(57)【要約】【課題】巻線用磁芯の係合部が電機子用ヨークの外周側面の開放口から抜ける事を抑制する。【解決手段】磁極部（５２）が軸（Ｑ）の周囲に環状に配設された界磁子（５０）と、前記界磁子と対向配置された電機子（４０）とを備え、前記電機子は、電機子用ヨーク（２０）と、前記電機子用ヨークの前記界磁子側の主面に環状に配設された巻線用磁芯（１０）とを有するアキシャルギャップ型回転電機において、前記電機子用ヨークは、その外周側面に開放口（２２ｃ）を有して前記軸に対する径方向に延在する係合溝（２２）を前記主面に有し、前記巻線用磁芯は、係合部（７０）を有し、前記係合部が前記係合溝と前記軸方向に係合して前記主面に配設され、前記巻線用磁芯は、前記磁極部から印加される磁気吸引力の前記径方向の内側向きの成分により、前記径方向の内側へ向けて付勢される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の磁極部（５２）が所定の軸（Ｑ）の周囲に環状に配設された界磁子（５０）と、
前記軸に平行な方向において前記界磁子と対向して配置された電機子（４０）と
を備え、
前記電機子は、電機子用ヨーク（２０）と、
前記電機子用ヨークの前記界磁子側の主面に環状に配設された複数の巻線用磁芯（１０）と
を有するアキシャルギャップ型回転電機において、
前記電機子用ヨークは、その外周側面に開放口（２２ｃ）を有して前記軸に対する径方向（Ｑｒ）に延在する複数の係合溝（２２）を前記主面において有し、
前記巻線用磁芯は、係合部（７０）を有し、前記係合部が前記係合溝と前記軸方向に係合して前記電機子用ヨークの前記主面に配設され、
前記巻線用磁芯は、前記磁極部から印加される磁気吸引力の前記径方向の内側向きの成分により、前記径方向の内側へ向けて付勢されることを特徴とするアキシャルギャップ型回転電機。
【請求項２】
前記巻線用磁芯は、前記径方向の成分が零となる位置よりも前記径方向の外側に配設さ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回転電機。
【請求項３】
前記磁極部の前記電機子側の磁極面（５２ｓ）および前記巻線用磁芯の前記界磁子側の磁極面（１０ｓ）は前記軸に対して垂直であり、
前記巻線用磁芯の前記磁極面の極中心（１０ｐ）は、前記磁極部の前記磁極面の極中心（５２ｐ）よりも前記径方向の外側にあることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のアキシャルギャップ型回転電機。
【請求項４】
前記磁極部の前記電機子側の前記磁極面は、前記径方向の外側の位置ほど前記電機子から遠ざかることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のアキシャルギャップ型回転電機。
【請求項５】
前記磁極部の前記電機子側の前記磁極面は、前記径方向の外側の位置ほど前記電機子から遠ざかる段差を呈することを特徴とする請求項４に記載のアキシャルギャップ型回転電機。
【請求項６】
前記巻線用磁芯の前記界磁子側の前記磁極面は、前記径方向の内側の位置ほど前記界磁子から遠ざかることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のアキシャルギャップ型回転電機。
【請求項７】
前記巻線用磁芯の前記界磁子側の前記磁極面は、前記径方向の内側の位置ほど前記界磁子から遠ざかる段差を呈することを特徴とする請求項４に記載のアキシャルギャップ型回転電機。
【請求項８】
前記巻線用磁芯の前記界磁子側の前記磁極面は、前記径方向の内側の位置ほど前記界磁子から遠ざかる傾斜を呈し、
前記磁極部の前記電機子側の前記磁極面は、前記径方向の内側の位置ほど前記電機子から近づく傾斜を呈することを特徴とする請求項１または請求項２に記載のアキシャルギャップ型回転電機。
【請求項９】
前記磁極部の前記電機子側の前記磁極面は、その前記径方向の内側の部分に突出部（５２ｃ）を有し、
前記突出部は、前記巻線用磁芯の前記界磁子側の前記磁極面よりも前記電機子用ヨーク側に突出し、その前記径方向の外側の側面（５２ｄ）が、前記巻線用磁芯の前記径方向の内側の側面（１０ｄ）よりも前記径方向の内側に配置することを特徴とする請求項１または請求項２に記載のアキシャルギャップ型回転電機。
【請求項１０】
前記巻線用磁芯の前記界磁子側の前記磁極面は、その前記径方向の外側の部分に突出部（１０ｃ）を有し、
前記突出部は、前記磁極部の前記電機子側の前記磁極面よりも前記電機子用ヨークと反対側に突出し、その前記径方向の内側の側面（１０ｅ）が、前記磁極部の前記径方向の外側の側面（５２ｅ）よりも前記径方向の外側に配置することを特徴とする請求項１または請求項２に記載のアキシャルギャップ型回転電機。
【請求項１１】
前記電機子用ヨークは、その外周側面における前記開放口の周縁に、前記開放口の内側に屈曲自在の巻線用磁芯抜け防止用の薄片部（２０ｆ）を有することを特徴とする請求項１〜１０の何れかに記載のアキシャルギャップ型回転電機。
【請求項１２】
前記巻線用磁芯と前記電機子用ヨークとは、溶接により互いに連結されることを特徴とする請求項１〜１０の何れかに記載のアキシャルギャップ型回転電機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、アキシャルギャップ型回転電機に関し、特に巻線用磁芯が電機子用ヨークから抜けることを抑制する技術に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般にアキシャルギャップ型回転電機においては、回転軸に垂直な面に沿って拡がるエアギャップを介して、回転軸に沿って電機子と界磁子とが相互に対向して配置される。電機子は、電機子用ヨークと、電機子用ヨークの界磁子側の主面に環状に配設された複数の巻線用磁芯とを備えている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
例えば、アキシャルギャップ型回転電機の電機子の構成として下記のものが考えられる。電機子用ヨークは、その界磁子側の主面において、その外周側面に開放口を有する複数の係合溝を有している。巻線用磁芯は、その下部に係合部を有しており、その係合部が前記開放口から前記係合溝に沿って挿入されることで、電機子用ヨークの主面に配設される。
【０００４】
上記の様に、巻線用磁芯の係合部が、電機子用ヨークの外周側面に形成された開放口から当該電機子用ヨークの主面に形成された係合溝に沿って挿入されることで、巻線用磁芯が電機子用ヨークの主面に配設される構造では、巻線用磁芯の係合部が前記開放口から抜ける可能性がある。
【０００５】
本発明は、上記課題に鑑み、巻線用磁芯の係合部が電機子用ヨークの外周側面の開放口から当該電機子用ヨークの主面の係合溝に沿って挿入されることで、巻線用磁芯が電機子用ヨークの主面に配設される構造において、巻線用磁芯の係合部が前記開放口から抜ける事を抑制できるアキシャルギャップ型回転電機を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決する為には、本発明の第１の態様は、複数の磁極部（５２）が所定の軸（Ｑ）の周囲に環状に配設された界磁子（５０）と、前記軸に平行な方向において前記界磁子と対向して配置された電機子（４０）とを備え、前記電機子は、電機子用ヨーク（２０）と、前記電機子用ヨークの前記界磁子側の主面に環状に配設された複数の巻線用磁芯（１０）とを有するアキシャルギャップ型回転電機において、前記電機子用ヨークは、その外周側面に開放口（２２ｃ）を有して前記軸に対する径方向に延在する複数の係合溝（２２）を前記主面において有し、前記巻線用磁芯は、係合部（７０）を有し、前記係合部が前記係合溝と前記軸方向に係合して前記電機子用ヨークの前記主面に配設され、前記巻線用磁芯は、前記磁極部から印加される磁気吸引力の前記径方向の内側向きの成分により、前記径方向の内側へ向けて付勢されるものである。
【０００７】
本発明の第２の態様は、前記巻線用磁芯は、前記径方向の成分が零となる位置よりも前記径方向の外側に配設されるものである。
【０００８】
本発明の第３の態様は、前記磁極部の前記電機子側の磁極面（５２ｓ）および前記巻線用磁芯の前記界磁子側の磁極面（１０ｓ）は前記軸に対して垂直であり、前記巻線用磁芯の前記磁極面の極中心（１０ｐ）は、前記磁極部の前記磁極面の極中心（５２ｐ）よりも前記径方向の外側にあるものである。
【０００９】
本発明の第４の態様は、前記磁極部の前記電機子側の前記磁極面は、前記径方向の外側の位置ほど前記電機子から遠ざかるものである。
【００１０】
本発明の第５の態様は、前記磁極部の前記電機子側の前記磁極面は、前記径方向の外側の位置ほど前記電機子から遠ざかる段差を呈するものである。
【００１１】
本発明の第６の態様は、前記巻線用磁芯の前記界磁子側の前記磁極面は、前記径方向の内側の位置ほど前記界磁子から遠ざかるものである。
【００１２】
本発明の第７の態様は、前記巻線用磁芯の前記界磁子側の前記磁極面は、前記径方向の内側の位置ほど前記界磁子から遠ざかる段差を呈するものである。
【００１３】
本発明の第８の態様は、前記巻線用磁芯の前記界磁子側の前記磁極面は、前記径方向の内側の位置ほど前記界磁子から遠ざかる傾斜を呈し、前記磁極部の前記電機子側の前記磁極面は、前記径方向の内側の位置ほど前記電機子から近づく傾斜を呈するものである。
【００１４】
本発明の第９の態様は、前記磁極部の前記電機子側の前記磁極面は、その前記径方向の内側の部分に突出部（５２ｃ）を有し、前記突出部は、前記巻線用磁芯の前記界磁子側の前記磁極面よりも前記電機子用ヨーク側に突出し、その前記径方向の外側の側面（５２ｄ）が、前記巻線用磁芯の前記径方向の内側の側面（１０ｄ）よりも前記径方向の内側に配置するものである。
【００１５】
本発明の第１０の態様は、前記巻線用磁芯の前記界磁子側の前記磁極面は、その前記径方向の外側の部分に突出部（１０ｃ）を有し、前記突出部は、前記磁極部の前記電機子側の前記磁極面よりも前記電機子用ヨークと反対側に突出し、その前記径方向の内側の側面（１０ｅ）が、前記磁極部の前記径方向の外側の側面（５２ｅ）よりも前記径方向の外側に配置するものである。
【発明の効果】
【００１６】
本発明の第１の態様によれば、巻線用磁芯は、磁極部から印加される磁気吸引力の径方向（所定の軸に対する径方向）の内側向きの成分により、前記径方向の内側へ向けて付勢されるので、巻線用磁芯が電機子用ヨークの外周側面の開放口から抜ける事を抑制できる。
【００１７】
本発明の第２の態様によれば、巻線用磁芯は、前記径方向の成分が零となる位置よりも前記径方向の外側に配設されるので、前記磁気吸引力の前記径方向の内側向きの成分を効果的に発生させる事ができる。
【００１８】
本発明の第３の態様によれば、巻線用磁芯の磁極面の極中心は、磁極部の磁極面の極中心よりも前記径方向の外側にあるので、前記磁気吸引力の径方向の内側向きの成分を効果的に発生させる事ができる。
【００１９】
本発明の第４の態様によれば、磁極部の電機子側の磁極面は、前記径方向の外側の位置ほど電機子から遠ざかるので、前記磁気吸引力の径方向の内側向きの成分を効果的に発生させる事ができる。
【００２０】
本発明の第５の態様によれば、磁極部の電機子側の磁極面は、前記径方向の外側の位置ほど電機子から遠ざかる段差を呈するので、前記磁気吸引力の径方向の内側向きの成分を効果的に発生させる事ができる。
【００２１】
本発明の第６の態様によれば、巻線用磁芯の界磁子側の磁極面は、前記径方向の内側の位置ほど前記界磁子から遠ざかるので、前記磁気吸引力の径方向の内側向きの成分を効果的に発生させる事ができる。
【００２２】
本発明の第７の態様によれば、巻線用磁芯の界磁子側の磁極面は、前記径方向の内側の位置ほど界磁子から遠ざかる段差を呈するので、前記磁気吸引力の径方向の内側向きの成分を効果的に発生させる事ができる。
【００２３】
本発明の第８の態様によれば、巻線用磁芯の界磁子側の磁極面は、前記径方向の内側の位置ほど界磁子から遠ざかる傾斜を呈し、磁極部の電機子側の磁極面は、前記径方向の内側の位置ほど電機子から近づく傾斜を呈するので、前記磁気吸引力の径方向の内側向きの成分を効果的に発生させる事ができる。
【００２４】
本発明の第９の態様によれば、巻線用磁芯の前記径方向の内側の側面と、磁極部の突出部の前記径方向の外側の側面とが対向するので、前記磁気吸引力の径方向の内側向きの成分を効果的に発生させる事ができる。
【００２５】
本発明の第１０の態様によれば、巻線用磁芯の突出部の前記径方向の内側の側面と、磁極部の前記径方向の外側の側面とが対向するので、前記磁気吸引力の径方向の内側向きの成分を効果的に発生させる事ができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
＜第１実施形態＞
図１は、この実施形態に係るアキシャルギャップ型回転電機６０の分解斜視図である。
【００２７】
この実施形態に係る回転電機６０は、例えばアキシャルギャップ型モータとして構成されており、電機子（通常は固定子として機能する。）４０と、電機子４０と対向配置する界磁子（通常は回転子として機能する。）５０とを備えている。
【００２８】
界磁子５０は、界磁子用ヨーク５４と、複数の磁極部５２とを備え、回転軸Ｑを中心として回転する。
【００２９】
界磁子用ヨーク５４は、円板状に形成されており、回転軸Ｑに垂直に配置される。界磁子用ヨーク５４の中心には、回転シャフト（図示省略）が挿設される孔５６が形成されている。図１では、界磁子用ヨーク５４と磁極部５２とを離して描いているが、実際には、界磁子用ヨーク５４の電機子４０側の主面において、複数の磁極部５２が回転軸Ｑの周囲に環状に配設される。
【００３０】
磁極部５２は、例えば図４の様に、平板状の磁石５２ａと、磁石５２ａの電機子５０側の主面に配設される平板状のコア（金属等の磁性体から形成されたもの）５２ｂとを備えている。
【００３１】
磁石５２ａの回転軸Ｑに対する周方向Ｑφの長さは、図示省略されるが、例えば、回転軸Ｑに対する径方向Ｑｒの外側から内側に向けて漸次短くなる様に形成されている。またコア５２ｂの周方向Ｑｒの長さは、図示省略されるが、例えば、磁石５２ａの前記主面からはみ出さない様に、径方向Ｑｒの外側から内側に向けて漸次短くなる様に形成されている。
【００３２】
またコア５２ｂの径方向Ｑｒの長さ５２ｂｒは、例えば図４の様に、磁石５２ａの径方向Ｑｒの長さ５２ａｒよりも短く形成されている。またコア５２ｂの磁束の重心（以下、単に「重心」とする）５２ｂｇは、磁石５２ａの重心５２ａｇよりも径方向Ｑｒの内側に配置されている。
【００３３】
電機子４０は、図１の様に、電機子用ヨーク２０と、複数の巻線用磁芯１０と、各巻線用磁芯１０に巻装される電機子用巻線３０とを備える。
【００３４】
電機子用ヨーク２０は、円板状に形成されており、回転軸Ｑに垂直に配置される。電機子用ヨーク２０の中央には、界磁子５０に挿設された前記回転シャフトが遊挿する孔２０ａが形成されている。また電機子用ヨーク２０の界磁子５０側の主面には、複数の巻線用磁芯１０が、電機子用巻線３０が巻装された状態で、複数の界磁子５２に対向する様に環状に配設される。尚、図１では、作図便宜上、１つの巻線用磁芯１０だけに電機子用巻線３０が配設されるが、実際には全ての巻線用磁芯１０に電機子用巻線３０が配設される。
【００３５】
巻線用磁芯１０は、図２の様に、複数の磁性体板１２を第１の横方向（径方向Ｑｒ）に積層して形成されている（以後、第１の横方向を積層方向と呼ぶ）。磁性体板１２は、その積層方向に直交する第２の横方向（周方向Ｑφ）の長さＷＢがその積層方向の一端側（径方向Ｑの内側）から他端側（径方向Ｑの外側）へと向かって漸次幅広となっている。但し、最外周近傍では、長さＷＢは、その内周側よりも小さくなっても構わない。
【００３６】
こうして積層された巻線用磁芯１０は、回転軸Ｑ方向を高さ方向とする角柱部１４を備えている。角柱部１４は、回転軸Ｑに平行なその角部が面取りされており、角柱部１４の周囲には、回転軸Ｑと平行な方向を巻装の軸として電機子巻線３０が巻装される。
【００３７】
また巻線用磁芯１０は、角柱部１４の下部（回転軸Ｑ方向の電機子用ヨーク２０側の端部）に係合部７０を備えている。係合部７０は、角柱部１４の下部において直方体部１６を備えており、さらに直方体部１６の下部において鍔部１８を備えている。
【００３８】
直方体部１６は、その周方向Ｑφの長さＷＬについては、角柱部１４の周方向Ｑφの長さＷＢよりも短く形成され、その径方向Ｑｒの長さについては、例えば、角柱部１４の径方向Ｑｒの長さと同じ長さに形成されている。
【００３９】
また鍔部１８は、その周方向Ｑφの長さＷＳについては、直方体部１６の周方向Ｑφの長さＷＬよりも長く形成されると共に同じ磁性体板１２（即ち径方向Ｑｒが同じ位置）の角柱部１４の周方向Ｑφの長さＷＢと同じ長さ若しくは短く形成されており、その径方向Ｑｒの長さについては、直方体部１６の径方向Ｑｒの長さと同じ長さに形成されている。即ち、鍔部１８は、直方体部１６の下部において、角柱部１４よりも周方向Ｑφに張り出さない様に、周方向Ｑφの両側に張り出して形成されている。
【００４０】
さらに巻線用磁芯１０は、角柱部１４の上部（回転軸Ｑ方向の界磁子５０側の端部）に鍔状体１５を備えている。
【００４１】
鍔状部１５は、その周方向Ｑφの長さＷＭについては、同じ磁性体板１２の角柱部１４の周方向Ｑφの長さＷＢよりも長く形成されると共に径方向Ｑｒの外側から内側へと向けて漸次幅細になる様に形成されており、その径方向Ｑｒの長さについては、例えば、角柱部１４の径方向Ｑｒの長さと同じ長さに形成されている。即ち鍔状部１５は、角柱部１４の上部において周方向Ｑφの両側に張り出す様に形成されている。
【００４２】
電機子用巻線３０は、図２の様に、巻線用磁芯１０の角柱部１４の外周形状に合わせて、予め導線が一纏まりに巻回されて環状に形成されている。尚、電機子用巻線３０の巻始め及び巻終わりの引出線、及びそれらの結線も図面においては省略されている。
【００４３】
電機子用ヨーク２０は、図２の様に、複数の磁性体板２４を回転軸Ｑ方向に積層して構成されている。尚、作図便宜上、磁性体２４は一部のみ図示している。また電機子用ヨーク２０は必ずしも複数の磁性体板２４を積層して形成する必要はなく、圧粉磁心等により一体成形であっても良い。
【００４４】
電機子用ヨーク２０は、その界磁子５０側の主面において、巻線用磁芯１０の係合部７０と係合する係合溝２２を有している。
【００４５】
係合溝２２は、係合部７０の直方体部１６が嵌合する凹部２２ａを有し、凹部２２ａの下部には、係合部７０の鍔部１８が嵌合する横溝部２２ｂを有している。即ち凹部２２ａの周方向Ｑφの長さは、直方体部１６の周方向Ｑφの長さＷＬと同じ長さに形成されており、横溝部２２ｂの周方向Ｑφの長さは、例えば鍔部１８の周方向Ｑφの長さＷＳの最大値と同じ長さ若しくはそれよりも長く形成されている。この形状により、係合部７０と係合溝２２とは、回転軸Ｑ方向および周方向Ｑφにおいて互いに係合する様になっている。
【００４６】
また係合溝２２は、電機子用ヨーク２０の界磁子５０側の主面において、径方向Ｑｒに沿って複数形成されており、その一端部２２ｃは、電機子用ヨーク２０の外周側面の開放口（以後、開放口２２ｃと呼ぶ）で開放しており、その他端部２２ｄは、前記主面の径方向Ｑｒの所定位置に配置されて閉塞されている。
【００４７】
尚、この実施形態では、図２の様に、係合溝２２は底面２２ｅを有する場合で説明したが、図３の様に底面２０ｅが無くても良い。
【００４８】
次に図２を参照して回転電機６０の組み立て方を説明する。まず巻線用磁芯１０の角柱部１４の外周に、電機子用巻線３０が、係合部７０側から白矢印ｙ１に沿って填め込まれて巻装される。
【００４９】
そしてその巻線用磁芯１０が、その係止部７０が白矢印ｙ２に沿って電機子用ヨーク２０の開放口２２ｃから係合溝２２に沿って他端部２２ｄまで挿入されることで、電機子用ヨーク２０の界磁子５０側の主面上の所定位置に配設される。より詳細には、巻線用磁芯１０の積層方向の一端部側（長さＷＢの小さい側）が径方向Ｑｒの内側に向けられた状態で、係合部７０の角柱部１６が係合溝２２の凹部２２ａに嵌合され、且つ係止部７０の鍔部１８が係合溝２２の横溝部２２ｂに嵌合される様にして、係合部７０が開放口２２から係合溝２２に沿って他端部２２ｄまで挿入される。
【００５０】
この挿入状態では、巻線用磁芯１０の係合部７０は、例えば図４の様に係合溝２２の他端部２２ｄに当接する様に配置されることでその径方向Ｑｒの位置が所定位置に位置決めされると共に、係合溝２２との係合によりその回転軸Ｑ方向および周方向Ｑφの位置が所定位置に固定される。これにより巻線用磁芯１０は、電機子用ヨーク２０の界磁子５０側の主面上の所定位置に配設される。即ち各巻線用磁芯１０が前記主面上に回転軸Ｑの周囲に環状に配設される。
【００５１】
そして図１の様に、電機子４０の巻線用磁芯１０と界磁子５０の磁極部５２とが対向する様に、電機子４０の巻線用磁芯１０側に界磁子５０が間隔を空けて対向配置される。この状態では、巻線用磁芯１０と磁極部５２との間には磁気吸引力が発生している。そして電機子用巻線３０に交流電流が通電されて当該回転電機６０が作動すると、巻線用磁芯１０が磁化して、巻線用磁芯１０の界磁子５０側の磁極面１０ｓと磁極部５２の電機子４０側の磁極面５２ｓとの間の相互作用により回転トルクが発生する。当該相互作用は交流に基づくので、径方向Ｑｒにおける当該相互作用は相殺され、よって上述の磁気吸引力に対する影響は、無視できる。
【００５２】
この回転電機６０では、巻線用磁芯１０が係合溝２２の他端部２２ｄによって位置決めされるべく、磁極部５２から巻線用磁芯１０に印加される磁気吸引力の径方向Ｑｒの内側向きの成分により、巻線用磁芯１０が径方向Ｑｒの内側に付勢される様になっている。その様な磁気吸引力の径方向Ｑｒの成分を発生させるために、ここでは、巻線用磁芯１０は、その係合部７０が係合溝２２の他端部２２ｄに当接した状態において、前記磁気吸引力の径方向Ｑｒの成分が零となる位置よりも径方向Ｑｒの外側に配設されている。
【００５３】
より詳細には、図４の様に、磁極部５２の磁極面（ここでは、磁石５２ａの電機子４０側の面で発生する磁束の大部分がコア５２へと流れるので、コア５２ｂの電機子４０側の面）５２ｓおよび巻線用磁芯１０の磁極面（ここでは巻線用磁芯１０の界磁子５０側の面）１０ｓは、ともに回転軸Ｑに垂直に形成されている。そして巻線用磁芯１０の係合部７０が係合溝２２の他端部２２ｄに当接した状態において、巻線用磁芯１０の磁極面１０ｓの極中心１０ｐは、磁極部５２の磁極面５２ｓの極中心５２ｐよりも径方向Ｑｒの外側に配置されている。ここでは、コア５２ｂの重心５２ｂｇが磁石５２ａの重心５２ａｇよりも径方向Ｑｒの内側に配置されることで、巻線用磁芯１０の磁極面１０ｓの極中心１０ｐが磁極部５２の磁極面５２ｓの極中心５２ｐよりも径方向Ｑｒの外側に配置されている。ここでいう極中心とは、磁極全体における中心であり、径方向においては、外周ほど巻線用磁心１０の磁極面／磁極部５２の磁極面の幅が大となるため、巻線用磁心１０の磁極面／磁極部５２の磁極面の外周と内周の中間地点より外周よりになる。
【００５４】
即ち各磁極面１０ｓ，５２ｓが共に回転軸Ｑに垂直の場合は、各極中心１０ｐ，５２ｐの各々の径方向Ｑｒの位置が互いに一致すると、前記磁気吸引力の径方向Ｑｒの成分は零となり、上記の様に、極中心１０ｐが極中心５２ｐよりも径方向Ｑｒの外側に配置されると、前記磁気吸引力の径方向Ｑｒの内側向きの成分が発生する。
【００５５】
尚、磁極部５２の磁極面５２ｓの極中心５２ｐとは、磁極面５２ｓの各位置の座標をその位置の磁束密度を掛けて足し合わせ、それを磁極面５２ｓの総磁束で割って得られる座標で決まる位置である。通常、磁極面５２ｓの磁束密度は一様であり、よって極中心５２ｐは、磁極面５２ｓの中心（重心５２ｂｇの各方向Ｑｒ，Ｑφの位置と同じ位置）にほぼ一致するので、ここでは極中心５２ｐは、磁極面５２ｓの中心に一致するものとする。巻線用磁芯１０の磁極面１０ｓの極中心１０ｐも同様に磁極面１０ｓの中心に一致するものとする。
【００５６】
以上の様に構成された回転電機６０によれば、巻線用磁芯１０は、磁極部５２から印加される磁気吸引力の径方向Ｑｒの内側向きの成分により、径方向Ｑｒの内側へ向けて付勢されるので、巻線用磁芯１０が電機子用ヨーク２０の外周側面の開放口２２ｃから抜ける事を抑制できる。仮に巻線用磁心１０と電機子ヨーク２０が溶接や接着等機械的に結合を有する場合においては、機械的結合力をFm、本発明による磁気的結合力をFeとすると、合計の結合力はFm+Feとなる。ここで、必要な締結力をFrとすると、Fr≦Fm+Feであればよく、Feの要求値を小さくできることとなる。
【００５７】
また巻線用磁芯１０は、径方向Ｑｒの成分が零となる位置よりも径方向Ｑｒの外側に配設されるので、具体的には、巻線用磁芯１０の磁極面１０ｓの極中心１０ｐは、磁極部５２の磁極面５２ｓの極中心よりも径方向の外側に配置されるので、前記磁気吸引力の径方向Ｑｒの内側向きの成分を効果的に発生させる事ができる。
【００５８】
＜第２実施形態＞
この実施形態に係るアキシャルギャップ型回転電機６０Ｂは、第１実施形態の変形例である。以下、第１実施形態と異なる点を説明する。この実施形態では、巻線用磁芯１０の磁極面１０ｓが径方向Ｑｒの内側の位置ほど界磁子５０から遠ざかる様に形成されることで、磁極部５２から巻線用磁芯１０に印加される磁気吸引力の径方向Ｑｒの内側向きの成分が発生させられる。
【００５９】
より詳細には、例えば図５の様に、巻線用磁芯１０の磁極面１０ｓは、径方向Ｑｒの内側の位置ほど界磁子５０から遠ざかる傾斜を呈する様に形成されている。またこの実施形態では、磁極部５２の磁極面５２ｓは、回転軸Ｑに垂直に形成されており、コア５２の径方向Ｑｒの長さは、一例として、巻線用磁芯１０の径方向Ｑｒの長さとほぼ同じ長さに形成されている。
【００６０】
以上の様に構成された回転電機６０Ｂによれば、巻線用磁芯１０の界磁子５０側の磁極面１０ｓは、径方向Ｑｒの内側の位置ほど界磁子５０から遠ざかるので、具体的には、径方向Ｑｒの内側の位置ほど界磁子５０から遠ざかる傾斜を呈するので、前記磁気吸引力の径方向Ｑｒの内側向きの成分を効果的に発生させる事ができる。
【００６１】
＜第３実施形態＞
この実施形態に係るアキシャルギャップ型回転電機６０Ｃは、第２実施形態の変形例である。以下、第２  実施形態と異なる点を説明する。この実施形態では、例えば図６の様に、巻線用磁芯１０の磁極面１０ｓが径方向Ｑｒの内側の位置ほど界磁子５０から遠ざかる段差を呈する様に形成されることで、磁極部５２から巻線用磁芯１０に印加される磁気吸引力の径方向Ｑｒの内側向きの成分が発生させられる。尚、磁極部５２の磁極面５２ｓは、第２実施形態の場合と同様に、回転軸Ｑに垂直に形成されている。
【００６２】
以上の様に構成された回転電機６０Ｃによれば、巻線用磁芯１０の界磁子５０側の磁極面１０ｓは、径方向Ｑｒの内側の位置ほど界磁子５０から遠ざかる段差を呈するので、前記磁気吸引力の径方向Ｑｒの内側向きの成分を効果的に発生させる事ができる。
【００６３】
＜第４実施形態＞
この実施形態に係るアキシャルギャップ型回転電機６０Ｄは、第２実施形態の変形例である。以下、第２実施形態と異なる点を説明する。この実施形態では、磁極部５２の磁極面５２ｓが径方向Ｑｒの外側の位置ほど界磁子５０から遠ざかる様に形成されることで、磁極部５２から巻線用磁芯１０に印加される磁気吸引力の径方向Ｑｒの内側向きの成分が発生させられる。
【００６４】
より詳細には、例えば図７の様に、磁極部５２の磁極面５２ｓは、径方向Ｑｒの外側の位置ほど電機子４０から遠ざかる傾斜を呈する様に形成されており、コア５２ｂの径方向Ｑｒの長さ５２ｂｒは、一例として、巻線用磁芯１０の径方向Ｑｒの長さ１０ｒとほぼ同じ長さに形成されている。またこの実施形態では、巻線用磁芯１０の磁極面１０ｓは、回転軸Ｑに垂直に形成されている。
【００６５】
以上の様に構成された回転電機６０Ｄによれば、磁極部５２の電機子４０側の磁極面５２ｓは、径方向Ｑｒの外側の位置ほど電機子４０から遠ざかるので、具体的には、径方向Ｑｒの外側の位置ほど電機子４０から遠ざかる傾斜を呈するので、前記磁気吸引力の径方向Ｑｒの内側向きの成分を効果的に発生させる事ができる。
【００６６】
＜第５実施形態＞
この実施形態に係るアキシャルギャップ型回転電機６０Ｅは、第４実施形態の変形例である。以下、第４実施形態と異なる点を説明する。この実施形態では、例えば図８の様に、磁極部５２の磁極面５２ｓが径方向Ｑｒの外側の位置ほど電機子４０から遠ざかる段差を呈する様に形成されることで、磁極部５２から巻線用磁芯１０に印加される磁気吸引力の径方向Ｑｒの内側向きの成分が発生させられる。
【００６７】
尚、巻線用磁芯１０の磁極面１０ｓは、第２実施形態の場合と同様に、回転軸Ｑに垂直に形成されている。
【００６８】
以上の様に構成された回転電機６０Ｅによれば、磁極部５２の電機子４０側の磁極面５２ｓは、径方向Ｑｒの外側の位置ほど電機子４０から遠ざかる段差を呈するので、前記磁気吸引力の径方向Ｑｒの内側向きの成分を効果的に発生させる事ができる。
【００６９】
＜第６実施形態＞
この実施形態に係るアキシャルギャップ型回転電機６０Ｆは、第２実施形態の変形例である。以下、第２実施形態と異なる点を説明する。この実施形態では、巻線用磁芯１０の磁極面１０ｓが径方向Ｑｒの内側の位置ほど界磁子５０から遠ざかる様に形成されると共に、磁極部５２の磁極面５２ｓが径方向Ｑｒの外側の位置ほど電機子４０から遠ざかる様に形成されることで、磁極部５２から巻線用磁芯１０に印加される磁気吸引力の径方向Ｑｒの内側向きの成分が発生させられている。
【００７０】
より詳細には、例えば図９の様に、巻線用磁芯１０の磁極面１０ｓは、径方向Ｑｒの内側の位置ほど界磁子５０から遠ざかる傾斜を呈する様に形成されており、磁極部５２の磁極面５２ｓは、巻線用磁芯１０の磁極面１０ｓと平行となる様に、径方向Ｑｒの外側の位置ほど電機子４０から遠ざかる傾斜を呈する様に形成されている。また、エアギャップ長を最小とすることができるので、磁気抵抗を小さくでき、磁束量を増すことでトルクを増し、または銅損を低減することができる。
【００７１】
尚、巻線用磁芯１０の磁極面１０ｓを図６の様に段差を呈する様に形成しても良く、また磁極部５２の磁極面５２ｓを図８の様に段差を呈する様に形成しても良い。
【００７２】
以上の様に構成された回転電機６０Ｆによれば、巻線用磁芯１０の磁極面１０ｓが径方向Ｑｒの内側の位置ほど界磁子５０から遠ざかる様に形成されると共に、磁極部５２の磁極面５２ｓが径方向Ｑｒの外側の位置ほど電機子４０から遠ざかる様に形成されるので、具体的には、巻線用磁芯１０の磁極面１０ｓが径方向Ｑｒの内側の位置ほど界磁子５０から遠ざかる傾斜を呈する様に形成されると共に、磁極部５２の磁極面５２ｓが径方向Ｑｒの外側の位置ほど電機子４０から遠ざかる傾斜を呈する様に形成されるので、前記磁気吸引力の径方向Ｑｒの内側向きの成分を効果的に発生させる事ができる。
【００７３】
＜第７実施形態＞
この実施形態に係るアキシャルギャップ型回転電機６０Ｇは、第１実施形態の変形例である。以下、第１実施形態と異なる点を説明する。この実施形態では、例えば図１０の様に、磁極部５２の磁極面５２ｓは、巻線用磁芯１０よりも径方向Ｑｒの内側に延在しており、その磁極面５２ｓにおける径方向Ｑｒの内側の部分に突出部５２ｃが形成されている。突出部５２ｃは、巻線用磁芯１０の磁極面１０ｓよりも電機子用ヨーク２０側に突出しており、その径方向Ｑｒの外側の側面５２ｄは、巻線用磁芯１０の径方向Ｑｒの内側の側面１０ｄよりも径方向Ｑｒの内側に配置されている。
【００７４】
磁極部５２の磁極面５２ｓのうちの突出部５２ｃ以外の部分および巻線用磁芯１０の磁極面１０ｓはともに、例えば回転軸Ｑに垂直に形成されている。
【００７５】
この構成では、磁極部５２の磁極面５２ｓの極中心５２ｐが巻線用磁芯１０の磁極面１０ｓの極中心１０ｐよりも内側に有り、更に巻線用磁芯１０の径方向Ｑｒの内側の側面１０ｄと、磁極部５２の突出部５２ｃの径方向Ｑｒの外側の側面５２ｄとが互いに対向することで、磁極部５２から巻線用磁芯１０に印加される磁気吸引力の径方向Ｑｒの内側向きの成分が発生させられている。
【００７６】
磁極部５２から磁極面１０ｓに印加される磁気吸引力の径方向Ｑｒの内側向きの成分よりも、側面１０ｄに印加される径方向Ｑｒに沿った磁気吸引力は大きい。前者は、磁極部５２と磁極面１０ｓとが対向する方向に対して垂直であるのに対し、後者は、磁極部５２と側面１０ｄとが対向する方向に平行だからである。
【００７７】
以上の様に構成された回転電機６０Ｇによれば、巻線用磁芯１０の径方向Ｑｒの内側の側面１０ｄと、磁極部５２の突出部５２ｃの径方向Ｑｒの外側の側面５２ｄとが互いに対向するので、前記磁気吸引力の径方向の内側向きの成分を効果的に発生させる事ができる。
【００７８】
＜第８実施形態＞
この実施形態に係るアキシャルギャップ型回転電機６０Ｈは、第１実施形態の変形例である。以下、第１実施形態と異なる点を説明する。この実施形態では、例えば図１１の様に、巻線用磁芯１０の磁極面１０ｓは、その径方向Ｑｒの外側の部分に突出部１０ｅが形成されている。突出部１０ｃは、磁極部５２の磁極面５２ｓよりも界磁子用ヨーク５４側（換言すれば電機子用ヨーク２０の反対側）に突出しており、その径方向Ｑｒの内側の側面１０ｅは、磁極部５２の径方向Ｑｒの内側の側面５２ｅよりも径方向Ｑｒの外側に配置されている。尚、巻線用磁芯１０の磁極面１０ｓのうちの突出部１０ｃ以外の部分は、軸方向Ｑに垂直に形成されている。
【００７９】
磁極部５２のコア５２ｂの径方向Ｑｒの長さ５２ｂｒは、図１１では、磁極部５２の磁石５２ａの径方向Ｑｒの長さ５２ａｒよりも短く形成されているが、その様に限定されるものではなく、例えば、磁極部５２の磁石５２ａの径方向Ｑｒの長さ５２ａｒと同じ長さでも構わない。コア５２ｂの重心５２ｂｇは、コア５２ｂと巻線用磁芯１０の突出部１０ｃとが接触しない様に、磁石５２ａの重心５２ａｇよりもの径方向Ｑｒの内側に配置されている。
【００８０】
この構成では、巻線用磁芯１０の突出部１０ｃの径方向Ｑｒの内側の側面１０ｅと、磁極部５２の径方向Ｑｒの外側の側面５２ｅとが互いに対向することで、磁極部５２から巻線用磁芯１０に印加される磁気吸引力の径方向Ｑｒの内側向きの成分が発生させられている。
【００８１】
巻線用磁芯１０から磁極面５２ｓに印加される磁気吸引力の径方向Ｑｒの内側向きの成分よりも、側面５２ｅに印加される径方向Ｑｒに沿った磁気吸引力は大きい。前者は、巻線用磁芯１０と磁極面５２ｓとが対向する方向に対して垂直であるのに対し、後者は、巻線用磁芯１０と側面５２ｅとが対向する方向に平行だからである。
【００８２】
以上の様に構成された回転電機６０Ｈによれば、巻線用磁芯１０の突出部１０ｃの径方向Ｑｒの内側の側面１０ｅと、磁極部５２の径方向Ｑｒの外側の側面５２ｅとが互いに対向するので、前記磁気吸引力の径方向Ｑｒの内側向きの成分を効果的に発生させる事ができる。
【００８３】
＜第９実施形態＞
この実施形態に係るアキシャルギャップ型回転電機６０Ｉは、第１から第８実施形態の何れかにおいて更に、例えば図１２の様に、電機子用ヨーク２０の外周側面における開放口２２ｃの周縁に、開放口２２ｃの内側に屈曲自在の巻線用磁芯１０の抜け防止用の薄片部２０ｆが形成されたものである。
【００８４】
この実施形態では、薄片部２０ｆは、電機子用ヨーク２０の外周側面における開放口２２ｃの両側周縁において係合溝２２の内側面２２ｈに沿ってスリット状の切り込み２０ｇが形成されることで、切り込み２０ｇと内側面２２ｈとの間の薄片部分により形成されている。
【００８５】
この構成では、電機子用ヨーク２０の嵌合溝２２に巻線用磁芯１０の係合部７０が挿入された状態で、薄片部２０ｆが開放口２２ｃの内側に屈曲され、その屈曲された薄片部２０ｆにより開放口２２ｃが閉塞されることで、巻線用磁芯１０が開放口２２ｃから抜ける事が防止される。
【００８６】
以上の様に構成された回転電機６０Ｉによれば、電機子用ヨーク２２は、その外周側面における開放口２２ｃの周縁に、開放口２２ｃの内側に屈曲自在の巻線用磁芯抜け防止用の薄片部２０ｆを有するので、その薄片部２０ｆを開放口２２ｃの内側に屈曲することで、巻線用磁芯１０が電機子用ヨーク２０の外周側面の開放口２２ｃから抜ける事を抑制できる。
【００８７】
＜第１０実施形態＞
この実施形態に係るアキシャルギャップ型回転電機６０Ｊは、第１から第８実施形態の何れかにおいて更に、例えば図１３の様に、巻線用磁芯１０と電機子用ヨーク２０とが溶接により互いに連結されたものである。図１３では、一例として、巻線用磁芯１０における径方向Ｑｒの外側の端面１０ｈと係合溝２２の内側面２２ｈとの境界部分２５が溶接により互いに連結されている。
【００８８】
以上の様に構成された回転電機６０Ｊによれば、巻線用磁芯１０と電機子用ヨーク２０とは溶接により互いに連結されるので、巻線用磁芯１０が電機子用ヨーク２０の外周側面の開放口２２ｃから抜ける事を抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【００８９】
【図１】第１〜第１０実施形態に係るアキシャルギャップ型回転電機６０〜６０Ｊの分解斜視図である。
【図２】第１実施形態に係るアキシャルギャップ型回転電機６０の電機子４０の分解斜視図である。
【図３】第１実施形態に係るアキシャルギャップ型回転電機６０の係合溝２２の変形例を説明する図であり、係合溝２２の開放口２２ｃの付近の拡大図である。
【図４】第１実施形態に係るアキシャルギャップ型回転電機６０の巻線用磁芯１０と磁極部５２との径方向Ｑｒに沿った概略断面図である。
【図５】第２実施形態に係るアキシャルギャップ型回転電機６０Ｂの巻線用磁芯１０と磁極部５２との径方向Ｑｒに沿った概略断面図である。
【図６】第３実施形態に係るアキシャルギャップ型回転電機６０Ｃの巻線用磁芯１０と磁極部５２との径方向Ｑｒに沿った概略断面図である。
【図７】第４実施形態に係るアキシャルギャップ型回転電機６０Ｄの巻線用磁芯１０と磁極部５２との径方向Ｑｒに沿った概略断面図である。
【図８】第５実施形態に係るアキシャルギャップ型回転電機６０Ｅの巻線用磁芯１０と磁極部５２との径方向Ｑｒに沿った概略断面図である。
【図９】第６実施形態に係るアキシャルギャップ型回転電機６０Ｆの巻線用磁芯１０と磁極部５２との径方向Ｑｒに沿った概略断面図である。
【図１０】第７実施形態に係るアキシャルギャップ型回転電機６０Ｇの巻線用磁芯１０と磁極部５２との径方向Ｑｒに沿った概略断面図である。
【図１１】第８実施形態に係るアキシャルギャップ型回転電機６０Ｈの巻線用磁芯１０と磁極部５２との径方向Ｑｒに沿った概略断面図である。
【図１２】第９実施形態に係るアキシャルギャップ型回転電機６０Ｉの薄片部２０ｆを説明する図であり、係合溝２２の開放口２２ｃの付近の拡大図である。
【図１３】第１０実施形態に係るアキシャルギャップ型回転電機６０Ｊの巻線用磁芯と電機子用ヨークとの溶接部分２５の一例を示した図であり、係合溝２２の開放口２２ｃの付近の拡大図である。
【符号の説明】
【００９０】
１０  巻線用磁芯
１０ｃ  突出部
１０ｅ  側面
１０ｓ  磁極面
１０ｐ  極中心
２０  電機子用ヨーク
２０ｆ  薄片部
２２  係合溝
２２ｃ  開放口
２５  溶接部分  
３０  電機子用巻線
４０  電機子
５０  界磁子
５２  磁極部
５２ａ  磁石
５２ｂ  コア
５２ｃ  突出部
５２ｄ  側面
５２ｓ  磁極面
５２ｐ  極中心
５４  界磁子用ヨーク
６０，６０Ｂ〜６０Ｊ  アキシャルギャップ型回転電機
７０  係合部
Ｑ  回転軸
Ｑｒ  回転軸Ｑに対する径方向
【図１】
2010029017.tif 000003
【図２】
2010029017.tif 000004
【図３】
2010029017.tif 000005
【図４】
2010029017.tif 000006
【図５】
2010029017.tif 000007
【図６】
2010029017.tif 000008
【図７】
2010029017.tif 000009
【図８】
2010029017.tif 000010
【図９】
2010029017.tif 000011
【図１０】
2010029017.tif 000012
【図１１】
2010029017.tif 000013
【図１２】
2010029017.tif 000014
【図１３】
2010029017.tif 000015