(57)【要約】【課題】アキシャルギャップ型の回転電機に搭載される電機子用磁芯において、当該電機子用磁芯に搭載されるティースを形成する電磁鋼板の積層界面を磁束が横切ることによって生じる渦電流損を低減する技術を提供する。【解決手段】第１の積層方向で隣り合って積層されるいずれの一対の第１の磁性体板３０同士の間の磁気抵抗Ｍｔ（Ｒ）も、第２の積層方向で隣り合って積層されるいずれの一対の第２の磁性体板４０同士の間の磁気抵抗Ｍｂ（Ｑ）より大きくする。例えば、第１の積層方向で隣り合って積層されるいずれの一対の第１の磁性体板３０同士の間の第１の積層方向に沿った距離ｄｔも、第２の積層方向で隣り合って積層されるいずれの一対の第２の磁性体板４０同士の間の第２の積層方向に沿った距離ｄｂより大きくする。【選択図】図３
2012023910.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転電機（１００）の回転軸（Ａ）に沿って、回転子たる界磁子（１０）と対向する固定子たる電機子において、
前記界磁子に対して前記回転軸に平行な方向たる軸方向（Ｑ）の一方側で前記回転軸の周りに環状に配置されるティース（２２，２２ａ，２２ｂ，２２ｃ）の複数と、
前記軸方向の前記一方側で、前記ティース同士を磁気的に結合するバックヨーク（２４，２４ａ）と
を備える電機子用磁芯（２０）であって、
前記ティースは、前記回転軸からの距離が大きくなるほど、当該ティースにおける前記回転軸を中心とした第１の径方向（Ｒｔ）及び前記軸方向のいずれにも垂直な方向たる第１の幅方向（Ｗｔ）の長さが大きく、
前記ティースは、前記第１の径方向に略平行な第１の積層方向に第１の磁性体板（３０）の複数を積層して形成され、
前記バックヨークは、前記軸方向に平行な第２の積層方向に第２の磁性体板（４０）の複数を積層して形成され、前記ティースの前記軸方向の前記一方側の端部が嵌る凹部（２４２）を呈し、
前記第１の積層方向で隣り合って積層されるいずれの一対の前記第１の磁性体板同士の間の磁気抵抗も、前記第２の積層方向で隣り合って積層されるいずれの一対の前記第２の磁性体板同士の間の磁気抵抗より大きい、
電機子用磁芯。
【請求項２】
前記第１の積層方向で隣り合って積層されるいずれの前記一対の前記第１の磁性体板同士の間の前記第１の積層方向に沿った距離（ｄｔ）も、前記第２の積層方向で隣り合って積層されるいずれの前記一対の前記第２の磁性体板同士の間の前記第２の積層方向に沿った距離（ｄｂ）より大きい、
請求項１記載の電機子用磁芯（２０）。
【請求項３】
前記ティース（２２，２２ａ，２２ｂ，２２ｃ）は、前記軸方向（Ｑ）に沿って巻回部（２２２）と、埋込部（２２４）とを呈し、
当該ティースにおける前記第１の幅方向（Ｗｔ）の前記埋込部の長さは、前記第１の径方向（Ｒｔ）の位置によらず略一定を呈し、
前記凹部（２４２）の前記第１の幅方向の長さは前記埋込部の長さに略一致する、
請求項１又は請求項２記載の電機子用磁芯（２０）。
【請求項４】
前記第１の磁性体板（３０）は、
当該第１の磁性体板が形成する前記ティース（２２，２ａ，２２ｂ，２２ｃ）における前記第１の幅方向（Ｗｔ）の長さが第１の長さ（Ｗ１）を呈し、積層されて当該ティースの巻回部（２２２）を形成する第１部と、
前記第１部の前記軸方向（Ｑ）の前記一方側で当該第１の幅方向の長さが前記第１の長さよりも長い第２の長さ（Ｗ２）を呈し、積層されて当該ティースの埋込部（２２４）を形成する第２部と
を呈し、
前記埋込部が前記凹部（２４２）に嵌る、
請求項１又は請求項２記載の電機子用磁芯（２０）。
【請求項５】
一の前記ティース（２２ａ，２２ｂ，２２ｃ）は、当該ティースにおける前記第１の幅方向（Ｗｔ）で隣り合う複数のティース片（２２８ａ−２２８ｇ）を有する、
請求項１ないし請求項３のいずれか記載の電機子用磁芯（２０）。
【請求項６】
前記第１の磁性体板（３０）には第１の厚み（ｍ１）を呈する第１の非磁性膜が設けられ、
前記第２の磁性体板（４０）には前前記第１の厚みよりも薄い第２の厚み（ｍ２）を呈する第２の非磁性膜が設けられる、
請求項１ないし請求項５のいずれか記載の電機子用磁芯（２０）。
【請求項７】
前記第１の磁性体板（３０）は、その一方の主面（３２ｓ）において第１の深さ（ｄ１）で凹む第１の凹部（３４ｓ）と、その他方の主面（３２ｔ）において第１の高さ（ｈ１）で突出する第１の凸部（３４ｔ）とを呈し、
一の前記第１の磁性体板の前記第１の凸部と、当該一の前記第１の磁性体板に前記第１の積層方向で隣り合って積層される他の前記第１の磁性体板の前記第１の凹部とが係合し、
前記第２の磁性体板（４０）は、その一方の主面（４２ｓ）において第２の深さ（ｄ２）で凹む第２の凹部（４４ｓ）と、その他方の主面（４２ｔ）において第２の高さ（ｈ２）で突出する第２の凸部（４４ｔ）とを呈し、
一の前記第２の磁性体板の前記第２の凸部と、当該一の前記第２の磁性体板に前記第２の積層方向で隣り合って積層される他の前記第２の磁性体板の前記第２の凹部とが係合し、
前記第１の磁性体板の前記第１の積層方向の厚み（ｔ１）と前記第２の磁性体板の前記第２の積層方向の厚み（ｔ２）とは同程度であり、
前記第１の高さの前記第１の深さに対する比（ｈ１／ｄ１）は、前記第２の高さの前記第２の深さに対する比（ｈ２／ｄ２）よりも大きく、いずれの前記比も１より大きい、
請求項１ないし請求項６のいずれか記載の電機子用磁芯（２０）。
【請求項８】
前記バックヨーク（２４）は、前記軸方向（Ｑ）からの平面視で略同一形状を呈する前記第２の磁性体板（４０）の複数を前記第２の積層方向に積層して形成され、
前記凹部（２４２）は前記第２の磁性体板の前記複数によって規定される、
請求項１ないし請求項７のいずれか記載の電機子用磁芯（２０）。
【請求項９】
前記バックヨーク（２４ａ）は、前記軸方向（Ｑ）を法線とする面上で前記回転軸（Ａ）を中心とする環状に配列し、互いに略等しい形状を呈する分割体（２４ｐ）の複数を有する、
請求項１ないし請求項８のいずれか記載の電機子用磁芯（２０）。
【請求項１０】
請求項１ないし請求項９のいずれか記載の電機子用磁芯（２０）の製造方法であって、
第１の金型で複数の前記第１の磁性体板（３０）を打抜きながら一の前記ティース（２２，２２ａ，２２ｂ，２２ｃ）を形成する第１の工程と、
第２の金型で複数の前記第２の磁性体板（４０）を打抜きながら前記バックヨーク（２４，２４ａ）を形成する第２の工程と
を備え、
前記第１の磁性体板を打抜くときの圧力は、前記第２の磁性体板を打抜くときの圧力よりも低い、
電機子用磁芯の製造方法。
【請求項１１】
請求項１ないし請求項９のいずれか記載の電機子用磁芯（２０）の製造方法であって、
第１の金型で複数の前記第１の磁性体板（３０）を打抜きながら一の前記ティース（２２，２２ａ，２２ｂ，２２ｃ）を形成する第１の工程と、
第２の金型で複数の前記第２の磁性体板（４０）を打抜きながら前記第２の磁性体板の複数を積層し積層体を形成する第２の工程と、
前記第２の工程後に前記積層体を前記軸方向（Ｑ）に強圧する第３の工程と
を備える、
電機子用磁芯の製造方法。
【請求項１２】
前記界磁子（１０）と、
請求項１ないし請求項９のいずれか記載の電機子用磁芯（２０）と
を備え、
前記界磁子は、相互に異なる極性を前記電機子用磁芯に向け、前記回転軸（Ａ）を中心として環状に配置される複数の界磁発生部（１２）を有し、
前記軸方向（Ｑ）からの平面視で、前記界磁発生部の当該界磁発生部における前記回転軸（Ａ）を中心とした第２の径方向（Ｒｍ）に垂直な方向たる第２の幅方向（Ｗｍ）の長さ（１２ｗ１，１２ｗ２）と、前記ティース（２２）の当該ティースにおける前記第１の幅方向（Ｗｔ）の長さ（２２ｗ１，２２ｗ２）との比（１２ｗ１／２２ｗ１，１２ｗ２／２２ｗ２）は、前記回転軸からの距離に応じて異なる、回転電機（１００）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電機子用磁芯及びその製造方法に関し、特にアキシャルギャップ型の回転電機に搭載される電機子用磁芯に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
予め定められた形状に打抜かれた略平板な電磁鋼板の複数枚を当該電磁鋼板が延在する面の法線方向に積層して、アキシャルギャップ型回転電機に搭載される電機子用磁芯を形成する技術が提案されており、例えば下掲の特許文献１ないし特許文献３等に開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】国際公開第０３／０４７０６９号
【特許文献２】国際公開第０３／０４７０７０号
【特許文献３】特開２００６−１６６６７９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
アキシャルギャップ型回転電機においては、複数の電機子用磁芯が回転軸を中心に環状に配置され、それらは回転軸方向の一方側の一部でバックヨークに埋込まれる。当該電機子用磁芯のうち、当該バックヨークに埋込まれる部位を埋込部、当該バックヨークに埋込まれない部位を巻回部とすると、当該巻回部に電機子巻線が巻回される。
【０００５】
このような電機子巻線の占積率向上を図って、回転軸方向からの平面視で回転軸を中心とする径方向の距離が大きければ大きいほど（すなわち、回転軸を中心とする外周側ほど）、巻回部の幅（当該巻回部における径方向及び回転軸方向のいずれにも垂直な方向の長さ）が大きくなる電機子用磁芯が提案されている。このような電機子用磁芯をアキシャルギャップ型回転電機に採用すると、巻回部の外周側で磁束量が多く、内周側で磁束量が少ない。つまり、巻回部における電磁鋼板の幅に応じて流れる磁束量が異なる。
【０００６】
また、当該回転電機のトルク密度向上を図って、回転軸を中心とする外周側ほど、電機子用磁芯と対向する界磁発生部の幅（当該界磁発生部における径方向及び回転軸方向のいずれにも垂直な方向の長さ）が大きくなる界磁子も提案されている。
【０００７】
電機子用磁芯の巻回部を流れる磁束は、埋込部を経由してバックヨークに流出入し、バックヨークにおいて略周方向に流れる。バックヨークの回転軸を中心とする周方向に垂直な断面の断面積は通常は略均一である（周方向の位置によらない）から、バックヨークにおいては、磁束密度が略一様となる。そしてバックヨークの回転軸方向の厚みも通常は略均一であるので、バックヨークを周方向に流れる磁束の磁束密度は外周でも内周でも略同一となる（径方向の位置によらない）。
【０００８】
よって上述のように、巻回部において内外周で磁束量が相違する場合、内外周で磁束量が略等しいバックヨークと巻回部との間では磁束が径方向に流れることになる。上述のように埋込部は巻回部とバックヨークとの間に介在して磁束を流すため、埋込部近傍で電磁鋼板の積層界面を横切って外周側から内周側に磁束が流れることになる（以下では、このように電磁鋼板の積層界面を横切って磁束が流れることを「磁束の越境」と仮称する）。磁束の越境は、電磁鋼板面の法線方向での磁束の流れを許し、これは電磁鋼板面内に渦電流を発生させる。ここで、電磁鋼板は、電磁鋼板面内に磁束が流れたときに生じる渦電流を抑制することを意図されているので、同面内に渦電流が流れたときに生じる鉄損（渦電流損）の抑制を図ることは困難である。このように渦電流が生じてしまうと鉄損が大きくなる。
【０００９】
本発明は、上記課題に鑑み、アキシャルギャップ型の回転電機に搭載される電機子用磁芯において、当該電機子用磁芯に搭載されるティースを形成する電磁鋼板の積層界面を磁束が横切ることによって生じる渦電流損を低減する技術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】
【００１０】
上記課題を解決すべく、本発明に係る電機子用磁芯の第１の態様は、回転電機（１００）の回転軸（Ａ）に沿って、回転子たる界磁子（１０）と対向する固定子たる電機子において、前記界磁子に対して前記回転軸に平行な方向たる軸方向（Ｑ）の一方側で前記回転軸の周りに環状に配置されるティース（２２，２２ａ，２２ｂ，２２ｃ）の複数と、前記軸方向の前記一方側で、前記ティース同士を磁気的に結合するバックヨーク（２４，２４ａ）とを備える電機子用磁芯（２０）であって、前記ティースは、前記回転軸からの距離が大きくなるほど、当該ティースにおける前記回転軸を中心とした第１の径方向（Ｒｔ）及び前記軸方向のいずれにも垂直な方向たる第１の幅方向（Ｗｔ）の長さが大きく、前記ティースは、前記第１の径方向に略平行な第１の積層方向に第１の磁性体板（３０）の複数を積層して形成され、前記バックヨークは、前記軸方向に平行な第２の積層方向に第２の磁性体板（４０）の複数を積層して形成され、前記ティースの前記軸方向の前記一方側の端部が嵌る凹部（２４２）を呈し、前記第１の積層方向で隣り合って積層されるいずれの一対の前記第１の磁性体板同士の間の磁気抵抗も、前記第２の積層方向で隣り合って積層されるいずれの一対の前記第２の磁性体板同士の間の磁気抵抗より大きい、電機子用磁芯である。
【００１１】
本発明に係る電機子用磁芯の第２の態様は、その第１の態様であって、前記第１の積層方向で隣り合って積層されるいずれの前記一対の前記第１の磁性体板同士の間の前記第１の積層方向に沿った距離（ｄｔ）も、前記第２の積層方向で隣り合って積層されるいずれの前記一対の前記第２の磁性体板同士の間の前記第２の積層方向に沿った距離（ｄｂ）より大きい。
【００１２】
本発明に係る電機子用磁芯の第３の態様は、その第１又は第２の態様であって、前記ティース（２２，２２ａ，２２ｂ，２２ｃ）は、前記軸方向（Ｑ）に沿って巻回部（２２２）と、埋込部（２２４）とを呈し、当該ティースにおける前記第１の幅方向（Ｗｔ）の前記埋込部の長さは、前記第１の径方向（Ｒｔ）の位置によらず略一定を呈し、前記凹部（２４２）の前記第１の幅方向の長さは前記埋込部の長さに略一致する。
【００１３】
本発明に係る電機子用磁芯の第４の態様は、その第１又は第２の態様であって、前記第１の磁性体板（３０）は、当該第１の磁性体板が形成する前記ティース（２２，２ａ，２２ｂ，２２ｃ）における前記第１の幅方向（Ｗｔ）の長さが第１の長さ（Ｗ１）を呈し、積層されて当該ティースの巻回部（２２２）を形成する第１部と、前記第１部の前記軸方向（Ｑ）の前記一方側で当該第１の幅方向の長さが前記第１の長さよりも長い第２の長さ（Ｗ２）を呈し、積層されて当該ティースの埋込部（２２４）を形成する第２部とを呈し、前記埋込部が前記凹部（２４２）に嵌る。
【００１４】
本発明に係る電機子用磁芯の第５の態様は、その第１ないし第３の態様のいずれかであって、一の前記ティース（２２ａ，２２ｂ，２２ｃ）は、当該ティースにおける前記第１の幅方向（Ｗｔ）で隣り合う複数のティース片（２２８ａ−２２８ｇ）を有する。
【００１５】
本発明に係る電機子用磁芯の第６の態様は、その第１ないし第５の態様のいずれかであって、前記第１の磁性体板（３０）には第１の厚み（ｍ１）を呈する第１の非磁性膜が設けられ、前記第２の磁性体板（４０）には前前記第１の厚みよりも薄い第２の厚み（ｍ２）を呈する第２の非磁性膜が設けられる。
【００１６】
本発明に係る電機子用磁芯の第７の態様は、その第１ないし第６の態様のいずれかであって、前記第１の磁性体板（３０）は、その一方の主面（３２ｓ）において第１の深さ（ｄ１）で凹む第１の凹部（３４ｓ）と、その他方の主面（３２ｔ）において第１の高さ（ｈ１）で突出する第１の凸部（３４ｔ）とを呈し、一の前記第１の磁性体板の前記第１の凸部と、当該一の前記第１の磁性体板に前記第１の積層方向で隣り合って積層される他の前記第１の磁性体板の前記第１の凹部とが係合し、前記第２の磁性体板（４０）は、その一方の主面（４２ｓ）において第２の深さ（ｄ２）で凹む第２の凹部（４４ｓ）と、その他方の主面（４２ｔ）において第２の高さ（ｈ２）で突出する第２の凸部（４４ｔ）とを呈し、一の前記第２の磁性体板の前記第２の凸部と、当該一の前記第２の磁性体板に前記第２の積層方向で隣り合って積層される他の前記第２の磁性体板の前記第２の凹部とが係合し、前記第１の磁性体板の前記第１の積層方向の厚み（ｔ１）と前記第２の磁性体板の前記第２の積層方向の厚み（ｔ２）とは同程度であり、前記第１の高さの前記第１の深さに対する比（ｈ１／ｄ１）は、前記第２の高さの前記第２の深さに対する比（ｈ２／ｄ２）よりも大きく、いずれの前記比も１より大きい。
【００１７】
本発明に係る電機子用磁芯の第８の態様は、その第１ないし第７の態様のいずれかであって、前記バックヨーク（２４）は、前記軸方向（Ｑ）からの平面視で略同一形状を呈する前記第２の磁性体板（４０）の複数を前記第２の積層方向に積層して形成され、前記凹部（２４２）は前記第２の磁性体板の前記複数によって規定される。
【００１８】
本発明に係る電機子用磁芯の第９の態様は、その第１ないし第８の態様のいずれかであって、前記バックヨーク（２４ａ）は、前記軸方向（Ｑ）を法線とする面上で前記回転軸（Ａ）を中心とする環状に配列し、互いに略等しい形状を呈する分割体（２４ｐ）の複数を有する。
【００１９】
本発明に係る電機子用磁芯の製造方法の第１の態様は、本発明に係る電機子用磁芯の第１ないし第９の態様のいずれかの製造方法であって、第１の金型で複数の前記第１の磁性体板（３０）を打抜きながら一の前記ティース（２２，２２ａ，２２ｂ，２２ｃ）を形成する第１の工程と、第２の金型で複数の前記第２の磁性体板（４０）を打抜きながら前記バックヨーク（２４，２４ａ）を形成する第２の工程とを備え、前記第１の磁性体板を打抜くときの圧力は、前記第２の磁性体板を打抜くときの圧力よりも低い、電機子用磁芯の製造方法である。
【００２０】
本発明に係る電機子用磁芯の製造方法の第２の態様は、本発明に係る電機子用磁芯の第１ないし第９の態様のいずれかの製造方法であって、第１の金型で複数の前記第１の磁性体板（３０）を打抜きながら一の前記ティース（２２，２２ａ，２２ｂ，２２ｃ）を形成する第１の工程と、第２の金型で複数の前記第２の磁性体板（４０）を打抜きながら前記第２の磁性体板の複数を積層し積層体を形成する第２の工程と、前記第２の工程後に前記積層体を前記軸方向（Ｑ）に強圧する第３の工程とを備える、電機子用磁芯の製造方法である。
【００２１】
本発明に係る回転電機の第１の態様は、前記界磁子（１０）と、本発明に係る電機子用磁芯（２０）の第１ないし第９の態様のいずれかとを備え、前記界磁子は、相互に異なる極性を前記電機子用磁芯に向け、前記回転軸（Ａ）を中心として環状に配置される複数の界磁発生部（１２）を有し、前記軸方向（Ｑ）からの平面視で、前記界磁発生部の当該界磁発生部における前記回転軸（Ａ）を中心とした第２の径方向（Ｒｍ）に垂直な方向たる第２の幅方向（Ｗｍ）の長さ（１２ｗ１，１２ｗ２）と、前記ティース（２２）の当該ティースにおける前記第１の幅方向（Ｗｔ）の長さ（２２ｗ１，２２ｗ２）との比（１２ｗ１／２２ｗ１，１２ｗ２／２２ｗ２）は、前記回転軸からの距離に応じて異なる、回転電機（１００）である。
【発明の効果】
【００２２】
回転軸からの距離が遠いほど幅方向の長さが大きいティースと、回転軸からの距離が遠いほど幅方向の長さ大きい界磁発生部とが対向する回転電機にあっては、当該ティースの径方向の外側ほど磁束が多い。そのため、第１の磁性体板を径方向に沿って積層してティースを形成すると、径方向の外側にある第１の磁性体板からこれに内側で隣り合う第１の磁性体板へと磁束が流れ（隣り合う第１の磁性体板同士の境界を越えて磁束が流れ）、渦電流が発生する。本発明に係る電機子用磁芯の第１の態様によれば、一の第１の磁性体板を流れる磁束が複数の第２の磁性体板へと流れ、しかも当該一の第１の磁性体板からこれに隣り合う他の第１の磁性体板へと流れようとする磁束を阻害することになるので、渦電流損の低減に資する。
【００２３】
本発明に係る電機子用磁芯の第２の態様によれば、第１又は第２の積層方向に沿った距離が大きいほど磁気抵抗が大きいので、一のティースを構成するする第１の磁性体板同士の間の第１の積層方向に流れようとする磁束を阻害できる。
【００２４】
本発明に係る電機子用磁芯の第３の態様によれば、軸方向からの平面視で埋込部の辺縁が直線を呈する（階段状を呈することがない）。バックヨークが呈する凹部の辺縁が軸方向からの平面視で直線を呈する場合には、埋込部とバックヨークとの間の空隙が生じることを回避又は抑制できる。もって磁気抵抗を低減でき、渦電流損の低減に資する。
【００２５】
本発明に係る電機子用磁芯の第４の態様によれば、第１部と第２部とが形成する屈曲部位において第１の積層方向に流れようとする磁束を阻害できる。
【００２６】
本発明に係る電機子用磁芯の第５の態様によれば、一のティース内で第１の径方向のみならず第１の幅方向に流れる磁束に起因する渦電流の低減に資する。
【００２７】
本発明に係る電機子用磁芯の第６の態様によれば、本発明に係る電機子用磁芯の第２の態様の実現に資する。
【００２８】
本発明に係る電機子用磁芯の第７の態様によれば、第１の高さが第１の深さよりも大きく、第２の高さが第２の深さよりも大きいので、第１の凸部及び第１の凹部、並びに第２の凸部及び第２の凹部は、それぞれ、いわゆるカラマセを実現することができる。しかも第１の高さの第１の深さに対する比は、第２の高さの第２の深さの比よりも大きいので、本発明に係る電機子用磁芯の第２の態様の実現に資する。
【００２９】
例えば、回転軸からの距離が大きいほど、バックヨークの軸方向の厚みを厚くすることによって、ティースの内部で第１の積層方向に流れようとする磁束を抑制できるが、本発明に係る電機子用磁芯の第１ないし第７の態様によって一の第１の磁性体板からこれに第１の積層方向で隣り合う他の第１の磁性体板へと磁束が流れることを阻害するので、バックヨークの軸方向の厚みを変える必要がない。本発明に係る電機子用磁芯の第８の態様によれば、バックヨークの機械的強度を保持でき、製造コストを抑制できる。
【００３０】
本発明に係る電機子用磁芯の第９の態様によれば、磁性体板をバックヨークの形状に形成するよりも、分割体の形状に形成した後に組合せてバックヨークを形成する方が、打抜きに供する磁性体板の大きさを小さくすることができ、所望の形状に打抜かれた後の残余の磁性体板の大きさを小さくすることができる。ひいては生産効率の向上に資する。
【００３１】
金型によって打抜きながら積層体を形成する場合には、打抜き圧力が高いほど積層体を構成する部材同士の隙間を狭くできる。本発明に係る電機子用磁芯の製造方法の第１の態様によれば、本発明に係る電機子用磁芯の第２の態様を得ることに資する。
【００３２】
本発明に係る電機子用磁芯の製造方法の第２の態様によれば、本発明に係る電機子用磁芯の第２の態様を得ることに資する。
【００３３】
本発明に係る回転電機の第１の態様によれば、ティースでの渦電流損を低減でき、もって回転電機の運転効率を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明の実施例１に係る電機子用磁芯を搭載する回転電機の分解斜視図である。
【図２】界磁発生部及びティースの軸方向からの平面透視図である。
【図３】電機子用磁芯の部分断面図である。
【図４】実施例２に係る電機子用磁芯が採用するティースの分解斜視図である。
【図５】実施例３に係る電機子用磁芯が採用するティースの軸方向からの平面図である。
【図６】実施例４に係る電機子用磁芯が採用するティースの軸方向からの平面図である。
【図７】実施例５に係る電機子用磁芯が採用するバックヨークの軸方向からの平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３５】
以下、本発明の好適な実施例について、図面を参照しながら説明する。なお、図１を初めとする以下の図には、本発明に関係する要素のみを示す。
【００３６】
〈実施例１〉
図１に示すように、本発明の実施例１に係る電機子用磁芯２０は、アキシャルギャップ型の回転電機１００に搭載される。回転電機１００は、回転子たる界磁子１０と、固定子たる電機子８０とが回転軸Ａに平行な軸方向Ｑに沿って対向する。界磁子１０は界磁発生部１２と、界磁発生部１２を保持するヨーク１１とを有している。電機子８０は電機子用磁芯２０と複数の電機子巻線５０とを有している。電機子用磁芯２０は、回転軸Ａの周りで環状配置される複数のティース２２と、ティース２２を軸方向Ｑの一方側（本実施例では、電機子８０に対して界磁子１０とは反対側を「軸方向Ｑの一方側」としている）端部で保持するバックヨーク２４及び補強板２１とを有している。なお、界磁発生部１２は例えば永久磁石である。
【００３７】
なお、構造の理解を助けるため、アキシャルギャップ型の回転電機１００を回転軸Ａに沿って分解して示しているが、回転電機１００が組立てられた状態では、界磁子１０と電機子８０とが予め定められた空隙を介して対向する。また、界磁発生部１２とヨーク１１とは互いに接触しており、ティース２２、バックヨーク２４及び補強板２１も互いに接触している。また、ティース２２のそれぞれには電機子巻線５０が巻回されている。図１では、電機子巻線５０が一のティース２２の隣りにのみ示されているが、実際にはすべてのティース２２に電機子巻線５０が巻回されている。
【００３８】
なお、本願では特に断りのない限り、電機子巻線５０はこれを構成する導線の１本１本を指すのではなく、導線が一纏まりに巻回された態様を指すものとする。これは図面においても同様である。また、巻始め及び巻終わりの引出線と、それらの結線も図面においては省略している。また、電機子巻線５０の巻回方法は、ワークを回転させて巻回するスピンドル巻、固定されたワークにノズルを旋回させて巻回するノズル巻等、任意である。さらに、巻回しながら又は巻回後に加熱して導線同士を固着させる自己融着線を用いると好適である。また、巻回後に樹脂でモールドしても良い。
【００３９】
界磁発生部１２のそれぞれは、図２に示すように、軸方向Ｑからの平面視で、一の界磁発生部１２における回転軸Ａを中心とした第２の径方向Ｒｍに垂直な方向たる第２の幅方向Ｗｍの長さが、おおむね回転軸Ａからの距離が遠いほど大きい。具体的には、回転軸Ａからの距離Ｒ１における第２の幅方向Ｗｍの長さ１２ｗ１と、回転軸Ａからの距離が距離Ｒ１よりも大きい距離Ｒ２における第２の幅方向Ｗｍの長さ１２ｗ２とを比較すると、１２ｗ１＞１２ｗ２との関係を第２の径方向Ｒｍの略全体にわたって満足する。ただし、第２の径方向Ｒｍの両端、特に回転軸Ａから遠離る側の端部は必ずしも当該関係を満足しなくても良い。ここでは、界磁発生部１２のそれぞれが軸方向Ｑからの平面視で略円弧状を呈し、当該円弧の焦点が当該界磁発生部１２に対して回転軸Ａ側に位置するようにして、回転軸Ａを中心に環状に配置している。
【００４０】
ティース２２のそれぞれは、第１の磁性体板３０の複数が当該ティース２２における第１の径方向Ｒｔに略平行な第１の積層方向に積層された第１の積層体を有する。具体例を挙げれば、ティース２２は複数枚の第１の磁性体板３０が積層された第１の積層体を有し、当該第１の積層体は軸方向Ｑからの平面視で略線対称な形状を呈し、その対称軸上に回転軸Ａが位置する。このようなティース２２は例えば、磁性体板から打抜かれる第１の磁性体板３０の形状を徐々に変化させながら順次積層していくことによって得ることができる。積層された第１の磁性体板３０同士を固定する手法としては例えば、カラマセによる固定を挙げることができ、後に詳述する。
【００４１】
ティース２２のそれぞれは、当該ティース２２における第１の幅方向Ｗｔの長さが第１の長さＷ１を呈する巻回部２２２と、巻回部２２２の軸方向Ｑの一方側で第１の幅方向Ｗｔの長さが第２の長さＷ２を呈する埋込部２２４とを呈する。埋込部２２４が呈する第２の長さＷ２は、第１の径方向Ｒｔの位置によらず略一定を呈する。なお、第１の長さＷ１はそれぞれ第１の径方向Ｒｔの位置に依存して異なる値をとり得るが、図１では一例を示している。
【００４２】
巻回部２２２は軸方向Ｑからの平面視で略等脚台形状を呈する。換言すれば、巻回部２２２を形成する第１の磁性体板３０の第１の幅方向Ｗｔの長さは、これに第１の積層方向の外側で隣り合う第１の磁性体板３０の第１の幅方向Ｗｔの長さよりも短い。巻回部２２２に電機子巻線５０が巻回されるので、電機子巻線５０が巻回される部位が第１の径方向Ｒｔの外側ほど幅広に形成される。もって、電機子巻線５０を軸方向Ｑからの平面視で広い面積に設けることができる。
【００４３】
埋込部２２４は軸方向Ｑからの平面視で略矩形状を呈する。換言すれば、埋込部２２４を形成する第１の磁性体板３０は軸方向Ｑからの平面視で第１の積層方向の全体にわたって第１の幅方向Ｗｔの長さが略一定を呈する。つまり、埋込部２２４を形成する第１の磁性体板３０は軸方向Ｑからの平面視で第１の幅方向Ｗｔの端部において段差を呈することがない。また、バックヨーク２４は磁性体により形成され、ティース２２に対して軸方向Ｑの一方側に配置される。具体的には、バックヨーク２４は、ティース２２の埋込部２２４が嵌る凹部２４２を呈する。つまり、凹部２４２の第１の幅方向Ｗｔの長さは埋込部２２４の第１の幅方向Ｗｔの第２の長さＷ２に略一致する。したがって、埋込部２２４とバックヨーク２４との間に空隙が生じることを回避又は抑制できる。もって両者の間の磁気抵抗を低減できる。
【００４４】
ここで、埋込部２２４の第２の長さＷ２は巻回部２２２の第１の幅方向Ｗｔにおける第１の長さＷ１と同じか又は第１の長さＷ１よりも長い。要するに、埋込部２２４が巻回部２２２と等幅か又は巻回部２２２よりも幅広に形成される。したがって、巻回部２２２から埋込部２２４へと流れる部位において磁気抵抗が増大することを回避できる。図１を参照して、バックヨーク２４が呈する凹部２４２に埋込部２２４が埋込まれて、両者が磁気的に結合する。ここで、埋込部２２４が巻回部２２２と等幅か又は巻回部２２２よりも幅広であれば、第１の磁性体板３０の軸方向Ｑの一方側の端部から、バックヨーク２４が延在する面に対して磁束が垂直に入ることを回避又は抑制できる。もって、ティース２２とバックヨーク２４との間の磁気抵抗の増大を回避することに資する。
【００４５】
バックヨーク２４は軸方向Ｑに平行な第２の積層方向に積層される略環状の第２の磁性体板４０の複数を含む。より具体的には、外形が略円形を呈してかつ、内側が環状に配列する埋込部２２４の軸方向Ｑからの平面視での形状に対応した空隙を呈する略環状の第２の磁性体板４０の複数を、軸方向Ｑに沿って積層することでバックヨーク２４を形成する。なお、複数の第２の磁性体板４０のそれぞれは互いに略同一形状を呈する。複数の第２の磁性体板４０それぞれが呈する当該空隙が協働して凹部２４２を規定する。
【００４６】
バックヨーク２４が複数の第２の磁性体板４０を積層して形成されるので、バックヨーク２４中では磁束が第２の磁性体板４０の第２の積層方向に対して垂直な方向に流れる。よって、バックヨーク２４での渦電流損を低減できる。
【００４７】
バックヨーク２４の軸方向Ｑの一方側には略円環状の補強板２１が設けられている。ティース２２の埋込部２２４は、巻回部２２２とは反対側へと突出する突出部２２１を呈し、補強板２１が突出部２２１と嵌合する孔２１１を呈していても良い。突出部２２１が孔２１１と嵌合することにより、補強板２１はティース２２を機械的に保持する強度を高める。
【００４８】
これに対して、ティース２２とバックヨーク２４とは磁気的に結合しており、必ずしもバックヨーク２４がティース２２を機械的に保持する必要はない。バックヨーク２４はティース２２同士の間に流れる磁束の流れを助ける。他方、補強板２１を有していることにより、電機子８０の機械的強度が高まる。よってバックヨーク２４と補強板２１とは、両者が相互に固定されていれば、磁気的結合と機械的結合というそれぞれが担保すべき機能に鑑みた材料をもって形成できる。具体的には、上述のとおりバックヨーク２４は軸方向Ｑに沿って積層された第２の磁性体板４０で主として形成されるが、圧粉磁芯で形成されても良い。また、補強板２１の材料としては金属塊を挙げることができる。
【００４９】
ティース２２と補強板２１との固定は、必ずしも突出部２２１と孔２１１との嵌合である必要はなく、両者を接着によって固定しても良い。このように孔２１１を設ける場合には、凹部２４２は軸方向Ｑに貫通する。しかし、補強板２１を設けない場合も考えられ、この場合には、凹部２４２は軸方向Ｑにおいて貫通する必要はなく、軸方向Ｑにおいては、単に埋込部２２４と嵌合するための凹部があれば足りる。また、補強板２１を設けない場合には、当然に孔２１１はなく、よってティース２２が突出部２２１を呈する必要もない。ただし、この場合にはティース２２とバックヨーク２４とが磁気的にも機械的にも結合していることが望ましい。
【００５０】
上述のとおり、ティース２２のそれぞれは第１の磁性体板３の複数を積層して形成され、バックヨーク２４は第２の磁性体板４０の複数を積層して形成される。ここで、第１の磁性体板３０の第１の積層方向で隣り合う一対の第１の磁性体板３０同士の間の磁気抵抗はいずれも、第２の磁性体板４０の第２の積層方向で隣り合ういずれの一対の第２の磁性体板４０同士の間の磁気抵抗よりも大きい。
【００５１】
ティース２２と界磁発生部１２とは次のような関係を呈する。具体的には、図２に示すように、軸方向Ｑからの平面視で、一の界磁発生部１２における回転軸Ａを中心とした第２の径方向Ｒｍに垂直な方向たる第２の幅方向Ｗｍの長さと、一のティース２２における回転軸Ａを中心とした第１の径方向Ｒｔに垂直な方向たる第１の幅方向Ｗｔの長さとの比は、回転軸Ａからの距離に応じて異なる。
【００５２】
より具体的には、軸方向Ｑからの平面視で回転軸Ａから距離Ｒ１（ただし、Ｒ１＞０）だけ離れた位置において、ティース２２が第１の幅方向Ｗｔに長さ２２ｗ１を呈し、界磁発生部１２が第２の幅方向Ｗｍに長さ１２ｗ１を呈するとする。また、軸方向Ｑからの平面視で回転軸Ａから距離Ｒ２（ただし、Ｒ２＞Ｒ１）だけ離れた位置において、ティース２２が第１の幅方向Ｗｔに長さ２２ｗ２を呈し、界磁発生部１２が第２の幅方向Ｗｍに長さ１２ｗ２を呈するとする。このとき、長さ１２ｗ１及び長さ２２ｗ１の比１２ｗ１／２２ｗ１と、長さ１２ｗ２及び長さ２２ｗ２の比１２ｗ２／２２ｗ２とは、互いに異なる値をとる。このような比の相違があると、ティース２２に流れる磁束の磁束密度が第１の径方向Ｒｔの位置に応じて異なることになり、ティース２２に流れる磁束が第１の径方向Ｒｔに流れやすい。上述のような電機子用磁芯２０を採用すれば、当該磁束を阻害できる。本発明では、ティース２２において第１の径方向Ｒｔに流れようとする当該磁束を阻害し、バックヨーク２４において第１の径方向Ｒｔに当該磁束を流す。これにより、バックヨーク２４において磁束を均一化する。
【００５３】
なお、図２では、界磁発生部１２、第２の径方向Ｒｍ及び第２の幅方向Ｗｍを実線で示し、ティース２２、第１の径方向Ｒｔ及び第１の幅方向Ｗｔを破線で示している。また、第２の径方向Ｒｍにおける距離Ｒ１，Ｒ２と第１の径方向Ｒｔにおける距離Ｒ１，Ｒ２とが互いに等しいことを明確にするため、回転軸Ａを中心とする円を一点鎖線で示している。また、界磁発生部１２が８個（つまり極対数が４）、ティース２２が９個（つまりスロット数が９）の態様を例示しているが、これに限定されるものではない。
【００５４】
図３は、電機子用磁芯２０の部分断面図であり、図１において一点鎖線で示した領域Ｃに相当する領域を第１の幅方向Ｗｔから見た断面を示している。具体的には、図３に示すように、第１の磁性体板３０は、第１の積層方向の一方側で第１の主面３２ｓを呈し、当該一方側とは反対側の他方側で第２の主面３２ｔを呈する。なお、本実施例では、回転軸Ａから遠離る方向を「第１の積層方向の一方側」とし、回転軸Ａに近付く方向を「第１の積層方向の他方側」としている。また、第２の磁性体板４０は、第２の積層方向の一方側で第３の主面４２ｓを呈し、当該他方側とは反対側の他方側で第４の主面４２ｔを呈する。なお、本実施例では、上述の「軸方向Ｑの一方側」と同様に、電機子８０に対して界磁子１０とは反対側を「第２の積層方向の一方側」とし、電機子８０に対して界磁子１０側を「第２の積層方向の他方側」としている。
【００５５】
第１の主面３２ｓとこれに第１の積層方向で隣り合う第２の主面３２ｔとの間の第１の磁気抵抗Ｍｔはいずれも、第３の主面４２ｓとこれに第２の積層方向で隣り合う第４の主面４２ｔとの間のいずれの第２の磁気抵抗Ｍｂよりも大きい。
【００５６】
例えば、第１の磁気抵抗Ｍｔが第１の径方向Ｒｔの位置に依存して異なる値Ｍｔ（Ｒ）をとり、第２の磁気抵抗Ｍｂが軸方向Ｑの位置に依存して異なる値Ｍｂ（Ｑ）をとるとき、第１の磁気抵抗Ｍｔの最小値Ｍｔｍｉｎと、第２の磁気抵抗Ｍｂの最大値Ｍｂｍａｘとを比較すると、Ｍｔｍｉｎ＞Ｍｂｍａｘとの関係が成り立つ。なお、本実施例では値Ｍｔ（Ｒ）が第１の径方向Ｒｔの位置にのみ依存して異なる態様を示しているが、軸方向Ｑの位置に依存して異なる値をとっても良いし、あるいは更に第１の幅方向Ｗｔの位置に依存して異なる値をとっても良い。また、値Ｍｂ（Ｑ）も同様に、第１の径方向Ｒｔの位置に依存して異なる値をとっても良いし、あるいは更に第１の幅方向Ｗｔの位置に依存して異なる値をとっても良い。
【００５７】
なお、第１の磁気抵抗Ｍｔが第１の径方向Ｒｔの位置に依存せず一定の値Ｍｔｃをとり、第２の磁気抵抗Ｍｂが軸方向Ｑの位置に依存して異なる値Ｍｂ（Ｑ）をとるときには、Ｍｔｃ＞Ｍｂｍａｘとの関係が成り立つ。また、第１の磁気抵抗Ｍｔが第１の径方向Ｒｔの位置に依存して異なる値Ｍｔ（Ｒ）をとり、第２の磁気抵抗Ｍｂが軸方向Ｑの位置に依存せず一定の値Ｍｂｃをとるときには、Ｍｔｍｉｎ＞Ｍｂｃとの関係が成り立つ。また、第１の磁気抵抗Ｍｔが第１の径方向Ｒｔの位置に依存せず一定の値Ｍｔｃをとり、第２の磁気抵抗Ｍｂが軸方向Ｑの位置に依存せず一定の値Ｍｂｃをとるときには、Ｍｔｃ＞Ｍｂｃとの関係が成り立つ。
【００５８】
回転軸Ａからの距離が遠いほど第１の幅方向Ｗｔの長さが大きいティース２２と、回転軸Ａからの距離が遠いほど第２の幅方向Ｗｍの長さが大きい界磁発生部１２とが対向する回転電機１００にあっては、当該ティース２２の第１の径方向Ｒｔの外側ほど磁束が多い。そのため、第１の磁性体板３０を第１の径方向Ｒｔに沿って積層してティース２２を形成すると、第１の径方向Ｒｔの外側にある第１の磁性体板３０からこれに内側で隣り合う第１の磁性体板３０へと磁束が流れ（隣り合う第１の磁性体板３０同士の境界を越えて磁束が流れ）、渦電流が発生する。しかし、Ｍｔｍｉｎ＞Ｍｂｍａｘの関係を満たしていれば、一の第１の磁性体板３０を流れる磁束が当該一の第１の磁性体板３０と磁気的に結合している複数の第２の磁性体板４０へと流れる磁路よりも、当該一の第１の磁性体板３０からこれに隣り合う他の第１の磁性体板３０へと流れる磁路の方が磁気抵抗が高くなって磁束が流れにくい。よって磁束の越境を阻害することになるので、渦電流損の低減に資する。
【００５９】
例えば、回転軸Ａからの距離が大きいほど、バックヨークの軸方向Ｑの厚みを厚くするようにすれば、ティース２２の内部で第１の積層方向に流れようとする磁束を抑制できる。つまり、Ｍｔｍｉｎ＞Ｍｂｍａｘの関係を満足せずとも、磁束の越境を抑制できる。しかし、本発明はＭｔｍｉｎ＞Ｍｂｍａｘの関係を満足し、一の第１の磁性体板３０からこれに第１の積層方向で隣り合う他の第１の磁性体板３０へと磁束が流れることを阻害するので、バックヨーク２４の軸方向Ｑの厚みを変える必要がない。バックヨーク２４の軸方向Ｑの厚みを変える必要がなければ、バックヨーク２４の機械的強度を保持できる。また、バックヨーク２４の軸方向Ｑの厚みを変える場合に比べて製造コストを抑制できる。
【００６０】
Ｍｔｍｉｎ＞Ｍｂｍａｘの関係を得るには、電機子用磁芯２０の態様を例えば次のようにする。
【００６１】
Ｍｔｍｉｎ＞Ｍｂｍａｘの関係を得るための第１の態様は、第１の積層方向で隣り合う第１の磁性体板３０同士の第１の積層方向に沿った距離ｄｔを、第２の積層方向で隣り合う第２の磁性体板４０同士の第２の積層方向に沿った距離ｄｂよりも大きくする。具体的には、いずれの第１の主面３２ｓとこれに第１の積層方向で隣り合う第２の主面３２ｔとの間の距離ｄｔも、第３の主面４２ｓとこれに第２の積層方向で隣り合う第４の主面４２ｔとの間のいずれの距離ｄｂより大きくする。
【００６２】
第１の積層方向又は第２の積層方向に沿った距離が大きいほど磁気抵抗が大きいので、一の第１の磁性体板３０を流れる磁束が複数の第２の磁性体板４０へと流れ、一のティース２２を構成する第１の磁性体板３０同士の間の第１の積層方向に流れようとする磁束を阻害できる。
【００６３】
第１の磁性体板３０及び第２の磁性体板４０のそれぞれには、樹脂等の非磁性膜が設けられていても良い。そこで、Ｍｔｍｉｎ＞Ｍｂｍａｘの関係を得るための第２の態様は、第１の磁性体板３０に設けられる非磁性膜Ｆ１の第１の積層方向に沿った第１の厚みｍ１を、第２の磁性体板４０に設けられる非磁性膜Ｆ２の第２の積層方向に沿った第２の厚みｍ２よりも厚くする。非磁性膜Ｆ１，Ｆ２のそれぞれの厚みｍ１，ｍ２を異ならせることにより、一の第１の磁性体板３０を流れる磁束が複数の第２の磁性体板４０へと流れ、第１の磁性体板３０同士の間の第１の積層方向に流れようとする磁束を阻害できる。
【００６４】
既述のとおり、第１の磁性体板３０同士を固定する手法としてカラマセによる固定を挙げることができる。例えば板状部材をカラマセによって相互に固定する場合には、相互の板状部材に凹部と凸部とをそれぞれ設け、当該凹部と当該凸部とを嵌合させることにより、板状部材を相互に固定する。そこで、Ｍｔｍｉｎ＞Ｍｂｍａｘの関係を得るための第３の態様は、凸部の突出具合と凹部の凹み具合とを異ならせる。なお、凹部と凸部とをカラマセによって固定する場合には、当該凹部が凹む方向に垂直な方向に沿った当該凹部の長さと、当該凸部が突出する方向に垂直な方向に沿った当該凸部の長さとが同程度である必要がある。
【００６５】
具体的には、一の第１の磁性体板３０がその第１の主面３２ｓにおいて第１の積層方向に第１の深さｄ１で凹む第１の凹部３４ｓを呈し、当該第１の主面３２ｓに第１の積層方向で隣り合う他の第１の磁性体板３０の第２の主面３２ｔにおいて第１の積層方向に第１の高さｈ１で突出する第１の凸部３４ｔを呈する。そして、当該一の第１の磁性体板３０が呈する第１の凹部３４ｓと、当該他の第１の磁性体板３０が呈する第１の凸部３４ｔとが係合する。このとき、第１の高さｈ１の第１の深さｄ１に対する比ｈ１／ｄ１は１よりも大きい。なお、図３では、第１の磁性体板３０に非磁性膜Ｆ１が設けられており、第１の凹部３４ｓと第１の凸部３４ｔとは非磁性膜Ｆ１を介して係合している。
【００６６】
また、一の第２の磁性体板４０がその第３の主面４２ｓにおいて第２の積層方向に第２の深さｄ２で凹む第２の凹部４４ｓを呈し、当該第３の主面４２ｓに第２の積層方向で隣り合う他の第２の磁性体板４０の第４の主面４２ｔにおいて第２の積層方向に第２の高さｈ２で突出する第２の凸部４４ｔを呈する。そして、当該一の第２の磁性体板４０が呈する第２の凹部４４ｓと、当該他の第２の磁性体板４０が呈する第２の凸部４４ｔとが係合する。このとき、第２の高さｈ２の第２の深さｄ２に対する比ｈ２／ｄ２は１より大きい。ここで、第１の磁性体板３０の第１の積層方向の厚みｔ１と第２の磁性体板４０の第２の積層方向の厚みｔ２とが同程度であるときには、比ｈ２／ｄ２は比ｈ１／ｄ１よりも小さいことが望ましい。なお、図３では、第２の磁性体板４０に非磁性膜Ｆ２が設けられており、第２の凹部４４ｓと第２の凸部４４ｔとは非磁性膜Ｆ２を介して係合している。
【００６７】
第１の高さｈ１の第１の深さｄ１に対する比ｈ１／ｄ１は、第２の高さｈ２の第２の深さｄ２の比ｈ２／ｄ２（＞１）よりも大きいので、第１の積層方向で隣り合う第１の磁性体板３０同士の第１の積層方向に沿った距離ｄｔを、第２の積層方向で隣り合う第２の磁性体板４０同士の第２の積層方向に沿った距離ｄｂよりも大きくすることができる。もって、一の第１の磁性体板３０を流れる磁束が複数の第２の磁性体板４０へと流れ、第１の磁性体板３０同士の間の第１の積層方向に流れようとする磁束を阻害できる。
【００６８】
なお、図３では、上述したＭｔｍｉｎ＞Ｍｂｍａｘの関係を得るための態様の複数を含む図を示しているが、いずれかの態様のみであっても良い。例えば、非磁性膜Ｆ１，Ｆ２のそれぞれの厚みが異なっていれば、第１の磁性体板３０同士及び第２の磁性体板４０同士を相互にカラマセによって固定する必要はなく、接着によって固定しても良い。
【００６９】
電機子用磁芯２０を次のような製造方法で製造することによってもＭｔｍｉｎ＞Ｍｂｍａｘの関係を得ることができる。例えば、ティース２２は、複数の磁性体板を金型（図示省略）を用いて第１の圧力で順次打抜いて複数の第１の磁性体板３０を形成しながら、第１の磁性体板３０を第１の積層方向に積層して形成される。また、バックヨーク２４は、複数の磁性体板を金型（図示省略）を用いて第２の圧力で順次打抜いて複数の第２の磁性体板４０を形成しながら、第２の磁性体板４０を第２の積層方向に積層して形成される。このとき、第１の圧力が第２の圧力よりも低い。第１の磁性体板３０及び第２の磁性体板４０が互いに同じ材質であれば、それぞれの厚みｔ１，ｔ２が同程度であるから、金型によって打抜きながら積層体（ティース２２又はバックヨーク２４）を形成する場合には、打抜き圧力が高いほど当該積層体を構成する部材（第１の磁性体板３０又は第２の磁性体板４０）同士の隙間を狭くできる。よって、第１の圧力が第２の圧力よりも低ければ、第１の磁性体板３０同士の第１の積層方向に沿った距離ｄｔを、第２の磁性体板４０同士の第２の積層方向に沿った距離ｄｂよりも大きくできる。
【００７０】
なお、第１の磁性体板３０を打抜く方向は任意であるが、図３では第１の径方向Ｒｔの外側から内側（回転軸Ａに向かう側）へと打抜く態様を例示している。また、第２の磁性体板４０を打抜く方向も任意であるが、本実施例のように補強板２１を設ける場合には、補強板２１から遠離る方向（図３では軸方向Ｑの他方側）へと向かって打抜くことが望ましい。第２の凸部４４ｔが補強板２１と干渉し、バックヨーク２４と補強板２１との接着を阻害する可能性があるからである。
【００７１】
なお、図３では複数の第１の磁性体板３０のうち、最も回転軸Ａに近い側に位置する第１の磁性体板３０は第１の凹部３４ｓ及び第１の凸部３４ｔに代えて、第１の貫通孔３４ｕが設けられている。当該第１の磁性体板３０の第１の積層方向で隣接する第１の磁性体板３０が呈する第１の凸部３４ｔが第１の貫通孔３４ｕに係合する。また、複数の第２の磁性体板４０のうち、最も軸方向Ｑの他方側に位置する第２の磁性体板４０は第２の凹部４４ｓ及び第２の凸部４４ｔに代えて、第２の貫通孔４４ｕが設けられている。当該第２の磁性体板４０の第２の積層方向で隣接する第２の磁性体板４０が呈する第２の凸部４４ｔが第２の貫通孔４４ｕに係合する。
【００７２】
第１の積層方向で隣接する第１の磁性体板３０同士が第１の凹部３４ｓと第１の凸部３４ｔとの係合で固定されている場合、それぞれの第１の磁性体板３０に非磁性膜Ｆ１が設けられているので、第１の凹部３４ｓと第１の凸部３４ｔとの間には非磁性膜Ｆ１が２つ介在することになる。これに対して、第１の積層方向で隣接する第１の磁性体板３０同士が第１の凸部３４ｔと第１の貫通孔３４ｕとの係合で固定されている場合、第１の貫通孔３４ｕでは非磁性膜Ｆ１が除去されているので、第１の凸部３４ｔと第１の貫通孔３４ｕとの間には非磁性膜Ｆ１が１つ介在することになる。予め非磁性膜Ｆ１が設けられた第１の磁性体板３０を打抜くことによって第１の貫通孔３４ｕが形成されるので、第１の貫通孔３４ｕの内側において非磁性膜Ｆ１は除去されるのである。
【００７３】
したがって、第１の凹部３４ｓが設けられている第１の磁性体板３０と当該第１の凹部３４ｓに係合する第１の凸部３４ｔが設けられている第１の磁性体板３０との間の第１の最短距離ｄｍと、第１の貫通孔３４ｕが設けられている第１の磁性体板３０と当該第１の貫通孔３４ｕに係合する第１の凸部３４ｔが設けられている第１の磁性体板３０との間の第２の最短距離ｄｎとを比較すると、第１の最短距離ｄｍよりも第２の最短距離ｄｎの方が短い。
【００７４】
つまり、第１の凹部３４ｓと第１の凸部３４ｔとで係合する第１の磁性体板３０同士の間の磁気抵抗の最小値ＭＲ１よりも、第１の凸部３４ｔと第１の貫通孔３４ｕとで係合する第１の磁性体板３０同士の間の磁気抵抗の最小値ＭＲ２の方が小さい。そこで、Ｍｔｍｉｎ＞Ｍｂｍａｘの関係に代えて、ＭＲ２＞Ｍｂｍａｘの関係を満たすようにすれば、第１の凹部３４ｓと第１の凸部３４ｔとで係合する第１の磁性体板３０同士の間に流れようとする磁束のみならず、第１の貫通孔３４ｕを呈する第１の磁性体板３０からこれに隣接する第１の磁性体板３０へと流れようとする磁束を阻害できる点で更に望ましい。
【００７５】
電機子用磁芯２０を次のような製造方法で製造することによってもＭｔｍｉｎ＞Ｍｂｍａｘの関係を得ることができる。例えば、ティース２２が、磁性体板から複数の第１の磁性体板３０を打抜きながらティース２２を形成される。また、ティース２２を形成する際の打抜き圧力と同程度の圧力で磁性体板から複数の第２の磁性体板４０を打抜きながら積層する。そして、積層された第２の磁性体板４０の複数を第２の積層方向に強圧してバックヨーク２４を形成する。このようにして製造すれば、上述した第１の圧力と第２の圧力とを異ならせてティース２２及びバックヨーク２４を形成する場合と同様に、第１の磁性体板３０同士の第１の積層方向に沿った距離ｄｔを、第２の磁性体板４０同士の第２の積層方向に沿った距離ｄｂよりも大きくできる。
【００７６】
又は、第１の磁性体板３０の打抜き圧力を第２の磁性体板４０の打抜き圧力よりも小さくすることによってもＭｔｍｉｎ＞Ｍｂｍａｘの関係を満足する電機子用磁芯２０を得ることができる。この場合には、必ずしも第２の磁性体板４０の複数を第２の積層方向に強圧する必要はない。又は、第２の磁性体板４０の複数を第２の積層方向に強圧してバックヨーク２４を形成し、ティース２２は当該強圧するときの圧力よりも低い圧力で第１の磁性体板３０の複数を打抜いて形成することによってもＭｔｍｉｎ＞Ｍｂｍａｘの関係を満足する電機子用磁芯２０を得ることができる。
【００７７】
〈実施例２〉
上記実施例１では、ティース２２が第１の幅方向Ｗｔには単一の部材（一の第１の磁性体板３０）によって形成される態様について説明したが、本発明はこれに限定されない。
【００７８】
例えば、図４に示すように、一のティース２２ａが、当該ティース２２ａにおける第１の幅方向Ｗｔで隣り合う複数のティース片２２８ａ，２２８ｂを含んでも良い。具体的には、ティース片２２８ａ，２２８ｂは予め定められた形状に形成された第１の磁性体板３０の複数を積層して形成され、互いに、軸方向Ｑからの平面視で線対称でかつ、第１の径方向Ｒｔからの平面視で線対称な形状を呈する。このようなティース２２ａであっても、図３に示したようなＭｔｍｉｎ＞Ｍｂｍａｘの関係を満たしていれば、一の第１の磁性体板３０を流れる磁束が当該一の第１の磁性体板３０と磁気的に結合している複数の第２の磁性体板４０へと流れ、しかも当該一の第１の磁性体板３０からこれに隣り合う他の第１の磁性体板３０へと流れようとする磁束を阻害することになるので、渦電流損の低減に資する。なお、第１の磁気抵抗Ｍｔの最小値Ｍｔｍｉｎは、本実施例２ではティース片２２８ａ，２２８ｂの双方における最小値のうち、より小さい方の値である。
【００７９】
また、ティース片２２８ａ，２２８ｂ同士を、線対称な位置関係を保って連結して一のティース２２ａを形成するので、当該ティース２２ａの第１の径方向Ｒｔに流れる磁束に起因する渦電流を低減することにも資する。なお、ティース片２２８ａ，２２８ｂ同士を連結する際に、両者の間に非磁性体フィルム等（図示省略）を挟んで、当該連結する部位の磁気的短絡を遮断することで渦電流損を低減するようにしても良い。
【００８０】
〈実施例３〉
上記実施例１，２では、ティース２２，２２ａの第１の幅方向Ｗｔの長さの半分の位置における第１の径方向Ｒｔと、当該ティース２２，２２ａが有する第１の磁性体板３０の第１の積層方向とが略平行を呈する態様について説明したが、本発明はこれに限定されない。
【００８１】
例えば、図５に示すように、一のティース２２ｂが、２つのティース片２２８ｃ，２２８ｄを含んでも良い。ティース片２２８ｃ，２２８ｄは予め定められた形状に形成された第１の磁性体板３０の複数を積層して形成され、上記実施例２におけるティース片２２８ａ，２２８ｂのように互いに線対称な形状を呈して、線対称な位置関係を保って連結することによって一のティース２２ｂを形成する。しかしながら、ティース片２２８ｃ，２２８ｄは、ティース片２２８ａ，２２８ｂとは異なり、その積層方向が相互に異なり、しかもいずれの積層方向も当該ティース２２ｂにおける第１の径方向Ｒｔと非平行を呈する。
【００８２】
このようなティース２２ｂであっても、図３に示したようなＭｔｍｉｎ＞Ｍｂｍａｘの関係を満たしていれば、一の第１の磁性体板３０を流れる磁束が当該一の第１の磁性体板３０と磁気的に結合している複数の第２の磁性体板４０へと流れ、しかも当該一の第１の磁性体板３０からこれに隣り合う他の第１の磁性体板３０へと流れようとする磁束を阻害することになるので、渦電流損の低減に資する。なお、第１の磁気抵抗Ｍｔの最小値Ｍｔｍｉｎは、本実施例３ではティース片２２８ｃ，２２８ｄの双方における最小値のうち、より小さい方の値である。
【００８３】
〈実施例４〉
上記実施例２，３では、２つのティース片２２８ａ，２２８ｂ；２２８ｃ，２２８ｄを連結して一のティース２２ａ，２２ｂを形成する態様について説明したが、本発明はこれに限定されない。
【００８４】
例えば、図６に示すように、一のティース２２ｃが、３つのティース片２２８ｃ，２２８ｄ，２２８ｅを含んでも良い。具体的には例えば、上記実施例３で示したティース２２ｂを形成するティース片２２８ｃとティース片２２８ｄとの間に、第１の磁性体板３０の複数を積層して形成され軸方向Ｑからの平面視で略矩形状を呈するティース片２２８ｅを設けてティース２２ｃを形成しても良い。
【００８５】
このようなティース２２ｃであっても、図３に示したようなＭｔｍｉｎ＞Ｍｂｍａｘの関係を満たしていれば、一の第１の磁性体板３０を流れる磁束が当該一の第１の磁性体板３０と磁気的に結合している複数の第２の磁性体板４０へと流れ、しかも当該一の第１の磁性体板３０からこれに隣り合う他の第１の磁性体板３０へと流れようとする磁束を阻害することになるので、渦電流損の低減に資する。なお、第１の磁気抵抗Ｍｔの最小値Ｍｔｍｉｎは、本実施例４ではティース片２２８ｃ，２２８ｄ，２２８ｅのそれぞれにおける最小値のうち、より小さい値である。このようなティース２２ｃであれば、第１の幅方向Ｗｔに流れる磁束をさらに阻害でき、渦電流損の低減に資する。
【００８６】
〈実施例５〉
上記実施例１では、バックヨーク２４が、軸方向Ｑからの平面視で略同一形状を呈する第２の磁性体板４０の複数を、第２の積層方向に積層して形成する態様について説明したが、本発明はこれに限定されない。
【００８７】
例えば、図７に示すように、バックヨーク２４ａは、軸方向Ｑを法線とする面上で回転軸Ａを中心とする環状に配列し、互いに略等しい形状を呈する分割体２４ｐの複数を有する。分割体２４ｐのそれぞれは、第２の磁性体板４０の複数を軸方向Ｑに積層して形成される。そして、分割体２４ｐのそれぞれは、軸方向Ｑからの平面視で略円弧状を呈する第１部２５ａと、第１部２５ａが呈する円弧の周方向の中心から当該円弧の焦点へと向かって突出する第２部２５ｂとに分けて把握できる。第１部２５ａが複数個連結することでバックヨーク２４ａの外形を形成し、第２部２５ｂが回転軸Ａを中心とする周方向θで隣り合う凹部２４２同士の間の領域を形成する。
【００８８】
つまりここでは、バックヨーク２４ａが呈する凹部２４２の数（図７においては９つ）と、バックヨーク２４ａを形成する分割体２４ｐの数は一致する場合が例示されている。第１部２５ａの周方向θの一端は周方向θに突出し軸方向Ｑに延在する凸条２５ｃを呈し、他端は周方向θに凹んで軸方向Ｑに延在する凹条２５ｄを呈する。一の分割体２４ｐが呈する凸条２５ｃとこれに隣接する他の分割体２４ｐが呈する凹条２５ｄとが嵌合する。換言すれば、一の分割体２４ｐとそれに隣接する他の分割体２４ｐとは、凹部２４２に対して回転軸Ａと反対側で互いに結合する。
【００８９】
このように、第２の磁性体板４０をバックヨーク２４の形状に形成するよりも、分割体２４ｐの形状に形成した後に組合せてバックヨーク２４ａを形成する方が、打抜きに供する磁性体板の大きさを小さくすることができ、所望の形状に打抜かれた後の残余の磁性体板の大きさを小さくすることができる。ひいては生産効率の向上に資する。
【符号の説明】
【００９０】
Ａ  回転軸
Ｑ  軸方向
Ｒｔ  第１の径方向
Ｒｍ  第２の径方向
Ｗｔ  第１の幅方向
Ｗｍ  第２の幅方向
Ｗ１，Ｗ２  第１，第２の長さ
ｄｔ，ｄｂ  距離
ｍ１，ｍ２  厚み
１０  界磁子
１２  界磁発生部
２２，２２ａ，２２ｂ，２２ｃ  ティース
２２２  巻回部
２２４  埋込部
２２８ａ−２２８ｅ  ティース片
２４２  凹部
２４ｐ  分割体
３０  第１磁性体板
３２ｓ  第１の主面
３２ｔ  第２の主面
３４ｓ  第１の凸部
３４ｔ  第１の凹部
４０  第２磁性体板
４２ｓ  第３の主面
４２ｔ  第４の主面
４４ｓ  第２の凹部
４４ｔ  第２の凸部
１２ｗ１，１２ｗ２  長さ
２２ｗ１，２２ｗ２  長さ
１２ｗ１／２２ｗ１，１２ｗ２／２２ｗ２  比
１００  回転電機
【図１】
2012023910.tif 000003
【図２】
2012023910.tif 000004
【図３】
2012023910.tif 000005
【図４】
2012023910.tif 000006
【図５】
2012023910.tif 000007
【図６】
2012023910.tif 000008
【図７】
2012023910.tif 000009