(57)【要約】【課題】ラジラジアルギャップ型の回転電機において、電機子巻線が界磁子側に移動することを回避又は抑制する技術を提供する。【解決手段】軸Ｑを中心とする径方向Ｒで界磁子５０と対向するラジアルギャップ型回転電機に搭載される電機子用磁芯１０であって、径方向Ｒに沿って延在し、電機子巻線３０が巻回される巻回部１２と、巻回部１２の界磁子５０と対向する側で巻回部１２に接続する界磁子側端部１４とを備え、界磁子側端部１４は、軸方向Ｑａにおける一部で巻回部１２の幅方向Ｗの辺縁１２２から幅方向Ｗに突出する鍔部１４２を有する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸（Ｑ）を中心とする径方向（Ｒ）で界磁子（５０）と対向するラジアルギャップ型回転電機に搭載される電機子用磁芯（１０）であって、
前記径方向に沿って延在し、電機子巻線が巻回される巻回部（１２）と、
前記巻回部の前記界磁子と対向する側で前記巻回部に接続する界磁子側端部（１４）と
を備え、
前記界磁子側端部は、前記軸に平行な軸方向（Ｑａ）における一部で前記巻回部の前記軸方向及び前記径方向のいずれにも垂直な幅方向（Ｗ）の辺縁（１２２）に対応する位置（１２２ａ）から前記幅方向に突出する鍔部（１４２）
を有する、
電機子用磁芯。
【請求項２】
前記鍔部（１４２）は、
前記幅方向（Ｗ）の双方にそれぞれ突出する、
請求項１記載の電機子用磁芯（１０）。
【請求項３】
前記鍔部（１４２）は、前記界磁子側端部（１４）の前記軸方向（Ｑａ）についての端部に設けられる、
請求項１又は請求項２記載の電機子用磁芯（１０）。
【請求項４】
軸（Ｑ）を中心とする径方向（Ｒ）で界磁子（５０）と対向するラジアルギャップ型回転電機に搭載される電機子用磁芯（１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ）であって、
前記径方向に沿って延在し、電機子巻線が巻回される巻回部（１２）と、
前記巻回部の前記界磁子と対向する側で前記巻回部に接続する界磁子側端部（１４Ａ）と
を備え、
前記界磁子側端部は、
前記軸に平行な軸方向（Ｑａ）における第１の領域で前記巻回部の前記界磁子側における前記軸方向及び前記径方向のいずれにも垂直な幅方向（Ｗ）の辺縁（１２２）に対応する位置（１２２ａ）から第１の長さ（Ｌ１）だけ前記幅方向に突出する第１の鍔部（１４４）と、
前記軸方向における第２の領域で前記位置から前記第１の長さよりも大きい第２の長さ（Ｌ２）だけ前記幅方向に突出する第２の鍔部（１４６）と
を有する、
電機子用磁芯。
【請求項５】
前記第２の鍔部（１４６）は、
前記幅方向（Ｗ）の双方にそれぞれ突出する、
請求項４記載の電機子用磁芯（１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ）。
【請求項６】
前記第２の鍔部（１４６）は、前記界磁子側端部（１４Ａ）の前記軸方向（Ｑａ）についての端部に設けられる、
請求項４又は請求項５記載の電機子用磁芯（１０Ａ）。
【請求項７】
鋼板（２０）の延在面の法線方向に前記鋼板の複数を積層して請求項１ないし請求項３のいずれか記載の電機子用磁芯（１０）を製造する電機子用磁芯の製造方法であって、
前記鋼板のそれぞれは、
略円環状を呈する環状部（２２）と、
前記環状部から前記環状部が呈する円環の中心を中心とする周方向（θ）で等間隔の位置から当該位置における当該円環の径方向（Ｒ）に沿って前記中心へと向かって予め定められた長さだけ延在する第１部（２４）の複数と
を有し、
一の前記複数の前記第１部が当該第１部の前記環状部から遠い側で前記法線方向及び当該第１部における前記径方向のいずれにも垂直な幅方向（Ｗ）において呈する第４の長さ（Ｌ４）は、他の前記第１部が当該第１部の前記幅方向において呈する第５の長さ（Ｌ５）よりも長く、
一の前記鋼板の前記一の前記第１部と他の前記鋼板の前記他の前記第１部とを、前記一の前記鋼板の前記環状部と前記他の前記鋼板の前記環状部とをそれぞれ前記法線方向で重ねて積層する工程を備える、
電機子用磁芯の製造方法。
【請求項８】
鋼板（２０Ａ）の延在面の法線方向に前記鋼板の複数を積層して請求項４ないし請求項６のいずれか記載の電機子用磁芯（１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ）を製造する電機子用磁芯の製造方法であって、
一の前記鋼板は、
環状部（２２）と、
前記環状部から前記環状部が呈する円環の中心を中心とする周方向（θ）で等間隔の位置から当該位置における当該円環の径方向（Ｒ）に沿って前記中心へと向かって予め定められた長さだけ延在する第１部（２４）の複数と
を有し、
前記複数の前記第１部のそれぞれは、当該第１部の前記環状部から遠い側で前記法線方向及び当該第１部における前記径方向のいずれにも垂直な幅方向（Ｗ）に第３の長さ（Ｌ３）を呈する第２部（２４２）を含み、
一の前記複数の前記第１部は、前記第２部の前記中心側で前記第２部における前記幅方向の辺縁から前記幅方向に第２の長さ（Ｌ２）だけ突出する第３部（２６）を含み、
他の前記複数の前記第１部は、前記第２部の前記中心側で前記第２部における前記幅方向の辺縁から前記幅方向に前記第２の長さよりも短い第１の長さ（Ｌ１）だけ突出する第４部（２８）を含み、
一の前記鋼板の前記第３部を含む前記第１部と他の前記鋼板の前記第４部を含む前記第１部とを、前記一の前記鋼板の前記環状部と前記他の前記鋼板の前記環状部とを、それぞれ前記法線方向で重ねて積層する工程を備える、
電機子用磁芯の製造方法。
【請求項９】
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（１０）と、
前記界磁子（５０）と
を備えるラジアルギャップ型回転電機（１００）であって、
前記電機子用磁芯は、前記界磁子の前記軸方向（Ｑａ）の長さよりも長く、
前記鍔部（１４２）は、前記界磁子の前記軸方向端部よりも前記軸方向に前記界磁子から遠い位置に設けられる、
ラジアルギャップ型回転電機。
【請求項１０】
請求項４ないし請求項６のいずれか記載の電機子用磁芯（１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ）と、
前記界磁子（５０）と
を備えるラジアルギャップ型回転電機であって、
前記電機子用磁芯は、前記界磁子の前記軸方向（Ｑａ）の長さよりも長く、
前記第２部（１４６）は、前記界磁子の前記軸方向端部よりも前記軸方向に前記界磁子から遠い位置に設けられる、
ラジアルギャップ型回転電機。
【請求項１１】
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（１０）と、
前記界磁子（５０）と
を備えるラジアルギャップ型回転電機（１００）であって、
前記電機子用磁芯は前記電機子巻線が集中巻で巻回される３ｎ（ｎは自然数）個の前記巻回部を有し、
前記界磁子は４ｎ極の磁極を有する、
ラジア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、電機子用磁芯及びその製造方法に関し、特にラジア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】
ラジアルギャップ型回転電機、特にインナーロータ型の回転電機は、所定の回転軸を中心に回転する回転子たる界磁子と、当該回転軸を中心とした当該界磁子の外側で空隙を介して当該界磁子と対向する環状の固定子たる電機子とを備えている。回転子と固定子の間にはトルク発生に寄与しない漏洩磁束があり、回転電機の効率低下を招来する。そのため、漏洩磁束を低減する技術が提案されており、例えば下記特許文献１，２等に開示されている。
【０００３】
下記特許文献１ではロータコアに埋め込まれた界磁磁石の径方向外側にフラックスバリアを設ける技術を提供している。一方、下記特許文献２では永久磁石を収容する収容孔の周方向両端における延設孔（収容孔の周方向両端より径方向外側に延びる孔）同士の間の幅角度と、ティースの径方向内側両端部（以下、「鍔部」と仮称する）の幅角度とが一定の条件を満たすことにより、漏洩磁束の低減を図っている。
【０００４】
他方、回転電機の極数及びスロット数の組合せは、トルクの大きさに関連があることが下記非特許文献１に開示されている。特に極数がスロット数よりも大きい場合、同等のトルクを発生させるときのステータの磁束密度が小さくなることが開示されており、極数をスロット数よりも大きくすることで、磁気飽和に強くなると考えられる。
【０００５】
下記特許文献２で示されている条件は、極数Ｐとスロット数ＳとがＰ／Ｓ＝１０／１２という場合について幅角度の望ましい値を提案している。
【０００６】
鍔部を、電機子巻線が巻回される巻回部の辺縁から回転軸に平行な軸方向及び当該巻回部が軸方向からの平面視で延在する径方向のいずれにも垂直な幅方向に突出させることによって、鍔部が巻回部に巻回された電機子巻線の径方向内側（すなわち界磁子側）への移動を阻害する機能を有する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０００−２７８８９６号公報
【特許文献２】特開２００８−１０９７９９号公報
【非特許文献】
【０００８】
【非特許文献１】赤津観、涌井伸二「巻線係数とインダクタンス係数を用いた多極多スロット集中巻ＳＰＭＳＭの簡易設計手法」電学論Ｄ，１２７巻１１号，２００７年
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
仮にＰ＜Ｓの場合について上記特許文献２で紹介された値が、上記非特許文献１に開示されているＰ＞Ｓの場合についても適用可能であるならば、極数Ｐが大きくなるにつれて、ロータコアの延設孔同士の間の幅角度が小さくなるので、鍔部の幅角度も小さくなる。
【００１０】
鍔部の幅角度を小さくすると、電機子巻線が界磁子側へと移動しやすくなる。特に、電機子巻線の巻回数が大きい場合には、電機子巻線が幅方向に拡がるので、電機子巻線の一部が鍔部から幅方向にはみ出る。よって、電機子巻線の当該一部は界磁子側へと移動しやすくなる。そのため、電機子巻線の当該一部が界磁子側へと移動することを回避するには、導線の巻回数を減らす、及び／又は、導線の線径を細くする必要がある。導線の巻回数を減らしたり、導線の線径を細くしたりすることは回転電機の運転効率低下を招来する。
【００１１】
本発明は、上記課題に鑑み、ラジアルギャップ型の回転電機において、電機子巻線が界磁子側に移動することを回避又は抑制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】
【００１２】
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、軸（Ｑ）を中心とする径方向（Ｒ）で界磁子（５０）と対向するラジアルギャップ型回転電機に搭載される電機子用磁芯（１０）であって、前記径方向に沿って延在し、電機子巻線が巻回される巻回部（１２）と、前記巻回部の前記界磁子と対向する側で前記巻回部に接続する界磁子側端部（１４）とを備え、前記界磁子側端部は、前記軸に平行な軸方向（Ｑａ）における一部で前記巻回部の前記軸方向及び前記径方向のいずれにも垂直な幅方向（Ｗ）の辺縁（１２２）に対応する位置（１２２ａ）から前記幅方向に突出する鍔部（１４２）を有する、電機子用磁芯である。
【００１３】
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、前記鍔部（１４２）は、前記幅方向（Ｗ）の双方にそれぞれ突出する。
【００１４】
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、前記鍔部（１４２）は、前記界磁子側端部（１４）の前記軸方向（Ｑａ）についての端部に設けられる。
【００１５】
本発明に係る電機子用磁芯の第４の態様は、軸（Ｑ）を中心とする径方向（Ｒ）で界磁子（５０）と対向するラジアルギャップ型回転電機に搭載される電機子用磁芯（１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ）であって、前記径方向に沿って延在し、電機子巻線が巻回される巻回部（１２）と、前記巻回部の前記界磁子と対向する側で前記巻回部に接続する界磁子側端部（１４Ａ）とを備え、前記界磁子側端部は、前記軸に平行な軸方向（Ｑａ）における第１の領域で前記巻回部の前記界磁子側における前記軸方向及び前記径方向のいずれにも垂直な幅方向（Ｗ）の辺縁（１２２）に対応する位置（１２２ａ）から第１の長さ（Ｌ１）だけ前記幅方向に突出する第１の鍔部（１４４）と、前記軸方向における第２の領域で前記位置から前記第１の長さよりも大きい第２の長さ（Ｌ２）だけ前記幅方向に突出する第２の鍔部（１４６）とを有する、電機子用磁芯である。
【００１６】
本発明に係る電機子用磁芯の第５の態様は、その第４の態様であって、前記第２の鍔部（１４６）は、前記幅方向（Ｗ）の双方にそれぞれ突出する。
【００１７】
本発明に係る電機子用磁芯の第６の態様は、その第４又は第５の態様であって、前記第２の鍔部（１４６）は、前記界磁子側端部（１４Ａ）の前記軸方向（Ｑａ）についての端部に設けられる。
【００１８】
本発明に係る電機子用磁芯の製造方法の第１の態様は、鋼板（２０）の延在面の法線方向に前記鋼板の複数を積層して電機子用磁芯（１０）の第１ないし第４の態様のいずれかを製造する電機子用磁芯の製造方法であって、前記鋼板のそれぞれは、略円環状を呈する環状部（２２）と、前記環状部から前記環状部が呈する円環の中心を中心とする周方向（θ）で等間隔の位置から当該位置における当該円環の径方向（Ｒ）に沿って前記中心へと向かって予め定められた長さだけ延在する第１部（２４）の複数とを有し、一の前記複数の前記第１部が当該第１部の前記環状部から遠い側で前記法線方向及び当該第１部における前記径方向のいずれにも垂直な幅方向（Ｗ）において呈する第４の長さ（Ｌ４）は、他の前記第１部が当該第１部の前記幅方向において呈する第５の長さ（Ｌ５）よりも長く、一の前記鋼板の前記一の前記第１部と他の前記鋼板の前記他の前記第１部とを、前記一の前記鋼板の前記環状部と前記他の前記鋼板の前記環状部とをそれぞれ前記法線方向で重ねて積層する工程を備える、電機子用磁芯の製造方法である。
【００１９】
本発明に係る電機子用磁芯の製造方法の第２の態様は、鋼板（２０Ａ）の延在面の法線方向に前記鋼板の複数を積層して電機子用磁芯（１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ）の第４ないし第６の態様のいずれかを製造する電機子用磁芯の製造方法であって、一の前記鋼板は、環状部（２２）と、前記環状部から前記環状部が呈する円環の中心を中心とする周方向（θ）で等間隔の位置から当該位置における当該円環の径方向（Ｒ）に沿って前記中心へと向かって予め定められた長さだけ延在する第１部（２４）の複数とを有し、前記複数の前記第１部のそれぞれは、当該第１部の前記環状部から遠い側で前記法線方向及び当該第１部における前記径方向のいずれにも垂直な幅方向（Ｗ）に第３の長さ（Ｌ３）を呈する第２部（２４２）を含み、一の前記複数の前記第１部は、前記第２部の前記中心側で前記第２部における前記幅方向の辺縁から前記幅方向に第２の長さ（Ｌ２）だけ突出する第３部（２６）を含み、他の前記複数の前記第１部は、前記第２部の前記中心側で前記第２部における前記幅方向の辺縁から前記幅方向に前記第２の長さよりも短い第１の長さ（Ｌ１）だけ突出する第４部（２８）を含み、一の前記鋼板の前記第３部を含む前記第１部と他の前記鋼板の前記第４部を含む前記第１部とを、前記一の前記鋼板の前記環状部と前記他の前記鋼板の前記環状部とを、それぞれ前記法線方向で重ねて積層する工程を備える、電機子用磁芯の製造方法である。
【００２０】
本発明に係るラジアルギャップ型回転電機の第１の態様は、電機子用磁芯（１０）の第１ないし第３の態様のいずれかと、前記界磁子（５０）とを備えるラジアルギャップ型回転電機（１００）であって、前記電機子用磁芯は、前記界磁子の前記軸方向（Ｑａ）の長さよりも長く、前記鍔部（１４２）は、前記界磁子の前記軸方向端部よりも前記軸方向に前記界磁子から遠い位置に設けられる、ラジアルギャップ型回転電機である。
【００２１】
本発明に係るラジアルギャップ型回転電機の第２の態様は、電機子用磁芯（１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ）の第４ないし第６の態様のいずれかと、前記界磁子（５０）とを備えるラジアルギャップ型回転電機であって、前記電機子用磁芯は、前記界磁子の前記軸方向（Ｑａ）の長さよりも長く、前記第２部（１４６）は、前記界磁子の前記軸方向端部よりも前記軸方向に前記界磁子から遠い位置に設けられる、ラジアルギャップ型回転電機である。
【００２２】
本発明に係るラジアルギャップ型回転電機の第３の態様は、電機子用磁芯（１０）の第１ないし第６の態様のいずれかと、前記界磁子（５０）とを備えるラジアルギャップ型回転電機（１００）であって、前記電機子用磁芯は前記電機子巻線が集中巻で巻回される３ｎ（ｎは自然数）個の前記巻回部を有し、前記界磁子は４ｎ極の磁極を有する、ラジアルギャップ型回転電機である。
【発明の効果】
【００２３】
界磁磁束のうち、回転方向逆側のティースへと漏洩する漏洩磁束はモータ効率の低下を招来する。界磁子の磁極面が回転軸を中心として拡がる中心角を第１の角度θａとし、鍔部の界磁子側が回転軸を中心として拡がる中心角を第２の角度θｂとすると、θａ≒θｂとすれば、当該漏洩磁束の低減を図ることができる。よって、ティースの数（スロット数）に対して極数が多くなる場合には、θｂを小さくすることで当該漏洩磁束の低減を図ることができる。しかしながら、θｂを小さくすると、電機子巻線が界磁子側へと移動することを阻止できなくなってしまう。本発明に係る電機子用磁芯の第１の態様によれば、鍔部を有さない部位で漏洩磁束の低減を図りつつ、鍔部で電機子巻線の界磁子側への移動を阻止できる。
【００２４】
本発明に係る電機子用磁芯の第２の態様によれば、電機子巻線が界磁子側に移動することを回避又は抑制することに資する。
【００２５】
本発明に係る電機子用磁芯の第３の態様によれば、漏洩磁束の低減と電機子巻線の保持との双方に資する。
【００２６】
本発明に係る電機子用磁芯の第４の態様によれば、第１の鍔部が漏洩磁束の低減に寄与しつつ、電機子巻線の界磁子側への移動を阻止できる。また、第２の鍔部が電機子巻線の界磁子側への移動を阻止することに第１の鍔部よりも大きく寄与する。もって、漏洩磁束の低減と電機子巻線の移動の阻止との双方に資する。
【００２７】
本発明に係る電機子用磁芯の第５の態様によれば、電機子巻線が界磁子側に崩れることを回避又は抑制することに資する。
【００２８】
本発明に係る電機子用磁芯の第６の態様によれば、漏洩磁束の低減への寄与が小さい第２部を軸方向の端部に設けることにより、漏洩磁束の低減と電機子巻線の保持との双方に資する。
【００２９】
環状部同士を積層することによって電機子用磁芯のバックヨークとして機能する部位を形成できる。また、第１部同士を積層することによって電機子用磁芯の巻回部及び界磁子側端部を形成できる。さらに、鋼板の複数を積層することによって第３部が鍔部として機能する。つまり、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、漏洩磁束の低減と電機子巻線の移動の阻止との双方に資する電機子用磁芯を得ることができる。また、積層鋼板で形成することにより、鍔部を呈する電機子用磁芯の製造が容易である。
【００３０】
環状部同士を積層することによって電機子用磁芯のバックヨークとして機能する部位を形成できる。また、第１部同士を積層することによって電機子用磁芯の巻回部及び界磁子側端部を形成できる。さらに、鋼板の複数を積層することによって第３部が第２の鍔部として機能し、第４部が第１の鍔部として機能する。つまり、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、漏洩磁束の低減と電機子巻線の移動の阻止との双方に資する電機子用磁芯を得ることができる。また、積層鋼板で形成することにより、第１及び第２の鍔部を呈する電機子用磁芯の製造が容易である。
【００３１】
本発明に係るラジアルギャップ型回転電機の第１の態様によれば、漏洩磁束の低減に資する。
【００３２】
本発明に係るラジアルギャップ型回転電機の第２の態様によれば、漏洩磁束の低減に資する。
【００３３】
本発明に係るラジアルギャップ型回転電機の第３の態様によれば、漏洩磁束の低減に資する。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明の第１実施形態に係るラジアルギャップ型回転電機の平面図である。
【図２】ティースの部分斜視図である。
【図３】一の鋼板の平面図である。
【図４】他の鋼板の平面図である。
【図５】ラジアルギャップ型回転電機の部分断面図である。
【図６】本発明の第２実施形態に係る電機子用磁芯の平面図である。
【図７】ティースの部分斜視図である。
【図８】一の鋼板の平面図である。
【図９】他の鋼板の平面図である。
【図１０】本発明の第３実施形態に係る電機子用磁芯が有するティースの部分斜視図である。
【図１１】鋼板の平面図である。
【図１２】本発明の第４実施形態に係る電機子用磁芯の平面図である。
【図１３】ティースの部分斜視図である。
【図１４】鋼板の平面図である。
【図１５】本発明の変形例に係る電機子用磁芯の平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３５】
以下、本発明の好適な実施形態について、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】
〈第１実施形態〉
図１に示すように、本発明の第１実施形態に係る電機子用磁芯１０は、電機子巻線３０とともに電機子４０を形成する。電機子４０が界磁子５０に対して、軸Ｑと反対側で対向することでラジアルギャップ型回転電機１００が形成される。なお、図１では電機子巻線３０は複数あるうちの一のみを破線で示している。
【００３７】
電機子用磁芯１０は、複数の電機子巻線３０のそれぞれが集中巻で巻回されるティース１１の複数と、ティース１１よりも軸Ｑから遠い側で複数のティース１１同士を環状に接続するヨーク部１３とを有する。なお、本実施形態ではティース１１が９個ある態様を示している。電機子用磁芯１０では、ティース１１の複数が軸方向Ｑａ（軸Ｑに平行な方向）からの平面視で軸Ｑを中心として周方向で等間隔に放射状に（軸Ｑを中心とする径方向Ｒに沿って）延在し、ヨーク部１３が複数のティース１１に接続されつつ円環状を呈する。換言すれば、電機子用磁芯１０は、円環状を呈するヨーク部１３から軸Ｑ（当該円環の中心）へと向かって周方向で等間隔にティース１１が突出する形状を呈する。
【００３８】
図２に示すように、ティース１１のそれぞれは例えば、巻回部１２と界磁子側端部１４とを備える。なお、図２は、ティース１１の部分斜視図であり、９個あるティース１１のうち一のティース１１の一部（軸Ｑ側で周方向の一方側）を示している。
【００３９】
巻回部１２は、電機子巻線３０が巻回される芯として機能する。界磁子側端部１４は、巻回部１２よりも軸Ｑ側で界磁子５０（図１参照）と対向し、鍔部１４２を有する。鍔部１４２は、界磁子側端部１４の軸方向Ｑａにおける一部で、巻回部１２の幅方向（軸Ｑを中心として巻回部１２が延在する方向たる径方向Ｒと軸方向Ｑａとのいずれにも垂直な方向）Ｗの辺縁１２２から幅方向Ｗに突出する。
【００４０】
図１に示すように本実施形態では、鍔部１４２は、界磁子側端部１４の軸方向Ｑａにおける端部に設けられる。鍔部１４２は、巻回部１２の幅方向Ｗの双方の辺縁１２２に対応する界磁子側端部１４の位置１２２ａからそれぞれ設けられる。これにより電機子巻線３０が界磁子５０側に移動することを回避又は抑制することに資する。
【００４１】
このような電機子用磁芯１０は、予め定められた二種の形状を呈する鋼板２０，２１の複数を鋼板２０，２１の延在面の法線方向に積層することにより形成できる。具体的には、図３に示すように、鋼板２０は、環状部２２と、向心部（課題を解決するための手段における「第１部」）２４の複数と、突出部２３の複数とを呈する。また、図４に示すように、鋼板２１は、環状部２２と、向心部２４の複数とを呈する。
【００４２】
環状部２２は予め定められた位置Ｐを中心として略円環状を呈する。複数の環状部２２が、鋼板２０，２１の延在面の法線方向に積層することによって、全体としてヨーク部１３として機能する。
【００４３】
向心部２４は、環状部２２から位置Ｐを中心とする周方向θで等間隔の位置から当該位置における当該円環の径方向Ｒに沿って位置Ｐへと向かって予め定められた長さだけ延在する。複数の向心部２４が、鋼板２０，２１の延在面の法線方向に積層することによって、全体として巻回部１２として機能する。
【００４４】
突出部２３は、向心部２４の位置Ｐ側の端部から幅方向（位置Ｐを中心として向心部２４が延在する方向たる径方向Ｒと軸方向Ｑａとのいずれにも垂直な方向）Ｗａに予め定められた長さＬｏだけ突出する。ここで、突出部２３が突出する幅方向Ｗａは、電機子用磁芯１０についての幅方向Ｗに一致する。鋼板２０の複数が、その延在面の法線方向に積層することによって、突出部２３が鍔部１４２として機能する。
【００４５】
鋼板２１の複数が鋼板２１の延在面の法線方向に沿って長さＨｏだけ連続して積層した第１の積層体２１０（図２参照）の当該法線方向の両端に、鋼板２０の複数が鋼板２０の延在面の法線方向に沿って例えば長さＨ１だけ連続して積層した第２の積層体２００をそれぞれ積層する。これにより電機子用磁芯１０を形成する。ここで、本実施形態においては、鋼板２０，２１の延在面の法線方向はいずれも軸方向Ｑａに一致する。
【００４６】
図１に示すように、界磁子５０は、例えば埋込磁石型ロータが採用される。具体的には、界磁子５０は、略円筒体を呈するロータコア５１と、永久磁石５２の複数とを有する。ロータコア５１は、当該円筒体の中心を通って軸方向Ｑａに沿って延在するシャフト５３が貫通する貫通孔５４と、永久磁石５２のそれぞれを収容する収容孔５５の複数と、それぞれの収容孔５５の両端に設けられる磁気障壁部５６の複数とを呈する。
【００４７】
本実施形態では、一の永久磁石５２が一の磁極を呈する態様を示している。ティース１１が９個ある（スロット数Ｓが９である）場合には、当該磁極が１２個ある（極数Ｐが１２である）ことが望ましい。要するに、集中巻で巻回されるティース１１が３ｎ（ｎは自然数）個あり、磁極が４ｎ個あることが望ましい。上記非特許文献１に開示されているように、極数Ｐとスロット数Ｓの比Ｐ／Ｓ＝４／３の場合、比Ｐ／Ｓ＝２／３の場合に比べて、比Ｐ／Ｓ＝２／３の場合と同等のトルクを得、比Ｐ／Ｓ＝２／３の場合よりも低いステータ磁束密度を得る。そのため、比Ｐ／Ｓ＝２／３の場合よりも比Ｐ／Ｓ＝４／３の場合の方が、磁気飽和しにくいと考えられる。
【００４８】
ここで、界磁子５０は、図５に示すように、その軸方向Ｑａの長さが電機子用磁芯１０よりも短いことが望ましい。特に、界磁子５０は、その軸方向Ｑａの長さが電機子用磁芯１０の鍔部１４２が設けられていない領域の軸方向Ｑａの長さＨｏ以下であることが望ましい。換言すれば、鍔部１４２は、界磁子５０の軸方向Ｑａ端部よりも軸方向Ｑａに界磁子５０から遠い位置に設けられることが望ましい。なお、図５は、ラジアルギャップ型回転電機１００の縦断面図の一部であり、図１の位置Ａ−Ａにおける断面図を示している。
【００４９】
これにより、界磁子５０と鍔部１４２とが径方向Ｒでは対向しない。これは、上記特許文献２の示唆に鑑みて、界磁子５０と電機子４０との間の漏洩磁束の低減に資する。なお、長さＨ１は大きい方が、電機子巻線３０の界磁子５０側に引っ張られる力に対する抗力を大きくできる点で望ましいが、鍔部１４２が設けられている第２の積層体２００はトルクの発生に寄与しない。そのため、長さＨ１を大きくするとラジアルギャップ型回転電機１００の軸方向Ｑａの長さが増大し、小型化を阻害する。
【００５０】
なお、界磁子５０は、その軸方向Ｑａの長さが電機子用磁芯１０と同等又は電機子用磁芯１０よりも長い場合であっても、鋼板２１複数の積層体の軸方向Ｑａの長さが、鋼板２０複数の積層体の軸方向Ｑａの長さよりも長ければ、界磁子５０と電機子４０との間の漏洩磁束の低減効果は十分得ることができる。
【００５１】
〈第２実施形態〉
図６に示すように、本発明の第２実施形態に係る電機子用磁芯１０Ａは、次のような形状を呈する。なお、以下の実施形態において、既述の実施形態で示した要素と同様の機能を有する要素については、同一符号を付してその説明を省略する。
【００５２】
電機子用磁芯１０Ａは、上記第１実施形態で示したティース１１に代えてティース１１Ａを有する。ティース１１Ａは、ヨーク部１３から軸Ｑへと向かって周方向θで等間隔に突出する形状を呈する。
【００５３】
図７に示すように、ティース１１Ａのそれぞれは例えば、巻回部１２と界磁子側端部１４Ａとを備える。界磁子側端部１４Ａは、巻回部１２よりも軸Ｑ側で界磁子５０（図１参照）と対向し、第１の鍔部１４４と、第２の鍔部１４６とを有する。なお、図７は、ティース１１Ａの部分斜視図であり、図２で示した部位に相当する部位を示している。
【００５４】
第１の鍔部１４４は、界磁子側端部１４Ａの軸方向Ｑａにおける第１の領域Ａ１で巻回部１２の界磁子５０側において幅方向Ｗの辺縁１２２に対応する界磁子側端部１４Ａの位置１２２ａから第１の長さＬ１だけ幅方向Ｗに突出する。これにより、電機子巻線３０が軸Ｑ側へ引っ張られる力に対する抗力を確保できる。また、第１の長さＬ１を上記特許文献１に示唆されているような所望の長さに設定すれば、漏洩磁束の低減を図ることにも資する。
【００５５】
第２の鍔部１４６は、界磁子側端部１４Ａの軸方向Ｑａにおける第１の領域Ａ１と重複しない第２の領域Ａ２で巻回部１２の界磁子５０側において幅方向Ｗの辺縁１２２に対応する界磁子側端部１４Ａの位置１２２ａから第２の長さＬ２（＞Ｌ１）だけ幅方向Ｗに突出する。第２の領域Ａ２は軸方向Ｑａにおける界磁子側端部１４Ａの端部の領域であり、第１の領域Ａ１は二つの第２の領域Ａ２に挟まれた領域である。つまり、電機子用磁芯１０Ａでは、第２の鍔部１４６が軸方向Ｑａの両端の領域に設けられ、残余の領域に第１の鍔部１４４が設けられる。
【００５６】
図６に示すように本実施形態では、巻回部１２の幅方向Ｗの双方の辺縁１２２にそれぞれ第２の鍔部１４６が設けられる態様を示している。これにより電機子巻線３０が界磁子５０（いずれも図１参照）側に移動することを回避又は抑制することに資する。
【００５７】
このような電機子用磁芯１０Ａは、予め定められた二種の形状を呈する鋼板２０Ａ，２１Ａの複数を鋼板２０Ａ，２１Ａの延在面の法線方向に積層することにより形成できる。具体的には、図８に示すように、鋼板２０Ａは、環状部２２と、向心部２４の複数と、第１の突出部２３Ａの複数とを呈する。また、図９に示すように、鋼板２１Ａは、環状部２２と、向心部２４の複数と、第２の突出部２５Ａの複数とを呈する。
【００５８】
第１の突出部２３Ａは、向心部２４の位置Ｐ側の端部から幅方向Ｗａに予め定められた長さＬ１だけ突出する。鋼板２０Ａの複数が、その延在面の法線方向に積層することによって、第１の突出部２３Ａの複数が第１の鍔部１４４として機能する。第２の突出部２５Ａは、向心部２４の位置Ｐ側の端部から幅方向Ｗａに予め定められた長さＬ２（＞Ｌ１）だけ突出する。鋼板２１Ａの複数が、その延在面の法線方向に積層することによって、第２の突出部２５Ａの複数が第２の鍔部１４６として機能する。
【００５９】
鋼板２０Ａの複数が鋼板２０Ａの延在面の法線方向に沿って長さＨｏだけ連続して積層した第１の積層体２１０Ａ（図７参照）の軸方向Ｑａ当該法線方向の両端に、鋼板２１Ａの複数が鋼板２１Ａの延在面の法線方向に沿って例えば長さＨ１（＜Ｈｏ）だけ連続して積層した第２の積層体２００Ａをそれぞれ積層する。これにより電機子用磁芯１０Ａを形成する。ここで、本実施形態においては、鋼板２０Ａ，２１Ａの延在面の法線方向はいずれも軸方向Ｑａに一致する。
【００６０】
界磁子５０は、図５に示すように、その軸方向Ｑａの長さが電機子用磁芯１０Ａよりも短いことが望ましい。特に、界磁子５０は、その軸方向Ｑａの長さが第１の領域Ａ１の軸方向Ｑａの長さＨｏ以下であることが望ましい。換言すれば、第２の鍔部１４６は、界磁子５０の軸方向Ｑａ端部よりも軸方向Ｑａに界磁子５０から遠い位置に設けられることが望ましい。
【００６１】
〈第３実施形態〉
本発明の第３実施形態に係る電機子用磁芯１０Ｂは、軸方向Ｑａからの平面視では、上記第２実施形態で示した図６と略同一の形状を呈するが、ティース１１Ａに代えて図１０に示すようなティース１１Ｂを有する。なお、図１０は、ティース１１Ｂの部分斜視図であり、図２で示した部位に相当する部位を示している。
【００６２】
ティース１１Ｂのそれぞれは例えば、巻回部１２と界磁子側端部１４Ｂとを備える。界磁子側端部１４Ｂは、巻回部１２よりも軸Ｑ側で界磁子５０（図１参照）と対向し、第１の鍔部１４４Ｂと、第２の鍔部１４６Ｂとを有する。
【００６３】
第１の鍔部１４４Ｂは、上記第２実施形態で示した第１の鍔部１４４と略同一の形状を呈するが、電機子用磁芯１０Ｂの軸方向Ｑａの端部にも設けられる。第２の鍔部１４６Ｂは、上記第２実施形態で示した第２の鍔部１４６と略同一の形状を呈するが、電機子用磁芯１０Ｂの軸方向Ｑａの端部にのみ設けられるわけではなく、当該端部に挟まれる領域にも設けられる。
【００６４】
このような電機子用磁芯１０Ｂは、予め定められた一種の形状に打抜かれた鋼板２０Ｂの複数を鋼板２０Ｂの延在面の法線方向に積層することにより形成できる。具体的には、図１１に示すように、鋼板２０Ｂは、環状部２２と、向心部２４の複数とを呈する。向心部２４のそれぞれは、径方向端部（課題を解決するための手段における「第２部」）２４２を含む。複数ある向心部２４のうち一の向心部２４は、第１の突出部（課題を解決するための手段における「第３部」）２６の複数を含み、他の向心部２４は、第２の突出部（課題を解決するための手段における「第４部」）２８の複数を含む。
【００６５】
径方向端部２４２は、その中心Ｐ側で幅方向Ｗａに第３の長さＬ３を呈する。第１の突出部２６は、径方向端部２４２の中心Ｐ側で径方向端部２４２における幅方向Ｗａの辺縁から幅方向Ｗａに第２の長さＬ２だけ突出する。第２の突出部２８は、径方向端部２４２の中心Ｐ側で径方向端部２４２における幅方向Ｗａの辺縁から幅方向に第１の長さＬ１だけ突出する。ここで、第１の長さＬ１は、第２の長さＬ２よりも短い。
【００６６】
径方向端部２４２と、第１の突出部２６又は第２の突出部２８とが、鋼板２０Ｂの延在面の法線方向に積層することによって界磁子側端部１４Ｂとして機能する。特に、第１の突出部２６が積層されることによってティース１１Ｂにおいて第１の鍔部１４６Ｂとして機能し、第２の突出部２８が積層されることによってティース１１Ｂにおいて第２の鍔部１４４Ｂとして機能する。つまり、本実施形態に係る電機子用磁芯１０Ｂの製造方法によれば、漏洩磁束の低減と電機子巻線３０の界磁子５０側への移動の阻止との双方に資する電機子用磁芯１０Ｂを得ることができる。しかも、電機子用磁芯１０Ｂの製造が容易であり、鋼板２０Ｂの形状が一種で済むので、製造コストの抑制に資する。
【００６７】
鋼板２０Ｂの複数を積層する工程において、一の鋼板２０Ｂが呈する環状部２２は他の鋼板２０Ｂが呈する環状部２２に、当該一の鋼板２０Ｂが呈する複数の向心部２４は当該他の鋼板２０Ｂが呈する複数の向心部２４に、それぞれ重ねる。そして、当該工程において、一の鋼板２０Ｂが呈する第１の突出部２６に他の鋼板２０Ｂが呈する第２の突出部２８を重ねる工程を備える。
【００６８】
具体的には例えば、一の鋼板２０Ｂに他の鋼板２０Ｂを積層する際に、当該一の鋼板２０Ｂが呈する第１の突出部２６の周方向θで隣接する第２の突出部２８に、当該他の鋼板２０Ｂが呈する第１の突出部２６を重ねる。つまり、一の鋼板２０Ｂを基準として、他の鋼板２０Ｂを位置Ｐを中心として周方向θに２π／Ｎ（ただし、Ｎは一の鋼板２０Ｂが呈する向心部２４の数であり、本実施形態においては９）だけ回転させて、当該一の鋼板２０Ｂと当該他の鋼板２０Ｂとを重ねる工程を備える。
【００６９】
鋼板２０Ｂを周方向θに回転させる上記工程は例えば、所定の枚数ごと、具体的には、第２の突出部の軸方向Ｑａの長さが所定の長さＨ２（図１０参照）となるごとに行っても良い。これにより、積層される第１の突出部２６の軸方向Ｑａの長さ（厚さ）を大きくすることができるので、第１の鍔部１４６Ｂの機械的強度を確保できる。また、第２の鍔部１４４Ｂが軸方向Ｑａに連続して延在する領域を大きくとることができる。
【００７０】
〈第４実施形態〉
本発明の第４実施形態に係る電機子用磁芯１０Ｃは、上記第２実施形態で示したティース１１Ａに代えてティース１１Ｃを有する。ティース１１Ｃは、ヨーク部１３から軸Ｑへと向かって周方向θで等間隔に突出する形状を呈する。
【００７１】
図１２に示すように、ティース１１Ｃのそれぞれは例えば、巻回部１２と界磁子側端部１４Ｃとを備える。界磁子側端部１４Ｃは、巻回部１２よりも軸Ｑ側で界磁子５０（図１参照）と対向し、第１の鍔部１４４Ｃと、第２の鍔部１４６とを有する。
【００７２】
図１３に示すように、第１の鍔部１４４Ｃは、界磁子側端部１４Ｃの軸方向Ｑａにおける一部で巻回部１２の界磁子５０側において幅方向Ｗの辺縁１２２に対応する界磁子側端部１４Ｃの位置１２２ａから第１の長さＬ１（＞０）だけ幅方向Ｗの一方側に突出する。第１の鍔部１４４Ｃは、界磁子側端部１４Ｃの軸方向Ｑａにおける端部に設けられる。第２の鍔部１４６は、界磁子側端部１４Ｃの軸方向Ｑａにおける当該一部で巻回部１２の界磁子５０側において幅方向Ｗの辺縁１２２から第２の長さＬ２（＞Ｌ０）だけ幅方向Ｗの他方側に突出する。第２の鍔部１４６は、界磁子側端部１４Ｃの軸方向Ｑａ全体に設けられる。なお、図１３は、ティース１１Ｃの部分斜視図であり、９個あるティース１１Ｃのうち一のティース１１Ｃの一部（軸Ｑ側）を示している。
【００７３】
このような電機子用磁芯１０Ｃは、軸方向Ｑａからの平面視で図１２で実線で示した形状を呈する鋼板２０Ｃの複数と、軸方向Ｑａからの平面視で図１４で示した形状を呈する鋼板２１Ｃの複数とを、鋼板２０Ｃ，２１Ｃの延在面の法線方向に積層することにより形成できる。具体的には、鋼板２０Ｃは、環状部２２と、向心部２４の複数と、第１の突出部２３Ｃの複数と、第２の突出部２５Ｃの複数とを呈する。第１の突出部２３Ｃのそれぞれは、それぞれの向心部２４の位置Ｐ側でかつ幅方向Ｗａの一方側に設けられ、第２の突出部２５Ｃのそれぞれは、それぞれの向心部２４の位置Ｐ側でかつ幅方向Ｗａの他方側に設けられる。鋼板２０Ｃの複数が、その延在面の法線方向に積層することによって、第１の突出部２３Ｃの複数が第１の鍔部１４４Ｃとして機能し、第２の突出部２５Ｃの複数が第２の鍔部１４６の一部として機能する。また、鋼板２１Ｃは、環状部２２と、向心部２４の複数と、第２の突出部２５Ｃの複数とを呈する。鋼板２１Ｃの複数が、その延在面の法線方向に積層することによって、第２の突出部２５Ｃの複数が第２の鍔部１４６の一部として機能する。
【００７４】
第１の鍔部１４４Ｃを設けることにより、電機子巻線３０が軸Ｑ側へ引っ張られる力に対する抗力を確保できる。また、第１の長さＬ１を上記特許文献１に示唆されているような所望の長さに設定すれば、漏洩磁束の低減を図ることにも資する。
【００７５】
例えば、第１の積層体２１０Ｃの積層方向の両端に、鋼板２０Ｃの複数がその延在面の法線方向に沿って例えば長さＨ１（＜Ｈｏ）だけ連続して積層した第２の積層体２００Ｃをそれぞれ積層し、これによって電機子用磁芯１０Ｃを形成する。これによって、第２の突出部２５Ｃの複数が第２の鍔部１４６として機能する。
【００７６】
電機子用磁芯１０Ｃを上記第１実施形態で示した電機子用磁芯１０に代えて採用することにより、界磁子５０（図５参照）と第１の鍔部１４４Ｃとが径方向Ｒでは対向しないので、電機子用磁芯１０Ｃを採用した電機子と界磁子５０との間の漏洩磁束の低減に資する。
【００７７】
〈変形例〉
以上、本発明の好適な態様について説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、上記第１実施形態で示した鍔部１４２を呈する態様と、上記第３実施形態で示した製造方法とを組合せても良い。具体的には、上記第３実施形態において第１の長さＬ１＝０としても良い。
【００７８】
より具体的には、図１５に示すような鋼板２０Ｄを、上記第３実施形態で示した鋼板２０Ｂに代えて、鋼板２０Ｄの複数を、鋼板２０Ｄの延在面の法線方向に積層して電機子用磁芯（図示省略）しても良い。
【００７９】
鋼板２０Ｄは、環状部２２と、向心部２４の複数とを呈する。向心部２４のそれぞれは、径方向端部２４２を含む。複数ある向心部２４のうち一の向心部２４は、径方向端部２４２の幅方向Ｗａの双方にそれぞれ突出部２６を含む。
【００８０】
幅方向Ｗａの一方側にある一の突出部２６の当該一方側の端部と、幅方向Ｗａの他方側にある他の突出部２６の当該他方側の端部との間は、幅方向Ｗａに第４の長さＬ４を呈し、径方向端部２４２の幅方向Ｗａの長さＬ５よりも長い。径方向端部２４２及び突出部２６が、鋼板２０Ｄの延在面の法線方向に積層することによって第１の鍔部１４６Ｂとして機能する。
【００８１】
一の鋼板２０Ｄに他の鋼板２０Ｄを積層する際に、当該一の鋼板２０Ｄが呈する突出部２６を有する一の向心部２４の周方向θで隣接する他の向心部２４に、当該他の鋼板２０Ｄが呈する突出部２６を有する一の向心部２４を重ねる。つまり、一の鋼板２０Ｄを基準として、他の鋼板２０Ｄを位置Ｐを中心として周方向θに２π／Ｎ（ただし、Ｎは一の鋼板２０Ｄが呈する向心部２４の数であり、本実施形態においては９）だけ回転させて、当該一の鋼板２０Ｄと当該他の鋼板２０Ｄとを重ねる工程を備える。
【００８２】
他の変形として、上記第１実施形態において鋼板２０，２１を交互に積層しても良い。あるいは上記第２実施形態において鋼板２０Ａ，２１Ａを交互に積層しても良い。あるいは上記第４実施形態において、鋼板２０Ｃ，２１Ａを交互に積層しても良い。又は、上記第４実施形態で示した鋼板２１Ｃを表裏交互に積層しても良い。
【符号の説明】
【００８３】
Ｌ１  第１の長さ
Ｌ２  第２の長さ
Ｌ３  第３の長さ
Ｌ４  第４の長さ
Ｑ  回転軸
Ｑａ  軸方向
Ｒ  径方向
Ｗ  幅方向
θ  周方向
１０，１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ  電機子用磁芯
１２  巻回部
１２２  辺縁
１２２ａ  位置
１４  界磁子側端部
１４２  鍔部
１４４  第１の鍔部
１４６  第２の鍔部
２０，２０Ａ  鋼板
２２  環状部
２４  第１部（向心部）
２４２  第２部
２６  第３部（第１の突出部）
２８  第４部（第２の突出部）
５０  界磁子
１００  ラジアルギャップ型回転電機
【図１】
2013009480.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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