モータ
【課題】磁気飽和の発生を抑制して高出力化に寄与できるモータを提供する。
【解決手段】ロータ１１は、第１爪状磁極２１ｂ及び第２爪状磁極をそれぞれ有する第１及び第２コア部材２１，２２からなるロータコアＲと、第１及び第２コア部材２１，２２の軸方向の間に配置され、軸方向に磁化されることで、第１爪状磁極２１ｂを第１の磁極として機能させ、第２爪状磁極を第２の磁極として機能させる環状磁石２３とを備える。そして、ロータコアＲの軸方向長さＨｒは、ステータ６の電機子コア７の軸方向長さＨｓよりも大きく設定される。
【解決手段】ロータ１１は、第１爪状磁極２１ｂ及び第２爪状磁極をそれぞれ有する第１及び第２コア部材２１，２２からなるロータコアＲと、第１及び第２コア部材２１，２２の軸方向の間に配置され、軸方向に磁化されることで、第１爪状磁極２１ｂを第１の磁極として機能させ、第２爪状磁極を第２の磁極として機能させる環状磁石２３とを備える。そして、ロータコアＲの軸方向長さＨｒは、ステータ６の電機子コア７の軸方向長さＨｓよりも大きく設定される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、所謂永久磁石のランデル型ロータを備えたモータに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
この種のモータのロータは、例えば特許文献１に示すように、ロータコアを構成する第１コア部材と第２コア部材との間に界磁磁石が配置されて構成されている。第１及び第２コア部材はそれぞれ、周方向に複数の第１爪状磁極及び第２爪状磁極を備え、その第１及び第２爪状磁極は周方向に交互となるように設けられている。そして、界磁磁石は軸方向に磁化され、これにより、第１爪状磁極を第１の磁極として機能させ、第２爪状磁極を第２の磁極として機能させるようになっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】実開平５−４３７４９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記したようなモータでは、ロータコア内で磁気飽和が生じると、モータトルクに寄与する有効磁束が低減されてしまい、その結果、モータ出力が低下するという問題が懸念され、この点においてなお、改善の余地があった。
【０００５】
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであって、その目的は、磁気飽和の発生を抑制して高出力化に寄与できるモータを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、略円盤状の第１コアベースの外周部に、等間隔に複数の第１爪状磁極が径方向外側に突出されるとともに軸方向に延出形成された第１コア部材と、略円盤状の第２コアベースの外周部に、等間隔に複数の第２爪状磁極が径方向外側に突出されるとともに軸方向に延出形成され、前記各第２爪状磁極がそれぞれ対応する前記第１コア部材の各第１爪状磁極間に配置された第２コア部材とからなるロータコアと、前記第１コアベースと第２コアベースとの軸方向の間に配置され、前記軸方向に磁化されることで、前記第１爪状磁極を第１の磁極として機能させ、前記第２爪状磁極を第２の磁極として機能させる界磁磁石とを備えたロータと、巻線が巻装された環状のステータコアが前記ロータの外周側に配置されたステータとから構成されたモータであって、前記ロータコアの軸方向長さは、前記ステータコアの軸方向長さよりも大きく設定されていることを特徴とする。
【０００７】
この発明では、ロータコアの軸方向長さがステータコアの軸方向長さよりも大きく設定されるため、第１及び第２コア部材の軸方向の厚みを厚くすることが可能となる。そして、第１及び第２コア部材の軸方向の厚みを厚くすることで、磁気通路に余裕が生まれて磁気飽和の発生を抑制することができ、その結果、モータの高出力化に寄与できる。
【０００８】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のモータにおいて、前記第１及び第２爪状磁極の背面には、補助磁石がそれぞれ配置され、前記第１爪状磁極は、軸方向において前記第２コアベースにおける前記界磁磁石とは反対側の端面まで延出され、前記第２爪状磁極は、軸方向において前記第１コアベースにおける前記界磁磁石とは反対側の端面まで延出されていることを特徴とする。
【０００９】
この発明では、各爪状磁極の背面に配置される補助磁石を、各爪状磁極よりも軸方向にはみ出さない状態でロータコアの軸方向端面まで延ばして構成することが可能となるため、補助磁石の軸方向長さを十分に確保することが可能となり、その結果、モータの高出力化により一層寄与できる。
【００１０】
請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載のモータにおいて、前記ロータは、前記ロータコアと前記界磁磁石の組が軸方向に複数積層された構成を有し、軸方向に並ぶ複数の前記第１及び第２コアベースのうち、軸方向の両端に配置されたコアベースの軸方向厚みは、軸方向の内側に配置されたコアベースの軸方向厚みよりも厚くなるように設定されていることを特徴とする。
【００１１】
この発明では、ロータは、ロータコアと界磁磁石の組が軸方向に複数積層された所謂タンデム構造を有する。そして、そのタンデム構造のロータにおいて、軸方向に並ぶ複数の第１及び第２コアベースのうち、軸方向の両端のコアベースの軸方向厚みが内側に配置されたコアベースの軸方向厚みよりも厚くなるように設定される。軸方向の両端のコアベースは、軸方向の外側端面が外部と面しているため、その外側端面から磁束の漏れが生じやすいが、本発明では、軸方向の両端のコアベースの軸方向厚みを厚くすることで、そのコアベースでの磁気飽和が抑えられ、その結果、そのコアベースの外側端面からの漏れ磁束の発生を抑えることが可能となる。
【発明の効果】
【００１２】
従って、上記記載の発明によれば、磁気飽和の発生を抑制してモータの高出力化に寄与できる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】実施形態のモータの断面図。
【図２】（ａ）実施形態のロータを第１コア部材側から見た斜視図、（ｂ）同ロータを第２コア部材側から見た斜視図。
【図３】実施形態のロータの断面図。
【図４】ロータ、電機子コア及び筒状ハウジングの底部の寸法構成を説明するための模式図。
【図５】ロータコアと筒状ハウジングとのギャップ幅Ｇ２と、ロータコアと電機子コアとの径方向のギャップ幅Ｇ１との比Ｇ２／Ｇ１と鎖交磁束量との関係を示すグラフ。
【図６】別例におけるロータの断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明を具体化した一実施形態を図面に従って説明する。
図１に示すように、モータ１のモータケース２は、有底筒状に形成された金属製の筒状ハウジング３と、該筒状ハウジング３のフロント側（図１中、左側）の開口部を閉塞する樹脂製のフロントエンドプレート４とを有している。筒状ハウジング３のリア側（図１中、右側）の端部には、回路基板等の電源回路を収容した回路収容ボックス５が取り付けられている。筒状ハウジング３の内周面にはステータ６が固定されている。ステータ６は、径方向内側に延びる複数のティースを有する円環状の電機子コア７（ステータコア）と、電機子コア７のティースに巻装されたセグメントコンダクタ巻線８（ＳＣ巻線）とを有する。
【００１５】
モータ１のロータ１１は回転軸１２を有し、ステータ６の内側に配置されている。回転軸１２は非磁性体の金属シャフトであって、筒状ハウジング３のリア側の底部３ａの中央に形成された軸受収容部３ｂに収容された軸受１３と、フロントエンドプレート４に支持された軸受１４とにより回転可能に支持されている。尚、軸受収容部３ｂは、筒状ハウジング３の内側に開口する凹状をなしている。
【００１６】
ロータ１１は、図２（ａ）（ｂ）及び図３に示すように、第１コア部材２１及び第２コア部材２２からなるロータコアＲと、界磁磁石としての環状磁石２３（図３参照）と、第１及び第２背面補助磁石２４，２５と、第１及び第２極間磁石２６，２７とを備える。尚、各磁石２３，２４，２５，２６，２７は永久磁石よりなり、図２（ａ）（ｂ）及び図３中の実線で示す矢印は各磁石２３，２４，２５，２６，２７の磁化方向（Ｓ極からＮ極向き）を示している。
【００１７】
図２（ａ）に示すように、ロータコアＲの第１コア部材２１は、略円盤状の第１コアベース２１ａの外周部に、等間隔に複数（本実施形態では７つ）の第１爪状磁極２１ｂが形成されている。第１爪状磁極２１ｂは、径方向から見て矩形状に形成されている。第１爪状磁極２１ｂは、第１コアベース２１ａに対して径方向外側に突出された突出部２１ｃと、突出部２１ｃから軸方向に延出形成された爪部２１ｄとを有する。第１爪状磁極２１ｂの周方向端面２１ｅ，２１ｆは径方向に延びる（軸方向から見て径方向に対して傾斜していない）平坦面とされ、突出部２１ｃは軸直交方向断面が扇形状とされている。尚、突出部２１ｃの周方向断面は、矩形状に形成されている。突出部２１ｃの径方向外側の端部部分には、爪部２１ｄが周方向の幅を一定として軸方向に形成されている。各第１爪状磁極２１ｂの周方向の幅（角度）、即ち前記周方向端面２１ｅ，２１ｆ間の幅（角度）は、周方向に隣り合う第１爪状磁極２１ｂ同士の隙間の角度より小さく設定されている。
【００１８】
第２コア部材２２は、図２（ｂ）に示すように、第１コア部材２１と同形状であって、略円盤状の第２コアベース２２ａの外周部に、等間隔に複数（本実施形態では７つ）の第２爪状磁極２２ｂが形成されている。第２爪状磁極２２ｂの突出部２２ｃは、軸直交方向断面が扇形状とされ、径方向外側の端部部分には爪部２２ｄが軸方向に形成されている。そして、第２コア部材２２は、各第２爪状磁極２２ｂの爪部２２ｄがそれぞれ対応する各第１爪状磁極２１ｂの爪部２１ｄ間に配置されるようにして、第１コアベース２１ａと第２コアベース２２ａとの軸方向の間に環状磁石２３（図３参照）が配置（挟持）されるようにして第１コア部材２１に対して組み付けられる。
【００１９】
図３に示すように、環状磁石２３は、その外径が第１及び第２コアベース２１ａ，２２ａの外径と同じに設定され、第１爪状磁極２１ｂを第１の磁極（本実施形態ではＮ極）として機能させ、第２爪状磁極２２ｂを第２の磁極（本実施形態ではＳ極）として機能させるように、軸方向に磁化されている。即ち、本実施形態のロータ１１は、環状磁石２３を有する所謂ランデル型構造のロータである。尚、環状磁石２３としては、例えばネオジム磁石を用いることができる。また、環状磁石２３の軸方向厚みは、第１及び第２コアベース２１ａ，２２ａの各軸方向厚みよりも小さく設定されている。
【００２０】
各第１爪状磁極２１ｂの背面２１ｇ（径方向内側の面）と第２コアベース２２ａの外周面２２ｈとの間には、第１背面補助磁石２４が配置されている。第１背面補助磁石２４は、その軸直交方向断面が扇形状とされ、第１爪状磁極２１ｂの背面２１ｇに当接する側が第１爪状磁極２１ｂと同極のＮ極に、第２コアベース２２ａの外周面２２ｈに当接する側が同第２コアベース２２ａと同極のＳ極となるように径方向に磁化されている。
【００２１】
また、各第２爪状磁極２２ｂの背面２２ｇには、第１爪状磁極２１ｂと同様に、第２背面補助磁石２５が配置されている。前記第１背面補助磁石２４及び第２背面補助磁石２５としては、例えばフェライト磁石を用いることができる。第２背面補助磁石２５は、その軸直交方向断面が扇形状とされ、背面２２ｇに当接する側がＳ極に、第１コアベース２１ａの外周面２１ｈに当接する側がＮ極となるように径方向に磁化されている。
【００２２】
第１背面補助磁石２４と第２背面補助磁石２５とは、環状磁石２３が配置されるロータ１１の軸方向位置で互いに軸方向に重なるように、言い換えると、ロータコアＲの軸方向端面（第１及び第２端面Ｒａ，Ｒｂ）から環状磁石２３が配置される軸方向位置に達するまで配置されるように軸方向の長さが設定されている。
【００２３】
図２（ａ）（ｂ）に示すように、第１爪状磁極２１ｂと第２爪状磁極２２ｂとの周方向の間には、第１及び第２極間磁石２６，２７が配置されている。詳述すると、第１極間磁石２６は、第１爪状磁極２１ｂの一方の周方向端面２１ｅと前記第１背面補助磁石２４の周方向端面とで形成される平坦面と、第２爪状磁極２２ｂの他方の周方向端面２２ｆと前記第２背面補助磁石２５の周方向端面とで形成される平坦面との間に嵌合され固定されている。
【００２４】
また、第２極間磁石２７は、第１極間磁石２６と同形状であって、第１爪状磁極２１ｂの他方の周方向端面２１ｆと第１背面補助磁石２４の周方向端面とで形成される平坦面と、第２爪状磁極２２ｂの一方の周方向端面２２ｅと第２背面補助磁石２５の周方向端面とで形成される平坦面との間に嵌合固定されている。第１及び第２極間磁石２６，２７は、第１及び第２爪状磁極２１ｂ，２２ｂのそれぞれと同極性が対向するように（第１爪状磁極２１ｂ側がＮ極で、第２爪状磁極２２ｂ側がＳ極となるように）周方向に磁化されている。
【００２５】
ここで、本実施形態のモータ１における寸法構成について図４に従って説明する。
ロータコアＲの軸方向長さＨｒは、電機子コア７の軸方向長さＨｓよりも大きく設定されている。尚、ロータコアＲの軸方向長さＨｒは、第１コアベース２１ａにおける環状磁石２３とは反対側の軸方向端面（ロータコアＲの第１端面Ｒａ）から、第２コアベース２２ａにおける環状磁石２３とは反対側の軸方向端面（ロータコアＲの第２端面Ｒｂ）までの軸方向長さである。このように、ロータコアＲの軸方向長さＨｒが電機子コア７の軸方向長さＨｓよりも大きく設定されていることで、第１及び第２コア部材２１，２２（主に、第１及び第２コアベース２１ａ，２２ａ）の軸方向の厚みを厚くすることが可能となっている。尚、本実施形態では、ロータコアＲの軸方向の中心線と、電機子コア７の軸方向の中心線は一致（図４において中心線Ｌとして図示）するように構成されている。即ち、ロータコアＲは、電機子コア７に対して軸方向両側に同じ寸法（オーバーラップ幅Ｇ３）だけ幅広となっている。このオーバーラップ幅Ｇ３は、ロータコアＲの軸方向両端のそれぞれにおける電機子コア７に対する軸方向の突出量であって、本実施形態ではロータコアＲの軸方向長さＨｒと電機子コア７の軸方向長さＨｓの差の半分の寸法である。
【００２６】
また、ロータコアＲにおいて、第１爪状磁極２１ｂの先端部は、軸方向においてロータコアＲの第１端面Ｒａまで延出され、第２爪状磁極２２ｂの先端部は、軸方向においてロータコアＲの第２端面Ｒｂまで延出されている。つまり、各爪状磁極２１ｂ，２２ｂの軸方向長さ（各爪状磁極２１ｂ，２２ｂにおける電機子コア７の内周面と平行な外周面の軸方向長さ）は、ロータコアＲの軸方向長さＨｒと等しくなるように設定されている。そして、第１及び第２爪状磁極２１ｂ，２２ｂの内側に配置された第１及び第２背面補助磁石２４，２５は、軸方向外側端部がそれぞれ第１及び第２爪状磁極２１ｂ，２２ｂの先端部と軸方向に一致する位置まで延びている。つまり、第１背面補助磁石２４の軸方向外側端面とロータコアＲの第２端面Ｒｂとが面一であり、また、第２背面補助磁石２５の軸方向外側端面とロータコアＲの第１端面Ｒａとが面一となっている。このように、第１及び第２背面補助磁石２４，２５が第１及び第２爪状磁極２１ｂ，２２ｂよりも軸方向外側にはみ出さない状態でロータコアＲの軸方向端面（第１及び第２端面Ｒａ，Ｒｂ）まで延ばして構成されることで、各背面補助磁石２４，２５の軸方向長さを十分に確保することが可能となっている。もちろん、環状磁石２３を軸方向に厚くすることも可能となり、環状磁石２３を厚くすることで高出力化させることが可能となる。
【００２７】
次に、本実施形態の作用について説明する。
上記のように構成されたモータ１では、回路収容ボックス５内の電源回路を介してセグメントコンダクタ巻線８に駆動電流が供給されると、ステータ６でロータ１１を回転させるための磁界が発生され、ロータ１１が回転駆動される。
【００２８】
本実施形態のロータ１１では、ロータコアＲの軸方向長さＨｒが電機子コア７の軸方向長さＨｓよりも大きく設定されていることで、第１及び第２コア部材２１，２２（主に、第１及び第２コアベース２１ａ，２２ａ）の軸方向の厚みを厚くすることが可能となっている。そして、第１及び第２コア部材２１，２２の軸方向の厚みを厚くすることで、磁気通路に余裕が生まれて磁気飽和の発生を抑制することができ、その結果、環状磁石２３の軸方向長さを大きくせずともモータ１の高出力化に寄与できるようになっている。
【００２９】
また、ロータ１１の第１及び第２背面補助磁石２４，２５は、第１及び第２爪状磁極２１ｂ，２２ｂよりも軸方向外側にはみ出さない状態でロータコアＲの軸方向端面（第１及び第２端面Ｒａ，Ｒｂ）まで延在されている。このため、各背面補助磁石２４，２５の軸方向長さを十分に確保することが可能となっており、その結果、モータ１の高出力化により一層寄与できるようになっている。
【００３０】
また、本実施形態のロータ１１は、永久磁石をロータコア外周面に配置したタイプのロータではなく、ロータコアＲの内部に環状磁石２３を有するランデル型のタイプである。永久磁石をロータコア外周面に配置したロータでは、その軸方向長さを電機子コア７の軸方向長さよりも大きくした場合に、永久磁石がステータコアよりも軸方向にはみ出してしまうと、永久磁石の磁束を有効的に利用できない虞がある。本実施形態のように、ランデル型のロータ１１においてロータコアＲの軸方向長さＨｒを電機子コア７の軸方向長さＨｓよりも大きくした構成では、電機子コア７との対向部位が磁石ではなくコア（第１及び第２爪状磁極２１ｂ，２２ｂ）であるため、第１及び第２爪状磁極２１ｂ，２２ｂが電機子コア７よりも軸方向にはみ出した部位から空気中への強制的な磁束放出が生じにくく、その結果、モータトルクに寄与する有効磁束の低下が生じにくくなっている。従って、ランデル型のロータ１１においてロータコアＲの軸方向長さＨｒを電機子コア７の軸方向長さＨｓよりも大きくすることで、モータ出力をより効果的に向上させることが可能となっている。
【００３１】
次に、ロータコアＲと電機子コア７との径方向のギャップ幅Ｇ１（ロータコアＲの外周面と電機子コア７の内周面との径方向間隔）と、ロータコアＲと筒状ハウジング３との軸方向のギャップ幅Ｇ２とがモータ出力に与える影響について説明する。尚、ギャップ幅Ｇ２は、ロータコアＲの第１端面Ｒａと筒状ハウジング３の底部３ａとの軸方向の間隔である。尚、本実施形態では、筒状ハウジング３の底部３ａにおいてロータコアＲ側に最も延出されている軸受収容部３ｂとロータコアＲの第１端面Ｒａとの間隔をギャップ幅Ｇ２としている。
【００３２】
筒状ハウジング３は金属製であるため、ギャップ幅Ｇ２が小さいと筒状ハウジング３の影響で生じるロータコアＲの第１端面Ｒａからの漏れ磁束が懸念される。ここで、ギャップ幅Ｇ２とギャップ幅Ｇ１との比Ｇ２／Ｇ１と鎖交磁束量（モータトルクに寄与する有効磁束量）との関係を図５に示す。同図では、ギャップ幅Ｇ１に対してギャップ幅Ｇ２を十分に大きくしたとき（Ｇ２／Ｇ１が８のとき）の鎖交磁束量を基準（即ち、１００％）としている。同図に示すように、Ｇ２／Ｇ１が８から小さくなるにつれて、鎖交磁束量は減少する。詳しくは、Ｇ２／Ｇ１がおよそ５．８で鎖交磁束量が９９％となり、Ｇ２／Ｇ１がおよそ４．０で鎖交磁束量が９８％となり、Ｇ２／Ｇ１がおよそ１．９で鎖交磁束量が９５％となる。
【００３３】
次に、本実施形態の特徴的な効果を記載する。
（１）ロータ１１は、第１及び第２爪状磁極２１ｂ，２２ｂをそれぞれ有する第１及び第２コア部材２１，２２からなるロータコアＲと、第１及び第２コア部材２１，２２の軸方向の間に配置され、軸方向に磁化されることで、第１爪状磁極２１ｂを第１の磁極として機能させ、第２爪状磁極２２ｂを第２の磁極として機能させる環状磁石２３とを備える。そして、ロータコアＲの軸方向長さＨｒは、ステータ６の電機子コア７の軸方向長さＨｓよりも大きく設定される。これにより、第１及び第２コア部材２１，２２の軸方向の厚みを厚くすることが可能となる。そして、第１及び第２コア部材２１，２２の軸方向の厚みを厚くすることで、磁気通路に余裕が生まれて磁気飽和の発生を抑制することができ、その結果、モータ１の高出力化に寄与できる。
【００３４】
（２）第１及び第２爪状磁極２１ｂ，２２ｂの背面２１ｇ，２２ｇには、第１及び第２背面補助磁石２４，２５がそれぞれ配置される。そして、第１爪状磁極２１ｂは、軸方向において第２コアベース２２ａにおける環状磁石２３とは反対側の端面（第２端面Ｒｂ）まで延出され、第２爪状磁極２２ｂは、軸方向において第１コアベース２１ａにおける環状磁石２３とは反対側の端面（第１端面Ｒａ）まで延出される。これにより、第１及び第２背面補助磁石２４，２５を、第１及び第２爪状磁極２１ｂ，２２ｂよりも軸方向にはみ出さない状態でロータコアＲの軸方向端面（第１及び第２端面Ｒａ，Ｒｂ）まで延ばして構成することが可能となる。このため、第１及び第２背面補助磁石２４，２５の軸方向長さを十分に確保することが可能となり、その結果、モータ１の高出力化により一層寄与できる。
【００３５】
尚、本発明の実施形態は、以下のように変更してもよい。
・上記実施形態のロータ１１から、第１及び第２背面補助磁石２４，２５を省略した構成、又は第１及び第２極間磁石２６，２７を省略した構成、又はその両方を省略した構成に変更してもよい。
【００３６】
・上記実施形態のロータ１１では、ロータコアＲと各磁石２３，２４，２５，２６，２７の組が１つで構成されたが、これに特に限定されるものではなく、その組が軸方向に複数積層された所謂タンデム構造のロータとしてもよい。例えば、図６に示すロータ３１では、ロータコアＲの各磁石２３，２４，２５，２６，２７の組が２つで構成されている。つまり、ロータコアＲの第１及び第２コア部材２１，２２はそれぞれ２つ設けられており、その２つの第２コア部材２２が軸方向に互いに当接するとともに、第１コア部材２１が軸方向の外側に配置されるように積層されている。また、第１及び第２爪状磁極２１ｂ，２２ｂは、軸方向に並んだもの同士で同極となるように構成されている。尚、この図６に示す構成においても、ロータコアＲ全体の軸方向長さＨｒ（図中上側の第１コア部材２１の軸方向外側端面から下側の第１コア部材２１の軸方向外側端面までの長さ）は、ステータ６の電機子コア７の軸方向長さＨｓよりも大きく設定されており、上記実施形態と同様の効果を得ることができる。
【００３７】
このようなタンデム構造のロータ３１では、第１コア部材２１の第１コアベース２１ａ及び第２コア部材２２の第２コアベース２２ａは軸方向に並んでいる。そして、図６に示す構成では、軸方向に並ぶ第１及び第２コアベース２１ａ，２２ａのうち、軸方向の両端に配置された第１コアベース２１ａの軸方向厚みＴ１は、軸方向の内側に配置された第２コアベース２２ａの軸方向厚みＴ２よりも厚くなるように設定されている。第１コアベース２１ａは、軸方向の外側端面が外部と面しているため、その外側端面から磁束の漏れが生じやすいが、図６に示すような構成では、第１コアベース２１ａの軸方向厚みを厚くすることで、その第１コアベース２１ａでの磁気飽和が抑えられ、その結果、第１コアベース２１ａの外側端面からの漏れ磁束の発生を抑えることが可能となる。
【００３８】
尚、図６に示す構成では、第１コアベース２１ａの軸方向厚みＴ１を第２コアベース２２ａの軸方向厚みＴ２よりも厚くなるように設定したが、反対に、第１コアベース２１ａの軸方向厚みＴ１を第２コアベース２２ａの軸方向厚みＴ２よりも薄くなるように設定してもよい。また、同構成では、ロータコアＲと各磁石２３，２４，２５，２６，２７の組を２つで構成したが、組の数はこれに限定されず、３つ以上で構成してもよい。また、同構成においても、第１及び第２背面補助磁石２４，２５を省略した構成、又は第１及び第２極間磁石２６，２７を省略した構成、又はその両方を省略した構成に変更してもよい。
【００３９】
・上記実施形態では、第１及び第２爪状磁極２１ｂ，２２ｂの形状及び個数は、構成に応じて適宜変更してもよい。
・上記実施形態では、ステータ６のティースへの巻回方法について特に言及していないが、集中巻や分布巻を用いてもよい。
【００４０】
・上記実施形態では特に言及していないが、第１及び第２コア部材２１，２２及び電機子コア７は、例えば磁性金属板材の積層や、磁性粉体の成形にて構成してもよい。
【符号の説明】
【００４１】
１…モータ、６…ステータ、７…電機子コア（ステータコア）、８…セグメントコンダクタ巻線（巻線）、１１…ロータ、２１…第１コア部材、２１ａ…第１コアベース、２１ｂ…第１爪状磁極、２１ｇ，２２ｇ…背面、２２…第２コア部材、２２ａ…第２コアベース、２２ｂ…第２爪状磁極、２３…環状磁石（界磁磁石）、２４…第１背面補助磁石（補助磁石）、２５…第２背面補助磁石（補助磁石）、Ｒ…ロータコア、Ｈｒ…ロータコアの軸方向長さ、Ｈｓ…電機子コアの軸方向長さ。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、所謂永久磁石のランデル型ロータを備えたモータに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
この種のモータのロータは、例えば特許文献１に示すように、ロータコアを構成する第１コア部材と第２コア部材との間に界磁磁石が配置されて構成されている。第１及び第２コア部材はそれぞれ、周方向に複数の第１爪状磁極及び第２爪状磁極を備え、その第１及び第２爪状磁極は周方向に交互となるように設けられている。そして、界磁磁石は軸方向に磁化され、これにより、第１爪状磁極を第１の磁極として機能させ、第２爪状磁極を第２の磁極として機能させるようになっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】実開平５−４３７４９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記したようなモータでは、ロータコア内で磁気飽和が生じると、モータトルクに寄与する有効磁束が低減されてしまい、その結果、モータ出力が低下するという問題が懸念され、この点においてなお、改善の余地があった。
【０００５】
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであって、その目的は、磁気飽和の発生を抑制して高出力化に寄与できるモータを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、略円盤状の第１コアベースの外周部に、等間隔に複数の第１爪状磁極が径方向外側に突出されるとともに軸方向に延出形成された第１コア部材と、略円盤状の第２コアベースの外周部に、等間隔に複数の第２爪状磁極が径方向外側に突出されるとともに軸方向に延出形成され、前記各第２爪状磁極がそれぞれ対応する前記第１コア部材の各第１爪状磁極間に配置された第２コア部材とからなるロータコアと、前記第１コアベースと第２コアベースとの軸方向の間に配置され、前記軸方向に磁化されることで、前記第１爪状磁極を第１の磁極として機能させ、前記第２爪状磁極を第２の磁極として機能させる界磁磁石とを備えたロータと、巻線が巻装された環状のステータコアが前記ロータの外周側に配置されたステータとから構成されたモータであって、前記ロータコアの軸方向長さは、前記ステータコアの軸方向長さよりも大きく設定されていることを特徴とする。
【０００７】
この発明では、ロータコアの軸方向長さがステータコアの軸方向長さよりも大きく設定されるため、第１及び第２コア部材の軸方向の厚みを厚くすることが可能となる。そして、第１及び第２コア部材の軸方向の厚みを厚くすることで、磁気通路に余裕が生まれて磁気飽和の発生を抑制することができ、その結果、モータの高出力化に寄与できる。
【０００８】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のモータにおいて、前記第１及び第２爪状磁極の背面には、補助磁石がそれぞれ配置され、前記第１爪状磁極は、軸方向において前記第２コアベースにおける前記界磁磁石とは反対側の端面まで延出され、前記第２爪状磁極は、軸方向において前記第１コアベースにおける前記界磁磁石とは反対側の端面まで延出されていることを特徴とする。
【０００９】
この発明では、各爪状磁極の背面に配置される補助磁石を、各爪状磁極よりも軸方向にはみ出さない状態でロータコアの軸方向端面まで延ばして構成することが可能となるため、補助磁石の軸方向長さを十分に確保することが可能となり、その結果、モータの高出力化により一層寄与できる。
【００１０】
請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載のモータにおいて、前記ロータは、前記ロータコアと前記界磁磁石の組が軸方向に複数積層された構成を有し、軸方向に並ぶ複数の前記第１及び第２コアベースのうち、軸方向の両端に配置されたコアベースの軸方向厚みは、軸方向の内側に配置されたコアベースの軸方向厚みよりも厚くなるように設定されていることを特徴とする。
【００１１】
この発明では、ロータは、ロータコアと界磁磁石の組が軸方向に複数積層された所謂タンデム構造を有する。そして、そのタンデム構造のロータにおいて、軸方向に並ぶ複数の第１及び第２コアベースのうち、軸方向の両端のコアベースの軸方向厚みが内側に配置されたコアベースの軸方向厚みよりも厚くなるように設定される。軸方向の両端のコアベースは、軸方向の外側端面が外部と面しているため、その外側端面から磁束の漏れが生じやすいが、本発明では、軸方向の両端のコアベースの軸方向厚みを厚くすることで、そのコアベースでの磁気飽和が抑えられ、その結果、そのコアベースの外側端面からの漏れ磁束の発生を抑えることが可能となる。
【発明の効果】
【００１２】
従って、上記記載の発明によれば、磁気飽和の発生を抑制してモータの高出力化に寄与できる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】実施形態のモータの断面図。
【図２】（ａ）実施形態のロータを第１コア部材側から見た斜視図、（ｂ）同ロータを第２コア部材側から見た斜視図。
【図３】実施形態のロータの断面図。
【図４】ロータ、電機子コア及び筒状ハウジングの底部の寸法構成を説明するための模式図。
【図５】ロータコアと筒状ハウジングとのギャップ幅Ｇ２と、ロータコアと電機子コアとの径方向のギャップ幅Ｇ１との比Ｇ２／Ｇ１と鎖交磁束量との関係を示すグラフ。
【図６】別例におけるロータの断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明を具体化した一実施形態を図面に従って説明する。
図１に示すように、モータ１のモータケース２は、有底筒状に形成された金属製の筒状ハウジング３と、該筒状ハウジング３のフロント側（図１中、左側）の開口部を閉塞する樹脂製のフロントエンドプレート４とを有している。筒状ハウジング３のリア側（図１中、右側）の端部には、回路基板等の電源回路を収容した回路収容ボックス５が取り付けられている。筒状ハウジング３の内周面にはステータ６が固定されている。ステータ６は、径方向内側に延びる複数のティースを有する円環状の電機子コア７（ステータコア）と、電機子コア７のティースに巻装されたセグメントコンダクタ巻線８（ＳＣ巻線）とを有する。
【００１５】
モータ１のロータ１１は回転軸１２を有し、ステータ６の内側に配置されている。回転軸１２は非磁性体の金属シャフトであって、筒状ハウジング３のリア側の底部３ａの中央に形成された軸受収容部３ｂに収容された軸受１３と、フロントエンドプレート４に支持された軸受１４とにより回転可能に支持されている。尚、軸受収容部３ｂは、筒状ハウジング３の内側に開口する凹状をなしている。
【００１６】
ロータ１１は、図２（ａ）（ｂ）及び図３に示すように、第１コア部材２１及び第２コア部材２２からなるロータコアＲと、界磁磁石としての環状磁石２３（図３参照）と、第１及び第２背面補助磁石２４，２５と、第１及び第２極間磁石２６，２７とを備える。尚、各磁石２３，２４，２５，２６，２７は永久磁石よりなり、図２（ａ）（ｂ）及び図３中の実線で示す矢印は各磁石２３，２４，２５，２６，２７の磁化方向（Ｓ極からＮ極向き）を示している。
【００１７】
図２（ａ）に示すように、ロータコアＲの第１コア部材２１は、略円盤状の第１コアベース２１ａの外周部に、等間隔に複数（本実施形態では７つ）の第１爪状磁極２１ｂが形成されている。第１爪状磁極２１ｂは、径方向から見て矩形状に形成されている。第１爪状磁極２１ｂは、第１コアベース２１ａに対して径方向外側に突出された突出部２１ｃと、突出部２１ｃから軸方向に延出形成された爪部２１ｄとを有する。第１爪状磁極２１ｂの周方向端面２１ｅ，２１ｆは径方向に延びる（軸方向から見て径方向に対して傾斜していない）平坦面とされ、突出部２１ｃは軸直交方向断面が扇形状とされている。尚、突出部２１ｃの周方向断面は、矩形状に形成されている。突出部２１ｃの径方向外側の端部部分には、爪部２１ｄが周方向の幅を一定として軸方向に形成されている。各第１爪状磁極２１ｂの周方向の幅（角度）、即ち前記周方向端面２１ｅ，２１ｆ間の幅（角度）は、周方向に隣り合う第１爪状磁極２１ｂ同士の隙間の角度より小さく設定されている。
【００１８】
第２コア部材２２は、図２（ｂ）に示すように、第１コア部材２１と同形状であって、略円盤状の第２コアベース２２ａの外周部に、等間隔に複数（本実施形態では７つ）の第２爪状磁極２２ｂが形成されている。第２爪状磁極２２ｂの突出部２２ｃは、軸直交方向断面が扇形状とされ、径方向外側の端部部分には爪部２２ｄが軸方向に形成されている。そして、第２コア部材２２は、各第２爪状磁極２２ｂの爪部２２ｄがそれぞれ対応する各第１爪状磁極２１ｂの爪部２１ｄ間に配置されるようにして、第１コアベース２１ａと第２コアベース２２ａとの軸方向の間に環状磁石２３（図３参照）が配置（挟持）されるようにして第１コア部材２１に対して組み付けられる。
【００１９】
図３に示すように、環状磁石２３は、その外径が第１及び第２コアベース２１ａ，２２ａの外径と同じに設定され、第１爪状磁極２１ｂを第１の磁極（本実施形態ではＮ極）として機能させ、第２爪状磁極２２ｂを第２の磁極（本実施形態ではＳ極）として機能させるように、軸方向に磁化されている。即ち、本実施形態のロータ１１は、環状磁石２３を有する所謂ランデル型構造のロータである。尚、環状磁石２３としては、例えばネオジム磁石を用いることができる。また、環状磁石２３の軸方向厚みは、第１及び第２コアベース２１ａ，２２ａの各軸方向厚みよりも小さく設定されている。
【００２０】
各第１爪状磁極２１ｂの背面２１ｇ（径方向内側の面）と第２コアベース２２ａの外周面２２ｈとの間には、第１背面補助磁石２４が配置されている。第１背面補助磁石２４は、その軸直交方向断面が扇形状とされ、第１爪状磁極２１ｂの背面２１ｇに当接する側が第１爪状磁極２１ｂと同極のＮ極に、第２コアベース２２ａの外周面２２ｈに当接する側が同第２コアベース２２ａと同極のＳ極となるように径方向に磁化されている。
【００２１】
また、各第２爪状磁極２２ｂの背面２２ｇには、第１爪状磁極２１ｂと同様に、第２背面補助磁石２５が配置されている。前記第１背面補助磁石２４及び第２背面補助磁石２５としては、例えばフェライト磁石を用いることができる。第２背面補助磁石２５は、その軸直交方向断面が扇形状とされ、背面２２ｇに当接する側がＳ極に、第１コアベース２１ａの外周面２１ｈに当接する側がＮ極となるように径方向に磁化されている。
【００２２】
第１背面補助磁石２４と第２背面補助磁石２５とは、環状磁石２３が配置されるロータ１１の軸方向位置で互いに軸方向に重なるように、言い換えると、ロータコアＲの軸方向端面（第１及び第２端面Ｒａ，Ｒｂ）から環状磁石２３が配置される軸方向位置に達するまで配置されるように軸方向の長さが設定されている。
【００２３】
図２（ａ）（ｂ）に示すように、第１爪状磁極２１ｂと第２爪状磁極２２ｂとの周方向の間には、第１及び第２極間磁石２６，２７が配置されている。詳述すると、第１極間磁石２６は、第１爪状磁極２１ｂの一方の周方向端面２１ｅと前記第１背面補助磁石２４の周方向端面とで形成される平坦面と、第２爪状磁極２２ｂの他方の周方向端面２２ｆと前記第２背面補助磁石２５の周方向端面とで形成される平坦面との間に嵌合され固定されている。
【００２４】
また、第２極間磁石２７は、第１極間磁石２６と同形状であって、第１爪状磁極２１ｂの他方の周方向端面２１ｆと第１背面補助磁石２４の周方向端面とで形成される平坦面と、第２爪状磁極２２ｂの一方の周方向端面２２ｅと第２背面補助磁石２５の周方向端面とで形成される平坦面との間に嵌合固定されている。第１及び第２極間磁石２６，２７は、第１及び第２爪状磁極２１ｂ，２２ｂのそれぞれと同極性が対向するように（第１爪状磁極２１ｂ側がＮ極で、第２爪状磁極２２ｂ側がＳ極となるように）周方向に磁化されている。
【００２５】
ここで、本実施形態のモータ１における寸法構成について図４に従って説明する。
ロータコアＲの軸方向長さＨｒは、電機子コア７の軸方向長さＨｓよりも大きく設定されている。尚、ロータコアＲの軸方向長さＨｒは、第１コアベース２１ａにおける環状磁石２３とは反対側の軸方向端面（ロータコアＲの第１端面Ｒａ）から、第２コアベース２２ａにおける環状磁石２３とは反対側の軸方向端面（ロータコアＲの第２端面Ｒｂ）までの軸方向長さである。このように、ロータコアＲの軸方向長さＨｒが電機子コア７の軸方向長さＨｓよりも大きく設定されていることで、第１及び第２コア部材２１，２２（主に、第１及び第２コアベース２１ａ，２２ａ）の軸方向の厚みを厚くすることが可能となっている。尚、本実施形態では、ロータコアＲの軸方向の中心線と、電機子コア７の軸方向の中心線は一致（図４において中心線Ｌとして図示）するように構成されている。即ち、ロータコアＲは、電機子コア７に対して軸方向両側に同じ寸法（オーバーラップ幅Ｇ３）だけ幅広となっている。このオーバーラップ幅Ｇ３は、ロータコアＲの軸方向両端のそれぞれにおける電機子コア７に対する軸方向の突出量であって、本実施形態ではロータコアＲの軸方向長さＨｒと電機子コア７の軸方向長さＨｓの差の半分の寸法である。
【００２６】
また、ロータコアＲにおいて、第１爪状磁極２１ｂの先端部は、軸方向においてロータコアＲの第１端面Ｒａまで延出され、第２爪状磁極２２ｂの先端部は、軸方向においてロータコアＲの第２端面Ｒｂまで延出されている。つまり、各爪状磁極２１ｂ，２２ｂの軸方向長さ（各爪状磁極２１ｂ，２２ｂにおける電機子コア７の内周面と平行な外周面の軸方向長さ）は、ロータコアＲの軸方向長さＨｒと等しくなるように設定されている。そして、第１及び第２爪状磁極２１ｂ，２２ｂの内側に配置された第１及び第２背面補助磁石２４，２５は、軸方向外側端部がそれぞれ第１及び第２爪状磁極２１ｂ，２２ｂの先端部と軸方向に一致する位置まで延びている。つまり、第１背面補助磁石２４の軸方向外側端面とロータコアＲの第２端面Ｒｂとが面一であり、また、第２背面補助磁石２５の軸方向外側端面とロータコアＲの第１端面Ｒａとが面一となっている。このように、第１及び第２背面補助磁石２４，２５が第１及び第２爪状磁極２１ｂ，２２ｂよりも軸方向外側にはみ出さない状態でロータコアＲの軸方向端面（第１及び第２端面Ｒａ，Ｒｂ）まで延ばして構成されることで、各背面補助磁石２４，２５の軸方向長さを十分に確保することが可能となっている。もちろん、環状磁石２３を軸方向に厚くすることも可能となり、環状磁石２３を厚くすることで高出力化させることが可能となる。
【００２７】
次に、本実施形態の作用について説明する。
上記のように構成されたモータ１では、回路収容ボックス５内の電源回路を介してセグメントコンダクタ巻線８に駆動電流が供給されると、ステータ６でロータ１１を回転させるための磁界が発生され、ロータ１１が回転駆動される。
【００２８】
本実施形態のロータ１１では、ロータコアＲの軸方向長さＨｒが電機子コア７の軸方向長さＨｓよりも大きく設定されていることで、第１及び第２コア部材２１，２２（主に、第１及び第２コアベース２１ａ，２２ａ）の軸方向の厚みを厚くすることが可能となっている。そして、第１及び第２コア部材２１，２２の軸方向の厚みを厚くすることで、磁気通路に余裕が生まれて磁気飽和の発生を抑制することができ、その結果、環状磁石２３の軸方向長さを大きくせずともモータ１の高出力化に寄与できるようになっている。
【００２９】
また、ロータ１１の第１及び第２背面補助磁石２４，２５は、第１及び第２爪状磁極２１ｂ，２２ｂよりも軸方向外側にはみ出さない状態でロータコアＲの軸方向端面（第１及び第２端面Ｒａ，Ｒｂ）まで延在されている。このため、各背面補助磁石２４，２５の軸方向長さを十分に確保することが可能となっており、その結果、モータ１の高出力化により一層寄与できるようになっている。
【００３０】
また、本実施形態のロータ１１は、永久磁石をロータコア外周面に配置したタイプのロータではなく、ロータコアＲの内部に環状磁石２３を有するランデル型のタイプである。永久磁石をロータコア外周面に配置したロータでは、その軸方向長さを電機子コア７の軸方向長さよりも大きくした場合に、永久磁石がステータコアよりも軸方向にはみ出してしまうと、永久磁石の磁束を有効的に利用できない虞がある。本実施形態のように、ランデル型のロータ１１においてロータコアＲの軸方向長さＨｒを電機子コア７の軸方向長さＨｓよりも大きくした構成では、電機子コア７との対向部位が磁石ではなくコア（第１及び第２爪状磁極２１ｂ，２２ｂ）であるため、第１及び第２爪状磁極２１ｂ，２２ｂが電機子コア７よりも軸方向にはみ出した部位から空気中への強制的な磁束放出が生じにくく、その結果、モータトルクに寄与する有効磁束の低下が生じにくくなっている。従って、ランデル型のロータ１１においてロータコアＲの軸方向長さＨｒを電機子コア７の軸方向長さＨｓよりも大きくすることで、モータ出力をより効果的に向上させることが可能となっている。
【００３１】
次に、ロータコアＲと電機子コア７との径方向のギャップ幅Ｇ１（ロータコアＲの外周面と電機子コア７の内周面との径方向間隔）と、ロータコアＲと筒状ハウジング３との軸方向のギャップ幅Ｇ２とがモータ出力に与える影響について説明する。尚、ギャップ幅Ｇ２は、ロータコアＲの第１端面Ｒａと筒状ハウジング３の底部３ａとの軸方向の間隔である。尚、本実施形態では、筒状ハウジング３の底部３ａにおいてロータコアＲ側に最も延出されている軸受収容部３ｂとロータコアＲの第１端面Ｒａとの間隔をギャップ幅Ｇ２としている。
【００３２】
筒状ハウジング３は金属製であるため、ギャップ幅Ｇ２が小さいと筒状ハウジング３の影響で生じるロータコアＲの第１端面Ｒａからの漏れ磁束が懸念される。ここで、ギャップ幅Ｇ２とギャップ幅Ｇ１との比Ｇ２／Ｇ１と鎖交磁束量（モータトルクに寄与する有効磁束量）との関係を図５に示す。同図では、ギャップ幅Ｇ１に対してギャップ幅Ｇ２を十分に大きくしたとき（Ｇ２／Ｇ１が８のとき）の鎖交磁束量を基準（即ち、１００％）としている。同図に示すように、Ｇ２／Ｇ１が８から小さくなるにつれて、鎖交磁束量は減少する。詳しくは、Ｇ２／Ｇ１がおよそ５．８で鎖交磁束量が９９％となり、Ｇ２／Ｇ１がおよそ４．０で鎖交磁束量が９８％となり、Ｇ２／Ｇ１がおよそ１．９で鎖交磁束量が９５％となる。
【００３３】
次に、本実施形態の特徴的な効果を記載する。
（１）ロータ１１は、第１及び第２爪状磁極２１ｂ，２２ｂをそれぞれ有する第１及び第２コア部材２１，２２からなるロータコアＲと、第１及び第２コア部材２１，２２の軸方向の間に配置され、軸方向に磁化されることで、第１爪状磁極２１ｂを第１の磁極として機能させ、第２爪状磁極２２ｂを第２の磁極として機能させる環状磁石２３とを備える。そして、ロータコアＲの軸方向長さＨｒは、ステータ６の電機子コア７の軸方向長さＨｓよりも大きく設定される。これにより、第１及び第２コア部材２１，２２の軸方向の厚みを厚くすることが可能となる。そして、第１及び第２コア部材２１，２２の軸方向の厚みを厚くすることで、磁気通路に余裕が生まれて磁気飽和の発生を抑制することができ、その結果、モータ１の高出力化に寄与できる。
【００３４】
（２）第１及び第２爪状磁極２１ｂ，２２ｂの背面２１ｇ，２２ｇには、第１及び第２背面補助磁石２４，２５がそれぞれ配置される。そして、第１爪状磁極２１ｂは、軸方向において第２コアベース２２ａにおける環状磁石２３とは反対側の端面（第２端面Ｒｂ）まで延出され、第２爪状磁極２２ｂは、軸方向において第１コアベース２１ａにおける環状磁石２３とは反対側の端面（第１端面Ｒａ）まで延出される。これにより、第１及び第２背面補助磁石２４，２５を、第１及び第２爪状磁極２１ｂ，２２ｂよりも軸方向にはみ出さない状態でロータコアＲの軸方向端面（第１及び第２端面Ｒａ，Ｒｂ）まで延ばして構成することが可能となる。このため、第１及び第２背面補助磁石２４，２５の軸方向長さを十分に確保することが可能となり、その結果、モータ１の高出力化により一層寄与できる。
【００３５】
尚、本発明の実施形態は、以下のように変更してもよい。
・上記実施形態のロータ１１から、第１及び第２背面補助磁石２４，２５を省略した構成、又は第１及び第２極間磁石２６，２７を省略した構成、又はその両方を省略した構成に変更してもよい。
【００３６】
・上記実施形態のロータ１１では、ロータコアＲと各磁石２３，２４，２５，２６，２７の組が１つで構成されたが、これに特に限定されるものではなく、その組が軸方向に複数積層された所謂タンデム構造のロータとしてもよい。例えば、図６に示すロータ３１では、ロータコアＲの各磁石２３，２４，２５，２６，２７の組が２つで構成されている。つまり、ロータコアＲの第１及び第２コア部材２１，２２はそれぞれ２つ設けられており、その２つの第２コア部材２２が軸方向に互いに当接するとともに、第１コア部材２１が軸方向の外側に配置されるように積層されている。また、第１及び第２爪状磁極２１ｂ，２２ｂは、軸方向に並んだもの同士で同極となるように構成されている。尚、この図６に示す構成においても、ロータコアＲ全体の軸方向長さＨｒ（図中上側の第１コア部材２１の軸方向外側端面から下側の第１コア部材２１の軸方向外側端面までの長さ）は、ステータ６の電機子コア７の軸方向長さＨｓよりも大きく設定されており、上記実施形態と同様の効果を得ることができる。
【００３７】
このようなタンデム構造のロータ３１では、第１コア部材２１の第１コアベース２１ａ及び第２コア部材２２の第２コアベース２２ａは軸方向に並んでいる。そして、図６に示す構成では、軸方向に並ぶ第１及び第２コアベース２１ａ，２２ａのうち、軸方向の両端に配置された第１コアベース２１ａの軸方向厚みＴ１は、軸方向の内側に配置された第２コアベース２２ａの軸方向厚みＴ２よりも厚くなるように設定されている。第１コアベース２１ａは、軸方向の外側端面が外部と面しているため、その外側端面から磁束の漏れが生じやすいが、図６に示すような構成では、第１コアベース２１ａの軸方向厚みを厚くすることで、その第１コアベース２１ａでの磁気飽和が抑えられ、その結果、第１コアベース２１ａの外側端面からの漏れ磁束の発生を抑えることが可能となる。
【００３８】
尚、図６に示す構成では、第１コアベース２１ａの軸方向厚みＴ１を第２コアベース２２ａの軸方向厚みＴ２よりも厚くなるように設定したが、反対に、第１コアベース２１ａの軸方向厚みＴ１を第２コアベース２２ａの軸方向厚みＴ２よりも薄くなるように設定してもよい。また、同構成では、ロータコアＲと各磁石２３，２４，２５，２６，２７の組を２つで構成したが、組の数はこれに限定されず、３つ以上で構成してもよい。また、同構成においても、第１及び第２背面補助磁石２４，２５を省略した構成、又は第１及び第２極間磁石２６，２７を省略した構成、又はその両方を省略した構成に変更してもよい。
【００３９】
・上記実施形態では、第１及び第２爪状磁極２１ｂ，２２ｂの形状及び個数は、構成に応じて適宜変更してもよい。
・上記実施形態では、ステータ６のティースへの巻回方法について特に言及していないが、集中巻や分布巻を用いてもよい。
【００４０】
・上記実施形態では特に言及していないが、第１及び第２コア部材２１，２２及び電機子コア７は、例えば磁性金属板材の積層や、磁性粉体の成形にて構成してもよい。
【符号の説明】
【００４１】
１…モータ、６…ステータ、７…電機子コア（ステータコア）、８…セグメントコンダクタ巻線（巻線）、１１…ロータ、２１…第１コア部材、２１ａ…第１コアベース、２１ｂ…第１爪状磁極、２１ｇ，２２ｇ…背面、２２…第２コア部材、２２ａ…第２コアベース、２２ｂ…第２爪状磁極、２３…環状磁石（界磁磁石）、２４…第１背面補助磁石（補助磁石）、２５…第２背面補助磁石（補助磁石）、Ｒ…ロータコア、Ｈｒ…ロータコアの軸方向長さ、Ｈｓ…電機子コアの軸方向長さ。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
略円盤状の第１コアベースの外周部に、等間隔に複数の第１爪状磁極が径方向外側に突出されるとともに軸方向に延出形成された第１コア部材と、略円盤状の第２コアベースの外周部に、等間隔に複数の第２爪状磁極が径方向外側に突出されるとともに軸方向に延出形成され、前記各第２爪状磁極がそれぞれ対応する前記第１コア部材の各第１爪状磁極間に配置された第２コア部材とからなるロータコアと、
前記第１コアベースと第２コアベースとの軸方向の間に配置され、前記軸方向に磁化されることで、前記第１爪状磁極を第１の磁極として機能させ、前記第２爪状磁極を第２の磁極として機能させる界磁磁石と
を備えたロータと、
巻線が巻装された環状のステータコアが前記ロータの外周側に配置されたステータと
から構成されたモータであって、
前記ロータコアの軸方向長さは、前記ステータコアの軸方向長さよりも大きく設定されていることを特徴とするモータ。
【請求項２】
請求項１に記載のモータにおいて、
前記第１及び第２爪状磁極の背面には、補助磁石がそれぞれ配置され、
前記第１爪状磁極は、軸方向において前記第２コアベースにおける前記界磁磁石とは反対側の端面まで延出され、
前記第２爪状磁極は、軸方向において前記第１コアベースにおける前記界磁磁石とは反対側の端面まで延出されていることを特徴とするモータ。
【請求項３】
請求項１又は２に記載のモータにおいて、
前記ロータは、前記ロータコアと前記界磁磁石の組が軸方向に複数積層された構成を有し、
軸方向に並ぶ複数の前記第１及び第２コアベースのうち、軸方向の両端に配置されたコアベースの軸方向厚みは、軸方向の内側に配置されたコアベースの軸方向厚みよりも厚くなるように設定されていることを特徴とするモータ。
【請求項１】
略円盤状の第１コアベースの外周部に、等間隔に複数の第１爪状磁極が径方向外側に突出されるとともに軸方向に延出形成された第１コア部材と、略円盤状の第２コアベースの外周部に、等間隔に複数の第２爪状磁極が径方向外側に突出されるとともに軸方向に延出形成され、前記各第２爪状磁極がそれぞれ対応する前記第１コア部材の各第１爪状磁極間に配置された第２コア部材とからなるロータコアと、
前記第１コアベースと第２コアベースとの軸方向の間に配置され、前記軸方向に磁化されることで、前記第１爪状磁極を第１の磁極として機能させ、前記第２爪状磁極を第２の磁極として機能させる界磁磁石と
を備えたロータと、
巻線が巻装された環状のステータコアが前記ロータの外周側に配置されたステータと
から構成されたモータであって、
前記ロータコアの軸方向長さは、前記ステータコアの軸方向長さよりも大きく設定されていることを特徴とするモータ。
【請求項２】
請求項１に記載のモータにおいて、
前記第１及び第２爪状磁極の背面には、補助磁石がそれぞれ配置され、
前記第１爪状磁極は、軸方向において前記第２コアベースにおける前記界磁磁石とは反対側の端面まで延出され、
前記第２爪状磁極は、軸方向において前記第１コアベースにおける前記界磁磁石とは反対側の端面まで延出されていることを特徴とするモータ。
【請求項３】
請求項１又は２に記載のモータにおいて、
前記ロータは、前記ロータコアと前記界磁磁石の組が軸方向に複数積層された構成を有し、
軸方向に並ぶ複数の前記第１及び第２コアベースのうち、軸方向の両端に配置されたコアベースの軸方向厚みは、軸方向の内側に配置されたコアベースの軸方向厚みよりも厚くなるように設定されていることを特徴とするモータ。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２０１３−９９０９７（Ｐ２０１３−９９０９７Ａ）
【公開日】平成２５年５月２０日（２０１３．５．２０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２３９５０８（Ｐ２０１１−２３９５０８）
【出願日】平成２３年１０月３１日（２０１１．１０．３１）
【出願人】（０００１０１３５２）アスモ株式会社 (1,622)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年５月２０日（２０１３．５．２０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１０月３１日（２０１１．１０．３１）
【出願人】（０００１０１３５２）アスモ株式会社 (1,622)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]