JP2016086524A - モータ - Google Patents

Abstract

【課題】渦電流を抑えて出力性能を向上させることができるモータを提供する。【解決手段】ロータ２は、略円板状のコアベースの外周部に周方向に複数の爪状磁極１３，２３が形成される第１及び第２ロータコア１０，２０と、第１及び第２ロータコア１０，２０に軸方向に挟まれてそれらの爪状磁極１３，２３を互いに異なる磁極として機能させる界磁磁石を有する。ロータ２は、径方向中心に複数の歯車を有する変速機構７０が設けられる。【選択図】図１

Description

本発明は、モータに関する。

モータにおいて、周方向に複数の爪状磁極を有する一対のロータコアと、それらロータコア間に配置された永久磁石とによって構成され、各爪状磁極が交互に異なる磁極に機能させるランデル型ロータを有したランデル型モータが知られている。さらに、特許文献１では、ランデル型ロータに加えて、周方向に複数の爪状磁極を有する一対のステータコアと、それらステータコア間に配置された環状巻線とによって構成され、各爪状磁極が交互に異なる磁極に機能させるランデル型ステータを備えたランデル型モータが提案されている。このランデル型モータは、ロータとステータが共にランデル型で構成されていることから、マルチランデル型モータとも言われている。

マルチランデル型モータは、爪状磁極数を変えることで極数を変更できるため、多極化し易い特徴を有している。

特開２０１４−１６１１９８号公報

ところで、上記のようなモータでは、爪上磁極を有するロータコア内を磁気が通過することで磁気回路が形成される。このため、ロータコアの表面で渦電流が発生し、出力性能が低下する虞がある。

本発明は、上記課題を解決するためになされたものであって、その目的は、渦電流を抑えて出力性能を向上させることができるモータを提供することにある。

上記課題を解決するモータは、それぞれコアベースの外周部に周方向に複数の爪状磁極が形成される第１及び第２ステータコア、及び該第１及び第２ステータコア間に設けられるコイル部を有するステータと、それぞれ略円板状のコアベースの外周部に周方向に複数の爪状磁極が形成される第１及び第２ロータコア、及び該第１及び第２ロータコアに軸方向に挟まれてそれらの爪状磁極を互いに異なる磁極として機能させる界磁磁石を有するロータと、を有し、前記ロータは、径方向中心に複数の歯車を有する変速機構が設けられる。

この構成によれば、複数の歯車を有する変速機構が設けられるため、例えば入力に対して出力を増速させることができ、出力に対して入力の回転速度を遅く、即ちロータの回転を遅くすることができる。このため、ロータとステータとの間の磁気的変化の周期が低くなり、渦電流が抑えられ、モータの出力性能を向上させることができる。

上記モータにおいて、前記変速機構は、非磁性体で構成されることが好ましい。
この構成によれば、変速機構が非磁性体であるため、変速機構から磁気漏れが起きることが抑えられたり、渦電流の増加などを抑えることができ、モータの出力性能を向上させることができる。

上記モータにおいて、前記変速機構は、樹脂で構成されることが好ましい。
この構成によれば、変速機構が樹脂であるため、歯車同士が噛合しても音の発生が少ないため、騒音の低減が可能となる。また、金属の場合と比較して樹脂の方が軽いためロータの慣性モーメントも低減でき、モータの機動性（始動性）向上にも寄与できる。

上記モータにおいて、前記変速機構は、遊星歯車機構であり、そのリング歯車は前記界磁磁石に対してインサート成形又は２色成形によって成形されることが好ましい。
この構成によれば、遊星歯車機構のリング歯車を界磁磁石に対してインサート成形又は２色成形によって一体化することができる。

上記モータにおいて、前記ロータは、前記第１及び第２ロータコアの少なくとも一方にフィンを有することが好ましい。
この構成によれば、ロータが回転させられることで、フィンを有するロータがファンとして用いることができる。また、ロータコアの表面で発生する渦電流損によって熱が生じるため、ロータの回転に伴って発生する風が温風となるため、暖房機能として利用することが可能となる。

本発明のモータによれば、渦電流を抑えて出力性能を向上させることができる。

第１実施形態におけるモータの斜視図である。 同上におけるステータの一部を切断したモータの分解斜視図である。 同上におけるステータの一部を切断した径方向から見たモータの分解正面図である。 同上における単一のモータの斜視図である。 同上における径方向から見た単一のモータの断面図である。 同上における単一のモータを構成するロータの分解斜視図である。 同上における単一のモータを構成するステータの分解斜視図である。 同上におけるロータに内蔵される変速機構の平面図である。 第２実施形態におけるモータを有する車両シートの断面図である。 同上におけるモータの斜視図である。 同上におけるロータの斜視図である。 別例におけるロータの斜視図である。 参考例におけるロータの斜視図である。

（第１実施形態）
以下、モータの第１実施形態を図面に従って説明する。
図１に示すように、本実施形態のモータＭは、ロータ２と、ロータ２の径方向外側に配置されるステータ３とを有する。

モータＭは、図１において、上からマルチランデル型のＡ相モータＭａ、マルチランデル型のＢ相モータＭｂが順に積層された２層２相のマルチランデル型モータである。図４に示すように、Ａ相モータＭａ及びＢ相モータＭｂは、それぞれマルチランデル型の単一モータＭ１にて形成されている。

（ロータ２）
モータＭのロータ２は、図２に示すように、ランデル型構造のＡ相ロータ２ａ及びＢ相ロータ２ｂを積層した２層２相構造のロータである。Ａ相ロータ２ａ及びＢ相ロータ２ｂは、同じ構成であって、図６に示すように、それぞれ第１ロータコア１０、第２ロータコア２０及び界磁磁石３０から構成されている。

（第１ロータコア１０）
図６に示すように、第１ロータコア１０は、円環板状の電磁鋼板にて形成された第１ロータコアベース１１を有している。第１ロータコアベース１１の中央位置には、後述する変速機構７０を挿通して固着するための貫通穴１２が形成されている。また、第１ロータコアベース１１の外周面には、等間隔に８個の同一形状をした第１ロータ側爪状磁極１３が、径方向外側に突出されその先端が軸方向第２ロータコア２０側に屈曲形成されている。

ここで、第１ロータ側爪状磁極１３において、第１ロータコアベース１１の外周面１１ａから径方向外側に突出した部分を第１ロータ側基部１３ｘといい、軸方向に屈曲された先端部分を第１ロータ側磁極部１３ｙという。そして、第１ロータ側基部１３ｘを軸方向から見たときの形状は、径方向外側にいくほど幅狭になる台形形状に形成されている。また、第１ロータ側磁極部１３ｙを径方向から見たときの形状は、四角形状に形成されている。さらに、第１ロータ側基部１３ｘと第１ロータ側磁極部１３ｙからなる第１ロータ側爪状磁極１３の周方向端面１３ａ，１３ｂは、共に平坦面である。

なお、軸方向に屈曲形成された第１ロータ側磁極部１３ｙは軸直交方向断面が扇形状に形成されている。そして、第１ロータ側磁極部１３ｙの径方向外側面１３ｃ及び径方向内側面１３ｄは、軸線方向から見て、軸線Ｏを中心として第１ロータコアベース１１の外周面１１ａと同心円をなす円弧面である。

また、各第１ロータ側爪状磁極１３の第１ロータ側基部１３ｘの周方向の角度、即ち、周方向端面１３ａ，１３ｂの基端部間が軸線Ｏとなす角度は、隣り合う第１ロータ側爪状磁極１３間の隙間の角度より小さく設定されている。

（第２ロータコア２０）
図６に示すように、第２ロータコア２０は、第１ロータコア１０と同一材質及び同一形状であって、円環板状に形成された第２ロータコアベース２１を有している。第２ロータコアベース２１の中央位置には、後述する変速機構７０を挿通して固着するための貫通穴２２が形成されている。また、第２ロータコアベース２１の外周面には、等間隔に８個の第２ロータ側爪状磁極２３が、径方向外側に突出されその先端が軸方向第１ロータコア１０側に屈曲形成されている。

ここで、第２ロータ側爪状磁極２３において、第２ロータコアベース２１の外周面２１ａから径方向外側に突出した部分を第２ロータ側基部２３ｘといい、軸方向に屈曲された先端部分を第２ロータ側磁極部２３ｙという。そして、第２ロータ側基部２３ｘを軸方向から見たときの形状は、径方向外側にいくほど幅狭になる台形形状に形成されている。また、第２ロータ側磁極部２３ｙを径方向から見たときの形状は、四角形状に形成されている。さらに、第２ロータ側基部２３ｘと第２ロータ側磁極部２３ｙからなる第２ロータ側爪状磁極２３の周方向端面２３ａ，２３ｂは、共に平坦面である。

なお、軸方向に屈曲形成された第２ロータ側磁極部２３ｙは軸直交方向断面が扇形状に形成されている。そして、その径方向外側面２３ｃ及び径方向内側面２３ｄは、軸線方向から見て、中心軸線を中心として第２ロータコアベース２１の外周面２１ａと同心円をなす円弧面である。

また、各第２ロータ側爪状磁極２３の第２ロータ側基部２３ｘの周方向の角度、即ち、周方向端面２３ａ，２３ｂの基端部間が軸線Ｏとなす角度は、隣り合う第２ロータ側爪状磁極２３間の隙間の角度より小さく設定されている。

そして、第２ロータコア２０は、第１ロータコア１０に対して、第２ロータコア２０の第２ロータ側爪状磁極２３が、軸方向から見てそれぞれ第１ロータコア１０の第１ロータ側爪状磁極１３間に位置するように配置固定されるようになっている。このとき、第２ロータコア２０は、第１ロータコア１０と第２ロータコア２０との軸方向の間に界磁磁石３０が配置されるように、第１ロータコア１０に対して組み付けられる。

（界磁磁石３０）
界磁磁石３０は、本実施形態では、フェライト焼結磁石よりなる円環板状の永久磁石である。図６に示すように、界磁磁石３０は、その中央位置に後述する変速機構７０を挿通して貫通穴３２が形成されている。そして、界磁磁石３０の一方の側面３０ａが、第１ロータコアベース１１の対向面１１ｂと、界磁磁石３０の他方の側面３０ｂが、第２ロータコアベース２１の対向面２１ｂとそれぞれ当接し、界磁磁石３０は第１ロータコア１０と第２ロータコア２０との間に挟持固定される。

界磁磁石３０の外径は、第１及び第２ロータコアベース１１，２１の外径と一致するように設定され、厚さが予め定めた厚さに設定されている。
つまり、図５に示すように、第１ロータコア１０と第２ロータコア２０との間に、界磁磁石３０を配置する。このとき、第１ロータ側爪状磁極１３の先端面１３ｅと第２ロータコアベース２１の対向面２１ｂとが面一になるとともに、第２ロータ側爪状磁極２３の先端面２３ｅと第１ロータコアベース１１の対向面１１ｂとが面一になるようにしている。

図５に示すように、界磁磁石３０は、軸方向に磁化されていて、第１ロータコア１０側をＮ極、第２ロータコア２０側をＳ極となるように磁化されている。従って、この界磁磁石３０によって、第１ロータコア１０の第１ロータ側爪状磁極１３はＮ極として機能し、第２ロータコア２０の第２ロータ側爪状磁極２３はＳ極として機能する。

このように、第１及び第２ロータコア１０，２０、並びに、界磁磁石３０にて構成されたＡ相ロータ２ａ及びＢ相ロータ２ｂは、界磁磁石３０を用いた、所謂ランデル型構造のロータとなる。そして、Ａ相ロータ２ａ及びＢ相ロータ２ｂは、Ｎ極となる第１ロータ側爪状磁極１３と、Ｓ極となる第２ロータ側爪状磁極２３とが周方向に交互に配置され磁極数が１６極（極数対が８個）のロータとなる。

そして、図２及び図３に示すように、Ａ相ロータ２ａ及びＢ相ロータ２ｂは、軸方向に積層されて２層２相のランデル型のロータ２が形成される。ここで、Ａ相ロータ２ａとＢ相ロータ２ｂは、以下のように積層される。

詳述すると、Ａ相ロータ２ａとＢ相ロータ２ｂは、Ａ相ロータ２ａの第２ロータコア２０（第２ロータコアベース２１の反対向面２１ｃ）とＢ相ロータ２ｂの第２ロータコア２０（第２ロータコアベース２１の反対向面２１ｃ）が当接するように積層される。

さらに、図３に示すように、Ａ相ロータ２ａに対するＢ相ロータ２ｂの配置角度を、軸方向Ａ相モータＭａ側から見て、反時計回り方向に予め定めた角度だけずらして積層している。

詳述すると、Ａ相ロータ２ａの第２ロータ側爪状磁極２３（第１ロータ側爪状磁極１３）に対して、対向するＢ相ロータ２ｂの第２ロータ側爪状磁極２３（第１ロータ側爪状磁極１３）が、反時計回り方向に予め定めた電気角θ２だけずらして積層している。

（ステータ３）
図２に示すように、ロータ２の径方向外側に配置されたステータ３は、ランデル型構造のＡ相ステータ３ａ及びＢ相ステータ３ｂを積層した２層２相構造のステータである。Ａ相ステータ３ａ及びＢ相ステータ３ｂは、径方向内側において対応するＡ相ロータ２ａ及びＢ相ロータ２ｂとそれぞれ対向するように軸線方向に順番に積層されている。

Ａ相ステータ３ａ及びＢ相ステータ３ｂは、同じ構成であって、図７に示すように、それぞれ第１ステータコア４０、第２ステータコア５０及びコイル部６０とから構成されている。

（第１ステータコア４０）
図７に示すように、第１ステータコア４０は、円環板状の電磁鋼板にて形成された第１ステータコアベース４１を有している。第１ステータコアベース４１は、第２ステータコア５０と対向する対向面４１ｂであって、その径方向外側部に円筒状の第１ステータ側円筒外壁４２が軸方向第２ステータコア５０側に向かって延出形成されている。また、その第１ステータコアベース４１の内周面４１ａには、等間隔に８個の第１ステータ側爪状磁極４３が、径方向内側に突出されその先端が軸方向第２ステータコア５０側に屈曲形成されている。

ここで、第１ステータ側爪状磁極４３において、第１ステータコアベース４１の内周面４１ａから径方向内側に突出した部分を第１ステータ側基部４３ｘといい、軸方向に屈曲された先端部分を第１ステータ側磁極部４３ｙという。そして、第１ステータ側基部４３ｘを軸方向から見たときの形状は、径方向内側にいくほど幅狭になる台形形状に形成されている。また、第１ステータ側磁極部４３ｙを径方向から見たときの形状は、四角形状に形成されている。さらに、第１ステータ側基部４３ｘと第１ステータ側磁極部４３ｙからなる第１ステータ側爪状磁極４３の周方向端面４３ａ，４３ｂは、共に平坦面である。

なお、軸方向に屈曲形成された第１ステータ側磁極部４３ｙは軸直交方向断面が扇形状に形成されている。そして、第１ステータ側磁極部４３ｙの径方向外側面４３ｃ及び径方向内側面４３ｄは、軸線方向から見て、中心軸線Ｏを中心として第１ステータコアベース４１の内周面４１ａと同心円をなす円弧面である。

各第１ステータ側爪状磁極４３の第１ステータ側基部４３ｘの周方向の角度、即ち、周方向端面４３ａ，４３ｂの基端部間が前記軸線Ｏとなす角度は、隣り合う第１ステータ側爪状磁極４３間の隙間の角度より小さく設定されている。

（第２ステータコア５０）
図７に示すように、第２ステータコア５０は、第１ステータコアベース４１と同一材質及び同形状の円環板状の第２ステータコアベース５１を有している。第２ステータコアベース５１は、第１ステータコア４０と対向する対向面５１ｂであって、その径方向外側部に円筒状の第２ステータ側円筒外壁５２が延出形成されている。そして、第２ステータ側円筒外壁５２は、軸方向において第１ステータ側円筒外壁４２と当接するようになっている。

その第２ステータコアベース５１の内周面５１ａには、等間隔に８個の第２ステータ側爪状磁極５３が、径方向内側に突出されその先端が軸方向第１ステータコア４０側に屈曲形成されている。

ここで、第２ステータ側爪状磁極５３において、第２ステータコアベース５１の内周面５１ａから径方向内側に突出した部分を第２ステータ側基部５３ｘといい、軸方向に屈曲された先端部分を第２ステータ側磁極部５３ｙという。そして、第２ステータ側基部５３ｘを軸方向から見たときの形状は、径方向内側にいくほど幅狭になる台形形状に形成されている。また、第２ステータ側磁極部５３ｙを径方向から見たときの形状は、四角形状に形成されている。さらに、第２ステータ側基部５３ｘと第２ステータ側磁極部５３ｙからなる第２ステータ側爪状磁極５３の周方向端面５３ａ，５３ｂは、共に平坦面である。

なお、軸方向に屈曲形成された第２ステータ側磁極部５３ｙは軸直交方向断面が扇形状に形成されている。そして、第２ステータ側磁極部５３ｙの径方向外側面５３ｃ及び径方向内側面５３ｄは、軸線方向から見て、中心軸線Ｏを中心として第２ステータコアベース５１の内周面５１ａと同心円をなす円弧面である。

各第２ステータ側爪状磁極５３の第２ステータ側基部５３ｘの周方向の角度、即ち、周方向端面５３ａ，５３ｂの基端部間が前記軸線Ｏとなす角度は、隣り合う第２ステータ側爪状磁極５３間の隙間の角度より小さく設定されている。

つまり、このように形成されることによって、第２ステータコア５０の形状は、第１ステータコア４０と同一形状となる。そして、第１ステータコアベース４１に形成した第１ステータ側円筒外壁４２と第２ステータコアベース５１に形成した第２ステータ側円筒外壁５２とを当接させる。この時、第２ステータコア５０は、各第２ステータ側爪状磁極５３が、軸方向から見てそれぞれ第１ステータ側爪状磁極４３間に位置するように、第２ステータ側円筒外壁５２を第１ステータ側円筒外壁４２に当接させる。

なお、第１ステータ側爪状磁極４３は、その第１ステータ側磁極部４３ｙの先端面４３ｅが第２ステータコアベース５１の対向面５１ｂと面一となる位置に設定している。同様に、第２ステータ側爪状磁極５３は、その第２ステータ側磁極部５３ｙの先端面５３ｅが第１ステータコアベース４１の対向面４１ｂと面一となる位置に設定している。

この状態で、第１及び第２ステータコアベース４１，５１の対向面４１ｂ，５１ｂ、第１及び第２ステータ側円筒外壁４２、５２の内周面で区画される断面四角形状の環状空間が形成される。そして、その断面四角形状の環状空間には、コイル部６０が配置され固定される。

（コイル部６０）
図５及び図７に示すように、コイル部６０は、環状巻線６１を有している。その環状巻線６１は、樹脂モールドにてその周囲がコイル絶縁層６２で覆われている。なお、説明の便宜上、図７ではコイル絶縁層６２を省略している。

また、図５に示すように、コイル部６０の軸方向であって第１ステータコア４０側の外側面は、第１ステータコアベース４１の対向面４１ｂに当接し、コイル部６０の軸方向であって第２ステータコア５０側の外側面は、第２ステータコアベース５１の対向面５１ｂに当接するようになっている。

コイル部６０の厚さ（軸方向の長さ）は、第１ステータ側爪状磁極４３（第２ステータ側爪状磁極５３）の軸方向の長さにあわせて、予め定めた厚さに設定されている。
つまり、図５に示すように、第１ステータコア４０と第２ステータコア５０との間に、コイル部６０を配置する。このとき、第１ステータ側爪状磁極４３の先端面４３ｅと第２ステータコアベース５１の対向面５１ｂが面一になるとともに、第２ステータ側爪状磁極５３の先端面５３ｅと第１ステータコアベース４１の対向面４１ｂとが面一になるようにしている。

またこのとき、第１ステータコアベース４１の反対向面４１ｃから第２ステータコアベース５１の反対向面５１ｃまでの軸方向の長さは、第１ロータコアベース１１の反対向面１１ｃから第２ロータコアベース２１の反対向面２１ｃまでの軸方向の長さと一致させている。

従って、第１ステータ側爪状磁極４３（第２ステータ側爪状磁極５３）の軸方向の長さは、第１ロータ側爪状磁極１３（第２ロータ側爪状磁極２３）の軸方向の長さと一致する。

なお、図７では、説明の便宜上、環状巻線６１の引出し端子を図面上省略した。これにあわせて、第１及び第２ステータコア４０，５０の円筒外壁４２,５２に形成する端子取付部を外部に導き出すための切欠きを図面上省略している。

このように、第１及び第２ステータコア４０，５０、並びに、コイル部６０にて構成されたＡ相ステータ３ａ及びＢ相ステータ３ｂは、所謂ランデル型構造のステータとなる。詳述すると、Ａ相ステータ３ａ及びＢ相ステータ３ｂは、第１及び第２ステータコア４０，５０間の環状巻線６１にて第１及び第２ステータ側爪状磁極４３，５３をその時々で互いに異なる磁極に励磁する１６極の所謂ランデル型構造のステータとなる。

そして、図２及び図３に示すように、Ａ相ステータ３ａ及びＢ相ステータ３ｂは、軸方向に積層されて２層２相のランデル型のステータ３が形成される。Ａ相ステータ３ａとＢ相ステータ３ｂは、以下のように積層してモータハウジングに固着される。

詳述すると、Ａ相ステータ３ａとＢ相ステータ３ｂは、Ａ相ステータ３ａの第２ステータコア５０（第２ステータコアベース５１の反対向面５１ｃ）とＢ相ステータ３ｂの第２ステータコア５０（第２ステータコアベース５１の反対向面５１ｃ）が当接するように積層される。

さらに、図３に示すように、Ａ相ステータ３ａに対するＢ相ステータ３ｂの配置角度を、軸方向Ａ相モータＭａ側から見て、時計回り方向に予め定めた角度だけずらして積層している。

詳述すると、Ａ相ステータ３ａの第１ステータ側爪状磁極４３（第２ステータ側爪状磁極５３）に対して、対向するＢ相ステータ３ｂの第１ステータ側爪状磁極４３（第２ステータ側爪状磁極５３）が、時計回り方向に予め定めた電気角θ１だけずらして積層している。

ここで、軸方向Ａ相ステータ側から見て、Ａ相ステータ３ａに対するＢ相ステータ３ｂの時計回り方向における電気角θ１と、Ａ相ロータ２ａに対するＢ相ロータ２ｂの反時計回り方向における電気角θ２とは、以下の関係式が成立するように設定されている。

θ１＋｜θ２｜＝９０度（電気角）
これは、２相モータのデットポイントを回避し起動性を向上させるために上記関係式に基づいて電気角θ１，θ２を設定している。

そして、本実施形態では、Ａ相ロータ２ａに対するＢ相ロータ２ｂの反時計回り方向における電気角θ２を−４５度（反時計回り方向）とし、Ａ相ステータ３ａに対するＢ相ステータ３ｂの時計回り方向における電気角θ１を４５度（時計回り方向）に設定している。

なお、本実施形態では、電気角θ２を−４５度、電気角θ１を４５度（時計回り方向）に設定したが、上記関係式が成立する範囲で適宜変更してもよい。
そして、Ａ相ステータ３ａの環状巻線６１には２相交流電源のうちの入力電圧ｖａが印加され、Ｂ相ステータ３ｂの環状巻線６１には２相交流電源のうちの入力電圧ｖｂが印加される。

（変速機構）
図８に示すように、変速機構７０は、遊星歯車機構であって、リング歯車（内歯車）７１と、遊星歯車７２と、太陽歯車７３と、遊星キャリア７４とを有する。各歯車７１，７２，７３及び遊星キャリア７４は、非磁性体の樹脂材料で構成される。

リング歯車７１は、第１及び第２ロータコア１０，２０の貫通穴１２，２２と、界磁磁石３０の貫通穴３２に挿通され、径方向内側に複数の歯が形成されている。リング歯車７１には３つの遊星歯車７２が噛合するように設けられている。なお、リング歯車７１は、界磁磁石３０に対してインサート成形又は２色成形によって一体化されている。

各遊星歯車７２は、遊星キャリア７４によって軸線Ｏを中心として周方向１２０度間隔となるように配置されている。また、各遊星歯車７２には太陽歯車７３が噛合するようになっている。

太陽歯車７３は、前記軸線Ｏ上に配置され、各遊星歯車７２と噛合するようになっている。
上記のように構成された変速機構７０は、リング歯車７１がロータコア１０，２０の回転に伴って一体回転する。これに伴い、リング歯車７１と噛合する遊星歯車７２は、リング歯車７１に対して相対的に同方向に回転する。そして、遊星歯車７２と噛合する太陽歯車７３は、リング歯車７１及び遊星歯車７２に対して相対的に反対方向に回転する。ここで、リング歯車７１を入力軸（駆動軸）とし、遊星キャリア７４を出力軸（従動軸）とすると、入力に対する出力が減速されるようになる。一方、遊星キャリア７４を固定させて遊星歯車７２の公転を停止（自転は継続）させ、リング歯車７１を入力軸（駆動軸）とし、太陽歯車７３を出力軸（従動軸）とすると、リング歯車７１の歯数に対する太陽歯車７３の歯数に応じて変速比が変化する。具体的には、リング歯車７１の歯数＞太陽歯車７３の歯数とすると、入力に対する出力が増速されるようになる。

次に、上記のように構成したモータＭの作用について説明する。
今、モータＭに、Ａ相ステータ３ａの環状巻線６１に入力電圧ｖａが印加され、Ｂ相ステータ３ｂの環状巻線６１に入力電圧ｖｂが印加される。これによって、ステータ３に回転磁界が発生し、ロータ２が回転駆動される。

このとき、ステータ３は、入力電圧ｖａと入力電圧ｖｂにあわせて、Ａ相ステータ３ａとＢ相ステータ３ｂの２層構造にした。そして、これに対応してロータ２も、Ａ相ロータ２ａとＢ相ロータ２ｂの２層構造にした。これによって、各相のステータ３ａ，３ｂとロータ２ａ，２ｂにおいて、それぞれ界磁磁石３０の磁束を軸方向に沿って対向するステータが個々に受けることができ、出力アップを図ることができる。

ところで、例えば、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相のロータを３層構造に積層したランデル型のロータにおいては、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相のロータの界磁磁石について、２つの相のロータの界磁磁石は同じ磁化方向となり、残る１つ相の界磁磁石は磁化方向が逆方向となる。そのため、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相のロータの関係において、その各相の爪状磁極の磁束に大きさに差が生じて全体として磁気バランスの乱れは大きい。

これに対して、本実施形態では、ロータ２をＡ相ロータ２ａとＢ相ロータ２ｂの２層構造にした。そして、そのＡ相ロータ２ａとＢ相ロータ２ｂは、それぞれの界磁磁石３０の磁化の方向が互いに逆方向となり、Ａ相ロータ２ａとＢ相ロータ２ｂの関係において各爪状磁極１３，２３の磁気バランスの乱れは小さい。

これによって、対向するＡ相ステータ３ａ及びＢ相ステータ３ｂに形成した各爪状磁極４３，５３の磁気バランスの乱れを小さくできることからモータ性能を向上させることができる。

しかも、本実施形態では、Ａ相ステータ３ａに対してＢ相ステータ３ｂが時計回り方向にずれる電気角θ１と、Ａ相ロータ２ａに対してＢ相ロータ２ｂが反時計回り方向にずれる電気角θ２とを、θ１＋｜θ２｜＝９０度（電気角）で決まる値に設定した。

詳述すると、ステータ３は、Ａ相ステータ３ａに対してＢ相ステータ３ｂを、軸方向Ａ相モータＭａ側から見て時計回り方向に予め定めた電気角θ１（＝４５度）ずらした。一方、ロータ２は、Ａ相ロータ２ａに対してＢ相ロータ２ｂを、軸方向Ａ相モータＭａ側から見て反時計回り方向に予め定めた電気角θ２（＝４５度）ずらした。

これによって、２相モータにおいて生じる起動不能のデッドポイントを回避できるとともに起動性を向上させることができる。
しかも、Ａ相、Ｂ相ステータ３ａ，３ｂの環状巻線６１に流れる各電流による第１及び第２ステータ側爪状磁極４３，５３の切り替わりに対してロータ２の移動量（回動量）を大きくすることができことから、回転数を上げることができる。

さらに、ステータ３のＡ相ステータ３ａの入力電圧ｖａは、Ｂ相ステータ３ｂの入力電圧ｖｂに対して、９０度の位相差をもって遅らせた。
つまりＡ相及びＢ相ロータ２ａ，２ｂのそれぞれの爪状磁極１３，２３間で漏れ磁束が生じ有効磁束が減少する。この漏れ磁束により磁束分布に歪みが生じて振動が生じるとともに出力の低下が生じる。そこで、本実施形態では、Ａ相ステータ３ａの入力電圧ｖａとＢ相ステータ３ｂの入力電圧ｖｂを、９０度の位相差を持たせてモータＭの振動を抑えるとともに、出力の向上を図った。

以上詳述したように、上記第１実施形態は、以下の効果を有する。
（１）複数の歯車を有する増速用の変速機構７０が設けられるため、入力に対する出力を増速させることができ、出力に対して入力の回転速度を遅く、即ちロータ２の回転を遅くすることができる。このため、ロータ２とステータ３との間の磁気的変化の周期が低くなり、渦電流が抑えられ、モータＭの出力性能を向上させることができる。

（２）変速機構７０が非磁性体であるため、変速機構７０から磁気漏れが起きることが抑えられたり、渦電流の増加などを抑えることができ、モータＭの出力性能を向上させることができる。

（３）変速機構７０が樹脂であるため、歯車７１，７２，７３同士が噛合しても音の発生が少ないため、騒音の低減が可能となる。また、金属の場合と比較して樹脂の方が軽いためロータ２の慣性モーメントも低減でき、モータＭの機動性（始動性）向上にも寄与できる。

（４）変速機構７０は、遊星歯車機構であり、そのリング歯車７１は前記界磁磁石３０に対してインサート成形又は２色成形によって一体化することができる。
（５）また、変速機構７０は、遊星キャリア７４を固定させることで、入力に対して出力が増速させる増速機構として作用させることが可能となる。ここで、渦電流損は駆動周波数の２乗に比例する。そのため、モータＭ（ロータ２）の回転数を抑えることで渦電流損を抑えつつ、必要な回転数となるように変速機構７０によって回転数を増やす（増速させる）ことができる。

（第２実施形態）
次に、モータを備えた車両シートの第２実施形態について説明する。
本実施形態の車両シートに用いられるモータは、第１実施形態と比較してロータの構成が異なるものであり、ステータについては同じ構成である。このため、主にロータについて説明し、その他の構成については同じ符号を付して説明の一部又は全部を割愛する。

図９に示すように、車両シート８０は、シートクッション８１と、シートバック８２と、ヘッドレスト８３とを有する。
シートクッション８１は、使用者が着座可能な座部であって、その上面（座面）には送風口８１ａが複数形成される。

シートバック８２は、使用者の背をもたれかけさせることができる背もたれ部であって、その前面には送風口８２ａが複数形成される。
ヘッドレスト８３は、使用者の頭部を保護するものである。

また、本実施形態の車両シート８０には、２つのモータＭが設けられている。１つのモータＭは、シートバック８２内の上部側に設けられ、もう１つのモータＭは、シートクッション８１内の前後方向略中央位置に設けられる。

図１０及び図１１に示すように、本実施形態のモータＭは、一方のロータ２ａの第１ロータコア１０のコアベース１１に軸方向に延出するフィン９０が複数設けられる、フィン９０は、第１ロータコア１０のコアベース１１に対して一体成形される。

そして、シートバック８２内の上部側に設けられるモータＭは、フィン９０が形成される面を下方に向くようにシートバック８２に対して取り付けられている。また、シートクッション８１内に設けられるモータＭは、フィン９０が形成される面を上方に向くようにシートクッション８１に対して取り付けられている。

次に、上記のように構成したモータＭの作用について説明する。
今、モータＭに、Ａ相ステータ３ａの環状巻線６１に入力電圧ｖａが印加され、Ｂ相ステータ３ｂの環状巻線６１に入力電圧ｖｂが印加される。これによって、ステータ３に回転磁界が発生し、ロータ２が回転駆動される。これに伴い、フィン９０が回転されて風が発生し、各送風口８１ａ，８２ａから風が送り出される。

以上詳述したように、上記第１実施形態は、以下の効果を有する。
（１）ロータ２が回転させられることで、フィン９０を有するロータ２がファンとして用いることができる。また、ロータコア１０，２０の表面で発生する渦電流損によって熱が生じるため、ロータ２の回転に伴って発生する風が温風となるため、暖房機能として利用することが可能となる。

なお、上記実施形態は、以下のように変更してもよい。
・上記第１及び第２実施形態では、２層２相のマルチランデル型のロータ２に変速機構７０が設けられる構成としたが、これに限らない。例えば、１層１相のランデル型のロータや３層３相のマルチランデル型のロータに適用してもよい。

参考例として、図１３に示すように筒状のロータコア１００の径方向外側に永久磁石１０１が設けられる表面磁石（ＳＰＭ：Surface Permanent Magnet）型のロータ２に変速機構７０を用いる構成も考えられる。但し、この場合、ステータ３はランデル型のステータを用いることとする。

・上記第２実施形態では、ロータコア１０にフィン９０を一体形成したが、これに限らず、別体としてもよい。例えば、図１２に示すようにロータコア１０の軸方向一端側の面（爪状磁極１３の延出方向とは逆側の面）に溝部１０ａを形成し、その溝部１０ａにフィン９１を圧入や接着によって固定する構成を採用してもよい。

・上記各実施形態では、Ａ相ロータ２ａ及びＢ相ロータ２ｂが１６極のランデル型構造のロータであり、Ａ相ステータ３ａ及びＢ相ステータ３ｂが１６極のランデル型構造のステータとなるモータＭであった。これを、Ａ相ロータ２ａ及びＢ相ロータ２ｂが８極のランデル型構造のロータであり、Ａ相ステータ３ａ及びＢ相ステータ３ｂが８極のランデル型構造のステータとなるモータＭに具体化してもよい。また、Ａ相ロータ２ａ及びＢ相ロータ２ｂが２４極のランデル型構造のロータであり、Ａ相ステータ３ａ及びＢ相ステータ３ｂが２４極のランデル型構造のステータとなるモータＭ等、その他の磁極数のモータに応用してもよい。

・上記各実施形態では、Ａ相ロータ２ａ及びＢ相ロータ２ｂの界磁磁石３０をフェライト焼結磁石で形成したが、これに限定されるものではない。例えば、界磁磁石３０をネオジム磁石、サマリウムコバルト磁石等、その他の永久磁石で形成してもよい。

・上記各実施形態では特に言及していないが、第１ロータ側爪状磁極１３と第２ロータ側爪状磁極２３との周方向の間に極間補助磁石を設けたり、第１及び第２ロータ側磁極部１３ｙ、２３ｙの径方向内側面１３ｄ，２３ｄに背面補助磁石を設けたり、その両方を設けてもよい。

このように、補助磁石を設けたことにより磁束量が増加するでき、高出力化が可能となるとともに、ディテントトルクが増大し、モータＭの静止状態での保持力を増大することができる。

このとき、極間補助磁石や背面補助磁石を界磁磁石３０と同じ、例えばフェライト焼結磁石で形成したり、界磁磁石３０と異なる磁石（ネオジム磁石、サマリウムコバルト磁石等）で形成したりして実施してもよい。勿論、極間補助磁石と背面補助磁石を互いに異なる磁石で実施してもよい。

なお、極間補助磁石及び背面補助磁石を界磁磁石３０と一体成形してもよい。これによって、部品点数の増加を抑えて組み付けが容易となるとともに、回転時の遠心力による極間補助磁石の脱落の虞がなくなる。

・上記実施形態では、第１及び第２ロータコア１０，２０、並びに、第１及び第２ステータコア４０，５０は、それぞれ一枚の電磁鋼板にて形成したが、複数枚の薄い電磁鋼板を重ね合わせて形成してもよい。これによって、モータＭの低コスト化を図ることができる。

・上記実施形態並びに各変形例は適宜組み合わせてもよい。
次に、上記実施形態及び別例から把握できる技術的思想を以下に追記する。
（付記１）
それぞれコアベースの外周部に周方向に複数の爪状磁極が形成される第１及び第２ステータコア、及び該第１及び第２ステータコア間に設けられるコイル部を有するステータと、
それぞれ略円板状のコアベースの外周部に周方向に複数の爪状磁極が形成される第１及び第２ロータコア、及び該第１及び第２ロータコアに軸方向に挟まれてそれらの爪状磁極を互いに異なる磁極として機能させる界磁磁石を有するロータと、
を有し、
前記ロータは、前記第１及び第２ロータコアの少なくとも一方にフィンを有することを特徴とするモータ。

これにより、ロータが回転させられることで、フィンを有するロータがファンとして用いることができる。また、ロータコアの表面で発生する渦電流損によって熱が生じるため、ロータの回転に伴って発生する風が温風となるため、暖房機能として利用することが可能となる。

（付記２）
付記１に記載のモータであって、
前記ロータは、径方向中心に複数の歯車を有する変速機構が設けられることを特徴とするモータ。

これにより、変速機構によって風量を増加させたり減少させたりすることが可能となる。

２…ロータ、２ａ…Ａ相ロータ、２ｂ…Ｂ相ロータ、３…ステータ、３ａ…Ａ相ステータ、３ｂ…Ｂ相ステータ、１０…第１ロータコア、１１…第１ロータコアベース、１１ａ…外周面、１１ｂ…対向面、１１ｃ…反対向面、１２…貫通穴、１３…第１ロータ側爪状磁極、１３ａ，１３ｂ…周方向端面、１３ｃ…径方向外側面、１３ｄ…径方向内側面、１３ｅ…先端面、１３ｘ…第１ロータ側基部、１３ｙ…第１ロータ側磁極部、２０…第２ロータコア、２１…第２ロータコアベース、２１ａ…外周面、２１ｂ…対向面、２１ｃ…反対向面、２２…貫通穴、２３…第２ロータ側爪状磁極、２３ａ，２３ｂ…周方向端面、２３ｃ…径方向外側面、２３ｄ…径方向内側面、２３ｅ…先端面、２３ｘ…第２ロータ側基部、２３ｙ…第２ロータ側磁極部、３０…界磁磁石、３０ａ，３０ｂ…側面、３２…貫通穴、４０…第１ステータコア、４１…第１ステータコアベース、４１ａ…内周面、４１ｂ…対向面、４１ｃ…反対向面、４２…第１ステータ側円筒外壁、４３…第１ステータ側爪状磁極、４３ａ，４３ｂ…周方向端面、４３ｃ…径方向外側面、４３ｄ…径方向内側面、４３ｅ…先端面、４３ｘ…第１ステータ側基部、４３ｙ…第１ステータ側磁極部、５０…第２ステータコア、５１…第２ステータコアベース、５１ａ…内周面、５１ｂ…対向面、５１ｃ…反対向面、５２…第２ステータ側円筒外壁、５３…第２ステータ側爪状磁極、５３ａ，５３ｂ…周方向端面、５３ｃ…径方向外側面、５３ｄ…径方向内側面、５３ｅ…先端面、５３ｘ…第２ステータ側基部、５３ｙ…第２ステータ側磁極部、６０…コイル部、６１…環状巻線、６２…コイル絶縁層、７０…変速機構、７１…リング歯車、９０…フィン、９１…フィン、Ｍ…モータ。

Claims (5)

1. それぞれコアベースの外周部に周方向に複数の爪状磁極が形成される第１及び第２ステータコア、及び該第１及び第２ステータコア間に設けられるコイル部を有するステータと、
   それぞれ略円板状のコアベースの外周部に周方向に複数の爪状磁極が形成される第１及び第２ロータコア、及び該第１及び第２ロータコアに軸方向に挟まれてそれらの爪状磁極を互いに異なる磁極として機能させる界磁磁石を有するロータと、
   を有し、
   前記ロータは、径方向中心に複数の歯車を有する変速機構が設けられることを特徴とするモータ。
2. 請求項１に記載のモータにおいて、
   前記変速機構は、非磁性体で構成されることを特徴とするモータ。
3. 請求項２に記載のモータにおいて、
   前記変速機構は、樹脂で構成されることを特徴とするモータ。
4. 請求項１又は２に記載のモータにおいて、
   前記変速機構は、遊星歯車機構であり、そのリング歯車は前記界磁磁石に対してインサート成形又は２色成形によって成形されることを特徴とするモータ。
5. 請求項１〜３のいずれか一項に記載のモータにおいて、
   前記ロータは、前記第１及び第２ロータコアの少なくとも一方にフィンを有することを特徴とするモータ。