(57)【要約】【課題】磁石をロータコアとのエアギャップが発生しないように且つ破損しないように容易に配設することができる埋込磁石型モータを提供する。【解決手段】埋込磁石型モータは、ロータコア１１の内部にＶ字永久磁石１２が周方向に複数配設されたロータ２を備える。ロータコア１１は、Ｖ字永久磁石１２が配設される部分を境に径方向に分割された形状のインナーコア部２１とアウターコア部２２とを有し、インナーコア部２１は周方向に分割された形状の周方向分割コア部２４からなる。そして、Ｖ字永久磁石１２を構成する各Ｖ字構成磁石２３を独立した状態の周方向分割コア部２４に軸直交方向から組み付けた後に、アウターコア部２２と共にＶ字構成磁石２３を挟むように周方向分割コア部２４が径方向内側から組み付けられる。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ロータコアの内部に磁石が周方向に複数配設されたロータを備えた埋込磁石型モータであって、
前記ロータコアは、前記磁石が配設される部分を境に径方向に分割された形状のインナーコア部とアウターコア部とを有し、
前記インナーコア部又は前記アウターコア部は周方向に分割された形状の周方向分割コア部を有することを特徴とする埋込磁石型モータ。
【請求項２】
請求項１に記載の埋込磁石型モータにおいて、
前記磁石は、一対のＶ字構成磁石が径方向内側に凸の略Ｖ字形状に配置されてなるＶ字永久磁石であり、
前記周方向分割コア部は、前記インナーコア部が前記Ｖ字永久磁石における周方向の中間部毎で切り離された形状であることを特徴とする埋込磁石型モータ。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の埋込磁石型モータにおいて、
前記インナーコア部には、前記磁石を保持するための保持溝が形成されたことを特徴とする埋込磁石型モータ。
【請求項４】
請求項１又は２に記載の埋込磁石型モータにおいて、
前記アウターコア部には、前記磁石を保持するための保持溝が形成されたことを特徴とする埋込磁石型モータ。
【請求項５】
ロータコアの内部に磁石が周方向に複数配設されるロータを備えた埋込磁石型モータの製造方法であって、
前記ロータコアは、前記磁石が配設される部分を境に径方向に分割された形状のインナーコア部とアウターコア部とを有し、
前記インナーコア部又は前記アウターコア部は周方向に分割された形状の周方向分割コア部を有するものであって、
前記磁石を前記インナーコア部又は前記アウターコア部に軸直交方向から組み付ける磁石組付工程と、
前記磁石組付工程の後、前記アウターコア部又は前記インナーコア部と共に前記磁石を挟むように前記周方向分割コア部を径方向から組み付けるコア組付工程と
を備えたことを特徴とする埋込磁石型モータの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ロータコアの内部に磁石が配設される埋込磁石型モータ及びその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、埋込磁石型モータとしては、ロータコアに軸方向に貫通する収容孔が周方向に複数形成され、その各収容孔にそれぞれ磁石が配設されたロータを備えたものがある。このような、埋込磁石型モータにおけるロータでは、着磁済みの磁石を軸方向から収容孔に挿入してロータコアへの組み付けを行っている。又、このような埋込磁石型モータとしては、ロータコアに対する磁石のがたつきを防止すべく磁石を軸方向に押圧するスプリング（弾性手段）を備えたものがある（例えば、特許文献１参照）
【特許文献１】特開２００３−７０１９５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、上記のような埋込磁石型モータでは、磁石を軸方向から収容孔に挿入する際、既に磁石が着磁済みでロータコアに吸着しようとするため、その組み付けが困難であった。又、挿入を比較的容易とするとともに磁石の割れや欠けといった破損を防止すべく収容孔を磁石より若干大きくすると、磁石とロータコアとのエアギャップが発生してしまう。又、上記スプリングを備えるものは、部品点数が増加するとともに、前記エアギャップの発生を防止することは困難である。
【０００４】
本発明は、上記問題点を解決するためになされたものであって、その目的は、磁石をロータコアとのエアギャップが発生しないように且つ破損しないように容易に配設することができる埋込磁石型モータ及びその製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
請求項１に記載の発明では、ロータコアの内部に磁石が周方向に複数配設されたロータを備えた埋込磁石型モータであって、前記ロータコアは、前記磁石が配設される部分を境に径方向に分割された形状のインナーコア部とアウターコア部とを有し、前記インナーコア部又は前記アウターコア部は周方向に分割された形状の周方向分割コア部を有する。
【０００６】
請求項２に記載の発明では、請求項１に記載の埋込磁石型モータにおいて、前記磁石は、一対のＶ字構成磁石が径方向内側に凸の略Ｖ字形状に配置されてなるＶ字永久磁石であり、前記周方向分割コア部は、前記インナーコア部が前記Ｖ字永久磁石における周方向の中間部毎で切り離された形状である。
【０００７】
請求項３に記載の発明では、請求項１又は２に記載の埋込磁石型モータにおいて、前記インナーコア部には、前記磁石を保持するための保持溝が形成された。
請求項４に記載の発明では、請求項１又は２に記載の埋込磁石型モータにおいて、前記アウターコア部には、前記磁石を保持するための保持溝が形成された。
【０００８】
請求項５に記載の発明では、ロータコアの内部に磁石が周方向に複数配設されるロータを備えた埋込磁石型モータの製造方法であって、前記ロータコアは、前記磁石が配設される部分を境に径方向に分割された形状のインナーコア部とアウターコア部とを有し、前記インナーコア部又は前記アウターコア部は周方向に分割された形状の周方向分割コア部を有するものであって、前記磁石を前記インナーコア部又は前記アウターコア部に軸直交方向から組み付ける磁石組付工程と、前記磁石組付工程の後、前記アウターコア部又は前記インナーコア部と共に前記磁石を挟むように前記周方向分割コア部を径方向から組み付けるコア組付工程とを備えた。
【０００９】
（作用）
請求項１に記載の発明によれば、ロータコアは、磁石が配設される部分を境に径方向に分割された形状のインナーコア部とアウターコア部とを有する。そして、インナーコア部又はアウターコア部は周方向に分割された形状の周方向分割コア部を有するため、磁石をインナーコア部又はアウターコア部に軸直交方向から組み付けた後に、アウターコア部又はインナーコア部と共に磁石を挟むように周方向分割コア部を径方向から組み付けることができる。よって、磁石をロータコアとのエアギャップが発生しないように且つ破損しないように容易に配設することができる。
【００１０】
請求項２に記載の発明によれば、周方向分割コア部は、インナーコア部がＶ字永久磁石における周方向の中間部毎で切り離された形状とされるため、周方向に隣り合うＶ字永久磁石における互いに近接する側のＶ字構成磁石と対応して径方向外側に向かうほど幅狭の形状となる。よって、アウターコア部と共に各Ｖ字構成磁石をそれぞれ挟むように、周方向分割コア部を径方向内側から容易に組み付けることができる。又、周方向に隣り合うＶ字永久磁石における互いに近接する側のＶ字構成磁石は、磁極が逆向きに設定され、ロータコア（インナーコア部）内部で磁路を必要とするが、周方向分割コア部が上記のように切り離されることで、該周方向分割コア部にて磁路を良好に構成することができる。
【００１１】
請求項３に記載の発明によれば、インナーコア部（周方向分割コア部）には、磁石を保持するための保持溝が形成されるため、例えばインナーコア部とアウターコア部とを組み付ける前に、磁石をインナーコア部（周方向分割コア部）に軸直交方向から組み付けて容易に保持させることができる。よって、組み付けが容易となる。特に、請求項２に記載の構成にこの構成が適用されると、周方向に隣り合うＶ字永久磁石における互いに近接する側のＶ字構成磁石を１つの周方向分割コア部を挟むように保持させることで保持力を高くすることができ、Ｖ字構成磁石を保持させた周方向分割コア部をアウターコア部に容易に組み付けることができる。
【００１２】
請求項４に記載の発明によれば、アウターコア部には、磁石を保持するための保持溝が形成されるため、例えばインナーコア部とアウターコア部とを組み付ける前に、磁石をアウターコア部に軸直交方向から組み付けて容易に保持させることができる。よって、組み付けが容易となる。
【００１３】
請求項５に記載の発明によれば、磁石組付工程にて磁石がインナーコア部又はアウターコア部に軸直交方向から組み付けられ、後のコア組付工程にてアウターコア部又はインナーコア部と共に磁石を挟むように周方向分割コア部が径方向から組み付けられる。よって、磁石をロータコアとのエアギャップが発生しないように且つ破損しないように容易に配設することができる。
【発明の効果】
【００１４】
請求項１〜４に記載の発明によれば、磁石をロータコアとのエアギャップが発生しないように且つ破損しないように容易に配設することができる埋込磁石型モータを提供することができる。
【００１５】
又、請求項５に記載の発明によれば、磁石をロータコアとのエアギャップが発生しないように且つ破損しないように容易に配設することができる埋込磁石型モータの製造方法を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明を具体化した一実施の形態を図１〜図３に従って説明する。図１及び図２に示すように、埋込磁石型モータは、ステータ１と、ステータ１の内側で回転可能に支持されるロータ２とを備える。
【００１７】
ステータ１は、全体的に略円筒状に形成され、ステータコア３及び巻線４（図１中、一部のみ２点鎖線で図示）を備える。ステータコア３は、環状コア５と、環状コア５から径方向内側に延びるように該環状コア５に固定される周方向に複数（本実施の形態では１２個）のティースコア６とを備える。そして、ティースコア６には図示しないインシュレータを介して巻線４が（集中巻きにて）巻装されている。
【００１８】
ロータ２は、全体的に略円筒状に形成され、ロータコア１１、及びロータコア１１の内部に周方向に複数（８個）配設される磁石としてのＶ字永久磁石１２、ロータコア１１の内周面に内嵌される回転軸１３、ロータコア１１の両端面に配置されるカバー１４（図２参照）、及びロータコア１１とカバー１４とを軸方向に締結するリベット１５を備える。ロータコア１１は、複数のＶ字永久磁石１２が配設される部分を境に径方向に分割された形状のインナーコア部２１とアウターコア部２２とからなる。尚、本実施の形態のインナーコア部２１及びアウターコア部２２は、それぞれコアシートが軸方向に積層されてなる。
【００１９】
詳述すると、前記Ｖ字永久磁石１２は、それぞれ４角柱状であって軸方向から見て略直線状の一対のＶ字構成磁石２３が径方向内側に凸の略Ｖ字形状となるように配置されてなる。
【００２０】
又、前記アウターコア部２２は、Ｖ字永久磁石１２より径方向外側に配置される形状であって、ロータコア１１の外周面を有する形状である。即ちアウターコア部２２は、Ｖ字永久磁石１２のＶ字を構成する２辺の内側に配置されるべく径方向内側に向かうほど幅狭となる形状のＶ字被収容部２２ａと、それら複数のＶ字被収容部２２ａの径方向外側端部を周方向に隣り合うもの同士で連結する連結部２２ｂとを有する。又、本実施の形態のアウターコア部２２のＶ字被収容部２２ａには、軸方向に貫通する貫通孔２２ｃが形成されている。
【００２１】
又、前記インナーコア部２１は、Ｖ字永久磁石１２より径方向内側に配置される形状であって、ロータコア１１の内周面を有する形状である。このインナーコア部２１は、周方向に（８個に）分割された形状の周方向分割コア部２４からなる。本実施の形態の周方向分割コア部２４は、インナーコア部２１がＶ字永久磁石１２における周方向の中間部（一対のＶ字構成磁石２３の間）毎で切り離された形状である。即ち、周方向分割コア部２４は、軸方向から見て全体的に、周方向に隣り合うＶ字永久磁石１２における互いに近接する側のＶ字構成磁石２３と対応して径方向外側に向かうほど幅狭の形状となる。又、インナーコア部２１の各周方向分割コア部２４には、前記Ｖ字構成磁石２３を保持するための保持溝としての圧入溝２４ａが一対形成されている（図３参照）。圧入溝２４ａは、軸方向から見たその両壁の間隔がＶ字構成磁石２３の長手方向端部を（溝の凹設方向に）圧入可能に設定されている。即ち、周方向分割コア部２４は、径方向外側端部で略周方向に延びて前記両壁の内の一方を形成する先端側延出部２４ｂと、径方向内側で略周方向に延びて前記両壁の内の他方を形成する基端側延出部２４ｃとを有する。尚、先端側延出部２４ｂ及び基端側延出部２４ｃは、Ｖ字構成磁石２３の短手方向の長さの半分、又は３分の１程度、略周方向に延びている。
【００２２】
そして、Ｖ字構成磁石２３は、各周方向分割コア部２４の各圧入溝２４ａに圧入保持され、アウターコア部２２と周方向分割コア部２４とで挟まれるように配設されている。尚、この状態で（図１参照）、周方向分割コア部２４同士の間には、周方向に隙間が形成されるように設定されている。又、この状態で（図１参照）、周方向分割コア部２４の径方向外側端部とアウターコア部２２の連結部２２ｂとの間には、隙間が形成されるように設定されている。そして、そのインナーコア部２１（周方向分割コア部２４）の内周面には回転軸１３が内嵌されている。又、ロータコア１１の軸方向両端面には、図２に示すように、樹脂製のカバー１４が配置され、それらはロータコア１１（貫通孔２２ｃ）及びカバー１４を貫通するリベット１５にて締結されている。尚、図１では、カバー１４及びリベット１５の図示を省略している。
【００２３】
ここで、上記のように構成される埋込磁石型モータ（ロータ２）の製造方法について説明する。
まず、インナーコア部２１（即ち複数の周方向分割コア部２４）、アウターコア部２２、及びＶ字構成磁石２３をそれぞれ独立して製造する。尚、Ｖ字構成磁石２３は、この時点で着磁済みとする。
【００２４】
次に、「磁石組付工程」では、Ｖ字構成磁石２３を（独立した状態の）周方向分割コア部２４に軸直交方向（ロータ２における軸直交方向）から組み付ける。詳しくは、本実施の形態では、周方向分割コア部２４の各圧入溝２４ａにそれぞれＶ字構成磁石２３を圧入して保持させる。尚、この際、１つの周方向分割コア部２４の一対の圧入溝２４ａに保持される２つのＶ字構成磁石２３は、周方向に隣り合うＶ字永久磁石１２における互いに近接する側のＶ字構成磁石２３であって、磁極が逆向き、詳しくは圧入溝２４ａに嵌り込む側の磁極が互いに逆（Ｎ極とＳ極）に設定される。
【００２５】
次に、「コア組付工程」では、アウターコア部２２と共にＶ字構成磁石２３を挟むように周方向分割コア部２４を径方向（内側）から組み付ける（図３参照）。詳しくは、まず、図３に示すように（図中、部分拡大図参照）、アウターコア部２２の内側にＶ字構成磁石２３を保持した周方向分割コア部２４を軸方向から挿入する。この際、図３の部分拡大図に示すように、Ｖ字構成磁石２３がアウターコア部２２と接触しないように（周方向分割コア部２４を若干径方向内側に配置して）挿入する。そして、次に、Ｖ字構成磁石２３を保持した周方向分割コア部２４を径方向外側に移動させることで、アウターコア部２２と周方向分割コア部２４とでＶ字構成磁石２３を挟むように組み付ける。尚、この工程は、各周方向分割コア部２４についてそれぞれ行う。
【００２６】
そして、次に、配列された全ての周方向分割コア部２４、即ちインナーコア部２１の内周面に回転軸１３を内嵌する。又、ロータコア１１（Ｖ字永久磁石１２を含む）の軸方向両端面にカバー１４を配置して、それらをリベット１５にて締結する。このようにして、ロータ２の製造が完了する。
【００２７】
次に、上記実施の形態の特徴的な作用効果を以下に記載する。
（１）ロータコア１１は、Ｖ字永久磁石１２が配設される部分を境に径方向に分割された形状のインナーコア部２１とアウターコア部２２とを有し、インナーコア部２１は周方向に分割された形状の周方向分割コア部２４からなる。よって、Ｖ字永久磁石１２を構成する各Ｖ字構成磁石２３を周方向分割コア部２４に軸直交方向から組み付けた後に、アウターコア部２２と共にＶ字構成磁石２３を挟むように周方向分割コア部２４を径方向から組み付けることができる。よって、Ｖ字永久磁石１２（Ｖ字構成磁石２３）をロータコア１１とのエアギャップが発生しないように且つ破損しないように容易に配設することができる。その結果、Ｖ字永久磁石１２（Ｖ字構成磁石２３）の磁束を有効に利用することができる埋込磁石型モータを容易に得ることができる。
【００２８】
（２）ロータコア１１の内部に配設する磁石を、一対のＶ字構成磁石２３が径方向内側に凸の略Ｖ字形状となるように配置されてなるＶ字永久磁石１２とした。そして、周方向分割コア部２４は、インナーコア部２１がＶ字永久磁石１２における周方向の中間部（一対のＶ字構成磁石２３の間）毎で切り離された形状としたため、軸方向から見て全体的に、径方向外側に向かうほど幅狭の形状となる。よって、アウターコア部２２と共に各Ｖ字構成磁石２３をそれぞれ挟むように、周方向分割コア部２４を径方向内側から（径方向外側に向かって）容易に組み付けることができる。又、周方向に隣り合うＶ字永久磁石１２における互いに近接する側のＶ字構成磁石２３は、磁極が逆向きに設定され、ロータコア１１（インナーコア部２１）内部で磁路を必要とするが、周方向分割コア部２４が上記のように切り離されることで、該周方向分割コア部２４にて磁路を良好に構成することができる。
【００２９】
（３）インナーコア部２１の周方向分割コア部２４には、Ｖ字構成磁石２３を保持するための圧入溝２４ａが形成されるため、周方向分割コア部２４とアウターコア部２２とを組み付ける前に、Ｖ字構成磁石２３を周方向分割コア部２４に軸直交方向から組み付けて容易に保持させることができる。よって、組み付けが容易となる。又、本実施の形態では、周方向に隣り合うＶ字永久磁石１２における互いに近接する側のＶ字構成磁石２３（磁極が逆向き）が１つの周方向分割コア部２４を挟むように保持されることで保持力が高くなり、Ｖ字構成磁石２３を保持させた周方向分割コア部２４をアウターコア部２２に容易に組み付けることができる。
【００３０】
上記実施の形態は、以下のように変更してもよい。
・上記実施の形態では、インナーコア部２１（周方向分割コア部２４）にＶ字構成磁石２３を保持するための圧入溝２４ａ（保持溝）を形成したが、これに限定されず、アウターコア部に保持溝を形成してもよい。例えば、図４及び図５に示すように変更してもよい。詳しくは、上記実施の形態と略同様にロータコア３１は、複数のＶ字永久磁石１２が配設される部分を境に径方向に分割された形状のインナーコア部４１とアウターコア部４２とからなる。
【００３１】
アウターコア部４２は、上記実施の形態と略同様にＶ字被収容部４２ａと連結部４２ｂとを有し、その各Ｖ字被収容部４２ａ（その周方向両側）にＶ字構成磁石２３を保持するための保持溝としての圧入溝４２ｃが一対形成されている。
【００３２】
又、インナーコア部４１は、上記実施の形態と同様に周方向に分割された形状の周方向分割コア部４３からなる。そして、周方向分割コア部４３は、上記実施の形態と略同様に径方向外側に向かうほど幅狭の形状を有し、上記実施の形態の先端側延出部２４ｂや基端側延出部２４ｃを備えていない。
【００３３】
そして、この例における「磁石組付工程」では、Ｖ字構成磁石２３をアウターコア部４２に軸直交方向から組み付ける。詳しくは、各圧入溝４２ｃにそれぞれＶ字構成磁石２３を圧入して保持させる。
【００３４】
又、次の「コア組付工程」では、アウターコア部４２と共にＶ字構成磁石２３を挟むように周方向分割コア部４３を径方向（内側）から組み付ける（図５参照）。詳しくは、まず、図５に示すように（図中、部分拡大図参照）、Ｖ字構成磁石２３を保持したアウターコア部４２の内側に周方向分割コア部４３を軸方向から挿入する。この際、図５の部分拡大図に示すように、Ｖ字構成磁石２３が周方向分割コア部４３と接触しないように（周方向分割コア部４３を若干径方向内側に配置して）挿入する。そして、次に、周方向分割コア部４３を径方向外側に移動させることで、アウターコア部４２と周方向分割コア部４３とでＶ字構成磁石２３を挟むように組み付ける。このようにしても、Ｖ字永久磁石１２（Ｖ字構成磁石２３）をロータコア３１とのエアギャップが発生しないように且つ破損しないように容易に配設することができる。
【００３５】
・上記実施の形態及び別例では、保持溝を圧入溝２４ａ，４２ｃとしたが、これに限定されず、Ｖ字構成磁石２３（磁石）を保持するための他の保持溝に変更してもよい。例えば、圧入溝２４ａ，４２ｃと略同様の形状でその両壁の間隔が圧入溝２４ａ，４２ｃより若干広い保持溝であって、単にＶ字構成磁石２３が嵌め込まれて（圧入されず）その組み付け方向の直交方向の移動を規制することで保持する保持溝としてもよい。又、このような場合、Ｖ字構成磁石２３と保持溝とを接着剤にて固定してもよい。又、インナーコア部及びアウターコア部に保持溝を形成せず、Ｖ字構成磁石を単に接着剤のみで固定してもよい。
【００３６】
・上記実施の形態及び別例では、周方向分割コア部２４，４３を、インナーコア部２１，４１を周方向に分割した形状のものとしたが、逆に、インナーコア部を周方向に分割せずに（連続した環状のものとし）、アウターコア部が周方向に分割した形状の周方向分割コア部からなるように変更してもよい。このようにしても、磁石をインナーコア部又はアウターコア部（周方向分割コア部）に軸直交方向から組み付けた後に、インナーコア部と共に磁石を挟むように周方向分割コア部を径方向から組み付けることができる。よって、磁石をロータコアとのエアギャップが発生しないように且つ破損しないように容易に配設することができる。
【００３７】
・上記実施の形態では、磁石を、一対のＶ字構成磁石２３が径方向内側に凸の略Ｖ字形状となるように配置されてなるＶ字永久磁石１２としたが、これに限定されず、他の形状の磁石としてもよい。例えば、Ｖ字永久磁石１２を、ロータコアの外周に略沿った直線状の磁石に変更してもよい。尚、この場合、インナーコア部やアウターコア部の形状や周方向分割コア部の形状を適宜変更する必要がある。
【００３８】
・本実施の形態では、インナーコア部２１（周方向分割コア部２４）及びアウターコア部２２はそれぞれコアシートが積層されてなるとしたが、同様の形状であればよく、例えば、磁性粉体を焼結して形成してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本実施の形態における埋込磁石型モータのステータ及びロータの平面図。
【図２】本実施の形態における埋込磁石型モータのステータ及びロータの断面図。
【図３】本実施の形態におけるロータの製造方法を説明するための説明図。
【図４】別例における埋込磁石型モータのステータ及びロータの平面図。
【図５】別例におけるロータの製造方法を説明するための説明図。
【符号の説明】
【００４０】
２…ロータ、１１，３１…ロータコア、１２…Ｖ字永久磁石（磁石）、２１，４１…インナーコア部、２２，４２…アウターコア部、２３…Ｖ字構成磁石、２４，４３…周方向分割コア部、２４ａ，４２ｃ…圧入溝（保持溝）。
【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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