JP2006149167A - 埋込磁石型モータ - Google Patents

Abstract

【課題】トルクの低下を抑制しながらトルクリップル及びコギングトルク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】埋込磁石型モータは、略円筒状に形成され、軸中心に向かって延びるように形成されたティースバー１１と該ティースバー１１の先端に周方向に沿って形成されたティース先端部１２とを有するティース７が、周方向に等角度間隔で形成されたステータコア８と、ティースバー１１に巻回された巻線とを備えるステータを備える。ティース先端部１２の先端面周方向中央部には軸方向に貫通する補助溝１３が形成され、軸方向から見て補助溝１３の面積はティース先端部１２の面積の１０％〜５０％に設定されている。
【選択図】 図３

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。

このようなモータにおいては、コギングトルクの低下、及び負荷時のトルク脈動の低下が求められており、そのために、ステータのティース先端面（ロータコアに対向する面）に補助溝を形成する構成が公知である。例えば、特許文献１には、１つのティースに対して、周方向幅や径方向幅の寸法が所定範囲内に設定された４つの補助溝が形成されたモータが提案されている。
特開２００３−６１２７２号公報

しかしながら、上記特許文献１では、補助溝の大きさは周方向幅や径方向幅でそれぞれ設定されているため、両者の関係によっては、補助溝が大きく形成されることにより磁気抵抗が大きくなり、ロータのトルクが低下することが懸念される。

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、トルクの低下を抑制しながらトルクリップル及びコギングトルク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、軸中心に向かって延びるように形成されたティースバーと該ティースバーの先端に周方向に沿って形成されたティース先端部とを有するティースが、周方向に等角度間隔で形成されたステータコアと、前記ティースバーに巻回された巻線とを備えるステータと、軸方向に貫通する収容孔が周方向に複数形成されたロータコアと、各前記収容孔にそれぞれ配設された永久磁石とを備え、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、前記ティース先端部の先端面周方向中央部には軸方向に貫通する補助溝が形成され、軸方向から見て前記補助溝の面積は前記ティース先端部の面積の１０％〜５０％に設定される。

請求項２に記載の発明では、略円筒状に形成され、軸中心に向かって延びるように形成されたティースバーと該ティースバーの先端に周方向に沿って形成されたティース先端部とを有するティースが、周方向に等角度間隔で形成されたステータコアと、前記ティースバーに巻回された巻線とを備えるステータと、軸方向に貫通する収容孔が周方向に複数形成されたロータコアと、各前記収容孔にそれぞれ配設された永久磁石とを備え、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、前記ティース先端部の先端面周方向両端部には、軸方向に貫通して周方向両側に向けて前記ロータの外周面から離間するように傾斜する傾斜部が形成され、軸方向から見て前記傾斜部の面積は前記ティース先端部の面積の１０％〜３０％に設定される。

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、前記巻線がｎ相外部電源と接続され、前記永久磁石の磁極数がＰであるとき、基本のティース数が「ｎ×Ｐ」とされ、前記ティースの数は前記基本のティース数の２倍に設定される。

請求項４に記載の発明では、請求項１〜３のうち何れか１項に記載の埋込磁石型モータにおいて、前記ステータコアの外周面は、軸方向全域にわたって、軸方向から見て一定の径を有する円形状に形成される。

請求孔５に記載の発明では、請求項１〜４のうち何れか１項に記載の埋込磁石型モータにおいて、前記永久磁石は、周方向に沿って径方向内側に凸の略Ｖ字形状に配置され、前記収容孔は、その外周側端部に該収容孔に沿って形成された外側延設部を有し、前記外側延設部は、周方向に隣り合うＶ字形状に配置された前記永久磁石の端部では互いに周方向に近接する位置に配置される。

請求項６に記載の発明では、請求項１〜５のうち何れか１項に記載の埋込磁石型モータにおいて、前記永久磁石は、周方向に沿って径方向内側に凸の略Ｖ字形状に配置され、前記ロータコアには、Ｖ字形状に配置された前記永久磁石の間に径方向に延びる磁路形成部が形成され、周方向に隣り合うＶ字形状に配置された前記永久磁石のＶ字をなす内側の角度が異なるように設定されて、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る。

請求項７に記載の発明では、請求項１〜６のうち何れか１項に記載の埋込磁石型モータにおいて、前記ロータコアには、前記永久磁石が配設された収容孔以外に、この部分よりも磁気抵抗の大きい部分がないように設定される。

（作用）
請求項１に記載の発明によれば、ロータ外周面に対向するティース先端部の先端面周方向中央部には、軸方向に貫通する補助溝が形成され、軸方向から見て補助溝の面積はティース先端部の面積の１０％〜５０％に設定されている。このようにティース先端部に補助溝が形成されることで、ステータはロータに対してティース数が増加したように作用するため、トルクリップル及びコギングトルクの低減を図ることができる。そして、この補助溝の面積を所定範囲内に設定することで、ティース先端部に補助溝を形成する場合に懸念されるトルクの低下を抑制することができる。即ち、ティース先端部に補助溝を形成することでティース先端部における空隙率が増加し磁気抵抗が大きくなるが、補助溝の面積をティース先端部の面積の１０％〜５０％とすることで、磁気抵抗が大きくなるのを抑制し、トルクの低下を抑制することができる。従って、トルクの低下を抑制しながら、トルクリップル及びコギングトルク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、ロータ外周面に対向するティース先端部の先端面周方向両端部には、軸方向に貫通して周方向両側に向けてロータの外周面から離間するように傾斜する傾斜部が形成され、軸方向から見て傾斜部の面積はティース先端部の面積の１０％〜３０％に設定されている。このようにティース先端部に傾斜部が形成されることで、ロータ回転時のロータと各ティース先端部との間の磁束の授受が滑らかとなるため、トルクリップル及びコギングトルクの低減を図ることができる。そして、この傾斜部の面積を所定範囲内に設定することで、ティース先端部に傾斜部を形成する場合に懸念されるトルクの低下を抑制することができる。即ち、ティース先端部に傾斜部を形成することでティース先端部における空隙率が増加し磁気抵抗が大きくなるが、傾斜部の面積をティース先端部の面積の１０％〜３０％とすることで、磁気抵抗が大きくなるのを抑制し、トルクの低下を抑制することができる。従って、トルクの低下を抑制しながら、トルクリップル及びコギングトルクを低減することができる。

請求項３に記載の発明によれば、巻線がｎ相外部電源と接続され、永久磁石の磁極数がＰであるとき、基本のティース数が「ｎ×Ｐ」とされ、ティースの数は前記基本のティース数の２倍に設定されるため、永久磁石とティース先端部との相互作用で発生するコギングトルクを抑制することができる。

請求項４に記載の発明によれば、ステータコアの外周面は、軸方向全域にわたって、軸方向から見て一定の径を有する円形状に形成されるため、ステータとロータとの間に発生する磁気吸引力が安定し、コギングトルクを抑制することができる。

請求項５に記載の発明によれば、収容孔はその外周側端部に収容孔に沿って形成された外側延設部を有し、外側延設部はＶ字形状に配置された永久磁石の端部において互いに周方向に近接する位置に配置されている。このため、ロータ回転時のロータとステータとの間の磁束の授受が滑らかとなり、トルクリップルを抑制することができる。

請求項６に記載の発明によれば、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ため、隣り合う磁路形成部で同一の磁束分布になることが防止される。よって、トルクリップルを抑制することができる。

請求項７に記載の発明によれば、ロータコアには、永久磁石が配設された収容孔以外に、この部分よりも磁気抵抗の大きい部分がないように設定されているため、磁気抵抗が大きくなることによりトルクが低下するのを抑制することができる。

本発明によれば、トルクの低下を抑制しながらトルクリップル及びコギングトルク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。

（第１実施形態）
以下、本発明を具体化した第１実施の形態を図１〜図５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を介して巻回された巻線１０とを備える。ステータコア８の外周面は、軸方向全域にわたって、突起や溝等の凹凸が形成されておらず、軸方向から見て一定の径を有する円形状に形成されている。なお、本実施の形態のステータコア８には６０個のティース７が形成されている。

図２及び図３に示すように、ティース７は、ステータコア８の内周面にて軸中心に向かって延びるように形成されたティースバー１１と、該ティースバー１１の先端に周方向に沿って形成されたティース先端部１２とを備える。ティース先端部１２は、ティースバー１１の先端に対し周方向両側に突出している。なお、図２及び図３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。また、本実施の形態では、巻線１０はティース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。

また、本実施の形態では、ティース先端部１２の先端面周方向中央部に軸方向に貫通する補助溝１３が形成されている。ティース先端部１２に軸方向に貫通する補助溝１３が形成されることで、ティース先端部１２の先端面は周方向に第１ティース部１２ａと第２ティース部１２ｂとに分割され、各ティース７はロータ３に対して２つのティースがあるように作用することとなる。また、軸方向から見て、補助溝１３の面積Ｓ２（図３において着色して示す部分）は、ティース先端部１２の面積Ｓ１（図３においてハッチングにて示す部分）の１０％〜５０％となるように設定されている。この面積Ｓ１に対する面積Ｓ２の範囲の設定については後述する。なお、補助溝１３の面積Ｓ２がティース先端部１２の面積Ｓ１の１０％〜５０％となるのであれば、補助溝１３の周方向幅及び径方向幅をどのような値に設定してもよい。

ロータ３は、図１及び図２に示すように、前記回転軸６と、ロータコア１４と、複数のＶ字形状に配置された一対の永久磁石１５，１６とを備える。本実施の形態のロータコア１４は、磁性粉体が焼結されて形成されており、その軸中心には回転軸６が嵌着される中心孔１４ａが形成されている。また、本実施の形態では、周方向に１０対の永久磁石１５，１６が配置されている。なお、巻線１０はｎ相（ｎ＝３）外部電源と接続され、永久磁石１５，１６の磁極数Ｐは１０であるため、基本のティース数（ｎ×Ｐ）は３０となり、ティース７の数は、この基本のティース数の２倍の６０個に設定されている。

また、ロータコア１４には、図２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、ロータコア１４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。ここで、収容孔２１ａ，２１ｂ〜３０ａ，３０ｂが形成するＶ字は、後述する永久磁石１５，１６の形状（Ｖ字をなす内側の角度θ１，θ２等）に対応した形状とされる。また、各収容孔２１ａ，２１ｂ〜３０ａ，３０ｂは、径方向に一定の範囲に配置される（径方向最内点と径方向最外点が同じとされる）。

また、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。詳しくは、一対の収容孔２１ａ，２１ｂ（２２ａ，２３ａ〜３０ａ，３０ｂ）の径方向内側端部には、互いに近接する側（前記端部の略半分）から延びて漏れ磁束を小さくするように内側延設部４１が形成されている。また、一対の収容孔２１ａ，２１ｂ（２２ａ，２２ｂ〜３０ａ，３０ｂ）の径方向外側端部には、互いに離間する側から延びて漏れ磁束を小さくするように外側延設部４２が形成されている。即ち、外側延設部４２は、周方向に隣り合うＶ字形状に配置された永久磁石１５，１６の端部において、互いに近接する位置に配置されている。このため、ステータ２とロータ３との間の磁束の授受が滑らかなものとなる。なお、本実施の形態では、外側延設部４２は、軸方向に延びてロータコア１４を貫通するように形成されている（図３及び図４参照）。

なお、例えば軸方向に複数の円盤状のコアシートが積層されて形成されるロータコアの場合は、それらコアシートにリベットを貫通させるためのリベット孔が形成されるが、本実施形態のロータコア１４は磁性粉体が焼結して形成されており、複数のコアシートを固定するためのリベット孔が形成されていない。このため、ロータコア１４は、収容孔２１ａ，２１ｂ〜３０ａ，３０ｂ以外には、この部分よりも磁気抵抗の大きい部分がないように形成されている。

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永久磁石１５，１６が収容保持されている。本実施の形態では、永久磁石１５，１６は、４角柱状の一対の永久磁石１５ａ，１５ｂ，１６ａ，１６ｂを各収容孔２１ａ，２１ｂ〜３０ａ，３０ｂに交互に収容することで略Ｖ字状に配置してなる。隣り合う永久磁石１５，１６は、Ｎ極とＳ極とが逆に設定され、例えば永久磁石１５（永久磁石１５ａ，１５ｂ）は径方向外側（Ｖ字をなす形状において内側）がＮ極、永久磁石１６（永久磁石１６ａ，１６ｂ）は径方向外側がＳ極に設定される。

また、周方向に隣り合うＶ字形状に配置された永久磁石１５，１６のＶ字をなす内側の角度θ１，θ２は、異なるように設定されている。つまり、ロータコア１４は、内側が角度θ１とされた永久磁石１５と、内側が角度θ２とされた永久磁石１６とが、周方向に交互に配設されている。本実施の形態では、角度θ２の方が角度θ１よりも大きくなるように設定されている。上述したように、各前記収容孔２１ａ，２１ｂ〜３０ａ，３０ｂは、径方向に一定の範囲内で形成されているため、内側の角度が大きい永久磁石１５の方が、永久磁石１６より若干多く（長く）磁石が使用されることになる。このように、Ｖ字をなす内側の角度θ１，θ２がそれぞれ設定された永久磁石１５，１６を用いたロータ３では、隣り合う磁路形成部３１〜４０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ている。

なお、図３に示すように、本実施の形態では、ロータコア１４にＶ字形状に配置される永久磁石１５（１６）の周方向幅Ｗ１は、径方向幅Ｗ２の略１７％に設定されている。このように永久磁石１５，１６の周方向幅が設定されることで、周方向に多くの磁石を使用でき、高トルク化を図ることができる。

上記のように構成された埋込磁石型モータでは、リラクタンストルク及びマグネットトルクを駆動力としてロータ３を高いモータ効率で回転駆動させることができる。
ここで、上述した面積Ｓ１に対する面積Ｓ２の範囲の設定について詳述する。

本実施の形態の埋込磁石型モータを回転させてロータ３回転時のトルク及びトルクリップルを測定すると、図５に示すような結果が得られた。同図には、補助溝１３の面積率に対するトルク率Ｌ１及びリップル率Ｌ２の変化が示されている。ここで、面積率とはティース先端部１２の面積Ｓ１に対する補助溝１３の面積Ｓ２の比率である（図３参照）。また、トルク率Ｌ１とはティース先端部１２の未加工時（ティース先端部１２に補助溝１３が形成されていないとき）のトルクに対する補助溝１３形成時のトルクの比率であり、リップル率Ｌ２はティース先端部１２未加工時のトルクリップルに対する補助溝１３形成時のトルクリップルの比率である。

図５に示すように、前記面積率が１０％〜５０％の範囲であると、トルク率Ｌ１の低下は５％以内に抑えられており、ロータ３はティース先端部１２未加工時の９５％以上のトルクで回転可能である。また、リップル率Ｌ２は前記面積率が大きいほど低下する傾向を示しており、面積率が１０％よりも大きければリップル率Ｌ２は９０％よりも小さくなっており、トルクリップルが十分低減される。

従って、面積率の範囲を１０％〜５０％とすれば、トルク低下を抑えながらトルクリップルの低下を図ることができる。
次に、本実施形態における埋込磁石型モータの特徴的な作用効果を記載する。

（１）ロータ３外周面に対向するティース先端部１２の先端面周方向中央部には、軸方向に貫通する補助溝１３が形成され、軸方向から見て補助溝１３の面積Ｓ２はティース先端部１２の面積Ｓ１の１０％〜５０％に設定されている。このようにティース先端部１２に補助溝１３が形成されることで、ステータ２はロータ３に対してティース数が増加したように作用するため、トルクリップル及びコギングトルクの低減を図ることができる。そして、この補助溝１３の面積Ｓ２を所定範囲内に設定することで、ティース先端部１２に補助溝１３を形成する場合に懸念されるトルクの低下を抑制することができる。即ち、ティース先端部１２に補助溝１３を形成することでティース先端部１２における空隙率が増加し磁気抵抗が大きくなるが、補助溝１３の面積Ｓ２をティース先端部１２の面積Ｓ１の１０％〜５０％とすることで、磁気抵抗が大きくなるのを抑制し、トルクの低下を抑制することができる。従って、トルクの低下を抑制しながら、トルクリップル及びコギングトルクを低減することができる。

（２）巻線１０がｎ相外部電源（ｎ＝３）と接続され、永久磁石１５，１６の磁極数Ｐが１０であるとき、基本のティース数が「３０」とされ、ティース７の数は基本のティース数の２倍に設定されるため、永久磁石１５，１６とティース先端部との相互作用で発生するコギングトルクを抑制することができる。

（３）隣り合う磁路形成部３１〜４０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ため、隣り合う磁路形成部３１〜４０で同一の磁束分布になることが防止される。よって、トルクリップルを抑制することができる。

（４）ステータコア８は、軸方向から見て一定の径を有する円形状の外周面を有するため、ステータ２とロータ３との間に発生する磁気吸引力が安定し、コギングトルクを抑制することができる。

（５）収容孔２１ａ，２１ｂ〜３０ａ，３０ｂは、その外周側端部に収容孔２１ａ，２１ｂ〜３０ａ，３０ｂに沿って形成された外側延設部４２を有し、外側延設部４２はＶ字形状に配置された永久磁石１５，１６の端部において互いに周方向に近接する位置に配置されている。このため、ロータ３回転時のロータ３とステータ２との間の磁束の授受が滑らかとなり、トルクリップルを抑制することができる。

（６）ロータコア１４には、永久磁石１５，１６が配設された収容孔２１ａ，２１ｂ〜３０ａ，３０ｂ以外には、この部分よりも磁気抵抗が大きくなる部分がないように設定されているため、磁気抵抗が大きくなることによりトルクが低下するのを抑制することができる。

（第２実施形態）
以下、本発明を具体化した第２実施の形態を図６〜図８に従って説明する。本実施の形態では、図６に示すように、ティース先端部５１の形状が前記第１実施の形態と若干異なっている。

図６に示すように、ティース先端部５１の先端面周方向両端部には、軸方向に貫通して周方向両側に向けてロータ３の外周面から離間するように傾斜する傾斜部５２が形成されている。軸方向から見た傾斜部５２は、ティース先端部５１の内側面５１ａに対して直線状に傾斜したテーパ状に形成されている。このため、ロータ３と各ティース先端部５１との間の磁束の授受は、ロータ３の回転に伴い徐々に行われることとなる。

また、本実施の形態では、軸方向から見て、ティース先端部５１に形成された傾斜部５２の面積Ｓ１２（図６において着色して示す部分）は、ティース先端部５１の面積Ｓ１１（図６においてハッチングにて示す部分）の１０％〜３０％となるように設定されている。なお、本実施の形態では、面積Ｓ１２は、１つのティース先端部５１に形成された２つの傾斜部５２の面積を合計したものである。なお、面積Ｓ１１に対する面積Ｓ１２の範囲の設定については後述する。また、傾斜部５２の面積Ｓ１２がティース先端部５１の面積Ｓ１１の１０％〜３０％となるのであれば、傾斜部５２の周方向幅及び径方向幅をどのような値に設定してもよい。

また、図７に示すように、本実施の形態のロータコア５３には、上記第１の実施形態のロータコア１４における外側延設部４２に替えて、スキュー構造の外側空隙部５４が形成されている。外側空隙部５４は、各収容孔２１ａ，２１ｂ〜３０ａ，３０ｂ（Ｖ字永久磁石１５，１６）の径方向外側に形成されている。外側空隙部５４は、永久磁石１５，１６の厚みと略同じ周方向幅を有しており、各収容孔２１ａ，２１ｂ〜３０ａ，３０ｂの外側で軸方向に対して傾斜するように形成されている。このため、ロータ３回転時のロータ３とステータ２との間の磁束の授受が滑らかとなる。

ここで、上述した面積Ｓ１１に対する面積Ｓ１２の範囲の設定について説明する。
本実施の形態の埋込磁石型モータを回転させてロータ３回転時のトルク及びトルクリップルを測定すると、図８に示すような結果が得られた。同図には、傾斜部５２の面積率に対するトルク率Ｌ１１及びリップル率Ｌ１２の変化が示されている。ここで、面積率とはティース先端部５１の面積Ｓ１１に対する傾斜部５２の面積Ｓ１２の比率である（図６参照）。また、トルク率Ｌ１１とはティース先端部５１の未加工時（ティース先端部５１に傾斜部５２が形成されていないとき）のトルクに対する傾斜部５２形成時のトルクの比率であり、リップル率Ｌ１２はティース先端部５１未加工時のトルクリップルに対する傾斜部５２形成時のトルクリップルの比率である。

図８に示すように、前記面積率が１０％〜３０％の範囲であると、トルク率Ｌ１１の低下は５％以内に抑えられており、ロータ３はティース先端部５１未加工時の９５％以上のトルクで回転可能である。また、リップル率Ｌ１２は前記面積率が大きいほど低下する傾向を示しており、面積率が１０％よりも大きければリップル率Ｌ１２は９０％よりも小さくなっており、トルクリップルが十分低減される。

従って、面積率の範囲を１０％〜３０％とすれば、トルク低下を抑えながらトルクリップルの低下を図ることができる。
次に、本実施形態における埋込磁石型モータの特徴的な作用効果を記載する。

（１）ロータ３外周面に対向するティース先端部５１の先端面周方向両端部には、軸方向に貫通して周方向両側に向けてロータ３の外周面から離間するように傾斜する傾斜部５２が形成され、軸方向から見た傾斜部５２の面積Ｓ１２はティース先端部５１の面積Ｓ１１の１０％〜３０％に設定されている。このようにティース先端部５１に傾斜部５２が形成されることで、ロータ３回転時のロータ３と各ティース先端部５１との間の磁束の授受が滑らかとなるため、トルクリップル及びコギングトルクの低減を図ることができる。そして、この傾斜部５２の面積Ｓ１２を所定範囲内に設定することで、ティース先端部５１に傾斜部５２を形成する場合に懸念されるロータ３回転時のトルクの低下を抑制することができる。即ち、ティース先端部５１に傾斜部５２を形成することでティース先端部５１における空隙率が増加し磁気抵抗が大きくなるが、傾斜部５２の面積Ｓ１２をティース先端部５１の面積Ｓ１１の１０％〜３０％とすることで、磁気抵抗が大きくなるのを抑制し、トルクの低下を抑制することができる。従って、トルクの低下を抑制しながら、トルクリップル及びコギングトルクを低減することができる。

尚、本発明の実施形態は、以下のように変更してもよい。
・上記第１の実施形態において、ティース先端部１２に形成される補助溝１３の面積は、ティース先端部１２の面積の１０％〜５０％となるのであれば、どのような値に設定してもよい。また、ティース先端部１２に形成される補助溝１３の面積がティース先端部１２の面積の１０％〜５０％となるのであれば、ティース先端部１２に形成される補助溝の数は１つに限定されず、２つ以上の補助溝を形成してもよい。

・上記第２の実施形態において、ティース先端部５１に形成される傾斜部５２の面積は、ティース先端部５１の面積の１０％〜３０％となるのであれば、どのような値に設定してもよい。また、ティース先端部５１に形成される傾斜部５２の面積がティース先端部５１の面積の１０％〜３０％となるのであれば、傾斜部をどのように形成してもよく、例えばティース先端部５１の外周面周方向に一方の端部のみに傾斜部を形成してもよい。また、傾斜部５２の軸方向から見た形状をティース先端部５１の内側面５１ａに対して直線状に傾斜したテーパ状としたが、傾斜部５２の形状はこれに限らない。例えば、周方向両側に向けてロータ３の外周面から徐々に離間するように湾曲した形状としてもよい。

・上記各実施の形態では、ステータコア８の外周面は、軸方向全域にわたって、軸方向から見て一定の径を有する円形状に形成されたものとしたが、ステータコア８の外周面に溝等の凹凸を形成してもよい。

・上記各実施の形態では、収容孔２１ａ，２１ｂ〜３０ａ，３０ｂ及び永久磁石１５，１６を略Ｖ字形状としたが、これに限定されず、他の形状に変更してもよい。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。なお、勿論、この場合、収容孔２１ａ，２１ｂ〜３０ａ，３０ｂの形状も適宜変更する必要がある。

・上記各実施の形態では、ロータコア１４は磁性粉体を焼結して形成したものとしたが、ロータこら１４の構成はこれに限定されず、例えば、ロータコアを軸方向に分割された複数の円盤状のコアシートを積層して形成してもよい。また、永久磁石を収容する収容孔の形状が異なるロータコアを軸方向に重ねて形成してもよい。

・上記各実施の形態では、各前記永久磁石１５，１６は、径方向に一定の範囲に配置され、永久磁石１５の方が永久磁石１６よりも若干多く（長く）磁石が使用されるものとしたが、すべての永久磁石を同一形状に変更してもよい。このようにすると、部品点数（磁石の種類）を少なくすることができる。

・上記各実施の形態では、永久磁石１５，１６は、４角柱状の一対の永久磁石１５ａ，１５ｂ及び永久磁石１６ａ，１６ｂを略Ｖ字形状に配置してなるものとしたが、略Ｖ字形状に一体形成された永久磁石に変更してもよい。なお、この場合、形状（前記角度θ１、θ２）の異なる永久磁石を複数用いる必要がある。また、この場合、収容孔２１ａ，２１ｂ〜３０ａ，３０ｂの形状を永久磁石に応じて変更する必要がある。

・上記第１実施の形態では、外側延設部４２は、周方向に隣り合う永久磁石１５，１６の外周側端部では互いに近接する位置に配置されたものとしたが、外側延設部を他の形状としてもよい。例えば、周方向に隣り合う永久磁石１５，１６の外周側端部において、互いに離間する位置に配置してもよい。

・上記各実施の形態のティース７の数（６０個）や永久磁石１５，１６の数（１０対）等の数値は、適宜変更してもよい。

第１実施の形態における埋込磁石型モータの側断面図。 第１実施の形態におけるステータ及びロータの平面図。 第１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。 第１実施の形態における回転軸を除くロータの概略斜視図。 第１実施の形態における補助溝の面積に対するトルクリップル及びトルクの変化を示す特性図。 第２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。 第２実施の形態における回転軸を除くロータの概略斜視図。 第２実施の形態における傾斜部の面積に対するトルクリップル及びトルクの変化を示す特性図。

符号の説明

２…ステータ、３…ロータ、７…ティース、８…ステータコア、１０…巻線、１１…ティースバー、１２，５１…ティース先端部、１３…補助溝、１４，５３…ロータコア、１５，１５ａ，１５ｂ，１６，１６ａ，１６ｂ…永久磁石、２１ａ，２１ｂ〜３０ａ，３０ｂ…収容孔、３１〜４０…磁路形成部、４２…外側延設部、５２…傾斜部、θ１，θ２…角度、Ｐ…磁極数、Ｓ１，Ｓ１１…ティース先端部の面積、Ｓ２…補助溝の面積、Ｓ１２…傾斜部の面積。

Claims (7)

1. 略円筒状に形成され、軸中心に向かって延びるように形成されたティースバーと該ティースバーの先端に周方向に沿って形成されたティース先端部とを有するティースが、周方向に等角度間隔で形成されたステータコアと、前記ティースバーに巻回された巻線とを備えるステータと、軸方向に貫通する収容孔が周方向に複数形成されたロータコアと、各前記収容孔にそれぞれ配設された永久磁石とを備え、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、
   前記ティース先端部の先端面周方向中央部には軸方向に貫通する補助溝が形成され、軸方向から見て前記補助溝の面積は前記ティース先端部の面積の１０％〜５０％に設定されたことを特徴とする埋込磁石型モータ。
2. 略円筒状に形成され、軸中心に向かって延びるように形成されたティースバーと該ティースバーの先端に周方向に沿って形成されたティース先端部とを有するティースが、周方向に等角度間隔で形成されたステータコアと、前記ティースバーに巻回された巻線とを備えるステータと、軸方向に貫通する収容孔が周方向に複数形成されたロータコアと、各前記収容孔にそれぞれ配設された永久磁石とを備え、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、
   前記ティース先端部の先端面周方向両端部には、軸方向に貫通して周方向両側に向けて前記ロータの外周面から離間するように傾斜する傾斜部が形成され、軸方向から見て前記傾斜部の面積は前記ティース先端部の面積の１０％〜３０％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、
   前記巻線がｎ相外部電源と接続され、前記永久磁石の磁極数がＰであるとき、基本のティース数が「ｎ×Ｐ」とされ、前記ティースの数は前記基本のティース数の２倍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１〜３のうち何れか１項に記載の埋込磁石型モータにおいて、
   前記ステータコアの外周面は、軸方向全域にわたって、軸方向から見て一定の径を有する円形状に形成されたことを特徴とする埋込磁石型モータ。
5. 請求項１〜４のうち何れか１項に記載の埋込磁石型モータにおいて、
   前記永久磁石は、周方向に沿って径方向内側に凸の略Ｖ字形状に配置され、前記収容孔は、その外周側端部に該収容孔に沿って形成された外側延設部を有し、前記外側延設部は、周方向に隣り合うＶ字形状に配置された前記永久磁石の端部では互いに周方向に近接する位置に配置されたことを特徴とする埋込磁石型モータ。
6. 請求項１〜５のうち何れか１項に記載の埋込磁石型モータにおいて、
   前記永久磁石は、周方向に沿って径方向内側に凸の略Ｖ字形状に配置され、前記ロータコアには、Ｖ字形状に配置された前記永久磁石の間に径方向に延びる磁路形成部が形成され、周方向に隣り合うＶ字形状に配置された前記永久磁石のＶ字をなす内側の角度が異なるように設定されて、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たことを特徴とする埋込磁石型モータ。
7. 請求項１〜６のうち何れか１項に記載の埋込磁石型モータにおいて、
   前記ロータコアには、前記永久磁石が配設された収容孔以外に、この部分よりも磁気抵抗の大きい部分がないように設定されたことを特徴とする埋込磁石型モータ。

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