanent magnet 118a and the inner permanent magnet 118b. The permanent magnets 118a and 118b are different from each other in the circumferential direction and the radial direction of the rotor. Polarity.

このアキシャルギャップモータ145は、図19(b)の矢印線に示すように、磁路rとして、ロータヨーク117bを通ってロータ112bの内側永久磁石118bへ向かうものと、ロータヨーク117aを通ってロータ112aの内径側永久磁石118bへ向かうものとを形成することで、アキシャルギャップモータ145の端面側を通る図19(a)の磁路r2をロータ外周縁に沿う場合よりも短くしてモータ損失を少なくしている。また、小さいスペースにおいてもステータ巻線114を巻回可能にしてアキシャルギャップモータ145の小型化を可能にしている。   The axial gap motor 145 includes a magnetic path r that passes through the rotor yoke 117b toward the inner permanent magnet 118b of the rotor 112b and a rotor path that passes through the rotor yoke 117a as shown by the arrow line in FIG. By forming the head toward the inner diameter side permanent magnet 118b, the magnetic path r2 in FIG. 19A passing through the end face side of the axial gap motor 145 is made shorter than the case along the outer peripheral edge of the rotor, thereby reducing motor loss. ing. Further, the stator winding 114 can be wound even in a small space, and the axial gap motor 145 can be downsized.

つぎに、アキシャルギャップモータの一例であるスイッチド・リラクタンスモータにおいて、U字型に屈曲された積層鋼板のコアを周方向に設けたステータおよびロータを備え、その際、ステータのコアを径方向に2個並べた構造に形成してこれらのコアに共通のコイルを巻き、磁極面積を2倍にしてモータの厚さに対する回転トルク比を向上し、その結果、モータの小型化(薄型化)を図ることが提案されている(例えば、特許文献2(段落[0021]―[0049]、図6、図9(d)等)参照)。   Next, a switched reluctance motor, which is an example of an axial gap motor, includes a stator and a rotor in which a core of a laminated steel plate bent in a U-shape is provided in the circumferential direction, and the stator core in the radial direction is provided. Two coils are arranged side by side, a common coil is wound around these cores, the magnetic pole area is doubled, the rotational torque ratio to the motor thickness is improved, and as a result, the motor is downsized (thinned). (See, for example, Patent Document 2 (paragraphs [0021]-[0049], FIG. 6, FIG. 9 (d), etc.)).

図20および図21は上記構成のスイッチド・リラクタンスモータ200を示し、図20(a)は基本構成のモータ要部の上部平面図、図20(b)は(a)のA−A線で切断した断面図、図20(c)は同図(a)のモータ要部の下部平面図であり、図21は図20の構成からの変形例を示す。   FIGS. 20 and 21 show the switched reluctance motor 200 having the above-described configuration. FIG. 20A is a top plan view of the main part of the motor having the basic configuration, and FIG. FIG. 20 (c) is a cutaway sectional view, FIG. 20 (c) is a bottom plan view of the main part of the motor in FIG. 20 (a), and FIG. 21 shows a modification from the configuration of FIG.

スイッチド・リラクタンスモータ200はステータ210及びロータ214を備える。そのステータ210は、ロータ214に対向する表面(上面)のみが磁極面である。ロータ214は軸受を介してステータ210から伸びるモータ軸(回転中心軸)224に対して回転可能に接続して形成される。   The switched reluctance motor 200 includes a stator 210 and a rotor 214. In the stator 210, only the surface (upper surface) facing the rotor 214 is a magnetic pole surface. The rotor 214 is formed to be rotatably connected to a motor shaft (rotation center shaft) 224 extending from the stator 210 via a bearing.

ステータ210は、モータ軸224から同一距離の位置にU字型に形成された複数のステータコア222が周方向に配設される。ステータコア222のU字型の凹部には励磁用のコイル216が巻かれる。ロータ214は、モータ軸224から同一距離にU字型に形成されたロータコア226が周方向に配設される。ロータコア226の磁極面は、ステータコア222の磁極面と、所定の間隙を介してステータコア222のU字型の両突端部を跨ぐように対向する。   In the stator 210, a plurality of stator cores 222 formed in a U shape at the same distance from the motor shaft 224 are disposed in the circumferential direction. An exciting coil 216 is wound around the U-shaped recess of the stator core 222. In the rotor 214, a rotor core 226 formed in a U shape at the same distance from the motor shaft 224 is disposed in the circumferential direction. The magnetic pole surface of the rotor core 226 faces the magnetic pole surface of the stator core 222 so as to straddle both U-shaped projecting ends of the stator core 222 with a predetermined gap therebetween.

その際、図21に示すように、並置された2つのステータコア222に1つの励磁用のコイル16が共通に巻かれることで、スイッチド・リラクタンスモータ200は、磁極面積を大きくして回転トルクを高め、また、モータの厚さ対回転トルク比を向上して小型化を図っている。   At this time, as shown in FIG. 21, one exciting coil 16 is commonly wound around two stator cores 222 arranged side by side, so that the switched reluctance motor 200 increases the magnetic pole area and increases the rotational torque. In addition, the size of the motor is reduced by improving the motor thickness to rotational torque ratio.

特開2007−236130号公報JP 2007-236130 A 特開2004−166354号公報JP 2004-166354 A

図18に示した特許文献1に記載の従来例モータ(アキシャルギャップモータ110)の場合、第1に、ステータ111は、外径側磁極115と内径側磁極116に、すなわち、全ての磁極に、ステータ巻線114がそれぞれ巻かれる。しかも、外径側磁極115と内径側磁極116は平面視が内径側程先細りになる楔形であり、外径側磁極115と内径側磁極116に、異なる形状にステータ巻線114のコイルを巻く必要がある。そのため、コイル数が多く、コイル質量が大きくなるとともに、組付けが容易でなく、製造コストが高くなる。第2に、ステータ111の各磁極(外径側磁極115、内径側磁極116)がコイルにより囲まれる構成であるので、とくにモータ軸113との関係からコイルスロット幅が小さくなる内径側では磁極面積の確保が困難になり、アキシャルギャップモータ110の小型化(小径化)が制限される。   In the case of the conventional motor (axial gap motor 110) described in Patent Document 1 shown in FIG. 18, firstly, the stator 111 is provided on the outer diameter side magnetic pole 115 and the inner diameter side magnetic pole 116, that is, on all the magnetic poles. Each of the stator windings 114 is wound. In addition, the outer diameter side magnetic pole 115 and the inner diameter side magnetic pole 116 are wedge-shaped so that the inner diameter side is tapered in plan view, and the stator winding 114 needs to be wound around the outer diameter side magnetic pole 115 and the inner diameter side magnetic pole 116 in different shapes. There is. Therefore, the number of coils is large, the coil mass is increased, the assembly is not easy, and the manufacturing cost is increased. Second, since each magnetic pole (outer diameter side magnetic pole 115, inner diameter side magnetic pole 116) of the stator 111 is surrounded by a coil, the area of the magnetic pole is particularly on the inner diameter side where the coil slot width becomes smaller due to the relationship with the motor shaft 113. Is difficult to secure, and downsizing (reducing diameter) of the axial gap motor 110 is limited.

図19に示した特許文献1に記載の従来例モータ(アキシャルギャップモータ145)の場合、ステータ146のコイル数は図18の構成より少なくなるが、ステータコア147の径方向中央部に設けられた溝147aに、ステータ巻線114の縦(モータ軸方向)巻きのコイルが配置され、ステータ146の表面側、裏面側それぞれの径方向の磁路が、図19(b)の矢印線からも明らかなようにステータコア147の共通のステータヨークを通るため、ステータヨークが十分な磁路断面積を確保できるようにステータコア147を厚くしなければならず、ステータコア147がモータ軸方向に厚くなって重くなる。   In the case of the conventional motor (axial gap motor 145) described in Patent Document 1 shown in FIG. 19, the number of coils of the stator 146 is smaller than that of the configuration of FIG. 18, but the groove provided in the radial center of the stator core 147 A longitudinal (motor axial direction) coil of the stator winding 114 is arranged on 147a, and the radial magnetic paths on the front side and the back side of the stator 146 are also apparent from the arrow lines in FIG. In order to pass through the common stator yoke of the stator core 147, the stator core 147 must be thick so that the stator yoke can ensure a sufficient magnetic path cross-sectional area, and the stator core 147 becomes thick and heavy in the motor axial direction.

図20、図21に示した特許文献2に記載の従来例モータ(スイッチド・リラクタンスモータ200)の場合は、ステータ210の径方向の中間の磁極(U字型に形成された各ステータコア222)毎にコイルが巻かれるので、それらの磁極の周方向の両側にコイルエンドが生じる。そして、図20、図21には駆動相の一相分の磁極(周方向に90度間隔の4磁極)のみが示されているが、実際には駆動相が3相であれば、周方向に30度間隔で各相の磁極が隣接して存在し、それらの磁極にも同じようにコイルが巻かれて両側にコイルエンドが生じるので、各コイルのコイルエンドのスペースを確保してコイルエンドどうしの干渉等を防止するため、中間の各磁極の周方向の幅を削って狭くしたり、中間の各磁極の面積を小さくする必要があり、その結果、モータトルクが減少する。   In the case of the conventional motor (switched reluctance motor 200) described in Patent Document 2 shown in FIGS. 20 and 21, the magnetic pole in the radial direction of the stator 210 (each stator core 222 formed in a U-shape). Since the coil is wound every time, coil ends are generated on both sides in the circumferential direction of the magnetic poles. 20 and 21 show only the magnetic poles for one phase of the driving phase (four magnetic poles spaced 90 degrees in the circumferential direction), but if the driving phase is actually three-phase, the circumferential direction The magnetic poles of each phase are adjacent to each other at an interval of 30 degrees, and the coils are wound around the magnetic poles in the same manner, so that coil ends are generated on both sides. In order to prevent mutual interference and the like, it is necessary to reduce the width of each intermediate magnetic pole in the circumferential direction, or to reduce the area of each intermediate magnetic pole, resulting in a reduction in motor torque.

そして、この種のアキシャルギャップモータにおいては、ステータの磁極面が、表裏の両面であるか、いずれか一方の面(片面)であるかを問わず、小型・軽量化および組付の容易化を図りつつ、モータトルクを一層増大することが望まれているが、そのための最良の構造は発明されていない。   And in this type of axial gap motor, regardless of whether the magnetic pole surface of the stator is both the front and back surfaces or one of the surfaces (one surface), it is possible to reduce the size and weight and facilitate the assembly. While it is desired to further increase the motor torque, the best structure for this purpose has not been invented.

本発明は、アキシャルギャップモータにおいて、小型・軽量化および組付の容易化を図りつつ、モータトルクを増大することができる画期的な構造を提供することを目的とする。   An object of the present invention is to provide an epoch-making structure capable of increasing motor torque while reducing the size and weight and facilitating assembly in an axial gap motor.

上記した目的を達成するために、本発明のアキシャルギャップモータは、表裏の両面の少なくともいずれか一方が磁極面であるステータと、磁極面が前記ステータの磁極面に対向したロータとを備え、前記ステータは、外径側磁極と内径側磁極との間に少なくとも一つの中間磁極を有する分割磁極構造の径方向に楔形の各ステータコアを周方向に配設して形成され、前記外径側磁極、前記内径側磁極および前記中間磁極が前記中間磁極のコイルにより一括して励磁されることを特徴としている(請求項1)。   In order to achieve the above-described object, an axial gap motor of the present invention includes a stator in which at least one of both front and back surfaces is a magnetic pole surface, and a rotor having a magnetic pole surface facing the magnetic pole surface of the stator, The stator is formed by disposing each wedge-shaped stator core in the radial direction of a split magnetic pole structure having at least one intermediate magnetic pole between an outer diameter side magnetic pole and an inner diameter side magnetic pole, and the outer diameter side magnetic pole, The inner diameter side magnetic pole and the intermediate magnetic pole are excited together by a coil of the intermediate magnetic pole (claim 1).

また、本発明のアキシャルギャップモータは、前記ステータの表裏の両面が磁極面であり、前記コイルは、略鞍型の形状であり、前記ステータの表裏の前記中間磁極を囲むように前記ステータコアに設けられることを特徴としている(請求項2)。   In the axial gap motor of the present invention, both the front and back surfaces of the stator are magnetic pole surfaces, and the coil has a substantially bowl shape, and is provided on the stator core so as to surround the intermediate magnetic poles on the front and back surfaces of the stator. (Claim 2).

さらに、本発明のアキシャルギャップモータは、前記ステータの表裏の両面が磁極面であり、前記コイルは、中央部が前記ステータの表裏方向に屈曲したクランク状であり、前記ステータの隣り合う異なる駆動相のステータコアのいずれか一方の表面側の前記中間磁極と他方の裏面側の前記中間磁極を囲むように、前記隣り合うステータコアに跨って設けられることを特徴としている(請求項3)。   Furthermore, in the axial gap motor of the present invention, both the front and back surfaces of the stator are magnetic pole surfaces, and the coil has a crank shape in which a central portion is bent in the front and back directions of the stator. The stator core is provided so as to straddle the adjacent stator cores so as to surround the intermediate magnetic pole on one surface side of the stator core and the intermediate magnetic pole on the other back surface side.

また、本発明のアキシャルギャップモータは、前記中間磁極が、前記外径側磁極および前記内径側磁極より周方向にずれていることを特徴としている(請求項4)。   Further, the axial gap motor of the present invention is characterized in that the intermediate magnetic pole is displaced in the circumferential direction from the outer diameter side magnetic pole and the inner diameter side magnetic pole.

さらに、本発明のアキシャルギャップモータは、前記ステータの各ステータコアが磁気的に独立した状態で周方向に配設され、前記ロータの各ロータコアが磁気的に独立した状態で周方向に配設されていることを特徴としている(請求項5)。   In the axial gap motor of the present invention, each stator core of the stator is disposed in the circumferential direction in a magnetically independent state, and each rotor core of the rotor is disposed in the circumferential direction in a magnetically independent state. (Claim 5).

請求項1に係る本発明のアキシャルギャップモータの場合、ステータの表裏の両面又は片面の磁極面において、周方向に配設されたステータコアは、外径側磁極と内径側磁極との間に少なくとも一つの中間磁極を有し、それらの磁極は中間磁極のコイルにより一括して励磁される。   In the axial gap motor according to the first aspect of the present invention, the stator core disposed in the circumferential direction on both the front and back surfaces or the single-sided magnetic pole surface of the stator has at least one between the outer diameter side magnetic pole and the inner diameter side magnetic pole. There are two intermediate magnetic poles, and these magnetic poles are energized together by a coil of the intermediate magnetic pole.

この場合、各ステータコアの分割磁極毎にコイルを設けなくてよく、コイルの個数や量を低減しつつ、コイルの通電励磁で発生した磁束の磁路を、中間磁極からロータを通って外径側磁極に戻る磁路と、中間磁極からロータを通って内径側磁極に戻る磁路に分散させて二次元平面状に広げることができ、ステータを薄型化してモータトルクを増大することができる。しかも、ステータに設けるコイルの個数や量が少なく、組付けも容易である。   In this case, it is not necessary to provide a coil for each divided magnetic pole of each stator core, and the magnetic path of the magnetic flux generated by energization excitation of the coil is reduced from the intermediate magnetic pole through the rotor while reducing the number and amount of coils. The magnetic path returning to the magnetic pole and the magnetic path returning from the intermediate magnetic pole to the magnetic pole on the inner diameter side through the rotor can be spread in a two-dimensional plane, and the stator can be thinned to increase the motor torque. In addition, the number and amount of coils provided in the stator are small, and assembly is easy.

したがって、小型・軽量化および組付の容易化を図りつつ、モータトルクを増大することができる画期的な構造のアキシャルギャップモータを提供できる。   Therefore, it is possible to provide an axial gap motor having an epoch-making structure capable of increasing the motor torque while reducing the size and weight and facilitating the assembly.

請求項2に係る本発明のアキシャルギャップモータの場合、ステータの表裏の両面が磁極面であり、ステータに周方向に配設されるステータコアの前記コイルは、略鞍型の形状である。そして、ステータコアを挟むようにして前記コイルを設けると、前記コイルがステータコアの表側および裏側の中間磁極を囲み、前記コイルの通電により、ステータコアの表裏の外径側磁極、内径側磁極および中間磁極が一括して励磁される。   In the axial gap motor according to the second aspect of the present invention, both the front and back surfaces of the stator are magnetic pole surfaces, and the coils of the stator core disposed in the circumferential direction on the stator have a substantially bowl shape. When the coil is provided so as to sandwich the stator core, the coil surrounds the intermediate magnetic poles on the front side and the back side of the stator core, and the outer diameter side magnetic pole, the inner diameter side magnetic pole, and the intermediate magnetic pole on the front and back sides of the stator core are bundled by energizing the coil. Excited.

この場合、ステータコアの表裏の両面の中間磁極を囲む1つのコイルによってステータコアの表裏の外径側磁極、内径側磁極および中間磁極が一括して励磁される。そのため、ステータの表裏の両面を磁極面とする場合に、ステータに設けるコイルの個数や量を大幅に低減しつつ、ステータを薄型化してモータトルクを増大することができ、しかも、組付けも容易である。   In this case, the outer-diameter-side magnetic pole, the inner-diameter-side magnetic pole, and the intermediate magnetic pole on the front and rear surfaces of the stator core are excited together by one coil that surrounds the intermediate magnetic poles on both sides of the stator core. Therefore, when both the front and back sides of the stator are used as magnetic pole faces, the number and amount of coils provided on the stator can be greatly reduced, the stator can be made thinner and the motor torque can be increased, and assembly is also easy. It is.

さらに、略鞍型のコイルを設けることにより、ステータコアの周方向の片側は、前記コイルの開口縁に望み、巻き線が存在しない。そのため、ステータの表裏の中間磁極の周方向の磁極幅は、中間磁極の全周をコイルが囲む場合に比して巻き線による制約が半減して広くなり、ステータの表裏の中間磁極の十分な磁極面積を確保しつつ、前記コイルのコイル量を多くして大きな起磁力(アンペアターン)を発生し、モータトルクを一層増大することができる。   Furthermore, by providing a substantially bowl-shaped coil, one side in the circumferential direction of the stator core is desired at the opening edge of the coil, and no winding exists. For this reason, the magnetic pole width in the circumferential direction of the intermediate magnetic poles on the front and back sides of the stator is wider than the case where the coil surrounds the entire circumference of the intermediate magnetic poles. While securing the magnetic pole area, the coil amount of the coil is increased to generate a large magnetomotive force (ampere turn), thereby further increasing the motor torque.

したがって、ステータの表裏の両面を磁極面とする場合に、一層の小型・軽量化および組付の容易化を図りつつ、モータトルクを増大することができる画期的な構造のアキシャルギャップモータを提供できる。   Therefore, when the front and back sides of the stator are both magnetic pole surfaces, an axial gap motor with an epoch-making structure that can increase motor torque while further reducing size and weight and facilitating assembly is provided. it can.

請求項3に係る本発明のアキシャルギャップモータの場合、ステータの表裏の両面が磁極面であり、前記コイルは、中央部がステータの表裏方向に屈曲したクランク状であって、隣り合うステータコアに跨って設けられ、両ステータコアのいずれか一方の表側および他方の裏側の中間磁極を囲む。   In the case of the axial gap motor of the present invention according to claim 3, both the front and back surfaces of the stator are magnetic pole surfaces, and the coil has a crank shape whose central portion is bent in the front and back direction of the stator and straddles adjacent stator cores. And surrounds the intermediate magnetic poles on either the front side or the other back side of both stator cores.

そのため、前記コイルの通電により、ステータに径方向に配設された各ステータコアは、表側の磁極面の駆動相の外径側磁極、内径側磁極および中間磁極が一括して励磁され、同時に、表側より周方向にずれた裏側の磁極面の同じ駆動相の外径側磁極、内径側磁極および中間磁極が一括して励磁される。このとき、表側の磁極面の磁束の磁路を形成するステータコアと、同時に裏側の磁極面の磁束の磁路を形成するステータコアとが異なり、各ステータコアを、ステータの表裏それぞれの片面の磁束が異なるタイミングで通る。そのため、各ステータコアの厚みを、ステータの表裏の磁束が同じステータコアを表裏から同じタイミングに通る場合に比して一層薄くすることができ、ステータの表裏の両面を磁極面とする場合に、さらにステータを薄型化してモータトルクを増大することができる。   Therefore, by energizing the coil, each stator core disposed in the radial direction on the stator is energized with the outer diameter side magnetic pole, the inner diameter side magnetic pole, and the intermediate magnetic pole of the driving phase of the front side magnetic pole surface at the same time. The outer diameter side magnetic pole, the inner diameter side magnetic pole, and the intermediate magnetic pole of the same driving phase on the magnetic pole surface on the back side that is shifted more in the circumferential direction are excited together. At this time, the stator core that forms the magnetic path of the magnetic flux on the front magnetic pole surface is different from the stator core that simultaneously forms the magnetic path of the magnetic flux on the rear magnetic pole surface, and each stator core has a different magnetic flux on each side of the stator. Pass by timing. Therefore, the thickness of each stator core can be made thinner than when the magnetic fluxes on the front and back of the stator pass through the same stator core from the front and back at the same timing. The motor torque can be increased by reducing the thickness.

したがって、ステータの表裏の両面を磁極面とする場合に、一層の小型・軽量化および組付の容易化を図りつつ、モータトルクを増大することができる画期的な構造の他の例のアキシャルギャップモータを提供できる。   Therefore, when both the front and back surfaces of the stator are pole faces, another example of an innovative structure that can increase motor torque while further reducing the size and weight and facilitating assembly. A gap motor can be provided.

請求項4に係る本発明のアキシャルギャップモータの場合、中間磁極が外径側磁極および内径側磁極より周方向にずれることにより、中間磁極を囲むコイルがより組付け易くなって組付性が一層向上し、さらには、中間磁極の周方向の少なくとも片側(好ましくはコイルエンド側)のコイル端面(側面)を外径側磁極および内径側磁極の周方向の端面(側面)と面一にすることが可能になる。   In the case of the axial gap motor of the present invention according to claim 4, the intermediate magnetic pole is displaced in the circumferential direction from the outer diameter side magnetic pole and the inner diameter side magnetic pole, so that the coil surrounding the intermediate magnetic pole becomes easier to assemble and the assembling property is further increased. Furthermore, the coil end surface (side surface) on at least one side (preferably the coil end side) in the circumferential direction of the intermediate magnetic pole is made flush with the circumferential end surface (side surface) of the outer diameter side magnetic pole and inner diameter side magnetic pole. Is possible.

請求項5に係る本発明のアキシャルギャップモータの場合、ステータの各ステータコアおよびロータの各ロータコアが磁気的に独立した状態で周方向に配設されるため、各ステータコアおよび各ロータを不要な磁束が通らず、とくに請求項3のコイルがクランク状で隣り合うステータコアに跨って設けられる場合に好適である。   In the case of the axial gap motor of the present invention according to claim 5, since each stator core of the stator and each rotor core of the rotor are arranged in a circumferential direction in a magnetically independent state, unnecessary magnetic flux is generated in each stator core and each rotor. This is particularly suitable when the coil of claim 3 is provided in a crank shape and straddling the adjacent stator cores.

第1の実施形態のアキシャルギャップモータの組立状態の断面図である。It is sectional drawing of the assembly state of the axial gap motor of 1st Embodiment. 図1のステータの磁極面の説明図である。It is explanatory drawing of the magnetic pole surface of the stator of FIG. 図1のロータの磁極背面の説明図である。It is explanatory drawing of the magnetic pole back surface of the rotor of FIG. 図2のステータの磁極の組付けの説明図である。It is explanatory drawing of the assembly | attachment of the magnetic pole of the stator of FIG. 第2の実施形態のアキシャルギャップモータの組立状態の断面図である。It is sectional drawing of the assembly state of the axial gap motor of 2nd Embodiment. 図5のステータの磁極面の説明図である。It is explanatory drawing of the magnetic pole surface of the stator of FIG. 図5のロータの磁極背面および磁極面の説明図である。It is explanatory drawing of the magnetic pole back surface and magnetic pole surface of the rotor of FIG. 図6のステータの磁極の組付けの説明図である。It is explanatory drawing of the assembly | attachment of the magnetic pole of the stator of FIG. 第3の実施形態のアキシャルギャップモータの組立状態の断面図である。It is sectional drawing of the assembly state of the axial gap motor of 3rd Embodiment. 図9のステータの磁極面の説明図である。FIG. 10 is an explanatory diagram of a magnetic pole surface of the stator of FIG. 9. 図9のロータの磁極背面および磁極面の説明図である。It is explanatory drawing of the magnetic pole back surface and magnetic pole surface of the rotor of FIG. 第4の実施形態のアキシャルギャップモータの組立状態の断面図である。It is sectional drawing of the assembly state of the axial gap motor of 4th Embodiment. 図12のステータの磁極面の説明図である。It is explanatory drawing of the magnetic pole surface of the stator of FIG. 図12のロータの磁極背面および磁極面の説明図である。It is explanatory drawing of the magnetic pole back surface and magnetic pole surface of the rotor of FIG. 図12のステータの磁極の組付けの説明図である。It is explanatory drawing of the assembly | attachment of the magnetic pole of the stator of FIG. 図12のアキシャルギャップモータのステータの表裏の磁極の説明図である。It is explanatory drawing of the magnetic pole of the front and back of the stator of the axial gap motor of FIG. 図12のアキシャルギャップモータの励磁状態を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the excitation state of the axial gap motor of FIG. 従来モータの一例の説明図である。It is explanatory drawing of an example of the conventional motor. 従来モータの他の例の説明図である。It is explanatory drawing of the other example of the conventional motor. 従来モータのさらに他の例の説明図である。It is explanatory drawing of the further another example of the conventional motor. 図19の従来モータの変形例の説明図である。It is explanatory drawing of the modification of the conventional motor of FIG.

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17を参照して詳述する。なお、それらの図面においては、断面を示す斜線(ハッチング)等は適宜省略している。   Next, in order to describe the present invention in more detail, embodiments will be described in detail with reference to FIGS. In the drawings, hatched lines indicating cross sections are omitted as appropriate.

(第1の実施形態)
ステータの磁極面が片面である第1の実施形態について、図1〜図4を参照して説明する。
(First embodiment)
A first embodiment in which the magnetic pole surface of the stator is a single side will be described with reference to FIGS.

図1は本実施形態のアキシャルギャップモータ1Aの切断側面図であり、図2は図1の矢印線aの矢視方向から見たアキシャルギャップモータ1Aのステータ2aの磁極面の平面図、図3は図1の矢印線aの矢視方向から見たアキシャルギャップモータ1Aのロータ3aの磁極背面の平面図である。   FIG. 1 is a cut side view of the axial gap motor 1A of the present embodiment, and FIG. 2 is a plan view of the magnetic pole surface of the stator 2a of the axial gap motor 1A as viewed from the direction of the arrow line a in FIG. These are top views of the magnetic pole back surface of the rotor 3a of the axial gap motor 1A seen from the direction of the arrow line a in FIG.

これらの図面に示すように、アキシャルギャップモータ1Aは、非磁性体(ステンレス等)のモータ軸4aに軸着された円盤状のロータ3aと、モータ軸4aが中心孔を貫通した円盤状のステータ2aとを備える。ステータ2aとロータ3aは磁極面が対向している。   As shown in these drawings, an axial gap motor 1A includes a disk-shaped rotor 3a that is attached to a non-magnetic (stainless steel) motor shaft 4a, and a disk-shaped stator in which the motor shaft 4a passes through a center hole. 2a. The stator 2a and the rotor 3a are opposed to each other in the magnetic pole surface.

(ステータ2a)
アキシャルギャップモータ1Aが3相駆動の場合、ステータ2aは、径方向に楔形の形状の12個のステータコア5aを周方向に等間隔に並べ、この状態で同心状の外周保持リング6aと内周保持リング7aの間に嵌入して形成される。このとき、各ステータコア5aは周方向に30度の間隔で隙間を設けて配設され、周方向に順に各相の磁極のコアを形成する。そして、各ステータコア5aを磁気的に独立した状態に保持して各ステータコア5aを不要な磁束が通らないようにするため、各ステータコア5a間の隙間には例えば樹脂8を充填し、また、リング6a、7aの少なくともいずれか一方を非磁性体で形成することが好ましい。
(Stator 2a)
When the axial gap motor 1A is three-phase driven, the stator 2a has twelve stator cores 5a arranged in a wedge shape in the radial direction at equal intervals in the circumferential direction, and in this state, the concentric outer peripheral holding ring 6a and the inner peripheral holding It is formed by fitting between the rings 7a. At this time, each stator core 5a is disposed with a gap of 30 degrees in the circumferential direction, and forms a magnetic core of each phase in order in the circumferential direction. In order to keep each stator core 5a magnetically independent so that unnecessary magnetic flux does not pass through each stator core 5a, for example, the gaps between the stator cores 5a are filled with resin 8 and the ring 6a. 7a is preferably formed of a non-magnetic material.

各ステータコア5aは、外径側磁極9と内径側磁極10との間に少なくとも一つの中間磁極11aを有する分割磁極構造であり、本実施例では中間磁極11aは1個である。この中間磁極11aは、後述するようにステータコア5aに組付けて設けられる。さらに、中間磁極11aには、各ステータコア5aそれぞれの外径側磁極9、内径側磁極10および中間磁極11aを一括して励磁するカセット式のコイル12が取り付けられて設けられる。   Each stator core 5a has a split magnetic pole structure having at least one intermediate magnetic pole 11a between the outer diameter side magnetic pole 9 and the inner diameter side magnetic pole 10, and in this embodiment, there is one intermediate magnetic pole 11a. The intermediate magnetic pole 11a is provided by being assembled to the stator core 5a as will be described later. Further, the intermediate magnetic pole 11a is provided with a cassette-type coil 12 that collectively excites the outer diameter side magnetic pole 9, the inner diameter side magnetic pole 10 and the intermediate magnetic pole 11a of each stator core 5a.

励磁相のコイル12が発生した磁束は、通電により図1の破線の矢印線b、cに示すように、中間磁極11aからロータ3a、外径側磁極9を通って中間磁極11aに戻る磁束および、中間磁極11aからロータ3a、内径側磁極10を通って中間磁極11aに戻る磁束を形成する。   The magnetic flux generated by the exciting phase coil 12 is a magnetic flux that returns to the intermediate magnetic pole 11a from the intermediate magnetic pole 11a through the rotor 3a and the outer diameter side magnetic pole 9, as shown by broken arrows b and c in FIG. Then, a magnetic flux that returns from the intermediate magnetic pole 11a to the intermediate magnetic pole 11a through the rotor 3a and the inner diameter side magnetic pole 10 is formed.

図4は中間磁極11aおよびコイル12の組付けを示し、(a)はステータ2aの磁極面の注目するステータコア(以下、注目コアという)5aを太い実線で囲んで示し、(b)は注目コア5aの斜視図、(c)は注目コア5aに設けられるコイル12の斜視図、(d)は中間磁極11aおよびコイル12の組付けの説明図である。   FIG. 4 shows the assembly of the intermediate magnetic pole 11a and the coil 12, (a) shows the stator core of interest (hereinafter referred to as the "core of interest") 5a of the stator 2a surrounded by a thick solid line, and (b) of the core of interest. FIG. 5C is a perspective view of the coil 12 provided on the core 5a of interest, and FIG. 5D is an explanatory view of the assembly of the intermediate magnetic pole 11a and the coil 12. FIG.

本実施形態の場合、ステータ2aの片面(表面)が磁極面であるので、各ステータコア5aの例えば圧粉磁心で形成される平面視楔形のコア本体51aは、磁極9、10の部分が表側に突起し、磁極9、10を繋ぐヨーク部52aは図1に示すように厚みαが薄くなって凹んでいる。   In the present embodiment, since one surface (front surface) of the stator 2a is a magnetic pole surface, the wedge-shaped core main body 51a formed of, for example, a dust core of each stator core 5a has the magnetic poles 9 and 10 on the front side. As shown in FIG. 1, the yoke portion 52a that protrudes and connects the magnetic poles 9 and 10 is recessed with a reduced thickness α.

ヨーク部52aの周方向の片側は中間磁極11aの基部11aaが嵌るように一部が凹状に切り取られている。磁極9、10、11aの磁極面積は略等しく、中間磁極11aは裏面側に基部11aaが突出したL字状である。   A part of the yoke 52a in the circumferential direction is cut out in a concave shape so that the base 11aa of the intermediate magnetic pole 11a is fitted. The magnetic pole areas of the magnetic poles 9, 10, and 11a are substantially equal, and the intermediate magnetic pole 11a has an L shape with a base 11aa protruding on the back surface side.

コイル12は、磁極9、11a間および磁極11a、10間の隙間に嵌る周方向に伸びた横辺12a、12bと、横辺12a、12bの片側を繋ぐ径方向の縦辺12cと、横辺12a、12bの反対の片側からヨーク部52aの厚み方向(モータ軸方向)に折れ曲がった折曲辺12d、12eと、折曲辺12d、12eの端部を繋ぐ径方向の縦辺12fのループをめぐるように、エナメル線を適当回数巻回して形成されたカセットコイルタイプのL型コイルである。なお、コイルの巻き始め部と巻き終り部は引き出し線の取り回し等を考慮して、例えば縦辺12c側に形成される。   The coil 12 includes lateral sides 12a, 12b extending in the circumferential direction between the magnetic poles 9, 11a and the gaps between the magnetic poles 11a, 10; a radial longitudinal side 12c connecting one side of the lateral sides 12a, 12b; A loop of the sides 12d and 12e bent in the thickness direction (motor axis direction) of the yoke portion 52a from the opposite side of 12a and 12b and the longitudinal side 12f in the radial direction connecting the ends of the bent sides 12d and 12e. It is a cassette coil type L-shaped coil formed by winding an enameled wire an appropriate number of times. Note that the winding start portion and the winding end portion of the coil are formed, for example, on the side of the vertical side 12c in consideration of the handling of the lead wire.

そして、組付け時、図4(d)の矢印の順に、中間磁極11aをコイル12の内側に嵌め、この状態でコイル12をコア本体51aに取り付けると、磁極11aの基部11aaはヨーク部52aの周方向の片側の凹部に嵌り、コイル12の横辺12a、12bおよび磁極11aがヨーク部52aを覆うように嵌り、コイル12および磁極11aをコア本体51aに嵌め込む簡単な作業で注目コア5が形成される。他のステータコア5aも同様の簡単な作業で形成される。そのため、ステータ2aの組み付けが容易に行なえる。   When assembling, the intermediate magnetic pole 11a is fitted inside the coil 12 in the order of the arrows in FIG. 4 (d), and when the coil 12 is attached to the core body 51a in this state, the base 11aa of the magnetic pole 11a is connected to the yoke 52a. The core 5 of interest is a simple operation that fits into the concave portion on one side in the circumferential direction, fits so that the lateral sides 12a, 12b and the magnetic pole 11a of the coil 12 cover the yoke portion 52a, and fits the coil 12 and the magnetic pole 11a into the core body 51a. It is formed. Other stator cores 5a are formed by the same simple operation. Therefore, the stator 2a can be easily assembled.

また、各ステータコア5aのコイル12は、ステータコア5aの周方向の片側にだけ縦辺12cの径方向のエナメル線が通るコイル幅を必要とし、ステータコア5aの周方向の反対の開口した片側にはコイル幅が不要であるので、両側にコイル幅が必要なコイル構造の場合に比して、中間磁極11aの磁極面積を広く取ることができ、モータトルクがアップする。   Further, the coil 12 of each stator core 5a requires a coil width through which the radial enamel wire of the vertical side 12c passes only on one side in the circumferential direction of the stator core 5a, and the coil on the opposite open side in the circumferential direction of the stator core 5a. Since a width is not required, the magnetic pole area of the intermediate magnetic pole 11a can be increased as compared with a coil structure that requires a coil width on both sides, and the motor torque is increased.

(ロータ3a)
ステータ2aに対向するロータ3aは図3に示すように、ステータコア5aと同様の形状の例えば8個のロータコア13aを、周方向に等間隔(45度間隔)に配設して形成される。ロータコア13aは、ステータコア5aの磁極9、10に対向する位置に、磁極9、10と同様の外径側磁極14、内径側磁極15を有し、磁極14、15間に、ステータコア5aの中間磁極11aに対応する中間磁極16aを有する分割磁極構造である。
(Rotor 3a)
As shown in FIG. 3, the rotor 3a facing the stator 2a is formed by arranging, for example, eight rotor cores 13a having the same shape as the stator core 5a at regular intervals (45 degree intervals) in the circumferential direction. The rotor core 13a has an outer diameter side magnetic pole 14 and an inner diameter side magnetic pole 15 similar to the magnetic poles 9 and 10 at positions facing the magnetic poles 9 and 10 of the stator core 5a, and the intermediate magnetic pole of the stator core 5a is interposed between the magnetic poles 14 and 15. This is a split magnetic pole structure having an intermediate magnetic pole 16a corresponding to 11a.

そして、各ロータコア13aは、ステータ2aの外周保持リング6a、内周保持リング7aに相当する同心状の外周保持リング17、内周保持リング18の間に嵌入して固定される。なお、回転するロータ3aは極力軽量であることが好ましい。そこで、各ロータコア13a間の周方向の隙間は、樹脂を充填してもよいが、空間(ギャップ)19である。また、リング17a、18aは少なくともいずれか一方が非磁性体で形成されることが好ましい。   Each rotor core 13a is fitted and fixed between a concentric outer periphery holding ring 17 and an inner periphery holding ring 18 corresponding to the outer periphery holding ring 6a and the inner periphery holding ring 7a of the stator 2a. The rotating rotor 3a is preferably as light as possible. Therefore, the circumferential gap between the rotor cores 13a may be filled with resin, but is a space (gap) 19. Moreover, it is preferable that at least one of the rings 17a and 18a is formed of a nonmagnetic material.

そして、ロータ3aの各ロータコア13aは、略各ステータコア5aからコイル12を除いた構造であり、磁極14、15、16aの厚みは磁極9、10、11aより薄い。なお、磁極14、15、16aは表面に磁石を設けてもよい。   Each rotor core 13a of the rotor 3a has a structure in which the coil 12 is substantially removed from each stator core 5a, and the magnetic poles 14, 15, and 16a are thinner than the magnetic poles 9, 10, and 11a. The magnetic poles 14, 15, 16a may be provided with magnets on the surface.

上記構成のアキシャルギャップモータ1Aは、例えば周知のスイッチドリラクタンスモータの制御と同様の制御により、ロータ3aとステータ2aが磁極の対向状態になる毎に通電相が切り替わって各相の中間磁極11aのコイル12が順に通電され、この通電により、励磁相のステータコア5aの外径側磁極9、内径側磁極10および中間磁極11aが一括して励磁され、ロータ3aとステータ2aの磁気的な吸引作用によりロータ3aが回転する。   In the axial gap motor 1A having the above-described configuration, the energized phase is switched every time the rotor 3a and the stator 2a are opposed to each other by the same control as that of a known switched reluctance motor, for example. The coil 12 is energized in order, and this energization energizes the outer-diameter side magnetic pole 9, the inner-diameter-side magnetic pole 10 and the intermediate magnetic pole 11a of the stator core 5a in the excitation phase all together, and magnetically attracts the rotor 3a and the stator 2a. The rotor 3a rotates.

このアキシャルギャップモータ1Aは、前記したようにステータ2aの片面が磁極面であってロータ3aとステータ2aで構成される。そして、各相のステータコア5aが外径側磁極9、内径側磁極10および中間磁極11aの分割磁極構造であるので、ステータ2aの磁極からロータ3aを通ってステータ2aに戻る磁路が、磁極を分割しない構成の場合より短くなるのは勿論、中間磁極11aに設けた1個のコイル12により、そのステータコア5aの外径側磁極9、内径側磁極10および中間磁極11aが一括して励磁されるため、各ステータコア5aそれぞれの磁極9、10、11毎にコイル12のような励磁コイルを設けなくてよく、ステータ2aのコイルの個数や量(質量)を低減して組付け性を向上できる。しかも、コイル12の通電で発生した磁束の磁路を、図1の破線の矢印線b、cに示したように、中間磁極11aからロータ3aを通って外径側磁極9に戻る磁路、中間磁極11aからロータ3aを通って内径側磁極10に戻る磁路に分散させて二次元平面状に広げることができる。   In this axial gap motor 1A, as described above, one surface of the stator 2a is a magnetic pole surface and is composed of the rotor 3a and the stator 2a. Since the stator core 5a of each phase has a split magnetic pole structure of the outer diameter side magnetic pole 9, the inner diameter side magnetic pole 10 and the intermediate magnetic pole 11a, the magnetic path returning from the magnetic pole of the stator 2a through the rotor 3a to the stator 2a Of course, the outer core 9, the inner magnetic pole 10, and the intermediate magnetic pole 11 a of the stator core 5 a are energized collectively by a single coil 12 provided in the intermediate magnetic pole 11 a, which is shorter than that in the case of the configuration without division. Therefore, it is not necessary to provide an exciting coil such as the coil 12 for each of the magnetic poles 9, 10 and 11 of each stator core 5a, and the number and amount (mass) of the coils of the stator 2a can be reduced to improve the assemblability. Moreover, the magnetic path of the magnetic flux generated by energization of the coil 12 is returned from the intermediate magnetic pole 11a through the rotor 3a to the outer diameter side magnetic pole 9, as indicated by broken arrows b and c in FIG. It can be dispersed in a magnetic path returning from the intermediate magnetic pole 11a to the inner diameter side magnetic pole 10 through the rotor 3a and spread in a two-dimensional plane.

したがって、アキシャルギャップモータ1Aは、ステータ2aの厚み(ヨーク厚)が薄くなり、小型・軽量で大きなモータトルクを発生することができ、しかも、安価になる。その上、中間磁極11aが嵌め込み式であってコイル20がカセットタイプであるため、ステータ2aの組付けが容易であり、製造が容易で製造コストが一層安価になる。   Therefore, in the axial gap motor 1A, the thickness of the stator 2a (yoke thickness) is reduced, and a large motor torque can be generated with a small size and light weight, and the cost is reduced. In addition, since the intermediate magnetic pole 11a is a fitting type and the coil 20 is a cassette type, the assembly of the stator 2a is easy, the manufacturing is easy, and the manufacturing cost is further reduced.

また、図2、図4等から明らかなようにコイル12は周方向の片側が開口している。そのため、中間磁極11aのコア本体51aへの嵌め込みの位置を適当に設定し、図2に示すように、中間磁極11aの周方向の位置を外径側磁極9および内径側磁極10に対してずらし、コイル12によって中間磁極11aの磁極面積が狭くならないようにしてコイル12の巻数の増加(トルクアップ)を図るとともに、その取付け等を容易にすることができる。その際、中間磁極11aに巻かれたコイル12が周方向に突出しないようにして、磁極9、10および、コイル12が巻かれた中間磁極11aの周方向の片側の面をいわゆる「面一」の状態にして合わせることも可能である。   As is clear from FIGS. 2 and 4, the coil 12 is open on one side in the circumferential direction. Therefore, the position where the intermediate magnetic pole 11a is fitted into the core body 51a is appropriately set, and the circumferential position of the intermediate magnetic pole 11a is shifted with respect to the outer diameter side magnetic pole 9 and the inner diameter side magnetic pole 10 as shown in FIG. The coil 12 can increase the number of turns of the coil 12 (torque up) so that the magnetic pole area of the intermediate magnetic pole 11a is not narrowed by the coil 12, and the mounting thereof can be facilitated. At that time, the coil 12 wound around the intermediate magnetic pole 11a does not protrude in the circumferential direction, and the surfaces on one side in the circumferential direction of the magnetic poles 9, 10 and the intermediate magnetic pole 11a wound with the coil 12 are so-called “same surface”. It is also possible to match in this state.

(第2の実施形態)
ステータの磁極面が両面である第2の実施形態について、図5〜図8を参照して説明する。
(Second Embodiment)
A second embodiment in which the magnetic pole surfaces of the stator are both surfaces will be described with reference to FIGS.

図5は本実施形態のアキシャルギャップモータ1Bの切断側面図であり、図6は図5の矢印線dの矢視方向から見たアキシャルギャップモータ1Bのステータ2bの表側の磁極面の平面図、図7の(a)、(b)は図6の矢印線dの矢視方向から見たアキシャルギャップモータ1Bのロータ3ba、3bbの磁極背面の平面図である。   FIG. 5 is a cut side view of the axial gap motor 1B of the present embodiment, and FIG. 6 is a plan view of the magnetic pole surface on the front side of the stator 2b of the axial gap motor 1B as viewed from the direction of the arrow d in FIG. FIGS. 7A and 7B are plan views of the magnetic pole back surface of the rotors 3ba and 3bb of the axial gap motor 1B as seen from the direction of the arrow d in FIG.

これらの図面に示すように、アキシャルギャップモータ1Bは、非磁性体のモータ軸4bに間隔を取って軸着された円盤状の2個のロータ3ba、3bbと、ロータ3ba、3bb間に配置されてモータ軸4bが中心孔を貫通した円盤状のステータ2bとを備える。そして、ロータ3baの磁極面がステータ2bの表側の磁極面に対向し、ロータ3bbの磁極面がステータ2bの裏面の磁極面に対向する。   As shown in these drawings, the axial gap motor 1B is disposed between two disk-shaped rotors 3ba and 3bb that are axially attached to a non-magnetic motor shaft 4b and the rotors 3ba and 3bb. The motor shaft 4b includes a disk-shaped stator 2b penetrating the center hole. The magnetic pole surface of the rotor 3ba faces the magnetic pole surface on the front side of the stator 2b, and the magnetic pole surface of the rotor 3bb faces the magnetic pole surface on the back surface of the stator 2b.

(ステータ2b)
そして、アキシャルギャップモータ1Bが、3相駆動であってステータ2bの表側と裏側の対称位置に磁極を配設して形成される場合、ステータ2bは、径方向に楔形の形状の12個のステータコア5bを周方向に等間隔に並べ、この状態で同心状の外周保持リング6bと内周保持リング7bの間に各ステータコア5bを嵌入して形成される。このとき、各ステータコア5bは周方向に30度の間隔で隙間を設けて配設され、周方向に順に各相の磁極のコアを形成する。そして、各ステータコア5bを磁気的に独立した状態に保持して各ステータコア5bを不要な磁束が通らないようにするため、ステータ2bの場合も、各ステータコア5b間の周方向の隙間には例えば樹脂8が充填される。また、リング6b、7bの少なくともいずれか一方は非磁性体で形成することが好ましい。
(Stator 2b)
When the axial gap motor 1B is a three-phase drive and is formed by arranging magnetic poles at symmetrical positions on the front side and the back side of the stator 2b, the stator 2b has 12 wedge-shaped stator cores in the radial direction. 5b are arranged at equal intervals in the circumferential direction, and in this state, the stator cores 5b are fitted between the concentric outer periphery holding ring 6b and the inner periphery holding ring 7b. At this time, each stator core 5b is disposed with a gap of 30 degrees in the circumferential direction, and forms a magnetic core of each phase in order in the circumferential direction. And in order to hold | maintain each stator core 5b in a magnetically independent state and to prevent unnecessary magnetic flux from passing through each stator core 5b, also in the case of the stator 2b, in the circumferential gap between each stator core 5b, for example, resin 8 is filled. Further, it is preferable that at least one of the rings 6b and 7b is formed of a nonmagnetic material.

各ステータコア5bは、表裏それぞれにおいて、ステータコア5aと同様の分割磁極構造であり、外径側磁極9と内径側磁極10との間に少なくとも一つの中間磁極11bを有する。本実施例の場合、磁極9、10間の中間磁極11bは1個である。中間磁極11bも後述するようにステータコア5bに組付けて設けられる。さらに、表裏の中間磁極11bの周囲には、表裏の外径側磁極9、内径側磁極10および中間磁極11bを一括して励磁する後述の鞍型のコイル20が装着されて設けられる。   Each stator core 5 b has a divided magnetic pole structure similar to the stator core 5 a on the front and back sides, and has at least one intermediate magnetic pole 11 b between the outer diameter side magnetic pole 9 and the inner diameter side magnetic pole 10. In this embodiment, there is one intermediate magnetic pole 11b between the magnetic poles 9 and 10. The intermediate magnetic pole 11b is also provided in the stator core 5b as will be described later. Further, around the front and back intermediate magnetic poles 11b, a saddle-shaped coil 20 (described later) for exciting the front and back outer diameter side magnetic poles 9, inner diameter side magnetic poles 10 and intermediate magnetic poles 11b at once is mounted.

励磁相のコイル20が通電により発生する磁束は、図5の破線の矢印線e〜hに示すように、中間磁極11bからロータ3ba又はロータ3bb、外径側磁極9を通って中間磁極11bに戻る磁束および、中間磁極11bからロータ3ba又はロータ3bb、内径側磁極10を通って中間磁極11bに戻る磁束に分散される。   The magnetic flux generated by energization of the exciting phase coil 20 passes from the intermediate magnetic pole 11b to the intermediate magnetic pole 11b through the rotor 3ba or the rotor 3bb and the outer diameter side magnetic pole 9, as indicated by broken arrows e to h in FIG. The return magnetic flux and the magnetic flux returning from the intermediate magnetic pole 11b to the intermediate magnetic pole 11b through the rotor 3ba or the rotor 3bb and the inner diameter side magnetic pole 10 are dispersed.

図8は中間磁極11bおよびコイル20の組付けを示し、(a)はステータ2bの例えば表側の磁極面の注目コア5bを太い実線で示し、(b)は注目コア5bの表側の平面図、(c)は注目コア5bに設けられるコイル20の斜視図、(d)は中間磁極11bおよびコイル20の組付けの説明図である。   FIG. 8 shows the assembly of the intermediate magnetic pole 11b and the coil 20. FIG. 8A shows, for example, the attention core 5b of the magnetic pole surface on the front side of the stator 2b by a thick solid line, and FIG. 8B is a plan view of the front side of the attention core 5b. (C) is a perspective view of the coil 20 provided in the core 5b of interest, and (d) is an explanatory view of the assembly of the intermediate magnetic pole 11b and the coil 20.

本実施形態の場合、ステータ2bの表裏の両面が磁極面であるので、各ステータコア5bは例えば圧粉磁心で形成される表裏の平面視が楔形のコア本体51bを備える。コア本体51bは、中央部の図5に示す厚みβのヨーク部52bにより表側および裏側に突出した磁極9、10の部分を一体に繋いだ形状である。   In the case of the present embodiment, since both surfaces of the front and back of the stator 2b are magnetic pole surfaces, each stator core 5b includes a core body 51b having a wedge shape in plan view of the front and back formed of, for example, a dust core. The core main body 51b has a shape in which magnetic poles 9 and 10 projecting to the front side and the back side are integrally connected by a yoke portion 52b having a thickness β shown in FIG.

ヨーク部52bには、表裏の中間磁極11bの片側を繋いだ形状の中間磁極片11xが、周方向の片側からヨーク部52bを挟むよう差し込まれて組み付けられる。この組み付けにより、ステータ2bの表裏において、中間磁極11bがステータコア5bの磁極9、10間に設けられる。   An intermediate magnetic pole piece 11x having a shape connecting one side of the front and back intermediate magnetic poles 11b is inserted and assembled to the yoke part 52b so as to sandwich the yoke part 52b from one side in the circumferential direction. By this assembly, the intermediate magnetic pole 11b is provided between the magnetic poles 9 and 10 of the stator core 5b on the front and back of the stator 2b.

コイル20は、略鞍型の形状であり、図4(c)の矢印に示す周方向の片側(紙面左側)が径方向に障害物のない開口状態であり、ステータコア5bを挟んでステータ2bの表裏の中間磁極11bを囲むようにステータコア5bに設けられる。   The coil 20 has a substantially bowl shape, and one side in the circumferential direction (left side in the drawing) indicated by an arrow in FIG. 4C is an open state free from obstacles in the radial direction, and the stator 2b is sandwiched between the stator core 5b. The stator core 5b is provided so as to surround the front and back intermediate magnetic poles 11b.

さらに具体的に説明すると、コイル20は、表側の磁極9、11b間、磁極11b、10間の隙間に嵌る周方向に伸びた表側の横辺20a、20bと、横辺20a、20bの周方向の片端を繋ぐ縦片20cと、裏側の磁極9、11b間、磁極11b、10間の隙間に嵌る周方向に伸びた裏側の横辺20d、20eと、横辺20d、20eの周方向の片端を繋ぐ縦片20fと、ヨーク部52bの厚み方向(モータ軸方向)に伸びて横辺20a、20dの反対側の片端を繋ぐ辺20gと、ヨーク部52bの厚み方向(モータ軸方向)に伸びて表裏の横辺20b、20eの反対側の片端を繋ぐ辺20hのループをめぐるように、エナメル線を適当回数巻回して形成されたカセットコイルタイプの鞍型コイルである。なお、各辺20a〜20hのコーナー部分は、図8(c)に示すように角張っていてもよいが、エナメル線の曲げRが制約される場合等には丸みを帯びるようにすればよい。また、コイルの巻き始め部および巻き終り部は引き出し線の取り回し等を考慮して、例えば縦辺20c、20f側に形成される。   More specifically, the coil 20 includes the front lateral sides 20a and 20b extending in the circumferential direction between the front magnetic poles 9 and 11b, the gaps between the magnetic poles 11b and 10, and the circumferential direction of the lateral sides 20a and 20b. One end in the circumferential direction of the longitudinal side piece 20c connecting the one end of the two sides, the lateral sides 20d and 20e on the back side extending in the circumferential direction to fit in the gaps between the magnetic poles 9 and 11b on the back side, and the magnetic poles 11b and 10, and the lateral sides 20d and 20e. A vertical piece 20f that connects the two ends, a side 20g that extends in the thickness direction (motor shaft direction) of the yoke portion 52b and connects one end on the opposite side of the lateral sides 20a and 20d, and a thickness direction (motor shaft direction) of the yoke portion 52b. The cassette coil type saddle coil is formed by winding an enameled wire an appropriate number of times so as to loop around a loop of the side 20h that connects the opposite ends of the front and back horizontal sides 20b and 20e. In addition, although the corner part of each edge | side 20a-20h may be angular as shown in FIG.8 (c), what is necessary is just to make it round, when the bending R of an enamel wire is restricted. In addition, the winding start portion and the winding end portion of the coil are formed on the vertical sides 20c and 20f, for example, in consideration of the handling of the lead wires.

そして、組付け時、図8(d)の矢印の順に、中間磁極片11xをコイル20の内側に嵌め、この状態で中間磁極片11xがコア本体51bを挟むようにコイル20をコア本体51bに取り付けることにより、ステータ2bの表側では、コイル20の辺20a〜20cおよび磁極11bがヨーク部52bを覆うように嵌り、ステータ2bの裏側では、辺20d〜20fおよび磁極11bがヨーク部52bを覆うように嵌り、コイル20および中間磁極片11xをコア本体51bに嵌め込む簡単な作業で注目コア5bが形成される。他のステータコア5bも同様の簡単な作業で形成される。そのため、ステータ2bの組み付けが容易に行なえる。   At the time of assembly, the intermediate magnetic pole piece 11x is fitted inside the coil 20 in the order of the arrows in FIG. 8D, and the coil 20 is attached to the core main body 51b so that the intermediate magnetic pole piece 11x sandwiches the core main body 51b in this state. By attaching, the sides 20a to 20c and the magnetic pole 11b of the coil 20 are fitted to cover the yoke portion 52b on the front side of the stator 2b, and the sides 20d to 20f and the magnetic pole 11b are covered to the yoke portion 52b on the back side of the stator 2b. The core 5b of interest is formed by a simple operation of fitting the coil 20 and the intermediate magnetic pole piece 11x into the core body 51b. Other stator cores 5b are formed by the same simple operation. Therefore, the stator 2b can be easily assembled.

そして、形成されたステータ2bは、各ステータコア5bの鞍型のコイル20が、ステータコア5bの周方向の片側にだけ径方向のエナメル線が通る辺20c、20fのコイル幅を必要とし、ステータコア5bの周方向の反対の片側にはコイル幅が不要であるので、両側にコイル幅が必要な構造の場合に比して、中間磁極11bの磁極面積を広く取ることができ、モータトルクがアップする。   The formed stator 2b requires the coil width of the sides 20c and 20f through which the radial enamel wire passes only on one side in the circumferential direction of the stator core 5b. Since no coil width is required on one side opposite to the circumferential direction, the magnetic pole area of the intermediate magnetic pole 11b can be increased compared to the case where the coil width is required on both sides, and the motor torque is increased.

(ロータ3ba、3bb)
ステータ2bの両面側のロータ3ba、3bbは図7(a)、(b)に示すように、第1の実施形態のロータ3aと同様の構成であり、それぞれ例えば8個のロータコア13bを、周方向に等間隔(45度間隔)に配設して形成される。ロータコア13bは、ステータコア5bの表裏の磁極9、10に対向する位置に、磁極9、10と同様の外径側磁極14、内径側磁極15を有し、磁極14、15間に、ステータコア5bの中間磁極11bに対応する中間磁極16bを有する磁極構造である。
(Rotor 3ba, 3bb)
As shown in FIGS. 7A and 7B, the rotors 3ba and 3bb on both sides of the stator 2b have the same configuration as the rotor 3a of the first embodiment. It is formed by being arranged at equal intervals (45 degree intervals) in the direction. The rotor core 13b has outer diameter side magnetic poles 14 and inner diameter side magnetic poles 15 similar to the magnetic poles 9 and 10 at positions facing the front and rear magnetic poles 9 and 10 of the stator core 5b, and between the magnetic poles 14 and 15, the stator core 5b The magnetic pole structure has an intermediate magnetic pole 16b corresponding to the intermediate magnetic pole 11b.

そして、各ロータコア13bは、図3のロータ3aのリング17a、18aに対応する同心状の外周保持リング17b、内周保持リング18bの間に嵌入して固定される。なお、回転するロータ3ba、3bbは極力軽量であることが好ましい。そこで、本実施形態の場合も、各ロータコア13b間の周方向の隙間は、樹脂を充填してもよいが、空間(ギャップ)19である。また、リング17b、18bは少なくともいずれか一方が非磁性体で形成されることが好ましい。   Each rotor core 13b is fitted and fixed between concentric outer peripheral holding rings 17b and inner peripheral holding rings 18b corresponding to the rings 17a and 18a of the rotor 3a in FIG. The rotating rotors 3ba and 3bb are preferably as light as possible. Therefore, also in the present embodiment, the circumferential gap between the rotor cores 13b may be filled with resin, but is a space (gap) 19. Moreover, it is preferable that at least one of the rings 17b and 18b is formed of a nonmagnetic material.

そして、ロータ3ba、3bbの各ロータコア13bも、略、各ステータコア5bからコイル20を除いた構造であり、磁極14、15、16bの厚みは磁極9、10、11bより薄い。なお、磁極14、15、16bは表面に磁石を設けてもよい。   The rotor cores 13b of the rotors 3ba and 3bb also have a structure in which the coils 20 are removed from the stator cores 5b. The thicknesses of the magnetic poles 14, 15, and 16b are thinner than those of the magnetic poles 9, 10, and 11b. The magnetic poles 14, 15, 16b may be provided with magnets on the surface.

上記構成のアキシャルギャップモータ1Bも、例えば周知のスイッチドリラクタンスモータの制御と同様の制御により、ロータ3ba、3bbとステータ2bが磁極の対向状態になる毎に通電相が切り替わって各相の中間磁極11bのコイル20が順に通電され、この通電により、励磁相のステータコア5bの表裏の外径側磁極9、内径側磁極10および中間磁極11bが一括して励磁され、ロータ3ba、bbとステータ2aの磁気的な吸引作用によりロータ3ba、bbが回転する。   The axial gap motor 1B having the above-described configuration also switches the energized phase each time the rotors 3ba, 3bb and the stator 2b face each other by the same control as that of a known switched reluctance motor. The coil 20 of 11b is energized in order, and by this energization, the outer diameter side magnetic pole 9, the inner diameter side magnetic pole 10 and the intermediate magnetic pole 11b on the front and back sides of the stator core 5b in the excitation phase are energized at once, and the rotor 3ba, bb and the stator 2a The rotors 3ba and bb are rotated by the magnetic attraction action.

このアキシャルギャップモータ1Bは、ステータ2bの両面が磁極面であってステータ2bの両面のロータ3ba、3bbとステータ2bで構成される。そして、ステータ2bの各ステータコア5bの表裏の磁極構造が、外径側磁極9、内径側磁極10および中間磁極11bの分割磁極構造であるので、ステータ2bの表裏それぞれの磁極からロータ3ba、3bbを通ってステータ2bに戻る磁路が、磁極を分割しない構成の場合より短くなるのは勿論、中間磁極11bに装着された鞍型コイルの1個のコイル20により、ステータコア5bの表裏両面の外径側磁極9、内径側磁極10および中間磁極11bが一括して励磁されるため、励磁に必要なコイルの数や量(質量)を大幅に低減して組付け性を向上できる。しかも、コイル20の通電で発生した磁束の磁路を、図5の破線の矢印線e〜hに示すように、ステータ2bの表裏において、中間磁極11bからロータ3ba、3bbを通って外径側磁極9に戻る磁路、中間磁極11bからロータ3ba、3bbを通って内径側磁極10に戻る磁路に分散させて二次元平面状に広げることができる。   In this axial gap motor 1B, both surfaces of the stator 2b are magnetic pole surfaces, and the rotors 3ba, 3bb and the stator 2b are formed on both surfaces of the stator 2b. Since the magnetic pole structure on the front and back of each stator core 5b of the stator 2b is a divided magnetic pole structure of the outer diameter side magnetic pole 9, the inner diameter side magnetic pole 10 and the intermediate magnetic pole 11b, the rotors 3ba and 3bb are connected from the respective magnetic poles on the front and back of the stator 2b. Of course, the magnetic path that passes back to the stator 2b is shorter than in the case of the configuration in which the magnetic poles are not divided. Of course, the outer diameters of the front and back surfaces of the stator core 5b are reduced by the single coil 20 of the saddle coil attached to the intermediate magnetic pole 11b. Since the side magnetic pole 9, the inner diameter side magnetic pole 10 and the intermediate magnetic pole 11b are energized at once, the number and amount (mass) of coils required for excitation can be greatly reduced, and the assemblability can be improved. In addition, the magnetic path of the magnetic flux generated by energization of the coil 20 is shown on the outer side of the stator 2b from the intermediate magnetic pole 11b through the rotors 3ba and 3bb on the front and back sides of the stator 2b as shown by the broken arrows e to h in FIG. The magnetic path returning to the magnetic pole 9 and the magnetic path returning from the intermediate magnetic pole 11b through the rotors 3ba and 3bb to the inner diameter side magnetic pole 10 can be dispersed and spread in a two-dimensional plane.

したがって、アキシャルギャップモータ1Bも、ステータ2bのヨークの厚みが薄く、極めて小型・軽量で大きなモータトルクを発生することができる。しかも、安価に製造できる。その上、中間磁極11bが嵌め込み式であってコイル20がカセットタイプであるため、ステータ2bの組付けが容易であり、製造が容易で製造コストが一層安価になる。   Therefore, the axial gap motor 1B also has a thin yoke of the stator 2b, and is extremely small and light, and can generate a large motor torque. Moreover, it can be manufactured at low cost. In addition, since the intermediate magnetic pole 11b is a fitting type and the coil 20 is a cassette type, the assembly of the stator 2b is easy, the manufacturing is easy, and the manufacturing cost is further reduced.

また、図6、図8等から明らかなようにコイル20も周方向の片側が開口している。そのため、中間磁極11bのコア本体51bへの嵌め込みの位置を適当に設定し、図6に示すように、中間磁極11bの周方向の位置を外径側磁極9および内径側磁極10に対してずらし、コイル20によって中間磁極11bの磁極面積が狭くならないようにしてコイル20の巻数の増加(トルクアップ)を図ったり、その取付け等を容易にすることができる。その際、中間磁極11bに巻かれたコイル20が周方向に突出しないようにして、磁極9、10およびコイル20が巻かれた中間磁極11bの周方向の片側の面をいわゆる「面一」の状態にして合わせることも可能である。   Further, as is apparent from FIGS. 6 and 8, the coil 20 is also open on one side in the circumferential direction. Therefore, the fitting position of the intermediate magnetic pole 11b into the core body 51b is set appropriately, and the circumferential position of the intermediate magnetic pole 11b is shifted with respect to the outer diameter side magnetic pole 9 and the inner diameter side magnetic pole 10 as shown in FIG. The coil 20 can increase the number of turns of the coil 20 (torque up) without facilitating the reduction of the magnetic pole area of the intermediate magnetic pole 11b, and the mounting thereof can be facilitated. At this time, the coil 20 wound around the intermediate magnetic pole 11b does not protrude in the circumferential direction, and the surface on one side in the circumferential direction of the magnetic poles 9, 10 and the intermediate magnetic pole 11b around which the coil 20 is wound is so-called “flat”. It is also possible to adjust the state.

(第3の実施形態)
第2の実施形態の変形例である第3の実施形態について、図9〜図11を参照して説明する。
(Third embodiment)
A third embodiment, which is a modification of the second embodiment, will be described with reference to FIGS.

図9は本実施形態のアキシャルギャップモータ1Cの切断側面図であり、図10は図9の矢印線iの矢視方向から見たアキシャルギャップモータ1Cのステータ2cの表側の磁極面の平面図、図11(a)、(b)は図9の矢印線iの矢視方向から見たアキシャルギャップモータ1Cのロータ3ca、3cbの磁極背面および磁極面の平面図である。   FIG. 9 is a cut side view of the axial gap motor 1C of the present embodiment, and FIG. 10 is a plan view of the magnetic pole surface on the front side of the stator 2c of the axial gap motor 1C as viewed from the direction of the arrow line i in FIG. 11A and 11B are plan views of the magnetic pole back surface and the magnetic pole surface of the rotors 3ca and 3cb of the axial gap motor 1C as seen from the direction of the arrow line i in FIG.

これらの図面に示すように、アキシャルギャップモータ1Cは、非磁性体のモータ軸4cに間隔を取って軸着された円盤状の2個のロータ3ca、3cbと、ロータ3ca、3cb間に配置されてモータ軸4cが中心孔を貫通した円盤状のステータ2cとを備える。そして、ロータ3caの磁極面がステータ2bの表側の磁極面に対向し、ロータ3cbの磁極面がステータ2bの裏面の磁極面に対向する。   As shown in these drawings, the axial gap motor 1C is disposed between two disk-shaped rotors 3ca and 3cb that are axially attached to a non-magnetic motor shaft 4c and spaced apart from each other, and the rotors 3ca and 3cb. The motor shaft 4c includes a disk-shaped stator 2c penetrating the center hole. The magnetic pole surface of the rotor 3ca is opposed to the magnetic pole surface on the front side of the stator 2b, and the magnetic pole surface of the rotor 3cb is opposed to the magnetic pole surface on the back surface of the stator 2b.

そして、アキシャルギャップモータ1Cのロータ3ca、3cb、ステータ2cは、第2の実施形態のアキシャルギャップモータ1Bのロータ3ba、3bb、ステータ2bに対応し、アキシャルギャップモータ1Cがアキシャルギャップモータ1Bと異なる点は、図9、図10に示したように、ステータ2cにおいて、各ステータコア5bの表裏の中間磁極11bの表面に蓋板状のフランジ板21を設けた点である。なお、フランジ板21は、例えば圧粉磁心により、予め中間磁極11bと一体に形成してもよく、中間磁極11bと別体に形成しコイル20を設けた後に中間磁極11bに接着するようにしてもよい。   The rotors 3ca and 3cb and the stator 2c of the axial gap motor 1C correspond to the rotors 3ba and 3bb and the stator 2b of the axial gap motor 1B of the second embodiment, and the axial gap motor 1C is different from the axial gap motor 1B. As shown in FIGS. 9 and 10, in the stator 2c, a lid plate-like flange plate 21 is provided on the surface of the intermediate magnetic pole 11b on the front and back of each stator core 5b. The flange plate 21 may be formed integrally with the intermediate magnetic pole 11b in advance by, for example, a dust magnetic core, or formed separately from the intermediate magnetic pole 11b and provided with the coil 20, and then adhered to the intermediate magnetic pole 11b. Also good.

ロータ3ca、3cbは、図11(a)、(b)に示すように、中間磁極11bに対応する磁極16bがフランジ板21に合わせて外径方向および内径方向に延長されている。 本実施形態のアキシャルギャップモータ1Cは、ステータ2cの表裏の各中間磁極11bの磁極面がフランジ板21により外径方向および内径方向に延長され、各中間磁極11bの磁極面積が拡大し、併せて、ロータ3ca、3cbの対応する磁極16bの磁極面積も拡大し、磁束が図9の破線の矢印線j〜mに示す磁路を通る。この場合、アキシャルギャップモータ1Cは、磁気抵抗が小さくなってモータトルクが一層増大する利点がある。   In the rotors 3ca and 3cb, as shown in FIGS. 11A and 11B, a magnetic pole 16b corresponding to the intermediate magnetic pole 11b is extended in the outer diameter direction and the inner diameter direction in accordance with the flange plate 21. In the axial gap motor 1C of the present embodiment, the magnetic pole surfaces of the intermediate magnetic poles 11b on the front and back of the stator 2c are extended in the outer diameter direction and the inner diameter direction by the flange plate 21, and the magnetic pole area of each intermediate magnetic pole 11b is expanded. The magnetic pole area of the corresponding magnetic pole 16b of the rotors 3ca and 3cb is also enlarged, and the magnetic flux passes through the magnetic paths indicated by the broken arrow lines j to m in FIG. In this case, the axial gap motor 1 </ b> C has an advantage that the magnetic resistance is reduced and the motor torque is further increased.

(第4の実施形態)
ステータの磁極面が両面である第4の実施形態について、図12〜図17を参照して説明する。
(Fourth embodiment)
A fourth embodiment in which the magnetic pole surfaces of the stator are both surfaces will be described with reference to FIGS.

図12は本実施形態のアキシャルギャップモータ1Dの組立状態の切断側面図、図13は図12の矢印線nの矢視方向から見たアキシャルギャップモータ1Dのステータ2dの表側の磁極面の平面図、図14の(a)、(b)は図12の矢印線nの矢視方向から見たアキシャルギャップモータ1Dのロータ3da、3dbの磁極背面および磁極面の平面図である。   12 is a cut-away side view of the axial gap motor 1D according to the present embodiment in an assembled state, and FIG. 13 is a plan view of the magnetic pole surface on the front side of the stator 2d of the axial gap motor 1D as viewed from the direction of the arrow n in FIG. 14A and 14B are plan views of the magnetic pole back surface and the magnetic pole surface of the rotors 3da and 3db of the axial gap motor 1D as viewed from the direction of the arrow line n in FIG.

これらの図面に示すように、アキシャルギャップモータ1Dも、第2の実施形態のアキシャルギャップモータ1Bと同様、非磁性体のモータ軸4dに間隔を取って軸着された円盤状の2個のロータ3da、3dbと、ロータ3da、3bb間に配置されてモータ軸4dが中心孔を貫通した円盤状のステータ2dとを備える。そして、ロータ3daの磁極面がステータ2dの表側の磁極面に対向し、ロータ3dbの磁極面がステータ2dの裏面の磁極面に対向している。   As shown in these drawings, the axial gap motor 1D is also composed of two disk-like rotors that are axially attached to the non-magnetic motor shaft 4d with a gap, like the axial gap motor 1B of the second embodiment. 3da and 3db, and a disk-shaped stator 2d disposed between the rotors 3da and 3bb and having a motor shaft 4d penetrating the center hole. The magnetic pole surface of the rotor 3da is opposed to the magnetic pole surface on the front side of the stator 2d, and the magnetic pole surface of the rotor 3db is opposed to the magnetic pole surface on the back surface of the stator 2d.

(ステータ2d)
アキシャルギャップモータ1Dが3相駆動の場合、ステータ2dは、径方向に楔形の形状の12個のステータコア5dを周方向に等間隔に並べた状態で同心状の外周保持リング6dと内周保持リング7dの間に嵌入して形成される。このとき、各ステータコア5dは周方向に30度の間隔で隙間を設けて配設され、周方向の順に各相の磁極のコアを形成する。
(Stator 2d)
When the axial gap motor 1D is three-phase driven, the stator 2d includes a concentric outer peripheral holding ring 6d and an inner peripheral holding ring in a state where twelve stator cores 5d having a wedge shape in the radial direction are arranged at equal intervals in the circumferential direction. 7d is inserted and formed. At this time, each stator core 5d is disposed with a gap of 30 degrees in the circumferential direction, and forms a magnetic pole core of each phase in the circumferential direction.

また、アキシャルギャップモータ1Dの場合、必ず各ステータコア5dを磁気的に独立した状態にする必要があるので、各ステータコア5d間の周方向の隙間には例えば樹脂8が充填される。また、リング6d、7dは少なくともいずれか一方が非磁性体で形成される。   Further, in the case of the axial gap motor 1D, since it is necessary to make each stator core 5d magnetically independent, for example, resin 8 is filled in the circumferential gap between the stator cores 5d. Further, at least one of the rings 6d and 7d is formed of a nonmagnetic material.

各ステータコア5dは、第2の実施形態のステータコア5bと同様の分割磁極構造であり、表裏それぞれにおいて、外径側磁極9と内径側磁極10との間に少なくとも一つの中間磁極11dを有する。本実施例の場合、磁極9、10間の中間磁極11dは1個である。   Each stator core 5d has a divided magnetic pole structure similar to the stator core 5b of the second embodiment, and has at least one intermediate magnetic pole 11d between the outer diameter side magnetic pole 9 and the inner diameter side magnetic pole 10 on each of the front and back sides. In this embodiment, there is one intermediate magnetic pole 11d between the magnetic poles 9 and 10.

ステータ2dの表裏の各中間磁極11dには、後述するクランク状のコイル22が、表側の磁極面のステータコア5dの中間磁極11dとその隣のステータコア5dの裏側の磁極面のステータコア5dの中間磁極11dとを囲むように装着される。そのため、駆動3相をU、V、Wとすると、例えばU相の各コイル22の通電により、90度間隔の各ステータコア5dの表側の外径側磁極9、内径側磁極10および中間磁極11bがU相の磁極として一括励磁され、同時に、それらのステータコア5dの隣の各ステータコア5dの裏側の外径側磁極9、内径側磁極10および中間磁極11bもU相の磁極として一括励磁される。なお、V相、W相の各コイル12dの通電の場合も同様である。   In each intermediate magnetic pole 11d on the front and back sides of the stator 2d, a crank-shaped coil 22 to be described later is provided. The intermediate magnetic pole 11d of the stator core 5d on the front magnetic pole face and the intermediate magnetic pole 11d of the stator core 5d on the magnetic pole face on the back side of the adjacent stator core 5d. It is mounted so as to surround. Therefore, assuming that the three driving phases are U, V, and W, for example, the outer-side magnetic pole 9, the inner-side magnetic pole 10, and the intermediate magnetic pole 11b on the front side of each stator core 5d at intervals of 90 degrees are caused by energization of the U-phase coils 22. The U-phase magnetic poles are collectively excited as the U-phase magnetic poles. At the same time, the outer-diameter-side magnetic pole 9, the inner-diameter-side magnetic pole 10 and the intermediate magnetic pole 11b on the back side of each stator core 5d adjacent to the stator core 5d are also excited as U-phase magnetic poles. The same applies to energization of the V-phase and W-phase coils 12d.

中間磁極11dおよびコイル22について、図15を参照してさらに詳述する。   The intermediate magnetic pole 11d and the coil 22 will be described in further detail with reference to FIG.

図15は中間磁極11dおよびコイル22の組付けを示し、(a)はステータ2dの例えば表側の磁極面を示し、注目コア5dおよびこのコア5dに設けられるコイル22を実線で囲んで示している。(b)は(a)の実線で囲まれた注目コア5dおよびコイル22を取り出して示した平面図、(c)はコイル22の斜視図、(d)は中間磁極11dおよびコイル22組付けの説明図である。   FIG. 15 shows the assembly of the intermediate magnetic pole 11d and the coil 22. FIG. 15A shows, for example, the front magnetic pole surface of the stator 2d, and shows the core 5d of interest and the coil 22 provided on the core 5d surrounded by a solid line. . (B) is a plan view showing the core 5d and the coil 22 extracted from the solid line surrounded by the solid line in (a), (c) is a perspective view of the coil 22, and (d) is an assembly of the intermediate magnetic pole 11d and the coil 22; It is explanatory drawing.

ステータ2dの表裏の両面が磁極面であるので、各ステータコア5dは例えば圧粉磁心で形成された表裏の平面視が楔形のコア本体51dを備える。コア本体51dは、径方向中央のヨーク部52dにより、表側および裏側に突出した磁極9、10の部分を一体に繋いだ形状である。   Since both the front and back surfaces of the stator 2d are magnetic pole surfaces, each stator core 5d includes a core body 51d having a wedge shape in a plan view of the front and back surfaces formed of, for example, a dust core. The core main body 51d has a shape in which the magnetic poles 9 and 10 protruding to the front side and the back side are integrally connected by a yoke portion 52d at the center in the radial direction.

コイル22は、注目コア5dの表側の中間磁極11dを囲む平面視コ字型(表側から見て)の表側部分22aと、反時計方向に隣のステータコア5dの裏側の中間磁極11dを囲む平面視コ字型(裏側から見て)の裏側部分22bと、表側部分22aと裏側部分22bとをループ状に繋ぐ折曲部分22cのループをめぐるように、エナメル線を適当回数巻回して形成されたカセットコイルタイプのクランク状のコイルである。   The coil 22 has a U-shaped plan view (viewed from the front side) surrounding the front side intermediate magnetic pole 11d of the core 5d of interest and a plan view surrounding the intermediate pole 11d on the back side of the adjacent stator core 5d in the counterclockwise direction. It was formed by winding an enameled wire an appropriate number of times so as to go around the loop of the folded portion 22c that connects the back side portion 22b of the U shape (viewed from the back side) and the front side portion 22a and the back side portion 22b. This is a cassette coil type crank-shaped coil.

そして、コイル22は略同形状のインシュレータ23のケース凹部に収容される。また、コイル22の表側部分22a、裏側部分22bそれぞれが囲む空間部分に、第1の実施形態の中間磁極11aと略同じ形状、大きさの中間磁極11dがそれぞれ嵌め込んで取り付けられる。さらに、中間磁極11dが取り付けられたインシュレータ23は、コイル22の表側部分22aが、注目コア5dのコア本体51dの表側のコア部分52dに嵌め付けられる。その後、この状態で各ステータコア5dが周方向に配設されると、コイル22の裏側部分22bが隣のステータコア5のコア本体51dのコア部52dに嵌め付けられる。   And the coil 22 is accommodated in the case recessed part of the insulator 23 of substantially the same shape. Further, an intermediate magnetic pole 11d having substantially the same shape and size as the intermediate magnetic pole 11a of the first embodiment is fitted and attached to a space portion surrounded by the front side portion 22a and the back side portion 22b of the coil 22, respectively. Furthermore, in the insulator 23 to which the intermediate magnetic pole 11d is attached, the front side portion 22a of the coil 22 is fitted into the core portion 52d on the front side of the core body 51d of the core 5d of interest. Thereafter, when each stator core 5d is disposed in the circumferential direction in this state, the back side portion 22b of the coil 22 is fitted to the core portion 52d of the core body 51d of the adjacent stator core 5.

その結果、インシュレータ23に収容されて中央部がステータ2dの表裏方向に屈曲したクランク状の各コイル22は、ステータ2dの隣り合う異なる駆動相のステータコア5dのいずれか一方の表面側の中間磁極11dと他方の裏面側の中間磁極11dを囲むように、隣り合うステータコア5dに跨って設けられる。この場合、中間磁極11dが嵌め付けられたコイル22をコア本体52に嵌め込む簡単な作業でステータコア5d、中間磁極11dおよびコイル22の組付けが行なえ、組付け性が向上する。なお、図15に示すように、中間磁極11dのインシュレータ23と接する周面にはモータ軸方向に垂直な横溝状の溝11dxが形成され、インシュレータ23の内側には溝11dxに嵌る線状の凸部23xが形成されている。そのため、組付け時、溝11dxに凸部23xが嵌ることで簡単に位置決めが行なえるとともに、中間磁極11dを確実に保持することができる。   As a result, each of the crank-shaped coils 22 housed in the insulator 23 and having a central portion bent in the front-back direction of the stator 2d is the intermediate magnetic pole 11d on the surface side of one of the stator cores 5d of different driving phases adjacent to the stator 2d. And the other stator core 5d so as to surround the intermediate magnetic pole 11d on the other back surface side. In this case, the stator core 5d, the intermediate magnetic pole 11d, and the coil 22 can be assembled by a simple operation of fitting the coil 22 fitted with the intermediate magnetic pole 11d into the core body 52, and the assemblability is improved. As shown in FIG. 15, a circumferential groove 11dx perpendicular to the motor shaft direction is formed on the peripheral surface of the intermediate magnetic pole 11d that contacts the insulator 23, and a linear protrusion that fits in the groove 11dx is formed inside the insulator 23. A portion 23x is formed. Therefore, at the time of assembly, positioning can be easily performed by fitting the convex portion 23x into the groove 11dx, and the intermediate magnetic pole 11d can be reliably held.

そして、上記の組付けによって形成されたステータ2dは、各相のコイル22が順に通電されることにより、駆動相のコイル22の表側部分22aが中間磁極11dを囲むステータコア5dの表側の磁極面の外径側磁極9、内径側磁極10および中間磁極11dが一括して励磁され、同時に、同じコイル22の裏側部分22aが中間磁極11dを囲む隣のステータコア5dの表側の磁極面の外径側磁極9、内径側磁極10および中間磁極11dが一括して励磁される。そのため、励磁に必要なコイルの数や量(質量)を大幅に低減して組付け性を向上できる。なお、ステータ2dの表側と裏側の駆動相の磁極位置は周方向にずれる。   In the stator 2d formed by the above assembly, the coil 22 of each phase is energized in order, so that the front side portion 22a of the driving phase coil 22 has the magnetic pole surface on the front side of the stator core 5d surrounding the intermediate magnetic pole 11d. The outer diameter side magnetic pole 9, the inner diameter side magnetic pole 10 and the intermediate magnetic pole 11d are energized at the same time, and at the same time, the rear side portion 22a of the same coil 22 surrounds the intermediate magnetic pole 11d and the outer diameter side magnetic pole of the front magnetic pole surface of the adjacent stator core 5d. 9, the inner diameter side magnetic pole 10 and the intermediate magnetic pole 11d are energized together. As a result, the number and amount (mass) of coils necessary for excitation can be greatly reduced to improve assembly. Note that the magnetic pole positions of the driving phases on the front side and the back side of the stator 2d are shifted in the circumferential direction.

また、ステータ2dの場合、表裏それぞれにおいて、ステータコア5dの周方向の片側にのみ径方向のエナメル線が通るコイル幅を必要とし、ステータコア5bの周方向の反対の開口した片側はコイル幅が不要であるので、両側にコイル幅が必要な構造の場合に比して、必要なコイル幅が半減し、中間磁極11dの磁極面積を広く取ることができ、モータトルクがアップする。なお、ステータ2dの場合、コイル22の取り付け等を考慮して表側の中間磁極11dと裏側の中間磁極11dとは周方向に互いに近づく方向にずれる。   Further, in the case of the stator 2d, the front and back sides need to have a coil width through which the radial enamel wire passes only on one side in the circumferential direction of the stator core 5d, and the coil width is unnecessary on one side of the stator core 5b that is open in the circumferential direction. As a result, the required coil width is halved compared to a structure that requires a coil width on both sides, the magnetic pole area of the intermediate magnetic pole 11d can be increased, and the motor torque is increased. In the case of the stator 2d, the front-side intermediate magnetic pole 11d and the back-side intermediate magnetic pole 11d are shifted from each other in the circumferential direction in consideration of the attachment of the coil 22 and the like.

(ロータ3da、3db)
ステータ2dの両面側のロータ3da、3dbは図14(a)、(b)に示したように、第2の実施形態のロータ3bと同様の構成であり、それぞれ例えば8個のロータコア13dを、周方向に等間隔(45度間隔)に配設して形成されるが、上記したようにステータ2dの磁極位置が、表側と裏側とでずれるので、このずれに合わせて、ロータ3daの各ロータコア13dの配列と、ロータ3daの各ロータコア13dの配列とは、略30度ずれる。
(Rotor 3da, 3db)
As shown in FIGS. 14 (a) and 14 (b), the rotors 3da and 3db on both sides of the stator 2d have the same configuration as the rotor 3b of the second embodiment. Although the magnetic pole positions of the stator 2d are shifted between the front side and the back side as described above, the rotor cores of the rotor 3da are arranged in accordance with this shift. The arrangement of 13d and the arrangement of the rotor cores 13d of the rotor 3da are shifted by approximately 30 degrees.

そして、ロータ3daの各ロータコア13dは、ステータコア5dの表側の磁極9、10に対向する位置に磁極9、10と同様の外径側磁極14、内径側磁極15を有し、磁極14、15間に中間磁極16dを有する磁極構造であり、同様に、ロータ3dbの各ロータコア13dは、ステータコア5dの裏側の磁極9、10に対向する位置に磁極9、10と同様の外径側磁極14、内径側磁極15を有し、磁極14、15間に中間磁極16dを有する磁極構造である。   Each rotor core 13d of the rotor 3da has an outer diameter side magnetic pole 14 and an inner diameter side magnetic pole 15 similar to the magnetic poles 9 and 10 at positions facing the front magnetic poles 9 and 10 of the stator core 5d. Similarly, each rotor core 13d of the rotor 3db has an outer diameter side magnetic pole 14 similar to the magnetic poles 9 and 10 and an inner diameter at a position facing the magnetic poles 9 and 10 on the back side of the stator core 5d. The magnetic pole structure has a side magnetic pole 15 and an intermediate magnetic pole 16 d between the magnetic poles 14 and 15.

また、ロータ3da、3dbそれぞれの各ロータコア13dは、同心状の外周保持リング17d、内周保持リング18dの間に嵌入して固定される。このとき、各ロータコア13dを極力軽くして磁気的に独立のものとするため、各ロータコア13d間の周方向の隙間は空間(ギャップ)19であり、リング16d、17dは少なくともいずれか一方が非磁性体で形成されている。   The rotor cores 13d of the rotors 3da and 3db are fitted and fixed between concentric outer periphery holding rings 17d and inner periphery holding rings 18d. At this time, in order to make each rotor core 13d as light as possible and magnetically independent, the circumferential gap between the rotor cores 13d is a space (gap) 19, and at least one of the rings 16d and 17d is non- It is made of a magnetic material.

図16(a)、(b)は上記のように構成された本実施形態のアキシャルギャップモータ1Dのステータ2dの表側、裏側の各ステータコア5dと励磁相U、V、Wとの対応例を示し、図17はアキシャルギャップモータ1Dの励磁状態を示す断面図であり、U相のコイル22が通電されたときに図16(a)、(b)のZ−Z線で切断し、そのときにステータ2d、ロータ3da、3dbの励磁されている部分を斜線(ハッチング)で示している。   FIGS. 16A and 16B show examples of the correspondence between the stator cores 5d on the front side and the back side of the stator 2d of the axial gap motor 1D of the present embodiment configured as described above and the excitation phases U, V, and W, respectively. 17 is a cross-sectional view showing the excitation state of the axial gap motor 1D. When the U-phase coil 22 is energized, it is cut along the ZZ line in FIGS. 16 (a) and 16 (b). Energized portions of the stator 2d and the rotors 3da and 3db are indicated by hatching (hatching).

すなわち、ステータ2dの各ステータコア5dおよび、ロータ3da、3dbの各ロータコア16dは、いずれも磁気的に独立している。また、前記したようにステータ2dの表側と裏側で励磁される磁極が周方向にずれる。そのため、例えばU相のコイル22が通電されるU相励磁においては、U相のコイル22の表側部分22aに中間磁極11dが囲まれたステータコア5dの表側の外径側磁極9、内径側磁極10および中間磁極11dが一括して励磁され、同時に、U相のコイル22の裏側部分22aに裏側の中間磁極11dが囲まれたステータコア5dの裏側の外径側磁極9、内径側磁極10および中間磁極11dが一括して励磁される。V相、W相のコイル22が通電されるV相、W相の励磁の場合も同様である。   That is, each stator core 5d of the stator 2d and each rotor core 16d of the rotors 3da and 3db are magnetically independent. Further, as described above, the magnetic poles excited on the front side and the back side of the stator 2d are shifted in the circumferential direction. Therefore, for example, in U-phase excitation in which the U-phase coil 22 is energized, the outer-side magnetic pole 9 and the inner-side magnetic pole 10 on the front side of the stator core 5d in which the intermediate magnetic pole 11d is surrounded by the front-side portion 22a of the U-phase coil 22. And the intermediate magnetic pole 11d are energized at the same time, and at the same time, the outer side magnetic pole 9, the inner side magnetic pole 10 and the intermediate magnetic pole on the back side of the stator core 5d in which the back side part 22a of the U-phase coil 22 is surrounded by the back side intermediate magnetic pole 11d. 11d is excited all at once. The same applies to V-phase and W-phase excitation in which the V-phase and W-phase coils 22 are energized.

この場合、ステータ2dのステータコア5dの表裏の磁極構造が、外径側磁極9、内径側磁極10および中間磁極11dの分割磁極構造であるので、ステータ2dの表裏それぞれの磁極からロータ3da、3dbを通ってステータ2dに戻る磁路が、磁極を分割しない構成の場合より短くなるのは勿論、隣り合うステータコア5dの表側と裏側の中間磁極11dに跨って装着された1個のコイル22により、ステータコア5bの表裏の両面の外径側磁極9、内径側磁極10および中間磁極11dが一括して励磁されるため、励磁に必要なコイルの数や量(質量)を大幅に低減して組付け性を向上できる。   In this case, the front and back magnetic pole structures of the stator core 5d of the stator 2d are divided magnetic pole structures of the outer diameter side magnetic pole 9, the inner diameter side magnetic pole 10 and the intermediate magnetic pole 11d, so that the rotors 3da and 3db are connected from the front and rear magnetic poles of the stator 2d. Of course, the magnetic path that passes through and returns to the stator 2d is shorter than in the case of the configuration in which the magnetic poles are not divided. Of course, the stator core is formed by a single coil 22 that is mounted across the intermediate magnetic pole 11d on the front side and the back side of the adjacent stator core 5d. Since the outer diameter side magnetic pole 9, the inner diameter side magnetic pole 10 and the intermediate magnetic pole 11d on both the front and back surfaces of 5b are energized at once, the number and amount (mass) of coils necessary for excitation are greatly reduced and the assemblability is improved. Can be improved.

さらに、励磁相のコイル22の通電で発生した磁束の磁路は、図17の破線の矢印線p〜sに示すように、ステータ2bの表裏それぞれにおいて、中間磁極11dからロータ3da、3dbを通って外径側磁極9に戻る磁路、中間磁極11dからロータ3da、3dbを通って内径側磁極10に戻る磁路に分散させて二次元平面状に広げることができる。しかも、ステータ2dの表側の磁極面の磁束の磁路を形成するステータコア5dと、同時にステータ2dの裏側の磁極面の磁束の磁路を形成するステータコア5dとが異なり、ステータ2dの表裏それぞれの片面の磁束が、各ステータコア5dを異なるタイミングで通る。そのため、各ステータコア5dの厚みを、ステータ2dの表裏の磁束が同じタイミングに通る場合に比して一層薄くすることができる。そのため、ステータ2dを極めて薄型化してモータトルクを増大することができる。   Further, the magnetic path of the magnetic flux generated by energizing the exciting phase coil 22 passes from the intermediate magnetic pole 11d to the rotors 3da and 3db on the front and back sides of the stator 2b, as indicated by broken arrow lines p to s in FIG. The magnetic path returning to the outer diameter side magnetic pole 9 and the magnetic path returning from the intermediate magnetic pole 11d to the inner diameter side magnetic pole 10 through the rotors 3da and 3db can be spread in a two-dimensional plane. Moreover, the stator core 5d that forms the magnetic path of the magnetic flux on the magnetic pole surface on the front side of the stator 2d is different from the stator core 5d that forms the magnetic path of the magnetic flux on the magnetic pole surface on the back side of the stator 2d at the same time. The magnetic flux passes through each stator core 5d at different timings. Therefore, the thickness of each stator core 5d can be made thinner than when the magnetic fluxes on the front and back sides of the stator 2d pass at the same timing. Therefore, the stator 2d can be made extremely thin and the motor torque can be increased.

そして、本発明は上記した各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、各モータ1A〜1Dにおいて、ステータコア5a、5b、5dやロータコア13a、13b、13dの個数は12個、8個それぞれに限るものではない。また、駆動相数も3相に限るものではない。   The present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications other than those described above can be made without departing from the spirit thereof. For example, in each of the motors 1A to 1D, The number of stator cores 5a, 5b, 5d and rotor cores 13a, 13b, 13d is not limited to 12 and 8, respectively. Also, the number of drive phases is not limited to three.

つぎに、外径側磁極9と内径側磁極10との間の中間磁極11a、11b、11dが2個以上であってもよく、この場合、コイル12、20、22は中間磁極11a、11b、11d毎に設ければよい。   Next, there may be two or more intermediate magnetic poles 11a, 11b, 11d between the outer diameter side magnetic pole 9 and the inner diameter side magnetic pole 10, and in this case, the coils 12, 20, 22 are intermediate magnetic poles 11a, 11b, What is necessary is just to provide every 11d.

つぎに、ステータコア5a、5b、5cはステータ2a〜2cに周方向に等間隔に配設しなくてもよく、少なくとも1組の駆動相のステータコア5a〜5dをステータ2a〜2dに周方向に配設すればよい。その際、例えば3相駆動であれば、U、V、Wの各相の3つのステータコアを少なくとも1組用意し、それらを30度間隔や120度間隔で配設すればよい。   Next, the stator cores 5a, 5b, and 5c do not have to be arranged at equal intervals in the circumferential direction on the stators 2a to 2c, and at least one set of driving phase stator cores 5a to 5d is arranged on the stators 2a to 2d in the circumferential direction. Just set up. At that time, for example, in the case of three-phase driving, at least one set of three stator cores for each of U, V, and W may be prepared and arranged at intervals of 30 degrees or 120 degrees.

つぎに、コイル12、20、22の形状等は各実施形態のものに限るものではなく、各コア5a〜5dやコイル12、20、22の支持(保持)手段等はどのようであってもよい。   Next, the shapes of the coils 12, 20, and 22 are not limited to those of the embodiments, and any support (holding) means for the cores 5a to 5d and the coils 12, 20, and 22 can be used. Good.

そして、本発明は、電気自動車や燃料電池車の駆動モータ等の種々の用途のアキシャルギャップモータに適用することができる。   The present invention can be applied to axial gap motors for various uses such as drive motors for electric vehicles and fuel cell vehicles.

1A〜1D アキシャルギャップモータ
2a〜2d ステータ
3a、3ba、3bb、3ca、3cb、3da、3db ロータ
5a、5b、5d ステータコア
9 外径側磁極
10 内径側磁極
11a、11b、11d 中間磁極
12、20、22 コイル
16a、16b、16d ロータコア
1A to 1D Axial gap motor 2a to 2d Stator 3a, 3ba, 3bb, 3ca, 3cb, 3da, 3db Rotor 5a, 5b, 5d Stator core 9 Outer diameter side magnetic pole 10 Inner diameter side magnetic pole 11a, 11b, 11d Intermediate magnetic pole 12, 20, 22 Coil 16a, 16b, 16d Rotor core

Claims (5)

表裏の両面の少なくともいずれか一方が磁極面であるステータと、
磁極面が前記ステータの磁極面に対向したロータとを備え、
前記ステータは、外径側磁極と内径側磁極との間に少なくとも一つの中間磁極を有する分割磁極構造の径方向に楔形のステータコアを周方向に配設して形成され、
前記外径側磁極、前記内径側磁極および前記中間磁極が、前記中間磁極のコイルにより一括して励磁されることを特徴とするアキシャルギャップモータ。
A stator in which at least one of both front and back surfaces is a magnetic pole surface;
A magnetic pole surface having a rotor facing the magnetic pole surface of the stator,
The stator is formed by disposing a wedge-shaped stator core in a circumferential direction in a radial direction of a split magnetic pole structure having at least one intermediate magnetic pole between an outer diameter side magnetic pole and an inner diameter side magnetic pole,
The axial gap motor, wherein the outer diameter side magnetic pole, the inner diameter side magnetic pole, and the intermediate magnetic pole are excited together by a coil of the intermediate magnetic pole.
請求項1に記載のアキシャルギャップモータにおいて、
前記ステータの表裏の両面が磁極面であり、
前記コイルは、略鞍型の形状であり、前記ステータコアに表裏の前記中間磁極を囲むように設けられることを特徴とするアキシャルギャップモータ。
The axial gap motor according to claim 1,
Both the front and back surfaces of the stator are magnetic pole surfaces,
The axial gap motor according to claim 1, wherein the coil has a substantially bowl shape and is provided on the stator core so as to surround the intermediate magnetic poles on the front and back sides.
請求項1に記載のアキシャルギャップモータにおいて、
前記ステータは表裏の両面が磁極面に形成され、
前記コイルは、中央部が前記ステータの表裏方向に屈曲したクランク状であり、前記ステータの隣り合うステータコアのいずれか一方の表面側の前記中間磁極と他方の裏面側の前記中間磁極を囲むように、前記隣り合う異なるステータコアに跨って設けられることを特徴とするアキシャルギャップモータ。
The axial gap motor according to claim 1,
The stator is formed on both sides of the magnetic pole surface,
The coil has a crank shape whose central portion is bent in the front and back direction of the stator, and surrounds the intermediate magnetic pole on one surface side of the stator core adjacent to the stator and the intermediate magnetic pole on the other back surface side. The axial gap motor is provided across the adjacent different stator cores.
請求項1〜3のいずれかに記載のアキシャルギャップモータにおいて、
前記中間磁極は、前記外径側磁極および前記内径側磁極より周方向にずれていることを特徴とするアキシャルギャップモータ。
In the axial gap motor in any one of Claims 1-3,
The axial gap motor is characterized in that the intermediate magnetic pole is displaced in the circumferential direction from the outer diameter side magnetic pole and the inner diameter side magnetic pole.
請求項1〜4のいずれかに記載のアキシャルギャップモータにおいて、
前記ステータは、各ステータコアが磁気的に独立した状態で周方向に配設され、
前記ロータは、各ロータコアが磁気的に独立した状態で周方向に配設されていることを特徴とするアキシャルギャップモータ。
In the axial gap motor according to any one of claims 1 to 4,
The stator is disposed in the circumferential direction with each stator core being magnetically independent,
In the axial gap motor, the rotor is arranged in a circumferential direction with each rotor core being magnetically independent.
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