(57)【要約】【課題】ｑ軸磁路の磁気飽和を抑制し、高いリラクタンストルクを得ることができるモータを提供する。【解決手段】ロータ１０には、ロータコア１２とは別体の複数のｑ軸コア１３が設けられており、ｑ軸コア１３の回転軸方向の端部は軸方向バックヨーク１４により結合されている。このため、ｑ軸コアに発生した磁束は、ロータコア１２を通らず、回転軸方向上部側および下部側に配置された軸方向バックヨーク１４に向けて流れる。したがって、ｑ軸磁路の磁気飽和が抑制され、高いリラクタンストルクを得ることができる。【選択図】図１
2008131742.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の回転軸周りに回転する略円筒形状のロータ（１０，１１０，２１０，３１０，４１０，５１０，６１０，７１０）と、前記ロータ（１０，１１０，２１０，３１０，４１０，５１０，６１０，７１０）の外周側または内周側に所定の空隙を隔てて設けられた略円筒形状のステータ（２０）とを備えたモータにおいて、
前記ロータ（１０，１１０，２１０，３１０，４１０，５１０，６１０，７１０）は、
前記回転軸周りの回転方向に沿って配列され、前記空隙側へ複数の磁極を呈する複数の永久磁石（１１）と、
前記複数の永久磁石（１１）の反磁極面同士を結合する径方向バックヨーク（１２ａ）と、
前記複数の永久磁石（１１）の互いに極性の異なるものの間に配置された複数のｑ軸コア（１３）と、
前記複数のｑ軸コア（１３）の前記回転軸方向の端部同士を磁気的に結合する軸方向バックヨーク（１４）と、
を有することを特徴とするモータ。
【請求項２】
請求項１に記載のモータにおいて、
前記軸方向バックヨーク（１４）は、前記ステータ（２０）のステータコア（２１）と対向しない位置に配置されていることを特徴とするモータ。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載のモータにおいて、
前記ロータ（１０，１１０，２１０，３１０，４１０，５１０，６１０，７１０）は、略円筒形状のロータコア（１２）を有し、
前記径方向バックヨーク（１２ａ）は、前記ロータコア（１２）に一体形成され、
前記複数の永久磁石（１１）は、前記ロータコア（１２）に保持されていることを特徴とするモータ。
【請求項４】
請求項３に記載のモータにおいて、
前記ロータコア（１２）は、軟磁性体の薄板を前記回転軸方向に積層させた積層鋼板により構成されていることを特徴とするモータ。
【請求項５】
請求項３または請求項４に記載のモータにおいて、
前記複数のｑ軸コア（１３）は、前記ロータコア（１２）に形成された溝部（１２ｂ）または孔部（１２ｅ）に嵌合されていることを特徴とするモータ。
【請求項６】
請求項１から請求項５までのいずれかに記載のモータにおいて、
前記複数のｑ軸コア（１３）と前記軸方向バックヨーク（１４）とは、一体形成されていることを特徴とするモータ。
【請求項７】
請求項１から請求項５までのいずれかに記載のモータにおいて、
前記複数のｑ軸コア（１３）と前記軸方向バックヨーク（１４）とは、別体形成され、互いに結合されていることを特徴とするモータ。
【請求項８】
請求項１から請求項７までのいずれかに記載のモータにおいて、
前記複数のｑ軸コア（１３）と前記軸方向バックヨーク（１４）とは、圧粉磁心により構成されていることを特徴とするモータ。
【請求項９】
請求項７に記載のモータにおいて、
前記軸方向バックヨーク（１４）は、軟磁性体の薄板を前記回転軸方向に積層させた積層鋼板により構成されていることを特徴とするモータ。
【請求項１０】
請求項９に記載のモータにおいて、
前記軸方向バックヨーク（１４）に、前記複数のｑ軸コア（１３）が所定の深さで埋設されていることを特徴とするモータ。
【請求項１１】
請求項７、請求項９、および請求項１０のいずれかに記載のモータにおいて、
前記複数のｑ軸コア（１３）は、圧粉磁心により構成されていることを特徴とするモータ。
【請求項１２】
請求項７、請求項９、および請求項１０のいずれかに記載のモータにおいて、
前記複数のｑ軸コア（１３）は、軟磁性体の薄板を前記回転軸に直交する方向に積層させた積層鋼板により構成されていることを特徴とするモータ。
【請求項１３】
請求項７、請求項９、および請求項１０のいずれかに記載のモータにおいて、
前記複数のｑ軸コア（１３）は、軟磁性体の薄板を前記回転軸を中心とする周方向に対して所定角度傾いた方向に積層させた積層鋼板により構成されていることを特徴とするモータ。
【請求項１４】
請求項７、請求項９、および請求項１０のいずれかに記載のモータにおいて、
前記複数のｑ軸コア（１３）は、軟磁性体の薄板を前記回転軸と平行な軸を中心として巻回された鋼板により構成されていることを特徴とするモータ。
【請求項１５】
請求項６に記載のモータにおいて、
前記複数のｑ軸コア（１３）と前記軸方向バックヨーク（１４）とは、軟磁性体の薄板を前記回転軸に対する径方向に積層させた積層鋼板により構成されていることを特徴とするモータ。
【請求項１６】
請求項３に記載のモータにおいて、
前記ロータコア（１２）は、圧粉磁心により構成されていることを特徴とするモータ。
【請求項１７】
請求項１６に記載のモータにおいて、
前記複数のｑ軸コア（１３）は、前記ロータコア（１２）に一体形成され、
前記複数のｑ軸コア（１３）の前記回転軸方向の端部は、前記軸方向バックヨーク（１４）に形成された孔部（１４ａ）に嵌合されていることを特徴とするモータ。
【請求項１８】
請求項１６または請求項１７に記載のモータにおいて、
前記軸方向バックヨーク（１４）は、軟磁性体の薄板を前記回転軸方向に積層させた積層鋼板により構成されていることを特徴とするモータ。
【請求項１９】
請求項３から請求項１８までのいずれかに記載のモータにおいて、
前記ロータコア（１２）と前記軸方向バックヨーク（１４）との間に空隙を確保する空隙確保手段（１３ａ，１５）を更に備えることを特徴とするモータ。
【請求項２０】
請求項１９に記載のモータにおいて、
前記空隙確保手段は、前記複数のｑ軸コア（１３）に形成された段差（１３ａ）であることを特徴とするモータ。
【請求項２１】
請求項１９に記載のモータにおいて、
前記空隙確保手段は、前記ロータコア（１２）と前記軸方向バックヨーク（１４）との間に介挿された非磁性体の薄板（１５）であることを特徴とするモータ。
【請求項２２】
請求項３から請求項２１までのいずれかに記載のモータにおいて、
前記ロータ（１０，１１０，２１０，３１０，４１０，５１０，６１０，７１０）は前記ステータ（２０）の内周側に設けられ、
前記軸方向バックヨーク（１４）は前記ロータ（１０，１１０，２１０，３１０，４１０，５１０，６１０，７１０）の回転軸方向の端部に一対に配置され、
前記軸方向バックヨーク（１４）の一方または双方の外径は、前記ロータコア（１２）の外径よりも大きいことを特徴とするモータ。
【請求項２３】
請求項３から請求項２２までのいずれかに記載のモータにおいて、
前記複数の永久磁石（１１）は、前記ロータコア（１２）内に軸方向に形成された複数の貫通孔（１２ｃ）内にそれぞれ埋設されていることを特徴とするモータ。
【請求項２４】
請求項２３に記載のモータにおいて、
前記貫通孔（１２ｃ）は、前記永久磁石（１１）が埋設されない部分において、前記ｑ軸コア（１３）に面していることを特徴とするモータ。
【請求項２５】
請求項２３または請求項２４に記載のモータにおいて、
隣接する前記貫通孔（１２ｃ）の間の最短距離は、前記ｑ軸コア（１３）の回転方向の最大長さよりも小さいことを特徴とするモータ。
【請求項２６】
請求項３から請求項２２までのいずれかに記載のモータにおいて、
前記複数の永久磁石（１１）は、前記ロータコア（１２）の表面に貼付されていることを特徴とするモータ。
【請求項２７】
請求項２６に記載のモータにおいて、
前記複数の永久磁石（１１）のそれぞれの周方向の幅は、前記回転軸方向の端部ほど狭くなっており、
前記複数のｑ軸コア（１３）のそれぞれの周方向の幅は、前記軸方向の端部ほど広くなっている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、所定の回転軸周りに回転する略円筒形状のロータと、前記ロータの外周側または内周側に所定の空隙を隔てて設けられた略円筒形状のステータとを備えたモータに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、エアコンの圧縮機等には種々のモータが使用されている。図１７は、従来のモータの断面図の一例である。図１７のモータ９は、回転軸を中心とする円筒形状のロータ９１０と、ロータ９１０の周囲に所定のギャップを介して配置されたステータ９２０とを備えている。ロータ９１０は、例えば積層電磁鋼板により構成されたロータコア９１１を有しており、その内部には複数の永久磁石９１２が埋設されている。一方、ステータ９２０は、ステータコア９２１を有しており、ステータコア９２１にはコイル９２２が巻回されている。
【０００３】
図１７のモータ９は、コイル９２２に電流を供給してステータコア９２１に磁極を発生させることにより、ステータコア９２１と永久磁石９１２との間にマグネットトルクＴｍを発生させ、ロータ９１０を回転させる。また、ロータコア９１１には磁極中心の磁束の通りにくい方向（以下、「ｄ軸方向」という）と磁極間の磁束の通りやすい方向（以下、「ｑ軸方向」という）とが存在する。すなわち、ロータ９１０は逆突極性を有する。このため、モータ９は、上記のマグネットトルクＴｍの他に、逆突極性に起因するリラクタンストルクＴｒを得ることができる。このように、モータ９は、適当な進角制御を行うことでマグネットトルクＴｍとリラクタンストルクＴｒとを利用してロータ９１０を回転させることができる。
【０００４】
また、図１７のモータ９において、永久磁石９１２はロータコア９１１の内部に埋設されている。このため、ロータ９１０を高速で回転させたときにも永久磁石９１２が外側へ飛散する恐れはない。また、ロータ９１０の周囲に飛散防止管を取り付ける必要がないため、ロータ９１０とステータ９２０との間の間隙（ギャップ）を小さくすることができるとともに、渦電流損を排除することができる。また、ロータコア９１１内における永久磁石９１２の配置を工夫すれば永久磁石９１２の埋設量を増加させることができるため、ロータ９１０の磁気装荷を向上させることができる。
【０００５】
このような従来のモータの構成は、例えば、特許文献１に開示されている。
【０００６】
【特許文献１】特開２００３−１８７７７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、上記のモータ９において、リラクタンストルクＴｒの大きさは、ロータコア９１１のｑ軸方向のインダクタンスＬｑとｄ軸方向のインダクタンスＬｄとの差（Ｌｑ−Ｌｄ）と、コイル９２２に供給される電流Ｉのうちｄ軸方向の電流Ｉｄの２乗との積に比例する。したがって、（Ｌｑ−Ｌｄ）が一定であれば、高いｄ軸電流Ｉｄを与えるほど高いリラクタンストルクＴｒを得ることができる筈である。
【０００８】
しかしながら、ロータコア９１１内においては、マグネットトルクＴｍに係る磁路とリラクタンストルクＴｒに係る磁路とがロータコア９１１内の同一の領域を通っている。このため、高い電流値Ｉを与えるとロータコア９１１内の磁束密度に偏りが生じ、ロータコア９１１内が磁気飽和の状態となる場合があった。磁気飽和の状態になると、ロータコア９１１のｑ軸方向のインダクタンスＬｑがＬｄに近い値まで低下し、（Ｌｑ−Ｌｄ）の値が小さくなる。また、ロータコアの透磁率が大きく低下することにより、マグネットトルクに影響する錯交磁束の低下を招く。この結果、高い電流Ｉを与えても高いリラクタンストルクＴｒとマグネットトルクＴｍとを同時に得ることができなかった。
【０００９】
本発明は、このような事情に鑑みなされたものであり、ｑ軸磁路の磁気飽和を抑制し、高いリラクタンストルクを得ることができるモータを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決するため、請求項１に係る発明は、所定の回転軸周りに回転する略円筒形状のロータ（１０，１１０，２１０，３１０，４１０，５１０，６１０，７１０）と、前記ロータ（１０，１１０，２１０，３１０，４１０，５１０，６１０，７１０）の外周側または内周側に所定の空隙を隔てて設けられた略円筒形状のステータ（２０）とを備えたモータにおいて、前記ロータ（１０，１１０，２１０，３１０，４１０，５１０，６１０，７１０）は、前記回転軸周りの回転方向に沿って配列され、前記空隙側へ複数の磁極を呈する複数の永久磁石（１１）と、前記複数の永久磁石（１１）の反磁極面同士を結合する径方向バックヨーク（１２ａ）と、前記複数の永久磁石（１１）の互いに極性の異なるものの間に配置された複数のｑ軸コア（１３）と、前記複数のｑ軸コア（１３）の前記回転軸方向の端部同士を磁気的に結合する軸方向バックヨーク（１４）と、を有することを特徴とする。
【００１１】
請求項２に係る発明は、請求項１に記載のモータにおいて、前記軸方向バックヨーク（１４）は、前記ステータ（２０）のステータコア（２１）と対向しない位置に配置されていることを特徴とする。
【００１２】
請求項３に係る発明は、請求項１または請求項２に記載のモータにおいて、前記ロータ（１０，１１０，２１０，３１０，４１０，５１０，６１０，７１０）は、略円筒形状のロータコア（１２）を有し、前記径方向バックヨーク（１２ａ）は、前記ロータコア（１２）に一体形成され、前記複数の永久磁石（１１）は、前記ロータコア（１２）に保持されていることを特徴とする。
【００１３】
請求項４に係る発明は、請求項３に記載のモータにおいて、前記ロータコア（１２）は、軟磁性体の薄板を前記回転軸方向に積層させた積層鋼板により構成されていることを特徴とする。
【００１４】
請求項５に係る発明は、請求項３または請求項４に記載のモータにおいて、前記複数のｑ軸コア（１３）は、前記ロータコア（１２）に形成された溝部（１２ｂ）または孔部（１２ｅ）に嵌合されていることを特徴とする。
【００１５】
請求項６に係る発明は、請求項１から請求項５までのいずれかに記載のモータにおいて、前記複数のｑ軸コア（１３）と前記軸方向バックヨーク（１４）とは、一体形成されていることを特徴とする。
【００１６】
請求項７に係る発明は、請求項１から請求項５までのいずれかに記載のモータにおいて、前記複数のｑ軸コア（１３）と前記軸方向バックヨーク（１４）とは、別体形成され、互いに結合されていることを特徴とする。
【００１７】
請求項８に係る発明は、請求項１から請求項７までのいずれかに記載のモータにおいて、前記複数のｑ軸コア（１３）と前記軸方向バックヨーク（１４）とは、圧粉磁心により構成されていることを特徴とする。
【００１８】
請求項９に係る発明は、請求項７に記載のモータにおいて、前記軸方向バックヨーク（１４）は、軟磁性体の薄板を前記回転軸方向に積層させた積層鋼板により構成されていることを特徴とする。
【００１９】
請求項１０に係る発明は、請求項９に記載のモータにおいて、前記軸方向バックヨーク（１４）に、前記複数のｑ軸コア（１３）が所定の深さで埋設されていることを特徴とする。
【００２０】
請求項１１に係る発明は、請求項７、請求項９、および請求項１０のいずれかに記載のモータにおいて、前記複数のｑ軸コア（１３）は、圧粉磁心により構成されていることを特徴とする。
【００２１】
請求項１２に係る発明は、請求項７、請求項９、および請求項１０のいずれかに記載のモータにおいて、前記複数のｑ軸コア（１３）は、軟磁性体の薄板を前記回転軸に直交する方向に積層させた積層鋼板により構成されていることを特徴とする。
【００２２】
請求項１３に係る発明は、請求項７、請求項９、および請求項１０のいずれかに記載のモータにおいて、前記複数のｑ軸コア（１３）は、軟磁性体の薄板を前記回転軸を中心とする周方向に対して所定角度傾いた方向に積層させた積層鋼板により構成されていることを特徴とする。
【００２３】
請求項１４に係る発明は、請求項７、請求項９、および請求項１０のいずれかに記載のモータにおいて、前記複数のｑ軸コア（１３）は、軟磁性体の薄板を前記回転軸と平行な軸を中心として巻回された鋼板により構成されていることを特徴とする。
【００２４】
請求項１５に係る発明は、請求項６に記載のモータにおいて、前記複数のｑ軸コア（１３）と前記軸方向バックヨーク（１４）とは、軟磁性体の薄板を前記回転軸に対する径方向に積層させた積層鋼板により構成されていることを特徴とする。
【００２５】
請求項１６に係る発明は、請求項３に記載のモータにおいて、前記ロータコア（１２）は、圧粉磁心により構成されていることを特徴とする。
【００２６】
請求項１７に係る発明は、請求項１６に記載のモータにおいて、前記複数のｑ軸コア（１３）は、前記ロータコア（１２）に一体形成され、前記複数のｑ軸コア（１３）の前記回転軸方向の端部は、前記軸方向バックヨーク（１４）に形成された孔部（１４ａ）に嵌合されていることを特徴とする。
【００２７】
請求項１８に係る発明は、請求項１６または請求項１７に記載のモータにおいて、前記軸方向バックヨーク（１４）は、軟磁性体の薄板を前記回転軸方向に積層させた積層鋼板により構成されていることを特徴とする。
【００２８】
請求項１９に係る発明は、請求項３から請求項１８までのいずれかに記載のモータにおいて、前記ロータコア（１２）と前記軸方向バックヨーク（１４）との間に空隙を確保する空隙確保手段（１３ａ，１５）を更に備えることを特徴とする。
【００２９】
請求項２０に係る発明は、請求項１９に記載のモータにおいて、前記空隙確保手段は、前記複数のｑ軸コア（１３）に形成された段差（１３ａ）であることを特徴とする。
【００３０】
請求項２１に係る発明は、請求項１９に記載のモータにおいて、前記空隙確保手段は、前記ロータコア（１２）と前記軸方向バックヨーク（１４）との間に介挿された非磁性体の薄板（１５）であることを特徴とする。
【００３１】
請求項２２に係る発明は、請求項３から請求項２１までのいずれかに記載のモータにおいて、前記ロータ（１０，１１０，２１０，３１０，４１０，５１０，６１０，７１０）は前記ステータ（２０）の内周側に設けられ、前記軸方向バックヨーク（１４）は前記ロータ（１０，１１０，２１０，３１０，４１０，５１０，６１０，７１０）の回転軸方向の端部に一対に配置され、前記軸方向バックヨーク（１４）の一方または双方の外径は、前記ロータコア（１２）の外径よりも大きいことを特徴とする。
【００３２】
請求項２３に係る発明は、請求項３から請求項２２までのいずれかに記載のモータにおいて、前記複数の永久磁石（１１）は、前記ロータコア（１２）内に軸方向に形成された複数の貫通孔（１２ｃ）内にそれぞれ埋設されていることを特徴とする。
【００３３】
請求項２４に係る発明は、請求項２３に記載のモータにおいて、前記貫通孔（１２ｃ）は、前記永久磁石（１１）が埋設されない部分において、前記ｑ軸コア（１３）に面していることを特徴とする。
【００３４】
請求項２５に係る発明は、請求項２３または請求項２４に記載のモータにおいて、隣接する前記貫通孔（１２ｃ）の間の最短距離は、前記ｑ軸コア（１３）の回転方向の最大長さよりも小さいことを特徴とする。
【００３５】
請求項２６に係る発明は、請求項３から請求項２２までのいずれかに記載のモータにおいて、前記複数の永久磁石（１１）は、前記ロータコア（１２）の表面に貼付されていることを特徴とする。
【００３６】
請求項２７に係る発明は、請求項２６に記載のモータにおいて、前記複数の永久磁石（１１）のそれぞれの周方向の幅は、前記回転軸方向の端部ほど狭くなっており、前記複数のｑ軸コア（１３）のそれぞれの周方向の幅は、前記軸方向の端部ほど広くなっていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００３７】
請求項１〜２７に記載の発明によれば、永久磁石に対する径方向バックヨークとｑ軸コアに対する軸方向バックヨークとが別個に設けられている。このため、マグネットトルクＴｍに係る磁路とリラクタンストルクＴｒに係る磁路とが分離される。したがって、ｑ軸磁路の磁気飽和が抑制され、高いリラクタンストルクを得ることができる。
【００３８】
特に、請求項２に記載の発明によれば、軸方向バックヨークは、ステータのステータコアと対向しない位置に配置されている。このため、ステータコアに対向する部分についてロータの突極比が低下することはなく、高いリラクタンストルクを得ることができる。また、コイルエンドの内側のスペースを有効利用できる。
【００３９】
特に、請求項３に記載の発明によれば、径方向バックヨークはロータコアに一体形成されており、複数の永久磁石はロータコアに保持されている。このため、径方向バックヨークおよび複数の永久磁石をコンパクトに配列することができる。
【００４０】
特に、請求項４に記載の発明によれば、ロータコアは、軟磁性体の薄板を回転軸方向に積層させた積層鋼板により構成されている。このため、回転軸に垂直な方向にのみ磁束が流れ、ロータコアの磁気抵抗が低下し、ロータコア内に良好な磁束の流れを形成することができる。
【００４１】
特に、請求項５に記載の発明によれば、複数のｑ軸コアは、ロータコアに形成された溝部または孔部に嵌合されている。このため、ｑ軸コアを良好に位置決めすることができる。また、ロータコアとｑ軸コアとを強固に結合することができる。
【００４２】
特に、請求項６に記載の発明によれば、複数のｑ軸コアと軸方向バックヨークとは一体形成されている。このため、ｑ軸コアと軸方向バックヨークとの間に接合部はなく、ｑ軸コアと軸方向バックヨークとの間に良好な磁束の流れを形成することができる。
【００４３】
特に、請求項７に記載の発明によれば、複数のｑ軸コアと軸方向バックヨークとは別体形成されている。このため、各部材の形状を単純化することができ、各部材の成形が容易となる。また、ｑ軸コアと軸方向バックヨークとのそれぞれを、磁束の流れに応じた最適な材料で構成することができる。
【００４４】
特に、請求項８に記載の発明によれば、複数のｑ軸コアと軸方向バックヨークとは、圧粉磁心により構成されている。このため、ｑ軸コアおよび軸方向バックヨークにおいて良好な磁束の流れを形成することができる。
【００４５】
特に、請求項９に記載の発明によれば、軸方向バックヨーク１４は軟磁性体の薄板を回転軸方向に積層させた積層鋼板により構成されている。このため、軸方向バックヨークにおいて良好な磁束の流れを形成することができる。
【００４６】
特に、請求項１０に記載の発明によれば、軸方向バックヨークに、前記複数のｑ軸コアが所定の深さで埋設されている。このため、ｑ軸コアと軸方向バックヨークとの間で良好な磁束の流れを形成することができる。
【００４７】
特に、請求項１１に記載の発明によれば、複数のｑ軸コアは、圧粉磁心により構成されている。このため、ｑ軸コアにおいて良好な磁束の流れを形成することができる。
【００４８】
特に、請求項１２に記載の発明によれば、複数のｑ軸コアは軟磁性体の薄板を回転軸に直交する方向に積層させた積層鋼板により構成されている。このため、ｑ軸コアにおいて良好な磁束の流れを形成することができる。
【００４９】
特に、請求項１３に記載の発明によれば、複数のｑ軸コアは、軟磁性体の薄板を回転軸を中心とする周方向に対して所定角度傾いた方向に積層させた積層鋼板により構成されている。このため、磁束の流れやすい方向をロータ前進側に傾けることができ、ｑ軸コアにおいて良好な磁束の流れを形成することができる。また、ｑ軸コアとステータコアとの間の磁束の流れも良好となる。
【００５０】
特に、請求項１４に記載の発明によれば、複数のｑ軸コアは、軟磁性体の薄板を回転軸と平行な軸を中心として巻回された鋼板により構成されている。このため、ｑ軸コアにおいて良好な磁束の流れを形成することができる。
【００５１】
特に、請求項１５に記載の発明によれば、複数のｑ軸コアと軸方向バックヨークとは、軟磁性体の薄板を回転軸に対する径方向に積層させた積層鋼板により構成されている。このため、ｑ軸コアおよび軸方向バックヨークにおいて良好な磁束の流れを形成することができる。また、ｑ軸コアと軸方向バックヨークとを一体として打ち抜いて形成することができるため、製造工程が簡略化される。
【００５２】
特に、請求項１６に記載の発明によれば、ロータコアは圧粉磁心により構成されている。このため、ロータコア内に良好な磁束の流れを形成することができる。
【００５３】
特に、請求項１７に記載の発明によれば、ｑ軸コアはロータコアに一体形成されている。このため、ロータコア内の磁気抵抗の低下を防止することができる。
【００５４】
特に、請求項１８に記載の発明によれば、軸方向バックヨークは、軟磁性体の薄板を回転軸方向に積層させた積層鋼板により構成されている。このため、軸方向バックヨークにおいて良好な磁束の流れを形成することができる。
【００５５】
特に、請求項１９に記載の発明によれば、ロータコアと軸方向バックヨークとの間に空隙を確保することができる。このため、ロータコアと軸方向バックヨークとの間の磁束の流れを抑制することができる。
【００５６】
特に、請求項２０に記載の発明によれば、ロータコアと軸方向バックヨークとの間の空隙を容易に形成することができる。
【００５７】
特に、請求項２１に記載の発明によれば、ロータコアと軸方向バックヨークとの間の空隙を容易に形成することができる。また、ロータコアに保持された部品の飛び出しを防止することもできる。
【００５８】
特に、請求項２２に記載の発明によれば、ロータはステータの内周側に設けられ、軸方向バックヨークはロータの回転軸方向の端部に一対に配置され、軸方向バックヨークの一方または双方の外径は、ロータコアの外径よりも大きい。このため、ステータコアと干渉しないスペースを利用して、モータの軸方向長さを大きくすることなく、軸方向バックヨークの磁路をより大きく確保することができる。
【００５９】
特に、請求項２３に記載の発明によれば、複数の永久磁石は、ロータコア内に軸方向に形成された複数の貫通孔内にそれぞれ埋設されている。このため、減磁しにくく、また、ロータコア内における永久磁石の埋設量を増加させることもできる。
【００６０】
特に、請求項２４に記載の発明によれば、貫通孔は、永久磁石が埋設されない部分において、ｑ軸コアに面している。このため、貫通孔のうち永久磁石が埋設されていない部分がフラックスバリアとして機能し、ｑ軸コアとロータコアとの間の磁束の流れを抑制する。
【００６１】
特に、請求項２５に記載の発明によれば、隣接する貫通孔の間の最短距離は、ｑ軸コアの回転方向の最大長さよりも小さい。このため、このため、永久磁石の幅とｑ軸コアの幅とをいずれも大きくとることができ、マグネットトルクおよびリラクタンストルクを向上させることができる。
【００６２】
特に、請求項２６に記載の発明によれば、複数の永久磁石は、ロータコアの表面に貼付されている。このため、永久磁石とステータとの間の磁束の変動が正弦波に近づき、ロータの回転ムラが防止される。
【００６３】
特に、請求項２７に記載の発明によれば、複数の永久磁石のそれぞれの周方向の幅は回転軸方向の端部ほど狭くなっており、複数のｑ軸コアのそれぞれの周方向の幅は回転軸方向の端部ほど広くなっている。このため、磁束の急激な変化は更に抑制され、ロータの回転ムラが防止される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００６４】
以下、本発明の好適な実施形態について、図面を参照しつつ説明する。
【００６５】
＜１．第１実施形態＞
図１および図２は、それぞれ本発明の第１実施形態に係るモータ１に含まれるロータ１０の分解斜視図および斜視図である。また、図３は、ロータ１０を回転軸と垂直な平面で切断した断面図であり、図４は、ロータ１０とステータ２０とを含むモータ１全体を図３のＩＶ−ＩＶ線で切断したときの断面図である。図１〜図４に示したように、ロータ１０は、４枚の永久磁石１１と、ロータコア１２と、ｑ軸コア１３と、軸方向バックヨーク１４とを備えている。
【００６６】
ロータコア１２は、軟磁性体の薄板を回転軸方向に積層させた積層鋼板により構成され、回転軸を中心とする略円筒形状の外形を有している。ロータコア１２の側面には、回転軸方向に沿って４つの溝部（切り欠き）１２ｂが穿設されている。４つの溝部１２ｂは、ロータコア１２の側面に等間隔に配置されている。
【００６７】
また、隣り合う溝部１２ｂに挟まれたロータコア１２の４つの突部には、それぞれロータコア１２を回転軸方向に貫通する貫通孔１２ｃが形成されている。貫通孔１２ｃは、外周側に向けて開いた略コの字形の断面形状を有しており、その両脇部（永久磁石１１が挿通されない部分）は溝部１２ｂに沿って穿設されている。
【００６８】
４枚の永久磁石１１は、上記の４つの貫通孔１２ｃの中央部にそれぞれ埋設され、全体として回転軸周りの回転方向に沿って配列されている。４つの永久磁石１１は、ロータコア１２の外周側へ向けてＮ極またはＳ極を交互に呈する。４枚の永久磁石１１はロータコア１２内に埋設されているため、減磁しにくい。ロータコア１２の貫通孔１２ｃよりも内側の部分は、各永久磁石１１の反磁極面同士を磁気的に結合するための径方向バックヨーク１２ａを構成している。
【００６９】
複数のｑ軸コア１３は、ロータコア１２の４つの溝部１２ｂにそれぞれ嵌合された柱状の圧粉磁心により構成されている。各ｑ軸コア１３は、ｑ軸に発生した磁束を回転軸方向（軸方向バックヨーク１４の方向）に流す役割を果たす。したがって、溝部１２ｂ間にｑ軸磁束を通す必要がないので、永久磁石１１の幅を大きく取ることができる。溝部１２ｂに嵌合されたｑ軸コア１３は、当該溝部１２ｂを挟む２つの貫通孔１２ｃに沿って配置され、貫通孔１２ｃのうち永久磁石１１が挿通されていない部分とｑ軸コア１３の側面とが対向配置される。このため、貫通孔１２ｃのうち永久磁石１１が挿通されていない部分がフラックスバリアとして機能し、ｑ軸コア１３とロータコア１２との間の磁束の流れを抑制する。
【００７０】
各溝部１２ｂには、回転軸方向の上部と下部とからそれぞれｑ軸コア１３が挿通されており、その端面同士が接触されている。そして、回転軸方向上部側に配置された各ｑ軸コア１３の上端部は、１つの軸方向バックヨーク１４に接続されている。また、回転軸方向下部側に配置された各ｑ軸コア１３の下端部は、他の１つの軸方向バックヨーク１４に接続されている。
【００７１】
軸方向バックヨーク１４は、回転軸を中心とするリング状の圧粉磁心により構成されている。軸方向バックヨーク１４は、複数のｑ軸コアの端部同士を磁気的に結合（短絡）する役割を果たす。ｑ軸コア１３の軸方向バックヨーク１４に対する付け根部分には、ｑ軸コア１３の他の部分よりも幅が広くなった段差部１３ａが形成されている。このため、溝部１２ｂにｑ軸コア１３を挿入したときには、ロータコア１２および軸方向バックヨーク１４が段差部１３ａにより位置決めされ、ロータコア１２と軸方向バックヨーク１４との間に所定の空隙が確保される。この空隙により、ロータコア１２と軸方向バックヨーク１４との間の磁束の流れが抑制される。
【００７２】
ロータコア１２および軸方向バックヨーク１４が段差部１３ａにより位置決めされ、ロータコア１２と軸方向バックヨーク１４との間に所定の空隙が確保される。この空隙により、ロータコア１２と軸方向バックヨーク１４との間の磁束の流れが抑制される。
【００７３】
本実施形態の軸方向バックヨーク１４とそれに接続された複数のｑ軸コア１３とは、圧粉磁心により一体形成されている。すなわち、回転軸方向上部側の軸方向バックヨーク１４とそれに接続された４本のｑ軸コア１３とが一体形成され、また、回転方向下部側の軸方向バックヨーク１４とそれに接続された４本のｑ軸コア１３が一体形成されている。そして、一体化された軸方向バックヨーク１４およびｑ軸コア１３が、ロータコア１２の上方側および下方側からロータコア１２に嵌め込まれている。
【００７４】
ｑ軸コア１３および軸方向バックヨーク１４を構成する圧粉磁心は、いずれの方向にも良好に磁束を流す等方性の材料である。このため、ｑ軸コア１３および軸方向バックヨーク１４の内部には良好に磁束の流れが形成される。また、軸方向バックヨーク１４とｑ軸コア１３とは一体形成されているため、これらの間に接合部はない。したがって、ｑ軸コア１３と軸方向バックヨーク１４との間の磁気抵抗は低減され、更に良好に磁束の流れが形成される。また、圧粉磁心は形状の自由度が高いため、ｑ軸コア１３および軸方向バックヨーク１４の形状を容易に成形することができる。例えば、圧縮機の偏心を補正するためのバランサを、軸方向バックヨーク１４の上部または下部に一体形成してもよい。
【００７５】
ロータコア１２とｑ軸コア１３との間は、例えば、接着剤により結合させればよい。また、軸方向バックヨーク１４の回転軸方向の外側から軸方向バックヨーク１４にボルトを挿通し、ロータコア１２の回転軸方向の端面に形成されたネジ孔にボルトを締結させることにより、軸方向バックヨーク１４およびｑ軸コア１３とロータコア１２とを固定してもよい。回転軸に直交する方向の位置決めは、ロータコア１２とｑ軸コア１３との間の嵌め合いにより実現することができる。
【００７６】
また、図４に示したように、ロータ１０は、回転軸に沿って延設されたシャフト３０に固着されており、ロータ１０の外周側には、所定の空隙を隔てて略円筒形状のステータ２０が設けられている。ステータ２０は、積層鋼板または圧粉磁心により構成されたステータコア２１を有しており、ステータコア２１に突出形成されたティース部にはコイル２２が巻回されている。
【００７７】
このようなモータ１において、コイル２２に電流を供給してステータコア２１のティース部に磁極を発生させると、ティース部に発生する磁極と永久磁石１１の磁極との間にマグネットトルクが発生し、ロータ１０が回転する。また、ロータコア１２は突極性を有するため、上記のマグネットトルクの他に、リラクタンストルクを得ることができる。すなわち、モータ１は、マグネットトルクとリラクタンストルクとを利用して高い回転力を得ることができる。
【００７８】
また、上記のように、ロータ１０には、ロータコア１２とは別体の複数のｑ軸コア１３が設けられており、ｑ軸コア１３の回転軸方向の端部は軸方向バックヨーク１４により結合されている。このため、ｑ軸コア１３に発生した磁束は、ロータコア１２を通らず、回転軸方向上部側および下部側に配置された軸方向バックヨーク１４に向けて流れる。したがって、ｑ軸磁路の磁気飽和が抑制され、高いリラクタンストルクを得ることができる。
【００７９】
また、上記のロータ１０のロータコア１２は、軟磁性体の薄板を回転軸方向に積層させた積層鋼板により構成され、ｑ軸コア１３および軸方向バックヨーク１４は圧粉磁心により構成されている。このため、磁束の流れに応じて各部の磁気抵抗が低減され、高いトルクを得ることができる。
【００８０】
また、図４に示したように、軸方向バックヨーク１４は、ステータ２０のステータコア２１と対向しない位置に配置されている。このため、ステータコア２１に対向する部分についてロータ１０の突極比が低下することはなく、より高いリラクタンストルクを得ることができる。また、図４に示したように、軸方向バックヨーク１４は、ステータ２０のコイルエンド（コイル２２の回転軸方向上部側および下部側の端部）よりも内側に配置されている。このため、軸方向バックヨーク１４がコイルエンドから突出することはなく、モータ１をコンパクト化することができる。
【００８１】
また、上記のｑ軸コア１３は、外周方向に向けて開いた扇形の断面形状を有しており、ロータコア１２の隣り合う貫通孔１２ｃの間の最短距離がｑ軸コア１３の回転方向の最大長さよりも小さくなるように設計されている。このため、永久磁石１１の幅とｑ軸コア１３の幅とをいずれも大きくとることができ、マグネットトルクおよびリラクタンストルクを向上させることができる。
【００８２】
なお、上記の図３では、溝部１２ｂの２つの切り欠き面のなす角は直角であったが、図５に示したように、溝部１２ｂの２つの切り欠き面のなす角は鈍角であってもよい。このようにすれば、ロータ１０を高速で回転させてロータコア１２の永久磁石１１よりも外周側の部分が外側への遠心力を受けたときにも、ロータコア１２の変形をｑ軸コア１３により抑制することができる。また、ロータコア１２の貫通孔１２ｃに樹脂等の非磁性体を充填すれば、ロータコア１２の剛性が向上し、遠心力による変形を更に抑制することができる。
【００８３】
また、上記の図４では、軸方向バックヨーク１４とロータコア１２とがほぼ同等の外径を有していたが、図６に示したように、軸方向バックヨーク１４は、ロータコア１２よりも大きい外径を有していてもよい。このようにすれば、ステータコア２１と干渉しないスペースを利用して、軸方向バックヨーク１４の磁路をより大きく確保することができる。図６のロータ１０をステータ２０内に組み付けるときには、ステータ２０の内側にロータコア１２を設置した後、ロータコア１２の上方および下方からｑ軸コア１３および軸方向バックヨーク１４を嵌合させればよい。また、上下に一対に配置された軸方向バックヨーク１４のうち、いずれか一方の軸方向バックヨーク１４の外径のみをロータコア１２の外径より大きくしてもよい。
【００８４】
図７は、モータ１適用した圧縮機の構成を示した図である。図７の圧縮機２は、密閉容器５１の内部にモータ１、圧縮部６０、およびシャフト３０を備えている。シャフト３０の上部側は、モータ１のロータ１０に固着されており、また、シャフト３０の下部側は圧縮部６０内のローラ等に接続されている。このため、モータ１を動作させると、ロータ１０とともにシャフト３０が回転し、圧縮部６０を動作させて冷媒を圧縮する。
【００８５】
密閉容器５１の底部には、圧縮機２内の摺動部を潤滑するための潤滑油５２が貯留されている。潤滑油５２はシャフト３０の表面等を潤滑させ、その一部はモータ１付近まで上昇する。そして、上昇した潤滑油５２は、軸方向バックヨーク１４に付着して軸方向バックヨーク１４とともに回転し、外周側へ振り切られて再び密閉容器５１の底部に貯留される。このように、図７の圧縮機２では、モータ１の軸方向バックヨーク１４が、潤滑油５２を振り切るオイルセパレータの役割を果たしている。このため、潤滑油５２の貯留量の低下を防止することができる。
【００８６】
＜２．第２実施形態＞
図８は、本発明の第２実施形態に係るモータ１に含まれるロータ１１０の分解斜視図である。図８に示したロータ１１０のロータコア１２の側面には、図１のような溝部１２ｂは形成されておらず、代わりに、ロータコア１２の側面よりもやや内側の位置に、回転軸方向に貫通孔１２ｅが形成されている。貫通孔１２ｅは、等間隔に４箇所に形成されており、ｑ軸コア１３はこれらの貫通孔１２ｅに上方および下方から挿通される。このため、本実施形態のロータ１１０は、側面の形状をより真円に近づけることができる。したがって、ロータ１１０の回転抵抗を低減させ、ロータ１１０を効率よく回転させることができる。
【００８７】
なお、ロータ１１０の他の部分およびステータ２０の構成については、上記の第１実施形態と同等であるため、重複説明を省略する。
【００８８】
＜３．第３実施形態＞
図９は、本発明の第３実施形態に係るモータ１に含まれるロータ２１０の分解斜視図である。図９のロータ２１０では、複数のｑ軸コア１３と軸方向バックヨーク１４とが別体形成されている。そして、ロータコア１２に形成された貫通孔１２ｅおよび軸方向バックヨーク１４に形成された貫通孔１４ａにそれぞれｑ軸コア１３の下端部および上端部を嵌合させることにより、ロータコア１２、ｑ軸コア１３、および軸方向バックヨーク１４を結合する構成となっている。
【００８９】
本実施形態では、軸方向バックヨーク１４とｑ軸コア１３とを別体形成しているため、各部材の形状を単純化することができる。このため、各部材の成形が容易となる。また、本実施形態では、ｑ軸コア１３と軸方向バックヨーク１４とをそれぞれ異なる材料により構成することができる。例えば、ロータコア１２および軸方向バックヨーク１４は、軟磁性体の薄板を回転軸方向に積層させた積層鋼板により構成し、ｑ軸コア１３は圧粉磁心により構成することができる。このようにすれば、磁束の流れに応じて各部の磁気抵抗が低減され、高いトルクを得ることができる。
【００９０】
ｑ軸コア１３は、貫通孔１２ｅおよび貫通孔１４ａよりも断面積の大きい段差部１３ａを有している。このため、ロータコア１２、ｑ軸コア１３、および軸方向バックヨーク１４を結合させたときには、ロータコア１２および軸方向バックヨーク１４が段差部１３ａにより位置決めされ、ロータコア１２と軸方向バックヨーク１４との間に所定の空隙が確保される。この空隙により、ロータコア１２と軸方向バックヨーク１４との間の磁束の流れが抑制される。
【００９１】
なお、図９では、図示の便宜上ロータコア１２の上面側にのみｑ軸コア１３と軸方向バックヨーク１４とが記載されているが、ロータコア１２の下面側にも同じようにｑ軸コア１３と軸方向バックヨーク１４とが設けられている。但し、ロータコア１２の回転軸方向の長さが十分に小さい場合には、ロータコア１２の上面側にのみｑ軸コア１３と軸方向バックヨーク１４とを設けてもよい。ロータ２１０の他の部分およびステータ２０の構成については、上記の第１実施形態と同等であるため、重複説明を省略する。
【００９２】
＜４．第４実施形態＞
図１０は、本発明の第４実施形態に係るモータ１に含まれるロータ３１０の分解斜視図である。図１０のロータ３１０では、ロータコア１２と複数のｑ軸コア１３とが一体形成されている。そして、軸方向バックヨーク１４に形成された貫通孔１４ａにｑ軸コア１３の回転軸方向の上端部を嵌合させることにより、ｑ軸コア１３と軸方向バックヨーク１４とを結合する構成となっている。
【００９３】
本実施形態では、ロータコア１２およびｑ軸コア１３を圧粉磁心により一体形成することができる。このため、ロータコア１２にｑ軸コア１３を嵌合させる必要はなく、嵌め合いに起因するロータコア１２の変形を防止することができる。また、本実施形態のロータ３１０では、ロータコア１２とｑ軸コア１３との間に接合部がないため、トルク低下の原因となる磁気抵抗を低減させることができる。
【００９４】
軸方向バックヨーク１４は、例えば、軟磁性体の薄板を回転軸方向に積層させた積層鋼板により構成すればよい。このようにすれば、軸方向バックヨーク１４内の磁束の流れに沿った磁気抵抗が低減され、高いトルクを得ることができる。
【００９５】
ｑ軸コア１３の上部はロータコア１２の上面から突出しており、当該突出部には、軸方向バックヨーク１４の貫通孔１４ａよりも幅が広くなった段差部１３ａが設けられている。このため、ｑ軸コア１３と軸方向バックヨーク１４とを結合させたときには、ロータコア１２および軸方向バックヨーク１４が段差部１３ａにより位置決めされ、ロータコア１２と軸方向バックヨーク１４との間に所定の空隙が確保される。この空隙により、ロータコア１２と軸方向バックヨーク１４との間の磁束の流れが抑制される。
【００９６】
なお、図１０では、ロータコア１２の上面側にのみｑ軸コア１３を突出させ、ロータコア１２の上面側にのみ軸方向バックヨーク１４を設けていたが、ロータコア１２の下面側においても同じようにｑ軸コア１３を突出させ、同じように軸方向バックヨーク１４を設けてもよい。ロータ３１０の他の部分およびステータ２０の構成については、上記の第１実施形態と同等であるため、重複説明を省略する。
【００９７】
＜５．第５実施形態＞
図１１は、本発明の第５実施形態に係るモータ１に含まれるロータ４１０の分解斜視図である。図１１のロータ４１０のロータコア１２には、永久磁石１１を挿通するための断面略コの字形の６つの貫通孔１２ｃが、周方向に沿って形成されている。隣り合う貫通孔１２ｃの周方向の端部同士は互いに平行に形成されており、その間に形成された断面長方形状の貫通孔１２ｅに、略四角柱状のｑ軸コア１３が挿通される構成となっている。
【００９８】
各ｑ軸コア１３は、その外周側の側面が貫通孔１２ｅの内壁に密着するように貫通孔１２ｅ内に挿通される。このため、貫通孔１２ｅの内周側には若干の空隙が確保される。この空隙により、ｑ軸コア１３に発生した磁束がロータコア１２の内周側へ流れることは抑制され、ｑ軸コア１３から軸方向バックヨーク１４への磁束の流れが良好に形成される。
【００９９】
各ｑ軸コア１３の回転軸方向の上端部および下端部は、軸方向バックヨーク１４に形成された貫通孔１４ａに嵌合される。そして、回転軸方向の外側から軸方向バックヨーク１４にボルト１６を挿通し、ロータコア１２の回転軸方向の端面に形成されたネジ孔１２ｆにボルト１６を締結させることにより、ロータコア１２、ｑ軸コア１３、および軸方向バックヨーク１４が結合される。
【０１００】
また、各ｑ軸コア１３は、外周側へ向けて突出した段差部１３ａを有している。このため、ロータコア１２、ｑ軸コア１３、および軸方向バックヨーク１４を結合させたときには、ロータコア１２、および軸方向バックヨーク１４を結合させたときには、ロータコア１２および軸方向バックヨーク１４が段差部１３ａにより位置決めされ、ロータコア１２と軸方向バックヨーク１４との間に所定の空隙が確保される。また、ロータコア１２と軸方向バックヨーク１４との間の空隙には、非磁性体のスペーサ（薄板）１５が介挿されている。このため、ロータコア１２と軸方向バックヨーク１４との間の磁束の流れが抑制される。なお、スペーサ１５は、貫通孔１２ｃからの永久磁石１１の飛び出しを防止する役割も果たす。
【０１０１】
本実施形態のｑ軸コア１３は、軟磁性体の薄板を回転軸を中心とする回転方向（周方向）に積層させた積層鋼板により構成されている。また、本実施形態のロータコア１２および軸方向バックヨーク１４は、軟磁性体の薄板を回転軸方向に積層させた積層鋼板により構成されている。このため、磁束の流れに応じて各部の磁気抵抗が低減され、高いトルクを得ることができる。特に、本実施形態のロータコア１２、ｑ軸コア１３、および軸方向バックヨーク１４は、いずれも積層鋼板により構成されているため、より良好な磁束の流れを形成することができる。
【０１０２】
なお、ロータ４１０の他の部分およびステータ２０の構成については、上記の第１実施形態と同等であるため、重複説明を省略する。
【０１０３】
＜６．第６実施形態＞
図１２は、本発明の第６実施形態に係るモータ１に含まれるロータ５１０の分解斜視図である。図１２のロータ５１０では、複数のｑ軸コア１３と軸方向バックヨーク１４とが別体形成されている。そして、ロータコア１２に形成された貫通孔１２ｅおよび軸方向バックヨーク１４に形成された貫通孔１４ａにｑ軸コア１３を嵌合させることにより、ロータコア１２、ｑ軸コア１３、および軸方向バックヨーク１４を結合する構成となっている。
【０１０４】
ロータコア１２の貫通孔１２ｅは長方形状の断面を有しており、ｑ軸コア１３は回転軸方向にのびる四角柱状の外径を有している。ｑ軸コア１３は軟磁性体の薄板を薄板を回転軸を中心とする回転方向（周方向）に対して外周側に４５°傾いた方向に積層させた積層鋼板により構成されている。このため、ロータ５１０を図中の矢印の方向に回転させたときには、ｑ軸コア１３とステータコア２１との間に磁束の流れが良好に形成され、高いリラクタンストルクを得ることができる。
【０１０５】
また、本実施形態のロータコア１２および軸方向バックヨーク１４は、軟磁性体の薄板を回転軸方向に積層させた積層鋼板により構成されている。このため、磁束の流れに応じて各部の磁気抵抗が低減され、高いトルクを得ることができる。特に、本実施形態のロータコア１２、ｑ軸コア１３、および軸方向バックヨーク１４は、いずれも積層鋼板により構成されているため、より良好な磁束の流れを形成することができる。
【０１０６】
なお、複数のｑ軸コア１３は、図１３に示したように、軟磁性体の薄板を回転軸と平行な軸を中心として巻回された鋼板（巻鉄芯）により構成してもよい。このようなｑ軸コア１３も、回転軸方向に磁束を良好に流すことができる。
【０１０７】
また、図１２では、ロータコア１２の上面側にのみ軸方向バックヨーク１４を設けていたが、ロータコア１２の下面側にも同じように軸方向バックヨーク１４を設けてもよい。ロータ５１０の他の部分およびステータ２０の構成については、上記の第１実施形態と同等であるため、重複説明を省略する。
【０１０８】
＜７．第７実施形態＞
図１４は、本発明の第７実施形態のモータ１に含まれるロータ６１０の分解斜視図である。図１４のロータ６１０のロータコア１２には、永久磁石１１を挿通するための断面略コの字形の複数の貫通孔１２ｃが、周方向に沿って形成されている。そして、隣り合う２つの貫通孔１２ｃの間には、それぞれ２つの貫通孔１２ｅが形成されている。各貫通孔１２ｅには、回転軸方向の上方および下方からそれぞれｑ軸コア１３が挿通され、コの字形の貫通孔１２ｃを挟んで隣り合う２つのｑ軸コア１３の端部同士を結ぶように、軸方向バックヨーク１４が形成されている。
【０１０９】
すなわち、本実施形態では、２つのｑ軸コア１３と１つの軸方向バックヨーク１４とが略コの字形の部材として一体形成されている。そして、当該コの字形の部材をロータコア１２の上面側および下面側からそれぞれロータコア１２の貫通孔１２ｅに挿通させることにより、ロータコア１２とコの字形の部材とを結合させる構成となっている。
【０１１０】
本実施形態のロータコア１２は、軟磁性体の薄板を回転軸方向に積層させた積層鋼板により構成されている。また、ｑ軸コア１３および軸方向バックヨーク１４を構成する略コの字形の部材は、軟磁性体の薄板を回転軸に対する径方向に積層させた積層鋼板により構成されている。このため、、磁束の流れに応じて各部の磁気抵抗が低減され、高いトルクを得ることができる。特に、本実施形態のロータコア１２、ｑ軸コア１３、および軸方向バックヨーク１４は、いずれも積層鋼板により構成されているため、より良好な磁束の流れを形成することができる。また、ｑ軸コア１３および軸方向バックヨーク１４は一体として積層鋼板を打ち抜いて形成されるため、これらを別個に成形して結合させる必要はなく、製造工程が簡略化される。
【０１１１】
ｑ軸コア１３には、ロータコア１２の貫通孔１２ｅよりも幅が広くなった段差部１３ａが設けられている。このため、ｑ軸コア１３および軸方向バックヨーク１４を構成するコの字形の部材とロータコア１２とを結合させたときには、コの字形の部材とロータコア１２とが段差部１３ａにより位置決めされ、ロータコア１２と軸方向バックヨーク１４との間に所定の空隙が確保される。この空隙により、ロータコア１２と軸方向バックヨーク１４との間の磁束の流れが抑制される。
【０１１２】
なお、ロータ６１０の他の部分およびステータ２０の構成については、上記の第１実施形態と同等であるため、重複説明を省略する。
【０１１３】
＜８．第８実施形態＞
図１５は、本発明の第８実施形態のモータ１に含まれるロータ７１０の斜視図である。また、図１６は、ロータ７１０に含まれるロータコア１２および永久磁石１１の斜視図である。
【０１１４】
図１５および図１６に示したように、本実施形態のロータコア１２は略円筒形状の外形を有しており、ロータコア１２の側面には、４つの永久磁石１１が等間隔に貼付されている。各永久磁石１１は、ロータコア１２の側面に沿った略六角形の板状に成形されている。このため、各永久磁石１１の周方向の幅は、回転軸方向の端部ほど狭くなっている。
【０１１５】
隣り合う永久磁石１１の間には、それぞれ回転軸方向の上部および下部からｑ軸コア１３が挿通されている。各ｑ軸コア１３は、ロータコア１２の側面に沿った略三角形の板状に形成されており、各ｑ軸コア１３の周方向の幅は、回転軸方向の端部ほど広くなっている。また、各ｑ軸コア１３の回転軸方向の端部は、回転軸を中心とするリング状の軸方向バックヨーク１４に接続されている。
【０１１６】
本実施形態のロータ７１０は、複数の永久磁石１１がロータコア１２の表面に貼付されているため、ステータ２０との間の磁束の変動が正弦波に近づく。また、各永久磁石１１の周方向の端部は収束しているため、磁束の急激な変化は更に抑制される。このため、ロータ７１０の回転ムラが抑制され、モータ１がより静音化する。また、複数の永久磁石１１と複数のｑ軸コア１３は、ロータ７１０の回転軸方向中央に対して、上下に対称に取り付けられている。このため、ロータ７１０に対する回転軸方向のスラスト力は抑制される。
【０１１７】
また、ロータコア１２の表面のうち、ｑ軸コア１３が配置される部分には、溝部１２ｂが形成されている。このため、ロータコア１２の表面と永久磁石１１とが接することはなく、永久磁石１１の内周側には若干の空隙が確保される。この空隙により、ｑ軸コア１３に発生した磁束がロータコア１２の内周側へ流れることは抑制され、ｑ軸コア１３から軸方向バックヨーク１４への磁束の流れが良好に形成される。
【０１１８】
また、ロータコア１２の中心部に挿通されるシャフトに段差部を形成することにより、ロータコア１２の軸方向の端面と軸方向バックヨーク１４との間に空隙を確保するようにしてもよい。このようにすれば、ロータコア１２と軸方向バックヨーク１４との間の磁束の流れを抑制することができる。
【０１１９】
本実施形態のロータコア１２は、圧粉磁心により構成され、ｑ軸コア１３および軸方向バックヨーク１４も圧粉磁心により一体形成されている。このため、ロータコア１２、ｑ軸コア１３、および軸方向バックヨーク１４の形状を容易に形成することができる。
【０１２０】
なお、ロータ７１０の他の部分およびステータ２０の構成については、上記の第１実施形態と同等であるため、重複説明を省略する。
【０１２１】
＜９．変形例＞
以上、本発明の主たる実施形態について説明したが、本発明は上記の例に限定されるものではない。例えば、上記の各実施形態では、ロータの外周側にステータが配置されていたが、ロータの内側にステータが配置されていてもよい。
【図面の簡単な説明】
【０１２２】
【図１】第１実施形態に係るロータの分解斜視図である。
【図２】第１実施形態に係るロータの斜視図である。
【図３】第１実施形態に係るロータの断面図である。
【図４】第１実施形態に係るモータの断面図である。
【図５】第１実施形態に係るロータの断面図である。
【図６】第１実施形態に係るモータの断面図である。
【図７】第１実施形態に係るモータを適用した圧縮機の構成を示した図である。
【図８】第２実施形態に係るロータの分解斜視図である。
【図９】第３実施形態に係るロータの分解斜視図である。
【図１０】第４実施形態に係るロータの分解斜視図である。
【図１１】第５実施形態に係るロータの分解斜視図である。
【図１２】第６実施形態に係るロータの分解斜視図である。
【図１３】第６実施形態に係るロータに巻鉄芯を使用した場合の部分拡大図である。
【図１４】第７実施形態に係るロータの分解斜視図である。
【図１５】第８実施形態に係るロータの斜視図である。
【図１６】第８実施形態に係るロータコアおよび永久磁石の斜視図である。
【図１７】従来のモータの断面図である。
【符号の説明】
【０１２３】
１    モータ
１０，１１０，２１０，３１０，４１０，５１０，６１０，７１０  ロータ
１１  永久磁石
１２  ロータコア
１２ａ  径方向バックヨーク
１２ｂ  溝部
１２ｃ  貫通孔
１２ｅ  貫通孔
１３  ｑ軸コア
１３ａ  段差部
１４  軸方向バックヨーク
１４ａ  貫通孔
１５  スペーサ
２０  ステータ
２１  ステータコア
２２  コイル
３０  シャフト
【図１】
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【図２】
2008131742.tif 000004
【図３】
2008131742.tif 000005
【図４】
2008131742.tif 000006
【図５】
2008131742.tif 000007
【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】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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