(57)【要約】【課題】径方向において隣り合う電磁鋼板の端面間に段差を設けて層間接触を防止し、これによって渦電流損失の発生を抑制して、モータの性能向上を図ったモータ用鉄心及びその製造方法を提供する。【解決手段】電磁鋼板ｒ１，ｒ２が積層された積層体６７，６８によって構成されるロータ１１およびステータ１２のモータ用鉄心４４，２４は、積層体６７，６８の積層方向において隣り合う電磁鋼板ｒ１，ｒ２の各端面６７ａ，６８ａ間に、段差ｓ１，ｓ２が設けられている。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電磁鋼板を積層することで積層体を構成し、ステータとロータの少なくとも一方をなすモータ用鉄心であって、
前記ステータと前記ロータが所定のエアギャップを介して互いに対向する、積層方向において隣り合う前記電磁鋼板の各端面間には、段差が設けられていることを特徴とするモータ用鉄心。
【請求項２】
前記積層体の電磁鋼板の各端面は、前記積層方向に沿って位置が交互に異なるように配置されていることを特徴とする請求項１に記載のモータ用鉄心。
【請求項３】
前記積層体の電磁鋼板の各端面は、該任意の端面の位置が隣り合う両側の端面間に位置することで、傾斜面を形成することを特徴とする請求項１または２に記載のモータ用鉄心。
【請求項４】
前記積層体の隣り合う前記電磁鋼板の端面間の距離は、前記電磁鋼板の板厚より短いことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のモータ用鉄心。
【請求項５】
前記積層体は、捲回巻きによって積層されることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載のモータ用鉄心。
【請求項６】
アキシャルギャップ型モータに用いられることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載のモータ用鉄心。
【請求項７】
ステータとロータの少なくとも一方をなすモータ用鉄心の製造方法であって、
テープ状の電磁鋼板の長手方向に対して直交する方向の端面の位置を該長手方向において異なるように切断する工程と、
前記電磁鋼板を捲回により積層して積層体を構成し、前記ステータと前記ロータが所定のエアギャップを介して互いに対向する、積層方向において隣り合う前記電磁鋼板の前記端面間に段差を設ける工程と、
を備えることを特徴とするモータ用鉄心の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、モータ用鉄心およびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えば、回転軸周りに回転可能なロータと、回転軸方向の少なくとも一方側からロータに対向配置されたステータとを備え、ロータの永久磁石による界磁磁束に対して、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モータが知られている。
【０００３】
アキシャルギャップ型モータのステータやロータの製造方法としては、テープ状の電磁鋼板を捲回巻きした積層体によりステータコアやロータコアを構成したものが種々考案されている（例えば、特許文献１及び２参照）。例えば、特許文献１及び２に記載の製造方法では、電磁鋼板に形成したカシメ突起を係合させながら捲回し、内周側と外周側の端部を溶接等により固定し、場合によっては、積層体を接着剤に浸漬させて互いに隣り合う層同士を接着剤によって固定して、ステータとロータ間に生じる電磁力により積層体の層間に生じる軸方向位置ずれを防止している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−３５７３９１号公報（第１図）
【特許文献２】特開２００５−１６８１２４号公報（第１図）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、特許文献１及び２に記載のように捲回巻きによって積層体を製造する際、テープ状の電磁鋼板を所望の形状に型抜きするため、切断面では電磁鋼板の絶縁皮膜が剥がれた状態となり、また、部分的に型抜きによるバリやダレが生じる可能性がある。このため、ステータコア及びロータコアの少なくとも一方をなす積層体の、互いに対向するギャップ面では、隣り合う積層間で接触が発生し、絶縁性が確保されず、渦電流損失が増大して、モータ性能の低下を招く可能性がある。
【０００６】
また、図１２に示すように、積層体を構成する電磁鋼板１０１の端面１０４を研磨することが考えられるが、この場合にも、研磨する際に発生するダレ１０２やバリ１０３によって、絶縁皮膜が剥がれた隣り合う端面１０４同士が接触し、同様の問題が発生する。
【０００７】
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、径方向において隣り合う電磁鋼板の層間接触を防止し、これによって渦電流損失の発生を抑制して、モータ性能の向上を図ったモータ用鉄心及びその製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するために、請求項１に係る発明は、
電磁鋼板（例えば、後述する実施形態の電磁鋼板ｒ１，ｒ２）を積層することで積層体（例えば、後述する実施形態の積層体６７，６８）を構成し、ステータ（例えば、後述する実施形態のステータ１２）とロータ（例えば、後述する実施形態のロータ１１）の少なくとも一方をなすモータ用鉄心（例えば、後述する実施形態のステータコア２４、ロータコア４４）であって、
前記ステータと前記ロータが所定のエアギャップ（例えば、後述する実施形態のエアギャップｇ）を介して互いに対向する、積層方向において隣り合う前記電磁鋼板の各端面（例えば、後述する実施形態の端面６７ａ，６８ａ）間には、段差（例えば、後述する実施形態の段差ｓ１，ｓ２）が設けられていることを特徴とする。
【０００９】
請求項２に係る発明は、請求項１の構成に加えて、
前記積層体の電磁鋼板の各端面は、積層方向に沿って位置が交互に異なるように配置されていることを特徴とする。
【００１０】
請求項３に係る発明は、請求項１または２の構成に加えて、
前記積層体の電磁鋼板の各端面（例えば、後述する実施形態の傾斜面６７ｂ，６８ｂ）は、該任意の端面の位置が隣り合う両側の端面間に位置することで、傾斜面を形成することを特徴とする。
【００１１】
請求項４に係る発明は、請求項１〜３のいずれかの構成に加えて、
前記積層体の隣り合う前記電磁鋼板の端面間の距離（例えば、後述する実施形態の距離ｌ１，ｌ２）は、前記電磁鋼板の板厚（例えば、後述する実施形態の板厚ｔ）より短いことを特徴とする。
【００１２】
請求項５に係る発明は、請求項１〜４のいずれかの構成に加えて、前記積層体は、捲回巻きによって積層されることを特徴とする。
【００１３】
請求項６に係る発明は、請求項１〜５のいずれかの構成に加えて、アキシャルギャップ型モータ（例えば、後述する実施形態のアキシャルギャップ型モータ１０）に用いられることを特徴とする。
【００１４】
請求項７に係る発明は、ステータとロータの少なくとも一方をなすモータ用鉄心の製造方法であって、
テープ状の電磁鋼板の長手方向に対して直交する方向の端面の位置を該長手方向において異なるように切断する工程と、
前記電磁鋼板を捲回により積層して積層体を構成し、前記ステータと前記ロータが所定のエアギャップを介して互いに対向する、積層方向において隣り合う前記電磁鋼板の前記端面間に段差を設ける工程と、
を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
請求項１の発明によれば、隣り合う電磁鋼板の端面間での層間接触を防止することができ、これにより、ステータとロータの各端面での過電流損失を抑制してモータ性能を向上することができる。
【００１６】
請求項２の発明によれば、ステータとロータ間の平均エアギャップの拡大を抑制しつつ段差を設けることができる。
【００１７】
請求項３の発明によれば、ギャップ面の面積を増大させて、ステータとロータ間の平均エアギャップが大きくなることによる出力低下をカバーすることができる。
【００１８】
請求項４の発明によれば、ステータとロータ間の平均エアギャップの拡大を抑制しつつ段差を設けることができ、また、延出した層の端面同士が接触するのを抑制することができる。
【００１９】
請求項５の発明によれば、単一の電磁鋼板によって、ロータコアやステータコアを製造することができ、また、捲回巻きにより積層した際の電磁鋼板の層間接触を段差によって抑制することができる。
【００２０】
請求項６の発明によれば、ステータとロータ間のギャップ面での過電流損失が抑制された、高い性能を有するアキシャルギャップ型モータが得られる。
【００２１】
請求項７の発明によれば、単一の電磁鋼板によって、ロータコアやステータコアを製造することができ、また、捲回巻きにより積層した際の電磁鋼板の層間接触を段差によって防止することができ、これにより、ステータとロータの各端面での過電流損失を抑制してモータ性能を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明のモータ用鉄心に係るステータ及びロータを備えたアキシャルギャップ型モータの全体斜視図である。
【図２】図１のアキシャルギャップ型モータ分解斜視図である。
【図３】図２のロータの分解斜視図である。
【図４】図２のロータのロータコア、主磁石部、及び副磁石部を示す分解斜視図である。
【図５】（ａ）は、アキシャルギャップ型モータの部分断面斜視図であり、（ｂ）は、（ａ）のＶ部拡大図である。
【図６】（ａ）は、図４のロータコアに使用されるテープ状の電磁鋼板を示す平面図であり、（ｂ）は、図２のステータコアに使用されるテープ状の電磁鋼板を示す平面図である。
【図７】（ａ）は、ロータコア用の電磁鋼板を捲回巻きにより積層体を構成する状態を示す図であり、（ｂ）は、ステータコア用の電磁鋼板を捲回巻きにより積層体を構成する状態を示す図である。
【図８】図２のロータの鋳込み状態を示す断面図である。
【図９】回転数と引き摺り損失の関係を、電磁鋼板の層間接触があるヨークと、層間接触がないヨークとを比較して示すグラフである。
【図１０】（ａ）は、本発明の変形例に係るモータ用鉄心を備えたアキシャルギャップ型モータの部分断面斜視図であり、（ｂ）は、（ａ）のＸ部拡大図である。
【図１１】分割ヨークを示す側面図である。
【図１２】端面を研磨した際のダレやバリによって隣り合う電磁鋼板が層間接触した状態を示す拡大図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、本発明に係るモータ用鉄心およびその製造方法についてアキシャルギャップ型モータを一例として、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。
【００２４】
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、この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、及び、回転軸Ｏの軸方向両側からロータ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を備えて構成されている。
【００２５】
この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。
【００２６】
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の回転軸が内燃機関（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に伝達された場合にも、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。
【００２７】
各ステータ１２は、略円環板状のステータヨーク部２１と、ロータ１１に対向するステータヨーク部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とを有するステータコア２４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、を備えて構成されている。
【００２８】
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。
【００２９】
ロータ１１は、図３及び図４に示すように、略扇形形状の複数の主磁石部４１，…，４１と、略直方体形状の複数の副磁石部４３，…，４３と、ロータコア４４によって構成される略扇形形状の複数のヨーク部４２，…，４２と、非磁性部材からなるロータフレーム３０と、を備えて構成される。なお、ロータフレーム３０の周囲には、高速回転する際の遠心力によってヨーク部４２が径方向外方に広がるのを抑えるように、図示しないアウターリングが設けられてもよい。
【００３０】
ロータコア４４には、略扇形形状の複数のヨーク部４２，…，４２の他、複数の主磁石部４１，…，４１をそれぞれ保持する略扇形形状の複数の主磁石部収容部７２，…，７２と、複数の副磁石部４３，…，４３をそれぞれ配置する軸方向外側に開口した略直方体形状の複数の副磁石部収容部７４，…，７４と、ロータフレーム３０の後述する複数のリブ３１がそれぞれ収容される略直方体形状の複数のリブ収容穴７３，…，７３と、が形成されている。
【００３１】
複数の主磁石部収容部７２，…，７２と複数のリブ収容穴７３，…，７３とは、回転軸方向中間部で、それぞれ周方向に所定の間隔で交互に設けられ、複数のヨーク部４２，…，４２と複数の副磁石部収容部７４，…，７４とは、回転軸方向両側で、それぞれ周方向に所定の間隔で交互に設けられる。
【００３２】
また、複数のヨーク部４２，…，４２は、複数の主磁石部収容部７２，…，７２の回転軸方向両側にそれぞれ配置され、複数の副磁石部収容部７４，…，７４は、複数のリブ収容穴７３，…，７３の回転軸方向両側にそれぞれ配置される。主磁石部収容部７２とリブ収容穴７３とは、軸方向両側のヨーク部４２同士を連結する軸方向連結部７５によって仕切られており、また、副磁石部収容部７４とリブ収容穴７３とは、周方向両側のヨーク部４２同士を連結する周方向連結部７６によって仕切られている。
【００３３】
これにより、複数の主磁石部収容部７２，…，７２に保持された複数の主磁石部４１，…，４１は、周方向に所定の間隔で配置され、且つ、その磁化方向は、周方向で隣り合う主磁石部４１，４１毎に異なるように回転軸方向に向けられている。また、複数の副磁石部収容部７４，…，７４に保持された複数の副磁石部４３，…，４３は、周方向に隣り合うヨーク部４２間に配置され、その磁化方向が回転軸方向および径方向に直交する方向に向けられている。周方向で隣り合う副磁石部４３，４３は、磁化方向が互いに異なっており、また、回転軸方向に隣り合う副磁石部４３，４３も、磁化方向が互いに異なっている。
【００３４】
さらに、各主磁石部４１に対して、回転軸方向の一方側に位置するヨーク部４２を周方向両側から挟み込む副磁石部４３，４３同士は、該主磁石部４１の一方側の磁極と同極の磁極を対向させて配置され、回転軸方向の他方側に位置するヨーク部４２を周方向両側から挟み込む副磁石部４３，４３同士は、該主磁石部４１の他方側の磁極と同極の磁極を対向させて配置される。これにより、所謂永久磁石の略ハルバッハ配置による磁束レンズ効果により、主磁石部４１および各副磁石部４３，４３の各磁束が収束し、各ステータ１２，１２に鎖交する有効磁束が相対的に増大するようになっている。
【００３５】
ロータフレーム３０は、ロータコア４４のリブ収容穴７３，…，７３内を径方向に延び、周方向に隣り合う主磁石部４１間にそれぞれ配置される複数のリブ３１，…，３１と、複数のリブ３１，…，３１の内径側及び外径側にそれぞれ設けられ、これらリブ３１，…，３１によって接続される内筒部３２及び外筒部３３と、を有する。
【００３６】
内筒部３２の内周部には、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）に接続される図示しないシャフト部と締結固定される内向きフランジ３８が形成されている。
【００３７】
ここで、図５（ａ）及び（ｂ）に示すように、一対のステータコア２４，２４とロータコア４４は、それぞれ後述のテープ状の電磁鋼板ｒ１，ｒ２を捲回巻きにより積層した積層体６７，６８によって形成されている。そして、エアギャップｇを介して互いに対向する、ステータコア２４，２４の複数のティース２２，…，２２及びロータコア４４の複数のヨーク部４２，…，４２を構成する、積層体６７，６８の電磁鋼板ｒ１，ｒ２の各端面６７ａ，６８ａは、これらの積層方向、即ち、径方向において隣り合う各端面６７ａ，６８ａ間に段差ｓ１，ｓ２をそれぞれ形成している。これら段差ｓ１，ｓ２は、積層された電磁鋼板ｒ１，ｒ２間の層間接触を防止し、渦電流損失を抑制することができる。
【００３８】
また、積層体６７，６８の各端面６７ａ，６８ａは、ステータ１２とロータ１１間の平均エアギャップの拡大を抑えるために、それぞれ距離ｌ１，ｌ２内で、積層方向に沿って位置（本実施形態では、軸方向位置）が交互に異なるように配置されている。さらに、これら段差ｓ１，ｓ２は、積層体６７，６８の隣り合う電磁鋼板ｒ１，ｒ２の端面６７ａ，６８ａ間の各距離ｌ１，ｌ２が、電磁鋼板ｒ１，ｒ２の板厚ｔより短くなるように設定される。これにより、ステータ１２とロータ１１間の平均エアギャップの拡大を抑え、また、延出した層の端面６７ａ，６８ａ同士がバリやダレによって接触するのを抑制する。
【００３９】
ここで、図６〜図８を参照して、ロータコア４４及び一対のステータコア２４，２４の製造方法について説明する。図６（ａ）に示すように、ロータコア４４は、テープ状の単一の電磁鋼板（ロータコア用磁性板）ｒ１を搬送しながら、主磁石部収容部７２を構成する主磁石用開口６１、副磁石部収容部７４を構成する副磁石用開口６２、及び、リブ収容穴７３を構成するリブ用開口６３を図示しない打ち抜き型を用いて打ち抜く（ノッチング）。そして、打ち抜き後、図７（ａ）に示すように、ロータコア用磁性板ｒ１を巻芯７０ａを用いて捲回し、所定の径方向寸法にてカットし、巻き始め部６４ａと巻き終わり部６５ａとが溶接されることで、積層体６７が形成される。
【００４０】
また、図６（ｂ）に示すように、ステータコア２４は、テープ状の単一の電磁鋼板（ステータコア用磁性板）ｒ２を搬送しながら、スロット部２３を構成するスロット用開口６６を図示しない打ち抜き型を用いて打ち抜く（ノッチング）。そして、打ち抜き後、図７（ｂ）に示すように、ステータコア用磁性板ｒ２を巻芯７０ｂを用いて捲回し、所定の径方向寸法にてカットし、巻き始め部６４ｂと巻き終わり部６５ｂとが溶接されることで、積層体６８が形成される。その後、積層体６７，６８は、必要に応じて接着剤に浸漬されて、互いに隣り合う層同士が接着剤により固定される。
【００４１】
なお、各電磁鋼板ｒ１，ｒ２は、それぞれ巻芯７０ａ，７０ｂ上で捲回されるので、最内径側から一層目、二層目、三層目、・・・と長手方向長さが長くなる。このため、図６（ａ）に示すように、リブ用開口６３の中心間距離をピッチＰ１とすると、各層のピッチＰ１は径方向外方に向かって次第に大きくなるように設定され、図６（ｂ）に示すように、スロット用開口６６の中心間距離をピッチＰ２とすると、各層のピッチＰ２も径方向外方に向かって次第に大きくなるように設定される。
【００４２】
また、図６（ａ）に示すように、電磁鋼板ｒ１は、ロータコア４４の端面６７ａに段差ｓ１を形成するため（図５参照）、巻回されたとき奇数層目または偶数層目（本実施形態では、奇数層目）となる部分の幅Ｗ１と、偶数層目または奇数層目（本実施形態では、偶数層目）となる部分の幅Ｗ２とが、段差ｓ１×２分だけ異なった寸法に打ち抜かれている。同様に、図６（ｂ）に示すように、電磁鋼板ｒ２は、ステータコア２４の端面６８ａに段差ｓ２を形成するため、巻回されたとき奇数層目または偶数層目（本実施形態では、奇数層目）となる部分の幅Ｗ３と、偶数層目または奇数層目（本実施形態では、偶数層目）となる部分の幅Ｗ４とが、段差ｓ２分だけ異なった寸法に打ち抜かれている。即ち、テープ状の電磁鋼板ｒ１，ｒ２は、ギャップ面となる、その長手方向に対して直交する方向の端面６７ａ，６８ａの位置が捲回した際の層毎に長手方向において異なるように切断されればよい。なお、切断方法としては、搬送される電磁鋼板ｒ１，ｒ２に対して、該電磁鋼板ｒ１，ｒ２を切断する図示しないスリッターを直交方向に相対移動させながら、各層の周方向長さに応じて端面６７ａ，６８ａの位置を変えて波状に切断してもよい。
【００４３】
さらに、ステータコア２４及びロータコア４４を切断した後、捲回巻きが行われる前に、図示しないプレスローラを用いて、端面６７ａ，６８ａのダレやバリを矯正することが好ましい。
【００４４】
従って、積層体６７，６８の各端面６７ａ，６８ａは、研磨処理が施されていない、ノッチング時、又はスリッター等によって切断される切断面である。
【００４５】
このようにして、積層体６７から構成されるロータコア４４には、径方向に並んだ複数の主磁石用開口６１により構成される主磁石部収容部７２と、径方向に並んだ複数の副磁石用開口６２により構成される副磁石部収容部７４と、径方向に並んだ複数のリブ用開口６３により構成されるリブ収容穴７３と、が形成される。また、積層体６８から構成されるステータコア２４には、径方向に並んだ複数のスロット用開口６６により構成される複数のスロット部２３、及び複数のティース２２が形成される。
【００４６】
ロータコア４４の各主磁石部収容部７２，…，７２には、該収容部７２，…，７２と略同一寸法を有する略扇形形状の複数の主磁石部４１，…，４１が挿入され、各副磁石部収容部７４，…，７４には、該収容部７４，…，７４と略同一寸法を有する略直方体状の複数の副磁石部４３，…，４３が挿入される。
【００４７】
ロータフレーム３０は、図８に示すように、主磁石部４１，…，４１と副磁石部４３，…，４３とが挿入されたロータコア４４を第１及び第２の金型８０，８１内に収容し、アルミニウム合金等の非磁性のダイカスト合金を用いて鋳込みによって形成される。
【００４８】
第１及び第２の金型８０，８１は回転軸方向に二分割可能で、主磁石部４１，…，４１、副磁石部４３，…，４３、ロータコア４４が収容された状態で、第１及び第２の金型８０，８１を閉じ、これら金型８０，８１間に形成された空間内に第２の金型８１に設けられた環状の湯口８４からダイカスト合金を流し込む。そして、湯口８４から流し込まれたダイカスト合金は、内筒部３２を構成する空間に入り込んだ後、積層体６７に形成されたリブ収容穴７３を通過して、外筒部３３を構成する空間に流れ込む。これにより、リブ３１、内筒部３２、外筒部３３を有するロータフレーム３０が鋳込みにより形成され、複数の主磁石部４１，…，４１、複数の副磁石部４３，…，４３、ロータコア４４、及びロータフレーム３０が一体となったロータ１１が設けられる。
【００４９】
なお、ロータフレーム３０は、鋳込みによって形成する他、組み立て式によって形成してもよい。即ち、主磁石部４１，…，４１、副磁石部４３，…，４３を収容したロータコア４４に、互いに別体に設けられた内筒部３２及び外筒部３３を嵌合させる。そして、内筒部３２及び外筒部３３の一方に複数のリブ３１を挿入し、雄ねじ部とした複数のリブ３１の先端部をナットにより他方からボルト締結する。
【００５０】
従って、本実施形態のアキシャルギャップ型モータ１０のロータコア４４及び一対のステータコア２４，２４によれば、電磁鋼板ｒ１，ｒ２を積層することで積層体６７，６８を構成し、ステータ１２，１２とロータ１１が所定のエアギャップｇを介して互いに対向する、積層方向において隣り合う電磁鋼板ｒ１，ｒ２の各端面６７ａ，６８ａには、それぞれ段差ｓ１、ｓ２が設けられている。これにより、隣り合う電磁鋼板ｒ１，ｒ２の端面６７ａ，６８ａ間での層間接触を防止することができ、ステータ１２，１２とロータ１１の各端面６７ａ，６８ａでの過電流損失を抑制してモータ性能を向上することができる。
【００５１】
また、積層体６７，６８の電磁鋼板ｒ１，ｒ２の各端面６７ａ，６８ａは、積層方向に沿って軸方向位置が交互に異なるように配置されているので、ステータ１２，１２とロータ１１間の平均エアギャップの拡大を抑制しつつ段差ｓ１，ｓ２を設けることができる。
【００５２】
また、積層体６７，６８の隣り合う電磁鋼板ｒ１，ｒ２の端面６７ａ，６８ａ間の距離ｌ１，ｌ２は、電磁鋼板ｒ１，ｒ２の板厚ｔより短いので、ステータ１２，１２とロータ１１間の平均エアギャップの拡大を抑制しつつ段差ｓ１、ｓ２を設けることができ、また、延出した層の端面６７ａ，６８ａ同士が接触するのを抑制することができる。
【００５３】
また、積層体６７，６８は、捲回巻きによって積層されるので、単一の電磁鋼板ｒ１，ｒ２によって、ロータコア４４や一対のステータコア２４，２４を製造することができ、また、捲回巻きにより積層した際の電磁鋼板ｒ１，ｒ２の層間接触を段差ｓ１，ｓ２によって抑制することができる。
【００５４】
また、このようなロータコア４４や一対のステータコア２４，２４を有するアキシャルギャップ型モータ１０は、ステータ１２とロータ１１間のギャップ面での過電流損失が抑制された、高い性能を有する。
【００５５】
また、本実施形態のモータ用鉄心の製造方法によれば、テープ状の電磁鋼板ｒ１、ｒ２の長手方向に対して直交する方向の端面６７ａ，６８ａの位置を該長手方向において異なるように切断する工程と、積層方向において隣り合う電磁鋼板ｒ１、ｒ２の端面６７ａ，６８ａ間に段差ｓ１、ｓ２を設け、電磁鋼板ｒ１、ｒ２を捲回により積層して積層体６７、６８を形成する工程と、を備え、アキシャルギャップ型モータ１０のロータコア４４及び一対のステータコア２４，２４を製造するようにしたので、単一の電磁鋼板ｒ１，ｒ２によって、ロータコア４４やステータコア２４，２４を製造することができ、また、捲回巻きにより積層した際の電磁鋼板ｒ１，ｒ２の層間接触を段差ｓ１，ｓ２によって防止することができ、これにより、ステータ１２とロータ１１の各端面６７ａ，６８ａでの過電流損失を抑制してモータ性能を向上することができる。
【００５６】
ここで、図９は、層間接触がない本実施形態のモータ用鉄心（ステータコア２４，２４およびロータコア４４）を用いた場合の引き摺り損失（曲線Ｃ）と、層間接触がある研磨が施された従来のモータ用鉄心（ステータコア２４，２４およびロータコア４４）を用いた場合の引き摺り損失（曲線Ｄ）とを示すグラフである。このグラフからわかるように、層間接触を防止することによって、引き摺り損失が略５０％程度低減されており、渦電流損失の発生が抑制されて、モータ性能が大幅に向上していることが分かる。
【００５７】
また、図１０（ａ）及び（ｂ）は、本実施形態の変形例に係るアキシャルギャップ型モータを示す。このアキシャルギャップ型モータ１０ａでは、ステータコア２４の任意の層の端面６８ｂは、その軸方向位置において、隣り合う両側の層の端面６８ｂ間に位置しており、これによって、径方向に所定の角度θで傾斜する傾斜面が形成されている。また、ロータコア４４の任意の層の端面６７ｂは、その軸方向位置において、隣り合う両側の層の端面６７ｂ間に位置しており、これにより、ステータコア２４の傾斜面の傾斜に対応した角度θで傾斜する傾斜面が形成されている。
【００５８】
ステータコア２４は、各層の端面６８ｂが内径側から外径側に向かって距離ｌ２ずつ軸方向にオフセットするように切断された電磁鋼板ｒ２を捲回することにより形成される。また、ロータコア４４は、各層の端面６７ｂが内径側から外径側に向かって距離ｌ１ずつ軸方向にオフセットするように切断された電磁鋼板ｒ１を捲回することにより形成される。
また、変形例では、主磁石部４１，…，４１は、台形形状に形成され、副磁石部４３，…，４３は、平行四辺形形状に形成されるので、主磁石用開口６１やリブ用開口６３も内径側から外径側に向かって幅を狭めながら切断される。
【００５９】
従って、変形例のアキシャルギャップ型モータ１０ａによれば、ステータコア２４、およびロータコア４４の傾斜した端面６７ｂ，６８ｂによって表面積（ギャップ面積）が増大することから出力トルクが増大する。これにより、段差ｓ１、ｓ２によってロータコア４４とステータコア２４間の平均エアギャップｇが大きくなったことによる、アキシャルギャップ型モータ１０の出力低下分を、ステータコア２４及びロータコア４４の端面６７ｂ，６８ｂの表面積を増大することによってカバーすることができる。
【００６０】
なお、本発明は、上記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。
【００６１】
例えば、上記実施形態では、電磁鋼板を捲回巻きすることで積層される積層体に本発明が適用されたが、図１１に示すように、所定の長さの扇形形状の電磁鋼板ｒ３を径方向に積層することで得られる分割ヨーク部４２ａを積層体としたロータ１１の場合にも、本発明は適用可能である。
【００６２】
また、本発明は、アキシャルギャップ型モータに限定されるものでなく、複数枚の電磁鋼板を軸方向に積層した、ラジアルギャップ型モータのステータやロータにも適用することができる。この場合、積層方向、即ち、軸方向において隣り合う電磁鋼板の各端面間に段差が設けられる。
【００６３】
例えば、上記実施形態では、回転軸Ｏ方向の何れか一方側にのみステータ１２を備え、ステータ１２と対向しない他方側においてはバックヨークを配置してもよい。
【符号の説明】
【００６４】
１０    アキシャルギャップ型モータ
１１    ロータ
１２    ステータ
２４    モータ用鉄心（ステータコア）
４４    モータ用鉄心（ロータコア）
６７    積層体
６８    積層体
６７ａ，６８ａ      端面
ｇ      エアギャップ
ｒ１    電磁鋼板（ロータコア用磁性板）
ｓ１，ｓ２    段差
ｒ２    電磁鋼板（ステータコア用磁性板）
ｔ      電磁鋼板の板厚
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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