JP2009261167A - 永久磁石型ロータ - Google Patents

Abstract

【課題】モータのトルク向上および効率向上が可能な永久磁石型ロータを提供する。
【解決手段】磁極２Ａは、３個の永久磁石と２個のコア片４０Ａ、４１Ａとで構成される。３個の永久磁石は、２個のコア片４０Ａ、４１Ａの間に配置される第１の磁石３０Ａと、この第１の磁石３０Ａとの間にそれぞれコア片４０Ａ、４１Ａを挟み込んで配置される２個の第２の磁石３１Ａ、３２Ａとで構成される。第１の磁石３０Ａは、半径方向に沿って着磁され、第２の磁石３１Ａ、３２Ａは、コア片４０Ａ、４１Ａとの接触面に直交する方向に着磁されている。コア片４０Ａ、４１Ａは、第２の磁石３１Ａ、３２Ａの磁束が作用する面４０ｂ、４１ｂの面積が、ロータの表面に現れる面４０ｃ、４１ｃの面積より大きく形成されている。上記の構成によれば、磁束の集中作用、磁束の整流作用、および漏れ磁束の低減作用により、モータのトルク向上、効率向上が可能である。
【選択図】図２

Description

本発明は、ロータコアの表面に１磁極当たり複数の永久磁石を配置した永久磁石型ロータの構造に関する。

従来より、永久磁石型ロータには、ロータコアの表面に永久磁石を配置した表面磁石型ロータと、ロータコアの内部に永久磁石を埋め込んだ埋め込み磁石型ロータとがある。
図１２は永久磁石型モータ１００の概略構成図であり、１２極の例を示している。この図１２に示される永久磁石型モータ１００は、ステータコア２０１に巻線２０２を巻回して構成されるステータ２００と、このステータ２００の内周にエアギャップを有して配置される表面磁石型ロータ３００Ａとを備える。表面磁石型ロータ３００Ａは、ロータ外側がＳ極の永久磁石３０１ａと、ロータ外側がＮ極の永久磁石３０２ａとがロータコア３１０の周方向に交互に配置されている。なお、図１２に示す矢印は、着磁の向きを示している。この永久磁石型モータ１００は、ステータ２００の巻線２０２に交流電流を流して回転磁界を発生させることにより、表面磁石型ロータ３００Ａを回転させる。

従来の永久磁石型モータでは、トルク向上、効率向上を目的として、図１３に示す極異方性ロータ３００Ｂ（特許文献１参照）や、図１４に示すハルバッハ磁石配列ロータ３００Ｃ（特許文献２参照）を用いることが知られている。
図１３に示す極異方性ロータ３００Ｂでは、永久磁石３０１ｂの着磁により磁束を磁極中心に集中させている。また、図１４に示すハルバッハ磁石配列ロータ３００Ｃでは、ロータコア３１０の表面に図示矢印の向きに着磁した永久磁石３０１ｃ、３０２ｃ、３０３ｃ、３０４ｃを図１４に示すように配置することで磁束を磁極中心に集中させている。これらの従来例は、磁束を磁極中心に集中させて磁束量の増大を図ることで、モータのトルク向上および効率向上を得るものである。

一方、埋め込み磁石型ロータは、永久磁石をロータコアの表面から内部に埋め込むことにより、リラクタンストルクを利用して効率向上を図るものであり、図１５に埋め込み磁石型ロータ３００Ｄの４極の例を示す。この図１５に示す埋め込み磁石型ロータ３００Ｄでは、ステータの巻線（図示せず）に電流を流してトルクを発生させたときに、永久磁石３０１ｄの磁束と巻線の作る磁束との作用により、ロータ磁極部の端部に向かって磁束が集中するため、磁気飽和、鉄損の増大等により効率が低下する問題がある。この問題を解決するために、ロータ磁極部に複数のスリットを設けて磁束の通り道を制限する整流作用により、ロータ磁極部の端部に向かって磁束が集中することを解決し、効率向上することが知られている（特許文献３参照）。
特開２００６−３１１７７７号公報 特開２００７−２２１９１１号公報 特開平１０−２８５８４５号公報

ところが、従来の表面磁石型ロータは、ロータコアの表面全周に永久磁石が配置され、磁極として鉄などの高透磁率材を用いていないため、磁石の磁束を集中させるのに限界があった。また、磁石から生じる磁束を有効に活用できず、モータのトルクや効率を十分向上することができないという問題があった。
一方、従来の埋め込み磁石型ロータは、ロータ磁極部にスリットを設けることにより、磁路が狭まるため、特に高磁束密度のネオジウム磁石を用いた場合や大電流を巻線に流した場合などには、スリットが無い時と比べて磁束量が減少し、モータのトルクが低下するという問題があった。さらに、スリットの幅が十分広くない場合は、スリット間の漏れ磁束が顕著となり、スリットの整流作用が弱まってしまうという問題があった。逆に、スリットの幅を十分広くすると、磁束量が著しく低下するという問題が生じる。
本発明は、上記事情に基づいて成されたもので、その目的は、磁束を有効に活用してモータのトルク向上および効率向上が可能な永久磁石型ロータを提供することにある。

（請求項１の発明）
本発明は、ロータコアの表面に１磁極当たり複数の永久磁石と、高透磁率材から成る複数のコア片とを配置して構成される永久磁石型ロータであって、複数のコア片は、径方向の断面形状が多角形に設けられて、その一辺がロータ表面に現れ、他の辺が永久磁石と接触して配置され、複数の永久磁石は、周方向にコア片同士の間に配置される第１の磁石と、この第１の磁石と共にコア片の周囲を囲む第２の磁石とを有し、第１の磁石は、ロータコアの半径方向に沿って着磁され、第２の磁石は、コア片との接触面に交差する方向に沿って着磁され、第２の磁石と接するコア片の面積が、ロータ表面に現れているコア片の面積より大きいことを特徴とする。

上記の構成によれば、磁極の一部に高透磁率材のコア片を用いることと、第２の磁石と接するコア片の面積がロータ表面に現れているコア片の面積より大きくなることで、トルクに作用する磁束を増大できる。その結果、永久磁石の磁束を有効活用することが出来、モータのトルク向上および効率向上が可能となる。
また、周方向にコア片とコア片との間に第１の磁石を配置することで、整流作用により磁束密度の偏りを抑制できると共に、コア片とコア片との間隔（第１の磁石の周方向幅）を広くとることで、コア片間の磁束漏れ磁束を低減できる。さらに、通常広いスリットでは磁束が減少してしまうところを、コア片とコア片との間に第１の磁石を配置することで磁束を増大できるため、整流作用と漏れ磁束低減に加えて磁束の増大を図ることができ、モータのトルク向上および効率向上が可能となる。

（請求項２の発明）
請求項１に記載した永久磁石型ロータにおいて、ロータコアと複数のコア片およびコア片同士が、それぞれ接続部により接続されていることを特徴とする。
上記の構成によれば、ロータの機械的強度を向上できるので、高回転領域まで回転可能となる。

（請求項３の発明）
請求項２に記載した永久磁石型ロータにおいて、高透磁率材から成る円板状のコアシートを複数枚積層して構成され、コアシートには、ロータコアを形成する部位と、複数のコア片を形成する部位とが設けられ、且つ、複数の永久磁石を配置するための磁石挿入孔が形成されていることを特徴とする。
上記の構成によれば、ロータコアと複数のコア片とを組み立てる必要はなく、また、コアシートに形成された磁石挿入孔に永久磁石を配置するだけでロータを組み立てることができるので、ロータの組み立てが容易となり、生産性を向上できる。

本発明を実施するための最良の形態を以下の実施例により詳細に説明する。

図１は実施例１に係る永久磁石型ロータ１Ａの概略図、図２は図１に示すロータ磁極部の拡大図である。
本実施例の永久磁石型ロータ１Ａは、図１に示す様に、鉄等の高透磁率材から成る円環状のロータコア２を有し、このロータコア２の表面上に１２極の磁極が形成される。
１２極の磁極は、極性が異なる磁極を１つずつ交互に配置して構成されるが、周方向に隣合う２つの磁極、つまり１磁極対は、極性が異なる以外、磁極の構造は同じであるので、以後、図２を参照しながら１つの磁極２Ａについて説明する。

磁極２Ａは、３個の永久磁石３０Ａ、３１Ａ、３２Ａと、鉄等の高透磁率材から成る２個のコア片４０Ａ、４１Ａとで構成される。
３個の永久磁石３０Ａ〜３２Ａは、周方向の中央部に配置される１個の第１の磁石３０Ａと、この第１の磁石３０Ａの周方向両側に配置される２個の第２の磁石３１Ａ、３２Ａとで構成される。
第１の磁石３０Ａは、周方向の両側面がロータ１Ａの半径方向に沿って形成され、内周側の端面がロータコア２の表面に当接して配置され、外周側の端面がロータ１Ａの表面に現れている。

第２の磁石３１Ａ、３２Ａは、それぞれ、ロータ１Ａの半径方向に第１の磁石３０Ａと同一寸法の高さを有すると共に、第１の磁石３０Ａと同様に、内周側の端面がロータコア２の表面に当接して配置され、外周側の端面がロータ１Ａの表面に現れている。
また、第２の磁石３１Ａ、３２Ａの周方向外側の側面、すなわち、第１の磁石３０Ａと接しない方の側面は、内周端から外周端までロータ１Ａの半径方向に沿って形成され、第２の磁石３１Ａ、３２Ａの周方向内側の側面、すなわち、第１の磁石３０Ａと接する方の側面は、内周端から外周端に向かう途中までロータ１Ａの半径方向に沿って形成され、その途中から外周端までは、第１の磁石３０Ａから遠ざかる方向に傾斜している。つまり、第２の磁石３１Ａ、３２Ａは、周方向内側の側面のうち、ロータ１Ａの半径方向に沿って形成される内周側だけが第１の磁石３０Ａと接するように配置され、第１の磁石３０Ａから遠ざかる方向に傾斜する傾斜面と第１の磁石３０Ａの周方向側面との間には、略三角形状の空間が形成されている。

コア片４０Ａは、第１の磁石３０Ａと第２の磁石３１Ａとの間に形成される略三角形状の空間に配置され、第１の磁石３０Ａの周方向側面に接する面４０ａと、第２の磁石３１Ａの傾斜面に接する面４０ｂと、ロータ１Ａの表面に現れる面４０ｃとを有する略三角形状に設けられている。
同様に、コア片４１Ａは、第１の磁石３０Ａと第２の磁石３２Ａとの間に形成される略三角形状の空間に配置され、第１の磁石３０Ａの周方向側面に接する面４１ａと、第２の磁石３２Ａの傾斜面に接する面４１ｂと、ロータ１Ａの表面に現れる面４１ｃとを有する略三角形状に設けられている。

つまり、コア片４０Ａ、４１Ａは、略三角形状の空間が形成される磁極２Ａの外周側だけに配置され、磁極２Ａの内周側には配置されていない。言い換えると、磁極２Ａの外周側には、第１の磁石３０Ａと第２の磁石３１Ａとの間にコア片４０Ａが配置され、第１の磁石３０Ａと第２の磁石３２Ａとの間にコア片４１Ａが配置されるが、磁極２Ａの内周側には、第１の磁石３０Ａと第２の磁石３１Ａとの間、および、第１の磁石３０Ａと第２の磁石３２Ａとの間に、それぞれコア片４０Ａ、４１Ａが配置されることはなく、第１の磁石３０Ａと第２の磁石３１Ａ、および、第１の磁石３０Ａと第２の磁石３２Ａとが周方向に接している。
なお、第２の磁石３１Ａと３２Ａおよびコア片４０Ａと４１Ａは、それぞれ、第１の磁石３０Ａを挟んで周方向に対称に配置されている。

次に、永久磁石（第１の磁石３０Ａ、第２の磁石３１Ａ、３２Ａ）の着磁方向について説明する。
第１の磁石３０Ａは、図中矢印で示す様に、半径方向の内側向きに着磁されている。
第２の磁石３１Ａ、３２Ａは、図中矢印で示す様に、傾斜面と略直交する方向に沿って着磁されている。着磁の向きはコア片４０Ａ、４１Ａと反対向きである。この第１の磁石３０Ａと第２の磁石３１Ａ、３２Ａにより、磁極２ＡはＳ極として作用する。また、周方向に隣合う他の磁極は、第１の磁石３０Ａと第２の磁石３１Ａ、３２Ａが、磁極２Ａとは逆向きに着磁されるので、Ｎ極として作用する。
本実施例のロータ１Ａの径方向外側には、エアギャップを介して図示しないステータが配置され、このステータの巻線に交流電流を流して回転磁界を発生させると、ロータ１Ａの作る磁界とステータの作る回転磁界との相互作用によりトルクが発生してロータ１Ａが回転する。

続いて、第２の磁石３１Ａ、３２Ａの磁束がコア片４０Ａ、４１Ａのエアギャップ部に集中する作用について説明する。
磁極２Ａの構造から分かるように、第２の磁石３１Ａの磁束が作用するコア片４０Ａの面積（第２の磁石３１Ａの傾斜面に接する面４０ｂの面積）は、エアギャップ部に接するコア片４０Ａの面積（ロータ１Ａの表面に現れる面４０ｃの面積）より大きいので、第２の磁石３１Ａの磁束が面４０ｂを通してコア片４０Ａを介し、面４０ｃに集中してエアギャップ部に磁束が作用する。同様に、第２の磁石３２Ａの磁束が作用するコア片４１Ａの面積（面４１ｂの面積）は、エアギャップ部に接するコア片４１Ａの面積（面４１ｃの面積）より大きいので、第２の磁石３２Ａの磁束が面４１ｂを通してコア片４１Ａを介し、面４１ｃに集中してエアギャップ部に磁束が作用する。

次に、磁束の整流作用について図３を用いて説明する。
コア片４０Ａとコア片４１Ａとの間に第１の磁石３０Ａが配置されることによる、電流が作用した時の磁束密度の変化を図３に示している。
コア片４０Ａとコア片４１Ａとの間に磁石が配置されていない場合、つまり、図４に示す様に、コア片４０Ａとコア片４１Ａとの間に鉄片４２Ａ（高透磁率材）が配置され、この鉄片４２Ａを介してコア片４０Ａとコア片４１Ａとが一体に形成されている場合（但し、ロータコア２の表面に接する部分には磁石３３Ａが配置され、図中の矢印は着磁の向きを示している）は、図３の破線で示す様に、磁束密度は発生トルクの向きに偏っている。具体的には、ロータ１Ａの回転方向を図示矢印で示す反時計回りとすると、ステータに流れる電流の影響でコア片４１Ａ側に磁束が偏る。図３では、電気角３０°、１２０°の辺りに相当する。
これに対し、コア片４０Ａとコア片４１Ａとの間に第１の磁石３０Ａを配置した場合は、図３の実線で示す様に、磁束密度の偏りが解消されて、磁極全体に一様に分布する状態へ近づいている。これが磁束の整流作用である。

また、コア片４０Ａとコア片４１Ａとの間隔、つまり、第１の磁石３０Ａの周方向幅をある程度広く形成することにより、コア片４０Ａとコア片４１Ａとの間の漏れ磁束が低減される。さらに、コア片４０Ａとコア片４１Ａとの間に第１の磁石３０Ａを配置したことにより、コア片４０Ａとコア片４１Ａとの間隔を広げたことによる磁束量の低下を補償している。
上述した様に、本実施例のロータ１Ａは、磁束の集中作用、磁束の整流作用、および漏れ磁束の低減作用により、第１の磁石３０Ａおよび第２の磁石３１Ａ、３２Ａから生じる磁束を有効に活用できるので、従来の表面磁石型ロータより磁束を増大することができ、且つ、従来の埋め込み磁石型ロータより磁束の整流作用および漏れ磁束の低減作用を大きくできるので、モータのトルク向上、効率向上が可能である。

図５は実施例２に係る永久磁石型ロータ１Ｂの概略図、図６は図５に示すロータ磁極部の拡大図である。
本実施例のロータ１Ｂは、図５に示す様に、ロータコア２の表面上に１２極の磁極が形成され、各磁極が、それぞれ４個の永久磁石３０Ｂ、３１Ｂ、３２Ｂ、３３Ｂと、２個のコア片４０Ｂ、４１Ｂとで構成される。なお、１２極の磁極は、実施例１と同様に、極性が異なる磁極を１つずつ交互に配置して構成され、周方向に隣合う２つの磁極、つまり１磁極対は、極性が異なる以外、磁極の構造は同じである。

４個の永久磁石３０Ｂ〜３３Ｂは、磁極２Ｂの周方向中央部に配置される第１の磁石３０Ｂと、この第１の磁石３０Ｂの内周側に配置される第２の磁石３１Ｂと、磁極２Ｂの周方向両側に配置される第２の磁石３２Ｂ、３３Ｂとで構成される。
第１の磁石３０Ｂは、半径方向の高さが２個のコア片４０Ｂ、４１Ｂと同一寸法に設けられると共に、周方向の両側面がロータ１Ｂの半径方向に沿って形成され、外周側の端面がロータ１Ｂの表面に現れている。

第２の磁石３１Ｂは、ロータコア２の表面に沿って円弧状に設けられ、周方向の長さが第１の磁石３０Ｂより長く形成されている。なお、第１の磁石３０Ｂは、第２の磁石３１Ｂの周方向中央部に位置している。
第２の磁石３２Ｂ、３３Ｂは、周方向の両側面がロータ１Ｂの半径方向に沿って形成され、且つ、内周側の端面がロータコア２の表面に当接して配置され、外周側の端面がロータ１Ｂの表面に現れている。この第２の磁石３２Ｂ、３３Ｂは、周方向に隣合う他の磁極の第２の磁石３２Ｂ、３３Ｂと共有して設けることができる。

コア片４０Ｂは、第１の磁石３０Ｂと第２の磁石３１Ｂおよび第２の磁石３２Ｂとで囲まれた略四角形状の空間に配置され、第１の磁石３０Ｂの周方向側面に接する面４０ａと、第２の磁石３１Ｂの外周面に接する面４０ｂと、第２の磁石３２Ｂの周方向側面に接する面４０ｃと、ロータ１Ｂの表面に現れる面４０ｄとを有する略四角形状に設けられている。同様に、コア片４１Ｂは、第１の磁石３０Ｂと第２の磁石３１Ｂおよび第２の磁石３３Ｂとで囲まれた略四角形状の空間に配置され、第１の磁石３０Ｂの周方向側面に接する面４１ａと、第２の磁石３１Ｂの外周面に接する面４１ｂと、第２の磁石３３Ｂの周方向側面に接する面４１ｃと、ロータ１Ｂの表面に現れる面４１ｄとを有する略四角形状に設けられている。つまり、２個のコア片４０Ｂ、４１Ｂは、磁極２Ｂの外周側だけに配置され、磁極２Ｂの内周側には配置されていない。

次に、永久磁石（第１の磁石３０Ｂ、第２の磁石３１Ｂ、３２Ｂ、３３Ｂ）の着磁方向について説明する。
第１の磁石３０Ｂと第２の磁石３１Ｂは、それぞれ、図中矢印で示す様に、半径方向の内側向きに着磁されている。
第２の磁石３２Ｂは、図中矢印で示す様に、円周接線方向に沿って時計回り方向に着磁され、第２の磁石３３Ｂは、図中矢印で示す様に、円周接線方向に沿って反時計回り方向に着磁されている。
この第１の磁石３０Ｂ、第２の磁石３１Ｂ、３２Ｂ、３３Ｂにより、磁極２ＢはＳ極として作用する。また、周方向に隣合う他の磁極は、Ｎ極として作用する。

上記の磁極２Ｂの構造から分かるように、第２の磁石３１Ｂ、３２Ｂの磁束が作用するコア片４０Ｂの面積（第２の磁石３１Ｂの外周面に接する面４０ｂの面積＋第２の磁石３２Ｂの周方向側面に接する面４０ｃの面積）は、エアギャップ部に接するコア片４０Ｂの面積（ロータ１Ｂの表面に現れる面４０ｄの面積）より大きいので、第２の磁石３１Ｂ、３２Ｂの磁束が、それぞれ面４０ｂ、面４０ｃを通してコア片４０Ｂを介し、面４０ｄに集中してエアギャップ部に磁束が作用する。
同様に、第２の磁石３１Ｂ、３３Ｂの磁束が作用するコア片４１Ｂの面積（第２の磁石３１Ｂの外周面に接する面４１ｂの面積＋第２の磁石３３Ｂの周方向側面に接する面４１ｃの面積）は、エアギャップ部に接するコア片４１Ｂの面積（ロータ１Ｂの表面に現れる面４１ｄの面積）より大きいので、第２の磁石３１Ｂ、３３Ｂの磁束が、それぞれ面４１ｂ、面４１ｃを通してコア片４１Ｂを介し、面４１ｄに集中してエアギャップ部に磁束が作用する。
磁束の整流作用、漏れ磁束の低減作用については、実施例１と同様であるので、説明を省略する。

上述した様に、本実施例のロータ１Ｂは、磁束の集中作用、磁束の整流作用、および漏れ磁束の低減作用により、第１の磁石３０Ｂおよび第２の磁石３１Ｂ、３２Ｂ、３３Ｂから生じる磁束を有効に活用できるので、従来の表面磁石型ロータより磁束を増大することができ、且つ、従来の埋め込み磁石型ロータより磁束の整流作用および漏れ磁束の低減作用を大きくできるので、モータのトルク向上、効率向上が可能である。

図７は実施例３に係る永久磁石型ロータ１Ｃの概略図、図８は図７に示すロータ磁極部の拡大図である。
本実施例のロータ１Ｃは、図７に示す様に、ロータコア２の表面上に１２極の磁極が形成され、各磁極が、それぞれ５個の永久磁石３０Ｃ、３１Ｃ、３２Ｃ、３３Ｃ、３４Ｃと、３個のコア片４０Ｃ、４１Ｃ、４２Ｃとで構成される。なお、１２極の磁極は、実施例１と同様に、極性が異なる磁極を１つずつ交互に配置して構成され、周方向に隣合う２つの磁極、つまり１磁極対は、極性が異なる以外、磁極の構造は同じである。

５個の永久磁石３０Ｃ〜３４Ｃは、磁極２Ｃの外周側に配置される２個の磁石３０Ｃ、３１Ｃと、磁極２Ｃの内周側に配置される１個の磁石３２Ｃと、磁極２Ｃの周方向両側に配置される２個の磁石３３Ｃ、３４Ｃとで構成される。
２個の磁石３０Ｃ、３１Ｃは、それぞれＬ字形状に設けられ、周方向に反対向きに配置されて、Ｌ字形状の一方の端面が、それぞれ２個の磁石３３Ｃ、３４Ｃの周方向側面に当接し、他方の端面がロータ１Ｃの表面に現れている。
磁石３２Ｃは、ロータコア２の表面に沿って円弧状に配置され、周方向の両端面が、それぞれ２個の磁石３３Ｃ、３４Ｃの周方向側面に当接している。
磁石３３Ｃ、３４Ｃは、周方向の両側面がロータ１Ｃの半径方向に沿って形成され、内周側の端面がロータコア２の表面に当接して配置され、外周側の端面がロータ１Ｃの表面に現れている。この磁石３３Ｃ、３４Ｃは、周方向に隣合う他の磁極の磁石３３Ｃ、３４Ｃと共有して設けることができる。

３個のコア片４０Ｃ〜４２Ｃは、凸形状に設けられた１個のコア片４０Ｃと、このコア片４０Ｃの凸部の周方向両側に所定の間隔を開けて配置される２個のコア片４１Ｃ、４２Ｃとで構成される。
コア片４０Ｃは、２個の磁石３０Ｃ、３１Ｃと磁石３２Ｃとの間に配置されて、磁石３３Ｃ、３４Ｃの磁束が作用する周方向の両端面４０ａ、４０ｂが、それぞれ磁石３３Ｃ、３４Ｃの周方向側面に当接し、外周側の端面４０ｃがロータ１Ｃの表面に現れている。

コア片４１Ｃは、Ｌ字形状の磁石３０Ｃと磁石３３Ｃとで囲まれた略四角形状の空間に配置され、磁石３０Ｃの周方向側面に接する面（符号無し）と、磁石３０Ｃの外周面に接する面４１ａと、磁石３３Ｃの周方向側面に接する面４１ｂと、ロータ１Ｃの表面に現れる面４１ｃとを有する略四角形状に設けられている。同様に、コア片４２Ｃは、Ｌ字形状の磁石３１Ｃと磁石３４Ｃとで囲まれた略四角形状の空間に配置され、磁石３１Ｃの周方向側面に接する面（符号無し）と、磁石３１Ｃの外周面に接する面４２ａと、磁石３４Ｃの周方向側面に接する面４２ｂと、ロータ１Ｃの表面に現れる面４２ｃとを有する略四角形状に設けられている。
つまり、２個のコア片４１Ｃ、４２Ｃは、磁極２Ｃの外周側だけに配置され、磁極２Ｃの内周側には配置されていない。

次に、永久磁石（磁石３０Ｃ〜３４Ｃ）の着磁方向について説明する。
Ｌ字形状の磁石３０Ｃ、３１Ｃ、および磁石３２Ｃは、それぞれ、図中矢印で示す様に、半径方向の内側向きに着磁されている。
磁石３３Ｃは、図中矢印で示す様に、円周接線方向に沿って時計回り方向に着磁され、磁石３４Ｃは、図中矢印で示す様に、円周接線方向に沿って反時計回り方向に着磁されている。
この磁石３０Ｃ〜３４Ｃにより、磁極２ＣはＳ極として作用する。また、周方向に隣合う他の磁極は、Ｎ極として作用する。

なお、磁石３０Ｃは、周方向にコア片４０Ｃの凸部とコア片４１Ｃとの間に配置される部分（半径方向に延びる部分）が本発明の第１の磁石として働き、半径方向にコア片４０Ｃとコア片４１との間に配置される部分（周方向に延びる部分）が第２の磁石として働く。同様に、磁石３１Ｃは、周方向にコア片４０Ｃの凸部とコア片４２Ｃとの間に配置される部分（半径方向に延びる部分）が本発明の第１の磁石として働き、半径方向にコア片４０Ｃとコア片４２Ｃとの間に配置される部分（周方向に延びる部分）が第２の磁石として働く。また、磁石３２Ｃおよび磁石３３Ｃ、３４Ｃは、それぞれ本発明の第２の磁石として働く。

上記の磁極２Ｃの構造から分かるように、コア片４１Ｃは、磁石３０Ｃ、３３Ｃの磁束が作用する面積（磁石３０Ｃに接する面４１ａの面積＋磁石３３Ｃに接する面４１ｂの面積）が、エアギャップ部に接する面積（ロータ１Ｃの表面に現れる面４１ｃの面積）より大きいので、磁石３０Ｃ、３３Ｃの磁束が、それぞれ面４１ａ、面４１ｂを通してコア片４１Ｃを介し、面４１ｃに集中してエアギャップ部に磁束が作用する。
また、コア片４２Ｃは、磁石３１Ｃ、３４Ｃの磁束が作用する面積（磁石３１Ｃに接する面４２ａの面積＋磁石３４Ｃに接する面４２ｂの面積）が、エアギャップ部に接する面積（ロータ１Ｃの表面に現れる面４２ｃの面積）より大きいので、磁石３１Ｃ、３４Ｃの磁束が、それぞれ面４２ａ、面４２ｂを通してコア片４２Ｃを介し、面４２ｃに集中してエアギャップ部に磁束が作用する。
同様に、コア片４０Ｃは、磁石３０Ｃ〜３４Ｃの磁束が作用する面積が、エアギャップ部に接する面積（ロータ１Ｃの表面に現れる面４０ｃの面積）より大きいので、磁石３０Ｃ〜３４Ｃの磁束が面４０ｃに集中してエアギャップ部に磁束が作用する。
磁束の整流作用、漏れ磁束の低減作用については、実施例１と同様であるので、説明を省略する。

上述した様に、本実施例のロータ１Ｃは、磁束の集中作用、磁束の整流作用、および漏れ磁束の低減作用により、磁石３０Ｃ〜３４Ｃから生じる磁束を有効に活用できるので、従来の表面磁石型ロータより磁束を増大することができ、且つ、従来の埋め込み磁石型ロータより磁束の整流作用および漏れ磁束の低減作用を大きくできるので、モータのトルク向上、効率向上が可能である。また、１磁極内に３つのコア片４０Ｃ、４１Ｃ、４２Ｃが存在するので、実施例１または実施例２と比較しても磁束の分布がより滑らかになり、コギングトルク、トルクリップルを低減できる。

図９は実施例４に係る永久磁石型ロータ１Ｄの概略図、図１０は図９に示すロータ磁極部の拡大図である。
この実施例４は、実施例２の変形例であり、図９に示すロータ１Ｄの基本的な構成および効果は、実施例２と同じであるので説明を省略し、異なる部分のみ説明する。
実施例２と異なる点は、図１０に示す様に、ロータコア２と２個のコア片４０Ｄ、４１Ｄおよびコア片４０Ｄ、４１Ｄ同士を、それぞれ接続部により接続している点、および、第２の磁石３２Ｄ、３３Ｄを周方向に二分割し、その二分割された磁石同士の間に接続部が存在する点である。

具体的には、ロータコア２とコア片４０Ｄ、４１Ｄは、それぞれ接続部５０、５１により接続されている。また、コア片４０Ｄとコア片４１Ｄは、接続部５２、５３により接続されている。さらに、隣合う磁極同士も接続部５４により接続されている。また、磁極間の接続部５４とロータコア２は、接続部５５により接続されている。
上記のロータ１Ｄは、例えば、ケイ素鋼板などの軟磁性材から形成される円板状のコアシート１０（図１１参照）を複数枚積層して構成される。コアシート１０には、図１１に示す様に、第１の磁石３０Ｄを配置するための磁石挿入孔１１、第２の磁石３１Ｄを配置するための磁石挿入孔１２、第２の磁石３２Ｄを配置するための磁石挿入孔１３、第２の磁石３３Ｄを配置するための磁石挿入孔１４が形成され、この磁石挿入孔１１〜１４の他に、ロータコア２を形成する部位２０、２個のコア片４０Ｄ、４１Ｄを形成する部位４０、４１、および、各接続部５０〜５５が設けられている。

上記の構成によれば、遠心力に対して強度を確保できるので、より高回転まで使うことができると共に、コアシート１０を打ち抜き加工することで高い生産性を得ることができる。また、コアシート１０に複合磁性材（同一材料中で異なる組織とすることにより、磁性部分と非磁性部分とを作り出すことができる材料）を用いれば、接続部を非磁性とすることにより、漏れ磁束を低減できるので、力率が向上し、モータのトルク向上、および、効率向上が可能となる。
また、実施例２に記載したロータ１Ｂの構造では、ロータ表面に高強度な金属製カバーあるいは強化繊維を巻き付ける等の手段を必要とするが、本実施例の構成であれば、金属製カバーや強化繊維を巻き付ける等の手段が不要である。
なお、本実施例では、実施例２の変形例として記載したが、実施例１または実施例３の変形例としても同様に構成することができる。

（変形例）
本発明は、上記の実施例１〜４に限定されるものではなく、本発明の要旨の範囲内において、種々の変形実施が可能である。例えば、上述した実施例１〜４では、１２極のロータ１Ａ〜１Ｄについて説明したが、１２極以外のＰ極（Ｐは２以上の偶数）のロータについても本発明を適用できる。
また、実施例１〜４では、ロータ１Ａ〜１Ｄがステータの内側に位置する、所謂インナーロータ型について説明したが、ロータ１Ａ〜１Ｄがステータの外側に位置するアウターロータ型、ロータ１Ａ〜１Ｄとステータとを軸方向に配置するアキシャルギャップ型についても本発明を適用できる。

永久磁石型ロータの概略図（実施例１）。 図１に示すロータ磁極部の拡大図である（実施例１）。 ロータ表面の磁束密度分布を１磁極対分示した模式図である。 ロータ磁極部の拡大図である。 永久磁石型ロータの概略図（実施例２）。 図５に示すロータ磁極部の拡大図である（実施例２）。 永久磁石型ロータの概略図（実施例３）。 図７に示すロータ磁極部の拡大図である（実施例３）。 永久磁石型ロータの概略図（実施例４）。 図９に示すロータ磁極部の拡大図である（実施例４）。 コアシートの一部平面図である（実施例４）。 永久磁石型モータの概略図である（従来技術）。 極異方性ロータの概略図である（従来技術）。 ハルバッハ磁石配列ロータの概略図である（従来技術）。 埋め込み磁石型ロータの概略図である（従来技術）。

符号の説明

１Ａ 実施例１に係る永久磁石型ロータ
１Ｂ 実施例２に係る永久磁石型ロータ
１Ｃ 実施例３に係る永久磁石型ロータ
１Ｄ 実施例４に係る永久磁石型ロータ
２ ロータコア
１０ コアシート
１１〜１４ 磁石挿入孔
２０ ロータコアを形成する部位
３０Ａ 第１の磁石（実施例１）
３１Ａ 第２の磁石（実施例１）
３２Ａ 第２の磁石（実施例１）
４０ コア片を形成する部位
４０Ａ コア片（実施例１）
４１ コア片を形成する部位
４１Ａ コア片（実施例１）
５０〜５５ 接続部

Claims (3)

1. ロータコアの表面に１磁極当たり複数の永久磁石と、高透磁率材から成る複数のコア片とを配置して構成される永久磁石型ロータであって、
   前記複数のコア片は、径方向の断面形状が多角形に設けられて、その一辺がロータ表面に現れ、他の辺が前記永久磁石と接触して配置され、
   前記複数の永久磁石は、周方向にコア片同士の間に配置される第１の磁石と、この第１の磁石と共に前記コア片の周囲を囲む第２の磁石とを有し、
   前記第１の磁石は、前記ロータコアの半径方向に沿って着磁され、
   前記第２の磁石は、前記コア片との接触面に交差する方向に沿って着磁され、
   前記第２の磁石と接する前記コア片の面積が、ロータ表面に現れている前記コア片の面積より大きいことを特徴とする永久磁石型ロータ。
2. 請求項１に記載した永久磁石型ロータにおいて、
   前記ロータコアと前記複数のコア片および前記コア片同士が、それぞれ接続部により接続されていることを特徴とする永久磁石型ロータ。
3. 請求項２に記載した永久磁石型ロータにおいて、
   高透磁率材から成る円板状のコアシートを複数枚積層して構成され、
   前記コアシートには、前記ロータコアを形成する部位と、前記複数のコア片を形成する部位とが設けられ、且つ、前記複数の永久磁石を配置するための磁石挿入孔が形成されていることを特徴とする永久磁石型ロータ。

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