JP2007267599A - 回転子、アキシャルギャップ型モータ、モータの駆動方法、圧縮機 - Google Patents

Abstract

【課題】アキシャルギャップ型モータにおいて、逆突極性を有して所定の軸周りに回転可能な回転子を採用する技術を提供する。
【解決手段】複数の磁石１２ａ，１２ｂは、軸孔１０の周囲で極性を対称にして基板１１上に環状に配置される。磁性板５４１が磁石１２ａ，１２ｂの磁極面を固定子側から覆う。磁性板５４１は軸孔１０に近い位置から遠い位置へと延在し、貫通して開口するスリット５５ａ，５５ｂを有している。磁性体５４ａ，５４ｂ同士はスリット５５ａ，５５ｂの外周側の端で薄肉部５６ａ，５６ｂを介して、軸孔１０側の端で薄肉部５６ｃ，５６ｄを介して、相互に連結される。スリット５５ａ，５５ｂは平面視上、磁石１２ａ，１２ｂの間に位置し、磁束の短絡を防いでいる。
【選択図】図２０

Description

この発明は電動機、特に固定子と回転子との間のギャップが回転軸に垂直な平面に沿って設けられる、アキシャルギャップ型の電動機に関する。

従来、圧縮機や工作機械等、大きな出力を要求される用途には、固定子と回転子との間のギャップが回転軸に平行な円筒面に沿って設けられる、ラジアルギャップ型のモータが多く使われてきた。しかしながら、近年の磁性材料の高性能化等により、アキシャルギャップ型のモータを圧縮機等に採用することが検討し始められている。

これは例えば、永久磁石が遠心力によって飛散することを防止するためのステンレスパイプ等が、ギャップや渦電流損を増大させるという問題を解決したいという要請や、円筒型回転子において平板型磁石を適用したいという要請に対応するためである。

特許文献６には、アキシャルギャップ型のモータが圧縮機用途として、軸及び軸受荷重を低減する旨記載されている。ここに採用されている回転子では、その表面に永久磁石が露出している。

特許文献１には、アキシャルギャップ型のモータが開示され、固定子にはいわゆる分布巻が採用されている。ここに採用された回転子では、非磁性材で形成された円盤部に、軸方向に沿って磁化された永久磁石が埋設されている。

特許文献２には、アキシャルギャップ型のモータが開示され、固定子にはいわゆる集中巻が採用されている。ここに採用された回転子では、複数個の永久磁石の外側を非磁性リングで、内側をマグネットホルダで固定している。

特許文献３には、ロータの両側に磁極を有し、両側にステータを有するアキシャルギャップ型のモータが開示されている。ここに採用された回転子では、リング状のヨーク材の両側に、複数極の永久磁石が配置されている。

特許文献４には、アキシャルギャップ型のモータが開示されている。ここに採用された回転子では、非磁性材より形成された円盤部に、軸方向に沿って磁化された永久磁石が埋設されている。

特許文献５は、アキシャルギャップ型のスイッチトリラクタンスモータが開示されている。

特開平５−２６８７５４号公報 特開平８−１２６２７７号公報 特開平１０−１６４７７９号公報 登録実用新案第３０６２０８５号公報 特開２００４−１６６３５４号公報 特開２００４−５２６５７号公報

しかし特許文献６に示された回転子では、その表面に永久磁石が露出しており、リラクタンストルクを利用できず、また、弱め磁束制御による広範囲運転は困難である。

また特許文献１や特許文献４に示された回転子でも、回転子の円盤部が非磁性体により形成されている。よって回転子の永久磁石以外の部分は、磁気的には何ら働きを有さない単なる構造部材でしかない。

特許文献２に示された回転子でも同様に、非磁性リングは単なる構造部材でしかない。マグネットホルダが磁性／非磁性のいずれであるかの言及はないし、たとえマグネットホルダに磁性材を採用したとしても、突極性を呈するものではない。

特許文献３に示された回転子では、永久磁石にはギャップと反対側にヨークがあるものの、突極性を呈するものではない。

特許文献５に示されたスイッチトリラクタンスモータでは、回転子の極はＵ字型に形成されたコアであり、固定子の極はＵ字型に形成されたコアに対して励磁用巻線が巻かれている。そしてこれらはそれぞれ別個の非磁性体材料の主要部に配設されている。一の固定子の極は励磁用巻線に通電された場合には一対の磁極を有することになり、一の固定子の極は一の回転子の極と相互に対峙して一つの磁路を形成し、隣接する極との間に磁束のやりとりがない。

従って、特許文献５の回転子に永久磁石を配置すれば、通電された固定子の極と永久磁石との間での相互作用が、Ｕ字型に形成されたコアからなる回転子の極との間の相互作用を阻害する。また通電されていない固定子の極と永久磁石との間での相互作用は、コギングトルクの増大を招来することになる。

本発明は上記の問題を解決することを目的としており、アキシャルギャップ型モータにおいて、逆突極性を有して所定の軸周りに回転可能な回転子を採用する技術を提供する。

この発明の目的、特徴、局面、および利点は、以下の詳細な説明と添付図面とによって、より明白となる。

この発明にかかる回転子の第１の態様（１Ｄ；１Ｅ；１Ｆ；１Ｋ；１Ｌ；１Ｍ）は、所定の軸の周囲で極性を対称にして複数が環状に配置された磁極面を有する磁石（１２ａ，１２ｂ；１２ａ，１２ｂ；１２ｃ〜１２ｆ；１２ａ，１２ｂ，１２ｇ，１２ｈ；１２ａ，１２ｂ；１２ａ，１２ｂ）と、磁性体（５４ａ，５４ｂ；５４ｃ，５４ｅ；５４ｇ，５４ｈ，５４ｉ，５４ｊ；５４ｃ，５４ｅ；５４ｃ，５４ｅ；５４ａ，５４ｂ）の複数とを備える。そして前記軸の一方側に対して第１の極性を呈する前記磁極面を有する第１種磁石（１２ａ；１２ａ；１２ｃ，１２ｅ；１２ａ，１２ｇ；１２ａ；１２ａ）と、前記一方側に対して第２の極性を呈する前記磁極面を有する第２種磁石（１２ｂ；１２ｂ；１２ｄ，１２ｆ；１２ｂ，１２ｈ；１２ｂ；１２ｂ）との間を経由して外部から流れる磁束に対応するインダクタンス（Ｌｄ）が、前記磁石を迂回して前記外部から前記磁性体へと流れる磁束に対応するインダクタンス（Ｌｑ）よりも小さい。前記磁性体は、少なくとも、前記一方側で前記磁極面を覆って設けられ、前記一方側で前記磁極面を覆う磁性板（５４１；５４２；５４３；５４２，５４４；５４２，５４４；５４１，５４５）が設けられる。前記磁性板は、前記所定の軸に沿って見て前記磁性体同士の間において、前記軸に近い位置から遠い位置へと延在して開口するスリット（５５ａ，５５ｂ；５５ｃ〜５５ｆ；５５ｇ〜５５ｊ；５５ｃ〜５５ｆ；５５ｃ〜５５ｆ；５５ａ，５５ｂ）を有し、前記スリットによって前記軸を中心とする周方向に区分された前記磁性板が前記磁性体として機能する。前記磁性体同士は前記スリットの少なくとも一方端側で薄肉部（５６ａ，５６ｂ／５６ｃ，５６ｄ；５６ｅ〜５６ｈ／５６ｉ〜５６ｌ；５６ｅ〜５６ｈ／５６ｉ〜５６ｌ；５６ｅ〜５６ｈ／５６ｉ〜５６ｌ；５６ａ，５６ｂ／５６ｃ，５６ｄ）を介して連結される。

この発明にかかる回転子の第２の態様（１Ｄ；１Ｆ；１Ｍ）は、第１の態様にかかる回転子であって、前記周方向に沿った前記スリット（５５ａ，５５ｂ；５５ｇ〜５５ｊ；５５ａ，５５ｂ）の幅は、当該回転子と対向して電動機を構成する固定子の磁極面と当該回転子の磁極面との間の距離の２倍以上に選定される。

この発明にかかる回転子の第３の態様（１Ｄ；１Ｆ；１Ｍ）は、第１の態様にかかる回転子であって、前記第１種磁石（１２ａ；１２ａ，１２ｃ；１２ａ）と前記第２種磁石（１２ｂ；１２ｂ，１２ｄ；１２ｂ）はリング状磁石によって一体に形成されており、前記リング状磁石は、前記軸に沿ってみた平面視上、前記スリット（５５ａ，５５ｂ；５５ｇ〜５５ｊ；５５ａ，５５ｂ）が設けられる位置で無着磁である。

この発明にかかる回転子の第４の態様（１Ｄ；１Ｍ）は、第１の態様乃至第３の態様のいずれかにかかる回転子であって、一の前記磁極面（１２ａ，１２ｂ；１２ａ，１２ｂ）を覆う一の前記磁性体（５４ａ，５４ｂ；５４ａ，５４ｂ）の面積は当該磁極面の面積よりも大きい。

この発明にかかる回転子の第５の態様（１Ｄ；１Ｆ；１Ｍ）は、第１の態様乃至第３の態様のいずれかにかかる回転子であって、前記スリット（５５ａ，５５ｂ；５５ｇ〜５５ｊ；５５ａ，５５ｂ）は前記第１種磁石（１２ａ；１２ｃ，１２ｅ；１２ａ）と前記第２種磁石（１２ｂ；１２ｄ，１２ｆ；１２ｂ）の境界近傍に設けられる。

この発明にかかる回転子の第６の態様（１Ｌ；１Ｍ）は、第１の態様にかかる回転子であって、前記第１種磁石（１２ａ）が更に有する前記第２の極性を呈する磁極面と、前記第２種磁石（１２ｂ）が更に有する前記第１の極性を呈する磁極面とを、前記軸の他方側で覆い、前記一方側で前記磁極面を覆う前記磁性板（５４１）と略同型の磁性板（５４５）を更に備える。

この発明にかかる回転子の第７の態様（１Ｌ；１Ｍ）は、第１の態様又は第６の態様にかかる回転子であって、前記第１種磁石（１２ａ）と、前記第２種磁石（１２ｂ）との間に設けられる他の磁性体（１３ａ，１３ｂ）を更に備える。前記スリット（５５ｃ〜５５ｆ）は当該他の磁性体と前記第１種磁石（１２ａ）と前記第２種磁石（１２ｂ）との境界近傍に設けられる。

この発明にかかる回転子の第８の態様（１Ｆ）は、第１乃至第３の態様又は第６の態様のいずれかにかかる回転子であって、前記スリット（５５ｇ〜５５ｊ）は前記軸を中心とする径方向に対して傾斜して設けられる。

この発明にかかる回転子の第９の態様（１Ｄ）は、第１乃至第４の態様のいずれかにかかる回転子であって、前記軸の他方側から前記磁石（１２ａ，１２ｂ）を裏打ちするヨーク（１１）を更に備える。

この発明にかかる回転子の第１０の態様は、第１の態様にかかる回転子であって、前記磁性板（５４２）は前記磁石（１２ａ，１２ｂ）が前記軸に沿った方向に嵌合する凹部（５７ｃ，５７ｄ）を有する。

この発明にかかる回転子の第１１の態様は、第１の態様にかかる回転子であって、前記磁性板（５４２）上に設けられ、前記磁石にその外周側から当接する突堤（５８ａ，５８ｂ）を更に備える。

この発明にかかる回転子の第１２の態様は、第１の態様にかかる回転子であって、前記磁性板（５４２）上に設けられ、前記磁石に前記軸を中心とした周方向側から当接する突堤（５９ａ，５９ｂ，５９ｃ，５９ｄ）を更に備える。

この発明にかかる回転子の第１３の態様は、第１の態様にかかる回転子であって、前記磁性板（５４２）は、前記軸に沿って見て前記磁極面が配置された位置において分割される磁性板部品（５４２ａ，５４２ｂ）で構成される。

この発明にかかる回転子の第１４の態様は、第１３の態様にかかる回転子であって、前記磁性板部品（５４２ａ，５４２ｂ）は空隙を空けて相互に隣接する。

この発明にかかる回転子の第１５の態様は、第１３の態様にかかる回転子であって、前記磁性板部品（５４２ａ，５４２ｂ）の前記周方向の端部は、前記軸に沿った方向について段差を有し、隣接する前記磁性板部品の当該段差が相互に噛み合って前記磁性板（５４２）を構成する。

この発明にかかる回転子の第１６の態様は、第１３の態様にかかる回転子であって、前記磁性板部品（５４２ａ，５４２ｂ）の前記周方向の端部は、前記軸に沿った方向について段差を有し、隣接する前記磁性板部品の当該段差が相互に隣接し、その前記一方側において開口し、前記軸の他方側において接触する凹部を形成する。

この発明にかかる回転子の第１７の態様は、第１１の態様又は第１２の態様にかかる回転子であって、前記ヨーク（１１）の前記一方側と、前記突堤（５８ａ，５８ｂ）の前記軸の他方側との間の距離は、当該回転子と対向して電動機を構成する固定子の磁極面と前記磁性板の固定子側の表面との間の距離の二倍以上に選定される。

この発明にかかるアキシャルギャップ型モータの第１の態様は、第１の態様乃至第３の態様、第６の態様、又は第１０の態様のいずれか一つにかかる回転子と、固定子（２）とを備える。前記固定子は、前記軸に沿って屹立する複数の磁芯（２２１〜２２６）と、前記磁芯に巻回された巻線（２３１〜２３６）と、前記磁芯に載置され、前記軸に近い位置から遠い位置へと延在して開口するスリット（２５１〜２５６）を有する磁性板（２４）とを有する。

この発明にかかるアキシャルギャップ型モータの第２の態様は、第１の態様乃至第３の態様、第６の態様、又は第１０の態様のいずれか一つにかかる回転子と、前記回転子と対向する固定子（３）とを備える。前記固定子は、前記軸に垂直な表面（３１０）を有する基板（３１）と、前記表面上で前記軸の周方向において、相互に離隔されつつ各々がほぼ１８０度で広がる一対の第１段スペーサ（３１１，３１３）と、各々の前記第１段スペーサ上で前記周方向において、前記第１段スペーサの端部でほぼ１２０度で広がる一対の第２段スペーサ（３１２，３１４）と、前記第１段スペーサ上にそれぞれ設けられる一対の磁芯（３２１，３２４）と、前記第２段スペーサ上にそれぞれ設けられる二対の磁芯（３２２，３２３／３２５，３２６）と、前記基板上に配置され、三個の前記磁芯を巻回する一対の第１巻線（３３ａ，３３ｂ）と、前記第１段スペーサ及び前記第１巻線上に配置され、三個の前記磁芯を巻回する一対の第２巻線（３４ａ，３４ｂ）と、前記第２段スペーサ及び前記第２巻線上に配置され、三個の前記磁芯を巻回する一対の第３巻線（３５ａ，３５ｂ）とを有する。前記第１巻線と、前記第２巻線と、前記第３巻線とは相互に前記周方向に沿って１２０度ずれて配置される。

この発明にかかるモータの駆動方法の第１の態様は、第１の態様乃至第３の態様、第６の態様、又は第１０の態様のいずれか一つにかかる回転子と、前記回転子に対向した固定子とを備えるアキシャルギャップ型モータを、前記固定子に正弦波電流を流して駆動する。

この発明にかかるモータの駆動方法の第２の態様は、第１の態様乃至第３の態様、第６の態様、又は第１０の態様のいずれか一つにかかる回転子と、前記回転子に対向した固定子とを備えるアキシャルギャップ型モータを、前記固定子に進相電流を流して駆動する。

この発明にかかる圧縮機の第１の態様（２００）は、第１の態様乃至第３の態様、第６の態様、又は第１０の態様のいずれか一つにかかる回転子と、前記回転子に対向した固定子とを備えるアキシャルギャップ型モータ（１００）を搭載する。

この発明にかかる圧縮機の第２の態様（２００）は、第１の態様の圧縮機であって、前記モータ（１００）によって駆動される圧縮要素（２０５）を更に備え、前記圧縮要素は前記モータよりも下方に配置される。

この発明にかかる回転子の第１の態様によれば、アキシャルギャップ型モータにおいて、逆突極性を有して所定の軸周りに回転可能な回転子として機能する。即ちリラクタンストルクを有効に利用でき、トルクや効率を高める。また弱め磁束制御の効果を高めて運転領域を拡大する。

そして外部から、磁石を迂回して流れる磁束に対応するインダクタンスをより増大することができる。また磁石よりも固定子側に磁性体が配置されることとなり、固定子からの磁界は他の磁性体を通りやすくなり、回転子の磁石に届きにくくなる。これは磁石の減磁を抑制できるのみならず、渦電流が発生したとしても磁性体において発生し易くなり、磁石内部での渦電流発生も抑制される。これは特に電気抵抗が小さな材料、例えば焼結された希土類磁石を磁石として採用する場合に有利である。換言すれば、渦電流の発生の懸念なく、焼結された希土類磁石を磁石として採用し、磁束密度が高い回転子を得ることができる。

そして磁性体を個別に分離して形成する場合と比較して、部品点数を少なくし、磁性板の強度を高めることができる。薄肉部は容易に磁気飽和するので、磁性体同士が連結されていても、回転子内部での磁束の短絡は極めて小さい。

この発明にかかる回転子の第２の態様によれば、第１の極性を呈する磁極面と第２の極性を呈する磁極面との間の磁気抵抗を、固定子と回転子との間の磁気抵抗よりも高めることにより、磁束漏れを小さくする。

この発明にかかる回転子の第３の態様によれば、作製が容易である。また第１種磁石と第２種磁石とを連結するための基板も不要である。

この発明にかかる回転子の第４の態様によれば、回転子内部での磁束の短絡を小さくすることができる。

この発明にかかる回転子の第５の態様によれば、第１種磁石と第２種磁石との間で、磁性体を介して短絡することがスリットによって防止される。

この発明にかかる回転子の第６の態様によれば、回転子を挟む固定子と共にモータを構成することで、トルクが向上する。

この発明にかかる回転子の第７の態様によれば、第１種磁石と第２種磁石との間で、磁性体や他の磁性体を介して短絡することがスリットによって防止される。

この発明にかかる回転子の第８の態様によれば、実質的な磁極面の境界が径方向に対して傾斜することになり、いわゆるスキューが設けられることすることにより、コギングトルクを小さくする。

この発明にかかる回転子の第９の態様によれば、同一磁石において軸の他方側の磁極と、磁極面との間で磁束が短絡することを回避する。以て磁極面から発生する磁束を効率よく、軸の一方側へと供給することができる。また第１種磁石と第２種磁石との間で、軸の他方側の磁極同士の間での磁気抵抗を低減できる。よってパーミアンス係数を高くして磁石の動作点を高めることができる。これにより、トルクが向上する。特に第２７の態様において第３２の態様が実現される場合、固定子からの磁界は磁極面を覆う磁性体から磁石を迂回してヨークへと流れやすくなるので、磁石が減磁しにくい。

この発明にかかる回転子の第１０の態様によれば、磁石と磁性体とを容易に位置決めし、両者を容易に結合できる。

この発明にかかる回転子の第１１の態様によれば、磁石の位置決めが容易であり、また回転子が回転して磁石に生じる遠心力に抗して磁石を止める。

この発明にかかる回転子の第１２の態様によれば、磁石の位置決めが容易である。

この発明にかかる回転子の第１３の態様によれば、磁性板を分割して小さな寸法で形成できるので、圧粉磁芯で作製しやすい。

この発明にかかる回転子の第１４の態様によれば、固定子側に空隙が対向することになり、コギングトルクの周期を短くするいわゆる補助溝として当該空隙が機能することにより、コギングトルクを小さくする。

この発明にかかる回転子の第１５の態様によれば、磁性板部品による磁性板の構成を堅固にする。

この発明にかかる回転子の第１６の態様によれば、固定子側に凹部が対向することになり、コギングトルクの周期を短くするいわゆる補助溝として当該空隙が機能することにより、コギングトルクを小さくする。しかも磁石の磁束を有効に利用することができる。

この発明にかかる回転子の第１７の態様によれば、磁性板に突堤が設けられる場合であっても、磁極面から固定子側へと磁束が流れやすい。

この発明にかかるアキシャルギャップ型モータの第１の態様によれば、磁芯の磁極面を実質的に広げ、回転子と固定子の間での磁束密度を均一化し易くなる。また磁性板によって巻線が保護される。

この発明にかかるアキシャルギャップ型モータの第２の態様によれば、三対の巻線を安定して配置し易い。

この発明にかかるモータの駆動方法の第１の態様によれば、コギングトルクを抑制できる。

この発明にかかるモータの駆動方法の第２の態様によれば、リラクタンストルクを有効に利用して、トルクや効率を高める。また弱め磁束制御の効果を高めて運転領域を拡大する。

この発明にかかる圧縮機の第１の態様によれば、高い効率を得ることができる。

この発明にかかる圧縮機の第２の態様によれば、径が大きいアキシャルギャップ型モータが、油を攪拌することを防ぐ。

この発明の基本的思想．
実施の形態の詳細な説明に入る前に、この発明の基本的思想について説明する。もちろん、この基本的思想も本発明に含まれる。

ラジアルギャップ型のモータと同様に、アキシャルギャップ型モータにおいても、リラクタンストルクを有効に利用し、以てトルクや効率を高めたり、弱め磁束制御の効果を高めて運転領域を拡大するためには、いわゆる逆突極性を高めればよい。換言すれば、回転子の極性が異なる磁極同士の間を経由して外部から流れる磁束に対応するインダクタンス（ｄ軸インダクタンス）Ｌｄが、当該磁石を迂回して外部から流れる磁束に対応するインダクタンス（ｑ軸インダクタンス）Ｌｑよりも小さければよい。

ところで、ラジアルギャップ型のモータにおいて、回転子鉄心に磁石が埋め込まれた、いわゆる埋込磁石型の回転子が提案されている。図６５はこのような埋込磁石型の回転子９００の構造を例示する斜視図である。回転子鉄心９１には埋め込み用溝９２が設けられ、その各々に永久磁石９３が埋め込まれている。ここでは磁石９３は、回転軸が貫挿される軸孔９４の周囲に、４個埋め込まれている態様が例示されている。隣接する永久磁石９３は相互に極性が異なる磁極を回転子９００の外側面に向けている。

回転子９００においてｑ軸インダクタンスＬｑが高められている原因の一つとして、回転子鉄心９１のうち、隣接する磁石９３の端部同士の間にあって溝９２で挟まれて突起９１ｃとして現れている部分と、軸孔９４の周囲で磁石９３によって外側から囲まれて内側部９１ａとして現れている部分とを経由する磁路９５が存在することが挙げられる。磁路９５は回転子９００の外側面を経由して固定子（図示せず）から供給される磁束が、磁石９３を迂回して流れる経路となる。このように、磁石と磁石の間で磁石を迂回する磁路を以下、第１種磁路と称する。

また、ｑ軸インダクタンスＬｑが高められている原因の他の一つとして、回転子鉄心９１のうち、磁石９３の外側において外側部９１ｂとして現れている部分を経由する磁路９６が存在することが挙げられる。磁路９６も、固定子からの磁束が磁石９３を迂回して流れる経路となる。このように、固定子から見て回転子の磁石よりも近くで当該磁石を迂回する磁路を以下、第２種磁路と称する。

従って、アキシャルギャップ型モータの回転子においても、第１種磁路や第２種磁路を設けることにより、ｑ軸インダクタンスＬｑをｄ軸インダクタンスＬｄよりも大きくし、逆突極性を大きくすることができる。

第１種磁路をアキシャルギャップ型モータの回転子において設けるためには、磁石とほぼ同一平面上に磁性体を配置すればよい。この際、磁性体が軸孔をも覆ってもよいが、その場合には、通常のラジアルギャップ型モータの回転子と同様に、軸孔に貫挿される回転軸が磁路として機能しないための工夫を行うことが望ましい。

第２種磁路をアキシャルギャップ型モータの回転子において設けるためには、固定子側に向く磁極を、磁極毎に磁気的に独立した磁性体で覆えばよい。この場合アキシャルギャップが増大する観点では第１種磁路を設ける場合よりも劣るものの、その形状を工夫して、後述するような、磁石における減磁界の低減や磁石内部での渦電流発生の抑制がし易い。

このように逆突極性を有する回転子をモータに採用することにより、リラクタンストルクを有効に利用できトルクや効率を高める。また弱め磁束制御の効果を高めて運転領域を拡大する。

なお、リラクタンストルクを利用するためには、当該回転子と共にモータに採用される固定子は、磁性体でできた突極、例えばティースを有することが望ましい。

なおアキシャルギャップ型モータの回転子において第１種磁路及び第２種磁路を設けることは、ラジアルギャップ型モータの回転子に比して、マグネットトルクとリラクタンストルクの両方を大きく設計することができるという利点がある。理由を以下に述べる。

ラジアルギャップ型モータの回転子では、その円筒面において、第１種磁路９５は第２種磁路９６と交互に配置される。そして第１種磁路９５は、埋設された磁石９３同士の間で磁石９３を迂回して存在する。

従って、第２種磁路９６の断面積を大きくすべく、磁石９３が埋め込まれる位置を、回転中心に近づけるほど、第１種磁路９５の断面積は小さくなってしまう。逆に第１種磁路９５の断面積を損なうことなく第２種磁路９６の断面積を増大させようとすると、磁石９３が埋め込まれる位置を回転中心に近づけつつも、磁石９３の磁極幅（回転軸に垂直な断面での磁極の寸法であって磁石の厚みでない寸法）を狭めなければならない。これはラジアルギャップ型モータの回転子の円筒面の外形が大きくなっても同様である。第１種磁路９５の磁路幅の最小値は、磁石９３が埋設される位置においてほぼ決定されるからである。そしてこのように磁石９３の磁極幅を狭めることは、マグネットトルクの減少を招来する。

これに対してアキシャルギャップ型モータの回転子では、第２種磁路は固定子側に向く磁極を覆う磁性体で実現され、その断面積は周方向における断面において把握される。よってこの磁性体の厚みは磁石の大きさとは無関係に増大させることができ、第２種磁路の断面積を大きくする設計において磁石の大きさや位置を変動させる必要はない。従って、磁石とほぼ同一平面上に配置される磁性体によって実現される第１種磁路の断面積（これは回転軸に垂直な断面において把握される）を狭くすることもない。よってマグネットトルクを減少させたり、第１種磁路の断面積を損なったりせずに、第２種磁路の断面積を増大させることが可能である。

またアキシャルギャップ型モータの回転子では、回転軸方向に薄型化しても、外形を大きくして磁極の面積を増大させることができるので、マグネットトルクとリラクタンストルクの両方を大きくすることができる。

更に、アキシャルギャップ型モータの回転子では、ギャップに対向する面が平面であり、加工精度や組立精度を向上させやすい。また第２種磁路が設けられないか、又はこれを実現する磁性体の厚さが薄くても、磁石の磁極面が平面であるため、当該磁石は加工しやすく、またその寸法精度も高い。

第１の実施の形態．
図１は本発明の第１の実施の形態にかかる回転子１Ａの構造を例示する図であり、固定子（図示せず）と共にモータを構成する場合の固定子側から見た平面図である。図２及び図３はそれぞれ位置II-II及び位置III-IIIにおける断面矢視図である。

回転子１Ａは磁石１２ａ，１２ｂ、磁性体１３ａ，１３ｂ及びこれらを載置する基板１１を有している。即ち回転子１Ａは極対数１（極数２）の回転子として採用できる。基板１１にはその中央に軸孔１０も設けられている。

複数の磁石１２ａ，１２ｂは、軸孔１０の周囲で極性を対称にして環状に配置され、その磁極面は回転軸方向（これは軸孔１０に貫挿される回転軸の延在方向となり、紙面垂直方向と平行である）に対して垂直である。磁石１２ａは、回転軸の一方側（紙面手前側）に第１の極性を呈する磁極面を有し、磁石１２ｂは、回転軸の一方側に第２の極性を呈する磁極面を有する。ここでは例えば磁石１２ａ，１２ｂは、それぞれ固定子側（紙面手前側）にＮ極、Ｓ極を呈しているものとする。磁石１２ａ，１２ｂは例えば、希土類焼結磁石で形成される。

複数の磁性体１３ａ，１３ｂは回転軸方向に垂直に、より具体的には磁石１２ａ，１２ｂの間において延在して配置される。磁性体１３ａ，１３ｂは例えば鉄、圧粉鉄心などの高透磁率材料で形成される。但し鉄損を低減する観点からは圧粉鉄心を採用することが望ましい。

回転子１Ａにおいてｄ軸方向は磁石１２ａ，１２ｂを結ぶ方向であり、位置III-IIIを示す仮想線にほぼ平行である（図３）。他方、ｑ軸方向は磁性体１３ａ，１３ｂを結ぶ方向であり、位置II-IIを示す仮想線にほぼ平行である（図２）。

このような構造において、磁石１２ａ，１２ｂを回避して磁性体１３ａ，１３ｂを経由する磁路はｑ軸方向の磁路となり、磁石１２ａ，１２ｂを経由する磁路はｄ軸方向の磁路となる。そしてこれらの磁路は電気角としてみれば直交している。よって本実施の形態では磁性体１３ａ，１３ｂによって第１種磁路が実現されている。従ってｑ軸インダクタンスを増大することができ、逆突極性を高めることができる。しかも、軸方向への小型化も容易である。

磁石１２ａ，１２ｂ及び磁性体１３ａ，１３ｂは、その固定子側の面が同一平面に位置することが望ましい。磁性体１３ａ，１３ｂの厚みが薄いとｑ軸インダクタンスを増大させることができない一方、磁性体１３ａ，１３ｂの固定子側の面が磁石１２ａ，１２ｂの磁極面よりも固定子側へと突出していると、回転子の磁極面と固定子の磁極面との間の距離（以下これを「電機子間距離」と仮称する）が大きくなってしまうからである。

本実施の形態において、磁石１２ａ，１２ｂ、磁性体１３ａ，１３ｂの間には、磁束の流れを阻害する磁気障壁として機能するギャップＧ１が設けられることが望ましい。磁石１２ａ，１２ｂの磁極面の間で、磁性体１３ａ，１３ｂが介在して磁束が流れることを抑制するためである。これにより固定子と回転子との間に流れる磁束に対しては磁束漏れとして把握される、回転子内部での磁束の短絡漏れを少なくする。これにより回転子の磁極面から発生する磁束を、これらの磁極面に対向する固定子へと、効率よく供給することができる。

回転子と固定子との間は磁束が往復して流れる。また磁石１２ａ，１２ｂの間では磁性体１３ａあるいは磁性体１３ｂの両端のギャップＧ１二つを渡って磁束が流れる。従ってギャップＧ１の幅は、電機子間距離よりも大きく選定されることが望ましい。磁性体１３ａ（あるいは磁性体１３ｂ）を介した磁石１２ａ，１２ｂの間の磁気抵抗を、固定子と回転子との間の磁気抵抗よりも高めることにより、回転子内での磁束短絡を小さくするためである。

また、磁石１２ａ，１２ｂ、磁性体１３ａ，１３ｂと軸孔１０との間には、磁束の流れを阻害する磁気障壁として機能するギャップＧ２が設けられることが望ましい。軸孔１０に貫挿される回転軸が鉄などの磁性材料であっても、磁石１２ａ，１２ｂ間での磁束に短絡が生じないようにするためである。もちろん、当該回転軸が非磁性鋼であれば、ギャップＧ２を設ける必要はない。

ギャップＧ２の幅も、電機子間距離よりも大きく選定されることが望ましい。磁石１２ａ，１２ｂの間で当該回転軸を経由する磁束は、ギャップＧ２を二回渡るからである。

基板１１は磁性体であってもよい。この場合、基板１１は磁石１２ａ，１２ｂを裏打ちするヨーク、いわゆるバックヨークとして機能する。バックヨークが設けられることにより、磁石１２ａ（あるいは磁石１２ｂ）自身において、固定子側の磁極面と、これと反対側の磁極との間で磁束が短絡することを回避する。これにより固定子側の磁極面から発生する磁束を効率よく、固定子へと供給することができる。

なお、基板１１が磁性体である場合、磁石１２ａ，１２ｂの間では磁性体１３ａあるいは磁性体１３ｂと、ギャップＧ１一つと基板１１とを経由して磁束が流れるので、ギャップＧ１は、電機子間距離の二倍以上に選定されることが望ましい。同様にして、ギャップＧ２の幅も、電機子間距離の二倍以上に選定されることが望ましい。

また磁石１２ａ，１２ｂの固定子とは反対側の磁極同士の間での磁気抵抗を低減できる。これにより、パーミアンス係数を高くして磁石１２ａ，１２ｂの動作点を高めることができる。これはトルクの向上を招来する。

図４は回転子１Ａの製造方法を例示する斜視図である。所定位置に磁性体１３ａ，磁性体１３ｂを搭載した基板１１を準備する。そして基板１１における磁性体１３ａ，磁性体１３ｂの間の所定位置１２ａＰ，１２ｂＰへと、それぞれ磁石１２ａ，１２ｂを載置する。基板１１もバックヨークとして機能させる場合には、基板１１と磁性体１３ａ，磁性体１３ｂとを一体に成形してもよい。

なお、磁石１２ａ，１２ｂは、基板１１に接着剤などで固着すればよいが、ボンド磁石を用いる場合であれば、予め磁性体１３ａ，１３ｂが設けられた側で基板１１において一体成形してもよい。この場合、磁石１２ａ，１２ｂと磁性体１３ａ，１３ｂとが密着し、ギャップＧ１が設けられなくなる。

しかし磁石１２ａ，１２ｂの回転軸を中心とする周方向の端部において磁束密度が非常に小さくなるように分布して着磁することにより、実質的にはギャップＧ１を設けることと磁気的には等価な構成を得ることができる。

なお、基板１１と磁石１２ａ，１２ｂとを予めボンド磁石で一体に構成することも可能である。この場合いわゆる極異方配向を採用してもよい。

第２の実施の形態．
図５は本発明の第２の実施の形態にかかる回転子１Ｂの構造を例示する図であり、固定子（図示せず）と共にモータを構成する場合の固定子側から見た平面図である。図６及び図７はそれぞれ位置VI-VI及び位置VII-VIIにおける断面矢視図である。

回転子１Ｂは磁石１２０ａ，１２０ｂ、磁性体１３０ａ，１３０ｂ及びこれらを載置する基板１１０を有している。即ち回転子１Ｂも極対数１（極数２）の回転子として採用できる。基板１１０にはその中央に軸孔１０も設けられている。

基板１１０と磁性体１３０ａ，１３０ｂとは、例えば鉄や圧粉鉄心などの高透磁率材料を採用して一体に形成される。つまり基板１１０はバックヨークとしても機能する。一体として形成する観点からも、鉄損を低減する観点からも、基板１１０と磁性体１３０ａ，１３０ｂには圧粉鉄心を採用することが望ましい。

基板１１０と磁性体１３０ａ，１３０ｂには、磁性体１３０ａ，１３０ｂが設けられた側からボンド磁石１２０が設けられており、こちら側に固定子（図示せず）が配置されることになる。

ボンド磁石１２０は磁性体１３０ａ，１３０ｂの間に挟まれた部分のみならず、磁性体１３０ａ，１３０ｂをも覆って形成される。これらを覆わずにボンド磁石１２０を形成してもよいが、磁性体１３０ａ，１３０ｂをそれぞれ覆う部分１２１ａ，１２１ｂが存在しても、これらの部分が薄いので、実質的には磁気抵抗が高い磁気障壁として機能する。

磁石１２０ａ，１２０ｂはボンド磁石１２０を着磁して実現できる。具体的には磁性体１３０ａ，１３０ｂの間に挟まれた部分に対して着磁し、部分１２１ａ，１２１ｂには実質的には着磁しない。磁性体１３０ａ，１３０ｂを介して隣接する磁石１２０ａ，１２０ｂは、異なる極性で着磁されている。

従って回転子１Ｂにおいても回転子１Ａと同様に、磁性体１３０ａ，１３０ｂによって第１種磁路が実現されている。従ってｑ軸インダクタンスを増大することができ、逆突極性を高めることができる。

図８は回転子１Ｂの構造を周方向に沿って展開した展開図である。図中で上方が固定子側となり、記号「Ｎ」「Ｓ」は、それぞれ磁石１２０ａ，１２０ｂが固定子側に有する磁極面が呈する極性を示している。

このような極性で着磁されるため、磁石１２０ａ，１２０ｂの境界に位置するボンド磁石１２０、即ち磁性体１３０ａ，１３０ｂを覆う部分１２１ａ，１２１ｂは、実質的には着磁されず、磁石１２０ａ，１２０ｂの間での磁気障壁として機能する。一般にボンド磁石の材料は透磁率が小さく、部分１２１ａ，１２１ｂも薄く形成できるからである。

このような構造を採用することにより、回転子１Ｂにおいては磁石１２０ａ，１２０ｂとヨークとして機能する基板１１０との密着性が高いので、よりパーミアンス係数を高くできる。しかも、磁石を別途に基板へと接着しなくても、両者の固着性を高めて回転子１Ｂを形成することができる。

ボンド磁石は樹脂などのバインダに磁石の粉末を混ぜたものであるので電気抵抗が高く、焼結された希土類磁石を採用した場合と比較して渦電流損を極めて低減できる。もちろん、磁石の粉末として希土類磁石を採用してもよく、その場合には回転子が発生する磁束密度を高めることができる。

図９は本実施の形態の変形を示す展開図であり、回転子１Ｂの変形された構造を周方向に沿って展開した。当該構造においては磁性体１３０ａ，１３０ｂが周方向に沿って正弦波状にその表面が変動している。より具体的には、一周当たり、回転子の極数（ここでは１）と同数の周期数で正弦波が現れる。

このような基板１１０，磁性体１３０ａ，１３０ｂに対してボンド磁石１２０を形成することにより、回転子１Ｂから供給される磁束を回転軸の周囲で正弦波状に制御し易く、以てコギングトルクを軽減できる。

ボンド磁石１２０を用いることにより、磁石１２０ａ，１２０ｂの形状の自由度が高くなり、図９に示された変形のように回転子１Ｂから供給される磁束の分布を制御し易い。

図１０及び図１１は回転子１Ｂの製造方法を例示する斜視図である。所定位置に磁性体１３０ａ，磁性体１３０ｂが配置された基板１１０を準備する（図１０）。そしてボンド磁石１２０をこれらの上部に形成する（図１１）。電機子間距離を適切にするために、ボンド磁石１２０の固定子側表面は平坦にすることが望ましい。成型時にボンド磁石１２０を磁場配向してもしなくてもよく、成形後のいつでも着磁して磁石１２０ａ，１２０ｂを得ることが容易である。なお、成型時に磁場配向する場合、振動・騒音を低減するために最適化された着磁分布を与えることも容易である。

また基板に楔状の凸部または凹部を設け、その部分をボンド磁石で覆い、または流し込むことにより、ボンド磁石と基板とが分離しにくくできる。

磁性体１３０ａ，磁性体１３０ｂよりも外側にボンド磁石１２０があれば、その部分で基板１１０上にボンド磁石１２０が厚く形成されてしまう。よって、未着磁部分を薄くするためには、磁性体１３０ａ，１３０ｂの外縁とボンド磁石１２０の外縁とを一致させることが望ましい。これを簡易に実現するためには、磁性体１３０ａ，１３０ｂの外縁を基板１１０の外縁と一致させることが望ましい。図１０では磁性体１３０ａ，１３０ｂの外縁と基板１１０の外縁とが一致する場合を例示した。

回転子１Ｂにおいても回転子１Ａと同様に、軸孔１０の周囲には磁石１２０ａ，１２０ｂや磁性体１３０ａ，１３０ｂとの間にギャップＧ２を設けておくことが望ましい。

第３の実施の形態．
図１２は本発明の第３の実施の形態にかかる回転子１Ｃの構造を例示する図であり、固定子（図示せず）と共にモータを構成する場合の固定子側から見た平面図である。図１３及び図１４はそれぞれ位置XIII-XIII及び位置XIV-XIVにおける断面矢視図である。回転子１Ｃは、第１の実施の形態で示された回転子１Ａ（図１〜図３）に対して、磁石１２ａ，１２ｂの磁極面に、磁気的に独立して設けられた磁性体１４ａ，１４ｂを個別に載置して覆った構造を有している。ここでは磁性体１４ａ，１４ｂを磁石１２ａ，１２ｂと同型として場合を例示している。図１２は固定子側から見た平面図であるので、磁石１２ａ，１２ｂが磁性体１４ａ，１４ｂに隠れてしまっていることを、それぞれ符号１４ａ（１２ａ），１４ｂ（１２ｂ）として表している。回転子１Ｃの磁極面は磁性体１４ａ，１４ｂの固定子側の表面となる。

回転子１Ｃでは回転子１Ａと同様にして磁性体１３ａ，１３ｂによって第１種磁路が形成される他、磁石１２ａ，１２ｂよりも固定子側に設けられた磁性体１４ａ，１４ｂによって第２種磁路が形成されている。即ち図１４に示されるようにｄ軸方向において磁性体１４ａ，１４ｂが存在するため、ｑ軸インダクタンスは回転子１Ａと比較して、より大きくすることができる。

回転子１Ｃも回転子１Ａと同様に製造することができ、磁石１２ａ，１２ｂ上にそれぞれ磁性体１４ａ，１４ｂを載置する。図１５はこのようにして製造される、回転子１Ｃの製造方法を例示する斜視図である。図１５において図示される磁性体１３ａ，１３ｂの形状は図１２において図示される磁性体１３ａ，１３ｂとは若干形状が異なるが、ここでは特に区別して説明しない。他の実施の形態においても同様である。

基板１１を磁性体で形成し、これに磁石１２ａ，１２ｂに対するバックヨークとしての機能を持たせてもよい。

ここでは磁性体１３ａの厚さと、磁性体１３ｂの厚さと、磁性体１４ａの厚さと磁石１２ａの厚さの和と、磁性体１４ｂの厚さと磁石１２ｂの厚さの和とが互いに等しく選定されている。このように磁性体１４ａ，１４ｂが回転子１Ｃにおいて固定子側に設けられていることから、電動機の軸方向の寸法を低減しにくいという不利益はあるが、以下のように、コギングトルクを低減するための工夫やスキューを得る工夫が容易となる。

また磁石１２ａ，１２ｂよりも固定子側に磁性体１４ａ，１４ｂが配置されるので、渦電流が発生したとしても磁性体１４ａ，１４ｂにおいて発生し易くなり、磁石１２ａ，１２ｂ内部での渦電流発生が抑制される。これは特に電気抵抗が小さな材料、例えば焼結された希土類磁石を磁石１２ａ，１２ｂとして採用する場合に有利である。磁石の発熱や鉄損の増加による効率の低下を抑えることが可能だからである。換言すれば、渦電流の発生の懸念なく、焼結された希土類磁石を磁石１２ａ，１２ｂとして採用し、磁束密度が高い回転子を得ることができる。

もちろん、渦電流が発生し易い位置にある磁性体１４ａ，１４ｂには、鉄損の小さい材料、例えば鉄を用いることで渦電流損失が低減できる。

かかる利点は特にＰＷＭインバータで駆動されるモータに回転子１Ｃを採用する場合に好適である。ＰＷＭインバータによって当該モータに流される電流の周波数は高く、渦電流は表皮効果によって磁性体の表面近傍で発生し易いからである。

図１６乃至図１９はいずれも回転子１Ｃの種々の変形を周方向に沿って展開した展開図である。図中で上方が固定子側となる。図１６に示された第１の変形では、磁性体１４ａ，１４ｂが固定子側へと凸となる鼓状を呈しており、磁性体１４ａの周方向についての端部１４ａＥや磁性体１４ｂの周方向についての端部１４ｂＥが磁性体１４ａ，１４ｂの中央部よりも薄くなっている。これにより、ラジアルギャップ型モータにおいて固定子のティースの先端が回転子から退く工夫と同様にして、コギングトルクを低減することができる。

また、図１７に示された第２の変形のように、端部１４ａＥ，１４ｂＥを面取りして、これらを磁性体１４ａ，１４ｂの中央部よりも薄くしてもよい。

あるいは図１８に示された第３の変形のように、端部１４ａＥ，１４ｂＥの側面を軸方向に対して周方向に沿って厚み方向（回転軸方向）に対して傾斜させれば、更にスキューをも得ることができる。

図１９に示された第４の変形では、いわゆる補助溝１４１が径方向に沿って磁性体１４ａ，１４ｂの固定子側表面に設けられている。補助溝１４１はラジアルギャップ型モータにおいて固定子のティース表面で軸方向に沿って設けられる補助溝と同様にして、コギングトルクの周期を短くし、これを低減することができる。

回転子１Ｃ及び上記変形においても、回転子１Ａと同様に、ギャップＧ１，Ｇ２を設けることが望ましい。なお、磁性体１４ａ，１４ｂは必ずしも磁石１２ａ，１２ｂと同型である必要はないが、磁石と、第２種磁路を形成する磁性体との間の寸法の関係については後の実施の形態で説明する。

第４の実施の形態．
第３の実施の形態では第１種磁路と第２種磁路の両方が存在する場合を説明したが、第２種磁路のみを形成することができる。このような態様をラジアルギャップ型モータの埋込磁石型回転子で実現しようとすれば、却って構成を複雑にしてしまうことになる。

図２０は本発明の第４の実施の形態にかかる回転子１Ｄの構造を例示する図であり、固定子（図示せず）と共にモータを構成する場合の固定子側から見た平面図である。図２１及び図２２はそれぞれ位置XXI-XXI及び位置XXII-XXIIにおける断面矢視図である。回転子１Ｄは、第１の実施の形態で示された回転子１Ａ（図１〜図３）に対して、磁性体１３ａ，１３ｂを省略し、磁石１２ａ，１２ｂの磁極面に固定子側から載置されてこれらを覆う磁性板５４１を追加した構成を有している。

磁性板５４１は軸孔１０に近い位置から遠い位置へと延在し、貫通して開口するスリット５５ａ，５５ｂを有している。そしてスリット５５ａ，５５ｂによって、磁性板５４１は軸孔１０を中心として周方向に区分された磁性板５４１は、それぞれ磁性体５４ａ，５４ｂとして機能する。磁性体５４ａ，５４ｂ同士はスリット５５ａ，５５ｂの外周側の端で薄肉部５６ａ，５６ｂを介して、軸孔１０側の端で薄肉部５６ｃ，５６ｄを介して、相互に連結される。スリット５５ａ，５５ｂは平面視上、磁石１２ａ，１２ｂの間に位置し、磁束の短絡を防いでいる。回転子１Ｄの磁極面は磁性体５４ａ，５４ｂの固定子側の表面となる。

このような構造とすることにより、第３の実施の形態で示された回転子１Ｃ（図１２〜図１９）の磁性体１４ａ，１４ｂのように個別に分離して形成する場合よりも、部品点数を少なくして磁性体５４ａ，５４ｂを得ることができ、磁性板５４１の強度を高めることができる。薄肉部５６ａ〜５６ｄは容易に磁気飽和するので、磁性体５４ａ，５４ｂ同士がこれを介して連結されていても、回転子１Ｄ内部での磁束の短絡は極めて小さい。

そして磁性体５４ａ，５４ｂは磁性体１４ａ，１４ｂと同様に、磁石１２ａ，１２ｂ内部での渦電流の発生を抑制する。もちろん、渦電流が発生し易い位置にある磁性板５４１には、鉄損の小さい材料、例えば圧粉鉄心や適当な方向に積層された電磁鋼板などを用いることで渦電流損失が低減できる。

しかも、磁石１２ａ，１２ｂの磁極面を覆う磁性体５４ａ，５４ｂの面積を当該磁極面の面積よりも大きくし易い。これはスリット５５ａ，５５ｂの存在によって回転子内部での磁束の短絡を小さくしつつも、磁極面の面積を実質的に広げるので、磁性板５４１内部での磁気飽和を緩和できる。

なおスリット５５ａ，５５ｂの周方向に沿った幅は、電機子間距離の２倍以上に選定されることが望ましい。磁石１２ａ，１２ｂの間で磁性体５４ａ，５４ｂを経由する磁路の磁気抵抗を、固定子と回転子との間の磁気抵抗よりも高めて、回転子内での磁束の短絡を小さくするためである。

図２３は回転子１Ｄの製造方法を例示する斜視図である。回転子１Ｄも回転子１Ｃと同様に製造することができる。即ち、基板１１の所定位置１２ａＰ，１２ｂＰに対して、それぞれ磁石１２ａ，１２ｂを載置し、磁石１２ａ，１２ｂ上に磁性体１４ａ，１４ｂ（図１５）に代えて磁性板５４１を載置する。この際のスリット５５ａ，５５ｂの位置は上述の通りである。

もちろん、磁性体５４ａ，５４ｂにおいて、第３の実施の形態で図１６乃至図１９で示されたような形状の変形を行ってもよい。

また磁石１２ａ，１２ｂをリング状磁石によって一体に形成してもよい。その場合には、平面視上でスリット５５ａ，５５ｂが設けられる位置近傍で実質的に無着磁とすることが望ましい。この態様は、作製が容易であり、また磁石１２ａ，１２ｂを載置する基板１１を省略できる利点もある。

実質的に無着磁とは、単に磁化されていない場合の他、軸方向と垂直に磁化され、軸方向の磁化成分を有しない場合をも含む。

また基板１１を磁性体で形成し、これに磁石１２ａ，１２ｂに対するバックヨークとしての機能を持たせてもよい。基板１１と磁石１２ａ，１２ｂとを予めボンド磁石で一体に構成することも可能である。この場合いわゆる極異方配向を採用してもよい。

基板１１が磁性体で形成された場合には、固定子からの磁界は磁極面を覆う磁性体５４ａ，５４ｂから磁石１２ａ，１２ｂを迂回して基板１１へと流れやすくなるので、磁石１２ａ，１２ｂが減磁しにくい。

第５の実施の形態．
図２４は本発明の第５の実施の形態にかかる回転子１Ｅの構造を例示する図であり、固定子（図示せず）と共にモータを構成する場合の固定子側から見た平面図である。図２５、図２６及び図２７はそれぞれ位置XXV-XXV、位置XXVI-XXVI及び位置XXVII-XXVIIにおける断面矢視図である。回転子１Ｅは、第１の実施の形態で示された回転子１Ａ（図１〜図３）に対して、磁石１２ａ，１２ｂ及び磁性体１３ａ，１３ｂにそれぞれ固定子側から載置されてこれらを覆う他の磁性体５４ｃ，５４ｅ，５４ｄ，５４ｆを追加した構成を有している。

具体的には、磁石１２ａ，１２ｂ及び磁性体１３ａ，１３ｂを固定子側から載置されてこれらを覆う磁性板５４２が設けられる。磁性体５４２は軸孔１０よりも大きな孔５４０を有している。そして磁性板５４２は軸孔１０に近い位置から遠い位置へと延在し、貫通して開口するスリット５５ｃ〜５５ｆを有しており、これらによって周方向に区分された磁性板５４２が磁性体５４ｃ〜５４ｆとして機能する。

より具体的には平面視上、スリット５５ｃは磁石１２ａと磁性体１３ａとの間に位置し、スリット５５ｄは磁石１２ｂと磁性体１３ａとの間に位置し、スリット５５ｅは磁石１２ｂと磁性体１３ｂとの間に位置し、スリット５５ｆは磁石１２ａと磁性体１３ｂとの間に位置している。

そしてスリット５５ｃ，５５ｄの間に位置する磁性板５４２が磁性体５４ｄとして、スリット５５ｄ，５５ｅの間に位置する磁性板５４２が磁性体５４ｅとして、スリット５５ｅ，５５ｆの間に位置する磁性板５４２が磁性体５４ｆとして、スリット５５ｆ，５５ｃの間に位置する磁性板５４２が磁性体５４ｃとして、それぞれ機能する。

なお磁性体５４ｃ，５４ｄ同士はスリット５５ｃの外周側の端で薄肉部５６ｅを介して、軸孔１０側の端で薄肉部５６ｉを介して、磁性体５４ｄ，５４ｅ同士はスリット５５ｄの外周側の端で薄肉部５６ｆを介して、軸孔１０側の端で薄肉部５６ｊを介して、磁性体５４ｅ，５４ｆ同士はスリット５５ｅの外周側の端で薄肉部５６ｇを介して、軸孔１０側の端で薄肉部５６ｋを介して、磁性体５４ｆ，５４ｃ同士はスリット５５ｃの外周側の端で薄肉部５６ｈを介して、軸孔１０側の端で薄肉部５６ｌを介して、それぞれ相互に連結される。回転子１Ｅの磁極面は磁性体５４ｃ５４ｅの固定子側の表面となる。

別の見方をすれば、磁石１２ａ，１２ｂを覆う磁性体５４ｃ，５４ｅ同士は、磁性体１３ａ，１３ｂを覆う磁性体５４ｄ，５４ｆと、上述の薄肉部とを介して、相互に連結されることになる。

スリット５５ｃ〜５５ｆは、磁性板５４２において磁石１２ａ，１２ｂ及び磁性体１３ａ，１３ｂの間で磁束が流れることを阻む。薄肉部５６ｅ〜５６ｌは容易に磁気飽和するので、磁性体５４ｃ〜５４ｆ同士がこれらを介して連結されていても、回転子１Ｅ内部での磁束の短絡は極めて小さい。

スリット５５ｃ〜５５ｆの周方向の幅は、第４実施の形態で説明した場合とは異なり、電機子間距離よりも大きく選定されることが望ましい。磁石１２ａ，１２ｂの間で磁性体５４ｃ，５４ｄ，５４ｅを経由する磁路は、二つのスリット５５ｃ，５５ｄを有するからである。

図２４では、スリット５５ｃ〜５５ｆの周方向の幅を、磁石１２ａ，１２ｂ及び磁性体１３ａ，１３ｂの境界に位置する周方向のギャップＧ１と等しく採用した場合を例示しているが、必ずしも両者を一致させる必要はない。スリット５５ｃ〜５５ｆの周方向の幅は、回転子１Ｅ内の漏洩磁束を低減することを主眼として設計する場合には広く、磁石１２ａ，１２ｂの実質的な磁極面を広く得ることを主眼として設計する場合には狭く、それぞれ設定することができる。

このような構造とすることにより、第２種磁路の磁気インダクタンスをより大きくし、逆突極性を高めることができる。また磁性体５４ｃ〜５４ｆを個別に分離して形成する場合よりも部品点数を少なくし、磁性板５４２の強度を高めることができる。もちろん、渦電流が発生し易い位置にある磁性板５４２には、鉄損の小さい材料、例えば圧粉鉄心や適当な方向に積層された電磁鋼板などを用いることで渦電流損失が低減できる。

図２８は回転子１Ｅの製造方法を例示する斜視図である。回転子１Ｅも回転子１Ｄと同様に製造することができる。即ち、基板１１の所定位置１２ａＰ，１２ｂＰに対して、それぞれ磁石１２ａ，１２ｂを載置し、磁石１２ａ，１２ｂ及び磁性体１３ａ，１３ｂ上に磁性板５４２を載置する。この際のスリット５５ｃ〜５５ｆの位置は上述の通りである。

もちろん、磁性体５４ｃ〜５４ｆにおいて、第３の実施の形態で図１６乃至図１９で示されたような形状の変形を行ってもよい。

また基板１１を磁性体で形成し、これに磁石１２ａ，１２ｂに対するバックヨークとしての機能を持たせてもよい。基板１１と磁石１２ａ，１２ｂとを予めボンド磁石で一体に構成することも可能である。この場合いわゆる極異方配向を採用してもよい。

なお、基板１１が磁性体である場合、磁石１２ａ，１２ｂの間では磁性体１３ａあるいは磁性体１３ｂと、スリット一つと基板１１とを経由して磁束が流れるので、スリットの幅は、電機子間距離の二倍以上に選定されることが望ましい。

第６の実施の形態．
図２９は本発明の第６の実施の形態にかかる回転子１Ｆの構造を例示する図であり、固定子（図示せず）と共にモータを構成する場合の固定子側から見た平面図である。基板１１の中央には軸孔１０が設けられている。基板１１上には４個の磁石１２ｃ，１２ｄ，１２ｅ，１２ｆが配置され、固定子側（紙面手前側）に対して磁石１２ｃ，１２ｅが第１の極性（例えばＮ極）を、磁石１２ｄ，１２ｆが第２の極性（例えばＳ極）を、それぞれ呈している。よって回転子１Ｆは極対数２（極数４）の回転子として採用できる。

回転子１Ｆは、第４の実施の形態で示された回転子１Ｄ（図２０〜図２２）と同様に、磁石間には磁性体を有しておらず、磁性板５４１の代わりに磁性板５４３が載置されている。磁性体５４３は軸孔１０よりも大きな孔５４０を有している。磁性板５４３は軸孔１０に近い位置から遠い位置へと延在し、貫通して開口するスリット５５ｇ〜５５ｊを有しており、これらによって周方向に区分された磁性板５４３が磁性体５４ｇ〜５４ｊとして機能する。

より具体的には平面視上、スリット５５ｇは磁石１２ｃ，１２ｄの間に位置し、スリット５５ｈは磁石１２ｄ，１２ｅの間に位置し、スリット５５ｉは磁石１２ｅ，１２ｆの間に位置し、スリット５５ｊは磁石１２ｆ，１２ｃの間に位置する。

そしてスリット５５ｊ，５５ｇの間に位置する磁性板５４３が磁性体５４ｇとして、スリット５５ｇ，５５ｈの間に位置する磁性板５４３が磁性体５４ｈとして、スリット５５ｈ，５５ｉの間に位置する磁性板５４３が磁性体５４ｉとして、スリット５５ｉ，５５ｊの間に位置する磁性板５４３が磁性体５４ｊとして、それぞれ機能する。

第４の実施の形態で示された回転子１Ｄ（図２０〜図２３）や第５の実施の形態で示された回転子１Ｅ（図２４〜図２８）と同様にして、磁性体５４ｇ〜５４ｊのうち隣接するもの同士は、スリット５５ｇ〜５５ｊの外周側の端や軸孔１０側の端で、薄肉部を介して相互に連結される。回転子１Ｆの磁極面は磁性体５４ｇ〜５４ｊの固定子側の表面となる。

第４の実施の形態や第５の実施の形態で述べたスリット５５ａ〜５５ｆと同様に、スリット５５ｇ〜５５ｊは、磁性板５４３において磁石１２ｃ〜１２ｄの間で磁束が流れることを阻む。また回転子１Ｆの薄肉部においても既述の薄肉部５６ａ〜５６ｌと同様に容易に磁気飽和するので、磁性体５４ｇ〜５４ｊ同士がこれらを介して連結されていても、回転子１Ｆ内部での磁束の短絡は極めて小さい。

このような構造とすることにより、第４の実施の形態や第５の実施の形態と同様の効果を得ることができる。更に、本実施の形態にかかる回転子１Ｆでは、スリット５５ｇ〜５５ｊが径方向に対して傾斜しているため、回転子１Ｆの磁極面の境界は径方向に対して傾斜することになる。よっていわゆるスキューが設けられることとなり、コギングトルクを小さくできる。

図２９においては、スリット５５ｇ〜５５ｊのそれぞれが、軸孔１０側の端部と回転子１Ｆの中心Ｚとを結ぶ直線に対して、外周側の端部と中心Ｚとを結ぶ直線がスキュー角として示されており、１５度の場合が例示されている。またスリット５５ｇ〜５５ｊは直線状に延びている場合が図示されているが、曲線状に延びてもよい。

また磁石１２ｃ〜１２ｄをリング状磁石によって一体に形成してもよい。その場合には、平面視上でスリット５５ｇ〜５５ｊが設けられる位置では、無着磁とすることが望ましい。この態様は、作製が容易であり、また磁石１２ｃ〜１２ｄを載置する基板１１を省略できる利点もある。基板１１を省略する場合には、磁石は極異方性配向とすることが望ましい。

スリット５５ｇ〜５５ｊの周方向の幅は、第４実施の形態で説明した場合と同様、電機子間距離の２倍以上に選定されることが望ましい。隣接する磁石の間で短絡する磁束が流れる磁路は、スリット一つ分だからである。

もちろん、磁性体５４ｇ〜５４ｊにおいて、第３の実施の形態で図１６乃至図１９で示されたような形状の変形を行ってもよい。

また基板１１を磁性体で形成し、これに磁石１２ｃ〜１２ｄに対するバックヨークとしての機能を持たせてもよい。基板１１と磁石１２ｃ〜１２ｄを予めボンド磁石で一体に構成することも可能である。この場合いわゆる極異方配向を採用してもよい。

図３０は、本発明の第６の実施の形態の変形にかかる回転子１Ｆ１を示す平面図である。回転子１Ｆ１は回転子１Ｆのスリット５５ｇ，５５ｈ，５５ｉ，５５ｊの幅を広げた形状を有している。具体的には一つのスリットの周方向の両端は、互いに径方向に対して傾斜している。そしてそれらのスキュー角をそれぞれ二等分する線同士が成す角度が、３０度である場合が例示されている。

このようにスリットを広がることにより、磁性体５４ｇ〜５４ｊのそれぞれの平面視上の中心へと磁束が集まって、トルクを増大できる場合もある。

第７の実施の形態．
第１乃至第６の実施の形態では、回転子１Ａ〜１Ｆの構造について具体的に説明してきた。これらで例示されるような本発明にかかる回転子はいずれも従来のアキシャルギャップ型の固定子と組み合わせて、アキシャルギャップ型のモータを構成することができる。もちろん、本発明で得られる回転子のいずれについても、固定子の構造は固定子２や後述する固定子３に限定されるものではない。

本実施の形態及び第８の実施の形態においては、本発明にかかる回転子と共に採用可能である固定子の構造及び当該回転子との組み合わせによって得られるモータの構造について例示する。

図３１は本発明にかかるモータに採用できる回転子１Ｆ及び固定子２の構造を例示する斜視図である。図３１では回転軸中心９０に沿って分解されているが、実際には回転子１Ｆ及び固定子２はそれぞれにおいて回転軸中心９０に沿って積層される。

なお簡単のため、ここでは回転子１Ｆのスリット５５ｇ〜５５ｊにおいてスキューを設けていない場合が例示されている。

固定子２において基板２１は回転軸中心９０に垂直な表面２１０を有し、表面２１０上に、回転軸中心９０にほぼ平行に屹立し、回転軸中心９０回りに環状に配置される磁芯２２１〜２２６が設けられている。磁芯２２１〜２２６は基板２１よりも回転子側に設けられることになる。

磁芯２２１〜２２６には鉄等の高透磁率材を採用することができる。ここでは磁芯２２１〜２２６が丸みを帯びた三角柱を呈する場合が例示されているが、他の形状を採用することもできる。

基板２１と磁芯２２１〜２２６とを、例えば圧粉鉄心で一体に形成してもよい。

基板２１は磁性体であっても非磁性体であってもよいが、磁芯２２１〜２２６にとってのバックヨークとして機能させるためには、磁性体を採用することが望ましい。

磁芯２２１〜２２６にはそれぞれ巻線２３１〜２３６が巻回される。即ち巻線２３１〜２３６は、異なる相で全く独立して磁芯２２１〜２２６に集中巻で直接巻回されている。巻線は回転軸中心９０の方向に沿って重ならずに１層ですむため、銅量が小さく、回転軸中心９０の方向の寸法も小さくできる。図３１では巻線２３１〜２３６のそれぞれの導線を細かく示さず、巻線毎にまとめて示している。

巻線２３１〜２３６は３相巻線として巻回されており、各相毎に対を成す。そして、この対を成す巻線は周方向で相互に１８０°ずれた位置に配置される。そして巻線２３１〜２３６に電流を流すことにより、それぞれ磁芯２２１〜２２６から磁束が発生する。

固定子２が極対数１の回転子と共にモータを構成する場合には、この一対の巻線によって相互に逆相の磁束を発生させる。固定子２が極対数が２の回転子と共にモータを構成する場合には、この一対の巻線によって相互に同相の磁束を発生させる。図３１において例示された回転子１Ｆは極対数が２であるので、上記一対の巻線には同相の磁束を発生させる。

図３１では固定子２において磁芯２２１〜２２６上に磁性板２４を載置した場合を例示しているが、これは省略してもよい。磁性板２４にはいずれもこれを貫通する中央孔２５０と、スリット２５１〜２５６とが設けられている。スリット２５１〜２５６は磁性板２４の内周側（中央孔２５０側）から外周側に亘って薄肉部を残して貫通して設けられている。

回転軸中心９０に沿った平面視上、中央孔２５０は磁芯２２１〜２２６に囲まれており、スリット２５１は磁芯２２１，２２２に、スリット２５２は磁芯２２２，２２３に、スリット２５３は磁芯２２３，２２４に、スリット２５４は磁芯２２４，２２５に、スリット２５５は磁芯２２５，２２６に、スリット２５６は磁芯２２６，２２１に、それぞれ挟まれている。

このような磁性板２４を設けても、薄肉部は磁気飽和し易く、スリット２５１〜２５６も設けられているので、磁芯２２１〜２２６から発生する磁束が磁性板２４によって短絡することはない。換言すれば、磁性板２４は一対のスリットによって挟まれた６つの磁性体２６１〜２６６として機能し、磁性体２６１〜２６６に磁芯２２１〜２２６の磁極面を実質的に広がる機能を担わせることもできる。

周方向に沿っての磁芯２２１〜２２６同士の境界は、巻線２３１〜２３６が収納されるので小さくすることはできない。しかし固定子２の磁極面は、磁性板２４の回転子側の表面として把握できる。従って磁性体２６１〜２６６によって磁極面が磁芯２２１〜２２６よりも実質的に広がることにより、回転子と固定子の間での磁束密度を均一化し易くなる。

スリット２５１〜２５６の周方向の幅Ｇ３の好適値は、電機子間距離の２倍以上に設定されることが望ましい。磁性体２６１〜２６６の二つの間で固定子内を漏洩する磁路においてはスリット一つ分の磁気障壁が存在する一方、回転子を介して流れる磁路においては固定子と回転子の間を一往復するからである。

磁性板２４と磁性板５４３とはその内径と外径を略同一にすれば、回転子と固定子との間で磁束を効率よくやりとりさせる観点で望ましい。なお、磁性板２４は巻線２３１〜２３６を保護する機能も担っている。

図３２は、図３１に示された構造を回転軸中心９０に沿って結合して構成されたモータ１００の側面図であり、電機子間距離δが図示されている。

図３３は上述のモータ１００が適用された圧縮機２００を例示する断面図である。但しモータ１００は側面図を用いて示している。

吸入管２０６から冷媒を供給し、モータ１００で駆動される圧縮要素２０５にて冷媒を圧縮、圧縮された高圧冷媒は吐出管２０７から吐出される。ラジアルギャップ型のモータを使えば、エアギャップの上方が遮られることなく吐出管に通じているため、冷凍機油をも吐出管から出て行ってしまうという問題がある。

しかし本発明のようにアキシャルギャップ型のモータ１００を採用すると、上部に配置された回転子１Ｆの下面から遠心力によって冷凍機油は圧縮機２００の壁面にあてて滴下できるので、油上りの低減の観点から望ましい。

また、回転子１Ｆに固定子２と反対側で取り付けられるバランスウエイト２０８も、径を大きくできるので、回転軸方向の長さを小さくすることができる。

なお、圧縮要素２０５は、モータ１００よりも下方に配置するとより好適である。回転子１Ｆの径が大きいので、冷凍機油を攪拌しないようにするためである。横置きとすると、回転子が冷凍機油に浸かるので、圧縮機２００は縦置きとすることが望ましい。

駆動回路は３相のインバータにより駆動するとよい。単相では、回転方向が定まりにくく、４相以上では回路が複雑となるためである。トルクリプルを抑制する観点から、駆動電流波形は正弦波がよい。

このように圧縮機２００では本発明にかかる回転子を採用するモータで駆動されるので、圧縮機の効率が高い。かかる圧縮機への応用は本実施の形態以外の回転子を採用しても可能なことはもちろんである。

第８の実施の形態．
図３４は本発明にかかるモータに採用できる回転子１Ｆ及び固定子３の構造を例示する斜視図である。ここでは回転軸中心９０に沿って分解して示されているが、実際には回転子１Ｆ及び固定子３のそれぞれにおいて、回転軸中心９０に沿って積層される。図３５は固定子３が有する磁性体３０の構造を示す斜視図である。

なお基板１１上に設けられる磁性体１３ａ，１３ｂ（図１〜図４）は基板１１に隠れているため図３４においては現れていない。また巻線３３ａ，３３ｂ，３４ａ，３４ｂ，３５ａ，３５ｂのそれぞれの導線を細かく示さず、巻線毎にまとめて示している。

磁性体３０において基板３１は回転軸中心９０に垂直な表面３１０を有し、表面３１０上には第１段スペーサ３１１，３１３と、第２段スペーサ３１２，３１４とが設けられており、第１段スペーサ３１１，３１３上にそれぞれ磁芯３２１，３２４が、第２段スペーサ３１２，３１４の上にそれぞれ磁芯３２２，３２３及び磁芯３２５，３２６が、いずれも回転軸中心９０にほぼ平行に屹立している。磁芯３２１〜３２６は回転軸中心９０回りにこの順に環状に配置されて設けられている。磁芯３２１〜３２６は基板３１よりも回転子側に設けられることになる。

第１段スペーサ３１１，３１３はいずれも表面３１０上に設けられ、周方向において、ほぼ１８０度で広がるものの相互に離隔している。また第２段スペーサ３１２，３１４はそれぞれ第１段スペーサ３１１，３１３上の周方向における端部に設けられ、周方向において、ほぼ１２０度で広がるものの相互に離隔している。

表面３１０上に、回転軸中心９０にほぼ平行に屹立し、回転軸中心９０回りに６０度ずつ環状に配置される磁性体３１１〜３１６が設けられている。磁性体３１１〜３１６は基板３１よりも回転子側に設けられることになる。

固定子３は三対の巻線３３ａ，３３ｂ，３４ａ，３４ｂ，３５ａ，３５ｂを有しており、その各々がいわゆる分布巻で三個の磁性体の周囲に巻回される。例えば、図３４に示されるように、予め所定の形状に巻回された巻線３３ａ，３３ｂ，３４ａ，３４ｂ，３５ａ，３５ｂを準備し、これを後述する順序で回転軸中心９０に沿って磁性体３０へと填め込む。

具体的にはまず、磁芯３２１，３２２，３２３を囲んで巻線３３ａを設け、磁芯３２４，３２５，３２６を囲んで巻線３３ｂを設ける。この際、巻線３３ａ，３３ｂはそれぞれ第１段スペーサ３１１，３１３の周囲に設けられることになる。

第１段スペーサ３１１，３１３の高さを巻線３３ａ，３３ｂの回転軸方向の幅と一致させることにより、第１段スペーサ３１１，３１３及び巻線３３ａ，３３ｂは第１層Ｌ１に収まる。

次に磁芯３２２，３２３，３２４を囲んで巻線３４ａを設け、磁芯３２５，３２６，３２１を囲んで巻線３４ｂを設ける。この際、巻線３４ａ，３４ｂはいずれも第１段スペーサ３１１，３１２、巻線３３ａ，３３ｂ上に載ることになる。上述の通り、第１段スペーサ３１１，３１３及び巻線３３ａ，３３ｂを第１層Ｌ１に収めることにより、巻線３４ａ，３４ｂを安定して配置することができる。

第２段スペーサ３１２，３１４の高さを巻線３４ａ，３４ｂの回転軸方向の幅と一致させることにより、第２段スペーサ３１２，３１４及び巻線３４ａ，３４ｂは第２層Ｌ２に収まる。

更に、磁芯３２３，３２４，３２５を囲んで巻線３５ａを設け、磁芯３２６，３２１，３２２を囲んで巻線３５ｂを設ける。この際、巻線３５ａ，３５ｂはいずれも第２段スペーサ３１２，３１４、巻線３４ａ，３４ｂ上に載ることになる。上述の通り、第２段スペーサ３１２，３１４及び巻線３４ａ，３４ｂを第２層Ｌ２に収めることにより、巻線３５ａ，３５ｂを安定して配置することができる。

磁芯３２３，３２６の高さを巻線３５ａ，３５ｂの回転軸方向の幅と一致させることにより、磁芯３２３，３２６及び巻線３５，３５ｂは第３層Ｌ３に収まる。もちろん、電機子間距離を小さくするため、磁芯３２１〜３２６の回転子１Ａ側の頂面は巻線３５ａ，３５ｂから固定子１Ａ側へとはみ出してもよい。

上述のようにして磁性体３０に巻線３３ａ，３３ｂ，３４ａ，３４ｂ，３５ａ，３５ｂが設けられた状態を、斜視図として図３６に示した。

次に回転子１Ａを回転させるために、巻線３３ａ，３３ｂ，３４ａ，３４ｂ，３５ａ，３５ｂに流すべき電流について説明する。ここでは回転子１Ａから固定子３を見る方向において、反時計周りで回転子１Ａを回転させる場合を例挙する。

図３４に示された状態において、巻線３３ａ，３３ｂは、磁石１２ａ，１２ｂに直接に対向しているため、流す電流は零とする。電流を流してもその電流によるトルクは零だからである。

一方巻線３４ａに流す電流は、Ｓ極を固定子３側に呈する磁石１２ｂを吸引するため、磁芯３２２，３２３，３２４をＮ極に励磁する。つまり反時計回り方向に電流を流す。逆に巻線３４ｂには時計回り方向に電流を流し、磁芯３２６，３２１，３２２をＳ極に励磁して、Ｎ極を固定子３側に呈する磁石１２ａを吸引する。

同様に巻線３５ａに流す電流は、磁石１２ｂを吸引するためにＮ極に励磁する必要がある。従って、反時計回り方向に電流を流す。巻線３５ｂに流す電流は、磁石１２ａを吸引するためにＳ極に励磁する必要がある。従って、時計回り方向に電流を流す。

さて回転子１Ａが反時計回り方向に回転し始めると、巻線３３ａにはＮ極を呈する磁石１２ａが近接するため、磁芯３２１，３２２，３２３をＳ極へと励磁する。具体的には巻線３３ａに時計回り方向にＵ相電流を流す。一方、巻線３４ａ，３４ｂにはそれぞれ磁石１２ｂ，１２ａが近接するため、電流値を零に近づける。巻線３５ａには磁石１２ｂとの相互の位置関係がトルク最大となる位置に近づくため，電流値を増す。巻線３５ｂについても同様である。

即ち、回転子１Ａと固定子３の周方向の位置関係が図３４のようにある時点を基準にとれば、巻線３３ａ，３３ｂ，３４ａ，３４ｂ，３５ａ，３５ｂの電流位相はそれぞれ１８０°，０°，１２０°，３００°，６０°，２４０°となり、進相でも遅相でもない。

各層Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３において巻回された一対の巻線はそれぞれの周方向において１８０度ずれた位置に配置される。また、巻線の対同士は相互に１２０度ずれた位置に配置される。巻線３３ａ，３３ｂに相互に逆相で（即ち電気角を１８０度違えて）Ｕ相電流を流し、巻線３４ａ，３４ｂに相互に逆相でＶ相電流を流し、巻線３５ａ，３５ｂに相互に逆相でＷ相電流を流すことにより、三相のアキシャルギャップ型の固定子として動作する。これらの巻線に流す励磁電流は正弦波電流であることが望ましい。トルクリプルを抑制するためである。

巻線３３ｂ、３４ｂ、３５ｂは巻線３３ａ、３４ａ，３５ａのそれぞれ反対向きに巻回すれば、これらに流す電流として、相互に１２０°ずれた３相電流を採用することができる。

これらの電流を例えばインバータにより得て、周波数及び電流値を必要に応じて変化させてモータを駆動する。

さて、回転子１Ａは逆突極性を有しており、ｑ軸インダクタンスＬｑがｄ軸インダクタンスＬｄよりも大きい。従って、電流位相を進めることにより、リラクタンストルクを有効利用できる。上述の電流位相よりも０°をこえ４５°未満の角度で電流位相を進めることにより、リラクタンストルクを併用できる。ｑ軸インダクタンスＬｑやｄ軸インダクタンスＬｄの設計や負荷点にも依存するが、通常は１５〜３０°程度進めるとトルクを最大にできる。

磁性体３０及び磁性体１３ａ，１３ｂ（図１〜４参照）には、軸方向にも磁束が流れるため、軸方向に積層した鋼板では鉄損が増大する。従って、圧粉鉄心を用いることが望ましい。

また基板１１もバックヨークとして機能する場合には、これに磁石１２ａ，１２ｂの反磁極面の磁束が一定して流れているのに加え、磁性体１３ａ，１３ｂを介して固定子３の励磁電流によて変化する磁束も流れ込む。よって基板１１も圧粉鉄心を採用して形成することが望ましい。

もちろん、磁芯３２１〜３２６には鉄を採用することもできる。また磁芯３２１〜３２６が丸みを帯びた三角柱を呈する場合が例示されているが、他の形状を採用することもできる。

磁性体３０のうち、基板３１は非磁性体であってもよいが、磁芯３２１〜３２６にとってのバックヨークとして機能させるためには、磁性体であることが望ましい。

また、第１段スペーサ３１１，３１３や第２段スペーサ３１２，３１４に非磁性体を採用することもできる。但しこれらも磁芯３２１〜３２６と同様に圧粉鉄心で形成することにより、一体成形で形成できるという利点が得られる。

もちろん、基板３１を第１段スペーサ３１１，３１３及び第２段スペーサ３１２，３１４並びに磁芯３２１〜３２６と一体に圧粉鉄心で形成してもよい。

第９の実施の形態．
これまでの実施の形態で説明された回転子やモータでは、固定子が一つ設けられていた。しかしながら、特許文献１乃至４に例示されているように、回転子を挟む一対の固定子が設けられる場合にも、本発明を適用することができる。

図３７は本実施の形態にかかる回転子１Ｇの構造を例示する斜視図である。図３７では回転軸中心９０に沿って分解して例示しているが、実際には回転子１Ｇは回転軸中心９０に沿って積層される。

回転子１Ｇは、第１の実施の形態で示された回転子１Ａ（図１〜図４）に対し、磁石１２ａ，１２ｂ及び磁性体１３ａ，１３ｂ（図３７においては現れない）とは反対側で、基板１１に対して磁石１２ｇ，１２ｈ及び磁性体１３ｇ，１３ｈを設けた構造を有している。基板１１の一方の面における磁石１２ｇ，１２ｈ及び磁性体１３ｇ，１３ｈの位置関係は、基板１１の他方の面における磁石１２ａ，１２ｂ及び磁性体１３ａ，１３ｂの位置関係と同じである。

例えば磁石１２ａ，１２ｂ及び磁性体１３ａ，１３ｂの厚さは相互に等しく、磁石１２ｇ，１２ｈ及び磁性体１３ｇ，１３ｈの厚さは相互に等しい。あるいは更に、これらの厚さが全て等しくてもよい。

このような回転子１Ｇに対して、磁石１２ａ，１２ｂ側と磁石１２ｇ，１２ｈとの両方に固定子を設けてモータを構成することにより、基板１１の両側においてトルクを発生する機構が形成される。よって当該モータはトルクを増大させ易く、あるいは少ない電流で必要なトルクを得やすい。

ここでは基板１１を介して、磁石１２ａ，１２ｂ及び磁性体１３ａ，１３ｂと、磁石１２ｇ，１２ｈ及び磁性体１３ｇ，１３ｈとがそれぞれ対向する場合を例示するが、そのような対向は必ずしも要求されない。但し、このように対向している方が、固定子を配置する設計は容易となる。

もちろん対向する位置関係を、正対位置から若干ずらせることも、スキューを得る観点からは望ましい。あるいは回転子１Ｇを挟んで一対設けられる固定子が発生する回転磁界が回転子１Ｇを介して相互に正対していない場合にも、磁石１２ａ，１２ｂ及び磁性体１３ａ，１３ｂと、磁石１２ｇ，１２ｈ及び磁性体１３ｇ，１３ｈとは正対させる必要はない。

更に、基板１１を磁性体で形成してバックヨークとして機能させる場合には、磁石１２ｇ，１２ｈはそれぞれ磁石１２ａ，１２ｂと同一の極性を基板１１と反対側で呈することが望ましい。即ち、磁石１２ａ，１２ｂがそれぞれＮ極及びＳ極を基板１１と反対側で呈している場合には、磁石１２ｇ，１２ｈはそれぞれＮ極及びＳ極を基板１１と反対側で呈することが望ましい。

このようにして基板１１を介して反対の極性の磁極が対向することにより、磁石１２ａ，１２ｂと磁石１２ｇ，１２ｈとの間では基板１１を介して磁束が流れにくくなるので、基板１１は磁石１２ａ，１２ｂ同士、及び磁石１２ｇ，１２ｈ同士のバックヨークとしての機能が高まる。これは基板１１において磁束が磁石１２ａ，１２ｂ，１２ｇ，１２ｈの磁束によって飽和する領域を広げ、固定子から基板１１へと流れる磁束の変化を低減できるため、前記磁束の変化に基づく渦電流損を低減できる。

図３８は本実施の形態にかかる他の回転子１Ｈの構造を例示する斜視図である。回転子１Ｈは、第１の実施の形態で示された回転子１Ａ（図１〜図４）から、基板１１を省略した構成を有している。磁石１２ａ，１２ｂはその両面に磁極を有しているので、回転子１Ｈについても、その両側に固定子を設けることで、トルクを発生する機構が両側に形成される。

図３８に示された構造は、回転子１Ａについて説明したように、磁石１２ａ，１２ｂ及び磁性体１３ａ，１３ｂの相互間にギャップ（図１でギャップＧ１として描画）があることが望ましい。よって回転子１Ｈを形成するに際しては、当該ギャップに非磁性の充填材を採用し、この充填材を介して磁石１２ａ，１２ｂ及び磁性体１３ａ，１３ｂの相互間を接着することが好ましい。

図３９は回転子１Ｈの他の好ましい態様を示す斜視図である。回転子４では図３８に示された磁石１２ａ，１２ｂ及び磁性体１３ａ，１３ｂがこの位置関係を保って、樹脂などでモールドされている。回転子４は中央に円筒４０を有しており、ここに回転軸（図示せず）が貫挿される。円筒４０は図１で図示されたギャップＧ２に相当しており、回転軸が磁性体である場合にも、磁石１２ａ，１２ｂ及び磁性体１３ａ，１３ｂが磁気的に短絡することを防いでいる。

ここでは円筒４０の径方向の厚みは回転子４の大部分の径方向の厚みよりも大きく、表面から突出した形状を有する態様が例示されている。しかしこれらの厚みの大小関係については種々の条件によって設計可能である。

図４０は、回転子１Ｈと、これを両側から挟む固定子３Ａ，３Ｂとを有するモータの構造を例示する斜視図であり、その厚さ方向に分解して示している。実際には回転子１Ｈは例えば回転子４のようにモールドされ、固定子３Ａ，３Ｂのそれぞれは積層され、かつ回転子１Ｈと固定子３Ａ，３Ｂとの間に電機子間距離を空けて保持される。

固定子３Ａ，３Ｂとしては、第８の実施の形態で説明された固定子３（図３４〜図３６）を採用することができる。即ち固定子３Ａは、磁性体３０に対応して磁性体３０Ａを、巻線３３ａ，３３ｂに対応して巻線３３Ａを、巻線３４ａ，３４ｂに対応して巻線３４Ａを、巻線３５ａ，３５ｂに対応して巻線３５Ａを、それぞれ有している。同様にして固定子３Ｂは、磁性体３０に対応して磁性体３０Ｂを、巻線３３ａ，３３ｂに対応して巻線３３Ｂを、巻線３４ａ，３４ｂに対応して巻線３４Ｂを、巻線３５ａ，３５ｂに対応して巻線３５Ｂを、それぞれ有している。

回転子１Ｈでは磁石１２ａ，１２ｂ及び磁性体１３ａ，１３ｂが、固定子３Ａ，３Ｂのいずれともトルクを発生する機構を構成するので、固定子３Ａ，３Ｂの構成、特に巻線３３Ａと巻線３３Ｂ、巻線３４Ａと巻線３４Ｂ、巻線３５Ａと巻線３５Ｂとは、回転子１Ｈを挟んで鏡像関係にあることが望ましい。磁石１２ａ，１２ｂはそれぞれ両側で異なる磁極を呈するので、巻線３３Ａと巻線３３Ｂ、巻線３４Ａと巻線３４Ｂ、巻線３５Ａと巻線３５Ｂとは、流す電流の方向も鏡像関係にあることが望ましい。

もちろん、これらが鏡像関係からずれることも、スキューを得る観点からは望ましい設計事項である。

図４１は本実施の形態にかかる他の回転子１Ｉの構造を例示する斜視図である。ここでは回転軸中心９０に沿って分解して示しているが、実際は回転子１Ｉは回転軸中心９０に沿って積層される。

回転子１Ｉは、第３の実施の形態で示された回転子１Ｃ（図１２〜図１４）に対し、磁石１２ａ，１２ｂ及び磁性体１３ａ，１３ｂ，１４ａ，１４ｂ（但し磁性体１３ａは図４１においては現れない）とは反対側で、基板１１に対して磁石１２ｇ，１２ｈ及び磁性体１３ｇ，１３ｈ，１４ｇ，１４ｈを設けた構造を有している。基板１１の一方の面における磁石１２ｇ，１２ｈ及び磁性体１３ｇ，１３ｈ，１４ｇ，１４ｈの位置関係は、基板１１の他方の面における磁石１２ａ，１２ｂ及び磁性体１３ａ，１３ｂ，１４ａ，１４ｂの位置関係と同じである。

例えば磁性体１３ａの厚さと、磁性体１３ｂの厚さと、磁性体１４ａの厚さと磁石１２ａの厚さの和と、磁性体１４ｂの厚さと磁石１２ｂの厚さの和とが互いに等しく選定されている。同様に、例えば磁性体１３ｇの厚さと、磁性体１３ｈの厚さと、磁性体１４ｇの厚さと磁石１２ｇの厚さの和と、磁性体１４ｈの厚さと磁石１２ｈの厚さの和とが互いに等しく選定されている。これらの厚さが全て等しくてもよい。

このような回転子１Ｉについても回転子１Ｇ，１Ｈ等と同様に、これを挟んで両側から固定子を設けてモータを構成し、トルクを増大させ易いモータを得ることができる。

回転子１Ｉも回転子１Ｇと同様に、磁石１２ａ，１２ｂ及び磁性体１３ａ，１３ｂ，１４ａ，１４ｂが、磁石１２ｇ，１２ｈ及び磁性体１３ｇ，１３ｈ，１４ｇ，１４ｈとそれぞれ対向する場合を例示するが、そのような対向は必ずしも要求されない。

図４２は本実施の形態にかかる他の回転子１Ｊの構造を例示する斜視図である。図４２では回転軸中心９０に沿って分解して示されているが、実際には回転子１Ｊは回転軸中心９０に沿って積層される。

回転子１Ｊは、第３の実施の形態で示された回転子１Ｃ（図１２〜図１４）から、基板１１を省略し、磁性体１４ｇ，１４ｈを追加した構成を有している。磁性体１４ｇ，１４ｈは、磁石１２ａ，１２ｂを介してそれぞれ磁性体１４ａ，１４ｂと対向している。回転子１Ｊについても回転子４と同様、その構成を樹脂などでモールドすることが望ましい。

例えば磁性体１４ａ，１４ｇと磁石１２ａの厚さの総和と、磁性体１４ｂ，１４ｈと磁石１２ｂの厚さの総和と、磁性体１３ａの厚さと、磁性体１３ｂの厚さが相互に等しく設定される。

磁石１２ａ，１２ｂはその両面に磁極を有しているので、回転子１Ｊについても、その両側に固定子を設けることで、トルクを発生する機構が両側に形成される。

図４３は本実施の形態にかかる他の回転子１Ｋの構造を例示する斜視図である。回転軸中心９０に沿って分解して例示しているが、実際には回転子１Ｋは回転軸中心９０に沿って積層される。

回転子１Ｋは、第５の実施の形態で示された回転子１Ｅ（図２４〜図２８）に対し、磁石１２ａ，１２ｂ及び磁性体１３ａ，１３ｂ並びに磁性板５４２（但し磁性体１３ａ，１３ｂは図４３においては現れない）とは反対側で、基板１１に対して磁石１２ｇ，１２ｈ及び磁性体１３ｇ，１３ｈ並びに磁性板５４４を設けた構造を有している。基板１１の一方の面における磁石１２ｇ，１２ｈ及び磁性体１３ｇ，１３ｈ並びに磁性板５４２の位置関係は、基板１１の他方の面における磁石１２ａ，１２ｂ及び磁性体１３ａ，１３ｂ並びに磁性板５４４の位置関係と同じである。

例えば磁石１２ａ，１２ｂ及び磁性体１３ａ，１３ｂの厚さは相互に等しく、磁石１２ｇ，１２ｈ及び磁性体１３ｇ，１３ｈの厚さは相互に等しい。あるいは更に、これらの厚さが全て等しくてもよい。

磁性板５４４も磁性板５４２と同様の構成を有しており、孔５４０と、磁石１２ｇ，１２ｈ及び磁性体１３ｇ，１３ｈの相互の境界近傍で貫通して開口するスリットを有し、これらの上に基板１１とは反対側から載置されている。

このような回転子１Ｋについても、これを挟んで両側から固定子を設けてモータを構成し、トルクを増大させ易いモータを得ることができる。

回転子１Ｋも回転子１Ｇと同様に、磁石１２ａ，１２ｂ及び磁性体１３ａ，１３ｂが、磁石１２ｇ，１２ｈ及び磁性体１３ｇ，１３ｈとそれぞれ対向する場合を例示するが、そのような対向は必ずしも要求されない。

図４４は本実施の形態にかかる他の回転子１Ｌの構造を例示する斜視図である。図４４では回転軸中心９０に沿って分解して示されているが、実際には回転子１Ｌは回転軸中心９０に沿って積層される。

回転子１Ｌは、第５の実施の形態で示された回転子１Ｅ（図２４〜図２８）から、基板１１を省略し、磁性板５４４を追加した構成を有している。回転子１Ｌについても回転子４と同様、その構成を樹脂などでモールドすることが望ましい。

磁石１２ａ，１２ｂはその両面に磁極を有している。つまり磁石１２ａ，１２ｂが磁性板５４２側にそれぞれＮ極、Ｓ極を呈する磁極面を有している場合には、磁石１２ａ，１２ｂは磁性板５４４側にそれぞれＳ極、Ｎ極を呈する磁極面を有している。従って回転子１Ｌについても、その両側に固定子を設けることで、トルクを発生する機構が両側に形成される。

もちろん、磁性板５４２，５４４において、第３の実施の形態で図１６乃至図１９で示されたような形状の変形を行ってもよい。

図４５は本実施の形態にかかる他の回転子１Ｍの構造を例示する斜視図である。図４５では回転軸中心９０に沿って分解して示されているが、実際には回転子１Ｍは回転軸中心９０に沿って積層される。

回転子１Ｍは、第４の実施の形態で示された回転子１Ｄ（図２０〜図２３）から、基板１１を省略し、磁性板５４５を追加した構成を有している。磁性板５４５は磁性板５４１と略同型の構成を有する。

磁性板５４５が有するスリットは、磁性板５４１のスリット５５ａ，５５ｂと対向して配置される。但しコギングトルクを低減する観点等から、正対位置からずらせてもよい。

磁石１２ａ，１２ｂはその両面に磁極を有しているので、回転子１Ｍについても、その両側に固定子を設けることで、トルクを発生する機構が両側に形成される。

もちろん、磁性板５４１，５４５において、第３の実施の形態で図１６乃至図１９で示されたような形状の変形を行ってもよい。また第４の実施の形態で説明されたようにして磁石１２ａ，１２ｂをリング状磁石によって一体に形成してもよい。

また磁性板５４１，５４５は相互に完全に同型である必要はなく、回転子１Ｍの表裏を区別するなどの目的で両者が相違した略同型でもよい。また若干の形状の相違があっても同様の効果が得られる程度の略同型であればよい。

第１０の実施の形態．
図４６はこの発明の第１０の実施の形態にかかる回転子の製造方法を例示する斜視図である。これは図２４に示された回転子１Ｅの製造方法として採用することができる。図４７は、本実施の形態によって形成される場合の回転子１Ｅの断面図であり、図２５に示される断面図と同じ位置での断面を示している。

本実施の形態においては、基板１１には凹部１１ａ，１１ｂが設けられており、これらに磁性体１３ａ，１３ｂが回転軸に沿った方向に嵌合する。このようにすれば、磁性体１３ａ，１３ｂと基板１１とを容易に位置決めし、両者を容易に結合できる。

かかる構造は、図２５に示された断面図に基づいて見ると、磁性体１３ａ，１３ｂを回転軸に沿って延長した位置で、磁性板５４２側から所定長さを有する領域においては、基板１１が磁性体１３ａ，１３ｂと同じ材質で形成された、と把握することができる。磁性体１３ａ，１３ｂを圧粉磁芯で構成されていれば、凹部１１ａ，１１ｂは圧粉磁芯で充填されることになる。

基板１１を上記領域以外でも圧粉磁芯で構成してもよい。しかし上記領域以外の基板１１は回転軸に垂直な鋼板を積層して構成する事が望ましい。上記領域では、回転軸に平行な方向にもこれと傾斜する方向にも磁束が流れるので圧粉磁芯を採用することが望ましい一方、上記領域以外では殆どの磁束が回転軸に垂直な方向に流れるので、積層鋼板を採用することが、回転子の磁気特性を最適化する観点で望ましいからである。

積層鋼板、特に電磁鋼板を積層した構造は、回転軸に垂直な方向の磁気特性、例えば飽和磁束密度、透磁率、鉄損に優れる。そして基板１１には、固定子に流れる電流に基づく磁束を、永久磁石の磁束に対して重畳した、多くの磁束が流れる必要がある。従って基板１１には積層鋼板を採用することによって基板１１の厚みを小さくすることができる。

また基板１１は回転軸と嵌合する場合が多いため、強度の観点からも積層鋼板を採用することが望ましい。

他方、回転子が永久磁石である場合、永久磁石の磁束の変化は特に回転子の回転によって高調波成分が多くなる。よって磁性板５４２の材料としては、渦電流損が小さい圧粉磁芯が望ましい。

図４８はこの実施の形態の他の変形を示す断面図であり、図２５、図４７に対応した位置での断面を示している。基板１１において凹部１１ａ，１１ｂはいずれも貫通孔となっており、当該貫通孔において磁性体１３ａ，１３ｂが回転軸に沿った方向に基板１１を貫通している。このときに、上記と同様の理由により、磁性板５４２は圧粉磁芯で、基板１１には積層鋼板を用いることが望ましい。

磁性体１３ａ，１３ｂは、磁性体５４２のうち磁性体１３ａ，１３ｂを覆う磁性体５４ｄ，５４ｆと一体化されることが望ましい。磁性板５４２及び磁性体１３ａ，１３ｂと、基板１１と、磁石１２ａ，１２ｂとを用いた回転子の組立が、磁性体１３ａ，１３ｂを凹部（あるいは貫通孔）１１ａ，１１ｂへと圧入することにより容易となるからである。

本実施の形態にかかる技術は回転子１Ｅのみならず、回転子１Ａ（図１），１Ｃ（図１２）、１Ｇ（図３７）、１Ｉ（図４１）、１Ｋ（図４３）に適用することができる。

第１１の実施の形態．
図４９はこの発明の第１１の実施の形態にかかる回転子の製造方法を例示する斜視図である。これは図２４に示された回転子１Ｅの製造方法として採用することができる。図５０は、本実施の形態によって形成される場合の回転子１Ｅの断面図であり、図２５に示される断面図と同じ位置での断面を示している。

本実施の形態においては、磁性板５４２のうち磁性体１３ａ，１３ｂを覆う磁性体５４ｄ，５４ｆには、磁性体１３ａ，１３ｂ側に凹部５７ａ，５７ｂが設けられており、これらに磁性体１３ａ，１３ｂが回転軸に沿った方向に嵌合する。このようにすれば、磁性体１３ａ，１３ｂと磁性板５４２とを容易に位置決めし、両者を容易に結合できる。

磁性板５４２は磁性体１３ａ，１３ｂと共に圧粉磁芯で形成することができる。その場合、嵌合が理想的であれば磁性体１３ａ，１３ｂと磁性板５４２との境界は問題とならない。

図５１はこの実施の形態の変形を示す断面図であり、図２５、図５０に対応した位置での断面を示している。磁性板５４２において凹部５７ａ，５７ｂはいずれも貫通孔となっており、当該貫通孔において磁性体１３ａ，１３ｂが回転軸に沿った方向に磁性板５４２を貫通している。

磁性体１３ａ，１３ｂは、基板１１と一体化されることが望ましい。基板１１及び磁性体１３ａ，１３ｂと、磁性板５４２と、磁石１２ａ，１２ｂとを用いた回転子の組立が容易となるからである。

本実施の形態にかかる技術は回転子１Ｅのみならず、回転子１Ｋ（図４３）、１Ｌ（図４４）に適用することができる。

第１２の実施の形態．
図５２はこの発明の第１２の実施の形態にかかる回転子の製造方法を例示する斜視図である。これは図２４に示された回転子１Ｅの製造方法として採用することができる。図５３は、本実施の形態によって形成される場合の回転子１Ｅの断面図であり、図２６に示される断面図と同じ位置での断面を示している。

本実施の形態においては、磁性板５４２のうち磁石１２ａ，１２ｂを覆う磁性体５４ｄ，５４ｆには、磁石１２ａ，１２ｂ側に凹部５７ｃ，５７ｄが設けられており、これらに磁石１２ａ，１２ｂが回転軸に沿った方向に嵌合する。このようにすれば、磁石１２ａ，１２ｂと磁性板５４２とを容易に位置決めし、両者を容易に結合できる。

このように磁石を磁性板へ埋込む技術は、回転子１Ｅのみならず、回転子１Ｆ（図２９）、１Ｆ１（図３０）、１Ｋ（図４３）、１Ｌ（図４４）、１Ｍ（図４５）に適用することができる。

図５４はこの実施の形態にかかる回転子の他の製造方法を例示する斜視図である。図５５は、この変形によって形成される場合の回転子１Ｅの断面図であり、図２６に示される断面図と同じ位置での断面を示している。

この変形においては、基板１１には、磁石１２ａ，１２ｂが回転軸に沿った方向に嵌合する凹部１２ａＱ，１２ｂＱが設けられている。このようにすれば、磁石１２ａ，１２ｂと基板１１とを容易に位置決めし、両者を容易に結合できる。

このように磁石を基板へ埋込む技術は、回転子１Ｅのみならず、回転子１Ａ（図１）、１Ｃ（図１２）、１Ｆ（図２９）、１Ｆ１（図３０）、１Ｇ（図３７）、１Ｉ（図４１）、１Ｋ（図４３）に適用することができる。

図５６は、本実施の形態の他の変形を示す断面図であり、図２６に示される断面図と同じ位置での断面を示している。凹部５７ｃ，５７ｄ及び凹部１２ａＱ，１２ｂＱのいずれもが設けられた構造が示され、磁石１２ａ，１２ｂは磁性板５４２、基板１１にそれぞれ厚さｔ１，ｔ２で埋没している。磁性板５４２のヨーク側と、基板１１の磁性板５４２側との間の距離ｔ３を導入すると、磁石１２ａ，１２ｂの厚さは、厚さｔ１，ｔ２と距離ｔ３との総和になる。

距離ｔ３が小さいと、磁石１２ａ，１２ｂがそれぞれ自身で発生する磁束が、固定子に鎖交することなく、基板１１と磁性板５４２との間で短絡的に流れてしまう。換言すれば、当該磁束を有効に固定子に流すためには、磁石１２ａ，１２ｂの厚さは、電機子距離の二倍と厚さｔ１，ｔ２との総和以上に設計することが望ましい。

もちろん、基板１１と磁性板５４２との間の距離が電機子距離の二倍以上であることが望ましいのは、本実施の形態に限らず、他の実施の形態でも同様である。付言すれば、回転子１Ｌ（図４４），１Ｍ（図４５）のように磁石１２，１２ｂを挟む磁性板５４２，５４４同士（あるいは磁性板５４１，５４５同士）の間隔も、電機子距離の二倍以上であることが望ましい。

第１３の実施の形態．
図５７はこの発明の第１３の実施の形態にかかる回転子の製造方法を例示する斜視図である。図５８は本実施の形態によって形成される回転子１Ｅの、図２６の位置に相当する断面図である。ここでは図２４に示された回転子１Ｅを例にとって説明するが、他の回転子１Ａ（図１）、１Ｃ（図１２）、１Ｆ（図２９）、１Ｆ１（図３０）、１Ｇ（図３７）、１Ｉ（図４１）、１Ｋ（図４３）に適用することができる。

基板１１上には、磁石１２ａ，１２ｂにその外周側から当接する突堤１１１ａ，１１１ｂが設けられている。突堤１１１ａ，１１１ｂにより磁石１２ａ，１２ｂの位置決めが容易であり、また回転子が回転して磁石１２ａ，１２ｂに生じる遠心力に抗して磁石１２ａ，１２ｂを止める。

基板１１上に、磁石１２ａ，１２ｂにその周方向から当接する突堤１１２ａ，１１２ｂ，１１３ａ，１１３ｂが設けられてもよい。これらも磁石１２ａ，１２ｂの位置決めを容易とする。

図５９はこの実施の形態にかかる回転子の他の製造方法を例示する斜視図である。図６０は図２６の位置に相当する断面図である。ここでは図２４に示された回転子１Ｅを例にとって説明するが、他の回転子１Ｆ（図２９）、１Ｆ１（図３０）、１Ｋ（図４３）、１Ｌ（図４４）、１Ｍ（図４５）に適用することができる。

磁性板５４２上には、磁石１２ａ，１２ｂにその外周側から当接する突堤５８ａ，５８ｂが設けられている。突堤５８ａ，５８ｂにより磁石１２ａ，１２ｂの位置決めが容易であり、また回転子が回転して磁石１２ａ，１２ｂに生じる遠心力に抗して磁石１２ａ，１２ｂを止める。

磁性板５４２上に、磁石１２ａ，１２ｂにその周方向から当接する突堤５９ａ〜５９ｄが設けられてもよい。これらも磁石１２ａ，１２ｂの位置決めを容易とする。

突堤１１１ａ，１１１ｂ，１１２ａ，１１２ｂ，１１３ａ，１１３ｂと磁性板５４２との間の距離や、突堤５８ａ，５８ｂ，５９ａ〜５９ｄと基板１１との間の距離は、上記距離ｔ３と同様にして、電機子距離の二倍以上であることが望ましい。磁石１２ａ，１２ｂから発生した磁束が固定子へ流れやすくするためである。

但し、これらの突堤が設けられる幅や長さが短ければ、上記距離は、電機子距離の二倍未満であってもよい。これらの突堤が磁気飽和し易く、磁束の通路としての機能が低いからである。

本実施の形態において磁性体１３ａ，１３ｂの存在は必須ではない。しかしこれらが設けられる場合には、基板１１と一体化されることが、回転子の組立が容易である観点で望ましい。また磁性体１３ａ，１３ｂと共に磁石１２ａ，１２ｂを覆う磁性板が設けられる場合には、同様の観点から、当該磁性板は磁性体１３ａ，１３ｂと一体化されることが望ましい。

第１４の実施の形態．
図６１はこの発明の第１４の実施の形態にかかる回転子に採用される、磁性板５４２の構造を例示する斜視図である。ここでは図２４に示された回転子１Ｅを例にとって説明するが、他の回転子１Ｄ（図２０）、１Ｆ（図２９）、１Ｆ１（図３０）、１Ｋ（図４３）、１Ｌ（図４４）、１Ｍ（図４５）に適用することができる。

磁性板５４２は、回転軸に沿って見て（つまり平面視上）、磁石１２ａ，１２ｂ（例えば図２４参照）の磁極面が配置された位置において分割される磁性板部品５４２ａ，５４２ｂで構成される。例えばその分割位置は、図２４に示される位置XXVI-XXVIである。

一般に圧粉磁芯は作成するものの圧縮部分の面積が小さいほどプレス圧力が小さくて済む。よって磁性板５４２を、寸法が小さな磁性板部品５４２ａ，５４２ｂへと分割して構成することにより、圧粉磁芯で作製しやすい。

本実施の形態において磁性体１３ａ，１３ｂの存在は必須ではない。しかしこれらが設けられる場合には、磁性板５４２と一体化されることが、磁性板部品５４２ａ，５４２ｂの位置決めや、回転子の組立が容易である観点で望ましい。

図６２に示すように、磁性板部品５４２ａ，５４２ｂは、空隙を空けて相互に隣接してもよい。固定子側に空隙が対向することになる。通常、コギングトルクは固定子と回転子との間のギャップの磁気抵抗の変化によって発生するため、当該空隙は、コギングトルクの周期を短くするいわゆる補助溝として機能する。これによってコギングトルクが小さくなる。

また磁性板部品５４２ａ，５４２ｂの周方向の端部は、回転軸に沿った方向について段差を有しもよい。図６３は、当該段差を有した磁性板部品５４２ａ，５４２ｂが隣接した様子を示す斜視図である。隣接する磁性板部品５４２ａ，５４２ｂの段差が相互に隣接している。そしてこれらの段差は磁性体１３ａ，１３ｂが設けられている側において接触し、その反対側（固定子側）において開口する凹部を形成している。この態様でも、上記のようにしてコギングトルクを小さくすることができる。更に磁石１２ａ，１２ｂが配置されている側で磁性板部品５４２ａ，５４２ｂが接触しているので、磁石１２ａ，１２ｂからの磁束を有効に利用することができる。

もちろん、かような凹部を形成することなく、図６４に示すように段差が相互に噛み合って磁性板５４２を構成してもよい。かかる段差の噛み合いは、磁性板部品による磁性板の構成を堅固にする観点で望ましい。

種々の変形．
磁石が周方向に広がって開く角度については、磁極対数をＰとして｛（１２０±２０）／Ｐ｝度の範囲にあることが望ましいことが知られている。よって例えば回転子１Ａ〜１Ｅでは磁石１２ａ，１２ｂが周方向に開く角度として（１２０±２０）度の範囲にあることが望ましい。また回転子１Ｆ，１Ｆ１では磁石１２ｃ〜１２ｆが周方向に開く角度として（６０±１０）度の範囲にあることが望ましい。

回転子内で回転軸を介して磁束が短絡することを回避するためには、上述のようにギャップＧ２を設けたり（（図１、図５、図１２等）、円筒４０を設けたり（図３９）、回転軸として非磁性鋼を採用することが望ましい。

ギャップＧ２に相当する距離を稼ぐために、基板１１の軸孔１０（図１、図５、図１２等）の内周に非磁性のボスを設け、これを介して回転軸を軸孔１０に貫挿してもよい。

なお、回転子に軸孔１０を設けることは必ずしも要求されない。例えば磁石、磁性体と接触することなく軸孔の位置において、回転軸を強固に結合できればよい。また磁気軸受けのように回転軸を省略してもよい。

この発明は詳細に説明されたが、上記した説明は、すべての局面において、例示であって、この発明がそれに限定されるものではない。例示されていない無数の変形例が、この発明の範囲から外れることなく想定され得るものと解される。

本発明の第１の実施の形態にかかる回転子１Ａの構造を例示する図である。 図１の位置II-IIにおける断面矢視図である。 図１の位置III-IIIにおける断面矢視図である。 回転子１Ａの製造方法を例示する斜視図である。 本発明の第２の実施の形態にかかる回転子１Ｂの構造を例示する図である。 図５の位置VI-VIにおける断面矢視図である。 図５の位置VII-VIIにおける断面矢視図である。 回転子１Ｂの構造を周方向に沿って展開した展開図である。 回転子１Ｂの変形した構造を周方向に沿って展開した展開図である。 回転子１Ｂの製造方法を例示する斜視図である。 回転子１Ｂの製造方法を例示する斜視図である。 本発明の第３の実施の形態にかかる回転子１Ｃの構造を例示する図である。 図１３の位置XIII-XIIIにおける断面矢視図である。 図１３の位置XIV-XIVにおける断面矢視図である。 回転子１Ｃの製造方法を例示する斜視図である。 回転子１Ｃの変形を周方向に沿って展開した展開図である。 回転子１Ｃの変形を周方向に沿って展開した展開図である。 回転子１Ｃの変形を周方向に沿って展開した展開図である。 回転子１Ｃの変形を周方向に沿って展開した展開図である。 本発明の第４の実施の形態にかかる回転子１Ｄの構造を例示する図である。 図２０の位置XXI-XXIにおける断面矢視図である。 図２０の位置XXII-XXIIにおける断面矢視図である。 回転子１Ｄの製造方法を例示する斜視図である。 本発明の第５の実施の形態にかかる回転子１Ｅの構造を例示する図である。 図２４の位置XXV-XXVにおける断面矢視図である。 図２４の位置XXVI-XXVIにおける断面矢視図である。 図２４の位置XXVII-XXVIIにおける断面矢視図である。 回転子１Ｅの製造方法を例示する斜視図である。 本発明の第６の実施の形態にかかる回転子１Ｆの構造を例示する図である。 本発明の第６の実施の形態の変形にかかる回転子１Ｆ１を示す平面図である。 本発明の第７の実施の形態にかかるモータの構造を例示する斜視図である。 本発明にかかるモータ１００の側面図である。 モータ１００が適用された圧縮機２００を例示する断面図である。 本発明の第８の実施の形態にかかるモータの構造を例示する斜視図である。 本発明の第８の実施の形態で採用される磁性体３０の構造を示す斜視図である。 磁性体３０に巻線を設けられた状態を示す斜視図である。 本発明の第９の実施の形態にかかる回転子１Ｇの構造を例示する斜視図である。 本発明の第９の実施の形態の他の回転子１Ｈの構造を例示する斜視図である。 本発明の第９の実施の形態の他の回転子１Ｈの構造を例示する斜視図である。 本発明の第９の実施の形態にかかるモータの構造を例示する斜視図である。 本発明の第９の実施の形態にかかる他の回転子１Ｉの構造を例示する斜視図である。 本発明の第９の実施の形態にかかる他の回転子１Ｊの構造を例示する斜視図である。 本発明の第９の実施の形態にかかる他の回転子１Ｋの構造を例示する斜視図である。 本発明の第９の実施の形態にかかる他の回転子１Ｌの構造を例示する斜視図である。 本発明の第９の実施の形態にかかる他の回転子１Ｍの構造を例示する斜視図である。 この発明の第１０の実施の形態にかかる回転子の製造方法を例示する斜視図である。 この発明の第１０の実施の形態によって形成される場合の回転子１Ｅの断面図である。 この発明の第１０の実施の形態の他の変形を示す断面図である。 この発明の第１１の実施の形態にかかる回転子の製造方法を例示する斜視図である。 この発明の第１１の実施の形態によって形成される場合の回転子１Ｅの断面図である。 この発明の第１１の実施の形態の変形を示す断面図である。 この発明の第１２の実施の形態にかかる回転子の製造方法を例示する斜視図である。 この発明の第１２の実施の形態によって形成される場合の回転子１Ｅの断面図である。 この発明の第１２の実施の形態にかかる回転子の他の製造方法を例示する斜視図である。 この発明の第１２の実施の形態の変形によって形成される場合の回転子１Ｅの断面図である。 この発明の第１２の実施の形態の他の変形を示す断面図である。 この発明の第１３の実施の形態にかかる回転子の製造方法を例示する斜視図である。 この発明の第１３の実施の形態によって形成される場合の回転子１Ｅの断面図である。 この発明の第１３の実施の形態にかかる回転子の他の製造方法を例示する斜視図である。 この発明の第１３の実施の形態にかかる回転子を例示する断面図である。 この発明の第１４の実施の形態にかかる磁性板の構造を例示する斜視図である。 この発明の第１４の実施の形態にかかる磁性板の他の構造を例示する斜視図である。 この発明の第１４の実施の形態にかかる磁性板の更に他の構造を例示する斜視図である。 この発明の第１４の実施の形態にかかる磁性板のまた更に他の構造を例示する斜視図である。 埋込磁石型の回転子９００の構造を励磁する斜視図である。

符号の説明

１Ｄ，１Ｅ，１Ｆ，１Ｋ，１Ｌ，１Ｍ 回転子
１００ アキシャルギャップ型モータ
１１ ヨーク
１２ａ〜１２ｈ 磁石
１３ａ，１３ｂ，５４ａ〜５４ｊ 磁性体
２００ 圧縮機
２０５ 圧縮要素
２２１〜２２６ 磁芯
２３１〜２３６ 巻線
２４，５４１〜５４５ 磁性板
２５１〜２５６ スリット
３ 固定子
３１ 基板
３１０ 表面
３１１〜３１４ スペーサ
３２１〜３２６ 磁芯
３３ａ，３３ｂ，３４ａ，３４ｂ，３５ａ，３５ｂ 巻線
５４２ａ，５４２ｂ 磁性板部品
５５ａ〜５５ｊ スリット
５６ａ〜５６ｌ 薄肉部
５７ｃ，５７ｄ 凹部
５８ａ，５８ｂ，５９ａ〜５９ｄ 突堤

Claims (23)

1. 所定の軸の周囲で極性を対称にして複数が環状に配置された磁極面を有する磁石（１２ａ，１２ｂ；１２ａ，１２ｂ；１２ｃ〜１２ｆ；１２ａ，１２ｂ，１２ｇ，１２ｈ；１２ａ，１２ｂ；１２ａ，１２ｂ）と、
   磁性体（５４ａ，５４ｂ；５４ｃ，５４ｅ；５４ｇ，５４ｈ，５４ｉ，５４ｊ；５４ｃ，５４ｅ；５４ｃ，５４ｅ；５４ａ，５４ｂ）の複数と
   を備え、
   前記軸の一方側に対して第１の極性を呈する前記磁極面を有する第１種磁石（１２ａ；１２ａ；１２ｃ，１２ｅ；１２ａ，１２ｇ；１２ａ；１２ａ）と、前記一方側に対して第２の極性を呈する前記磁極面を有する第２種磁石（１２ｂ；１２ｂ；１２ｄ，１２ｆ；１２ｂ，１２ｈ；１２ｂ；１２ｂ）との間を経由して外部から流れる磁束に対応するインダクタンス（Ｌｄ）が、前記磁石を迂回して前記外部から前記磁性体へと流れる磁束に対応するインダクタンス（Ｌｑ）よりも小さく、
   前記磁性体は、少なくとも、前記一方側で前記磁極面を覆って設けられ、
   前記一方側で前記磁極面を覆う磁性板（５４１；５４２；５４３；５４２，５４４；５４２，５４４；５４１，５４５）が設けられ、
   前記磁性板は、前記所定の軸に沿って見て前記磁性体同士の間において、前記軸に近い位置から遠い位置へと延在して開口するスリット（５５ａ，５５ｂ；５５ｃ〜５５ｆ；５５ｇ〜５５ｊ；５５ｃ〜５５ｆ；５５ｃ〜５５ｆ；５５ａ，５５ｂ）を有し、
   前記スリットによって前記軸を中心とする周方向に区分された前記磁性板が前記磁性体として機能し、
   前記磁性体同士は前記スリットの少なくとも一方端側で薄肉部（５６ａ，５６ｂ／５６ｃ，５６ｄ；５６ｅ〜５６ｈ／５６ｉ〜５６ｌ；５６ｅ〜５６ｈ／５６ｉ〜５６ｌ；５６ｅ〜５６ｈ／５６ｉ〜５６ｌ；５６ａ，５６ｂ／５６ｃ，５６ｄ）を介して連結される、回転子（１Ｄ；１Ｅ；１Ｆ；１Ｋ；１Ｌ；１Ｍ）。
2. 前記周方向に沿った前記スリット（５５ａ，５５ｂ；５５ｇ〜５５ｊ；５５ａ，５５ｂ）の幅は、当該回転子と対向して電動機を構成する固定子の磁極面と当該回転子の磁極面との間の距離の２倍以上に選定される、請求項１記載の回転子（１Ｄ；１Ｆ；１Ｍ）。
3. 前記第１種磁石（１２ａ；１２ａ，１２ｃ；１２ａ）と前記第２種磁石（１２ｂ；１２ｂ，１２ｄ；１２ｂ）はリング状磁石によって一体に形成されており、
   前記リング状磁石は、前記軸に沿ってみた平面視上、前記スリット（５５ａ，５５ｂ；５５ｇ〜５５ｊ；５５ａ，５５ｂ）が設けられる位置で無着磁である、請求項１記載の回転子（１Ｄ；１Ｆ；１Ｍ）。
4. 一の前記磁極面（１２ａ，１２ｂ；１２ａ，１２ｂ）を覆う一の前記磁性体（５４ａ，５４ｂ；５４ａ，５４ｂ）の面積は当該磁極面の面積よりも大きい、請求項１乃至請求項３のいずれか一つに記載の回転子（１Ｄ；１Ｍ）。
5. 前記スリット（５５ａ，５５ｂ；５５ｇ〜５５ｊ；５５ａ，５５ｂ）は前記第１種磁石（１２ａ；１２ｃ，１２ｅ；１２ａ）と前記第２種磁石（１２ｂ；１２ｄ，１２ｆ；１２ｂ）の境界近傍に設けられる、請求項１乃至請求項３のいずれか一つに記載の回転子（１Ｄ；１Ｆ；１Ｍ）。
6. 前記第１種磁石（１２ａ）が更に有する前記第２の極性を呈する磁極面と、前記第２種磁石（１２ｂ）が更に有する前記第１の極性を呈する磁極面とを、前記軸の他方側で覆い、前記一方側で前記磁極面を覆う前記磁性板（５４１）と略同型の磁性板（５４５）を更に備える、請求項１記載の回転子（１Ｌ；１Ｍ）。
7. 前記第１種磁石（１２ａ）と、前記第２種磁石（１２ｂ）との間に設けられる他の磁性体（１３ａ，１３ｂ）
   を更に備え、
   前記スリット（５５ｃ〜５５ｆ）は当該他の磁性体と前記第１種磁石（１２ａ）と前記第２種磁石（１２ｂ）との境界近傍に設けられる、請求項１及び請求項６のいずれか一つに記載の回転子（１Ｅ；１Ｌ）。
8. 前記スリット（５５ｇ〜５５ｊ）は前記軸を中心とする径方向に対して傾斜して設けられる、請求項１乃至請求項３及び請求項６のいずれか一つに記載の回転子（１Ｆ）。
9. 前記軸の他方側から前記磁石（１２ａ，１２ｂ）を裏打ちするヨーク（１１）を更に備える、請求項１乃至請求項４のいずれか一つに記載の回転子（１Ｄ）。
10. 前記磁性板（５４２）は前記磁石（１２ａ，１２ｂ）が前記軸に沿った方向に嵌合する凹部（５７ｃ，５７ｄ）を有する、請求項１に記載の回転子。
11. 前記磁性板（５４２）上に設けられ、前記磁石にその外周側から当接する突堤（５８ａ，５８ｂ）
    を更に備える、請求項１に記載の回転子。
12. 前記磁性板（５４２）上に設けられ、前記磁石に前記軸を中心とした周方向側から当接する突堤（５９ａ，５９ｂ，５９ｃ，５９ｄ）
    を更に備える、請求項１に記載の回転子。
13. 前記磁性板（５４２）は、前記軸に沿って見て前記磁極面が配置された位置において分割される磁性板部品（５４２ａ，５４２ｂ）で構成される、請求項１に記載の回転子。
14. 前記磁性板部品（５４２ａ，５４２ｂ）は空隙を空けて相互に隣接する、請求項１３記載の回転子。
15. 前記磁性板部品（５４２ａ，５４２ｂ）の前記周方向の端部は、前記軸に沿った方向について段差を有し、
    隣接する前記磁性板部品の当該段差が相互に噛み合って前記磁性板（５４２）を構成する、請求項１３記載の回転子。
16. 前記磁性板部品（５４２ａ，５４２ｂ）の前記周方向の端部は、前記軸に沿った方向について段差を有し、
    隣接する前記磁性板部品の当該段差が相互に隣接し、その前記一方側において開口し、前記軸の他方側において接触する凹部を形成する、請求項１３記載の回転子。
17. 前記ヨーク（１１）の前記一方側と、前記突堤（５８ａ，５８ｂ）の前記軸の他方側との間の距離は、当該回転子と対向して電動機を構成する固定子の磁極面と前記磁性板の固定子側の表面との間の距離の二倍以上に選定される、請求項１１又は請求項１２記載の回転子。
18. 請求項１乃至請求項３、請求項６、請求項１０のいずれか一つに記載の回転子と、固定子（２）とを備え、
    前記固定子は、
    前記軸に沿って屹立する複数の磁芯（２２１〜２２６）と、
    前記磁芯に巻回された巻線（２３１〜２３６）と、
    前記磁芯に載置され、前記軸に近い位置から遠い位置へと延在して開口するスリット（２５１〜２５６）を有する磁性板（２４）と
    を有するアキシャルギャップ型モータ。
19. 請求項１乃至請求項３、請求項６、請求項１０のいずれか一つに記載の回転子と、前記回転子と対向する固定子（３）とを備え、
    前記固定子は、
    前記軸に垂直な表面（３１０）を有する基板（３１）と、
    前記表面上で前記軸の周方向において、相互に離隔されつつ各々がほぼ１８０度で広がる一対の第１段スペーサ（３１１，３１３）と、
    各々の前記第１段スペーサ上で前記周方向において、前記第１段スペーサの端部でほぼ１２０度で広がる一対の第２段スペーサ（３１２，３１４）と、
    前記第１段スペーサ上にそれぞれ設けられる一対の磁芯（３２１，３２４）と、
    前記第２段スペーサ上にそれぞれ設けられる二対の磁芯（３２２，３２３／３２５，３２６）と、
    前記基板上に配置され、三個の前記磁芯を巻回する一対の第１巻線（３３ａ，３３ｂ）と、
    前記第１段スペーサ及び前記第１巻線上に配置され、三個の前記磁芯を巻回する一対の第２巻線（３４ａ，３４ｂ）と、
    前記第２段スペーサ及び前記第２巻線上に配置され、三個の前記磁芯を巻回する一対の第３巻線（３５ａ，３５ｂ）と
    を有し、
    前記第１巻線と、前記第２巻線と、前記第３巻線とは相互に前記周方向に沿って１２０度ずれて配置されるアキシャルギャップ型モータ。
20. 請求項１乃至請求項３、請求項６、請求項１０のいずれか一つに記載の回転子と、固定子（２）と、前記回転子に対向した固定子とを備えるアキシャルギャップ型モータを、前記固定子に正弦波電流を流して駆動するモータの駆動方法。
21. 請求項１乃至請求項３、請求項６、請求項１０のいずれか一つに記載の回転子と、前記回転子に対向した固定子とを備えるアキシャルギャップ型モータを、前記固定子に進相電流を流して駆動するモータの駆動方法。
22. 請求項１乃至請求項３、請求項６、請求項１０のいずれか一つに記載の回転子と、前記回転子に対向した固定子とを備えるアキシャルギャップ型モータ（１００）を搭載する圧縮機（２００）。
23. 前記モータ（１００）によって駆動される圧縮要素（２０５）を更に備え、
    前記圧縮要素は前記モータよりも下方に配置される、請求項２２に記載の圧縮機（２００）。

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