(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
永久磁石が設けられたロータコアを有するロータと、該ロータのロータコアの外周側に配設された、巻線を有するステータとを備えた永久磁石式モータであって、
上記ロータコアの外周面には、ロータ軸心方向に延びる複数の凹溝部が、周方向に間隔をあけて形成されており、
上記各凹溝部内には、
上記永久磁石と、
上記凹溝部内の上記永久磁石を、該凹溝部の壁面部と共に挟持する押え部材と、
上記凹溝部の壁面部に固定された規制部材と、
が配設されており、
上記規制部材は、該規制部材が配設された凹溝部内の押え部材のロータ径方向外側より該押え部材を支持するとともに、上記凹溝部の壁面部と協働して、該押え部材の移動を規制するように構成され、
上記各凹溝部内の永久磁石は、上記押え部材と該凹溝部の壁面部との間で、互いに間隔をあけた状態で複数配設され、
上記各凹溝部内の規制部材は、枠状部と、該枠状部からロータ軸心方向一側に延びかつ上記押え部材を挟むように支持する複数の支持部とを有し、
上記各凹溝部内の上記複数の永久磁石は、上記規制部材の互いに異なる支持部間に固定されてい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、
上記ロータは、上記各凹溝部内に上記永久磁石、上記押え部材及び上記規制部材が配設された上記ロータコアを複数有し、
上記複数のロータコアは、ロータ軸心方向に積層され、
上記複数のロータコアにおける各凹溝部の周方向の位置が、該複数のロータコア間で互いに周方向にずれており、
相隣接する任意の２つのロータコアのうちロータ軸心方向一側のロータコアの各凹溝部の周方向の位置が、ロータ軸心方向他側のロータコアの各凹溝部に対して周方向一側に所定角度だけずれてい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又は２記載の永久磁石式モータにおいて、
上記押え部材と上記各凹溝部の壁面部との間における上記複数の永久磁石間の、上記支持部が占める空間以外の空間に、樹脂が充填されていることを特徴とする永久磁石式モータ。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１つに記載の永久磁石式モータにおいて、
上記各凹溝部内に上記永久磁石、上記押え部材及び上記規制部材が配設された上記ロータコアの外周面に、該外周面全周を覆うカバー部材が設けられてい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記載の永久磁石式モータにおいて、上記ロータコアの各凹溝部内に、上記複数の永久磁石、上記押え部材及び上記規制部材が設けられてなるロータ部を製造する、永久磁石式モータのロータ部の製造方法であって、
上記ロータコア、上記永久磁石、上記押え部材及び上記規制部材をそれぞれ製造する製造工程と、
上記製造工程の後、上記規制部材の上記複数の支持部間に、上記押え部材を、該規制部材の枠状部の反対側から挿入するとともに、上記複数の永久磁石を、該規制部材の互いに異なる支持部間に挿入する押え部材・永久磁石挿入工程と、
上記押え部材・永久磁石挿入工程の後、上記規制部材を、上記押え部材及び上記複数の永久磁石を支持した状態で、上記ロータコアの各凹溝部に対してロータ軸心方向一側から挿入する規制部材挿入工程と、
を備えることを特徴とする永久磁石式モータのロータ部の製造方法。
【請求項６】
請求項５記載の永久磁石式モータのロータ部の製造方法において、
上記規制部材挿入工程の後、上記押え部材と上記凹溝部の壁面部との間における上記複数の永久磁石間の、上記支持部が占める空間以外の空間に、樹脂を充填して該樹脂を硬化させる樹脂充填硬化工程を更に備えることを特徴とする永久磁石式モータのロータ部の製造方法。
【請求項７】
請求項５又は６記載の永久磁石式モータのロータ部の製造方法において、
上記規制部材挿入工程を実行する前の２つの上記ロータコアを、順次モータ軸上に周方向に位置決めしながら、該２つのロータコアがロータ軸心方向に積層されかつ該２つのロータコアにおける凹溝部の周方向の位置が該２つのロータコア間で互いに周方向にずれるようにセットするロータコアセット工程を更に備え、
上記ロータコアセット工程の後に、上記２つのロータコアのうち一方のロータコアにおける各凹溝部に対して、ロータ軸心方向の他方のロータコアとは反対側から上記規制部材を挿入することで上記規制部材挿入工程を実行するとともに、上記他方のロータコアにおける各凹溝部に対して、ロータ軸心方向の上記一方のロータコアとは反対側から上記規制部材を挿入することで上記規制部材挿入工程を実行することを特徴とする永久磁石式モータのロータ部の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、永久磁石が設けられたロータコアを有するロータと、該ロータのロータコアの外周側に配設される、巻線を有するステータとを備えた永久磁石式モータ及び該永久磁石式モータのロータ部の製造方法に関する技術分野に属する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、ロータコアに永久磁石が埋め込まれた永久磁石式モータ（ＩＰＭモータ）はよく知られている。このようなモータでは、永久磁石の端部とロータコアの外周面との間において永久磁石からの漏れ磁束が発生して、モータ効率を低下させるという問題がある。
【０００３】
そこで、このような漏れ磁束が発生しないようにするために、例えば特許文献１では、ロータコアの外周面に、ロータ軸心方向に延びる複数の凹溝部を、周方向に間隔をあけて形成し、該各凹溝部内に永久磁石をそれぞれ配設し、この各凹溝部内の永久磁石を、該凹溝部の壁面部と押え部材（特許文献１では、抑え材）とによって挟持し、ロータコアのロータ軸心方向の両側にそれぞれ配設される２つのエンドプレートによって、永久磁石及び押え部材を固定するようにすることが提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１１−４５１９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、上記特許文献１のものでは、押え部材に、ロータ軸心方向に貫通する貫通孔を設け、この貫通孔に棒材を挿通して、この棒材を介して、押え部材をエンドプレートに固定するものであるため、押え部材の固定に関してエンドプレートが必要であり、このため、そのエンドプレートの厚みの分だけ、永久磁石式モータのロータ軸心方向の長さが長くなるとともに、コストアップを招いてしまう。特に、複数のロータコアをロータ軸心方向に積層して、複数のロータコアにおける各凹溝部の周方向の位置を、複数のロータコア間で互いに周方向にずらすことで、永久磁石式モータのコギングトルクや出力トルク変動（トルクリプル）を小さくしようとする場合には、永久磁石式モータのロータ軸心方向の長さ及びコストの点でより一層不利になる。
【０００６】
本発明は、斯かる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、永久磁石式モータのロータ軸心方向の長さが長くならないようにしつつ、低コストで、永久磁石からの漏れ磁束の発生を防止しようとすることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の目的を達成するために、本発明では、永久磁石が設けられたロータコアを有するロータと、該ロータのロータコアの外周側に配設された、巻線を有するステータとを備えた永久磁石式モータを対象として、上記ロータコアの外周面には、ロータ軸心方向に延びる複数の凹溝部が、周方向に間隔をあけて形成されており、上記各凹溝部内には、上記永久磁石と、上記凹溝部内の上記永久磁石を、該凹溝部の壁面部と共に挟持する押え部材と、上記凹溝部の壁面部に固定された規制部材と、が配設されており、上記規制部材は、該規制部材が配設された凹溝部内の押え部材のロータ径方向外側より該押え部材を支持するとともに、上記凹溝部の壁面部と協働して、該押え部材の移動を規制するように構成され、上記各凹溝部内の永久磁石は、上記押え部材と該凹溝部の壁面部との間で、互いに間隔をあけた状態で複数配設され、上記各凹溝部内の規制部材は、枠状部と、該枠状部からロータ軸心方向一側に延びかつ上記押え部材を挟むように支持する複数の支持部とを有し、上記各凹溝部内の上記複数の永久磁石は、上記規制部材の互いに異なる支持部間に固定されている、という構成とした。
【０００８】
上記の構成により、ロータコアとは別体の押え部材により、凹溝部の壁面部と共に永久磁石を挟持したので、永久磁石からの漏れ磁束の発生を防止することができる。また、各凹溝部内には、押え部材の移動を規制するように構成された規制部材が配設されているので、規制部材を介して押え部材を移動しないように凹溝部の壁面部に固定することができる。さらに、規制部材は、押え部材のロータ径方向外側より該押え部材を支持するので、押え部材がロータの回転により特にロータ径方向外側へ移動しようとしても、その移動を確実に規制することができる。この結果、ロータコアのロータ軸心方向の両側に、押え部材を固定するための部材を配設する必要はない。したがって、永久磁石式モータのロータ軸心方向の長さが長くならず、また、低コストで済む。
【０００９】
上記永久磁石式モータにおいて、上記ロータは、上記各凹溝部内に上記永久磁石、上記押え部材及び上記規制部材が配設された上記ロータコアを複数有し、上記複数のロータコアは、ロータ軸心方向に積層され、上記複数のロータコアにおける各凹溝部の周方向の位置が、該複数のロータコア間で互いに周方向にずれており、相隣接する任意の２つのロータコアのうちロータ軸心方向一側のロータコアの各凹溝部の周方向の位置が、ロータ軸心方向他側のロータコアの各凹溝部に対して周方向一側に所定角度だけずれている、ことが好ましい。
【００１０】
このことにより、永久磁石式モータのコギングトルクや出力トルク変動（トルクリプル）を小さくすることができる。一方、このように複数のロータコアをロータ軸心方向に積層する場合、各ロータコアのロータ軸心方向の両側に、押え部材を固定するための部材を配設したとすると、永久磁石式モータのロータ軸心方向の長さ及びコストの点でより一層不利になる。また、相隣接するロータコア間に、押え部材を固定するための部材が介在することで、モータ効率が低下してしまう。しかし、本発明では、各ロータコアのロータ軸心方向の両側に、押え部材を固定するための部材を配設する必要はないので、永久磁石式モータのロータ軸心方向の長さを出来る限り長くならないようにすることができるとともに、コストアップを出来る限り抑制することができる。また、押え部材を固定するための上記部材を設けることによるモータ効率の低下を抑制することができる。
【００１１】
上記永久磁石式モータにおいて、上記押え部材と上記各凹溝部の壁面部との間における上記複数の永久磁石間の、上記支持部が占める空間以外の空間に、樹脂が充填されている、ことが好ましい。
【００１２】
こうすることで、充填する樹脂により、凹溝部内に存在する隙間をなくすようにすることができ、これにより、永久磁石、押え部材及び規制部材間のがたつきを防止することができるとともに、押え部材の移動をより確実に規制することができる。
【００１３】
上記永久磁石式モータにおいて、上記各凹溝部内に上記永久磁石、上記押え部材及び上記規制部材が配設された上記ロータコアの外周面に、該外周面全周を覆うカバー部材が設けられている、ことが好ましい。
【００１４】
このことにより、押え部材がロータの回転により特にロータ径方向外側へ移動しようとしても、カバー部材によって、その移動をより確実に規制することができる。また、カバー部材を、厚みの薄い非磁性体でかつ導体で構成することで、表皮効果を利用して、特にインバータのスイッチング作用に伴って生じる高周波電流をカバー部材に流すことができ、ロータコアの発熱を抑制することができる。
【００１５】
本発明の別の態様として、請求項１記載の永久磁石式モータにおいて、上記ロータコアの各凹溝部内に、上記複数の永久磁石、上記押え部材及び上記規制部材が設けられてなるロータ部を製造する、永久磁石式モータのロータ部の製造方法の発明が提供され、この発明では、上記ロータコア、上記永久磁石、上記押え部材及び上記規制部材をそれぞれ製造する製造工程と、上記製造工程の後、上記規制部材の上記複数の支持部間に、上記押え部材を、該規制部材の枠状部の反対側から挿入するとともに、上記複数の永久磁石を、該規制部材の互いに異なる支持部間に挿入する押え部材・永久磁石挿入工程と、上記押え部材・永久磁石挿入工程の後、上記規制部材を、上記押え部材及び上記複数の永久磁石を支持した状態で、上記ロータコアの各凹溝部に対してロータ軸心方向一側から挿入する規制部材挿入工程と、を備えるものとする。
【００１６】
上記永久磁石式モータのロータ部の製造方法において、上記規制部材挿入工程の後、上記押え部材と上記凹溝部の壁面部との間における上記複数の永久磁石間の、上記支持部が占める空間以外の空間に、樹脂を充填して該樹脂を硬化させる樹脂充填硬化工程を更に備える、ことが好ましい。
【００１７】
上記永久磁石式モータのロータ部の製造方法において、上記規制部材挿入工程を実行する前の２つの上記ロータコアを、順次モータ軸上に周方向に位置決めしながら、該２つのロータコアがロータ軸心方向に積層されかつ該２つのロータコアにおける凹溝部の周方向の位置が該２つのロータコア間で互いに周方向にずれるようにセットするロータコアセット工程を更に備え、上記ロータコアセット工程の後に、上記２つのロータコアのうち一方のロータコアにおける各凹溝部に対して、ロータ軸心方向の他方のロータコアとは反対側から上記規制部材を挿入することで上記規制部材挿入工程を実行するとともに、上記他方のロータコアにおける各凹溝部に対して、ロータ軸心方向の上記一方のロータコアとは反対側から上記規制部材を挿入することで上記規制部材挿入工程を実行するようにしてもよい。
【発明の効果】
【００１８】
以上説明したように、本発明の永久磁石式モータ及び該永久磁石式モータのロータ部の製造方法によると、ロータコアとは別体の押え部材により、凹溝部の壁面部と共に永久磁石を挟持することで、永久磁石からの漏れ磁束の発生を防止することができ、また、凹溝部内に配設された規制部材を介して、押え部材を移動しないように凹溝部の壁面部に固定することができるので、ロータコアのロータ軸心方向の両側に、押え部材を固定するための部材を配設する必要はなく、よって、永久磁石式モータのロータ軸心方向の長さが長くならないようにしつつ、低コストで、永久磁石からの漏れ磁束の発生を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の実施形態１に係る永久磁石式モータの一部を示す斜視図である。
【図２】上記永久磁石式モータのロータのロータ部を示す斜視図である。
【図３】上記ロータ部のロータコア、永久磁石、押え部材及び規制部材を示す分解斜視図である。
【図４】上記ロータコアの凹溝部を拡大して示す、ロータ軸心方向から見た図である。
【図５】上記凹溝部に、永久磁石、押え部材及び規制部材が配設された状態を示す図４相当図である。
【図６】実施形態２を示す図２相当図である。
【図７】実施形態３を示す図２相当図である。
【図８】実施形態３を示す図３相当図である。
【図９】実施形態４を示す図２相当図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。
【００２１】
（実施形態１）
図１は、本発明の実施形態１に係る永久磁石式モータＭの一部を示す。この永久磁石式モータＭは、本実施形態では、電気自動車やハイブリッド自動車の車両駆動用モータとして使用されるものであって、希土類磁石等からなる複数の永久磁石３が設けられたロータコア２を有するロータ１と、このロータ１のロータコア２の外周側に同軸に配設されたステータ１１とを備えている。
【００２２】
上記ロータコア２の中心（ロータ軸心）には、不図示の回転軸（モータ軸）が圧入される貫通孔２ａが形成されており、この貫通孔２ａに圧入された回転軸とロータコア２とがロータ軸心回りに一体で回転する。ロータコア２は、複数の略リング状の電磁鋼板をロータ軸心方向に積層してなるものである。
【００２３】
尚、本実施形態では、ロータコア２に、永久磁石３と共に、後述の押え部材３１及び規制部材３２が設けられることになるが、これら全てがロータコア２に設けられたものをロータ部４と呼ぶことにする。このロータ部４と上記回転軸とでロータ１が構成されることになる。
【００２４】
上記ステータ１１は、複数の電磁鋼板を積層してなるステータコア１２と、ロータ１を回転させるために、直流電源からインバータを介して通電がなされる巻線２１とを有している。ステータコア１２は、略円環状に形成されたヨーク部１３と、このヨーク部１３の内周面に設けられ、互いにヨーク部１３の周方向に等間隔をあけてヨーク部１３の径方向内側に延出する複数のティース部１４とを有している。これらティース部１４は、略円環状のヨーク部１３の中心軸線（つまりステータコア１２の中心軸線（ロータ軸心と一致））に向かって延びている。上記複数のティース部１４の延出長さは同じである。そして、相隣接するティース部１４間には、上記巻線２１が収容されるスロット部１５が形成されている。
【００２５】
上記巻線２１は、ティース部１４に分布巻きにより巻回されるようにスロット部１５に収容されている。すなわち、巻線２１（コイル）が、ステータコア１２の全ティース部１４のうち２つ以上のティース部１４に跨って巻回されている。ステータ１１の全巻線２１においてスロット部１５の外部（スロット部１５に対してステータコア１２の中心軸線方向両側）に配置されるコイルエンド部２１ａが、全てのティース部１４におけるステータコア１２の中心軸線方向両側の面を覆うため、該面は見えなくなるが、図１では、コイルエンド部２１ａの一部を省略して、一部のティース部１４が見えるようにしている。
【００２６】
本実施形態では、上記ヨーク部１３の外周側に、略円筒状のケース部１６が同軸に配設されている。このケース部１６は、鉄で構成されてバックヨークとして用いられている。ヨーク部１３（ステータコア１２）は、ケース部１６の内周部に圧入されて、ヨーク部１３の外周面とケース部１６の内周面とが互いに密着している。
【００２７】
ここで、ヨーク部１３の外周面における周方向の少なくとも１箇所には、ヨーク部１３の中心軸線方向に延びる位置決めキー（図示せず）が突出形成されている。一方、ケース部１６の内周面には、上記位置決めキーが嵌合するキー溝（図示せず）が形成されている。これら位置決めキーとキー溝との嵌合により、ヨーク部１３とケース部１６との周方向の位置決めがなされ、これにより、ヨーク部１３をケース部１６の内周部に圧入した後は、ヨーク部１３がケース部１６に対して回動することはない。
【００２８】
本実施形態では、ケース部１６は、ウォータジャケット１７を有する水冷式ケース部である。このウォータジャケット１７は、ケース部筒軸方向に延びかつ周方向に間隔をあけて設けられた複数の軸方向延設部１７ａを有し、これら軸方向延設部１７ａは、ケース部１６の筒軸方向一側の端面（図１の手前側の端面）のみに開口している。これらの開口は、ケース部１６の筒軸方向一側の端面に設けられる略円環状の閉塞部（図示せず）によって閉塞される。閉塞部及びケース部１６の筒軸方向他側の端部には、上記複数の軸方向延設部１７ａを直列的に接続するための流路が設けられており、こうして、ケース部１６内を約１周するウォータジャケット１７が形成される。このウォータジャケット１７には、図示を省略する供給管及び排出管が接続されており、供給管を介してウォータジャケット１７に冷却水が供給され、その冷却水がウォータジャケット１７内を流れてケース部１６内を約１周した後、排出管を介して排出される。尚、ウォータジャケット１７は必ずしも必要なものではないが、本実施形態のような車両駆動用モータの場合には、ウォータジャケット１７を設けることが好ましい。
【００２９】
図２〜図５に示すように、上記ロータコア２の外周面には、ロータ軸心方向に延びる複数（本実施形態では、８つ）の凹溝部２ｂが、ロータ周方向に等間隔をあけて形成されている（特に図３及び図４参照）。各凹溝部２ｂは、ロータ軸心方向から見て、略台形状をなしている。各凹溝部２ｂの壁面部２ｃは、該壁面部２ｃのロータ周方向中央部に位置する第１壁面部２ｄと、該第１壁面部２ｄのロータ周方向両側からロータ径方向外側に向かって互いの間隔が広がるように延びる第２及び第３壁面部２ｅ，２ｆとを有している。
【００３０】
各凹溝部２ｂ内には、３つの上記永久磁石３が配設されている。これら３つの永久磁石３を一組として、ロータコア２に８組の永久磁石３が設けられており、これにより、ロータ部４において８つの磁極が形成されることになる。永久磁石３のロータ軸心方向の長さは、ロータコア２のロータ軸心方向の長さと略同じである。
【００３１】
また、各凹溝部２ｂ内には、該凹溝部２ｂ内の３つの永久磁石３を、該凹溝部２ｂの壁面部２ｃと共に挟持する押え部材３１が配設されている。この押え部材３１も、ロータ軸心方向から見て、略台形状をなしている。押え部材３１は、凹溝部２ｂの第１〜第３壁面部２ｄ〜２ｆとそれぞれ所定間隔をあけて対向する第１〜第３挟持面部３１ａ〜３１ｃを有しており、凹溝部２ｂの第１壁面部２ｄと押え部材３１の第１挟持面部３１ａとの間、凹溝部２ｂの第２壁面部２ｅと押え部材３１の第２挟持面部３１ｂとの間、及び、凹溝部２ｂの第３壁面部２ｆと押え部材３１の第３挟持面部３１ｃとの間に、３つの永久磁石３が互いに間隔をあけた状態で配設されて挟持されている。以下、第１壁面部２ｄと第１挟持面部３１ａとの間に挟持される永久磁石３を、第１永久磁石３ａといい、第２壁面部２ｅと第２挟持面部３１ｂとの間に挟持される永久磁石３を、第２永久磁石３ｂといい、第３壁面部２ｆと第３挟持面部３１ｃとの間に挟持される永久磁石３を、第３永久磁石３ｃという。但し、これら第１〜第３永久磁石３ａ〜３ｂを区別する必要がない場合には、単に永久磁石３という。
【００３２】
上記押え部材３１は、複数の電磁鋼板をロータ軸心方向に積層してなるものである。この押え部材３１の電磁鋼板は、ロータコア２の電磁鋼板と同じグレードのものであってもよいが、ロータコア２の電磁鋼板よりも鉄損が少なくなるような、磁気特性が優れたグレードのもの（例えばケイ素添加量が多いグレード）を採用することが好ましい。
【００３３】
図３〜図５に示すように、第１〜第３壁面部２ｄ〜２ｆにおける第１〜第３永久磁石３ａ〜３ｂがそれぞれ当接する部分には、僅かに凹んでなる嵌合凹部２ｇがそれぞれ形成されており、各嵌合凹部２ｇに第１〜第３永久磁石３ａ〜３ｂの壁面部２ｃ側の端部が嵌合している。また、第２及び第３壁面部２ｅ，２ｆにおける嵌合凹部２ｇのロータ径方向外側には、ロータ軸心方向に延びる溝部２ｈがそれぞれ形成され、第２及び第３壁面部２ｅ，２ｆにおける該溝部２ｈの更にロータ径方向外側には、ロータ周方向に突出する突出部２ｉがそれぞれ形成されている。これら突出部２ｉは、凹溝部２ｂのロータ径方向外側の開口が狭くなるように互いに近付く側に突出している。
【００３４】
さらに、各凹溝部２ｂ内には、非磁性の樹脂からなる規制部材３２が配設されている。この規制部材３２の樹脂材料は、例えばＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド）のように、耐熱性を有するものが好ましい。
【００３５】
上記規制部材３２は、図３及び図４に示すように、ロータ軸心方向から見て、略台形状の枠状部３２ａを有している。この枠状部３２ａは、ロータ軸心方向から見て、凹溝部２ｂと略同じ形状及び大きさを有しており、凹溝部２ｂに対して、ロータ軸心方向から挿入されて嵌合するようになっている。枠状部３２ａが凹溝部２ｂに嵌合したときには、枠状部３２ａの４つの角部が、凹溝部２ｂの壁面部２ｃに当接する。すなわち、枠状部３２ａの４つの角部のちロータ径方向内側の２つの角部が、第１壁面部２ｄの嵌合凹部２ｇと第２壁面部２ｅの嵌合凹部２ｇとの間の部分及び第１壁面部２ｄの嵌合凹部２ｇと第３壁面部２ｆの嵌合凹部２ｇとの間の部分にそれぞれ当接し、ロータ径方向外側の２つの角部が、上記突出部２ｉにそれぞれ当接する。尚、ロータ部４の完成状態では、枠状部３２ａは、凹溝部２ｂの外側にはみ出している。
【００３６】
上記枠状部３２ａの４つの角部におけるロータ軸心方向一側の面には、ロータ軸心方向一側に延びる第１〜第４支持部３２ｂ〜３２ｅがそれぞれ設けられている。第１〜第４支持部３２ｂ〜３２ｅのうちロータ径方向外側に位置するものが第１及び第２支持部３２ｂ，３２ｃであり、ロータ径方向内側に位置するものが第３及び第４支持部３２ｄ，３２ｅである。第１〜第４支持部３２ｂ〜３２ｅの長さは、ロータコア２のロータ軸心方向の長さと略同じであるが、各支持部３２ｂ〜３２ｅの先端にそれぞれ設けられた後述のストッパ部３２ｆの分だけ、ロータコア２のロータ軸心方向の長さに対して僅かに長くなっている。
【００３７】
枠状部３２ａは、規制部材３２を凹溝部２ｂに挿入する前に、規制部材３２が押え部材３１及び３つの永久磁石３を支持して、この支持状態で規制部材３２を凹溝部２ｂに対してロータ軸心方向一側から挿入し易くするために設けたものであり、ロータ部４の完成状態では、基本的に必要なものではない。また、後述の各ストッパ部３２ｆは、上記支持状態の規制部材３２の挿入完了で、ロータコア２のロータ軸心方向一側の面に当接して、規制部材３２をそれ以上挿入させないようするためのものであり、各ストッパ部３２ｆも、ロータ部４の完成状態では、基本的に必要なものではない。ロータ部４の完成状態で、ストッパ部３２ｆを除く第１〜第４支持部３２ｂ〜３２ｅ、３つの永久磁石３及び押え部材３１が、凹溝部２ｂ内に配設されることになる。
【００３８】
第１及び第２支持部３２ｂ，３２ｃにおけるロータ周方向に相対向する面とは反対側の面には、上記溝部２ｈに嵌合する突起部３２ｇが、ロータ軸心方向の全体に亘って延びるようにそれぞれ形成されており、該突起部３２ｇは、枠状部３２ａにまで連続して延びている。第１及び第２支持部３２ｂ，３２ｃは、枠状部３２ａのロータ径方向外側の２つの角部と同様に、上記突出部２ｉにそれぞれ当接している。これにより、第１及び第２支持部３２ｂ，３２ｃは、ロータ周方向における両支持部３２ｂ，３２ｃの間隔が広がる側や、ロータ径方向外側には変形できないようになっている。第１及び第２支持部３２ｂ，３２ｃ並びに枠状部３２ａにおけるロータ径方向外側の面の半径は、ロータコア２の外周面の半径と同じであり、第１及び第２支持部３２ｂ，３２ｃ並びに枠状部３２ａにおけるロータ径方向外側の面とロータコア２の外周面とは、ロータ軸心方向から見て同じ円周上に位置する。第１及び第２支持部３２ｂ，３２ｃの先端には、ロータ周方向における両支持部３２ｂ，３２ｃが離れる側に突出するストッパ部３２ｆがそれぞれ形成されている。
【００３９】
第３支持部３２ｄは、第１及び第２永久磁石３ａ，３ｂ間に位置していて、ロータ軸心方向から見て略Ｖ字状をなす２つの立壁部３２ｈを有している。これら２つの立壁部３２ｈにおける壁面部２ｃ側の面は、第１及び第２壁面部２ｄ，２ｅにそれぞれ当接している。２つの立壁部３２ｈにおける相対向する面とは反対側の面は、第１及び第２永久磁石３ａ，３ｂにそれぞれ当接している。第３支持部３２ｄにおける２つの立壁部３２ｈの先端には、ロータ径方向内側に突出するストッパ部３２ｆがそれぞれ形成されている。
【００４０】
また、第４支持部３２ｅは、第１及び第３永久磁石３ａ，３ｃ間に位置していて、第３支持部３２ｄと同様に、ロータ軸心方向から見て略Ｖ字状をなす２つの立壁部３２ｉを有している。これら２つの立壁部３２ｉにおける壁面部２ｃ側の面は、第１及び第３壁面部２ｄ，２ｆにそれぞれ当接している。２つの立壁部３２ｉにおける相対向する面とは反対側の面は、第１及び第３永久磁石３ａ，３ｃにそれぞれ当接している。第４支持部３２ｅにおける２つの立壁部３２ｉの先端にも、ロータ径方向内側に突出するストッパ部３２ｆがそれぞれ形成されている。
【００４１】
上記押え部材３１は、上記第１〜第４支持部３２ｂ〜３２ｅ間に支持されるようになっている。すなわち、押え部材３１のロータ軸心方向から見た４つの角部に第１〜第４支持部３２ｂ〜３２ｅがそれぞれ当接して、第１〜第４支持部３２ｂ〜３２ｅが押え部材３１を挟むように支持している。そして、図５に示すように、ロータ軸心方向から見て、押え部材３１におけるロータ径方向外側の２つの角部は、比較的大きな半径を有するＲ面取りがなされている。第１及び第２支持部３２ｂ，３２ｃのロータ周方向に相対向する面も、上記角部に対応した形状をなしており、第１及び第２支持部３２ｂ，３２ｃは、押え部材３１のロータ径方向外側に回り込むことになる。これにより、規制部材３２の第１及び第２支持部３２ｂ，３２ｃは、該規制部材３２が配設された凹溝部２ｂ内の押え部材３１のロータ径方向外側より該押え部材３１を支持することになる。押え部材３１におけるロータ径方向内側の２つの角部は、第３及び第４支持部３２ｄ，３２ｅにおけるロータ径方向内側の面に当接している。尚、押え部材３１におけるロータ径方向外側の面（第１及び第２支持部３２ｂ，３２ｃにより支持される２つの角部を除く）は、ロータコア２の外周面と、ロータ軸心方向から見て同じ円周上に位置している。
【００４２】
図示は省略するが、第３支持部３２ｄにおける２つの立壁部３２ｈの間、及び、第４支持部３２ｅにおける２つの立壁部３２ｉの間、つまり、押え部材３１と凹溝部２ｂの壁面部２ｃとの間における３つの永久磁石３の間には、樹脂が充填されている。この樹脂は、液状のものが充填後に硬化したものである。このような樹脂としては、例えば１液性エポキシ樹脂組成物接着剤のような１液性の接着剤が好ましい。上記樹脂は、規制部材３２が押え部材３１及び３つの永久磁石３を支持した状態で凹溝部２ｂに挿入された後に充填されて、やがて硬化する。
【００４３】
上記樹脂の充填により、規制部材３２が凹溝部２ｂの壁面部２ｃに固定される。また、第３支部部３２ｄの２つの立壁部３２ｈが、上記樹脂により両立壁部３２ｈの間隔が広がるように押圧され、これにより、第１永久磁石３ａが第４支持部３２ｅの側へ押圧されるとともに、第２永久磁石３ｂが第１支持部３２ｂの側へ押圧される。さらに、第４支部部３２ｅの２つの立壁部３２ｉが、上記樹脂により両立壁部３２ｉの間隔が広がるように押圧され、これにより、第１永久磁石３ａが第３支持部３２ｄの側へ押圧されるとともに、第３永久磁石３ｂが第２支持部３２ｃの側へ押圧される。したがって、第１永久磁石３ａは、第３及び第４支持部３２ｄ，３２ｅ間に固定される。また、第１及び第２支持部３２ｂ，３２ｃは突出部２ｉにそれぞれ当接しているとともに、突起部３２ｇが溝部２ｈにそれぞれ嵌合しているので、第２永久磁石３ｂは、第１及び第３支持部３２ｂ，３２ｄ間に固定され、第３永久磁石３ｃは、第２及び第４支持部３２ｃ，３２ｅ間に固定されることになる。
【００４４】
また、上記樹脂の充填により、第３及び第４支持部３２ｄ，３２ｅがロータ径方向外側へ押圧される。これにより、押え部材３１がロータ径方向外側へ押圧されるが、押え部材３１は第１及び第２支持部３２ｂ，３２ｃによってロータ径方向外側へ移動することはできない。この状態で、押え部材３１は、第１〜第３挟持面部３１ａ〜３１ｃにて、第１〜第３永久磁石３ａ〜３ｃを、第１〜第３壁面部２ｄ〜２ｆに対しそれぞれ押圧している。
【００４５】
さらに、上記樹脂の充填により、凹溝部２ｂ内には、隙間がなくなり、永久磁石３、押え部材３１及び規制部材３２間のがたつきがなくなる。この結果、永久磁石３及び押え部材３１は、ロータ軸心方向に垂直な平面内においてどの方向にも移動することができなくなるとともに、凹溝部２ｂの壁面部２ｃ、永久磁石３、押え部材３１及び規制部材３２（第１〜第４支持部３２ｂ〜３２ｅ）が互いに押圧されているので、永久磁石３及び押え部材３１は、ロータ軸心方向にも移動できなくなる。こうして、規制部材３２は、凹溝部２ｂの壁面部２ｃと協働して、押え部材３１の移動を規制することになる。
【００４６】
上記ロータ１を製造するには、先ず、回転軸（モータ軸）、ロータコア２、永久磁石３、押え部材３１及び規制部材３２をそれぞれ別々に製造しておく。
【００４７】
続いて、規制部材３２の第１〜第４支持部３２ｂ〜３２ｅの間に押え部材３１を枠状部３２ａの反対側から挿入するとともに、第３及び第４支持部３２ｄ，３２ｅ間に第１永久磁石３ａを、第１及び第３支持部３２ｂ，３２ｄ間に第２永久磁石３ｂを、第２及び第４支持部３２ｃ，３２ｅ間に第３永久磁石３ｃを、それぞれ挿入する。
【００４８】
次いで、上記規制部材３２を、押え部材３１及び３つの永久磁石３を支持した状態で、ロータコア２の凹溝部２ｂに対してロータ軸心方向一側から挿入する。このとき、規制部材３２を、枠状部３２ａが前側になるように移動させる。第１〜第４支持部３２ｂ〜３２ｅの各ストッパ部３２ｆがロータ軸心方向一側の面に当接したとき、規制部材３２の挿入は完了する。そして、規制部材３２の挿入を、ロータコア２の全ての凹溝部２ｂに対して行う。
【００４９】
その後、各凹溝部２ｂにおいて第３支持部３２ｄにおける２つの立壁部３２ｈの間、及び、第４支持部３２ｅにおける２つの立壁部３２ｉの間に、上記樹脂を充填して、その樹脂を硬化させ、こうして、ロータ部４が完成する。尚、上記樹脂の充填を、１つの凹溝部２ｂに上記規制部材３２を挿入する毎に行うようにしてもよい。
【００５０】
最後に、上記ロータ部４のロータコア２の貫通孔２ａに回転軸を圧入して、ロータ１が完成する。尚、ロータコア２の凹溝部２ｂに上記規制部材３２を挿入する前に、予めロータコア２の貫通孔２ａに回転軸を圧入しておいてもよい。
【００５１】
したがって、本実施形態では、ロータコア２とは別体の押え部材３１により、凹溝部２ｂの壁面部２ｃと共に永久磁石３を挟持したので、永久磁石３からの漏れ磁束の発生を防止することができる。また、凹溝部２ｂ内に規制部材３２を配設して、この規制部材３２が、押え部材３１のロータ径方向外側より該押え部材３１を支持するとともに、凹溝部２の壁面部２ｃと協働して、該押え部材３１の移動を規制するようにしたので、ロータコア２のロータ軸心方向の両側に、押え部材３１を固定するための部材を配設する必要はない。この結果、永久磁石式モータＭのロータ軸心方向の長さが長くならずに済むとともに、低コストで済む。
【００５２】
（実施形態２）
図６は、本発明の実施形態２を示し、ロータ１において、上記実施形態１と同様のロータ部４（ロータコア２）を複数（図６では、２つ）設けるようにしたものである。
【００５３】
すなわち、本実施形態では、不図示の回転軸（モータ軸）が複数のロータコア２の貫通孔２ａを連続的に貫通するように圧入されて、該回転軸上において、各凹溝部２ｂ内に永久磁石３、押え部材３１及び規制部材３２が配設された複数のロータコア２（ロータ部４）がロータ軸心方向に積層された状態となっている。図６では、２つのロータ部４が、規制部材３２の枠状部３２ａ同士が対向するように積層されているが、各ロータ部４のロータ軸心方向の向きは、これには限られず、同じ向きを向くようにしてもよい。
【００５４】
上記実施形態１のロータ部４では、規制部材３２の枠状部３２ａ及びストッパ部３２ｆが凹溝部２ｂからはみ出しているので、複数のロータコア２は、枠状部３２ａ及びストッパ部３２ｆの少なくとも一方を介して積層されることになる。しかし、枠状部３２ａ及びストッパ部３２ｆの強度は、ロータコア２のロータ軸心方向の両側に設けられる、押え部材３１を固定するための部材よりも低い強度で済むので、上記はみ出し量は、押え部材３１を固定するための上記部材の厚みよりも小さくて済む。また、枠状部３２ａ及びストッパ部３２ｆをなくせば、複数のロータコア２同士は互いに直に接触することになる。
【００５５】
上記複数のロータコア２における各凹溝部２ｂの周方向の位置は、該複数のロータコア２間で互いに周方向にずれている。そして、相隣接する任意の２つのロータコア２のうちロータ軸心方向一側のロータコア２の各凹溝部２ｂの周方向の位置が、ロータ軸心方向他側のロータコア２の各凹溝部２ｂに対して周方向一側に所定角度だけずれている。すなわち、複数のロータコア２のうちロータ軸心方向一側の端に位置するロータコア２を除く全ロータコア２の各凹溝部２ｂの周方向の位置が、ロータ軸心方向一側の端に位置するロータコア２に対して周方向の同じ側にずれており、ロータ軸心方向一側の端からｎ番目（ｎは２以上の自然数）のロータコア２の各凹溝部２ｂの上記ずれ量は、上記所定角度の（ｎ−１）倍とされる。上記所定角度は、永久磁石式モータＭのコギングトルクや出力トルク変動（トルクリプル）を小さくすることが可能な角度に設定され、上記所定角度の上限値は、ｍ個のロータコア２の場合、凹溝部２ｂのピッチ角度（８つの凹溝部２ｂの場合、４５°）の１／（ｍ−１）である。
【００５６】
上記ロータ１を製造するには、上記実施形態１と同様にしてロータ部４を製造して、複数のロータ部４を準備する。尚、本実施形態では、図示は省略するが、回転軸とロータコア２の貫通孔２ａとの周方向の位置決めを行えるように、回転軸には位置決めキーが設けられ、ロータコア２の貫通孔２ａには、その位置決めキーが嵌合するキー溝が設けられる。キー溝の周方向の位置は、複数のロータ部４間で互いにずれることになる。
【００５７】
上記複数のロータ部４を順次回転軸上に周方向に位置決めしながら、互いに積層されるようにセットしていく。こうして回転軸上にセットされた複数のロータ部４のロータコア２における各凹溝部２ｂの周方向の位置は、該複数のロータコア２間で互いに周方向にずれることになる。
【００５８】
尚、２つのロータ部４の場合には、回転軸上に、凹溝部２ｂに規制部材３２を挿入する前の２つのロータコア２をセットした後、両ロータコア２の凹溝部２ｂに、押え部材３１及び３つの永久磁石３を支持した状態の規制部材３２を挿入することが可能である。このようにした場合、２つのロータ部４が、規制部材３２の枠状部３２ａ同士が対向するように積層されることになる。
【００５９】
したがって、本実施形態では、永久磁石式モータＭのコギングトルクや出力トルク変動を小さくすることができる。一方、複数のモータ部４（ロータコア２）をロータ軸心方向に積層したとしても、各ロータコア２のロータ軸心方向の両側に、押え部材３１を固定するための部材が存在しないことから、永久磁石式モータＭのロータ軸心方向の長さを出来る限り長くならないようにすることができるとともに、コストアップを出来る限り抑制することができる。また、押え部材３１を固定するための上記部材を設けることによるモータ効率の低下を抑制することができる。
【００６０】
（実施形態３）
図７及び図８は、本発明の実施形態３を示し、押え部材３１及び規制部材３２の形状を、上記実施形態１とは異ならせたものであり、その他の構成は、上記実施形態１のロータ１のロータ部４と同様である。
【００６１】
すなわち、本実施形態では、押え部材３１のロータ径方向外側の面におけるロータ周方向両端部に、そのロータ周方向中央側の部分に対してロータ径方向内側に凹む段差部３１ｄがそれぞれ形成されている。これら両段差部３１ｄのロータ径方向外側に、規制部材３２の第１及び第２支持部３２ｂ，３２ｃがそれぞれ位置して押え部材３１を支持している。
【００６２】
上記各段差部３１ｄの幅（ロータ周方向の長さ）は、ロータ軸心方向の一側から他側に向かって大きくなるようになされており、これにより、両段差部３１ｄの間隔、つまり、押え部材３１のロータ径方向外側の面における段差部３１ｄがない部分のロータ周方向の長さが、ロータ軸心方向の一側から他側に向かって狭くなるようになっている。また、段差部３１ｄに対応して、第１及び第２支持部３２ｂ，３２ｃの間隔も、ロータ軸心方向の一側から他側に向かって狭くなるようになっている。これにより、押え部材３１のロータ径方向外側の面において第１及び第２支持部３２ｂ，３２ｃによって覆われていない部分のロータ周方向の長さが、ロータ軸心方向の一側から他側に向かって小さくなっている。
【００６３】
このような構成により、上記実施形態２と同様に、永久磁石式モータＭのコギングトルクや出力トルク変動を小さくすることができるようになる。すなわち、本実施形態では、上記実施形態２のように複数のロータ部４（ロータコア２）を積層しなくても、永久磁石式モータＭのコギングトルクや出力トルク変動を小さくすることができる。よって、永久磁石式モータＭのロータ軸心方向の長さをより短くしつつ、より低コストで、上記実施形態２と同様の作用効果が得られる。
【００６４】
（実施形態４）
図９は、本発明の実施形態４を示し、各凹溝部２ｂ内に永久磁石３、押え部材３１及び規制部材３２が配設されたロータコア２の外周面に、該外周面全周を覆うカバー部材３５を設けたものであり、その他の構成は、上記実施形態１のロータ１のロータ部４と同様である。
【００６５】
このカバー部材３５は、非磁性体でかつ導体（例えばアルミニウム）で構成されていることが好ましい。また、カバー部材３５の厚みは、所定値以下に設定されて、ロータコア２の外周面とステータコア１２のティース部１４の先端面との間隔を広げなくても済むように十分に薄くしている（例えば０．２ｍｍ〜０．３ｍｍ程度）。
【００６６】
このようにカバー部材３５を、厚みの薄い非磁性体でかつ導体で構成すれば、表皮効果を利用して、特にインバータのスイッチング作用に伴って生じる高周波電流をカバー部材３５に流すことができ、ロータコア２の発熱を抑制することができる。また、押え部材３１がロータ１の回転により特にロータ径方向外側へ移動しようとしても、カバー部材３５によって、その移動をより確実に規制することができる。
【００６７】
本発明は、上記実施形態に限られるものではなく、請求の範囲の主旨を逸脱しない範囲で代用が可能である。
【００６８】
例えば、上記実施形態では、各凹溝部２ｂ内に設けられる永久磁石３の数は３つであるが、これには限らず、例えば２つとして、２つの永久磁石３を、ロータ軸心方向から見て、ロータ径方向外側に行く程間隔が広がる略Ｖ字状に配置してもよい。この場合、永久磁石３の配置に対応して、各凹溝部２ｂの壁面部２ｃは、ロータ軸心方向から見て略Ｖ字状をなし、押え部材３１はロータ軸心方向から見て略三角形状をなすようにし、規制部材３２は、押え部材３１の特に３つの角部を支持するようにすればよい。
【００６９】
また、樹脂の充填は必ずしも必要ではなく、例えば圧入や接着等を利用して、永久磁石３及び押え部材３１を各凹溝部２ｂ内に固定することも可能である。
【００７０】
上述の実施形態は単なる例示に過ぎず、本発明の範囲を限定的に解釈してはならない。本発明の範囲は請求の範囲によって定義され、請求の範囲の均等範囲に属する変形や変更は、全て本発明の範囲内のものである。
【産業上の利用可能性】
【００７１】
本発明は、永久磁石が設けられたロータコアを有するロータと、該ロータのロータコアの外周側に配設される、巻線を有するステータとを備えた永久磁石式モータに有用であり、特に、永久磁石式モータを電気自動車やハイブリッド自動車の車両駆動用モータとして用いる場合に有用である。
【符号の説明】
【００７２】
Ｍ      永久磁石式モータ
１      ロータ
２      ロータコア
２ｂ    凹溝部
２ｃ    壁面部
３      永久磁石
１１    ステータ
２１    巻線
３１    押え部材
３２    規制部材
３２ａ 枠状部
３２ｂ 第１支持部
３２ｃ 第２支持部
３２ｄ 第３支持部
３２ｅ 第４支持部
３５    カバー部材
【図１】
0005772330.tif 000002
【図２】
0005772330.tif 000003
【図３】
0005772330.tif 000004
【図４】
0005772330.tif 000005
【図５】
0005772330.tif 000006
【図６】
0005772330.tif 000007
【図７】
0005772330.tif 000008
【図８】
0005772330.tif 000009
【図９】
0005772330.tif 000010