(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
外縁（２２１）を有するロータコア（２２０）と、
磁石（２５０）と、
を備えるロータであって、
前記ロータコア（２２０）は、
前記磁石（２５０）を収容する磁石収容穴（２２３）と
前記磁石収容穴（２２３）の端部と前記外縁（２２１）との間に位置するブリッジ部（２２５）、
を有しており、
前記ブリッジ部（２２５）には、開口部（２４０）が形成されており、
前記ブリッジ部（２２５）は、径方向寸法が最小である最小径方向幅（ＷＢｓ）を有するブリッジ狭小部（２２６）を含み、
前記開口部（２４０）と前記外縁（２２１）との間の最小距離（Ｗ１ｓ）が、前記最小径方向幅（ＷＢｓ）の２５％以下であり、
前記開口部（２４０）は、前記外縁（２２１）と同心の円の一部である円弧に沿って延びる少なくとも１つの長穴を含み、
前記長穴は前記外縁（２２１）に近い側の辺を底辺とする三角形であって、その径方向幅の平均幅（ＷＧｓ）が前記最小径方向幅（ＷＢｓ）の５０％である、
ロータ（２１０）。
【請求項２】
前記開口部（２４０）は、リブを挟んで隣接する２つの長穴を有し、
前記２つの長穴のうち前記外縁（２２１）に近い側の辺各々は、前記外縁（２２１）と同心の円の一部である円弧に沿って延びる、
請求項１に記載のロータ（２１０）。
【請求項３】
前記２つの長穴のうち前記外縁（２２１）から遠い側の辺各々は、前記リブに近づくほど前記外縁（２２１）から離れている、
請求項２に記載のロータ（２１０）。
【請求項４】
前記ロータコア（２２０）が、６個以上の前記磁石収容穴（２２３）を有する、
請求項１に記載のロータ（２１０）。
【請求項５】
前記開口部（２４０）は、前記磁石収容穴（２２３）に収容された前記磁石（２５０）のＮ極とＳ極との間にのみ配置される、
請求項１に記載のロータ（２１０）。
【請求項６】
前記ブリッジ狭小部（２２６）の前記最小径方向幅（ＷＢｓ）に対する前記ブリッジ狭小部（２２６）の前記外縁（２２１）に沿った長さ（Ｓ）の比（ＷＢｓ／Ｓ）が０．５以上である、
請求項１に記載のロータ（２１０）。
【請求項７】
請求項１から６のいずれか１つに記載のロータ（２１０）と、
電流を通過させることによって、前記磁石（２５０）と協同して前記ロータ（２１０）を回転させることのできるコイル（１２５）と、
を備える、
モータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、永久磁石が埋め込まれたロータ、及びそれを用いたモータに関する。
【背景技術】
【０００２】
モータの中には、永久磁石が埋め込まれたロータを有するものがある。このような磁石埋込型ロータは、電流を流すことによって磁束を発生させる励磁コイルが取り付けられたステータと共に用いられる。
【０００３】
磁石埋込型ロータは、ロータコアと永久磁石とを有する。ロータコアは、スロットと呼ばれる複数の磁石収容穴を有し、その各々が１つの永久磁石を収容する。ロータコアが収容する永久磁石の数に応じて、ロータは複数の磁極を有する。これらの磁極から発される磁束が、励磁コイルから発された磁束と相互作用することにより、ロータの回転が生み出される。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
このように、ロータとステータの相互作用によって、モータは動力を生み出す。したがって、ロータが有する磁極の一つから発生する磁束が、ステータではなく、ロータ内の隣接する磁極と磁気的に短絡してしまうと、電気エネルギーから機械的動力エネルギーへの変換効率が悪化する。よって、ロータ内の隣接する磁極どうしは、磁気的に遮断されていることが好ましい。しかし、磁石埋込型ロータにおいては、隣接する磁石の間にロータコアの一部が介在しているため、磁気的な短絡が発生しやすい。
【０００５】
磁極間の磁気的な短絡を抑制する目的で、特許文献１（特開２０１３−１８８０２３号公報）は、ロータに「フラックスバリア」と呼ばれる貫通孔を設けることを提案している。しかし、このような穴の存在によって、ロータの回転や振動に起因して生じる応力に対するロータの耐久性が、悪化してしまう虞がある。
【０００６】
本発明の課題は、耐久性を有する磁石埋込型ロータ、及びそのようなロータを有するモータを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の第１観点に係るロータは、ロータコアと、磁石とを備えている。ロータコアは、外縁を有している。ロータコアは、磁石収容穴と、リッジ部とを有している。磁石収容穴は、磁石を収容する。ブリッジ部は、磁石収容穴の端部と外縁との間に位置する。ブリッジ部には、開口部が形成されている。ブリッジ部は、ブリッジ狭小部を含んでいる。ブリッジ狭小部は、径方向寸法が最小である最小径方向幅を有している。開口部と外縁との間の最小距離は、ブリッジ狭小部の最小径方向幅の２５％以下である。開口部は、外縁と同心の円の一部である円弧に沿って延びる少なくとも１つの長穴を有している。長穴は外縁に近い側の辺を底辺とする三角形であって、その径方向幅の平均幅が最小径方向幅の５０％である。
【０００８】
このロータでは、応力に対して耐久性を有する磁石埋込型ロータが得られるので、高速モータにも利用できる。また、長穴近傍の磁気抵抗が大きくなるので、ロータ内で隣接する磁極間の磁束の短絡がより効果的に抑制される。さらに、長穴を外縁に近い側の辺を底辺とする三角形にすることによって、ブリッジ部の磁極間領域を挟んで隣接するブリッジ狭小部に三角形穴の底角部分が位置し、磁極間領域に対向する部分には三角形穴の頂角が位置するので、ブリッジ部のうちの応力の高い部分を避けつつ応力の低い部分に空隙を設けることができ、ブリッジ部の強度に影響を与えることなく漏れ磁束を抑制することができる。
【０００９】
本発明の第２観点に係るロータは、第１観点に係るロータであって、開口部が、リブを挟んで隣接する２つの長穴を有している。これら２つの長穴のうち上記外縁に近い側の辺各々は、その外縁と同心の円の一部である円弧に沿って延びている。
【００１０】
このロータでは、応力に対して高い耐久性が得られる。
【００１１】
本発明の第３観点に係るロータは、第２観点に係るロータであって、２つの長穴のうち上記外縁から遠い側の辺各々は、リブに近づくほどその外縁から離れている。
【００１２】
このロータでは、応力に対して高い耐久性が得られる。
【００１３】
本発明の第４観点に係るロータは、第１観点に係るロータであって、ロータコアが、６個以上の磁石収容穴を有する。
【００１４】
このロータでは、６個以上の磁石収容穴を設けることによって、回転時にブリッジ部の磁極間領域及びブリッジ狭小部にわたって作用する応力が低応力となるので、磁極間領域に頂角が対向し、ブリッジ狭小部に低角が位置する三角形穴を設けても、ブリッジ部の強度が適切に維持され、漏れ磁束も抑制される。
【００１５】
本発明の第５観点に係るロータは、第１観点に係るロータであって、開口部が、磁石収容穴に収容された磁石のＮ極とＳ極との間にのみ配置される。
【００１６】
このロータでは、空隙が磁束短絡し易い箇所に設けられることに鑑みれば、開口部が磁石のＮ極とＳ極との間にのみ配置されるのが合理的（低コスト）である。
【００１７】
本発明の第６観点に係るロータは、第１観点に係るロータであって、ブリッジ狭小部の最小径方向幅ＷＢｓに対するブリッジ狭小部の外縁に沿った長さＳの比ＷＢｓ／Ｓが０．５以上である。
【００１８】
このロータでは、比ＷＢ／Ｓが０．５以上のときは、回転時にブリッジ部の磁極間領域及びブリッジ狭小部にわたって作用する応力が低応力となるので、磁極間領域に頂角が対向し、ブリッジ狭小部に低角が位置する三角形穴を設けても、ブリッジ部の強度が適切に維持され、漏れ磁束も抑制される。
【００１９】
本発明の第７観点に係るモータは、第１観点から第６観点のいずれか１つに係るロータと、コイルとを備えている。コイルは、電流を通過させることによって、磁石と協同してロータを回転させることができる。
【００２０】
このモータでは、耐久性が得られるので、ロータを高速で回転できる。
【発明の効果】
【００２１】
本発明の第１観点に係るロータでは、応力に対して耐久性が得られるので、高速モータに利用できる。また、隣接する磁極の間で磁束の短絡が起こる現象がより効果的に抑制される。長穴を外縁に近い側の辺を底辺とする三角形にすることによって、ブリッジ部の磁極間領域を挟んで隣接するブリッジ狭小部に三角形穴の底角部分が位置し、磁極間領域に対向する部分には三角形穴の頂角が位置するので、ブリッジ部のうちの応力の高い部分を避けつつ応力の低い部分に空隙を設けることができ、ブリッジ部の強度に影響を与えることなく漏れ磁束を抑制することができる。
【００２２】
本発明の第２観点又は第３観点に係るロータでは、応力に対してより高い耐久性が得られる。
【００２３】
本発明の第４観点に係るロータでは、６個以上の磁石収容穴を設けることによって、回転時にブリッジ部の磁極間領域及びブリッジ狭小部にわたって作用する応力が低応力となるので、磁極間領域に頂角が対向し、ブリッジ狭小部に低角が位置する三角形穴を設けても、ブリッジ部の強度が適切に維持され、漏れ磁束も抑制される。
【００２４】
本発明の第５観点に係るロータでは、空隙が磁束短絡し易い箇所に設けられることに鑑みれば、開口部が磁石のＮ極とＳ極との間にのみ配置されるのが合理的（低コスト）である。
【００２５】
本発明の第６観点に係るロータでは、比ＷＢ／Ｓが０．５以上のときは、回転時にブリッジ部の磁極間領域及びブリッジ狭小部にわたって作用する応力が低応力となるので、磁極間領域に頂角が対向し、ブリッジ狭小部に低角が位置する三角形穴を設けても、ブリッジ部の強度が適切に維持され、漏れ磁束も抑制される。
【００２６】
本発明の第７観点に係るモータでは、耐久性が得られるので、ロータを高速で回転できる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の第１実施形態に係るロータの平面図。
【図２】図１におけるII−II線で切断されたロータの断面図。
【図３】図１に示したロータを用いたモータの概略図。
【図４】図１に示したロータが有するブリッジ部の拡大図。
【図５】変形例Ａに係るロータのブリッジ部の拡大図。
【図６】変形例Ｂに係るロータのブリッジ部の拡大図。
【図７】変形例Ｃに係るロータのブリッジ部の拡大図。
【図８】本発明の第２実施形態に係るロータの平面図。
【図９】図８に示したロータが有するブリッジ部の拡大図。
【図１０】回転時のロータのブリッジ部に作用する応力の分布図。
【図１１】第２実施形態の変形例に係るロータの平面図。
【図１２】図１１に示したロータが有するブリッジ部の拡大図。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
以下、本発明に係るロータおよびモータの一実施形態について、図１から図４を用いて説明する。なお、本発明に含まれるロータおよびモータの具体的な構成は、下記に説明する実施形態に限られるものではない。具体的な構成は、発明の要旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。
【００２９】
＜第１実施形態＞
（１）全体構成
図１は、本発明の第１実施形態に係るロータ１０の平面図である。また、図２は、図１におけるII−II線で切断されたロータの断面図である。さらに、図３は、図１に示したロータ１０を用いたモータ１００の概略図である。
【００３０】
図１および図２において、ロータ１０は、全体として、中心軸Ｃを囲む円筒形状を有している。ロータ１０は、ロータコア２０と、４個の永久磁石５０と、２枚の端板７０（図２参照）とを有している。
【００３１】
（２）ロータ１０の構成
（２−１）ロータコア２０
図１および図２に示すとおり、ロータコア２０は、全体として厚い円筒の形状を有し、例えば積層された複数の円盤状の鋼板からなる。図２に示すように、ロータコア２０は、上面２７、下面２８、および、上面２７と下面２８をつなぐ外縁２１を有する。
【００３２】
また、図１に示すように、ロータコア２０には、シャフト保持穴２２、磁石収容穴２３、空隙部２４が形成されている。さらに、ロータコア２０は、ブリッジ部２５を有する。
【００３３】
（２−１−１）シャフト保持穴２２
シャフト保持穴２２は、ロータコア２０を中心軸Ｃと平行に貫く貫通孔であり、ロータ１０の回転軸として機能するシャフト１１０（図３参照）を保持する。
【００３４】
（２−１−２）磁石収容穴２３
４つの磁石収容穴２３は、いずれも、ロータコア２０を中心軸Ｃと平行に貫く貫通孔であり、永久磁石５０を収容する。
【００３５】
（２−１−３）空隙部２４
空隙部２４は、ロータコア２０を中心軸Ｃと平行に貫く貫通孔であり、かつ、磁石収容穴２３の端部より延びた空間である。空隙部２４は、永久磁石５０を収容していない。
【００３６】
（２−１−４）ブリッジ部２５
ブリッジ部２５は、ロータコア２０の一部であり、外縁２１と空隙部２４の間に位置する比較的狭い箇所である。１つのブリッジ部２５は、４つの磁極中心Ｐ１〜Ｐ４のうちの隣接する２つの間に位置する。ブリッジ部２５の径方向の幅を狭くすることによって、当該隣接する２つの磁極中心をそれぞれ含む２つの磁極が、磁気的に短絡してしまうことを抑制することができる。これにより、それぞれの永久磁石５０が発する磁束は、ロータ１０を囲むようにロータ１０の外側に配置されたステータ１２０（図３参照）と、効率的に相互作用することができる。
【００３７】
概して、ブリッジ部２５の径方向の幅が小さければ小さいほど、磁気的短絡の抑制効果は大きくなる。
【００３８】
（２−２）永久磁石５０
図１に示すように、永久磁石５０は、ロータ１０に磁極を与えるために、ロータコア２０の磁石収容穴２３の中に設置される。
【００３９】
本実施形態においては、永久磁石５０の数は４つである。しかし、設計上の要請に応じて、それ以外の数の永久磁石５０および磁石収容穴２３が設けられていてもよい。
【００４０】
磁極中心Ｐ１〜Ｐ４は、それぞれ、図１に示す外縁２１の上で、いずれかの永久磁石５０の中心に最も近い箇所に現れる。
【００４１】
（２−３）端板７０
端板７０は、例えば非磁性体であるステンレス鋼からなる、円盤である。図２に示すように、２枚の端板７０がロータコア２０の上面２７と下面２８に取り付けられており、磁石収容穴２３の中に配置された永久磁石５０が外に出るのを防いでいる。それぞれの端板７０の中心には、シャフトを通過させるためのシャフト通過穴７２が形成されている。
【００４２】
永久磁石５０が端板７０以外の何らかの方法によってロータコア２０に固定されている場合には、端板７０は必ずしも設けなくともよい。
【００４３】
（２−４）その他
ロータコア２０および端板７０の相互の固定は、さまざまな方法により行うことができ、例えば、リベットなどの締結具によって行われてもよい。その場合、ロータコア２０と端板７０はそれぞれ、締結具を通過させるための貫通孔を有していてもよい。
【００４４】
（３）モータ１００の構成
図３は、図１および図２に示されたロータ１０を用いたモータ１００の構造の概略図である。
【００４５】
モータ１００は、ケーシング１３０を有し、その中にロータ１０およびステータ１２０が設置されている。
【００４６】
ロータ１０のシャフト保持穴２２には、シャフト１１０が固定されている。シャフト１１０は、図示しないベアリングに支持されており、回転することができる。
【００４７】
ステータ１２０はロータ１０を囲むように配置されている。ステータ１２０には、複数の励磁コイル１２５が設けられている。本実施形態においては、励磁コイル１２５の数は４つである。しかし、設計上の要請に応じて、それ以外の数の励磁コイル１２５が設けられていてもよい。
【００４８】
これら４つの励磁コイル１２５のそれぞれが、所定のシーケンスにしたがって順次選択的に励磁される。これにより、励磁された励磁コイル１２５とロータ１０の磁極中心Ｐ１〜Ｐ４のいずれかとの間に、吸引力または反発力が発生し、ロータ１０が回転させられる。
【００４９】
（４）開口部４０
（４−１）開口部４０の形成
図４は、図１に示したロータ１０が有するブリッジ部２５の拡大図である。ブリッジ部２５は、ブリッジの径方向の幅が最も小さいブリッジ狭小部２６を有している。このブリッジ狭小部２６の径方向の幅を、本明細書中では最小径方向幅ＷＢと呼ぶこととする。
【００５０】
ブリッジ狭小部２６には、周方向に延び、かつ、径方向の幅ＷＧを有する２つの長穴からなる開口部４０が設けられている。この開口部４０の存在により、ブリッジ狭小部２６には、径方向の幅Ｗ１を有する第１ブリッジと、径方向の幅Ｗ２を有する第２ブリッジが形成されている。第１ブリッジ幅Ｗ１は、開口部４０と外縁２１との間の最小距離である。
【００５１】
本実施形態においては、開口部４０の径方向幅ＷＧ、第１ブリッジ幅Ｗ１、および、第２ブリッジ幅Ｗ２の合計ＷＧ＋Ｗ１＋Ｗ２は、最小径方向幅ＷＢに等しい。
【００５２】
第１ブリッジの幅Ｗ１と第２ブリッジの幅Ｗ２の合計Ｗ１＋Ｗ２が大きければ大きいほど、隣接磁極間の磁気的短絡の抑制効果は低下すると考えられる。図４に示した本実施形態のロータコア２０が発揮できる磁気的短絡の抑制効果は、幅の大きさがＷ１＋Ｗ２である単一のブリッジを有し、かつ、開口部を有しないロータコアが発揮できる磁気的短絡の抑制効果と、同程度であることが推測される。
【００５３】
発明者らは、同程度の抑制効果が期待できる、表１に示した２つのロータコア、すなわち、ロータコアＡおよびロータコアＢについて、応力解析シミュレーションを行った。その結果、開口部を有しないロータコアＡよりも、開口部を有するロータコアＢの方が高い応力耐性を有するという知見が得られた。
【００５４】
【表１】
0006492951.tif 000002
【００５５】
（４−２）第１ブリッジ幅Ｗ１の大きさ
発明者らは、さらなる応力解析シミュレーションを行い、開口部４０の径方向幅ＷＧの大きさを一定に保ちながら、換言すれば、第１ブリッジ幅Ｗ１および第２ブリッジ幅Ｗ２の合計Ｗ１＋Ｗ２を一定に保ちながら、それぞれのブリッジの幅Ｗ１、Ｗ２の大きさをどのように決定すべきかについて検証した。
【００５６】
ＷＧ＝１［ｍｍ］かつＷ１＋Ｗ２＝６［ｍｍ］という条件の下で検証を行った結果、第１ブリッジ幅Ｗ１が最小径方向幅ＷＢの２５％以下であるロータコアは、前述のロータコアＡよりも、高い応力耐性を有するという知見が得られた。
【００５７】
（４−３）開口部４０の径方向幅ＷＧの大きさ
発明者らは、さらなる応力解析シミュレーションを行い、最小径方向幅ＷＢを一定に保ちながら、開口部４０の径方向幅ＷＧの大きさをどの程度に決定すべきかについて検証した。
【００５８】
ＷＢ＝７［ｍｍ］かつＷ１＝０．５［ｍｍ］という条件の下で検証を行った結果、開口部４０の径方向幅ＷＧが最小径方向幅ＷＢの５０％以下であるロータコアは、ブリッジ幅がＷ１＋Ｗ２である単一ブリッジを有し、かつ、開口部を有しないロータコアよりも、高い応力耐性を有するという知見が得られた。
【００５９】
（５）変形例
上述した実施形態の変形例を以下に示す。なお、互いに矛盾のない範囲で、複数の変形例を適宜組み合わせてもよい。
【００６０】
（５−１）変形例Ａ
図５は、変形例Ａに係るロータ１０Ａのブリッジ部２５の拡大図である。この変形例Ａに係るロータ１０Ａでは、２つの長穴を有する開口部４０に代えて、１つの周方向に延びた長穴を有する開口部４０Ａを採用している点が、上記実施形態に係るロータ１０とは異なっている。変形例ＡにおけるＷＢ、Ｗ１、ＷＧ、Ｗ２の関係は、上記実施形態と同様である。
【００６１】
図３に示すモータ１００において、ロータ１０に代えて、変形例Ａに係るロータ１０Ａを採用することができる。
【００６２】
（５−２）変形例Ｂ
図６は、変形例Ｂに係るロータ１０Ｂのブリッジ部２５の拡大図である。この変形例Ｂに係るロータ１０Ｂでは、２つの長穴を有する開口部４０に変えて、３つの周方向に延びた長穴を有する開口部４０Ｂを採用している点が、上記実施形態に係るロータ１０とは異なっている。変形例ＢにおけるＷＢ、Ｗ１、ＷＧ、Ｗ２の関係は、上記実施形態と同様である。
【００６３】
図３に示すモータ１００において、ロータ１０に代えて、変形例Ｂに係るロータ１０Ｂを採用することができる。
【００６４】
（５−３）変形例Ｃ
図７は、変形例Ｃに係るロータ１０Ｃのブリッジ部２５の拡大図である。この変形例Ｃに係るロータ１０Ｃでは、２つの長穴を有する開口部４０に変えて、周方向に沿って配置された多数の円形穴を有する開口部４０Ｃを採用している点が、上記実施形態に係るロータ１０とは異なっている。変形例ＣにおけるＷＢ、Ｗ１、ＷＧ、Ｗ２の関係は、上記実施形態と同様である。
【００６５】
図３に示すモータ１００において、ロータ１０に代えて、変形例Ｃに係るロータ１０Ｃを採用することができる。
【００６６】
＜第２実施形態＞
（１）全体構成
図８は、本発明の第２実施形態に係るロータ２１０の平面図である。図８において、ロータ２１０と第１実施形態に係るロータ１０とは、磁石収容穴の数量、形状、及び開口部の形状において相違する。ここでは、ロータ２１０の磁石収容穴の数量、形状、及び開口部の形状を中心に説明し、第１実施形態のロータ１０と共通する部分については説明を省略する。
【００６７】
図８において、ロータ２１０は、円筒形状を有している。ロータ２１０は、ロータコア２２０と、８個の永久磁石２５０と、２枚の端板７０（図２参照）とを有している。
【００６８】
（２）ロータ２１０の構成
（２−１）ロータコア２２０
図８に示すとおり、ロータコア２２０は、全体として厚い円筒の形状を有し、例えば積層された複数の円盤状の鋼板からなる。
【００６９】
また、図１に示すように、ロータコア２２０には、シャフト保持穴２２２、磁石収容穴２２３、空隙部２２４が形成されている。さらに、ロータコア２２０は、ブリッジ部２２５を有する。
【００７０】
（２−１−１）シャフト保持穴２２２
シャフト保持穴２２２は、ロータコア２２０を中心軸と平行に貫く貫通孔であり、ロータ２１０の回転軸として機能するシャフト１１０（第１実施形態と共通、図３参照）を保持する。
【００７１】
（２−１−２）磁石収容穴２２３
８つの磁石収容穴２２３は、いずれも、ロータコア２２０を中心軸と平行に貫く貫通孔であり、永久磁石２５０を収容する。
【００７２】
（２−１−３）空隙部２２４
図９は、図８に示したロータ２１０が有するブリッジ部２２５の拡大図である。図９において、空隙部２２４は、磁石収容穴２２３に永久磁石２５０が収容された後の磁石収容穴２２３と永久磁石２５０端部との隙間であって、ほとんど肉眼では視認することはできない。この点で、第１実施形態の磁石収容穴２３の端部より延びた空間である空隙部２４と異なる。
【００７３】
（２−１−４）ブリッジ部２２５
ブリッジ部２２５は、ロータコア２２０の一部であり、外縁２２１と空隙部２２４の間に位置する比較的狭い箇所である。１つのブリッジ部２２５は、８つの磁極間に位置する。ブリッジ部２２５の径方向の幅を狭くすることによって、隣接する２つの磁極が、磁気的に短絡してしまうことを抑制することができる。これにより、それぞれの永久磁石２５０が発する磁束は、ロータ２１０を囲むようにロータ２１０の外側に配置されたステータ１２０（第１実施形態と共通、図３参照）と、効率的に相互作用することができる。
【００７４】
概して、ブリッジ部２２５の径方向の幅が小さければ小さいほど、磁気的短絡の抑制効果は大きくなる。
【００７５】
（２−２）永久磁石２５０
図８に示すように、永久磁石２５０は、ロータ２１０に磁極を与えるために、ロータコア２２０の磁石収容穴２２３の中に設置される。
【００７６】
本実施形態においては、永久磁石５０の数は８つであり、八の字状に並ぶ２個一組のＮ極と八の字状に並ぶ２個一組のＳ極が交互に入れ替わる配置である。それゆえ、磁束漏れを抑制する開口部２４０はＮ極とＳ極とが対峙する部分だけに設けられるので、４個の開口部２４０が設けられている。
【００７７】
（３）開口部２４０
（３−１）開口部２４０の形成
図９において、ブリッジ部２２５は、ブリッジの径方向の幅が最も小さいブリッジ狭小部２２６を有している。このブリッジ狭小部２２６の径方向の幅を、最小径方向幅ＷＢｓと呼ぶこととする。
【００７８】
ブリッジ狭小部２２６には、周方向に延び、かつ、「径方向幅の平均幅ＷＧｓ」を有する三角穴からなる開口部２４０が設けられている。ここで、「径方向幅の平均幅ＷＧｓ」とは便宜的な代用値であって、三角穴の開口部２４０の径方向の幅寸法を一数値で表わすために、径方向の幅寸法の最大値の中間を採っている。
【００７９】
この開口部２４０の存在により、ブリッジ狭小部２２６には、径方向の幅Ｗ１ｓを有する第１ブリッジと、最小径方向幅ＷＢｓからＷ１ｓ及びＷＧｓを差し引いた径方向の幅Ｗ２ｓを有する第２ブリッジが形成されている。第１ブリッジ幅Ｗ１ｓは、開口部４０と外縁２１との間の最小距離である。
【００８０】
また、開口部２４０の径方向幅の平均幅ＷＧｓ、第１ブリッジ幅Ｗ１ｓ、および、第２ブリッジ幅Ｗ２ｓの合計ＷＧｓ＋Ｗ１ｓ＋Ｗ２ｓは、最小径方向幅ＷＢｓに等しい。
【００８１】
第１ブリッジの幅Ｗ１ｓと第２ブリッジの幅Ｗ２ｓの合計Ｗ１ｓ＋Ｗ２ｓが大きければ大きいほど、隣接磁極間の磁気的短絡の抑制効果は低下する。図８に示すロータコア２２０が発揮できる磁気的短絡の抑制効果は、幅の大きさがＷ１ｓ＋Ｗ２ｓである単一のブリッジを有し、かつ、開口部を有しないロータコアが発揮できる磁気的短絡の抑制効果と、同程度であることが推測される。
【００８２】
（３−２）開口部２４０が三角穴である理由
図１０は、回転時のロータ２１０のブリッジ部２２５に作用する応力の分布図である。図１０において、向かい合う磁石収容穴２２３の端部それぞれの外側コーナーに応力集中領域Ｓｃａが存在することが分かる。
【００８３】
その後の出願人の研究により、磁石収容穴２２３の数を６個まで減らしても、同じ傾向が見られるが、磁石収容穴２２３の数を４個まで減らした場合、向かい合っていた２つの応力集中領域Ｓｃａが繋がるまで拡大することが判明した。
【００８４】
つまり、磁石収容穴２２３の数が８個（又は６個）のときは、開口部２４０に三角穴が採用されることによって、ブリッジ部２２５の磁極間領域を挟んで隣接するブリッジ狭小部２２６に三角穴の底角部分が位置し、磁極間領域に対向する部分には三角穴の頂角が位置するように設定されれば、ブリッジ部２２５のうちの応力集中領域Ｓｃａを避けつつ応力の低い部分に空隙を設けることができ、ブリッジ部２２５の強度に影響を与えることなく漏れ磁束も抑制される。それゆえ、開口部２４０に三角穴が採用されている。なお、三角穴の頂角とは、外縁２２１側を底辺としたときの頂角を指している。
【００８５】
また、開口部２４０に三角穴を採用する際に、ブリッジ狭小部２２６の最小径方向幅ＷＢｓに対するブリッジ狭小部２２６の外縁２１に沿った長さであるブリッジ長Ｓの比（ＷＢｓ／Ｓ）が０．５以上のときに、ブリッジ部２２５の強度、磁束漏れ抑制に効果があることが出願人の研究により判明している。
【００８６】
（４）変形例
図１１は、第２実施形態の変形例に係るロータ２１０の平面図である。図１１において、ロータ２１０は図８の永久磁石２５０の配置をＮ極とＳ極とが交互に入れ替わるように配置されている。磁束漏れを抑制する開口部２４０はＮ極とＳ極とが対峙する部分に設けられるので、８箇所のブリッジ部２２５に開口部２４０が設けられている。
【００８７】
図１２は、図１１に示したロータ２１０が有するブリッジ部２２５の拡大図である。図１２において、開口部２４０は、リブ２４５を挟んで隣接する２つの三角穴を有している。具体的には、図９に示す開口部２４０の三角穴を中央からリブで２分した形状である。
【００８８】
ブリッジ部２２５にリブを挟んだ三角穴が設けられることによって、ブリッジ部２２５の強度を適切に維持しつつ、漏れ磁束を抑制することができる。ブリッジ部２２５の磁極間領域に対向する部分にリブを位置させることによって、補強効果が向上することは明らかである。
【００８９】
（５）特徴
（５−１）
ロータ２１０では、開口部２４０は三角穴であって、その径方向幅の平均幅ＷＧｓが最小径方向幅ＷＢｓの５０％である。この構成によって、ブリッジ部２２５の磁極間領域を挟んで隣接するブリッジ狭小部２２６に三角穴の底角部分が位置し、磁極間領域に対向する部分には三角穴の頂角が位置するので、ブリッジ部２２５のうちの応力の高い部分を避けつつ応力の低い部分に空隙を設けることができ、ブリッジ部２２５の強度に影響を与えることなく漏れ磁束を抑制することができる。
【００９０】
（５−２）
ロータ２１０では、６個以上の磁石収容穴２２３を設けることによって、回転時にブリッジ部２２５の磁極間領域及びブリッジ狭小部２２６にわたって作用する応力が低応力となるので、磁極間領域に頂角が対向し、ブリッジ狭小部２２６に低角が位置する三角穴を設けても、ブリッジ部２２５の強度が適切に維持され、漏れ磁束も抑制される。
【００９１】
（５−３）
ロータ２１０では、開口部２４０が、磁石収容穴２２３に収容された磁石のＮ極とＳ極との間にのみ配置される。空隙が磁束短絡し易い箇所に設けられることに鑑みれば、開口部２４０が磁石のＮ極とＳ極との間にのみ配置されるのが合理的（低コスト）である。
【００９２】
（５−４）
ロータ２１０では、ブリッジ狭小部２２６の最小径方向幅ＷＢｓに対するブリッジ狭小部２２６の外縁に沿った長さＳの比ＷＢｓ／Ｓが０．５以上のときは、回転時にブリッジ部２２５の磁極間領域及びブリッジ狭小部２２６にわたって作用する応力が低応力となるので、磁極間領域に頂角が対向し、ブリッジ狭小部２２６に低角が位置する三角穴を設けても、ブリッジ部２２５の強度が適切に維持され、漏れ磁束も抑制される。
【産業上の利用可能性】
【００９３】
本発明は、あらゆる技術分野におけるモータに利用可能である。例えば、本発明は、空気調和装置に利用可能である。
【符号の説明】
【００９４】
１０、２１０    ロータ
２０、２２０    ロータコア
２１、２２１    外縁
２３、２２３    磁石収容穴
２４、２２４    空隙部
２５、２２５    ブリッジ部
２６、２２６    ブリッジ狭小部
４０、２４０    開口部
４０Ａ  開口部
４０Ｂ  開口部
４０Ｃ  開口部
５０、２５０    永久磁石
１００  モータ
ＷＢ、ＷＢｓ    最小径方向幅
Ｗ１、Ｗ１ｓ    第１ブリッジ幅
ＷＧ、ＷＧｓ    開口部の径方向幅
ＷＧｓ          開口部の径方向幅の平均幅
【先行技術文献】
【特許文献】
【００９５】
【特許文献１】特開２０１３−１８８０２３号公報
【図１】
0006492951.tif 000003
【図２】
0006492951.tif 000004
【図３】
0006492951.tif 000005
【図４】
0006492951.tif 000006
【図５】
0006492951.tif 000007
【図６】
0006492951.tif 000008
【図７】
0006492951.tif 000009
【図８】
0006492951.tif 000010
【図９】
0006492951.tif 000011
【図１０】
0006492951.tif 000012
【図１１】
0006492951.tif 000013
【図１２】
0006492951.tif 000014