(57)【要約】【課題】部品点数を少なくしながら、漏れ磁束を抑えるための着磁を容易に行うことができるロータを提供すること。【解決手段】ロータ４は、第１コアベース２１の外周部に第１爪状磁極２２が形成された第１ロータコア２０と第２コアベース３１の外周部に第２爪状磁極３２が形成された第２ロータコア３０と、第１及び第２コアベース２１，３１同士の間に配置され、軸方向に磁化されることで第１爪状磁極２２を第１の磁極として機能させ、第２爪状磁極３２を第２の磁極として機能させる界磁磁石４０と、第１及び第２爪状磁極２２，３２と界磁磁石４０との間に配置されその間の漏れ磁束を抑えるための背面磁石５０と、周方向に隣り合う第１及び第２爪状磁極２２，３２の間に配置されその間の漏れ磁束を抑えるための極間磁石５１とを備える。背面磁石５０と極間磁石５１とは、その軸方向端面が一つの平坦面Ｈとなるように環状に一体形成された補助磁石Ｇとされる。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
それぞれコアベースの外周部に、等間隔に複数の爪状磁極が径方向外側に突出されるとともに軸方向に延出形成され、互いのコアベースが対向されつつ爪状磁極が周方向に交互に配置された第１及び第２ロータコアと、
前記コアベース同士の軸方向の間に配置され、前記軸方向に磁化されることで、第１ロータコアの前記爪状磁極を第１の磁極として機能させ、前記第２ロータコアの前記爪状磁極を第２の磁極として機能させる界磁磁石と、
前記爪状磁極と前記界磁磁石との間に配置され、その間の漏れ磁束を抑えるための背面磁石と、
周方向に隣り合う前記爪状磁極の間に配置され、その間の漏れ磁束を抑えるための極間磁石と
を備えたロータであって、
前記背面磁石と前記極間磁石とが、その軸方向端面が一つの平坦面となるように環状に一体形成された補助磁石とされたことを特徴とするロータ。
【請求項２】
請求項１に記載のロータと、
回転磁界を発生するステータと
を備えたことを特徴とするモータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ロータ、及びモータに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
モータのロータとしては、コアベースの外周部に複数の爪状磁極をそれぞれ有して組み合わされる２つのロータコアと、それらの軸方向の間に配置され軸方向に磁化された界磁磁石とを備え、各爪状磁極を交互に異なる磁極に機能させるいわゆる永久磁石界磁のランデル型構造のロータがある。そして、このようなロータとしては、爪状磁極と界磁磁石との間に配置され径方向に磁化されてその間の漏れ磁束を抑えるための背面磁石と、周方向に隣り合う爪状磁極の間に配置され周方向に磁化されてその間の漏れ磁束を抑えるための極間磁石とを備えたものがある（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
又、特許文献２では、上記のようなロータにおいて、前記背面磁石と極間磁石とを一体形成することで部品点数を少なくする技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１２−１１５０８５号公報
【特許文献２】特開２０１３−１１８８０１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記のようなロータでは、背面磁石と極間磁石とが軸方向に凹凸を繰り返す形状であったため、効果的に着磁することが困難であった。
本発明は、上記問題点を解決するためになされたものであって、その目的は、部品点数を少なくしながら、漏れ磁束を抑えるための着磁を容易に行うことができるロータ、及びモータを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するロータは、それぞれコアベースの外周部に、等間隔に複数の爪状磁極が径方向外側に突出されるとともに軸方向に延出形成され、互いのコアベースが対向されつつ爪状磁極が周方向に交互に配置された第１及び第２ロータコアと、前記コアベース同士の軸方向の間に配置され、前記軸方向に磁化されることで、第１ロータコアの前記爪状磁極を第１の磁極として機能させ、前記第２ロータコアの前記爪状磁極を第２の磁極として機能させる界磁磁石と、前記爪状磁極と前記界磁磁石との間に配置され、その間の漏れ磁束を抑えるための背面磁石と、周方向に隣り合う前記爪状磁極の間に配置され、その間の漏れ磁束を抑えるための極間磁石とを備えたロータであって、前記背面磁石と前記極間磁石とが、その軸方向端面が一つの平坦面となるように環状に一体形成された補助磁石とされる。
【０００７】
同構成によれば、背面磁石と極間磁石とが、その軸方向端面が一つの平坦面となるように環状に一体形成された補助磁石とされるため、部品点数を少なくしながら、漏れ磁束を抑えるための着磁を容易に行うことができる。
【０００８】
上記課題を解決するモータは、上記ロータと、回転磁界を発生するステータとを備える。
同構成によれば、モータにおいて、上記した効果を得ることができる。
【発明の効果】
【０００９】
本発明のロータ、及びモータでは、部品点数を少なくしながら、漏れ磁束を抑えるための着磁を容易に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】一実施形態におけるブラシレスモータの一部断面図。
【図２】一実施形態におけるロータの一部断面図。
【図３】一実施形態におけるロータの斜視図。
【図４】一実施形態におけるロータの分解斜視図。
【図５】一実施形態における補助磁石を製造するための着磁装置の斜視図。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、ブラシレスモータの一実施形態を図１〜図５に従って説明する。
図１に示すように、モータとしてのブラシレスモータＭは、モータハウジング１の内周面にステータ２が固定され、そのステータ２の内側には、回転軸３に固定され同回転軸３とともに一体回転する所謂ランデル型構造のロータ４が配設されている。回転軸３は、被磁性体のステンレス製シャフトであって、モータハウジング１に設けた図示しない軸受にて、モータハウジング１に対して回転可能に支持されている。
【００１２】
ステータ２は、円筒状のステータコア１０を有し、そのステータコア１０の外周面がモータハウジング１の内側面に固定されている。ステータコア１０の内側には、軸線方向に沿って形成され、かつ、周方向に等ピッチに配置される複数のティース１１が、径方向内側に向かって延出形成されている。各ティース１１は、Ｔ型のティースであって、その径方向内側の内周面１１ａは、回転軸３の中心軸線Ｏを中心とする同心円形状の円弧を軸線方向に延出した円弧面である。
【００１３】
ティース１１同士の周方向の間には、スロット１２が形成される。本実施形態では、ティース１１の数は１２個であって、スロット１２の数は、ティース１１の数と同じ１２個である。１２個のティース１１には、周方向に３相巻線、即ち、Ｕ相巻線１３ｕ、Ｖ相巻線１３ｖ、Ｗ相巻線１３ｗが順番に集中巻きにて巻回され、それらはスロット１２内に配置されている。
【００１４】
そして、これら各相巻線１３ｕ，１３ｖ，１３ｗに３相電源電圧を印加してステータ２に回転磁界を発生させ、同ステータ２の内側に配置した回転軸３に固定されたロータ４を回転させるようになっている。
【００１５】
図２〜図４に示すように、ロータ４は、第１及び第２ロータコア２０，３０、界磁磁石４０、及び補助磁石Ｇを有している。
第１ロータコア２０は、軟磁性材よりなり本実施形態では電磁鋼板にて形成され、回転軸３が圧入される中央孔２１ａが形成された略円板状の第１コアベース２１を有している。第１コアベース２１の外周部には、等間隔に複数（本実施形態では４つ）の第１爪状磁極２２が径方向外側に突出されるとともに軸方向に延出形成されている。
【００１６】
第２ロータコア３０は、第１ロータコア２０と同一材質及び同形状であって、回転軸３が圧入される中央孔３１ａが形成された略円板状の第２コアベース３１を有している。第２コアベース３１の外周部には、等間隔に複数（本実施形態では４つ）の第２爪状磁極３２が径方向外側に突出されるとともに軸方向に延出形成されている。
【００１７】
そして、第１及び第２ロータコア２０，３０は、その中央孔２１ａ，３１ａに回転軸３が圧入されることで回転軸３に対して固定される。この際、第２ロータコア３０は、各第２爪状磁極３２が周方向に隣り合う第１爪状磁極２２間に配置されるようにして、且つ第１コアベース２１と第２コアベース３１との軸方向の間に界磁磁石４０が配置（挟持）されるようにして第１ロータコア２０に対して組み付けられる。
【００１８】
図２に示すように、前記界磁磁石４０は、中央孔を有した略円板状の永久磁石であって、前記第１爪状磁極２２を第１の磁極（本実施形態ではＮ極）として機能させ、前記第２爪状磁極３２を第２の磁極（本実施形態ではＳ極）として機能させるように、軸方向に磁化されている。即ち、本実施形態のロータ４は、所謂ランデル型構造のロータである。ロータ４は、Ｎ極となる４つの第１爪状磁極２２と、Ｓ極となる４つの第２爪状磁極３２とが周方向に交互に配置されており、極数が８極（極対数が４個）となる。すなわち、本実施形態では、ロータ４の磁極の数（極数）が「８」に設定され、ステータ２のティース１１（スロット１２）の数が「１２」に設定されたブラシレスモータＭとされている。
【００１９】
補助磁石Ｇは、背面磁石５０と極間磁石５１とが一体形成されてなる。詳しくは、背面磁石５０は、軸方向から見て第１及び第２爪状磁極２２，３２の径方向内側（背面）であって界磁磁石４０との間に設けられ、その部分の漏れ（短絡）磁束を抑えるべく磁化されている。又、極間磁石５１は、軸方向から見て第１及び第２爪状磁極２２，３２同士の周方向の各間に設けられ、その部分の漏れ磁束を抑えるべく磁化されている。言い換えると、この極間磁石５１は、軸方向から見て周方向に隣り合う背面磁石５０同士を繋ぐように形成されて補助磁石Ｇを環状とするとともに、第１及び第２爪状磁極２２，３２の軸方向に延びる（先端）部分同士の間にも配置されるように背面磁石５０よりも径方向外側に突出した形状とされている。
【００２０】
そして、本実施形態の補助磁石Ｇは、その軸方向端面が一つの平坦面Ｈとなるように、背面磁石５０と極間磁石５１とが環状に一体形成されてなる。即ち、ロータ４が隙間無く略円柱状となるように、背面磁石５０及び極間磁石５１を配置しようとすると、補助磁石Ｇは軸方向に凹凸を有する形状となるが、その凸部分が形成されないように、軸方向端面が一つの平坦面Ｈとされている。言い換えると、第１コアベース２１及び第２コアベース３１が配置される軸方向の範囲を除いて補助磁石Ｇ（背面磁石５０及び極間磁石５１）が均一な厚さで形成されている。
【００２１】
この補助磁石Ｇは、極異方性磁石であって、図４及び図５中に模式的に矢印で示すように配向することで背面磁石５０及び極間磁石５１のそれぞれで漏れ磁束を抑えるように磁化されている。
【００２２】
例えば、図５に示すように、補助磁石Ｇを製造するための着磁装置６０は、各背面磁石５０となる部分の外周面に近接されるべく径方向内側に延びる複数の着磁コア部６１と、各着磁コア部６１に巻回されたコイル６２とを有している。そして、周方向に隣り合うコイル６２に逆方向の大電流を流すことで、補助磁石Ｇが製造されている。
【００２３】
次に、上記のように構成されたブラシレスモータＭの作用について説明する。
ステータコア１０の各相巻線１３ｕ，１３ｖ，１３ｗに３相電源電圧が印加されてステータ２にて回転磁界が発生されると、同ステータ２の内側に配置した回転軸３に固着されたロータ４は、その回転磁界に基づいて回転駆動される。
【００２４】
この際、ロータ４は、補助磁石Ｇにおける背面磁石５０によってその部分の（径方向の）漏れ磁束が抑えられるとともに、補助磁石Ｇにおける極間磁石５１によってその部分の（周方向の）漏れ磁束が抑えられるため、高効率でステータ２の回転磁界と作用して回転駆動される。
【００２５】
次に、上記実施の形態の特徴的な効果を以下に記載する。
（１）背面磁石５０と極間磁石５１とが、その軸方向端面が一つの平坦面Ｈとなるように（即ち凹凸が無いように）環状に一体形成された補助磁石Ｇとされるため、部品点数を少なくしながら、漏れ磁束を抑えるための着磁を容易に行うことができる。言い換えると、着磁の際、軸方向を含む３次元的な着磁が不要であるため、例えば、図５に示すように、各背面磁石５０となる部分の外周面に着磁コア部６１を近接させるだけでよく、着磁が容易となる。又、軸方向に凹凸が無いため、その成形が容易となる。又、背面磁石５０と極間磁石５１とが別体で設けられる場合では、組み付け時等にそれらが欠ける虞があるが、これを回避することができる。又、背面磁石５０と極間磁石５１とが別体で設けられる場合では、固着力が弱いとそれらが回転時に遠心力により飛散（脱落）する虞があるが、これを抑えることができる。
【００２６】
上記実施形態は、以下のように変更してもよい。
・上記実施形態では、特に言及していないが、界磁磁石４０及び補助磁石Ｇの材質や製造方法による種類は特に限定されず、各種磁石を用いてもよい。例えば、フェライト磁石や、サマリウム鉄窒素系磁石や、サマリウムコバルト系磁石や、ネオジム磁石や、アルニコ磁石としてもよい。又、例えば、焼結磁石や、ボンド磁石としてもよい。又、ボンド磁石とする場合、圧縮成形としてもよいし、射出成形としてもよい。
【００２７】
・上記実施形態では、ロータ４の極数が「８」に設定され、ステータ２のティース１１の数が「１２」に設定されたブラシレスモータＭに具体化したが、ロータ４の極数やステータ２のティース１１の数は変更してもよい。例えば、ロータ４の極数が「１０」に設定され、ステータ２のティース１１の数が「１２」に設定されたブラシレスモータに具体化してもよい。
【符号の説明】
【００２８】
２…ステータ、４…ロータ、２０…第１ロータコア、２１…第１コアベース（コアベース）、２２…第１爪状磁極（爪状磁極）、３０…第２ロータコア、３１…第２コアベース（コアベース）、３２…第２爪状磁極（爪状磁極）、４０…界磁磁石、５０…背面磁石、５１…極間磁石、Ｇ…補助磁石、Ｈ…平坦面。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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