WO2023176616A1

WO2023176616A1 - モータ

Info

Publication number: WO2023176616A1
Application number: PCT/JP2023/008772
Authority: WO
Inventors: 秀瑛林; 國智顔; 耿彰 ▲ウー▼; 國▲みん▼ 王
Original assignee: ニデック株式会社
Priority date: 2022-03-14
Filing date: 2023-03-08
Publication date: 2023-09-21

Abstract

本発明のモータの一つの態様は、中心軸を中心として回転可能なロータと、ロータと軸方向に対向するステータと、を備える。ロータは、周方向に複数の収容穴を有するフレームヨークと、フレームヨークの軸方向一方側に設けられるカバーヨークと、複数の収容穴の内部にそれぞれ収容され、軸方向他方側が前記ステータと対向する複数のマグネット群と、を有する。複数のマグネット群は、軸方向を磁化方向とする主磁石と、主磁石と接触し主磁石における周囲の少なくとも一部を囲んで配置され、主磁石の接触面と直交する方向を磁化方向とする複数の副磁石と、を有する。

Description

モータ

　本発明は、モータに関する。

　本出願は、２０２２年３月１４日に提出された日本特許出願第２０２２－０３９７０１号に基づいている。本出願は、当該出願に対して優先権の利益を主張するものである。その内容全体は、参照されることによって本出願に援用される。

　ロータとステータが軸方向に対向するアキシャル・フィールド・モータ（ＡＦＭ）は、コンパクトな構造を有し、体積が小さく、軽量でトルク密度が高いなどの利点を有している。アキシャル・フィールド・モータは、磁束経路を誘導するためのローターヨーク部が必要なため、軸方向の小型化には限界がある。特許文献１には、ヨーク板に穴を開け、マグネットを取り付けたロータを有するモータが開示されている。

中国特許出願公開第１０１１８３８２２号明細書

　しかしながら、特許文献１のロータでは、マグネットが樹脂成形体であり、ロータが高速で動作する場合には機械強度は十分とは言えない場合がある。また、各マグネットの着磁方向がステータコアと向かい合うため、マグネットを囲む支持部が透磁率の高い金属材料の場合、漏れ磁束が多くなり、モータ性能が低下する可能性がある。

　本発明は、以上のような点を考慮してなされたもので、小型化、強度およびモータ性能を向上できるモータを提供することを目的とする。

　本発明のモータの一つの態様は、中心軸を中心として回転可能なロータと、前記ロータと軸方向に対向するステータと、を備え、前記ロータは、周方向に複数の収容穴を有するフレームヨークと、前記フレームヨークの軸方向一方側に設けられるカバーヨークと、複数の前記収容穴の内部にそれぞれ収容され、軸方向他方側が前記ステータと対向する複数のマグネット群と、を有し、複数の前記マグネット群は、軸方向を磁化方向とする主磁石と、前記主磁石と接触し前記主磁石における周囲の少なくとも一部を囲んで配置され、前記主磁石の接触面と直交する方向を磁化方向とする複数の副磁石と、を有する。

　本発明の一つの態様によれば、モータにおいて小型化、強度およびモータ性能を向上できる。

図１は、第１実施形態のモータを示す分解斜視図である。図２は、フレームヨークのマグネット群および収容穴周辺を軸方向に見た図である。図３は、マグネット群の外観斜視図である。図４は、ロータを上側から見たときのマグネット群の磁化方向を示す図である。図５は、第２実施形態のモータにおけるロータの外観斜視図である。図６は、第２実施形態のモータにおけるマグネット群の外観斜視図である。図７は、第２実施形態のモータにおけるカバーヨークの外観斜視図である。図８は、第２実施形態のモータにおけるロータの縦断面図である。図９は、第３実施形態のモータにおけるロータの外観斜視図である。図１０は、第３実施形態のモータにおけるマグネット群の外観斜視図である。図１１は、第３実施形態のモータにおけるカバーヨークの外観斜視図である。図１２は、第４実施形態のモータを示す分解斜視図である。図１３は、第４実施形態のモータおけるフレームヨークのマグネット群および収容穴周辺を軸方向に見た図である。図１４は、第４実施形態のモータおける変形例のフレームヨークのマグネット群および収容穴周辺を軸方向に見た図である。図１５は、第５実施形態のモータおけるフレームヨークおよびマグネット群を示す外観斜視図である。

　以下、図面を参照しながら、本発明の実施形態に係るモータについて説明する。なお、本発明の範囲は、以下の実施の形態に限定されず、本発明の技術的思想の範囲内で任意に変更可能である。また、以下の図面においては、各構成をわかりやすくするために、実際の構造と各構造における縮尺や数等を異ならせる場合がある。

　各図に適宜示すＺ軸方向は、正の側を「上側」とし、負の側を「下側」とする上下方向である。各図に適宜示す中心軸Ｊは、Ｚ軸方向と平行であり、上下方向に延びる仮想線である。以下の説明においては、中心軸Ｊの軸方向、すなわち上下方向と平行な方向を単に「軸方向」と呼び、中心軸Ｊを中心とする径方向を単に「径方向」と呼び、中心軸Ｊを中心とする周方向を単に「周方向」と呼ぶ。軸方向一方側を上側と呼び、軸方向他方側を下側と呼ぶ。各図に適宜示す矢印θは、周方向を示している。矢印θは、上側から見て中心軸Ｊを中心として時計回りの向きを向いている。以下の説明では、或る対象を基準として周方向のうち矢印θが向かう側、すなわち上側から見て時計回りに進む側を「周方向一方側」と呼び、或る対象を基準として周方向のうち矢印θが向かう側と逆側、すなわち上側から見て反時計回りに進む側を「周方向他方側」と呼ぶ。

　なお、上下方向、上側、および下側とは、単に各部の配置関係等を説明するための名称であり、実際の配置関係等は、これらの名称で示される配置関係等以外の配置関係等であってもよい。

［モータの第１実施形態］
　図１に示すように、第１実施形態のモータ１は、ロータ１０とステータ６０とを有する。本実施形態のモータ１は、ロータ１０とステータ６０とが軸方向に隙間を介して対向するアキシャルギャップ型のモータである。

　ステータ６０は、ロータ１０の下側に位置する。ステータ６０は、ステータコア６１と、複数のコイル６２と、を有する。ステータ６０は、中心軸Ｊを中心とする円環状である。ステータコア６１は、バックヨーク６３と、複数のコア部６４と、を有する。バックヨーク６３は、中心軸Ｊを中心とし軸方向と直交する平面に沿う円板状である。

　複数のコア部６４は、バックヨーク６３から上側に突出する。コア部６４は、コイル６２の内径に沿って軸方向上側に延びる。本実施形態のコア部６４は、一例として、周方向に間隔をあけて１２個配置されている。モータ１の極数は、例えば、１０である。つまり、モータ１は、例えば、１０極１２スロットのモータである。コア部６４の上側の端面は、軸方向で後述するマグネット群４０と対向する。コア部６４の上側の端面は、コイル６２の上側の端面から僅かに突出する。コア部６４の上側の端面は、コイル６２の上側の端面と面一であってもよい。

　コア部６４は、バックヨーク６３と磁気循環する磁性材である。一例として、バックヨーク６３は、軸方向に積層された電磁鋼板で形成されている。コア部６４は、一例として、バックヨーク６３と同一の透磁率を有する材料で形成されている。コア部６４は、バックヨーク６３と同一の素材で形成されている。一例として、コア部６４は、バックヨーク６３と同一の透磁率を有する材料でバックヨーク６３とは別に製作されたコア部材が接着又はカシメ等の嵌め込みによってバックヨーク６３に固定されてもよい。一枚の金属材を削り出すことで、コア部６４とバックヨーク６３とを製作することも可能である。

　コイル６２は、コア部６４の周囲に巻き回される。コイル６２は、複数のコア部６４にそれぞれ装着される。複数のコイル６２は、周方向にそって並ぶ。コイル６２の端部は、ステータ６０から引き出されて電源装置に接続される。これにより、コイル６２には、電流が流される。それぞれのコイル６２は、中心軸Ｊと平行な軸線周りに巻き回される。従って、コイル６２は、電流が流されることで軸方向に磁極を形成する。すなわち、コイル６２は、軸方向に対向するロータ１０側に磁極を形成する。

　ロータ１０は、中心軸Ｊを中心として回転可能である。ロータ１０は、シャフト１１と、フレームヨーク２０と、カバーヨーク３０と複数（本実施形態では１０個）のマグネット群４０と、を有する。シャフト１１は、中心軸Ｊを中心として軸方向に延びる円柱状である。

　フレームヨーク２０は、磁性体である。フレームヨーク２０は、シャフト１１の外周面に固定されている。フレームヨーク２０は、フレームヨーク２０を軸方向に貫通する貫通孔２２を有する。貫通孔２２は、軸方向に見て、中心軸Ｊを中心とする円形状である。貫通孔２２には、シャフト１１が通されている。シャフト１１は、例えば圧入等により、貫通孔２２内に固定されている。図示は省略するが、フレームヨーク２０は、例えば、複数の電磁鋼板が軸方向に積層されて構成されている。

　フレームヨーク２０は、複数の収容穴２１を有する。複数の収容穴２１は、例えば、フレームヨーク２０を軸方向に貫通している。複数の収容穴２１の内部には、マグネット群４０がそれぞれ収容されている。収容穴２１内におけるマグネット群４０の固定方法は、特に限定されない。

　収容穴２１は、周方向に複数（本実施形態では１０個）配置されている。図２に示すように、収容穴２１は、軸方向に見て多角形である。収容穴２１は、軸方向に見て、径方向に延びる磁極中心線ＩＬ１を中心として線対称の五角形状である。磁極中心線ＩＬ１は、マグネット群４０の周方向中心と中心軸Ｊとを通り、径方向に延びる仮想線である。

　収容穴２１は、直線部２１ａと、直線部２１ｂと、直線部２１ｃと、直線部２１ｄと、直線部２１ｅと、接続部２１ｆと、接続部２１ｇと、接続部２１ｈと、接続部２１ｉと、接続部２１ｊと、を有する。直線部２１ａは、収容穴２１における径方向内側に位置し、磁極中心線ＩＬ１と直交する方向に延びる。直線部２１ｂは、収容穴２１における周方向一方側に位置し、中心線ＩＬ２と平行に延びる。中心線ＩＬ２は、周方向一方側で隣り合うマグネット群４０における磁極中心線との周方向の中間に位置する。本実施形態では１０個のマグネット群４０が３６°間隔で配置されているため、中心線ＩＬ２は、磁極中心線ＩＬ１に対して周方向一方側に１８°傾いている。直線部２１ｃは、収容穴２１における周方向他方側に位置し、中心線ＩＬ３と平行に延びる。中心線ＩＬ３は、周方向他方側で隣り合うマグネット群４０における磁極中心線との周方向の中間に位置する。中心線ＩＬ３は、磁極中心線ＩＬ１に対して周方向他方側に１８°傾いている。直線部２１ｄは、収容穴２１における径方向外側の周方向一方側に位置し、中心線ＩＬ２と直交する方向に延びる。直線部２１ｅは、収容穴２１における径方向外側の周方向他方側に位置し、中心線ＩＬ３と直交する方向に延びる。

　接続部２１ｆは、直線部２１ａの周方向一方側の端部と、直線部２１ｂの径方向内側の端部とを接続する。接続部２１ｇは、直線部２１ａの周方向他方側の端部と、直線部２１ｃの径方向内側の端部とを接続する。接続部２１ｈは、直線部２１ｂの径方向外側の端部と、直線部２１ｄの周方向一方側の端部とを接続する。接続部２１ｉは、直線部２１ｃの径方向外側の端部と、直線部２１ｅの周方向他方側の端部とを接続する。接続部２１ｊは、直線部２１ｄの周方向他方側の端部と、直線部２１ｅの周方向一方側の端部とを接続する。

　カバーヨーク３０は、磁性体である。カバーヨーク３０は、フレームヨーク２０の上側に設けられる。カバーヨーク３０は、フレームヨーク２０の上側を覆う。カバーヨーク３０は、周方向で隣り合うマグネット群４０の間を磁束で結合する。カバーヨーク３０は、フレームヨーク２０の上側に接着剤等を用いて固定される。カバーヨーク３０は、円板状である。カバーヨーク３０は、カバーヨーク３０を軸方向に貫通する貫通孔３１を有する。貫通孔３１には、シャフト１１が通されている。図示は省略するが、カバーヨーク３０は、例えば、複数の電磁鋼板が軸方向に積層されて構成されている。

　マグネット群４０は、収容穴２１に収容される。マグネット群４０の種類は、特に限定されない。マグネット群４０は、例えば、ネオジム磁石であってもよいし、フェライト磁石であってもよい。マグネット群４０は、主磁石４１と、複数の副磁石４２、４３、４４、４５、４６とを含む。

　主磁石４１は、軸方向と直交する断面が多角形である。主磁石４１は、軸方向に見て五角形である。主磁石４１は、軸方向に延びる五角柱である。主磁石４１の断面は、多角形であれば五角形に限定されないが、主磁石４１の製造効率、副磁石４２、４３、４４、４５、４６の個数等を考慮すると、主磁石４１の断面は、四角形、五角形、六角形のいずれであることが好ましい。

　軸方向に見て主磁石４１は、辺４１ａと、辺４１ｂと、辺４１ｃと、辺４１ｄと、辺４１ｅと、を有する。軸方向に見て辺４１ａは、直線部２１ａと平行である。軸方向に見て辺４１ｂは、直線部２１ｂと平行である。軸方向に見て辺４１ｃは、直線部２１ｃと平行である。軸方向に見て辺４１ｄは、直線部２１ｄと平行である。軸方向に見て辺４１ｅは、直線部２１ｅと平行である。軸方向に見て主磁石４１は、直線部２１ａと、直線部２１ｂと、直線部２１ｃと、直線部２１ｄと、直線部２１ｅと同一距離をあけて離れて収容穴２１に収容されている。図示は省略するが、主磁石４１は、例えば、収容穴２１の軸方向の全体に亘って設けられている。

　副磁石４２、４３、４４、４５、４６は、それぞれ主磁石４１と収容穴２１に接触する。副磁石４２、４３、４４、４５、４６は、主磁石４１における周囲を囲んで配置されている。副磁石４２は、主磁石４１の辺４１ｄと直線部２１ｄに接触して配置される直方体である。副磁石４２の周方向の長さは、辺４１ｄおよび直線部２１ｄの長さと同一である。副磁石４３は、主磁石４１の辺４１ｂと直線部２１ｂに接触して配置される直方体である。副磁石４３の周方向の長さは、辺４１ｂおよび直線部２１ｂの長さと同一である。副磁石４４は、主磁石４１の辺４１ａと直線部２１ａに接触して配置される直方体である。副磁石４４の周方向の長さは、辺４１ａおよび直線部２１ａの長さと同一である。副磁石４５は、主磁石４１の辺４１ｃと直線部２１ｃに接触して配置される直方体である。副磁石４５の周方向の長さは、辺４１ｃおよび直線部２１ｃの長さと同一である。副磁石４６は、主磁石４１の辺４１ｅと直線部２１ｅに接触して配置される直方体である。副磁石４６の周方向の長さは、辺４１ｅおよび直線部２１ｅの長さと同一である。図示は省略するが、副磁石４２、４３、４４、４５、４６は、例えば、収容穴２１の軸方向の全体に亘って設けられている。

　主磁石４１が五角柱であり、副磁石４２、４３、４４、４５、４６が直方体であることで、マグネット群４０を容易に製造することができる。

　図３に示すように、主磁石４１における上側の端面と、副磁石４２、４３、４４、４５、４６における上側の端面は、面一である。主磁石４１における上側の端面と、副磁石４２、４３、４４、４５、４６における上側の端面が面一であることで、マグネット群４０をカバーヨーク３０と密接させて磁束特性を向上させることができる。

　副磁石４２、４３、４４、４５、４６における下側の端面は、面一である。主磁石４１における下側の端面の軸方向の位置は、副磁石４２、４３、４４、４５、４６における下側の端面の軸方向の位置よりも下側である。主磁石４１における下側の端面は、副磁石４２、４３、４４、４５、４６における下側の端面よりも距離Ｈで下側に突出する。
　主磁石４１における下側の端面の軸方向の位置が、副磁石４２、４３、４４、４５、４６における下側の端面の軸方向の位置よりも下側であることで、主磁石４１とステータ６０におけるコア部６４との距離が短くなり、駆動トルクを大きくできる。

　主磁石４１は、軸方向を磁化方向とする。図４に示すように、複数のマグネット群４０は、主磁石４１における上側の磁極がＮ極の磁極部４０Ｎと、主磁石４１における上側の磁極がＳ極の磁極部４０Ｓと、を複数ずつ含む。磁極部４０Ｎと磁極部４０Ｓとは、例えば、５つずつ設けられている。５つの磁極部４０Ｎと５つの磁極部４０Ｓとは、周方向に沿って交互に配置されている。

　副磁石４２、４３、４４、４５、４６は、それぞれ主磁石４１の接触面と直交する方向を磁化方向とする。磁極部４０Ｎにおける副磁石４２、４３、４４、４５、４６は、主磁石４１から離れる方向を磁化方向としている。磁極部４０Ｓにおける副磁石４２、４３、４４、４５、４６は、主磁石４１に向く方向を磁化方向としている。

　副磁石４２、４３、４４、４５、４６は、主磁石４１における辺４１ａ、辺４１ｂ、辺４１ｃ、辺４１ｄ、辺４１ｅを含む側面を接触面とする。副磁石４２、４３、４４、４５、４６は、主磁石４１における辺４１ａ、辺４１ｂ、辺４１ｃ、辺４１ｄ、辺４１ｅを含む側面の法線方向を磁化方向とする。各マグネット群４０の構成は、主磁石４１および副磁石４２、４３、４４、４５、４６磁化方向が異なる点および周方向位置が異なる点を除いて、同様の構成である。

　図２に示すように、収容穴２１は、フラックスバリア部２３ａ、２３ｂ、２３ｃ、２３ｄ、２３ｅを有する。フラックスバリア部２３ａは、軸方向に見て接続部２１ｆと副磁石４３の径方向内側の端部と、副磁石４４の周方向一方側の端部で囲まれた空間である。フラックスバリア部２３ｂは、軸方向に見て接続部２１ｇと副磁石４５の径方向内側の端部と、副磁石４４の周方向他方側の端部で囲まれた空間である。フラックスバリア部２３ｃは、軸方向に見て接続部２１ｈと副磁石４３の径方向外側の端部と、副磁石４２の周方向一方側の端部で囲まれた空間である。フラックスバリア部２３ｄは、軸方向に見て接続部２１ｉと副磁石４５の径方向外側の端部と、副磁石４６の周方向他方側の端部で囲まれた空間である。フラックスバリア部２３ｅは、軸方向に見て接続部２１ｊと副磁石４２の周方向他方側の端部と、副磁石４６の周方向一方側の端部で囲まれた空間である。

　フラックスバリア部２３ａ、２３ｂ、２３ｃ、２３ｄ、２３ｅは、磁束の流れを抑制できる部分である。すなわち、各フラックスバリア部２３ａ、２３ｂ、２３ｃ、２３ｄ、２３ｅには、磁束が通りにくい。各フラックスバリア部２３ａ、２３ｂ、２３ｃ、２３ｄ、２３ｅは、磁束の流れを抑制できるならば、特に限定されず、空隙部を含んでもよいし、樹脂部等の非磁性部を含んでもよい。
　主磁石４１および副磁石４２、４３、４４、４５、４６のエッジ部にフラックスバリア部２３ａ、２３ｂ、２３ｃ、２３ｄ、２３ｅが設けられることで、エッジ部の周りに発生する磁束漏れを効果的に低減することができる。

　本実施形態のモータ１は、主磁石４１の接触面と直交する方向を磁化方向とする副磁石４２、４３、４４、４５、４６が設けられることで、磁束漏れを防止しながら、主磁石４１の磁束を誘導して磁束集中効果を大きくすることができる。また、実施形態のモータ１は、磁束集中効果が大きいため、マグネット群４０の軸方向の寸法を大きくする必要がなく軸方向の小型化に寄与できる。この結果、モータ１は、高効率、高性能および小型化を実現できる。副磁石４２、４３、４４、４５、４６において主磁石４１と接触する側面と、収容穴２１に接触する側面との幅は、磁束集中効果を考慮すると、１．０ｍｍ以上であることが好ましい。

　本実施形態のモータ１においては、マグネット群４０がフレームヨーク２０における収容穴２１に収容されるため、構造全体がコンパクトでありロータ１０の剛性を保持するための別の機械的構造を設けることなく、機械的強度を確保できる。また、本実施形態のモータ１においては、カバーヨーク３０がフレームヨーク２０を上側から覆っているため、ロータ１０が高速で回転した際にも、マグネット群４０が飛び出したり、割られることを抑制できる。

　さらに、本実施形態のモータ１においては、透磁率の高い軟磁性材料のフレームヨーク２０およびカバーヨーク３０が磁極全体を囲んでいるため、磁束の流れを適切に誘導する経路になるとともに、磁極のエッジ付近で発生する磁束漏れを効果的に低減することができる。また、本実施形態のモータ１においては、磁化方向が異なる主磁石４１と副磁石４２、４３、４４、４５、４６で構成される磁極を用いて磁束を集中させているため、マグネットの使用量を低減できコスト減に寄与できる。

［モータの第２実施形態］
　モータ１の第２実施形態について、図５から図８を参照して説明する。
　図５は、第２実施形態のモータ１におけるロータ１０の外観斜視図である。図６は、第２実施形態のモータ１におけるマグネット群４０の外観斜視図である。図７は、第２実施形態のモータ１におけるカバーヨーク３０Ａの外観斜視図である。
　これらの図において、図１から図４に示す第１実施形態の構成要素と同一の要素については同一符号を付し、その説明を省略する。

　図５に示すように、本実施形態におけるロータ１０は、マグネット群４０が副磁石４２、４３Ａ、４４、４５Ａ、４６を有している。副磁石４３Ａ、４５Ａは、一部がフレームヨーク２０から上側に突出している。

　副磁石４２、４３Ａ、４４、４５Ａ、４６における下側の端面は、面一である。図６に示すように、副磁石４２、４４、４６における上側の端面は、主磁石４１における上側の端面と面一である。副磁石４３Ａ、４５Ａにおける上側の端面は、主磁石４１における上側の端面よりも上側に突出している。従って、副磁石４３Ａ、４５Ａの軸方向の寸法は、副磁石４２、４４、４６の軸方向の寸法よりも長い。

　図７に示すように、カバーヨーク３０Ａは、孔３３、３５を有している。孔３３、３５は、カバーヨーク３０Ａを軸方向に貫通する。孔３３、３５は、軸方向に見て径方向に延びるＩ字状の長方形である。孔３３は、収容穴２１における周方向中心から周方向一方側の位置に配置されている。孔３５は、収容穴２１における周方向中心から周方向他方側の位置に配置されている。

　図８に示すように、孔３３は、フレームヨーク２０から上側に突出する副磁石４３Ａの一部が挿入される。副磁石４３Ａにおける上側の端面は、カバーヨーク３０における上側の端面と面一である。孔３５は、フレームヨーク２０から上側に突出する副磁石４５Ａの一部が挿入される。副磁石４５Ａにおける上側の端面は、カバーヨーク３０Ａにおける上側の端面と面一である。すなわち、一部が上側に突出して孔３３に挿入される副磁石４３Ａと、一部が上側に突出して孔３５に挿入される副磁石４５Ａの寸法は、孔３３、３５に非挿入の副磁石４２、４４、４６の軸方向の寸法よりも長い。
　他の構成は、上記第１実施形態と同様である。

　本実施形態では、上記第１実施形態と同様の作用・効果が得られることに加えて、一部がフレームヨーク２０から上側に突出する副磁石４３Ａ、４５Ａが、カバーヨーク３０Ａにおける孔３３、３５にそれぞれ挿入されることで、軸方向の寸法を大きくすることなく主磁石４１と副磁石４３Ａ、４５Ａの両方から発生する磁束を誘導することができる。

［モータの第３実施形態］
　モータ１の第３実施形態について、図９から図１１を参照して説明する。
　図９は、第３実施形態のモータ１におけるロータ１０の外観斜視図である。図１０は、第３実施形態のモータ１におけるマグネット群４０の外観斜視図である。図１１は、第３実施形態のモータ１におけるカバーヨーク３０Ｂの外観斜視図である。
　これらの図において、図１から図４に示す第１実施形態の構成要素と同一の要素については同一符号を付し、その説明を省略する。

　図９に示すように、本実施形態におけるロータ１０は、マグネット群４０が副磁石４２、４３Ａ、４４Ａ、４５Ａ、４６を有している。副磁石４３Ａ、４４Ａ、４５Ａは、一部がフレームヨーク２０から上側に突出している。

　副磁石４２、４３Ａ、４４Ａ、４５Ａ、４６における下側の端面は、面一である。図１０に示すように、副磁石４２、４６における上側の端面は、主磁石４１における上側の端面と面一である。副磁石４３Ａ、４４Ａ、４５Ａにおける上側の端面は、主磁石４１における上側の端面よりも上側に突出している。従って、副磁石４３Ａ、４４Ａ、４５Ａの軸方向の寸法は、副磁石４２、４６の軸方向の寸法よりも長い。

　図１１に示すように、カバーヨーク３０Ｂは、孔３４を有している。孔３４は、カバーヨーク３０Ｂを軸方向に貫通する。軸方向に見て、孔３４は、径方向外側が開き径方向内側が塞がるＵ字状である。孔３４は、カバーヨーク３０Ｂにおける第１領域４７から離れて配置されている。第１領域４７は、収容穴２１における径方向外側に位置し周方向に延びる第２領域４８と軸方向に対向する。第２領域４８は、副磁石４２、４６と軸方向に重なる領域を含む。

　孔３４は、フレームヨーク２０から上側に突出する副磁石４３Ａ、４４Ａ、４５Ａの一部が挿入される。副磁石４３Ａ、４４Ａ、４５Ａの端面は、カバーヨーク３０Ｂにおける上側の端面と面一である。
　従って、一部が上側に突出して孔３４に挿入される副磁石４３Ａ、４４Ａ、４５Ａの軸方向の寸法は、孔３４に非挿入の副磁石４２、４６の軸方向の寸法よりも長い。
　他の構成は、上記第１実施形態と同様である。

　本実施形態では、上記第２実施形態と同様に、一部がフレームヨーク２０から上側に突出する副磁石４３Ａ、４４Ａ、４５Ａが、カバーヨーク３０Ｂにおける孔３４にそれぞれ挿入されることで、軸方向の寸法を大きくすることなく主磁石４１と副磁石４３Ａ、４４Ａ、４５Ａの両方から発生する磁束を誘導することができる。

　なお、上記第３実施形態では、孔３４が副磁石４２、４６と軸方向に重なる領域から離れた位置に配置されたＵ字状である構成を例示したが、この構成に限定されない。孔３４は、例えば、副磁石４４と軸方向に重なる領域から離れた位置に配置され、径方向内側が開き径方向外側が塞がるＵ字状である構成であってもよい。ただし、磁束を集中させて外周側に流す観点から、孔３４は、径方向外側が開き径方向内側が塞がるＵ字状であることが好ましい。

［モータの第４実施形態］
　モータ１の第４実施形態について、図１２から図１３を参照して説明する。
　これらの図において、図１から図４に示す第１実施形態の構成要素と同一の要素については同一符号を付し、その説明を省略する。

　第４実施形態のモータ１は、ロータ１０がステータ６０の軸方向両側に対向して配置されている。第４実施形態のモータ１は、２６極２４スロットのモータである。すなわち、本実施形態のモータ１は、２６組のマグネット群４０を有するロータ１０と、２４個の分離型ステータコアバー６４Ａおよびコイル６２を有するステータ６０とを備える。

　ロータ１０におけるマグネット群４０は、第３実施形態で図９から図１１を用いて示した副磁石４２、４３Ａ、４４Ａ、４５Ａ、４６を有している。図１３に示すように、フレームヨーク２０は、フラックスバリア部２３ｆと、フラックスバリア部２３ｇを有している。軸方向に見てフラックスバリア部２３ｆは、直線部２１ｄの周方向他方側の端部と、直線部２１ｅの周方向一方側の端部から径方向外側に向けて先細る空隙部と、副磁石４２、４６の端部で囲まれる空隙部を有する菱形状である。

　フラックスバリア部２３ｇは、中心線ＩＬ２上に位置する。フラックスバリア部２３ｇは、中心線ＩＬ２を介して周方向で隣り合う収容穴２１における接続部２１ｆおよび接続部２１ｇとそれぞれ一定距離離れた線分と、当該周方向で隣り合う収容穴２１における直線部２１ａの端部同士を結ぶ線分で囲まれた三角形の空隙部である。フレームヨーク２０において、フラックスバリア部２３ｇとフラックスバリア部２３ａとの距離およびフラックスバリア部２３ｇとフラックスバリア部２３ｂとの距離は、周方向で隣り合うマグネット群４０における副磁石４３と副磁石４５との距離よりも小さい。フラックスバリア部２３ｇが設けられることで、中心線ＩＬ２に沿ってマグネット群４０よりも径方向内側に流れる磁束を抑制することができる。

　本実施形態では、ステータ６０の軸方向両側に対向して二つ配置されたロータ１０によって大きな駆動トルクで駆動することができる。

　なお、図１４の変形例に示すように、上記フレームヨーク２０においては、フラックスバリア部２３ｇを設けない構成であってもよい。また、上記フレームヨーク２０においては、フラックスバリア部２３ｆが直線部２１ｄの周方向他方側の端部と、直線部２１ｅの周方向一方側の端部のそれぞれから径方向外側に向かうにつれて幅が広くなってフレームヨーク２０外周に開口する切欠きであってもよい。

［モータの第５実施形態］
　モータ１の第５実施形態について、図１５を参照して説明する。
　この図において、図１から図４に示す第１実施形態の構成要素と同一の要素については同一符号を付し、その説明を省略する。

　上記実施形態のマグネット群４０においては、軸方向に見て五角形の主磁石４１の各辺に副磁石が接触して囲む構成とした。
　本実施形態では、主磁石４１の一部が副磁石に囲まれない構成について説明する。

　図１５に示すように、本実施形態のモータ１は、マグネット群４０が副磁石４３、４４、４５を有している。フレームヨーク２０は、切欠部２５と、支持部２６、２７とを有している。切欠部２５は、主磁石４１の径方向外側に位置する。切欠部２５の周方向の寸法は、主磁石４１における径方向外側の端部の寸法よりも短い。主磁石４１は、切欠部２５を介して径方向外側に露出している。主磁石４１の径方向外側に切欠部２５が設けられることで、主磁石４１の磁束漏れが抑制される。

　支持部２６は、主磁石４１の径方向外側に位置する。支持部２６は、切欠部２５の周方向一方側に位置する。支持部２６は、主磁石４１における周方向一方側の端部と径方向に重なる。支持部２６は、径方向外側から主磁石４１における径方向外側の端部に接触して支持する。支持部２７は、切欠部２５の周方向他方側に位置する。支持部２７は、主磁石４１における周方向他方側の端部と径方向に重なる。支持部２７は、径方向外側から主磁石４１における径方向外側の端部に接触して支持する。
　支持部２６および支持部２７が、径方向外側から主磁石４１における径方向外側の端部に接触して支持することで、ロータ１０が回転したときに主磁石４１がフレームヨーク２０から飛び出すことを抑制できる。

　以上、添付図面を参照しながら本発明に係る好適な実施形態について説明したが、本発明は係る例に限定されないことは言うまでもない。上述した例において示した各構成部材の諸形状や組み合わせ等は一例であって、本発明の主旨から逸脱しない範囲において設計要求等に基づき種々変更可能である。

　例えば、上記実施形態では、軸方向に見て五角形の主磁石４１における周囲を囲む５つまたは３つの副磁石を配置する構成を例示したが、これらの構成に限定されず、１つ以上の副磁石を配置する構成であればよい。

　フレームヨーク２０に設けられたフラックスバリア部の構成は、上記実施形態で示した構成に限定されず、主磁石および副磁石の形状に応じて位置、数、形状を適宜変更することができる。

　本発明が適用されるモータは、各種機器に適用可能である。モータは、例えば、発電機等の回転電機に適用できる。
　この場合、回転電機は、三相交流式の発電機であってもよい。回転電機の用途は、特に限定されない。回転電機は、例えば、車両に搭載されてもよいし、車両以外の機器に搭載されてもよい。回転電機の極数およびスロット数は、特に限定されない。回転電機においてコイルはどのような巻き方で構成されていてもよい。以上、本明細書において説明した構成は、相互に矛盾しない範囲内において、適宜組み合わせることができる。

　１…モータ、　１０…ロータ、　２０…フレームヨーク、　２１…収容穴、　３０、３０Ａ、３０Ｂ…カバーヨーク、　３３、３４、３５…孔、　４０…マグネット群、　４１…主磁石、　４２、４３、４３Ａ、４４、４４Ａ、４５、４５Ａ、４６…副磁石、　４７…第１領域、　４８…第２領域、　６０…ステータ、Ｊ…中心軸

Claims

　中心軸を中心として回転可能なロータと、
　前記ロータと軸方向に対向するステータと、
を備え、
　前記ロータは、
　　周方向に複数の収容穴を有するフレームヨークと、
　　前記フレームヨークの軸方向一方側に設けられるカバーヨークと、
　　複数の前記収容穴の内部にそれぞれ収容され、軸方向他方側が前記ステータと対向する複数のマグネット群と、
　を有し、
　複数の前記マグネット群は、
　　軸方向を磁化方向とする主磁石と、
　　前記主磁石と接触し前記主磁石における周囲の少なくとも一部を囲んで配置され、前記主磁石の接触面と直交する方向を磁化方向とする複数の副磁石と、
　を有する、モータ。
　複数の前記副磁石のうち少なくとも一つの前記副磁石は、一部が前記フレームヨークから軸方向一方側に突出し、
　前記カバーヨークは、少なくとも一つの前記副磁石の一部が挿入される孔を有する、請求項１に記載のモータ。
　軸方向に見て、前記孔は、径方向に延びるＩ字状である、
請求項２に記載のモータ。
　Ｉ字状の前記孔は、前記収容穴における周方向中心から周方向一方側の位置および周方向他方側の位置にそれぞれ配置されている、
請求項３に記載のモータ。
　軸方向に見て、前記孔はＵ字状である、
請求項２に記載のモータ。
　Ｕ字状の前記孔は、前記カバーヨークにおける第１領域から離れて配置され、
　前記第１領域は、前記収容穴における径方向外側に位置し周方向に延びる第２領域と軸方向に対向する、
請求項５に記載のモータ。
　一部が軸方向一方側に突出して前記孔に挿入される前記副磁石の軸方向の寸法は、前記孔に非挿入の前記副磁石の軸方向の寸法よりも長い、
請求項２から６のいずれか一項に記載のモータ。
　複数の前記副磁石における軸方向の他方側端部の軸方向の位置は同一であり、
　前記主磁石は、複数の前記副磁石における軸方向の他方側端部よりも軸方向他方側に突出している、
請求項７に記載のモータ。
　前記主磁石は、軸方向と直交する断面が多角形である、
請求項１から８のいずれか一項に記載のモータ。
　前記副磁石は、前記主磁石の辺に接触して配置される直方体である、
請求項９に記載のモータ。
　前記ロータは、前記ステータの軸方向両側に対向して配置される、
請求項１から１０のいずれか一項に記載のモータ。