JP7478104B2 - ロータコア - Google Patents

Description

本発明は、ロータコアに関する。

従来、永久磁石が挿入される積層コアを備えるロータコアが知られている（たとえば、特許文献１参照）。

上記特許文献１に記載のロータは、ロータコアと、ロータコアにおいて二層配置構造で配置された複数の永久磁石とを含む。二層配置構造は、外周側の第１層と、内周側の第２層とにより構成されている。第１層および第２層の各々には、永久磁石が挿入される２個の磁石孔が設けられている。第２層の２つの磁石孔は、それぞれ、ｄ軸に対して周方向一方側および周方向他方側に設けられている。また、第２層の２つの磁石孔同士の間には、ロータコアの径方向内側部分と径方向外側部分とを接続する内側ブリッジ部が設けられている。この内側ブリッジ部は、ｄ軸上に配置されている。また、第２層では、２個の磁石孔が径方向内側に凸状（Ｖ字状）に配置されている。また、第２層の２個の磁石孔の各々の径方向外側の端部と、ロータコアの外縁部との間には、外側ブリッジ部が設けられている。すなわち、外側ブリッジ部は、ｄ軸に対して周方向一方側および周方向他方側の各々に配置されている。積層コアのうち、外側ブリッジ部と内側ブリッジ部との間の部分は、外側ブリッジ部と内側ブリッジ部とにより支持されている。

特開２０１９－５４６５９号公報

しかしながら、上記特許文献１に記載のロータでは、内側ブリッジ部がｄ軸上に配置されている。このため、ｄ軸に対して周方向一方側および周方向他方側に設けられている外側ブリッジ部と、ｄ軸上に配置される内側ブリッジ部との間の距離は、比較的大きくなる。したがって、外側ブリッジ部と内側ブリッジ部との間の距離が比較的大きくなることにより、ロータの回転時の遠心力に起因して外側ブリッジ部と内側ブリッジ部との間の積層コアの部分が変形しやすくなるとともに、積層コアの変形に起因して外側ブリッジ部にかかる応力が比較的大きくなる。

また、第２層の２個の磁石孔が径方向内側に凸状に配置されていることにより、第２層（内側ブリッジ）よりも径方向外側の積層コアの部分の量が比較的大きくなる。この場合、ロータの回転時の遠心力に起因して内側ブリッジ部にかかる応力が比較的大きくなる。

これらのことから、内側ブリッジ部（径方向内側のブリッジ部）および外側ブリッジ部（径方向外側のブリッジ部）にかかる応力を低減することが可能なロータコアが望まれている。

この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、この発明の１つの目的は、径方向内側のブリッジ部および径方向外側のブリッジ部にかかる応力を低減することが可能なロータコアを提供することである。

上記目的を達成するために、この発明の一の局面におけるロータコアは、複数の電磁鋼板が積層されることにより構成される環状の積層コアと、周状に設けられる複数の磁極を構成する複数の永久磁石と、を備え、積層コアは、複数の磁極の各々において、ｄ軸に対して周方向の一方側に設けられ、永久磁石が挿入される一方側磁石孔部と、ｄ軸に対して周方向の他方側に設けられ、永久磁石が挿入される他方側磁石孔部と、一方側磁石孔部と他方側磁石孔部との間に設けられ、複数の永久磁石が径方向外側に凸状に配置されるように挿入される中間磁石孔部と、一方側磁石孔部の径方向外側の端部と積層コアの外縁部との間に設けられる第１外側ブリッジ部と、他方側磁石孔部の径方向外側の端部と外縁部との間に設けられる第２外側ブリッジ部と、一方側磁石孔部と中間磁石孔部との間において積層コアの径方向内側部分と積層コアの径方向外側部分とを接続する第１内側ブリッジ部と、他方側磁石孔部と中間磁石孔部との間において径方向内側部分と径方向外側部分とを接続する第２内側ブリッジ部と、を含み、一方側磁石孔部が延びる方向とｄ軸とのなす角度、および、他方側磁石孔部が延びる方向とｄ軸とのなす角度の各々は、中間磁石孔部の屈曲角度の１／２よりも小さい。

この発明の一の局面によるロータコアでは、上記のように、積層コアは、一方側磁石孔部と中間磁石孔部との間に設けられる第１内側ブリッジ部と、他方側磁石孔部と中間磁石孔部との間に設けられる第２内側ブリッジ部と、を含む。これにより、第１内側ブリッジ部がｄ軸に対して周方向の一方側に配置されるので、第１内側ブリッジ部がｄ軸上に配置されている場合に比べて、第１外側ブリッジ部と第１内側ブリッジ部との間の距離を小さくすることができる。また、第２内側ブリッジ部がｄ軸に対して周方向の他方側に配置されるので、第２内側ブリッジ部がｄ軸上に配置されている場合に比べて、第２外側ブリッジ部と第２内側ブリッジ部との間の距離を小さくすることができる。これにより、積層コアの径方向外側部分を、比較的近くに配置されるブリッジ部同士により支持することができる。その結果、ロータの回転時に発生する遠心力に起因して第１外側ブリッジ部（第２外側ブリッジ部）と第１内側ブリッジ部（第２内側ブリッジ部）との間の積層コアの径方向外側部分が変形するのを防止することができる。これにより、第１外側ブリッジ部および第２外側ブリッジ部の各々にかかる応力を低減することができる。また、上記のように、積層コアは、複数の永久磁石が径方向外側に凸状に配置されるように挿入される中間磁石孔部を含む。これにより、複数の永久磁石が径方向内側に凸状に配置されるように挿入される中間磁石孔部が設けられる場合に比べて、中間磁石孔部よりも径方向外側に設けられる積層コアの径方向外側部分の量を比較的少なくすることができる。その結果、ロータの回転時に発生する遠心力に起因して第１内側ブリッジ部および第２内側ブリッジ部にかかる応力（径方向外側への引っ張り応力）を低減することができる。これらの結果、径方向内側のブリッジ部（第１内側ブリッジ部および第２内側ブリッジ部）および径方向外側のブリッジ部（第１外側ブリッジ部および第２外側ブリッジ部）の各々にかかる応力を低減することができる。

また、積層コアの径方向外側部分が、径方向内側から第１内側ブリッジ部および第２内側ブリッジ部の２つのブリッジ部により支持される。これにより、積層コアの径方向外側部分が径方向内側から単一のブリッジ部により支持される場合に比べて、径方向外側部分をより安定的かつ強固に支持することができる。

本発明によれば、径方向内側のブリッジ部および径方向外側のブリッジ部にかかる応力を低減することができる。

一実施形態による回転電機の構成を示す平面図である。 一実施形態によるロータコアの一の磁極の部分拡大平面図である。 比較例によるロータコアの一の磁極の部分拡大平面図である。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。

図１および図２を参照して、本実施形態によるロータコア１０について説明する。

以下の説明では、「軸方向」とは、ロータコア１０（積層コア１１）の回転軸線Ｃ１に沿った方向を意味し、図中のＺ方向を意味する。また、「径方向」とは、ロータコア１０の径方向（Ｒ１方向またはＲ２方向）を意味し、「周方向」は、ロータコア１０の周方向（Ｅ１方向またはＥ２方向）を意味する。

（ロータコアの構造）
まず、図１および図２を参照して、本実施形態のロータコア１０の構造について説明する。

図１に示すように、回転電機１００は、ロータ１とステータ２とを備える。また、ロータ１およびステータ２は、それぞれ、円環状に形成されている。そして、ロータ１は、ステータ２の径方向内側に、ステータ２に対向して配置されている。すなわち、本実施形態では、回転電機１００は、インナーロータ型の回転電機として構成されている。

また、ロータ１は、ロータコア１０と、図示しないシャフトとを含む。ロータコア１０には、図示しないシャフトが挿入されるシャフト挿入孔３が設けられている。上記シャフトは、ギア等の回転力伝達部材を介して、エンジンや車軸等に接続されている。たとえば、回転電機１００は、モータ、ジェネレータ、または、モータ兼ジェネレータとして構成されており、車両に搭載されるように構成されている。

ロータコア１０は、環状の積層コア１１を備える。積層コア１１は、複数の電磁鋼板１１ａが軸方向（Ｚ方向）に積層されることにより構成されている。また、ロータコア１０は、複数の永久磁石１２を備える。回転電機１００は、埋込永久磁石型モータ（ＩＰＭモータ：Ｉｎｔｅｒｉｏｒ Ｐｅｒｍａｎｅｎｔ Ｍａｇｎｅｔ Ｍｏｔｏｒ）として構成されている。

複数の永久磁石１２は、複数の磁極２０を構成する。複数の磁極２０の各々は、図２に示す６つの永久磁石１２により構成されている。図１に示すように、ロータコア１０においては、８つの磁極２０が周状に並んで配置されている。磁極２０の詳細な構成については、後述する。

また、ステータ２は、ステータコア２ａと、ステータコア２ａに配置された図示しないコイルとを含む。ステータコア２ａは、たとえば、複数の電磁鋼板（珪素鋼板）が軸方向に積層されており、磁束を通過可能に構成されている。コイルは、外部の電源部に接続されており、電力（たとえば、３相交流の電力）が供給されるように構成されている。そして、コイルは、電力が供給されることにより、磁界を発生させるように構成されている。また、ロータ１および図示しないシャフトは、コイルに電力が供給されない場合でも、エンジン等の駆動または車軸の回転に伴って、ステータ２に対して回転するように構成されている。

永久磁石１２は、ロータコア１０の軸方向（Ｚ方向）に直交する断面が長方形形状を有している。なお、永久磁石１２は、たとえばネオジウム磁石である。

また、永久磁石１２が挿入される積層コア１１の後述する磁石孔部（１３、１４、１５、１６）には、図示しない熱硬化性の樹脂材が充填されている。樹脂材は、磁石孔部（１３、１４、１５、１６）に配置されている永久磁石１２を固定するように設けられている。

（磁極の構成）
図２を参照して、各磁極２０の構成について説明する。

図２に示すように、積層コア１１は、磁石孔部１３と、磁石孔部１４と、磁石孔部１５と、磁石孔部１６と、を含む。磁石孔部１３、磁石孔部１４、磁石孔部１５、および磁石孔部１６の各々は、複数の磁極２０の各々に設けられている。なお、磁石孔部１３および磁石孔部１４は、それぞれ、特許請求の範囲の「一方側磁石孔部」および「他方側磁石孔部」の一例である。また、磁石孔部１５および磁石孔部１６は、それぞれ、特許請求の範囲の「中間磁石孔部」および「外側磁石孔部」の一例である。

磁石孔部１３は、ｄ軸に対して周方向の一方側（Ｅ１側）に設けられている。また、磁石孔部１４は、ｄ軸に対して周方向の他方側（Ｅ２側）に設けられている。

また、磁石孔部１５は、磁石孔部１３と磁石孔部１４との間に設けられている。また、磁石孔部１５には、複数（本実施形態では２つ）の永久磁石１２が挿入されている。

また、本実施形態では、磁石孔部１５に挿入される複数の永久磁石１２は、径方向外側に凸状に配置されている。言い換えると、磁石孔部１５に挿入される複数の永久磁石１２は、径方向外側に凸のＶ字状に配置されている。

これにより、複数の永久磁石１２が径方向内側に凸状に配置されるように挿入される磁石孔部１５が設けられる場合に比べて、磁石孔部１５よりも径方向外側に設けられる積層コア１１の径方向外側部分１１ｄの量を比較的少なくすることができる。その結果、ロータ１の回転時に発生する遠心力に起因して後述するブリッジ部３３および後述するブリッジ部３４にかかる応力（径方向外側への引っ張り応力）を低減することができる。

また、本実施形態では、磁石孔部１５は、複数の永久磁石１２が挿入され、径方向外側に向かって凸状に屈曲した単一の孔部により構成されている。すなわち、磁石孔部１５は、径方向外側に凸のＶ字形状を有している。また、磁石孔部１５は、ｄ軸に跨るように設けられている。磁石孔部１５の屈曲角度θ１は、９０度よりも大きい角度である。

これにより、径方向外側に向かって凸状に屈曲した単一の孔部を設けることにより、磁石孔部１５に挿入される複数の永久磁石１２を径方向外側に向かって凸状に容易に配置することができる。また、磁石孔部１５が単一の孔部により構成されることにより、磁石孔部１５が複数の孔部により構成される場合と異なり、孔部同士の間に形成される磁路が磁石孔部１５に設けられない。その結果、磁石孔部１５の径方向外側を流れる磁束が、積層コア１１の径方向内側に流れる（漏れる）のを防止することができる。

また、磁石孔部１５には、ｄ軸の周方向の一方側（Ｅ１側）および他方側（Ｅ２側）の各々に、永久磁石１２が挿入されている。具体的には、磁石孔部１５に挿入されている２つの永久磁石１２は、ｄ軸に対して線対称に配置されている。

これにより、磁石孔部１５において永久磁石１２がｄ軸の一方側にのみ配置されている場合に比べて、ロータ１の回転バランスを向上させることが可能である。

また、本実施形態では、磁石孔部１５に挿入される永久磁石１２同士の間には、フラックスバリア１５ａが形成されている。また、磁石孔部１５に挿入される永久磁石１２同士の間には、積層コア１１の径方向内側部分１１ｃと積層コア１１の径方向外側部分１１ｄとを接続するブリッジ部が設けられていない。フラックスバリア１５ａは、ｄ軸上に設けられている。なお、フラックスバリア１５ａは、特許請求の範囲の「磁気的空隙部」の一例である。

これにより、磁石孔部１５の径方向外側を流れる磁束が、磁石孔部１５に挿入される永久磁石１２同士の間を介して積層コア１１の径方向内側に流れる（漏れる）のを、フラックスバリア１５ａにより防止することができる。その結果、リラクタンストルクが減少するのを防止することができる。

また、磁石孔部１５は、フラックスバリア１５ｂと、フラックスバリア１５ｃとを含む。フラックスバリア１５ｂは、磁石孔部１５に挿入される２つの永久磁石１２のうちＥ１側に配置される永久磁石１２のＥ１側に設けられている。また、フラックスバリア１５ｃは、磁石孔部１５に挿入される２つの永久磁石１２のうちＥ２側に配置される永久磁石１２のＥ２側に設けられている。

なお、磁石孔部１３に挿入される永久磁石１２、磁石孔部１４に挿入される永久磁石１２、および、磁石孔部１５に挿入される２つの永久磁石１２により、内側磁石層５１が構成されている。

また、積層コア１１は、ブリッジ部３１と、ブリッジ部３２と、を含む。ブリッジ部３１およびブリッジ部３２の各々は、複数の磁極２０の各々に設けられている。ブリッジ部３１は、磁石孔部１３の径方向外側の端部１３ａと積層コア１１の外縁部１１ｂとの間に設けられている。また、ブリッジ部３２は、磁石孔部１４の径方向外側の端部１４ａと積層コア１１の外縁部１１ｂとの間に設けられている。なお、ブリッジ部３１およびブリッジ部３２は、それぞれ、特許請求の範囲の「第１外側ブリッジ部」および「第２外側ブリッジ部」の一例である。

ここで、本実施形態では、積層コア１１は、複数の磁極２０の各々において、磁石孔部１３と磁石孔部１５との間に設けられるブリッジ部３３と、磁石孔部１４と磁石孔部１５との間に設けられるブリッジ部３４と、を含む。具体的には、ブリッジ部３３は、ｄ軸に対して周方向の一方側（Ｅ１側）に設けられている。また、ブリッジ部３４は、ｄ軸に対して周方向の他方側（Ｅ２側）に設けられている。ブリッジ部３３およびブリッジ部３４の各々は、積層コア１１の径方向内側部分１１ｃと、積層コア１１の径方向外側部分１１ｄとを接続するように設けられている。なお、ブリッジ部３３およびブリッジ部３４は、それぞれ、特許請求の範囲の「第１内側ブリッジ部」および「第２内側ブリッジ部」の一例である。

これにより、ブリッジ部３３がｄ軸に対して周方向の一方側に配置されるので、ブリッジ部３３がｄ軸上に配置されている場合に比べて、ブリッジ部３１とブリッジ部３３との間の距離Ｌ１（図１参照）を小さくすることができる。また、ブリッジ部３４がｄ軸に対して周方向の他方側に配置されるので、ブリッジ部３４がｄ軸上に配置されている場合に比べて、ブリッジ部３２とブリッジ部３４との間の距離Ｌ２（図１参照）を小さくすることができる。これにより、積層コア１１の径方向外側部分１１ｄを、比較的近くに配置されるブリッジ部同士により支持することができる。その結果、ロータ１の回転時に発生する遠心力に起因してブリッジ部３１（ブリッジ部３２）とブリッジ部３３（ブリッジ部３４）との間の積層コア１１の径方向外側部分１１ｄが変形するのを防止することができる。これにより、ブリッジ部３１およびブリッジ部３２の各々にかかる応力を低減することができる。

また、積層コア１１（永久磁石１２）が、径方向内側からブリッジ部３３およびブリッジ部３４の２つのブリッジ部により支持されることによって、径方向内側から単一のブリッジ部により支持される場合に比べて、積層コア１１（永久磁石１２）をより安定的かつ強固に支持することができる。

また、ブリッジ部３３およびブリッジ部３４は、ｄ軸に対して線対称に配置されている。これにより、ブリッジ部３３およびブリッジ部３４がｄ軸に対して非線対称に配置される場合に比べて、ロータ１の回転バランスをより向上させることが可能である。

また、複数の磁極２０の各々において、磁石孔部１５がｄ軸に対して線対称になるように構成されているとともに、磁石孔部１３と磁石孔部１４とがｄ軸に対して互いに線対称に設けられている。すなわち、磁極２０全体が、ｄ軸に対して線対称になるように構成されている。

また、本実施形態では、積層コア１１の軸方向（Ｚ１方向）から見て、ブリッジ部３３およびブリッジ部３４の各々は、径方向外側に向かってｄ軸に近づく向きに傾斜して設けられている。すなわち、ブリッジ部３３およびブリッジ部３４の各々は、ブリッジ部３３およびブリッジ部３４の各々の延長線が、磁石孔部１５よりも径方向外側においてｄ軸と交差するように設けられている。

ここで、ロータコア１０の回転時において、積層コア１１の各部位には、ｄ軸側で、かつ、径方向外側に向かう方向に遠心力がかかる。したがって、軸方向から見てブリッジ部３３（ブリッジ部３４）が径方向外側に向かってｄ軸に近づく向きに傾斜していることによって、ロータ１の回転時に生じる遠心力に起因する応力（引っ張り応力）が、ブリッジ部３３（ブリッジ部３４）が延びる方向に沿ってブリッジ部３３（ブリッジ部３４）にかかる。その結果、ブリッジ部３３およびブリッジ部３４の各々に対して、曲げ方向（または、ねじり方向）に応力が加わるのを極力防止することができる。

また、磁石孔部１３および磁石孔部１４の各々は、径方向に沿って延びるように設けられている。すなわち、磁石孔部１３および磁石孔部１４の各々に挿入される永久磁石１２は、径方向に沿って延びるように設けられている。

ここで、本実施形態では、積層コア１１は、磁石孔部１３に挿入される永久磁石１２と、磁石孔部１４に挿入される永久磁石１２と、磁石孔部１５に挿入される複数の永久磁石１２とがＷ字状に配置されるように構成されている。

これにより、磁石孔部１３の径方向外側の端部１３ａおよび磁石孔部１４の径方向外側の端部１４ａを積層コア１１の外縁部１１ｂに容易に近づけることができるので、ブリッジ部３１およびブリッジ部３２の径方向における幅を容易に小さくすることができる。その結果、磁石孔部１３（磁石孔部１４）に沿って流れる磁束が、ブリッジ部３１およびブリッジ部３２を介して周方向に流れる（隣接する磁極２０側に漏れる）ことに起因して、リラクタンストルクが減少するのを防止することができる。これにより、リラクタンストルクが減少するのを防止しながら、複数の永久磁石１２をＷ字状に配置する（磁石孔部１５の永久磁石１２を径方向外側に凸状に配置する）ことにより、径方向内側のブリッジ部（ブリッジ部３３およびブリッジ部３４）および径方向外側のブリッジ部（ブリッジ部３１およびブリッジ部３２）の各々にかかる応力を低減することができる。

なお、磁石孔部１３が延びる方向とｄ軸とのなす角度θ２、および、磁石孔部１４が延びる方向とｄ軸とのなす角度θ３の各々は、磁石孔部１５の屈曲角度θ１の１／２よりも小さい。なお、角度θ２と角度θ３とは略等しい。

また、磁石孔部１３は、磁石孔部１３に挿入される永久磁石１２よりも径方向外側に設けられるフラックスバリア１３ｂを含む。また、磁石孔部１３は、磁石孔部１３に挿入される永久磁石１２よりも径方向内側に設けられるフラックスバリア１３ｃを含む。

また、磁石孔部１４は、磁石孔部１４に挿入される永久磁石１２よりも径方向外側に設けられるフラックスバリア１４ｂを含む。また、磁石孔部１４は、磁石孔部１４に挿入される永久磁石１２よりも径方向内側に設けられるフラックスバリア１４ｃを含む。

また、磁石孔部１６は、磁石孔部１５の径方向外側に設けられている。また、磁石孔部１６には、複数の（本実施形態では２つ）永久磁石１２が挿入されている。

ここで、磁石孔部１６は、磁石孔部１６に挿入される複数の永久磁石１２が、径方向外側に凸状に配置されるように設けられている。言い換えると、磁石孔部１６に挿入される複数の永久磁石１２は、径方向外側に凸のＶ字状に配置されている。

これにより、磁石孔部１６が、磁石孔部１５と同様に、挿入される複数の永久磁石１２が径方向外側に凸状に配置されるように設けられる。その結果、磁石孔部１６に挿入される複数の永久磁石１２が径方向内側に凸状に配置される場合に比べて、磁石孔部１６と磁石孔部１５との間の磁路が狭くなるのを防止することができる。

また、磁石孔部１６は、ｄ軸に対して周方向一方側（Ｅ１側）に設けられる磁石孔１６ａと、ｄ軸に対して周方向他方側（Ｅ２側）に設けられる磁石孔１６ｂとを含む。磁石孔１６ａおよび磁石孔１６ｂの各々には、永久磁石１２が１つずつ挿入されている。

また、磁石孔１６ａと磁石孔１６ｂとの間には、ｄ軸上に配置されるブリッジ部３５が設けられている。ブリッジ部３５は、ｄ軸に沿って延びるように設けられている。

また、磁石孔１６ａは、磁石孔１６ａに挿入される永久磁石１２の周方向一方側（Ｅ１側）に設けられるフラックスバリア部１６ｃを含む。また、磁石孔１６ｂは、磁石孔１６ｂに挿入される永久磁石１２の周方向他方側（Ｅ２側）に設けられるフラックスバリア部１６ｄを含む。

また、磁石孔１６ａおよび磁石孔１６ｂの各々に挿入される永久磁石１２により、外側磁石層５２が構成される。すなわち、複数の磁極２０の各々は、内側磁石層５１および外側磁石層５２による２層磁石構造になっている。この構造により、磁束が内側磁石層５１と外側磁石層５２との間を流れるので、リラクタンストルクを有効に活用することが可能である。その結果、トルク向上を図りつつ磁石量を低減することが可能である。

なお、磁石孔１６ａおよび磁石孔１６ｂの各々に挿入される永久磁石１２は、径方向外側の磁極がＮ極で、径方向内側の磁極がＳ極である。また、磁石孔部１３および磁石孔部１４の各々に挿入される永久磁石１２は、ｄ軸側の磁極がＮ極で、ｑ軸側の磁極がＳ極である。また、磁石孔部１５に挿入される永久磁石１２は、径方向外側の磁極がＮ極で、径方向内側の磁極がＳ極である。なお、周方向に隣り合う磁極２０同士では、上記のＮ極およびＳ極の配置関係が互いに反転している。

また、ブリッジ部３１とブリッジ部３３との間の距離Ｌ１（図１参照）、および、ブリッジ部３２とブリッジ部３４との間の距離Ｌ２（図１参照）の各々は、ブリッジ部３３とブリッジ部３４との間の距離Ｌ３（図１参照）よりも小さい。なお、距離Ｌ１と距離Ｌ２とは、略等しい。

これにより、ブリッジ部３１とブリッジ部３３との間の距離Ｌ１、および、ブリッジ部３２とブリッジ部３４との間の距離Ｌ２の各々が、ブリッジ部３３とブリッジ部３４との間の距離Ｌ３よりも大きい場合に比べて、ブリッジ部３１およびブリッジ部３２の各々にかかる応力をより低減することが可能である。

（比較例との応力の比較）
次に、図１～図３を参照して、本実施形態のロータコア１０（積層コア１１）における応力と、比較例（図３参照）のロータコア（積層コア１１１）における応力とを比較する。

ここで、比較例の積層コア１１１の構成を説明する。図３に示すように、積層コア１１１には、ｄ軸に対して周方向一方側（Ｅ１側）に磁石孔部１１３が設けられるとともに、ｄ軸に対して周方向他方側（Ｅ２側）に磁石孔部１１４が設けられている。磁石孔部１１３と磁石孔部１１４とにより、径方向内側に凸のＵ字形状が形成されている。磁石孔部１１３と積層コア１１１の外縁部１１１ｂとの間には、ブリッジ部１３１が設けられている。また、磁石孔部１１４と積層コア１１１の外縁部１１１ｂとの間には、ブリッジ部１３２が設けられている。

また、磁石孔部１１３と磁石孔部１１４との間には、ｄ軸上に配置されるセンターブリッジ１３０が設けられている。センターブリッジ１３０の径方向外側には、磁石孔１１６ａおよび磁石孔１１６ｂが設けられている。磁石孔１１６ａおよび磁石孔１１６ｂに挿入される永久磁石１２は、Ｖ字状に配置されている。

この場合、本実施形態のロータ１の回転時においてブリッジ部３１およびブリッジ部３２にかかる応力は、比較例におけるロータ（積層コア１１１）の回転時においてブリッジ部１３１およびブリッジ部１３２にかかる応力よりも小さいというシミュレーション結果が得られた。これは、ブリッジ部３１とブリッジ部３３との間の距離Ｌ１（図１参照）、および、ブリッジ部３２とブリッジ部３４との間の距離Ｌ２（図１参照）が、ブリッジ部１３１とセンターブリッジ１３０との間の距離Ｌ１１（図３参照）、および、ブリッジ部１３２とセンターブリッジ１３０との間の距離Ｌ１２（図３参照）よりも小さいことに起因する。

また、積層コア１１の内径部１１ｅ（図１参照）とブリッジ部３３との間の距離Ｌ４（図１参照）、および、内径部１１ｅ（図１参照）とブリッジ部３４との間の距離Ｌ５（図１参照）は、積層コア１１１の内径部１１１ｅ（図３参照）とセンターブリッジ１３０との間の距離Ｌ１３（図３参照）よりも大きい。

これにより、シャフト挿入孔３にシャフト（図示せず）を締結する際にブリッジ部３３およびブリッジ部３４にかかる応力を、積層コア１１１のシャフト挿入孔２３（図３参照）にシャフトを締結する際にセンターブリッジ１３０にかかる応力よりも小さくすることが可能である。また、シャフトを締結する際にブリッジ部３３およびブリッジ部３４にかかる応力を比較的小さくすることができるので、ロータコア１０を小型化することにより、上記の距離Ｌ４および距離Ｌ５が小さくされても、ブリッジ部３３およびブリッジ部３４にかかる応力を許容範囲内に容易に収めることができる。なお、シャフトの締結は、焼き嵌めやナットを用いた締結等を含む。

［変形例］
なお、今回開示された実施形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施形態の説明ではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更（変形例）が含まれる。

たとえば、上記実施形態では、磁石孔部１３（一方側磁石孔部）および磁石孔部１４（他方側磁石孔部）の各々が径方向に沿って延びることにより、複数の永久磁石１２がＷ字状に配置される例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、磁石孔部１３および磁石孔部１４の各々が径方向に対して所定の角度（たとえば４５度）で傾斜し、複数の永久磁石１２がＷ字状に配置されていなくてもよい。

また、上記実施形態では、磁石孔部１５（中間磁石孔部）が単一の孔部により構成される例を示したが、本発明はこれに限られない。磁石孔部１５が、複数の孔部により構成されてもよい。この場合、孔部同士の間には、ブリッジ部が設けられる。

また、上記実施形態では、内側磁石層５１に４つの永久磁石１２が配置される例を示したが、本発明はこれに限られない。内側磁石層５１にたとえば８つの永久磁石１２が配置されてもよい。この場合、たとえば、磁石孔部１３、磁石孔部１５、および磁石孔部１４に、それぞれ、２個、４個、および２個の永久磁石１２が配置される。

また、上記実施形態では、ブリッジ部３３およびブリッジ部３４の各々が径方向外側に向かってｄ軸に近づく向きに傾斜している例を示したが、本発明はこれに限られない。ブリッジ部３３およびブリッジ部３４の各々が径方向外側に向かってｄ軸に近づく向き以外の向き（たとえばｄ軸に沿った向き）に延びるように設けられていてもよい。

また、上記実施形態では、積層コア１１に磁石孔部１６（外側磁石孔部）（外側磁石層５２）が設けられる例を示したが、本発明はこれに限られない。積層コア１１に磁石孔部１６（外側磁石層５２）が設けられていなくてもよい。

また、上記実施形態では、外側磁石層５２および内側磁石層５１による２層磁石構造の例を示したが、本発明はこれに限られない。磁石層が３層以上設けられていてもよい。

また、上記実施形態では、磁石孔部１６（外側磁石孔部）に挿入される複数の永久磁石１２が径方向外側に凸状に配置されるように、磁石孔部１６が設けられている例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、磁石孔部１６に挿入される複数の永久磁石１２が、径方向内側に凸状に配置されるか、または、径方向に直交するように、磁石孔部１６が設けられていてもよい。

また、上記実施形態では、ブリッジ部３１（第１外側ブリッジ部）とブリッジ部３３（第１内側ブリッジ部）との間の距離Ｌ１、および、ブリッジ部３２（第２外側ブリッジ部）とブリッジ部３４（第２内側ブリッジ部）との間の距離Ｌ２の各々が、ブリッジ部３３とブリッジ部３４との間の距離Ｌ３よりも小さい例を示したが、本発明はこれに限られない。距離Ｌ１および距離Ｌ２の各々が、距離Ｌ３以上であってもよい。

１０…ロータコア、１１…積層コア、１１ａ…電磁鋼板、１１ｂ…外縁部、１１ｃ…径方向内側部分、１１ｄ…径方向外側部分、１２…永久磁石、１３…磁石孔部（一方側磁石孔部）、１３ａ…端部（一方側磁石孔部の端部）、１４…磁石孔部（他方側磁石孔部）、１４ａ…端部（他方側磁石孔部の端部）、１５…磁石孔部（中間磁石孔部）、１５ａ…フラックスバリア（磁気的空隙部）、１６…磁石孔部（外側磁石孔部）、２０…磁極、３１…ブリッジ部（第１外側ブリッジ部）、３２…ブリッジ部（第２外側ブリッジ部）、３３…ブリッジ部（第１内側ブリッジ部）、３４…ブリッジ部（第２内側ブリッジ部）

Claims (5)

1. 複数の電磁鋼板が積層されることにより構成される環状の積層コアと、
   周状に設けられる複数の磁極を構成する複数の永久磁石と、を備え、
   前記積層コアは、前記複数の磁極の各々において、ｄ軸に対して周方向の一方側に設けられ、前記永久磁石が挿入される一方側磁石孔部と、前記ｄ軸に対して周方向の他方側に設けられ、前記永久磁石が挿入される他方側磁石孔部と、前記一方側磁石孔部と前記他方側磁石孔部との間に設けられ、複数の前記永久磁石が径方向外側に凸状に配置されるように挿入される中間磁石孔部と、前記一方側磁石孔部の径方向外側の端部と前記積層コアの外縁部との間に設けられる第１外側ブリッジ部と、前記他方側磁石孔部の径方向外側の端部と前記外縁部との間に設けられる第２外側ブリッジ部と、前記一方側磁石孔部と前記中間磁石孔部との間において前記積層コアの径方向内側部分と前記積層コアの径方向外側部分とを接続する第１内側ブリッジ部と、前記他方側磁石孔部と前記中間磁石孔部との間において前記径方向内側部分と前記径方向外側部分とを接続する第２内側ブリッジ部と、を含み、
   前記一方側磁石孔部が延びる方向とｄ軸とのなす角度、および、前記他方側磁石孔部が延びる方向とｄ軸とのなす角度の各々は、前記中間磁石孔部の屈曲角度の１／２よりも小さい、ロータコア。
2. 前記一方側磁石孔部および前記他方側磁石孔部の各々は、径方向に沿って延びるように設けられており、
   前記積層コアは、前記一方側磁石孔部に挿入される前記永久磁石と、前記他方側磁石孔部に挿入される前記永久磁石と、前記中間磁石孔部に挿入される前記複数の永久磁石とがＷ字状に配置されるように構成されている、請求項１に記載のロータコア。
3. 前記中間磁石孔部は、前記複数の永久磁石が挿入され、径方向外側に向かって凸状に屈曲した単一の孔部により構成されており、
   前記中間磁石孔部に挿入される前記永久磁石同士の間には、磁気的空隙部が形成されている、請求項２に記載のロータコア。
4. 前記積層コアの軸方向から見て、前記第１内側ブリッジ部および前記第２内側ブリッジ部の各々は、径方向外側に向かって前記ｄ軸に近づく向きに傾斜して設けられている、請求項１～３のいずれか１項に記載のロータコア。
5. 前記積層コアは、前記中間磁石孔部の径方向外側に設けられ、複数の前記永久磁石が径方向外側に凸状に配置されるように挿入される外側磁石孔部を含む、請求項１～４のいずれか１項に記載のロータコア。

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