特許 5702118 ロータの構造及びモータ

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5702118

(24)【登録日】2015年2月27日

(45)【発行日】2015年4月15日

(54)【発明の名称】ロータの構造及びモータ

(51)【国際特許分類】

   H02K 1/27 20060101AFI20150326BHJP

【ＦＩ】

   H02K1/27 501A

   H02K1/27 501M

   H02K1/27 501K

【請求項の数】15

【全頁数】23

(21)【出願番号】特願2010-258671(P2010-258671)

(22)【出願日】2010年11月19日

(65)【公開番号】特開2012-110181(P2012-110181A)

(43)【公開日】2012年6月7日

【審査請求日】2013年8月22日

(73)【特許権者】

【識別番号】000101352

【氏名又は名称】アスモ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100068755

【弁理士】

【氏名又は名称】恩田 博宣

(74)【代理人】

【識別番号】100105957

【弁理士】

【氏名又は名称】恩田 誠

(72)【発明者】

【氏名】山田 洋次

(72)【発明者】

【氏名】加藤 茂昌

【審査官】 宮崎 基樹

(56)【参考文献】

【文献】 国際公開第２００８／０９３８６５（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 特開２００８−２８９３００（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００７−２２１８７７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００９−２０１３００（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０６−３５１２０６（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０２Ｋ １／２７

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

第１ロータコアの周方向に、ステータ側にＳ極が向くように第１磁石が複数配置されるとともに、各第１磁石間に前記第１ロータコアの一体形成された第１突極をＮ極として機能するように構成した第１構成部と、
第２ロータコアの周方向に、前記第１構成部の同極の第１突極と軸方向に並んでステータ側にＮ極が向くように複数の第２磁石が配置されるとともに、各第２磁石間に前記第２ロータコアの一体形成された第２突極をＳ極として機能するように構成された第２構成部と、
前記第１構成部と前記第２構成部とに挟持され、前記第１ロータコアに配置された第１磁石及び第２ロータコアに配置された前記第２磁石よりも内側であって軸方向の両側面が第１及び第２磁石の内側面と直交するように近接配置されるとともに、前記第１ロータコア側をＮ極で前記第２ロータコア側をＳ極となるよう軸方向に磁化された環状磁石と
を備え、
前記環状磁石の内周側に、前記環状磁石と同方向に磁極を配置した環状の補助磁石を設置し、前記補助磁石の軸方向の長さを前記環状磁石の軸方向の長さよりも長くしたことを特徴とするロータの構造。

【請求項2】

第１ロータコアの周方向に、ステータ側にＳ極が向くように第１磁石が複数配置されるとともに、各第１磁石間に前記第１ロータコアの一体形成された第１突極をＮ極として機能するように構成した第１構成部と、
第２ロータコアの周方向に、前記第１構成部の同極の第１突極と軸方向に並んでステータ側にＮ極が向くように複数の第２磁石が配置されるとともに、各第２磁石間に前記第２ロータコアの一体形成された第２突極をＳ極として機能するように構成された第２構成部と、
前記第１構成部と前記第２構成部とに挟持され、前記第１ロータコアに配置された第１磁石及び第２ロータコアに配置された前記第２磁石よりも内側であって軸方向の両側面が第１及び第２磁石の内側面と直交するように近接配置されるとともに、前記第１ロータコア側をＮ極で前記第２ロータコア側をＳ極となるよう軸方向に磁化された環状磁石と
を備え、
軸方向に並んで配置される前記第１突極と前記第２磁石との間、及び軸方向に並んで配置される前記第１磁石と前記第２突極との間には、前記環状磁石の外周側に設置され前記環状磁石と同方向に磁極を配置した環状の補助磁石を設けたことを特徴とするロータの構造。

【請求項3】

請求項１又は２に記載のロータの構造において、
前記補助磁石は、前記環状磁石よりも残留磁束密度が低い材質としたことを特徴とするロータの構造。

【請求項4】

第１ロータコアの周方向に、ステータ側にＳ極が向くように第１磁石が複数配置されるとともに、各第１磁石間に前記第１ロータコアの一体形成された第１突極をＮ極として機能するように構成した第１構成部と、
第２ロータコアの周方向に、前記第１構成部の同極の第１突極と軸方向に並んでステータ側にＮ極が向くように複数の第２磁石が配置されるとともに、各第２磁石間に前記第２ロータコアの一体形成された第２突極をＳ極として機能するように構成された第２構成部と、
前記第１構成部と前記第２構成部とに挟持され、前記第１ロータコアに配置された第１磁石及び第２ロータコアに配置された前記第２磁石よりも内側であって軸方向の両側面が第１及び第２磁石の内側面と直交するように近接配置されるとともに、前記第１ロータコア側をＮ極で前記第２ロータコア側をＳ極となるよう軸方向に磁化された環状磁石と
を備え、
前記第１ロータコアに形成した各第１突極の先端には、先細形状の第１凸部が前記第２ロータコアの第２磁石に向かって形成されているとともに、前記第２ロータコアに形成した各第２突極の先端には、先細形状の第２凸部が前記第１ロータコアの第１磁石に向かって形成され、前記各第１及び第２凸部の長さは環状磁石の１／２以上であることを特徴とするロータの構造。

【請求項5】

請求項４に記載のロータの構造において、
前記第１ロータコアに形成された第１突極の先端に設けた第１凸部は、前記第２構成部の第２ロータコアに配置した第２磁石と、一方、前記第２ロータコアに形成された第２突極の先端に設けた第２凸部は、前記第１構成部の第１ロータコアに配置した第１磁石と、それぞれ当接されていることを特徴とするロータの構造。

【請求項6】

第１ロータコアの周方向に、ステータ側にＳ極が向くように第１磁石が複数配置されるとともに、各第１磁石間に前記第１ロータコアの一体形成された第１突極をＮ極として機能するように構成した第１構成部と、
第２ロータコアの周方向に、前記第１構成部の同極の第１突極と軸方向に並んでステータ側にＮ極が向くように複数の第２磁石が配置されるとともに、各第２磁石間に前記第２ロータコアの一体形成された第２突極をＳ極として機能するように構成された第２構成部と、
前記第１構成部と前記第２構成部とに挟持され、前記第１ロータコアに配置された第１磁石及び第２ロータコアに配置された前記第２磁石よりも内側であって軸方向の両側面が第１及び第２磁石の内側面と直交するように近接配置されるとともに、前記第１ロータコア側をＮ極で前記第２ロータコア側をＳ極となるよう軸方向に磁化された環状磁石と
を備え、
前記第１ロータコアに配置した各第１磁石は、前記第２ロータコア側に向かって先細形状に延出形成し、前記第２ロータコアの第２突極に当接させるとともに、前記第２ロータコアに配置した各第２磁石は、前記第１ロータコア側に向かって先細形状に延出形成し前記第１ロータコアの第１突極に当接させることを特徴とするロータの構造。

【請求項7】

請求項１〜６のいずれか１項に記載のロータを、２組又は３組で構成したことを特徴とするロータの構造。

【請求項8】

第１ロータコアの周方向に、ステータ側に第１の磁極が向くように第１磁石が複数配置されるとともに、各第１磁石間に前記第１ロータコアの一体形成された第１突極を第２の磁極として機能するように構成した第１構成部と、
第２ロータコアの周方向に、前記第１構成部の同極の第１突極と軸方向に並んでステータ側に第２の磁極が向くように複数の第２磁石が配置されるとともに、各第２磁石間に前記第２ロータコアの一体形成された第２突極を第１の磁極として機能するように構成された第２構成部と、
前記第１構成部と前記第２構成部とに挟持され、前記第１ロータコアに配置された第１磁石及び第２ロータコアに配置された前記第２磁石よりも内側であって軸方向の両側面が第１及び第２磁石の内側面と直交するように近接配置されるとともに、前記第１ロータコア側を前記第１突極の第２の磁極と同極で前記第２ロータコア側を前記第２突極の第１の磁極と同極となるよう軸方向に磁化された環状磁石と
を備えたロータを複数組で構成するロータの構造であって、
軸方向に隣り合うロータ間において、両ロータの前記第２構成部が当接するとともに、当接する両第２構成部の前記第２磁石が一体として構成されることを特徴とするロータの構造。

【請求項9】

請求項１〜８のいずれか１項に記載のロータの構造において、
前記環状磁石は、前記第１ロータコアに配置した各第１磁石及び前記第２ロータコアに配置した各第２磁石よりも、保磁力を小さくしたことを特徴とするロータの構造。

【請求項10】

請求項１〜９のいずれか１項に記載のロータの構造において、
前記環状磁石は、前記第１ロータコアに配置した各第１磁石及び前記第２ロータコアに配置した各第２磁石よりも、残留磁束密度を高くしたことを特徴とするロータの構造。

【請求項11】

請求項１〜１０のいずれか１項に記載のロータの構造において、
前記第１ロータコアに配置した各第１磁石及び前記第２ロータコアに配置した各第２磁石は、２個の永久磁石からなり、磁石極中心軸対称の磁化配向をもつことを特徴とするロータの構造。

【請求項12】

請求項１〜１１のいずれか１項に記載のロータの構造において、
前記第１及び第２ロータコアは、前記環状磁石の軸方向に延設される低磁気抵抗部位と径方向に延びる積層鋼板部位とで構成され、内側の回転軸は非磁性体で構成されることを特徴とするロータの構造。

【請求項13】

請求項１２に記載のロータの構造において、
前記低磁気抵抗部位は、前記積層鋼板部位よりも軸方向に短く、前記積層鋼板部位が前記低磁気抵抗部位に軸方向にラップするように構成されることを特徴とするロータの構造。

【請求項14】

請求項１〜１３のいずれか１項に記載のロータの構造において、
前記第１及び第２ロータコアは、圧粉磁心材料で一体構成されることを特徴とするロータの構造。

【請求項15】

請求項１〜１４のいずれか１項に記載のロータを備えたことを特徴とするモータ。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ロータの構造及びモータに関するものである。

【背景技術】

【0002】

従来、モータに用いられるロータとして、ロータコアの周方向に永久磁石の一方の磁極が複数配置され、同ロータコアに一体形成された突極が各永久磁石間に配置され、同突極を他方の磁極として機能させるいわゆるコンシクエントポール型構造のロータが知られている（例えば、特許文献１参照）。

【0003】

このコンシクエントポール型構造のロータは、永久磁石の数を減らせることから、モータのコストダウンを図る上で優れている。反面、各突極の起磁力が永久磁石の起磁力よりも小さくなる。そのため、ステータのティースに対して突極の磁極（例えば、Ｓ極）と永久磁石側の磁極（例えばＮ極）とが与える磁界の強さに差が生じる。その結果、モータは、モータトルクや、トルク脈動等の回転性能が低くなっていた。

【0004】

そこで、ロータコアを２分割し、分割したロータコア間にコイルを巻回して同コイルにて界磁磁束を発生させて各突極の起磁力を大きくしたロータが提案されている（例えば、特許文献２、３参照）。また、コイルに代えて磁石を設置し各突極の起磁力を大きくしたロータが提案されている（例えば、特許文献４参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開平９−３２７１３９号公報

【特許文献2】特開２００６−３３３６４２号公報

【特許文献3】特開２００７−３３００３８号公報

【特許文献4】特開２００８−１８７８２６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

しかしながら、特許文献２、３のようなロータでは、界磁磁束をコイルで発生させるために、給電構造が複雑になり、製造するにあたって、多くの工程を経て製造しなければならず、製造時間とコスト的にも問題となっていた。しかも、巻線外周部が大きく開くため、分割したロータコア間のデッドスペースが大きくなり、トルク発生面を有効に利用できない状態であった。

【0007】

また、特許文献４のロータは、コイルの代わりにリング磁石を設置するが、該リング磁石の外径が、外側ロータコアの外径より小さく内側ロータコアの外径とほぼ同じであるため、リング磁石の外径側においてトルクを発生させない軸方向短絡磁束が生じ、磁石磁束が有効に利用できていないという問題があった。

【0008】

そのため、小型高出力化には、ロータ構成の適正化を図ることが課題になっていた。
本発明は上記問題点を解消するためになされたものであって、その目的は、簡単な構成で軸方向の短絡磁束を低減し各突極の起磁力を大きくすることができるロータの構造及びモータを提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0009】

請求項１に記載の発明は、第１ロータコアの周方向に、ステータ側にＳ極が向くように第１磁石が複数配置されるとともに、各第１磁石間に前記第１ロータコアの一体形成された第１突極をＮ極として機能するように構成した第１構成部と、第２ロータコアの周方向に、前記第１構成部の同極の第１突極と軸方向に並んでステータ側にＮ極が向くように複数の第２磁石が配置されるとともに、各第２磁石間に前記第２ロータコアの一体形成された第２突極をＳ極として機能するように構成された第２構成部と、前記第１構成部と前記第２構成部とに挟持され、前記第１ロータコアに配置された第１磁石及び第２ロータコアに配置された前記第２磁石よりも内側であって軸方向の両側面が第１及び第２磁石の内側面と直交するように近接配置されるとともに、前記第１ロータコア側をＮ極で前記第２ロータコア側をＳ極となるよう軸方向に磁化された環状磁石とを備え、前記環状磁石の内周側に、前記環状磁石と同方向に磁極を配置した環状の補助磁石を設置し、前記補助磁石の軸方向の長さを前記環状磁石の軸方向の長さよりも長くした。
請求項２に記載の発明は、第１ロータコアの周方向に、ステータ側にＳ極が向くように第１磁石が複数配置されるとともに、各第１磁石間に前記第１ロータコアの一体形成された第１突極をＮ極として機能するように構成した第１構成部と、第２ロータコアの周方向に、前記第１構成部の同極の第１突極と軸方向に並んでステータ側にＮ極が向くように複数の第２磁石が配置されるとともに、各第２磁石間に前記第２ロータコアの一体形成された第２突極をＳ極として機能するように構成された第２構成部と、前記第１構成部と前記第２構成部とに挟持され、前記第１ロータコアに配置された第１磁石及び第２ロータコアに配置された前記第２磁石よりも内側であって軸方向の両側面が第１及び第２磁石の内側面と直交するように近接配置されるとともに、前記第１ロータコア側をＮ極で前記第２ロータコア側をＳ極となるよう軸方向に磁化された環状磁石とを備え、軸方向に並んで配置される前記第１突極と前記第２磁石との間、及び軸方向に並んで配置される前記第１磁石と前記第２突極との間には、前記環状磁石の外周側に設置され前記環状磁石と同方向に磁極を配置した環状の補助磁石を設けた。
請求項４に記載の発明は、第１ロータコアの周方向に、ステータ側にＳ極が向くように第１磁石が複数配置されるとともに、各第１磁石間に前記第１ロータコアの一体形成された第１突極をＮ極として機能するように構成した第１構成部と、第２ロータコアの周方向に、前記第１構成部の同極の第１突極と軸方向に並んでステータ側にＮ極が向くように複数の第２磁石が配置されるとともに、各第２磁石間に前記第２ロータコアの一体形成された第２突極をＳ極として機能するように構成された第２構成部と、前記第１構成部と前記第２構成部とに挟持され、前記第１ロータコアに配置された第１磁石及び第２ロータコアに配置された前記第２磁石よりも内側であって軸方向の両側面が第１及び第２磁石の内側面と直交するように近接配置されるとともに、前記第１ロータコア側をＮ極で前記第２ロータコア側をＳ極となるよう軸方向に磁化された環状磁石とを備え、前記第１ロータコアに形成した各第１突極の先端には、先細形状の第１凸部が前記第２ロータコアの第２磁石に向かって形成されているとともに、前記第２ロータコアに形成した各第２突極の先端には、先細形状の第２凸部が前記第１ロータコアの第１磁石に向かって形成され、前記各第１及び第２凸部の長さは環状磁石の１／２以上である。
請求項６に記載の発明は、第１ロータコアの周方向に、ステータ側にＳ極が向くように第１磁石が複数配置されるとともに、各第１磁石間に前記第１ロータコアの一体形成された第１突極をＮ極として機能するように構成した第１構成部と、第２ロータコアの周方向に、前記第１構成部の同極の第１突極と軸方向に並んでステータ側にＮ極が向くように複数の第２磁石が配置されるとともに、各第２磁石間に前記第２ロータコアの一体形成された第２突極をＳ極として機能するように構成された第２構成部と、前記第１構成部と前記第２構成部とに挟持され、前記第１ロータコアに配置された第１磁石及び第２ロータコアに配置された前記第２磁石よりも内側であって軸方向の両側面が第１及び第２磁石の内側面と直交するように近接配置されるとともに、前記第１ロータコア側をＮ極で前記第２ロータコア側をＳ極となるよう軸方向に磁化された環状磁石とを備え、前記第１ロータコアに配置した各第１磁石は、前記第２ロータコア側に向かって先細形状に延出形成し、前記第２ロータコアの第２突極に当接させるとともに、前記第２ロータコアに配置した各第２磁石は、前記第１ロータコア側に向かって先細形状に延出形成し前記第１ロータコアの第１突極に当接させる。

【0010】

請求項１，２，４，６に記載の発明によれば、環状磁石の内径側及び外径側における短絡磁束が減少し、各第１及び第２突極の起磁力を大きくすることができることから、環状磁石の磁束を有効利用でき、高出力で、トルク脈動の小さいモータを提供できる。しかも、第１ロータコアと第２ロータコアの間に環状磁石を配置しただけの簡単な構成なので、小型で高出力のロータとなる。

【0012】

請求項１に記載の発明のように環状磁石の内周側に補助磁石を設けた場合には、環状磁石の内径側を経由する短絡磁束が減少し、磁束を有効利用することで、出力が向上できる。また、請求項２に記載の発明のように環状磁石の外周側に補助磁石を設けた場合には、環状磁石の外径側を経由する短絡磁束が減少し、磁束を有効利用することで、出力が向上できる。

【0013】

請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載のロータの構造において、前記補助磁石は、前記環状磁石よりも残留磁束密度が低い材質とした。
請求項３に記載の発明によれば、安価な残留磁束密度の低い補助磁石を使うことで、補助磁石に起因した漏れ磁束を防止でき、効率的に環状磁石の漏れ磁束を抑制することができる。

【0015】

請求項４に記載の発明によれば、第１及び第２ロータコアの各第１及び第２突極の先端と、第１及び第２ロータコアに設けた相対向する同極の第１及び第２磁石とのデットスペースを小さくでき、各第１及び第２凸部の外周面がロータのトルク発生面として有効利用することができる。また、各第１及び第２凸部を先細形状にして、当接する同極の第１及び第２磁石と隣接する第１及び第２ロータコアの異極の第１及び第２突極とそれぞれ離間するようにしたので、第１及び第２凸部と異極の第１及び第２突極との間で磁束が短絡することはない。

【0016】

請求項５に記載の発明は、請求項４に記載のロータの構造において、前記第１ロータコアに形成された第１突極の先端に設けた第１凸部は、前記第２構成部の第２ロータコアに配置した第２磁石と、一方、前記第２ロータコアに形成された第２突極の先端に設けた第２凸部は、前記第１構成部の第１ロータコアに配置した第１磁石と、それぞれ当接されている。

【0017】

請求項５に記載の発明によれば、第１及び第２凸部を第１及び第２ロータコアの第１及び第２磁石と当接させたので、各第１及び第２凸部の外周面がロータのトルク発生面としてより有効利用することができる。また、各第１及び第２凸部を先細形状にして、当接する同極の第１及び第２磁石と隣接する第１及び第２ロータコアの異極の第１及び第２突極とそれぞれ離間するようにしたので、第１及び第２凸部と異極の第１及び第２突極との間で磁束が短絡することはない。また、第１及び第２凸部が同極の第１及び第２永久磁石に当接すことによって、第１及び第２永久磁石の軸方向の位置決めが容易にできる。

【0019】

請求項６に記載の発明によれば、第１及び第２ロータコアの各第１及び第２磁石の先端と、第１及び第２ロータコアに設けた相対向する同極の第１及び第２突極とのデットスペースがなくなり、各第１及び第２磁石凸部の外周面がロータのトルク発生面として有効利用することができる。また、第１及び第２磁石凸部を同極の第１及び第２突極に当接すことによって、第１永久磁石２４の軸方向の位置決め容易にできる。

【0020】

しかも、各第１及び第２磁石凸部を先細形状にして、当接する同極の第１及び第２突極と隣接する第１及び第２ロータコアの異極の第１及び第２磁石とそれぞれ離間させたので、第１及び第２磁石凸部と異極の第１及び第２磁石３４との間で磁束が短絡することはない。

【0021】

請求項７に記載の発明は、請求項１〜６のいずれか１項に記載のロータを、２組又は３組で構成した。
請求項７に記載の発明によれば、複数組にすることにより、より高トルクを発生させるロータにでき、しかも、各ロータは、同じ構造なので、部品点数を減すことができるとともに、製作が容易で、低コスト化が図れる。
請求項８に記載の発明は、第１ロータコアの周方向に、ステータ側に第１の磁極が向くように第１磁石が複数配置されるとともに、各第１磁石間に前記第１ロータコアの一体形成された第１突極を第２の磁極として機能するように構成した第１構成部と、第２ロータコアの周方向に、前記第１構成部の同極の第１突極と軸方向に並んでステータ側に第２の磁極が向くように複数の第２磁石が配置されるとともに、各第２磁石間に前記第２ロータコアの一体形成された第２突極を第１の磁極として機能するように構成された第２構成部と、前記第１構成部と前記第２構成部とに挟持され、前記第１ロータコアに配置された第１磁石及び第２ロータコアに配置された前記第２磁石よりも内側であって軸方向の両側面が第１及び第２磁石の内側面と直交するように近接配置されるとともに、前記第１ロータコア側を前記第１突極の第２の磁極と同極で前記第２ロータコア側を前記第２突極の第１の磁極と同極となるよう軸方向に磁化された環状磁石とを備えたロータを複数組で構成するロータの構造であって、軸方向に隣り合うロータ間において、両ロータの前記第２構成部が当接するとともに、当接する両第２構成部の前記第２磁石が一体として構成される。
請求項８に記載の発明によれば、環状磁石の内径側及び外径側における短絡磁束が減少し、各第１及び第２突極の起磁力を大きくすることができることから、環状磁石の磁束を有効利用でき、高出力で、トルク脈動の小さいモータを提供できる。しかも、第１ロータコアと第２ロータコアの間に環状磁石を配置しただけの簡単な構成なので、小型で高出力のロータとなる。また、第２磁石の数が削減される。
請求項９に記載の発明は、請求項１〜８のいずれか１項に記載のロータの構造において、前記環状磁石は、前記第１ロータコアに配置した各第１磁石及び前記第２ロータコアに配置した各第２磁石よりも、保磁力を小さくした。

【0022】

請求項９に記載の発明によれば、環状磁石は、第１及び第２磁石に比べてステータからの距離もあり、且つ、第１及び第２ロータコアに囲まれた状態にあり、ステータの磁束による減磁作用の影響を第１及び第２磁石に比べて受けないので、保磁力が小さな安価な磁石で実施できる。

【0023】

請求項１０に記載の発明は、請求項１〜９のいずれか１項に記載のロータの構造において、前記環状磁石は、前記第１ロータコアに配置した各第１磁石及び前記第２ロータコアに配置した各第２磁石よりも、残留磁束密度を高くした。

【0024】

請求項１０に記載の発明によれば、残留磁束密度が高い環状磁石によって第１の磁極及び第２の磁極として機能する各第１及び第２突極の起磁力をより大きくすることができる。
請求項１１に記載の発明は、請求項１〜１０のずれか１項に記載のロータの構造において、前記第１ロータコアに配置した各第１磁石及び前記第２ロータコアに配置した各第２磁石は、２個の永久磁石からなり、磁石極中心軸対称の磁化配向をもつ。

【0025】

請求項１１に記載の発明によれば、それぞれ２個からなる第１及び第２磁石の磁束を、極中央に集中させることができ、出力の向上を図ることできる。
請求項１２に記載の発明は、請求項１〜１１のいずれか１項に記載のロータの構造において、 前記第１及び第２ロータコアは、前記環状磁石の軸方向に延設される低磁気抵抗部位と径方向に延びる積層鋼板部位とで構成され、内側の回転軸は非磁性体で構成される。

【0026】

請求項１２に記載の発明によれば、第１及び第２ロータコアの各第１及び第２突極の起磁力を大きくすることができる、環状磁石の磁束を有効利用でき、高出力で、トルク脈動の小さいモータを提供できる。

【0027】

請求項１３に記載の発明は、請求項１２に記載のロータの構造において、前記低磁気抵抗部位は、前記積層鋼板部位よりも軸方向に短く、前記積層鋼板部位が前記低磁気抵抗部位に軸方向にラップするように構成される。

【0028】

請求項１３に記載の発明によれば、第１及び第２ロータコアの各積層鋼板部位が、それぞれ低磁気抵抗部位の軸方向にラップするようしたので、ロータの端部における軸方向の磁気抵抗が高くなり、環状磁石の軸方向へ漏れる磁束を低減できる。

【0029】

請求項１４に記載の発明は、請求項１〜１３のいずれか１項に記載のロータの構造において、前記第１及び第２ロータコアは、圧粉磁心材料で一体構成される。
請求項１４に記載の発明によれば、第１ロータコア及び第２ロータコアの設計の自由度が高く、製造プロセスが非常に簡単になるとともに、第１及び第２ロータコアの磁気抵抗を小さくできる。

【0032】

請求項１５に記載の発明は、請求項１〜１４のいずれか１項に記載のロータを備えたモータである。
請求項１５に記載の発明によれば、小型でトルク脈動が小さく、しかも、高出力のモータを得ることができる。

【発明の効果】

【0033】

本発明は、簡単な構成で軸方向の短絡磁束を低減し各突極の起磁力を大きくすることができるロータの構造及びモータを提供することにある。

【図面の簡単な説明】

【0034】

【図1】第１実施形態のブラシレスモータの断面図。

【図2】同じくロータの斜視図。

【図3】同じくロータコアの分解の斜視図。

【図4】同じくロータの正面図。

【図5】同じくロータコアの断面図。

【図6】同じく短絡磁束を説明するための断面図。

【図7】第２実施形態のロータの斜視図。

【図8】同じくロータコアの分解の斜視図。

【図9】同じくロータコアの断面図。

【図10】第３実施形態のロータの斜視図。

【図11】同じくロータコアの分解の斜視図。

【図12】同じくロータコアの断面図。

【図13】第４実施形態のロータであって、（ａ）は第１ロータコアの側面図、（ｂ）は第２ロータコアの側面図。

【図14】第５実施形態のロータの斜視図。

【図15】同じくロータコアの断面図。

【図16】第６実施形態のロータの斜視図。

【図17】同じくロータコアの分解の斜視図。

【図18】同じくロータコアの断面図。

【図19】ステータの別例を示す断面図。

【図20】同じくステータの別例を示す断面図。

【発明を実施するための形態】

【0035】

（第１実施形態）
以下、本発明の第１実施形態を図１〜図６に従って説明する。
図１に示すように、ブラシレスモータ１のモータケース２は、有底筒状に形成されたケースハウジング３と、同ケースハウジング３のフロント側の開口部を閉塞するフロントブラケット４とを有している。ケースハウジング３の内周面にはステータ５が固定されている。ステータ５のステータコア６は、鋼板よりなるステータコア片（図示略）を複数積層して形成されている。

【0036】

ステータ５の内側には、図１に示すように、ロータ８が配設され、回転軸１０に貫挿固着されている。回転軸１０は、本実施形態では非磁性体の金属のシャフトであって、ケースハウジング３の底部及びフロントブラケット４に設けられた軸受け１１，１２により回転可能に支持されている。回転軸１０に固着されたロータ８は、コンシクエントポール型構造のロータである。

【0037】

ロータ８は、図２に示すように、軸方向に、第１構成部１４と、第２構成部１５と、第１構成部１４と第２構成部１５との間に設けられた環状磁石１６（図３及び図５参照）と、環状磁石１６の内側に設けた第１補助磁石１７（図３及び図５参照）、及び、環状磁石１６の外側に設けた第２補助磁石１８から構成されている。

【0038】

第１構成部１４は、図３に示すように、鋼板よりなるロータコア片２０（図１、２、４においては図示略）が複数積層されて形成された第１ロータコア２１を有し、回転軸１０に固着されている。第１ロータコア２１は、円柱状をなし、周方向に、扇状の凹部２２が複数個（図２、３では、７個）等角度の間隔で凹設されている。そして、扇状の凹部２２を形成することで、凹部２２と凹部２２の間に形成される複数個（７個）の第１突極２３が形成される。

【0039】

第１ロータコア２１に形成した各凹部２２には、扇形状の第１永久磁石２４が嵌合固着されている。各第１永久磁石２４は、本実施形態ではフェライト磁石よりなり、磁極が径方向において外側がＳ極（第１の磁極）、内側がＮ極（第２の磁極）となるように配置される。従って、各第１永久磁石２４間に形成された第１突極２３は、磁極がＮ極（第２の磁極）として機能する。その結果、第１構成部１４は、図２、図４に示すように、Ｎ極とＳ極が周方向に交互に配置される。

【0040】

第２構成部１５は、図３に示すように、鋼板よりなるロータコア片３０（図１、２、４においては図示略）が複数積層されて形成された第２ロータコア３１を有し、回転軸１０に固着されている。第２ロータコア３１は、円柱状をなし、周方向に、扇状の凹部３２が複数個（図２、３では、７個）等角度の間隔で凹設されている。そして、扇状の凹部３２を形成することで、凹部３２と凹部３２の間に形成される複数個（７個）の第２突極３３が形成される。

【0041】

第２ロータコア３１に形成した各凹部３２には、扇形状の第２永久磁石３４が嵌合固着されている。各第２永久磁石３４は、本実施形態ではフェライト磁石よりなり、磁極が径方向において外側がＮ極（第２の磁極）、内側がＳ極（第１の磁極）となるように配置される。従って、各第２永久磁石３４間に形成された第２突極３３は、磁極がＳ極（第１の磁極）として機能する。その結果、第２構成部１５は、図２、図４に示すように、Ｎ極とＳ極が周方向に交互に配置される。

【0042】

ここで、第１構成部１４と第２構成部１５の回転軸１０を回転中心とする周方向の相対位置は、第１構成部１４の磁極と第２構成部１５の磁極が軸方向で一致するように、相対配置されている。即ち、第１構成部１４の第１永久磁石２４と第２構成部１５の第２突極３３が軸方向で一致し、第１構成部１４の第１突極２３と第２構成部１５の第２永久磁石３４が軸方向で一致するようになっている。

【0043】

図３及び図５に示すように、第１構成部１４（第１ロータコア２１）と第２構成部１５（第２ロータコア３１）の間には、環状磁石１６が挟持されている。環状磁石１６は、軸方向の両側面１６ａ、１６ｂが第１及び第２ロータコア２１，３１の対向面２１ａ，３１ａの中央部に環状に当接されている。環状磁石１６の外周面１６ｃは、第１及び第２ロータコア２１，３１の凹部２２，３２の底面２２ａ，３２ａと一致し、かつ、同一曲面となるように円弧状に形成されている。

【0044】

すなわち、環状磁石１６は、第１ロータコア２１と第２ロータコア３１の間において、第１ロータコア２１に配置された第１永久磁石２４及び第２ロータコア３１に配置された第２永久磁石３４よりも内側であって軸方向の両側面１６ａ、１６ｂが第１及び第２磁石２４，３４の内側面２４ａ，３４ａと直交するように近接配置されている。

【0045】

環状磁石１６は、軸方向に磁化され、第１構成部１４（第１ロータコア２１）側をＮ極、第２構成部１５（第２ロータコア３１）側をＳ極となるように磁化されている。また、環状磁石１６は、本実施形態では希土類磁石よりなり、前記フェライト磁石よりなる第１及び第２永久磁石２４，３４に比べて残留磁束密度を高くしているとともに、保磁力を小さくしている。

【0046】

環状磁石１６の内側には、図３及び図５に示すように、円筒形状の第１補助磁石１７が設けられている。第１補助磁石１７は、外周面１７ａが環状磁石１６の内周面１６ｄに当接されているとともに、内周面１７ｂが回転軸１０に固着されている。第１補助磁石１７は、軸方向が環状磁石１６よりも長く、第１及び第２ロータコア２１，３１の対向面２１ａ，３１ａの軸芯側に形成した環状溝２５，３５に嵌合固着されている。第１補助磁石１７は、軸方向に磁化され、第１構成部１４（第１ロータコア２１）側をＮ極、第２構成部１５（第２ロータコア３１）側をＳ極となるように磁化されている。また、第１補助磁石１７は、本実施形態ではフェライト磁石よりなり、前記希土類磁石よりなる環状磁石１６に比べて残留磁束密度を低くしている。

【0047】

これによって、図６に示すように、環状磁石１６の内径側における短絡磁束φ１が第１補助磁石１７によって減少し、環状磁石１６の磁束を有効利用することで、出力が向上できる。

【0048】

しかも、内径側の第１補助磁石１７の軸方向の長さを、環状磁石１６よりも長くし、第１及び第２ロータコア２１，３１内まで、第１補助磁石１７を配置したことで、内径側の短絡磁束φ１をさらに減少させ、環状磁石１６の磁束を出力に有効に作用させることができる。

【0049】

環状磁石１６の外側には、同環状磁石１６の軸方向の長さが同じに形成されたリング形状の第２補助磁石１８が設けられている。第２補助磁石１８は、外周面１８ａが第１構成部１４及び第２構成部１５の外周面と面一に形成されているとともに、内周面１８ｂが環状磁石１６の外周面１６ｃと当接固着されている。第２補助磁石１８は、その径方向の長さが、第１及び第２ロータコア２１，３１の凹部２２，３２の嵌着した第１及び第２永久磁石２４，３４の径方向の長さと同じになっている。

【0050】

第２補助磁石１８は、軸方向に磁化され、第１構成部１４（第１ロータコア２１）側をＮ極、第２構成部１５（第２ロータコア３１）側をＳ極となるように磁化されている。また、第２補助磁石１８は、本実施形態ではフェライト磁石よりなり、前記希土類磁石よりなる環状磁石１６に比べて残留磁束密度を低くしている。

【0051】

これによって、図６に示すように、環状磁石１６の外径側における短絡磁束φ２が第２補助磁石１８によって減少し、環状磁石１６の磁束を有効利用することで、出力が向上できる。

【0052】

次に、上記のように構成した第１実施形態の作用効果を以下に記載する。
（１）上記実施形態によれば、ステータ５側にＳ極が向くように第１永久磁石２４を複数配置するとともに、各第１永久磁石２４間に同第１永久磁石２４にてＮ極として機能する第１突極２３を形成した第１ロータコア２１を設けた。また、第１ロータコア２１の同極の第１突極２３と軸方向に並んでステータ５側にＮ極が向くように第２永久磁石３４を複数配置するとともに、各第２永久磁石３４間に同第２永久磁石２４にてＳ極として機能する第２突極３３を形成した第２ロータコア３１を設けた。

【0053】

さらに、第１ロータコア２１と第２ロータコア３１の間において、第１ロータコア２１に配置された第１永久磁石２４及び第２ロータコア３１に配置された第２永久磁石３４よりも内側であって軸方向の両側面が第１及び第２磁石の内側面と直交するように環状磁石１６を近接配置した。そして、環状磁石１６は、軸方向であって、第１永久磁石２４のＮ磁極と第２永久磁石３４のＳ磁極と同極になるように磁化した。

【0054】

従って、環状磁石１６の内径側及び外径側における短絡磁束φ１，φ２が減少し、各第１及び第２突極の起磁力を大きくすることができる。その結果、環状磁石１６の磁束を有効利用でき、高出力で、トルク脈動の小さいモータを提供できる。

【0055】

しかも、第１ロータコア２１と第２ロータコア３１の間に環状磁石１６を配置しただけの構成なので、小型で高出力のモータに利用されるロータとなる。
（２）上記実施形態によれば、環状磁石１６の内側に、第１ロータコア２１側をＮ極に第２ロータコア３１側をＳ極に磁化した第１補助磁石１７を設けた。従って、環状磁石１６の内径側の第１ロータコア２１、回転軸１０、第２ロータコア３１を経由する短絡磁束φ１がこの第１補助磁石１７によって減少し、各第１及び第２突極の起磁力をより大きくすることができる。その結果、環状磁石１６の磁束をより有効利用でき、高出力で、トルク脈動の小さいモータを提供できる。

【0056】

また、第１補助磁石１７の軸方向の長さを、環状磁石１６よりも長くし、第１及び第２ロータコア２１，３１内まで、第１補助磁石１７を配置した。従って、内径側の短絡磁束φ１をさらに減少させることができ、環状磁石１６の磁束をさらに有効利用でき、高出力で、トルク脈動の小さいモータを提供できる。

【0057】

さらに、回転軸１０は、非磁性体の金属シャフトで形成されているため、内径側の短絡磁束φ１をさらに減少させることができる。
（３）上記実施形態によれば、環状磁石１６の外側に、第１ロータコア２１側をＮ極に第２ロータコア３１側をＳ極に磁化した第２補助磁石１８を設けた。従って、環状磁石１６の外径側の第１ロータコア２１、第１永久磁石２４（空間又は第２永久磁石）、第２ロータコア３１を経由する短絡磁束φ２（トルクを発生させない軸方向短絡磁束）がこの第２補助磁石１８によって減少し、各第１及び第２突極の起磁力をより大きくすることができる。その結果、環状磁石１６の磁束をより有効利用でき、高出力で、トルク脈動の小さいモータを提供できる。

【0058】

（４）上記実施形態によれば、ロータ８（第１及び第２ロータコア２１，３１）に１４磁極で構成した。即ち、ロータコア８（第１及び第２ロータコア２１，３１）の極数対が奇数個とした。

【0059】

従って、環状磁石１６の磁束は、隣接する第１永久磁石２４に対し１８０度向かい合う第１突極２３に流れ、より漏れ磁束を減少させることができる。
（５）上記実施形態によれば、第１及び第２永久磁石２４，３４はフェライト磁石よりなり、環状磁石１６に比べて残留磁束密度が低い希土類磁石を使用した。即ち、環状磁石１６は、第１及び第２永久磁石２４，３４に比べて残留磁束密度が高くなるようにした。

【0060】

従って、残留磁束密度が高い第１及び第２永久磁石２４，３４によってＮ極及びＳ極として機能する各第１及び第２突極の起磁力をより大きくすることができる。その結果、その結果、環状磁石１６の磁束をより有効利用でき、高出力で、トルク脈動の小さいモータを提供できる。

【0061】

（６）上記実施形態によれば、また、環状磁石１６は、第１及び第２永久磁石２４，３４に比べて保磁力を小さくした。
つまり、第１及び第２永久磁石２４，３４は、ステータ５の磁束の受け減磁しないように保磁力の高いものが求められる、環状磁石１６は、ステータ５から距離もあり、第１及び第２ロータコア２１，３１内部に収容されていることから、ステータ５の磁束の影響を受けない。

【0062】

従って、環状磁石１６は、第１及び第２永久磁石２４，３４に比べて保磁力を小さくでき、安価な磁石で実施できる。
（７）上記実施形態によれば、第１及び第２補助磁石１７，１８はフェライト磁石よりなり、希土類磁石よりなる環状磁石１６に比べて残留磁束密度が低い材質の磁石を使用した。

【0063】

つまり、第１及び第２補助磁石１７，１８が環状磁石１６に比べて残留磁束密度が高いと、再び、第１及び第２補助磁石１７，１８の内周側に漏れ磁束が発生しまい逆効果となる。従って、第１及び第２補助磁石１７，１８を安価な残留磁束密度が低い材質の磁石を使うことで、効率的に漏れ磁束を抑制することができる。

【0064】

（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態を図７〜図９に従って説明する。
本実施形態は、第１実施形態で示したロータ８の構成が相違する。そのため、説明の便宜上、相違するロータの部分について詳細に説明し、その他、第１実施形態と共通部分は符号を同じにして詳細な説明は省略する。

【0065】

図７、８に示すように、第１構成部１４であって、第１ロータコア２１の各第１突極２３の先端対向面２１ａ側には第１凸部２６が、それぞれ第２ロータコア３１側に向かって突出形成されている。各第１凸部２６は、軸方向からみて、径方向において第２ロータコア３１に設けた相対向する第２永久磁石３４の外側半分と重なるように突出形成させている。

【0066】

また、各第１凸部２６は、先細形状であって、図７に示すように、周方向において両端部から中央側に向かって斜状に突出形成させている。従って、各第１凸部２６は、台形状の山形形状となり、その上辺である面２６ａが第２ロータコア３１に設けた相対向する同極の第２永久磁石３４とそれぞれ当接するとともに、その同極の第２永久磁石３４と隣接する第２ロータコア３１の異極の第２突極３３とそれぞれ離間するようになっている。

【0067】

一方、第２構成部１５であって、第２ロータコア３１の各第２突極３３の先端対向面３１ａ側には第２凸部３６が、それぞれ第１ロータコア２１側に向かって突出形成されている。各第２凸部３６は、軸方向からみて、径方向において第１ロータコア２１に設けた相対向する第１永久磁石２４の外側半分と重なるように突出形成させている。

【0068】

また、各第２凸部３６は、先細形状であって、図７に示すように、周方向において両端部から中央側に向かって斜状に突出形成させている。従って、各第２凸部３６は、台形状の山形形状となり、その上辺である面３６ａが第１ロータコア２１に設けた相対向する同極の第１永久磁石２４とそれぞれ当接するとともに、その同極の第１永久磁石２４と隣接する第１ロータコア２１の異極の第１突極２３とそれぞれ離間するようになっている。

【0069】

環状磁石１６と、環状に交互に設けられた第１及び第２凸部２６，３６との間には、図９に示すように、第２補助磁石１８が設けられている。本実施形態の第２補助磁石１８の外径は、第１及び第２凸部２６，３６が設けられた分だけ、前記第１実施形態の第２補助磁石１８に比べて短くなっている。そのため、第２補助磁石１８の外周面１８ａは、第１及び第２凸部２６，３６の内側であって第１及び第２凸部２６，３６の内周面と当接している。

【0070】

次に、上記のように構成した第２実施形態の作用効果を以下に記載する。
（１）上記実施形態によれば、第１ロータコア２１の各第１突極２３の先端に、相対向する同極の第２ロータコア３１の第２永久磁石３４と当接する第１凸部２６を突出形成した。

【0071】

従って、第１ロータコア２１の各第１突極２３の先端と、第２ロータコア３１に設けた相対向する同極の第２永久磁石３４とのデットスペースがなくなり、各第１凸部２６の外周面がロータのトルク発生面として有効利用することができる。また、第１凸部２６を同極の第２永久磁石３４に当接すことによって、第２永久磁石３４の軸方向の位置決め容易にできる。

【0072】

しかも、各第１凸部２６は、先細形状にし、当接する同極の第２永久磁石３４と隣接する第２ロータコア３１の異極の第２突極３３とそれぞれ離間するようにした。従って、第１凸部２６と異極の第２突極３３との間で磁束が短絡することはない。

【0073】

（２）上記実施形態によれば、第２ロータコア３１の各第２突極３３の先端に、相対向する同極の第１ロータコア２１の第１永久磁石２４と当接する第２凸部３６を突出形成した。

【0074】

従って、第２ロータコア３１の各第２突極３３の先端と、第１ロータコア２１に設けた相対向する同極の第１永久磁石２４とのデットスペースがなくなり、各第２凸部３６の外周面がロータのトルク発生面として有効利用することができる。また、第２凸部３６を同極の第１永久磁石２４に当接すことによって、第１永久磁石２４の軸方向の位置決め容易にできる。

【0075】

しかも、各第２凸部３６は、先細形状にし、当接する同極の第１永久磁石２４と隣接する第１ロータコア２１の異極の第１突極２３とそれぞれ離間するようにした。従って、第２凸部３６と異極の第１突極２３との間で磁束が短絡することはない。

【0076】

（３）また、上記第２実施形態によれば、第１実施形態の作用効果で説明した（１）〜（７）と同様な作用効果を得ることができる。
（第３実施形態）
次に、本発明の第３実施形態を図１０〜図１２に従って説明する。

【0077】

本実施形態は、第１実施形態で示したロータ８の構成が相違する。そのため、説明の便宜上、相違するロータの部分について詳細に説明し、その他、第１実施形態と共通部分は符号を同じにして詳細な説明は省略する。

【0078】

図１０、図１１に示すように、第１構成部１４であって、第１ロータコア２１の各第１永久磁石２４の先端第２ロータコア３１側には第１磁石凸部２７が、それぞれ第２ロータコア３１側に向かって突出形成されている。そして、各第１磁石凸部２７は、図１２に示すように、第２ロータコア３１に形成された相対向する同極の第２突極３３と当接するように突出形成させている。

【0079】

また、各第１磁石凸部２７は、先細形状であって、図１０に示すように、周方向において両端部から中央側に向かって斜状に突出形成させている。従って、各第１磁石凸部２７は、台形状の山形形状となり、その上辺である面２７ａが第２ロータコア３１に設けた相対向する同極の第２突極３３とそれぞれ当接するとともに、その同極の第２突極３３と隣接する第２ロータコア３１の異極の第２永久磁石３４とそれぞれ離間するようになっている。

【0080】

一方、第２構成部１５であって、第２ロータコア３１の各第２永久磁石３４の先端第１ロータコア２１側には第２磁石凸部３７が、それぞれ第１ロータコア２１側に向かって突出形成されている。そして、各第２磁石凸部３７は、図１２に示すように、第１ロータコア２１に形成された相対向する同極の第１突極２３と当接するように突出形成させている。

【0081】

また、各第２磁石凸部３７は、先細形状であって、図１０に示すように、周方向において両端部から中央側に向かって斜状に突出形成させている。従って、各第２磁石凸部３７は、台形状の山形形状となり、その上辺である面３７ａが第１ロータコア２１に設けた相対向する同極の第１突極２３とそれぞれ当接するとともに、その同極の第１突極２３と隣接する第１ロータコア２１の異極の第１永久磁石２４とそれぞれ離間するようになっている。

【0082】

次に、上記のように構成した第３実施形態の作用効果を以下に記載する。
（１）上記実施形態によれば、第１ロータコア２１の各第１永久磁石２４の先端に、相対向する同極の第２ロータコア３１の第２突極３３と当接する第１磁石凸部２７を突出形成した。

【0083】

従って、第１ロータコア２１の各第１永久磁石２４の先端と、第２ロータコア３１に設けた相対向する同極の第２突極３３とのデットスペースがなくなり、各第１磁石凸部２７の外周面がロータのトルク発生面として有効利用することができる。また、第１磁石凸部２７を同極の第２突極３３に当接すことによって、第１永久磁石２４の軸方向の位置決め容易にできる。

【0084】

しかも、各第１磁石凸部２７は、先細形状にし、当接する同極の第２突極３３と隣接する第２ロータコア３１の異極の第２永久磁石３４とそれぞれ離間するようにした。従って、第１磁石凸部２７と異極の第２永久磁石３４との間で磁束が短絡することはない。

【0085】

（２）上記実施形態によれば、第２ロータコア３１の各第２永久磁石３４の先端に、相対向する同極の第１ロータコア２１の第１突極２３と当接する第２磁石凸部３７を突出形成した。

【0086】

従って、第２ロータコア３１の各第２永久磁石３４の先端と、第１ロータコア２１に設けた相対向する同極の第１突極２３とのデットスペースがなくなり、各第２磁石凸部３７の外周面がロータのトルク発生面として有効利用することができる。また、第２磁石凸部３７を同極の第１突極２３に当接すことによって、第２永久磁石３４の軸方向の位置決め容易にできる。

【0087】

しかも、各第２磁石凸部３７は、先細形状にし、当接する同極の第１突極２３と隣接する第１ロータコア２１の異極の第１永久磁石２４とそれぞれ離間するようにした。従って、第２磁石凸部３７と異極の第１永久磁石２４との間で磁束が短絡することはない。

【0088】

（３）また、上記第３実施形態によれば、第１実施形態の作用効果で説明した（１）〜（７）と同様な作用効果を得ることができる。
（第４実施形態）
次に、本発明の第４実施形態を図１３に従って説明する。

【0089】

本実施形態は、第１実施形態で示したロータ８の構成が相違する。そのため、説明の便宜上、相違するロータの部分について詳細に説明し、その他、第１実施形態と共通部分は符号を同じにして詳細な説明は省略する。

【0090】

図１３（ａ）に示すように、第１構成部１４の第１ロータコア２１に形成した各凹部２２には、それぞれ同一形状の２個の第１永久磁石２８ａ，２８ｂが固着されている。この２個の第１永久磁石２８ａ，２８ｂは、これら第１永久磁石２８ａ，２８ｂの互いの当接面２８を磁石極中心軸対称とした磁化配向をもつように着磁されている。

【0091】

一方、図１３（ｂ）に示すように、第２構成部１５の第２ロータコア３１に形成した各凹部３２には、それぞれ同一形状の２個の第２永久磁石３８ａ，３８ｂが固着されている。この２個の第２永久磁石３８ａ，３８ｂは、これら第２永久磁石３８ａ，３８ｂの互いの当接面３８を磁石極中心軸対称とした磁化配向をもつように着磁されている。

【0092】

次に、上記のように構成した第４実施形態の作用効果を以下に記載する。
（１）上記実施形態によれば、第１ロータコア２１に形成した各凹部２２に、同一形状の２個の第１永久磁石２８ａ，２８ｂを嵌合固着した。そして、２個の第１永久磁石２８ａ，２８ｂについて、両第１永久磁石２８ａ，２８ｂの当接面２８を磁石極中心軸対称とした磁化した。

【0093】

従って、図１３（ａ）に示すように、第１永久磁石２８ａ，２８ｂの磁束φ３ａ，φ３ｂが、極中央（当接面２８の位置）に集中して、出力の向上を図ることできる。
（２）上記実施形態によれば、第２ロータコア３１に形成した各凹部３２に、同一形状の２個の第２永久磁石３８ａ，３８ｂを嵌合固着した。そして、２個の第２永久磁石３８ａ，３８ｂについて、両第２永久磁石３８ａ，３８ｂの当接面３８を磁石極中心軸対称とした磁化した。

【0094】

従って、図１３（ｂ）に示すように、第２永久磁石３８ａ，３８ｂの磁束φ４ａ，φ４ｂが、極中央（当接面３８の位置）に集中して、出力の向上を図ることできる。
（３）また、上記第４実施形態によれば、第１実施形態の作用効果で説明した（１）〜（７）と同様な作用効果を得ることができる。

【0095】

（第５実施形態）
次に、本発明の第５実施形態を図１４、図１５に従って説明する。
本実施形態は、第１実施形態で示したロータ８の構成が相違する。そのため、説明の便宜上、相違するロータコアについて詳細に説明し、その他、第１実施形態と共通部分は符号を同じにして詳細な説明は省略する。

【0096】

図１４、図１５に示すように、本実施形態のロータ４０は、第１実施形態のロータ８を２組用意し、これを層構造に、１層目のロータ４１と、２層目のロータ４２として、互いに重なるようにして回転軸１０に固着されている。本実施形態では、１層目のロータ４１の第２構成部１５と、２層目のロータ４２の第２構成部１５とが当接するとともに、同極の第２永久磁石３４が重なり合うように相対配置される。

【0097】

そして、本実施形態では、ロータ４１側の第２永久磁石３４とロータ４２側の第２永久磁石３４を一体化し１つの第２永久磁石３４で構成し、軸方向に連なるロータ４１側の凹部３２とロータ４２側の凹部３２に対してその１つの第２永久磁石３４を嵌着させている。これによって、ロータ４１，４２よりなるロータ４０は、各ロータ４１，４２の同極の第２永久磁石３４が一体として構成されることで、部品点数を減らし、低コスト化が図れる。

【0098】

次に、上記のように構成した第５実施形態の作用効果を以下に記載する。
（１）上記実施形態によれば、２つのロータ４１，４２を合わせることによって、より高トルクを発生させるロータにできる。しかも、ロータ４１，４２は、同じ構造なので、部品点数を減すことができるとともに、製作が容易で、低コスト化が図れる。

【0099】

（２）上記実施形態によれば、重なる合うロータ４１，４２の同極の第２永久磁石３４が一体として、１つの第２永久磁石３４で兼用できることから、さらに部品点数を減らし、低コスト化が図れる。

【0100】

（第６実施形態）
次に、本発明の第６実施形態を図１６〜図１８に従って説明する。
本実施形態は、第１実施形態で示したロータ８とその構成が相違する。そのため、説明の便宜上、相違するロータコアについて説明し、その他、第１実施形態と共通部分は符号を同じにして詳細な説明は省略する。

【0101】

図１６、図１７に示すように、第１ロータコア２１は、同第１ロータコア２１の対向面２１ａに円筒形の嵌合凹部５１を凹設し、その嵌合凹部５１に低磁気抵抗部位５２を嵌着させている。ここで、第１ロータコア２１は、鋼板よりなるロータコア片２０（図１８においては図示略）が複数積層されて形成されていることから、嵌合凹部５１を凹設した後の形状を、低磁気抵抗部位５２に対して積層鋼板部位５３という。そして、積層鋼板部位５３の嵌合凹部５１に低磁気抵抗部位５２を嵌着させていることで、第１ロータコア２１が形成されることになる。従って、第１ロータコア２１（積層鋼板部位５３）は、低磁気抵抗部位５２を軸方向にラップ（被覆）するようになっている。

【0102】

低磁気抵抗部位５２は、同低磁気抵抗部位５２をラップした積層鋼板部位５３に比べてより磁気抵抗が小さくなっており、第１ロータコア２１の反第２ロータコア３１側の端部における軸方向の磁気抵抗を高くするように形成している。

【0103】

一方、第２ロータコア３１は、同第２ロータコア３１の対向面３１ａに円筒形の嵌合凹部５５を凹設し、その嵌合凹部５５に低磁気抵抗部位５６を嵌着させている。ここで、第２ロータコア３１は、鋼板よりなるロータコア片３０（図１８においては図示略）が複数積層されて形成されていることから、嵌合凹部５５を凹設した後の形状を、低磁気抵抗部位５６に対して積層鋼板部位５７という。そして、積層鋼板部位５７の嵌合凹部５５に低磁気抵抗部位５６を嵌着させていることで、第２ロータコア３１が形成されることになる。従って、第２ロータコア３１（積層鋼板部位５７）は、低磁気抵抗部位５６を軸方向にラップ（被覆）するようになっている。

【0104】

低磁気抵抗部位５６は、同低磁気抵抗部位５６をラップした積層鋼板部位５７に較べて磁気抵抗が小さくなっており、第２ロータコア３１の反第１ロータコア２１側の端部における軸方向の磁気抵抗を高くするように形成している。

【0105】

次に、上記のように構成した第６実施形態の作用効果を以下に記載する。
（１）上記実施形態によれば、第１ロータコア２１は、積層鋼板部位５３に嵌合凹部５１を凹設し、その嵌合凹部５１に積層鋼板部位５３に較べて磁気抵抗が小さい低磁気抵抗部位５２を嵌着させた。そして、積層鋼板部位５３は、低磁気抵抗部位５２を軸方向にラップ（被覆）するようにした。

【0106】

一方、同様に、第２ロータコア３１は、積層鋼板部位５７に嵌合凹部５５を凹設し、その嵌合凹部５５に積層鋼板部位５７に較べて磁気抵抗が小さい低磁気抵抗部位５６を嵌着させた。そして、積層鋼板部位５７は、低磁気抵抗部位５６を軸方向にラップ（被覆）するようにした。

【0107】

従って、図１８に示すように、第１及び第２ロータコア２１，３１の積層鋼板部位５３，５７が、低磁気抵抗部位５２，５６の軸方向にラップするように構成されることで、ロータ８の端部における軸方向の磁気抵抗が高くなり、環状磁石１６の軸方向へ漏れる磁束を低減できる。

【0108】

さらに、第１及び第２永久磁石２４，３４によって第１及び第２突極２３，３３に導かれる磁石磁束は、第１及び第２突極２３，３３に径方向に導く強制力がないため、ロータ８の軸方向端部において軸方向に逃げる漏れ磁束が生じやすくなる。しかし、本実施形態では、積層鋼板部位５３，５７によってロータ８の端部における軸方向の磁気抵抗が高くなることで、軸方向への漏れ磁束を抑制できる。

【0109】

尚、上記実施形態は以下のように変更してもよい。
・上記第１〜第６実施形態では、第１補助磁石１７を設けたが、この第１補助磁石１７を省略してもよい。この場合、環状磁石１６が回転軸１０まで達し、第１及び第２ロータコア２１，３１に形成した環状溝２５，３５が省略されることになる。

【0110】

・上記第１〜第６実施形態では、第１補助磁石１７の軸方向の長さを、環状磁石１６より長くしたが、同じ長さで実施してもよい。この場合、第１及び第２ロータコア２１，３１に形成した環状溝２５，３５が省略されることになる。

【0111】

・上記第１、第２、第４〜第６実施形態では、第２補助磁石１８を設けたが、この第２補助磁石１８を省略してもよい。このとき、併せて、第１補助磁石１７を省略して実施してもよいことは勿論である。

【0112】

・上記第３実施形態では、第２補助磁石１８を設けていなかったが、第２補助磁石１８を設けて実施してもよい。この場合、第１磁石凸部２７及び第２磁石凸部３７の内径（回転軸１０の中心軸線Ｃから内周面までの長さ）を長くするか、環状磁石１６の外径を短くする必要がある。

【0113】

・上記第２実施形態では、各第１凸部２６及び第２凸部３６は、軸方向からみて、相対向する第２及び第１永久磁石３４，２４の外側半分と重なるように突出形成さていたが、軸方向からみて、径方向に第２及び第１永久磁石３４，２４の全体と重なるようにして実施してもよい。

【0114】

・上記第２実施形態では、第１凸部２６及び第２凸部３６を、それぞれ対向する第１及び第２永久磁石２４，３４に当接させた。これを、第１及び第２永久磁石２４，３４に当接させなくてもよく、第１凸部２６及び第２凸部３６の突出長さを、少なくとも環状磁石１６の軸方向の長さの１／２以上突出させて実施してもよい。

【0115】

・上記第２実施形態では、第１凸部２６及び第２凸部３６を設けたが、これをいずれか一方を省略して実施してもよい。
・上記第３実施形態では、第１磁石凸部２７及び第２磁石凸部３７を、それぞれ対向する第１及び第２突極２３，３３に当接させた。これを、第１及び第２突極２３，３３に当接させなくてもよく、第１磁石凸部２７及び第２磁石凸部３７の突出長さを、少なくとも環状磁石１６の軸方向の長さの１／２以上突出させて実施してもよい。

【0116】

・上記第３実施形態において、第１磁石凸部２７又は第２磁石凸部３７を設けたが、これをいずれか一方を省略して実施してもよい。
・上記第２実施形態と第３実施形態を合わせた構成で実施してもよい。つまり、第１及び第２凸部２６，３６と第１及び第２磁極凸部２７，３７をそれぞれ軸方向において、環状磁石１６の軸方向の長さの１／２にして第１及び第２ロータコア２１，３１の中間位置で、第１及び第２凸部２６，３６と第１及び第２磁極凸部２７，３７を当接させる。

【0117】

・上記第５実施形態では、第１実施形態のロータ８を２組用意し、これを層構造に、１層目のロータ４１と、２層目のロータ４２として、互いに重ねて１つのロータ４０を構成した。これを、ロータ８を３組用意し、３層構造にして実施してもよい。

【0118】

この場合、例えば、図１４において、２層目のロータ４２と重なる３層目のロータは、２層目のロータ４２側に第１構成部１４（第１ロータコア２１）が当接するとともに、同極の第１永久磁石２４同士が重なり合うように相対配置される。このとき、重なり合う同極の第１永久磁石２４は１つの永久磁石で構成される。従って、部品点数を減らし、低コスト化が図れる。

【0119】

・上記第５実施形態では、第１実施形態のロータ８を使ってロータ４０を構成したが、第１実施形態以外の上記各実施形態及び各別例で示したロータを使用して実施してもよい。

【0120】

・上記第５実施形態では、重なる合うロータ４１，４２の同極の第２永久磁石３４を一体化して１つの第２永久磁石３４で兼用したが、それぞれ、別々の第２永久磁石３４を使用して実施することは勿論可能である。

【0121】

・上記各実施形態では、ステータ５について特に限定していなかったが、上記各実施形態のロータは、種々のステータに対応でき、例えば、図１９に示す、分布巻きのＳＣ巻線のステータ６０や、図２０に示す、集中巻きのステータ６１に具体化し、小型で高出力が得られるモータに応用してもよい。

【0122】

・上記各実施形態では、ロータ８はＳＰＭ（Surface Permanent Magnet Motor）型のロータに具体化したが、図２０に示すように、ＩＰＭ（Interior Permanent magnet Motor）のロータ６３に具体化し、小型で高出力が得られるモータに応用してもよい。

【0123】

・上記第６実施形態では、積層鋼板部位５３，５７は、低磁気抵抗部位５２，５６を軸方向にラップ（被覆）するようにした。これを、積層鋼板部位５３，５７を円筒状に形成し、低磁気抵抗部位５２，５６のロータ８の端部側が露出させるようにして実施してもよい。この場合でも第１実施形態と同様な効果を得ることができる。

【0124】

・上記第６実施形態において、上記第２実施形態の第１凸部２６及び第２凸部３６を設けたり、上記第３実施形態の第１磁石凸部２７及び第２磁石凸部３７を設けて実施してもよい。

【0125】

・上記第１〜第６実施形態では、第１ロータコア２１及び第２ロータコア３１を、鋼板よりなるロータコア片２０，３０を積層して形成した。これを、圧粉磁心材料で形成してもよい。例えば、鉄粉等の磁性粉末と樹脂等の絶縁物を混ぜて金型で加熱プレス成形して第１ロータコア２１及び第２ロータコア３１を作るようにする。

【0126】

この場合、第１ロータコア２１及び第２ロータコア３１の設計の自由度が高く、製造プロセスが非常に簡単になるとともに、第１ロータコア２１及び第２ロータコア３１の磁気抵抗を小さくできる。

【0127】

・上記第１〜第６実施形態では、磁極が１４磁極であったが、これに限定されるものでなく、磁極の数を適宜変更して実施してもよい。勿論、極数対が奇数個でなく、偶数個にであってもよい。

【0128】

・上記第１〜第６実施形態では、第１の磁極をＳ極、第２の磁極をＮ極としたが、逆の第１の磁極をＮ極、第２の磁極をＳ極として実施してもよい。

【符号の説明】

【0129】

１…ブラシレスモータ、２…モータケース、３…ケースハウジング、４…フロントブラケット、５…ステータ、６…ステータコア、８…ロータ、１１，１２…軸受け、１４…第１構成部、１５…第２構成部、１６…環状磁石、１６ａ，１６ｂ…側面、１６ｃ，１７ａ，１８ａ…外周面、１６ｄ，１７ｂ，１８ｂ…内周面、１７…第１補助磁石（補助磁石）、１８…第２補助磁石（補助磁石）、２０…第１ロータコア片、２１…第１ロータコア、２１ａ…対向面、２２…凹部、２３…第１突極、２４，２８ａ，２８ｂ…第１永久磁石（第１磁石）、２５…環状溝、２６…第１凸部、２６ａ，２７ａ…面、２７…第１磁石凸部、３０…第２ロータコア片、３１…第２ロータコア、３１ａ…対向面、３１ａ…対向面、３２…凹部、３３…第２突極、３４，３８ａ，３８ｂ…第２永久磁石（第２磁石）、３５…環状溝、３６…第２凸部、３７…第２磁石凸部、３７ａ…面、４０，４１，４２…ロータ、５１…嵌合凹部、５２…低磁気抵抗部位、５３…積層鋼板部位、５５…嵌合凹部、５６…低磁気抵抗部位、５７…積層鋼板部位、φ１，φ２，φ３ａ，φ３ｂ，φ４ａ，φ４ｂ…磁束。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】

【図19】

【図20】