(57)【要約】  この発明によるＩＰＭロータは、磁石を収納する穴部が設けられる複数のコアシートが積層され、穴部に磁石が挿入される。このＩＰＭロータは、穴部に、バネ板部が設けられる第１コアシートと、穴部に、凹部が設けられる第２コアシートとを備え、積層された複数のコアシートの少なくとも１つにおいて、穴部に突起部が設けられる。突起部は、第１コアシートの穴部、第２コアシートの穴部、または、さらに設けられる第３コアシートの穴部の少なくとも１つに設けられる。
2018189822.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁石を収納する穴部が設けられる複数のコアシートが積層され、前記穴部に前記磁石が挿入されるＩＰＭロータであって、
前記穴部に、バネ板部が設けられる第１コアシートと、
前記穴部に、凹部が設けられる第２コアシートとを備え、
前記積層された複数の前記コアシートの少なくとも１つにおいて、前記穴部に突起部が設けられるＩＰＭロータ。
【請求項２】
前記突起部が、前記第１コアシートの前記穴部に設けられる請求項１に記載のＩＰＭロータ。
【請求項３】
前記突起部が、前記第２コアシートの前記穴部に設けられる請求項１に記載のＩＰＭロータ。
【請求項４】
第３コアシートをさらに備え、前記突起部が、前記第３コアシートに設けられる請求項１に記載のＩＰＭロータ。
【請求項５】
前記穴部のみが設けられる基本コアシートをさらに備え、
少なくとも１つの前記第３コアシート、少なくとも１つの前記基本コアシート、前記第１コアシート、および少なくとも１つの前記第２コアシートの順に積層される部分を備える請求項４に記載のＩＰＭロータ。
【請求項６】
前記第２コアシートは、前記第１コアシートに連続して積層され、
前記バネ板部は、前記第１コアシートの前記バネ板部、および前記第２コアシートの前記凹部の接触端部を起点に曲げられ、
前記第２コアシートが連続して積層される厚さは、前記バネ板部の長さ以上であり、
前記バネ板部の長さは、前記第２コアシートの厚さの１倍以上１０倍以下である請求項１から５のいずれか１項に記載のＩＰＭロータ。
【請求項７】
前記バネ板部の幅は、前記第１コアシートの厚さの１倍〜１０倍の間である請求項１から６のいずれか１項に記載のＩＰＭロータ。
【請求項８】
前記磁石は、略直方体をなし、
前記穴部は、前記コアシートの外径側に向かって開くＶ字形状に設けられ、
前記突起部は、前記磁石の短辺の外側に設けられ、
前記バネ板部は、前記穴部の内径側の面であり、前記磁石の長辺の端部に設けられる請求項１から７のいずれか１項に記載のＩＰＭロータ。
【請求項９】
前記磁石は、略直方体をなし、
前記穴部は、前記コアシートの弦方向に設けられ、
前記突起部は、前記磁石の短辺の外側に設けられ、
前記バネ板部は、前記穴部の内径側の面であり、前記磁石の長辺の中央部に設けられる請求項１から７のいずれか１項に記載のＩＰＭロータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、積層されたコアシートに永久磁石が埋設されるＩＰＭ（Ｉｎｔｅｒｉｏｒ  Ｐｅｒｍａｎｅｎｔ  Ｍａｇｎｅｔ）ロータに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
回転電機において、永久磁石を用いるロータには、磁石を回転子の表面に貼りつけるＳＰＭ（Ｓｕｒｆａｃｅ  Ｐｅｒｍａｎｅｎｔ  Ｍａｇｎｅｔ）ロータと、磁石を回転子の中に埋め込むＩＰＭロータとがある。ＩＰＭロータでは、直方体の磁石を利用できるので、取り付けおよびコスト面から、ＳＰＭロータと比較して有利であり、また、発生するトルクは大きく、さらにリラクタンストルクも利用できるため、ＩＰＭロータの採用が増加している。【０００３】
このようなＩＰＭロータでは、磁石の断面と同形状の穴部を打ち抜いた、略円形のコアシートを積層させた後、穴に磁石部材を挿入する方法が知られている。
ＩＰＭロータでは、磁石の磁極から出る磁束は、効率よく、ステータのコイルへ伝達されることが必要である。ステータのコイルへ向かわない磁束は無駄磁束となる。そのため、ＩＰＭロータでは、磁束の流れに注意が必要である。
また、ＩＰＭロータでは、高速回転すること、急に回転すること、または急に停止することがある。また、磁石には、カケおよび割れといった物理的もろさもある。そのため、磁石の固定方法には、注意が必要である。【０００４】
例えば、特許文献１に記載されるＩＰＭロータでは、２種類のコアシートが設けられている。１つのコアシートには、磁石の長手方向の端面に当接する穴部が設けられている。もう１つのコアシートには、磁石の長手方向の端面に隙間が生じる穴部が設けられている。これら２種類のコアシートが積層され、接着剤なしで磁石が固定されている。
また、特許文献２に記載されるＩＰＭロータでは、１つの略円形のコアシートの円周方向に設けられる穴部が２種類ある。１つの穴部には、穴部の中で、コアシートの径方向外側に磁石を押し付けるバネ板部が設けられている。もう１つの穴部には、バネ板部の逃げ部となる凹部が設けられている。これら２種類の穴部を同時に有する１種類のコアシートが、回転されながら積層されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１６−４６９４９号公報
【特許文献２】特開２０１５−７６９５６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１に記載されるＩＰＭロータでは、磁石を穴部の長手方向に位置決めすることはできるが、磁石を穴部の幅方向に位置決めすることはできない。そのため、穴部の幅方向において、磁石とコアシートとの間に隙間ができ、磁束密度が低下する可能性があった。【０００７】
また、特許文献２に記載されるＩＰＭロータでは、１つのコアシートの穴部に、別々にバネ板部または凹部が設けられている。しかしながら、例えば、最上層のコアシートの凹部が設けられている穴部には、上側にコアシートがないため、上側にバネ板部は存在しない。このような凹部は、バネ板部によって埋められないので、穴部の幅方向において、磁石とコアシートとの間に隙間が生じる。そのため、磁束密度が低下する可能性があった。【０００８】
この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、簡単な構造で、磁束密度の低下を抑制するとともに、磁石を保持することができるＩＰＭロータを提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
この発明によるＩＰＭロータは、磁石を収納する穴部が設けられる複数のコアシートが積層され、穴部に磁石が挿入され、穴部に、バネ板部が設けられる第１コアシートと、穴部に、凹部が設けられる第２コアシートとを備え、積層された複数のコアシートの少なくとも１つにおいて、穴部に突起部が設けられる。
【発明の効果】
【００１０】
この発明のＩＰＭロータによれば、突起部によって、磁石は、穴部の長手方向の動きを規制される。また、バネ板部によって、磁石は、穴部の幅方向に固定される。バネ板部の曲げ方向には、凹部が存在するため、凹部はバネ板部によって埋められ、隙間ができることはない。また、バネ板部は、磁束密度が低下しない位置に設けられる。【００１１】
これにより、簡単な構造で、磁束密度の低下を抑制するとともに、磁石を保持することができるＩＰＭロータを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の実施の形態１によるＩＰＭロータを有するモータ断面図である。
【図２】実施の形態１における基本コアシートの部分平面図である。
【図３】実施の形態１における第１コアシートの部分平面図である。
【図４】実施の形態１における第２コアシートの部分平面図である。
【図５】実施の形態１における第３コアシートの部分平面図である。
【図６】図２から図５の各コアシートが積層されたものについて、図２から図５のＶＩ−ＶＩ線から見た断面図である。
【図７】図６におけるバネ板部周辺の模式的な拡大図である。
【図８】本発明の実施の形態２によるＩＰＭロータを有するモータ断面図である。
【図９】実施の形態２における基本コアシートの部分平面図である。
【図１０】実施の形態２における第１コアシートの部分平面図である。
【図１１】実施の形態２における第２コアシートの部分平面図である。
【図１２】実施の形態３における第１コアシートの部分平面図である。
【図１３】実施の形態３における第２コアシートの部分平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、この発明のＩＰＭロータの実施の形態について、図面を参照して説明する。なお、各図において、同一もしくは相当部分は同一符号で示し、重複する説明は省略する。
【００１４】
実施の形態１．
図１は、この発明の実施の形態１によるＩＰＭロータを有するモータにおいて、モータの回転軸の方向から見た断面図である。図１に示すように、回転軸１を中心軸として、ＩＰＭロータ１０１が設けられている。
【００１５】
ＩＰＭロータ１０１には、Ｖ字形状の穴部２が８つ設けられている。穴部２は、ＩＰＭロータ１０１の外径側にある外向面２ｃ、および内径側にある内向面２ｄを有する。穴部２のＶ字の両辺には、それぞれ、略直方体の磁石３が１つずつ配置される。磁石３は、磁束の流れる向きによって２つの場合に分けられる。１つは、１つのＶ字の両辺に挟まれる空間である第１コア部５ａがＮ極となるように配置されている磁石３ａである。もう１つは、Ｎ極となる第１コア部５ａに隣接する第１コア部５ａが、Ｓ極となるように配置されている磁石３ｂである。
【００１６】
ＩＰＭロータ１０１の外周には、ＩＰＭロータ１０１と同心円状に、ステータ５０が設けられている。ステータ５０には、４８個のスロット５１が円周方向に沿って設けられている。１個のスロット５１には、半径方向に４つのコイル５２が設けられている。
【００１７】
磁石３からの磁束は、磁石３ａから出て、第１コア部５ａを通って、ステータ５０へ達し、別の第１コア部５ａを通り、磁石３ｂに戻ってくる。一方、ステータのコイル５２には、電流を流すことにより磁界が生じる。コイル５２の磁極は、磁石３と引き合い、または反発することによって、ＩＰＭロータ１０１を回転させる、コイル５２に流す電流の向きを変えることで、ＩＰＭロータ１０１の回転方向を変更できる。
【００１８】
このＩＰＭロータ１０１は、電磁鋼板製の略円形のコアシートが積層され、磁石３が挿入されたものである。
ＩＰＭロータ１０１を構成するコアシートについて、図２から図５を用いて説明する。図２から図５の各図面では、コアシートの一部のみを拡大して示す。
【００１９】
図２に、基本コアシート１０の部分平面図を示す。基本コアシート１０には、穴部１０ｈが設けられている。図２は、穴部１０ｈに磁石３が挿入された状態を示している。穴部１０ｈは、基本コアシート１０の径方向外側に開いたＶ字形状である。穴部１０ｈは、挿入される磁石３の長手方向に、磁石３よりも長く空隙が設けられており、磁石３の動きに自由度がある。一方、穴部１０ｈの幅方向の動きは規制されている。
【００２０】
穴部１０ｈのＶ字形状の先端部２ａおよびＶ字の曲折部２ｂは、それぞれ空間部が広げられている。先端部２ａおよび曲折部２ｂの空間部は、フラックスバリア穴と呼ばれるものであり、隣接する磁石３同士の磁束の直接的な流れを抑止するものである。
図３から図５において説明する第１コアシート１１、第２コアシート１２、および第３コアシート１３は、この基本コアシート１０を元にして形成されている。
【００２１】
図３に、第１コアシート１１の部分平面図を示す。第１コアシート１１には、Ｖ字形状の穴部１１ｈが設けられている。図３は、穴部１１ｈに磁石３が挿入された状態を示している。穴部１１ｈの内向面２ｄには、４つのバネ板部１１ａ、１１ｂ、１１ｃおよび１１ｄが設けられている。バネ板部１１ａおよび１１ｄは、穴部１１ｈにおいて、Ｖ字形状先端部近傍にある。一方、バネ板部１１ｂおよび１１ｃは、穴部１１ｈにおいて、Ｖ字形状の交点側近傍にある。すなわち、４つのバネ板部１１ａ〜１１ｄは、磁石３の長辺の端部３ｅに配置されている。４つのバネ板部１１ａ〜１１ｄは、穴部１１ｈの内向面２ｄから穴部１１ｈの外側に向かって矩形状のくぼみが設けられ、くぼみの中央部から穴部１１ｈの内側に向かって直方体が突出した形状となっている。
【００２２】
ここで、磁束の流れ６ａおよび６ｂについて説明する。磁束の流れ６ａおよび６ｂは、磁石３の短辺方向を貫通して、第１コア部５ａを通り、破線で示す外側のステータ５０へ流れていく。磁石３の中央部を通る磁束は、端部を通る磁束より多く、４つのバネ板部１１ａ〜１１ｄが磁石３の端部にあっても、磁束には大きな損失とならないことがわかった。一方で、４つのバネ板部１１ａ〜１１ｄが、穴部１１ｈの外向面２ｃの側に設けられる、または、４つのバネ板部１１ａ〜１１ｄがそれぞれ別々の側に設けられると、磁束の流れは阻止される。そのため、４つのバネ板部１１ａ〜１１ｄが配置される部位は重要である。
【００２３】
図４に、第２コアシート１２の部分平面図を示す。第２コアシート１２には、Ｖ字形状の穴部１２ｈが設けられている。図４は、穴部１２ｈに磁石３が挿入された状態を示している。穴部１２ｈの内向面２ｄには、４つの凹部１２ａ〜１２ｄが設けられている。４つの凹部１２ａ〜１２ｄは、図３で説明した第１コアシ−ト１１の４つのバネ板部１１ａ〜１１ｄが設けられている部位に対応する位置にある。４つの凹部１２ａ〜１２ｄは、第１コアシート１１の厚さ分だけ、第２コアシート１２の内側に向かって、穴部１２ｈが矩形状に広げられている。４つの凹部１２ａ〜１２ｄは、それぞれ、４つのバネ板部１１ａ〜１１ｄが曲げられてくるための逃げ部になっている。なお、穴部１２ｈにおいて、４つの凹部１２ａ〜１２ｄ以外の部位については、磁石３との空隙ができる限り小さくなるように設けられている。そのため、穴部１２ｈの形状が、磁束の流れ６ａおよび６ｂに及ぼす影響は小さい。
【００２４】
図５に、第３コアシート１３の部分平面図を示す。第３コアシート１３には、Ｖ字形状の穴部１３ｈが設けられている。図５は、穴部１３ｈに磁石３が挿入された状態を示している。穴部１３ｈには、磁石３の短辺３ｓの外側に、穴部１３ｈの幅を狭めるように突出した突起部１３ａ、１３ｂおよび１３ｃが設けられている。３つの突起部１３ａ〜１３ｃは、穴部１３ｈ内において、磁石３の長手方向の動きを規制する。
【００２５】
次に、実施の形態１におけるＩＰＭロータ１０１用のコアシートの積層構造について、図６を用いて説明する。
【００２６】
図６は、ＩＰＭロータ１０１における、穴部２周辺の断面図である。図６に示す断面図は、図２から図５において、ＶＩ−ＶＩ線から見た図である。
ＩＰＭロータ１０１は、基本コアシート１０、第１コアシート１１、第２コアシート１２、および第３コアシート１３が、後述する順で積層されている。それぞれのコアシートに設けられている穴部１０ｈ、１１ｈ、１２ｈおよび１３ｈは、コアシートが積層されることによって連通し、穴部２を構成する。穴部２に、磁石３が挿入される。穴部２は、外向面２ｃおよび内向面２ｄを有する。
【００２７】
ＩＰＭロータ１０１では、磁石３が挿入される上方から、以下の順でコアシートが積層されている。
まず、第３コアシート１３が３つ積層されている。磁石３の背後には、突起部１３ａが破線で示されている。示されている面は、図５における突起部１３ａの磁石側端部面１３ｔである。
次に、基本コアシート１０が５つ積層されている。
次に、１つの第１コアシート１１および３つの第２コアシート１２からなる組が５組積層されている。
最後に、第３コアシート１３が６つ積層されている。最後の第３コアシート１３が積層される数によって、ロータ長、すなわちＩＰＭロータ１０１の高さが調整される。図６では、磁石３が挿入された際に、磁石３の背後となる突起部１３ａが一点鎖線で示されている。示されている面は、図５における突起部１３ａの磁石側端部面１３ｔである。ロータ長の調整には、基本コアシート１０を用いてもよい。
【００２８】
次に、ＩＰＭロータ１０１のコアシートの積層構造における、それぞれのコアシートの機能について、図６および図７を用いて説明する。説明は、磁石３の挿入工程に沿って行う。
【００２９】
図６に示すように、ＩＰＭロータ１０１用のコアシートの積層構造に対して、磁石３は上方から挿入されている。磁石３は、未着磁状態で挿入され、挿入完了後に着磁される。
【００３０】
まず、磁石３は、第３コアシート１３の部分を通る。破線で示す突起部１３ａは、穴部２内において、磁石３の長手方向の動きを規制し、磁石３の位置決めをする。
次に、磁石３は、基本コアシート１０の部分を通る。基本コアシート１０では、磁石３の位置ずれは発生しない。
【００３１】
次に、磁石３は、第１コアシート１１のバネ板部１１ａに当接する。破線で示すように、バネ板部１１ａは、磁石３によって下方に押し曲げられる。磁石３は、バネ板部１１ａの復元力によって、外向面２ｃに押しつけられる。また、押し曲げられたバネ板部１１ａは、第２コアシート１２と磁石３との隙間となる凹部１２ａを埋める。磁石３は、このバネ板部１１ａの押し曲げを４回行う。
次に、磁石３は、第３コアシート１３を通過して底面で止められる。一点鎖線で示す突起部１３ａは、穴部２内において、磁石３の長手方向の動きを規制する。磁石３は、上部および下部の両方で長手方向の動きが規制されるため、動きがより強く制約される。
【００３２】
図７は、図６におけるバネ板部１１ａの周辺の模式的な拡大図である。図７では、第１コアシート１１のバネ板部１１ａが、下向きに押し曲げられている途中の状態を示している。バネ板部１１ａは、接触端部１１ｐを起点として、押し曲げられる。接触端部１１ｐは、第１コアシート１１のバネ板部１１ａ、および第２コアシート１２の凹部１２ａが接触している内向面２ｄの角部である。第２コアシート１２が積層される厚さは、少なくとも、このバネ板部１１ａの長さＴが必要である。これにより、第２コアシート１２の凹部１２ａは、第１コアシート１１のバネ板部１１ａの曲がりによって埋められ、空隙ができなくなる。バネ板部１１ａの長さＴは、第２コアシートの厚さｔにもよるが、１０ｔ≧Ｔ≧ｔであることが望ましい。
【００３３】
実施の形態１では、バネ板部１１ａの長さＴは、第２コアシートの厚さｔの２．６倍程度である。一方、バネ板部１１ａの押し曲げに対する逃げは、３つの第２コアシート１２が積層されることによって行われている。すなわち、第２コアシート１２が連続して積層される厚さは３ｔである。したがって、第２コアシート１２が連続して積層される厚さ３ｔは、バネ板部１１ａの長さＴ（≒２．６ｔ）以上である。バネ板部１１ｂ、１１ｃおよび１１ｄの長さについても同様である。
【００３４】
第１コアシート１１のバネ板部１１ａの幅ｍについて、図４を用いて説明する。幅ｍは、第１コアシート１１の厚さｔ’とともに、磁石３を穴部２の外向面２ｃに押し付ける力を決める。押し付ける力が強すぎると、磁石３を損傷させる。また、バネ板部１１ａが変形しにくくなるため、磁石３は挿入しにくくなる。一方、押し付ける力が弱すぎると、磁石３を固定することができない。そのため、バネ板部１１ａの幅ｍは、第１コアシート１１の厚さｔ’に対して、１０ｔ’＞ｍ＞ｔ’であることが望ましい。
実施の形態１では、バネ板部１１ａの幅ｍは、第１コアシート１１の厚さｔ’に対して約６倍としている。バネ板部１１ｂ、１１ｃおよび１１ｄの幅についても同様である。
【００３５】
また、４つのバネ板部１１ａ〜１１ｄの幅ｍは、磁石３の大きさにも関係する。図４に示すように、穴部１１ｈの長手方向における磁石３の長さｋは、４つのバネ板部１１ａ〜１１ｄの幅ｍに対して、０．３４ｋ≧ｍであることが望ましい。
実施の形態１では、４つのバネ板部１１ａ〜１１ｄの幅ｍは、磁石３の長さｋの０．１１倍程度であり、ｋおよびｍの関係式を満たしている。
以上のように、４つのバネ板部１１ａ〜１１ｄの大きさを、第１コアシート１１の厚さｔ’および磁石３の長さｋによって規定することにより、磁石３に対する適切な押し付け力と、磁石３の挿入容易性との両立を図ることができる。
【００３６】
このように、実施の形態１によるＩＰＭロータ１０１では、磁石３を収納する穴部２が設けられる複数のコアシート１０〜１３が積層され、穴部２に磁石３が挿入されている。
穴部１１ｈに、バネ板部１１ａ〜１１ｄが設けられる第１コアシート１１と、穴部１２ｈに、凹部１２ａ〜１２ｄが設けられる第２コアシート１２とを備え、積層された複数のコアシート１０〜１３の少なくとも１つにおいて、穴部２に突起部１３ａ〜１３ｃが設けられている。
【００３７】
これにより、簡単な構造で、磁束密度の低下を抑制するとともに、磁石を保持することができるＩＰＭロータを提供することができる。
【００３８】
ＩＰＭロータ１０１は、第３コアシート１３を備え、第３コアシート１３に３つの突起部１３ａ〜１３ｃが設けられている。これにより、コアシートの積層構造のバリエーションを増やすことができるので、設計の自由度を増やすことができる。
【００３９】
また、ＩＰＭロータ１０１は、穴部１０ｈのみが設けられる基本コアシート１０をさらに備え、３つの第３コアシート１３、５つの基本コアシート１０、第１コアシート、および３つの第２コアシートの順に積層される部分を備えている。これにより、磁石３に対する位置の固定と、磁石の挿入容易性との両立を図ることができる。
【００４０】
第２コアシート１２は、第１コアシート１１に連続して積層され、バネ板部１１ａは、第１コアシート１１のバネ板部１１ａ、および第２コアシート１２の凹部１２ａの接触端部１１ｐを起点に曲げられ、第２コアシート１２が連続して積層される厚さは、バネ板部１１ａの長さＴ以上であり、バネ板部１１ａの長さＴは、第２コアシート１２の厚さｔの１倍以上１０倍以下の範囲内の３倍である。これにより、第２コアシートの凹部１２ａは、バネ板部１１ａによって埋められるので、空隙が生じることがなく、磁束密度の低下が発生しない。
【００４１】
バネ板部１１ａの幅ｍは、第１コアシート１１の厚さｔ’の１倍〜１０倍の間にある６倍である。これにより、磁石３を損傷させることなく、磁石３を固定することができるとともに、磁石３の挿入容易性を図ることができる。
【００４２】
磁石３は略直方体をなし、穴部２はコアシート１０〜１３の外径側に向かって開くＶ字形状に設けられ、３つの突起部１３ａ〜１３ｃは、磁石３の短辺３ｓの外側に設けられ、４つのバネ板部１１ａ〜１１ｄは、穴部１１ｈの内径側の内向面２ｄであり、磁石３の長辺の端部３ｅに設けられている。これにより、磁束の流れ６ａおよび６ｂに大きな損失を与えることなく、磁石３の位置を固定することができる。
【００４３】
実施の形態１では、コアシートを４種類用いたが、第３コアシート１３を基本コアシート１０の代わりに用い、３種類のコアシートで構成してもよい。
また、第１コアシート１１の厚さｔ’および第２コアシート１２の厚さｔは、等しくてもよい。
【００４４】
実施の形態２．
次に、本発明の実施の形態２によるＩＰＭロータ１０２について図８から図１１を用いて説明する。実施の形態２では、実施の形態１に対して、磁石を挿入する穴部の形状が異なっている。
【００４５】
図８は、実施の形態２によるＩＰＭロータ１０２を、回転軸１の方向から見た概略図である。ＩＰＭロータ１０２では、略円形のＩＰＭロータ１０２の弦方向に、直線形状の穴部４が８つ設けられている。穴部４に挿入される磁石３は、ＩＰＭロータ１０２の外側が、Ｎ極およびＳ極が交互になるように配置されている。穴部４の長手方向の両端には、穴部が広げられた隙間４ａおよび４ｂが設けられている。隙間４ａおよび４ｂは、フラックスバリア穴であり、隣接する磁石３同士の磁束の直接的な流れを抑止するものである。また、隙間４ａおよび４ｂの外側には、ブリッジ部５ｄが設けられている。ブリッジ部５ｄは、穴部４の外周部において、他の部位より細く形成されている。ブリッジ部５ｄも、隣接する磁石３からの磁束が直接流れ込みにくくするためのものである。
【００４６】
ＩＰＭロータ１０２は、３種類のコアシートによって構成されている。ＩＰＭロータ１０２を構成するコアシートについて、図９から図１１を用いて説明する。図９から図１１の各図面は、コアシートの一部のみを拡大して示す。また、図９から図１１の各図面は、それぞれの穴部に磁石３が挿入された状態を示している。
【００４７】
図９に、基本コアシート２０の部分平面図を示す。基本コアシート２０には、弦方向に穴部２０ｈが設けられている。穴部２０ｈの長手方向には、磁石３よりも長く空隙が設けられており、磁石３の動きに自由度がある。一方、穴部２０ｈの幅方向には、磁石３の動きは規制される。また、穴部２０ｈは、基本コアシート２０の外径側にある外向面４ｃ、および内径側にある内向面４ｄを有する。
図１０および図１１において説明する第１コアシート２１、および第２コアシート２２は、この基本コアシート２０を元にして形成されている。
【００４８】
図１０に、第１コアシート２１の部分平面図を示す。第１コアシート２１には、弦方向に穴部２１ｈが設けられている。穴部２１ｈの内向面４ｄには、磁石３の長辺の中央部３ｍに、バネ板部２１ａが設けられている。バネ板部２１ａは、穴部２１ｈの内向面４ｄから穴部２１ｈの外側に向かって矩形状のくぼみが設けられ、くぼみの中央部から穴部２１ｈの内側に向かって直方体が突出した形状となっている。バネ板部２１ａは、磁石３によって押し曲げられる。押し曲げられたバネ板部２１ａは復元力によって、磁石３を、穴部２１ｈの外向面４ｃに押し付けるように作用する。
【００４９】
ここで、磁束の流れ６ｃおよび６ｄについて説明する。磁束の流れ６ｃおよび６ｄは、磁石３の短辺にほぼ平行に出た後、左右に広がるように第１コアシート２１の外部へ流れている。そのため、磁石３の中央部にバネ板部２１ａが設けられても、磁束の流れ６ｃおよび６ｄへの影響は少ない。磁石３は、穴部２１ｈの外向面４ｃに密着させられており、磁石３と第１コアシート２１との間に隙間はなくなる。そのため、磁束の流れ６ｃおよび６ｄが抑制されることはない。
【００５０】
図１１に、第２コアシート２２の部分平面図を示す。第２コアシート２２には、弦方向に穴部２２ｈが設けられている。穴部２２ｈの内向面４ｄには、磁石３の長辺の中央部３ｍに、凹部２２ａが設けられている。凹部２２ａは、第１コアシート２１の厚さ分だけ、第２コアシート２２の内径方向に、穴部２２ｈが矩形状に広げられている。また、凹部２２ａは、第１コアシート２１のバネ板部２１ａに対応する位置にあり、バネ板部２１ａの逃げ部として機能する。
また、穴部２２ｈには、磁石３の短辺３ｓの外側に、穴部２２ｈの幅を狭めるように突出した突起部２２ｂおよび２２ｃが設けられている。突起部２２ｂおよび２２ｃは、穴部２２ｈ内において、磁石３の長手方向の動きを規制する。
【００５１】
これらの３種類のコアシートを用いたＩＰＭロータ１０２の積層順は、以下のとおりである。すなわち、第１コアシート２１の下側に、第２コアシート２２が積層される。第２コアシート２２が積層される厚さは、バネ板部２１ａの長さ以上となるように設定する。このような第１コアシート２１および第２コアシート２２の組が複数組設けられ、基本コアシート２０が、それらの組と組との間、またはそれらの組の上下両端に配置される。
【００５２】
このように、実施の形態２におけるＩＰＭロータ１０２では、突起部２２ｂおよび２２ｃが、第２コアシート２２の穴部２２ｈに設けられている。これにより、用意するコアシートの種類を減らすことができるので、コストの削減をはかることができる。
【００５３】
また、磁石３は、略直方体をなし、穴部４は、コアシート２０〜２２の弦方向に設けられ、突起部２２ｂおよび２２ｃは、磁石３の短辺３ｓの外側に設けられ、バネ板部２１ａは、穴部２１ｈの内径側の内向面４ｄであり、磁石３の長辺の中央部３ｍに設けられている。これにより、磁束の流れ６ｃおよび６ｄを阻止することがなく、簡単な構造で磁石３を固定できる。その結果として、効率のよい回転電機のロータを実現できる。
【００５４】
実施の形態３．
次に、本発明の実施の形態３によるＩＰＭロータについて、図１２および１３を用いて説明する。実施の形態３では、磁石の長手方向の動きを規制する突起部が、バネ板部を有する第１コアシートに設けられている。
図１２および図１３では、略円形のコアシートの一部のみを拡大して示す。また、図１２および図１３では、それぞれの穴部に磁石３が挿入された状態を示している。
【００５５】
図１２に、第１コアシート３１の部分平面図を示す。第１コアシート３１には、弦方向に穴部３１ｈが設けられている。穴部３１ｈは、第１コアシート３１に対して外径側にある外向面４ｃ、および内径側にある内向面４ｄを有する。穴部３１ｈの内向面４ｄには、磁石３の長辺の中央部３ｍに、バネ板部３１ａが設けられている。バネ板部３１ａは、穴部３１ｈの内向面４ｄから穴部３１ｈの外側に向かって矩形状のくぼみが設けられ、くぼみの中央部から穴部３１ｈの内側に向かって直方体が突出した形状となっている。バネ板部３１ａは、磁石３によって押し曲げられる。押し曲げられたバネ板部３１ａは、復元力によって、磁石３を、穴部３１ｈの外向面４ｃに押し付けるように作用する。
【００５６】
また、穴部３１ｈには、磁石３の短辺３ｓの外側に、穴部３１ｈの幅を狭めるように突出した突起部３１ｂおよび３１ｃが設けられている。突起部３１ｂおよび３１ｃは、穴部３１ｈ内において、磁石３の長手方向の動きを規制する。
【００５７】
図１３に、第２コアシート３２の部分平面図を示す。第２コアシート３２には、弦方向に穴部３２ｈが設けられている。穴部３２ｈの内向面４ｄには、磁石３の長辺の中央部３ｍに、矩形状の凹部３２ａが設けられている。凹部３２ａは、第１コアシート３１のバネ板部３１ａに対応する位置にあり、バネ板部３１ａの逃げ部として機能する。
【００５８】
これらの２種類のコアシートは、１つの第１コアシート３１の下側に、バネ板部３１ａの長さ以上の厚さを有するように、第２コアシート３２が積層されることによって１組となる。この組が複数設けられ、例えば、図９で説明した基本コアシート２０が、それらの組と組との間、または組の上下両端に設けられ、磁石３が挿入されることによって、ＩＰＭロータが構成される。
【００５９】
このように、実施の形態３におけるＩＰＭロータでは、突起部３１ｂおよび３１ｃが、第１コアシート３１の穴部３１ｈに設けられている。これにより、用意するコアシートの種類を減らすことができるので、コストの削減をはかることができる。
【００６０】
このように、バネ板部、凹部および突起部を、どのコアシートに設けるかについては、種々の組合せがあることは言うまでもない。
【００６１】
また、磁石の磁極中心位置をずらした、いわゆる段スキューする場合が考えられる。段スキューする場合には、以下の方法を用いることができる。まず、実施の形態１から３で説明したように、複数の種類のコアシートを積層し、磁石を挿入した１組のロータを構成する。次に、同様にして、１組以上のロータを別に構成する。次に、先に構成した１組のロータの上または下に、別に構成したロータを一体化させる。その場合に、軸を中心に所定角度ずらして組み上げる。このようにすることで、段スキューは実現可能である。これにより、コアシートの種類を増やすことなくさまざまなＩＰＭロータを製造できる。その結果、トルクリップルを低減できるロータを実現することができる。
【符号の説明】
【００６２】
２，４，１０ｈ，１１ｈ，１２ｈ，１３ｈ，２０ｈ，２１ｈ，２２ｈ，３１ｈ，３２ｈ  穴部、２ｄ，４ｄ  穴部の内向面、３，３ａ，３ｂ  磁石、３ｅ  磁石の長辺の端部、３ｍ  磁石の長辺の中央部、３ｓ  磁石の短辺、１０，２０  基本コアシート、１１，２１，３１  第１コアシ−ト、１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄ，２１ａ，３１ａ  バネ板部、１１ｐ  接触端部、１２，２２，３２  第２コアシ−ト、１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄ，２２ａ，３２ａ  凹部、１３  第３コアシート、１３ａ，１３ｂ，１３ｃ，２２ｂ，２２ｃ，３１ｂ，３１ｃ  突起部、１０１，１０２  ＩＰＭロータ、ｋ  磁石の長さ、ｍ  バネ板部の幅、Ｔ  バネ板部の長さ、ｔ  第２コアシートの厚さ、ｔ’  第１コアシートの厚さ。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【国際調査報告】
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