JPS62135251A - アキシヤルギヤツプモ−タ - Google Patents

Abstract

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

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明はアキシャルギヤツブモータに関するものである
。

（用語について） 本明細書において、電機子とは回転子、固定子を問わす
有鉄芯、無鉄芯またはこれに代わるものにコイルを巻回
して磁性を生じさせる機械要素をいう。また磁極を生じ
させるコイルであれば必要に応じ中空のコイルを含むも
のとする。機械的構成を示すのに用いる角度の表示は各
隣接する機械要素間の中心までの機械角（幾何学的角度
）をいう。但し電気的位相を表わす場合の表示は電気角
であることはいうまでもない。

（従来の技術） 従来、音響機器、影像機器、計算機周辺機器等に使用す
る小型モータには、その配設箇所やスペース及び負荷等
との関係から薄型で、しかも高トルクの出るものが切望
されていた。これらの諸条件を満たすものの１つにアキ
シャルギャップモータがある。該アキシャルギャップモ
ータには、従来、２相６極、３相８極等、各種の多相モ
ータがあり、そのうち３相８極モータは通常第３図及び
第４図に示すように構成されていた。部ち該モータは、
大別すると回転子と固定子及びこれらを一体化する回転
軸等によって構成されている。そして、その回転子側は
円盤状に設けたロータヨーク１の中央部に軸孔２を穿設
すると共に、該ロータヨーク１の一側面には前記軸孔２
を中心にして、その周辺にロータマグネット３を配置し
、該ロータマグネット３は、その全周３６０°を８等分
して、アキシャル方向に磁極Ｎ、Ｓを４５゛ずつ順に配
列した構成にする。これに対し固定子側は、図示を省略
したモータフレームに円盤状の固定ヨーク４を取り付け
、該固定ヨーク４の中央部には軸孔５を穿設し、且つ該
固定ヨーク４の一側面には前記軸孔５を中心にして、そ
の周辺にコイル６・・・・・・を全節巻にして作った複
数個の電機子７・・・・・・を配設した構成にする。そ
して該固定ヨーク４には前記ロータヨーク１を回転軸８
及びベアリング９．９′を用いて一体にするのであるが
、このとき、当該固定ヨーク４の一側面に配設した電機
子７・・・・・・と前記ロータヨーク１の一側面に配置
したロータマグネット３とは回転軸８と垂直方向に成る
一定のギャップを設けて互いに相対するように配置する
。尚、同図においては、図面を簡潔にするため、人相の
コイル６は太線、Ｂ相のコイル６は点線、Ｃ相のコイル
６は細線にし、またその巻回数は夫々１回巻にして示す
。しかして、このように構成したアキシャルギャップモ
ータの前記ロータヨーク１に回転力を与えるには前記固
定ヨーク４の一側面に配置した電機子７・・・・・・の
コイル６・・・・・・にＡ、Ｂ、Ｃの３相の電流を通電
して、当該電機子７・・・・・・の磁極に第５図に示す
ような３相交播磁界φＡ、φＢ、φＣの磁束を発生させ
る。そしてこれらの磁束の合計である合成磁束（図中点
線に示す）の位置を時間の経過に伴う位相の変化にした
がって回転状に変化させ、該回転磁界により前記ロータ
ヨーク１０ロークマグネソト３の磁極Ｎ、　　Ｓを吸引
、反発させ、これを前記回転軸８を支軸として回転させ
るというようにしていた。

（発明が解決しようとする問題点） しかるに、このように構成した３相８極アキシヤルギヤ
ツプモータの場合を例にいえば、前記固定ヨーク４の一
側面にＡ、Ｂ、Ｃの３相のコイル６・・・・・・を巻回
して電機子７・・・・−・を複数個配設して行くにあた
り、その巻回方法が全節巻であり、該全節巻は従来、前
記Ａ、Ｂ、Ｃの各相別にコイル６・・・・・・を巻回し
て作ったコイルの層を、夫々その位置を少しずつずらし
ながら３層に重ねるようにしていたために、（１１前記
電機子７・・・・・・の厚みが非常に厚くなってしまい
、これが前記ロータヨーク１と固定ヨーク４との間のギ
ヤツブを必要以上に広げてしまって当該電機子７・・・
・・・の磁極に発生させる磁束を前記ロータヨークＩの
回転トルクの発生に有効に使用することを難しくし、こ
れが原因で当該モータに高トルクを期待することを難し
くしている、（２）前記コイルの厚み及び前記ロータヨ
ーク１と固定ヨーク４との間のギャップが広くなると、
これに伴いモータ自体の厚みも厚くしなければならず、
これが当該モータを薄型化しようとするときに致命的な
欠陥となる、（３）又これを避けるために前記コイル６
・・・・・・の巻回方法を単節巻にすると、前記コイル
の厚みはなくなるがわりに高トルクが期待しにくくなる
、等の欠点をもっていた。

本発明は上記従来のアキシャルギャップモータの諸欠点
を除去するためになされたものであって９．前記固定ヨ
ーク４に複数個の電機子を配設するにあたり、その巻回
方法には全節巻を採用しなから極めて薄型で高トルクの
期待できるモータを提供することを目的とするものであ
る。

（問題を解決するための手段及び作用）そのために本発
明は回転子と固定子とのギヤノブを回転軸と垂直に構成
したモータにおいて、前記回転子及び固定子の一方を全
周３６０°を整数で除した中心角を占めるほぼ均等な幅
の磁極で構成し、他方は、コイルを巻回して作った複数
個の電機子で構成する。そして該複数個の電機子は前記
磁極の幅とほぼ同一の中心角を占める広幅の電機子の間
に、該電機子の占める中心角をほぼ（１−Ｍ）倍（但し
Ｍは相の数）にした狭幅の電機子をＭが奇数のときはＭ
１固、２Ｍ個、３Ｍ個・・・・・・、Ｍが偶数のときは
２Ｍｆ囚、４Ｍ個、６Ｍ個と均等に配設した構成にする
。そして該電機子を作るための巻回方法には、その全周
３６０°を整数で除した角度の範囲ごとに１ポ一ル１コ
イル巻回方法による全節奏にする。

これにより前記複数個の電機子に電流を通電すると、該
電流は、前記複数個の電機子のうち、３６０”を整数で
除した角度の範囲内においては、あらかしめ定められた
成るｌ相の電流しか流れないようにして、その磁束の発
生効率の向上をはかる。と同時に当該磁束を回転トルク
の発生に効率良く利用して常に高トルクが得られるよう
にする。しかも、その上で前記各電機子は、その各々が
成る１相の電流を通電するためのコイルの層だけしか作
らないで、他相の電流を通電するためのコイルの層を重
ねていない分、モータ自体の厚みを極力薄型にすること
ができるようにする。

（実施例） 以下本発明を図面に示す実施例に基づいて詳細に説明す
る。

第１図は本発明の一実施例である３相８極のアキシャル
ギャップモータにおける固定子の背面図、第２図は同モ
ータを、第１図のａ−ａ’線で切断した断面側面図であ
る。

これらの図において、同モータは回転子と固定子及びこ
れらのものを一体化する回転軸とによって構成する。そ
して回転子側は、円盤状に設けたロータヨーク１の中央
部に軸孔２を穿設し、且つ該ロータヨーク１の一側面に
は前記軸孔２を中心にして、その周辺にリング状のロー
タマグネット３を配置し、該ロータマグネット３の全周
３６０゛を整数８で除して、アキシャル方向に夫々４５
゜のＮ、Ｓの磁極を順に配列した構成にする。

これに対し固定子側は、図示を省略したモーフフレーム
に円盤状の固定ヨーク４を取り付け、該固定ヨーク４の
中央部には軸孔５を穿ち、且つ該固定ヨーク４の一側面
には前記軸孔５を中心にして、その周辺にコイル６・・
・・・・を巻回して作った９個の電機子を放射状に配設
する。そして該９１［Ｎの電機子は、前記固定ヨーク４
の全周３６０゛を相の数である整数３で除して、夫々１
２ｏ°の３つの角度に区分し、その各々の１２０°の角
度の範囲をＡ相、Ｂ相、Ｃ相とすると共に、該３つの各
相内には前記電機子を３個ずつ配設するようにする。し
かも該３個の電機子のうち２個は前記ロータヨーク１に
配置したロータマグネット３の各磁極Ｎ、Ｓの占める幅
と同じ４５°の広幅の電機子７ａとし、残る１個は前記
電機子７ａの磁極４５゜を１倍した３０゛の狭幅の電機
子７ｂとする。そして、これら都合９個の広幅及び狭幅
の電機子７ａ及び７ｂを作るためのコイル６・・・・・
・の巻回方法には前記Ａ、Ｂ、Ｃの各相ごとに１ボ一ル
１コイル巻回方法による全節奏にする。そして、前記９
個の広幅及び狭幅の電機子７ａ及び７ｂに通電する電流
も、前記１２０°ずつに区分したＡ、Ｂ。

Ｃの各相別にＡ、Ｂ、Ｃの３相とする。

尚、同図において広幅及び狭幅の電機子７ａ及び７ｂを
構成するコイル６・・・・・・の巻回数は、現実には１
ポ一ル１コイル巻回方法を採用して多数巻になっている
が図面を簡潔にするために各々３回巻にして示した。

次に前記固定ヨーク４にコイル６・・・・・・を巻回し
て作った狭幅の電機子７ｂの磁極の占める角の出し方に
ついて説明する。

それには以下に示す式を使って行う。即ち、Ｐは幾何学
的１周３６０°を等分した磁極の数で偶数。

Ｍは相の数でＭ〉１゜ ＱはＭに依存する数でＱ〉２（但しＭが奇数のときはＱ
はＭの整数倍を採り、Ｍが偶数のときはＱは２Ｍの整数
倍を採る。） Ｎは整数でＮ〉１゜ としたときに、 という式が成り立てば良い。なぜならこの式にお広幅の
電機子７ａの磁極の占める角度とすると共に、Ｍｌ（ｌ
　１．を同ぞ内に配設する狭幅のＭ 電機子７ｂの磁極の占める角度とすると、当該狭３６０
′ 幅の電機子７ｂの磁極の占める角度は前記１「から同角
度の範囲内に配設する広幅の電機子７ａの磁極の占める
角度を差し引いた残りの角度となり、この角度と前記広
幅の電機子７ａの磁極の古めのＱ倍が３６０°となって
丁度円周内に納まるからである。いいかえれば前記ロー
タヨーク１に配置したロータマグネット３の各磁極Ｎ、
Ｓの占める角は３６０°を極数で除した角であり、前記
固定ヨーク４に配設する広幅及び狭幅の電機子７ａ及び
７ｂのうち、広幅の電機子７ａは前記ロータヨーク１に
配置したロータマグネット３の各角度と同じ角度を占め
る。これに対し狭幅の電機子７ｂの占める角は前記広幅
の電機子７ａの占める角を（１−Ｈ）倍したものである
。したがってこれをＱ倍したもののうち前記相が奇数の
ときは（Ｍ−１）、偶数のときは２（Ｍ−１）であって
偶数となるから、前記広幅の電機子７ａをロータマグネ
ット３の磁極Ｎ、Ｓの数よりも（Ｍ−１）または２．（
Ｍ−１）個少ない数にして、これに狭幅の電機子７ｂを
Ｑ個配設するようにすれば、これらの広幅及び狭幅の電
機子７ａ及び７ｂの占める角は３６０°となり、円周内
に丁度納まるこ・とになるということである。

尚、上記文中において広幅及び狭幅の電機子７ａ、７ｂ
の占める角とは隣接する各電機子間の中心までをいう。

そして、上述した式はこれを前記３相８極に限らず、た
とえば２相６極のモータの場合等の多相モータに応用で
きることはいうまでもない。

次に上述のように構成したモータの動作について説明す
る。

第６図は上記３相８極アキシヤルギヤツプモータの動作
原理を示す図である。

同図において上方にはロータヨーク１に配置したロータ
マグネット３の磁極Ｎ、Ｓと固定ヨーク４に配設した広
幅及び狭幅の電機子７ａ及び７ｂの磁極とが展開図で表
わしである。そのうちロークマグネソト３は、その磁極
Ｎ、Ｓを機械角でＴπごとに８等分してあり、２πで丁
度１回転するように構成されている。これに対し広幅及
び狭幅の電機子７ａ及び７ｂには）πごとにＡ、Ｂ、Ｃ
の３相の電流を通電するようにし、そして該１相７ａが
２個と、３０°＝÷πの狭幅を占める電機子７ｂが１個
の都合３個で構成する。

そして同図の下方には広幅及び狭幅の電機子７ａ及び７
ｂに電流を流すことによって、これらの電機子７ａ及び
７ｂの磁極に発生する３相交播磁界が電気角で示しであ
る。尚同１相内で磁界が逆向きになっているのは前記広
幅及び狭幅の電機子７ａ及び７ｂのコイル６・・・・・
・の巻回方向の違いによるものである。ここで前記広幅
及び狭幅の電機子７ａ及び７ｂにはＡ、Ｂ、Ｃの３相の
電流を、その各１相当たり電気角で１πの間隔をおいて
通電し、その３倍の８πがこれら広幅及び狭幅の電機子
７ａ及び７ｂの機械角２πに相当するようにする。そし
て、その各１相内における各磁界の１πは前記１相内の
広幅の電機子７ａの機械角τπと等しくなるようにしで
ある。

このような関係において、今ロータヨーク１に配置した
ロータマグネット３の磁極は図中左からＮ＋　、Ｓｔ　
、Ｎ２　、Ｓ２・・・・・・の順に並んでいるものとし
、ここへ前記広幅及び狭幅の電機子７ａ及び７ｂのコイ
ル６・・・・・・にＡ、　Ｂ、　Ｃ３相の電流を通電す
ると、これにより、これら広幅及び狭幅の電機子７ａ及
び７ｂの磁極に発生する磁界は、Ａ、Ｂ、Ｃの各相ごと
に同図下方に示すような波型を描き、そして前記広幅及
び狭幅の電機子７ａ及び７ｂの磁極を、同図上方に記し
た磁極ＮＡ、ＳＡ、ＮＡ・・・・・・のように励磁する
。

これによってロータマグネット３のＮ２は広幅及び狭幅
の電機子７ａ及び７ｂのうちのＮＡに反発し、ＳＢに吸
引され、またｓ２はＳＢに反発してＮＢに吸引されるる
といったように以下ｓ４までいずれの磁極においても、
ロータマグネット３を右方向へと回転するトルクが生じ
る。但しこのとき、Ｎ１とＮ　Ａ　、、Ｓ　１　とＳＡ
とはニュートラ／ｌ／・ゾーンとなるがロータヨーク１
が少しでも右方向に回転すると、Ｎ１はＮＡに反発し、
ＳＡに吸引され、ＳＩはＳＡに反発してＮＡに吸引され
るというように全極にわたってロータヨーク１が右方向
に回転するトルクを生じる。

そして当該ロータヨーク１に配置したロータマグネット
３の磁極Ｎ１が右方向に機械角で１５゜移動すると当該
ロータヨーク１のロータマグネット３の磁極と固定ヨー
ク４の広幅及び狭幅の電機子７ａ及び７ｂの磁極との関
係は第７図に示すようになる。即ち、この時点では前記
Ａ、Ｂ、Ｃの各相に発生する磁界の位相は電気角で６０
”進み、第７図に示すようにＣ相の磁界の方向が変わり
、そのためにＣ相の電機子７ａ及び７ｂの極性が第６図
の場合とは逆になる。このときにもやはりＮ１はＮＡに
反発しＳＡに吸引され、Ｓ＋　もＳＡに反発してＮＡに
吸引されるというようにロータヨークｌのロータマグネ
・ノド３は右方向に回転するトルクが生じる。但し、同
図Ｓ３とＳＣ，Ｎ４とＮＣとはニュートラル・ゾーンと
なるが、ロータヨーク１が少しでも右方向に回転すれば
ロータマグネット３の磁極３３はＳＣに反発しＮＣに吸
引され、Ｎ４はＮＧに反発してＳＣに吸引されるといっ
たようにやはり全極にわたってロータヨーク１を右方向
に回転するトルクが生じる。以下第８図から第１１図ま
では、いずれも各前回よりもロータヨーク１のロータマ
グネット３が機械角で１５°右方向に進み、固定ヨーク
４の電機子に発生する磁界の位相が６０°進んだ時点に
おけるロータヨーク１のロータマグネット３と固定ヨー
ク４の広幅及び狭幅の電機子７ａ及び７ｂの磁極Ｎ、Ｓ
の状態を示しである。即ち第８図ではＢ相に発生する磁
界の方向が第７図とは逆になり、さらに第９図ではＡ相
に発生する磁界の方向が第８図とは逆になるというよう
に広幅及び狭幅の電機子７ａ及び７ｂの磁極が変わって
行くが、そのどの時点においてもロータヨーク１のロー
タマグネット３と固定ヨーク４の広幅及び狭幅の電機子
７ａ及び７ｂとの磁極の関係は第６図及び第５図で述べ
たと同様の関係になり、全ての位置で（但しニュートラ
ル・ゾーンにおいては第７図、第８図の各説明と同じ）
ロータヨーク１を右方向へと回転させるトルクが生じる
。

（他の実施例） 以上は３相８極のアキシャルギャップモータを例に説明
したが、特許請求の範囲記載の要件をみたすかぎり、そ
の相数及び極数は当業者が自由に選択できることは勿論
である。また前記固定ヨーク４に配設する広幅及び狭幅
の電機子７ａ及び７ｂは、これをロータヨーク１の一側
面に配設し、固定ヨーク４は永久磁石等の界磁としても
良いことはいうまでもない。電機子の用語例としては、
電動子をいうときや、場磁石に対立した機械要素をいう
例もあるがこれにこだわらない。

第１２図は同じく本発明の他の実施例である２相６極モ
ータに使用する固定ヨークの背面図である。

この場合、前記ロータヨーク１に配置するロータマグネ
ット３の磁極Ｎ、Ｓの占める角は６０゜のものが６個と
なるのに対し、固定ヨーク４に組み込む相はＡ、Ｂの２
相と、その反転相Ａ’、Ｂ’となるので、これらの相Ａ
、Ｂ、Ａ’　、Ｂ’内に配設する電機子の数は８個とな
る。そして、その相Ａ、Ｂ、Ａ’　、Ｂ’の１つ当たり
に配設する電機子は２個となり、該２個の電機子の占め
る角は広幅の方が６０″の電機子７　ａ　％そして残る
狭幅の電機子７ｂは３０°となる。なぜなら、この場合
は前記相の数が偶数であるので、狭幅の電機子７ｂが相
の数の２倍となるからである。

（発明の効果） 本発明は以上のように構成し、且つ動作するものである
。しかして、前記ロータヨーク１のロータマグネット３
に等分に配列した磁極に対し、固定ヨーク４に配列した
電機子は前記ロータマグネット３の各磁極の占める角と
同じ角の広幅の電機子７ａの間に、それよりも（１−ｇ
）倍した狭幅の電機子７ｂをＭが奇数のときはＭ（ｒ！
Ｌ　　２Ｍ？囚。

３Ｍ個・・・・・・、Ｍが偶数のときは２Ｍ個、４Ｍｉ
囚。

６Ｍ個・・・・・・と均等に配置した構成にして前記ロ
ータヨークｌを固定ヨーク４のどの角度の位置に位置さ
せても、当該ロータマグネット３の磁極の占める角を前
記固定ヨーク４の電機子の磁極の占める角に対し、必ず
一致しない部分が生じるようにすること、および前記電
機子を作るためのコイルの巻回方法には１ボ一ル１コイ
ル巻回方法による全節巻を採用して、その各々の電機子
を、あらかしめ定められた成る１相の電流だけを通電す
るためのコイルの層だけで構成し、全節巻でありながら
重ね巻にはしない、等といったことにより、Ｔｌ）前記
固定ヨーク４の全周３６０゛を整数で除した角度の範囲
内にある電機子の磁極には、常に定まった成るｌ相の電
流による磁束しか発生しないようにして該磁束の発生効
率を向上させる。（２）と同時に該磁束を、前記ローク
マグネソト３の磁極と電機子の磁極との占める角が互い
に一致しない部分を利用して前記ロータヨーク１の回転
トルクの発生のために効率良く使用し、常に高トルクを
得る。（３）更に前記電機子を、あらかじめ定められた
電流しか通電しないように巻回したコイルの層だけで構
成し、該層には、他の相の電流を通電するためのコイル
の層を重ねて配列するようなことはなくした分、モータ
自体の厚みを極力薄型にして、今日の薄型指向のニーズ
に応える。（４）コイルの重ね巻がないからプリント配
線も容易にできる、等数々の効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例である３相８極アキシヤルギ
ヤツブモータの固定子の概念背面図、第２図は同モータ
を、第１図のａ−ａ’線で切断した断面側面図、第３図
は従来の３相８極アキシヤルギヤツブモータの固定子の
概念背面図、第４図は同モータを、第３図のａ−ａ’線
で切断した断面概念側面図、第５図は同モータの動作原
理を示す図、第６図、第７図は本発明の一実施例である
３相８極アキシヤルギヤツブモータの動作原理を説明す
るためロータヨーク側のロークマグネソトの磁界と固定
ヨークの電機子の磁界とを対比させた図、第８図、第９
図、第１０図、第１１図は同前ロータヨーク側のローク
マグネソトと固定ヨークの電機子とを対比した図、第１
２図は同、他の実施例である２相６極アキシヤルギヤツ
プモータの固定子の背面図である。 図中１・・・・ロータヨーク、２・・・・軸孔、３・・
・・ロークマグネソト、４・・・・固定ヨーク、５・・
・・軸孔、６・・・・コイル、７・・・・電機子、７ａ
・・・・広幅の電機子、７ｂ・・・・狭幅の電機子、８
・・・・回転軸、９．９’　・・・・ベアリング。 特許出願人　日本フェローフルイディクス第１２図 手　　続　　補　　正　　書 昭和６１年１２月１日 特許庁長官　黒　１）明　雄　殿 ２、発明の名称　　アキシャルギャップモータ３、補正
をする者 事件との関係　　　特許出願人 住所　東京都港区赤坂２−１’ｌ−２２６、補正により
増加する発明の数　　　　　　なし７、補正の対象 ８、補正の内容 （１１明細書を別紙のとおり訂正する。 （２）図面を別紙のとおり差し替える。 ９、添付書類の目録 （１）補正した明細書　　　　　　　　１通（２）補正
した図面　　　　　　　　　１通明　　　細　　　書 １、発明の名称 アキシャルギャップモータ ２、特許請求の範囲 回転子と固定子とのギャップをアキシャル方向に構成し
たモータにおいて、前記回転子及び固定子の一方を全周
３６０°を整数で除した中心角を占めるほぼ均等な幅の
磁極で構成し、他方を前記磁極の幅とほぼ同一の中心角
を占める広幅に構成した電機子の間に、該電機子の占め
る中心角をほぼ（１−Ｎ／Ｍ）倍にした狭幅の電機子を
等分に配置して構成したアキシャルギャップモータ。 但しＭは相の数とし、ＮはＭよりも小さい自然数とする
。 ３、発明の詳細な説明 （産業上の利用分野） 本発明はアキシャルギャップモータに関するものである
。 （用語について） 本明細書において、磁極とは永久磁石・電磁石等のよう
に、一定の極性の磁界を生じさせる機械要素を言い、電
機子とは回転子、固定子を問わす有鉄芯、無鉄芯または
これに代わるものにコイルを巻回して磁界を生じさせる
機械要素をいう。また磁界を生じさせるコイルであれば
必要に応じ空芯のコイルを含むものとする。 また数個のコアをまとめて、これに１つのコイルを巻回
した電機子、および隣接する各コアにコイルを同一方向
に巻回した電機子のように、１磁極として機能するもの
は、それぞれ１個の電機子と看做す。 磁極および電機子の占める中心角とは、各隣接する機械
要素との境界から境界までを言い、各隣接する機械要素
との間に空隙があるときは、その空隙の中心から空隙の
中心までの中心角をいう。 但し、電気的位相を表す場合の表示は電気角であること
はいうまでもない。 （従来の技術） 従来、音響機器、影像機器、計算機周辺機器等に使用す
る小型モータには、その配設箇所やスペース及び負荷等
との関係から薄型で、しかも高出力の出るものが切望さ
れていた。これらの諸条件を満たすものの１つにアキシ
ャルギャップモータがある。該アキシャルギャップモー
タには、従来２相６極、３相８極等各種の多相モータが
あり、２そのうち３相８極モータは通常第３図及び第４
図に示すように構成されていた。即ち該モータは、大別
すると回転子と固定子及びこれらを連結する回転軸等に
よって構成されている。そしてその回転子側は円盤状に
設けたロータヨーク１の中央部に軸孔２を穿設すると共
に、該ロータヨーク１の一側面には前記軸孔２を中心に
して、その周辺にロータマグネット３を配置し、該ロー
タマグネット３は、その全周２π（３６０°）を８等分
してアキシャル方向に磁極Ｎ、　　Ｓを中心角でπ／４
ずつ順に配列した構成にする。 これに対し固定子側は、図示を省略したモータフレーム
に円盤状の固定ヨーク４を取り付け、該固定ヨーク４の
中央部には軸受孔５を穿設し、且つ該固定ヨーク４の一
側面には前記軸受孔５を中心にして、その周辺にコイル
６・・・・・・を全節巻にして作った複数個の電機子７
・・・・・・を配設した構成にする。そして該固定ヨー
ク４には前記ロータヨーク１を回転軸８及びベアリング
９．９′を用いて連結するのであるが、このとき、当該
固定ヨーク４の一側面に配設した電機子７・・・・・・
と前記ロータヨーク１の一側面に配置したロータマグネ
ット３とは回転軸８と垂直方向に成る一定のギャップを
設けて互いに相対するように配置する。尚、第３図にお
いては、図面を簡潔にするため、Ａ相のコイル６は太線
、Ｂ相のコイル６は点線、Ｃ相のコイル６は細線にし、
またその巻回数は夫々１回巻にして示す。 しかして、このように構成したアキシャルギャップモー
タの前記ロータヨークｌに回転力を与えるには前記固定
ヨーク４の一側面に配置した電機子７・・・・・・のコ
イル６・・・・・・にＡ、　Ｂ、　Ｃの３相の電流を通
電して、当該電機子７・・・・・・の磁極に第５図に示
すような３和文番磁界φＡ、φＢ、φＣの磁界を発生さ
せる。そしてこれらの合成磁界（図中点線に示す）の位
置を時間の経過に伴う位相の変化にしたがって回転状に
変化させ、該回転磁界により前記ロータヨーク１のロー
タマグネット３の磁極Ｎ、Ｓを吸引、反発させ、これを
前記回転軸８を支軸として回転させるというようにして
いた。 （発明が解決しようとする問題点） しかるに、このように構成した３相８極アキシヤルギヤ
ツプモータの場合を例にいえば、前記固定ヨーク４の一
側面にＡ、Ｂ、Ｃの３相のコイル６・・・・・・を巻回
して電機子７・・・・・・を複数個配設して行くにあた
り、その巻回方法が全節巻であり、該全節巻は従来、前
記Ａ、Ｂ、Ｃの各相別にコイル６・・・・・・を巻回し
て作ったコイルの層を、夫々その位置を少しずつずらし
ながら３層に重ねるようにしていたために、（１１前記
電機子７・・・・・・の厚みが非常に厚くなってしまい
、これが前記ロータマグネット３と固定ヨーク４との間
のギャップを必要以上に広げてしまって、当該電機子７
・・・・・・の磁極に発生させる磁束を前記ロータマグ
ネット３の回転出力の発生に有効に使用することを難し
くし、これが原因で当該モータに高出力を期待すること
を難しくしている。（２）前記コイルの厚み及び前記ロ
ータマグネット３と固定ヨーク４との間のギャップが広
くなると、これに伴いモータ自体の厚みも厚くしなけれ
ばならず、これが当該モータを薄型化しようとするとき
に致命的な欠陥となる。（３）又これを避けるために前
記コイル６・・・・・・の巻回方法を単節巻にすると、
前記コイルの厚みは少なくなるかわりに高出力が期待し
にくくなる、等の欠点をもっている。 本発明は上記従来のアキシャルギャップモータの諸欠点
を除去するためになされたものであって、前記固定ヨー
ク４に複数個の電機子７を配設するにあたり、コイル６
の巻回方法には全節巻を採用しながら極めて薄型で高出
力が期待できるモータを提供することを目的とするもの
である。 （問題を解決するための手段及び作用）そのために本発
明は回転子と固定子とのギャップをアキシャル方向に構
成したモータにおいて、前記回転子及び固定子の一方を
全周２πの角度を整数で除した中心角を占めるほぼ均等
な幅のＭｌ　４４で構成し、他方は、コイルｂを巻回し
て作った複数個の電機子７で構成する。そして該複数個
の電機子７は前記磁極の幅とほぼ同一の中心角を占める
広幅の電機子の間に、該広幅の電機子の占める中心角を
ほぼ（１−Ｎ／Ｍ）倍（但しＭは相の数であり、ＮはＭ
よりも小さい自然数とする。）にした狭幅の電機子を、
等分に配設した構成にする。 そして該電機子を作るための巻回方法には、その全周２
πの角度を整数で除した角度の範囲ごとに１ボ一ルｌコ
イル巻回方法による全節巻にする。 これにより前記複数個の電機子７に電流を通電すると、
該電流は、前記複数個の電機子７のうち、全周２πの角
度を整数で除した角度の範囲内においては、あらかじめ
定められた成る１相の電流しか流れないようにして、そ
の磁束の発生効率の向上をはかる。と同時に当該磁束を
回転出力の発生に効率良く利用して常に高出力が得られ
るようにする。しかも、その上で前記各電機子７は、そ
の各々が成る１相の電流を通電するためのコイルの層だ
けしか作らないで、他相の電流を通電するためのコイル
の層を重ねていないからその分、モータ自体の厚みを極
力薄型にすることができる。 （実施例） 以下本発明を図面に示す実施例に基づいて詳細に説明す
る。 第１図は本発明の一実施例である３相８極のアキシャル
ギャップモータにおける固定子の正面概念図、第２図は
同モータを、第１図のａ−ａ’線で切断した側面断面概
念図である。 これらの図において、同モータは回転子と固定子をその
ギャップがアキシャル方向になる様に配置し、これらの
ものを支持する回転軸９，９′とによって構成する。そ
して回転子側は円盤状に設けたロータヨーク１の中央部
に軸孔２を穿設し、且つ該ロータヨーク１の一側面には
前記軸孔２を中心にしてその周辺にロータマグネット３
を配置し、該ロータマグネット３の全周２π（３６０“
）を整数である８で除してアキシャル方向に夫々π／４
の角度のＮ、Ｓの磁極を順に配列した構成にする。 これに対し固定子側は、図示を省略したモータフレーム
に円盤状の固定ヨーク４を取り付け、該固定ヨーク４の
中央部には軸受孔５を穿ち、且つ該固定ヨーク４の一側
面には前記軸受孔５を中心にして、その周辺にコイル６
・・・・・・を巻回して作った９個の電機子７ａ、７ｂ
を放射状に配設する。 そして該９個の電機子７ａ、７ｂは、前記固定ヨーク４
の全周２πの角度を相の数である整数３で除して、夫々
　２π／３の３つの角度に区分し、その各々の２π／３
の角度の範囲をＡ相、Ｂ相。 Ｃ相とすると共に、該３つの各相内には前記電機子７ａ
、７ｂを３個ずつ配設するようにする。 しかも該３個の電機子７ａ、７ｂのうち、２（囚は前記
ロータヨーク１に配置したロータマグネット３の各磁極
Ｎ、Ｓの占める幅と同じπ／４の中心角を有する広幅の
電機子７ａとし、残る１個は、前記広幅の電機子７ａの
中心角π／４を（１−Ｎ／Ｍ）倍（但しＭは相の数、こ
の場合は３とし、ＮはＭよりも小さい自然数、ここでは
ｌとする。）したπ／６の狭幅の電機子７ｂとする。 そして、これら都合９個の広幅及び狭幅の電機子７ａ及
び７ｂを作るためのコイル６・・・・・・の巻回方法は
前記Ａ、Ｂ、Ｃの各相ごとに１ポ一ルｌコイル巻回方法
による全節巻にする。そして、前記９個の広幅及び狭幅
の電機子７ａ及び７ｂに通電する電流も、前記２π／３
の角度を介してＡ、Ｂ。 Ｃの各相位に各相の電流を通電する。 尚、同図において広幅及び狭幅の電機子７ａ及び７　ｂ
を構成するコイル６・・・・・・の巻回数は、現実には
１ボ一ル１コイル巻回方法を採用して多数巻になってい
るが図面を簡潔にするために各々３回巻にして示した。 ここで広幅の電機子７ａおよび狭幅の電機子７ｂの中心
角に占める角度の算出方法について、一般的に説明する
。 即ち、前記ロータヨーク１に配置したロータマグネット
３の各磁極Ｎ、Ｓの占める中心角は、全周２πの角度を
整数である日で除した角度であり、一方前記固定ヨーク
４に配設する広幅及び狭幅の電機子７ａ及び７ｂのうち
、広幅の電機子７ａは前記ロータヨーク１に配置したロ
ータマグネ、ト３の各中心角と同じ中心角を占める。若
し全部の電機子７が広幅電機子７ａであれば、電機子７
ａの数はロータマグネット３の磁極の数と一敗すること
になる。これに対し、広幅の電機子７ａの数はロータマ
グネット３の磁極の数よりも（Ｍ−１）個少ない数にし
て、ここに前記広幅の電機子７ａの占める角度を （Ｉ　　Ｎ／Ｍ）倍した中心角を占める狭幅の電機子７
ｂを整数個加えて全体が元の全周２πの角度になるよう
にすればよいわけである。広幅の電機子７ａの（Ｍ−１
）個が中心角に占める角度はロータマグネット３の磁極
の中心角に占める角度の（Ｍ−１）倍である。 これに対し狭幅の電機子７ｂの中心角に占める角度はロ
ータマグネット３の磁極の （１−Ｎ／Ｍ）倍であるから、この狭幅の電機子７ｂが
Ｍ個の中心角に占める角度は、ロータマグネット３の磁
極の角度の中心角に占める角度の、（１−Ｎ／Ｍ）　Ｘ
Ｍ＝　（Ｍ−１）倍となり、広幅の電機子（Ｍ−１）個
の中心角に占める角度と一致する。 これによって、広幅の電機子７ａと狭幅の電機子７ｂと
を配置して全体の中心角が元の全周２πの角度になるの
である。 別の例をあげれば、三相８極モータにおいて、上記一般
式〇Ｎを２とした場合には、広幅の電機子はそれぞれπ
／４の中心角を占めるのに対し、狭幅の電機子の中心角
に占める角度は、（１−２／３）Ｘπ／４＝π／１２と
なる。 この例の場合は、広幅の電機子の数はロータマグネット
３の磁極の数よりも（Ｍ−Ｎ）個の倍数個、この場合は
２　（Ｍ−Ｎ）個、即ち２個少ない数となり、ここに狭
幅の電機子をＭの倍数個、この場合は２Ｍ個、即ち６個
配置すれば、６×π／４＋６Ｘπ／１２＝２π となり、やはり角度２πの範囲内に納まるのである。 さらに、たとえば２相の場合には、 Ａ相、Ｂ相、τ相、τ相というように、相の数の２倍の
種類の位相の異なった電流が流れることになり、従って
相の数の２倍の倍数の狭幅の電機子がないと、狭幅の電
機子が各相に均等に配置されないことになる。 そのため、後に第１２図で説明するように、２相６極の
モータにおいては、 ロータマグネット３の磁極および広幅の電機子７ａの占
める機械角を、それぞれ、π／３としたとき、狭幅の電
機子７ｂの占める機械角は、π／３Ｘ　（１−２／３）
−π／６ とすればよいことになる。 検算をしてみると、 ４×π／３＋４Ｘπ／６−２π となって円周内に納まることが分かる。 次に上述のように構成したモータの動作について説明す
る。 第６図は上記第１図に示した３相８極アキシヤルギヤツ
プモータをバイポーラ１８０°通電により動作させる原
理を表した展開図である。 同図において上方にはロータヨーク１に配置したロータ
マグネット３の磁極Ｎ、Ｓと固定ヨーク４に配設した広
幅及び狭幅の電機子７ａ及び７ｂの磁極とが展開図で表
わしである。そのうちロータマグネット３は、その磁極
Ｎ、Ｓを機械角で、π／４ごとに８等分してあり、２π
の角度で丁度１回転することを示している。これに対し
広幅及び狭幅の電機子７ａ及び７ｂには機械角で２π／
３の範囲ごとにＡ、Ｂ、Ｃの３相の電流を通電するよう
にし、そして該１相内は機械角でπ／４の広幅を占める
電機子７ａが２個と機械角でπ／６の狭幅を占める電機
子７ｂが１個の都合３個で構成したことを示す。そして
同図の下方には広幅及び狭幅の電機子７ａ及び７ｂに電
流を流すことによって、これらの電機子７ａ及び７ｂの
磁極に発生する成る瞬間における磁界が示しである。尚
同ｌ相内で磁界が逆向きになっているのは前記広幅及び
狭幅の電機子７ａ及び７ｂのコイル６・・・・・・の巻
回方向の違いによるものである。そして、該通電により
成る瞬間において、これら広幅及び狭幅の電機子７ａ及
び７ｂの磁極に発生する磁界は、Ａ、Ｂ、Ｃの各相ごと
に同図下方に示すような波型を描き、前記広幅及び狭幅
の電機子７ａ及び７ｂの磁極を、同図上方に記した磁極
ＮＡ。 ＳＡ、ＮＡ・・・・・・のように励磁する。 これによってロータマグネット３のＮ２は広幅及び狭幅
の電機子７ａ及び７ｂのうちのＮＡに反発し、ＳＢに吸
引され、またＮ２はＳＢに反発してＮＢに吸引されるる
といったように以下ｓ４までいずれの磁極においても、
ロータヨーク１のロータマグネット３を右方向へと回転
する出力が生じる。但しこのとき、Ｎ１とＮＡ、Ｓ、と
ＳＡとはニュートラル・ゾーンとなるがロータヨーク１
が少しでも右方向に回転すると、Ｎ１はＮＡに反発し、
ＳＡに吸引され、ＳＩはＳＡに反発してＮＡに吸引され
るというように全極にわたってロータヨーク１が右方向
に回転する出力を生じる。 そして当該ロータヨーク１に配置したロータマグネット
３の磁極Ｎ１が右方向に機械角でπ／１２移動すると当
日亥ロータヨークｌのロータマグネット３の磁極と固定
ヨーク４の広幅及び狭幅の電機子７ａ及び７ｂの磁極と
の関係は第７図に示すようになる。 即ち、この時点では前記Ａ、Ｂ、Ｃの各相に通電する電
流の位相は電気角でπ／３進み、このためＣ相の電流の
方向が変わり、その結果第７図に示すように、Ｃ相の電
機子７ａ及び７ｂの極性が第６図の場合とは逆になる。 このときにもやはりＮ１はＮＡに反発しＳＡに吸引され
、Ｓ、もＳＡに反発してＮＡに吸引されるというように
ロータヨークｌのロータマグネット３は右方向に回転す
る出力が生じる。但し、同図Ｓ３とＳＣ，Ｎ、とＮＣと
はニュートラル・ゾーンとなるが、ロータヨーク１が少
しでも右方向に回転すればロータマグネット３の磁極Ｓ
３はＳＣに反発しＮＣに吸引され、Ｎ４はＮＣに反発し
てＳＣに吸引されるといったようにやはり全極にわたっ
てロータヨークｌを右方向に回転する出力が生じる。 以下第８図から第１１図までは、いずれも各前回よりも
ロータヨーク１のロータマグネット３が機械角でπ／１
２右方向に進み、固定ヨーク４の電機子７ａ、７ｂに通
電する電流の位相が電気角でπ／３進んだ時点における
ロータヨークｌのロータマグネット３と固定ヨーク４の
広幅及び狭幅の電機子７ａ及び７ｂの磁極Ｎ、　Ｓの状
態を示しである。即ち第８図ではＢ相に発生する磁界の
方向が第７図とは逆になり、さらに第９図ではＡ相に発
生する磁界の方向が第８図とは逆になるというように広
幅及び狭幅の電機子７ａ及び７ｂの磁極が変わって行く
が、そのどの時点においてもロータヨーク１のロータマ
グネット３と固定ヨーク４の広幅及び狭幅の電機子７ａ
及び７ｂとの磁極の関係は第６図及び第７図で述べたと
同様の関係になり、全ての位置で（但しニュートラル・
ゾーンにおいては第６図、第７図の各説明と同じ）ロー
タヨーク１を右方向へと回転させる出力が生じる。 （他の実施例） 以上は３相８極のアキシャルギャップモータを例に説明
したが、特許請求の範囲記載の要件を満たすかぎり、そ
の相数及び極数は当業者が自由に選択できることは勿論
である。また前記固定ヨーク４に配設する広幅及び狭幅
の電機子７ａ及び７ｂは、これをロータヨーク１の一側
面に配設し、固定ヨーク４は永久磁石等の界磁としても
良いことはいうまでもない。電機子の用語例としては、
電動子をいうときや、場磁石に対立した機械要素をいう
例もあるがこれにこだわらない。 また前記実施例では、同じ中心角の範囲内にある電機子
のうち、隣接する各電機子毎に、コイルの巻回方向を逆
向きにした例を示したが、これをコイルの巻回方向を同
一にして、その代わりコイルに流す電流に対して電気角
で１８０°位相のずれた電流としても、全（同一であっ
て、設計上自由に選択実施できるところである。 尚、所定の磁束分布を得る為に、例えば広幅電機子を幾
分割かしてその分割した電機子が同じ極性を生じさせる
ようにコイルを巻回しても良い。 第１２図は同じく本発明の他の実施例である２相６極モ
ータに使用する固定ヨーク４の正面概念図である。 この場合前記ロータヨーク１に配置するロータマグネッ
ト３の磁極Ｎ、Ｓの占める角はπ／３のものが６個とな
るのに対し、固定ヨーク４に組み込む相はＡ、Ｂの２相
とその反転相τ、Ｔとなるので、これらの相Ａ、Ｂ、τ
、Ｔ内に配設する電機子７ａ、７ｂの数は８個となる。 そして、その相Ａ、Ｂ、Ａ、Ｂの一つ当たりに配置する
電機子７Ａ、７ｂは２個となり、該２個の電機子の占め
る中心角は広幅の方が、π／３の電機子７ａ、そして残
る狭幅の電機子７ｂはπ／６となる。 （発明の効果） 本発明は以上のように構成し、且つ動作するものである
。しかして、前記ロータヨーク１のロータマグネット３
に等分に配列した磁極に対し、固定ヨーク４に配列した
電機子７Ａ、７’ｂは前記ロータマグネット３の各磁極
の占める角度と同じ角度の広幅の電機子７ａの間に、そ
れよりも（１−Ｎ／Ｍ）倍した狭幅の電機子７ｂを、配
置し、而も広幅の電機子７ａの占める中心角がロータマ
グネット３の磁極の占める中心角と同一にし、且つ狭幅
の電機子の占める角度は、広幅の電機子の中心角の（１
−１／Ｍ）倍としたから、 前記ロータヨーク１を固定ヨーク４のどの角度の位置に
位置させても、当該ロータマグネット３の磁極の占める
角度は前記固定ヨーク４の電機子の磁極の占める角度に
対し、必ず一致しない部分が生じるようになる。 ところでロータマグネット３の磁極Ｎ、Ｓの位置と電機
子との位置関係は、第１３図（Ａ）のように、互いに電
気角でπ／２だけずれたときに最も効率よく出力を発揮
するが、これに反し同図（Ｂ）よび（Ｃ）のような位置
関係になった瞬間には、デッド・ゾーンとして出力を生
じない瞬間となるのであるが、 （１１本発明においては、上記のようにロータマグネッ
ト３の磁極と電機子７との間には、両者がどの位置にあ
っても、必ずどこかでズレを生じていることになるから
、前記ロータヨーク１の回転出力の発生のために効率良
く作用し、常に高出力を得る。もっとも、前記のように
成る瞬間にロータマグネ・ノド３の成る磁極と成る電機
子７との関係がニュートラル・ゾーンとなることはある
が、それは全周の一部であり、しかも回転が少しでも進
めば解消するものであることは、前述のとおりである。 （２）更に前記電機子には、あらかじめ定められた相の
電流しか通電しないように巻回したコイルの層だけで構
成し、該層には、他の相の電流を通電するためのコイル
の層を重ねて配列するようなことはな（構成できるから
その分、モータ自体の厚みを極力薄型にして、今日の薄
型指向のニーズに応え得る。（３）コイルの重ね巻がな
いように構成できるから特に、本発明のようにアキシャ
ルギャップモータのような場合には、プリント配線も容
易にでき、これがモータの薄型化および軽量化に貢献で
きる。等数々の効果がある。 ４、図面の簡単な説明 第１図は本発明の一実施例である３相８極アキシヤルギ
ヤツプモータの固定子の正面概念図、第２図は同モータ
を、第１図のａ−ａ’線で切断した側面断面概念図、第
３図は従来の３相８極アキシヤルギヤンプモータの固定
子の正面概念図、第４図は同モータを、第３図のａ−ａ
’線で切断した側面断面概念図、第５図は同モータの動
作原理を示す展開図、第６図、第７図は本発明の一実施
例である３相８極アキシヤルギヤツプモータの動作原理
を説明するためロータヨーク側のロータマグネットの磁
極と固定ヨークの電機子の磁極および発生磁界等を対比
させた展開図、第８図、第９図１第１０図、第１１図は
同前ロータヨーク側のロータマグネットの磁極と固定ヨ
ークの電機子の磁極とを対比した図、第１２図は同、他
の実施例である２相６極アキシヤルギヤツプモータの固
定子の正面概念図、第１３図は回転子の磁極と固定子と
の位置関係を示す概念図である。 図中１・・・・ロータヨーク、２・・・・軸孔、３・・
・・ロータマグネット、４・・・・固定ヨーク、５・・
・・軸受孔、６・・・・コイル、７・・・・電機子、７
ａ・・・・広幅の電機子、７ｂ・・・・狭幅の電機子、
８・・・・回転軸、９．９′・・・・ベアリング。 第１３図 ウ　　　　　７

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 回転子と固定子とのギャップを回転軸と垂直に構成した
   モータにおいて、前記回転子及び固定子の一方を全周３
   ６０°を整数で除した中心角を占めるほぼ均等な幅の磁
   極で構成し、他方を前記磁極の幅とほぼ同一の中心角を
   占める広幅に構成した電機子の間に、該電機子の占める
   中心角をほぼ（１−１／Ｍ）倍（但しＭは相の数）にし
   た狭幅の電機子を、Ｍが奇数のときはＭ個、２Ｍ個、３
   Ｍ個・・・・・・、Ｍが偶数のときは２Ｍ個、４Ｍ個、
   ６Ｍ個・・・・・・と均等に配置して構成したアキシャ
   ルギャップモータ。