(57)【要約】【課題】永久磁石の破損を防止するとともに永久磁石に生じる不可逆減磁を抑制できるＩＰＭモータのロータの提供。【解決手段】ヨーク１４ａに形成された磁石挿入スロット１４ｃに永久磁石１６を挿入してなるＩＰＭモータのロータ１４において、磁石挿入スロット１４ｃ内に、ロータ径方向外側に金属プレート１７を配置するとともにロータ径方向内側に永久磁石１６を配置し、金属プレート１７のロータ径方向内側の表面積を永久磁石のロータ径方向外側の表面積よりも小さくする。【選択図】図３
2008072790.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ヨークに形成された磁石挿入スロットに永久磁石を挿入してなるＩＰＭモータのロータにおいて、
前記磁石挿入スロット内に、ロータ径方向外側に金属プレートを配置するとともにロータ径方向内側に前記永久磁石を配置し、
前記金属プレートのロータ径方向内側の表面積が前記永久磁石のロータ径方向外側の表面積よりも小さいことを特徴とするＩＰＭモータのロータ。
【請求項２】
前記金属プレートは、前記永久磁石の磁束集中部のロータ径方向外側に空間部を形成することを特徴とする請求項１に記載のＩＰＭモータのロータ。
【請求項３】
前記金属プレートは、前記永久磁石のロータ周方向の端部のロータ径方向外側に空間部を形成することを特徴とする請求項１または２に記載のＩＰＭモータのロータ。
【請求項４】
前記金属プレートは、前記永久磁石の角部のロータ径方向外側に空間部を形成することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載のＩＰＭモータのロータ。
【請求項５】
ヨークに形成された磁石挿入スロットに永久磁石を挿入してなるＩＰＭモータのロータにおいて、
前記磁石挿入スロット内に、ロータ径方向外側に金属プレートを配置するとともにロータ径方向内側に前記永久磁石を配置し、
前記金属プレートは、易磁気飽和型電磁鋼板と難磁気飽和型電磁鋼板とからなることを特徴とするＩＰＭモータのロータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ロータに磁石を埋め込むＩＰＭモータのロータに関する。
【背景技術】
【０００２】
例えばハイブリッド自動車等、自動車に走行用モータを搭載することが行われている（例えば特許文献１参照）。
ところで、モータには、ロータに磁石を埋め込むタイプのＩＰＭ（Ｉｎｔｅｒｉｏｒ  Ｐｅｒｍａｎｅｎｔ  Ｍａｇｎｅｔｉｃ）モータがあるが、このＩＰＭモータのロータにおいて、回転時の永久磁石の破損を防止するために、永久磁石のロータ径方向外側に金属プレートを配置してヨークの磁石挿入スロットに挿入する構造のものがある（例えば特許文献２参照）。
【特許文献１】特開平１０−２８５８９１号公報
【特許文献２】特開２００５−２０８１９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、永久磁石は、励磁中にその一部に磁束が集中することで不可逆減磁が生じやすく、上記のように破損防止のための金属プレートを配置するものにおいても、同様に永久磁石に不可逆減磁が生じやすいという問題があった。
【０００４】
したがって、本発明は、永久磁石の破損を防止するとともに永久磁石に生じる不可逆減磁を抑制できるＩＰＭモータのロータの提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記目的を達成するために、請求項１に係る発明は、ヨーク（例えば実施形態におけるヨーク１４ａ）に形成された磁石挿入スロット（例えば実施形態における磁石挿入スロット１４ｃ）に永久磁石（例えば実施形態における永久磁石１６）を挿入してなるＩＰＭモータ（例えば実施形態におけるＩＰＭモータ１０）のロータ（例えば実施形態におけるロータ１４）において、前記磁石挿入スロット内に、ロータ径方向外側に金属プレート（例えば実施形態における金属プレート１７）を配置するとともにロータ径方向内側に前記永久磁石を配置し、前記金属プレートのロータ径方向内側の表面積が前記永久磁石のロータ径方向外側の表面積よりも小さいことを特徴としている。
【０００６】
請求項２に係る発明は、請求項１に係る発明において、前記金属プレートは、前記永久磁石の磁束集中部（例えば実施形態における端縁部１６ａ、角部１６ｂ）のロータ径方向外側に空間部（例えば実施形態における空間部２３，２４）を形成することを特徴としている。
【０００７】
請求項３に係る発明は、請求項１または２に係る発明において、前記金属プレートは、前記永久磁石のロータ周方向の端部のロータ径方向外側に空間部（例えば実施形態における空間部２３）を形成することを特徴としている。
【０００８】
請求項４に係る発明は、請求項１乃至３のいずれか一項に係る発明において、前記金属プレートは、前記永久磁石の角部のロータ径方向外側に空間部（例えば実施形態における空間部２４）を形成することを特徴としている。
【０００９】
請求項５に係る発明は、ヨークに形成された磁石挿入スロットに永久磁石を挿入してなるＩＰＭモータのロータにおいて、前記磁石挿入スロット内に、ロータ径方向外側に金属プレートを配置するとともにロータ径方向内側に前記永久磁石を配置し、前記金属プレートは、易磁気飽和型電磁鋼板（例えば実施形態における易磁気飽和型電磁鋼板２５）と難磁気飽和型電磁鋼板（例えば実施形態における難磁気飽和型電磁鋼板２６）とからなることを特徴としている。
【発明の効果】
【００１０】
請求項１に係る発明によれば、ヨークに形成された磁石挿入スロット内に、ロータ径方向外側に金属プレートを配置するとともにロータ径方向内側に永久磁石を配置しているため、金属プレートが介在することで回転時に永久磁石が磁石挿入スロットの内面に接触することを防止できる。したがって、永久磁石の破損を防止することができる。また、金属プレートのロータ径方向内側の表面積が永久磁石のロータ径方向外側の表面積よりも小さいため、永久磁石の励磁中の磁束集中部に金属プレートの非接触部分を配置することで、磁束集中部の磁束量を緩和することができ、一部に磁束が集中することを抑制できる。したがって、永久磁石に生じる不可逆減磁を抑制でき、減磁耐力を向上できる。
【００１１】
請求項２に係る発明によれば、金属プレートが、永久磁石の励磁中の磁束集中部のロータ径方向外側に空間部を形成するため、磁束集中部の磁束量を緩和することができ、一部に磁束が集中することを確実に抑制できる。したがって、永久磁石に生じる不可逆減磁を確実に抑制でき、減磁耐力を確実に向上できる。
【００１２】
請求項３に係る発明によれば、金属プレートが、永久磁石の磁束集中部であるロータ周方向の端部のロータ径方向外側に空間部を形成するため、磁束集中部の磁束量を緩和することができ、一部に磁束が集中することを確実に抑制できる。したがって、永久磁石に生じる不可逆減磁を確実に抑制でき、減磁耐力を確実に向上できる。
【００１３】
請求項４に係る発明によれば、金属プレートが、永久磁石の磁束集中部である角部のロータ径方向外側に空間部を形成するため、磁束集中部の磁束量を緩和することができ、一部に磁束が集中することを確実に抑制できる。したがって、永久磁石に生じる不可逆減磁を確実に抑制でき、減磁耐力を確実に向上できる。
【００１４】
請求項５に係る発明によれば、ヨークに形成された磁石挿入スロット内に、ロータ径方向外側に金属プレートを配置するとともにロータ径方向内側に永久磁石を配置しているため、金属プレートが介在することで回転時に永久磁石が磁石挿入スロットの内面に接触することを防止できる。したがって、永久磁石の破損を防止することができる。また、金属プレートが易磁気飽和型電磁鋼板と難磁気飽和型電磁鋼板とからなるため、永久磁石の励磁中の磁束集中部に金属プレートの易磁気飽和型電磁鋼板を配置することで、磁束集中部の磁束量を緩和することができ、一部に磁束が集中することを抑制できる。したがって、永久磁石に生じる不可逆減磁を抑制でき、減磁耐力を向上できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
本発明の一実施形態に係るＩＰＭモータのロータを図面を参照して以下に説明する。
図１はブラシレスのＩＰＭモータを示す分解斜視図である。図１において、ＩＰＭモータ１０はステータ１２と、ステータ１２の内側に配置される本実施形態のロータ１４とを有しており、ロータ１４は、ヨーク１４ａとヨーク１４内に配置される永久磁石１６とを備えている。
【００１６】
ステータ１２の内周には複数のステータ磁極１２ａがステータ１２の中心に向けて突設される。ステータ磁極１２ａのそれぞれには、コイル（図示せず）が嵌装される。ステータ１２の外周側には３個の突起１２ｂが突設され、そこに穿設された孔にボルト（図示せず）を挿通してハウジング（図示せず）に固定される。
【００１７】
ロータ１４のヨーク１４ａはケイ素鋼板を多数枚、積層されてなる。ロータ１４には、複数のロータ磁極１４ｂが、前記ステータ磁極１２ａに対向するように突設される。ロータ磁極１４ｂのそれぞれには磁石挿入スロット１４ｃが穿設されており、磁石挿入スロット１４ｃ内におけるロータ径方向内側に界磁用の永久磁石１６が配置され、ロータ径方向外側に金属プレート１７が配置されている。
【００１８】
このような構成のブラシレスモータ１０は全体として薄型のインナーロータ型のブラシレスモータとして構成され、ロータ１４の中心側の取付面１８のボルト締結部１８ａ（図２に示す）が車両のエンジンのクランクシャフト（図示せず）の一端にボルト締結されると共に、ロータ１４の外周側の取付面２０のボルト締結部２０ａ（図２に示す）が変速機（図示せず）にボルト締結され、ハイブリッド車両の駆動源の一つとして使用される。
【００１９】
図３に示すように、永久磁石１６は、平面視および側面視において矩形状を呈し、大略プレート状に形成される。永久磁石１６は、希土類金属、例えば、ネオジウム・鉄・ボロンなどを焼結させて製作された磁石本体１６Ａの全面的に耐錆性メッキ２１が施されて構成されており、そのロータ径方向内側の面にはさらに固定用被膜２２が形成されている。
【００２０】
そして、図４および図５にも示すように、永久磁石１６とともに磁石挿入スロット１４ｃに収容される金属プレート１７は、平面視および側面視において略矩形状を呈しており、ヨーク１４ａと同じ強度の電磁鋼板がプレス成形されて製作される。
【００２１】
ここで、金属プレート１７は、そのロータ軸線方向の長さが永久磁石１６のロータ軸線方向の長さと等しくされ、また、そのロータ周方向の幅が、永久磁石１６のロータ周方向の幅よりも小さくされている。さらに、金属プレート１７の四つの角部には、同じ大きさの円弧状の切欠部１７ａが形成されている。そして、このような金属プレート１７が永久磁石１６に対しロータ周方向における中心位置を一致させ、かつロータ軸線方向の位置を合わせた状態で、磁石挿入スロット１４ｃに収容される。
【００２２】
以上の結果、金属プレート１７のロータ径方向内側の表面積つまり永久磁石１６に接触する接触面１７ｂの面積は、永久磁石１６のロータ径方向外側外面１６ｃの表面積よりも小さくされている。また、金属プレート１７は、永久磁石１６のロータ周方向の所定幅の端縁部１６ａをロータ径方向外側に露出させることになり、よって、永久磁石１６の端縁部１６ａのロータ径方向外側に空間部２３を形成する。さらに、金属プレート１７は、切欠部１７ａによって、永久磁石１６の角部１６ｂをロータ径方向外側に露出させることになり、よって、永久磁石１６の角部１６ｂのロータ径方向外側に空間部２４を形成する。ここで、空間部２３に露出する永久磁石１６の端縁部１６ａよりも空間部２４に露出する永久磁石１６の角部１６ｂの方がロータ周方向に広くなっている。なお、永久磁石１６の端縁部１６ａと角部１６ｂとが、永久磁石１６の励磁中最も磁束を発する磁束集中部になっており、よって、金属プレート１７は、永久磁石１６の磁束集中部である端縁部１６ａおよび角部１６ｂのロータ径方向外側に上記した空間部２３，２４を形成している。
【００２３】
以上に述べた第１実施形態のロータ１４によれば、積層鋼板からなるヨーク１４ａに形成された磁石挿入スロット１４ｃ内に、ロータ径方向外側に金属プレート１７を配置するとともにロータ径方向内側に永久磁石１６を配置しているため、金属プレート１７が介在することで回転時に永久磁石１６が磁石挿入スロット１４ｃのロータ径方向外側の内面の積層破断面段差（図３（ｂ）参照）に接触することを防止できる。したがって、永久磁石１６の破損を防止することができる。また、金属プレート１７に永久磁石１６が面接触することから、永久磁石１６の表面の耐錆性メッキ２１に局所的な荷重が加わることがなく、よって、耐錆機能のみの低強度の耐錆性メッキ２１を採用できる。
【００２４】
しかも、金属プレート１７は、そのロータ径方向内側の表面積が永久磁石１６のロータ径方向外側の表面積よりも小さくされており、永久磁石１６の励磁中に最も磁束を発する箇所つまり磁束集中部である端縁部１６ａおよび角部１６ｂのロータ径方向外側に空間部２３，２４を形成しているため、磁束集中部である端縁部１６ａおよび角部１６ｂの磁束量を緩和することができ、一部に磁束が集中することを確実に抑制できる。したがって、永久磁石１６に生じる不可逆減磁を確実に抑制でき、減磁耐力を確実に向上できる。
【００２５】
さらに、金属プレート１７が略矩形状をなして角部に切欠部１７ａを形成した形状であるため、プレス成形で容易に形成できる。
【００２６】
なお、上記実施形態を以下のように変更することも可能である。
【００２７】
金属プレート１７として絶縁コーティングされた電磁鋼板を用いることにより、永久磁石１６と金属プレート１７の断面との絶縁を確保し、渦電流を低減して損失を低減する。
【００２８】
図６に示すように、ロータ軸線方向およびロータ周方向において永久磁石１６と同じ大きさの金属プレート１７を用意し、上記した空間部２３に相当する部分を磁気飽和しやすい易磁気飽和型電磁鋼板２５で形成するとともに残りの部分を磁気飽和しにくい難磁気飽和型電磁鋼板２６で形成する。
【００２９】
図７（ａ）に示すように、上記実施形態の金属プレート１７のロータ周方向の長さを所定量長くし、ロータ周方向の片側のみに切欠部１７ａを形成して、永久磁石１６のロータ周方向の片側のみに空間部２３および空間部２４を形成する。
【００３０】
図７（ｂ）に示すように、ロータ軸線方向およびロータ周方向において永久磁石１６と同じ大きさの金属プレート１７を用意し、その各角部に頂点位置に向かうスリット２８を形成する。
【００３１】
図７（ｃ）に示すように、ロータ軸線方向およびロータ周方向において永久磁石１６と同じ大きさの金属プレート１７を用意し、そのロータ周方向の両端部近傍にロータ軸線方向に沿う縦スリット２９を形成する。
【００３２】
図７（ｄ）に示すように、ロータ軸線方向およびロータ周方向において永久磁石１６と同じ大きさの金属プレート１７を用意し、その各角部に、各頂点を形成する二辺に沿う鍵型のスリット３０を形成する。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明の一実施形態に係るＩＰＭモータのロータが適用されたＩＰＭモータの要部の分解斜視図である。
【図２】本発明の一実施形態に係るＩＰＭモータのロータが適用されたＩＰＭモータの要部の正面図である。
【図３】本発明の一実施形態に係るＩＰＭモータのロータの要部を示すもので、（ａ）は正面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ断面図である。
【図４】本発明の一実施形態に係るＩＰＭモータのロータの永久磁石および金属プレートを示す平面図である。
【図５】本発明の一実施形態に係るＩＰＭモータのロータの永久磁石および金属プレートを示す分解斜視図である。
【図６】本発明の一実施形態に係るＩＰＭモータのロータの変形例を示す永久磁石および金属プレートの分解斜視図である。
【図７】本発明の一実施形態に係るＩＰＭモータのロータの変形例を示す永久磁石および金属プレートの平面図である。
【符号の説明】
【００３４】
１０  ＩＰＭモータ
１４  ロータ
１４ａ  ヨーク
１４ｃ  磁石挿入スロット
１６  永久磁石
１６ａ  端縁部（磁束集中部）
１６ｂ  角部（磁束集中部）
１７  金属プレート
２３，２４  空間部
２５  易磁気飽和型電磁鋼板
２６  難磁気飽和型電磁鋼板
【図１】
2008072790.tif 000003
【図２】
2008072790.tif 000004
【図３】
2008072790.tif 000005
【図４】
2008072790.tif 000006
【図５】
2008072790.tif 000007
【図６】
2008072790.tif 000008
【図７】
2008072790.tif 000009