JP2008199794A

JP2008199794A - 埋込磁石型モータ

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Publication number: JP2008199794A
Application number: JP2007032544A
Authority: JP
Inventors: Takahiro Nakayama; 孝博中山; 義之 ▲高▼部; Yoshiyuki Takabe; Hirotaka Ito; 博高伊藤
Original assignee: Asmo Co Ltd
Current assignee: Asmo Co Ltd
Priority date: 2007-02-13
Filing date: 2007-02-13
Publication date: 2008-08-28
Anticipated expiration: 2027-02-13
Also published as: JP4372798B2; US20090115280A1; US7750523B2

Abstract

【課題】磁石を多く使用して高トルク化を図りながらも、部品点数を低減することができるとともに漏れ磁束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】磁極数がＰ極となるロータコア８における収容孔は、略径方向に直線状に延びる径方向収容孔８ａと、径方向外側に凸となる略Ｖ字形状のＶ字収容孔８ｂ（一対の磁石収容部８ｅ）とが、それぞれＰ／２個形成されてなる。径方向収容孔８ａ内の磁石９と一方の磁石収容部８ｅ内の磁石１０とで１つの磁極が構成され、磁石９と他方の磁石収容部８ｅ内の磁石１０とで異なる１つの磁極が構成される。そして、ロータコア８における径方向収容孔８ａと対応した位置の外周には、軸方向から見た周方向幅が径方向収容孔８ａ内に配設される磁石９の幅より大きく設定された大幅溝８ｄが形成される。
【選択図】図１

Description

本発明は、埋込磁石型モータに関するものである。

従来、埋込磁石型モータは、ロータコアに軸方向に貫通する収容孔が周方向に複数形成されその各収容孔にそれぞれ磁石が配設されたロータを備える。
そして、このような埋込磁石型モータとしては、１つの磁極を径方向内側に凸の略Ｖ字形状となるように配設された一対の磁石にて構成したものがある（例えば、特許文献１参照）。このような埋込磁石型モータでは、単に周方向に沿って配設される曲線状や直線状の磁石とした場合に比べて、磁石を多く使用でき、高トルク化を図ることができる。
特開２００５−５１９８２号公報

しかしながら、上記したような埋込磁石型モータでは、直方体形状の磁石が１つの磁極につき２つ必要となり、磁極数がＰ極の場合、前記磁石は全体で２Ｐ個となるため、単に周方向に沿って配設される曲線状や直線状の磁石（１つの磁極につき１つ）とした場合に比べて、部品点数が増大するという問題がある。尚、このことは、部品管理コストや組み付けコストを増大させる原因となる。

又、上記したような埋込磁石型モータでは、磁石を収容するための各収容孔の径方向外側でそれぞれロータコアの外周面との間に形成される外側ブリッジ部が１つの磁極につき２つ形成されてしまうため、該外側ブリッジ部を通過してしまう漏れ磁束が多いという問題がある。尚、このことは、埋込磁石型モータにおける有効磁束を減少させ高トルク化を阻害してしまう原因となる。

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、磁石を多く使用して高トルク化を図りながらも、部品点数を低減することができるとともに漏れ磁束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、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を有し、磁極数がＰ極となるように前記収容孔内に磁石が配設されたロータを備えた埋込磁石型モータであって、前記収容孔は、略径方向に延びる径方向収容孔と、径方向外側に凸となる略Ｖ字形状のＶ字収容孔とが、それぞれＰ／２個形成されてなるとともにそれらが周方向に交互に形成されてなり、前記磁石は、前記径方向収容孔内に配設されるとともに、前記Ｖ字収容孔のＶ字を形成する各直線に対応した各磁石収容部内にそれぞれ配設され、前記径方向収容孔内に配設される前記磁石と、その周方向の一方に隣り合う前記磁石収容部内に配設される前記磁石とで１つの磁極が構成されるとともに、前記径方向収容孔内に配設される前記磁石と、その周方向の他方に隣り合う前記磁石収容部内に配設される前記磁石とで異なる１つの磁極が構成され、前記ロータコアにおける前記径方向収容孔と対応した位置の外周には、軸方向から見た周方向幅が該径方向収容孔内に配設される前記磁石の幅より大きく設定された大幅溝が形成された。

同構成によれば、径方向収容孔内に配設される磁石は、周方向の一方に形成される磁極の一部を構成するとともに、周方向の他方に形成される磁極の一部をも構成する。即ち、径方向収容孔内に配設される磁石は、２つの磁極に対して共用のものとなる。よって、磁極数がＰ極の場合、前記磁石は全体で（３／２）Ｐ個となるため、従来（全体で２Ｐ個）に比べて磁石の数を低減することができる。又、同構成によれば、径方向収容孔が２つの磁極に対して共用のものとなるため、径方向収容孔の径方向外側とロータコアの外周面との間に形成される外側ブリッジ部においても２つの磁極に対して共用のものとなる。よって、ロータコアにおける外側ブリッジ部の数が低減され、該外側ブリッジ部を通過してしまう漏れ磁束を低減することができる。しかも、ロータコアにおける径方向収容孔と対応した位置の外周には、軸方向から見た周方向幅が該径方向収容孔内に配設される磁石の幅より大きく設定された大幅溝が形成されるため、ステータとの間での急激な磁束の変化が抑制され、コギングトルク及びトルクリップルを低減することができる（図３及び図６参照）。

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、前記大幅溝は、前記ロータコアの軸中心からの距離が周方向に一定の略扇形状に形成された。
同構成によれば、大幅溝は、ロータコアの軸中心からの距離が周方向に一定の略扇形状に形成されるため、コギングトルク及びトルクリップルを良好に低減することができる（図３参照）。

請求項３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、前記大幅溝は、前記ロータコアの軸中心からの距離が周方向の中央ほど短くなる形状に形成された。
同構成によれば、大幅溝は、ロータコアの軸中心からの距離が周方向に一定の略扇形状に形成されるため、コギングトルク及びトルクリップルを良好に低減することができる（図６参照）。

請求項４に記載の発明では、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を有し、磁極数がＰ極となるように前記収容孔内に磁石が配設されたロータを備えた埋込磁石型モータであって、前記収容孔は、略径方向に延びる径方向収容孔と、径方向外側に凸となる略Ｖ字形状のＶ字収容孔とが、それぞれＰ／２個形成されてなるとともにそれらが周方向に交互に形成されてなり、前記磁石は、前記径方向収容孔内に配設されるとともに、前記Ｖ字収容孔のＶ字を形成する各直線に対応した各磁石収容部内にそれぞれ配設され、前記径方向収容孔内に配設される前記磁石と、その周方向の一方に隣り合う前記磁石収容部内に配設される前記磁石とで１つの磁極が構成されるとともに、前記径方向収容孔内に配設される前記磁石と、その周方向の他方に隣り合う前記磁石収容部内に配設される前記磁石とで異なる１つの磁極が構成され、前記ロータコアにおける前記径方向収容孔より径方向外側には、軸方向から見た周方向幅が該径方向収容孔内に配設される前記磁石の幅より大きく設定された大幅孔が形成された。

同構成によれば、径方向収容孔内に配設される磁石は、周方向の一方に形成される磁極の一部を構成するとともに、周方向の他方に形成される磁極の一部をも構成する。即ち、径方向収容孔内に配設される磁石は、２つの磁極に対して共用のものとなる。よって、磁極数がＰ極の場合、前記磁石は全体で（３／２）Ｐ個となるため、従来（全体で２Ｐ個）に比べて磁石の数を低減することができる。又、同構成によれば、径方向収容孔が２つの磁極に対して共用のものとなるため、径方向収容孔の径方向外側とロータコアの外周面との間に形成される外側ブリッジ部においても２つの磁極に対して共用のものとなる。よって、ロータコアにおける外側ブリッジ部の数が低減され、該外側ブリッジ部を通過してしまう漏れ磁束を低減することができる。しかも、ロータコアにおける径方向収容孔より径方向外側には、軸方向から見た周方向幅が該径方向収容孔内に配設される前記磁石の幅より大きく設定された大幅孔が形成されるため、ステータとの間での急激な磁束の変化が抑制され、コギングトルク及びトルクリップルを低減することができる（図８参照）。

請求項５に記載の発明では、請求項４に記載の埋込磁石型モータにおいて、前記大幅孔は、周方向に分割された形状の複数の分割大幅孔にて構成された。
同構成によれば、大幅孔は、周方向に分割された形状の複数の分割大幅孔にて構成されるため、コギングトルク及びトルクリップルを良好に低減することができる（図８参照）とともに、分割大幅孔同士の間に形成される分割ブリッジ部によってロータコアの剛性を高く維持することができる。

本発明によれば、磁石を多く使用して高トルク化を図りながらも、部品点数を低減することができるとともに漏れ磁束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、ステータ１とロータ２とを備える。
ステータ１は、全体的に略円筒状に形成され、外形を形成する円筒部３の内周面から周方向等角度間隔で軸中心に向かって（径方向内側に）延びるように形成された複数のティース４を有したステータコア５と、各ティース４にインシュレータ（図示略）を介して集中巻にて巻回された巻線６（図１中、一部のみ２点鎖線で図示）とを備える。尚、本実施の形態では、ティース４は、１２個形成されている。そして、各ティース４の巻線６は、周方向に２つおきの４つずつが、図２に示すように、３相（Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相）に分類されて直列に接続されるとともに、それらの一端が共通の中性点Ｚに接続され、各相における他端に位相差１２０度の交流電流が供給されることになる。

ロータ２は、回転軸７と、回転軸７に対して固定されるロータコア８と、ロータコア８に形成された収容孔（径方向収容孔８ａ及びＶ字収容孔８ｂ）内に配設される磁石９，１０とを備える。尚、ロータ２における磁極数はＰ極であって本実施の形態では８極に設定されている。

ロータコア８は、コアシートが軸方向に積層されることで略円筒状に形成され、その中心孔に回転軸７が嵌着され、ステータ１の内側に回転可能に支持される。又、ロータコア８において磁石９，１０を内部に収容すべく軸方向に貫通する収容孔は、径方向に延びる径方向収容孔８ａと、径方向外側に凸となる略Ｖ字形状のＶ字収容孔８ｂとが、それぞれＰ／２個であって本実施の形態では（８／２＝）４個ずつ形成されてなるとともにそれらが周方向に交互であって等角度間隔に形成されてなる。

ロータコア８において径方向収容孔８ａの径方向外側には、磁石９の径方向外側への移動を規制すべく軸方向から見た（径方向の直交方向の）幅が他の部分より小さくなるように径方向の直交方向に突出した突出部８ｃが形成されている。この突出部８ｃは、周方向両側から一対、同じ量だけ突出して形成されている。尚、この突出部８ｃは、自身の剛性（可撓性）によって、磁石９とロータコア８との寸法精度の誤差を許容しながら、磁石９の径方向収容孔８ａへの収容保持を容易且つ確実にすべく設けられている。又、本実施の形態の径方向収容孔８ａの突出部８ｃを除く部分は、軸方向から見てその幅（径方向直交方向の幅）が径方向に一定とされている。

又、ロータコア８における径方向収容孔８ａと対応した位置の外周には、軸方向から見た周方向幅が径方向収容孔８ａ内に配設される磁石９の幅より大きく設定された大幅溝８ｄが形成されている。本実施の形態の大幅溝８ｄは、ロータコア８の軸中心からの距離が周方向に一定の略扇形状に形成されている。

Ｖ字収容孔８ｂは、そのＶ字を形成する２つの直線に対応した一対の磁石収容部８ｅと、それら磁石収容部８ｅの径方向外側同士を連通する頂部８ｆとからなる。又、磁石収容部８ｅの径方向外側には、磁石１０の径方向外側への移動を規制すべく軸方向から見た幅が他の部分より小さくなるように突出した突出部８ｇが形成されている。この突出部８ｇは、一対の磁石収容部８ｅの近接する側からのみ突出して形成されている。又、本実施の形態の磁石収容部８ｅは、軸方向から見て直線状であってその幅が径方向に一定とされている。尚、本実施の形態のＶ字収容孔８ｂの一対の磁石収容部８ｅ（Ｖ字）がなす角度は、約５０度に設定されている。又、周方向に隣り合う、大幅溝８ｄとＶ字収容孔８ｂの径方向外側端部（即ち頂部８ｆ）との間の角度幅θ１は、ティース４の径方向内側端部の角度幅θ２より大きく設定されている。又、大幅溝８ｄの角度幅θ３は、Ｖ字収容孔８ｂの径方向外側端部（即ち頂部８ｆ）の角度幅θ４と同じに設定されている。又、大幅溝８ｄの角度幅θ３は、ティース４の径方向内側端部の角度幅θ２より小さく設定されている。

又、本実施の形態における磁石収容部８ｅの径方向内側端部は、軸方向から見て、径方向収容孔８ａの側部、詳しくは径方向収容孔８ａの径方向内側において径方向の直交方向を向いた辺（内壁面）と対向するように形成されている（図１中、右の部分拡大図参照）。そして、磁石収容部８ｅの径方向内側と径方向収容孔８ａとの間に形成される内側ブリッジ部８ｈの軸方向から見た幅は径方向に沿って一定となるように形成されている。尚、これは、磁石収容部８ｅの径方向内側端部に軸方向から見て略三角形状の延設部８ｉが延設されることで実現されている。又、本実施の形態における磁石収容部８ｅの長手方向は、径方向収容孔８ａの長手方向に対して約７０度に傾斜している。又、上記形状のロータコア８には、径方向収容孔８ａの径方向外側とロータコア８の外周面（詳しくは大幅溝８ｄ）との間に外側ブリッジ部８ｊが形成され、磁石収容部８ｅ（詳しくは頂部８ｆ）の径方向外側とロータコア８の外周面との間に外側ブリッジ部８ｋが形成されることになる。又、外側ブリッジ部８ｊ，８ｋの径方向厚さは、それぞれ（周方向に）一定に設定されるとともに、それらが同じに設定されている。そして、前記径方向収容孔８ａ内と前記磁石収容部８ｅ内には、それぞれ磁石９，１０が配設される。

磁石９，１０は、軸方向から見て短手方向に着磁された略直方体形状に形成されている。そして、径方向収容孔８ａ内に配設される磁石９と、その周方向の一方に隣り合う磁石収容部８ｅ内に配設される磁石１０とで１つの磁極（例えばＳ極）を構成するとともに、径方向収容孔８ａ内に配設される磁石９と、その周方向の他方に隣り合う磁石収容部８ｅ内に配設される磁石１０とで異なる１つの磁極（例えばＮ極）を構成している。尚、本実施の形態の磁石９，１０の軸方向長さは、前記ロータコア８の軸方向長さと同じに設定されている。

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）径方向収容孔８ａ内に配設される磁石９は、周方向の一方に形成される磁極（ロータ２における一方の磁極であって例えばＳ極）の一部を構成するとともに、周方向の他方に形成される磁極（ロータ２における他方の磁極であって例えばＮ極）の一部をも構成する。即ち、径方向収容孔８ａ内に配設される磁石９は、２つの磁極に対して共用のものとなる。よって、磁極数がＰ極の場合、前記磁石９，１０は全体で（３／２）Ｐ個となるため、従来（全体で２Ｐ個）に比べて磁石の数を低減することができる。尚、本実施の形態では、８極で磁石９，１０が１２個となる。その結果、部品点数を低減することができ、ひいては部品管理コストや組み付けコストを低減することができる。

又、同構成によれば、径方向収容孔８ａが２つの磁極に対して共用のものとなるため、径方向収容孔８ａの径方向外側とロータコア８の外周面（詳しくは大幅溝８ｄ）との間に形成される外側ブリッジ部８ｊにおいても２つの磁極に対して共用のものとなる。よって、ロータコア８における外側ブリッジ部の数が低減され、該外側ブリッジ部を通過してしまう漏れ磁束を低減することができる。

しかも、ロータコア８における径方向収容孔８ａと対応した位置の外周には、軸方向から見た周方向幅が径方向収容孔８ａ内に配設される磁石９の幅より大きく設定された大幅溝８ｄが形成されるため、ステータ１との間での急激な磁束の変化（流れ）が抑制され、コギングトルク及びトルクリップルを低減することができる。尚、図３は、実験より得た角度−コギングトルク特性図であって、図４に示すように大幅溝８ｄが形成されていない形状（但し、径方向収容孔８ａの径方向外側とロータコア８の外周面との間に形成される外側ブリッジ部８ｚの径方向厚さは上記実施の形態の外側ブリッジ部８ｊと同じ）とされた場合の特性Ｘ１と、本実施の形態における特性Ｘ２とを示す。又、同構成によれば、勿論、単に周方向に沿って配設される曲線状や直線状の磁石とした場合に比べて、磁石を多く使用でき、高トルク化を図ることができる。

（２）Ｖ字収容孔８ｂにおいて、一対の磁石収容部８ｅの径方向外側同士は頂部８ｆにて連通されるため、該部分において、各磁石収容部８ｅ内に配設される磁石１０のＮ極から直ぐに自身のＳ極に向かう漏れ磁束が防止される。

（３）磁石収容部８ｅの径方向内側端部は、径方向収容孔８ａ内に配設された磁石９の短手方向の面、即ち磁束流出面又は磁束流入面と対向することになる（図１中、右の部分拡大図参照）。よって、径方向収容孔８ａ内に配設された磁石９の磁束流出面又は磁束流入面と、磁石収容部８ｅ内に配設された磁石１０における径方向内側を向く磁束流入面又は磁束流出面との距離が短くなり、それら異なる磁石９，１０に磁束（図１中、右の部分拡大図の２点鎖線で示す矢印Ａ参照）が向かうことになる。その結果、磁石９のＮ極から直ぐに自身のＳ極に向かう漏れ磁束（図１中、右の部分拡大図の破線で示す矢印Ｂ参照）が低減されるとともに、有効磁束が増加する。しかも、磁石収容部８ｅの径方向内側と径方向収容孔８ａとの間に形成される内側ブリッジ部８ｈの軸方向から見た幅が径方向に沿って一定とされるため、内側ブリッジ部８ｈの軸方向から見た幅を均等に細くすることができ、該部分において磁石９のＮ極から直ぐに自身のＳ極に向かう漏れ磁束が更に低減される。

（４）径方向収容孔８ａの突出部８ｃを除く部分は、軸方向から見てその幅が径方向に一定とされ、径方向収容孔８ａ内に配設される磁石９は、略直方体形状とされる。よって、例えば、軸方向から見て台形形状の磁石に比べて、磁石９が簡単な形状となる。

（５）磁石収容部８ｅは、軸方向から見て直線状であってその幅が径方向に一定とされ、磁石収容部８ｅ内に配設される磁石１０は、略直方体形状とされる。よって、例えば、軸方向から見て湾曲した形状の磁石に比べて、磁石１０が簡単な形状となる。

（６）周方向に隣り合う、大幅溝８ｄとＶ字収容孔８ｂの径方向外側端部（即ち頂部８ｆ）との間の角度幅θ１は、ティース４の径方向内側端部の角度幅θ２より大きく設定されている。よって、前記角度幅θ１が前記角度幅θ２より小さく設定されたものに比べて、ティース４がロータ２から受ける磁束の角度幅が広くなり、高効率化を図ることができる。

（７）大幅溝８ｄの角度幅θ３は、ティース４の径方向内側端部の角度幅θ２より小さく設定されるため、ティース４の径方向内側端部を、常に実質的なロータ２の磁極（大幅溝８ｄが形成されない外周）に対向させることができるので、高効率化を図ることができる。

（８）外側ブリッジ部８ｊ，８ｋの径方向厚さは、それぞれ一定に設定されるとともに、それらが同じに設定されるため、それらの磁気抵抗や剛性をほぼ均一にすることができる。

上記実施の形態は、以下のように変更して実施してもよい。
・上記実施の形態では、大幅溝８ｄは、ロータコア８の軸中心からの距離が周方向に一定の略扇形状に形成されるとしたが、これに限定されず、例えば、図５に示すように、ロータコア８の軸中心からの距離が周方向の中央ほど短くなる（深くなる）形状に形成された大幅溝８ｌに変更してもよい。詳しくは、この別例（図５参照）における大幅溝８ｌは、ロータコア８の軸中心からの距離がその周方向の中央に向かうほど短くなる（深くなる）割合が大きくなるように湾曲した形状に形成されている。又、大幅溝８ｌの角度幅θ５は、上記実施の形態の角度幅θ３，θ４と同じに設定されている。又、径方向収容孔８ａの径方向外側とロータコア８の外周面（詳しくは大幅溝８ｌ）との間に形成される外側ブリッジ部８ｍの最薄の径方向厚さは上記実施の形態の外側ブリッジ部８ｊと同じに設定されている。このようにしても、上記実施の形態の効果と略同様の効果を得ることができる。尚、図６は、実験より得た角度−コギングトルク特性図であって、上記した特性Ｘ１と、この別例（図５参照）における特性Ｘ３とを示す。

・上記実施の形態では、ロータコア８における外周に大幅溝８ｄを形成したが、図７に示すように、径方向収容孔８ａより径方向外側に、軸方向から見た周方向幅が径方向収容孔８ａ内に配設される磁石９の幅より大きく設定された大幅孔８ｎが形成されたロータコア８に変更してもよい。詳しくは、この別例（図７参照）における大幅孔８ｎは、周方向に分割された形状の複数（この例では６個）の分割大幅孔８ｏにて構成されている。又、大幅孔８ｎの角度幅θ６は、上記実施の形態の角度幅θ３，θ４と同じに設定されている。このようにしても、ステータとの間での急激な磁束の変化が抑制され、コギングトルク及びトルクリップルを低減することができる。尚、図８は、実験より得た角度−コギングトルク特性図であって、上記した特性Ｘ１と、この別例（図７参照）における特性Ｘ４とを示す。又、大幅孔８ｎを、周方向に分割された形状の複数（この例では６個）の分割大幅孔８ｏにて構成したため、分割大幅孔８ｏ同士の間に形成される分割ブリッジ部８ｐによってロータコア８の剛性を高く維持することができる。尚、大幅孔８ｎは、勿論、分割されていない（即ち分割ブリッジ部８ｐが削除された）ものに変更してもよい。

・上記実施の形態では、ロータコア８において径方向収容孔８ａの径方向外側には、磁石９の径方向外側への移動を規制すべく突出部８ｃが形成されるとしたが、突出部８ｃの形状を他の形状（例えば、周方向一方からのみ突出したもの等）に変更してもよいし、他の構成にて磁石９の径方向外側への移動を規制してもよい。

又、例えば、図９及び図１０に示すように、上記実施の形態の突出部８ｃを削除し、ロータコア８の軸方向端面に磁石９，１０の軸方向端面を覆う（軸方向の抜け止めをなす）非磁性材料よりなるプレート２１を固定し、プレート２１に径方向収容孔８ｑ内で磁石９と径方向に当接して磁石９の径方向外側への移動を規制する規制片２１ａを形成してもよい。尚、この別例（図９及び図１０参照）では、ロータコア８及びプレート２１は、自身にそれぞれ形成された固定用貫通孔８ｒ，２１ｂを貫通する締結部材（リベット２２）にて固定される。このようにしても、上記実施の形態の効果と同様の効果を得ることができる。又、このようにすると、上記実施の形態（一対の突出部８ｃを設けた場合）に比べて、漏れ磁束の増加を防止することができる。即ち、上記実施の形態では、磁石９の回転時の遠心力（負荷）を受けるために突出部８ｃの剛性を高くする必要があり、突出部８ｃの剛性を高くするとその分だけ突出部８ｃが大きくなりその部分（突出部８ｃ同士を直結する経路）で磁気抵抗が減少して漏れ磁束が増加してしまう虞が高くなる。これに対して、規制片２１ａは非磁性材料よりなるため、剛性を高く（大きく形成）しても、その部分で磁気抵抗を減少させることがなく、即ち漏れ磁束を増加させることがない。尚、勿論、上記実施の形態におけるＶ字収容孔８ｂ（磁石収容部８ｅ）側の突出部８ｇについても、同様に、プレート２１に形成した（磁石１０用の）規制片に変更してもよい。

・上記実施の形態では、磁石収容部８ｅは、軸方向から見て直線状であってその幅が径方向に一定とされ、磁石収容部８ｅ内に配設される磁石１０は、略直方体形状とされるとしたが、これに限定されず、磁石収容部及び磁石の軸方向から見た形状や幅等を変更してもよい。即ち、Ｖ字収容孔の略Ｖ字形状とは、Ｖ字を形成する各直線（一対の直線）がそれぞれ湾曲しているものや、直線の幅が一定ではないもの等を含む形状であって、Ｖ字収容孔のＶ字を形成する各直線に対応した各磁石収容部は、前記直線に対して湾曲しているものや、幅が一定とされていないものを含む。

・上記実施の形態では、磁石収容部８ｅの径方向内側と径方向収容孔８ａとの間に形成される内側ブリッジ部８ｈの軸方向から見た幅が径方向に沿って一定とされるとしたが、これに限定されず、内側ブリッジ部８ｈの軸方向から見た幅が径方向に沿って変化するように変更してもよい。例えば、上記実施の形態の延設部８ｉを形成しなくてもよい。

・上記実施の形態では、磁石収容部８ｅの径方向内側端部が、径方向収容孔８ａ内に配設された磁石９の磁束流出面又は磁束流入面と対向するようにしたが、これに限定されず、磁石収容部８ｅの径方向内側端部が、径方向収容孔８ａ内に配設された磁石９の磁束流出面及び磁束流入面と対向しないようにしてもよい。

・上記実施の形態では、径方向収容孔８ａの突出部８ｃを除く部分は、軸方向から見てその幅が径方向に一定とされ、径方向収容孔８ａ内に配設される磁石９は、略直方体形状とされるとしたが、これに限定されず、径方向収容孔及び磁石の軸方向から見た形状や幅等を変更してもよい。

・上記実施の形態では、Ｖ字収容孔８ｂは、磁石収容部８ｅの径方向外側同士を連通する頂部８ｆを有するとしたが、これに限定されず、頂部８ｆを有さないように、即ち一対の磁石収容部８ｅが連通せず独立して形成されるようにしてもよい。

・上記実施の形態では、大幅溝８ｄとＶ字収容孔８ｂの径方向外側端部（即ち頂部８ｆ）との間の角度幅θ１は、ティース４の径方向内側端部の角度幅θ２より大きく設定されるとしたが、これに限定されず、前記角度幅θ１を前記角度幅θ２以下に変更してもよい。

・上記実施の形態では、外側ブリッジ部８ｊ，８ｋの径方向厚さは、それぞれ一定に設定されるとともに、それらが同じに設定されるとしたが、これに限定されず、例えば、外側ブリッジ部８ｊ，８ｋの少なくとも一方の径方向厚さを周方向に異ならせてもよいし、外側ブリッジ部８ｊと外側ブリッジ部８ｋとで径方向厚さを異ならせてもよい。

・上記実施の形態では、磁石９，１０の軸方向長さは、ロータコア８の軸方向長さと同じに設定されるとしたが、これに限定されず、磁石９，１０の軸方向長さを、ロータコア８の軸方向長さより短くしたり、磁石９と磁石１０とで軸方向長さを異ならせてもよい。又、磁石９，１０の軸方向長さをロータコア８の軸方向長さより短くした場合、径方向収容孔８ａや磁石収容部８ｅの磁石が存在しない空隙に（例えば磁石の軸方向の移動を規制するための）非磁性体を収容してもよい。

・上記実施の形態の磁石９，１０及びロータコア８を軸方向に分割し、それらを周方向にずらして配設してもよい。このようにすると、ステータ１とロータ２間での急激な磁束の流れ（変化）を更に低減することができコギングトルク及びトルクリップルを更に低減することができる。

・上記実施の形態では、径方向収容孔８ａは径方向に延びるとしたが、略径方向に延びるように形成すればよく、例えば、径方向収容孔を径方向に対して若干傾斜させて形成してもよい。尚、この場合、例えば、径方向収容孔（その径方向外側端部の位置）とともに大幅溝の位置もずらして、大幅溝と周方向の一方のＶ字収容孔の径方向外側端部（即ち頂部）との間の角度幅と、大幅溝と周方向の他方のＶ字収容孔の径方向外側端部（即ち頂部）との間の角度幅とを異ならせてもよい。又、この場合、径方向収容孔内に配設される磁石も径方向に対して若干傾斜することになる。

・上記実施の形態では、Ｖ字収容孔８ｂは、その周方向中心を通る径方向を中心として対称（一対の磁石収容部８ｅが対称）となるように形成したが、これに限定されず、非対称となるように形成してもよい。尚、この場合、例えば、Ｖ字収容孔の径方向外側端部（即ち頂部）と周方向の一方の大幅溝との間の角度幅と、Ｖ字収容孔の径方向外側端部（即ち頂部）と周方向の他方の大幅溝との間の角度幅とを異ならせてもよい。又、この場合、磁石収容部内に配設される磁石の大きさや形状等を各磁石収容部に応じて変更してもよい。

・上記実施の形態では、ロータコア８は、コアシートが軸方向に積層されてなるとしたが、これに限定されず、他の方法にて形成されるもの（例えば磁性粉体を焼結した焼結コア）としてもよい。

・上記実施の形態のティース４の数や磁極数（磁石９，１０）の数等は、他の数に変更してもよい。

本実施の形態における埋込磁石型モータのステータ及びロータの平面図。本実施の形態における巻線の結線図。本実施の形態における特性を含む角度−コギングトルク特性図。大幅溝が形成されていないロータの平面図。別例におけるロータの平面図。別例における特性を含む角度−コギングトルク特性図。別例におけるロータの平面図。別例における特性を含む角度−コギングトルク特性図。別例におけるロータの一部断面図。別例におけるロータの要部分解斜視図。

符号の説明

２…ロータ、８…ロータコア、８ａ，８ｑ…径方向収容孔、８ｂ…Ｖ字収容孔、８ｄ，８ｌ…大幅溝、８ｅ…磁石収容部、８ｎ…大幅孔、８ｏ…分割大幅孔、９，１０…磁石。

Claims

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を有し、磁極数がＰ極となるように前記収容孔内に磁石が配設されたロータを備えた埋込磁石型モータであって、
前記収容孔は、略径方向に延びる径方向収容孔と、径方向外側に凸となる略Ｖ字形状のＶ字収容孔とが、それぞれＰ／２個形成されてなるとともにそれらが周方向に交互に形成されてなり、
前記磁石は、前記径方向収容孔内に配設されるとともに、前記Ｖ字収容孔のＶ字を形成する各直線に対応した各磁石収容部内にそれぞれ配設され、
前記径方向収容孔内に配設される前記磁石と、その周方向の一方に隣り合う前記磁石収容部内に配設される前記磁石とで１つの磁極が構成されるとともに、前記径方向収容孔内に配設される前記磁石と、その周方向の他方に隣り合う前記磁石収容部内に配設される前記磁石とで異なる１つの磁極が構成され、
前記ロータコアにおける前記径方向収容孔と対応した位置の外周には、軸方向から見た周方向幅が該径方向収容孔内に配設される前記磁石の幅より大きく設定された大幅溝が形成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、
前記大幅溝は、前記ロータコアの軸中心からの距離が周方向に一定の略扇形状に形成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、
前記大幅溝は、前記ロータコアの軸中心からの距離が周方向の中央ほど短くなる形状に形成されたことを特徴とする埋込磁石型モータ。
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を有し、磁極数がＰ極となるように前記収容孔内に磁石が配設されたロータを備えた埋込磁石型モータであって、
前記収容孔は、略径方向に延びる径方向収容孔と、径方向外側に凸となる略Ｖ字形状のＶ字収容孔とが、それぞれＰ／２個形成されてなるとともにそれらが周方向に交互に形成されてなり、
前記磁石は、前記径方向収容孔内に配設されるとともに、前記Ｖ字収容孔のＶ字を形成する各直線に対応した各磁石収容部内にそれぞれ配設され、
前記径方向収容孔内に配設される前記磁石と、その周方向の一方に隣り合う前記磁石収容部内に配設される前記磁石とで１つの磁極が構成されるとともに、前記径方向収容孔内に配設される前記磁石と、その周方向の他方に隣り合う前記磁石収容部内に配設される前記磁石とで異なる１つの磁極が構成され、
前記ロータコアにおける前記径方向収容孔より径方向外側には、軸方向から見た周方向幅が該径方向収容孔内に配設される前記磁石の幅より大きく設定された大幅孔が形成されたことを特徴とする埋込磁石型モータ。
請求項４に記載の埋込磁石型モータにおいて、
前記大幅孔は、周方向に分割された形状の複数の分割大幅孔にて構成されたことを特徴とする埋込磁石型モータ。