JP2009118550A - アキシャルギャップ型モータ - Google Patents

Abstract

【課題】推力発生面の面積を増加させて効率よく出力を増大させると共に、ロータの強度を向上させて、振動や騒音の発生を防止することができる安価なアキシャルギャップ型モータを提供する。
【解決手段】アキシャルギャップ型モータ１０は、回転軸Ｏ周りに回転可能なロータ１１と、ロータ１１を回転軸方向の両側から挟み込むようにして対向配置される一対のステータ１２，１２と、を備え、ロータ１１の回転軸Ｏ方向での厚さは、ロータ１１の外周側から内周側に向かい、増大傾向に変化し、ステータ１２のロータ１１に対向する側面は、ロータ１１の回転軸Ｏ方向での厚さの変化に対応して傾斜する傾斜面２２Ａを有する。
【選択図】図４

Description

本発明は、アキシャルギャップ型モータに関する。

従来、例えば、回転軸方向の両側からロータを挟み込むようにして対向配置された一対のステータを備え、ロータの永久磁石による界磁磁束に対して、一対のステータを介した磁束ループを形成する軸ギャップ型の永久磁石同期機が知られている（例えば、特許文献１及び２参照）。

特開平１０−２７１７８４号公報 特開２００１−１３６７２１号公報

上記特許文献１に係る永久磁石同期機は、両極磁石で構成したロータ、又は片極磁石と磁性材とを組み合わせて構成したロータに、ステータを対向配置して永久磁石同期機としてのアキシャルギャップ型モータを構成している。また、上記特許文献２に係る永久磁石同期機は、両極磁石と扇形の突極磁性材を用いたロータに、ステータを対向配置して永久磁石同期機としてのアキシャルギャップ型モータを構成している。

ところで、上記従来技術に係る永久磁石同期機においては、推力発生面となるロータ対向面とステータ対向面とが、径方向に対して平行な平板形状であるので、推力発生面の面積を拡大することができず、発生トルクが小さいという問題が生じる。また、ロータは、回転軸方向の厚さが一定の平板形状であるので、回転時にロータが振動し易く、振動や騒音が発生して、耐久性に悪影響を及ぼす可能性があった。また、このような問題に対処するため、ロータの機械的強度を強化すると、ロータの重量増加や高価な高強度材料への置換を要し、製造コストが増大する問題があった。

本発明は、上記した事情に鑑みてなされたもので、その目的は、推力発生面の面積を増加させて効率よく出力を増大させると共に、ロータの強度を向上させて、振動や騒音の発生を防止することができる安価なアキシャルギャップ型モータを提供することにある。

上記目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、回転軸周りに回転可能なロータ（例えば、実施の形態でのロータ１１）と、ロータを回転軸方向の両側から挟み込むようにして対向配置される一対のステータ（例えば、実施の形態でのステータ１２）と、を備えるアキシャルギャップ型モータであって、ロータの回転軸方向での厚さは、ロータの外周側から内周側に向かい、増大傾向に変化し、ステータのロータに対向する側面は、ロータの回転軸方向での厚さの変化に対応して傾斜する傾斜面（例えば、実施の形態でのロータ対向面２２Ａ）を有することを特徴とする。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明の構成に加えて、ロータは、径方向に伸びる複数のリブ（例えば、実施の形態での径方向リブ３４）を介して一体に接続されるシャフト部（例えば、実施の形態での内周側筒状部３５）及びリム部（例えば、実施の形態での外周側筒状部３６）を備えるロータフレーム（例えば、実施の形態でのロータフレーム３３）と、シャフト部及びリム部との間に収容される複数の磁石極部（例えば、実施の形態での磁石極部３１）と、を備えることを特徴とする。

請求項３に記載の発明は、請求項１に記載の発明の構成に加えて、ロータは、径方向に伸びる複数のリブを介して一体に接続されるシャフト部及びリム部を備えるロータフレームと、シャフト部及びリム部との間に収容されて周方向に交互に配置される磁石極部及び磁性材極部（例えば、実施の形態での磁性材極部３２）と、を備えることを特徴とする。

請求項４に記載の発明は、請求項１に記載の発明の構成に加えて、ロータは、径方向に伸びる複数のリブを介して一体に接続されるシャフト部及びリム部を備えるロータフレームと、シャフト部及びリム部との間に収容される複数の磁性材極部と、を備えることを特徴とする。

請求項５に記載の発明は、請求項３又は４に記載の発明の構成に加えて、磁性材極部は、回転軸方向と平行な方向に貫通する極部貫通部（例えば、実施の形態でのスリット４５）を備えることを特徴とする。

請求項６に記載の発明は、請求項２又は３に記載の発明の構成に加えて、磁石極部は、磁化方向が回転軸方向と平行に磁化された永久磁石（例えば、実施の形態での永久磁石４１）と、永久磁石の少なくとも一方の回転軸方向の表面上に配置される磁性材部材（例えば、実施の形態での磁性材部材４２）と、を備えることを特徴とする。

請求項７に記載の発明は、請求項２〜６のいずれかに記載の発明の構成に加えて、リブの回転軸方向での厚さは、ロータフレームの外周側から内周側に向かい、増大傾向に変化することを特徴とする。

請求項８に記載の発明は、請求項２〜７のいずれかに記載の発明の構成に加えて、リブの周方向での幅は、ロータフレームの外周側から内周側に向かい、増大傾向に変化することを特徴とする。

請求項９に記載の発明は、請求項１〜８のいずれかに記載の発明の構成に加えて、磁石極部及び磁性材極部のステータと対向する側面の径方向に沿う角部に面取り部（例えば、実施の形態での角面取り部３１ａ，３２ａ）が設けられることを特徴とする。

請求項１に記載のアキシャルギャップ型モータによれば、ロータの回転軸方向での厚さが、ロータの外周側から内周側に向かって増大傾向に変化し、ステータのロータに対向する側面が、ロータの厚さの変化に対応して傾斜する傾斜面とされるため、推力発生面の面積を増加することができるので、モータの発生トルクを増大することができる。また、ロータの機械的強度を強化することができるので、モータの振動や騒音の発生を低減することができ、製造コストを低減することができる。

請求項２に記載のアキシャルギャップ型モータによれば、ハルバッハ磁石を備えるアキシャルギャップ型モータと比較して、モータの構造を簡素化することができると共に、高価なハルバッハ磁石を省略することができるので、モータの製造コストを低減することができる。

請求項３に記載のアキシャルギャップ型モータによれば、極部を磁石極部のみで構成した場合と比較して、磁石極部の数量を半減することができるので、モータの製造コストを低減することができる。

請求項４に記載のアキシャルギャップ型モータによれば、磁石極部を用いることなく、安価な磁性材極部のみでロータを構成することができるので、モータの製造コストを低減することができる。また、ロータが、非磁性材のロータフレームと磁性材極部とから構成されるため、ロータの組立て性を向上することができるので、モータの製造コストを更に低減することができる。

請求項５に記載のアキシャルギャップ型モータによれば、一対のステータ間において磁性材極部を貫通する磁路を形成することができる。これにより、各ステータの固定子巻線による電流磁束に所望の磁気方向性を付与することができ、出力可能なトルクを増大させることができると共に、一対のステータ間での磁気抵抗の急激な変化を抑制するようにして、一対のステータの固定子巻線による電流磁束の波形整形を行うことができ、トルクリップル及び電流磁束波形の高調波の発生を抑制し、鉄損失を低減することができる。

請求項６に記載のアキシャルギャップ型モータによれば、永久磁石のパーミアンスの低下を防止して、永久磁石の減磁を抑制することができると共に、リラクタンストルクを増大させることができる。

請求項７に記載のアキシャルギャップ型モータによれば、例えば、リブの回転軸方向での厚さが一定である場合と比較して、ロータフレームの剛性を向上することができる。これにより、ロータの振動や騒音を防止することができるので、モータの安定した回転を得ることができる、

請求項８に記載のアキシャルギャップ型モータによれば、例えば、リブの周方向での幅が一定である場合と比較して、ロータフレームの剛性を向上することができる。これにより、ロータの振動や騒音を防止することができるので、モータの安定した回転を得ることができる。

請求項９に記載のアキシャルギャップ型モータによれば、磁石極部及び磁性材極部とステータのティースの角部との間隔を大きくすることにより、磁石磁束の短絡を防止することができるので、モータの出力を増大することができる。

以下、本発明に係るアキシャルギャップ型モータの各実施形態について、添付図面に基づいて詳細に説明する。なお、図面は符号の向きに見るものとする。

（第１実施形態）
まず、図１〜図６を参照して、本発明に係るアキシャルギャップ型モータの第１実施形態について説明する。
図１は本発明に係るアキシャルギャップ型モータの第１実施形態を説明するための全体斜視図、図２は図１に示すアキシャルギャップ型モータの分解斜視図、図３は図１に示すロータの分解斜視図、図４は図１に示すアキシャルギャップ型モータの径方向に対する要部断面図及びステータを回転軸方向から見た図、図５は図２に示すロータフレームの要部斜視図、図６は図５に示すロータフレームを回転軸方向から見た図である。

本実施形態のアキシャルギャップ型モータ１０は、図１及び図２に示すように、アキシャルギャップ型モータ１０の回転軸Ｏ周りに回転可能に設けられる略円環状のロータ１１と、回転軸Ｏの軸方向（以後、単に軸方向と言う）の両側からロータ１１を挟み込むようにして対向配置され、ロータ１１を回転させる回転磁界を発生する複数相の各固定子巻線を有する一対のステータ１２，１２と、を備える。

アキシャルギャップ型モータ１０は、例えば、ハイブリッド車両や電動車両等の車両に駆動源として搭載され、出力軸がトランスミッション（図示略）の入力軸に接続されることで、アキシャルギャップ型モータ１０の駆動力がトランスミッションを介して車両の駆動輪（図示略）に伝達されるようになっている。

また、車両の減速時に駆動輪側からアキシャルギャップ型モータ１０に駆動力が伝達されると、アキシャルギャップ型モータ１０は発電機として機能して、いわゆる回生制動力を発生し、車体の運動エネルギーを電気エネルギー（回生エネルギー）として回収する。さらに、例えば、ハイブリッド車両においては、アキシャルギャップ型モータ１０のロータ１１が内燃機関（図示略）のクランクシャフトに連結されると、内燃機関の出力がアキシャルギャップ型モータ１０に伝達されて、アキシャルギャップ型モータ１０は発電機として機能して発電エネルギーを発生する。

各ステータ１２は、略円環板状のヨーク部２１と、ロータ１１に対向するヨーク部２１の対向面上で周方向に所定間隔をおいた位置から軸方向に沿ってロータ１１に向かい突出すると共に径方向に伸びる複数のティース２２，…，２２と、適宜のティース２２，２２間に装着される固定子巻線（図示略）と、を備える。

各ステータ１２は、例えば、主極が６個（例えば、Ｕ^＋，Ｖ^＋，Ｗ^＋，Ｕ⁻，Ｖ⁻，Ｗ⁻）とされた６Ｎ型であって、一方のステータ１２の各Ｕ^＋，Ｖ^＋，Ｗ^＋極に対して、他方のステータ１２の各Ｕ⁻，Ｖ⁻，Ｗ⁻極が軸方向で対向するように設定されている。例えば、軸方向で対向する一対のステータ１２，１２に対し、Ｕ^＋，Ｖ^＋，Ｗ^＋極及びＵ⁻，Ｖ⁻，Ｗ⁻極の一方に対応する一方のステータ１２の３個のティース２２，２２，２２と、Ｕ^＋，Ｖ^＋，Ｗ^＋極及びＵ⁻，Ｖ⁻，Ｗ⁻極の他方に対応する他方のステータ１２の３個のティース２２，２２，２２と、が軸方向で対向するように設定され、軸方向で対向する一方のステータ１２のティース２２と、他方のステータ１２のティース２２とに対する通電状態が電気角で反転状態となるように設定されている。

図４に示すように、各ステータ１２のヨーク部２１のロータ１１側の端面、つまりロータ対向面２１Ａは、径方向に対して所定角θだけ傾斜したテーパ状であって、軸方向でのヨーク部２１の厚さは、径方向の内方から外方に向かい、例えば、内周側厚さＬａから外周側厚さＬｂ（＞Ｌａ）へと漸次増大している（Ｌｂ＞Ｌａ）。各ステータ１２のティース２２の軸方向の厚さは、径方向の内方から外方に向かい、一定であって（内周側厚さＨａ＝外周側厚さＨｂ）、ティース２２のロータ１１側の端面、つまりロータ対向面２２Ａは、径方向に対して所定角θだけ傾斜している。

また、ティース２２の周方向幅は、径方向の内方から外方に向かい、例えば、内周側幅Ｔａから外周側幅Ｔｂ（＞Ｔａ）へと漸次増大している（Ｔｂ＞Ｔａ）。なお、ヨーク部２１の内周側厚さＬａと外周側厚さＬｂとの変化比と、ティース２２の内周側幅Ｔａと外周側幅Ｔｂとの変化比とは、例えば、同等になっている（Ｌａ：Ｌｂ＝Ｔａ：Ｔｂ）。これにより、ヨーク部２１での磁束密度が均等化され、径方向に磁束が通過することが防止されている。

ロータ１１は、図２及び図３に示すように、複数の磁石極部３１，…，３１と、非磁性材からなるロータフレーム３３と、を備え、磁石極部３１は、ロータフレーム３３内に収容されている。

ロータフレーム３３は、図２〜図６に示すように、周方向に所定間隔をおいて配置される複数の径方向リブ３４，…，３４と、径方向リブ３４，…，３４によって接続される内周側筒状部３５及び外周側筒状部３６と、内周側筒状部３５の内周面上から内方に向かい突出する円環板状に形成され、外部の駆動軸（例えば、車両のトランスミッションの入力軸等）に接続される接続部３７と、を備える。そして、本実施形態では、ロータフレーム３３の内周側筒状部３５が外部の駆動軸に接続されることから、内周側筒状部３５がシャフト部となり、外周側筒状部３６がリム部となる。

径方向リブ３４の径方向における断面積は、径方向の外方側から内方側に向かい、増大傾向に変化している。例えば、径方向リブ３４の周方向幅は、径方向の内方から外方に向かい一定であって（内周側幅Ｘａ＝外周側幅Ｘｂ）、径方向リブ３４の軸方向の厚さは、径方向の外方から内方に向かい、外周側厚さＷｂから内周側厚さＷａへと漸次増大している（Ｗａ＞Ｗｂ）。そして、径方向リブ３４の軸方向の両端面、つまりステータ対向面３４Ａ、３４Ａは、径方向に対して所定角θだけ傾斜している。

磁石極部３１は、図２〜図４に示すように、厚さ方向（つまり、軸方向）に磁化された略扇形板状の永久磁石４１と、この永久磁石４１を厚さ方向の両側から挟み込む一対の略扇形板状の磁性材部材４２，４２と、を備え、周方向で隣り合う磁石極部３１，３１の各永久磁石４１，４１は、磁化方向が互いに異方向となるように設定されている。

そして、ロータフレーム３３内に収容された複数の磁石極部３１，…，３１は、径方向の両側から内周側筒状部３５と外周側筒状部３６とにより挟み込まれると共に、径方向リブ３４を介して周方向で隣り合うように配置されている。ロータフレーム３３内において、各磁石極部３１の永久磁石４１は、２つの径方向リブ３４によって周方向の両側から挟み込まれ、永久磁石４１の軸方向の厚さは、径方向リブ３４と同様に、径方向の外方から内方に向かい、例えば、外周側厚さＷｂから内周側厚さＷａへと漸次増大している（Ｗａ＞Ｗｂ）。これにより、永久磁石４１の軸方向の端面、つまりステータ対向面４１Ａは、径方向に対して所定角θだけ傾斜している。

磁性材部材４２の軸方向の厚さは、径方向の内方から外方に向かい一定であり（内周側厚さＭａ＝外周側厚さＭｂ）、また、磁性材部材４２の軸方向の両端面４２Ａ，４２Ａは、永久磁石４１のステータ対向面４１Ａと同等の略扇形とされ、径方向に対して所定角θだけ傾斜している。

永久磁石４１の軸方向の厚さが、径方向の外方から内方に向かい、例えば、外周側厚さＷｂから内周側厚さＷａへと漸次増大していることに伴い、ロータフレーム３３の内周側筒状部３５の軸方向の幅Ｚａは、外周側筒状部３６の軸方向の幅Ｚｂよりも大きくなっている。

以上説明したように、本実施形態のアキシャルギャップ型モータ１０によれば、各ステータ１２のティース２２のロータ対向面２２Ａ、永久磁石４１のステータ対向面４１Ａ、及び磁性材部材４２の端面４２Ａは、径方向に対して所定角θだけ傾斜しているので、例えば、ロータ対向面２２Ａ、ステータ対向面４１Ａ、及び端面４２Ａが径方向に対して平行な場合と比較して、アキシャルギャップ型モータ１０の径方向の寸法を不変とした状態で、推力発生面（つまり、ロータ対向面２２Ａ、ステータ対向面４１Ａ、端面４２Ａ）の面積を増大することができるので、モータの発生トルクを増大することができる。

また、本実施形態のアキシャルギャップ型モータ１０によれば、ロータ１１は、径方向に伸びる複数の径方向リブ３４を介して一体に接続される内周側筒状部３５及び外周側筒状部３６を備えるロータフレーム３３と、内周側筒状部３５及び外周側筒状部３６との間に収容される複数の磁石極部３１と、を備えるため、ハルバッハ磁石を備えるアキシャルギャップ型モータと比較して、モータ１０の構造を簡素化することができると共に、高価なハルバッハ磁石を省略することができるので、モータ１０の製造コストを低減することができる。

また、本実施形態のアキシャルギャップ型モータ１０によれば、磁石極部３１は、磁化方向が軸方向と平行に磁化された永久磁石４１と、永久磁石４１の磁極間を挟み込む磁性材部材４２，４２と、を備えるため、永久磁石４１のパーミアンスの低下を防止して、永久磁石４１の減磁を抑制することができると共に、リラクタンストルクをより一層増大させることができる。

また、本実施形態のアキシャルギャップ型モータ１０によれば、径方向リブ３４の軸方向の厚さは、ロータフレーム３３の径方向の外周側から内周側に向かい、外周側厚さＷｂから内周側厚さＷａへと漸次増大しているため（Ｗａ＞Ｗｂ）、例えば、径方向リブ３４の軸方向の厚さが径方向で一定である場合と比較して、ロータフレーム３３の剛性を向上することができる。これにより、ロータフレーム３３の固有振動数が高くなり、ロータフレーム３３の振動や騒音を防止することができるので、モータ１０の安定した回転を得ることができる。

また、本実施形態のアキシャルギャップ型モータ１０によれば、ステータ１２は、ロータ対向面２２Ａがロータ１１の軸方向の厚さの変化（Ｚｂ＜Ｚａ）に対応して所定角θだけ傾斜すると共に、ステータ１２の軸方向の厚さが、ステータ１２の外周側から内周側に向かい減少傾向に変化しているため（（Ｈｂ+Ｌｂ）＞（Ｈａ＋Ｌａ））、ロータ１１の両側に一対のステータ１２を対向配置するアキシャルギャップ型モータ１０の軸方向の長さを短くすることができる。これにより、モータ１０の推力発生面の面積を増大させつつ、小型、軽量化を図ることができるので、車両などへの搭載性を向上することができる。

なお、本実施形態のアキシャルギャップ型モータ１０では、径方向リブ３４の周方向の幅は、ロータフレーム３３の径方向の外周側から内周側に向かい、一定（つまり、内周側幅Ｘａ＝外周側幅Ｘｂ）であるとしたが、これに限定されず、径方向リブ３４の周方向の幅を、ロータフレーム３３の径方向の外周側から内周側に向かい、外周側幅Ｘｂから内周側幅Ｘａへと漸次増大するようにしてもよい（Ｘａ＞Ｘｂ）。この場合、径方向リブ３４の軸方向の厚さに加えて、径方向リブ３４の周方向の幅が径方向の外周側から内周側に向かい漸次増大するため、例えば、径方向リブ３４の軸方向の厚さ及び周方向の幅が径方向で一定である場合と比較して、ロータフレーム３３の剛性をより一層向上することができる。これにより、ロータフレーム３３の固有振動数が高くなり、ロータフレーム３３の振動や騒音を防止することができるので、モータ１０の安定した回転を得ることができる。

（第２実施形態）
次に、図７〜図１１を参照して、本発明に係るアキシャルギャップ型モータの第２実施形態について説明する。なお、本実施形態のアキシャルギャップ型モータでは、極部の一部（半数）が磁性材極部に置換されている以外は、第１実施形態のアキシャルギャップ型モータと同様であるので、同一部分には同一符号又は相当符号を付して、その説明を簡略化又は省略する。
図７は本発明に係るアキシャルギャップ型モータの第２実施形態を説明するための分解斜視図、図８は図７に示すロータを回転軸方向から見た図、図９は磁性材極部の拡大斜視図、図１０は第２実施形態のアキシャルギャップ型モータの変形例を説明するための分解斜視図、図１１は図１０に示すアキシャルギャップ型モータの作用説明図である。

本実施形態のアキシャルギャップ型モータ１０では、図７及び図８に示すように、ロータ１１は、複数の磁石極部３１，…，３１と、複数の磁性材極部３２，…，３２と、非磁性材からなるロータフレーム３３と、を備え、磁石極部３１及び磁性材極部３２が、周方向において交互に配置された状態で、径方向の両側から内周側筒状部３５と外周側筒状部３６とにより挟み込まれると共に、径方向リブ３４を介して周方向で隣り合うように配置されてロータフレーム３３内に収容されている。

磁石極部３１は、厚さ方向（つまり、軸方向）に磁化された略扇形板状の永久磁石４１と、この永久磁石４１を厚さ方向の両側から挟み込む一対の略扇形板状の磁性材部材４２，４２と、を備える。各永久磁石４１，…，４１は、磁化方向が互いに同方向となるように設定されている。つまり、軸方向で対向する一対のステータ１２，１２に対し、一方のステータ１２には、各永久磁石４１のＮ極及びＳ極の一方の極（例えば、Ｎ極）のみが対向し、他方のステータ１２には、各永久磁石４１のＮ極及びＳ極の他方の極（例えば、Ｓ極）のみが対向するようになっている。

磁性材極部３２は、図９に示すように、表面に絶縁層が設けられた複数の電磁鋼板４０を径方向に積層して、軸方向から見たとき略扇形となるように形成されている。複数の電磁鋼板４０を積層することにより、ロータ１１の回転に伴う磁石磁束の変化によって発生する渦電流損失を抑制することができる。なお、磁性材極部３２は、渦電流損失の問題が残るものの、電磁鋼板４０を積層することなく、一体の磁性材から形成することも可能である。

以上説明したように、本実施形態のアキシャルギャップ型モータ１０によれば、ロータ１１は、径方向に伸びる複数の径方向リブ３４を介して一体に接続される内周側筒状部３５及び外周側筒状部３６を備えるロータフレーム３３と、内周側筒状部３５と外周側筒状部３６との間に収容されて周方向に交互に配置される磁石極部３１及び磁性材極部３２と、を備えるため、極部を磁石極部のみで構成した場合と比較して、高価な磁石、例えば、ネオジウム磁石の使用数量を半減することができるので、モータ１０の製造コストを低減することができる。

また、本実施形態のアキシャルギャップ型モータ１０によれば、永久磁石４１は、一方のステータ１２にＮ極のみを対向させ、他方のステータ１２にＳ極のみを対向させるため、一対のステータ１２，１２の各固定子巻線に対する通電において、磁石極部３１による磁石トルクに対する最適な通電位相と、磁性材極部３２によるリラクタンストルクに対する最適な通電位相と、が一致するので、磁石トルク及びリラクタンストルクを有効に利用して、モータ１０の出力を効率よく増大することができる。
その他の構成及び作用効果については、上記第１実施形態と同様である。

なお、本実施形態の変形例として、図１０及び図１１に示すように、磁石極部３１及び磁性材極部３２のステータ１２と対向する側面の径方向に沿う角部に、角面取り部３１ａ，３２ａをそれぞれ設けるようにしてもよい。そして、本変形例では、ステータ１２のティース２２の先端角部２２ｂと角面取り部３１ａ，３２ａとの間の離間距離Ｃは、ロータ１１とステータ１２との間のエアギャップＧより大きく設定される。

このため、角面取り部３１ａ，３２ａが設けられていない場合に発生する、ティース２２の先端角部２２ｂと磁石極部３１の径方向に沿う角部との間、及びティース２２の先端角部２２ｂと磁性材極部３２の径方向に沿う角部との間で発生する磁石磁束の短絡（図１１中の破線矢印参照）が防止される。これにより、図１１中の太い矢印で示す、トルクを発生させる磁石磁束の減少が防止されるので、磁石磁束を有効に利用することができ、モータ１０の出力を増大することができる。また、モータ１０のコギングトルク及びトルクリップルを低減することができる。

なお、本変形例では、磁石極部３１及び磁性材極部３２の角部に角面取り部３１ａ，３２ａを設ける場合を例示したが、ティース２２の先端角部２２ｂと磁石極部３１及び磁性材極部３２の角部との間に所定の離間距離Ｃを設けることができればよいので、例えば、磁石極部３１及び磁性材極部３２の角部にＲ面取り部を設けるようにしてもよい。

（第３実施形態）
次に、図１２〜図１４を参照して、本発明に係るアキシャルギャップ型モータの第３実施形態について説明する。なお、本実施形態のアキシャルギャップ型モータでは、極部の全てが磁性材極部に置換されている以外は、第１及び第２実施形態のアキシャルギャップ型モータと同様であるので、同一部分には同一符号又は相当符号を付して、その説明を簡略化又は省略する。
図１２は本発明に係るアキシャルギャップ型モータの第３実施形態を説明するための分解斜視図、図１３は第３実施形態のアキシャルギャップ型モータの第１変形例を説明するためのロータを回転軸方向から見た図、図１４は第３実施形態のアキシャルギャップ型モータの第２変形例を説明するためのロータを回転軸方向から見た図である。

本実施形態のアキシャルギャップ型モータ１０では、図１２に示すように、ロータ１１は、複数の磁性材極部３２，…，３２と、非磁性材からなるロータフレーム３３と、を備え、磁性材極部３２は、径方向の両側から内周側筒状部３５と外周側筒状部３６とにより挟み込まれると共に、径方向リブ３４を介して周方向で隣り合うように配置されてロータフレーム３３内に収容されている。

本実施形態のアキシャルギャップ型モータ１０によれば、ロータ１１は、径方向に伸びる複数の径方向リブ３４を介して一体に接続される内周側筒状部３５及び外周側筒状部３６を備えるロータフレーム３３と、内周側筒状部３５と外周側筒状部３６との間に収容される複数の磁性材極部３２と、を備えるため、磁石極部を用いることなく、安価な磁性材極部３２のみでロータ１１を構成することができるので、モータ１０の製造コストを低減することができる。また、ロータ１１が、非磁性材のロータフレーム３３と磁性材極部３２とから構成されるため、ロータ１１の組立て性を向上することができるので、モータ１０の製造コストを更に低減することができる。
その他の構成及び作用効果については、上記第１及び第２実施形態と同様である。

なお、本実施形態の第１変形例として、図１３に示すように、磁性材極部３２に、軸方向と平行な方向に貫通する複数のスリット（極部貫通部）４５，…，４５を設けるようにしてもよい。このスリット４５，…，４５は、ロータ１１の径方向に沿って形成され、周方向に所定の間隔を存して配置される。

このため、一対のステータ１２，１２間において磁性材極部３２を貫通する磁路を形成することができる。これにより、各ステータ１２の固定子巻線による電流磁束に所望の磁気方向性を付与することができ、出力可能なトルクを増大させることができると共に、一対のステータ１２，１２間での磁気抵抗の急激な変化を抑制するようにして、一対のステータ１２，１２の固定子巻線による電流磁束の波形整形を行うことができ、トルクリップル及び電流磁束波形の高調波の発生を抑制し、鉄損失を低減することができる。

また、本実施形態の第２変形例として、図１４に示すように、磁性材極部３２に、軸方向と平行な方向に貫通する複数の列穴（極部貫通部）４６，…，４６を設けるようにしてもよい。この列穴４６，…，４６は、ロータ１１の径方向に沿って略等間隔に配列され、周方向に所定の間隔を存して配置される。
その他の作用効果については、上記第３実施形態の第１変形例と同様である。

なお、本発明は、上記各実施形態に例示したものに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において適宜変更可能である。
例えば、上記第２実施形態に記載の面取り部は、上記第１及び第３実施形態に記載の磁石極部及び磁性材極部に適用してもよい。
また、上記第３実施形態に記載のスリット及び列穴は、上記第２実施形態に記載の磁性材極部に適用してもよい。

本発明に係るアキシャルギャップ型モータの第１実施形態を説明するための全体斜視図である。 図１に示すアキシャルギャップ型モータの分解斜視図である。 図１に示すロータの分解斜視図である。 図１に示すアキシャルギャップ型モータの径方向に対する要部断面図及びステータを回転軸方向から見た図である。 図２に示すロータフレームの要部斜視図である。 図５に示すロータフレームを回転軸方向から見た図である。 本発明に係るアキシャルギャップ型モータの第２実施形態を説明するための分解斜視図である。 図７に示すロータを回転軸方向から見た図である。 磁性材極部の拡大斜視図である。 第２実施形態のアキシャルギャップ型モータの変形例を説明するための分解斜視図である。 図１０に示すアキシャルギャップ型モータの作用説明図である。 本発明に係るアキシャルギャップ型モータの第３実施形態を説明するための分解斜視図である。 第３実施形態のアキシャルギャップ型モータの第１変形例を説明するためのロータを回転軸方向から見た図である。 第３実施形態のアキシャルギャップ型モータの第２変形例を説明するためのロータを回転軸方向から見た図である。

符号の説明

１０ アキシャルギャップ型モータ
１１ ロータ
１２ ステータ
２１ ヨーク部
２１Ａ ロータ対向面
２２ ティース
２２Ａ ロータ対向面（傾斜面）
２２ｂ 先端角部
３１ 磁石極部
３１ａ 角面取り部
３２ 磁性材極部
３２ａ 角面取り部
３３ ロータフレーム
３４ 径方向リブ（リブ）
３４Ａ ステータ対向面
３５ 内周側筒状部（シャフト部）
３６ 外周側筒状部（リム部）
３７ 接続部
４０ 電磁鋼板
４１ 永久磁石
４１Ａ ステータ対向面
４２ 磁性材部材
４２Ａ 端面
４５ スリット（極部貫通部）
４６ 列穴（極部貫通部）

Claims (9)

1. 回転軸周りに回転可能なロータと、前記ロータを回転軸方向の両側から挟み込むようにして対向配置される一対のステータと、を備えるアキシャルギャップ型モータであって、
   前記ロータの前記回転軸方向での厚さは、前記ロータの外周側から内周側に向かい、増大傾向に変化し、
   前記ステータの前記ロータに対向する側面は、前記ロータの前記回転軸方向での厚さの変化に対応して傾斜する傾斜面を有することを特徴とするアキシャルギャップ型モータ。
2. 前記ロータは、径方向に伸びる複数のリブを介して一体に接続されるシャフト部及びリム部を備えるロータフレームと、
   前記シャフト部及び前記リム部との間に収容される複数の磁石極部と、を備えることを特徴とする請求項１に記載のアキシャルギャップ型モータ。
3. 前記ロータは、径方向に伸びる複数のリブを介して一体に接続されるシャフト部及びリム部を備えるロータフレームと、
   前記シャフト部及び前記リム部との間に収容されて周方向に交互に配置される磁石極部及び磁性材極部と、を備えることを特徴とする請求項１に記載のアキシャルギャップ型モータ。
4. 前記ロータは、径方向に伸びる複数のリブを介して一体に接続されるシャフト部及びリム部を備えるロータフレームと、
   前記シャフト部及び前記リム部との間に収容される複数の磁性材極部と、を備えることを特徴とする請求項１に記載のアキシャルギャップ型モータ。
5. 前記磁性材極部は、前記回転軸方向と平行な方向に貫通する極部貫通部を備えることを特徴とする請求項３又は４に記載のアキシャルギャップ型モータ。
6. 前記磁石極部は、磁化方向が前記回転軸方向と平行に磁化された永久磁石と、前記永久磁石の少なくとも一方の前記回転軸方向の表面上に配置される磁性材部材と、を備えることを特徴とする請求項２又は３に記載のアキシャルギャップ型モータ。
7. 前記リブの前記回転軸方向での厚さは、前記ロータフレームの外周側から内周側に向かい、増大傾向に変化することを特徴とする請求項２〜６のいずれかに記載のアキシャルギャップ型モータ。
8. 前記リブの前記周方向での幅は、前記ロータフレームの外周側から内周側に向かい、増大傾向に変化することを特徴とする請求項２〜７のいずれかに記載のアキシャルギャップ型モータ。
9. 前記磁石極部及び前記磁性材極部の前記ステータと対向する側面の径方向に沿う角部に面取り部が設けられることを特徴とする請求項１〜８のいずれかに記載のアキシャルギャップ型モータ。

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