特開 2024-166515 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】P2024166515

(43)【公開日】2024-11-29

(54)【発明の名称】埋込磁石型モータ

(51)【国際特許分類】

   H02K 1/276 20220101AFI20241122BHJP

【ＦＩ】

H02K1/276

【審査請求】未請求

【請求項の数】10

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023082662

(22)【出願日】2023-05-19

(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】100153316

【弁理士】

【氏名又は名称】河口 伸子

(74)【代理人】

【識別番号】100196140

【弁理士】

【氏名又は名称】岩垂 裕司

(72)【発明者】

【氏名】和田 昭人

【テーマコード（参考）】

5H622

【Ｆターム（参考）】

5H622AA02

5H622CA02

5H622CA05

5H622CA10

5H622CB05

(57)【要約】

【課題】埋込磁石型モータのコギングトルクを少なくする。
【解決手段】埋込磁石型モータ１のロータ３０において、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を備える。磁極部３４の外周面における周方向の中央部分には、内周側に凹む凹部３４１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と、を備え、
前記磁極部の外周面における周方向の中央部分に、内周側に凹む凹部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】

前記凹部は、前記磁極部の周方向の中央を頂点として内周側へ凹む湾曲形状であり、
前記磁極部の外周面において、前記凹部から周方向の両側へ前記外側連結部まで延びる一対の磁極部端部分のそれぞれは、外周側へ凸となる湾曲形状であ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】

前記外側連結部の外周面は、前記スリットの周方向の中央において外周側へ凸となる湾曲形状である凸部と、前記凸部から周方向の両側へ前記磁極部端部分まで延びる一対の外側連結部端部分と、を備え、
前記一対の外側連結部端部分のそれぞれは、内周側に凹む湾曲形状であることを特徴とする請求項２に記載の埋込磁石型モータ。

【請求項4】

前記凸部および前記外側連結部端部分は、いずれも円弧形状であり、
前記凸部の曲率半径は、前記外側連結部端部分の曲率半径よりも大きい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】

前記凸部は、前記ロータコアの外周面において最も径方向外側に突出した部分よりも内周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6】

前記磁極部における前記凹部の頂点は、前記ロータコアの外周面において最も径方向内側に位置することを特徴とする請求項２に記載の埋込磁石型モータ。

【請求項7】

前記外側連結部の径方向内側の縁は、径方向と直交する方向に延びる直線部と、前記直線部の周方向の中央において径方向外側に凹む第１の切欠き部と、を備え、
前記磁石は、前記直線部に径方向内側から当接し、
前記第１の切欠き部の内面と前記磁石との間に、フラックスバリアとなる第１の空隙が設けられていることを特徴とする請求項１から６の何れか一項に記載の埋込磁石型モータ。

【請求項8】

前記スリットの周方向の両側の側面の径方向外側の端部には、周方向に凹む第２の切欠き部が設けられ、
前記第２の切欠き部の内面と前記磁石との間に、フラックスバリアとなる第２の空隙が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9】

前記ロータコアは、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を備え、
前記内側連結部と前記磁石との間に、フラックスバリアとなる第３の空隙が設けられていることを特徴とする請求項７に記載の埋込磁石型モータ。

【請求項10】

前記磁極部は、前記磁石の径方向内側の端部と周方向で隣り合う位置に、フラックスバ
リアとなる孔部が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。

【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、鋼板を積層して構成したロータコアに放射状に配置された複数のスリットを形成し、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に開示される。

【0003】

特許文献１の埋込磁石型モータでは、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、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。ロータコアは、磁極間の漏れ磁束が磁石の外周側を通過することによる有効磁束の減少を抑制するため、磁石の外周側を周方向に延びて隣り合う磁極部を繋ぐ外周部の外周面を、円弧よりも内周側に後退させるとともに、外周側に突出する凸形状にしている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０１７－１３９８７７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

埋込磁石型モータでは、ロータの回転時にロータコアからステータコアへ飛び出す磁束量の変化が大きいことに起因して、コギングトルクが増大することが問題となっている。そこで、ロータコアの外周部における磁束密度を平均化でき、コギングトルクを低減できるロータコア形状を実現したいという要望がある。

【0006】

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、コギングトルクを低減できるロータコア形状を提案することにある。

【課題を解決するための手段】

【0007】

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と、を備え、前記磁極部の外周面における周方向の中央部分に、内周側に凹む凹部が設けられていることを特徴とする。

【0008】

本発明によれば、ロータコアの磁極部の外周面に、磁極部の周方向の中央の位置で内周側に凹む凹部が設けられている。このようにすると、ロータコアからステータコアへ飛び出す磁束が、磁極部の周方向の中央に集中することを緩和できるため、周方向の位置による磁束量のばらつきを少なくすることができる。従って、ロータの回転時にロータコアからステータコアへ飛び出す磁束量の変化を少なくすることができ、コギングトルクを低減させることができる。

【0009】

本発明において、前記凹部は、前記磁極部の周方向の中央を頂点として内周側へ凹む湾曲形状であり、前記磁極部の外周面において、前記凹部から周方向の両側へ前記外側連結
部まで延びる一対の磁極部端部分のそれぞれは、外周側へ凸となる湾曲形状であることが好ましい。このように、磁極部の外周面の形状を湾曲形状を繋げた波形にすることで、磁束部の外周面において磁束密度の急激な変化を少なくすることができる。従って、コギングトルクを低減させることができる。

【0010】

本発明において、前記外側連結部の外周面は、前記スリットの周方向の中央において外周側へ凸となる湾曲形状である凸部と、前記凸部から周方向の両側へ前記磁極部端部分まで延びる一対の外側連結部端部分と、を備え、前記一対の外側連結部端部分のそれぞれは、内周側に凹む湾曲形状であることが好ましい。このように、外側連結部の外周面を複数の湾曲形状を繋げた波形にすることで、外側連結部における磁束の集中を緩和でき、磁束密度の急激な変化を抑制できる。従って、コギングトルクを低減させることができる。また、外側連結部の周方向の両端において外側連結部の径方向の幅が細くなりすぎてロータコアの強度が不足することを回避できる。

【0011】

本発明において、前記凸部および前記外側連結部端部分は、いずれも円弧形状であり、前記凸部の曲率半径は、前記外側連結部端部分の曲率半径よりも大きいことが好ましい。このようにすると、周方向の中央の凸部は、曲率半径が大きい平坦な円弧形状になるので、磁束密度の変化が緩やかになる。従って、コギングトルクを低減させることができる。また、凸部を平坦な形状とすることにより、外側連結部の径方向外側への突出量を少なくすることができる。従って、外側連結部を磁束が通りにくくなるので、漏れ磁束を少なくすることができる。

【0012】

本発明において、前記凸部は、前記ロータコアの外周面において最も径方向外側に突出した部分よりも内周側に位置することが好ましい。このように、凸部の径方向外側への突出量が少なければ、外側連結部を磁束が通りにくくなるので、漏れ磁束を少なくすることができる。

【0013】

本発明において、前記磁極部における前記凹部の頂点は、前記ロータコアの外周面において最も径方向内側に位置することが好ましい。このように、凹部の凹み量（深さ）を大きくすることにより、磁極部の周方向の中央への磁束の集中をより大きく緩和できる。

【0014】

本発明において、前記外側連結部の径方向内側の縁は、径方向と直交する方向に延びる直線部と、直線部の周方向の中央において径方向外側に凹む第１の切欠き部と、を備え、前記磁石は、前記直線部に径方向内側から当接し、前記第１の切欠き部の内面と前記磁石との間に、フラックスバリアとなる第１の空隙が設けられていることが好ましい。このようにすると、外側連結部への磁束の漏れを少なくすることができ、有効磁束の減少を抑制できる。

【0015】

本発明において、前記スリットの周方向の両側の側面の径方向外側の端部には、周方向に凹む第２の切欠き部が設けられ、前記第２の切欠き部の内面と前記磁石との間に、フラックスバリアとなる第２の空隙が設けられていることが好ましい。このような位置に空隙を設けると、ステータ側からの磁界の影響を低減させることができ、磁石の減磁を生じにくくすることができる。

【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を備え、前記内側連結部と前記磁石との間に、フラックスバリアとなる第３の空隙が設けられていることが好ましい。このようにすると、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。

【0017】

本発明において、前記磁極部は、前記磁石の径方向内側の端部と周方向で隣り合う位置
に、フラックスバリアとなる孔部が設けられていることが好ましい。このようにすると、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、ステータに鎖交する有効磁束の減少を抑制できる。

【発明の効果】

【0018】

本発明によれば、ロータコアの磁極部の外周面に、磁極部の周方向の中央の位置で最も内周側に凹む凹部が設けられている。これにより、ロータコアからステータコアへ飛び出す磁束が、磁路になっている磁極部の周方向の中央に集中することを緩和できるため、周方向の位置による磁束量のばらつきを少なくすることができる。従って、ロータの回転時にロータコアからステータコアへ飛び出す磁束量の変化を少なくすることができ、コギングトルクを低減させることができる。

【図面の簡単な説明】

【0019】

【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である。

【図2】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3】ロータの部分拡大断面図（図２の領域Ａの部分拡大図）である。

【図4】磁極部および外側連結部の外周面の形状を示す拡大図である。

【図5】コギングトルクの測定結果を示すグラフである。

【図6】他の実施形態のロータコアを備えるロータの部分拡大断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0020】

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２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。

【0021】

（全体構造）
図１、図２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。

【0022】

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。

【0023】

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。

【0024】

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２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。

【0025】

（ロータコア）
図３はロータ３０の部分拡大断面図であり、図２の領域Ａの部分拡大図である。図２、図３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である。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。

【0026】

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。

【0027】

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。

【0028】

ロータ３０には、フラックスバリアとして機能する空隙が４箇所に設けられている。各磁石３３は、径方向外側に位置する外側連結部３６との間に径方向の隙間である第１の空隙５１が設けられるとともに、径方向内側に位置する内側連結部３７との間に径方向の隙間である第３の空隙５３が設けられる位置に埋め込まれている。また、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周方向の隙間である第２の空隙５２が設けられている。さらに、各磁極部３４に設けられた打ち抜き孔３８（孔部）は、第４の空隙５４を形成している。

【0029】

（スリットの形状）
スリット３５は、径方向に延びる磁石収容部３５０を備える。磁石３３は一定厚さの板状であり、周方向を向く端面が磁石収容部３５０の周方向の両側の側面４１、４２と接する。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とが異なる極となるように着磁されている。また、周方向で隣り合う磁石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。

【0030】

スリット３５の径方向外側の端部の内面には、径方向と直交する方向に延びる直線部４３と、直線部４３の周方向の中央において径方向外側へ矩形状に凹む第１の切欠き部４４
が設けられている。磁石３３は、径方向外側の端面が直線部４３に径方向内側から当接する位置に位置決めされる。第１の切欠き部４４の内面と、磁石３３の径方向外側の端面との間の径方向の隙間が第１の空隙５１である。

【0031】

第１の空隙５１を設けたことにより、外側連結部３６に接続される磁路が狭まる。これにより、外側連結部３６への磁束の漏れが少なくなる。従って、漏れ磁束が減少し、有効磁束が増大して、モータトルクが増大する。

【0032】

磁石収容部３５０の周方向の両側の側面４１、４２における径方向外側の端部には、周方向に凹む第２の切欠き部４５が設けられている。このため、磁石収容部３５０は、径方向外側の端部に磁石３３よりも周方向の幅が広い幅広部を備える。第２の切欠き部４５の内面と、磁石３３の周方向の側面との間の周方向の隙間が第２の空隙５２である。

【0033】

第２の空隙５２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２の空隙５２を設けると、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長くなっている。

【0034】

スリット３５の径方向内側の端部の内面は、周方向の両端部分が磁石３３の径方向内側の端面に接しており、周方向の中央には、径方向内側へ矩形状に凹む第３の切欠き部４６が設けられている。第３の切欠き部４６の内面と、磁石３３の径方向内側の端面との間の径方向の隙間が第３の空隙５３である。

【0035】

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４参照）を基準として周方向に対称な形状である。打ち抜き孔３８の周方向の両側には、スリット３５との間を区画する薄肉部５５が設けられている。磁石３３は、径方向内側が第３の空隙５３に囲まれ、周方向の両側が薄肉部５５および第４の空隙５４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。

【0036】

上記のように、打ち抜き孔３８は６角形であり、薄肉部５５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傾斜面５６が設けられている。従って、磁極部３４を通る磁束は、傾斜面５６に沿う方向に導かれ、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。

【0037】

（磁極部の外周面形状）
図４は、磁極部３４および外側連結部３６の外周面の形状を示す拡大図である。図３、図４に示すように、磁極部３４の外周面における周方向の中央部分には、内周側に凹む凹部３４１が設けられている。凹部３４１は、磁極部３４の周方向の中央を通る基準線Ｐを基準として周方向に対称な形状であり、基準線Ｐの位置において最も内周側に凹む形状である。より詳細には、凹部３４１は、磁極部３４の周方向の中央を頂点として内周側へ湾曲する湾曲形状である。例えば、凹部３４１は、半径１．２５ｍｍの円弧形状である。図４に示すように、凹部３４１の頂点は、ロータコア３２の外周面において最も径方向内側に位置する。

【0038】

磁極部３４の外周面は、凹部３４１から周方向の両側へ外側連結部３６まで延びる一対の磁極部端部分３４２を備える。各磁極部端部分３４２は、外周側へ凸となる形状に湾曲している。ここで、凹部３４１とその両側の磁極部端部分３４２は、曲率が不連続とならないように滑らかに繋がる。従って、磁極部３４の外周面は、全体として滑らかな波形の
凹凸形状をしている。より詳細には、磁極部端部分３４２は、凹部３４１に繋がる側の部分が外周側へ凸となる形状に湾曲しているが、外側連結部３６の側へ向かうに従って曲率半径が増大しており、外側連結部３６に繋がる部分は、直線状に延びる平面部３４３となっている。なお、平面部３４３を設けず、磁極部端部分３４２の全体が湾曲形状であってもよい。

【0039】

（外側連結部の外周面形状）
図４に示すように、外側連結部３６の外周面は、スリット３５の周方向の中央を頂点として外周側へ凸となる形状に湾曲する湾曲形状の凸部３６１を備える。より詳細には、凸部３６１は円弧形状であり、例えば、その半径は３０ｍｍである。凸部３６１の周方向の幅は、スリット３５に設けられた第１の切欠き部４４の周方向の幅（例えば、８ｍｍ）よりも大きい。凸部３６１は曲率半径が大きい円弧状であるため、径方向外側への突出量は少ない。図４からわかるように、ロータコア３２の外周面において最も径方向外側へ突出しているのは磁極部端部分３４２の頂点であり、凸部３６１の頂点は磁極部端部分３４２よりも径方向内側に位置する。

【0040】

外側連結部３６の外周面は、凸部３６１から周方向の両側へ磁極部端部分３４２まで延びる一対の外側連結部端部分３６２を備える。各外側連結部端部分３６２は、内周側に凹む湾曲形状である。例えば、外側連結部端部分３６２は、半径６．３０ｍｍの円弧形状である。凸部３６１とその両側の外側連結部端部分３６２は、曲率が不連続とならないように滑らかに繋がる。さらに、外側連結部端部分３６２と磁極部端部分３４２は、曲率が不連続とならないように滑らかに繋がる。すなわち、磁極部端部分３４２の平面部３４３は、外側連結部端部分３６２の端部の接線方向に延びている。

【0041】

（コギングトルク）
図５は、コギングトルクの測定結果を示すグラフである。本形態において、上記のようなロータコア３２の外周面形状を採用した理由は、試作したモータ１のコギングトルクを計測し、磁場解析を行った結果、磁束密度が平均化され、コギングトルクの改善が見られたからである。

【0042】

図５に示す「実施例１」のデータは、図３、図４に示す本実施形態のロータコア形状を採用したモータ１のコギングトルクの測定結果である。図５に示す「従来」のデータは、磁極部３４の外周面が全体として径方向外側へ凸となる湾曲状であり、磁極部３４の外周面に凹部３４１のような凹みが設けられていないロータコア形状のコギングトルクである。

【0043】

図６は、他の実施形態のロータコア３２Ａを備えるロータの部分拡大断面図である。図６に示す形態と上記実施形態との相違点は、外側連結部３６の径方向内側の縁に第１の切欠き部４４が設けられておらず、第１の空隙５１がない点である。図５に示す「実施例２」のデータが、図６に示すロータコア形状でのコギングトルクである

【0044】

図に示すように、「実施例１」「実施例２」のロータコア形状を採用した場合は、いずれも、磁極部３４に凹部３４１が設けられていない「従来」のロータ形状と比較して、コギングトルクが低減されることがわかる。

【0045】

（本形態の主な作用効果）
以上のように、本発明の埋込磁石型モータ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と、を備える。磁極部３４の外周面における周方向の中央部分に、内周側に凹む凹部３４１が設けられている。

【0046】

このように、磁極部３４の外周面の周方向の中央に凹部３４１を設けたことにより、ロータコア３２からステータコア２１へ飛び出す磁束が磁極部３４の周方向の中央に集中することを緩和できる。従って、周方向の位置による磁束量のばらつきが少ないので、ロータ３０の回転時にロータコア３２からステータコア２１へ飛び出す磁束量の変化が少ない。よって、コギングトルクを低減させることができる。

【0047】

本形態では、磁極部３４に設けられた凹部３４１は、磁極部３４の周方向の中央を頂点として内周側へ凹む湾曲形状である。そして、磁極部３４の外周面において、凹部３４１から周方向の両側へ外側連結部３６まで延びる一対の磁極部端部分３４２のそれぞれは、外周側へ凸となる湾曲形状である。従って、磁極部３４の外周面の形状は、湾曲形状（例えば、円弧形状）を繋げた波形形状になっているため、磁束部の外周面において磁束密度の急激な変化が少ない。よって、コギングトルクを低減させることができる。

【0048】

なお、磁極部３４の外周面は、凹部３４１の周方向の両側を外周側に凸となる形状にしなくてもよい。例えば、磁極部端部分を、凹部３４１から周方向の両側へ向かうに従って径方向外側へ向かう方向に直線状に、もしくは湾曲しながら延びる形状にすることもできる。

【0049】

本形態では、外側連結部３６の外周面は、スリット３５の周方向の中央において外周側へ凸となる湾曲形状である凸部３６１と、凸部３６１から周方向の両側へ磁極部端部分３４２まで延びる一対の外側連結部端部分３６２と、を備える。そして、一対の外側連結部端部分３６２のそれぞれは、内周側に凹む湾曲形状である。従って、外側連結部３６の外周面の形状は、湾曲形状を繋げた波形形状になっているため、外側連結部３６における磁束の集中を緩和でき、磁束密度の急激な変化が少ない。また、外側連結部３６の周方向の両端において外側連結部３６の径方向の幅が細くなりすぎてロータコア３２の強度が不足することを回避できる。

【0050】

本形態では、凸部３６１および外側連結部端部分３６２は、いずれも円弧形状であり、凸部３６１の曲率半径は、外側連結部端部分３６２の曲率半径よりも大きい。従って、凸部３６１は、曲率が大きい平坦な円弧形状であるため、磁束密度の変化が緩やかである。従って、コギングトルクを低減させることができる。また、凸部３６１が平坦な形状であって径方向外側への突出寸法が少ない。よって、外側連結部３６を磁束が通りにくくなっているため、漏れ磁束が少ない。

【0051】

なお、外側連結部３６の外周面の形状は、本形態の形状に限定されるものではなく、他形状に変更することもできる。例えば、周方向の両端に内周側へ凹む湾曲形状を設けず、外側連結部３６の外周面全体を、外周側へ突出する１つの平坦な湾曲形状にすることができる。

【0052】

本形態では、外側連結部３６に設けられた凸部３６１は、ロータコア３２の外周面において最も径方向外側に突出した部分（すなわち、磁極部端部分３４２の頂点）よりも内周側に位置する。このように、径方向外側への突出寸法が小さければ、外側連結部３６を磁束が通りにくい。従って、漏れ磁束が少ない。

【0053】

本形態では、磁極部３４における凹部３４１の頂点は、ロータコア３２の外周面において最も径方向内側に位置する。このように、凹部３４１の凹み量（深さ）を大きくするこ
とにより、磁極部３４における磁束の集中をより大きく緩和できる。

【0054】

本形態では、外側連結部３６の径方向内側の縁は、径方向と直交する方向に延びる直線部４３と、直線部４３の周方向の中央の位置において径方向外側に凹む第１の切欠き部４４を備える。磁石３３は、直線部４３に径方向内側から当接する。第１の切欠き部４４の内面と磁石３３との間に、フラックスバリアとなる第１の空隙５１が設けられている。第１の空隙５１を設けることにより、外側連結部３６への磁束の漏れが少なくなるため、有効磁束の減少を抑制できる。よって、モータトルクを増大させることができる。なお、図６に示す形態のように、第１の空隙５１を設けなくても良い。

【0055】

本形態では、スリット３５の周方向の両側の側面の径方向外側の端部には、周方向に凹む第２の切欠き部４５が設けられ、第２の切欠き部４５の内面と磁石３３との間に、フラックスバリアとなる第２の空隙５２が設けられている。このような位置に空隙を設けると、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、磁石の減磁を生じにくくすることができる。なお、第２の空隙５２を設けなくてもよい。

【0056】

本形態では、ロータコア３２は、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、内側連結部３７と磁石３３との間に、フラックスバリアとなる第３の空隙５３が設けられている。従って、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、モータトルクを増大させることができる。なお、第３の空隙５３を設けなくてもよい。

【0057】

本形態では、磁極部３４は、スリット３５に配置される磁石３３の径方向内側の端部と周方向で隣り合う位置に、フラックスバリアとなる打ち抜き孔３８が設けられている。従って、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、モータトルクを増大させることができる。なお、打ち抜き孔３８を設けなくてもよい。

【符号の説明】

【0058】

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…軸受ホルダ、１３…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、３２Ａ…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、３９…磁極部内周部、４１、４２…側面、４３…直線部、４４…第１の切欠き部、４５…第２の切欠き部、４６…第３の切欠き部、５１…第１の空隙、５２…第２の空隙、５３…第３の空隙、５４…第４の空隙、５５…薄肉部、５６…傾斜面、３４１…凹部、３４２…磁極部端部分、３４３…平面部、３５０…磁石収容部、３６１…凸部、３６２…外側連結部端部分、Ｌ…回転軸線、Ｌ１…出力側、Ｌ２…反出力側、Ｐ…基準線

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】