(57)【要約】【課題】永久磁石式モータにおいて、簡易な構成で熱不可逆減磁を抑制する。【解決手段】ロータ１０は、ロータコア１０ａと複数の永久磁石１０ｂから構成される。ロータコア１０ａは積層鋼板から構成され、永久磁石１０ｂはロータコア１０ａの穴に挿入され、磁石固定材１０ｃによりロータコア１０ａに接着固定される。磁石固定材１０ｃは、永久磁石１０ｂの周囲を取り囲むように設けられ、永久磁石１０ｂの常用温度範囲、例えば５０℃〜２００℃において一定値以上の蓄熱性能を備える材料（蓄熱材）で構成される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
永久磁石がロータコアに埋め込まれ、又はロータコア表面に装着されたロータと、
前記ロータに対して所定の空隙を介して配置されたステータと、
を備え、
前記永久磁石は、前記ロータコアに磁石固定材を用いて固定され、
前記磁石固定材の少なくとも一部に、前記永久磁石よりも蓄熱容量の大きな蓄熱材が用いられる
ことを特徴とする永久磁石式モータ。
【請求項２】
請求項１記載の永久磁石式モータにおいて、
前記蓄熱材は、前記永久磁石の全周を覆う位置に用いられることを特徴とする永久磁石式モータ。
【請求項３】
請求項１記載の永久磁石式モータにおいて、
前記蓄熱材は、前記永久磁石のうち、回転時に相対的に温度が高くなる位置に用いられることを特徴とする永久磁石式モータ。
【請求項４】
請求項３記載の永久磁石式モータにおいて、
前記蓄熱材は、前記永久磁石のうち、回転方向に沿った端部に用いられることを特徴とする永久磁石式モータ。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１項に記載の永久磁石式モータにおいて、
前記蓄熱材は、エリスリトール，キシリトール，スレイトール，酢酸ナトリウム３水和物，トリメチロールエタンからなる群から選択される少なくともいずれかの材料から構成されることを特徴とする永久磁石式モータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は永久磁石式モータに関し、特に、ロータに埋め込まれる、又はロータ表面に装着される永久磁石の熱特性の改善に関する。
【背景技術】
【０００２】
電気自動車やハイブリッド自動車において、駆動モータの高出力化は大きな課題である。例えばＰＭモータの場合、高出力化を図るためには希土類磁石の熱不可逆減磁をいかに抑制するかが課題となる。
【０００３】
希土類磁石の熱不可逆減磁を抑制する一つの方法は、回転軸側から回転に同期するように冷媒を供給することで希土類磁石を冷却することである。但し、ロータコアは積層構造であるから、供給された冷媒が積層コアの隙間から漏出してしまう懸念がある。
【０００４】
下記の特許文献１には、永久磁石式同期機において、製作工数を少なくすることを目的として、永久磁石を磁石挿入穴に挿入した状態で積層鉄心と永久磁石とを一体に樹脂モールドすることで、端板及びボルト、ナットを用いる場合よりもロータの製作工数を削減することが開示されている。
【０００５】
また、下記の特許文献２には、ロータとロータ軸との間に熱電素子を配置し、熱電素子の吸熱部によりロータに生じた熱を奪い、発熱部に生じた熱は、ロータ軸の内部に貫通して設けられた冷却通路に熱輸送できるように構成することが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００２−３５４７２２号公報
【特許文献２】特開２０１０−４１９０２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
永久磁石を磁石挿入穴に挿入した状態で積層鉄心と永久磁石とを一体に樹脂モールドする構成では、製作自体は容易化されるものの、永久磁石の周囲に樹脂モールドが存在するため、熱が比較的伝導しやすく、熱不可逆減磁を抑制することが困難である。
【０００８】
本発明の目的は、簡易な構成で熱不可逆減磁を抑制することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、永久磁石がロータコアに埋め込まれ、又はロータコア表面に装着されたロータと、前記ロータに対して所定の空隙を介して配置されたステータとを備え、前記永久磁石は、前記ロータコアに磁石固定材を用いて固定され、前記磁石固定材の少なくとも一部に、前記永久磁石よりも蓄熱容量の大きな蓄熱材が用いられることを特徴とする。
【００１０】
本発明の１つの実施形態では、前記蓄熱材は、前記永久磁石の全周を覆う位置に用いられる。
【００１１】
また、本発明の他の実施形態では、前記蓄熱材は、前記永久磁石のうち、回転時に相対的に温度が高くなる位置に用いられる。
【００１２】
また、本発明のさらに他の実施形態では、前記蓄熱材は、前記永久磁石のうち、回転方向に沿った端部に用いられる。
【００１３】
本発明における蓄熱材は、例えば、エリスリトール，キシリトール，スレイトール，酢酸ナトリウム３水和物，トリメチロールエタンからなる群から選択される少なくともいずれかの材料から構成される。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、簡易な構成で熱不可逆減磁を抑制することができる。また、冷却媒体を用いて冷却する必要がないので、冷却媒体の漏出も防止できる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】実施形態におけるロータの構成図である。
【図２】他の実施形態におけるロータの構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、図面に基づき本発明の実施形態について説明する。
【００１７】
まず、本実施形態におけるモータの基本構成について説明する。本実施形態のモータはＩＰＭ（Ｉｎｔｅｒｉｏｒ  Ｐｅｒｍａｎｅｎｔ  Ｍａｇｎｅｔ：内部磁石埋込型）モータであり、ロータ（回転子）とステータ（固定子）を備え、ロータは電磁鋼板を積層したロータコアに複数の永久磁石を埋め込まれて構成される。ロータの極数は任意である。ステータは、電磁鋼板を積層した構造で、各ティースにはコイルが巻回されている。
【００１８】
ロータに埋め込まれる永久磁石は、Ｎｄ系希土類焼結磁石であり、母金属を粗粉砕、微粉砕、成形、焼結して製造され、磁石表面にＤｙやＴｂの酸化物粉末、ＤｙやＴｂのフッ化物の粉末、ＤｙやＴｂを含む合金粉末を塗布し、その後、磁石を焼結温度よりも低い温度で熱処理することにより粒界部にのみＤｙやＴｂを拡散させたものである。Ｄｙ等の重希土類が偏析（拡散浸漬）された焼結磁石は、ロータ内に形成された孔に挿入されて、ＩＰＭモータのロータが形成される。
【００１９】
一方、永久磁石の温度が高くなると不可逆的な減磁が生じることが知られており、永久磁石の減磁が生じるとその分だけモータの出力トルクが低下してしまう。
【００２０】
その一方で、回転軸側から回転に同期するように冷媒を供給することで永久磁石を冷却することが可能であるが、ロータコアは積層鋼板であるから、供給された冷媒が積層コアの隙間から漏出してしまう懸念がある。
【００２１】
そこで、本実施形態では、永久磁石をロータコアの穴に挿入して埋め込む際に、蓄熱物性を有する材料で永久磁石を固定する。
【００２２】
図１に、本実施形態におけるロータ１０の構成を示す。図１（ａ）はロータ１０の平面図であり、図１（ｂ）はロータ１０の一部拡大図である。ロータ１０は、ロータコア１０ａと複数の永久磁石１０ｂから構成される。ロータコア１０ａは積層鋼板から構成され、永久磁石１０ｂはロータコア１０ａの穴に挿入され、磁石固定材１０ｃによりロータコア１０ａに接着固定される。
【００２３】
磁石固定材１０ｃは、永久磁石１０ｂの周囲を取り囲むように設けられる。磁石固定材１０ｃは、永久磁石１０ｂの常用温度範囲、例えば５０℃〜２００℃において一定値以上の蓄熱性能を備える材料（蓄熱材）で構成される。本実施形態において使用し得る蓄熱材を例示すると以下のとおりである。
エリスリトール，キシリトール，スレイトール，酢酸ナトリウム３水和物，トリメチロールエタン
【００２４】
もちろん、これらは例示にすぎず、これらの混合物を用いることもできる。一般に、蓄熱には、物質の比熱を利用する顕熱蓄熱と、物質の相変化、相転移の際に外部とやりとりされる潜熱を熱エネルギとして蓄える潜熱蓄熱がある。本実施形態における磁石固定材１０ｃは、いずれの蓄熱を用いてもよい。すなわち、その比熱がＮｄ系希土類焼結磁石の比熱よりも高い材料を用いてもよく、あるいは、Ｎｄ系希土類焼結磁石の常用温度範囲である５０℃〜２００℃において相変化、相転移を示す材料を用いてもよい。磁石固定材１０ｃとして永久磁石１０ｂの蓄熱容量よりも大きな蓄熱容量を有する蓄熱材を用いることで、永久磁石１０ｂと磁石固定材１０ｃとを合わせた全体の比熱を増大させ、永久磁石１０ｂの熱容量を増大させて温度の上昇を抑制し、これにより永久磁石の熱不可逆減磁を抑制することができる。
【００２５】
本実施形態の蓄熱材は、永久磁石１０ｂの蓄熱容量よりも大きな蓄熱容量を有することが必要であるが、好適には、永久磁石１０ｂの蓄熱容量の倍以上の蓄熱容量を有することが望ましい。
【００２６】
また、本実施形態では、磁石固定材１０ｃの蓄熱物性により永久磁石１０ｂの温度上昇を抑制しているので、冷却媒体を供給することで永久磁石を冷却する必要がなく、冷却媒体漏出のおそれもない。
【００２７】
図２に、他の実施形態におけるロータ１０の構成を示す。図２（ａ）はロータ１０の平面図であり、図２（ｂ）はロータ１０の一部拡大図である。ロータ１０は、ロータコア１０ａと複数の永久磁石１０ｂから構成される。ロータコア１０ａは積層鋼板から構成され、永久磁石１０ｂはロータコア１０ａの穴に挿入され、磁石固定材１０ｃによりロータコア１０ａに接着固定される。
【００２８】
図１の構成においては、磁石固定材１０ｃは、永久磁石１０ｂの周囲を取り囲むように設けられるが、本実施形態では、永久磁石１０ｂのうち長手方向の両端部にのみ設けられる。永久磁石１０ｂの長手方向の両端部とは、言い換えれば、永久磁石１０ｂのうち回転方向に沿った両端部ということもできる。永久磁石１０ｂの両端部は、電流密度が他の部位と比べて高いため、より温度が上昇し易いことが知られている。従って、永久磁石１０ｂのうち、特に温度が上昇し易い部位のみに磁石固定材１０ｃを設けることで、磁石固定材１０ｃを用いて効率的に永久磁石１０ｂの温度上昇を抑制し、熱不可逆減磁を抑制することができる。
【００２９】
本実施形態においても、磁石固定材１０ｃに用いられる蓄熱材は、エリスリトール，キシリトール，スレイトール，酢酸ナトリウム３水和物，トリメチロールエタンからなる群から選択される少なくともいずれかの材料を用いることができる。
【００３０】
なお、図２の構成において、磁石固定材１０ｃを永久磁石１０ｂの両端部のみに設けるのではなく、両端部のいずれか一方のみに設けることも可能であり、あるいは磁石固定材１０ｃ自体は図１に示すように永久磁石１０ｂの周囲を囲むように設けるものの、蓄熱材を図２に示すように永久磁石１０ｂの両端部のみに用いる構成としてもよい。要するに、モータとしてトルクを出力する際に、永久磁石の温度が他の部位に比べて相対的に高くなる部位に選択的に蓄熱材を用いればよく、これによりコスト増加を抑制しつつ熱不可逆減磁を抑制し得る。
【００３１】
また、本実施形態においても冷却媒体を供給する必要はないが、図１あるいは図２の構成において、永久磁石の温度上昇をより抑制ないし防止すべく、付加的に冷却媒体を供給する構成としてもよい。すなわち、上記の各実施形態は、必ずしも冷却媒体の供給を排除するものではない。
【００３２】
さらに、本実施形態では、永久磁石１０ｂがロータコア１０ａの穴に挿入される構成を例示したが、永久磁石１０ｂがロータコア１０ａの表面に装着される構成においても同様に適用できることはいうまでもなく、永久磁石１０ｂをロータコア１０ａに装着する際に蓄熱材から構成される磁石固定材１０ｃを用いて装着すればよい。
【符号の説明】
【００３３】
１０  ロータ、１０ａ  ロータコア、１０ｂ  永久磁石、１０ｃ  磁石固定材。
【図１】
2011244556.tif 000003
【図２】
2011244556.tif 000004