(57)【要約】  電動機（１００）は、ステータコア（１１）と、ロータコア（２１）と、複数の永久磁石と、を備える。永久磁石は、磁極の配向（８）がステータコア（１１）を向く複数の第１磁石（２３Ａ）と、磁極の配向（８）がロータコア（２１）を向く複数の第２磁石と、を備える。第１磁石（２３Ａ）は、磁極の配向（８）がコアバックの中心軸（Ｃ）に垂直方向となるように着磁された第１着磁部（２４）と、磁極の配向（８）が中心軸（Ｃ）に垂直方向以外となるように着磁された第２着磁部（２５）と、を有する。第１着磁部（２４）の中心軸（Ｃ）に沿った長さＬｍｓは、ステータコア（１１）の中心軸（Ｃ）に沿った長さをＬｓとしたときに、０．３Ｌｓ≦Ｌｍｓ＜Ｌｓの式が成立する。第２着磁部（２５）の中心軸（Ｃ）に沿った長さＬｍｔは、ステータコア（１１）と第１磁石（２３Ａ）との径方向に沿った距離Ｇａよりも大きく設定される。
2020208692.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
筒状のコアバックと前記コアバックから突出する複数のティースとを有するステータコアと、
前記ステータコアの内側に配置されるロータコアと、
前記ステータコアと隙間を空けた状態で前記ロータコアに設けられ、前記ロータコアの周方向に沿って並べて配置された複数の永久磁石と、を備えた電動機であって、
前記永久磁石は、
磁極の配向が前記ステータコアを向く複数の第１磁石と、
磁極の配向が前記ロータコアを向く複数の第２磁石と、を備え、
前記第１磁石と前記第２磁石は、周方向に沿って交互に配置され、
前記第１磁石は、
磁極の配向が前記コアバックの中心軸に垂直方向となるように着磁された第１着磁部と、
前記第１着磁部の前記中心軸に沿った端部に設けられ、磁極の配向が前記中心軸に垂直方向以外となるように着磁された第２着磁部と、を有し、
前記第１着磁部の前記中心軸に沿った長さＬｍｓは、前記ステータコアの前記中心軸に沿った長さをＬｓとしたときに、０．３Ｌｓ≦Ｌｍｓ＜Ｌｓの式が成立し、
前記第２着磁部の前記中心軸に沿った長さは、前記ステータコアと前記第１磁石との径方向に沿った距離よりも大きく設定されることを特徴とする電動機。
【請求項２】
複数の前記ティースのそれぞれには、巻線が巻き付けられて複数のコイルが形成され、
前記第１磁石の前記中心軸に沿った長さをＬｍ、前記コイルのうち前記ステータコアの前記中心軸に沿った片側の端部に位置する部位の前記中心軸に沿った長さをＬｃとしたときに、Ｌｍ＝２Ｌｃ＋Ｌｓの式が成立することを特徴とする請求項１に記載の電動機。
【請求項３】
前記第１着磁部と前記第２着磁部とは、別体に形成されていることを特徴とする請求項１または２に記載の電動機。
【請求項４】
前記中心軸と直交する方向に沿った断面で、前記第１磁石および前記第２磁石は、磁極の配向が前記中心軸に垂直方向となるように着磁された部分と、磁極の配向が前記中心軸に垂直方向以外となるように着磁された部分と、を有することを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の電動機。
【請求項５】
前記第１着磁部は、前記ロータコアの内部に埋め込まれており、
前記第２着磁部は、前記ロータコアの外部に露出していることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の電動機。
【請求項６】
前記第２着磁部は、前記第１着磁部の前記中心軸に沿った両側の端部に設けられることを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の電動機。
【請求項７】
前記第２着磁部は、前記第１着磁部の前記中心軸に沿った片側の端部のみに設けられることを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の電動機。
【請求項８】
第１方向に沿って延びるステータコアと、
前記ステータコアに第１方向に沿って並べて配置された複数の永久磁石と、
前記第１方向に沿って移動可能に配置され、前記第１方向と直交する第２方向に前記永久磁石と隙間を空けて配置されるロータコアと、を備えた電動機であって、
前記永久磁石は、
磁極の配向が前記ロータコアを向く複数の第１磁石と、
磁極の配向が前記ステータコアを向く複数の第２磁石と、を備え、
前記第１磁石と前記第２磁石は、前記第１方向に沿って交互に配置され、
前記第１磁石は、前記第１方向および前記第２方向と直交する第３方向に沿って並べて配置された第１着磁部と第２着磁部とを有し、
前記第１着磁部は、磁極の配向が前記第３方向に垂直方向となるように着磁され、
前記第２着磁部は、前記第１着磁部の前記第３方向に沿った端部に設けられ、磁極の配向が前記第３方向に垂直方向以外となるように着磁され、
前記第１着磁部の前記第３方向に沿った長さＬｍｓは、前記ステータコアの前記第３方向に沿った長さをＬｓとしたときに、０．３Ｌｓ≦Ｌｍｓ＜Ｌｓの式が成立し、
前記第２着磁部の前記第３方向に沿った長さは、前記ロータコアと前記第１磁石との前記第２方向に沿った距離よりも大きく設定されることを特徴とする電動機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、永久磁石を備える電動機に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、円筒形状のステータコアと、ステータコアの内側に配置されたロータコアと、ロータコアに設けられた永久磁石とを備えた電動機が知られている。電動機には、漏れ磁束の低減による出力の向上が要求される。このような要求に応える電動機が多数開発されている。【０００３】
例えば、特許文献１には、中心軸に沿った永久磁石の長さが中心軸に沿ったステータコアの長さよりも長く設定された回転型電動機が記載されている。また、特許文献１に記載の回転型電動機は、中心軸に沿った断面で、各永久磁石の中心軸に沿った両端の配向の間隔がステータコアに向けて狭くなっている。このような回転型電動機では、永久磁石の中心軸に沿った両端から出た磁束もステータコアに向けて流れやすくなるため、出力の向上を図ることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−２５３１４６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に記載の回転型電動機では、中心軸に沿った永久磁石の長さ、ステータコアと永久磁石との径方向に沿った距離などについては何ら検討がなされていない。このため、ステータコアと永久磁石との間で漏れ磁束を低減できる可能性が残されている。【０００６】
なお、このような可能性は、回転型電動機に限らず、ロータコアと永久磁石との間で磁束が流れるリニアモータにも共通して当てはまる。【０００７】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、ステータコアまたはロータコアと永久磁石との間で漏れ磁束を低減させることができる電動機を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明にかかる電動機は、筒状のコアバックとコアバックから突出する複数のティースとを有するステータコアと、ステータコアの内側に配置されるロータコアと、ステータコアと隙間を空けた状態でロータコアに設けられ、ロータコアの周方向に沿って並べて配置された複数の永久磁石と、を備える。永久磁石は、磁極の配向がステータコアを向く複数の第１磁石と、磁極の配向がロータコアを向く複数の第２磁石と、を備える。第１磁石と第２磁石は、周方向に沿って交互に配置される。第１磁石は、磁極の配向がコアバックの中心軸に垂直方向となるように着磁された第１着磁部と、第１着磁部の中心軸に沿った端部に設けられ、磁極の配向が中心軸に垂直方向以外となるように着磁された第２着磁部と、を有する。第１着磁部の中心軸に沿った長さＬｍｓは、ステータコアの中心軸に沿った長さをＬｓとしたときに、０．３Ｌｓ≦Ｌｍｓ＜Ｌｓの式が成立する。第２着磁部の中心軸に沿った長さは、ステータコアと第１磁石との径方向に沿った距離よりも大きく設定される。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、ステータコアまたはロータコアと永久磁石との間で漏れ磁束を低減させることができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の実施の形態１にかかる電動機の中心軸に沿った断面図
【図２】本発明の実施の形態１にかかる電動機の中心軸と直交する方向に沿った断面図
【図３】図１に示されたステータコア、ロータコアおよび第１磁石の拡大図
【図４】図３に示されたステータコア、ロータコアおよび第１磁石の中心軸に沿った一方の端部の拡大図
【図５】比較例１にかかる電動機のステータコア、ロータコアおよび第１磁石の中心軸に沿った一方の端部の拡大図
【図６】比較例２にかかる電動機のステータコア、ロータコアおよび第１磁石の中心軸に沿った一方の端部の拡大図
【図７】本発明の実施の形態２にかかる電動機のステータコア、ロータコアおよび第１磁石の拡大図
【図８】本発明の実施の形態３にかかる電動機のステータコア、ロータコアおよび第１磁石の拡大図
【図９】本発明の実施の形態３にかかる第１磁石を示す図
【図１０】本発明の実施の形態４にかかる電動機の中心軸に沿った断面図
【図１１】実施の形態４にかかる第１磁石の磁極の配向を示す図
【図１２】本発明の実施の形態５にかかる電動機の中心軸と直交する方向に沿った断面図
【図１３】本発明の実施の形態６にかかる電動機の中心軸と直交する方向に沿った断面図
【図１４】実施の形態６にかかる電動機の中心軸に沿った断面図
【図１５】比較例にかかる電動機のロータコアおよび第１磁石の拡大図
【図１６】図１４に示されたロータコアおよび第１磁石の拡大図
【図１７】本発明の実施の形態７にかかる電動機のステータコア、ロータコアおよび第１磁石の拡大図
【図１８】本発明の実施の形態８にかかる電動機の駆動方向に沿った断面図であって、ステータおよびロータを示す拡大図
【図１９】図１８に示された電動機のＸＩＸ−ＸＩＸ線に沿った断面図
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下に、本発明の実施の形態にかかる電動機を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。
【００１２】
実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１にかかる電動機１００の中心軸Ｃに沿った断面図である。図２は、本発明の実施の形態１にかかる電動機１００の中心軸Ｃと直交する方向に沿った断面図である。電動機１００は、ステータ１と、ロータ２と、フレーム３と、を備える。電動機１００は、回転型電動機である。ステータ１とロータ２は、同軸に設けられている。以下の説明において、電動機１００の各構成要素について方向を説明するときには、後述するコアバック１３の中心軸Ｃ、径方向、周方向を基準とする。中心軸Ｃは、円筒形状のコアバック１３の中心軸である。
【００１３】
図１に示すように、フレーム３は、円筒形状に形成された金属製部材である。フレーム３は、電動機１００の外殻を構成するとともにステータ１およびロータ２を収容している。ステータ１は、例えば焼嵌めなどの方法でフレーム３の内周面に固定されている。
【００１４】
ステータ１は、ステータコア１１と、図示しない電源から電力が供給される巻線１２と、を有する。ステータコア１１は、金属製の薄板を複数枚積層して形成されている。図２に示すように、ステータコア１１は、円筒形状のコアバック１３と、コアバック１３の内周面から径方向内側に向かって突出する複数のティース１４と、を有する。複数のティース１４は、周方向に沿って等角度離間して設けられている。ティース１４の数は、特に制限されないが、本実施の形態では１２個である。各ティース１４には、図示しないインシュレータを介して、巻線１２が巻き付けられてコイル１５が形成されている。
【００１５】
ロータ２は、ステータ１の内側に配置されている。ロータ２とステータ１との間には、隙間が設けられている。ロータ２は、環状のロータコア２１と、シャフト２２と、複数の永久磁石２３と、を有する。ロータコア２１の中心には、軸孔２１ａが形成されている。軸孔２１ａには、シャフト２２が嵌め込まれている。ロータコア２１は、シャフト２２を中心に回転可能である。
【００１６】
永久磁石２３は、希土類磁石またはフェライト磁石である。永久磁石２３の数は、特に制限されないが、本実施の形態では１０個である。複数の永久磁石２３は、ステータコア１１と隙間を空けた状態で、ロータコア２１の外周面に設けられている。複数の永久磁石２３は、ロータコア２１の周方向に沿って等角度離間して並べて配置されている。各永久磁石２３は、Ｎ極またはＳ極に着磁されている。永久磁石２３は、磁極の配向８がステータコア１１を向く複数の第１磁石２３Ａと、磁極の配向８がロータコア２１を向く複数の第２磁石２３Ｂと、を備える。第１磁石２３Ａと第２磁石２３Ｂは、ロータコア２１の周方向に沿って交互に配置されている。図２に示す中心軸Ｃと直交する方向に沿った断面で、各永久磁石２３は、磁極の配向８が中心軸Ｃに垂直方向となるように着磁されている。
【００１７】
図３は、図１に示されたステータコア１１、ロータコア２１および第１磁石２３Ａの拡大図である。図３では、説明の便宜上、断面ハッチングを省略している。第１磁石２３Ａは、第１着磁部２４と、第１着磁部２４の中心軸Ｃに沿った両側の端部に設けられる２つの第２着磁部２５と、を有する。第１着磁部２４と第２着磁部２５は、本実施の形態では一体に形成されている。図３には、第１着磁部２４と第２着磁部２５の境界線２６を模式的に示している。第１着磁部２４は、磁極の配向８が中心軸Ｃに垂直方向となるように着磁された部分である。第２着磁部２５は、磁極の配向８が中心軸Ｃに垂直方向以外となるように着磁された部位である。すなわち、中心軸Ｃに沿った断面で、第１着磁部２４の磁極の配向８と第２着磁部２５の磁極の配向８とが互いに異なっている。
【００１８】
第１着磁部２４は、中心軸Ｃに沿った一方の端部２４ａと他方の端部２４ｂとを有する。以下、一方の端部２４ａまたは他方の端部２４ｂから第１着磁部２４の中心軸Ｃに沿った中心に向かう方向を中心軸Ｃに沿った内側と称し、内側と反対側を中心軸Ｃに沿った外側と称する場合がある。ステータコア１１は、中心軸Ｃに沿った一方の端部１１ａと他方の端部１１ｂとを有する。第１着磁部２４の一方の端部２４ａは、ステータコア１１の一方の端部１１ａよりも中心軸Ｃに沿った内側に位置する。第１着磁部２４の他方の端部２４ｂは、ステータコア１１の他方の端部１１ｂよりも中心軸Ｃに沿った内側に位置する。これにより、第２着磁部２５の一部とステータコア１１との中心軸Ｃに沿った位置が一致する。なお、第１着磁部２４の一方の端部２４ａのみがステータコア１１の一方の端部１１ａよりも中心軸Ｃに沿った内側に位置してもよい。または、第１着磁部２４の他方の端部２４ｂのみがステータコア１１の他方の端部１１ｂよりも中心軸Ｃに沿った内側に位置してもよい。
【００１９】
図３に示すステータコア１１の中心軸Ｃに沿った長さをＬｓ、ステータコア１１と第１磁石２３Ａとの径方向に沿った距離をＧａとする。第１磁石２３Ａの中心軸Ｃに沿った長さをＬｍ、第１着磁部２４の中心軸Ｃに沿った長さをＬｍｓ、第２着磁部２５の中心軸Ｃに沿った長さをＬｍｔとする。第１磁石２３Ａの中心軸Ｃに沿った長さＬｍは、ステータコア１１の中心軸Ｃに沿った長さＬｓよりも長く設定されている。第１着磁部２４の中心軸Ｃに沿った長さＬｍｓは、ステータコア１１の中心軸Ｃに沿った長さＬｓよりも短く設定されるとともに、ステータコア１１の中心軸Ｃに沿った長さＬｓに０．３を乗じた値以上に設定されている。つまり、以下の式（１）が成立している。
０．３Ｌｓ≦Ｌｍｓ＜Ｌｓ・・・（１）
【００２０】
図３において、０．３≦Ｌｍｓ／Ｌｓとなるときには、第１磁石２３Ａが第１着磁部２４のみで構成された場合、すなわち第１磁石２３Ａの中心軸Ｃに沿った長さＬｍ＝第１着磁部２４の中心軸Ｃに沿った長さＬｍｓとなる場合よりも電動機１００の出力が大きくなる。このため、電動機１００を小型化しても電動機１００の出力を十分に確保することができる。
【００２１】
図４は、図３に示されたステータコア１１、ロータコア２１および第１磁石２３Ａの中心軸Ｃに沿った一方の端部の拡大図である。第２着磁部２５の中心軸Ｃに沿った長さＬｍｔは、ステータコア１１と第１磁石２３Ａとの径方向に沿った距離Ｇａよりも大きく設定されている。つまり、以下の式（２）が成立している。
Ｌｍｔ＞Ｇａ・・・（２）
【００２２】
次に、図４、図５および図６を参照して、電動機１００の作用効果について説明する。
【００２３】
はじめに、図５を参照して、比較例１にかかる電動機２００について説明する。また、図６を参照して、比較例２にかかる電動機３００について説明する。図５は、比較例１にかかる電動機２００のステータコア１１、ロータコア２１および第１磁石２３Ａの中心軸Ｃに沿った一方の端部の拡大図である。図６は、比較例２にかかる電動機３００のステータコア１１、ロータコア２１および第１磁石２３Ａの中心軸Ｃに沿った一方の端部の拡大図である。なお、図４、図５および図６に示すステータコア１１、ロータコア２１および第１磁石２３Ａは、中心軸Ｃに沿った中心を挟んで対称構造であるため、ステータコア１１、ロータコア２１および第１磁石２３Ａの中心軸Ｃに沿った他方の端部については説明を省略する。図５および図６では、説明の便宜上、断面ハッチングを省略している。
【００２４】
図５に示すように、比較例１にかかる電動機２００では、ステータコア１１の中心軸Ｃに沿った長さＬｓと第１着磁部２４の中心軸Ｃに沿った長さＬｍｓとが同一に設定されている。すなわち、ステータコア１１の一方の端部１１ａと第１着磁部２４の一方の端部２４ａとの中心軸Ｃに沿った位置が一致する。図示は省略するが、ステータコア１１の他方の端部１１ｂと第１着磁部２４の他方の端部２４ｂとの中心軸Ｃに沿った位置が一致する。このように設定すると、第２着磁部２５から出た磁束９の一部は、ステータコア１１に流れるものの、第２着磁部２５から出た磁束９の多くは、ステータコア１１を通らずに第１磁石２３Ａよりも中心軸Ｃに沿った外側に漏れる漏れ磁束１０となる。このような漏れ磁束１０は、電動機２００の出力に寄与しないため、比較例１では漏れ磁束１０の分だけ第１磁石２３Ａから出る磁束９を有効に利用できない。
【００２５】
図６に示すように、比較例２にかかる電動機３００では、第１着磁部２４の中心軸Ｃに沿った長さＬｍｓがステータコア１１の中心軸Ｃに沿った長さＬｓよりも短く設定されている。すなわち、第１着磁部２４の一方の端部２４ａは、ステータコア１１の一方の端部１１ａよりも中心軸Ｃに沿った内側に位置する。図示は省略するが、第１着磁部２４の他方の端部２４ｂは、ステータコア１１の他方の端部１１ｂよりも中心軸Ｃに沿った内側に位置する。また、第２着磁部２５の中心軸Ｃに沿った長さＬｍｔがステータコア１１と第１磁石２３Ａとの径方向に沿った距離Ｇａよりも小さく設定されている。このように設定すると、第２着磁部２５から出た磁束９の一部は、ステータコア１１を通らずに第１磁石２３Ａよりも中心軸Ｃに沿った外側に漏れる漏れ磁束１０となる。このような漏れ磁束１０は、比較例１に比べて低減するものの、電動機３００の出力に寄与しないため、比較例２では漏れ磁束１０の分だけ第１磁石２３Ａから出る磁束９を有効に利用できない。
【００２６】
これに対して、図４に示すように、本実施の形態では、第１着磁部２４の中心軸Ｃに沿った長さＬｍｓがステータコア１１の中心軸Ｃに沿った長さＬｓよりも短く設定されるとともに、ステータコア１１の中心軸Ｃに沿った長さＬｓに０．３を乗じた値以上に設定されている。すなわち、第１着磁部２４の一方の端部２４ａは、ステータコア１１の一方の端部１１ａよりも中心軸Ｃに沿った内側に位置する。図示は省略するが、第１着磁部２４の他方の端部２４ｂは、ステータコア１１の他方の端部１１ｂよりも中心軸Ｃに沿った内側に位置する。また、第２着磁部２５の中心軸Ｃに沿った長さＬｍｔがステータコア１１と第１磁石２３Ａとの径方向に沿った距離Ｇａよりも大きく設定されている。このように設定すると、第２着磁部２５から出た磁束９の多くがステータコア１１を通ることになる。これにより、比較例１，２に比べて、電動機１００の出力に寄与する磁束９を増加させて、漏れ磁束１０を低減させることができる。
【００２７】
なお、図１、図３および図４に示す第２着磁部２５の磁極の配向８の角度は、第２着磁部２５の中心軸Ｃに沿った長さＬｍｔ、ステータコア１１の中心軸Ｃに沿った長さＬｓなどに応じて、最適な角度となるように適宜変更すればよい。
【００２８】
実施の形態２．
図７は、本発明の実施の形態２にかかる電動機１００のステータコア１１、ロータコア２１および第１磁石２３Ａの拡大図である。図７では、説明の便宜上、断面ハッチングを省略している。なお、実施の形態２では、前記した実施の形態１と重複する部分については、同一符号を付して説明を省略する。
【００２９】
本実施の形態では、上記式（１），（２）が成立することに加え、図７に示すステータコア１１の中心軸Ｃに沿った長さをＬｓ、第１磁石２３Ａの中心軸Ｃに沿った長さをＬｍ、コイル１５のうちステータコア１１の中心軸Ｃに沿った片側の端部に位置する部位の中心軸Ｃに沿った長さをＬｃとしたときに、以下の式（３）が成立している。
Ｌｍ≦２Ｌｃ＋Ｌｓ・・・（３）
【００３０】
Ｌｍ≦２Ｌｃ＋Ｌｓの式（３）が成立すると、第２着磁部２５で発生した漏れ磁束がコイル１５を鎖交することで、電動機１００の出力を増加させることができる。つまり、上記式（１），（２）に加えて式（３）が成立することで、第２着磁部２５で発生した漏れ磁束も含めて第１磁石２３Ａを有効に利用することが可能となり、電動機１００の出力を向上させることができる。なお、図７において、Ｌｍ＝２Ｌｃ＋Ｌｓとすることで、ステータコア１１に向かう磁束９の増加を図りつつコイル１５に漏れ磁束を鎖交させて、電動機１００の出力をより効率よく増加させることができる。
【００３１】
実施の形態３．
図８は、本発明の実施の形態３にかかる電動機１００のステータコア１１、ロータコア２１および第１磁石２３Ａの拡大図である。図９は、本発明の実施の形態３にかかる第１磁石２３Ａを示す図である。図８および図９では、説明の便宜上、断面ハッチングを省略している。なお、実施の形態３では、前記した実施の形態１と重複する部分については、同一符号を付して説明を省略する。
【００３２】
本実施の形態にかかる第１磁石２３Ａは、２つの第１着磁部２４と、２つの第２着磁部２５とに分割されている。第１着磁部２４と第２着磁部２５とは、本実施の形態では別体に形成されている。２つの第１着磁部２４同士も別体に形成されている。２つの第２着磁部２５同士も別体に形成されている。
【００３３】
例えば、電動機１００の周方向に沿った寸法が同じで、出力が異なる２つ以上の電動機１００を製造する場合には、電動機１００の中心軸Ｃに沿った寸法を変える必要がある。この点、本実施の形態のように第１磁石２３Ａを分割構造にすると、電動機１００の出力の大きさに応じて第１着磁部２４の数を増減することで、電動機１００の中心軸Ｃに沿った寸法を容易に変えることができる。このため、多くの部品を共通化しながら、出力が異なる電動機１００を容易に製造することができる。なお、図示は省略するが、第１着磁部２４を中心軸Ｃに沿って分割する場合には、第２磁石２３Ｂも中心軸Ｃに沿って分割することが好ましい。
【００３４】
実施の形態４．
図１０は、本発明の実施の形態４にかかる電動機１００の中心軸Ｃに沿った断面図である。図１１は、実施の形態４にかかる第１磁石２３Ａの磁極の配向８を示す図である。図１１では、説明の便宜上、第１磁石２３Ａの断面ハッチングを省略している。なお、実施の形態４では、前記した実施の形態１と重複する部分については、同一符号を付して説明を省略する。
【００３５】
図１０に示すように、電動機１００は、ステータ１と、ロータ２と、フレーム３と、第１ブラケット４と、第２ブラケット５と、第１ベアリング６と、第２ベアリング７と、を備える。第１ブラケット４および第２ブラケット５は、フレーム３とともに電動機１００の外殻を構成する。
【００３６】
第１ブラケット４は、円筒形状に形成された金属製部材である。第１ブラケット４は、フレーム３の中心軸Ｃに沿った一端に形成された開口を閉塞している。第１ブラケット４のうちロータ２を向く面には、第１ベアリング６を収容する第１凹部４１が形成されている。第１凹部４１の底壁の中心には、シャフト２２を通すための第１貫通孔４２が形成されている。
【００３７】
第２ブラケット５は、円筒形状に形成された金属製部材である。第２ブラケット５は、フレーム３の中心軸Ｃに沿った他端に形成された開口を閉塞している。第２ブラケット５のうちロータ２を向く面には、第２ベアリング７を収容する第２凹部５１が形成されている。第２凹部５１の底壁の中心には、シャフト２２を通すための第２貫通孔５２が形成されている。
【００３８】
シャフト２２の中心軸Ｃに沿った一端２２ａは、第１貫通孔４２を通じて第１ブラケット４の外部に突出している。第１ブラケット４の外部に突出したシャフト２２の一端２２ａには、図示しない負荷が接続される。シャフト２２の中心軸Ｃに沿った他端２２ｂは、第２貫通孔５２を通じて第２ブラケット５の外部に突出している。以下、シャフト２２のうち第１ブラケット４の外部に突出した一端２２ａ側を負荷側と称し、シャフト２２のうち第２ブラケット５の外部に突出した他端２２ｂ側を反負荷側と称する場合がある。
【００３９】
第１ベアリング６は、第１凹部４１内に嵌め込まれており、シャフト２２を回転可能に支持する軸受である。第１ベアリング６は、第２ベアリング７よりも負荷側に配置されている。第１ベアリング６は、第２ベアリング７よりも大型の軸受である。
【００４０】
第２ベアリング７は、第２凹部５１内に嵌め込まれており、シャフト２２を回転可能に支持する軸受である。第２ベアリング７は、第１ベアリング６よりも反負荷側に配置されている。
【００４１】
シャフト２２のうち反負荷側よりも負荷側に加わる荷重が大きくなるため、負荷の荷重に応じて図１０に示すように負荷側の第１ベアリング６と反負荷側の第２ベアリング７の大きさを変える場合がある。反負荷側の第２ベアリング７を小型化できる場合には、図１０に示す反負荷側の第２ベアリング７のうち負荷側に位置する部位とコイル１５のうち反負荷側に位置する部位との中心軸Ｃに沿った位置を一致させることが可能となる。これにより、電動機１００の中心軸Ｃに沿った寸法を小さくすることができる。また、反負荷側の第２ベアリング７のうち負荷側に位置する部位とコイル１５のうち反負荷側に位置する部位との中心軸Ｃに沿った位置を一致させることで、反負荷側に位置する一方の第２着磁部２５の中心軸Ｃに沿った長さＬｍｔを、負荷側に位置する他方の第２着磁部２５の中心軸Ｃに沿った長さＬｍｔよりも短くできる。すなわち、２つの第２着磁部２５の中心軸Ｃに沿った長さＬｍｔは、本実施の形態では互いに異なっている。
【００４２】
実施の形態５．
図１２は、本発明の実施の形態５にかかる電動機１００の中心軸Ｃと直交する方向に沿った断面図である。なお、実施の形態５では、前記した実施の形態１と重複する部分については、同一符号を付して説明を省略する。
【００４３】
中心軸Ｃと直交する方向に沿った断面で、第１磁石２３Ａおよび第２磁石２３Ｂは、磁極の配向８が中心軸Ｃに垂直方向となるように着磁された部分と、磁極の配向８が中心軸Ｃに垂直方向以外となるように着磁された部分と、を有する。第１磁石２３Ａおよび第２磁石２３Ｂの周方向に沿った中央部は、磁極の配向８が中心軸Ｃに垂直方向となるように着磁されている。第１磁石２３Ａおよび第２磁石２３Ｂの周方向に沿った両側の端部は、磁極の配向８が中心軸Ｃに垂直方向以外となるように着磁されている。このようにすると、中心軸Ｃと直交する方向に沿った断面においても、電動機１００の出力に寄与する磁束９を増加させて、漏れ磁束を低減させることができる。
【００４４】
実施の形態６．
図１３は、本発明の実施の形態６にかかる電動機１００の中心軸Ｃと直交する方向に沿った断面図である。図１４は、実施の形態６にかかる電動機１００の中心軸Ｃに沿った断面図である。なお、実施の形態６では、前記した実施の形態１と重複する部分については、同一符号を付して説明を省略する。
【００４５】
実施の形態６にかかる電動機１００では、ロータ２の内部に永久磁石２３が埋め込まれている。ロータコア２１は、例えば、電磁鋼板を複数枚積層して形成されている。ロータコア２１には、永久磁石２３の数と同数の磁石挿入孔２１ｂが形成されている。複数の磁石挿入孔２１ｂは、ロータコア２１の周方向に沿って等角度離間している。図１４に示すように、磁石挿入孔２１ｂは、ロータコア２１の一部を中心軸Ｃに沿って貫通している。永久磁石２３は、磁石挿入孔２１ｂ内に挿入されている。第１磁石２３Ａの第１着磁部２４は、磁石挿入孔２１ｂ内に挿入されており、ロータコア２１の内部に埋め込まれている。第１磁石２３Ａの第２着磁部２５は、磁石挿入孔２１ｂ内に挿入されずにロータコア２１の外部に露出している。
【００４６】
図１５は、比較例にかかる電動機４００のロータコア２１および第１磁石２３Ａの拡大図である。図１６は、図１４に示されたロータコア２１および第１磁石２３Ａの拡大図である。図１５および図１６では、説明の便宜上、断面ハッチングを省略している。図１５および図１６に示す永久磁石２３は、磁極の配向８がステータコア１１を向く磁石である。図１５に示すように、第２着磁部２５の一部が磁石挿入孔２１ｂ内に挿入されてロータコア２１の内部に埋め込まれた場合には、第２着磁部２５から出た磁束９がロータコア２１を通って図１４に示すステータコア１１に流れることになる。第２着磁部２５から出た磁束９は、ロータコア２１を通る際に中心軸Ｃに垂直方向または中心軸Ｃに垂直方向に近い角度に変化する。このため、電動機４００の出力に寄与する磁束９が減少して、漏れ磁束が増加する。
【００４７】
これに対して、図１６に示す本実施の形態では、第２着磁部２５の全体がロータコア２１の外部に露出しているため、第２着磁部２５から出た磁束９がロータコア２１を通らずに図１４に示すステータコア１１に直接向かうことになる。このとき、第２着磁部２５から出た磁束９が第２着磁部２５の磁極の配向８と同じ角度を保ったままステータコア１１に流れるため、比較例に比べて電動機１００の出力に寄与する磁束９を増加させて、漏れ磁束を低減させることができる。また、本実施の形態では、ロータ２の内部に永久磁石２３が埋め込まれることで、ロータ２の回転時の遠心力による永久磁石２３の飛散を防止することができるため、ロータ２の高速回転を実現することができる。
【００４８】
実施の形態７．
図１７は、本発明の実施の形態７にかかる電動機１００のステータコア１１、ロータコア２１および第１磁石２３Ａの拡大図である。図１７では、説明の便宜上、断面ハッチングを省略している。なお、実施の形態７では、前記した実施の形態１と重複する部分については、同一符号を付して説明を省略する。
【００４９】
実施の形態７にかかる第１磁石２３Ａは、１つの第１着磁部２４と、１つの第２着磁部２５と、を有する。本実施の形態では、第２着磁部２５が１箇所のみ、すなわち第１着磁部２４の中心軸Ｃに沿った片側の端部である一方の端部２４ａのみに設けられている。本実施の形態では、第１着磁部２４の一方の端部２４ａのみが、ステータコア１１の一方の端部１１ａよりも中心軸Ｃに沿った内側に位置している。第１着磁部２４の他方の端部２４ｂとステータコア１１の他方の端部１１ｂとの中心軸Ｃに沿った位置が一致している。第２着磁部２５を１箇所のみにした場合でも、上記式（１），（２）などの条件を満たすことで、電動機１００の出力に寄与する磁束９を増加させて、漏れ磁束を低減させることができる。
【００５０】
実施の形態８．
図１８は、本発明の実施の形態８にかかる電動機１００の駆動方向に沿った断面図であって、ステータ１およびロータ２を示す拡大図である。図１９は、図１８に示された電動機１００のＸＩＸ−ＸＩＸ線に沿った断面図である。なお、図１９では、説明の便宜上、断面ハッチングを省略している。
【００５１】
実施の形態８にかかる電動機１００は、リニアモータである。電動機１００は、ステータ１と、ロータ２と、を備える。図１８に示す矢印Ｘは、ロータ２の駆動方向である第１方向を示している。図１８に示す矢印Ｙは、第１方向Ｘと直交する第２方向を示している。図１９に示す矢印Ｚは、第１方向Ｘおよび第２方向Ｙと直交する第３方向を示している。
【００５２】
ステータ１は、第１方向Ｘに沿って延びる板状のステータコア１６と、ステータコア１６の上に第１方向Ｘに沿って並べて配置された複数の永久磁石１７と、を有する。複数の永久磁石１７は、第１方向Ｘに沿って相互に間隔を空けて配置されている。複数の永久磁石１７は、Ｎ極またはＳ極に着磁されている。永久磁石１７は、磁極の配向８が後述するロータコア２７を向く複数の第１磁石１７Ａと、磁極の配向８がステータコア１６を向く複数の第２磁石１７Ｂと、を備える。第１磁石１７Ａと第２磁石１７Ｂは、第１方向Ｘに沿って交互に配置されている。第１方向Ｘに沿った断面で、各永久磁石１７は、磁極の配向８が第３方向Ｚに垂直方向となるように着磁されている。
【００５３】
図１９に示すように、第１磁石１７Ａは、第１着磁部１８と、第１着磁部１８の第３方向Ｚに沿った両側の端部に設けられる２つの第２着磁部１９と、を有する。第１着磁部１８と第２着磁部１９は、本実施の形態では一体に形成されている。図１９には、第１着磁部１８と第２着磁部１９の境界線２６を模式的に示している。第１着磁部１８は、磁極の配向８が第３方向Ｚに垂直方向となるように着磁された部分である。第２着磁部１９は、磁極の配向８が第３方向Ｚに垂直方向以外となるように着磁された部位である。すなわち、第３方向Ｚに沿った断面で、第１着磁部１８の磁極の配向８と第２着磁部１９の磁極の配向８とが互いに異なっている。
【００５４】
図１８に示すように、ロータ２は、第１方向Ｘに沿って移動可能に配置され第２方向Ｙに永久磁石１７と隙間を空けて配置されるロータコア２７と、図示しない電源から電力が供給される巻線２８と、を有する。ロータコア２７は、第１方向Ｘに沿って延びる板状のコアバック２７ａと、コアバック２７ａからステータ１に向かって突出する複数のティース２７ｂと、を有する。複数のティース２７ｂは、第１方向Ｘに沿って相互に間隔を空けて設けられている。複数のティース２７ｂのそれぞれには、図示しないインシュレータを介して、巻線２８が巻き付けられて複数のコイル２９が形成されている。
【００５５】
図１９に示す第１着磁部１８は、第３方向Ｚに沿った一方の端部１８ａと他方の端部１８ｂとを有する。以下、一方の端部１８ａまたは他方の端部１８ｂから第１着磁部１８の第３方向Ｚに沿った中心に向かう方向を第３方向Ｚに沿った内側と称し、内側と反対側を第３方向Ｚに沿った外側と称する場合がある。ロータコア２７は、第３方向Ｚに沿った一方の端部２７ｃと他方の端部２７ｄとを有する。第１着磁部１８の一方の端部１８ａは、ロータコア２７の一方の端部２７ｃよりも第３方向Ｚに沿った内側に位置する。第１着磁部１８の他方の端部１８ｂは、ロータコア２７の他方の端部２７ｄよりも第３方向Ｚに沿った内側に位置する。これにより、第２着磁部１９の一部とロータコア２７との第３方向Ｚに沿った位置が一致する。なお、第１着磁部１８の一方の端部１８ａのみがロータコア２７の一方の端部２７ｃよりも第３方向Ｚに沿った内側に位置してもよい。または、第１着磁部１８の他方の端部１８ｂのみがロータコア２７の他方の端部２７ｄよりも第３方向Ｚに沿った内側に位置してもよい。
【００５６】
図１９に示すロータコア２７の第３方向Ｚに沿った長さをＬｓ、ロータコア２７と第１磁石１７Ａとの第２方向Ｙに沿った距離をＧａとする。第１磁石１７Ａの第３方向Ｚに沿った長さをＬｍ、第１着磁部１８の第３方向Ｚに沿った長さをＬｍｓ、第２着磁部１９の第３方向Ｚに沿った長さをＬｍｔとする。第１磁石１７Ａの第３方向Ｚに沿った長さＬｍは、ロータコア２７の第３方向Ｚに沿った長さＬｓよりも長く設定されている。第１着磁部１８の第３方向Ｚに沿った長さＬｍｓは、ロータコア２７の第３方向Ｚに沿った長さＬｓよりも短く設定されるとともに、ロータコア２７の第３方向Ｚに沿った長さＬｓに０．３を乗じた値以上に設定されている。つまり、以下の式（４）が成立している。
０．３Ｌｓ≦Ｌｍｓ＜Ｌｓ・・・（４）
【００５７】
図１９において、０．３≦Ｌｍｓ／Ｌｓとなるときには、第１磁石１７Ａが第１着磁部１８のみで構成された場合、すなわち第１磁石１７Ａの第３方向Ｚに沿った長さＬｍ＝第１着磁部１８の第３方向Ｚに沿った長さＬｍｓとなる場合よりも電動機１００の出力が大きくなる。このため、電動機１００を小型化しても電動機１００の出力を十分に確保することができる。
【００５８】
第２着磁部１９の第３方向Ｚに沿った長さＬｍｔは、ロータコア２７と第１磁石１７Ａとの第２方向Ｙに沿った距離Ｇａよりも大きく設定されている。つまり、以下の式（５）が成立している。
Ｌｍｔ＞Ｇａ・・・（５）
【００５９】
また、コイル２９のうちロータコア２７の第３方向Ｚに沿った片側の端部に位置する部位の第３方向Ｚに沿った長さをＬｃとしたときに、以下の式（６）が成立している。
Ｌｍ≦２Ｌｃ＋Ｌｓ・・・（６）
【００６０】
Ｌｍ≦２Ｌｃ＋Ｌｓの式（６）が成立すると、第２着磁部１９で発生した漏れ磁束がコイル２９を鎖交することで、電動機１００の出力を増加させることができる。つまり、上記式（４），（５）に加えて式（６）が成立することで、第２着磁部１９で発生した漏れ磁束も含めて第１磁石１７Ａを有効に利用することが可能となり、電動機１００の出力を向上させることができる。なお、図１９において、Ｌｍ＝２Ｌｃ＋Ｌｓとすることで、ロータコア２７に向かう磁束９の増加を図りつつコイル２９に漏れ磁束を鎖交させて、電動機１００の出力をより効率よく増加させることができる。
【００６１】
なお、第１磁石１７Ａの第１着磁部１８と第２着磁部１９は別体で形成されてもよい。また、図１８に示す第１方向Ｘに沿った断面で、第１磁石１７Ａおよび第２磁石１７Ｂは、磁極の配向８が第３方向Ｚに垂直方向となるように着磁された部分と、磁極の配向８が第３方向Ｚに垂直方向以外となるように着磁された部分と、を有してもよい。
【００６２】
以上の実施の形態に示した構成は、本発明の内容の一例を示すものであり、別の公知の技術と組み合わせることも可能であるし、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、構成の一部を省略、変更することも可能である。
【符号の説明】
【００６３】
１  ステータ、２  ロータ、３  フレーム、４  第１ブラケット、５  第２ブラケット、６  第１ベアリング、７  第２ベアリング、８  配向、９  磁束、１０  漏れ磁束、１１  ステータコア、１１ａ，１８ａ，２４ａ，２７ｃ  一方の端部、１１ｂ，１８ｂ，２４ｂ，２７ｄ  他方の端部、１２，２８  巻線、１３，２７ａ  コアバック、１４，２７ｂ  ティース、１５，２９  コイル、１６  ステータコア、１７，２３  永久磁石、１７Ａ，２３Ａ  第１磁石、１７Ｂ，２３Ｂ  第２磁石、１８，２４  第１着磁部、１９，２５  第２着磁部、２１，２７  ロータコア、２１ａ  軸孔、２１ｂ  磁石挿入孔、２２  シャフト、２２ａ  一端、２２ｂ  他端、２６  境界線、４１  第１凹部、４２  第１貫通孔、５１  第２凹部、５２  第２貫通孔、１００，２００，３００，４００  電動機、Ｃ  中心軸。
【図１】
2020208692.tif 000003
【図２】
2020208692.tif 000004
【図３】
2020208692.tif 000005
【図４】
2020208692.tif 000006
【図５】
2020208692.tif 000007
【図６】
2020208692.tif 000008
【図７】
2020208692.tif 000009
【図８】
2020208692.tif 000010
【図９】
2020208692.tif 000011
【図１０】
2020208692.tif 000012
【図１１】
2020208692.tif 000013
【図１２】
2020208692.tif 000014
【図１３】
2020208692.tif 000015
【図１４】
2020208692.tif 000016
【図１５】
2020208692.tif 000017
【図１６】
2020208692.tif 000018
【図１７】
2020208692.tif 000019
【図１８】
2020208692.tif 000020
【図１９】
2020208692.tif 000021
【手続補正書】
【提出日】令和1年11月5日(2019.11.5)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
筒状のコアバックと前記コアバックから突出する複数のティースとを有するステータコアと、
前記ステータコアの内側に配置されるロータコアと、
前記ステータコアと隙間を空けた状態で前記ロータコアに設けられ、前記ロータコアの周方向に沿って並べて配置された複数の永久磁石と、を備えた電動機であって、
前記永久磁石は、
磁極の配向が前記ステータコアを向く複数の第１磁石と、
磁極の配向が前記ロータコアを向く複数の第２磁石と、を備え、
前記第１磁石と前記第２磁石は、周方向に沿って交互に配置され、
前記第１磁石は、
磁極の配向が前記コアバックの中心軸に垂直方向となるように着磁された第１着磁部と、
前記第１着磁部の前記中心軸に沿った端部に設けられ、磁極の配向が前記中心軸に垂直方向以外となるように着磁された第２着磁部と、を有し、
前記第１着磁部と前記第２着磁部とは、一体に形成されて、前記中心軸に沿って延びており、
前記第１着磁部の前記中心軸に沿った長さＬｍｓは、前記ステータコアの前記中心軸に沿った長さをＬｓとしたときに、０．３Ｌｓ≦Ｌｍｓ＜Ｌｓの式が成立し、
前記第２着磁部の前記中心軸に沿った長さは、前記ステータコアと前記第１磁石との径方向に沿った距離よりも大きく設定されることを特徴とする電動機。
【請求項２】
複数の前記ティースのそれぞれには、巻線が巻き付けられて複数のコイルが形成され、
前記第１磁石の前記中心軸に沿った長さをＬｍ、前記コイルのうち前記ステータコアの前記中心軸に沿った片側の端部に位置する部位の前記中心軸に沿った長さをＬｃとしたときに、Ｌｍ＝２Ｌｃ＋Ｌｓの式が成立することを特徴とする請求項１に記載の電動機。
【請求項３】
前記ロータコアに形成された軸孔に通されたシャフトと、
前記シャフトの前記中心軸に沿った一端側を負荷側とし、前記シャフトの前記中心軸に沿った他端側を反負荷側とした場合に、前記ロータコアよりも前記負荷側に配置された第１ブラケットと、
前記ロータコアよりも前記反負荷側に配置された第２ブラケットと、
前記第１ブラケットに設けられ、前記シャフトを回転可能に支持する第１ベアリングと、
前記第２ブラケットに設けられ、前記シャフトを回転可能に支持する第２ベアリングと、をさらに備え、
前記第２ベアリングは、前記第１ベアリングよりも小型であり、
前記第２ベアリングのうち前記負荷側に位置する部位と前記コイルのうち前記反負荷側に位置する部位との前記中心軸に沿った位置が一致することを特徴とする請求項２に記載の電動機。
【請求項４】
前記中心軸と直交する方向に沿った断面で、前記第１磁石および前記第２磁石は、磁極の配向が前記中心軸に垂直方向となるように着磁された部分と、磁極の配向が前記中心軸に垂直方向以外となるように着磁された部分と、を有することを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の電動機。
【請求項５】
前記第１着磁部は、前記ロータコアの内部に埋め込まれており、
前記第２着磁部は、前記ロータコアの外部に露出していることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の電動機。
【請求項６】
前記第２着磁部は、前記第１着磁部の前記中心軸に沿った両側の端部に設けられることを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の電動機。
【請求項７】
前記第２着磁部は、前記第１着磁部の前記中心軸に沿った片側の端部のみに設けられることを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の電動機。
【請求項８】
第１方向に沿って延びるステータコアと、
前記ステータコアに第１方向に沿って並べて配置された複数の永久磁石と、
前記第１方向に沿って移動可能に配置され、前記第１方向と直交する第２方向に前記永久磁石と隙間を空けて配置されるロータコアと、を備えた電動機であって、
前記永久磁石は、
磁極の配向が前記ロータコアを向く複数の第１磁石と、
磁極の配向が前記ステータコアを向く複数の第２磁石と、を備え、
前記第１磁石と前記第２磁石は、前記第１方向に沿って交互に配置され、
前記第１磁石は、前記第１方向および前記第２方向と直交する第３方向に沿って並べて配置された第１着磁部と第２着磁部とを有し、
前記第１着磁部と前記第２着磁部とは、一体に形成されて、前記第３方向に沿って延びており、
前記第１着磁部は、磁極の配向が前記第３方向に垂直方向となるように着磁され、
前記第２着磁部は、前記第１着磁部の前記第３方向に沿った端部に設けられ、磁極の配向が前記第３方向に垂直方向以外となるように着磁され、
前記第１着磁部の前記第３方向に沿った長さＬｍｓは、前記ステータコアの前記第３方向に沿った長さをＬｓとしたときに、０．３Ｌｓ≦Ｌｍｓ＜Ｌｓの式が成立し、
前記第２着磁部の前記第３方向に沿った長さは、前記ロータコアと前記第１磁石との前記第２方向に沿った距離よりも大きく設定されることを特徴とする電動機。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００８】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明にかかる電動機は、筒状のコアバックとコアバックから突出する複数のティースとを有するステータコアと、ステータコアの内側に配置されるロータコアと、ステータコアと隙間を空けた状態でロータコアに設けられ、ロータコアの周方向に沿って並べて配置された複数の永久磁石と、を備える。永久磁石は、磁極の配向がステータコアを向く複数の第１磁石と、磁極の配向がロータコアを向く複数の第２磁石と、を備える。第１磁石と第２磁石は、周方向に沿って交互に配置される。第１磁石は、磁極の配向がコアバックの中心軸に垂直方向となるように着磁された第１着磁部と、第１着磁部の中心軸に沿った端部に設けられ、磁極の配向が中心軸に垂直方向以外となるように着磁された第２着磁部と、を有する。第１着磁部と第２着磁部とは、一体に形成されて、中心軸に沿って延びている。第１着磁部の中心軸に沿った長さＬｍｓは、ステータコアの中心軸に沿った長さをＬｓとしたときに、０．３Ｌｓ≦Ｌｍｓ＜Ｌｓの式が成立する。第２着磁部の中心軸に沿った長さは、ステータコアと第１磁石との径方向に沿った距離よりも大きく設定される。
【手続補正書】
【提出日】令和2年4月9日(2020.4.9)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
筒状のコアバックと前記コアバックから突出する複数のティースとを有するステータコアと、
前記ステータコアの内側に配置されるロータコアと、
前記ステータコアと隙間を空けた状態で前記ロータコアに設けられ、前記ロータコアの周方向に沿って並べて配置された複数の永久磁石と、を備えた電動機であって、
前記永久磁石は、
磁極の配向が前記ステータコアを向く複数の第１磁石と、
磁極の配向が前記ロータコアを向く複数の第２磁石と、を備え、
前記第１磁石と前記第２磁石は、周方向に沿って交互に配置され、
前記第１磁石は、
磁極の配向が前記コアバックの中心軸に垂直方向となるように着磁された第１着磁部と、
前記第１着磁部の前記中心軸に沿った端部に設けられ、磁極の配向が前記中心軸に垂直方向以外となるように着磁された第２着磁部と、を有し、
前記第１着磁部と前記第２着磁部とは、一体に形成されて、前記中心軸に沿って延びており、
前記第１着磁部の前記中心軸に沿った長さＬｍｓは、前記ステータコアの前記中心軸に沿った長さをＬｓとしたときに、０．３Ｌｓ≦Ｌｍｓ＜Ｌｓの式が成立し、
前記第２着磁部の一部と前記ステータコアとの前記中心軸に沿った位置が一致し、
前記第１磁石の前記中心軸に沿った長さは、前記ステータコアの前記中心軸に沿った長さよりも長く設定され、
前記第２着磁部の前記中心軸に沿った長さは、前記ステータコアと前記第１磁石との径方向に沿った距離よりも大きく設定されることを特徴とする電動機。
【請求項２】
複数の前記ティースのそれぞれには、巻線が巻き付けられて複数のコイルが形成され、
前記第１磁石の前記中心軸に沿った長さをＬｍ、前記コイルのうち前記ステータコアの前記中心軸に沿った片側の端部に位置する部位の前記中心軸に沿った長さをＬｃとしたときに、Ｌｍ＝２Ｌｃ＋Ｌｓの式が成立することを特徴とする請求項１に記載の電動機。
【請求項３】
前記ロータコアに形成された軸孔に通されたシャフトと、
前記シャフトの前記中心軸に沿った一端側を負荷側とし、前記シャフトの前記中心軸に沿った他端側を反負荷側とした場合に、前記ロータコアよりも前記負荷側に配置された第１ブラケットと、
前記ロータコアよりも前記反負荷側に配置された第２ブラケットと、
前記第１ブラケットに設けられ、前記シャフトを回転可能に支持する第１ベアリングと、
前記第２ブラケットに設けられ、前記シャフトを回転可能に支持する第２ベアリングと、をさらに備え、
前記第２ベアリングは、前記第１ベアリングよりも小型であり、
前記第２ベアリングのうち前記負荷側に位置する部位と前記コイルのうち前記反負荷側に位置する部位との前記中心軸に沿った位置が一致することを特徴とする請求項２に記載の電動機。
【請求項４】
前記中心軸と直交する方向に沿った断面で、前記第１磁石および前記第２磁石は、磁極の配向が前記中心軸に垂直方向となるように着磁された部分と、磁極の配向が前記中心軸に垂直方向以外となるように着磁された部分と、を有することを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の電動機。
【請求項５】
前記第１着磁部は、前記ロータコアの内部に埋め込まれており、
前記第２着磁部は、前記ロータコアの外部に露出していることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の電動機。
【請求項６】
前記第２着磁部は、前記第１着磁部の前記中心軸に沿った両側の端部に設けられることを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の電動機。
【請求項７】
前記第２着磁部は、前記第１着磁部の前記中心軸に沿った片側の端部のみに設けられることを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の電動機。
【請求項８】
第１方向に沿って延びるステータコアと、
前記ステータコアに第１方向に沿って並べて配置された複数の永久磁石と、
前記第１方向に沿って移動可能に配置され、前記第１方向と直交する第２方向に前記永久磁石と隙間を空けて配置されるロータコアと、を備えた電動機であって、
前記永久磁石は、
磁極の配向が前記ロータコアを向く複数の第１磁石と、
磁極の配向が前記ステータコアを向く複数の第２磁石と、を備え、
前記第１磁石と前記第２磁石は、前記第１方向に沿って交互に配置され、
前記第１磁石は、前記第１方向および前記第２方向と直交する第３方向に沿って並べて配置された第１着磁部と第２着磁部とを有し、
前記第１着磁部と前記第２着磁部とは、一体に形成されて、前記第３方向に沿って延びており、
前記第１着磁部は、磁極の配向が前記第３方向に垂直方向となるように着磁され、
前記第２着磁部は、前記第１着磁部の前記第３方向に沿った端部に設けられ、磁極の配向が前記第３方向に垂直方向以外となるように着磁され、
前記第１着磁部の前記第３方向に沿った長さＬｍｓは、前記ステータコアの前記第３方向に沿った長さをＬｓとしたときに、０．３Ｌｓ≦Ｌｍｓ＜Ｌｓの式が成立し、
前記第２着磁部の一部と前記ロータコアとの前記第３方向に沿った位置が一致し、
前記第１磁石の前記第３方向に沿った長さは、前記ロータコアの前記第３方向に沿った長さよりも長く設定され、
前記第２着磁部の前記第３方向に沿った長さは、前記ロータコアと前記第１磁石との前記第２方向に沿った距離よりも大きく設定されることを特徴とする電動機。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００８】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明にかかる電動機は、筒状のコアバックとコアバックから突出する複数のティースとを有するステータコアと、ステータコアの内側に配置されるロータコアと、ステータコアと隙間を空けた状態でロータコアに設けられ、ロータコアの周方向に沿って並べて配置された複数の永久磁石と、を備える。永久磁石は、磁極の配向がステータコアを向く複数の第１磁石と、磁極の配向がロータコアを向く複数の第２磁石と、を備える。第１磁石と第２磁石は、周方向に沿って交互に配置される。第１磁石は、磁極の配向がコアバックの中心軸に垂直方向となるように着磁された第１着磁部と、第１着磁部の中心軸に沿った端部に設けられ、磁極の配向が中心軸に垂直方向以外となるように着磁された第２着磁部と、を有する。第１着磁部と第２着磁部とは、一体に形成されて、中心軸に沿って延びている。第１着磁部の中心軸に沿った長さＬｍｓは、ステータコアの中心軸に沿った長さをＬｓとしたときに、０．３Ｌｓ≦Ｌｍｓ＜Ｌｓの式が成立する。第２着磁部の一部とステータコアとの中心軸に沿った位置が一致する。第１磁石の中心軸に沿った長さは、ステータコアの中心軸に沿った長さよりも長く設定される。第２着磁部の中心軸に沿った長さは、ステータコアと第１磁石との径方向に沿った距離よりも大きく設定される。
【国際調査報告】
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