(57)【要約】【課題】構成が複雑化することを防止し、製作に要する費用が嵩むことを防止しつつ、通電時に発生する渦電流損失を低減して運転効率を向上させ、ステータの固定子巻線を鎖交する鎖交磁束量を増大させることが可能なアキシャルギャップ型モータを提供する。【解決手段】アキシャルギャップ型モータ１０は、ロータ１１と、ステータ１２とを備え、ロータ１１は、ロータフレーム３３内に磁化方向が回転軸Ｏ方向であって周方向に配置された複数の主永久磁石片４１と、主永久磁石片４１の回転軸Ｏ方向の少なくとも一方側の表面上に配置された磁性部材４２と、を備える。ロータフレーム３３を構成する径方向リブ３５の径方向外方側端部３５ｂの軸方向長さは径方向中途部３５ｃと略同一とし、周方向長さを径方向中途部３５ｃより大きくする。【選択図】図９
2009290933.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
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前記ロータに対向配置されたステータとを備えるアキシャルギャップ型モータであって、 
前記ロータは、複数の磁石部と、複数の非磁性体と、ロータフレームとを備え、 
前記ロータフレームは、径方向に伸びる複数のリブと、前記リブを介して一体に接続された内周側円環状のシャフト部および外周側円環状のリム部とを備え、 
前記ロータフレームは、周方向に交互に配置された前記磁石部および前記非磁性体を前記シャフト部および前記リム部の間に収容し、 
前記磁石部は、磁化方向が前記回転軸方向であって、前記周方向で隣り合う２つの前記リブ間に配置された磁石片と軸方向の両面に配置される磁性部材を備え、 
前記非磁性体は前記磁石部同士の間に配置され、
前記シャフト部は、前記リブが装着されるシャフト部側リブ装着穴を有し、 
前記リム部は、前記リブが装着されるリム部側リブ装着穴を有し、 
前記リブは、その中途部より径方向内方側の端部で前記シャフト部側リブ装着穴に装着され、前記中途部より径方向外方側の端部で前記リム部側リブ装着穴に装着され、 
前記リブの前記径方向外方側の端部の軸方向長さを前記中途部と略同一とし、周方向長さを前記中途部より大きくすることを特徴とするアキシャルギャップ型モータ。 
【請求項２】
前記リブの軸方向長さは、前記磁石片の軸方向長さと略同一であ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。
【請求項３】
前記リブの前記中途部の周方向長さは、前記非磁性体の周方向長さと略同一であることを特徴とする請求項１又は２に記載のアキシャルギャップ型モータ。
【請求項４】
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前記ロータに対向配置されたステータとを備えるアキシャルギャップ型モータであって、 
前記ロータは、複数の主磁石部と、複数の副磁石部と、ロータフレームとを備え、 
前記ロータフレームは、径方向に伸びる複数のリブと、前記リブを介して一体に接続された内周側円環状のシャフト部および外周側円環状のリム部とを備え、 
前記ロータフレームは、周方向に交互に配置された前記主磁石部および前記副磁石部を前記シャフト部および前記リム部の間に収容し、 
前記主磁石部は、磁化方向が前記回転軸方向であって、前記周方向で隣り合う２つの前記リブ間に配置された主磁石片を備え、 
前記副磁石部は、磁化方向が前記回転軸方向および前記径方向に直交する方向であって、前記リブの前記回転軸方向の少なくとも一方側に配置された副磁石片を備え、
前記シャフト部は、前記リブが装着されるシャフト部側リブ装着穴を有し、 
前記リム部は、前記リブが装着されるリム部側リブ装着穴を有し、 
前記リブは、その中途部より径方向内方側の端部で前記シャフト部側リブ装着穴に装着され、前記中途部より径方向外方側の端部で前記リム部側リブ装着穴に装着され、 
前記リブの前記径方向外方側の端部の軸方向長さを前記中途部と略同一とし、周方向長さを前記中途部より大きくすることを特徴とするアキシャルギャップ型モータ。
【請求項５】
前記リブの軸方向長さは、前記主磁石片の軸方向長さと略同一であることを特徴とする請求項４に記載のアキシャルギャップ型モータ。
【請求項６】
前記リブの前記中途部の周方向長さは、前記副磁石片の周方向長さと略同一であることを特徴とする請求項４又は５に記載のアキシャルギャップ型モータ。
【請求項７】
前記リブの前記径方向外方側の端部の周方向長さは、径方向外側に向かって次第に長くなることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載のアキシャルギャップ型モータ。
【請求項８】
前記リム部の前記リム部側リブ装着穴は、前記リブの前記径方向外方側の端部の形状に嵌合する形状を有することを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載のアキシャルギャップ型モータ。
【請求項９】
前記リブを中空形状にすることを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載のアキシャルギャップ型モータ。
【請求項１０】
前記リブの前記径方向内方側の端部は雄ねじ部が形成され、ナットにより前記シャフト部に固定されることを特徴とする請求項１〜９のいずれか１項に記載のアキシャルギャップ型モータ。
【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に関する。 
【背景技術】
【０００２】
従来、例えば回転軸方向の両側からロータを挟み込むようにして対向配置された１対のステータを備え、ロータの永久磁石による界磁磁束に対して、１対の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の回転電機が知られている（例えば、特許文献１、特許文献２参照）。 
【特許文献１】特開平１０−２７１７８４号公報
【特許文献２】特開２００１−１３６７２１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、上記従来技術に係る回転電機においては、ロータの永久磁石による界磁磁束をいわば１対のステータ間で掃引するようにしてロータ内を直線的に貫通させることによってロータ内での磁束漏洩量を低減させ、ステータの固定子巻線を鎖交する鎖交磁束量を増大させるようになっている。 
【０００４】
このような回転電機においては、回転電機の構成が複雑化することを防止し、製作に要する費用が嵩むことを防止しつつ、ステータに対する通電時に発生する電機子磁束による渦電流損失を低減して永久磁石発電機の運転効率を向上させ、ステータの固定子巻線を鎖交する鎖交磁束量をさらに増大させて、トルクポテンシャルを増大させることが望まれている。 
【０００５】
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、構成が複雑化することを防止し、製作に要する費用が嵩むことを防止しつつ、通電時に発生する渦電流損失を低減して運転効率を向上させ、ステータの固定子巻線を鎖交する鎖交磁束量を増大させることが可能なアキシャルギャップ型モータ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】
上記目的を達成するために、請求項１に係る発明は、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、回転軸方向の少なくとも一方側から前記ロータに対向配置されたステータ（例えば、後述の実施形態におけるステータ１２）とを備え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）であって、 
前記ロータは、複数の磁石部（例えば、後述の実施形態における主磁石部３１）と、複数の非磁性体（例えば、後述の実施形態における非磁性体６３）と、ロータフレーム（例えば、後述の実施形態におけるロータフレーム３３）とを備え、 
前記ロータフレームは、径方向に伸びる複数のリブ（例えば、後述の実施形態における径方向リブ３５）と、前記リブを介して一体に接続された内周側円環状のシャフト部（例えば、後述の実施形態におけるシャフト部３６）および外周側円環状のリム部（例えば、後述の実施形態におけるリム部３７）とを備え、 
前記ロータフレームは、周方向に交互に配置された前記磁石部および前記非磁性体を前記シャフト部および前記リム部の間に収容し、 
前記磁石部は、磁化方向が前記回転軸方向であって、前記周方向で隣り合う２つの前記リブ間に配置された磁石片（例えば、後述の実施形態における主永久磁石片４１）と軸方向の両面に配置される磁性部材（例えば、後述の実施形態における磁性部材４２）を備え、 
前記非磁性体は前記磁石部同士の間に配置され、
前記シャフト部は、前記リブが装着されるシャフト部側リブ装着穴（例えば、後述の実施形態におけるシャフト部側リブ装着穴３６ａ）を有し、 
前記リム部は、前記リブが装着されるリム部側リブ装着穴（例えば、後述の実施形態におけるリム部側リブ装着穴３７ａ）を有し、 
前記リブは、その中途部より径方向内方側の端部（例えば、後述の実施形態における径方向内方側端部３５ａ）で前記シャフト部側リブ装着穴に装着され、前記中途部より径方向外方側の端部（例えば、後述の実施形態における径方向外方側端部３５ｂ）で前記リム部側リブ装着穴に装着され、 
前記リブの前記径方向外方側の端部の軸方向長さを前記中途部（例えば、後述の実施形態における径方向中途部３５ｃ）と略同一とし、周方向長さを前記中途部より大きくすることを特徴とする。
【０００７】
請求項２に係る発明は、請求項１に記載のアキシャルギャップ型モータにおいて、前記リブの軸方向長さは、前記磁石片の軸方向長さと略同一であることを特徴とする。
【０００８】
請求項３に係る発明は、請求項１又は２に記載のアキシャルギャップ型モータにおいて、前記リブの前記中途部の周方向長さは、前記非磁性体の周方向長さと略同一であることを特徴とする。
【０００９】
請求項４に係る発明は、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、回転軸方向の少なくとも一方側から前記ロータに対向配置されたステータ（例えば、後述の実施形態におけるステータ１２）とを備え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）であって、 
前記ロータは、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３１）と、複数の副磁石部（例えば、後述の実施形態における副主磁石部３２）と、ロータフレーム（例えば、後述の実施形態におけるロータフレーム３３）とを備え、 
前記ロータフレームは、径方向に伸びる複数のリブ（例えば、後述の実施形態における径方向リブ３５）と、前記リブを介して一体に接続された内周側円環状のシャフト部（例えば、後述の実施形態におけるシャフト部３６）および外周側円環状のリム部（例えば、後述の実施形態におけるリム部３７）とを備え、 
前記ロータフレームは、周方向に交互に配置された前記主磁石部および前記副磁石部を前記シャフト部および前記リム部の間に収容し、 
前記主磁石部は、磁化方向が前記回転軸方向であって、前記周方向で隣り合う２つの前記リブ間に配置された主磁石片（例えば、後述の実施形態における主永久磁石片４１）を備え、 
前記副磁石部は、磁化方向が前記回転軸方向および前記径方向に直交する方向であって、前記リブの前記回転軸方向の少なくとも一方側に配置された副磁石片（例えば、後述の実施形態における副永久磁石片４３）を備え、
前記シャフト部は、前記リブが装着されるシャフト部側リブ装着穴（例えば、後述の実施形態におけるシャフト部側リブ装着穴３６ａ）を有し、 
前記リム部は、前記リブが装着されるリム部側リブ装着穴（例えば、後述の実施形態におけるリム部側リブ装着穴３７ａ）を有し、 
前記リブは、その中途部より径方向内方側の端部（例えば、後述の実施形態における径方向内方側端部３５ａ）で前記シャフト部側リブ装着穴に装着され、前記中途部より径方向外方側の端部で前記リム部側リブ装着穴に装着され、 
前記リブの前記径方向外方側の端部の軸方向長さを前記中途部（例えば、後述の実施形態における径方向中途部３５ｃ）と略同一とし、周方向長さを前記中途部より大きくすることを特徴とする。
【００１０】
請求項５に係る発明は、請求項４に記載のアキシャルギャップ型モータにおいて、前記リブの軸方向長さは、前記主磁石片の軸方向長さと略同一であることを特徴とする。
【００１１】
請求項６に係る発明は、請求項４又は５に記載のアキシャルギャップ型モータにおいて、前記リブの前記中途部の周方向長さは、前記副磁石片の周方向長さと略同一であることを特徴とする。
【００１２】
請求項７に係る発明は、請求項１〜６のいずれか１項に記載のアキシャルギャップ型モータにおいて、前記リブの前記径方向外方側の端部の周方向長さは、径方向外側に向かって次第に長くなることを特徴とする。
【００１３】
請求項８に係る発明は、請求項１〜７のいずれか１項に記載のアキシャルギャップ型モータにおいて、前記リム部の前記リム部側リブ装着穴は、前記リブの前記径方向外方側の端部の形状に嵌合する形状を有することを特徴とする。
【００１４】
請求項９に係る発明は、請求項１〜８のいずれか１項に記載のアキシャルギャップ型モータにおいて、前記リブを中空形状にすることを特徴とする。
【００１５】
請求項１０に係る発明は、請求項１〜９のいずれか１項に記載のアキシャルギャップ型モータにおいて、前記リブの前記径方向内方側の端部は雄ねじ部が形成され、ナット（例えば、後述の実施形態におけるナット３８）により前記シャフト部に固定されることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
請求項１及び請求項４の発明によれば、外部の駆動軸に接続されて、トルクが伝達されるシャフト部と、このシャフト部に複数のリブを介して接続されたリム部とからなるロータフレームにおいて、リブは、径方向内方側の端部がシャフト部側リブ装着穴に装着され、径方向外方側の端部がリム部側リブ装着穴に装着されることから、ロータフレームの構成が複雑化することを防止することができ、例えばロータフレーム全体を機械加工により製作する場合に比べて、複数の非磁性部材の組み立てによりロータフレームを製作可能とすることで、製作に要する費用が嵩むことを防止することができる。しかも、ロータフレームを非磁性材により構成することで、通電時に発生する渦電流損失を低減して運転効率を向上させることができる。
【００１７】
また、リブの径方向外方側の端部の軸方向長さは中途部と略同一とし、周方向長さを中途部より大きくすることで、高速回転時におけるリム部の応力集中を緩和できより高回転まで運転することができる。また、同じ回転数強度を持ち異なる形状のリブと嵌合するリム部と比べて、リム部を薄肉・軽量化することができる。
【００１８】
さらに、請求項４のアキシャルギャップ型モータのように所謂永久磁石のハルバッハ配置にした場合には、磁束レンズ効果により主磁石片および副磁石片の各磁束が収束し、ステータに鎖交する有効磁束を増大させることができる。
【００１９】
請求項２及び請求項５の発明によれば、非磁性体又は副磁石片を配置するための位置決め部材として使用することができる。
【００２０】
請求項３及び請求項６の発明によれば、磁石片又は主磁石片の周方向の位置決め部材として使用することができる。
【００２１】
請求項７の発明によれば、リム部における応力集中を最小限に抑えることができる。
【００２２】
請求項８の発明によれば、効率よくトルクを伝達することができる。
【００２３】
請求項９の発明によれば、リブを中空状の形状とすることにより、磁気絶縁性を向上させることができ、各磁石片の磁束を有効に利用することができると共に、ステータに対する通電時に発生する電機子磁束による渦電流損失を低減することができ、トルクポテンシャルを増大させることができ、ジュール熱による過剰な温度上昇を防止することができ、アキシャルギャップ型モータの運転効率を向上させることができる。さらに、リブの軽量化とともに冷却媒体を通す穴として使用することができる。
【００２４】
請求項１０の発明によれば、リブの径方向内方側の端部を簡単な構成でシャフト部に固定することができ、製作に要する費用が嵩むことを防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
以下、本発明のアキシャルギャップ型モータの一実施形態について添付図面を参照しながら説明する。 
本実施の形態によるアキシャルギャップ型モータ１０は、例えば図１および図２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１２，１２とを備えて構成されている。 
【００２６】
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。 
【００２７】
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。 
【００２８】
各ステータ１２は、略円環板状のヨーク部２１と、ロータ１１に対向するヨーク部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。 
【００２９】
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。 
【００３０】
ロータ１１は、例えば図３に示すように、複数の主磁石極部３１，…，３１と、複数の副磁石部３２，…，３２と、非磁性材からなるロータフレーム３３とを備えて構成され、主磁石極部３１と副磁石部３２とは、周方向において交互に配置された状態で、ロータフレーム３３内に収容されている。 
【００３１】
そして、ロータフレーム３３は、周方向に所定間隔をおいて配置された複数の径方向リブ３５，…，３５によって接続された内周側円環状のシャフト部３６と外周側円環状のリム部３７とを備えて構成され、シャフト部３６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）に接続される出力軸が接続可能とされている。 
【００３２】
主磁石極部３１は、厚さ方向（つまり、回転軸Ｏ方向）に磁化された略扇形板状の主永久磁石片４１と、この主永久磁石片４１を厚さ方向の両側から挟み込む１対の略扇形板状の磁性部材４２，４２とを備えて構成され、周方向で隣り合う主磁石極部３１，３１の各主永久磁石片４１，４１は、図５に示すように磁化方向が互いに異方向となるように設定されている。
【００３３】
そして、ロータフレーム３３内に収容された複数の主磁石極部３１，…，３１は、径方向の両側からシャフト部３６とリム部３７とにより挟み込まれると共に、径方向リブ３５を介して周方向で隣り合うように配置されている。 
【００３４】
ロータフレーム３３内において、各主磁石極部３１の主永久磁石片４１は２つの径方向リブ３５によって周方向の両側から挟み込まれ、主永久磁石片４１の回転軸Ｏ方向での厚さは、径方向リブ３５の回転軸Ｏ方向での厚さと同等とされている。 
【００３５】
副磁石部３２は、ロータフレーム３３内において回転軸Ｏ方向の両側から径方向リブ３５を挟み込む１対の副永久磁石片４３，４３を備えて構成され、回転軸Ｏ方向で対向する１対の副永久磁石片４３，４３は、図５に示すようにそれぞれ回転軸Ｏ方向および径方向に直行する方向（略周方向）に磁化され、互いに磁化方向が異方向とされている。
【００３６】
副永久磁石片４３の回転軸Ｏ方向での厚さは、磁性部材４２の回転軸Ｏ方向での厚さと同等とされ、副永久磁石片４３の周方向幅は、径方向リブ３５の周方向幅と同等とされている。 
【００３７】
そして、ロータフレーム３３内において、周方向で隣り合う副磁石部３２，３２の副永久磁石片４３，４３同士は、主磁石極部３１の磁性部材４２を周方向の両側から挟み込んでいる。 
【００３８】
なお、ロータ１１のロータフレーム３３と、ロータフレーム３３以外の構成要素（つまり、主磁石極部３１および副磁石部３２）とを分離して示す図３においては、回転軸Ｏ方向で対向する１対の副永久磁石片４３，４３間および周方向で隣り合う主永久磁石片４１，４１間に、ロータフレーム３３の径方向リブ３５が配置される空間部４３ａが形成されている。 
【００３９】
また、磁性部材４２を介して周方向で対向する１対の副永久磁石片４３，４３同士は、互いに磁化方向が異方向とされている。そして、回転軸Ｏ方向の一方側に配置された１対の副永久磁石片４３，４３同士は、回転軸Ｏ方向に磁化された主永久磁石片４１の一方側の磁極と同極の磁極を対向させ、回転軸Ｏ方向の他方側に配置された１対の副永久磁石片４３，４３同士は、回転軸Ｏ方向に磁化された主永久磁石片４１の他方側の磁極と同極の磁極を対向させるように配置されている。 
【００４０】
つまり、図５に示すように、例えば回転軸Ｏ方向の一方側がＮ極かつ他方側がＳ極とされた主永久磁石片４１に対して、回転軸Ｏ方向の一方側において磁性部材４２を周方向の両側から挟み込む１対の副永久磁石片４３，４３は、互いのＮ極が周方向で対向するように配置され、回転軸Ｏ方向の他方側において磁性部材４２を周方向の両側から挟み込む１対の副永久磁石片４３，４３は、互いのＳ極が周方向で対向するように配置されている。これにより、所謂永久磁石のハルバッハ配置による磁束レンズ効果により主永久磁石片４１および各副永久磁石片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。 
【００４１】
図６に示すように、ロータフレーム３３において、シャフト部３６は径方向リブ３５が装着される円形状の貫通孔であるシャフト部側リブ装着穴３６ａを備え、リム部３７は径方向リブ３５が装着される矩形状の貫通孔であるリム部側リブ装着穴３７ａを備えている。なお、符号５０は径方向に弾性を有するリング５０を示し、主永久磁石片４１、磁性部材４２、副永久磁石片４３とロータフレーム３３との間に圧入され、径方向に付勢することで高速回転時等高温状態における主永久磁石片４１、磁性部材４２、副永久磁石片４３の熱膨張差を吸収する。
【００４２】
リム部側リブ装着穴３７ａは、図７に示すように、一様な軸方向長さを有するとともに、軸方向断面において内径側にＲ部３７ｂとＲ部３７ｂから連続して直線状に外径側に延びるテーパ部３７ｃが形成され内径側から、外径側に向かうにつれて周方向長さが次第に長くなるように形成されている。
【００４３】
径方向リブ３５は、図８に示すように、略Ｔ字形状を有し、この径方向内方側端部３５ａは略円形断面を有し雄ねじ部が形成され、径方向外方側端部３５ｂ及び径方向中途部３５ｃは矩形断面を有し、径方向外方側端部３５ｂは径方向中途部３５ｃから径方向外側に向かうにつれて周方向長さが次第に長くなるとともに、一様な軸方向長さを有するように構成されている。径方向外方側端部３５ｂの周方向側面は、径方向中途部３５ｃから次第に拡径するＲ部３５ｄとＲ部３５ｄのから外径側に直線的に延びるテーパ部３５ｅが形成されている。
【００４４】
例えば図９に示すように、径方向内方側端部３５ａがシャフト部側リブ装着穴３６ａに装着され、径方向外方側端部３５ｂがリム部側リブ装着穴３７ａに装着されている。 
【００４５】
このとき、径方向リブ３５の径方向外方側端部３５ｂは、Ｒ部３５ｄがリム部側リブ装着穴３７ａのＲ部３７ｂと嵌合し、テーパ部３５ｅがリム部側リブ装着穴３７ａのテーパ部３７ｃと隙間なく嵌合する。これにより、シャフト部３６のトルクを径方向リブ３５を介してリム部３７に効率よく伝達することができる。なお、径方向リブ３５の外径側端面をリム部３７の外周面と面一となるように形成してもよい。これによりロータ１１の回転時の風損を最小限に抑制することができる。
【００４６】
径方向リブ３５は、ロータフレーム３３のリム部３７のリム部側リブ装着穴３７ａに外径側から挿入することで、径方向リブ３５をリム部３７に固定されている。そして、シャフト部側リブ装着穴３６ａに装着された径方向リブ３５の径方向内方側端部３５ａに対して、シャフト部３６の内径側からナット３８を螺合することにより径方向リブ３５がシャフト部３６に固定されている。
【００４７】
上述したように、本実施の形態によるアキシャルギャップ型モータ１０によれば、複数の主磁石極部３１，…，３１および複数の副磁石部３２，…，３２を、径方向の両側から挟み込むシャフト部３６とリム部３７とは、各リブ装着穴３６ａ，３７ａに装着される径方向リブ３５により固定されることから、ロータフレーム３３の構成が複雑化することを防止することができ、例えば予めシャフト部３６とリム部３７と径方向リブ３５とが一体とされたロータフレーム３３全体を機械加工により製作する場合に比べて、複数の非磁性部材の組み立てによりロータフレーム３３を製作可能とすることで、製作に要する費用が嵩むことを防止することができる。 
【００４８】
さらに、径方向リブ３５はリム部３７の外径側から挿入しシャフト部３６の内径側からナット３８により固定することから、ロータフレーム３３の構成が複雑化することを防止しつつ、シャフト部３６とリム部３７とを径方向リブ３５によって容易に一体に固定することができる。 
【００４９】
さらに、径方向リブ３５の軸方向長さは、主永久磁石片４１の軸方向長さと略同一であることから副永久磁石片４３を配置するための位置決め部材として使用することができる。
【００５０】
さらに、径方向リブ３５の径方向外方側端部３５ｂより内径側に位置する径方向中途部３５ｃの周方向長さは、副永久磁石片４３の周方向長さと略同一であることから主永久磁石片４１の周方向の位置決め部材として使用することができる。
【００５１】
ここで参考例として図１１に記載の径方向リブ６５の径方向外方側端部６５ａが軸方向及び周方向に次第に拡径し、リム部６７が径方向外方側端部６５ａと嵌合する湾曲面６７ａを備えたロータを用いて、図１０に記載の本発明に係るロータ１１と高速回転時におけるリム部における応力分布を比較した。なお、測定は径方向リブと径方向リブに嵌合するリム部側リブ装着穴の形状を変更した以外は全て同一の条件で行なった。図１０及び図１１に、その結果の応力分布をドットを用いて示した。すなわち、ドットが密度が濃い方が発生する応力が高く、密度が低い方が発生する応力が小さいことを示す。
【００５２】
図１０及び図１１を比較して、図１０に示す径方向リブ３５の径方向外方側端部３５ｂの軸方向長さを径方向中途部３５ｃと略同一とし、周方向長さを径方向中途部３５ｃより大きくした本発明においては、径方向リブ３５と嵌合するリム部３７の広い範囲に応力が発生しているものの局所的に大きな応力は発生していない。一方、図１１に示す径方向外方側端部６５ａの軸方向及び周方向長さを径方向中途部６５ｂより大きくした参考例においては、径方向リブ６５と嵌合するリム部６７に局所的に大きな応力が発生していることがわかる。これは周方向のみならず軸方向に伸びる径方向リブ６５のヘッドにより、軸方向に局所的に大きな応力が発生しているものと考えられる。
【００５３】
したがって、径方向リブ３５の径方向外方側端部３５ｂの軸方向長さを径方向中途部３５ｃと略同一とし、周方向長さを径方向中途部３５ｃより大きくすることで、高速回転時におけるリム部３７の応力集中を緩和でき、より高回転まで運転することができる。また、同じ回転数強度を持ち異なる形状のリブと嵌合するリム部と比べて、リム部を薄肉・軽量化することができる。
【００５４】
尚、本発明は、前述した各実施形態に限定されるものではなく、適宜、変形、改良、等が可能である。例えば上述した実施の形態において、径方向リブ３５の径方向中途部３５ｃの形状を矩形形状としたが、楕円形状でもよい。
【００５５】
また、上述した実施の形態において、径方向リブ３５を中実部材としたが、これに限定されず、径方向リブ３５を中空状とすることにより、磁気絶縁性を向上させることができ、各磁石片４１，４３の磁束を有効に利用することができると共に、ステータ１２に対する通電時に発生する電機子磁束による渦電流損失を低減することができ、アキシャルギャップ型モータ１０のトルクポテンシャルを増大させることができ、ジュール熱による過剰な温度上昇を防止することができ、アキシャルギャップ型モータ１０の運転効率を向上させることができる。また、リブの軽量化とともに冷却媒体を通す穴として使用することができる。
【００５６】
また、上述した実施の形態においては、回転軸Ｏ方向の何れか一方側にのみステータ１２を備えてもよいし、副磁石部３２は回転軸Ｏ方向の何れか一方側にのみに副永久磁石片４３を備えてもよい。
【００５７】
また、本発明のアキシャルギャップ型モータは、ハルバッハ型に限らず、変形例として図１２に示すように副磁石部３２に副永久磁石片４３の代わりに非磁性体６３を配設してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００５８】
【図１】本発明に係るアキシャルギャップ型モータを説明するための全体斜視図である。
【図２】図１に示すアキシャルギャップ型モータの分解斜視図である。
【図３】図２に示すロータの分解斜視図である。
【図４】図２に示すロータを構成する磁石片と磁性部材の分解斜視図である。
【図５】図２に示すロータを構成する磁石片と磁性部材の要部分解斜視図ある。
【図６】図２に示すロータを構成するロータフレームの分解斜視図である。
【図７】図２に示すロータの要部部分斜視図である。
【図８】図６に示すロータフレームの径方向リブの全体斜視図である。
【図９】図７に示すロータに径方向リブを装着した要部部分斜視図であり、図２のＩＶ−ＩＶ線矢視図である。
【図１０】図９に示すロータにおけるリム部の応力分布図である。
【図１１】参考例のロータにおけるリム部の応力分布図である。
【図１２】変形例のロータの分解斜視図である。
【符号の説明】
【００５９】
１０    アキシャルギャップ型モータ
１１    ロータ
１２    ステータ
３１    主磁石部
３２    副磁石部
３３    ロータフレーム
３５    径方向リブ（リブ）
３５ａ  径方向内方側端部（径方向内方側の端部）
３５ｂ  径方向外方側端部（径方向外方側の端部）
３５ｃ  径方向中途部（中途部）
３６    シャフト部
３６ａ  シャフト部側リブ装着穴
３７    リム部
３７ａ  リム部側リブ装着穴
３９    円弧状凸部
４１    主永久磁石片（主磁石片）
４２    磁性部材
４３    副永久磁石片（副磁石片）
５０    リング
６３    非磁性体
Ｏ    回転軸
【図１】
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【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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