JP5404230B2 - 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し、ステータからの漏れ磁束による渦電流損失を低減するための技術に関する。   The present invention relates to an axial gap type motor, and relates to a technique for reducing eddy current loss due to leakage magnetic flux from a stator.

例えば、コア（鉄心）にコイルを巻回してなるステータを両側から挟み込むように且つ所定ギャップを有するようにして２つのロータを対向配置させた構造のアキシャルギャップ型モータが知られている（例えば、特許文献１等に記載）。   For example, an axial gap type motor having a structure in which two rotors are opposed to each other so as to sandwich a stator formed by winding a coil around a core (iron core) from both sides and to have a predetermined gap is known (for example, Described in Patent Document 1).

通常、この種のアキシャルギャップ型モータは、ステータの周囲を取り囲むようにして設けられた外周シェルには非磁性のアルミ等の金属を使用している。   In general, this type of axial gap type motor uses a metal such as non-magnetic aluminum for an outer peripheral shell provided so as to surround the periphery of the stator.

特開２００４−５２６５７号公報JP 2004-52657 A

しかし、アキシャルギャップ型モータでは、ステータコアからの漏れ磁束が発生し、その漏れ磁束により外周シェルに渦電流が生じることがある。渦電流が生じると、モータとしての出力トルクが低下する。   However, in the axial gap type motor, leakage flux from the stator core is generated, and eddy current may be generated in the outer shell due to the leakage flux. When the eddy current is generated, the output torque as the motor is reduced.

そこで、本発明は、ステータコアからの漏れ磁束による影響を抑制して渦電流損失を低減し、モータ出力トルクの低下を抑制するアキシャルギャップ型モータを提供することを目的とする。   Therefore, an object of the present invention is to provide an axial gap type motor that suppresses the influence of leakage magnetic flux from the stator core, reduces eddy current loss, and suppresses reduction in motor output torque.

本発明のアキシャルギャップ型モータでは、ステータと対向するケースの内周面に、このケースより透磁率の大きな磁気シールド部材を配置する。また、磁気シールド部材の半径方向厚みは、ケースの厚みよりも薄くする。   In the axial gap type motor of the present invention, a magnetic shield member having a larger magnetic permeability than this case is disposed on the inner peripheral surface of the case facing the stator. In addition, the radial thickness of the magnetic shield member is made thinner than the thickness of the case.

本発明のアキシャルギャップ型モータによれば、ステータからの漏れ磁束を磁気シールド部材によってケースへと入り込むのを防止することができ、それにより渦電流損失を大幅に低減することが可能となる。従って、本発明によれば、モータ出力のトルク低下を抑えることができる。   According to the axial gap type motor of the present invention, it is possible to prevent the leakage magnetic flux from the stator from entering the case by the magnetic shield member, thereby greatly reducing eddy current loss. Therefore, according to the present invention, it is possible to suppress a decrease in torque of the motor output.

図１は本実施形態のアキシャルギャップ型モータの要部拡大横断面図である。FIG. 1 is an enlarged cross-sectional view of a main part of the axial gap type motor of this embodiment. 図２は本実施形態のアキシャルギャップ型モータの要部拡大縦断面図である。FIG. 2 is an enlarged vertical cross-sectional view of the main part of the axial gap type motor of the present embodiment. 図３は磁気シールド部材とケースの間に電気絶縁層を設けたアキシャルギャップ型モータの要部拡大横断面図である。FIG. 3 is an enlarged cross-sectional view of a main part of an axial gap type motor in which an electrical insulating layer is provided between the magnetic shield member and the case. 図４は磁気シールド部材を積層構造とした例を示す拡大断面図である。FIG. 4 is an enlarged sectional view showing an example in which the magnetic shield member has a laminated structure. 図５はケースの内周面端部に面取りしたアキシャルギャップ型モータの要部拡大横断面図である。FIG. 5 is an enlarged cross-sectional view of a main part of an axial gap motor chamfered at the end portion of the inner peripheral surface of the case. 図６は磁気シールド部材も含めてケースの内周面端部に面取りしたアキシャルギャップ型モータの要部拡大横断面図である。FIG. 6 is an enlarged cross-sectional view of the main part of an axial gap type motor chamfered at the end portion of the inner peripheral surface of the case including the magnetic shield member.

以下、本発明を適用した具体的な実施形態について図面を参照しながら詳細に説明する。   Hereinafter, specific embodiments to which the present invention is applied will be described in detail with reference to the drawings.

図１は本実施形態のアキシャルギャップ型モータの要部拡大横断面図、図２は本実施形態のアキシャルギャップ型モータの要部拡大縦断面図である。   FIG. 1 is an enlarged cross-sectional view of the main part of the axial gap type motor of the present embodiment, and FIG. 2 is an enlarged vertical cross-sectional view of the main part of the axial gap type motor of the present embodiment.

本実施形態のアキシャルギャップ型モータは、図１及び図２に示すように、コア１にコイル２が巻回されてなるステータ３と、このステータ３により駆動され回転するロータ４と、前記ステータ３の外周に配置される外周シェルであるケース５と、を備えた構造とされている。   As shown in FIGS. 1 and 2, the axial gap type motor of the present embodiment includes a stator 3 in which a coil 2 is wound around a core 1, a rotor 4 driven and rotated by the stator 3, and the stator 3. And a case 5 which is an outer peripheral shell disposed on the outer periphery of the outer shell.

ステータ３は、鉄心等からなるコア１と、該コア１の周面に巻き線を複数巻回してなるコイル２と、からなる。かかるステータ３は、図示を省略したモータシャフトの周りに複数配置される。   The stator 3 includes a core 1 made of an iron core and the like, and a coil 2 formed by winding a plurality of windings around the peripheral surface of the core 1. A plurality of such stators 3 are arranged around a motor shaft (not shown).

ロータ４は、前記モータシャフトに固定され、前記ステータ３を挟み込むようにしてその両側に所定間隔（所定ギャップ）を持って対向配置される。また、ロータ４は、ステータ３のコイル２に通電して生じる電磁力と該ロータ４に設けられたＮ極及びＳ極を交互に配置してなるマグネット６とにより、磁気吸着及び磁気反発することにより前記モータシャフトを回転させる。   The rotor 4 is fixed to the motor shaft, and is disposed so as to face the stator 3 with a predetermined interval (predetermined gap) on both sides thereof. The rotor 4 is magnetically attracted and repelled by an electromagnetic force generated by energizing the coil 2 of the stator 3 and a magnet 6 in which N poles and S poles provided in the rotor 4 are alternately arranged. To rotate the motor shaft.

ケース５は、非磁性の金属材料からなり、前記ステータ３の外周を覆うようにして配置される円盤形状とされている。このケース５とステータ３との間には、所定の空間が設けられている。そして、ケース５の内周面５ａには、該ケース５より透磁率の大きな磁気シールド部材７が配置されている。磁気シールド部材７は、少なくとも各ステータ３と対向する部位に設けられており、前記ステータ３からの漏れ磁束Ｂがケース５に入り込むのを防ぐ。例えば、この磁気シールド部材７は、電磁鋼板から形成されている。また、磁気シールド部材７は、その半径方向の厚みＴ１をケース５の半径方向の厚みＴ２よりも薄くしている。なお、磁気シールド部材７は、ケース５の内周面５ａ全体に形成されていてもよい。   The case 5 is made of a nonmagnetic metal material and has a disk shape that is arranged so as to cover the outer periphery of the stator 3. A predetermined space is provided between the case 5 and the stator 3. A magnetic shield member 7 having a larger magnetic permeability than that of the case 5 is disposed on the inner peripheral surface 5 a of the case 5. The magnetic shield member 7 is provided at least at a portion facing each stator 3, and prevents leakage magnetic flux B from the stator 3 from entering the case 5. For example, the magnetic shield member 7 is formed from an electromagnetic steel plate. Further, the magnetic shield member 7 has a thickness T1 in the radial direction thinner than a thickness T2 in the radial direction of the case 5. The magnetic shield member 7 may be formed on the entire inner peripheral surface 5 a of the case 5.

このように構成されたアキシャルギャップ型モータによれば、少なくともステータ３と対向するケース５の内周面５ａに、このケース５より透磁率の大きな磁気シールド部材７を配置しているので、ステータ３からの漏れ磁束Ｂをこの磁気シールド部材７でケース５へと入り込むことを防ぐことができる。その結果、ケース５に渦電流が発生し難くなり、漏れ磁束Ｂによる渦電流損失が低減され、モータ出力トルクの減少を抑えることができる。なお、磁気シールド部材７を設けなかった場合には、図１の破線で示すように漏れ磁束Ｂがケース５へと入り込み渦電流を発生させる。   According to the axial gap type motor configured as described above, the magnetic shield member 7 having a larger magnetic permeability than the case 5 is disposed on at least the inner peripheral surface 5a of the case 5 facing the stator 3. It is possible to prevent the leakage magnetic flux B from entering the case 5 by the magnetic shield member 7. As a result, eddy currents are less likely to be generated in the case 5, eddy current loss due to the leakage magnetic flux B is reduced, and reduction in motor output torque can be suppressed. In the case where the magnetic shield member 7 is not provided, the leakage flux B enters the case 5 and generates eddy current as shown by the broken line in FIG.

また、本実施形態によれば、磁気シールド部材７の半径方向厚みＴ１をケース５の厚みＴ２よりも薄くしているので、モータ自体が大型化することがなく、しかもモータ重量もさほど増えない。   Further, according to the present embodiment, since the radial thickness T1 of the magnetic shield member 7 is made thinner than the thickness T2 of the case 5, the motor itself does not increase in size and the motor weight does not increase so much.

また、本実施形態によれば、磁気シールド部材７を電磁鋼板としているので、鉄損が小さくなり、モータ出力トルクの減少をより効果的に抑制することが可能となる。   Further, according to the present embodiment, since the magnetic shield member 7 is an electromagnetic steel plate, the iron loss is reduced, and the reduction in motor output torque can be more effectively suppressed.

また、本実施形態によれば、ステータ３と対向するケース５の部位のみに磁気シールド部材７を配置することで、この磁気シールド部材７が目印となり、前記ステータ３をケース５に組み付け易くなる。   Further, according to the present embodiment, by arranging the magnetic shield member 7 only on the portion of the case 5 facing the stator 3, the magnetic shield member 7 serves as a mark, and the stator 3 can be easily assembled to the case 5.

以上、本発明を適用した具体的な一実施形態について説明したが、本発明は、上述した実施形態に制限されることはない。   The specific embodiment to which the present invention is applied has been described above, but the present invention is not limited to the above-described embodiment.

図３は磁気シールド部材とケースの間に電気絶縁層を設けたアキシャルギャップ型モータの要部拡大横断面図である。   FIG. 3 is an enlarged cross-sectional view of a main part of an axial gap type motor in which an electrical insulating layer is provided between the magnetic shield member and the case.

この実施形態では、先の図１及び図２で示したアキシャルギャップ型モータにおいて、磁気シールド部材７とケース５との間に電気絶縁層８を設けた構造としている。磁気シールド部材７に加えて電気絶縁層８をステータ３と対向する部位のケース５の内周面５ａに設けているので、この電気絶縁層８により漏れ磁束Ｂによる渦電流の発生を効果的に防止することできる。   In this embodiment, in the axial gap type motor shown in FIGS. 1 and 2, an electrical insulating layer 8 is provided between the magnetic shield member 7 and the case 5. Since the electrical insulating layer 8 is provided on the inner peripheral surface 5a of the case 5 at a portion facing the stator 3 in addition to the magnetic shield member 7, the electrical insulating layer 8 effectively generates eddy currents due to the leakage magnetic flux B. Can be prevented.

図４は磁気シールド部材を積層構造とした例を示す拡大断面図である。この実施形態では、厚みの薄い電磁鋼板７ａの複数枚を半径方向に重ね合わせることにより、磁気シールド部材７を積層構造として形成している。複数枚の電磁鋼板７ａを重ね合わせて磁気シールド部材７を積層構造としたので、単体構造に比べて漏れ磁束Ｂのケース５への侵入防止をより効果的にすることができる。また、磁気シールド部材７の積層方向を半径方向としたので、なおさら漏れ磁束Ｂをケース５に入り込むことを防止できる。   FIG. 4 is an enlarged sectional view showing an example in which the magnetic shield member has a laminated structure. In this embodiment, the magnetic shield member 7 is formed as a laminated structure by superimposing a plurality of thin electromagnetic steel plates 7a in the radial direction. Since the magnetic shield member 7 is formed in a laminated structure by superimposing a plurality of electromagnetic steel plates 7a, it is possible to more effectively prevent leakage magnetic flux B from entering the case 5 as compared with a single structure. Moreover, since the lamination direction of the magnetic shield member 7 is the radial direction, the leakage magnetic flux B can be further prevented from entering the case 5.

図５はケースの内周面端部に面取りしたアキシャルギャップ型モータの要部拡大横断面図である。この実施形態では、磁気シールド部材７が設けられるケース５の内周面５ａのうち、その高さ方向（モータシャフトの軸方向）における端部が斜めに削り取られて傾斜面９とされている。   FIG. 5 is an enlarged cross-sectional view of a main part of an axial gap motor chamfered at the end portion of the inner peripheral surface of the case. In this embodiment, among the inner peripheral surface 5a of the case 5 on which the magnetic shield member 7 is provided, the end in the height direction (the axial direction of the motor shaft) is cut off obliquely to form the inclined surface 9.

図６は磁気シールド部材も含めてケースの内周面端部に面取りしたアキシャルギャップ型モータの要部拡大横断面図である。この実施形態では、磁気シールド部材７の端部も一緒にケース５の内周面端部と共に斜めに削り取られた構造とされている。   FIG. 6 is an enlarged cross-sectional view of the main part of an axial gap type motor chamfered at the end portion of the inner peripheral surface of the case including the magnetic shield member. In this embodiment, the end portion of the magnetic shield member 7 is also cut off obliquely together with the end portion of the inner peripheral surface of the case 5.

このように、磁気シールド部材７が設けられるケース５の内周面端部を面取りすれば、漏れ磁束Ｂによる渦電流損失をより低減することが可能となる。   Thus, if the end portion of the inner peripheral surface of the case 5 provided with the magnetic shield member 7 is chamfered, it is possible to further reduce eddy current loss due to the leakage magnetic flux B.

本発明は、ステータからの漏れ磁束による渦電流損失を低減するためのアキシャルギャップ型モータに利用することができる。   The present invention can be used for an axial gap type motor for reducing eddy current loss due to magnetic flux leakage from the stator.

１…コア
２…コイル
３…ステータ
４…ロータ
５…ケース
６…マグネット
７…磁気シールド部材
８…電気絶縁層
９…傾斜面（面取り） DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Core 2 ... Coil 3 ... Stator 4 ... Rotor 5 ... Case 6 ... Magnet 7 ... Magnetic shield member 8 ... Electrical insulation layer 9 ... Inclined surface (chamfering)

Claims (7)

コアにコイルが巻回されてなるステータと、該ステータにより駆動され回転するロータと、前記ステータの外周に配置されるケースと、を備えたアキシャルギャップ型モータにおいて、
少なくとも前記ステータと対向する前記ケースの内周面に、このケースより透磁率の大きな磁気シールド部材を配置し、且つその磁気シールド部材の半径方向厚みを前記ケースの厚みよりも薄くした
ことを特徴とするアキシャルギャップ型モータ。 In an axial gap type motor comprising a stator in which a coil is wound around a core, a rotor driven and rotated by the stator, and a case disposed on the outer periphery of the stator,
A magnetic shield member having a larger magnetic permeability than that of the case is disposed at least on the inner peripheral surface of the case facing the stator, and the radial thickness of the magnetic shield member is made thinner than the thickness of the case. Axial gap type motor. 請求項１に記載のアキシャルギャップ型モータであって、
前記磁気シールド部材と前記ケースの間に電気絶縁層を設けた
ことを特徴とするアキシャルギャップ型モータ。 The axial gap type motor according to claim 1,
An axial gap motor, wherein an electrical insulating layer is provided between the magnetic shield member and the case. 請求項２に記載のアキシャルギャップ型モータであって、
前記磁気シールド部材が電磁鋼板である
ことを特徴とするアキシャルギャップ型モータ。 The axial gap type motor according to claim 2,
The magnetic gap member is an electromagnetic steel plate. An axial gap type motor, wherein: 請求項３に記載のアキシャルギャップ型モータであって、
前記磁気シールド部材が積層構造である
ことを特徴とするアキシャルギャップ型モータ。 The axial gap type motor according to claim 3,
The magnetic gap member has a laminated structure. An axial gap type motor, wherein: 請求項４に記載のアキシャルギャップ型モータであって、
前記磁気シールド部材の積層方向が半径方向である
ことを特徴とするアキシャルギャップ型モータ。 The axial gap motor according to claim 4,
An axial gap type motor, wherein a lamination direction of the magnetic shield members is a radial direction. 請求項１から請求項５の何れか１項に記載されるアキシャルギャップ型モータであって、
前記ケースの内周面端部を面取りした
ことを特徴とするアキシャルギャップ型モータ。 It is an axial gap type motor given in any 1 paragraph of Claims 1-5,
An axial gap type motor characterized by chamfering an end portion of the inner peripheral surface of the case. 請求項１から請求項６の何れか１項に記載されるアキシャルギャップ型モータであって、
前記コアと対向する部位のみに前記磁気シールド部材を配置した
ことを特徴とするアキシャルギャップ型モータ。 It is an axial gap type motor given in any 1 paragraph of Claims 1-6,
The axial gap type motor, wherein the magnetic shield member is disposed only in a portion facing the core.
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