JP2004320863A - 埋込磁石型モータ - Google Patents
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Abstract
【課題】トルクリップルを低減するとともにトルクの低下を抑制することができる埋込磁石型モータを提供する。
【解決手段】埋込磁石型モータは、等角度間隔の複数のティース７に巻線が巻回されたステータ２と、収容孔１３〜２０が周方向に複数形成され隣り合う収容孔の間に径方向に延びる磁路形成部２１〜２８が形成されたロータコア１１を有し各収容孔に軸方向に直線的に磁石１２が配設されたロータ３とを備える。磁路形成部２１〜２８は、隣り合う磁路形成部におけるそれぞれの周方向中心と、ティース７の周方向中心とが同時にそれぞれ径方向に直列状態とならないように設定される。ロータコア１１は、隣り合う磁路形成部の間隔が第１の所定間隔に設定され第１の特性を有する第１のコア部３１，３３と、隣り合う磁路形成部の間隔が第２の所定間隔に設定され第１の特性の略逆位相の第２の特性を有する第２のコア部３２，３４とが周方向に交互に配置されてなる。
【選択図】 図２
【解決手段】埋込磁石型モータは、等角度間隔の複数のティース７に巻線が巻回されたステータ２と、収容孔１３〜２０が周方向に複数形成され隣り合う収容孔の間に径方向に延びる磁路形成部２１〜２８が形成されたロータコア１１を有し各収容孔に軸方向に直線的に磁石１２が配設されたロータ３とを備える。磁路形成部２１〜２８は、隣り合う磁路形成部におけるそれぞれの周方向中心と、ティース７の周方向中心とが同時にそれぞれ径方向に直列状態とならないように設定される。ロータコア１１は、隣り合う磁路形成部の間隔が第１の所定間隔に設定され第１の特性を有する第１のコア部３１，３３と、隣り合う磁路形成部の間隔が第２の所定間隔に設定され第１の特性の略逆位相の第２の特性を有する第２のコア部３２，３４とが周方向に交互に配置されてなる。
【選択図】 図２
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、埋込磁石型モータに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
高効率モータとしては、埋込磁石型モータがある。埋込磁石型モータは、ロータコア内にマグネット（磁石）が埋設されたロータを有するモータであり、ステータが作り出す回転磁界とロータとの間のマグネットトルクに加え、ロータに形成される回転磁界の磁路に基づくリラクタンストルクを有効に利用することにより高いモータ効率を得ることができる。
【０００３】
ところで、一般的にステータに形成されたティースの本数は、ロータに埋設されたマグネット及び該マグネットの間に形成される磁路形成部の数の整数倍に設定されている。又、一般的にマグネット及び磁路形成部は等角度間隔で形成されている。よって、ロータ回転時の所定角度では、各磁路形成部におけるそれぞれの周方向中心が、ティースの周方向中心と同時にそれぞれ径方向に直列状態となる。その結果、マグネットの周方向両側に形成された両磁路形成部に同時に直線的なコイル磁束の流れが形成される（生じる）ことによりブレーキトルクが発生し、該ブレーキトルクによりモータから出力されるトルクにリップルが発生する。このリップルを低減するため、例えば特許文献１には、任意の高さに積層された複数の回転子鉄心（ロータコア）を相対的に回転させて積層したスキュー構造をとる回転子（ロータ）が開示されている。このロータはスキュー構造をとることによって、同時に複数のティースと対向する磁路形成部の面積を小さくし、ティースと磁路形成部の間の直線的なコイル磁束の流れを抑制し、トルクリップルを低減している。
【０００４】
【特許文献１】
特開平５−２３６６８７号公報（図１、図２）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上記のようなモータでは、マグネットが埋設された同じ形状のロータコアを周方向に回転させて積層しているため、ステータの巻線に対するマグネットの有効磁束が減少し、マグネットトルクとリラクタンストルクとの和によって求められる回転子のトルクが低下するという問題があった。
【０００６】
本発明は、上記問題点を解決するためになされたものであって、その目的は、トルクリップルを低減するとともにトルクの低下を抑制することができる埋込磁石型モータを提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の発明では、略円筒状に形成され周方向等角度間隔で軸中心に向かって延びるように形成された複数のティースに巻線が巻回されたステータと、周方向に沿って延びるとともに軸方向に貫通する収容孔が周方向に複数形成され、周方向に隣り合う前記収容孔の間に径方向に延びる磁路形成部が形成されたロータコアを有し、各前記収容孔に軸方向に直線的にそれぞれ磁石が配設され、前記ステータの内側に回転可能に収容されるロータとを備え、前記磁路形成部は、隣り合う前記磁路形成部におけるそれぞれの周方向中心と、前記ティースの周方向中心とが同時にそれぞれ径方向に直列状態とならないように設定され、前記ロータコアは、それぞれ角度−トルク特性を有する複数のコア部が周方向に連続して配置されてなり、隣り合う前記磁路形成部の間隔が異なることで、複数の前記コア部が２以上の異なる角度−トルク特性を有し、それら各特性の波形が相殺されるようにそれぞれ設定された埋込磁石型モータを要旨とする。
【０００８】
請求項２に記載の発明では、請求項１に記載の埋込磁石型モータにおいて、複数の前記コア部は、隣り合う前記磁路形成部の間隔が第１の所定間隔に設定され第１の特性を有する第１のコア部と、隣り合う前記磁路形成部の間隔が第２の所定間隔に設定され前記第１の特性の略逆位相の第２の特性を有する第２のコア部とからなる。
【０００９】
請求項３に記載の発明では、請求項２に記載の埋込磁石型モータにおいて、前記第１のコア部と前記第２のコア部とは、それぞれ２つずつで前記ロータコアを構成するとともに周方向に交互に配置された。
【００１０】
請求項４に記載の発明では、請求項１乃至３のいずれか１項に記載の埋込磁石型モータにおいて、各前記収容孔に配設される各前記磁石は、同一形状とされた。
【００１１】
（作用）
請求項１に記載の発明によれば、隣り合う前記磁路形成部におけるそれぞれの周方向中心と、前記ティースの周方向中心とが同時にそれぞれ径方向に直列状態とならないため、隣り合う前記磁路形成部に同時に直線的なコイル磁束の流れが形成される（生じる）ことが防止される。よって、トルクリップルが低減される。しかも、ロータコアは、それぞれ角度−トルク特性を有する複数のコア部が周方向に連続して配置されてなり、複数のコア部が２以上の異なる角度−トルク特性を有し、それら各特性の波形（山と谷）が相殺されるようにそれぞれ設定されるため、トルクリップルが更に低減される。しかも、従来技術のように磁石が周方向にずれて配置されず、磁石が各収容孔に軸方向に直線的に配設されるため、磁石の有効磁束の減少を抑えて磁石に基づくトルクの低減を抑制することができる。
【００１２】
請求項２に記載の発明によれば、複数のコア部は、隣り合う磁路形成部からの間隔が第１所定間隔に設定され第１の特性を有する第１のコア部と、隣り合う磁路形成部からの間隔が第２所定間隔に設定され第１の特性の略逆位相の第２の特性を有する第２のコア部とからなるため、ロータコアを容易に得ることができる。詳しくは、３種類以上のコア部を有するロータコアとした場合、３種類以上の特性で波形が相殺されるように設定する必要があり、その設計が複雑となるが、２種類のコア部（第１及び第２のコア部）からなり互いに略逆位相の特性を有するように設定するだけで波形が相殺されるため、その設計が容易となる。
【００１３】
請求項３に記載の発明によれば、第１のコア部と第２のコア部とは、それぞれ２つずつで前記ロータコアを構成するとともに周方向に交互に配置されるため、トルクがバランス良く発生される。
【００１４】
請求項４に記載の発明によれば、各前記収容孔に配設される各前記磁石は、同一形状とされるため、磁石に基づくトルクがバランス良く発生される。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を具体化した一実施の形態を図１〜図３に従って説明する。図１に示すように、埋込磁石型モータは、ハウジング１とステータ２とロータ３とを備える。
【００１６】
ハウジング１は、略有底筒状のケース４と、ケース４の開口部（図１中、下端部）を閉塞するための蓋部５とを備える。そして、ステータ２はケース４の内周面に固定され、ロータ３はその回転軸６がケース４及び蓋部５に設けられた軸受４ａ，５ａに支持されることでステータ２の内側に回転可能に収容される。
【００１７】
ステータ２は、略円筒状に形成され、周方向等角度間隔で軸中心に向かって延びるように形成された複数のティース７（図２参照）を有したステータコア８と、ティース７にインシュレータ９（図１参照）を介して巻回された巻線１０とを備える。尚、本実施の形態では、ティース７は、４８個形成されている。又、図２においては、インシュレータ９及び巻線１０の図示を省略している。又、本実施の形態では、巻線１０は４５度の位置関係にあるティース７に分布巻にて巻回され、該巻線１０には位相差１２０度の３相交流電流が供給されることになる。
【００１８】
ロータ３は、前記回転軸６と、ロータコア１１と、複数の磁石１２とを備える。ロータコア１１は、複数の円盤状のコアシートが積層されてピン１１ａ（図２参照）が嵌着されることで略円柱形状に形成されている。尚、図１においては、複数のコアシートの境界線の図示を省略している。ロータコア１１の軸中心には、回転軸６が嵌着される中心孔１１ｂが形成されている。又、ロータコア１１には、周方向（外周）に沿って（詳しくは、軸方向から見て径方向の直交方向に）延びるとともに軸方向に貫通する収容孔１３〜２０が周方向に複数（本実施の形態では８つ）形成されている。各収容孔１３〜２０の周方向両端には、ロータコア１１の外周面近傍の所定位置まで径方向外側に延びる延設部Ｅが形成されている。尚、前記所定位置とはロータコア１１の最低限の剛性を保つことが可能な位置であって、延設部Ｅは漏れ磁束（磁石のＮ極から直ぐに自身のＳ極に向かう磁束）を小さくするためのものである。又、ロータコア１１には、前記収容孔１３〜２０が形成されることで、周方向に隣り合う収容孔１３〜２０（延設部Ｅ）の間で径方向に延びる磁路形成部２１〜２８が形成されている。そして、各収容孔１３〜２０には、それぞれ磁石１２が軸方向に直線的に（軸方向から見て（図２参照）磁石１２の中心が周方向にずれないように）収容されて配設されている。この各磁石１２は、４角柱形状で同一形状に形成され、各収容孔１３〜２０に径方向外側の磁極が周方向に交互にＮ極とＳ極となるように（４対）配設されている。
【００１９】
磁路形成部２１〜２８は、ティース７の本数を磁石１２（収容孔１３〜２０）の数で除した数（４８／８＝６）と対応した角度（θＺ＝４５度）と、隣り合う磁路形成部２１〜２８がなす角度θ１〜θ４とが異なるように設定されている。尚、除した数（＝６）と対応した角度（θＺ）とは、１周、即ち３６０度を除した数（＝６）で除した角度（３６０度／６＝４５度）である。又、隣り合う磁路形成部２１〜２８がなす角度θ１〜θ４とは、径方向に延びる磁路形成部２１〜２８の軸方向から見た中心線Ｌ１〜Ｌ８において、隣り合うそれらがそれぞれなす角度である。
【００２０】
言い換えると、磁路形成部２１〜２８は、隣り合う磁路形成部２１〜２８におけるそれぞれの周方向中心（隣り合う中心線Ｌ１〜Ｌ８）と、ティース７の周方向中心とが同時にそれぞれ径方向に直列状態とならないように（一直線上に並ばないように）設定されている。よって、隣り合う磁路形成部２１〜２８に、同時に直線的なコイル磁束の流れが形成される（生じる）ことは防止される。
【００２１】
ロータコア１１は、複数のコア部３１〜３４が周方向に連続して配置されてなる。本実施の形態では、ロータコア１１は、４つのコア部３１〜３４からなる。詳しくは、磁路形成部２１〜２８は、１つおきに（即ち磁路形成部２１，２３，２５，２７が）９０度間隔で形成され、その９０度間隔で形成される磁路形成部２１，２３，２５，２７における前記中心線Ｌ１，Ｌ３，Ｌ５，Ｌ７を境界線として４つのコア部３１〜３４が形成されている。
【００２２】
各コア部３１〜３４は、それぞれロータ３の回転時にトルクを発生する。コア部３１〜３４は、同じ形状の第１のコア部３１，３３と、同じ形状の第２のコア部３２，３４とに分類され、それらが周方向に交互に配置されている。尚、本実施の形態では、図２において、左上と右下のコア部３１，３３がそれぞれ第１のコア部であって、左下と右上のコア部３２，３４がそれぞれ第２のコア部である。
【００２３】
各コア部３１〜３４は、それぞれが角度−トルク特性（図３に示す第１及び第２の特性Ｃ１，Ｃ２）を有し、それら各特性Ｃ１，Ｃ２の波形（山と谷）が相殺されるようにそれぞれ設定されている。
【００２４】
本実施の形態では、第１のコア部３１，３３は、隣り合う磁路形成部２１〜２３、２５〜２７の間隔が第１の所定間隔に設定され第１の特性Ｃ１（図３参照）を有するように設定されている。詳しくは、第１のコア部３１，３３は、その周方向中間部（磁路形成部２１，２３間、磁路形成部２５，２７間）に配置される磁路形成部２２，２６が、一方側（時計回り方向側）の磁路形成部２１，２５からティース７の６．２５本分の角度（θ１）間隔（第１の所定間隔）となるように設定されている。尚、第１のコア部３１，３３は、その周方向中間部に配置される磁路形成部２２，２６が、他方側（反時計回り方向側）の磁路形成部２３，２７からティース７の５．７５本分の角度（θ２）間隔（第１の所定間隔）となるように設定されることになる。又、ティース７の１本分の角度は、３６０度をティース７の本数、即ち４８本で除した角度（７．５度）である。又、図２では、隣り合う磁路形成部がティース７の６本分の角度（θＺ）間隔であるときの直線ＬＺをも図示している。そして、このように設定されることで、第１のコア部３１，３３は、図３に示すように、角度に応じて山と谷を繰り返す波形の第１の特性Ｃ１を有するように設定されている。尚、図３では、第１のコア部３１，３３を全周に渡って同様に形成した場合、即ち第２のコア部３２，３４をも第１のコア部３１，３３と同様とした場合の第１の特性Ｃ１を示している。この第１の特性Ｃ１は、磁路形成部を等角度間隔に形成した場合（即ち隣り合う磁路形成部が全てティース７の６本分の角度（θＺ）間隔とされた場合）の特性ＣＺに比べて、略同位相（山と谷の角度が同じ）でトルクリップル（振幅）が小さい特性となる。尚、前記トルクリップルが小さくなることは、前述したように、隣り合う磁路形成部に同時に直線的なコイル磁束の流れが形成される（生じる）ことが防止されるためである。
【００２５】
又、本実施の形態では、第２のコア部３２，３４は、隣り合う磁路形成部２３〜２５、２７，２８，２１の間隔が第２の所定間隔に設定され第２の特性Ｃ２（図３参照）を有するように設定されている。詳しくは、第２のコア部３２，３４は、その周方向中間部（磁路形成部２３，２５間、磁路形成部２７，２１間）に配置される磁路形成部２４，２８が、一方側（時計回り方向側）の磁路形成部２３，２７からティース７の６．７５本分の角度（θ３）間隔（第２の所定間隔）となるように設定されている。尚、第２のコア部３２，３４は、その周方向中間部に配置される磁路形成部２４，２８が、他方側（反時計回り方向側）の磁路形成部２５，２１からティース７の５．２５本分の角度（θ４）間隔（第２の所定間隔）となるように設定されることになる。そして、このように設定されることで、第２のコア部３２，３４は、図３に示すように、角度に応じて山と谷を繰り返す波形の第２の特性Ｃ２を有するように設定されている。尚、図３では、第２のコア部３２，３４を全周に渡って同様に形成した場合、即ち第１のコア部３１，３３をも第２のコア部３２，３４と同様とした場合の第２の特性Ｃ２を示している。この第２の特性Ｃ２は、前記第１の特性Ｃ１の略逆位相（山と谷の角度が逆）の特性となる。
【００２６】
よって、埋込磁石型モータ（ロータ３）は、図３に示すように、第１の特性Ｃ１と第２の特性Ｃ２とを合成した特性Ｃ３を有することになる。この合成した特性Ｃ３は、第１及び第２の特性Ｃ１，Ｃ２が略逆位相であり第１及び第２の特性Ｃ１，Ｃ２の波形（山と谷）が相殺されることから、トルクリップル（振幅）が極小さくなる。
【００２７】
次に、上記実施の形態の特徴的な作用効果を以下に記載する。
（１）隣り合う磁路形成部２１〜２８におけるそれぞれの周方向中心（隣り合う中心線Ｌ１〜Ｌ８）と、ティース７の周方向中心とが同時にそれぞれ径方向に直列状態とならないため、隣り合う磁路形成部２１〜２８に同時に直線的なコイル磁束の流れが形成される（生じる）ことが防止される。よって、図３に示すように、コア部３１〜３４の特性Ｃ１，Ｃ２では、隣り合う磁路形成部が全てティース７の６本分の角度（θＺ）間隔で等間隔とされた場合の特性ＣＺに比べて、トルクリップルが低減される。
【００２８】
尚、上記実施の形態のコア部３１〜３４では、磁路形成部２２，２４，２６，２８が、一方側（時計回り方向側）の磁路形成部２１，２３，２５，２７からティース７の６．２５本分又は６．７５本分の角度（θ１，θ２）間隔とされたが、６本分以外の他の角度間隔でもトルクリップルが低減される（図４参照）。図４には、磁路形成部２２，２４，２６，２８が一方側（時計回り方向側）の磁路形成部２１，２３，２５，２７からの間隔がティース７の６．５本分の角度間隔であるときのコア部の特性Ｃ１１を示す。又、図４には、同様にティース７の６．５６（６と９／１６）本分の角度間隔であるときのコア部の特性Ｃ１２、ティース７の６．６３（６と５／８）本分の角度間隔であるときのコア部の特性Ｃ１３を示す。図４に示すように、前記コア部の特性Ｃ１１〜Ｃ１３では、隣り合う磁路形成部が全てティース７の６本分の角度（θＺ）間隔で等間隔とされた場合の特性ＣＺに比べて、トルクリップルが低減されていることがわかる。
【００２９】
しかも、各コア部３１〜３４は、それぞれが前記第１及び第２の特性Ｃ１，Ｃ２を有し、ロータコア１１全体で（即ち各コア部の特性を合成すると）各特性Ｃ１，Ｃ２の波形（山と谷）が相殺されるようにそれぞれ設定されるため、ロータコア１１の特性Ｃ３は、トルクリップルが更に低減される（極小さくなる）。
【００３０】
しかも、従来技術（スキュー構造）のように磁石が周方向にずれて配置されず、磁石１２が各収容孔１３〜２０に軸方向に直線的に配設されるため、磁石１２の有効磁束の減少を抑えて磁石１２に基づくトルクの低減を抑制することができる。これらのことから、この埋込磁石型モータでは、トルクリップルを低減することができるとともにトルクの低下を抑制することができる。
【００３１】
（２）複数のコア部３１〜３４を、第１の特性Ｃ１を有する第１のコア部３１，３３と、第１の特性Ｃ１の略逆位相である第２の特性Ｃ２を有する第２のコア部３２，３４としたため、ロータコア１１を容易に得ることができる。詳しくは、３種類以上のコア部を有するロータコアとした場合、３種類以上の特性で波形が相殺されるように設定する必要があり、その設計が複雑となるが、２種類のコア部（第１及び第２のコア部）からなり互いに略逆位相の特性を有するように設定するだけで波形が相殺されるため、その設計が容易となる。
【００３２】
（３）第１のコア部３１，３３と第２のコア部３２，３４とは、それぞれ２つずつでロータコア１１を構成するとともに周方向に交互に配置されるため、トルクがバランス良く発生される。詳しくは、ロータコア１１の半分ずつでそれぞれ特性Ｃ１，Ｃ２の波形が相殺され、例えばロータ３の回転軸６に径方向に偏ったトルクがかかることが防止される。この結果、回転軸６のがたつきや軸受４ａ，５ａの摩耗等が低減される。
【００３３】
（４）各収容孔１３〜２０に配設される各磁石１２は、同一形状とされるため、磁石１２に基づくトルクがバランス良く発生される。
上記実施の形態は、以下のように変更して実施してもよい。
【００３４】
・上記実施の形態では、ロータコア１１を第１の特性Ｃ１を有する第１のコア部３１，３３と、第１の特性Ｃ１の略逆位相である第２の特性Ｃ２を有する第２のコア部３２，３４とから構成したが、適宜変更してもよい。尚、この場合、磁路形成部は、隣り合う磁路形成部におけるそれぞれの周方向中心と、ティースの周方向中心とが同時にそれぞれ径方向に直列状態とならないように（一直線上に並ばないように）設定する。又、コア部は、それぞれ（角度−トルク）特性を有し、ロータコア全体で（即ち各コア部の特性を合成すると）各特性の波形（山と谷）が相殺されるようにそれぞれ設定する。又、前記収容孔１３〜２０（磁石１２）や前記ティース７の数が異なる埋込磁石型モータにおいては、以下のような構成を採用して実施することもできる。
【００３５】
即ち、上記要件を満たせば、例えば、図５（ａ）に示すように、ロータコア４１を構成してもよい。ロータコア４１は、隣り合う磁路形成部の間隔が異なることで異なる（略逆位相の）特性を有する第１のコア部４１ａと第２のコア部４１ｂとからなる。尚、図５（ａ）〜図５（ｅ）は、ロータコア４１〜４５を軸方向から見た模式図であって、図５（ａ）〜図５（ｅ）では隣り合う磁路形成部の間隔が異なり特性が異なるコア部のパターンを、それぞれα、β、γで示すとともにその境界線を一点鎖線で示している。
【００３６】
又、例えば、図５（ｂ）に示すように、ロータコア４２を構成してもよい。ロータコア４２は、隣り合う磁路形成部の間隔が異なることで異なる（略逆位相の）特性を有する３つの第１のコア部４２ａ〜４２ｃと３つの第２のコア部４２ｄ〜４２ｆとから構成され、第１のコア部４２ａ〜４２ｃと第２のコア部４２ｄ〜４２ｆとが周方向に交互に配置される。このようにすると、トルクが更にバランス良く発生される。
【００３７】
又、例えば、図５（ｃ）に示すように、ロータコア４３を構成してもよい。ロータコア４３は、隣り合う磁路形成部の間隔が異なり特性が異なる第１のコア部４３ａ，４３ｂと第２のコア部４３ｃ，４３ｄと第３のコア部４３ｅ，４３ｆとから構成され、第１のコア部４３ａ，４３ｂと第２のコア部４３ｃ，４３ｄと第３のコア部４３ｅ，４３ｆとが周方向に順番に配置される。これら第１のコア部４３ａ，４３ｂと第２のコア部４３ｃ，４３ｄと第３のコア部４３ｅ，４３ｆとは、ロータコア４３全体で（即ち各コア部の特性を合成すると）３種類の各特性の波形（山と谷）が相殺されるように（磁路形成部の間隔が）それぞれ設定されている。
【００３８】
又、例えば、図５（ｄ）に示すように、ロータコア４４を構成してもよい。ロータコア４４は、隣り合う磁路形成部の間隔が異なることで異なる（略逆位相の）特性を有する４つの第１のコア部４４ａ〜４４ｄと４つの第２のコア部４４ｅ〜４４ｈとから構成され、第１のコア部４４ａ〜４４ｄと第２のコア部４４ｅ〜４４ｈとが周方向に交互に配置される。このようにすると、トルクが更にバランス良く発生される。
【００３９】
又、例えば、図５（ｅ）に示すように、ロータコア４５を構成してもよい。ロータコア４５は、隣り合う磁路形成部の間隔が異なることで異なる（略逆位相の）特性を有する４つの第１のコア部４５ａ〜４５ｄと４つの第２のコア部４５ｅ〜４５ｈとから構成され、第１のコア部４５ａ〜４５ｄと第２のコア部４５ｅ〜４５ｈとが周方向に２つずつ連続するように配置される。
【００４０】
・上記実施の形態では、各収容孔１３〜２０に配設される各磁石１２は、同一形状とされるとしたが、各収容孔１３〜２０に配設される各磁石を、各収容孔１３〜２０に応じた形状としてもよい。このようにすると、各磁石を同一形状とした場合に比べ、収容孔１３〜２０と磁石との周方向の隙間を小さくして、磁石に基づくトルクを大きく発生させることができる。
【００４１】
・上記実施の形態では、収容孔１３〜２０は、周方向（外周）に沿って、詳しくは、軸方向から見て径方向の直交方向に延びるとしたが、周方向（外周）に沿って弧状に延びるように形成する等、他の形状に変更してもよい。尚、この場合、磁石１２の形状を収容孔に応じて変更する必要がある。
【００４２】
・上記実施の形態では、ロータコア１１は、複数の円盤状のコアシートが積層されて形成されるとしたが、磁性粉体を焼結して形成してもよい。
上記各実施の形態から把握できる技術的思想について、以下にその効果とともに記載する。
【００４３】
（イ）請求項１乃至３のいずれか１項に記載の埋込磁石型モータにおいて、各前記収容孔に配設される各前記磁石は、各前記収容孔に応じた形状とされたことを特徴とする埋込磁石型モータ。このようにすると、各磁石を同一形状とした場合に比べ、収容孔と磁石との隙間を小さくして、磁石に基づくトルクを大きく発生させることができる。
【００４４】
（ロ）略円筒状に形成され周方向等角度間隔で軸中心に向かって延びるように形成された複数のティースに巻線が巻回されたステータと、周方向に沿って延びるとともに軸方向に貫通する収容孔が周方向に複数形成され、周方向に隣り合う前記収容孔の間に径方向に延びる磁路形成部が形成されたロータコアを有し、各前記収容孔に軸方向に直線的にそれぞれ磁石が配設され、前記ステータの内側に回転可能に収容されるロータとを備え、前記磁路形成部は、前記ティースの本数を前記磁石の数で除した数と対応した角度と、隣り合う前記磁路形成部がなす角度とが異なるように設定され、前記ロータコアは、それぞれ角度−トルク特性を有する複数のコア部が周方向に連続して配置されてなり、隣り合う前記磁路形成部の間隔が異なることで、複数の前記コア部が２以上の異なる角度−トルク特性を有し、それら各特性の波形が相殺されるようにそれぞれ設定されたことを特徴とする埋込磁石型モータ。このようにすると、請求項１に記載の発明の効果と同様の効果を得ることができる。
【００４５】
【発明の効果】
以上詳述したように、本発明によれば、トルクリップルを低減するとともにトルクの低下を抑制することができる埋込磁石型モータを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施の形態における埋込磁石型モータの側断面図。
【図２】本実施の形態におけるステータ及びロータの平面図。
【図３】本実施の形態における角度−トルク特性図。
【図４】磁路形成部の角度間隔を変化させた際の角度−トルク特性図。
【図５】（ａ）〜（ｅ）別例におけるロータコアの模式図。
【符号の説明】
２…ステータ、３…ロータ、７…ティース、１０…巻線、１１，４１，４２，４３，４４，４５…ロータコア、１２…磁石、１３〜２０…収容孔、２１〜２８…磁路形成部、３１，３３，４１ａ，４２ａ〜４２ｃ，４４ａ〜４４ｄ，４５ａ〜４５ｄ…第１のコア部としてのコア部、３２，３４，４１ｂ，４２ｄ〜４２ｆ，４４ｅ〜４４ｈ，４５ｅ〜４５ｈ…第２のコア部としてのコア部、４３ａ〜４３ｆ…コア部。
【発明の属する技術分野】
本発明は、埋込磁石型モータに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
高効率モータとしては、埋込磁石型モータがある。埋込磁石型モータは、ロータコア内にマグネット（磁石）が埋設されたロータを有するモータであり、ステータが作り出す回転磁界とロータとの間のマグネットトルクに加え、ロータに形成される回転磁界の磁路に基づくリラクタンストルクを有効に利用することにより高いモータ効率を得ることができる。
【０００３】
ところで、一般的にステータに形成されたティースの本数は、ロータに埋設されたマグネット及び該マグネットの間に形成される磁路形成部の数の整数倍に設定されている。又、一般的にマグネット及び磁路形成部は等角度間隔で形成されている。よって、ロータ回転時の所定角度では、各磁路形成部におけるそれぞれの周方向中心が、ティースの周方向中心と同時にそれぞれ径方向に直列状態となる。その結果、マグネットの周方向両側に形成された両磁路形成部に同時に直線的なコイル磁束の流れが形成される（生じる）ことによりブレーキトルクが発生し、該ブレーキトルクによりモータから出力されるトルクにリップルが発生する。このリップルを低減するため、例えば特許文献１には、任意の高さに積層された複数の回転子鉄心（ロータコア）を相対的に回転させて積層したスキュー構造をとる回転子（ロータ）が開示されている。このロータはスキュー構造をとることによって、同時に複数のティースと対向する磁路形成部の面積を小さくし、ティースと磁路形成部の間の直線的なコイル磁束の流れを抑制し、トルクリップルを低減している。
【０００４】
【特許文献１】
特開平５−２３６６８７号公報（図１、図２）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上記のようなモータでは、マグネットが埋設された同じ形状のロータコアを周方向に回転させて積層しているため、ステータの巻線に対するマグネットの有効磁束が減少し、マグネットトルクとリラクタンストルクとの和によって求められる回転子のトルクが低下するという問題があった。
【０００６】
本発明は、上記問題点を解決するためになされたものであって、その目的は、トルクリップルを低減するとともにトルクの低下を抑制することができる埋込磁石型モータを提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の発明では、略円筒状に形成され周方向等角度間隔で軸中心に向かって延びるように形成された複数のティースに巻線が巻回されたステータと、周方向に沿って延びるとともに軸方向に貫通する収容孔が周方向に複数形成され、周方向に隣り合う前記収容孔の間に径方向に延びる磁路形成部が形成されたロータコアを有し、各前記収容孔に軸方向に直線的にそれぞれ磁石が配設され、前記ステータの内側に回転可能に収容されるロータとを備え、前記磁路形成部は、隣り合う前記磁路形成部におけるそれぞれの周方向中心と、前記ティースの周方向中心とが同時にそれぞれ径方向に直列状態とならないように設定され、前記ロータコアは、それぞれ角度−トルク特性を有する複数のコア部が周方向に連続して配置されてなり、隣り合う前記磁路形成部の間隔が異なることで、複数の前記コア部が２以上の異なる角度−トルク特性を有し、それら各特性の波形が相殺されるようにそれぞれ設定された埋込磁石型モータを要旨とする。
【０００８】
請求項２に記載の発明では、請求項１に記載の埋込磁石型モータにおいて、複数の前記コア部は、隣り合う前記磁路形成部の間隔が第１の所定間隔に設定され第１の特性を有する第１のコア部と、隣り合う前記磁路形成部の間隔が第２の所定間隔に設定され前記第１の特性の略逆位相の第２の特性を有する第２のコア部とからなる。
【０００９】
請求項３に記載の発明では、請求項２に記載の埋込磁石型モータにおいて、前記第１のコア部と前記第２のコア部とは、それぞれ２つずつで前記ロータコアを構成するとともに周方向に交互に配置された。
【００１０】
請求項４に記載の発明では、請求項１乃至３のいずれか１項に記載の埋込磁石型モータにおいて、各前記収容孔に配設される各前記磁石は、同一形状とされた。
【００１１】
（作用）
請求項１に記載の発明によれば、隣り合う前記磁路形成部におけるそれぞれの周方向中心と、前記ティースの周方向中心とが同時にそれぞれ径方向に直列状態とならないため、隣り合う前記磁路形成部に同時に直線的なコイル磁束の流れが形成される（生じる）ことが防止される。よって、トルクリップルが低減される。しかも、ロータコアは、それぞれ角度−トルク特性を有する複数のコア部が周方向に連続して配置されてなり、複数のコア部が２以上の異なる角度−トルク特性を有し、それら各特性の波形（山と谷）が相殺されるようにそれぞれ設定されるため、トルクリップルが更に低減される。しかも、従来技術のように磁石が周方向にずれて配置されず、磁石が各収容孔に軸方向に直線的に配設されるため、磁石の有効磁束の減少を抑えて磁石に基づくトルクの低減を抑制することができる。
【００１２】
請求項２に記載の発明によれば、複数のコア部は、隣り合う磁路形成部からの間隔が第１所定間隔に設定され第１の特性を有する第１のコア部と、隣り合う磁路形成部からの間隔が第２所定間隔に設定され第１の特性の略逆位相の第２の特性を有する第２のコア部とからなるため、ロータコアを容易に得ることができる。詳しくは、３種類以上のコア部を有するロータコアとした場合、３種類以上の特性で波形が相殺されるように設定する必要があり、その設計が複雑となるが、２種類のコア部（第１及び第２のコア部）からなり互いに略逆位相の特性を有するように設定するだけで波形が相殺されるため、その設計が容易となる。
【００１３】
請求項３に記載の発明によれば、第１のコア部と第２のコア部とは、それぞれ２つずつで前記ロータコアを構成するとともに周方向に交互に配置されるため、トルクがバランス良く発生される。
【００１４】
請求項４に記載の発明によれば、各前記収容孔に配設される各前記磁石は、同一形状とされるため、磁石に基づくトルクがバランス良く発生される。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を具体化した一実施の形態を図１〜図３に従って説明する。図１に示すように、埋込磁石型モータは、ハウジング１とステータ２とロータ３とを備える。
【００１６】
ハウジング１は、略有底筒状のケース４と、ケース４の開口部（図１中、下端部）を閉塞するための蓋部５とを備える。そして、ステータ２はケース４の内周面に固定され、ロータ３はその回転軸６がケース４及び蓋部５に設けられた軸受４ａ，５ａに支持されることでステータ２の内側に回転可能に収容される。
【００１７】
ステータ２は、略円筒状に形成され、周方向等角度間隔で軸中心に向かって延びるように形成された複数のティース７（図２参照）を有したステータコア８と、ティース７にインシュレータ９（図１参照）を介して巻回された巻線１０とを備える。尚、本実施の形態では、ティース７は、４８個形成されている。又、図２においては、インシュレータ９及び巻線１０の図示を省略している。又、本実施の形態では、巻線１０は４５度の位置関係にあるティース７に分布巻にて巻回され、該巻線１０には位相差１２０度の３相交流電流が供給されることになる。
【００１８】
ロータ３は、前記回転軸６と、ロータコア１１と、複数の磁石１２とを備える。ロータコア１１は、複数の円盤状のコアシートが積層されてピン１１ａ（図２参照）が嵌着されることで略円柱形状に形成されている。尚、図１においては、複数のコアシートの境界線の図示を省略している。ロータコア１１の軸中心には、回転軸６が嵌着される中心孔１１ｂが形成されている。又、ロータコア１１には、周方向（外周）に沿って（詳しくは、軸方向から見て径方向の直交方向に）延びるとともに軸方向に貫通する収容孔１３〜２０が周方向に複数（本実施の形態では８つ）形成されている。各収容孔１３〜２０の周方向両端には、ロータコア１１の外周面近傍の所定位置まで径方向外側に延びる延設部Ｅが形成されている。尚、前記所定位置とはロータコア１１の最低限の剛性を保つことが可能な位置であって、延設部Ｅは漏れ磁束（磁石のＮ極から直ぐに自身のＳ極に向かう磁束）を小さくするためのものである。又、ロータコア１１には、前記収容孔１３〜２０が形成されることで、周方向に隣り合う収容孔１３〜２０（延設部Ｅ）の間で径方向に延びる磁路形成部２１〜２８が形成されている。そして、各収容孔１３〜２０には、それぞれ磁石１２が軸方向に直線的に（軸方向から見て（図２参照）磁石１２の中心が周方向にずれないように）収容されて配設されている。この各磁石１２は、４角柱形状で同一形状に形成され、各収容孔１３〜２０に径方向外側の磁極が周方向に交互にＮ極とＳ極となるように（４対）配設されている。
【００１９】
磁路形成部２１〜２８は、ティース７の本数を磁石１２（収容孔１３〜２０）の数で除した数（４８／８＝６）と対応した角度（θＺ＝４５度）と、隣り合う磁路形成部２１〜２８がなす角度θ１〜θ４とが異なるように設定されている。尚、除した数（＝６）と対応した角度（θＺ）とは、１周、即ち３６０度を除した数（＝６）で除した角度（３６０度／６＝４５度）である。又、隣り合う磁路形成部２１〜２８がなす角度θ１〜θ４とは、径方向に延びる磁路形成部２１〜２８の軸方向から見た中心線Ｌ１〜Ｌ８において、隣り合うそれらがそれぞれなす角度である。
【００２０】
言い換えると、磁路形成部２１〜２８は、隣り合う磁路形成部２１〜２８におけるそれぞれの周方向中心（隣り合う中心線Ｌ１〜Ｌ８）と、ティース７の周方向中心とが同時にそれぞれ径方向に直列状態とならないように（一直線上に並ばないように）設定されている。よって、隣り合う磁路形成部２１〜２８に、同時に直線的なコイル磁束の流れが形成される（生じる）ことは防止される。
【００２１】
ロータコア１１は、複数のコア部３１〜３４が周方向に連続して配置されてなる。本実施の形態では、ロータコア１１は、４つのコア部３１〜３４からなる。詳しくは、磁路形成部２１〜２８は、１つおきに（即ち磁路形成部２１，２３，２５，２７が）９０度間隔で形成され、その９０度間隔で形成される磁路形成部２１，２３，２５，２７における前記中心線Ｌ１，Ｌ３，Ｌ５，Ｌ７を境界線として４つのコア部３１〜３４が形成されている。
【００２２】
各コア部３１〜３４は、それぞれロータ３の回転時にトルクを発生する。コア部３１〜３４は、同じ形状の第１のコア部３１，３３と、同じ形状の第２のコア部３２，３４とに分類され、それらが周方向に交互に配置されている。尚、本実施の形態では、図２において、左上と右下のコア部３１，３３がそれぞれ第１のコア部であって、左下と右上のコア部３２，３４がそれぞれ第２のコア部である。
【００２３】
各コア部３１〜３４は、それぞれが角度−トルク特性（図３に示す第１及び第２の特性Ｃ１，Ｃ２）を有し、それら各特性Ｃ１，Ｃ２の波形（山と谷）が相殺されるようにそれぞれ設定されている。
【００２４】
本実施の形態では、第１のコア部３１，３３は、隣り合う磁路形成部２１〜２３、２５〜２７の間隔が第１の所定間隔に設定され第１の特性Ｃ１（図３参照）を有するように設定されている。詳しくは、第１のコア部３１，３３は、その周方向中間部（磁路形成部２１，２３間、磁路形成部２５，２７間）に配置される磁路形成部２２，２６が、一方側（時計回り方向側）の磁路形成部２１，２５からティース７の６．２５本分の角度（θ１）間隔（第１の所定間隔）となるように設定されている。尚、第１のコア部３１，３３は、その周方向中間部に配置される磁路形成部２２，２６が、他方側（反時計回り方向側）の磁路形成部２３，２７からティース７の５．７５本分の角度（θ２）間隔（第１の所定間隔）となるように設定されることになる。又、ティース７の１本分の角度は、３６０度をティース７の本数、即ち４８本で除した角度（７．５度）である。又、図２では、隣り合う磁路形成部がティース７の６本分の角度（θＺ）間隔であるときの直線ＬＺをも図示している。そして、このように設定されることで、第１のコア部３１，３３は、図３に示すように、角度に応じて山と谷を繰り返す波形の第１の特性Ｃ１を有するように設定されている。尚、図３では、第１のコア部３１，３３を全周に渡って同様に形成した場合、即ち第２のコア部３２，３４をも第１のコア部３１，３３と同様とした場合の第１の特性Ｃ１を示している。この第１の特性Ｃ１は、磁路形成部を等角度間隔に形成した場合（即ち隣り合う磁路形成部が全てティース７の６本分の角度（θＺ）間隔とされた場合）の特性ＣＺに比べて、略同位相（山と谷の角度が同じ）でトルクリップル（振幅）が小さい特性となる。尚、前記トルクリップルが小さくなることは、前述したように、隣り合う磁路形成部に同時に直線的なコイル磁束の流れが形成される（生じる）ことが防止されるためである。
【００２５】
又、本実施の形態では、第２のコア部３２，３４は、隣り合う磁路形成部２３〜２５、２７，２８，２１の間隔が第２の所定間隔に設定され第２の特性Ｃ２（図３参照）を有するように設定されている。詳しくは、第２のコア部３２，３４は、その周方向中間部（磁路形成部２３，２５間、磁路形成部２７，２１間）に配置される磁路形成部２４，２８が、一方側（時計回り方向側）の磁路形成部２３，２７からティース７の６．７５本分の角度（θ３）間隔（第２の所定間隔）となるように設定されている。尚、第２のコア部３２，３４は、その周方向中間部に配置される磁路形成部２４，２８が、他方側（反時計回り方向側）の磁路形成部２５，２１からティース７の５．２５本分の角度（θ４）間隔（第２の所定間隔）となるように設定されることになる。そして、このように設定されることで、第２のコア部３２，３４は、図３に示すように、角度に応じて山と谷を繰り返す波形の第２の特性Ｃ２を有するように設定されている。尚、図３では、第２のコア部３２，３４を全周に渡って同様に形成した場合、即ち第１のコア部３１，３３をも第２のコア部３２，３４と同様とした場合の第２の特性Ｃ２を示している。この第２の特性Ｃ２は、前記第１の特性Ｃ１の略逆位相（山と谷の角度が逆）の特性となる。
【００２６】
よって、埋込磁石型モータ（ロータ３）は、図３に示すように、第１の特性Ｃ１と第２の特性Ｃ２とを合成した特性Ｃ３を有することになる。この合成した特性Ｃ３は、第１及び第２の特性Ｃ１，Ｃ２が略逆位相であり第１及び第２の特性Ｃ１，Ｃ２の波形（山と谷）が相殺されることから、トルクリップル（振幅）が極小さくなる。
【００２７】
次に、上記実施の形態の特徴的な作用効果を以下に記載する。
（１）隣り合う磁路形成部２１〜２８におけるそれぞれの周方向中心（隣り合う中心線Ｌ１〜Ｌ８）と、ティース７の周方向中心とが同時にそれぞれ径方向に直列状態とならないため、隣り合う磁路形成部２１〜２８に同時に直線的なコイル磁束の流れが形成される（生じる）ことが防止される。よって、図３に示すように、コア部３１〜３４の特性Ｃ１，Ｃ２では、隣り合う磁路形成部が全てティース７の６本分の角度（θＺ）間隔で等間隔とされた場合の特性ＣＺに比べて、トルクリップルが低減される。
【００２８】
尚、上記実施の形態のコア部３１〜３４では、磁路形成部２２，２４，２６，２８が、一方側（時計回り方向側）の磁路形成部２１，２３，２５，２７からティース７の６．２５本分又は６．７５本分の角度（θ１，θ２）間隔とされたが、６本分以外の他の角度間隔でもトルクリップルが低減される（図４参照）。図４には、磁路形成部２２，２４，２６，２８が一方側（時計回り方向側）の磁路形成部２１，２３，２５，２７からの間隔がティース７の６．５本分の角度間隔であるときのコア部の特性Ｃ１１を示す。又、図４には、同様にティース７の６．５６（６と９／１６）本分の角度間隔であるときのコア部の特性Ｃ１２、ティース７の６．６３（６と５／８）本分の角度間隔であるときのコア部の特性Ｃ１３を示す。図４に示すように、前記コア部の特性Ｃ１１〜Ｃ１３では、隣り合う磁路形成部が全てティース７の６本分の角度（θＺ）間隔で等間隔とされた場合の特性ＣＺに比べて、トルクリップルが低減されていることがわかる。
【００２９】
しかも、各コア部３１〜３４は、それぞれが前記第１及び第２の特性Ｃ１，Ｃ２を有し、ロータコア１１全体で（即ち各コア部の特性を合成すると）各特性Ｃ１，Ｃ２の波形（山と谷）が相殺されるようにそれぞれ設定されるため、ロータコア１１の特性Ｃ３は、トルクリップルが更に低減される（極小さくなる）。
【００３０】
しかも、従来技術（スキュー構造）のように磁石が周方向にずれて配置されず、磁石１２が各収容孔１３〜２０に軸方向に直線的に配設されるため、磁石１２の有効磁束の減少を抑えて磁石１２に基づくトルクの低減を抑制することができる。これらのことから、この埋込磁石型モータでは、トルクリップルを低減することができるとともにトルクの低下を抑制することができる。
【００３１】
（２）複数のコア部３１〜３４を、第１の特性Ｃ１を有する第１のコア部３１，３３と、第１の特性Ｃ１の略逆位相である第２の特性Ｃ２を有する第２のコア部３２，３４としたため、ロータコア１１を容易に得ることができる。詳しくは、３種類以上のコア部を有するロータコアとした場合、３種類以上の特性で波形が相殺されるように設定する必要があり、その設計が複雑となるが、２種類のコア部（第１及び第２のコア部）からなり互いに略逆位相の特性を有するように設定するだけで波形が相殺されるため、その設計が容易となる。
【００３２】
（３）第１のコア部３１，３３と第２のコア部３２，３４とは、それぞれ２つずつでロータコア１１を構成するとともに周方向に交互に配置されるため、トルクがバランス良く発生される。詳しくは、ロータコア１１の半分ずつでそれぞれ特性Ｃ１，Ｃ２の波形が相殺され、例えばロータ３の回転軸６に径方向に偏ったトルクがかかることが防止される。この結果、回転軸６のがたつきや軸受４ａ，５ａの摩耗等が低減される。
【００３３】
（４）各収容孔１３〜２０に配設される各磁石１２は、同一形状とされるため、磁石１２に基づくトルクがバランス良く発生される。
上記実施の形態は、以下のように変更して実施してもよい。
【００３４】
・上記実施の形態では、ロータコア１１を第１の特性Ｃ１を有する第１のコア部３１，３３と、第１の特性Ｃ１の略逆位相である第２の特性Ｃ２を有する第２のコア部３２，３４とから構成したが、適宜変更してもよい。尚、この場合、磁路形成部は、隣り合う磁路形成部におけるそれぞれの周方向中心と、ティースの周方向中心とが同時にそれぞれ径方向に直列状態とならないように（一直線上に並ばないように）設定する。又、コア部は、それぞれ（角度−トルク）特性を有し、ロータコア全体で（即ち各コア部の特性を合成すると）各特性の波形（山と谷）が相殺されるようにそれぞれ設定する。又、前記収容孔１３〜２０（磁石１２）や前記ティース７の数が異なる埋込磁石型モータにおいては、以下のような構成を採用して実施することもできる。
【００３５】
即ち、上記要件を満たせば、例えば、図５（ａ）に示すように、ロータコア４１を構成してもよい。ロータコア４１は、隣り合う磁路形成部の間隔が異なることで異なる（略逆位相の）特性を有する第１のコア部４１ａと第２のコア部４１ｂとからなる。尚、図５（ａ）〜図５（ｅ）は、ロータコア４１〜４５を軸方向から見た模式図であって、図５（ａ）〜図５（ｅ）では隣り合う磁路形成部の間隔が異なり特性が異なるコア部のパターンを、それぞれα、β、γで示すとともにその境界線を一点鎖線で示している。
【００３６】
又、例えば、図５（ｂ）に示すように、ロータコア４２を構成してもよい。ロータコア４２は、隣り合う磁路形成部の間隔が異なることで異なる（略逆位相の）特性を有する３つの第１のコア部４２ａ〜４２ｃと３つの第２のコア部４２ｄ〜４２ｆとから構成され、第１のコア部４２ａ〜４２ｃと第２のコア部４２ｄ〜４２ｆとが周方向に交互に配置される。このようにすると、トルクが更にバランス良く発生される。
【００３７】
又、例えば、図５（ｃ）に示すように、ロータコア４３を構成してもよい。ロータコア４３は、隣り合う磁路形成部の間隔が異なり特性が異なる第１のコア部４３ａ，４３ｂと第２のコア部４３ｃ，４３ｄと第３のコア部４３ｅ，４３ｆとから構成され、第１のコア部４３ａ，４３ｂと第２のコア部４３ｃ，４３ｄと第３のコア部４３ｅ，４３ｆとが周方向に順番に配置される。これら第１のコア部４３ａ，４３ｂと第２のコア部４３ｃ，４３ｄと第３のコア部４３ｅ，４３ｆとは、ロータコア４３全体で（即ち各コア部の特性を合成すると）３種類の各特性の波形（山と谷）が相殺されるように（磁路形成部の間隔が）それぞれ設定されている。
【００３８】
又、例えば、図５（ｄ）に示すように、ロータコア４４を構成してもよい。ロータコア４４は、隣り合う磁路形成部の間隔が異なることで異なる（略逆位相の）特性を有する４つの第１のコア部４４ａ〜４４ｄと４つの第２のコア部４４ｅ〜４４ｈとから構成され、第１のコア部４４ａ〜４４ｄと第２のコア部４４ｅ〜４４ｈとが周方向に交互に配置される。このようにすると、トルクが更にバランス良く発生される。
【００３９】
又、例えば、図５（ｅ）に示すように、ロータコア４５を構成してもよい。ロータコア４５は、隣り合う磁路形成部の間隔が異なることで異なる（略逆位相の）特性を有する４つの第１のコア部４５ａ〜４５ｄと４つの第２のコア部４５ｅ〜４５ｈとから構成され、第１のコア部４５ａ〜４５ｄと第２のコア部４５ｅ〜４５ｈとが周方向に２つずつ連続するように配置される。
【００４０】
・上記実施の形態では、各収容孔１３〜２０に配設される各磁石１２は、同一形状とされるとしたが、各収容孔１３〜２０に配設される各磁石を、各収容孔１３〜２０に応じた形状としてもよい。このようにすると、各磁石を同一形状とした場合に比べ、収容孔１３〜２０と磁石との周方向の隙間を小さくして、磁石に基づくトルクを大きく発生させることができる。
【００４１】
・上記実施の形態では、収容孔１３〜２０は、周方向（外周）に沿って、詳しくは、軸方向から見て径方向の直交方向に延びるとしたが、周方向（外周）に沿って弧状に延びるように形成する等、他の形状に変更してもよい。尚、この場合、磁石１２の形状を収容孔に応じて変更する必要がある。
【００４２】
・上記実施の形態では、ロータコア１１は、複数の円盤状のコアシートが積層されて形成されるとしたが、磁性粉体を焼結して形成してもよい。
上記各実施の形態から把握できる技術的思想について、以下にその効果とともに記載する。
【００４３】
（イ）請求項１乃至３のいずれか１項に記載の埋込磁石型モータにおいて、各前記収容孔に配設される各前記磁石は、各前記収容孔に応じた形状とされたことを特徴とする埋込磁石型モータ。このようにすると、各磁石を同一形状とした場合に比べ、収容孔と磁石との隙間を小さくして、磁石に基づくトルクを大きく発生させることができる。
【００４４】
（ロ）略円筒状に形成され周方向等角度間隔で軸中心に向かって延びるように形成された複数のティースに巻線が巻回されたステータと、周方向に沿って延びるとともに軸方向に貫通する収容孔が周方向に複数形成され、周方向に隣り合う前記収容孔の間に径方向に延びる磁路形成部が形成されたロータコアを有し、各前記収容孔に軸方向に直線的にそれぞれ磁石が配設され、前記ステータの内側に回転可能に収容されるロータとを備え、前記磁路形成部は、前記ティースの本数を前記磁石の数で除した数と対応した角度と、隣り合う前記磁路形成部がなす角度とが異なるように設定され、前記ロータコアは、それぞれ角度−トルク特性を有する複数のコア部が周方向に連続して配置されてなり、隣り合う前記磁路形成部の間隔が異なることで、複数の前記コア部が２以上の異なる角度−トルク特性を有し、それら各特性の波形が相殺されるようにそれぞれ設定されたことを特徴とする埋込磁石型モータ。このようにすると、請求項１に記載の発明の効果と同様の効果を得ることができる。
【００４５】
【発明の効果】
以上詳述したように、本発明によれば、トルクリップルを低減するとともにトルクの低下を抑制することができる埋込磁石型モータを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施の形態における埋込磁石型モータの側断面図。
【図２】本実施の形態におけるステータ及びロータの平面図。
【図３】本実施の形態における角度−トルク特性図。
【図４】磁路形成部の角度間隔を変化させた際の角度−トルク特性図。
【図５】（ａ）〜（ｅ）別例におけるロータコアの模式図。
【符号の説明】
２…ステータ、３…ロータ、７…ティース、１０…巻線、１１，４１，４２，４３，４４，４５…ロータコア、１２…磁石、１３〜２０…収容孔、２１〜２８…磁路形成部、３１，３３，４１ａ，４２ａ〜４２ｃ，４４ａ〜４４ｄ，４５ａ〜４５ｄ…第１のコア部としてのコア部、３２，３４，４１ｂ，４２ｄ〜４２ｆ，４４ｅ〜４４ｈ，４５ｅ〜４５ｈ…第２のコア部としてのコア部、４３ａ〜４３ｆ…コア部。
Claims (4)
- 略円筒状に形成され周方向等角度間隔で軸中心に向かって延びるように形成された複数のティースに巻線が巻回されたステータと、
周方向に沿って延びるとともに軸方向に貫通する収容孔が周方向に複数形成され、周方向に隣り合う前記収容孔の間に径方向に延びる磁路形成部が形成されたロータコアを有し、各前記収容孔に軸方向に直線的にそれぞれ磁石が配設され、前記ステータの内側に回転可能に収容されるロータとを備え、
前記磁路形成部は、隣り合う前記磁路形成部におけるそれぞれの周方向中心と、前記ティースの周方向中心とが同時にそれぞれ径方向に直列状態とならないように設定され、
前記ロータコアは、それぞれ角度−トルク特性を有する複数のコア部が周方向に連続して配置されてなり、隣り合う前記磁路形成部の間隔が異なることで、複数の前記コア部が２以上の異なる角度−トルク特性を有し、それら各特性の波形が相殺されるようにそれぞれ設定されたことを特徴とする埋込磁石型モータ。 - 請求項１に記載の埋込磁石型モータにおいて、
複数の前記コア部は、隣り合う前記磁路形成部の間隔が第１の所定間隔に設定され第１の特性を有する第１のコア部と、隣り合う前記磁路形成部の間隔が第２の所定間隔に設定され前記第１の特性の略逆位相の第２の特性を有する第２のコア部とからなることを特徴とする埋込磁石型モータ。 - 請求項２に記載の埋込磁石型モータにおいて、
前記第１のコア部と前記第２のコア部とは、それぞれ２つずつで前記ロータコアを構成するとともに周方向に交互に配置されたことを特徴とする埋込磁石型モータ。 - 請求項１乃至３のいずれか１項に記載の埋込磁石型モータにおいて、
各前記収容孔に配設される各前記磁石は、同一形状とされたことを特徴とする埋込磁石型モータ。
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|---|---|---|---|
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|---|---|---|---|---|
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-
2003
- 2003-04-14 JP JP2003109386A patent/JP2004320863A/ja active Pending
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