(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転磁界を発生させるステータと、前記ステータの内周側に配置され前記回転磁界に応じて回転するロータと、を備え、
前記ステータは、スロットを含むステータコアと、前記スロットに配置されるコイルと、を有し、
前記ステータコアの表面は、互いに交わる第１の面及び第２の面を有し、
前記コイルは、丸線を最密配置した場合よりも占積率の高い成形部分を有し、
前記成形部分の表面は、前記第１の面に対向する第３の面と、前記第２の面に対向する第４の面と、前記第１の面の反対側に面する第５の面と、前記第２の面の反対側に面する第６の面とを含み、前記第３の面と比べて前記第１の面から離れるように前記第３の面及び前記第６の面の間に形成された後退面、及び前記第４の面と比べて前記第２の面から離れるように前記第４の面及び前記第５の面の間に形成された後退面の少なくとも一方を更に含み、
前記ステータは、前記ステータコアと前記コイルとの間に介在し電気絶縁性を有するインシュレータを更に有し、前記後退面は、前記インシュレータの縁部に対応する位置において、前記インシュレータから離れるように設けられる回転電機。
【請求項２】
前記ステータは、前記後退面に対応する位置において、前記ステータコア及び前記コイルの間に形成された樹脂部をさらに有する、請求項１記載の回転電機。
【請求項３】
前記後退面は、前記ロータの回転軸に沿って延びている、請求項１又は２記載の回転電機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、回転電機に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、回転磁界を発生させるステータと、ステータの内周側に配置され回転磁界に応じて回転するロータと、を備える回転電機が開示されている。ロータは、ロータの回転方向に並ぶ複数の永久磁石と、永久磁石同士の間に介在するロータコアと、を有している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１３−３４３２５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本開示は、より出力の高い回転電機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】
【０００５】
本開示の一実施形態に係る回転電機は、回転磁界を発生させるステータと、ステータの内周側に配置され回転磁界に応じて回転するロータと、を備え、ステータは、スロットを含むステータコアと、スロットに配置されるコイルと、を有し、ステータコアの表面は、互いに交わる複数の平滑面を有し、コイルは、ステータコアのいずれか一つの平滑面に対向し、当該平滑面に倣う少なくとも一つの成形面を有し、ステータコア及びコイルの少なくとも一方は、後退面を有し、ステータコアが後退面を有する場合には、当該後退面は、成形面が倣うステータコアの平滑面に隣接し、当該平滑面に倣う成形面から当該平滑面と比べて離れており、コイルが後退面を有する場合には、当該後退面は、成形面に隣接し、当該成形面に比較して、当該成形面が倣う平滑面から離れている。
【発明の効果】
【０００６】
本開示によれば、より出力の高い回転電機を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】実施形態に係る回転電機の、中心軸線に垂直な断面における断面図である。
【図２】図１のII−II線に沿う断面図である。
【図３】ステータコア及びコイルの例を拡大して示す、中心軸線に垂直な断面における断面図である。
【図４】ステータコア及びコイルの例を拡大して示す、中心軸線に沿う断面図である。
【図５】コイルの製造工程を示す模式図である。
【図６】コイルの断面を示す模式図である。
【図７】ステータコア及びコイルの別の例を拡大して示す、中心軸線に垂直な断面における断面図である。
【図８】ロータの斜視図である。
【図９】図２のIX−IX線に沿う、ロータの断面図である。
【図１０】図２のX−X線に沿う、ロータの端面図である。
【図１１】プレートの配置の別の例を示す、中心軸線に沿う回転電機の断面図である。
【図１２】回転電機における磁束を模式的に示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、実施形態について、図面を参照しつつ詳細に説明する。説明において、同一要素又は同一機能を有する要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。
【０００９】
本実施形態に係るモータ（回転電機）１は、例えば永久磁石内蔵型の同期電動機である。モータ１は、例えば電動装置の動力源として利用可能である。
【００１０】
図１及び図２に示されるように、モータ１は、モータケース１０と、ステータ２０と、ロータ３０と、を備える。
【００１１】
〔モータケース〕
モータケース１０は、ステータ２０及びロータ３０を収容する。例えば、モータケース１０は、筒状のフレーム１１と、フレーム１１の両端部をそれぞれ塞ぐ第一ブラケット１２及び第二ブラケット１３と、を有する。第一ブラケット１２は、駆動対象のモータマウントに取り付けられる。
【００１２】
〔ステータ〕
ステータ２０は、回転磁界を発生させる。ステータ２０は、例えば複数のコイル２１と、ステータコア２４と、を有する。
【００１３】
（ステータコア）
ステータコア２４は、ヨーク２４ａと、複数のティース２４ｂと、を含む。ヨーク２４ａは、環状であり、その中心軸線Ａｘ１がフレーム１１の中心軸線に沿った状態で、フレーム１１の内面に固定される。複数のティース２４ｂは、ヨーク２４ａの中心軸線Ａｘ１を取り囲むように配置され、それぞれヨーク２４ａの内周面２４ｅから中心軸線Ａｘ１側に突出している。ヨーク２４ａ及びティース２４ｂは、電磁鋼板を積層したものであってもよいし、軟磁性複合材料（ＳＭＣ：Soft  Magnetic  Composites）を圧縮成形したものであってもよい。
【００１４】
ステータコア２４が上述の形状を有することにより、図２及び図３に示されるように、ステータコア２４の表面２４ｃは、互いに交差する複数の平滑面２４ｄを有する。平滑面とは、折れ曲がりなく連続した面を意味する。ここでの「折れ曲がり」は、実質的な「折れ曲がり」を意味し、微少な丸みをもって折れ曲がっている場合を含む。
【００１５】
具体的には、複数の平滑面２４ｄは、ヨーク２４ａの内周面２４ｅと、ヨーク２４ａの端面２４ｆ，２４ｇとティース２４ｂの端面２４ｈ（ヨーク２４ａからの突出方向における端面）と、ティース２４ｂの側面２４ｊ（端面２４ｈに交差する面）と、を含む。ヨーク２４ａの端面２４ｆは第一ブラケット１２側に位置する。ヨーク２４ａの端面２４ｇは第二ブラケット１３側に位置する。ティース２４ｂの側面２４ｊは、中心軸線Ａｘ１まわりの周方向（以下、単に周方向と記載する場合がある）においてティース２４ｂの両側に位置する、中心軸線Ａｘ１まわりの径方向（以下、単に径方向と記載する場合がある）に沿う側面である。ティース２４ｂの端面２４ｈは、ティース２４ｂの内周側に位置し、ロータ３０に対向する、周方向に沿う面である。
【００１６】
ステータコア２４は、中心軸線Ａｘ１を取り囲む複数のブロック２５に分かれていてもよく、ティース２４ｂはブロック２５ごとに設けられていてもよい。ステータコア２４の周方向において、ティース２４ｂのそれぞれはブロック２５の中央部に位置していてもよい。
【００１７】
（コイル）
複数のコイル２１は、複数のティース２４ｂにそれぞれ装着されている。コイル２１の素線は、ティース２４ｂを包囲した状態で、隣り合うティース２４ｂ同士の間に収容される。即ち、ティース２４ｂ同士の間はコイル２１を収容するためのスロット２６となり、ティース２４ｂにはコイル２１が巻回される。このように、ステータコア２４は、スロット２６を含んでおり、コイル２１は、スロット２６に配置される。コイル２１は、例えば樹脂材料を用いたモールディングにより、ステータコア２４と一体化されていてもよい。
【００１８】
コイル２１の表面は、例えば内周面２１ａと、外周面２１ｂと、第一端面２１ｃと、第二端面２１ｄと、を含む。内周面２１ａは、コイル２１の内周側に位置する面であり、インシュレータ２７を挟んで側面２４ｊに対向する。外周面２１ｂは、コイル２１の外周側に位置する面である。隣り合う二つのティース２４ｂの各々に装着されたコイル２１の外周面２１ｂ同士は、互いに対向する。第一端面２１ｃは、ステータコア２４の内周側に位置する面であり、ロータ３０に対向する。第二端面２１ｄは、ステータコア２４の外周側に位置する面であり、インシュレータ２７を挟んでヨーク２４ａの内周面２４ｅに対向する。
【００１９】
複数のコイル２１には、結線部２２を介して駆動電力（例えば三相交流電力）が供給される。複数のコイル２１は、駆動電力の供給に応じて中心軸線Ａｘ１まわりの回転磁界を発生させる。結線部２２は、例えばコイル２１と第二ブラケット１３との間に設けられる。
【００２０】
（インシュレータ）
図３に示されるように、ステータ２０は、インシュレータ２７を更に有してもよい。インシュレータ２７は電気絶縁性を有し、ステータコア２４とコイル２１との間に介在する。インシュレータ２７は、例えば樹脂性の薄肉部材である。例えばインシュレータ２７は、ティース２４ｂの周囲に装着される筒状部２７ａと、ヨーク２４ａ側において筒状部２７ａの端部から外周側に張り出したフランジ部２７ｂとを含む。筒状部２７ａは、コイル２１の内周面２１ａとティース２４ｂの側面２４ｊとの間に配置される。フランジ部２７ｂは、コイル２１の第二端面２１ｄとヨーク２４ａの内周面２４ｅとの間に配置される。インシュレータ２７の形状は、ステータコア２４の形状に応じて適宜変更可能である。また、インシュレータ２７の厚み及び材質は、コイル２１とステータコア２４との間において確保すべき電気絶縁性能に応じて適宜設定可能である。インシュレータ２７は、例えば樹脂材料を用いたモールディングにより、コイル２１及びステータコア２４と一体化されていてもよい。
【００２１】
（コイルの成形面）
コイル２１は、ステータコア２４のいずれか一つの表面２４ｃに倣う少なくとも一つの成形面（以下、「第一成形面」という。）を有してもよい。例えば、コイル２１の内周面２１ａが、ティース２４ｂの側面２４ｊに倣う第一成形面となっており、コイル２１の第二端面２１ｄが、ヨーク２４ａの内周面２４ｅに倣う第一成形面となっており、コイル２１の内周面２１ａが、ティース２４ｂの端面２４ｆ，２４ｇに倣う第一成形面となっていてもよい。図４に示されるように、コイル２１は、第一ブラケット１２の内面（第二ブラケット１３側の面）１２ａに倣う成形面（以下、「第二成形面」という。）を更に有してもよい。例えば、コイルの外周面２１ｂのうち、第一ブラケット１２に対向する部分が第二成形面となっていてもよい。
【００２２】
これらの成形面は、例えばコイル２１をプレス成形することにより成形される。コイル２１のプレス成形は、例えば図５に示されるように、素線５１を巻いて形成したコイル２１を矢印Ａで示されるように成形型（例えば金型）５０により圧縮し、成形型５０の内面５０ａをコイル２１の外面に押し付けることで形成される。このため、成形型５０の内面形状を上記表面２４ｃ及び内面１２ａに一致させておくことで、上記表面２４ｃ及び内面１２ａにそれぞれ倣う成形面としての内周面２１ａ及び外周面２１ｂが形成される。
【００２３】
なお、成形面が表面（内面）に倣うとは、当該表面（内面）との間に一定の間隔をなす基準面に対して所定の範囲内に収まっていることを意味する。所定の範囲とは、例えば基準面に対して表面（内面）側に第一基準間隔で離間した面と、基準面に対して表面（内面）の逆側に第二基準間隔で離間した面との間の範囲を意味する。第一基準間隔及び第二基準間隔は、例えばコイル２１の素線の外径と同等である。第一基準間隔及び第二基準間隔は、素線の半径と同等であってもよい。換言すると、成形面は微視的な凹凸を有していてもよく、当該凹凸の高さは素線の外径の２倍以下であってもよく、素線の外径以下であってもよい。
【００２４】
図６に示すように、コイル２１の素線５１の断面（素線５１が延びる方向に直交する断面）が非円形となっていてもよい。例えば、素線５１の断面は、多角形状（角の丸い多角形状を含む。）となっていてもよい。このような構成は上記プレス成形によって得られる。例えば、プレス成形前の素線５１が丸線（断面形状が円形の線）であった場合に、素線５１の外周面が隣り合う別の素線５１又は成形型５０によって押圧されることにより、素線５１の断面形状が非円形となり得る。
【００２５】
素線５１の断面が非円形である場合に、素線５１の断面同士が互いにかみ合っていてもよい。かみ合うとは、隣り合う素線５１の断面の外周により形成される凹部５２に、他の素線５１の断面の角部５３がはまり込んでいる状態を意味する。
【００２６】
素線５１の断面が非円形である場合に、コイル２１の周面は、少なくとも一つの平坦面５４を含んでいてもよい。平坦面５４とは、コイル２１と断面積が等しい丸線の外周面に比べ、平面に近い面を意味する。即ち、平坦面５４は、上記丸線の断面の半径に比べ大きい曲率半径で湾曲した曲面を含む。コイル２１の第一成形面において、各素線５１の平坦面５４は、当該第一成形面に対して略面一となっていてもよい。第二成形面において、各素線５１の平坦面５４は、当該第二成形面に対して略面一となっていてもよい。コイル２１の内側においては、隣り合う素線５１の平坦面５４同士が互いに対向していてもよい。
【００２７】
一例として、コイル２１の断面においては、多角形状（例えば六角形状）の複数の素線５１が略最密に配列されていてもよい。
【００２８】
コイル２１は、同径の丸線を最密配置した場合の占積率よりも占積率の高い部分を有してもよい。最密配置とは、空間内において、配置対象の物を最も密集させた配置、言い換えれば配置対象の物同士の間の空隙の割合が最も小さくなる配置を意味する。コイル２１の占積率は、隣り合う素線５１の中心同士を結んで形成される多角形内において、素線５１が占める割合（当該多角形の面積を分母とし、当該多角形内の素線５１の面積を分子とした値）を意味する。一例として、コイル２１の占積率は、素線５１が中心軸線Ａｘ１に沿っている部分の断面（中心軸線Ａｘ１に直交する断面）において９０．７％より高くなっていてもよい。
【００２９】
コイル２１が成形面を有することで、コイル２１及びステータコア２４の間の隙間を削減し、限られたスペース内でコイル２１の断面積を拡大できる。外周面２１ｂを成形面として形成することで、コイル２１及び第一ブラケット１２の間の隙間も削減し、コイル２１の断面積を更に拡大できる。内周面２１ａ及び外周面２１ｂを成形面として形成する際のプレス成形により、素線５１同士が近接し、コイル２１の占積率が向上する。素線５１の断面が非円形であり、素線５１同士が互いにかみ合っている場合、コイル２１の占積率は更に向上し、丸素線を最密配置した場合の占積率よりも高くなる。コイル２１の断面積の拡大及び占積率の向上により、例えば、コイル２１の巻き数を変更することなく素線５１を太くし、素線５１の電気抵抗に起因する発熱を抑制し、コイル２１の温度上昇を抑制できる。コイル２１及びステータコア２４の間の隙間を削減し、コイル２１及び第一ブラケット１２の間の隙間を削減することにより、コイル２１からの放熱性向上も期待される。これにより、コイル２１の温度上昇を更に抑制できる。コイル２１の温度上昇を抑制することにより、モータ１を肥大化させることなくコイル２１に対する入力電流を増やし、モータ１の出力を向上させることが可能となる。
【００３０】
ステータコア２４及びコイル２１の少なくとも一方は、後退面２３を有していてもよい。例えば、コイル２１が後退面２３を有していてもよい。この場合、後退面２３は、成形面に隣接し、当該成形面に比較して、当該成形面が倣う平滑面２４ｄから離れている。一例として、後退面２３は、コイル２１の内周面２１ａに隣接する。後退面２３は、内周面２１ａが倣うティース２４ｂの側面２４ｊから、内周面２１ａと比べて離れている。コイル２１の後退面２３は、上述したプレス成形により形成可能である。なお、コイル２１の第二端面２１ｄが成形面である場合には、図３に示されるように、後退面２３は、第二端面２１ｄに隣接していてもよい。
【００３１】
図７に示すように、ステータコア２４が後退面２３を有していてもよい。この場合、後退面２３は、例えば成形面である内周面２１ａが倣うティース２４ｂの側面２４ｊに隣接する。後退面２３は、内周面２１ａから、ティース２４ｂの側面２４ｊと比べて離れている。なお、コイル２１の第二端面２１ｄが成形面である場合には、図７に示されるように、後退面２３は、第二端面２１ｄが倣うヨーク２４ａの内周面２４ｅに隣接していてもよい。以下では、コイル２１が後退面２３を有する場合について詳細に説明する。
【００３２】
図３及び図４に示すように、後退面２３は、インシュレータ２７の縁部に対応する位置に設けられていてもよい。例えば、後退面２３は、筒状部２７ａの先端（中心軸線Ａｘ１側の端）の周縁部２７ｃの少なくとも一部に対応する位置に設けられていてもよい。なお、周縁部２７ｃに対応する位置とは、後退面２３及びインシュレータ２７の間の空間が周縁部２７ｃに形成される位置を意味する。以下においても同様である。後退面２３は、フランジ部２７ｂの周縁部２７ｄの少なくとも一部に対応する位置に設けられていてもよい。
【００３３】
後退面２３は、中心軸線Ａｘ１に沿って延びていてもよい。例えば、後退面２３は、周縁部２７ｃ，２７ｄのうち、中心軸線Ａｘ１に沿う部分に設けられていてもよい。図３及び図４に示すように、後退面２３は、周縁部２７ｃ，２７ｄの全周に亘って設けられていてもよい。
【００３４】
後退面２３とステータコア２４の表面２４ｃとの間に形成される空間Ｓには、樹脂が充填されていてもよい。即ち、ステータ２０は、後退面２３に対応する位置において、ステータコア２４及びコイル２１の間に形成された樹脂部２８を更に有していてもよい。この樹脂は、上述したモールディング用の樹脂であってもよい。なお、空間Ｓは、樹脂が充填されていない空洞となっていてもよい。
【００３５】
後退面２３とステータコア２４の間の空間Ｓの大きさは、中心軸線Ａｘ１に垂直な方向におけるコイル２１の断面積と比較して十分に小さいことが好ましい。この空間Ｓの大きさは、例えば次の二つの条件に応じて決定される。第一の条件は、コイル２１とステータコア２４との間のインシュレータ２７に沿う沿面距離が、コイル２１とステータコア２４との間の電気絶縁性を保つために十分な程度に確保できることである。第二の条件は、上記モールディングにおいて、空間Ｓ内に樹脂を充填できることである。
【００３６】
〔ロータ〕
図８は、ロータ３０の斜視図である。ロータ３０は、ステータ２０の内周側に配置され、ステータ２０により発生する回転磁界に応じて回転する。例えばロータ３０は、中心軸線Ａｘ１に沿って延びるシャフト３１と、複数（本実施形態では１０個）の永久磁石３５と、ロータコア３６と、プレート３８と、を有する。
【００３７】
（シャフト）
シャフト３１は、ステータ２０の中心軸線Ａｘ１に沿うように配置されている。シャフト３１は、第一ブラケット１２に設けられた第一軸受１４と、第二ブラケット１３に設けられた第二軸受１５とにより、中心軸線Ａｘ１まわりに回転自在に保持されている。これにより、ロータ３０は、中心軸線Ａｘ１まわりに回転自在となっている。すなわち、中心軸線Ａｘ１がロータ３０の回転軸となっている。第一軸受１４及び第二軸受１５としては、転がり軸受及び滑り軸受等が挙げられる。
【００３８】
シャフト３１の一端部３１ａは、第一ブラケット１２を貫通している。一端部３１ａは、モータ１の出力軸として機能する。シャフト３１の他端部３１ｂは、第二ブラケット１３を貫通している。他端部３１ｂは、回転角度等の検出に利用可能である。具体例として、他端部３１ｂは、第二ブラケット１３の外側（第一ブラケット１２の逆側）に設けられたロータリーエンコーダ４１の回転軸に接続されていてもよい。
【００３９】
（永久磁石及びロータコア）
複数の永久磁石３５は、シャフト３１の外周においてロータ３０の回転方向に並ぶように配置されている。換言すると、複数の永久磁石３５は、シャフト３１を取り囲むように配置されている。永久磁石３５は、それぞれ中心軸線Ａｘ１に沿って延びた平板形状を有し、中心軸線Ａｘ１の延長線上から見て放射状に配置されている。
【００４０】
永久磁石３５は、その磁化方向がロータ３０の回転方向に沿うように配置されている。即ち、永久磁石３５のＮ極及びＳ極は、ロータ３０の回転方向に沿って並んでいる。また、ロータ３０の回転方向において隣り合う永久磁石３５同士の磁化方向は、互いに逆向きである。即ち、隣り合う永久磁石３５同士の間では、Ｎ極同士又はＳ極同士が対向している。
【００４１】
ロータコア３６は、永久磁石３５同士の間に介在する。ロータコア３６は、シャフト３１に固定され、永久磁石３５の磁束をステータ２０側に導く。一例として、ロータコア３６は、ロータ３０の回転方向において永久磁石３５と交互に並ぶ複数（本実施形態では１０個）のコアブロック３７を有してもよい。複数のコアブロック３７は互いに分かれていてもよく、それぞれシャフト３１の外周に固定されていてもよい。
【００４２】
このような構成により、永久磁石３５及びロータコア３６は、磁束をステータ２０側に出す磁極（Ｎ極）と、磁束をステータ２０側から受け入れる磁極（Ｓ極）とが交互に並ぶ界磁を形成する。
【００４３】
ロータコア３６は、例えば軟磁性材料等の磁性材料により構成される。ロータコア３６は、電磁鋼板の積層体であってもよい。例えばロータコア３６は、電磁鋼板を中心軸線Ａｘ１に沿う方向に積層し、カシメ部３６ａ（図９参照）におけるカシメ加工により一体化することで構成されていてもよい。電磁鋼板同士の固定方法は、カシメ加工に限られない。例えば、中心軸線Ａｘ１に沿うピンを各電磁鋼板に貫通させることで、電磁鋼板同士を固定してもよい。ロータコア３６が複数のコアブロック３７に分かれている場合、各コアブロック３７は、例えば扇形の電磁鋼板を中心軸線Ａｘ１に沿う方向に積層することで構成される。
【００４４】
ロータコア３６は、永久磁石３５の外周（ステータ２０側の側面３５ａ）に掛からないように構成されている。換言すれば、ロータコア３６は、永久磁石３５の外周側では、ロータ３０の径方向において永久磁石３５と重ならないように構成されている。例えば、図９に示されるように、ロータコア３６は、ロータ３０の回転方向における永久磁石３５の厚さに対して同等以上の間隔でステータ２０側に開口している。すなわち、コアブロック３７同士の間は、ロータ３０の回転方向における永久磁石３５の厚さに対して同等以上の間隔でステータ２０側に開口している。これにより、永久磁石３５の外周は、ロータコア３６により覆われることなくステータ２０側に露出している。なお、ロータコア３６が永久磁石３５のステータ２０側の側面３５ａの一部に掛かり、側面３５ａの一部のみがステータ２０側に露出していてもよい。
【００４５】
ロータコア３６は、永久磁石３５の内周（中心軸線Ａｘ１側の側面３５ｂ）にも掛からないように構成されていてもよい。換言すれば、ロータコア３６は、永久磁石３５の内周側では、ロータ３０の径方向において永久磁石３５と重ならないように構成されていてもよい。例えば、ロータコア３６は、ロータ３０の回転方向における永久磁石３５の厚さに対して同等以上の間隔でシャフト３１側に開口している。すなわち、コアブロック３７同士の間は、ロータ３０の回転方向における永久磁石３５の厚さに対して同等以上の間隔でシャフト３１側に開口している。これにより、永久磁石３５の内周は、ロータコア３６により覆われることなくシャフト３１側に露出している。なお、ロータコア３６が永久磁石３５の中心軸線Ａｘ１側の側面３５ｂの一部に掛かり、側面３５ｂの一部のみが中心軸線Ａｘ１側に露出していてもよい。
【００４６】
なお、ロータコア３６が複数のコアブロック３７に分かれている場合、ロータコア３６が永久磁石３５の外周及び内周の両方に掛からない状態を容易に構成可能である。
【００４７】
（低磁性部分）
シャフト３１のうち少なくともロータコア３６に固定される部分３１ｃは、ロータコア３６の透磁率に比べ透磁率の低い低磁性材料により構成されていてもよい。低磁性材料の比透磁率は、例えば５００以下、好ましくは１００以下、さらに好ましくは５０以下である。低磁性材料としては、例えば非磁性のステンレス材料が挙げられる。以下、部分３１ｃを「低磁性部分３１ｃ」という。
【００４８】
低磁性部分３１ｃは、ロータコア３６に嵌め込まれる少なくとも一箇所の凸部３１ｄを有していてもよい。この場合、ロータコア３６には、凸部３１ｄに対応する形状の凹部３６ｂが設けられ、この凹部３６ｂに凸部３１ｄが嵌合する。凸部３１ｄは、例えば中心軸線Ａｘ１に沿って延びている。凸部３１ｄは、隣り合う永久磁石３５同士の間に配置されていてもよい。凸部３１ｄは、外周側に向かうにつれて広がる形状を有していてもよい。低磁性部分３１ｃは、ロータ３０の回転方向において永久磁石３５と交互に並ぶ複数箇所の凸部３１ｄを有してもよい。なお、凸部３１ｄの頂部を基準とした場合、凸部３１ｄ同士の間が凹部３１ｅとなる。すなわち、シャフト３１が凸部３１ｄを有することは、シャフト３１が凹部３１ｅを有することと同義である。
【００４９】
シャフト３１のうち低磁性部分３１ｃ以外の部分は、上述の低磁性材料により構成されていてもよいし、ロータコア３６と同様の軟磁性材料により構成されていてもよい。
【００５０】
シャフト３１は、シャフト本体３２と、シャフト本体３２の外周に装着された低磁性パイプ３３とに分かれていてもよい。シャフト本体３２及び低磁性パイプ３３は、例えば焼嵌め又は圧入により互いに固定される。シャフト本体３２の構成材料は、強度等の観点により適宜選択可能である。低磁性パイプ３３は、上述した低磁性材料により構成され、その外周に上記低磁性部分３１ｃを含む。すなわち、ロータコア３６は低磁性パイプ３３の外周に固定される。
【００５１】
（プレート）
プレート３８は、中心軸線Ａｘ１に沿ってロータコア３６に重なるように配置されている。図２、図８及び図１０に示されるように、プレート３８は、永久磁石３５の外周（ステータ２０側の側面３５ａ）に掛かるように構成されている。この構成により、プレート３８は、永久磁石３５の中心軸線Ａｘ１まわりの径方向への移動を規制し、永久磁石３５を固定する。プレート３８は、永久磁石３５の内周（中心軸線Ａｘ１側の側面３５ｂ）にも掛かるように構成されていてもよい。
【００５２】
例えば、プレート３８は、シャフト３１と同心の円形の外形を有する。プレート３８は、その中心部に孔３８ａを有する。プレート３８は、孔３８ａを取り囲む複数の孔３８ｂを更に有する。孔３８ａにはシャフト３１が通され、複数の孔３８ｂには複数の永久磁石３５がそれぞれ通される。この構成により、孔３８ｂに対してステータ２０側に隣接する部分が永久磁石３５の外周に掛かり、孔３８ｂに対して中心軸線Ａｘ１側に隣接する部分が永久磁石３５の内周に掛かる。
【００５３】
プレート３８の外径は、ロータコア３６の外径と同等であってもよい。これに応じ、永久磁石３５の外周は、ロータコア３６の外周に比べ中心軸線Ａｘ１側に位置していてもよい。プレート３８の内径は、ロータコア３６の内径と同等であってもよい。これに応じ、永久磁石３５の内周は、ロータコア３６の外周に比べステータ２０側に位置していてもよい。すなわち、永久磁石３５の内周は、シャフト３１の外周面から離れていてもよい。
【００５４】
ロータ３０は、複数のプレート３８を有していてもよい。この場合、複数のプレート３８は、中心軸線Ａｘ１の延びる方向においてロータコア３６を挟むように配置されていてもよい。複数のプレート３８は、中心軸線Ａｘ１の延びる方向におけるロータコア３６の両端に配置された２枚のプレート３８を含んでいてもよい。プレート３８は、中心軸線Ａｘ１に沿う方向においてティース２４ｂと重ならない位置に配置されていてもよい（図２参照）。なお、ロータ３０は必ずしも複数のプレート３８を有していなくてもよい。また、プレート３８は、中心軸線Ａｘ１の延びる方向におけるロータコア３６の両端に代えて、ロータコア３６の両端間のいずれの位置に配置されていてもよい。プレート３８の枚数は、１枚であってもよく、複数枚であってもよい。図２に示した例の変形例として、図１１に示すように、３枚のプレート３８が、中心軸線Ａｘ１に沿う方向においてロータコア３６の両端、中央部に設けられていてもよい。
【００５５】
プレート３８を構成する材料は、ロータコア３６を構成する材料よりも低い透磁率を有していてもよい。例えば、プレート３８は、上述の低磁性材料により構成されていてもよい。
【００５６】
図１０に示されるように、凸部３１ｄは、ロータコア３６に加えてプレート３８にも嵌め込まれていてもよい。この場合、プレート３８には、凸部３１ｄに対応する形状の凹部３８ｃが設けられ、この凹部３８ｃに凸部３１ｄが嵌合する。
【００５７】
ロータコア３６が複数のコアブロック３７に分かれている場合、コアブロック３７同士は、プレート３８を介して一体化されていてもよい。換言すれば、複数のコアブロック３７は、プレート３８に取り付けられることにより、ひとまとめとされていてもよい。
【００５８】
プレート３８は、例えば上記カシメ部３６ａに対応するカシメ部３８ｄにおいてカシメ加工を施すことで、ロータコア３６に固定されていてもよい。ロータコア３６を構成する電磁鋼板同士がピンにより固定されている場合、プレート３８は、当該ピンをプレート３８にも貫通させることでロータコア３６に固定されていてもよい。
【００５９】
（ロータコアにより形成される磁路）
このように構成されたロータ３０においては、図１２に示されるように、永久磁石３５からの磁束は、ロータコア３６によってステータ２０側に向かう磁路Ｒ１に導かれ、コイル２１に鎖交する。これにより、この磁束と、コイル２１により発生する回転磁界とが相互作用し、中心軸線Ａｘ１まわりの回転トルクが発生し、ロータ３０が回転する。上述したように、ロータコア３６が永久磁石３５の外周に掛からないように構成されている場合、ステータ２０を経ずに永久磁石３５の外周側を循環する磁路Ｒ２を通る磁束が削減される。また、シャフト３１の外周に低磁性部分３１ｃが形成されている場合、ステータ２０を経ずに永久磁石３５の内周側を循環する磁路Ｒ３を通る磁束が削減される。更に、ロータコア３６が永久磁石３５の内周に掛からないように構成されている場合、磁路Ｒ３を通る磁束が更に削減される。これらのことは、ステータ２０側に向かう磁路Ｒ１への磁束集中に寄与する。磁路Ｒ１への磁束集中により、モータ１の出力を更に向上させることが可能となる。
【００６０】
〔本実施形態の効果〕
実施形態に係るモータ１が奏する作用及び効果について説明する。モータ１は、回転磁界を発生させるステータ２０と、ステータ２０の内周側に配置され回転磁界に応じて回転するロータ３０と、を備え、ステータ２０は、スロット２６を含むステータコア２４と、スロット２６に配置されるコイル２１と、を有する。ステータコア２４の表面２４ｃは、互いに交わる複数の平滑面２４ｄを有する。コイル２１は、ステータコア２４のいずれか一つの平滑面２４ｄに倣う成形面である内周面２１ａを有し、ステータコア２４及びコイル２１の少なくとも一方は、後退面２３を有する。ステータコア２４が後退面２３を有する場合には、後退面２３は、内周面２１ａが倣うステータコア２４のティース２４ｂの側面２４ｊに隣接し、側面２４ｊに倣う内周面２１ａから側面２４ｊと比べて離れている。コイル２１が後退面２３を有する場合には、後退面２３は、内周面２１ａに隣接し、内周面２１ａに比較して、内周面２１ａが倣うティース２４ｂの側面２４ｊから離れている。このモータ１によれば、成形面である内周面２１ａを設けることでコイル２１をステータコア２４に近接させつつ、絶縁性を強化すべき部分においては後退面２３を設けることでコイル２１とステータコア２４とを離すことで、信頼性を保ちながらコイル２１の断面積を大きくすることができる。したがって、コイル２１に大きな電流を流すことができる。また、コイル２１とステータコア２４とが近接することで、コイル２１の放熱性が向上する。したがって、コイル２１の温度上昇を抑制しつつコイル２１に大きな電流を流すことができる。これらにより、モータ１の出力を向上させることができる。
【００６１】
ステータ２０は、後退面２３に対応する位置において、ステータコア２４及びコイル２１の間に形成された樹脂部２８をさらに有していてもよい。この場合、後退面２３に対応する位置においてコイル２１とステータコア２４との間に樹脂を介在させることで、ステータコア２４とコイル２１との間の電気絶縁性を高めることができる。
【００６２】
コイル２１が後退面２３を有していてもよい。この場合、プレスにより内周面２１ａを形成するための成形型５０により後退面２３を容易に形成できる。
【００６３】
ステータ２０は、ステータコア２４とコイル２１との間に介在し電気絶縁性を有するインシュレータ２７を更に有し、後退面２３は、インシュレータ２７の縁部（周縁部２７ｃ，２７ｄ）に対応する位置に設けられていてもよい。この場合、コイル２１とステータコア２４とインシュレータ２７の周縁部２７ｃ，２７ｄに対応する位置においてコイル２１とステータコア２４との間の距離が広がるため、コイル２１とステータコア２４との間のインシュレータ２７に沿う沿面距離が小さい当該位置においても上記沿面距離を十分に確保でき、コイル２１とステータコア２４との間の電気絶縁性を高めることができる。
【００６４】
後退面２３は、ロータ３０の中心軸線Ａｘ１に沿って延びていてもよい。この場合、ロータ３０の中心軸線Ａｘ１方向に沿って樹脂の流路が形成されるので、後退面２３に対応する位置においてコイル２１とステータコア２４との間に樹脂を充填しやすい。このため、上記樹脂部２８を形成しやすい。また、コイル２１及びステータコア２４をモールディングにより一体化する場合、モールディング用の樹脂により上記樹脂部２８を形成することも容易となる。
【００６５】
以上、実施形態について説明したが、本開示は必ずしも上述した実施形態に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で様々な変更が可能である。
【産業上の利用可能性】
【００６６】
本開示は、回転電機に利用可能である。
【符号の説明】
【００６７】
１…モータ（回転電機）、２０…ステータ、２１…コイル、２１ａ…内周面（成形面）、２１ｂ…外周面（成形面）、２３…後退面、２４…ステータコア、２４ｃ…表面、２４ｄ…平滑面、２６…スロット、２７…インシュレータ、２７ｃ，２７ｄ…周縁部（縁部）、２８…樹脂部、３０…ロータ、Ａｘ１…中心軸線（回転軸）。
【図１】
0006428684.tif 000002
【図２】
0006428684.tif 000003
【図３】
0006428684.tif 000004
【図４】
0006428684.tif 000005
【図５】
0006428684.tif 000006
【図６】
0006428684.tif 000007
【図７】
0006428684.tif 000008
【図８】
0006428684.tif 000009
【図９】
0006428684.tif 000010
【図１０】
0006428684.tif 000011
【図１１】
0006428684.tif 000012
【図１２】
0006428684.tif 000013