ロータ及びモータ
【課題】有効磁束の増加を図ることが可能なロータを提供すること。
【解決手段】ロータ１１の第１〜第４ロータコア２１〜２４は、回転軸１２の軸方向に沿って配設されている。第１〜第４ロータコア２１〜２４は、周方向に沿って交互に配置された爪状磁極２１ｂ〜２４ｂを有している。各爪状磁極２１ｂ〜２４ｂは、軸方向に沿って互いに逆方向に向って延びるように形成されている。第１爪状磁極２１ｂの周方向両端面と径方向内側側面２１ｆとにより、各第１爪状磁極２１ｂの周方向両端に形成される軸方向視三角形状の部分は、極間磁石３１の磁束を第１爪状磁極２１ｂの径方向外側側面２１ｅ、即ちステータと対向する第１爪状磁極２１ｂの端面に導く磁束誘導部として機能する。
【解決手段】ロータ１１の第１〜第４ロータコア２１〜２４は、回転軸１２の軸方向に沿って配設されている。第１〜第４ロータコア２１〜２４は、周方向に沿って交互に配置された爪状磁極２１ｂ〜２４ｂを有している。各爪状磁極２１ｂ〜２４ｂは、軸方向に沿って互いに逆方向に向って延びるように形成されている。第１爪状磁極２１ｂの周方向両端面と径方向内側側面２１ｆとにより、各第１爪状磁極２１ｂの周方向両端に形成される軸方向視三角形状の部分は、極間磁石３１の磁束を第１爪状磁極２１ｂの径方向外側側面２１ｅ、即ちステータと対向する第１爪状磁極２１ｂの端面に導く磁束誘導部として機能する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はロータ及びモータに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、周方向に複数のフランジ部をそれぞれ有して組み合わされる複数対（例えば２対）の磁極板と、各対の磁極板により挟持され隣合うフランジ部を互いに異なる磁極とする永久磁石を備えた、いわゆる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）。また、このロータにおいて、各対の磁極板は、同じ極性の円盤部が接するように配置されている。例えば、Ｎ極となる２つの円盤部は軸方向両端に配置され、Ｓ極となる２つの円盤部は軸方向において隣接して配置されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【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】
【０００４】
ところで、上記のように構成されるロータを備えたモータにおいて、性能の向上（例えば、高出力化）が要求されている。そのため、ロータにおいて、有効磁束の増加が求められている。
【０００５】
本発明は、こうした実情に鑑みてなされたものであって、その目的は、有効磁束の増加を図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】
【０００６】
上記課題を解決するため、請求項１に記載の発明は、円盤状のコアベースの外周部から突出するとともに前記対となるロータコア側に向って軸方向に沿って延出形成され、周方向に沿って交互に配置された複数の爪状磁極を有し、軸方向に配列された少なくとも一対のロータコアと、対となるロータコア間に配置され、軸方向に沿って磁化された界磁磁石と、周方向に隣合う前記爪状磁極の間にそれぞれ配設され、各爪状磁極と同極性の面が対向するように磁化された複数の極間磁石と、を備え、前記爪状磁極の先端部には、前記極間磁石の磁束を前記爪状磁極の外周側側面に導く磁束誘導部を形成したものである。
ことを特徴とするロータ。
この発明によれば、極間磁石は周方向に隣り合い互いに異なる磁極として機能する爪状磁極の間の漏れ磁束を低減する。そして、爪状磁極の先端部に形成された磁束誘導部は、極間磁石の磁束を爪状磁極の外周側側面に誘導する。従って、爪状磁極の外周側側面における磁束は、界磁磁石による磁束と極間磁石の磁束を含むことになり、有効磁束量が増加する。
【０００７】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のロータにおいて、前記磁束誘導部は、径方向内側側面の周方向中央を周方向両側よりも径方向外側側面に近づけることにより形成されてなる。
この発明によれば、爪状磁極の径方向内側側面と、その側面と対向するコアベースの外周面との間に空隙が形成され、この空隙により、爪状磁極とコアベースとの間の漏れ磁束が低減される。
【０００８】
請求項３に記載の発明は、請求項２に記載のロータにおいて、軸方向に沿って少なくとも二対の前記ロータコアが配列され、軸方向両端の前記ロータコアが有する爪状磁極基端の周方向の幅は、他のロータコアが有する爪状磁極基端の周方向の幅よりも狭く形成されたものである。
軸方向両端に配置されたロータコアにおいて漏れ磁束が生じる。従って、各ロータコアの爪状磁極を全て同じ形状とした場合、環状磁石の磁束の一部が漏れ磁束となる。そして、ロータコアの爪状磁極基端部の幅を、各ロータコアの爪状磁極を全て同じ形状とした場合と比べ、広くすることができる。従って、各ロータコアの爪状磁極を全て同じ形状とした場合と比べ、環状磁石の磁力を多くする、つまり強力な永久磁石を用いることが可能となる。そのため、各爪状磁極における磁束量が多くなる、つまり有効な磁束量を多くすることが可能となる。
【０００９】
請求項４に記載の発明は、請求項１に記載のロータにおいて、前記磁束誘導部は、周方向中央部を径方向内側に向って突出して形成されてなる。
この発明によれば、径方向内側に突出する部分では磁気飽和が生じるため、爪状磁極とコアベースとの間の漏れ磁束が低減される。
【００１０】
請求項５に記載の発明は、請求項１〜４のうちの何れか一項に記載のロータを備えたモータである。
この発明によれば、有効磁束量の増加を図ることが可能なロータを備えたモータを提供することができる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、有効磁束の増加を図ることが可能なロータ及びモータを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】一実施形態のモータの概略断面図。
【図２】第一実施形態のロータの概略斜視図。
【図３】（ａ）（ｂ）はロータコア，極間磁石の説明図。
【図４】（ａ）（ｂ）はロータコアの概略斜視図。
【図５】第一実施形態のロータの概略断面図。
【図６】（ａ）〜（ｄ）は爪状磁極の別の形態を示す説明図。
【図７】（ａ）（ｂ）は第二実施形態のロータの概略斜視図。
【図８】（ａ）（ｂ）はロータコア，極間磁石の説明図。
【図９】第二実施形態のロータの概略断面図。
【図１０】（ａ）（ｂ）は爪状磁極の別の形態を示す説明図。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明を具体化した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エンドプレート４とを有している。また、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ボックス５が取着されている。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。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は非磁性金属であって、ハウジング３の底部３ａとフロントエンドプレート４にそれぞれ配設された軸受１３，１４により回転可能に支持されている。
【００１４】
（第一実施形態）
図２に示すように、ロータ１１は、回転軸１２に沿って配設された第１〜第４ロータコア２１〜２４を有している。第１ロータコア２１と第２ロータコア２２は対をなすように組み合わされる。同様に、第３ロータコア２３と第４ロータコア２４は対を成すように組み合わされる。
【００１５】
先ず、第１ロータコア２１と第２ロータコア２２を説明する。
図３（ａ）に示すように、第１ロータコア２１は、回転軸１２に取着された第１コアベース２１ａを有している。この第１コアベース２１ａは、円盤状に形成されている。第１ロータコア２１は、第１コアベース２１ａの外周部から径方向外側に突出する複数（本実施形態では５つ）の第１爪状磁極２１ｂを有している。５つの第１爪状磁極２１ｂは、第１コアベース２１ａの周方向に沿って等間隔に配列されている。
【００１６】
図３（ｂ）に示すように、第２ロータコア２２は回転軸１２と一体回転可能に取着された第２コアベース２２ａを有している。この第２コアベース２２ａは、円盤状に形成されている。第２ロータコア２２は、第２コアベース２２ａの外周部から径方向外側に突出する複数（本実施形態では５つ）の第２爪状磁極２２ｂを有している。５つの第２爪状磁極２２ｂは、第２コアベース２２ａの周方向に沿って等間隔に配列されている。
【００１７】
図４（ａ）に示すように、第１爪状磁極２１ｂは、第１コアベース２１ａから径方向外側に向って延びる突出部２１ｃと、突出部２１ｃの軸方向端面の１つから軸方向に沿って延びる爪部２１ｄを有している。図４（ｂ）に示すように、第２爪状磁極２２ｂは、第２コアベース２２ａから径方向外側に向って延びる突出部２２ｃと、突出部２２ｃの軸方向端面の１つから軸方向に沿って延びる爪部２２ｄを有している。
【００１８】
図５に示すように、第１ロータコア２１と第２ロータコア２２は、それぞれの爪状磁極２１ｂ，２２ｂが軸方向に沿って互いに逆方向に向って突出するように組み合わせられる。そして、図２に示すように、第１ロータコア２１の爪状磁極２１ｂと第２ロータコア２２の爪状磁極２２ｂは、ロータ１１の周方向に沿って交互に配置される。
【００１９】
そして、第１爪状磁極２１ｂの爪部２２ｄは、第２コアベース２２ａと対向する第１コアベース２１ａの面から、第２コアベース２２ａにおいて第１コアベース２１ａと反対側の面まで延びるように形成されている。同様に、第２爪状磁極２２ｂの爪部２２ｄは、第１コアベース２１ａと対向する第２コアベース２２ａの面から、第１コアベース２１ａにおいて第２コアベース２２ａと反対側の面まで延びるように形成されている。
【００２０】
図５に示すように、第１コアベース２１ａと第２コアベース２２ａの間には、環状磁石２８が配置されている。本実施形態の環状磁石２８は円環状に形成されている。環状磁石２８の外径φ１は、第１コアベース２１ａと第２コアベース２２ａの外径φ２と同じに設定されている。そして、第１ロータコア２１の第１コアベース２１ａと、第２ロータコア２２の第２コアベース２２ａは、回転軸１２の軸方向において、環状磁石２８を挟持する。
【００２１】
環状磁石２８は、表裏方向（回転軸１２の軸方向）に沿って着磁された平板状の永久磁石である。そして、環状磁石２８の第１の主面（例えば、Ｎ極の面）は第１コアベース２１ａと密着する。環状磁石２８の第２の主面（例えばＳ極の面）は第２コアベース２２ａと密着する。従って、環状磁石２８は、第１ロータコア２１の爪状磁極２１ｂを第１の磁極（Ｎ極）として機能させ、第２ロータコア２２の爪状磁極２２ｂを第２の磁極（Ｓ極）として機能させる。
【００２２】
図３（ａ）に示すように、突出部２１ｃは、軸方向視円弧状に形成されている。周方向における各第１爪状磁極２１ｂの幅（外周側の弧の長さ）Ｌ３は、周方向に隣り合う２つの第１爪状磁極２１ｂの間隔Ｌ４より小さく設定されている。図４（ａ）に示すように、周方向に面した爪部２１ｄの２つの側面は、周方向に面した突出部２１ｃの２つの側面とそれぞれ同一平面上となるように形成されている。また、爪部２１ｄの径方向外側側面２１ｅは、突出部２１ｃの径方向外側側面と、同じ円弧上となるように形成されている。そして、径方向内側の爪部２１ｄ側面２１ｆは、爪部２１ｄの周方向両端よりも周方向中央部が爪部２１ｄの径方向外側側面２１ｅに近づくように形成されている。なお、本実施形態では、図３（ｂ）に示すように、径方向内側側面２１ｆは、２つの平面により形成されている。
【００２３】
このように形成された径方向内側側面２１ｆと、この径方向内側側面２１ｆと径方向に対向する第２コアベース２２ａの外周面２２ｇは、軸方向に沿って延びる略三角柱状の空隙２５を形成する。そして、径方向内側側面２１ｆの周方向中心、即ち２つの平面の交線、つまり、空隙２５の径方向外側頂点は、第１爪状磁極２１ｂの中心線（爪状磁極２１ｂの周方向中心と回転軸１２の軸中心とを結ぶ直線）上にある。
【００２４】
図３（ｂ）に示すように、突出部２２ｃは、軸方向視円弧状に形成されている。周方向における各第２爪状磁極２２ｂの幅（外周側の弧の長さ）Ｌ５は、周方向に隣り合う２つの第２爪状磁極２２ｂの間隔Ｌ６より小さく設定されている。図４（ｂ）に示すように、周方向に面した爪部２２ｄの２つの側面は、周方向に面した突出部２２ｃの２つの側面とそれぞれ同一平面上となるように形成されている。また、爪部２２ｄの径方向外側側面２２ｅは、突出部２２ｃの径方向外側側面と、同じ円弧上となるように形成されている。そして、径方向内側の爪部２２ｄ側面２２ｆは、爪部２２ｄの周方向両端よりも周方向中央部が爪部２２ｄの径方向外側側面２２ｅに近づくように形成されている。なお、本実施形態では、図３（ａ）に示すように、径方向内側側面２２ｆは、２つの平面により形成されている。このように形成された径方向内側側面２２ｆと、この径方向内側側面２２ｆと径方向に対向する第１コアベース２１ａの外周面２１ｇは、軸方向に沿って延びる略三角柱状の空隙２６を形成する。そして、径方向内側側面２２ｆの周方向中心、即ち２つの平面の交線、つまり、空隙２６の径方向外側頂点は、第２爪状磁極２２ｂの中心線（爪状磁極２２ｂの周方向中心と回転軸１２の軸中心とを結ぶ直線）上にある。
【００２５】
図５に示すように、回転軸１２の軸方向両端に配置された第１ロータコア２１と第４ロータコア２４は互いに同じ形状に形成されている。第１ロータコア２１と第４ロータコア２４の間に配置された第２ロータコア２２と第３ロータコア２３は互いに同じ形状に形成されている。
【００２６】
第３ロータコア２３と第４ロータコア２４との間には、環状磁石２９が配置されている。環状磁石２９は、上記の環状磁石２８と同じ形状に形成されるとともに磁化されている。
【００２７】
そして、環状磁石２９の第４の主面（例えば、Ｎ極の面）は第４コアベース２４ａと密着する。環状磁石２９の第３の主面（例えばＳ極の面）は第３コアベース２３ａと密着する。従って、環状磁石２９は、第４ロータコア２４の爪状磁極２４ｂを第４の磁極（Ｎ極）として機能させ、第３ロータコア２３の爪状磁極２３ｂを第３の磁極（Ｓ極）として機能させる。
【００２８】
図２に示すように、第１ロータコア２１と第４ロータコア２４は、それぞれの爪状磁極２１ｂ，２４ｂが回転軸１２の軸方向に沿って配列されるように、回転軸１２に取着されている。また、第１ロータコア２１と第４ロータコア２４は、それぞれの爪状磁極２１ｂ，２４ｂが互いに逆方向に向って延びるように配置されている。従って、第１ロータコア２１の爪状磁極２１ｂ先端と、第４ロータコア２４の爪状磁極２４ｂ先端は、互いに当接している。
【００２９】
同様に、第２ロータコア２２と第３ロータコア２３は、それぞれの爪状磁極２２ｂ，２３ｂが回転軸１２の軸方向に沿って配列されるように、回転軸１２に取着されている。そして、第２ロータコア２２と第３ロータコア２３は、それぞれの爪状磁極２２ｂ，２３ｂが互いに逆方向に向って延びるように配置されている。従って、第２ロータコア２２の爪状磁極２２ｂ基端と、第３ロータコア２３の爪状磁極２３ｂ基端は、互いに当接している。
【００３０】
図３（ａ）に示すように、周方向に隣合う第１爪状磁極２１ｂと第２爪状磁極２２ｂとの間には、極間磁石３１が配置されている。各極間磁石３１は、回転軸１２の軸方向視、略径方向に沿って延びる長方形状に形成されている。図３（ｂ）に示すように、各極間磁石３１の略径方向の長さは、第１爪状磁極２１ｂの周方向側面の径方向の長さとほぼ等しい。また、各極間磁石３１は、図２に示すように、回転軸１２の径方向視長方形状に形成されている。つまり、各極間磁石３１は直方体状に形成されている。
【００３１】
図２に示すように、各極間磁石３１は、回転軸１２の軸方向に沿って延びるように形成されている。各極間磁石３１の長さは、回転軸１２の軸方向において露出する２つの端面、即ち第１ロータコア２１の軸方向外側端面から、第４ロータコア２４の軸方向外側端面までの距離と等しい。
【００３２】
そして、図３（ａ）に示すように、各極間磁石３１は、ロータ１１の径方向に対して角度を持つように配置されている。即ち、各ロータコア２１〜２４の爪状磁極は、爪状磁極間にそれぞれ配置される極間磁石３１が、各ロータコア２１〜２４の径方向に対して角度を持つようにされている。例えば、図３（ａ）に示すように、第１爪状磁極２１ｂは、周方向両側に隣接する２つの極間磁石３１の中心を通る線分（一点鎖線にて示す）の交点Ｏ１が、ロータ１１の回転中心、即ち回転軸１２の中心よりも径方向外側であって、第１爪状磁極２１ｂに近づく位置となるように形成されている。なお、この交点Ｏ１は、周方向における爪状磁極２１ｂの中心と回転軸１２の中心を結ぶ中心線上に設定されている。つまり、周方向において爪状磁極２１ｂと隣接する２つの極間磁石３１は、爪状磁極２１ｂの中心線に対して対称となるように、爪状磁極２１ｂの周方向両側面の角度が設定されている。
【００３３】
また、図３（ｂ）に示すように、第２爪状磁極２２ｂは、周方向両側に隣接する２つの極間磁石３１の中心を通る線分（一点鎖線にて示す）の交点Ｏ２が、ロータ１１の回転中心、即ち回転軸１２の中心よりも径方向外側であって、第２爪状磁極２２ｂから遠ざかる位置となるように形成されている。なお、この交点Ｏ２は、周方向における爪状磁極２２ｂの中心と回転軸１２の中心を結ぶ中心線上に設定されている。つまり、周方向において爪状磁極２２ｂと隣接する２つの極間磁石３１は、爪状磁極２２ｂの中心線に対して対称となるように、爪状磁極２２ｂの周方向両側面の角度が設定されている。
【００３４】
従って、第１爪状磁極２１ｂ基端部の周方向の幅（図３（ａ）参照）は、第２爪状磁極２２ｂ基端部の周方向の幅（図３（ｂ）参照）よりも狭くなっている。具体的には、第１爪状磁極と第２爪状磁極を互いに同じ形状としたときの基端部の幅を基準幅Ｌ０とする。第１爪状磁極２１ｂ基端部の幅Ｌ１は、基準幅Ｌ０よりもΔＬだけ狭い。一方、第２爪状磁極２２ｂ基端部の幅Ｌ２は、基準幅Ｌ０よりもΔＬだけ広い。
【００３５】
各極間磁石３１は、周方向に爪状磁極と隣接する面が、隣接する爪状磁極と同じ極性となるように磁化されている。例えば、各極間磁石３１は、回転軸１２の軸中心と直交する平面を通り、その平面上のそれぞれの中心と直交する方向に沿って磁化されている。そして、極間磁石３１のＮ極は、第１爪状磁極２１ｂに接触し、極間磁石３１のＳ極は、第２爪状磁極２２ｂに接触している。
【００３６】
第３ロータコア２３の爪状磁極２３ｂは、第２ロータコア２２の爪状磁極２２ｂと同様に形成されている。また、第４ロータコア２４の爪状磁極２４ｂは、第１ロータコア２１の爪状磁極２１ｂと同様に形成されている。従って、第３ロータコア２３の爪状磁極２３ｂと第４ロータコア２４の爪状磁極２４ｂの詳細な説明及び図面を省略する。
【００３７】
次に、上記のモータ１の作用を説明する。
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。
【００３８】
周方向に隣合う第１爪状磁極２１ｂと第２爪状磁極２２ｂの間に配置された極間磁石３１において、極間磁石３１のＮ極は、同じ極性の第１爪状磁極２１ｂと接し，Ｓ極は第２爪状磁極２２ｂと接する。そして、第１爪状磁極２１ｂの周方向側端面の略径方向の長さは、極間磁石３１の略径方向の長さとほぼ等しい。そして、極間磁石３１のＮ極は、環状磁石２８によりＮ極として機能する第１爪状磁極２１ｂの周方向端面に当接している。従って、極間磁石３１の磁束は、第１爪状磁極２１ｂの周方向端面から第１爪状磁極２１ｂ内に入り、第１爪状磁極２１ｂの径方向外側側面２１ｅからステータ６（図１参照）に至る。つまり、第１爪状磁極２１ｂとステータ６との間に発生する磁束は、環状磁石２８による磁束と、極間磁石３１による磁束を含む。即ち、第１爪状磁極２１ｂの周方向両端面と径方向内側側面２１ｆとにより、各第１爪状磁極２１ｂの周方向両端に形成される軸方向視三角形状の部分は、極間磁石３１の磁束を第１爪状磁極２１ｂの径方向外側側面２１ｅ、即ちステータ６と対向する第１爪状磁極２１ｂの端面に導く磁束誘導部として機能する。このように、ロータ１１からステータ６に向う磁束の量が、環状磁石２８のみの磁束の量よりも増加する。
【００３９】
また、周方向に隣合う第１爪状磁極２１ｂと第２爪状磁極２２ｂの間に配置された極間磁石３１は、環状磁石２８により機能する爪状磁極の極性と同じ極性の面が接触する。従って、各極間磁石３１は、第１爪状磁極２１ｂから第２爪状磁極２２ｂに向う直接的な磁束の形成を阻害する。この結果、第１爪状磁極２１ｂと第２爪状磁極２２ｂの間の直接的な漏洩磁束が減少する。
【００４０】
なお、環状磁石２８によりＳ極として機能する第２爪状磁極２２ｂの爪部２２ｄの径方向内側側面２２ｆは、第１爪状磁極２１ｂの爪部２１ｄと同様に形成されている。従って、第２爪状磁極２２ｂの周方向両端面と径方向内側側面２２ｆとにより、各第２爪状磁極２２ｂの周方向両端に形成される軸方向視三角形状の部分は、ステータ６と対向する第２爪状磁極２２ｂの端面、即ち第２爪状磁極２２ｂの径方向外側側面２２ｅから入る磁束を極間磁石３１に導く磁束誘導部として機能する。
【００４１】
第１爪状磁極２１ｂの径方向内側側面２１ｆは、周方向両側端部に対して周方向中央部分が第１爪状磁極２１ｂの径方向外側側面２１ｅに近づくように形成されている。そして、この径方向内側側面２１ｆと、対向する第２コアベース２２ａの外周面２２ｇは、空隙２５を形成する。この空隙２５は、Ｎ極として機能する第１爪状磁極２１ｂから、環状磁石２８のＳ極に当接する第２コアベース２２ａの外周面２２ｇに向う磁束の形成を抑制する。従って、空隙２５は、第１爪状磁極２１ｂから第２コアベース２２ａに向う漏れ磁束を低減する。
【００４２】
図３（ａ）及び図３（ｂ）に示すように、第１爪状磁極２１ｂ基端部の周方向の幅は、各ロータコア２１〜２４の爪状磁極を同一形状としたときの基準幅よりも狭く設定され、第２爪状磁極２２ｂ基端部の周方向の幅は基準幅よりも広く設定されている。従って、周方向に隣合う第１爪状磁極２１ｂと第２爪状磁極２２ｂの間に配置された各極間磁石３１の中心線の交点は、各爪状磁極２１ｂ，２２ｂの中心線の交点、即ちロータ１１の回転中心からずれている。従って、ロータ１１を回転したとき、各極間磁石３１は、遠心力により、第１爪状磁極２１ｂの周方向側面に押し付けられる。このため、ロータ１１から各極間磁石３１の抜け出しが防止される。
【００４３】
第１爪状磁極２１ｂ基端部の周方向の幅は、各ロータコア２１〜２４の爪状磁極を同一形状としたときの基準幅よりも狭く設定されている。従って、基端部の幅を基準幅で形成したロータコアと比べ、第１ロータコア２１と第４ロータコア２４の体積が小さくなる。即ち使用材料（例えば鉄材）の量が少なくなる。また、体積が小さいため、ロータ１１が軽くなる。
【００４４】
上記のように、第１ロータコア２１と第２ロータコア２２とにおける作用を説明した。第３ロータコア２３は第２ロータコア２２と同じ形状であり、第４ロータコア２４は第１ロータコア２１と同じ形状である。従って、第３ロータコア２３と第４ロータコア２４においても、上記と同様の作用を奏する。
【００４５】
図５に示すように、同じ極性（本実施形態ではＮ極）として機能する爪状磁極２１ｂ，２４ｂをそれぞれ有するロータコア２１，２４のコアベース２１ａ，２４ａは、軸方向両側において露出している。従って、これらのコアベース２１ａ，２４ａから爪状磁極２１ｂ，２４ｂに向わない磁束（漏れ磁束）が生じる。一方、Ｓ極として機能する爪状磁極２２ｂ，２３ｂをそれぞれ有するロータコア２２，２３のコアベース２２ａ，２３ａは、互いに隣接するとともに、軸方向外側に環状磁石２８，２９が隣接するため、露出していない。従って、これらのコアベース２２ａ，２３ａにおける漏れ磁束は生じない。これにより、コアベース２１ａ，２４ａから爪状磁極２１ｂ，２４ｂに向う磁束量と、爪状磁極２２ｂ，２３ｂからコアベース２２ａ，２３ａに向う磁束量との間に差が生じる。
【００４６】
［各ロータコア２１〜２４の爪状磁極を互いに同じ形状に形成した場合］
各ロータコア２１〜２４の爪状磁極が互いに同じ形状であるため、内側に配置されたロータコア２２，２３の爪状磁極基端部を通過可能な磁束量により、環状磁石２８，２９の磁力が設定される。環状磁石２８，２９の発する磁束量を多くしても、ロータコア２２，２３の爪状磁極基端部において磁気飽和となり、回転に有効な磁束とならないからである。このとき、軸方向両端に配置されたロータコア２１，２４において漏れ磁束が生じるため、これらのロータコア２１，２４の爪状磁極基端部では磁気飽和しない。
【００４７】
［本実施形態の爪状磁極２１ｂ〜２４ｂの場合］
図３（ａ）及び図３（ｂ）に示すように、爪状磁極２１ｂ，２４ｂ基端部の幅は、基準幅（各ロータコア２１〜２４の爪状磁極を互いに同じ形状としたときの基端部の幅）よりも狭く、爪状磁極２２ｂ，２３ｂ基端部の幅は、基準幅よりも広い。従って、基準幅の爪状磁極を備えたロータコアに用いられる環状磁石を用いた場合、爪状磁極２２ｂ，２３ｂにおいて磁気飽和が生じない。つまり、環状磁石の磁力を多くすることができる。なお、この環状磁石を用いた場合、本実施形態の爪状磁極２１ｂ，２４ｂ基端部においても、磁気飽和が生じないように、爪状磁極２１ｂ，２４ｂ基端部の幅が設定される。例えば、各爪状磁極２１ｂ〜２４ｂ基端部の幅と、環状磁石２８，２９の磁力は、各爪状磁極２１ｂ〜２４ｂにおいて磁気飽和が生じるように設定される。このように磁力を多くした環状磁石２８，２９を用いたロータ１１は、各爪状磁極を同じ形状としたロータと比べ、爪状磁極２１ｂ〜２４ｂにおける磁束量が増加する。つまり、ロータ１１の回転に有効な磁束量が増加する。
【００４８】
上記したように、本実施形態によれば、以下の効果を有する。
（１ａ）ロータ１１の第１〜第４ロータコア２１〜２４は、回転軸１２の軸方向に沿って配設されている。第１，第２ロータコア２１，２２の爪状磁極２１ｂ，２２ｂは、コアベース２１ａ，２２ａの外周部から径方向外側に突出形成され、周方向に沿って交互に配置されている。各爪状磁極２１ｂ，２２ｂは、軸方向に沿って互いに逆方向に向って延びるように形成されている。同様に、第３，第４ロータコア２３，２４の爪状磁極２３ｂ，２４ｂは、コアベース２３ａ，２４ａの外周部から径方向外側に突出形成され、周方向に沿って交互に配置されている。各爪状磁極２３ｂ，２４ｂは、軸方向に沿って互いに逆方向に向って延びるように形成されている。
【００４９】
第１爪状磁極２１ｂの周方向両端面と径方向内側側面２１ｆとにより、各第１爪状磁極２１ｂの周方向両端に形成される軸方向視三角形状の部分は、極間磁石３１の磁束を第１爪状磁極２１ｂの径方向外側側面２１ｅ、即ちステータ６と対向する第１爪状磁極２１ｂの端面に導く磁束誘導部として機能する。このように、ロータ１１からステータ６に向う磁束の量を、環状磁石２８のみの磁束の量よりも増加させる、すなわち有効磁束量を増加することができる。
【００５０】
環状磁石２８によりＳ極として機能する第２爪状磁極２２ｂの爪部２２ｄの径方向内側側面２２ｆは、第１爪状磁極２１ｂの爪部２１ｄと同様に形成されている。従って、第２爪状磁極２２ｂの周方向両端面と径方向内側側面２２ｆとにより、各第２爪状磁極２２ｂの周方向両端に形成される軸方向視三角形状の部分は、ステータ６と対向する第２爪状磁極２２ｂの端面、即ち第２爪状磁極２２ｂの径方向外側側面２２ｅから入る磁束を極間磁石３１に導く磁束誘導部として機能する。従って、ロータ１１における有効な磁束量を増加させることができる。
【００５１】
（１ｂ）爪状磁極２１ｂ〜２４ｂとコアベース２１ａ〜２４ａとの間に磁石を設けることなく、直接的な磁束を低減することができる。これにより、有効な磁束量を多くすることができる。また、爪状磁極２１ｂ〜２４ｂとコアベース２１ａ〜２４ａとの間の磁石を必要としないため、その分、部品点数や製造工程の増加を抑制することができる。
【００５２】
（１ｃ）対となる第１及び第２ロータコア２１，２２のコアベース２１ａ，２２ａ間には、環状磁石２８が配設され、この環状磁石２８はコアベース２１ａ，２２ａにより挟持されている。同様に、対となる第３及び第４ロータコア２３，２４のコアベース２３ａ，２４ａ間には、環状磁石２９が配設され、この環状磁石２９はコアベース２３ａ，２４ａにより挟持されている。
【００５３】
軸方向両端に配置されたロータコア２１，２４の爪状磁極２１ｂ，２４ｂ基端部の周方向の幅は、ロータコア２２，２３の爪状磁極２２ｂ，２３ｂ基端部の幅よりも狭く形成されている。従って、各ロータコア２１〜２４の爪状磁極を全て同じ形状とした場合と比べ、ロータコア２２，２３の爪状磁極２２ｂ，２３ｂ基端部の幅が広くなる。
【００５４】
軸方向両端に配置されたロータコア２１，２４において漏れ磁束が生じる。従って、各ロータコアの爪状磁極を全て同じ形状とした場合、環状磁石の磁束の一部が漏れ磁束となる。そして、ロータコア２２，２３の爪状磁極２２ｂ，２３ｂ基端部の幅を、各ロータコア２１〜２４の爪状磁極を全て同じ形状とした場合と比べ、広くすることができる。従って、各ロータコア２１〜２４の爪状磁極を全て同じ形状とした場合と比べ、環状磁石の磁力を多くする、つまり強力な永久磁石を用いることができる。その結果、各爪状磁極２１ｂ〜２４ｂにおける磁束量が多くなる、つまり有効な磁束量を多くすることが可能となり、ひいては高出力化を図ることができる。
【００５５】
（１ｄ）周方向に隣合う爪状磁極２１ｂ，２２ｂの間に極間磁石３１が配置されている。各極間磁石３１は、周方向に隣合う爪状磁極２１ｂ，２２ｂと同極性が対向するように磁化されている。従って、極間磁石３１の磁束は、爪状磁極２１ｂ，２２ｂとステータ６との間の磁束に含まれる。これにより、有効な磁束量を多くすることができる。また、極間磁石３１によって、爪状磁極２１ｂ，２２ｂの間における直接的な磁束の発生を抑制することができる。これにより、有効な磁束量を多くすることができる。
【００５６】
（１ｅ）極間磁石３１は、第１ロータコア２１の端面から第４ロータコア２４の端面まで延びるように形成されている。従って、各ロータコア２１〜２４に対応する極間磁石を容易する場合と比べ、ロータ１１を構成する部品の点数を少なくすることができる。
【００５７】
（１ｆ）爪状磁極２１ｂ，２２ｂの間（爪状磁極２３ｂ，２４ｂの間）に配置された極間磁石３１は、その中心線が回転軸１２の軸中心を通る直線に対して角度を成すように、各爪状磁極２１ｂ〜２４ｂが形成されている。従って、ロータ１１を回転したとき、各極間磁石３１は、遠心力により、第１爪状磁極２１ｂの周方向側面に押し付けられる。このため、ロータ１１から各極間磁石３１の抜け出しを防止することができる。
【００５８】
なお、上記の実施形態は、以下のように変更しても良い。
・上記形態では、図３（ａ）及び図３（ｂ）に示すように、爪状磁極２１ｂ，２２ｂの径方向内側側面２１ｆ，２２ｆを、２つの平面により形成したが、内周側側面の形状を適宜変更してもよい。例えば、図６（ａ）に示すように、径方向内側側面２２ｆを、コアベースと対向する平坦な部分を含む形状としてもよい。また、図６（ｂ）に示すように、径方向内側側面２２ｆを、軸方向視円弧状の曲面としてもよい。また、図６（ｃ）に示すように、径方向内側側面２２ｆの長さを、例えばロータ１１の回転方向等に応じて、２つの平面の周方向の長さを互いに異なる値に設定してもよい。また、図６（ｄ）に示すように、径方向内側側面２２ｆの中央部を、径方向外側側面２２ｅまで達するように形成してもよい。なお、図６（ａ）〜（ｄ）は第２爪状磁極２２ｂについて図示したが、第１，第３，第４爪状磁極２１ｂ，２３ｂ，２４ｂについても同様に変更可能であることは言うまでもない。
【００５９】
・上記形態では、各極間磁石３１を、第１ロータコア２１の端面から第４ロータコア２４の端面まで延びるように形成したが、軸方向に沿って複数の極間磁石を配置するようにしてもよい。
【００６０】
（第二実施形態）
図８（ａ）に示すように、第１ロータコア４１は、回転軸１２に取着された第１コアベース４１ａを有している。この第１コアベース４１ａは、円盤状に形成されている。第１ロータコア４１は、第１コアベース４１ａの外周部から径方向外側に突出する複数（本実施形態では５つ）の第１爪状磁極４１ｂを有している。５つの第１爪状磁極４１ｂは、第１コアベース４１ａの周方向に沿って等間隔に配列されている。
【００６１】
図８（ｂ）に示すように、第２ロータコア４２は回転軸１２と一体回転可能に取着された第２コアベース４２ａを有している。この第２コアベース４２ａは、円盤状に形成されている。第２ロータコア４２は、第２コアベース４２ａの外周部から径方向外側に突出する複数（本実施形態では５つ）の第２爪状磁極４２ｂを有している。５つの第２爪状磁極４２ｂは、第２コアベース４２ａの周方向に沿って等間隔に配列されている。
【００６２】
図７（ｂ）に示すように、第１爪状磁極４１ｂは、第１コアベース４１ａから径方向外側に向って延びる突出部４１ｃと、突出部４１ｃの軸方向端面の１つから軸方向に沿って延びる爪部４１ｄを有している。図４（ｂ）に示すように、第２爪状磁極４２ｂは、第２コアベース４２ａから径方向外側に向って延びる突出部４２ｃと、突出部４２ｃの軸方向端面の１つから軸方向に沿って延びる爪部４２ｄを有している。
【００６３】
第１ロータコア４１と第２ロータコア４２は、それぞれの爪状磁極４１ｂ，４２ｂが軸方向に沿って互いに逆方向に向って突出するように組み合わせられる。そして、図７（ａ）に示すように、第１ロータコア４１の爪状磁極４１ｂと第２ロータコア４２の爪状磁極４２ｂは、ロータ４０の周方向に沿って交互に配置される。
【００６４】
そして、第１爪状磁極４１ｂの爪部４２ｄは、第２コアベース４２ａと対向する第１コアベース４１ａの面から、第２コアベース４２ａにおいて第１コアベース４１ａと反対側の面まで延びるように形成されている。同様に、第２爪状磁極４２ｂの爪部４２ｄは、第１コアベース４１ａと対向する第２コアベース４２ａの面から、第１コアベース４１ａにおいて第２コアベース４２ａと反対側の面まで延びるように形成されている。
【００６５】
図９に示すように、第１コアベース４１ａと第２コアベース４２ａの間には、円環状に形成された環状磁石２８が配置されている。第１コアベース４１ａと第２コアベース４２ａの外径は、環状磁石２８の外径と同じに設定されている。そして、第１ロータコア４１の第１コアベース４１ａと、第２ロータコア４２の第２コアベース４２ａは、回転軸１２の軸方向において、環状磁石２８を挟持する。
【００６６】
環状磁石２８は、表裏方向（回転軸１２の軸方向）に沿って着磁された平板状の永久磁石である。そして、環状磁石２８の第１の主面（例えば、Ｎ極の面）は第１コアベース４１ａと密着する。環状磁石２８の第２の主面（例えばＳ極の面）は第２コアベース４２ａと密着する。従って、環状磁石２８は、第１ロータコア４１の爪状磁極４１ｂを第１の磁極（Ｎ極）として機能させ、第２ロータコア４２の爪状磁極４２ｂを第２の磁極（Ｓ極）として機能させる。
【００６７】
図８（ａ）に示すように、突出部４１ｃは、周方向の幅が径方向外側に向って徐々に狭くなる軸方向視略台形状に形成されている。突出部４１ｃの外周側側面は、軸方向視円弧状の曲面に形成されている。周方向における各突出部４１ｃの外周側側面の長さ（外周側の弧の長さ）は、周方向に隣り合う２つの突出部４１ｃ外周端の間隔より小さく設定されている。
【００６８】
図８（ｂ）に示すように、突出部４２ｃは、周方向の幅が径方向外側に向って徐々に狭くなる軸方向視略台形状に形成されている。突出部４２ｃの外周側側面は、軸方向視円弧状の曲面に形成されている。周方向における各突出部４２ｃの外周側側面の長さ（外周側の弧の長さ）は、周方向に隣り合う２つの突出部４２ｃ外周端の間隔より小さく設定されている。
【００６９】
図８（ｂ）に示すように、第１ロータコア４１の爪部４１ｄは、組み合わせられる第２ロータコア４２の突出部４２ｃに対応する形状に形成されている。突出部４２ｃは周方向の幅が径方向外側に向って徐々に狭くなる略台形状に形成されている。爪部４１ｄは、この突出部４２ｃの周方向両側側面に対応し、各側面と平行な面を有する形状に形成されている。図８（ａ）及び図８（ｂ）に示すように、爪部４１ｄの径方向外側部分は、突出部４２ｃ（突出部４１ｃ）の径方向外側部分と等しい円弧状に形成されている。また、爪部４１ｄの径方向内側部分は、台形状の突出部４２ｃに対応し、径方向内側に向って突出する略三角形状に形成されている。従って、爪部４１ｄの周方向の幅は、径方向外側よりも径方向内側に向って狭くなるように形成されている。そして、爪部４１ｄの三角状部分の周方向両側の２つの側面４１ｆは、周方向にそれぞれ隣合う第２ロータコア４２の突出部４２ｃの周方向側面と平行な平面状に形成されている。
【００７０】
図８（ａ）に示すように、第２ロータコア４２の爪部４２ｄは、組み合わせられる第１ロータコア４１の突出部４１ｃに対応する形状に形成されている。突出部４１ｃは周方向の幅が径方向外側に向って徐々に狭くなる略台形状に形成されている。爪部４２ｄは、この突出部４１ｃの周方向両側側面に対応し、各側面と平行な面を有する形状に形成されている。図８（ａ）及び図８（ｂ）に示すように、爪部４２ｄの径方向外側部分は、突出部４１ｃ（突出部４２ｃ）の径方向外側部分と等しい円弧状に形成されている。また、爪部４２ｄの径方向内側部分は、台形状の突出部４１ｃに対応し、径方向内側に向って突出する略三角形状に形成されている。従って、爪部４２ｄの周方向の幅は、径方向外側よりも径方向内側に向って狭くなるように形成されている。そして、爪部４２ｄの三角状部分の周方向両側の２つの側面４２ｆは、周方向にそれぞれ隣合う第１ロータコア４１の突出部４１ｃの周方向側面と平行な平面状に形成されている。
【００７１】
図９に示すように、第３ロータコア４３と第４ロータコア４４との間には、環状磁石２９が配置されている。環状磁石２９は、上記の環状磁石２８と同じ形状に形成されるとともに磁化されている。従って、第一実施形態と同様に、環状磁石２９は、第４ロータコア４４の爪状磁極４４ｂを第４の磁極（Ｎ極）として機能させ、第３ロータコア４３の爪状磁極４３ｂを第３の磁極（Ｓ極）として機能させる。
【００７２】
図７（ａ）に示すように、第１ロータコア４１と第４ロータコア４４は、それぞれの爪状磁極４１ｂ，４４ｂが回転軸１２の軸方向に沿って配列されるように、回転軸１２に取着されている。また、第１ロータコア４１と第４ロータコア４４は、それぞれの爪状磁極４１ｂ，４４ｂが互いに逆方向に向って延びるように配置されている。従って、第１ロータコア４１の爪状磁極４１ｂ先端と、第４ロータコア４４の爪状磁極４４ｂ先端は、互いに当接している。
【００７３】
同様に、第２ロータコア４２と第３ロータコア４３は、それぞれの爪状磁極４２ｂ，４３ｂが回転軸１２の軸方向に沿って配列されるように、回転軸１２に取着されている。そして、第２ロータコア４２と第３ロータコア４３は、それぞれの爪状磁極４２ｂ，４３ｂが互いに逆方向に向って延びるように配置されている。従って、第２ロータコア４２の爪状磁極４２ｂ基端と、第３ロータコア４３の爪状磁極４３ｂ基端は、互いに当接している。
【００７４】
周方向に隣合う２つの爪状磁極の間には極間磁石が配設されている。本実施形態において、爪状磁極は、突出部と爪部とから構成されている。そして、図８（ａ），図８（ｂ）に示すように、周方向における突出部の幅は、基端部に対して外周端が狭い、略台形状に形成され、周方向に隣合う突出部の間に爪部が配置される。その爪部の径方向内側部分は、突出部の周方向側面に対応する略三角形状に形成されている。
【００７５】
従って、極間磁石は、周方向に沿って隣合う突出部と爪部との間にそれぞれ配設されている。即ち、図２に示すように、第１ロータコア２１の突出部２１ｃと第２ロータコア２２の爪部２２ｄとの間に第１極間磁石５１ａが配設され、第１ロータコア２１の爪部２１ｄと第２ロータコア２２の突出部２２ｃの間に第２極間磁石５１ｂが配設されている。同様に、第４ロータコア２４の爪部２４ｄと第３ロータコア２３の突出部２３ｃの間に第３極間磁石５１ｃが配設され、第４ロータコア２４の突出部２４ｃと第３ロータコア２３の爪部２３ｄとの間に第４極間磁石５１ｄが配設されている。
【００７６】
なお、上記したように、第１ロータコア４１の爪状磁極４１ｂ先端と第４ロータコア４４の爪状磁極４４ｂ先端、即ち第１ロータコア４１の爪部４１ｄと第４ロータコア４４の爪部４４ｄは、軸方向に沿って配設されている。従って、両爪部４１ｄ，４４ｄの内周側側面は、同一平面上にある。また、第２ロータコア４２の爪状磁極４２ｂ基端と第３ロータコア４３の爪状磁極４３ｂ基端、即ち、第２ロータコア４２の突出部４２ｃと第３ロータコア４３の突出部４３ｃは、軸方向に沿って配設されている。従って、両突出部４２ｃ、４３ｃの周方向側面は同一平面上にある。このため、第２極間磁石５１ｂと第３極間磁石５１ｃは、一体形成されている。
【００７７】
各極間磁石５１ａ〜５１ｄは、軸方向視平行四辺形状に形成されている。また、各極間磁石５１ａ〜５１ｄは、径方向視長方形状に形成されている。そして、各極間磁石５１ａ〜５１ｄは、ロータ４０の径方向に対して角度を持つように配置されている。即ち、各ロータコア４１〜４４の爪状磁極は、爪状磁極間にそれぞれ配置される極間磁石５１ａ〜５１ｄが、各ロータコア４１〜４４の径方向に対して角度を持つようにされている。
【００７８】
例えば、図８（ｂ）に示すように、第１爪状磁極４１ｂは、周方向両側に隣接する２つの極間磁石５１ａの中心を通る線分（一点鎖線にて示す）の交点Ｏ１が、ロータ４０の回転中心、即ち回転軸１２の中心よりも径方向外側であって、第１爪状磁極４１ｂに近づく位置となるように形成されている。なお、この交点Ｏ１は、周方向における爪状磁極４１ｂの中心と回転軸１２の中心を結ぶ中心線上に設定されている。つまり、周方向において爪状磁極４１ｂと隣接する２つの極間磁石５１ａは、爪状磁極４１ｂの中心線に対して対称となるように、爪状磁極４１ｂの周方向両側面の角度が設定されている。
【００７９】
同様に、図８（ａ）に示すように、第２爪状磁極４２ｂは、周方向両側に隣接する２つの極間磁石５１ｂの中心を通る線分（一点鎖線にて示す）の交点Ｏ２が、ロータ４０の回転中心、即ち回転軸１２の中心よりも径方向外側であって、第２爪状磁極４２ｂから遠ざかる位置となるように形成されている。なお、この交点Ｏ２は、周方向における爪状磁極４２ｂの中心と回転軸１２の中心を結ぶ中心線上に設定されている。つまり、周方向において爪状磁極４２ｂと隣接する２つの極間磁石５１ｂは、爪状磁極４２ｂの中心線に対して対称となるように、爪状磁極４２ｂの周方向両側面の角度が設定されている。
【００８０】
各極間磁石５１ａ〜５１ｄは、周方向に爪状磁極と隣接する面が、隣接する爪状磁極と同じ極性となるように磁化されている。そして、極間磁石５１ａ，５１ｂのＮ極は、第１爪状磁極４１ｂに接触し、極間磁石５１ａ，５１ｂのＳ極は、第２爪状磁極４２ｂに接触している。同様に、極間磁石５１ｃ，５１ｄのＮ極は、第４爪状磁極４４ｂに接触し、極間磁石５１ｃ，５１ｄのＳ極は、第３爪状磁極４３ｂに接触している。
【００８１】
次に、上記のロータ４０の作用を説明する。
周方向に隣合う第１爪状磁極４１ｂと第２爪状磁極４２ｂの間に配置された極間磁石５１ａ，５１ｂにおいて、極間磁石５１ａ，５１ｂのＮ極は、同じ極性の第１爪状磁極４１ｂと接し，Ｓ極は第２爪状磁極４２ｂと接する。そして、第１爪状磁極４１ｂの爪部４１ｄは、周方向中心が径方向内側に突出する略三角形状に形成されている。従って、極間磁石５１ａの磁束は、第１爪状磁極４１ｂの爪部４１ｄから第１爪状磁極４１ｂ内に入り、第１爪状磁極４１ｂの外周面４１ｅからステータ６（図１参照）に至る。つまり、第１爪状磁極４１ｂとステータ６との間に発生する磁束は、環状磁石２８による磁束と、極間磁石５１ａによる磁束を含む。即ち、爪部４１ｄにおいて、周方向中心が径方向内側に突出する略三角形状に形成された部分は、極間磁石５１ａの磁束を第１爪状磁極４１ｂの外周面、即ちステータ６と対向する第１爪状磁極４１ｂの端面に導く磁束誘導部として機能する。このように、ロータ４０からステータ６に向う磁束の量が、環状磁石２８のみの磁束の量よりも増加する。
【００８２】
また、周方向に隣合う第１爪状磁極４１ｂと第２爪状磁極４２ｂの間に配置された極間磁石５１ａ，５１ｂは、環状磁石２８により機能する爪状磁極の極性と同じ極性の面が接触する。従って、各極間磁石５１ａ，５１ｂは、第１爪状磁極４１ｂから第２爪状磁極４２ｂに向う直接的な磁束の形成を阻害する。この結果、第１爪状磁極４１ｂと第２爪状磁極４２ｂの間の直接的な漏洩磁束が減少する。
【００８３】
また、爪部４１ｄは、周方向中心部分が径方向内側に向って突出する略三角形状に形成されている。従って、Ｎ極として機能する爪部４１ｄからＳ極となる第２コアベース４２ａに向う磁束は、突出する頂点部分に集中する。従って、爪部４１ｄの径方向内側の頂点部分において磁気飽和が生じるため、爪部４１ｄからコアベース４２ａに向う磁束の量が少なくなる。つまり、爪部４１ｄの径方向内側部分を略三角形状に形成することにより、爪部４１ｄからコアベース４２ａに向う磁束、つまり漏れ磁束の量を低減する。
【００８４】
図８（ａ）及び図８（ｂ）に示すように、周方向に隣合う第１爪状磁極４１ｂと第２爪状磁極４２ｂの間に配置された各極間磁石５１ａ，５１ｂの中心線の交点は、各爪状磁極４１ｂ，４２ｂの中心線の交点、即ちロータ４０の回転中心からずれている。従って、ロータ４０を回転したとき、各極間磁石５１ａ，５１ｂは、遠心力により、第１爪状磁極４１ｂの周方向側面に押し付けられる。このため、ロータ４０から各極間磁石５１ａ，５１ｂの抜け出しが防止される。
【００８５】
図７（ｂ）に示すように、第１ロータコア４１は、第１コアベース４１ａの外周部から径方向外側に向って突出する突出部４１ｃと、その突出部４１ｃから軸方向に沿って延びる爪部４１ｄを有している。図９に示すように、環状磁石２８による磁束は、コアベース４１ａから突出部４１ｃと爪部４１ｄを介してステータ６（図１参照）に至る。しかし、爪部４１ｄは突出部４１ｃから軸方向に突出しているため、環状磁石２８の磁束が通り難い。その結果、爪状磁極４１ｂにおいて、基端側（突出部４１ｃ）の磁束密度と先端側（爪部４１ｄ）の磁束密度の間に差が生じる。
【００８６】
本実施形態では、図２に示すように、極間磁石５１ａのＮ極は、Ｎ極として機能する爪部４１ｄに当接している。従って、極間磁石５１ａの磁束は、爪部４１ｄを介してステータ６に至ることになる。このため、爪部４１ｄの磁束量を極間磁石５１ａにより増加することで、爪状磁極４１ｂにおいて、基端側（突出部４１ｃ）の磁束密度と先端側（爪部４１ｄ）の磁束密度の間に差を低減することが可能となる。
【００８７】
上記のように、主として第１ロータコア４１における作用を説明した。上記したように、第２〜第４ロータコア４２〜４４は第１ロータコア４１と同じ形状である。従って、第２〜第４ロータコア４２〜４４においても、上記と同様の作用を奏する。
【００８８】
図９に示すように、同じ極性（本実施形態ではＮ極）として機能する爪状磁極４１ｂ，４４ｂをそれぞれ有するロータコア４１，４４のコアベース４１ａ，４４ａは、軸方向両側において露出している。従って、これらのコアベース４１ａ，４４ａから爪状磁極４１ｂ，４４ｂに向わない磁束（漏れ磁束）が生じる。一方、Ｓ極として機能する爪状磁極４２ｂ，４３ｂをそれぞれ有するロータコア４２，４３のコアベース４２ａ，４３ａは、互いに隣接するとともに、軸方向外側に環状磁石２８，２９が隣接するため、露出していない。従って、これらのコアベース４２ａ，４３ａにおける漏れ磁束は生じない。このため、コアベース４１ａ，４４ａから爪状磁極４１ｂ，４４ｂに向う磁束量と、爪状磁極４２ｂ，４３ｂからコアベース４２ａ，４３ａに向う磁束量との間に差が生じる。
【００８９】
本実施形態では、図２に示すように、第１ロータコア４１の爪部４１ｄに極間磁石５１ａが当接し、第２，第３ロータコア４２，４３の爪部４２ｄ、４３ｄに極間磁石５１ｂ，５１ｃが当接し、第４ロータコア４４の爪部４４ｄに極間磁石５１ｄが当接している。各極間磁石５１ａ〜５１ｄの磁力を互いに異なるようにすることが可能である。従って、第１，第４ロータコア４１，４４の爪部４１ｄ、４４ｄに当接する極間磁石５１ａ，５１ｄの磁力を多くすることにより、上記の配置に基づく漏れ磁束に対応する磁束を補充ことが可能となる。これにより、コアベース４１ａ，４４ａから爪状磁極４１ｂ，４４ｂに向う磁束量と、爪状磁極４２ｂ，４３ｂからコアベース４２ａ，４３ａに向う磁束量との間に差を低減する、つまり磁束量をほぼ均一化することが可能となる。
【００９０】
上記したように、本実施形態によれば、以下の効果を有する。
（２ａ）ロータ４０の第１〜第４ロータコア４１〜４４は、回転軸１２の軸方向に沿って配設されている。第１，第２ロータコア４１，４２の爪状磁極４１ｂ，４２ｂは、コアベース４１ａ，４２ａの外周部から径方向外側に突出形成され、周方向に沿って交互に配置されている。各爪状磁極４１ｂ，４２ｂは、軸方向に沿って互いに逆方向に向って延びるように形成されている。同様に、第３，第４ロータコア４３，４４の爪状磁極４３ｂ，４４ｂは、コアベース４３ａ，４４ａの外周部から径方向外側に突出形成され、周方向に沿って交互に配置されている。各爪状磁極４３ｂ，４４ｂは、軸方向に沿って互いに逆方向に向って延びるように形成されている。
【００９１】
各爪状磁極４１ｂ〜４４ｂの爪部４１ｄ〜４４ｄは、周方向中心部が径方向内側に突出する略三角形状に形成されている。そして、この略三角形状に形成された部分の斜面に極間磁石５１ａ〜５１ｄが当接する。略三角形状に形成された部分は、極間磁石５１ａ，５１ｄの磁束を爪状磁極４１ｂ，４４ｂの外周面、即ちステータ６と対向する爪状磁極４１ｂ，４４ｂの端面に導く磁束誘導部として機能する。このように、ロータ４０からステータ６に向う磁束の量を、環状磁石２８，２９のみの磁束の量よりも増加させる、すなわち有効磁束量を増加することができる。
【００９２】
（２ｂ）各爪状磁極４１ｂ〜４４ｂの爪部４１ｄ〜４４ｄは、周方向中心部分が径方向内側に向って突出する略三角形状に形成されている。従って、Ｎ極として機能する爪部４１ｄからＳ極となる第２コアベース４２ａに向う磁束は、突出する頂点部分に集中する。従って、爪部４１ｄの径方向内側の頂点部分において磁気飽和が生じるため、爪部４１ｄからコアベース４２ａに向う磁束の量が少なくなる。つまり、爪部４１ｄの径方向内側部分を略三角形状に形成することにより、爪部４１ｄからコアベース４２ａに向う磁束、つまり漏れ磁束の量を低減することができ、ひいては有効磁束の減少を低減することができる。
【００９３】
そして、爪状磁極４１ｂ〜４４ｂとコアベース４１ａ〜４４ａとの間に磁石を設けることなく、直接的な磁束を低減することができる。これにより、有効な磁束量を多くすることができる。また、爪状磁極４１ｂ〜４４ｂとコアベース４１ａ〜４４ａとの間の磁石を必要としないため、その分、部品点数（部品の種類）や製造工程の増加を抑制することができる。
【００９４】
（２ｃ）周方向に隣合う爪状磁極４１ｂ〜４４ｂの間に極間磁石５１ａ〜５１ｄが配置されている。各極間磁石５１ａ〜５１ｄは、周方向に隣合う爪状磁極４１ｂ，４２ｂと同極性が対向するように磁化されている。従って、極間磁石５１ａ〜５１ｄによって、爪状磁極４１ｂ，４２ｂの間における直接的な磁束の発生を抑制することができる。これにより、有効な磁束量を多くすることができる。
【００９５】
（２ｄ）爪状磁極４１ｂ〜４４ｂの間に配置された極間磁石５１ａ〜５１ｄは、その中心線が回転軸１２の軸中心を通る直線に対して角度を成すように、各爪状磁極４１ｂ〜４４ｂが形成されている。従って、ロータ４０を回転したとき、各極間磁石５１ａ〜５１ｄは、遠心力により、当接する爪状磁極（爪部）に押し付けられる。このため、ロータ４０から各極間磁石５１ａ〜５１ｄの抜け出しを防止することができる。
【００９６】
なお、上記の第二実施形態は、以下のように変更してもよい。
・上記形態では、例えば図８（ｂ）に示すように、爪部４１ｄの周方向中心を径方向内側に突出させ、その頂点をコアベース４２ａに接するように形成した。これに対し、例えば、図１０（ａ）に示すように、周方向中心が極間磁石５１ａから径方向内側に突出しないように平坦状に形成してコアベース４２ａから離間させるようにしてもよい。また、図１０（ｂ）に示すように、２つの極間磁石５１ａの間の部分を径方向外側に向って凹設するようにしてもよい。
【００９７】
なお、上記の各実施形態は、以下のように変更してもよい。
・上記形態では、各爪状磁極４１ｂ〜４４ｂの中心線に対して極間磁石５１ａ〜５１ｄを対称に配置したが、非対称としてもよい。例えば、ロータ１１の回転方向や回転数に応じて、極間磁石５１ａ〜５１ｄの傾きを変更する。このようにしても、上記実施形態と同様の効果が得られる。
【００９８】
・上記形態では、界磁磁石として環状磁石２８，２９を用いたが、平板状の永久磁石を周方向に沿って複数配列して各爪状磁極４１ｂ〜４４ｂを界磁するようにしてもよい。また、一対のコアベース間に１つの円盤状の永久磁石を介在させて各爪状磁極４１ｂ〜４４ｂを界磁するようにしてもよい。
【符号の説明】
【００９９】
１１…ロータ、１２…回転軸、２１〜２４…ロータコア、２１ａ〜２４ａ…コアベース、２１ｂ〜２４ｂ…爪状磁極、２１ｃ〜２４ｃ…突出部、２１ｄ〜２４ｄ…爪部、２１ｅ，２２ｅ…径方向外側側面、２１ｆ，２２ｆ…方向内側側面、２８，２９…環状磁石（界磁磁石）、３１…極間磁石、４０…ロータ、４１〜４４…ロータコア、４１ａ〜４４ａ…コアベース、４１ｂ〜４４ｂ…爪状磁極、４１ｃ〜４４ｃ…突出部、４１ｄ〜４４ｄ…爪部、５１ａ〜５１ｄ…極間磁石。
【技術分野】
【０００１】
本発明はロータ及びモータに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、周方向に複数のフランジ部をそれぞれ有して組み合わされる複数対（例えば２対）の磁極板と、各対の磁極板により挟持され隣合うフランジ部を互いに異なる磁極とする永久磁石を備えた、いわゆる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）。また、このロータにおいて、各対の磁極板は、同じ極性の円盤部が接するように配置されている。例えば、Ｎ極となる２つの円盤部は軸方向両端に配置され、Ｓ極となる２つの円盤部は軸方向において隣接して配置されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【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】
【０００４】
ところで、上記のように構成されるロータを備えたモータにおいて、性能の向上（例えば、高出力化）が要求されている。そのため、ロータにおいて、有効磁束の増加が求められている。
【０００５】
本発明は、こうした実情に鑑みてなされたものであって、その目的は、有効磁束の増加を図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】
【０００６】
上記課題を解決するため、請求項１に記載の発明は、円盤状のコアベースの外周部から突出するとともに前記対となるロータコア側に向って軸方向に沿って延出形成され、周方向に沿って交互に配置された複数の爪状磁極を有し、軸方向に配列された少なくとも一対のロータコアと、対となるロータコア間に配置され、軸方向に沿って磁化された界磁磁石と、周方向に隣合う前記爪状磁極の間にそれぞれ配設され、各爪状磁極と同極性の面が対向するように磁化された複数の極間磁石と、を備え、前記爪状磁極の先端部には、前記極間磁石の磁束を前記爪状磁極の外周側側面に導く磁束誘導部を形成したものである。
ことを特徴とするロータ。
この発明によれば、極間磁石は周方向に隣り合い互いに異なる磁極として機能する爪状磁極の間の漏れ磁束を低減する。そして、爪状磁極の先端部に形成された磁束誘導部は、極間磁石の磁束を爪状磁極の外周側側面に誘導する。従って、爪状磁極の外周側側面における磁束は、界磁磁石による磁束と極間磁石の磁束を含むことになり、有効磁束量が増加する。
【０００７】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のロータにおいて、前記磁束誘導部は、径方向内側側面の周方向中央を周方向両側よりも径方向外側側面に近づけることにより形成されてなる。
この発明によれば、爪状磁極の径方向内側側面と、その側面と対向するコアベースの外周面との間に空隙が形成され、この空隙により、爪状磁極とコアベースとの間の漏れ磁束が低減される。
【０００８】
請求項３に記載の発明は、請求項２に記載のロータにおいて、軸方向に沿って少なくとも二対の前記ロータコアが配列され、軸方向両端の前記ロータコアが有する爪状磁極基端の周方向の幅は、他のロータコアが有する爪状磁極基端の周方向の幅よりも狭く形成されたものである。
軸方向両端に配置されたロータコアにおいて漏れ磁束が生じる。従って、各ロータコアの爪状磁極を全て同じ形状とした場合、環状磁石の磁束の一部が漏れ磁束となる。そして、ロータコアの爪状磁極基端部の幅を、各ロータコアの爪状磁極を全て同じ形状とした場合と比べ、広くすることができる。従って、各ロータコアの爪状磁極を全て同じ形状とした場合と比べ、環状磁石の磁力を多くする、つまり強力な永久磁石を用いることが可能となる。そのため、各爪状磁極における磁束量が多くなる、つまり有効な磁束量を多くすることが可能となる。
【０００９】
請求項４に記載の発明は、請求項１に記載のロータにおいて、前記磁束誘導部は、周方向中央部を径方向内側に向って突出して形成されてなる。
この発明によれば、径方向内側に突出する部分では磁気飽和が生じるため、爪状磁極とコアベースとの間の漏れ磁束が低減される。
【００１０】
請求項５に記載の発明は、請求項１〜４のうちの何れか一項に記載のロータを備えたモータである。
この発明によれば、有効磁束量の増加を図ることが可能なロータを備えたモータを提供することができる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、有効磁束の増加を図ることが可能なロータ及びモータを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】一実施形態のモータの概略断面図。
【図２】第一実施形態のロータの概略斜視図。
【図３】（ａ）（ｂ）はロータコア，極間磁石の説明図。
【図４】（ａ）（ｂ）はロータコアの概略斜視図。
【図５】第一実施形態のロータの概略断面図。
【図６】（ａ）〜（ｄ）は爪状磁極の別の形態を示す説明図。
【図７】（ａ）（ｂ）は第二実施形態のロータの概略斜視図。
【図８】（ａ）（ｂ）はロータコア，極間磁石の説明図。
【図９】第二実施形態のロータの概略断面図。
【図１０】（ａ）（ｂ）は爪状磁極の別の形態を示す説明図。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明を具体化した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エンドプレート４とを有している。また、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ボックス５が取着されている。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。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は非磁性金属であって、ハウジング３の底部３ａとフロントエンドプレート４にそれぞれ配設された軸受１３，１４により回転可能に支持されている。
【００１４】
（第一実施形態）
図２に示すように、ロータ１１は、回転軸１２に沿って配設された第１〜第４ロータコア２１〜２４を有している。第１ロータコア２１と第２ロータコア２２は対をなすように組み合わされる。同様に、第３ロータコア２３と第４ロータコア２４は対を成すように組み合わされる。
【００１５】
先ず、第１ロータコア２１と第２ロータコア２２を説明する。
図３（ａ）に示すように、第１ロータコア２１は、回転軸１２に取着された第１コアベース２１ａを有している。この第１コアベース２１ａは、円盤状に形成されている。第１ロータコア２１は、第１コアベース２１ａの外周部から径方向外側に突出する複数（本実施形態では５つ）の第１爪状磁極２１ｂを有している。５つの第１爪状磁極２１ｂは、第１コアベース２１ａの周方向に沿って等間隔に配列されている。
【００１６】
図３（ｂ）に示すように、第２ロータコア２２は回転軸１２と一体回転可能に取着された第２コアベース２２ａを有している。この第２コアベース２２ａは、円盤状に形成されている。第２ロータコア２２は、第２コアベース２２ａの外周部から径方向外側に突出する複数（本実施形態では５つ）の第２爪状磁極２２ｂを有している。５つの第２爪状磁極２２ｂは、第２コアベース２２ａの周方向に沿って等間隔に配列されている。
【００１７】
図４（ａ）に示すように、第１爪状磁極２１ｂは、第１コアベース２１ａから径方向外側に向って延びる突出部２１ｃと、突出部２１ｃの軸方向端面の１つから軸方向に沿って延びる爪部２１ｄを有している。図４（ｂ）に示すように、第２爪状磁極２２ｂは、第２コアベース２２ａから径方向外側に向って延びる突出部２２ｃと、突出部２２ｃの軸方向端面の１つから軸方向に沿って延びる爪部２２ｄを有している。
【００１８】
図５に示すように、第１ロータコア２１と第２ロータコア２２は、それぞれの爪状磁極２１ｂ，２２ｂが軸方向に沿って互いに逆方向に向って突出するように組み合わせられる。そして、図２に示すように、第１ロータコア２１の爪状磁極２１ｂと第２ロータコア２２の爪状磁極２２ｂは、ロータ１１の周方向に沿って交互に配置される。
【００１９】
そして、第１爪状磁極２１ｂの爪部２２ｄは、第２コアベース２２ａと対向する第１コアベース２１ａの面から、第２コアベース２２ａにおいて第１コアベース２１ａと反対側の面まで延びるように形成されている。同様に、第２爪状磁極２２ｂの爪部２２ｄは、第１コアベース２１ａと対向する第２コアベース２２ａの面から、第１コアベース２１ａにおいて第２コアベース２２ａと反対側の面まで延びるように形成されている。
【００２０】
図５に示すように、第１コアベース２１ａと第２コアベース２２ａの間には、環状磁石２８が配置されている。本実施形態の環状磁石２８は円環状に形成されている。環状磁石２８の外径φ１は、第１コアベース２１ａと第２コアベース２２ａの外径φ２と同じに設定されている。そして、第１ロータコア２１の第１コアベース２１ａと、第２ロータコア２２の第２コアベース２２ａは、回転軸１２の軸方向において、環状磁石２８を挟持する。
【００２１】
環状磁石２８は、表裏方向（回転軸１２の軸方向）に沿って着磁された平板状の永久磁石である。そして、環状磁石２８の第１の主面（例えば、Ｎ極の面）は第１コアベース２１ａと密着する。環状磁石２８の第２の主面（例えばＳ極の面）は第２コアベース２２ａと密着する。従って、環状磁石２８は、第１ロータコア２１の爪状磁極２１ｂを第１の磁極（Ｎ極）として機能させ、第２ロータコア２２の爪状磁極２２ｂを第２の磁極（Ｓ極）として機能させる。
【００２２】
図３（ａ）に示すように、突出部２１ｃは、軸方向視円弧状に形成されている。周方向における各第１爪状磁極２１ｂの幅（外周側の弧の長さ）Ｌ３は、周方向に隣り合う２つの第１爪状磁極２１ｂの間隔Ｌ４より小さく設定されている。図４（ａ）に示すように、周方向に面した爪部２１ｄの２つの側面は、周方向に面した突出部２１ｃの２つの側面とそれぞれ同一平面上となるように形成されている。また、爪部２１ｄの径方向外側側面２１ｅは、突出部２１ｃの径方向外側側面と、同じ円弧上となるように形成されている。そして、径方向内側の爪部２１ｄ側面２１ｆは、爪部２１ｄの周方向両端よりも周方向中央部が爪部２１ｄの径方向外側側面２１ｅに近づくように形成されている。なお、本実施形態では、図３（ｂ）に示すように、径方向内側側面２１ｆは、２つの平面により形成されている。
【００２３】
このように形成された径方向内側側面２１ｆと、この径方向内側側面２１ｆと径方向に対向する第２コアベース２２ａの外周面２２ｇは、軸方向に沿って延びる略三角柱状の空隙２５を形成する。そして、径方向内側側面２１ｆの周方向中心、即ち２つの平面の交線、つまり、空隙２５の径方向外側頂点は、第１爪状磁極２１ｂの中心線（爪状磁極２１ｂの周方向中心と回転軸１２の軸中心とを結ぶ直線）上にある。
【００２４】
図３（ｂ）に示すように、突出部２２ｃは、軸方向視円弧状に形成されている。周方向における各第２爪状磁極２２ｂの幅（外周側の弧の長さ）Ｌ５は、周方向に隣り合う２つの第２爪状磁極２２ｂの間隔Ｌ６より小さく設定されている。図４（ｂ）に示すように、周方向に面した爪部２２ｄの２つの側面は、周方向に面した突出部２２ｃの２つの側面とそれぞれ同一平面上となるように形成されている。また、爪部２２ｄの径方向外側側面２２ｅは、突出部２２ｃの径方向外側側面と、同じ円弧上となるように形成されている。そして、径方向内側の爪部２２ｄ側面２２ｆは、爪部２２ｄの周方向両端よりも周方向中央部が爪部２２ｄの径方向外側側面２２ｅに近づくように形成されている。なお、本実施形態では、図３（ａ）に示すように、径方向内側側面２２ｆは、２つの平面により形成されている。このように形成された径方向内側側面２２ｆと、この径方向内側側面２２ｆと径方向に対向する第１コアベース２１ａの外周面２１ｇは、軸方向に沿って延びる略三角柱状の空隙２６を形成する。そして、径方向内側側面２２ｆの周方向中心、即ち２つの平面の交線、つまり、空隙２６の径方向外側頂点は、第２爪状磁極２２ｂの中心線（爪状磁極２２ｂの周方向中心と回転軸１２の軸中心とを結ぶ直線）上にある。
【００２５】
図５に示すように、回転軸１２の軸方向両端に配置された第１ロータコア２１と第４ロータコア２４は互いに同じ形状に形成されている。第１ロータコア２１と第４ロータコア２４の間に配置された第２ロータコア２２と第３ロータコア２３は互いに同じ形状に形成されている。
【００２６】
第３ロータコア２３と第４ロータコア２４との間には、環状磁石２９が配置されている。環状磁石２９は、上記の環状磁石２８と同じ形状に形成されるとともに磁化されている。
【００２７】
そして、環状磁石２９の第４の主面（例えば、Ｎ極の面）は第４コアベース２４ａと密着する。環状磁石２９の第３の主面（例えばＳ極の面）は第３コアベース２３ａと密着する。従って、環状磁石２９は、第４ロータコア２４の爪状磁極２４ｂを第４の磁極（Ｎ極）として機能させ、第３ロータコア２３の爪状磁極２３ｂを第３の磁極（Ｓ極）として機能させる。
【００２８】
図２に示すように、第１ロータコア２１と第４ロータコア２４は、それぞれの爪状磁極２１ｂ，２４ｂが回転軸１２の軸方向に沿って配列されるように、回転軸１２に取着されている。また、第１ロータコア２１と第４ロータコア２４は、それぞれの爪状磁極２１ｂ，２４ｂが互いに逆方向に向って延びるように配置されている。従って、第１ロータコア２１の爪状磁極２１ｂ先端と、第４ロータコア２４の爪状磁極２４ｂ先端は、互いに当接している。
【００２９】
同様に、第２ロータコア２２と第３ロータコア２３は、それぞれの爪状磁極２２ｂ，２３ｂが回転軸１２の軸方向に沿って配列されるように、回転軸１２に取着されている。そして、第２ロータコア２２と第３ロータコア２３は、それぞれの爪状磁極２２ｂ，２３ｂが互いに逆方向に向って延びるように配置されている。従って、第２ロータコア２２の爪状磁極２２ｂ基端と、第３ロータコア２３の爪状磁極２３ｂ基端は、互いに当接している。
【００３０】
図３（ａ）に示すように、周方向に隣合う第１爪状磁極２１ｂと第２爪状磁極２２ｂとの間には、極間磁石３１が配置されている。各極間磁石３１は、回転軸１２の軸方向視、略径方向に沿って延びる長方形状に形成されている。図３（ｂ）に示すように、各極間磁石３１の略径方向の長さは、第１爪状磁極２１ｂの周方向側面の径方向の長さとほぼ等しい。また、各極間磁石３１は、図２に示すように、回転軸１２の径方向視長方形状に形成されている。つまり、各極間磁石３１は直方体状に形成されている。
【００３１】
図２に示すように、各極間磁石３１は、回転軸１２の軸方向に沿って延びるように形成されている。各極間磁石３１の長さは、回転軸１２の軸方向において露出する２つの端面、即ち第１ロータコア２１の軸方向外側端面から、第４ロータコア２４の軸方向外側端面までの距離と等しい。
【００３２】
そして、図３（ａ）に示すように、各極間磁石３１は、ロータ１１の径方向に対して角度を持つように配置されている。即ち、各ロータコア２１〜２４の爪状磁極は、爪状磁極間にそれぞれ配置される極間磁石３１が、各ロータコア２１〜２４の径方向に対して角度を持つようにされている。例えば、図３（ａ）に示すように、第１爪状磁極２１ｂは、周方向両側に隣接する２つの極間磁石３１の中心を通る線分（一点鎖線にて示す）の交点Ｏ１が、ロータ１１の回転中心、即ち回転軸１２の中心よりも径方向外側であって、第１爪状磁極２１ｂに近づく位置となるように形成されている。なお、この交点Ｏ１は、周方向における爪状磁極２１ｂの中心と回転軸１２の中心を結ぶ中心線上に設定されている。つまり、周方向において爪状磁極２１ｂと隣接する２つの極間磁石３１は、爪状磁極２１ｂの中心線に対して対称となるように、爪状磁極２１ｂの周方向両側面の角度が設定されている。
【００３３】
また、図３（ｂ）に示すように、第２爪状磁極２２ｂは、周方向両側に隣接する２つの極間磁石３１の中心を通る線分（一点鎖線にて示す）の交点Ｏ２が、ロータ１１の回転中心、即ち回転軸１２の中心よりも径方向外側であって、第２爪状磁極２２ｂから遠ざかる位置となるように形成されている。なお、この交点Ｏ２は、周方向における爪状磁極２２ｂの中心と回転軸１２の中心を結ぶ中心線上に設定されている。つまり、周方向において爪状磁極２２ｂと隣接する２つの極間磁石３１は、爪状磁極２２ｂの中心線に対して対称となるように、爪状磁極２２ｂの周方向両側面の角度が設定されている。
【００３４】
従って、第１爪状磁極２１ｂ基端部の周方向の幅（図３（ａ）参照）は、第２爪状磁極２２ｂ基端部の周方向の幅（図３（ｂ）参照）よりも狭くなっている。具体的には、第１爪状磁極と第２爪状磁極を互いに同じ形状としたときの基端部の幅を基準幅Ｌ０とする。第１爪状磁極２１ｂ基端部の幅Ｌ１は、基準幅Ｌ０よりもΔＬだけ狭い。一方、第２爪状磁極２２ｂ基端部の幅Ｌ２は、基準幅Ｌ０よりもΔＬだけ広い。
【００３５】
各極間磁石３１は、周方向に爪状磁極と隣接する面が、隣接する爪状磁極と同じ極性となるように磁化されている。例えば、各極間磁石３１は、回転軸１２の軸中心と直交する平面を通り、その平面上のそれぞれの中心と直交する方向に沿って磁化されている。そして、極間磁石３１のＮ極は、第１爪状磁極２１ｂに接触し、極間磁石３１のＳ極は、第２爪状磁極２２ｂに接触している。
【００３６】
第３ロータコア２３の爪状磁極２３ｂは、第２ロータコア２２の爪状磁極２２ｂと同様に形成されている。また、第４ロータコア２４の爪状磁極２４ｂは、第１ロータコア２１の爪状磁極２１ｂと同様に形成されている。従って、第３ロータコア２３の爪状磁極２３ｂと第４ロータコア２４の爪状磁極２４ｂの詳細な説明及び図面を省略する。
【００３７】
次に、上記のモータ１の作用を説明する。
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。
【００３８】
周方向に隣合う第１爪状磁極２１ｂと第２爪状磁極２２ｂの間に配置された極間磁石３１において、極間磁石３１のＮ極は、同じ極性の第１爪状磁極２１ｂと接し，Ｓ極は第２爪状磁極２２ｂと接する。そして、第１爪状磁極２１ｂの周方向側端面の略径方向の長さは、極間磁石３１の略径方向の長さとほぼ等しい。そして、極間磁石３１のＮ極は、環状磁石２８によりＮ極として機能する第１爪状磁極２１ｂの周方向端面に当接している。従って、極間磁石３１の磁束は、第１爪状磁極２１ｂの周方向端面から第１爪状磁極２１ｂ内に入り、第１爪状磁極２１ｂの径方向外側側面２１ｅからステータ６（図１参照）に至る。つまり、第１爪状磁極２１ｂとステータ６との間に発生する磁束は、環状磁石２８による磁束と、極間磁石３１による磁束を含む。即ち、第１爪状磁極２１ｂの周方向両端面と径方向内側側面２１ｆとにより、各第１爪状磁極２１ｂの周方向両端に形成される軸方向視三角形状の部分は、極間磁石３１の磁束を第１爪状磁極２１ｂの径方向外側側面２１ｅ、即ちステータ６と対向する第１爪状磁極２１ｂの端面に導く磁束誘導部として機能する。このように、ロータ１１からステータ６に向う磁束の量が、環状磁石２８のみの磁束の量よりも増加する。
【００３９】
また、周方向に隣合う第１爪状磁極２１ｂと第２爪状磁極２２ｂの間に配置された極間磁石３１は、環状磁石２８により機能する爪状磁極の極性と同じ極性の面が接触する。従って、各極間磁石３１は、第１爪状磁極２１ｂから第２爪状磁極２２ｂに向う直接的な磁束の形成を阻害する。この結果、第１爪状磁極２１ｂと第２爪状磁極２２ｂの間の直接的な漏洩磁束が減少する。
【００４０】
なお、環状磁石２８によりＳ極として機能する第２爪状磁極２２ｂの爪部２２ｄの径方向内側側面２２ｆは、第１爪状磁極２１ｂの爪部２１ｄと同様に形成されている。従って、第２爪状磁極２２ｂの周方向両端面と径方向内側側面２２ｆとにより、各第２爪状磁極２２ｂの周方向両端に形成される軸方向視三角形状の部分は、ステータ６と対向する第２爪状磁極２２ｂの端面、即ち第２爪状磁極２２ｂの径方向外側側面２２ｅから入る磁束を極間磁石３１に導く磁束誘導部として機能する。
【００４１】
第１爪状磁極２１ｂの径方向内側側面２１ｆは、周方向両側端部に対して周方向中央部分が第１爪状磁極２１ｂの径方向外側側面２１ｅに近づくように形成されている。そして、この径方向内側側面２１ｆと、対向する第２コアベース２２ａの外周面２２ｇは、空隙２５を形成する。この空隙２５は、Ｎ極として機能する第１爪状磁極２１ｂから、環状磁石２８のＳ極に当接する第２コアベース２２ａの外周面２２ｇに向う磁束の形成を抑制する。従って、空隙２５は、第１爪状磁極２１ｂから第２コアベース２２ａに向う漏れ磁束を低減する。
【００４２】
図３（ａ）及び図３（ｂ）に示すように、第１爪状磁極２１ｂ基端部の周方向の幅は、各ロータコア２１〜２４の爪状磁極を同一形状としたときの基準幅よりも狭く設定され、第２爪状磁極２２ｂ基端部の周方向の幅は基準幅よりも広く設定されている。従って、周方向に隣合う第１爪状磁極２１ｂと第２爪状磁極２２ｂの間に配置された各極間磁石３１の中心線の交点は、各爪状磁極２１ｂ，２２ｂの中心線の交点、即ちロータ１１の回転中心からずれている。従って、ロータ１１を回転したとき、各極間磁石３１は、遠心力により、第１爪状磁極２１ｂの周方向側面に押し付けられる。このため、ロータ１１から各極間磁石３１の抜け出しが防止される。
【００４３】
第１爪状磁極２１ｂ基端部の周方向の幅は、各ロータコア２１〜２４の爪状磁極を同一形状としたときの基準幅よりも狭く設定されている。従って、基端部の幅を基準幅で形成したロータコアと比べ、第１ロータコア２１と第４ロータコア２４の体積が小さくなる。即ち使用材料（例えば鉄材）の量が少なくなる。また、体積が小さいため、ロータ１１が軽くなる。
【００４４】
上記のように、第１ロータコア２１と第２ロータコア２２とにおける作用を説明した。第３ロータコア２３は第２ロータコア２２と同じ形状であり、第４ロータコア２４は第１ロータコア２１と同じ形状である。従って、第３ロータコア２３と第４ロータコア２４においても、上記と同様の作用を奏する。
【００４５】
図５に示すように、同じ極性（本実施形態ではＮ極）として機能する爪状磁極２１ｂ，２４ｂをそれぞれ有するロータコア２１，２４のコアベース２１ａ，２４ａは、軸方向両側において露出している。従って、これらのコアベース２１ａ，２４ａから爪状磁極２１ｂ，２４ｂに向わない磁束（漏れ磁束）が生じる。一方、Ｓ極として機能する爪状磁極２２ｂ，２３ｂをそれぞれ有するロータコア２２，２３のコアベース２２ａ，２３ａは、互いに隣接するとともに、軸方向外側に環状磁石２８，２９が隣接するため、露出していない。従って、これらのコアベース２２ａ，２３ａにおける漏れ磁束は生じない。これにより、コアベース２１ａ，２４ａから爪状磁極２１ｂ，２４ｂに向う磁束量と、爪状磁極２２ｂ，２３ｂからコアベース２２ａ，２３ａに向う磁束量との間に差が生じる。
【００４６】
［各ロータコア２１〜２４の爪状磁極を互いに同じ形状に形成した場合］
各ロータコア２１〜２４の爪状磁極が互いに同じ形状であるため、内側に配置されたロータコア２２，２３の爪状磁極基端部を通過可能な磁束量により、環状磁石２８，２９の磁力が設定される。環状磁石２８，２９の発する磁束量を多くしても、ロータコア２２，２３の爪状磁極基端部において磁気飽和となり、回転に有効な磁束とならないからである。このとき、軸方向両端に配置されたロータコア２１，２４において漏れ磁束が生じるため、これらのロータコア２１，２４の爪状磁極基端部では磁気飽和しない。
【００４７】
［本実施形態の爪状磁極２１ｂ〜２４ｂの場合］
図３（ａ）及び図３（ｂ）に示すように、爪状磁極２１ｂ，２４ｂ基端部の幅は、基準幅（各ロータコア２１〜２４の爪状磁極を互いに同じ形状としたときの基端部の幅）よりも狭く、爪状磁極２２ｂ，２３ｂ基端部の幅は、基準幅よりも広い。従って、基準幅の爪状磁極を備えたロータコアに用いられる環状磁石を用いた場合、爪状磁極２２ｂ，２３ｂにおいて磁気飽和が生じない。つまり、環状磁石の磁力を多くすることができる。なお、この環状磁石を用いた場合、本実施形態の爪状磁極２１ｂ，２４ｂ基端部においても、磁気飽和が生じないように、爪状磁極２１ｂ，２４ｂ基端部の幅が設定される。例えば、各爪状磁極２１ｂ〜２４ｂ基端部の幅と、環状磁石２８，２９の磁力は、各爪状磁極２１ｂ〜２４ｂにおいて磁気飽和が生じるように設定される。このように磁力を多くした環状磁石２８，２９を用いたロータ１１は、各爪状磁極を同じ形状としたロータと比べ、爪状磁極２１ｂ〜２４ｂにおける磁束量が増加する。つまり、ロータ１１の回転に有効な磁束量が増加する。
【００４８】
上記したように、本実施形態によれば、以下の効果を有する。
（１ａ）ロータ１１の第１〜第４ロータコア２１〜２４は、回転軸１２の軸方向に沿って配設されている。第１，第２ロータコア２１，２２の爪状磁極２１ｂ，２２ｂは、コアベース２１ａ，２２ａの外周部から径方向外側に突出形成され、周方向に沿って交互に配置されている。各爪状磁極２１ｂ，２２ｂは、軸方向に沿って互いに逆方向に向って延びるように形成されている。同様に、第３，第４ロータコア２３，２４の爪状磁極２３ｂ，２４ｂは、コアベース２３ａ，２４ａの外周部から径方向外側に突出形成され、周方向に沿って交互に配置されている。各爪状磁極２３ｂ，２４ｂは、軸方向に沿って互いに逆方向に向って延びるように形成されている。
【００４９】
第１爪状磁極２１ｂの周方向両端面と径方向内側側面２１ｆとにより、各第１爪状磁極２１ｂの周方向両端に形成される軸方向視三角形状の部分は、極間磁石３１の磁束を第１爪状磁極２１ｂの径方向外側側面２１ｅ、即ちステータ６と対向する第１爪状磁極２１ｂの端面に導く磁束誘導部として機能する。このように、ロータ１１からステータ６に向う磁束の量を、環状磁石２８のみの磁束の量よりも増加させる、すなわち有効磁束量を増加することができる。
【００５０】
環状磁石２８によりＳ極として機能する第２爪状磁極２２ｂの爪部２２ｄの径方向内側側面２２ｆは、第１爪状磁極２１ｂの爪部２１ｄと同様に形成されている。従って、第２爪状磁極２２ｂの周方向両端面と径方向内側側面２２ｆとにより、各第２爪状磁極２２ｂの周方向両端に形成される軸方向視三角形状の部分は、ステータ６と対向する第２爪状磁極２２ｂの端面、即ち第２爪状磁極２２ｂの径方向外側側面２２ｅから入る磁束を極間磁石３１に導く磁束誘導部として機能する。従って、ロータ１１における有効な磁束量を増加させることができる。
【００５１】
（１ｂ）爪状磁極２１ｂ〜２４ｂとコアベース２１ａ〜２４ａとの間に磁石を設けることなく、直接的な磁束を低減することができる。これにより、有効な磁束量を多くすることができる。また、爪状磁極２１ｂ〜２４ｂとコアベース２１ａ〜２４ａとの間の磁石を必要としないため、その分、部品点数や製造工程の増加を抑制することができる。
【００５２】
（１ｃ）対となる第１及び第２ロータコア２１，２２のコアベース２１ａ，２２ａ間には、環状磁石２８が配設され、この環状磁石２８はコアベース２１ａ，２２ａにより挟持されている。同様に、対となる第３及び第４ロータコア２３，２４のコアベース２３ａ，２４ａ間には、環状磁石２９が配設され、この環状磁石２９はコアベース２３ａ，２４ａにより挟持されている。
【００５３】
軸方向両端に配置されたロータコア２１，２４の爪状磁極２１ｂ，２４ｂ基端部の周方向の幅は、ロータコア２２，２３の爪状磁極２２ｂ，２３ｂ基端部の幅よりも狭く形成されている。従って、各ロータコア２１〜２４の爪状磁極を全て同じ形状とした場合と比べ、ロータコア２２，２３の爪状磁極２２ｂ，２３ｂ基端部の幅が広くなる。
【００５４】
軸方向両端に配置されたロータコア２１，２４において漏れ磁束が生じる。従って、各ロータコアの爪状磁極を全て同じ形状とした場合、環状磁石の磁束の一部が漏れ磁束となる。そして、ロータコア２２，２３の爪状磁極２２ｂ，２３ｂ基端部の幅を、各ロータコア２１〜２４の爪状磁極を全て同じ形状とした場合と比べ、広くすることができる。従って、各ロータコア２１〜２４の爪状磁極を全て同じ形状とした場合と比べ、環状磁石の磁力を多くする、つまり強力な永久磁石を用いることができる。その結果、各爪状磁極２１ｂ〜２４ｂにおける磁束量が多くなる、つまり有効な磁束量を多くすることが可能となり、ひいては高出力化を図ることができる。
【００５５】
（１ｄ）周方向に隣合う爪状磁極２１ｂ，２２ｂの間に極間磁石３１が配置されている。各極間磁石３１は、周方向に隣合う爪状磁極２１ｂ，２２ｂと同極性が対向するように磁化されている。従って、極間磁石３１の磁束は、爪状磁極２１ｂ，２２ｂとステータ６との間の磁束に含まれる。これにより、有効な磁束量を多くすることができる。また、極間磁石３１によって、爪状磁極２１ｂ，２２ｂの間における直接的な磁束の発生を抑制することができる。これにより、有効な磁束量を多くすることができる。
【００５６】
（１ｅ）極間磁石３１は、第１ロータコア２１の端面から第４ロータコア２４の端面まで延びるように形成されている。従って、各ロータコア２１〜２４に対応する極間磁石を容易する場合と比べ、ロータ１１を構成する部品の点数を少なくすることができる。
【００５７】
（１ｆ）爪状磁極２１ｂ，２２ｂの間（爪状磁極２３ｂ，２４ｂの間）に配置された極間磁石３１は、その中心線が回転軸１２の軸中心を通る直線に対して角度を成すように、各爪状磁極２１ｂ〜２４ｂが形成されている。従って、ロータ１１を回転したとき、各極間磁石３１は、遠心力により、第１爪状磁極２１ｂの周方向側面に押し付けられる。このため、ロータ１１から各極間磁石３１の抜け出しを防止することができる。
【００５８】
なお、上記の実施形態は、以下のように変更しても良い。
・上記形態では、図３（ａ）及び図３（ｂ）に示すように、爪状磁極２１ｂ，２２ｂの径方向内側側面２１ｆ，２２ｆを、２つの平面により形成したが、内周側側面の形状を適宜変更してもよい。例えば、図６（ａ）に示すように、径方向内側側面２２ｆを、コアベースと対向する平坦な部分を含む形状としてもよい。また、図６（ｂ）に示すように、径方向内側側面２２ｆを、軸方向視円弧状の曲面としてもよい。また、図６（ｃ）に示すように、径方向内側側面２２ｆの長さを、例えばロータ１１の回転方向等に応じて、２つの平面の周方向の長さを互いに異なる値に設定してもよい。また、図６（ｄ）に示すように、径方向内側側面２２ｆの中央部を、径方向外側側面２２ｅまで達するように形成してもよい。なお、図６（ａ）〜（ｄ）は第２爪状磁極２２ｂについて図示したが、第１，第３，第４爪状磁極２１ｂ，２３ｂ，２４ｂについても同様に変更可能であることは言うまでもない。
【００５９】
・上記形態では、各極間磁石３１を、第１ロータコア２１の端面から第４ロータコア２４の端面まで延びるように形成したが、軸方向に沿って複数の極間磁石を配置するようにしてもよい。
【００６０】
（第二実施形態）
図８（ａ）に示すように、第１ロータコア４１は、回転軸１２に取着された第１コアベース４１ａを有している。この第１コアベース４１ａは、円盤状に形成されている。第１ロータコア４１は、第１コアベース４１ａの外周部から径方向外側に突出する複数（本実施形態では５つ）の第１爪状磁極４１ｂを有している。５つの第１爪状磁極４１ｂは、第１コアベース４１ａの周方向に沿って等間隔に配列されている。
【００６１】
図８（ｂ）に示すように、第２ロータコア４２は回転軸１２と一体回転可能に取着された第２コアベース４２ａを有している。この第２コアベース４２ａは、円盤状に形成されている。第２ロータコア４２は、第２コアベース４２ａの外周部から径方向外側に突出する複数（本実施形態では５つ）の第２爪状磁極４２ｂを有している。５つの第２爪状磁極４２ｂは、第２コアベース４２ａの周方向に沿って等間隔に配列されている。
【００６２】
図７（ｂ）に示すように、第１爪状磁極４１ｂは、第１コアベース４１ａから径方向外側に向って延びる突出部４１ｃと、突出部４１ｃの軸方向端面の１つから軸方向に沿って延びる爪部４１ｄを有している。図４（ｂ）に示すように、第２爪状磁極４２ｂは、第２コアベース４２ａから径方向外側に向って延びる突出部４２ｃと、突出部４２ｃの軸方向端面の１つから軸方向に沿って延びる爪部４２ｄを有している。
【００６３】
第１ロータコア４１と第２ロータコア４２は、それぞれの爪状磁極４１ｂ，４２ｂが軸方向に沿って互いに逆方向に向って突出するように組み合わせられる。そして、図７（ａ）に示すように、第１ロータコア４１の爪状磁極４１ｂと第２ロータコア４２の爪状磁極４２ｂは、ロータ４０の周方向に沿って交互に配置される。
【００６４】
そして、第１爪状磁極４１ｂの爪部４２ｄは、第２コアベース４２ａと対向する第１コアベース４１ａの面から、第２コアベース４２ａにおいて第１コアベース４１ａと反対側の面まで延びるように形成されている。同様に、第２爪状磁極４２ｂの爪部４２ｄは、第１コアベース４１ａと対向する第２コアベース４２ａの面から、第１コアベース４１ａにおいて第２コアベース４２ａと反対側の面まで延びるように形成されている。
【００６５】
図９に示すように、第１コアベース４１ａと第２コアベース４２ａの間には、円環状に形成された環状磁石２８が配置されている。第１コアベース４１ａと第２コアベース４２ａの外径は、環状磁石２８の外径と同じに設定されている。そして、第１ロータコア４１の第１コアベース４１ａと、第２ロータコア４２の第２コアベース４２ａは、回転軸１２の軸方向において、環状磁石２８を挟持する。
【００６６】
環状磁石２８は、表裏方向（回転軸１２の軸方向）に沿って着磁された平板状の永久磁石である。そして、環状磁石２８の第１の主面（例えば、Ｎ極の面）は第１コアベース４１ａと密着する。環状磁石２８の第２の主面（例えばＳ極の面）は第２コアベース４２ａと密着する。従って、環状磁石２８は、第１ロータコア４１の爪状磁極４１ｂを第１の磁極（Ｎ極）として機能させ、第２ロータコア４２の爪状磁極４２ｂを第２の磁極（Ｓ極）として機能させる。
【００６７】
図８（ａ）に示すように、突出部４１ｃは、周方向の幅が径方向外側に向って徐々に狭くなる軸方向視略台形状に形成されている。突出部４１ｃの外周側側面は、軸方向視円弧状の曲面に形成されている。周方向における各突出部４１ｃの外周側側面の長さ（外周側の弧の長さ）は、周方向に隣り合う２つの突出部４１ｃ外周端の間隔より小さく設定されている。
【００６８】
図８（ｂ）に示すように、突出部４２ｃは、周方向の幅が径方向外側に向って徐々に狭くなる軸方向視略台形状に形成されている。突出部４２ｃの外周側側面は、軸方向視円弧状の曲面に形成されている。周方向における各突出部４２ｃの外周側側面の長さ（外周側の弧の長さ）は、周方向に隣り合う２つの突出部４２ｃ外周端の間隔より小さく設定されている。
【００６９】
図８（ｂ）に示すように、第１ロータコア４１の爪部４１ｄは、組み合わせられる第２ロータコア４２の突出部４２ｃに対応する形状に形成されている。突出部４２ｃは周方向の幅が径方向外側に向って徐々に狭くなる略台形状に形成されている。爪部４１ｄは、この突出部４２ｃの周方向両側側面に対応し、各側面と平行な面を有する形状に形成されている。図８（ａ）及び図８（ｂ）に示すように、爪部４１ｄの径方向外側部分は、突出部４２ｃ（突出部４１ｃ）の径方向外側部分と等しい円弧状に形成されている。また、爪部４１ｄの径方向内側部分は、台形状の突出部４２ｃに対応し、径方向内側に向って突出する略三角形状に形成されている。従って、爪部４１ｄの周方向の幅は、径方向外側よりも径方向内側に向って狭くなるように形成されている。そして、爪部４１ｄの三角状部分の周方向両側の２つの側面４１ｆは、周方向にそれぞれ隣合う第２ロータコア４２の突出部４２ｃの周方向側面と平行な平面状に形成されている。
【００７０】
図８（ａ）に示すように、第２ロータコア４２の爪部４２ｄは、組み合わせられる第１ロータコア４１の突出部４１ｃに対応する形状に形成されている。突出部４１ｃは周方向の幅が径方向外側に向って徐々に狭くなる略台形状に形成されている。爪部４２ｄは、この突出部４１ｃの周方向両側側面に対応し、各側面と平行な面を有する形状に形成されている。図８（ａ）及び図８（ｂ）に示すように、爪部４２ｄの径方向外側部分は、突出部４１ｃ（突出部４２ｃ）の径方向外側部分と等しい円弧状に形成されている。また、爪部４２ｄの径方向内側部分は、台形状の突出部４１ｃに対応し、径方向内側に向って突出する略三角形状に形成されている。従って、爪部４２ｄの周方向の幅は、径方向外側よりも径方向内側に向って狭くなるように形成されている。そして、爪部４２ｄの三角状部分の周方向両側の２つの側面４２ｆは、周方向にそれぞれ隣合う第１ロータコア４１の突出部４１ｃの周方向側面と平行な平面状に形成されている。
【００７１】
図９に示すように、第３ロータコア４３と第４ロータコア４４との間には、環状磁石２９が配置されている。環状磁石２９は、上記の環状磁石２８と同じ形状に形成されるとともに磁化されている。従って、第一実施形態と同様に、環状磁石２９は、第４ロータコア４４の爪状磁極４４ｂを第４の磁極（Ｎ極）として機能させ、第３ロータコア４３の爪状磁極４３ｂを第３の磁極（Ｓ極）として機能させる。
【００７２】
図７（ａ）に示すように、第１ロータコア４１と第４ロータコア４４は、それぞれの爪状磁極４１ｂ，４４ｂが回転軸１２の軸方向に沿って配列されるように、回転軸１２に取着されている。また、第１ロータコア４１と第４ロータコア４４は、それぞれの爪状磁極４１ｂ，４４ｂが互いに逆方向に向って延びるように配置されている。従って、第１ロータコア４１の爪状磁極４１ｂ先端と、第４ロータコア４４の爪状磁極４４ｂ先端は、互いに当接している。
【００７３】
同様に、第２ロータコア４２と第３ロータコア４３は、それぞれの爪状磁極４２ｂ，４３ｂが回転軸１２の軸方向に沿って配列されるように、回転軸１２に取着されている。そして、第２ロータコア４２と第３ロータコア４３は、それぞれの爪状磁極４２ｂ，４３ｂが互いに逆方向に向って延びるように配置されている。従って、第２ロータコア４２の爪状磁極４２ｂ基端と、第３ロータコア４３の爪状磁極４３ｂ基端は、互いに当接している。
【００７４】
周方向に隣合う２つの爪状磁極の間には極間磁石が配設されている。本実施形態において、爪状磁極は、突出部と爪部とから構成されている。そして、図８（ａ），図８（ｂ）に示すように、周方向における突出部の幅は、基端部に対して外周端が狭い、略台形状に形成され、周方向に隣合う突出部の間に爪部が配置される。その爪部の径方向内側部分は、突出部の周方向側面に対応する略三角形状に形成されている。
【００７５】
従って、極間磁石は、周方向に沿って隣合う突出部と爪部との間にそれぞれ配設されている。即ち、図２に示すように、第１ロータコア２１の突出部２１ｃと第２ロータコア２２の爪部２２ｄとの間に第１極間磁石５１ａが配設され、第１ロータコア２１の爪部２１ｄと第２ロータコア２２の突出部２２ｃの間に第２極間磁石５１ｂが配設されている。同様に、第４ロータコア２４の爪部２４ｄと第３ロータコア２３の突出部２３ｃの間に第３極間磁石５１ｃが配設され、第４ロータコア２４の突出部２４ｃと第３ロータコア２３の爪部２３ｄとの間に第４極間磁石５１ｄが配設されている。
【００７６】
なお、上記したように、第１ロータコア４１の爪状磁極４１ｂ先端と第４ロータコア４４の爪状磁極４４ｂ先端、即ち第１ロータコア４１の爪部４１ｄと第４ロータコア４４の爪部４４ｄは、軸方向に沿って配設されている。従って、両爪部４１ｄ，４４ｄの内周側側面は、同一平面上にある。また、第２ロータコア４２の爪状磁極４２ｂ基端と第３ロータコア４３の爪状磁極４３ｂ基端、即ち、第２ロータコア４２の突出部４２ｃと第３ロータコア４３の突出部４３ｃは、軸方向に沿って配設されている。従って、両突出部４２ｃ、４３ｃの周方向側面は同一平面上にある。このため、第２極間磁石５１ｂと第３極間磁石５１ｃは、一体形成されている。
【００７７】
各極間磁石５１ａ〜５１ｄは、軸方向視平行四辺形状に形成されている。また、各極間磁石５１ａ〜５１ｄは、径方向視長方形状に形成されている。そして、各極間磁石５１ａ〜５１ｄは、ロータ４０の径方向に対して角度を持つように配置されている。即ち、各ロータコア４１〜４４の爪状磁極は、爪状磁極間にそれぞれ配置される極間磁石５１ａ〜５１ｄが、各ロータコア４１〜４４の径方向に対して角度を持つようにされている。
【００７８】
例えば、図８（ｂ）に示すように、第１爪状磁極４１ｂは、周方向両側に隣接する２つの極間磁石５１ａの中心を通る線分（一点鎖線にて示す）の交点Ｏ１が、ロータ４０の回転中心、即ち回転軸１２の中心よりも径方向外側であって、第１爪状磁極４１ｂに近づく位置となるように形成されている。なお、この交点Ｏ１は、周方向における爪状磁極４１ｂの中心と回転軸１２の中心を結ぶ中心線上に設定されている。つまり、周方向において爪状磁極４１ｂと隣接する２つの極間磁石５１ａは、爪状磁極４１ｂの中心線に対して対称となるように、爪状磁極４１ｂの周方向両側面の角度が設定されている。
【００７９】
同様に、図８（ａ）に示すように、第２爪状磁極４２ｂは、周方向両側に隣接する２つの極間磁石５１ｂの中心を通る線分（一点鎖線にて示す）の交点Ｏ２が、ロータ４０の回転中心、即ち回転軸１２の中心よりも径方向外側であって、第２爪状磁極４２ｂから遠ざかる位置となるように形成されている。なお、この交点Ｏ２は、周方向における爪状磁極４２ｂの中心と回転軸１２の中心を結ぶ中心線上に設定されている。つまり、周方向において爪状磁極４２ｂと隣接する２つの極間磁石５１ｂは、爪状磁極４２ｂの中心線に対して対称となるように、爪状磁極４２ｂの周方向両側面の角度が設定されている。
【００８０】
各極間磁石５１ａ〜５１ｄは、周方向に爪状磁極と隣接する面が、隣接する爪状磁極と同じ極性となるように磁化されている。そして、極間磁石５１ａ，５１ｂのＮ極は、第１爪状磁極４１ｂに接触し、極間磁石５１ａ，５１ｂのＳ極は、第２爪状磁極４２ｂに接触している。同様に、極間磁石５１ｃ，５１ｄのＮ極は、第４爪状磁極４４ｂに接触し、極間磁石５１ｃ，５１ｄのＳ極は、第３爪状磁極４３ｂに接触している。
【００８１】
次に、上記のロータ４０の作用を説明する。
周方向に隣合う第１爪状磁極４１ｂと第２爪状磁極４２ｂの間に配置された極間磁石５１ａ，５１ｂにおいて、極間磁石５１ａ，５１ｂのＮ極は、同じ極性の第１爪状磁極４１ｂと接し，Ｓ極は第２爪状磁極４２ｂと接する。そして、第１爪状磁極４１ｂの爪部４１ｄは、周方向中心が径方向内側に突出する略三角形状に形成されている。従って、極間磁石５１ａの磁束は、第１爪状磁極４１ｂの爪部４１ｄから第１爪状磁極４１ｂ内に入り、第１爪状磁極４１ｂの外周面４１ｅからステータ６（図１参照）に至る。つまり、第１爪状磁極４１ｂとステータ６との間に発生する磁束は、環状磁石２８による磁束と、極間磁石５１ａによる磁束を含む。即ち、爪部４１ｄにおいて、周方向中心が径方向内側に突出する略三角形状に形成された部分は、極間磁石５１ａの磁束を第１爪状磁極４１ｂの外周面、即ちステータ６と対向する第１爪状磁極４１ｂの端面に導く磁束誘導部として機能する。このように、ロータ４０からステータ６に向う磁束の量が、環状磁石２８のみの磁束の量よりも増加する。
【００８２】
また、周方向に隣合う第１爪状磁極４１ｂと第２爪状磁極４２ｂの間に配置された極間磁石５１ａ，５１ｂは、環状磁石２８により機能する爪状磁極の極性と同じ極性の面が接触する。従って、各極間磁石５１ａ，５１ｂは、第１爪状磁極４１ｂから第２爪状磁極４２ｂに向う直接的な磁束の形成を阻害する。この結果、第１爪状磁極４１ｂと第２爪状磁極４２ｂの間の直接的な漏洩磁束が減少する。
【００８３】
また、爪部４１ｄは、周方向中心部分が径方向内側に向って突出する略三角形状に形成されている。従って、Ｎ極として機能する爪部４１ｄからＳ極となる第２コアベース４２ａに向う磁束は、突出する頂点部分に集中する。従って、爪部４１ｄの径方向内側の頂点部分において磁気飽和が生じるため、爪部４１ｄからコアベース４２ａに向う磁束の量が少なくなる。つまり、爪部４１ｄの径方向内側部分を略三角形状に形成することにより、爪部４１ｄからコアベース４２ａに向う磁束、つまり漏れ磁束の量を低減する。
【００８４】
図８（ａ）及び図８（ｂ）に示すように、周方向に隣合う第１爪状磁極４１ｂと第２爪状磁極４２ｂの間に配置された各極間磁石５１ａ，５１ｂの中心線の交点は、各爪状磁極４１ｂ，４２ｂの中心線の交点、即ちロータ４０の回転中心からずれている。従って、ロータ４０を回転したとき、各極間磁石５１ａ，５１ｂは、遠心力により、第１爪状磁極４１ｂの周方向側面に押し付けられる。このため、ロータ４０から各極間磁石５１ａ，５１ｂの抜け出しが防止される。
【００８５】
図７（ｂ）に示すように、第１ロータコア４１は、第１コアベース４１ａの外周部から径方向外側に向って突出する突出部４１ｃと、その突出部４１ｃから軸方向に沿って延びる爪部４１ｄを有している。図９に示すように、環状磁石２８による磁束は、コアベース４１ａから突出部４１ｃと爪部４１ｄを介してステータ６（図１参照）に至る。しかし、爪部４１ｄは突出部４１ｃから軸方向に突出しているため、環状磁石２８の磁束が通り難い。その結果、爪状磁極４１ｂにおいて、基端側（突出部４１ｃ）の磁束密度と先端側（爪部４１ｄ）の磁束密度の間に差が生じる。
【００８６】
本実施形態では、図２に示すように、極間磁石５１ａのＮ極は、Ｎ極として機能する爪部４１ｄに当接している。従って、極間磁石５１ａの磁束は、爪部４１ｄを介してステータ６に至ることになる。このため、爪部４１ｄの磁束量を極間磁石５１ａにより増加することで、爪状磁極４１ｂにおいて、基端側（突出部４１ｃ）の磁束密度と先端側（爪部４１ｄ）の磁束密度の間に差を低減することが可能となる。
【００８７】
上記のように、主として第１ロータコア４１における作用を説明した。上記したように、第２〜第４ロータコア４２〜４４は第１ロータコア４１と同じ形状である。従って、第２〜第４ロータコア４２〜４４においても、上記と同様の作用を奏する。
【００８８】
図９に示すように、同じ極性（本実施形態ではＮ極）として機能する爪状磁極４１ｂ，４４ｂをそれぞれ有するロータコア４１，４４のコアベース４１ａ，４４ａは、軸方向両側において露出している。従って、これらのコアベース４１ａ，４４ａから爪状磁極４１ｂ，４４ｂに向わない磁束（漏れ磁束）が生じる。一方、Ｓ極として機能する爪状磁極４２ｂ，４３ｂをそれぞれ有するロータコア４２，４３のコアベース４２ａ，４３ａは、互いに隣接するとともに、軸方向外側に環状磁石２８，２９が隣接するため、露出していない。従って、これらのコアベース４２ａ，４３ａにおける漏れ磁束は生じない。このため、コアベース４１ａ，４４ａから爪状磁極４１ｂ，４４ｂに向う磁束量と、爪状磁極４２ｂ，４３ｂからコアベース４２ａ，４３ａに向う磁束量との間に差が生じる。
【００８９】
本実施形態では、図２に示すように、第１ロータコア４１の爪部４１ｄに極間磁石５１ａが当接し、第２，第３ロータコア４２，４３の爪部４２ｄ、４３ｄに極間磁石５１ｂ，５１ｃが当接し、第４ロータコア４４の爪部４４ｄに極間磁石５１ｄが当接している。各極間磁石５１ａ〜５１ｄの磁力を互いに異なるようにすることが可能である。従って、第１，第４ロータコア４１，４４の爪部４１ｄ、４４ｄに当接する極間磁石５１ａ，５１ｄの磁力を多くすることにより、上記の配置に基づく漏れ磁束に対応する磁束を補充ことが可能となる。これにより、コアベース４１ａ，４４ａから爪状磁極４１ｂ，４４ｂに向う磁束量と、爪状磁極４２ｂ，４３ｂからコアベース４２ａ，４３ａに向う磁束量との間に差を低減する、つまり磁束量をほぼ均一化することが可能となる。
【００９０】
上記したように、本実施形態によれば、以下の効果を有する。
（２ａ）ロータ４０の第１〜第４ロータコア４１〜４４は、回転軸１２の軸方向に沿って配設されている。第１，第２ロータコア４１，４２の爪状磁極４１ｂ，４２ｂは、コアベース４１ａ，４２ａの外周部から径方向外側に突出形成され、周方向に沿って交互に配置されている。各爪状磁極４１ｂ，４２ｂは、軸方向に沿って互いに逆方向に向って延びるように形成されている。同様に、第３，第４ロータコア４３，４４の爪状磁極４３ｂ，４４ｂは、コアベース４３ａ，４４ａの外周部から径方向外側に突出形成され、周方向に沿って交互に配置されている。各爪状磁極４３ｂ，４４ｂは、軸方向に沿って互いに逆方向に向って延びるように形成されている。
【００９１】
各爪状磁極４１ｂ〜４４ｂの爪部４１ｄ〜４４ｄは、周方向中心部が径方向内側に突出する略三角形状に形成されている。そして、この略三角形状に形成された部分の斜面に極間磁石５１ａ〜５１ｄが当接する。略三角形状に形成された部分は、極間磁石５１ａ，５１ｄの磁束を爪状磁極４１ｂ，４４ｂの外周面、即ちステータ６と対向する爪状磁極４１ｂ，４４ｂの端面に導く磁束誘導部として機能する。このように、ロータ４０からステータ６に向う磁束の量を、環状磁石２８，２９のみの磁束の量よりも増加させる、すなわち有効磁束量を増加することができる。
【００９２】
（２ｂ）各爪状磁極４１ｂ〜４４ｂの爪部４１ｄ〜４４ｄは、周方向中心部分が径方向内側に向って突出する略三角形状に形成されている。従って、Ｎ極として機能する爪部４１ｄからＳ極となる第２コアベース４２ａに向う磁束は、突出する頂点部分に集中する。従って、爪部４１ｄの径方向内側の頂点部分において磁気飽和が生じるため、爪部４１ｄからコアベース４２ａに向う磁束の量が少なくなる。つまり、爪部４１ｄの径方向内側部分を略三角形状に形成することにより、爪部４１ｄからコアベース４２ａに向う磁束、つまり漏れ磁束の量を低減することができ、ひいては有効磁束の減少を低減することができる。
【００９３】
そして、爪状磁極４１ｂ〜４４ｂとコアベース４１ａ〜４４ａとの間に磁石を設けることなく、直接的な磁束を低減することができる。これにより、有効な磁束量を多くすることができる。また、爪状磁極４１ｂ〜４４ｂとコアベース４１ａ〜４４ａとの間の磁石を必要としないため、その分、部品点数（部品の種類）や製造工程の増加を抑制することができる。
【００９４】
（２ｃ）周方向に隣合う爪状磁極４１ｂ〜４４ｂの間に極間磁石５１ａ〜５１ｄが配置されている。各極間磁石５１ａ〜５１ｄは、周方向に隣合う爪状磁極４１ｂ，４２ｂと同極性が対向するように磁化されている。従って、極間磁石５１ａ〜５１ｄによって、爪状磁極４１ｂ，４２ｂの間における直接的な磁束の発生を抑制することができる。これにより、有効な磁束量を多くすることができる。
【００９５】
（２ｄ）爪状磁極４１ｂ〜４４ｂの間に配置された極間磁石５１ａ〜５１ｄは、その中心線が回転軸１２の軸中心を通る直線に対して角度を成すように、各爪状磁極４１ｂ〜４４ｂが形成されている。従って、ロータ４０を回転したとき、各極間磁石５１ａ〜５１ｄは、遠心力により、当接する爪状磁極（爪部）に押し付けられる。このため、ロータ４０から各極間磁石５１ａ〜５１ｄの抜け出しを防止することができる。
【００９６】
なお、上記の第二実施形態は、以下のように変更してもよい。
・上記形態では、例えば図８（ｂ）に示すように、爪部４１ｄの周方向中心を径方向内側に突出させ、その頂点をコアベース４２ａに接するように形成した。これに対し、例えば、図１０（ａ）に示すように、周方向中心が極間磁石５１ａから径方向内側に突出しないように平坦状に形成してコアベース４２ａから離間させるようにしてもよい。また、図１０（ｂ）に示すように、２つの極間磁石５１ａの間の部分を径方向外側に向って凹設するようにしてもよい。
【００９７】
なお、上記の各実施形態は、以下のように変更してもよい。
・上記形態では、各爪状磁極４１ｂ〜４４ｂの中心線に対して極間磁石５１ａ〜５１ｄを対称に配置したが、非対称としてもよい。例えば、ロータ１１の回転方向や回転数に応じて、極間磁石５１ａ〜５１ｄの傾きを変更する。このようにしても、上記実施形態と同様の効果が得られる。
【００９８】
・上記形態では、界磁磁石として環状磁石２８，２９を用いたが、平板状の永久磁石を周方向に沿って複数配列して各爪状磁極４１ｂ〜４４ｂを界磁するようにしてもよい。また、一対のコアベース間に１つの円盤状の永久磁石を介在させて各爪状磁極４１ｂ〜４４ｂを界磁するようにしてもよい。
【符号の説明】
【００９９】
１１…ロータ、１２…回転軸、２１〜２４…ロータコア、２１ａ〜２４ａ…コアベース、２１ｂ〜２４ｂ…爪状磁極、２１ｃ〜２４ｃ…突出部、２１ｄ〜２４ｄ…爪部、２１ｅ，２２ｅ…径方向外側側面、２１ｆ，２２ｆ…方向内側側面、２８，２９…環状磁石（界磁磁石）、３１…極間磁石、４０…ロータ、４１〜４４…ロータコア、４１ａ〜４４ａ…コアベース、４１ｂ〜４４ｂ…爪状磁極、４１ｃ〜４４ｃ…突出部、４１ｄ〜４４ｄ…爪部、５１ａ〜５１ｄ…極間磁石。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
円盤状のコアベースの外周部から突出するとともに軸方向に沿って延出形成され周方向に沿って交互に配置された複数の爪状磁極を有し、軸方向に配列された少なくとも一対のロータコアと、
対となるロータコア間に配置され、軸方向に沿って磁化された界磁磁石と、
周方向に隣合う前記爪状磁極の間にそれぞれ配設され、各爪状磁極と同極性の面が対向するように磁化された複数の極間磁石と、
を備え、
前記爪状磁極の先端部には、前記極間磁石の磁束を前記爪状磁極の外周側側面に導く磁束誘導部を形成した、
ことを特徴とするロータ。
【請求項２】
請求項１に記載のロータにおいて、
前記磁束誘導部は、径方向内側側面の周方向中央を周方向両側よりも径方向外側側面に近づけることにより形成されてなる、ことを特徴とするロータ。
【請求項３】
請求項２に記載のロータにおいて、
軸方向に沿って少なくとも二対の前記ロータコアが配列され、
軸方向両端の前記ロータコアが有する爪状磁極基端の周方向の幅は、他のロータコアが有する爪状磁極基端の周方向の幅よりも狭く形成された、
ことを特徴とするロータ。
【請求項４】
請求項１に記載のロータにおいて、
前記磁束誘導部は、周方向中央部を径方向内側に向って突出して形成されてなる、ことを特徴とするロータ。
【請求項５】
請求項１〜４のうちの何れか一項に記載のロータを備えたことを特徴とするモータ。
【請求項１】
円盤状のコアベースの外周部から突出するとともに軸方向に沿って延出形成され周方向に沿って交互に配置された複数の爪状磁極を有し、軸方向に配列された少なくとも一対のロータコアと、
対となるロータコア間に配置され、軸方向に沿って磁化された界磁磁石と、
周方向に隣合う前記爪状磁極の間にそれぞれ配設され、各爪状磁極と同極性の面が対向するように磁化された複数の極間磁石と、
を備え、
前記爪状磁極の先端部には、前記極間磁石の磁束を前記爪状磁極の外周側側面に導く磁束誘導部を形成した、
ことを特徴とするロータ。
【請求項２】
請求項１に記載のロータにおいて、
前記磁束誘導部は、径方向内側側面の周方向中央を周方向両側よりも径方向外側側面に近づけることにより形成されてなる、ことを特徴とするロータ。
【請求項３】
請求項２に記載のロータにおいて、
軸方向に沿って少なくとも二対の前記ロータコアが配列され、
軸方向両端の前記ロータコアが有する爪状磁極基端の周方向の幅は、他のロータコアが有する爪状磁極基端の周方向の幅よりも狭く形成された、
ことを特徴とするロータ。
【請求項４】
請求項１に記載のロータにおいて、
前記磁束誘導部は、周方向中央部を径方向内側に向って突出して形成されてなる、ことを特徴とするロータ。
【請求項５】
請求項１〜４のうちの何れか一項に記載のロータ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２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２０１３−９９１０１（Ｐ２０１３−９９１０１Ａ）
【公開日】平成２５年５月２０日（２０１３．５．２０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２３９５１２（Ｐ２０１１−２３９５１２）
【出願日】平成２３年１０月３１日（２０１１．１０．３１）
【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２０日（２０１３．５．２０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１０月３１日（２０１１．１０．３１）
【出願人】（０００１０１３５２）アスモ株式会社 (1,622)
【Ｆターム（参考）】
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