JP2010088166A - アキシャルエアギャップ型電動機 - Google Patents

Abstract

【課題】 １種類のポールメンバーを使用して異なるスキュー角度のアキシャルエアギャップ型電動機を提供すること。
【解決手段】 ステータとロータとがロータの回転軸線方向に沿って所定の空隙をもって対向的に配置され、ステータが回転軸線を中心として環状に配置される複数のポールメンバー２２ａ〜２２ｉを備え、ポールメンバー２２ａ〜２２ｉのそれぞれが電磁鋼板を積層することによって形成されるティース面５１を備えるティースと、ティース面５１を除いてティースを覆うように形成されるインシュレータと、インシュレータに巻回されるコイルとを有してなるアキシャルエアギャップ型電動機において、ポールメンバー２２ａ〜２２ｉのそれぞれに対応した回転軸線と平行な線を中心軸Ｏ’ａ〜Ｏ’ｉとして、ポールメンバー２２ａ〜２２ｉをそれぞれ回転させることによって、ティース面５１にスキュー角度θが設けられるようにした。
【選択図】 図３

Description

本発明は、アキシャルエアギャップ型電動機のステータに関する。

従来から、電動機の振動や騒音の低減が求められており、この振動や騒音の原因となるコギングトルクやトルクリップルを低減する方法の１つとして、鉄心にスキュー角度を設けた電動機が知られている。このような電動機としては、図１０（ａ）および図１０（ｂ）に示すように、環状のヨーク１００と巻線用溝となる周方向に間隔を置いて放射状に複数のティース１０２とが形成されている固定子１０３と、この固定子１０３と所定の空隙を介して対向し、回転子鉄心に埋設された永久磁石１０５により界磁を発生する回転子１０４を備えたラジアルギャップ型電動機において、回転子１０４が軸方向に複数のブロック１０６に分割され、この回転子１０４のブロック１０６を周方向にずらして積層することでスキュー角度を設けたものがある（例えば、特許文献１参照。）。

この特許文献１のラジアルギャップ型電動機は、永久磁石１０５を備えた回転子１０４であるうえ、１つの磁極を複数のブロック１０６に分割してずらすものとなっており、１つの磁極全体を傾けるものとは相違している。

一方、固定子鉄心として１つの磁極全体を傾ける電動機としては、環状のステータと、ステータの両側に所定の空隙をもって対向的に配置される一対の円板状のロータを備えたアキシャルエアギャップ型電動機において、図１１（ａ）乃至図１１（ｃ）に示すように、ステータを構成する複数個のティース（固定子鉄心）１０８が環状に配置され、各ティース１０８のティース面同士が対向するギャップ面１０８ｂ、１０８ｃにロータの半径方向に対して所定のスキュー角度θだけ傾けられた部分１１１を設けたものがある（例えば、特許文献２参照。）。

この特許文献２のアキシャルエアギャップ型電動機は、各ティース１０８がロータの半径方向に沿って複数の電磁鋼板１０８ａを積層した積層構造からなっており、駆動トルクを大きくするため、中心側から外側に向かって円周方向の幅を漸次大きくなる略台形状のティース面を形成し、ロータに備えた永久磁石に対向するティース面の面積を大きくしている。

そして、アキシャルエアギャップ型電動機ではティース面に所定のスキュー角度θだけ傾けられた部分１１１を形成するのに、電磁鋼板１０８ａを１枚ごとずらして積層する方法を取っていた。この場合、アキシャルエアギャップ型電動機の用途に応じてティース面へのスキュー角度θを変える際に、電磁鋼板１０８ａを１枚ごとに変えて、ずらして積層しなければならなかった。

このため、異なるアキシャルエアギャップ型電動機のステータを構成する場合、ティース１０８のティース面を除いてティース１０８を覆うようにインシュレータが形成され、このインシュレータにコイルを巻回してポールメンバーが形成されているのであるが、スキュー角度θに応じた専用のポールメンバーが必要になるという欠点があった。
特開２００６−６０９５２号公報（第５頁−第６頁、第１図） 特開２００５−１８５０７５号公報（第５頁−第７頁、第３図）

本発明は上記問題点に鑑み、１種類のポールメンバーを使用して異なるスキュー角度のアキシャルエアギャップ型電動機を提供することを目的とする。

本発明は上記課題を解決するため、請求項１記載の発明は、ステータとロータとが同ロータの回転軸線方向に沿って所定の空隙をもって対向的に配置され、前記ステータが前記回転軸線を中心として環状に配置される複数のポールメンバーを備え、同ポールメンバーが電磁鋼板を積層することによって形成されるティース面を備えるティースと、同ティース面を除いて前記ティースを覆うように形成されるインシュレータと、同インシュレータに巻回されるコイルとを有してなるアキシャルエアギャップ型電動機において、前記ポールメンバーそれぞれに対応した前記回転軸線と平行な線を中心軸として、前記ポールメンバーをそれぞれ回転させることによって、前記ティース面にスキュー角度が設けられたことを特徴とする構成となっている。

請求項２記載の発明は、請求項１記載のアキシャルエアギャップ型電動機において、前記ティース面にスキュー角度が設けられた状態で前記複数のポールメンバーを環状に連結するための連結手段を設けることを特徴とする構成となっている。

請求項３記載の発明は、請求項１記載のアキシャルエアギャップ型電動機において、前記ステータは、前記ポールメンバーが環状に配置された状態で成形用金型により樹脂で一体成形されてなり、前記ポールメンバーには、前記ティース面にスキュー角度が設けられた状態で前記金型内に配置するための位置決め手段が設けられていることを特徴とする構成となっている。

請求項４記載の発明は、ステータとロータとが同ロータの回転軸線方向に沿って所定の空隙をもって対向的に配置され、前記ステータが前記回転軸線を中心として環状に配置される複数のポールメンバーを備え、同ポールメンバーが電磁鋼板を積層することによって形成されるティース面を備えるティースと、同ティース面を除いて前記ティースを覆うように形成されるインシュレータと、同インシュレータに巻回されるコイルと、前記ポールメンバー同士を環状に連結するための連結手段とを有してなるアキシャルエアギャップ型電動機において、前記連結手段はスキュー角度に応じた複数の凹部を備えることを特徴とする構成となっている。

請求項１記載の本発明によれば、ポールメンバーそれぞれに対応した回転軸線と平行な線を中心軸として、ポールメンバーをそれぞれ回転させることによって、ティース面にスキュー角度が設けられたことにした。これにより、１種類のポールメンバーを使用して異なるスキュー角度のアキシャルエアギャップ型電動機を製作することができる。

また、請求項２記載の本発明によれば、ティース面にスキュー角度が設けられた状態で複数のポールメンバーを環状に連結するための連結手段を設けることにした。これにより、ポールメンバー形状に係わらず、異なるスキュー角度のアキシャルエアギャップ型電動機を製作することができる。

また、請求項３記載の本発明によれば、ステータは、ポールメンバーが環状に配置された状態で成形用金型により樹脂で一体成形されてなり、ポールメンバーには、ティース面にスキュー角度が設けられた状態で金型内に配置するための位置決め手段が設けられていることにした。これにより、請求項１記載の本発明と同様な効果を得ることができる。

更に、請求項４記載の本発明によれば、ポールメンバーがポールメンバー同士を環状に連結するための連結手段を有し、連結手段はスキュー角度に応じた複数の凹部を備えることにした。これにより、請求項１記載の本発明と同様な効果を得ることができる。

以下、本発明の実施形態を添付図面に基づき詳細に説明する。図１は本発明によるアキシャルエアギャップ型電動機の構造を示す要部断面図、図２は第１の実施形態のポールメンバーを示す斜視図、図３は図２のポールメンバーを環状に連結する環状化部材を使用した状態を示す平面図、図４は第２の実施形態のポールメンバーを示す斜視図、図５は図４のポールメンバーを環状に連結するその他の実施形態の環状化部材を使用した状態を示す平面図である。

そして、図６は第３の実施形態のポールメンバーを示す斜視図、図７は図６のポールメンバーを環状に連結した状態を示す平面図、図８は図６のポールメンバーを環状に連結した別の状態を示す平面図、図９は第４の実施形態のポールメンバーをモールド金型に入れた状態を示す斜視図である。

図１に示すように、本発明によるアキシャルエアギャップ型電動機１は、環状のステータ２と、ロータ出力軸６の回転軸線方向でステータ２の両側に所定の空隙をもって対向的に配置される一対の円板状のロータ３、４とを備えたものである。ステータ２は後述する複数のティース（固定子鉄心）５を有しており、ロータ３、４は複数個（例えば１２個）の永久磁石３１、４１を有している。そして、ティース５と永久磁石３１、４１とがロータ出力軸６の回転軸線方向に対向した状態となっている。ロータ３、４は同一のロータ出力軸６を共有し、ステータ２はその内周側にロータ出力軸６を支持する軸受７を備えている。また、ステータ２は、ティース５に絶縁を施してコイル２１が巻回された後述する複数個のポールメンバー２２ａ〜２２ｉが環状に形成されたステータコア２２と、ステータコア２２の内周側に同軸的に挿入される一対のボールベアリング７１、７２からなる軸受７とを有し、これらが合成樹脂２３で一体的にモールドされている。

このように構成されたアキシャルエアギャップ型電動機１では、その振動や騒音の原因となるコギングトルクやトルクリップルを低減するために、ステータコア２２には、図３のように、後述するスキュー角度θが設けられている。ここで、コギングトルクはアキシャルエアギャップ型電動機１の非通電時にロータ３、４を回転させた場合のティース５と永久磁石３１、４１との間の磁気吸引力により働くトルクであり、トルクリップルはアキシャルエアギャップ型電動機１の通電時にロータ３、４の回転による駆動トルクの脈動である。本発明は、このスキュー角度θを設けるためのステータコア２２の構成が特徴となっている。

次に、第１の実施形態のステータコア２２について説明する。このステータコア２２は、図３に示すように、複数個（例えば９個）のポールメンバー２２ａ〜２２ｉを環状に連結することにより構成されている。各ポールメンバー２２ａ〜２２ｉは同一構成であり、図２に１個のポールメンバー２２ａを示している。このポールメンバー２２ａは、複数枚のＨ字状の電磁鋼板を径方向に積層して形成されたティース（固定子鉄心）５と、ティース５の周囲に上下のティース面５１を除いて合成樹脂で形成されたインシュレータ２４と、インシュレータ２４に巻回されるコイル（図示略）とを備えている。ティース面５１の形状は内径側から外径側に向かって円周方向の幅が漸次大きくなる等脚台形状となっている。

インシュレータ２４はティース５を図示省略の成形金型のキャビティ内に入れ、そのキャビティ内に溶融樹脂を注入するインサート成形により成形されている。なお、ティース５は積層のほかに、粉体成形などにより一体的に成形されているものでもよい。また、インシュレータ２４は、上下のティース面５１に沿って上下一対として配置される略扇型のフランジ部２５、２５と、一対のフランジ部２５、２５同士をつなぐネック部２６とを備え、これら全体が断面Ｈ字形のボビン形状に形成されている。更に、このインシュレータ２４のネック部２６に、図１のようにコイル２１が巻回され、コイル２１とティース５との電気的な絶縁が保持されている。このように構成されたポールメンバー２２ａと同様に、その他の各ポールメンバー２２ｂ〜２２ｉも形成されている。

各ポールメンバー２２ａ〜２２ｉの一方のフランジ部２５には、各ポールメンバー２２ａ〜２２ｉを環状に連結するための円柱状の突起部２５１が形成されている。この突起部２５１はフランジ部２５の内径側と外径側のティース面５１と同一平面である側面に一体的に形成された一対のボスである。この突起部２５１には、合成樹脂などからなる円板リング状に形成された環状化部材８が取付けられる。この環状化部材８は、フランジ部２５の内径側の突起部２５１に対応する内径側環状化部材８１と、フランジ部２５の外径側の突起部２５１に対応する外径側環状化部材８２とを備えている。また、内径側環状化部材８１と外径側環状化部材８２には、それぞれの突起部２５１に係合される係合孔８１１、８２１が形成されている。

この環状化部材８を使用して、各ポールメンバー２２ａ〜２２ｉの内径側と外径側の突起部２５１をそれぞれ、内径側環状化部材８１と外径側環状化部材８２の各係合孔８１１、８２１に係合させることで、各ポールメンバー２２ａ〜２２ｉが環状に連結される。すなわち、環状化部材８と突起部２５１とからなる連結手段が係合することにより、各ポールメンバー２２ａ〜２２ｉは環状に連結される。このとき、各ポールメンバー２２ａ〜２２ｉは、等脚台形状のティース面５１の上底の中点と下底の中点とを結ぶ垂線と、この垂線の中点を直交する線とによってできる中心点を通る仮想的な中心軸Ｏ’ａ〜Ｏ’ｉをそれぞれ中心として、所定角度回転した状態で連結される。

このように、各ポールメンバー２２ａ〜２２ｉを仮想的な中心軸Ｏ’ａ〜Ｏ’ｉでそれぞれ回転させることで、ティース面５１の内径側の端点ａと外径側の端点ｂが中心軸Ｏに対してなす角度θ（スキュー角度θ）を設けることができる。ここで、スキュー角度θは、ティース面５１の内径側の端点ａと中心軸Ｏとを結ぶ仮想線Ｌ１と、ティース面５１の外径側の端点ｂと中心軸Ｏとを結ぶ仮想線Ｌ２との間の角度となる。これらの仮想的な中心軸Ｏ’ａ〜Ｏ’ｉは、ステータコア２２の中心軸Ｏと同一軸線上のロータ出力軸６と平行な線になっており、ポールメンバー２２ａ〜２２ｉをそれぞれ回転させる回転中心となっている。

連結された各ポールメンバー２２ａ〜２２ｉは、内径側環状化部材８１と外径側環状化部材８２とによって、ポールメンバー２２ａ〜２２ｉを揃って各ポールメンバー２２ａ〜２２ｉの仮想的な中心軸Ｏ’ａ〜Ｏ’ｉでそれぞれ所定角度回転された状態で連結されるので、図３に示すように、各ティース面５１に一括でスキュー角度θを設けることができる。

言い換えれば、各ポールメンバー２２ａ〜２２ｉは、各ポールメンバー２２ａ〜２２ｉの隣り合うティース面５１の内径側の端点ａと端点ｃと、各ポールメンバー２２ａ〜２２ｉの隣り合うティース面５１の外径側の端点ｂと端点ｄとがそれぞれずれた状態で連結されることになる。また、このスキュー角度θはティース面５１にロータ３、４の回転方向（図３中の矢印方向）に対して正方向に向かって設けられている。このようにして、環状化部材８と突起部２５１とからなる連結手段で環状に連結され、スキュー角度θを設けた後のステータコア２２は、金型内に入れられ合成樹脂を流し込むことで一体的にモールドされ、ステータ２が成形される。

以上のように構成された第１の実施形態のステータコア２２によれば、特許文献２の従来技術のように、ティース面５１にスキュー角度θを形成するのに、非対称な形状の電磁鋼板を１枚ごとにずらして積層する必要がない。したがって、スキュー角度θに応じた専用のポールメンバーが不要となり、異なるスキュー角度θのアキシャルエアギャップ型電動機間でポールメンバーを共通化できる。すなわち、環状化部材８をスキュー角度θに応じて複数組を用意することで、１種類のポールメンバーを使用して異なるスキュー角度θのアキシャルエアギャップ型電動機１を製作することができる。

また、第１の実施形態のステータコア２２では、インシュレータ２４のフランジ部２５に円柱状の突起部２５１を形成し、環状化部材８にこの突起部２５１に対応する嵌込孔８１１、８２１を形成するようにしたが、逆に、フランジ部２５に嵌込孔を形成し、環状化部材８に突起部を形成した場合であっても、同様な効果を得ることができる。

次に、第２の実施形態のステータコア２２について説明する。なお、図１乃至図３で説明してきた同一構成については説明を省略する。このステータコア２２は、図４および図５に示すように、各ポールメンバー２２ａ〜２２ｉの一方のフランジ部２５には、各ポールメンバー２２ａ〜２２ｉを環状に連結するための三角柱状の突起部２５２が形成されている。第１の実施形態と同様に、この突起部２５２もフランジ部２５の内径側と外径側のティース面５１と同一平面である側面に一体的に形成された一対のボスであり、外径方向に向かって尖った凸部２５２ａを有している。また、環状化部材８もフランジ部２５の内径側の突起部２５２に対応する内径側環状化部材８１と、フランジ部２５の外径側の突起部２５２に対応する外径側環状化部材８２とを備えている。内径側環状化部材８１と外径側環状化部材８２には、それぞれの突起部２５２が係合される係合孔８１２、８２２が形成されている。これらの係合孔８１２、８２２はスキュー角度θに応じた複数の凹部Ａ〜Ｅ、Ａ’〜Ｅ’を有しており、これらの係合孔８１２、８２２の長手方向は各ポールメンバー２２ａ〜２２ｉのティース面５１の中心点を通る仮想的な中心軸Ｏ’ａ〜Ｏ’ｉをそれぞれ中心とする円弧状に形成されている。

この環状化部材８を使用して、各ポールメンバー２２ａ〜２２ｉの内径側と外径側の突起部２５２をそれぞれ、内径側環状化部材８１と外径側環状化部材８２の係合孔８１２、８２２に係合させることで、各ポールメンバー２２ａ〜２２ｉが環状に連結される。すなわち、環状化部材８と突起部２５２とからなる連結手段が係合することにより、各ポールメンバー２２ａ〜２２ｉは環状に連結される。このとき、１つのポールメンバー２２ａの突起部２５２に有する凸部２５２ａを、内径側環状化部材８１と外径側環状化部材８２の係合孔８１２、８２２に有する複数の凹部Ａ〜Ｅ、Ａ’〜Ｅ’に対して、いずれかの組合せにより係合させ、その他のポールメンバー２２ｂ〜２２ｉも同一の組合せにより係合させることで、図５に示すように、各ティース面５１にスキュー角度θを設けることができる。

なお、突起部２５２に有する凸部２５２ａを、係合孔８１２、８２２に有する複数の凹部Ａ〜Ｅ、Ａ’〜Ｅ’に対して係合させる組合せを適宜変更することにより、各ティース面５１のスキュー角度θを変更することができる。本実施形態では、係合させる組合せとして、凹部Ａと凹部Ａ’とに内径側と外径側の突起部２５２の凸部２５２ａをそれぞれ係合した場合がスキュー角度０°、以下同様に、凹部Ｂと凹部Ｂ’とに凸部２５２ａをそれぞれ係合させた場合がスキュー角度５°、凹部Ｃと凹部Ｃ’ とに凸部２５２ａをそれぞれ係合させた場合がスキュー角度１０°、凹部Ｄと凹部Ｄ‘とに凸部２５２ａをそれぞれ係合させた場合がスキュー角度１５°、凹部Ｅと凹部Ｅ’とに凸部２５２ａをそれぞれ係合させた場合がスキュー角度２０°に設定できるようになっている。

このようにして、環状化部材８と突起部２５２とからなる連結手段で環状に連結され、スキュー角度θを設けた後のステータコア２２は、第１の実施形態と同様に合成樹脂で一体的にモールドされ、ステータ２が成形される。

以上のように構成された第２の実施形態のステータコア２２によれば、第１の実施形態のステータコア２２と同様に、異なるスキュー角度θのアキシャルエアギャップ型電動機間でポールメンバーを共通化できる。さらに、連結手段も共通化できる。すなわち、第１の実施形態のステータコア２２のように、環状化部材８をスキュー角度θに応じて複数組を用意しなくても、１組の環状化部材８によって、１種類のポールメンバーを使用して異なるスキュー角度θのアキシャルエアギャップ型電動機１を製作することができる。

また、第２の実施形態のステータコア２２では、インシュレータ２４のフランジ部２５に三角柱状の突起部２５２を形成し、環状化部材８にこの突起部２５２に対応する係合孔８１２、８２２を形成するようにしたが、逆に、フランジ部２５に係合孔を形成し、環状化部材８に突起部を形成した場合であっても、同様な効果を得ることができる。更に、尖った凸部２５２ａを有する三角柱状の突起部２５２を形成し、この凸部２５２ａに係合する複数の凹部Ａ〜Ｅ、Ａ’〜Ｅ’を有する係合孔８１２、８２２を形成するようにしたが、三角柱状以外の凸部を有する突起部と、この凸部に対応して係合できる凹部を有する係合孔とを形成した場合であっても、同様な効果を得ることができる。

次に、第３の実施形態のステータコア２２について説明する。なお、図１乃至図５で説明してきた同一構成については説明を省略する。このステータコア２２は、図６乃至図８に示すように、各ポールメンバー２２ａ〜２２ｉの上下一対として配置されるフランジ部２５、２５には、各ポールメンバー２２ａ〜２２ｉを環状に連結するための係合凸部２５３と係合凹部２５４とが形成されている。係合凸部２５３は、各フランジ部２５、２５の円周方向の左側面の端部から外側に向けて突設された凸部であり、三角形状に形成されている。これに対し、係合凹部２５４は、各フランジ部２５、２５の円周方向の右側面の端部から内側に向けて切り欠けられた溝であり、係止凸部２５３が合致する三角形状に形成された２つの凹部からなる。なお、係合凸部２５３を右側面の端部に、係合凹部２５４を左側面の端部に形成するようにしてもよく、また、各ポールメンバー２２ａ〜２２ｉを環状に連結できれば、係合凸部２５３および係合凹部２５４を三角形状に替えて半円状など他の形状に形成するようにしてもよい。

各フランジ部２５、２５の係合凸部２５３と係合凹部２５４とが形成される位置は、各ポールメンバー２２ａ〜２２ｉを環状に連結した際、各ボールメンバ２２ａ〜２２ｉの内径側と外径側の各フランジ部２５の端部同士で全体的に所定寸法ずれた位置となるように設計されている。この所定寸法により各ティース面５１にスキュー角度θを設けることができる。これにより、第１の実施形態のように、隣り合うティース面５１の内径側と外径側の端点同士がずれた状態で環状に連結されることになる。

このように形成された係合凸部２５３と係合凹部２５４を互いに合致させることで、各ポールメンバー２２ａ〜２２ｉが環状に連結される。すなわち、係合凸部２５３と係合凹部２５４とからなる連結手段が係合することにより、各ポールメンバー２２ａ〜２２ｉは環状に連結される。このときに各ティース面５１にスキュー角度θが設けられ、図７および図８に示すように、係合凹部２５４の２つの凹部のうち、係合凸部２５３を外径側の凹部に合致させるか、内径側の凹部に合致させるかにより、各ティース面５１に２通りのスキュー角度θを設けることができる。本実施形態では、図７の場合がスキュー角度５°、図８の場合がスキュー角度１０°に設定できるようになっている。また、係合凹部２５４として３つの三角形状の凹部を設ければ、３通りのスキュー角度θを設けることができる。このようにして、係合凸部２５３と係合凹部２５４とからなる連結手段で環状に連結され、スキュー角度θを設けた後のステータコア２２は、第１の実施形態と同様に合成樹脂で一体的にモールドされ、ステータ２が成形される。

以上のように構成された第３の実施形態のステータコア２２によれば、第１の実施形態のステータコア２２と同様に、異なるスキュー角度θのアキシャルエアギャップ型電動機間でポールメンバーを共通化できる。さらに、第１の実施形態および第２の実施形態のステータコア２２のように、環状化部材８を用意しなくても、１種類のポールメンバーを使用して異なるスキュー角度θのアキシャルエアギャップ型電動機１を製作することができる。

また、第３の実施形態のステータコア２２では、係合凹部２５４として、フランジ部２５に三角形状の溝を形成するようにしたが、フランジ部２５の厚み方向に対しても切り欠けられた三角形状の切欠部を形成した場合であっても、同様な効果を得ることができる。

次に、第４の実施形態のステータコア２２について説明する。なお、図１乃至図８で説明してきた同一構成については説明を省略する。このステータコア２２は、図９に示すように、ステータ２を成形するための成形用金型９内に、この金型９に対する位置決め手段を設けた各ポールメンバー２２ａ〜２２ｉ（一部を図示）を環状に配置することでステータコア２２の組立原形が作られる。

各ポールメンバー２２ａ〜２２ｉの一対のフランジ部２５、２５は、インシュレータ２４に対してティース５のティース面５１がロータ出力軸６の回転軸線方向に一段高く形成されており、インシュレータ２４とティース面５１との間には段差が形成されている。したがって、各ポールメンバー２２ａ〜２２ｉに設けた位置決め手段は、ティース面５１がフランジ部２５から段差の高さ分だけ回転軸線方向に突出する凸部である。

また、金型９の合わせ面には、このティース面５１による凸部に合致する凹部９１が形成され、この凹部９１に所定のスキュー角度θを付けた状態となっている。これらの各ポールメンバー２２ａ〜２２ｉと金型９とを使用して、各ポールメンバー２２ａ〜２２ｉのティース面５１による凸部を凹部９１に沿って配置することで、各ポールメンバー２２ａ〜２２ｉが環状に位置決めされる。このようにして、環状に位置決めされた後の各ポールメンバー２２ａ〜２２ｉは第１の実施形態と同様に、金型９内に注入された合成樹脂で一体的にモールドされ、ステータ２が成形される。

以上のように構成された第４の実施形態のステータコア２２によれば、第１の実施形態のステータコア２２と同様に、異なるスキュー角度θのアキシャルエアギャップ型電動機間でポールメンバーを共通化できる。すなわち、金型９をスキュー角度θに応じて複数個を用意することで、１種類のポールメンバーを使用して異なるスキュー角度θのアキシャルエアギャップ型電動機１を製作することができる。

また、第４の実施形態のステータコア２２では、フランジ部２５から回転軸線方向に突出するティース面５１による凸部を形成し、金型９にこの凸部に合致する凹部９１を形成するようにしたが、第１の実施形態に示す突起部２５１のように、フランジ部２５から凸部を形成し、金型９にこの凸部に合致する凹部を形成したり、フランジ部２５に凹部を形成し、金型９にこの凹部に合致する凸部を形成した場合であっても、同様な効果を得ることができる。

以上説明してきた実施形態のステータコア２２では、各ポールメンバー２２ａ〜２２ｉに有するティース５に備えるティース面５１を等脚台形状にすることによって各ティース５の製造を容易化するようにしたが、本発明はこれに限らず、電磁鋼板を１枚ごとにずらして積層して、ティース面５１自体に所定のスキュー角度θだけ傾けられた部分を設けた各ポールメンバー２２ａ〜２２ｉを仮想的な中心軸Ｏ’ａ〜Ｏ’ｉをそれぞれ中心として所定角度回転してもよい。

また、以上説明してきた実施形態のステータコア２２では、各ポールメンバー２２ａ〜２２ｉをそれぞれ回転させる回転中心がティース面５１の中心点を通る仮想的な中心軸Ｏ’ａ〜Ｏ’ｉになっているが、本発明はこれに限らず、これらの中心軸Ｏ’ａ〜Ｏ’ｉは、ティース面５１の中心点を通らなくても良い。例えば、ティース面５１以外のフランジ部２５にあっても、各ポールメンバー２２ａ〜２２ｉの外側にあってもよい。

更に、以上説明してきた実施形態のステータコア２２では、スキュー角度θがロータ３、４の回転方向に対して正方向に向かって設けられるようにしたが、本発明はこれに限らず、スキュー角度θをロータ３、４の回転方向に対して逆方向に設けた場合であっても、コギングトルクやトルクリップルを低減し、アキシャルエアギャップ型電動機の振動や騒音を抑制することができる。

本発明によるアキシャルエアギャップ型電動機の構造を示す要部断面図である。 第１の実施形態のポールメンバーを示す斜視図である。 図２のポールメンバーを環状に連結する環状化部材を使用した状態を示す平面図である。 第２の実施形態のポールメンバーを示す斜視図である。 図４のポールメンバーを環状に連結するその他の実施形態の環状化部材を使用した状態を示す平面図である。 第３の実施形態のポールメンバーを示す斜視図である。 図６のポールメンバーを環状に連結した状態を示す平面図である。 図６のポールメンバーを環状に連結した別の状態を示す平面図である。 第４の実施形態のポールメンバーをモールド金型に入れた状態を示す斜視図である。 従来によるラジアルギャップ型電動機を示す説明図で、（ａ）は電動機を示す斜視図、（ｂ）は回転子を示す斜視図である。 従来によるアキシャルギャップ型電動機を示す説明図で、（ａ）は固定子鉄心を示す部分平面図、（ｂ）は固定子鉄心を示す拡大図、（ｃ）は電磁鋼板を示す平面図である。

符号の説明

１ アキシャルエアギャップ型電動機
２ ステータ
２１ コイル
２２ ステータコア
２２ａ〜２２ｉ ポールメンバー
Ｏ’ａ〜Ｏ’ｉ 中心軸
２３ 合成樹脂
２４ インシュレータ
２５ フランジ部
２５１、２５２ 突起部
２５２ａ 凸部
２５３ 係合凸部
２５４ 係合凹部
２６ ネック部
３１ 永久磁石
４ ロータ
４１永久磁石
５ ティース
５１ ティース面
θ スキュー角度
６ ロータ出力軸
７ 軸受
７１、７２ ボールベアリング
８ 環状化部材
８１ 内径側環状化部材
８１１、８１２ 係合孔
Ａ〜Ｅ 凹部
８２ 外径側環状化部材
８２１、８２２ 係合孔
Ａ’〜Ｅ’ 凹部
９ 金型
９１ 凹部（位置決め手段）

Claims (4)

1. ステータとロータとが同ロータの回転軸線方向に沿って所定の空隙をもって対向的に配置され、前記ステータが前記回転軸線を中心として環状に配置される複数のポールメンバーを備え、同ポールメンバーが電磁鋼板を積層することによって形成されるティース面を備えるティースと、同ティース面を除いて前記ティースを覆うように形成されるインシュレータと、同インシュレータに巻回されるコイルとを有してなるアキシャルエアギャップ型電動機において、前記ポールメンバーそれぞれに対応した前記回転軸線と平行な線を中心軸として、前記ポールメンバーをそれぞれ回転させることによって、前記ティース面にスキュー角度が設けられたことを特徴とするアキシャルエアギャップ型電動機。
2. 前記ティース面にスキュー角度が設けられた状態で前記複数のポールメンバーを環状に連結するための連結手段を設けることを特徴とする請求項１記載のアキシャルエアギャップ型電動機。
3. 前記ステータは、前記ポールメンバーが環状に配置された状態で成形用金型により樹脂で一体成形されてなり、前記ポールメンバーには、前記ティース面にスキュー角度が設けられた状態で前記金型内に配置するための位置決め手段が設けられていることを特徴とする請求項１記載のアキシャルエアギャップ型電動機。
4. ステータとロータとが同ロータの回転軸線方向に沿って所定の空隙をもって対向的に配置され、前記ステータが前記回転軸線を中心として環状に配置される複数のポールメンバーを備え、同ポールメンバーが電磁鋼板を積層することによって形成されるティース面を備えるティースと、同ティース面を除いて前記ティースを覆うように形成されるインシュレータと、同インシュレータに巻回されるコイルと、前記ポールメンバー同士を環状に連結するための連結手段とを有してなるアキシャルエアギャップ型電動機において、前記連結手段はスキュー角度に応じた複数の凹部を備えることを特徴とするアキシャルエアギャップ型電動機。
   

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