特許 6385712 ロータおよびブラシレスモータ

(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】6385712

(24)【登録日】2018年8月17日

(45)【発行日】2018年9月5日

(54)【発明の名称】ロータおよびブラシレスモータ

(51)【国際特許分類】

   H02K 1/27 20060101AFI20180827BHJP

   H02K 21/14 20060101ALI20180827BHJP

【ＦＩ】

   H02K1/27 501M

   H02K1/27 501K

   H02K1/27 501A

   H02K21/14 M

【請求項の数】9

【全頁数】14

(21)【出願番号】特願2014-94085(P2014-94085)

(22)【出願日】2014年4月30日

(65)【公開番号】特開2015-211623(P2015-211623A)

(43)【公開日】2015年11月24日

【審査請求日】2016年12月8日

(73)【特許権者】

【識別番号】000113791

【氏名又は名称】マブチモーター株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100105924

【弁理士】

【氏名又は名称】森下 賢樹

(74)【代理人】

【識別番号】100109047

【弁理士】

【氏名又は名称】村田 雄祐

(74)【代理人】

【識別番号】100109081

【弁理士】

【氏名又は名称】三木 友由

(72)【発明者】

【氏名】宮島 祐介

【審査官】 田村 惠里加

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１４−０２３３９３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００６−３１１７７２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特表２０１２−５１７２０９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０００−１９７２９２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００２−０１０６００（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００９−１５３２９９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２０１３／００５７１０３（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０２Ｋ １／００−１／３４，１５／０３

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

ロータコアと、
複数のマグネットと、を備え、
前記ロータコアは、
回転軸が挿入される孔部の周囲の環状部と、
前記環状部から放射状に形成された複数の磁極片と、
隣接する前記磁極片同士の間に放射状に形成された複数のマグネット収容部と、
前記環状部の外側であって、隣接する前記マグネット収容部同士の間の各領域に形成された複数の第１の磁束障壁部と、を有し、
前記マグネット収容部は、第２の磁束障壁部を回転軸側の端部に有し、
前記マグネットは、隣接する他のマグネットと同じ磁極同士がロータコアの周方向において対向するように前記マグネット収容部に収容されており、
前記ロータコアは、前記第１の磁束障壁部と、該第１の磁束障壁部と隣接する２つの前記第２の磁束障壁部との間に形成された２つの磁路を有し、
前記２つの磁路は、前記磁極片の回転軸側の端部から前記環状部に向けて形成されており、
前記第１の磁束障壁部および前記第２の磁束障壁部は、
前記磁路の中心部を通る直線Ｌ１と前記磁極片の中心線Ｌ２とが成す角度αが３０°から４７°の範囲であり、
前記磁路の中心部を通る直線Ｌ１と前記マグネットの回転軸側端面を含む平面Ｐ１とが成す角度βが３０°から４７°の範囲であるように構成されていることを特徴とするロータ。

【請求項2】

前記２つの磁路は、前記磁極片の回転軸側の端部から前記環状部に向けて異なる方向へ分岐していることを特徴とする請求項１に記載のロータ。

【請求項3】

前記２つの磁路は、磁極片の中心線に対して線対称に配置されていることを特徴とする請求項１または２に記載のロータ。

【請求項4】

前記第２の磁束障壁部は、回転軸方向に貫通した貫通部であって前記マグネットの径方向の位置決め機能を有し、
前記第２の磁束障壁部の前記マグネットと隣接した領域の周方向の幅は、前記マグネット収容部に収容された前記マグネットの周方向の幅よりも小さいことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載のロータ。

【請求項5】

前記第１の磁束障壁部は、回転軸方向に貫通した貫通部であることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載のロータ。

【請求項6】

前記磁極片は、隣接する他の磁極片と外周部が分離されていることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載のロータ。

【請求項7】

前記磁極片の外周面の曲率半径をＲ、前記ロータコアの最大外径をＬ、とすると、Ｒ＜Ｌ／３を満たすことを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載のロータ。

【請求項8】

複数の巻線が配置されている筒状のステータと、
前記ステータの中心部に設けられている請求項１乃至７のいずれか１項に記載のロータと、
前記ステータの複数の巻線に給電する給電部と、
を備えるブラシレスモータ。

【請求項9】

前記マグネットは、前記ステータと対向する外周部の一部が露出していることを特徴とする請求項８に記載のブラシレスモータ。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ブラシレスモータのロータに関する。

【背景技術】

【0002】

従来、様々な装置や製品の駆動源としてモータが用いられている。例えば、プリンタや複写機等の事務機器、様々な家電製品、自動車や電動自転車等の車両のアシストを含めた動力源の用途で採用されている。特に、動作頻度の高い可動部品の駆動源として、耐久性や電気ノイズの観点からブラシレスモータが使われる場合がある。

【0003】

ブラシレスモータの一種として、ロータに永久磁石を埋め込んだ埋込磁石型（Interior Permanent Magnet）が知られている。例えば、ロータヨークに板状の複数の磁石が放射状に埋め込まれているとともに、隣接する磁石の同極同士がヨークの周方向において互いに対向するように各磁石が配置されている電気機器がある（例えば、特許文献１の図２参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特表２０１２−５１７２０９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

埋込磁石型のブラシレスモータにおいて、回転トルクを向上する一つの方法としては、残留磁束密度の高い磁石を用いることが一案であるが、ロータ内部において磁束の短絡が生じると、ロータヨークの外周部において平均磁束密度が低下してしまう。そこで、上述の電気機器においては、磁石の両端部側での磁束の短絡を防止するための、いわゆるフラックスバリアと呼ばれる磁気抵抗を高めた貫通部が磁石の近傍に形成されている。

【0006】

しかしながら、上述の電気機器における扇形の各ロータ磁極片は、中心軸の周囲の環状の部分に繋がっており、隣接するフラックスバリア間に位置する一本の細い領域によって支持されているにすぎない。そのため、回転時にロータ磁極片に働く様々な力（遠心力や磁気力）によって、各ロータ磁極片が正規の位置に対して変位（振動）することから、回転ノイズやロータ破損等の不具合を発生させるおそれがある。

【0007】

本発明はこうした状況に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、高剛性で低ノイズのブラシレスモータを実現する技術を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0008】

上記課題を解決するために、本発明のある態様のロータは、ロータコアと、複数のマグネットと、を備える。ロータコアは、回転軸が挿入される孔部の周囲の環状部と、環状部から放射状に形成された複数の磁極片と、隣接する磁極片同士の間に放射状に形成された複数のマグネット収容部と、環状部の外側であって、隣接するマグネット収容部同士の間の各領域に形成された複数の第１の磁束障壁部と、を有する。マグネット収容部は、第２の磁束障壁部を回転軸側の端部に有する。マグネットは、隣接する他のマグネットと同じ磁極同士がロータコアの周方向において対向するようにマグネット収容部に収容されており、ロータコアは、第１の磁束障壁部と、該第１の磁束障壁部と隣接する２つの第２の磁束障壁部との間に形成された２つの磁路を有する。２つの磁路は、磁極片の回転軸側の端部から環状部に向けて異なる方向へ分岐している。

【0009】

この態様によると、第１の磁束障壁部および第２の磁束障壁部によって、マグネットから出る磁束のロータコア内の短絡が抑制されるため、高トルクなブラシレスモータのロータとして好適となる。また、各磁極片が２つの磁路で支持されているため、磁極片の環状部に対する機械的固定強度が向上し、回転時の磁極片の変位を低減できる。また、２つの磁路は、磁極片の回転軸側の端部から環状部に向けて異なる方向へ分岐しているため、磁極片に対して作用する方向が異なる様々な外力に対して磁極片の変位を低減できる。

【0010】

２つの磁路は、磁極片の中心線に対して線対称に配置されていてもよい。これにより、回転方向が時計回りか反時計回りかによって磁極片を支持する力は変わらない。

【0011】

第１の磁束障壁部および第２の磁束障壁部は、磁路の中心部を通る直線Ｌ１と磁極片の中心線Ｌ２とが成す角度αが０°より大きく、磁路の中心部を通る直線Ｌ１とマグネットの回転軸側端面を含む平面Ｐ１とが成す角度βが１０°より大きくなるように構成されていてもよい。これにより、適切な大きさの第１の磁束障壁部および第２の磁束障壁部を実現できる。

【0012】

第２の磁束障壁部は、回転軸方向に貫通した貫通部であってマグネットの径方向の位置決め機能を有してもよい。第２の磁束障壁部のマグネットと隣接した領域の周方向の幅は、マグネット収容部に収容されたマグネットの周方向の幅よりも小さい。これにより、簡素な構成で磁束の短絡を抑制できる。また、マグネットの径方向の位置決めのために、第２の磁束障壁部を特殊な形状にする必要がない。

【0013】

第１の磁束障壁部は、回転軸方向に貫通した貫通部であってもよい。これにより、簡素な構成で磁束の短絡を抑制できる。

【0014】

磁極片は、隣接する他の磁極片と外周部が分離されていてもよい。これにより、マグネットの外周側端面近傍での磁束の短絡を低減できる。

【0015】

磁極片の外周面の曲率半径をＲ、ロータコアの最大外径をＬ、とすると、Ｒ＜Ｌ／３を満たす。これにより、トルク変動が低減され滑らかな回転が可能なブラシレスモータを実現できる。

【0016】

複数の巻線が配置されている筒状のステータと、ステータの中心部に設けられている上述のロータと、ステータの複数の巻線に給電する給電部と、を備えてもよい。これにより、ロータ外周部の平均磁束密度を高めることができ、モータトルクの向上に寄与する。

【0017】

なお、以上の構成要素の任意の組合せ、本発明の表現を部品、製造方法、システムなどの間で変換したものもまた、本発明の態様として有効である。

【発明の効果】

【0018】

本発明によれば、高剛性で低ノイズのブラシレスモータを実現できる。

【図面の簡単な説明】

【0019】

【図1】第１の実施の形態に係るブラシレスモータの全体斜視図である。

【図2】第１の実施の形態に係るブラシレスモータの側面図である。

【図3】第１の実施の形態に係るブラシレスモータの分解斜視図である。

【図4】図４（ａ）は、第１の実施の形態に係るロータコアの上面図、図４（ｂ）は、図４（ａ）に示すロータコアにマグネットを嵌め込んだ状態を示す上面図である。

【図5】第１の実施の形態に係る磁路を説明するためのロータコアの上面図である。

【図6】第２の実施の形態に係る磁路を説明するためのロータコアの上面図である。

【図7】図７（ａ）、図７（ｂ）は、第３の実施の形態に係るロータコアの上面図である。

【図8】第４の実施の形態に係る磁路を説明するためのロータコアの上面図である。

【図9】第４の実施の形態に係る磁路を説明するための要部拡大図である。

【図10】図１０（ａ）は、第５の実施の形態に係るロータコアを構成する一枚の板状部材の上面図、図１０（ｂ）は、第５の実施の形態に係るロータコアの上面図である。

【図11】積層する２枚の板状部材の位置関係を説明するための図である。

【図12】第５の実施の形態に係るロータコアの斜視図である。

【図13】ロータにおける角度αおよび角度βの好適な範囲について説明するための図である。

【発明を実施するための形態】

【0020】

以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。なお、図面の説明において同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を適宜省略する。また、以下に述べる構成は例示であり、本発明の範囲を何ら限定するものではない。以下では、インナーロータタイプのブラシレスモータを例に説明する。

【0021】

［第１の実施の形態］
（ブラシレスモータ）
図１は、第１の実施の形態に係るブラシレスモータの全体斜視図である。図２は、第１の実施の形態に係るブラシレスモータの側面図である。図３は、第１の実施の形態に係るブラシレスモータの分解斜視図である。

【0022】

第１の実施の形態に係るブラシレスモータ（以下、「モータ」と称する場合がある。）１０は、マグネットを有する円柱状のロータ１２と、ロータ１２が配置される空間を中央部に有するステータ１４と、フロントベル１６と、ハウジング本体１８と、給電部１９と、を備える。

【0023】

フロントベル１６は、板状の部材であり、中央に回転シャフト２０が貫通できるように孔１６ａが形成されているとともに、孔１６ａの近傍に軸受２２を保持する凹部１６ｂが形成されている。そして、フロントベル１６は、ロータ１２の回転シャフト２０の一部を軸受２２を介して支持する。また、ハウジング本体１８は、円筒状の部材であり、基部１８ａの中央に軸受（不図示）を保持する凹部１８ｂが形成されている。そして、ハウジング本体１８は、ロータ１２の回転シャフト２０の他部を軸受を介して支持する。第１の実施の形態では、フロントベル１６およびハウジング本体１８は、ロータ１２およびステータ１４を収容する収容部材を構成する。

【0024】

（ロータ）
図４（ａ）は、第１の実施の形態に係るロータコアの上面図、図４（ｂ）は、図４（ａ）に示すロータコアにマグネットを嵌め込んだ状態を示す上面図である。

【0025】

ロータ１２は、円形のロータコア２６と、複数のマグネット２８と、を備える。ロータコア２６の中心には、回転シャフト２０が挿入された状態で固定される貫通孔２６ａが形成されている。また、ロータコア２６は、回転シャフト２０が挿入される貫通孔２６ａの周囲の環状部２６ｃと、環状部２６ｃから放射状に形成された複数の扇形の磁極片２６ｄと、隣接する２つの磁極片２６ｄの間に放射状に形成された複数のマグネット収容部２６ｂと、環状部２６ｃの外側に形成された複数の第１の磁束障壁部２６ｅと、を有する。

【0026】

マグネット収容部２６ｂにはマグネット２８が挿入され固定される。マグネット２８は、マグネット収容部２６ｂの形状に対応した板状の部材である。

【0027】

そして、これら各部材を順に組み立てる。具体的には、複数（１４個）のマグネット２８のそれぞれを、対応するマグネット収容部２６ｂに嵌め込み、そのロータコア２６の貫通孔２６ａに回転シャフト２０を挿入する。そして、軸受２２は、回転シャフト２０に取り付けられる。

【0028】

（ロータコア）
図４（ａ）に示すロータコア２６は、複数の板状の部材を積層したものである。複数の板状の部材のそれぞれは、無方向性電磁鋼板（例えばケイ素鋼板）からプレス加工によって図４（ａ）に示すような所定の形状で打ち抜くことで作製される。そして、マグネット収容部２６ｂは、ロータコア２６の回転軸を中心に放射状に形成されている。なお、ロータコア２６を圧粉成型にて作製してもよい。

【0029】

マグネット２８は、図４（ｂ）に示すように、隣接する他のマグネットと同じ磁極同士がロータコア２６の周方向において対向するようにマグネット収容部２６ｂに収容されている。つまり、マグネット２８は、略直方体の６つの面のうち表面積の広い２つの主面２８ａ，２８ｂがそれぞれＮ極とＳ極となるように構成されている。これにより、マグネット２８の主面２８ａから出た磁力線は、２つのマグネット２８の間の領域からロータコア２６の外に向かう。その結果、第１の実施の形態に係るロータ１２は、その外周部に、Ｎ極とＳ極が交互に７極ずつ計１４極ある磁石として機能する。マグネット２８は、図４（ｂ）に示すＩ字配置に限らず、いわゆるＶ字配置であってもよい。

【0030】

なお、マグネット２８は、例えば、ボンド磁石や焼結磁石である。ボンド磁石は、ゴムや樹脂などに磁性材を練り込んで射出成形または圧縮成型した磁石であり、後加工をしなくても高精度のＣ面（斜面）やＲ面を得られる。一方、焼結磁石は、粉末状の磁性材を高温で焼き固めた磁石であり、ボンド磁石よりも残留磁束密度を向上させやすいが、高精度のＣ面やＲ面を得るためには後加工が必要な場合が多い。

【0031】

第１の実施の形態に係るマグネット収容部２６ｂは、第２の磁束障壁部２６ｂ１を回転シャフト２０（貫通孔２６ａ）側の端部に有する。前述の第１の磁束障壁部２６ｅは、隣接する第２の磁束障壁部２６ｂ１の間に形成されている。第１の磁束障壁部２６ｅおよび第２の磁束障壁部２６ｂ１は、板状のマグネット２８から出る磁束（磁力線）のロータコア２６内の短絡を抑制するように構成されている。つまり、マグネット２８の一方の主面２８ａから出た磁力線は、ロータコア２６の第１の磁束障壁部２６ｅおよび第２の磁束障壁部２６ｂ１により、ロータコア２６内の短絡が抑制される。このような磁力線の通る領域を磁路といい、磁路が狭く長いほど磁気抵抗が高くなり磁力線が通りにくくなる。

【0032】

（磁路）
図５は、第１の実施の形態に係る磁路を説明するためのロータコアの上面図である。第１の実施の形態に係るロータコア２６は、第１の磁束障壁部２６ｅと、第１の磁束障壁部２６ｅと隣接する２つの第２の磁束障壁部２６ｂ１との間に形成された２つの磁路２６ｆを有する。２つの磁路２６ｆは、磁極片２６ｄの貫通孔２６ａ側の端部から環状部２６ｃに向けて異なる方向へ（Ｙ字状に）分岐している。

【0033】

これにより、第１の磁束障壁部２６ｅおよび第２の磁束障壁部２６ｂ１によって、マグネット２８から出る磁束のロータコア内の短絡が抑制されるため、高トルクなブラシレスモータのロータとして好適となる。また、各磁極片２６ｄが環状部２６ｃに対して２つの磁路２６ｆで支持されているため、磁極片２６ｄの環状部２６ｃに対する機械的固定強度が向上し、ロータ回転時の磁極片２６ｄの変位を低減できる。また、２つの磁路２６ｆは、磁極片２６ｄの貫通孔２６ａ側の端部から環状部２６ｃに向けて異なる方向へ分岐しているため、磁極片２６ｄに対して作用する方向が異なる様々な外力（磁気力や遠心力等）に対して磁極片２６ｄの変位をより効果的に低減できる。

【0034】

第１の実施の形態に係る２つの磁路２６ｆは、図５に示すように、それぞれの長手方向が互いに異なるように形成されている。また、２つの磁路２６ｆは、ロータコア２６の直径に対して線対称に配置されている。これにより、ロータ１２の回転方向が時計回りか反時計回りかによって磁極片２６ｄを支持する力が変わらない。

【0035】

第１の磁束障壁部２６ｅおよび第２の磁束障壁部２６ｂ１は、磁路の中心部を通る直線Ｌ１と磁極片２６ｄの中心線Ｌ２とが成す角度αが０°より大きく、磁路の中心部を通る直線Ｌ１とマグネット２８の回転軸（貫通孔２６ａ）側端面２８ｃを含む平面Ｐ１とが成す角度βが１０°より大きくなるように構成されている。角度αを０°より大きく、角度βを１０°より大きく設定することで、磁束の短絡を抑制することのできる大きさの第１の磁束障壁部２６ｅおよび第２の磁束障壁部２６ｂ１が形成される。本実施の形態に係るロータコア２６においては、角度αが約３０°、角度βが約４７°である。

【0036】

なお、角度αは１５°以上が好ましく、３０°以上がより好ましい。また、角度βは２０°以上が好ましく、３０°以上がより好ましい。これにより、大幅に磁束の短絡を抑制することのできる大きさの第１の磁束障壁部２６ｅおよび第２の磁束障壁部２６ｂ１を実現できる。

【0037】

第１の磁束障壁部２６ｅおよび第２の磁束障壁部２６ｂ１は、回転軸方向（紙面鉛直方向）に貫通した三角形の貫通部である。これにより、製造の容易な簡素な構成で磁束の短絡を抑制できる。第１の磁束障壁部２６ｅは、正三角形であってもよい。なお、第１の実施の形態に係る第１の磁束障壁部２６ｅおよび第２の磁束障壁部２６ｂ１は、透磁率が小さい空気を満たした中空の領域であるが、透磁率が小さい物質を充填してもよい。この場合、ロータコア２６全体の強度を向上できる。

【0038】

第２の磁束障壁部２６ｂ１は、マグネット２８の径方向の位置決め機能を有している。具体的には、第２の磁束障壁部２６ｂ１の板状マグネットと隣接した領域の周方向の幅Ｗ１は、マグネット収容部２６ｂに収容されたマグネット２８の周方向の幅Ｗ２よりも小さい。これにより、マグネット２８の径方向の位置決めのために、第２の磁束障壁部２６ｂ１を特殊な形状にする必要がない。そのため、ロータコア２６を構成する板状の部材をプレス加工で打ち抜く際の各部の寸法精度が向上する。

【0039】

第１の実施の形態に係る磁極片２６ｄは、隣接する他の磁極片２６ｄと外周部２６ｇが分離されている。これにより、マグネット２８の外周側端面近傍での磁束の短絡を低減できる。

【0040】

また、扇形の磁極片２６ｄの外周部２６ｇの曲率半径をＲ、ロータコアの最大外径をＬ、とすると、Ｒ＜Ｌ／３を満たす。これにより、トルク変動が低減され滑らかな回転が可能なブラシレスモータを実現できる。

【0041】

また、第１の実施の形態に係るモータ１０は、複数の巻線が配置されている筒状のステータ１４と、ステータ１４の中央部に設けられている上述のロータ１２と、ステータ１４の複数の巻線に給電する給電部１９と、を備えている。これにより、ロータ外周部の平均磁束密度を高めながらロータの機械的強度を確保することができ、トルクが高く高剛性で低ノイズのブラシレスモータを実現できる。

【0042】

また、第２の磁束障壁部２６ｂ１において、マグネット２８の端面２８ｃとロータコア２６の環状部２６ｃとの距離Ｘ１は０．５ｍｍ以上あるとよい。

【0043】

また、第１の磁束障壁部２６ｅおよび第２の磁束障壁部２６ｂ１は、磁極片２６ｄの根本の最狭部の幅をＷ３、各磁路２６ｆの幅をＷ４とすると、Ｗ３＞２×Ｗ４を満たすように構成されているとよい。これにより、マグネット２８の主面から出た磁力線は、更に磁路を通過しにくくなり、磁束の短絡をより抑制できる。

【0044】

［第２の実施の形態］
図６は、第２の実施の形態に係る磁路を説明するためのロータコアの上面図である。なお、第１の実施の形態に係るロータコア２６と同様の構成については同様の符号を付して説明を適宜省略する。

【0045】

第２の実施の形態に係るロータコア３０は、第１の磁束障壁部３０ｅと、第１の磁束障壁部３０ｅと隣接する２つの第２の磁束障壁部３０ｂ１との間に形成された２つの磁路３０ｆを有する。２つの磁路３０ｆは、磁極片３０ｄの貫通孔３０ａ側の端部から環状部３０ｃに向けて異なる方向へ分岐している。

【0046】

第２の実施の形態に係るロータコア３０は、第１の実施の形態に係るロータコア２６と比較して、第１の磁束障壁部３０ｅや第２の磁束障壁部３０ｂ１の大きさ、形状が主な相違点である。本実施の形態に係るロータコア３０においては、角度αが約４７°、角度βが約３０°である。

【0047】

［第３の実施の形態］
図７（ａ）、図７（ｂ）は、第３の実施の形態に係るロータコアの上面図である。図７（ａ）に示すロータコア３２においては、第１の磁束障壁部３２ｅおよび第２の磁束障壁部３０ｂ１は、共に四角形（等脚台形）である。また、図７（ｂ）に示すロータコア３４は、第１の磁束障壁部３４ｅが円形であり、第２の磁束障壁部３４ｂ１が半円である。ロータコア３４のように磁路３４ｆの幅が一定でない場合、磁路３４ｆの中心部を通る直線Ｌ１は、第１の磁束障壁部３４ｅと第２の磁束障壁部３４ｂ１とが最も近接した位置を通る直線Ｌ３に対して垂直な直線と定義することもできる。

【0048】

［第４の実施の形態］
図８は、第４の実施の形態に係る磁路を説明するためのロータコアの上面図である。図９は、第４の実施の形態に係る磁路を説明するための要部拡大図である。第１の実施の形態に係るロータコア２６と同様の構成については同様の符号を付して説明を適宜省略する。

【0049】

第４の実施の形態に係るロータコア３６は、第１の磁束障壁部３６ｅと、第１の磁束障壁部３６ｅと隣接する２つの第２の磁束障壁部３６ｂ１との間に形成された２つの磁路３６ｆを有する。２つの磁路３６ｆは、磁極片３６ｄの貫通孔３６ａ側の端部から環状部３６ｃに向けて異なる方向へ分岐している。また、第４の実施の形態に係るロータコア３６は、磁路３６ｆが途中で屈曲している点が特徴である。

【0050】

このような場合、磁路３６ｆの中心部を通る直線Ｌ１とは、以下のように定義してもよい。例えば、第１の磁束障壁部３６ｅの径方向先端部３６ｅ１と第２の磁束障壁部３６ｂ１のマグネット側の周方向端部３６ｂ２との幅Ｗ５の中間と、第１の磁束障壁部３６ｅの周方向端部３６ｅ２と、第２の磁束障壁部３６ｂ１の径方向端部３６ｂ２との幅Ｗ６の中間と、を結ぶ直線を直線Ｌ１とすることもできる。

【0051】

［第５の実施の形態］
図１０（ａ）は、第５の実施の形態に係るロータコアを構成する一枚の板状部材の上面図、図１０（ｂ）は、第５の実施の形態に係るロータコアの上面図である。図１１は、積層する２枚の板状部材の位置関係を説明するための図である。図１２は、第５の実施の形態に係るロータコアの斜視図である。

【0052】

板状部材３８は、図１０（ａ）に示すように、単独では２種類の磁束障壁部や磁極片毎に２つの磁路を構成する形状ではない。具体的には、磁極片３８ａは、１つの磁路３８ｂで支持されている。そして、図１１に示すように、一方の板状部材３８に対して、他方の板状部材３８を、磁極片１個分の回転角度（第５の実施の形態では（３６０／１４）°））だけずらして繰り返し積層し、ボスカシメ等の手法を用いて各板状部材の磁極片を相互に機械的に固定することによりロータコア４０を構成している。

【0053】

これにより、図１０（ｂ）に示すように、上面から見ると一つの磁極片３８ａが２つの磁路３８ｂで支持されているように見える。このように、第５の実施の形態に係るロータコア４０は、積層後の磁極片３８ａの環状部３８ｃに対する機械的固定強度を十分に保ちながら磁路３８ｂの磁気抵抗を大きく高め、ロータ内への漏洩磁束を大幅に削減することができる。

【0054】

［角度αおよび角度βの好適な範囲］
図１３は、ロータにおける角度αおよび角度βの好適な範囲について説明するための図である。

【0055】

図１３の縦軸は、ロータの平均磁束密度および磁極片剛性の設計時の狙い値（基準値）を１００％としたときの変化を示している。例えば、第１の実施の形態に係るロータにおいては、角度αが３０°、角度βが４７°であり、第２の実施の形態に係るロータにおいては、角度αが４７°、角度βが３０°である。

【0056】

角度αが０°より大きければ磁極片の剛性の基準比率が約９７％以上となり、十分な磁極片の剛性が確保できる。また、角度βが１０°より大きければロータ外周部の平均磁束密度の基準比率が約９７％以上となり、十分なモータ特性を発揮できる。

【0057】

更に角度αが１５°以上かつ角度βが２０°以上であれば、磁極片の剛性とロータ外周部の平均磁束密度のそれぞれの基準比率が約９８．５％以上となり、磁極片の剛性とモータ特性を、より高い次元で両立する事ができる。

【0058】

更に角度αが３０°以上かつ角度βが３０°以上であれば、磁極片の剛性の基準比率が１００％以上でロータ外周部の平均磁束密度の基準比率がほぼ１００％となり、磁極片の剛性とモータ特性において、より好適で妥協のないモータを提供する事が可能となる。

【0059】

なお、角度αが増えていくと４７°を超える辺りでロータ外周部の平均磁束密度の基準比率がほぼ１００％から下がり始め、角度βが増えていくとこちらも同様に４７°を超える辺りで磁極片の剛性が１００％から下がり始める。以上より、各実施の形態に係るロータは、角度αが３０°〜４７°、角度βが３０°〜４７°の範囲で定まる構成が好ましい。

【0060】

以下に、本願発明を好適に用いることができるブラシレスモータの諸元について説明する。本実施の形態に係るブラシレスモータは、外径が３０〜１４０ｍｍ程度、好ましくは３５〜８０ｍｍ程度である。また、ステータの溝（ティース）の数は例えば１２である。また、マグネットの数は１０または１４が好ましい。また、マグネットの磁力（エネルギー積）は、８ＭＧＯｅ以上、好ましくは１０ＭＧＯｅ以上、より好ましくは３０ＭＧＯｅ以上である。また、ロータの直径は、２０〜７０ｍｍ程度が好ましい。また、上述の各磁路の幅寸法は、ロータコアを構成する一枚の板状部材の厚み（０．３５〜０．５ｍｍ程度）より大きい。

【0061】

以上、本発明を上述の各実施の形態を参照して説明したが、本発明は上述の各実施の形態に限定されるものではなく、各実施の形態の構成を適宜組み合わせたものや置換したものについても本発明に含まれるものである。また、当業者の知識に基づいて各実施の形態における組合せや処理の順番を適宜組み替えることや各種の設計変更等の変形を各実施の形態に対して加えることも可能であり、そのような変形が加えられた実施の形態も本発明の範囲に含まれうる。

【符号の説明】

【0062】

Ｌ１ 直線、 Ｐ１ 平面、 Ｗ１ 幅、 Ｌ２ 中心線、 Ｗ２ 幅、 Ｌ３ 直線、 １０ モータ、 １２ ロータ、 １４ ステータ、 １６ フロントベル、 １６ａ 孔、 １６ｂ 凹部、 １８ ハウジング本体、 １８ａ 基部、 １８ｂ 凹部、 １９ 給電部、 ２０ 回転シャフト、 ２２ 軸受、 ２６ ロータコア、 ２６ａ 貫通孔、 ２６ｂ マグネット収容部、 ２６ｂ１ 第２の磁束障壁部、 ２６ｃ 環状部、 ２６ｄ 磁極片、 ２６ｅ 第１の磁束障壁部、 ２６ｆ 磁路、 ２６ｇ 外周部、 ２８ マグネット、 ２８ａ，２８ｂ 主面、 ２８ｃ 端面。

【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】