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公開番号2025071592
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-05-08
出願番号2023181892
出願日2023-10-23
発明の名称アキシャルギャップモータ
出願人グローブライド株式会社
代理人個人,個人
主分類H02K 21/24 20060101AFI20250428BHJP(電力の発電,変換,配電)
要約【課題】小型化や高トルク化が可能であり、かつコギングトルクの調整が容易なアキシャルギャップモータを提供する。
【解決手段】本発明は、極性が逆位相となる外側マグネット群及び内側マグネット群を備え、外側マグネット群と内側マグネット群との間に中間マグネット群がハルバッハ配列で配置されている。外側マグネット群は、ロータ1上に、半径R3の同心円状に配置され、内側マグネット群は、ロータ1上に、半径R3よりも小さい半径R4の同心円状に配置され、中間マグネット群は、ロータ1上の、外側マグネット群と内側マグネット群との間の位置である半径R5の位置に同心円状に配置されている。
【選択図】図8
特許請求の範囲【請求項１】
極性が逆位相となる外側マグネット群及び内側マグネット群を備え、前記外側マグネット群と前記内側マグネット群との間に中間マグネット群がハルバッハ配列で配置された、アキシャルギャップモータ。
続きを表示（約 490 文字）【請求項２】
前記外側マグネット群は、ロータ上に、第１半径の同心円状に配置され、
前記内側マグネット群は、前記ロータ上に、前記第１半径よりも小さい第２半径の同心円状に配置され、
前記中間マグネット群は、前記ロータ上の、前記外側マグネット群と前記内側マグネット群との間の位置に同心円状に配置された、請求項１に記載のアキシャルギャップモータ。
【請求項３】
前記外側マグネット群が複数の外側永久磁石により構成され、
前記内側マグネット群が複数の内側永久磁石により構成され、
前記中間マグネット群が複数の中間永久磁石により構成され、
前記ハルバッハ配列を構成する前記外側永久磁石、前記内側永久磁石、及び、前記中間永久磁石の組が、放射状に複数配置された、請求項２に記載のアキシャルギャップモータ。
【請求項４】
前記ロータに対向するステータに形成された複数の突極部にそれぞれコイルが巻回され、前記コイルの励磁状態を変化させて、前記ロータを回転させる、請求項２又は３のいずれか一項に記載のアキシャルギャップモータ。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、小型で高トルクなアキシャルギャップモータに関する。
続きを表示（約 1,900 文字）【背景技術】
【０００２】
例えば、特許文献１に開示されているように、小型化かつ高出力（高トルク）のモータとして、アキシャルギャップモータが知られている。アキシャルギャップモータは、ロータの回転軸と並行な方向に、永久磁石とステータの突極部との間の磁気ギャップを有している。アキシャルギャップモータは、一般的なラジアルギャップモータと異なり、回転軸方向の磁束を発生させる。そして、アキシャルギャップモータは、一般的なラジアルギャップモータと比較して、薄型で、出力密度と効率に優れる。また、特許文献２（段落０００８など）には、マグネットの回転時にコギングトルクが発生することが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２０２２－１７８６０４号公報
特許第４０９５３３４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、特許文献１に開示されたような技術では、さらなる高トルク密度を得る場合、磁束密度を大きくする必要があるが、モータの小型化には限界がある。また、マグネットの磁極と、電機子の鉄心の突極に関係して、コギングトルク（コギング）が発生することが知られている。コギングは、特許文献２にも開示されている。このコギングは、マグネットと、電機子の鉄心との間に蓄えられた磁気エネルギーがモータの回転に伴って変動することに起因して発生し、直流モータのトルクむらや回転速度むらの主な原因となる。このため、モータに求められる特性に応じてコギング（コギングトルク）を自在に設計できることが望ましい。しかし、特許文献１に開示されたような技術では、コギングトルクの設計の自由度が少なく、コギングトルクの調整が難しい。
【０００５】
本発明は、上記したような技術的課題に着目してなされたものであり、小型化や高トルク化が可能であり、かつコギングトルクの調整が容易なアキシャルギャップモータを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記した目的を達成するために、本発明は、極性が逆位相となる外側マグネット群及び内側マグネット群を備え、前記外側マグネット群と前記内側マグネット群との間に中間マグネット群がハルバッハ配列で配置された、アキシャルギャップモータである。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、小型化や高トルク化が可能であり、かつコギングトルクの調整が容易なアキシャルギャップモータを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
本発明の一実施形態に係るアキシャルギャップモータを示す分解斜視図である。
一実施形態に係るアキシャルギャップモータの縦断面図である。
ロータ上の外側永久磁石、内側永久磁石、及び中間永久磁石の配置と極性を示す説明図である。
ステータにおけるコイルの関係を示す説明図である。
アキシャルギャップモータの制御回路及びコイル結線を示す回路図である。
アキシャルギャップモータの通電シーケンスを示す図表である。
ステータにおける外側突極部の配置に係る半径Ｒ１と、内側突極部の配置に係る半径Ｒ２の関係を示す説明図である。
ロータにおける外側永久磁石の配置に係る半径Ｒ３と、内側永久磁石の配置に係る半径Ｒ４と、中間永久磁石の配置に係る半径Ｒ５との関係を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下に、実施形態に係るアキシャルギャップモータ100を、図面に基づき説明する。図１から図４は、本発明の一実施形態に係るアキシャルギャップモータ100と、アキシャルギャップモータ100を構成するロータ1及びステータ4を示している。図１は、アキシャルギャップモータ100を分解して示す斜視図であり、図２は、アキシャルギャップモータ100の組み立て時の状態を示す縦断面図である。図３は、ロータ部分（ロータ1の内側部分）を示す平面図、図４は、ステータ4とコイル（外側コイル5～13、内側コイル14～22）の関係を示す平面図である。
【００１０】
図１及び図２に示すように、ロータ1は、平面円盤部1aと円筒部1bを有している。円筒部1bは、後述のボールベアリング軸受2、及び、ボールベアリング軸受3の内径部に差し込まれ、これらのボールベアリング軸受2、3に篏合している。そして、ロータ1は、後述のステータ4に対し回転可能に構成されている。
（【００１１】以降は省略されています）

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