モータの性能や設計自由度は、磁束の流れ方と構造によって大きく変わります。アキシャルギャップ型とラジアルギャップ型は、同じ回転電機でありながら、構造・特性・製造技術に明確な違いがあります。
本稿では、両者の特徴を比較しながら、それぞれの利点と設計上のポイントを整理します。
アキシャルギャップ型モータは、磁束が軸方向に流れるディスク状構造を採用しています。
ロータ径を大きく取りやすく、トルク発生半径が増えるため、高トルク密度を実現しやすいのが特徴です。
また、ステータ面に対して冷却経路を自由に配置できるため、冷却設計の自由度が高い点も大kなメリットで、コイルを直接冷却する冷却設計が容易に可能です。
ただし、ロータとステータのギャップは部品精度だけでなく組立精度や平行度に強く依存し、シングルギャップ構造では軸受部に対して磁気吸引力への配慮が必要となるため、高性能を安定して引き出すには精密加工技術と組立ノウハウが不可欠です。
ラジアルギャップ型は、磁束が半径方向に流れる円筒構造を採用しています。
構造がシンプルで、ギャップは主に部品精度で管理できるため、量産性と安定性に優れた構造です。
冷却はステータ外周に配置されるため、設計は容易ですが、コイルを直接冷却する冷却設計の難易度が高く占積率とのトレードオフが発生する場合があります。
また、軸受け部設計に磁気吸引力に対する特別な配慮が不要であり、標準的な構造で安定した性能を得やすい点が量産モータに適しています。
アキシャルギャップ型とラジアルギャップ型の比較を簡単にまとめました。
アキシャルギャップ型ではシングルギャップ型とダブルギャップ型があります。
シングルギャップ型では、磁気吸引力を軸受けに受けることになりますので、設計的な配慮が必要です。
ダブルギャップ型では、ラジアルギャプ型と同様に軸吸引力の軸受けへの設計的は配慮は不要です。
アキシャルギャップ型モータの、シングルギャップ型とダブルギャップ型の構造については、アキシャルギャプモータの仕組みをご参照ください。
アキシャルギャップ型は、高トルク密度・薄型化・冷却効率の面で優れていますが、
その性能を安定して引き出すには、ギャップ精度・磁石配置・冷却設計に関する高度な技術が必要です。
ラジアルギャップ型は、構造の安定性・量産性・製造容易性に優れ、汎用モータとして広く採用されています。
両者の違いを理解することで、用途に応じた最適なモータ構造を選択でき、
また、アキシャル型の開発においては、企業の設計技術力と製造精度が性能に直結することが明確になります。
