ロータ及びモータ
【課題】少ない部品点数で各回転子の爪状磁極に必要磁界を形成することができるロータ及びモータを提供する。
【解決手段】モータのロータ３は、ロータ周方向に等間隔に並ぶ複数の爪状磁極８を持つ第１回転子４と、同じくロータ周方向に等間隔に並びつつ爪状磁極８と反対側に突出する複数の爪状磁極１１を持つ第２回転子５とを有する。これら回転子４，５は、互いの爪状磁極８，１１がロータ周方向において交互に配置されるように組み付けられている。第１回転子４を鉄等の軟磁性材で形成し、第２回転子５を磁石で形成し、第２回転子５の磁力により、第１回転子４に磁気モーメントを形成する。
【解決手段】モータのロータ３は、ロータ周方向に等間隔に並ぶ複数の爪状磁極８を持つ第１回転子４と、同じくロータ周方向に等間隔に並びつつ爪状磁極８と反対側に突出する複数の爪状磁極１１を持つ第２回転子５とを有する。これら回転子４，５は、互いの爪状磁極８，１１がロータ周方向において交互に配置されるように組み付けられている。第１回転子４を鉄等の軟磁性材で形成し、第２回転子５を磁石で形成し、第２回転子５の磁力により、第１回転子４に磁気モーメントを形成する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、マグネット界磁のランデル型ロータ及びモータに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、モータの一種として、図１３に示すようなマグネット界磁のランデル型ロータ８１を有するモータ（回転電機）が周知である（例えば特許文献１等参照）。この型のモータのロータ８１は、周方向に複数の爪状磁極８２ａ，８３ａを有する鉄製の回転子鉄心８２，８３と、回転子鉄心８２，８３の間に配置された円板磁石８４とを備える。そして、円板磁石８４の磁界によって各爪状磁極８２ａ，８３ａが周方向において交互に異なる磁極を生成することにより、いわゆるマグネット界磁のランデル型ロータとして機能する。
【０００３】
ところで、この型のモータは、爪状磁極８２ａ，８３ａが鉄で形成されているので、磁束のとり得る方向が自由で、実際のところ爪状磁極８２ａ，８３ａの構造的な工夫だけでは、磁束のコントロール、つまり漏れ磁束を少なく抑えてモータの出力を確保するには限界がある。よって、特許文献１では、爪状磁極８２ａ，８３ａの間に磁束整流用磁石を設けて、漏れ磁束を少なく抑える対策がなされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】実開平５−４３７４９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、特許文献１は、磁束整流用磁石が別途必要となるので、部品点数が増加したり、部品の組み付け工数が増加したりするなどの問題があった。よって、これらがモータのコストアップに繋がってしまうので、この種のマグネット界磁のランデル型ロータを有するモータにおいて、簡素な構造で爪状磁極に必要磁束を発生させて、モータの出力を確保することができる技術の開発ニーズがあった。
【０００６】
本発明の目的は、少ない部品点数で各回転子の爪状磁極に必要磁界を形成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。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記問題点を解決するために、周方向に複数の爪状磁極を持つ第１回転子及び第２回転子が設けられ、これらの一方の爪状磁極が他方の爪状磁極間の切欠部に入り込む組み付け状態をとり、複数の前記爪状磁極が周方向において交互にＮ極／Ｓ極となるロータにであって、前記第１回転子及び前記第２回転子の一方を軟磁性材で形成し、他方を磁石で形成し、当該磁石の磁極によって前記軟磁性材に磁極を持たせることにより、周方向に並ぶ前記爪状磁極が交互にＮ極／Ｓ極をとるロータであることを要旨とする。
【０００８】
本発明の構成によれば、第１回転子及び第２回転子の一方の軟磁性材を、他方の磁石の磁力によって磁化することにより、第１回転子及び第２回転子を、各々Ｎ極／Ｓ極として機能させる。このため、磁束整流用磁石を使用しなくとも、第１回転子及び第２回転子に必要磁束を形成することが可能となるので、ランデル型ロータにかかる部品点数を少なく抑えることが可能となる。また、第１回転子及び第２回転子の一方が軟磁性材で済むので、両方を磁石で形成する必要がなくなり、部品コストの削減にも効果が高い。
【０００９】
本発明では、前記第１回転子及び前記第２回転子は、それぞれ異なる形状に形成されていることを要旨とする。この構成によれば、使用する磁石の強さによって磁石の大きさを変え、結果、第１回転子と第２回転子との形状が異なるように形成される。よって、第１回転子及び第２回転子を、必要とする最適の形状とすることが可能となる。
【００１０】
本発明では、前記第１回転子及び前記第２回転子は、同じ形状に形成されていることを要旨とする。この構成によれば、ロータの重量バランスがよくなるので、機能性確保に効果が高くなる。
【００１１】
本発明では、前記第１回転子及び前記第２回転子の間に、それぞれを固定する軟磁性体が設けられ、当該軟磁性体がシャフトに固定されていることを要旨とする。この構成によれば、第１回転子及び第２回転子を、軟磁性体を利用して取り付け固定することが可能となるので、第１回転子及び第２回転子の取り付け強度確保やシャフトに対する位置ずれ防止などに効果が高くなる。
【００１２】
本発明では、前記磁石は、ある特定の方向に磁化が向く異方性磁石であることを要旨とする。この構成によれば、第１回転子及び第２回転子を異方性磁石により形成するので、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。
【００１３】
本発明では、前記磁石は、焼結磁石又はボンド磁石であることを要旨とする。この構成によれば、第１回転子や第２回転子を圧縮成型や射出成形のどちらでも製造することが可能となるので、製造方法が１通りに限定されてしまうことがない。
【００１４】
本発明では、前記磁石は、フェライト磁石、サマリウムコバルト系磁石、サマリウム鉄窒素系磁石、ネオジム磁石又はアルニコ磁石であることを要旨とする。この構成によれば、これら汎用的な材料によっても第１回転子や第２回転子を製造することも可能である。
【００１５】
本発明では、前記軟磁性材は、軟鉄、金属ガラス、パーメンジュール又はアモルファスであることを要旨とする。この構成によれば、軟磁性材を剛性の高い材料で形成することが可能となるので、軟磁性材をシャフトに対し強固に固定することが可能となる。よって、軟磁性材に磁力にて固定された第１回転子や第２回転子を、シャフトに対してずれ難くすることが可能となる。
【００１６】
本発明では、前記第１回転子及び前記第２回転子の組からなるロータユニットを、軸方向に複数積層したタンデム構造であることを要旨とする。この構成によれば、ロータの外周面において各爪状磁極が形成するＮ極／Ｓ極の面積を広くとることが可能となるので、トルク向上に効果が高くなる。
【００１７】
本発明では、前記タンデム構造の場合、複数の前記ロータユニットの前記第１回転子及び前記第２回転子は、軸方向外側に位置するものと、軸方向内側に位置するものとが、各々同じ磁極をとるように形成されていることを要旨とする。この構成によれば、２つのロータユニットが接触する箇所において、広い磁束の通路を形成することが可能となるので、トルク向上に効果が高くなる。
【００１８】
本発明では、前記タンデム構造の場合、複数の前記ロータユニットは、前記第１回転子及び前記第２回転子のうち、軸方向内側において当接する同極の部材が一体化されていることを要旨とする。この構成によれば、複数のロータユニットにおいて同極の部材を一体化したので、元々２部品であったものが１部品で済む。よって、部品点数を少なく抑えることが可能となる。
【００１９】
本発明では、周方向に複数の爪状磁極を持つ第１回転子及び第２回転子が設けられ、これらの一方の爪状磁極が他方の爪状磁極間の切欠部に入り込む組み付け状態をとり、複数の前記爪状磁極が周方向において交互にＮ極／Ｓ極となり、前記第１回転子及び前記第２回転子の一方を軟磁性材で形成し、他方を磁石で形成し、当該磁石の磁極によって前記軟磁性材に磁極を持たせることにより、周方向に並ぶ前記爪状磁極が交互にＮ極／Ｓ極をとるロータと、当該ロータを回転可能に支持するステータとを備えたロータであることを要旨とする。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、少ない部品点数で各回転子の爪状磁極に必要磁界を形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】第１実施形態のモータの構成図。
【図２】ロータの外観を示す斜視図。
【図３】ロータの部品構成を示す分解斜視図。
【図４】磁石からなる第２回転子に発生する磁界を示す斜視図。
【図５】第１回転子及び第２回転子に発生する磁界を示す断面状の例示図。
【図６】他構成のロータに発生する磁界を示す断面状の例示図。
【図７】第２実施形態のロータに発生する磁界を示す断面状の例示図。
【図８】ロータの部品構成を示す分解斜視図。
【図９】第３実施形態のロータに発生する磁界を示す断面状の例示図。
【図１０】他構成のロータに発生する磁界を示す断面状の例示図。
【図１１】他構成のロータに発生する磁界を示す断面状の例示図。
【図１２】他構成のロータに発生する磁界を示す断面状の例示図。
【図１３】従来のロータの部品構成を示す分解斜視図。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
（第１実施形態）
以下、本発明を具体化したロータ及びモータの第１実施形態を図１〜図６に従って説明する。
【００２３】
図１に示すように、モータ１には、モータ１の固定側となるステータ２が設けられ、このステータ２の内部に、モータ１の回転側となるロータ３がステータ２に対して回転可能に設けられている。そして、ステータ２の鉄心に巻かれた巻線に電流が流されると、ステータ２とロータ３との間のマグネット界磁（永久磁石界磁）に発生する磁界によって、ロータ３がステータ２に対して回転する。
【００２４】
図２及び図３に示すように、本例のようなマグネット界磁のランデル型ロータ３には、一対の回転子４，５が設けられ、これらが一体に組み付けられている。本例のモータ１は、２枚の回転子４，５からなる一層構造をなしている。本例の場合、紙面上側を第１回転子４とし、紙面下側を第２回転子５とする。ロータ３の軸中心には、ロータ３の回転軸となる非磁性体のシャフト６が取り付けられている。
【００２５】
第１回転子４において略円板状の回転子本体部７の周縁には、周方向に沿って等間隔に並ぶ複数の爪状磁極８，８…が、外側に向かって放射状に突設されている。さらに、第１回転子４の爪状磁極８は、モータ軸方向に沿って延出する形状、つまり図２及び図３において紙面下方向に飛び出す形状をなし、隣同士の爪状磁極８，８の間が切欠部９となっている。第２回転子５は、第１回転子４と略同一形状をなし、第１回転子４と同様に回転子本体部１０、爪状磁極１１及び切欠部１２を有する。第１回転子４及び第２回転子５は、一方の爪状磁極８（１１）が他方の切欠部１２（９）の入り込むように、かつ逆の磁極同士が接するように、上下逆さまの組み付け状態をとる。これにより、第１回転子４の爪状磁極８と第２回転子５の爪状磁極１１とは、ロータ周方向において交互に配置され、ロータ周方向に計１０個並んでいる。各回転子４，５の中心には、シャフト６を挿通する通し孔１３，１４が各々貫設されている。
【００２６】
爪状磁極８（１１）は、ロータ径方向から見て長方形に形成されている。なお、爪状磁極８（１１）は、例えば正四角形状や台形状に形成されてもよい。また、回転子本体部７と爪状磁極８（１１）との間の隙間は、断面が長方形状となるように形成されている。さらに、隣り合う爪状磁極８，１１の間は、ロータ径方向から見て長方形の空間をなすように離間する。
【００２７】
第２回転子５は、異方性磁石（極異方性磁石）からなる。異方性磁石は、ある特定の方向に磁化された磁石であって、その特定方向に強い磁力を有する。異方性磁石は、例えば焼結磁石、ボンド磁石（プラスチックマグネット、ゴムマグネット等）などが使用されている。また、これ以外に、例えばフェライト磁石、サマリウム鉄窒素（Sm−Fe−N）系磁石、サマリウムコバルト系磁石、ネオジム磁石、アルニコ磁石などを使用してもよい。
【００２８】
図４及び図５に示すように、磁石製の第２回転子５は、回転子本体部１０の内面１５から爪状磁極１１の方向に磁気モーメントが向くように着磁されている。よって、第２回転子５は、各爪状磁極１１，１１…の外周面がＮ極（外周側Ｎ極）となり、回転子本体部１０の内面１５、つまり軸方向垂直面がＳ極（軸垂直面側Ｓ極）となっている。
【００２９】
第１回転子４は、軟磁性材によって形成されている。軟磁性材としては、例えば鉄が使用されている。本例の第１回転子４は、第２回転子５と組み付け状態をとる際、第２回転子５の磁力によって磁極が形成される。よって、第１回転子４は、爪状磁極８，８…から回転子本体部７の内面１６の方向に磁気モーメントが向くように磁化される。このため、第１回転子４は、第２回転子５の磁力によって、各爪状磁極８，８…の外周側がＳ極（外周側Ｓ極）となり、回転子本体部７の内面１６、つまり軸方向垂直面がＮ極（軸垂直面側Ｎ極）となっている。
【００３０】
第１回転子４は、軟磁性材によって形成されているので、シャフト６に対し圧入固定等により組み付け固定されている。また、第２回転子５は、磁力にて第１回転子４に吸着することにより、第１回転子４及びシャフト６に組み付いている。よって、第１回転子４のシャフト６に対する周方向の等角配置（均等配置）は、圧入固定によって確保され、第２回転子５のシャフト６に対する周方向の等角配置（均等配置）は、磁力による吸着にて確保される。
【００３１】
図５に示すように、第１回転子４及び第２回転子５は、互いに形状が異なるように形成されている。本例の場合、第１回転子４及び第２回転子５は、回転子本体部７，１０の厚さが異なる形状に形成され、回転子本体部７の厚さがＷ１に形成され、回転子本体部１０の厚さがＷ２（＜Ｗ１）に形成されている。本例のように、第１回転子４よりも第２回転子５を薄く形成するのは、例えば第２回転子５を磁力の強い材料で形成すれば、厚さＷ２を薄くすることが可能となるので、結果として第１回転子４と第２回転子５とが異なることになる。
【００３２】
第１回転子４及び第２回転子５は、第１回転子４のＮ極の爪状磁極８，８…が第２回転子５の各切欠部１２，１２…に入り込み、第２回転子５のＳ極の爪状磁極１１，１１…が第１回転子４の各切欠部９，９…に入り込む配置位置をとる。このため、ロータ３の周方向において、Ｎ極とＳ極とが交互に並び、ロータ３がマグネット界磁のランデル型ロータとして機能することになる。
【００３３】
次に、本例のモータ１の作用を、図３〜図５を用いて説明する。
図３〜図５に示すように、第１回転子４を磁石ではなく鉄等の軟磁性材により形成し、第２回転子５を磁石（異方性磁石）により形成し、磁石からなる第２回転子５の磁力を利用して、第１回転子４に必要磁界を生成する。本例の場合、第２回転子５をＮ極の磁石で形成したとすると、軟磁性材からなる第１回転子４を、Ｎ極の磁力によってＳ極に磁化する。
【００３４】
よって、図５に示すように、第１回転子４には、Ｎ極の磁石からなる第２回転子５の磁力によって、同図に示す矢印Ａ１方向の磁気モーメントが形成され、第２回転子５には、自身の磁力によって、同図に示す矢印Ａ２方向の磁気モーメントが生成される。このため、第１回転子４の爪状磁極８がＳ極となり、第２回転子５の爪状磁極１１がＮ極となるので、ロータ３の周方向に並ぶ爪状磁極８，１１が交互にＮ極／Ｓ極となり、コンシクエントポール型構造のロータとなる。これにより、ステータ２が通電された際には、ロータ３がステータ２に対して回転可能となる。
【００３５】
以上により、本例においては、磁石の数量削減を狙って第１回転子４を軟磁性材により形成しつつ、磁石からなる第２回転子５の磁力を利用して第１回転子４を磁化することにより、第１回転子４にロータ３として必要な磁気モーメントを生成する。このため、背景技術で述べたような磁束整流用磁石を使用しなくとも、各爪状磁極８，１１に必要磁束を発生させることが可能となる。従って、ランデル型ロータ３を少ない部品点数で形成することが可能となる。さらには、第１回転子４及び第２回転子５の一方のみ磁石とすればよいので、必要となる磁石部品の点数が少なくなり、部品コストの削減にも効果が高い。
【００３６】
また、本例の場合、軟磁性材からなる第１回転子４をシャフト６に圧入固定等で強固に組み付け、第２回転子５を自身の磁力によって第１回転子４に吸着することにより、第１回転子４及び第２回転子５を位置決め固定する。このため、第１回転子４及び第２回転子５がシャフト６に対して周方向に動き難くなるので、第１回転子４及び第２回転子５の周方向における等角配置（均等配置）が確保される。これにより、ロータ３の所望出力の確保に効果が高くなる。
【００３７】
ところで、第１回転子４の厚さＷ１と第２回転子５の厚さＷ２とは、互いに異なることに限定されない。図６に示すように、第１回転子４及び第２回転子５は、厚さＷ１，Ｗ２が同じに形成されてもよい。この場合、ロータ３の軸方向における重量バランスがよくなるので、ロータ３としての機能性確保に効果が高くなる。
【００３８】
本実施形態の構成によれば、以下に記載の効果を得ることができる。
（１）軟磁性材からなる第１回転子４を、磁石からなる第２回転子５の磁力によって磁化することにより、第１回転子４に磁気モーメントを発生させ、これらをＮ極／Ｓ極として機能させる。このため、背景技術で述べたような磁束整流用磁石を使用しなくとも、第１回転子４及び第２回転子５に必要磁界を形成することが可能となるので、ランデル型ロータ３にかかる部品点数を少なく抑えることができる。また、第１回転子４が軟磁性材で済むので、第１回転子４及び第２回転子５の両方を磁石で形成する必要がなくなり、部品コストの削減にも効果が高い。
【００３９】
（２）磁石である第２回転子５を、使用する磁石の種類（磁界の強さ）に応じて大きさを変え、結果、第１回転子４と第２回転子５とが異なる形状（厚さＷ）にて形成される。よって、第１回転子４及び第２回転子５を、必要とする最適の形状とすることができる。
【００４０】
（３）第１回転子４と第２回転子５とを同じ形状に形成した場合、ロータ３の重量バランスがよくなるので、機能性確保に効果が高い。
（４）第２回転子５を異方性磁石により形成するので、ある特定方向（Ｎ極）に向く強い磁束を、各爪状磁極１１に発生させるのに効果が高くなる。また、この強い磁力を持つ第２回転子５によって第１回転子４が磁化されるので、第１回転子４にも特定方向（Ｓ極）を向く強い磁束を発生させることができる。よって、ロータ３（モータ１）のトルク確保に効果が高くなる。
【００４１】
（５）や第２回転子５を焼結磁石やボンド磁石とした場合、第２回転子５を例えば圧縮成形や射出成形のどちらでの形成することが可能となるので、製造方法が１通りに限定されてしまうことがない。
【００４２】
（６）第２回転子５は、フェライト磁石、サマリウムコバルト系磁石、サマリウム鉄窒素系磁石、ネオジム磁石、アルニコ磁石で形成することも可能である。よって、これら汎用的な材料によっても第１回転子４や第２回転子５を製造することができる。
【００４３】
（７）第１回転子４は、軟鉄、金属ガラス、パーメンジュール、アモルファス等の剛性の高い軟磁性材に形成される。このため、第１回転子４をシャフト６に対し、より強固に固定することができる。よって、第１回転子４に磁力にて吸着する第２回転子５を、シャフト６に対してロータ周方向に位置ずれし難くすることができる。
【００４４】
（８）第２回転子５の外周面に一方の磁極を持たせ、回転子本体部１０の軸方向垂直面に他方の磁極を持たせた。このため、第２回転子５において磁束を発生させる磁性材を、ロータ径方向の中央部まで配置することが可能となるので、磁性材の粒子が多くなり、磁束量を増やすことができる。
【００４５】
（第２実施形態）
次に、第２実施形態を図７及び図８に従って説明する。なお、第２実施形態は、第１実施形態に記載のロータ構造を変更した構成であって、他の基本的な構成は同じである。よって、第１実施形態と同一部分には同一符号を付して詳しい説明を省略し、異なる部分についてのみ詳述する。
【００４６】
図７及び図８に示すように、一対の回転子４，５の間には、それぞれを固定する略板状の軟磁性体２０が設けられている。軟磁性体２０は、リング状を呈するとともに、軟磁性材として、軟鉄、金属ガラス、パーメンジュール、アモルファスのいずれかからなる。軟磁性体２０は、中央の通し孔２１にシャフト６が通されるとともに、シャフト６に圧入固定されている。
【００４７】
本例の第１回転子４は、シャフト６への圧入固定ではなく、例えば接着剤等によって軟磁性体２０に取り付け固定されてもよい。また、第２回転子５は、磁力によって軟磁性体２０に吸着することにより、位置決め固定されている。よって、本例の場合は、第１回転子４を面積の広い軟磁性体２０に取り付け可能となるので、第１回転子４及び第２回転子５の組み付けを強固に行うことが可能となる。
【００４８】
本実施形態の構成によれば、第１実施形態の（１）〜（８）に加え、以下に記載の効果を得ることができる。
（９）第１回転子４や第２回転子５を、軟磁性体２０を利用してシャフト６に取り付け固定する。このため、第１回転子４や第２回転子５の取り付け面積を広くとることが可能となるので、第１回転子４及び第２回転子５の取り付け強度確保や、シャフト６に対する位置ずれ防止などに効果が高くなる。
【００４９】
（第３実施形態）
次に、第３実施形態を図９〜図１２に従って説明する。なお、第３実施形態は、第１及び第２実施形態ではロータ３をタンデム構造（積層構造）にした点で異なり、他の基本的構成は同じである。よって、本例も異なる部分についてのみ詳述する。
【００５０】
図９に示すように、タンデム構造のロータ３は、複数（本例は２つ）のロータユニット３１，３１からなる。本例のロータユニット３１は、第１実施形態で記載したロータ３そのものである。そして、タンデム構造の場合、これらロータユニット３１，３１は、ロータ３の軸方向において上下逆向きに配置されることにより、Ｎ極同士（又はＳ極同士）が接触する向きにて取り付けられる。
【００５１】
さて、本例の場合、ロータユニット３１を複数設けるので、ロータ３の外周面においてＮ極やＳ極が広い面積にて形成される。よって、ロータ３のトルクを高く設定することが可能となり、モータ１を出力の高いものとして使用することが可能となる。なお、この構造の場合、図１０に示すように、図９の配置に対して磁石と軟磁性材とを入れ換えてもよい。
【００５２】
また、タンデム構造の場合、図１１に示すように、同じ部材同士で接触する回転子４（又は回転子５）同士を一体に形成してもよい。ちなみに、図１１の場合は、磁石同士を一体に形成している。この場合、タンデム構造のロータ３において、部品点数を少なく抑えることが可能となる。なお、この構造の場合、図１２に示すように、図１１の配置に対して磁石と軟磁性材とを入れ換えてもよい。
【００５３】
本実施形態の構成によれば、第１実施形態の（１）〜（８）に加え、以下に記載の効果を得ることができる。
（１０）ロータ３の外周面におけるＮ極、Ｓ極の面積を広くとることが可能となるので、トルク向上に効果が高い。また、ロータ３を通過する磁束量も増え、これもトルク向上に寄与する。
【００５４】
（１１）図９や図１０に示すように、２つのロータユニット３１，３１を、軸方向外側にＳ極の第１回転子４（Ｎ極の第２回転子５）が位置し、軸方向内側にＮ極の第２回転子５（Ｓ極の第１回転子４）が位置する向きで、シャフト６に取り付け固定する。このため、２つのロータユニット３１，３１が接触する箇所において、広い磁束の通路を形成することが可能となるので、トルク確保に一層効果が高くなる。
【００５５】
（１２）図１１や図１２に示すように、２つのロータユニット３１，３１において、第１回転子４及び第２回転子５のうち、軸方向内側において当接する同極の部材が一体化すれば、元々２部品であったものが１部品で済む。よって、ロータ３に必要な部品点数を少なく抑えることができる。
【００５６】
なお、実施形態はこれまでに述べた構成に限らず、以下の態様に変更してもよい。
・第３実施形態において、ロータユニット３１の個数は、２つに限定されず、３つ以上でもよい。
【００５７】
・第３実施形態において、タンデム構造の場合、一対のロータユニット３１，３１は、異なる磁極が接触する向きに積み重ねられてもよい。
・各実施形態において、軟磁性材（第１回転子４）のシャフト６への固定方法は、圧入固定に限定されず、他の取り付け方法を採用してもよい。
【００５８】
・各実施形態において、シャフト６は、軟磁性材の第１回転子４（軟磁性材なら第２回転子５でも可）に一体形成されてもよい。
・各実施形態において、爪状磁極８，１１の個数は、実施形態に記載した個数に限定されず、他の個数に変更可能であり、特にロータの極対数が３以上の奇数であれば、第１回転子４及び第２回転子５が変形し難くなり、ロータ３が安定するので好ましい。
【００５９】
・各実施形態において、第１回転子４や第２回転子５に形成される磁気モーメントの向きは、適宜変更可能である。
・各実施形態において、回転子４，５及び軟磁性体２０の形状や材質は、実施形態に記載以外のものを適宜採用可能である。
【００６０】
・各実施形態において、第１回転子４を磁石で、第２回転子５を軟磁性材で形成してもよい。
・各実施形態において、回転子の材質である軟磁性材は、鉄に限定されず、他の種類を採用可能である。
【符号の説明】
【００６１】
１…モータ、２…ステータ、３…ロータ、４…第１回転子、５…第２回転子、６…シャフト、８…爪状磁極、９…切欠部、１１…爪状磁極、１２…切欠部、２０…軟磁性体、３１…ロータユニット。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、マグネット界磁のランデル型ロータ及びモータに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、モータの一種として、図１３に示すようなマグネット界磁のランデル型ロータ８１を有するモータ（回転電機）が周知である（例えば特許文献１等参照）。この型のモータのロータ８１は、周方向に複数の爪状磁極８２ａ，８３ａを有する鉄製の回転子鉄心８２，８３と、回転子鉄心８２，８３の間に配置された円板磁石８４とを備える。そして、円板磁石８４の磁界によって各爪状磁極８２ａ，８３ａが周方向において交互に異なる磁極を生成することにより、いわゆるマグネット界磁のランデル型ロータとして機能する。
【０００３】
ところで、この型のモータは、爪状磁極８２ａ，８３ａが鉄で形成されているので、磁束のとり得る方向が自由で、実際のところ爪状磁極８２ａ，８３ａの構造的な工夫だけでは、磁束のコントロール、つまり漏れ磁束を少なく抑えてモータの出力を確保するには限界がある。よって、特許文献１では、爪状磁極８２ａ，８３ａの間に磁束整流用磁石を設けて、漏れ磁束を少なく抑える対策がなされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】実開平５−４３７４９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、特許文献１は、磁束整流用磁石が別途必要となるので、部品点数が増加したり、部品の組み付け工数が増加したりするなどの問題があった。よって、これらがモータのコストアップに繋がってしまうので、この種のマグネット界磁のランデル型ロータを有するモータにおいて、簡素な構造で爪状磁極に必要磁束を発生させて、モータの出力を確保することができる技術の開発ニーズがあった。
【０００６】
本発明の目的は、少ない部品点数で各回転子の爪状磁極に必要磁界を形成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。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記問題点を解決するために、周方向に複数の爪状磁極を持つ第１回転子及び第２回転子が設けられ、これらの一方の爪状磁極が他方の爪状磁極間の切欠部に入り込む組み付け状態をとり、複数の前記爪状磁極が周方向において交互にＮ極／Ｓ極となるロータにであって、前記第１回転子及び前記第２回転子の一方を軟磁性材で形成し、他方を磁石で形成し、当該磁石の磁極によって前記軟磁性材に磁極を持たせることにより、周方向に並ぶ前記爪状磁極が交互にＮ極／Ｓ極をとるロータであることを要旨とする。
【０００８】
本発明の構成によれば、第１回転子及び第２回転子の一方の軟磁性材を、他方の磁石の磁力によって磁化することにより、第１回転子及び第２回転子を、各々Ｎ極／Ｓ極として機能させる。このため、磁束整流用磁石を使用しなくとも、第１回転子及び第２回転子に必要磁束を形成することが可能となるので、ランデル型ロータにかかる部品点数を少なく抑えることが可能となる。また、第１回転子及び第２回転子の一方が軟磁性材で済むので、両方を磁石で形成する必要がなくなり、部品コストの削減にも効果が高い。
【０００９】
本発明では、前記第１回転子及び前記第２回転子は、それぞれ異なる形状に形成されていることを要旨とする。この構成によれば、使用する磁石の強さによって磁石の大きさを変え、結果、第１回転子と第２回転子との形状が異なるように形成される。よって、第１回転子及び第２回転子を、必要とする最適の形状とすることが可能となる。
【００１０】
本発明では、前記第１回転子及び前記第２回転子は、同じ形状に形成されていることを要旨とする。この構成によれば、ロータの重量バランスがよくなるので、機能性確保に効果が高くなる。
【００１１】
本発明では、前記第１回転子及び前記第２回転子の間に、それぞれを固定する軟磁性体が設けられ、当該軟磁性体がシャフトに固定されていることを要旨とする。この構成によれば、第１回転子及び第２回転子を、軟磁性体を利用して取り付け固定することが可能となるので、第１回転子及び第２回転子の取り付け強度確保やシャフトに対する位置ずれ防止などに効果が高くなる。
【００１２】
本発明では、前記磁石は、ある特定の方向に磁化が向く異方性磁石であることを要旨とする。この構成によれば、第１回転子及び第２回転子を異方性磁石により形成するので、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。
【００１３】
本発明では、前記磁石は、焼結磁石又はボンド磁石であることを要旨とする。この構成によれば、第１回転子や第２回転子を圧縮成型や射出成形のどちらでも製造することが可能となるので、製造方法が１通りに限定されてしまうことがない。
【００１４】
本発明では、前記磁石は、フェライト磁石、サマリウムコバルト系磁石、サマリウム鉄窒素系磁石、ネオジム磁石又はアルニコ磁石であることを要旨とする。この構成によれば、これら汎用的な材料によっても第１回転子や第２回転子を製造することも可能である。
【００１５】
本発明では、前記軟磁性材は、軟鉄、金属ガラス、パーメンジュール又はアモルファスであることを要旨とする。この構成によれば、軟磁性材を剛性の高い材料で形成することが可能となるので、軟磁性材をシャフトに対し強固に固定することが可能となる。よって、軟磁性材に磁力にて固定された第１回転子や第２回転子を、シャフトに対してずれ難くすることが可能となる。
【００１６】
本発明では、前記第１回転子及び前記第２回転子の組からなるロータユニットを、軸方向に複数積層したタンデム構造であることを要旨とする。この構成によれば、ロータの外周面において各爪状磁極が形成するＮ極／Ｓ極の面積を広くとることが可能となるので、トルク向上に効果が高くなる。
【００１７】
本発明では、前記タンデム構造の場合、複数の前記ロータユニットの前記第１回転子及び前記第２回転子は、軸方向外側に位置するものと、軸方向内側に位置するものとが、各々同じ磁極をとるように形成されていることを要旨とする。この構成によれば、２つのロータユニットが接触する箇所において、広い磁束の通路を形成することが可能となるので、トルク向上に効果が高くなる。
【００１８】
本発明では、前記タンデム構造の場合、複数の前記ロータユニットは、前記第１回転子及び前記第２回転子のうち、軸方向内側において当接する同極の部材が一体化されていることを要旨とする。この構成によれば、複数のロータユニットにおいて同極の部材を一体化したので、元々２部品であったものが１部品で済む。よって、部品点数を少なく抑えることが可能となる。
【００１９】
本発明では、周方向に複数の爪状磁極を持つ第１回転子及び第２回転子が設けられ、これらの一方の爪状磁極が他方の爪状磁極間の切欠部に入り込む組み付け状態をとり、複数の前記爪状磁極が周方向において交互にＮ極／Ｓ極となり、前記第１回転子及び前記第２回転子の一方を軟磁性材で形成し、他方を磁石で形成し、当該磁石の磁極によって前記軟磁性材に磁極を持たせることにより、周方向に並ぶ前記爪状磁極が交互にＮ極／Ｓ極をとるロータと、当該ロータを回転可能に支持するステータとを備えたロータであることを要旨とする。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、少ない部品点数で各回転子の爪状磁極に必要磁界を形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】第１実施形態のモータの構成図。
【図２】ロータの外観を示す斜視図。
【図３】ロータの部品構成を示す分解斜視図。
【図４】磁石からなる第２回転子に発生する磁界を示す斜視図。
【図５】第１回転子及び第２回転子に発生する磁界を示す断面状の例示図。
【図６】他構成のロータに発生する磁界を示す断面状の例示図。
【図７】第２実施形態のロータに発生する磁界を示す断面状の例示図。
【図８】ロータの部品構成を示す分解斜視図。
【図９】第３実施形態のロータに発生する磁界を示す断面状の例示図。
【図１０】他構成のロータに発生する磁界を示す断面状の例示図。
【図１１】他構成のロータに発生する磁界を示す断面状の例示図。
【図１２】他構成のロータに発生する磁界を示す断面状の例示図。
【図１３】従来のロータの部品構成を示す分解斜視図。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
（第１実施形態）
以下、本発明を具体化したロータ及びモータの第１実施形態を図１〜図６に従って説明する。
【００２３】
図１に示すように、モータ１には、モータ１の固定側となるステータ２が設けられ、このステータ２の内部に、モータ１の回転側となるロータ３がステータ２に対して回転可能に設けられている。そして、ステータ２の鉄心に巻かれた巻線に電流が流されると、ステータ２とロータ３との間のマグネット界磁（永久磁石界磁）に発生する磁界によって、ロータ３がステータ２に対して回転する。
【００２４】
図２及び図３に示すように、本例のようなマグネット界磁のランデル型ロータ３には、一対の回転子４，５が設けられ、これらが一体に組み付けられている。本例のモータ１は、２枚の回転子４，５からなる一層構造をなしている。本例の場合、紙面上側を第１回転子４とし、紙面下側を第２回転子５とする。ロータ３の軸中心には、ロータ３の回転軸となる非磁性体のシャフト６が取り付けられている。
【００２５】
第１回転子４において略円板状の回転子本体部７の周縁には、周方向に沿って等間隔に並ぶ複数の爪状磁極８，８…が、外側に向かって放射状に突設されている。さらに、第１回転子４の爪状磁極８は、モータ軸方向に沿って延出する形状、つまり図２及び図３において紙面下方向に飛び出す形状をなし、隣同士の爪状磁極８，８の間が切欠部９となっている。第２回転子５は、第１回転子４と略同一形状をなし、第１回転子４と同様に回転子本体部１０、爪状磁極１１及び切欠部１２を有する。第１回転子４及び第２回転子５は、一方の爪状磁極８（１１）が他方の切欠部１２（９）の入り込むように、かつ逆の磁極同士が接するように、上下逆さまの組み付け状態をとる。これにより、第１回転子４の爪状磁極８と第２回転子５の爪状磁極１１とは、ロータ周方向において交互に配置され、ロータ周方向に計１０個並んでいる。各回転子４，５の中心には、シャフト６を挿通する通し孔１３，１４が各々貫設されている。
【００２６】
爪状磁極８（１１）は、ロータ径方向から見て長方形に形成されている。なお、爪状磁極８（１１）は、例えば正四角形状や台形状に形成されてもよい。また、回転子本体部７と爪状磁極８（１１）との間の隙間は、断面が長方形状となるように形成されている。さらに、隣り合う爪状磁極８，１１の間は、ロータ径方向から見て長方形の空間をなすように離間する。
【００２７】
第２回転子５は、異方性磁石（極異方性磁石）からなる。異方性磁石は、ある特定の方向に磁化された磁石であって、その特定方向に強い磁力を有する。異方性磁石は、例えば焼結磁石、ボンド磁石（プラスチックマグネット、ゴムマグネット等）などが使用されている。また、これ以外に、例えばフェライト磁石、サマリウム鉄窒素（Sm−Fe−N）系磁石、サマリウムコバルト系磁石、ネオジム磁石、アルニコ磁石などを使用してもよい。
【００２８】
図４及び図５に示すように、磁石製の第２回転子５は、回転子本体部１０の内面１５から爪状磁極１１の方向に磁気モーメントが向くように着磁されている。よって、第２回転子５は、各爪状磁極１１，１１…の外周面がＮ極（外周側Ｎ極）となり、回転子本体部１０の内面１５、つまり軸方向垂直面がＳ極（軸垂直面側Ｓ極）となっている。
【００２９】
第１回転子４は、軟磁性材によって形成されている。軟磁性材としては、例えば鉄が使用されている。本例の第１回転子４は、第２回転子５と組み付け状態をとる際、第２回転子５の磁力によって磁極が形成される。よって、第１回転子４は、爪状磁極８，８…から回転子本体部７の内面１６の方向に磁気モーメントが向くように磁化される。このため、第１回転子４は、第２回転子５の磁力によって、各爪状磁極８，８…の外周側がＳ極（外周側Ｓ極）となり、回転子本体部７の内面１６、つまり軸方向垂直面がＮ極（軸垂直面側Ｎ極）となっている。
【００３０】
第１回転子４は、軟磁性材によって形成されているので、シャフト６に対し圧入固定等により組み付け固定されている。また、第２回転子５は、磁力にて第１回転子４に吸着することにより、第１回転子４及びシャフト６に組み付いている。よって、第１回転子４のシャフト６に対する周方向の等角配置（均等配置）は、圧入固定によって確保され、第２回転子５のシャフト６に対する周方向の等角配置（均等配置）は、磁力による吸着にて確保される。
【００３１】
図５に示すように、第１回転子４及び第２回転子５は、互いに形状が異なるように形成されている。本例の場合、第１回転子４及び第２回転子５は、回転子本体部７，１０の厚さが異なる形状に形成され、回転子本体部７の厚さがＷ１に形成され、回転子本体部１０の厚さがＷ２（＜Ｗ１）に形成されている。本例のように、第１回転子４よりも第２回転子５を薄く形成するのは、例えば第２回転子５を磁力の強い材料で形成すれば、厚さＷ２を薄くすることが可能となるので、結果として第１回転子４と第２回転子５とが異なることになる。
【００３２】
第１回転子４及び第２回転子５は、第１回転子４のＮ極の爪状磁極８，８…が第２回転子５の各切欠部１２，１２…に入り込み、第２回転子５のＳ極の爪状磁極１１，１１…が第１回転子４の各切欠部９，９…に入り込む配置位置をとる。このため、ロータ３の周方向において、Ｎ極とＳ極とが交互に並び、ロータ３がマグネット界磁のランデル型ロータとして機能することになる。
【００３３】
次に、本例のモータ１の作用を、図３〜図５を用いて説明する。
図３〜図５に示すように、第１回転子４を磁石ではなく鉄等の軟磁性材により形成し、第２回転子５を磁石（異方性磁石）により形成し、磁石からなる第２回転子５の磁力を利用して、第１回転子４に必要磁界を生成する。本例の場合、第２回転子５をＮ極の磁石で形成したとすると、軟磁性材からなる第１回転子４を、Ｎ極の磁力によってＳ極に磁化する。
【００３４】
よって、図５に示すように、第１回転子４には、Ｎ極の磁石からなる第２回転子５の磁力によって、同図に示す矢印Ａ１方向の磁気モーメントが形成され、第２回転子５には、自身の磁力によって、同図に示す矢印Ａ２方向の磁気モーメントが生成される。このため、第１回転子４の爪状磁極８がＳ極となり、第２回転子５の爪状磁極１１がＮ極となるので、ロータ３の周方向に並ぶ爪状磁極８，１１が交互にＮ極／Ｓ極となり、コンシクエントポール型構造のロータとなる。これにより、ステータ２が通電された際には、ロータ３がステータ２に対して回転可能となる。
【００３５】
以上により、本例においては、磁石の数量削減を狙って第１回転子４を軟磁性材により形成しつつ、磁石からなる第２回転子５の磁力を利用して第１回転子４を磁化することにより、第１回転子４にロータ３として必要な磁気モーメントを生成する。このため、背景技術で述べたような磁束整流用磁石を使用しなくとも、各爪状磁極８，１１に必要磁束を発生させることが可能となる。従って、ランデル型ロータ３を少ない部品点数で形成することが可能となる。さらには、第１回転子４及び第２回転子５の一方のみ磁石とすればよいので、必要となる磁石部品の点数が少なくなり、部品コストの削減にも効果が高い。
【００３６】
また、本例の場合、軟磁性材からなる第１回転子４をシャフト６に圧入固定等で強固に組み付け、第２回転子５を自身の磁力によって第１回転子４に吸着することにより、第１回転子４及び第２回転子５を位置決め固定する。このため、第１回転子４及び第２回転子５がシャフト６に対して周方向に動き難くなるので、第１回転子４及び第２回転子５の周方向における等角配置（均等配置）が確保される。これにより、ロータ３の所望出力の確保に効果が高くなる。
【００３７】
ところで、第１回転子４の厚さＷ１と第２回転子５の厚さＷ２とは、互いに異なることに限定されない。図６に示すように、第１回転子４及び第２回転子５は、厚さＷ１，Ｗ２が同じに形成されてもよい。この場合、ロータ３の軸方向における重量バランスがよくなるので、ロータ３としての機能性確保に効果が高くなる。
【００３８】
本実施形態の構成によれば、以下に記載の効果を得ることができる。
（１）軟磁性材からなる第１回転子４を、磁石からなる第２回転子５の磁力によって磁化することにより、第１回転子４に磁気モーメントを発生させ、これらをＮ極／Ｓ極として機能させる。このため、背景技術で述べたような磁束整流用磁石を使用しなくとも、第１回転子４及び第２回転子５に必要磁界を形成することが可能となるので、ランデル型ロータ３にかかる部品点数を少なく抑えることができる。また、第１回転子４が軟磁性材で済むので、第１回転子４及び第２回転子５の両方を磁石で形成する必要がなくなり、部品コストの削減にも効果が高い。
【００３９】
（２）磁石である第２回転子５を、使用する磁石の種類（磁界の強さ）に応じて大きさを変え、結果、第１回転子４と第２回転子５とが異なる形状（厚さＷ）にて形成される。よって、第１回転子４及び第２回転子５を、必要とする最適の形状とすることができる。
【００４０】
（３）第１回転子４と第２回転子５とを同じ形状に形成した場合、ロータ３の重量バランスがよくなるので、機能性確保に効果が高い。
（４）第２回転子５を異方性磁石により形成するので、ある特定方向（Ｎ極）に向く強い磁束を、各爪状磁極１１に発生させるのに効果が高くなる。また、この強い磁力を持つ第２回転子５によって第１回転子４が磁化されるので、第１回転子４にも特定方向（Ｓ極）を向く強い磁束を発生させることができる。よって、ロータ３（モータ１）のトルク確保に効果が高くなる。
【００４１】
（５）や第２回転子５を焼結磁石やボンド磁石とした場合、第２回転子５を例えば圧縮成形や射出成形のどちらでの形成することが可能となるので、製造方法が１通りに限定されてしまうことがない。
【００４２】
（６）第２回転子５は、フェライト磁石、サマリウムコバルト系磁石、サマリウム鉄窒素系磁石、ネオジム磁石、アルニコ磁石で形成することも可能である。よって、これら汎用的な材料によっても第１回転子４や第２回転子５を製造することができる。
【００４３】
（７）第１回転子４は、軟鉄、金属ガラス、パーメンジュール、アモルファス等の剛性の高い軟磁性材に形成される。このため、第１回転子４をシャフト６に対し、より強固に固定することができる。よって、第１回転子４に磁力にて吸着する第２回転子５を、シャフト６に対してロータ周方向に位置ずれし難くすることができる。
【００４４】
（８）第２回転子５の外周面に一方の磁極を持たせ、回転子本体部１０の軸方向垂直面に他方の磁極を持たせた。このため、第２回転子５において磁束を発生させる磁性材を、ロータ径方向の中央部まで配置することが可能となるので、磁性材の粒子が多くなり、磁束量を増やすことができる。
【００４５】
（第２実施形態）
次に、第２実施形態を図７及び図８に従って説明する。なお、第２実施形態は、第１実施形態に記載のロータ構造を変更した構成であって、他の基本的な構成は同じである。よって、第１実施形態と同一部分には同一符号を付して詳しい説明を省略し、異なる部分についてのみ詳述する。
【００４６】
図７及び図８に示すように、一対の回転子４，５の間には、それぞれを固定する略板状の軟磁性体２０が設けられている。軟磁性体２０は、リング状を呈するとともに、軟磁性材として、軟鉄、金属ガラス、パーメンジュール、アモルファスのいずれかからなる。軟磁性体２０は、中央の通し孔２１にシャフト６が通されるとともに、シャフト６に圧入固定されている。
【００４７】
本例の第１回転子４は、シャフト６への圧入固定ではなく、例えば接着剤等によって軟磁性体２０に取り付け固定されてもよい。また、第２回転子５は、磁力によって軟磁性体２０に吸着することにより、位置決め固定されている。よって、本例の場合は、第１回転子４を面積の広い軟磁性体２０に取り付け可能となるので、第１回転子４及び第２回転子５の組み付けを強固に行うことが可能となる。
【００４８】
本実施形態の構成によれば、第１実施形態の（１）〜（８）に加え、以下に記載の効果を得ることができる。
（９）第１回転子４や第２回転子５を、軟磁性体２０を利用してシャフト６に取り付け固定する。このため、第１回転子４や第２回転子５の取り付け面積を広くとることが可能となるので、第１回転子４及び第２回転子５の取り付け強度確保や、シャフト６に対する位置ずれ防止などに効果が高くなる。
【００４９】
（第３実施形態）
次に、第３実施形態を図９〜図１２に従って説明する。なお、第３実施形態は、第１及び第２実施形態ではロータ３をタンデム構造（積層構造）にした点で異なり、他の基本的構成は同じである。よって、本例も異なる部分についてのみ詳述する。
【００５０】
図９に示すように、タンデム構造のロータ３は、複数（本例は２つ）のロータユニット３１，３１からなる。本例のロータユニット３１は、第１実施形態で記載したロータ３そのものである。そして、タンデム構造の場合、これらロータユニット３１，３１は、ロータ３の軸方向において上下逆向きに配置されることにより、Ｎ極同士（又はＳ極同士）が接触する向きにて取り付けられる。
【００５１】
さて、本例の場合、ロータユニット３１を複数設けるので、ロータ３の外周面においてＮ極やＳ極が広い面積にて形成される。よって、ロータ３のトルクを高く設定することが可能となり、モータ１を出力の高いものとして使用することが可能となる。なお、この構造の場合、図１０に示すように、図９の配置に対して磁石と軟磁性材とを入れ換えてもよい。
【００５２】
また、タンデム構造の場合、図１１に示すように、同じ部材同士で接触する回転子４（又は回転子５）同士を一体に形成してもよい。ちなみに、図１１の場合は、磁石同士を一体に形成している。この場合、タンデム構造のロータ３において、部品点数を少なく抑えることが可能となる。なお、この構造の場合、図１２に示すように、図１１の配置に対して磁石と軟磁性材とを入れ換えてもよい。
【００５３】
本実施形態の構成によれば、第１実施形態の（１）〜（８）に加え、以下に記載の効果を得ることができる。
（１０）ロータ３の外周面におけるＮ極、Ｓ極の面積を広くとることが可能となるので、トルク向上に効果が高い。また、ロータ３を通過する磁束量も増え、これもトルク向上に寄与する。
【００５４】
（１１）図９や図１０に示すように、２つのロータユニット３１，３１を、軸方向外側にＳ極の第１回転子４（Ｎ極の第２回転子５）が位置し、軸方向内側にＮ極の第２回転子５（Ｓ極の第１回転子４）が位置する向きで、シャフト６に取り付け固定する。このため、２つのロータユニット３１，３１が接触する箇所において、広い磁束の通路を形成することが可能となるので、トルク確保に一層効果が高くなる。
【００５５】
（１２）図１１や図１２に示すように、２つのロータユニット３１，３１において、第１回転子４及び第２回転子５のうち、軸方向内側において当接する同極の部材が一体化すれば、元々２部品であったものが１部品で済む。よって、ロータ３に必要な部品点数を少なく抑えることができる。
【００５６】
なお、実施形態はこれまでに述べた構成に限らず、以下の態様に変更してもよい。
・第３実施形態において、ロータユニット３１の個数は、２つに限定されず、３つ以上でもよい。
【００５７】
・第３実施形態において、タンデム構造の場合、一対のロータユニット３１，３１は、異なる磁極が接触する向きに積み重ねられてもよい。
・各実施形態において、軟磁性材（第１回転子４）のシャフト６への固定方法は、圧入固定に限定されず、他の取り付け方法を採用してもよい。
【００５８】
・各実施形態において、シャフト６は、軟磁性材の第１回転子４（軟磁性材なら第２回転子５でも可）に一体形成されてもよい。
・各実施形態において、爪状磁極８，１１の個数は、実施形態に記載した個数に限定されず、他の個数に変更可能であり、特にロータの極対数が３以上の奇数であれば、第１回転子４及び第２回転子５が変形し難くなり、ロータ３が安定するので好ましい。
【００５９】
・各実施形態において、第１回転子４や第２回転子５に形成される磁気モーメントの向きは、適宜変更可能である。
・各実施形態において、回転子４，５及び軟磁性体２０の形状や材質は、実施形態に記載以外のものを適宜採用可能である。
【００６０】
・各実施形態において、第１回転子４を磁石で、第２回転子５を軟磁性材で形成してもよい。
・各実施形態において、回転子の材質である軟磁性材は、鉄に限定されず、他の種類を採用可能である。
【符号の説明】
【００６１】
１…モータ、２…ステータ、３…ロータ、４…第１回転子、５…第２回転子、６…シャフト、８…爪状磁極、９…切欠部、１１…爪状磁極、１２…切欠部、２０…軟磁性体、３１…ロータユニット。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
周方向に複数の爪状磁極を持つ第１回転子及び第２回転子が設けられ、これらの一方の爪状磁極が他方の爪状磁極間の切欠部に入り込む組み付け状態をとり、複数の前記爪状磁極が周方向において交互にＮ極／Ｓ極となるロータにであって、
前記第１回転子及び前記第２回転子の一方を軟磁性材で形成し、他方を磁石で形成し、当該磁石の磁極によって前記軟磁性材に磁極を持たせることにより、周方向に並ぶ前記爪状磁極が交互にＮ極／Ｓ極をとる
ことを特徴とするロータ。
【請求項２】
前記第１回転子及び前記第２回転子は、それぞれ異なる形状に形成されている
ことを特徴とする請求項１に記載のロータ。
【請求項３】
前記第１回転子及び前記第２回転子は、同じ形状に形成されている
ことを特徴とする請求項１に記載のロータ。
【請求項４】
前記第１回転子及び前記第２回転子の間に、それぞれを固定する軟磁性体が設けられ、当該軟磁性体がシャフトに固定されている
ことを特徴とする請求項１〜３のうちいずれか一項に記載のロータ。
【請求項５】
前記磁石は、ある特定の方向に磁化が向く異方性磁石である
ことを特徴とする請求項１〜４のうちいずれか一項に記載のロータ。
【請求項６】
前記磁石は、焼結磁石又はボンド磁石である
ことを特徴とする請求項１〜５のうちいずれか一項に記載のロータ。
【請求項７】
前記磁石は、フェライト磁石、サマリウムコバルト系磁石、サマリウム鉄窒素系磁石、ネオジム磁石又はアルニコ磁石である
ことを特徴とする請求項１〜５のうちいずれか一項に記載のロータ。
【請求項８】
前記軟磁性材は、軟鉄、金属ガラス、パーメンジュール又はアモルファスである
ことを特徴とする請求項４〜７のうちいずれか一項に記載のロータ。
【請求項９】
前記第１回転子及び前記第２回転子の組からなるロータユニットを、軸方向に複数積層したタンデム構造である
ことを特徴とする請求項１〜８のうちいずれか一項に記載のロータ。
【請求項１０】
前記タンデム構造の場合、複数の前記ロータユニットの前記第１回転子及び前記第２回転子は、軸方向外側に位置するものと、軸方向内側に位置するものとが、各々同じ磁極をとるように形成されている
ことを特徴とする請求項９に記載のロータ。
【請求項１１】
前記タンデム構造の場合、複数の前記ロータユニットは、前記第１回転子及び前記第２回転子のうち、軸方向内側において当接する同極の部材が一体化されている
ことを特徴とする請求項１０に記載のロータ。
【請求項１２】
周方向に複数の爪状磁極を持つ第１回転子及び第２回転子が設けられ、これらの一方の爪状磁極が他方の爪状磁極間の切欠部に入り込む組み付け状態をとり、複数の前記爪状磁極が周方向において交互にＮ極／Ｓ極となり、前記第１回転子及び前記第２回転子の一方を軟磁性材で形成し、他方を磁石で形成し、当該磁石の磁極によって前記軟磁性材に磁極を持たせることにより、周方向に並ぶ前記爪状磁極が交互にＮ極／Ｓ極をとるロータと、
当該ロータを回転可能に支持するステータと
を備えたことを特徴とするモータ。
【請求項１】
周方向に複数の爪状磁極を持つ第１回転子及び第２回転子が設けられ、これらの一方の爪状磁極が他方の爪状磁極間の切欠部に入り込む組み付け状態をとり、複数の前記爪状磁極が周方向において交互にＮ極／Ｓ極となるロータにであって、
前記第１回転子及び前記第２回転子の一方を軟磁性材で形成し、他方を磁石で形成し、当該磁石の磁極によって前記軟磁性材に磁極を持たせることにより、周方向に並ぶ前記爪状磁極が交互にＮ極／Ｓ極をとる
ことを特徴とするロータ。
【請求項２】
前記第１回転子及び前記第２回転子は、それぞれ異なる形状に形成されている
ことを特徴とする請求項１に記載のロータ。
【請求項３】
前記第１回転子及び前記第２回転子は、同じ形状に形成されている
ことを特徴とする請求項１に記載のロータ。
【請求項４】
前記第１回転子及び前記第２回転子の間に、それぞれを固定する軟磁性体が設けられ、当該軟磁性体がシャフトに固定されている
ことを特徴とする請求項１〜３のうちいずれか一項に記載のロータ。
【請求項５】
前記磁石は、ある特定の方向に磁化が向く異方性磁石である
ことを特徴とする請求項１〜４のうちいずれか一項に記載のロータ。
【請求項６】
前記磁石は、焼結磁石又はボンド磁石である
ことを特徴とする請求項１〜５のうちいずれか一項に記載のロータ。
【請求項７】
前記磁石は、フェライト磁石、サマリウムコバルト系磁石、サマリウム鉄窒素系磁石、ネオジム磁石又はアルニコ磁石である
ことを特徴とする請求項１〜５のうちいずれか一項に記載のロータ。
【請求項８】
前記軟磁性材は、軟鉄、金属ガラス、パーメンジュール又はアモルファスである
ことを特徴とする請求項４〜７のうちいずれか一項に記載のロータ。
【請求項９】
前記第１回転子及び前記第２回転子の組からなるロータユニットを、軸方向に複数積層したタンデム構造である
ことを特徴とする請求項１〜８のうちいずれか一項に記載のロータ。
【請求項１０】
前記タンデム構造の場合、複数の前記ロータユニットの前記第１回転子及び前記第２回転子は、軸方向外側に位置するものと、軸方向内側に位置するものとが、各々同じ磁極をとるように形成されている
ことを特徴とする請求項９に記載のロータ。
【請求項１１】
前記タンデム構造の場合、複数の前記ロータユニットは、前記第１回転子及び前記第２回転子のうち、軸方向内側において当接する同極の部材が一体化されている
ことを特徴とする請求項１０に記載のロータ。
【請求項１２】
周方向に複数の爪状磁極を持つ第１回転子及び第２回転子が設けられ、これらの一方の爪状磁極が他方の爪状磁極間の切欠部に入り込む組み付け状態をとり、複数の前記爪状磁極が周方向において交互にＮ極／Ｓ極となり、前記第１回転子及び前記第２回転子の一方を軟磁性材で形成し、他方を磁石で形成し、当該磁石の磁極によって前記軟磁性材に磁極を持たせることにより、周方向に並ぶ前記爪状磁極が交互にＮ極／Ｓ極をとるロータと、
当該ロータを回転可能に支持するステータと
を備えたことを特徴とするモータ。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【公開番号】特開２０１３−１０６４１７（Ｐ２０１３−１０６４１７Ａ）
【公開日】平成２５年５月３０日（２０１３．５．３０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２４７９０３（Ｐ２０１１−２４７９０３）
【出願日】平成２３年１１月１１日（２０１１．１１．１１）
【出願人】（０００１０１３５２）アスモ株式会社 (1,622)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年５月３０日（２０１３．５．３０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１１月１１日（２０１１．１１．１１）
【出願人】（０００１０１３５２）アスモ株式会社 (1,622)
【Ｆターム（参考）】
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