JP6040104B2 - ロータ及びモータ - Google Patents

Description

本発明は、ロータ及びモータに関するものである。

モータに使用されるロータとしては、例えば特許文献１に開示されるように、周方向に複数の爪状磁極をそれぞれ有して組み合わされるロータコアを備え、それらの間に界磁磁石を配置して各爪状磁極を交互に異なる磁極に機能させる所謂永久磁石界磁のランデル型構造のロータがある。このようなロータでは、回転軸に固定されるコアベース（文献では円盤部）の外周部から爪状磁極が径方向外側に突出されるとともに軸方向に延出形成されている。

実開平５−４３７４９号公報

ところで、上記のようなランデル型構造のロータの製造方法において、鋼板材からロータコアをプレスで打ち抜いた後、爪状磁極を屈曲成形する方法が考えられるが、この場合、屈曲前の爪状磁極が径方向外側に長く延びた形状に打ち抜かれるため、爪状磁極間で材料の無駄が生じて歩留まりが低下する問題がある。また、この歩留まりの問題は、上記のようなランデル型構造のロータを軸方向に多段に配列して構成した場合には更に顕著となる。

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、歩留まりを向上させることが可能なロータ及びモータを提供することにある。

上記課題を解決するロータは、周方向に複数の爪状磁極をそれぞれ有して組み合わされる一対のロータコアの間に界磁磁石を配置して前記各爪状磁極を交互に異なる磁極に機能させる単一ロータが周方向にずれた状態で軸方向に多段に配列されたロータであって、各単一ロータの前記ロータコアは、前記界磁磁石を軸方向に挟む第１及び第２コアベースと、該第１及び第２コアベースの周方向に交互に設けられた第１及び第２爪状磁極とを有し、前記第１及び第２コアベースとは別体で構成された前記第１及び第２爪状磁極が該第１及び第２コアベースに対して固定されて構成されており、前記単一ロータの各第１及び第２爪状磁極は、該各第１及び第２爪状磁極の軸方向に隣り合う単一ロータの第１及び第２爪状磁極の両方と一体に繋がっており、前記各単一ロータの前記第１及び第２コアベースはそれぞれ、周方向に複数の突出部を有し、該第１コアベースの突出部は該突出部と径方向に対向する第１爪状磁極と当接しているとともに該第２コアベースの突出部は該突出部と径方向に対向する第２爪状磁極と当接しており、前記各単一ロータの前記第１及び第２コアベースの突出部と、該単一ロータの軸方向に隣り合う単一ロータの前記第１及び第２コアベースの突出部とは、周方向にずれた状態で配置されている。

この構成によれば、コアベースと爪状磁極とを個別で成形することが可能となるため、コアベースと爪状磁極とを一体成形する場合に生じる爪状磁極間の材料の無駄を少なく抑えることが可能となり、歩留まりが向上される。また、軸方向に隣り合う単一ロータ間の前記爪状磁極同士が一体に繋がっているため、部品点数の増加を抑えることができ、その結果、部品管理の点で有利である。

上記ロータにおいて、前記各単一ロータの各爪状磁極は、一体の環状部材を構成していることが好ましい。
この構成によれば、各爪状磁極が一体に構成されるため、部品点数を低減することができる。

上記ロータにおいて、前記環状部材に対して前記コアベース及び前記界磁磁石よりなる中心部材が圧入固定されていることが好ましい。
この構成によれば、各爪状磁極よりなる環状部材と、コアベース及び環状部材よりなる中心部材とを容易に固定することが可能となる。

上記ロータにおいて、前記環状部材は、１枚の鋼板材から形成されていることが好ましい。
この構成によれば、鋼板材の所定部位を肉抜きし、環状に丸めることで爪状磁極を有する環状部材を形成することができ、成形が容易となる。

上記課題を解決するモータは、上記のロータと、複数の前記単一ロータとそれぞれ対応する複数の単一ステータが軸方向に多段に配列されたステータとを備えるモータである。
この構成によれば、歩留まりが向上され、かつ、部品点数の増加が抑えられたモータを提供することができる。

本発明のロータ及びモータによれば、歩留まりを向上させることが可能となる。

実施形態のモータの斜視図である。 同形態のロータの斜視図である。 同形態のロータの側面図である。 同形態のロータの分解斜視図である。 同形態の単一ロータ（Ｕ相ロータ）及び単一ステータ（Ｕ相ステータ）の平面図である。 図５におけるＡ−Ｂ−Ｃ線組合せ断面図である。 同形態のロータの斜視図である。 同形態のステータの斜視図である。 同形態のステータの断面図である。 同形態の単一ステータの斜視図である。 同形態の単一ステータの分解斜視図である。 別例のロータの斜視図である。 別例の外周部材の斜視図である。 別例の外周部材の斜視図である。

以下、モータの一実施形態について説明する。
図１に示すように、本実施形態のモータＭは、回転軸（図示せず）に固着されたロータ１０と、ロータ１０の外側に配置された環状のステータ２０とを備えている。

［ロータの構成］
図２、図３及び図４に示すように、ロータ１０は、軸方向に配列されたＵ相ロータ１０ｕ、Ｖ相ロータ１０ｖ及びＷ相ロータ１０ｗ（３相の単一ロータ）から構成されている。Ｕ相ロータ１０ｕは、Ｕ相ロータコア１１ｕと界磁磁石１２ｕとからなり、Ｖ相ロータ１０ｖは、Ｖ相ロータコア１１ｖと界磁磁石１２ｖとからなり、Ｗ相ロータ１０ｗは、Ｗ相ロータコア１１ｗと界磁磁石１２ｗとからなる。

Ｕ相ロータコア１１ｕは、界磁磁石１２ｕを軸方向に挟む略円盤状の第１及び第２コアベース１３ｕ，１４ｕと、その各コアベース１３ｕ，１４ｕの外周に周方向に交互に設けられた複数の第１及び第２爪状磁極１５ｕ，１６ｕとから構成されている。同様に、Ｖ相ロータコア１１ｖは、界磁磁石１２ｖを軸方向に挟む略円盤状の第１及び第２コアベース１３ｖ，１４ｖと、その各コアベース１３ｖ，１４ｖの外周に周方向交互に設けられた第１及び第２爪状磁極１５ｖ，１６ｖとから構成されている。また同様に、Ｗ相ロータコア１１ｗは、界磁磁石１２ｗを軸方向に挟む略円盤状の第１及び第２コアベース１３ｗ，１４ｗと、その各コアベース１３ｗ，１４ｗの外周に周方向交互に設けられた第１及び第２爪状磁極１５ｗ，１６ｗとから構成されている。

図４に示すように、Ｕ相ロータコア１１ｕの各コアベース１３ｕ，１４ｕの径中心には、前記回転軸が固定される固定孔１７が形成されている。また、各コアベース１３ｕ，１４ｕの外周縁には、径方向外側に突出する複数（本実施形態では１２個）の突出部１８が周方向等間隔に形成されている。第１コアベース１３ｕの突出部１８と第２コアベース１４ｕの突出部１８とは、周方向に交互に位置するように構成されている。

第１及び第２コアベース１３ｕ，１４ｕに挟まれた界磁磁石１２ｕは、円環板状の例えばフェライト磁石よりなる。界磁磁石１２ｕは、軸方向に磁化されていて、第１コアベース１３ｕ側がＮ極、第２コアベース１４ｕ側がＳ極となるように磁化されている。

Ｖ相ロータ１０ｖの各コアベース１３ｖ，１４ｖ及び界磁磁石１２ｖは、形状としてはＵ相ロータ１０ｕの各コアベース１３ｕ，１４ｕ及び界磁磁石１２ｕと同様の構成を有している。そして、Ｕ相ロータコア１１ｕとＶ相ロータコア１１ｖとは、それらの第２コアベース１４ｕ，１４ｖ同士が当接するように軸方向に積層されている。

また、Ｗ相ロータ１０ｗの各コアベース１３ｗ，１４ｗ及び界磁磁石１２ｗも、形状としてはＵ相ロータ１０ｕの各コアベース１３ｕ，１４ｕ及び界磁磁石１２ｕと同様の構成を有している。そして、Ｖ相ロータコア１１ｖとＷ相ロータコア１１ｗとは、それらの第１コアベース１３ｖ，１３ｗ同士が当接するように軸方向に積層されている。

また、Ｕ相ロータ１０ｕ及びＷ相ロータ１０ｗの界磁磁石１２ｕ，１２ｗは、磁化方向が同じ（図４において上方向）であり、Ｖ相ロータ１０ｖの界磁磁石１２ｖの磁化方向は、Ｕ相及びＷ相の界磁磁石１２ｕ，１２ｗの磁化方向とは反対に設定されている。つまり、各相のロータ１０ｕ，１０ｖ，１０ｗにおいて、各界磁磁石１２ｕ，１２ｖ，１２ｗの第１コアベース１３ｕ，１３ｖ，１３ｗ側がＮ極、第２コアベース１４ｕ，１４ｖ，１４ｗ側がＳ極となるように構成されている。

本実施形態のロータ１０において、軸方向に積層された各相の第１コアベース１３ｕ，１３ｖ，１３ｗ、第２コアベース１４ｕ，１４ｖ，１４ｗ及び界磁磁石１２ｕ，１２ｖ，１２ｗよりなる一体部品を中心部材Ｘ１として、その中心部材Ｘ１の外周には、略円筒状の外周部材Ｘ２（環状部材）が固定されている。外周部材Ｘ２は、一体成形された各相の爪状磁極１５ｕ，１５ｖ，１５ｗ，１６ｕ，１６ｖ，１６ｗから構成されている。なお、外周部材Ｘ２は、電磁鋼板の所定箇所（各爪状磁極１５ｕ〜１５ｗ，１６ｕ〜１６ｗの周方向間の部位）を肉抜きした後、円環状に丸めて成形されたものである。

各相の第１爪状磁極１５ｕ，１５ｖ，１５ｗと第２爪状磁極１６ｕ，１６ｖ，１６ｗは、互いに交互にかつ周方向等間隔に配置されている。なお、本実施形態では、各相の第１爪状磁極１５ｕ，１５ｖ，１５ｗと第２爪状磁極１６ｕ，１６ｖ，１６ｗはそれぞれ１２個（前記突出部１８と同数）設けられている。また、Ｕ相の第１及び第２爪状磁極１５ｕ，１６ｕ、Ｖ相の第１及び第２爪状磁極１５ｖ，１６ｖ及びＷ相の第１及び第２爪状磁極１５ｗ，１６ｗは、Ｕ相、Ｖ相及びＷ相の順で軸方向に配列されている。また、本実施形態では、各爪状磁極１５ｕ〜１５ｗ，１６ｕ〜１６ｗは全て同形状をなし、径方向視で矩形状に形成されている。

図３及び図４に示すように、爪状磁極１５ｕ〜１５ｗ，１６ｕ〜１６ｗは、各相間で反時計回り方向に６０度（電気角）ずつずらして形成されている。詳述すると、Ｖ相の各爪状磁極１５ｖ，１６ｖは、Ｕ相の各爪状磁極１５ｕ，１６ｕに対し反時計回り方向に電気角で６０度（機械角で５度）位相をずらして形成され、Ｗ相の各爪状磁極１５ｗ，１６ｗは、そのＶ相の各爪状磁極１５ｖ，１６ｖに対して反時計回り方向に電気角で６０度位相をずらして形成されている。

各相の第１爪状磁極１５ｕ，１５ｖ，１５ｗ及び第２爪状磁極１６ｕ，１６ｖ，１６ｗは、上述のように１枚の電磁鋼板から一体形成されるものであり、所定箇所において各爪状磁極１５ｕ〜１５ｗ，１６ｕ〜１６ｗは一体に繋がっている。詳述すると、Ｕ相の各爪状磁極１５ｕ，１６ｕは、下段に位置する第１及び第２爪状磁極１５ｖ，１６ｖ（Ｖ相）と繋がっている。また、Ｗ相の各爪状磁極１５ｗ，１６ｗは、上段に位置する第１及び第２爪状磁極１５ｖ，１６ｖ（Ｖ相）と繋がっている。つまり、各爪状磁極１５ｕ〜１５ｗ，１６ｕ〜１６ｗは、軸方向に隣り合う相の第１及び第２爪状磁極の両方と一体に繋がっている。

図２及び図４に示すように、上記のように構成された外周部材Ｘ２に対して、各相のコアベース１３ｕ〜１３ｗ，１４ｕ〜１４ｗ及び界磁磁石１２ｕ，１２ｖ，１２ｗよりなる中心部材Ｘ１が圧入固定されている。

Ｕ相の各爪状磁極１５ｕ，１６ｕの軸方向長さは、Ｕ相の第１コアベース１３ｕの反磁石側端面から第２コアベース１４ｕの反磁石側端面（Ｖ相の第２コアベース１４ｖと当接する面）までの長さと等しく形成されている。同様に、Ｖ相の第１及び第２爪状磁極１５ｖ，１６ｖの軸方向長さは、Ｖ相の第２コアベース１４ｖの反磁石側端面（Ｕ相の第２コアベース１４ｕと当接する面）から第１コアベース１３ｖの反磁石側端面（Ｗ相の第１コアベース１３ｗと当接する面）までの長さと等しく形成されている。また同様に、Ｗ相のＷ相の第１及び第２爪状磁極１５ｗ，１６ｗの軸方向長さは、Ｗ相の第１コアベース１３ｗの反磁石側端面（Ｖ相の第１コアベース１３ｖと当接する面）から第２コアベース１４ｗの反磁石側端面までの長さと等しく形成されている。

ここで、図５及び図６には、１相分のロータ及びステータとしてＵ相ロータ１０ｕ及びＵ相ステータ２０ｕを例にとって図示している。同図に示すように、Ｕ相ロータ１０ｕにおいて、第１コアベース１３ｕの各突出部１８は、各第１爪状磁極１５ｕの軸方向一端（図２において上端）の内周面と径方向に当接し、第２コアベース１４ｕの各突出部１８は、各第２爪状磁極１６ｕの軸方向他端（図２において下端）の内周面と径方向に当接している。また、各第１爪状磁極１５ｕは第２コアベース１４ｕとは離間され、各第２爪状磁極１６ｕは第１コアベース１３ｕとは離間されている。

Ｖ相及びＷ相ロータ１０ｖ，１０ｗにおいても同様に、第１コアベース１３ｖ，１３ｗの各突出部１８は、それぞれ対応する第１爪状磁極１５ｖ，１５ｗと当接し、第２コアベース１４ｖ，１４ｗの各突出部１８は、それぞれ対応する第２爪状磁極１６ｖ，１６ｗと当接している。なお、各突出部１８の周方向幅は、各爪状磁極１５ｕ〜１５ｗ，１６ｕ〜１６ｗの周方向幅と等しく形成されている。

上記のように構成された各相のロータ１０ｕ，１０ｖ，１０ｗでは、界磁磁石１２ｕ，１２ｖ，１２ｗのＮ極側が第１コアベース１３ｕ，１３ｖ，１３ｗを介して第１爪状磁極１５ｕ，１５ｖ，１５ｗとそれぞれ磁気的に繋がっている。そして、界磁磁石１２ｕ，１２ｖ，１２ｗのＳ極側が第２コアベース１４ｕ，１４ｖ，１４ｗを介して第２爪状磁極１６ｕ，１６ｖ，１６ｗとそれぞれ磁気的に繋がっている。

これにより、図７に示すように、第１爪状磁極１５ｕ，１５ｖ，１５ｗはＮ極として機能し、第２爪状磁極１６ｕ，１６ｖ，１６ｗはＳ極として機能する。なお、図７には、Ｎ極側の第１コアベース１３ｕ，１３ｖ，１３ｗ及び第１爪状磁極１５ｕ，１５ｖ，１５ｗを薄いドットハッチングで示し、Ｓ極側の第２コアベース１４ｕ，１４ｖ，１４ｗ及び第２爪状磁極１６ｕ，１６ｖ，１６ｗを濃いドットハッチングで示している。つまり、各相のロータ１０ｕ，１０ｖ，１０ｗは、それぞれ界磁磁石１２ｕ，１２ｖ，１２ｗを用いた２４極の所謂ランデル型構造のロータとなる。

なお、外周部材Ｘ２の各爪状磁極１５ｕ〜１５ｗ，１６ｕ〜１６ｗにおいて、異極同士で繋がる連結部位（つまり、第１爪状磁極１５ｕ〜１５ｗと第２爪状磁極１６ｕ〜１６ｗとが繋がる連結部位）の幅は、同極同士で繋がる連結部位（つまり、第１爪状磁極１５ｕ〜１５ｗ同士及び第２爪状磁極１６ｕ〜１６ｗ同士で繋がる連結部位）の幅よりも狭く形成されている。

［ステータの構成］
図８及び図９に示すように、ロータ１０の径方向外側に配置されたステータ２０は、Ｕ相ステータ２０ｕ、Ｖ相ステータ２０ｖ、Ｗ相ステータ２０ｗの３つから構成されている。各相のステータ２０ｕ，２０ｖ，２０ｗは、径方向において対応するＵ相ロータ１０ｕ、Ｖ相ロータ１０ｖ、Ｗ相ロータ１０ｗとそれぞれ対向するように軸線方向に順番に積層することに構成されている。

図１０及び図１１に示すように、各相のステータ２０ｕ，２０ｖ，２０ｗは、同じ構成であって、第１及び第２ステータコア２１，２２とコイル部２３から構成されている。
図１１に示すように、第１ステータコア２１は、円環板状の第１ステータコアベース２４を有し、その第１ステータコアベース２４の外周部には、円筒状の円筒壁２４ｃが軸方向第２ステータコア２２側に向かって延出形成されている。また、第１ステータコアベース２４の内周部には、１２個の第１ステータ側爪状磁極２５が軸方向第２ステータコア２２側に向かって等間隔に延出形成されている。

第１ステータ側爪状磁極２５の周方向端面２５ａ，２５ｂは、平坦面であって、第１ステータ側爪状磁極２５は軸直交方向断面が扇形状に形成されている。
各第１ステータ側爪状磁極２５の周方向の角度、即ち、周方向端面２５ａ，２５ｂ間が回転軸（図示せず）の中心軸線となす角度は、隣り合う第１ステータ側爪状磁極２５と第１ステータ側爪状磁極２５の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２２は、第１ステータコアベース２４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２６を有している。その第２ステータコアベース２６は、その外周部が第１ステータコア２１に形成した円筒壁２４ｃの環状の先端面と当接するようになっている。

また、第２ステータコアベース２６の内周部には、等間隔に１２個の第２ステータ側爪状磁極２７が第１ステータコア２１側に等間隔に延出形成されている。
第２ステータ側爪状磁極２７の周方向端面２７ａ，２７ｂは、平坦面であって、第２ステータ側爪状磁極２７は軸直交方向断面が扇形状に形成されている。

各第２ステータ側爪状磁極２７の周方向の角度、即ち、周方向端面２７ａ，２７ｂ間が回転軸（図示せず）の中心軸線となす角度は、隣り合う第２ステータ側爪状磁極２７と第２ステータ側爪状磁極２７の間の隙間の角度より小さく設定されている。

つまり、第２ステータコア２２の形状は、第１ステータコア２１についてその円筒壁２４ｃを省略したときの形状と同一形状となる。
そして、第２ステータコア２２は、第１ステータコア２１に対して、第２ステータコア２２の第２ステータ側爪状磁極２７が、軸方向から見てそれぞれ第１ステータコア２１の第１ステータ側爪状磁極２５間に位置するように配置固定されるようになっている。

なお、第２ステータコア２２は、第１ステータコア２１と第２ステータコア２２との軸方向の間にコイル部２３が配置されるように、第１ステータコア２１に対して組み付けられる。

詳述すると、図６及び図１１に示すように、コイル部２３は、第１ステータコアベース２４の第２ステータコアベース２６側の面（対向面２４ａ）と第２ステータコアベース２６の第１ステータコアベース２４側の面（対向面２６ａ）の間に挟持される。

このとき、第１ステータ側爪状磁極２５の一方の周方向の端面２５ａと第２ステータ側爪状磁極２７の他方の周方向の端面２７ｂとが、軸方向に沿って平行をなすように形成されるため、両端面２５ａ，２７ｂ間の間隙が軸方向に沿って略直線状をなすように形成されている。また、第１ステータ側爪状磁極２５の他方の周方向の端面２５ｂと第２ステータ側爪状磁極２７の一方の周方向の端面２７ａとが、軸方向に沿って平行をなすように形成されるため、両端面２５ｂ，２７ａ間の間隙が軸方向に沿って略直線状をなすように形成されている。

図６に示すように、コイル部２３は環状巻線２８を有し、その環状巻線２８が、円環状のコイルボビン２９に内装されている。コイルボビン２９は、径方向内側が開口したコ字状の断面形状に形成されている。コイルボビン２９の外径は第１ステータコア２１の円筒壁２４ｃの内径と略同一に形成され、コイルボビン２９の径方向外周面が円筒壁２４ｃの内周面に当接するように配設されている。コイルボビン２９の内径は第１ステータ側爪状磁極２５（第２ステータ側爪状磁極２７）の外径と略同一に形成され、コイルボビン２９の径方向内側先端面が第１ステータ側爪状磁極２５及び第２ステータ側爪状磁極２７の外側面に当接するように配設されている。

また、コイルボビン２９の軸方向であって第１ステータコア２１側の外側面は、第１ステータコアベース２４の対向面２４ａに当接し、コイルボビン２９の軸方向であって第２ステータコア２２側の外側面は、第２ステータコアベース２６の対向面２６ａに当接するようになっている。

コイルボビン２９の厚さ（軸方向の長さ）は、第１ステータ側爪状磁極２５（第２ステータ側爪状磁極２７）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、第１ステータコア２１と第２ステータコア２２との間に、環状巻線２８を内装したコイルボビン２９を配置する。このとき、第１ステータ側爪状磁極２５の先端面２５ｃと第２ステータコアベース２６の反対向面２６ｂが面一になるとともに、第２ステータ側爪状磁極２７の先端面２７ｃと第１ステータコアベース２４の反対向面２４ｂとが面一になるようにしている。なお、第１ステータ側爪状磁極２５及び第２ステータ側爪状磁極２７の軸方向の長さは、各相のロータ１０ｕ，１０ｖ，１０ｗの第１爪状磁極１５ｕ，１５ｖ，１５ｗ及び第２爪状磁極１６ｕ，１６ｖ，１６ｗの軸方向の長さと一致する。

なお、図１１では、説明の便宜上、環状巻線２８の引出し端子及びコイルボビン２９の端子取付部を図面上省略した。これにあわせて、第１ステータコア２１の円筒壁２４ｃ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。

このように構成された、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相ステータ２０ｕ，２０ｖ，２０ｗは、第１及び第２ステータコア２１，２２間の環状巻線２８にて第１及び第２ステータ側爪状磁極２５，２７をその時々で互いに異なる磁極に励磁する２４極の所謂ランデル型（クローポール型）構造のステータとなる。そして、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相ステータ２０ｕ，２０ｖ，２０ｗは、軸方向に積層されてステータ２０が形成される。

図８及び図９に示すように、Ｕ相ステータ２０ｕ、Ｖ相ステータ２０ｖ及びＷ相ステータ２０ｗは、電気角で６０度（機械角で５度）位相をずらして積層されている。
詳述すると、Ｖ相ステータ２０ｖは、Ｕ相ステータ２０ｕに対して時計回り方向に電気角で６０度位相をずらしてモータハウジング（図示せず）に固定されている。Ｗ相ステータ２０ｗは、そのＶ相ステータ２０ｖに対して時計回り方向に電気角で６０度位相をずらしてモータハウジングに固定されている。

つまり、各相の第１及び第２ステータ側爪状磁極２５，２７と相対向するロータ側の各爪状磁極１５ｕ〜１５ｗ，１６ｕ〜１６ｗ間において、周方向のずれが対向面では互いに逆方向に傾斜するようにしている。

そして、Ｕ相ステータ２０ｕの環状巻線２８には３相交流電源のＵ相電源電圧が印加され、Ｖ相ステータ２０ｖの環状巻線２８には３相交流電源のＶ相電源電圧が印加され、Ｗ相ステータ２０ｗの環状巻線２８には３相交流電源のＷ相電源電圧が印加される。

次に、本実施形態のモータＭの作用について説明する。
モータＭの駆動の際には、ステータ２０に３相交流電源電圧が印加される。即ち、Ｕ相ステータ２０ｕの環状巻線２８にＵ相電源電圧が、Ｖ相ステータ２０ｖの環状巻線２８にＶ相電源電圧が、Ｗ相ステータ２０ｗの環状巻線２８にＷ相電源電圧がそれぞれ印加される。これにより、ステータ２０に回転磁界が発生し、ロータ１０が回転駆動される。

ここで、ステータ２０は、３相交流電源に対応して、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相ステータ２０ｕ，２０ｖ，２０ｗと３段構造で構成され、それに対応してロータ１０も、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相ロータ１０ｕ，１０ｖ，１０ｗと同じ３段構造で構成されている。これによって、各相のステータ２０ｕ，２０ｖ，２０ｗとロータ１０ｕ，１０ｖ，１０ｗにおいて、それぞれ界磁磁石１２ｕ，１２ｖ，１２ｗの磁束を軸方向に並ぶ各相のステータ２０ｕ，２０ｖ，２０ｗが個々に受けることができ、出力アップを図ることが可能となっている。

また、本実施形態では、各相のステータ２０ｕ，２０ｖ，２０ｗを電気角で時計回り方向に６０度ずつずらしたのに対して、ロータ１０のＵ相、Ｖ相、Ｗ相ロータ１０ｕ，１０ｖ，１０ｗを電気角で反時計回り方向に６０度ずつずらしている。すなわち、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相ステータ２０ｕ，２０ｖ，２０ｗと相対向するＵ相、Ｖ相、Ｗ相ロータ１０ｕ，１０ｖ，１０ｗ間において、周方向のずれが、対向面では互いに逆方向に傾斜するようにした。

これにより、各相の環状巻線２８に流れる各相交流電流による第１及び第２ステータ側爪状磁極２５，２７の切り替わりに対して各相のロータ１０ｕ，１０ｖ，１０ｗを好適に追従させることができ、その結果、ロータ１０の好適な回転を実現できる。

また、本実施形態では、Ｖ相ロータ１０ｖの界磁磁石１２ｖは、Ｕ相及びＷ相のロータ１０ｕ，１０ｗの界磁磁石１２ｕ，１２ｗに対して磁化方向が反対に設定されている。これにより、Ｖ相の界磁磁石１２ｖの軸方向両側の極性が、軸方向に向き合うＵ相及びＷ相の界磁磁石１２ｕ，１２ｗの極性と同極性となるため、Ｖ相の界磁磁石１２ｖの磁束がＵ相及びＷ相ロータ１０ｕ，１０ｗ側に漏れにくくなり、その結果、Ｖ相ロータ１０ｖの第１及び第２爪状磁極１５ｖ，１６ｖ側に好適に流れるようになっている。

さらに、本実施形態は、磁極数の変更の要求があった場合、ロータ１０のＵ相、Ｖ相、Ｗ相ロータ１０ｕ，１０ｖ，１０ｗは、ランデル型構造をなすことから、界磁磁石１２ｕ，１２ｖ，１２ｗを同一構造としながら爪状磁極１５ｕ〜１５ｗ，１６ｕ〜１６ｗの数（及び突出部１８の数）を変更することにより、極数の変更が容易である。同様に、ステータ２０のＵ相、Ｖ相、Ｗ相ステータ２０ｕ，２０ｖ，２０ｗは、クローポール型構造をなしていることから、コイル部２３を同一構造としながら第１及び第２ステータ側爪状磁極２５，２７の数を変更することにより、極数の変更が容易となっている。

つまり、本実施形態のブラシレスモータは、ロータ１０及びステータ２０の互いの磁極数が様々組み合わされる仕様変更に対して、大幅な設計変更を伴わずに容易に対応できる構成となっている。

また、本実施形態では、各相のロータコア１１ｕ，１１ｖ，１１ｗにおいて、第１コアベース１３ｕ，１３ｖ，１３ｗと第１爪状磁極１５ｕ，１５ｖ，１５ｗとが別体で構成されるとともに、第２コアベース１４ｕ，１４ｖ，１４ｗと第２爪状磁極１６ｕ，１６ｖ，１６ｗとが別体で構成されている。これにより、コアベース１３ｕ〜１３ｗ，１４ｕ〜１４ｗと爪状磁極１５ｕ〜１５ｗ，１６ｕ〜１６ｗとを個別で成形することが可能となるため、コアベースと爪状磁極とを一体成形する場合に生じる爪状磁極間の材料の無駄を少なく抑えることが可能となり、歩留まりが向上されるようになっている。また、各相の全ての爪状磁極１５ｕ〜１５ｗ，１６ｕ〜１６ｗは、１枚の電磁鋼板から環状に一体形成されているため、部品点数の増加が抑えられ、その結果、部品管理が煩雑にならないようになっている。

次に、本実施形態の特徴的な効果を記載する。
（１）各相のロータコア１１ｕ，１１ｖ，１１ｗにおいて、第１爪状磁極１５ｕ，１５ｖ，１５ｗ及び第２爪状磁極１６ｕ，１６ｖ，１６ｗは、界磁磁石１２ｕ，１２ｖ，１２ｗを軸方向に挟む第１コアベース１３ｕ，１３ｖ，１３ｗ及び第２コアベース１４ｕ，１４ｖ，１４ｗに対して別体で構成される。この構成によれば、コアベース１３ｕ〜１３ｗ，１４ｕ〜１４ｗと爪状磁極１５ｕ〜１５ｗ，１６ｕ〜１６ｗ（外周部材Ｘ２）とを個別で成形することが可能となるため、コアベースと爪状磁極とを一体成形する場合に生じる爪状磁極間の材料の無駄を少なく抑えることが可能となり、歩留まりが向上される。また、爪状磁極１５ｕ〜１５ｗ，１６ｕ〜１６ｗと突出部１８との境界部分において、各爪状磁極１５ｕ〜１５ｗ，１６ｕ〜１６ｗ内に生じ得る渦電流が抑制され、モータＭの高出力化を図ることが可能となる。また、軸方向に隣り合う爪状磁極１５ｕ〜１５ｗ，１６ｕ〜１６ｗ同士が各相間で一体に繋がって形成されるため、部品点数の増加を抑えることができ、その結果、部品管理の点で有利である。

（２）各相のロータ１０ｕ，１０ｖ，１０ｗの各爪状磁極１５ｕ〜１５ｗ，１６ｕ〜１６ｗが一体の外周部材Ｘ２（環状部材）を構成するため、部品点数を低減することができ、部品管理がより一層容易となる。

（３）外周部材Ｘ２に対してコアベース１３ｕ〜１３ｗ，１４ｕ〜１４ｗ及び界磁磁石１２ｕ，１２ｖ，１２ｗよりなる中心部材Ｘ１が圧入固定されるため、外周部材Ｘ２と中心部材Ｘ１とを容易に固定することが可能となる。

（４）環状部材は、１枚の鋼板材（電磁鋼板）から形成されるため、鋼板材の所定部位を肉抜きし、環状に丸めることで各爪状磁極１５ｕ〜１５ｗ，１６ｕ〜１６ｗを有する外周部材Ｘ２を形成することができ、成形が容易となる。

なお、上記実施形態は、以下のように変更してもよい。
・上記実施形態では、コアベース１３ｕ〜１３ｗ，１４ｕ〜１４ｗに形成した突出部１８に爪状磁極１５ｕ〜１５ｗ，１６ｕ〜１６ｗの内周面が固定される構成としたが、これに特に限定されるものではない。例えば、図１２に示すように、上記実施形態の各コアベース１３ｕ〜１３ｗ，１４ｕ〜１４ｗから突出部１８を省略した形状とし、爪状磁極１５ｕ〜１５ｗ，１６ｕ〜１６ｗ側に径方向内側に突出する突出部３１を形成し、その突出部１８をコアベース１３ｕ〜１３ｗ，１４ｕ〜１４ｗの外周面に固定する構成としてもよい。また、突出部１８，３１のように径方向に延びる部位を省略した構成としてもよい。

・上記実施形態では、各爪状磁極１５ｕ〜１５ｗ，１６ｕ〜１６ｗは径方向視で矩形状に形成されたが、これ以外に例えば、図１３に示すように、各爪状磁極１５ｕ〜１５ｗ，１６ｕ〜１６ｗの周方向幅が軸方向先端（突出部１８と固定される側とは反対側の軸方向端部）につれて狭くなる形状に形成してもよい。

・上記実施形態では、各爪状磁極１５ｕ〜１５ｗ，１６ｕ〜１６ｗは、軸方向に隣り合う相の第１及び第２爪状磁極の両方と一体に繋がり、これにより、環状に一体に構成された外周部材Ｘ２を構成しているが、これに特に限定されるものではない。例えば、図１４に示す外周部材Ｘ２では、各相の第１爪状磁極１５ｕ，１５ｖ，１５ｗは、軸方向に隣り合うもの同士で互いに繋がり、第２爪状磁極１６ｕ，１６ｖ，１６ｗとは離間されている。つまり、Ｕ相、Ｖ相及びＷ相のそれぞれ１つずつの第１爪状磁極１５ｕ，１５ｖ，１５ｗで１つの一体部品を構成している。同様に、各相の第２爪状磁極１６ｕ，１６ｖ，１６ｗは、軸方向に隣り合うもの同士で互いに繋がり、Ｕ相、Ｖ相及びＷ相のそれぞれ１つずつの第２爪状磁極１６ｕ，１６ｖ，１６ｗで１つの一体部品を構成している。このように、図１４に示す外周部材Ｘ２は、軸方向に並ぶ第１爪状磁極１５ｕ，１５ｖ，１５ｗからなる一体部品と、軸方向に並ぶ第２爪状磁極１６ｕ，１６ｖ，１６ｗからなる一体部品とが周方向に交互に配置された構成となっており、互いに異極性である第１爪状磁極１５ｕ，１５ｖ，１５ｗと第２爪状磁極１６ｕ，１６ｖ，１６ｗとが離間されている。なお、図１４に示す例では、各爪状磁極１５ｕ〜１５ｗ，１６ｕ〜１６ｗは、軸方向先端が細くなる先細り形状に形成されている。

このような構成では、上記実施形態に比べて部品点数は増えるものの、互いに異極性である第１爪状磁極１５ｕ，１５ｖ，１５ｗと第２爪状磁極１６ｕ，１６ｖ，１６ｗとが離間されることから、ロータ１０の回転に寄与しない短絡磁束を少なく抑えることができる。

・上記実施形態では、中心部材Ｘ１が外周部材Ｘ２に対して圧入固定され、コアベース１３ｕ〜１３ｗ，１４ｕ〜１４ｗの各突出部１８が各爪状磁極１５ｕ〜１５ｗ，１６ｕ〜１６ｗの内周面に圧接される構成としたが、これ以外に例えば、各突出部１８と各爪状磁極１５ｕ〜１５ｗ，１６ｕ〜１６ｗの内周面とを接着固定してもよい。

・上記実施形態において、各コアベース１３ｕ〜１３ｗ，１４ｕ〜１４ｗを、鋼板材よりなるコアシートを軸方向に積層した構成としてもよい。また、各爪状磁極１５ｕ〜１５ｗ，１６ｕ〜１６ｗを、鋼板材よりなるコアシートを例えば周方向に積層した構成としてもよい。このような構成によれば、磁束変化に伴う渦電流損を低減することが可能となる。

・上記実施形態では、単一ロータ（各相のロータ１０ｕ，１０ｖ，１０ｗ）と単一ステータ（各相のステータ２０ｕ，２０ｖ，２０ｗ）を３層構造にしたモータＭに適用したが、ロータとステータを４層以上の構造としたモータに適用してもよい。

・上記実施形態では、ステータ２０の内周にロータ１０が配置されたインナーロータ型のモータＭに適用したが、アウターロータ型のモータに適用してもよい。

Ｍ…モータ、１０…ロータ、１０ｕ…Ｕ相ロータ（単一ロータ）、１０ｖ…Ｖ相ロータ（単一ロータ）、１０ｗ…Ｗ相ロータ（単一ロータ）、１１ｕ，１１ｖ，１１ｗ…ロータコア、１２ｕ，１２ｖ，１２ｗ…界磁磁石、１３ｕ，１３ｖ，１３ｗ…第１コアベース、１４ｕ，１４ｖ，１４ｗ…第２コアベース、１５ｕ，１５ｖ，１５ｗ…第１爪状磁極、１６ｕ，１６ｖ，１６ｗ…第２爪状磁極、２０…ステータ、２０ｕ…Ｕ相ステータ（単一ステータ）、２０ｕ…Ｖ相ステータ（単一ステータ）、２０ｕ…Ｗ相ステータ（単一ステータ）、Ｘ１…中心部材、Ｘ２…外周部材（環状部材）。

Claims (5)

1. 周方向に複数の爪状磁極をそれぞれ有して組み合わされる一対のロータコアの間に界磁磁石を配置して前記各爪状磁極を交互に異なる磁極に機能させる単一ロータが周方向にずれた状態で軸方向に多段に配列されたロータであって、
   各単一ロータの前記ロータコアは、前記界磁磁石を軸方向に挟む第１及び第２コアベースと、該第１及び第２コアベースの周方向に交互に設けられた第１及び第２爪状磁極とを有し、前記第１及び第２コアベースとは別体で構成された前記第１及び第２爪状磁極が該第１及び第２コアベースに対して固定されて構成されており、
   前記単一ロータの各第１及び第２爪状磁極は、該各第１及び第２爪状磁極の軸方向に隣り合う単一ロータの第１及び第２爪状磁極の両方と一体に繋がっており、
   前記各単一ロータの前記第１及び第２コアベースはそれぞれ、周方向に複数の突出部を有し、該第１コアベースの突出部は該突出部と径方向に対向する第１爪状磁極と当接しているとともに該第２コアベースの突出部は該突出部と径方向に対向する第２爪状磁極と当接しており、
   前記各単一ロータの前記第１及び第２コアベースの突出部と、該単一ロータの軸方向に隣り合う単一ロータの前記第１及び第２コアベースの突出部とは、周方向にずれた状態で配置されていることを特徴とするロータ。
2. 請求項１に記載のロータにおいて、
   前記各単一ロータの各爪状磁極は、一体の環状部材を構成していることを特徴とするロータ。
3. 請求項２に記載のロータにおいて、
   前記環状部材に対して前記コアベース及び前記界磁磁石よりなる中心部材が圧入固定されていることを特徴とするロータ。
4. 請求項２又は３に記載のロータにおいて、
   前記環状部材は、１枚の鋼板材から形成されていることを特徴とするロータ。
5. 請求項１〜４のいずれか１項に記載のロータと、
   複数の前記単一ロータとそれぞれ対応する複数の単一ステータが軸方向に多段に配列されたステータと
   を備えたことを特徴とするモータ。