特開 2025-24565 電動機

(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】P2025024565

(43)【公開日】2025-02-20

(54)【発明の名称】電動機

(51)【国際特許分類】

   H02K 1/30 20060101AFI20250213BHJP

   H02K 1/22 20060101ALI20250213BHJP

【ＦＩ】

H02K1/30 A

H02K1/22 A

【審査請求】未請求

【請求項の数】5

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023128761

(22)【出願日】2023-08-07

(71)【出願人】

【識別番号】000001199

【氏名又は名称】株式会社神戸製鋼所

(74)【代理人】

【識別番号】100115381

【弁理士】

【氏名又は名称】小谷 昌崇

(74)【代理人】

【識別番号】100111453

【弁理士】

【氏名又は名称】櫻井 智

(72)【発明者】

【氏名】小川 徹也

(72)【発明者】

【氏名】宮崎 烈

【テーマコード（参考）】

5H601

【Ｆターム（参考）】

5H601AA29

5H601CC01

5H601CC15

5H601DD01

5H601DD11

5H601EE19

5H601GA02

5H601GC18

(57)【要約】

【課題】本発明は、鉄心に電磁鋼板を利用しても３次元磁極構造の特性を活かすことができる電動機を提供する。
【解決手段】本発明における電動機１０００は、３次元磁極構造を有し、その鉄心２１１ａは、積層された複数の電磁鋼板２１１１で構成され、前記積層された複数の電磁鋼板２１１１における積層面は、前記鉄心２１１ａを通る互いに異なる３方向の第１ないし第３磁束方向のうちの少なくとも２つの磁束方向に対して傾斜している。
【選択図】図３

【特許請求の範囲】

【請求項1】

電機子コイルを備える電機子と、前記電機子と対向して配置される鉄心、および、前記電機子との対向面を可動子磁極として開放するように前記鉄心を囲繞する複数の永久磁石を備える磁極ブロックを複数備える可動子とを備え、
前記磁極ブロックにおける前記複数の永久磁石は、前記鉄心に同一の磁極を向けて配置され、
前記複数の磁極ブロックのそれぞれは、それぞれが備える永久磁石同士が隣り合うように並べて配置され、互いに隣接する磁極ブロックは、永久磁石の一面を互いに接して接続され、
前記鉄心は、積層された複数の電磁鋼板で構成され、
前記積層された複数の電磁鋼板における積層面は、前記鉄心を通る互いに異なる３方向の第１ないし第３磁束方向のうちの少なくとも２つの磁束方向に対して傾斜している、
電動機。

【請求項2】

前記積層された複数の電磁鋼板における積層面は、前記第１ないし第３磁束方向に対して傾斜している、
請求項１に記載の電動機。

【請求項3】

前記積層された複数の電磁鋼板は、前記傾斜の方向が異なる複数の部分を備える、
請求項１に記載の電動機。

【請求項4】

前記複数の部分は、周方向に並置されている、
請求項３に記載の電動機。

【請求項5】

電機子コイルを備える電機子と、前記電機子と対向して配置される鉄心、および、前記電機子との対向面を可動子磁極として開放するように前記鉄心を囲繞する複数の永久磁石を備える磁極ブロックを複数備える可動子とを備え、
前記磁極ブロックにおける前記複数の永久磁石は、前記鉄心に同一の磁極を向けて配置され、
前記複数の磁極ブロックのそれぞれは、それぞれが備える永久磁石同士が隣り合うように並べて配置され、互いに隣接する磁極ブロックは、永久磁石の一面を互いに接して接続され、
前記鉄心は、積層された複数の電磁鋼板で構成され、積層方向の異なる部分を含む複数の部分で形成されている、
電動機。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、３次元磁極構造を備えた電動機に関する。

【背景技術】

【0002】

電動機の出力を向上させるためには、電機子と可動子との間のギャップに生じる磁束数を増大させることが必要である。このために、例えば、特許文献１には、３次元磁極構造を備えた電動機が開示されている。この特許文献１に開示された電動機は、電機子コイルを有する電機子と、前記電機子と対向して配置される鉄心と、前記電機子との対向面を開放して前記鉄心を囲繞する複数の永久磁石とを具備する磁極ブロックを複数有する可動子とを備え、前記磁極ブロックにおいて、前記複数の永久磁石が前記鉄心に同一の磁極を向けて配置され、複数の前記磁極ブロックのそれぞれは、それぞれが具備する永久磁石同士が隣り合うように並べて配置されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特許第７０４４８４４号公報（特開２０２０－２０２７４６号公報）

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

ところで、３次元磁極構造を備えた電動機の鉄心（コア）には、Ｒ方向（径方向）、θ方向（周方向）およびＺ方向（回転軸方向）の３方向から磁束が侵入するため、通常、バルクの純鉄や磁性鉄粉等が利用される。しかしながら、鉄心にバルクの純鉄を利用すると、いわゆる渦電流が大きく発生してしまう。また、鉄心に磁性鉄粉を利用すると、透磁率が低くなってしまい、また、強度が劣ってしまう。一方、これらを解消するために、電動機の鉄心に多用される電磁鋼板を一般的な電動機と同様にＺ方向が法線となるように配置して利用すると、Ｚ方向の磁束が活用し難くなり、３方向からの磁束を利用できるという３次元磁極構造の特性を活かせなくなってしまう。

【0005】

本発明は、上述の事情に鑑みて為された発明であり、その目的は、鉄心に電磁鋼板を利用しても３次元磁極構造の特性を活かすことができる電動機を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明者は、種々検討した結果、上記目的は、以下の本発明により達成されることを見出した。すなわち、本発明の一態様にかかる電動機は、電機子コイルを備える電機子と、前記電機子と対向して配置される鉄心、および、前記電機子との対向面を可動子磁極として開放するように前記鉄心を囲繞する複数の永久磁石を備える磁極ブロックを複数備える可動子とを備え、前記磁極ブロックにおける前記複数の永久磁石は、前記鉄心に同一の磁極を向けて配置され、前記複数の磁極ブロックのそれぞれは、それぞれが備える永久磁石同士が隣り合うように並べて配置され、互いに隣接する磁極ブロックは、永久磁石の一面を互いに接して接続され、前記鉄心は、積層された複数の電磁鋼板で構成され、前記積層された複数の電磁鋼板における積層面は、前記鉄心を通る互いに異なる３方向の第１ないし第３磁束方向のうちの少なくとも２つの磁束方向に対して傾斜している。

【0007】

このような電動機は、３次元磁極構造を備えた電動機であり、鉄心には、電磁鋼板が利用される。ここで、上記電動機は、複数の電磁鋼板における積層面が鉄心を通る互いに異なる３方向の第１ないし第３磁束方向のうちの少なくとも２つの磁束方向に対して傾斜しているので、Ｚ方向の磁束が鉄心に入ることができ、鉄心に電磁鋼板を利用しても３次元磁極構造の特性を活かすことができる。

【0008】

他の一態様では、上述の電動機において、前記積層された複数の電磁鋼板における積層面は、前記第１ないし第３磁束方向に対して傾斜している。

【0009】

このような電動機は、前記積層面が３つの磁束方向に対して傾斜しているので、前記積層面が２つの磁束方向に対して傾斜している場合に較べ、傾きの方向を各方向に分散でき、電磁力の偏りを低減できる。

【0010】

他の一態様では、これら上述の電動機において、前記積層された複数の電磁鋼板は、前記傾斜の方向が異なる複数の部分を備える。好ましくは、上述の電動機において、前記複数の部分それぞれにおける電磁鋼板は、別体で構成されている。好ましくは、上述の電動機において、前記複数の部分それぞれにおける電磁鋼板は、一体で構成されている。

【0011】

このような電動機は、傾斜の方向が異なる複数の部分を備えるので、鉄心内で磁束分布のバランスを取り易く、印加される電磁力に偏りが出難い。

【0012】

他の一態様では、上述の電動機において、前記複数の部分は、周方向に並置されている。好ましくは、上述の電動機において、前記複数の部分は、前記積層された複数の電磁鋼板それぞれを屈曲することによって形成されている。

【0013】

これによれば、前記複数の部分が周方向に並置されている電動機が提供できる。

【0014】

本発明の他の一態様にかかる電動機は、電機子コイルを備える電機子と、前記電機子と対向して配置される鉄心、および、前記電機子との対向面を可動子磁極として開放するように前記鉄心を囲繞する複数の永久磁石を備える磁極ブロックを複数備える可動子とを備え、前記磁極ブロックにおける前記複数の永久磁石は、前記鉄心に同一の磁極を向けて配置され、前記複数の磁極ブロックのそれぞれは、それぞれが備える永久磁石同士が隣り合うように並べて配置され、互いに隣接する磁極ブロックは、永久磁石の一面を互いに接して接続され、前記鉄心は、積層された複数の電磁鋼板で構成され、積層方向の異なる部分を含む複数の部分で形成されている。好ましくは、上述の電動機において、前記複数の部分は、回転軸方向に並置されている。

【0015】

このような電動機は、鉄心が積層方向の異なる部分を含む複数の部分で形成されているので、各方向の磁束を通過させ易くでき、鉄心に電磁鋼板を利用しても３次元磁極構造の特性を活かすことができる。

【発明の効果】

【0016】

本発明にかかる電動機は、鉄心（コア）に電磁鋼板を利用しても３次元磁極構造の特性を活かすことができる。

【図面の簡単な説明】

【0017】

【図1】実施形態における電動機の構成を示す斜視図である。

【図2】前記電動機における可動子（ロータ）の構成を示す斜視図である。

【図3】第１態様における鉄心（コア）の構成を説明するための図である。

【図4】第２態様における一方列の鉄心（コア）の構成を説明するための図である。

【図5】前記第２態様における前記一方列に回転軸方向で隣接する他方列の鉄心（コア）の構成を説明するための図である。

【図6】第３態様における鉄心の構成を説明するための図である。

【図7】第４態様における鉄心の構成を説明するための図である。

【図8】第５および第６態様における各鉄心の構成を説明するための図である。

【図9】第７態様における鉄心の構成を説明するための図である。

【図10】第８態様における鉄心の構成を説明するための図である。

【発明を実施するための形態】

【0018】

以下、図面を参照して、本発明の１または複数の実施形態が説明される。しかしながら、発明の範囲は、開示された実施形態に限定されない。なお、各図において同一の符号を付した構成は、同一の構成であることを示し、適宜、その説明を省略する。本明細書において、総称する場合には添え字を省略した参照符号で示し、個別の構成を指す場合には添え字を付した参照符号で示す。

【0019】

実施形態における電動機（モータ）は、電機子コイルを備える電機子と、前記電機子と対向して配置される鉄心、および、前記電機子との対向面を可動子磁極として開放するように前記鉄心を囲繞する複数の永久磁石を備える磁極ブロックを複数備える可動子とを備える。前記磁極ブロックにおける前記複数の永久磁石は、前記鉄心に同一の磁極を向けて配置され、前記複数の磁極ブロックのそれぞれは、それぞれが備える永久磁石同士が隣り合うように並べて配置され、互いに隣接する磁極ブロックは、永久磁石の一面を互いに接して接続される。このように実施形態における電動機は、３次元磁極構造を備えている。そして、実施形態における電動機では、前記鉄心は、積層された複数の電磁鋼板で構成され、前記積層された複数の電磁鋼板における積層面は、前記鉄心を通る互いに異なる３方向の第１ないし第３磁束方向のうちの少なくとも２つの磁束方向に対して傾斜している。以下、このような電動機について、より具体的に説明する。

【0020】

図１は、実施形態における電動機の構成を示す斜視図である。図２は、前記電動機における可動子（ロータ）の構成を示す斜視図である。図２Ａは、全体図であり、図２Ｂは、図２Ａで○で囲んだ部分の一部拡大図である。

【0021】

実施形態における電動機１０００は、例えば、図１および図２に示すように、電機子１と、可動子２とを備え、本実施形態では、電機子１の内側に可動子２を回転可能に配置したラジアルギャップ型のインナーロータ型である。

【0022】

電機子１は、複数の電機子コイルを備え、前記複数の電機子コイルによって、可動子２を回転させるための磁界を発生させる部品である。より具体的には、電機子１は、本実施形態では固定子（ステータ）として機能し、例えば、図１に示すように、円環状（円筒状）のヨーク部と、前記ヨーク部の内周面において周方向に等間隔で並び、前記内周面から径方向の内側（中心に向けて）に突出した、柱状の、複数のティース部と、前記複数の電機子コイルとしての、前記複数のティース部それぞれに巻き回された複数のコイルとを備える。前記ヨーク部および前記ティース部は、例えば軟鉄やソフトフェライト等の軟磁性体によって一体的にあるいは複数個の組み合わせで形成されている。

【0023】

可動子２は、磁気を帯びる複数の磁極ブロック２１を備え、電機子１で生成された各磁界（回転磁界）と複数の磁極ブロック２１で生成された各磁界との磁気的な相互作用によって可動する部品である。可動子２は、図略の円柱状の回転軸（出力軸）に固定的に取り付けられている。より具体的には、可動子２は、本実施形態では回転子（ロータ）として機能し、例えば、図２に示すように、複数の磁極ブロック２１と、バックヨーク２２とを備える。

【0024】

複数の磁極ブロック２１は、それぞれ、電機子１と対向して配置される鉄心（コア）２１１、および、電機子１との対向面を可動子磁極として開放するように鉄心２１１を囲繞する複数の永久磁石２１２～２１４を備えている。磁極ブロック２１における複数の永久磁石２１２～２１４は、鉄心２１１に同一の磁極を向けて配置され、前記複数の磁極ブロック２１のそれぞれは、それぞれが備える永久磁石２１２～２１４同士が隣り合うように並べて配置され、互いに隣接する磁極ブロック２１は、永久磁石２１２～２１４の一面を互いに接して接続される。複数の永久磁石２１２～２１４は、それぞれ、直方体形状または立方体形状である。このような磁極ブロック２１は、図２Ｂに、相対的に太い矢印で示すように磁束が向き、電機子１と可動子２との間のギャップ（エアギャップ）に生じる磁束を増大させる構成であり、例えば、特許第６８３５６９２号公報（特開２０１９－７５８４８号公報）や前記特許文献１等に開示されている。バックヨーク２２は、円環状（円筒状）の部材であり、前記ヨーク部と同様に、軟磁性体によって形成されている。バックヨーク２２の外周面には、周方向に順次に前記複数の磁極ブロック２１が配設されている。

【0025】

より具体的には、前記周方向に順次に配設された複数の磁極ブロック２１は、前記回転軸方向に複数列で配設され、鉄心２１１は、大略、６面体であり、複数の永久磁石２１２～２１４は、鉄心２１１の底面に配設される第１永久磁石（Ｒ磁石）２１２、前記鉄心２１１における回転方向に沿う側面に配設される第２永久磁石（θ磁石）２１３、および、各列間に配設される第３永久磁石（Ｚ磁石）２１４を含む。当該磁極ブロック２１において、鉄心２１１における前記回転方向に沿う一方の側面は、当該磁極ブロック２１の第２永久磁石２１３によって囲まれ、前記鉄心２１１における前記回転方向に沿う他方の側面は、前記複数の磁極ブロック２１がバックヨーク２２における周方向に外周面に順次に配設されることで、当該磁極ブロック２１の周方向に隣接して配設された他の磁極ブロック２１の第２永久磁石２１３によって囲まれる。したがって、図２に示す例では、１個の鉄心２１１は、底面、前記回転方向に沿う２個の側面および列間の側面の４面で第１ないし第３永久磁石２１２、２１３、２１４によって囲まれる。なお、図２に示す例では、前記複数の磁極ブロック２１は、２列でバックヨーク２２の外周面に配設されているが、これに限定されるものではなく、任意の個数の複数列でバックヨーク２２の外周面に配設されてよい。

【0026】

鉄心（コア）２１１における電機子１との対向面（永久磁石が当接していない開方面）は、図２Ａおよび図２Ｂに示すように、周方向に曲率を持ち、回転軸方向に曲率を持たない（曲率半径が無限大）曲面となっている。鉄心２１１は、上述のように、大略、６面体であるが、本実施形態では、複数の磁極ブロック２１を留める円環状の、図略の留具が嵌まり込むように、鉄心２１１における前記回転軸方向の両端部それぞれに段部が形成されている。このような鉄心２１１は、本実施形態では、積層された複数の電磁鋼板で構成され、前記積層された複数の電磁鋼板における積層面は、鉄心２１１を通る互いに異なる３方向の第１ないし第３磁束方向のうちの少なくとも２つの磁束方向に対して傾斜している。例えば、前記第１磁束方向は、Ｒ方向（径方向）であり、前記第２磁束方向は、θ方向（周方向）であり、前記第３磁束方向は、Ｚ方向（回転軸方向）である。

【0027】

より具体的には、鉄心２１１は、本実施形態では、次の第１ないし第８態様のうちのいずれかで構成されている。

【0028】

図３は、第１態様における鉄心（コア）の構成を説明するための図である。図４は、第２態様における一方列の鉄心（コア）の構成を説明するための図である。図５は、前記第２態様における前記一方列に回転軸方向で隣接する他方列の鉄心（コア）の構成を説明するための図である。図６は、第３態様における鉄心（コア）の構成を説明するための図である。図６Ａは、１個の鉄心を示し、図６Ｂは、バックヨーク２２に配置された様子で複数の鉄心を示す。図７は、第４態様における鉄心（コア）の構成を説明するための図である。図７Ａは、１個の鉄心を示し、図７Ｂは、バックヨーク２２に配置された様子で複数の鉄心を示す。図８は、第５および第６態様における各鉄心（コア）の構成を説明するための図である。図８Ａは、第５態様の鉄心を示し、図８Ｂは、第６態様の鉄心を示し、図８Ａおよび図８Ｂは、バックヨーク２２に配置された様子で複数の鉄心を示す。図９は、第７態様における鉄心（コア）の構成を説明するための図である。図１０は、第８態様における鉄心（コア）の構成を説明するための図である。図１０Ａは、バックヨーク２２に配置された様子で複数の鉄心を示し、図１０Ｂは、１個の鉄心を示す。これら図３ないし図９および図１０Ｂは、図２Ｂに、相対的に細い矢印で示すように、径方向外側から径方向に沿って径方向内側へ見た場合で鉄心２１１ａ～２１１ｉが図示されている。これら図３ないし図１０には、説明の都合上、各図に示すように、可動子２の外周の接線方向に沿う線分をｘ軸とし、Ｒ方向に沿う線分をｙ軸とし、Ｚ方向に沿う線分をｚ軸としたｘｙｚ直交座標系が設定される。これら図３ないし図１０では、説明の都合上、図２に示す上述の段部は、省略されている。

【0029】

第１態様の鉄心（コア）２１１ａは、例えば、図３に示すように、積層された複数の電磁鋼板２１１１で構成され、前記積層された複数の電磁鋼板２１１１における積層面は、θ方向およびＺ方向の２つの磁束方向に対して傾斜している。より具体的には、前記複数の電磁鋼板２１１１は、それぞれ、板状であり、前記積層面がＲ方向（ｙ軸方向）に沿って配置されるとともに、Ｒ方向に沿う線分（ｙ軸）を回転軸に、前記積層面の法線がＺ方向から、Ｚθ面（ｚｘ面）内で所定の傾斜角（第１傾斜角）だけ傾斜するように配置されている。図３に示す例では、前記第１傾斜角は、Ｚ方向からＺθ面（ｚｘ面）内で反時計回りに４５［度］であり、このため、前記積層面がｘ軸に対し４５［度］傾斜し、かつ、ｚ軸に対し４５［度］傾斜している。前記ｘｙｚ直交座標系において、前記積層面の法線方向を表す単位ベクトルは、（１、０、１）である。なお、前記第１傾斜角は、１：１の４５［度］に限らず、Ｚ方向からＺθ面（ｚｘ面）内で反時計回りで、０［度］＜前記第１傾斜角＜９０［度］であってよい。

【0030】

前記周方向に順次に配設された複数の磁極ブロック２１が前記回転軸方向（Ｚ方向）に複数列で配設されている場合、各列の鉄心２１１ａにおける複数の電磁鋼板２１１１は、同様に配設されてよいが、バランスよく力を働かせる観点から、前記複数列における互いに隣接する２列において、前記２列間のθＲ面（ｘｙ面）が対象面となるように配設されることが好ましい。図３に示す例では、前記複数列における互いに隣接する２列における一方列の複数の電磁鋼板２１１１は、前記第１傾斜角がＺ方向からＺθ面（ｚｘ面）内で反時計回りに４５［度］であるように配設され、前記複数列における互いに隣接する２列における他方列の複数の電磁鋼板２１１１は、前記第１傾斜角がＺ方向からＺθ面（ｚｘ面）内で時計回りに４５［度］であるように配設される。

【0031】

第２態様の鉄心（コア）２１１ｂ、２１１ｃは、例えば、図４および図５に示すように、積層された複数の電磁鋼板２１１２、２１１３で構成され、前記積層された複数の電磁鋼板２１１２、２１１３における積層面は、Ｚ方向およびＲ方向の２つの磁束方向に対して傾斜している。

【0032】

より具体的には、回転軸方向に配列された複数列における一方列の鉄心２１１ｂにおいて、図４に示すように、前記複数の電磁鋼板２１１２は、それぞれ、板状であり、前記積層面がθ方向の接線方向（ｘ軸方向）に沿って配置されるとともに、θ方向の接線方向に沿う線分（ｘ軸）を回転軸に、前記積層面の法線がＺ方向から、ＲＺ面（ｙｚ面）内で所定の傾斜角（第２傾斜角）だけ傾斜するように配置されている。図４に示す例では、前記第２傾斜角は、Ｚ方向からＲＺ面（ｙｚ面）内で反時計回りに４５［度］であり、このため、前記積層面がｙ軸に対し４５［度］傾斜し、かつ、ｚ軸に対し４５［度］傾斜している。前記ｘｙｚ直交座標系において、前記積層面の法線方向を表す単位ベクトルは、（０、１、－１）である。なお、前記第２傾斜角は、この角度に限らず、Ｚ方向からＲＺ面（ｙｚ面）内で反時計回りで、0［度］＜前記第２傾斜角＜9０［度］であってよい。前記一方列に回転軸方向で隣接する他方列の鉄心２１１ｃにおいて、図５に示すように、前記複数の電磁鋼板２１１３は、それぞれ、板状であり、前記積層面がθ方向の接線方向（ｘ軸方向）に沿って配置されるとともに、θ方向の接線方向に沿う線分（ｘ軸）を回転軸に、前記積層面の法線がＺ方向から、ＲＺ面（ｙｚ面）内で時計回りに所定の傾斜角（第３傾斜角）だけ傾斜するように配置されている。図５に示す例では、前記第３傾斜角は、Ｚ方向からＲＺ面（ｙｚ面）内で時計回りに４５［度］であり、このため、前記積層面がｙ軸に対し４５［度］傾斜し、かつ、ｚ軸に対し４５［度］傾斜している。前記ｘｙｚ直交座標系において、前記積層面の法線方向を表す単位ベクトルは、（０、１、１）である。なお、前記第３傾斜角は、この角度に限らず、ＲＺ面（ｙｚ面）内で時計回りで、０［度］＜前記第３傾斜角＜９０［度］であってよい。

【0033】

そして、第２態様では、図４および図５に示すように、前記複数列における互いに隣接する２列において、前記２列間のθＲ面（ｘｙ面）が対象面となるように配設され、ｚ軸方向の磁束が前記ティース部をその突出方向に抜けるように配設される。

【0034】

このような第２態様では、バランスよく力が働くようになる。

【0035】

第３態様の鉄心（コア）２１１ｄは、例えば、図６Ａに示すように、積層された複数の電磁鋼板２１１４で構成され、前記積層された複数の電磁鋼板２１１４における積層面は、θ方向およびＺ方向の２つの磁束方向に対して傾斜している。そして、この第３態様の鉄心２１１ｄでは、前記積層された複数の電磁鋼板２１１４は、前記傾斜の方向が異なる複数の部分を備え、前記複数の部分は、周方向に並置されている。言い換えれば、第３態様の鉄心２１１ｄは、前記積層された複数の電磁鋼板２１１４で構成され、積層方向の異なる部分を含む複数の部分で形成され、前記複数の部分は、周方向に並置されている。図６Ａに示す例では、前記複数の電磁鋼板２１１４は、それぞれ、板状であり、前記積層面がＲ方向（ｙ軸方向）に沿って配置されるとともに、Ｒ方向に沿う線分（ｙ軸）を回転軸に、前記積層面の法線がＺ方向から、Ｚθ面（ｚｘ面）内で反時計回りに所定の傾斜角（第４傾斜角）だけ傾斜するように配置されている部分（第１部分）と、前記積層面がＲ方向（ｙ軸方向）に沿って配置されるとともに、Ｒ方向に沿う線分（ｙ軸）を回転軸に、前記積層面の法線がＺ方向から、Ｚθ面（ｚｘ面）内で時計回りに前記第４傾斜角だけ傾斜するように配置されている部分（第２部分）とを備えて構成されている。図６Ａに示す例では、前記第１部分の前記第４傾斜角は、Ｚ方向からＺθ面（ｚｘ面）内で反時計回りに４５［度］であり、前記第２部分の前記第４傾斜角は、Ｚ方向からＺθ面（ｚｘ面）内で時計回りに４５［度］であり、このため、電磁鋼板２１１４のＺθ面（ｚｘ面）の断面形状は、略∧字形状である。前記第１部分の電磁鋼板と前記第２部分の電磁鋼板とは、別体で構成してもよいが、本実施形態では、一体で構成され、この一体で構成される電磁鋼板は、θ方向の中央位置において９０［度］で屈曲している。なお、前記第４傾斜角は、０［度］＜前記第４傾斜角＜９０［度］であってよい。そして、第４態様の鉄心（コア）２１１ｄでは、例えば、図６Ｂに示すように、前記複数列における互いに隣接する２列において、前記２列間のＲθ面（ｘｙ面）が対象面となるように配設される。

【0036】

第４態様の鉄心（コア）２１１ｅは、例えば、図７Ａに示すように、積層された複数の電磁鋼板２１１５で構成され、前記積層された複数の電磁鋼板２１１５における積層面は、θ方向およびＺ方向の２つの磁束方向に対して傾斜している。そして、この第４態様の鉄心２１１ｅでは、前記積層された複数の電磁鋼板２１１５は、前記傾斜の方向が異なる複数の部分を備え、前記複数の部分は、周方向に並置されている。言い換えれば、第４態様の鉄心２１１ｅは、前記積層された複数の電磁鋼板２１１５で構成され、積層方向の異なる部分を含む複数の部分で形成され、前記複数の部分は、周方向に並置されている。図７Ａに示す例では、前記複数の電磁鋼板２１１５は、それぞれ、板状であり、前記積層面がＲ方向（ｙ軸方向）に沿って配置されるとともに、Ｒ方向に沿う線分（ｙ軸）を回転軸に、前記積層面の法線がＺ方向から、Ｚθ面（ｚｘ面）内で、時計回りに所定の傾斜角（第５傾斜角）だけ傾斜するように配置されている部分（第３部分）と、前記積層面がＲ方向（ｙ軸方向）に沿って配置されるとともに、Ｒ方向に沿う線分（ｙ軸）を回転軸に、前記積層面の法線がＺ方向から、Ｚθ面（ｚｘ面）内で、反時計回りに前記第５傾斜角だけ傾斜するように配置されている部分（第４部分）とを備えて構成されている。図７Ａに示す例では、前記第３部分の前記第５傾斜角は、Ｚ方向からＺθ面（ｚｘ面）内で時計回りに４５［度］であり、前記第４部分の前記第５傾斜角は、Ｚ方向からＺθ面（ｚｘ面）内で反時計回りに４５［度］であり、このため、電磁鋼板２１１４のＺθ面（ｚｘ面）の断面形状は、略Ｖ字形状である。前記第３部分の電磁鋼板と前記第４部分の電磁鋼板とは、別体で構成してもよいが、本実施形態では、一体で構成され、この一体で構成される電磁鋼板は、θ方向の中央位置において９０［度］で屈曲している。なお、前記第５傾斜角は、０［度］＜前記第５傾斜角＜９０［度］であってよい。そして、第４態様の鉄心（コア）２１１ｅでは、例えば、図７Ｂに示すように、前記複数列における互いに隣接する２列において、前記２列間のθＲ面（ｘｙ面）が対象面となるように配設される。

【0037】

第５態様の鉄心（コア）２１１ｆは、例えば、図８Ａに示すように、図６Ａに示す上述の第３態様の鉄心２１１ｄと同様な鉄心２１１ｆ（２１１ｆ－１２、２１１ｆ－１４；２１１ｆ－２２、２１１ｆ－２４）と、図７Ａに示す上述の第４態様の鉄心２１１ｅと同様な鉄心２１１ｆ（２１１ｆ－１１、２１１ｆ－１３、２１１ｆ－１５；２１１ｆ－２１、２１１ｆ－２３、２１１ｆ－２５）とを周方向に交互に配置するように備え、前記複数列における互いに隣接する２列において、同様に配設されている。

【0038】

第６態様の鉄心（コア）２１１ｇは、例えば、図８Ｂに示すように、図６Ａに示す上述の第３態様の鉄心２１１ｄと同様な鉄心２１１ｇ（２１１ｇ－１１、２１１ｇ－１３、２１１ｇ－１５；２１１ｇ－２２、２１１ｇ－２４）と、図７Ａに示す上述の第４態様の鉄心２１１ｅと同様な鉄心２１１ｇ（２１１ｇ－１２、２１１ｇ－１４；２１１ｇ－２１、２１１ｇ－２３、２１１ｇ－２５）とを周方向に交互に配置するように備え、前記複数列における互いに隣接する２列において、前記２列間のθＲ面（ｘｙ面）が対象面となるように配設される。

【0039】

なお、第３ないし第６態様では、前記複数の部分は、２つであったが、３つ以上であってよい。

【0040】

第３ないし第６態様の鉄心２１１ｄ～２１１ｇのうちのいずれかを備えた電動機１０００は、傾斜の方向が異なる複数の部分を備えるので、鉄心内で磁束分布のバランスを取り易く、印加される電磁力に偏りが出難い。

【0041】

第７態様の鉄心（コア）２１１ｈは、例えば、図９に示すように、積層された複数の電磁鋼板２１１８で構成され、前記積層された複数の電磁鋼板２１１８における積層面は、Ｒ方向、θ方向およびＺ方向の３つの磁束方向に対して傾斜している。より具体的には、前記複数の電磁鋼板２１１８は、それぞれ、板状であり、前記積層面の法線がＺ方向から、Ｒ方向、θ方向およびＺ方向のうちの２つの方向に沿う２つの各線分で形成される２つの各面内それぞれで所定の各傾斜角（第８Ａおよび第８Ｂ傾斜角）だけ傾斜するように配置されている。図９に示す例では、前記第８Ａ傾斜角は、Ｚ方向からＺθ面（ｚｘ面）内で反時計回りに４５［度］であり、前記第８Ｂ傾斜角は、Ｚ方向からＲＺ面（ｙｚ面）内で時計回りに４５［度］であり、このため、前記積層面がｘ軸方向に対し４５［度］傾斜し、かつ、ｙ軸方向に対し４５［度］傾斜し、かつ、ｚ軸方向に対し４５［度］傾斜している。前記ｘｙｚ直交座標系において、前記積層面の法線方向を表す単位ベクトルは、（１、１、１）である。なお、前記第８Ａ傾斜角は、０［度］＜前記第１傾斜角＜９０［度］であってよく、前記第８Ｂ傾斜角は、０［度］＜前記第１傾斜角＜９０［度］であってよい。

【0042】

第７態様の鉄心２１１ｈを備えた電動機１０００は、前記積層面が３つの磁束方向に対して傾斜しているので、前記積層面が２つの磁束方向に対して傾斜している場合に較べ、傾きの方向を各方向に分散でき、電磁力の偏りを低減できる。

【0043】

第８態様の鉄心（コア）２１１ｉは、例えば、図１０に示すように、積層された複数の電磁鋼板２１１９で構成され、積層方向の異なる部分を含む複数の部分で形成されている。図１０に示す例では、第９態様の鉄心２１１ｉは、第１方向（この例ではθ方向）に積層された部分（第５部分）と、前記第１方向と異なる第２方向（この例ではＺ方向）に積層された部分（第６部分）とを備え、前記第５および第６部分は、Ｚ方向に並置されている。すなわち、前記第５部分は、積層された板状の複数の電磁鋼板２１１９－１で構成され、第１方向（θ方向）を積層方向とする鉄心２１１ｉの一部分であり、前記第６部分は、積層された板状の複数の電磁鋼板２１１９－２で構成され、第２方向（Ｚ方向）を積層方向とする鉄心２１１ｉの残余の部分である。前記ｘｙｚ直交座標系において、前記第５部分における積層面の法線方向を表す単位ベクトルは、（１、０、０）であり、前記第６部分における積層面の法線方向を表す単位ベクトルは、（０、０、１）である。

【0044】

前記第５部分と前記第６部分との割合は、鉄心２１１ｉに接する磁石表面積の割合にほぼ比例する。図１、図２および図１０に示す例では、Ｒ磁石の表面積が相対的に大きく、Ｚ磁石の表面積が相対的に小さいため、前記第５部分が前記第６部分に較べて小さくなっている。

【0045】

前記周方向に順次に配設された複数の磁極ブロック２１が前記回転軸方向（Ｚ方向）に複数列で配設されている場合、各列の鉄心２１１ｉにおける複数の電磁鋼板２１１９は、同様に配設されてよいが、バランスよく力を働かせる観点から、前記複数列における互いに隣接する２列において、前記２列間のＲθ面（ｘｙ面）が対象面となるように配設されることが好ましい。

【0046】

第８態様の鉄心２１１ｉを備えた電動機１０００は、鉄心が積層方向の異なる部分を含む複数の部分で形成されているので、各方向の磁束を通過させ易くできる。

【0047】

第１、第２および第７態様の鉄心２１１ａ、（２１１ｂ、２１１ｃ）、２１１ｈは、単に電磁鋼板を積層することによって形成できるので、第３ないし第６態様の鉄心２１１ｄ～２１１ｇに較べ容易に形成できる。

【0048】

以上説明したように、実施形態における電動機１０００は、複数の電磁鋼板における積層面が鉄心を通る互いに異なる３方向の第１ないし第３磁束方向のうちの少なくとも２つの磁束方向に対して傾斜しているので、Ｚ方向の磁束が鉄心に入ることができ、鉄心に電磁鋼板を利用しても３次元磁極構造の特性を活かすことができる。

【0049】

本発明を表現するために、上述において図面を参照しながら実施形態を通して本発明を適切且つ十分に説明したが、当業者であれば上述の実施形態を変更および／または改良することは容易に為し得ることであると認識すべきである。したがって、当業者が実施する変更形態または改良形態が、請求の範囲に記載された請求項の権利範囲を離脱するレベルのものでない限り、当該変更形態または当該改良形態は、当該請求項の権利範囲に包括されると解釈される。

【符号の説明】

【0050】

１０００ 電動機
１ 電機子
２ 可動子
２１ 磁極ブロック
２１１、２１１ａ～２１１ｉ 鉄心（コア）
２１２、２１３、２１４ 永久磁石

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】