JP2009296768A - アキシャルギャップ型モータ - Google Patents

Abstract

【課題】ロータの組み付けが容易であり、製作コストの低減が可能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、軸方向に磁化された主磁石部４１と、主磁石部４１の両側面に配置された一対の磁性部材４２と、周方向で隣り合う磁性部材４２間にそれぞれ配置された副磁石部４３とが、径方向側方から支持プレート４４、４５によって保持されて磁極ユニット３０とされており、この磁極ユニット３０がロータフレーム３３の隣接するリブ３４間にそれぞれ配置されている。
【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アキシャル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及び特許文献２参照）。

上記特許文献１に係るアキシャルギャップ型回転電機のロータは、電磁鋼板を積層してなるロータコア上に、複数の永久磁石を円周方向に等間隔に配置して構成されている。また、特許文献２に記載の回転電機のロータは、テープ状の電磁鋼板を巻回して重畳し、外周面に開口する穴に永久磁石を埋設した後、更にテープ状の電磁鋼板を巻回し、その端部を溶接や接着などによって外周面に接合している。
特開２００５−３４１６９６号公報 特開２００６−１６６６３５号公報

特許文献１及び特許文献２に記載のロータは、いずれも電磁鋼板を積層する構造を有するが、複数枚の電磁鋼板の固定方法の記述がなく、あるいは外周面に開口する穴を有する巻回体は、製作し難いなどの問題点があった。また、多数個の永久磁石と、電磁鋼板が積層された磁性部材とを有するロータの組み付けは、組立て工程が多く、煩雑になるという課題がある。

本発明は、前述した課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、ロータの組み付けが容易であり、製作コストの低減が可能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に係る発明は、回転軸周りに回転可能なロータ（例えば、後述する実施形態におけるロータ１１）と、
回転軸方向の両側から前記ロータに対向配置される一対のステータ（例えば、後述する実施形態におけるステータ１２）と、
を備えるアキシャルギャップ型モータであって、
前記ロータは、
周方向に所定の間隔で配置されて径方向に延びる複数のリブ（例えば、後述する実施形態における径方向リブ３４）と、前記複数のリブの内径側及び外径側にそれぞれ設けられるシャフト部（例えば、後述する実施形態における内周側筒状部３５）及びリム部（例えば、後述する実施形態における外周側筒状部３６）と、を備えるロータフレーム（例えば、後述する実施形態におけるロータフレーム３３）と、
前記回転軸方向に磁化され、前記周方向に隣接するリブ間にそれぞれ配置される主磁石部（例えば、後述する実施形態における主磁石部４１）、前記主磁石部の前記回転軸方向の両側面に配置された一対の磁性部材（例えば、後述する実施形態における磁性部材４２）、及び、前記主磁石部と前記一対の磁性部材を径方向側方から保持する支持プレート（例えば、後述する実施形態における外側支持プレート４４、内側支持プレート４５）、をそれぞれ有し、該支持プレートによって前記主磁石部及び前記一対の磁性部材を一体化する複数の磁極ユニット（例えば、後述する実施形態における磁極ユニット３０）を備えることを特徴とする。

請求項２に係る発明は、請求項１に記載のアキシャルギャップ型モータにおいて、前記ロータは、前記回転軸方向及び前記径方向に直交する方向に磁化され、前記リブの前記回転軸方向両側で、前記周方向で隣り合う磁性部材間にそれぞれ配置される複数の副磁石部（例えば、後述する実施形態における副磁石部４３）をさらに備え、
前記支持プレートは、前記主磁石部の前記回転軸方向の一側面に配置された前記一方の磁性部材を前記周方向に挟み込むように前記２つの副磁石部をさらに支持し、
前記主磁石部、前記一対の磁性部材、及び前記２つの副磁石部は、前記支持プレートによって前記磁極ユニットを構成することを特徴とする。

請求項３に係る発明は、請求項１又は２に記載のアキシャルギャップ型モータにおいて、前記支持プレートは、前記主磁石部と前記一対の磁性部材を径方向両側から保持する一対の支持プレートを備え、前記一方の支持プレートは、前記シャフト部と前記リム部の一方と嵌合する嵌合部（例えば、後述する実施形態における突起部４４ｄ）を有することを特徴とする。

請求項４に係る発明は、請求項３に記載のアキシャルギャップ型モータにおいて、前記一方の支持プレートは、前記磁性部材と嵌合する他の嵌合部（例えば、後述する実施形態における嵌合穴４６）をさらに有することを特徴とする。

請求項５に係る発明は、請求項３又は４に記載のアキシャルギャップ型モータにおいて、前記シャフト部と前記リム部の他方と前記他方の支持プレートとの間には、リング（例えば、後述する実施形態におけるリング５０）が介在されることを特徴とする。

請求項６に係る発明は、請求項５に記載のアキシャルギャップ型モータにおいて、前記シャフト部と前記リム部の他方には、前記リブ間に形成される円弧状凸部（例えば、後述する実施形態における円弧状凸部３９）が形成され、
前記他方の支持プレートは、前記径方向に屈曲されて前記円弧状凸部と前記リングによって挟持される位置決め部（例えば、後述する実施形態における位置決め部４５ｅ）を有することを特徴とする。

請求項７に係る発明は、請求項３又は４に記載のアキシャルギャップ型モータにおいて、前記一対の支持プレートは、前記副磁石部の径方向端面を支持する端面支持面（例えば、後述する実施形態における端面支持面４４ｂ，４５ｂ）と、該端面支持面から屈曲して、前記副磁石部の前記径方向端面と異なる側面を支持する側面支持面（例えば、後述する実施形態における４４ｃ，４５ｃ）と、を有することを特徴とする。

請求項８に係る発明は、請求項７に記載のアキシャルギャップ型モータにおいて、前記副磁石部の前記側面には、前記一対の支持プレートの側面支持面によって支持される部位に、前記支持プレートの厚さに略等しい深さの凹部（例えば、後述する実施形態における凹部４３ａ）が形成されることを特徴とする。

請求項９に係る発明は、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において、前記周方向で隣り合う磁極ユニットは、前記回転軸方向において互いに異なる方向から前記ロータフレームに挿入されることを特徴とする。

請求項１の発明によれば、少ない工数で容易にロータを組み付けることができ、ロータの製作コストを抑制してアキシャルギャップ型モータを安価に提供することができる。

請求項２及び請求項９の発明によれば、多数の構成部品からなるハルバッハタイプのアキシャルギャップ型モータを、少ない工数で容易に組み付けることができ、ロータの製作コストを抑制することができる。これにより、例えば、６極対のハルバッハタイプモータの場合、構成部材である１２個の主磁石、２４個の副磁石、及び２４個の磁性部材、合計６０個の部品の組み付けが必要となるが、これらをユニット化して磁極ユニットとすることによって、１２個の磁極ユニットの組付けで行うことができる。

請求項３の発明によれば、磁極ユニットをロータフレームに対して所定の位置に位置決めすると共に、確実に固定することができる。

請求項４の発明によれば、支持プレートによって磁性部材を確実に保持することができ、より強固なロータ構造とすることができる。

請求項５の発明によれば、リングによって磁極ユニットをロータフレームに確実に固定することができる。

請求項６の発明によれば、磁極ユニットに軸方向力が作用しても、磁極ユニットがロータフレームに対して軸方向へずれることが防止される。

請求項７の発明によれば、ハルバッハタイプのモータの副磁石部を確実に支持プレートで保持することができる。

請求項８の発明によれば、副磁石部と側面支持面とを同一面として軸方向への突出を防止し、これによってロータとステータとのギャップを最小として高トルクを発生させることができる。

以下、本発明の実施形態を、添付図面に基づいて説明する。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。

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。

ロータ１１は、図２に示すように、複数（図に示す実施形態では１２個）の磁極ユニット３０と、非磁性材からなるロータフレーム３３と、を備え、磁極ユニット３０がロータフレーム３３内に収容されている。

図３及び図４に示すように、ロータフレーム３３は、非磁性材である例えば、ステンレス鋼やアルミニウムなどによって形成されており、周方向に所定間隔をおいて配置されて径方向に延び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。

外周側筒状部３６の内周面には、径方向リブに対して軸方向両側にそれぞれ円環状溝３８が形成されている。また、内周側筒状部３５の外周面には、隣接する径方向リブ３４，３４間に円弧状凸部３９が形成されている。

図５及び図６も参照して、磁極ユニット３０は、厚さ方向（つまり、軸方向）に磁化された略扇形板状の主磁石部４１と、この主磁石部４１を厚さ方向の両側から挟み込む一対の磁性部材４２と、磁性部材４２の周方向両側方に配置されて、軸方向及び径方向に直交する方向（即ち、略周方向）に磁化された２つの副磁石部４３と、を備え、主磁石部４１、一対の磁性部材４２、及び２つの副磁石部４３が、一対の支持プレートである外側支持プレート４４及び内側支持プレート４５によって径方向側方（外周側及び内周側）から保持されて一体化されて組み付けられている。

磁性部材４２は、複数の電磁鋼板４２ａが径方向に積層された構成を有し、それぞれの電磁鋼板４２ａの略中央部には、各電磁鋼板４２ａの内周面には略円弧状の凹部（図示せず）が、また外周面には略円弧状の凸部４２ｂが形成される。これら凹部及び凸部４２ｂは、各電磁鋼板４２ａを一枚ずつプレスで加締める際に形成され、複数の電磁鋼板４２ａを積層したとき、外周面の凸部４２ｂが隣接する電磁鋼板４２ａの内周面の凹部に嵌合して互いに位置決めされる。

また、磁性部材４２の軸方向外側となる径方向角部は、面取り加工されて面取り部４２ｃが形成されている。この面取り部４２ｃは、磁性部材４２と副磁石部４３の軸方向側面が段差なく連続するように構成されるもので、これにより、コギングトルク及びトルクリップルを低減する効果を有する。なお、磁性部材４２は、積層された電磁鋼板４２ａによって構成される以外にも、例えば鉄分などの粉体を成形・焼成した焼結部材とすることもできる。この場合も、外周面に凸部４２ｂが形成され、内周面に凹部が形成される。

外側支持プレート４４は、例えば、ステンレス鋼板などの非磁性材から形成されており、主磁石部４１と一対の磁性部材４２の外周面に当接する略矩形形状の外周押え部４４ａと、外周押え部４４ａの軸方向一端に設けられて周方向両側に延設された端面支持面４４ｂと、この端面支持面４４ｂから径方向内側に屈曲形成された側面支持面４４ｃと、を備える。端面支持面４４ｂは副磁石部４３の外周面を支持し、側面支持面４４ｃは副磁石部４３の軸方向側面を支持する。

外側支持プレート４４の外周押え部４４ａには、磁性部材４２の凸部４２ｂに対応する位置に、凸部４２ｂと嵌合する一対の嵌合穴４６が形成されている。また、軸方向両端部には、半径方向外方に切りおこされた４個の突起部４４ｄが形成されており、磁極ユニット３０をロータフレーム３３に組み付けるとき、突起部４４ｄが外周側筒状部３６の円環状溝３８に嵌合して位置決めされる。

内側支持プレート４５は、外側支持プレート４４と同様に、例えば、ステンレス鋼板などの非磁性材から形成されており、主磁石部４１と一対の磁性部材４２の内周面に当接する略Ｔ字型の内周押え部４５ａと、内周押え部４５ａの軸方向一端に設けられて周方向両側に延設された端面支持面４５ｂと、この端面支持面４５ｂから径方向外側に屈曲形成された側面支持面４５ｃと、を備える。内周押え部４５ａには、磁性部材４２の内周面に形成された凹部に対応する位置に、この凹部に嵌合する一対の嵌合凸部４５ｄが形成されている。また、略Ｔ字型に形成された内周押え部４５ａの根元部は、半径方向内側に屈曲形成される位置決め部４５ｅが設けられている。

主磁石部４１、一対の磁性部材４２、及び２つの副磁石部４３は、外側支持プレート４４と内側支持プレート４５とによって、径方向両側から保持されてユニット化され、磁極ユニット３０となる。即ち、外側支持プレート４４は、両側から主磁石部４１を狭持する一対の磁性部材４２の凸部４２ｂを嵌合穴４６に嵌合させると共に、２つの副磁石部４３の端面及び側面を端面支持面４４ｂ及び側面支持面４４ｃに当接させ、更に、内側支持プレート４５が、主磁石部４１、一対の磁性部材４２、及び２つの副磁石部４３の内周面側に当接して狭持する。このとき、内側支持プレート４５の一対の嵌合凸部４５ｄは、一対の磁性部材４２の凹部にそれぞれ嵌合して位置決めする。
なお、本実施形態では、主磁石部４１、一対の磁性部材４２、及び２つの副磁石部４３は、外側支持プレート４４と内側支持プレート４５と接着によって固定されているが、例えば、一対の磁性部材４２を加締める際に同時に外側支持プレート４４を固定してもよい。

このように組み付けられた複数の磁極ユニット３０は、図３及び図４に示すように、周方向で隣り合う磁極ユニット３０が、軸方向において互いに異なる方向からロータフレーム３３に挿入されて組み付けられる。このとき、周方向で隣り合う主磁石部４１，４１は、磁化方向が互いに異方向となるように設定される。

具体的には、磁極ユニット３０は、外周側筒状部３６、内周側筒状部３５、及び径方向リブ３４，３４によって画成される空間に側方から挿入され、外側支持プレート４４の突起部４４ｄ及び磁性部材４２の凸部４２ｂを外周側筒状部３６の円環状溝３８に係合させて外周側筒状部３６の内周面に当接させる。

これにより、主磁石部４１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、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る。また、２つの副磁石部４３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て、径方向リブ３４の一方の軸方向側方に位置する。

次いで、内側支持プレート４５と内周側筒状部３５との間に、軸方向からリング５０を圧入して、内側支持プレート４５の位置決め部４５ｅを円弧状凸部３９とリング５０とで狭持する。これによって、磁極ユニット３０にかかる軸方向力に抗して、磁極ユニット３０がロータフレーム３３から抜け出ることが防止される。なお、磁極ユニット３０には、両側に配置された一対のステータ１２，１２から吸引力が作用するが、磁極ユニット３０が一対のステータ１２，１２の中間位置にあれば両側からの吸引力は釣り合い状態にある。従って、ロータフレーム３３としては、回転時に作用する遠心力などに対する十分な強度を有し、一対のステータ１２，１２の中間位置に位置するようになる。

以上説明したように、本実施形態に係るアキシャルギャップ型モータ１０によれば、磁極ユニット３０は、主磁石部４１と、主磁石部４１の両側面に配置された一対の磁性部材４２と、周方向で隣り合う磁性部材４２間にそれぞれ配置される２つの副磁石部４３とが、支持プレート４４，４５によって保持されてユニット化されているので、多数の構成部品からなるハルバッハタイプのアキシャルギャップ型モータ１０を、少ない工数で容易に組み付けることができる。また、これによって、ロータ１１の製作コストを抑制してアキシャルギャップ型モータ１０を安価に提供することができる。これにより、例えば、６極対のハルバッハタイプモータ１０の場合、構成部材である１２個の主磁石部４１と、２４個の副磁石部４３と、２４個の磁性部材４２とがユニット化されることにより、１２個の磁極ユニット３０の組付けで組み付けることができる。

なお、第１実施形態の第１変形例として、図７に示すように、ロータ１１は、ロータフレーム３３の内周側筒状部（シャフト部）を別部材とし、この別部材をボルト締結することで磁極ユニットを固定するようにしてもよい。即ち、ロータ１１は、接続部３７と別体に設けられた、断面略Ｌ字型の一対のリング部材５５を備える。このリング部材５５の外周側角部には、位置決め部４５ｅを収容するための押え凹部５６がリング状に形成されている。

したがって、このロータ１１では、第１実施形態と同様に、外側支持プレート４４の突起部４４ｄ及び磁性部材４２の凸部４２ｂを外周側筒状部３６の円環状溝３８に係合させて磁極ユニット３０をロータフレーム３３に挿入する。そして、内側支持プレート４５の内周面にリング部材５５を当接して、リング部材５５をボルト５７によって接続部３７に固定する。これにより、内側支持プレート４５の位置決め部４５ｅが、接続部３７とリング部材５５によって狭持されて、磁極ユニット３０がロータフレーム３３に固定される。

また、第１実施形態の第２変形例にとして、図８に示すように、副磁石部４３は、その軸方向外側両端に、支持プレート４４，４５の板厚と略同じ深さの凹部４３ａが形成されてもよい。これにより、副磁石部４３は、凹部４３ａに当接する側面支持面４４ｃ、４５ｃによって保持されるので、副磁石部４３と側面支持面４４ｃ、４５ｃとの軸方向側面が同一面となり、側面支持面４４ｃ、４５ｃが副磁石部４３から突出することがない。これにより、ロータ１１とステータ１２とのギャップを小さくして高トルクを発生させることができる。

（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態に係るアキシャルギャップ型モータについて、図９〜図１１を参照して説明する。なお、第２実施形態のアキシャルギャップ型モータは、内側支持プレートの位置決め部の構造が、第１実施形態のアキシャルギャップ型モータと異なる。このため、第１実施形態と同一又は同等部分には同一符号又は相当符号を付して説明を簡略化又は省略する。

図９〜図１１に示すように、第２実施形態のアキシャルギャップ型モータのロータ１１は、複数（図に示す実施形態では１２個）の磁極ユニット１３０と、非磁性材からなるロータフレーム３３と、を備え、磁極ユニット１３０がロータフレーム３３内に収容されている。磁極ユニット１３０は、外側支持プレート４４及び内側支持プレート１４５によって、主磁石部４１、一対の磁性部材４２、及び２つの副磁石部４３を保持することで構成される。

ロータフレーム３３の内周側筒状部３５に設けられた円弧状凸部３９には、隣接する径方向リブ３４，３４の略中間に軸方向に貫通する軸方向溝６１が形成されている。また、内側支持プレート１４５には、内周押え部４５ａの主磁石部４１に対応する位置、即ち、円弧状凸部３９の軸方向溝６１に対応して径方向内側に切りおこされた一対のリブ状の位置決め部４５ｆが設けられている。これら位置決め部４５ｆは、その板厚方向が周方向とされ、軸方向に沿って延びる。

このような内側支持プレート１４５を有する磁極ユニット１３０は、図１０に示すように、位置決め部４５ｆを軸方向溝６１に嵌合させた状態でロータフレーム３３の外周側筒状部３６と内周側筒状部３５との間に挿入され、内側支持プレート１４５と内周側筒状部３５との間に軸方向両側からリング５０を圧入することで、内側支持プレート１４５の位置決め部４５ｆが一対のリング５０で狭持される。これにより、磁極ユニット１３０がロータフレーム３３に固定される。
なお、その他の構成及び作用については、第１実施形態のアキシャルギャップ型モータ１０と同様である。

（第３実施形態）
次に、本発明に係るアキシャルギャップ型モータの第３実施形態について図１２及び図１３に基づいて説明する。第１及び第２実施形態のアキシャルギャップ型モータでは、副磁石部を備えたハルバッハタイプのものについて説明したが、第３実施形態のアキシャルギャップ型モータでは、副磁石部を備えずに、磁極ユニットが主磁石部、主磁石部の両側面に配置された一対の磁性部材、及び、内、外側支持プレートによって構成されている。なお、それ以外の部分については、本発明の第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、同一又は同等部分には同一符号又は相当符号を付して説明を簡略化又は省略する。

図１２及び図１３に示すように、本実施形態の磁極ユニット２３０は、軸方向に磁化された略扇形板状の主磁石部４１と、この主磁石部４１を厚さ方向の両側から挟み込む一対の磁性部材４２と、を備え、主磁石部４１、及び一対の磁性部材４２が、外側支持プレート２４４及び内側支持プレート２４５によって径方向側方（外周側及び内周側）から保持されて一体に組み付けられている。

外側支持プレート２４４及び内側支持プレート２４５は、図６に示す第１実施形態の外側支持プレート４４及び内側支持プレート４５に対して、それぞれ端面支持面４４ｂ、４５ｂ、及び側面支持面４４ｃ、４５ｃを有しない形状に形成されている。

即ち、外側支持プレート２４４は、例えば、ステンレス鋼板などの非磁性材から形成されており、主磁石部４１と一対の磁性部材４２の外周面に当接する略矩形形状の外周押え部４４ａを備え、この外周押え部４４ａに、磁性部材４２の凸部４２ｂと嵌合する一対の嵌合穴４６、及び半径方向外方に切りおこされ、ロータフレーム３３の円環状溝３８に嵌合する４個の突起部４４ｄが軸方向端部に形成されている。

また、内側支持プレート２４５は、例えば、ステンレス鋼板などの非磁性材から形成されており、主磁石部４１と一対の磁性部材４２の内周面に当接する略Ｔ字型の内周押え部４５ａを備え、この内周押え部４５ａに、磁性部材４２の内周面に形成された凹部に嵌合する一対の嵌合凸部４５ｄが形成されている。また、略Ｔ字型に形成された内周押え部４５ａの根元部は、半径方向内側に屈曲形成される位置決め部４５ｅが設けられている。

このような磁極ユニット２３０は、図１２に示すように、周方向で隣り合う磁極ユニット２３０が、軸方向において互いに異なる方向からロータフレーム３３に挿入され、内側支持プレート２４５と内周側筒状部３５との間に軸方向からリング５０を圧入する。これによって、内側支持プレート２４５の位置決め部４５ｅが、円弧状凸部３９とリング５０とで狭持されて固定される。
その他の構成及び作用については第１実施形態のアキシャルギャップ型モータ１０と同様である。

（第４実施形態）
次に、本発明の第４実施形態に係るアキシャルギャップ型モータについて、図１４及び図１５を参照して説明する。なお、第４実施形態のアキシャルギャップ型モータは、内側支持プレートの位置決めの構造が第２実施形態の磁極ユニットと同様である以外は、第３実施形態のアキシャルギャップ型モータと同様である。このため、第３実施形態と同一又は同等部分には同一符号又は相当符号を付して説明を簡略化又は省略する。

図１４及び図１５に示すように、本実施形態の磁極ユニット３３０は、第３実施形態と同様、主磁石部４１、及び一対の磁性部材４２とを、外側支持プレート２４４及び内側支持プレート３４５によって径方向側方（外周側及び内周側）から保持することで構成される。

ロータフレーム３３の内周側筒状部３５に設けられた円弧状凸部３９には、隣接する径方向リブ３４，３４の略中間に軸方向溝６１が形成される。また、外側支持プレート２４４と共に主磁石部４１、及び一対の磁性部材４２を径方向両側から保持する内側支持プレート３４５は、円弧状凸部３９の軸方向溝６１に対応する位置に、板厚方向が周方向とされて径方向内側に切りおこされた一対の位置決め部４５ｆが設けられている。

磁極ユニット３３０は、位置決め部４５ｆを軸方向溝６１に嵌合してロータフレーム３３の外周側筒状部３６と内周側筒状部３５との間に挿入され、軸方向両側から圧入された一対のリング５０によって位置決め部４５ｆが狭持されて固定される。

本実施形態の磁極ユニット３３０は、実質的に軸方向に左右対称形となるので、第１実施形態〜第３実施形態のロータ１１と異なり、周方向で隣り合う磁極ユニット３０を軸方向において互いに異なる方向からロータフレーム３３に挿入する必要はなく、ロータフレーム３３のいずれか一方の軸方向から挿入することができる。なお、内側支持プレート３４５は、上記実施形態と同様に、略Ｔ字型に形成されているが、主磁石部４１、及び一対の磁性部材４２の下面の形状に沿って軸方向に左右対称形に形成されてもよい。
なお、その他の構成及び作用については、第３実施形態のアキシャルギャップ型モータ１０と同様であるので、説明を省略する。

尚、本発明は、前述した各実施形態に限定されるものではなく、適宜、変形、改良、等が可能である。
なお、本発明では、ロータフレームのシャフト部又はリム部と嵌合する嵌合部を外側支持プレート又は内側支持プレートのいずれかに設ければよいが、ロータが回転すると、磁極ユニットには半径方向外方に遠心力が作用するので、磁極ユニットを安定して支持するには、外側支持プレートをロータフレームのリム部と嵌合させることが好ましい。

また、本発明では、嵌合部が嵌合するシャフト部又はリム部の他方の部材と支持プレートとの間にリングが介在されればよいが、同じく、磁極ユニットに作用する遠心力のため、シャフト部と内側支持プレートとの間にリングを挿入して、磁極ユニットをリム部に当接させて固定することが好ましい。

本発明の第１実施形態に係るアキシャルギャップ型モータ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２に示すロータの縦断面図である。 図２に示すロータの分解斜視図である。 図４に示す磁極ユニットの拡大斜視図である。 図５に示す磁極ユニットの分解斜視図である。 第１実施形態の第１変形例のロータの縦断面図である。 第１実施形態の第２変形例の磁極ユニットの拡大斜視図である。 本発明の第２実施形態に係るアキシャルギャップ型モータを説明するための部分破断分解斜視図である。 図９に示すロータの縦断面図である。 図９に示す磁極ユニットの分解斜視図である。 本発明の第３実施形態に係るアキシャルギャップ型モータを説明するための分解斜視図である。 図１２に示す磁極ユニットの分解斜視図である。 本発明の第４実施形態に係るアキシャルギャップ型モータを説明するための部分破断分解斜視図である。 図１４に示す磁極ユニットの分解斜視図である。

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
３０，１３０，２３０，３３０ 磁極ユニット
３３ ロータフレーム
３４ 径方向リブ
３５ 内周側筒状部（シャフト部）
３６ 外周側筒状部（リム部）
３９ 円弧状凸部
４１ 主磁石部
４２ 磁性部材
４３ 副磁石部
４３ａ 凹部
４４，２４４ 外側支持プレート（支持プレート）
４４ｂ 端面支持面
４４ｃ 側面支持面
４４ｄ 突起部（嵌合部）
４５，１４５，２４５，３４５ 内側支持プレート（支持プレート）
４５ｂ 端面支持面
４５ｃ 側面支持面
４５ｄ 嵌合凸部（他の嵌合部）
４５ｅ 位置決め部
４５ｆ 位置決め部
４６ 嵌合穴（他の嵌合部）
５０ リング
Ｏ 回転軸

Claims (9)

1. 回転軸周りに回転可能なロータと、
   回転軸方向の両側から前記ロータに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、
   前記ロータは、
   周方向に所定の間隔で配置されて径方向に延びる複数のリブと、前記複数のリブの内径側及び外径側にそれぞれ設けられるシャフト部及びリム部と、を備えるロータフレームと、
   前記回転軸方向に磁化され、前記周方向に隣接するリブ間にそれぞれ配置される主磁石部、前記主磁石部の前記回転軸方向の両側面に配置された一対の磁性部材、及び、前記主磁石部と前記一対の磁性部材を径方向側方から保持する支持プレート、をそれぞれ有し、
   該支持プレートによって前記主磁石部及び前記一対の磁性部材を一体化する複数の磁極ユニットと、
   を備え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、前記回転軸方向及び前記径方向に直交する方向に磁化され、前記リブの前記回転軸方向両側で、前記周方向で隣り合う磁性部材間にそれぞれ配置される複数の副磁石部をさらに備え、
   前記支持プレートは、前記主磁石部の前記回転軸方向の一側面に配置された前記一方の磁性部材を前記周方向に挟み込むように前記２つの副磁石部をさらに支持し、
   前記主磁石部、前記一対の磁性部材、及び前記２つの副磁石部は、前記支持プレートによって前記磁極ユニットを構成す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. 前記支持プレートは、前記主磁石部と前記一対の磁性部材を径方向両側から保持する一対の支持プレートを備え、
   前記一方の支持プレートは、前記シャフト部と前記リム部の一方と嵌合する嵌合部を有することを特徴とする請求項１又は２に記載のアキシャルギャップ型モータ。
4. 前記一方の支持プレートは、前記磁性部材と嵌合する他の嵌合部をさらに有することを特徴とする請求項３に記載のアキシャルギャップ型モータ。
5. 前記シャフト部と前記リム部の他方と前記他方の支持プレートとの間には、リングが介在され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. 前記シャフト部と前記リム部の他方には、前記リブ間に形成される円弧状凸部が形成され、
   前記他方の支持プレートは、前記径方向に屈曲されて前記円弧状凸部と前記リングによって挟持される位置決め部を有することを特徴とする請求項５に記載のアキシャルギャップ型モータ。
7. 前記一対の支持プレートは、前記副磁石部の径方向端面を支持する端面支持面と、該端面支持面から屈曲して、前記副磁石部の前記径方向端面と異なる側面を支持する側面支持面と、を有す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。
8. 前記副磁石部の前記側面には、前記一対の支持プレートの側面支持面によって支持される部位に、前記支持プレートの厚さに略等しい深さの凹部が形成されることを特徴とする請求項７に記載のアキシャルギャップ型モータ。
9. 前記周方向で隣り合う磁極ユニットは、前記回転軸方向において互いに異なる方向から前記ロータフレームに挿入さ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。

Images