アキシャルギャップモータは、磁束を軸方向に流す構造となっており、2つのギャップを持つ構造としてSS-DR（Single Stator–Double Rotor）型 と DS-SR（Double Stator–Single Rotor）型 があります。 高トルク密度を狙った設計ですが、構造上の違いがあるだけではなく性能や必要な生産技術、生産性に大きく影響します。
アキシャルギャップモータには、磁束を回転軸方向（アキシャル方向）に流す構造の中でも、複数の構成方式があります。
代表的な構造が、
SS-DR（Single Stator – Double Rotor）型
DS-SR（Double Stator – Single Rotor）型
です。
いずれも、1つのモータの中に2つのエアギャップを形成する「ダブルギャップ構造」を採用しており、高トルク密度化に適した構造として知られています。
しかし、磁気回路構成や機械構造の違いにより、性能・冷却性・製造性・軸受設計には大きな差があります。
シングルギャップタイプとの構造比較についてはこちらアキシャルギャプモータの仕組みをご覧ください。
文字通り1つのステータに2つのロータで構成されています。
構造概要
・ステータを中央に配置し、両側にロータを配置する構造。
・ステータを挟むように磁束が流れるため、磁束利用効率が高い。
・2つのロータが同時に磁気吸引力を発生するため、軸受部設計に注意が必要。
特徴
・高トルク密度：両側ロータによる磁束利用効率の向上。
・薄型化が容易：ステータが中央にあるため、全体構造がコンパクト。
・冷却性が良い：ステータ面への冷却経路配置が容易。
・軸方向吸引力のバランス設計が必要：ロータ間の磁気引力を均等化するための精密設計が求められる。
主な用途
・EV駆動モータ
・高トルク要求の産業ロボット
・軽量・高出力ドローン
文字通り２つのステータに１つのロータで構成されています。
構造概要
・ロータを中央に配置し、その両側にステータを配置する構造
・1枚のロータを2つのステータで挟み込む構成
・両側ステータから中央ロータへ磁束が作用する
・構造対称性を確保しやすく、軸方向力のバランスを取りやすい
特徴
・高トルク密度
両側ステータを利用することで、有効磁気作用面積を増やせる
・熱設計の自由度が高い
ステータが外周側に配置されるため、冷却機構を実装しやすい
・軸受設計が比較的容易
軸方向磁気吸引力を対称化しやすく、機械的安定性を確保しやすい
・製造性・量産性に優れる
ステータ単体での精度管理がしやすく、組立性にも優れる
主な用途
・アキシャル型発電機
・産業用モータ
・定置型駆動装置
・高信頼性を重視する産業機器
アキシャルギャップ型モータのダブルギャップの特徴比較表
SS-DR型は、高トルク密度・薄型化・高出力化に優れる一方で、エアギャップ管理や軸方向力制御など、高度な機械設計・製造技術が求められます。
一方、DS-SR型は、構造安定性・冷却設計・量産性に優れており、産業用途や高信頼性用途に適した構成です。
そのため、
出力密度・軽量化を重視する場合は SS-DR型
安定性・製造性・信頼性を重視する場合は DS-SR型
が有力な選択肢となります。
・N. Taran et al., “Torque Production Capability of Axial Flux Machines with Single and Double Rotor Configurations,” IEEE ECCE 2018.
・C. A. Sahin, “Reduction of Torque Ripple and Axial Force in a Fully Pitched Axial Flux Switched Reluctance Motor Using a Double Stator Structure,” Applied Sciences, 2024.
・N. Taran et al., “Systematic comparison of two axial flux PM machine topologies: Yokeless and segmented armature versus single sided,” IEEE.
・YASA Motors related technical articles and publications.
