JP4777822B2 - 埋込磁石型モータ - Google Patents

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。又、上記したような埋込磁石型モータでは、高トルク化を図るほどステータとロータとの間での急激な磁束の流れ（変化）が発生するため、そのことに基づくコギングトルク及びトルクリップルの低減も望まれる。

本発明は、上記問題点を解決するためになされたものであって、その目的は、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、更にコギングトルク及びトルクリップルをも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、前記径方向収容孔及び前記Ｖ字収容孔の径方向外側端部には、前記径方向収容孔及び前記Ｖ字収容孔の他の部分における各周方向中心からの距離が周方向の一方と他方とで異なるように設定された不均等部が、軸方向の他の部分と異なる形状となるように形成されており、前記径方向収容孔及び前記Ｖ字収容孔の径方向外側端部には、前記不均等部と、前記径方向収容孔及び前記Ｖ字収容孔の他の部分における各周方向中心からの距離が周方向の一方と他方とで同じとなるように設定された均等部とが、軸方向に交互に形成され、前記ロータコアは、コアシートが軸方向に積層されてなるものであって、前記コアシートにおける各前記径方向収容孔及び各前記Ｖ字収容孔の径方向外側端部と対応した位置には、前記径方向収容孔及び前記Ｖ字収容孔の他の部分と対応した部分における各周方向中心からの距離が周方向の一方と他方とで異なるように設定された積層前不均等部が周方向に部分的に形成され、前記ロータコアは、前記径方向収容孔及び前記Ｖ字収容孔の径方向外側端部において前記コアシートの積層前の均等部と前記積層前不均等部とが軸方向に交互に形成されるとともに前記積層前不均等部が周方向に均等に配設されるように、前記コアシートが積層されてなる。

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、径方向収容孔及びＶ字収容孔の径方向外側端部には、径方向収容孔及びＶ字収容孔の他の部分における各周方向中心からの距離が周方向の一方と他方とで異なるように設定された不均等部が、軸方向の他の部分と異なる形状となるように形成される。よって、例えば、径方向収容孔及びＶ字収容孔の径方向外側端部が軸方向に同じ形状とされた場合に比べて、ステータとの急激な磁束の流れ（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、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。

また、前記ロータコアを、１種類のコアシートにて容易に且つ周方向にバランス良く形成することができる。
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、前記磁石収容部の径方向内側端部は、前記径方向収容孔内に配設された前記磁石の磁束流出面又は磁束流入面と対向するとともに、前記磁石収容部の径方向内側と前記径方向収容孔との間に形成される内側ブリッジ部の軸方向から見た幅が径方向に沿って一定となるように形成されたことを特徴とする埋込磁石型モータ。

同構成によれば、径方向収容孔内に配設された磁石の磁束流出面又は磁束流入面と、磁石収容部内に配設された磁石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、それら異なる磁石に磁束が向かうこととなり、磁石のＮ極から直ぐに自身のＳ極に向かう漏れ磁束が低減されるとともに、有効磁束が増加する。しかも、磁石収容部の径方向内側と径方向収容孔との間に形成される内側ブリッジ部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のＮ極から直ぐに自身のＳ極に向かう漏れ磁束を更に低減することができる。

請求項３に記載の発明では、請求項１又は２に記載の埋込磁石型モータにおいて、前記Ｖ字収容孔のＶ字を形成する各直線に対応した一対の前記磁石収容部がそれぞれ独立して形成されることで、一対の前記磁石収容部間における径方向外側に径方向に延びる収容部間ブリッジ部が形成された。

同構成によれば、磁石収容部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が収容部間ブリッジ部と繋がるため、（磁石収容部同士を連通する頂部を有するものに比べて）ロータコアの強度が高まり、その変形が防止される。

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、更にコギングトルク及びトルクリップルをも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。

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、図２及び図３に示すように、コアシート１１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。

径方向収容孔８ａの径方向外側端部には、該径方向収容孔８ａの他の部分における周方向中心からの距離が周方向の一方と他方とで異なるように設定された不均等部８ｃが、軸方向の他の部分と異なる形状となるように形成されている。

詳しくは、径方向収容孔８ａにおける径方向外側端部（不均等部８ｃ含む）の全ての部分は、軸方向から見た周方向の幅が径方向収容孔８ａ内に配設される前記磁石９の幅より大きく設定されている。又、径方向収容孔８ａの径方向外側であって不均等部８ｃより径方向内側には、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幅が他の部分より小さくなるように突出した突出部８ｄが形成されている。又、径方向収容孔８ａの径方向外側端部（本実施の形態では不均等部８ｃ及び突出部８ｄ含む）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ている。そして、径方向収容孔８ａの径方向外側端部は、該径方向収容孔８ａの他の部分における周方向中心からの距離が周方向の一方と他方とで異なるように設定された不均等部８ｃと、径方向収容孔８ａの他の部分における周方向中心からの距離が周方向の一方と他方とで同じとなるように設定された均等部８ｅとが、軸方向に交互に形成されている。又、本実施の形態では、径方向収容孔８ａが周方向に４つ形成されるが、軸方向に同一の位置（即ちコアシート１１毎）では、周方向に連続する２つの径方向収容孔８ａに不均等部８ｃが形成されるとともに、周方向に連続する他の２つの径方向収容孔８ａに均等部８ｅが形成されている。尚、本実施の形態では、軸方向に同一の位置（即ちコアシート１１毎）において周方向に連続する２つの不均等部８ｃは、周方向に大きく延びる側が互いに向かい合うように設定されている。

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８ｆと、それら磁石収容部８ｆの径方向外側同士を連通する頂部８ｇとからなる。Ｖ字収容孔８ｂの径方向外側端部（頂部８ｇ）には、該Ｖ字収容孔８ｂの他の部分における周方向中心からの距離が周方向の一方と他方とで異なるように設定された不均等部８ｈが、軸方向の他の部分と異なる形状となるように形成されている。

詳しくは、Ｖ字収容孔８ｂ（磁石収容部８ｆ）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８ｉが形成されている。又、磁石収容部８ｆ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８ｆ（Ｖ字）がなす角度は、約５０度に設定されている。そして、Ｖ字収容孔８ｂの径方向外側端部（頂部８ｇ）は、該Ｖ字収容孔８ｂの他の部分における周方向中心からの距離が周方向の一方と他方とで異なるように設定された不均等部８ｈと、Ｖ字収容孔８ｂの他の部分における周方向中心からの距離が周方向の一方と他方とで同じとなるように設定された均等部８ｊとが、軸方向に交互に形成されている。又、本実施の形態では、Ｖ字収容孔８ｂが周方向に４つ形成されるが、軸方向に同一の位置（即ちコアシート１１毎）では、周方向に連続する２つのＶ字収容孔８ｂに不均等部８ｈが形成されるとともに、周方向に連続する他の２つのＶ字収容孔８ｂに均等部８ｊが形成されている。尚、本実施の形態では、軸方向に同一の位置（即ちコアシート１１毎）において周方向に連続する２つの不均等部８ｈは、周方向に大きく延びる側が互いに外側を向くように設定されている。

又、本実施の形態における磁石収容部８ｆ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、部分拡大図参照）。そして、磁石収容部８ｆ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８ｋ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８ｆ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８ｌが延設されることで実現されている。尚、本実施の形態における磁石収容部８ｆ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（不均等部８ｃ及び均等部８ｅ）とロータコア８の外周面との間に外側ブリッジ部８ｍが形成され、磁石収容部８ｆ（詳しくは頂部８ｇ）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８ｎが形成されることになる。

ここで、図２に示すように、コアシート１１における各径方向収容孔８ａ（図１参照）の径方向外側端部と対応した位置には、径方向収容孔８ａの他の部分と対応した部分における周方向中心からの距離が周方向の一方と他方とで異なるように設定された積層前不均等部１１ａが周方向に部分的（この例では周方向に連続する２つ）に形成されている。又、コアシート１１における各前記径方向収容孔８ａ（図１参照）の径方向外側端部と対応した位置であって、前記積層前不均等部１１ａが形成されない部分には、径方向収容孔８ａの他の部分と対応した部分における周方向中心からの距離が周方向の一方と他方とで同じとなるように設定された積層前均等部１１ｂが形成されている。

又、図２に示すように、コアシート１１における各Ｖ字収容孔８ｂ（図１参照）の径方向外側端部と対応した位置には、Ｖ字収容孔８ｂの他の部分と対応した部分における周方向中心からの距離が周方向の一方と他方とで異なるように設定された積層前不均等部１１ｃが周方向に部分的（この例では周方向に連続する２つ）に形成されている。又、コアシート１１における各Ｖ字収容孔８ｂ（図１参照）の径方向外側端部と対応した位置であって、前記積層前不均等部１１ｃが形成されない部分には、Ｖ字収容孔８ｂの他の部分と対応した部分における周方向中心からの距離が周方向の一方と他方とで同じとなるように設定された積層前均等部１１ｄが形成されている。

そして、ロータコア８は、不均等部８ｃ，８ｈ（及び均等部８ｅ，８ｊ）となる前記積層前不均等部１１ａ，１１ｃ（及び前記積層前均等部１１ｂ，１１ｄ）が周方向に均等に配設されるようにコアシート１１が積層されてなる。本実施の形態では、ロータコア８はコアシート１１が軸中心に１枚ずつ（１８０°）回転されながら積層されてなる（図３参照）。

そして、前記径方向収容孔８ａ内と前記磁石収容部８ｆ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８ｆ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８ｆ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。

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の外周面との間に形成される外側ブリッジ部８ｍ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、径方向収容孔８ａ及びＶ字収容孔８ｂの径方向外側端部には、径方向収容孔８ａ及びＶ字収容孔８ｂの他の部分における各周方向中心からの距離が周方向の一方と他方とで異なるように設定された不均等部８ｃ，８ｈが、軸方向の他の部分と異なる形状となるように形成される。よって、例えば、径方向収容孔及びＶ字収容孔の径方向外側端部が軸方向に同じ形状とされた場合に比べて、ステータ１との急激な磁束の流れ（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４は、実験より得た角度−コギングトルク特性図であって、不均等部８ｃ，８ｈが形成されず径方向収容孔及びＶ字収容孔の径方向外側端部が軸方向に同じ形状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）径方向収容孔８ａにおける径方向外側端部（不均等部８ｃ及び均等部８ｅ）の全ての部分は、軸方向から見た周方向の幅が径方向収容孔８ａ内に配設される前記磁石９の幅より大きく設定されるため、その部分における磁気抵抗が増加し（磁路が遠くなり）、漏れ磁束を更に低減することができる。

（３）磁石収容部８ｆ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、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８ｆ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、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、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８ｆ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８ｋ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８ｋ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）上記のようにコアシート１１を構成して積層することにより、ロータコア８を１種類のコアシート１１にて容易に且つ周方向にバランス良く形成することができる。
（５）ロータコア８は、コアシート１１が軸中心に１枚ずつ回転されながら積層されてなることから、積層前不均等部１１ａ，１１ｃ（不均等部８ｃ，８ｈ）が軸方向に多数並んでしまうといったことが防止されることで、ロータコア８の変形が防止される。即ち、積層前不均等部１１ａ，１１ｃ（不均等部８ｃ，８ｈ）における周方向に大きく延びる部分が軸方向に多数並ぶと軸方向に長い空隙が形成されてロータコア８が部分的に撓み易くなるといった虞があるが、これが防止される。

（６）径方向収容孔８ａの径方向外側端部（本実施の形態では不均等部８ｃ及び突出部８ｄ含む）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。

（７）磁石収容部８ｆ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８ｆ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。

（８）Ｖ字収容孔８ｂにおいて、一対の磁石収容部８ｆの径方向外側同士は頂部８ｇにて連通されるため、該部分において、各磁石収容部８ｆ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。

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、Ｖ字収容孔８ｂは、磁石収容部８ｆの径方向外側同士を連通する頂部８ｇを有するとしたが、これに限定されず、頂部８ｇを有さないように、即ち一対の磁石収容部８ｆが連通せず独立して形成されるようにしてもよい。例えば、図５に示すように、上記実施の形態の頂部８ｇ（図１参照）が磁石収容部８ｆ同士を連通しないように分断された形状であって、一対の磁石収容部８ｆがそれぞれ独立して形成されることで、一対の磁石収容部８ｆ間における径方向外側に径方向に延びる収容部間ブリッジ部２１が形成されるようにしてもよい。このようにすると、磁石収容部８ｆとロータコア８の外周面との間に形成される前記外側ブリッジ部８ｎが収容部間ブリッジ部２１と繋がるため、（磁石収容部８ｆ同士を連通する頂部８ｇを有するものに比べて）ロータコア８の強度が高まり、その変形が防止される。

・上記実施の形態では、径方向収容孔８ａにおける径方向外側端部（不均等部８ｃ及び均等部８ｅ）の全ての部分は、軸方向から見た周方向の幅が径方向収容孔８ａ内に配設される磁石９の幅より大きく設定されるとしたが、径方向外側端部（不均等部８ｃ及び均等部８ｅ）の少なくとも一部が前記磁石９の幅より大きく設定されるようにしてもよい。例えば、不均等部８ｃのみが前記磁石９の幅より大きく設定されるようにしてもよい。又、径方向外側端部（不均等部８ｃ及び均等部８ｅ）の全ての部分が、前記磁石９の幅以下となるように設定してもよい。

・上記実施の形態では、磁石収容部８ｆ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８ｋ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８ｋ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８ｌを形成しなくてもよい。

・上記実施の形態では、磁石収容部８ｆ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８ｆ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、ロータコア８は、コアシート１１が軸中心に１枚ずつ回転されながら積層されてなるとしたが、これに限定されず、他の方法（構造）で略同様のロータコアを構成してもよい。例えば、コアシート１１を、複数枚毎に回転させながら積層してもよい。このようにすると、コアシート１１を回転させる回数が減るため、その製造が容易となる。又、積層前不均等部（不均等部）を周方向に均等に配設することができれば、コアシートを表裏に反転させながら積層してロータコアを構成してもよい。この場合も、コアシートを１枚ずつ表裏に反転させて積層してもよいし、コアシートを複数枚毎に表裏に反転させて積層してもよい。又、このような場合、積層していく過程の途中で表裏に反転させる必要はなく、予め表向きにしておいたコアシート群と予め裏向きにしておいたコアシート群とからコアシートを（１枚ずつ又は複数枚毎に）交互に積層するようにしてもよい。このようにすると、コアシートを軸中心に回転させる必要がない（細かい回転角度の制御が必要ない）ため、その製造が容易となる。尚、勿論、コアシート１１の数（図３では４枚）は、変更してもよい。

・上記実施の形態では、１種類のコアシート１１にてロータコア８を構成したが、これに限定されず、複数種類のコアシートにてロータコアを構成してもよい。例えば、コアシートを、前記積層前不均等部１１ａ，１１ｃのみが形成された（前記積層前均等部１１ｂ，１１ｄが形成されていない）ものと、前記積層前均等部１１ｂ，１１ｄのみが形成された（前記積層前不均等部１１ａ，１１ｃが形成されていない）ものとの２種類とし、それらを積層してロータコアを構成してもよい。又、例えば、図６に示すように、前記収容部間ブリッジ部２１（図５参照）が形成されるものにおいて、コアシートを、前記積層前不均等部１１ａ，１１ｃのみが形成された（前記積層前均等部１１ｂ，１１ｄが形成されていない）コアシート３１と、前記積層前均等部１１ｂ，１１ｄのみが形成された（前記積層前不均等部１１ａ，１１ｃが形成されていない）コアシート３２との２種類とし、それらを積層してロータコアを構成してもよい。又、この例（図６）では、コアシート３１，３２の数の比率が３対１（図６では３枚対１枚であるが例えば６枚対２枚でも同じ）とされているが、この比率を他の比率（例えば１対１や３対２や９対１等）に変更してもよい。このようにすると、前記比率を変更することで、前記不均等部８ｃ，８ｈ（均等部８ｅ，８ｊ）の軸方向における割合（断面積）を容易に（自由に）選択することができる。尚、前記割合に応じてトルク−トルクリップル特性が異なるため、例えば、不均等部８ｃ，８ｈの軸方向における割合、即ち前記コアシート３１の割合を増やすことで、低トルク時のトルクリップルを大幅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の径方向外側端部（不均等部８ｃ及び突出部８ｄ含む）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。

例えば、径方向収容孔の径方向外側端部を除く部分を、軸方向から見てその幅が径方向外側に向かうほど狭い台形形状とし、その径方向収容孔に配設される磁石を、軸方向から見てその幅が径方向外側に向かうほど狭くその径方向外側端部の幅が前記径方向収容孔の台形形状の径方向外側端部の幅より大きい台形形状としてもよい。このようにすると、径方向収容孔に配設される磁石は、ロータの回転時の遠心力によって径方向外側に向かう力であって径方向収容孔の内壁面に押し付けられる力を受ける。よって、磁石とロータコアとのギャップを安定して小さくすることができ、ひいては安定して高トルク化を図ることができる。

又、例えば、径方向収容孔の径方向外側端部を除く部分を、軸方向から見てその幅が径方向外側に向かうほど広い台形形状とし、その径方向収容孔に配設される磁石を、軸方向から見てその幅が径方向外側に向かうほど広くその径方向内側端部の幅が前記径方向収容孔の台形形状の径方向内側端部の幅より大きい台形形状としてもよい。このようにすると、径方向外側端部における不均等部の形状に関わらず、磁石のＮ極から直ぐに自身のＳ極に向かう磁路を遠くできるので、漏れ磁束を低減することができる。又、これらの例の径方向収容孔には、磁石を軸方向から見た幅が狭い方向に付勢するための非磁性部品を配設してもよい。

・上記実施の形態では、磁石収容部８ｆ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８ｆ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。

例えば、図７に示すように、Ｖ字収容孔４１における一対の磁石収容部４１ａを、軸方向から見てそれら中央が互いに近づく方向に湾曲した形状とし、該磁石収容部４１ａに配設される磁石４２を同様に（磁石収容部４１ａに収容されるように）湾曲した形状としてもよい。これらのようにすると、略直方体形状の磁石に比べて磁石を多く使用でき、更に高トルク化を図ることができる。尚、この例（図７）では、径方向に延びて磁石４３を収容する径方向収容孔４４の径方向外側端部における不均等部４４ａのみが磁石４３の周方向（短手方向）の幅より大きく設定されている。又、勿論、例えば、Ｖ字収容孔における一対の磁石収容部及び磁石収容部に配設される一対の磁石を、軸方向から見てそれら中央が互いに離間する方向に湾曲した形状としてもよい。

・上記実施の形態では、径方向収容孔８ａ及びＶ字収容孔８ｂの径方向外側端部は、不均等部８ｃ，８ｈと均等部８ｅ，８ｊとが軸方向に交互に形成されるとしたが、少なくとも１種類の不均等部が、軸方向の他の部分と異なる形状となるように形成されれば、他の構成に変更してもよい。例えば、径方向収容孔及びＶ字収容孔の径方向外側端部を、（周方向の幅の異なる）２種類の不均等部と均等部とから形成してもよい。又、例えば、径方向収容孔及びＶ字収容孔の径方向外側端部を、（周方向の幅の異なる）２種類の不均等部から形成してもよい。

・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、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。
上記各実施の形態から把握できる技術的思想について、以下にその効果とともに記載する。

（イ）前記ロータコアは、前記コアシートが軸中心に１枚ずつ回転されながら積層されてなることを特徴とする。

同構成によれば、積層前不均等部が軸方向に多数並んでしまうといったことが防止されることで、ロータコアの変形が防止される。即ち、積層前不均等部における周方向に大きく延びる部分が軸方向に多数並ぶと軸方向に長い空隙が形成されてロータコアが部分的に撓み易くなるといった虞があるが、これが防止される。

（ロ）前記ロータコアは、前記コアシートが軸中心に複数枚毎に回転されながら積層されてなることを特徴とする。

同構成によれば、コアシートを回転させる回数が減るため、その製造が容易となる。
（ハ）前記コアシートが表裏に反転されながら積層されてなることを特徴とする。

同構成によれば、コアシートを軸中心に回転させる必要がないため、その製造が容易となる。
（ニ）前記ロータコアは、コアシートが軸方向に積層されてなるものであって、前記コアシートは、前記径方向収容孔の前記不均等部と対応した位置に前記径方向収容孔の他の部分と対応した部分における各周方向中心からの距離が周方向の一方と他方とで異なるように設定された積層前不均等部が形成されたものと、前記径方向収容孔の前記不均等部と対応した位置に前記径方向収容孔の他の部分と対応した部分における各周方向中心からの距離が周方向の一方と他方とで同じとなるように設定された積層前均等部が形成されたものとの少なくとも２種類を有することを特徴とする。

同構成によれば、埋込磁石型モータにおけるロータコアを、複数種類のコアシートにて容易に得ることができる。又、同構成によれば、異なるコアシートの数の比率を変更することで、不均等部（均等部）の軸方向における割合（断面積）を容易に（自由に）選択することができる。

（ホ）前記径方向収容孔の前記径方向外側端部を除く部分は、軸方向から見てその幅が径方向に一定とされ、前記径方向収容孔内に配設される前記磁石は、略直方体形状とされたことを特徴とする。

同構成によれば、磁石は、略直方体形状とされるため、例えば、軸方向から見て台形形状の磁石に比べて、簡単な形状となる。
（ヘ）前記径方向収容孔の前記径方向外側端部を除く部分は、軸方向から見てその幅が径方向外側に向かうほど狭い台形形状とされ、前記径方向収容孔に配設される前記磁石は、軸方向から見てその幅が径方向外側に向かうほど狭く、その径方向外側端部の幅が前記径方向収容孔の台形形状の径方向外側端部の幅より大きい台形形状とされたことを特徴とする。

同構成によれば、径方向収容孔に配設される磁石は、ロータの回転時の遠心力によって径方向外側に向かう力であって径方向収容孔の内壁面に押し付けられる力を受ける。よって、磁石とロータコアとのギャップを安定して小さくすることができ、ひいては安定して高トルク化を図ることができる。

（ト）前記径方向収容孔の前記径方向外側端部を除く部分は、軸方向から見てその幅が径方向外側に向かうほど広い台形形状とされ、前記径方向収容孔に配設される前記磁石は、軸方向から見てその幅が径方向外側に向かうほど広く、その径方向内側端部の幅が前記径方向収容孔の台形形状の径方向内側端部の幅より大きい台形形状とされたことを特徴とする。

同構成によれば、径方向収容孔における不均等部の形状に関わらず、磁石のＮ極から直ぐに自身のＳ極に向かう磁路を遠くできるので、漏れ磁束を低減することができる。
（チ）前記磁石収容部は、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、前記磁石収容部内に配設される前記磁石は、略直方体形状とされたことを特徴とする。

同構成によれば、磁石は、略直方体形状とされるため、例えば、軸方向から見て湾曲した形状の磁石に比べて、簡単な形状となる。
（リ）前記磁石収容部は、軸方向から見て湾曲した形状とされ、前記磁石収容部内に配設される前記磁石は、該磁石収容部に沿って湾曲した形状とされたことを特徴とする。

同構成によれば、磁石は湾曲した形状とされるため、略直方体形状の磁石に比べて磁石を多く使用でき、更に高トルク化を図ることができる。
（ヌ）前記Ｖ字収容孔は、前記磁石収容部の径方向外側同士を連通する頂部を有したことを特徴とする。

同構成によれば、磁石収容部の径方向外側同士は頂部にて連通されるため、該部分において、各磁石収容部内に配設される磁石の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。

（ル）前記径方向収容孔における前記不均等部を含む径方向外側端部の全ての部分は、軸方向から見た周方向の幅が前記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ことを特徴とする。

同構成によれば、径方向収容孔における不均等部を含む径方向外側端部の全ての部分は、軸方向から見た周方向の幅が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るため、その部分における磁気抵抗が増加し（磁路が遠くなり）、漏れ磁束を更に低減することができる。

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コアシートの平面図。 本実施の形態におけるロータコアの分解斜視図。 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。 別例におけるロータコアの分解斜視図。 別例におけるロータの平面図。

符号の説明

２…ロータ、８…ロータコア、８ａ，４４…径方向収容孔、８ｂ，４１…Ｖ字収容孔、８ｃ，８ｈ，４４ａ…不均等部、８ｆ，４１ａ…磁石収容部、８ｋ…内側ブリッジ部、９，１０，４２，４３……磁石、１１…コアシート、１１ａ，１１ｃ…積層前不均等部、２１…収容部間ブリッジ部。

Claims (3)

1. 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、
   前記径方向収容孔及び前記Ｖ字収容孔の径方向外側端部には、前記径方向収容孔及び前記Ｖ字収容孔の他の部分における各周方向中心からの距離が周方向の一方と他方とで異なるように設定された不均等部が、軸方向の他の部分と異なる形状となるように形成されており、前記径方向収容孔及び前記Ｖ字収容孔の径方向外側端部には、前記不均等部と、前記径方向収容孔及び前記Ｖ字収容孔の他の部分における各周方向中心からの距離が周方向の一方と他方とで同じとなるように設定された均等部とが、軸方向に交互に形成され、
   前記ロータコアは、コアシートが軸方向に積層されてなるものであって、
   前記コアシートにおける各前記径方向収容孔及び各前記Ｖ字収容孔の径方向外側端部と対応した位置には、前記径方向収容孔及び前記Ｖ字収容孔の他の部分と対応した部分における各周方向中心からの距離が周方向の一方と他方とで異なるように設定された積層前不均等部が周方向に部分的に形成され、
   前記ロータコアは、前記径方向収容孔及び前記Ｖ字収容孔の径方向外側端部において前記コアシートの積層前の均等部と前記積層前不均等部とが軸方向に交互に形成されるとともに前記積層前不均等部が周方向に均等に配設されるように、前記コアシートが積層されてなることを特徴とする埋込磁石型モータ。
2. 請求項１に記載の埋込磁石型モータにおいて、
   前記磁石収容部の径方向内側端部は、前記径方向収容孔内に配設された前記磁石の磁束流出面又は磁束流入面と対向するとともに、前記磁石収容部の径方向内側と前記径方向収容孔との間に形成される内側ブリッジ部の軸方向から見た幅が径方向に沿って一定となるように形成されたことを特徴とする埋込磁石型モータ。
3. 請求項１又は２に記載の埋込磁石型モータにおいて、
   前記Ｖ字収容孔のＶ字を形成する各直線に対応した一対の前記磁石収容部がそれぞれ独立して形成されることで、一対の前記磁石収容部間における径方向外側に径方向に延びる収容部間ブリッジ部が形成されたことを特徴とする埋込磁石型モータ。

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