(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
円柱状の回転軸と、
複数の外側面を有する多角柱形状に形成されるとともに、中心部に前記回転軸が圧入される断面多角形状の貫通孔を有するスペーサと、
断面矩形状に形成され、前記スペーサの外側面に固定される永久磁石と
を備え、
前記スペーサの外形形状及び前記貫通孔の形状を同一の多角形形状とし、
前記貫通孔の多角形の頂点が前記スペーサの外形を構成する辺の中央となるように、前記貫通孔を配置したことを特徴とするロータ。
【請求項２】
円柱状の回転軸と、
複数の外側面を有する多角柱形状に形成されるとともに、中心部に前記回転軸が圧入される断面多角形状の貫通孔を有するスペーサと、
断面矩形状に形成され、前記スペーサの外側面に固定される永久磁石と
を備え、
前記貫通孔を、その頂点が前記永久磁石の磁極の中央となるような多角形形状に形成したことを特徴とするロータ。
【請求項３】
円柱状の回転軸と、
複数の外側面を有する多角柱形状に形成されるとともに、中心部に前記回転軸が圧入される断面多角形状の貫通孔を有するスペーサと、
断面矩形状に形成され、前記スペーサの外側面に固定される永久磁石と
を備え、
前記スペーサ及び前記永久磁石を軸方向においてｋ分割するとともに、その分割した前記スペーサ及び前記永久磁石をそれぞれ同一回転方向に相対的にずれ角θだけずらして配置するものであり、
前記スペーサの貫通孔を、３６０°／θ＝ｓで求まる正ｓ角形とし、その貫通孔が分割した前記スペーサ間で軸方向に一致するように該スペーサを構成したことを特徴とするロータ。
【請求項４】
請求項３に記載のロータにおいて、
前記スペーサは、複数枚のシート材を軸方向に積層してなることを特徴とするロータ。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１項に記載のロータにおいて、
前記永久磁石を、回転方向において同極磁石間に挟まれる異極磁石の分割数ｍが２以上となるように分割するとともに、
前記スペーサを、その分割数ｍと前記永久磁石の磁極数Ｐとの積（Ｐ×ｍ）と同数の外側面を有する多角柱形状に形成したことを特徴とするロータ。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか１項に記載のロータにおいて、
前記スペーサを、８以上の外側面を有する多角形形状に形成するとともに、
前記永久磁石を、前記外側面にそれぞれ固定したことを特徴とするロータ。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか１項に記載のロータにおいて、
前記回転軸は、回転方向に係合する係合部を有するものであり、その係合部は、前記スペーサから突出する部位に設けられていることを特徴とするロータ。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれか１項に記載のロータにおいて、
前記スペーサに固定された永久磁石は、樹脂モールド材にてモールドされていることを特徴とするロータ。
【請求項９】
請求項１〜８のいずれか１項に記載のロータを有する電動機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電動機及び電動機のロータに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図１４は、回転磁界型電動機に用いられるロータの一例を示す。ロータ５０は、回転軸５１、スペーサ５２及び８個の永久磁石５３から構成されている。即ち、スペーサ５２は、金属（磁性体）で略円柱状に形成され、その外周面５２ａに平断面形状が円弧状の永久磁石５３がそれぞれ接着剤により固定される。又、スペーサ５２の中心部には、平断面形状が円形の貫通孔５２ｂが形成され、該貫通孔５２ｂには金属よりなる円柱状の回転軸５１が圧入され固定される。
【０００３】
尚、永久磁石５３は、図１６（ａ）〜（ｃ）に示すような工程を経て製造される。即ち、図１６（ａ）に示すように、プレス成形された永久磁石ブロック材５４から図１６（ｂ）に示すような所定厚さの直方体の永久磁石素材５５が切り出され、その永久磁石素材５５に切削加工や研磨加工等を施すことにより、図１６（ｃ）に示すように断面円弧状の永久磁石５３が製造される。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、前記永久磁石５３のスペーサ５２との固定面５３ａの曲率と、スペーサ５２の外周面５２ａの曲率が一致しない場合、図１５に示すように、磁石固定用の治具ピン５６を使って磁石５３をスペーサ５２に押え付け、永久磁石５３の固定面５３ａとスペーサ５２の外周面５２ａとが密着するようにしていた。そのため、永久磁石５３が割れたり位置ずれしたりする虞があった。
【０００５】
そこで、永久磁石５３の固定面５３ａの曲率と、スペーサ５２の外周面５２ａの曲率をできるだけ一致させるよう、永久磁石５３とスペーサ５２は高い寸法精度の曲面加工が要求された。
【０００６】
しかしながら、このように永久磁石５３とスペーサ５２とを高い寸法精度で曲面加工するには高度な加工技術が必要となり、ロータ５０のコストが上昇してしまう。
【０００７】
又、上記したように、回転軸５１とスペーサ５２の貫通孔５２ｂの平断面形状はともに円形状であるので、該回転軸５１とスペーサ５２とは面接触する。従って、回転軸５１をスペーサ５２の貫通孔５２ｂに圧入する際、相互の部材が変形し難いので圧入し難い。しかも、このことは圧入代が大きくなると顕著になるので、その圧入代の寸法精度を高くする必要があり、回転軸５１とスペーサ５２（貫通孔５２ｂ）には高い寸法精度の曲面加工が要求される。そのため、上記と同様に、高度な加工技術が必要となり、ロータ５０のコストが上昇するという問題があった。
【０００８】
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、コストを低減することができるロータ及びそのロータを備えた電動機を提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記問題点を解決するために、請求項１に記載の発明は、円柱状の回転軸と、複数の外側面を有する多角柱形状に形成されるとともに、中心部に前記回転軸が圧入される断面多角形状の貫通孔を有するスペーサと、断面矩形状に形成され、前記スペーサの外側面に固定される永久磁石とを備え、前記スペーサの外形形状及び前記貫通孔の形状を同一の多角形形状とし、前記貫通孔の多角形の頂点が前記スペーサの外形を構成する辺の中央となるように、前記貫通孔を配置したロータである。
【００１３】
請求項２に記載の発明は、円柱状の回転軸と、複数の外側面を有する多角柱形状に形成されるとともに、中心部に前記回転軸が圧入される断面多角形状の貫通孔を有するスペーサと、断面矩形状に形成され、前記スペーサの外側面に固定される永久磁石とを備え、前記貫通孔を、その頂点が前記永久磁石の磁極の中央となるような多角形形状に形成したロータである。
【００１４】
請求項３に記載の発明は、円柱状の回転軸と、複数の外側面を有する多角柱形状に形成されるとともに、中心部に前記回転軸が圧入される断面多角形状の貫通孔を有するスペーサと、断面矩形状に形成され、前記スペーサの外側面に固定される永久磁石とを備え、前記スペーサ及び前記永久磁石を軸方向においてｋ分割するとともに、その分割した前記スペーサ及び前記永久磁石をそれぞれ同一回転方向に相対的にずれ角θだけずらして配置するものであり、前記スペーサの貫通孔を、３６０°／θ＝ｓで求まる正ｓ角形とし、その貫通孔が分割した前記スペーサ間で軸方向に一致するように該スペーサを構成したロータである。
【００１５】
請求項４に記載の発明は、請求項３に記載のロータにおいて、前記スペーサは、複数枚のシート材を軸方向に積層してなる。
請求項５に記載の発明は、請求項１〜４のいずれか１項に記載のロータにおいて、前記永久磁石を、回転方向において同極磁石間に挟まれる異極磁石の分割数ｍが２以上となるように分割するとともに、前記スペーサを、その分割数ｍと前記永久磁石の磁極数Ｐとの積（Ｐ×ｍ）と同数の外側面を有する多角柱形状に形成した。
請求項６に記載の発明は、請求項１〜５のいずれか１項に記載のロータにおいて、前記スペーサを、８以上の外側面を有する多角形形状に形成するとともに、前記永久磁石を、前記外側面にそれぞれ固定した。
請求項７に記載の発明は、請求項１〜６のいずれか１項に記載のロータにおいて、前記回転軸は、回転方向に係合する係合部を有するものであり、その係合部は、前記スペーサから突出する部位に設けられている。
【００１６】
請求項８に記載の発明は、請求項１〜７のいずれか１項に記載のロータにおいて、前記スペーサに固定された永久磁石は、樹脂モールド材にてモールドされている。
【００１７】
請求項９に記載の発明は、請求項１〜８のいずれか１項に記載のロータを有する電動機である。
【００２１】
（作用）
請求項１に記載の発明によれば、ロータは、多角柱形状に形成されたスペーサの外側面に断面矩形状に形成された永久磁石が固定され、該スペーサの中心部に形成された断面多角形状の貫通孔に円柱状の回転軸が圧入されて構成される。従って、スペーサ及び永久磁石は直線的な形状であるので、従来のような高度な加工技術が必要ない。又、回転軸とスペーサとは線接触になるので、該回転軸をスペーサの貫通孔に圧入する際、相互の部材が変形し易いので圧入し易い。従って、圧入代の寸法精度を高くしなくてもよく、従来のような高度な加工技術が必要ない。そのため、ロータのコストを低減できる。また、スペーサの外形形状及び貫通孔の形状が同一の多角形形状に形成される。従って、スペーサ内での各永久磁石の磁気抵抗が等しくなるので、ロータの磁気バランスが良くなる。その結果、ロータの回転を安定させることができる。また、貫通孔の多角形の頂点がスペーサの外形を構成する辺の中央となるように、貫通孔が配置される。従って、スペーサ内での永久磁石の磁気抵抗が回転方向の両方向において等しくなるので、ロータの磁気バランスがより良くなる。その結果、ロータの回転をより安定させることができる。又、スペーサ内の磁束が通過する経路を径方向に太くできるので、磁気抵抗を小さくでき、効率が良くなる。
【００２２】
請求項２に記載の発明によれば、ロータは、多角柱形状に形成されたスペーサの外側面に断面矩形状に形成された永久磁石が固定され、該スペーサの中心部に形成された断面多角形状の貫通孔に円柱状の回転軸が圧入されて構成される。従って、スペーサ及び永久磁石は直線的な形状であるので、従来のような高度な加工技術が必要ない。又、回転軸とスペーサとは線接触になるので、該回転軸をスペーサの貫通孔に圧入する際、相互の部材が変形し易いので圧入し易い。従って、圧入代の寸法精度を高くしなくてもよく、従来のような高度な加工技術が必要ない。そのため、ロータのコストを低減できる。また、貫通孔は、その頂点が永久磁石の磁極の中央となるような多角形形状に形成される。従って、スペーサ内の異なる永久磁石間の磁束が通過する経路を径方向に最も太くできるので、磁気抵抗をより小さくでき、効率が良くなる。
【００２３】
請求項３に記載の発明によれば、ロータは、多角柱形状に形成されたスペーサの外側面に断面矩形状に形成された永久磁石が固定され、該スペーサの中心部に形成された断面多角形状の貫通孔に円柱状の回転軸が圧入されて構成される。従って、スペーサ及び永久磁石は直線的な形状であるので、従来のような高度な加工技術が必要ない。又、回転軸とスペーサとは線接触になるので、該回転軸をスペーサの貫通孔に圧入する際、相互の部材が変形し易いので圧入し易い。従って、圧入代の寸法精度を高くしなくてもよく、従来のような高度な加工技術が必要ない。そのため、ロータのコストを低減できる。また、スペーサ及び永久磁石は、軸方向においてｋ分割されるとともに、その分割したスペーサ及び永久磁石は、それぞれ同一回転方向に相対的にずれ角θだけずらして配置される。このスペーサに設けた回転軸を圧入するための貫通孔は、３６０°／θ＝ｓで求まる正ｓ角形に形成され、その貫通孔が分割したスペーサ間で軸方向に一致するように該スペーサが構成される。これにより、分割したスペーサを相対的に回転方向にずれ角θだけずらす毎に、貫通孔が軸方向において一致する。従って、貫通孔の軸方向の一致を確認することにより、分割したスペーサがずれ角θとなるように該スペーサを容易に位置決めでき、またそのずれ角θの精度を向上できる。
【００２４】
請求項４に記載の発明によれば、スペーサは複数枚のシート材を軸方向に積層して構成されるので個々のシート材毎に位置決めする必要があるが、貫通孔の軸方向の一致を確認することにより、各シート材毎の位置決めを容易かつ正確に行うことが可能となる。
請求項５に記載の発明によれば、永久磁石は、回転方向において同極磁石間に挟まれる異極磁石の分割数ｍが２以上となるように分割され、スペーサはその分割数ｍと永久磁石の磁極数Ｐとの積（Ｐ×ｍ）と同数の外側面を有する多角柱形状に形成される。従って、ロータとステータとの平均ギャップを小さくでき、漏れ磁束を少なくできる。その結果、該ロータを用いた電動機の高出力化を図ることができる。
請求項６に記載の発明によれば、スペーサは８以上の外側面を有する多角形形状に形成され、永久磁石はその外側面にそれぞれ固定される。従って、ロータとステータとの平均ギャップを小さくでき、漏れ磁束を少なくできる。その結果、該ロータを用いた電動機の高出力化を図ることができる。
【００２５】
請求項７に記載の発明によれば、回転軸は回転方向に係合する係合部を有し、その係合部はスペーサから突出する部位に設けられる。従って、係合部により、回転軸は負荷側の連結部に対して回転方向に係合し、相対回転不能に確実に連結するため、回転軸の駆動力（回転力）を負荷側に確実に伝達できる。又、回転軸の圧入部分は円柱状であるため、スペーサに対して確実に圧入固定できる。
【００２６】
請求項８に記載の発明によれば、スペーサに固定された永久磁石は樹脂モールド材にてモールドされるので、永久磁石がスペーサから脱落・飛散することを防止できる。
【００２７】
請求項９に記載の発明によれば、電動機は、請求項１〜８のいずれか１項に記載のロータを有しているので、コストを低減できる。
【００２８】
【発明の実施の形態】
（第１実施形態）
以下、本発明をに具体化した第１実施形態を図面に従って説明する。
【００２９】
図１は、本実施形態の回転磁界型電動機１の概略構成を示す。電動機１のステータ２はアウタコア３及びインナコア４を備え、該コア３，４は複数枚の鋼板を軸方向に積層して構成されている。アウタコア３は円環状をなしており、インナコア４は、径方向に延び、かつ回転方向に等間隔（「４０°」間隔）に配置された９つのティース４ａ〜４ｉを備えている。
【００３０】
ティース４ａ〜４ｉの基端部（外側端部）は、アウタコア３と連結される。ティース４ａ〜４ｉの先端部（内側端部）は、隣接するそれと相互に連結され、この連結により円環部４ｊが形成される。そして、各ティース４ａ〜４ｉにはコイル巻線５ａ〜５ｉがそれぞれ巻着され、回転磁界を回転磁界を発生させるための９極の突極磁極６ａ〜６ｉが構成されている。尚、本実施形態では、回転方向に連続する３つのティース４ａ〜４ｉ毎に、それぞれＵ・Ｖ・Ｗ相の励磁コイルがコイル巻線５ａ〜５ｉにより構成される。
【００３１】
一方、電動機１のロータ１０は、回転軸１１、スペーサ１２及び８個の永久磁石１３からなり、前記ステータ２の円環部４ｊ内側に回転可能に支持されている。
【００３２】
スペーサ１２は、金属（磁性体）よりなり、その外形が電動機の磁極数Ｐと同極磁石間に挟まれる異極磁石の分割数ｍとの積（つまりＰ×ｍ）と同じ数の辺の外側面１２ａを有する正多角柱形状に形成されている。本実施形態では、電動機の磁極数Ｐは「８」で、同極（例えばＮ極）磁石間に挟まれる異極（Ｓ極）磁石の数（分割数）ｍが「１」、即ち磁石を分割しないように設定されている。従って、本実施形態のスペーサ１２は、８個の外側面１２ａを有する正八角柱形状（Ｐ×ｍ＝８）に形成される。そして、各辺の外側面１２ａには、平断面形状が矩形状の永久磁石１３がそれぞれ接着剤により固定される。
【００３３】
尚、永久磁石１３は、図２（ａ）（ｂ）に示すような工程を経て製造される。即ち、図２（ａ）（ｂ）に示すように、永久磁石１３は、所定大きさの立方体（又は、直方体）の永久磁石ブロック材１４から所定厚さだけ切り出されて、断面矩形状の永久磁石１３が製造される。
【００３４】
又、スペーサ１２の中心部には、平断面形状が正八角形の貫通孔１２ｂが形成され、該貫通孔１２ｂはその八角形の頂点が各辺の外側面１２ａの中央となるように設けられる。この貫通孔１２ｂには、金属よりなる円柱状の回転軸１１が圧入され固定される。
【００３５】
本実施形態のロータ１０は、以下のような特徴を有している。
（１）ロータ１０は、正八角柱形状に形成されたスペーサ１２の外側面１２ａに断面矩形状に形成された永久磁石１３が固定され、該スペーサ１２の中心部に形成された断面正八角形状の貫通孔１２ｂに円柱状の回転軸１１が圧入されて構成される。従って、スペーサ１２及び永久磁石１３は直線的な形状であるので、従来のような高度な加工技術が必要ない。又、回転軸１１とスペーサ１２とは線接触になるので、該回転軸１１をスペーサ１２の貫通孔１２ｂに圧入する際、相互の部材が変形し易いので圧入し易い。従って、圧入代の寸法精度を高くしなくてもよく、従来のような高度な加工技術が必要ない。そのため、ロータ１０のコストを低減でき、ひいては電動機１の低コスト化に貢献できる。
【００３６】
（２）永久磁石１３を断面矩形状としたので、該磁石１３を簡単に形成できるとともに、単位当たりのブロック材１４から多くの永久磁石１３を形成できる。
従って、永久磁石１３のコストを低減でき、ひいてはロータ１０のコストを低減できる。
【００３７】
（３）スペーサ１２の外形形状及び貫通孔１２ｂの形状が同一の多角形形状に形成されるとともに、貫通孔１２ｂの多角形の頂点がスペーサ１２の外形を構成する辺の中央となるように、貫通孔１２ｂが配置される。しかも、貫通孔１２ｂは、その頂点が永久磁石１３の磁極の中央となるように配置される。従って、スペーサ１２内での永久磁石１３の磁気抵抗が回転方向の両方向において等しくなるので、ロータ１０の磁気バランスがより良くなる。その結果、ロータ１０の回転をより安定させることができる。又、スペーサ１２内の異なる永久磁石１３間の磁束が通過する経路を径方向に最も太くできるので、磁気抵抗をより小さくでき、効率がいい。
【００３８】
（４）ロータ１０は、磁極数Ｐ（＝８）と同極磁石１３間に挟まれる異極磁石１３の分割数ｍ（＝１）との積（つまりＰ×ｍ）が「８」である。従って、図３に示すように、ロータ１０とステータ（図示略）との平均ギャップを小さくでき、漏れ磁束を少なくできる。その結果、ロータ１０を用いた電動機の高出力化を図ることができる。
【００３９】
尚、本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、永久磁石１３の磁極数Ｐを「８」とし、同極磁石１３間に挟まれる異極磁石１３の分割数ｍを「１」としてロータ１０を構成したが、この構成に限定されるものではなく、例えば、図４のようにロータを構成してもよい。
【００４０】
図４に示すように、永久磁石の磁極数Ｐを「８」とし、同極磁石間に挟まれる異極磁石の分割数ｍを「２」としたロータ１０ａとしてもよい。即ち、Ｐ×ｍ＝１６となるので、ロータ１０ａは、スペーサ１２が１６個の外側面１２ｃを有する断面正一六角形状に形成され、各外側面１２ｃに前記永久磁石１３が２等分割された永久磁石１３ａが固定されて構成される。このように構成すれば、図３に示すように、ロータ１０ａとステータ（図示略）との平均ギャップを上記実施形態より小さくでき、漏れ磁束を少なくできる。その結果、ロータ１０ａを用いた電動機をより高出力とすることができる。又、Ｐ×ｍを「８」以上にすれば、永久磁石の磁極数Ｐを「４」又は「６」にし、分割数ｍを「２」以上にして実施してもよい。更に、磁極数Ｐを「８」にし、分割数ｍを「３」以上にして実施してもよい。
【００４１】
○上記実施形態では、スペーサ１２の外形形状及び貫通孔１２ｂの形状を同一の多角形形状に形成するとともに、貫通孔１２ｂの多角形の頂点がスペーサ１２の外形を構成する辺の中央となるように貫通孔１２ｂを配置し、しかも貫通孔１２ｂを、その頂点が永久磁石１３の磁極の中央となるように配置したが、この構成に限定されるものではなく、例えば、図４〜図７のように変更してもよい。
【００４２】
図４に示すロータ１０ａは、スペーサ１２が断面正一六角形状に形成され、貫通孔１２ｂは、断面正八角形状に形成されている。尚、貫通孔１２ｂは、その頂点が永久磁石１３ａの磁極の中央となるように配置されている。このようにすれば、スペーサ１２内での永久磁石１３ａの磁気抵抗が回転方向の両方向において等しくなるので、ロータ１０ａの磁気バランスがより良くなる。その結果、ロータ１０ａの回転をより安定させることができる。又、スペーサ１２内の異なる永久磁石１３ａ間の磁束が通過する経路を径方向に最も太くできるので、磁気抵抗をより小さくでき、効率がいい。
【００４３】
図５に示すロータ１０ｂは、図４に示すロータ１０ａと同様に、スペーサ１２が断面正一六角形状に形成され、貫通孔１２ｄも断面正一六角形状に形成されている。因みに、同図５は、回転軸１１を外した状態を示している。尚、貫通孔１２ｄは、その多角形の頂点がスペーサ１２の外形を構成する辺の中央となるように配置されるが、その頂点が永久磁石１３の磁極の中央となるように配置されていない。このようにすれば、スペーサ１２内での永久磁石１３ａの磁気抵抗が回転方向の両方向において等しくなるので、ロータ１０ｂの磁気バランスがより良くなる。その結果、ロータ１０ｂの回転をより安定させることができる。又、スペーサ１２内の異なる永久磁石１３ａ間の磁束が通過する経路を径方向に太くできるので、磁気抵抗を小さくでき、効率がいい。
【００４４】
又、図示しないが、単にスペーサの外形形状と貫通孔の形状とを同一の多角形形状に形成してもよい。つまり、貫通孔の多角形の頂点がスペーサの外形を構成する辺の中央となるように貫通孔を配置しなくてもよい。又、貫通孔を、その頂点が永久磁石の磁極の中央となるように配置しなくてもよい。このようにしても、スペーサ内での各永久磁石の磁気抵抗が等しくなるので、ロータの磁気バランスが良くなる。その結果、ロータの回転を安定させることができる。
【００４５】
又、図６に示すロータ１０ｃや、図７に示すロータ１０ｄのように、スペーサ１２の外形形状（図６のスペーサ１２は断面正八角形状、図７のスペーサ１２は断面正一六角形状）と、貫通孔１２ｅの形状（図６及び図７の貫通孔１２ｅはともに断面正六角形状）を異なる多角形形状としてもよい。
【００４６】
○上記実施形態では、永久磁石１３を、各外側面１２ａに接着剤にて固定したが、その他の固定手段を用いて固定するようにしてもよい。又、永久磁石１３を覆うように樹脂モールド材にてモールドするようにしてもよい。このようにすれば、永久磁石１３の脱落・飛散を確実に防止することができる。
【００４７】
○上記実施形態のステータ２の構成を適宜変更してもよい。例えば、ティースの数を変更してもよい。
（第２実施形態）
以下、本発明をに具体化した第２実施形態を図面に従って説明する。尚、本実施形態の電動機１ａのステータ２は、前記第１実施形態と同様に構成されているため同一の符号を付して説明を簡略化し、以下には、ロータ２０を中心に説明する。
【００４８】
本実施形態の電動機１ａのロータ２０は、図８〜図１０に示すように、回転軸２１、スペーサ２２及び永久磁石２３ａ〜２３ｈ，２４ａ〜２４ｈからなり、前記ステータ２の円環部４ｊ内側に回転可能に支持されている。
【００４９】
スペーサ２２は、金属（磁性体）よりなり、図１１に示すように、軸方向の中央から一方の端部の間を第１ブロック２５とし、軸方向の中央から他方の端部の間を第２ブロック２６としている。第１，第２ブロック２５，２６はともに正八角柱状に形成され、それぞれ８つの外側面２５ａ〜２５ｈ，２６ａ〜２６ｈを有している。これらブロック２５，２６からなるスペーサ２２は、金属（磁性体）よりなる板材をプレス加工により形成したシート材２８を複数枚、軸方向に積層して構成されている。
【００５０】
ここで、図９において、隣接する外側面２５ａ〜２５ｈ，２６ａ〜２６ｈに垂直で、かつロータ２０の回転中心Ｏを通る直線Ｌa1〜Ｌa8，Ｌb1〜Ｌb8のなす角は、それぞれ「４５°」になっている。そして、各ブロック２５，２６は、その半分の「２２．５°」だけ相対的に回転方向にずらして設けられている。これら各外側面２５ａ〜２５ｈ，２６ａ〜２６ｈには、直方体（径方向断面が長方形状）よりなる永久磁石２３ａ〜２３ｈ，２４ａ〜２４ｈが回転方向に交互に異なる磁極となるように接着剤等により固定される。この永久磁石２３ａ〜２３ｈ，２４ａ〜２４ｈは、所定大きさの直方体（又は、立方体）の永久磁石ブロック材から所定厚さだけ切り出されて形成される（図２参照）。
【００５１】
こうして、図９〜図１１に示すように、各永久磁石２３ａ〜２３ｈ，２４ａ〜２４ｈは軸方向に第１，第２ブロック２５，２６の２つに分割され、前記スペーサ２２の形状より、第１ブロック２５に固定される永久磁石２３ａ〜２３ｈと第２ブロック２６に固定される永久磁石２４ａ〜２４ｈの同極が相対的に回転方向に「２２．５°」ずれて配置される。このとき、各永久磁石２３ａ〜２３ｈ，２４ａ〜２４ｈは、その回転方向の中心が前記直線Ｌa1〜Ｌa8，Ｌb1〜Ｌb8を通るように配置される。従って、永久磁石２３ａ〜２３ｈ，２４ａ〜２４ｈの回転方向の中心を通る前記直線Ｌa1〜Ｌa8，Ｌb1〜Ｌb8が、軸方向からみて、各ブロック２５，２６で交互に「２２．５°」の等間隔に配置される。
【００５２】
そして、図８に示すように、永久磁石２３ａ〜２３ｈ，２４ａ〜２４ｈは、回転時の遠心力や振動等によるスペーサ２２からの脱落・飛散を防止するために樹脂モールド材２７によりモールドされる。この樹脂モールド材２７は、永久磁石２３ａ〜２３ｈ，２４ａ〜２４ｈをモールドするだけでなく、図１０に示すように、スペーサ２２の軸方向両端部を含めた該スペーサ２２全体が円柱状となるようにモールドする。
【００５３】
ここで、本実施形態の電動機１ａは、以下の条件式
Ｐ＝８ｎ、かつ、Ｔ＝９ｎ（但し、ｎは１以上の整数）
の「ｎ」を「１」に設定した永久磁石磁極数Ｐが「８」、突極磁極数Ｔが「９」であって、更に永久磁石の軸方向の分割数ｋが「２」である電動機である。このような電動機１ａにおいて、図１３には、各ブロック２５，２６間の永久磁石２３ａ〜２３ｈ，２４ａ〜２４ｈの相対的な回転方向のずれ角θを０°〜９０°／（（ｋ−１）×ｎ）、即ち０°〜９０°まで変化させたときのコギングトルクの大きさが示されている。尚、同図１３では、ずれ角θが「０°」、即ち各ブロック間の永久磁石が相対的にずれていない場合のコギングトルクの大きさを「１」としている。
【００５４】
同図１３より、各ブロック２５，２６の永久磁石２３ａ〜２３ｈ，２４ａ〜２４ｈの回転方向の相対的なずれ角が「０°〜２２．５°」に増加するに伴って、コギングトルクが小さくなっていく。特に、ずれ角θが「１０°〜２２．５°」の範囲内は、コギングトルクの大きさが約「０．５」以下となる好ましい範囲である。
【００５５】
次に、ずれ角が「２２．５°〜６７．５°」の範囲内（図１３の斜線部分）においては、コギングトルクが約「０．２」以下と小さく、好ましいように見える。しかしながら、各ブロック２５，２６の永久磁石２３ａ〜２３ｈ，２４ａ〜２４ｈ間で異極同士が近づく配置となるため、電動機１ａ自体の出力が大きく低下してしまう。従って、この範囲内のずれ角の設定は適さない。
【００５６】
次に、ずれ角が「６７．５°〜９０°」においては、ずれ角が「０°〜２２.５°」と対称的に変化する。従って、詳細な説明を省略し、以下には「０°〜２２．５°」のみ場合を記載する。
【００５７】
従って、このような測定結果により、ずれ角θを「２２．５°」に設定すれば、ずれ角の有効な範囲内において、コギングトルクの大きさが最も小さくなる約「０．２」となる。つまり、ずれ角θを「２２．５°」に設定した本実施形態の電動機１ａは、コギングトルクが確実に低減される。
【００５８】
前記スペーサ２２の中心部、即ち第１，第２ブロック２５，２６の中心部には、図１２に示すように、平断面形状が正十六角形の貫通孔２５ｚ，２６ｚが形成され、該貫通孔２５ｚ，２６ｚはその正十六角形の頂点が隣り合う外側面２５ａ〜２５ｈ，２６ａ〜２６ｈ間（各ブロック２５，２６の角部）及び各辺の外側面２５ａ〜２５ｈ，２６ａ〜２６ｈの中央となるように設けられている。この貫通孔２５ｚ，２６ｚには、金属よりなる円柱状の前記回転軸２１が圧入され固定される。
【００５９】
ここで、前記貫通孔２５ｚ，２６ｚは、前記ずれ角θを用いた以下の式
３６０°／θ＝ｓ
により正ｓ角形に設定されている。尚、この式は、ｓが３以上の整数になり得るずれ角θに設定された場合に用いられる。これにより、各ブロック２５，２６を相対的に回転方向にずれ角θだけずらす毎に、貫通孔２５ｚ，２６ｚが軸方向において一致するようになる。
【００６０】
本実施形態では、ずれ角θが「２２．５°」であるため、上記式よりｓ＝１６となり、貫通孔２５ｚ，２６ｚが正十六角形に設定されている。そのため、各ブロック２５，２６を相対的に回転方向に「２２．５°」ずらす毎に、貫通孔２５ｚ，２６ｚが軸方向において一致する。従って、本実施形態では、貫通孔２５ｚ，２６ｚの軸方向の一致を確認することにより、各ブロック２５，２６のずれ角θが「２２．５°」となるように各ブロック２５，２６を容易に位置決めでき、またそのずれ角θの精度を向上することができる。
【００６１】
前記回転軸２１には、スペーサ２２から突出する部位において、一部が平面状に面取りされた断面略Ｄ形状の係合部２１ａが形成されている。この係合部２１ａは、図示しない負荷側の連結部に対して回転方向に係合し、相対回転不能に確実に連結する。そのため、回転軸２１の駆動力（回転力）が負荷側に確実に伝達するようになっている。
【００６２】
上記したように、本実施の形態によれば、以下に示す作用効果を有する。
（１）ロータ２０は、正八角柱形状に形成されたスペーサ２２の外側面２５ａ〜２５ｈ，２６ａ〜２６ｈに断面矩形状に形成された永久磁石２３ａ〜２３ｈ，２４ａ〜２４ｈが固定され、該スペーサ２２の中心部に形成された断面正十六角形状の貫通孔２５ｚ，２６ｚに円柱状の回転軸２１が圧入されて構成される。従って、前記第１実施形態と同様に、スペーサ２２及び永久磁石２３ａ〜２３ｈ，２４ａ〜２４ｈは直線的な形状であるので、従来のような高度な加工技術が必要ない。又、回転軸２１とスペーサ２２とは線接触になるので、該回転軸２１をスペーサ２２の貫通孔２５ｚ，２６ｚに圧入する際、相互の部材が変形し易いので圧入し易い。従って、圧入代の寸法精度を高くしなくてもよく、従来のような高度な加工技術が必要ない。そのため、ロータ２０のコストを低減でき、ひいては電動機１ａの低コスト化に貢献できる。
【００６３】
（２）永久磁石２３ａ〜２３ｈ，２４ａ〜２４ｈを断面矩形状としたので、前記第１実施形態と同様に、該磁石２３ａ〜２３ｈ，２４ａ〜２４ｈを簡単に形成できるとともに、単位当たりのブロック材から多くの永久磁石２３ａ〜２３ｈ，２４ａ〜２４ｈを形成できる。従って、永久磁石２３ａ〜２３ｈ，２４ａ〜２４ｈのコストを低減でき、ひいてはロータ２０のコストを低減できる。
【００６４】
（３）スペーサ２２は軸方向に第１，第２ブロック２５，２６の２つに分割され、第１ブロック２５の永久磁石２３ａ〜２３ｈと第２ブロック２６の永久磁石２４ａ〜２４ｈの同極が相対的に回転方向に「２２．５°」ずれて配置される。このようにすれば、図１３に示すようにずれ角θの有効な範囲内において、電動機１ａのコギングトルクを極めて小さく抑えることができる。
【００６５】
（４）スペーサ２２に設けた回転軸２１を圧入するための貫通孔２５ｚ，２６ｚは、３６０°／θ＝ｓで求まる正ｓ角形（本実施形態では、ずれ角θが「２２．５°」であり、貫通孔２５ｚ，２６ｚは正十六角形）に形成され、その貫通孔２５ｚ，２６ｚがブロック２５，２６間で軸方向に一致するように該スペーサ２２が構成される。これにより、各ブロック２５，２６を相対的に回転方向にずれ角θ（本実施形態では「２２．５°」）だけずらす毎に、貫通孔２５ｚ，２６ｚが軸方向において一致する。従って、貫通孔２５ｚ，２６ｚの軸方向の一致を確認することにより、各ブロック２５，２６がずれ角θとなるように該スペーサを容易に位置決めでき、またそのずれ角θの精度を向上できる。
【００６６】
（５）スペーサ２２は複数枚のシート材２８を軸方向に積層して構成されるので個々のシート材２８毎に位置決めする必要があるが、貫通孔２５ｚ，２６ｚの軸方向の一致を確認することにより、各シート材２８毎の位置決めを容易かつ正確に行うことができる。
【００６７】
（６）回転軸２１は回転方向に係合する係合部２１ａを有し、その係合部２１ａはスペーサ２２から突出する部位に設けられる。従って、係合部２１ａにより、回転軸２１は負荷側の連結部に対して回転方向に係合し、相対回転不能に確実に連結するため、回転軸２１の駆動力（回転力）を負荷側に確実に伝達できる。
又、回転軸２１の圧入部分は円柱状であるため、スペーサ２２に対して確実に圧入固定できる。
【００６８】
（７）樹脂モールド材２７により、永久磁石２３ａ〜２３ｈ，２４ａ〜２４ｈやスペーサ２２の軸方向両端部を含めた該スペーサ２２全体が円柱状にモールドされる。従って、永久磁石２３ａ〜２３ｈ，２４ａ〜２４ｈがスペーサ２２から脱落・飛散することを防止することができる。
【００６９】
尚、本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、スペーサ２２及び永久磁石２３ａ〜２３ｈ，２４ａ〜２４ｈを軸方向に２分割したが、これ以上に分割するようにしてもよい。この場合、分割したスペーサ及び永久磁石を所定のずれ角θだけ同一回転方向にずらす必要がある。又、上記したように、同極磁石を回転方向に２分割以上で分割するようにしてもよい。
【００７０】
○上記実施形態では、各ブロック２５，２６のずれ角θを「２２．５°」に設定したが、この角度に限定されるものではなく、適宜変更してもよい。
○上記実施形態の貫通孔２５ｚ，２６ｚの形状は、これに限定されるものではなく、適宜変更してもよい。
【００７１】
○上記実施形態では、永久磁石２３ａ〜２３ｈ，２４ａ〜２４ｈは樹脂モールド材２７によりモールドされたが、樹脂モールド材２７以外の部材を用いて永久磁石の脱落・飛散を防止するようにしてもよい。又、特に、樹脂モールド材２７を用いなくてもよい。
【００７２】
○上記実施形態では、スペーサ２２を複数毎のシート材２８を軸方向に積層して構成したが、ブロック２５，２６毎に単体で構成するようにしてもよい。
【００７３】
【発明の効果】
以上詳述したように、本発明によれば、コストを低減することができるロータ及びそのロータを備えた電動機を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１実施形態の回転磁界型電動機の概略構成図である。
【図２】第１実施形態の永久磁石の製造工程を説明するための図である。
【図３】永久磁石磁極数Ｐと分割数ｍの積に対するロータ・ステータ間の平均ギャップを示す特性図である。
【図４】別例のロータの平断面図である。
【図５】別例のロータの平断面図である。
【図６】別例のロータの平断面図である。
【図７】別例のロータの平断面図である。
【図８】第２実施形態の回転磁界型電動機の概略構成図である。
【図９】ロータの永久磁石の配置を示す平面図である。
【図１０】ロータの永久磁石の配置を示す側面図である。
【図１１】ロータの構成を示す斜視図である。
【図１２】（ａ）は、スペーサの第１ブロックの平面図であり、（ｂ）は、スペーサの第２ブロックの平面図である。
【図１３】ずれ角に対するコギングトルクの変化を示す特性図である。
【図１４】従来のロータの平断面図である。
【図１５】従来のロータの要部拡大断面図である。
【図１６】従来の永久磁石の製造工程を説明するための図である。
【符号の説明】
１０，１０ａ〜１０ｄ…ロータ、１１…回転軸、１２…スペーサ、１２ａ，１２ｃ…外側面、１２ｂ，１２ｄ，１２ｅ…貫通孔、１３…永久磁石、２０…ロータ、２１…回転軸、２１ａ…係合部、２２…スペーサ、２３ａ〜２３ｈ，２４ａ〜２４…永久磁石、２５ａ〜２５ｈ，２６ａ〜２６ｈ…外側面、２５ｚ，２６ｚ…貫通孔、２７…樹脂モールド材、２８…シート材、Ｐ…磁極数、ｋ…軸方向の分割数、ｍ…回転方向の分割数、ｓ…正多角形の角数、θ…ずれ角。
【図１】
0003889232.tif 000002
【図２】
0003889232.tif 000003
【図３】
0003889232.tif 000004
【図４】
0003889232.tif 000005
【図５】
0003889232.tif 000006
【図６】
0003889232.tif 000007
【図７】
0003889232.tif 000008
【図８】
0003889232.tif 000009
【図９】
0003889232.tif 000010
【図１０】
0003889232.tif 000011
【図１１】
0003889232.tif 000012
【図１２】
0003889232.tif 000013
【図１３】
0003889232.tif 000014
【図１４】
0003889232.tif 000015
【図１５】
0003889232.tif 000016
【図１６】
0003889232.tif 000017