特開 2023-61074 埋込磁石型モータ

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023061074

(43)【公開日】2023-05-01

(54)【発明の名称】埋込磁石型モータ

(51)【国際特許分類】

   H02K 1/276 20220101AFI20230424BHJP

【ＦＩ】

H02K1/276

【審査請求】未請求

【請求項の数】6

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021170843

(22)【出願日】2021-10-19

(71)【出願人】

【識別番号】000002233

【氏名又は名称】ニデックインスツルメンツ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100142619

【弁理士】

【氏名又は名称】河合 徹

(74)【代理人】

【識別番号】100125690

【弁理士】

【氏名又は名称】小平 晋

(74)【代理人】

【識別番号】100153316

【弁理士】

【氏名又は名称】河口 伸子

(72)【発明者】

【氏名】高橋 昌志

【テーマコード（参考）】

5H622

【Ｆターム（参考）】

5H622AA03

5H622CA02

5H622CA05

5H622CA07

5H622CB05

5H622PP10

5H622PP19

(57)【要約】

【課題】漏れ磁束による有効磁束の減少を抑制し、且つ、ロータの組立を容易化できる埋込磁石型モータを提供する。
【解決手段】埋込磁石型モータ１のロータ３０は、等角度間隔に配置された複数の磁石３３と、磁石３３が埋設されるロータコア３２を備える。ロータコア３２は、磁石３３が配置されるスリット３５と、周方向に隣り合うスリット３５の間に位置する磁極部３４と、スリット３５の径方向内側において周方向に隣り合う磁極部３４を繋ぐ内側連結部３７を備える。スリット３５の周方向の少なくとも一方側の側縁４１、４２には、スリット３５の周方向の中央に向かって延びる段部４３が設けられている。磁石３３は、段部４３に径方向外側から当接しており、磁石３３と内側連結部３７との間に第１の空隙５１が設けられている。
【選択図】図３

【特許請求の範囲】

【請求項1】

等角度間隔に配置された複数の磁石および前記磁石が埋設されるロータコアを備えるロータと、前記ロータの外周側に等角度間隔で配置されるとともにコイルが巻回される複数の突極を備えるステータと、を有し、
前記ロータコアは、前記磁石が配置されるスリットと、周方向に隣り合う前記スリットの間に位置する磁極部と、前記スリットの径方向内側において周方向に隣り合う前記磁極部を繋ぐ内側連結部と、を備え、
前記スリットの周方向の少なくとも一方側の側縁には、前記スリットの周方向の中央に向かって延びる段部が設けられ、
前記磁石は、前記段部に径方向外側から当接しており、
前記磁石と前記内側連結部との間に第１の空隙が設けられていることを特徴とする埋込磁石型モータ。

【請求項2】

前記段部は、前記スリットの周方向の両側の側縁に設けられていることを特徴とする請求項１に記載の埋込磁石型モータ。

【請求項3】

前記磁極部は、第２の空隙を形成する孔部を備え、
前記第２の空隙は、少なくとも一部が前記段部よりも径方向外側に位置することを特徴とする請求項１または２に記載の埋込磁石型モータ。

【請求項4】

前記孔部は、前記第２の空隙の周方向の一方側を囲む一方側縁部と、前記第２の空隙の周方向の他方側を囲む他方側縁部と、を備え、
前記一方側縁部および他方側縁部は、それぞれ、前記磁石の周方向の側縁と略平行に延びる第１直線部と、前記第１直線部の径方向外側の端に接続され径方向外側へ向かうに従って前記磁石から離間する方向に傾斜した第２直線部と、を備え、
前記段部は、前記第１直線部と前記第２直線部とが繋がる屈曲点よりも径方向内側に位置することを特徴とする請求項３に記載の埋込磁石型モータ。

【請求項5】

前記ロータコアは、前記孔部の径方向内側において周方向に延びる磁極部内周部を備え、
前記磁極部内周部の径方向の幅は、前記内側連結部の径方向の幅と略同一であることを特徴とする請求項３または４に記載の埋込磁石型モータ。

【請求項6】

前記ロータコアは、前記スリットの径方向外側において周方向に隣り合う前記磁極部を繋ぐ外側連結部を備え、
前記磁石の径方向外側の端面は前記外側連結部と接していることを特徴とする請求項１から５の何れか一項に記載の埋込磁石型モータ。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、磁性体からなるロータコアの内部に複数の磁石が埋設されたロータを備えた埋込磁石型モータに関する。

【背景技術】

【0002】

埋込磁石型モータのロータとして、放射状に配置された複数のスリットをロータコアに形成し、複数のスリットの各々に磁石が埋設されたものが用いられる。この種の埋込磁石型モータは、特許文献１、２に開示される。

【0003】

特許文献１、２の回転電機（埋込磁石型モータ）は、ステータの内周側にロータを配置したインナロータ型のモータであり、ロータコアは複数枚の鋼板を積層して構成される。ロータコアは、周方向に等角度間隔に配置された複数の磁極部を備えており、周方向で隣り合う磁極部の間に設けられたスリットに磁石が埋め込まれている。また、各磁極部の内周側の端部に打ち抜き孔が形成されている。従って、各磁石の内周側の端部の周方向の両側には、フラックスバリアとして機能する空隙が設けられている。

【0004】

特許文献１のロータは、ロータコアに設けられたスリットの内周側の端部まで磁石が延びている。一方、特許文献２のロータは、スリットの径方向の長さよりも磁石の径方向の長さの方が短く、磁石はスリットの外周側の端に片寄せして配置される。従って、磁石の内周側の端面とスリットの内周側の縁との間には空隙が形成される。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特許第５０５７１７１号公報

【特許文献2】特許第６６７３７０７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

特許文献２のように、磁石の周方向の両側に打ち抜き孔を形成して空隙を設けるだけでなく、磁石の内周側にも空隙を形成すると、磁石の内周側に回り込む漏れ磁束を減らすことができる。従って、有効利用できる磁束を増やすことができ、モータトルクを増大させることができる。また、磁石の径方向の長さを短くすることにより、磁石の使用量を減らすことができる。従って、部品コストを下げることができる。

【0007】

しかしながら、特許文献２では、磁石およびスリットの形状は、スリット内で磁石が径方向にスライド可能な形状になっている。そのため、着磁済み磁石をロータコアに組み付ける際、磁石が内周側に引き寄せられてしまい、磁石をスリットの外周側の端部に位置決めすることが難しい。磁石の内周側に非磁性の部材を挟むことにより磁石を外周側に位置決めすることもできるが、部品点数が増加し、組立工数も増加するという問題がある。

【0008】

以上の問題に鑑みて、本発明の課題は、埋込磁石型モータにおいて、磁石の内周側に回り込む漏れ磁束を減らしてモータトルクの増大を図り、且つ、ロータの組立を容易化することにある。

【課題を解決するための手段】

【0009】

上記課題を解決するために、本発明の埋込磁石型モータは、等角度間隔に配置された複数の磁石および前記磁石が埋設されるロータコアを備えるロータと、前記ロータの外周側
に等角度間隔で配置されるとともにコイルが巻回される複数の突極を備えるステータと、を有し、前記ロータコアは、前記磁石が配置されるスリットと、周方向に隣り合う前記スリットの間に位置する磁極部と、前記スリットの径方向内側において周方向に隣り合う前記磁極部を繋ぐ内側連結部と、を備え、前記スリットの周方向の少なくとも一方側の側縁には、前記スリットの周方向の中央に向かって延びる段部が設けられ、前記磁石は、前記段部に径方向外側から当接しており、前記磁石と前記内側連結部との間に第１の空隙が設けられていることを特徴とする。

【0010】

本発明によれば、ロータコアに設けられたスリットの周方向の側縁に、磁石が径方向外側から当接する段部が設けられている。従って、ロータを組み立てる際、スリットに配置される磁石を段部に当接させて位置決めすることができるので、着磁された磁石が内周側に引き寄せられることを回避できる。よって、磁石の内周側に第１の空隙が設けられたロータを容易に組み立てることができる。また、第１の空隙を設けることにより、磁石の内周側に回り込む漏れ磁束を少なくすることができる。従って、ステータに鎖交する有効磁束の減少を抑制できるので、モータトルクを増大させることができる。

【0011】

また、本発明によれば、磁石を段部に当接させて位置決めできるので、第１の空隙を確保するために非磁性の別部品を用いる必要がない。従って、部品点数の増大および組立工数の増加を抑制できる。さらに、第１の空隙を設けた分、磁石の径方向の長さを短くできるので、磁石を小型化でき、部品コストを下げることができる。

【0012】

本発明において、前記段部は、前記スリットの周方向の両側の側縁に設けられていることが望ましい。このようにすると、磁石の周方向の両端が段部に当接するので、磁石が傾くことを避けることができる。よって、磁石の位置精度を高めることができる。

【0013】

本発明において、前記磁極部は、第２の空隙を形成する孔部を備え、前記第２の空隙は、少なくとも一部が前記段部よりも径方向外側に位置することが望ましい。このようにすると、第２の空隙が設けられた領域を磁束が通りにくくなる。従って、磁石の周方向の両側から内周側へ回り込む漏れ磁束を少なくすることができるので、有効磁束の減少を抑制できる。

【0014】

本発明において、前記孔部は、前記第２の空隙の周方向の一方側を囲む一方側縁部と、前記第２の空隙の周方向の他方側を囲む他方側縁部と、を備え、前記一方側縁部および他方側縁部は、それぞれ、前記磁石の周方向の側縁と略平行に延びる第１直線部と、前記第１直線部の径方向外側の端に接続され径方向外側へ向かうに従って前記磁石から離間する方向に傾斜した第２直線部と、を備え、前記段部は、前記第１直線部と前記第２直線部とが繋がる屈曲点よりも径方向内側に位置することが望ましい。このようにすると、磁極部は、第１直線部と磁石の側面との間の部分の幅が狭くなり、薄肉部が形成される。従って、磁石の周方向の両側を磁束が通りにくくなるので、漏れ磁束を減らすことができる。また、第１直線部の径方向外側では、磁束が傾斜面（第２直線部）に沿って外周側へ向かう。従って、有効磁束を増やすことができる。

【0015】

本発明において、前記ロータコアは、前記孔部の径方向内側において周方向に延びる磁極部内周部を備え、前記磁極部内周部の径方向の幅は、前記内側連結部の径方向の幅と略同一であることが望ましい。このように、ロータコアの内周部分の径方向の幅が揃っていれば、ロータコアを焼き嵌めにより回転軸に固定する際に、金属の膨張、収縮による応力を均等にすることができる。

【0016】

本発明において、前記ロータコアは、前記スリットの径方向外側において周方向に隣り合う前記磁極部を繋ぐ外側連結部を備え、前記磁石の径方向外側の端面は前記外側連結部
と接していることが望ましい。このようにすると、磁石を精度良く位置決めできる。

【発明の効果】

【0017】

本発明によれば、ロータコアに設けられたスリットの周方向の側縁に、磁石が径方向外側から当接する段部が設けられている。従って、ロータを組み立てる際、スリットに配置される磁石を段部に当接させて容易に位置決めすることができるので、着磁された磁石が内周側に引き寄せられることを回避できる。よって、磁石の内周側に第１の空隙が設けられたロータを容易に組み立てることができる。また、第１の空隙を設けることにより、磁石の内周側に回り込む漏れ磁束を少なくすることができる。従って、ステータに鎖交する有効磁束の減少を抑制できるので、モータトルクを増大させることができる。

【図面の簡単な説明】

【0018】

【図1】本発明に係る埋込磁石型モータを回転軸線を含む平面で切断した断面図、および、ロータおよびステータコアを回転軸線と直交する平面で切断した断面図である。

【図2】ロータを回転軸線と直交する平面で切断した断面図である。

【図3】ロータの部分拡大断面図である。

【図4】外側連結部の拡大図である。

【発明を実施するための形態】

【0019】

以下に、図面を参照して、本発明を適用した埋込磁石型モータについて説明する。図１（ａ）は本発明に係る埋込磁石型モータ１を回転軸線Ｌを含む平面で切断した断面図である。図１（ｂ）はロータ３０およびステータコア２１を回転軸線Ｌと直交する平面で切断した断面図である。本明細書において、埋込磁石型モータ１の回転軸線Ｌが延在する方向を回転軸線方向とし、回転軸線方向の一方側（出力軸２が突出している側）を出力側Ｌ１とし、回転軸線方向の他方側（出力軸２が突出している側とは反対側）を反出力側Ｌ２とする。

【0020】

（全体構造）
図１（ａ）、図１（ｂ）に示すように、埋込磁石型モータ１（以下、単にモータ１という）は、モータハウジング１０と、モータハウジング１０の内側に配置された筒状のステータ２０と、ステータ２０の内側に回転可能に配置されたロータ３０を備える。モータハウジング１０は、モータ１の回転軸線方向に開口を向けた筒状部１１と、筒状部１１の出力側Ｌ１の端部に固定された第１軸受ホルダ１２と、筒状部１１の反出力側Ｌ２の端部に固定された第２軸受ホルダ１３を備える。第１軸受ホルダ１２の内周側にはボールベアリングからなる第１軸受１４の外輪が保持される。また、第２軸受ホルダ１３の内周側にはボールベアリングからなる第２軸受１５の外輪が保持される。また、第２軸受ホルダ１３の反出力側Ｌ２には図示しないエンコーダカバーが取り付けられ、エンコーダカバーの内側に図示しないエンコーダが配置される。エンコーダは、ロータ３０の回転数や角度位置を検出する。

【0021】

ステータ２０は、径方向内側に突出する複数の突極２４を等角度間隔に備える環状のステータコア２１と、ステータコア２１の各突極２４に絶縁部材２２を介して巻回されたコイル２３を備えており、筒状部１１の内側に固定される。コイル２３は、ステータコア２１の端部に配置された図示しない配線基板に接続される。配線基板には給電線が接続されており、給電線および配線基板を介してコイル２３に電力が供給される。

【0022】

ロータ３０は、ステータ２０の内側に回転可能な状態で配置される。ロータ３０は、モータ１の回転軸線方向に延在する回転軸３１と、回転軸３１の外周側に固定されたロータコア３２と、ロータコア３２に埋め込まれた磁石３３を備える。回転軸３１は、ロータコア３２の出力側Ｌ１および反出力側Ｌ２に突出する。回転軸３１の出力側Ｌ１の端部には
、第１軸受ホルダ１２から突出する出力軸２が設けられている。

【0023】

ロータコア３２は、珪素鋼板などの磁性体の板（磁性板）を複数枚積層した積層体である。図１（ｂ）に示すように、ロータコア３２には、放射状に配置された複数の磁石３３が埋め込まれている。ロータコア３２の外周側には、ロータコア３２に向けて突出する複数の突極２４が放射状に配置される。磁石３３および突極２４は等角度間隔に配置されている。本形態では、ロータコア３２に埋め込まれた磁石３３の数は１０であり、ステータ２０に設けられた突極２４の数は１２であるため、モータ１は１０極１２スロットのモータである。突極２４に巻回されるコイル２３には、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相の３相の電流が供給される。なお、ロータ３０の磁極数は２以上であればいくつでもよく、突極２４の本数も１２でなくてもよい。

【0024】

（ロータコア）
図２はロータ３０を回転軸線Ｌと直交する平面で切断した断面図であり、図３はロータ３０の部分拡大断面図である。図１（ｂ）、図２に示すように、ロータコア３２において、周方向に隣り合う磁石３３の間の部分は磁極部３４となっている。ロータコア３２には、放射状に配置された複数のスリット３５が等角度間隔で形成され、各スリット３５に磁石３３が埋設されている。また、ロータコア３２は、周方向に隣り合う磁極部３４を繋いでおりスリット３５および磁石３３の径方向外側に位置する外側連結部３６と、周方向に隣り合う磁極部３４を繋いでおりスリット３５および磁石３３の径方向内側に位置する内側連結部３７を備える。

【0025】

磁極部３４には、スリット３５の径方向内側の端部と周方向で隣り合う位置に打ち抜き孔３８が形成されている。磁極部３４は、打ち抜き孔３８の径方向内側に位置する磁極部内周部３９を備える。磁極部内周部３９および内側連結部３７は、ロータコア３２の内周部分を構成しており、ロータコア３２の中心に固定される回転軸３１を囲む。ロータコア３２は、焼き嵌めにより回転軸３１に固定される。

【0026】

スリット３５および打ち抜き孔３８は、ロータコア３２を回転軸線方向に打ち抜いて形成されている。スリット３５は径方向に延在しており、打ち抜き孔３８は六角形である。スリット３５および打ち抜き孔３８は、ロータコア３２の回転軸線方向の端面に開口する。

【0027】

ロータ３０には、フラックスバリアとして機能する空隙が３箇所に設けられている。各磁石３３は、スリット３５の径方向内側に配置される内側連結部３７との間に径方向の隙間（第１の空隙５１）が設けられる位置に埋め込まれている。また、各磁極部３４に設けられた打ち抜き孔３８（孔部）は、第２の空隙５２を形成している。さらに、各スリット３５の径方向外側の端部には、磁石３３の周方向の側面との間に第３の空隙５３が設けられている。

【0028】

（スリットの形状）
スリット３５の径方向の寸法は磁石３３の径方向の寸法よりも長く、磁石３３はスリット３５の径方向外側の端に片寄せした位置に埋め込まれている。図３に示すように、各スリット３５は、磁石３３が内側に嵌まる磁石収容部３５１と、磁石収容部３５１から径方向内側に延びる先端部３５２を備える。先端部３５２は磁石収容部３５１よりも周方向の幅が狭く、磁石収容部３５１の周方向の中央に位置する。また、磁石収容部３５１は、径方向外側の端部に設けられた幅広部３５３を備える。磁石収容部３５１は、幅広部３５３を除いて周方向の幅が一定である。

【0029】

スリット３５の周方向の一方側の側縁４１、および、スリット３５の周方向の他方側の
側縁４２は、それぞれ、磁石収容部３５１の周方向の側縁と先端部３５２の周方向の側縁とを接続する段部４３を備える。段部４３は、磁石収容部３５１の径方向内側の端部からスリット３５の周方向の中央に向かって延びている。本形態では、段部４３の周方向の寸法Ｄは０．５ｍｍである。また、スリット３５の周方向の側縁４１、４２には、それぞれ、磁石収容部３５１の径方向外側の端部に位置する凹部４４が設けられており、凹部４４が設けられた部位は幅広部３５３となっている。

【0030】

磁石３３は一定厚さの板状であり、周方向を向く端面がスリット３５の周方向の側縁４１、４２と接するように埋め込まれている。磁石３３は、周方向の一方側を向く端面と他方側を向く端面が異なる極となるように着磁されている。また、周方向に隣り合う磁石３３の磁極は反転しており、同極の磁極同士が周方向に対向する。

【0031】

磁石３３は、径方向外側の端面が外側連結部３６と接している。一方、磁石３３の径方向内側の端面は、スリット３５の周方向の側縁４１、４２に設けられた段部４３に径方向外側から当接している。これにより、磁石３３は、スリット３５の内周側に位置する内側連結部３７と径方向に離間する位置に位置決めされており、磁石３３と内側連結部３７との間に第１の空隙５１が形成されている。

【0032】

磁石３３と内側連結部３７との間に第１の空隙５１を設けることにより、磁石３３の径方向内側へ回り込む漏れ磁束を少なくすることができる。本発明者は、第１の空隙５１の有無と、ステータ２０に鎖交する有効磁束の増減について磁場解析により検討した。その結果、第１の空隙５１の径方向の寸法Ｈが１ｍｍ程度ある場合には、第１の空隙５１が設けられていない場合（すなわち、スリット３５に先端部３５２を設けない場合）よりも有効磁束が多いという結果が得られた。

【0033】

磁石収容部３５１の径方向外側の端部には幅広部３５３が設けられているのに対して、磁石３３の周方向の厚さは一定であるため、幅広部３５３の内側面（すなわち、凹部４４の内側面）と磁石３３の周方向の側面とは離間している。そのため、磁石３３の径方向外側の端部における周方向の両側には、第３の空隙５３が設けられている。第３の空隙５３はロータコア３２の外周部に配置され、隣り合う磁極部３４を繋ぐ外側連結部３６の内周側に位置する。このような位置に第３の空隙５３を設けたことにより、ステータ２０側からの磁界の影響を低減させることができ、磁石３３の減磁を生じにくくすることができる。外側連結部３６は、第３の空隙５３が形成されたことによって、その周方向の長さが第３の空隙５３の幅の分だけ磁石３３の周方向の厚さよりも長くなっている。

【0034】

（打ち抜き孔形状）
ロータコア３２の磁極部３４に形成された打ち抜き孔３８は六角形であり、磁極部３４の周方向の中央を通り径方向に延びる基準線Ｐ（図２参照）を基準として周方向に対称な形状である。図３に示すように、各打ち抜き孔３８は、第２の空隙５２の周方向の一方側を囲む一方側縁部６１と、第２の空隙５２の周方向の他方側を囲む他方側縁部６２と、第２の空隙５２の径方向外側を囲む外周側縁部６３と、第２の空隙５２の径方向内側を囲む内周側縁部６４を備える。

【0035】

一方側縁部６１および他方側縁部６２は、それぞれ、径方向の略中央の屈曲点Ｑにおいて屈曲している。一方側縁部６１および他方側縁部６２は、それぞれ、内周側縁部６４の端から屈曲点Ｑまで直線状に延びる第１直線部６５と、屈曲点Ｑから外周側縁部６３の端まで直線状に延びる第２直線部６６を備える。打ち抜き孔３８の周方向の両側にはスリット３５が形成され、磁石３３が配置される。第１直線部６５は、磁石３３の周方向の側縁と略平行に延びている。一方、第２直線部６６は、第１直線部６５に対して傾斜しており、径方向外側へ向かうに従って磁石３３の側縁から周方向に離間する方向へ延びている。

【0036】

打ち抜き孔３８は、内周側縁部６４がスリット３５の段部４３よりも径方向内側に位置し、外周側縁部６３は段部４３よりも径方向外側に位置する。従って、第２の空隙５２は、段部４３よりも径方向内側の位置から段部４３よりも径方向外側の位置まで拡がる。より詳細には、本形態では、打ち抜き孔３８における一方側縁部６１と他方側縁部６２の屈曲点Ｑは、スリット３５の段部４３よりも径方向外側に位置する。このため、打ち抜き孔３８の第１直線部６５と磁石収容部３５１の周方向の側縁との間の部分は、周方向の厚さが略一定の薄肉部６７となっている。本形態では、薄肉部６７の厚さＴは０．３ｍｍである。

【0037】

磁石３３は、径方向内側が第１の空隙５１に囲まれ、周方向の両側が薄肉部６７および第２の空隙５２に囲まれている。従って、磁石３３の径方向内側へ回り込む漏れ磁束を少なくすることができる。一方、薄肉部６７の径方向外側には、径方向外側へ向かうに従って磁極部３４の周方向の中央へ向かう方向に傾斜する第２直線部６６が設けられている。従って、屈曲点Ｑの径方向外側では、磁極部３４を通る磁束は、第２直線部６６に沿う方向へ導かれ、磁極部３４の周方向の中央へ向かいながら径方向外側へ向かう。

【0038】

（外側連結部の外周面形状）
図４は、外側連結部３６の拡大図である。図２に示すように、ロータコア３２は全体として略円筒状であり、各磁極部３４の外周面３４１は、ロータコア３２の回転軸線Ｌを中心とする円弧面である。一方、図４に示すように、隣り合う磁極部３４を繋ぐ外側連結部３６の外周面３６１は、ロータコア３２の回転軸線Ｌを中心とし外周面３４１と重なる円弧面である仮想面３６２よりも内周側に位置する。

【0039】

外側連結部３６の外周面３６１は、径方向外側に突出する凸形状であり、最も外周側に突出する先端部３６３が外周面３６１の周方向の中央に位置する。外周面３６１は、先端部３６３から径方向内側へ後退しながら周方向の両側へ延びる傾斜部３６４を備える。傾斜部３６４は、ロータコア３２の内周側に凸となる湾曲面である。外側連結部３６は、外周面３６１の周方向の両端３６５における径方向の厚さが最も小さく、先端部３６３に向かうに従って径方向の厚さが漸増する。外周面３６１の周方向の両端３６５は、第３の空隙５３の径方向外側に位置する。外側連結部３６の径方向の厚さは、周方向の両端３６５の位置で最も薄く、両端３６５における外側連結部３６の径方向の厚さは、ロータコア３２を形成する磁性板の厚さよりも小さい。このような形状を採用した理由は、試作したモータ１の逆起電圧、コギングトルク、パーミアンス係数を計測し、磁場解析を行った結果、パーミアンス係数の増大や、コギングトルクの改善が見られたからである。

【0040】

（本形態の主な効果）
本形態のモータ１は、等角度間隔に配置された複数の磁石３３および磁石３３が埋設されるロータコア３２を備えるロータ３０と、ロータ３０の外周側に等角度間隔で配置されるとともにコイル２３が巻回される複数の突極２４を備えるステータ２０と、を有する。ロータコア３２は、磁石３３が配置されるスリット３５と、周方向に隣り合うスリット３５の間に位置する磁極部３４と、スリット３５の径方向内側において周方向に隣り合う磁極部３４を繋ぐ内側連結部３７と、を備える。スリット３５の周方向の両側の側縁４１、４２には、スリット３５の周方向の中央に向かって延びる段部４３が設けられている。磁石３３は、段部４３に径方向外側から当接しており、磁石３３と内側連結部３７との間に第１の空隙５１が設けられている。

【0041】

本形態では、ロータ３０を組み立てる際、ロータコア３２のスリット３５に配置される磁石３３をスリット３５の周方向の側縁４１、４２に設けられた段部４３に当接させて位置決めする。これにより、着磁された磁石３３が内周側に引き寄せられることを回避でき
るため、磁石３３の内周側に第１の空隙５１が設けられたロータ３０を容易に組み立てることができる。また、第１の空隙５１を設けることにより、磁石３３の内周側に回り込む漏れ磁束を少なくすることができる。これにより、ステータ２０に鎖交する有効磁束の減少を抑制できるので、モータトルクを増大させることができる。

【0042】

また、本形態では、磁石３３を段部４３に当接させて位置決めできるので、第１の空隙５１を確保するために非磁性の別部品を用いる必要がない。従って、部品点数の増大および組立工数の増加を抑制できる。さらに、第１の空隙５１を設けた分、磁石３３の径方向の長さを短くできるので、磁石３３を小型化でき、部品コストを下げることができる。また、第１の空隙５１は、磁石３３をロータコア３２に固定するための接着剤を充填する空間として利用することもできる。

【0043】

なお、段部４３は、スリット３５の周方向の側縁４１、４２の少なくとも一方に設けられていればよい。側縁４１、４２のうちの一方のみに段部４３が設けられている構成でも、磁石３３を径方向に位置決めすることができる。

【0044】

本形態では、段部４３は、スリット３５の周方向の両側の側縁４１、４２に設けられている。従って、磁石３３の周方向の両端を段部４３によって支持できるため、磁石３３が傾くことを避けることができ、磁石３３の位置精度を高めることができる。より詳細には、本形態のスリット３５は、磁石３３が内側に嵌まる磁石収容部３５１と、磁石収容部３５１の径方向内側に設けられて第１の空隙５１を形成する先端部３５２を備える。先端部３５２は、周方向の幅が磁石収容部３５１よりも狭く、且つ、磁石収容部３５１の周方向の中央に配置される。段部４３は、磁石収容部３５１の周方向の側縁４１、４２と先端部３５２の周方向の側縁４１、４２とを接続する。従って、第１の空隙５１が磁石３３の周方向の中央に配置されるため、磁石３３の周方向の両側において磁束の分布を均等にすることができる。

【0045】

本形態では、ロータコア３２の磁極部３４は、第２の空隙５２を形成する打ち抜き孔３８（孔部）を備えており、第２の空隙５２は、段部４３よりも径方向外側の位置から段部４３よりも径方向内側の位置まで拡がる。従って、磁石３３の径方向内側に第１の空隙５１が設けられ、さらに、磁石３３の径方向内側の端部の周方向の両側に第２の空隙５２が設けられているので、磁石３３の内周側へ回り込む漏れ磁束をより少なくすることができる。よって、ステータ２０に鎖交する有効磁束の減少を抑制できる。

【0046】

なお、第２の空隙５２は、少なくとも一部が段部４３よりも径方向外側に位置していればよい。このような構成でも、磁石３３の周方向の両側に第２の空隙５２が配置されるため、磁石３３の周方向の両側から内周側へ回り込む漏れ磁束を少なくすることができる。

【0047】

本形態では、ロータコア３２の磁極部３４に設けられた打ち抜き孔３８（孔部）は、第２の空隙５２の周方向の一方側を囲む一方側縁部６１と、第２の空隙５２の周方向の他方側を囲む他方側縁部６２を備える。一方側縁部６１および他方側縁部６２は、それぞれ、磁石３３の周方向の側縁と略平行に延びる第１直線部６５と、第１直線部６５の径方向外側の端に接続され径方向外側へ向かうに従って磁石３３から離間する方向に傾斜した第２直線部６６を備える。また、段部４３は、第１直線部６５と第２直線部６６とが繋がる屈曲点Ｑよりも径方向内側に位置する。このようにすると、第１直線部６５と磁石３３の側面との間に磁束が通りにくい薄肉部６７が形成されるので、漏れ磁束を少なくすることができる。また、屈曲点Ｑの径方向外側には傾斜面（第２直線部）が設けられているので、磁束は傾斜面（第２直線部）に沿って外周側へ向かう。従って、ステータ２０に鎖交する有効磁束を増やすことができる。

【0048】

本形態では、ロータコア３２は、打ち抜き孔３８（孔部）の径方向内側において周方向に延びる磁極部内周部３９を備える。磁極部内周部３９の径方向の寸法は、内側連結部３７の径方向の寸法よりもわずかに大きく、ロータコア３２は、回転軸３１を囲む内周部分の径方向の厚さの増減が少ない。従って、回転軸３１を焼き嵌めによりロータコア３２に固定する際、回転軸３１を囲む内周部分の膨張、収縮による応力の差が少ない。

【0049】

なお、磁極部内周部３９の径方向の幅と、内側連結部３７の径方向の幅とが略同一である形状を採用してもよい。このようにすると、回転軸３１を焼き嵌めによりロータコア３２に固定する際、回転軸３１を囲む内周部分の膨張、収縮による応力を均等にすることができる。

【0050】

本形態では、ロータコア３２は、スリット３５の径方向外側において周方向に隣り合う磁極部３４を繋ぐ外側連結部３６を備え、磁石３３の径方向外側の端面は外側連結部３６と接している。従って、磁石３３の内周側の端部、および外周側の端部は、それぞれ、段部４３と外側連結部３６に接しているので、磁石３３を精度良く位置決めできる。

【符号の説明】

【0051】

１…埋込磁石型モータ（モータ）、２…出力軸、１０…モータハウジング、１１…筒状部、１２…第１軸受ホルダ、１３…第２軸受ホルダ、１４…第１軸受、１５…第２軸受、２０…ステータ、２１…ステータコア、２２…絶縁部材、２３…コイル、２４…突極、３０…ロータ、３１…回転軸、３２…ロータコア、３３…磁石、３４…磁極部、３５…スリット、３６…外側連結部、３７…内側連結部、３８…打ち抜き孔（孔部）、３９…磁極部内周部、４１、４２…スリットの周方向の側縁、４３…段部、４４…凹部、５１…第１の空隙、５２…第２の空隙、５３…第３の空隙、６１…一方側縁部、６２…他方側縁部、６３…外周側縁部、６４…内周側縁部、６５…第１直線部、６６…第２直線部、６７…薄肉部、３４１…磁極部の外周面、３５１…磁石収容部、３５２…先端部、３５３…幅広部、３６１…外側連結部の外周面、３６２…仮想面、３６３…先端部、３６４…傾斜部、３６５…外側連結部の外周面の周方向の両端、Ｌ…回転軸線、Ｌ１…出力側、Ｌ２…反出力側、Ｐ…基準線、Ｑ…屈曲点

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】