JP6707726B1 - ロータ及び該ロータを用いたモータ、並びに、電子機器 - Google Patents

Abstract

マグネットから生じる磁束を有効に活用することができるロータ及び該ロータを用いたモータ、並びに、電子機器の提供。環状部（３３ａ）、および、環状部（３３ａ）から、一対の連結部（３３ｃ，３３ｃ）を介して放射状に延在する複数の磁極片（３３ｂ）を有するロータコア（３３）と、周方向に相互に隣接する磁極片（３３ｂ）のそれぞれの間に配置された複数の第１のマグネット（３１）と、一対の連結部（３３ｃ，３３ｃ）の間に配置された複数の第２のマグネット（３２）と、を有し、周方向において、第１のマグネット（３１）のそれぞれは、隣接する２つの磁極片（３３ｂ）の側面（３２ｉ，３２ｉ）に接触し、径方向において、第２のマグネット（３２）は、磁極片（３３ｂ）の内面（３２ｇ）に接触している。

Description

本発明は、ロータ及び該ロータを用いたモータ、並びに、電子機器に関する。

従来、様々な装置において、その駆動源としてモータが用いられている。モータには、様々な種類があり、その使用目的や場面に応じて、各種のモータが選択されている。その中でも、リラクタンストルクを積極的に活用したＩＰＭ（Interior Permanent Magnet）モータは、高効率であり、かつ、高いトルクを実現できる。ＩＰＭモータは、例えば、特許文献１や特許文献２に開示されている。

しかし、特許文献１に記載の技術では、ロータコアにおける放射状に配置された磁極片は、隣接するフラックスバリアの間の細い連結部によってロータコア中心の環状部に支持されている状態であるため、強度が確保しづらく、モータの駆動時に磁極片に作用する力（遠心力や磁気力）によって、振動したり変位したりして、ノイズやロータ破損等の不具合を生じる懸念があった。

また、特許文献２に記載の技術では、剛性をある程度は確保できるものの、マグネットがロータの径方向に長いため、磁極面のうち、ロータの外周から離れた領域では、磁束が外周方向に向かいづらく、磁束を有効に活用できていなかった。そのため、磁極面を大きく取るべく大きめのマグネットを用いたとしても、大きさに見合う効率が得られず、また逆に、より大きな磁極面を確保しなければならないことから、モータの小型化を図ることができていない。

特開２０１５−１７７７２１号公報 特開２０１５−２１１６２３号公報

したがって、本発明は、以上の背景に鑑みてなされたものであり、マグネットから生じる磁束を有効に活用することができるロータ、及び該ロータを用いたモータ、並びに、電子機器を提供することを目的とする。

上記課題は、以下の本発明により解決される。即ち、本発明のロータは、環状部と、複数の一対の連結部と、当該複数の一対の連結部を介して放射状に延在する複数の磁極片と、有するロータコアと、複数の第１のマグネットと、複数の第２のマグネットと、を有し、前記複数の第１のマグネットのそれぞれは、周方向において、前記複数の磁極片のうち隣接する２つの前記磁極片の間に配置され、前記複数の第２のマグネットのそれぞれは、前記一対の連結部の間に配置され、周方向において、前記複数の第１のマグネットのそれぞれは、前記隣接する２つの磁極片の側面に接触し、前記第１のマグネットにおける前記環状部側の内面と、前記隣接する２つの磁極片と前記環状部とを連結する２つの連結部と、で囲まれた領域に、第１の空隙が形成されており、径方向において、前記磁極片の内面側における前記第２のマグネットの磁極と、が同じ磁極である。

本発明のロータは、周方向において、前記磁極片が有する２つの側面のうち、一方の側面側における前記第１のマグネットの磁極と、他方の側面側における前記第１のマグネットの磁極と、径方向において、前記磁極片の内面側における前記第２のマグネットの磁極と、が同じ磁極である。

本発明のロータにおいては、前記隣接する２つの磁極片と前記環状部とを連結する２つの連結部は、周方向において、前記磁極片の前記環状部側の端部の両端部と連結するようにすることができる。

本発明のロータにおいては、周方向において、前記第２のマグネットの両側面と、前記一対の連結部の側面と、の間に第２の空隙が形成されており、周方向において、前記第１の空隙と前記第２の空隙とが前記連結部を介して対向しているようにすることができる。

また、このとき、前記第１の空隙の幅が、前記環状部から前記磁極片に向かうにしたがって広くなるようにすることができる。前記第２の空隙が有する複数の角部のうちの前記環状部側における角部と、前記第２のマグネットの角部とが、離間しているようにすることができる。

また、本発明のロータにおいては、径方向において、前記隣接する２つの磁極片と前記環状部とを連結する２つの連結部が、前記第１のマグネットと前記環状部との間において交差していることが好ましい。このとき、径方向において、前記隣接する２つの磁極片と前記環状部とを連結する２つの連結部が交差する交差部から前記環状部に向けて１つの連結部が延びているものとすることができる。

さらに、本発明のロータにおいては、前記隣接する２つの磁極片と前記環状部とを連結する２つの連結部の間であって、前記交差部に対して前記第１マグネット側には、前記第１の空隙が形成され、周方向において、前記交差部と前記第２マグネットとの間には、前記第２の空隙が形成されているものとすることができる。さらにまた、本発明のロータにおいては、周方向において、前記交差部から前記環状部に向けて延びている１つの連結部の幅に対して、前記隣接する２つの磁極片と前記環状部とを連結する２つの連結部それぞれの幅は狭いことが好ましい。

一方、本発明のモータは、上記本発明のロータと、前記ロータに固定されたシャフトと、コイル及び該コイルが巻き回された磁性体を有するステータと、を備える。
また、本発明の電子機器は上記本発明のモータを備える。

本発明の一例である実施の形態にかかるロータを用いたモータの縦断面図であり、図２におけるＢ−Ｂ断面図である。 本発明の一例である実施の形態にかかるロータを用いたモータの横断面図であり、図１におけるＡ−Ａ断面図である。 本発明の一例である実施の形態にかかるロータの部分拡大断面図である。 第２のマグネットを有さない従来のロータにおいて、マグネットからの磁束がロータコア内でどのような磁力線を描くかをシミュレーションした模式図である。 本実施の形態において、マグネットからの磁束がロータコア内でどのような磁力線を描くかをシミュレーションした模式図である。 本発明の一例である実施の形態にかかるロータにおける連結部及びその周辺（図２における領域Ｃ）の部分拡大図である。 本発明の一例である第１の変形例にかかるロータの部分拡大断面図である。 本発明の一例である第２の変形例にかかるロータの部分拡大断面図である。 本発明の一例である第３の変形例にかかるロータの部分拡大断面図である。 本発明の一例である第４の変形例にかかるロータの部分拡大断面図である。 本発明の一例である第４の変形例にかかるロータにおける連結部及びその周辺（図１０における領域Ｅ）の部分拡大図である。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。
図１は、本発明の一例である実施の形態にかかるロータ３を用いたモータ１の縦断面図であり、図２は横断面図である。図１は図２におけるＢ−Ｂ断面図に相当し、図２は図１におけるＡ−Ａ断面図に相当する。

なお、本実施の形態の説明において、上方乃至下方と云う時は、図１における上下関係を意味し、重力方向における上下関係とは、必ずしも一致しない。
本実施の形態におけるモータ１は、インナーロータタイプのブラシレスモータの一種であり、スポーク型のＩＰＭモータである。

ＩＰＭモータとは、ロータにマグネットを埋め込んだものであり、埋込マグネット型モータとも呼ばれる。ＩＰＭモータにも種々の形態のものがあるが、断面が長方形のマグネットの長手方向を、ロータコア内に放射状に配置したスポーク型のＩＰＭモータが知られている。このスポーク型のモータでは、長辺側の面が磁極となり、周方向において隣接するマグネットの対向する磁極面が同極になっている。

このＩＰＭモータにおいては、ロータ内部で磁束の短絡が生じると、平均磁束密度が低下してしまい、効率低下に繋がる。そのため、スポーク型のＩＰＭモータでは、ロータコアに空隙を設けることでフラックスバリアを形成し、磁束をなるべく静止部へと向かわせることで動作効率の向上が図られている。

モータ１は、回転軸となるシャフト２と、磁性体で形成されたロータコア３３内にマグネット３１，３２が配置されてなり、シャフト２に固定されて共に回転するロータ３と、磁性体で形成されたステータコア４１にコイル４２が巻回されてなり、ロータ３を取り囲むように配置されたステータ４と、ステータ４が固定され、モータ１の構成部品の一部又は全部を内部に収容するハウジング５と、を備えてなる。

ハウジング５は、ロータ３やステータ４等のモータ１の構成部品の一部又は全部を内部に収容し、ステータ４が固定されるハウジング本体５１と、ハウジング本体５１の上部に設けられた開口部を覆うカバー５２とを有する。ハウジング本体５１は、後述する突出部５１ａａを有する底部５１ａと筒部５１ｂと外周部５１ｃを備える。カバー５２は、後述する突出部５２ａａを有する環状の平板部５２ａと、外周部５２ｃとを備える。カバー５の突出部５２ａａは、平板部５２ａに設けられており、シャフト２の長手方向において、ロータ３に向かう方向に突出している。ハウジング本体５１の外周部５１ｃとカバー５２の外周部５２ｃとが固定（締結）されて、ハウジング５の内部が外部から遮蔽され、モータ１として完成する。

モータ１には、シャフト２をハウジング５に対して回転可能に支持する複数（本実施の形態においては２つ）の軸受６１，６２が設けられている。ハウジング本体５１の底部５１ａには、複数の軸受６１，６２のうち一方の軸受６１が設けられている。軸受６１を支持するハウジング本体５１の底部５１ａには、シャフト２の長手方向において、ロータ３に向かって突出する突出部５１ａａ（以下、軸受ハウジングと呼称する）と孔部５１ａｂが設けられており、この軸受ハウジング５１ａａに、軸受６１が圧入などにより固定されている。他方の軸受６２は、カバー５２の突出部５２ａａ（以下、軸受ハウジングと呼称する）に圧入などされて固定されている。径方向において、一方の軸受６１の外径及び内径と他方の軸受６２の外径及び内径は、それぞれ略同じとなっている。なお、一方の軸受６１の外径及び内径と他方の軸受６２の外径及び内径とは略同じであるが、一方の軸受６１の外径または内径あるいはその両方より、他方の軸受６２の外径または内径あるいはその両方を大きくしても構わない。また、底部５１ａには孔部５１ａｂを設けなくても構わない。

シャフト２は、２つの端部２ａ，２ｂを備えており、ハウジング本体５１側にある一方の端部２ｂが一方の軸受６１によりハウジング本体５１に対して回転可能に支持され、カバー５２側にある他方の端部２ａが他方の軸受６２に回転可能に支持されている。よって、シャフト２は、軸受６１を介してハウジング本体５１、及び、軸受６２を介してカバー５２に、それぞれ回転自在に固定されており、カバー５２からシャフト２の一方の端部２ｂが突き出している。シャフト２の一方の端部２ａから回転力が外部に取り出すことができるようになっている。シャフト２は、ロータ３に固定され、ステータ４とロータ３との電磁気的作用によってロータ３が回転すると、ロータ３とともに回転するようになっている。

ステータ４は、ティース部４３を含むステータコア４１と、コイル４２とからなる。
ステータコア４１は、珪素鋼板等の磁性体の積層体となっており、シャフト２と同軸上に配された環状部（以下、円環部と呼称する）４４と、円環部４４からシャフト２側へ向かって延びるように形成された複数の磁極部（以下、ティース部と呼称する）４３からなる。
コイル４２は、複数のティース部４３の各々の周囲に巻き回されている。ステータコア４１とコイル４２とは、絶縁体で形成されたインシュレータ４５によって絶縁されている。

次に、本実施の形態にかかるロータ３について、詳細に説明する。図３に、本実施の形態にかかるロータ３の部分拡大断面図を示す。
ロータ３の構成部品の一つであるロータコア３３は、複数の磁性体の積層体により形成されており、シャフト２が挿入される孔部３４と、孔部３４が中央部に設けられた環状部３３ａと、環状部３３ａの外面３３ａｄから離間した位置を基点Ｄとしステータ４に向けて放射状に形成された複数の磁極片３３ｂと、複数の磁極片３３ｂのそれぞれにおいて、その基点Ｄ側の端部と環状部３３ａの外面３３ｄとを連結する一対の連結部３３ｃ，３３ｃを有する。複数の磁極片３３ｂは、径方向において、環状部３３ａから一対の連結部３３ｃ，３３ｃを介し、外側（ステータ４）に向けて放射状に延在している。なお、環状部３３ａは、外面３３ａｄ、孔部３４を形成する内面３３ａｅを備えている。

複数の磁極片３３ｂのそれぞれは、外面３３ｂｃと、環状部３３ａ側にある内面３３ｂｄと、周方向において後述する第１のマグネットの側面（３１ｅ）に対向する２つの側面３３ｂｅと、複数の突出部３３ｂｆと、を備え、径方向において突出部３３ｂｆと第１のマグネットとの間には、間隙３３ｇが形成されている。突出部３３ｂｆは、周方向において、隣接する他の磁極片３３ｂに向かって延在している。また、周方向において、隣接する２つの磁極片３３ｂのうち、一方の磁極片３３ｂの突出部３３ｂｆと、他方の磁極片３３ｂの突出部３３ｂｆとが対向し合うとともに、所定の間隙を形成するように離間している。

周方向に相互に隣接する磁極片３３ｂ，３３ｂのそれぞれの間には、複数の第１のマグネット３１が配置されている。これら複数の第１のマグネット３１は、径方向において、環状部３３ａから放射状に延在している。第１のマグネット３１は、周方向と交差する２つの面が磁極面３１ｎ，３１ｓとなっており、これら磁極面３１ｎ，３１ｓと磁極片３３ｂの側面３３ｂｅとが接触した状態になっている。

なお、第１のマグネット３１は、径方向において磁極片３３ｂの突出部３３ｂｆに対向する外面３１ｃ、径方向において環状部３３ａ側にある内面３１ａ、周方向において磁極片３３ｂに対向する２つの側面３１ｅを備えており、磁極面３１ｎ，３１ｓが２つの側面３１ｅに対応している。

また、一対の連結部３３ｃ，３３ｃの間には、複数の第２のマグネット３２が配置されている。この第２のマグネット３２は、環状部３３ａ側にある内面３２ｇ、磁極片３３ｂ側にある外面３２ｈ、一対の連結部３３ｃ，３３ｃ側にある２つの側面３２ｉ，３２ｉを備える。また、第２のマグネット３２は、ロータ３の径方向と交差（直交）する内面３２ｇと外面３２ｈとが磁極面３２ｎ，３２ｓとなっており、これら磁極面３２ｎ，３２ｓのうちのいずれか一方が外面３２ｈとなって、磁極片３３ｂの環状部３３ａ側の端部（内面３３ｂｄ）と接触した状態になっている。

図３における複数の磁極片３３ｂのうち、３３ｂｎ及び３３ｂｓの符号を付した２つに注目して説明する。
周方向において、１つの磁極片（３３ｂｎまたは３３ｂｓ）が有する２つの側面３３ｂｅ，３３ｂｅのうち、一方の側面側における第１のマグネット３１の磁極、他方の側面側における第１のマグネット３１の磁極、径方向において磁極片（３３ｂｎまたは３３ｂｓ）の内面３３ｂｄ側における第２マグネット３２の磁極が同じ磁極である。

詳細には、磁極片３３ｂｎにおいては、周方向における２つの側面３３ｂｅ，３３ｂｅが接触する第１のマグネット３１の２つの磁極面３１ｎ，３１ｎ、及び、径方向における内面３３ｂｄが接触する第２のマグネット３２の磁極面３２ｎ、の全てがＮ極になっている。
一方、磁極片３３ｂｓにおいては、周方向における２つの側面３３ｂｅ，３３ｂｅが接触する第１のマグネット３１の２つの磁極面３１ｓ，３１ｓ、及び、径方向における内面３３ｂｄが接触する第２のマグネット３２の磁極面３２ｓ、の全てがＳ極になっている。

即ち、ある１つの磁極片３３ｂにおいては、周方向における２つの側面３３ｂｅ，３３ｂｅの第１のマグネット３１が接触する２つの磁極面３１ｎ，３１ｎまたは３１ｓ，３１ｓ、及び、第２のマグネット３２が接触する磁極面３２ｎまたは３２ｓ、の全てが同じ磁極になるように、それぞれのマグネットが配置されている。

磁極片３３ｂには、Ｎ極あるいはＳ極の磁力が印加され、１つの磁束となって径方向において外方に放出される。磁極片３３ｂの磁極は、周方向にＮ極及びＳ極が交互に繰り返されるように構成されている。
例えば、磁極片３３ｂｎにおいては、ロータ３の径方向に長い第１のマグネット３１の２つの磁極面３１ｎから出た磁束が束となって、径方向における内側から外側に向かい、磁極片３３ｂｎの基点Ｄ側（環状部３３ａ側）とは逆側の端部（外面３３ｂｃ）から放出され、ステータ４に作用する。

このとき、磁極面３１ｎのうち、ロータ３の外面３３ｂｃから離れた（基点Ｄ、内面３３ｂｄに近い。）領域（例えば、図３における領域Ｘ。以下、単に「領域Ｘ」と示す。）では、当該領域Ｘから外面３３ｂｃまでの道程が長いため、磁束が外面３３ｂｃ方向に向かいづらい。しかし、本実施の形態では、磁極面３１ｎと同じＮ極である磁極面３２ｎが、径方向における外側方向に向いた第２のマグネット３２が、磁極片３３ｂｎの基点Ｄ側の端部（内面３３ｂｄ）に配置されているため、当該磁極面３２ｎからの磁束とともに、領域Ｘからの磁束が有効に外面３３ｂｃ方向に向かう。そのため、ロータ３の径方向に長い第１のマグネット３１から生じる磁束を有効に活用することができる。
第１のマグネット３１から生じる磁束が第２のマグネット３２から生じる磁束とともに有効に外面３３ｂｃ方向に向かうのは、磁極片３３ｂｎのみならず、磁極片３３ｂｓを含む全ての磁極片３３ｂにおいても同様である。

図４に、第２のマグネット３２を有さない従来のロータ（特許文献２参照）において、マグネット１３１からの磁束がロータコア内でどのような磁力線を描くかをシミュレーションした模式図を示す。図４から、ロータの径方向に長いマグネット１３１における長手方向の３分の２程度の領域しか磁力線が磁極片１３３ｂの径方向における外側方向には向かっておらず、残りの３分の１程度の領域からの磁力線は、磁路としての連結部１３３ｃから環状部１３３ａ側へと漏れていることがわかる。

図５に、本実施の形態において、マグネット（３１，３２）からの磁束がロータコア内でどのような磁力線を描くかをシミュレーションした模式図を示す。図５から、ロータ３の径方向に長い第１のマグネット３１を用いているにもかかわらず、長手方向のほとんどの領域からの磁力線が磁極片３３ｂの径方向における外側方向に向かっていることがわかる。そのため、磁路としての連結部３３ｃから環状部３３ａ側へと漏れる磁力線の数は、図４に示す第２のマグネット３２を有さない従来のロータに比べて極めて小さくなっており、有効に磁束を活用することが可能であることを示している。

以上のように、本実施の形態によれば、マグネット（マグネット３１，マグネット３２）から生じる磁束を有効に活用することができるため、マグネットの使用量を減らすことができ、コスト削減やモータ１の軽量化、小型化を実現することができる。本発明者らの研究によれば、従来（図４参照）に比べて、マグネットの使用量（体積基準）をおよそ２０％削減しても、モータ１の性能に差がないことが確認されている。

図４と図５を比較すればわかる通り、本実施の形態では、従来に比して、径方向における磁極片３３ｂの長さが短く、径方向における第１のマグネット３１の長さも短くなっている。第２のマグネット３２の分を計算に入れても、マグネットの使用量（体積基準）はおよそ２０％少なくなっている。それでも、図４に示す従来の場合と本実施の形態の場合とで、磁極片３３ｂにおける外周側から放出される磁束の密度は同程度となっている。
あるいは、本実施の形態によれば、マグネットの使用量を減らさず、または、あまり減らさず、従来よりも高効率で高性能なモータを提供することもできる。

連結部３３ｃ及びその周辺（図３における領域Ｃ）の部分拡大図を図６に示す。なお、図６においては、描かれた３つの連結部３３ｃに、便宜上、時計回りに順に、３３ｃ−１，３３ｃ−２，３３ｃ−３の符号を付している。

図６に示される通り、一対の連結部３３ｃは、周方向において、磁極片３３ｂの環状部３３ａ側の端部の両端部と連結している。環状部３３ａから隣接する２つの磁極片３３ｂに向かう一対の連結部３３ｃ−２，３３ｃ−３は放射状に延在しており、磁極片３３ｂ側における一対の連結部３３ｃ−２，３３ｃ−３間の距離（周方向）は、環状部３３ａ側における一対の連結部３３ｃ−２，３３ｃ−３間の距離（周方向）より大きい。言い換えると、環状部３３ａから１つの磁極片３３ｂに向かう一対の連結部３３ｃ−１，３３ｃ−２間の距離は狭まっており、磁極片３３ｂ側における一対の連結部３３ｃ−１，３３ｃ−２間の距離（周方向）は、環状部３３ａ側における一対の連結部３３ｃ−１，３３ｃ−２間の距離（周方向）より小さい。

また、径方向における一対の連結部３３ｃのそれぞれの幅は、磁極片３３ｂ、第１のマグネット３１及び第２のマグネット３２のいずれの幅より小さく形成されている。このように一対の連結部３３ｃを形成することで、第１のマグネット３１や第２のマグネット３２に対して非接触の面を設けて、非接触の領域の（表）面積を増やしたり、一対の連結部３３ｃを通過する磁束を飽和させて、ロータ３における磁気効率を向上させたりすることができる。

また、図６に示される通り、第１のマグネット３１における環状部３３ａ側の端部である内面３１ａと、環状部３３ａの外面３３ａｄとの間（内面３１ａと連結部３３ｃ−２，３３ｃ−３とで囲まれた領域Ｃ）には、第１の空隙３５が形成されている。第１のマグネット３１近傍の領域Ｃに第１の空隙３５を設けることでいわゆるフラックスバリアを形成し、ロータコア３３内部で磁束の短絡を抑制することができる。また、領域Ｃに第１の空隙３５を設けることで、磁路となる連結部３３ｃ−２，３３ｃ−３が細くなり、磁束の漏れを抑制することができる。

周方向における第１の空隙３５の幅としては、環状部３３ａから磁極片３３ｂに向かうにしたがって広くなるように形成されている。このような形状にすることにより、連結部３３ｃの強度を高めることができる。

第２のマグネット３２の側面３２ｉ，３２ｉは、周方向において、一対の連結部３３ｃに対して、所定の間隙３２ｊを形成するように、離間している。よって、周方向において、第２のマグネット３２における両側部３２ａ，３２ｂと、一対の連結部３３ｃ−１，３３ｃ−２との間の領域Ｄ１，Ｄ２には、それぞれ第２の空隙３６ａ，３６ｂが形成されている。領域Ｄ１，Ｄ２に第２の空隙３６ａ，３６ｂを設けることで、第２のマグネット３２の磁束の短絡を抑制することができる。また、領域Ｄ１，Ｄ２に第２の空隙３６ａ，３６ｂを設けることで、磁路となる連結部３３ｃ−１，３３ｃ−２が細くなり、磁束の漏れを抑制することができる。

周方向における第２の空隙３６ａ，３６ｂの幅としては、環状部３３ａから磁極片３３ｂに向かうにしたがって狭くなるように形成されている。このような形状にすることにより、連結部３３ｃの強度を高めることができる。

第２のマグネット３２の磁極片３３ｂ側の２つの角部３２ｃ，３２ｄは、一対の連結部３３ｃ−１，３３ｃ−２と磁極片３３ｂとが連結した箇所の、第２の空隙３６ａ，３６ｂに面した２つの角部（以下、連結点と称する）３７ａ，３７ｂに接触している。このように、磁極片３３ｂの環状部３３ａ側（基点Ｄ側）の端部（内面３３ｂｄ）において、幅いっぱいに第２のマグネット３２を接触させることで、第２のマグネット３２の磁極面３２ｎからの磁束を効果的に磁極片３３ｂに注入できるとともに、磁束の漏れを抑制することができる。

一対の連結部３３ｃ−１，３３ｃ−２と環状部３３ａとが連結した箇所の、第２の空隙３６ａ，３６ｂに面した２つの角部（以下、連結点と称する）３８ａ，３８ｂと、第２のマグネット３２における環状部３３ａ側の２つの角部３２ｅ，３２ｆは、離間している。このようにすることで、第２のマグネット３２の磁束の短絡を抑制することができる。また、このようにすることで、磁路となる連結部３３ｃ−１，３３ｃ−２が細くなり、磁束の漏れを抑制することができる。

第２のマグネット３２における、磁極片３３ｂが接触する外面３２ｈとは反対側の内面３２ｇは、環状部３３ａの外面３３ａｄと接触している。第２のマグネット３２が、径方向において、ロータコア３３における磁極片３３ｂと環状部３３ａの両方と接触し、両者間に介在することで、連結部３３ｃによる連結を補強することができ、ロータコア３の強度向上を図ることができる。

以上の如き、実施の形態にかかるロータ３を用いたモータ１は、電気自動車等の移動体の駆動装置や、空気調和機（エアコン）のコンプレッサー等の家庭で用いられる電子機器、その他各種電子機器の回転駆動装置として、使用することができる。特に、高出力、高トルク、省エネルギー、省スペース等が要求される用途において好適に使用することができる。

以上、本発明のロータ及び該ロータを用いたモータ、並びに、電子機器について、好ましい実施の形態を挙げて説明したが、本発明のロータ及び該ロータを用いたモータ、並びに、電子機器は上記実施の形態の構成に限定されるものではない。例えば、上記実施の形態における連結部３３ｃの形状は、他の形状に変更することができる。

（第１の変形例）
図７に、本発明の第１の変形例にかかるロータ７３の部分拡大断面図を示す。なお、図７において、上記実施の形態と同一の機能を示す部材については、図３と同じ符号を付して、その機能や構造等についての詳細な説明は省略する。
本変形例のロータ７３は、上記実施の形態のロータ３と、連結部（７３ｃ，３３ｃ）の形状が異なっている。

図７に示されるように、本変形例における連結部７３ｃは、周方向における連結部７３ｃの幅が、環状部３３ａから離れるにしたがって狭くなる形状となっている。具体的には、径方向において、第１のマグネット３１と環状部３３ａとの間において、一対の連結部７３ｃにおける２つに分かれた連結部７３ｃｃが交差部７３ｃａで交差しており、交差部７３ｃａから環状部３３ａに向けて１つの連結部７３ｃｂが延び、環状部３３ａの外面３３ｄに連結している。この交差部７３ｃａは、径方向において、第１のマグネット３１の内面３１ｄと環状部３３ａの外面３３ｄとの間にある。一対の連結部７３ｃの間であって、交差部７３ｃａに対して第１のマグネット３１側には前述した第１の間隙３５が形成されている。また、周方向において、交差部７３ｃａと第２のマグネット３２との間には、第２の間隙３６ａ，３６ｂが形成されている。

なお、２つに分かれた連結部７３ｃｃが交差部７３ｃａで交差し、１つの連結部７３ｃｂとなる本例の構成についても、本発明に云う「一対の連結部（７３ｃ）」の概念に含まれる。
磁路として機能する連結部７３ｃは、第１のマグネット３１や第２のマグネット３２からの磁束の漏洩を抑制するために、磁束の通り道が狭くなっていることが望まれる。磁束の通り道が狭い部分では、磁束が飽和し易く、それ以上の磁束が漏れ出さなくなる。

したがって、磁路のいずれかの箇所であっても狭い部位が存在していれば、磁束の漏洩を抑制することができることになる。連結部（７３ｃ，３３ｃ）であれば、環状部３３ａ側から磁極片３３ｂ側までの何れの位置かで、磁路の狭い部分が存在すれば、磁束の漏洩抑止効果が発現すると云える。

しかし、本変形例の連結部７３ｃの如く、磁極片３３ｂにできるだけ近い位置が磁路の狭い部分となるようにすることで、磁束の漏洩抑止効果がより一層高くなるため好ましい。また、連結部（７３ｃ，３３ｃ）の全体を狭くするのではなく、他は幅を広くすることで、連結強度を高め、ロータ７３としての強度を高めることができる。

（第２の変形例）
連結部の形状は、上記実施の形態や上記変形例のものに限定されるものではない。
図８に、本発明の第２の変形例にかかるロータ７３の部分拡大断面図を示す。なお、図８においても、上記実施の形態と同一の機能を示す部材については、図３と同じ符号を付して、その機能や構造等についての詳細な説明は省略する。

図８に示されるように、本変形例における一対の連結部８３ｃ，８３ｃは、第２のマグネット３２の周方向と交差（直交）する面と平行で、かつ、周方向の幅が均一なものとなっている。また、第２のマグネット３２の磁極片３３ｂ側の２つの角部３２ｃ，３２ｄは、一対の連結部８３ｃ，８３ｃと磁極片３３ｂとの、第２の空隙８６ａ，８６ｂに面した２つの連結点８７ａ，８７ｂとは、接触していない。

したがって、上記実施の形態や第１の変形例に示すような、特徴的な形状の連結部（７３ｃ，３３ｃ）に特有の作用乃至効果は期待できないが、本変形例の構成であっても、マグネット（３１，３２）から生じる磁束を有効に活用することができる本発明の卓越した作用乃至効果が遺憾なく奏される。また、形状が複雑ではないので、製造適性に優れている。

（第３の変形例）
図９に、本発明の第３の変形例にかかるロータ９３の部分拡大断面図を示す。なお、図９においても、上記実施の形態と同一の機能を示す部材については、図３と同じ符号を付して、その機能や構造等についての詳細な説明は省略する。
本変形例においては、第２のマグネット９２の外形形状が上記実施の形態の第２のマグネット３２と異なっている他、対応するロータ９３の形状も上記実施の形態のロータ３と異なっている。

本変形例において、第２のマグネット９２は、ロータ９３の環状部３３ａの外面３３ａｄ及び磁極片９３ｂの内面９３ｄ、並びに、一対の連結部３３ｃで囲まれる領域に隙間なく嵌合し、これらで囲まれ、かつ、これらと接触した状態になっている。即ち、上記実施の形態における第２の空隙３６ａ，３６ｂは設けられていない。

第２のマグネット９２における、磁極片９３ｂが接触する外面９２ｈは、磁極片３３ｂの内面３３ｄと接触している。第２のマグネット９２における外面９２ｈと磁極片９３ｂの内面９３ｄは、ロータ９３の孔部３４に向かって凸状に湾曲している。このように第２のマグネット９２における外面９２ｈと磁極片９３ｂの内面９３ｄとが湾曲していることで、連結部３３ｃに磁束が漏洩することを抑制することができる。

また、第２のマグネット９２の湾曲した外面９２ｈにおける接線Ｌ１と第１のマグネット３１の側面３１ｅとが成す角度の最大値θ１は、上記実施の形態の如く湾曲せず直線状である場合の外面３３ｄ（図３参照）を通過する線と第１のマグネット３１の内面３１ｎの延長線とが成す角度に対して大きくなっている。このため、連結部３３ｃに磁束が漏洩することを抑制することができる。一方で、連結部３３ｃへの磁束の漏洩の低減の可否にかかわらず、磁極片９３ｂ側における第２のマグネット９２の外面３２ｈと磁極片３３ｂの内面３３ｄとの接触面積が大きくなるので、ロータ９３全体の強度や剛性を向上させることができる。

なお、角度の最大値θ１を検討する際に対象とする角度は、第２のマグネット９２の湾曲した外面９２ｈにおける接線Ｌ１と、第１のマグネット３１の側面３１ｅの延長線と、が成す角度であっても構わない。

（第４の変形例）
図１０に、本発明の第４の変形例にかかるロータ１０３の部分拡大断面図を示す。また、連結部３３ｃ及びその周辺（図１０における領域Ｅ）の部分拡大図を図１１に示す。なお、図１０及び図１１においても、上記実施の形態と同一の機能を示す部材については、図３と同じ符号を付して、その機能や構造等についての詳細な説明は省略する。
本変形例においては、第３の変形例と同様、第２のマグネット１０２の外形形状が上記実施の形態の第２のマグネット３２と異なっている他、対応するロータ１０３の形状も上記実施の形態のロータ３と異なっている。

本変形例において、第２のマグネット１０２は、第３の変形例と同様、ロータ１０３の環状部１０３ａの外面１０３ａｄ及び磁極片３３ｂの内面３３ｄ、並びに、一対の連結部３３ｃで囲まれる領域に隙間なく嵌合し、これらで囲まれ、かつ、これらと接触した状態になっている。即ち、上記実施の形態における第２の空隙３６ａ，３６ｂは設けられていない。

第２のマグネット１０２における、磁極片３３ｂが接触する外面３２ｈとは反対側の内面１０２ｇは、環状部３３ａの外面１０３ａｄと接触している。第２のマグネット１０２における内面１０２ｇと環状部１０３ａにおける外面１０３ａｄは、ロータ１０３の外側に向かって凸状に湾曲している。このように第２のマグネット１０２における内面１０２ｇと環状部１０３ａにおける外面１０３ａｄとが湾曲していることで、連結部３３ｃに磁束が漏洩することを抑制することができる。

また、図１１に示す通り、第２のマグネット１０２の湾曲した内面１０２ｇにおける接線Ｌ２と連結部３３ｃ（の中心線）の延長線Ｌ３とが成す角度の最小値θ２は、上記実施の形態の如く湾曲せず直線状である内面３２ｇ（図３参照）を通過する線と連結部３３ｃの延長線とが成す角度に対して小さくなっている。このため、連結部３３ｃに磁束が漏洩することを抑制することができる。一方で、連結部３３ｃへの磁束の漏洩の低減の可否にかかわらず、環状部１０３ａ側における第２のマグネット１０２の内面９２ｇと環状部１０３ａにおける外面１０３ａｄとの接触面積が大きくなるので、ロータ１０３全体の強度や剛性を向上させることができる。

なお、第３の変形例と第４の変形例の両方の特徴を併せ持つ構成であっても構わない。即ち、図９に示されるように第２のマグネット９２における外面９２ｈと磁極片９３ｂの内面９３ｄが、ロータ９３の孔部３４に向かって凸状に湾曲し、かつ、図１０に示されるように第２のマグネット１０２における内面１０２ｇと環状部１０３ａにおける外面１０３ａｄが、ロータ１０３の外側に向かって凸状に湾曲した形状であっても構わない。

その他、当業者は、従来公知の知見に従い、本発明のロータ及び該ロータを用いたモータ、並びに、電子機器を適宜改変することができる。かかる改変によってもなお本発明の構成を具備する限り、勿論、本発明の範疇に含まれるものである。

１…モータ、２…シャフト、２ａ，２ｂ…端部、３…ロータ、３１…第１のマグネット、３１ａ…内面、３１ｃ…外面、３１ｅ…側面、３１ｎ，３１ｓ…磁極面、３２…第２のマグネット、３２ｎ，３２ｓ…磁極面、３２ａ，３２ｂ…両側部、３２ｃ，３２ｄ，３２ｅ，３２ｆ…角部、３２ｇ…内面、３２ｈ…外面、３２ｉ…側面、３２ｊ…間隙、３３…ロータコア、３３ａ…環状部、３３ａｄ…外面、３３ａｅ…内面、３３ｂ…磁極片、３３ｂｃ…外面、３３ｂｄ…内面、３３ｂｅ…側面、３３ｂｆ…突出部、３３ｃ…連結部、３３ｇ…間隙、３４…孔部、３５…第１の空隙、３６ａ，３６ｂ…第２の空隙、４…ステータ、４１…ステータコア、４２…コイル、４３…ティース部、４４…円環部、４５…インシュレータ、５…ハウジング、５１…ハウジング本体、５１ａ…底部、５１ａａ…軸受ハウジング（突出部）、５１ｂ…筒部、５１ｃ…外周部、５２…カバー、５２ａ…平板部、５２ａａ…軸受ハウジング（突出部）、５２ｃ…外周部、７３…ロータ、７３ｃ…連結部（一対の連結部）、７３ｃａ…交差部、７３ｃｂ…連結部（１つの連結部）、７３ｃｃ…連結部（２つに分かれた連結部）、８３…ロータ、８３ｃ…連結部、８６ａ，８６ｂ…第２の空隙、８７ａ，８７ｂ…連結点、９２…第２のマグネット、９２ｈ…外面、９３…ロータ、９３ｂ…磁極片、９３ｄ…内面、１０２…第２のマグネット、１０２ｇ…内面、１０３…ロータ、１０３ａ…環状部、１０３ａｄ…外面、１３１…マグネット、１３３ａ…環状部、１３３ｂ…磁極片、１３３ｃ…連結部、Ｃ…領域、Ｄ…基点、Ｅ…領域、Ｘ…領域

Claims (11)

1. 環状部と、複数の一対の連結部と、当該複数の一対の連結部を介して放射状に延在する複数の磁極片と、を有するロータコアと、
   複数の第１のマグネットと、
   複数の第２のマグネットと、を有し、
   前記複数の第１のマグネットのそれぞれは、周方向において、前記複数の磁極片のうち隣接する２つの前記磁極片の間に配置され、
   前記複数の第２のマグネットのそれぞれは、前記一対の連結部の間に配置され、
   周方向において、前記複数の第１のマグネットのそれぞれは、前記隣接する２つの磁極片の側面に接触し、
   前記第１のマグネットにおける前記環状部側の内面と、前記隣接する２つの磁極片と前記環状部とを連結する２つの連結部と、で囲まれた領域に、第１の空隙が形成されており、
   径方向において、前記第２のマグネットは、前記磁極片の内面に接触している、ロータ。
2. 周方向において、前記磁極片が有する２つの側面のうち、一方の側面側における前記第１のマグネットの磁極と、他方の側面側における前記第１のマグネットの磁極と、径方向において、前記磁極片の内面側における前記第２のマグネットの磁極と、が同じ磁極である、請求項１に記載のロータ。
3. 前記隣接する２つの磁極片と前記環状部とを連結する２つの連結部は、周方向において、前記磁極片の前記環状部側の端部の両端部と連結している、請求項１または２に記載のロータ。
4. 周方向において、前記第２のマグネットの両側面と、前記一対の連結部の側面と、の間に第２の空隙が形成されており、
   周方向において、前記第１の空隙と前記第２の空隙とが前記連結部を介して対向している、請求項１に記載のロータ。
5. 周方向における前記第１の空隙の幅が、前記環状部から前記磁極片に向かうにしたがって広くなる、請求項４に記載のロータ。
6. 径方向において、前記隣接する２つの磁極片と前記環状部とを連結する２つの連結部が、前記第１のマグネットと前記環状部との間において交差している、請求項１に記載のロータ。
7. 径方向において、前記隣接する２つの磁極片と前記環状部とを連結する２つの連結部が交差する交差部から前記環状部に向けて１つの連結部が延びている、請求項６に記載のロータ。
8. 前記隣接する２つの磁極片と前記環状部とを連結する２つの連結部の間であって、前記交差部に対して前記第１マグネット側には、前記第１の空隙が形成され、
   周方向において、前記交差部と前記第２マグネットとの間には、前記第２の空隙が形成されている、請求項７に記載のロータ。
9. 周方向において、前記交差部から前記環状部に向けて延びている１つの連結部の幅に対して、前記隣接する２つの磁極片と前記環状部とを連結する２つの連結部それぞれの幅は狭い、請求項８に記載のロータ。
10. 請求項１に記載のロータと、
    前記ロータに固定されたシャフトと、
    コイル及び該コイルが巻き回された磁性体を有するステータと、
    を備える、モータ。
11. 請求項１０に記載のモータを備える、電子機器。

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