JP6503950B2 - ロータ及びブラシレスモータ - Google Patents

Description

本発明は、ロータ及びブラシレスモータに関するものである。

特許文献１に記載されているように、ブラシレスモータに備えられるロータには、円筒状のロータコアの外周面に径方向に着磁された偶数個の第１永久磁石を固定し、更に、これら第１永久磁石の外表面に周方向に着磁された偶数個の第２永久磁石を固定した構成のものがある。偶数個の第１永久磁石は、Ｎ極とＳ極とが周方向に交互となるように配置され、偶数個の第２永久磁石は、同極同士が周方向に対向するように配置されている。また、周方向に隣り合う第２永久磁石の間には、第１永久磁石の周方向の中央部と径方向に隣り合う空隙が設けられている。特許文献１では、ロータコアの外周面にこのような第１永久磁石及び第２永久磁石を設けることにより、ロータ表面の磁束密度を高めて当該ロータを備えたブラシレスモータの高トルク化を図っている。

特許第４４７４５４７号公報

ところで、特許文献１に記載されたロータは、各第１永久磁石の周方向の中央部であって、周方向に隣り合う第２永久磁石の間の空隙付近において急激に最も磁束密度が高くなる構造になっている。そして、このロータは、ロータと径方向に対向して配置されるステータの構成に応じて周方向の磁束密度分布を変化させる等、ロータ表面の磁束を制御し難い構成となっている。そのため、このロータを備えたブラシレスモータでは、高トルク化を図ることができるものの、当該ロータと径方向に対向して配置されるステータの構成によってはトルクリップルが増大し、振動や騒音が生じる虞があった。

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、ロータ表面の磁束を制御することができるロータ及びブラシレス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、回転軸に固定されるロータコアと、前記ロータコアの周囲で周方向に並ぶ偶数個の第１磁石部から構成され前記ロータコアと一体回転する第１磁石層と、前記第１磁石層よりも径方向内側で周方向に並ぶ前記第１磁石部と同数の第２磁石部から構成され前記ロータコアと一体回転する第２磁石層とを備え、周方向に向かい合う前記第２磁石部の周方向の端部は、偶数個の前記第１磁石部のうち何れか１つの前記第１磁石部と径方向に重なっており、前記第１磁石部は、周方向に隣り合う前記第１磁石部の着磁方向が反対方向となるように径方向に沿って着磁され、前記第２磁石部は、前記第２磁石部の周方向の端部が当該端部の径方向外側に位置する前記第１磁石部の径方向外側の端部に形成される磁極と同極となるように周方向に沿って着磁されており、偶数個の前記第２磁石部のうち周方向に隣り合う少なくとも２つの前記第２磁石部は周方向に離間しており、磁性材料から形成された前記ロータコアは、前記回転軸に固定される固定部と、前記固定部から径方向外側に突出した状態で、周方向に隣り合う前記第２磁石部の間に介在された磁束調整部と、前記磁束調整部の径方向外側において前記第１磁石層と前記第２磁石層との間を周方向に延びる環状をなす支持層とを有しており、前記第１磁石層は、前記支持層の外周面に固定され、前記第２磁石層は、前記固定部の外側であって且つ前記支持層の内側において前記ロータコアに保持されており、前記磁束調整部の周方向の幅は、前記支持層の径方向の幅よりも広い。

この構成によれば、第１磁石層及び第２磁石層のうち外周側に配置される第１磁石層の第１磁石部が径方向に沿って着磁されている。即ち、主磁極として機能する第１磁石部を有する第１磁石層が、第２磁石層の外周側に配置されている。そして、第１磁石層よりも径方向内側に設けられた第２磁石層の仕様を変更することで、ロータ表面の磁束を制御することが可能となる。また、ロータ表面の磁束を制御するために、ステータと対向するロータの外周面の形状を変更しなくてもよい。

この構成によれば、磁束調整部の周方向の幅を調整することにより、周方向に隣り合う第２磁石部の間の周方向の間隔を調整して、ロータ表面の磁束密度を周方向に容易に変化させることができる。従って、ロータ表面の磁束を容易に制御することができる。

この構成によれば、第２磁石層の径方向外側の側面に第１磁石層を直接固定しなくとも、第１磁石層をロータコアに固定することができる。従って、ロータコアに対する第１磁石層及び第２磁石層の固定が容易になる。また、第２磁石層の径方向外側の側面に第１磁石層を固定する場合に比べて、第１磁石層をロータコアに対して強固に固定することができる。

上記ロータにおいて、前記磁束調整部の周方向の幅は、前記第１磁石部の周方向の幅の半分よりも狭いことが好ましい。
前記磁束調整部の周方向の幅は、前記支持層の径方向の幅よりも広く、且つ、前記第１磁石部の周方向の幅の半分よりも狭いことにより、ロータ表面の磁束密度を高めて高トルク化を図りつつ、ロータ表面の磁束密度が周方向に急激に変化することを抑制してトルクリップルを抑制することができる。

上記ロータにおいて、前記第１磁石層は、偶数個の前記第１磁石部が周方向に連続した環状をなすことが好ましい。
この構成によれば、第１磁石部若しくは第２磁石部から出てロータの回転に寄与せずに第１磁石部若しくは第２磁石部に戻る磁束（漏れ磁束）が発生することを抑制することができる。

上記課題を解決するブラシレスモータは、回転軸と、上記ロータと、ステータコアに巻装された巻線に通電されることで前記ロータを回転させるための磁界を発生させるステータとを備えた。

この構成によれば、ステータの形状に応じて、ロータ表面の磁束を制御することが可能である。従って、高トルク化を図りつつトルクリップルを低減させることが可能となる。

本発明のロータ及びブラシレスモータによれば、ロータ表面の磁束を制御することができる。

実施形態のブラシレスモータの概略図である。 実施形態のロータの部分拡大平面図である。 別の形態のロータの平面図である。 別の形態のロータの平面図である。 別の形態のロータの平面図である。 別の形態のロータの平面図である。 別の形態のロータの平面図である。 別の形態のロータの平面図である。 別の形態のロータの平面図である。 別の形態のロータの平面図である。

以下、ロータを備えたブラシレスモータの一実施形態について説明する。
図１に示す本実施形態のブラシレスモータ１は、車両に搭載されるものである。ブラシレスモータ１は、円環状のステータ２と、該ステータ２と径方向に対向して配置されるロータ３とを備えている。

ステータ２は、ステータコア１１と、ステータコア１１に巻装された巻線２１とを備えている。ステータコア１１は、円環状をなす環状連結部１２と、該環状連結部１２から径方向に沿って径方向内側（環状連結部１２の中心側）に延びる複数のティース１３とから構成されている。本実施形態では、ステータコア１１は、周方向に等角度間隔（即ち３０°間隔）に１２個のティース１３を有している。そして、周方向に隣り合うティース１３の間の空間がスロット１４となっている。巻線２１は、ステータコア１１に設けられた１２個のスロット１４を通るようにティース１３に巻装されている。なお、巻線２１は、ステータコア１１に装着された図示しないインシュレータによってステータコア１１と絶縁されている。このようなステータ２は、図示しない制御回路から巻線２１に駆動電流が供給されることでロータ３を回転させるための回転磁界を発生させる。

ステータ２の径方向内側にロータ３が配置されている。ロータ３は、円筒状をなすロータコア３１と、ロータコア３１の周囲に設けられた第１磁石層４１と、第１磁石層４１よりも径方向内側に設けられた第２磁石層５１とから構成されている。なお、以下、ロータ３の説明において、単に軸方向、径方向、周方向を示す場合は、特に断りのない限り、回転軸３２の軸方向、径方向、周方向を示すものとする。

ロータコア３１は磁性材料から形成されている。ロータコア３１は、円柱状の回転軸３２に固定される円筒状の固定部３３を有するとともに、この固定部３３の径方向の中央部には、同固定部３３を軸方向に貫通する固定孔３４が形成されている。固定孔３４は、軸方向から見た形状が円形状をなすとともに、回転軸３２の外径と略等しい直径を有する。ロータコア３１は、固定孔３４に回転軸３２が圧入されることにより、回転軸３２に対して同回転軸３２と一体回転可能に固定されている。

固定部３３の外周面３３ａには、径方向外側に突出した複数の磁束調整部３５が固定部３３と一体に形成されている。本実施形態では、固定部３３の外周面３３ａには、周方向に等角度間隔（即ち４５°間隔）に８個の磁束調整部３５が固定部３３と一体に形成されている。８個の磁束調整部３５は全て同じ形状をなしている。磁束調整部３５の形状について詳述すると、磁束調整部３５は、固定部３３の軸方向の一端から他端に亘って形成され、軸方向に延びる突条をなしている。また、磁束調整部３５の周方向の両端面である当接面３５ａは、径方向に沿って延びる平面状をなすとともに軸方向と平行をなしている。従って、各磁束調整部３５は、軸方向から見た形状が、径方向外側に向かうにつれて周方向の幅が広くなる円弧状をなしている。また、各磁束調整部３５は、径方向の幅が一定に形成されている。

８個の磁束調整部３５の径方向外側には、円筒状をなす支持層３６がこれら磁束調整部３５と一体に形成されている。支持層３６は、ロータコア３１の周方向に沿って延びており、同支持層３６の内周面３６ａに各磁束調整部３５の径方向外側の端部が繋がっている。また、支持層３６は、径方向の厚さが一定に形成されている。更に、支持層３６は、軸方向から見て、固定部３３と同心状に形成されている。

また、固定部３３の外周面３３ａに８個の磁束調整部３５が形成され、更に８個の磁束調整部３５の径方向外側の端部を連結する支持層３６が設けられることにより、ロータコア３１には、周方向に隣り合う磁束調整部３５の間に磁石挿入孔３７が形成されている。ロータコア３１は、８個の磁束調整部３５を有することにより、８個の磁石挿入孔３７を有する。各磁石挿入孔３７の内周面は、固定部３３の外周面３３ａと、支持層３６の内周面３６ａと、周方向に隣り合う磁束調整部３５の周方向に向かい合う当接面３５ａとから構成されている。そして、各磁石挿入孔３７は、軸方向から見た形状が円弧状をなすとともに、径方向の幅が一定に形成されている。また、各磁石挿入孔３７の径方向の幅は、磁束調整部３５の径方向の幅と等しく形成されている。

支持層３６の外周面３６ｂには、前記第１磁石層４１が固定されている。第１磁石層４１は、ロータコア３１の周囲でロータコア３１の周方向に並ぶ８個の第１磁石部４２から構成されている。８個の第１磁石部４２は、それぞれ１つの第１磁石４３にて形成されている。従って、本実施形態の第１磁石層４１は、それぞれ第１磁石部４２となる８個の第１磁石４３から構成されている。なお、本実施形態の各第１磁石４３は、フェライト磁石である。

図１及び図２に示すように、８個の第１磁石部４２は、ロータコア３１の外周でロータコア３１の周方向に等角度間隔（即ち４５°間隔）に設けられている。また、８個の第１磁石部４２は、全て同じ形状をなしている。即ち、８個の第１磁石４３は、全て同じ形状をなしている。第１磁石４３の形状について詳述すると、８個の第１磁石４３は、軸方向から見た形状がロータコア３１の周方向に沿った円弧状をなしている。また、各第１磁石４３は径方向の幅が一定に形成されている。更に、各第１磁石４３の径方向内側の側面は、支持層３６の外周面３６ｂと同じ曲率の円弧状をなしている。更に、各第１磁石４３の軸方向の長さは、ロータコア３１の軸方向の長さと略等しく形成されている。また、各第１磁石４３の周方向の両側の端面４３ａは、径方向に延びる平面状をなすとともに、軸方向と平行をなしている。

そして、８個の第１磁石部４２（即ち８個の第１磁石４３）は、その径方向内側の側面が支持層３６の外周面３６ｂ、即ちロータコア３１の外周面に接着固定されている。これにより、８個の第１磁石部４２（即ち８個の第１磁石４３）からなる第１磁石層４１は、ロータコア３１と一体回転可能となっている。また、支持層３６の外周面３６ｂに固定された第１磁石層４１においては、周方向に隣り合う第１磁石４３の周方向に対向する端面４３ａ同士が当接しており、周方向に隣り合う第１磁石４３が周方向に連続するように配置されている。従って、第１磁石層４１は、８個の第１磁石部４２が周方向に連続した円環状をなしている。また、支持層３６の外周面３６ｂに固定された８個の第１磁石４３の径方向外側の側面は、軸方向から見て、回転軸３２の回転中心を中心とする同一円上に位置する。更に、第１磁石層４１は、軸方向から見て、固定部３３及び支持層３６と同心状となっている。

また、各第１磁石部４２は、周方向に隣り合う第１磁石部４２の着磁方向が反対方向となるように径方向に沿って着磁されている。なお、図１には、各第１磁石部４２の着磁方向を矢印にて図示している。従って、ロータ３の表面では、Ｎ極の第１磁石部４２とＳ極の第１磁石部４２とが周方向に交互に並んでいる。そして、第１磁石層４１は、ステータコア１１の内周面（即ちティース１３の先端面）と径方向に対向している。

図１に示すように、８個の前記磁石挿入孔３７には、第２磁石層５１を構成する第２磁石部５２となる第２磁石５３がそれぞれ挿入されている。本実施形態では、８個の第２磁石部５２は、それぞれ１つの第２磁石５３にて形成されており、第２磁石層５１は、それぞれ第２磁石部５２となる８個の第２磁石５３から構成されている。なお、本実施形態の各第２磁石５３は、フェライト磁石である。そして、８個の第２磁石部５２は、８個の第２磁石５３がそれぞれ磁石挿入孔３７に挿入されることにより、第１磁石層４１よりも径方向内側で周方向に並んでいる。また、第１磁石層４１と第２磁石層５１との間には、支持層３６が介在されている。

図１及び図２に示すように、８個の第２磁石部５２は、８個の第２磁石５３が８個の磁石挿入孔３７に挿入されることによりロータコア３１の周方向に等角度間隔（即ち４５°間隔）に設けられている。また、８個の第２磁石部５２は、全て同じ形状をなしている。即ち、８個の第２磁石５３は、全て同じ形状をなしている。第２磁石５３の形状について詳述すると、各第２磁石５３は、軸方向から見た形状がロータコア３１の周方向に沿った円弧状をなしている。そして、各第２磁石５３の径方向内側の側面は、固定部３３の外周面３３ａと略等しい曲率の円弧状をなすとともに、第２磁石５３の径方向外側の側面は、支持層３６の内周面３６ａと略等しい曲率の円弧状をなしている。また、各第２磁石５３の周方向両側の端面５３ａは、径方向に延びる平面状をなすとともに、軸方向と平行をなしている。更に、各第２磁石５３の径方向の幅は、磁石挿入孔３７の径方向の幅と略等しく形成されるとともに、各第２磁石５３の周方向の幅は、磁石挿入孔３７の周方向の幅と略等しく形成されている。また、各第２磁石５３の軸方向の長さは、ロータコア３１の軸方向の長さと略等しく形成されている。

そして、磁石挿入孔３７に挿入された第２磁石５３は、径方向外側の側面が支持層３６の内周面３６ａと当接するとともに、径方向内側の側面が固定部３３の外周面３３ａと当接している。更に、第２磁石５３の周方向側面の端面５３ａは、第２磁石５３（第２磁石部５２）の周方向の両側に位置する磁束調整部３５の当接面３５ａに当接している。また、第２磁石層５１を構成する８個の第２磁石部５２（即ち８個の第２磁石５３）は、８個の磁石挿入孔３７に挿入されることにより、ロータコア３１と一体回転可能に同ロータコア３１にて保持されている。更に、８個の第２磁石部５２は、８個の第２磁石５３が８個の磁石挿入孔３７に挿入されることにより、周方向に隣り合う第２磁石部５２同士が周方向に離間するとともに、周方向に隣り合う第２磁石部５２の間に磁束調整部３５が介在される。周方向に隣り合う第２磁石部５２は、間に介在された磁束調整部３５によって、互いの間の周方向の間隔が決定される。図２に示すように、本実施形態では、各磁束調整部３５の周方向の幅Ｗ１は、支持層３６の径方向の幅Ｗ２よりも広く、且つ、第１磁石部４２の周方向の幅Ｗ３の半分よりも狭くなっている。

また、図１に示すように、周方向に向かい合う第２磁石部５２の周方向の端部は、８個の第１磁石部４２のうち何れか１つの第１磁石部４２の周方向の中央部と径方向に重なっている。即ち、各第１磁石部４２は、８個の第２磁石部５２のうち周方向に隣り合う何れか２つの第２磁石部５２の周方向に向かい合う端部と径方向に重なっている。そのため、本実施形態の８個の第２磁石部５２は、８個の第１磁石部４２に対して電気角で（９０×ｎ）°（ｎは自然数）周方向の一方側にずれている。なお、周方向に向かい合う第２磁石部５２の周方向の端部が、８個の第１磁石部４２のうち何れか１つの第１磁石部４２の周方向の中央部と径方向に重なるように形成されているため、８個の磁束調整部３５は、それぞれ１つの第１磁石部４２の周方向の中央部と径方向に重なる。換言すると、１つの第１磁石部４２には、１つの磁束調整部３５のみしか径方向に重ならない。

また、８個の第２磁石部５２は、第２磁石部５２の周方向の端部が当該端部の径方向外側に位置する第１磁石部４２の径方向外側の端部に形成される磁極と同極となるように周方向に沿って着磁されている。なお、図１には、各第２磁石部５２の着磁方向を矢印にて図示している。従って、各第２磁石部５２は、各第２磁石部５２における周方向の一方の端部がＮ極、他方の端部がＳ極となるように着磁されている。更に、８個の第２磁石部５２は、周方向に向かい合う周方向の端部同士が互いに同極となるように着磁されている。

このように、本実施形態のロータ３は、第１磁石層４１及び第２磁石層５１をハルバッハ配列とすることにより、ロータ３の外周側（即ちステータ２側）に磁束が集中するように構成されている。

次に、本実施形態の作用について説明する。
ブラシレスモータ１では、図示しない制御回路から巻線２１に駆動電流が供給されると、ステータ２において、ロータ３を回転させるための回転磁界が発生される。そして、第１磁石層４１の第１磁石部４２を主磁極として機能させながら、ステータ２で発生された回転磁界に応じて、ロータ３が回転軸３２と一体回転する。

また、ロータ３は、主磁極として機能する第１磁石部４２を有する第１磁石層４１よりも径方向内側に設けられた第２磁石層５１の仕様（形状、配置位置等）を変更することで、ロータ３の表面の磁束を制御することができる構成となっている。本実施形態では、第２磁石層５１において周方向に向かい合う第２磁石部５２の周方向の端部の間の距離を、周方向に隣り合う第２磁石部５２の間に介在された磁束調整部３５によって調整している。各磁束調整部３５は、その周方向の幅Ｗ１が、支持層３６の径方向の幅Ｗ２よりも広く、且つ、第１磁石部４２の周方向の幅Ｗ３の半分よりも狭く設定されている。これにより、ロータ３の表面の磁束密度を高めつつ、ロータ３の表面の磁束密度が周方向に急激に変化することを抑制している。

次に、本実施形態の特徴的な効果を記載する。
（１）第１磁石層４１及び第２磁石層５１のうち外周側に配置される第１磁石層４１の第１磁石部４２が径方向に沿って着磁されている。即ち、主磁極として機能する第１磁石部４２を有する第１磁石層４１が、第２磁石層５１の外周側に配置されている。そして、第１磁石層４１よりも径方向内側に設けられた第２磁石層５１の仕様（形状、配置位置等）を変更することで、ロータ３の表面の磁束を制御することができる。例えば、第２磁石層５１の仕様を変更することで、第１磁石部４２の周方向の中央部で急激に最も磁束密度が高くなることを抑制することが可能である。また、ロータ３の表面の磁束を制御するために、ステータ２と対向するロータ３の外周面の形状を変更しなくてもよい。

（２）ロータコア３１における周方向に隣り合う第２磁石部５２の間の部分、即ち磁束調整部３５は、第２磁石部５２から出て第１磁石部４２の径方向内側の端部に至る磁束、若しくは、第１磁石部４２の径方向内側の端部から出て第２磁石部５２に至る磁束の通り道となっている。そして、磁束調整部３５の周方向の幅を調整することにより、磁束調整部３５における磁束密度が変化される。このような磁束調整部３５の周方向の幅を調整することにより、周方向に隣り合う第２磁石部５２の間の周方向の間隔を調整して、ロータ３の表面の磁束密度を周方向に容易に変化させることができる。従って、ロータ３の表面の磁束を容易に制御することができる。

（３）一般的に、磁石を高精度に製造することは困難である。そのため、従来のように、第１永久磁石の外表面に第２永久磁石を直接固定すると、ロータを精度良く組み付けることが困難であった。また、第１永久磁石及び第２永久磁石の寸法精度によっては、第１永久磁石と第２永久磁石とを強固に固定することが困難であった。これに対し、本実施形態では、第１磁石層４１は、支持層３６の外周面３６ｂに固定され、第２磁石層５１は、支持層３６の内側でロータコア３１に保持されている。そのため、第２磁石層５１の径方向外側の側面（即ち第２磁石５３の径方向外側の側面）に第１磁石層４１を直接固定しなくとも、第１磁石層４１をロータコア３１に固定することができる。従って、ロータコア３１に対する第１磁石層４１の固定が容易になる。また、第２磁石層５１の径方向外側の側面に第１磁石層４１を固定する場合に比べて、第１磁石層４１及び第２磁石層５１をロータコア３１に対して強固に固定することができる。

（４）各磁束調整部３５の周方向の幅Ｗ１は、支持層３６の径方向の幅Ｗ２よりも広く、且つ、第１磁石部４２の周方向の幅Ｗ３の半分よりも狭い。そのため、ロータ３の表面の磁束密度を高めて高トルク化を図りつつ、ロータ３の表面の磁束密度が周方向に急激に変化することを抑制してトルクリップルを抑制することができる。その結果、このロータ３を備えたブラシレスモータ１が駆動されたときの振動及び騒音の発生を抑制することができる。

（５）第１磁石層４１は、周方向に隣り合う第１磁石４３の周方向の端面４３ａ同士が当接することにより、８個の第１磁石部４２が周方向に連続した環状をなしている。そのため、第１磁石部４２若しくは第２磁石部５２から出てロータ３の回転に寄与せずに第１磁石部４２若しくは第２磁石部５２に戻る磁束（漏れ磁束）が発生することを抑制することができる。

（６）ステータ２の形状に応じて、ロータ３の表面の磁束を制御することが可能である。従って、高トルク化を図りつつトルクリップルを低減させることが可能となる。
なお、上記実施形態は、以下のように変更してもよい。

・上記実施形態では、第１磁石層４１は、それぞれ第１磁石部４２となる８個の第１磁石４３から構成されている。しかしながら、第１磁石層４１を構成する第１磁石の数及び形状は、上記実施形態のものに限らない。

例えば、図３に示す例では、第１磁石層６１は、１つの第１磁石６３から構成されている。第１磁石６３は、ロータコア３１の外周を囲む円筒状をなしており、同第１磁石６３の内径は、ロータコア３１の外径と略等しく形成されている。そして、第１磁石６３は、該第１磁石６３の内周面が支持層３６の外周面３６ｂに相対回転不能に固定されることにより、ロータコア３１と一体回転可能となっている。この第１磁石６３には、周方向に連続して並ぶ８個の第１磁石部４２が設けられるとともに、８個の第１磁石部４２は、上記実施形態と同様に周方向に等角度間隔に設けられている。なお、図３では、周方向に隣り合う第１磁石部４２の境界を破線にて図示している。このようにしても、上記実施形態と同様の効果を得ることができる。更に、ロータ３の部品点数が減少されるため、ロータ３の組み付けが容易となる。また、ロータコア３１から第１磁石６３が脱落し難くなる。

また、図４に示す例では、第１磁石層７１は、ロータコア３１の周囲で周方向に並ぶ４個の第１磁石７３から形成されている。４個の第１磁石７３は全て同じ形状をなしている。詳しくは、各第１磁石７３は、ロータコア３１の周方向に沿った円弧状をなすとともに、径方向の幅が一定に形成されている。更に、各第１磁石７３の径方向内側の側面は、支持層３６の外周面３６ｂと等しい曲率の円弧状をなしている。そして、各第１磁石７３は、その径方向内側の側面が支持層３６の外周面３６ｂに接着剤等により固定されることにより、ロータコア３１と一体回転可能となっている。更に、各第１磁石７３がロータコア３１に固定された状態において、周方向に隣り合う第１磁石７３は周方向に離間している。また、各第１磁石７３は、周方向に並ぶ２つの第１磁石部４２を有するとともに、各第１磁石７３において、２つの第１磁石部４２は周方向に連続している。そして、各第１磁石７３の２つの第１磁石部４２は、互いの着磁方向が反対方向となるように径方向に沿って着磁されている。従って、各第１磁石７３の径方向外側の側面には、Ｎ極とＳ極とが周方向に並んで形成されている。即ち、各第１磁石７３は、１極対となる２つの第１磁石部４２から構成されている。また、４つの第１磁石７３からなる第１磁石層７１において、８個の第１磁石部４２は、周方向に隣り合う第１磁石部４２の着磁方向が反対方向となっている。なお、図４には、各第１磁石部４２の着磁方向を矢印にて図示している。このようにしても、上記実施形態の（１）〜（４），（６）と同様の効果を得ることができる。更に、上記実施形態に比べてロータ３の部品点数が減少されるため、ロータ３の組み付けが容易となる。

なお、図４に示す例では、周方向に隣り合う第１磁石７３は、周方向に離間している。しかし、周方向に隣り合う第１磁石７３は、周方向に互いに当接することにより、周方向に連続するように設けられるものであってもよい。このようにすると、上記した効果に加えて上記実施形態の（５）と同様の効果を得ることができる。

また、第１磁石層４１は、上記実施形態のようにそれぞれ１つの第１磁石部４２を備えた８個の第１磁石４３から構成され、更に、周方向に隣り合う第１磁石４３が周方向に離間した構成であってもよい。また、第１磁石層４１は、第１磁石部４２を４個ずつ備えた２個の第１磁石から構成されてもよい。この場合、２個の第１磁石は、周方向に離間していてもよいし、周方向に互いに当接していてもよい。

・上記実施形態では、第２磁石層５１は、それぞれ第２磁石部５２となる８個の第２磁石５３から構成されている。しかしながら、第２磁石層５１を構成する第２磁石の数及び形状は、上記実施形態のものに限らない。

例えば、図５に示す例では、第２磁石層８１は、４個の第２磁石８３から構成されている。４個の第２磁石８３は、全て同じ形状をなしており、本例ではロータコア３１の周方向に沿った円弧状をなしている。また、図５に示すロータコア３１には、上記実施形態の磁石挿入孔３７に代えて、第２磁石８３の外周面の形状に対応した内周面を有する４個の磁石挿入孔３８が周方向に等角度間隔に形成されている。４個の第２磁石８３は、これらの磁石挿入孔３８に１つずつ挿入されることにより、ロータコア３１にて保持されるとともに、同ロータコア３１と一体回転可能となっている。また、周方向に隣り合う第２磁石８３の間には、それぞれ磁束調整部３５が介在されている。そして、各第２磁石８３は、周方向に並ぶ２つの第２磁石部５２を有するとともに、各第２磁石８３において、２つの第２磁石部５２は周方向に連続している。従って、第２磁石層８１は、周方向に並ぶ８つの第２磁石部５２を備えている。なお、図５では、各第２磁石８３における２つの第２磁石部５２の境界を破線にて図示している。また、この第２磁石層８１において、周方向に向かい合う第２磁石部５２の周方向の端部は、８個の第１磁石部４２のうち何れか１つの第１磁石部４２の周方向の中央部と径方向に重なっている。更に、この第２磁石層８１の８個の第２磁石部５２は、上記実施形態と同様に、第２磁石部５２の周方向の端部が当該端部の径方向外側に位置する第１磁石部４２の径方向外側の端部に形成される磁極と同極となるように周方向に沿って着磁されている。なお、図５には、各第２磁石部５２の着磁方向を矢印にて図示している。このようにしても、上記実施形態と同様の効果を得ることができる。更に、上記実施形態に比べてロータ３の部品点数が減少されるため、ロータ３の組み付けが容易となる。

なお、上記したように第２磁石層８１が２つの第２磁石部５２をそれぞれ有する４個の第２磁石からなる場合において、図６に示すように、第１磁石層４１の８個の第１磁石４３を、周方向に隣り合う第１磁石４３が周方向に離間するように配置してもよい。

また、図７に示す例では、第２磁石層９１は、１つの第２磁石９３から構成されている。なお、図７に示す例では、第１磁石層４１の８個の第１磁石４３は、周方向に離間して配置されている。第２磁石９３は、外周面３６ｂに第１磁石層４１が固定された支持層３６の径方向内側でロータコア３１の周方向に沿った円筒状をなしている。第２磁石９３の内径は固定部３３の外径と略等しく、第２磁石９３の外径は支持層３６の内径と略等しく形成されている。このような第２磁石９３は、ロータコア３１における固定部３３と支持層３６との間に配置され、ロータコア３１と一体回転可能である。また、第２磁石９３には、周方向に連続して並ぶ８個の第２磁石部５２が設けられるとともに、これら８個の第１磁石部４２は周方向に等角度間隔に設けられている。なお、図７では、周方向に隣り合う第２磁石部５２の境界を破線にて図示している。そして、第２磁石９３において、周方向に向かい合う第２磁石部５２の周方向の端部は、８個の第１磁石部４２のうち何れか１つの第１磁石部４２の周方向の中央部と径方向に重なっている。更に、第２磁石９３に設けられた８個の第２磁石部５２は、上記実施形態と同様に、第２磁石部５２の周方向の端部が当該端部の径方向外側に位置する第１磁石部４２の径方向外側の端部に形成される磁極と同極となるように周方向に沿って着磁されている。このようにしても、上記実施形態の（１），（３），（６）と同様の効果を得ることができる。更に、ロータ３の部品点数が減少されるため、ロータ３の組み付けが容易となる。

・上記実施形態では、第１磁石層４１は、支持層３６の外周面３６ｂに固定されることによりロータコア３１にて保持されている。しかしながら、ロータコア３１による第１磁石層４１の保持の態様はこれに限らない。例えば、図８に示すロータコア１０１には、支持層３６の外周面３６ｂから周方向に隣り合う第１磁石部４２（第１磁石４３）の間に突出した複数の連結部１０２が支持層３６と一体に形成されている。各連結部１０２は、軸方向に沿って延びる突条をなしている。また、複数の連結部１０２の径方向外側には、第１磁石層４１の外周を囲む円筒状をなす外周側支持層１０３がこれら連結部１０２と一体に形成されている。外周側支持層１０３は、ロータコア３１の周方向に沿って延びており、外周側支持層１０３の内周面に各連結部１０２の径方向外側の端部が繋がっている。また、外周側支持層１０３は、軸方向から見て、固定部３３及び支持層３６と同心状に形成されている。そして、ロータコア１０１には、支持層３６、連結部１０２及び外周側支持層１０３によって、周方向に並ぶ８個の外周側磁石挿入孔１０４が形成されている。各第１磁石部４２（各第１磁石４３）は、それぞれ外周側磁石挿入孔１０４に挿入されることにより、ロータコア１０１と一体回転可能に同ロータコア１０１にて保持されている。このようにすると、各第１磁石４３の外周がロータコア１０１にて囲繞されるため、第１磁石４３のロータコア１０１からの脱落を抑制することができる。また、第１磁石４３が破損した場合に、ブラシレスモータ１内に第１磁石４３が飛散することを抑制できる。

・図９に示すように、ロータコア３１は、各第２磁石部５２の径方向内側の部分に空隙１１１を備えた構成であってもよい。各空隙１１１は、各空隙１１１の径方向外側に位置する磁石挿入孔３７と連通している。また、各空隙１１１の周方向の幅は、各空隙１１１の径方向外側に位置する磁石挿入孔３７の周方向の幅よりも狭く形成されている。このようにすると、ロータ３の軽量化を図ることができる。また、ロータ３の回転に寄与しない漏れ磁束が生じることを抑制できる。

・図１０に示すように、ロータコア３１は、支持層３６から周方向に隣り合う第１磁石部４２の間に突出しロータコア３１に対する第１磁石部４２の周方向の位置決めをする位置決め凸部１２１を備えた構成であってもよい。このようにすると、ロータコア３１に対する第１磁石部４２の周方向の位置決めを位置決め凸部１２１によって容易に行うことができる。従って、ロータコア３１に対する第１磁石層４１の組み付けを容易に行うことができる。また、図１０に示す例では、位置決め凸部１２１は、径方向外側（先端側）ほど周方向の幅が狭く形成されているため、周方向に隣り合う位置決め凸部１２１の間に第１磁石部４２（第１磁石４３）を配置しやすい。

・上記実施形態では、各磁束調整部３５の周方向の幅Ｗ１は、支持層３６の径方向の幅Ｗ２よりも広く、且つ、第１磁石部４２の周方向の幅Ｗ３の半分よりも狭くなっている。しかしながら、磁束調整部３５の周方向の幅は、必ずしもこの範囲内の幅でなくてもよい。例えば、磁束調整部３５は、支持層３６の径方向の幅Ｗ２よりも狭くてもよい。また、磁束調整部３５は、第１磁石部４２の周方向の幅Ｗ３の半分よりも広くてもよい。また、８個の磁束調整部３５は、必ずしも周方向の幅が同じでなくてもよい。

・上記実施形態では、ロータコア３１は支持層３６を備えている。しかしながら、ロータコア３１は、必ずしも支持層３６を備えなくてもよい。ロータコア３１が支持層３６を備えない場合には、例えば、第２磁石５３の径方向外側の側面に第１磁石４３が接着剤等により固定される。

・上記実施形態では、各第２磁石部５２は、ロータコア３１の周方向に沿った円弧状をなしている。しかしながら、各第２磁石部５２の形状はこれに限らず、例えば平板状であってもよい。

・上記実施形態では、周方向に向かい合う第２磁石部５２の周方向の端部は、８個の第１磁石部４２のうち何れか１つの第１磁石部４２の周方向の中央部と径方向に重なっている。しかしながら、周方向に向かい合う第２磁石部５２の周方向の端部は、８個の第１磁石部４２のうち何れか１つの第１磁石部４２と径方向に重なっていればよい。但し、１つの第１磁石部４２には、周方向に隣り合う１組の第２磁石部５２の周方向に向かい合う端部のみしか径方向に重ならない。そして、ロータコア３１が磁束調整部３５を有する場合、１つの第１磁石部４２には、多くとも１つの磁束調整部３５のみしか径方向に重ならない（磁束調整部３５が１つも径方向に重ならない場合を含む）。

・上記実施形態では、第１磁石４３及び第２磁石５３は、何れもフェライト磁石である。しかしながら、第１磁石４３及び第２磁石５３は、フェライト磁石に限らず、希土類磁石（ネオジム磁石、ＳｍＦｅＮ系磁石、サマリウムコバルト磁石、アルニコ磁石等）であってもよい。そして、第１磁石４３及び第２磁石５３は、焼結磁石であってもよいし、ボンド磁石であってもよい。また、第１磁石４３と第２磁石５３とは、異なる材料の磁石であってもよい。例えば、第１磁石層４１を構成する第１磁石４３に希土類磁石を用い、第１磁石層４１の径方向内側に配置される第２磁石層５１を構成する第２磁石５３にフェライト磁石を用いてもよい。このようにすると、主磁極として機能する第１磁石部４２が、フェライト磁石に比べて磁束密度が高く強い磁力を持つ希土類磁石で構成されるため、ブラシレスモータ１の出力を低下させることなく第１磁石層４１を径方向に薄型化できる。従って、ブラシレスモータ１の小型化及び軽量化を図ることができる。

・上記実施形態では、ステータ２は、１２個のティース１３を有することにより１２個のスロット１４を備えた構成となっている。また、ロータ３は、第１磁石層４１が８個の第１磁石部４２を備えることにより磁極数が８となっている。しかしながら、ステータ２が備えるスロット１４の数（ティース１３の数）、及びロータ３が備える磁極の数はこれに限らず、適宜変更してもよい。例えば、ブラシレスモータ１は、１２個のスロット１４を有するステータ２と、１０個の第１磁石部４２を有することにより磁極数が１０であるロータ３とを備えた構成であってもよい。

・上記実施形態では、ブラシレスモータ１は、車両に搭載されるものとして説明している。しかしながら、ブラシレスモータ１は必ずしも車両用でなくてもよい。
次に、上記実施形態及び変更例から把握できる技術的思想を以下に追記する。

（イ）前記ロータコアは、前記支持層から周方向に隣り合う前記第１磁石部の間に突出し前記ロータコアに対する前記第１磁石部の周方向の位置決めをする位置決め凸部を有することを特徴とする。

この構成によれば、ロータコアに対する第１磁石部の周方向の位置決めを位置決め凸部によって容易に行うことができる。従って、ロータコアに対する第１磁石層の組み付けを容易に行うことができる。

１…ブラシレスモータ、２…ステータ、３…ロータ、１１…ステータコア、２１…巻線、３１，１０１…ロータコア、３２…回転軸、３５…磁束調整部、３６…支持層、３６ｂ…支持層の外周面、４１，６１，７１…第１磁石層、４２…第１磁石部、５１，８１，９１…第２磁石層、５２…第２磁石部、Ｗ１…磁束調整部の周方向の幅、Ｗ２…支持層の径方向の幅、Ｗ３…第１磁石部の周方向の幅。

Claims (4)

1. 回転軸に固定されるロータコアと、
   前記ロータコアの周囲で周方向に並ぶ偶数個の第１磁石部から構成され前記ロータコアと一体回転する第１磁石層と、
   前記第１磁石層よりも径方向内側で周方向に並ぶ前記第１磁石部と同数の第２磁石部から構成され前記ロータコアと一体回転する第２磁石層と
   を備え、
   周方向に向かい合う前記第２磁石部の周方向の端部は、偶数個の前記第１磁石部のうち何れか１つの前記第１磁石部と径方向に重なっており、
   前記第１磁石部は、周方向に隣り合う前記第１磁石部の着磁方向が反対方向となるように径方向に沿って着磁され、
   前記第２磁石部は、前記第２磁石部の周方向の端部が当該端部の径方向外側に位置する前記第１磁石部の径方向外側の端部に形成される磁極と同極となるように周方向に沿って着磁されており、
   偶数個の前記第２磁石部のうち周方向に隣り合う少なくとも２つの前記第２磁石部は周方向に離間しており、
   磁性材料から形成された前記ロータコアは、
   前記回転軸に固定される固定部と、
   前記固定部から径方向外側に突出した状態で、周方向に隣り合う前記第２磁石部の間に介在された磁束調整部と、
   前記磁束調整部の径方向外側において前記第１磁石層と前記第２磁石層との間を周方向に延びる環状をなす支持層とを有しており、
   前記第１磁石層は、前記支持層の外周面に固定され、
   前記第２磁石層は、前記固定部の外側であって且つ前記支持層の内側において前記ロータコアに保持されており、
   前記磁束調整部の周方向の幅は、前記支持層の径方向の幅よりも広いことを特徴とするロータ。
2. 請求項１に記載のロータにおいて、
   前記磁束調整部の周方向の幅は、前記第１磁石部の周方向の幅の半分よりも狭いことを特徴とするロータ。
3. 請求項１又は請求項２に記載のロータにおいて、
   前記第１磁石層は、偶数個の前記第１磁石部が周方向に連続した環状をなすことを特徴とするロータ。
4. 回転軸と、
   前記回転軸と一体回転する請求項１乃至請求項３の何れか１項に記載のロータと、
   ステータコアに巻装された巻線に通電されることで前記ロータを回転させるための磁界を発生させるステータと
   を備えたことを特徴とするブラシレスモータ。