特許 7195920 コア、ステータ、及び回転電機

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2022-12-16

(45)【発行日】2022-12-26

(54)【発明の名称】コア、ステータ、及び回転電機

(51)【国際特許分類】

   H02K 1/14 20060101AFI20221219BHJP

   H02K 1/02 20060101ALI20221219BHJP

   H02K 21/24 20060101ALI20221219BHJP

【ＦＩ】

H02K1/14 Z

H02K1/02 A

H02K21/24 M

【請求項の数】 11

(21)【出願番号】P 2018246317

(22)【出願日】2018-12-27

(65)【公開番号】P2020108290

(43)【公開日】2020-07-09

【審査請求日】2021-06-21

(73)【特許権者】

【識別番号】000002130

【氏名又は名称】住友電気工業株式会社

(73)【特許権者】

【識別番号】593016411

【氏名又は名称】住友電工焼結合金株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100100147

【弁理士】

【氏名又は名称】山野 宏

(74)【代理人】

【識別番号】100111567

【弁理士】

【氏名又は名称】坂本 寛

(72)【発明者】

【氏名】齋藤 達哉

(72)【発明者】

【氏名】中村 悠一

(72)【発明者】

【氏名】上野 友之

【審査官】三澤 哲也

(56)【参考文献】

【文献】特開２００３－０７９１２０（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２００７／１１４０７９（ＷＯ，Ａ１）

【文献】国際公開第２００７／０７２５６１（ＷＯ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０２Ｋ １／１４

Ｈ０２Ｋ １／０２

Ｈ０２Ｋ ２１／２４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

アキシャルギャップ型回転電機に用いられるコアであって、
環状のヨークと、
前記ヨークの周方向に並ぶ複数の柱状のティースとを備え、
前記ヨークと前記各ティースとは、互いに独立した圧粉成形体で構成され、
前記ヨークは、前記各ティースの一端部が挿入される貫通孔を備え、
前記各ティースの一端部は、前記貫通孔内で偏って配置されており、
前記各ティースは、
前記一端部の外周面と前記貫通孔の内周面との間隔が０．０５ｍｍ以下である近接領域と、
前記一端部の外周面と前記貫通孔の内周面との間隔が０．０５ｍｍ超０．４５ｍｍ未満である非近接領域とを備え、
前記近接領域の少なくとも一部を前記各ティースにおける前記ヨークの外周側に備えるコア。

【請求項2】

アキシャルギャップ型回転電機に用いられるコアであって、
環状のヨークと、
前記ヨークの周方向に並ぶ複数の柱状のティースとを備え、
前記ヨークと前記各ティースとは、互いに独立した圧粉成形体で構成され、
前記ヨークは、前記各ティースの一端部が挿入される貫通孔を備え、
前記各ティースの一端部は、前記貫通孔内で偏って配置されており、
前記各ティースは、
前記一端部の外周面と前記貫通孔の内周面との間隔が０．０５ｍｍ以下である近接領域と、
前記一端部の外周面と前記貫通孔の内周面との間隔が０．０５ｍｍ超０．４５ｍｍ未満である非近接領域とを備え、
前記近接領域の少なくとも一部を前記各ティースにおける前記ヨークの周方向の同じ側に備えるコア。

【請求項3】

アキシャルギャップ型回転電機に用いられるコアであって、
環状のヨークと、
前記ヨークの周方向に並ぶ複数の柱状のティースとを備え、
前記ヨークと前記各ティースとは、互いに独立した圧粉成形体で構成され、
前記ヨークは、前記各ティースの一端部が挿入される貫通孔を備え、
前記各ティースの一端部は、前記貫通孔内で偏って配置されており、
前記各ティースは、
前記一端部の外周面と前記貫通孔の内周面との間隔が０．０５ｍｍ以下である近接領域と、
前記一端部の外周面と前記貫通孔の内周面との間隔が０．０５ｍｍ超０．４５ｍｍ未満である非近接領域とを備え、
前記ヨークの周方向に隣り合う二つの前記ティースの組を複数備え、
前記各組における二つの前記ティースは、前記近接領域の少なくとも一部を前記両ティースが対向する側に備えるコア。

【請求項4】

前記各組における二つの前記ティースには、同相のコイルが配置される請求項３に記載のコア。

【請求項5】

前記貫通孔の周長に対して、前記近接領域における前記貫通孔の周方向に沿った長さの割合が２０％以上７０％以下である請求項１から請求項４のいずれか１項に記載のコア。

【請求項6】

前記各ティースは、前記貫通孔内に位置する一端面と、前記貫通孔外に位置する他端面とを備え、
前記ヨークは、前記各ティースが突出する側に位置する第一面と、前記第一面に対向する第二面とを備え、
前記第二面を延長した面を基準面とし、前記基準面から前記他端面までの長さを前記各ティースの高さとするとき、
複数の前記ティースの高さのばらつきが０．１ｍｍ以下である請求項１から請求項５のいずれか１項に記載のコア。

【請求項7】

前記基準面から前記一端面までの長さが、前記ヨークの厚さの１０％以下である請求項６に記載のコア。

【請求項8】

前記コアの構成材料は、純鉄、Ｓｉを含む鉄基合金、又はＡｌを含む鉄基合金を含む請求項１から請求項７のいずれか１項に記載のコア。

【請求項9】

前記コアの相対密度は９０％以上である請求項１から請求項８のいずれか１項に記載のコア。

【請求項10】

請求項１から請求項９のいずれか１項に記載のコアと、
前記各ティースに配置されるコイルとを備えるステータ。

【請求項11】

請求項１０に記載のステータを備える回転電機。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、コア、ステータ、及び回転電機に関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１は、回転電機の一つとして、ロータとステータとがロータの軸方向に対向して配置されたアキシャルギャップ型のモータを開示する。この種の回転電機に用いられるステータは、ヨーク及び複数のティースを有するコアと、各ティースに配置されるコイルとを備える。代表的には、ヨークは、円環板状の部材である。各ティースは、ヨークの軸方向に突出する柱状の部材であり、ヨークの周方向に離間して並ぶ。特許文献１は、更に、ヨークとティースとを分離可能に構成することを開示する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２００９－０４４８２９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用いられるコアとして、ステータを組み立て易く、高いトルクが得られる回転電機を構築できることが望まれる。

【0005】

そこで、本開示は、高いトルクを有する回転電機を構築でき、ステータの製造性にも優れるコアを提供することを目的の一つとする。

【0006】

また、本開示は、高いトルクを有する回転電機を構築でき、製造性にも優れるステータを提供することを他の目的の一つとする。

【0007】

更に、本開示は、高いトルクを有し、製造性にも優れる回転電機を提供することを別の目的の一つとする。

【課題を解決するための手段】

【0008】

本開示のコアは、
アキシャルギャップ型回転電機に用いられるコアであって、
環状のヨークと、
前記ヨークの周方向に並ぶ複数の柱状のティースとを備え、
前記ヨークと前記各ティースとは、互いに独立した圧粉成形体で構成され、
前記ヨークは、前記各ティースの一端部が挿入される貫通孔を備え、
前記各ティースの一端部は、前記貫通孔内で偏って配置されている。

【0009】

本開示のステータは、
本開示のコアと、
前記各ティースに配置されるコイルとを備える。

【0010】

本開示の回転電機は、
本開示のステータを備える。

【発明の効果】

【0011】

本開示のコアは、高いトルクを有する回転電機を構築でき、ステータの製造性にも優れる。

【0012】

本開示のステータは、高いトルクを有する回転電機を構築でき、製造性にも優れる。

【0013】

本開示の回転電機は、高いトルクを有し、製造性にも優れる。

【図面の簡単な説明】

【0014】

【図1】図１は、実施形態のコアの一例を示す概略斜視図である。

【図2】図２は、実施形態のコアにおいて、ティースの一端部の外周面とヨークの貫通孔の内周面との間隔を説明する図である。

【図3】図３は、実施形態のコアであってティースが近接領域を向かい合って備える例について、コアの一部を示す概略平面図である。

【図4】図４は、実施形態のコアであってティースが近接領域をヨークの周方向の同じ側に備える例について、コアの一部を示す概略平面図である。

【図5】図５は、図１の（Ｖ）－（Ｖ）線に沿うコアの部分概略断面図である。

【図6】図６は、実施形態のステータの一例を示す概略斜視図である。

【図7】図７は、実施形態の回転電機の一例を示す概略断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0015】

［本開示の実施形態の説明］
最初に本開示の実施態様を列記して説明する。

【0016】

（１）本開示の一態様に係るコアは、
アキシャルギャップ型回転電機に用いられるコアであって、
環状のヨークと、
前記ヨークの周方向に並ぶ複数の柱状のティースとを備え、
前記ヨークと前記各ティースとは、互いに独立した圧粉成形体で構成され、
前記ヨークは、前記各ティースの一端部が挿入される貫通孔を備え、
前記各ティースの一端部は、前記貫通孔内で偏って配置されている。

【0017】

本開示のコアは、ヨークとティースとが互いに独立した圧粉成形体で構成される。そのため、本開示のコアは、ステータの製造性に優れる。ヨークに固定する前のティースは柱状体であり、形状が単純である。一方、ヨークとティースとが一体物である圧粉成形体は、形状が複雑である。よって、ヨークに固定する前のティースにコイルを装着する方が、ヨークとティースとが一体物である圧粉成形体のティースにコイルを装着するよりも、コイルの装着を容易にできるからである。また、ヨーク及びティースの単純な形状の圧粉成形体を成形する方が、複雑な形状の圧粉成形体を成形するよりも、圧粉成形体の成形を容易にできるからである。

【0018】

本開示のコアは、ヨークに対するティースの固定に関して、ティースの一端部がヨークに形成された貫通孔内で偏って配置される。そのため、本開示のコアは、トルクの低下を抑制でき、高いトルクを有するアキシャルギャップ型回転電機を構築できる。貫通孔内で偏って配置されるとは、ティースの一端部の外周面と貫通孔の内周面との間隔が局所的に小さい領域を有することである。定量的には、ティースの一端部の外周面と貫通孔の内周面との間隔の平均値の５０％以下を満たす領域を有することである。定性的には、ティースの外形と貫通孔の孔形状とが相似の場合、ティースの重心と貫通孔の重心とが一致しないことである。ティースが貫通孔内で偏って配置されることで、ティースとヨークとの間の磁気ギャップとなる隙間が小さい領域を形成できる。よって、この隙間が小さい領域を介してティースとヨークとの間で磁束が良好に通るからである。

【0019】

（２）本開示のコアの一例として、
前記ティースは、前記一端部の外周面と前記貫通孔の内周面との間隔が０．０５ｍｍ以下である近接領域を備える形態が挙げられる。

【0020】

上記形態では、ティースの近接領域と貫通孔の内周面との間隔は非常に小さい。そのため、上記形態では、ティースの近接領域は、貫通孔の内周面に実質的に接する領域と見做せる。よって、ティースの近接領域とヨークとの間に生じ得る隙間は磁気ギャップになり難いといえる。そのため、上記形態では、ティースの近接領域を介してティースとヨークとの間の磁束の通過をより良好に確保できる。従って、上記形態は、トルクの低下をより抑制し易く、高いトルクを有するアキシャルギャップ型回転電機を構築できる。

【0021】

（３）上記（２）のコアの一例として、
前記貫通孔の周長に対して、前記近接領域における前記貫通孔の周方向に沿った長さの割合が２０％以上である形態が挙げられる。

【0022】

上記形態は、ティースの近接領域が長いため、ティースの近接領域を介してティースとヨークとの間の磁束の通過をより良好に確保できる。従って、上記形態は、トルクの低下を更に抑制し易く、より高いトルクを有するアキシャルギャップ型回転電機を構築できる。

【0023】

（４）上記（２）又は（３）のコアの一例として、
前記一端部の外周面と前記貫通孔の内周面との間隔の最大値と最小値との差が０．４０ｍｍ未満である形態が挙げられる。

【0024】

上記形態は、上記間隔が局所的に大きな領域、即ち大きな磁気ギャップとなる領域を有さないといえる。そのため、上記形態は、ティースとヨークとの間の磁束の通過を良好に確保し易い。従って、上記形態は、トルクの低下を抑制し易く、高いトルクを有するアキシャルギャップ型回転電機を構築できる。

【0025】

（５）上記（２）から（４）のいずれか一つのコアの一例として、
前記ティースは、前記近接領域の少なくとも一部を前記ティースにおける前記ヨークの外周側に備える形態が挙げられる。

【0026】

代表的には、ティースの外形は台形状である。このような形状のティースにおけるヨークの外周側に位置する領域（以下、外周領域と呼ぶことがある）の長さは、内周側に位置する領域（以下、内周領域と呼ぶことがある）の長さよりも長い。よって、ティースの外周領域に近接領域を含むと、近接領域を長く確保し易い。近接領域が長いことで、上記形態は、ティースの近接領域を介してティースとヨークとの間の磁束の通過を良好に確保し易い。従って、上記形態は、トルクの低下を更に抑制し易く、より高いトルクを有するアキシャルギャップ型回転電機を構築できる。

【0027】

（６）上記（２）から（５）のいずれか一つのコアの一例として、
前記ヨークの周方向に隣り合う前記ティースは、前記近接領域の少なくとも一部を前記両ティースが対向する側に備える形態が挙げられる。

【0028】

上記形態では、隣り合うティースの近接領域が向かい合って配置される。そのため、隣り合うティースは、各ティースの近接領域を介して磁束の通過を良好に確保し易い。従って、上記形態は、トルクの低下を抑制し易く、高いトルクを有するアキシャルギャップ型回転電機を構築できる。上記形態を多相交流回転電機に利用する場合、各ティースには同相のコイル、異相のコイルのいずれも配置できる。

【0029】

（７）上記（６）のコアの一例として、
隣り合う前記ティースには、同相のコイルが配置される形態が挙げられる。

【0030】

上記形態は、異相のコイルが配置される場合に比較して、トルクの低下をより抑制し易い。

【0031】

（８）上記（２）から（５）のいずれか一つのコアの一例として、
前記ティースは、前記近接領域の少なくとも一部を前記ティースにおける前記ヨークの周方向の同じ側に備える形態が挙げられる。

【0032】

上記形態は、各ティースの近接領域を介して磁束の通過を良好に確保し易い。従って、上記形態は、トルクの低下を抑制し易く、高いトルクを有するアキシャルギャップ型回転電機を構築できる。また、上記形態は、ヨークに対して各ティースの固定状態を一様にできるため、コアの製造性にも優れる。

【0033】

（９）本開示のコアの一例として、
前記ティースは、前記貫通孔内に位置する一端面と、前記貫通孔外に位置する他端面とを備え、
前記ヨークは、前記ティースが突出する側に位置する第一面と、前記第一面に対向する第二面とを備え、
前記第二面を延長した面を基準面とし、前記基準面から前記他端面までの長さを前記ティースの高さとするとき、
複数の前記ティースの高さのばらつきが０．１ｍｍ以下である形態が挙げられる。

【0034】

上記形態では、複数のティースの高さのばらつきが非常に小さい。そのため、上記形態では、複数のティースの高さが実質的に均一であり、複数のティースの他端面が実質的に同一平面上にあると見做せる。このようなコアを用いて回転電機を構築すると、ティースの他端面が磁石のいずれの箇所にも実質的に均一な間隔で対向するため、ティースの受ける磁石の磁束がいずれの箇所でも実質的に均一になり、コギングトルクを低減し易い。本開示のコアは、ヨークの貫通孔にティースの一端部が挿入される。そのため、貫通孔に対するティースの一端部の挿入量を調整することで、各ティースの高さを容易に調整できる。

【0035】

（１０）上記（９）のコアの一例として、
前記基準面から前記一端面までの長さが、前記ヨークの厚さの１０％以下である形態が挙げられる。

【0036】

代表的には、ヨークの厚さは全体に亘って実質的に均一であり、ティースの軸方向の長さは全てのティースで実質的に均一である。そのため、上記形態は、各ティースの高さを一定に決めることができる。上記形態は、ティースの一端部の外周面と貫通孔の内周面との対向面積を十分に確保できるため、ティースとヨークとの間を通過する磁束の面積を十分に確保できる。また、上記形態は、ティースの一端部の外周面と貫通孔の内周面との対向面積を十分に確保できるため、ヨークとティースとの固定を強固に行い易い。

【0037】

（１１）本開示のコアの一例として、
前記コアの構成材料は、純鉄、Ｓｉを含む鉄基合金、又はＡｌを含む鉄基合金を含む形態が挙げられる。

【0038】

上記形態において純鉄を含む場合には、飽和磁束密度が高いコアにし易い、緻密なコアにし易い、コアを成形し易くコアの製造性に優れる、といった効果を奏する。上記形態において鉄基合金を含む場合には、低損失なコアにできる。

【0039】

（１２）本開示のコアの一例として、
前記コアの相対密度は９０％以上である形態が挙げられる。

【0040】

上記形態は、相対密度が９０％以上と高く緻密である。このような形態は、飽和磁束密度が高いといった磁気特性に優れるアキシャルギャップ型回転電機を構築できる。

【0041】

（１３）本開示の一態様に係るステータは、
上記（１）から（１２）のいずれか一つのコアと、
前記各ティースに配置されるコイルとを備える。

【0042】

本開示のステータは、本開示のコアを備えるため、コイルの装着が行い易く、製造性に優れる。また、本開示のステータは、本開示のコアを備えるため、トルクの低下を抑制でき、高いトルクを有するアキシャルギャップ型回転電機を構築できる。

【0043】

（１４）本開示の一態様に係る回転電機は、
本開示のステータを備える。

【0044】

本開示の回転電機は、本開示のステータを備えるため、ステータを組み立て易く、製造性に優れる。また、本開示の回転電機は、本開示のステータを備えるため、トルクの低下を抑制でき、高いトルクを有する。

【0045】

［本開示の実施形態の詳細］
本開示の実施形態の詳細を、以下に図面を参照しつつ説明する。図中の同一符号は同一名称物を示す。なお、本発明はこれらの例示に限定されるものではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味およ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。

【0046】

〔コア〕
図１～図５、及び適宜図６、図７を参照して、実施形態のコア１を説明する。コア１は、環状のヨーク３と、複数の柱状のティース２とを備える。コア１は、アキシャルギャップ型回転電機（一例として、後述の図７に示す回転電機９）に用いられる。代表的には、コア１は、ステータ（一例として、後述の図６に示すステータ８）のコアに利用できる。コア１は、各ティース２にコイル８０（図６，図７）が配置されて、コイル８０がつくる磁束や磁石９５（図７）の磁束が通過する磁気回路の構成部材として利用される。

【0047】

実施形態のコア１は、ヨーク３と各ティース２とが互いに独立した圧粉成形体で構成される。実施形態のコア１は、ヨーク３に各ティース２の一端部が挿入される貫通孔３０を備え、この貫通孔３０内に各ティース２の一端部が偏って配置される点を特徴の一つとする。以下、詳細に説明する。

【0048】

＜ヨーク＞
ヨーク３は、平面形状が円環状である板部材である。ヨーク３は、ヨーク３の周方向に並ぶティース２のうち、隣り合うティース２同士を磁気的に結合する。ヨーク３は、その中央部に、表裏面（第一面３１及び第二面３２）を貫通する軸孔３９を備える。第一面３１は、ティース２が突出して設けられる側に位置する面であり、第二面３２は、第一面３１に対向する面である。

【0049】

ヨーク３は、ティース２の一端部が挿入される貫通孔３０を備える。貫通孔３０は、ヨーク３の表裏面（第一面３１及び第二面３２）を貫通する。貫通孔３０は、ティース２の個数に応じて適宜設けられる。ティース２は複数設けられるため、貫通孔３０も複数設けられる。貫通孔３０は、ヨーク３の周方向に所定の間隔をあけて設けられる。代表的には、各貫通孔３０の孔形状、大きさは同一である。貫通孔３０の孔形状は、代表的には、第一面３１と平行な平面で切断した断面形状が後述するティース２の外形と相似であることが挙げられる。貫通孔３０の大きさは、ティース２の一端部が挿入可能な大きさを適宜選択できる。

【0050】

ヨーク３は、ティース２と独立した部材で構成される。ヨーク３とティース２とは、貫通孔３０にティース２の一端部が挿入されて固定される。例えば、貫通孔３０にティース２の一端部が挿入された状態でヨーク３とティース２とを接着剤等で接着することが挙げられる。この場合、貫通孔３０の内周面とティース２の一端部の外周面との間に接着剤が介在されることが挙げられる。ヨーク３の貫通孔３０とティース２の一端部との関係は、後で詳述する。

【0051】

ヨーク３の大きさ（外径、内径、厚さ等）は、回転電機９の仕様に応じて適宜選択できる。例えば、ヨーク３の内径（軸孔３９の直径）は５ｍｍ以上１５０ｍｍ以下、ヨーク３の外径は３０ｍｍ以上３００ｍｍ以下、ヨーク３の厚さは１．０ｍｍ以上１０ｍｍ以下、更に１．５ｍｍ以上７．０ｍｍ以下が挙げられる。

【0052】

＜ティース＞
各ティース２は、柱状の部材であり、ヨーク３の第一面３１に直交するように突出する。また、各ティース２は、ヨーク３の周方向に所定の間隔をあけて配置される。代表的には、図１に例示するように、各ティース２は、ヨーク３の周方向に等間隔に配置される。なお、ヨーク３の第一面３１に直交する方向は、ヨーク３の軸孔３９の軸方向に平行な方向に相当する。また、各ティース２の軸方向は、ヨーク３の軸方向に平行な方向に相当する。

【0053】

代表的には、各ティース２の形状、大きさは同一である。ティース２の外形は、代表的には、ティース２の軸方向に直交する平面で切断した断面形状がティース２の軸方向に一様な形状である角柱状等が挙げられる。本例のティース２は、上記断面形状が台形状である四角柱体である。また、本例のティース２は、ティース２の軸方向の全長に亘って一様な断面形状を有する。上記断面形状が台形状であるティース２は、断面積を大きく確保し易い。また、コア１のデッドスペースを低減し易く、占積率が高いステータ８を構築し易い。その他の外形として、上記断面形状が二等辺三角形等の三角形状である角柱体等が挙げられる。また、別の外形として、上記断面形状が長方形である直方体、上記断面形状が円形である円柱等が挙げられる。

【0054】

ここでの「台形状」、「三角形状」とは、幾何学上の台形、三角形だけでなく、本例のように角部に丸みを有する形状を含めて、実質的に台形、三角形と見做される範囲を含む。例えば、断面の輪郭が直線を含む場合、この直線の延長線の交点が多角形の頂点をなす形状を含む。又は、例えば、断面の輪郭が曲線及び直線を含む場合、この曲線の接線と直線又は直線の延長線との交点が多角形の頂点をなす形状を含む。

【0055】

ティース２の個数は、２個以上であればよく、適宜選択できる。上記個数は、例えば３個以上、更に６個以上でもよい。コア１を三相交流回転機器に利用する場合、ティース２の数は３の倍数が好ましい。図１は、上記個数が１２個である形態を例示する。

【0056】

ティース２の大きさ（断面積、軸方向の長さ等）は、回転電機９の仕様に応じて適宜選択できる。例えば、各ティース２の断面積は５ｍｍ^２以上８００ｍｍ^２以下、ティース２の軸方向の長さは３ｍｍ以上４０ｍｍ以下が挙げられる。ここでのティース２の断面積とは、ティース２の軸方向に直交する平面で切断した断面の面積である。

【0057】

＜ヨークとティースとの関係＞
以下、主に図２～図５を参照して、ヨーク３の貫通孔３０とティース２の一端部との関係を詳細に説明する。

【0058】

ヨーク３の貫通孔３０の大きさは、代表的には、ティース２の挿入作業を行い易いように、裕度を加味して、ティース２の一端部の大きさよりも大きく設計する。その結果、ティース２の一端部の外周面２０と、貫通孔３０の内周面３００との間に隙間が生じる。この隙間は、磁気ギャップとなり、トルクの低下を招く一因となる。一方、貫通孔３０の周方向の少なくとも一部に上記隙間が非常に小さい領域が存在すれば、トルクの低下を抑制できる、との知見を得た。上記隙間が非常に小さい領域を介してティース２とヨーク３との間で磁束が良好に通過するためと考えられる。

【0059】

そこで、ティース２の一端部が貫通孔３０内で偏って配置される。貫通孔３０内で偏って配置されるとは、ティース２の一端部の外周面２０と貫通孔３０の内周面３００との間隔が局所的に小さい領域を有することである。定量的には、ティース２の一端部の外周面２０と貫通孔３０の内周面３００との間隔の平均値の５０％以下を満たす領域を有することである。ティース２の一端部の外周面２０と貫通孔３０の内周面３００との間隔の平均値は、例えば、貫通孔３０の周方向に等間隔に１０点以上測定した値の平均で求められる。また、ティース２の外形と貫通孔３０の孔形状とが相似の場合、貫通孔３０内で偏って配置されるとは、ティース２の重心と貫通孔３０の重心とが一致しないことである。図２では、ティース２の外形と貫通孔３０の孔形状とが相似であり、ティース２の重心と貫通孔３０の重心とが一致しない形態を例示する。

【0060】

ティース２は、一端部の外周面２０と貫通孔３０の内周面３００との間隔が０．０５ｍｍ以下である近接領域２５を備えることが挙げられる。図２～図５では、ティース２の一端部における外周面２０近くの領域の一部に二点鎖線のクロスハッチングを付して、近接領域２５を仮想的に示す。なお、各図では、分かり易いように、上記間隔を大きく示す。

【0061】

≪近接領域とヨークとの間隔≫
ティース２の近接領域２５とヨーク３の貫通孔３０の内周面３００との間隔は０．０５ｍｍ以下と非常に小さい。このようなティース２の近接領域２５は、貫通孔３０の内周面３００に実質的に接する領域といえる。よって、ティース２の近接領域２５とヨーク３との間に生じ得る隙間は磁気ギャップになり難いといえる。このようなコア１を用いて回転電機９（図７）を構築すれば、ティース２の近接領域２５を介してティース２とヨーク３との間の磁束の通過をより良好に確保できる。そのため、この回転電機９は、トルクの低下をより抑制し易く、高いトルクを有し易い。

【0062】

ティース２の近接領域２５とヨーク３の貫通孔３０の内周面３００との間隔が小さいほど、近接領域２５を介してティース２とヨーク３との間の磁束の通過をより良好に確保し易い。トルクの低下の更なる抑制を望む場合、上記間隔は０．０４ｍｍ以下、更に０．０３ｍｍ以下、０．０２ｍｍ以下が好ましい。コア１は、上記間隔が実質的に０ｍｍの領域を有してもよい。

【0063】

≪接合割合≫
ティース２の近接領域２５は長いほど好ましい。定量的には、貫通孔３０の周長Ｌ_３０に対して、近接領域２５における貫通孔３０の周方向に沿った長さＬ_２５の割合（以下、接合割合と呼ぶ）が２０％以上であることが挙げられる。上記接合割合（％）は、（Ｌ_２５／Ｌ_３０）×１００で求められる。

【0064】

上述の接合割合が２０％以上であれば、ティース２の近接領域２５が長いといえる。そのため、近接領域２５を介してティース２とヨーク３との間の磁束の通過をより良好に確保し易い。トルクの低下の更なる抑制を望む場合、上記接合割合は２５％以上、更に３０％以上、３５％以上が好ましい。

【0065】

上述の接合割合は１００％未満の範囲で大きいほど好ましい。一方、上記接合割合が例えば７０％以下であれば、貫通孔３０へのティース２の挿入作業上の裕度を大きく確保し易く、ティース２とヨーク３との組立作業性に優れる。組立作業性の向上を望む場合、上記接合割合を６５％以下、更に６０％としてもよい。

【0066】

≪間隔の最大差≫
ティース２の一端部が貫通孔３０内で偏って配置されることで、ティース２の一端部の外周面２０と貫通孔３０の内周面３００との間隔が相対的に大きい領域が生じる場合がある。この場合でも、上記間隔の最大値と最小値との差（以下、この差を間隔の最大差と呼ぶ）が０．４０ｍｍ未満であることが好ましい。上記間隔の最大差が０．４０ｍｍ未満であれば、コア１は、ティース２の一端部の外周面２０と貫通孔３０の内周面３００との間隔が局所的に大きな領域を有していないといえる。上記間隔が局所的に大きな領域は、大きな磁気ギャップとなる。そのため、上記間隔の最大差が０．４０ｍｍ未満であれば、コア１は、大きな磁気ギャップを有さず、ティース２とヨーク３との間の磁束の通過を良好に確保し易い。従って、トルクの低下を抑制し易い。上記間隔の最大差が小さいほど、コア１は、大きな磁気ギャップをより確実に有さず、ティース２とヨーク３との間の磁束の通過を良好に確保し易い。トルクの低下の更なる抑制を望む場合、上記間隔の最大差は０．３５ｍｍ以下、更に０．３０ｍｍ以下が好ましい。

【0067】

≪近接領域の位置≫
ティース２は、ヨーク３の貫通孔３０の周方向の任意の位置に近接領域２５を備えられる。図２に例示するように、ティース２は、近接領域２５の少なくとも一部をティース２におけるヨーク３の外周側に備えることが挙げられる。この場合、近接領域２５を長くし易い。例えば、ティース２の外形が台形状等であり、台形の長辺部分がヨーク３の外周側に位置すれば、ティース２におけるヨーク３の外周側に位置する外周領域２６の長さは、ティース２におけるヨーク３の内周側に位置する内周領域２７の長さよりも長い。そのため、近接領域２５の少なくとも一部がティース２の外周領域２６に設けられると、近接領域２５を長く確保し易い。近接領域２５が長いほど、上述の接合割合が大きくなる。その結果、コア１は、近接領域２５を介してティース２とヨーク３との間の磁束の通過を良好に確保し易く、トルクの低下をより抑制し易い。

【0068】

図２では、ティース２の外周領域２６と、ティース２におけるヨーク３の周方向の一方側の領域とに亘ってＬ字状に近接領域２５を備える場合を例示する。その他、コア１は、ティース２の外周領域２６にのみ近接領域２５を備えてもよい。又は、コア１は、ティース２の内周領域２７のみ、又はティース２におけるヨーク３の周方向の一方側の領域のみに近接領域２５を備えてもよい。

【0069】

ティース２は、近接領域２５の少なくとも一部をティース２の外周領域２６に備えると共に、上述の接合割合が２０％以上であることが好ましい。

【0070】

また、図３に例示するように、ヨーク３の周方向に隣り合うティース２は、近接領域２５の少なくとも一部を両ティース２が対向する側に備えることが挙げられる。この場合、隣り合うティース２の近接領域２５は、向かい合っている。そのため、隣り合うティース２は、各ティース２の近接領域２５を介して磁束の通過を良好に確保し易い。

【0071】

上述のように隣り合うティース２が近接領域２５を向かい合って備えるコア１を多相交流回転電機に利用する場合、隣り合う各ティース２には同相のコイル８０（図６、図７）を配置してもよいし、異相のコイル８０を配置してもよい。特に、隣り合うティース２に同相のコイル８０が配置されると、異相のコイル８０が配置される場合に比較して、トルクの低下をより抑制し易い。例えば、コア１を三相交流回転電機に利用する場合、図３の左から１番目のティース２及び２番目のティース２にＵ相のコイル（図示せず）、３番目のティース２及び４番目のティース２にＶ相のコイル（図示せず）、５番目のティース２と図示しない６番目のティース２にＷ相のコイル（図示せず）をそれぞれ配置することが挙げられる。この場合、隣り合うティース２であって異相のコイル８０が配置されるティース２、例えば図３の左から２番目のティース２及び３番目のティース２に対しては、両ティース２が互いに離れた側に近接領域２５が配置される。

【0072】

他に、図４に例示するように、ティース２は、近接領域２５の少なくとも一部をティース２におけるヨーク３の周方向の同じ側に備えることが挙げられる。この場合、各ティース２の近接領域２５を介して磁束の通過を良好に確保し易い。また、この場合、各ティース２の近接領域２５を介した磁束の通過が一様になり易く、磁束が乱れ難くなり、トルクの脈動も低減し易いと期待される。更に、この場合、ヨーク３の各貫通孔３０への各ティース２の固定状態を一様にできる。この点でコア１の製造性にも優れる。なお、図４では、近接領域２５の一部を各ティース２の右側に備える場合を例示する。

【0073】

各ティース２の近接領域２５をヨーク３の周方向の同じ側に備えるコア１を用いて回転電機９を構築する場合、各ティース２は、ロータ９０（図７）の回転方向と同じ側、上記回転方向と逆側のいずれに近接領域２５を備えてもよい。特に、各ティース２が上記回転方向と同じ側に近接領域２５を備えると、逆側に備える場合に比較して、トルクの低下をより抑制し易い。

【0074】

≪高さのばらつき≫
ヨーク３とティース２とが互いに独立した部材で構成されることで、ヨーク３に対する複数のティース２の高さにばらつきが生じる場合がある。この場合でも、ヨーク３に対する複数のティース２の高さのばらつきが０．１ｍｍ以下であることが好ましい。ヨーク３に対するティース２の高さは、図５に示すように、ヨーク３の第二面３２を延長した面を基準面とし、この基準面からティース２の他端面２２までの長さＨ_１である。上記高さのばらつきが０．１ｍｍ以下であれば、複数のティース２の他端面２２が実質的に同一平面上にあると見做せる。このようなコア１を用いて回転電機９を構築すれば、ティース２の他端面２２が磁石９５（図７）のいずれの箇所にも実質的に均一な間隔で対向するため、ティース２の受ける磁石９５の磁束がいずれの箇所でも実質的に均一になり、コギングトルクを低減し易い。

【0075】

各ティース２の高さは、各貫通孔３０に対するティース２の一端部の挿入量を調整することで容易に調整できる。例えば、上記基準面からティース２の一端面２１までの長さＨ_３がヨーク３の厚さＨ_２の１０％以下となるように、貫通孔３０にティース２の一端部を挿入することが挙げられる。言い換えると、貫通孔３０に対するティース２の一端部の挿入量（Ｈ_２－Ｈ_３）をヨーク３の厚さＨ_２の９０％以上とすることが挙げられる。代表的には、ヨーク３の厚さＨ_２は全体に亘って実質的に均一であり、ティース２の軸方向の長さは全てのティース２で実質的に均一である。よって、貫通孔３０に対するティース２の一端部の挿入量を規定することで、各ティース２の高さを一定に決めることができる。上記形態は、ティース２の一端部の外周面２０と貫通孔３０の内周面３００との対向面積を十分に確保できるため、ティース２とヨーク３との間を通過する磁束の面積を十分に確保できる。また、上記形態は、ティース２の一端部の外周面２０と貫通孔３０の内周面３００との対向面積を十分に確保できるため、ヨーク３とティース２との固定を強固に行い易い。

【0076】

＜構成材料＞
コア１の構成材料は、軟磁性材料を含む。代表的には、コア１は、主として軟磁性材料から構成される。軟磁性材料は、例えば、純鉄、又は鉄基合金が挙げられる。

【0077】

ここでの純鉄とは、純度が９９％以上、即ちＦｅ（鉄）の含有量が９９質量％以上のものである。純鉄は、飽和磁束密度が高い、成形性に優れる、圧縮成形によって緻密化し易い、といった効果を奏する。そのため、純鉄を含むと、飽和磁束密度が高いコア１、相対密度が高く緻密なコア１、製造過程では成形し易く、製造性に優れるコア１にできる。また、緻密であることで、飽和磁束密度をより高め易い上に、強度等の機械的特性にも優れるコア１にできる。

【0078】

ここでの鉄基合金は、添加元素を含み、残部がＦｅ及び不可避不純物からなるものである。鉄基合金は、一種又は二種以上の添加元素を含む。添加元素は、例えば、Ｓｉ（珪素）、Ａｌ（アルミニウム）、Ｃｒ（クロム）等が挙げられる。鉄基合金の具体例として、Ｓｉを含む鉄基合金（Ｆｅ－Ｓｉ系合金）、Ａｌを含む鉄基合金（Ｆｅ－Ａｌ系合金）、Ｓｉ又はＡｌに加えてＣｒを含む鉄基合金等が挙げられる。鉄基合金の電気抵抗は、純鉄よりも大きい。そのため、鉄基合金を含むと、渦電流損等の鉄損を低減でき、低損失なコア１にできる。純鉄と鉄基合金との双方を含むコア１としてもよい。

【0079】

ヨーク３を構成する圧粉成形体、ティース２を構成する圧粉成形体はいずれも、軟磁性材料からなる粉末粒子の集合体である。上記圧粉成形体は、主として、上記粉末粒子が塑性変形によって相互に噛み合うことで所定の形状を維持する。代表的には、圧粉成形体は、金型（図示せず）を用いて、軟磁性材料からなる粉末を含む原料粉末を圧縮成形することで製造できる。

【0080】

軟磁性粉末は、軟磁性材料からなる粉末粒子の表面に絶縁被覆を有する被覆粒子を含んでもよい。被覆粒子を含むと、渦電流損等の鉄損を低減でき、低損失なコア１にできる。特に、純鉄からなる粉末粒子と絶縁被覆とを有する被覆粒子を含むと、飽和磁束密度が高く、磁気特性に優れる上に、低損失なコア１にできる。絶縁被覆の構成材料は、例えばリン酸塩、シリカといった酸化物等が挙げられる。リン酸塩は、鉄又は鉄基合金からなる粉末粒子との密着性に優れる上に、変形性にも優れる。そのため、リン酸塩からなる絶縁被覆は、成形時、上述の鉄系の粉末粒子の変形に追従して変形し易く、損傷し難い。従って、健全な絶縁被覆を備える圧粉成形体を製造できる。このような圧粉成形体を備えることで、低損失なコア１にできる。

【0081】

＜相対密度＞
コア１の相対密度が高く、緻密であると、飽和磁束密度等の磁気特性、強度等の機械的特性に優れて好ましい。定量的には、ヨーク３の相対密度、ティース２の相対密度はいずれも、９０％以上であることが好ましい。上記相対密度が９０％以上であれば、飽和磁束密度が高く、強度にも優れるコア１にできる。例えば、ヨーク３の貫通孔３０内にティース２の一端部を固定する際等で、ヨーク３やティース２の欠け等を防止できる。磁気特性の向上、機械的特性の向上等を望む場合、上記相対密度は９３％以上、更に９５％以上が好ましい。

【0082】

ここでの相対密度とは、コア１を構成する圧粉成形体の理論密度に対する実際に測定した圧粉成形体の実測密度の比率（％）である。上記理論密度は、圧粉成形体を構成する軟磁性材料の真密度を等価な値として利用できる。

【0083】

＜その他＞
コア１は、ティース２の他端面２２（図５）に鍔部（図示せず）を備えることが挙げられる。鍔部は、ティース２の他端面２２の周縁から外周側に突出するように形成されており、他端面２２より大きい面積を有する。ティース２に鍔部を備えるコア１を用いて回転電機９（図７）を構成すれば、磁石９５に対向する面積が増え、鎖交磁束が増大する。これにより、コギングを低減できるなど、回転電機９の特性を向上できる。また、鍔部は、ティース２からコイル８０（図６）が脱落することを防止できる。

【0084】

鍔部は、ティース２と一体に成形された圧粉成形体で構成されてもよいし、ティース２とは独立した圧粉成形体で構成されてもよい。ティース２と鍔部とが独立した圧粉成形体で構成される場合、ティース２と鍔部との接続は、例えば、ティース２の他端面２２（図５）と鍔部の下面とを接着剤で接着することが挙げられる。更に、ティース２の他端面２２に凸部又は凹部を設け、この凸部又は凹部に対応する凹部又は凸部を鍔部の下面に設けることで、接着剤に加えて凸部と凹部との嵌合により、ティース２と鍔部とを接続することもできる。凹部には、貫通孔を含む。

【0085】

＜製造方法＞
ヨーク３を構成する圧粉成形体、及びティース２を構成する圧粉成形体は、上述のように原料粉末を所定の形状に圧縮成形することで製造できる。ヨーク３及びティース２と独立して構成される鍔部を備える場合、鍔部を構成する圧粉成形体も同様に製造できる。圧縮成形には、プレス成形機等を利用できる。原料粉末は、軟磁性材料の粉末に加えて、バインダや潤滑剤を含んでもよい。金型に潤滑剤を塗布してもよい。

【0086】

原料粉末に利用する軟磁性材料の粉末の平均粒径は、例えば２０μｍ以上３５０μｍ以下が挙げられる。上記粉末の平均粒径が上記の範囲であると、上記粉末を取り扱い易い上に、圧縮成形し易い。上記粉末の平均粒径を４０μｍ以上３００μｍ以下、更に２５０μｍ以下としてもよい。ここでの上記粉末の平均粒径とは、レーザ回折・散乱式粒子径・粒度分布測定装置を用いて測定し、積算質量が全粒子の質量の５０％となる粒径とする。

【0087】

圧縮成形時の圧力が高いほど、緻密化し易く、相対密度が高いコア１を製造できる。上記圧力は、例えば７００ＭＰａ以上、更に９８０ＭＰａ以上が挙げられる。

【0088】

圧縮成形後、必要に応じて熱処理を施してもよい。例えば、熱処理によって、歪みを除去することで、低損失なコア１を製造できる。又は、例えば、熱処理によって、バインダや潤滑剤を除去してもよい。原料粉末が上述の被覆粒子を含む場合、熱処理温度は、絶縁被覆の分解温度以下が好ましい。

【0089】

＜実施形態の主な作用・効果＞
実施形態のコア１は、ヨーク３とティース２とが互いに独立した圧粉成形体で構成される。そのため、コア１は、ヨーク３に固定する前のティース２にコイル８０を配置できる。このようなコア１を備えるステータやアキシャルギャップ型回転電機は、製造性に優れる。

【0090】

特に、実施形態のコア１は、ヨーク３に対するティース２の固定に関して、ティース２の一端部がヨーク３に形成された貫通孔３０内で偏って配置される。つまり、コア１は、ティース２の一端部の外周面２０と貫通孔３０の内周面３００との間隔が局所的に小さい領域を有する。よって、コア１は、ティース２とヨーク３との間の磁気ギャップとなる隙間が小さい領域を形成でき、この隙間が小さい領域を介してティース２とヨーク３との間の磁束の通過を良好に確保できる。そのため、コア１は、トルクの低下を抑制でき、高いトルクを有するアキシャルギャップ型回転電機を構築できる。

【0091】

〔ステータ〕
図６を参照して、実施形態のステータ８を説明する。ステータ８は、コア１と、コア１に備えられる各ティース２に配置されるコイル８０とを備える。このステータ８は、アキシャルギャップ型回転電機（例、回転電機９（図７））に用いられる。図６では、図１に示すコア１を備える場合を例示する。

【0092】

各コイル８０は、巻線を螺旋状に巻回してなる筒状部を備える。この例のコイル８０は、巻線を被覆平角線とする四角筒状のエッジワイズ巻きコイルである。なお、図６では、筒状部のみを示し、巻線の両端部は図示を省略している。

【0093】

実施形態のステータ８は、ヨーク３とティース２とが互いに独立した実施形態のコア１を備える。そのため、コイル８０を別途作製しておき、ヨーク３に固定する前のティース２の外側にコイル８０を嵌めることで、各ティース２にコイル８０を容易に配置できる。コイル８０をティース２に挿通させた後、各ティース２の一端部をヨーク３に固定することでステータ８を製造できる。コア１を構成部材とするステータ８は、製造過程で、巻線の巻回工程と、ティース２へのコイル８０の配置工程とを独立した工程にできる。そのため、各ティース２に巻線を直接巻回する必要が無い。従って、巻線を巻回し易く、コイル８０の製造性にも優れる。なお、ティース２に鍔部が一体に成形されていなければ、ティース２をヨーク３に固定し、そのヨーク３に固定されたティース２の外側にコイル８０を嵌めてもよい。

【0094】

実施形態のステータ８は、実施形態のコア１を備えるため、トルクの低下を抑制でき、高いトルクを有するアキシャルギャップ型回転電機を構築できる。

【0095】

〔回転電機〕
図７を参照して、実施形態の回転電機９を説明する。図７は、回転電機９の回転軸９１に平行な平面で切断した断面図である。

【0096】

実施形態の回転電機９は、実施形態のステータ８を備える。詳しくは、回転電機９は、ロータ９０と、ステータ８とを備え、ロータ９０とステータ８とが軸方向に対向して配置されたアキシャルギャップ型のものである。このような回転電機９は、モータ又は発電機に利用できる。図７では、一つのロータ９０が二つのステータ８で挟まれるように組み付けられるシングルロータ、ダブルステータ型のものを例示する。その他、一つのロータ９０と一つのステータ８とを備える形態、一つのステータ８が二つのロータ９０で挟まれるように組み付けられる形態等が挙げられる。

【0097】

ステータ８及びロータ９０は、円柱状の内部空間を有するケース９２に収納される。ケース９２は、円筒部と、二つのプレート部とを備える。円筒部は、ステータ８及びロータ９０の外周を囲む。円筒部の両側にそれぞれプレート部が配置される。ステータ８及びロータ９０は、二つのプレート部に挟まれるようにケース９２に収納される。ステータ８は、コア１のヨーク３の外周面がケース９２のプレート部に嵌め込まれることで、ケース９２に固定される。両プレート部は、その中心部に貫通孔を備える。貫通孔には軸受け９３が設けられ、軸受け９３を介して回転軸９１が挿通される。また、ヨーク３の軸孔３９にも軸受け（図示せず）が設けられ、この軸受けを介して、回転軸９１が挿通される。回転軸９１は、ケース９２内を貫通する。

【0098】

ロータ９０は、複数の磁石９５と、磁石９５を支持するロータ本体とを備える平板状の部材である。各磁石９５は、例えばティース２の他端面２２（図５）の平面形状に対応した平面形状を有する平板状である。ロータ本体は、円環状の部材であり、回転軸９１によって回転可能に支持される。各磁石９５は、ロータ本体の周方向に等間隔に配置される。また、各磁石９５は、回転軸９１の軸方向に着磁される。ロータ本体の周方向に隣り合う磁石９５の磁化方向は互いに逆である。ロータ本体が回転すると、磁石９５もロータ本体と共に回転する。

【0099】

ステータ８は、ティース２の他端面２２（図５）がロータ９０の磁石９５に対向するように配置される。ステータ２のコイル８０を励磁して回転磁界を発生させ、回転磁界に起因する吸引力又は反発力によって、ステータ８に対してロータ９０が回転する。ロータ９０が回転すると、ティース２の他端面２２（図５）は、回転する磁石９５からの磁束を受ける。

【0100】

実施形態の回転電機９は、実施形態のステータ８を備える。上述のようにステータ８は組み立て易いため、回転電機９は製造性に優れる。また、実施形態の回転電機９は、実施形態のステータ８を備えるため、トルクの低下を抑制でき、高いトルクを有する。

【0101】

［試験例］
環状のヨークと複数のティースとを備えるコアを三相交流アキシャルギャップ型モータのステータに用いたときのトルクをシミュレーションによって調べた。

【0102】

以下の試験では、電磁界解析ソフトウェア（株式会社ＪＳＯＬ製「ＪＭＡＧ」）を用いて解析した。シミュレーションに用いたコアのモデルはいずれも、構成材料を純鉄とし、相対密度が９０％以上である圧粉成形体とする。ティースの外形、及びヨークに形成された貫通孔の孔形状はいずれも相似な台形状である。ティースにおいて台形の長辺部分はヨークの外周側に配置される。各コアの大きさは、実質的に同じ大きさとする。また、以下の各試験では、ティースの一端部と貫通孔との関係が異なる点を除いて、ティースに配置するコイルの通電条件、ティースの他端面に配置される磁石の回転条件を同じとしてトルクを調べた。

【0103】

〔試験例１〕
この試験では、ヨーク及びティースを備えるコアのモデルについて、ヨークとティースとの分割の有無によるトルクへの影響を調べた。

【0104】

（試料の説明）
試料Ｎｏ．１００のコアは、ヨークとティースとが一体に成形された理想の形状である。試料Ｎｏ．１００のコアは、複数の分割片の組物ではなく、一体成形物であり、ヨークとティースとの間に磁気ギャップとなり得る隙間が無い。

【0105】

試料Ｎｏ．１０１のコアは、試料Ｎｏ．１００の理想のコアに対して、ヨークとティースとが分割されたコアである。ヨークには貫通孔が形成されており、ティースの一端部がこの貫通孔内に配置されている。試料Ｎｏ．１０１のコアは、ティースの一端部の外周面とヨークの貫通孔の内周面との間に磁気ギャップとなり得る隙間がある。この隙間は、上記貫通孔の周方向に一様な間隔とし、上記間隔は０．１ｍｍとする。

【0106】

試料Ｎｏ．１のコアは、試料Ｎｏ．１００の理想のコアに対して、ヨークとティースとが分割されたコアである。ヨークには貫通孔が形成されており、ティースの一端部がこの貫通孔内に偏って配置されている。試料Ｎｏ．１のコアは、ティースの一端部の外周面とヨークの貫通孔の内周面との間に磁気ギャップとなり得る隙間がある。上記隙間は、上記貫通孔の周方向に局所的に小さい間隔を有する。ティースの一端部の外周面と貫通孔の内周面との間隔について、貫通孔の周方向に等間隔に１０点測定した値の平均値は０．１ｍｍである。また、上記局所的に小さい間隔は０ｍｍである。この局所的に小さい間隔を有する領域（近接領域）は、ティースにおけるヨークの外周側と、隣り合うティースが対向する側とに亘ってＬ字状に備える。隣り合うティースには、同相のコイルを配置する。貫通孔の周長に対して近接領域における貫通孔の周方向に沿った長さの割合（接合割合）は２２％である。試料Ｎｏ．１のコアは、各ティースを見たとき、ヨークにおけるティースの突出する側と反対側の面の延長面から各ティースにおける貫通孔内に位置する端面までの長さがヨークの厚さの０％である。つまり、ヨークにおけるティースの突出する側と反対側の面と、各ティースにおける貫通孔内に位置する端面とが面一である。そして、試料Ｎｏ．１のコアは、複数のティースの高さのばらつきが０ｍｍである。

【0107】

（試験条件）
この試験では、以下のステータコアを備えるモータを仮想し、このモータのトルクを検討した。
（ステータコアの条件）
コイル巻数：３０ターン、ティースの断面積：１０２ｍｍ^２、１４極１２スロット
ヨークの外径：１００ｍｍ、ヨークの内径：７０ｍｍ

【0108】

各試料のトルク（Ｎ・ｍ）を表１に示す。また、試料Ｎｏ．１００のトルクを基準として、各試料のトルクの低減率（％）を求めた。トルクの低減率は、{（各試料のトルク－試料Ｎｏ．１００のトルク）／試料Ｎｏ．１００のトルク}×１００で求めた。トルクの低減率（％）も表１に示す。

【0109】

【表1】

【0110】

表１に示すように、試料Ｎｏ．１のコアは、試料Ｎｏ．１００に対するトルクの低減率が試料Ｎｏ．１０１に比較して小さく、高いトルクを有することがわかる。この理由の一つとして、試料Ｎｏ．１のコアは、ティースが貫通孔内で偏って配置されることで、ティースとヨークとの間の磁気ギャップとなる隙間が小さい領域を形成できたからと考えられる。試料Ｎｏ．１のコアは、試料Ｎｏ．１００のコアに対してトルクが劣るものの、トルク低減率を５％以下に抑えられていることから高いトルクを有する回転電機を構築できると考えられる。試料Ｎｏ．１のコアは、ヨークとティースとが互いに独立して構成されるため、ヨークに固定する前のティースにコイルを配置できる。よって、試料Ｎｏ．１のコアを備えるステータやアキシャルギャップ型回転電機は、製造性に優れると期待される。

【0111】

〔試験例２〕
この試験では、試験例１で用いた試料Ｎｏ．１のコアに対して、ティースの一端部の外周面とヨークの貫通孔の内周面との間隔の最大値と最小値の差（以下、間隔の最大差と呼ぶ）を変更した。上記間隔の最大差の相違によるトルクの影響を調べた。

【0112】

表２に示す間隔の最大差を満たすようにティースの一端部を貫通孔内で偏って配置した。上記間隔の最小値は０ｍｍであり、上記間隔の最大値は表２に示す間隔の最大差に等しい。ヨークの貫通孔のサイズを広げることで、上記間隔の最大値を大きくした。なお、貫通孔の周長に対して近接領域における貫通孔の周方向に沿った長さの割合（接合割合）は２５％である。

【0113】

各試料のトルク（Ｎ・ｍ）を表２に示す。また、試験例１と同様に試料Ｎｏ．１００のトルクを基準として、各試料のトルクの低減率（％）を求め、結果を表２に示す。

【0114】

【表2】

【0115】

表３に示すように、試料Ｎｏ．２及び試料Ｎｏ．３のいずれのコアも、試料Ｎｏ．１００のコアに対するトルクの低減率が小さく、高いトルクを有することがわかる。特に、間隔の最大差が０．３０ｍｍである試料Ｎｏ．３のコアは、トルク低減率が４％以下であり、より高いトルクを有することがわかる。この理由の一つとして、試料Ｎｏ．３のコアは、ティースの一端部の外周面とヨークの貫通孔の内周面との間の隙間が磁気ギャップになり難かったからと考えられる。この試験から、間隔の最大差が０．４０ｍｍ未満、好ましくは０．３０ｍｍ以下であれば、トルクの低下を効果的に抑制でき、高いトルクを有し易いことが示された。

【0116】

〔試験例３〕
この試験では、試験例２で用いた試料Ｎｏ．３のコアに対して、貫通孔の周長に対して近接領域における貫通孔の周方向に沿った長さの割合（接合割合）を変更した。上記接合割合の相違によるトルクの影響を調べた。

【0117】

この試験に用いた試料Ｎｏ．４のコアは、間隔の最大差が０．３０ｍｍである。また、試料Ｎｏ．４のコアは、ティースにおけるヨークの外周側に近接領域を備え、近接領域の上記接合割合が２０％である。

【0118】

試料Ｎｏ．４のコアのトルク（Ｎ・ｍ）を表３に示す。また、試験例１と同様に試料Ｎｏ．１００のトルクを基準として、試料Ｎｏ．４のトルクの低減率（％）を求め、結果を表３に示す。

【0119】

【表3】

【0120】

表３に示すように、試料Ｎｏ．４のコアは、試料Ｎｏ．１００のコアに対するトルクの低減率が小さく、高いトルクを有することがわかる。間隔の最大差が同じである試料Ｎｏ．３のコアと比較すると、接合割合の大きい方が高いトルクを有することがわかる。この理由の一つとして、ティースの近接領域が長いため、ティースの近接領域を介してティースとヨークとの間の磁束の通過をより良好に確保できるからと考えられる。この試験から、近接領域を備える場合に近接領域の接合割合が２０％以上、好ましくは２５％以上であれば、トルクの低下を効果的に抑制でき、高いトルクを有し易いことが示された。

【0121】

〔試験例４〕
この試験では、試験例２と同様にして、上記間隔が０．０５ｍｍ以下である近接領域を設けると共に、近接領域の配置位置を変更した。上記近接領域の配置位置の相違、ロータの回転方向の相違によるトルクへの影響を調べた。

【0122】

この試験に用いた各試料のコアは、間隔の最大差が０．３０ｍｍである。また、各試料のコアは、近接領域の接合割合が５３％である。

【0123】

試料Ｎｏ．５及び試料Ｎｏ．６のコアは、隣り合うティースにおいて、ティースが対向する側に近接領域を備える。即ち、隣り合うティースの近接領域は、向かいあって配置される。試料Ｎｏ．５のコアでは、上記隣り合うティースに異相のコイルを配置した。試料Ｎｏ．６のコアでは、上記隣り合うティースに同相のコイルを配置した。

【0124】

試料Ｎｏ．７及び試料Ｎｏ．８のコアは、各ティースの近接領域をヨークの周方向の同じ側に備える。試料Ｎｏ．７のコアは、各ティースの近接領域をロータの回転方向と同じ側に備える。試料Ｎｏ．８のコアは、各ティースの近接領域をロータの回転方向と逆側に備える。

【0125】

各試料のトルク（Ｎ・ｍ）を表４に示す。また、試験例１と同様に試料Ｎｏ．１００のトルクを基準として、各試料のトルクの低減率（％）を求め、結果を表４に示す。

【0126】

【表4】

【0127】

表４に示すように、試料Ｎｏ．５～試料Ｎｏ．８のいずれのコアも、試料Ｎｏ．１００に対するトルクの低減率が比較的小さく、高いトルクを有することが分かる。この理由の一つとして、試料Ｎｏ．５～試料Ｎｏ．８のいずれのコアも、近接領域を有することで、近接領域を介して磁束の通過を良好に確保できたからと考えられる。この試験では、隣り合うティースにおいて、ティースが対向する側に近接領域を備える場合、各ティースに同相のコイルを配置すると、トルクの低下をより抑制し易いといえる（試料Ｎｏ．６参照）。また、この試験では、各ティースの近接領域をヨークの周方向の同じ側に備える場合、近接領域の配置位置がロータの回転方向と同じ側であると、トルクの低下をより抑制し易いといえる（試料Ｎｏ．７参照）。

【符号の説明】

【0128】

１ コア
２ ティース
２０ 外周面
２１ 一端面
２２ 他端面
２５ 近接領域
２６ 外周領域
２７ 内周領域
３ ヨーク
３０ 貫通孔
３００ 内周面
３１ 第一面
３２ 第二面
３９ 軸孔
８ ステータ
８０ コイル
９ 回転電機
９０ ロータ
９１ 回転軸
９２ ケース
９３ 軸受け
９５ 磁石

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】