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(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】P2024089219
(43)【公開日】2024-07-03
(54)【発明の名称】モータ
(51)【国際特許分類】
H02K 1/2798 20220101AFI20240626BHJP
H02K 1/24 20060101ALI20240626BHJP
【ＦＩ】
H02K1/2798
H02K1/24 A
【審査請求】未請求
【請求項の数】13
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2022204440
(22)【出願日】2022-12-21
(71)【出願人】
【識別番号】000232302
【氏名又は名称】ニデック株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100141139
【弁理士】
【氏名又は名称】及川 周
(74)【代理人】
【識別番号】100188673
【弁理士】
【氏名又は名称】成田 友紀
(74)【代理人】
【識別番号】100179833
【弁理士】
【氏名又は名称】松本 将尚
(74)【代理人】
【識別番号】100189348
【弁理士】
【氏名又は名称】古都 智
(72)【発明者】
【氏名】林 秀瑛
(72)【発明者】
【氏名】顔 國智
(72)【発明者】
【氏名】▲ウー▼ 耿彰
(72)【発明者】
【氏名】王 國▲みん▼
(72)【発明者】
【氏名】呉 昇澤
【テーマコード（参考）】
5H601
5H622
【Ｆターム（参考）】
5H601AA23
5H601CC15
5H601DD12
5H601EE12
5H601EE27
5H601GA10
5H601GA38
5H601GA40
5H601GB22
5H601GC05
5H601GC14
5H601KK21
5H622AA03
5H622CA02
5H622CA06
5H622CB05
5H622PP18
5H622PP19
(57)【要約】 （修正有）
【課題】高トルク、かつ高効率のモータを提供する。
【解決手段】中心軸線を回転軸として回転可能なロータと、ロータの軸方向一方側に位置するステータと、を備える。ロータは、周方向を磁化方向とし周方向に並ぶ複数のサイドマグネット４１と、周方向においてサイドマグネットの間に配置される複数のコアピース２０と、を有する。コアピースは、周方向両側を向く一対の側面２１ａでサイドマグネットの側面４１ａと密着するコアピース本体部２１と、コアピース本体部の軸方向一方側に位置する拡張ティース部２２と、を有する。拡張ティース部は、サイドマグネットの軸方向一方側を向く面に対し軸方向一方側に突出し、コアピース本体部よりも周方向の幅寸法が大きい。
【選択図】図３
【解決手段】中心軸線を回転軸として回転可能なロータと、ロータの軸方向一方側に位置するステータと、を備える。ロータは、周方向を磁化方向とし周方向に並ぶ複数のサイドマグネット４１と、周方向においてサイドマグネットの間に配置される複数のコアピース２０と、を有する。コアピースは、周方向両側を向く一対の側面２１ａでサイドマグネットの側面４１ａと密着するコアピース本体部２１と、コアピース本体部の軸方向一方側に位置する拡張ティース部２２と、を有する。拡張ティース部は、サイドマグネットの軸方向一方側を向く面に対し軸方向一方側に突出し、コアピース本体部よりも周方向の幅寸法が大きい。
【選択図】図３
【特許請求の範囲】
【請求項1】
中心軸線を回転軸として回転可能なロータと、
前記ロータの軸方向一方側に位置するステータと、を備え、
前記ロータは、
周方向を磁化方向とし周方向に並ぶ複数のサイドマグネットと、
周方向において前記サイドマグネットの間に配置される複数のコアピースと、を有し、
前記コアピースは、
周方向両側を向く一対の側面で前記サイドマグネットの側面と密着するコアピース本体部と、
前記コアピース本体部の軸方向一方側に位置する拡張ティース部と、を有し、
前記拡張ティース部は、前記サイドマグネットの軸方向一方側を向く面に対し軸方向一方側に突出し、前記コアピース本体部よりも周方向の幅寸法が大きい、モータ。
前記ロータの軸方向一方側に位置するステータと、を備え、
前記ロータは、
周方向を磁化方向とし周方向に並ぶ複数のサイドマグネットと、
周方向において前記サイドマグネットの間に配置される複数のコアピースと、を有し、
前記コアピースは、
周方向両側を向く一対の側面で前記サイドマグネットの側面と密着するコアピース本体部と、
前記コアピース本体部の軸方向一方側に位置する拡張ティース部と、を有し、
前記拡張ティース部は、前記サイドマグネットの軸方向一方側を向く面に対し軸方向一方側に突出し、前記コアピース本体部よりも周方向の幅寸法が大きい、モータ。
【請求項2】
前記ロータは、それぞれの前記コアピースの径方向外側を向く面に密着する複数のアウターマグネットを有する、請求項１に記載のモータ。
【請求項3】
前記ロータは、前記中心軸線を囲む環状のアウターフレームヨークを有し、
前記アウターフレームヨークは、径方向内側を向く内側面において複数の前記アウターマグネットと密着する、請求項２に記載のモータ。
前記アウターフレームヨークは、径方向内側を向く内側面において複数の前記アウターマグネットと密着する、請求項２に記載のモータ。
【請求項4】
前記ロータは、それぞれの前記コアピースの径方向内側を向く面に密着する複数のインナーマグネットを有する、請求項１に記載のモータ。
【請求項5】
前記ロータは、前記中心軸線を囲む環状のインナーフレームヨークを有し、
前記インナーフレームヨークは、径方向外側を向く外側面において複数の前記インナーマグネットと密着する、請求項４に記載のモータ。
前記インナーフレームヨークは、径方向外側を向く外側面において複数の前記インナーマグネットと密着する、請求項４に記載のモータ。
【請求項6】
前記コアピースは、径方向に沿って積層される複数の鋼板から構成される、請求項１に記載のモータ。
【請求項7】
前記コアピース本体部の周方向両側を向く一対の側面は、互いに平行である、請求項６に記載のモータ。
【請求項8】
前記コアピースを構成する複数の鋼板には、前記拡張ティース部の周方向の幅寸法が異なる複数種類の鋼板が含まれ、
前記拡張ティース部は、径方向外側に向かうに従い、前記拡張ティース部の周方向の幅寸法を段階的に大きくする、請求項６又は７に記載のモータ。
前記拡張ティース部は、径方向外側に向かうに従い、前記拡張ティース部の周方向の幅寸法を段階的に大きくする、請求項６又は７に記載のモータ。
【請求項9】
前記拡張ティース部は、径方向外側に向かうに従い周方向の幅寸法を連続的に大きくする、請求項１に記載のモータ。
【請求項10】
前記コアピース本体部は、径方向外側に向かうに従い周方向の幅寸法を連続的に大きくし、
前記サイドマグネットの周方向両側を向く一対の側面は、互いに平行である、請求項９に記載のモータ。
前記サイドマグネットの周方向両側を向く一対の側面は、互いに平行である、請求項９に記載のモータ。
【請求項11】
前記拡張ティース部は、軸方向一方側に向かうに従い周方向の幅寸法を連続的に大きくする、請求項１に記載のモータ。
【請求項12】
前記ロータは、複数の前記サイドマグネットの軸方向他方側の端面を覆うカバープレートを有し、
前記カバープレートは、非磁性材料から構成され、
前記カバープレートには、周方向に沿って並び径方向に沿って延びる複数のスロットが設けられ、
前記コアピースは、前記コアピース本体部から軸方向他方側に突出し前記スロットに挿入される凸部を有する、請求項１に記載のモータ。
前記カバープレートは、非磁性材料から構成され、
前記カバープレートには、周方向に沿って並び径方向に沿って延びる複数のスロットが設けられ、
前記コアピースは、前記コアピース本体部から軸方向他方側に突出し前記スロットに挿入される凸部を有する、請求項１に記載のモータ。
【請求項13】
一対の前記ロータと、
軸方向において一対の前記ロータの間に配置される前記ステータと、備える、
請求項１に記載のモータ。
軸方向において一対の前記ロータの間に配置される前記ステータと、備える、
請求項１に記載のモータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、モータに関する。
【背景技術】
【0002】
ロータとステータが軸方向に対向するアキシャルギャップモータは、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。特許文献１には、アキシャルギャップモータのロータとして、周方向を磁化方向とする永久磁石と鉄心とが周方向に交互に並んで構成されたものが開示されている。従来構造のロータでは、鉄心がロータの磁極として機能する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特許第４３４９０８９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
従来構造のロータにおいて、鉄心を周方向に大きくすると、ステータに向けて磁束を流す面を広く確保することができるため、磁束を有効利用しやすくなりモータの効率を高めることができる。一方で、マグネット（永久磁石）を大きくすると、磁力が強まるため、モータのトルクを高めることができる。しかしながら、従来構造のロータでは、マグネットとコアピースとが周方向に交互に並ぶため、これらを同時に大きくすることができない。このため、従来構造のアキシャルギャップモータでは、高トルク化、かつ高効率化を図ることが難しかった。
【0005】
本発明は、このような課題に鑑みてなされたものであって、高トルク、かつ高効率のモータを提供することを目的の一つとする。
【課題を解決するための手段】
【0006】
本発明のモータの一つの態様は、中心軸線を回転軸として回転可能なロータと、前記ロータの軸方向一方側に位置するステータと、を備える。前記ロータは、周方向を磁化方向とし周方向に並ぶ複数のサイドマグネットと、周方向において前記サイドマグネットの間に配置される複数のコアピースと、を有する。前記コアピースは、周方向両側を向く一対の側面で前記サイドマグネットの側面と密着するコアピース本体部と、前記コアピース本体部の軸方向一方側に位置する拡張ティース部と、を有する。前記拡張ティース部は、前記サイドマグネットの軸方向一方側を向く面に対し軸方向一方側に突出し、前記コアピース本体部よりも周方向の幅寸法が大きい。
【発明の効果】
【0007】
本発明の一つの態様によれば、高トルク、かつ高効率のモータを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【0008】
【発明を実施するための形態】
【0009】
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。各図には、適宜Ｚ軸を図示する。Ｚ軸は、後述する中心軸線Ｊと平行な仮想的な軸である。また、Ｚ軸は、正の側を「上側」とし、負の側を「下側」とする上下方向である。なお、本明細書における上下方向に対するモータの姿勢は、説明のための一例であって、モータの使用時の姿勢を限定するものではない。
【0010】
［第１実施形態］
図１は、第１実施形態のモータ１の斜視図である。
モータ１は、中心軸線Ｊに沿って延びる円柱状の回転シャフト２ａと、一対のロータ２と、一対のロータ２の間に配置されるステータ６０と、を有する。本実施形態のモータ１は、ロータ２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。
図１は、第１実施形態のモータ１の斜視図である。
モータ１は、中心軸線Ｊに沿って延びる円柱状の回転シャフト２ａと、一対のロータ２と、一対のロータ２の間に配置されるステータ６０と、を有する。本実施形態のモータ１は、ロータ２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。
【0011】
なお、本明細書において、中心軸線Ｊは仮想線であり、上下方向に延びるものとする。以下の説明において、中心軸線Ｊの軸方向を単に「軸方向」と呼び、軸方向のうち下側に該当する方向を「軸方向一方側」と呼び上側に該当する方向を「軸方向他方側」と呼ぶ場合がある。さらに、中心軸線Ｊを中心とする径方向を単に「径方向」と呼び、中心軸線Ｊを中心とする周方向を単に「周方向」と呼ぶ。
【0012】
ステータ６０は、軸方向において一対のロータ２の間に配置される。ステータ６０は、一対のステータ６０のうち、上側のロータ２Ａの下側に位置し、下側のロータ２Ｂの上側に位置する。ステータ６０は、軸方向から見て、中心軸線Ｊを囲む円環状である。ステータ６０の中央に設けられる孔（図示略）には、回転シャフトが通される。
【0013】
ステータ６０は、複数のコア部６４と、複数のコイル６２と、を有する。本実施形態のステータ６０には、１２個のコア部６４と１２個のコイル６２とが設けられる。したがって、本実施形態のステータ６０は、１２スロットである。
【0014】
コア部６４は、磁性体からなる。コア部６４は、軸方向に沿って柱状に延びる。コア部６４の軸方向から見た形状は、角部にコーナーＲが設けられた扇形状である。コア部６４の扇形状の中心は、中心軸線Ｊ上に配置される。複数のコア部６４は、周方向に等間隔に並ぶ。コア部６４は、例えば、複数の電磁鋼板を軸方向に積層することで構成される。
【0015】
コア部６４は、上側および下側を向くロータ対向面６４ａを有する。複数のコア部６４の上側を向くロータ対向面６４ａ同士は、同一平面上に配置される。同様に、複数のコア部６４の下側を向くロータ対向面６４ａ同士は、同一平面上に配置される。上側を向くロータ対向面６４ａは、一対のロータ２のうち上側のロータ２Ａと対向する。また、下側を向くロータ対向面６４ａは、一対のロータ２のうち下側のロータ２Ｂと対向する。
【0016】
コイル６２は、コア部６４の周囲に巻き回される。それぞれのコイル６２は、中心軸線Ｊと平行な軸線周りに巻き回される。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。コイル６２は、電流が流されることでコア部６４には軸方向に磁極を形成する。
【0017】
ロータ２は、中心軸線Ｊを回転軸として回転可能である。ロータ２は、中心軸線Ｊを囲む円環状である。一対のロータ２は、回転シャフト２ａの外周面に固定される。一対のロータ２は、回転シャフト２ａを介して互いに連結される。したがって、一対のロータ２は、中心軸線Ｊ周りを同期回転する。本実施形態によれば、一対のロータ２でステータ６０を軸方向両側から挟み込むことで、ステータ６０の上下の磁束を有効利用して、高トルク、かつ高効率のモータ１を提供できる。
【0018】
一対のロータ２同士は、上下方向に反転して配置されている。一対のロータ２は、ステータ側を向ける磁極が互いに反対である。すなわち、上側のロータ２ＡのＮ極と重なる位置に配置される下側のロータ２Ｂの磁極はＳ極である。同様に、上側のロータ２ＡのＳ極と重なる位置に配置される下側のロータ２Ｂの磁極はＮ極である。一対のロータ２Ａ、２Ｂ同士は、これらの点以外、同様の構成を有する。以下、一対のロータのうち、上側のロータ２Ａについて代表して説明を行い、下側のロータ２Ｂに関する説明を省略する。また、以下の説明において、単に「ロータ２」と呼ぶ場合、上側に配置されるロータ２Ａを意味するものとする。
【0019】
図２は、一対のロータ２の分解図である。
ロータ２は、カバープレート３０と、アウターフレームヨーク１０と、マグネット群４０と、複数のコアピース２０と、インナーフレームヨーク１５と、を有する。また、マグネット群４０には、１６個のサイドマグネット４１と、１６個のアウターマグネット４２と、１６個のインナーマグネット４３と、が含まれる。サイドマグネット４１、アウターマグネット４２、およびインナーマグネット４３は、永久磁石である。
ロータ２は、カバープレート３０と、アウターフレームヨーク１０と、マグネット群４０と、複数のコアピース２０と、インナーフレームヨーク１５と、を有する。また、マグネット群４０には、１６個のサイドマグネット４１と、１６個のアウターマグネット４２と、１６個のインナーマグネット４３と、が含まれる。サイドマグネット４１、アウターマグネット４２、およびインナーマグネット４３は、永久磁石である。
【0020】
複数のコアピース２０は、周方向に等間隔に並ぶ。それぞれのコアピース２０は、軸方向から見て径方向に沿って延びる。したがって、複数のコアピース２０は、軸方向から見て放射状に配置される。本実施形態のロータ２には、１６個のコアピース２０が設けられ、これにより１６個の磁極２Ｎ、２Ｓを構成する。すなわち、本実施形態のロータ２は、１６極である。各磁極２Ｎ、２Ｓの向きは、軸方向と平行な方向である。１６個の磁極２Ｎ、２Ｓは、８個のＮ極２Ｎと８個のＳ極２Ｓとに分類される。Ｎ極２ＮとＳ極２Ｓとは、周方向に交互に並ぶ。
【0021】
図３は、コアピース２０、サイドマグネット４１、アウターマグネット４２、およびインナーマグネット４３を示す斜視図である。
コアピース２０は、磁性体である。コアピース２０は、径方向に沿って積層される複数の電磁鋼板（鋼板）２９から構成される。複数の電磁鋼板２９は、カシメ工程によって互いに固定される。また、複数の電磁鋼板２９は、互いに接着固定されていてもよい。
なお、図３のコアピース２０において、電磁鋼板２９の厚さおよび使用される枚数は模式化されており、実際のものとは異なる。このことは、他の図においても同様である。
コアピース２０は、磁性体である。コアピース２０は、径方向に沿って積層される複数の電磁鋼板（鋼板）２９から構成される。複数の電磁鋼板２９は、カシメ工程によって互いに固定される。また、複数の電磁鋼板２９は、互いに接着固定されていてもよい。
なお、図３のコアピース２０において、電磁鋼板２９の厚さおよび使用される枚数は模式化されており、実際のものとは異なる。このことは、他の図においても同様である。
【0022】
本実施形態のコアピース２０は、一様な断面形状で径方向に延びる。このため、コアピース２０を構成する複数の電磁鋼板２９は、すべて同一形状とすることができる。本実施形態によれば、複数種類の電磁鋼板を用意する場合と比較して、電磁鋼板２９を打ち抜く金型の種類を少なくすることができ、モータ１のコスト削減をはかることができる。加えて、複数種類の電磁鋼板を用意する場合と比較して、電磁鋼板２９の部品管理、および組み立て管理に要するコストの削減もはかることができる。
【0023】
コアピース２０は、コアピース本体部２１と、拡張ティース部２２と、凸部２３と、を有する。拡張ティース部２２は、コアピース本体部２１の下側（軸方向一方側）に位置する。一方で、凸部２３は、コアピース本体部２１の上側（軸方向他方側）に位置する。
【0024】
コアピース本体部２１は、径方向、および軸方向に沿って延びる直方体形状である。コアピース本体部２１は、周方向両側を向く一対の側面２１ａと、径方向外側を向く外側面２１ｄと、径方向内側を向く内側面２１ｅと、を有する。一対の側面２１ａは、互いに平行である。外側面２１ｄと内側面２１ｅとは、互いに平行である。コアピース本体部２１は、一対の側面２１ａでそれぞれサイドマグネット４１の側面４１ａと密着する。コアピース本体部２１は、外側面２１ｄでアウターマグネット４２と密着する。コアピース本体部２１は、内側面２１ｅでインナーマグネット４３と密着する。コアピース本体部２１の下端の軸方向の位置は、サイドマグネット４１の下面４１ｂと一致するか、下面４１ｂよりも若干下側に位置する。
【0025】
本実施形態のコアピース２０は、複数の電磁鋼板２９を径方向に沿って積層して構成されるため、磁気特性に優れ、しかも安価に製造できる。しかしながら、電磁鋼板を積層して構成するコアピースであっても、サイドマグネットと対向する側面が電磁鋼板の積層方向に対し傾斜する場合、当該側面には電磁鋼板の板厚分の段差が複数設けられることとなる。この場合、コアピースとサイドマグネットが緻密に密着することができない。これに対し、本実施形態では、コアピース２０の一対の側面２１ａが、電磁鋼板２９の積層方向である径方向と平行に延びる。このため、コアピース２０の側面２１ａを、平坦面とすることができ、サイドマグネット４１との緻密な密着を実現できる。
【0026】
拡張ティース部２２は、コアピース本体部２１の下端に連結される。拡張ティース部２２は、径方向から見て台形形状を有する。拡張ティース部２２は、一様な断面形状で径方向に沿って延びる。拡張ティース部２２の上端の軸方向の位置は、サイドマグネット４１の下面４１ｂと一致するか、下面４１ｂよりも若干下側に位置する。したがって、拡張ティース部２２は、サイドマグネット４１の下面４１ｂに対し下側に突出する。
【0027】
拡張ティース部２２の周方向の幅寸法は、下側（軸方向一方側）に向かうに従い連続的に大きくなる。拡張ティース部２２の上端の周方向の幅寸法は、コアピース本体部２１の下端の周方向の幅寸法と等しい。拡張ティース部２２の周方向の幅寸法は、拡張ティース部２２の下端において最も大きい。なお、本明細書において、「周方向の幅寸法」とは、径方向と直交する方向における周方向の端部同士の直線距離を意味し、周方向に沿って延びる円弧長さを意味するものではない。また、本明細書において、単に「拡張ティース部２２の周方向の幅寸法」という場合、拡張ティース部２２において最も周方向の幅寸法が大きい部分（本実施形態では下端）における幅寸法を意味する。
【0028】
拡張ティース部２２は、下側（軸方向一方側）を向くステータ対向面２２ａを有する。ステータ対向面２２ａは、ステータ６０（図１参照）と軸方向に対向する。ステータ対向面２２ａは、ステータ６０に向けて磁束を流す。ステータ対向面２２ａは、径方向を長手方向とする長方形形状である。ステータ対向面２２ａの周方向の幅寸法は、コアピース本体部２１の下端における周方向の幅寸法よりも大きい。
【0029】
凸部２３は、コアピース本体部２１の上端に連結される。凸部２３は、コアピース本体部２１から上側（軸方向他方側）に突出する。凸部２３は、径方向から見て長方形状である。凸部２３は、一様な断面形状で径方向に沿って延びる。凸部２３は、コアピース本体部２１よりも周方向の幅寸法が小さい。
【0030】
サイドマグネット４１は、軸方向から見て台形形状ある。サイドマグネット４１は、一様な断面形状で軸方向に沿って延びる柱状である。サイドマグネット４１は、周方向両側を向く一対の側面４１ａと、下側（軸方向一方側）を向く下面４１ｂと、上側（軸方向他方側）を向く上面４１ｃと、径方向外側を向く外側面４１ｄと、径方向内側を向く内側面４１ｅと、を有する。一対の側面４１ａは、径方向外側に向かうに従い互いに連続的に離間する。上面４１ｃと下面４１ｂとは、互いに平行である。外側面４１ｄと内側面４１ｅとは、互いに平行である。
【0031】
図４は、ロータ２を上側からみた平面図である。図５は、図４の部分拡大図である。なお、図４、および図５において、カバープレート３０の図示は省略されている。さらに、図５には、各マグネット４１、４２、４３、コアピース２０、アウターフレームヨーク１０、およびインナーフレームヨーク１５を通過する磁力線を模式的に図示する。
【0032】
図５に示すように、サイドマグネット４１は、周方向を磁化方向とする。複数のサイドマグネット４１は、周方向一方側から他方側に磁化されたものと、周方向一方側から他方側に磁化されたものと、が周方向に交互に配置される。
【0033】
複数のサイドマグネット４１は、周方向に等間隔に並ぶ。周方向に並ぶ一対のサイドマグネット４１の間には、コアピース２０が配置される。サイドマグネット４１の側面４１ａは、コアピース本体部２１の側面４１ａと密着する。本実施形態において、サイドマグネット４１、およびコアピース本体部２１の側面４１ａ、２１ａ同士の間には、接着層が設けられ、側面４１ａ、２１ａ同士が互いに固定される。なお、本明細において、「密着する」とは、面同士が互いの法線を一致させて対向し接触することを意味している。また、本明細書において、「密着する」の語には、面同士が接着層を介して互いに接触する場合も含まれると解する。
【0034】
図３に示すように、アウターマグネット４２は、直方体である。アウターマグネット４２の周方向の幅寸法は、コアピース本体部２１の周方向の幅寸法と略等しい。アウターマグネット４２は、径方向外側を向く外側面４２ｄと、径方向内側を向く内側面４２ｅと、を有する。外側面４２ｄと内側面４２ｅとは、互いに平行である。
【0035】
図５に示すように、アウターマグネット４２は、径方向を磁化方向とする。複数のアウターマグネット４２は、径方向外側から内側に磁化されたものと、周方向内側から外側に磁化されたものと、が周方向に交互に配置される。
【0036】
アウターマグネット４２は、径方向においてコアピース２０とアウターフレームヨーク１０との間に配置される。アウターマグネット４２は、内側面４２ｅにおいてコアピース本体部２１の外側面２１ｄと密着する。アウターマグネット４２は、外側面４２ｄにおいてアウターフレームヨーク１０の内側面１０ｅと密着する。本実施形態において、アウターマグネット４２とコアピース本体部２１との間には接着層が設けられ、内側面４２ｅと外側面２１ｄとが互いに固定される。同様に、アウターマグネット４２とアウターフレームヨーク１０との間には接着層が設けられ、外側面４２ｄと内側面１０ｅとが互いに固定される。
【0037】
図３に示すように、インナーマグネット４３は、直方体である。本実施形態において、インナーマグネット４３は、アウターマグネット４２と同形状である。インナーマグネット４３の周方向の幅寸法は、コアピース本体部２１の周方向の幅寸法と略等しい。インナーマグネット４３は、径方向外側を向く外側面４３ｄと、径方向内側を向く内側面４３ｅと、を有する。外側面４３ｄと内側面４３ｅとは、互いに平行である。
【0038】
図５に示すように、インナーマグネット４３は、径方向を磁化方向とする。複数のインナーマグネット４３は、径方向外側から内側に磁化されたものと、周方向内側から外側に磁化されたものと、が周方向に交互に配置される。また、１つのコアピース本体部に対し、径方向の内外に配置されるアウターマグネット４２、およびインナーマグネット４３の磁化方向とは、径方向において反対側である。
【0039】
インナーマグネット４３は、径方向においてコアピース２０とインナーフレームヨーク１５との間に配置される。インナーマグネット４３は、外側面４３ｄにおいてコアピース本体部２１の内側面２１ｅと密着する。インナーマグネット４３は、内側面４３ｅにおいてインナーフレームヨーク１５の外側面１５ｄと密着する。本実施形態において、インナーマグネット４３とコアピース本体部２１との間には接着層が設けられ、外側面４３ｄと内側面２１ｅとが互いに固定される。同様に、インナーマグネット４３とインナーフレームヨーク１５との間には接着層が設けられ、内側面４３ｅと外側面１５ｄとが互いに固定される。
【0040】
１つのコアピース２０には、一対のサイドマグネット４１、アウターマグネット４２、およびインナーマグネット４３が接触する。１つのコアピース２０に接触する一対のサイドマグネット４１、アウターマグネット４２、およびインナーマグネット４３は、コアピース２０に接触させる側の極が一致している。Ｎ極の磁極２Ｎを構成するコアピース２０に接触する一対のサイドマグネット４１は、このコアピース２０に接触する側面４１ａがＮ極となるように配置される。Ｎ極の磁極２Ｎを構成するコアピース２０に接触するアウターマグネット４２は、このコアピース２０に接触する内側面４２ｅがＮ極となるように配置される。Ｎ極の磁極２Ｎを構成するコアピース２０に接触するインナーマグネット４３は、このコアピース２０に接触する外側面４３ｄがＮ極となるように配置される。コアピース２０の内部に侵入する磁束は、コアピース２０の内部で下側に向かって曲り、拡張ティース部２２からステータ６０側に流れる。なお、後述するようにコアピース２０の上側には、非磁性材料からなるカバープレート３０が配置される。このため、コアピース２０の内において、磁束は上側に向かって流れにくい。
【0041】
アウターフレームヨーク１０は、中心軸線Ｊを囲む環状である。アウターフレームヨーク１０は、一様な形状で軸方向に沿って延びる。アウターフレームヨーク１０は、磁性体である。アウターフレームヨーク１０は、軸方向に沿って積層される複数の電磁鋼板から構成される。
【0042】
アウターフレームヨーク１０は、径方向内側を向く内側面１０ｅを有する。内側面１０ｅには、複数の内面凸部１２と複数の第１平面部１１とが設けられる。内面凸部１２と第１平面部１１とは、内側面１０ｅにおいて周方向に沿って交互に並ぶ。
【0043】
内面凸部１２は、内側面１０ｅから径方向内側に突出する。内面凸部１２の先端面は、軸方向から見て半円状である。内面凸部１２は、サイドマグネット４１の径方向外側に配置される。内面凸部１２とサイドマグネット４１との間には隙間が設けられる。本実施形態のアウターフレームヨーク１０によれば、内面凸部１２が設けられる部分において径方向の厚さ寸法が大きくなる。これにより、アウターフレームヨーク１０が補強され、アウターフレームヨーク１０の強度および剛性が高められる。
【0044】
第１平面部１１は、径方向内側を向き径方向に対し直交する。１つの第１平面部１１は、１つのアウターマグネット４２の外側面４２ｄに密着する。アウターフレームヨーク１０は、内側面１０ｅの複数の第１平面部１１において複数のアウターマグネット４２と密着 する。上述したように、周方向に隣り合う２つのアウターマグネット４２の磁化方向は径方向において反転されている。このため、周方向に隣り合うアウターマグネット４２同士を繋ぐ磁路は、アウターフレームヨーク１０内を通過する。
【0045】
アウターフレームヨーク１０とサイドマグネット４１との間には、第１フラックスバリア部５１が設けられる。第１フラックスバリア部５１は、周方向に隣り合う２つのアウターマグネット４２同士の間に位置する。すなわち、第１フラックスバリア部５１は、サイドマグネット４１、アウターフレームヨーク１０、および一対のアウターマグネット４２に囲まれた空間である。本実施形態の第１フラックスバリア部５１は、空隙部であるが、第１フラックスバリア部５１は樹脂などの非磁性部が充填されていてもよい。第１フラックスバリア部５１では、磁束の流れが制限される。第１フラックスバリア部５１が設けられることで、サイドマグネット４１、およびアウターマグネット４２からの磁束漏れを低減できる。
【0046】
インナーフレームヨーク１５は、中心軸線Ｊを囲む環状である。インナーフレームヨーク１５は、一様な形状で軸方向に沿って延びる。インナーフレームヨーク１５は、磁性体である。インナーフレームヨーク１５は、軸方向に沿って積層される複数の電磁鋼板から構成される。
【0047】
インナーフレームヨーク１５は、径方向外側を向く外側面１５ｄを有する。外側面１５ｄには、複数の第２平面部１６が設けられる。複数の第２平面部１６は、外側面１５ｄにおいて等間隔に並ぶ。第２平面部１６は、径方向外側を向き径方向に対し直交する。１つの第２平面部１６は、１つのインナーマグネット４３の内側面４３ｅに密着する。すなわち、インナーフレームヨーク１５は、外側面１５ｄの複数の第２平面部１６において複数のインナーマグネット４３と密着 する。上述したように、周方向に隣り合う２つのインナーマグネット４３の磁化方向は径方向において反転されている。周方向に隣り合うインナーマグネット４３同士を繋ぐ磁路は、インナーフレームヨーク１５内を通過する。
【0048】
インナーフレームヨーク１５とサイドマグネット４１との間には、第２フラックスバリア部５２が設けられる。第２フラックスバリア部５２は、周方向に隣り合う２つのインナーマグネット４３同士の間に位置する。すなわち、第２フラックスバリア部５２は、サイドマグネット４１、インナーフレームヨーク１５、および一対のインナーマグネット４３に囲まれた空間である。本実施形態の第２フラックスバリア部５２は、空隙部であるが、樹脂などの非磁性部が充填されていてもよい。第２フラックスバリア部５２が設けられることで、サイドマグネット４１、およびインナーマグネット４３からの磁束漏れを低減できる。
【0049】
図２に示すように、カバープレート３０は、中心軸線Ｊと直交する板状である。カバープレート３０は、中心軸線Ｊを囲む円環状である。カバープレート３０の外形は、軸方向から見て円形である。カバープレート３０の外形の中心は、中心軸線Ｊ上に位置する。カバープレート３０には、軸方向に貫通する中央孔３０ｈが設けられる。中央孔３０ｈは、軸方向から見て円形である。中央孔３０ｈの中心は、中心軸線Ｊ上に位置する。
【0050】
カバープレート３０には、複数のスロット３１が設けられる。スロット３１は、カバープレート３０を軸方向に貫通する。スロット３１は、径方向を長手方向とする長方形形状である。複数のスロット３１は、周方向に沿って等間隔に並ぶ。カバープレート３０に設けられるスロット３１の数は、コアピース２０の数と一致する。すなわち、本実施形態のカバープレート３０には、１６個のスロット３１が設けられる。
【0051】
カバープレート３０は、非磁性材料から構成される。カバープレート３０を構成する材料としては、アルミニウム合金、又はオーステナイト系のステンレス合金などの金属材料が例示される。
【0052】
カバープレート３０は、アウターフレームヨーク１０、マグネット群４０、複数のコアピース２０、およびインナーフレームヨーク１５の上側（軸方向他方側）に位置する。カバープレート３０の外径は、アウターフレームヨーク１０の外径と略同じか若干大きい。また、カバープレート３０の内径（すなわち、中央孔３０ｈの直径）は、インナーフレームヨーク１５の内径と略同じか若干小さい。このため、アウターフレームヨーク１０、マグネット群４０、複数のコアピース２０、およびインナーフレームヨーク１５は、軸方向から見てカバープレート３０に重なって配置される。カバープレート３０は、アウターフレームヨーク１０、複数のサイドマグネット４１、複数のアウターマグネット４２、複数のインナーマグネット４３、複数のコアピース２０、およびインナーフレームヨーク１５の上面（軸方向他方側の端面）を覆う。カバープレート３０は、アウターフレームヨーク１０、複数のサイドマグネット４１、複数のアウターマグネット４２、複数のインナーマグネット４３、複数のコアピース本体部２１、およびインナーフレームヨーク１５から上側への磁束の漏れ出しを抑制する。なお、コアピース２０の一部（凸部２３）は、カバープレート３０のスロット３１から上側に露出する。
【0053】
図６は、カバープレート３０の斜視図である。
図６に示すように、スロット３１には、コアピース２０の凸部２３が挿入される。カバープレート３０の下面は、コアピース本体部２１の上端面に接触する。これにより、複数のコアピース２０は、カバープレート３０に対して位置決めされる。
図６に示すように、スロット３１には、コアピース２０の凸部２３が挿入される。カバープレート３０の下面は、コアピース本体部２１の上端面に接触する。これにより、複数のコアピース２０は、カバープレート３０に対して位置決めされる。
【0054】
なお、カバープレート３０とコアピース２０とは、互いに接着固定されていることが好ましい。接着剤は、スロット３１の内側面と凸部２３の外側面との間に配置されていてもよいし、カバープレート３０の下面とコアピース本体部２１の上端面との間に配置されていてもよい。さらに、カバープレート３０は、アウターフレームヨーク１０、複数のサイドマグネット４１、複数のアウターマグネット４２、複数のインナーマグネット４３、およびインナーフレームヨーク１５と接着固定されていてもよい。
【0055】
図３に示すように、本実施形態のコアピース２０は、周方向を磁化方向とする一対のサイドマグネット４１によって周方向両側から挟まれる。コアピース２０は、一対のサイドマグネット４１の磁束を集中させてステータ６０に向けて流すことができる。本実施形態によれば、ロータ２の磁極２Ｎ、２Ｓの磁力を高めることができ、モータ１の高トルク化を図ることができる。
【0056】
本実施形態のコアピース２０は、サイドマグネットの下面４１ｂより下側に突出しコアピース本体部２１よりも幅方向に広がる拡張ティース部２２を有する。本実施形態によれば、ロータ２は、サイドマグネット４１の周方向の幅寸法を小さくすることなく、コアピース２０のステータ対向面２２ａの周方向の幅寸法を大きくすることができる。すなわち、ロータ２は、サイドマグネット４１の磁力を小さくすることなく、各磁極２Ｎ、２Ｓから周方向の広い範囲でステータ６０側に磁束を流すことができる。コアピース２０のステータ対向面２２ａで磁気飽和が生じることを抑制し、一対のサイドマグネット４１から発生した高密度の磁束を有効利用することが可能となり、高トルク、高効率のモータ１を提供できる。
【0057】
本実施形態の拡張ティース部２２は、下側（すなわち、ステータ６０側）に向かうに従い周方向の幅寸法を連続的に大きくする。本実施形態によれば、拡張ティース部２２Ａを、コアピース本体部２１から拡張ティース部２２に侵入しステータ対向面２２ａからステータ６０側に流れる磁束の流れに沿った形状とすることができる。このため、拡張ティース部２２をいたずらに大きくすることなく、拡張ティース部２２Ａからステータ６０に向けて磁束を円滑に流すことができる。
【0058】
図５に示すように、本実施形態のロータ２は、コアピース２０の外側面２１ｄに密着するアウターマグネット４２を有する。アウターマグネット４２は、径方向を磁化方向とする。このため、アウターマグネット４２から生じた磁束は、コアピース２０内に侵入しステータ対向面２２ａからステータ６０側に流れる。すなわち、本実施形態によれば、アウターマグネット４２によって、磁極２Ｎ、２Ｓの磁力を強くすることができる。また、アウターマグネット４２は、コアピース２０の外側面２１ｄを覆うため、一対のサイドマグネット４１から生じてコアピース２０内を通過する磁束が、コアピース２０の外側面２１ｄから径方向外側に漏れ出ることを抑制する。結果的に、コアピース２０のステータ対向面２２ａからステータ６０に向けてより高密度の磁束を流すことが可能となる。
【0059】
本実施形態のロータ２は、複数のアウターマグネット４２の外側面４２ｄに密着する環状のアウターフレームヨーク１０を有する。アウターフレームヨーク１０は、周方向に並ぶ複数のアウターマグネット４２の間の磁束の流れを、アウターマグネット４２の径方向外側で適切に誘導する。これにより、アウターマグネット４２の磁束を効率的に利用することができ、モータ１の高トルク、高効率化に寄与できる。
【0060】
本実施形態のロータ２は、コアピース２０の内側面２１ｅに密着するインナーマグネット４３を有する。インナーマグネット４３は、径方向を磁化方向とする。このため、インナーマグネット４３から生じた磁束は、コアピース２０内に侵入しステータ対向面２２ａからステータ６０側に流れる。すなわち、本実施形態によれば、インナーマグネット４３によって、磁極２Ｎ、２Ｓの磁力を強くすることができる。また、インナーマグネット４３は、コアピース２０の内側面２１ｅをインナーマグネット４３で覆うため、一対のサイドマグネット４１から生じてコアピース２０内を通過する磁束が、コアピース２０の内側面２１ｅから径方向外側に漏れ出ることも抑制する。結果的に、コアピース２０のステータ対向面２２ａからステータ６０に向けてより高密度の磁束を流すことが可能となる。
【0061】
本実施形態のロータ２は、複数のインナーマグネット４３の内側面４３ｅに密着する環状のインナーフレームヨーク１５を有する。インナーフレームヨーク１５は、周方向に並ぶ複数のインナーマグネット４３の間の磁束の流れを適切に誘導する。これにより、インナーマグネット４３の磁束を効率的に利用することができ、モータ１の高トルク、高効率化に寄与できる。
【0062】
（変形例）
図７は、変形例１のコアピース２０Ａの斜視図である。図８は、変形例２のコアピース２０Ｂの斜視図である。
以下、第１実施形態に採用可能な変形例１、および変形例２のコアピース２０Ａ、２０Ｂについて説明する。なお、上述の実施形態と同一態様の構成要素については、同一符号を付し、その説明を省略する。
図７は、変形例１のコアピース２０Ａの斜視図である。図８は、変形例２のコアピース２０Ｂの斜視図である。
以下、第１実施形態に採用可能な変形例１、および変形例２のコアピース２０Ａ、２０Ｂについて説明する。なお、上述の実施形態と同一態様の構成要素については、同一符号を付し、その説明を省略する。
【0063】
変形例１、および変形例２のコアピース２０Ａ、２０Ｂは、上述の実施形態と比較して、拡張ティース部２２Ａ、２２Ｂの構成が異なる。変形例１、および変形例２の拡張ティース部２２Ａ、２２Ｂは、上述の実施形態と同様に、サイドマグネットの下面４１ｂに対し下側に突出し、コアピース本体部２１よりも周方向の幅寸法が大きい。変形例１、および変形例２の拡張ティース部２２Ａ、２２Ｂは、径方向外側に向かうに従い、拡張ティース部２２Ａ、２２Ｂの周方向の幅寸法を段階的に大きくする。
【0064】
図７に示すように、変形例１の拡張ティース部２２Ａは、第１部分２２Ａａと第２部分２２Ａｂとを有する。第２部分２２Ａｂは、第１部分２２Ａａに対し径方向外側に位置する。第２部分２２Ａｂの周方向の幅寸法は、第１部分２２Ａａの周方向の幅寸法よりも大きい。
【0065】
変形例１のコアピース２０Ａは、２種類の電磁鋼板（鋼板）２９Ａａ、２９Ａｂを径方向に積層することで構成される。２種類の電磁鋼板２９Ａａ、２９Ａｂは、拡張ティース部２２Ａの幅寸法が互いに異なる。一方の電磁鋼板２９Ａａは、第１部分２２Ａａを構成し、他方の電磁鋼板２９Ａｂは、第２部分２２Ａｂを構成する。第２部分２２Ａｂを構成する電磁鋼板２９Ａｂは、第１部分２２Ａａを構成する電磁鋼板２９Ａａよりも拡張ティース部２２Ａの幅寸法が大きく、他の部分については同形状である。
【0066】
図８に示すように、変形例２の拡張ティース部２２Ｂは、第１部分２２Ｂａと第２部分２２Ｂｂと第３部分２２Ｂｃとを有する。第２部分２２Ｂｂは、第１部分２２Ｂａに対し径方向外側に位置する。第２部分２２Ｂｂの周方向の幅寸法は、第１部分２２Ｂａの周方向の幅寸法よりも大きい。第３部分２２Ｂｃは、第２部分２２Ｂｂに対し径方向外側に位置する。第３部分２２Ｂｃの周方向の幅寸法は、第２部分２２Ｂｂの周方向の幅寸法よりも大きい。
【0067】
変形例２のコアピース２０Ｂは、３種類の電磁鋼板（鋼板）２９Ｂａ、２９Ｂｂ、２９Ｂｃを径方向に積層することで構成される。３種類の電磁鋼板２９Ｂａ、２９Ｂｂ、２９Ｂｃは、拡張ティース部２２Ｂの幅寸法が互いに異なる。１つの電磁鋼板２９Ｂａは、第１部分２２Ｂａを構成し、他の１つの電磁鋼板２９Ｂｂは、第２部分２２Ｂｂを構成し、残る１つの電磁鋼板２９Ｂｃは、第３部分２２Ｂｃを構成する。第２部分２２Ｂｂを構成する電磁鋼板２９Ｂｂは、第１部分２２Ｂａを構成する電磁鋼板２９Ｂａよりも拡張ティース部２２Ｂの幅寸法が大きく、他の部分については同形状である。第３部分２２Ｂｃを構成する電磁鋼板２９Ｂｃは、第２部分２２Ｂｂを構成する電磁鋼板２９Ｂｂよりも拡張ティース部２２Ｂの幅寸法が大きく、他の部分については同形状である。
【0068】
図１に示すように、ステータ６０のロータ対向面６４ａは、径方向外側に向かうに従い、周方向の寸法が大きくなる扇状である。変形例１、および変形例２のコアピース２０Ａ、２０Ｂによれば、ステータ対向面２２ａの形状をステータ６０のコア部６４のロータ対向面６４ａに合わせて、径方向外側で周方向に大きくすることができる。これにより、ロータ２の回転時にステータ対向面２２ａが、ステータ６０のコア部６４から広い領域で力を受けることができ、モータ１のトルクを高めることができる。
【0069】
また、変形例１、および変形例２によれば、それぞれコアピース２０Ａ、２０Ｂを構成する複数の電磁鋼板には、拡張ティース部２２Ａ、２２Ｂの周方向の幅寸法が異なる複数種類の鋼板が含まれる。これにより、拡張ティース部２２Ａ、２２Ｂの周方向の幅寸法が、径方向に沿って段階的に変化するコアピース２０Ａ、２０Ｂを安価に構成できる。
【0070】
［第２実施形態］
図９は、第２実施形態のモータ１０１の斜視図である。
第２実施形態のモータ１０１は、第１実施形態と比較して、設けられるロータ１０２の数が異なる。また、第２実施形態のモータ１０１は、第１実施形態と比較して、極数が異なる。さらに、第２実施形態のモータ１０１は、コアピース１２０の拡張ティース部１２２の構成として上述の変形例２の構成を採用している点が異なる。
図９は、第２実施形態のモータ１０１の斜視図である。
第２実施形態のモータ１０１は、第１実施形態と比較して、設けられるロータ１０２の数が異なる。また、第２実施形態のモータ１０１は、第１実施形態と比較して、極数が異なる。さらに、第２実施形態のモータ１０１は、コアピース１２０の拡張ティース部１２２の構成として上述の変形例２の構成を採用している点が異なる。
【0071】
本実施形態のモータ１０１は、中心軸線Ｊに沿って延びる円柱状の回転シャフト２ａと、１つロータ１０２と、ロータ１０２の下側（軸方向一方側）に配置される１つのステータ１６０と、を有する。
【0072】
ステータ１６０は、磁性体からなるステータコア１６０ａと、複数のコイル１６２と、を有する。ステータコア１６０ａは、中心軸線Ｊを囲む円環状のバックヨーク１６１と、バックヨーク１６１の上面から上側に突出する複数のコア部１６４と、を有する。本実施形態のステータ１６０には、１２個のコア部１６４と１２個のコイル１６２とが設けられる。コイル１６２は、コア部１６４の周囲に巻き回される。すなわち、本実施形態のステータ１６０は、１２スロットである。
【0073】
コア部１６４は、軸方向に沿って柱状に延びる。コア部１６４は、上側（すなわち、ロータ１０２側）を向くロータ対向面１６４ａを有する。コア部１６４の軸方向から見た形状は、角部にコーナーＲが設けられる等脚台形状である。コア部１６４は、軸方向から見て互いに平行な二辺のうち短辺を径方向内側に配置し長辺を径方向外側に配置し、これらを繋ぐ長さの等しい二辺をそれぞれ径方向に沿って配置する。複数のコア部１６４は、周方向に等間隔に並ぶ。
【0074】
図１０は、ロータ１０２の分解図である。ロータ１０２は、カバープレート１３０と、アウターフレームヨーク１１０と、マグネット群１４０と、複数のコアピース１２０と、インナーフレームヨーク１１５と、を有する。また、マグネット群１４０には、１０個のサイドマグネット１４１と、１０個のアウターマグネット１４２と、１０個のインナーマグネット１４３と、が含まれる。一対のサイドマグネット１４１、アウターマグネット１４２、およびインナーマグネット１４３は、上述の実施形態と同様に、１つのコアピース１２０の周囲に配置される。
【0075】
アウターフレームヨーク１１０、およびインナーフレームヨーク１１５は、上述の実施形態と同様に中心軸線Ｊを囲む円環状である。インナーフレームヨーク１１５は、アウターフレームヨーク１１０の径方向内側に配置される。上述の実施形態と同様に、マグネット群１４０、および複数のコアピース１２０は、径方向において、インナーフレームヨーク１１５とアウターフレームヨーク１１０との間に配置される。アウターフレームヨーク１１０は、複数のアウターマグネット１４２に径方向外側から密着する。インナーフレームヨーク１１５は、複数のインナーマグネット１４３に径方向内側から密着する。
【0076】
カバープレート１３０は、上述の実施形態と同様に、アウターフレームヨーク１１０、マグネット群１４０、複数のコアピース１２０、およびインナーフレームヨーク１１５を上側から覆う。カバープレート１３０には、コアピース１２０の凸部１２３が挿入される複数のスロット１３１が設けられる。
【0077】
複数のコアピース１２０は、周方向に等間隔に並ぶ。本実施形態のロータ１０２には、１０個のコアピース１２０が設けられ、これにより１０個の磁極２Ｎ、２Ｓを構成する。すなわち、本実施形態のロータ１０２は、１０極である。
【0078】
コアピース１２０は、コアピース本体部１２１と、拡張ティース部１２２と、凸部１２３と、を有する。コアピース本体部１２１は、上述の実施形態と同様に、一対のサイドマグネット１４１、アウターマグネット１４２、およびインナーマグネット１４３と密着する。
【0079】
拡張ティース部１２２は、上述の実施形態と同様に、サイドマグネットの下面１４１ｂより下側に突出しコアピース本体部１２１よりも幅方向に広がる。拡張ティース部１２２は、上述の変形例と同様に、径方向外側に向かうに従い、拡張ティース部１２２の周方向の幅寸法を段階的に大きくする。本実施形態によれば、上述の実施形態、およびその変形例と同様の効果を得ることができる。
【0080】
［第３実施形態］
図１１は、第３実施形態のロータ２０２の分解図である。
第３実施形態のロータ２０２は、上述の第２実施形態のステータ１６０（図９参照）と組み合わせることでモータを構成する。第３実施形態のロータ２０２は、第１実施形態、および第２実施形態と比較して、主にコアピース２２０、およびサイドマグネット２４１の構成が異なる。
図１１は、第３実施形態のロータ２０２の分解図である。
第３実施形態のロータ２０２は、上述の第２実施形態のステータ１６０（図９参照）と組み合わせることでモータを構成する。第３実施形態のロータ２０２は、第１実施形態、および第２実施形態と比較して、主にコアピース２２０、およびサイドマグネット２４１の構成が異なる。
【0081】
ロータ２０２は、カバープレート２３０と、アウターフレームヨーク２１０と、マグネット群２４０と、複数のコアピース２２０と、インナーフレームヨーク２１５と、を有する。また、マグネット群２４０には、１０個のサイドマグネット２４１と、１０個のアウターマグネット２４２と、１０個のインナーマグネット２４３と、が含まれる。一対のサイドマグネット２４１、アウターマグネット２４２、およびインナーマグネット２４３は、上述の実施形態と同様に、１つのコアピース２２０の周囲に配置される。
【0082】
アウターフレームヨーク２１０、およびインナーフレームヨーク２１５は、上述の実施形態と同様に中心軸線Ｊを囲む円環状である。インナーフレームヨーク２１５は、アウターフレームヨーク２１０の径方向内側に配置される。上述の実施形態と同様に、マグネット群２４０、および複数のコアピース２２０は、径方向において、インナーフレームヨーク２１５とアウターフレームヨーク２１０との間に配置される。アウターフレームヨーク２１０は、複数のアウターマグネット２４２に径方向外側から密着する。インナーフレームヨーク２１５は、複数のインナーマグネット２４３に径方向内側から密着する。
【0083】
カバープレート２３０は、上述の実施形態と同様に、アウターフレームヨーク２１０、マグネット群２４０、複数のコアピース２２０、およびインナーフレームヨーク２１５を上側から覆う。カバープレート２３０には、コアピース２２０の凸部２２３が挿入される複数のスロット２３１が設けられる。
【0084】
本実施形態のコアピース２２０は、例えば軟磁性複合材料から構成される。複数のコアピース２２０は、周方向に等間隔に並ぶ。本実施形態のロータ２０２には、１０個のコアピース２２０が設けられ、これにより１０個の磁極２Ｎ、２Ｓを構成する。すなわち、本実施形態のロータ２０２は、１０極である。
【0085】
コアピース２２０は、コアピース本体部２２１と、拡張ティース部２２２と、凸部２２３と、を有する。コアピース本体部２２１は、軸方向に沿って柱状に延びる。コアピース本体部２２１の軸方向から見た形状は、等脚台形状である。コアピース本体部２２１は、軸方向から見て互いに平行な二辺のうち短辺を径方向内側に配置し長辺を径方向外側に配置し、これらを繋ぐ長さの等しい二辺を径方向に沿って配置する。
【0086】
コアピース本体部２２１は、周方向両側を向く一対の側面２２１ａを有する。一対の側面２２１ａは、それぞれ径方向に沿って延びる平坦面である。一対の側面２２１ａは、径方向外側に向かうに従い互いに離間する。したがって、コアピース本体部２２１は、径方向外側に向かうに従い周方向の幅寸法を連続的に大きくする。
【0087】
本実施形態のサイドマグネット２４１は、周方向両側を向く一対の側面２４１ａを有する。一対の側面２４１ａは、互いに平行である。また、サイドマグネット２４１は、互いに反対側を向く他の面同士も互いに平行である。このため、本実施形態のサイドマグネット２４１は、直方体である。周方向に並ぶ一対のサイドマグネット２４１の間には、コアピース２２０が配置される。サイドマグネット２４１の側面２４１ａは、コアピース本体部２２１の側面２４１ａと密着する。本実施形態によれば、サイドマグネット２４１の一対の側面２４１ａが互いに平行であるため、サイドマグネット２４１を安価に製造である。
【0088】
拡張ティース部２２２は、上述の実施形態と同様に、サイドマグネットの下面２４１ｂより下側に突出しコアピース本体部２２１よりも幅方向に広がる。本実施形態の拡張ティース部２２２は、径方向外側に向かうに従い周方向の幅寸法を連続的に大きくする。本実施形態のコアピース２２０によれば、ステータ対向面２２２ａの形状をステータ１６０のコア部１６４のロータ対向面１６４ａに合わせて、径方向外側で周方向に大きくすることができる。これにより、ロータ２０２の回転時にステータ対向面２２２ａが、ステータ１６０のコア部１６４から広い領域で力を受けることができ、モータのトルクを高めることができる。
【0089】
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。
【0090】
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。
【符号の説明】
【0091】
１，１０１…モータ、２，２Ａ，２Ｂ，１０２，２０２…ロータ、１０，１１０，２１０…アウターフレームヨーク、１０ｅ，２１ｅ，４１ｅ，４２ｅ，４３ｅ…内側面、１５，１１５，２１５…インナーフレームヨーク、１５ｄ，２１ｄ，４１ｄ，４２ｄ，４３ｄ…外側面、２０，２０Ａ，２０Ｂ，１２０，２２０…コアピース、２１，１２１，２２１…コアピース本体部、２１ａ，４１ａ，２２１ａ，２４１ａ…側面、２２，２２Ａ，２２Ｂ，１２２，２２２…拡張ティース部、２３，１２３，２２３…凸部、２９，２９Ａａ，２９Ａｂ，２９Ｂａ，２９Ｂｂ，２９Ｂｃ…電磁鋼板（鋼板）、３０，１３０，２３０…カバープレート、３１，１３１，２３１…スロット、４１，１４１，２４１…サイドマグネット、４２，１４２，２４２…アウターマグネット、４３，１４３，２４３…インナーマグネット、６０，１６０…ステータ、Ｊ…中心軸線
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】