アキシャルギャップモータ
【課題】アキシャルギャップモータにおいて、大型化を防止しつつ、永久磁石の磁束とステータの励磁磁束との協働によりトルクを増大する。
【解決手段】ステータ５ａ、５ｂの磁気的に独立して周方向に配設された各ステータコア１３の外径側の磁極１４ａと内径側の磁極１４ｂとを繋ぐステータヨーク部１４ｃに磁極１４ａ、磁極１４ｂの各磁極対を励磁するステータコイル１５を巻装し、ステータ５ａ、５ｂに対向するロータ３ａ、３ｂに複数のロータコア７を磁気的に独立した状態で周方向に配設し、ステータ５ａ、５ｂおよびロータ３ａ、３ｂの少なくともいずれかに、磁気飽和緩和用の磁束を形成する複数の永久磁石１７ａを配置し、各永久磁石１７ａの磁束により、励磁磁束によるステータコア１３、ロータコア７の磁気飽和を生じにくくしてアキシャルギャップモータ１ａのトルクを増大する。
【解決手段】ステータ５ａ、５ｂの磁気的に独立して周方向に配設された各ステータコア１３の外径側の磁極１４ａと内径側の磁極１４ｂとを繋ぐステータヨーク部１４ｃに磁極１４ａ、磁極１４ｂの各磁極対を励磁するステータコイル１５を巻装し、ステータ５ａ、５ｂに対向するロータ３ａ、３ｂに複数のロータコア７を磁気的に独立した状態で周方向に配設し、ステータ５ａ、５ｂおよびロータ３ａ、３ｂの少なくともいずれかに、磁気飽和緩和用の磁束を形成する複数の永久磁石１７ａを配置し、各永久磁石１７ａの磁束により、励磁磁束によるステータコア１３、ロータコア７の磁気飽和を生じにくくしてアキシャルギャップモータ１ａのトルクを増大する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ステータとロータを磁極面がモータ軸方向に対向するように配置されたアキシャルギャップモータに関し、詳しくは、トルクを増大する新規な構成に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、アキシャルギャップモータは、ステータとロータの磁極面がモータ軸方向に対向するように配置され、電気自動車等の駆動モータとしてのスイッチドリラクタンスモータ（以下、ＳＲモータという）や、種々の電子機器のＤＣモータに置き換わるＳＲモータに用いられる。
【０００３】
ところで、前記ＳＲモータに用いられるアキシャルギャップモータやラジアルギャップモータにおいては、小型の構造でトルクアップを図ることが重要である。
【０００４】
そして、前記ＳＲモータに用いられるラジアルギャップモータにおいては、ステータの各突極の先端の隣接する隙間に磁石を配置し、磁石の磁束とコイルによる励磁磁束との協働関係を協力にしてロータにはたらく力をパワーアップし、トルクアップを図ることが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
図１７は特許文献１に記載されているラジアルギャップモータ構成のＳＲモータ１００のステータ鉄心部分およびロータ鉄心部分の平面図（同文献１の図２に対応）である。このＳＲモータ１００は、ステータ１１０の外側にロータ１２０が同心状に配設されてアウターロータの構成である。ステータ１１０は、各突極１１１の先端の隣接する隙間それぞれに磁石（永久磁石）１１２が配置されている。そして、磁石１１２の磁束と各突極１１１に巻回されたコイル（ステータコイル）１１３による励磁磁束との協働関係を強力にして、ロータ１２０にはたらく力をコイル１１３による励磁磁束だけの場合より強力にしてトルクアップを図る。なお、図１７の１１４は各突極１１１を繋ぐステータヨーク部としての連結部である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００４−２２９４０４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
図１７のＳＲモータ１００の場合、ステータ１１０の各突極１１１とそれらの先端側面に配置する磁石１１２との適当な接合面積を確保するため、その分、各突極１１１が長くなる。したがって、磁石１１２の磁束により磁石１１２を設けない場合よりトルクは大きくなるが、ステータ１１０の各突極１１１が長くなる分、ＳＲモータ１００の外径が大きくなって大型化し、ＳＲモータ１００の体格や質量が大きくなる。
【０００８】
そして、ＳＲモータ等に用いられるアキシャルギャップモータにおいても、大型化を防止しつつ、永久磁石の磁束とステータコイルの励磁磁束と協働でトルクを増大する具体的な構成は発明されていない。
【０００９】
本発明は、ＳＲモータ等に用いられるアキシャルギャップモータにおいて、大型化を防止しつつ、永久磁石の磁束とステータコイルの励磁磁束との協働によりトルクを増大することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記した目的を達成するために、本発明のアキシャルギャップモータは、ステータの磁極面とロータの磁極面とがモータ軸方向に対向するアキシャルギャップモータであって、前記ステータは、楔形の複数のステータコアが磁気的に独立した状態で周方向に配設され、前記各ステータコアの外径側部分が外径側の磁極を形成し、前記各ステータコアの内径側部分が前記内径側の磁極を形成し、前記各ステータコアの前記外径側の磁極と前記内径側の磁極とを繋ぐステータヨーク部それぞれに前記外径側の磁極と前記内径側の磁極の各磁極対を励磁するステータコイルが巻装され、前記ロータは、楔形の複数のロータコアが磁気的に独立した状態で周方向に配設され、前記ステータおよび前記ロータの少なくともいずれかに、前記ステータコイルの通電により発生する励磁磁束と逆向きの磁気飽和緩和用の磁束を形成する複数の永久磁石が配置されることを特徴としている（請求項１）。
【００１１】
また、本発明のアキシャルギャップモータは、前記各永久磁石は、前記各ステ−タコアの前記ステータヨーク部の磁極面の裏面側それぞれに、前記ステータコイルの励磁極性と同じ着磁極性で径方向に設けられることを特徴としている（請求項２）。
【００１２】
また、本発明のアキシャルギャップモータは、前記各ステータコアの前記励磁磁束の極性は同じであり、前記各永久磁石は、前記各ロータコアの外径側部分と内径側部分とを繋ぐロータヨーク部近傍それぞれに、前記各ステータコイルにより励磁される極性に対して逆向きの着磁極性で径方向に設けられることを特徴としている（請求項３）。
【００１３】
また、本発明のアキシャルギャップモータは、前記ステータコイルは、各ステータコアの前記ステータヨーク部それぞれに励磁極性が隣り合うステータコアどうしで逆向きになるように巻装され、前記各永久磁石は、前記各ステータコア間に前記各ステータコアの励磁磁極と同じ極性の磁極が前記各ステータヨークに対面するように着磁方向を周方向にして配置されることを特徴としている（請求項４）。
【発明の効果】
【００１４】
請求項１に係る本発明のアキシャルギャップモータの場合、各ステータコアはステータコイルの通電により励磁極性にしたがった励磁磁束が発生し、この励磁磁束がステータコアのＮ極から近傍の対向しつつあるロータのロータコアを通ってステータコアのＳ極に入り、その際のロータとステータとの磁気作用でロータが回転する。このとき、ステータおよびロータの少なくともいずれかに配置された永久磁石により磁気飽和緩和用の磁束が予め形成され、この磁束はステータコア、ロータコアを通る励磁磁束と逆向きの磁束であり、磁気飽和緩和用の磁束によりステータコア、ロータコアは励磁磁束による磁気飽和が生じにくくなる。そして、ステータコア、ロータコアがステータコイルにより励磁されて磁気飽和に至るまでに、ステータコイルに鎖交する磁束量は、永久磁石による磁気飽和緩和により増加する。
【００１５】
図１（ａ）は前記永久磁石がある場合とない場合の各ステータコアのステータコイルを通電して生じる起磁力に対するヨーク部の磁束密度の変化例を示し、αが永久磁石がある場合の磁化曲線で囲まれる範囲（面積）、βが永久磁石がない場合の磁化曲線で囲まれる範囲（面積）であり、永久磁石がある場合は、その逆向きの磁束により、各ステータコアの励磁磁束の磁束密度が白抜きの矢印線に示すように負の方向ヘ移動し、各ステータコアは励磁磁束による磁気飽和が生じにくくなる（α＞β）ことが分かる。
【００１６】
図１（ｂ）は前記永久磁石がある場合とない場合の各ステータコアの起磁力に基づくステータコイルの鎖交磁束の変化例を示し、各ステータコアの磁気飽和による磁束上限は制限されるが、図１（ａ）の磁束密度の負の方向への移動により、励磁磁束による磁気飽和が生じにくくなって永久磁石がある場合の磁化曲線により囲まれる範囲αが永久磁石のない場合の範囲βより大きくなるので、各ステータコアは永久磁石がある場合の鎖交磁束が、永久磁石がない場合より増加する。
【００１７】
各永久磁石がロータに配置されている場合には、各ロータコアの励磁磁束による磁気飽和が生じにくくなって各ロータコアの鎖交磁束が永久磁石がない場合より増加する。
【００１８】
そのため、各永久磁石の磁束とステータコイルの通電により発生する励磁磁束との協働で、ステータコイルの通電で発生する励磁磁束による、ステータまたはロータ（より具体的にはステータコアまたはロータコア）の磁気飽和が緩和されて生じにくくなり、ステータコイルの鎖交磁束が増加してアキシャルギャップモータのトルクが増大する。
【００１９】
そして、特許文献１のＳＲモータのような磁石とステータの各突極との適当な接合面積の確保は不要であり、しかも、各ステータコアや各ロータコアは磁気飽和が生じにくくなるのでそれだけ薄くすることができ、アキシャルギャップモータの大型化が防止される。
【００２０】
したがって、従来に比べて小型・軽量化した構成で、アキシャルギャップモータのトルクの増大を図ることができる。
【００２１】
請求項２に係る本発明のアキシャルギャップモータの場合、各永久磁石を、各ステ−タコアのステータヨーク部の磁極面の裏面側それぞれに、ステータコイルの励磁極性と同じ着磁極性で径方向に設けられるので、例えばステータコイルの通電により、外径側の磁極がＮ極、内径側の磁極がＳ極に励磁されるステータコアは、その裏面側の永久磁石も外径側がＮ極、内径側がＳ極になる。そのため、そのステータコア内で内径側のＳ極から外径側のＮ極に向かう励磁磁束に対して、外径側のＮ極からステータコアを通って内径側のＳ極に向かう永久磁石の磁束が励磁磁束と逆向きの磁気飽和緩和用の磁束になり、励磁磁束による各ステータコアの磁気飽和を磁気飽和緩和用の磁束で緩和して請求項１に係る本発明のアキシャルギャップモータの効果を奏する具体的な構成を提供できる。
【００２２】
しかも、各ステータコアにおいて、励磁磁束の極性と永久磁石の逆バイアス磁束の極性とは同じ向きであり、永久磁石の逆バイアス磁束が外径側をＮ極にする極性であれば、ステータコイルの通電時の励磁磁束の極性も外径側がＮ極になる。そのため、永久磁石が励磁磁束の逆磁界に晒されない構造になり、永久磁石に高Ｂｒ（Ｂｒ：残留磁束密度）・低Ｈｃｊ（Ｈｃｊ：保磁力）の小型のものを使用することができ、さらには、フェライト磁石などの低グレード磁石を用いることも可能になる利点がある。
【００２３】
また、各ステータコアの励磁磁束の極性は、ステータコア毎に別個独立に設定できるので、ステータコア毎に逆極性にしてもよいが、全てのステータコアの励磁極性を同じ極性に設定し、例えば各ステータコイルの通電時の励磁磁束の極性を全て外径側がＮ極になる極性にすると、例えばステータの磁極面側の外径側の磁極と内径側の磁極の間に円環状の界磁コイルを設け、その直流界磁の磁束で各ステータコアの励磁磁束を一括して増加し、トルクをさらに大きくすることもできる。
【００２４】
請求項３に係る本発明のアキシャルギャップモータの場合、ロータの各ロータコアのヨーク部の近傍（例えば横）に、各永久磁石がステータコイルの励磁極性と逆の着磁極性で径方向に設けられるので、例えばステータコイルの通電により、各ステータコアの外径側の磁極がＮ極、内径側の磁極がＳ極に励磁されるとすると、対向するロータの各永久磁石は外径側の磁極がＳ極、内径側の磁極がＮ極に着磁される。このとき、ステータコイルの励磁磁束は、ステータコアの外径側のＮ極から、対向するロータコアの外径側、内径側を通って同じステータコアの内径側のＳ極に戻る。また、永久磁石のＮ極から出た磁束は、ロータコアの内径側、外径側を通って永久磁石のＳ極に戻る。
【００２５】
したがって、ロータコア内において、外径側から内径側に向かう励磁磁束に対して、内径側から外径側に向かう永久磁石の磁束が逆向きの磁気飽和緩和用の磁束になり、この磁束で励磁磁束による各ロータコアの磁気飽和緩和して請求項１に係る本発明のアキシャルギャップモータの効果を奏する具体的な構成を提供できる。
【００２６】
しかも、前記磁気飽和の緩和により、永久磁石がない場合より各ロータコアを多くの励磁磁束が通るようになるので、各ロータコアを薄くしてロータを薄型化することができる。
【００２７】
請求項４に係る本発明のアキシャルギャップモータの場合、ステータの各ステータコアは、励磁極性が周方向の隣のステータコアの励磁極性と逆になり、例えば外径側がＮ極、内径側がＳ極のステータコアの隣のステータコアは外径側がＳ極、内径側がＮ極になる。このとき、ステータコア間の例えば外径側に設けられる永久磁石は、そのＮ極が、励磁磁束で外径側がＮ極になるステータコアの外径側に対面し、そのＳ極が、励磁磁束で外径側がＳ極になる隣のステータコアの外径側に対面する。同様に、ステータコア間の内径側に設けられる永久磁石は、そのＮ極が、励磁磁束で内径側がＮ極になるステータコアの内径側に対面し、そのＳ極が、励磁磁束で内径側がＳ極になるステータコアの内径側に対面する。
【００２８】
そして、永久磁石が各ステータコア間の外径側、内側側それぞれに設けられると、励磁磁束で外径側がＮ極、内径側がＳ極に励磁されるステータコアは、励磁磁束が、外径側のＮ極からロータコアを通って内径側のＳ極に入り、ステータコア内を内径側から外径側に戻る。また、このステータコアの外径側にＮ極が対面する外径側の永久磁石の磁束は、そのＮ極から対面するステータコアの外径側（Ｎ極）、内径側（Ｓ極）を通り、内径側にＳ極が対面する他の永久磁石のＳ極、Ｎ極を通って前記外径側の永久磁石のＳ極に戻る。
【００２９】
したがって、ステータコイルの通電により励磁されるステータコアにおいて、励磁磁束は内径側（Ｓ極）から外径側（Ｎ極）に向かい、永久磁石の磁気飽和緩和用の磁束は外径側（Ｎ極）から内径側（Ｓ極）に向かい、励磁磁束と逆向きになり、請求項１に係る本発明のアキシャルギャップモータの効果を奏することができる。
【００３０】
そして、各ステータコアの周方向の隙間に永久磁石を配置する構成であるので、ステータのスペースを有効活用してアキシャルギャップモータの体格の増加なくトルクを増加できる利点がある。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明の効果の説明図であり、（ａ）は永久磁石がある場合とない場合のステータコイル起磁力に対する各ステータコアの磁束密度の変化例を示し、（ｂ）は永久磁石がある場合とない場合のステータコイルの鎖交磁束の変化例を示す。
【図２】本発明の第１の実施形態のステータ、ロータを組み合わせた状態の説明図である。
【図３】（ａ）は図２のロータの磁極面の拡大した正面図であり、（ｂ）はその側面図である。
【図４】図２のステータの磁極面の拡大した正面図である。
【図５】（ａ）、（ｂ）は図４のステータのステータコイルの巻装を説明する斜視図である。
【図６】本発明の第２の実施形態のステータ、ロータを組み合わせた状態の説明図である。
【図７】図６のステータの界磁コイルの説明図である。
【図８】（ａ）は本発明の第３の実施形態のロータの磁極面の拡大した正面図、（ｂ）はその側面図である。
【図９】図８のロータに対向するステータの磁極面の拡大した正面図である。
【図１０】本発明の第４の実施形態のステータ、ロータを組み合わせた状態の説明図である。
【図１１】図１０のロータの磁極面の拡大した正面図である。
【図１２】図１０のステータの磁極面の拡大した正面図である。
【図１３】本発明の第５の実施形態のステータ、ロータを組み合わせた状態の説明図である。
【図１４】図１３のステータの磁極面の拡大した正面図である。
【図１５】本発明の第６の実施形態のステータ、ロータを組み合わせた状態の説明図である。
【図１６】図１５のステータの磁極面の拡大した正面図である。
【図１７】従来のラジアルギャップモータ構成のスイッチドリラクタンスモータのステータ鉄心部分およびロータ鉄心部分の平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３２】
つぎに、本発明をより詳細に説明するため、実施形態について、図２〜図１６を参照して詳述する。なお、それらの図面においては、モータ軸や断面のハッチング等は適宜省略している。
【００３３】
（第１の実施形態）
第１の実施形態について、図２〜図５を参照して説明する。
【００３４】
図２は本実施形態のアキシャルギャップモータ１ａを示し、アキシャルギャップモータ１ａは、３相駆動のリラクタンスモータであり、モータ軸２の出力側（紙面左側の表側）から順に、平面視が略中空円板状のロータ３ａ、両面ステータ４ａ、ロータ３ｂを一定の隙間（ギャップ）を設けて配設されている。両面ステータ４ａは表側ステータ５ａと裏側ステータ５ｂとをギャップを設けて背中合せにつき合わせた構成である。
【００３５】
ロータ３ａ、３ｂは、同じ形状、構造であって、ロータ３ａの磁極面が表側ステータ５ａの磁極面に対向し、ロータ３ｂの磁極面が裏側ステータ５ｂの磁極面に対向する向きに、同形状の前側（紙面左側）、後側のフランジシャフト６ａ、６ｂによりモータ軸２に取り付けられている。すなわち、ロータ３ａの磁極面と表側ステータ５ａの磁極面とはモータ軸２の方向に間隔を設けて対向し、裏側ステータ５ｂの磁極面とロータ３ｂの磁極面とはモータ軸２の方向に間隔を設けて対向する。
【００３６】
フランジシャフト６ａ、６ｂは、モータ軸２が中心を貫通した円板状のフランジ部６１の外周に円筒状の支持部６２を取り付けた構造であり、支持部６２がロータ３ａ、３ｂの中空部内に嵌入することでロータ３ａ、３ｂと一体にモータ軸２に取り付けられて回転する。ステータ４ａはモータ軸２との間に隙間を設けて固定されている。なお、少なくともフランジシャフト６ａ、６ｂは、いずれも非磁性体の例えばステンレスで形成されている。
【００３７】
図３（ａ）はロータ３ｂの磁極面の平面図であり、同図（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ線の断面図である。それらの図面に示すように、ロータ３ａ、３ｂは、それぞれ例えば圧粉磁心で形成された平面視楔形の８個のロータコア７が周方向に４５度の間隔で配設された構成である。各ロータコア７は、外径側、内径側の突起したポール８ａ、８ｂをロータヨーク部８ｃで繋いだ構成であり、外径側、内径側に磁極部非磁性金属のリング体９ａ、９ｂが嵌められて放射状（環状）に固定される。ロータコア７間（隣接コア間）の隙間は、空間であってもよいが、例えば非磁性体の樹脂の充填部１０で形成され、各ロータコア７は磁気的に独立している。
【００３８】
図４は表側ステータ５ａの磁極面の平面図を示し、表側ステータ５ａ、裏側ステータ５ｂは外径側、内径側に非磁性体金属のリング体１１ａ、１１ｂが嵌められて一体化されている。さらに、外径側のリング体１１ａの外側には、各相の一対の端子等を覆う樹脂被覆体１２が重ねて設けられている。表側ステータ５ａと裏側ステータ５ｂは同じ形状、構造であり、それぞれ、例えば圧粉磁心で形成された平面視楔形の１２個（相当たり９０度の間隔の４個）のステータコア１３が周方向に３０度の間隔で配設される。
【００３９】
なお、図２はロータ３ａ、３ｂを図３のＡ−Ａ線で切断し、ステータ５ａ、５ｂを図４のＢ−Ｂ線で切断した断面図である。
【００４０】
各ステータコア１３間（隣接コア間）の隙間は、図４では空間であるが、非磁性体の樹脂の充填部であってもよく、空間または充填部により各ステータコア１３は磁気的に独立している。
【００４１】
各ステータコア１３は、本発明の対の磁極を形成する外径側の磁極１４ａと内径側の磁極１４ｂの突起したティースを磁極間のステータヨーク部１４ｃで繋いだ構成である。
【００４２】
各ステータヨーク部１４ｃは、ステータ磁極対１４の磁極１４ａ、１４ｂを励磁する各相のステータコイル１５が巻装される。ステータコイル１５は、表側ステータ５ａ、裏側ステータ５ｂそれぞれの各ステータコア１３のステータ磁極対１４の磁極１４ａ、１４ｂを個別に励磁するように、表側ステータ５ａ、裏側ステータ５ｂそれぞれの各ステータコア１３のステータヨーク部１４ｃに別個に巻装されてもよいが、本実施形態の場合、各１個のステータコイル１５が、表側ステータ５ａと裏側ステータ５ｂの同じ位置のステータコア１３のステータヨーク部１４ｃにそれらを束ねるように外装された樹脂性のカセットホルダ１６を介して巻装され、表側ステータ５ａ、裏側ステータ５ｂの同じ位置のステータコア１３の磁極１４ａ、１４ｂの励磁に共用される。
【００４３】
このとき、各ステータコイル１５は、図４に四角枠で囲んだＮ、Ｓに示すように、例えば磁極１４ａ、１４ｂの励磁極性が両隣のステータコア１３の磁極１４ａ、１４ｂの励磁極性と逆になるように、巻き方向あるいは通電方向が両隣のステータコイル１５と逆に設定される。
【００４４】
図５（ａ）、（ｂ）は隣合う２位置（具体的には、例えば図４の位置Ｐ１、Ｐ２）それぞれのステータコイル１５が巻装された状態の表側ステータ５ａ、裏側ステータ５ｂの斜視図であり、ステータコイル１５の通電の起磁力により、同図（ａ）のステータコア１３は磁極１４ａがＳ極、磁極１４ｂがＮ極に励磁され、同図（ｂ）のステータコア１３は磁極１４ａがＮ極、磁極１４ｂがＳ極に励磁される。それらの図中の矢印線はステータコイル１５の起磁力の方向を示す。
【００４５】
上記構成がアキシャルギャップモータ１ａの基本的な構成であり、表側ステータ５ａ、裏側ステータ５ｂの通電相のステータコイル１５が通電されると、表側ステータ５ａ、裏側ステータ５ｂの通電相のステータコア１３の磁極１４ａ、１４ｂが例えばＮ極、Ｓ極に励磁され、図２に示すように、ステータコア１３の磁極（Ｎ極）１４ａからロータコア７を通ってステータコア１３の磁極（Ｓ極）１４ｂに至り、磁極１４ａに戻る破線の矢印線φ１の励磁磁束のループ磁路が形成され、このループ磁路を通る励磁磁束に基づく、ロータ３ａ、３ｂとステータ５ａ、５ｂとの磁気的な吸引動作によってアキシャルギャップモータ１ａは回転する。
【００４６】
本実施形態においては、ステータコイル１５の励磁磁束によるステータコア１３の磁気飽和を緩和するため、図１に示すように、ステータ５ａ、５ｂの各ステータコア１３の略ステータヨーク部１４ｃの磁極面の反対側を凹状部に形成し、磁気飽和緩和用の磁束を発生する表裏共用の各永久磁石１７ａを、Ｎ極、Ｓ極がステータコア１３の磁極１４ａ、１４ｂの励磁極性と同じ向きになるように(ステータコア１３が通電時に外径側の磁極１４ａがＮ極となる向きに励磁されるのであれば、永久磁石１７ａは外径向きにＮ極になる向きに）着磁して表側、裏側の各ステータコア１３のつき合わせた凹状部に接着して配置する。
【００４７】
各永久磁石１７ａは磁路がステータコア１３のステータヨーク部分１４ｃで短絡され、その磁束は、図１の永久磁石１７ａのＮ極からステータコア１３の裏面側を通って永久磁石１７ａのＳ極に戻る破線の矢印線φ２のループの短絡磁束であり、表側ステータ５ａ、裏側ステータ５ｂのステータコア１３の通電時は、ステータコア１３をＳ極からＮ極に向かう励磁磁束に対して、ステータコア１３のＮ極からＳ極に向かう逆向きの磁束（磁気飽和緩和用の磁束）である。
【００４８】
そして、磁極１４ａ、１４ｂが励磁されないステータコイル１５の非通電時には、磁気飽和緩和用の磁束のうちのステータ５ａ、５ｂからロータ３ａ、３ｂへ進む分は僅かである(ステータコア１３のステータヨーク部１４ｃで短絡される磁気抵抗は、ステータ５ａ、５ｂとロータ３ａ、３ｂとの間のギャッブ磁気抵抗よりもかなり小さいため、磁束のほとんどは各ステータコア１３内で短絡される）。
【００４９】
一方、ステータコイル１５が通電されて磁極１４ａ、１４ｂが励磁される通電時は、ステータコイル１５の通電による励磁方向と永久磁石１７ａの着磁の磁化方向(Ｎ極、Ｓ極の向き)とが同じであり、ステータコイル１５の起磁力により生じた励磁磁束は、前記したように、各ステータコア１３から外部のロータコア７を通って各ステータコア１３に戻る。
【００５０】
このとき、ステータコイル１５の起磁力により生じる励磁磁束と、ステータヨーク部分１２ｃを通る永久磁石１７ａの短絡磁束とは逆向きであって磁気飽和緩和用の磁束を形成し、この磁束により、ステータヨーク部１２ｃの磁束密度は負の方向ヘ移動し、ステータヨーク部１４ｃの磁束密度の変化範囲が図１（ａ）に示したように範囲βから範囲αに広がる。そのため、各ステータコア１３は磁気飽和が緩和されて励磁磁束による磁気飽和が生じにくくなり、図１（ｂ）に示したように、前記起磁力に対する各ステータコイル１５の鎖交磁束は永久磁石による磁束飽和緩和により増加する。
【００５１】
したがって、各永久磁石１７ａの磁束と各ステータコア１３のステータコイル１５の励磁磁束との協働で、各ステータコア１３の厚みを薄くしてアキシャルギャップモータ１ａのトルクを増大することができ、アキシャルギャップモータ１ａの大型化を防止しつつトルクアップを図ることができる。
【００５２】
なお、アキシャルギャップモータ１ａのステータが、両面を磁極面とする両面ステータ４ａで形成され、両面ステータ４ａの表側ステータ５ａと裏側ステータ５ｂの各ステータコア１３の磁極１４ａ、１４ｂが、表裏共用のステータコイル１５の通電でともに励磁されるので、部品数が一層少なくなってアキシャルギャップモータ１ａの一層の小型化等を図ることができる利点もある。
【００５３】
各ステータコア１３において、励磁磁束の極性と永久磁石１７ａの磁束の極性とは同じ向きであり、永久磁石１７ａの逆バイアス磁束が外径側をＮ極にする極性であれば、ステータコイル１５の通電時の励磁磁束の極性も外径側がＮ極になるので、永久磁石１７ａが励磁磁束の逆磁界に晒されない構造になり、永久磁石１７ａに高Ｂｒ（Ｂｒ：残留磁束密度）・低Ｈｃｊ（Ｈｃｊ：保磁力）の小型のものを使用することができ、さらには、フェライト磁石などの低グレード磁石を用いることも可能になる利点がある。
【００５４】
各ステータコア１３の永久磁石１７ａの着磁極性は、各ロータコア７、各ステータコア１３が磁気的に独立しているので、表側ステータ５ａ、裏側ステータ５ｂにおいて、ステータコア１３毎にそれぞれの磁極１４ａ、１４ｂの磁極対の極性に応じて別個独立に設定してよく、ステータコア１３の磁極１４ａ、１４ｂの極性の設定によっては、両隣のステータコア１３の永久磁石１７ａと同じ極性になってもよい。
【００５５】
（第２の実施形態）
第１の実施形態の変形例である第２の実施形態について、図６、図７を参照して説明する。
【００５６】
図６は本実施形態のアキシャルギャップモータ１ｂのステータ５ｃ、５ｄを図７のＣ−Ｃ線に沿って切断した場合のモータの断面図であり、図７は図４に対応する表側ステータ５ｃの磁極面の平面図であり、それらの図面において、図２〜図５と同一符号は、同位置もしくは相当するものを示す。なお、図７においては後述する界磁コイル１８を一部切り欠いて示している。
【００５７】
アキシャルギャップモータ１ｂがアキシャルギャップモータ１ａと異なる点は、アキシャルギャップモータ１ａの両面ステータ４ａに代えてつぎの構成の両面ステータ４ｂを備える点である。
【００５８】
両面ステータ４ｂは、両面ステータ４ａの表側ステータ５ａ、裏側ステータ５ｂに対応する表側ステータ５ｃ、裏側ステータ５ｄを備える。ステータ５ｃ、５ｄにおいては、（ａ）後述する界磁コイル１８の直流界磁を一括して励磁磁束に重畳するため、各ステータコア１３の磁極１４ａ、１４ｂが、各ステータコイル１５の通電によって同じ極性、例えば図７に示すように外径側の磁極１４ａがＮ極、内径側の磁極がＳ極の極性に励磁される。（ｂ）アキシャルギャップモータ１ａの各永久磁石１７ａに代えて、各ステータコア１３の磁極１４ａ、１４ｂの励磁極性に応じて全て外径側がＮ極の永久磁石１７ｂが、各ステータコア１３の磁極面の裏側のつき合わせた凹状部に配置される。（ｃ）ステータ５ｃ、５ｄそれぞれに、各ステータコア１３のステータヨーク部１４ｃのステータコイル１５に重なるように、環状の界磁コイル１８を磁極面側に配置し、界磁コイル１８の直流界磁の磁束を各ステータコイル１５の励磁磁束に一括して重畳し、励磁磁束量を増加する。
【００５９】
したがって、本実施形態のアキシャルギャップモータ１ｂは、界磁コイル１８の直流界磁の磁束の重畳に基づき、アキシャルギャップモータ１ａより励磁磁束が増加して一層のトルク増加を図ることができる。
【００６０】
なお、表側ステータ５ｃ、裏側ステータ５ｄにおいて、各ステータコア１３の磁極１４ａをＳ極、内径側の磁極１４ｂをＮ極に励磁し、永久磁石１７ｂを全て外径側がＳ極になるように着磁してもよいのは勿論である。
【００６１】
（第３の実施形態）
第３の実施形態について、図８、図９を参照して説明する。
【００６２】
図８（ａ）は本実施形態のアキシャルギャップモータ１ｃのロータ３ｃの磁極面を示し、同図（ｂ）は（ａ）のＤ−Ｄ線の断面図である。図９はロータ３ｃに対向するロータ５ｃの磁極面を示す。それらの図面において、図６、図７と同一符号は同一もしくは相当するものを示す。
【００６３】
本実施形態のアキシャルギャップモータ１ｃは、本発明の永久磁石を少なくともロータ側に配置したものであり、具体的には、図６、図７の第２の実施形態のアキシャルギャップモータ１ｂにおいて、ロータ３ａ、３ｂを図８（ａ）のロータ３ｃに置き換え、両面ステータ４ｂの表側ステータ５ｃ、裏側ステータ５ｄを、例えば、永久磁石１７ｂおよび界磁コイル１８を省いた図８（ｂ）のステータ５ｃに置き換えた構成としたものである。
【００６４】
すなわち、アキシャルギャップモータ１ｃは、表側、裏側のステータ５ｃの各ステータコア１３の磁極１４ａ、１４ｂが、ステータコイル１５の通電により、同じ励磁極性、例えば図９に示すように外径側の磁極１４ａがいずれもＮ極、内径側の磁極１４ｂがいずれもＳ極に励磁される。本発明の永久磁石を少なくともロータ側に配置する場合、各永久磁石の径方向の着磁極性を同じ向きに揃えるため、各ステータコア１３の励磁極性も同じ向きに設定される。
【００６５】
また、表側、裏側のステータ５ｃに対向する表側、裏側のロータ３ｃは、各ロータコア７のロータヨーク部８ｃの近傍、例えば、ロータヨーク部８ｃの左右の少なくともいずれか一方、ここでは両方に、ステータ５ｃの各ステータコア１３の励磁極性とは逆の着磁極性、すなわち、外径側がＳ極で内径側がＮ極の極性に径方向に着磁された永久磁石１７ｃが配置される。
【００６６】
この場合、表側、裏側のステータ５ｃの各ステータコア１３の励磁磁束は、磁極１４ａのＮ極からロータ３ｃの対向するロータコア７の外径側のポール８ａ、ロータヨーク部８ｃ、内径側のポール８ｂを通って磁極１４ｂのＳ極に入り、ステータコア１３内をＳ極からＮ極に戻る。また、ロータ３ｃにおいて、各ロータコア７のロータヨーク部８ｃの左右の永久磁石１７ｃは、図８の破線の矢印線のループに示すように、内径側のＮ極から、ロータコア７の内径側のポール８ｂ、ロータヨーク部８ｃ、外径側のポール８ａを通って外径側のＳ極に入る磁束を発生する。
【００６７】
したがって、通電励磁されるステータコア１３に接近するロータコア７においては、外径側から内径側に向かう励磁磁束に対して、永久磁石１７ｃの磁束が内径側から外径側に向かう磁気飽和緩和用の逆向きの磁束になり、励磁磁束によるロータコア７の磁気飽和が永久磁石１７ｃの磁束で緩和される。その結果、各ステータコア１３の励磁磁束を、各ロータコア７により多く通過させることができるようになり、アキシャルギャップモータ１ｃのトルクを増大できる。
【００６８】
そして、各ロータコア７を通過する励磁磁束が増えるので、各ロータコア７を薄くして表側、裏側のロータ３ｃを薄型化することができ、アキシャルギャップモータの体格を小さくできる。なお、各永久磁石１７ｃは各ロータコア７の左右の空いている側面に配置されるので、それによってアキシャルギャップモータ１ｃの体格が増加することもない。
【００６９】
（第４の実施形態）
第４の実施形態について、図１０〜図１２を参照して説明する。
【００７０】
図１０は本実施形態のアキシャルギャップモータ１ｄを示し、アキシャルギャップモータ１ｄは、第２の実施形態の両面ステータ４ｂと第３の実施形態のロータ３ｃとを組合せ、ロータ３ｃからなる永久磁石１７ｂを備えた表側のロータ３ｄ、裏側のロータ３ｅの磁極面を、両面ステータ４ｂの永久磁石１７ａおよび界磁コイル１８を備えた表側ステータ５ｃ、裏側ステータ５ｄの磁極面に対向するように設けた構成である。
【００７１】
図１１はロータ３ｄの磁極面を示し、ロータ３ｄ、３ｅは同じ構成であり、各ロータコア７のロータヨーク部８ｃの左右に永久磁石１７ｂが配置されている。図１２は両面ステータ４ｂの表側ステータ５ｃの磁極面を示し、表側ステータ５ｃ、裏側ステータ５ｄは同じ構成であり、それぞれの各ステータコア１３のステータヨーク部１４ｃの磁極面側には界磁コイル１８が設けられ、その裏側には図１０に示すように表裏共用の各永久磁石１７ｂが設けられている。なお、図１０は図１１のＥ−Ｅ線またはＦ−Ｆ線でロータ３ｄ、３ｅを切断し、図１２のＧ−Ｇ線でステータ５ｃ、５ｄを切断した断面図である。
【００７２】
上記のように構成されたアキシャルギャップモータ１ｄは、ロータ３ｄ、表側ステータ５ｃの組合せ、ロータ３ｅ、裏側ステータ５ｄの組合せそれぞれにおいて、ステータコイル１５が通電されて磁極１４ａ、１４ｂが励磁されるステータコア１３の励磁磁束は、磁極１４ａのＮ極から、接近するロータコア７のポール８ａ、８ｂを通って磁極４ｂのＳ極に入ってＳ極からＮ極に戻る際、ロータコア７の永久磁石１７ｃの磁気飽和緩和用の逆向きの磁束によってロータコア７での磁気飽和が緩和され、さらに、ステータコア１３の永久磁石１７ｂによってステータコア１３での磁気飽和も緩和されるので、磁束量が一層増加する。しかも、界磁コイル１８の直流界磁の磁束が励磁磁束に重畳されるので、磁束量がさらに増加する。
【００７３】
したがって、本実施形態のアキシャルギャップモータ１ｄは、ステータ３ｄ、３ｅおよび両面ステータ４ｂのステータ５ｃ、５ｄをともに小型化した構成で極めて大きなトルクを発生することができる。
【００７４】
（第５の実施形態）
第５の実施形態について、図１３、図１４を参照して説明する。それらの図面において、図１〜図５と同一符号は同一もしくは相当するものを示す。
【００７５】
図１３は本実施形態のアキシャルギャップモータ１ｅを示し、アキシャルギャップモータ１ｅは、例えば第１の実施形態のロータ３ａ、３ｂと、両面ステータ４ａに代わる両面ステータ４ｃとを組合せた構成である。
【００７６】
両面ステータ４ｃは、第１の実施形態の表側ステータ５ａ、裏側ステータ５ｂに代わる表側ステータ５ｅ、裏側ステータ５ｆを備える。
【００７７】
図１４は表側ステータ５ｅの磁極面を示し、ステータ５ｅ、５ｆは同じ形状、構成であり、各ステータコア１３間の空間部に周方向に着磁された外径側、内径側の永久磁石１７ｄ、１７ｅが配設される。なお、ステータ５ｅ、５ｆには、ステータ５ａ、５ｂの永久磁石１７ａは設けられず、磁極面の裏面側が例えば非磁性の樹脂体１９等で磁気的に絶縁した状態で付き合わされる。また、図１３はステータ５ｅ、５ｆを図１４のＨ−Ｈ線で切断した断面図である。
【００７８】
そして、永久磁石１７ｄ、１７ｅは、各ステータコア１３の励磁磁極である磁極１４ａ、１４ｂの極性と同じ極性の磁極が、磁極１４ａ、１４ｂの側面に対面する。
【００７９】
ここで、各ステータコア１３は、ステータヨーク部１４ｃに巻装されたステータコイル１５の通電により、励磁極性が周方向に隣り合うステータコア１３間で逆向きになり、磁極１４ａ、１４ｂの極性が両隣のステータコア１３の磁極１４ａ、１４ｂの極性と逆になることから、図１４に示すように、磁極１４ａがＮ極、磁極１４ｂがＳ極に励磁されるステータコア１３の磁極１４ａ、１４ｂには、外径側の永久磁石１７ｄのＮ極、内径側の永久磁石１７ｅのＳ極が対面して接合し、外径側の永久磁石１７ｄのＳ極、内径側の永久磁石１７ｅのＮ極は、磁極１４ａがＳ極、磁極１４ｂがＮ極に励磁される隣のステータコア１３の磁極１４ａ、１４ｂに対面して接合する。
【００８０】
この場合、ステータコイル１５の通電により、ステータ５ｅ、５ｆの例えば磁極１４ａがＳ極、磁極１４ｂがＮ極になるステータコア１３の励磁磁束は、図１３の破線の矢印線φ１に示すように、励磁磁束が磁極１４ｂからロータ３ａ、３ｂの内径側、外径側を通って磁極１４ａに入り、ステータコア１３内で磁極１４ａから磁極１４ｂに至るループ磁路を通る。なお、磁極１４ａがＮ極、磁極１４ｂがＳ極になるステータコア１３の励磁磁束は、図１３の破線の矢印線φ１と逆向きのループ磁路を通る。
【００８１】
一方、永久磁石１７ｄ、１７ｅの磁束は、ステータコイル１５が通電されていなければ、図１４の破線の矢印線φ３に示すように、例えば、外径側の永久磁石１７ｄのＮ極から、対面するステータコア１３の外径側、内径側および、内径側の永久磁石１７ｅのＳ極、Ｎ極、隣のステータコア１３の内径側、外径側を通って外径側の永久磁石１７ｄのＳ極、Ｎ極に至るループ磁路（もともとは磁気的に独立していたステータコア１３を永久磁石１７ｄ、１７ｅでつないだ磁路）を通る。また、図１４の破線の矢印線φ４に示すように、内径側の永久磁石１７ｅのＮ極から、対面するステータコア１３の内径側、外径側および、外径側の永久磁石１７ｄのＳ極、Ｎ極、隣のステータコア１３の外径側、内径側を通って内径側の永久磁石１７ｅのＳ極、Ｎ極に至るループ磁路（同様に、もともとは磁気的に独立していたステータコア１３を永久磁石１７ｄ、１７ｅでつないだ磁路）を通る。
【００８２】
そして、ステータコイル１５が通電されず、磁極１４ａ１４ｂが励磁されない間は、永久磁石１７ｄ、１７ｅにより発生する磁束は、隣同士のステータコア１３を磁気的に結んた矢印線φ３、φ４のループ磁路に沿ってステータコア１３内を周回する。
【００８３】
つぎに、ステータコイル１５が通電されて励磁磁束が発生すると、励磁磁束は、磁気抵抗の比較的小さなステータコア１３、ロータコア７間の矢印線φ１のループ磁路を通る。このとき、永久磁石１７ｄ、１７ｅは等価的に大きなギャップ（空隙）とみなされるので、漏れ磁束はごく僅かになる。そして、励磁磁束がステータコア１３内を永久磁石１７ｄ、１７ｅの磁束とは逆方向に進むので、永久磁石１７ｄ、１７ｅの磁束が磁気飽和緩和用の逆向きの磁束を形成し、この磁束によって励磁磁束はステータコアコア１３で磁気飽和に至りにくくなる。また、ステータコイル１５が通電されて励磁磁束が発生すると、ステータ１３内を周回していた永久磁石１７ｄ、１７ｅの磁束は、励磁磁束によりステータコア１３内を周回する磁路ループが堰止められ、励磁磁束と同じように、ステータコア１３、ロータコア７間のループ磁路を通るようになって励磁磁束の増加に寄与する。したがって、励磁磁束の磁束量が増加し、アキシャルギャップモータ１ｅのトルクが増大する。
【００８４】
そして、各ステータコア１３間の周方向の隙間に永久磁石１７ｄ、１７ｅを配置するので、アキシャルギャップモータ１ｅは永久磁石１７ｄ、１７ｅによる体格の増加は生じない。そのため、アキシャルギャップモータ１ｅも小型の構成でトルクを増加できる。
【００８５】
なお、永久磁石１７ｄ、１７ｅは逆磁界に晒されるが、永久磁石１７ｄ、１７ｅは厚み（周方向の長さ）が厚く（長く）なる。そして、永久磁石１７ｄ、１７ｅは、厚みを厚くすることにより減磁に強<なり、安価な低グレードの永久磁石を使用することができ、問題はない。
【００８６】
（第６の実施形態）
第５の実施形態の変形例である第６の実施形態について、図１５、図１６を参照して説明する。それらの図面において、図１３、図１４と同一符号は同一もしくは相当するものを示す。なお、図１５はステータ５ｇ、５ｈを図１６のＩ−Ｉ線で切断した断面図である。
【００８７】
本実施形態のアキシャルギャップモータ１ｆは、アキシャルギャップモータ１ｅの両面ステータ４ｃを両面ステータ４ｄに取り替えた構成である。両面ステータ４ｄは、両面ステータ４ｃのステータ５ｅ、５ｆに代えて表側ステータ５ｇ、裏側ステータ５ｈを備える。ステータ５ｇ、５ｈは図１６に示すように永久磁石１７ｄ、１７ｅを周方向に交互に配置した構成である。
【００８８】
そして、アキシャルギャップモータ１ｆの各ステータコア１３は、ステータヨーク部１４ｃに巻装されたステータコイル１５の通電により、アキシャルギャップモータ１ｅの各ステータコア１３と同様、励磁磁束が図１５の破線の矢印線φ１に示すループ磁路を通り、磁極１４ａがＳ極、磁極１４ｂがＮ極になるステータコア１３の励磁磁束は、励磁磁束が磁極１４ｂからロータ３ａ、３ｂの内径側、外径側を通って磁極１４ａに入り、ステータコア１３内で磁極１４ａから磁極１４ｂに至る。
【００８９】
一方、永久磁石１７ｄ、１７ｅの磁束は、ステータコイル１５が通電されなければ、図１６の破線の矢印線に示すように、外径側の永久磁石１７ｄのＮ極から対面するステータコア７の外径側（Ｎ極）および内径側（Ｓ極）、内径側の永久磁石１７ｅの対面するＳ極およびＮ極、隣のロータコア７の内径側（Ｎ極）および外径側（Ｓ極）、その隣の外径側の永久磁石１７ｃのＮ極、…のステータ５ｇ、５ｈそれぞれの磁極面を周回する。
【００９０】
そして、ステータコイル１５が通電されると、この通電で励磁されたステータコア１３においては、Ｓ極（磁極４ｂまたは磁極４ａ）からＮ極（磁極４ａまたは磁極４ｂ）に戻る励磁磁束に対して、永久磁石１７ｄ、１７ｅの磁束は逆向きの磁気飽和緩和用の磁束になる。
【００９１】
そのため、アキシャルギャップモータ１ｆも、各永久磁石１７ｄ、１７ｅの磁束とステータコイル１５の通電により発生するステータ５ｇ、５ｈの励磁磁束との協働で、励磁磁束による各ステータコア１３の磁気飽和が緩和されて生じにくくなり、励磁磁束が増加してトルクが増大する。
【００９２】
そして、アキシャルギャップモータ１ｅ、１ｆの場合、永久磁石１７ｃ、１７ｄにはステータコイル１５の励磁により逆磁界がかかるが、永久磁石１７ｄ、１７ｅを減磁に至らない磁石厚さ（具体的には周方向の長さ）にすれば、それ以上に永久磁石１７ｄ、１７ｅを厚くしても磁束は増加しにくく、磁石厚さの効果は小さいことから、本実施形態のアキシャルギャップモータ１ｆでは、各ステータコア１３間に永久磁石１７ｄ、１７ｅ交互に配置して、永久磁石１７ｄ、１７ｅの配置数を少なくし、アキシャルギャップモータ１ｅより一層軽量、安価な構成としたものである。なお、永久磁石１７ｄ、１７ｅには安価な低グレードの永久磁石を使用することが可能であるのは勿論である。
【００９３】
そして、本発明は上記した各実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない限りにおいて上述したもの以外に種々の変更を行なうことが可能であり、例えば、ロータコア７やステータコア１３の個数は、８個、１２個に限るものではない。また、駆動相の相数も３相に限るものではない。さらに、ロータコア７やステータコア１３の形状、ポール８ａ、８ｂや磁極１４ａ、１４ｂの形状等も各実施形態の形状等に限るものではない。また、各ステータコイル１５の構造や形状もどのようであってもよい。
【００９４】
また、第２、第３、第４の実施形態のように、各ステータコア１３の磁極１４ａ、１４ｂの極性が揃えられる場合（例えば外径側の磁極１４ａの極性が全てのステータコア１３についてＮ極またはＳ極の同じ磁極になる場合）には、ステータに対向するロータは、ロータ３ａ、３ｂのようなリラクタンスモータロータ、ロータ３ｃ、３ｄ、３ｅのような永久磁石を配置したロータのいずれであってもよく、この場合、ロータとステータの両方に永久磁石を配置することが可能であり、界磁コイルを備えることもできる。なお、界磁コイルはロータ側に設けてもよいが、その場合には、ロータとともに回転する界磁コイルに給電するためのスリップリング等を要する。
【００９５】
つぎに、本発明が適用されるアキシャルギャップモータは、ステータの磁極面が片面のアキシャルギャップモータであってもよく、具体的には、例えば表側ステータ５ａ、５ｃ、５ｅ、５ｇと表側のロータ３ａ、３ｄとで構成されたアキシャルギャップモータであってもよく、この場合も各実施形態の効果を奏するのは勿論である。
【００９６】
つぎに、各実施形態のアキシャルギャップモータ１ａ〜１ｆは、いずれもそれぞれの構成をモータ軸２の方向に複数組み配置していわゆる多段構成にすることも可能であり、これらの場合も前記各実施形態と同様の効果を得ることができる。
【００９７】
そして、本発明は、電気自動車等の駆動モータとしてのＳＲモータなどの種々の用途のアキシャルギャップモータに適用することができる。
【符号の説明】
【００９８】
１ａ〜１ｆ アキシャルギャップモータ
３ａ〜３ｅ ロータ
４ａ〜４ｄ、５ａ〜５ｈ ステータ
７ ロータタコア
８ａ、８ｂ ポール
８ｃ ロータヨーク部
１３ ステータコア
１４ａ、１４ｂ 磁極
１４ｃ ステータヨーク部
１５ ステータコイル
１７ａ〜１７ｅ 永久磁石
１８ 界磁コイル
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ステータとロータを磁極面がモータ軸方向に対向するように配置されたアキシャルギャップモータに関し、詳しくは、トルクを増大する新規な構成に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、アキシャルギャップモータは、ステータとロータの磁極面がモータ軸方向に対向するように配置され、電気自動車等の駆動モータとしてのスイッチドリラクタンスモータ（以下、ＳＲモータという）や、種々の電子機器のＤＣモータに置き換わるＳＲモータに用いられる。
【０００３】
ところで、前記ＳＲモータに用いられるアキシャルギャップモータやラジアルギャップモータにおいては、小型の構造でトルクアップを図ることが重要である。
【０００４】
そして、前記ＳＲモータに用いられるラジアルギャップモータにおいては、ステータの各突極の先端の隣接する隙間に磁石を配置し、磁石の磁束とコイルによる励磁磁束との協働関係を協力にしてロータにはたらく力をパワーアップし、トルクアップを図ることが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
図１７は特許文献１に記載されているラジアルギャップモータ構成のＳＲモータ１００のステータ鉄心部分およびロータ鉄心部分の平面図（同文献１の図２に対応）である。このＳＲモータ１００は、ステータ１１０の外側にロータ１２０が同心状に配設されてアウターロータの構成である。ステータ１１０は、各突極１１１の先端の隣接する隙間それぞれに磁石（永久磁石）１１２が配置されている。そして、磁石１１２の磁束と各突極１１１に巻回されたコイル（ステータコイル）１１３による励磁磁束との協働関係を強力にして、ロータ１２０にはたらく力をコイル１１３による励磁磁束だけの場合より強力にしてトルクアップを図る。なお、図１７の１１４は各突極１１１を繋ぐステータヨーク部としての連結部である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００４−２２９４０４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
図１７のＳＲモータ１００の場合、ステータ１１０の各突極１１１とそれらの先端側面に配置する磁石１１２との適当な接合面積を確保するため、その分、各突極１１１が長くなる。したがって、磁石１１２の磁束により磁石１１２を設けない場合よりトルクは大きくなるが、ステータ１１０の各突極１１１が長くなる分、ＳＲモータ１００の外径が大きくなって大型化し、ＳＲモータ１００の体格や質量が大きくなる。
【０００８】
そして、ＳＲモータ等に用いられるアキシャルギャップモータにおいても、大型化を防止しつつ、永久磁石の磁束とステータコイルの励磁磁束と協働でトルクを増大する具体的な構成は発明されていない。
【０００９】
本発明は、ＳＲモータ等に用いられるアキシャルギャップモータにおいて、大型化を防止しつつ、永久磁石の磁束とステータコイルの励磁磁束との協働によりトルクを増大することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記した目的を達成するために、本発明のアキシャルギャップモータは、ステータの磁極面とロータの磁極面とがモータ軸方向に対向するアキシャルギャップモータであって、前記ステータは、楔形の複数のステータコアが磁気的に独立した状態で周方向に配設され、前記各ステータコアの外径側部分が外径側の磁極を形成し、前記各ステータコアの内径側部分が前記内径側の磁極を形成し、前記各ステータコアの前記外径側の磁極と前記内径側の磁極とを繋ぐステータヨーク部それぞれに前記外径側の磁極と前記内径側の磁極の各磁極対を励磁するステータコイルが巻装され、前記ロータは、楔形の複数のロータコアが磁気的に独立した状態で周方向に配設され、前記ステータおよび前記ロータの少なくともいずれかに、前記ステータコイルの通電により発生する励磁磁束と逆向きの磁気飽和緩和用の磁束を形成する複数の永久磁石が配置されることを特徴としている（請求項１）。
【００１１】
また、本発明のアキシャルギャップモータは、前記各永久磁石は、前記各ステ−タコアの前記ステータヨーク部の磁極面の裏面側それぞれに、前記ステータコイルの励磁極性と同じ着磁極性で径方向に設けられることを特徴としている（請求項２）。
【００１２】
また、本発明のアキシャルギャップモータは、前記各ステータコアの前記励磁磁束の極性は同じであり、前記各永久磁石は、前記各ロータコアの外径側部分と内径側部分とを繋ぐロータヨーク部近傍それぞれに、前記各ステータコイルにより励磁される極性に対して逆向きの着磁極性で径方向に設けられることを特徴としている（請求項３）。
【００１３】
また、本発明のアキシャルギャップモータは、前記ステータコイルは、各ステータコアの前記ステータヨーク部それぞれに励磁極性が隣り合うステータコアどうしで逆向きになるように巻装され、前記各永久磁石は、前記各ステータコア間に前記各ステータコアの励磁磁極と同じ極性の磁極が前記各ステータヨークに対面するように着磁方向を周方向にして配置されることを特徴としている（請求項４）。
【発明の効果】
【００１４】
請求項１に係る本発明のアキシャルギャップモータの場合、各ステータコアはステータコイルの通電により励磁極性にしたがった励磁磁束が発生し、この励磁磁束がステータコアのＮ極から近傍の対向しつつあるロータのロータコアを通ってステータコアのＳ極に入り、その際のロータとステータとの磁気作用でロータが回転する。このとき、ステータおよびロータの少なくともいずれかに配置された永久磁石により磁気飽和緩和用の磁束が予め形成され、この磁束はステータコア、ロータコアを通る励磁磁束と逆向きの磁束であり、磁気飽和緩和用の磁束によりステータコア、ロータコアは励磁磁束による磁気飽和が生じにくくなる。そして、ステータコア、ロータコアがステータコイルにより励磁されて磁気飽和に至るまでに、ステータコイルに鎖交する磁束量は、永久磁石による磁気飽和緩和により増加する。
【００１５】
図１（ａ）は前記永久磁石がある場合とない場合の各ステータコアのステータコイルを通電して生じる起磁力に対するヨーク部の磁束密度の変化例を示し、αが永久磁石がある場合の磁化曲線で囲まれる範囲（面積）、βが永久磁石がない場合の磁化曲線で囲まれる範囲（面積）であり、永久磁石がある場合は、その逆向きの磁束により、各ステータコアの励磁磁束の磁束密度が白抜きの矢印線に示すように負の方向ヘ移動し、各ステータコアは励磁磁束による磁気飽和が生じにくくなる（α＞β）ことが分かる。
【００１６】
図１（ｂ）は前記永久磁石がある場合とない場合の各ステータコアの起磁力に基づくステータコイルの鎖交磁束の変化例を示し、各ステータコアの磁気飽和による磁束上限は制限されるが、図１（ａ）の磁束密度の負の方向への移動により、励磁磁束による磁気飽和が生じにくくなって永久磁石がある場合の磁化曲線により囲まれる範囲αが永久磁石のない場合の範囲βより大きくなるので、各ステータコアは永久磁石がある場合の鎖交磁束が、永久磁石がない場合より増加する。
【００１７】
各永久磁石がロータに配置されている場合には、各ロータコアの励磁磁束による磁気飽和が生じにくくなって各ロータコアの鎖交磁束が永久磁石がない場合より増加する。
【００１８】
そのため、各永久磁石の磁束とステータコイルの通電により発生する励磁磁束との協働で、ステータコイルの通電で発生する励磁磁束による、ステータまたはロータ（より具体的にはステータコアまたはロータコア）の磁気飽和が緩和されて生じにくくなり、ステータコイルの鎖交磁束が増加してアキシャルギャップモータのトルクが増大する。
【００１９】
そして、特許文献１のＳＲモータのような磁石とステータの各突極との適当な接合面積の確保は不要であり、しかも、各ステータコアや各ロータコアは磁気飽和が生じにくくなるのでそれだけ薄くすることができ、アキシャルギャップモータの大型化が防止される。
【００２０】
したがって、従来に比べて小型・軽量化した構成で、アキシャルギャップモータのトルクの増大を図ることができる。
【００２１】
請求項２に係る本発明のアキシャルギャップモータの場合、各永久磁石を、各ステ−タコアのステータヨーク部の磁極面の裏面側それぞれに、ステータコイルの励磁極性と同じ着磁極性で径方向に設けられるので、例えばステータコイルの通電により、外径側の磁極がＮ極、内径側の磁極がＳ極に励磁されるステータコアは、その裏面側の永久磁石も外径側がＮ極、内径側がＳ極になる。そのため、そのステータコア内で内径側のＳ極から外径側のＮ極に向かう励磁磁束に対して、外径側のＮ極からステータコアを通って内径側のＳ極に向かう永久磁石の磁束が励磁磁束と逆向きの磁気飽和緩和用の磁束になり、励磁磁束による各ステータコアの磁気飽和を磁気飽和緩和用の磁束で緩和して請求項１に係る本発明のアキシャルギャップモータの効果を奏する具体的な構成を提供できる。
【００２２】
しかも、各ステータコアにおいて、励磁磁束の極性と永久磁石の逆バイアス磁束の極性とは同じ向きであり、永久磁石の逆バイアス磁束が外径側をＮ極にする極性であれば、ステータコイルの通電時の励磁磁束の極性も外径側がＮ極になる。そのため、永久磁石が励磁磁束の逆磁界に晒されない構造になり、永久磁石に高Ｂｒ（Ｂｒ：残留磁束密度）・低Ｈｃｊ（Ｈｃｊ：保磁力）の小型のものを使用することができ、さらには、フェライト磁石などの低グレード磁石を用いることも可能になる利点がある。
【００２３】
また、各ステータコアの励磁磁束の極性は、ステータコア毎に別個独立に設定できるので、ステータコア毎に逆極性にしてもよいが、全てのステータコアの励磁極性を同じ極性に設定し、例えば各ステータコイルの通電時の励磁磁束の極性を全て外径側がＮ極になる極性にすると、例えばステータの磁極面側の外径側の磁極と内径側の磁極の間に円環状の界磁コイルを設け、その直流界磁の磁束で各ステータコアの励磁磁束を一括して増加し、トルクをさらに大きくすることもできる。
【００２４】
請求項３に係る本発明のアキシャルギャップモータの場合、ロータの各ロータコアのヨーク部の近傍（例えば横）に、各永久磁石がステータコイルの励磁極性と逆の着磁極性で径方向に設けられるので、例えばステータコイルの通電により、各ステータコアの外径側の磁極がＮ極、内径側の磁極がＳ極に励磁されるとすると、対向するロータの各永久磁石は外径側の磁極がＳ極、内径側の磁極がＮ極に着磁される。このとき、ステータコイルの励磁磁束は、ステータコアの外径側のＮ極から、対向するロータコアの外径側、内径側を通って同じステータコアの内径側のＳ極に戻る。また、永久磁石のＮ極から出た磁束は、ロータコアの内径側、外径側を通って永久磁石のＳ極に戻る。
【００２５】
したがって、ロータコア内において、外径側から内径側に向かう励磁磁束に対して、内径側から外径側に向かう永久磁石の磁束が逆向きの磁気飽和緩和用の磁束になり、この磁束で励磁磁束による各ロータコアの磁気飽和緩和して請求項１に係る本発明のアキシャルギャップモータの効果を奏する具体的な構成を提供できる。
【００２６】
しかも、前記磁気飽和の緩和により、永久磁石がない場合より各ロータコアを多くの励磁磁束が通るようになるので、各ロータコアを薄くしてロータを薄型化することができる。
【００２７】
請求項４に係る本発明のアキシャルギャップモータの場合、ステータの各ステータコアは、励磁極性が周方向の隣のステータコアの励磁極性と逆になり、例えば外径側がＮ極、内径側がＳ極のステータコアの隣のステータコアは外径側がＳ極、内径側がＮ極になる。このとき、ステータコア間の例えば外径側に設けられる永久磁石は、そのＮ極が、励磁磁束で外径側がＮ極になるステータコアの外径側に対面し、そのＳ極が、励磁磁束で外径側がＳ極になる隣のステータコアの外径側に対面する。同様に、ステータコア間の内径側に設けられる永久磁石は、そのＮ極が、励磁磁束で内径側がＮ極になるステータコアの内径側に対面し、そのＳ極が、励磁磁束で内径側がＳ極になるステータコアの内径側に対面する。
【００２８】
そして、永久磁石が各ステータコア間の外径側、内側側それぞれに設けられると、励磁磁束で外径側がＮ極、内径側がＳ極に励磁されるステータコアは、励磁磁束が、外径側のＮ極からロータコアを通って内径側のＳ極に入り、ステータコア内を内径側から外径側に戻る。また、このステータコアの外径側にＮ極が対面する外径側の永久磁石の磁束は、そのＮ極から対面するステータコアの外径側（Ｎ極）、内径側（Ｓ極）を通り、内径側にＳ極が対面する他の永久磁石のＳ極、Ｎ極を通って前記外径側の永久磁石のＳ極に戻る。
【００２９】
したがって、ステータコイルの通電により励磁されるステータコアにおいて、励磁磁束は内径側（Ｓ極）から外径側（Ｎ極）に向かい、永久磁石の磁気飽和緩和用の磁束は外径側（Ｎ極）から内径側（Ｓ極）に向かい、励磁磁束と逆向きになり、請求項１に係る本発明のアキシャルギャップモータの効果を奏することができる。
【００３０】
そして、各ステータコアの周方向の隙間に永久磁石を配置する構成であるので、ステータのスペースを有効活用してアキシャルギャップモータの体格の増加なくトルクを増加できる利点がある。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明の効果の説明図であり、（ａ）は永久磁石がある場合とない場合のステータコイル起磁力に対する各ステータコアの磁束密度の変化例を示し、（ｂ）は永久磁石がある場合とない場合のステータコイルの鎖交磁束の変化例を示す。
【図２】本発明の第１の実施形態のステータ、ロータを組み合わせた状態の説明図である。
【図３】（ａ）は図２のロータの磁極面の拡大した正面図であり、（ｂ）はその側面図である。
【図４】図２のステータの磁極面の拡大した正面図である。
【図５】（ａ）、（ｂ）は図４のステータのステータコイルの巻装を説明する斜視図である。
【図６】本発明の第２の実施形態のステータ、ロータを組み合わせた状態の説明図である。
【図７】図６のステータの界磁コイルの説明図である。
【図８】（ａ）は本発明の第３の実施形態のロータの磁極面の拡大した正面図、（ｂ）はその側面図である。
【図９】図８のロータに対向するステータの磁極面の拡大した正面図である。
【図１０】本発明の第４の実施形態のステータ、ロータを組み合わせた状態の説明図である。
【図１１】図１０のロータの磁極面の拡大した正面図である。
【図１２】図１０のステータの磁極面の拡大した正面図である。
【図１３】本発明の第５の実施形態のステータ、ロータを組み合わせた状態の説明図である。
【図１４】図１３のステータの磁極面の拡大した正面図である。
【図１５】本発明の第６の実施形態のステータ、ロータを組み合わせた状態の説明図である。
【図１６】図１５のステータの磁極面の拡大した正面図である。
【図１７】従来のラジアルギャップモータ構成のスイッチドリラクタンスモータのステータ鉄心部分およびロータ鉄心部分の平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３２】
つぎに、本発明をより詳細に説明するため、実施形態について、図２〜図１６を参照して詳述する。なお、それらの図面においては、モータ軸や断面のハッチング等は適宜省略している。
【００３３】
（第１の実施形態）
第１の実施形態について、図２〜図５を参照して説明する。
【００３４】
図２は本実施形態のアキシャルギャップモータ１ａを示し、アキシャルギャップモータ１ａは、３相駆動のリラクタンスモータであり、モータ軸２の出力側（紙面左側の表側）から順に、平面視が略中空円板状のロータ３ａ、両面ステータ４ａ、ロータ３ｂを一定の隙間（ギャップ）を設けて配設されている。両面ステータ４ａは表側ステータ５ａと裏側ステータ５ｂとをギャップを設けて背中合せにつき合わせた構成である。
【００３５】
ロータ３ａ、３ｂは、同じ形状、構造であって、ロータ３ａの磁極面が表側ステータ５ａの磁極面に対向し、ロータ３ｂの磁極面が裏側ステータ５ｂの磁極面に対向する向きに、同形状の前側（紙面左側）、後側のフランジシャフト６ａ、６ｂによりモータ軸２に取り付けられている。すなわち、ロータ３ａの磁極面と表側ステータ５ａの磁極面とはモータ軸２の方向に間隔を設けて対向し、裏側ステータ５ｂの磁極面とロータ３ｂの磁極面とはモータ軸２の方向に間隔を設けて対向する。
【００３６】
フランジシャフト６ａ、６ｂは、モータ軸２が中心を貫通した円板状のフランジ部６１の外周に円筒状の支持部６２を取り付けた構造であり、支持部６２がロータ３ａ、３ｂの中空部内に嵌入することでロータ３ａ、３ｂと一体にモータ軸２に取り付けられて回転する。ステータ４ａはモータ軸２との間に隙間を設けて固定されている。なお、少なくともフランジシャフト６ａ、６ｂは、いずれも非磁性体の例えばステンレスで形成されている。
【００３７】
図３（ａ）はロータ３ｂの磁極面の平面図であり、同図（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ線の断面図である。それらの図面に示すように、ロータ３ａ、３ｂは、それぞれ例えば圧粉磁心で形成された平面視楔形の８個のロータコア７が周方向に４５度の間隔で配設された構成である。各ロータコア７は、外径側、内径側の突起したポール８ａ、８ｂをロータヨーク部８ｃで繋いだ構成であり、外径側、内径側に磁極部非磁性金属のリング体９ａ、９ｂが嵌められて放射状（環状）に固定される。ロータコア７間（隣接コア間）の隙間は、空間であってもよいが、例えば非磁性体の樹脂の充填部１０で形成され、各ロータコア７は磁気的に独立している。
【００３８】
図４は表側ステータ５ａの磁極面の平面図を示し、表側ステータ５ａ、裏側ステータ５ｂは外径側、内径側に非磁性体金属のリング体１１ａ、１１ｂが嵌められて一体化されている。さらに、外径側のリング体１１ａの外側には、各相の一対の端子等を覆う樹脂被覆体１２が重ねて設けられている。表側ステータ５ａと裏側ステータ５ｂは同じ形状、構造であり、それぞれ、例えば圧粉磁心で形成された平面視楔形の１２個（相当たり９０度の間隔の４個）のステータコア１３が周方向に３０度の間隔で配設される。
【００３９】
なお、図２はロータ３ａ、３ｂを図３のＡ−Ａ線で切断し、ステータ５ａ、５ｂを図４のＢ−Ｂ線で切断した断面図である。
【００４０】
各ステータコア１３間（隣接コア間）の隙間は、図４では空間であるが、非磁性体の樹脂の充填部であってもよく、空間または充填部により各ステータコア１３は磁気的に独立している。
【００４１】
各ステータコア１３は、本発明の対の磁極を形成する外径側の磁極１４ａと内径側の磁極１４ｂの突起したティースを磁極間のステータヨーク部１４ｃで繋いだ構成である。
【００４２】
各ステータヨーク部１４ｃは、ステータ磁極対１４の磁極１４ａ、１４ｂを励磁する各相のステータコイル１５が巻装される。ステータコイル１５は、表側ステータ５ａ、裏側ステータ５ｂそれぞれの各ステータコア１３のステータ磁極対１４の磁極１４ａ、１４ｂを個別に励磁するように、表側ステータ５ａ、裏側ステータ５ｂそれぞれの各ステータコア１３のステータヨーク部１４ｃに別個に巻装されてもよいが、本実施形態の場合、各１個のステータコイル１５が、表側ステータ５ａと裏側ステータ５ｂの同じ位置のステータコア１３のステータヨーク部１４ｃにそれらを束ねるように外装された樹脂性のカセットホルダ１６を介して巻装され、表側ステータ５ａ、裏側ステータ５ｂの同じ位置のステータコア１３の磁極１４ａ、１４ｂの励磁に共用される。
【００４３】
このとき、各ステータコイル１５は、図４に四角枠で囲んだＮ、Ｓに示すように、例えば磁極１４ａ、１４ｂの励磁極性が両隣のステータコア１３の磁極１４ａ、１４ｂの励磁極性と逆になるように、巻き方向あるいは通電方向が両隣のステータコイル１５と逆に設定される。
【００４４】
図５（ａ）、（ｂ）は隣合う２位置（具体的には、例えば図４の位置Ｐ１、Ｐ２）それぞれのステータコイル１５が巻装された状態の表側ステータ５ａ、裏側ステータ５ｂの斜視図であり、ステータコイル１５の通電の起磁力により、同図（ａ）のステータコア１３は磁極１４ａがＳ極、磁極１４ｂがＮ極に励磁され、同図（ｂ）のステータコア１３は磁極１４ａがＮ極、磁極１４ｂがＳ極に励磁される。それらの図中の矢印線はステータコイル１５の起磁力の方向を示す。
【００４５】
上記構成がアキシャルギャップモータ１ａの基本的な構成であり、表側ステータ５ａ、裏側ステータ５ｂの通電相のステータコイル１５が通電されると、表側ステータ５ａ、裏側ステータ５ｂの通電相のステータコア１３の磁極１４ａ、１４ｂが例えばＮ極、Ｓ極に励磁され、図２に示すように、ステータコア１３の磁極（Ｎ極）１４ａからロータコア７を通ってステータコア１３の磁極（Ｓ極）１４ｂに至り、磁極１４ａに戻る破線の矢印線φ１の励磁磁束のループ磁路が形成され、このループ磁路を通る励磁磁束に基づく、ロータ３ａ、３ｂとステータ５ａ、５ｂとの磁気的な吸引動作によってアキシャルギャップモータ１ａは回転する。
【００４６】
本実施形態においては、ステータコイル１５の励磁磁束によるステータコア１３の磁気飽和を緩和するため、図１に示すように、ステータ５ａ、５ｂの各ステータコア１３の略ステータヨーク部１４ｃの磁極面の反対側を凹状部に形成し、磁気飽和緩和用の磁束を発生する表裏共用の各永久磁石１７ａを、Ｎ極、Ｓ極がステータコア１３の磁極１４ａ、１４ｂの励磁極性と同じ向きになるように(ステータコア１３が通電時に外径側の磁極１４ａがＮ極となる向きに励磁されるのであれば、永久磁石１７ａは外径向きにＮ極になる向きに）着磁して表側、裏側の各ステータコア１３のつき合わせた凹状部に接着して配置する。
【００４７】
各永久磁石１７ａは磁路がステータコア１３のステータヨーク部分１４ｃで短絡され、その磁束は、図１の永久磁石１７ａのＮ極からステータコア１３の裏面側を通って永久磁石１７ａのＳ極に戻る破線の矢印線φ２のループの短絡磁束であり、表側ステータ５ａ、裏側ステータ５ｂのステータコア１３の通電時は、ステータコア１３をＳ極からＮ極に向かう励磁磁束に対して、ステータコア１３のＮ極からＳ極に向かう逆向きの磁束（磁気飽和緩和用の磁束）である。
【００４８】
そして、磁極１４ａ、１４ｂが励磁されないステータコイル１５の非通電時には、磁気飽和緩和用の磁束のうちのステータ５ａ、５ｂからロータ３ａ、３ｂへ進む分は僅かである(ステータコア１３のステータヨーク部１４ｃで短絡される磁気抵抗は、ステータ５ａ、５ｂとロータ３ａ、３ｂとの間のギャッブ磁気抵抗よりもかなり小さいため、磁束のほとんどは各ステータコア１３内で短絡される）。
【００４９】
一方、ステータコイル１５が通電されて磁極１４ａ、１４ｂが励磁される通電時は、ステータコイル１５の通電による励磁方向と永久磁石１７ａの着磁の磁化方向(Ｎ極、Ｓ極の向き)とが同じであり、ステータコイル１５の起磁力により生じた励磁磁束は、前記したように、各ステータコア１３から外部のロータコア７を通って各ステータコア１３に戻る。
【００５０】
このとき、ステータコイル１５の起磁力により生じる励磁磁束と、ステータヨーク部分１２ｃを通る永久磁石１７ａの短絡磁束とは逆向きであって磁気飽和緩和用の磁束を形成し、この磁束により、ステータヨーク部１２ｃの磁束密度は負の方向ヘ移動し、ステータヨーク部１４ｃの磁束密度の変化範囲が図１（ａ）に示したように範囲βから範囲αに広がる。そのため、各ステータコア１３は磁気飽和が緩和されて励磁磁束による磁気飽和が生じにくくなり、図１（ｂ）に示したように、前記起磁力に対する各ステータコイル１５の鎖交磁束は永久磁石による磁束飽和緩和により増加する。
【００５１】
したがって、各永久磁石１７ａの磁束と各ステータコア１３のステータコイル１５の励磁磁束との協働で、各ステータコア１３の厚みを薄くしてアキシャルギャップモータ１ａのトルクを増大することができ、アキシャルギャップモータ１ａの大型化を防止しつつトルクアップを図ることができる。
【００５２】
なお、アキシャルギャップモータ１ａのステータが、両面を磁極面とする両面ステータ４ａで形成され、両面ステータ４ａの表側ステータ５ａと裏側ステータ５ｂの各ステータコア１３の磁極１４ａ、１４ｂが、表裏共用のステータコイル１５の通電でともに励磁されるので、部品数が一層少なくなってアキシャルギャップモータ１ａの一層の小型化等を図ることができる利点もある。
【００５３】
各ステータコア１３において、励磁磁束の極性と永久磁石１７ａの磁束の極性とは同じ向きであり、永久磁石１７ａの逆バイアス磁束が外径側をＮ極にする極性であれば、ステータコイル１５の通電時の励磁磁束の極性も外径側がＮ極になるので、永久磁石１７ａが励磁磁束の逆磁界に晒されない構造になり、永久磁石１７ａに高Ｂｒ（Ｂｒ：残留磁束密度）・低Ｈｃｊ（Ｈｃｊ：保磁力）の小型のものを使用することができ、さらには、フェライト磁石などの低グレード磁石を用いることも可能になる利点がある。
【００５４】
各ステータコア１３の永久磁石１７ａの着磁極性は、各ロータコア７、各ステータコア１３が磁気的に独立しているので、表側ステータ５ａ、裏側ステータ５ｂにおいて、ステータコア１３毎にそれぞれの磁極１４ａ、１４ｂの磁極対の極性に応じて別個独立に設定してよく、ステータコア１３の磁極１４ａ、１４ｂの極性の設定によっては、両隣のステータコア１３の永久磁石１７ａと同じ極性になってもよい。
【００５５】
（第２の実施形態）
第１の実施形態の変形例である第２の実施形態について、図６、図７を参照して説明する。
【００５６】
図６は本実施形態のアキシャルギャップモータ１ｂのステータ５ｃ、５ｄを図７のＣ−Ｃ線に沿って切断した場合のモータの断面図であり、図７は図４に対応する表側ステータ５ｃの磁極面の平面図であり、それらの図面において、図２〜図５と同一符号は、同位置もしくは相当するものを示す。なお、図７においては後述する界磁コイル１８を一部切り欠いて示している。
【００５７】
アキシャルギャップモータ１ｂがアキシャルギャップモータ１ａと異なる点は、アキシャルギャップモータ１ａの両面ステータ４ａに代えてつぎの構成の両面ステータ４ｂを備える点である。
【００５８】
両面ステータ４ｂは、両面ステータ４ａの表側ステータ５ａ、裏側ステータ５ｂに対応する表側ステータ５ｃ、裏側ステータ５ｄを備える。ステータ５ｃ、５ｄにおいては、（ａ）後述する界磁コイル１８の直流界磁を一括して励磁磁束に重畳するため、各ステータコア１３の磁極１４ａ、１４ｂが、各ステータコイル１５の通電によって同じ極性、例えば図７に示すように外径側の磁極１４ａがＮ極、内径側の磁極がＳ極の極性に励磁される。（ｂ）アキシャルギャップモータ１ａの各永久磁石１７ａに代えて、各ステータコア１３の磁極１４ａ、１４ｂの励磁極性に応じて全て外径側がＮ極の永久磁石１７ｂが、各ステータコア１３の磁極面の裏側のつき合わせた凹状部に配置される。（ｃ）ステータ５ｃ、５ｄそれぞれに、各ステータコア１３のステータヨーク部１４ｃのステータコイル１５に重なるように、環状の界磁コイル１８を磁極面側に配置し、界磁コイル１８の直流界磁の磁束を各ステータコイル１５の励磁磁束に一括して重畳し、励磁磁束量を増加する。
【００５９】
したがって、本実施形態のアキシャルギャップモータ１ｂは、界磁コイル１８の直流界磁の磁束の重畳に基づき、アキシャルギャップモータ１ａより励磁磁束が増加して一層のトルク増加を図ることができる。
【００６０】
なお、表側ステータ５ｃ、裏側ステータ５ｄにおいて、各ステータコア１３の磁極１４ａをＳ極、内径側の磁極１４ｂをＮ極に励磁し、永久磁石１７ｂを全て外径側がＳ極になるように着磁してもよいのは勿論である。
【００６１】
（第３の実施形態）
第３の実施形態について、図８、図９を参照して説明する。
【００６２】
図８（ａ）は本実施形態のアキシャルギャップモータ１ｃのロータ３ｃの磁極面を示し、同図（ｂ）は（ａ）のＤ−Ｄ線の断面図である。図９はロータ３ｃに対向するロータ５ｃの磁極面を示す。それらの図面において、図６、図７と同一符号は同一もしくは相当するものを示す。
【００６３】
本実施形態のアキシャルギャップモータ１ｃは、本発明の永久磁石を少なくともロータ側に配置したものであり、具体的には、図６、図７の第２の実施形態のアキシャルギャップモータ１ｂにおいて、ロータ３ａ、３ｂを図８（ａ）のロータ３ｃに置き換え、両面ステータ４ｂの表側ステータ５ｃ、裏側ステータ５ｄを、例えば、永久磁石１７ｂおよび界磁コイル１８を省いた図８（ｂ）のステータ５ｃに置き換えた構成としたものである。
【００６４】
すなわち、アキシャルギャップモータ１ｃは、表側、裏側のステータ５ｃの各ステータコア１３の磁極１４ａ、１４ｂが、ステータコイル１５の通電により、同じ励磁極性、例えば図９に示すように外径側の磁極１４ａがいずれもＮ極、内径側の磁極１４ｂがいずれもＳ極に励磁される。本発明の永久磁石を少なくともロータ側に配置する場合、各永久磁石の径方向の着磁極性を同じ向きに揃えるため、各ステータコア１３の励磁極性も同じ向きに設定される。
【００６５】
また、表側、裏側のステータ５ｃに対向する表側、裏側のロータ３ｃは、各ロータコア７のロータヨーク部８ｃの近傍、例えば、ロータヨーク部８ｃの左右の少なくともいずれか一方、ここでは両方に、ステータ５ｃの各ステータコア１３の励磁極性とは逆の着磁極性、すなわち、外径側がＳ極で内径側がＮ極の極性に径方向に着磁された永久磁石１７ｃが配置される。
【００６６】
この場合、表側、裏側のステータ５ｃの各ステータコア１３の励磁磁束は、磁極１４ａのＮ極からロータ３ｃの対向するロータコア７の外径側のポール８ａ、ロータヨーク部８ｃ、内径側のポール８ｂを通って磁極１４ｂのＳ極に入り、ステータコア１３内をＳ極からＮ極に戻る。また、ロータ３ｃにおいて、各ロータコア７のロータヨーク部８ｃの左右の永久磁石１７ｃは、図８の破線の矢印線のループに示すように、内径側のＮ極から、ロータコア７の内径側のポール８ｂ、ロータヨーク部８ｃ、外径側のポール８ａを通って外径側のＳ極に入る磁束を発生する。
【００６７】
したがって、通電励磁されるステータコア１３に接近するロータコア７においては、外径側から内径側に向かう励磁磁束に対して、永久磁石１７ｃの磁束が内径側から外径側に向かう磁気飽和緩和用の逆向きの磁束になり、励磁磁束によるロータコア７の磁気飽和が永久磁石１７ｃの磁束で緩和される。その結果、各ステータコア１３の励磁磁束を、各ロータコア７により多く通過させることができるようになり、アキシャルギャップモータ１ｃのトルクを増大できる。
【００６８】
そして、各ロータコア７を通過する励磁磁束が増えるので、各ロータコア７を薄くして表側、裏側のロータ３ｃを薄型化することができ、アキシャルギャップモータの体格を小さくできる。なお、各永久磁石１７ｃは各ロータコア７の左右の空いている側面に配置されるので、それによってアキシャルギャップモータ１ｃの体格が増加することもない。
【００６９】
（第４の実施形態）
第４の実施形態について、図１０〜図１２を参照して説明する。
【００７０】
図１０は本実施形態のアキシャルギャップモータ１ｄを示し、アキシャルギャップモータ１ｄは、第２の実施形態の両面ステータ４ｂと第３の実施形態のロータ３ｃとを組合せ、ロータ３ｃからなる永久磁石１７ｂを備えた表側のロータ３ｄ、裏側のロータ３ｅの磁極面を、両面ステータ４ｂの永久磁石１７ａおよび界磁コイル１８を備えた表側ステータ５ｃ、裏側ステータ５ｄの磁極面に対向するように設けた構成である。
【００７１】
図１１はロータ３ｄの磁極面を示し、ロータ３ｄ、３ｅは同じ構成であり、各ロータコア７のロータヨーク部８ｃの左右に永久磁石１７ｂが配置されている。図１２は両面ステータ４ｂの表側ステータ５ｃの磁極面を示し、表側ステータ５ｃ、裏側ステータ５ｄは同じ構成であり、それぞれの各ステータコア１３のステータヨーク部１４ｃの磁極面側には界磁コイル１８が設けられ、その裏側には図１０に示すように表裏共用の各永久磁石１７ｂが設けられている。なお、図１０は図１１のＥ−Ｅ線またはＦ−Ｆ線でロータ３ｄ、３ｅを切断し、図１２のＧ−Ｇ線でステータ５ｃ、５ｄを切断した断面図である。
【００７２】
上記のように構成されたアキシャルギャップモータ１ｄは、ロータ３ｄ、表側ステータ５ｃの組合せ、ロータ３ｅ、裏側ステータ５ｄの組合せそれぞれにおいて、ステータコイル１５が通電されて磁極１４ａ、１４ｂが励磁されるステータコア１３の励磁磁束は、磁極１４ａのＮ極から、接近するロータコア７のポール８ａ、８ｂを通って磁極４ｂのＳ極に入ってＳ極からＮ極に戻る際、ロータコア７の永久磁石１７ｃの磁気飽和緩和用の逆向きの磁束によってロータコア７での磁気飽和が緩和され、さらに、ステータコア１３の永久磁石１７ｂによってステータコア１３での磁気飽和も緩和されるので、磁束量が一層増加する。しかも、界磁コイル１８の直流界磁の磁束が励磁磁束に重畳されるので、磁束量がさらに増加する。
【００７３】
したがって、本実施形態のアキシャルギャップモータ１ｄは、ステータ３ｄ、３ｅおよび両面ステータ４ｂのステータ５ｃ、５ｄをともに小型化した構成で極めて大きなトルクを発生することができる。
【００７４】
（第５の実施形態）
第５の実施形態について、図１３、図１４を参照して説明する。それらの図面において、図１〜図５と同一符号は同一もしくは相当するものを示す。
【００７５】
図１３は本実施形態のアキシャルギャップモータ１ｅを示し、アキシャルギャップモータ１ｅは、例えば第１の実施形態のロータ３ａ、３ｂと、両面ステータ４ａに代わる両面ステータ４ｃとを組合せた構成である。
【００７６】
両面ステータ４ｃは、第１の実施形態の表側ステータ５ａ、裏側ステータ５ｂに代わる表側ステータ５ｅ、裏側ステータ５ｆを備える。
【００７７】
図１４は表側ステータ５ｅの磁極面を示し、ステータ５ｅ、５ｆは同じ形状、構成であり、各ステータコア１３間の空間部に周方向に着磁された外径側、内径側の永久磁石１７ｄ、１７ｅが配設される。なお、ステータ５ｅ、５ｆには、ステータ５ａ、５ｂの永久磁石１７ａは設けられず、磁極面の裏面側が例えば非磁性の樹脂体１９等で磁気的に絶縁した状態で付き合わされる。また、図１３はステータ５ｅ、５ｆを図１４のＨ−Ｈ線で切断した断面図である。
【００７８】
そして、永久磁石１７ｄ、１７ｅは、各ステータコア１３の励磁磁極である磁極１４ａ、１４ｂの極性と同じ極性の磁極が、磁極１４ａ、１４ｂの側面に対面する。
【００７９】
ここで、各ステータコア１３は、ステータヨーク部１４ｃに巻装されたステータコイル１５の通電により、励磁極性が周方向に隣り合うステータコア１３間で逆向きになり、磁極１４ａ、１４ｂの極性が両隣のステータコア１３の磁極１４ａ、１４ｂの極性と逆になることから、図１４に示すように、磁極１４ａがＮ極、磁極１４ｂがＳ極に励磁されるステータコア１３の磁極１４ａ、１４ｂには、外径側の永久磁石１７ｄのＮ極、内径側の永久磁石１７ｅのＳ極が対面して接合し、外径側の永久磁石１７ｄのＳ極、内径側の永久磁石１７ｅのＮ極は、磁極１４ａがＳ極、磁極１４ｂがＮ極に励磁される隣のステータコア１３の磁極１４ａ、１４ｂに対面して接合する。
【００８０】
この場合、ステータコイル１５の通電により、ステータ５ｅ、５ｆの例えば磁極１４ａがＳ極、磁極１４ｂがＮ極になるステータコア１３の励磁磁束は、図１３の破線の矢印線φ１に示すように、励磁磁束が磁極１４ｂからロータ３ａ、３ｂの内径側、外径側を通って磁極１４ａに入り、ステータコア１３内で磁極１４ａから磁極１４ｂに至るループ磁路を通る。なお、磁極１４ａがＮ極、磁極１４ｂがＳ極になるステータコア１３の励磁磁束は、図１３の破線の矢印線φ１と逆向きのループ磁路を通る。
【００８１】
一方、永久磁石１７ｄ、１７ｅの磁束は、ステータコイル１５が通電されていなければ、図１４の破線の矢印線φ３に示すように、例えば、外径側の永久磁石１７ｄのＮ極から、対面するステータコア１３の外径側、内径側および、内径側の永久磁石１７ｅのＳ極、Ｎ極、隣のステータコア１３の内径側、外径側を通って外径側の永久磁石１７ｄのＳ極、Ｎ極に至るループ磁路（もともとは磁気的に独立していたステータコア１３を永久磁石１７ｄ、１７ｅでつないだ磁路）を通る。また、図１４の破線の矢印線φ４に示すように、内径側の永久磁石１７ｅのＮ極から、対面するステータコア１３の内径側、外径側および、外径側の永久磁石１７ｄのＳ極、Ｎ極、隣のステータコア１３の外径側、内径側を通って内径側の永久磁石１７ｅのＳ極、Ｎ極に至るループ磁路（同様に、もともとは磁気的に独立していたステータコア１３を永久磁石１７ｄ、１７ｅでつないだ磁路）を通る。
【００８２】
そして、ステータコイル１５が通電されず、磁極１４ａ１４ｂが励磁されない間は、永久磁石１７ｄ、１７ｅにより発生する磁束は、隣同士のステータコア１３を磁気的に結んた矢印線φ３、φ４のループ磁路に沿ってステータコア１３内を周回する。
【００８３】
つぎに、ステータコイル１５が通電されて励磁磁束が発生すると、励磁磁束は、磁気抵抗の比較的小さなステータコア１３、ロータコア７間の矢印線φ１のループ磁路を通る。このとき、永久磁石１７ｄ、１７ｅは等価的に大きなギャップ（空隙）とみなされるので、漏れ磁束はごく僅かになる。そして、励磁磁束がステータコア１３内を永久磁石１７ｄ、１７ｅの磁束とは逆方向に進むので、永久磁石１７ｄ、１７ｅの磁束が磁気飽和緩和用の逆向きの磁束を形成し、この磁束によって励磁磁束はステータコアコア１３で磁気飽和に至りにくくなる。また、ステータコイル１５が通電されて励磁磁束が発生すると、ステータ１３内を周回していた永久磁石１７ｄ、１７ｅの磁束は、励磁磁束によりステータコア１３内を周回する磁路ループが堰止められ、励磁磁束と同じように、ステータコア１３、ロータコア７間のループ磁路を通るようになって励磁磁束の増加に寄与する。したがって、励磁磁束の磁束量が増加し、アキシャルギャップモータ１ｅのトルクが増大する。
【００８４】
そして、各ステータコア１３間の周方向の隙間に永久磁石１７ｄ、１７ｅを配置するので、アキシャルギャップモータ１ｅは永久磁石１７ｄ、１７ｅによる体格の増加は生じない。そのため、アキシャルギャップモータ１ｅも小型の構成でトルクを増加できる。
【００８５】
なお、永久磁石１７ｄ、１７ｅは逆磁界に晒されるが、永久磁石１７ｄ、１７ｅは厚み（周方向の長さ）が厚く（長く）なる。そして、永久磁石１７ｄ、１７ｅは、厚みを厚くすることにより減磁に強<なり、安価な低グレードの永久磁石を使用することができ、問題はない。
【００８６】
（第６の実施形態）
第５の実施形態の変形例である第６の実施形態について、図１５、図１６を参照して説明する。それらの図面において、図１３、図１４と同一符号は同一もしくは相当するものを示す。なお、図１５はステータ５ｇ、５ｈを図１６のＩ−Ｉ線で切断した断面図である。
【００８７】
本実施形態のアキシャルギャップモータ１ｆは、アキシャルギャップモータ１ｅの両面ステータ４ｃを両面ステータ４ｄに取り替えた構成である。両面ステータ４ｄは、両面ステータ４ｃのステータ５ｅ、５ｆに代えて表側ステータ５ｇ、裏側ステータ５ｈを備える。ステータ５ｇ、５ｈは図１６に示すように永久磁石１７ｄ、１７ｅを周方向に交互に配置した構成である。
【００８８】
そして、アキシャルギャップモータ１ｆの各ステータコア１３は、ステータヨーク部１４ｃに巻装されたステータコイル１５の通電により、アキシャルギャップモータ１ｅの各ステータコア１３と同様、励磁磁束が図１５の破線の矢印線φ１に示すループ磁路を通り、磁極１４ａがＳ極、磁極１４ｂがＮ極になるステータコア１３の励磁磁束は、励磁磁束が磁極１４ｂからロータ３ａ、３ｂの内径側、外径側を通って磁極１４ａに入り、ステータコア１３内で磁極１４ａから磁極１４ｂに至る。
【００８９】
一方、永久磁石１７ｄ、１７ｅの磁束は、ステータコイル１５が通電されなければ、図１６の破線の矢印線に示すように、外径側の永久磁石１７ｄのＮ極から対面するステータコア７の外径側（Ｎ極）および内径側（Ｓ極）、内径側の永久磁石１７ｅの対面するＳ極およびＮ極、隣のロータコア７の内径側（Ｎ極）および外径側（Ｓ極）、その隣の外径側の永久磁石１７ｃのＮ極、…のステータ５ｇ、５ｈそれぞれの磁極面を周回する。
【００９０】
そして、ステータコイル１５が通電されると、この通電で励磁されたステータコア１３においては、Ｓ極（磁極４ｂまたは磁極４ａ）からＮ極（磁極４ａまたは磁極４ｂ）に戻る励磁磁束に対して、永久磁石１７ｄ、１７ｅの磁束は逆向きの磁気飽和緩和用の磁束になる。
【００９１】
そのため、アキシャルギャップモータ１ｆも、各永久磁石１７ｄ、１７ｅの磁束とステータコイル１５の通電により発生するステータ５ｇ、５ｈの励磁磁束との協働で、励磁磁束による各ステータコア１３の磁気飽和が緩和されて生じにくくなり、励磁磁束が増加してトルクが増大する。
【００９２】
そして、アキシャルギャップモータ１ｅ、１ｆの場合、永久磁石１７ｃ、１７ｄにはステータコイル１５の励磁により逆磁界がかかるが、永久磁石１７ｄ、１７ｅを減磁に至らない磁石厚さ（具体的には周方向の長さ）にすれば、それ以上に永久磁石１７ｄ、１７ｅを厚くしても磁束は増加しにくく、磁石厚さの効果は小さいことから、本実施形態のアキシャルギャップモータ１ｆでは、各ステータコア１３間に永久磁石１７ｄ、１７ｅ交互に配置して、永久磁石１７ｄ、１７ｅの配置数を少なくし、アキシャルギャップモータ１ｅより一層軽量、安価な構成としたものである。なお、永久磁石１７ｄ、１７ｅには安価な低グレードの永久磁石を使用することが可能であるのは勿論である。
【００９３】
そして、本発明は上記した各実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない限りにおいて上述したもの以外に種々の変更を行なうことが可能であり、例えば、ロータコア７やステータコア１３の個数は、８個、１２個に限るものではない。また、駆動相の相数も３相に限るものではない。さらに、ロータコア７やステータコア１３の形状、ポール８ａ、８ｂや磁極１４ａ、１４ｂの形状等も各実施形態の形状等に限るものではない。また、各ステータコイル１５の構造や形状もどのようであってもよい。
【００９４】
また、第２、第３、第４の実施形態のように、各ステータコア１３の磁極１４ａ、１４ｂの極性が揃えられる場合（例えば外径側の磁極１４ａの極性が全てのステータコア１３についてＮ極またはＳ極の同じ磁極になる場合）には、ステータに対向するロータは、ロータ３ａ、３ｂのようなリラクタンスモータロータ、ロータ３ｃ、３ｄ、３ｅのような永久磁石を配置したロータのいずれであってもよく、この場合、ロータとステータの両方に永久磁石を配置することが可能であり、界磁コイルを備えることもできる。なお、界磁コイルはロータ側に設けてもよいが、その場合には、ロータとともに回転する界磁コイルに給電するためのスリップリング等を要する。
【００９５】
つぎに、本発明が適用されるアキシャルギャップモータは、ステータの磁極面が片面のアキシャルギャップモータであってもよく、具体的には、例えば表側ステータ５ａ、５ｃ、５ｅ、５ｇと表側のロータ３ａ、３ｄとで構成されたアキシャルギャップモータであってもよく、この場合も各実施形態の効果を奏するのは勿論である。
【００９６】
つぎに、各実施形態のアキシャルギャップモータ１ａ〜１ｆは、いずれもそれぞれの構成をモータ軸２の方向に複数組み配置していわゆる多段構成にすることも可能であり、これらの場合も前記各実施形態と同様の効果を得ることができる。
【００９７】
そして、本発明は、電気自動車等の駆動モータとしてのＳＲモータなどの種々の用途のアキシャルギャップモータに適用することができる。
【符号の説明】
【００９８】
１ａ〜１ｆ アキシャルギャップモータ
３ａ〜３ｅ ロータ
４ａ〜４ｄ、５ａ〜５ｈ ステータ
７ ロータタコア
８ａ、８ｂ ポール
８ｃ ロータヨーク部
１３ ステータコア
１４ａ、１４ｂ 磁極
１４ｃ ステータヨーク部
１５ ステータコイル
１７ａ〜１７ｅ 永久磁石
１８ 界磁コイル
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ステータの磁極面とロータの磁極面とがモータ軸方向に対向するアキシャルギャップモータであって、
前記ステータは、楔形の複数のステータコアが磁気的に独立した状態で周方向に配設され、前記各ステータコアの外径側部分が外径側の磁極を形成し、前記各ステータコアの内径側部分が前記内径側の磁極を形成し、前記各ステータコアの前記外径側の磁極と前記内径側の磁極とを繋ぐステータヨーク部それぞれに前記外径側の磁極と前記内径側の磁極の各磁極対を励磁するステータコイルが巻装され、
前記ロータは、楔形の複数のロータコアが磁気的に独立した状態で周方向に配設され、
前記ステータおよび前記ロータの少なくともいずれかに、前記ステータコイルの通電により発生する励磁磁束と逆向きの磁気飽和緩和用の磁束を形成する複数の永久磁石が配置されることを特徴とするアキシャルギャップモータ。
【請求項２】
請求項１に記載のアキシャルギャップモータにおいて、
前記各永久磁石は、前記各ステ−タコアの前記ステータヨーク部の磁極面の裏面側それぞれに、前記ステータコイルの励磁極性と同じ着磁極性で径方向に設けられることを特徴とするアキシャルギャップモータ。
【請求項３】
請求項１または２に記載のアキシャルギャップモータにおいて、
前記各ステータコアの前記励磁磁束の極性は同じであり、
前記各永久磁石は、前記各ロータコアの外径側部分と内径側部分とを繋ぐロータヨーク部近傍それぞれに、前記各ステータコイルにより励磁される極性に対して逆向きの着磁極性で径方向に設けられることを特徴とするアキシャルギャップモータ。
【請求項４】
請求項１に記載のアキシャルギャップモータにおいて、
前記ステータコイルは、各ステータコアの前記ステータヨーク部それぞれに励磁極性が隣り合うステータコアどうしで逆向きになるように巻装され、
前記各永久磁石は、前記各ステータコア間に前記各ステータコアの励磁磁極と同じ極性の磁極が前記各ステータヨークに対面するように着磁方向を周方向にして配置されることを特徴とするアキシャルギャップモータ。
【請求項１】
ステータの磁極面とロータの磁極面とがモータ軸方向に対向するアキシャルギャップモータであって、
前記ステータは、楔形の複数のステータコアが磁気的に独立した状態で周方向に配設され、前記各ステータコアの外径側部分が外径側の磁極を形成し、前記各ステータコアの内径側部分が前記内径側の磁極を形成し、前記各ステータコアの前記外径側の磁極と前記内径側の磁極とを繋ぐステータヨーク部それぞれに前記外径側の磁極と前記内径側の磁極の各磁極対を励磁するステータコイルが巻装され、
前記ロータは、楔形の複数のロータコアが磁気的に独立した状態で周方向に配設され、
前記ステータおよび前記ロータの少なくともいずれかに、前記ステータコイルの通電により発生する励磁磁束と逆向きの磁気飽和緩和用の磁束を形成する複数の永久磁石が配置されることを特徴とするアキシャルギャップモータ。
【請求項２】
請求項１に記載のアキシャルギャップモータにおいて、
前記各永久磁石は、前記各ステ−タコアの前記ステータヨーク部の磁極面の裏面側それぞれに、前記ステータコイルの励磁極性と同じ着磁極性で径方向に設けられることを特徴とするアキシャルギャップモータ。
【請求項３】
請求項１または２に記載のアキシャルギャップモータにおいて、
前記各ステータコアの前記励磁磁束の極性は同じであり、
前記各永久磁石は、前記各ロータコアの外径側部分と内径側部分とを繋ぐロータヨーク部近傍それぞれに、前記各ステータコイルにより励磁される極性に対して逆向きの着磁極性で径方向に設けられることを特徴とするアキシャルギャップモータ。
【請求項４】
請求項１に記載のアキシャルギャップモータにおいて、
前記ステータコイルは、各ステータコアの前記ステータヨーク部それぞれに励磁極性が隣り合うステータコアどうしで逆向きになるように巻装され、
前記各永久磁石は、前記各ステータコア間に前記各ステータコアの励磁磁極と同じ極性の磁極が前記各ステータヨークに対面するように着磁方向を周方向にして配置されることを特徴とするアキシャルギャップモータ。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【公開番号】特開２０１２−１６５５０６（Ｐ２０１２−１６５５０６Ａ）
【公開日】平成２４年８月３０日（２０１２．８．３０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２２３１３（Ｐ２０１１−２２３１３）
【出願日】平成２３年２月４日（２０１１．２．４）
【出願人】（０００００２９６７）ダイハツ工業株式会社 (2,560)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年８月３０日（２０１２．８．３０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年２月４日（２０１１．２．４）
【出願人】（０００００２９６７）ダイハツ工業株式会社 (2,560)
【Ｆターム（参考）】
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