(57)【要約】【課題】渦電流損の増大を招くことなく、動力伝達軸を外周側回転子に確実に締結できるようにして、界磁の可変レシオを効率良く高めることが可能な電動機を提供する。【解決手段】夫々複数の永久磁石９，５３が設けられた内周側回転子６と外周側回転子５を相対回動可能に組付け、両回転子６，５の相対的な回転位相を回動機構１１によって変更する。外周側回転子５のロータ鉄心７は、締結孔６２が設けられる無垢金属層７Ａと、この無垢金属層７Ａの外周側に配置される環状の積層鋼板層７Ｂとから構成する。無垢金属層７Ａと積層鋼板層７Ｂは、円周方向で隣接する永久磁石５３の間において、凸部６１と凹部６４で嵌合固定する。無垢金属層７Ａの締結孔６２に動力伝達軸を連結するためのボルトを螺合する。【選択図】図２
2008067578.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
円周方向に沿うように複数の内周側永久磁石が配設された内周側回転子と、
この内周側回転子の外周側に同軸にかつ相対回動可能に配設されるとともに、円周方向に沿うように複数の外周側永久磁石が配設された外周側回転子と、
前記内周側回転子と外周側回転子とを相対回動させる位相変更手段と、を備え、
前記外周側永久磁石を保持する外周側回転子のロータ鉄心に、動力伝達軸を連結するための締結部が設けられている電動機であって、
前記外周側回転子のロータ鉄心は、
前記締結部が設けられる無垢金属材から成る環状の無垢金属層と、
この無垢金属層の外周側に配置され、複数の電磁鋼板が積層されて成る環状の積層鋼板層と、を備え、
前記積層鋼板層と無垢金属層は円周方向で隣接する前記外周側永久磁石の間で相互に係止されていることを特徴とする電動機。
【請求項２】
前記内周側永久磁石は、内周側回転子の略半径方向に磁化されるとともに、内周側回転子の円周方向で隣接するもの同士が異磁極になるように配置され、
前記外周側永久磁石は、外周側回転子の略円周方向に磁化されるとともに、外周側回転子の円周方向で隣接するもの同士の磁極が同極同士で向き合うように配置されていることを特徴とする請求項１に記載の電動機。
【請求項３】
前記無垢金属層と積層鋼板層の係止部に磁束障壁用孔を形成したことを特徴とする請求項１または２のいずれか１項に記載の電動機。
【請求項４】
前記無垢金属層と積層鋼板層の係止部は、前記無垢金属層の外周側に形成された凸部と、前記積層鋼板層の内周側に形成された凹部によって構成され、前記無垢金属層の凸部に前記締結部が設けられていることを特徴とする請求項２に記載の電動機。
【請求項５】
前記無垢金属材が非磁性金属から成ることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の電動機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、回転子に永久磁石を備えた電動機に関し、特に、回転子の永久磁石の界磁特性を変更できる電動機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
電動機として、夫々個別に永久磁石を備える内周側回転子と外周側回転子とが同軸に配設され、この両回転子を周方向に相対的に回動させる（両回転子の相対的な位相を変更する）ことにより、回転子全体としての界磁特性を変更できるようにしたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
この電動機では、電動機の回転速度に応じて両回転子における相対的な位相を変更する場合には、遠心力の作用により径方向に沿って変位する部材によって、外周側回転子と内周側回転子との何れか一方を他方に対して周方向に回動させる。また、固定子に発生する回転磁界の速度に応じて両回転子における相対的な位相を変更する場合には、各回転子が慣性により回転速度を維持する状態で固定子巻線に制御電流を通電して回転磁界速度を変更することによって、外周側回転子および内周側回転子の周方向の相対位置を変更する。
【０００４】
この電動機においては、外周側回転子と内周側回転子の永久磁石を互いに異極同士で対向させる（同極配置にする）ことで、回転子全体の界磁を強めて誘起電圧を増大させ、逆に、外周側回転子と内周側回転子の永久磁石を互いに同極同士で対向させる（対極配置にする）ことで、回転子全体の界磁を弱めて誘起電圧を減少させる。
【特許文献１】特開２００２−２０４５４１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、この種の電動機においては、電動機特性の変更幅を広げるために界磁の可変レシオをより大きくすることが望まれている。そして、可変レシオを効率良く高めるためには、内周側回転子と外周側回転子の間のエアギャップをより狭くする方が有利であることが知られている。
【０００６】
しかし、内周側回転子と外周側回転子の間のエアギャップを狭めるためには、外周側回転子の内周面の高い寸法精度が要求され、この要求を満たすためには、外周側回転子と動力伝達軸の連結に際して圧入等の手法を用いることができない。
【０００７】
このため、本出願人は、動力伝達軸の端部に連結板を設け、連結板の外周縁部を外周側回転子にボルト締結することを検討しているが、この手法を採用する場合には、締結強度を確保するために外周側回転子のロータ鉄心を無垢の金属材料で形成する必要がある。
しかし、ロータ鉄心全体を無垢の金属材料で形成した場合には、固定子のコイル電流に起因してロータ鉄心上に生じる渦電流量が増大し、発熱によるエネルギー損失(渦電流損)が大きくなってしまう。
【０００８】
そこでこの発明は、渦電流損の増大を招くことなく、動力伝達軸を外周側回転子に確実に締結できるようにして、界磁の可変レシオを効率良く高めることが可能な電動機を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記の課題を解決する請求項１に記載の発明は、円周方向に沿うように複数の内周側永久磁石（例えば、後述の実施形態における内周側永久磁石９）が配設された内周側回転子（例えば、後述の実施形態における内周側回転子６）と、この内周側回転子の外周側に同軸にかつ相対回動可能に配設されるとともに、円周方向に沿うように複数の外周側永久磁石（例えば、後述の実施形態における外周側永久磁石５３）が配設された外周側回転子（例えば、後述の実施形態における外周側回転子６）と、前記内周側回転子と外周側回転子とを相対回動させる位相変更手段（例えば、後述の実施形態における回動機構１１）と、を備え、前記外周側永久磁石を保持する外周側回転子のロータ鉄心(例えば、後述する実施形態におけるロータ鉄心７)に、動力伝達軸を連結するための締結部(例えば、後述する実施形態における締結孔６２)が設けられる電動機であって、前記外周側回転子のロータ鉄心は、前記締結部が設けられる無垢金属材から成る環状の無垢金属層(例えば、後述する実施形態における無垢金属層７Ａ)と、この無垢金属層の外周側に配置され、複数の電磁鋼板が積層されて成る環状の積層鋼板層(例えば、後述する実施形態における積層鋼板層７Ｂ)と、を備え、前記積層鋼板層と無垢金属層は円周方向で隣接する前記外周側永久磁石の間で相互に係止されていることを特徴とする。
これにより、ロータ鉄心の外周側が積層鋼板層によって構成され、渦電流損が生じにくくなるとともに、強度の高い無垢金属層が動力伝達軸に対して締結固定されるようになる。また、外周側の積層鋼板層は、円周方向で隣接する外周側永久磁石の間において、無垢金属層と相互に係止されるため、この係止部によって強度、特に、遠心力に対する強度が高く維持されるようになる。
【００１０】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の電動機において、前記内周側永久磁石は、内周側回転子の略半径方向に磁化されるとともに、内周側回転子の円周方向で隣接するもの同士が異磁極になるように配置され、前記外周側永久磁石は、外周側回転子の略円周方向に磁化されるとともに、外周側回転子の円周方向で隣接するもの同士の磁極が同極同士で向き合うように配置されていることを特徴とする。
これにより、内周側永久磁石が、回転方向両側の外周側永久磁石と同極同士で対面するときには所謂ハルバッハ効果によって径方向に向かう充分な磁束を得ることが可能になる。
【００１１】
請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載の電動機において、前記無垢金属層と積層鋼板層の係止部に磁束障壁用孔(例えば、後述する実施形態における磁束障壁用孔８０)を形成したことを特徴とする。
例えば、係止部の凹部側を凸部よりも部分的に大きく形成しておくことによって、両者が係合されたときに磁束障壁用孔が形成される。
【００１２】
請求項４に記載の発明は、請求項２に記載の電動機において、前記無垢金属層と積層鋼板層の係止部は、前記無垢金属層の外周側に形成された凸部と、前記積層鋼板層の内周側に形成された凹部によって構成され、前記無垢金属層の凸部に前記締結部が設けられていることを特徴とする。
これにより、締結部が外周側回転子の径方向の中間位置付近に容易に確保されるようになる。
【００１３】
請求項５に記載の発明は、請求項１〜４のいずれか１項に記載の電動機において、前記無垢金属材が非磁性金属から成ることを特徴とする。
これにより、円周方向で隣接する永久磁石間での磁束漏れが防止される。
【発明の効果】
【００１４】
請求項１に記載の発明によれば、外周側回転子の積層鋼板層によって渦電流損の増大を抑制しつつ、強度の高い無垢金属層に動力伝達軸を締結することができ、しかも、隣接する外周側永久磁石間の係止部によって遠心力に対する積層鋼板層の強度を高めることができる。したがって、この発明によれば、渦電流損等の不具合を招くことなく、内周側回転子と外周側回転子の間のエアギャップを狭め、界磁の可変レシオを効率良く高めることが可能になる。
また、この発明においては、隣接する永久磁石間の係止部によって遠心力に対する積層鋼板層の強度を効率良く高めることができるため、外周側永久磁石の径方向外側に位置される積層鋼板層の肉厚を薄くして、出力トルクをより高めることが可能になる。
【００１５】
請求項２に記載の発明によれば、内周側永久磁石が、円周方向両側の外周側永久磁石と同極同士で対向するときに、所謂ハルバッハ効果によって充分な強め界磁状態を得ることができるため、強め界磁状態における出力トルクを効率良く増大させることが可能になる。
【００１６】
請求項３に記載の発明によれば、無垢金属層と積層鋼板層の嵌め合い係合部に磁束障壁用孔を形成したため、係止部の凹部側を凸部側よりも部分的に大きく形成するだけで良くなり、その結果、磁束障壁用孔の形成が容易になる。
【００１７】
請求項４に記載の発明によれば、積層鋼板層の凹部に嵌まり込む無垢金属層の凸部に締結部が設けられるため、外周側回転子の径方向の中間位置付近に動力伝達軸を安定的に締結することが可能になる。
【００１８】
請求項５に記載の発明によれば、円周方向で隣接する永久磁石間での磁束漏れを防止できるため、効率良く出力トルクの増大を図ることが可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、この発明の各実施形態を図面に基づいて説明する。最初に、図１〜図３に示す第１の実施形態について説明する。
【００２０】
この実施形態の電動機１は、図１に示すように円環状の固定子２の内周側に回転子ユニット３が配置されたインナロータ型のブラシレスモータであり、例えばハイブリッド車や電動車両等の走行駆動源として用いられる。固定子２は複数相の固定子巻線２ａを有し、回転子ユニット３は軸芯部に回転軸４（動力伝達軸）を有している。車両の走行駆動源として用いる場合には、電動機１の回転力はトランスミッション（図示せず）を介して車輪の駆動軸（図示せず）に伝達される。この場合、電動機１は車両の減速時に発電機として機能させれば、回生エネルギーとして蓄電器に回収することもできる。また、ハイブリッド車においては、電動機１の回転軸４をさらに内燃機関のクランクシャフト（図示せず）に連結することにより、内燃機関による発電にも利用することができる。
【００２１】
回転子ユニット３は、図１〜図３に示すように、円環状の外周側回転子５と、この外周側回転子５の内側に同軸に配置される円環状の内周側回転子６を備え、外周側回転子５と内周側回転子６が設定角度の範囲で回動可能とされている。
【００２２】
内周側回転子６は、回転子本体であるロータ鉄心８が円環状に形成され、そのロータ鉄心８の外周側に偏寄した位置に、複数の磁石装着スロット８ａが円周方向等間隔に形成されている。各磁石装着スロット８ａは、ロータ鉄心８の接線方向に沿う矩形状の開口がロータ鉄心８の軸線と略平行に形成され、かつ、その矩形状の開口がロータ鉄心８の軸方向の一端から他端に亙っている。この各磁石装着スロット８ａには、厚み方向に磁化された平板状の永久磁石9(以下、「内周側永久磁石９」と呼ぶ)が装着されている。なお、各磁石装着スロット８ａに装着される内周側永久磁石９は、円周方向に並列に並んで同極配置された複数の磁石片から構成されるものであっても良い。また、この場合、磁石片同士は離間して配置されていても良い。
ここで、各内周側永久磁石９は、磁石装着スロット８ａに装着された状態において磁化方向が内周側回転子６の径方向を向き、かつ、円周方向で隣接するもの同士の磁極(例えば、径方向外側に向く磁極)が異磁極になっている。つまり、内周側永久磁石９は、内周側回転子６上に異磁極が円周方向に沿って交互に並ぶように配置されている。
【００２３】
一方、外周側回転子５は、ロータ本体であるロータ鉄心７が内周側回転子６と同様に円環状に形成されているが、ロータ鉄心７は、無垢金属層７Ａと積層鋼板層７Ｂとから成る内外２層の構造となっている。
【００２４】
無垢金属層７Ａと積層鋼板層７Ｂはいずれも円環状に形成され、無垢金属層７Ａの外周側に積層鋼板層７Ｂが一体に組み付けられている。無垢金属層７Ａは、アルミニウム等の非磁性金属によって一体に形成され、積層鋼板層７Ｂは、電磁鋼板と絶縁材が軸方向に交互に積層されて形成されている。
【００２５】
無垢金属層７Ａは、図２(Ａ)，(Ｂ)に示すように、円環状のベース部６０の外周縁に、径方向外側に膨出する複数の凸部６１が円周方向等間隔に形成され、各凸部６１の略中央位置に、ドライブプレート１６をボルト６９(図１参照)で締結するための締結孔６２(締結部)が形成されている。また、各凸部６１は、円周方向両側に張り出した張り出し部６１ａと、張り出し部６１ａの付根部に位置される幅の狭いネック部６１ｂとを備えている。
【００２６】
一方、積層鋼板層７Ｂは、円環状のベース部６３の内周縁に、径方向に窪む複数の凹部６４が円周方向等間隔に形成されている。この各凹部６４は、無垢金属層７Ｂの凸部６１に対応する位置に設けられ、対応する凸部６１が嵌合し得る形状、つまり、凸部６１の張り出し部６１ａに対応する拡幅部６４ａと、ネック部６１ｂに対応する狭幅部６４ｂとを備えた形状となっている。そして、ベース部６３の内周縁の各隣接する凹部６４，６４間位置には、径方向に沿う矩形状の磁石装着溝６５が形成され、この各磁石装着溝６５に平板状の永久磁石５３(以下「外周側永久磁石５３」と呼ぶ)が装着されている。この外周側永久磁石５３は、磁石装着溝６５に装着された状態において、磁化方向が略円周方向(正確には、外周側回転子５の軸心を中心とする円の接線方向)を向き、円周方向で隣接するもの同士が同極同士で対向するようになっている。つまり、積層鋼板層７Ｂの内周縁部には、外周側永久磁石５３…によるＮ極同士の対向配置とＳ極同士の対向配置が円周方向に沿って交互に設けられている。
【００２７】
したがって、外周側回転子５は、円周方向で隣接する外周側永久磁石５３，５３の間で無垢金属層７Ａ側の凸部６１と積層鋼板層７Ｂ側の凹部６４が相互に嵌合され、各隣接する外周側永久磁石５３，５３の中間位置に夫々締結孔６２が配置された構造となっている。
【００２８】
ここで、内周側永久磁石９と外周側永久磁石５３は、図２(Ｂ)に示すように、内周側永久磁石９が外周側回転子５の隣接する外周側永久磁石５３，５３の磁極と同磁極同士で対面したときには、径方向に向かう界磁が所謂ハルバッハ効果によって最も強められる強め界磁の状態を得ることができ、内周側永久磁石９が同極間エリアの外周側永久磁石５３，５３の磁極と異磁極同士で対面したときには、径方向に向かう界磁が磁路短絡によって最も弱められる弱め界磁の状態を得ることができる。
【００２９】
また、回転子ユニット３は、回動機構１１(位相変更手段)によって外周側回転子５と内周側回転子６の相対的な回転位相が操作されるようになっている。この回動機構１１は非圧縮性の作動流体である作動液の圧力によって操作されるようになっている。
【００３０】
回動機構１１は、回転軸４の外周に一体回転可能にスプライン嵌合されるベーンロータ１４と、ベーンロータ１４の外周側に相対回動可能に配置される環状ハウジング１５とを備え、この環状ハウジング１５が内周側回転子６の内周面に一体に嵌合固定されるとともに、ベーンロータ１４が、環状ハウジング１５と内周側回転子６の両側の側端部を跨ぐ円板状の一対のドライブプレート１６，１６を介して外周側回転子５に一体に結合されている。したがって、ベーンロータ１４は回転軸４と外周側回転子５に一体化され、環状ハウジング１５は内周側回転子６に一体化されている。
【００３１】
ベーンロータ１４は、回転軸４にスプライン嵌合される円筒状のボス部１７の外周に、径方向外側に突出する複数のベーン１８が円周方向等間隔に設けられている。一方、環状ハウジング１５は、内周面に円周方向等間隔に複数の凹部１９が設けられ、この各凹部１９にベーンロータ１４の対応するベーン１８が収容配置されるようになっている。各凹部１９は、ベーン１８の先端部の回転軌道にほぼ合致する円弧面を有する底壁２０と、隣接する凹部１９，１９同士を隔成する略三角形状の仕切壁２１によって構成され、ベーンロータ１４と環状ハウジング１５の相対回動時に、ベーン１８が一方の仕切壁２１と他方の仕切壁２１の間を変位し得るようになっている。この実施形態の場合、仕切壁２１はベーン１８と当接することにより、ベーンロータ１４と環状ハウジング１５の相対回動を規制するストッパとしても機能する。なお、各ベーン１８の先端部と仕切壁２１の先端部には、軸方向に沿うようにシール部材２２が設けられ、これらのシール部材２２によってベーン１８と凹部１９の底壁２０、仕切壁２１とボス部１７の外周面の各間が液密にシールされている。
【００３２】
また、内周側回転子６に固定される環状ハウジング１５のベース部１５ａは一定厚みの円筒状に形成されるとともに、図１に示すように内周側回転子６や仕切壁２１に対して軸方向外側に突出している。このベース部１５ａの外側に突出した各端部は、ドライブプレート１６に形成された環状のガイド溝１６ａに摺動自在に保持され、環状ハウジング１５と内周側回転子６が、外周側回転子５や回転軸４にフローティング状態で支持されるようになっている。
【００３３】
外周側回転子５とベーンロータ１４を連結する両側のドライブプレート１６，１６は、環状ハウジング１５の両側面（軸方向の両端面）に摺動自在に密接し、環状ハウジング１５の各凹部１９の側方を夫々閉塞する。したがって、各凹部１９は、ベーンロータ１４のボス部１７と両側のドライブプレート１６，１６によって夫々独立した空間部を形成し、この空間部は、作動液が導入される導入空間２３となっている。各導入空間２３内は、ベーンロータ１４の対応する各ベーン１８によって夫々２室に隔成され、一方の部屋が進角側作動室２４、他方の部屋が遅角側作動室２５とされている。進角側作動室２４は、内部に導入された作動液の圧力によって内周側回転子６を外周側回転子５に対して進角方向に相対回動させ、遅角側作動室２５は、内部に導入された作動液の圧力によって内周側回転子６を外周側回転子５に対して遅角方向に相対回動させる。この場合、「進角」とは、内周側回転子６を外周側回転子５に対して、図２中の矢印Ｒで示す電動機１の回転方向に進めることを言い、「遅角」とは、内周側回転子６を外周側回転子５に対して、電動機１の回転方向Ｒと逆側に進めることを言うものとする。
【００３４】
また、進角側作動室２４と遅角側作動室２５に対する作動液の給排は回転軸４を通して行われるようになっている。具体的には、進角側作動室２４は、油圧制御装置の進角側給排通路２６に接続され、遅角側作動室２５は同油圧制御装置の遅角側給排通路２７に接続されているが、進角側給排通路２６と遅角側給排通路２７の一部は、図１に示すように夫々回転軸４に軸方向に沿って形成させた通路孔２６ａ，２７ａによって構成されている。そして、各通路孔２６ａ，２７ａの端部は、回転軸４の外周面の軸方向にオフセットした２位置に形成された環状溝２６ｂと環状溝２７ｂに夫々接続され、その各環状溝２６ｂ，２７ｂは、ベーンロータ１４のボス部１７に略半径方向に沿って形成された複数の導通孔２６ｃ…，２７ｃ…に接続されている。進角側給排通路２６の各導通孔２６ｃは環状溝２６ｂと各進角側作動室２４とを接続し、遅角側給排通路２７の各導通孔２７ｃは環状溝２７ｂと各遅角側作動室２５とを接続している。
【００３５】
なお、この電動機１は、進角側作動室２４と遅角側作動室２５に対する作動液の給排制御によって、強め界磁の状態と弱め界磁の状態を任意に変更し得るものであるが、こうして磁界の強さが変更されると、それに伴って誘起電圧定数が変化し、その結果、電動機１の特性が変更される。即ち、強め界磁によって誘起電圧定数が大きくなると、電動機１として運転可能な許容回転速度は低下するものの、出力可能な最大トルクは増大し、逆に、弱め界磁によって誘起電圧定数が小さくなると、電動機１の出力可能な最大トルクは減少するものの、運転可能な許容回転速度は上昇する。
【００３６】
以上のように、この実施形態の電動機１においては、内周側回転子６と外周側回転子５の相対的な回転位相を変更する回動機構１１が油圧によって操作されるため、両回転子６，５の相対位相を任意のタイミングで迅速に、かつ自由に変更することができる。
【００３７】
そして、この電動機１では、外周側回転子５の無垢金属層７Ａでドライブプレート１６にボルト締結されるため、外周側回転子５とドライブプレート１６を高い強度をもって精度良く結合することができる。また、この電動機１では、外周側回転子５の外側領域が積層鋼板層７Ｂで構成されているため、固定子巻線２ａの通電によって起こる渦電流が少なくなり、発熱によるエネルギー損失(渦電流損失)が抑制される。
したがって、この電動機１においては、渦電流損の増大を招くことなく、ドライブプレート１６(回転軸４)を外周側回転子５に強固に結合できるため、内周側回転子６と外周側回転子５の間のエアギャップを充分に狭め、それによって界磁の可変レシオを効率良く高めることが可能である。
【００３８】
また、この電動機１の場合、無垢金属層７Ａと積層鋼板層７Ｂが隣接する外周側永久磁石５３の間で凸部６１と凹部６４の嵌合によって係止されているため、積層鋼板層７Ｂの強度を高く維持することができる。即ち、無垢金属層７Ａ側の凸部６１と積層鋼板層側７Ｂの凹部６４は、両者の径方向の離反を阻止する抜け止め構造を成しているため、積層鋼板層７Ｂを無垢金属層７Ａに大きな力で圧入する必要がない分、積層鋼板層７Ｂの内部に応力が残留しにくいうえ、電動機１の回転時に作用する遠心力を円周方向の複数箇所で確実に分散支持することができ、これらのことから積層鋼板層７Ｂの強度を充分に高く維持することができる。
そして、この電動機１では、上記のように積層鋼板層７Ｂの強度を効率良く高めることができるため、外周側永久磁石の径方向外側に位置される積層鋼板層７Ｂの肉厚を薄くし、それによって出力トルクを効率良く高めることができる。
【００３９】
さらに、この電動機１においては、両回転子６，５の界磁状態を強め界磁にするときには、内周側永久磁石９と外周側永久磁石５３がハルバッハ配置となって固定子巻線２ａ方向(径方向)に向かう充分な磁束を得ることができるため、この点からも出力トルクの向上を図ることができる。
【００４０】
また、この実施形態の電動機１においては、無垢金属層７Ａがアルミニウム等の非磁性金属によって形成されているため、隣接する磁石間での不要な磁束漏れを効果的に防止し、より効率良く出力トルクの増大を図ることができる。
【００４１】
図４は、この発明の第２の実施形態を示すものである。なお、以下で説明する各実施形態は、外周側回転子１０５の構成だけが第１の実施形態と異なり、他の部分の構成は同様とされている。したがって、以下では相違部分についてのみ説明し、第１の実施形態と同一部分に同一符号を付して重複する部分についての説明を省略するものとする。
【００４２】
第２の実施形態の電動機１０１は、外周側回転子１０５のロータ鉄心１０７が無垢金属層１０７Ａと積層鋼板層１０７Ｂとから構成されているが、無垢金属層１０７Ａと積層鋼板層１０７Ｂのベース部１６０，１６３に跨って磁石装着溝１６５ａ，１６５ｂが形成され、この磁石装着溝１６５ａ，１６５ｂに、磁化方向が円周方向を向くように平板状の外周側永久磁石５３が取付けられている。また、無垢金属層１０７Ａと積層鋼板層１０７Ｂは、無垢金属層１０７Ａ側の凹部１６４に積層鋼板層１０７Ｂ側の凸部１６４が嵌合されて一体化されており、ドライブプレートをボルト結合するための締結孔６２は無垢金属層１０７Ａの各凹部１６４の径方向内側位置に形成されている。なお、積層鋼板層１０７Ｂ側の各凸部１６４は、円周方向両側に張り出した張り出し部１６１ａと、張り出し部１６１ａの付根部に位置される幅の狭いネック部１６１ｂとを備え、無垢金属層１０７Ａ側の各凹部１６４は、凸部１６１の張り出し部１６１ａに対応する拡幅部１６４ａと、ネック部１６１ｂに対応する狭幅部１６４ｂとを備えている。
【００４３】
この電動機１０１は、第１の実施形態と基本的にほぼ同様の機能を得ることができるが、さらに、重量物である外周側永久磁石５３が無垢金属層１０７Ａと積層鋼板層１０７Ｂに跨って嵌合状態で固定されるため、電動機１０１の回転中に積層鋼板層１０７Ｂにかかる遠心力による負荷をより小さくすることができる。
【００４４】
図５は、この発明の第３の実施形態を示すものである。
この実施形態の電動機２０１は、外周側回転子２０５のロータ鉄心２０７が無垢金属層２０７Ａと積層鋼板層２０７Ｂとから成り、無垢金属層２０７Ａのベース部２６０の外面側に複数の凸部２６１か設けられるとともに、積層鋼板層２０７Ｂのベース部２６３の内周側に、前記各凸部２６１が嵌合される凹部２６４が形成されている。凸部２６１は、中心部に締結孔６２が形成された円形状の頭部２６１ａと、ベース部２６０と頭部２６１ａを接続するネック部２６１ｂとを備え、凹部２６４は、前記頭部２６１ａとネック部２６１ｂが嵌合される拡幅部２６４ａと狭幅部２６４ｂを備えるとともに、拡幅部２６４ａから径方向外側に延出する延長部２６４ｃを備えている。この延長部２６４ｃは、凹部２６４に無垢金属層２０７Ａ側の凸部２６１が嵌合された状態において、凹部２６４と凸部２６１の間に磁束の短絡を防止するための磁束障壁用孔８０を形成する。
【００４５】
また、積層鋼板層２０７Ｂの内周縁部のうちの円周方向で隣接する凹部２６４，２６４の間には接線方向に沿う磁石装着溝２６５が形成され、この磁石装着溝２６５に平板状の外周側永久磁石２５３が取付けられている。外周側永久磁石２５３は、磁石装着溝２６５に取付けられた状態において、隣接するもの同士の磁極が異磁極になるように設定されている。また、この外周側永久磁２５３は、積層鋼板層２０７Ｂが無垢金属層２０７Ａに組み付けられた状態において、その内周面が無垢金属層２０７Ａのベース部２６０の外周面に当接し、その状態において、積層鋼板層２０７Ｂと無垢金属層２０７Ａの間の外周側永久磁石２５３の両側位置に第２の磁束障壁用孔８１を形成している。
【００４６】
この電動機２０１の場合も、基本的に第１の実施形態とほぼ同様の機能を得ることができるが、無垢金属層２０７Ａと積層鋼板層２０７Ｂを係止する凸部２６１と凹部２６４の間に磁束の短絡を防止するための磁束障壁用孔８０が設けられているため、磁束障壁用孔８０の形成が容易になるというさらなる利点がある。さらに、この実施形態の場合、外周側永久磁石２５３を無垢金属層２０７Ａと積層鋼板層２０７Ｂの間で挟み込むように保持させ、外周側永久磁石２５３の円周方向の両側に第２の磁束障壁孔８１が形成されるようになっているため、この第２の磁束障壁用孔８１の形成も容易になる。
【００４７】
図６は、この発明の第４の実施形態を示すものである。
この実施形態の電動機３０１は、第１の実施形態と同様に外周側回転子３０５が無垢金属層３０５Ａと積層鋼板層３０５Ｂによって構成されているが、積層鋼板層３０７Ａ側の凹部３６４の底面側が接線方向に沿う磁石装着溝３６４ｄとされ、この磁石装着溝３６４ｄに平板状の副外周側永久磁石９０が取付けられている。また、積層鋼板層３０７Ａに形成された磁石装着溝６５には、第１の実施形態と同様に外周側永久磁石５３が取付けられているが、外周側永久磁石５３は磁石装着溝６５の深さに対して略半分の長さに設定されている。そして、外周側永久磁石５３は、磁石装着溝６５に取付けられた状態において積層鋼板層３０７Ａの外周側に偏寄し、その外周側永久磁石５３の径方向内側に磁束障壁用孔９１が形成されるようになっている。
また、副外周側永久磁石９０は、積層鋼板層３０７Ａに取り付けられた状態において、円周方向両側の外周側永久磁石５３，５３の対向磁極に対し、同極同士で対向するようになっている。
【００４８】
この実施形態の電動機３０１においては、第１の実施形態と同様の機能を得ることができ、さらに、外周側永久磁石５３と副外周側永久磁石９０の協働によって出力トルクを効率良く高めることができる。
【００４９】
なお、この発明は上記実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の設計変更が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】この発明の第１の実施形態の電動機の断面図。
【図２】同実施形態を示す一部部品を取り去った回転子ユニットの側面図。
【図３】同実施形態を示す回転子ユニットの部分拡大側面図。
【図４】この発明の第２の実施形態の回転子ユニットの部分拡大側面図。
【図５】この発明の第３の実施形態の回転子ユニットの部分拡大側面図。
【図６】この発明の第４の実施形態の回転子ユニットの部分拡大側面図。
【符号の説明】
【００５１】
１，１０１，２０１，３０１…電動機
４…回転軸(動力伝達軸)
５，１０５，２０５，３０５…外周側回転子
６…内周側回転子
７，１０７，２０７，３０７…ロータ鉄心
７Ａ，１０７Ａ，２０７Ａ，３０７Ａ…無垢金属層
７Ｂ，１０７Ｂ，２０７Ｂ，３０７Ｂ…積層鋼板層
９…内周側永久磁石
１１…回動機構(位相変更手段)
５３，２５３…外周側永久磁石
６１，１６１，２６１…凸部
６２…締結孔(締結部)
６４，１６４，２６４，３６４…凹部
８０…磁束障壁用孔
【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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【図６】
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