(57)【要約】      （修正有）【課題】漏れ磁束を好適に低減でき、モータのトルクを向上させることができる構造を有するロータを提供する。【解決手段】環状の内コア部２１、内コア部の径方向外側において周方向に沿って互いに間隔を空けて配置される複数の外コア部２２、および外コア部と内コア部とを繋ぐ複数の連結部２３を有するロータコア２０と、外コア部同士の間にそれぞれ位置し、内コア部よりも径方向外側に離れて配置される複数のマグネット３０と、を備える。外コア部のそれぞれは、外コア部の周方向両端部から径方向内側に延びる２つの連結部によって内コア部と繋げられる。複数の連結部は、マグネットの径方向内端部を周方向に挟む一対の連結部を含む。一対の連結部は、それぞれマグネットの径方向内端部の周方向側面と接触する接触部２３ｄ、２３ｆを有する。接触部は、周方向の寸法が一様で、かつ、周方向側面に沿って延びる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
中心軸を中心として回転可能なロータであって、
周方向に沿った環状の内コア部、前記内コア部の径方向外側において周方向に沿って互いに間隔を空けて配置される複数の外コア部、および前記外コア部と前記内コア部との径方向の間に位置し前記外コア部と前記内コア部とを繋ぐ複数の連結部を有するロータコアと、
周方向に隣り合う前記外コア部同士の間にそれぞれ位置し、前記内コア部よりも径方向外側に離れて配置される複数のマグネットと、
を備え、
前記外コア部のそれぞれは、前記外コア部の周方向両端部から径方向内側に延びる２つの前記連結部によって前記内コア部と繋げられ、
前記複数の連結部は、前記マグネットの径方向内端部を周方向に挟む一対の連結部を含み、
前記一対の連結部は、それぞれ前記マグネットの径方向内端部の周方向側面と接触する接触部を有し、
前記接触部は、周方向の寸法が一様で、かつ、前記周方向側面に沿って延びる、ロータ。
【請求項２】
前記外コア部の周方向両端部から径方向内側に延びる２つの前記連結部は、それぞれ直接的に前記内コア部に繋がる、請求項１に記載のロータ。
【請求項３】
前記連結部の全体は、周方向の寸法が一様で、かつ、前記周方向側面に沿って延びる、請求項１または２に記載のロータ。
【請求項４】
前記マグネットと前記内コア部との間の径方向の距離は、前記接触部の径方向の寸法よりも大きい、請求項１から３のいずれか一項に記載のロータ。
【請求項５】
前記マグネットと前記内コア部との間の径方向の距離は、前記マグネットの周方向の寸法よりも大きい、請求項１から４のいずれか一項に記載のロータ。
【請求項６】
前記接触部の径方向の寸法は、前記マグネットの径方向の寸法の６分の１よりも大きい、請求項１から５のいずれか一項に記載のロータ。
【請求項７】
前記接触部の径方向の寸法は、前記マグネットの径方向の寸法の４分の１よりも小さい、請求項６に記載のロータ。
【請求項８】
前記外コア部は、前記外コア部の径方向内端部の周方向中央部から径方向外側に窪む凹部を有し、
前記凹部の周方向両側面は、径方向外側に向かうに従って互いに周方向に近づく向きに傾斜し、径方向外端部において互いに繋がる、請求項１から７のいずれか一項に記載のロータ。
【請求項９】
前記接触部の径方向の寸法をＬ１とし、前記外コア部の径方向内端部から前記凹部の周方向両側面同士の接続点までの径方向の距離をＬ２とし、前記マグネットの径方向の寸法をＭＬとしたとき、Ｌ２＞（ＭＬ−Ｌ１）／６を満たす、請求項８に記載のロータ。
【請求項１０】
Ｌ２＜（ＭＬ−Ｌ１）／２を満たす、請求項９に記載のロータ。
【請求項１１】
前記ロータコアは、前記連結部から周方向に突出する凸部を有し、
前記凸部は、前記マグネットの径方向内側に対向して配置される、請求項１から１０のいずれか一項に記載のロータ。
【請求項１２】
前記凸部の軸方向の寸法は、前記連結部の軸方向の寸法よりも小さい、請求項１１に記載のロータ。
【請求項１３】
前記凸部は、前記連結部の軸方向一方側の端部から前記連結部の軸方向他方側の端部まで軸方向に延びる、請求項１１に記載のロータ。
【請求項１４】
請求項１から１３のいずれか一項に記載のロータを備える、モータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ロータ、およびモータに関する。
【背景技術】
【０００２】
内側環状部、リング状に配列される複数のセクタセグメントを含む外側環状部、および内側環状部とセクタセグメントとを繋ぐ結合アームを有する回転子鉄心と、セクタセグメント同士の間にそれぞれ位置する永久磁石と、を備える回転子が知られる。例えば、特許文献１には、磁気漏れを低減するために、結合アームの数を少なくする構成が記載される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１５−１０７０５１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、上記の特許文献１のような構成では、例えば、セクタセグメントの周方向中央部に結合した結合アームから径方向内側へと磁束が流れやすく、磁気漏れを十分に低減できない場合があった。そのため、回転子が備えられたモータの回転トルクを十分に向上できない場合があった。
【０００５】
本発明は、上記事情に鑑みて、漏れ磁束を好適に低減でき、モータのトルクを向上させることができる構造を有するロータ、およびそのようなロータを備える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】
本発明のロータの一つの態様は、中心軸を中心として回転可能なロータであって、周方向に沿った環状の内コア部、前記内コア部の径方向外側において周方向に沿って互いに間隔を空けて配置される複数の外コア部、および前記外コア部と前記内コア部との径方向の間に位置し前記外コア部と前記内コア部とを繋ぐ複数の連結部を有するロータコアと、周方向に隣り合う前記外コア部同士の間にそれぞれ位置し、前記内コア部よりも径方向外側に離れて配置される複数のマグネットと、を備える。前記外コア部のそれぞれは、前記外コア部の周方向両端部から径方向内側に延びる２つの前記連結部によって前記内コア部と繋げられる。前記複数の連結部は、前記マグネットの径方向内端部を周方向に挟む一対の連結部を含む。前記一対の連結部は、それぞれ前記マグネットの径方向内端部の周方向側面と接触する接触部を有する。前記接触部は、周方向の寸法が一様で、かつ、前記周方向側面に沿って延びる。
【０００７】
本発明のモータの一つの態様は、上記のロータを備える。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の一つの態様によれば、漏れ磁束を好適に低減でき、モータのトルクを向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】図１は、本実施形態のモータを示す断面図である。
【図２】図２は、本実施形態のモータの一部を示す断面図であって、図１におけるII−II断面図である。
【図３】図３は、本実施形態のロータの一部を示す断面図であって、図２におけるIII−III断面図である。
【図４】図４は、本実施形態の変形例であるロータの一部を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
各図に適宜示すＺ軸方向は、正の側を「上側」とし、負の側を「下側」とする上下方向である。各図に適宜示す中心軸Ｊは、Ｚ軸方向と平行であり、上下方向に延びる仮想線である。以下の説明においては、中心軸Ｊの軸方向、すなわち上下方向と平行な方向を単に「軸方向」と呼び、中心軸Ｊを中心とする径方向を単に「径方向」と呼び、中心軸Ｊを中心とする周方向を単に「周方向」と呼ぶ。
【００１１】
なお、上下方向、上側および下側とは、単に各部の配置関係等を説明するための名称であり、実際の配置関係等は、これらの名称で示される配置関係等以外の配置関係等であってもよい。
【００１２】
図１に示すように、本実施形態のモータ１は、ハウジング２と、ロータ１０と、ステータ３と、ベアリングホルダ４と、ベアリング５ａ，５ｂと、を備える。ハウジング２は、ロータ１０、ステータ３、ベアリングホルダ４およびベアリング５ａ，５ｂを収容する。ステータ３は、ロータ１０の径方向外側に位置する。ステータ３は、ステータコア３ａと、インシュレータ３ｂと、複数のコイル３ｃと、を有する。複数のコイル３ｃは、インシュレータ３ｂを介してステータコア３ａに装着される。ベアリングホルダ４は、ベアリング５ｂを保持する。
【００１３】
本実施形態のロータ１０は、中心軸Ｊを中心として回転可能である。ロータ１０は、シャフト１１と、ロータ本体１２と、を備える。シャフト１１は、中心軸Ｊを中心として軸方向に延びる円柱状である。シャフト１１は、ベアリング５ａ，５ｂによって中心軸Ｊ回りに回転可能に支持される。ロータ本体１２は、シャフト１１の外周面に固定される。図２に示すように、ロータ本体１２は、複数のマグネット３０と、ロータコア２０と、を備える。すなわち、ロータ１０は、複数のマグネット３０と、ロータコア２０と、を備える。
【００１４】
複数のマグネット３０は、永久磁石である。複数のマグネット３０は、周方向に沿って互いに間隔を空けて配置される。図示は省略するが、本実施形態において複数のマグネット３０は、周方向に沿って一周に亘って等間隔に配置される。マグネット３０は、周方向に沿って配置される磁極としてＮ極とＳ極とを有する。周方向に隣り合うマグネット３０の磁極は、周方向において互いに同極が向かい合う。すなわち、周方向に隣り合う一対のマグネット３０において、例えば、周方向一方側に位置するマグネット３０の周方向他方側の磁極がＮ極の場合、周方向他方側に位置するマグネット３０の周方向一方側の磁極はＮ極である。また、例えば、周方向一方側に位置するマグネット３０の周方向他方側の磁極がＳ極の場合、周方向他方側に位置するマグネット３０の周方向一方側の磁極はＳ極である。マグネット３０は、例えば、直方体形状である。マグネット３０は、軸方向に沿って視て、径方向に延びる長方形状である。
【００１５】
図２では、マグネット３０の周方向における中心を通る仮想線として周方向中心線Ｃ２を示す。周方向中心線Ｃ２は、径方向のうちマグネット３０の周方向の中心を通る方向に延びる。マグネット３０の周方向両側面は、軸方向と平行で、かつ、周方向中心線Ｃ２と平行な平坦面である。
【００１６】
ロータコア２０は、マグネット３０によって励磁される磁性体である。ロータコア２０は、内コア部２１と、複数の外コア部２２と、複数の連結部２３と、凸部２５ａ，２５ｂと、を有する。図示は省略するが、内コア部２１は、周方向に沿った環状である。本実施形態において内コア部２１は、中心軸Ｊを中心とする円環状である。内コア部２１の径方向内側には、シャフト１１が通される。内コア部２１とシャフト１１とは、例えば圧入によって固定される。内コア部２１は、複数のマグネット３０よりも径方向内側に離れて配置される。
【００１７】
複数の外コア部２２は、内コア部２１の径方向外側において周方向に沿って互いに間隔を空けて配置される。図示は省略するが、本実施形態において複数の外コア部２２は、周方向に沿って一周に亘って等間隔に配置される。外コア部２２は、内コア部２１から径方向外側に離れた位置に位置する。
【００１８】
図２では、外コア部２２の周方向における中心を通る仮想線として周方向中心線Ｃ１を示す。周方向中心線Ｃ１は、径方向のうち外コア部２２の周方向の中心を通る方向に延びる。外コア部２２は、周方向中心線Ｃ１に沿った径方向に延びる。以下の説明では、外コア部２２において、周方向における周方向中心線Ｃ１から離れる側を「周方向外側」と呼び、周方向における周方向中心線Ｃ１に近づく側を「周方向内側」と呼ぶ。
【００１９】
外コア部２２の周方向の寸法は、径方向外側に向かうに従って大きくなる。外コア部２２の周方向両側の側面は、軸方向と平行であり、互いに傾く平坦面である。外コア部２２の周方向両側の側面は、軸方向に沿って視て、径方向外側に向かうに従って周方向外側に位置する向きに傾く。本実施形態において外コア部２２の周方向一方側の側面は、外コア部２２の周方向一方側に隣り合うマグネット３０の周方向中心線Ｃ２と平行である。本実施形態において外コア部２２の周方向他方側の側面は、外コア部２２の周方向他方側に隣り合うマグネット３０の周方向中心線Ｃ２と平行である。
【００２０】
外コア部２２の周方向両側面の径方向外端部には、周方向外側に突出する突出部２２ｃ，２２ｄが設けられる。図示は省略するが、突出部２２ｃ，２２ｄは、外コア部２２の上側の端部から下側の端部まで延びる。外コア部２２の径方向外側の端面は、軸方向に沿って視て、径方向外側に凸となる曲面である。外コア部２２の径方向外側の端面は、周方向中心線Ｃ１から周方向外側に向かうに従って径方向内側に湾曲する。
【００２１】
外コア部２２は、外コア部２２の径方向内端部の周方向中央部から径方向外側に窪む凹部２２ａを有する。凹部２２ａの周方向両側面は、径方向外側に向かうに従って互いに周方向に近づく向きに傾斜し、凹部２２ａの径方向外端部において繋がる。凹部２２ａの周方向両側面同士の接続点２２ｂは、周方向中心線Ｃ１上に配置される。凹部２２ａの周方向両側面は、軸方向と平行であり、互いに傾く平坦面である。凹部２２ａの内部は、軸方向に沿って視て、接続点２２ｂを１つの頂点とする三角形状である。
【００２２】
本実施形態において外コア部２２の径方向内側の端部には、後述する２つの連結部２３が繋がる周方向両端部を除いて凹部２２ａが設けられる。外コア部２２のうち凹部２２ａの周方向両側に位置する部分は、外コア部２２の径方向内側の端部を含み、径方向内側から径方向外側に向かうに従って周方向の寸法が大きくなる。
【００２３】
周方向に隣り合う外コア部２２同士の間には、複数のマグネット３０がそれぞれ位置する。周方向に隣り合う外コア部２２同士の間に位置するマグネット３０の周方向両側面は、周方向に隣り合う外コア部２２の周方向側面と接触する。外コア部２２とマグネット３０とは、例えば、接着剤等により互いに固定される。
【００２４】
外コア部２２は、周方向に隣り合って配置される一対のマグネット３０によって励磁される。外コア部２２に隣り合う一対のマグネット３０における外コア部２２側の磁極がＮ極の場合、外コア部２２は、Ｎ極に励磁される。外コア部２２に隣り合う一対のマグネット３０における外コア部２２側の磁極がＳ極の場合、外コア部２２は、Ｓ極に励磁される。Ｎ極に励磁される外コア部２２とＳ極に励磁される外コア部２２とは、周方向に沿って交互に配置される。
【００２５】
外コア部２２の径方向外側の端部は、マグネット３０の径方向外側の端部よりも径方向外側に位置する。外コア部２２のうち突出部２２ｃ，２２ｄは、マグネット３０の径方向外側に対向して配置される。本実施形態において突出部２２ｃ，２２ｄは、マグネット３０の径方向外側面と接触する。マグネット３０は、周方向に隣り合う外コア部２２に設けられた一対の突出部２２ｃ，２２ｄによって、径方向外側から押さえられる。これにより、マグネット３０がロータコア２０に対して径方向外側に抜け出すことが抑制される。
【００２６】
外コア部２２の径方向内側の端部は、マグネット３０の径方向内側の端部よりも径方向外側に位置する。マグネット３０の径方向内側の端部は、内コア部２１の外周面よりも径方向外側に離れて配置される。すなわち、マグネット３０は、内コア部２１よりも径方向外側に離れて配置される。
【００２７】
複数の連結部２３は、外コア部２２と内コア部２１との径方向の間に位置する。複数の連結部２３は、外コア部２２と内コア部２１とを繋ぐ。連結部２３は、外コア部２２ごとに２つずつ設けられる。すなわち、連結部２３の数は、外コア部２２の数の２倍である。連結部２３の数は、マグネット３０の数の２倍である。２つの連結部２３は、外コア部２２の周方向両端部から径方向内側に延びる。これにより、外コア部２２のそれぞれは、外コア部２２の周方向両端部から径方向内側に延びる２つの連結部２３によって内コア部２１と繋げられる。そのため、外コア部２２を内コア部２１に対して強固に連結することができる。したがって、ロータコア２０の強度を向上させることができる。また、これにより、樹脂モールド等の支持体を設けなくてもロータ１０の強度を十分に確保しやすく、ロータ１０の部品点数を少なくできる。
【００２８】
本実施形態において外コア部２２の周方向両端部から径方向内側に延びる２つの連結部２３は、それぞれ直接的に内コア部２１に繋がる。そのため、例えば、２つの連結部２３が内コア部２１よりも径方向外側において互いに連結されて１本となり内コア部２１に繋がるような場合に比べて、外コア部２２と内コア部２１との連結強度を向上できる。
【００２９】
本実施形態において連結部２３は、全体に亘って直線状に延びる。１つの外コア部２２に繋がる２つの連結部２３は、径方向内側に向かうに従って互いに周方向内側に位置する向き、すなわち径方向内側に向かうに従って互いに周方向に近づく向きに延びる。外コア部２２の周方向一方側の端部から径方向内側に延びる連結部２３は、外コア部２２の周方向一方側に隣り合うマグネット３０の周方向中心線Ｃ２および当該マグネット３０の周方向両側面と平行に延びる。外コア部２２の周方向他方側の端部から径方向内側に延びる連結部２３は、外コア部２２の周方向他方側に隣り合うマグネット３０の周方向中心線Ｃ２および当該マグネット３０の周方向両側面と平行に延びる。
【００３０】
外コア部２２に繋がる２つの連結部２３における周方向外側の側面は、外コア部２２の周方向両側面のそれぞれと平行であり、かつ、外コア部２２の周方向両側面における径方向内端部とそれぞれ段差なく繋がる。外コア部２２に繋がる２つの連結部２３における周方向内側の側面は、径方向外端部が凹部２２ａの周方向両側面の径方向内端部に繋がる。外コア部２２に繋がる２つの連結部２３のそれぞれにおいて、周方向外側の側面と周方向内側の側面とは、互いに平行である。
【００３１】
本実施形態において連結部２３の周方向の寸法は、連結部２３が延びる方向の全体に亘って一様である。連結部２３の周方向の寸法は、外コア部２２の周方向の寸法よりも小さい。連結部２３の周方向の寸法は、マグネット３０の周方向の寸法ＭＷよりも小さい。連結部２３の周方向の寸法は、外コア部２２の径方向内側の端部における周方向の寸法の４分の１よりも小さい。本実施形態では、連結部２３の周方向の寸法は、外コア部２２の径方向内側の端部における周方向の寸法の８分の１よりも小さい。図３に示すように、本実施形態において連結部２３の軸方向の寸法は、外コア部２２の軸方向の寸法と同じである。
【００３２】
なお、本明細書において「周方向の寸法が一様である」とは、周方向の寸法が厳密に同じ場合だけでなく、周方向の寸法が略同じである場合も含む。
【００３３】
図２に示すように、周方向に隣り合う一対の外コア部２２において、周方向一方側に位置する外コア部２２の周方向他方側の端部に繋がる連結部２３と、周方向他方側に位置する外コア部２２の周方向一方側の端部に繋がる連結部２３とは、周方向に隣り合う一対の外コア部２２同士の間に位置するマグネット３０の径方向内端部を周方向に挟む一対の連結部２３ａ，２３ｂである。すなわち、複数の連結部２３は、マグネット３０の径方向内端部を周方向に挟む一対の連結部２３ａ，２３ｂを含む。なお、以下の説明においては、マグネット３０の径方向内端部を周方向に挟む一対の連結部２３ａ，２３ｂを、単に「一対の連結部２３ａ，２３ｂ」と呼ぶ場合がある。
【００３４】
一対の連結部２３ａ，２３ｂは、それぞれマグネット３０の径方向内端部の周方向側面と接触する接触部２３ｄ，２３ｆと、マグネット３０と接触しない非接触部２３ｃ，２３ｅと、を有する。接触部２３ｄは、連結部２３ａの径方向外側の端部、すなわち外コア部２２との接続部を含む部分である。接触部２３ｆは、連結部２３ｂの径方向外側の端部、すなわち外コア部２２との接続部を含む部分である。非接触部２３ｃは、接触部２３ｄの径方向内側に繋がる部分である。非接触部２３ｅは、接触部２３ｆの径方向内側に繋がる部分である。非接触部２３ｃ，２３ｅは、内コア部２１の外周面に繋がる。
【００３５】
接触部２３ｄ，２３ｆは、周方向の寸法が一様で、かつ、それぞれ接触するマグネット３０の周方向側面に沿って延びる。これにより、漏れ磁束を好適に低減でき、モータ１のトルクを向上させることができる。以下、作用効果について詳細に説明する。なお、以下の作用効果の説明においては、例えば、外コア部２２がＮ極に励磁される場合を例として説明する。
【００３６】
例えば、外コア部２２の周方向中心から径方向内側に延びる１本の連結部のみで外コア部２２と内コア部２１とが接続される場合について考える。この場合、マグネット３０の径方向内端部の周方向側面には、連結部が接触せず、内コア部２１と外コア部２２との径方向の間の空間に露出した状態となる。この場合、マグネット３０の径方向内端部から磁束が当該空間に漏れ出しやすい。また、外コア部２２内においては、外コア部２２の周方向に隣り合うマグネット３０から外コア部２２内に流入した磁束が、外コア部２２の周方向中心で合流して径方向外側へと流れる。そのため、外コア部２２の周方向中心に連結部が繋がっていると、外コア部２２内で合流した磁束が連結部から内コア部２１へと流れやすい。これらにより、漏れ磁束が大きくなりやすく、ロータが備えられるモータの回転トルクが低下する問題がある。
【００３７】
これに対して、本実施形態によれば、マグネット３０の径方向内端部を周方向に挟む一対の連結部２３ａ，２３ｂが、それぞれマグネット３０の径方向内端部の周方向側面と接触する接触部２３ｄ，２３ｆを有する。そのため、マグネット３０の径方向内端部からの磁束が接触部２３ｄ，２３ｆへと流入しやすくなる。接触部２３ｄ，２３ｆに流入した磁束は、少なくとも一部が連結部２３ａ，２３ｂを通って内コア部２１へと流入する。このように、接触部２３ｄ，２３ｆによって、マグネット３０の径方向内端部からの磁束が内コア部２１へと流れる磁束の経路が作られることで、マグネット３０の径方向内端部から内コア部２１と外コア部２２との径方向の間の空間へと漏れ出す磁束を低減できる。また、外コア部２２に繋がる２つの連結部２３は、外コア部２２の周方向両端部に繋がる。そのため、外コア部２２に隣り合うマグネット３０から放出されて外コア部２２の周方向中心で合流した磁束が、連結部２３から内コア部２１へと流れることを抑制できる。これらにより、漏れ磁束を好適に低減できる。したがって、マグネット３０からの磁束のうち、外コア部２２とステータ３との間で流れロータ１０の回転に寄与する有効磁束として利用される磁束を相対的に増加させることができる。
【００３８】
また、マグネット３０の径方向内端部の周方向側面にも磁性体であるロータコア２０の接触部２３ｄ，２３ｆが接触することで、マグネット３０におけるパーミアンス係数が大きくなる。これにより、マグネット３０から放出される磁束の量を増加させることができる。したがって、外コア部２２とステータ３との間で流れロータ１０の回転に寄与する有効磁束をより増加させることができる。
【００３９】
このように、本実施形態によれば、漏れ磁束を好適に低減でき、かつ、有効磁束を増加させることができるため、モータ１の回転トルクを向上させることができる。
【００４０】
また、上述した本実施形態の作用効果は、単にマグネット３０の径方向内端部の周方向側面にロータコア２０を接触させれば得られるわけではない。例えば、マグネット３０の径方向内端部の周方向側面に外コア部２２が接触する場合について考える。この場合であっても、マグネット３０の径方向内端部からの磁束は外コア部２２内へと流れ、マグネット３０から径方向内側の空間に漏れ出す磁束を低減できる。また、マグネット３０のパーミアンス係数も大きくできるため、マグネット３０からの磁束を増加させることもできる。
【００４１】
しかし、マグネット３０の径方向内端部から外コア部２２へと流入する磁束は、外コア部２２の径方向内側寄りの部分に流入するため、外コア部２２から径方向外側へと放出されにくい。これにより、径方向外側へと放出されない磁束が、外コア部２２から径方向内側に磁束が漏れ出しやすくなる。結果として、全体としては漏れ磁束が十分に低減しにくい。
【００４２】
これに対して、本実施形態では、外コア部２２ではなく、外コア部２２と内コア部２１とを繋ぐ連結部２３の一部がマグネット３０の径方向内端部の周方向側面に接触する。そのため、マグネット３０の径方向内端部からの磁束が外コア部２２に流れにくく、外コア部２２から径方向内側に磁束が漏れ出ることを抑制できる。また、連結部２３は外コア部２２に比べて細く、磁束が流れにくいため、マグネット３０から連結部２３に流れる磁束の量自体小さくできる。これにより、連結部２３から内コア部２１へと流れる磁束も、連結部２３から外コア部２２へと流れる磁束も比較的少なくでき、漏れ磁束を低減しやすい。
【００４３】
また、接触部２３ｄ，２３ｆの周方向の寸法が径方向に沿って変化するような場合、接触部２３ｄ，２３ｆから外コア部２２または内コア部２１へと流れる磁束が増加して、漏れ磁束が増加する場合がある。これに対して、本実施形態では、接触部２３ｄ，２３ｆの周方向の寸法が径方向の全体に亘って一様であるため、接触部２３ｄ，２３ｆから外コア部２２または内コア部２１へと流れる磁束が増加することを抑制できる。
【００４４】
以上により、本実施形態によれば、マグネット３０の径方向内端部からの磁束が、外コア部２２よりも磁束が通りにくい連結部２３に流れる構成とすることで、マグネット３０および外コア部２２から径方向内側の空間に磁束が漏れ出すことを抑制しつつ、マグネット３０のパーミアンス係数を大きくできる。したがって、本実施形態によれば、漏れ磁束を好適に低減でき、かつ、有効磁束を増加させることができるため、モータ１の回転トルクを向上させることができる。
【００４５】
また、本実施形態によれば、連結部２３ａ，２３ｂの全体は、周方向の寸法が一様で、かつ、接触するマグネット３０の周方向側面に沿って延びる。そのため、例えば非接触部２３ｃ，２３ｅが接触部２３ｄ，２３ｆに対して屈曲するような場合に比べて、接触部２３ｄ，２３ｆをマグネット３０の周方向側面に沿わせつつ、連結部２３ａ，２３ｂ全体を作りやすい。
【００４６】
また、例えば、接触部２３ｄ，２３ｆの径方向の寸法Ｌ１が小さすぎる場合、マグネット３０の径方向内端部から外コア部２２へと直接流れる磁束が増加し、外コア部２２から径方向内側へと漏れ出る磁束が増加する場合がある。これに対して、本実施形態では、接触部２３ｄ，２３ｆの径方向の寸法Ｌ１は、マグネット３０の径方向の寸法ＭＬの６分の１よりも大きい。これにより、接触部２３ｄ，２３ｆの径方向の寸法Ｌ１を好適に大きくでき、マグネット３０の径方向内端部から外コア部２２へと流れる磁束を好適に小さくできる。
【００４７】
また、例えば、接触部２３ｄ，２３ｆの径方向の寸法Ｌ１が大きすぎる場合、外コア部２２へと有効磁束を放出するマグネット３０の部分における周方向側面の一部も、接触部２３ｄ，２３ｆによって覆われる。そのため、有効磁束が低減し、モータ１のトルクが低下する場合がある。これに対して、本実施形態では、接触部２３ｄ，２３ｆの径方向の寸法Ｌ１は、マグネット３０の径方向の寸法ＭＬの４分の１よりも小さい。これにより、接触部２３ｄ，２３ｆの径方向の寸法Ｌ１を好適に小さくでき、有効磁束が低減することを抑制できる。
【００４８】
また、マグネット３０と内コア部２１との間の径方向の距離Ｌ３が大きいほど、接触部２３ｄ，２３ｆから内コア部２１までの磁束の通る経路が長くなるため、マグネット３０の径方向内端部から放出される磁束が内コア部２１へと流れにくくなり、漏れ磁束を低減できる。
【００４９】
これに対して、本実施形態では、マグネット３０と内コア部２１との間の径方向の距離Ｌ３は、接触部２３ｄ，２３ｆの径方向の寸法Ｌ１よりも大きい。そのため、接触部２３ｄ，２３ｆから内コア部２１までの磁束の通る経路を好適に長くしやすく、接触部２３ｄ，２３ｆから内コア部２１へと流れる漏れ磁束を低減できる。これにより、モータ１における漏れ磁束を好適に低減でき、モータ１のトルクを向上させることができる。
【００５０】
また、本実施形態では、マグネット３０と内コア部２１との間の径方向の距離Ｌ３は、マグネット３０の周方向の寸法ＭＷよりも大きい。そのため、接触部２３ｄ，２３ｆから内コア部２１までの磁束の通る経路を好適に長くしやすく、接触部２３ｄ，２３ｆから内コア部２１へと流れる漏れ磁束を低減できる。これにより、モータ１における漏れ磁束を好適に低減でき、モータ１のトルクを向上させることができる。本実施形態においてマグネット３０の周方向の寸法ＭＷは、接触部２３ｄ，２３ｆの径方向の寸法Ｌ１よりも大きい。本実施形態においてマグネット３０と内コア部２１との間の径方向の距離Ｌ３は、非接触部２３ｃ，２３ｅの径方向の寸法とほぼ同じである。
【００５１】
また、本実施形態によれば、外コア部２２は、径方向外側に窪む凹部２２ａを有し、凹部２２ａの周方向両側面は、径方向外側に向かうに従って互いに周方向に近づく向きに傾斜し、径方向外端部において互いに繋がる。そのため、マグネット３０から外コア部２２に放出された磁束を、凹部２２ａの周方向側面に沿って径方向外側へと案内しやすい。これにより、外コア部２２内における磁束の流れが整えられ、外コア部２２から磁束を径方向外側へと好適に放出されやすくできる。したがって、有効磁束を好適に増加させることができる。
【００５２】
ここで、例えば、凹部２２ａの深さが小さすぎると、凹部２２ａの周方向側面によって磁束が径方向外側に案内されにくく、外コア部２２内における磁束の流れが整えられにくい場合がある。これに対して、本実施形態のロータ１０は、接触部２３ｄ，２３ｆの径方向の寸法をＬ１とし、外コア部２２の径方向内端部から凹部２２ａの周方向両側面同士の接続点２２ｂまでの径方向の距離をＬ２とし、マグネット３０の径方向の寸法をＭＬとしたとき、Ｌ２＞（ＭＬ−Ｌ１）／６を満たす。Ｌ２は、凹部２２ａの深さに相当し、ＭＬ−Ｌ１は、マグネット３０のうち周方向側面が外コア部２２と接触している部分の径方向の寸法に相当する。
【００５３】
上記のような関係を満たすことにより、凹部２２ａの深さを好適に大きくすることができる。そのため、マグネット３０のうち周方向側面が外コア部２２と接触している部分から外コア部２２へと放出される磁束が凹部２２ａの周方向側面によって好適に径方向外側に案内され、外コア部２２内における磁束の流れを好適に整えることができる。これにより、外コア部２２から径方向外側へと放出される有効磁束をより好適に増加させることができる。
【００５４】
また、例えば、凹部２２ａの深さが大きすぎると、外コア部２２の体積が小さくなり、外コア部２２内を流れる磁束の量が低下する。そのため、外コア部２２から径方向外側に放出される有効磁束が減少する場合がある。これに対して、本実施形態においてロータ１０は、Ｌ２＜（ＭＬ−Ｌ１）／２を満たす。このような関係を満たすことにより、凹部２２ａの深さを好適に小さくすることができる。そのため、外コア部２２の体積が小さくなることを抑制でき、外コア部２２内に十分に磁束を流れさせることができる。したがって、有効磁束が減少することを抑制できる。
【００５５】
図２に示すように、凸部２５ａ，２５ｂは、連結部２３から周方向に突出する。一対の連結部２３ａ，２３ｂに設けられた凸部２５ａ，２５ｂは、非接触部２３ｃ，２３ｅのそれぞれから周方向において互いに近づく側に突出する。一対の連結部２３ａ，２３ｂに設けられた凸部２５ａ，２５ｂ同士は、周方向に隙間を介して対向する。凸部２５ａ，２５ｂは、マグネット３０の径方向内側に対向して配置される。そのため、凸部２５ａ，２５ｂによって、マグネット３０が径方向内側に移動することを抑制できる。このような凸部２５ａ，２５ｂは、マグネット３０の径方向内端部を周方向に挟む一対の連結部２３ａ，２３ｂが設けられるからこそ、容易に設けることができる。
【００５６】
本実施形態においてマグネット３０の径方向内側には、一対の連結部２３ａ，２３ｂに設けられた一対の凸部２５ａ，２５ｂが対向して配置される。本実施形態において凸部２５ａ，２５ｂとマグネット３０の径方向内端部との径方向の間には、隙間が設けられる。
【００５７】
図３に示すように、本実施形態において凸部２５ａ，２５ｂの軸方向の寸法は連結部２３ａ，２３ｂの軸方向の寸法よりも小さい。そのため、例えば、凸部２５ａ，２５ｂの軸方向の寸法が連結部２３ａ，２３ｂの軸方向の寸法と同じ場合に比べて、凸部２５ａ，２５ｂから漏れ出る漏れ磁束の量を低減できる。これにより、凸部２５ａ，２５ｂを設けても漏れ磁束が増加することを抑制できる。
【００５８】
凸部２５ａの軸方向の寸法と凸部２５ｂの軸方向の寸法とは、例えば、互いに同じである。本実施形態において凸部２５ａは、連結部２３ａの軸方向の両端部に一対設けられる。一対の凸部２５ａは、ロータコア２０の軸方向の中心に対して対称に配置される。本実施形態において凸部２５ｂは、連結部２３ｂの軸方向の両端部に一対に設けられる。一対の凸部２５ｂは、ロータコア２０の軸方向の中心に対して対称に配置される。このように、ロータコア２０の軸方向の中心に対して対称に凸部２５ａ，２５ｂを配置することで、ロータ１０の回転バランスが不安定となることを抑制できる。
【００５９】
本実施形態においてロータコア２０は、複数の電磁鋼板が軸方向に積層されて構成される。ロータコア２０を構成する電磁鋼板は、軸方向において凸部２５ａ，２５ｂが設けられた部分を構成する電磁鋼板と、軸方向において凸部２５ａ，２５ｂが設けられていない部分を構成する電磁鋼板との２種類を含む。本実施形態においてロータコア２０のうち軸方向に凸部２５ａ，２５ｂが設けられた部分とは、ロータコア２０の上端部とロータコア２０の下端部とを含む。
【００６０】
本発明は上述の実施形態に限られず、他の構成を採用することもできる。連結部は、接触部において周方向の寸法が一様であれば、全体の周方向の寸法が一様でなくてもよい。例えば、連結部のうちマグネットと接触しない非接触部は、周方向の寸法が変化してもよい。外コア部に繋がる２つの連結部は、内コア部よりも径方向外側において連結されて１本となって内コア部に繋がってもよい。連結部は、接触部においてマグネットの径方向内端部における周方向側面に沿って延びていれば、全体が当該周方向側面に沿って延びなくてもよい。例えば、連結部のうちマグネットと接触しない非接触部は、接触部に対して周方向に屈曲して延びてもよい。
【００６１】
凸部の軸方向の寸法は、図４に示す凸部１２５ａ，１２５ｂのように、連結部２３ａ，２３ｂの軸方向の寸法と同じであってもよい。凸部１２５ａ，１２５ｂは、連結部２３ａ，２３ｂの軸方向一方側の端部から軸方向他方側の端部まで軸方向に延びる。この場合、ロータコア１２０を構成する電磁鋼板を１種類にすることができる。そのため、ロータコア１２０の製造が容易である。凸部は、マグネットの径方向内端部を周方向に挟む一対の連結部のうちの一方のみに設けられてもよい。凸部は、設けられなくてもよい。
【００６２】
ロータコアとマグネットとを互いに固定して支持する支持体が設けられてもよい。支持体は、例えば、樹脂製の樹脂モールドである。この場合、マグネットとロータコアとを接着剤等で固定することなく、支持体によって固定することができる。
【００６３】
上述した実施形態のロータおよびモータの用途は、特に限定されない。上述した実施形態のロータおよびモータは、例えば、車両、無人移動体、電動アシスト装置、ロボット装置等に搭載される。なお、本明細書において説明した各構成は、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】
【００６４】
１…モータ、１０…ロータ、２０，１２０…ロータコア、２１…内コア部、２２…外コア部、２２ａ…凹部、２２ｂ…接続点、２３，２３ａ，２３ｂ…連結部、２３ｄ，２３ｆ…接触部、２５ａ，２５ｂ，１２５ａ，１２５ｂ…凸部、３０…マグネット、Ｊ…中心軸、Ｌ１，ＭＬ，ＭＷ…寸法、Ｌ３…距離
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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