JPH01190239A - 偏平型モータ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、偏平型モータ、特にそのステータヨークの改
良に関するものである。

従来の技術 従来の偏平型モータは例えば第２図に示すように磁性体
より成るステータヨーク５１上に駆動巻線５２が設けら
れていて、前記ステータヨーク５１と駆動巻線５２に対
向してロータマグネット５３が配置、回転するようにな
っている。ロータマグネット５３から出た磁束は一度ス
テータヨーク５１に導かれ、更に対極のロータマグネッ
ト５３に戻る。従ってロータマグネットとステータヨー
ク間のギャップ距離ｇが小さければ小さいほど、磁路の
磁気抵抗は小となり、駆動巻線の配置されているギャッ
プでの磁束密度が高くなって、マグネットの利用効率は
高まる。このことは、より発生トルクの大なるモータの
実現や発生トルクが同じでもより小型のモータを実現す
る方向を示すものである。またロータマグネット５３に
より磁気エネルギーの高い材料を用いることでもギヤツ
ブでの磁束密度を高めることができ、ギヤツブ距Ｈｇを
小さくすることと同様の効果を持つ。

発明が解決しようとする課題 上記したように、従来の偏平型モータではより発生トル
クの大なるモータや発生トルクが同じでもより小型のモ
ータを得ようとすればロータマグネット５３とステータ
ヨーク５１間のギヤツブ距＃ｇを小さくしたり、より大
きな磁気エネルギーを持つ材料でロータマグネットを作
らねばならない、また単に発生トルクの大きなモータ得
るにはロータマグネットの外径を太き（しこれに対向し
て駆動巻線をステータヨーク上に配置すればよい。

ところがこのようにするとロータマグネット５３と磁性
体で構成されるステータヨーク５１間に発生する吸引力
が極めて大きくなり、ロータマグネット５３と一体的に
回転する軸５４とこの吸引力を受ける軸受５５との間の
摩擦力も極めて大きくなる。このため軸受５５にすべり
軸受を用いている場合は、異常摩耗が発生しやすく、一
方、ボールベアリングを用いている場合でも、ボールと
レース面の接触圧力が大きくなりすぎたり、ラジアルボ
ールベアリングに与圧をかけているときには、その与圧
にアンバランスが生じたりして、モータの寿命を極端に
短くしたり、回転むらが発生しこのモータを用いている
機器の性能が劣化したり、また異常音が発生するといっ
た重大な事故につながり易くなる。

本発明はかかる点に鑑みて成されたもので、ロータマグ
ネットとステータヨークとのギヤ、プ距離を小さくした
り、より強力なロータマグネットを用いたり、あるいは
ロータマグネットの外径を大きくしても何等問題の発生
しない応用範囲の極めて広い偏平型モータを提供するこ
とを目的としている。

課題を解決するための手段 本発明は前記課題を解決するため、回転軸に対し垂直な
面に多極着磁された環状マグネットと、回転軸を支承す
る軸受と、前記環状マグネットの多極着磁された面と平
行に、第１のギャップを介して対向して配置されたステ
ータヨークとこのステータヨーク上に設けた駆動巻線と
、ステータヨーク上に前記環状マグネットの多極着磁さ
れた面と対向して前記第１のギャップより小さい第２の
ギャップを介して設けられた超電導材料よりなる反発部
材とを備えたものである。

作用 本発明は前記した構成により、超電導材料の持つマイス
ナー効果を用いてロータマグネットと超電導材料の間に
反発力を発生させることにより、ロータマグネットとス
テータヨークの間に発生する吸引力をキャンセルもしく
は減少させてやろうとするものである。

実施例 第１図は本発明の一実施例における、ブラシレスモーフ
の概略断面である。第１図において１は鉄あるいは珪素
鋼板などの磁性体よりなるステータヨークである。２は
このステークヨークｌ上に、回転軸４に対して同心状に
複数個固定配置された駆動巻線である。なお、この駆動
巻線２とステータヨーク１の間には図示しない絶縁層が
存在し、駆動ｔ！ｗＡ２とステータヨークｌとの短絡を
防止している。また、３は環状のロータマグネットであ
り一端面３１には多極の着磁がほどこされている。

そしてこのロータマグネット３は、他端面を覆われる形
でロータヨーク６に固定されている。このロータヨーク
６はステータヨーク１と同様、磁性体で構成されるとと
もに回転軸４と一体的に回転するように構成されている
０回転軸４は軸受５ａによってラジアル方向を、ポリア
セタールなど汎用的に用いられている樹脂材料よりなる
軸受５ｂによって端面４１を回転自在に支持されている
。

７ａ、７ｂは回転軸４に対し同心状にかつその間に駆動
巻線２が位置するようにステータヨーク１上に固着され
た環状の超電導材料よりなる反発部材である。ここで反
発部材７ａ、７ｂとロータマグネット３の端面３１のギ
ャップｇ２はステータヨークｌとロータマグネット３の
端面３１とのギャップｇ１より小さくなっている。従っ
て、反発部材７ａ、７ｂとロータマグネット３の対向面
積が小さくても、大きな反発力を発生させることが出来
る。また、反発部材？ａ、７ｂは環状に、かつ軸４と同
心状に配置されているのでロータマグネット３が多極着
磁されているにも拘らず、コギング力は発生せず、ロー
タマグネット３が回転しても均一な反発力が得られる。

また、第１図のように駆動巻線２の内外周に反発部材７
ａ、７ｂを配置することでロータマグネット３からの磁
束が外部に漏れず、有効に駆動巻線２を鎖交することに
なりくモータの駆動効率を向上させ得るのである。そし
て、この効果はギャップｇ２を小さ（すればより大きく
なるものである。

なお、上記実施例中、超電導体材料としては、例えば、
いわゆる常温超電導体を用いるか、または、超電導臨界
温度が室温と液体窒素の沸点の間の材料を用いて液体窒
素で冷却するかく図示せず）、もしくは超電導臨界温度
が液体窒素の沸点以下の材料を用いて液体ヘリウムで冷
却するか（図示せず）をすればよい、常温超電導体の一
例としては、組成としてストロンチウム（Ｓｒ）、バリ
ウム（Ｂａ）、　イツトリウム（Ｙ）および銅（Ｃｕ）
を各々１：１：１：３の比率で含有するセラミック酸化
物がある。その製造方法の一例としては、出発原料とし
て５ｒＣｏ３．ＢａＣｏ３＋Ｙ２０８゜ＣｕＯの各々の
粉体を所定量混合し、粉砕し、空気中において９２０℃
で５時間焼成する。この焼成・粉砕を３回繰り返し、均
質性を高める。このようにして処理した混合゛粉体を冷
間圧縮成型した後、空気中において１０００℃で５時間
焼成し、徐冷することにより製造する。そしてこの超電
導体材料をステータヨークに対して接着固定してもよく
、あるいはステータヨークにこの組成の超電導体材料を
直接溶着することも可能である。

発明の効果 以上述べてきたように、本発明は回転軸に対し垂直な面
に多極着磁された環状マグネットと、回転軸を支承する
軸受と、前記環状マグネットの多極着磁された面と平行
に、第１のギャップを介して対向して配置されたステー
タヨークとこのステータヨーク上に絶縁体を介して設け
た駆動巻線と、ステータヨーク上に前記環状マグネット
の多極着磁された面と対向して前記第１のギャップより
小さい第２のギャップを介して設けられた超電導材料よ
りなる反発部材とを備えたものであるので、コギング力
を受けることなく一定の反発力を発生し、ロータマグネ
ットとステータヨークの間に発生する吸引力を大幅に減
少させることができ、軸受の寿命を大きく向上させ、そ
の信頼性を大幅に向上させることが出来る。しかも、こ
の吸引力を受ける軸受構成を、すべり軸受構成としたと
きには、安価で一般的な樹脂材料を用いた極めて簡単な
構成とすることができる。また軸受構成をボールベアリ
ングにした場合においても、ボールとレース面の負荷が
小さくなって寿命の点で有利であり、ベアリングの回転
音を小さくすることも出来る。そして、予圧を与えたラ
ジアルボールベアリングを用いる場合は、吸引力が大き
いと、予圧のバランスが崩れ、回転の精度が悪化し易い
が、吸引力の減少でこのような問題も未然に防ぐことが
出来る。

さらに、超電導体材料よりなる反発部材を駆動線巻の内
外周に配置し、ロータマグネットの磁束の漏れを防ぐこ
とで、磁束を有効に利用してモータの効率を向上させる
ことが出来る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による偏平型モータの一実施例の概略断
面図、第２図は従来の偏平型モータの概略断面図である
。 １・・・・・・ステータヨーク、２・・・・・・駆動巻
線、３・・・・・・ロータマグネット、４・・・・・・
回転軸、５ａ、５ｂ・・・・・・軸受け、？ａ、７ｂ・
・・・・・超電導体材料よりなる反発部材。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）回転軸に対し垂直な面に多極着磁された環状マグ
   ネットと、回転軸を支承する軸受と、前記環状マグネッ
   トの多極着磁された面と平行に、第１のギャップを介し
   て対向して配置されたステータヨークと、このステータ
   ヨーク上に設けた駆動巻線と、ステータヨーク上に前記
   環状マグネットの多極着磁された面と対向して前記第１
   のギャップより小さい第２のギャップを介して設けられ
   た超電導材料よりなる反発部材とを備えたことを特徴と
   する偏平型モータ。
2. （２）反発部材は回転軸に略同心で環状に構成したこと
   を特徴とする特許請求の範囲第（１）項記載の偏平型モ
   ータ。
3. （３）反発部材は小さい径の第１の環状部と、この第１
   の環状部より大きい第２の環状部よりなり、駆動巻線を
   前記第１の環状部と第２の環状部との間に配しことを特
   徴とする特許請求の範囲第（１）項または第（２）項の
   いずれかに記載の偏平型モータ。
4. （４）第１の環状部と第２の環状部の回転軸方向の高さ
   を駆動巻線の回転軸方向の高さと略々等しいかあるいは
   高く構成したことを特徴とする特許請求の範囲第（２）
   項または第（３）項のいずれかに記載の偏平型モータ。