JP5126585B2 - Axial gap type motor - Google Patents
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Description
本発明は、アキシャルギャップ型モータに関する。 The present invention relates to an axial gap type motor.
従来、例えば、回転軸方向の両側からロータを挟み込むようにして対向配置された一対のステータを備え、ロータの永久磁石による界磁磁束に対して、一対のステータを介した磁束ループを形成する軸ギャップ型の永久磁石同期機が知られている(例えば、特許文献1及び2参照)。 Conventionally, for example, a shaft having a pair of stators arranged so as to sandwich the rotor from both sides in the direction of the rotation axis and forming a magnetic flux loop via the pair of stators with respect to a field magnetic flux generated by a permanent magnet of the rotor Gap-type permanent magnet synchronous machines are known (see, for example, Patent Documents 1 and 2).
上記特許文献1に係る永久磁石同期機は、両極磁石で構成したロータ、又は片極磁石と磁性材とを組み合わせて構成したロータに、ステータを対向配置して永久磁石同期機としてのアキシャルギャップ型モータを構成している。また、上記特許文献2に係る永久磁石同期機は、両極磁石と扇形の突極磁性材を用いたロータに、ステータを対向配置して永久磁石同期機としてのアキシャルギャップ型モータを構成している。 The permanent magnet synchronous machine according to Patent Document 1 is an axial gap type as a permanent magnet synchronous machine in which a stator is arranged opposite to a rotor constituted by a bipolar magnet or a rotor constituted by combining a unipolar magnet and a magnetic material. The motor is configured. Further, the permanent magnet synchronous machine according to Patent Document 2 constitutes an axial gap type motor as a permanent magnet synchronous machine by disposing a stator opposite to a rotor using a bipolar magnet and a fan-shaped salient magnetic material. .
ところで、上記従来技術に係る永久磁石同期機においては、リラクタンストルクの有効利用、及びトルクリップルやコギングトルクに関しては何ら考慮されていないため、永久磁石同期機の出力を増大させると共に、トルクリップルやコギングトルクを低減して永久磁石同期機を滑らかに安定して回転させるために改善の余地があった。 By the way, in the permanent magnet synchronous machine according to the above prior art, since no consideration is given to the effective use of reluctance torque, torque ripple and cogging torque, the output of the permanent magnet synchronous machine is increased and torque ripple and cogging are increased. There was room for improvement in order to reduce the torque and rotate the permanent magnet synchronous machine smoothly and stably.
本発明は、上記した事情に鑑みてなされたもので、その目的は、リラクタンストルクを有効に利用して、モータの出力を増大させることができ、また、トルクリップルやコギングトルクを低減して、モータを滑らかに安定して回転させることができるアキシャルギャップ型モータを提供することにある。 The present invention has been made in view of the circumstances described above, and its purpose is to effectively use reluctance torque to increase the output of a motor, and to reduce torque ripple and cogging torque. It is an object of the present invention to provide an axial gap type motor that can smoothly and stably rotate the motor.
上記目的を達成するために、請求項1に記載の発明は、回転軸周りに回転可能なロータ(例えば、実施の形態でのロータ11)と、ロータを回転軸方向の両側から挟み込むようにして対向配置される一対のステータ(例えば、実施の形態でのステータ12)と、を備えるアキシャルギャップ型モータであって、ロータは、径方向に伸びる複数のリブ(例え
ば、実施の形態での径方向リブ34)を介して一体に接続されるシャフト部(例えば、実施の形態での内周側筒状部35)及びリム部(例えば、実施の形態での外周側筒状部36)を備えるロータフレーム(例えば、実施の形態でのロータフレーム33)と、磁石極部(例えば、実施の形態での磁石極部31)及び磁気抵抗の磁気突極性が互いに異なる2種類以上の磁性材極部(例えば、実施の形態での磁性材極部32)と、を備え、磁石極部及び磁性材極部が、シャフト部及びリム部との間に収容されて周方向に交互に配置されることを特徴とする。
In order to achieve the above object, the invention described in claim 1 is configured such that a rotor that can rotate around a rotation axis (for example, the
For example, the shaft portion (for example, the inner peripheral
請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の発明の構成に加えて、磁性材極部は、回転軸方向と平行な方向に貫通する極部貫通部(例えば、実施の形態でのスリット15)を備え、極部貫通部の数、位置、大きさの内の少なくとも1つが、磁性材極部ごとに異なることにより、磁性材極部に互いに異なる磁気抵抗の磁気突極性を付与することを特徴とする。 According to the second aspect of the present invention, in addition to the configuration of the first aspect of the invention, the magnetic material pole portion has a pole portion penetrating portion penetrating in a direction parallel to the rotation axis direction (for example, in the embodiment) Slits 15), and at least one of the number, position, and size of the pole portion through portions is different for each magnetic material pole portion, thereby imparting magnetic saliency of different magnetoresistance to the magnetic material pole portion. It is characterized by that.
請求項3に記載の発明は、請求項2に記載の発明の構成に加えて、極部貫通部は、ロータの径方向に沿って形成される複数の長穴(例えば、実施の形態でのスリット15)であり、長穴の数、位置、幅の内の少なくとも1つが、磁性材極部ごとに異なることを特徴とする。 In the invention according to claim 3 , in addition to the configuration of the invention according to claim 2 , the pole portion through-portion has a plurality of long holes formed along the radial direction of the rotor (for example, in the embodiment) The slit 15) is characterized in that at least one of the number, position, and width of the long holes is different for each magnetic material pole portion.
請求項4に記載の発明は、請求項2に記載の発明の構成に加えて、極部貫通部は、複数の長穴であり、長穴の長手方向の角度が、磁性材極部ごとに異なることを特徴とする。 According to a fourth aspect of the invention, in addition to the configuration of the invention of the second aspect , the pole portion through portion is a plurality of elongated holes, and the longitudinal angle of the elongated holes is different for each magnetic material pole portion. It is characterized by being different.
請求項5に記載の発明は、請求項2に記載の発明の構成に加えて、極部貫通部は、ロータの径方向に沿って形成される複数の列穴(例えば、実施の形態での列穴16)であり、列穴の数、位置、大きさの内の少なくとも1つが、磁性材極部ごとに異なることを特徴とする。 The invention according to claim 5, in addition to the configuration of the invention according to claim 2, electrode portions through portion has a plurality of rows holes formed along the radial direction of the rotor (e.g., in the embodiment The row holes 16) are characterized in that at least one of the number, position, and size of the row holes is different for each magnetic material pole portion.
請求項1に記載のアキシャルギャップ型モータによれば、リラクタンストルクを有効に利用することができるので、モータの出力を増大させることができる。また、トルクリップルやコギングトルクを低減することができるので、モータを滑らかに安定して回転させることができる。 According to the axial gap type motor of the first aspect , since the reluctance torque can be effectively used, the output of the motor can be increased. Further, since torque ripple and cogging torque can be reduced, the motor can be smoothly and stably rotated.
請求項2に記載のアキシャルギャップ型モータによれば、各磁性材極部に互いに異なる磁気抵抗の磁気突極性を付与することができる。これにより、リラクタンストルクを有効に利用することができるので、モータの出力を増大させることができる。また、トルクリップルやコギングトルクを低減することができるので、モータを滑らかに安定して回転させることができる。 According to the axial gap type motor of the second aspect , magnetic saliency with different magnetic resistance can be given to each magnetic material pole portion. Thereby, since reluctance torque can be used effectively, the output of a motor can be increased. Further, since torque ripple and cogging torque can be reduced, the motor can be smoothly and stably rotated.
請求項3に記載のアキシャルギャップ型モータによれば、各磁性材極部に互いに異なる磁気抵抗の磁気突極性を付与することができる。これにより、リラクタンストルクを有効に利用することができるので、モータの出力を増大させることができる。また、トルクリップルやコギングトルクを低減することができるので、モータを滑らかに安定して回転させることができる。 According to the axial gap type motor of the third aspect , the magnetic saliency of different magnetic resistance can be given to each magnetic material pole portion. Thereby, since reluctance torque can be used effectively, the output of a motor can be increased. Further, since torque ripple and cogging torque can be reduced, the motor can be smoothly and stably rotated.
請求項4に記載のアキシャルギャップ型モータによれば、各磁性材極部に互いに異なる磁気抵抗の磁気突極性を付与することができる。これにより、リラクタンストルクを有効に利用することができるので、モータの出力を増大させることができる。また、トルクリップルやコギングトルクを低減することができるので、モータを滑らかに安定して回転させることができる。 According to the axial gap type motor of the fourth aspect , magnetic saliency with different magnetic resistance can be given to each magnetic material pole portion. Thereby, since reluctance torque can be used effectively, the output of a motor can be increased. Further, since torque ripple and cogging torque can be reduced, the motor can be smoothly and stably rotated.
請求項5に記載のアキシャルギャップ型モータによれば、各磁性材極部に互いに異なる磁気抵抗の磁気突極性を付与することができる。これにより、リラクタンストルクを有効に利用することができるので、モータの出力を増大させることができる。また、トルクリップルやコギングトルクを低減することができるので、モータを滑らかに安定して回転させることができる。 According to the axial gap type motor of the fifth aspect , magnetic saliency with different magnetic resistance can be given to each magnetic material pole portion. Thereby, since reluctance torque can be used effectively, the output of a motor can be increased. Further, since torque ripple and cogging torque can be reduced, the motor can be smoothly and stably rotated.
以下、本発明に係るアキシャルギャップ型モータの各実施形態について、添付図面に基づいて詳細に説明する。なお、図面は符号の向きに見るものとする。 Hereinafter, embodiments of an axial gap type motor according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. The drawings are viewed in the direction of the reference numerals.
(第1実施形態)
まず、図1〜図4を参照して、本発明に係るアキシャルギャップ型モータの第1実施形態について説明する。
図1は本発明に係るアキシャルギャップ型モータの第1実施形態を説明するための全体斜視図、図2は図1に示すアキシャルギャップ型モータの分解斜視図、図3は図2に示すロータを回転軸方向から見た図、図4は第1実施形態のアキシャルギャップ型モータの変形例を説明するための分解斜視図である。
(First embodiment)
First, with reference to FIGS. 1-4, 1st Embodiment of the axial gap type motor which concerns on this invention is described.
1 is an overall perspective view for explaining a first embodiment of an axial gap motor according to the present invention, FIG. 2 is an exploded perspective view of the axial gap motor shown in FIG. 1, and FIG. 3 is a rotor shown in FIG. FIG. 4 is an exploded perspective view for explaining a modification of the axial gap motor according to the first embodiment.
本実施形態のアキシャルギャップ型モータ10は、図1及び図2に示すように、アキシャルギャップ型モータ10の回転軸O周りに回転可能に設けられる略円環状のロータ11と、回転軸Oの軸方向(以後、単に軸方向と言う)の両側からロータ11を挟み込むようにして対向配置され、ロータ11を回転させる回転磁界を発生する複数相の各固定子巻線を有する一対のステータ12,12と、を備える。
As shown in FIGS. 1 and 2, the axial
アキシャルギャップ型モータ10は、例えば、ハイブリッド車両や電動車両等の車両に駆動源として搭載され、出力軸がトランスミッション(図示略)の入力軸に接続されることで、アキシャルギャップ型モータ10の駆動力がトランスミッションを介して車両の駆動輪(図示略)に伝達されるようになっている。
The axial
また、車両の減速時に駆動輪側からアキシャルギャップ型モータ10に駆動力が伝達されると、アキシャルギャップ型モータ10は発電機として機能して、いわゆる回生制動力を発生し、車体の運動エネルギーを電気エネルギー(回生エネルギー)として回収する。さらに、例えば、ハイブリッド車両においては、アキシャルギャップ型モータ10のロータ11が内燃機関(図示略)のクランクシャフトに連結されると、内燃機関の出力がアキシャルギャップ型モータ10に伝達されて、アキシャルギャップ型モータ10は発電機として機能して発電エネルギーを発生する。
Further, when the driving force is transmitted from the driving wheel side to the axial
各ステータ12は、略円環板状のヨーク部21と、ロータ11に対向するヨーク部21の対向面上で周方向に所定間隔をおいた位置から軸方向に沿ってロータ11に向かい突出すると共に径方向に伸びる複数のティース22,…,22と、適宜のティース22,22間に装着される固定子巻線(図示略)と、を備える。
Each
各ステータ12は、例えば、主極が6個(例えば、U+,V+,W+,U−,V−,W−)とされた6N型であって、一方のステータ12の各U+,V+,W+極に対して、他方のステータ12の各U−,V−,W−極が軸方向で対向するように設定されている。例えば、軸方向で対向する一対のステータ12,12に対し、U+,V+,W+極及びU−,V−,W−極の一方に対応する一方のステータ12の3個のティース22,22,22と、U+,V+,W+極及びU−,V−,W−極の他方に対応する他方のステータ12の3個のティース22,22,22と、が軸方向で対向するように設定され、軸方向で対向する一方のステータ12のティース22と、他方のステータ12のティース22とに対する通電状態が電気角で反転状態となるように設定されている。
Each
ロータ11は、図2及び図3に示すように、軸方向から見たとき略扇形に形成される複数の磁性材極部32,…,32と、非磁性材からなるロータフレーム33と、を備え、磁性材極部32はロータフレーム33内に収容されている。
As shown in FIGS. 2 and 3, the
ロータフレーム33は、図2及び図3に示すように、周方向に所定間隔をおいて配置される複数の径方向リブ34,…,34と、径方向リブ34,…,34によって接続される内周側筒状部35及び外周側筒状部36と、内周側筒状部35の内周面上から内方に向かい突出する円環板状に形成され、外部の駆動軸(例えば、車両のトランスミッションの入力軸等)に接続される接続部37と、を備える。そして、本実施形態では、径方向リブ34の軸方向の厚さ、及び周方向の幅は一定に設定されており、径方向リブ34は、断面略矩形の角棒状に形成される。また、本実施形態では、ロータフレーム33の内周側筒状部35が外部の駆動軸に接続されることから、内周側筒状部35がシャフト部となり、外周側筒状部36がリム部となる。
As shown in FIGS. 2 and 3, the
ロータフレーム33内に収容された複数の磁性材極部32,…,32は、径方向の両側から内周側筒状部35と外周側筒状部36とにより挟み込まれると共に、径方向リブ34を介して周方向で隣り合うように配置されている。
The plurality of magnetic
そして、本実施形態では、複数の磁性材極部32,…,32は、磁気抵抗の磁気突極性が互いに異なる3種類の磁性材極部32A,32B,32Cから構成され、磁性材極部32A,32B,32Cの互いに異なる磁気突極性は、磁性材極部32A,32B,32Cに形成されるスリット(極部貫通部)15の本数によって付与される。具体的には、図3に示すように、磁性材極部32Aには4本のスリット15が形成され、磁性材極部32Bには5本のスリット15が形成され、磁性材極部32Cには6本のスリット15が形成される。また、磁性材極部32A,32B,32Cは、それぞれ回転軸Oに対して対称位置(90°位相)に配置されている。
In this embodiment, the plurality of magnetic
スリット15は、ロータ11の径方向に沿って形成され、軸方向と平行な方向に貫通している。また、複数のスリット15,…,15は、磁性材極部32A,32B,32Cのそれぞれに周方向に略等間隔に配置されている。
The
このように構成されたアキシャルギャップ型モータ10では、磁性材極部32A,32B,32Cに形成されるスリット15の本数がそれぞれ異なるため、各スリット15の周方向の間隔が磁性材極部32A,32B,32Cごとで異なり、磁性材極部32A,32B,32Cの磁気抵抗の磁気突極性の位相が重なることはない。また、磁性材極部32A,32B,32Cが、それぞれ回転軸Oに対して対称位置(90°位相)に配置されるため、ロータ11の重量バランス及びトルクバランスが均等になるように構成されている。ここで、異なる磁気抵抗の磁気突極性とは、リラクタンストルクの発生位相や位置が互いに異なることである。
In the axial
以上説明したように、本実施形態のアキシャルギャップ型モータ10によれば、ロータ11は、径方向に伸びる複数の径方向リブ34を介して一体に接続される内周側筒状部35及び外周側筒状部36を備えるロータフレーム33と、磁気抵抗の磁気突極性が互いに異なる3種類の磁性材極部32A,32B,32Cと、を備え、磁性材極部32A,32B,32Cが、内周側筒状部35及び外周側筒状部36との間に収容されて周方向に配置されるため、リラクタンストルクの発生位相が磁性材極部32A,32B,32Cごとで異なり、重なることはない。これにより、リラクタンストルクを有効に利用することができるので、モータ10の出力を増大させることができる。また、トルクリップルやコギングトルクを低減することができるので、モータ10を滑らかに安定して回転させることができる。
As described above, according to the axial
また、本実施形態のアキシャルギャップ型モータ10によれば、ロータ11が、非磁性材のロータフレーム33と磁性材極部32A,32B,32Cとから構成されるため、ロータ11の組立て性を向上することができるので、モータ10の製造コストを低減することができる。
Further, according to the axial
なお、本実施形態の変形例として、図4に示すように、ロータ11は薄型であってもよい。この場合、ロータ11の軸方向の厚さが薄くなるので、モータ10をコンパクト化することができる。
As a modification of the present embodiment, the
なお、本実施形態では、複数の磁性材極部32,…,32に形成されるスリット15の本数を4,5,6本とした場合を例示したが、これに限定されず、スリット15の本数は任意である。また、本実施形態では、複数の磁性材極部32,…,32を磁性材極部32A,32B,32Cの3種類とした場合を例示したが、この3種類に限定されるものではなく、その種類数は任意である。
In the present embodiment, the case where the number of
(第2実施形態)
次に、図5を参照して、本発明に係るアキシャルギャップ型モータの第2実施形態について説明する。なお、本実施形態のアキシャルギャップ型モータでは、磁性材極部が異なる以外は、第1実施形態のアキシャルギャップ型モータと同様であるので、同一部分には同一符号又は相当符号を付して、その説明を簡略化又は省略する。
図5は本発明に係るアキシャルギャップ型モータの第2実施形態を説明するためのロータを回転軸方向から見た図である。
(Second Embodiment)
Next, a second embodiment of the axial gap type motor according to the present invention will be described with reference to FIG. The axial gap type motor of this embodiment is the same as the axial gap type motor of the first embodiment except that the magnetic material pole is different. The description is simplified or omitted.
FIG. 5 is a view of a rotor for explaining a second embodiment of the axial gap type motor according to the present invention as seen from the direction of the rotation axis.
本実施形態の複数の磁性材極部32,…,32は、図5に示すように、磁気抵抗の磁気突極性が互いに異なる3種類の磁性材極部32D,32E,32Fから構成され、磁性材極部32D,32E,32Fの互いに異なる磁気突極性は、磁性材極部32D,32E,32Fに形成される列穴(極部貫通部)16の本数によって付与される。具体的には、図5に示すように、磁性材極部32Dには4本の列穴16が形成され、磁性材極部32Eには5本の列穴16が形成され、磁性材極部32Fには6本の列穴16が形成される。また、磁性材極部32D,32E,32Fは、それぞれ回転軸Oに対して対称位置(90°位相)に配置されている。
As shown in FIG. 5, the plurality of magnetic
列穴16は、ロータ11の径方向に沿って略等間隔に配列形成され、軸方向と平行な方向に貫通している。また、複数の列穴16,…,16は、磁性材極部32D,32E,32Fのそれぞれに周方向に略等間隔に配置されている。
The row holes 16 are formed at substantially equal intervals along the radial direction of the
このように構成されたアキシャルギャップ型モータ10では、磁性材極部32D,32E,32Fに形成される列穴16の本数がそれぞれ異なるため、各列穴16の周方向の間隔が磁性材極部32D,32E,32Fごとで異なり、磁性材極部32D,32E,32Fの磁気抵抗の磁気突極性の位相が重なることはない。また、磁性材極部32D,32E,32Fが、それぞれ回転軸Oに対して対称位置(90°位相)に配置されるため、ロータ11の重量バランス及びトルクバランスが均等になるように構成されている。
In the axial
以上説明したように、本実施形態のアキシャルギャップ型モータ10によれば、磁性材極部32D,32E,32Fに形成される列穴16の本数がそれぞれ異なるため、リラクタンストルクの発生位相が磁性材極部32D,32E,32Fごとで異なり、重なることはない。これにより、リラクタンストルクを有効に利用することができるので、モータ10の出力を増大させることができる。また、トルクリップルやコギングトルクを低減することができるので、モータ10を滑らかに安定して回転させることができる。
その他の構成及び作用効果については、上記第1実施形態と同様である。
As described above, according to the axial
About another structure and an effect, it is the same as that of the said 1st Embodiment.
なお、本実施形態では、複数の磁性材極部32,…,32に形成される列穴16の本数を4,5,6本とした場合を例示したが、これに限定されず、列穴16の本数は任意である。また、本実施形態では、複数の磁性材極部32,…,32を磁性材極部32D,32E,32Fの3種類とした場合を例示したが、この3種類に限定されるものではなく、その種類数は任意である。
In the present embodiment, the case where the number of the row holes 16 formed in the plurality of magnetic
(第3実施形態)
次に、図6を参照して、本発明に係るアキシャルギャップ型モータの第3実施形態について説明する。なお、本実施形態のアキシャルギャップ型モータでは、磁性材極部が異なる以外は、第1実施形態のアキシャルギャップ型モータと同様であるので、同一部分には同一符号又は相当符号を付して、その説明を簡略化又は省略する。
図6は本発明に係るアキシャルギャップ型モータの第3実施形態を説明するためのロータを回転軸方向から見た図である。
(Third embodiment)
Next, a third embodiment of the axial gap type motor according to the present invention will be described with reference to FIG. The axial gap type motor of this embodiment is the same as the axial gap type motor of the first embodiment except that the magnetic material pole is different. The description is simplified or omitted.
FIG. 6 is a view of a rotor for explaining a third embodiment of the axial gap type motor according to the present invention as seen from the direction of the rotation axis.
本実施形態の複数の磁性材極部32,…,32は、図6に示すように、磁気抵抗の磁気突極性が互いに異なる3種類の磁性材極部32G,32H,32Kから構成され、磁性材極部32G,32H,32Kの互いに異なる磁気突極性は、磁性材極部32G,32H,32Kに形成される4本のスリット15の周方向の間隔(位相)がそれぞれ異なることによって付与される。また、磁性材極部32G,32H,32Kは、それぞれ回転軸Oに対して対称位置(90°位相)に配置されている。
As shown in FIG. 6, the plurality of magnetic
このように構成されたアキシャルギャップ型モータ10では、磁性材極部32G,32H,32Kに形成される4本のスリット15の周方向の間隔がそれぞれ異なるため、磁性材極部32G,32H,32Kの磁気抵抗の磁気突極性の位相が重なることはない。また、磁性材極部32G,32H,32Kが、それぞれ回転軸Oに対して対称位置(90°位相)に配置されるため、ロータ11の重量バランス及びトルクバランスが均等になるように構成されている。
In the axial
以上説明したように、本実施形態のアキシャルギャップ型モータ10によれば、磁性材極部32G,32H,32Kに形成される4本のスリット15の周方向の間隔がそれぞれ異なるため、リラクタンストルクの発生位相が磁性材極部32G,32H,32Kごとで異なり、重なることはない。これにより、リラクタンストルクを有効に利用することができるので、モータ10の出力を増大させることができる。また、トルクリップルやコギングトルクを低減することができるので、モータ10を滑らかに安定して回転させることができる。
その他の構成及び作用効果については、上記第1実施形態と同様である。
As described above, according to the axial
About another structure and an effect, it is the same as that of the said 1st Embodiment.
(第4実施形態)
次に、図7を参照して、本発明に係るアキシャルギャップ型モータの第4実施形態について説明する。なお、本実施形態のアキシャルギャップ型モータでは、磁性材極部が異なる以外は、第1実施形態のアキシャルギャップ型モータと同様であるので、同一部分には同一符号又は相当符号を付して、その説明を簡略化又は省略する。
図7は本発明に係るアキシャルギャップ型モータの第4実施形態を説明するためのロータを回転軸方向から見た図である。
(Fourth embodiment)
Next, a fourth embodiment of the axial gap type motor according to the present invention will be described with reference to FIG. The axial gap type motor of this embodiment is the same as the axial gap type motor of the first embodiment except that the magnetic material pole is different. The description is simplified or omitted.
FIG. 7 is a view of a rotor for explaining a fourth embodiment of the axial gap motor according to the present invention as seen from the direction of the rotation axis.
本実施形態の複数の磁性材極部32,…,32は、図7に示すように、磁気抵抗の磁気突極性が互いに異なる3種類の磁性材極部32L,32M,32Nから構成され、磁性材極部32L,32M,32Nの互いに異なる磁気突極性は、磁性材極部32L,32M,32Nに形成される4本のスリット15の周方向の幅(大きさ)がそれぞれ異なることによって付与される。また、4本のスリット15は、磁性材極部32L,32M,32Nのそれぞれに周方向に略等間隔に配置されている。また、磁性材極部32L,32M,32Nは、それぞれ回転軸Oに対して対称位置(90°位相)に配置されている。
As shown in FIG. 7, the plurality of magnetic
このように構成されたアキシャルギャップ型モータ10では、磁性材極部32L,32M,32Nに形成される4本のスリット15の周方向の幅がそれぞれ異なるため、磁性材極部32L,32M,32Nの磁気抵抗の磁気突極性の位相が重なることはない。また、磁性材極部32L,32M,32Nが、それぞれ回転軸Oに対して対称位置(90°位相)に配置されるため、ロータ11の重量バランス及びトルクバランスが均等になるように構成されている。
In the axial
以上説明したように、本実施形態のアキシャルギャップ型モータ10によれば、磁性材極部32L,32M,32Nに形成される4本のスリット15の周方向の幅がそれぞれ異なるため、リラクタンストルクの発生位相が磁性材極部32L,32M,32Nごとで異なり、重なることはない。これにより、リラクタンストルクを有効に利用することができるので、モータ10の出力を増大させることができる。また、トルクリップルやコギングトルクを低減することができるので、モータ10を滑らかに安定して回転させることができる。
その他の構成及び作用効果については、上記第1実施形態と同様である。
As described above, according to the axial
About another structure and an effect, it is the same as that of the said 1st Embodiment.
(第5実施形態)
次に、図8を参照して、本発明に係るアキシャルギャップ型モータの第5実施形態について説明する。なお、本実施形態のアキシャルギャップ型モータでは、磁性材極部が異なる以外は、第1実施形態のアキシャルギャップ型モータと同様であるので、同一部分には同一符号又は相当符号を付して、その説明を簡略化又は省略する。
図8は本発明に係るアキシャルギャップ型モータの第5実施形態を説明するためのロータを回転軸方向から見た図である。
(Fifth embodiment)
Next, a fifth embodiment of the axial gap motor according to the present invention will be described with reference to FIG. The axial gap type motor of this embodiment is the same as the axial gap type motor of the first embodiment except that the magnetic material pole is different. The description is simplified or omitted.
FIG. 8 is a view of the rotor for explaining the fifth embodiment of the axial gap type motor according to the present invention as seen from the direction of the rotation axis.
本実施形態の複数の磁性材極部32,…,32は、図8に示すように、磁気抵抗の磁気突極性が互いに異なる2種類の磁性材極部32R,32Sから構成され、磁性材極部32R,32Sの互いに異なる磁気突極性は、磁性材極部32R,32Sに形成される4本のスリット15の角度がそれぞれ異なることによって付与される。具体的には、図8に示すように、磁性材極部32Rには4本のスリット15がロータ11の径方向に沿って形成され、磁性材極部32Sには4本のスリット15がロータ11の径方向に対して傾斜角度αで形成される。また、4本のスリット15は、磁性材極部32R,32Sのそれぞれに周方向に略等間隔に配置されている。また、磁性材極部32R,32Sは、それぞれ回転軸Oに対して対称位置(60°位相)に配置されている。
As shown in FIG. 8, the plurality of magnetic
このように構成されたアキシャルギャップ型モータ10では、磁性材極部32R,32Sに形成される4本のスリット15の角度がそれぞれ異なるため、磁性材極部32R,32Sの磁気抵抗の磁気突極性の位相が重なることはない。また、磁性材極部32R,32Sが、それぞれ回転軸Oに対して対称位置(60°位相)に配置されるため、ロータ11の重量バランス及びトルクバランスが均等になるように構成されている。
In the axial
以上説明したように、本実施形態のアキシャルギャップ型モータ10によれば、磁性材極部32R,32Sに形成される4本のスリット15の角度がそれぞれ異なるため、リラクタンストルクの発生位相が磁性材極部32R,32Sごとで異なり、重なることはない。これにより、リラクタンストルクを有効に利用することができるので、モータ10の出力を増大させることができる。また、トルクリップルやコギングトルクを低減することができるので、モータ10を滑らかに安定して回転させることができる。
その他の構成及び作用効果については、上記第1実施形態と同様である。
As described above, according to the axial
About another structure and an effect, it is the same as that of the said 1st Embodiment.
なお、第3〜第5実施形態では、複数の磁性材極部32,…,32に4本のスリット15を形成した場合を例示したが、これに限定されず、スリット15の本数は任意である。
また、スリット15に代えて第2実施形態の列穴16を適用してもよい。この場合、列穴16の周方向の間隔(位相)、列穴16の大きさ(直径)、及び列穴16の角度を複数の磁性材極部32,…,32ごとに異ならせる。
In the third to fifth embodiments, the case where the four
Further, the row holes 16 of the second embodiment may be applied instead of the
(第6実施形態)
次に、図9〜図11を参照して、本発明に係るアキシャルギャップ型モータの第6実施形態について説明する。なお、第1実施形態と同一又は同等部分については、図面に同一符号又は相当符号を付して、その説明を省略或いは簡略化する。
図9は本発明に係るアキシャルギャップ型モータの第6実施形態を説明するための分解斜視図、図10は図9に示すロータを回転軸方向から見た図、図11は第6実施形態のアキシャルギャップ型モータの変形例を説明するための分解斜視図である。
(Sixth embodiment)
Next, a sixth embodiment of the axial gap type motor according to the present invention will be described with reference to FIGS. Note that portions that are the same as or equivalent to those of the first embodiment are denoted by the same or corresponding reference numerals in the drawings, and description thereof is omitted or simplified.
9 is an exploded perspective view for explaining a sixth embodiment of the axial gap type motor according to the present invention, FIG. 10 is a view of the rotor shown in FIG. 9 as viewed from the direction of the rotation axis, and FIG. 11 is a diagram of the sixth embodiment. It is a disassembled perspective view for demonstrating the modification of an axial gap type motor.
本実施形態のアキシャルギャップ型モータ10では、図9及び図10に示すように、ロータ11は、複数の磁石極部31,…,31と、複数の磁性材極部32,…,32と、非磁性材からなるロータフレーム33と、を備え、磁石極部31及び磁性材極部32が、周方向において交互に配置された状態で、径方向の両側から内周側筒状部35と外周側筒状部36とにより挟み込まれると共に、径方向リブ34を介して周方向で隣り合うように配置されてロータフレーム33内に収容されている。
In the axial
磁石極部31は、厚さ方向(つまり、軸方向)に磁化された略扇形板状の永久磁石41と、この永久磁石41を厚さ方向の両側から挟み込む一対の略扇形板状の磁性材部材42,42と、を備える。各永久磁石41,…,41は、磁化方向が互いに同方向となるように設定されている。つまり、軸方向で対向する一対のステータ12,12に対し、一方のステータ12には、各永久磁石41のN極及びS極の一方の極(例えば、N極)のみが対向し、他方のステータ12には、各永久磁石41のN極及びS極の他方の極(例えば、S極)のみが対向するようになっている。また、磁石極部31は、図10に示すように、磁性材極部32と周方向に交互に配置されるため、それぞれ回転軸Oに対して対称位置(60°位相)に配置されている。
The
そして、本実施形態では、図10に示すように、複数の磁性材極部32,…,32に、上記第1実施形態の3種類の磁性材極部32A,32B,32Cが適用されている。また、磁性材極部32A,32B,32Cは、磁石極部31と周方向に交互に配置されるため、それぞれ回転軸Oに対して対称位置(180°位相)に配置されている。
In this embodiment, as shown in FIG. 10, the three types of magnetic
このように構成されたアキシャルギャップ型モータ10では、磁性材極部32A,32B,32Cに形成されるスリット15の本数がそれぞれ異なるため、各スリット15の周方向の間隔が磁性材極部32A,32B,32Cごとで異なり、磁性材極部32A,32B,32Cの磁気抵抗の磁気突極性の位相が重なることはない。また、磁性材極部32A,32B,32Cが、それぞれ回転軸Oに対して対称位置(180°位相)に配置されるため、ロータ11の重量バランス及びトルクバランスが均等になるように構成されている。
In the axial
以上説明したように、本実施形態のアキシャルギャップ型モータ10によれば、磁性材極部32A,32B,32Cに形成されるスリット15の本数がそれぞれ異なるため、リラクタンストルクの発生位相が磁性材極部32A,32B,32Cごとで異なり、重なることはない。これにより、リラクタンストルクを有効に利用することができるので、モータ10の出力を増大させることができる。また、トルクリップルやコギングトルクを低減することができるので、モータ10を滑らかに安定して回転させることができる。
その他の構成及び作用効果については、上記第1実施形態と同様である。
As described above, according to the axial
About another structure and an effect, it is the same as that of the said 1st Embodiment.
なお、本実施形態の変形例として、図11に示すように、ロータ11は薄型であってもよい。この場合、磁石極部31は、永久磁石41のみで構成され、一対の磁性材部材42,42は省略される。このため、ロータ11の軸方向の厚さが薄くなるので、モータ10をコンパクト化することができる。
As a modification of the present embodiment, the
(第7実施形態)
次に、図12を参照して、本発明に係るアキシャルギャップ型モータの第7実施形態について説明する。なお、第1,第2,第6実施形態と同一又は同等部分については、図面に同一符号又は相当符号を付して、その説明を省略或いは簡略化する。
図12は本発明に係るアキシャルギャップ型モータの第7実施形態を説明するためのロータを回転軸方向から見た図である。
(Seventh embodiment)
Next, a seventh embodiment of the axial gap type motor according to the present invention will be described with reference to FIG. Note that the same or equivalent parts as those in the first, second, and sixth embodiments are denoted by the same or corresponding reference numerals in the drawings, and description thereof is omitted or simplified.
FIG. 12 is a view of a rotor for explaining a seventh embodiment of the axial gap type motor according to the present invention as seen from the direction of the rotation axis.
本実施形態のアキシャルギャップ型モータ10では、図12に示すように、ロータ11は、複数の磁石極部31,…,31と、複数の磁性材極部32,…,32と、非磁性材からなるロータフレーム33と、を備え、磁石極部31及び磁性材極部32が、周方向において交互に配置された状態で、径方向の両側から内周側筒状部35と外周側筒状部36とにより挟み込まれると共に、径方向リブ34を介して周方向で隣り合うように配置されてロータフレーム33内に収容されている。
In the axial
そして、本実施形態では、図12に示すように、複数の磁性材極部32,…,32に、上記第2実施形態の3種類の磁性材極部32D,32E,32Fが適用されている。また、磁性材極部32D,32E,32Fは、磁石極部31と周方向に交互に配置されるため、それぞれ回転軸Oに対して対称位置(180°位相)に配置されている。
In this embodiment, as shown in FIG. 12, the three types of magnetic
このように構成されたアキシャルギャップ型モータ10では、磁性材極部32D,32E,32Fに形成される列穴16の本数がそれぞれ異なるため、各列穴16の周方向の間隔が磁性材極部32D,32E,32Fごとで異なり、磁性材極部32D,32E,32Fの磁気抵抗の磁気突極性の位相が重なることはない。また、磁性材極部32D,32E,32Fが、それぞれ回転軸Oに対して対称位置(180°位相)に配置されるため、ロータ11の重量バランス及びトルクバランスが均等になるように構成されている。
In the axial
以上説明したように、本実施形態のアキシャルギャップ型モータ10によれば、磁性材極部32D,32E,32Fに形成される列穴16の本数がそれぞれ異なるため、リラクタンストルクの発生位相が磁性材極部32D,32E,32Fごとで異なり、重なることはない。これにより、リラクタンストルクを有効に利用することができるので、モータ10の出力を増大させることができる。また、トルクリップルやコギングトルクを低減することができるので、モータ10を滑らかに安定して回転させることができる。
その他の構成及び作用効果については、上記第1,第2,第6実施形態と同様である。
As described above, according to the axial
About another structure and an effect, it is the same as that of the said 1st, 2nd, 6th embodiment.
(第8実施形態)
次に、図13を参照して、本発明に係るアキシャルギャップ型モータの第8実施形態について説明する。なお、第1及び第6実施形態と同一又は同等部分については、図面に同一符号又は相当符号を付して、その説明を省略或いは簡略化する。
図13は本発明に係るアキシャルギャップ型モータの第8実施形態を説明するためのモータの正面図及びロータの斜視図である。
(Eighth embodiment)
Next, an eighth embodiment of the axial gap type motor according to the present invention will be described with reference to FIG. Note that portions that are the same as or equivalent to those in the first and sixth embodiments are denoted by the same or corresponding reference numerals in the drawings, and description thereof is omitted or simplified.
FIG. 13 is a front view of a motor and a perspective view of a rotor for explaining an eighth embodiment of the axial gap type motor according to the present invention.
本実施形態のアキシャルギャップ型モータ50は、図13に示すように、1本の回転軸Oに対して一対のアキシャルギャップ型モータ10A,10Bを備える。この一対のアキシャルギャップ型モータ10A,10Bは、同一仕様であり、回転軸O周りに回転可能に設けられる略円環状のロータ11と、回転軸Oの軸方向の両側からロータ11を挟み込むようにして対向配置される一対のステータ12,12と、を備える。
As shown in FIG. 13, the axial
ロータ11は、複数の磁石極部31,…,31と、複数の磁性材極部32A,…,32Aと、非磁性材からなるロータフレーム33と、を備え、磁石極部31及び磁性材極部32Aが、周方向において交互に配置されて、ロータフレーム33内に収容されている。
The
そして、本実施形態では、図13に示すように、上記した同一仕様の2つのロータ11,11は、磁性材極部32A,32Aの磁気抵抗の磁気突極性の位相が互いに異なるように配置される。具体的には、モータ10Aの磁性材極部32Aとモータ10Bの磁性材極部32Aとを軸方向において重なり合わないように配置して、それぞれの磁性材極部32A,32Aのスリット15の位相を軸方向に重なり合わないように配置している。
In the present embodiment, as shown in FIG. 13, the two
このように構成されたアキシャルギャップ型モータ50では、同一仕様の2つのモータ10A,10Bの磁性材極部32A,32Aのスリット15の位相が互いに異なるように配置されるため、それぞれの磁性材極部32Aの磁気抵抗の磁気突極性の位相が重なることはない。また、磁性材極部32Aが、それぞれ回転軸Oに対して対称位置(60°位相)に配置されるため、ロータ11の重量バランス及びトルクバランスが均等になるように構成されている。
In the axial
以上説明したように、本実施形態のアキシャルギャップ型モータ50によれば、同一仕様の2つのロータ11,11が、それぞれの磁性材極部32Aの磁気抵抗の磁気突極性の位相が互いに異なるように配置されるため、リラクタンストルクの発生位相がモータ10A,10Bごとで異なり、重なることはない。これにより、リラクタンストルクを有効に利用することができるので、モータ50の出力を増大させることができる。また、トルクリップルやコギングトルクを低減することができるので、モータ50を滑らかに安定して回転させることができる。
As described above, according to the axial
また、本実施形態のアキシャルギャップ型モータ50によれば、1本の回転軸Oに対して一対のアキシャルギャップ型モータ10A,10Bを備えるため、1つのアキシャルギャップ型モータを備える場合と比較して、モータ50の出力を飛躍的に増大させることができる。
Further, according to the axial
また、本実施形態のアキシャルギャップ型モータ50によれば、同一仕様のモータ10A,10B(ロータ11)を使用するため、モータ機種を統合することができ、モータ50の製作コストを低減することができる。
その他の構成及び作用効果については、上記第1及び第6実施形態と同様である。
Further, according to the axial
About another structure and an effect, it is the same as that of the said 1st and 6th embodiment.
(第9実施形態)
次に、図14を参照して、本発明に係るアキシャルギャップ型モータの第9実施形態について説明する。なお、第1及び第6実施形態と同一又は同等部分については、図面に同一符号又は相当符号を付して、その説明を省略或いは簡略化する。
図14は本発明に係るアキシャルギャップ型モータの第9実施形態を説明するためのモータの正面図及びロータの斜視図である。
(Ninth embodiment)
Next, a ninth embodiment of the axial gap type motor according to the present invention will be described with reference to FIG. Note that portions that are the same as or equivalent to those in the first and sixth embodiments are denoted by the same or corresponding reference numerals in the drawings, and description thereof is omitted or simplified.
FIG. 14 is a front view of a motor and a perspective view of a rotor for explaining a ninth embodiment of an axial gap type motor according to the present invention.
本実施形態のアキシャルギャップ型モータ60は、図14に示すように、1本の回転軸Oに対して一対のアキシャルギャップ型モータ10C,10Dを備える。この一対のアキシャルギャップ型モータ10C,10Dは、それぞれ異なる仕様であり、一方のアキシャルギャップ型モータ10Cは、回転軸O周りに回転可能に設けられる略円環状のロータ11Cと、回転軸Oの軸方向の両側からロータ11Cを挟み込むようにして対向配置される一対のステータ12,12と、を備え、他方のアキシャルギャップ型モータ10Dは、回転軸O周りに回転可能に設けられる略円環状のロータ11Dと、回転軸Oの軸方向の両側からロータ11Dを挟み込むようにして対向配置される一対のステータ12,12と、を備える。
As shown in FIG. 14, the axial
ロータ11Cは、複数の磁石極部31,…,31と、複数の磁性材極部32A,…,32Aと、非磁性材からなるロータフレーム33と、を備え、磁石極部31及び磁性材極部32Aが、周方向において交互に配置されて、ロータフレーム33内に収容されている。
The
ロータ11Dは、複数の磁石極部31,…,31と、複数の磁性材極部32B,…,32Bと、非磁性材からなるロータフレーム33と、を備え、磁石極部31及び磁性材極部32Bが、周方向において交互に配置されて、ロータフレーム33内に収容されている。
The
そして、本実施形態では、図14に示すように、上記した仕様の異なる2つのロータ11C,11Dは、磁性材極部32A,32Bの磁気抵抗の磁気突極性の位相が互いに異なるように配置される。具体的には、モータ10Cの磁性材極部32Aとモータ10Dの磁性材極部32Aとを軸方向において重なり合うように配置して、それぞれの磁性材極部32A,32Bのスリット15の位相を軸方向に重なり合わないように配置している。
In this embodiment, as shown in FIG. 14, the two
このように構成されたアキシャルギャップ型モータ60では、仕様の異なる2つのモータ10C,10Dの磁性材極部32A,32Bのスリット15の位相が互いに異なるように配置されるため、それぞれの磁性材極部32A,32Bの磁気抵抗の磁気突極性の位相が重なることはない。また、磁性材極部32A(32B)が、それぞれ回転軸Oに対して対称位置(60°位相)に配置されるため、ロータ11C(11D)の重量バランス及びトルクバランスが均等になるように構成されている。
In the axial
以上説明したように、本実施形態のアキシャルギャップ型モータ60によれば、仕様の異なる2つのロータ11C,11Dが、磁性材極部32A,32Bの磁気抵抗の磁気突極性の位相が互いに異なるように配置されるため、リラクタンストルクの発生位相がモータ10C,10Dごとで異なり、重なることはない。これにより、リラクタンストルクを有効に利用することができるので、モータ60の出力を増大させることができる。また、トルクリップルやコギングトルクを低減することができるので、モータ60を滑らかに安定して回転させることができる。
As described above, according to the axial
また、本実施形態のアキシャルギャップ型モータ60によれば、1本の回転軸Oに対して一対のアキシャルギャップ型モータ10C,10Dを備えるため、1つのアキシャルギャップ型モータを備える場合と比較して、モータ60の出力を飛躍的に増大させることができる。
その他の構成及び作用効果については、上記第1及び第6実施形態と同様である。
Also, according to the axial
About another structure and an effect, it is the same as that of the said 1st and 6th embodiment.
なお、本実施形態では、モータ10C,10Dの磁性材極部32A,32Bを軸方向において重なり合うように配置して、それぞれの磁性材極部32A,32Bのスリット15の位相を軸方向に重なり合わないように配置しているが、これに限定されず、上記第8実施形態のように、モータ10C,10Dの磁性材極部32A,32Bを軸方向において重なり合わないように配置して、それぞれの磁性材極部32A,32Bのスリット15の位相を軸方向に重なり合わないように配置してもよい。
In this embodiment, the magnetic
また、本実施形態では、ロータ11Cの極部は磁石極部31と磁性材極部32Aで構成され、ロータ11Dの極部は磁石極部31と磁性材極部32Bで構成されているが、これに限定されず、ロータ11Cの極部は磁性材極部32Aのみで構成され、ロータ11Dの極部は磁性材極部32Bのみで構成されていてもよい。
Further, in this embodiment, the pole portion of the
さらに、上記第8及び9実施形態では、ロータとして、磁石極部31と磁性材極部32A又は32Bとを備えるロータ11,11C,11Dを使用しているが、2つのロータの磁性材極部の磁気抵抗の磁気突極性の位相が互いに異なるように配置されるのであれば、上記第1〜第7実施形態で説明したいずれのロータを使用してもよい。
Further, in the eighth and ninth embodiments, the
なお、本発明は、上記各実施形態に例示したものに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において適宜変更可能である。
例えば、上記各実施形態では、磁性材極部に磁気抵抗の磁気突極性を付与するために、磁性材極部に極部貫通部(スリットや列穴)を形成しているが、これに限定されず、磁性材極部の軸方向側面に凹凸を適宜形成することによって、磁性材極部に磁気抵抗の磁気突極性を付与するようにしてもよい。
また、上記各実施形態では、極部を12個配置したロータを例示したが、これに限定されず、ロータに配置される極部の個数は任意である。
In addition, this invention is not limited to what was illustrated by said each embodiment, In the range which does not deviate from the summary of this invention, it can change suitably.
For example, in each of the above embodiments, in order to give the magnetic pole part magnetic saliency of the magnetic resistance, the pole part penetrating part (slit or row hole) is formed in the magnetic substance pole part. Instead, a magnetic saliency of magnetoresistance may be imparted to the magnetic material pole portion by appropriately forming irregularities on the axial side surface of the magnetic material pole portion.
Moreover, in each said embodiment, although the rotor which arrange | positioned 12 pole parts was illustrated, it is not limited to this, The number of the pole parts arrange | positioned at a rotor is arbitrary.
10 アキシャルギャップ型モータ
11 ロータ
12 ステータ
15 スリット(極部貫通部、長穴)
16 列穴(極部貫通部)
21 ヨーク部
22 ティース
31 磁石極部
32 磁性材極部
32A 磁性材極部
32B 磁性材極部
32C 磁性材極部
32D 磁性材極部
32E 磁性材極部
32F 磁性材極部
32G 磁性材極部
32H 磁性材極部
32K 磁性材極部
32L 磁性材極部
32M 磁性材極部
32N 磁性材極部
32R 磁性材極部
32S 磁性材極部
33 ロータフレーム
34 径方向リブ(リブ)
35 内周側筒状部(シャフト部)
36 外周側筒状部(リム部)
37 接続部
41 永久磁石
42 磁性材部材
10 Axial
16 rows of holes (pole penetrations)
21
35 Inner peripheral side cylindrical part (shaft part)
36 Outer peripheral side cylindrical part (rim part)
37
Claims (5)
前記ロータは、径方向に伸びる複数のリブを介して一体に接続されるシャフト部及びリム部を備えるロータフレームと、磁石極部及び磁気抵抗の磁気突極性が互いに異なる2種類以上の磁性材極部と、を備え、
前記磁石極部及び前記磁性材極部が、前記シャフト部及び前記リム部との間に収容されて周方向に交互に配置されることを特徴とするアキシャルギャップ型モータ。 An axial gap type motor comprising: a rotor rotatable around a rotation axis; and a pair of stators arranged to face each other so as to sandwich the rotor from both sides in the rotation axis direction,
The rotor includes a rotor frame having a shaft portion and a rim portion that are integrally connected via a plurality of ribs extending in the radial direction, and two or more types of magnetic material poles having different magnet saliency of the magnet pole portion and magnetoresistance. And comprising
The axial gap type motor, wherein the magnet pole part and the magnetic material pole part are accommodated between the shaft part and the rim part and are alternately arranged in the circumferential direction.
前記極部貫通部の数、位置、大きさの内の少なくとも1つが、前記磁性材極部ごとに異なることにより、前記磁性材極部に互いに異なる磁気抵抗の磁気突極性を付与することを特徴とする請求項1に記載のアキシャルギャップ型モータ。 The magnetic material pole portion includes a pole portion penetrating portion penetrating in a direction parallel to the rotation axis direction,
By providing at least one of the number, position, and size of the pole portion through portions for each magnetic material pole portion, magnetic saliency of magnetic reluctance different from each other is imparted to the magnetic material pole portion. The axial gap type motor according to claim 1 .
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