(57)【要約】【課題】重希土類元素を添加することなく、ロータの磁石挿入孔に挿入されるネオジウム磁石の高温での保磁力を向上させる。【解決手段】ロータ１とネオジウム磁石１２との間に充填材１３を有するモータである。モータの組立温度と使用温度との温度差をΔＴとし、ロータ１、ネオジウム磁石１２、及び充填材１３の線膨張係数をそれぞれα、β、γ、とし、組立温度かつ磁石挿入孔の内壁面１１ａに垂直な一方向における磁石挿入孔１１の寸法、ネオジウム磁石１２の寸法、充填材１３の寸法、及び磁石挿入孔１１の空隙の寸法をそれぞれＡ、Ｂ、Ｃ、及びＤとしたときに、下記式（１）及び式（２）の関係を満たす。                γ＞α、γ＞β                              …（１）                αＡΔＴ＋Ｄ＜βＢΔＴ＋γＣΔＴ            …（２）【選択図】図２
2017143651.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ロータと該ロータの磁石挿入孔に挿入されるネオジウム磁石とを備えたモータであって、
前記ロータと前記ネオジウム磁石との間に充填材を有し、
前記モータの組立温度と使用温度との温度差をΔＴとし、前記ロータ、前記ネオジウム磁石、及び前記充填材の線膨張係数をそれぞれα、β、γ、とし、前記組立温度かつ前記磁石挿入孔の内壁面に垂直な一方向における前記磁石挿入孔の寸法、前記ネオジウム磁石の寸法、前記充填材の寸法、及び前記磁石挿入孔の空隙の寸法をそれぞれＡ、Ｂ、Ｃ、及びＤとしたときに、下記式（１）及び式（２）の関係を満たすことを特徴とするモータ。
γ＞α、γ＞β                              …（１）
αＡΔＴ＋Ｄ＜βＢΔＴ＋γＣΔＴ            …（２）
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ロータに永久磁石を備えるモータに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、例えば鉄道車両や電気自動車等の駆動源として用いられる永久磁石電動機ロータに取り付けられる永久磁石に関する発明が知られている（下記特許文献１を参照）。特許文献１は、渦電流の発生をより確実に抑制する技術を提供する事を目的として、複数の永久磁石片を接合することにより構成される永久磁石の製造方法であって、永久磁石片全体を絶縁被膜で覆う工程と、前記絶縁被膜で覆われた個々の永久磁石片を接合する工程と、を含む永久磁石の製造方法を開示している。
【０００３】
また、ハイブリッド車（ＨＶ）、電気自動車（ＥＶ）モータ用のＮｄ−Ｆｅ−Ｂ系磁石は、温度上昇に伴い保磁力が減少することが知られている（下記非特許文献１を参照）。非特許文献１には、保磁力の温度変化の要因の１つは、温度上昇によるＮｄ２Ｆｅ１４Ｂ合金の異方性磁界の減少であること、Ｎｄ２Ｆｅ１４Ｂ結晶粒に熱膨張差の大きい金属を被覆することで、保磁力の温度係数の向上が確認されたことが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第３７３１８７２号公報
【非特許文献】
【０００５】
【非特許文献１】佐藤岳、金子裕治著、「金属層で拘束したＮｄ２Ｆｅ１４Ｂ膜の保磁力の温度係数」、第３８回日本磁気学会学術講演概要集（２０１４）、ｐ．１５７
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
Ｎｄ２Ｆｅ１４Ｂを主相とするネオジウム磁石は、従来、重希土類元素を添加することで、高温での保磁力低下を抑制することが行われている。しかし、重希土類元素は、資源リスクが高く、コストも高いという課題がある。
【０００７】
これに対し、非特許文献１に記載されているように、Ｎｄ２Ｆｅ１４Ｂ結晶格子を拘束することで、重希土類元素を添加することなく、モータ用のネオジウム磁石の高温での保磁力を向上させることが考えられる。しかし、非特許文献１には、高温での保磁力を向上させることができるモータの具体的な構成については開示されていない。
【０００８】
本発明は、前記課題に鑑みてなされたものであり、重希土類元素を添加することなく、ロータの磁石挿入孔に挿入されるネオジウム磁石の高温での保磁力を向上させることができるモータ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】
【０００９】
前記目的を達成すべく、本発明のモータは、ロータと該ロータの磁石挿入孔に挿入されるネオジウム磁石とを備えたモータであって、前記ロータと前記ネオジウム磁石との間に充填材を有し、前記モータの組立温度と使用温度との温度差をΔＴとし、前記ロータ、前記ネオジウム磁石、及び前記充填材の線膨張係数をそれぞれα、β、γ、とし、前記組立温度かつ前記磁石挿入孔の内壁面に垂直な一方向における前記磁石挿入孔の寸法、前記ネオジウム磁石の寸法、前記充填材の寸法、及び前記磁石挿入孔の空隙の寸法をそれぞれＡ、Ｂ、Ｃ、及びＤとしたときに、下記式（１）及び式（２）の関係を満たすことを特徴とする。
【００１０】
γ＞α、γ＞β                              …（１）
αＡΔＴ＋Ｄ＜βＢΔＴ＋γＣΔＴ            …（２）
【００１１】
本発明のモータは、ロータの他に、例えば、ステータ、ベアリング、ブラケット、リード線等を備え、ハイブリッド車（ＨＶ）や電気自動車（ＥＶ）用の永久磁石界磁式同期モータとして使用することができる。本発明のモータは、ロータがネオジム磁石を挿入するための磁石挿入孔を有し、ロータの内部にネオジウム磁石を組み込む埋込磁石（IPM:Interior Permanent Magnet）型のモータである。ロータの構成としては、例えば、ネオジウム磁石を１６枚（８極）使用した２分割８極型を例示することができる。
【００１２】
ネオジウム磁石は、例えば矩形平板状の形状を有し、ロータの軸方向に沿ってロータの外周面の近傍に配置される。２分割８極のロータの場合、ロータを軸方向から見て、ネオジウム磁石は、例えば２つ１組でＶ字形を成し、かつＶ字形の頂点がロータの中心を向くように、周方向に８組が均等に配置される。なお、ネオジウム磁石の形状は、矩形平板状に限定されず、例えば、矩形柱状等、任意の形状を適宜選択することができる。
【００１３】
ロータは、例えば、軟磁性材料の電磁鋼板によって構成される。ロータの磁石挿入孔は、ロータの軸方向に深さを有し、ロータを軸方向から見て、ネオジウム磁石の配置に対応する位置に、ネオジウム磁石の形状に対応し、ネオジウム磁石を挿入可能な開口を有する。例えば、矩形平板状のネオジウム磁石を挿入するための磁石挿入孔は、細長い矩形の開口を有する矩形の孔である。
【００１４】
本発明のモータは、例えば、常温の組立温度で組み立てられ、組立温度よりも高い使用温度で使用される。ここで、常温とは、例えば、ＪＩＳ Ｚ ８７０３に規定される２０℃±１５℃（５℃以上かつ３５℃以下）の温度範囲である。また、モータの使用温度は、例えば、４０℃以上かつ３００℃以下であり、より好ましくは、４０℃以上かつ２００℃以下である。
【００１５】
充填材は、例えば、ネオジウム磁石の外表面を被覆することで、ロータとネオジウム磁石との間に配置される。また、ロータの磁石挿入孔内において、充填材とネオジウム磁石とを、磁石挿入孔の内壁面な垂直な一方向に並べて配置することで、充填材をロータとネオジウム磁石との間に配置してもよい。また、磁石をロータのスロット内に挿入した後、磁石とロータの隙間に充填材を注入してもよい。この場合、磁石とロータの内壁面の間には隙間がない状態とすることができる。
【００１６】
本発明のモータでは、前記式（１）で示されるように、充填材の線膨張係数γは、ロータの線膨張係数αよりも大きく、ネオジウム磁石の線膨張係数βよりも大きい。また、組立温度において、磁石挿入孔の内壁面に垂直な一方向における磁石挿入孔の寸法をＡ、ネオジウム磁石の寸法をＢ、充填材の寸法をＣ、磁石挿入孔の空隙の寸法をＤとすると、前記式（２）の関係を満たしている。なお、前記の磁石をスロットに挿入後に充填材を注入する場合にはＤ＝０となる。
【００１７】
前記式（２）において、αＡΔＴは、ロータの温度が組立温度から使用温度へ上昇したときの、前記一方向におけるロータの熱膨張量を示している。また、βＢΔＴは、ネオジウム磁石の温度が組立温度から使用温度へ上昇したときの、前記一方向におけるネオジウム磁石の熱膨張量を示している。また、γＣΔＴは、充填材の温度が組立温度から使用温度へ上昇したときの、前記一方向における充填材の熱膨張量を示している。
【００１８】
すなわち、前記式（２）は、各部材の温度を組立温度から使用温度へ上昇させ、かつ、各部材を自由に熱膨張させた場合に、前記一方向において、ロータの熱膨張量αＡΔＴと磁石挿入孔の空隙の寸法Ｄの和よりも、ネオジウム磁石の熱膨張量βＢΔＴと充填材の熱膨張量γＣΔＴの和の方が大きいことを示している。
【００１９】
しかし、ネオジウム磁石は、ロータの磁石挿入孔に挿入され、充填材は、ネオジウム磁石とロータの磁石挿入孔の内壁面との間に配置されている。そのため、各部材の温度が使用温度に達する前の温度Ｔσにおいて、ネオジウム磁石の熱膨張量βＢΔＴと充填材の熱膨張量γＣΔＴの和が、ロータの熱膨張量αＡΔＴと磁石挿入孔の空隙の寸法Ｄの和と等しくなり、ネオジウム磁石と充填材の熱膨張が磁石挿入孔の内壁面によって規制される。
【００２０】
すなわち、ネオジウム磁石と充填材の熱膨張量の和（βＢ＋γＣ）ΔＴの方が、ロータの熱膨張量αＡΔＴよりも大きいため、ロータの熱膨張量αＡΔＴとネオジウム磁石及び充填材の熱膨張量（βＢ＋γＣ）ΔＴとの差が徐々に拡大する。そして、前記一方向における磁石挿入孔の空隙が徐々に減少し、熱膨張したネオジウム磁石と充填材によって空隙が埋められた状態になる。
【００２１】
その後、各部材の温度がさらに上昇すると、ネオジウム磁石と充填材はさらに熱膨張しようとするが、ロータの磁石挿入孔の内壁面によって熱膨張が規制され、ネオジウム磁石に前記一方向の圧縮力が作用する。これにより、ネオジウム磁石は、前記一方向における膨張が規制され、前記一方向に直交する方向における収縮が抑制される。
【００２２】
ネオジウム磁石は、高温時に容易磁化方向であるｃ軸方向に膨張する。すなわち、ネオジウム磁石が膨張する前記一方向は、ネオジウム磁石のｃ軸方向である。ネオジウム磁石は、ｃ軸方向に膨張すると、ｃ軸方向に直交するａ軸方向に収縮する性質がある。
【００２３】
しかし、上記のように、ネオジウム磁石のｃ軸方向である前記一方向において、ネオジウム磁石の膨張が規制されることで、前記一方向に直交するネオジウム磁石のａ軸方向の収縮が抑制される。このように、ネオジウム磁石のａ軸方向の収縮を抑制することで、ネオジウム磁石の高温での保磁力の低下を抑制することができる。
【発明の効果】
【００２４】
以上の説明から理解できるように、本発明のモータによれば、ネオジウム磁石に重希土類元素を添加することなく、ロータの磁石挿入孔に挿入されるネオジウム磁石の高温での保磁力を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の一実施形態に係るモータのロータを示す概略平面図。
【図２】図１に示すロータの磁石挿入孔とネオジウム磁石の拡大平面図。
【図３】図２に示すネオジウム磁石の組成構造の熱による変化を示す模式的な断面図。
【図４】図２に示す各部材の熱膨張量と温度との関係の一例を示すグラフ。
【図５】図２に示す各部材の高温時の状態を示す断面図。
【図６】図２に示す各部材の熱膨張量と温度との関係の一例を示すグラフ。
【図７】図１に示すモータと従来のモータの保磁力と温度との関係を示すグラフ。
【図８】図１に示すモータの変形例を示す図２及び図５に相当する断面図。
【図９】従来のモータの図５に対応する断面図。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
以下、図面を参照して本発明のモータの一実施形態を説明する。
【００２７】
図１は、本発明の実施形態に係るモータＭのロータ１を示す概略平面図である。本実施形態のモータＭは、例えばハイブリッド車（ＨＶ）や電気自動車（ＥＶ）に使用される永久磁石界磁式同期モータである。モータＭは、ロータ１と、ロータ１の磁石挿入孔１１に挿入されるネオジウム磁石１２とを備えている。モータＭは、ロータ１及びネオジウム磁石１２の他に、例えば、ステータ、ベアリング、ブラケット、リード線等を備えるが、ロータ１以外の構成については、公知の構成を採用可能であるため、図示及び説明を省略する。
【００２８】
ロータ１は、例えば、軟磁性材料の電磁鋼板によって構成され、ネオジウム磁石１２を挿入するための複数の磁石挿入孔１１を有している。すなわち、本実施形態のモータＭは、ロータ１の内部にネオジウム磁石１２を組み込む埋込磁石（IPM:Interior Permanent Magnet）型のモータである。ロータ１の構成としては、例えば、ネオジウム磁石１２を１６枚（８極）使用した２分割８極型を例示することができる。
【００２９】
ネオジウム磁石１２は、例えば矩形平板状の形状を有し、ロータ１の軸方向に沿ってロータ１の外周面の近傍に配置される。２分割８極型のロータ１の場合、ロータ１を軸方向から見て、ネオジウム磁石１２は、例えば２つ１組でＶ字形を成し、かつＶ字形の頂点がロータ１の中心を向くように、周方向に８組が均等に配置される。なお、ネオジウム磁石１２の形状は、矩形平板状に限定されず、例えば、矩形柱状等、任意の形状を適宜選択することができる。
【００３０】
ロータ１の磁石挿入孔１１は、ロータ１の軸方向に深さを有し、ロータ１を軸方向から見て、ネオジウム磁石１２の配置に対応する位置に、ネオジウム磁石１２の形状に対応し、ネオジウム磁石１２を挿入可能な開口を有する。例えば、矩形平板状のネオジウム磁石１２を挿入するための磁石挿入孔１１は、細長い矩形の開口を有する矩形の孔である。
【００３１】
本実施形態のモータＭは、例えば、常温の組立温度で組み立てられ、組立温度よりも高い使用温度で使用される。ここで、常温とは、例えば、ＪＩＳ Ｚ ８７０３に規定される２０℃±１５℃（５℃以上かつ３５℃以下）の温度範囲である。また、モータＭの使用温度は、例えば、４０℃以上かつ３００℃以下であり、より好ましくは、４０℃以上かつ２００℃以下である。
【００３２】
図２は、図１に示すロータ１の磁石挿入孔１１とネオジウム磁石１２の拡大平面図である。本実施形態のモータＭは、ロータ１とネオジウム磁石１２との間に充填材１３を有している。充填材１３としては、例えば、熱架橋型のシリコーン樹脂を用いることができる。シリコーン樹脂の耐熱性は、例えば２００℃以下、引張強さは概ね３ＭＰａ程度、電気抵抗率は概ね１０１５Ωｍ程度である。充填材１３は、例えば、ネオジウム磁石１２の外表面を被覆することで、ロータ１とネオジウム磁石１２との間に配置される。
【００３３】
本実施形態のモータＭは、ロータ１、ネオジウム磁石１２、及び充填材１３が、以下の式（１）及び（２）の関係を満たすことを特徴としている。
【００３４】
γ＞α、γ＞β                              …（１）
αＡΔＴ＋Ｄ＜βＢΔＴ＋γＣΔＴ            …（２）
【００３５】
ただし、前記式（１）及び（２）において、αは、ロータ１の線膨張係数であり、βは、ネオジウム磁石１２の線膨張係数であり、γは、充填材１３の線膨張係数である。また、Ａは、組立温度での磁石挿入孔１１の内壁面１１ａに垂直な一方向における磁石挿入孔１１の寸法であり、Ｂは、同温度での同方向におけるネオジウム磁石１２の寸法であり、Ｃは、同温度での同方向における充填材１３の寸法であり、Ｄは、同温度での同方向における磁石挿入孔１１の空隙の寸法である。また、ΔＴは、モータＭの組立温度と使用温度との温度差である。
【００３６】
また、本実施形態のモータＭにおいて、寸法Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄの測定方向である磁石挿入孔１１の内壁面１１ａに垂直な一方向は、図１及び図２に示すロータ１の回転軸に垂直な断面において、概ね長方形の断面形状を有する磁石挿入孔１１の短手方向である。磁石挿入孔１１に挿入されるネオジウム磁石１２は、同断面において磁石挿入孔１１の形状に対応する概ね長方形の断面形状を有している。
【００３７】
一例として、ネオジウム磁石１２の寸法Ｂは、例えば約５．０ｍｍ程度、ネオジウム磁石１２の外表面を被覆する充填材１３の厚さＣ／２は、例えば約０．３ｍｍ程度、空隙の寸法Ｄは、例えば約０．０１ｍｍ程度にすることができる。この場合、充填材１３の寸法Ｃは、充填材１３の厚さＣ／２の２倍の約０．６ｍｍ程度になる。なお、磁石挿入孔１１の空隙は、ネオジウム磁石１２の短手方向の両側に有してもよく、この場合、ネオジウム磁石１２の両側の空隙の寸法の合計が、空隙の寸法Ｄとなる。
【００３８】
図３は、ネオジウム磁石１２の組成構造の熱による変化を示す模式的な断面図である。図３において、（ａ）は、モータＭの組立温度である常温（例えば２５℃）におけるａ軸方向の結晶粒界の厚さｔ０を示し、（ｂ）は、モータＭの使用温度である高温（例えば３００℃以下）において減少した結晶粒界の厚さｔ１を示している。図３（ａ）及び（ｂ）では、ａ軸方向及びｃ軸方向をそれぞれ互いに直交する矢印で示している。
【００３９】
ネオジウム磁石１２は、高温時に容易磁化方向であるｃ軸方向に膨張すると、ｃ軸方向に直交するａ軸方向に収縮する性質がある。ネオジウム磁石１２がａ軸方向に収縮すると、高温での保磁力が低下する虞がある。
【００４０】
以下、本実施形態の本実施形態のモータＭの作用について説明する。
【００４１】
本実施形態のモータＭにおいて、ネオジウム磁石１２の主相であるＮｄ２Ｆｅ１４Ｂ結晶粒のｃ軸方向は、図１及び図２に示す断面において、概ね長方形の断面形状を有するネオジウム磁石１２の短手方向である。また、ｃ軸方向に直交するａ軸方向は、同断面におけるネオジウム磁石１２の長手方向である。すなわち、ネオジウム磁石１２は、モータＭの使用温度である、例えば３００℃以下の高温において、同断面におけるネオジウム磁石１２の短手方向に膨張する。
【００４２】
ここで、本実施形態のモータＭは、ロータ１、ネオジウム磁石１２、及び充填材１３が、前記式（１）及び（２）の関係を満たしている。より具体的には、前記式（１）に示されるように、充填材１３の線膨張係数γは、ロータ１の線膨張係数αよりも大きく、ネオジウム磁石１２の線膨張係数βよりも大きい。
【００４３】
また、前記式（２）おいて、不等式の左辺のαＡΔＴは、ロータ１の温度が組立温度から使用温度へ温度差ΔＴだけ上昇したときの、前記一方向すなわちネオジウム磁石１２のｃ軸方向におけるロータ１の熱膨張量である。また、前記式（２）おいて、不等式の左辺のＤは、組立温度でのネオジウム磁石１２のｃ軸方向における磁石挿入孔１１の空隙の寸法である。
【００４４】
また、前記式（２）おいて、不等式の右辺のβＢΔＴは、ネオジウム磁石１２の温度が組立温度から温度差ΔＴだけ上昇したときの、ｃ軸方向におけるネオジウム磁石１２の熱膨張量である。また、前記式（２）おいて、不等式の右辺のγＣΔＴは、充填材１３の温度が組立温度から温度差ΔＴだけ上昇したときの、ネオジウム磁石１２のｃ軸方向における充填材１３の熱膨張量である。
【００４５】
すなわち、前記式（２）は、モータＭの各部材の温度が組立温度から温度差ΔＴだけ上昇したときに、ネオジウム磁石１２のｃ軸方向において、ロータ１の熱膨張量αＡΔＴと、組立温度での磁石挿入孔１１の空隙の寸法Ｄとの和が、ネオジウム磁石１２の熱膨張量βＢΔＴと、充填材１３の熱膨張量γＣΔＴとの和（βＢ＋γＣ）ΔＴよりも小さいことを示している。
【００４６】
図４は、図２に示す各部材の熱膨張量と温度との関係の一例を示すグラフである。図４において、実線は、ネオジウム磁石１２の熱膨張量βＢΔＴと、充填材１３の熱膨張量γＣΔＴとの和（βＢ＋γＣ）ΔＴを表し、一点鎖線は、ロータ１の熱膨張量αＡΔＴを表し、点線は、ネオジウム磁石１２の熱膨張量βＢΔＴを表している。
【００４７】
図４に示すように、ロータ１の熱膨張量αＡΔＴは、ネオジウム磁石１２の熱膨張量βＢΔＴと充填材１３の熱膨張量γＣΔＴとの和（βＢ＋γＣ）ΔＴよりも小さく、ネオジウム磁石１２の熱膨張量βＢΔＴよりも大きい。一例として、ネオジウム磁石１２と充填材１３の線膨張係数の和（β＋γ）は、約５００×１０−６／Ｋであり、ロータ１の電磁鋼鈑の線膨張係数αは、約１２×１０−６／Ｋであり、ネオジウム磁石１２の線膨張係数βは、約８×１０−６／Ｋである。
【００４８】
図５は、図２に示すネオジウム磁石１２、充填材１３、及びロータ１の磁石挿入孔１１の高温時の状態を示す断面図である。前述のように、ロータ１の熱膨張量αＡΔＴ＝Ａ’−Ａと、組立温度での磁石挿入孔１１の空隙の寸法Ｄとの和（αＡΔＴ＋Ｄ）は、ネオジウム磁石１２の熱膨張量βＢΔＴと、充填材１３の熱膨張量γＣΔＴとの和（βＢ＋γＣ）ΔＴよりも小さい。
【００４９】
そのため、モータＭの各部材の温度が組立温度から上昇していく過程で、空隙の寸法Ｄが徐々に減少してやがてゼロになり、空隙が消滅する。その後は、ロータ１の熱膨張量αＡΔＴが、ネオジウム磁石１２の熱膨張量βＢΔＴと充填材１３の熱膨張量γＣΔＴとの和（βＢ＋γＣ）ΔＴよりも小さいため、ネオジウム磁石１２のｃ軸方向において、ネオジウム磁石１２と充填材１３の熱膨張は、ロータ１の磁石挿入孔１１の内壁面１１ａから受ける反力Ｆによって規制される。
【００５０】
図６は、ロータ１の熱膨張量αＡΔＴと、ネオジウム磁石１２の熱膨張量βＢΔＴと充填材１３の熱膨張量γＣΔＴとの和（βＢ＋γＣ）ΔＴとの関係の一例を示すグラフである。図６において、実線は、ネオジウム磁石１２の熱膨張量βＢΔＴと充填材１３の熱膨張量γＣΔＴとの和（βＢ＋γＣ）ΔＴを表し、一点鎖線は、ロータ１の熱膨張量αＡΔＴを表している。なお、点線は、ネオジウム磁石１２の熱膨張量βＢΔＴを示している。
【００５１】
図６に示すように、本実施形態のモータＭは、組立温度でロータ１の磁石挿入孔１１に寸法Ｄが例えば０．０１ｍｍの空隙を有している場合、温度上昇に伴って空隙が減少し、温度Ｔσにおいて空隙が０になる。そして、温度Ｔσ以上の温度では、ネオジウム磁石１２と充填材１３の熱膨張｛（Ｂ’−Ｂ）＋（Ｃ’−Ｃ）｝は、ロータ１の磁石挿入孔１１の内壁面１１ａから受ける反力Ｆによって規制され、ネオジウム磁石１２がｃ軸方向の膨張を規制する応力を受ける。
【００５２】
換言すると、ネオジウム磁石１２及び充填材１３の熱膨張量（βＢ＋γＣ）ΔＴの方が、ロータ１の熱膨張量αＡΔＴよりも大きいため、ロータ１の熱膨張量αＡΔＴとネオジウム磁石１２及び充填材１３の熱膨張量（βＢ＋γＣ）ΔＴとの差が徐々に拡大する。そして、前記一方向における磁石挿入孔１１の空隙が徐々に減少し、熱膨張したネオジウム磁石１２と充填材１３によって空隙が埋められた状態になる。
【００５３】
その後、各部材の温度がさらに上昇すると、ネオジウム磁石１２と充填材１３はさらに熱膨張しようとするが、ロータ１の磁石挿入孔１１の内壁面１１ａによって熱膨張が規制され、ネオジウム磁石１２にｃ軸方向の圧縮力Ｆが作用する。これにより、ネオジウム磁石１２は、ｃ軸方向における膨張が規制され、ｃ軸方向に直交するａ軸方向における収縮量（Ｅ−Ｅ’）が低減される。
【００５４】
図９は、ネオジウム磁石１２とロータ１との間に充填材１３を有しない従来のモータの図５に対応する断面図である。図６の点線に示されるように、ロータ１とネオジウム磁石１２との間に充填材１３を有しない場合、ネオジウム磁石１２とロータ１との間の空隙が消滅せず、ネオジウム磁石１２は、図９に示すように、ｃ軸方向において膨張し、ａ軸方向における収縮量（Ｅ−Ｅ’）が増加する。
【００５５】
図７は、本実施形態のモータＭ及び従来のモータのネオジウム磁石１２の保磁力と温度との関係を示すグラフである。図７において、白丸の点は、本実施形態のモータＭのデータを示し、黒三角の点は、従来のモータのデータを示している。従来のモータは、ネオジウム磁石１２のａ軸方向における収縮が抑制されず、温度上昇に比例するようにネオジウム磁石１２の保磁力が低下している。
【００５６】
これに対し、本実施形態のモータＭは、前述のように、温度Ｔσでロータ１の磁石挿入孔１１の内壁面１１ａによってネオジウム磁石１２と充填材１３の熱膨張が規制され、ネオジウム磁石１２のａ軸方向における収縮が抑制される。これにより、本実施形態のモータＭは、モータＭの使用温度である高温において、保磁力の低下が抑制される。
【００５７】
以上説明したように、本実施形態のモータＭによれば、ネオジウム磁石１２に重希土類元素を添加することなく、ロータ１の磁石挿入孔１１に挿入されるネオジウム磁石１２の高温での保磁力を向上させることができる。したがって、重希土類元素を使用することによる資源リスクの上昇やコストの増加を抑制することができる。
【００５８】
なお、前述の実施形態では、ネオジウム磁石１２が充填材１３によって被覆されている構成について説明した。しかし、モータＭは、ロータ１とネオジウム磁石１２との間に充填材１３を有する構成であれば、ネオジウム磁石１２が充填材１３によって被覆されている構成に限定されない。
【００５９】
図８は、前述の実施形態のモータＭの変形例を示す図２及び図５に相当する断面図である。図８において、（ａ）は、モータの組立温度におけるロータ１の磁石挿入孔１１、ネオジウム磁石１２、及び充填材１３の状態を示し、（ｂ）は、モータの使用温度における各部材の状態を示している。
【００６０】
本変形例において、充填材１３は、ロータ１の磁石挿入孔１１に挿入され、ネオジウム磁石１２のｃ軸方向において、ネオジウム磁石１２とロータ１との間に配置されている。この場合にも、モータの組立温度と使用温度との温度差をΔＴとし、ロータ１、ネオジウム磁石１２、及び充填材１３の線膨張係数をそれぞれα、β、γ、とする。
【００６１】
そして、組立温度かつ磁石挿入孔１１の内壁面１１ａに垂直な一方向であるｃ軸方向における磁石挿入孔１１の寸法、ネオジウム磁石１２の寸法、充填材１３の寸法、及び磁石挿入孔１１の空隙の寸法をそれぞれＡ、Ｂ、Ｃ、及びＤとする。このとき、本変形例のモータは、前記式（１）及び式（２）の関係を満たしている。
【００６２】
これにより、図８（ｂ）に示すように、モータの使用温度である高温時に、ネオジウム磁石１２は、ｃ軸方向における膨張が規制され、ｃ軸方向に直交するａ軸方向における収縮が抑制される。したがって、本変形例のモータによれば、前述の実施形態において説明したモータＭと同様に、モータの使用温度である高温において、保磁力の低下を抑制することができる。
【００６３】
以上、図面を用いて本発明の実施の形態を詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲における設計変更等があっても、それらは本発明に含まれるものである。
【符号の説明】
【００６４】
１      ロータ
１１    磁石挿入孔
１１ａ  内壁面
１２    ネオジウム磁石
１３    充填材
Ｍ      モータ
【図１】
2017143651.tif 000003
【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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