(57)【要約】【課題】  モータの磁極間の磁力による吸引および反発の繰り返しに起因した振動の発生を抑制する。【解決手段】  モータ１を固定子２および回転子３と、固定子２の外周面を覆うハウジング４とを備えて構成し、ハウジング４に挿入された固定子２を締まりばめされた状態で固定し、ハウジング４の回転軸Ｏ方向の両端部において締め付け力が相対的に強くなるように設定した。回転子３に具備される永久磁石１２を構成する複数の分割磁石１２ａ，…，１２ａのうち、回転子３の回転軸Ｏ方向の両端部および両端部近傍に位置する分割磁石１２ａ，…，１２ａの磁束密度を、他の分割磁石１２ａ，…，１２ａに比べて相対的に小さくなるように設定した。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転子本体に設けられた回転軸の軸線方向に沿って伸びる磁石装着部に磁石が装着されてなる回転子と、前記回転子を回転させる回転磁界を発生する固定子と、前記固定子を固定するハウジングとを備え、
前記ハウジングが前記固定子を保持する保持力の前記軸線方向に沿った強度分布において、前記固定子の軸線方向の端部での前記保持力が央部での前記保持力に比べて相対的に大きく設定され、
前記磁石装着部に装着された磁石の前記軸線方向に沿った磁束密度分布において、前記回転子の軸線方向の端部での前記磁束密度が央部での前記磁束密度に比べて相対的に小さく設定されてなることを特徴とするモータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば永久磁石式等のモータに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えば、ステータコアと、このステータコアの外周部を覆うモータハウジングとに対して、モータハウジングの内周面に当接するステータコアの外周部を、モータハウジングを形成する鋼板よりも相対的に低ヤング率かつ低磁歪性の電磁鋼板により形成することで、モータの運転時にステータコアに生じる磁歪に起因してモータハウジングに振動が発生することを抑制したモータ（例えば、特許文献１参照）が知られている。
【特許文献１】特開平４−３６８１０３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、上述したような従来技術の一例に係るモータにおいて、運転時に発生する振動には、ステータコア等を構成する磁性材に生じる磁歪に起因した振動に加えて、磁極間の磁力による吸引および反発の繰り返しに起因した振動が含まれることから、この磁力に起因した振動の発生を抑制することが望まれている。
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、モータの磁極間の磁力による吸引および反発の繰り返しに起因した振動の発生を抑制することが可能な回転子および回転子の製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
上記課題を解決して係る目的を達成するために、請求項１に記載の発明のモータは、回転子本体に設けられた回転軸の軸線方向に沿って伸びる磁石装着部（例えば、実施の形態での周方向で隣り合う突極部２２，２２の間）に磁石が装着されてなる回転子と、前記回転子を回転させる回転磁界を発生する固定子と、前記固定子を固定するハウジング（例えば、実施の形態でのハウジング４）とを備え、前記ハウジングが前記固定子を保持する保持力（例えば、実施の形態での締め付け力）の前記軸線方向に沿った強度分布において、前記固定子の軸線方向の端部での前記保持力が央部での前記保持力に比べて相対的に大きく設定され、前記磁石装着部に装着された磁石の前記軸線方向に沿った磁束密度分布において、前記回転子の軸線方向の端部での前記磁束密度が央部での前記磁束密度に比べて相対的に小さく設定されてなることを特徴としている。
【０００５】
上記のモータによれば、回転子の回転軸の軸線方向の端部での磁石の磁束密度が、端部以外の領域での磁束密度に比べて相対的に小さくなるように設定されていることから、ハウジングが固定子を保持する保持力が相対的に強くなっている固定子の回転軸の軸線方向の端部において、回転子の磁石の磁力に起因して固定子と回転子との間で作用する吸引力および反発力が相対的に弱くなっている。
このため、モータの運転時に、磁力による吸引および反発の繰り返しに起因して固定子に生じる振動が、特に伝わりやすい部分である、ハウジングによる保持力が相対的に大きい固定子の端部を介して、固定子からハウジングに伝達されることを抑制することができる。
【発明の効果】
【０００６】
請求項１に記載の発明のモータによれば、ハウジングによる保持力が相対的に大きい固定子の端部に作用する磁力による吸引力および反発力を相対的に低減させることで、モータの運転時に、磁力による吸引および反発の繰り返しに起因して固定子に生じる振動が、特に伝わりやすい部分である固定子の端部を介して、固定子からハウジングに伝達されることを抑制し、ハウジングの振動による騒音の発生を抑制することができる。しかも、例えば回転子の全ての磁石の磁束密度を相対的に小さな値に設定する場合に比べて、モータの発電効率が低下してしまうことを抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
以下、本発明のモータの一実施形態について添付図面を参照しながら説明する。
本実施の形態に係るモータ１は、例えばハイブリッド車両や燃料電池車両等の車両の駆動源とされるブラシレスＤＣモータであって、図１から図３に示すように、略円筒状の固定子２と、この固定子２の内部に配置されて回転軸線Ｏ周りに回転可能とされた略円柱状の回転子３と、固定子２の外周面を覆うようにして固定子２および回転子３を収容する円筒状のハウジング４とを備えて構成されている。
【０００８】
略円筒状の固定子２は、例えば珪素鋼板等の複数の電磁鋼板が回転軸Ｏ方向に積層されて形成され、内周面上の周方向に所定間隔をおいた位置から径方向内方に向かい突出して回転軸線Ｏ方向に沿って延在する複数のティース２ａ，…，２ａを備えており、各ティース２ａには回転子３を回転させる回転磁界を発生する複数相の固定子巻線（図示略）が複数のティース２ａ，…，２ａに亘って巻回されている。
【０００９】
回転子３は、固定子２の内部に配置されて回転軸線Ｏ周りに回転可能とされ、例えば、略円柱状のロータシャフト１０と、ロータシャフト１０の外周面上に装着された積層コア１１と、複数の永久磁石１２，…，１２とを備えて構成されている。
積層コア１１は、例えば珪素鋼板等の複数の電磁鋼板が回転軸Ｏ方向に積層されて形成され、略円筒状のロータ鉄心２１と、このロータ鉄心２１の周方向の所定位置において外周面上から径方向外方に向かい断面視略矩形状に突出する複数の突極部２２，…，２２とを備え、周方向で隣り合う突極部２２，２２の間には、これらの突極部２２，２２によって両側から挟み込まれるようにして略長方形板状の永久磁石１２が装着されている。
【００１０】
突極部２２の外周側端部には周方向外方に向かい突出する２つの磁石保持爪部２２ａ，２２ａが形成され、周方向で隣り合う突極部２２，２２から突出する互いの磁石保持爪部２２ａ，２２ａは、これらの突極部２２，２２の間に装着された永久磁石１２の外周面に当接して、永久磁石１２が径方向外方に向かい移動することを規制している。つまり、このモータ１においては、永久磁石１２の外周面の一部が固定子２に向かって露出している。
【００１１】
永久磁石１２は、例えばフェライト磁石、あるいは、Ｎｄ−Ｆｅ−Ｂ系やＳｍ−Ｃｏ系の希土類磁石等であって、回転軸線Ｏ方向に沿った所定位置で分割された複数の分割磁石１２ａ，…，１２ａを備えて構成され、永久磁石１２は径方向に磁化されている。そして、積層コア１１の周方向で隣り合う永久磁石１２，１２の磁化方向が互いに反対方向となるように、すなわち外周側がＮ極とされた永久磁石１２には、外周側がＳ極とされた永久磁石１２が隣り合うように配置されている。なお、複数の永久磁石１２，…，１２の個数は偶数個とされている。
【００１２】
そして、各永久磁石１２を構成する複数の分割磁石１２ａ，…，１２ａのうち、回転子３の回転軸Ｏ方向の両端部および両端部近傍に位置する分割磁石１２ａ，…，１２ａは、他の分割磁石１２ａ，…，１２ａに比べて相対的に磁束密度が小さくなるように設定されている。回転子３の回転軸Ｏ方向の両端部および両端部近傍に位置する分割磁石１２ａ，…，１２ａは、特に、固定子２の両端部に対して径方向で対向する位置、あるいは、固定子２の両端部に対して作用する磁力による吸引力および反発力が相対的に大きくなる位置（例えば、極大となる位置等）に設けられている。
なお、各分割磁石１２ａの磁束密度は、例えば着磁工程において外部磁場により分割磁石１２ａを磁化させる際の磁場の強さを変更したり、例えばフェライト磁石や希土類磁石等の永久磁石１２を焼結により製造する際に、原料粉末の純度および粒径および粒径分布を変更したり、さらには、焼成温度に応じた結晶粒径および焼結密度を変更することによって所望の値に設定される。例えば原料粉末の粉砕、混合の程度を緩やかにし、焼結体の相対密度を低くすることによって、磁束密度を相対的に低下させることができる。
【００１３】
また、固定子２の外周面を覆うハウジング４は、例えばアルミニウム合金等の非磁性体により形成され、回転軸Ｏ方向の両端部には、ハウジング４を他の機器（例えば、車両の内燃機関等）に接続固定するためのフランジ部４ａ，４ａが形成されている。そして、このハウジング４に挿入された固定子２は、締まりばめされた状態で固定されている。
つまり、ハウジング４は、その内径が固定子２の外径に対して所定の締め代を有するように設定されており、ハウジング４に固定子２を固定する際には、まず、ハウジング４を加熱して、固定子２が挿入可能となるまでハウジング４の内径を熱膨張させた後に、ハウジングに４に固定子２を挿入する。次に、ハウジング４を冷却すると、ハウジング４は内径が熱収縮して固定子２を締め付け、固定子２の固定が完了する。
そして、ハウジング４が固定子２を締め付ける締め付け力の回転軸Ｏ方向に沿った強度分布において、特に、フランジ部４ａ，４ａが設けられたハウジング４の回転軸Ｏ方向の両端部において締め付け力が相対的に強くなっている。
【００１４】
本実施の形態に係るモータ１は上記構成を備えており、このモータ１の運転時における作用について説明する。
このモータ１では、回転子３の回転軸Ｏ方向の両端部および両端部近傍に位置する分割磁石１２ａ，…，１２ａの磁束密度が、他の分割磁石１２ａ，…，１２ａに比べて相対的に小さくなるように設定されていることから、ハウジング４が固定子２を締め付ける締め付け力が相対的に強くなっている固定子２の回転軸Ｏ方向の両端部において、永久磁石１２の磁力に起因して固定子２と回転子３との間で作用する吸引力および反発力が相対的に弱くなっている。
このため、モータ１の運転時に、磁力による吸引および反発の繰り返しに起因して固定子２に生じる振動が、特に伝わりやすい部分である、ハウジング４による締め付け力が相対的に大きい固定子２の両端部を介して、固定子２からハウジング４に伝達されることを抑制することができる。
【００１５】
上述したように、本実施の形態によるモータ１によれば、ハウジング４による締め付け力が相対的に大きい固定子２の両端部に作用する磁力による吸引力および反発力を相対的に低減させることで、モータ１の運転時に、磁力による吸引および反発の繰り返しに起因して固定子２に生じる振動が、特に伝わりやすい部分である固定子の端部を介して、固定子２からハウジング４に伝達されることを抑制し、ハウジング４の振動による騒音の発生を抑制することができる。しかも、例えば回転子の全ての磁石の磁束密度を相対的に小さな値に設定する場合に比べて、モータの発電効率が低下することを抑制することができる。
【００１６】
なお、上述した実施の形態においては、回転子３の回転軸Ｏ方向の両端部および両端部近傍に位置する分割磁石１２ａ，…，１２ａの磁束密度を相対的に小さくする際に、分割磁石１２ａの製造工程において着磁や焼結の方法を変更して所望の磁束密度を設定するとしたが、これに限定されず、例えば配置位置に応じて異なる種類かつ磁束密度の永久磁石からなる分割磁石１２ａを配置してもよい。
【００１７】
なお、上述した実施の形態においては、永久磁石１２を複数の分割磁石１２ａ，…，１２ａを備えて構成したが、これに限定されず、永久磁石１２を単一の永久磁石をしてもよい。この場合には、永久磁石１２の回転軸Ｏ方向の両端部の磁束密度が、央部の磁束密度よりも相対的に小さくなるように設定すればよい。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の一実施形態に係るモータの分解斜視図である。
【図２】図１に示すモータの一部を破断して示す要部斜視図である。
【図３】図１に示すモータの１／４円の平面図である。
【符号の説明】
【００１９】
１  モータ
２  固定子
３  回転子
４  ハウジング
１２  永久磁石
１２ａ  分割磁石
【図１】
2005354820.tif 000003
【図２】
2005354820.tif 000004
【図３】
2005354820.tif 000005