JP7359738B2 - シングルアキシャルギャップ型回転機 - Google Patents

Description

本発明は、固定子と回転子とを軸方向に間隔を空けて配置するシングルアキシャルギャップ型回転機に関する。

従来、固定子と回転子とを軸方向に間隔を空けて配置するアキシャルギャップ型モータ（以下、適宜、「ＡＧ型モータ」と略記する）が知られている（例えば、特許文献１参照）。このＡＧ型モータでは、軸の中心線に対し平行な方向に働くスラスト力をキャンセル（相殺）できるため、対称な構造となる、固定子の両側に１対の回転子を配置するダブルロータ型の構造や、回転子の両側に１対の固定子を配置するダブルステータ型の構造が採用されることが多い。

一方、モータ（電気モータ、電動機）は、電気エネルギを機械エネルギへ変換する装置であるが、電気エネルギの投入を機械エネルギの投入に変えることで、機械エネルギを電気エネルギへ変換する発電機としても機能できる。このため、本書では、モータ（電動機）および発電機（ジェネレータ）のうちの少なくとも一方として利用される装置として回転機が定義される。

特開２０１７－１８９００９号公報

ところで、上述のダブルロータ型やダブルステータ型では、その構造が複雑となるため、これらダブルロータ型やダブルステータ型ではなく、非対称な構造となる、固定子と回転子とを１対で備えるシングル型の構造を採用しようとすると、このシングル型のＡＧ型モータ（シングルアキシャルギャップ型モータ）では、前記スラスト力により、軸受の大型化や低寿命化、および、スラスト力を受けるための構造部材の大型化等が生じてしまう。

本発明は、上述の事情に鑑みて為された発明であり、その目的は、固定子と回転子との間における軸方向のスラスト力を低減できるシングルアキシャルギャップ型回転機を提供することである。

本発明者は、種々検討した結果、上記目的は、以下の本発明により達成されることを見出した。すなわち、本発明の一態様にかかるシングルアキシャルギャップ型回転機は、コイルを備える固定子と、前記固定子から軸方向に間隔を空けて配置され、前記コイルと磁気的に相互作用しながら回転する回転子とを１対で備える装置であって、前記固定子と前記回転子との間に作用するスラスト力を低減するスラスト力低減部をさらに備える。

このようなシングルアキシャルギャップ型回転機は、スラスト力低減部により、軸方向のスラスト力を低減できる。

他の一態様では、上述のシングルアキシャルギャップ型回転機において、前記スラスト力低減部は、前記回転子に配置される第１低減部用磁石と、前記固定子に配置され、磁気的に反発するように前記第１低減部用磁石と相互作用する第２低減部用磁石とを備える。

このようなシングルアキシャルギャップ型回転機は、磁石の反発力を、スラスト力を低減する低減力に利用できる。

他の一態様では、上述のシングルアキシャルギャップ型回転機において、前記第１低減部用磁石は、第１永久磁石であり、前記第２低減部用磁石は、第２永久磁石である。好ましくは、上述のシングルアキシャルギャップ型回転機において、前記第１永久磁石は、円環状であり、前記第２永久磁石は、前記第１永久磁石における外径および内径それぞれと同径な外径および内径の円環状である。好ましくは、上述のシングルアキシャルギャップ型回転機において、前記第１永久磁石は、前記回転子における回転軸の外周側に同心で配置された円環状であり、前記第２永久磁石は、前記第１永久磁石における外径および内径それぞれと同径な外径および内径の円環状である。

このようなシングルアキシャルギャップ型回転機は、永久磁石の磁力を、スラスト力を低減する低減力に利用するので、前記低減力の発生に、エネルギを必要としない。

他の一態様では、これら上述のシングルアキシャルギャップ型回転機において、前記スラスト力低減部は、前記第２低減部用磁石の磁極と並置するように配置された第１電磁石をさらに備える。好ましくは、上述のシングルアキシャルギャップ型回転機において、前記第２低減部用磁石は、前記第２永久磁石と前記第１電磁石とを磁気的に連結する鉄心（低減部用ヨーク）をさらに備える。好ましくは、上述のシングルアキシャルギャップ型回転機において、前記第１永久磁石は、前記回転子における回転軸の外周側に同心で配置された円環状であり、前記第２永久磁石および前記鉄心は、それぞれ、前記第１永久磁石における外径および内径それぞれと同径な外径および内径の円環状であって、軸方向に沿って連結されるように配置され、前記第１電磁石は、前記軸方向に沿って連結されるように配置された前記第２永久磁石および前記鉄心の内周側であって、前記回転子における回転軸の外周側に同心で配置された円環状である。

このようなシングルアキシャルギャップ型回転機は、第１電磁石を備えるので、前記第１電磁石に給電する電力量（電流量）を調整することで、スラスト力を低減する低減力を調整できる。

他の一態様では、上述のシングルアキシャルギャップ型回転機において、前記第１低減部用磁石は、逆極性の磁極が並置するように配置された１対の第３および第４永久磁石を備え、前記第２低減部用磁石は、逆極性の磁極が並置するように配置された１対の第５および第６永久磁石を備え、前記第３永久磁石と前記第５永久磁石とは、同極性の磁極が対向するように配置され、前記第４永久磁石と前記第６永久磁石とは、同極性の磁極が対向するように配置される。好ましくは、上述のシングルアキシャルギャップ型回転機において、前記第３ないし６永久磁石は、円環状であり、前記第５永久磁石は、前記第３永久磁石における外径および内径それぞれと同径な外径および内径の円環状であり、前記第６永久磁石は、前記第４永久磁石における外径および内径それぞれと同径な外径および内径の円環状であり、前記第４永久磁石は、前記第３永久磁石より小径であって前記第３永久磁石の内側に配置される。好ましくは、上述のシングルアキシャルギャップ型回転機において、前記第３永久磁石は、前記回転子における回転軸の外周側に同心で配置された円環状であり、前記第４永久磁石は、前記第３永久磁石の内周側であって、前記回転子における回転軸の外周側に同心で配置された円環状であり、前記第５永久磁石は、前記第３永久磁石における外径および内径それぞれと同径な外径および内径の円環状であり、前記第６永久磁石は、前記第４永久磁石における外径および内径それぞれと同径な外径および内径の円環状である。好ましくは、上述のシングルアキシャルギャップ型回転機において、前記固定子の前記コイルは、周方向に等間隔で配置された複数であり、前記第３ないし第６永久磁石は、前記周方向に等間隔で配置された複数のコイルの内周側に配置されている。好ましくは、上述のシングルアキシャルギャップ型回転機において、前記固定子の前記コイルは、周方向に等間隔で配置された複数であり、前記第３ないし第６永久磁石は、前記周方向に等間隔で配置された複数のコイルの外周側に配置されている。

このようなシングルアキシャルギャップ型回転機は、第１低減部用磁石が１対の第３および第４永久磁石を備えて構成され、第２低減部用磁石が１対の第５および第６永久磁石を備えて構成されるので、前記第１低減部用磁石の磁路が前記１対の第３および第４永久磁石で形成され、前記第２低減部用磁石の磁路が前記１対の第５および第６永久磁石で形成されるから、磁束の漏れを低減できる。

他の一態様では、上述のシングルアキシャルギャップ型回転機において、前記第１低減部用磁石は、第１永久磁石であり、前記第２低減部用磁石は、第２電磁石である。

このようなシングルアキシャルギャップ型回転機は、第２低減部用磁石が第２電磁石であるので、永久磁石を節約でき、前記第２電磁石に給電する電力量（電流量）を調整することで、スラスト力を低減する低減力を調整できる。

他の一態様では、上述のシングルアキシャルギャップ型回転機において、前記第１永久磁石は、円環状であり、前記第２電磁石は、前記第１永久磁石における外径および内径それぞれと同径な外径および内径の円環状のコアを備える。好ましくは、上述のシングルアキシャルギャップ型回転機において、前記第１永久磁石は、前記回転子における回転軸の外周側に同心で配置された円環状であり、前記第２電磁石は、前記第１永久磁石における外径および内径それぞれと同径な外径および内径の円環状のコアを備える。

このようなシングルアキシャルギャップ型回転機は、第１永久磁石と第２電磁石のコアが同形であるので、第１永久磁石と第２電磁石との間で生じる反発力を無駄なく適切に利用できる。

他の一態様では、上述のシングルアキシャルギャップ型回転機において、前記第１永久磁石は、円環状であり、前記第２電磁石は、複数である。好ましくは、上述のシングルアキシャルギャップ型回転機において、前記第１永久磁石は、円環状であり、前記第２電磁石は、周方向に等間隔に配置された複数である。好ましくは、上述のシングルアキシャルギャップ型回転機において、前記第１永久磁石は、前記回転子における回転軸の外周側に同心で配置された円環状であり、前記第２電磁石は、前記第１永久磁石に軸方向で対向するように、かつ、周方向に等間隔に、配置された複数である。

これによれば、複数の第２電磁石を備えたシングルアキシャルギャップ型回転機が提供できる。

他の一態様では、上述のシングルアキシャルギャップ型回転機において、前記スラスト力低減部、前記回転子および前記固定子の順で軸方向に配置されている。

これによれば、スラスト力低減部、回転子および固定子の順で軸方向に配置されているシングルアキシャルギャップ型回転機が提供できる。

他の一態様では、上述のシングルアキシャルギャップ型回転機において、前記スラスト力低減部は、線状の導体部材を巻き回した第１低減部用コイルと、前記回転子側を開放するように前記第１低減部用コイルを包み込み、前記回転子とで磁気回路を形成する第１低減部用コアとを備える。

このようなシングルアキシャルギャップ型回転機は、リングコイルの第１低減部用コイルを用いることで、構造を簡単にすることができる。

他の一態様では、上述のシングルアキシャルギャップ型回転機において、前記スラスト力低減部、前記固定子および前記回転子を収容するケースをさらに備え、前記第１低減部用コアの一部は、前記ケースで形成されている。

このようなシングルアキシャルギャップ型回転機は、第１低減部用コアの一部がケースで形成されていることで、部品点数を低減でき、構造を簡単にすることができる。

他の一態様では、上述のシングルアキシャルギャップ型回転機において、前記スラスト力低減部は、線状の導体部材を巻き回した１対の第２および第３低減部用コイルと、前記回転子とで、前記第２低減部用コイルを通り、前記第２および第３低減部用コイルの外部を通り、前記第３低減部用コイルを通り、前記回転子を通って前記第２低減部用コイルに戻る磁路の磁気回路を形成する第２低減部用コアとを備える。

このようなシングルアキシャルギャップ型回転機は、２個の第２および第３低減部用コイルを備えるので、第２および第３低減部用コイルそれぞれで前記低減力を調整できるから、前記低減力を調整し易い。

他の一態様では、上述のシングルアキシャルギャップ型回転機において、前記スラスト力低減部は、前記第２および第３低減部用コイルならびに第２低減部用コアから成るスラスト力低減ユニットを複数備え、前記複数のスラスト力低減ユニットそれぞれで生じる前記スラスト力を低減するための各低減力を個別に制御する制御部をさらに備える。

このようなシングルアキシャルギャップ型回転機は、複数のスラスト力低減ユニットを備えるので、制御部で各低減力（吸引力）を個別に制御することで、回転子が１回転する間に軸方向のギャップ間隔が変化する面ブレを低減できる。

他の一態様では、上述のシングルアキシャルギャップ型回転機において、前記スラスト力低減部、前記固定子および前記回転子を収容するケースをさらに備え、前記第２低減部用コアの一部は、前記ケースで形成されている。

このようなシングルアキシャルギャップ型回転機は、第２低減部用コアの一部がケースで形成されていることで、部品点数を低減でき、構造を簡単にすることができる。

本発明にかかるシングルアキシャルギャップ型回転機は、固定子と回転子との間における軸方向のスラスト力を低減できる。

第１実施形態におけるシングルアキシャルギャップ型同期モータの構成を示す断面図である。 第１実施形態のシングルアキシャルギャップ型同期モータにおける固定子を説明するための図である。 第２実施形態におけるシングルアキシャルギャップ型同期モータの構成を示す断面図である。 第２実施形態のシングルアキシャルギャップ型同期モータにおける固定子を説明するための図である。 第３実施形態におけるシングルアキシャルギャップ型同期モータの構成を示す断面図である。 第４実施形態におけるシングルアキシャルギャップ型同期モータの構成を示す断面図である。 第５実施形態におけるシングルアキシャルギャップ型同期モータを説明するための図である。 第６実施形態におけるシングルアキシャルギャップ型同期モータを説明するための図である。 第７実施形態におけるシングルアキシャルギャップ型同期モータを説明するための図である。 第８実施形態におけるシングルアキシャルギャップ型同期モータを説明するための図である。

以下、図面を参照して、本発明の１または複数の実施形態が説明される。しかしながら、発明の範囲は、開示された実施形態に限定されない。なお、各図において同一の符号を付した構成は、同一の構成であることを示し、適宜、その説明を省略する。本明細書において、総称する場合には添え字を省略した参照符号で示し、個別の構成を指す場合には添え字を付した参照符号で示す。

実施形態におけるシングルアキシャルギャップ型回転機（以下、適宜「ＳＡＧ型回転機」と略記する）は、コイルを備える固定子と、前記固定子から軸方向に所定の間隔を空けて配置され、前記コイルと磁気的に相互作用しながら回転する回転子とを１対で備える装置である。そして、本実施形態におけるＳＡＧ型回転機は、前記固定子と前記回転子との間に作用するスラスト力を低減するスラスト力低減部をさらに備える。このようなＳＡＧ型回転機について、以下、第１ないし第８実施形態のシングルアキシャルギャップ型同期モータ（以下、適宜「ＳＡＧ型同期モータ」と略記する）ＡＧａ～ＡＧｈを用いて、より具体的に説明する。

電気エネルギを機械エネルギへ変換するモータ（電気モータ、電動機）は、様々な用途に利用されており、一般に、出力軸を有し回転する回転子（ロータ）と、前記回転子と相互作用する固定子（ステータ）とを備え、回転変化する磁界（回転磁界）によって前記回転子を回転させる。このモータは、一般に、動作原理の観点から分類すると、同期モータと誘導モータ（非同期モータ）とに大別される。

同期モータは、給電された交流電流が作る回転磁界によって回転子が吸引されて追従回転し、同期速度で回転する電動機である。同期モータには、例えば、回転子に永久磁石を用いる永久磁石同期電動機（ＰＭ型モータ）や、鉄のようなリラクタンス（磁気抵抗）が小さく一時的に磁石となる材料を回転子に用いるリラクタンス型同期電動機等がある。

誘導モータは、固定子が作る回転磁界によって電気伝導体の回転子に誘導電流を発生させ、これによってすべりに対応した回転トルクを得る電動機である。誘導モータには、例えば、始動時には所定の方法で回転トルクが与えられ始動後には単相交流電力で回転トルクを得る単相誘導電動機や、三相交流電力で回転トルクを得る例えばかご形三相誘導電動機および巻線形三相誘導電動機等の三相誘導電動機等がある。

このようにモータは、同期モータと誘導モータとに大別され、上述のように、本実施形態におけるＳＡＧ型回転機について、ＳＡＧ型同期モータを用いて、より具体的に説明するが、スラスト力に関し、同期モータと誘導モータとに差異は、無く、シングルアキシャルギャップ型誘導モータについても同様に説明できる。また、シングルアキシャルギャップ型発電機についても、同様に、説明できる。

（第１実施形態）
図１は、第１実施形態におけるシングルアキシャルギャップ型同期モータの構成を示す断面図である。図２は、第１実施形態のシングルアキシャルギャップ型同期モータにおける固定子を説明するための図である。図２Ａは、スラスト力低減部の一部を含む固定子の斜視図であり、図２Ｂは、図２Ａに示す状態から、コイルを取り除いた状態での斜視図であり、図２Ｃは、図２Ｂに示す状態から、コイルを取り除いた状態での断面斜視図である。図２には、出力軸も図示されている。

第１実施形態におけるＳＡＧ型同期モータＡＧａは、例えば、図１に示すように、固定子１と、回転子２と、スラスト力低減部３ａと、出力軸６とを備える。

固定子１は、回転子２を回転させるための磁界を発生させる部品であり、例えば、図１および図２に示すように、固定子用バックヨーク１１と、複数のコイル１２とを備える。

固定子用バックヨーク１１は、複数のコイル１２それぞれで生じる各磁束を結合するための部材である。固定子用バックヨーク１１には、交流磁界が作用するので、例えば、比較的高い透磁率を持ち、交流磁界に適した軟磁性材料である磁性鉄粉や電磁鋼板を巻回した巻き鉄心等で円板状に形成される。固定子用バックヨーク１１は、磁気的に等方性を有することが好ましい。円板状の固定子用バックヨーク１１における中心には、図１に示すように、円柱状の出力軸６を遊挿するための円形な挿通孔１１１が形成されている。

複数のコイル１２は、それぞれ、通電により回転子２を回転させる磁界を発生させるための部材である。本実施形態では、複数のコイル１２は、それぞれ、有芯のコイルであり、芯となるステータコア１２１と、ステータコア１２１に巻き回され、絶縁被覆された長尺な導体部材１２２とを備える。ステータコア１２１は、それぞれ、固定子用バックヨーク１１と同様に、例えば、比較的高い透磁率を持ち、交流磁界に適した軟磁性材料である磁性鉄粉や電磁鋼板等で形成される。複数のコイル１２における各ステータコア１２１は、図２に示すように、固定子用バックヨーク１１に、周方向に所定の間隔を空けて等間隔で配置され、例えば接着剤による接着やネジによるねじ止で固定される。なお、図１および図２に示す例では、複数のコイル１２における各ステータコア１２１は、固定子用バックヨーク１１と別体で構成されたが、一体で構成されてもよい。導体部材１２２は、一例では、帯状（テープ状、リボン状）であり、幅方向がコイル軸方向に沿うようにステータコア１２１に巻き回され、これにより、本実施形態では、複数のコイル１２は、それぞれ、いわゆるパンケーキ構造となっている。もちろん、導体部材１２２は、帯状に限らず、断面円形や断面矩形等の線材であってもよい。複数のコイル１２それぞれには、ＳＡＧ型同期モータＡＧａを稼働するために、図略の配線によって給電される。

回転子２は、固定子１で生成された各磁界によって回転する部品である。回転子２は、例えば、図１に示すように、回転子用バックヨーク２１と、複数の駆動用磁石２２とを備える。

回転子用バックヨーク２１は、複数の駆動用磁石２２それぞれで生じる各磁束を結合するための部材である。回転子用バックヨーク２１は、直流磁界が作用し、比較的強度を必要とするため、例えば、比較的高い透磁率を持つバルクの鉄等で円板状に形成される。回転子用バックヨーク２１は、磁気的に等方性を有することが好ましい。円板状の回転子用バックヨーク２１は、固定子用バックヨーク１１と略同形であり、その中心には、図１に示すように、円柱状の出力軸６を挿通するための円形な挿通孔２１１が形成されている。出力軸６は、この挿通孔２１１に挿通されて固定される。これにより、出力軸６は、回転子２と共に回転し、ＳＡＧ型同期モータＡＧａで生成される回転運動を出力する。

複数の駆動用磁石２２は、それぞれ、例えば、永久磁石であり、回転子用バックヨーク２１に、周方向に所定の間隔を空けて等間隔で交互に磁極を反転して配置され、例えば接着剤による接着で固定される。

固定子１と回転子２とは、複数のコイル１２と複数の駆動用磁石２２とが互いに対向するように、軸方向に所定の間隔を空けて出力軸６を介して配置される。複数のコイル１２と複数の駆動用磁石２２とは、同数であってよく、異数であってもよい。

スラスト力低減部３ａは、固定子１と回転子２との間に作用するスラスト力を低減するものである。前記スラスト力は、出力軸６の中心線に対し平行な方向に働く力である。スラスト力低減部３ａは、第１実施形態では、図１、図２Ｂおよび図２Ｃに示すように、回転子２に配置される第１低減部用磁石３１と、固定子１に配置され、磁気的に反発するように第１低減部用磁石３１と相互作用する第２低減部用磁石３２とを備える。第１実施形態では、スラスト力低減部３ａは、さらに、低減部用ヨーク３３を備え、第２低減部用磁石３２は、この低減部用ヨーク３３を介して固定子１に配置されている。

第１および第２低減部用磁石３１、３２は、第１実施形態では、それぞれ、第１および第２永久磁石３１、３２である。より具体的には、第１低減部用磁石３１は、出力軸（回転子２における回転軸）６の外周側に前記出力軸６と同心で配置された円環状、より詳しくは低高な円筒状の第１永久磁石３１であり、第２低減部用磁石３２は、第１永久磁石３１における外径および内径それぞれと同径な外径および内径の円環状、より詳しくは低高な円筒状の第２永久磁石３２であり、端面において、第１永久磁石３１と同極で対向するように、第１永久磁石３１と同様に、出力軸６の外周側に前記出力軸６と同心で配置されている。第１および第２永久磁石３１、３２は、全周着磁されている。これによって第１永久磁石３１と第２永久磁石３２との間には、磁気的な反発力が働く。低減部用ヨーク３３は、固定子用バックヨーク１１と第２永久磁石３２とを磁気的に連結し、固定子用バックヨーク１１からの、第１永久磁石３１と対向する第２永久磁石３２における対向面の高さを調整する部材である。低減部用ヨーク３３の高さを調整して前記対向面の高さを調整することで、第１永久磁石３１と第２永久磁石３２との間に働く前記反発力の大きさが調整できる。低減部用ヨーク３３は、主に直流磁界が作用するため、回転子用バックヨーク２１と同様に、例えば、比較的高い透磁率を持つバルクの鉄等で、第２永久磁石３２における外径および内径それぞれと同径な外径および内径の円環状、より詳しくは低高な円筒状に形成される。なお、サイズ（大きさ）によっては、固定子１のコイル１２による交流の漏れ磁束を受ける場合には、交流磁界に適した上述の磁性鉄粉や磁性鋼板の巻き鉄心等で低減部用ヨーク３３が形成されてもよい。低減部用ヨーク３３は、第２永久磁石３２と固定子用バックヨーク１１との間に、出力軸６の軸方向に沿って連結するように配置され、第１永久磁石３１と同様に、出力軸６の外周側に前記出力軸６と同心で配置されている。したがって、本実施形態では、これら第１永久磁石３１、第２永久磁石３２および低減部用ヨーク３３は、出力軸６の軸方向に沿って、第１永久磁石３１、第２永久磁石３２および低減部用ヨーク３３の順に配置され、第２永久磁石３２と低減部用ヨーク３３とは、例えば接着剤等で接着固定され、低減部用ヨーク３３と固定子用バックヨーク１１とは、例えば接着剤等で接着固定される。

第１実施形態では、図１に示すように、第１永久磁石３１および回転子用バックヨーク２１は、出力軸６とで磁路を形成し、第２永久磁石３２、低減部用ヨーク３３および固定子用バックヨーク１１は、出力軸６とで磁路を形成する。このため、出力軸６は、例えば、比較的高い透磁率を持つ鉄等の軟磁性材料で形成され、第１永久磁石３１と出力軸６との間および回転子用バックヨーク２１と出力軸６との間に形成される各エアギャップは、狭いほど好ましく、同様に、第２永久磁石３２と出力軸６との間、低減部用ヨーク３３と出力軸６との間、および、固定子用バックヨーク１１と出力軸６との間それぞれに形成される各エアギャップは、狭いほど好ましい。このように出力軸６を磁気回路の一部に組み込むことで、スラスト力低減部３ａの部品点数が低減され、構造が簡略化される。なお、出力軸６に代え、磁路を形成するための円環状、より詳しくは低高な円筒状のヨークが第１および第２永久磁石３１、３２それぞれに対し、それらの内周側または外周側に設けられてもよい。第２および第４ないし第６実施形態も同様である。

このような構成の第１実施形態におけるＳＡＧ型同期モータＡＧａは、稼働すると、固定子１と回転子２との間にスラスト力（吸引力）が働くが、前記スラスト力（吸引力）をスラスト力低減部３ａの反発力（低減力）でキャンセル（相殺）可能となるため、軸方向のスラスト力を低減できる。このため、軸受の大型化や低寿命化が回避でき、スラスト力を受けるための構造部材の大型化等が回避できる。

上記ＳＡＧ型同期モータＡＧａは、スラスト力低減部３ａが第１および第２低減部用磁石３１、３２を備えて構成されるので、磁石の反発力を、スラスト力（吸引力）を低減する前記低減力に利用できる。

上記ＳＡＧ型同期モータＡＧａは、第１および第２永久磁石３１、３２で第１および第２低減部用磁石３１、３２を構成するので、永久磁石の磁力を、前記低減力に利用するから、前記低減力の発生に、エネルギを必要としない。

次に、別の実施形態について説明する。
（第２実施形態）
図３は、第２実施形態におけるシングルアキシャルギャップ型同期モータの構成を示す断面図である。図４は、第２実施形態のシングルアキシャルギャップ型同期モータにおける固定子を説明するための図である。図４Ａは、スラスト力低減部の一部を含む固定子の斜視図であり、図４Ｂは、図４Ａに示す状態から、コイルを取り除いた状態での斜視図であり、図４Ｃは、図４Ｂに示す状態から、コイルを取り除いた状態での断面斜視図である。図４には、出力軸も図示されている。

第１実施形態のスラスト力低減部３ａは、上述のように、第１低減部用磁石３１、第２低減部用磁石３２、低減部用ヨーク３３を備えたが、第２実施形態のスラスト力低減部３ｂは、さらに、電磁石を備えるものである。

このような第２実施形態におけるＳＡＧ型同期モータＡＧｂは、例えば、図３に示すように、固定子１と、回転子２と、スラスト力低減部３ｂと、出力軸６とを備える。これら第２実施形態のＳＡＧ型同期モータＡＧｂにおける固定子１、回転子２および出力軸６は、それぞれ、第１実施形態のＳＡＧ型同期モータＡＧａにおける固定子１、回転子２および出力軸６と同様であるので、その説明を省略する。この点、後述の第３ないし第８実施形態も同様であり、以下、この点の記載を省略する。

スラスト力低減部３ｂは、固定子１と回転子２との間に作用するスラスト力を低減するものであり、第２実施形態では、図３、図４Ｂおよび図４Ｃに示すように、第１低減部用磁石３１と、第２低減部用磁石３２と、低減部用ヨーク３３と、第１電磁石３４とを備える。

これら第２実施形態のスラスト力低減部３ｂにおける第１低減部用磁石３１、第２低減部用磁石３２および低減部用ヨーク３３は、それぞれ、第１実施形態のスラスト力低減部３ａにおける第１低減部用磁石３１、第２低減部用磁石３２および低減部用ヨーク３３と同様であるので、その説明を省略する。

第１電磁石３４は、絶縁被覆された長尺な導体部材を巻き回した円環状、より詳しくは低高な円筒状のコイルであり、当該第１電磁石３４の磁極が第２低減部用磁石３２の磁極と並置するように配置されている。より具体的には、本実施形態では、図３および図４Ｃに示すように、円環状の第１電磁石３４は、出力軸６の軸方向に沿って連結されるように配置された第２永久磁石３２および低減部用ヨーク３３の内周側であって、出力軸６の外周側に前記出力軸６と同心で配置されている。図３および図４Ｃに示す例では、第１電磁石３４は、エアギャップを形成しないように、その外周側面が前記第２永久磁石３２および低減部用ヨーク３３の内周側面に密着するように当接させて配置されている。第１電磁石３４には、磁力を発生させるために、図略の配線によって所定の電力量（電流量）で給電される。

このような構成の第２実施形態におけるＳＡＧ型同期モータＡＧｂは、第１実施形態におけるＳＡＧ型同期モータＡＧａと同様な作用効果を奏する。

そして、上記ＳＡＧ型同期モータＡＧｂは、第１電磁石３４を備えるので、前記第１電磁石３４に給電する電力量（電流量）を調整することで、スラスト力を低減する前記低減力を調整できる（（前記低減力）＝（第２永久磁石３２の磁力）＋（第１電磁石３４の磁力））。第１電磁石３４の磁極が第２永久磁石の磁極と同極となるように、第１電磁石３４に給電されると、第１電磁石３４の無給電の場合に較べて、前記低減力は、増加され、第１電磁石３４の磁極が第２永久磁石の磁極と異極となるように、第１電磁石３４に給電されると、第１電磁石３４の無給電の場合に較べて、前記低減力は、減少される。

次に、別の実施形態について説明する。
（第３実施形態）
図５は、第３実施形態におけるシングルアキシャルギャップ型同期モータの構成を示す断面図である。

第１実施形態のスラスト力低減部３ａは、上述のように、出力軸６を用いて磁路を形成したが、第３実施形態のスラスト力低減部３ｃは、磁路を自己完結で形成するものである。

このような第３実施形態におけるＳＡＧ型同期モータＡＧｃは、例えば、図５に示すように、固定子１と、回転子２と、スラスト力低減部３ｃと、出力軸６とを備える。

第３実施形態のスラスト力低減部３ｃは、固定子１と回転子２との間に作用するスラスト力を低減するものであり、第３実施形態では、第１低減部用磁石３５と、第２低減部用磁石３６と、低減部用ヨーク３３とを備える。第３実施形態のスラスト力低減部３ｃにおける低減部用ヨーク３３は、第２低減部用磁石３２に代え、第２低減部用磁石３６と固定子用バックヨーク１１との間に、出力軸６の軸方向に沿って連結するように配置される点を除き、第１実施形態のスラスト力低減部３ａにおける低減部用ヨーク３３と同様であるので、その説明を省略する。

第１低減部用磁石３５は、回転子２に配置され、逆極性の磁極が並置するように配置された１対の第３および第４永久磁石３５１、３５２を備える。第２低減部用磁石３６は、固定子１に配置され、逆極性の磁極が並置するように配置された１対の第５および第６永久磁石３６１、３６２を備える。そして、第１および第２低減部用磁石３５、３６が磁気的に反発して相互作用するように、これら第３永久磁石３５１と第５永久磁石３６１とは、同極性の磁極が対向するように配置され、これら第４永久磁石３５２と第６永久磁石３６２とは、同極性の磁極が対向するように配置される。より具体的には、第３永久磁石３５１は、出力軸６の外周側に前記出力軸６と同心で配置された円環状、より詳しくは低高な円筒状である。第４永久磁石３５２は、第３永久磁石３５１の内周側であって、出力軸６の外周側に前記出力軸６と同心で配置された円環状、より詳しくは低高な円筒状である。したがって、第４永久磁石３５２の外径は、第３永久磁石３５１の内径より小さい（小径）。図５に示す例では、エアギャップを形成しないように、第４永久磁石３５２は、その外周側面で第３永久磁石３５１の内周側面に密着するように当接させて配置されている。第５永久磁石３６１は、第３永久磁石３５１における外径および内径それぞれと同径な外径および内径の円環状、より詳しくは低高な円筒状であり、出力軸６の外周側に前記出力軸６と同心で配置される。第６永久磁石３６２は、第４永久磁石３５２における外径および内径それぞれと同径な外径および内径の円環状、より詳しくは低高な円筒状であり、第５永久磁石３６１の内周側であって、出力軸６の外周側に前記出力軸６と同心で配置される。図５に示す例では、エアギャップを形成しないように、第６永久磁石３６２は、その外周側面で第５永久磁石３６１の内周側面に密着するように当接させて配置されている。これにより、第３永久磁石３５１と第５永久磁石３６１とは、端面で対向するように配置され、第４永久磁石３５２と第６永久磁石３６２とは、端面で対向するように配置される。

このような構成の第３実施形態におけるＳＡＧ型同期モータＡＧｃは、第１実施形態におけるＳＡＧ型同期モータＡＧａと同様な作用効果を奏する。

そして、上記ＳＡＧ型同期モータＡＧｃは、第１低減部用磁石３５として１対の第３および第４永久磁石３５１、３５２を備え、第２低減部用磁石３６として１対の第５および第６永久磁石３６１、３６２を備えるので、図５に示すように、前記第１低減部用磁石３５の磁路が当該第１低減部用磁石３５自体で自己完結するように前記１対の第３および第４永久磁石３５１、３５２で形成され、前記第２低減部用磁石３６の磁路が当該第２低減部用磁石３６自体で自己完結するように前記１対の第５および第６永久磁石３６１、３６２ならびに低減部用ヨーク３３で形成されるから、磁束の漏れを低減できる。

なお、図５に示す例では、第１および第２低減部用磁石３５、３６の第３ないし第６永久磁石３５１、３５２、３６１、３６２は、固定子１における周方向に等間隔で配置された複数のコイル１２の内周側に配置されているが、第１および第２低減部用磁石３５、３６の各磁路が自己完結しているので、第１および第２低減部用磁石３５、３６の第３ないし第６永久磁石３５１、３５２、３６１、３６２は、固定子１における周方向に等間隔で配置された複数のコイル１２の外周側に配置されてもよい。このような場合、前記複数のコイル１２の内周側に配置される場合に較べて、より大きな水平断面（出力軸６の軸方向と直交する断面）で、固定子１に配置された第１低減部用磁石３５と回転子２に配置された第２低減部用磁石３６とが互いに対向するので、固定子１と回転子２と間に形成される軸方向のギャップ間隔が回転子２の１回転中に変化する面ブレを低減できる。

また、第１ないし第３実施形態におけるＳＡＧ型同期モータＡＧａ～ＡＧｃは、低減部用ヨーク３３を備え、第２永久磁石３２における対向面の高さをこの低減部用ヨーク３３で調整したが、この前記対向面の高さ調整が不要な場合には、低減部用ヨーク３３が省略され、第２低減部用磁石３２を構成する前記第２永久磁石３２が固定子１の固定子用バックヨーク１１に、直接、配置されてもよい。

次に、別の実施形態について説明する。
（第４実施形態）
図６は、第４実施形態におけるシングルアキシャルギャップ型同期モータの構成を示す断面図である。

第１実施形態のスラスト力低減部３ａは、上述のように、第１および第２低減部用磁石として第１および第２永久磁石３１、３２を備えたが、第４実施形態のスラスト力低減部３ｄは、前記第１および第２低減部用磁石として永久磁石および電磁石とを備えるものである。

このような第４実施形態におけるＳＡＧ型同期モータＡＧｄは、例えば、図６に示すように、固定子１と、回転子２と、スラスト力低減部３ｄと、出力軸６とを備える。

第４実施形態のスラスト力低減部３ｄは、固定子１と回転子２との間に作用するスラスト力を低減するものであり、第４実施形態では、第１低減部用磁石３７と、第２低減部用磁石３８とを備える。第４実施形態の第１低減部用磁石３７は、第１実施形態の第１低減部用磁石３１と同様な第１永久磁石３１（３７）を備えて構成されるので、その説明を省略する。

第２低減部用磁石３８は、固定子１に配置され、第２電磁石３８を備えて構成される。この第２電磁石３８は、例えば、図６に示すように、円環状の第２電磁石用コア３８１と、第２電磁石用コア３８１の内周側に配置され、絶縁被覆された長尺な導体部材を巻き回した第２電磁石用コイル３８２とを備える。円環状の第２電磁石用コア３８１は、第１永久磁石３７（第１低減部用磁石３１としての第１永久磁石３１）における外径および内径それぞれと同径な外径および内径の円環状、より詳しくは低高な円筒状であり、出力軸６の外周側に前記出力軸６と同心で配置されている。したがって、第１永久磁石３７と第２電磁石用コア３８１とは、端面で互いに対向するように配置されている。第２電磁石用コア３８１は、上述の低減部用ヨーク３３と同様な各材料のいずれかで円板状に形成される。第２電磁石用コイル３８２は、エアギャップを形成しないように、その外周側面で第２電磁石用コア３８１の内周側面に密着するように当接させて、出力軸６の外周側に前記出力軸６と同心で配置されている。第２電磁石用コイル３８２には、図略の配線によって、端面において、第２電磁石用コア３８１が第１永久磁石３７（３１）と同極で対向するように、所定の電力量（電流量）で給電される。これによって第１永久磁石３７（３１）と第２電磁石３８の第２電磁石用コア３８１との間には、磁気的な反発力が働く。

第４実施形態では、図６に示すように、第１永久磁石３７（３１）および回転子用バックヨーク２１は、出力軸６とで磁路を形成し、第２電磁石３８および固定子用バックヨーク１１は、出力軸６とで磁路を形成する。

このような構成の第４実施形態におけるＳＡＧ型同期モータＡＧｄは、稼働すると、固定子１と回転子２との間にスラスト力（吸引力）が働くが、前記スラスト力（吸引力）をスラスト力低減部３ｄの反発力（低減力）でキャンセル（相殺）可能となるため、軸方向のスラスト力を低減できる。

上記ＳＡＧ型同期モータＡＧｄは、第２低減部用磁石として第２電磁石３８を備えるので、永久磁石を節約でき、前記第２電磁石３８に給電する電力量（電流量）を調整することで、スラスト力を低減する前記低減力を調整できる。

上記ＳＡＧ型同期モータＡＧｄは、第１永久磁石３７と第２電磁石３８の第２電磁石用コア３８１が同形であるので、第１永久磁石３７と第２電磁石用コア３８１との間で生じる反発力を無駄なく適切に利用できる。

次に、別の実施形態について説明する。
（第５実施形態）
図７は、第５実施形態におけるシングルアキシャルギャップ型同期モータを説明するための図である。図７Ａは、断面斜視図であり、図７Ｂは、スラスト力低減部の一部を含む固定子の斜視図である。

第４実施形態のスラスト力低減部３ｄは、上述のように、第２低減部用磁石として円環状（低高な円筒状）の第２電磁石３８を備えたが、第５実施形態のスラスト力低減部３ｅは、前記第２低減部用磁石として複数の第２電磁石（第２電磁石群）を備えるものである。

このような第５実施形態におけるＳＡＧ型同期モータＡＧｅは、例えば、図７に示すように、固定子１と、回転子２と、スラスト力低減部３ｅと、出力軸６とを備える。

第５実施形態のスラスト力低減部３ｅは、固定子１と回転子２との間に作用するスラスト力を低減するものであり、第５実施形態では、第１低減部用磁石３７と、第２低減部用磁石３９とを備える。第５実施形態の第１低減部用磁石３７は、第４実施形態の第１低減部用磁石３７（すなわち、第１実施形態の第１低減部用磁石３１）と同様な第１永久磁石３７（３１）を備えて構成されるので、その説明を省略する。

第２低減部用磁石３９は、固定子１に配置され、複数の第２電磁石３９（３９－１、３９－２、３９－３、・・・）を備えて構成される。これら複数の第２電磁石３９は、それぞれ、例えば、図７Ｂに示すように、円柱状の第２電磁石用コア３９１と、第２電磁石用コア３９１の外周側面に、絶縁被覆された長尺な導体部材を巻き回した第２電磁石用コイル３９２とを備える。複数の第２電磁石３９は、出力軸６の外周側に前記出力軸６と同心となるように、固定子１の固定子用バックヨーク１１に周方向に所定の間隔を空けて等間隔で配置されている。したがって、第１低減部用磁石３７の第１永久磁石と複数の第２電磁石３９とは、端面で互いに対向するように配置されている。第２電磁石用コア３９１は、第２電磁石用コア３８１と同様に、すなわち、上述の低減部用ヨーク３３と同様な各材料のいずれかで円柱状に形成される。複数の第２電磁石３９それぞれには、図略の配線によって、複数の第２電磁石３９それぞれが第１永久磁石３７と同極で対向するように、所定の電力量（電流量）で給電される。これによって第１永久磁石３７と複数の第２電磁石３９との間には、磁気的な反発力が働く。

このような構成の第５実施形態におけるＳＡＧ型同期モータＡＧｅは、稼働すると、固定子１と回転子２との間にスラスト力（吸引力）が働くが、前記スラスト力（吸引力）をスラスト力低減部３ｅの反発力（低減力）でキャンセル（相殺）可能となるため、軸方向のスラスト力を低減できる。

上記ＳＡＧ型同期モータＡＧｅは、第２低減部用磁石として複数の第２電磁石３９を備えるので、永久磁石を節約でき、前記複数の第２電磁石３９に給電する電力量（電流量）を調整することで、スラスト力を低減する前記低減力を調整できる。

上記ＳＡＧ型同期モータＡＧｅは、第２低減部用磁石として複数の第２電磁石３９を備えるので、前記複数の第２電磁石３９それぞれに給電する各電力量（電流量）それぞれを調整することで、前記面ブレを低減できる。

次に、別の実施形態について説明する。
（第６実施形態）
図８は、第６実施形態におけるシングルアキシャルギャップ型同期モータを説明するための図である。図８Ａは、全体斜視図であり、図８Ｂは、断面斜視図である。

第１実施形態のスラスト力低減部３ａは、上述のように、第１および第２低減部用磁石として第１および第２永久磁石３１、３２を備えたが、第６実施形態のスラスト力低減部３ｆは、前記第１および第２低減部用磁石として第３および第４電磁石４１、３８を備えるものである。

このような第６実施形態におけるＳＡＧ型同期モータＡＧｆは、例えば、図８に示すように、固定子１と、回転子２と、スラスト力低減部３ｆと、出力軸６とを備える。

第６実施形態のスラスト力低減部３ｆは、固定子１と回転子２との間に作用するスラスト力を低減するものであり、第６実施形態では、第１低減部用磁石４１と、第２低減部用磁石４２とを備える。第２低減部用磁石４２は、第４電磁石４２を備えて構成され、この第４電磁石４２は、第４実施形態の第２電磁石３８と同様に構成されるので、その説明を省略する。すなわち、第４電磁石４２は、第２電磁石用コア３８１と同様な第４電磁石用コア４２１と、第２電磁石用コイル３８２と同様な第４電磁石用コイル４２２とを備える。第４電磁石用コイル４２２には、図略の配線によって、端面において、第４電磁石用コア４２１が後述の第３電磁石用コア４１１と同極で対向するように、所定の電力量（電流量）で給電される。

第１低減部用磁石４１は、回転子２に配置され、第３電磁石４１を備えて構成される。この第３電磁石４１は、例えば、図８Ｂに示すように、円環状の第３電磁石用コア４１１と、第３電磁石用コア４１１の内周側に配置され、絶縁被覆された長尺な導体部材を巻き回した第３電磁石用コイル４１２とを備える。円環状の第３電磁石用コア４１１は、第４電磁石用コア４２１（３８１）における外径および内径それぞれと同径な外径および内径の円環状、より詳しくは低高な円筒状であり、出力軸６の外周側に前記出力軸６と同心で配置されている。したがって、第３電磁石用コア４１１と第４電磁石用コア４２１（３８１）とは、端面で互いに対向するように配置されている。第３電磁石用コア４１１は、回転子用バックヨーク２１と同様な材料で円環状に形成される。第３電磁石用コイル４１２は、その外周側面で第３電磁石用コア４１１の内周側面に密着するように当接させて、出力軸６の外周側に前記出力軸６と同心で配置されている。第３電磁石用コイル４１２には、図８Ｂに示すように、いわゆるスリップリング４１３によって、端面において、第３電磁石用コア４１１が第４電磁石用コア４２１と同極で対向するように、所定の電力量（電流量）で給電される。これによって第３電磁石４１と第４電磁石４２（３８）との間には、磁気的な反発力が働く。

スリップリング４１３は、スリップリング本体４１３１と、１対の第１および第２連結ロッド４１３２、４１３３とを備える。スリップリング本体４１３１は、軸方向における回転子２の外部に配置され、出力軸６を遊挿する低高な円筒状の部材であり、その外周面に給電ブラシ（不図示）が回転子２の回転中に摺動して当接する。スリップリング本体４１３１の外周面には、軸方向に沿って上下に２分割するように全周に亘って帯状に形成された２個の第１および第２導電層（不図示）を備えている。前記第１導電層と前記第２導電層との間には、外周面における軸方向の略中央位置であって全周に亘って帯状の絶縁領域（不図示）が形成されている。前記給電ブラシは、２個の第１および第２電極を備え、前記給電ブラシの前記第１電極は、スリップリング本体４１３１の前記第１導電層に当接され、前記給電ブラシの前記第２電極は、スリップリング本体４１３１の前記第２導電層に当接される。第１および第２連結ロッド４１３２、４１３３は、スリップリング本体４１３１と、回転子２内の第３電磁石用コイル４１２とを電気的に接続する棒状の部材である。回転子用バックヨーク２１の挿通孔２１１には、周面に軸方向に沿って延びて径方向に凹む２個の第１および第２切り欠き部２１２、２１３が第１および第２連結ロッド４１３２、４１３３の位置に合わせて形成されている。第１連結ロッド４１３２は、その一方端がスリップリング本体４１３１の前記第１導電層に電気的に接続されてスリップリング本体４１３１に連結され、第１切り欠き部２１２を通って、その他方端が第３電磁石用コイル４１２を形成する前記長尺な導体部材の一方端に電気的に接続されて第３電磁石４１に連結される。第２連結ロッド４１３３は、その一方端がスリップリング本体４１３１の前記第２導電層に電気的に接続されてスリップリング本体４１３１に連結され、第２切り欠き部２１３を通って、その他方端が第３電磁石用コイル４１２を形成する前記長尺な導体部材の他方端に電気的に接続されて第３電磁石４１に連結される。

第６実施形態では、第３電磁石４１および回転子用バックヨーク２１は、出力軸６とで磁路を形成し、第４電磁石４２（３８）および固定子用バックヨーク１１は、出力軸６とで磁路を形成する。

このような構成の第６実施形態におけるＳＡＧ型同期モータＡＧｆは、稼働すると、固定子１と回転子２との間にスラスト力（吸引力）が働くが、前記スラスト力（吸引力）をスラスト力低減部３ｆの反発力（低減力）でキャンセル（相殺）可能となるため、軸方向のスラスト力を低減できる。

上記ＳＡＧ型同期モータＡＧｆは、第１および第２低減部用磁石として第３および第４電磁石４１、４２を備えるので、第３および第４電磁石４１、４２に給電する各電力量（電流量）を調整することで、スラスト力を低減する前記低減力を調整できる。

次に、別の実施形態について説明する。
（第７実施形態）
図９は、第７実施形態におけるシングルアキシャルギャップ型同期モータを説明するための図である。図９Ａは、断面図であり、図９Ｂは、断面斜視図である。

第１ないし第６実施形態におけるスラスト力低減部３ａ～３ｆは、固定子１と回転子２との間に配置されたが、第７実施形態のスラスト力低減部３ｇは、固定子１および回転子２の外部、例えば、軸方向における回転子２の外部に配置されるものである。

このような第７実施形態におけるＳＡＧ型同期モータＡＧｇは、例えば、図９に示すように、固定子１と、回転子２と、スラスト力低減部３ｇと、出力軸６とを備える。

第７実施形態のスラスト力低減部３ｇは、固定子１と回転子２との間に作用するスラスト力を低減するものであり、第７実施形態では、スラスト力低減部３ｇは、図９に示すように、絶縁被覆された、長尺な線状の導体部材を巻き回した第１低減部用コイル５１と、回転子２側を開放するように第１低減部用コイル５１を包み込み、前記回転子２とで磁気回路を形成する第１低減部用コア５２とを備える。より具体的には、第１低減部用コア５２は、回転子２の回転子用バックヨーク２１の外径と同径な外径で、外周側面を形成する低高な円筒状の外周コア５２１と、外周コア５２１の径より小径であって出力軸６を遊挿可能な径で、内周側面を形成する、外周コア５２１と同高な円筒状の内周コア５２２と、軸方向における回転子２と対向しない端面で、外周コア５２１と内周コア５２２とを各端部で連結する円環板状の蓋コア５２３とを備え、これら外周コア５２１、内周コア５２２および蓋コア５２３で断面略コ字形状（断面洛Ｕ字形状）に形成されている。したがって、第１低減部用コア５２は、回転子２側が開放されており、これら外周コア５２１、内周コア５２２および蓋コア５２３で形成される凹所の収容部に第１低減部用コイル５１が配置され、前記凹所の内面に例えば接着剤による接着等で固定されて収容されている。第１低減部用コア５２は、回転子用バックヨーク２１と同様に、例えば、比較的高い透磁率を持つ鉄（例えばＳＵＹ等）やフェライト等で形成される。

そして、このような構成のスラスト力低減部３ｇは、第１低減部用コア５２における円筒状の内周コア５２２に出力軸６を挿通し、第１低減部用コイル５１を収容した第１低減部用コア５２の前記開放側を回転子２に向くように、回転子２の回転子用バックヨーク２１から軸方向に所定の間隔を空けて、軸方向における回転子２の外部に配置される。スラスト力低減部３ｇは、この状態で、図略の筐体（ハウジング、ケース）に、例えば接着剤による接着やネジによるねじ止め等で固定される。したがって、第７実施形態におけるＳＡＧ型同期モータＡＧｇでは、スラスト力低減部３ｇ、回転子２および固定子１は、この前記スラスト力低減部３ｇ、前記回転子２および前記固定子１の順で軸方向に配置されている。第１低減部用コイル５１には、図略の配線によって、電磁石となるように、所定の電力量（電流量）で給電される。

第７実施形態では、図９Ａに示すように、第１低減部用コア５２と回転子２とで磁気回路が形成される。より具体的には、第１低減部用コア５２の外周コア５２１からエアギャップを介して回転子２の回転子用バックヨーク２１を通り、エアギャップを介して第１低減部用コア５２の内周コア５２２を通り、第１低減部用コア５２の蓋コア５２３を通り、前記外周コア５２１に戻る磁路の磁気回路が形成され、スラスト力低減部３ｇは、回転子２の回転子用バックヨーク２１との間に、回転子２の回転子用バックヨーク２１を吸引する軸方向の磁力を前記低減力として生成する。

このような構成の第７実施形態におけるＳＡＧ型同期モータＡＧｇは、稼働すると、固定子１と回転子２との間にスラスト力（吸引力）が働くが、前記スラスト力（吸引力）を、スラスト力低減部３ｇにおける、回転子２を吸引する軸方向の磁力（前記低減力）でキャンセル（相殺）可能となるため、軸方向のスラスト力を低減できる。

上記ＳＡＧ型同期モータＡＧｇは、リングコイルの第１低減部用コイル５１を用いることで、構造を簡単にすることができる。

なお、上述の実施形態において、第１低減部用コア５２一部は、前記図略の筐体（ハウジング、ケース）で形成されてもよい。例えば、第１低減部用コア５２の蓋コア５２３が前記図略の筐体（ハウジング、ケース）で形成（兼用）される。あるいは、例えば、第１低減部用コア５２の外周コア５２１が前記図略の筐体で形成（兼用）される。このようなＳＡＧ型同期モータＡＧｇは、第１低減部用コア５２の一部が前記図略の筐体で形成されていることで、部品点数を低減でき、構造を簡単にすることができる。

次に、別の実施形態について説明する。
（第８実施形態）
図１０は、第８実施形態におけるシングルアキシャルギャップ型同期モータを説明するための図である。図１０Ａは、断面図であり、図１０Ｂは、スラスト力低減部の平面図である。

第１ないし第６実施形態におけるスラスト力低減部３ａ～３ｆは、固定子１と回転子２との間に配置されたが、第８実施形態のスラスト力低減部３ｈは、第７実施形態のスラスト力低減部３ｇと同様に、固定子１および回転子２の外部、例えば、軸方向における回転子２の外部に配置されるものである。そして、第７実施形態のスラスト力低減部３ｇは、リングコイルの第１低減部用コイル５１を備えたが、第８実施形態のスラスト力低減部３ｈは、長尺な線状の導体部材を巻き回した１対の第２および第３低減部用コイルを備えるものである。

このような第８実施形態におけるＳＡＧ型同期モータＡＧｈは、例えば、図１０に示すように、固定子１と、回転子２と、スラスト力低減部３ｈと、出力軸６とを備える。

第８実施形態のスラスト力低減部３ｈは、固定子１と回転子２との間に作用するスラスト力を低減するものであり、第８実施形態では、スラスト力低減部３ｈは、図１０に示すように、絶縁被覆された、長尺な線状の導体部材を巻き回した１対の第２および第３低減部用コイル５３、５４と、回転子２とで、第２低減部用コイル５３を通り、第２および第３低減部用コイル５３、５４の外部を通り、第３低減部用コイル５４を通り、前記回転子を通って第２低減部用コイル５３に戻る磁路の磁気回路を形成する第２低減部用コア５５とを備える。より具体的には、第２低減部用コア５５は、第２低減部用コイル５３の芯となる第１コイル用コア５５１と、第３低減部用コイル５４の芯となる第２コイル用コア５５２２と、軸方向における回転子２と対向しない端面で、これら第１および第２コイル用コア５５１、５５２とを各端部で連結する連結コア５５３とを備える。したがって、第２低減部用コイル５３は、第１コイル用コア５５１に、前記長尺な線状の導体部材を巻き回して形成され、同様に、第３低減部用コイル５４は、第２コイル用コア５５２に、前記長尺な線状の導体部材を巻き回して形成されている。第２低減部用コア５５は、回転子用バックヨーク２１、例えば、比較的高い透磁率を持つ鉄やフェライト等で円柱状に形成される。

そして、本実施形態では、連結コア５５３は、図１０Ａに示すように、スラスト力低減部３ｈ、固定子１および回転子２を収容する筐体（ハウジング、ケース）７で形成されている。すなわち、第２低減部用コア５５の一部は、前記ケースで形成されている。したがって、第１および第２コイル用コア５５１、５５２は、軸方向に沿って延びるように、前記各端部で、所定の間隔を空けて前記ケースの内面（例えば天井面）に、例えば接着剤による接着等で固定されている。

本実施形態のスラスト力低減部３ｈは、図１０Ｂに示すように、このような第２および第３低減部用コイル５３、５４ならびに第２低減部用コア５５から成るスラスト力低減ユニット３ｈ－ｋを複数備えている。図１０Ｂに示す例では、スラスト力低減部３ｈは、周方向に９０度間隔で配置された４個の第１ないし第４スラスト力低減ユニット３ｈ－１～３ｈ－４を備えている。各スラスト力低減ユニット３ｈ－１～３ｈ－４において、第２および第３低減部用コイル５３、５４は、略周方向に沿って直線上で並置されている。

そして、このような構成のスラスト力低減部３ｈは、４個の第１ないし第４スラスト力低減ユニット３ｈ－１～３ｈ－４における各第１および第２コイル用コア５５１、５５２の端面を回転子２に向け、回転子２の回転子用バックヨーク２１から軸方向に所定の間隔を空けて、軸方向における回転子２の外部に配置される。したがって、第８実施形態におけるＳＡＧ型同期モータＡＧｈでは、スラスト力低減部３ｈ、回転子２および固定子１は、この前記スラスト力低減部３ｈ、前記回転子２および前記固定子１の順で軸方向に配置されている。４個の第１ないし第４スラスト力低減ユニット３ｈ－１～３ｈ－４における各第２および第３低減部用コイル５３、５４には、図略の配線によって、電磁石となるように、所定の電力量（電流量）で給電される。

第８実施形態では、図１０Ａに示すように、第２低減部用コア５５と回転子２とで磁気回路が形成される。より具体的には、第２低減部用コア５５の第１コイル用コア５５１からエアギャップを介して回転子２の回転子用バックヨーク２１を通り、エアギャップを介して第２低減部用コア５５の第２コイル用コア５５２を通り、第２低減部用コア５５の連結コア５５３（筐体７）を通り、前記第１コイル用コア５５１に戻る磁路の磁気回路が形成され、スラスト力低減部３ｈは、回転子２の回転子用バックヨーク２１との間に、回転子２の回転子用バックヨーク２１を吸引する軸方向の磁力を前記低減力として生成する。

このような構成の第８実施形態におけるＳＡＧ型同期モータＡＧｈは、稼働すると、固定子１と回転子２との間にスラスト力（吸引力）が働くが、前記スラスト力（吸引力）を、スラスト力低減部３ｈにおける、回転子２を吸引する軸方向の磁力（前記低減力）でキャンセル（相殺）可能となるため、軸方向のスラスト力を低減できる。

上記ＳＡＧ型同期モータＡＧｈは、第２低減部用コア５５の一部が筐体７で形成されていることで、部品点数を低減でき、構造を簡単にすることができる。

上記ＳＡＧ型同期モータＡＧｈは、２個の第２および第３低減部用コイル５３、５４を備えるので、第２および第３低減部用コイル５３、５４（２軸）それぞれで前記低減力を調整できるから、前記低減力を調整し易い。

上記ＳＡＧ型同期モータＡＧｈは、複数のスラスト力低減ユニット３ｈ－１～３ｈ－４を備えるので、前記複数のスラスト力低減ユニット３ｈ－１～３ｈ－４それぞれに給電する各電力量（電流量）それぞれを調整することで、前記面ブレの低減が可能となる。

なお、このために、第８実施形態におけるスラスト力低減部３ｈは、複数のスラスト力低減ユニット３ｈ－１～３ｈ－４それぞれで生じる前記スラスト力を低減するための各低減力を個別に制御する制御部（不図示）をさらに備えてもよい。前記制御部は、複数のスラスト力低減ユニット３ｈ－１～３ｈ－４それぞれに給電する各電力量（電流量）それぞれを制御（調整）する回路である。前記制御部は、例えば、周方向に１８０度間隔で配置された第１および第３スラスト力低減ユニット３ｈ－１、３ｈ－３それぞれに給電される各電力量（電流量）を制御することで、第１スラスト力低減ユニット３ｈ－１から第３スラスト力低減ユニット３ｈ－３に至るＸ方向において、一方側（例えば第１スラスト力低減ユニット３ｈ－１側）での固定子１と回転子２との間における軸方向の第Ｘ１間隔と、他方側（例えば第３スラスト力低減ユニット３ｈ－３側）での固定子１と回転子２との間における軸方向の第Ｘ２間隔とを制御（調整）できる。また例えば、前記制御部は、周方向に１８０度間隔で配置された第２および第４スラスト力低減ユニット３ｈ－２、３ｈ－４それぞれに給電される各電力量（電流量）を制御することで、第２スラスト力低減ユニット３ｈ－２から第４スラスト力低減ユニット３ｈ－４に至るＹ方向（Ｘ方向に直交するＹ方向）において、一方側（例えば第３スラスト力低減ユニット３ｈ－３側）での固定子１と回転子２との間における軸方向の第Ｙ１間隔と、他方側（例えば第４スラスト力低減ユニット３ｈ－４側）での固定子１と回転子２との間における軸方向の第Ｙ２間隔とを制御（調整）できる。これにより、前記制御部を備えたスラスト力低減部３ｈは、前記面ブレを低減できる。

本発明を表現するために、上述において図面を参照しながら実施形態を通して本発明を適切且つ十分に説明したが、当業者であれば上述の実施形態を変更および／または改良することは容易に為し得ることであると認識すべきである。したがって、当業者が実施する変更形態または改良形態が、請求の範囲に記載された請求項の権利範囲を離脱するレベルのものでない限り、当該変更形態または当該改良形態は、当該請求項の権利範囲に包括されると解釈される。

ＡＧａ～ＡＧｈ シングルアキシャルギャップ型同期モータ（シングルアキシャルギャップ型回転機の一例）
１ 固定子
２ 回転子
３ａ～３ｈ スラスト力低減部

Claims (9)

1. コイルを備える固定子と、
   前記固定子から軸方向に間隔を空けて配置され、前記コイルと磁気的に相互作用しながら回転する回転子とを１対で備えるシングルアキシャルギャップ型回転機であって、
   前記固定子と前記回転子との間に作用するスラスト力を低減するスラスト力低減部をさらに備え、
   前記スラスト力低減部は、
   前記回転子に配置される第１低減部用磁石と、
   前記固定子に配置され、磁気的に反発するように前記第１低減部用磁石と相互作用する第２低減部用磁石と、
   前記第２低減部用磁石の磁極と並置するように配置された第１電磁石とを備える、
   シングルアキシャルギャップ型回転機。
2. コイルを備える固定子と、
   前記固定子から軸方向に間隔を空けて配置され、前記コイルと磁気的に相互作用しながら回転する回転子とを１対で備えるシングルアキシャルギャップ型回転機であって、
   前記固定子と前記回転子との間に作用するスラスト力を低減するスラスト力低減部をさらに備え、
   前記スラスト力低減部は、
   前記回転子に配置される第１低減部用磁石と、
   前記固定子に配置され、磁気的に反発するように前記第１低減部用磁石と相互作用する第２低減部用磁石とを備え、
   前記第１低減部用磁石は、逆極性の磁極が並置するように配置された１対の第３および第４永久磁石を備え、
   前記第２低減部用磁石は、逆極性の磁極が並置するように配置された１対の第５および第６永久磁石を備え、
   前記第３永久磁石と前記第５永久磁石とは、同極性の磁極が対向するように配置され、
   前記第４永久磁石と前記第６永久磁石とは、同極性の磁極が対向するように配置される、
   シングルアキシャルギャップ型回転機。
3. 前記第１低減部用磁石は、第１永久磁石であり、
   前記第２低減部用磁石は、第２永久磁石である、
   請求項１に記載のシングルアキシャルギャップ型回転機。
4. コイルを備える固定子と、
   前記固定子から軸方向に間隔を空けて配置され、前記コイルと磁気的に相互作用しながら回転する回転子とを１対で備えるシングルアキシャルギャップ型回転機であって、
   前記固定子と前記回転子との間に作用するスラスト力を低減するスラスト力低減部をさらに備え、
   前記スラスト力低減部は、
   前記回転子に配置される第１永久磁石の第１低減部用磁石と、
   前記固定子に配置され、磁気的に反発するように前記第１低減部用磁石と相互作用する第２電磁石の第２低減部用磁石とを備え、
   前記第１永久磁石は、円環状であり、
   前記第２電磁石は、前記第１永久磁石における外径および内径それぞれと同径な外径および内径の円環状のコアを備える、
   シングルアキシャルギャップ型回転機。
5. コイルを備える固定子と、
   前記固定子から軸方向に間隔を空けて配置され、前記コイルと磁気的に相互作用しながら回転する回転子とを１対で備えるシングルアキシャルギャップ型回転機であって、
   前記固定子と前記回転子との間に作用するスラスト力を低減するスラスト力低減部をさらに備え、
   前記スラスト力低減部は、
   前記回転子に配置される第１永久磁石の第１低減部用磁石と、
   前記固定子に配置され、磁気的に反発するように前記第１低減部用磁石と相互作用する第２電磁石の第２低減部用磁石とを備え、
   前記第１永久磁石は、円環状であり、
   前記第２電磁石は、複数である、
   シングルアキシャルギャップ型回転機。
6. コイルを備える固定子と、
   前記固定子から軸方向に間隔を空けて配置され、前記コイルと磁気的に相互作用しながら回転する回転子とを１対で備えるシングルアキシャルギャップ型回転機であって、
   前記固定子と前記回転子との間に作用するスラスト力を低減するスラスト力低減部をさらに備え、
   前記スラスト力低減部、前記回転子および前記固定子の順で軸方向に配置され、
   前記スラスト力低減部は、線状の導体部材を巻き回した第１低減部用コイルと、前記回転子側を開放するように前記第１低減部用コイルを包み込み、前記回転子とで磁気回路を形成する第１低減部用コアとを備え、
   前記スラスト力低減部、前記固定子および前記回転子を収容するケースをさらに備え、
   前記第１低減部用コアの一部は、前記ケースで形成されている、
   シングルアキシャルギャップ型回転機。
7. コイルを備える固定子と、
   前記固定子から軸方向に間隔を空けて配置され、前記コイルと磁気的に相互作用しながら回転する回転子とを１対で備えるシングルアキシャルギャップ型回転機であって、
   前記固定子と前記回転子との間に作用するスラスト力を低減するスラスト力低減部をさらに備え、
   前記スラスト力低減部、前記回転子および前記固定子の順で軸方向に配置され、
   前記スラスト力低減部は、線状の導体部材を巻き回した１対の第２および第３低減部用コイルと、前記回転子とで、前記第２低減部用コイルを通り、前記第２および第３低減部用コイルの外部を通り、前記第３低減部用コイルを通り、前記回転子を通って前記第２低減部用コイルに戻る磁路の磁気回路を形成する第２低減部用コアとを備える、
   シングルアキシャルギャップ型回転機。
8. 前記スラスト力低減部は、前記第２および第３低減部用コイルならびに第２低減部用コアから成るスラスト力低減ユニットを複数備え、前記複数のスラスト力低減ユニットそれぞれで生じる前記スラスト力を低減するための各低減力（吸引力）を個別に制御する制御部をさらに備える
   請求項７に記載のシングルアキシャルギャップ型回転機。
9. 前記スラスト力低減部、前記固定子および前記回転子を収容するケースをさらに備え、
   前記第２低減部用コアの一部は、前記ケースで形成されている、
   請求項７または請求項８に記載のシングルアキシャルギャップ型回転機。