JP2021058032A - 回転子、モータ - Google Patents

Abstract

【課題】回転子において、ｄ軸インダクタンスを低減させる技術を提供する。【解決手段】本開示の一実施形態に係る回転子２０は、固定子１０の径方向で内側に回転可能に設けられ、少なくとも固定子１０の巻線１２に流れる電流による磁界における磁路を構成する回転子鉄心２１を含む。そして、回転子鉄心２１は、固定子１０に面する外周部２１Ａの軸方向の長さが外周部２１Ａより径方向で内側に位置する内周部２１Ｂの軸方向の長さよりも短い。また、本開示の他の実施形態に係るモータ１は、上述の回転子２０を備える。【選択図】図２

Description

本開示は、回転子及びモータに関する。

例えば、固定子のステータティースに突出方向に延びるスリットを形成することで、ｄ軸インダクタンスを低減し、リラクタンストルクを増加させる技術が知られている（特許文献１参照）。

特開２０１２−２４４７３８号公報

しかしながら、特許文献１には、回転子の軸方向の長さに着目してｄ軸インダクタンスを低減させる方法についての記載がない。

本開示は、回転子において、ｄ軸インダクタンスを低減させる技術を提供することを目的とする。

本開示に係る一実施形態では、
固定子の径方向で内側に回転可能に設けられる回転子であって、
突極性を有し、少なくとも前記固定子の巻線に流れる電流による磁界における磁路を構成する回転子鉄心を備え、
前記回転子鉄心は、前記固定子に面する外周部の軸方向の長さが前記外周部より径方向で内側に位置する内周部の軸方向の長さよりも短い、
回転子が提供される。

本実施形態によれば、回転子は、固定子に面する回転子鉄心の外周面の表面積を減少させ、ｄ軸インダクタンスを低減させることができる。

また、上述の実施形態において、
前記回転子鉄心には、永久磁石が設けられてもよい。

また、上述の実施形態において、
前記回転子鉄心には、複数の前記永久磁石が径方向に並べられると共に、磁気的に直列配置されてもよい。

また、上述の実施形態において、
前記外周部には、相対的に高い磁力の前記永久磁石が配置され、
前記内周部には、相対的に低い磁力の前記永久磁石が配置されてもよい。

また、上述の実施形態において、
前記回転子鉄心は、少なくとも一部が圧粉磁心で形成されていてもよい。

また、本開示に係る他の実施形態では、
上述の回転子を備える、
モータが提供される。

上述の実施形態によれば、回転子において、ｄ軸インダクタンスを低減させる技術を提供することができる。

モータの構成の概要を示す横断面図である。 モータの構成の第１例を示す縦断面図である。 モータの構成の第２例を示す縦断面図である。 モータの構成の第３例を示す縦断面図である。 モータの構成の第４例を示す縦断面図である。 モータの構成の第５例を示す縦断面図である。

以下、図面を参照して実施形態について説明する。

［モータの基本構成］
まず、図１を参照して、本実施形態に係るモータ１の基本構成について説明する。

図１は、本実施形態に係るモータ１の横断面図である。

モータ（「電動機」とも称する）１は、例えば、空調調和機の圧縮機等に搭載される。

図１に示すように、モータ１は、固定子１０と、回転子２０と、回転軸３０とを含む。

固定子（「ステータ」とも称する）１０は、モータ１の外周側に配置され、図示しない筐体に固定される。固定子１０は、固定子鉄心１１と、巻線１２とを含む。

固定子鉄心（「ステータコア」とも称する）１１は、例えば、電磁鋼板や圧粉磁心等の強磁性体の材料によって形成される。固定子鉄心１１は、略円筒形状を有するバックヨーク部１１Ａと、バックヨーク部１１Ａの内周面から径方向に突出する複数（本例では、９つ）のティース部１１Ｂとを含む。

複数のティース部１１Ｂは、バックヨーク部１１Ａの内周面において、周方向で略等間隔に配置される。周方向で隣接する二つのティース部１１Ｂの間には、巻線１２が収容されるスロット（以下、「コイルスロット」）が形成される。本例では、９つのコイルスロットが形成される。

巻線１２は、集中巻線方式によって、複数のティース部１１Ｂのそれぞれに巻き回される。巻線１２とティース部１１Ｂとの間には、例えば、ＰＥＴ（Polyethylene Terephthalate：ポリエチレンテレフタレート）製の絶縁フィルム等の絶縁部材が介在する。

尚、巻線１２は、分布巻線方式によって、複数のティース部１１Ｂを跨ぐように巻き回されてもよい。また、ティース部１１Ｂの数、即ち、隣接する二つのティース部１１Ｂの間に形成されるコイルスロットの数は、８以下であってもよいし、１０以上であってもよい。

回転子（「ロータ」とも称する）２０は、固定子１０の径方向で内側に回転可能に設けられる。回転子２０は、回転子鉄心２１と、回転子鉄心２１に埋設される永久磁石２２，２３とを含む。

回転子鉄心（「ロータコア」とも称する）２１は、回転子２０の構成部分のうち、固定子１０の巻線に流れる電流による磁界における磁路、及び永久磁石２２，２３の磁界における磁路を構成する構成要素である。"磁路"は、例えば、モータ１の回転駆動時に通過する磁束が平均値の１／１０以上となる部分である。回転子鉄心２１は、略円柱形状を有し、回転軸３０に固定される。回転子鉄心２１は、例えば、電磁鋼板や圧粉磁心等の強磁性体の材料によって形成される。回転子鉄心２１には、永久磁石２２，２３のそれぞれを埋設するための空間（以下、「磁石スロット」）が設けられる。図１に示すように、磁石スロットにおける永久磁石２２，２３の主磁束の方向と直交する方向の端部には、永久磁石２２，２３が埋設された状態で空洞になる部分が設けられてもよい。当該空洞部は、永久磁石２２，２３の端部における磁束の短絡を抑制するフラックスバリアとして機能する。また、空洞部に回転子鉄心２１より透磁率の低い材料が充填されることによりフラックスバリアの機能が担保されてもよい。

永久磁石２２，２３は、それぞれ、回転子鉄心２１に複数（本例では、６つ）埋設される。

尚、永久磁石２２，２３は、それぞれ、５つ以下であってもよいし、７つ以上であってもよい。

６つの永久磁石２２は、回転子鉄心２１の外周面に相対的に近い径方向位置において、周方向に等間隔で配置される。

６つの永久磁石２３は、永久磁石２２よりも内側の径方向位置において、永久磁石２２と略同じ周方向位置にそれぞれ配置される。これにより、永久磁石２２，２３は、径方向に並べられる。

永久磁石２２は、相対的に高い磁力を有する。また、永久磁石２２は、相対的に高い保磁力を有してもよい。永久磁石２２は、例えば、ネオジム焼結磁石である。

永久磁石２３は、相対的に低い磁力を有する。また、永久磁石２３は、相対的に低い保磁力を有してもよい。永久磁石２３は、例えば、フェライト磁石である。

永久磁石２２，２３は、それぞれ、軸方向視で一辺が他辺に対して十分に長い略矩形形状を有し、長辺が略中央で径方向に略直交する形で配置される。永久磁石２２，２３は、それぞれ、短辺方向の両端部で異なる磁極を有するように着磁されている。

６つの永久磁石２２は、それぞれ、固定子１０に面している側に着磁されている磁極が周方向で隣接して配置されている他の永久磁石２２と異なるように配置される。例えば、一の永久磁石２２の固定子１０に面している側にＳ極が着磁されている場合、一の永久磁石２２と周方向で隣り合う他の永久磁石２２の固定子１０に面している側には、Ｎ極が着磁される。

６つの永久磁石２３は、それぞれ、略同じ周方向位置の永久磁石２２に面している側に着磁されている磁極が当該永久磁石２２の永久磁石２３に面している側（即ち、固定子１０に面している側の反対側）に着磁される磁極と異なるように配置される。例えば、略同じ周方向位置において、永久磁石２２の永久磁石２３に面している側にＳ極が着磁されている場合、永久磁石２３の永久磁石２２に面している側にはＮ極が着磁される。これにより、永久磁石２２，２３は、磁気的に直列配置される。そのため、永久磁石が径方向で一つ配置されている場合に比して、モータ１（回転子２０）のｄ軸方向の磁気抵抗を増加させ、ｄ軸インダクタンスＬｄを低減させることができる。よって、ｑ軸インダクタンスＬｑに対するｄ軸インダクタンスＬｄの差分（Ｌｑ−Ｌｄ）に相当する突極比を増加させ、モータ１のリラクタンストルクを増加させることができる。

また、略同じ周方向位置に配置される永久磁石２２，２３は、上述の如く、互いに異なる磁石スロットに埋設される。これにより、二つの永久磁石２２，２３に作用する遠心力を対応する二つの磁石スロットの壁部で分散して受け止めることができる。そのため、二つの永久磁石２２，２３が一つの磁石スロットに埋設される場合に比して、回転子鉄心２１の磁石スロット部分に作用する応力を相対的に小さくすることができる。よって、モータ１の高速運転時における遠心力に対する耐久性を確保しつつ、永久磁石２２，２３によるｄ軸インダクタンスＬｄの低減を実現させることができる。また、例えば、永久磁石２２，２３が一つの磁石スロットに埋設される場合のように、二つの永久磁石２２，２３を一体化させる事前工程や分離されている二つの永久磁石２２，２３を一つの磁石スロットに挿入する工程等の生産性を低下させうる工程を採用する必要がない。そのため、モータ１の生産性の低下を抑制しながら、永久磁石２２，２３によるｄ軸インダクタンスＬｄの低減を実現させることができる。

尚、永久磁石２２，２３は、例えば、同じ種類の永久磁石であって、略同じ磁力や保磁力を有していてもよい。また、永久磁石２２，２３の少なくとも一方は、軸方向視で、細長い矩形形状以外の形状を有していてもよい。例えば、永久磁石２２，２３の少なくとも一方は、軸方向視で、径方向で内側に凸のＶ字型やＵ字型の形状を有してもよい。また、永久磁石２２，２３の少なくとも一方が軸方向視でＶ字型の形状を有する場合、細長い矩形形状を有する２つの磁石部材の組み合わせによってＶ字型の形状が実現されてよい。この場合、２つの磁石部材は、磁気的に並列配置される。また、永久磁石２２，２３の少なくとも一方が軸方向視でＵ字型の形状を有する場合、一の磁石部材によって、曲線状に構成されるＵ字型（即ち、円弧型）の形状が実現されてもよい。また、矩形形状を有する複数（例えば、３つ）の磁石部材の組み合わせによって、Ｕ字型の形状が実現されてもよい。この場合、３つの磁石部材は、磁気的に並列配置される。また、永久磁石２２，２３に加えて、一以上の永久磁石が径方向に並べられてもよいし、永久磁石２３が省略されてもよい。即ち、径方向に並べられる永久磁石は、１つであってもよいし、３つ以上であってもよい。

回転軸３０は、モータ１の筐体に対して回転可能に支持される。これにより、回転軸３０に固定される回転子２０（回転子鉄心２１）は、筐体や固定子１０に対して回転することができる。

［モータの詳細構成］
次に、図２〜図６を参照して、モータ１（特に、回転子２０）の詳細な構成について説明する。

＜モータの構成の第１例＞
図２は、モータ１の構成の第１例を示す縦断面図である。

図２に示すように、回転子鉄心２１は、径方向において、外周部２１Ａと、内周部２１Ｂと、遷移部２１Ｃとを含む。

外周部２１Ａは、固定子鉄心１１に対向する外周面を含む、回転子鉄心２１における径方向で最も外側の部分である。

内周部２１Ｂは、固定子鉄心１１における外周部２１Ａより径方向で内側の部分である。

外周部２１Ａは、軸方向の長さが径方向に一定で且つ相対的に短く、内周部２１Ｂは、軸方向の長さが径方向に一定で且つ相対的に長い。これにより、回転子鉄心２１において、固定子１０に対向する回転子鉄心２１の外周面の表面積を減少させることができる。そのため、モータ１（回転子２０）のｄ軸インダクタンスＬｄを減少させることができる。よって、回転子２０は、突極比（Ｌｑ−Ｌｄ）を増加させ、モータ１のリラクタンストルクを増加させることができる。

また、例えば、固定子１０と回転子２０との間のギャップ長を増加させたり、回転子鉄心２１にフラックスバリアを設けたりすることでｄ軸インダクタンスＬｄを減少させると、磁石動作点が低下してしまう可能性がある。これに対して、本例では、磁石動作点の低下を抑制しつつ、ｄ軸インダクタンスＬｄを低減させることができる。

内周部２１Ｂは、軸方向において、その両端が外周部２１Ａの両端よりも外側になるように構成される。軸方向において、外周部２１Ａの一端部の位置と内周部２１Ｂの一端部の位置との差分は、外周部２１Ａの他端部の位置と内周部２１Ｂの他端部の位置との差分と略同じに構成される。

尚、内周部２１Ｂは、軸方向において、その両端のうちの一端部だけが外周部２１Ａの一端部よりも外側になるように構成され、内周部２１Ｂの他端部は、外周部２１Ａの他端部と略面一になるように構成されてもよい。また、軸方向において、外周部２１Ａの一端部の位置と内周部２１Ｂの一端部の位置との差分は、外周部２１Ａの他端部の位置と内周部２１Ｂの他端部の位置との差分と異なるように構成されてもよい。以下、後述の第３例及び第５例の場合についても同様である。

遷移部２１Ｃは、径方向において、外周部２１Ａと内周部２１Ｂとの間に設けられる。遷移部２１Ｃは、径方向において、その軸方向の長さが外周部２１Ａに対応する長さと内周部２１Ｂに対応する長さとの間で略線形的に変化する。

外周部２１Ａには、永久磁石２２が埋設され、内周部２１Ｂには、永久磁石２３が埋設される。

外周部２１Ａ及び内周部２１Ｂのそれぞれに設けられる永久磁石２２，２３の磁石スロットは、軸方向で貫通している。これにより、磁石スロット内に埋設された状態の永久磁石２２，２３の軸方向の両端に、空洞部が配置される。そのため、永久磁石２２，２３を通過せずに、永久磁石２２，２３の両端部から漏れる磁束を抑制し、ｄ軸方向の磁気抵抗を更に増加させることができる。よって、モータ１のｄ軸インダクタンスＬｄを更に低減させることができる。

永久磁石２２は、上述の如く、永久磁石２３よりも相対的に高い磁力や保磁力を有し、その軸方向の長さは、外周部２１Ａの軸方向の長さに合わせて、相対的に短い。

永久磁石２３は、上述の如く、永久磁石２２よりも相対的に低い磁力や保磁力を有し、その軸方向の長さは、内周部２１Ｂの軸方向の長さに合わせて、相対的に長い。これにより、永久磁石２３の表面積は、相対的に大きくなる。そのため、回転子２０は、永久磁石２３の磁力が永久磁石２２の磁力よりも低い場合であっても、永久磁石２３の軸方向の長さが適宜設定されることで、所望の磁束量を適切に確保することができる。また、モータ１の設計者等は、永久磁石２３の軸方向の長さを適宜設定することで、回転子２０の磁束量を幅広く調整することができる。

また、永久磁石２３の体積は、永久磁石２２よりも相対的に大きくなる。そのため、永久磁石２３は、永久磁石２２からの磁束をより分散して受けることができる。よって、永久磁石２３の耐減磁性を高め、永久磁石２３の保磁力が永久磁石２２の保磁力より低い場合であっても、永久磁石２３を減磁しにくくすることができる。

また、相対的に磁力や保磁力が高い永久磁石のコストが相対的に高くなる傾向にあるところ、永久磁石２３として、相対的に磁力や保磁力が低い磁石を採用することができる。そのため、回転子２０は、モータ１のコスト上昇を抑制しつつ、モータ１のｄ軸インダクタンスＬｄを低減させ、モータ１の高出力化を実現することができる。

また、永久磁石２３の軸方向の長さは、内周部２１Ｂの軸方向の長さとの差が極力小さくなるように構成される。これにより、永久磁石２３の軸方向の両端部付近の回転子鉄心２１の部分の幅を相対的に小さくすることができる。そのため、永久磁石２２から発生する磁束が永久磁石２３を通過せずに永久磁石２３の軸方向端部付近の回転子鉄心２１の部分から漏れるような事態を抑制することができる。よって、回転子２０は、ｄ軸インダクタンスＬｄを更に低減させることができる。

回転子鉄心２１は、例えば、電磁鋼板が積層されることにより形成される。この場合、回転子鉄心２１は、例えば、電磁鋼板が内周部２１Ｂの軸方向の寸法に相当する分だけ軸方向に積層された後に、外周部２１Ａ及び遷移部２１Ｃの軸方向の寸法に対して余分な部分が切断されることにより形成されてよい。

また、回転子鉄心２１は、例えば、圧粉磁心により形成されてもよい。これにより、回転子鉄心２１の形状自由度を向上させることができる。そのため、図２に示すように、軸方向の寸法が径方向で変化するような回転子鉄心２１の形状であっても、比較的容易に実現することができる。

＜モータの構成の第２例＞
図３は、モータ１の構成の第２例を示す縦断面図である。以下、上述の第１例と異なる部分を中心に説明を行い、上述の第１例と同じ或いは対応する構成に関する説明を省略する場合がある。

図３に示すように、本例では、上述の第１例の場合と異なり、回転子鉄心２１において、遷移部２１Ｃが省略され、外周面から内周部２１Ｂとの境界部までの間の径方向で外周部２１Ａの軸方向の長さが略線形的に増加する。

内周部２１Ｂは、軸方向において、その両端が回転子鉄心２１（外周部２１Ａ）の外周面よりも外側になるように構成される。軸方向において、回転子鉄心２１の外周面の一端部の位置と内周部２１Ｂの一端部の位置との差分は、回転子鉄心２１の外周面の他端部の位置と内周部２１Ｂの他端部の位置との差分と略同じに構成される。

尚、内周部２１Ｂは、軸方向において、その両端のうちの一端部だけが回転子鉄心２１の外周面の一端部よりも外側になるように構成され、内周部２１Ｂの他端部は、回転子鉄心２１の外周面の他端部と略面一になるように構成されてもよい。また、軸方向において、回転子鉄心２１の外周面の一端部の位置と内周部２１Ｂの一端部の位置との差分は、回転子鉄心２１の外周面の他端部の位置と内周部２１Ｂの他端部の位置との差分と異なるように構成されてもよい。以下、後述の第４例の場合も同様である。

上述の第１例の場合と同様、外周部２１Ａは、軸方向の長さが相対的に短く、内周部２１Ｂは、軸方向の長さが相対的に長い。

また、上述の第１例の場合と同様、外周部２１Ａ及び内周部２１Ｂのそれぞれに設けられる永久磁石２２，２３の磁石スロットは、軸方向で貫通し、磁石スロットに埋設された状態の永久磁石２２，２３の軸方向の両端には、空洞部が配置される。

また、上述の第１例の場合と同様、外周部２１Ａには、軸方向の長さが相対的に短い永久磁石２２が埋設され、内周部２１Ｂには、軸方向の長さが相対的に長い永久磁石２３が埋設される。

回転子鉄心２１は、上述の第１例の場合と同様、例えば、電磁鋼板が内周部２１Ｂの軸方向の寸法に相当する分だけ軸方向に積層された後に、外周部２１Ａの軸方向の寸法に対して余分な部分が切断されることにより形成されてよい。

また、回転子鉄心２１は、上述の第１例の場合と同様、圧粉磁心により形成されてもよい。

これにより、本例に係るモータ１（回転子２０）は、上述の第１例と同様の作用・効果を奏する。

＜モータの構成の第３例＞
図４は、モータ１の構成の第３例を示す縦断面図である。以下、上述の第１例及び第２例と異なる部分を中心に説明を行い、上述の第１例及び第２例の少なくとも一方と同じ或いは対応する構成に関する説明を省略する場合がある。

図４に示すように、本例では、回転子鉄心２１は、上述の第１例の場合と同様、軸方向の長さが径方向に一定で且つ相対的に短い外周部２１Ａと、軸方向の長さが径方向に一定で且つ相対的に長い内周部２１Ｂとを含む。一方、本例では、回転子鉄心２１は、上述の第１例の場合と異なり、遷移部２１Ｃが省略され、外周部２１Ａと内周部２１Ｂとの間の境界に相当する所定の径方向位置には、段差部２１Ｄが形成されている。

上述の第１例等の場合と同様、外周部２１Ａは、軸方向の長さが相対的に短く、内周部２１Ｂは、軸方向の長さが相対的に長い。

また、上述の第１例等の場合と同様、外周部２１Ａ及び内周部２１Ｂのそれぞれに設けられる永久磁石２２，２３の磁石スロットは、軸方向で貫通し、磁石スロットに埋設された状態の永久磁石２２，２３の軸方向の両端には、空洞部が配置される。

また、上述の第１例の場合と同様、内周部２１Ｂは、軸方向において、その両端が外周部２１Ａの両端よりも外側になるように構成される。軸方向において、外周部２１Ａの一端部の位置と内周部２１Ｂの一端部の位置との差分は、外周部２１Ａの他端部の位置と内周部２１Ｂの他端部の位置との差分と略同じに構成される。

また、上述の第１例等の場合と同様、外周部２１Ａには、軸方向の長さが相対的に短い永久磁石２２が埋設され、内周部２１Ｂには、軸方向の長さが相対的に長い永久磁石２３が埋設される。

回転子鉄心２１は、上述の第１例等の場合と同様、例えば、電磁鋼板が内周部２１Ｂの軸方向の寸法に相当する分だけ軸方向に積層された後に、外周部２１Ａの軸方向の寸法に対して余分な部分が切断されることにより形成されてよい。

また、回転子鉄心２１は、上述の第１例等の場合と同様、圧粉磁心により形成されてもよい。

これにより、本例に係るモータ１（回転子２０）は、上述の第１例等と同様の作用・効果を奏する。

＜モータの構成の第４例＞
図５は、モータ１の構成の第４例を示す縦断面図である。以下、上述の第１例〜第３例と異なる部分を中心に説明を行い、上述の第１例〜第３例の少なくとも一つと同じ或いは対応する構成に関する説明を省略する場合がある。

図５に示すように、本例では、回転子鉄心２１の形状や回転子鉄心２１に埋設される永久磁石２２，２３の構成（軸方向の長さや径方向での位置等）は、上述の第２例の場合と同様である。

これにより、本例に係るモータ１は、上述の第２例の場合と同様の作用・効果を奏する。

また、本例では、回転子鉄心２１は、互いに異なる材料から形成される部材２１ａ，２１ｂを含む。これにより、例えば、モータ１の設計者等は、磁路を構成する回転子鉄心２１として必要とされる性能と、回転子鉄心２１のコスト等とのバランスを図りながら、部材２１ａ，２１ｂのそれぞれの材料を選択することができる。

部材２１ａは、回転子鉄心２１の軸方向における中央部を構成する。具体的には、部材２１ａは、回転子鉄心２１のうち、回転子鉄心２１の外周面が位置する軸方向の範囲に相当する部分を構成する。

部材２１ｂは、回転子鉄心２１の軸方向における両端部のそれぞれを構成する。具体的には、部材２１ｂは、回転子鉄心２１のうち、回転子鉄心２１の外周面が位置する軸方向の範囲の外にある部分を構成する。

例えば、軸方向において、中央部の部材２１ａに対して、磁気特性が相対的に優れる高コストの材料が用いられ、端部の部材２１ｂに対して、磁気特性が相対的に劣る低コストの材料を用いられてよい。これにより、モータ１の設計者等は、モータ１の性能とコストとのバランスを調整することができる。

部材２１ａは、例えば、電磁鋼板が積層されることにより形成されてよい。また、例えば、部材２１ｂは、例えば、圧粉磁心により形成されてもよい。

部材２１ｂは、例えば、鋳鉄により形成されてよい。また、部材２１ｂは、部材２１ａが圧粉磁心で形成されている場合、電磁鋼板により形成されてもよい。

また、永久磁石２２，２３の磁石スロットは、部材２１ａ，２１ｂに跨って形成されている。

永久磁石２２は、部材２１ａ，２１ｂに跨って形成される磁石スロットのうちの部材２１ａに形成される部分に配置される。これにより、例えば、部材２１ａ，２１ｂが連結される前の段階で、部材２１ａに形成される磁石スロットの部分に永久磁石２２が挿入され、その後、部材２１ｂが組み付けられる生産工程を採用することができる。そのため、図５に示すように、部材２１ｂに形成される永久磁石２２の磁石スロットの部分の厚みを永久磁石２２の厚みよりも薄くすることができる。よって、部材２１ａの磁石スロットの部分と部材２１ｂの磁石スロットの部分との段差によって、永久磁石２２を軸方向の両端から押さえることができる。

尚、部材２１ｂに形成される永久磁石２２の磁石スロットの部分の厚みは、永久磁石２２を挿入可能なように、永久磁石２２と同等（具体的には、永久磁石２２の厚みより若干厚く）してもよい。これにより、部材２１ａ，２１ｂが組み付けられた後に、永久磁石２２を挿入することができる。

＜モータの構成の第５例＞
図６は、モータ１の構成の第５例を示す縦断面図である。以下、上述の第１例〜第４例と異なる部分を中心に説明を行い、上述の第１例〜第４例の少なくとも一つと同じ或いは対応する構成に関する説明を省略する場合がある。

図６に示すように、本例では、回転子鉄心２１の形状や回転子鉄心２１に埋設される永久磁石２２，２３の構成（軸方向の長さや径方向での位置等）は、上述の第３例の場合と同様である。

これにより、本例に係るモータ１は、上述の第３例の場合と同様の作用・効果を奏する。

また、本例では、上述の第４例の場合と同様、互いに異なる材料から形成される部材２１ａ，２１ｂを含む。

部材２１ａは、回転子鉄心２１のうち、外周部２１Ａが位置する軸方向の範囲に相当する部分（回転子鉄心２１の軸方向における中央部）を構成する。

部材２１ｂは、回転子鉄心２１のうち、外周部２１Ａが位置する軸方向の範囲の外にある部分（回転子鉄心２１の軸方向における両端部）を構成する。

これにより、本例に係るモータ１は、上述の第４例の場合と同様の作用・効果を奏する。

＜モータの構成の他の例＞
上述の第１例〜第５例の構成は、適宜組み合わせられてもよい。

例えば、上述の第１例の回転子鉄心２１は、上述の第４例や第５例の場合と同様、互いに異なる材料から形成される部材２１ａ，２１ｂによって構成されてもよい。

［作用］
次に、本実施形態に係る回転子２０の作用について説明する。

本実施形態では、回転子２０は、固定子１０の径方向で内側に回転可能に設けられる。具体的には、回転子２０は、永久磁石２２，２３による突極性を有すると共に、固定子１０の巻線１２に流れる電流による磁界及び永久磁石２２，２３による磁界における磁路を構成する回転子鉄心２１を備える。そして、回転子鉄心２１は、固定子１０に面する外周部２１Ａの軸方向の長さが外周部２１Ａより径方向で内側に位置する内周部２１Ｂの軸方向の長さよりも短い。

これにより、回転子２０は、固定子１０に面する回転子鉄心２１の外周面の表面積を減少させ、ｄ軸インダクタンスＬｄを低減させることができる。

また、本実施形態では、回転子鉄心２１には、永久磁石２２が設けられてよい。

これにより、磁石埋込型（ＩＰＭ：Interior Permanent Magnet）のモータ１において、ｄ軸インダクタンスＬｄを低減させ、リラクタンストルクを増加させることができる。

尚、モータ１は、回転子２０が突極性を有していれば、磁石埋込型以外であってもよい。例えば、モータ１は、回転子鉄心２１に永久磁石２２，２３が埋設されないリラクタンスモータであってもよい。この場合、回転子鉄心２１は、固定子１０の巻線１２に流れる電流による磁界における磁路を構成する。これにより、リラクタンスモータとしてのモータ１において、ｄ軸インダクタンスＬｄを低減させ、リラクタンストルクを増加させることができる。

また、本実施形態では、回転子鉄心２１には、複数の永久磁石２２，２３が径方向に並べられると共に、磁気的に直列配置されてよい。

これにより、回転子２０は、ｄ軸方向の磁気抵抗を増加させ、ｄ軸インダクタンスＬｄを更に低減させることができる。

また、本実施形態では、外周部２１Ａには、相対的に高い磁力の永久磁石２２が配置され、内周部２１Ｂには、相対的に低い磁力の永久磁石２３が配置されてよい。

これにより、例えば、設計者等は、外周部２１Ａに対応して軸方向の長さが相対的に短い永久磁石２２と、内周部２１Ｂに対応して軸方向の長さが相対的に長い永久磁石２３とによって、モータ１の磁束量とコストとのバランスを調整することができる。

また、回転子鉄心２１は、少なくとも一部が圧粉磁心で形成されてよい。

これにより、回転子鉄心２１の形状自由度が向上し、軸方向の長さが径方向で変化する回転子鉄心２１の形状を比較的容易に実現することができる。

以上、実施形態を説明したが、特許請求の範囲の趣旨及び範囲から逸脱することなく、形態や詳細の多様な変更が可能なことが理解されるであろう。

１ モータ
１０ 固定子
１１ 固定子鉄心
１２ 巻線
２０ 回転子
２１ 回転子鉄心
２１Ａ 外周部
２１Ｂ 内周部
２１Ｃ 遷移部
２１Ｄ 段差部
２１ａ 部材
２１ｂ 部材
２２ 永久磁石
２３ 永久磁石
３０ 回転軸

Claims (6)

1. 固定子の径方向で内側に回転可能に設けられる回転子であって、
   突極性を有し、少なくとも前記固定子の巻線に流れる電流による磁界における磁路を構成する回転子鉄心を備え、
   前記回転子鉄心は、前記固定子に面する外周部の軸方向の長さが前記外周部より径方向で内側に位置する内周部の軸方向の長さよりも短い、
   回転子。
2. 前記回転子鉄心には、永久磁石が設けられる、
   請求項１に記載の回転子。
3. 前記回転子鉄心には、複数の前記永久磁石が径方向に並べられると共に、磁気的に直列配置される、
   請求項２に記載の回転子。
4. 前記外周部には、相対的に高い磁力の前記永久磁石が配置され、
   前記内周部には、相対的に低い磁力の前記永久磁石が配置される、
   請求項３に記載の回転子。
5. 前記回転子鉄心は、少なくとも一部が圧粉磁心で形成されている、
   請求項１乃至４の何れか一項に記載の回転子。
6. 請求項１乃至５の何れか一項の回転子を備える、
   モータ。

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