(57)【要約】【課題】ロータコアの磁束漏れを抑制することができるとともに、コギングトルクやトルクリップルの悪化を抑制することができ、かつ、組付け作業性に優れるＩＰＭモータ用ロータを提供する。【解決手段】ＩＰＭモータ用ロータは、ロータコア本体部と、ロータコア本体部の外周面に沿って設けられ、ロータコア本体部の中心軸に向かって貫通する貫通孔を有する複数の永久磁石と、永久磁石をロータコア本体部と挟んで配置される複数のロータコア分割部と、径方向に永久磁石の貫通孔を貫通した状態でロータコア本体部とロータコア分割部とを接続する突起部と、を備え、周方向に隣接するロータコア分割部の間にエアギャップを有する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ロータコア本体部と、
前記ロータコア本体部の外周面に沿って設けられ、前記ロータコア本体部の中心軸に向かって貫通する貫通孔を有する複数の永久磁石と、
前記永久磁石を前記ロータコア本体部と挟んで配置される複数のロータコア分割部と、
径方向に前記永久磁石の前記貫通孔を貫通した状態で前記ロータコア本体部と前記ロータコア分割部とを接続する突起部と、を備え、
周方向に隣接する前記ロータコア分割部の間にエアギャップを有する、ＩＰＭモータ用ロータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＩＰＭモータ（Interior Permanent Magnet Motor）用のロータに関する。
【背景技術】
【０００２】
ＩＰＭモータは、ステータ（固定子）内部に配置されたロータ（回転子）に永久磁石が埋め込まれた構造を有する。特許文献１には、ロータコアとロータコアの内部に収容される永久磁石とを備えるＩＰＭモータ用ロータが開示されている。ロータコアは、環状のロータコア本体部と、ロータコア本体部の外周に永久磁石を挟んで配置され、ロータコア本体部から分離した複数のロータコア分割部とを備える。ロータコア分割部は、外周面に線材を収容する溝を有し、ロータコア本体部に対し線材による張力で係止されている。このロータは、永久磁石をロータコア本体部とロータコア分割部とで挟んで保持するため、ロータコアに永久磁石を挿入するための磁石挿入孔がない。そのため、磁石挿入孔とロータコアの外周面との間に設けられるブリッジ部がなく、その結果、ブリッジ部を介した磁束漏れの発生を防止することができる。
【０００３】
また、特許文献１には、ロータコア分割部が内部に線材を収容する２つの貫通孔を有し、ロータコア本体部に対し線材による張力で係止されているロータも開示されている。このロータも、上述のロータと同様に磁石挿入孔とロータコアの外周面との間に設けられるブリッジ部がない。そのため、ブリッジ部を介した磁束漏れの発生を防止することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１８−１２５９２５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、ロータコア分割部に溝を有するロータは、ロータとステータとの間のエアギャップに発生する磁束が、ロータコア分割部の溝部分で磁気抵抗が大きくなることにより減少するため、コギングトルクやトルクリップルを悪化させるおそれがある。また、ロータコア分割部に貫通孔を有するロータは、ロータコア分割部の２つの貫通孔に線材を挿通させてロータコア分割部をロータコア本体部に固定するため、組付け作業が困難となる。
【０００６】
本発明は、上記課題を鑑みてなされたものであり、ロータコアの磁束漏れを抑制することができるとともに、コギングトルクやトルクリップルの悪化を抑制することができ、かつ、組付け作業性に優れるＩＰＭモータ用ロータを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係るＩＰＭモータ用ロータは、ロータコア本体部と、ロータコア本体部の外周面に沿って設けられ、ロータコア本体部の中心軸に向かって貫通する貫通孔を有する複数の永久磁石と、永久磁石をロータコア本体部と挟んで配置される複数のロータコア分割部と、径方向に永久磁石の貫通孔を貫通した状態でロータコア本体部とロータコア分割部とを接続する突起部と、を備え、周方向に隣接するロータコア分割部の間にエアギャップを有する。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、ロータコアの磁束漏れを抑制することができるとともに、コギングトルクやトルクリップルの悪化を抑制することができ、かつ、組付け作業性に優れるＩＰＭモータ用ロータを提供できる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】実施形態に係るＩＰＭモータ用ロータを含むＩＰＭモータの断面模式図
【図２】実施形態に係るＩＰＭモータ用ロータの部分分解模式図
【図３】図１に示す破線で囲まれたＡ部分の拡大模式図
【図４】実施形態に係るロータコア分割部及び突起部の側面模式図及び断面模式図
【発明を実施するための形態】
【００１０】
（実施形態）
実施形態に係るＩＰＭモータ用ロータは、突起部が径方向に永久磁石の貫通孔を貫通した状態でロータコア本体部とロータコア分割部とを接続し、かつ、周方向に隣接するロータコア分割部の間にエアギャップを有する。ロータコアの外周面にブリッジ部や線材収容用の溝がないため、ロータコアの磁束漏れを抑制することができ、かつ、コギングトルクやトルクリップルの悪化を抑制することができる。また、ロータコア本体部とロータコア分割部とを突起部の圧入により固定するため、容易にロータの組付け作業を行うことができる。
【００１１】
＜構成＞
実施形態に係るＩＰＭモータ用ロータ１０を、図１及び図２を参照して説明する。図１は、実施形態に係るＩＰＭモータ用ロータ１０を含むＩＰＭモータ１００の断面模式図である。図２は、実施形態に係るＩＰＭモータ用ロータ１０の部分分解模式図であって、突起部５がロータコア分割部２の第２の圧入孔９に圧入されている状態の図である。図１及び図２に示すように、ＩＰＭモータ１００は、ＩＰＭモータ用ロータ１０と、ＩＰＭモータ用ロータ１０の外周側に設けられたステータ２０とを備える。ＩＰＭモータ用ロータ１０は、ロータコア本体部１及びロータコア分割部２により構成されるロータコア３と、永久磁石４と、突起部５とを備える。
【００１２】
ロータコア本体部１は、例えば中央部に軸穴が形成された電磁鋼板により構成される。ロータコア本体部１は、筒状であり、外周面に突起部５を圧入可能な第１の圧入孔６を有する。第１の圧入孔６の数は、突起部５の数と同数である。
【００１３】
永久磁石４は、ロータコア本体部１の外周面に沿って複数設けられる。永久磁石４は、ロータコア本体部１の中心軸に向かって貫通する貫通孔７を有する。永久磁石４は、貫通孔７に突起部５が貫通した状態で、ロータコア本体部１とロータコア分割部２とに挟まれて固定されている。永久磁石４に形成される貫通孔７の数は、突起部５の数と同数である。
【００１４】
以下、図１〜図３を併せて参照しながら説明する。図３は、図１に示す破線で囲まれたＡ部分の拡大模式図である。ロータコア分割部２は、複数の永久磁石４のそれぞれに対応して複数設けられ、複数の永久磁石４のそれぞれをロータコア本体部１と挟んで配置される。複数のロータコア分割部２は、ロータコア３の外周面を略円周面状に形成するように構成される。ロータコア分割部２は、ロータコア３の外周を形成する部分に周方向に延設された肉薄の鍔部８を有する。周方向に隣接するロータコア分割部２の鍔部８の間には、所定長ｄ１の第１のエアギャップＧ１が形成されている。ロータコア３の外周とステータ２０の内周との間には、所定長ｄ２の第２のエアギャップＧ２が形成されている。第１のエアギャップＧ１の長さｄ１は、第２のエアギャップＧ２の長さｄ２よりも小さく設定される。ロータコア分割部２は、永久磁石４と接する面に突起部５を圧入可能な第２の圧入孔９を有する。ロータコア分割部２に形成される第２の圧入孔９の数は、突起部５の数と同数である。ロータコア分割部２は、例えば電磁鋼板により構成される。
【００１５】
以下、図１〜図４を併せて参照しながら説明する。図４（ａ）は、実施形態に係るロータコア分割部２及び突起部５の側面模式図であり、図４（ｂ）は、図４（ａ）のＢ−Ｂ線に沿った断面模式図である。突起部５は、径方向に永久磁石４の貫通孔７を貫通した状態でロータコア本体部１とロータコア分割部２とを接続する。突起部５は、ロータコア分割部２の第２の圧入孔９に圧入され、永久磁石４の貫通孔７を貫通して、ロータコア本体部１の第１の圧入孔６に圧入されている。突起部５は、ロータコア本体部１にロータコア分割部２及び永久磁石４を固定するものである。実施形態において、突起部５は、１つのロータコア分割部２に対して２本用いられ、ロータコア分割部２の長さ方向に設けられた２つの第２の圧入孔９にそれぞれ圧入されている。それぞれの突起部５は、永久磁石４の貫通孔７を貫通した状態で、ロータコア本体部１の第１の圧入孔６に圧入されている。１つのロータコア分割部２に設けられる突起部５の数は、ロータコア分割部２及び永久磁石４をロータコア本体部１に固定できれば、１つでもよいし、３つ以上でもよい。また、突起部５は、ロータコア本体部１と一体的に形成されていてもよいし、ロータコア分割部２と一体的に形成されていてもよい。
【００１６】
ロータコア本体部１にロータコア分割部２及び永久磁石４を固定する方法について、図１、図２を併せて参照しながら説明する。まず、例えば図２に示すように、突起部５を第２の圧入孔９に圧入する。次に、ロータコア分割部２に圧入された突起部５を永久磁石４の貫通孔７に貫通させる。次に、貫通孔７を貫通した状態の突起部５をロータコア本体部１の第１の圧入孔６に圧入する。これにより、ロータコア本体部１にロータコア分割部２及び永久磁石４を固定することができる。尚、突起部５をまず第１の圧入孔６に圧入し、ロータコア本体部１に圧入された突起部５を永久磁石４の貫通孔７に貫通させ、貫通孔７を貫通した状態の突起部５をロータコア分割部２の第２の圧入孔９に圧入してもよい。また、突起部５がロータコア本体部１またはロータコア分割部２のいずれか一方と一体的に形成されている場合には、突起部５を永久磁石４の貫通孔７に貫通させ、貫通孔７を貫通した状態の突起部５を他方の圧入孔に圧入してもよい。
【００１７】
＜効果等＞
実施形態に係るＩＰＭモータ用ロータ１０は、突起部５が径方向に永久磁石４の貫通孔７を貫通した状態でロータコア本体部１とロータコア分割部２とを接続し、かつ、周方向に隣接するロータコア分割部２の間に第１のエアギャップＧ１を有する。ロータコア３の外周部分に、ブリッジ部やロータコア分割部２をロータコア本体部１に固定するための線材を収容するための溝がない構成とすることができるため、ロータコア３の磁束漏れを抑制することができ、かつ、コギングトルクやトルクリップルの悪化を抑制することができる。また、ロータコア本体部１に対するロータコア分割部２及び永久磁石４の固定を突起部５の圧入により行うため、容易にロータの組付け作業を行うことができる。
【００１８】
また、ロータコア分割部２に肉薄の鍔部８が形成されている。これにより、磁気抵抗を大きくすることができるため、ロータコア３の磁束漏れを低減することができる。その結果、モータ効率を向上させることができる。
【００１９】
また、第１のエアギャップＧ１の長さｄ１は、第２のエアギャップＧ２の長さｄ２よりも小さく設定されている。これにより、永久磁石４が欠けた場合に、永久磁石４の欠けた破片が第１のエアギャップＧ１からロータコア３の外側に抜け出たとしても、破片の大きさはｄ２より小さいため、破片が第２のエアギャップＧ２に挟まることによるロータの回転不能を抑制することができる。
【００２０】
また、複数のロータコア分割部２がロータコア３の外周面を略円周面状に形成しているため、第２のエアギャップＧ２の長さｄ２を一定とすることができる。これにより、磁束の変動を最小限に抑えることができるため、モータ性能を向上させることができる。
【産業上の利用可能性】
【００２１】
本発明に係るＩＰＭモータ用ロータは、例えばハイブリッド自動車や電気自動車に用いられるＩＰＭモータ用ロータとして好適に利用できる。
【符号の説明】
【００２２】
１  ロータコア本体部
２  ロータコア分割部
３  ロータコア
４  永久磁石
５  突起部
６  第１の圧入孔
７  貫通孔
８  鍔部
９  第２の圧入孔
１０  ＩＰＭモータ用ロータ
２０  ステータ
１００  ＩＰＭモータ
Ｇ１  第１のエアギャップ
Ｇ２  第２のエアギャップ
【図１】
2020096445.tif 000003
【図２】
2020096445.tif 000004
【図３】
2020096445.tif 000005
【図４】
2020096445.tif 000006