(57)【要約】  ステータコアは、アキシャルギャップ型の回転電機用のステータコアであって、表面を絶縁膜で被覆した軟磁性粉末の加圧成形体により構成された本体部を備え、前記本体部には、１又は複数の貫通孔が設けられている。
2020059517.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
アキシャルギャップ型の回転電機用のステータコアであって、
表面を絶縁膜で被覆した軟磁性粉末の加圧成形体により構成された本体部を備え、
前記本体部には、１又は複数の貫通孔が設けられている
ステータコア。
【請求項２】
前記本体部は、
前記回転電機の軸方向に交差する一面及び裏面を有する板状のヨークと、
前記一面から前記軸方向に沿って突出した複数のティース部と、を備え、
前記１又は複数の貫通孔は、前記一面から前記裏面に亘って、前記軸方向に沿って貫通している
請求項１に記載のステータコア。
【請求項３】
前記複数のティース部は、周方向に沿って所定間隔を置いて配列され、
前記一面を前記軸方向から正面視したとき、前記１又は複数の貫通孔それぞれの一部分又は全部分が、前記一面における前記複数のティース部のうちの互いに隣り合って並ぶ一対のティース部同士間の領域外に位置している
請求項２に記載のステータコア。
【請求項４】
前記回転電機の軸心と前記１又は複数の貫通孔の中心線とを含む１又は複数の面それぞれにおける前記ヨークの断面において、前記ヨークの外形輪郭に基づく断面積のうち、前記１又は複数の貫通孔の輪郭に基づく断面積の占める割合が５０パーセント以下である
請求項２又は請求項３に記載のステータコア。
【請求項５】
前記本体部は、
前記回転電機の軸方向に交差する一面及び裏面を有する板状のヨークと、
前記一面から前記軸方向に沿って突出した複数のティース部と、を備え、
前記１又は複数の貫通孔は、前記複数のティース部の先端面から前記裏面に亘って、前記軸方向に沿って貫通している
請求項１に記載のステータコア。
【請求項６】
前記回転電機の軸心に交差する面における前記ティース部の断面において、前記１又は複数の貫通孔が設けられたティース部の外形輪郭に基づく断面積のうち、前記１又は複数の貫通孔の輪郭に基づく断面積の占める割合が５０パーセント以下である
請求項５に記載のステータコア。
【請求項７】
前記貫通孔は断面円形、又は断面多角形とされている
請求項１から請求項６のいずれか一項に記載のステータコア。
【請求項８】
前記貫通孔の両端のうちの少なくとも一方が段付き孔とされている
請求項１から請求項７のいずれか一項に記載のステータコア。
【請求項９】
前記貫通孔はテーパ孔とされている
請求項１から請求項８のいずれか一項に記載のステータコア。
【請求項１０】
アキシャルギャップ型の回転電機用のステータコアであって、
表面を絶縁膜で被覆した軟磁性粉末の加圧成形体により構成された本体部と、
前記本体部に固定された１又は複数のボルトとを備え、
前記ボルトは、当該ボルトのねじ部が前記本体部の外面から突出し、前記ボルトの頭部が前記本体部に埋め込まれて固定されている
ステータコア。
【請求項１１】
請求項１から請求項１０のいずれか一項に記載のステータコアを備えたアキシャルギャップ型の回転電機。
【請求項１２】
アキシャルギャップ型の回転電機用のステータコアの製造方法であって、
表面が絶縁膜で被覆された軟磁性粉末を加圧成形することで１又は複数の貫通孔を有する前記ステータコアの粗形品を得る加圧成形工程を含み、
前記加圧成形工程では、前記粗形品の外形と、前記１又は複数の貫通孔とを形成可能な金型を用いて前記軟磁性粉末を加圧成形する
ステータコアの製造方法。
【請求項１３】
前記１又は複数の貫通孔の外端には、面取り部又はフィレットが設けられ、
前記金型は、外端に前記面取り部又は前記フィレットが設けられた前記１又は複数の貫通孔を形成可能である
請求項１２に記載のステータコアの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、ステータコア、回転電機、及びステータコアの製造方法に関する。
本出願は、２０１８年９月１８日出願の日本出願第２０１８−１７３４８６号に基づく優先権を主張し、前記日本出願に記載された全ての記載内容を援用するものである。
【背景技術】
【０００２】
ロータとステータとの間のギャップが軸方向に設けられるアキシャルギャップモータにおいては、ステータコアを圧粉磁心によって構成する試みがなされている（例えば、非特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００３】
【非特許文献１】渡辺麻子、他、「圧粉磁心による薄型・高トルクなアキシャルギャップモータの実現」、２０１８年１月・ＳＥＩテクニカルレビュー・第１９２号、ｐｐ．１１９−１２５
【発明の概要】
【０００４】
一実施形態であるステータコアは、アキシャルギャップ型の回転電機用のステータコアであって、表面を絶縁膜で被覆した軟磁性粉末の加圧成形体により構成された本体部を備え、前記本体部には、１又は複数の貫通孔が設けられている。
【０００５】
他の実施形態であるステータコアは、アキシャルギャップ型の回転電機用のステータコアであって、表面を絶縁膜で被覆した軟磁性粉末の加圧成形体により構成された本体部と、前記本体部に固定された１又は複数のボルトとを備え、前記ボルトは、当該ボルトのねじ部が前記本体部の外面から突出し、前記ボルトの頭部が前記本体部に埋め込まれて固定されている。
【０００６】
また、他の実施形態である回転電機は、上記ステータコアを備えたアキシャルギャップ型の回転電機である。
【０００７】
また、他の実施形態であるステータコアの製造方法は、アキシャルギャップ型の回転電機用のステータコアの製造方法であって、表面が絶縁膜で被覆された軟磁性粉末を加圧成形することで１又は複数の貫通孔を有する前記ステータコアの粗形品を得る加圧成形工程を含み、前記加圧成形工程では、前記粗形品の外形と、前記１又は複数の貫通孔とを形成可能な金型を用いて前記軟磁性粉末を加圧成形する。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】図１は、一実施形態に係るアキシャルギャップモータの構成を示す斜視図である。
【図２】図２は、ロータの外観図である。
【図３】図３は、第１実施形態に係るステータコアを示す外観図である。
【図４Ａ】図４Ａは、ハウジングに固定した状態の分割体を示す断面図である。
【図４Ｂ】図４Ｂは、図４Ａ中の分割ヨーク部の外形輪郭、及び貫通孔の輪郭のみを表した図である。
【図５】図５は、軟磁性粉末を加圧成形する工程の態様の一例を示す断面図である。
【図６Ａ】図６Ａは、第２実施形態に係る分割体を示す上面図である。
【図６Ｂ】図６Ｂは、図６Ａ中、Ｂ−Ｂ線矢視断面図である。
【図６Ｃ】図６Ｃは、図６Ａ及び図６Ｂ中の貫通孔が設けられたティース部を、回転中心に直交する面において断面視したときの図である。
【図７Ａ】図７Ａは、第３実施形態に係る分割体を示す上面図である。
【図７Ｂ】図７Ｂは、第３実施形態の変形例に係る分割体を示す上面図である。
【図８】図８は、第４実施形態に係る分割体の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
［本開示が解決しようとする課題］
圧粉磁心によって構成したステータコアは、モータのハウジング等の周囲部材に固定する必要がある。
圧粉磁心によるステータコアの固定方法としては、例えば、ハウジングとステータコアとの間に接着剤等による接着層を介在させることが考えられる。ハウジングとステータコアとを接着層によって固定することは試作等では許容されるが、製品とした場合、機械的に固定されていないため、信頼性の観点から好ましくない。
このように、圧粉磁心によるステータコアは、より高い信頼性で周囲部材に固定されることが望まれる。
【００１０】
本開示はこのような事情に鑑みてなされたものであり、より高い信頼性で周囲部材に対して固定することができるステータコアの提供を目的とする。
【００１１】
［本開示の効果］
本開示によれば、より高い信頼性で周囲部材に固定することが可能になる。
【００１２】
最初に実施形態の内容を列記して説明する。
［実施形態の概要］
（１）一実施形態であるステータコアは、アキシャルギャップ型の回転電機用のステータコアであって、表面を絶縁膜で被覆した軟磁性粉末の加圧成形体により構成された本体部を備え、前記本体部には、１又は複数の貫通孔が設けられている。
【００１３】
上記構成のステータコアによれば、本体部に１又は複数の貫通孔を設けたので、ステータコアを回転電機のハウジング等の周囲部材に固定するために、ボルトやナットといった機械要素を用いることができる。この結果、接着層等による固定と比較して、ステータコアをより高い信頼性で周囲部材に固定することが可能になる。
【００１４】
（２）上記ステータコアにおいて、前記本体部は、前記回転電機の軸方向に交差する一面及び裏面を有する板状のヨークと、前記一面から前記軸方向に沿って突出した複数のティース部と、を備え、前記１又は複数の貫通孔は、前記一面から前記裏面に亘って、前記軸方向に沿って貫通していてもよい。
この場合、磁路の断面積を減少させて磁束の流れを妨げる可能性がある貫通孔をヨークに設けたので、ティース部における磁束の流れを適切に確保することができる。
【００１５】
（３）上記ステータコアにおいて、前記複数のティース部は、周方向に沿って所定間隔を置いて配列され、前記一面を前記軸方向から正面視したとき、前記１又は複数の貫通孔それぞれの一部分又は全部分が、前記一面における前記複数のティース部のうちの互いに隣り合って並ぶ一対のティース部同士間の領域外に位置していてもよい。
この場合、貫通孔が一面における一対のティース部同士間の領域の隅側又は前記領域外に設けられるので、ヨークにおける一対のティース部同士間の領域を通過する磁束の流れを貫通孔が妨げてしまうのを抑制することができる。
【００１６】
（４）上記ステータコアにおいて、貫通孔をヨークに設けると、磁路の断面積が減少し、ヨークにおける磁束の流れが妨げられる可能性がある。このため、前記回転電機の軸心と前記１又は複数の貫通孔の中心線とを含む１又は複数の面それぞれにおける前記ヨークの断面において、前記ヨークの外形輪郭に基づく断面積のうち、前記１又は複数の貫通孔の輪郭に基づく断面積の占める割合を５０パーセント以下とすることができる。
この場合、磁路の断面積を必要最小限確保できる。なお、ヨークの外形輪郭に基づく断面積のうち、貫通孔の輪郭に基づく断面積の占める割合は、小さければ小さいほど、磁路の断面積を大きく確保できヨークにおける磁束の流れを適切に確保することができる。よって、ヨークの外形輪郭に基づく断面積のうち、貫通孔の輪郭に基づく断面積の占める割合を、３０パーセント以下としてもよく、さらに１０パーセント以下としてもよい。
【００１７】
（５）上記ステータコアにおいて、前記本体部は、前記回転電機の軸方向に交差する一面及び裏面を有する板状のヨークと、前記一面から前記軸方向に沿って突出した複数のティース部と、を備え、前記１又は複数の貫通孔は、前記複数のティース部の先端面から前記裏面に亘って、前記軸方向に沿って貫通していてもよい。
この場合、ヨークよりも軸方向の厚みが大きいティース部に貫通孔を設けたので、貫通孔を設けたことによる本体部の強度低下を抑制することができる。
また、磁路の断面積を減少させて磁束の流れを妨げる可能性がある貫通孔をティース部に設けたので、ヨークにおける磁束の流れを適切に確保することができる。
【００１８】
（６）上記ステータコアにおいて、貫通孔をティース部に設けると、磁路の面積を減少させてヨークにおける磁束の流れが妨げられる可能性がある。このため、前記回転電機の軸心に交差する面における前記ティース部の断面において、前記１又は複数の貫通孔が設けられたティース部の外形輪郭に基づく断面積のうち、前記１又は複数の貫通孔の輪郭に基づく断面積の占める割合を５０パーセント以下とすることができる。
この場合、必要最小限の磁路を確保できる。
なお、ティース部の外形輪郭に基づく断面積のうち、貫通孔の輪郭に基づく断面積の占める割合は、小さければ小さいほど、磁路の断面積を大きく確保できティース部における磁束の流れを適切に確保することができる。よって、ティース部の外形輪郭に基づく断面積のうち、貫通孔の輪郭に基づく断面積の占める割合を、３０パーセント以下としてもよく、さらに１０パーセント以下としてもよい。
【００１９】
（７）上記ステータコアにおいて、前記貫通孔は断面円形、又は断面多角形とされていてもよい。
【００２０】
（８）上記ステータコアにおいて、前記貫通孔の両端のうちの少なくとも一方が段付き孔とされていてもよい。
【００２１】
（９）また、上記ステータコアにおいて、前記貫通孔はテーパ孔とされていてもよい。
【００２２】
（１０）また、他の実施形態であるステータコアは、アキシャルギャップ型の回転電機用のステータコアであって、表面を絶縁膜で被覆した軟磁性粉末の加圧成形体により構成された本体部と、前記本体部に固定された１又は複数のボルトとを備え、前記ボルトは、当該ボルトのねじ部が前記本体部の外面から突出し、前記ボルトの頭部が前記本体部に埋め込まれて固定されている。
【００２３】
上記構成のステータコアによれば、本体部に１又は複数のボルトを固定したので、ステータコアを回転電機のハウジング等の周囲部材に固定するために、ボルトのねじ部にナット等の機械要素を螺合させることができる。この結果、接着層等による固定と比較して、ステータコアをより高い信頼性で周囲部材に固定することが可能になる。
【００２４】
（１１）また、他の実施形態である回転電機は、上記（１）から（６）に記載のステータコアを備えたアキシャルギャップ型の回転電機である。
【００２５】
（１２）また、他の実施形態であるステータコアの製造方法は、アキシャルギャップ型の回転電機用のステータコアの製造方法であって、表面が絶縁膜で被覆された軟磁性粉末を加圧成形することで１又は複数の貫通孔を有する前記ステータコアの粗形品を得る加圧成形工程を含み、前記加圧成形工程では、前記粗形品の外形と、前記１又は複数の貫通孔とを形成可能な金型を用いて前記軟磁性粉末を加圧成形する。
上記構成の製造方法によれば、粗形品の外形と、１又は複数の貫通孔とを加圧成形工程において形成できるので、例えば、粗形品の外形を形成した後にドリル等で貫通孔を明ける場合と比較して、製造に要する費用や時間を抑制することができる。
【００２６】
（１３）上記製造方法において、前記１又は複数の貫通孔の外端には、面取り部又はフィレットが設けられ、前記金型は、外端に前記面取り部又は前記フィレットが設けられた前記１又は複数の貫通孔を形成可能であってもよい。
【００２７】
［実施形態の詳細］
以下、実施形態について図面を参照しつつ説明する。
なお、以下に記載する各実施形態の少なくとも一部を任意に組み合わせてもよい。
【００２８】
〔アキシャルギャップモータの構成〕
図１は、一実施形態に係るアキシャルギャップモータの構成を示す斜視図である。なお、図１では、内部の構成を示すために構成の一部を除いて示している。
【００２９】
図１中、アキシャルギャップモータ１は、ロータとステータとの間のギャップが軸方向に設けられるモータであり、円板状のロータ２と、ロータ２の軸方向両側に配置された一対のステータ４と、これらを収容するハウジング６とを備えており、いわゆるダブルステータ構造とされている。
なお、図１では、ハウジング６の孔部６ａに挿通されハウジング６に対して相対回転可能に設けられる回転軸を省略して示している。なお、軸方向とは前記回転軸の軸心Ｓに平行な方向をいう。
【００３０】
ロータ２は、複数の磁石８を備えており、前記回転軸（図示省略）に一体回転可能に固定される。
図２は、ロータ２の外観図である。図２に示すように、ロータ２は、前記回転軸が挿通される孔部２ｃを有する円環板状とされている。複数の磁石８は、非磁性材料により形成された保持部材９によって保持されている。
【００３１】
複数の磁石８は、板状に形成されている。複数の磁石８の一面８ａ及び他面８ｂは、ロータ２の一面２ａ及び他面２ｂに露出している。複数の磁石８の外形は、小径円弧及び大径円弧を有する扇形に形成されている。
複数の磁石８は、周方向に沿って環状に配列されている。複数の磁石８のうち互いに隣り合って並ぶ磁石８同士は、ロータ２の一面２ａ（又は他面２ｂ）において露出する一面８ａ（他面８ｂ）の磁極が互いに異なるように配列されている。つまり、ロータ２の一面２ａ（又は他面２ｂ）において露出する複数の磁石８の一面８ａ（又は他面８ｂ）の磁極は、周方向に沿って交互に異なっている。
【００３２】
図１に戻って、一対のステータ４は、ロータ２の一面２ａ及び他面２ｂに対して軸方向にギャップを置いて配置されている。一対のステータ４は、ハウジング６の蓋部１０（周囲部材）に固定されている。これにより、ロータ２と一対のステータ４とは相対回転可能とされている。
【００３３】
ステータ４は、ステータコア２０と、ステータコア２０が有する複数のティース部２２に巻き回された複数のコイル２４とを含んで構成される。
コイル２４が巻き回された複数のティース部２２の先端面２２ａは、ロータ２の一面２ａ（他面２ｂ）に対向している。前記ギャップは、複数のティース部２２の先端面２２ａと、ロータ２の一面２ａ（他面２ｂ）との間で構成される。
【００３４】
〔第１実施形態に係るステータコアについて〕
図３は、第１実施形態に係るステータコア２０を示す外観図である。
図３に示すように、ステータコア２０は、円環状の本体部２６を備える。
【００３５】
本体部２６は、上述の複数のティース部２２と、板状のヨーク部２８とを備えている。
ヨーク部２８は、前記回転軸が挿通される孔部２８ｃを有する円環板状であり、軸方向に交差（例えば、直交）する一面２８ａ及び一面２８ａの裏側の裏面２８ｂを有する。また、一面２８ａ側に複数のティース部２２が突出して設けられている。
本体部２６は、複数（図例では６つ）の分割体３０を組み合わせることで円環状とされている。
【００３６】
各分割体３０は、円環状の本体部２６を周方向に等間隔に分割した形状とされている。
１つの分割体３０は、円環状のヨーク部２８を周方向に分割した分割ヨーク部３２と、分割ヨーク部３２の一面３２ａに突設された２つのティース部２２とを含んで構成されている。
分割ヨーク部３２は、各分割体３０を組み合わせて本体部２６としたときにヨーク部２８を構成する。よって、分割ヨーク部３２の一面３２ａはヨーク部２８の一面２８ａとなる。また、分割ヨーク部３２の裏面３２ｂはヨーク部２８の裏面２８ｂとなる。
【００３７】
分割ヨーク部３２には、貫通孔３４が設けられている。
貫通孔３４は、断面円形であり、一面３２ａから裏面３２ｂに亘って軸方向に沿って（例えば、軸方向に平行）に貫通している。また、貫通孔３４は、分割ヨーク部３２に突設された２つのティース部２２の間に設けられている。
貫通孔３４は、各分割ヨーク部３２に１つ設けられている。よって、ステータコア２０全体としては６つの貫通孔３４が設けられている。
【００３８】
図４Ａは、ハウジング６に固定した状態の分割体３０（ステータコア２０）を示す断面図である。図４Ａは、アキシャルギャップモータ１の軸心Ｓと貫通孔３４の中心線とを含む面における分割体３０の断面（軸方向に沿った断面）を示している。
図４Ａに示すように、分割ヨーク部３２の裏面３２ｂは、蓋部１０の内面１０ａに当接している。
貫通孔３４には、蓋部１０に設けられた雌ねじ部１０ｂに螺合する皿ねじ３６が挿通されている。
【００３９】
貫通孔３４は、一面３２ａ側に開口するテーパ部３４ａと、裏面３２ｂ側に開口する直線部３４ｂとを含む。テーパ部３４ａは、皿ねじ３６の頭部３６ａに当接しつつ、頭部３６ａを分割ヨーク部３２の板厚内に収める。これにより、皿ねじ３６を雌ねじ部１０ｂに螺合させた状態において、頭部３６ａが一面３２ａから突出するのを防止する。
【００４０】
分割ヨーク部３２の裏面３２ｂを蓋部１０の内面１０ａに当接させ、皿ねじ３６を雌ねじ部１０ｂに螺合することで、分割体３０は、皿ねじ３６の頭部３６ａと蓋部１０との間で挟持され、蓋部１０に固定される。
【００４１】
また、本実施形態では、図４Ａにおいて、分割ヨーク部３２の外形輪郭に基づく断面積のうち、貫通孔３４の輪郭に基づく断面積の占める割合が５０パーセント以下となるように設定される。
【００４２】
図４Ｂは、図４Ａ中の分割ヨーク部３２の外形輪郭、及び貫通孔３４の輪郭のみを表した図である。
図４Ｂに示すように、分割ヨーク部３２の外形輪郭は、一面３２ａ側の輪郭線Ｌ１と、裏面３２ｂ側の輪郭線Ｌ２と、分割ヨーク部３２の内径側の輪郭線Ｌ３と、外径側の輪郭線Ｌ４とを含んだ矩形状である。
本実施形態では、輪郭線Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３，Ｌ４で構成される矩形の断面積（分割ヨーク部３２の外形輪郭に基づく断面積）のうち、貫通孔３４の断面積が占める割合が５０パーセント以下とされる。
【００４３】
ここで、分割ヨーク部３２には２つのティース部２２のうちの一方から他方へ向けて磁束が流れる。つまり分割ヨーク部３２は磁路である。
分割ヨーク部３２に貫通孔３４を設けると、磁路の断面積が減少し、分割ヨーク部３２における磁束の流れを妨げる可能性がある。
【００４４】
これに対して、本実施形態では、輪郭線Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３，Ｌ４で構成される分割ヨーク部３２（ヨーク部２８）の断面積のうち、貫通孔３４の断面積が占める割合が５０パーセント以下としたので、磁路の断面積を必要最小限確保でき、磁束の流れが妨げられるのを抑制することができる。
【００４５】
分割ヨーク部３２の外形輪郭に基づく断面積のうち、貫通孔３４の輪郭に基づく断面積の占める割合は、小さければ小さいほど、磁路の断面積を大きく確保でき分割ヨーク部３２における磁束の流れを適切に確保することができる。よって、分割ヨーク部３２の外形輪郭に基づく断面積のうち、貫通孔３４の輪郭に基づく断面積の占める割合は、３０パーセント以下であってもよいし、１０パーセント以下であってもよい。
なお、貫通孔３４の輪郭に基づく断面積の占める割合の下限値は、ステータコア２０を固定しうる最小の直径の皿ねじ３６を挿通可能な貫通孔３４を分割ヨーク部３２に設けた場合における当該貫通孔３４の輪郭に基づく断面積の占める割合である。より具体的に、貫通孔３４の内径が２ｍｍ以上とすると、貫通孔３４の輪郭の幅は２ｍｍ以上であり、少なくとも２ｍｍに分割ヨーク部３２の厚さ寸法を乗じた値が貫通孔３４の輪郭に基づく断面積となり、分割ヨーク部３２の外形輪郭に基づく断面積に対するこの値の割合が、前記下限値となる。
【００４６】
なお、上述の貫通孔３４の輪郭に基づく断面積は、分割ヨーク部３２の外形輪郭の中に複数の貫通孔３４が存在する場合は、存在する貫通孔３４の輪郭に基づく断面積を全て合算して求められる。
また、複数の貫通孔３４が周方向に間隔を置いて設けられている場合、上述の貫通孔３４の輪郭に基づく断面積は、軸心Ｓと複数の貫通孔３４の中心線とを含む複数の面それぞれの分割ヨーク部３２の断面について求められる。複数の面それぞれの分割ヨーク部３２の断面における貫通孔３４の輪郭に基づく断面積の占める割合が、上述の数値範囲の条件を満たす。
【００４７】
また、磁路の断面積を減少させて磁束の流れを妨げる可能性がある貫通孔３４を、ティース部２２に設けることも考えられるが、本実施形態では、貫通孔３４を分割ヨーク部３２（ヨーク部２８）に設けたので、ティース部２２においては磁束の流れを適切に確保することができる。
【００４８】
上記分割体３０は、圧粉磁心により構成されている。圧粉磁心とは、表面を絶縁膜で被覆した軟磁性粉末の加圧成形体である。
よって、分割体３０を組み合わせてなる本体部２６も圧粉磁心により構成される。
【００４９】
上記分割体３０は、以下のように製造することができる。すなわち、圧粉磁心の原材料となる軟磁性粉末としては、圧密性を高め、強度を確保する観点から、純鉄の他、Ｆｅ−Ｓｉ系合金やＦｅ−Ａｌ系合金等を用いる。
分割体３０を製造する工程には、軟磁性粉末に絶縁膜を形成する工程と、絶縁膜が形成された軟磁性粉末を金型に充填し加圧成形する加圧成形工程と、加圧成形された粗形品を４００度〜８００度で熱処理する工程とが含まれる。
なお、加圧成形工程においては、得られる粗形品におけるバルク材と比較したときの相対密度は９０％以上に設定される。これにより、十分な強度を確保することができる。
【００５０】
図５は、軟磁性粉末を加圧成形する工程の態様の一例を示す断面図である。なお、図５は、加圧成形に用いる金型５０における貫通孔３４に対応する部分の断面を示している。
図５に示すように、軟磁性粉末を加圧成形する工程において用いられる金型５０は、ダイ５２と、上パンチ５４と、下パンチ５６とを備えている。上パンチ５４には、貫通孔３４を形成するための突起５４ａが設けられている。また、下パンチ５６には、突起５４ａを逃がすための孔部５６ａが設けられている。
【００５１】
突起５４ａの外形は、貫通孔３４におけるテーパ部３４ａ及び直線部３４ｂに対応する形状とされている。これにより、金型５０に充填した軟磁性粉末をプレス機等によって加圧成形することで得られる粗形品４０には、貫通孔３４に対応する貫通孔が形成される。
このように、加圧成形工程では、粗形品４０の外形の形成と、貫通孔３４とを形成可能な金型５０を用いて軟磁性粉末を加圧成形する。
【００５２】
すなわち、加圧成形工程において用いられる金型は、分割体３０が有する分割ヨーク部３２や、２つのティース部２２の他、分割ヨーク部３２に設けられた貫通孔３４を１プロセスで形成可能とされている。
このため、例えば、加圧成形工程によって、貫通孔３４がない状態で分割ヨーク部３２を得た後、切削等によって分割ヨーク部３２に貫通孔３４を形成する場合と比較して、貫通孔３４を形成するためだけの工程が不要となり、製造に要する費用や時間を抑制することができる。
【００５３】
なお、ここでは、テーパ部３４ａ及び直線部３４ｂを含む貫通孔３４を形成可能な金型５０を示したが、外端に面取り部又はフィレットが設けられた貫通孔３４を形成可能な金型としてもよい。
この場合、粗形品４０の外形と、面取り部又はフィレットが設けられた貫通孔３４とを同時に（加圧成形工程において）形成することができる。
上記貫通孔３４の面取り部は、面取り部はＣ面取り加工された部分であり、例えば、Ｃ０．２ｍｍ以上のＣ面取り加工とすることができる。
また、フィレットは、例えば、半径０．５ｍｍ以上のＲ面とすることができる。
【００５４】
以上のように、本実施形態では、ステータコア２０の本体部２６を構成する分割体３０に貫通孔３４を設けたので、ステータコア２０をハウジング６の蓋部１０に固定するために皿ねじ３６や、ボルト、ナット等といった機械要素を用いることができる。この結果、接着層等による固定と比較して、ステータコア２０をより高い信頼性で蓋部１０に固定することが可能になる。
【００５５】
〔第２実施形態について〕
図６Ａは、第２実施形態に係る分割体３０を示す上面図であり、図６Ｂは、図６Ａ中、Ｂ−Ｂ線矢視断面図である。
本実施形態では、ティース部２２に、貫通孔３４が設けられている点において第１実施形態と相違している。その他の点は、第１実施形態と同様であるので説明を省略する。
【００５６】
本実施形態の貫通孔３４は、ティース部２２の先端面２２ａから分割ヨーク部３２の裏面３２ｂに亘って軸方向に沿って（例えば、軸方向に平行）に貫通している。
図６Ｂに示すように、貫通孔３４は、先端面２２ａ側に開口する大径部３４ｃと、裏面３２ｂ側に開口する小径部３４ｄとを含む。大径部３４ｃは、貫通孔３４に取り付けられるボルト又はナットがティース部２２の軸方向厚み内に収める。これにより、ボルト又はナットを用いて分割体３０をハウジング６に固定した際に、当該ボルト又はナットが先端面２２ａから突出するのを防止する。
【００５７】
本実施形態では、分割ヨーク部３２よりも軸方向の厚みが大きいティース部２２に貫通孔３４を設けたので、貫通孔３４を設けたことによる分割体３０（本体部２６）の強度低下を抑制することができる。
また、磁路の断面積を減少させて磁束の流れを妨げる可能性がある貫通孔３４をティース部２２に設けたので、分割ヨーク部３２における磁束の流れを適切に確保することができる。
【００５８】
また、本実施形態では、軸心Ｓに交差（例えば、直交）する面におけるティース部２２の断面（径方向に沿った断面）において、ティース部２２の外形輪郭に基づく断面積のうち、貫通孔３４の輪郭に基づく断面積の占める割合が５０パーセント以下となるように設定される。
【００５９】
図６Ｃは、図６Ａ及び図６Ｂ中の貫通孔３４が設けられたティース部２２を、回転中心に直交する面において断面視したときの図であり、ティース部２２の外形輪郭、及び貫通孔３４の輪郭のみを表した図である。
図６Ｃに示すように、ティース部２２の外形輪郭は、ほぼ三角形状である輪郭線Ｌ１０によって表される。
【００６０】
本実施形態では、輪郭線Ｌ１０で囲まれる範囲の断面積（ティース部２２の外形輪郭に基づく断面積）のうち、貫通孔３４の輪郭に基づく断面積が占める割合が５０パーセント以下とされる。なお、ここで、貫通孔３４は大径部３４ｃと小径部３４ｄとを含んでいるが、断面積がより大きい大径部３４ｃの輪郭に基づいて貫通孔３４の断面積を求める。
【００６１】
ここで、ティース部２２には軸方向に沿って磁束が流れる。つまり、ティース部２２は磁路である。
ティース部２２に貫通孔３４を設けると、磁路の断面積が減少し、ティース部２２における磁束の流れを妨げる可能性がある。
【００６２】
これに対して、本実施形態では、輪郭線Ｌ１０で構成されるティース部２２の断面積のうち、貫通孔３４の断面積が占める割合が５０パーセント以下としたので、磁路の断面積を必要最小限確保でき、磁束の流れが妨げられるのを抑制することができる。
【００６３】
ティース部２２の外形輪郭に基づく断面積のうち、貫通孔３４の輪郭に基づく断面積の占める割合は、小さければ小さいほど、磁路の断面積を大きく確保できティース部２２における磁束の流れを適切に確保することができる。よって、ティース部２２の外形輪郭に基づく断面積のうち、貫通孔３４の輪郭に基づく断面積の占める割合は、３０パーセント以下あってもよいし、１０パーセント以下あってもよい。
なお、貫通孔３４の輪郭に基づく断面積の占める割合の下限値は、ステータコア２０を固定しうる最小の直径のボルトを挿通可能な貫通孔３４をティース部２２に設けた場合における当該貫通孔３４の輪郭に基づく断面積の占める割合である。より具体的に、貫通孔３４の内径（最小の直径）が２ｍｍ以上とすると、貫通孔３４の輪郭に基づく断面積は、少なくとも、１２×３．１４＝約３．１４ｍｍ２以上となり、ティース部２２の外形輪郭に基づく断面積に対するこの値の割合が、前記下限値となる。
【００６４】
なお、上述の貫通孔３４の輪郭に基づく断面積は、ティース部２２の外形輪郭の中に複数の貫通孔３４が存在する場合は、存在する貫通孔３４の輪郭に基づく断面積を全て合算して求める。
【００６５】
〔第３実施形態について〕
図７Ａは、第３実施形態に係る分割体３０を示す上面図である。
本実施形態では、分割ヨーク部３２に貫通孔３４が２つ設けられている点、及び、分割ヨーク部３２の一面３２ａを軸方向から正面視したとき、貫通孔３４の一部分が互いに隣り合って並ぶ一対のティース部２２同士間の領域Ａ外に位置している点において第１実施形態と相違している。その他の点は、第１実施形態と同様であるので説明を省略する。
【００６６】
図７Ａに示すように、一面３２ａにおいて、互いに隣り合って並ぶ一対のティース部２２同士の間において領域Ａが画定される。
領域Ａは、一対のティース部２２と、一対のティース部２２の径方向内側の頂部を繋ぐ円弧線Ｌ２０と、一対のティース部２２の径方向外側の端部同士を繋ぐ円弧線Ｌ２１とによって囲まれる領域である。
【００６７】
図７Ａに示すように、両貫通孔３４は、その一部分が領域Ａ外に位置している。
ここで、上述のように、分割ヨーク部３２には２つのティース部２２のうちの一方から他方へ向けた磁束が流れる。特に、分割ヨーク部３２の領域Ａの範囲においては、互いに隣り合う一対のティース部２２に挟まれているため、ティース部２２同士間を流れる磁束が顕著に通過する。
【００６８】
本実施形態では、貫通孔３４の一部分が領域Ａ外に位置しているので、貫通孔３４が分割ヨーク部３２（ヨーク部２８）における領域Ａの径方向の隅側に設けられ、例えば、貫通孔３４が領域Ａの中央部分に設けられた場合と比較して、分割ヨーク部３２における一対のティース部２２同士間の領域を通過する磁束の流れを貫通孔３４が妨げてしまうのを抑制することができる。
【００６９】
図７Ｂは、第３実施形態の変形例に係る分割体３０を示す上面図である。
この変形例では、分割ヨーク部３２に設けられた２つの貫通孔が、領域Ａ外に位置している。
この場合においても、上記第３実施形態と同様、分割ヨーク部３２における一対のティース部２２同士間の領域を通過する磁束の流れを貫通孔３４が妨げてしまうのを抑制することができる。
【００７０】
また、本変形例では、貫通孔３４が一面３２ａの小径側端縁３２ａ１及び大径側端縁３２ａ２に接近するが、貫通孔３４と小径側端縁３２ａ１との距離Ｋ１、及び貫通孔３４と大径側端縁３２ａ２との距離Ｋ２は、０．５ミリメートル以上であってもよい。距離Ｋ１，Ｋ２が０．５ミリメートルより小さいと、加圧成形時において軟磁性粉末が十分に充填されずに成形不良を生じさせるおそれがある他、成形品の強度を低下させるおそれもある。このため、距離Ｋ１，Ｋ２は０．５ミリメートル以上であってもよい。さらに、距離Ｋ１，Ｋ２は、１．０ミリメートル以上であってもよい。この場合、軟磁性粉末を適切に充填させることができ成形不良を効果的に抑制できる上、適切な強度を得ることができる。
【００７１】
〔第４実施形態について〕
図８は、第４実施形態に係る分割体３０の断面図である。
本実施形態では、分割体にボルト６０が固定されている点において上記各実施形態と相違している。
【００７２】
図８に示すように、ボルト６０のねじ部６２は、分割ヨーク部３２の裏面３２ｂから突出している。
また、ボルト６０の頭部６４及びねじ部６２の一部は、分割体３０（本体部２６）に埋め込まれている。ボルト６０は、頭部６４が分割体３０に埋め込まれていることで、分割体３０に固定されている。
【００７３】
裏面３２ｂから突出して露出しているねじ部６２は、例えば、ハウジング６の蓋部１０に設けられた孔に挿入され、ハウジング６に分割体３０を固定するためのナット等が螺合される。これにより、分割体３０はハウジング６に固定される。
【００７４】
本実施形態によれば、分割体３０にボルト６０を固定したので、ステータコア２０をハウジング６の蓋部１０に固定するために、ボルト６０のねじ部６２にナット等の機械要素を螺合させることができる。この結果、接着層等による固定と比較して、ステータコア２０をより高い信頼性で蓋部１０に固定することが可能になる。
【００７５】
〔その他〕
なお、今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。
例えば、上記各実施形態では、貫通孔３４を有するステータコア２０を、回転電機としてのアキシャルギャップモータに適用した場合について例示したが、アキシャルギャップ型の発電機に用いてもよい。
【００７６】
また、上記各実施形態では、ダブルステータ構造のアキシャルギャップモータの場合について例示したが、シングルステータ構造のアキシャルギャップモータに対しても適用可能である。
【００７７】
また、上記各実施形態では、ステータコア２０の本体部２６を６つの分割体３０を組み合わせることで構成した場合を例示したが、本体部２６を一体的に構成してもよい。
【００７８】
また、上記各実施形態では、貫通孔３４を、加圧成形工程において分割ヨーク部３２やティース部２２とともに金型成形によって形成した場合を例示したが、金型成形以外の方法、例えば切削によって形成してもよい。
【００７９】
また、上記各実施形態では、貫通孔３４を利用してステータコア２０をハウジング６に固定する場合を例示したが、アキシャルギャップモータ１が組み込まれる装置の部材に直接固定する等、アキシャルギャップモータ１の使用態様に応じて、当該アキシャルギャップモータ１の周囲部材に対して固定してもよい。
【００８０】
また、上記各実施形態では、貫通孔３４が断面円形の場合を例示したが、これに限定されず、例えば、断面４角形や、断面５角形等、断面多角形としてもよい。
【００８１】
また、上記第２実施形態では、貫通孔３４が、先端面２２ａ側に開口する大径部３４ｃと、裏面３２ｂ側に開口する小径部３４ｄとを含む場合を例示したが、貫通孔３４は、両端のうちの少なくとも一方が段付き孔とされていればよく、例えば、貫通孔３４の両端に大径部を設けてもよい。この場合、両端に設けられた大径部は小径部によって繋がれる。
さらに、貫通孔３４は、裏面３２ｂ側に開口する大径部と、先端面側に開口する小径部とを含んでいてもよい。
貫通孔３４の両端のうちの少なくとも一方を段付き孔とすることで、ステータコア２０を固定するに用いるボルトの頭部やナット等を貫通孔３４内に収め、突出するのを抑制することができる。
【００８２】
また、上記第１実施形態では、貫通孔３４が、テーパ部３４ａと、直線部３４ｂとを有する場合を例示したが、貫通孔３４を軸方向全域に亘ってテーパ面としてもよい。
【００８３】
本開示の範囲は、上記した意味ではなく、請求の範囲によって示され、請求の範囲と均等の意味、及び範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【符号の説明】
【００８４】
１  アキシャルギャップモータ
２  ロータ
２ａ  一面
２ｂ  他面
２ｃ  孔部
４  ステータ
６  ハウジング
６ａ  孔部
８  磁石
８ａ  一面
８ｂ  他面
９  保持部材
１０  蓋部
１０ａ  内面
１０ｂ  雌ねじ部
２０  ステータコア
２２  ティース部
２２ａ  先端面
２４  コイル
２６  本体部
２８  ヨーク部
２８ａ  一面
２８ｂ  裏面
２８ｃ  孔部
３０  分割体
３２  分割ヨーク部
３２ａ  一面
３２ｂ  裏面
３２ａ１  小径側端縁
３２ａ２  大径側端縁
３４  貫通孔
３４ａ  テーパ部
３４ｂ  直線部
３４ｃ  大径部
３４ｄ  小径部
３６  皿ねじ
３６ａ  頭部
４０  粗形品
５０  金型
５２  ダイ
５４  上パンチ
５４ａ  突起
５６  下パンチ
５６ａ  孔部
６０  ボルト
６２  ねじ部
６４  頭部
Ｋ１  距離
Ｋ２  距離
Ｌ１  輪郭線
Ｌ２  輪郭線
Ｌ３  輪郭線
Ｌ４  輪郭線
Ｌ１０  輪郭線
Ｌ２０  円弧線
Ｌ２１  円弧線
Ｓ  軸心
【図１】
2020059517.tif 000003
【図２】
2020059517.tif 000004
【図３】
2020059517.tif 000005
【図４Ａ】
2020059517.tif 000006
【図４Ｂ】
2020059517.tif 000007
【図５】
2020059517.tif 000008
【図６Ａ】
2020059517.tif 000009
【図６Ｂ】
2020059517.tif 000010
【図６Ｃ】
2020059517.tif 000011
【図７Ａ】
2020059517.tif 000012
【図７Ｂ】
2020059517.tif 000013
【図８】
2020059517.tif 000014
【国際調査報告】
2020059517.tif 000015
2020059517.tif 000016
2020059517.tif 000017
2020059517.tif 000018