(57)【要約】【課題】組み立てやすいアキシャルギャップモータ及びロ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モータ１は、軸方向Ｄａに対向配置されている第一ステータ１０及び第二ステータ２０と、第一ステータ１０と前記第二ステータ２０との間に、第一ステータ１０に向かって磁場強度を強めるように複数の第一主磁極磁石及び複数の第一補助極磁石が周方向Ｄｃにハルバッハ配列されている第一磁石層と第二ステータ２０に向かって磁場強度を強めるように複数の第二主磁極磁石及び複数の第二補助極磁石が周方向Ｄｃにハルバッハ配列されている第二磁石層とを有するロータ３０と、を備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸方向に対向配置されている第一ステータ及び第二ステータと、
前記第一ステータと前記第二ステータとの間に、前記第一ステータに向かって磁場強度を強めるように複数の第一主磁極磁石及び複数の第一補助極磁石が周方向にハルバッハ配列されている第一磁石層と前記第二ステータに向かって磁場強度を強めるように複数の第二主磁極磁石及び複数の第二補助極磁石が前記周方向にハルバッハ配列されている第二磁石層とを有するロータと、
を備えるアキシャルギャップモータ。
【請求項２】
前記第一磁石層が、第一表面と第一裏面と有し、前記第一裏面側より前記第一表面側の磁場強度が強められており、
前記第二磁石層が、第二表面と第二裏面と有し、前記第二裏面側より前記第二表面側の磁場強度が強められており、
前記第一裏面と前記第二裏面とが対向するように、前記第一磁石層と前記第二磁石層とが配置されている請求項１に記載のアキシャルギャップモータ。
【請求項３】
前記第一主磁極磁石の磁極の向きと前記第二主磁極磁石の磁極の向きとが揃っている請求項１又は請求項２に記載のアキシャルギャップモータ。
【請求項４】
前記ロータが、前記第一磁石層及び前記第二磁石層を締結する締結機構を有する請求項１から請求項３のいずれか一項に記載のアキシャルギャップモータ。
【請求項５】
前記ロータが、前記締結機構に対し、前記第一磁石層及び前記第二磁石層の前記周方向の位置決めをしている位置決め機構をさらに有する請求項４に記載のアキシャルギャップモータ。
【請求項６】
前記複数の第一主磁極磁石の各間に、前記第一補助極磁石が３個配置されていると共に、前記複数の第二主磁極磁石の各間に、前記第二補助極磁石が３個配置されていて、
前記周方向に隣り合う１個の前記第一主磁極磁石及び３個の前記第一補助極磁石を第一磁石群とし、前記第一磁石群の前記周方向の幅を４としたときに、前記第一主磁極磁石の前記周方向の幅が２．５〜３．０であって、
前記周方向に隣り合う１個の前記第二主磁極磁石及び３個の前記第二補助極磁石を第二磁石群とし、前記第二磁石群の前記周方向の幅を４としたときに、前記第二主磁極磁石の前記周方向の幅が２．５〜３．０である請求項１から請求項５のいずれか一項に記載のアキシャルギャップモータ。
【請求項７】
前記複数の第一主磁極磁石の各間に、前記第一補助極磁石が２個配置されていると共に、前記複数の第二主磁極磁石の各間に、前記第二補助極磁石が２個配置されていて、
前記周方向に隣り合う１個の前記第一主磁極磁石及び２個の前記第一補助極磁石を第一磁石群とし、前記第一磁石群の前記周方向の幅を３としたときに、前記第一主磁極磁石の前記周方向の幅が１．６〜２．２であって、
前記周方向に隣り合う１個の前記第二主磁極磁石及び３個の前記第二補助極磁石を第二磁石群とし、前記第二磁石群の前記周方向の幅を３としたときに、前記第二主磁極磁石の前記周方向の幅が１．６〜２．２である請求項１から請求項５のいずれか一項に記載のアキシャルギャップモータ。
【請求項８】
前記複数の第一主磁極磁石の各間に、前記第一補助極磁石が１個配置されていると共に、前記複数の第二主磁極磁石の各間に、前記第二補助極磁石が１個配置されていて、
前記周方向に隣り合う１個の前記第一主磁極磁石及び１個の前記第一補助極磁石を第一磁石群とし、前記第一磁石群の前記周方向の幅を２としたときに、前記第一主磁極磁石の前記周方向の幅が１．２〜１．６であって、
前記周方向に隣り合う１個の前記第二主磁極磁石及び１個の前記第二補助極磁石を第二磁石群とし、前記第二磁石群の前記周方向の幅を３としたときに、前記第二主磁極磁石の前記周方向の幅が１．２〜１．６である請求項１から請求項５のいずれか一項に記載のアキシャルギャップモータ。
【請求項９】
アキシャルギャップモータのロータの製造方法であって、
第一端板及び第一ロータ構造部材を配置する締結機構配置工程と、
複数の第一主磁極磁石及び複数の第一補助極磁石をハルバッハ配列して、前記第一端板に向く面側の磁場強度を強めるように、第一磁石層を形成する第一磁石層形成工程と、
複数の第二主磁極磁石及び複数の第二補助極磁石をハルバッハ配列して、前記第一磁石層に向く面と反対の面側の磁場強度を強めるように、第二磁石層を形成する第二磁石層形成工程と、
第二端板を配置し、前記第一磁石層及び前記第二磁石層を締結する締結工程と、
を実施するロータの製造方法。
【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モータ及びロータの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
アキシャルギャップモータの１つに、磁石の配列をハルバッハ配列としたアキシャルギャップモータがある。
例えば、特許文献１には、軸方向に対向配置されているステータとステータの間に、ハルバッハ配列の磁石を有するロータを設けたアキシャルギャップモータが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１０−９８９２９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１のアキシャルギャップモータは、ロータプレートの複数の櫛歯部の周りに複数の磁石を配置させている。しかし、特許文献１のアキシャルギャップモータは、複数の磁石を櫛歯部の周りに並べる構造であるため、組み立て作業中に近くの磁石同士で斥け合ったり引き合ったりする。このため、特許文献１のアキシャルギャップモータは、組み立てにくい構造となっている。
【０００５】
本発明は、組み立てやすいアキシャルギャップモータ及びロータの製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
第一の態様のアキシャルギャップモータは、軸方向に対向配置されている第一ステータ及び第二ステータと、前記第一ステータと前記第二ステータとの間に、前記第一ステータに向かって磁場強度を強めるように複数の第一主磁極磁石及び複数の第一補助極磁石が周方向にハルバッハ配列されている第一磁石層と前記第二ステータに向かって磁場強度を強めるように複数の第二主磁極磁石及び複数の第二補助極磁石が前記周方向にハルバッハ配列されている第二磁石層とを有するロータと、を備える。
【０００７】
また、第二の態様のアキシャルギャップモータは、前記第一磁石層が、第一表面と第一裏面と有し、前記第一裏面側より前記第一表面側の磁場強度が強められており、前記第二磁石層が、第二表面と第二裏面と有し、前記第二裏面側より前記第二表面側の磁場強度が強められており、前記第一裏面と前記第二裏面とが対向するように、前記第一磁石層と前記第二磁石層とが配置されている第一の態様のアキシャルギャップモータである。
【０００８】
また、第三の態様のアキシャルギャップモータは、前記第一主磁極磁石の磁極の向きと前記第二主磁極磁石の磁極の向きとが揃っている第一又は第二の態様のアキシャルギャップモータである。
【０００９】
また、第四の態様のアキシャルギャップモータは、前記ロータが、前記第一磁石層及び前記第二磁石層を締結する締結機構を有する第一から第三のいずれかの態様のアキシャルギャップモータである。
【００１０】
また、第五の態様のアキシャルギャップモータは、前記ロータが、前記締結機構に対し、前記第一磁石層及び前記第二磁石層の前記周方向の位置決めをしている位置決め機構をさらに有する第四の態様のアキシャルギャップモータである。
【００１１】
また、第六の態様は、前記複数の第一主磁極磁石の各間に、前記第一補助極磁石が３個配置されていると共に、前記複数の第二主磁極磁石の各間に、前記第二補助極磁石が３個配置されていて、前記周方向に隣り合う１個の前記第一主磁極磁石及び３個の前記第一補助極磁石を第一磁石群とし、前記第一磁石群の前記周方向の幅を４としたときに、前記第一主磁極磁石の前記周方向の幅が２．５〜３．０であって、前記周方向に隣り合う１個の前記第二主磁極磁石及び３個の前記第二補助極磁石を第二磁石群とし、前記第二磁石群の前記周方向の幅を４としたときに、前記第二主磁極磁石の前記周方向の幅が２．５〜３．０である第一から第五のいずれかの態様のアキシャルギャップモータである。
【００１２】
また、第七の態様のアキシャルギャップモータは、前記複数の第一主磁極磁石の各間に、前記第一補助極磁石が２個配置されていると共に、前記複数の第二主磁極磁石の各間に、前記第二補助極磁石が２個配置されていて、前記周方向に隣り合う１個の前記第一主磁極磁石及び２個の前記第一補助極磁石を第一磁石群とし、前記第一磁石群の前記周方向の幅を３としたときに、前記第一主磁極磁石の前記周方向の幅が１．６〜２．２であって、前記周方向に隣り合う１個の前記第二主磁極磁石及び３個の前記第二補助極磁石を第二磁石群とし、前記第二磁石群の前記周方向の幅を３としたときに、前記第二主磁極磁石の前記周方向の幅が１．６〜２．２である第一から第五のいずれかの態様のアキシャルギャップモータである。
【００１３】
また、第八の態様アキシャルギャップモータは、前記複数の第一主磁極磁石の各間に、前記第一補助極磁石が１個配置されていると共に、前記複数の第二主磁極磁石の各間に、前記第二補助極磁石が１個配置されていて、前記周方向に隣り合う１個の前記第一主磁極磁石及び１個の前記第一補助極磁石を第一磁石群とし、前記第一磁石群の前記周方向の幅を２としたときに、前記第一主磁極磁石の前記周方向の幅が１．２〜１．６であって、前記周方向に隣り合う１個の前記第二主磁極磁石及び１個の前記第二補助極磁石を第二磁石群とし、前記第二磁石群の前記周方向の幅を３としたときに、前記第二主磁極磁石の前記周方向の幅が１．２〜１．６である第一から第五のいずれかの態様のアキシャルギャップモータである。
【００１４】
また、第九の態様のアキシャルギャップモータの製造方法は、第一端板及び第一ロータ構造部材を配置する締結機構配置工程と、複数の第一主磁極磁石及び複数の第一補助極磁石をハルバッハ配列して、前記第一端板に向く面側の磁場強度を強めるように、第一磁石層を形成する第一磁石層形成工程と、複数の第二主磁極磁石及び複数の第二補助極磁石をハルバッハ配列して、前記第一磁石層に向く面と反対の面側の磁場強度を強めるように、第二磁石層を形成する第二磁石層形成工程と、第二端板を配置し、前記第一磁石層及び前記第二磁石層を締結する締結工程と、を実施する。
【発明の効果】
【００１５】
本発明のアキシャルギャップモータは、組み立てやすい。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明に係る第一実施形態のアキシャルギャップモータの斜視図である。
【図２】本発明に係る第一実施形態のロータの分解斜視図である。
【図３】図１におけるＩＩＩ−ＩＩＩ線断面図である
【図４】ハルバッハ配列における磁束分布を説明する図である。
【図５】図２におけるＶ部拡大図である。
【図６】図３におけるＶＩ部拡大図である。
【図７】本発明に係る第一実施形態のロータの各磁極の幅を説明する図である。
【図８】本発明に係る第一実施形態のロータの主磁極の幅と磁束密度実効値との関係を示すグラフである。
【図９】第一変形例のロータの各磁極の幅を説明する図である。
【図１０】第一変形例のロータの主磁極の幅と磁束密度実効値との関係を示すグラフである。
【図１１】第二変形例のロータの各磁極の幅を説明する図である。
【図１２】第二変形例のロータの主磁極の幅と磁束密度実効値との関係を示すグラフである。
【図１３】本発明に係る第一実施形態のロータの製造方法のフローチャートである。
【図１４】本発明に係る第二実施形態のロータの分解斜視図である。
【図１５】本発明に係る第三実施形態のロータの分解斜視図である。
【図１６】本発明に係る第四実施形態のロータの分解斜視図である。
【図１７】本発明に係る第五実施形態のロータの分解斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明に係る各種実施形態について、図面を用いて説明する。
【００１８】
＜第一実施形態＞
以下、第一実施形態に係るアキシャルギャップモータ１について、図１〜図１３を参照しながら詳細に説明する。
図１に示されるように、アキシャルギャップモータ１は、第一ステータ１０と、第二ステータ２０と、ロータ３０と、フレーム４０と、を備える。第一ステータ１０、第二ステータ２０及びロータ３０はそれぞれ環形状を有する。
本実施形態では、第一ステータ１０、第二ステータ２０及びロータ３０はそれぞれ略円環形状を有する。また、第一ステータ１０、第二ステータ２０及びロータ３０は、各環の中心軸が軸線ＡＸに一致するように同軸配置されている。
【００１９】
アキシャルギャップモータ１は、軸線ＡＸを回転軸として、ロータ３０を、第一ステータ１０及び第二ステータ２０に対し回転させることが可能である。これにより、アキシャルギャップモータ１は、例えば、ロータ３０に接続されるシャフトやギアを回転させることが可能となる。
【００２０】
以下の説明においては、特に言及しない限り、軸線ＡＸの延びる方向を「軸方向Ｄａ」といい、ロータ３０の周方向を「周方向Ｄｃ」という。また、軸方向Ｄａのうち、第二ステータ２０から第一ステータ１０に向かう方向を「上方向Ｄａ１」という。
また、上方向Ｄａ１を見た時の時計回りの方向を「第一周方向Ｄｃ１」という。
また、軸方向Ｄａのうち、第一ステータ１０から第二ステータ２０に向かう方向を「下方向Ｄａ２」という。
さらに、ロータ３０の径方向を「径方向Ｄｒ」という。
【００２１】
第一ステータ１０及び第二ステータ２０は、ロータ３０を挟み込むように、軸方向Ｄａに対向配置されている。本実施形態において、第一ステータ１０及び第二ステータ２０は、フレーム４０に収容されると共にフレーム４０に固定されている。
第一ステータ１０は、複数の固定子巻線１１を有する。第二ステータ２０は、複数の固定子巻線２１を有する。固定子巻線１１及び固定子巻線２１は、それぞれロータ３０を回転させる回転磁場を発生する。固定子巻線１１及び固定子巻線２１は、それぞれ絶縁体で被覆された電線で形成されている。
【００２２】
（ロータ）
ロータ３０は、第一ステータ１０及び第二ステータ２０に対して、軸線ＡＸを中心に回転可能に設けられている。本実施形態において、ロータ３０は、フレーム４０内で回転可能に設けられている。
図２に示されるように、ロータ３０は、第一磁石層５０と、第二磁石層６０と、締結機構７０と、位置決め機構８０と、を備える。
【００２３】
（第一磁石層）
図３に示されるように、第一磁石層５０は、複数の第一主磁極磁石５１（主磁極）と、複数の第一補助極磁石５２（補助極）と、を備える。第一磁石層５０は、上方向Ｄａ１側の第一表面５０ａと、第一表面５０ａの裏面の第一裏面５０ｂと、を有する。
第一主磁極磁石５１及び第一補助極磁石５２は、それぞれ磁石であり、フェライト磁石、希土類磁石等どのような磁石であってもよい。
【００２４】
複数の第一主磁極磁石５１は、間隔をおいて周方向Ｄｃに並べられている。複数の第一主磁極磁石５１は、周方向Ｄｃに隣り合う第一主磁極磁石５１同士で磁極の向きが反対となるように各磁極を軸方向Ｄａに向けて並べられている。
本実施形態では、周方向Ｄｃに隣り合う第一主磁極磁石５１と第一主磁極磁石５１との各間には、第一補助極磁石５２が３個配置されている。すなわち、１個の第一主磁極磁石５１と３個の第一補助極磁石５２とが、周方向Ｄｃに交互に並んでいる。
【００２５】
第一主磁極磁石５１及び第一補助極磁石５２は、ハルバッハ配列されている。すなわち、第一主磁極磁石５１及び第一補助極磁石５２は、図３に示されるように、第一周方向Ｄｃ１に向かって、各磁極の向きが、周方向Ｄｃに沿う面内で順に回転するように、配置されている。本実施形態では、第一主磁極磁石５１及び第一補助極磁石５２は、各磁極が４５度ずつ順に回転するように配置されている。さらに、第一主磁極磁石５１及び第一補助極磁石５２は、径方向Ｄｒ外側から内側を見たときに（図３の紙面上から見たときに）、第一周方向Ｄｃ１に向かって、各磁極の向きが順に反時計回りに回転するように配置されている。
【００２６】
一般に、ハルバッハ配列された複数の主磁極磁石及び複数の補助極磁石は、図４に示されるように、磁石層の表面側及び裏面側に形成される磁場強度のうち、表面側に形成される磁場強度を強めている。
本実施形態のように配置された複数の第一主磁極磁石５１及び複数の第一補助極磁石５２は、第一ステータ１０に向かって磁場強度を強めるようにハルバッハ配列されている。
【００２７】
（第二磁石層）
第二磁石層６０は、複数の第二主磁極磁石６１（主磁極）と、複数の第二補助極磁石６２（補助極）と、を備える。第二磁石層６０は、下方向Ｄａ２側の第二表面６０ａと、第二表面６０ａの裏面の第二裏面６０ｂと、を有する。
第二主磁極磁石６１及び第二補助極磁石６２は、磁石であり、フェライト磁石、希土類磁石等どのような磁石であってもよい。
【００２８】
複数の第二主磁極磁石６１は、間隔をおいて周方向Ｄｃに並べられている。複数の第二主磁極磁石６１は、周方向Ｄｃに隣り合う第二主磁極磁石６１同士で磁極の向きが反対となるように各磁極を軸方向Ｄａに向けて並べられている。
本実施形態では、周方向Ｄｃに隣り合う第二主磁極磁石６１と第二主磁極磁石６１との各間に、第二補助極磁石６２がそれぞれ３個配置されている。すなわち、１個の第二主磁極磁石６１と３個の第二補助極磁石６２とが、周方向Ｄｃに交互に並んでいる。
【００２９】
第二主磁極磁石６１及び第二補助極磁石６２は、ハルバッハ配列されている。すなわち、第二主磁極磁石６１及び第二補助極磁石６２は、第一周方向Ｄｃ１に向かって、各磁極の向きが、周方向Ｄｃに沿う面内で順に回転するように、配置されている。本実施形態では、第二主磁極磁石６１及び第二補助極磁石６２は、各磁極が４５度ずつ順に回転するように、配置されている。さらに、第二主磁極磁石６１及び第二補助極磁石６２は、径方向Ｄｒ外側から内側を見たときに（図３の紙面上から見たときに）、第一周方向Ｄｃ１に向かって、各磁極の向きが順に時計回りに回転するように配置されている。
【００３０】
本実施例のように配置された複数の第二主磁極磁石６１及び複数の第二補助極磁石６２は、第二ステータ２０に向かって磁場強度を強めるようにハルバッハ配列されている。
【００３１】
第一磁石層５０に対し、第二磁石層６０は、第一裏面５０ｂと第二裏面６０ｂとが対向するように、配置されている。
各第一主磁極磁石５１は、それぞれ軸方向Ｄａに並ぶ各第二主磁極磁石６１と対になっている。各対において、第一主磁極磁石５１の周方向Ｄｃの位置と第二主磁極磁石６１の周方向Ｄｃの位置とは、揃っている。
同様に、各第一補助極磁石５２は、それぞれ軸方向Ｄａに並ぶ各第二補助極磁石６２と対になっている。各対において、第一補助極磁石５２の周方向Ｄｃの位置と第二補助極磁石６２の周方向Ｄｃの位置とは、揃っている。
さらに、図３に示されるように、第一磁石層５０に対し、第二磁石層６０は、第一主磁極磁石５１の磁極の向きと第二主磁極磁石６１の磁極の向きとが揃うように、配置されている。
【００３２】
（締結機構）
図２に戻って、締結機構７０は、第一端板７１と、ロータ構造部材７２と、第二端板７３と、を備える。第一端板７１が第一ステータ１０に向けられると共に、第二端板７３が第二ステータ２０に向けられるように、締結機構７０は配置されている。
締結機構７０は、第一磁石層５０の第一表面５０ａが第一端板７１に向くと共に、第二磁石層６０の第二表面６０ａが第二端板７３に向くように、第一磁石層５０及び第二磁石層６０を締結する。
第一端板７１、ロータ構造部材７２、及び第二端板７３は、第一磁石層５０及び第二磁石層６０の磁束に影響を与えにくい材料であれば、どのような材料で形成されてもよい。本実施形態において、第一端板７１、ロータ構造部材７２、及び第二端板７３は、アルミニウム、ステンレス等で形成されている。
【００３３】
第一端板７１及び第二端板７３は、それぞれ環形状を有する。本実施形態では、第一端板７１及び第二端板７３は、それぞれ略円環形状を有する。
第一端板７１は、それぞれ板面を貫通する複数の穴７１ｈを有する。穴７１ｈは、第一端板７１の板面外周に沿って並ぶように複数設けられると共に、板面内周に沿って並ぶように複数設けられる。
第二端板７３は、それぞれ板面を貫通する複数の穴７３ｈを有する。穴７３ｈは、第二端板７３の板面外周に沿って並ぶように複数設けられると共に、板面内周に沿って並ぶように複数設けられる。
【００３４】
ロータ構造部材７２は、複数のボルト穴７２ｈを有する。各ボルト穴７２ｈは、ロータ構造部材７２の軸方向Ｄａに向く両面に設けられる。各ボルト穴７２ｈは、穴７１ｈ及び穴７３ｈに向かって、穴７１ｈ及び穴７３ｈの位置に合わせてそれぞれ設けられる。
本実施形態において各ボルト穴７２ｈは、ねじ穴とされている。このため、各ボルト穴７２ｈに、穴７１ｈ及び穴７３ｈに挿通されたボルトＢＬＴが、ねじ止めされている。このため、ロータ構造部材７２は、第一端板７１及び第二端板７３に固定されている。
【００３５】
ロータ構造部材７２は、環形状の内環部材７４と、環形状の外環部材７５と、を有する。
本実施形態では、内環部材７４及び外環部材７５は、それぞれ略円環形状を有する。また、本実施形態において、内環部材７４及び外環部材７５は、それぞれ周方向Ｄｃに４分割されている。さらに、第一端板７１、第二端板７３、内環部材７４及び外環部材７５が、各環の中心軸がいずれも軸線ＡＸに一致する同軸配置となるように、内環部材７４及び外環部材７５は、第一端板７１及び第二端板７３に固定されている。
【００３６】
第一磁石層５０と第二磁石層６０とは、内環部材７４と外環部材７５との間に画成される空間Ｓｖに、互いに重ねられて収容されている。
第一端板７１及び第二端板７３は、ロータ構造部材７２を介して、ボルトＢＬＴのねじ止めで互いに締結される。このため、第一端板７１及び第二端板７３は、第一磁石層５０及び第二磁石層６０を、軸方向Ｄａに締結している。
本実施形態において、第一端板７１は、ロータ構造部材７２と径方向Ｄｒに重なっている。同様に、第二端板７３は、ロータ構造部材７２と径方向Ｄｒに重なっている。このため、第一端板７１及び第二端板７３は、ロータ構造部材７２との重なり部分においてねじ止めされることによって、第一磁石層５０及び第二磁石層６０を締結している。
【００３７】
（位置決め機構）
位置決め機構８０は、締結機構７０に対し、第一磁石層５０及び第二磁石層６０の周方向Ｄｃに位置決めをしている。
【００３８】
図５に示されるように、位置決め機構８０として、複数の凹部８１及び複数の凸部８２が設けられている。
【００３９】
複数の凹部８１は、外環部材７５の内周面に、周方向Ｄｃに沿って並ぶように設けられている。
本実施形態において、各凹部８１は、外環部材７５に一体形成されている。各凹部８１は、外環部材７５と同様に、第一磁石層５０及び第二磁石層６０が形成する磁束に影響を与えにくい材料で形成されている。
例えば、各凹部８１は、外環部材７５の内周形状が加工されることによって形成されている。
【００４０】
各凹部８１は、各凸部８２に対向する位置にそれぞれ設けられている。
各凹部８１は、径方向Ｄｒ外側に向かって凹形状にへこんでいる。本実施形態では、各凹部８１は、軸方向Ｄａ断面視において、仮想される外環部材７５の内接円を、径方向Ｄｒ外側に向かって、内接円の曲率半径より小さな曲率半径の円弧で切り欠かれている形状を有している。
【００４１】
複数の凸部８２は、周方向Ｄｃに並んでいる。各凸部８２は、軸方向Ｄａに関して、第一磁石層５０の外周面から第二磁石層６０の外周面に亘って設けられている。
各凸部８２は、軸方向Ｄａに並ぶ第一主磁極磁石５１及び第二主磁極磁石６１の各対にそれぞれ設けられると共に、軸方向Ｄａに並ぶ第一補助極磁石５２及び第二補助極磁石６２の各対にそれぞれ設けられる。
【００４２】
本実施形態において、凸部８２は、第一磁石層５０及び第二磁石層６０に一体形成されている。凸部８２は、第一磁石層５０の及び第二磁石層６０の各材料と同じ材料で形成されている。
例えば、凸部８２は、第一磁石層５０及び第二磁石層６０の各外周形状が加工されることによって形成されている。
【００４３】
各凸部８２は、径方向Ｄｒ外側に突出している。本実施形態では、各凸部８２は、軸方向Ｄａ断面視において、仮想される外環部材７５の外接円に向かって、径方向Ｄｒ外側に、外接円の曲率半径より小さな曲率半径の円弧で突出した形状を有している。
【００４４】
各凸部８２が設けられる周方向Ｄｃの位置は、各凹部８１が設けられる周方向Ｄｃの位置とそれぞれ一致している。各凸部８２の形状は、各凹部８１の形状とそれぞれ一致している。このため、各凸部８２は、各凹部８１にそれぞれ嵌合することによって、外環部材７５に対する第一磁石層５０及び第二磁石層６０の周方向Ｄｃに関する相対位置を決めている。
【００４５】
（主磁極磁石及び補助極磁石の寸法）
第一磁石層５０について、図６に示されるように、周方向Ｄｃに隣り合う１個の第一主磁極磁石５１及び３個の第一補助極磁石５２が第一磁石群５３とされる。図６に示されるドット領域が各磁石のＮ極、斜線領域が各磁石のＳ極に相当する。
【００４６】
図７には、図６におけるＶＩＩ部内の各磁極の関係が拡大して示される。図７に示されるように、本実施形態では、第一磁石群５３の周方向Ｄｃの幅を４としたときに、第一磁石群５３の１個の第一主磁極磁石５１の周方向Ｄｃの幅ＷＤｍが２．５、第一磁石群５３の３個の第一補助極磁石５２の周方向Ｄｃの各幅ＷＤｓが０．５とされている。また、特に限定されないが、第一磁石群５３の軸方向Ｄａの長さＶＳは１．４８とされている。
すなわち、第一主磁極磁石５１の周方向Ｄｃの幅ＷＤｍと各第一補助極磁石５２の周方向Ｄｃの幅ＷＤｓとの比は、５：１となっている。
【００４７】
第二磁石層６０についても、図６に示されるように、周方向Ｄｃに隣り合う１個の第二主磁極磁石６１及び３個の第二補助極磁石６２が第二磁石群６３とされる。図６に示されるドット領域が各磁石のＮ極、斜線領域が各磁石のＳ極に相当する。
【００４８】
本実施形態では、第一磁石層５０と同様に、第二磁石群６３の周方向Ｄｃの幅を４としたときに、第二磁石群６３の１個の第二主磁極磁石６１の周方向Ｄｃの幅ＷＤｍが２．５、第二磁石群６３の３個の第二補助極磁石６２の周方向Ｄｃの各幅ＷＤｓが０．５とされている。また、特に限定されないが、第二磁石群６３の軸方向Ｄａの長さＶＳは１．４８とされている。
【００４９】
図８には、第一磁石群５３及び第二磁石群６３の周方向Ｄｃの幅を４で固定し、幅ＷＤｍ（幅ＷＤｍと幅ＷＤｓとの割合）を変化させたときの磁束密度の計算結果が、グラフで示される。横軸に幅ＷＤｍ、縦軸にモータギャップ（第一ステータ１０及び第二ステータ２０と、ロータ３０との間）の磁束密度実効値Ｂｒｍｓがそれぞれ示される。モータギャップの磁束密度実効値は、モータトルクに関連する。「◇」は長さＶＳ＝１、「□」は長さＶＳ＝０．７６、「△」は長さＶＳ＝１．２４、「×」は長さＶＳ＝１．４８の場合をそれぞれ示す。
図８に示されるように、幅ＷＤｍ＝２．０〜３．０とすると、モータギャップの磁束密度実効値Ｂｒｍｓを大きくすることができる。したがって、幅ＷＤｍは、２．０〜３．０とされてもよい。好ましくは、幅ＷＤｍは、２．２〜３．０、さらに好ましくは、幅ＷＤｍ＝２．５〜３．０とされてもよい。
【００５０】
第一変形例として、周方向Ｄｃに隣り合う主磁極磁石と主磁極磁石との各間に、補助極磁石が２個配置されていてもよい。
具体的には、第一磁石層５０について、周方向Ｄｃに隣り合う第一主磁極磁石５１と第一主磁極磁石５１との各間に、第一補助極磁石５２がそれぞれ２個配置されている。すなわち、１個の第一主磁極磁石５１と２個の第一補助極磁石５２とが、周方向Ｄｃに交互に並んでいる。この場合、第一周方向Ｄｃ１に向かって、各磁極の向きが、周方向Ｄｃに沿う面内で６０度ずつ順に回転するように、配置されている。
第一主磁極磁石５１及び第一補助極磁石５２の寸法は、例えば、図９に示されるような寸法とされる。図９では、第一磁石群５３の周方向Ｄｃの幅を３としたときに、第一磁石群５３の１個の第一主磁極磁石５１の周方向Ｄｃの幅ＷＤｍが１．６、第一磁石群５３の３個の第一補助極磁石５２の周方向Ｄｃの各幅ＷＤｓが０．７とされている。
第二磁石層６０についても、同様である。
【００５１】
図１０には、第一変形例において、第一磁石群５３及び第二磁石群６３の周方向Ｄｃの幅を３で固定し、幅ＷＤｍを変化させたときの磁束密度の計算結果がグラフで示される。
図１０に示されるように、幅ＷＤｍ＝１．６〜２．２とすると、モータギャップの磁束密度実効値を大きくすることができる。
【００５２】
第二変形例として、周方向Ｄｃに隣り合う主磁極磁石と主磁極磁石との各間に、補助極磁石が１個配置されていてもよい。
具体的には、第一磁石層５０について、周方向Ｄｃに隣り合う第一主磁極磁石５１と第一主磁極磁石５１との各間に、第一補助極磁石５２がそれぞれ１個配置されている。すなわち、１個の第一主磁極磁石５１と１個の第一補助極磁石５２とが、周方向Ｄｃに交互に並んでいる。この場合、第一周方向Ｄｃ１に向かって、各磁極の向きが、周方向Ｄｃに沿う面内で９０度ずつ順に回転するように、配置されている。
第一主磁極磁石５１及び第一補助極磁石５２の寸法は、例えば、図１１に示されるような寸法とされる。図１１では、第一磁石群５３の周方向Ｄｃの幅を２としたときに、第一磁石群５３の１個の第一主磁極磁石５１の周方向Ｄｃの幅ＷＤｍが１．２、第一磁石群５３の３個の第一補助極磁石５２の周方向Ｄｃの各幅ＷＤｓが０．８とされている。
第二磁石層６０についても、同様である。
【００５３】
図１２には、第二変形例において、第一磁石群５３及び第二磁石群６３の周方向Ｄｃの幅を２で固定し、幅ＷＤｍを変化させたときの磁束密度の計算結果がグラフで示される。
図１２に示されるように、幅ＷＤｍ＝１．２〜１．６とすると、モータギャップの磁束密度実効値を大きくすることができる。
【００５４】
（ロータの製造方法）
ロータ３０は、図１３に示される各工程を実施することによって製造される。
まず、第一端板７１及びロータ構造部材７２が配置される（ＳＴ０１：締結機構配置工程）。締結機構配置工程ＳＴ０１では、穴７１ｈに挿通されたボルトＢＬＴが、ボルト穴７２ｈにボルト締めされることによって、ロータ構造部材７２は、第一端板７１に固定される。具体的には、第一端板７１、内環部材７４及び外環部材７５が、各環の中心軸が一致する同軸配置となるように、内環部材７４及び外環部材７５は、第一端板７１に固定される。
ロータ構造部材７２が、第一端板７１に固定されることによって、第一端板７１を底面とする環形状の空間Ｓｖが、ロータ構造部材７２内に形成される。
【００５５】
締結機構配置工程ＳＴ０１に続いて、第一磁石層５０を形成する（ＳＴ０２：第一磁石層形成工程）。第一磁石層形成工程ＳＴ０２では、環形状の空間Ｓｖ内に、複数の第一主磁極磁石５１及び複数の第一補助極磁石５２がハルバッハ配列される。この時、第一端板７１に向く面側の磁場強度を強めるように、第一磁石層５０が形成される。第一主磁極磁石５１及び第一補助極磁石５２は、例えば、第一端板７１の下方向Ｄａ２側板面に塗布された接着剤ＡＤによって、第一端板７１の板面に固定される。
【００５６】
第一磁石層形成工程ＳＴ０２に続いて、第二磁石層６０が形成される（ＳＴ０３：第二磁石層形成工程）。第二磁石層形成工程ＳＴ０３では、環形状の空間Ｓｖ内に、複数の第二主磁極磁石６１及び複数の第二補助極磁石６２がハルバッハ配列される。この時、第一磁石層５０に向く面と反対の面側（第二端板７３に向く面側）の磁場強度を強めるように、第二磁石層６０が形成される。第二主磁極磁石６１及び複数の第二補助極磁石６２は、例えば、第一磁石層５０の第一裏面５０ｂに塗布された接着剤ＡＤによって、第一磁石層５０に固定される。
【００５７】
第二磁石層形成工程ＳＴ０３に続いて、第二端板７３を配置し、第一磁石層５０及び第二磁石層６０が締結される（ＳＴ０４：締結工程）。締結工程ＳＴ０４では、接着剤ＡＤが第二端板７３の上方向Ｄａ１側板面に塗布された後、穴７３ｈに挿通されたボルトＢＬＴが、ボルト穴７２ｈにボルト締めボルトされる。これにより、第二端板７３が、ロータ構造部材７２に固定される。第二端板７３がロータ構造部材７２に固定されることによって、第一端板７１と第二端板７３とで、第一磁石層５０及び第二磁石層６０が締結される。
【００５８】
（動作）
固定子巻線１１及び固定子巻線２１に駆動電流が供給されると、第一ステータ１０及び第二ステータ２０において、それぞれロータ３０を回転させる回転磁場が発生する。これにより、アキシャルギャップモータ１は、ロータ３０を、第一ステータ１０及び第二ステータ２０に対し、相対回転させることができる。そして、アキシャルギャップモータ１は、例えば、ロータ３０に接続されるシャフトやギアを回転させる。
【００５９】
（作用及び効果）
本実施形態のアキシャルギャップモータ１では、主磁極磁石及び補助極磁石がハルバッハ配列された各磁石層によって、モータギャップにおける各磁場強度はそれぞれ強められている。このため、アキシャルギャップモータ１を高トルク密度とすることができる。
【００６０】
本実施形態のアキシャルギャップモータ１では、第一ステータ１０に向かって磁場強度が強められた第一磁石層５０と第二ステータ２０に向かって磁場強度が強められた第二磁石層６０とが、別々に構成されている。このため、複数の第一主磁極磁石５１及び複数の第一補助極磁石５２の各磁石を並べて、第一磁石層５０を形成した後で、複数の第二主磁極磁石６１及び複数の第二補助極磁石６２を並べて、第二磁石層６０を形成することができる。
したがって、アキシャルギャップモータ１は、第一磁石層５０の各磁石及び第二磁石層６０の各磁石を並べて組み立てる上で、組み立てやすい構造となっている。
【００６１】
本実施形態のアキシャルギャップモータ１では、第一磁石層５０に対し、第二磁石層６０は、第一裏面５０ｂと第二裏面６０ｂとが対向するように配置されている。各磁石層がハルバッハ配列される場合、第一表面５０ａや第二表面６０ａに比べて、第一裏面５０ｂ及び第二裏面６０ｂは、磁場強度が弱い。
このため、第一裏面５０ｂと第二裏面６０ｂとを対向配置する時、第一裏面５０ｂと第二裏面６０ｂとの間の斥力が抑制される。したがって、アキシャルギャップモータ１は、第一磁石層５０と第二磁石層６０とを組み合わせる上で、さらに組み立てやすい構造となっている。
【００６２】
本実施形態のアキシャルギャップモータ１では、第一主磁極磁石５１の磁極の向きと第二主磁極磁石６１の磁極の向きとが揃っている。
このため、第一裏面５０ｂと第二裏面６０ｂとを対向配置する時、第一裏面５０ｂと第二裏面６０ｂとの間に引力が作用する。したがって、アキシャルギャップモータ１は、第一磁石層５０と第二磁石層６０とを組み合わせる上で、さらに組み立てやすい構造となっている。
【００６３】
本実施形態のアキシャルギャップモータ１では、ロータ３０が、第一磁石層５０及び第二磁石層６０を締結する締結機構７０を有するため、第一磁石層５０と第二磁石層６０とが、一体化されている。このため、第一磁石層５０と第二磁石層６０とを第一ステータ１０と第二ステータ２０との間に組み込む作業において、アキシャルギャップモータ１は、組み立てやすい構造となっている。
【００６４】
本実施形態のアキシャルギャップモータ１では、位置決め機構８０によって、締結機構７０に対し、第一磁石層５０及び第二磁石層６０は、周方向Ｄｃに位置決めされている。このため、第一磁石層５０及び第二磁石層６０の周方向Ｄｃへの滑りが抑制されている。
したがって、アキシャルギャップモータ１は、ロータ３０に接続されるシャフトやギアにトルクを伝えることができる。
【００６５】
（変形例）
本実施形態では、位置決め機構８０として、各凸部８２は、周方向Ｄｃに並ぶ各磁石のそれぞれに設けられている。変形例として、各凸部８２は、周方向Ｄｃに並ぶ各磁石のうちの一部の磁石に設けられてもよい。このとき、凹部８１も、凸部８２に合わせて、周方向Ｄｃに並ぶ各磁石と対向する位置のうちの一部の位置に設けられる。
【００６６】
本実施形態では、位置決め機構８０として、各凹部８１は、外環部材７５の内周に設けられている。
変形例として、各凹部８１は、軸方向Ｄａに並ぶ第一主磁極磁石５１及び第二主磁極磁石６１の各対の外周に設けられてもよい。このとき、複数の凸部８２は、外環部材７５の内周に設けられる。
【００６７】
本実施形態では、位置決め機構８０として、複数の凹部８１及び複数の凸部８２が設けられている。
変形例として、複数の凹部８１及び複数の凸部８２のうち、複数の凸部８２だけが設けられてもよい。
【００６８】
本実施形態では、凹部８１は、外環部材７５の軸方向Ｄａ全体に亘って設けられている。
変形例として、凹部８１は、外環部材７５の軸方向Ｄａの一部に設けられてもよい。例えば、外環部材７５の軸方向Ｄａの一部に設けられた凹部８１として、外環部材７５の内周面のうち、軸方向Ｄａ中央箇所だけを切り欠いた穴や溝が設けられてもよい。この場合、凸部８２は、切り欠いた穴や溝に嵌合する形状とされる。
【００６９】
本実施形態では、ねじ穴である各ボルト穴７２ｈに、穴７１ｈ及び穴７３ｈに挿通されたボルトＢＬＴがねじ止めされている。変形例として、ボルト穴７２ｈは、穴７１ｈから穴７３ｈに向かってボルトＢＬＴが貫通される穴とされてもよい。この場合、貫通穴とされたボルト穴７２ｈを介して、穴７１ｈと穴７３ｈとに挿通された各ボルトＢＬＴが、ナット等で締められる。これにより、第一端板７１及び第二端板７３が、ロータ構造部材７２に固定される。貫通穴とされたボルト穴７２ｈは、ねじ穴でなくてもよい。
【００７０】
本実施形態の内環部材７４及び外環部材７５は、周方向Ｄｃに４分割されているが、一体部材で環形状を形成できるなら、変形例として、内環部材７４及び外環部材７５は、周方向Ｄｃに分割されていなくてもよい。他の変形例として、内環部材７４及び外環部材７５は、周方向Ｄｃに４分割以外の分割数（２分割、６分割、８分割等）に分割されてもよい。
【００７１】
本実施形態では、軸方向Ｄａ断面視において、各凹部８１は円弧で切り欠かれている形状を有し、各凸部８２は円弧で突出した形状を有している。
変形例として、各凹部及び各凸部は、嵌合可能な形状の組み合わせであれば、どのような形状であってもよい。
例えば、軸方向Ｄａ断面視において、各凹部は、矩形で切り欠かれている形状であってもよい。この場合、軸方向Ｄａ断面視において、各凸部は、各凹部と嵌合するように矩形で突出した形状とする。
他の例として、軸方向Ｄａ断面視において、各凹部は、Ｖ字で切り欠かれている形状であってもよい。この場合、軸方向Ｄａ断面視において、各凸部は、各凹部と嵌合するようにＶ字形で突出した形状とする。
【００７２】
本実施形態では、各磁石及び各端板を組み立てる際に、接着剤ＡＤが用いられている。変形例として、締結機構による締結だけで各磁石及び各端板を組み立てることができるなら、接着剤ＡＤは用いられなくてもよい。
【００７３】
＜第二実施形態＞
以下、第二実施形態に係るアキシャルギャップモータについて、図１４を参照しながら詳細に説明する。
【００７４】
本実施形態に係るアキシャルギャップモータは、第一実施形態と基本的に同じであるが、ロータの位置決め機構が、梁構造である点が異なっている。
【００７５】
本実施形態のアキシャルギャップモータ１０１は、第一ステータ１０と、第二ステータ２０と、ロータ１３０と、フレーム４０と、を備える。
図１４に示されるように、ロータ１３０は、第一磁石層１５０と、第二磁石層１６０と、締結機構１７０と、位置決め機構１８０と、を備える。
【００７６】
締結機構１７０は、第一端板１７１と、ロータ構造部材１７２と、第二端板１７３と、を備える。
締結機構１７０は、第一磁石層１５０及び第二磁石層１６０を締結している。
【００７７】
ロータ構造部材１７２は、環形状の内環部材１７４と、環形状の外環部材１７５と、を有する。
本実施形態では、内環部材１７４及び外環部材１７５は、それぞれ略円環形状を有する。さらに、第一端板１７１、第二端板１７３、内環部材１７４及び外環部材１７５が、各環の中心軸がいずれも軸線ＡＸに一致する同軸配置となるように、内環部材１７４及び外環部材１７５は、第一端板１７１及び第二端板１７３に固定されている。
【００７８】
第一磁石層１５０及び第二磁石層１６０は、内環部材１７４と外環部材１７５との間に収容されている。
ボルトＢＬＴを用いたねじ止めによって、第一端板１７１及び第二端板１７３は、ロータ構造部材１７２を介して、互いに締結される。これにより、締結機構１７０は、第一磁石層１５０及び第二磁石層１６０を、軸方向Ｄａに締結している。
本実施形態において、第一端板１７１は、ロータ構造部材１７２と径方向Ｄｒに重なっている。同様に、第二端板１７３は、ロータ構造部材１７２と径方向Ｄｒに重なっている。このため、第一端板１７１及び第二端板１７３は、ロータ構造部材１７２との重なり部分において、ねじ止めされることによって、第一磁石層１５０及び第二磁石層１６０を、軸方向Ｄａから締結している。
【００７９】
（位置決め機構）
位置決め機構１８０は、締結機構１７０に対し、第一磁石層１５０及び第二磁石層１６０の周方向Ｄｃに位置決めをしている。
【００８０】
位置決め機構１８０として、外環部材１７５と内環部材１７４との間に複数の梁１８１が設けられる。各梁１８１は、外環部材１７５から内環部材１７４へ径方向に延びており、外環部材１７５と内環部材１７４とを構造的につないでいる。
本実施形態では、梁１８１は、周方向Ｄｃに向かって４５度間隔で計８本設けられている。
【００８１】
複数の梁１８１は、内環部材１７４と外環部材１７５との間の空間Ｓｖを周方向に分割し、複数のアーチ形状の空間Ｓａを画成している。第一磁石層１５０及び第二磁石層１６０は、各アーチ形状の空間Ｓａに収容されている。第一磁石層１５０及び第二磁石層１６０は、各アーチ形状の空間Ｓａに合うように、それぞれ周方向Ｄｃに分割されて収容されている。したがって、各梁１８１が、分割された第一磁石層１５０及び第二磁石層１６０の周方向Ｄｃに関する相対位置を決めている。
【００８２】
（作用及び効果）
本実施形態のアキシャルギャップモータ１０１では、第一実施形態と同様に、第一磁石層１５０と第二磁石層１６０とが、別々に構成されている。したがって、アキシャルギャップモータ１０１は、第一磁石層１５０の各磁石及び第二磁石層１６０の各磁石を並べて組み立てる上で、組み立てやすい構造となっている。
【００８３】
本実施形態のアキシャルギャップモータ１０１では、第一実施形態と同様に、第一磁石層１５０と第二磁石層１６０との間の斥力が抑制されている。さらに、第一磁石層１５０と第二磁石層１６０との間に引力が作用する。したがって、アキシャルギャップモータ１０１は、第一磁石層１５０と第二磁石層１６０とを組み合わせる上で、さらに組み立てやすい構造となっている。
【００８４】
本実施形態のアキシャルギャップモータ１０１では、第一実施形態と同様に、位置決め機構１８０によって、締結機構１７０に対し、第一磁石層１５０及び第二磁石層１６０は、周方向Ｄｃに位置決めされている。このため、第一磁石層１５０及び第二磁石層１６０の周方向Ｄｃへの滑りが抑制されている。
したがって、アキシャルギャップモータ１０１は、ロータ１３０に接続されるシャフトやギアにトルクを伝えることができる。
【００８５】
＜第三実施形態＞
以下、第三実施形態に係るアキシャルギャップモータについて、図１５を参照しながら詳細に説明する。
【００８６】
本実施形態に係るアキシャルギャップモータは、第一実施形態と基本的に同じであるが、ロータが位置決め機構を有さない点が異なっている。
【００８７】
本実施形態のアキシャルギャップモータ２０１は、第一ステータ１０と、第二ステータ２０と、ロータ２３０と、フレーム４０と、を備える。
図１５に示されるように、ロータ２３０は、第一磁石層２５０と、第二磁石層２６０と、締結機構２７０と、を備える。
【００８８】
締結機構２７０は、第一端板２７１と、ロータ構造部材２７２と、第二端板２７３と、を備える。
締結機構２７０は、第一磁石層２５０及び第二磁石層２６０を締結する。
【００８９】
ロータ構造部材２７２は、環形状の内環部材２７４と、環形状の外環部材２７５と、を有する。
本実施形態では、内環部材２７４及び外環部材２７５は、それぞれ略円環形状を有する。さらに、第一端板２７１、第二端板２７３、内環部材２７４及び外環部材２７５が、各環の中心軸がいずれも軸線ＡＸに一致する同軸配置となるように、内環部材２７４及び外環部材２７５は、第一端板２７１及び第二端板２７３に固定されている。
【００９０】
第一磁石層２５０及び第二磁石層２６０は、内環部材２７４と外環部材２７５との間に収容されている。
ボルトＢＬＴを用いたねじ止めによって、第一端板２７１及び第二端板２７３は、ロータ構造部材２７２を介して、互いに締結される。これにより、締結機構２７０は、第一磁石層２５０及び第二磁石層２６０を、軸方向Ｄａに締結している。
【００９１】
（作用及び効果）
本実施形態のアキシャルギャップモータ２０１では、第一実施形態と同様に、第一磁石層２５０と第二磁石層２６０とが、別々に構成されている。したがって、アキシャルギャップモータ２０１は、第一磁石層２５０の各磁石及び第二磁石層２６０の各磁石を並べて組み立てる上で、組み立てやすい構造となっている。
【００９２】
本実施形態のアキシャルギャップモータ２０１では、第一実施形態と同様に、第一磁石層２５０と第二磁石層２６０との間の斥力が抑制されている。さらに、第一磁石層２５０と第二磁石層２６０との間に引力が作用する。したがって、アキシャルギャップモータ２０１は、第一磁石層２５０と第二磁石層２６０とを組み合わせる上で、さらに組み立てやすい構造となっている。
【００９３】
本実施形態のアキシャルギャップモータ２０１では、接着剤ＡＤによる接着力及び締結機構２７０による締結力によって、締結機構２７０に対し、第一磁石層２５０及び第二磁石層２６０は、周方向Ｄｃに位置決めされている。このため、第一磁石層２５０及び第二磁石層２６０の周方向Ｄｃへの滑りが抑制されている。
したがって、アキシャルギャップモータ２０１は、ロータ２３０に接続されるシャフトやギアにトルクを伝えることができる。
【００９４】
（変形例）
本実施形態では、各磁石及び各端板を組み立てる際に、接着剤ＡＤが用いられている。変形例として、締結力だけで第一磁石層２５０及び第二磁石層２６０の周方向Ｄｃの位置ずれを抑制できるなら、接着剤ＡＤは用いられなくてもよい。この場合、アキシャルギャップモータ２０１は、締結力によって、締結機構２７０に対し、第一磁石層２５０及び第二磁石層２６０の周方向Ｄｃの位置ずれを抑制する。
【００９５】
＜第四実施形態＞
以下、第四実施形態に係るアキシャルギャップモータについて、図１６を参照しながら詳細に説明する。
【００９６】
本実施形態に係るアキシャルギャップモータは、第一実施形態と基本的に同じであるが、ロータの位置決め機構が、軸方向Ｄａに対向する凹部及び凸部である点が異なっている。
【００９７】
本実施形態のアキシャルギャップモータ３０１は、第一ステータ１０と、第二ステータ２０と、ロータ３３０と、フレーム４０と、を備える。
図１６に示されるように、ロータ３３０は、第一磁石層３５０と、第二磁石層３６０と、締結機構３７０と、位置決め機構３８０と、を備える。
【００９８】
締結機構３７０は、第一端板３７１と、ロータ構造部材３７２と、第二端板３７３と、を備える。
締結機構３７０は、第一磁石層３５０及び第二磁石層３６０を締結している。
【００９９】
ロータ構造部材３７２は、環形状の内環部材３７４と、環形状の外環部材３７５と、を有する。本実施形態では、内環部材３７４及び外環部材３７５は、それぞれ略円環形状を有する。
第一端板３７１、第二端板３７３、内環部材３７４及び外環部材３７５が、各環の中心軸がいずれも軸線ＡＸに一致する同軸配置となるように、内環部材３７４及び外環部材３７５は、第一端板３７１及び第二端板３７３に固定されている。
【０１００】
第一磁石層３５０は、複数の第一主磁極磁石３５１（主磁極）と、複数の第一補助極磁石３５２（補助極）と、を備える。
第一磁石層３５０は、上方向Ｄａ１側の第一表面３５０ａを有する。
第一磁石層３５０の第一表面３５０ａは、第一端板３７１に向いている。
【０１０１】
第二磁石層３６０は、複数の第二主磁極磁石３６１（主磁極）と、複数の第二補助極磁石３６２（補助極）と、を備える。
第二磁石層３６０は、下方向Ｄａ２側の第二表面３６０ａを有する。
第二磁石層３６０の第二表面３６０ａは、第二端板３７３に向いている。
【０１０２】
第一磁石層３５０及び第二磁石層３６０は、内環部材３７４と外環部材３７５との間に収容されている。
【０１０３】
第一端板３７１は、第一表面３５０ａに対向する板面３７１ａを有する。
第二端板３７３は、第二表面３６０ａに対向する板面３７３ａを有する。
ボルトＢＬＴを用いたねじ止めによって、第一端板３７１及び第二端板３７３は、ロータ構造部材３７２を介して、互いに締結されている。これにより、締結機構３７０は、第一磁石層３５０及び第二磁石層３６０を、軸方向Ｄａに締結している。
【０１０４】
（位置決め機構）
位置決め機構３８０は、締結機構３７０に対し、第一磁石層３５０及び第二磁石層３６０の周方向Ｄｃに位置決めをしている。
【０１０５】
位置決め機構３８０は、第一位置決め機構３８１及び第二位置決め機構３８２を備える。
第一位置決め機構３８１として、複数の凹部３８３及び複数の凸部３８４が設けられている。凹部３８３及び凸部３８４の各対は、互いに軸方向Ｄａに対向している。
第二位置決め機構３８２として、複数の凹部３８５及び複数の凸部３８６が設けられている。凹部３８５及び凸部３８６の各対は、互いに軸方向Ｄａに対向している。
【０１０６】
複数の凹部３８３は、周方向Ｄｃに沿って並ぶように、第一磁石層３５０の第一表面３５０ａに設けられている。各凹部３８３は、第一表面３５０ａから、軸方向Ｄａに凹形状にへこんでいる。
本実施形態では、各凹部３８３は、第一表面３５０ａから軸方向Ｄaに延びる角柱形状でへこんでいる。
さらに、本実施形態では、各凹部３８３は、各第一主磁極磁石３５１と各第一補助極磁石３５２とにそれぞれ設けられている。
【０１０７】
複数の凸部３８４は、周方向Ｄｃに沿って並ぶように、第一端板３７１の板面３７１ａに設けられている。各凸部３８４は、板面３７１ａから、軸方向Ｄａに凸形状に突出している。
本実施形態では、各凸部３８４は、板面３７１ａから、各凹部３８３に向かって、軸方向Ｄaに延びる角柱形状で突出している。
【０１０８】
各凸部３８４が設けられる周方向Ｄｃの位置は、各凹部３８３が設けられる周方向Ｄｃの位置と一致している。各凸部３８４の形状は、各凹部３８３の形状と一致している。このため、各凹部３８３は、各凸部３８４にそれぞれ嵌合することによって、第一端板３７１に対する第一磁石層３５０の周方向Ｄｃに関する相対位置を決めている。
【０１０９】
複数の凹部３８５は、周方向Ｄｃに沿って並ぶように、第二磁石層３６０の第二表面３６０ａに設けられている。各凹部３８５は、第二表面３６０ａから、軸方向Ｄａに凹形状にへこんでいる。
本実施形態では、各凹部３８５は、第二表面３６０ａから軸方向Ｄaに延びる角柱形状でへこんでいる。
さらに、本実施形態では、各凹部３８５は、各第二主磁極磁石３６１と各第二補助極磁石３６２とにそれぞれ設けられている。
【０１１０】
複数の凸部３８６は、周方向Ｄｃに沿って並ぶように、第二端板３７３の板面３７３ａに設けられている。各凸部３８６は、板面３７３ａから、軸方向Ｄａに凸形状に突出している。
本実施形態では、各凸部３８６は、板面３７３ａから、各凹部３８５に向かって、軸方向Ｄaに延びる角柱形状で突出している。
【０１１１】
各凸部３８６が設けられる周方向Ｄｃの位置は、各凹部３８５が設けられる周方向Ｄｃの位置と一致している。各凸部３８６の形状は、各凹部３８５の形状と一致している。このため、各凹部３８５は、各凸部３８６にそれぞれ嵌合することによって、第二端板３７３に対する第二磁石層３６０の周方向Ｄｃに関する相対位置を決めている。
【０１１２】
（作用及び効果）
本実施形態のアキシャルギャップモータ３０１では、第一実施形態と同様に、第一磁石層３５０と第二磁石層３６０とが、別々に構成されている。したがって、アキシャルギャップモータ３０１は、第一磁石層３５０の各磁石及び第二磁石層３６０の各磁石を並べて組み立てる上で、組み立てやすい構造となっている。
【０１１３】
本実施形態のアキシャルギャップモータ３０１では、第一実施形態と同様に、第一磁石層３５０と第二磁石層３６０との間の斥力が抑制されている。さらに、第一磁石層３５０と第二磁石層３６０との間に引力が作用する。したがって、アキシャルギャップモータ３０１は、第一磁石層３５０と第二磁石層３６０とを組み合わせる上で、さらに組み立てやすい構造となっている。
【０１１４】
本実施形態のアキシャルギャップモータ３０１では、第一実施形態と同様に、位置決め機構３８０によって、締結機構３７０に対し、第一磁石層３５０及び第二磁石層３６０は、周方向Ｄｃに位置決めされている。このため、第一磁石層３５０及び第二磁石層３６０の周方向Ｄｃへの滑りが抑制されている。したがって、アキシャルギャップモータ３０１は、ロータ３３０に接続されるシャフトやギアにトルクを伝えることができる。
【０１１５】
（変形例）
本実施形態では、第一位置決め機構３８１にとして、各凹部３８３は、各第一主磁極磁石３５１と各第一補助極磁石３５２とにそれぞれ設けられている。
変形例として、複数の凹部３８３は、各第一主磁極磁石３５１と各第一補助極磁石３５２のうちの一部に設けられてもよい。このとき、複数の凸部３８４も、複数の凹部３８３に合わせて、各第一主磁極磁石３５１と各第一補助極磁石３５２のうちの一部に設けられる。さらに、第二位置決め機構３８２についても、複数の凹部３８５は、各第二主磁極磁石３６１と各第二補助極磁石３６２のうちの一部に設けられてもよい。このとき、複数の凸部３８６も、複数の凹部３８５に合わせて、各第二主磁極磁石３６１と各第二補助極磁石３６２のうちの一部に設けられる。
【０１１６】
本実施形態では、第一位置決め機構３８１にとして、第一端板３７１の板面３７１ａに凸部３８４が設けられ、第一磁石層３５０の第一表面３５０ａに凹部３８３が設けられている。
変形例として、第一端板３７１の板面３７１ａに凹部が設けられ、第一磁石層３５０の第一表面３５０ａに凸部が設けられてもよい。さらに、第二位置決め機構３８２についても、第二端板３７３の板面３７３ａに凹部が設けられ、第二磁石層３６０の第二表面３６０ａに凸部が設けられてもよい。
【０１１７】
本実施形態では、第一位置決め機構３８１として、複数の凹部３８３及び複数の凸部３８４が設けられている。
変形例として、複数の凹部３８３及び複数の凸部３８４のうち、複数の凸部３８４だけが設けられてもよい。さらに、第二位置決め機構３８２についても、複数の凹部３８５及び複数の凸部３８６のうち、複数の凸部３８６だけが設けられてもよい。
【０１１８】
＜第五実施形態＞
以下、第五実施形態に係るアキシャルギャップモータについて、図１７を参照しながら詳細に説明する。
【０１１９】
本実施形態に係るアキシャルギャップモータは、第一実施形態と基本的に同じであるが、ロータの位置決め機構が平面部である点が異なっている。
【０１２０】
本実施形態のアキシャルギャップモータ４０１は、第一ステータ１０と、第二ステータ２０と、ロータ４３０と、フレーム４０と、を備える。
図１７に示されるように、ロータ４３０は、第一磁石層４５０と、第二磁石層４６０と、締結機構４７０と、位置決め機構４８０と、を備える。
【０１２１】
締結機構４７０は、第一端板４７１と、ロータ構造部材４７２と、第二端板４７３と、を備える。
締結機構４７０は、第一磁石層４５０及び第二磁石層４６０を締結している。
【０１２２】
ロータ構造部材４７２は、環形状の内環部材４７４と、環形状の外環部材４７５と、を有する。
本実施形態では、内環部材４７４及び外環部材４７５は、それぞれ略円環形状を有する。さらに、第一端板４７１、第二端板４７３、内環部材４７４及び外環部材４７５が、各環の中心軸がいずれも軸線ＡＸに一致する同軸配置となるように、内環部材４７４及び外環部材４７５が、第一端板４７１及び第二端板４７３に固定されている。
【０１２３】
第一磁石層４５０は、複数の第一主磁極磁石４５１（主磁極）と、複数の第一補助極磁石４５２（補助極）と、を備える。
第二磁石層４６０は、複数の第二主磁極磁石４６１（主磁極）と、複数の第二補助極磁石４６２（補助極）と、を備える。
各第一主磁極磁石４５１は、それぞれ軸方向Ｄａに並ぶ各第二主磁極磁石４６１と対になっている。各対において、第一主磁極磁石４５１の周方向Ｄｃの位置と第二主磁極磁石４６１の周方向Ｄｃの位置とは、揃っている。
同様に、各第一補助極磁石４５２は、それぞれ軸方向Ｄａに並ぶ各第二補助極磁石４６２と対になっている。各対において、第一補助極磁石４５２の周方向Ｄｃの位置と第二補助極磁石４６２の周方向Ｄｃの位置は、揃っている。
第一磁石層４５０及び第二磁石層４６０は、内環部材４７４と外環部材４７５との間に収容されている。
【０１２４】
ボルトＢＬＴを用いたねじ止めによって、第一端板４７１及び第二端板４７３は、ロータ構造部材４７２を介して、互いに締結されている。これにより、締結機構４７０は、第一磁石層４５０及び第二磁石層４６０を、軸方向Ｄａに締結している。
【０１２５】
（位置決め機構）
位置決め機構４８０は、締結機構４７０に対し、第一磁石層４５０及び第二磁石層４６０の周方向Ｄｃに位置決めをしている。
【０１２６】
位置決め機構４８０は、第一位置決め機構４８１及び第二位置決め機構４８２を備える。
第一位置決め機構４８１として、複数の平面部４８３及び複数の平面部４８４がそれぞれ周方向Ｄｃに並んで設けられている。
第二位置決め機構４８２として、複数の平面部４８５及び複数の平面部４８６がそれぞれ周方向Ｄｃに並んで設けられている。
【０１２７】
（第一位置決め機構）
複数の平面部４８３は、外環部材４７５の内周面に、周方向Ｄｃに沿って並ぶように設けられている。本実施形態では、複数の平面部４８３が、外環部材４７５の内周面となっている。
各平面部４８３は、各平面部４８４にそれぞれ対向する位置に設けられている。
各平面部４８３は、それぞれ径方向Ｄｒに交差する平面を有している。
【０１２８】
複数の平面部４８４は、周方向Ｄｃに並んでいる。各平面部４８４は、軸方向Ｄａに関して、第一磁石層４５０の外周面から第二磁石層４６０の外周面に亘って設けられている。
各平面部４８４は、軸方向Ｄａに並ぶ第一主磁極磁石４５１及び第二主磁極磁石４６１の各対にそれぞれ設けられると共に、軸方向Ｄａに並ぶ第一補助極磁石４５２及び第二補助極磁石４６２の各対にそれぞれ設けられる。
本実施形態では、各対の第一主磁極磁石４５１の径方向Ｄｒの外周面と第二主磁極磁石４６１の径方向Ｄｒの外周面とを合わせて、１つの平面部４８４としている。同様に、各対の第一補助極磁石４５２の径方向Ｄｒの外周面と第二補助極磁石４６２の径方向Ｄｒの外周面とを合わせて１つの平面部４８４としている。
【０１２９】
各平面部４８４が設けられる周方向Ｄｃの位置は、各平面部４８３が設けられる周方向Ｄｃの位置とそれぞれ一致している。各平面部４８４の形状は、各平面部４８３の形状とそれぞれ一致している。各平面部４８４が向く方向は、各平面部４８３が向く方向と対向している。
このため、内環部材４７４と外環部材４７５との間に第一磁石層４５０及び第二磁石層４６０が収容されている時、各平面部４８４が各平面部４８３にそれぞれ沿っている。したがって、外環部材４７５は、第一磁石層４５０及び第二磁石層４６０に嵌合しており、第一磁石層４５０及び第二磁石層４６０の周方向Ｄｃに関する相対位置を決めている。
【０１３０】
（第二位置決め機構）
複数の平面部４８６は、内環部材４７４の外周面に、周方向Ｄｃに沿って並ぶように設けられている。本実施形態では、複数の平面部４８６が、内環部材４７４の外周面となっている。
各平面部４８６は、各平面部４８５に対向する位置に設けられている。
各平面部４８６は、それぞれ径方向Ｄｒに交差する平面を有している。
【０１３１】
複数の平面部４８５は、周方向Ｄｃに並んでいる。各平面部４８５は、軸方向Ｄａに関して、第一磁石層４５０の内周面から第二磁石層４６０の内周面に亘って設けられている。
各平面部４８５は、軸方向Ｄａに並ぶ第一主磁極磁石４５１及び第二主磁極磁石４６１の各対にそれぞれ設けられると共に、軸方向Ｄａに並ぶ第一補助極磁石４５２及び第二補助極磁石４６２の各対にそれぞれ設けられる。
本実施形態では、各対の第一主磁極磁石４５１の径方向Ｄｒの内周面と第二主磁極磁石４６１の径方向Ｄｒの内周面とを合わせて、１つの平面部４８５としている。同様に、各対の第一補助極磁石４５２の径方向Ｄｒの内周面と第二補助極磁石４６２の径方向Ｄｒの内周面とを合わせて１つの平面部４８５としている。
【０１３２】
各平面部４８５が設けられる周方向Ｄｃの位置は、各平面部４８６が設けられる周方向Ｄｃの位置とそれぞれ一致している。各平面部４８５の形状は、各平面部４８６の形状とそれぞれ一致している。各平面部４８５が向く方向は、各平面部４８６が向く方向と対向している。
このため、内環部材４７４と外環部材４７５との間に第一磁石層４５０及び第二磁石層４６０が収容されている時、各平面部４８５を各平面部４８６にそれぞれ沿っている。したがって、内環部材４７４は、第一磁石層４５０及び第二磁石層４６０に嵌合しており、第一磁石層４５０及び第二磁石層４６０の周方向Ｄｃに関する相対位置を決めている。
【０１３３】
（作用及び効果）
本実施形態のアキシャルギャップモータ４０１では、第一実施形態と同様に、第一磁石層４５０と第二磁石層４６０とが、別々に構成されている。したがって、アキシャルギャップモータ４０１は、第一磁石層４５０の各磁石及び第二磁石層４６０の各磁石を並べて組み立てる上で、組み立てやすい構造となっている。
【０１３４】
本実施形態のアキシャルギャップモータ４０１では、第一実施形態と同様に、第一磁石層４５０と第二磁石層４６０との間の斥力が抑制されている。さらに、第一磁石層４５０と第二磁石層４６０との間に引力が作用する。したがって、アキシャルギャップモータ４０１は、第一磁石層４５０と第二磁石層４６０とを組み合わせる上で、さらに組み立てやすい構造となっている。
【０１３５】
本実施形態のアキシャルギャップモータ４０１では、第一実施形態と同様に、位置決め機構４８０によって、締結機構４７０に対し、第一磁石層４５０及び第二磁石層４６０は、周方向Ｄｃに位置決めされている。このため、第一磁石層４５０及び第二磁石層４６０の周方向Ｄｃへの滑りが抑制されている。したがって、アキシャルギャップモータ４０１は、ロータ４３０に接続されるシャフトやギアにトルクを伝えることができる。
【０１３６】
本実施形態のアキシャルギャップモータ４０１の各磁石は、径方向Ｄｒの外周面及び内周面が平面であるため、各磁石は、軸方向Ｄａ断面について台形形状を有している。このため、各磁石が加工しやすい形状となっている。
【０１３７】
（変形例）
本実施形態では、第一位置決め機構４８１及び第二位置決め機構４８２が設けられている。
変形例として、第一位置決め機構４８１の第二位置決め機構４８２のうち、いずれか一方だけが設けられてもよい。
【０１３８】
本実施形態では、第一位置決め機構４８１について、各平面部４８４は、磁石の各対にそれぞれ設けられている。
変形例として、複数の平面部４８４は、周方向Ｄｃに並ぶ磁石の各対のうち、一部に設けられてもよい。このとき、複数の平面部４８３も、複数の平面部４８４に合わせて、周方向Ｄｃのうち、一部の位置に設けられる。さらに、第二位置決め機構４８２についても、複数の平面部４８５は、周方向Ｄｃに並ぶ磁石の各対のうちの一部に設けられてもよい。このとき、複数の平面部４８６も、複数の平面部４８５に合わせて、周方向Ｄｃのうち、一部の位置に設けられる。
【０１３９】
以上、本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものとする。
【符号の説明】
【０１４０】
１：アキシャルギャップモータ
１０：第一ステータ
１１：固定子巻線
２０：第二ステータ
２１：固定子巻線
３０：ロータ
４０：フレーム
５０：第一磁石層
５０ａ：第一表面
５０ｂ：第一裏面
５１：第一主磁極磁石
５２：第一補助極磁石
５３：第一磁石群
６０：第二磁石層
６０ａ：第二表面
６０ｂ：第二裏面
６１：第二主磁極磁石
６２：第二補助極磁石
６３：第二磁石群
７０：締結機構
７１：第一端板
７１ｈ：穴
７２：ロータ構造部材
７２ｈ：ボルト穴
７３：第二端板
７３ｈ：穴
７４：内環部材
７５：外環部材
８０：位置決め機構
８１：凹部
８２：凸部
１０１：アキシャルギャップモータ
１３０：ロータ
１５０：第一磁石層
１６０：第二磁石層
１７０：締結機構
１７１：第一端板
１７２：ロータ構造部材
１７３：第二端板
１７４：内環部材
１７５：外環部材
１８０：位置決め機構
１８１：梁
２０１：アキシャルギャップモータ
２３０：ロータ
２５０：第一磁石層
２６０：第二磁石層
２７０：締結機構
２７１：第一端板
２７２：ロータ構造部材
２７３：第二端板
２７４：内環部材
２７５：外環部材
３０１：アキシャルギャップモータ
３３０：ロータ
３５０：第一磁石層
３５０ａ：第一表面
３５１：第一主磁極磁石
３５２：第一補助極磁石
３６０：第二磁石層
３６０ａ：第二表面
３６１：第二主磁極磁石
３６２：第二補助極磁石
３７０：締結機構
３７１：第一端板
３７１ａ：板面
３７２：ロータ構造部材
３７３：第二端板
３７３ａ：板面
３７４：内環部材
３７５：外環部材
３８０：位置決め機構
３８１：第一位置決め機構
３８２：第二位置決め機構
３８３：凹部
３８４：凸部
３８５：凹部
３８６：凸部
４０１：アキシャルギャップモータ
４３０：ロータ
４５０：第一磁石層
４５１：第一主磁極磁石
４５２：第一補助極磁石
４６０：第二磁石層
４６１：第二主磁極磁石
４６２：第二補助極磁石
４７０：締結機構
４７１：第一端板
４７２：ロータ構造部材
４７３：第二端板
４７４：内環部材
４７５：外環部材
４８０：位置決め機構
４８１：第一位置決め機構
４８２：第二位置決め機構
４８３：平面部
４８４：平面部
４８５：平面部
４８６：平面部
ＡＤ：接着剤
ＢＬＴ：ボルト
Ｓａ：空間
Ｓｖ：空間
【図１】
2019033578.tif 000003
【図２】
2019033578.tif 000004
【図３】
2019033578.tif 000005
【図４】
2019033578.tif 000006
【図５】
2019033578.tif 000007
【図６】
2019033578.tif 000008
【図７】
2019033578.tif 000009
【図８】
2019033578.tif 000010
【図９】
2019033578.tif 000011
【図１０】
2019033578.tif 000012
【図１１】
2019033578.tif 000013
【図１２】
2019033578.tif 000014
【図１３】
2019033578.tif 000015
【図１４】
2019033578.tif 000016
【図１５】
2019033578.tif 000017
【図１６】
2019033578.tif 000018
【図１７】
2019033578.tif 000019