(57)【要約】【課題】ロータコアとステータコアとを一括して製造することができ、生産性の向上が図られたアキシャルギャップ型モータの製造方法を提供する。【解決手段】アキシャルギャップ型モータ１０の製造方法は、テープ状の単一の磁性板ｒを搬送する工程と、搬送される磁性板ｒに対して、ロータコア４４の複数の主磁石用開口６１を打ち抜く工程と、搬送される磁性板ｒに対して、ステータコア２４の複数のスロット用開口６６を打ち抜く工程と、磁性板ｒをステータコア用磁性板６７とロータコア用磁性板６８とに切り離す工程と、ロータコア用磁性板６８を捲回して、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を有するロータコア４４を形成する工程と、ステータコア用磁性板６７を捲回して、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部２２を有するステータコア２４を形成する工程と、を備える。【選択図】図６
2010233324.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転軸方向に磁化され、周方向に所定の間隔で配置される複数の主磁石部と、前記複数の主磁石部をそれぞれ保持する複数の主磁石部収容部、及び前記複数の主磁石部収容部の前記回転軸方向の少なくとも一方にそれぞれ配置される複数のヨーク部を有するロータコアと、を備え、回転軸周りに回転可能なロータと、
周方向に交互に配置される複数のスロット部及び複数のティース部を有するステータコアを備え、前記回転軸方向の少なくとも一方から前記ロータに対向配置されるステータと、
を有するアキシャルギャップ型モータの製造方法であって、
テープ状の単一の磁性板を搬送する工程と、
前記搬送される磁性板に対して、前記ロータコアの複数の主磁石用開口を打ち抜く工程と、
前記搬送される磁性板に対して、前記ステータコアの複数のスロット用開口を打ち抜く工程と、
前記磁性板をステータコア用磁性板とロータコア用磁性板とに切り離す工程と、
前記ロータコア用磁性板を捲回して、径方向に並んだ複数の前記主磁石用開口により構成される前記主磁石部収容部を有する前記ロータコアを形成する工程と、
前記ステータコア用磁性板を捲回して、径方向に並んだ複数のスロット用開口により構成される前記複数のスロット部、及び前記複数のティース部を有する前記ステータコアを形成する工程と、
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の製造方法。
【請求項２】
前記複数の主磁石用開口及び前記複数のスロット用開口は、前記主磁石用開口の中間部を打ち抜く第１の打ち抜き型と、前記主磁石用開口の中間部及び前記スロット用開口を打ち抜く第２の打ち抜き型と、前記主磁石用開口の端部及び前記スロット用開口を打ち抜く第３の打ち抜き型と、を用いて、前記磁性板の巻き始め部から巻き終わり部まで打ち抜か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の製造方法。
【請求項３】
前記ロータは、前記ロータコアの前記周方向に隣り合う前記ヨーク部間に形成された複数の副磁石部用収容部に配置され、前記回転軸方向及び径方向に直交する方向に磁化される複数の副磁石部をさらに有して、略ハルバッハ配置に構成され、
前記ロータコアには、前記周方向に隣り合う前記主磁石部間にそれぞれ配置されて径方向に延びる複数のリブが収容される複数のリブ収容穴が形成され、
前記搬送される磁性板に対して、前記ロータコアの複数の副磁石用開口を打ち抜く工程と、前記搬送される磁性板に対して、前記ロータコアの複数のリブ用開口を打ち抜く工程と、をさらに有し、
前記ロータコア用磁性板を捲回することで、径方向に並んだ複数の前記副磁石用開口により構成される前記副磁石部用収容部と、径方向に並んだ複数のリブ用開口により構成される前記リブ収容穴と、が形成され、
前記第３の打ち抜き型は、前記第１及び第２の打ち抜き型が打ち抜いた後に、前記主磁石用開口の端部、前記スロット用開口、前記リブ用開口、及び前記副磁石用開口を打ち抜くことを特徴とする請求項２に記載のアキシャルギャップ型モータの製造方法。
【請求項４】
前記磁性板の搬送方向と直交する方向に並ぶ、前記副磁石用開口と前記スロット用開口の互いの搬送方向中間位置が一致しており、
前記第３の打ち抜き型は、前記搬送方向と直交する方向に並ぶ前記副磁石用開口と前記スロット用開口とを単一の開口として打ち抜く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の製造方法。
【請求項５】
前記磁性板は、複数の前記アキシャルギャップ型モータの複数のステータコア用磁性板と複数のロータコア用磁性板が前記搬送方向と直交する方向に並ぶように設けられていることを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載のアキシャルギャップ型モータの製造方法。
【請求項６】
前記磁性板は、前記搬送方向と直交する方向において、一対の前記アキシャルギャップ型モータの一方の一対のステータコア用磁性板、前記一対のアキシャルギャップ型モータの各ロータコア用磁性板、前記一対のアキシャルギャップ型モータの他方の一対のステータ用磁性板の順で切り離した後並ぶように打ち抜かれており、
前記各アキシャルギャップ型モータの一対のステータコア用磁性板の前記各スロット用開口は、単一の開口として打ち抜かれ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の製造方法。
【請求項７】
周方向に交互に配置される複数のスロット部及び複数のティース部を有するステータコアをそれぞれ備え、回転軸周りに回転可能なロータに対して該回転軸方向の両側に対向配置可能な一対のステータを有する、アキシャルギャップ型モータのステータの製造方法であって、
テープ状の単一の磁性板を搬送する工程と、
前記搬送される磁性板に対して、前記一対のステータコアの複数のスロット用開口を打ち抜く工程と、
前記磁性板から一対のステータコア用磁性板を切り離す工程と、
前記各ステータコア用磁性板を捲回して、径方向に並んだ複数のスロット用開口により構成される前記複数のスロット部、及び前記複数のティース部をそれぞれ有する前記一対のステータコアを形成する工程と、
を備え、
前記打ち抜き工程では、前記一対のステータコア用磁性板の前記搬送方向と直交する方向で対向する互いの前記各スロット用開口は、単一の開口として打ち抜かれることを特徴とするアキシャルギャップ型モータのステータの製造方法。
【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モータ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製造方法としては、テープ状の磁性板を捲回巻きした積層体によりロータコアやステータ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）。特許文献１及び２に記載の製造方法では、磁性板に凹部を打ち抜き加工することで、捲回後にロータコアの磁石挿入穴やステータのスロットを形成しており、また、積層体の積層方向に複数のカシメ突起を形成して位置ずれを防止している。
【０００４】
また、材料歩留に優れたＳＲモータの製造方法としては、図１７に示すように、単一の帯鋼２００を長手方向に二分割切断することで、ステータコア用素鋼板２０１とロータコア用素鋼板２０２を切り出し、これらの素鋼板２０１，２０２を螺旋状に平面巻回してステータコアとロータコアを形成している（例えば、特許文献３参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００４−３５７３９１号公報（第９図）
【特許文献２】特開２００５−１６８１２４号公報（第１６図）
【特許文献３】特開２００５−２３７１３４号公報（第２図、第３図）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、特許文献１及び２に記載の製造方法では、専用の磁性板によりロータ、ステータを別々に製造しているため、量産化に向けて生産性のさらなる向上が望まれている。また、ロータには細かい加工が必要なため、これまでは耳（後に廃材となる端材）をあえて設けて加工していたが、この部分の有効利用も望まれる。特許文献３に記載の製造方法は、ＳＲモータに関する技術でアキシャルギャップ型モータ関するものでなく、また、ステータコア用素鋼板とロータコア用素鋼板の凹凸が同一形状である場合に限られた技術である。さらに、特許文献１〜３に記載の製造方法は、磁気的特性の改善についてなんら考慮されたものではなかった。
【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、ロータコアとステータコアとを一括して製造することができ、生産性の向上が図られたアキシャルギャップ型モータ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に記載の発明は、
回転軸方向に磁化され、周方向に所定の間隔で配置される複数の主磁石部（例えば、後述の実施形態における主磁石部４１）と、前記複数の主磁石部をそれぞれ保持する複数の主磁石部収容部（例えば、後述の実施形態における主磁石部収容部７２）、及び前記複数の主磁石部収容部の前記回転軸方向の少なくとも一方にそれぞれ配置される複数のヨーク部（例えば、後述の実施形態におけるヨーク部４２）を有するロータコア（例えば、後述の実施形態におけるロータコア４４）と、を備え、回転軸周りに回転可能なロータ（例えば、後述の実施形態におけるロータ１１）と、
周方向に交互に配置される複数のスロット部（例えば、後述の実施形態におけるスロット部２３）及び複数のティース部（例えば、後述の実施形態におけるティース部２２）を有するステータコア（例えば、後述の実施形態におけるステータコア２４）を備え、前記回転軸方向の少なくとも一方から前記ロータに対向配置されるステータ（例えば、後述の実施形態におけるステータ１２）と、
を有するアキシャルギャップ型モータ（例えば、後述の実施形態におけるアキシャルギャップ型モータ１０）の製造方法であって、
テープ状の単一の磁性板（例えば、後述の実施形態における磁性板ｒ）を搬送する工程と、
前記搬送される磁性板に対して、前記ロータコアの複数の主磁石用開口（例えば、後述の実施形態における主磁石用開口６１）を打ち抜く工程と、
前記搬送される磁性板に対して、前記ステータの複数のスロット用開口（例えば、後述の実施形態におけるスロット用開口６６）を打ち抜く工程と、
前記磁性板をステータコア用磁性板（例えば、後述の実施形態におけるステータ用磁性板６７）とロータコア用磁性板（例えば、後述の実施形態におけるロータコア用磁性板６８）とに切り離す工程と、
前記ロータコア用磁性板を捲回して、径方向に並んだ複数の前記主磁石用開口により構成される前記主磁石部収容部を有するロータコアを形成する工程と、
前記ステータコア用磁性板を捲回して、径方向に並んだ複数のスロット用開口により構成される前記複数のスロット部、及び前記複数のティース部を有する前記ステータコアを形成する工程と、
を備えることを特徴とする。
【０００９】
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、
前記複数の主磁石用開口及び前記複数のスロット用開口は、前記主磁石用開口の中間部を打ち抜く第１の打ち抜き型（例えば、後述の実施形態における第１の打ち抜き型９０）と、前記主磁石用開口の中間部及び前記スロット用開口を打ち抜く第２の打ち抜き型（例えば、後述の実施形態における第２の打ち抜き型９１）と、前記主磁石用開口の端部及び前記スロット用開口を打ち抜く第３の打ち抜き型（例えば、後述の実施形態における第３の打ち抜き型９２）と、を用いて、前記磁性板の巻き始め部から巻き終わり部まで打ち抜かれることを特徴とする。
【００１０】
請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の発明の構成に加えて、
前記ロータは、前記ロータコアの前記周方向に隣り合う前記ヨーク部間に形成された複数の副磁石部用収容部（例えば、後述の実施形態における副磁石部用収容部７４）に配置され、前記回転軸方向及び径方向に直交する方向に磁化される複数の副磁石部（例えば、後述の実施形態における副磁石部４３）をさらに有して、略ハルバッハ配置に構成され、
前記ロータコアには、前記周方向に隣り合う前記主磁石部間にそれぞれ配置されて径方向に延びる複数のリブ（例えば、後述の実施形態におけるリブ３１）が収容される複数のリブ収容穴（例えば、後述の実施形態におけるリブ収容穴７３）が形成され、
前記搬送される磁性板に対して、前記ロータコアの複数の副磁石用開口（例えば、後述の実施形態における副磁石用開口６２）を打ち抜く工程と、前記搬送される磁性板に対して、前記ロータコアの複数のリブ用開口（例えば、後述の実施形態におけるリブ用開口６３）を打ち抜く工程と、をさらに有し、
前記ロータコア用磁性板を捲回することで、径方向に並んだ複数の前記副磁石用開口により構成される前記副磁石部用収容部と、径方向に並んだ複数のリブ用開口により構成される前記リブ収容穴と、が形成され、
前記第３の打ち抜き型は、前記第１及び第２の打ち抜き型が打ち抜いた後に、前記主磁石用開口の端部、前記スロット用開口、前記リブ用開口、及び前記副磁石用開口を打ち抜くことを特徴とする。
【００１１】
請求項４に記載の発明は、請求項３に記載の発明の構成に加えて、
前記磁性板の搬送方向と直交する方向に並ぶ、前記副磁石用開口と前記スロット用開口の互いの搬送方向中間位置が一致しており、
前記第３の打ち抜き型は、前記搬送方向と直交する方向に並ぶ前記副磁石用開口と前記スロット用開口とを単一の開口として打ち抜くことを特徴とする。
【００１２】
請求項５に記載の発明は、請求項１から４のいずれかに記載の発明の構成に加えて、
前記磁性板は、複数の前記アキシャルギャップ型モータの複数のステータ用磁性板と複数のロータコア用磁性板が前記搬送方向と直交する方向に並ぶように設けられていることを特徴とする。
【００１３】
請求項６に記載の発明は、請求項５のいずれかに記載の発明の構成に加えて、
前記磁性板は、前記搬送方向と直交する方向において、一対の前記アキシャルギャップ型モータの一方の一対のステータコア用磁性板、前記一対のアキシャルギャップ型モータの各ロータコア用磁性板、前記一対のアキシャルギャップ型モータの他方の一対のステータコア用磁性板の順で切り離した後並ぶように打ち抜かれており、
前記各アキシャルギャップ型モータの一対のステータコア用磁性板の前記各スロット用開口は、単一の開口として打ち抜かれることを特徴とする。
【００１４】
請求項７に記載の発明は、
周方向に交互に配置される複数のスロット部及び複数のティース部を有するステータコアをそれぞれ備え、回転軸周りに回転可能なロータに対して該回転軸方向の両側に対向配置可能な一対のステータを有する、アキシャルギャップ型モータのステータの製造方法であって、
テープ状の単一の磁性板を搬送する工程と、
前記搬送される磁性板に対して、前記一対のステータコアの複数のスロット用開口を打ち抜く工程と、
前記磁性板から一対のステータコア用磁性板を切り離す工程と、
前記各ステータコア用磁性板を捲回して、径方向に並んだ複数のスロット用開口により構成される前記複数のスロット部、及び前記複数のティース部をそれぞれ有する前記一対のステータコアを形成する工程と、
を備え、
前記打ち抜き工程では、前記一対のステータコア用磁性板の前記搬送方向と直交する方向で対向する互いの前記各スロット用開口は、単一の開口として打ち抜かれることを特徴とするアキシャルギャップ型モータのステータの製造方法。
【発明の効果】
【００１５】
請求項１の発明によれば、単一の磁性板からロータコアとステータコアとを一括して製造することができ、生産性の向上が図られる。
【００１６】
請求項２の発明によれば、３つの打ち抜き型を用いた簡単な構造のプレス成型機を用いて、磁性板を巻き始め部から巻き終わり部まで打ち抜くことができる。
【００１７】
請求項３の発明によれば、前記主磁石用開口の端部、前記スロット用開口、前記リブ用開口、及び前記副磁石用開口を打ち抜く第３の打ち抜き型による打ち抜きを最後に行うので、打ち抜きの際の加工誤差を小さくすることができる。
【００１８】
請求項４の発明によれば、副磁石用開口を打ち抜いた歪みが生じやすい部分が、スロット用開口として同時に打ち抜かれるので、ロータコア用磁性板とステータコア用磁性板となる部分に耳を設ける必要がなく、廃材をできるだけ少なくすることができる。
【００１９】
請求項５の発明によれば、単一の磁性板から複数のアキシャルギャップ型モータのロータコアとステータコアとを一括して製造することができ、さらに生産性の向上が図られる。
【００２０】
請求項６及び請求項７の発明によれば、一対のステータコアの各ティース部の互いの回転軸方向対向面において、結晶境界の連続性を保つことができ、磁気抵抗が低減、また、飽和磁束密度が高くなり、トルクを向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明に係るアキシャルギャップ型モータの全体斜視図である。
【図２】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のロータのヨーク部、主磁石部、及び副磁石部を示す分解斜視図である。
【図５】主磁石部及び副磁石部がロータコアに挿入された状態を示す要部拡大斜視図である。
【図６】ステータコア及びロータコアの製造工程を説明するための概略図である。
【図７】ステータコア及びロータコアの内側部分となる磁性板の内径側領域を打ち抜く工程を説明するための図である。
【図８】ステータコア及びロータコアの中間部分となる磁性板の径方向中間領域を打ち抜く工程を説明するための図である。
【図９】ステータコア及びロータコアの外側部分となる磁性板の外径側領域を打ち抜く工程を説明するための図である。
【図１０】磁性板を分離切断する工程を説明するための図である。
【図１１】磁性板を分離切断する切断位置を説明するための図である。
【図１２】図２のXII−XII線に沿った、ロータの縦断面図である。
【図１３】ロータの鋳込み状態を示す断面図である。
【図１４】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の製造方法を説明するための図であり、（ａ）は、その打ち抜き工程を示し、（ｂ）は、その分離切断工程を示す。
【図１５】磁性板の結晶構造をスリッターで切断する箇所とともに示す図である。
【図１６】第２実施形態によって製造された連続結晶境界を有するステータを用いた場合のモータ性能を説明するグラフであり、（ａ）は、磁束密度の向上を確認するためのグラフであり、（ｂ）は、トルクの向上を確認するためのグラフである。
【図１７】従来のロータコア用磁性板とステータコア用磁性板とを製造する方法を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、本発明の各実施形態に係るアキシャルギャップ型モータの製造方法について、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。
【００２３】
＜第１実施形態＞
本発明の第１実施形態で製造されるアキシャルギャップ型モータ１０は、例えば図１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た略円環状のロータ１１と、回転軸Ｏ方向の両側からロータ１１を挟みこ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１対のステータ１２とを備えて構成されている。 
【００２４】
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。 
【００２５】
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。 
【００２６】
各ステータ１２は、図２に示すように、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回転軸Ｏ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間に形成されるスロット部２３，…，２３と、を有するステータコア２４と、適宜のスロット部２３，…，２３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。 
【００２７】
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−極が回転軸Ｏ方向で対向するように設定されている。例えば回転軸Ｏ方向で対向する１対のステータ１２，１２に対し、Ｕ＋，Ｖ＋，Ｗ＋極および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＋極および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、回転軸Ｏ方向で対向するように設定され、回転軸Ｏ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。 
【００２８】
ロータ１１は、図３及び図４に示すように、シャフト部５５と、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、アウターリング５０と、を備えて構成される。
【００２９】
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。
【００３０】
複数の主磁石部挿入部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。
【００３１】
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。主磁石部挿入穴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。
【００３２】
また、副磁石部収容部７４は、図５に示すように、隣接するヨーク部４２間の周方向連結部７６と、ヨーク部４２の周方向端部に形成された傾斜面７７の先端部に形成される突起部７８とで、副磁石部４３を軸方向に位置決めし、且つ、隣接するヨーク部４２の周方向側面間で周方向に位置決めする。
【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。
また、各ヨーク部４２，…，４２には、その周方向端部に傾斜面７７が形成されているので、極弧角が調整され、ステータ１２，１２間での磁気抵抗の急激な変化を抑制し、トルクリップルの発生を抑制できる。
【００３５】
ロータフレーム３０は、積層体６１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）に接続されるシャフト部５５が、ロータフレーム３０の内周部３２に向けて拡径されたフランジ部５６にて一体的に接続固定されている。図３に示すように、フランジ部５６の外周面には、複数のロータフレーム用取付穴部５７が形成されており、ロータフレーム３０の内筒部３２の内周面に鋳込みにより形成された複数の内向き凸部３４がこれらロータフレーム用取付穴部５７に入り込んでいる。
【００３７】
また、外筒部３３の外周部には、例えば、ステンレス鋼板などの非磁性材から形成される環状のアウターリング５０が一体的に接続固定されており、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ている。アウターリング５０には、径方向に貫通する複数の他のロータフレーム用取付穴部５１が形成されており、ロータフレーム３０の外周部３３の外周面に鋳込みにより形成された複数の外向き凸部３５がこれら他のロータフレーム用取付穴部５１に入り込んでいる。
【００３８】
図６に示すように、ロータコア４４及び一対のステータコア２４，２４は、原材料であるテープ状の単一の磁性板（電磁鋼板）ｒを搬送しながら所望の形状に打ち抜きした後、分離切断し、それぞれ捲回することで形成される。また、１枚の磁性板ｒは、複数（本実施形態では、一対）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を幅方向に並んで打ち抜くことができる寸法を有している。
【００３９】
具体的に、図７〜図９に示すように、打ち抜き工程は、搬送台９５によって搬送される磁性板ｒに対して、３つの打ち抜き型９０，９１，９２を備えたプレス成型機９３を用いて行われる。各打ち抜き型９０，９１，９２は、互いの相対位置を調整可能なように磁性板ｒの搬送方向に移動可能に設けられている。
【００４０】
第１の打ち抜き型９０は、主磁石部収容部７２を構成する主磁石用開口６１の中間部を打ち抜き可能な打ち抜き刃９０ａを有する。第２の打ち抜き型９１は、主磁石用開口６１の中間部、及びスロット部２３を構成するスロット用開口６６をそれぞれ打ち抜き可能な打ち抜き刃９１ａ，９１ｂを有する。第３の打ち抜き型９２は、主磁石用開口６１の両端部、スロット用開口６６、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をそれぞれ打ち抜き可能な打ち抜き刃９２ａ，９２ｂ，９２ｃを有する。なお、本実施形態では、副磁石用開口６２は、回転軸方向に開放する、対向する傾斜面７７間に形成された部分も含むものとする。
【００４１】
なお、磁性板ｒの搬送方向と直交する方向に並ぶ、副磁石用開口６２とスロット用開口６６の互いの搬送方向中間位置Ｃが一致しており、搬送方向と直交する方向に並ぶ副磁石用開口６２とスロット用開口６６とは打ち抜き刃９２ｂによって単一の開口として打ち抜かれる。
【００４２】
また、主磁石用開口６１の搬送方向における長さは、主磁石部収容部７２が扇形形状をなすように、捲回時における巻き始め部から巻き終わり部にかけて徐々に長くなるように設定されている。このため、図７に示すように、ステータコア２４及びロータコア４４の内側部分となる磁性板ｒの内径側領域を打ち抜く際には、主磁石用開口６１の中間部は、磁性板ｒの送りのピッチ間隔を小さくして第１の打ち抜き型９０のみによって打ち抜かれる。また、図８に示すように、ステータコア２４及びロータコア４４の中間部分となる磁性板ｒの径方向中間領域を打ち抜く際には、主磁石用開口６１の中間部は、磁性板ｒの送りのピッチ間隔を徐々に大きくして、第１の打ち抜き型９０のみによって打ち抜かれる。さらに、図９に示すように、ステータコア２４及びロータコア４４の外側部分となる磁性板ｒの外径側領域を打ち抜く際には、主磁石用開口６１の中間部は、磁性板ｒの送りのピッチ間隔をさらに大きくして、第１の打ち抜き型９０によって断続的に打ち抜かれ、第１の打ち抜き型９０によって打ち抜かれなかった部分を第２の打ち抜き型９１によって打ち抜く。また、主磁石用開口６１の両端部は、第３の打ち抜き型９２によって打ち抜かれる。従って、複数の主磁石用開口６１は、第１〜第３の打ち抜き型９０，９１，９２によって巻き始め部から巻き終わり部まで打ち抜かれる。
【００４３】
さらに、ステータコア２４のティース部２２は扇形形状に形成されるので、複数のスロット用開口６６も、巻き始め部から巻き終わり部に渡って、磁性板ｒの送りのピッチ間隔を徐々に大きくしながら、第２の打ち抜き型９１と第３の打ち抜き型９２によって打ち抜かれる。なお、巻き終わり部まで打ち抜いた後は、次のステータコア２４及びロータコア４４となる磁性板ｒの各開口６１，６２，６３，６６を巻き始め部から順に打ち抜き、打ち抜きは継続的に行なわれる。
【００４４】
ここで、第２の打ち抜き型９１は、第１の打ち抜き型９０を打ち抜いた後に打ち抜いてもよいが、軸方向連結部７５や周方向連結部７６、傾斜面７７や突起部７８等の細かな形状を打ち抜く第３の打ち抜き型９２は、加工誤差を小さくするために最後に打ち抜くようにしている。即ち、仮に、第３の打ち抜き型９２による打ち抜き後に第１或いは第２の打ち抜き型９０，９１による打ち抜きを行った場合、打ち抜きの際に上述した細かな形状の部分に歪みが生じてしまい、第１或いは第２の打ち抜き型９０，９１によって打ち抜かれる部分に加工誤差が大きく生じてしまう可能性がある。このため、第３の打ち抜き型９２は、分離切断工程の直前に行われている。
【００４５】
このようにして各開口６１，６２，６３，６６が打ち抜かれた磁性板ｒは、次に複数のスリッター９４ａ〜９４ｅによって分離切断され、図１０や図１１に示す切断位置ＣＬにてステータコア用磁性板６７とロータコア用磁性板６８とにそれぞれ切り離される。
【００４６】
ここで、ステータコア用磁性板６７とロータコア用磁性板６８とを切断するスリッター９４ａ，９４ｂ，９４ｄ，９４ｅによる切断位置ＣＬは、図１１に示すように、打ち抜き誤差等を考慮し、ステータコア用磁性板６７のスロット部開口６６が切断によって確実に開口するように、ロータコア用磁性板６８にわずかに凹凸が残る位置に設定される。なお、第２の打ち抜き型９１によって打ち抜かれるスロット部開口６６は、副磁石用開口６２と幅方向において若干オーバーラップするように打ち抜いておいてもよい。
【００４７】
その後、ステータコア用磁性板６７とロータコア用磁性板６８をそれぞれ図示しない巻芯を用いて捲回し、所定の径方向寸法にてカットし、巻き始め部と巻き終わり部とが溶接されることで、ステータコア２４とロータコア４４が形成される。これにより、ステータコア２４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用収容部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、ロータコア４４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部２２が形成される。
【００４８】
また、ロータフレーム３０は、図１３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、シャフト部５５、及び、アウターリング５０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。
【００４９】
そして、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、シャフト部５５、及び、アウターリング５０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７１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。さらに、ダイカスト合金は、シャフト部５５のロータフレーム用取付穴部５７と、アウターリング５０の他のロータフレーム用取付穴部５１とにも流れ込む。これにより、リブ３１、内筒部３２、外筒部３３、内向き凸部３４、外向き凸部３５を有するロータフレーム３０が鋳込みにより形成され、図１２に示すような、シャフト部５５、複数の主磁石部４１，…，４１、複数の副磁石部４３，…，４３、ロータコア４４、ロータフレーム３０、及びアウターリング５０が一体となったロータ１１が設けられる。
【００５０】
従って、本実施形態において、アキシャルギャップ型モータ１０は、回転軸方向に磁化され、周方向に所定の間隔で配置される複数の主磁石部４１，…，４１と、複数の主磁石部４１，…，４１をそれぞれ保持する複数の主磁石部収容部７２，…，７２、及び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る複数のヨーク部４２，…，４２を有するロータコア４４と、を備え、回転軸周りに回転可能なロータ１１と、周方向に交互に配置される複数のスロット部２３及び複数のティース部２２を有するステータコア２４を備え、回転軸方向両側からロータ１１に対向配置されるステータ１２と、を有する。このようなアキシャルギャップ型モータ１０は、テープ状の単一の磁性板ｒを搬送する工程と、搬送される磁性板ｒに対して、ロータコア４４の複数の主磁石用開口６１を打ち抜く工程と、搬送される磁性板ｒに対して、ステータコア２４の複数のスロット用開口６６を打ち抜く工程と、磁性板ｒをステータコア用磁性板６７とロータコア用磁性板６８とに切り離す工程と、ロータコア用磁性板６８を捲回して、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を有するロータコア４４を形成する工程と、ステータコア用磁性板６７を捲回して、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部２２を有するステータコア２４を形成する工程と、を備える製造方法によって製造される。これにより、単一の磁性板ｒからロータコア４４とステータコア２４とを一括で製造することができ、生産性の向上が図られる。
【００５１】
また、複数の主磁石用開口６１及び複数のスロット用開口６６は、主磁石用開口６１の中間部を打ち抜く第１の打ち抜き型９０と、主磁石用開口６１の中間部及びスロット用開口６６を打ち抜く第２の打ち抜き型９１と、主磁石用開口６１の端部及びスロット用開口６６を打ち抜く第３の打ち抜き型９２と、を用いて、ロータコア４４とステータコア２４となる磁性板ｒの巻き始め部から巻き終わり部まで打ち抜かれるので、３つの打ち抜き型を用いた簡単な構造のプレス成型機を用いて、磁性板を巻き始め部から巻き終わり部まで打ち抜くことができる。
【００５２】
さらに、ロータ１１は、ロータコア４４の周方向に隣り合うヨーク部４２間に形成された複数の副磁石部用収容部７４に配置され、回転軸方向及び径方向に直交する方向に磁化される複数の副磁石部４３をさらに有して、略ハルバッハ配置に構成され、ロータコア４４には、周方向に隣り合う主磁石部４１間にそれぞれ配置されて径方向に延びる複数のリブ３１が収容される複数のリブ収容穴７３が形成される。この場合の製造方法では、搬送される磁性板ｒに対して、ロータコア４４の複数の副磁石用開口６２を打ち抜く工程と、搬送される磁性板ｒに対して、ロータコア４４の複数のリブ用開口６３を打ち抜く工程と、をさらに有し、ロータコア用磁性板６８を捲回することで、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用収容部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、第３の打ち抜き型９２は、第１及び第２の打ち抜き型９０，９１が打ち抜いた主磁石用開口６１の端部、スロット用開口６６、リブ用開口６３、及び副磁石用開口６２を打ち抜く。即ち、第３の打ち抜き型９２による打ち抜きを最後に行うので、打ち抜きの際の加工誤差を小さくすることができる。
【００５３】
また、磁性板ｒの搬送方向と直交する方向に並ぶ、副磁石用開口６２とスロット用開口６６の互いの搬送方向中間位置Ｃが一致しており、第３の打ち抜き型９２は、搬送方向と直交する方向に並ぶ副磁石用開口６２とスロット用開口６６とを単一の開口として打ち抜くので、副磁石用開口６２を打ち抜いた歪みが生じやすい部分が、スロット用開口６６として同時に打ち抜かれるので、ロータコア用磁性板６８とステータコア用磁性板６７となる部分に耳を設ける必要がなく、廃材をできるだけ少なくすることができる。
【００５４】
加えて、磁性板ｒは、複数のアキシャルギャップ型モータ１０の複数のステータ用磁性板６７と複数のロータコア用磁性板６８が搬送方向と直交する方向に並ぶように設けられているので、単一の磁性板ｒから複数のアキシャルギャップ型モータのロータコアとステータコアとを一括して製造することができ、さらに生産性の向上が図られる。
【００５５】
＜第２実施形態＞
以下、本発明の第２実施形態について、図１４〜図１６を参照して説明する。なお、図中、第１実施形態と同一の構成部分には同一符号を付して説明を省略する。
【００５６】
本実施形態の単一の磁性板ｒでは、搬送方向と直交する方向、即ち、磁性板ｒの幅方向において、一対のアキシャルギャップ型モータ１０の一方の一対のステータコア用磁性板６７，６７、一対のアキシャルギャップ型モータ１０の各ロータコア用磁性板６８，６８、一対のアキシャルギャップ型モータ１０の他方の一対のステータ用磁性板６７，６７が、この順で切り離した後に並ぶように打ち抜かれる。
【００５７】
このため、本実施形態では、打ち抜き工程に使用されるプレス成型機９３ａは、一対のステータコア用磁性板６７，６７の互いのスロット用開口６６を対向させて単一の開口として打ち抜く打ち抜き刃９６ａを備えた第１の打ち抜き型９６と、各ロータコア用磁性板６８の主磁石用開口６１、副磁石用開口６２、及び、リブ用開口６３を打ち抜く打ち抜き刃９７ａ，９７ｂ，９７ｃ，９７ｄを備えた第２の打ち抜き型９７と、を有する。
【００５８】
なお、第１の打ち抜き型９６と第２の打ち抜き型９７は、第１実施形態と同様、磁性板ｒの巻き始め部から巻き終わり部に渡って打ち抜くのに際して、磁性板ｒの送りのピッチ間隔を徐々に大きくする。また、主磁石用開口６１は、該開口６１の端部をそれぞれ打ち抜くとともに協働して全体的に打ち抜く、互いに長さの異なる上流側及び下流側の主磁石用打ち抜き刃９７ａ，９７ｂによって巻き始め部から巻き終わり部まで打ち抜かれる。
【００５９】
このようにして各開口６１，６２，６３，６６が打ち抜かれた磁性板ｒは、次に第１実施形態と同様、複数のスリッター９４ａ〜９４ｅによって分離切断され、図１４（ｂ）に示す切断位置ＣＬにて、ステータコア用磁性板６７とロータコア用磁性板６８とにそれぞれ切り離される。
【００６０】
ここで、ステータコア用磁性板６７とロータコア用磁性板６８との間、及び各ロータコア用磁性板６８間は、ロータコア用磁性板６８の各開口６１，６２，６３を打ち抜いた際の歪みがステータコア用磁性板６７に影響を及ぼさないように、また、隣り合うロータコア用磁性板６８へも影響を及ぼさないように、予め耳となる部分を考慮して打ち抜いているので、これらの間の耳も分離切断の際に除去する必要がある。
【００６１】
一方、互いに対向する一対のステータコア用磁性板６７，６７は、分離切断されることで、軸方向に開口した互いのスロット用開口６６を形成する。その後、第１実施形態と同様に、ステータコア用磁性板６７及びロータコア用磁性板６８をそれぞれ捲回することで、ステータコア２４及びロータコア４４が形成される。
【００６２】
このように製造される一対のステータコア２４は、回転軸方向に対向する互いのティース２２，２２が分離切断される前の同一のティース部分６９によって構成されるように、互いに位相合せされており、各ティース部２２，２２の互いの回転軸方向対向面は、結晶境界の連続性を保つことができる。
【００６３】
図１５に示すように、磁性板ｒは、結晶粒界が存在する部分では磁気抵抗が大きくなり、結晶の有効占積率を低下させ、飽和磁束密度も低下する。このため、同一のティース部分６９が回転軸方向に対向するティース２２，２２を構成するようにすることで、磁束の流れを大きくすることができ、磁気抵抗が低減できるため、モータのトルク定数が向上し、飽和磁束密度も向上して、最大トルクを向上させることができる。これは、図１６（ａ）に示すヨークの磁化特性試験において、一対のステータコア２４，２４を連続結晶境界で構成することで、磁束密度が向上していることや、図１６（ｂ）に示すモータ試験において、一対のステータコア２４，２４を連続結晶境界で構成することで、トルクが向上していることからも明らかである。
【００６４】
従って、本実施形態のアキシャルギャップ型モータ１０の製造方法によれば、磁性板ｒは、搬送方向と直交する方向において、一対のアキシャルギャップ型モータ１０の一方の一対のステータコア用磁性板６７，６７、一対のアキシャルギャップ型モータ１０の各ロータコア用磁性板６８，６８、一対のアキシャルギャップ型モータの他方の一対のステータコア用磁性板６７，６７の順で切り離した後並ぶように打ち抜かれており、各アキシャルギャップ型モータの一対のステータコア用磁性板６７，６７の各スロット用開口６６，６６は、単一の開口として打ち抜かれるので、一対のステータコア２４，２４の各ティース部２２，２２の互いの回転軸方向対向面において、結晶境界の連続性を保つことができ、磁気抵抗が低減、また、飽和磁束密度が高くなり、トルクを向上することができる。
その他の構成及び作用については、第１実施形態のものと同様である。
【００６５】
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。
【００６６】
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。
【００６７】
また、本発明は、第２実施形態のような、単一の磁性板ｒから一対のステータコア２４，２４を製造するステータの製造方法も含まれる。即ち、本発明は、アキシャルギャップ型モータ１０のステータ１２，１２の製造方法であって、テープ状の単一の磁性板ｒを搬送する工程と、搬送される磁性板ｒに対して、一対のステータコア２４，２４の複数のスロット用開口６６を打ち抜く工程と、磁性板ｒから一対のステータコア用磁性板６７，６７を切り離す工程と、各ステータコア用磁性板６７，６７を捲回して、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、及び前記複数のティース部２２をそれぞれ有する前記一対のステータコア２４，２４を形成する工程と、を備え、打ち抜き工程では、前記一対のステータコア用磁性板６７，６７の前記搬送方向と直交する方向で対向する互いの前記各スロット用開口は、単一の開口として打ち抜かれることを含む。この場合にも、一対のステータコア２４，２４の各ティース部２２の互いの回転軸方向対向面において、結晶境界の連続性を保つことができ、磁気抵抗が低減、また、飽和磁束密度が高くなり、トルクを向上することができる。
【符号の説明】
【００６８】
１０    アキシャルギャップ型モータ
１１    ロータ
１２    ステータ
２４    ステータコア
３０    ロータフレーム
３１    リブ
４１    主磁石部
４２    ヨーク部
４３    副磁石部
４４    ロータコア
５０    アウターリング
５５    シャフト部
６１    主磁石用開口
６２    副磁石用開口
６３    リブ用開口
６６    スロット用開口
６７    ステータコア用磁性板
６８    ロータコア用磁性板
７２    主磁石部収容部
７３    リブ収容穴
７４    副磁石部収容部
９０    第１の打ち抜き型
９１    第２の打ち抜き型
９２    第３の打ち抜き型
Ｏ      回転軸
ｒ      磁性板
【図１】
2010233324.tif 000003
【図２】
2010233324.tif 000004
【図３】
2010233324.tif 000005
【図４】
2010233324.tif 000006
【図５】
2010233324.tif 000007
【図６】
2010233324.tif 000008
【図７】
2010233324.tif 000009
【図８】
2010233324.tif 000010
【図９】
2010233324.tif 000011
【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
2010233324.tif 000015
【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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