JP6460159B2 - ロータ及びモータ - Google Patents

Description

本発明は、ロータ及びモータに関するものである。

モータに使用されるロータとしては、周方向に複数の爪状磁極をそれぞれ有して組み合わされるロータコアを備え、それらの間に界磁磁石を配置して各爪状磁極を交互に異なる磁極に機能させる所謂永久磁石界磁のランデル型構造のロータがある（例えば、特許文献１参照）。

実開平５−４３７４９号公報

ところで、上記のようなモータにおいては、爪状磁極の背面において隙間ができてしまうと、その隙間から磁束が漏れてしまう虞がある。
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであって、その目的は、漏れ磁束を抑えた構造を実現することができるロータ及びモータを提供することにある。

上記課題を解決するロータは、略円盤状の第１コアベースの外周部に、等間隔に複数の第１爪状磁極が径方向外側に突出されるとともに軸方向に延出形成された第１ロータコアと、略円盤状の第２コアベースの外周部に、等間隔に複数の第２爪状磁極が径方向外側に突出されるとともに軸方向に延出形成され、前記各第２爪状磁極がそれぞれ対応する前記第１ロータコアの各第１爪状磁極間に配置された第２ロータコアと、前記第１コアベースと第２コアベースとの軸方向の間に配置され、前記軸方向に磁化されることで、前記第１爪状磁極を第１の磁極として機能させ、前記第２爪状磁極を第２の磁極として機能させる界磁磁石と、前記第１爪状磁極の背面に配置された第１背面磁石部、及び前記第２爪状磁極の背面に配置された第２背面磁石部を有し、前記界磁磁石の外周を取り囲む環状をなす極異方性磁石と、を備え、前記極異方性磁石は、前記第１背面磁石部からその隣の前記第２背面磁石部に至るまでの間で前記界磁磁石側に湾曲する極異方配向を有しており、前記極異方性磁石の内周面は、前記第１コアベースの外周面及び前記第２コアベースの外周面に当接している。
上記課題を解決するロータは、略円盤状の第１コアベースの外周部に、等間隔に複数の第１爪状磁極が径方向外側に突出されるとともに軸方向に延出形成された第１ロータコアと、略円盤状の第２コアベースの外周部に、等間隔に複数の第２爪状磁極が径方向外側に突出されるとともに軸方向に延出形成され、前記各第２爪状磁極がそれぞれ対応する前記第１ロータコアの各第１爪状磁極間に配置された第２ロータコアと、前記第１コアベースと第２コアベースとの軸方向の間に配置され、前記軸方向に磁化されることで、前記第１爪状磁極を第１の磁極として機能させ、前記第２爪状磁極を第２の磁極として機能させる界磁磁石と、前記第１爪状磁極の背面に配置された第１背面磁石部、及び前記第２爪状磁極の背面に配置された第２背面磁石部を有し、前記界磁磁石の外周を取り囲む環状をなす極異方性磁石と、を備え、前記極異方性磁石は、前記第１背面磁石部からその隣の前記第２背面磁石部に至るまでの間で前記界磁磁石側に湾曲する極異方配向を有しており、前記極異方性磁石の内周面は、前記界磁磁石の外周面に当接している。

上記記載のロータにおいて、前記極異方性磁石は、前記第１爪状磁極と前記第２爪状磁極との周方向の間に配置された極間磁石部を備えている。
上記記載のロータにおいて、前記極間磁石部は、前記第１背面磁石部及び前記第２背面磁石部よりも径方向外側に延出されている。

上記記載のロータにおいて、前記第１背面磁石部と前記第２背面磁石部とは、軸方向に互いにずれて配置されている。
上記記載のロータにおいて、前記第１爪状磁極及び前記第１背面磁石部と、前記第２爪状磁極及び前記第２背面磁石部とは、周方向において交互に配置されている。

上記記載のロータにおいて、前記極異方性磁石は、円環状に一体成形されている。
上記課題を解決するモータは、上記記載のロータを備えている。

従って、上記記載の発明によれば、漏れ磁束を抑えた構造を実現することができるロータ及びモータを提供することができる。

実施形態におけるモータの断面図。 同上におけるロータの斜視図。 同上におけるロータの断面図。 同上における補助磁石の斜視図。 第２実施形態における補助磁石の斜視図。 同上における補助磁石を構成する周方向分割部の斜視図。 別例における補助磁石の斜視図。 同上における補助磁石を構成する周方向分割部の斜視図。 別例における補助磁石の斜視図。 別例における補助磁石の斜視図。 第３実施形態における補助磁石の平面図。 別例における補助磁石の平面図。 別例における補助磁石の平面図。 別例における補助磁石の平面図。 （ａ）は別例における補助磁石の平面図、（ｂ）は別例における補助磁石の斜視図。 第４実施形態における補助磁石の斜視図。 別例における補助磁石の斜視図。

（第１実施形態）
以下、本発明を具体化した第１実施形態を図面に従って説明する。
図１に示すように、モータ１のモータケース２は、有底筒状に形成された筒状ハウジング３と、該筒状ハウジング３のフロント側（図１中、左側）の開口部を閉塞するフロントエンドプレート４とを有している。また、筒状ハウジング３のリア側（図１中、右側）の端部には、回路基板等の電源回路を収容した回路収容ボックス５が取り付けられている。筒状ハウジング３の内周面にはステータ６が固定されている。ステータ６は、径方向内側に延びる複数のティースを有する電機子コア７と、電機子コア７のティースに巻装されたセグメントコンダクタ（ＳＣ）巻線８とを有する。モータ１のロータ１１は回転軸１２を有し、ステータ６の内側に配置されている。回転軸１２は非磁性体の金属シャフトであって、筒状ハウジング３の底部３ａ及びフロントエンドプレート４に支持された軸受１３，１４により回転可能に支持されている。

ロータ１１は、図２及び図３に示すように、第１及び第２ロータコア２１，２２と、環状磁石２３（図４参照）と、補助磁石２４とを備える。尚、図３及び図４中の実線で示す矢印は各磁石２３，２４の磁化方向（Ｓ極からＮ極向き）を示している。

図２及び図３に示すように、第１ロータコア２１は、略円盤状の第１コアベース２１ａの外周部に、等間隔に複数（本実施形態では５つ）の第１爪状磁極２１ｂが径方向外側に突出されるとともに軸方向に延出形成されている。第１爪状磁極２１ｂの周方向端面２１ｃ，２１ｄは径方向に延びる（軸方向から見て径方向に対して傾斜していない）平坦面とされ、第１爪状磁極２１ｂは軸直交方向断面が扇形状とされている。各第１爪状磁極２１ｂの周方向の角度、即ち前記周方向端面２１ｃ，２１ｄ間の角度は、周方向に隣り合う第１爪状磁極２１ｂ同士の隙間の角度より小さく設定されている。

第２ロータコア２２は、図２及び図３に示すように、第１ロータコア２１と同形状であって、略円盤状の第２コアベース２２ａの外周部に、等間隔に複数の第２爪状磁極２２ｂが径方向外側に突出されるとともに軸方向に延出形成されている。第２爪状磁極２２ｂの周方向端面２２ｃ，２２ｄは径方向に延びる平坦面とされ、第２爪状磁極２２ｂは軸直交方向断面が扇形状とされている。各第２爪状磁極２２ｂの周方向の角度、即ち前記周方向端面２２ｃ，２２ｄ間の角度は、周方向に隣り合う第２爪状磁極２２ｂ同士の隙間の角度より小さく設定されている。そして、第２ロータコア２２は、前記各第２爪状磁極２２ｂがそれぞれ対応する各第１爪状磁極２１ｂ間に配置されるようにして、第１コアベース２１ａと第２コアベース２２ａとの軸方向の間に環状磁石２３（図４参照）が配置（挟持）されるようにして第１ロータコア２１に対して組み付けられる。このとき、第１爪状磁極２１ｂの一方の周方向端面２１ｃと第２爪状磁極２２ｂの他方の周方向端面２２ｄとが軸方向に沿って平行をなすように形成されるため、各端面２１ｃ，２２ｄ間の間隙が軸方向に沿って略直線状をなすように形成されることとなる。また、第１爪状磁極２１ｂの他方の周方向端面２１ｄと第２爪状磁極２２ｂの一方の周方向端面２２ｃとが軸方向に沿って平行をなすように形成されるため、各端面２１ｄ，２２ｃ間の間隙が軸方向に沿って略直線状をなすように形成されることとなる。

図３に示すように、環状磁石２３は、その外径が第１及び第２コアベース２１ａ，２２ａの外径と同じに設定され、第１爪状磁極２１ｂを第１の磁極（本実施形態ではＮ極）として機能させ、第２爪状磁極２２ｂを第２の磁極（本実施形態ではＳ極）として機能させるように、軸方向に磁化されている。従って、本実施形態のロータ１１は、界磁磁石としての環状磁石２３を用いた所謂ランデル型構造のロータである。ロータ１１は、Ｎ極となる第１爪状磁極２１ｂと、Ｓ極となる第２爪状磁極２２ｂとが周方向に交互に配置されており、磁極数が１０極（極対数が５個）となる。ここで、極対数が３以上の奇数であるため、ロータコア単位で見ると同極の爪状磁極同士が周方向１８０°対向位置とならないため、磁気振動に対して安定する形状となる。

図４に示すように、補助磁石２４は、周方向において分割された複数の周方向分割部２５，２６を備え、これら周方向分割部２５，２６を周方向に連続して隣接させて構成される。周方向分割部２５，２６は、第１爪状磁極２１ｂに取着される第１周方向分割部２５と、第２爪状磁極２２ｂに取着される第２周方向分割部２６とを備える。

各第１爪状磁極２１ｂに取着される第１周方向分割部２５は、図４に示すように軸方向視でコ字状をなすように形成され、第１背面磁石部２５ａと、第１極間磁石部２５ｂとを備える。

第１背面磁石部２５ａは、図２〜図４に示すように前記第１爪状磁極２１ｂの背面２１ｅ（径方向内側の面）と第２コアベース２２ａの外周面２２ｆとの間に配置されている。第１背面磁石部２５ａは、その軸直交方向断面が扇形状とされ、第１爪状磁極２１ｂの背面２１ｅに当接する側が第１爪状磁極２１ｂと同極のＮ極に、第２コアベース２２ａの外周面２２ｆに当接する側が同第２コアベース２２ａと同極のＳ極となるように磁化されている。また、第１背面磁石部２５ａは、例えばフェライト磁石で構成することができる。

第１極間磁石部２５ｂは、図２及び図４に示すように前記第１背面磁石部２５ａの周方向両側から径方向外側に延出するとともに、前記第１爪状磁極２１ｂの周方向両側に位置するように前記第１背面磁石部２５ａと一体形成されている。また、第１爪状磁極２１ｂの周方向両側の第１極間磁石部２５ｂは、前記第１爪状磁極２１ｂ及び前記第２爪状磁極２２ｂの周方向間の隙間の半分の周方向厚み（長さ）を有するように構成されている。

また、各第２爪状磁極２２ｂに取着される第２周方向分割部２６は、図４に示すように前記第１爪状磁極２１ｂ側の第１周方向分割部２５と同様に軸方向視でコ字状をなすように形成され、第２背面磁石部２６ａと、第２極間磁石部２６ｂとを備える。

第２背面磁石部２６ａは、図２〜図４に示すように前記第２爪状磁極２２ｂの背面２２ｅ（径方向内側の面）と第１コアベース２１ａの外周面２１ｆとの間に配置されている。第２背面磁石部２６ａは、その軸直交方向断面が扇形状とされ、第２爪状磁極２２ｂの背面２２ｅに当接する側がＳ極に、第１コアベース２１ａの外周面２１ｆに当接する側がＮ極となるように磁化されている。また、第２背面磁石部２６ａは、第１背面磁石部２５ａと同様に例えばフェライト磁石で構成することができる。

ここで、第１背面磁石部２５ａと第２背面磁石部２６ａとは、環状磁石２３が配置されるロータ１１の軸方向位置で互いに軸方向に重なるように、言い換えると、ロータ１１の両面から環状磁石２３が配置される軸方向位置に達するまで配置されるように軸方向の長さが設定されている。

第２極間磁石部２６ｂは、第１極間磁石部２５ｂと略同形状であって、前記第２背面磁石部２６ａの周方向両側から径方向外側に延出するとともに、前記第２爪状磁極２２ｂの周方向両側に位置するように前記第２背面磁石部２６ａと一体形成されている。また、第２爪状磁極２２ｂの周方向両側の第２極間磁石部２６ｂは、前記第１爪状磁極２１ｂ及び前記第２爪状磁極２２ｂの周方向間の隙間の半分の周方向厚み（長さ）を有するように構成されている。つまり、第１爪状磁極２１ｂと第２爪状磁極２２ｂの間の極間磁石は、第１周方向分割部２５の第１極間磁石部２５ｂと、第２周方向分割部２６の第２極間磁石部２６ｂとの２つを合わせて形成される。そして、図３に示すように、第１爪状磁極２１ｂと第２爪状磁極２２ｂとの周方向の略中央位置において、各周方向分割部２５，２６の各極間磁石部２５ｂ，２６ｂ同士が周方向において当接し環状を成す態様で配置されている。

上記のように構成されたモータ１は、回路収容ボックス５内の電源回路を介してセグメントコンダクタ（ＳＣ）巻線８に３相の駆動電流が供給されると、ステータ６でロータ１１を回転させるための磁界が発生され、ロータ１１が回転駆動される。

次に、上記のように構成されたモータ１の作用について説明する。
本実施形態のモータ１のロータ１１は、各爪状磁極２１ｂ，２２ｂの周方向間に配置される極間磁石部２５ｂ，２６ｂと、第１及び第２爪状磁極２１ｂ，２２ｂの背面に配置される背面磁石部２５ａ，２６ａとが一体形成されてなる周方向分割部２５，２６を有する補助磁石２４を備える。このように極間磁石部２５ｂ，２６ｂと背面磁石部２５ａ，２６ａでなる補助磁石２４を備えることで、空隙からの漏れ磁束を抑えてロータの高出力化に寄与することができるようになっている。更に、補助磁石２４の周方向分割部２５，２６は、各極間磁石部２５ｂ，２６ｂと背面磁石部２５ａ，２６ａとが一体形成されているため部品点数を抑えることができるようになっている。

次に、本実施形態の特徴的な効果を記載する。
（１）第１及び第２爪状磁極２１ｂ，２２ｂとの周方向の間に配置される極間磁石部２５ｂ，２６ｂと、第１及び第２爪状磁極２１ｂ，２２ｂの背面に配置される背面磁石部２５ａ，２６ａとが一体形成されて各爪状磁極２１ｂ，２２ｂと径方向及び周方向に当接する補助磁石２４を備える。このように、極間磁石部２５ｂ，２６ｂと背面磁石部２５ａ，２６ａとを一体形成してなる補助磁石２４を設けることで、部品点数を抑えつつ漏れ磁束を抑えることができる。

（２）補助磁石２４は、界磁磁石としての環状磁石２３によって第１及び第２の磁極として機能される各爪状磁極２１ｂ，２２ｂと同一方向の磁化方向を有する。これにより、爪状磁極２１ｂ，２２ｂ外表面の磁束を高めることができる。

（３）補助磁石２４は、周方向において分割された複数の周方向分割部２５，２６を、周方向に連続して隣接させて構成され、各周方向分割部２５，２６は、それぞれ背面磁石部２５ａ，２６ａと、極間磁石部２５ｂ，２６ｂとを有する。このように、極間磁石部２５ｂ，２６ｂと背面磁石部２５ａ，２６ａとが一体化されることで、ロータ回転時に極間磁石部２５ｂ、２６ｂが遠心力により脱けることを抑えることが可能となる。また、補助磁石２４は、予め周方向に分割した周方向分割部２５，２６を隣接して円環状にするため、予め円環状の補助磁石２４を一体成形する場合と比較して高精度の成形装置を用いることなく、周方向分割部２５，２６を成形することができる。

（４）各周方向分割部２５，２６は、それぞれの極間磁石部２５ｂ，２６ｂが他の周方向分割部２５，２６の極間磁石部２５ｂ，２６ｂと隣接する。即ち、補助磁石２４の周方向分割部２５，２６は、極間磁石部２５ｂ，２６ｂで分割されることとなるため、周方向分割部２５，２６の背面磁石部２５ａ，２６ａを爪状磁極で覆うことができる。これにより、極間磁石部２５ｂ，２６ｂの離間を抑えることができる。

尚、上記第１実施形態は、以下のように変更してもよい。
・上記第１実施形態では、補助磁石の周方向分割部２５，２６を別体で構成したが、背面磁石部と極間磁石部とを環状で一体的に構成（一体成形）してもよい。例えば、図９に示すように、各爪状磁極２１ｂ，２２ｂと当接する周方向分割部２５，２６を環状で一体的に構成してもよい。このような構成とすることで、より部品点数を抑えることができる。

・上記第１実施形態では、特に言及していないが、図１０に示すように、補助磁石の周方向分割部２５，２６をある特定の方向に磁束が向く異方性磁石（極異方性磁石）で構成してもよい。このような構成とすることで、異方性磁石によるある特定方向に向く強い磁束を、各爪状磁極に発生させるのに効果が高くなる。よって、ロータのトルク確保に効果が高い。

（第２実施形態）
次に、本発明を具体化した第２実施形態を図面に従って説明する。なお、本実施形態では、上記実施形態と比較して補助磁石の構成が異なるため、主にこの点について述べる。また、第１実施形態と同一部材について同一符号を付して説明の一部又は全部を割愛する。

図５に示すように、補助磁石３１は、極対数の個数（本実施形態では５個）で周方向略等角度に分割された複数の周方向分割部３２を備え、これら周方向分割部３２を周方向に連続して隣接させて構成される。また、補助磁石３１は、焼結磁石やボンド磁石として成形することが可能であり、ＳｍＦｅＮ系磁石、ＳｍＣｏ系磁石、フェライト磁石やネオジム磁石を採用することができる。

図６に示すように、周方向分割部３２は、２つの極間磁石部３２ａと、この極間磁石部３２ａよりも周方向外側に位置する両側背面磁石部３２ｂと、前記極間磁石部３２ａ間に位置する中央背面磁石部３２ｃとを備える。

極間磁石部３２ａは、前記第１爪状磁極２１ｂと第２爪状磁極２２ｂとの周方向間に位置するものであり、上記第１実施形態の周方向において当接する第１極間磁石部２５ｂと第２極間磁石部２６ｂとを一体形成した構成とされる。すなわち、極間磁石部３２ａは、前記第１爪状磁極２１ｂ及び前記第２爪状磁極２２ｂの周方向間の隙間と同等の周方向厚み（長さ）を有するように構成されている。

中央背面磁石部３２ｃは、上記第１実施形態の第２背面補助磁石２６ａに相当し、第２爪状磁極２２ｂの背面２２ｅと第１コアベース２１ａの外周面２１ｆとの間に配置されている。中央背面磁石部３２ｃは、その軸直交方向断面が扇形状とされる。

図５及び図６に示すように、両側背面磁石部３２ｂは、上記第１実施形態の第１背面磁石部２５ａに相当し、前記第１爪状磁極２１ｂの背面２１ｅと第２コアベース２２ａの外周面２２ｆとの間に配置されている。また、周方向分割部３２の各両側背面磁石部３２ｂは、前記第１爪状磁極２１ｂ又は前記第２爪状磁極２２ｂの周方向幅の半分の周方向厚み（長さ）を有するように構成されている。なお、周方向において当接する両側背面磁石部３２ｂを合わせて上記第１実施形態の第１背面磁石部２５ａに相当することとなる。そして、図５に示すように、第１爪状磁極２１ｂの背面の周方向略中央位置において、周方向分割部３２の両側背面磁石部３２ｂ同士が周方向において当接し環状を成す態様で配置されている。

次に、本実施形態の作用を記載する。
本実施形態の補助磁石３１は、周方向分割部３２が極対数の個数で周方向等角度に分割される。このため、各周方向分割部３２は第１ロータコアの爪状磁極か第２ロータコアの爪状磁極と径方向に当接し、各爪状磁極２１ｂ，２２ｂで保持されることとなる。

また、各周方向分割部３２は、両側背面磁石部３２ｂ同士が周方向において隣接（当接）する。このため、隣接する両側背面磁石部３２ｂが一体化される場合と比較して両側背面磁石部３２ｂ間において僅かに隙間が発生する虞があるが、両側背面磁石部３２ｂは概ね径方向に磁化されるため、この隙間が磁気抵抗となることが抑えられる。

次に、本実施形態の特徴的な効果を記載する。
（５）周方向分割部３２は、極対数の個数で周方向等角度に分割されることで、各周方向分割部３２は必然的に第１ロータコア２１の爪状磁極２１ｂか第２ロータコア２２の爪状磁極２２ｂで保持されることとなり、これによりロータ回転時にロータコア２１，２２から周方向分割部３２（補助磁石３１）が抜けることを抑えることができる。

（６）各周方向分割部３２はそれぞれの両側背面磁石部３２ｂが他の周方向分割部３２の両側背面磁石部３２ｂと隣接することで、分割位置が各爪状磁極２１ｂ，２２ｂの背面である両側背面磁石部３２ｂとなる。この両側背面磁石部３２ｂは、概ね径方向に磁化されるものであるため、周方向分割部３２間の分割位置が磁気抵抗となることを抑えることができる。これにより、モータの高出力化に寄与できる。

尚、上記第２実施形態は、以下のように変更してもよい。
・上記第２実施形態では、特に言及していないが、例えば図７及び図８に示すように、界磁磁石としての環状磁石２３を周方向分割部３２（補助磁石３５）と径方向において一体化してもよい。周方向分割部３２個々と一体化させる場合、前記環状磁石２３を周方向に分割した扇状磁石２３ａと周方向分割部３２とを一体化させ、これらを周方向に環状に配置する構成とする。このような構成とすることで、補助磁石３５は、径方向において前記環状磁石２３と一体化されるため、部品点数を更に抑えることができる。また、ロータ回転時における極間磁石部３２ａの抜けをより確実に抑えることができる。

（第３実施形態）
次に、本発明を具体化した第３実施形態を図面に従って説明する。なお、本実施形態では、上記実施形態と比較して補助磁石の構成が異なるため、主にこの点について述べる。また、第１実施形態又は第２実施形態と同一部材について同一符号を付し、説明の一部又は全部を割愛する。

図１１に示すように、補助磁石４１は、円環状に一体構成され、異方性磁石部４２と、この異方性磁石部と磁気特性の異なる異性質部４３とを有する。
異方性磁石部４２は、極異方配向とされる極異方性磁石で構成される。異方性磁石部４２は、環状を成し、背面磁石部４２ａと極間磁石部４２ｂとを有する。

図１１に示すように、背面磁石部４２ａは周方向略中央で径方向内側に凹状をなすスリット部４２ｃを有する。本実施形態のスリット部４２ｃは、異方性磁石部４２の極中央（極の周方向中央）に形成される。また、スリット部４２ｃは、その径方向長さが背面磁石部４２ａの径方向長さの半分以上を有するように形成される。

図１１に示すように、前記スリット部４２ｃには異方性磁石部４２と磁気特性が異なることで異方性磁石部４２と収縮率の異なる異性質部４３が備えられる。この異性質部４３としては本実施形態では例えば等方性磁石を採用することができる。

次に、本実施形態の作用を記載する。
本実施形態の補助磁石４１は、略円環状の異方性磁石部４２に加えて、この異方性磁石部４２と磁気特性（収縮率）の異なる異性質部４３を備える。ここで、焼成や焼結時において異方性磁石部４２の磁化され易い結晶方位（磁化容易軸方向）と磁化困難な方位（磁化困難軸方向）とで収縮率が異なる。このため、円環状の補助磁石の一部に異方性磁石部を用いると、内部応力が蓄積されて補助磁石が割れる虞がある。そこで、前述のように収縮率の異なる異性質部４３によって異方性磁石部４２の磁化容易軸方向と磁化困難軸方向とで異なる収縮率の違いを吸収することが可能となっている。

次に、本実施形態の特徴的な効果を記載する。
（７）補助磁石４１は、円環状に一体構成されるものであり、異方性磁石部４２と、この異方性磁石部と磁気特性の異なる異性質部とを有する。ここで、異方性磁石部４２は、焼成や焼結時に、磁化され易い結晶方位（磁化容易軸方向）と磁化困難な方位（磁化困難軸方向）とで収縮率が異なる。このため、円環状の補助磁石４１の一部に異方性磁石部４２を用いると、内部応力が蓄積されて補助磁石４１が割れる虞がある。このため、異方性磁石部４２と磁気特性の異なる異性質部４３を補助磁石４１に備えることで、この異性質部４３と異方性磁石部４２とでの収縮率の差を利用して内部応力の集中を緩和させることができ、補助磁石４１の割れを抑えることができる。

（８）補助磁石４１の異性質部４３として等方性磁石を採用することで、補助磁石４１の内部応力を緩和させて割れの発生を抑えつつ、異性質部４３を空隙とした場合と比較して発生する磁力（磁束密度）を高めることができる。

（９）補助磁石４１の異性質部４３は、補助磁石４１の径方向内側に設けられることで、径方向外側に空隙等の異性質部４３を設けていないため径方向外側の形状変化を抑えることができる。

（１０）異方性磁石部４２は極異方性磁石で構成されるため、ラジアル配向の異方性磁石と比較して最大磁束密度を高くすることができる。
尚、上記第３実施形態は、以下のように変更してもよい。

・上記第３実施形態では、スリット部４２ｃの径方向長さを背面磁石部４２ａの径方向長さの半分以上の長さとし、異性質部４３の径方向長さをスリット部４２ｃと同様となるように構成したが、これに限らない。例えば図１２に示すように、スリット部４２ｃ及び異性質部４３の径方向長さを、背面磁石部４２ａの径方向長さの半分以下としてもよい。

・上記第３実施形態では、背面磁石部４２ａの周方向中央（極中央）に異性質部４３を設ける構成としたが、図１３に示すように極間磁石部４２ｂに異性質部４３を設ける構成を採用してもよい。

・上記第３実施形態では、背面磁石部４２ａと極間磁石部４２ｂとを一体形成して異方性磁石部４２を構成したが、これに限らない。例えば、図１４に示すように背面磁石部４２ａと極間磁石部４２ｂとを別体としてもよい。また、この場合、異方性磁石部４２は、極異方性磁石ではなく、背面磁石部４２ａをラジアル配向の異方性磁石で構成し、極間磁石部４２ｂを異性質部としての等方性磁石で構成してもよい。また、図１４においては、極間磁石部４２ｂの径方向内側に異性質部としての空隙４５を形成している。

・上記第３実施形態では、異性質部４３を等方性磁石で構成したが、図１５（ａ）（ｂ）に示すように、空隙４６を異性質部として採用してもよい。このような構成とすることで、補助磁石の内部応力が空隙４６により確実に緩和されて割れの発生をより抑えることができる。

（第４実施形態）
次に、本発明を具体化した第３実施形態を図面に従って説明する。なお、第１実施形態と同一部材について同一符号を付して説明の一部又は全部を割愛する。

次に、本発明を具体化した第３実施形態を図面に従って説明する。なお、第１実施形態と同一部材について同一符号を付して説明の一部又は全部を割愛する。
図１６に示すように、補助磁石５１は、軸方向において分割された複数の軸方向分割部５２〜５４を備え、これら軸方向分割部５２〜５４を軸方向に連続して隣接させて構成される。軸方向分割部５２〜５４は、補助磁石５１を軸方向において３分割したものであり、軸方向中央の中央分割部５２と、この中央分割部５２の軸方向両側に位置する両側分割部５３，５４とを有する。

各分割部５２〜５４は、極間磁石部５２ａ，５３ａ，５４ａと、背面磁石部５２ｂ，５３ｂ，５４ｂとを有する。
図１６に示すように、各両側分割部５３，５４は、１つの背面磁石部５３ｂ，５４ｂと、この背面磁石部５３ｂ，５４ｂの周方向両側において径方向外側に延出する極間磁石部５３ａ，５４ａとが一体形成された周方向分割体５５をそれぞれ極対数と同数個有する。

図１６に示すように、中央分割部５２は、極数分の個数の極間磁石部５２ａと背面磁石部５２ｂとが一体形成される。また、中央分割部５２は、更に上記第１実施形態の界磁磁石としての環状磁石２３を一体形成している。

次に、本実施形態の作用を記載する。
本実施形態の補助磁石５１は、軸方向において分割された複数の軸方向分割部５２〜５４を、軸方向に連続して隣接させて構成される。軸方向分割部５２〜５４は、それぞれ背面磁石部５２ｂ，５３ｂ，５４ｂと、極間磁石部５２ａ，５３ａ，５４ａとを有する。このような構成とすることで、補助磁石５１を周方向に分割した場合と比較して周方向における隙間等の発生を抑え、軸方向分割部５２〜５４の極間磁石部５２ａ，５３ａ，５４ａ及び背面磁石部５２ｂ，５３ｂ，５４ｂが磁気抵抗となることを抑えることができる。

次に、本実施形態の特徴的な効果を記載する。
（１１）補助磁石５１は、軸方向において分割された複数の軸方向分割部５２〜５４を、軸方向に連続して隣接させて構成され、軸方向分割部５２〜５４は、それぞれ背面磁石部５２ｂ，５３ｂ，５４ｂと、前記極間磁石部５２ａ，５３ａ，５４ａとを有する。このように軸方向に分割することで、極間磁石部５２ａ，５３ａ，５４ａ及び背面磁石部５２ｂ，５３ｂ，５４ｂが磁気抵抗となることを抑えることができる。

（１２）軸方向分割部５２〜５４は、その軸方向中央の軸方向分割部である中央分割部５２が径方向において界磁磁石としての環状磁石２３と一体化される。このように、環状磁石２３と一体化されることで部品点数が抑えられる。

なお、上記第４実施形態は、以下のように変更してもよい。
・上記第４実施形態では、補助磁石５１を軸方向に３分割した軸方向分割部５２〜５４にて構成したが、これに限らない。例えば図１７に示すように、軸方向において２分割された軸方向分割部５６，５７を、軸方向に連続して隣接させて補助磁石５１を構成してもよい。具体的には、補助磁石５１の軸方向分割部５６，５７は、極間磁石部５６ａ，５７ａと背面磁石部５６ｂ，５７ｂを有する。軸方向分割部５６，５７の極間磁石部５６ａ，５７ａと背面磁石部５６ｂ，５７ｂとは、それぞれの軸方向分割部５６，５７において円環状に一体形成される。このような構成とすることで、同一形状の軸方向分割部５６，５７となる。またこのような２分割の軸方向分割部５６，５７を金型成形する際に、金型の型抜きを容易とすることができる。金型も同様に１種類で前記軸方向分割部５６，５７を成形することができる。また、軸方向分割部５６，５７のそれぞれに第１実施形態の環状磁石２３を軸方向に分割した分割体２３ｂを一体形成してもよい。このように、環状磁石２３と一体化されることで部品点数が抑えられる。

また、上記各実施形態は、以下のように変更してもよい。
・上記各実施形態では、界磁磁石として１つの環状磁石２３を用いたが、複数に分割した永久磁石を回転軸１２の周囲で第１及び第２コアベース２１ａ，２２ａの軸方向間に配置する構成を採用してもよい。

・上記各実施形態では、特に言及していないが、第１及び第２ロータコア２１，２２と電機子コア７は、例えば磁性金属板材の積層や、磁性粉体の成形にて構成してもよい。
・上記各実施形態では、ステータ６のティースへの巻線の巻回方法について特に言及していないが、集中巻や分布巻を用いてもよい。

以下、他の技術的思想を記載する。
（付記１）略円盤状の第１コアベースの外周部に、等間隔に複数の第１爪状磁極が径方向外側に突出されるとともに軸方向に延出形成された第１ロータコアと、略円盤状の第２コアベースの外周部に、等間隔に複数の第２爪状磁極が径方向外側に突出されるとともに軸方向に延出形成され、前記各第２爪状磁極がそれぞれ対応する前記第１ロータコアの各第１爪状磁極間に配置された第２ロータコアと、前記第１コアベースと第２コアベースとの軸方向の間に配置され、前記軸方向に磁化されることで、前記第１爪状磁極を第１の磁極として機能させ、前記第２爪状磁極を第２の磁極として機能させる界磁磁石と、前記第１爪状磁極と前記第２爪状磁極との周方向の間に配置されるとともに前記第１及び第２爪状磁極と同じ極となるように磁化された極間磁石部と、前記第１及び第２爪状磁極の背面に配置されるとともに前記第１及び第２の磁極と同極性が径方向外側となるように磁化された背面磁石部とが一体形成されて前記各爪状磁極と径方向及び周方向に当接する補助磁石と、を備えたロータ。

この構成では、第１爪状磁極と前記第２爪状磁極との周方向の間に配置されるとともに第１及び第２爪状磁極と同じ極となるように磁化された極間磁石部と、第１及び第２爪状磁極の背面に配置されるとともに前記第１及び第２の磁極と同極性が径方向外側となるように磁化された背面磁石部とが一体形成されて各爪状磁極と径方向及び周方向に当接する補助磁石とを備える。このように、極間磁石部と背面磁石部とを一体形成してなる補助磁石を設けることで、部品点数を抑えつつ漏れ磁束を抑えることができる。

（付記２）上記記載のロータにおいて、前記補助磁石は、前記界磁磁石によって第１及び第２の磁極として機能される前記各爪状磁極と同一方向の磁化方向を有する。
この構成では、補助磁石は、前記界磁磁石によって第１及び第２の磁極として機能される前記各爪状磁極と同一方向の磁化方向を有する。これにより、爪状磁極外表面の磁束を高めることができる。

（付記３）上記記載のロータにおいて、前記補助磁石は、周方向において分割された複数の周方向分割部を、周方向に連続して隣接させて構成され、前記各周方向分割部は、それぞれ前記背面磁石部と、前記極間磁石部とを有する。

この構成では、補助磁石は、周方向において分割された複数の周方向分割部を、周方向に連続して隣接させて構成され、前記各周方向分割部は、それぞれ前記背面磁石部と、前記極間磁石部とを有する。このように、極間磁石部と背面磁石部とが一体化されることで、ロータ回転時に極間磁石部が遠心力により脱けることを抑えることが可能となる。また、補助磁石は、予め周方向に分割した周方向分割部を隣接して円環状にするため、予め円環状の補助磁石を成形する場合と比較して高精度の成形装置を用いることなく、周方向分割部を成形することができる。

（付記４）上記記載のロータにおいて、前記各周方向分割部は、それぞれの前記極間磁石部が他の周方向分割部の極間磁石部と隣接する。
この構成では、各周方向分割部は、それぞれの前記極間磁石部が他の周方向分割部の極間磁石部と隣接する。即ち、補助磁石の周方向分割部は、極間磁石部で分割されることとなるため、周方向分割部の背面磁石部を爪状磁極で覆うことができる。これにより、極間磁石部の離間を抑えることができる。

（付記５）上記記載のロータにおいて、前記周方向分割部は、極対数の個数で周方向等角度に分割される。
この構成では、周方向分割部は、極対数の個数で周方向等角度に分割されることで、各周方向分割部は必然的に第１ロータコアの爪状磁極か第２ロータコアの爪状磁極で保持されることとなり、これによりロータ回転時にロータコアから周方向分割部（補助磁石）が抜けることを抑えることができる。

（付記６）上記記載のロータにおいて、前記各周方向分割部は、それぞれの前記背面磁石部が他の周方向分割部の背面磁石部と隣接する。
この構成では、各周方向分割部はそれぞれの前記背面磁石部が他の周方向分割部の背面磁石部と隣接することで、分割位置が各爪状磁極の背面である背面磁石部となる。この背面磁石部は、概ね径方向に磁化されるものであるため、周方向分割部間の分割位置が磁気抵抗となることを抑えることができる。これにより、モータの高出力化に寄与できる。

（付記７）上記記載のロータにおいて、前記補助磁石は、径方向において前記界磁磁石と一体化される。
この構成では、補助磁石は、径方向において前記界磁磁石と一体化されるため、部品点数を更に抑えることができる。また、ロータ回転時における極間磁石部の抜けをより確実に抑えることができる。

（付記８）上記記載のロータにおいて、前記補助磁石は、軸方向において分割された複数の軸方向分割部を、軸方向に連続して隣接させて構成され、前記軸方向分割部は、それぞれ前記背面磁石部と、前記極間磁石部とを有する。

この構成では、補助磁石は、軸方向において分割された複数の軸方向分割部を、軸方向に連続して隣接させて構成され、前記軸方向分割部は、それぞれ前記背面磁石部と、前記極間磁石部とを有する。このように軸方向に分割することで、極間磁石部及び背面磁石部が磁気抵抗となることを抑えることができる。

（付記９）上記記載のロータにおいて、前記補助磁石は、軸方向において２分割された前記軸方向分割部を、軸方向に連続して隣接させて構成する。
この構成では、補助磁石は、軸方向において２分割された前記軸方向分割部を、軸方向に連続して隣接させて構成することで、各軸方向分割部を金型成形する際に、金型の型抜きを容易とすることができる。

（付記１０）上記記載のロータにおいて、前記補助磁石は、軸方向において３分割された前記軸方向分割部を、軸方向に連続して隣接させて構成され、前記軸方向分割部は、その軸方向中央の軸方向分割部が径方向において前記界磁磁石と一体化される。

この構成では、補助磁石は、軸方向において３分割された前記軸方向分割部を、軸方向に連続して隣接させて構成され、前記軸方向分割部は、その軸方向中央の軸方向分割部が径方向において前記界磁磁石と一体化される。このように、界磁磁石と一体化されることで部品点数が抑えられる。

・ところで、上記のようなモータにおいては、隣同士の爪状磁極の間に隙間ができてしまい、この隙間から磁束が漏れてしまう現状があった。また、例えば、爪状磁極の背面においても同様に隙間ができてしまうと、その隙間から磁束が漏れてしまう虞がある。そして漏れ磁束が増加すると、モータの出力が低下する要因にもなるため、何らかの対策が必要であるが、部品点数が増加しない構造としたい要望があった。

以下の構成は、上記課題を解決するためになされたものであって、その目的は、漏れ磁束を抑えた構造を、部品点数を抑えて実現することができるロータ及びモータを提供することにある。

・上記課題を解決するロータは、略円盤状の第１コアベースの外周部に、等間隔に複数の第１爪状磁極が径方向外側に突出されるとともに軸方向に延出形成された第１ロータコアと、略円盤状の第２コアベースの外周部に、等間隔に複数の第２爪状磁極が径方向外側に突出されるとともに軸方向に延出形成され、前記各第２爪状磁極がそれぞれ対応する前記第１ロータコアの各第１爪状磁極間に配置された第２ロータコアと、前記第１コアベースと第２コアベースとの軸方向の間に配置され、前記軸方向に磁化されることで、前記第１爪状磁極を第１の磁極として機能させ、前記第２爪状磁極を第２の磁極として機能させる界磁磁石と、前記第１爪状磁極と前記第２爪状磁極との周方向の間に配置されるとともに前記第１及び第２爪状磁極と同じ極となるように磁化された極間磁石部と、前記第１及び第２爪状磁極の背面に配置されるとともに前記第１及び第２の磁極と同極性が径方向外側となるように磁化された背面磁石部とが一体形成されて前記各爪状磁極と径方向及び周方向に当接する補助磁石と、を備え、前記補助磁石は、円環状に一体構成されるものであり、異方性磁石部と、この異方性磁石部と磁気特性の異なる異性質部とを有しており、前記補助磁石の異性質部は、前記補助磁石の前記背面磁石部における径方向内側に設けられている。

・上記記載のロータにおいて、前記補助磁石の異性質部は、前記背面磁石部における極の周方向中央に設けられている。
・上記課題を解決するロータは、略円盤状の第１コアベースの外周部に、等間隔に複数の第１爪状磁極が径方向外側に突出されるとともに軸方向に延出形成された第１ロータコアと、略円盤状の第２コアベースの外周部に、等間隔に複数の第２爪状磁極が径方向外側に突出されるとともに軸方向に延出形成され、前記各第２爪状磁極がそれぞれ対応する前記第１ロータコアの各第１爪状磁極間に配置された第２ロータコアと、前記第１コアベースと第２コアベースとの軸方向の間に配置され、前記軸方向に磁化されることで、前記第１爪状磁極を第１の磁極として機能させ、前記第２爪状磁極を第２の磁極として機能させる界磁磁石と、前記第１及び第２爪状磁極の背面に配置されるとともに前記第１及び第２の磁極と同極性が径方向外側となるように磁化された背面磁石部と、該背面磁石部から径方向外側に延出して前記第１爪状磁極と前記第２爪状磁極との周方向の間に配置されるとともに前記第１及び第２爪状磁極と同じ極となるように磁化された極間磁石部とが一体形成されて前記各爪状磁極と径方向及び周方向に当接する補助磁石と、を備え、前記補助磁石は、円環状に一体構成されるものであり、異方性磁石部と、この異方性磁石部と磁気特性の異なる異性質部とを有しており、前記補助磁石の異性質部は、前記補助磁石の前記極間磁石部における径方向内側に設けられている。

上記の各ロータの構成では、第１爪状磁極と前記第２爪状磁極との周方向の間に配置されるとともに第１及び第２爪状磁極と同じ極となるように磁化された極間磁石部と、第１及び第２爪状磁極の背面に配置されるとともに前記第１及び第２の磁極と同極性が径方向外側となるように磁化された背面磁石部とが一体形成されて各爪状磁極と径方向及び周方向に当接する補助磁石とを備える。このように、極間磁石部と背面磁石部とを一体形成してなる補助磁石を設けることで、部品点数を抑えつつ漏れ磁束を抑えることができる。

また、上記の各ロータの構成では、補助磁石は、円環状に一体構成されるものであり、異方性磁石部と、この異方性磁石部と磁気特性の異なる異性質部とを有する。ここで、異方性磁石部は、焼成や焼結時に、磁化され易い結晶方位（磁化容易軸方向）と磁化困難な方位（磁化困難軸方向）とで収縮率が異なる。このため、円環状の補助磁石の一部に異方性磁石部を用いると、内部応力が蓄積されて補助磁石が割れる虞がある。このため、異方性磁石部と磁気特性の異なる異性質部を補助磁石に備えることで、この異性質部と異方性磁石部とでの収縮率の差を利用して内部応力の集中を緩和させることができ、補助磁石の割れを抑えることができる。

また、上記の各ロータの構成では、前記補助磁石の異性質部は、前記補助磁石の径方向内側に設けられることで、径方向外側に空隙等の異性質部を設けていないため径方向外側の形状変化を抑えることができる。

・上記記載のロータにおいて、前記補助磁石の異性質部は、等方性磁石である。
この構成では、前記補助磁石の異性質部として等方性磁石を採用することで、補助磁石の内部応力を緩和させて割れの発生を抑えつつ、異性質部を空隙とした場合と比較して発生する磁力を高めることができる。

・上記記載のロータにおいて、前記補助磁石の異性質部は、空隙である。
この構成では、前記補助磁石の異性質部は、空隙であるため、補助磁石の内部応力が空隙により確実に緩和されて割れの発生をより抑えることができる。

・上記記載のロータにおいて、前記異方性磁石部は極異方性磁石で構成される。
この構成では、前記異方性磁石部は極異方性磁石で構成されるため、ラジアル配向の異方性磁石と比較して最大磁束密度を高くすることができる。

・上記課題を解決するモータは、上記記載のロータを備えている。

１０…モータ、１１…ロータ、２１…第１ロータコア、２１ａ…第１コアベース、２１ｂ…第１爪状磁極、２１ｅ，２２ｅ…背面、２２…第２ロータコア、２２ａ…第２コアベース、２２ｂ…第２爪状磁極、２３…環状磁石（界磁磁石）、２４，３１，３５，４１，５１…補助磁石、２５，２６，３２…周方向分割部、２５ａ，２６ａ，３２ｂ，４２ａ，５２ｂ，５３ｂ，５４ｂ，５６ｂ，５７ｂ…背面磁石部、２５ｂ，２６ｂ，３２ａ，４２ｂ，５２ａ，５３ａ，５４ａ，５６ａ，５７ａ…極間磁石部、４２…異方性磁石部、４３…異性質部、４５，４６…空隙、５２〜５４，５６，５７…軸方向分割部。

Claims (8)

1. 略円盤状の第１コアベースの外周部に、等間隔に複数の第１爪状磁極が径方向外側に突出されるとともに軸方向に延出形成された第１ロータコアと、
   略円盤状の第２コアベースの外周部に、等間隔に複数の第２爪状磁極が径方向外側に突出されるとともに軸方向に延出形成され、前記各第２爪状磁極がそれぞれ対応する前記第１ロータコアの各第１爪状磁極間に配置された第２ロータコアと、
   前記第１コアベースと第２コアベースとの軸方向の間に配置され、前記軸方向に磁化されることで、前記第１爪状磁極を第１の磁極として機能させ、前記第２爪状磁極を第２の磁極として機能させる界磁磁石と、
   前記第１爪状磁極の背面に配置された第１背面磁石部、及び前記第２爪状磁極の背面に配置された第２背面磁石部を有し、前記界磁磁石の外周を取り囲む環状をなす極異方性磁石と、
   を備え、
   前記極異方性磁石は、前記第１背面磁石部からその隣の前記第２背面磁石部に至るまでの間で前記界磁磁石側に湾曲する極異方配向を有しており、
   前記極異方性磁石の内周面は、前記第１コアベースの外周面及び前記第２コアベースの外周面に当接していることを特徴とするロータ。
2. 略円盤状の第１コアベースの外周部に、等間隔に複数の第１爪状磁極が径方向外側に突出されるとともに軸方向に延出形成された第１ロータコアと、
   略円盤状の第２コアベースの外周部に、等間隔に複数の第２爪状磁極が径方向外側に突出されるとともに軸方向に延出形成され、前記各第２爪状磁極がそれぞれ対応する前記第１ロータコアの各第１爪状磁極間に配置された第２ロータコアと、
   前記第１コアベースと第２コアベースとの軸方向の間に配置され、前記軸方向に磁化されることで、前記第１爪状磁極を第１の磁極として機能させ、前記第２爪状磁極を第２の磁極として機能させる界磁磁石と、
   前記第１爪状磁極の背面に配置された第１背面磁石部、及び前記第２爪状磁極の背面に配置された第２背面磁石部を有し、前記界磁磁石の外周を取り囲む環状をなす極異方性磁石と、
   を備え、
   前記極異方性磁石は、前記第１背面磁石部からその隣の前記第２背面磁石部に至るまでの間で前記界磁磁石側に湾曲する極異方配向を有しており、
   前記極異方性磁石の内周面は、前記界磁磁石の外周面に当接していることを特徴とするロータ。
3. 請求項１又は２に記載のロータにおいて、
   前記極異方性磁石は、前記第１爪状磁極と前記第２爪状磁極との周方向の間に配置された極間磁石部を備えていることを特徴とするロータ。
4. 請求項３に記載のロータにおいて、
   前記極間磁石部は、前記第１背面磁石部及び前記第２背面磁石部よりも径方向外側に延出されていることを特徴とするロータ。
5. 請求項１〜４のいずれか１項に記載のロータにおいて、
   前記第１背面磁石部と前記第２背面磁石部とは、軸方向に互いにずれて配置されていることを特徴とするロータ。
6. 請求項１〜５のいずれか１項に記載のロータにおいて、
   前記第１爪状磁極及び前記第１背面磁石部と、前記第２爪状磁極及び前記第２背面磁石部とは、周方向において交互に配置されていることを特徴とするロータ。
7. 請求項１〜６のいずれか１項に記載のロータにおいて、
   前記極異方性磁石は、円環状に一体成形されていることを特徴とするロータ。
8. 請求項１〜７のいずれか１項に記載のロータを備えたことを特徴とするモータ。