JP2006115584A - 埋込磁石型モータ - Google Patents

Abstract

【課題】一つおきの磁路形成部における周方向中心が不等角度間隔であることに起因する磁気的バランスの崩れを抑制することができ、且つ、トルクリップルを低減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】埋込磁石型モータのロータ３は、収容孔２１ａ，２１ｂ，２２ａ，２２ｂ，５１ａ，５１ｂ，５２ａ，５２ｂとそれらの間で径方向に延びる磁路形成部３１〜３３，６１〜６３とが形成されたロータコアと、各収容孔に配置されるＶ字永久磁石１４〜１７とを有する。複数の磁路形成部３１〜３３，６１〜６３の内、Ｖ字永久磁石１４〜１７を一対毎に仕切る一つおきの磁路形成部における周方向中心（Ｌ１）は等角度間隔に設定される。そして、ロータコアは、軸方向に複数に分割された第１及び第２の分割ロータコア１１，１２を有し、磁路形成部３１〜３３，６１〜６３の周方向幅は、第１及び第２の分割ロータコア１１，１２で異なるように設定される。
【選択図】 図５

Description

本発明は、埋込磁石型モータに関するものである。

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、ロータコア内に複数のマグネット（磁石）が埋設されたロータを有するモータであり、複数のティースを有する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（磁路形成部）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。

そして、このような埋込磁石型モータとしては、磁石（それを収容する収容孔）の周方向長さを周方向に一定とせず（異ならせ）、且つ磁路形成部の周方向幅を周方向に一定としない（異ならせた）ものがある（例えば、特許文献１参照）。この埋込磁石型モータでは、ティースに対する磁石の位置や、ティースに対する磁路形成部の位置が、それぞれ周方向で全て同一となってしまうことがない（同期しない）ため、磁石（収容孔）及び磁路形成部のそれぞれの周方向幅が一定であることに起因する（同時に大量のコイル磁束の流れが生じることに基づく）トルクリップルが低減される。
特開２００２−１１８９９４号公報

しかしながら、上記従来技術（特許文献１）では、磁石（収容孔）を一対（Ｎ極とＳ極の組）毎に仕切る一つおきの磁路形成部における周方向中心が不等角度間隔であるため、磁気的バランスの崩れが大きくなり、ひいては回転駆動時の振動が大きくなってしまうという虞がある。

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、一つおきの磁路形成部における周方向中心が不等角度間隔であることに起因する磁気的バランスの崩れを抑制することができ、且つ、トルクリップルを低減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。

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、軸方向に貫通する収容孔が周方向に複数形成されることで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、各前記収容孔にそれぞれ磁石がその磁極が交互になるように配設され、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た埋込磁石型モータであって、複数の前記磁路形成部の内、前記磁石を一対毎に仕切る一つおきの前記磁路形成部における周方向中心が等角度間隔に設定され、且つ、複数の前記磁路形成部の少なくとも１つの周方向幅が軸方向又は周方向で異なるように設定された。

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、周方向に隣り合う一方の前記磁路形成部における周方向中心が前記ティースの周方向中心と径方向に直列状態となった状態で、周方向に隣り合う他方の前記磁路形成部における周方向中心がティースの周方向中心に対して３６０／（２Ｎ）（但しＮはティース数）度、周方向にずれるように設定された。

請求項３に記載の発明では、請求項１又は２に記載の埋込磁石型モータにおいて、前記ロータコアは、軸方向に複数に分割された複数の分割ロータコアを有し、前記磁路形成部の周方向幅は、前記分割ロータコア毎で異なるように設定された。

請求項４に記載の発明では、請求項３に記載の埋込磁石型モータにおいて、前記磁石は、前記分割ロータコア毎で径方向に異なる範囲で配置されるように長さが設定された。
請求項５に記載の発明では、請求項３又は４に記載の埋込磁石型モータにおいて、前記収容孔は、径方向内側に凸の略Ｖ字形状のＶ字収容孔であって、前記磁石は、前記Ｖ字収容孔に対応したＶ字磁石であって、各前記分割ロータコアにおける前記Ｖ字収容孔及び前記Ｖ字磁石が形成するＶ字の内側にはリベットが挿入されるリベット挿入孔が形成され、前記リベット挿入孔は、前記Ｖ字収容孔及び前記Ｖ字磁石が形成するＶ字の開角度に応じて設定されたことを特徴とする埋込磁石型モータ。

（作用）
請求項１に記載の発明によれば、複数の磁路形成部の内、磁石を一対毎に仕切る一つおきの磁路形成部における周方向中心が等角度間隔に設定されるため、一つおきの磁路形成部における周方向中心が不等角度間隔であることに起因する磁気的バランスの崩れが抑制され、ひいては回転駆動時の振動が抑制される。又、複数の磁路形成部の少なくとも１つの周方向幅が軸方向又は周方向で異なるように設定されること、及びそれらの構成により必然的に収容孔（磁石）の周方向幅が異なるようになることとで、それぞれの周方向幅が一定であることに起因する（同時に大量のコイル磁束の流れが生じることに基づく）トルクリップルを低減することができる。

請求項２に記載の発明によれば、周方向に隣り合う一方の磁路形成部における周方向中心がティースの周方向中心と径方向に直列状態となった状態で、周方向に隣り合う他方の磁路形成部における周方向中心がティースの周方向中心に対して３６０／（２Ｎ）（但しＮはティース数）度、周方向にずらされる。よって、角度に対する磁束の流れる量の波形の山と谷が周方向に隣り合う磁路形成部で逆になり、トルクリップルが低減される。

請求項３に記載の発明によれば、分割ロータコアのそれぞれの軸方向長さは容易に調節可能であることから、各分割ロータコアの軸方向長さの割合を調整することで容易且つ良好にトルクリップルを低減することができる。

請求項４に記載の発明によれば、分割ロータコア毎で磁石が径方向に異なる範囲で配置されるように長さを設定することで、容易且つ良好にトルクリップルを低減することができる。

請求項５に記載の発明によれば、磁石は、径方向内側に凸の略Ｖ字形状に配置されるＶ字磁石であるため、単に周方向に沿って配設される曲線状や直線状の磁石に比べて磁石を多く使用でき、高トルク化を図ることができる。しかも、例えば、Ｖ字収容孔及びＶ字磁石が形成するＶ字の開角度の広い方のリベット挿入孔の直径を大きくすることで、分割ロータコアの強度を保ちながら、強固に各分割ロータコアを固定することができる。

以上詳述したように、本発明によれば、一つおきの磁路形成部における周方向中心が不等角度間隔であることに起因する磁気的バランスの崩れを抑制することができ、且つ、トルクリップルを低減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。

以下、本発明を具体化した一実施の形態を図１〜図８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。
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。

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３及び図４参照）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、６０個形成されている。又、図３及び図４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、巻線１０はティース７に分布巻にて巻回される。

ロータ３は、図１に示すように、前記回転軸６と、第１の分割ロータコア１１と、第２の分割ロータコア１２と、非磁性体１３と、磁石及びＶ字磁石としてのＶ字永久磁石１４〜１７（図２〜図４参照）とを備える。尚、本実施の形態の第１及び第２の分割ロータコア１１，１２は、ロータコアを軸方向に複数に分割したものであって、それぞれ複数の円盤状のコアシートが積層されて形成されている。これら第１及び第２の分割ロータコア１１，１２は、その軸方向長さ（厚さ）が異なるように設定され、本実施の形態ではその比率が４対６に設定されている。尚、図１及び図２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。非磁性体１３は、前記第１及び第２の分割ロータコア１１，１２と同径の円盤状に形成されている。そして、図２に示すように、第１及び第２の分割ロータコア１１，１２は、非磁性体１３を介して積層されている。又、図１に示すように、これら第１及び第２の分割ロータコア１１，１２及び非磁性体１３の軸中心には回転軸６が嵌着される中心孔１１ａ〜１３ａがそれぞれ形成されている。尚、図２は、回転軸６を除くロータ３の概略斜視図である。

第１の分割ロータコア１１には、図３に示すように、軸方向に貫通し、一対で径方向内側に凸の略Ｖ字形状をなすＶ字収容孔としての収容孔２１ａ，２１ｂ〜３０ａ，３０ｂが、周方向に１０対並んで形成されている。そして、第１の分割ロータコア１１には、隣り合う前記Ｖ字の間で径方向に延びる磁路形成部３１〜４０が形成される。又、各収容孔２１ａ，２１ｂ〜３０ａ，３０ｂの両端部には、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）を小さくすべく延設された内側延設部４１及び外側延設部４２が（孔の一部として）形成されている。

そして、（内側延設部４１及び外側延設部４２を除く）収容孔２１ａ，２１ｂ〜３０ａ，３０ｂには、径方向内側に凸の略Ｖ字形状に配置されるＶ字永久磁石１４，１５が収容保持されている。本実施の形態では、Ｖ字永久磁石１４，１５は、４角柱状の一対の永久磁石１４ａ，１４ｂ，１５ａ，１５ｂを各収容孔２１ａ，２１ｂ〜３０ａ，３０ｂに収容することで略Ｖ字形状に配置してなる。又、隣り合うＶ字永久磁石１４，１５は、その磁極、即ちＮ極とＳ極が交互（逆）に設定され、例えばＶ字永久磁石１４（永久磁石１４ａ，１４ｂ）は径方向外側を向いた側がＮ極、Ｖ字永久磁石１５（永久磁石１５ａ，１５ｂ）は径方向外側を向いた側がＳ極に設定される。又、第１の分割ロータコア１１には、収容孔２１ａ，２１ｂ〜３０ａ，３０ｂ及びＶ字永久磁石１４，１５が形成するＶ字の内側にリベット挿入孔４３が形成されている。

ここで、複数の磁路形成部３１〜４０の内、Ｖ字永久磁石１４，１５を一対毎に仕切る一つおきの磁路形成部（例えば、磁路形成部３１，３３，３５，３７，３９）における周方向中心（図３中、例えば中心Ｌ１参照）は等角度間隔（３６０度／（磁石の数／２））であって、本実施の形態では（３６０／（１０／２）＝）７２度に設定されている。

又、周方向に隣り合う一方の磁路形成部３１，３３，３５，３７，３９における周方向中心Ｌ１がティース７の周方向中心ＬＴと径方向に直列状態となった状態（図３参照）で、周方向に隣り合う他方の磁路形成部３２，３４，３６，３８，４０における周方向中心Ｌ２はティース７の周方向中心ＬＴに対して３６０／（２Ｎ）（但しＮはティース数）度、周方向にずれるように設定されている。言い換えると、前記周方向中心Ｌ１が前記周方向中心ＬＴと径方向に直列状態となった状態（図３参照）で、前記周方向中心Ｌ２は前記周方向中心ＬＴに対してティース間隔（６度）の半分（１／２スロット分）、本実施の形態では３度、周方向にずれるように設定されている。即ち、磁路形成部３１〜４０は、６．５スロット分間隔と５．５スロット分間隔を周方向に繰り返すように形成される。

又、第１の分割ロータコア１１内では、磁路形成部３１〜４０の周方向幅（最も狭い部分の幅であって、径方向外側の部分の幅）が一定であって、ティース７の先端（径方向内側端）の周方向幅より小さく設定されている。

そして、前記収容孔２１ａ，２１ｂ〜３０ａ，３０ｂ及びＶ字永久磁石１４，１５（永久磁石１４ａ，１４ｂ，１５ａ，１５ｂ）が形成するＶ字の角度は、上記のように形成される磁路形成部３１〜４０の間隔に対応して設定されている。

上記第１の分割ロータコア１１（第１の分割ロータコア１１、Ｖ字永久磁石１４，１５及びステータ２）は、図８に示すように、第１の特性Ｘ１（図８中、実線で示す）を有する。

前記第２の分割ロータコア１２には、図４に示すように、軸方向に貫通し、一対で径方向内側に凸の略Ｖ字形状をなすＶ字収容孔としての収容孔５１ａ，５１ｂ〜６０ａ，６０ｂが、周方向に１０対並んで形成されている。そして、第２の分割ロータコア１２には、隣り合う前記Ｖ字の間で径方向に延びる磁路形成部６１〜７０が形成される。又、各収容孔５１ａ，５１ｂ〜６０ａ，６０ｂの両端部には、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）を小さくすべく延設された内側延設部７１及び外側延設部７２が（孔の一部として）形成されている。

そして、（内側延設部７１及び外側延設部７２を除く）収容孔５１ａ，５１ｂ〜６０ａ，６０ｂには、径方向内側に凸の略Ｖ字形状に配置されるＶ字永久磁石１６，１７が収容保持されている。本実施の形態では、Ｖ字永久磁石１６，１７は、４角柱状の一対の永久磁石１６ａ，１６ｂ，１７ａ，１７ｂを各収容孔５１ａ，５１ｂ〜６０ａ，６０ｂに収容することで略Ｖ字形状に配置してなる。又、隣り合うＶ字永久磁石１６，１７は、その磁極、即ちＮ極とＳ極が交互（逆）に設定され、例えばＶ字永久磁石１６（永久磁石１６ａ，１６ｂ）は径方向外側を向いた側がＮ極、Ｖ字永久磁石１７（永久磁石１７ａ，１７ｂ）は径方向外側を向いた側がＳ極に設定される。又、第２の分割ロータコア１２には、収容孔５１ａ，５１ｂ〜６０ａ，６０ｂ及びＶ字永久磁石１６，１７が形成するＶ字の内側にリベット挿入孔７３が形成されている。

ここで、複数の磁路形成部６１〜７０の内、Ｖ字永久磁石１６，１７を一対毎に仕切る一つおきの磁路形成部（例えば、磁路形成部６１，６３，６５，６７，６９）における周方向中心（図４中、例えば中心Ｌ１参照）は等角度間隔（３６０度／（磁石の数／２））であって、本実施の形態では（３６０／（１０／２）＝）７２度に設定されている。

又、周方向に隣り合う一方の磁路形成部６１，６３，６５，６７，６９における周方向中心Ｌ１がティース７の周方向中心ＬＴと径方向に直列状態となった状態（図４参照）で、周方向に隣り合う他方の磁路形成部６２，６４，６６，６８，７０における周方向中心Ｌ２はティース７の周方向中心ＬＴに対して３６０／（２Ｎ）（但しＮはティース数）度、周方向にずれるように設定されている。言い換えると、前記周方向中心Ｌ１が前記周方向中心ＬＴと径方向に直列状態となった状態（図４参照）で、前記周方向中心Ｌ２は前記周方向中心ＬＴに対してティース間隔（６度）の半分（１／２スロット分）、本実施の形態では３度、周方向にずれるように設定されている。即ち、磁路形成部６１〜７０は、６．５スロット分間隔と５．５スロット分間隔を周方向に繰り返すように形成される。

又、第２の分割ロータコア１２内では、磁路形成部６１〜７０の周方向幅（最も狭い部分の幅であって、径方向外側の部分の幅）が一定であって、ティース７の先端（径方向内側端）の周方向幅より大きく設定されている。詳しくは、第２の分割ロータコア１２の磁路形成部６１〜７０の周方向幅は、前記第１の分割ロータコア１１の磁路形成部３１〜４０の周方向幅よりティース間隔分（１スロット分であって６度分）、大きく設定されている。

そして、前記収容孔５１ａ，５１ｂ〜６０ａ，６０ｂ及びＶ字永久磁石１６，１７（永久磁石１６ａ，１６ｂ，１７ａ，１７ｂ）が形成するＶ字の角度は、上記のように形成される磁路形成部６１〜７０の間隔に対応して設定されている。尚、本実施の形態のＶ字永久磁石１６（永久磁石１６ａ，１６ｂ）が形成するＶ字の角度は、前記Ｖ字永久磁石１５（永久磁石１５ａ，１５ｂ）が形成するＶ字の角度と同じに設定されている。又、Ｖ字永久磁石１５，１６（永久磁石１５ａ，１５ｂ，１６ａ，１６ｂ）が形成するＶ字の角度は、前記Ｖ字永久磁石１４（永久磁石１４ａ，１４ｂ）が形成するＶ字の角度より小さく、且つ、前記Ｖ字永久磁石１７（永久磁石１７ａ，１７ｂ）が形成するＶ字の角度より大きく設定されている。

上記第２の分割ロータコア１２（第２の分割ロータコア１２、Ｖ字永久磁石１６，１７及びステータ２）は、図８に示すように、第２の特性Ｘ２（図８中、破線で示す）を有する。尚、第１及び第２の分割ロータコア１１，１２の軸方向長さが同じの場合、それぞれは、図７に示す特性Ｘ１ａ，Ｘ２ａを有する。

又、第１及び第２の分割ロータコア１１，１２におけるリベット挿入孔４３，７３は、前記Ｖ字の開角度に応じて設定され、前記Ｖ字の開角度の広い方（第１の分割ロータコア１１）のリベット挿入孔４３の直径が他方（リベット挿入孔７３の直径）より大きく設定されている（図６参照）。

そして、前記第１及び第２の分割ロータコア１１，１２（Ｖ字永久磁石１４〜１７含む）は、前記磁路形成部３１〜４０，６１〜７０における周方向中心Ｌ１，Ｌ２が軸方向で一致するように、非磁性体１３を介して積層され、前記リベット挿入孔４３，７３にリベット７４が挿入されることで固定されている（図５及び図６参照）。尚、リベット７４の直径は、勿論、前記リベット挿入孔４３，７３の直径にそれぞれ応じて（段差を有するように）設定されている。

そして、第１及び第２の分割ロータコア１１，１２の軸方向長さの比率が４対６に設定された本実施の形態のモータは、図８に示すように、前記第１及び第２の特性Ｘ１，Ｘ２を合成した合成特性Ｚ１（図８中、太線で示す）を有する。

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）複数の磁路形成部３１〜４０，６１〜７０の周方向幅は、第１及び第２の分割ロータコア１１，１２毎で（即ち軸方向で）異なるように設定される。又、それらの構成から必然的に収容孔２１ａ，２１ｂ〜３０ａ，３０ｂ，５１ａ，５１ｂ〜６０ａ，６０ｂ（Ｖ字永久磁石１４〜１７）の周方向幅が（軸方向で）異なるようになる。これらのことから、それぞれの周方向幅が一定であることに起因する（同時に大量のコイル磁束の流れが生じることに基づく）トルクリップルを低減することができる。しかも、複数の磁路形成部３１〜４０，６１〜７０の内、Ｖ字永久磁石１４〜１７を一対毎に仕切る一つおきの磁路形成部（例えば、磁路形成部３１，３３，３５，３７，３９）における周方向中心は全て等角度間隔（本実施の形態では７２度）に設定される。よって、一つおきの磁路形成部における周方向中心が不等角度間隔であることに起因する磁気的バランスの崩れが抑制され（発生せず）、ひいては回転駆動時の振動が抑制される。

（２）第１及び第２の分割ロータコア１１，１２では、周方向に隣り合う一方の磁路形成部３１，３３，３５，３７，３９，６１，６３，６５，６７，６９における周方向中心Ｌ１がティース７の周方向中心ＬＴと径方向に直列状態となった状態で、周方向に隣り合う他方の磁路形成部３２，３４，３６，３８，４０，６２，６４，６６，６８，７０における周方向中心Ｌ２がティース７の周方向中心ＬＴに対して３６０／（２Ｎ）（但しＮはティース数）度、周方向にずらされる。この構成では、周方向に隣り合う磁路形成部におけるそれぞれの周方向中心Ｌ１，Ｌ２と、ティース７の周方向中心ＬＴとが同時にそれぞれ径方向に直列状態とならない。これにより、第１及び第２の分割ロータコア１１，１２毎のそれぞれにおいても、角度に対する磁束の流れる量の波形の山と谷が周方向に隣り合う磁路形成部で逆になり（同時に大量のコイル磁束の流れが生じず）、トルクリップルが低減される。

（３）ロータコアは、軸方向に複数に分割された第１及び第２の分割ロータコア１１，１２を有し、磁路形成部３１〜４０，６１〜７０の周方向幅は、周方向ではなく第１及び第２の分割ロータコア１１，１２毎で（即ち軸方向で）異なるように設定される。そして、第１及び第２の分割ロータコア１１，１２のそれぞれの軸方向長さは容易に（本実施の形態ではコアシートの枚数を変えるだけで）調節可能であることから、前記軸方向長さの割合を調整することで容易且つ良好にトルクリップルを低減することができる。本実施の形態では、第１及び第２の分割ロータコア１１，１２の軸方向長さの比率を４対６に設定することで、第１及び第２の分割ロータコア１１，１２毎のトルクリップル（図７の特性Ｘ１ａ，Ｘ２ａ参照）を良好に相殺させてトルクリップルが低減された合成特性Ｚ１（図８参照）を得ている。

（４）第１及び第２の分割ロータコア１１，１２に設けられる磁石は、径方向内側に凸の略Ｖ字形状に配置されるＶ字永久磁石１４〜１７であるため、単に周方向に沿って（半径同一周回上に）配設される曲線状や直線状の磁石に比べて磁石を多く使用でき、高トルク化を図ることができる。

（５）第１及び第２の分割ロータコア１１，１２におけるリベット挿入孔４３，７３は、前記Ｖ字の開角度の広い方である第１の分割ロータコア１１のリベット挿入孔４３の直径が他方（第２の分割ロータコア１２のリベット挿入孔７３の直径）より大きく設定される。よって、第１及び第２の分割ロータコア１１，１２の強度を保ちながら、リベット７４を部分的に太くでき、強固に第１及び第２の分割ロータコア１１，１２を固定することができる。即ち、全てのリベット挿入孔の直径が同じの場合、分割ロータコアの強度を保とうとしてリベット全体を細くすると、各分割ロータコアを強固に固定することが困難となり、逆に強固に固定しようとしてリベット全体を太くすると（収容孔とリベット挿入孔が近接してしまい）分割ロータコアの強度が保てなくなる虞があるが、これが解消される。

（６）第１及び第２の分割ロータコア１１，１２は、非磁性体１３を介して積層されるため、第１及び第２の分割ロータコア１１，１２間における磁束漏れが防止される。よって、トルクの低下を抑制することができる。

上記実施の形態は、以下のように変更してもよい。
・上記実施の形態では、Ｖ字永久磁石１４〜１７の長さが径方向に同じ範囲で配置されるように設定したが、磁石（Ｖ字永久磁石）は、分割ロータコア毎で（即ち軸方向で）径方向に異なる範囲で配置されるように長さを設定してもよい。

例えば、上記実施の形態の第１の分割ロータコア１１を、図９に示す第１の分割ロータコア８１に変更してもよい。この第１の分割ロータコア８１のＶ字永久磁石８２，８３は、上記実施の形態のＶ字永久磁石１４，１５より径方向に広い範囲（径方向内側に広くした範囲）で配置されるように、その長さが設定されている。尚、この例の磁路形成部における周方向中心同士の間隔や磁路形成部の周方向幅は、上記実施の形態の磁路形成部３１〜４０と同じであるが、Ｖ字永久磁石８２，８３が形成するＶ字の角度や収容孔の形状は、Ｖ字永久磁石８２，８３が配置される径方向の範囲に応じて変更されている。

そして、この例のロータ８４は、図１０に模式的に示すように、第１の分割ロータコア８１と、上記実施の形態と同様の第２の分割ロータコア１２とを備え、第１及び第２の分割ロータコア８１，１２はその軸方向長さの比率が上記実施の形態と同様に４対６に設定されている。

又、第１の分割ロータコア８１（第１の分割ロータコア８１、Ｖ字永久磁石８２，８３及びステータ２）は、図１２に示すように、第３の特性Ｘ３（図１２中、実線で示す）を有する。尚、第１及び第２の分割ロータコア８１，１２の軸方向長さが同じの場合、それぞれは、図１１に示す特性Ｘ３ａ，Ｘ２ａを有する。

そして、第１及び第２の分割ロータコア８１，１２の軸方向長さの比率が４対６に設定されたモータは、図１２に示すように、前記第２及び第３の特性Ｘ２，Ｘ３を合成した合成特性Ｚ２（図１２中、太線で示す）を有する。言い換えると、第１及び第２の分割ロータコア８１，１２の軸方向長さの比率を４対６に設定することで、第１及び第２の分割ロータコア８１，１２毎のトルクリップル（図１１の特性Ｘ３ａ，Ｘ２ａ参照）を良好に相殺させてトルクリップルが低減された合成特性Ｚ２（図１２参照）を得ている。

又、この例では、第１の分割ロータコア８１と第２の分割ロータコア１２とで（即ち軸方向で）Ｖ字永久磁石８２，８３，１６，１７が径方向に異なる範囲で配置されるように長さを設定し、それによって（互いに相殺し易い特性Ｘ２ａ，Ｘ３ａを得て）容易且つ良好にトルクリップルを低減させている。

又、この例では、第１の分割ロータコア８１のＶ字永久磁石８２，８３が、上記実施の形態のＶ字永久磁石１４，１５より径方向に広い範囲（径方向内側に広くした範囲）で配置されるようにその長さが設定されるため、その合成特性Ｚ２が上記実施の形態の合成特性Ｚ１より大きくなっている（図８及び図１２参照）。

・上記実施の形態では、複数の磁路形成部３１〜４０，６１〜７０の周方向幅を、第１及び第２の分割ロータコア１１，１２毎で（即ち軸方向で）異なるように設定したが、複数の磁路形成部の少なくとも１つの周方向幅が軸方向又は周方向で異なるように設定されていれば、他の構成に変更してもよい。

例えば、図１３に示すロータコア９１に変更してもよい。ロータコア９１は、軸方向に複数に分割されず（複数の分割ロータコアを有さず）、周方向に並ぶ複数の磁路形成部１０１〜１１０の内の半分（磁路形成部１０１〜１０５と磁路形成部１０６〜１１０と）の周方向幅が周方向で異なるように設定されている。詳しくは、ロータコア９１は、周方向で２つ（半分）に区別される（図１３中、２点鎖線で区別される）第１及び第２のロータコア部９２，９３を有する。そして、第１のロータコア部９２は、上記実施の形態の第１の分割ロータコア１１と同じパターンに形成され、第２のロータコア部９３は、上記実施の形態の第２の分割ロータコア１２と同じパターンに形成されている。尚、この例の磁路形成部１０１〜１１０における周方向中心同士の間隔は上記実施の形態の磁路形成部３１〜４０（６１〜７０）と同じである。又、第１及び第２のロータコア部９２，９３の境目におけるＶ字永久磁石９４，９５は、上記実施の形態の第１及び第２の分割ロータコア１１，１２におけるそれぞれの永久磁石１４ａ，１５ｂ，１６ｂ，１７ａが組み合わされて形成されている。

このようにしても、複数の磁路形成部や磁石の周方向幅が一定であることに起因する（同時に大量のコイル磁束の流れが生じることに基づく）トルクリップルを低減することができる。しかも、複数の磁路形成部１０１〜１１０の内、Ｖ字永久磁石１４〜１７，９４，９５を一対毎に仕切る一つおきの磁路形成部（例えば、磁路形成部１０１，１０３，１０５，１０７，１０９）における周方向中心は全て等角度間隔（この例では７２度）に設定される。よって、一つおきの磁路形成部における周方向中心が不等角度間隔であることに起因する磁気的バランスの崩れが抑制され（発生せず）、ひいては回転駆動時の振動が抑制される。

・上記実施の形態では、ティースが６０個形成され、巻線１０が分布巻にて巻回されるステータ２としたが、図１４及び図１５に示すように、ティース１１１が１２個（図中、４つのみ図示する）形成され、図示しない巻線が集中巻にて巻回されるステータ１１２に変更して具体化してもよい。この例におけるロータ１１３は、第１の分割ロータコア１２１（図１４参照）と、第２の分割ロータコア１２２（図１５参照）と、図示しない非磁性体と、Ｖ字永久磁石１２３〜１２６とを備える。又、図１６に模式的に示すように、第１及び第２の分割ロータコア１２１，１２２は、その軸方向長さの比率が８対２に設定されている。

第１及び第２の分割ロータコア１２１，１２２には、それぞれ８個のＶ字永久磁石１２３〜１２６が設けられる。そして、第１及び第２の分割ロータコア１２１，１２２毎における複数（８つ）の磁路形成部１３１〜１３４の内、Ｖ字永久磁石１２３〜１２６を一対毎に仕切る一つおきの磁路形成部における周方向中心は等角度間隔（３６０度／（磁石の数／２））であって、この例では（３６０／（８／２）＝）９０度に設定されている。

又、第２の分割ロータコア１２２の磁路形成部１３３，１３４の周方向幅は、前記第１の分割ロータコア１２１の磁路形成部１３１，１３２の周方向幅より大きく設定されている。

又、第１の分割ロータコア１２１（第１の分割ロータコア１２１、Ｖ字永久磁石１２３，１２４及びステータ１１２）は、図１８に示すように、第４の特性Ｘ４（図１８中、実線で示す）を有する。第２の分割ロータコア１２２（第２の分割ロータコア１２２、Ｖ字永久磁石１２５，１２６及びステータ１１２）は、図１８に示すように、第５の特性Ｘ５（図１８中、破線で示す）を有する。尚、第１及び第２の分割ロータコア１２１，１２２の軸方向長さが同じの場合、それぞれは、図１７に示す特性Ｘ４ａ，Ｘ５ａを有する。

そして、第１及び第２の分割ロータコア１２１，１２２の軸方向長さの比率が８対２に設定されたこの例のモータは、図１８に示すように、前記第４及び第５の特性Ｘ４，Ｘ５を合成した合成特性Ｚ３（図１８中、太線で示す）を有する。

このようにしても、複数の磁路形成部や磁石の周方向幅が一定であることに起因する（同時に大量のコイル磁束の流れが生じることに基づく）トルクリップルを低減することができる。しかも、複数の磁路形成部１３１〜１３４の内、Ｖ字永久磁石１２３〜１２６を一対毎に仕切る一つおきの磁路形成部における周方向中心は全て等角度間隔（この例では９０度）に設定される。よって、一つおきの磁路形成部における周方向中心が不等角度間隔であることに起因する磁気的バランスの崩れが抑制され（発生せず）、ひいては回転駆動時の振動が抑制される。

・上記実施の形態では、ロータコアは、軸方向に２つに分割された第１及び第２の分割ロータコア１１，１２を有するとしたが、分割ロータコアの数は変更してもよく、例えば、図１９に模式的に示すように、３つの分割ロータコア１４１〜１４３を有するロータコアに変更してもよい。

・上記実施の形態では、第１及び第２の分割ロータコア１１，１２は、非磁性体１３を介して積層されるとしたが、これに限定されず、例えば、分割ロータコア同士が直接当接するように積層してもよいし、図２０に模式的に示すように分割ロータコア１５１〜１５３の間に空隙１５４が形成されるように積層してもよい。空隙１５４が形成されるようにした場合、分割ロータコア１５１〜１５３間における磁束漏れを防止しながら、非磁性体が不要であるため部品点数の増大を抑制することができる。

・上記実施の形態では、周方向に隣り合う一方の磁路形成部における周方向中心Ｌ１がティース７の周方向中心ＬＴと径方向に直列状態となった状態で、他方の磁路形成部における周方向中心Ｌ２がティース７の周方向中心ＬＴに対して３６０／（２Ｎ）（但しＮはティース数）度、周方向にずれるように設定したが、これに限定されない。例えば、周方向にずれる角度を変更してもよい。又、例えば、前記周方向中心Ｌ１が前記周方向中心ＬＴと径方向に直列状態となった状態で、前記周方向中心Ｌ２がティース７の周方向中心ＬＴと径方向に直列状態となるように変更してもよい。

・上記実施の形態のＶ字永久磁石１４〜１７は、４角柱状の一対の永久磁石１４ａ，１４ｂ〜１７ａ，１７ｂを略Ｖ字形状に配置してなるとしたが、略Ｖ字形状に一体成形されたＶ字永久磁石に変更してもよい。尚、勿論、この場合、収容孔２１ａ，２１ｂ〜３０ａ，３０ｂ，５１ａ，５１ｂ〜６０ａ，６０ｂの形状も適宜変更する必要がある。

・上記実施の形態では、磁石を、径方向内側に凸の略Ｖ字形状に配置されるＶ字永久磁石１４〜１７としたが、これに限定されず、例えば、単に周方向に沿って（半径同一周回上に）配設される曲線状や直線状の磁石に変更してもよい。尚、勿論、この場合、収容孔２１ａ，２１ｂ〜３０ａ，３０ｂ，５１ａ，５１ｂ〜６０ａ，６０ｂの形状も適宜変更する必要がある。

・上記実施の形態では、リベット挿入孔４３，７３（リベット７４）は、前記Ｖ字の開角度に応じて直径を異ならせたが、これに限定されず、全てのリベット挿入孔（リベット７４）の直径を同じに設定してもよい。

・上記実施の形態では、第１及び第２の分割ロータコア１１，１２は、それぞれ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、同様の形状であればよく、例えば、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。
（イ）請求項３乃至５のいずれか１項に記載の埋込磁石型モータにおいて、複数の前記分割ロータコアは、非磁性体を介して積層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、複数の分割ロータコアは、非磁性体を介して積層されるため、分割ロータコア間における磁束漏れが防止される。よって、トルクの低下を抑制することができる。

本実施の形態における埋込磁石型モータの側断面図。 本実施の形態における回転軸を除くロータの概略斜視図。 本実施の形態におけるステータ及び第１の分割ロータコアの平面図。 本実施の形態におけるステータ及び第２の分割ロータコアの平面図。 本実施の形態におけるステータ及びロータの平面一部拡大図。 本実施の形態におけるリベット挿入孔とリベットを説明するための説明図。 本実施の形態の第１及び第２の分割ロータコアにおける特性を説明するための角度−トルク特性図。 本実施の形態の第１及び第２の特性と合成特性を説明するための角度−トルク特性図。 別例におけるステータ及び第１の分割ロータコアの平面図。 別例におけるロータの模式図。 別例の第１及び第２の分割ロータコアにおける特性を説明するための角度−トルク特性図。 別例の第２及び第３の特性と合成特性を説明するための角度−トルク特性図。 別例におけるステータ及びロータコアの平面図。 別例におけるステータ及び第１の分割ロータコアの一部平面図。 別例におけるステータ及び第２の分割ロータコアの一部平面図。 別例におけるロータの模式図。 別例の第１及び第２の分割ロータコアにおける特性を説明するための角度−トルク特性図。 別例の第４及び第５の特性と合成特性を説明するための角度−トルク特性図。 別例におけるロータの模式図。 別例におけるロータの模式図。

符号の説明

２，１１２…ステータ、３，８４，１１３…ロータ、７，１１１…ティース、１０…巻線、１１，８１，１２１…第１の分割ロータコア、１２，１２２…第２の分割ロータコア、１４〜１７，８２，８３，９４，９５，１２３〜１２６…Ｖ字永久磁石（磁石及びＶ字磁石）、２１ａ，２１ｂ〜３０ａ，３０ｂ，５１ａ，５１ｂ〜６０ａ，６０ｂ…収容孔（Ｖ字収容孔）、３１〜４０，６１〜７０，１０１〜１１０，１３１〜１３４…磁路形成部、４３，７３…リベット挿入孔、７４…リベット、９１…ロータコア、１４１〜１４３，１５１〜１５３…分割ロータコア、Ｌ１，Ｌ２…磁路形成部の周方向中心、ＬＴ…ティースの周方向中心。

Claims (5)

1. 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、
   軸方向に貫通する収容孔が周方向に複数形成されることで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、各前記収容孔にそれぞれ磁石がその磁極が交互になるように配設され、前記ステータの内側に回転可能に収容されるロータと
   を備えた埋込磁石型モータであって、
   複数の前記磁路形成部の内、前記磁石を一対毎に仕切る一つおきの前記磁路形成部における周方向中心が等角度間隔に設定され、且つ、複数の前記磁路形成部の少なくとも１つの周方向幅が軸方向又は周方向で異なるように設定されたことを特徴とする埋込磁石型モータ。
2. 請求項１に記載の埋込磁石型モータにおいて、
   周方向に隣り合う一方の前記磁路形成部における周方向中心が前記ティースの周方向中心と径方向に直列状態となった状態で、周方向に隣り合う他方の前記磁路形成部における周方向中心がティースの周方向中心に対して３６０／（２Ｎ）（但しＮはティース数）度、周方向にずれるように設定されたことを特徴とする埋込磁石型モータ。
3. 請求項１又は２に記載の埋込磁石型モータにおいて、
   前記ロータコアは、軸方向に複数に分割された複数の分割ロータコアを有し、
   前記磁路形成部の周方向幅は、前記分割ロータコア毎で異なるように設定されたことを特徴とする埋込磁石型モータ。
4. 請求項３に記載の埋込磁石型モータにおいて、
   前記磁石は、前記分割ロータコア毎で径方向に異なる範囲で配置されるように長さが設定されたことを特徴とする埋込磁石型モータ。
5. 請求項３又は４に記載の埋込磁石型モータにおいて、
   前記収容孔は、径方向内側に凸の略Ｖ字形状のＶ字収容孔であって、
   前記磁石は、前記Ｖ字収容孔に対応したＶ字磁石であって、
   各前記分割ロータコアにおける前記Ｖ字収容孔及び前記Ｖ字磁石が形成するＶ字の内側にはリベットが挿入されるリベット挿入孔が形成され、
   前記リベット挿入孔は、前記Ｖ字収容孔及び前記Ｖ字磁石が形成するＶ字の開角度に応じて設定されたことを特徴とする埋込磁石型モータ。

Images