JP5691994B2 - アキシャルギャップ型の回転電機 - Google Patents

Description

本発明は、固定子と回転子とが回転軸と平行な方向においてギャップを有して対向するように配置されるアキシャルギャップ型の回転電機に用いて好適なものである。

従来から、周方向に配置された複数の永久磁石（磁極）と、前記複数の永久磁石に対する継鉄となるヨークとを備えた回転子（ロータ）と、固定子鉄心と、固定子コイル（励磁コイル）とを備えた固定子（ステータ）とを有し、固定子と回転子とが回転軸と平行な方向にギャップを有して対向するように配置された、所謂アキシャルギャップ型の回転電機（電動機・発電機）がある（特許文献１、２を参照）。

特許第４４６８５８９号公報 特許第４２９４９９３号公報

しかしながら、特許文献１、２に記載の技術では、回転子が一体で形成されているため、回転子におけるイナーシャ（慣性力）が大きくなる。例えば、電気自動車のインホイールモータ等では、大きなトルクが必要になる。このため、特許文献１、２に記載のアキシャルギャップ型の回転電機を電気自動車のインホイールモータ等として使用すると、回転電機（回転子）の径が大きくなり、回転子におけるイナーシャ（慣性力）が特に大きくなる。このように回転子におけるイナーシャが大きいと、回転子の回転速度を変更させる運転指令に対して、回転子の応答が遅れてしまい、回転子が運転指令に応じた回転速度で回転するまでに時間を要してしまう虞がある。例えば、電気自動車の駆動モータやインホイールモータでは、回転子の回転速度の変更が頻繁に行われるため、このような問題点が顕著になる虞がある。

本発明は、以上のような問題点に鑑みてなされたものであり、回転子の回転速度を変更させる運転指令に対して、回転子の応答が遅れることを可及的に抑制することができるアキシャルギャップ型の回転電機を提供することを目的とする。

本発明のアキシャルギャップ型の回転電機は、回転軸と同軸で回転する回転子と、前記回転軸と平行な方向において前記回転子とギャップを有して対向する位置に配置される固定子と、を有するアキシャルギャップ型の回転電機であって、前記回転子は、前記回転電機の周方向に配置された複数の永久磁石を備え、前記複数の永久磁石の前記回転軸と平行な方向の一端面が、前記固定子と前記ギャップを有して相互に対向する位置に配置された永久磁石側部材であって、前記回転軸と共に回転する永久磁石側部材と、前記永久磁石側部材の前記回転軸と平行な方向の端面のうち、前記固定子と対向しない方の端面側に配置され、前記複数の永久磁石に対する継鉄となるヨーク側部材であって、前記永久磁石側部材と同軸で回転することが可能なヨーク側部材と、前記永久磁石側部材と、前記ヨーク側部材との間に配置され、前記永久磁石側部材と、前記ヨーク側部材との間の摩擦を低減させるための潤滑部材と、を有し、前記ヨーク側部材は、前記永久磁石側部材の回転に伴って、前記永久磁石側部材との間の電磁誘導の作用により前記永久磁石側部材と同軸で前記永久磁石側部材と同じ方向に回転し、時間の経過に伴い、その回転速度が、前記永久磁石側部材の回転速度に近づくように動作することを特徴とする。

本発明によれば、固定子を、複数の永久磁石を備えた永久磁石側部材と、複数の永久磁石に対する継鉄となるヨーク側部材とに分け、永久磁石側部材が回転軸と共に回転するようにすると共に、ヨーク側部材が永久磁石側部材と同軸で回転できるようにする。また、永久磁石とヨーク側部材とが、固定子が配置されていない側で、潤滑部材を介して相互に対向するように、永久磁石側部材とヨーク側部材を配置する。このようにすることにより、ヨーク側部材は、永久磁石側部材の回転に伴って、永久磁石側部材との間の電磁誘導の作用により永久磁石側部材と同軸で永久磁石側部材と同じ方向に回転し、時間の経過に伴い、その回転速度が、前記永久磁石側部材の回転速度に近づくように動作する。複数の永久磁石と複数の永久磁石に対する継鉄とを一体とした回転子に比べ、永久磁石側部材は軽いため、回転子の回転速度を変更させる運転指令に対して、迅速に応答する。よって、回転子の回転速度を変更させる運転指令に対して、回転子の応答が遅れることを可及的に抑制することができるアキシャルギャップ型の回転電機を実現することができる。

モータの概略構成の第１の例を示す断面図である。 永久磁石側部材の構成の一例を示す図である。 部分ヨーク部の構成の一例を示す図である。 モータの概略構成の第２の例を示す断面図である。

以下、図面を参照しながら、本発明の実施形態を説明する。
（第１の実施形態）
まず、本発明の第１の実施形態について説明する。図１は、回転電機の一例であるモータの概略構成の一例を示す断面図である。具体的に図１は、モータの回転軸に沿って切ったときの断面図である。尚、以下の各図では、説明に必要な構成のみを簡略化して示す。
図１において、モータ１００は、所謂アキシャルギャップ型のモータであり、２つの回転子１１０ａ、１１０ｂと、固定子１２０と、回転軸１３０とを有し、それらがハウジング（フレーム）１４０内に収められている。

回転子１１０ａ、１１０ｂと固定子１２０のそれぞれは、回転軸１３０と同軸となるように配置される。
固定子１２０は、２つの固定子コイル１２１ａ、１２１ｂと、固定子鉄心１２２とを有する。
固定子鉄心１２２は、複数の上側ティース部と、複数の下側ティース部と、ヨーク（継鉄）部とを有する。複数の上側ティース部は、周方向において等間隔となるようにヨーク部の上面に配置される。複数の下側ティース部は、周方向において等間隔となり、且つ、回転軸１３０と平行な方向でヨーク部を介して上側ティース部と相互に対向するようにヨーク部の下面に配置される。本実施形態では、固定子鉄心１２２は、電磁鋼板を用いて、一体で形成されるものとする。

固定子コイル１２１ａ、１２１ｂは、それぞれ、固定子鉄心１２２の下側ティース部の側面、上側ティース部の側面に対して巻き回されるように配置される。
尚、固定子１２０は、公知の技術で実現することができるので、ここでは、その詳細な説明を省略する。また、固定子１２０の構成は、図１に示したものに限定されない。

回転子１１０ａ、１１０ｂは、それぞれ円盤状部材１５０の外周下側、外周上側の領域に取り付けられている。円盤状部材１５０は、例えば、アルミニウム等の金属等により形成されるものであり、その中心部が回転軸１３０に取り付けられている（固定されている）。

回転子１１０ａ、１１０ｂは、永久磁石側部材１１１ａ、１１１ｂと、ヨーク側部材１１２ａ、１１２ｂと、潤滑機構１１３ａ、１１３ｂとを有する。尚、回転子１１０ａ、１１０ｂは、永久磁石側部材１１１ａ、１１１ｂと、ヨーク側部材１１２ａ、１１２ｂの位置関係が逆であることに基づく構成が異なる他は同じである。よって、以下の説明では、必要に応じて、回転子１１０ａ、１１０ｂのうち、回転子１１０ａのみの詳細な説明を行い、回転子１１０ｂの詳細な説明を省略する。

図２は、永久磁石側部材１１１ａの構成の一例を示す図である。具体的に図２（ａ）は、永久磁石側部材１１１ａの固定子１２０と対向する領域を、回転軸１３０に沿う方向から見た図である。図２（ｂ）は、永久磁石側部材１１１ａのヨーク側部材１１２ａと対向する領域を、回転軸１３０に沿う方向から見た図である。図２（ｃ）は、図２（ａ）のＩ−Ｉで切ったときの断面図である。図２（ｄ）は、図２（ａ）のＩＩ−ＩＩで切ったときの断面図である。尚、部材の特徴を分かりやすく示すために、各断面図では、必要に応じて、記載を省略している。

永久磁石側部材１１１ａは、２４個の永久磁石２０１ａ〜２０１ｘと、部分ヨーク部２０２と、補強用枠体部２０３と、モールド部２０４と、を有する。
２４個の永久磁石２０１ａ〜２０１ｘは、周方向に等間隔で配置されており、全体として、回転軸１３０と同軸の円環状になっている。
周方向で相互に隣り合う永久磁石（例えば永久磁石２０１ａと永久磁石２０１ｂ）は、相互に異なる極となっている。また、回転子１１０ａに配置される永久磁石と、回転子１１０ｂに配置される永久磁石とのうち、回転軸１３０と平行な方向で固定子１２０を介して相互に対向する位置にある永久磁石も、相互に異なる極となっている。図２に示す例では、永久磁石２０１ａはＮ極であるので、回転子１１０ｂに配置される永久磁石のうち、回転軸１３０と平行な方向で固定子１２０を介して永久磁石２０１ａと相互に対向する位置にある永久磁石はＳ極となる。尚、このような配置になっていれば、永久磁石の数は、２４個に限定されない。

部分ヨーク部２０２は、中空円筒形状を有し、永久磁石２０１ａ〜２０１ｘの回転軸１３０に平行な方向の端面のうち固定子１２０が配置されていない側の端面（図１に示す例では永久磁石２０１ａ〜２０１ｘの下面）に、回転軸１３０と同軸となるように配置されている。部分ヨーク部２０２の上面と下面は、永久磁石２０１ａ〜２０１ｘにより形成される円環状の部分と同じ大きさ及び形を有している。
図３は、部分ヨーク部２０２の構成の一例を示す図である。具体的に図３（ａ）は、部分ヨーク部２０２を、回転軸１３０に沿う方向から見た図である。図３（ｂ）は、図３（ａ）のＩ−Ｉで切ったときの断面図である。

本実施形態では、部分ヨーク部２０２を、巻鉄心としている。具体的に説明すると、板面に絶縁皮膜が施された電磁鋼板を、巻方向が回転子１１０ａの周方向となるように巻いたものを、部分ヨーク部２０２の大きさ及び形に合わせて切断することにより巻鉄心を形成し、この巻鉄心を、部分ヨーク部２０２としている。

図２の説明に戻り、補強用枠体部２０３は、永久磁石２０１ａ〜２０１ｘと部分ヨーク部２０２を、前述した位置に収め、それらの位置がずれることを防止するためのものである。補強用枠体部２０３は、非磁性体（アルミニウム等の非磁性の軽金属等）により一体で形成されている。
永久磁石２０１ａ〜２０１ｘと部分ヨーク部２０２が補強用枠体部２０３に収められると、永久磁石２０１ａ〜２０１ｘの厚み方向（回転軸１３０と平行な方向）の端面のうち固定子１２０が配置されていない側の端面（図１では下面）と、部分ヨーク部２０２の厚み方向（回転軸１３０と平行な方向）の端面のうち永久磁石側部材１１１ａが配置されている側の端面（図１では上面）とが相互に接触すると共に、永久磁石２０１ａ〜２０１ｘの上面と、部分ヨーク部２０２の下面とが露出する。永久磁石２０１ａ〜２０１ｘの側面と、部分ヨーク部２０２の側面は、補強用枠体部２０３によって隠れる。また、周方向で相互に隣り合う永久磁石の間には、補強用枠体部２０３の一部が配置される。補強用枠体部２０３は非磁性体であるので、周方向で相互に隣り合う永久磁石の間の磁束は、補強用枠体部２０３を通らずに、部分ヨーク部２０２を通ることになる。

モールド部２０４は、永久磁石２０１ａ〜２０１ｘと部分ヨーク部２０２とを収めた補強用枠体部２０３を固定するためのものであり、絶縁材料により形成される。例えば、永久磁石２０１ａ〜２０１ｘと部分ヨーク部２０２とを収めた補強用枠体部２０３を、永久磁石側部材１１１ａの外形に合わせた型の中に配置する。そして、型の隙間に液状の絶縁材料を流し込み、当該絶縁材料が硬化すると、永久磁石２０１ａ〜２０１ｘ、部分ヨーク部２０２、及び補強用枠体部２０３と固着されたモールド部２０４が形成されるようにする。このようにして一体となった「永久磁石２０１ａ〜２０１ｘ、部分ヨーク部２０２、補強用枠体部２０３、モールド部２０４」を当該型から取り出すことにより、全体として概ね中空円筒状の永久磁石側部材１１１ａが形成される。

モールド部２０４が形成されると、補強用枠体部２０３の側面がモールド部２０４で隠れる。ただし、永久磁石２０１ａ〜２０１ｘの上面と、部分ヨーク部２０２の下面は露出する。尚、図２では、図示を省略しているが、永久磁石２０１ａ〜２０１ｘ及び部分ヨーク部２０２の側面部分等にもモールド部２０４となる絶縁材料が存在している。

モールド部２０４としては、例えば、セラミックフィラーを含浸させたエポキシ樹脂が用いられる。ただし、モールド部２０４は、エポキシ樹脂に限定されず、永久磁石２０１ａ〜２０１ｘ及び部分ヨーク部２０２を固定することができれば、どのような材料を用いてモールド部２０４を形成してもよい。
図１に示すように、永久磁石側部材１１１ａは、回転軸１３０と同軸となる位置に配置される。このとき、永久磁石側部材１１１ａは、その上面で露出している永久磁石２０１ａ〜２０１ｘが、固定子鉄心１２２の下側ティース部（固定子コイル１２１ａが配置されているティース部）の先端面と相互に対向する位置に配置される。同様に、永久磁石側部材１１１ｂは、その下面で露出している永久磁石が、固定子鉄心１２２の上側ティース部（固定子コイル１２１ｂが配置されているティース部）の先端面と相互に対向する位置に配置される。
このような構成の永久磁石側部材１１１ａ、１１１ｂは、それぞれ円盤状部材１５０の外周下側、外周上側の領域に取り付けられている。よって、永久磁石側部材１１１ａ、１１１ｂは、回転軸１３０と共に回転する。

ヨーク側部材１１２ａは、永久磁石側部材１１１ａの部分ヨーク部２０２と共に回転子１１０ａのヨーク（永久磁石２０１ａ〜２０１ｘに対する継鉄）となるものであり、永久磁石２０１ａ〜２０１ｘによる磁束の飽和を防ぐものである。ヨーク側部材１１２ａは、その厚み（回転軸１３０と平行な方向の長さ）が、部分ヨーク部２０２を上回ること以外は、部分ヨーク部２０２と同じ構成である。すなわち、板面に絶縁皮膜が施された電磁鋼板を、巻方向が回転子１１０ａの周方向となるように巻いたものを、ヨーク側部材１１２ａの大きさ及び形に合わせて切断することにより巻鉄心を形成し、この巻鉄心を、ヨーク側部材１１２ａとしている（図３を参照）。

ヨーク側部材１１２ａは、回転軸１３０と同軸となる位置に配置される。このとき、ヨーク側部材１１２ａは、その厚み方向（回転軸１３０と平行な方向）の端面のうち永久磁石側部材１１１ａが配置されている側の端面（図１では上面）が、永久磁石側部材１１１ａの部分ヨーク部２０２の厚み方向（回転軸１３０と平行な方向）の端面のうち固定子１２０が配置されていない側の端面（図１では下面）と、間隔を有して相互に対向する位置に配置される。同様に、ヨーク側部材１１２ｂは、その厚み方向（回転軸１３０と平行な方向）の端面のうち永久磁石側部材１１１ｂが配置されている側の端面（図１では下面）が、永久磁石側部材１１１ｂの部分ヨーク部の厚み方向（回転軸１３０と平行な方向）の端面のうち固定子１２０が配置されていない側の端面（図１では上面）と、間隔を有して相互に対向する位置に配置される。永久磁石側部材１１１ａとヨーク側部材１１２ａとの間隔は、可及的に小さいのが好ましい。永久磁石側部材１１１ａとヨーク側部材１１２ａとの間の磁気抵抗を低減することができるからである。同様に、永久磁石側部材１１１ｂとヨーク側部材１１２ｂとの間隔は、可及的に小さいのが好ましい。

ヨーク側部材１１２ａ、１１２ｂは、円盤状部材１５０には取り付けられていないが、回転軸１３０と同軸で回転する。ヨーク側部材１１２ａ、１１２ｂは、回転方向以外の方向（回転軸１３０と平行な方向及び回転軸１３０に対して垂直な方向）への動きを抑制するようにヨーク側部材１１２ａを案内する不図示の部材が設けられている。このように本実施形態では、永久磁石側部材１１１ａ、１１１ｂと、ヨーク側部材１１２ａ、１１２ｂは、独立して同軸で回転するようになっている。

潤滑機構１１３ａは、永久磁石側部材１１１ａとヨーク側部材１１２ａとが回転する際に、永久磁石側部材１１１ａとヨーク側部材１１２ａとの相互に対向する面の摩擦を低減し、永久磁石側部材１１１ａとヨーク側部材１１２ａを潤滑に回転させるためのものである。潤滑機構１１３ａは、永久磁石側部材１１１ａの部分ヨーク部２０２の厚み方向（回転軸１３０と平行な方向）の一端面（図１では下面）と、ヨーク側部材１１２ａの厚み方向の一端面（図１では上面）と、の間に設けられる。同様に、潤滑機構１１３ｂは、永久磁石側部材１１１ｂの部分ヨーク部の厚み方向（回転軸１３０と平行な方向）の一端面（図１では上面）と、ヨーク側部材１１２ｂの厚み方向の一端面（図１では下面）と、の間に設けられる。本実施形態では、潤滑機構１１３ａ、１１３ｂとしてベアリング（転がり軸受）を用いている。潤滑機構１１３ａ、１１３ｂには、ベアリングを保持し案内する不図示の溝部及び部材が設けられている。このように潤滑機構１１３ａ、１１３ｂを設けることにより、永久磁石側部材１１１ａとヨーク側部材１１２ａ（永久磁石側部材１１１ｂとヨーク側部材１１２ｂ）の間に発生する磁気吸引力により、永久磁石側部材１１１ａとヨーク側部材１１２ａ（永久磁石側部材１１１ｂとヨーク側部材１１２ｂ）が固着することを防ぎ、永久磁石側部材１１１ａとヨーク側部材１１２ａを潤滑に回転させることができる。

以上のようにして回転子１１０ａを構成することにより、ヨーク側部材１１２ａは、永久磁石側部材１１１ａの回転に追従して回転することができる。すなわち、永久磁石側部材１１１ａの回転に伴い、永久磁石側部材１１１ａとの間の電磁誘導の作用により、ヨーク側部材１１２ａには渦電流が発生し、これによりヨーク側部材１１２ａに磁界が発生する。ヨーク側部材１１２ａは、この磁界を打ち消す方向に動くことになるので、永久磁石側部材１１１ａの回転に遅れて永久磁石側部材１１１ａと同じ方向に回転することになる。その後、ヨーク側部材１１２ａは、時間の経過と共に、永久磁石側部材１１１ａの回転数（回転速度）に近づき、定常状態になると、永久磁石側部材１１１ａと略同じ回転数（回転速度）で回転する。回転子１１０ａが停止・減速する場合も、これと同様の現象により、永久磁石側部材１１１ａに遅れてヨーク側部材１１２ａが減速し、時間の経過と共に、永久磁石側部材１１１ａの回転数（回転速度）に近づく。

ここで、ヨーク側部材１１２ａに発生する渦電流は、モータ１００の損失の原因となる。更に、ヨーク側部材１１２ａに発生する渦電流の大きさが大きくなると、永久磁石側部材１１１ａの動作に対する応答速度が遅くなる（ヨーク側部材１１２ｂが永久磁石側部材１１１ａと同じ速度で動作するまでに要する時間が長くなる）。よって、ヨーク側部材１１２ａに発生する渦電流は、小さい方が望ましい。
前述したように、本実施形態では、板面に絶縁皮膜が施された電磁鋼板を、巻方向が回転子１１０ａの周方向となるようにして巻くことにより形成された巻鉄心により、ヨーク側部材１１２ａを構成している。したがって、電磁鋼板の板面に形成されている絶縁皮膜が、ヨーク側部材１１２ａに発生する渦電流に対する抵抗となる。よって、ヨーク側部材１１２ａに発生する渦電流を小さくすることができる。このことは、部分ヨーク部２０２についても同じである。

前述したように、ヨーク側部材１１２ａは、回転子１１０ａのヨークとなるものであり、永久磁石２０１ａ〜２０１ｘによる磁束の飽和を防ぐものである。よって、永久磁石２０１ａ〜２０１ｘにより発生する磁界の磁路の断面積としてある程度の面積を確保する必要がある。このような観点から、本願発明者らは、回転子１１０ａのヨークは、回転子１１０ａのイナーシャを大きくする要因になるということに着目し、本実施形態では、回転子のヨークの一部を、永久磁石２０１ａ〜２０１ｘから分離するという着想に至った。

具体的に本実施形態では、回転子１１０ａを、回転子１１０ａの永久磁石２０１ａ〜２０１ｘを備えた永久磁石側部材１１１ａと、回転子１１０ａのヨーク（の一部）を備えたヨーク側部材１１２ａとに分け、永久磁石側部材１１１ａを回転軸１３０に取り付けると共に、ヨーク側部材１１２ａが永久磁石側部材１１１ａと同軸で回転できるようにする。また、永久磁石２０１ａ〜２０１ｘとヨーク（ヨーク側部材１１２ａ）とが、固定子１２０が配置されていない側で、潤滑機構１１３ａを介して相互に対向するように、永久磁石側部材１１１ａとヨーク側部材１１２ａを配置する。したがって、永久磁石２０１ａ〜２０１ｘの回転に遅れて、回転子１１０ａのヨーク（ヨーク側部材１１２ａ）を、回転軸１３０と同軸で回転させることができる。永久磁石側部材１１１ａは、ヨークを一体とした回転子よりも軽いので、回転子１１０の回転速度を変更させる運転指令に対して、ヨークを一体とした回転子よりも迅速に応答することができる。よって、回転子の回転速度を変更させる運転指令に対して、回転子１１０ａの応答が遅れることを可及的に抑制することができるアキシャルギャップ型のモータ１００を提供することができる。

また、前述したように本実施形態では、板面に絶縁皮膜が施された電磁鋼板を、巻方向が回転子１１０ａの周方向となるようにして巻くことにより形成された巻鉄心により、ヨーク側部材１１２ａを構成した。したがって、ヨーク側部材１１２ａに発生する渦電流を小さくすることができ、回転子の回転速度を変更させる運転指令に対して、回転子の応答が遅れることをより一層抑制することができる。

また、本実施形態では、固定子１２０が配置されていない側で永久磁石２０１ａ〜２０１ｘと対向する位置に、回転子１１０ａのヨークの一部となる部分ヨーク部２０２を配置し、永久磁石側部材１１１ａにも回転子１１０ａのヨークの一部を設けた。したがって、部分ヨーク部２０２の上に永久磁石２０１ａ〜２０１ｘを配置すれば、永久磁石２０１ａ〜２０１ｘの回転軸１３０と平行な方向における位置決めを行うことができる。よって、永久磁石２０１ａ〜２０１ｘの回転軸１３０と平行な方向における位置決めを容易にすることができる。

前述したように、板面に絶縁皮膜が施された電磁鋼板を、巻方向が回転子１１０ａの周方向となるようにして巻くことにより形成された巻鉄心により、ヨーク側部材１１２ａを構成するのが好ましい。しかしながら、ヨーク側部材１１２ａは、回転子１１０ａのヨークとしての機能を有するものであれば、ヨーク側部材１１２ａの構成は、このようなものに限定されない。

また、前述したように、回転子１１０ａのヨークの一部となる部分ヨーク部２０２を永久磁石側部材１１１ａに設けるようにするのが好ましい。しかしながら、必ずしも永久磁石側部材１１１ａに部分ヨーク部２０２を設ける必要はない。

また、本実施形態では、永久磁石側部材１１１ａとヨーク側部材１１２ａを潤滑に回転させるために、永久磁石側部材１１１ａとヨーク側部材１１２ａとの相互に対向する面の間に配置される潤滑部材は、潤滑機構１１３ａに限定されるものではない。例えば、永久磁石側部材１１１ａとヨーク側部材１１２ａとの相互に対向する面の間に、潤滑材を配置するようにしてもよい。潤滑材として、例えば、ガラスクロスに含浸させたテフロン（登録商標）製の極薄シートを使用することができる。尚、潤滑材は、永久磁石側部材１１１ａとヨーク側部材１１２ａとの相互に対向する面の少なくとも何れか一方の面に取り付けられる。
また、本実施形態では、回転電機の一例としてモータを例に挙げて説明したが、モータ（電動機）以外に、例えば発電機にも本実施形態を適用することができる。

（第２の実施形態）
次に、本発明の第２の実施形態について説明する。前述した第１の実施形態では、固定子の数が１つであり、回転子の数が２つである場合を例に挙げて説明した。これに対し、本実施形態では、固定子の数が２つであり、回転子の数が１つである場合を例に挙げて説明する。このように本実施形態と第１の実施形態とは、固定子及び回転子の数が異なることによる構成が主として異なる。よって、本実施形態の説明において、第１の実施形態と同一の部分については、図１〜図３に付した符号と同一の符号を付す等して詳細な説明を省略する。

図４は、回転電機の一例であるモータの概略構成の一例を示す断面図である。図４は、図１に対応する図である。
図４において、モータ４００も、第１の実施形態のモータ１００と同様に、所謂アキシャルギャップ型のモータである。モータ４００は、回転子４１０と、２つの固定子４２０ａ、４２０ｂと、回転軸１３０とを有し、それらがハウジング（フレーム）４４０内に収められている。

回転子４１０と、固定子４２０ａ、４２０ｂは、それぞれ回転軸１３０と同軸となるように配置される。
固定子４２０ａ、４２０ｂのそれぞれは、固定子コイル４２１ａ、４２１ｂと、固定子鉄心４２２ａ、４２２ｂとを有する。
固定子鉄心４２２ａ、４２２ｂのそれぞれは、複数のティース部と、複数のティース部に対する継鉄となるヨーク部とを有する。複数のティース部は、回転子４１０が配置されている側に配置され、ヨーク部は、回転子４１０が配置されていない側に配置される。具体的に、固定子鉄心４２２ａの複数のティース部は相対的に上側に配置され、ヨーク部は相対的に下側に配置される。一方、固定子鉄心４２２ｂの複数のティース部は相対的に下側に配置され、ヨーク部は相対的に上側に配置される。

固定子鉄心４２２ａ、４２２ｂの複数のティース部は、それぞれ、周方向において等間隔となるようにヨーク部の上面、下面に配置される。このとき、固定子鉄心４２２ａの複数のティース部と、固定子鉄心４２２ｂの複数のティース部は、回転軸１３０と平行な方向で、回転子４１０を介して相互に対向する位置に配置される。本実施形態でも、第１の実施形態と同様に、固定子鉄心４２２ａ、４２２ｂは、電磁鋼板を用いて、一体で形成されるものとする。

固定子コイル４２１ａ、４２１ｂは、それぞれ、固定子鉄心４２２ａ、４２２ｂのティース部の側面に対して巻回されるように配置される。
尚、固定子４２０ａ、４２０ｂは、公知の技術で実現することができるので、ここでは、その詳細な説明を省略する。また、固定子４２０ａ、４２０ｂの構成は、図４に示したものに限定されない。

回転子４１０は、それぞれ円盤状部材４５０の外周側の領域に取り付けられている。円盤状部材４５０は、例えば、アルミニウム等の金属等により形成されるものであり、その中心部が回転軸１３０に取り付けられている（固定されている）。

回転子４１０は、第１の永久磁石側部材４１１ａと、第２の永久磁石側部材４１１ｂと、ヨーク側部材４１２と、第１の潤滑機構４１３ａと、第２の潤滑機構４１３ｂとを有する。
第１の永久磁石側部材４１１ａと、第２の永久磁石側部材４１１ｂは、第１の実施形態で説明した永久磁石側部材１１１ａと同じ構成を有する（図２を参照）。ただし、厚み（回転軸１３０に平行な方向の長さ）等の大きさについては適宜変更される。

第１の永久磁石側部材４１１ａと、第２の永久磁石側部材４１１ｂは、回転軸１３０と同軸となる位置に配置される。このとき、第１の永久磁石側部材４１１ａは、その下面で露出している複数の永久磁石が、固定子鉄心４２２ａのティース部の先端面（上面）と相互に対向する位置に配置される。一方、第２の永久磁石側部材４１１ｂは、その上面で露出している複数の永久磁石が、固定子鉄心４２２ｂのティース部の先端面（下面）と相互に対向する位置に配置される。

第１の永久磁石側部材４１１ａと、第２の永久磁石側部材４１１ｂに配置される複数の永久磁石は、周方向に等間隔で配置されており、全体として、回転軸１３０と同軸の円環状になっている。周方向で相互に隣り合う永久磁石は、相互に異なる極となっている。また、第１の永久磁石側部材４１１ａに配置される永久磁石と、第２の永久磁石側部材４１１ｂに配置される永久磁石とのうち、回転軸１３０と平行な方向でヨーク側部材４１２を介して相互に対向する位置にある永久磁石も、相互に異なる極となっている。

このような構成の第１の永久磁石側部材４１１ａと、第２の永久磁石側部材４１１ｂは、円盤状部材４５０の外周側の領域に取り付けられている。よって、第１の永久磁石側部材４１１ａと、第２の永久磁石側部材４１１ｂは、回転軸１３０と共に回転する。

ヨーク側部材４１２は、第１の永久磁石側部材４１１ａ及び第２の永久磁石側部材４１１ｂの部分ヨーク部と共に回転子４１０のヨーク（永久磁石２０１ａ〜２０１ｘに対する継鉄）となるものであり、第１の永久磁石側部材４１１ａ及び第２の永久磁石側部材４１１ｂに配置された永久磁石による磁束の飽和を防ぐものである。ヨーク側部材４１２は、第１の実施形態で説明したヨーク側部材１１２ａと同じ構成を有する（図２を参照）。ただし、厚み（回転軸１３０に平行な方向の長さ）等の大きさについては適宜変更される。

ヨーク側部材４１２は、回転軸１３０と同軸となる位置に配置される。このとき、ヨーク側部材４１２は、その厚み方向（回転軸１３０と平行な方向）の端面のうち第１の永久磁石側部材４１１ａが配置されている側の端面（図４では下面）が、第１の永久磁石側部材４１１ａの部分ヨーク部の厚み方向（回転軸１３０と平行な方向）の端面のうち固定子４２０ａが配置されていない側の端面（図４では上面）と、間隔を有して相互に対向する位置に配置される。更に、ヨーク側部材４１２は、その厚み方向（回転軸１３０と平行な方向）の端面のうち第２の永久磁石側部材４１１ｂが配置されている側の端面（図４では上面）が、第２の永久磁石側部材４１１ｂの部分ヨーク部の厚み方向（回転軸１３０と平行な方向）の端面のうち固定子４２０ｂが配置されていない側の端面（図４では下面）と、間隔を有して相互に対向する位置に配置される。第１の永久磁石側部材４１１ａ及び第２の永久磁石側部材４１１ｂとヨーク側部材４１２との間隔は、可及的に小さいのが好ましい。第１の永久磁石側部材４１１ａ及び第２の永久磁石側部材４１１ｂとヨーク側部材４１２との間の磁気抵抗を低減することができるからである。

第１の実施形態と同様に、ヨーク側部材４１２は、円盤状部材４５０には取り付けられていないが、第１の永久磁石側部材４１１ａ及び第２の永久磁石側部材４１１ｂと独立して、それらと同軸で回転することができるようになっている。
潤滑機構４１３ａ、４１３ｂは、それぞれ、第１の永久磁石側部材４１１ａ及びヨーク側部材４１２、第２の永久磁石側部材４１１ｂ及びヨーク側部材４１２、を潤滑に回転させるためのものである。潤滑機構４１３ａは、第１の永久磁石側部材４１１ａの部分ヨーク部２０２の厚み方向（回転軸１３０と平行な方向）の一端面（図１では上面）と、ヨーク側部材４１２の厚み方向の一端面（図４では下面）と、の間に設けられる。同様に、潤滑機構４１３ｂは、第２の永久磁石側部材４１１ｂの部分ヨーク部の厚み方向（回転軸１３０と平行な方向）の一端面（図４では下面）と、ヨーク側部材４１２の厚み方向の他端面（図４では上面）と、の間に設けられる。本実施形態でも、第１の実施形態と同様に、潤滑機構４１３ａ、４１３ｂとしてベアリング（転がり軸受）を用いている。

以上のようにして回転子４１０を構成することにより、第１の永久磁石側部材４１１ａ及び第２の永久磁石側部材４１１ｂの回転に追従してヨーク側部材４１２が回転することができる。すなわち、固定子の数が２つであり、回転子の数が１つであるアキシャルギャップ型のモータ４００であっても、第１の実施形態で説明した効果が得られる。
また、本実施形態においても、第１の実施形態で説明した種々の変形例を採用することができる。

尚、以上説明した本発明の実施形態は、何れも本発明を実施するにあたっての具体化の例を示したものに過ぎず、これらによって本発明の技術的範囲が限定的に解釈されてはならないものである。すなわち、本発明はその技術思想、またはその主要な特徴から逸脱することなく、様々な形で実施することができる。

１００ モータ
１１０ａ、１１０ｂ 回転子
１１１ａ、１１１ｂ 永久磁石側部材
１１２ａ、１１２ｂ ヨーク側部材
１１３ａ、１１３ｂ 潤滑機構
１２０ 固定子
１２１ 固定子コイル
１２２ 固定子鉄心
１３０ 回転軸
１４０ ハウジング
１５０ 円盤状部材
２０１ 永久磁石
２０２ 部分ヨーク部
２０３ 補強用枠体部
２０４ モールド部
４００ モータ
４１０ 回転子
４１１ａ 第１の永久磁石側部材
４１１ｂ 第２の永久磁石側部材
４１２ ヨーク側部材
４１３ａ 第１の潤滑機構
４１３ｂ 第２の潤滑機構
４２０ 固定子
４２１ 固定子コイル
４２２ 固定子鉄心
４４０ ハウジング
４５０ 円盤状部材

Claims (4)

1. 回転軸と同軸で回転する回転子と、前記回転軸と平行な方向において前記回転子とギャップを有して対向する位置に配置される固定子と、を有するアキシャルギャップ型の回転電機であって、
   前記回転子は、
   前記回転電機の周方向に配置された複数の永久磁石を備え、前記複数の永久磁石の前記回転軸と平行な方向の一端面が、前記固定子と前記ギャップを有して相互に対向する位置に配置された永久磁石側部材であって、前記回転軸と共に回転する永久磁石側部材と、
   前記永久磁石側部材の前記回転軸と平行な方向の端面のうち、前記固定子と対向しない方の端面側に配置され、前記複数の永久磁石に対する継鉄となるヨーク側部材であって、前記永久磁石側部材と同軸で回転することが可能なヨーク側部材と、
   前記永久磁石側部材と、前記ヨーク側部材との間に配置され、前記永久磁石側部材と、前記ヨーク側部材との間の摩擦を低減させるための潤滑部材と、を有し、
   前記ヨーク側部材は、前記永久磁石側部材の回転に伴って、前記永久磁石側部材との間の電磁誘導の作用により前記永久磁石側部材と同軸で前記永久磁石側部材と同じ方向に回転し、時間の経過に伴い、その回転速度が、前記永久磁石側部材の回転速度に近づくように動作することを特徴とするアキシャルギャップ型の回転電機。
2. 前記ヨーク側部材は、板面に絶縁皮膜が施された電磁鋼板により構成された巻鉄心であって、巻方向が前記回転子の周方向である巻鉄心を備えることを特徴とする請求項１に記載のアキシャルギャップ型の回転電機。
3. 前記永久磁石側部材は、前記複数の永久磁石の前記回転軸と平行な方向の他端面に配置され、前記ヨーク側部材と共に前記複数の永久磁石に対する継鉄となる部分ヨーク部を更に有し、
   前記ヨーク側部材は、前記部分ヨーク部の前記回転軸と平行な方向の端面のうち、前記複数の永久磁石と対向しない方の端面側に配置されることを特徴とする請求項１又は２に記載のアキシャルギャップ型の回転電機。
4. 前記固定子は、
   先端面が前記永久磁石と前記ギャップを有して相互に対向する位置に配置された複数のティース部と、前記複数のティース部に対する継鉄となるヨーク部と、を備えた固定子鉄心と、
   前記ティース部に対して巻き回されるように配置された固定子コイルと、を有することを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載のアキシャルギャップ型の回転電機。

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