KR20070099021A

KR20070099021A - 회전자, 축방향 갭형 모터, 모터의 구동 방법, 압축기

Info

Publication number: KR20070099021A
Application number: KR1020077018818A
Authority: KR
Inventors: 요시나리 아사노
Original assignee: 다이킨 고교 가부시키가이샤
Priority date: 2005-01-19
Filing date: 2006-01-17
Publication date: 2007-10-08
Also published as: CN101107762A; JPWO2006077812A1; AU2006207163B2; EP1850451A1; EP1850451A4; CN101107762B; WO2006077812A1; JP4702286B2; AU2006207163A1; KR100904353B1

Abstract

축방향 갭형 모터에 있어서, 역돌극성을 가지고 소정의 축 주위에 회전 가능한 회전자를 채용하는 기술을 제공한다. 복수의 자석(12a, 12b)은, 축 구멍(10)의 주위에서 극성을 대칭으로 해서 기판(11) 상에 환상으로 배치된다. 예를 들면 자석(12a, 12b)은, 각각 고정자측(지면 앞측)에 N극, S극을 나타내고 있다. 복수의 자성체(13a, 13b)는 회전축 방향에 수직으로, 보다 구체적으로는 자석(12a, 12b) 사이에 있어서 연장해서 배치된다.

축방향 갭형 모터, 역돌극성, 회전자, 자석, 고정자

Description

회전자, 축방향 갭형 모터, 모터의 구동 방법, 압축기 {ROTOR, AXIAL GAP TYPE MOTOR, MOTOR DRIVING METHOD, AND COMPRESSOR}

본 발명은 전동기, 특히 고정자와 회전자 사이의 갭이 회전축에 수직인 평면을 따라 설치되는, 축방향 갭형의 전동기에 관한 것이다.

종래, 압축기나 공작 기계 등, 큰 출력이 요구되는 용도에는, 고정자와 회전자 사이의 갭이 회전축에 평행한 원통면을 따라 설치되는, 래디얼 갭형의 모터가 많이 사용되어 왔다. 그렇지만, 근년의 자성 재료의 고성능화 등에 의해, 축방향 갭형의 모터를 압축기 등에 채용하는 것이 검토되기 시작하고 있다.

이것은 예를 들면, 영구 자석이 원심력에 의해 비산하는 것을 방지하기 위한 스테인레스 파이프 등이, 갭이나 와전류손을 증대시킨다고 하는 문제를 해결하고 싶다고 하는 요청이나, 원통형 회전자에 있어서 평판형 자석을 적용하고 싶다고 하는 요청에 대응하기 위함이다.

특허문헌 6에는, 축방향 갭형의 모터가 압축기 용도로서 축 및 베어링 하중을 저감시키는 취지가 기재되어 있다. 여기에 채용되어 있는 회전자에서는, 그 표면에 영구 자석이 노출되어 있다.

특허문헌 1에는, 축방향 갭형의 모터가 개시되고, 고정자에는 이른바 분포권 이 채용되어 있다. 여기에 채용된 회전자에서는, 비자성재로 형성된 원반부에, 축 방향을 따라 자화된 영구 자석이 매설되어 있다.

특허문헌 2에는, 축방향 갭형의 모터가 개시되고, 고정자에는 이른바 집중권이 채용되어 있다. 여기에 채용된 회전자에서는, 복수개의 영구 자석의 외측을 비자성 링으로, 내측을 마그넷 홀더로 고정하고 있다.

특허문헌 3에는, 로터의 양측에 자극을 가지고, 양측에 고정자를 가지는 축방향 갭형의 모터가 개시되어 있다. 여기에 채용된 회전자에서는, 링 형상의 요크재의 양측에, 복수극의 영구 자석이 배치되어 있다.

특허문헌 4에는, 축방향 갭형의 모터가 개시되어 있다. 여기에 채용된 회전자에서는, 비자성재로 형성된 원반부에, 축 방향을 따라 자화된 영구 자석이 매설되어 있다.

특허문헌 5는, 축방향 갭형의 스위치드 릴럭턴스 모터가 개시되어 있다.

특허문헌 1 : 일본특허공개 평5-268754호 공보

특허문헌 2 : 일본특허공개 평8-126277호 공보

특허문헌 3 : 일본특허공개 평10-164779호 공보

특허문헌 4 : 일본등록실용신안 제3062085호 공보

특허문헌 5 : 일본특허공개 2004-166354호 공보

특허문헌 6 : 일본 특허 공개 2004-52657호 공보

그러나 특허문헌 6에 게시된 회전자에서는, 그 표면에 영구 자석이 노출되어 있어, 릴럭턴스 토크를 이용할 수 없고, 또, 약한 자속 제어에 의한 광범위 운전은 곤란하다.

또한 특허문헌 1이나 특허문헌 4에 게시된 회전자에서도, 회전자의 원반부가 비자성체에 의해 형성되어 있다. 따라서 회전자의 영구 자석 이외의 부분은, 자기적으로는 아무런 기능을 갖지 않는 단순한 구조 부재에 지나지 않는다.

특허문헌 2에 게시된 회전자에서도 마찬가지로, 비자성 링은 단순한 구조 부재에 지나지 않는다. 마그넷 홀더가 자성/비자성 중 어느 것인지의 언급은 없고, 비록 마그넷 홀더에 자성재를 채용했다고 해도, 돌극성을 나타내는 것은 아니다.

특허문헌 3에 게시된 회전자에서는, 영구 자석에는 갭과 반대측에 요크가 있지만, 돌극성을 나타내는 것은 아니다.

특허문헌 5에 게시된 스위치드 릴럭턴스 모터에서는, 회전자의 극은 U자형으로 형성된 코어이며, 고정자의 극은 U자형으로 형성된 코어에 대해서 여자용 권선이 감겨져 있다. 그리고 이것들은 각각 별개의 비자성체 재료의 주요부에 배치되어 있다. 하나의 고정자의 극은 여자용 권선에 통전된 경우에는 한 쌍의 자극을 가지게 되고, 하나의 고정자의 극은 하나의 회전자의 극과 서로 대치해서 하나의 자로를 형성하고, 인접하는 극과의 사이에 자속의 교환이 없다.

따라서, 특허문헌 5의 회전자에 영구 자석을 배치하면, 통전된 고정자의 극과 영구 자석 사이에서의 상호작용이, U자형으로 형성된 코어로 이루어지는 회전자의 극과의 사이의 상호작용을 저해한다. 또한, 통전되어 있지 않은 고정자의 극과 영구 자석 사이에서의 상호작용은, 코깅 토크의 증대를 초래하게 된다.

본 발명은 상기의 문제를 해결하는 것을 목적으로 하고 있고, 축방향 갭형 모터에 있어서, 역돌극성을 가지고 소정의 축 주위에 회전 가능한 회전자를 채용하는 기술을 제공한다.

본 발명에 따른 회전자의 제1 양태(1A; 1B; 1C; 1D; 1E; 1F; 1G; 1H; 1I; 1J; 1K; 1L; 1M)는, 소정의 축 주위에서 극성을 대칭으로 해서 복수가 환상으로 배치된 자극면을 가지는 자석(12a, 12b; 120a, 120b; 12a, 12b; 12a, 12b; 12a, 12b; 12c 내지 12f; 12a, 12b, 12g, 12h; 12a, 12b; 12a, 12b, 12g, 12h; 12a, 12b; 12a, 12b, 12g, 12h; 12a, 12b; 12a, 12b)과, 상기 축에 수직으로 연장해서 배치되는 자성체(13a, 13b; 130a, 130b; 13a, 13b, 14a, 14b; 54a, 54b; 13a, 13b, 54c 내지 54f; 54g 내지 54j; 13a, 13b, 13g, 13h:13a, 13b; 13a, 13b, 13g, 13h, 14a, 14b, 14g, 14h; 13a, 13b, 14a, 14b, 14g, 14h; 13a, 13b, 13g, 13h, 542, 544; 13a, 13b, 542, 544; 541, 545)의 복수를 구비한다. 그리고 상기 축의 한쪽측에 대해서 제1 극성을 나타내는 상기 자극면을 가지는 제1종 자석(12a; 120a; 12a; 12a; 12a; 12c, 12e; 12a, 12g; 12a; 12a, 12g; 12a; 12a, 12g; 12a; 12a)과, 상기 한쪽측에 대해서 제2 극성을 나타내는 상기 자극면을 가지는 제2종 자석(12b; 120b; 12b; 12b; 12b; 12d, 12f; 12b, 12h; 12b; 12b, 12h; 12b; 12b, 12h; 12b; 12b) 사이를 경유해서 외부로부터 흐르는 자속에 대응하는 인덕턴스(Ld)가, 상기 자석을 우회해서 상기 외부로부터 흐르는 자속에 대응하는 인덕턴스(Lq)보다 작다.

본 발명에 따른 회전자의 제2 양태(1A; 1B; 1C; 1E; 1G; 1H; 1I; 1J; 1K; 1L)는, 제1 양태에 따른 회전자이며, 상기 자성체(13a, 13b; 130a, 130b; 13a, 13b; 13a, 13b; 13a, 13b, 13g, 13h; 13a, 13b; 13a, 13b, 13g, 13h; 13a, 13b; 13a, 13b, 13g, 13h; 13a, 13b)는, 적어도 상기 제1종 자석(12a; 120a; 12a; 12a; 12a, 12g; 12a; 12a, 12g; 12a; 12a, 12g; 12a)과, 상기 제2종 자석(12b; 120b; 12b; 12b; 12b, 12h; 12b; 12b, 12h; 12b; 12b, 12h; 12b) 사이에 설치된다.

본 발명에 따른 회전자의 제3 양태는, 제2 양태에 따른 회전자이며, 상기 자성체의 상기 한쪽측의 면은, 상기 자극면과 거의 동일면 상에 있다.

본 발명에 따른 회전자의 제4 양태(1A; 1B; 1C; 1E; 1F; 1G; 1I; 1K)는, 제2 양태에 따른 회전자이며, 상기 축의 다른 쪽측으로부터 상기 자석(12a, 12b; 120a, 120b; 12a, 12b; 12a, 12b; 12c 내지 12f; 12a, 12b; 12a, 12b; 12a, 12b)을 뒷받침하는 요크(11; 110; 11; 11; 11; 11; 11; 11)를 더 구비한다.

본 발명에 따른 회전자의 제5 양태(1G; 1I; 1K)는, 제4 양태에 따른 회전자이며, 상기 축 주위에서 극성을 대칭으로 하고, 상기 요크(11; 11; 11)에 대해서 상기 축의 다른 쪽측으로부터 복수가 환상으로 배치된 자극면을 가지는 다른 자석(12g, 12h; 12g, 12h; 12g, 12h)을 더 구비한다. 그리고 상기 다른 자석의 사이에도 상기 자성체(13g, 13h; 13g, 13h; 13g, 13h)가 설치된다.

본 발명에 따른 회전자의 제6 양태(1G; 1I; 1K)는, 제5 양태에 따른 회전자이며, 상기 자석(12a, 12b; 12a, 12b; 12a, 12b)과 상기 다른 자석(12g, 12h; 12g, 12h; 12g, 12h)은, 상기 요크를 개재시켜 거의 정면으로 마주보고 배치되고, 상기 요크에 대해서 반대인 극성의 자극을 나타낸다.

본 발명에 따른 회전자의 제7 양태(1B)는, 제4 양태에 따른 회전자이며, 상기 자성체(130a, 130b) 및 상기 요크(110)의 상기 한쪽측을 덮는 본드 자석(120)이 설치되고, 상기 자석(120a, 120b)은 착자된 상기 본드 자석이다.

본 발명에 따른 회전자의 제8 양태(1B)는, 제7 양태에 따른 회전자이며, 상기 본드 자석(120)은 수지 등의 바인더에 희토류 자석의 분말을 혼합해서 얻어진다.

본 발명에 따른 회전자의 제9 양태(1B)는, 제7 양태에 따른 회전자이며, 상기 자성체(130a, 130b)의 상기 한쪽측을 덮는 상기 본드 자석(121a, 121b)은 실질적으로 무착자이다.

본 발명에 따른 회전자의 제10 양태(1B)는, 제9 양태에 따른 회전자이며, 상기 자성체(130a, 130b)는 상기 축 주위에서 정현파형으로 그 표면이 변동한다.

본 발명에 따른 회전자의 제11 양태(1A; 1C; 1E; 1G; 1H; 1I; 1J; 1K; 1L)는, 제2 양태 내지 제4 양태 중 어느 하나에 따른 회전자이며, 인접하는 상기 자성체(13a, 13b; 13a, 13b; 13a, 13b; 13a, 13b, 13g, 13h; 13a, 13b; 13a, 13b, 13g, 13h; 13a, 13b; 13a, 13b, 13g, 13h; 13a, 13b)와 상기 자석(12a, 12b; 12a, 12b; 12a, 12b; 12a, 12b, 12g, 12h; 12a, 12b; 12a, 12b, 12g, 12h; 12a, 12b; 12a, 12b, 12g, 12h; 12a, 12b) 사이에는 상기 축에 수직인 방향으로 자기 장벽(G1)이 형성된다.

본 발명에 따른 회전자의 제12 양태(1A; 1C; 1E; 1G; 1H; 1I; 1J; 1K; 1L)는, 제11 양태에 따른 회전자이며, 상기 자기 장벽의 폭은, 상기 회전자와 대향해서 전동기를 구성하는 고정자의 자극면과 해당 회전자의 자극면과의 사이의 거리(δ)의 2배 이상으로 선정된다.

본 발명에 따른 회전자의 제13 양태(1C; 1E; 1I; 1J; 1K; 1L)는, 제2 양태에 따른 회전자이며, 상기 한쪽측에서 상기 자석(12a, 12b; 12a, 12b; 12a, 12b, 12g, 12h; 12a, 12b; 12a, 12b, 12g, 12h; 12a, 12b)의 상기 자극면을 자기적으로 독립해서 개별로 덮어 형성되는 다른 자성체(14a, 14b; 54c, 54e; 14a, 14b, 14g, 14h; 14a, 14b, 14g, 14h; 542, 544; 542, 544)를 더 구비한다.

본 발명에 따른 회전자의 제14 양태(1C; 1E; 1K; 1L)는, 제13 양태에 따른 회전자이며, 상기 다른 자성체(14a, 14b; 54c, 54e; 542, 544; 542, 544)는, 그 상기 축을 중심으로 하는 주위 방향에 대한 단부(14aE, 14bE)가 중앙부보다 얇다.

본 발명에 따른 회전자의 제15 양태(1C; 1E; 1K; 1L)는, 제14 양태에 따른 회전자이며, 상기 다른 자성체(14a, 14b; 54c, 54e; 542, 544; 542, 544)는, 그 상기 축을 중심으로 하는 주위 방향에 대한 단부(14aE, 14bE)의 측면이 상기 한쪽측에 대해서 상기 주위 방향을 향해서 경사진다.

본 발명에 따른 회전자의 제16 양태(1C; 1E; 1K; 1L)는, 제13 양태에 따른 회전자이며, 상기 다른 자성체(14a, 14b; 54c, 54e; 542, 544; 542, 544)에는, 그 상기 한쪽측에 있어서, 상기 소정의 축을 중심으로 하는 직경 방향을 따른 홈(141)이 형성된다.

본 발명에 따른 회전자의 제17 양태(1E; 1K; 1L)는, 제13 양태에 따른 회전자이며, 상기 한쪽측에서 상기 자극면 및 상기 자성체(13a, 13b; 13a, 13g, 13h; 13a, 13b)를 덮는 자성판(542; 542, 544; 542, 544)이 설치되고, 상기 자성판은, 상기 소정의 축을 따라서 볼 때 상기 자성체와 상기 자석 사이에 있어서, 상기 축에 가까운 위치로부터 먼 위치로 연장해서 개방되는 슬릿(55c 내지 55f; 55c 내지 55f; 55c 내지 55f)을 가지고, 상기 슬릿에 의해 상기 축을 중심으로 하는 주위 방향으로 구분된 상기 자성판 중 상기 자극면을 덮는 것이 상기 다른 자성체(54c, 54e; 54c, 54e; 54c, 54e)로서 기능한다. 상기 다른 자성체끼리는, 상기 슬릿에 의해 상기 축을 중심으로 하는 주위 방향으로 구분된 상기 자성판 중 상기 자성체를 덮는 것(54d, 54f; 54d, 54f; 54d, 54f)과, 상기 슬릿의 적어도 한쪽 단측에서 박육부(56e 내지 56h/56i 내지 56l)를 개재시켜 연결된다.

본 발명에 따른 회전자의 제18 양태(1E; 1K; 1L)는, 제17 양태에 따른 회전자이며, 상기 주위 방향을 따른 상기 슬릿(55c 내지 55f; 55c 내지 55f; 55c 내지 55f)의 폭은, 해당 회전자(1E; 1K; 1L)와 대향해서 전동기를 구성하는 고정자의 자극면과 상기 다른 자성체의 고정자측의 표면 사이의 거리의 2배 이상으로 선정된다.

본 발명에 따른 회전자의 제19 양태(1C; 1D; 1E; 1F; 1I; 1J; 1K; 1L; 1M)는, 제1 양태에 따른 회전자이며, 상기 자성체(14a, 14b; 54a, 54b; 54c, 54e; 54g, 54h, 54i, 54j; 14a, 14b, 14g, 14h; 14a, 14b, 14g, 14h; 542, 544; 542, 544; 541, 545)는, 적어도, 상기 한쪽측에서 상기 자극면을 덮어 형성된다.

본 발명에 따른 회전자의 제20 양태(1I; 1J; 1K; 1L; 1M)는, 제19 양태에 따른 회전자이며, 상기 자성체(14g, 14h; 14g, 14h; 544; 544; 545)는 상기 한쪽측과는 반대측으로부터도 상기 자석에 적재된다.

본 발명에 따른 회전자의 제21 양태(1C; 1E; 1K; 1L)는, 제19 양태에 따른 회전자이며, 상기 자성체(54a, 54b; 54g, 54b, 54i, 54j; 542, 544; 542, 544; 541, 545)는, 그 상기 축을 중심으로 하는 주위 방향에 대한 단부(14aE, 14bE)가 중앙부보다 얇다.

본 발명에 따른 회전자의 제22 양태(1C; 1E; 1K; 1L; 1M)는, 제19 양태에 따른 회전자이며, 상기 자성체(54a, 54b; 54g, 54h, 54i, 54j; 542, 544; 542, 544; 541, 545)는, 그 상기 축을 중심으로 하는 주위 방향에 대한 단부(14aE, 14bE)의 측면이 상기 한쪽측에 대해서 상기 주위 방향을 향해서 경사진다.

본 발명에 따른 회전자의 제23 양태(1C; 1E; 1K; 1L; 1M)는, 제19 양태에 따른 회전자이며, 상기 자성체(54a, 54b; 54g, 54h, 54i, 54j; 542, 544; 542, 544; 541, 545)에는, 그 상기 한쪽측에 있어서, 상기 소정의 축을 중심으로 하는 직경 방향을 따른 홈(141)이 형성된다.

본 발명에 따른 회전자의 제24 양태(1D; 1E; 1F; 1K; 1L; 1M)는, 제19 양태에 따른 회전자이며, 상기 한쪽측에서 상기 자극면을 덮는 자성판(541; 542; 543; 542, 544; 542, 544; 541, 545)이 설치되고, 상기 자성판은, 상기 소정의 축을 따라서 볼 때 상기 자성체끼리의 사이에 있어서, 상기 축에 가까운 위치로부터 먼 위치로 연장해서 개방되는 슬릿(55a, 55b; 55c 내지 55f; 55g 내지 55j; 55c 내지 55f; 55c 내지 55f; 55a, 55b)을 가지고, 상기 슬릿에 의해 상기 축을 중심으로 하는 주위 방향으로 구분된 상기 자성판이 상기 자성체(54a, 54b; 54c, 54e; 54g, 54h, 54i, 54j; 54c, 54e; 54c, 54e; 54a, 54b)로서 기능한다. 그리고 상기 자성체끼리는 상기 슬릿의 적어도 한쪽 단측에서 박육부(56a, 56b/56c, 56d; 56e 내지 56h/56i 내지 56l; 56e 내지 56h/56i 내지 56l; 56e 내지 56h/56i 내지 56l; 56a, 56b/56c, 56d)를 개재시켜 연결된다.

본 발명에 따른 회전자의 제25 양태(1D; 1F; 1M)는, 제24 양태에 따른 회전자이며, 상기 주위 방향을 따른 상기 슬릿(55a, 55b; 55g 내지 55j; 55a, 55b)의 폭은, 해당 회전자와 대향해서 전동기를 구성하는 고정자의 자극면과 해당 회전자의 자극면 사이의 거리의 2배 이상으로 선정된다.

본 발명에 따른 회전자의 제26 양태(1D; 1F; 1M)는, 제24 양태에 따른 회전자이며, 상기 제1종 자석(12a; 12a, 12c; 12a)과 상기 제2종 자석(12b; 12b, 12d; 12b)은 링형 자석에 의해 일체로 형성되어 있다. 상기 링형 자석은, 상기 축을 따라 본 평면에서 볼 때, 상기 슬릿(55a, 55b; 55g 내지 55j; 55a, 55b)이 설치되는 위치에서 무착자이다.

본 발명에 따른 회전자의 제27 양태(1D; 1M)는, 제19 양태 내지 제26 양태 중 어느 하나에 따른 회전자이며, 하나의 상기 자극면(12a, 12b; 12a, 12b)을 덮는 하나의 상기 자성체(54a, 54b; 54a, 54b)의 면적은 해당 자극면의 면적보다 크다.

본 발명에 따른 회전자의 제28 양태(1D; 1F; 1M)는, 제24 양태 내지 제27 양태 중 어느 하나에 따른 회전자이며, 상기 슬릿(55a, 55b; 55g 내지 55j; 55a, 55b)은 상기 제1종 자석(12a; 12c, 12e; 12a)과 상기 제2종 자석(12b; 12d, 12f; 12b)의 경계 근방에 형성된다.

본 발명에 따른 회전자의 제29 양태(1L; 1M)는, 제24 양태에 따른 회전자이며, 상기 제1종 자석(12a)이 더 가지는 상기 제2 극성을 나타내는 자극면과, 상기 제2종 자석(12b)이 더 가지는 상기 제1 극성을 나타내는 자극면을, 상기 축의 다른 쪽측으로 덮고, 상기 한쪽측에서 상기 자극면을 덮는 상기 자성판(541)과 대략 동형의 자성판(545)을 더 구비한다.

본 발명에 따른 회전자의 제30 양태(1E; 1L)는, 제24 양태 및 제29 양태 중 어느 하나에 따른 회전자이며, 상기 제1종 자석(12a)과, 상기 제2종 자석(12b) 사이에 설치되는 다른 자성체(13a, 13b)를 더 구비한다. 상기 슬릿(55c 내지 55f)은 해당 다른 자성체와 상기 제1종 자석(12a)과 상기 제2종 자석(12b)의 경계 근방에 형성된다.

본 발명에 따른 회전자의 제31 양태(1F)는, 제24 양태 내지 제30 양태 중 어느 하나에 따른 회전자이며, 상기 슬릿(55g 내지 55j)은 상기 축을 중심으로 하는 직경 방향에 대해서 경사져서 형성된다.

본 발명에 따른 회전자의 제32 양태(1D)는, 제19 양태 내지 제28 양태 중 어느 하나에 따른 회전자이며, 상기 축의 다른 쪽측으로부터 상기 자석(12a, 12b)을 뒷받침하는 요크(11)를 더 구비한다.

본 발명에 따른 회전자의 제33 양태는, 제4 양태에 따른 회전자이며, 상기 요크에 있어서, 상기 자성체를 상기 축을 따라 연장한 위치에서 상기 한쪽측으로부터 소정 길이를 가지는 영역이 압분 자심으로 구성되고, 상기 영역 이외에서는 상기 축에 수직인 강판이 적층되어 구성된다.

본 발명에 따른 회전자의 제34 양태는, 제4 양태에 따른 회전자이며, 상기 요크(11)는 상기 자성체(13a, 13b)가 상기 축을 따른 방향으로 끼워 맞추어지는 오목부 또는 관통 구멍(11a, 11b)을 가진다.

본 발명에 따른 회전자의 제35 양태는, 제4 양태에 따른 회전자이며, 상기 요크(11)는 상기 자석(12a, 12b)이 상기 축을 따른 방향으로 끼워 맞추어지는 오목부(12aQ, 12bQ)를 가진다.

본 발명에 따른 회전자의 제36 양태는, 제33 양태 내지 제35 양태 중 어느 하나에 따른 회전자이며, 상기 한쪽측에서 상기 자극면 및 상기 자성체(13a, 13b)를 덮는 자성판(542)을 더 구비한다. 그리고 상기 자성판은, 상기 축을 따라서 볼 때 상기 자성체와 상기 자석 사이에 있어서, 상기 축에 가까운 위치로부터 먼 위치로 연장해서 개방되는 슬릿(55c 내지 55f)을 가지고, 상기 슬릿에 의해 상기 축을 중심으로 하는 주위 방향으로 구분된 상기 자성판 중 상기 자성체를 덮는 것(54d, 54f)은, 해당 자성체와 일체화된다.

본 발명에 따른 회전자의 제37 양태는, 제4 양태에 따른 회전자이며, 상기 요크(11) 상에 설치되고, 상기 자석에 그 외주측으로부터 접촉하는 돌제(111a, 111b)를 더 구비한다.

본 발명에 따른 회전자의 제38 양태는, 제4 양태에 따른 회전자이며, 상기 요크(11) 상에 설치되고, 상기 자석에 상기 축을 중심으로 한 주위 방향측으로부터 접촉하는 돌제(112a, 113a, 112b, 113b)를 더 구비한다.

본 발명에 따른 회전자의 제39 양태는, 제17 양태에 따른 회전자이며, 상기 자성판(542)은 상기 자성체(13a, 13b)가 상기 축을 따른 방향으로 끼워 맞추어지는 오목부 또는 관통 구멍(57a, 57b)을 가진다.

본 발명에 따른 회전자의 제40 양태는, 제17 양태에 따른 회전자이며, 상기 자성판(542)은 상기 자석(12a, 12b)이 상기 축을 따른 방향으로 끼워 맞추어지는 오목부(57c, 57d)를 가진다.

본 발명에 따른 회전자의 제41 양태는, 제39 양태 또는 제40 양태 중 어느 하나에 따른 회전자이며, 상기 축의 다른 쪽측으로부터 상기 자석(12a, 12b)을 뒷받침하는 요크(11)를 더 구비한다. 그리고 상기 요크와 상기 자성체가 일체화된다.

본 발명에 따른 회전자의 제42 양태는, 제24 양태에 따른 회전자이며, 상기 자성판(542)은 상기 자석(12a, 12b)이 상기 축을 따른 방향으로 끼워 맞추어지는 오목부(57c, 57d)를 가진다.

본 발명에 따른 회전자의 제43 양태는, 제17 양태 또는 제24 양태 중 어느 하나에 따른 회전자이며, 상기 자성판(542) 상에 설치되고, 상기 자석에 그 외주측으로부터 접촉하는 돌제(58a, 58b)를 더 구비한다.

본 발명에 따른 회전자의 제44 양태는, 제17 양태 또는 제24 양태 중 어느 하나에 따른 회전자이며, 상기 자성판(542) 상에 설치되고, 상기 자석에 상기 축을 중심으로 한 주위 방향측으로부터 접촉하는 돌제(59a, 59b, 59c, 59d)를 더 구비한다.

본 발명에 따른 회전자의 제45 양태는, 제17 양태 또는 제24 양태 중 어느 하나에 따른 회전자이며, 상기 자성판(542)은, 상기 축을 따라서 볼 때 상기 자극면이 배치된 위치에 있어서 분할되는 자성판 부품((542a, 542b)으로 구성된다.

본 발명에 따른 회전자의 제46 양태는, 제45 양태에 따른 회전자이며, 상기 자성판 부품(542a, 542b)은 공극을 두고 서로 인접한다.

본 발명에 따른 회전자의 제47 양태는, 제45 양태에 따른 회전자이며, 상기 자성판 부품(542a, 542b)의 상기 주위 방향의 단부는, 상기 축을 따른 방향에 대해서 단차를 가진다. 그리고 인접하는 상기 자성판 부품의 해당 단차가 서로 맞물려 상기 자성판(542)을 구성한다.

본 발명에 따른 회전자의 제48 양태는, 제45 양태에 따른 회전자이며, 상기 자성판 부품(542a, 542b)의 상기 주위 방향의 단부는, 상기 축을 따른 방향에 대해서 단차를 가진다. 그리고 인접하는 상기 자성판 부품의 해당 단차가 서로 인접하고, 그 상기 한쪽측에 있어서 개방되어, 상기 축의 한쪽측에 있어서 접촉하는 오목부를 형성한다.

본 발명에 따른 회전자의 제49 양태는, 제36 양태에 따른 회전자이며, 상기 자성판(542)의 상기 축의 다른 쪽측과, 상기 요크(11)의 상기 한쪽측과의 사이의 거리(t3)는, 해당 회전자와 대향해서 전동기를 구성하는 고정자의 자극면과 상기 자성판의 고정자측의 표면 사이의 거리의 2배 이상으로 선정된다.

본 발명에 따른 회전자의 제50 양태는, 제37 양태 또는 제38 양태 중 어느 하나에 따른 회전자이며, 상기 자성판(542)의 상기 축의 다른 쪽측과, 상기 돌제(111a, 111b, 112a, 113a, 112b, 113b)의 상기 한쪽측 사이의 거리는, 해당 회전자와 대향해서 전동기를 구성하는 고정자의 자극면과 상기 자성판의 고정자측의 표면 사이의 거리의 2배 이상으로 선정된다.

본 발명에 따른 회전자의 제51 양태는, 제41 양태에 따른 회전자이며, 상기 자성판(542)의 상기 축의 다른 쪽측과, 상기 요크(11)의 상기 한쪽측과의 사이의 거리(t3)는, 해당 회전자와 대향해서 전동기를 구성하는 고정자의 자극면과 상기 자성판의 고정자측의 표면과의 사이의 거리의 2배 이상으로 선정된다.

본 발명에 따른 회전자의 제52 양태는, 제43 양태에 따른 회전자이며, 상기 요크(11)의 상기 한쪽측과, 상기 돌제(58a, 58b)의 상기 축의 다른 쪽측 사이의 거리는, 해당 회전자와 대향해서 전동기를 구성하는 고정자의 자극면과 상기 자성판의 고정자측의 표면과의 사이의 거리의 2배 이상으로 선정된다.

본 발명에 따른 회전자의 제53 양태는, 제44 양태에 따른 회전자이며, 상기 요크(11)의 상기 한쪽측과, 상기 돌제(59a, 59b, 59c, 59d)의 상기 축의 다른 쪽측 사이의 거리는, 회전자와 대향해서 전동기를 구성하는 고정자의 자극면과 상기 자성판의 고정자측의 표면 사이의 거리의 2배 이상으로 선정된다.

본 발명에 따른 축방향 갭형 모터의 제1 양태는, 제1 양태 내지 제53 양태 중 어느 하나에 따른 회전자와 고정자(2)를 구비한다. 상기 고정자는, 상기 축을 따라서 솟는 복수의 자심(221 내지 226)과, 상기 자심에 권취된 권선(231 내지 236)과, 상기 자심에 적재되어, 상기 축에 가까운 위치로부터 먼 위치로 연장해서 개방되는 슬릿(251 내지 256)을 가지는 자성판(24)을 가진다.

본 발명에 따른 축방향 갭형 모터의 제2 양태는, 제1 양태 내지 제53 양태 중 어느 하나에 따른 회전자와, 상기 회전자와 대향하는 고정자(3)를 구비한다. 상기 고정자는, 상기 축에 수직인 표면(310)을 가지는 기판(31)과, 상기 표면 상에서 상기 축의 주위 방향에 있어서, 서로 이격되면서 각각이 거의 180도로 넓어지는 한 쌍의 제1단 스페이서(311, 313)와, 각각의 상기 제1단 스페이서 상에서 상기 주위 방향에 있어서, 상기 제1단 스페이서의 단부에서 거의 120도로 넓어지는 한 쌍의 제2단 스페이서(312, 314)와, 상기 제1단 스페이서 상에 각각 설치되는 한 쌍의 자심(321, 324)과, 상기 제2단 스페이서 상에 각각 설치되는 2쌍의 자심(322, 323/325, 326)과, 상기 기판상에 배치되어, 3개의 상기 자심을 권취하는 한 쌍의 제1 권선(33a, 33b)과, 상기 제1단 스페이서 및 상기 제1 권선 상에 배치되어, 3개의 상기 자심을 권취하는 한 쌍의 제2 권선(34a, 34b)과, 상기 제2단 스페이서 및 상기 제2 권선 상에 배치되어, 3개의 상기 자심을 권취하는 한 쌍의 제3 권선(34a, 34b)을 가진다. 그리고 상기 제1 권선과, 상기 제2 권선과, 상기 제3 권선은 서로 상기 주위 방향을 따라 120도 어긋나게 배치된다.

본 발명에 따른 축방향 갭형 모터의 제3 양태는, 제5 양태 및 제20 양태 중 어느 하나에 따른 회전자(1G; 1I; 1J; 1K; 1L)와, 상기 회전자를 끼우는 한 쌍의 고정자를 구비한다.

본 발명에 따른 모터의 구동 방법의 제1 양태는, 제1 양태 내지 제53 양태 중 어느 하나에 따른 회전자와, 상기 회전자에 대향한 고정자를 구비하는 축방향 갭형 모터를, 상기 고정자에 정현파 전류를 흘려서 구동한다.

본 발명에 따른 모터의 구동 방법의 제2 양태는, 제1 양태 내지 제53 양태 중 어느 하나에 따른 회전자와, 상기 회전자에 대향한 고정자를 구비하는 축방향 갭형 모터를, 상기 고정자에 진상 전류를 흘려서 구동한다.

본 발명에 따른 압축기의 제1 양태(200)는, 제1 양태 내지 제53 양태 중 어느 하나에 따른 회전자와, 상기 회전자에 대향한 고정자를 구비하는 축방향 갭형 모터(100)를 탑재한다.

본 발명에 따른 압축기의 제2 양태(200)는, 제1 양태의 압축기이며, 상기 모터(100)에 의해 구동되는 압축 요소(205)를 더 구비하고, 상기 압축 요소는 상기 모터보다도 하방에 배치된다.

본 발명에 따른 회전자의 제1 양태에 의하면, 축방향 갭형 모터에 있어서, 역돌극성을 가지고 소정의 축 주위에 회전 가능한 회전자로서 기능한다. 즉 릴럭턴스 토크를 유효하게 이용할 수 있어, 토크나 효율을 높인다. 또 약한 자속 제어의 효과를 높여 운전 영역을 확대한다.

본 발명에 따른 회전자의 제2 양태에 의하면, 자석을 회피하여 자성체를 경유하는 자로는, 자석을 경유하는 자로에 대해서 그 인덕턴스가 크고, 또한 전기각으로서 보면 직교하고 있다. 따라서 q축 인덕턴스를 높일 수 있어, 역돌극성을 높일 수 있다. 게다가, 축 방향으로의 소형화도 용이하다.

본 발명에 따른 회전자의 제3 양태에 의하면, q축 인덕턴스를 벌면서, 회전자와 고정자 사이의 거리를 불필요하게 크게 하지 않는다.

본 발명에 따른 회전자의 제4 양태에 의하면, 동일 자석에 있어서 축의 다른 쪽측의 자극과, 자극면과의 사이에 자속이 단락하는 것을 회피한다. 그것으로써 자극면으로부터 발생하는 자속을 효율적으로, 축의 한쪽측으로 공급할 수 있다. 또 제1종 자석과 제2종 자석 사이에서, 축의 다른 쪽측의 자극끼리의 사이에서의 자기 저항을 저감시킬 수 있다. 따라서 퍼미언스 계수를 높게 해서 자석의 동작점을 높일 수 있다. 이것에 의해, 토크가 향상한다.

본 발명에 따른 회전자의 제5 양태에 의하면, 회전자를 끼우는 고정자와 함께 모터를 구성함으로써, 토크가 향상한다.

본 발명에 따른 회전자의 제6 양태에 의하면, 요크의 자속이 자석으로부터 발생하는 자속에 의해 포화하는 영역을 넓혀, 고정자로부터 기판으로 흐르는 자속의 변화를 저감시킬 수 있으므로, 해당 자속의 변화에 기초하는 와전류손을 저감시킬 수 있다.

본 발명에 따른 회전자의 제7 양태에 의하면, 자석을 요크에 고착시키기 쉽다. 또 양자의 밀착성을 높게 형성할 수 있으므로, 보다 퍼미언스 계수를 높게 할 수 있다. 또 본드 자석을 이용함으로써 형상의 자유도가 높기 때문에, 회전자로부터 공급되는 자속의 분포를 제어하기 쉽다. 또한, 소결된 희토류 자석을 채용한 경우와 비교해서, 와전류손을 극히 저감시킬 수 있다. 또, 성형시에 자장 배향해도 하지 않아도 상관없어서, 성형 후 언제라도 착자가 용이하다. 또한, 성형시에 자장 배향하는 경우, 진동·소음을 저감하기 위해서 최적화된 착자 분포를 부여하는 것도 용이하다.

본 발명에 따른 회전자의 제8 양태에 의하면, 회전자가 발생하는 자속밀도를 높일 수 있다.

본 발명에 따른 회전자의 제9 양태에 의하면, 자기 저항이 높고 도전율도 낮은 본드 자석을 사용함으로써, 축의 한쪽측에 대해서 제1 극성을 나타내는 자극면과, 축의 한쪽측에 대해서 제2 극성을 나타내는 자극면의 사이를, 본드 자석이 개재되어 자속이 흐르는 것, 즉 회전자 내부에서의 자속 누설은 적다. 즉, 자성체의 한쪽측을 덮어 실질적으로 무착자인 본드 자석은, 자극면끼리의 사이에서의 자기 장벽으로서 기능한다.

본 발명에 따른 회전자의 제10 양태에 의하면, 회전자로부터 공급되는 자속을 축 주위에서 정현파상으로 제어하기 쉽고, 그것으로써 코깅 토크를 경감할 수 있다.

본 발명에 따른 회전자의 제11 양태에 의하면, 제1 극성을 나타내는 자극면과 제2 극성을 나타내는 자극면의 사이에서, 자성체가 개재되어 자속이 흐르는 것, 즉 회전자 내부에서의 자속 누설은 적다. 따라서 회전자의 자극면으로부터 발생하는 자속을, 이들 자극면에 대향하는 고정자로, 효율적으로 공급할 수 있다.

본 발명에 따른 회전자의 제12 양태에 의하면, 제1 극성을 나타내는 자극면과 제2 극성을 나타내는 자극면 사이의 자기 저항을, 고정자와 회전자 사이의 자기 저항보다 높임으로써, 자속 누설을 작게 한다.

본 발명에 따른 회전자의 제13 양태에 의하면, 외부로부터, 자석을 우회해서 흐르는 자속에 대응하는 인덕턴스를 보다 증대시킬 수 있다. 또 자석보다도 고정자측에 다른 자성체가 배치되게 되고, 고정자로부터의 자계는 다른 자성체를 통과하기 쉬워져, 회전자의 자석에 도달하기 어려워진다. 이것은 자석의 감자를 억제할 수 있을 뿐만 아니라, 와전류가 발생했다고 해도 다른 자성체에 있어서 발생하기 쉬워져, 자석 내부에서의 와전류 발생도 억제된다. 이것은 특히 전기 저항이 작은 재료, 예를 들면 소결된 희토류 자석을 자석으로서 채용하는 경우에 유리하다. 환언하면, 와전류의 발생 염려 없이, 소결된 희토류 자석을 자석으로서 채용하여, 자속밀도가 높은 회전자를 얻을 수 있다.

본 발명에 따른 회전자의 제14 양태에 의하면, 코깅 토크를 저감시킬 수 있다.

본 발명에 따른 회전자의 제15 양태에 의하면, 또한 스큐를 얻을 수 있다.

본 발명에 따른 회전자의 제16 양태에 의하면, 고정자측에 홈이 대향하게 되어, 코깅 토크의 주기를 짧게 하는 이른바 보조홈으로서 해당 홈이 기능함으로써, 코깅 토크를 작게 한다.

본 발명에 따른 회전자의 제17 양태에 의하면, 자성체를 개별로 분리하여 형성하는 경우와 비교해서, 부품 점수를 줄여, 자성판의 강도를 높일 수 있다. 박육부는 용이하게 자기 포화하므로, 자성체끼리가 연결되어 있어도, 회전자 내부에서의 자속의 단락은 극히 작다.

본 발명에 따른 회전자의 제18 양태에 의하면, 제1 극성을 나타내는 자극면과 제2 극성을 나타내는 자극면 사이의 자기 저항을, 고정자와 회전자 사이의 자기 저항보다 높임으로써, 자속 누설을 작게 한다.

본 발명에 따른 회전자의 제19 양태에 의하면, 외부로부터, 자석을 우회해서 흐르는 자속에 대응하는 인덕턴스를 보다 증대시킬 수 있다. 또 자석보다도 고정자측에 자성체가 배치되게 되고, 고정자로부터의 자계는 다른 자성체를 통과하기 쉬워져, 회전자의 자석에 도달하기 어려워진다. 이것은 자석의 감자를 억제할 수 있을 뿐만 아니라, 와전류가 발생했다고 해도 자성체에 있어서 발생하기 쉬워져, 자석 내부에서의 와전류 발생도 억제된다. 이것은 특히 전기 저항이 작은 재료, 예를 들면 소결된 희토류 자석을 자석으로서 채용하는 경우에 유리하다. 환언하면, 와전류의 발생 염려 없이, 소결된 희토류 자석을 자석으로서 채용하여, 자속밀도가 높은 회전자를 얻을 수 있다.

본 발명에 따른 회전자의 제20 양태에 의하면, 회전자를 끼우는 고정자와 함께 모터를 구성함으로써, 토크가 향상한다.

본 발명에 따른 회전자의 제21 양태에 의하면, 코깅 토크를 저감시킬 수 있다.

본 발명에 따른 회전자의 제22 양태에 의하면, 또한 스큐를 얻을 수 있다.

본 발명에 따른 회전자의 제23 양태에 의하면, 고정자측에 홈이 대향하게 되어, 코깅 토크의 주기를 짧게 하는 이른바 보조홈으로서 해당 홈이 기능함으로써, 코깅 토크를 작게 한다.

본 발명에 따른 회전자의 제24 양태에 의하면, 자성체를 개별로 분리하여 형성하는 경우와 비교해서, 부품 점수를 줄여, 자성판의 강도를 높일 수 있다. 박육부는 용이하게 자기 포화하므로, 자성체끼리가 연결되어 있어도, 회전자 내부에서의 자속의 단락은 극히 작다.

본 발명에 따른 회전자의 제25 양태에 의하면, 제1 극성을 나타내는 자극면과 제2 극성을 나타내는 자극면 사이의 자기 저항을, 고정자와 회전자 사이의 자기 저항보다 높임으로써, 자속 누설을 작게 한다.

본 발명에 따른 회전자의 제26 양태에 의하면, 제작이 용이하다. 또 제1종 자석과 제2종 자석을 연결하기 위한 기판도 불필요하다.

본 발명에 따른 회전자의 제27 양태에 의하면, 회전자 내부에서의 자속의 단락을 작게 할 수 있다.

본 발명에 따른 회전자의 제28 양태에 의하면, 제1종 자석과 제2종 자석 사이에서, 자성체를 개재시켜 단락하는 것이 슬릿에 의해 방지된다.

본 발명에 따른 회전자의 제29 양태에 의하면, 회전자를 끼우는 고정자와 함께 모터를 구성함으로써, 토크가 향상한다.

본 발명에 따른 회전자의 제30 양태에 의하면, 제1종 자석과 제2종 자석 사이에서, 자성체나 다른 자성체를 개재시켜 단락하는 것이 슬릿에 의해 방지된다.

본 발명에 따른 회전자의 제31 양태에 의하면, 실질적인 자극면의 경계가 직경 방향에 대해서 경사지게 되어, 이른바 스큐가 형성됨으로써, 코깅 토크를 작게 한다.

본 발명에 따른 회전자의 제32 양태에 의하면, 동일 자석에 있어서 축의 다른 쪽측의 자극과 자극면 사이에 자속이 단락하는 것을 회피한다. 그것으로써 자극면으로부터 발생하는 자속을 효율적으로, 축의 한쪽측으로 공급할 수 있다. 또 제1종 자석과 제2종 자석 사이에서, 축의 다른 쪽측의 자극끼리의 사이에서의 자기 저항을 저감시킬 수 있다. 따라서 퍼미언스 계수를 높게 해서 자석의 동작점을 높일 수 있다. 이것에 의해, 토크가 향상한다. 특히 제27 양태에 있어서 제32 양태가 실현되는 경우, 고정자로부터의 자계는 자극면을 덮는 자성체로부터 자석을 우회해서 요크로 흐르기 쉬워지므로, 자석이 감자하기 어렵다.

본 발명에 따른 회전자의 제33 양태에 의하면, 해당 영역에서는, 축에 평행한 방향으로도 이것과 경사지는 방향으로도 자속이 흐르므로 압분 자심을 채용하고, 해당 영역 이외에서는 대부분의 자속이 축에 수직인 방향으로 흐르므로 적층 강판을 채용한다. 이것에 의해 회전자의 자기 특성을 최적화할 수 있다.

본 발명에 따른 회전자의 제34 양태에 의하면, 자성체와 요크를 용이하게 위치 결정하여, 양자를 용이하게 결합할 수 있다.

본 발명에 따른 회전자의 제35 양태에 의하면, 자석과 요크를 용이하게 위치 결정하여, 양자를 용이하게 결합할 수 있다.

본 발명에 따른 회전자의 제36 양태에 의하면, 외부로부터, 자석을 우회해서 흐르는 자속에 대응하는 인덕턴스를 보다 증대시킬 수 있다. 또 자석보다도 고정자측에 자성판이 배치되게 되고, 고정자로부터의 자계는 자성판을 통과하기 쉬워져, 회전자의 자석에 도달하기 어려워진다. 이것은 자석의 감자를 억제할 수 있을 뿐만 아니라, 와전류가 발생했다고 해도 자성판에 있어서 발생하기 쉬워져, 자석 내부에서의 와전류 발생도 억제된다. 이것은 특히 전기 저항이 작은 재료, 예를 들면 소결된 희토류 자석을 자석으로서 채용하는 경우에 유리하다. 환언하면, 와전류의 발생 염려 없이, 소결된 희토류 자석을 자석으로서 채용하여, 자속밀도가 높은 회전자를 얻을 수 있다. 또한, 자성판과 자성체를 일체화하므로, 자성판 및 자성체와 요크와 자석을 이용한 회전자의 조립이 용이하다.

본 발명에 따른 회전자의 제37 양태에 의하면, 자석의 위치 결정이 용이하고, 또 회전자가 회전해서 자석에 생기는 원심력에 저항해서 자석을 멈춘다.

본 발명에 따른 회전자의 제38 양태에 의하면, 자석의 위치 결정이 용이하다.

본 발명에 따른 회전자의 제39 양태에 의하면, 자성체와 자성판을 용이하게 위치 결정하여, 양자를 용이하게 결합할 수 있다.

본 발명에 따른 회전자의 제40 양태에 의하면, 자석과 자성체를 용이하게 위치 결정하여, 양자를 용이하게 결합할 수 있다.

본 발명에 따른 회전자의 제41 양태에 의하면, 동일 자석에 있어서 축의 다른 쪽측의 자극과 자극면 사이에 자속이 단락하는 것을 회피한다. 그것으로써 자극면으로부터 발생하는 자속을 효율적으로, 축의 한쪽측으로 공급할 수 있다. 또 제1종 자석과 제2종 자석의 사이에서, 축의 다른 쪽측의 자극끼리의 사이에서의 자기 저항을 저감시킬 수 있다. 따라서 퍼미언스 계수를 높게 해서 자석의 동작점을 높일 수 있다. 이것에 의해, 토크가 향상한다. 또한, 요크와 자성체를 일체화하므로, 자성판 및 자성체와 요크와 자석을 이용한 회전자의 조립이 용이하다.

본 발명에 따른 회전자의 제42 양태에 의하면, 자석과 자성체를 용이하게 위치 결정하여, 양자를 용이하게 결합할 수 있다.

본 발명에 따른 회전자의 제43 양태에 의하면, 자석의 위치 결정이 용이하고, 또 회전자가 회전해서 자석에 생기는 원심력에 저항해서 자석을 멈춘다.

본 발명에 따른 회전자의 제44 양태에 의하면, 자석의 위치 결정이 용이하다.

본 발명에 따른 회전자의 제45 양태에 의하면, 자성판을 분할해서 작은 치수로 형성할 수 있으므로, 압분 자심으로 제작하기 쉽다.

본 발명에 따른 회전자의 제46 양태에 의하면, 고정자측에 공극이 대향하게 되어, 코깅 토크의 주기를 짧게 하는 이른바 보조홈으로서 해당 공극이 기능함으로써, 코깅 토크를 작게 한다.

본 발명에 따른 회전자의 제47 양태에 의하면, 자성판 부품에 의한 자성판의 구성을 견고하게 한다.

본 발명에 따른 회전자의 제48 양태에 의하면, 고정자측에 오목부가 대향하게 되어, 코깅 토크의 주기를 짧게 하는 이른바 보조홈으로서 해당 공극이 기능함으로써, 코깅 토크를 작게 한다. 게다가 자석의 자속을 유효하게 이용할 수 있다.

본 발명에 따른 회전자의 제49 양태에 의하면, 자석이 요크에 끼워 맞추어서 매입되는 경우에도, 자극면으로부터 고정자측으로 자속이 흐르기 쉽다.

본 발명에 따른 회전자의 제50 양태에 의하면, 요크에 돌제가 형성되는 경우에도, 자극면으로부터 고정자측으로 자속이 흐르기 쉽다.

본 발명에 따른 회전자의 제51 양태에 의하면, 자석이 자성판에 끼워 맞추어져서 매입되는 경우에도, 자극면으로부터 고정자측으로 자속이 흐르기 쉽다.

본 발명에 따른 회전자의 제52 양태에 의하면, 자성판에 돌제가 형성되는 경우에도, 자극면으로부터 고정자측으로 자속이 흐르기 쉽다.

본 발명에 따른 축방향 갭형 모터의 제1 양태에 의하면, 자심의 자극면을 실질적으로 넓혀, 회전자와 고정자 사이에서의 자속 밀도를 균일화하기 쉬워진다. 또 자성판에 의해 권선이 보호된다.

본 발명에 따른 축방향 갭형 모터의 제2 양태에 의하면, 3쌍의 권선을 안정되게 배치하기 쉽다.

본 발명에 따른 축방향 갭형 모터의 제3 양태에 의하면, 토크를 발생시키는 기구가 회전자의 양측에 있으므로, 토크를 향상시킬 수 있다.

본 발명에 따른 모터의 구동 방법의 제1 양태에 의하면, 코깅 토크를 억제할 수 있다.

본 발명에 따른 모터의 구동 방법의 제2 양태에 의하면, 릴럭턴스 토크를 유효하게 이용하여, 토크나 효율을 높인다. 또 약한 자속 제어의 효과를 높여 운전 영역을 확대한다.

본 발명에 따른 압축기의 제1 양태에 의하면, 높은 효율을 얻을 수 있다.

본 발명에 따른 압축기의 제2 양태에 의하면, 직경이 큰 축방향 갭형 모터가, 기름을 교반하는 것을 방지한다.

본 발명의 목적, 특징, 국면, 및 이점은, 이하의 상세한 설명과 첨부 도면에 의해, 보다 명백해진다.

도1은 본 발명의 제1 실시 형태에 따른 회전자(1A)의 구조를 예시하는 도이다.

도2는 도1의 위치 II-II에 있어서의 단면 화살표도이다.

도3은 도1의 위치 III-III에 있어서의 단면 화살표도이다.

도4는 회전자(1A)의 제조 방법을 예시하는 사시도이다.

도5는 본 발명의 제2 실시 형태에 따른 회전자(1B)의 구조를 예시하는 도이다.

도6은 도5의 위치 VI-VI에 있어서의 단면 화살표도이다.

도7은 도5의 위치 VII-VII에 있어서의 단면 화살표도이다.

도8은 회전자(1B)의 구조를 주위 방향을 따라 전개한 전개도이다.

도9는 회전자(1B)의 변형된 구조를 주위 방향을 따라 전개한 전개도이다.

도10은 회전자(1B)의 제조 방법을 예시하는 사시도이다.

도11은 회전자(1B)의 제조 방법을 예시하는 사시도이다.

도12는 본 발명의 제3 실시 형태에 따른 회전자(1C)의 구조를 예시하는 도이다.

도13은 도12의 위치 XIII-XIII에 있어서의 단면 화살표도이다.

도14는 도12의 위치 XIV-XIV에 있어서의 단면 화살표도이다.

도15는 회전자(1C)의 제조 방법을 예시하는 사시도이다.

도16은 회전자(1C)의 변형을 주위 방향을 따라 전개한 전개도이다.

도17은 회전자(1C)의 변형을 주위 방향을 따라 전개한 전개도이다.

도18은 회전자(1C)의 변형을 주위 방향을 따라 전개한 전개도이다.

도19는 회전자(1C)의 변형을 주위 방향을 따라 전개한 전개도이다.

도20은 본 발명의 제4 실시 형태에 따른 회전자(1D)의 구조를 예시하는 도이 다.

도21은 도20의 위치 XXI-XXI에 있어서의 단면 화살표도이다.

도22는 도20의 위치 XXII-XXII에 있어서의 단면 화살표도이다.

도23은 회전자(1D)의 제조 방법을 예시하는 사시도이다.

도24는 본 발명의 제5 실시 형태에 따른 회전자(1E)의 구조를 예시하는 도이다.

도25는 도24의 위치 XXV-XXV에 있어서의 단면 화살표도이다.

도26은 도24의 위치 XXVI-XXVI에 있어서의 단면 화살표도이다.

도27은 도24의 위치 XXVII-XXVII에 있어서의 단면 화살표도이다.

도28은 회전자(1E)의 제조 방법을 예시하는 사시도이다.

도29는 본 발명의 제6 실시 형태에 따른 회전자(1F)의 구조를 예시하는 도이다.

도30은 본 발명의 제6 실시 형태의 변형에 따른 회전자(1F1)를 도시하는 평면도이다.

도31은 본 발명의 제7 실시 형태에 따른 모터의 구조를 예시하는 사시도이다.

도32는 본 발명에 따른 모터(100)의 측면도이다.

도33은 모터(100)가 적용된 압축기(200)를 예시하는 단면도이다.

도34는 본 발명의 제8 실시 형태에 따른 모터의 구조를 예시하는 사시도이다.

도35는 본 발명의 제8 실시 형태에서 채용되는 자성체(30)의 구조를 도시하는 사시도이다.

도36은 자성체(30)에 권선이 설치된 상태를 도시하는 사시도이다.

도37은 본 발명의 제9 실시 형태에 따른 회전자(1G)의 구조를 예시하는 사시도이다.

도38은 본 발명의 제9 실시 형태의 다른 회전자(1H)의 구조를 예시하는 사시도이다.

도39는 본 발명의 제9 실시 형태의 다른 회전자(1H)의 구조를 예시하는 사시도이다.

도40은 본 발명의 제9 실시 형태에 따른 모니터의 구조를 예시하는 사시도이다.

도41은 본 발명의 제9 실시 형태에 따른 다른 회전자(1I)의 구조를 예시하는 사시도이다.

도42는 본 발명의 제9 실시 형태에 따른 다른 회전자(1J)의 구조를 예시하는 사시도이다.

도43은 본 발명의 제9 실시 형태에 따른 다른 회전자(1K)의 구조를 예시하는 사시도이다.

도44는 본 발명의 제9 실시 형태에 따른 다른 회전자(1L)의 구조를 예시하는 사시도이다.

도45는 본 발명의 제9 실시 형태에 따른 다른 회전자(1M)의 구조를 예시하는 사시도이다.

도46은 본 발명의 제10 실시 형태에 따른 회전자의 제조 방법을 예시하는 사시도이다.

도47은 본 발명의 제10 실시 형태에 의해 형성되는 경우의 회전자(1E)의 단면도이다.

도48은 본 발명의 제10 실시 형태의 다른 변형을 나타내는 단면도이다.

도49는 본 발명의 제11 실시 형태에 따른 회전자의 제조 방법을 예시하는 사시도이다.

도50은 본 발명의 제11 실시 형태에 의해 형성되는 경우의 회전자(1E)의 단면도이다.

도51은 본 발명의 제11 실시 형태의 변형을 나타내는 단면도이다.

도52는 본 발명의 제12 실시 형태에 따른 회전자의 제조 방법을 예시하는 사시도이다.

도53은 본 발명의 제12 실시 형태에 의해 형성되는 경우의 회전자(1E)의 단면도이다.

도54는 본 발명의 제12 실시 형태에 따른 회전자의 다른 제조 방법을 예시하는 사시도이다.

도55는 본 발명의 제12 실시 형태의 변형에 의해 형성되는 경우의 회전자(1E)의 단면도이다.

도56은 본 발명의 제12 실시 형태의 다른 변형을 나타내는 단면도이다.

도57은 본 발명의 제13 실시 형태에 따른 회전자의 제조 방법을 예시하는 사시도이다.

도58은 본 발명의 제13 실시 형태에 의해 형성되는 경우의 회전자(1E)의 단면도이다.

도59는 본 발명의 제13 실시 형태에 따른 회전자의 다른 제조 방법을 예시하는 사시도이다.

도60은 본 발명의 제13 실시 형태에 따른 회전자를 예시하는 단면도이다.

도61은 본 발명의 제14 실시 형태에 따른 자성판의 구조를 예시하는 사시도이다.

도62는 본 발명의 제14 실시 형태에 따른 자성판의 다른 구조를 예시하는 사시도이다.

도63는 본 발명의 제14 실시 형태에 따른 자성판의 또 다른 구조를 예시하는 사시도이다.

도64는 본 발명의 제14 실시 형태에 따른 자성판의 또 다른 구조를 예시하는 사시도이다.

도65는 매입 자석형의 회전자(900)의 구조를 여자하는 사시도이다.

실시 형태의 상세한 설명에 들어가기 전에, 본 발명의 기본적 사상에 대해서 설명한다. 물론, 이 기본적 사상도 본 발명에 포함된다.

래디얼 갭형의 모터와 마찬가지로, 축방향 갭형 모터에 있어서도, 릴럭턴스 토크를 유효하게 이용하고, 그럼으로써 토크나 효율을 높이거나 약한 자속 제어의 효과를 높여 운전 영역을 확대하기 위해서는, 이른바 역돌극성을 높이면 된다. 환언하면, 회전자의 극성이 상이한 자극끼리의 사이를 경유해서 외부로부터 흐르는 자속에 대응하는 인덕턴스(d축 인덕턴스)(Ld)가, 해당 자석을 우회해서 외부로부터 흐르는 자속에 대응하는 인덕턴스(q축 인덕턴스)(Lq)보다 작으면 된다.

그런데, 래디얼 갭형의 모터에 있어서, 회전자 철심에 자석이 매입된, 이른바 매입 자석형의 회전자가 제안되어 있다. 도65는 이러한 매입 자석형의 회전자(900)의 구조를 예시하는 사시도이다. 회전자 철심(91)에는 매입용 홈(92)이 형성되고, 그 각각에 영구 자석(93)이 매입되어 있다. 여기에서는 자석(93)은, 회전축이 관삽되는 축 구멍(94)의 주위에, 4개 매입되어 있는 양태가 예시되어 있다. 인접하는 영구 자석(93)은 서로 극성이 상이한 자극을 회전자(900)의 외측면을 향하고 있다.

회전자(900)에 있어서 q축 인덕턴스(Lq)가 높아져 있는 원인의 하나로서, 회전자 철심(91) 중, 인접하는 자석(93)의 단부끼리의 사이에 있어서 홈(92)으로 끼워져서 돌기(91c)로서 나타내어져 있는 부분과, 축 구멍(94)의 주위에서 자석(93)에 의해 외측으로부터 둘러싸여 내측부(91a)로서 나타내어져 있는 부분을 경유하는 자로(95)가 존재하는 것을 들 수 있다. 자로(95)는 회전자(900)의 외측면을 경유해서 고정자(도시하지 않음)로부터 공급되는 자속이, 자석(93)을 우회해서 흐르는 경로로 된다. 이와 같이, 자석과 자석 사이에 자석을 우회하는 자로를 이하, 제1종 자로라고 칭한다.

또, q축 인덕턴스(Lq)가 높아져 있는 원인의 다른 하나로서, 회전자 철심(91) 중, 자석(93)의 외측에 있어서 외측부(91b)로서 나타내어져 있는 부분을 경유하는 자로(96)가 존재하는 것을 들 수 있다. 자로(96)도, 고정자로부터의 자속이 자석(93)을 우회해서 흐르는 경로로 된다. 이와 같이, 고정자로부터 봐서 회전자의 자석보다도 가깝고 해당 자석을 우회하는 자로를 이하, 제2종 자로라고 칭한다.

따라서, 축방향 갭형 모터의 회전자에 있어서도, 제1종 자로나 제2종 자로를 형성함으로써, q축 인덕턴스(Lq)를 d축 인덕턴스(Ld)보다도 크게 하여, 역돌극성을 크게 할 수 있다.

제1종 자로를 축방향 갭형 모터의 회전자에 있어서 형성하기 위해서는, 자석과 거의 동일 평면상에 자성체를 배치하면 된다. 이 때, 자성체가 축 구멍도 덮어도 되지만, 그 경우에는, 통상의 래디얼 갭형 모터의 회전자와 마찬가지로, 축 구멍에 관삽되는 회전축이 자로로서 기능하지 않기 위한 연구를 행하는 것이 바람직하다.

제2종 자로를 축방향 갭형 모터의 회전자에 있어서 형성하기 위해서는, 고정자측을 향하는 자극을, 자극마다 자기적으로 독립한 자성체로 덮으면 된다. 이 경우 축방향 갭이 증대하는 관점에서는 제1종 자로를 형성하는 경우보다 뒤떨어지지만, 그 형상을 연구해서, 후술하는 것 같은, 자석에 있어서의 감자계의 저감이나 자석 내부에서의 와전류 발생의 억제가 하기 쉽다.

이와 같이 역돌극성을 가지는 회전자를 모터에 채용함으로써, 릴럭턴스 토크 를 유효하게 이용할 수 있어 토크나 효율을 높인다. 또 약한 자속 제어의 효과를 높여 운전 영역을 확대한다.

또한, 릴럭턴스 토크를 이용하기 위해서는, 해당 회전자와 함께 모터에 채용되는 고정자는, 자성체로 만들어진 돌극, 예를 들면 티스를 가지는 것이 바람직하다.

또한 축방향 갭형 모터의 회전자에 있어서 제1종 자로 및 제2종 자로를 형성하는 것은, 래디얼 갭형 모터의 회전자에 비교해서, 마그넷 토크와 릴럭턴스 토크 양쪽 모두를 크게 설계할 수 있다고 하는 이점이 있다. 이유를 이하에 기술한다.

래디얼 갭형 모터의 회전자에서는, 그 원통면에 있어서, 제1종 자로(95)는 제2종 자로(96)와 교대로 배치된다. 그리고 제1종 자로(95)는, 매설된 자석(93)끼리의 사이에 자석(93)을 우회해서 존재한다.

따라서, 제2종 자로(96)의 단면적을 크게 하기 위해서, 자석(93)이 매입되는 위치를, 회전 중심으로 접근할수록, 제1종 자로(95)의 단면적은 작아져 버린다. 반대로 제1종 자로(95)의 단면적을 해치지 않고서 제2종 자로(96)의 단면적을 증대시키려고 하면, 자석(93)이 매입되는 위치를 회전 중심으로 접근하면서도, 자석(93)의 자극폭(회전축에 수직인 단면에서의 자극의 치수로서 자석의 두께가 아닌 치수)을 좁히지 않으면 안 된다. 이것은 래디얼 갭형 모터의 회전자의 원통면의 외형이 커져도 마찬가지이다. 제1종 자로(95)의 자로폭의 최소치는, 자석(93)이 매설되는 위치에서 거의 결정되기 때문이다. 그리고 이와 같이 자석(93)의 자극폭을 좁히는 것은, 마그넷 토크의 감소를 초래한다.

이것에 대해서 축방향 갭형 모터의 회전자에서는, 제2종 자로는 고정자측에 적합한 자극을 덮는 자성체로 실현되고, 그 단면적은 주위 방향에 있어서의 단면에서 파악된다. 따라서 이 자성체의 두께는 자석의 크기와는 관계없이 증대시킬 수 있어, 제2종 자로의 단면적을 크게 하는 설계에 있어서 자석의 크기나 위치를 변동시킬 필요는 없다. 따라서, 자석과 거의 동일 평면상에 배치되는 자성체에 의해 실현되는 제1종 자로의 단면적(이것은 회전축에 수직인 단면에서 파악된다)을 좁게 할 일도 없다. 따라서 마그넷 토크를 감소시키거나 제1종 자로의 단면적을 해치거나 하지 않고, 제2종 자로의 단면적을 증대시키는 것이 가능하다.

또 축방향 갭형 모터의 회전자에서는, 회전축 방향으로 박형화해도, 외형을 크게 해서 자극의 면적을 증대시킬 수 있으므로, 마그넷 토크와 릴럭턴스 토크 양쪽 모두를 크게 할 수 있다.

또한, 축방향 갭형 모터의 회전자에서는, 갭에 대향하는 면이 평면이며, 가공 정밀도나 조립 정밀도를 향상시키기 쉽다. 또 제2종 자로가 형성되지 않거나, 또는 이것을 실현하는 자성체의 두께가 얇아도, 자석의 자극면이 평면이기 때문에, 해당 자석은 가공하기 쉽고, 또 그 치수 정밀도도 높다.

제1 실시 형태

도1은 본 발명의 제1 실시 형태에 따른 회전자(1A)의 구조를 예시하는 도이며, 고정자(도시하지 않음)와 함께 모터를 구성하는 경우의 고정자측에서 본 평면도이다. 도2 및 도3은 각각 위치 II-II 및 위치 III-III에 있어서의 단면 화살표도이다.

회전자(1A)는 자석(12a, 12b), 자성체(13a, 13b) 및 이것들을 적재하는 기판(11)을 가지고 있다. 즉 회전자(1A)는 극쌍수 1(극수 2)의 회전자로서 채용할 수 있다. 기판(11)에는 그 중앙에 축 구멍(10)도 형성되어 있다.

복수의 자석(12a, 12b)은, 축 구멍(10)의 주위에서 극성을 대칭으로 해서 환상으로 배치되고, 그 자극면은 회전축 방향(이것은 축 구멍(10)에 관삽되는 회전축의 연장 방향으로 되고, 지면 수직 방향과 평행이다)에 대해서 수직이다. 자석(12a)은, 회전축의 한쪽측(지면 앞측)에 제1 극성을 나타내는 자극면을 가지고, 자석(12b)은, 회전축의 한쪽측에 제2 극성을 나타내는 자극면을 가진다. 여기에서는 예를 들면 자석(12a, 12b)은, 각각 고정자측(지면 앞측)에 N극, S극을 나타내고 있는 것으로 한다. 자석(12a, 12b)은 예를 들면, 희토류 소결 자석으로 형성된다.

복수의 자성체(13a, 13b)는 회전축 방향에 수직으로, 보다 구체적으로는 자석(12a, 12b) 사이에 있어서 연장해서 배치된다. 자성체(13a, 13b)는 예를 들면 철, 압분 철심 등의 고투자율 재료로 형성된다. 단 철심손을 저감시키는 관점에서는 압분 철심을 채용하는 것이 바람직하다.

회전자(1A)에 있어서 d축 방향은 자석(12a, 12b)을 잇는 방향이며, 위치 III-III를 나타내는 가상선에 거의 평행이다(도3). 한편, q축 방향은 자성체(13a, 13b)를 잇는 방향이며, 위치 II-II를 나타내는 가상선에 거의 평행이다(도2).

이러한 구조에 있어서, 자석(12a, 12b)을 회피하여 자성체(13a, 13b)를 경유하는 자로는 q축 방향의 자로로 되고, 자석(12a, 12b)을 경유하는 자로는 d축 방향의 자로로 된다. 그리고 이들 자로는 전기각으로서 보면 직교하고 있다. 따라서 본 실시 형태에서는 자성체(13a, 13b)에 의해 제1종 자로가 실현되어 있다. 따라서 q축 인덕턴스를 증대할 수 있어, 역돌극성을 높일 수 있다. 게다가, 축 방향으로의 소형화도 용이하다.

자석(12a, 12b) 및 자성체(13a, 13b)는, 그 고정자측의 면이 동일 평면에 위치하는 것이 바람직하다. 자성체(13a, 13b)의 두께가 얇으면 q축 인덕턴스를 증대시킬 수 없는 한편, 자성체(13a, 13b)의 주정자측의 면이 자석(12a, 12b)의 자극면보다 고정자측으로 돌출되어 있으면, 회전자의 자극면과 고정자의 자극면 사이의 거리(이하 이것을 「전기자간 거리」라고 가칭한다)가 커져 버리기 때문이다.

본 실시 형태에 있어서, 자석(12a, 12b), 자성체(13a, 13b)의 사이에는, 자속의 흐름을 저해하는 자기 장벽으로서 기능하는 갭(G1)이 형성되는 것이 바람직하다. 자석(12a, 12b)의 자극면의 사이에서, 자성체(13a, 13b)가 개재되어 자속이 흐르는 것을 억제하기 위함이다. 이것에 의해 고정자와 회전자의 사이에 흐르는 자속에 대해서는 자속 누설로서 파악되는, 회전자 내부에서의 자속의 단락 누출을 줄인다. 이것에 의해 회전자의 자극면으로부터 발생하는 자속을, 이들 자극면에 대향하는 고정자로, 효율적으로 공급할 수 있다.

회전자와 고정자 사이는 자속이 왕복해서 흐른다. 또 자석(12a, 12b)의 사이에서는 자성체(13a) 또는 자성체(13b)의 양단의 갭(G1) 2개를 건너서 자속이 흐른다. 따라서 갭(G1)의 폭은, 전기자간 거리보다도 크게 선정되는 것이 바람직하다. 자성체(13a)(또는 자성체(13b))를 개입시킨 자석(12a, 12b) 사이의 자기 저항을, 고정자와 회전자 사이의 자기 저항보다 높임으로써, 회전자 내에서의 자속 단 락을 작게 하기 위함이다.

또, 자석(12a, 12b), 자성체(13a, 13b)와 축 구멍(10)의 사이에는, 자속의 흐름을 저해하는 자기 장벽으로서 기능하는 갭(G2)이 형성되는 것이 바람직하다. 축 구멍(10)에 관삽되는 회전축이 철 등의 자성 재료여도, 자석(12a, 12b) 사이에서의 자속에 단락이 생기지 않도록 하기 위함이다. 물론, 해당 회전축이 비자성강이면, 갭(G2)을 형성할 필요는 없다.

갭(G2)의 폭도, 전기자간 거리보다도 크게 선정되는 것이 바람직하다. 자석(12a, 12b)의 사이에서 해당 회전축을 경유하는 자속은, 갭(G2)을 2회 건너기 때문이다.

기판(11)은 자성체여도 된다. 이 경우, 기판(11)은 자석(12a, 12b)을 뒷받침하는 요크, 이른바 백 요크로서 기능한다. 백 요크가 설치됨으로써, 자석(12a)(또는 자석(12b)) 자신에 있어서, 고정자측의 자극면과, 이것과 반대측의 자극과의 사이에서 자속이 단락하는 것을 회피한다. 이것에 의해 고정자측의 자극면으로부터 발생하는 자속을 효율적으로, 고정자로 공급할 수 있다.

또한, 기판(11)이 자성체인 경우, 자석(12a, 12b) 사이에서는 자성체(13a) 또는 자성체(13b)와, 갭(G1) 하나와 기판(11)을 경유해서 자속이 흐르므로, 갭(G1)은, 전기자간 거리의 2배 이상으로 선정되는 것이 바람직하다. 마찬가지로 해서, 갭(G2)의 폭도, 전기자간 거리의 2배 이상으로 선정되는 것이 바람직하다.

또 자석(12a, 12b)의 고정자와는 반대측의 자극끼리의 사이에서의 자기 저항을 저감시킬 수 있다. 이것에 의해, 퍼미언스 계수를 높게 해서 자석(12a, 12b)의 동작점을 높일 수 있다. 이것은 토크의 향상을 초래한다.

도4는 회전자(1A)의 제조 방법을 예시하는 사시도이다. 소정 위치에 자성체(13a), 자성체(13b)를 탑재한 기판(11)을 준비한다. 그리고 기판(11)에 있어서의 자성체(13a), 자성체(13b) 사이의 소정 위치(12aP, 12bP)로, 각각 자석(12a, 12b)을 적재한다. 기판(11)도 백 요크로서 기능시키는 경우에는, 기판(11)과 자성체(13a), 자성체(13b)를 일체로 성형해도 된다.

또한, 자석(12a, 12b)은, 기판(11)에 접착제 등으로 고착하면 되지만, 본드 자석을 이용하는 경우이면, 미리 자성체(13a, 13b)가 설치된측에서 기판(11)에 있어서 일체 성형해도 된다. 이 경우, 자석(12a, 12b)과 자성체(13a, 13b)가 밀착하여, 갭(G1)이 형성되지 않게 된다.

그러나 자석(12a, 12b)의 회전축을 중심으로 하는 주위 방향의 단부에 있어서 자속밀도가 매우 작아지도록 분포해서 착자함으로써, 실질적으로는 갭(G1)을 형성하는 것과 자기적으로는 등가인 구성을 얻을 수 있다.

또한, 기판(11)과 자석(12a, 12b)을 미리 본드 자석으로 일체로 구성하는 것도 가능하다. 이 경우 이른바 극이방 배향을 채용해도 된다.

제2 실시 형태

도5는 본 발명의 제2 실시 형태에 따른 회전자(1B)의 구조를 예시하는 도이며, 고정자(도시하지 않음)와 함께 모터를 구성하는 경우의 고정자측에서 본 평면도이다. 도6 및 도7은 각각 위치 VI-VI 및 위치 VII-VII에 있어서의 단면 화살표도이다.

회전자(1B)는 자석(120a, 120b), 자성체(130a, 130b) 및 이것들을 적재하는 기판(110)을 가지고 있다. 즉 회전자(1B)나 극쌍수 1(극수 2)의 회전자로서 채용할 수 있다. 기판(110)에는 그 중앙에 축 구멍(10)도 형성되어 있다.

기판(110)과 자성체(130a, 130b)는, 예를 들면 철이나 압분 철심 등의 고투자율 재료를 채용해서 일체로 형성된다. 즉 기판(110)은 백 요크로서도 기능한다. 일체로 형성하는 관점에서도, 철손을 저감시키는 관점에서도, 기판(110)과 자성체(130a, 130b)에는 압분 철심을 채용하는 것이 바람직하다.

기판(110)과 자성체(130a, 130b)에는, 자성체(130a, 130b)가 설치된 측으로부터 본드 자석(120)이 설치되어 있고, 이 쪽측에 고정자(도시하지 않음)가 배치되게 된다.

본드 자석(120)은 자성체(130a, 130b) 사이에 끼워진 부분뿐만 아니라, 자성체(130a, 130b)도 덮어 형성된다. 이것들을 덮지 않고 본드 자석(120)을 형성해도 되지만, 자성체(130a, 130b)를 각각 덮은 부분(121a, 121b)이 존재해도, 이들 부분이 얇기 때문에, 실질적으로는 자기 저항이 높은 자기장벽으로서 기능한다.

자석(120a, 120b)은 본드 자석(120)을 착자해서 실현할 수 있다. 구체적으로는 자성체(130a, 130b) 사이에 끼워진 부분에 대해서 착자하고, 부분(121a, 121b)에는 실질적으로는 착자하지 않는다. 자성체(130a, 130b)를 개재시켜 인접하는 자석(120a, 120b)은, 상이한 극성으로 착자되어 있다.

따라서 회전자(1B)에 있어서도 회전자(1A)와 마찬가지로, 자성체(13a, 13b)에 의해 제1종 자로가 실현되어 있다. 따라서 q축 인덕턴스를 증대할 수 있어, 역 돌극성을 높일 수 있다.

도8은 회전자(1B)의 구조를 주위 방향을 따라 전개한 전개도이다. 도면 중에서 상방이 고정자측으로 되고, 기호 「N」「S」는, 각각 자석(120a, 120b)이 고정자측에 가지는 자극면이 나타내는 극성을 나타내고 있다.

이러한 극성으로 착자되기 때문에, 자석(120a, 120b)의 경계에 위치하는 본드 자석(120), 즉 자성체(130a, 130b)를 덮는 부분(121a, 121b)은, 실질적으로는 착자되지 않고, 자석(120a, 120b) 사이에서의 자기 장벽으로서 기능한다. 일반적으로 본드 자석의 재료는 투자율이 작고, 부분(121a, 121b)도 얇게 형성할 수 있기 때문이다.

이러한 구조를 채용함으로써, 회전자(1B)에 있어서는 자석(120a, 120b)과 요크로서 기능하는 기판(110)의 밀착성이 높기 때문에, 보다 퍼미언스 계수를 높게 할 수 있다. 게다가, 자석을 별도로 기판과 접착하지 않아도, 양자의 고착성을 높여 회전자(1B)를 형성할 수 있다.

본드 자석은 수지 등의 바인더에 자석의 분말을 혼합한 것이므로 전기 저항이 높고, 소결된 희토류 자석을 채용한 경우와 비교해서 와전류손을 극히 저감시킬 수 있다. 물론, 자석의 분말로서 희토류 자석을 채용해도 되고, 그 경우에는 회전자가 발생하는 자속밀도를 높일 수 있다.

도9는 본 실시 형태의 변형을 나타내는 전개도이며, 회전자(1B)의 변형된 구조를 주위 방향을 따라 전개했다. 해당 구조에 있어서는 자성체(130a, 130b)가 주위 방향을 따라 정현파상으로 그 표면이 변동하고 있다. 보다 구체적으로는, 일주 당, 회전자의 극수(여기에서는 1)와 동수의 주기수로 정현파가 나타난다.

이러한 기판(110), 자성체(130a, 130b)에 대해서 본드 자석(120)을 형성함으로써, 회전자(1B)로부터 공급되는 자속을 회전축 주위에서 정현파상으로 제어하기 쉽고, 그것으로써 코깅 토크를 경감할 수 있다.

본드 자석(120)을 이용함으로써, 자석(120a, 120b)의 형상의 자유도가 높아져, 도9에 나타내어진 변형과 같이 회전자(1B)로부터 공급되는 자속의 분포를 제어하기 쉽다.

도10 및 도11는 회전자(1B)의 제조 방법을 예시하는 사시도이다. 소정 위치에 자성체(130a), 자성체(130b)가 배치된 기판(110)을 준비한다(도10). 그리고 본드 자석(120)을 이들 상부에 형성한다(도11). 전기자간 거리를 적절히 하기 위해서, 본드 자석(120)의 고정자측 표면은 평탄하게 하는 것이 바람직하다. 성형시에 본드 자석(120)을 자장 배향해도 하지 않아도 상관없어서, 성형 후 언제라도 착자해서 자석(120a, 120b)을 얻는 것이 용이하다. 또한, 성형시에 자장 배향하는 경우, 진동·소음을 저감하기 위해서 최적화된 착자 분포를 부여하는 것도 용이하다.

또 기판에 쐐기모양의 볼록부 또는 오목부를 형성하고, 그 부분을 본드 자석으로 덮거나, 또는 흘려 넣음으로써, 본드 자석과 기판이 분리되기 어렵게 할 수 있다.

자성체(130a), 자성체(130b)보다도 외측에 본드 자석(120)이 있으면, 그 부분에서 기판(110) 상에 본드 자석(120)이 두껍게 형성되어 버린다. 따라서, 미착자 부분을 얇게 하기 위해서는, 자성체(130a, 130b)의 바깥 가장자리와 본드 자 석(120)의 바깥 가장자리를 일치시키는 것이 바람직하다. 이것을 간이하게 실현하기 위해서는, 자성체(130a, 130b)의 바깥 가장자리를 기판(110)의 바깥 가장자리와 일치시키는 것이 바람직하다. 도10에서는 자성체(130a, 130b)의 바깥 가장자리와 기판(110)의 바깥 가장자리가 일치하는 경우를 예시했다.

회전자(1B)에 있어서도 회전자(1A)와 마찬가지로, 축 구멍(10)의 주위에는 자석(120a, 120b)이나 자성체(130a, 130b) 사이에 갭(G2)을 형성해 두는 것이 바람직하다.

제3 실시 형태

도12는 본 발명의 제3 실시 형태에 따른 회전자(1C)의 구조를 예시하는 도이며, 고정자(도시하지 않음)와 함께 모터를 구성하는 경우의 고정자측에서 본 평면도이다. 도13 및 도14는 각각 위치 XIII-XIII 및 위치 XIV-XIV에 있어서의 단면 화살표도이다. 회전자(1C)는, 제1 실시 형태에서 나타내어진 회전자(1A)(도1 내지 도3)에 대해서, 자석(12a, 12b)의 자극면에, 자기적으로 독립해서 설치된 자성체(14a, 14b)를 개별적으로 적재하여 덮은 구조를 가지고 있다. 여기에서는 자성체(14a, 14b)를 자석(12a, 12b)과 동형으로 한 경우를 예시하고 있다. 도12는 고정자측에서 본 평면도이므로, 자석(12a, 12b)이 자성체(14a, 14b)에 가려져 버리는 것을, 각각 부호 14a(12a), 14b(12b)로서 나타내고 있다. 회전자(1C)의 자극면은 자성체(14a, 14b)의 고정자측의 표면으로 된다.

회전자(1C)에서는 회전자(1A)와 마찬가지로 해서 자성체(13a, 13b)에 의해 제1종 자로가 형성되는 것 외에, 자석(12a, 12b)보다 고정자측에 설치된 자성 체(14a, 14b)에 의해 제2종 자로가 형성되어 있다. 즉 도14에 도시되는 바와 같이 d축 방향에 있어서 자성체(14a, 14b)가 존재하기 때문에, q축 인덕턴스는 회전자(1A)와 비교해서, 보다 크게 할 수 있다.

회전자(1C)도 회전자(1A)와 마찬가지로 제조할 수 있고, 자석(12a, 12b) 상에 각각 자성체(14a, 14b)를 적재한다. 도15는 이렇게 해서 제조되는, 회전자(1C)의 제조 방법을 예시하는 사시도이다. 도15에 있어서 도시되는 자성체(13a, 13b)의 형상은 도12에 있어서 도시되는 자성체(13a, 13b)와는 약간 형상이 다르지만, 여기에서는 특별히 구별해서 설명하지 않는다. 다른 실시 형태에 있어서도 마찬가지이다.

기판(11)을 자성체로 형성하고, 이것에 자석(12a, 12b)에 대한 백 요크로서의 기능을 갖게 해도 된다.

여기에서는 자성체(13a)의 두께와, 자성체(13b)의 두께와, 자성체(14a)의 두께와 자석(12a) 두께의 합과, 자성체(14b)의 두께와 자석(12b)의 두께의 합이 서로 동등하게 선정되어 있다. 이와 같이 자성체(14a, 14b)가 회전자(1C)에 있어서 고정자측에 설치되어 있는 것으로부터, 전동기의 축 방향의 치수를 저감하기 어렵다고 하는 불이익은 있지만, 이하와 같이, 코깅 토크를 저감하기 위한 연구나 스큐를 얻는 연구가 용이해진다.

또 자석(12a, 12b)보다도 고정자측에 자성체(14a, 14b)가 배치되므로, 와전류가 발생했다고 해도 자성체(14a, 14b)에 있어서 발생하기 쉬워져, 자석(12a, 12b) 내부에서의 와전류 발생이 억제된다. 이것은 특히 전기 저항이 작은 재료, 예를 들면 소결된 희토류 자석을 자석(12a, 12b)으로서 채용하는 경우에 유리하다. 자석의 발열이나 철손의 증가에 의한 효율의 저하를 억제하는 것이 가능하기 때문이다. 환언하면, 와전류의 발생 염려 없이, 소결된 희토류 자석을 자석(12a, 12b)으로서 채용하여, 자속 밀도가 높은 회전자를 얻을 수 있다.

물론, 와전류가 발생하기 쉬운 위치에 있는 자성체(14a, 14b)에는, 철손이 작은 재료, 예를 들면 철을 이용함으로써 와전류 손실을 저감시킬 수 있다.

이러한 이점은 특히 PWM 인버터로 구동되는 모터에 회전자(1C)를 채용하는 경우에 매우 적합하다. PWM 인버터에 의해 해당 모터에 흐르게 되는 전류의 주파수는 높고, 와전류는 표면 효과에 의해 자성체의 표면 근방에서 발생하기 쉽기 때문이다.

도16 내지 도19는 모두 회전자(1C)의 여러 가지 변형을 주위 방향을 따라 전개한 전개도이다. 도면 중에서 상방이 고정자측으로 된다. 도16에 도시된 제1 변형에서는, 자성체(14a, 14b)가 고정자측으로 볼록으로 되는 북모양을 나타내고 있고, 자성체(14a) 주위 방향에 대한 단부(14aE)나 자성체(14b)의 주위 방향에 대한 단부(14bE)가 자성체(14a, 14b)의 중앙부보다도 얇아져 있다. 이것에 의해, 래디얼 갭형 모터에 있어서 고정자의 티스의 선단이 회전자로부터 후퇴하는 연구와 마찬가지로 해서, 코깅 토크를 저감시킬 수 있다.

또, 도17에 도시된 제2 변형과 같이, 단부(14aE, 14bE)를 모따기해서, 이것들을 자성체(14a, 14b)의 중앙부보다도 얇게 해도 된다.

또는 도18에 도시된 제3 변형과 같이, 단부(14aE, 14bE)의 측면을 축 방향에 대해서 주위 방향을 따라 두께 방향(회전축 방향)에 대해서 경사시키면, 또한 스큐도 얻을 수 있다.

도19에 도시된 제4의 변형에서는, 이른바 보조홈(141)이 직경 방향을 따라 자성체(14a, 14b)의 고정자측 표면에 형성되어 있다. 보조홈(141)은 래디얼 갭형 모터에 있어서 고정자의 티스 표면에서 축 방향을 따라 형성되는 보조홈과 마찬가지로 해서, 코깅 토크의 주기를 짧게 하여, 이것을 저감시킬 수 있다.

회전자(1C) 및 상기 변형에 있어서도, 회전자(1A)와 마찬가지로, 갭(G1, G2)을 형성하는 것이 바람직하다. 또한, 자성체(14a, 14b)는 반드시 자석(12a, 12b)과 동형일 필요는 없지만, 자석과 제2종 자로를 형성하는 자성체와의 사이의 치수의 관계에 대해서는 뒤의 실시 형태에서 설명한다.

제4 실시 형태

제3 실시 형태에서는 제1종 자로와 제2종 자로 양쪽 모두가 존재하는 경우를 설명했지만, 제2종 자로만을 형성할 수 있다. 이러한 양태를 래디얼 갭형 모터의 매입 자석형 회전자로 실현하려고 하면, 오히려 구성을 복잡하게 해 버리게 된다.

도20은 본 발명의 제4 실시 형태에 따른 회전자(1D)의 구조를 예시하는 도이며, 고정자(도시하지 않음)와 함께 모터를 구성하는 경우의 고정자측에서 본 평면도이다. 도21 및 도22는 각각 위치 XXI-XXI 및 위치 XXII-XXII에 있어서의 단면 화살표도이다. 회전자(1D)는, 제1 실시 형태에서 나타내어진 회전자(1A)(도1 내지 도3)에 대해서, 자성체(13a, 13b)를 생략하고, 자석(12a, 12b)의 자극면에 고정자측으로부터 적재하여 이것들을 덮는 자성판(541)을 추가한 구성을 가지고 있다.

자성판(541)은 축 구멍(10)에 가까운 위치로부터 먼 위치로 연장하고, 관통해서 개방되는 슬릿(55a, 55b)을 가지고 있다. 그리고 슬릿(55a, 55b)에 의해, 자성판(541)은 축 구멍(10)을 중심으로 해서 주위 방향으로 구분된 자성판(541)은, 각각 자성체(54a, 54b)로서 기능한다. 자성체(54a, 54b)끼리는 슬릿(55a, 55b)의 외주측의 끝에서 박육부(56a, 56b)를 개재시키고, 축 구멍(10)측의 끝에서 박육부(56c, 56d)를 개재시켜, 서로 연결된다. 슬릿(55a, 55b)은 평면으로 볼 때, 자석(12a, 12b) 사이에 위치하여, 자속의 단락을 방지하고 있다. 회전자(1D)의 자극면은 자성체(54a, 54b)의 고정자측의 표면으로 된다.

이러한 구조로 함으로써, 제3 실시 형태에서 나타내어진 회전자(1C)(도12 내지 도19)의 자성체(14a, 14b)와 같이 개별로 분리하여 형성하는 경우보다도, 부품 점수를 줄여 자성체(54a, 54b)를 얻을 수 있어, 자성판(541)의 강도를 높일 수 있다. 박육부(56a 내지 56d)는 용이하게 자기 포화하므로, 자성체(54a, 54b)끼리가 이것을 개재시켜 연결되어 있어도, 회전자(1D) 내부에서의 자속의 단락은 극히 작다.

그리고 자성체(54a, 54b)는 자성체(14a, 14b)와 마찬가지로, 자석(12a, 12b) 내부에서의 와전류의 발생을 억제한다. 물론, 와전류가 발생하기 쉬운 위치에 있는 자성판(541)에는, 철손이 작은 재료, 예를 들면 압분 철심이나 적당한 방향으로 적층된 전자강판 등을 이용함으로써 와전류 손실을 저감시킬 수 있다.

게다가, 자석(12a, 12b)의 자극면을 덮는 자성체(54a, 54b)의 면적을 해당 자극면의 면적보다도 크게 하기 쉽다. 이것은 슬릿(55a, 55b)의 존재에 의해 회전 자 내부에서의 자속의 단락을 작게 하면서도, 자극면의 면적을 실질적으로 넓히므로, 자성판(541) 내부에서의 자기 포화를 완화시킬 수 있다.

또한 슬릿(55a, 55b)의 주위 방향을 따른 폭은, 전기자간 거리의 2배 이상으로 선정되는 것이 바람직하다. 자석(12a, 12b) 사이에서 자성체(54a, 54b)를 경유하는 자로의 자기 저항을, 고정자와 회전자 사이의 자기 저항보다 높여, 회전자 내에서의 자속의 단락을 작게 하기 위함이다.

도23은 회전자(1D)의 제조 방법을 예시하는 사시도이다. 회전자(1D)도 회전자(1C)와 마찬가지로 제조할 수 있다. 즉, 기판(11)의 소정 위치(12aP, 12bP)에 대해서, 각각 자석(12a, 12b)을 적재하고, 자석(12a, 12b) 위에 자성체(14a, 14b)(도15)에 대신해서 자성판(541)을 적재한다. 이 때의 슬릿(55a, 55b)의 위치는 상술한 대로이다.

물론, 자성체(54a, 54b)에 있어서, 제3 실시 형태에서 도16 내지 도19로 도시한 바와 같은 형상의 변형을 행해도 된다.

또 자석(12a, 12b)을 링형 자석에 의해 일체로 형성해도 된다. 그 경우에는, 평면으로 볼 때 슬릿(55a, 55b)이 설치되는 위치 근방에서 실질적으로 무착자로 하는 것이 바람직하다. 이 양태는, 제작이 용이하고, 또 자석(12a, 12b)을 적재한 기판(11)을 생략할 수 있는 이점도 있다.

실질적으로 무착자란, 단지 자화되어 있지 않은 경우 외에, 축 방향과 수직으로 자화되어, 축 방향의 자화 성분을 가지지 않는 경우도 포함한다.

또 기판(11)을 자성체로 형성하고, 이것에 자석(12a, 12b)에 대한 백 요크로 서의 기능을 갖게 해도 된다. 기판(11)과 자석(12a, 12b)을 미리 본드 자석으로 일체로 구성하는 것도 가능하다. 이 경우 이른바 극이방 배향을 채용해도 된다.

기판(11)이 자성체로 형성된 경우에는, 고정자로부터의 자계는 자극면을 덮는 자성체(54a, 54b)로부터 자석(12a, 12b)을 우회해서 기판(11)으로 흐르기 쉬워지므로, 자석(12a, 12b)이 감자하기 어렵다.

제5 실시 형태

도24는 본 발명의 제5 실시 형태에 따른 회전자(1E)의 구조를 예시하는 도이며, 고정자(도시하지 않음)와 함께 모터를 구성하는 경우의 고정자측에서 본 평면도이다. 도25, 도26 및 도27은 각각 위치 XXV-XXV, 위치 XXVI-XXVI 및 위치 XXVII-XXVII에 있어서의 단면 화살표도이다. 회전자(1E)는, 제1 실시 형태에서 나타내어진 회전자(1A)(도1 내지 도3)에 대해서, 자석(12a, 12b) 및 자성체(13a, 13b)에 각각 고정자측으로부터 적재되어 이것들을 덮는 다른 자성체(54c, 54e, 54d, 54f)를 추가한 구성을 가지고 있다.

구체적으로는, 자석(12a, 12b) 및 자성체(13a, 13b)를 고정자측으로부터 적재되어 이것들을 덮는 자성판(542)이 설치된다. 자성체(542)는 축 구멍(10)보다도 큰 구멍(540)을 가지고 있다. 그리고 자성판(542)은 축 구멍(10)에 가까운 위치로부터 먼 위치로 연장하고, 관통해서 개방되는 슬릿(55c 내지 55f)을 가지고 있고, 이것들에 의해 주위 방향으로 구분된 자성판(541)이 자성체(54c 내지 54f)로서 기능한다.

보다 구체적으로는 평면으로 볼 때, 슬릿(55c)은 자석(12a)과 자성체(13a) 사이에 위치하고, 슬릿(55d)은 자석(12b)과 자성체(13a) 사이에 위치하고, 슬릿(55e)은 자석(12b)과 자성체(13b) 사이에 위치하고, 슬릿(55f)은 자석(12a)와 자성체(13b) 사이에 위치하고 있다.

그리고 슬릿(55c, 55d) 사이에 위치하는 자성판(542)이 자성체(54d)로서, 슬릿(55d, 55e) 사이에 위치하는 자성판(542)이 자성체(54e)로서, 슬릿(55e, 55f) 사이에 위치하는 자성판(542)이 자성체(54f)로서, 슬릿(55f, 55c) 사이에 위치하는 자성판(542)이 자성체(54c)로서, 각각 기능한다.

또한 자성체(54c, 54d)끼리는 슬릿(55c)의 외주측의 끝에서 박육부(56e)를 개재시켜, 축 구멍(10)측의 끝에서 박육부(56i)를 개재시켜, 자성체(54d, 54e)끼리는 슬릿(55d)의 외주측의 끝에서 박육부(56f)를 개재시켜, 축 구멍(10)측의 끝에서 박육부(56j)를 개재시켜, 자성체(54e, 54f)끼리는 슬릿(55e)의 외주측의 끝에서 박육부(56g)를 개재시켜, 축 구멍(10)측의 끝에서 박육부(56k)를 개재시켜, 자성체(54f, 54c)끼리는 슬릿(55c)의 외주측의 끝에서 박육부(56h)를 개재시켜, 축 구멍(10)측의 끝에서 박육부(56l)를 개재시켜, 각각 서로 연결된다. 회전자(1E)의 자극면은 자성체(54c, 54e)의 고정자측의 표면으로 된다.

다른 관점에서는, 자석(12a, 12b)을 덮는 자성체(54c, 54e)끼리는, 자성체(13a, 13b)를 덮는 자성체(54d, 54f)와, 전술의 박육부를 개재시켜, 서로 연결되게 된다.

슬릿(55c 내지 55f)은, 자성판(542)에 있어서 자석(12a, 12b) 및 자성체(13a, 13b) 사이에서 자속이 흐르는 것을 막는다. 박육부(56e 내지 56l)는 용이 하게 자기 포화하므로, 자성체(54c 내지 54f)끼리가 이것들을 개재시켜 연결되어 있어도, 회전자(1E) 내부에서의 자속의 단락은 극히 작다.

슬릿(55c 내지 55f)의 주위 방향의 폭은, 제4 실시 형태에서 설명한 경우와는 달리, 전기자간 거리보다도 크게 선정되는 것이 바람직하다. 자석(12a, 12b) 사이에서 자성체(54c, 54d, 54e)를 경유하는 자로는, 2개의 슬릿(55c, 55d)를 가지기 때문이다.

도24에서는, 슬릿(55c 내지 55f)의 주위 방향의 폭을, 자석(12a, 12b) 및 자성체(13a, 13b)의 경계에 위치하는 주위 방향의 갭(G1)과 동등하게 채용한 경우를 예시하고 있지만, 반드시 양자를 일치시킬 필요는 없다. 슬릿(55c 내지 55f)의 주위 방향의 폭은, 회전자(1E) 내의 누설 자속을 저감시키는 것을 주안으로 해서 설계하는 경우에는 넓게, 자석(12a, 12b)의 실질적인 자극면을 넓게 얻는 것을 주안으로 해서 설계하는 경우에는 좁게, 각각 설정할 수 있다.

이러한 구조로 함으로써, 제2종 자로의 자기 인덕턴스를 보다 작게 하여, 돌극성을 높일 수 있다. 또 자성체(54c 내지 54f)를 개별로 분리하여 형성하는 경우보다 부품 점수를 줄여, 자성판(542)의 강도를 높일 수 있다. 물론, 와전류가 발생하기 쉬운 위치에 있는 자성판(542)에는, 철손이 작은 재료, 예를 들면 압분 철심이나 적당한 방향으로 적층된 전자강판 등을 이용함으로써 와전류 손실을 저감시킬 수 있다.

도28은 회전자(1E)의 제조 방법을 예시하는 사시도이다. 회전자(1E)나 회전자(1D)와 마찬가지로 제조할 수 있다. 즉, 기판(11)의 소정 위치(12aP, 12bP)에 대해서, 각각 자석(12a, 12b)을 적재하고, 자석(12a, 12b) 및 자성체(13a, 13b) 상에 자성판(542)을 적재한다. 이 때의 슬릿(55c 내지 55f)의 위치는 상술한 대로이다.

물론, 자성체(54c 내지 54f)에 있어서, 제3 실시 형태에서 도16 내지 도19로 도시된 것 같은 형상의 변형을 행해도 된다.

또 기판(11)을 자성체로 형성하고, 이것에 자석(12a, 12b)에 대한 백 요크로서의 기능을 갖게 해도 된다. 기판(11)과 자석(12a, 12b)을 미리 본드 자석으로 일체로 구성하는 것도 가능하다. 이 경우 이른바 극이방 배향을 채용해도 된다.

또한, 기판(11)이 자성체인 경우, 자석(12a, 12b) 사이에서는 자성체(13a) 또는 자성체(13b)와, 슬릿 하나와 기판(11)을 경유해서 자속이 흐르므로, 슬릿의 폭은, 전기자간 거리의 2배 이상으로 선정되는 것이 바람직하다.

제6 실시 형태

도29는 본 발명의 제6 실시 형태에 따른 회전자(1F)의 구조를 예시하는 도이며, 고정자(도시하지 않음)와 함께 모터를 구성하는 경우의 고정자측에서 본 평면도이다. 기판(11)의 중앙에는 축 구멍(10)이 설치되어 있다. 기판(11) 상에는 4개의 자석(12c, 12d, 12e, 12f)이 배치되고, 고정자측(지면 앞측)에 대해서 자석(12c, 12e)이 제1 극성(예를 들면 N극)을, 자석(12d, 12f)이 제2 극성(예를 들면 S극)을, 각각 나타내고 있다. 따라서 회전자(1F)는 극쌍수 2(극수 4)의 회전자로서 채용할 수 있다.

회전자(1F)는, 제4 실시 형태에서 나타내어진 회전자(1D)(도20 내지 도22)와 마찬가지로, 자석간에는 자성체를 가지지 않고, 자성판(541) 대신에 자성판(543)이 적재되어 있다. 자성체(543)는 축 구멍(10)보다도 큰 구멍(540)을 가지고 있다. 자성판(543)은 축 구멍(10)에 가까운 위치로부터 먼 위치로 연장하고, 관통해서 개방되는 슬릿(55g 내지 55j)을 가지고 있고, 이것들에 의해 주위 방향으로 구분된 자성판(543)이 자성체(54g 내지 54j)로서 기능한다.

보다 구체적으로는 평면으로 볼 때, 슬릿(55g)은 자석(12c, 12d) 사이에 위치하고, 슬릿(55h)은 자석(12d, 12e) 사이에 위치하고, 슬릿(55i)은 자석(12e, 12f) 사이에 위치하고, 슬릿(55j)은 자석(12f, 12c) 사이에 위치한다.

그리고 슬릿(55j, 55g)의 사이에 위치하는 자성판(543)이 자성체(54g)로서, 슬릿(55g, 55h) 사이에 위치하는 자성판(543)이 자성체(54h)로서, 슬릿(55h, 55i) 사이에 위치하는 자성판(543)이 자성체(54i)로서, 슬릿(55i, 55j) 사이에 위치하는 자성판(543)이 자성체(54j)로서, 각각 기능한다.

제4 실시 형태에서 나타내어진 회전자(1D)(도20 내지 도23)나 제5 실시 형태에서 나타내어진 회전자(1E)(도24 내지 도28)와 마찬가지로 해서, 자성체(54g 내지 54j) 중 인접하는 것끼리는, 슬릿(55g 내지 55j)의 외주측의 끝이나 축 구멍(10)측의 끝에서, 박육부를 개재시켜 서로 연결된다. 회전자(1F)의 자극면은 자성체(54g 내지 54j)의 고정자측의 표면으로 된다.

제4 실시 형태나 제5 실시 형태에서 기술한 슬릿(55a 내지 55f)과 마찬가지로, 슬릿(55g 내지 55j)은, 자성판(543)에 있어서 자석(12c 내지 12d) 사이에서 자속이 흐르는 것을 막는다. 또 회전자(1F)의 박육부에 있어서도 기술의 박육부(56a 내지 56l)와 마찬가지로 용이하게 자기 포화하므로, 자성체(54g 내지 54j)끼리가 이것들을 개재시켜 연결되어 있어도, 회전자(1F) 내부에서의 자속의 단락은 극히 작다.

이러한 구조로 함으로써, 제4 실시 형태나 제5 실시 형태와 마찬가지의 효과를 얻을 수 있다. 또한, 본 실시 형태에 따른 회전자(1F)에서는, 슬릿(55g 내지 55j)이 직경 방향에 대해서 경사져 있기 때문에, 회전자(1F)의 자극면의 경계는 직경 방향에 대해서 경사지게 된다. 따라서 이른바 스큐가 형성되게 되어, 코깅 토크를 작게 할 수 있다.

도29에 있어서는, 슬릿(55g 내지 55j)의 각각이, 축 구멍(10)측의 단부와 회전자(1F)의 중심(Z)을 잇는 직선에 대해서, 외주측의 단부와 중심(Z)을 잇는 직선이 스큐각으로서 나타내어져 있고, 15도의 경우가 예시되어 있다. 또 슬릿(55g 내지 55j)은 직선 형상으로 연장되어 있은 경우가 도시되어 있지만, 곡선 형상으로 연장되어도 된다.

또 자석(12c 내지 12d)을 링형 자석에 의해 일체로 형성해도 된다. 그 경우에는, 평면으로 볼 때에 슬릿(55g 내지 55j)이 설치되는 위치에서는, 무착자로 하는 것이 바람직하다. 이 양태는, 제작이 용이하고, 또 자석(12c 내지 12d)을 적재하는 기판(11)을 생략할 수 있는 이점도 있다. 기판(11)을 생략하는 경우에는, 자석은 극이방성 배향으로 하는 것이 바람직하다.

슬릿(55g 내지 55j)의 주위 방향의 폭은, 제4 실시 형태에서 설명한 경우와 마찬가지로, 전기자간 거리의 2배 이상으로 선정되는 것이 바람직하다. 인접하는 자석의 사이에서 단락하는 자속이 흐르는 자로는, 슬릿 1개분이기 때문이다.

물론, 자성체(54g 내지 54j)에 있어서, 제3 실시 형태에서 도16 내지 도19로 도시된 것 같은 형상의 변형을 행해도 된다.

또 기판(11)을 자성체로 형성하고, 이것에 자석(12c 내지 12d)에 대한 백 요크로서의 기능을 갖게 해도 된다. 기판(11)과 자석(12c 내지 12d)을 미리 본드 자석으로 일체로 구성하는 것도 가능하다. 이 경우 이른바 극이방 배향을 채용해도 된다.

도30은, 본 발명의 실시 형태의 변형에 따른 회전자(1F1)를 도시하는 평면도이다. 회전자(1F1)는 회전자(1F)의 슬릿(55g, 55h, 55i, 55j)의 폭을 넓힌 형상을 가지고 있다. 구체적으로는 하나의 슬릿의 주위 방향의 양단은, 서로 직경 방향에 대해서 경사져 있다. 그리고 그러한 스큐각을 각각 이등분하는 선끼리가 이루는 각도가, 30도인 경우가 예시되어 있다.

이와 같이 슬릿을 넓힘으로써, 자성체(54g 내지 54j)의 각각의 평면으로 볼 때의 중심으로 자속이 모여, 토크를 증대시킬 수 있는 경우도 있다.

제7 실시 형태

제1 내지 제6 실시 형태에서는, 회전자(1A 내지 1F)의 구조에 대해서 구체적으로 설명해 왔다. 이것들로 예시되는 것 같은 본 발명에 따른 회전자는 모두 종래의 축방향 갭형의 고정자와 조합해서, 축방향 갭형의 모터를 구성할 수 있다. 물론, 본 발명에서 얻어지는 회전자 중 어느 것에 대해서도, 고정자의 구조는 고정자(2)나 후술하는 고정자(3)로 한정되는 것은 아니다.

본 실시 형태 및 제8 실시 형태에 있어서는, 본 발명에 따른 회전자와 함께 채용 가능한 고정자의 구조 및 해당 회전자와의 조합에 의해 얻어지는 모터의 구조에 대해서 예시한다.

도31는 본 발명에 따른 모터에 채용할 수 있는 회전자(1F) 및 고정자(2)의 구조를 예시하는 사시도이다. 도31에서는 회전축 중심(90)을 따라 분해되어 있지만, 실제로는 회전자(1F) 및 고정자(2)는 각각에 있어서 회전축 중심(90)을 따라 적층된다.

또한 간단히 하기 위해서, 여기에서는 회전자(1F)의 슬릿(55g 내지 55j)에 있어서 스큐를 형성하지 않은 경우가 예시되어 있다.

고정자(2)에 있어서 기판(21)은 회전축 중심(90)에 수직인 표면(210)을 가지고, 표면(210) 상에, 회전축 중심(90)에 거의 평행하게 솟아서, 회전축 중심(90) 주위에 환상으로 배치되는 자심(221 내지 226)이 설치되어 있다. 자심(221 내지 226)은 기판(21)보다도 회전자측에 설치되게 된다.

자심(221 내지 226)에는 철 등의 고투자율재를 채용할 수 있다. 여기에서는 자심(221 내지 226)이 둥그스름을 띤 삼각기둥을 나타내는 경우가 예시되어 있지만, 다른 형상을 채용할 수도 있다.

기판(21)과 자심(221 내지 226)을, 예를 들면 압분 철심으로 일체로 형성해도 된다.

기판(21)은 자성체여도 비자성체여도 상관없지만, 자심(221 내지 226)에 있어서의 백 요크로서 기능시키기 위해서는, 자성체를 채용하는 것이 바람직하다.

자심(221 내지 226)에는 각각 권선(231 내지 236)이 권취된다. 즉 권선(231 내지 236)은, 상이한 상으로 완전히 독립해서 자심(221 내지 226)에 집중감기로 직접 권취되어 있다. 권선은 회전축 중심(90)의 방향을 따라 겹치지 않고 1층으로 완료되기 때문에, 동량이 작고, 회전축 중심(90)의 방향의 치수도 작게 할 수 있다. 도31에서는 권선(231 내지 236)의 각각의 도선을 세세하게 도시하지 않고, 권선마다 종합해서 도시하고 있다.

권선(231 내지 236)은 3상 권선로서 권취되어 있고, 각 상마다 쌍을 이룬다. 그리고, 이 쌍을 이루는 권선은 주위 방향으로 서로 180° 어긋난 위치에 배치된다. 그리고 권선(231 내지 236)에 전류를 흘림으로써, 각각 자심(221 내지 226)으로부터 자속이 발생한다.

고정자(2)가 극쌍수 하나의 회전자와 함께 모터를 구성하는 경우에는, 이 한 쌍의 권선에 의해 서로 역상의 자속을 발생시킨다. 고정자(2)가 극쌍수가 2의 회전자와 함께 모터를 구성하는 경우에는, 이 한 쌍의 권선에 의해 서로 동상의 자속을 발생시킨다. 도31에 있어서 예시된 회전자(1F)는 극쌍수가 2이므로, 상기 한 쌍의 권선에는 동상의 자속을 발생시킨다.

도31에서는 고정자(2)에 있어서 자심(221 내지 226) 상에 자성판(24)을 적재하는 경우를 예시하고 있지만, 이것은 생략해도 된다. 자성판(24)에는 모두 이것을 관통하는 중앙 구멍(250)과, 슬릿(251 내지 256)이 형성되어 있다. 슬릿(251 내지 256)은 자성판(24)의 내주측(중앙 구멍(250)측)으로부터 외주측에 걸쳐서 박육부를 남기고 관통해서 형성되어 있다.

회전축 중심(90)을 따른 평면으로 볼 때, 중앙 구멍(250)은 자심(221 내지 226)에 둘러싸여 있고, 슬릿(251)은 자심(221, 222)에, 슬릿(252)은 자심(222, 223)에, 슬릿(253)은 자심(223, 224)에, 슬릿(254)은 자심(224, 225)에, 슬릿(255)은 자심(225, 226)에, 슬릿(256)은 자심(226, 221)에, 각각 끼워져 있다.

이러한 자성판(24)을 형성해도, 박육부는 자기 포화하기 쉽고, 슬릿(251 내지 256)도 형성되어 있으므로, 자심(221 내지 226)으로부터 발생하는 자속이 자성판(24)에 의해 단락하는 경우는 없다. 환언하면, 자성판(24)은 한 쌍의 슬릿에 의해 끼워진 6개의 자성체(261 내지 266)로서 기능하고, 자성체(261 내지 266)에 자심(221 내지 226)의 자극면을 실질적으로 넓히는 기능을 담당하게 할 수도 있다.

주위 방향을 따른 자심(221 내지 226)끼리의 경계에서는, 권선(231 내지 236)이 수납되므로 작게 할 수 없다. 그러나 고정자(2)의 자극면은, 자성판(24)의 회전자측의 표면으로서 파악할 수 있다. 따라서 자심(221 내지 226)에 의해 자극면이 자심(221 내지 226)보다도 실질적으로 넓어짐으로써, 회전자와 고정자 사이에서의 자속밀도를 균일화하기 쉬워진다.

슬릿(251 내지 256)의 주위 방향의 폭(G3)의 적합치는, 전기자간 거리의 2배 이상으로 설정되는 것이 바람직하다. 자성체(261 내지 266) 2개의 사이에서 고정자 내를 누설하는 자로에 있어서는 슬릿 1개분의 자기 장벽이 존재하는 한편, 회전자를 개재시켜 흐르는 자로에 있어서는 고정자와 회전자 사이를 1왕복하기 때문이다.

자성판(24)과 자성판(543)은 그 내경과 외경을 대략 동일하게 하면, 회전자 와 고정자의 사이에서 자속을 효율적으로 교환시키는 관점에서 바람직하다. 또한, 자성판(24)은 권선(231 내지 236)을 보호하는 기능도 담당하고 있다.

도32는, 도31에 도시된 구조를 회전축 중심(90)을 따라 결합해서 구성된 모터(100)의 측면도이며, 전기자간 거리(δ)가 도시되어 있다.

도33은 전술의 모터(100)가 적용된 압축기(200)를 예시하는 단면도이다. 단 모터(100)는 측면도를 이용해서 도시하고 있다.

흡입관(206)으로부터 냉매를 공급하여, 모터(100)로 구동되는 압축 요소(205)로 냉매를 압축, 압축된 고압 냉매는 토출관(207)으로부터 토출된다. 래디얼 갭형의 모터를 사용하면, 에어 갭의 상방이 차단되지 않고서 토출관에 통하고 있기 때문에, 냉동기유도 토출관으로부터 나온다는 문제가 있다.

그러나 본 발명과 같이 축방향 갭형의 모터(100)를 채용하면, 상부에 배치된 회전자(1F)의 하면으로부터 원심력에 의해 냉동기유는 압축기(200)의 벽면에 붙어 적하할 수 있으므로, 기름 상승의 저감의 관점에서 바람직하다.

또, 회전자(1F)에 고정자(2)와 반대측에서 부착되는 밸런스 웨이트(208)도, 직경을 크게 할 수 있으므로, 회전축 방향의 길이를 작게 할 수 있다.

또한, 압축 요소(205)는, 모터(100)보다도 하방에 배치하면 보다 적합하다. 회전자(1F)의 직경이 크기 때문에, 냉동기유를 교반하지 않게 하기 위함이다. 가로놓기로 하면, 회전자가 냉동기유에 잠기므로, 압축기(200)는 세로놓기로 하는 것이 바람직하다.

구동 회로는 3상의 인버터에 의해 구동하면 된다. 단상에서는, 회전 방향이 정해지기 어렵고, 4상 이상에서는 회로가 복잡해지기 때문이다. 토크리플을 억제하는 관점에서, 구동 전류 파형은 정현파가 좋다.

이와 같이 압축기(200)에서는 본 발명에 따른 회전자를 채용하는 모터로 구동되므로, 압축기의 효율이 높다. 이러한 압축기에의 응용은 본 실시 형태 이외의 회전자를 채용해도 가능한 것은 물론이다.

제8 실시 형태

도34는 본 발명에 따른 모터에 채용할 수 있는 회전자(1F) 및 고정자(3)의 구조를 예시하는 사시도이다. 여기에서는 회전축 중심(90)을 따라 분해해서 도시되어 있지만, 실제로는 회전자(1F) 및 고정자(3)의 각각에 있어서, 회전축 중심(90)을 따라 적층된다. 도35는 고정자(3)가 가지는 자성체(30)의 구조를 도시하는 사시도이다.

또한 기판(11) 상에 설치되는 자성체(13a, 13b)(도1 내지 도4)는 기판(11)에 숨어 있기 때문에 도34에 있어서는 도시되지 않았다. 또 권선(33a, 33b, 34a, 34b, 35a, 35b)의 각각의 도선을 세세하게 도시하지 않고, 권선마다 종합해서 도시하고 있다.

자성체(30)에 있어서 기판(31)은 회전축 중심(90)에 수직인 표면(310)을 가지고, 표면(310) 상에는 제1단 스페이서(311, 313)와, 제2단 스페이서(312, 314)가 형성되어 있고, 제1단 스페이서(311, 313) 상에 각각 자심(321, 324)이, 제2단 스페이서(312, 314) 상에 각각 자심(322, 323) 및 자심(325, 326)이, 모두 회전축 중심(90)에 거의 평행하게 솟아 있다. 자심(321 내지 326)은 회전축 중심(90) 주위 에 이 순서로 환상으로 배치되어 설치되어 있다. 자심(321 내지 326)은 기판(31)보다도 회전자측에 설치되게 된다.

제1단 스페이서(311, 313)는 모두 표면(310) 상에 형성되어, 주위 방향에 있어서, 거의 180도로 넓어지지만 서로 이격되어 있다. 또 제2단 스페이서(312, 314)는 각각 제1단 스페이서(311, 313) 상의 주위 방향에 있어서의 단부에 형성되어, 주위 방향에 있어서, 거의 120도로 넓어지지만 서로 이격되어 있다.

표면(310) 상에, 회전축 중심(90)에 거의 평행하게 솟아, 회전축 중심(90) 주위에 60도씩 환상으로 배치되는 자성체(311 내지 316)가 설치되어 있다. 자성체(311 내지 316)는 기판(31)보다도 회전자측에 설치되게 된다.

고정자(3)는 3쌍의 권선(33a, 33b, 34a, 34b, 35a, 35b)을 가지고 있고, 그 각각이 이른바 분포 감기로 3개의 자성체의 주위에 권취된다. 예를 들면, 도34에 도시되는 바와 같이, 미리 소정의 형상으로 권취된 권선(33a, 33b, 34a, 34b, 35a, 35b)을 준비하고, 이것을 후술하는 순서로 회전축 중심(90)을 따라 자성체(30)로 끼워 넣는다.

구체적으로는 우선, 자심(321, 322, 323)을 둘러싸서 권선(33a)을 형성하고, 자심(324, 325, 326)을 둘러싸서 권선(33b)을 형성한다. 이 때, 권선(33a, 33b)은 각각 제1단 스페이서(311, 313)의 주위에 설치되게 된다.

제1단 스페이서(311, 313)의 높이를 권선(33a, 33b)의 회전축 방향의 폭과 일치시킴으로써, 제1단 스페이서(311, 313) 및 권선(33a, 33b)은 제1층(L1)에 수납된다.

다음에 자심(322, 323, 324)을 둘러싸서 권선(34a)을 형성하고, 자심(325, 326, 321)을 둘러싸서 권선(34b)을 형성한다. 이 때, 권선(34a, 34b)은 모두 제1단 스페이서(311, 312), 권선(33a, 33b) 상에 실리게 된다. 상술한 대로, 제1단 스페이서(311, 313) 및 권선(33a, 33b)을 제1층(L1)에 수납함으로써, 권선(34a, 34b)을 안정되게 배치할 수 있다.

제2단 스페이서(312, 314)의 높이를 권선(34a, 34b)의 회전축 방향의 폭과 일치시킴으로써, 제2단 스페이서(312, 314) 및 권선(34a, 34b)은 제2층(L2)에 수납된다.

또한, 자심(323, 324, 325)을 둘러싸서 권선(35a)을 형성하고, 자심(326, 321, 322)을 둘러싸서 권선(35b)을 형성한다. 이 때, 권선(35a, 35b)은 모두 제2단 스페이서(312, 314), 권선(34a, 34b) 상에 실리게 된다. 상술한 대로, 제2단 스페이서(312, 314) 및 권선(34a, 34b)을 제2층(L2)에 수납함으로써, 권선(35a, 35b)을 안정되게 배치할 수 있다.

자심(323, 326)의 높이를 권선(35a, 35b)의 회전축 방향의 폭과 일치시킴으로써, 자심(323, 326) 및 권선(35a, 35b)은 제3층(L3)에 수납된다. 물론, 전기자간 거리를 작게 하기 위해서, 자심(321 내지 326)의 회전자(1A)측의 정면은 권선(35a, 35b)로부터 고정자(1A)측으로 비어져 나와도 된다.

전술한 바와 같이 해서 자성체(30)에 권선(33a, 33b, 34a, 34b, 35a, 35b)이 설치된 상태를, 사시도로서 도36에 도시했다.

다음에 회전자(1A)를 회전시키기 위해서, 권선(33a, 33b, 34a, 34b, 35a, 35b)에 흘려야 할 전류에 대해서 설명한다. 여기에서는 회전자(1A)로부터 고정자(3)를 보는 방향에 있어서, 반시계 회전으로 회전자(1A)를 회전시키는 경우를 예거 한다.

도34에 도시된 상태에 있어서, 권선(33a, 33b)은, 자석(12a, 12b)에 직접 대향하고 있기 때문에, 흘리는 전류는 0으로 한다. 전류를 흘려도 그 전류에 의한 토크는 0이기 때문이다.

한편 권선(34a)에 흘리는 전류는, S극을 고정자(3)측에 나타내는 자석(12b)을 흡인하기 위해서, 자심(322, 323, 324)을 N극으로 여자한다. 즉 반시계 회전 방향으로 전류를 흘린다. 반대로 권선(34b)에는 시계 회전 방향으로 전류를 흘려, 자심(326, 321, 322)을 S극으로 여자하여, N극을 고정자(3)측에 나타내는 자석(12a)을 흡인한다.

마찬가지로 권선(35a)에 흘리는 전류는, 자석(12b)을 흡인하기 위해서 N극으로 여자할 필요가 있다. 따라서, 반시계 회전 방향으로 전류를 흘린다. 권선(35b)에 흘리는 전류는, 자석(12a)을 흡인하기 위해서 S극으로 여자할 필요가 있다. 따라서, 시계 회전 방향으로 전류를 흘린다.

그런데 회전자(1A)가 반시계 회전 방향으로 회전하기 시작하면, 권선(33a)에는 N극을 나타내는 자석(12a)이 근접하기 때문에, 자심(321, 322, 323)을 S극으로 여자한다. 구체적으로는 권선(33a)에 시계 회전 방향으로 U상 전류를 흘린다. 한편, 권선(34a, 34b)에는 각각 자석(12b, 12a)이 근접하기 때문에, 전류치를 0에 가깝게 한다. 권선(35a)에는 자석(12b)과의 상호의 위치 관계가 토크 최대로 되는 위치에 가까워지기 때문에, 전류치를 늘린다. 권선(35b)에 있어도 마찬가지이다.

즉, 회전자(1A)와 고정자(3)의 주위 방향의 위치 관계가 도34와 같이 어떤 시점을 기준으로 삼으면, 권선(33a, 33b, 34a, 34b, 35a, 35b)의 전류 위상은 각각 180°, 0°, 120°, 300°, 60°, 240°로 되어, 진상도 지상도 아니다.

각 층(L1, L2, L3)에 있어서 권취된 한 쌍의 권선은 각각의 주위 방향에 있어서 180도 어긋난 위치에 배치된다. 또, 권선의 쌍끼리는 서로 120도 어긋난 위치에 배치된다. 권선(33a, 33b)에 서로 역상으로(즉 전기각을 180도 달리해서) U상 전류를 흘리고, 권선(34a, 34b)에 서로 역상으로 V상 전류를 흘리고, 권선(35a, 35b)에 서로 역상으로 W상 전류를 흘림으로써, 3상의 축방향 갭형의 고정자로서 동작한다. 이들 권선에 흘리는 여자전류는 정현파 전류인 것이 바람직하다. 토크리풀을 억제하기 위함이다.

권선(33b, 34b, 35b)은 권선(33a, 34a, 35a)의 각각 반대 방향으로 권취되면, 이것들에 흘리는 전류로서 서로 120° 어긋난 3상 전류를 채용할 수 있다.

이들 전류를 예를 들면 인버터에 의해 얻고, 주파수 및 전류치를 필요에 따라서 변화시켜 모터를 구동한다.

그런데, 회전자(1A)는 역돌극성을 가지고 있어 q축 인덕턴스(Lq)가 d축 인덕턴스(Ld)보다 크다. 따라서, 전류 위상을 전진시킴으로써, 릴럭턴스 토크를 유효하게 이용할 수 있다. 전술의 전류 위상보다도 0°를 넘어 450° 미만의 각도로 전류 위상을 전진시킴으로써, 릴럭턴스 토크를 병용할 수 있다. q축 인덕턴스(Lq)나 d축 인덕턴스(Ld)의 설계나 부하점에도 의존하지만, 통상은 15 내지 30°정도 전진하면 토크를 최대로 할 수 있다.

자성체(30) 및 자성체(13a, 13b)(도1 내지 4 참조)에는, 축 방향으로도 자속이 흐르기 때문에, 축 방향으로 적층한 강판에서는 철손이 증대한다. 따라서, 압분 철심을 이용하는 것이 바람직하다.

또 기판(11)도 백 요크로서 기능하는 경우에는, 이것에 자석(12a, 12b)의 반자극면의 자속이 일정하게 흐르고 있는 것에 부가해서, 자성체(13a, 13b)를 개재시켜 고정자(3)의 여자전류에 의해 변화하는 자속도 흘러든다. 따라서 기판(11)도 압분 철심을 채용해서 형성하는 것이 바람직하다.

물론, 자심(321 내지 326)에는 철을 채용할 수도 있다. 또 자심(321 내지 326)이 둥그스름을 띤 삼각기둥을 나타내는 경우가 예시되어 있지만, 다른 형상을 채용할 수도 있다.

자성체(30) 중, 기판(31)은 비자성체여도 괜찮지만, 자심(321 내지 326)에 있어서의 백 요크로서 기능시키기 위해서는, 자성체인 것이 바람직하다.

또, 제1스페이서(311, 313)나 제2스페이서(312, 314)에 비자성체를 채용할 수도 있다. 단 이것들도 자심(321 내지 326)과 마찬가지로 압분 철심으로 형성함으로써, 일체 성형으로 형성할 수 있다고 하는 이점을 얻을 수 있다.

물론, 기판(31)을 제1스페이서(311, 313) 및 제2스페이서(312, 314) 및 자심(321 내지 326)과 일체로 압분 철심으로 형성해도 된다.

제9 실시 형태

지금까지의 실시 형태에서 설명된 회전자나 모터에서는, 고정자가 1개 설치 되어 있었다. 그렇지만, 특허문헌 1 내지 4에 예시되어 있는 바와 같이, 회전자를 끼우는 한 쌍의 고정자가 설치되는 경우에도, 본 발명을 적용할 수 있다.

도37은 본 실시 형태에 따른 회전자(1G)의 구조를 예시하는 사시도이다. 도37에서는 회전축 중심(90)을 따라 분해해서 예시하고 있지만, 실제로는 회전자(1G)는 회전축 중심(90)을 따라 적층된다.

회전자(1G)는, 제1 실시 형태에서 나타내어진 회전자(1A)(도1 내지 도4)에 대해서, 자석(12a, 12b) 및 자성체(13a, 13b)(도37에 있어서는 나타나지 않는다)와는 반대측에서, 기판(11)에 대해서 자석(12g, 12h) 및 자성체(13g, 13h)를 설치한 구조를 가지고 있다. 기판(11)의 한쪽 면에 있어서의 자석(12g, 12h) 및 자성체(13g, 13h)의 위치 관계는, 기판(11)의 다른쪽 면에 있어서의 자석(12a, 12b) 및 자성체(13a, 13b)의 위치 관계와 동일하다.

예를 들면 자석(12a, 12b) 및 자성체(13a, 13b)의 두께는 서로 동등하고, 자석(12g, 12h) 및 자성체(13g, 13h)의 두께는 서로 동등하다. 또한, 이들 두께가 모두 동등해도 된다.

이러한 회전자(1G)에 대해서, 자석(12a, 12b)측과 자석(12g, 12h)의 양쪽 모두에 고정자를 형성해서 모터를 구성함으로써, 기판(11)의 양측에 있어서 토크를 발생시키는 기구가 형성된다. 따라서 해당 모터는 토크를 증대시키기 쉽고, 또는 적은 전류로 필요한 토크를 얻기 쉽다.

여기에서는 기판(11)을 개재시켜, 자석(12a, 12b) 및 자성체(13a, 13b)와, 자석(12g, 12h) 및 자성체(13g, 13h)가 각각 대향하는 경우를 예시하지만, 그러한 대향은 반드시 요구되지 않는다. 단, 이와 같이 대향하고 있는 쪽이, 고정자를 배치하는 설계는 용이해진다.

물론 대향하는 위치 관계를, 정면으로 마주보는 위치로부터 약간 비켜나게 하는 것도, 스큐를 얻는 관점에서는 바람직하다. 또는 회전자(1G)를 끼워서 한 쌍 설치되는 고정자가 발생시키는 회전 자계가 회전자(1G)를 개재시켜 서로 정면으로 마주보지 않는 경우에도, 자석(12a, 12b) 및 자성체(13a, 13b)와, 자석(12g, 12h) 및 자성체(13g, 13h)는 정대시킬 필요는 없다.

또한, 기판(11)을 자성체로 형성해서 백 요크로서 기능시키는 경우에는, 자석(129, 12h)은 각각 자석(12a, 12b)과 동일한 극성을 기판(11)과 반대측에서 나타내는 것이 바람직하다. 즉, 자석(12a, 12b)이 각각 N극 및 S극을 기판(11)과 반대측에서 나타내고 있는 경우에는, 자석(12g, 12h)은 각각 N극 및 S극을 기판(11)과 반대측에서 나타내는 것이 바람직하다.

이와 같이 해서 기판(11)을 개재시켜 반대 극성의 자극이 대향함으로써, 자석(12a, 12b)과 자석(12g, 12h) 사이에서는 기판(11)을 개재시켜 자속이 흐르기 어려워지므로, 기판(11)은 자석(12a, 12b)끼리, 및 자석(12g, 12h)끼리의 백 요크로서의 기능이 높아진다. 이것은 기판(11)에 있어서 자속이 자석(12a, 12b, 12g, 12h)의 자속에 의해 포화하는 영역을 넓혀, 고정자로부터 기판(11)으로 흐르는 자속의 변화를 저감시킬 수 있기 때문에, 상기 자속의 변화에 기초하는 와전류손을 저감시킬 수 있다.

도38은 본 실시 형태에 따른 다른 회전자(1H)의 구조를 예시하는 사시도이 다. 회전자(1H)는, 제1 실시 형태에서 나타내어진 회전자(1A)(도1 내지 도4)로부터, 기판(11)을 생략한 구성을 가지고 있다. 자석(12a, 12b)은 그 양면에 자극을 가지고 있으므로, 회전자(1H)에 대해서도, 그 양측에 고정자를 설치함으로써, 토크를 발생시키는 기구가 양측에 형성된다.

도38에 도시된 구조는, 회전자(1A)에 대해서 설명한 것처럼, 자석(12a, 12b) 및 자성체(13a, 13b)의 상호간에 갭(도1에서 갭(G1)으로서 묘화)이 있는 것이 바람직하다. 따라서 회전자(1H)를 형성함에 있어서는, 해당 갭에 비자성의 충전재를 채용하고, 이 충전재를 개재시켜 자석(12a, 12b) 및 자성체(13a, 13b)의 상호간을 접착하는 것이 바람직하다.

도39는 회전자(1H)의 다른 바람직한 양태를 도시하는 사시도이다. 회전자(4)에서는 도38에 도시된 자석(12a, 12b) 및 자성체(13a, 13b)가 이 위치관계를 유지하고, 수지 등으로 몰드되어 있다. 회전자(4)는 중앙에 원통(40)을 가지고 있고, 여기에 회전축(도시하지 않음)이 관삽된다. 원통(40)은 도1에서 도시된 갭(G2)에 상당하고 있어, 회전축이 자성체인 경우에도, 자석(12a, 12b) 및 자성체(13a, 13b)가 자기적으로 단락하는 것을 방지하고 있다.

여기에서는 원통(40)의 직경 방향의 두께는 회전자(4)의 대부분의 직경 방향의 두께보다 크고, 표면으로부터 돌출한 형상을 가지는 양태가 예시되어 있다. 그러나 이들 두께의 대소 관계에 대해서는 여러 가지 조건에 의해 설계 가능하다.

도40은, 회전자(1H)와, 이것을 양측으로부터 끼우는 고정자(3A, 3B)를 가지는 모터의 구조를 예시하는 사시도이며, 그 두께 방향으로 분해해서 도시하고 있 다. 실제로는 회전자(1H)는 예를 들면 회전자(4)와 같이 몰드되어, 고정자(3A, 3B)의 각각은 적층되고, 또한 회전자(1H)와 고정자(3A, 3B)의 사이에 전기자간 거리를 두고 유지된다.

고정자(3A, 3B)로서는, 제8 실시 형태에서 설명된 고정자(3)(도34 내지 도36)를 채용할 수 있다. 즉 고정자(3A)는, 자성체(30)에 대응해서 자성체(30A)를, 권선(33a, 33b)에 대응해서 권선(33A)을, 권선(34a, 34b)에 대응해서 권선(34A)을, 권선(35a, 35b)에 대응해서 권선(35A)를, 각각 가지고 있다. 마찬가지로 해서 고정자(3B)는, 자성체(30)에 대응해서 자성체(30B)를, 권선(33a, 33b)에 대응해서 권선(33B)를, 권선(34a, 34b)에 대응해서 권선(34B)를, 권선(35a, 35b)에 대응해서 권선(35B)를, 각각 가지고 있다.

회전자(1H)에서는 자석(12a, 12b) 및 자성체(13a, 13b)가, 고정자(3A, 3B) 중 어느 것과도 토크를 발생시키는 기구를 구성하므로, 고정자(3A, 3B)의 구성, 특히 권선(33A)과 권선(33B), 권선(34A)과 권선(34B), 권선(35A)과 권선(35B)은, 회전자(1H)를 끼워서 경상관계에 있는 것이 바람직하다. 자석(12a, 12b)은 각각 양측에서 상이한 자극을 나타내므로, 권선(33A)과 권선(33B), 권선(34A)과 권선(34B), 권선(35A)과 권선(35B)은, 흘리는 전류의 방향도 경상관계에 있는 것이 바람직하다.

물론, 이것들이 경상관계로부터 어긋나는 것도, 스큐를 얻는 관점에서는 바람직한 설계 사항이다.

도41은 본 실시 형태에 따른 다른 회전자(1I)의 구조를 예시하는 사시도이 다. 여기에서는 회전축 중심(90)을 따라 분해해서 도시하고 있지만, 실제는 회전자(1I)는 회전축 중심(90)을 따라 적층된다.

회전자(1I)는, 제3 실시 형태에서 나타내어진 회전자(1C)(도12 내지 도14)에 대해서, 자석(12a, 12b) 및 자성체(13a, 13b, 14a, 14b)(단 자성체(13a)는 도41에 있어서는 나타나지 않는다)와는 반대측에서, 기판(11)에 대해서 자석(12g, 12h) 및 자성체(13g, 13h, 14g, 14h)를 형성한 구조를 가지고 있다. 기판(11)의 한쪽 면에 있어서의 자석(12g, 12h) 및 자성체(13g, 13h, 14g, 14h)의 위치 관계는, 기판(11)의 다른 쪽 면에 있어서의 자석(12a, 12b) 및 자성체(13a, 13b, 14a, 14b)의 위치 관계와 동일하다.

예를 들면 자성체(13a)의 두께와, 자성체(13b)의 두께와, 자성체(14a)의 두께와 자석(12a) 두께의 합과, 자성체(14b)의 두께와 자석(12b)의 두께의 합이 서로 동등하게 선정되어 있다. 마찬가지로, 예를 들면 자성체(13g)의 두께와, 자성체(13h)의 두께와, 자성체(14g)의 두께와 자석(12g)의 두께의 합과, 자성체(14h)의 두께와 자석(12h)의 두께의 합이 서로 동등하게 선정되어 있다. 이들 두께가 모두 동등해도 된다.

이러한 회전자(1I)에 대해서도 회전자(1G, 1H) 등과 마찬가지로, 이것을 끼워서 양측으로부터 고정자를 설치해서 모터를 구성하여, 토크를 증대시키기 쉬운 모터를 얻을 수 있다.

회전자(1I)도 회전자(1G)와 마찬가지로, 자석(12a, 12b) 및 자성체(13a, 13b, 14a, 14b)가, 자석(12g, 12h) 및 자성체(13g, 13h, 14g, 14h)와 각각 대향하 는 경우를 예시하지만, 그러한 대향은 반드시 요구되지 않는다.

도42는 본 실시 형태에 따른 다른 회전자(1J)의 구조를 예시하는 사시도이다. 도42에서는 회전축 중심(90)을 따라 분해해서 도시되어 있지만, 실제로는 회전자(1J)는 회전축 중심(90)을 따라 적층된다.

회전자(1J)는, 제3 실시 형태에서 나타내어진 회전자(1C)(도12 내지 도14)로부터, 기판(11)을 생략하고, 자성체(14g, 14h)를 추가한 구성을 가지고 있다. 자성체(14g, 14h)는, 자석(12a, 12b)을 개재시켜 각각 자성체(14a, 14b)와 대향하고 있다. 회전자(1J)에 대해서도 회전자(4)와 마찬가지로, 그 구성을 수지 등으로 몰드하는 것이 바람직하다.

예를 들면 자성체(14a, 14g)와 자석(12a)의 두께의 총계과, 자성체(14b, 14h)와 자석(12b)의 두께의 총계과, 자성체(13a)의 두께와, 자성체(13b)의 두께가 서로 동일하게 설정된다.

자석(12a, 12b)은 그 양면에 자극을 가지고 있으므로, 회전자(1J)에 대해서도, 그 양측에 고정자를 설치함으로써, 토크를 발생시키는 기구가 양측에 형성된다.

도43은 본 실시 형태에 따른 다른 회전자(1K)의 구조를 예시하는 사시도이다. 회전축 중심(90)을 따라 분해해서 예시하고 있지만, 실제로는 회전자(1K)는 회전축 중심(90)을 따라 적층된다.

회전자(1K)는, 제5 실시 형태에서 나타내어진 회전자(1E)(도24 내지 도28)에 대해서, 자석(12a, 12b) 및 자성체(13a, 13b) 및 자성판(542)(단 자성체(13a, 13b) 는 도43에 있어서는 나타나지 않는다)와는 반대측에서, 기판(11)에 대해서 자석(12g, 12h) 및 자성체(13g, 13h) 및 자성판(544)을 설치한 구조를 가지고 있다. 기판(11)의 한쪽 면에 있어서의 자석(12g, 12h) 및 자성체(13g, 13h) 및 자성판(542)의 위치 관계는, 기판(11)의 다른 쪽 면에 있어서의 자석(12a, 12b) 및 자성체(13a, 13b) 및 자성판(544)의 위치 관계와 동일하다.

자성판(544)도 자성판(542)와 마찬가지의 구성을 가지고 있고, 구멍(540)과 자석(12g, 12h) 및 자성체(13g, 13h)의 상호의 경계 근방에서 관통해서 개방되는 슬릿을 가지고, 이들 위에 기판(11)과는 반대측으로부터 적재되어 있다.

이러한 회전자(1K)에 대해서도, 이것을 끼워서 양측으로부터 고정자를 설치해서 모터를 구성하여, 토크를 증대시키기 쉬운 모터를 얻을 수 있다.

회전자(1K)도 회전자(1G)와 마찬가지로, 자석(12a, 12b) 및 자성체(13a, 13b)가, 자석(12g, 12h) 및 자성체(13g, 13h)와 각각 대향하는 경우를 예시하지만, 그러한 대향은 반드시 요구되지 않는다.

도44는 본 실시 형태에 따른 다른 회전자(1L)의 구조를 예시하는 사시도이다. 도44에서는 회전축 중심(90)을 따라 분해해서 도시되어 있지만, 실제로는 회전자(1L)는 회전축 중심(90)을 따라 적층된다.

회전자(1L)는, 제5 실시 형태에서 나타내어진 회전자(1E)(도24 내지 도28)로 부터, 기판(11)을 생략하고, 자성판(544)를 추가한 구성을 가지고 있다. 회전자(1L)에 대해서도 회전자(4)와 마찬가지로, 그 구성을 수지 등으로 몰드하는 것이 바람직하다.

자석(12a, 12b)은 그 양면에 자극을 가지고 있다. 즉 자석(12a, 12b)이 자성판(542)측에 각각 N극, S극을 나타내는 자극면을 가지고 있는 경우에는, 자석(12a, 12b)은 자성판(544)측에 각각 S극, N극을 나타내는 자극면을 가지고 있다. 따라서 회전자(1L)에 대해서도, 그 양측에 고정자를 설치함으로써, 토크를 발생시키는 기구가 양측에 형성된다.

물론, 자성판(542, 544)에 있어서, 제3 실시 형태에서 도16 내지 도19로 도시된 것 같은 형상의 변형을 행해도 된다.

도45는 본 실시 형태에 따른 다른 회전자(1M)의 구조를 예시하는 사시도이다. 도45에서는 회전축 중심(90)을 따라 분해해서 도시되어 있지만, 실제로는 회전자(1M)는 회전축 중심(90)을 따라 적층된다.

회전자(1M)는, 제4 실시 형태에서 나타내어진 회전자(1D)(도20 내지 도23)로부터, 기판(11)을 생략하고, 자성판(545)을 추가한 구성을 가지고 있다. 자성판(545)은 자성판(541)과 대략 동형의 구성을 가진다.

자성판(545)이 가지는 슬릿은, 자성판(541)의 슬릿(55a, 55b)와 대향해서 배치된다. 단 코깅 토크를 저감시키는 관점 등에서, 정면으로 마주보는 위치로부터 비켜 있어도 된다.

자석(12a, 12b)은 그 양면에 자극을 가지고 있으므로, 회전자(1M)에 대해서 도, 그 양측에 고정자를 설치함으로써, 토크를 발생시키는 기구가 양측에 형성된다.

물론, 자성판(541, 545)에 있어서, 제3 실시 형태에서 도16 내지 도19로 도시된 것 같은 형상의 변형을 행해도 된다. 또 제4 실시 형태에서 설명된 바와 같이 해서 자석(12a, 12b)을 링형 자석에 의해 일체로 형성해도 된다.

또 자성판(541, 545)은 서로 완전하게 동형일 필요는 없고, 회전자(1M)의 표리를 구별하는 등의 목적으로 양자가 상위한 대략 동형이어도 된다. 또 약간의 형상의 상위가 있어도 마찬가지의 효과가 얻어지는 정도의 대략 동형이면 된다.

제10 실시 형태

도46은 본 발명의 제10 실시 형태에 따른 회전자의 제조 방법을 예시하는 사시도이다. 이것은 도24에 도시된 회전자(1E)의 제조 방법으로서 채용할 수 있다. 도47은, 본 실시 형태에 의해 형성되는 경우의 회전자(1E)의 단면도이며, 도25에 도시하는 단면도와 동일한 위치에서의 단면을 나타내고 있다.

본 실시 형태에 있어서는, 기판(11)에는 오목부(11a, 11b)가 설치되어 있고, 이것들에 자성체(13a, 13b)가 회전축을 따른 방향으로 끼워 맞추어진다. 이렇게 하면, 자성체(13a, 13b)와 기판(11)을 용이하게 위치 결정하여, 양자를 용이하게 결합할 수 있다.

이러한 구조는, 도25에 도시된 단면도에 기초해서 보면, 자성체(13a, 13b)를 회전축을 따라 연장한 위치에서, 자성판(542)측으로부터 소정 길이를 가지는 영역에 있어서는, 기판(11)이 자성체(13a, 13b)와 동일한 재질로 형성되었다고 파악할 수 있다. 자성체(13a, 13b)가 압분 자심으로 구성되어 있으면, 오목부(11a, 11b)는 압분 자심으로 충전되게 된다.

기판(11)을 상기 영역 이외에서도 압분 자심으로 구성해도 된다. 그러나 상기 영역 이외의 기판(11)은 회전축에 수직인 강판을 적층해서 구성하는 것이 바람직하다. 상기 영역에서는, 회전축에 평행한 방향으로도 이것과 경사지는 방향으로도 자속이 흐르므로 압분 자심을 채용하는 것이 바람직한 한편, 상기 영역 이외에서는 대부분의 자속이 회전축에 수직인 방향으로 흐르므로, 적층 강판을 채용하는 것이, 회전자의 자기 특성을 최적화하는 관점에서 바람직하기 때문이다.

적층 강판, 특히 전자강판을 적층한 구조는, 회전축에 수직인 방향의 자기 특성, 예를 들면 포화 자속 밀도, 투자율, 철손이 뛰어나다. 그리고 기판(11)에는, 고정자에 흐르는 전류에 기초하는 자속을, 영구 자석의 자속에 대해서 중첩한, 많은 자속이 흐를 필요가 있다. 따라서 기판(11)에는 적층 강판을 채용함으로써 기판(11)의 두께를 작게 할 수 있다.

또 기판(11)은 회전축과 끼워 맞추어지는 경우가 많기 때문에, 강도의 관점에서도 적층 강판을 채용하는 것이 바람직하다.

한편, 회전자가 영구 자석인 경우, 영구 자석의 자속의 변화는 특히 회전자의 회전에 의해 고조파 성분이 많아진다. 따라서 자성판(542)의 재료로서는, 와전류손이 작은 압분 자심이 바람직하다.

도48은 이 실시 형태의 다른 변형을 나타내는 단면도이며, 도25, 도47에 대응한 위치에서의 단면을 나타내고 있다. 기판(11)에 있어서 오목부(11a, 11b)는 모두 관통 구멍으로 되어 있고, 해당 관통 구멍에 있어서 자성체(13a, 13b)가 회전축을 따른 방향으로 기판(11)을 관통하고 있다. 이 때에, 상기와 마찬가지의 이유에 의해, 자성체(542)는 압분 자심으로, 기판(11)에는 적층 강판을 이용하는 것이 바람직하다.

자성체(13a, 13b)는, 자성체(542) 중 자성체(13a, 13b)를 덮는 자성체(54d, 54f)와 일체화되는 것이 바람직하다. 자성판(542) 및 자성체(13a, 13b)와, 기판(11)과, 자석(12a, 12b)을 이용한 회전자의 조립이, 자성체(13a, 13b)를 오목부(또는 관통 구멍)(11a, 11b)로 압입함으로써 용이해지기 때문이다.

본 실시 형태에 따른 기술은 회전자(1E)뿐만 아니라, 회전자(1A(도1), 1C(도12), 1G(도37), 1I(도41), 1K(도43))에 적용할 수 있다.

제11 실시 형태

도49는 본 발명의 제11 실시 형태에 따른 회전자의 제조 방법을 예시하는 사시도이다. 이것은 도24에 도시된 회전자(1E)의 제조 방법으로서 채용할 수 있다. 도50은, 본 실시 형태에 의해 형성되는 경우의 회전자(1E)의 단면도이며, 도25에 도시하는 단면도와 동일한 위치에서의 단면을 나타내고 있다.

본 실시 형태에 있어서는, 자성판(542) 중 자성체(13a, 13b)를 덮는 자성체(54d, 54f)에는, 자성체(13a, 13b)측에 오목부(57a, 57b)가 형성되어 있고, 이것들에 자성체(13a, 13b)가 회전축을 따른 방향으로 끼워 맞추어진다. 이렇게 하면, 자성체(13a, 13b)와 자성판(542)을 용이하게 위치 결정하여, 양자를 용이하게 결합할 수 있다.

자성판(542)은 자성체(13a, 13b)와 함께 압분 자심으로 형성할 수 있다. 그 경우, 끼워 맞춤이 이상적이면 자성체(13a, 13b)와 자성판(542)의 경계는 문제로 되지 않는다.

도51은 이 실시 형태의 변형을 나타내는 단면도이며, 도25, 도50에 대응한 위치에서의 단면을 나타내고 있다. 기판(11)에 자성판(542)에 있어서 오목부(57a, 57b)는 모두 관통 구멍으로 되어 있고, 해당 관통 구멍에 있어서 자성체(13a, 13b)가 회전축을 따른 방향으로 자성판(542)을 관통하고 있다.

자성체(13a, 13b)는, 기판(11)과 일체화되는 것이 바람직하다. 기판(11) 및 자성체(13a, 13b)와, 자성판(542)과, 자석(12a, 12b)을 이용한 회전자의 조립이 용이해지기 때문이다.

본 실시 형태에 따른 기술은 회전자(1E)뿐만 아니라, 회전자(1K(도43), 1L(도44))에 적용할 수 있다.

제12 실시 형태

도52는 본 발명의 제12 실시 형태에 따른 회전자의 제조 방법을 예시하는 사시도이다. 이것은 도24에 도시된 회전자(1E)의 제조 방법으로서 채용할 수 있다. 도53은, 본 실시 형태에 의해 형성되는 경우의 회전자(1E)의 단면도이며, 도26에 도시하는 단면도와 동일한 위치에서의 단면을 나타내고 있다.

본 실시 형태에 있어서는, 자성판(542) 중 자석(12a, 12b)을 덮는 자성체(54d, 54f)에는, 자석(12a, 12b)측에 오목부(57c, 57d)가 형성되어 있고, 이것들에 자석(12a, 12b)이 회전축을 따른 방향으로 끼워 맞춤한다. 이렇게 하면, 자 석(12a, 12b)과 자성판(542)을 용이하게 위치 결정하여, 양자를 용이하게 결합할 수 있다.

이와 같이 자석을 자성판에 매입하는 기술은, 회전자(1E)뿐만 아니라, 회전자[1F(도29), 1F1(도30), 1K(도43), 1L(도44), 1M(도45)]에 적용할 수 있다.

도54는 이 실시 형태에 따른 회전자의 다른 제조 방법을 예시하는 사시도이다. 도55는, 이 변형에 의해 형성되는 경우의 회전자(1E)의 단면도이며, 도26에 도시하는 단면도와 동일한 위치에서의 단면을 나타내고 있다.

이 변형에 있어서는, 기판(11)에는, 자석(12a, 12b)이 회전축을 따른 방향으로 끼워 맞추어지는 오목부(12aQ, 12bQ)가 형성되어 있다. 이렇게 하면, 자석(12a, 12b)과 기판(11)을 용이하게 위치 결정하여, 양자를 용이하게 결합할 수 있다.

이와 같이 자석을 기판에 매입하는 기술은, 회전자(1E)뿐만 아니라, 회전자(1A(도1), 1C(도12), 1F(도29), 1F1(도30), 1G(도37), 1I(도41), 1K(도43))에 적용할 수 있다.

도56은, 본 실시 형태의 다른 변형을 나타내는 단면도이며, 도26에 도시하는 단면도와 동일한 위치에서의 단면을 나타내고 있다. 오목부(57c, 57d) 및 오목부(12aQ, 12bQ) 모두가 설치된 구조가 도시되고, 자석(12a, 12b)은 자성판(542), 기판(11)에 각각 두께(t1, t2)로 매몰되어 있다. 자성판(542)의 요크측과, 기판(11)의 자성판(542)측 사이의 거리(t3)를 도입하면, 자석(12a, 12b)의 두께는, 두께(t1, t2)와 거리(t3)의 총계로 된다.

거리(t3)가 작으면 자석(12a, 12b)이 각각 자신으로 발생하는 자속이, 고정자에 쇄교하지 않고서, 기판(11)과 자성판(542) 사이에서 단락적으로 흘러 버린다. 환언하면, 해당 자속을 유효하게 고정자에 흘리기 위해서는, 자석(12a, 12b)의 두께는, 전기자 거리의 2배와 두께(t1, t2)의 총계 이상으로 설계하는 것이 바람직하다.

물론, 기판(11)과 자성판(542) 사이의 거리가 전기자 거리의 2배 이상인 것이 바람직한 것은, 본 실시 형태에 한하지 않고, 다른 실시 형태에서도 마찬가지이다. 부언하면, 회전자(1L(도44), 1M(도45))와 같이 자석(12, 12b)을 끼우는 자성판(542, 544)끼리(또는 자성체(541, 545)끼리)의 간격도, 전기자 거리의 2배 이상인 것이 바람직하다.

제13 실시 형태

도57은 본 발명의 제13 실시 형태에 따른 회전자의 제조 방법을 예시하는 사시도이다. 도58은 본 실시 형태에 의해 형성되는 회전자(1E)의, 도26의 위치에 상당하는 단면도이다. 여기에서는 도24에 도시된 회전자(1E)를 예를 들어 설명하는데, 다른 회전자(1A(도1), 1C(도12), 1F(도29), 1F1(도30), 1G(도37), 1I(도41), 1K(도43))에 적용할 수 있다.

기판(11) 상에는, 자석(12a, 12b)에 그 외주측으로부터 접촉하는 돌제(111a, 111b)가 형성되어 있다. 돌제(111a, 111b)에 의해 자석(12a, 12b)의 위치 결정이 용이하고, 또 회전자가 회전해서 자석(12a, 12b)에 생기는 원심력에 저항해서 자석(12a, 12b)을 멈춘다.

기판(11) 상에, 자석(12a, 12b)에 그 주위 방향으로부터 접촉하는 돌제(112a, 112b, 113a, 113b)가 형성되어도 된다. 이것들도 자석(12a, 12b)의 위치 결정을 용이하게 한다.

도59는 이 실시 형태에 따른 회전자의 다른 제조 방법을 예시하는 사시도이다. 도60은 도26의 위치에 상당하는 단면도이다. 여기에서는 도24에 도시된 회전자(1E)를 예를 들어 설명하지만, 다른 회전자(1F(도29), 1F1(도30), 1K(도43), 1L(도44), 1M(도45))에 적용할 수 있다.

자성판(542) 상에는, 자석(12a, 12b)에 그 외주측으로부터 접촉하는 돌제(58a, 58b)가 형성되어 있다. 돌제(58a, 58b)에 의해 자석(12a, 12b)의 위치 결정이 용이하고, 또 회전자가 회전해서 자석(12a, 12b)에 생기는 원심력에 저항해서 자석(12a, 12b)을 멈춘다.

자성판(542) 상에, 자석(12a, 12b)에 그 주위 방향으로부터 접촉하는 돌제(59a 내지 59d)가 형성되어도 된다. 이것들도 자석(12a, 12b)의 위치 결정을 용이하게 한다.

돌제(111a, 111b, 112a, 112b, 113a, 113b)와 자성판(542) 사이의 거리나, 돌제(58a, 58b, 59a 내지 59d)와 기판(11) 사이의 거리는, 상기 거리(t3)와 마찬가지로 해서, 전기자 거리의 2배 이상인 것이 바람직하다. 자석(12a, 12b)으로부터 발생한 자속이 고정자에 흐르기 쉽게 하기 위함이다.

단, 이들 돌제가 형성되는 폭이나 길이가 짧으면, 상기 거리는, 전기자 거리의 2배 미만이어도 괜찮다. 이들 돌제가 자기 포화하기 쉽고, 자속의 통로로서의 기능이 낮기 때문이다.

본 실시 형태에 있어서 자성체(13a, 13b)의 존재는 필수는 아니다. 그러나 이것들이 설치되는 경우에는, 기판(11)과 일체화되는 것이, 회전자의 조립이 용이한 관점에서 바람직하다. 또 자성체(13a, 13b)와 함께 자석(12a, 12b)을 덮는 자성판이 설치되는 경우에는, 같은 관점에서, 해당 자성판은 자성체(13a, 13b)와 일체화되는 것이 바람직하다.

제14 실시 형태

도61은 본 발명의 제14 실시 형태에 따른 회전자에 채용되는, 자성판(542)의 구조를 예시하는 사시도이다. 여기에서는 도24에 도시된 회전자(1E)를 예를 들어 설명하지만, 다른 회전자[1D(도20), 1F(도29), 1F1(도30), 1K(도43), 1L(도44), 1M(도45)]에 적용할 수 있다.

자성판(542)은, 회전축을 따라서 볼 때(즉 평면도 상에서), 자석(12a, 12b)(예를 들면 도24 참조)의 자극면이 배치된 위치에 있어서 분할되는 자성판 부품(542a, 542b)으로 구성된다. 예를 들면 그 분할 위치는, 도24에 도시하는 위치 XXVI-XXVI이다.

일반적으로 압분 자심은 작성하는 것의 압축 부분의 면적이 작을수록 프레스압력이 작게 완료된다. 따라서 자성판(542)을, 치수가 작은 자성판 부품(542a, 542b)으로 분할해서 구성함으로써, 압분 자심으로 제작하기 쉽다.

본 실시 형태에 있어서 자성체(13a, 13b)의 존재는 필수는 아니다. 그러나 이것들이 설치되는 경우에는, 자성판(542)과 일체화되는 것이, 자성판 부품(542a, 542b)의 위치 결정이나, 회전자의 조립이 용이한 관점에서 바람직하다.

도62에 도시하는 바와 같이, 자성판 부품(542a, 542b)은, 공극을 두고 서로 인접해도 된다. 고정자측에 공극이 대향하게 된다. 통상, 코깅 토크는 고정자와 회전자 사이의 갭의 자기 저항의 변화에 의해 발생하기 때문에, 해당 공극은, 코깅 토크의 주기를 짧게 하는 이른바 보조홈으로서 기능한다. 이것에 의해 코깅 토크가 작아진다.

또 자성판 부품(542a, 542b)의 주위 방향의 단부는, 회전축을 따른 방향에 대해서 단차를 가져도 된다. 도63은, 해당 단차를 가진 자성판 부품(542a, 542b)이 인접한 모습을 도시하는 사시도이다. 인접하는 자성판 부품(542a, 542b)의 단차가 서로 인접하고 있다. 그리고 이들 단차는 자성체(13a, 13b)가 설치되어 있는 측에 있어서 접촉하여, 그 반대측(고정자측)에 있어서 개방되는 오목부를 형성하고 있다. 이 양태에서도, 상기와 같이 해서 코깅 토크를 작게 할 수 있다. 또한 자석(12a, 12b)이 배치되어 있는 측에서 자성판 부품(542a, 542b)이 접촉하고 있으므로, 자석(12a, 12b)으로부터의 자속을 유효하게 이용할 수 있다.

물론, 이러한 오목부를 형성하지 않고서, 도64에 도시하는 바와 같이 단차가 서로 맞물려 자성판(542)을 구성해도 된다. 이러한 단차의 맞물림은, 자성판 부품에 의한 자성판의 구성을 견고하게 하는 관점에서 바람직하다.

여러 가지 변형

자석이 주위 방향으로 넓어져 열리는 각도에 대해서는, 자극쌍 수를 P로 해서{(120±20)/P}도의 범위에 있는 것이 바람직한 것이 알려져 있다. 따라서 예를 들면 회전자(1A 내지 1E)에서는 자석(12a, 12b)이 주위 방향으로 열리는 각도로서 (120±20)도의 범위에 있는 것이 바람직하다. 또 회전자(1F, 1F1)에서는 자석(12c 내지 12f)이 주위 방향으로 열리는 각도로서 (60±10)도의 범위에 있는 것이 바람직하다.

회전자 내에서 회전축을 개재시켜 자속이 단락하는 것을 회피하기 위해서는, 전술한 바와 같이 갭(G2)을 형성하거나(도1, 도5, 도12 등), 원통(40)을 형성하거나(도39), 회전축으로서 비자성강철을 채용하는 것이 바람직하다.

갭(G2)에 상당하는 거리를 벌기 위해서, 기판(11)의 축 구멍(10)(도1, 도5, 도12 등)의 내주에 비자성의 보스를 형성하고, 이것을 개재시켜 회전축을 축 구멍(10)에 관삽해도 된다.

또한, 회전자에 축 구멍(10)을 형성하는 것은 반드시 요구되지 않는다. 예를 들면 자석, 자성체와 접촉하지 않고서 축 구멍의 위치에 있어서, 회전축을 강고하게 결합할 수 있으면 된다. 또 자기축받이와 같이 회전축을 생략해도 된다.

본 발명은 상세하게 설명되었지만, 상기한 설명은, 모든 국면에 있어서, 예시이며, 본 발명이 거기에 한정되는 것은 아니다. 예시되어 있지 않은 무수한 변형예가, 본 발명의 범위로부터 벗어나지 않고 상정될 수 있는 것으로 해석된다.

Claims

소정의 축의 주위에서 극성을 대칭으로 하여 복수가 환형으로 배치된 자극면을 갖는 자석(12a, 12b; 120a, 120b; 12a, 12b; 12a, 12b; 12a, 12b; 12c 내지 12f; 12a, 12b, 12g, 12h; 12a, 12b; 12a, 12b, 12g, 12h; 12a, 12b; 12a, 12b, 12g, 12h; 12a, 12b; 12a, 12b)과,

자성체(13a, 13b; 130a, 130b; 13a, 13b, 14a, 14b; 54a, 54b; 13a, 13b, 54c 내지 54f; 54g 내지 54j; 13a, 13b, 13g, 13h; 13a, 13b; 13a, 13b, 13g, 13h, 14a, 14b, 14g, 14h; 13a, 13b, 14a, 14b, 14g; 14h; 13a, 13b, 13g, 13h, 542, 544; 13a, 13b, 542, 544; 541, 545)의 복수를 구비하고,

상기 축의 한쪽측에 대해 제1 극성을 나타내는 상기 자극면을 갖는 제1종 자석(12a; 120a; 12a; 12a; 12a; 12c, 12e; 12a, 12g; 12a; 12a, 12g; 12a; 12a, 12g ;12a ;12a)과, 상기 한쪽측에 대해 제2 극성을 나타내는 상기 자극면을 갖는 제2종 자석(12b; 120b; 12b; 12b; 12b; 12d, 12f; 12b, 12h; 12b; 12b, 12h; 12b; 12b, 12h; 12b; 12b) 사이를 경유하여 외부로부터 흐르는 자속에 대응하는 인덕턴스(LD)가, 상기 자석을 우회하여 상기 외부로부터 상기 자성체로 흐르는 자속에 대응하는 인덕턴스(Lq)보다도 작은 회전자(1A; 1B; 1C; 1D; 1E; 1F; 1G; 1H; 1I; 1J; 1K; 1L; 1M).
제1항에 있어서, 상기 자성체(13a, 13b; 130a, 130b; 13a, 13b; 13a, 13b; 13a, 13b, 13g, 13h; 13a, 13b; 13a, 13b, 13g, 13h; 13a, 13b; 13a, 13b, 13g, 13h; 13a, 13b)는 적어도 상기 제1종 자석(12a; 120a; 12a; 12a; 12a, 12g; 12a; 12a, 12g; 12a; 12a, 12g; 12a)과, 상기 제2종 자석(12b; 120b; 12b; 12b; 12b, 12h; 12b; 12b, 12h; 12b; 12b, 12h; 12b) 사이에 설치되는 회전자(1A; 1B; 1C; 1E; 1G; 1H; 1I; 1J; 1K; 1L).
제2항에 있어서, 상기 자성체의 상기 한쪽측의 면은 상기 자극면과 대략 동일면 상에 있는 회전자.
제2항에 있어서, 상기 축의 다른 쪽측으로부터 상기 자석(12a, 12b; 120a, 120b; 12a, 12b; 12a, 12b; 12c 내지 12f; 12a, 12b; 12a, 12b; 12a, 12b)을 뒷받침하는 요크(11; 110; 11; 11; 11; 11; 11; 11)를 더 구비하는 회전자(1A; 1B; 1C; 1E; 1F; 1G; 1I; 1K).
제4항에 있어서, 상기 축의 주위에서 극성을 대칭으로 하고, 상기 요크(11; 11; 11)에 대해 상기 축의 다른 쪽측으로부터 복수가 환형으로 배치된 자극면을 갖는 다른 자석(12g, 12h; 12g, 12h; 12g, 12h)을 더 구비하고,

상기 다른 자석의 사이에도 상기 자성체(13g, 13h; 13g, 13h; 13g, 13h)가 설치되는 회전자(1G; 1I; 1K).
제5항에 있어서, 상기 자석(12a, 12b; 12a, 12b; 12a, 12b)과 상기 다른 자석(12g, 12h; 12g, 12h; 12g, 12h)은, 상기 요크를 거쳐서 대략 정면으로 마주보고 배치되고, 상기 요크에 대해 반대인 극성의 자극을 나타내는 회전자(1G; 1I; 1K).
제4항에 있어서, 상기 자성체(130a, 130b) 및 상기 요크(110)의 상기 한쪽측을 덮는 본드 자석(120)이 설치되고,

상기 자석(120a, 120b)은 착자된 상기 본드 자석인 회전자(1B).
제7항에 있어서, 상기 본드 자석(120)은 수지 등의 바인더에 희토류 자석의 분말을 섞어 얻게 되는 회전자(1B).
제7항에 있어서, 상기 자성체(130a, 130b)의 상기 한쪽측을 덮는 상기 본드 자석(121a, 121b)은 실질적으로 무착자인 회전자(1B).
제9항에 있어서, 상기 자성체(130a, 130b)는 상기 축의 주위에서 정현파형으로 그 표면이 변동되는 회전자(1B).
제2항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 인접하는 상기 자성체(13a, 13b; 13a, 13b; 13a, 13b; 13a, 13b, 13g, 13h; 13a, 13b; 13a, 13b, 13g, 13h; 13a, 13b; 13a, 13b, 13g, 13h; 13a, 13b)와 상기 자석(12a, 12b; 12a, 12b; 12a, 12b; 12a, 12b, 12g, 12h; 12a, 12b; 12a, 12b, 12g, 12h; 12a, 12b; 12a, 12b, 12g, 12h; 12a, 12b) 사이에는 상기 축에 수직인 방향으로 자기 장벽(G1)이 설치되는 회전자(1A; 1C; 1E; 1G; 1H; 1I; 1J; 1K; 1L).
제11항에 있어서, 상기 자기 장벽의 폭은 상기 회전자와 대향하여 전동기를 구성하는 고정자의 자극면과 상기 회전자의 자극면과의 사이의 거리(δ)의 2배 이상으로 선정되는 회전자(1A; 1C; 1E; 1G; 1H; 1I; 1J; 1K; 1L).
제2항에 있어서, 상기 한쪽측에서 상기 자석(12a, 12b; 12a, 12b; 12a, 12b, 12g, 12h; 12a, 12b; 12a, 12b, 12g, 12h; 12a, 12b)의 상기 자극면을 자기적으로 독립해서 개별로 덮어 설치되는 다른 자성체(14a, 14b; 54c, 54e; 14a, 14b, 14g, 14h; 14a, 14b, 14g, 14h; 542, 544; 542, 544)를 더 구비하는 회전자(1C; 1E; 1I; 1J; 1K; 1L).
제13항에 있어서, 상기 다른 자성체(14a, 14b; 54c, 54e; 542, 544; 542, 544)는, 그 상기 축을 중심으로 하는 주위 방향에 대한 단부(14aE, 14bE)가 중앙부보다도 얇은 회전자(1C; 1E; 1K; 1L).
제14항에 있어서, 상기 다른 자성체(14a, 14b; 54c, 54e; 542, 544; 542, 544)는, 그 상기 축을 중심으로 하는 주위 방향에 대한 단부(14aE, 14bE)의 측면이 상기 한쪽측에 대해 상기 주위 방향을 향해 경사지는 회전자(1C; 1E; 1K; 1L).
제13항에 있어서, 상기 다른 자성체(14a, 14b; 54c, 54e; 542, 544; 542, 544)에는, 그 상기 한쪽측에 있어서, 상기 소정의 축을 중심으로 하는 직경 방향을 따른 홈(141)이 마련되는 회전자(1C; 1E; 1K; 1L).
제13항에 있어서, 상기 한쪽측에서 상기 자극면 및 상기 자성체(13a, 13b; 13a, 13g, 13h; 13a, 13b)를 덮는 자성판(542; 542, 544; 542, 544)이 설치되고,

상기 자성판은 상기 축을 따라서 볼 때 상기 자성체와 상기 자석 사이에 있어서, 상기 축에 가까운 위치로부터 먼 위치로 연장하여 개방되는 슬릿(55c 내지 55f; 55c 내지 55f; 55c 내지 55f)을 갖고,

상기 슬릿에 의해 상기 축을 중심으로 하는 주위 방향으로 구분된 상기 자성판 중 상기 자극면을 덮는 것이 상기 다른 자성체(54c, 54e; 54c, 54e; 54c, 54e)로서 기능하고,

상기 다른 자성체끼리는 상기 슬릿에 의해 상기 축을 중심으로 하는 주위 방향으로 구분된 상기 자성판 중 상기 자성체를 덮는 것(54d, 54f; 54d, 54f; 54d, 54f)과, 상기 슬릿 중 적어도 한쪽 단부측에서 박육부(56e 내지 56h/56i 내지 56l)를 거쳐서 연결되는 회전자(1E; 1K; 1L).
제17항에 있어서, 상기 주위 방향을 따른 상기 슬릿(55c 내지 55f; 55c 내지 55f; 55c 내지 55f)의 폭은, 상기 회전자(1E; 1K; 1L)와 대향하여 전동기를 구성하는 고정자의 자극면과 상기 다른 자성체의 고정자측의 표면과의 사이의 거리의 2배 이상으로 선정되는 회전자(1E; 1K; 1L).
제1항에 있어서, 상기 자성체(14a, 14b; 54a, 54b; 54c, 54e; 54g, 54h, 54i, 54j; 14a, 14b, 14g, 14h; 14a, 14b, 14g, 14h; 542, 544; 542, 544; 541, 545)는 적어도 상기 한쪽측에서 상기 자극면을 덮어 설치되는 회전자(1C; 1D; 1E; 1F; 1I; 1J; 1K; 1L; 1M).
제19항에 있어서, 상기 자성체(14g, 14h; 14g, 14h; 544; 544; 545)는 상기 한쪽측과는 반대측으로부터도 상기 자석에 적재되는 회전자(1I; 1J; 1K; 1L; 1M).
제19항에 있어서, 상기 자성체(54a, 54b; 54g, 54h, 54i, 54j; 542, 544; 542, 544; 541, 545)는 그 상기 축을 중심으로 하는 주위 방향에 대한 단부(14aE, 14bE)가 중앙부보다도 얇은 회전자(1C; 1E; 1K; 1L; 1M).
제19항에 있어서, 상기 자성체(54a, 54b; 54g, 54h, 54i, 54j; 542, 544; 542, 544; 541, 545)는, 그 상기 축을 중심으로 하는 주위 방향에 대한 단부(14aE, 14bE)의 측면이 상기 한쪽측에 대해 상기 주위 방향을 향해 경사지는 회전자(1C; 1E; 1K; 1L; 1M).
제19항에 있어서, 상기 자성체(54a, 54b; 54g, 54h, 54i, 54j; 542, 544; 542, 544; 541, 545)에는, 그 상기 한쪽측에 있어서, 상기 소정의 축을 중심으로 하는 직경 방향을 따른 홈(141)이 마련되는 회전자(1C; 1E; 1K; 1L; 1M).
제19항에 있어서, 상기 한쪽측에서 상기 자극면을 덮는 자성판(541; 542; 543; 542, 544; 542, 544; 541, 545)이 설치되고,

상기 자성판은 상기 소정의 축을 따라서 볼 때 상기 자성체끼리의 사이에 있어서, 상기 축에 가까운 위치로부터 먼 위치로 연장하여 개방되는 슬릿(55a, 55b; 55c 내지 55f; 55g 내지 55j; 55c 내지 55f; 55c 내지 55f; 55a, 55b)을 갖고,

상기 슬릿에 의해 상기 축을 중심으로 하는 주위 방향으로 구분된 상기 자성판이 상기 자성체(54a, 54b; 54c, 54e; 54g, 54h, 54i, 54j; 54c, 54e; 54c, 54e; 54a, 54b)로서 기능하고,

상기 자성체끼리는 상기 슬릿 중 적어도 한쪽 단부측에서 박육부(56a, 56b/56c, 56d; 56e 내지 56h/56i 내지 56l; 56e 내지 56h/56i 내지 56l; 56e 내지 56h/56i 내지 56l; 56a, 56b/56c, 56d)를 거쳐서 연결되는 회전자(1D; 1E; 1F; 1K; 1L; 1M).
제24항에 있어서, 상기 주위 방향을 따른 상기 슬릿(55a, 55b; 55g 내지 55j; 55a, 55b)의 폭은, 상기 회전자와 대향하여 전동기를 구성하는 고정자의 자극 면과 상기 회전자의 자극면과의 사이의 거리의 2배 이상으로 선정되는 회전자(1D; 1F; 1M).
제24항에 있어서, 상기 제1종 자석(12a; 12a, 12c; 12a)과 상기 제2종 자석(12b; 12b, 12d; 12b)은 링형 자석에 의해 일체로 형성되어 있고,

상기 링형 자석은 상기 축을 따라서 본 평면에서 볼 때, 상기 슬릿(55a, 55b; 55g 내지 55j; 55a, 55b)이 마련되는 위치에서 무착자인 회전자(1D; 1F; 1M).
제19항 내지 제26항 중 어느 한 항에 있어서, 하나의 상기 자극면(12a, 12b; 12a, 12b)을 덮는 하나의 상기 자성체(54a, 54b; 54a, 54b)의 면적은 상기 자극면의 면적보다도 큰 회전자(1D; 1M).
제24항 내지 제26항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 슬릿(55a, 55b; 55g 내지 55j; 55a, 55b)은 상기 제1종 자석(12a; 12c, 12e; 12a)과 상기 제2종 자석(12b; 12d, 12f; 12b)의 경계 근방에 설치되는 회전자(1D; 1F; 1M).
제24항에 있어서, 상기 제1종 자석(12a)을 더 갖는 상기 제2 극성을 나타내는 자극면과, 상기 제2종 자석(12b)을 더 갖는 상기 제1 극성을 나타내는 자극면을, 상기 축의 다른 쪽측에서 덮고, 상기 한쪽측에서 상기 자극면을 덮는 상기 자성판(541)과 대략 동일형의 자성판(545)을 더 구비하는 회전자(1L; 1M).
제24항 또는 제29항에 있어서, 상기 제1종 자석(12a)과, 상기 제2종 자석(12b) 사이에 설치되는 다른 자성체(13a, 13b)를 더 구비하고,

상기 슬릿(55c 내지 55f)은 상기 다른 자성체와 상기 제1종 자석(12a)과 상기 제2종 자석(12b)과의 경계 근방에 설치되는 회전자(1E; 1L).
제24항 내지 제26항 또는 제29항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 슬릿(55g 내지 55j)은 상기 축을 중심으로 하는 직경 방향에 대해 경사져 설치되는 회전자(1F).
제19항 내지 제28항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 축의 다른 쪽측으로부터 상기 자석(12a, 12b)을 뒷받침하는 요크(11)를 더 구비하는 회전자(1D).
제4항에 있어서, 상기 요크에 있어서,

상기 자성체를 상기 축을 따라서 연장한 위치에서 상기 한쪽측으로부터 소정 길이를 갖는 영역이 압분 자심으로 구성되고,

상기 영역 이외에서는 상기 축에 수직인 강판이 적층되어 구성되는 회전자.
제4항에 있어서, 상기 요크(11)는 상기 자성체(13a, 13b)가 상기 축을 따른 방향으로 끼워 맞추어지는 오목부 혹은 관통 구멍(11a, 11b)을 갖는 회전자.
제4항에 있어서, 상기 요크(11)는 상기 자석(12a, 12b)이 상기 축을 따른 방향으로 끼워 맞추어지는 오목부(12aQ, 12bQ)를 갖는 회전자.
제33항 내지 제35항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 한쪽측에서 상기 자극면 및 상기 자성체(13a, 13b)를 덮는 자성판(542)을 더 구비하고,

상기 자성판은 상기 축을 따라서 볼 때 상기 자성체와 상기 자석 사이에 있어서, 상기 축에 가까운 위치로부터 먼 위치로 연장하여 개방되는 슬릿(55c 내지 55f)을 갖고,

상기 슬릿에 의해 상기 축을 중심으로 하는 주위 방향으로 구분된 상기 자성판 중 상기 자성체를 덮는 것(54d, 54f)은 상기 자성체와 일체화되는 회전자.
제4항에 있어서, 상기 요크(11) 상에 설치되고, 상기 자석에 그 외주측으로부터 접촉하는 돌제(111a, 111b)를 더 구비하는 회전자.
제4항에 있어서, 상기 요크(11) 상에 설치되고, 상기 자석에 상기 축을 중심으로 한 주위 방향측으로부터 접촉하는 돌제(112a, 113a, 112b, 113b)를 더 구비하는 회전자.
제17항에 있어서, 상기 자성판(542)은 상기 자성체(13a, 13b)가 상기 축을 따른 방향으로 끼워 맞추어지는 오목부 혹은 관통 구멍(57a, 57b)을 갖는 회전자.
제17항에 있어서, 상기 자성판(542)은 상기 자석(12a, 12b)이 상기 축을 따른 방향으로 끼워 맞추어지는 오목부(57c, 57d)를 갖는 회전자.
제39항 또는 제40항에 있어서, 상기 축의 다른 쪽측으로부터 상기 자석(12a, 12b)을 뒷받침하는 요크(11)를 더 구비하고,

상기 요크와 상기 자성체가 일체화되는 회전자.
제24항에 있어서, 상기 자성판(542)은 상기 자석(12a, 12b)이 상기 축을 따른 방향으로 끼워 맞추어지는 오목부(57c, 57d)를 갖는 회전자.
제17항 또는 제24항에 있어서, 상기 자성판(542) 상에 설치되고, 상기 자석에 그 외주측으로부터 접촉하는 돌제(58a, 58b)를 더 구비하는 회전자.
제17항 또는 제24항에 있어서, 상기 자성판(542) 상에 설치되고, 상기 자석에 상기 축을 중심으로 한 주위 방향측으로부터 접촉하는 돌제(59a, 59b, 59c, 59d)를 더 구비하는 회전자.
제17항 또는 제24항에 있어서, 상기 자성판(542)은 상기 축을 따라서 볼 때 상기 자극면이 배치된 위치에 있어서 분할되는 자성판 부품(542a, 542b)으로 구성되는 회전자.
제45항에 있어서, 상기 자성판 부품(542a, 542b)은 공극을 두고 서로 인접하는 회전자.
제45항에 있어서, 상기 자성판 부품(542a, 542b)의 상기 주위 방향의 단부는 상기 축을 따른 방향에 대해 단차를 갖고,

인접하는 상기 자성판 부품의 상기 단차가 서로 맞물려 상기 자성판(542)을 구성하는 회전자.
제45항에 있어서, 상기 자성판 부품(542a, 542b)의 상기 주위 방향의 단부는 상기 축을 따른 방향에 대해 단차를 갖고,

인접하는 상기 자성판 부품의 상기 단차가 서로 인접하고, 그 상기 한쪽측에 있어서 개방되고, 상기 축의 다른 쪽측에 있어서 접촉하는 오목부를 형성하는 회전자.
제36항에 있어서, 상기 자성판(542)의 상기 축의 다른 쪽측과, 상기 요크(11)의 상기 한쪽측과의 사이의 거리(t3)는, 상기 회전자와 대향하여 전동기를 구성하는 고정자의 자극면과 상기 자성판의 고정자측의 표면과의 사이의 거리의 2 배 이상으로 선정되는 회전자.
제37항 또는 제38항에 있어서, 상기 자성판(542)의 상기 축의 다른 쪽측과, 상기 돌제(111a, 111b, 112a, 113a, 112b, 113b)의 상기 한쪽측과의 사이의 거리는, 상기 회전자와 대향하여 전동기를 구성하는 고정자의 자극면과 상기 자성판의 고정자측의 표면과의 사이의 거리의 2배 이상으로 선정되는 회전자.
제41항에 있어서, 상기 자성판(542)의 상기 축의 다른 쪽측과, 상기 요크(11)의 상기 한쪽측과의 사이의 거리(t3)는, 상기 회전자와 대향하여 전동기를 구성하는 고정자의 자극면과 상기 자성판의 고정자측의 표면과의 사이의 거리의 2배 이상으로 선정되는 회전자.
제43항에 있어서, 상기 요크(11)의 상기 한쪽측과, 상기 돌제(58a, 58b)의 상기 축의 다른 쪽측과의 사이의 거리는, 상기 회전자와 대향하여 전동기를 구성하는 고정자의 자극면과 상기 자성판의 고정자측의 표면과의 사이의 거리의 2배 이상으로 선정되는 회전자.
제44항에 있어서, 상기 요크(11)의 상기 한쪽측과, 상기 돌제(59a, 59b, 59c, 59d)의 상기 축의 다른 쪽측과의 사이의 거리는, 회전자와 대향하여 전동기를 구성하는 고정자의 자극면과 상기 자성판의 고정자측의 표면과의 사이의 거리의 2 배 이상으로 선정되는 회전자.
제1항 내지 제26항, 제29항, 제33항 내지 제35항, 제37항 내지 제40항, 제42항 중 어느 한 항에 기재된 회전자와, 고정자(2)를 구비하고,

상기 고정자는,

상기 축을 따라서 솟은 복수의 자심(221 내지 226)과,

상기 자심에 권취된 권선(231 내지 236)과,

상기 자심에 적재되고, 상기 축에 가까운 위치로부터 먼 위치로 연장하여 개방되는 슬릿(251 내지 256)을 갖는 자성판(24)을 갖는 축방향 갭형 모터.
제1항 내지 제26항, 제29항, 제33항 내지 제35항, 제37항 내지 제40항, 제42항 중 어느 한 항에 기재된 회전자와, 상기 회전자와 대향하는 고정자(3)를 구비하고,

상기 고정자는,

상기 축에 수직인 표면(310)을 갖는 기판(31)과,

상기 표면 상에서 상기 축의 주위 방향에 있어서, 서로 이격되면서 각각이 대략 180도에서 넓어지는 한 쌍의 제1단 스페이서(311, 313)와,

각각의 상기 제1단 스페이서 상에서 상기 주위 방향에 있어서, 상기 제1단 스페이서의 단부에서 대략 120도에서 넓어지는 한 쌍의 제2단 스페이서(312, 314)와,

상기 제1단 스페이서 상에 각각 설치되는 한 쌍의 자심(321, 324)과,

상기 제2단 스페이서 상에 각각 설치되는 두 쌍의 자심(322, 323/325, 326)과,

상기 기판 상에 배치되어 3개의 상기 자심을 권취하는 한 쌍의 제1 권선(33a, 33b)과,

상기 제1단 스페이서 및 상기 제1 권선 상에 배치되어 3개의 상기 자심을 권취하는 한 쌍의 제2 권선(34a, 34b)과,

상기 제2단 스페이서 및 상기 제2 권선 상에 배치되어 3개의 상기 자심을 권취하는 한 쌍의 제3 권선(35a, 35b)을 갖고,

상기 제1 권선과, 상기 제2 권선과, 상기 제3 권선은 서로 상기 주위 방향을 따라서 120도 어긋나게 하여 배치되는 축방향 갭형 모터.
제5항 또는 제20항에 기재된 회전자(1G; 1I; 1J; 1K; 1L)와,

상기 회전자를 사이에 두는 한 쌍의 고정자를 구비하는 축방향 갭형 모터.
제1항 내지 제26항, 제29항, 제33항 내지 제35항, 제37항 내지 제40항, 제42항 중 어느 한 항에 기재된 회전자와, 상기 회전자에 대향한 고정자를 구비하는 축방향 갭형 모터를 상기 고정자에 정현파 전류를 흐르게 하여 구동하는 모터의 구동 방법.
제1항 내지 제26항, 제29항, 제33항 내지 제35항, 제37항 내지 제40항, 제42항 중 어느 한 항에 기재된 회전자와, 상기 회전자에 대향한 고정자를 구비하는 축방향 갭형 모터를, 상기 고정자에 진상 전류를 흐르게 하여 구동하는 모터의 구동 방법.
제1항 내지 제26항, 제29항, 제33항 내지 제35항, 제37항 내지 제40항, 제42항 중 어느 한 항에 기재된 회전자와, 상기 회전자에 대향한 고정자를 구비하는 축방향 갭형 모터(100)를 탑재하는 압축기(200).
제59항에 있어서, 상기 모터(100)에 의해 구동되는 압축 요소(205)를 더 구비하고,

상기 압축 요소는 상기 모터보다도 하방에 배치되는 압축기(200).