(57)【要約】      （修正有）【課題】ロータ内での漏れ磁束を効果的に減少させてモータ効率の向上を図ることが可能なＩＰＭモータを提供する。【解決手段】ＩＰＭモータは、複数の永久磁石51〜58がロータコア21の周部に周方向に沿って間隔的に埋め込まれたロータを備える。ロータは、ロータコアに形成されて永久磁石を位置決めする位置決め部31,33,35,37と、コアの外周部21bから各永久磁石で囲まれたコアのコア中央領域21ａに至る磁路を断つ途絶部32,34,36,38と、コアに形成されて中央領域と外周部を一体に連続した支持部41〜44とを有する。位置決め部及び途絶部を、ロータの周方向に隣接されて外周部を同一極性に磁化する永久磁石51,52間、53,54間、55,56間、57,58間に夫々設ける。支持部を、外周部を互に異なる極性に磁化する各永久磁石間に夫々設ける。【選択図】図３
2014060821.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の永久磁石がロータコアの周部に周方向に沿って間隔的に埋め込まれたロータを備えるＩＰＭモータにおいて、
前記ロータが、前記ロータコアに形成されて前記永久磁石を位置決めする位置決め部と、前記各永久磁石で囲まれたコア中央領域と前記ロータコアの外周部との間の磁路を断つ途絶部と、前記ロータコアに形成されて前記コア中央領域と前記ロータコアの外周部とを一体に連続した支持部とを有し、
前記位置決め部及び途絶部を、前記ロータの周方向に隣接されて前記ロータコアの外周部を同一極性に磁化する永久磁石間に設け、
前記支持部を、前記ロータコアの外周部を互に異なる極性に磁化する永久磁石間に設けたことを特徴とするＩＰＭモータ。
【請求項２】
前記位置決め部が前記コア中央領域から前記ロータコアの外周部に向けて突出されていて、この位置決め部が、前記周方向に隣接されて前記ロータコアの外周部を同一極性に磁化する永久磁石で挟まれており、
前記途絶部が、前記周方向に隣接されて前記ロータコアの外周部を同一極性に磁化する永久磁石と、前記位置決め部と、前記ロータコアの外周部の内面とで区画された空隙であり、
この空隙に臨むとともに前記位置決め部に対向した前記外周部の内面の幅が前記位置決め部の幅より広く、この内面が、前記周方向に隣接されて前記ロータコアの外周部を同一極性に磁化する永久磁石の前記外周部に接した接触面に連続して前記隣接した永久磁石にわたっていることを特徴とする請求項１に記載のＩＰＭモータ。
【請求項３】
前記位置決め部が前記ロータコアの外周部から前記コア中央領域に向けて突出されていて、この位置決め部が、前記周方向に隣接されて前記ロータコアの外周部を同一極性に磁化する永久磁石で挟まれており
前記途絶部が、前記周方向に隣接されて前記ロータコアの外周部を同一極性に磁化する永久磁石と、前記位置決め部と、前記コア中央領域とで区画された空隙であり、
この空隙に臨むとともに前記位置決め部に対向した前記コア中央領域の面の幅よりも前記位置決め部の幅が広く、この面が、前記周方向に隣接されて前記ロータコアの外周部を同一極性に磁化する永久磁石の前記コア中央領域に接した接触面に連続して前記隣接された永久磁石にわたっていることを特徴とする請求項１に記載のＩＰＭモータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、永久磁石が埋め込まれた構成のロータを備えるＩＰＭモータ（Interior Permanent Magnet Motor）に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＩＰＭモータが備えるロータのロータコアは、その周部に複数の磁石装着孔を有している。これら磁石装着孔は互に独立していて、夫々に永久磁石が埋め込まれている。各永久磁石はロータコアの径方向に沿って着磁されている。これにより、ロータの磁極（Ｎ極及びＳ極）が、ロータコアの周方向に隣接した一群の永久磁石によって磁化されたロータの外周部で形成されている。
【０００３】
このため、ロータの外周部の一部をＮ極に磁化する一群の永久磁石は、いずれもロータコアの外周側がＮ極、ロータコアの内周側がＳ極となるように着磁されている。同様に、ロータの外周部の一部をＳ極に磁化する一群の永久磁石は、ロータコアの外周側がＳ極、ロータコアの内周側がＮ極となるように着磁されている。
【０００４】
ロータは永久磁石間に設けられてロータコアの外周部を支持する支持部を有している。この支持部を通る磁束は漏れ磁束である。この磁束量が多い程、ロータを回転させるのに有効な磁束が減少する。
【０００５】
こうしたロータ内での漏れ磁束を抑制するために以下の技術が知られている。第１は、支持部とロータコアの外周部とが連続する部位に、モータコアの外周側からレーザ光を照射して、前記連続部位の透磁率を低下させる技術である。第２は、ロータコアの外周部のうちで永久磁石に接した外周部位の肉厚が、前記連続部位側ほど狭くなるように永久磁石の形状を工夫し、それにより、前記外周部位の前記連続部位側の端部を磁気飽和させ易くして、支持部への磁束の流れを抑制する技術である。
【０００６】
しかし、第１の技術は製造上の手間が増えるなどの点で好ましくない。第２の技術は永久磁石の各部の厚みが異なるので、これを焼結して成形する場合に、正確な寸法にすることが難しく、歩留まりが低下する点で好ましくない。
【０００７】
更に、これらの点はさて置くとしても、いずれも技術でも、ロータの支持部が鉄材からなる磁路として存在しているので、この磁路を通る磁束を十分に減らすことは困難である。このため、現状では、ロータの支持部を通る漏れ磁束が比較的多く、したがって、こうした磁束を減らしてモータ効率を高める上ことが求められている。更に、前記漏れ磁束が多いと、モータ駆動中にステータ巻線に発生する誘起電圧が変動し易いので、比較的大きなトルクリップルを生じるに伴い、モータの振動が大きい。そして、モータの振動が大きい場合、それに伴う騒音も大きく、モータ寿命の低下がもたらされることがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開平６−２６９０３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
実施形態は、ロータ内での漏れ磁束を効果的に減少させてモータ効率の向上を図ることが可能なＩＰＭ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】
【００１０】
前記課題を解決するために、実施形態のＩＰＭモータは、複数の永久磁石がロータコアの周部に周方向に沿って間隔的に埋め込まれたロータを備える。ロータは、ロータコアに形成されて永久磁石を位置決めする位置決め部と、各永久磁石で囲まれたコア中央領域とロータコアの外周部との間の磁路を断つ途絶部と、ロータコアに形成されてコア中央領域とロータコアの外周部とを一体に連続した支持部とを有する。位置決め部及び途絶部を、ロータの周方向に隣接されてロータコアの外周部を同一極性に磁化する永久磁石間に夫々設ける。支持部を、ロータコアの外周部を互に異なる極性に磁化する永久磁石間に夫々設けたことを特徴としている。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】第１実施形態に係るＩＰＭモータを示す断面図である。
【図２】図１のモータが備えるロータをその回転軸が除かれた状態で示す斜視図である。
【図３】図２の状態のロータを示す正面図である。
【図４】図３中Ｆ４部を拡大して示す図である。
【図５】第２実施形態に係るＩＰＭモータが備えるロータをその回転軸が除かれた状態で示す斜視図である。
【図６】図５の状態のロータを示す正面図である。
【図７】図６中Ｆ７部を拡大して示す図である。
【図８】第３実施形態に係るＩＰＭモータが備えるロータをその回転軸が除かれた状態で示す斜視図である。
【図９】図８の状態のロータを示す正面図である。
【図１０】図９中Ｆ１０部を拡大して示す図である。
【図１１】第４実施形態に係るＩＰＭモータが備えるロータの一部を示す図４相当の拡大図である。
【図１２】第５実施形態に係るＩＰＭモータが備えるロータの一部を示す図４相当の拡大図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、第１実施形態のＩＰＭモータについて、図１〜図４を参照して詳細に説明する。
【００１３】
図１はＩＰＭモータ（以下単にモータと略称する。）１の軸方向に直交する方向の断面図である。このモータ１は、ＤＣブラシレスモータであるとともに、例えば電気掃除機が備える電動送風機のモータ部として用いられる。
【００１４】
図１に示すようにモータ１は、モータフレーム２と、ステータ３と、ロータ１１、位置センサ等を備えている。
【００１５】
モータフレーム２は金属製のフレーム胴部を有しており、この胴部は円筒状である。ステータ３は、ステータコア４と複数のステータ巻線７を有している。
【００１６】
ステータコア４は、電磁鋼板例えば珪素鋼板からプレス機械で打ち抜かれたコア板を積層して形成されている。なお、図１に示した複数の連結ピン５は、ステータコア４をその厚み方向に貫通し、その両端部が潰されている。これら連結ピン５によって、各コア板が積層状態に保持されている。
【００１７】
ステータコア４の外周形状は、例えば略四角形状であるが、これには制約されない。ステータコア４はその内側に複数の突極４ａを有している。これら突極４ａの夫々にステータ巻線７が巻き付けられている。突極４ａとこれに巻かれたステータ巻線７は電磁石を形成する。
【００１８】
ステータ３は、その四隅を前記フレーム胴部の内面に圧接させてモータフレーム２内に固定されている。位置センサ例えばホール素子８が、モータフレーム２内にロータ１１の磁極を検出してロータ１１の位置を知るために設けられている。このホール素子８の検出出力に基づき、図示しないモータ駆動回路が有する半導体スイッチのオン・オフで各ステータ巻線７に対する通電が制御されることにより、前記電磁石が作る磁界の極性が制御されるようになっている。
【００１９】
ロータ１１は、回転軸１２と、ロータコア２１と、ロータロータマグネットをなす複数の永久磁石５１〜５８（図２及び図３参照）を備えている。回転軸１２に取付けられた図示しない一対の玉軸受はモータフレーム２に支持されている。こうしてモータフレーム２に回転自在に支持されたロータ１１のロータコア２１は、ステータ３の中央部を貫通している。ロータコア２１の外周面は、各突極４ａの先端面に接近された状態で対向されているとともに、ホール素子８に対しても接近された状態で対向されている。
【００２０】
回転軸１２の一端部は、出力端部としてモータフレーム２外に突出されている。この出力端部に例えばファン（図示しない）が連結される。モータ１の駆動中にファンから吐出される空気は、ファンとモータフレーム２との間に配設されたディフューザ（図示しない）、及びこれとともにファンを覆ってモータフレーム２に支持されたファンカバー（図示しない）で、モータフレーム２の内部に導かれ、更にモータフレーム２を流通するようになっている。
【００２１】
次に、図２〜図４を参照してロータ１１について詳しく説明する。
【００２２】
ロータ１１は、複数の磁極例えば偶数の磁極具体的には四つの磁極、詳しくは二組のＮ磁極と二組のＳ磁極を有している。Ｎ磁極の夫々とＳ磁極の夫々は、ロータ１１の外周部にその周方向に沿って交互に設けられている。こうした磁極を形成するためのロータコア２１と各永久磁石５１〜５８との関係等を以下説明する。
【００２３】
ロータコア２１は、電磁鋼板例えば珪素鋼板からプレス機械で打ち抜かれた円板形の複数枚のコア板を積層して形成されている。これらコア板の積層状態は複数の連結ピン（図示しない）によって保持されている。各連結ピンは、コア板群をその積層方向に貫通して設けられていて、コア板群の積層方向両端から突出したピン端部が潰されてコア板群をかしめている。
【００２４】
ロータコア２１は、その中央部に回転軸１２が圧入して貫通される通孔２２を有している。これとともに、ロータコア２１の周部に、その軸方向両端に開口された例えば８個の磁石装着孔２３〜３０が、ロータコア２１の周方向に沿って間隔的例えば一定間隔で設けられている。これら磁石装着孔２３〜３０は同じ大きさで、それらの端面の形状は図３に示すように真っ直ぐであるが、これに代えてロータコア２１の外周面に沿うように湾曲した円弧形状であっても差し支えない。
【００２５】
ロータコア２１の各磁石装着孔２３〜３０で囲まれた領域をコア中央領域２１ａと称する。各磁石装着孔２３〜３０を境にコア中央領域２１ａと反対側部位はロータコア２１の外周部２１ｂであり、この外周部２１ｂがロータ１１の磁極となる。
【００２６】
互に隣接された一組の磁石装着孔２３，２４間に、位置決め部３１と後述する途絶部３２が設けられている。図３において磁石装着孔２４を境に磁石装着孔２３と反対側に隣接された一組の磁石装着孔２５，２６間にも、位置決め部３３と後述する途絶部３４が設けられている。同じく、図３において磁石装着孔２６を境に磁石装着孔２５と反対側に隣接された一組の磁石装着孔２７，２８間にも、位置決め部３５と後述する途絶部３６が設けられている。同様に、図３において磁石装着孔２８を境に磁石装着孔２７と反対側に隣接された一組の磁石装着孔２９，３０間にも、位置決め部３７と後述する途絶部３８が設けられている。磁石装着孔３０は磁石装着孔２３に隣接されている。
【００２７】
各途絶部３２，３４，３６，３８は、空隙からなり、その両端はロータコア２１の軸方向両端部開放されている。このため、コア板の製造時に、磁石装着孔２３に相当する孔部と磁石装着孔２４に相当する孔部が、途絶部３２により互いに連通された一つの孔として、コア板に打ち抜かれる。同様に、コア板の製造時に、磁石装着孔２５に相当する孔部と磁石装着孔２６に相当する孔部が、途絶部３４により互いに連通された一つの孔として、コア板に打ち抜かれる。同様に、コア板の製造時に、磁石装着孔２７に相当する孔部と磁石装着孔２８に相当する孔部が、途絶部３６により互いに連通された一つの孔として、コア板に打ち抜かれる。同様に、コア板の製造時に、磁石装着孔２９に相当する孔部と磁石装着孔３０に相当する孔部が、途絶部３８により互いに連通された一つの孔として、コア板に打ち抜かれる。
【００２８】
各位置決め部３１，３３，３５，３７は、いずれもコア中央領域２１ａからロータコア２１の外周部２１ｂに向けて突設されていて、各途絶部３２，３４，３６，３８のいずれかに臨んでいる。これら位置決め部３１，３３，３５，３７は、ロータコア２１の軸方向全長にわたって延びている。
【００２９】
更に、ロータコア２１は、ロータ１１の磁極数と同数例えば４つの支持部４１〜４４を有している。これら支持部４１〜４４によってコア中央領域２１ａと外周部２１ｂとが一体に連続されて、外周部２１ｂがコア中央領域２１ａに支持されている。
【００３０】
支持部４１は、ロータ１１の周方向に隣接された二組みの磁極装着孔間、つまり、磁石装着孔２４，２５間に設けられ、支持部４２は、ロータ１１の周方向に隣接された二組みの磁極装着孔間、つまり、磁石装着孔２６，２７間に設けられている。同様に、支持部４３は、ロータ１１の周方向に隣接された二組みの磁極装着孔間、つまり、磁石装着孔２８，２９間に設けられ、支持部４４は、ロータ１１の周方向に隣接された二組みの磁極装着孔間、つまり、磁石装着孔３０，２３間に設けられている。
【００３１】
したがって、支持部４１，４４間に一組の磁石装着孔２３，２４が形成され、支持部４１，４２間の一組の磁石装着孔２５，２６が形成されている。同様に、支持部４２，４３間に一組の磁石装着孔２７，２８が形成され、支持部４３，４４間の一組の磁石装着孔２９，３０が形成されている。
【００３２】
各磁石装着孔２３〜３０の夫々に、これら装着孔に形状に対応した形状例えば平板状の永久磁石５１〜５８が埋め込まれている。詳しくは、永久磁石５１，５２は一組の磁石装着孔２３，２４に埋め込まれ、永久磁石５３，５４は一組の磁石装着孔２５，２６に埋め込まれている。同様に、永久磁石５５，５６は一組の磁石装着孔２７，２８に埋め込まれ、永久磁石５７，５８は一組の磁石装着孔２９，３０に埋め込まれている。
【００３３】
したがって、各永久磁石５１〜５８はロータ１１の周部にその周方向に沿って間隔的に埋め込まれていて、コア中央領域２１ａを囲んでいる。これら永久磁石５１〜５８は、図示しない接着剤を用いて各磁石装着孔２３〜３０の内面に接着されているとともに、その両端面は図２で代表するようにロータコア２１の軸方向両端面と面一となって露出されている。
【００３４】
各永久磁石５１〜５８には、モータの効率及びトルクを高くすることが可能なネオジウム系などの希土類磁石を用いることが好ましいが、フェライト磁石、又は、その他の磁石材料で成形されたものも使用可能である。更に、本実施形態で各永久磁石５１〜５８は焼結により成形されたものが使用されているが、磁石材料が混ざった合成樹脂を射出成形したものであっても差し支えない。各永久磁石５１〜５８は厚みが一定の平板であるので、比較的正確な寸法に焼結することが可能である。
【００３５】
一組の永久磁石５１，５２は、位置決め部３１を挟んでいて、この位置決め部３１と支持部４４又は４１とで、ロータコア２１の周方向に位置決めされている。これにより、ロータ１１に途絶部３２が形成されている。図４に示すように途絶部３２は、永久磁石５１，５２と、位置決め部３１と、この位置決め部３１に対向された外周部２１ｂの内面２１ｃで区画された空隙よりなる。
【００３６】
同じく、一組の永久磁石５３，５４は、位置決め部３３を挟んでいて、この位置決め部３３と支持部４１又は４２とで、ロータコア２１の周方向に位置決めされている。これにより、ロータ１１に途絶部３４が形成されている。途絶部３４は、永久磁石５３，５４と、位置決め部３３と、この位置決め部３３に対向された外周部２１ｂの内面で区画された空隙よりなる。
【００３７】
同じく、一組の永久磁石５５，５６は、位置決め部３５を挟んでいて、この位置決め部３５と支持部４２又は４３とで、ロータコア２１の周方向に位置決めされている。これにより、ロータ１１に途絶部３６が形成されている。途絶部３６は、永久磁石５５，５６と、位置決め部３５と、この位置決め部３５に対向された外周部２１ｂの内面で区画された空隙よりなる。
【００３８】
同じく、一組の永久磁石５７，５８は、位置決め部３７を挟んでいて、この位置決め部３７と支持部４３又は４４とで、ロータコア２１の周方向に位置決めされている。これにより、ロータ１１に途絶部３８が形成されている。途絶部３８は、永久磁石５７，５８と、位置決め部３７と、この位置決め部３７に対向された外周部２１ｂの内面で区画された空隙よりなる。
【００３９】
各途絶部３２，３４，３６，３８は、外周部２１ｂからコア中央領域２１ａに至る磁路を断っている。これら途絶部３２，３４，３６，３８に臨んで位置決め部３１，３３，２５，３７に対向された外周部２１ｂの内面２１ｃは、図４で代表して示すように永久磁石５１，５２にわたる面で形成されている。詳しくは、永久磁石５１，５２が有する接触面Ｍ１であって外周部２１ｂに接した接触面Ｍ１に連続して、これら永久磁石５１，５２にわたって外周部２１ｂの内面２１ｃが設けられている。この内面２１ｃは例えば平面からなリ、その幅Ｗ１は、位置決め部３１の先端面の幅Ｗ２より広い。
【００４０】
永久磁石５１，５２，５５，５６は、いずれもロータコア２１の外周部２１ｂに接した側面がＮ極となり、コア中央領域２１ａに接した側面がＳ極となるように着磁されている。これにより、ロータコア２１の永久磁石５１，５２を覆った外周部領域と、永久磁石５５，５６を覆った外周部領域とが、共にＮ極に磁化されたロータ磁極（これを、本明細書ではＮ磁極と称する。）となっている。
【００４１】
したがって、永久磁石５１，５２間に位置決め部３１と途絶部３２が設けられているとともに、永久磁石５５，５６間に位置決め部３５と途絶部３６が設けられている。永久磁石５１，５２は、既述のようにロータコア２１の周方向に隣接されていて、ロータ１１が有する一対のＮ磁極のうちの一方に相当する外周部２１ｂの一部を、同一極性（Ｎ極）に磁化している。これとともに、永久磁石５５，５６も、既述のようにロータコア２１の周方向に隣接されていて、ロータ１１が有した一対のＮ磁極のうちの他方に相当する外周部２１ｂの一部を、同一極性（Ｎ極）に磁化している。
【００４２】
同様に、永久磁石５３，５４，５７，５８は、いずれもロータコア２１の外周部２１ｂに接した側面がＳ極となり、コア中央領域２１ａに接した側面がＮ極となるように着磁されている。これにより、ロータコア２１の永久磁石５３，５４を覆った外周部領域と、永久磁石５７，５８を覆った外周部領域が、共にＳ極に磁化されたロータ磁極（これを、本明細書ではＳ磁極と称する。）となっている。
【００４３】
したがって、永久磁石５３，５４間に位置決め部３３と途絶部３４が設けられているとともに、永久磁石５７，５８間に位置決め部３７と途絶部３８が設けられている。永久磁石５３，５４は、ロータコア２１の周方向に隣接されていて、既述のようにロータ１１が有した一対のＳ磁極のうちの一方に相当する外周部２１ｂの一部を、同一極性（Ｓ極）に磁化している。これとともに、永久磁石５７，５８も、ロータコア２１の周方向に隣接されていて、既述のようにロータ１１が有した一対のＳ磁極のうちの他方に相当する外周部２１ｂの一部を、同一極性（Ｓ極）に磁化している。
【００４４】
以上説明したようにロータ１１が備えたロータコア２１の外周部２１ｂのうちで、その周方向に隣接された一群の永久磁石５１，５２を覆った外周部領域は、Ｎ極に磁化されて一方のＮ磁極をなしており、同じく周方向に隣接された一群の永久磁石５５，５６を覆った外周部領域も、Ｎ極に磁化されて他方のＮ磁極をなしている。これとともに、ロータコア２１の外周部２１ｂのうちで、その周方向に隣接された一群の永久磁石５３，５４を覆った外周部領域は、Ｓ極に磁化されて一方のＳ磁極をなしており、同じく周方向に隣接された一群の永久磁石５７，５８を覆った外周部領域も、Ｓ極に磁化されて他方のＳ磁極をなしている。
【００４５】
そして、永久磁石５１，５２間に途絶部３２が設けられているので、一方のＮ磁極とロータコア２１のコア中央領域２１ａとにわたる磁路は途絶部３２で断たれている。同様に、永久磁石５５，５６間にも途絶部３６が設けられているので、他方のＮ磁極とロータコア２１のコア中央領域２１ａとにわたる磁路は途絶部３６で断たれている。
【００４６】
そのため、これら途絶部３２，３６での磁気抵抗によって、ロータ１１のＮ磁極からコア中央領域２１ａへの漏れ磁束を大きく低減できる。この場合、各途絶部３２，３６は、位置決め部３１，３５に対してロータコア２１の外周部２１ｂに寄せて形成されており、これら途絶部３２，３６を画する外周部２１ｂの内面２１ｃの幅Ｗ１は位置決め部３１，３５の幅Ｗ２より広い。これにより、幅Ｗ１を有した外周部２１ｂの内面２１ｃでの磁束密度が低いので、コア中央領域２１ａへの漏れ磁束を更に減少させる上で好ましい。
【００４７】
以上のようにロータ１１の外周部２１ｂからコア中央領域２１ａへの漏れ磁束を低減できることに伴い、ステータ３の磁界に対するＮ磁極の有効磁束が増える。このため、モータの効率が向上される。
【００４８】
加えて、永久磁石５３，５４間に途絶部３４が設けられているので、一方のＳ磁極とロータコア２１のコア中央領域２１ａとにわたる磁路も途絶部３４で断たれている。同様に、永久磁石５７，５８間にも途絶部３８が設けられているので、他方のＳ磁極とロータコア２１のコア中央領域２１ａとにわたる磁路も途絶部３８で断たれている。
【００４９】
これら途絶部３４，３８での磁気抵抗によって、永久磁石５３，５４，５７，５８のコア中央領域２１ａ側のＮ極からロータ１１のＳ磁極への漏れ磁束が大きく低減される。この一方で、既述のようにロータ１１のＮ磁極の有効磁束が減らないので、Ｎ磁極とＳ磁極の有効磁束に大きく差がつくことが抑制される。それにより、モータ駆動中に、ステータ巻線７に発生する誘起電圧の変動が滑らかとなるに伴い、トルクリップルが低減される。
【００５０】
したがって、モータ駆動中の振動が抑制されるとともに、振動を原因とするモータ寿命の低下を抑制することが可能である。
【００５１】
又、ロータコア２１の外周部２１ｂは、この外周部２１ｂを異なる極性に磁化する永久磁石５２，５３間、５４，５５間、５６，５７間、及び５８，５１間に夫々設けられた複数の支持部４１〜４４で、ロータコア２１のコア中央領域２１ａに支持されている。このため、既述の途絶部３２，３４，３６，３８の存在に拘らず、各永久磁石５１〜５８がロータ１１の回転中に遠心力で飛び出すことがなく、機械的安全性を確保することができる。なお、支持部４１〜４４は磁路をなすが、Ｎ磁極の磁束の一部は、隣接するＳ磁極へと容易に流れる。それにより、Ｎ磁極の磁束の一部が支持部４１〜４４を通ってコア中央領域２１ａに漏れることは無視できるほど小さい。
【００５２】
図５〜図７は第２実施形態を示している。第２実施形態は以下説明する構成が第１実施形態とは相違しており、それ以外の構成は第１実施形態と同じである。このため、第１実施形態と同一ないしは同様の機能を奏する構成については、第１実施形態と同じ符号を付してその説明を省略し、又、必要に応じて図１等も参照する。
【００５３】
第２実施形態のＩＰＭモータ１（図１参照）で、そのロータ１１が有する位置決め部３１，３３，３５，３７は、図７に示した位置決め部３１で代表するようにロータコア２１の外周部２１ｂからコア中央領域２１ａに向けて一体に突設されている。
【００５４】
これとともに、ロータ１１が有する途絶部３２，３４，３６，３８は、図７に示した途絶部３２で代表するように位置決め部３１に対してコア中央領域２１ａに寄せて設けられている。これにより、例えば途絶部３２は、周方向に隣接された永久磁石５１，５２と、これら磁石で挟まれた位置決め部３１と、同磁石間で位置決め部３１に対向したコア中央領域２１ａの面２１ｄとで区画された空隙により形成されている。他の途絶部３４，３６，３８も同様な空隙で形成されている。
【００５５】
途絶部３２，３４，３６，３８に臨んだコア中央領域２１ａの面２１ｄは、図７に示した途絶部３２で代表するように周方向に隣接された永久磁石５１，５２の角にわたっている。詳しくは、永久磁石５１，５２が有する接触面Ｍ２であってコア中央領域２１ａに接した接触面Ｍ２に連続して、これら永久磁石５１，５２の角にわたってコア中央領域２１ａの面２１ｄが設けられている。これとともに、図７で代表するように周方向に隣接された永久磁石５１，５２で挟まれた位置決め部３１の幅Ｗ２は、途絶部３２に臨んだコア中央領域２１ａの面２１ｄの幅Ｗ３より広い。他の位置決め部３３，３５，３７の幅と、これらのいずれかに対向するコア中央領域２１ａの面２１ｄの幅との関係も同様で、位置決め部３３，３５，３７の幅の方が広い。
【００５６】
第２実施形態のＩＰＭモータ１は、以上説明した以外の構成は図示されない構成を含めて第１実施形態と同じである。したがって、この第２実施形態においても、空隙からなる途絶部３２，３４，３６，３９によりロータ１１内での漏れ磁束が効果的に減少されて、モータ効率の向上を図ることが可能なＩＰＭモータ１を提供できる。
【００５７】
しかも、各位置決め部３１，３３，３５，３７の幅Ｗ２が、第１実施形態の場合よりも広く、したがって、各位置決め部３１，３３，３５，３７が大きく高強度であるので、永久磁石５１〜５８に対する位置決めの信頼性が高い利点がある。
【００５８】
図８〜図１０は第３実施形態を示している。第３実施形態は以下説明する構成が第１実施形態とは相違しており、それ以外の構成は第１実施形態と同じである。このため、第１実施形態と同一ないしは同様の機能を奏する構成については、第１実施形態と同じ符号を付してその説明を省略し、又、必要に応じて図１等も参照する。
【００５９】
第３実施形態のＩＰＭモータ１（図１参照）で、そのロータ１１は、ロータコア２１の外周部２１ｂ側の第１位置決め部３１ａ，３３ａ，３５ａ，３７ａと、ロータコア２１のコア中央領域２１ａ側の第２位置決め部３１ｂ，３３ｂ，３５ｂ，３７ｂを有している。図１０で代表して示すように第１位置決め部３１ａの先端面の幅Ｗ４は、これに対向した第２位置決め部の先端面の幅Ｗ５より広い。
【００６０】
第１位置決め部３１ａ，３３ａ，３５ａ，３７ａは、図１０に示した第１位置決め部３１ａで代表するようにロータコア２１の外周部２１ｂからコア中央領域２１ａに向けて突出され、ロータコア２１の周方向に隣接されてこのコアの外周部２１ｂの一部を同一磁極（例えばＮ磁極）に磁化した永久磁石５１，５２で挟まれている。他の第１位置決め部３３ａ，３５ａ，３７ａも同様の構成である。
【００６１】
第２位置決め部３１ｂ，３３ｂ，３５ｂ，３７ｂは、図１０に示した第１位置決め部３１ａで代表するようにロータコア２１のコア中央領域２１ａからロータコア２１の外周部２１ｂに向けて突出され、ロータコア２１の周方向に隣接されてこのコアの外周部２１ｂの一部を同一磁極（例えばＮ磁極）に磁化した永久磁石５１，５２で挟まれている。他の第２位置決め部３３ｂ，３５ｂ，３７ｂも同様の構成である。
【００６２】
そのため、ロータ１１が有する途絶部３２，３４，３６，３８は、図１０に示した第１位置決め部３１ａで代表するようにロータコア２１の周方向に隣接されてこのコアの外周部２１ｂの一部を同一磁極（例えばＮ磁極）に磁化した永久磁石５１，５２と、第１位置決め部３１ａと、これに対向した第２位置決め部３１ｂとで区画された空隙で形成されている。他の途絶部３４，３６，３８も同様の構成である。
【００６３】
第３実施形態のＩＰＭモータ１は、以上説明した構成以外は図示されない構成を含めて第１実施形態と同じである。したがって、この第３実施形態においても、空隙からなる途絶部３２，３４，３６，３９によりロータ１１内での漏れ磁束が効果的に減少されて、モータ効率の向上を図ることが可能なＩＰＭモータ１を提供できる。
【００６４】
図１１は第４実施形態を示している。第４実施形態は以下説明する構成が第２実施形態とは相違しており、それ以外の構成は第２実施形態と同じである。このため、第２実施形態と同一ないしは同様の機能を奏する構成については、第２実施形態と同じ符号を付してその説明を省略し、又、必要に応じて図１及び図６等も参照する。
【００６５】
第４実施形態のＩＰＭモータ１（図１参照）で、ロータコア２１の外周部２１ｂの内面に突設された位置決め部は、第１突起部位と第２突起部位を有している。
【００６６】
具体的には、図１１に示した位置決め部３１で代表するように、位置決め部３１をなす第１突起部位３１ｃと第２突起部位３１ｄは、同一極性(例えばＮ磁)を担ってロータコア２１の周方向に隣接された永久磁石５１，５２ごとに、これら永久磁石５１，５２の角部に接して設けられている。第１突起部位３１ｃ及び第２突起部位３１ｄの断面形状は、例えば三角形状であるが、これには制約されない。そして、これら第１突起部位３１ｃと第２突起部位３１ｄとの間に凹み３９が形成されている。この凹み３９は途絶部３２の一部をなしている。図１１に示されない他の位置決め部３３，３５，３７（図６参照）の構成も同様である。
【００６７】
第４実施形態のＩＰＭモータ１は、以上説明した構成以外は図示されない構成を含めて第２実施形態と同じである。したがって、この第４実施形態においても、空隙からなる途絶部によりロータ１１内での漏れ磁束が効果的に減少されて、モータ効率の向上を図ることが可能なＩＰＭモータ１を提供できる。
【００６８】
しかも、位置決め部３１をなす第１突起部位３１ｃと第２突起部位３１ｄとの間に形成された凹み３９によって、図１１で代表して示すように位置決め部３１の凹み３９部分とこれに対向したコア中央領域２１ａとの間に距離が長くなる。言い換えれば、空隙からなる途絶部３２がロータコアの径方向に長くなる。これにより、ロータコア２１の外周部２１ｂからコア中央領域２１ａへの漏れ磁束をより効果的に低減可能である、という利点がある。
【００６９】
なお、第４実施形態での位置決め部の構成は、第１実施形態の位置決め部に適用可能であるとともに、第３実施形態の第１位置決め部及び第２位置決め部、並びに、次に説明する第５実施形態の位置決め部にも適用可能である。
【００７０】
図１２は第５実施形態を示している。第５実施形態は以下説明する構成が第２実施形態とは相違しており、それ以外の構成は第２実施形態と同じである。このため、第２実施形態と同一ないしは同様の機能を奏する構成については、第２実施形態と同じ符号を付してその説明を省略し、又、必要に応じて図１及び図６等も参照する。
【００７１】
第５実施形態のＩＰＭモータ１（図１参照）では、図１２で代表して示すようにロータ１１が有する途絶部３２に、熱硬化性の接着剤４０が設けられている。接着剤４０は、位置決め部３１を挟んだ状態で位置決めされた永久磁石５１，５２を、位置決め部３１又はコア中央領域２１ａのうちの少なくとも一方に接着して設けられるが、途絶部３２全体を埋めた状態に充填されていることが望ましい。なお、図１２に示されない他の途絶部３４，３５，３８（図６参照）に対しても接着剤が設けられていることは同様である。
【００７２】
第５実施形態のＩＰＭモータ１は、以上説明した構成以外は図示されない構成を含めて第２実施形態と同じである。したがって、この第５実施形態においても、途絶部３２等によりロータ１１内での漏れ磁束が効果的に減少されて、モータ効率の向上を図ることが可能なＩＰＭモータ１を提供できる。
【００７３】
しかも、接着剤４０によって、ロータコア２１に埋め込まれた各永久磁石の固定強度をより大きくできる、という利点がある。又、各磁石装着孔と永久磁石との接着を省略して、途絶部内に注入された接着剤４０のみで永久磁石をロータコア２１に固定することも可能である。この場合、接着剤の注入作業が容易となるので、ロータ１１の製造性を向上することが可能である。
【００７４】
第５実施形態で採用した接着剤４０は、第１、第３、第４の各実施形態において、その各途絶部に注入して実施することが可能である。
【００７５】
なお、前記各実施形態のＩＰＭモータ１は、４極のロータ１１を備えた例であるが、図１〜図４等において永久磁石５１〜５４の外周部２１ｂ側部位がいずれもＮ極、コア中央領域２１ａ側部位がいずれもＳ極となるように着磁するとともに、永久磁石５５〜５９の外周部２１ｂ側部位がいずれもＳ極、コア中央領域２１ａ側部位がいずれもＮ極となるように着磁することで、２極のロータを備えたＩＰＭモータとして実施することが可能である。この場合、永久磁石５１，５２間に加えて、永久磁石５２，５３間及び永久磁石５３，５４間にも、夫々位置決め部３１と途絶部３２を設け、同様に、永久磁石５５，５６間に加えて、永久磁石５６，５７間、永久磁石５７，５８間にも、夫々位置決め部３７と途絶部３８を設ければよく、それによって形成されるＮ磁極とＳ磁極との間の夫々に、互に１８０度隔てられた支持部４２，４４が設けられることで、ロータコア２１の外周部２１ｂが支持される。
【００７６】
又、ロータ１１の永久磁石の数を３の２倍以上の整数倍とすれば、例えば３極又は６極のロータを備えたＩＰＭモータを構成することが可能である。
【００７７】
以上のように本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することを意図していない。これら新規な実施形態は、その他様々な形態で実施されることが可能であるとともに、発明の要旨を逸脱しない限り、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形などは、発明の範囲に含まれると共に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【００７８】
２１…ロータコア、２１ａ…コア中央領域、２１ｂ…ロータコアの外周部、２１ｃ…外周部の内面、２１ｃ…途絶部に臨んだコア中央領域の面、３１，３３，３５，３７…位置決め部、３２，３４，３６，３９…途絶部、４１〜４４…支持部、５１〜５８…永久磁石、Ｗ１…途絶部に臨んだ外周部の内面の幅、Ｗ２…コア中央領域から突出された位置決め部の幅、Ｗ３…ロータコアの外周部から突出された位置決め部の幅、Ｍ１…ロータコアの外周部ヘの永久磁石の接触面、Ｍ２…コア中央領域への永久磁石の接触面
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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