(57)【要約】【課題】  ブリッジ部における漏れ磁束を減らして高いトルクを得ることができるとともに、高回転時の信頼性を向上させた回転電機を提供すること。【解決手段】  複数のティース７に巻線が巻回されたステータ２とロータ３を備え、リラクタンストルクを利用する埋込磁石型モータにおいて、ロータ３は、周方向に配置された複数の非磁路形成部１２と、各非磁路形成部の両側で、エアギャップ１３に非磁路形成部１２より近い側にある磁路形成部１４とその他の磁路形成部１５を接続する複数のブリッジ部２１とを備える。複数のブリッジ部２１各々の厚さを、他の部分よりも薄くした。各ブリッジ部２１での磁気抵抗が大になり、各ブリッジ部２１を通って漏れる磁束漏れ量を減らすことができる。そのため、高いトルクを得ることができる。また、高回転時における各磁路形成部１４の保持が可能となり、高回転時における埋込磁石型モータの信頼性を高めることができる。【選択図】      図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
周方向に配置された複数のティースに巻線が巻回されたステータと、ロータとを備え、リラクタンストルクを利用する回転電機において、
前記ロータは、周方向に配置された複数の非磁路形成部と、前記ステータとの間のエアギャップに前記非磁路形成部より近い側にある磁路形成部とその他の磁路形成部とを接続する複数のブリッジ部と、を備え、
前記複数のブリッジ部各々の厚さ或いは断面積を、他の部分よりも小さくしたことを特徴とする回転電機。
【請求項２】
請求項１に記載の回転電機において、
前記ロータは前記ステータの内側に回転可能に収容されており、前記複数の非磁路形成部の各々は、各磁極毎に設けられた周方向に連続する少なくとも１つの非磁路形成部を含み、
前記複数のブリッジ部は前記ロータの外周側に前記各磁極毎に複数設けられた外周側のブリッジ部を含み、前記各磁極の前記外周側のブリッジ部は、前記少なくとも１つの非磁路形成部の両側で、その非磁路形成部より径方向外側にある磁路形成部とその他の磁路形成部とを接続していることを特徴とする回転電機。
【請求項３】
請求項１に記載の回転電機において、
前記ロータは前記ステータの内側に回転可能に収容されており、前記複数の非磁路形成部の各々は、各磁極毎に周方向に沿って独立して設けられた２つ以上の非磁路形成部を含み、
前記複数のブリッジ部は前記ロータの外周側に前記各磁極毎に複数設けられた外周側のブリッジ部と、各磁極の前記２つ以上の非磁路形成部同士を接続する１つ以上の補強ブリッジ部とを含み、前記各磁極の前記外周側のブリッジ部は、前記２つ以上の非磁路形成部の両側で、その非磁路形成部より径方向外側にある磁路形成部とその他の磁路形成部とを接続していることを特徴とする回転電機。
【請求項４】
請求項２又は３に記載の回転電機において、
前記複数の非磁路形成部は、前記ロータの軸方向に延びる磁石収容孔と、前記磁石収容孔に埋め込まれた永久磁石とでそれぞれ構成され、前記永久磁石は、異なる磁極の端部が交互に並ぶように配置されていることを特徴とする回転電機。
【請求項５】
請求項３に記載の回転電機において、
前記各磁極の前記２つ以上の非磁路形成部は、前記エアギャップ側が開きかつ反エアギャップ側が前記補強ブリッジ部で接続されたＶ字配置の２つの磁石収容孔と、各磁石収容孔に埋め込まれた２つの永久磁石とでそれぞれ構成されることを特徴とする回転電機。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか１つに記載の回転電機において、
前記ロータのロータコアは、複数のコアシートを積層した積層コアであることを特徴とする回転電機。
【請求項７】
請求項６に記載の回転電機において、
前記積層コアは、前記ロータの外周側に前記各磁極毎に複数設けられた前記外周側のブリッジ部と、前記各磁極の前記２つ以上の非磁路形成部同士を接続する１つ以上の前記補強ブリッジ部との少なくとも一方を所定の角度毎に切断した１種類のコアシートを、前記外周側のブリッジ部各々の前記軸方向における厚さと、前記補強ブリッジ部各々の前記軸方向における厚さとがそれぞれ他の部分よりも小さくなるように、前記ロータの回転方向に１枚毎に或いは複数枚毎にずらして積層してなることを特徴とする回転電機。
【請求項８】
請求項６に記載の回転電機において、
前記積層コアは、前記外周側のブリッジ部の全てを有しかつ前記補強ブリッジ部の一部或いは全てを切断した第１のコアシートと、前記補強ブリッジ部の全てを有しかつ前記外周側のブリッジ部の一部或いは全てを切断した第２のコアシートを含む２種類以上のコアシートを、前記外周側のブリッジ部各々の前記軸方向における厚さと、前記補強ブリッジ部各々の前記軸方向における厚さとがそれぞれ他の部分よりも小さくなるように、１枚毎に或いは複数枚毎に交互に積層してなることを特徴とする回転電機。
【請求項９】
請求項６〜８のいずれか１つに記載の回転電機において、
前記積層コアは、接着、リベットかしめ及び前記コアシートのかしめのいずれかの方法により固定されていることを特徴とする回転電機。
【請求項１０】
請求項１〜５のいずれか１つに記載の回転電機において、
前記ロータのロータコアは、所定の材料を焼結した粉体コアであることを特徴とする回転電機。
【請求項１１】
請求項１０に記載の回転電機において、
前記粉体コアにおける前記複数のブリッジ部各々を、前記粉体コアが完全に分断しないようにかつ前記複数のブリッジ部各々の断面積がそれぞれ等しくなるように、部分的に切除したことを特徴とする回転電機。
【請求項１２】
請求項１１に記載の回転電機において、
前記粉体コアにおける、前記複数のブリッジ部各々の軸方向両側或いは一側を切除したことを特徴とする回転電機。
【請求項１３】
請求項１１に記載の回転電機において、
前記粉体コアにおける、前記複数のブリッジ部各々の外周部に部分的に１以上の孔を開けたことを特徴とする回転電機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、マグネットトルクとリラクタンストルクを併用するモータや、リラクタンストルクのみを活用するモータ等のリラクタンストルクを利用する回転電機に関する。
【背景技術】
【０００２】
リラクタンストルクを利用するモータとしては、マグネットトルクとリラクタンストルクを併用する埋込磁石型モータ等がある。埋込磁石型モータは、周方向に配置された複数のティースに巻線が巻回されたステータと、複数の永久磁石が磁石収容孔に埋め込まれたロータとを備える。
【０００３】
従来、図１４に示すようなロータを用いた埋込磁石型モータが知られている（例えば、特許文献１参照）。
図１４に示すロータ１４０は、内転型の埋込磁石型モータに用いられる。このロータ１４０には、Ｖ字配置の２つの磁石収容孔１４１，１４２が周方向に複数組設けられている。各組の２つの磁石収容孔１４１，１４２には、図示を省略した永久磁石が埋め込まれる。各組の２つの磁石収容孔１４１，１４２は、ステータとの間のエアギャップ側（径方向外側）が開きかつ反エアギャップ側（径方向内側）が補強ブリッジ部１４３でそれぞれ接続されている。また、ロータ１４０には、各組の２つの磁石収容孔１４１，１４２の両側に、２つの磁石収容孔１４１，１４２よりエアギャップに近い側にある磁路形成部１４４と、その他の磁路形成部１４５とを接続するブリッジ部１４６がそれぞれ設けられている。
【０００４】
このような埋込磁石型モータは、ステータによる磁束がロータ内を通ることで発生するリラクタンストルクと、永久磁石による磁束が磁路形成部１４４を通ってステータの巻線に鎖交することで発生するマグネットトルクとの両方を、モータのトルクとして利用する。
【０００５】
一方、ブリッジ部の無いロータを用いる同期式モータのロータ構造が知られている（例えば、特許文献２参照）。このロータ構造は、図１５に示すように、周方向へ磁化された複数のマグネット１５１と、複数のマグネット１５１の各々を周方向へ挟持する複数の積層ロータコア１５２とを、シャフト１５３の周囲に交互に配設してなる。
【特許文献１】特開２００２−３４５１８９号公報
【特許文献２】特公平８−１７５４３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、図１４に示す上記従来の埋込磁石型モータでは、２つの磁石収容孔１４１，１４２に埋め込まれた各永久磁石による磁束の一部が磁路形成部１４４から左右のブリッジ部１４６に流れる漏れ磁束が発生する。これにより、ロータ１４０内で磁束が閉じてしまい、永久磁石の磁束を有効に使えないので、その漏れ磁束の分だけマグネットトルクが低下してしまい、高いトルクを得ることができない、という問題があった。同様に、ロータ内を上述した経路で通るステータによる磁束についても、その一部がブリッジ部１４６を通って磁路形成部１４４に流れる漏れ磁束が発生するおそれがある。この場合、その漏れ磁束の分だけリラクスタンストルクが低下してしまい、高いトルクを得ることができない、という問題があった。
【０００７】
一方、図１５に示す従来のロータ構造では、図１４に示す埋込磁石型モータのロータ１
４０におけるブリッジ部１４６のように永久磁石を保持するものが無いため、高回転に対応できないという問題があった。
【０００８】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、その目的は、ブリッジ部における漏れ磁束を減らして高いトルクを得ることができるとともに、高回転時の信頼性を向上させた回転電機を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するために、請求項１に係る発明は、周方向に配置された複数のティースに巻線が巻回されたステータと、ロータとを備え、リラクタンストルクを利用する回転電機において、前記ロータは、周方向に配置された複数の非磁路形成部と、前記ステータとの間のエアギャップに前記非磁路形成部より近い側にある磁路形成部とその他の磁路形成部とを接続する複数のブリッジ部と、を備え、前記複数のブリッジ部各々の厚さ或いは断面積を、他の部分よりも小さくしたことを要旨とする。
【００１０】
なお、ここにいう「リラクタンストルクを利用する回転電機」は、リラクタンストルクのみを活用する回転電機と、リラクタンストルクとマグネットトルクを併用する回転電機とを含む意味で用いる。
【００１１】
これによれば、各ブリッジ部の厚さ或いは断面積を、他の部分よりも小さくしたので、各ブリッジ部での磁気抵抗が大になる。これにより、リラクタンストルクのみを活用する回転電機では、ステータによる磁束が各ブリッジ部を通って漏れる磁束漏れ量を減らすことができる。また、リラクタンストルクとマグネットトルクを併用する回転電機では、ステータによる磁束が各ブリッジ部を通って漏れる磁束漏れ量と、永久磁石による磁束が各ブリッジ部を通って漏れる磁束漏れ量の両方を減らすことができる。そのため、リラクタンストルク、或いはリラクタンストルクとマグネットトルクの両方を有効に利用することができ、高いトルクを得ることができる。また、各ブリッジ部により、エアギャップに非磁路形成部より近い側にある各磁路形成部がロータにそれぞれ保持される構造となっているので、高回転時における各磁路形成部の保持が可能となり、高回転時における回転電機の信頼性を高めることができる。
【００１２】
請求項２に係る発明は、請求項１に記載の回転電機において、前記ロータは前記ステータの内側に回転可能に収容されており、前記複数の非磁路形成部の各々は、各磁極毎に設けられた周方向に連続する少なくとも１つの非磁路形成部を含み、前記複数のブリッジ部は前記ロータの外周側に前記各磁極毎に複数設けられた外周側のブリッジ部を含み、前記各磁極の前記外周側のブリッジ部は、前記少なくとも１つの非磁路形成部の両側で、その非磁路形成部より径方向外側にある磁路形成部とその他の磁路形成部とを接続していることを要旨とする。
【００１３】
これによれば、ロータの外周側にのみブリッジ部があるタイプの回転電機において、高いトルクを得ることができるとともに、高回転時における回転電機の信頼性を高めることができる。
【００１４】
請求項３に係る発明は、請求項１に記載の回転電機において、前記ロータは前記ステータの内側に回転可能に収容されており、前記複数の非磁路形成部の各々は、各磁極毎に周方向に沿って独立して設けられた２つ以上の非磁路形成部を含み、前記複数のブリッジ部は前記ロータの外周側に前記各磁極毎に複数設けられた外周側のブリッジ部と、各磁極の前記２つ以上の非磁路形成部同士を接続する１つ以上の補強ブリッジ部とを含み、前記各磁極の前記外周側のブリッジ部は、前記２つ以上の非磁路形成部の両側で、その非磁路形成部より径方向外側にある磁路形成部とその他の磁路形成部とを接続していることを要旨
とする。
【００１５】
これによれば、各磁極毎に複数設けられた外周側のブリッジ部と、各磁極の２つの非磁路形成部同士を接続する１つ以上の補強ブリッジ部とがあるタイプの回転電機において、各外周側のブリッジ部を通って漏れる磁束漏れ量と、各補強ブリッジ部を通って漏れる磁束漏れ量との両方を減らすことができる。これにより、高いトルクを得ることができるとともに、高回転時における回転電機の信頼性を高めることができる。
【００１６】
請求項４に係る発明は、請求項２又は３に記載の回転電機において、前記複数の非磁路形成部は、前記ロータの軸方向に延びる磁石収容孔と、前記磁石収容孔に埋め込まれた永久磁石とでそれぞれ構成され、前記永久磁石は、異なる磁極の端部が交互に並ぶように配置されていることを要旨とする。
【００１７】
これによれば、ステータによる磁束が各ブリッジ部を通って漏れる磁束漏れ量と、永久磁石による磁束が各ブリッジ部を通って漏れる磁束漏れ量の両方を減らすことができる。これにより、リラクタンストルクとマグネットトルクを有効に利用することができ、高いトルクを得ることができる。また、各ブリッジ部により各永久磁石がロータにそれぞれ保持される構造となっているので、高回転時における各永久磁石の保持が可能となり、回転電機の信頼性を高めることができる。したがって、リラクタンストルクとマグネットトルクを併用する埋込磁石型の回転電機において、高いトルクを得ることができるとともに、信頼性を向上させることができる。
【００１８】
請求項５に係る発明は、請求項３に記載の回転電機において、前記各磁極の前記２つ以上の非磁路形成部は、前記エアギャップ側が開きかつ反エアギャップ側が前記補強ブリッジ部で接続されたＶ字配置の２つの磁石収容孔と、各磁石収容孔に埋め込まれた２つの永久磁石とでそれぞれ構成されることを要旨とする。
【００１９】
これによれば、内転型でかつ永久磁石がＶ字配置のもので、リラクタンストルクとマグネットトルクを併用する埋込磁石型の回転電機において、高いトルクを実現することができる。
【００２０】
請求項６に係る発明は、請求項１〜５のいずれか１つに記載の回転電機において、前記ロータのロータコアは、複数のコアシートを積層した積層コアであることを要旨とする。
これによれば、ロータコアを積層コアとした回転電機において、高いトルクを得ることができるとともに、高回転時の信頼性を向上させることができる。
【００２１】
請求項７に係る発明は、請求項６に記載の回転電機において、前記積層コアは、前記ロータの外周側に前記各磁極毎に複数設けられた前記外周側のブリッジ部と、前記各磁極の前記２つ以上の非磁路形成部同士を接続する１つ以上の前記補強ブリッジ部との少なくとも一方を所定の角度毎に切断した１種類のコアシートを、前記外周側のブリッジ部各々の前記軸方向における厚さと、前記補強ブリッジ部各々の前記軸方向における厚さとがそれぞれ他の部分よりも小さくなるように、前記ロータの回転方向に１枚毎に或いは複数枚毎にずらして積層してなることを要旨とする。
【００２２】
これによれば、各磁極毎に複数設けられた外周側のブリッジ部各々の厚さと、各磁極の２つ以上の非磁路形成部同士を接続する１つ以上の補強ブリッジ部各々の厚さとを他の部分よりも小さくした積層コアを、１種類のコアシートを用いて容易にかつ低コストで作製することができる。
【００２３】
請求項８に係る発明は、請求項６に記載の回転電機において、前記積層コアは、前記外
周側のブリッジ部の全てを有しかつ前記補強ブリッジ部の一部或いは全てを切断した第１のコアシートと、前記補強ブリッジ部の全てを有しかつ前記外周側のブリッジ部の一部或いは全てを切断した第２のコアシートを含む２種類以上のコアシートを、前記外周側のブリッジ部各々の前記軸方向における厚さと、前記補強ブリッジ部各々の前記軸方向における厚さとがそれぞれ他の部分よりも小さくなるように、１枚毎に或いは複数枚毎に交互に積層してなることを要旨とする。
【００２４】
これによれば、各磁極毎に複数設けられた外周側のブリッジ部各々の厚さと、各磁極の２つ以上の非磁路形成部同士を接続する１つ以上の補強ブリッジ部各々の厚さとを他の部分よりも小さくした積層コアを、第１のコアシートと第２のコアシートを含む２種類以上のコアシートを用いて容易に作製することができる。
【００２５】
請求項９に係る発明は、請求項６〜８のいずれか１つに記載の回転電機において、前記積層コアは、接着、リベットかしめ及び前記コアシートのかしめのいずれかの方法により固定されていることを要旨とする。
【００２６】
これによれば、積層コアを接着、リベットかしめ及びコアシートのかしめ等の方法により固定することにより、積層コアとしたロータコアの強度が増し、より高い回転でも対応が可能となる。
【００２７】
請求項１０に係る発明は、請求項１〜５のいずれか１つに記載の回転電機において、前記ロータのロータコアは、所定の材料を焼結した粉体コアであることを要旨とする。
これによれば、ロータコアを粉体コアとした回転電機において、高いトルクを得ることができるとともに、高回転時の信頼性を向上させることができる。
【００２８】
請求項１１に係る発明は、請求項１０に記載の回転電機において、前記粉体コアにおける前記複数のブリッジ部各々を、前記粉体コアが完全に分断しないようにかつ前記複数のブリッジ部各々の断面積がそれぞれ等しくなるように、部分的に切除したことを要旨とする。
【００２９】
これによれば、各ブリッジ部を、粉体コアが完全に分断しないように部分的に切除しているので、十分な強度を持つ粉体コア（ロータコア）を得ることができる。
請求項１２に係る発明は、請求項１１に記載の回転電機において、前記粉体コアにおける、前記複数のブリッジ部各々の軸方向両側或いは一側を切除したことを要旨とする。
【００３０】
これによれば、複数のブリッジ部各々の断面積を他の部分よりも小さくした粉体コアを作製することができる。
請求項１３に係る発明は、請求項１１に記載の回転電機において、前記粉体コアにおける、前記複数のブリッジ部各々の外周部に部分的に１以上の孔を開けたことを要旨とする。
【００３１】
これによれば、各ブリッジ部の外周部に部分的に１以上の孔を開ているので、十分な強度を持つ粉体コア（ロータコア）を得ることができる。
【発明の効果】
【００３２】
本発明によれば、ブリッジ部での磁束漏れ量を減らして高いトルクを得ることができるとともに、高回転時の信頼性を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３３】
以下、本発明を具体化した埋込磁石型モータの各実施形態を図面に基づいて説明する。
なお、各実施形態の説明において同様の部位には同一の符号を付して重複した説明を省略する。
【００３４】
（第１実施形態）
第１実施形態に係る埋込磁石型モータを、図１〜図５に基づいて説明する。
図１に示す回転電機としての埋込磁石型モータは、ハウジング１と、周方向に配置された複数のティースに巻線が巻回されたステータ２と、ロータ３とを備え、マグネットトルクとリラクタンストルクを回転トルクとして併用する内転型モータである。
【００３５】
ハウジング１は、図１に示すように、有底筒状のケース４と、ケース４の開口部を閉塞する蓋体５とを備える。ステータ２はケース４の内周面に固定されている。ロータ３は、その回転軸６がケース４及び蓋体５にそれぞれ設けられた軸受４ａ及び軸受５ａに支持されることで、ステータ２の内側に回転可能に収容されている。
【００３６】
ステータ２は、図１〜図３に示すように、円筒状に形成され、周方向に等角度で軸中心に向かって延びるように形成された複数のティース７を有するステータコア８と、各ティース７にインシュレータ９を介して巻回された巻線１０とを備える。なお、本実施形態のステータは、１２個のティース７を有する１２スロットのステータである。また、図２及び図３においては、インシュレータ９及び巻線１０の図示を省略している。また、巻線１０はティース７に集中巻にて巻回されている。
【００３７】
ロータ３は、図１に示すように、回転軸６と、ロータコア１１と、２つの永久磁石を１組として周方向に等角度で配置された８組の永久磁石とを備える８極のロータとなっている。ロータコア１１は、複数の円盤状のコアシートを積層して形成した積層コアである（図３及び図５（ａ）参照）。なお、図１に示すロータ３のロータコア１１には、複数のコアシートの境界線の図示を省略している。また、ロータコア１１の軸中心には回転軸６が嵌着される中心孔１１ａが形成されている。
【００３８】
また、ロータ３のロータコア１１は、図２及び図３に示すように、８組（周方向に各磁極毎に２つずつ、合計で１６個）の非磁路形成部１２と、複数の（２×８＝１６個の）ブリッジ部２１とを備える。各磁極の２つのブリッジ部（外周側のブリッジ部）２１、２１は、各磁極（各組）の２つの非磁路形成部１２，１２の両側で、ステータ２との間のエアギャップ１３に非磁路形成部１２より近い側にある８つの磁路形成部１４と、その他の磁路形成部１５とを接続している。
【００３９】
このロータコア１１では、１６個の非磁路形成部１２のうち、隣り合う２つの非磁路形成部１２，１２の間に２つのブリッジ部２１，２１がそれぞれ形成されているので、ロータコア１１には全体で合計１６個のブリッジ部２１が設けられている。つまり、ロータコア１１には、３相駆動の場合における電気角で１８０°毎（各磁極毎）に２つのブリッジ部（外周側のブリッジ部）２１，２１が設けられていることになる。
【００４０】
なお、「エアギャップ１３」は、ステータ２の各ティース７の先端部（回転中心側端部）に形成され、周方向左右に幅の広いチップ部７ａの内周面と、ロータコア１１の外周面との間にそれぞれできるギャップである。
【００４１】
そして、ロータ３のロータコア１１は、複数のブリッジ部２１各々の厚さを、他の部分よりも薄く（小さく）した構成になっている。
各磁極の２つの非磁路形成部１２，１２は、エアギャップ１３側（径方向外側）が開きかつ反エアギャップ側（径方向内側）が補強ブリッジ部２３で接続されたＶ字配置の２つの磁石収容孔１６，１７と、各磁石収容孔１６，１７に埋め込まれた２つの永久磁石１８
，１９とをそれぞれ含む構成になっている。
【００４２】
永久磁石１８，１９はそれぞれ、直方体形状を有し、ロータ３の軸方向における両端部を磁極としている。そして、各組の非磁路形成部１２，１２の２つの永久磁石１８，１９は、図２に示すように、同じ組の非磁路形成部１２，１２内では同じ磁極の端部が並び、かつ、隣接する２つの非磁路形成部１２，１２では異なる磁極の端部が並ぶように、対応する磁石収容孔１６，１７に埋め込まれている。つまり、ある１組の非磁路形成部１２，１２の永久磁石１８，１９はＮ極の端部が並び、その両側にある各組の非磁路形成部１２，１２の永久磁石１８，１９はそれぞれＳ極の端部が並ぶように、２つの永久磁石１８，１９を１組とする８組の永久磁石が配置されている。こうして、８極のロータ３が構成されている。
【００４３】
なお、８つの磁路形成部１４は、Ｖ字配置の２つの磁石収容孔１６，１７の間にできる三角形状の磁性体領域である。また、その他の磁路形成部１５は、８組の磁石収容孔１６，１７よりも径方向内側にできる磁性体領域である。
【００４４】
このように、本実施形態に係る埋込磁石型モータは、各磁極毎に周方向に沿って独立してＶ字配置された２つの非磁路形成部１２を含む。また、ロータ３には、複数のブリッジ部として、その外周側に各磁極毎に２つずつ設けられた外周側のブリッジ部２１と、各磁極の２つの非磁路形成部１２，１２同士を接続する１つの補強ブリッジ部２３とが設けられている。各磁極の外周側のブリッジ部２１，２１は、２つの非磁路形成部１２，１２の両側で、その非磁路形成部より径方向外側にある磁路形成部１４とその他の磁路形成部１５とを接続している。
【００４５】
本実施形態に係る埋込磁石型モータの特徴は、ロータ３のロータコア１１における複数のブリッジ部２１各々の厚さを他の部分よりも薄くした構成にある。この構成を得るために、積層コアであるロータコア１１を構成する複数の円盤状のコアシートとして、１６個のブリッジ部２１を電気角３６０°（所定の角度）毎に切断した１種類のコアシート２５（図４参照）を用いている。
【００４６】
このコアシート２５では、図４に示すように、２つのブリッジ部２１Ａ，２１Ａと、２つのブリッジ部を切断してできる２つの開口部２１Ｂ，２１Ｂとが、電気角１８０°毎に交互に設けられている。このような形状を有する１種類のコアシート２５を、図５（ａ），（ｂ）に示すように、ロータコア１１における１６個のブリッジ部２１各々の軸方向（図３で紙面に垂直な方向）における厚さがそれぞれ等しくかつ他の部分より薄くなるように、ロータ３の回転方向に電気角１８０°だけ１枚毎にずらして積層して、ロータコア１１を構成している。
【００４７】
各コアシート２５をロータ３の回転方向において電気角１８０°ずらして積層することで、積層された各コアシート２５における、２つのブリッジ部２１Ａ，２１Ａとブリッジ部を切断した開口部２１Ｂ，２１Ｂとが一致するようになる（図５（ａ），（ｂ）参照）。このように作製されたロータコア１１（ロータ３）では、１６個のブリッジ部２１各々の厚さが他の部分よりも薄くなっている。
【００４８】
なお、図５（ａ），（ｂ）では、図示を簡略化するために４枚のコアシート２５のみを示しているが、その枚数は「４」に限らない。また、図２〜図５において、符号２６は、複数枚のコアシート２５を積層した後、これらのコアシート２５をリベットかしめにより固定してロータコア１１を作製する際に、リベット（図示省略）を挿入するために各コアシート２５に設けた貫通孔である。
【００４９】
以上のように構成された第１実施形態によれば、以下の作用効果を奏する。
○ロータ３のロータコア１１における複数のブリッジ部２１各々の厚さを、他の部分よりも薄くしたので、各ブリッジ部２１での磁気抵抗が大になる。これにより、ステータ２による磁束が各ブリッジ部２１を通って漏れる磁束漏れ量と、永久磁石１８，１９による磁束が各ブリッジ部２１を通って漏れる磁束漏れ量の両方を減らすことができる。そのため、リラクタンストルクとマグネットトルクの両方を有効に利用することができ、高いトルクを得ることができる（図１３参照）。
【００５０】
図１３は、図１４に示す上述した従来の埋込磁石型モータと、第１実施形態に係る埋込磁石型モータのそれぞれについて、同じ励磁電流で駆動した時のトルク特性を示している。図１３において、曲線３１は従来の埋込磁石型モータで得られるトルクを、曲線３２は本実施形態に係る埋込磁石型モータのトルクをそれぞれ示している。なお、各曲線３１，３２で示すトルクは、リラクタンストルクとマグネットトルクを加算したトルクを示している。
【００５１】
この図１３から明らかなように、本実施形態に係る埋込磁石型モータは、従来の埋込磁石型モータよりも高いトルクが得られることが分かる。
○ロータコア１１における複数のブリッジ部２１により、エアギャップ１３に各組の非磁路形成部１２より近い側にある各磁路形成部１４がロータコア１１にそれぞれ保持される構造となっている。このため、高回転時における各磁路形成部１４の保持が可能となり、高回転時における埋込磁石型モータの信頼性を高めることができる。
【００５２】
○各ブリッジ部２１，２１により各永久磁石１８，１９がロータコア１１にそれぞれ保持される構造となっているので、高回転時における各永久磁石１８，１９の保持が可能となり、回転電機の信頼性を高めることができる。したがって、リラクタンストルクとマグネットトルクを併用する埋込磁石型モータにおいて、高いトルクを実現することができる。
【００５３】
○ロータ３は、ステータ２の内側に回転可能に収容されている。また、８組の非磁路形成部１２は、上記Ｖ字配置の２つの磁石収容孔１６，１７と、２つの永久磁石１８，１９とでそれぞれ構成されている。そして、各組の非磁路形成部１２，１２の２つの永久磁石１８，１９は、同じ組の非磁路形成部１２内では同じ磁極の端部が並び、かつ、隣接する組の非磁路形成部１２では異なる磁極の端部が並ぶように、対応する磁石収容孔１６，１７に埋め込まれている。このような構成により、内転型でかつ永久磁石がＶ字配置のもので、リラクタンストルクとマグネットトルクを併用する埋込磁石型モータにおいて、高いトルクを実現することができる。
【００５４】
○ロータ３のロータコア１１を積層コアとした埋込磁石型モータにおいて、高いトルクを得ることができるとともに、高回転時の信頼性を向上させることができる。
○ロータコア１１を構成する複数のコアシートとして、２つのブリッジ部２１Ａ，２１Ａと、２つのブリッジ部を切断してできる２つの開口部２１Ｂ，２１Ｂとが、電気角１８０°毎に交互に設けられた１種類のコアシート２５を用いている。このコアシート２５を、ロータコア１１における各ブリッジ部２１の軸方向における厚さがそれぞれ等しくかつ他の部分より薄くなるように、ロータ３の回転方向に電気角１８０°だけ１枚毎にずらして積層して、ロータコア１１を構成している。そのため、各ブリッジ部２１の厚さを他の部分よりも薄くした積層コアを、１種類のコアシート２５を用いて容易にかつ低コストで作製することができる。
【００５５】
○複数枚のコアシート２５を積層した後、これらのコアシート２５をリベットかしめにより固定してロータコア１１を作製することで、ロータコア１１の強度を向上させること
ができる。
【００５６】
（第２実施形態）
次に、第２実施形態に係る埋込磁石型モータを、図６〜図８に基づいて説明する。なお、図６〜図８では、各磁石収容孔１６，１７に埋め込まれる各永久磁石１８，１９の図示を省略してある。
【００５７】
本実施形態では、積層コアとしたロータコア１１Ａは、複数の（２×８＝１６個の）外周側のブリッジ部２１Ａの全てを有しかつ補強ブリッジ部２３の全てを切断した第１のコアシート３５と、補強ブリッジ部２３の全てを有しかつ外周側のブリッジ部２１Ａの全てを切断した第２のコアシート４５の２種類のコアシートを用いている。
【００５８】
第１のコアシート３５には、図７に示すように、２つのブリッジ部２１Ａ，２１Ａが電気角１８０°毎に８箇所に設けられている。また、第１のコアシート３５は、上記補強ブリッジ部２３を切除した構成となっている。
【００５９】
一方、第２のコアシート４５には、図８に示すように、２つのブリッジ部を切断してできる２つの開口部２１Ｂ，２１Ｂが電気角１８０°毎に８箇所に設けられている。また、この第２のコアシート４５には、各磁極におけるＶ字配置の２つの磁石収容孔１６，１７の反エアギャップ側（径方向内側）を接続する補強ブリッジ部２３の全てが設けられている。
【００６０】
そして、ロータコア１１Ａは、２種類のコアシート３５，４５を、各外周側のブリッジ部２１及び各補強ブリッジ部２３の軸方向における厚さがそれぞれ他の部分よりも薄くなるように、１枚毎に交互に複数枚積層して構成されている。つまり、２種類のコアシート３５，４５は、図６（ａ），（ｂ）に示すように、コアシート３５の各ブリッジ部２１Ａとコアシート４５の各開口部２１Ｂとがそれぞれ一致しかつコアシート３５の補強ブリッジ部２３の無い部分とコアシート４５の補強ブリッジ部２３とがそれぞれ一致するように、１枚毎に交互に複数枚積層されている。なお、図６（ａ），（ｂ）では、図示を簡略化するために２種類のコアシート３５，４５を４枚積層してあるが、その積層数は「４」に限らない。
【００６１】
以上のように構成された第２実施形態によれば、上記第１実施形態の奏する作用効果に加えて、以下の作用効果を奏する。
○各外周側のブリッジ部２１の厚さを他の部分よりも薄くしたロータコア１１Ａを、ブリッジ部２１Ａの全てを有しかつ補強ブリッジ部２３の全てを切断した第１のコアシート３５と、補強ブリッジ部２３の全てを有しかつブリッジ部２１Ａの全てを切断した第２のコアシート４５の２種類のコアシートを用いて容易に作製することができる。
【００６２】
○ロータコア１１Ａは、上記第１のコアシート３５（図７参照）と、上記第２のコアシート４５（図８参照）とを、図６（ａ），（ｂ）に示すように交互に積層して構成されている。これにより、ロータ３のロータコア１１Ａにおける、複数の外周側のブリッジ部２１各々の厚さだけでなく、複数の補強ブリッジ部２３各々の厚さも他の部分よりも薄くなるので、各補強ブリッジ部２３を通って漏れる磁束漏れ量も減らすことができる。そのため、より高いトルクを得ることができる。
【００６３】
（第３実施形態）
次に、第３実施形態に係る埋込磁石型モータを、図９〜図１１に基づいて説明する。
本実施形態に係る埋込磁石型モータは、図９及び図１０に示すように、複数の外周側のブリッジ部２１各々の断面積と、複数の補強ブリッジ部２３各々の断面積とを他の部分よ
りも小さくしたロータ３を備える。このロータ３のロータコア１１Ｂは、所定の材料を焼結した粉体コアで構成されている。
【００６４】
このロータコア１１Ｂ（粉体ロータ）は、各ブリッジ部２１及び各補強ブリッジ部２３の断面積を他の部分よりも小さくするために、各ブリッジ部２１及び各補強ブリッジ部２３を、ロータコア１１Ｂが完全に分断しないようにかつ各ブリッジ部２１及び各補強ブリッジ部２３の断面積がそれぞれ等しくなるように、部分的に切除してある。
【００６５】
本実施形態では、ロータコア１１Ｂにおける各ブリッジ部２１の軸方向両側を、同じ深さで切除して、各ブリッジ部２１の断面積を他の部分よりも小さくしてある。つまり、ロータコア１１Ｂにおける各ブリッジ部２１の軸方向両側には、同じ深さの溝２１Ｃが設けられている。また、ロータコア１１Ｂにおける各補強ブリッジ部２３の軸方向両側を、図１１に示すように同じ深さで切除して、各補強ブリッジ部２３の断面積を他の部分よりも小さくしてある。つまり、ロータコア１１Ｂにおける各補強ブリッジ部２３の軸方向両側には、同じ深さの溝２３Ｃが設けられている。
【００６６】
また、ロータ３のロータコア１１Ｂには、上記第１実施形態と同様に、周方向に等角度で８組設けられたＶ字配置の２つの磁石収容孔１６，１７と、各磁石収容孔１６，１７に埋め込まれた２つの永久磁石１８，１９とで、８組（各磁極毎に２つずつ、合計１６個）の非磁路形成部１２が構成される。なお、図９及び図１０では、永久磁石１８，１９の図示を省略してある。
【００６７】
以上のように構成された第３実施形態によれば、以下の作用効果を奏する。
○ロータ３のロータコア１１Ｂにおける複数のブリッジ部２１各々の断面積を他の部分よりも小さくしたので、各ブリッジ部２１での磁気抵抗が大になる。これとともに、ロータコア１１Ｂにおける複数の補強ブリッジ部２３各々の断面積を他の部分よりも小さくしたので、各補強ブリッジ部２３での磁気抵抗も大になる。これにより、リラクタンストルクとマグネットトルクの両方を有効に利用することができ、高いトルクを得ることができる。
【００６８】
○ロータコア１１Ｂにおける複数のブリッジ部２１により、エアギャップ１３（図２参照）に各組の非磁路形成部１２より近い側にある各磁路形成部１４がロータコア１１Ｂにそれぞれ保持される構造となっている。このため、高回転時における各磁路形成部１４の保持が可能となり、高回転時における埋込磁石型モータの信頼性を高めることができる。
【００６９】
○内転型でかつ永久磁石がＶ字配置のもので、リラクタンストルクとマグネットトルクを併用する埋込磁石型モータにおいて、高いトルクを実現することができる。
○ロータ３のロータコア１１Ｂを粉体コアとした埋込磁石型モータにおいて、高いトルクを得ることができるとともに、高回転時の信頼性を向上させることができる。
【００７０】
○各ブリッジ部２１を、ロータコア１１Ｂが完全に分断しないように部分的に切除しているので、十分な強度を持つロータコア１１Ｂを得ることができる。
○各外周側のブリッジ部２１の軸方向両側と、各補強ブリッジ部２３の軸方向両側とを、それぞれ同じ深さで切除することで、各ブリッジ部２１の断面積と各補強ブリッジ部２３の断面積とを他の部分よりも小さくしたロータコア１１Ｂを作製することができる。
【００７１】
（第４実施形態）
次に、第４実施形態に係る埋込磁石型モータを、図１２に基づいて説明する。
本実施形態に係る埋込磁石型モータは、図１２に示すように、複数のブリッジ部（外周側のブリッジ部）２１各々の断面積を他の部分よりも小さくしたロータ３を備える。この
ロータ３のロータコア１１Ｃは、所定の材料を焼結した粉体コアで構成されている。
【００７２】
このロータコア１１Ｃ（粉体ロータ）は、各ブリッジ部２１の断面積を他の部分よりも小さくするために、各ブリッジ部２１を、ロータコア１１Ｃが完全に分断しないようにかつ各ブリッジ部２１の断面積がそれぞれ等しくなるように、部分的に切除してある。
【００７３】
本実施形態では、ロータコア１１Ｃにおける各ブリッジ部２１の外周部に複数（本例では５つ）の孔２１Ｄを開けることで、各ブリッジ部２１の断面積を他の部分よりも小さくしている。各ブリッジ部２１の外周部には、５つの孔２１Ｄが等ピッチで穿設されている。これらの孔２１Ｄは、同じ形状でかつ同じ大きさである。
【００７４】
また、ロータ３のロータコア１１Ｃには、上記第１実施形態と同様に、周方向に等角度で８組設けられたＶ字配置の２つの磁石収容孔１６，１７と、各磁石収容孔１６，１７に埋め込まれた２つの永久磁石１８，１９とで、８組の非磁路形成部１２が構成される。なお、図１１では、永久磁石１８，１９の図示を省略してある。
【００７５】
以上のように構成された第４実施形態によれば、以下の作用効果を奏する。
○上記第３実施形態と同様に、リラクタンストルクとマグネットトルクの両方を有効に利用することができ、高いトルクを得ることができるとともに、高回転時における埋込磁石型モータの信頼性を高めることができる。
【００７６】
○内転型でかつ永久磁石がＶ字配置のもので、リラクタンストルクとマグネットトルクを併用する埋込磁石型モータにおいて、高いトルクを実現することができる。
○ロータコア１１Ｃを粉体コアとした埋込磁石型モータにおいて、高いトルクを得ることができるとともに、高回転時の信頼性を向上させることができる。
【００７７】
○ロータコア１１Ｃにおける各ブリッジ部２１の外周部に複数（５つ）の孔２１Ｄを開けることで、各ブリッジ部２１の断面積を他の部分よりも小さくしたロータコア１１Ｃを作製することができる。
【００７８】
○各ブリッジ部２１の外周部に部分的に孔２１Ｄを開けているので、十分な強度を持つロータコア１１Ｃを得ることができる。
なお、この発明は以下のように変更して具体化することもできる。
【００７９】
・上記各実施形態では、リラクタンストルクを利用する回転電機の一例として、リラクタンストルクとマグネットトルクを併用する埋込磁石型モータについて説明したが、リラクタンストルクのみを活用するリラクタンスモータにも本発明は適用可能である。
【００８０】
つまり、本発明は、複数のティースに巻線が巻回されたステータとロータとを備え、ロータは、周方向に配置された複数の非磁路形成部と、各非磁路形成部の両側で、ステータとの間のエアギャップに非磁路形成部より近い側にある磁路形成部と、その他の磁路形成部とを接続する複数のブリッジ部とを備えるリラクタンスモータにも適用可能である。
【００８１】
このようなリラクタンスモータでは、複数の非磁路形成部は、ロータに周方向に等角度で配置された任意形状の複数の孔、或いはこれら複数の孔に埋め込まれた非磁性体材料を埋め込んだ磁気障壁層等で構成される。
【００８２】
・上記各実施形態では、回転電機の一例として、内転型の埋込磁石型モータについて説明したが、外転型の埋込磁石型モータ或いはリラクタンスモータにも本発明は適用可能である。
【００８３】
・上記各実施形態では、回転電機の一例として、ロータに周方向に配置された複数の永久磁石がＶ字配置の埋込磁石型モータについて説明した。しかし、本発明は、直線状、円弧状、或いはＵ字形状等、任意の形状の複数の永久磁石が周方向に配置されたロータを備えた埋込磁石型モータにも適用可能である。
【００８４】
・同様に、本発明は、直線状、円弧状、或いはＵ字形状等、任意の形状の複数の非磁路形成部が周方向に配置されたロータを備えたリラクタンスモータにも適用可能である。例えば、本発明は、ロータの外周側にのみブリッジ部があるタイプのモータや、各磁極毎に複数設けられた外周側のブリッジ部と、各磁極の２つの非磁路形成部同士を接続する１つの補強ブリッジ部とがあるタイプのモータにも広く適用可能である。
【００８５】
・さらに、本発明は、ロータの外周側にのみブリッジ部があるタイプのモータで、各磁極毎に径方向の異なる位置に複数の非磁路形成部が設けられているモータにも適用可能である。例えば、各磁極毎に径方向の異なる位置に２つ以上の非磁路形成部が設けられているモータでは、ロータの外周側に各磁極毎に外周側のブリッジ部が４つ以上設けられることになる。このような構成のモータにも本発明は適用可能である。
【００８６】
・上記各実施形態では、ロータ３は、各磁極毎に周方向に沿って独立して設けられた２つの非磁路形成部１２と、各磁極の２つの非磁路形成部１２同士を接続する１つの補強ブリッジ部２３を備える構成について一例として説明した。しかし、本発明は、ロータが、各磁極毎に周方向に沿って独立して設けられた２つ以上の非磁路形成部と、各磁極毎に設けられ、各磁極の２つ以上の非磁路形成部同士を接続する１以上の補強ブリッジ部を備えるモータにも適用可能である。
【００８７】
・上記各実施形態において、外周側のブリッジ部各々の厚さ或いは断面積と、補強ブリッジ部各々の厚さ或いは断面積は、同じであっても良いし、また、異なっていても良い。ただし、外周側のブリッジ部各々の厚さ或いは断面積は等しく、かつ、補強ブリッジ部各々の厚さ或いは断面積は等しいことが望ましい。
【００８８】
・上記各実施形態では、１２スロットのステータと８極構成のロータ３とを備えた埋込磁石型モータについて説明したが、ステータのスロット数とロータの極数を適宜変更した埋込磁石型モータにも本発明は適用可能である。
【００８９】
・上記各実施形態では、回転電機の一例として埋込磁石型モータについて説明したが、本発明は、埋込磁石型モータやリラクタンスモータだけでなく、発電機にも適用可能である。つまり、本発明は、複数のティースに巻線が巻回されたステータとロータとを備え、ロータは、周方向に配置された複数の非磁路形成部と、各非磁路形成部の両側で、ステータとの間のエアギャップに非磁路形成部より近い側にある磁路形成部と、その他の磁路形成部とを接続する複数のブリッジ部とを備える発電機にも適用可能である。
【００９０】
・上記第１実施形態では、ロータコア１１を構成する複数のコアシート２５として、２つのブリッジ部２１Ａ，２１Ａと、２つのブリッジ部を切断してできる２つの開口部２１Ｂ，２１Ｂとが、電気角１８０°毎に交互に設けられている１種類のコアシートを用いている。しかし、本発明は、複数個のブリッジ部２１を電気角１８０°以外の所定の角度毎に切断した１種類のコアシートを用いる構成に適用可能である。
【００９１】
・上記第１実施形態では、１種類のコアシート２５を、ロータコア１１における１６個のブリッジ部２１各々の軸方向における厚さがそれぞれ等しくかつ他の部分より薄くなるように、ロータ３の回転方向に電気角１８０°だけ１枚毎にずらして積層して、ロータコ
ア１１を構成している。しかし、本発明は、１種類のコアシート２５を、各ブリッジ部２１の軸方向における厚さがそれぞれ等しくかつ他の部分より薄くなるように、複数枚毎に、回転方向に電気角１８０°だけずらして積層する構成にも適用可能である。
【００９２】
・上記第１実施形態では、２つのブリッジ部２１Ａ，２１Ａと、２つのブリッジ部を切断してできる２つの開口部２１Ｂ，２１Ｂとが、電気角１８０°毎に交互に設けられている１種類のコアシートを用いている。しかし、本発明は、２つのブリッジ部２１Ａ，２１Ａと２つの開口部２１Ｂ，２１Ｂとが、１８０°以外の電気角毎に交互に設けられている１種類のコアシートを用いている構成にも適用可能である。
【００９３】
・上記第２実施形態では、ロータコア１１Ａは、２種類のコアシート３５，４５を、各外周側のブリッジ部２１の軸方向における厚さ及び各補強ブリッジ部２３の軸方向における厚さがそれぞれ他の部分よりも薄くなるように、１枚毎に交互に複数枚積層して構成されている。しかし、本発明は、コアシート３５，４５を含む２種類以上のコアシートを、各ブリッジ部２１及び各補強ブリッジ部２３の軸方向における厚さがそれぞれ他の部分よりも薄くなるように、１枚毎に或いは複数枚毎に交互に積層したロータコアを備えた回転電機にも適用可能である。
【００９４】
・上記第２実施形態において、補強ブリッジ部２３の全部を切断した第１のコアシート３５に代えて、その一部を切断した第１のコアシートを用いてもよく、また外周側のブリッジ部２１Ａの全てを切断した第２のコアシート４５に代えて、その一部を切断した第２のコアシートを用いても良い。
【００９５】
・上記第３実施形態では、ロータコア１１Ｂにおける各ブリッジ部２１の軸方向両側を同じ深さで切除してあるが、各ブリッジ部２１の軸方向片側を同じ深さで切除した構成にも本発明は適用可能である。
【００９６】
・上記第４実施形態では、ロータコア１１Ｃにおける各ブリッジ部２１の外周部に５つの孔２１Ｄを開けてあるが、その孔２１Ｄの数は「５」に限らず、適宜変更可能である。
・上記第４実施形態では、ロータコア１１Ｃにおける各ブリッジ部２１の外周部には、５つの孔２１Ｄが等ピッチで穿設されているが、各ブリッジ部２１の軸方向の断面積がそれぞれ同じになるのであれば、複数の孔２１Ｄが不等ピッチで穿設される構成にも本発明は適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００９７】
【図１】第１実施形態に係る埋込磁石型モータの概略構成を示す縦断面図。
【図２】同モータのステータとコアを示す平面図。
【図３】同モータのステータとコアを示す斜視図。
【図４】同モータのロータを構成するコアシートを示す平面図。
【図５】（ａ）同ロータの積層構造を示す斜視図、（ｂ）同ロータの分解斜視図。
【図６】（ａ）第２実施形態に係る埋込磁石型モータにおけるロータの積層構造を示す斜視図、（ｂ）同ロータの分解斜視図。
【図７】第２実施形態で用いる第１のコアシートを示す平面図。
【図８】同実施形態で用いる第２のコアシートを示す平面図。
【図９】第３実施形態に係る埋込磁石型モータのロータを示す斜視図。
【図１０】同ロータを示す平面図。
【図１１】図１０のＡ−Ａ線に沿った断面図。
【図１２】第４実施形態に係る埋込磁石型モータのロータを示す斜視図。
【図１３】第１実施形態に係る埋込磁石型モータと図１４に示す従来の埋込磁石型モータのトルク特性を比較するためのグラフ。
【図１４】従来の埋込磁石型モータを示す斜視図。
【図１５】別の従来例を示す平面図。
【符号の説明】
【００９８】
２…ステータ、３…ロータ、７…ティース、１０…巻線、１１，１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃ…ロータコア、１２…非磁路形成部、１３…エアギャップ、１４，１５…磁路形成部、１６，１７…磁石収容孔、１８，１９…永久磁石、２１，２１Ａ…外周側のブリッジ部、２１Ｄ…孔、２３…補強ブリッジ部、２５，３５，４５…コアシート、３５…第１のコアシート、４５…第２のコアシート。
【図１】
2006050820.tif 000003
【図２】
2006050820.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
2006050820.tif 000013
【図１２】
2006050820.tif 000014
【図１３】
2006050820.tif 000015
【図１４】
2006050820.tif 000016
【図１５】
2006050820.tif 000017