(57)【要約】【課題】従来、電動機を稼働させたときに生じるコギングトルク及び発熱を抑制する技術が求められている。【解決手段】回転子１２は、回転シャフト２０の径方向外側に固定されたスリーブ２２と、スリーブ２２の径方向外側に配置された複数の磁石２４と、複数の磁石２４の外面２８と当接するように該複数の磁石２４を環囲し、スリーブ２２との間で該複数の磁石２４を挟持する筒状の補強部材２６とを備え、複数の磁石２４の各々は、スリーブ２２と当接する周方向の中央部３０と、中央部３０よりも小さい厚みを有し、スリーブ２２との間に隙間３８、４０を形成する周方向の端部３２、３４とを有する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電動機の回転子であって、
回転シャフトの径方向外側に固定されたスリーブと、
前記スリーブの径方向外側に配置された複数の磁石と、
前記複数の磁石の外面と当接するように該複数の磁石を環囲し、前記スリーブとの間で該複数の磁石を挟持する筒状の補強部材と、を備え、
前記複数の磁石の各々は、
前記スリーブと当接する周方向の中央部と、
前記中央部よりも小さい厚みを有し、前記スリーブとの間に隙間を形成する前記周方向の端部と、を有する、回転子。
【請求項２】
前記磁石の前記中央部は、前記スリーブと当接する第１の内面を有し、
前記磁石の前記端部は、前記第１の内面に接続され、前記隙間を形成するように前記第１の内面から前記磁石の前記周方向の端縁まで延びる第２の内面を有する、請求項１に記載の回転子。
【請求項３】
前記スリーブの外面は、円筒面であり、
前記第１の内面は、前記スリーブの前記外面と同じ曲率半径を有する円弧面である、請求項２に記載の回転子。
【請求項４】
前記第２の内面は、前記第１の内面から前記端縁へ向かうにつれて前記隙間が広くなるように延びる平面又は曲面である、請求項２又は３に記載の回転子。
【請求項５】
前記曲面は、凹曲面である、請求項４に記載の回転子。
【請求項６】
前記第１の内面と前記第２の内面との接続箇所は、面取り部又は丸みを有する、請求項２〜５のいずれか１項に記載の回転子。
【請求項７】
前記磁石の前記端部は、前記補強部材との間に第２の隙間を形成する、請求項１〜６のいずれか１項に記載の回転子。
【請求項８】
前記補強部材の内面は、円筒面であり、
前記磁石の前記外面は、前記補強部材の前記内面と同じ曲率半径を有する円弧面である、請求項１〜７のいずれか１項に記載の回転子。
【請求項９】
前記磁石の前記中央部の前記周方向の幅は、前記磁石の前記周方向の全幅の１／３以上である、請求項１〜８のいずれか１項に記載の回転子。
【請求項１０】
請求項１〜９のいずれか１項に記載の回転子を備える電動機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電動機の回転子、及び回転子を備える電動機に関する。
【背景技術】
【０００２】
スリーブと補強部材との間で磁石を挟持する電動機が知られている（例えば、特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１７−１９５７５１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来、電動機を稼働させたときに生じるコギングトルク及び発熱を抑制する技術が求められている。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本開示の一態様において、電動機の回転子は、回転シャフトの径方向外側に固定されたスリーブと、スリーブの径方向外側に配置された複数の磁石と、複数の磁石の外面と当接するように該複数の磁石を環囲し、スリーブとの間で該複数の磁石を挟持する筒状の補強部材とを備え、複数の磁石の各々は、スリーブと当接する周方向の中央部と、中央部よりも小さい厚みを有し、スリーブとの間に隙間を形成する周方向の端部とを有する。
【発明の効果】
【０００６】
本開示によれば、電動機の稼働時におけるコギングトルク及び発熱の抑制、電動機の高速回転用途への適用、回転子の製造工程の容易化、磁石の変形による隙間及びの消失防止を、ともに実現できる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】一実施形態に係る電動機を、回転子の回転軸線と平行な平面に沿って切断した断面図である。
【図２】図１に示す回転子を、回転軸線と直交する平面に沿って切断した断面図である。
【図３】図２中の領域ＩＩＩの拡大図である。
【図４】他の実施形態に係る回転子の図であって、図３に対応する断面図である。
【図５】さらに他の実施形態に係る回転子の図であって、図３に対応する断面図である。
【図６】さらに他の実施形態に係る回転子の図であって、図３に対応する断面図である。
【図７】図６中のＶＩＩ−ＶＩＩで切断した断面図である。
【図８】さらに他の実施形態に係る回転子の図であって、図２に対応する断面図である。
【図９】図８中の領域ＩＸの拡大図である。
【図１０】さらに他の実施形態に係る回転子の図であって、図２に対応する断面図である。
【図１１】さらに他の実施形態に係る回転子の図であって、図４に対応する断面図である。
【図１２】さらに他の実施形態に係る回転子の図であって、図４に対応する断面図である。
【図１３】さらに他の実施形態に係る回転子の図であって、図３に対応する断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、本開示の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、以下に説明する種々の実施形態において、同様の要素には同じ符号を付し、重複する説明を省略する。また、以下の説明において、軸方向とは、回転子１２の回転軸線Ａに沿う方向を示し、径方向とは、該回転軸線Ａを中心とする円の半径方向を示し、周方向とは、該円の円周方向を示す。また、便宜上、図１中の矢印Ｂに示す方向を軸方向前方とし、図２中の矢印Ｃに示す方向を周方向一方、矢印Ｃとは反対の方向を周方向他方とする。
【０００９】
まず、図１を参照して、一実施形態に係る電動機１０について説明する。電動機１０は、回転子１２、固定子１４、及びハウジング１６を備える。回転子１２は、回転軸線Ａの周りに回転可能となるように、固定子１４の径方向内方に配置されている。固定子１４は、ハウジング１６に固定されている。固定子１４には、コイル１８が巻回されている。回転子１２は、コイル１８に印加された電圧によって生じる回転磁界から力を受けて、軸線Ａ周りに回転される。
【００１０】
次に、図２〜図４を参照して、回転子１２について説明する。回転子１２は、回転シャフト２０、スリーブ２２、複数の磁石２４、及び補強部材２６を有する。回転シャフト２０は、円筒状の外周面２０ａを有する中空部材であって、軸方向に延在する。回転シャフト２０の先端（図示せず）は、例えばロボットの駆動軸又は工作機械の切削工具等の外部構造に接続され、該外部構造に回転力を出力する。
【００１１】
スリーブ２２は、回転シャフト２０の外周面２０ａに固定されている。本実施形態においては、スリーブ２２は、円筒状であって、外周面２２ａと、該外周面２２ａとは反対側の内周面２２ｂとを有する。外周面２２ａ及び内周面２２ｂは、円筒面である。スリーブ２２は、例えば締まり嵌めによって、回転シャフト２０の外周面２０ａに相対回転不能に固定されている。
【００１２】
磁石２４は、スリーブ２２の径方向外側に配置されている。本実施形態においては、計４個の磁石２４が、周方向に略等間隔で整列するように、配置されている。各々の磁石２４は、例えばフェライト又はネオジム等から構成されており、円弧状の外面２８を有している。
【００１３】
補強部材２６は、円筒状であって、磁石２４の外面２８と当接するように該磁石２４を径方向外側から環囲し、スリーブ２２との間で磁石２４を挟持している。補強部材２６は、例えば、ガラス繊維強化樹脂（ＧＦＲＰ）又は炭素繊維強化樹脂（ＣＦＲＰ）といった強化樹脂から構成される。
【００１４】
補強部材２６の内周面２６ａは、円筒状であって、図１〜図３に示すように回転子１２が組み立てられた状態において、各々の磁石２４の外面２８と同じ曲率半径を有する。すなわち、補強部材２６の内周面２６ａと磁石２４の外面２８とは、回転子１２が組み立てられた状態において、互いに同じ形状を有しており、外面２８の略全域が、内周面２６ａと面接触する。
【００１５】
次に、回転子１２の製造方法について簡単に説明する。まず、製造者は、スリーブ２２、複数の磁石２４、及び補強部材２６を準備する。このときに準備される補強部材２６の内周面２６ａは、磁石２４の外面２８よりも小さい曲率半径を有してもよい。次いで、製造者は、スリーブ２２の径方向外側に磁石２４を配置させて、該複数の磁石２４を環囲するように補強部材２６を該複数の磁石２４の径方向外側に嵌め込む。次いで、製造者は、例えば、焼き嵌め又は冷やし嵌め等の締まり嵌めの手法を用いて、スリーブ２２の内部に回転シャフト２０を挿入し、スリーブ２２を回転シャフト２０の外周面２０ａに固定する。
【００１６】
このとき、補強部材２６は、磁石２４によって径方向外方へ僅かに膨張するように弾性変形され、その反力として、該磁石２４を径方向内方へ締め付ける。このときの補強部材２６の径方向外方への弾性変形量は、締め代として言及される。このように所定の締め代で補強部材２６を弾性変形させつつ磁石２４を締め付けることで、スリーブ２２と補強部材２６との間で磁石２４を強固に保持できる。
【００１７】
図２及び図３に示すように、各々の磁石２４は、周方向の中央部３０と、該中央部３０周方向両側に設けられた周方向の端部３２及び３３とを有する。中央部３０は、スリーブ２２の外周面２２ａと当接する内面（第１の内面）３０ａを有する。内面３０ａは、周方向一方の端縁３４から周方向他方の端縁３６まで周方向へ延在する円弧面であって、その全域がスリーブ２２の外周面２２ａと面接触している。
【００１８】
図１〜図３に示すように回転子１２が組み立てられた状態において、内面３０ａは、スリーブ２２の外周面２２ａと同じ曲率半径を有する。ここで、本実施形態においては、中央部３０の周方向の幅は、磁石２４の周方向の全幅の１／３以上に設定される。しかしながら、これに限らず、中央部３０の周方向の幅を、磁石２４の周方向の全幅の１／３よりも小さい値に設定してもよい。
【００１９】
端部３２は、中央部３０の周方向一方側に一体に設けられ、中央部３０よりも小さい径方向の厚みを有することより、スリーブ２２との間に隙間３８を形成している。より具体的には、端部３２は、内面（第２の内面）３２ａと、周方向一方の端面３２ｂとを有する。内面３２ａは、端縁３４で中央部３０の内面３０ａに接続されており、隙間３８を形成するように、端縁３４から端面３２ｂまで延びている。
【００２０】
本実施形態においては、内面３２ａは、端縁３４から端面３２ｂへ向かうにつれて隙間３８が広くなるように延びる平面である。端面３２ｂは、平面であって、磁石２４の周方向一方の端縁を画定している。端部３２は、端縁３４の周方向一方側に位置する磁石２４の部分（又は、隙間３８を介してスリーブ２２から離隔している磁石２４の周方向区間）として、定義することができる。
【００２１】
端部３３は、中央部３０の周方向他方側に一体に設けられ、端部３２と同様に中央部３０よりも小さい径方向の厚みを有することにより、スリーブ２２との間に隙間４０を形成している。端部３３は、中央部３０の中心と軸線Ａとを通過する、軸方向と平行な仮想平面を基準として、端部３２と対称な形状を有している。具体的には、端部３３は、内面（第２の内面）３３ａと、周方向他方の端面３３ｂとを有する。内面３３ａは、端縁３６で中央部３０の内面３０ａに接続されており、隙間４０を形成するように、端縁３６から端面３３ｂまで延びている。
【００２２】
本実施形態においては、内面３３ａは、端縁３６から端面３３ｂへ向かうにつれて隙間４０が広くなるように延びる平面である。端面３３ｂは、平面であって、磁石２４の周方向他方の端縁を画定している。端部３３は、端縁３６の周方向他方側に位置する磁石２４の部分（又は、隙間４０を介してスリーブ２２から離隔する磁石２４の周方向区間）として、定義することができる。
【００２３】
中央部３０の外面と、端部３２及び３３の外面とによって、磁石２４の外面２８が画定されている。本実施形態においては、端部３２及び３３は、その全域でスリーブ２２から径方向外方へ離隔し、これにより、隙間３８及び４０は、端部３２及び３３の軸方向全域に亘って形成されている。
【００２４】
以上のように、本実施形態においては、磁石２４の端部３２及び３３は、中央部３０よりも小さい径方向の厚みを有することでスリーブ２２との間に隙間３８及び４０を形成している。この構成によれば、端部３２及び３３で生じる磁束を中央部３０よりも減少させ、以って、電動機１０の稼働時に端部３２及び３３が、対向する固定子１４のコイル１８を通過するときに該コイル１８と鎖交する磁束の変化(磁束の偏微分)の度合いを緩やかにすることができる。これにより、電動機１０の稼働時に生じるコギングトルクと、渦電流に起因する発熱とを抑制できる。
【００２５】
その一方で、磁石２４の外面２８は、補強部材２６の内周面２６ａと同じ形状を有し、該内周面２６ａと略全域で面接触している。この構成によれば、補強部材２６の締め代を最小化することができる。そのため、補強部材２６が破断するのを防止しつつ、適切な締め代で補強部材２６によって磁石２４を締め付けることができる。これにより、電動機１０を高速回転用途に有利に適用することができる。また、補強部材２６の締め代を確保するのが容易となるので、回転子１２の製造工程を容易化できる。
【００２６】
また、補強部材２６が磁石２４を締め付ける力を周方向に均一化することができるので、補強部材２６から磁石２４の端部３２及び３３に過度な力が加わることで隙間３８及び４０を消失させてしまうように端部３２及び３３が径方向内方へ変位してしまうのを防止できる。このように、本実施形態によれば、コギングトルク及び発熱の抑制、高速回転用途への適用、製造工程の容易化、磁石２４の変形による隙間３８及び４０の消失防止を、ともに実現できる。
【００２７】
また、本実施形態においては、磁石２４の中央部３０の内面３０ａは、スリーブ２２の外周面２２ａと同じ曲率半径を有する円弧面である。この構成によれば、内面３０ａと外周面２２ａとの接触面積を増大させ、以って、内面３０ａと外周面２２ａとの間に生じる摩擦を増大させることができる。その結果、電動機１０の稼働時に磁石２４がスリーブ２２に対してずれてしまうのを効果的に防止できる。
【００２８】
さらに、本実施形態においては、中央部３０の周方向の幅が、磁石２４の周方向の全幅の１／３以上に設定されている。このように中央部３０及び磁石２４の周方向の幅の比率を設定した場合、内面３０ａと外周面２２ａとの接触面積を十分に確保でき、以って、電動機１０の稼働時に磁石２４がスリーブ２２に対してずれてしまうのを、より効果的に防止できる。
【００２９】
なお、端部３２又は３３の内面３２ａ又は３３ａは、平面に限らず、曲面であってもよい。このような実施形態について、図４及び図５を参照して説明する。図４に示す回転子５０は、上述の回転子１２と、磁石５２の構成において相違する。具体的には、磁石５２は、中央部３０と、周方向一方の端部５４と、周方向他方の端部（図示せず）とを有する。
【００３０】
端部５４は、中央部３０よりも小さい径方向の厚みを有する。より具体的には、端部５４は、周方向一方の端面３２ｂと、内面（第２の内面）５４ａとを有する。内面５４ａは、隙間３８を形成するように端縁３４から端面３２ｂまで延びている。ここで、本実施形態においては、内面５４ａは、端部５４の内方へ凹む凹曲面であって、端縁３４から端面３２ｂへ向かうにつれて隙間３８が広くなるように湾曲状に延在している。
【００３１】
内面５４ａは、例えば、所定の曲率半径を有する円弧面であってもよいし、又は、任意の曲面（複数の円弧面の組み合わせ等）であってもよい。なお、磁石５２の周方向他方の端部は、図示してはいないが、中央部３０の中心と軸線Ａとを通過する、軸方向と平行な仮想平面を基準として端部５４と対称な形状を有し、端部５４と同様に凹曲面である内面（第２の内面）を有している。
【００３２】
本実施形態においては、内面５４ａが凹曲面であることから、磁石５２の厚みが端縁３４から端面３２ｂへ向かうにつれて漸近線状に減少する。この構成によれば、電動機１０の稼働時に端部５４（及び周方向他方の端部）が、対向する固定子１４のコイル１８を通過するときに該コイル１８と鎖交する磁束の変化(磁束の偏微分)の度合いを、さらに緩やかにできる。これにより、コギングトルク及び発熱をより効果的に抑制することができる。
【００３３】
その一方で、磁石５２の外面２８は補強部材２６の内周面２６ａと略全域で面接触しているので、上述の実施形態と同様に、コギングトルク及び発熱の抑制、高速回転用途への適用、製造工程の容易化、磁石５２の変形による隙間３８及び４０の消失防止を、ともに実現できる。
【００３４】
図５に示す回転子６０は、上述の回転子５０と、磁石６２の端部６４の内面（第２の面）６４ａにおいて相違する。具体的には、内面６４ａは、端部６４の外方へ膨出する凸曲面であって、端縁３４から端面３２ｂへ向かうにつれて隙間３８が広くなるように延びる。この隙間３８により、端部６４は、中央部３０よりも小さい径方向の厚みを有する。内面６４ａは、例えば、所定の曲率半径を有する円弧面であってもよいし、又は、任意の曲面であってもよい。
【００３５】
なお、磁石６２の周方向他方の端部は、図示してはいないが、中央部３０の中心と軸線Ａとを通過する、軸方向と平行な仮想平面を基準として端部６４と対称な形状を有し、端部６４と同様に凸曲面である内面（第２の内面）を有している。本実施形態によれば、凸曲面の内面６４ａを有することから、図３及び図４に示す実施形態と比べて、端部６４の径方向の厚みを部分的に増大させることができ、以って、端部６４の強度を高めることができる。
【００３６】
なお、上述の実施形態においては、磁石２４、５２、６２の周方向の端部３２、３３、５４、６４が、その全域においてスリーブ２２から離隔している場合について述べた。しかしながら、磁石の周方向の端部の一部が、スリーブ２２と当接してもよい。このような実施形態について、図６及び図７を参照して説明する。
【００３７】
図６及び図７に示す回転子７０は、上述の回転子１２と、磁石７２において相違する。具体的には、磁石７２は、周方向の中央部３０と、周方向一方の端部７４と、周方向他方の端部（図示せず）とを有する。端部７４は、周方向一方の端面３２ｂと、端縁３４から該端面３２ｂまで延びる内面（第２の内面）７６とを有する。内面７６は、端縁３４から径方向外方へ延びる径方向面７６ａと、該径方向面７６ａの径方向外側の端縁から周方向一方へ延びる周方向面７６ｂとを含む。周方向面７６ｂとスリーブ２２の外周面２２ａとの間には、隙間７８が形成されている。
【００３８】
ここで、本実施形態においては、端部７４の周方向面７６ｂに、該周方向面７６ｂから周方向内方へ延出する突条部７７が形成されている。突条部７７は、径方向面７６ａから端面３２ｂまで周方向に延在し、その径方向内側の端面７７ａで、スリーブ２２の外周面２２ａに当接している。この突条部７７によって、隙間７８が軸方向の前後に分割されている。
【００３９】
このように、端部７４は、隙間７８が形成されている軸方向区間（換言すれば、突条部７７以外の軸方向区間）において、中央部３０よりも小さい径方向の厚みを有している。なお、磁石７２の周方向他方の端部は、図示してはいないが、中央部３０の中心と軸線Ａとを通過する、軸方向と平行な仮想平面を基準として端部７４と対称な形状を有し、内面７６及び突条部７７に対応する内面及び突条部を有している。
【００４０】
本実施形態においては、端部７４（及び周方向他方の端部）が、隙間７８を形成している部分で中央部３０よりも小さい径方向の厚みを有することから、上述の実施形態と同様に、端部７４（及び周方向他方の端部）が、対向する固定子１４のコイル１８を通過するときに該コイル１８と鎖交する磁束の変化(磁束の偏微分)の度合いを緩やかにできる。これにより、コギングトルク及び発熱をより効果的に抑制することができる。
【００４１】
その一方で、磁石７２の外面２８は補強部材２６の内周面２６ａと略全域で面接触しているので、上述の実施形態と同様に、コギングトルク及び発熱の抑制、高速回転用途への適用、製造工程の容易化、磁石７２の変形による隙間７８の消失防止を、ともに実現できる。
【００４２】
さらには、突条部７７がスリーブ２２と当接しているので、突条部７７が形成されていない場合と比べて、磁石７２とスリーブ２２との接触面積を増大させ、以って、磁石７２とスリーブ２２との間の摩擦を増大させることができる。これにより、電動機１０の稼働時に磁石７２がスリーブ２２に対してずれてしまうのを効果的に防止できる。また、突部７７によって隙間７８が確実に確保されるので、磁石７２の変形による該隙間７８の消失を、より確実に防止できる。
【００４３】
なお、上述の実施形態においては、スリーブ２２が、円筒状である場合について述べた。しかしながら、スリーブは、例えば多角形の外形を有してもよい。このような実施形態について、図８及び図９を参照して説明する。図８及び図９に示す回転子８０は、回転シャフト２０、スリーブ８２、複数の磁石８４、及び補強部材２６を有する。
【００４４】
スリーブ８２は、筒状であって、円筒状の内周面８８と、６角形（例えば正６角形）の外周面９０とを有する。外周面９０は、６角形の各辺に対応する計６個の平面９０ａによって画定されている。磁石８４は、スリーブ８２の径方向外側に配置されている。本実施形態においては、計６個の磁石８４が、周方向に略等間隔で整列するように、それぞれの平面９０ａの上に配置されている。各々の磁石８４は、円弧状の外面２８を有する。補強部材２６は、その内周面２６ａが各々の磁石８４の外面２８と当接するように該磁石８４を環囲し、スリーブ８２との間で磁石８４を挟持している。
【００４５】
図９に示すように、磁石８４は、周方向の中央部９６と、該中央部９６の周方向両側に設けられた周方向の端部９８及び１００とを有する。中央部９６は、スリーブ８２の平面９０ａと当接する内面（第１の内面）９６ａを有する。内面９６ａは、周方向一方の端縁１０２から周方向他方の端縁１０４まで周方向へ延在する平面であって、その全域がスリーブ８２の平面９０ａと面接触している。
【００４６】
ここで、中央部９６の周方向（又は、図９の紙面左右方向）の幅は、磁石８４の周方向の全幅の１／３以上に設定されている。しかしながら、これに限らず、中央部９６の周方向の幅を、磁石８４の周方向の全幅の１／３よりも小さい値に設定してもよい。
【００４７】
端部９８は、中央部９６の周方向一方側に一体に設けられ、中央部９６よりも小さい径方向の厚みを有し、これにより、スリーブ８２との間に隙間１０６を形成している。より具体的には、端部９８は、内面（第２の内面）９８ａと、周方向一方の端面９８ｂとを有する。内面９８ａは、端縁１０２で中央部９６の内面９６ａに接続されており、隙間１０６を形成するように、端縁１０２から端面９８ｂまで延びている。
【００４８】
本実施形態においては、内面９８ａは、端縁１０２から端面９８ｂへ向かうにつれて隙間１０６が広くなるように、平面９０ａ及び９６ａに対して傾斜する平面である。端面９８ｂは、平面９０ａ及び９６ａに略直交する平面であって、磁石８４の周方向一方の端縁を画定している。端部９８は、端縁１０２の周方向一方側（つまり、図９の紙面左側）に位置する磁石８４の部分（又は、隙間１０６を介してスリーブ８２から離隔する磁石８４の周方向区間）として、定義することができる。
【００４９】
端部１００は、中央部９６の周方向他方側に一体に設けられ、端部９８と同様に中央部９６よりも小さい径方向の厚みを有し、これにより、スリーブ８２との間に隙間１０８を形成している。端部１００は、中央部９６の中心と軸線Ａとを通過する、軸方向と平行な仮想平面を基準として、端部９８と対称な形状を有している。
【００５０】
具体的には、端部１００は、磁石８４の周方向他方の端縁を画定する端面１００ｂと、隙間１０８を形成するように端縁１０４から該端面１００ｂまで延びる平面である内面（第２の内面）１００ａとを有する。中央部９６の外面と、端部９８及び１００の外面とによって、磁石８４の外面２８が画定されている。
【００５１】
本実施形態においては、磁石８４の端部９８及び１００は、中央部９６よりも小さい径方向の厚みを有することで、スリーブ８２との間に隙間１０６及び１０８を形成している。この構成によれば、上述の実施形態と同様に、電動機１０の稼働時に端部９８及び１００が、対向する固定子１４のコイル１８を通過するときに該コイル１８と鎖交する磁束の変化(磁束の偏微分)の度合いを緩やかにすることができる。これにより、コギングトルク及び発熱を抑制できる。
【００５２】
その一方で、磁石８４の外面２８は、その略全域で補強部材２６の内周面２６ａと面接触しているので、上述の実施形態と同様に、コギングトルク及び発熱の抑制、高速回転用途への適用、製造工程の容易化、磁石８４の変形による隙間１０６及び１０８の消失防止を、ともに実現できる。
【００５３】
なお、上述の実施形態においては、スリーブ２２、８２が筒状である場合について述べた。しかしながら、スリーブは、周方向に複数に分割されてもよい。このような実施形態を図１０に示す。図１０に示す回転子１１０は、上述の回転子１２と、スリーブ１１２において相違する。
【００５４】
スリーブ１１２は、周方向に分割された複数のスリーブセグメント１１４を有する。本実施形態においては、計４個のスリーブセグメント１１４が、周方向に略等間隔で整列している。各々のスリーブセグメント１１４は、回転シャフト２０の外周面２０ａに当接する内面１１４ａと、該内面１１４ａとは反対側の外面１１４ｂとを有する。内面１１４ａ及び外面１１４ｂは、互いに略平行な円弧面である。
【００５５】
磁石２４は、スリーブセグメント１１４の外面１１４ｂの上に１つずつ配置されている。磁石２４の端部３２及び３３は、外面１１４ｂとの間に隙間３８及び４０を形成している。本実施形態によれば、上述の実施形態と同様に、コギングトルク及び発熱の抑制、高速回転用途への適用、製造工程の容易化、磁石２４の変形による隙間３８及び４０の消失防止を、ともに実現できる。
【００５６】
なお、中央部３０、９６の内面３０ａ、９６ａと、端部３２、３３、５４、６４、７４、９８、１００の内面３２ａ、３３ａ、５４ａ、６４ａ、７６、９８ａ、１００ａとの接続箇所は、面取り部又は丸みを有してもよい。このような形態について、図１１及び図１２を参照して説明する。
【００５７】
図１１に示す回転子５０’は、上述の回転子５０の変形例であって、該回転子５０’においては、磁石５２’の端部５４の内面５４ａと、中央部３０の内面３０ａとの接続箇所に、面取り部１１６が形成されている。これにより、内面５４ａと内面３０ａとの接続箇所に鋭い角部が形成されるのを防止し、内面５４ａと内面３０ａとを比較的滑らかに接続できる。
【００５８】
一方、図１２に示す回転子５０”においては、磁石５２”の端部５４の内面５４ａと、中央部３０の内面３０ａとの接続箇所に、丸みのある角部１１８（いわゆる、フィレット）が形成されている。これにより、内面５４ａと内面３０ａとの接続箇所に鋭い角部が形成されるのを防止し、内面５４ａと内面３０ａとを滑らかに接続できる。
【００５９】
図１１及び図１２に示すように内面５４ａと内面３０ａとを滑らかに接続することによって、電動機１０の稼働時に端部５４が、対向する固定子１４のコイル１８を通過するときに該コイル１８と鎖交する磁束の変化(磁束の偏微分)の度合いを、より効果的に緩やかにすることができるとともに、内面５４ａと内面３０ａとの接続箇所に応力集中が生じるのを防止できる。なお、図１１に示す面取り部１１６、又は図１２に示す丸みのある角部１１８を、上述の回転子１２、６０、７０、８０、又は１１０に適用可能であることを理解されよう。
【００６０】
なお、上述の実施形態においては、磁石２４、５２、５２’、５２”、６２、７２、８４の外面２８の全域が、補強部材２６の内周面２６ａに面接触している場合について述べた。しかしながら、磁石の外面は、その周方向端部で、補強部材の内周面から離隔してもよい。このような実施形態について、図１３を参照して説明する。
【００６１】
図１３に示す回転子１２’は、上述の回転子１２の変形例であって、該回転子１２と端部３２’において相違する。具体的には、端部３２’は、内面３２ａ及び端面３２ｂに加えて、外面３２ｃを有する。外面３２ｃは、中央部３０の外面３０ｂの周方向一方の端縁１２０から端面３２ｂまで、隙間１２２を形成するように延在している。
【００６２】
このように、本実施形態においては、端部３２’は、補強部材２６の内周面２６ａから離隔する一方、中央部３０の外面３０ｂは、その全域が補強部材２６の内周面２６ａと面接触する。なお、磁石２４’の周方向他方の端部３３’も、図示はしないが、外面３２ｃに対応する外面を有してもよい。また、本実施形態に係る端部３２’の外面３２ｃ、及び該外面３２ｃによって形成される隙間１２２を、上述の回転子５０、５０’、５０”、６０、７０、８０、又は１１０に示す形態に適用可能であることが理解されよう。
【００６３】
なお、磁石２４、２４’、５２、５２’、５２”、６２、７２、８４の個数は、上述した形態に限らず、如何なる個数であってもよい。また、磁石２４、２４’、５２、５２’、５２”、６２、７２、８４の周方向他方の端部３３、１００を省略し、磁石２４、２４’、５２、５２’、５２”、６２、７２、８４の周方向一方の端部３２、３２’、５４、６４、７４、９８のみを、隙間３８、７８、１０６を形成するようにスリーブ２２、８２、１１２から離隔させてもよい。すなわち、この場合、磁石は、その周方向他方の端部でスリーブと当接することになる。また、上述した種々の実施形態の特徴を組み合わせることもできる。例えば、図３〜図５に示す実施形態に、図６に示す突条部７７を適用してもよい。
【００６４】
以上、実施形態を通じて本開示を説明したが、上述の実施形態は、特許請求の範囲に係る発明を限定するものではない。
【符号の説明】
【００６５】
１０    電動機
１２，５０，５０’，５０”，６０，７０，８０，１１０    回転子
１４    固定子
２０    回転シャフト
２２，８２，１１２    スリーブ
２４，２４’，５２，５２’，５２”，６２，７２，８４    磁石
２６    補強部材
３０，９６    中央部
３０ａ，９６ａ    第１の内面
３２，３２’，３３，５４，６４，７４，９８，１００    端部
３２ａ，３３ａ，５４ａ，６４ａ，７６，９８ａ，１００ａ    第２の内面
３８，４０，７８，１０６，１０８，１２２    隙間
【図１】
2020178434.tif 000003
【図２】
2020178434.tif 000004
【図３】
2020178434.tif 000005
【図４】
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【図５】
2020178434.tif 000007
【図６】
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【図７】
2020178434.tif 000009
【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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