(57)【要約】      （修正有）【課題】冷却ファンを必要としないことを前提としてモータのトルクや効率を低下させずに冷却を行なう安価な手段を提供する。【解決手段】永久磁石１２を装着するための磁石挿入孔１１、および回転軸方向への空気の流路となる貫通孔が形成された軟磁性鋼板を積層させ、前記磁石挿入孔に永久磁石を装着したＩＰＭモータの回転子１であって、積層させる鋼板が、貫通孔が数枚毎に円周方向に一定角度ずらして積層されることによって回転軸方向に螺旋状の流路を形成し、磁石挿入孔及び永久磁石は貫通孔と同一の角度でずらして設けられていることを特徴とする、ＩＰＭモータの回転子を提供する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
永久磁石を装着するための磁石挿入孔、および回転軸方向への空気の流路となる貫通孔が形成された鋼板を積層させ、前記磁石挿入孔に永久磁石を装着したＩＰＭモータの回転子であって、
積層させる鋼板が、貫通孔が数枚毎に円周方向に一定角度ずらして積層されることによって回転軸方向に螺旋状の流路を形成し、磁石挿入孔及び永久磁石は貫通孔と同一の角度でずらして設けられていることを特徴とする、ＩＰＭモータの回転子。
【請求項２】
永久磁石を装着するための磁石挿入孔、および回転軸方向への空気の流路となる貫通孔が形成された鋼板を積層させ、前記磁石挿入孔に永久磁石を装着したＩＰＭモータの回転子であって、
積層させる鋼板が、貫通孔が数枚毎に円周方向に一定角度ずらして積層されることによって回転軸方向に螺旋状の流路を形成し、磁石挿入孔及び永久磁石は鉛直方向から見て全て同一箇所に設けられていることを特徴とする、ＩＰＭモータの回転子。
【請求項３】
請求項２記載の回転子において、永久磁石装入孔の中心には梁部が存在するように貫通孔を設け、ずらして積層される角度は鉛直方向から見て最上部の鋼板の貫通孔が最下部の貫通孔の隣のものまでは重ならない範囲として回転軸方向に螺旋状の流路を形成することを特徴とする、ＩＰＭモータの回転子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は永久磁石埋め込み型（ＩＰＭ）モータの回転子に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ＩＰＭモータはハイブリッド自動車やエレベーター、電車、インバータ駆動の家電製品
などの動力として広く利用されている。他のモータと同様に、ＩＰＭモータも長時間作動させることによって発熱するため、冷却ファンが一般に用いられている。冷却ファンの設置はコスト上昇となる上、冷却ファンの回転による機械損は電動機の損失に含まれるため、冷却ファンによる損失が必要最低限となるようにモータを設計することが対策とされていた。
【０００３】
冷却ファンを設置せずにIPMモータの冷却を行うため、周方向の位置をずらして積層させ、軸方向にねじれるような貫通孔を有する回転子構造とすることで、空気や冷媒を電動機内で循環させる冷却方法も提案されている。しかし、冷却のための貫通孔と永久磁石を埋め込むための孔のが同時にずれる構造を前提としているため、複雑な形状で高価な永久磁石を配置するか、単純な構造の磁石を配置すると、磁石の周方向で異なる大きさの空間（フラックスバリア）を有する構造となるため、回転子からの磁石磁束が見かけ上弱められ、モータトルクを低下させる問題があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１３−２２３４０７号公報
【特許文献２】特開２００１−２５２０９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、ファンによる負荷を必要最低限に抑えても損失はゼロになるものではなく、冷却ファンを必要としないことを前提としてモータのトルクや効率を低下させずに冷却を行なう安価な手段が求められていた。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明においては、前記課題を解決するため、モータの回転子の構造を以下の構成とするものである。
第１の発明は、永久磁石を装着するための磁石挿入孔、および回転軸方向への空気の流路となる貫通孔が形成された鋼板を積層させ、前記磁石挿入孔に永久磁石を装着したＩＰＭモータの回転子であって、積層させる鋼板が、貫通孔が数枚毎に円周方向に一定角度ずらして積層されることによって回転軸方向に螺旋状の流路を形成し、磁石挿入孔及び永久磁石は貫通孔と同一の角度でずらして設けられていることを特徴とする、ＩＰＭモータの回転子である。
【０００７】
第２の発明は、永久磁石を装着するための磁石挿入孔、および回転軸方向への空気の流路となる貫通孔が形成された鋼板を積層させ、前記磁石挿入孔に永久磁石を装着したＩＰＭモータの回転子であって、積層させる鋼板が、貫通孔が数枚毎に円周方向に一定角度ずらして積層されることによって回転軸方向に螺旋状の流路を形成し、磁石挿入孔及び永久磁石は鉛直方向から見て全て同一箇所に設けられていることを特徴とする、ＩＰＭモータの回転子である。
【０００８】
第３の発明は、前記第２発明の回転子において、永久磁石装入孔の中心には梁部が存在するように貫通孔を設け、ずらして積層される角度は鉛直方向から見て最上部の鋼板の貫通孔が最下部の貫通孔の隣のものまでは重ならない範囲として回転軸方向に螺旋状の流路を形成することを特徴とする、ＩＰＭモータの回転子である。
【０００９】
回転子の構造を以上のようにすることにより、ＩＰＭモータの回転に伴って貫通孔から空気が流入し、回転子を冷却することが出来る。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、モータの効率を低下させずに冷却を行なうＩＰＭモータの回転子を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】第１の発明の実施態様を示す図である。
【図２】第２の発明の実施態様を示す図である。
【図３】第３の発明の実施態様を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
〔第１発明の実施態様〕
第１の発明の実施態様を図１に示す。鋼板には永久磁石を装着するための磁石挿入孔、および回転軸方向への空気の流路となる貫通孔を形成し、磁石挿入孔に永久磁石を装着している。積層させる鋼板は、図１Ａ乃至Ｅのごとく貫通孔の位置が重なるように５〜５０枚積層したのち、円周方向に一定角度（例えば９°）ずらして更に積層し、全体として回転軸方向に螺旋状の流路を形成するというものである。
即ち、図中Ａ乃至Ｅの鋼板は全く同一形状をなしており、これらを角度をずらして積層していくことによって、全体として回転軸方向に螺旋状の流路を形成するものである。
【００１３】
このように積層した場合、永久磁石の位置が螺旋状に回転していくため、スキュー効果でコギントルクは低減できるものの、全トルクは低下するおそれがある。
一方、上下方向で磁石の位置がずれるため、磁石による渦電流損を低減することが出来る。
また、永久磁石は単純な直方体で設計可能であり、製造コストも安価とすることが可能である。
【００１４】
〔第２発明の実施態様〕
第２の発明の実施態様を図２に示す。これは図１とは異なり、Ａ乃至Ｅの鋼板の貫通孔は螺旋状の流路を形成するように一定角度で回転するように積層する一方、磁石挿入孔は鉛直方向から見て同一箇所になるように設けるものである。
すなわち、Ａ乃至Ｅの鋼板は、空気の流路となる貫通孔と磁石挿入孔の相対的位置がそれぞれ異なるものである。
また、永久磁石は第1発明と同様に単純な直方体で設計可能であり、製造コストも安価とすることが可能である。
【００１５】
回転子をこのような構造とした場合、永久磁石の位置は鉛直方向に全て同一となるため、全トルクが低下することはない。
一方、Ａ乃至Ｅの各鋼板では磁石と空気の流路となる貫通孔の相対位置が変わるため、部位ごとの剛性が変わるおそれがある。そのため、高速回転時の遠心力で鋼板が円周方向に膨らみ、モータ性能に悪影響を及ぼさないような設計が必要となる。
【００１６】
〔第３発明の実施態様〕
第３の発明の実施態様を図３に示す。これは図２と同様にＡ乃至Ｅの鋼板は、空気の流路となる貫通孔と磁石挿入孔の相対的位置がそれぞれ異なるものであるが、永久磁石装入孔の中心には梁部が存在するように貫通孔を設けるものである。すなわち、永久磁石装入孔の中心から回転軸中心への線上には貫通孔が存在しない。
【００１７】
梁部が存在するため、高速回転時における回転子の変形を抑制することが可能となる。また、永久磁石は第1、第２発明と同様に単純な直方体で設計可能であり、製造コストも安価とすることが可能である。
一方、貫通孔の面積が小さくなることは避けられないため、冷却効率は多少犠牲となる。
【産業上の利用可能性】
【００１８】
本発明に係るＩＰＭモータの回転子は、安価な手段でトルクや効率を低下させずにモータの冷却が可能となる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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