(57)【要約】  ＩＰＭロータでは、収容穴の一部を構成する第１シート穴が第１コアシートに設けられている。第１シート穴の縁部には、収容穴に磁石を挿入することにより磁石によって折り曲げられているばね板部が設けられている。第１シート穴の縁部のばね板部の両側部分には、磁石との間にクリアランスを形成する一対の窪みが設けられている。クリアランスの大きさは、磁石に対するばね板部の押付力の大きさと押付力のばらつきとの関係に基づいて設定されている。
2020090086.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数枚のコアシートを有しており、かつ収容穴が設けられているロータコア、及び
前記収容穴に収容されている磁石
を備え、
前記複数枚のコアシートは、第１コアシートと第２コアシートとを含んでおり、
前記第１コアシートには、前記収容穴の一部を構成する第１シート穴が設けられており、
前記第２コアシートには、前記収容穴の一部を構成する第２シート穴が設けられており、
前記第１シート穴の縁部には、前記収容穴に前記磁石を挿入することにより前記磁石によって折り曲げられているばね板部が設けられており、
前記第２シート穴の縁部には、前記磁石により折り曲げられた前記ばね板部を逃がす凹部が設けられており、
前記第１シート穴の縁部の前記ばね板部の両側部分には、前記磁石との間にクリアランスを形成する一対の窪みが設けられており、
前記クリアランスの大きさは、前記磁石に対する前記ばね板部の押付力の大きさと前記押付力のばらつきとの関係に基づいて設定されているＩＰＭロータ。
【請求項２】
前記窪みの底面と前記凹部の底面とは、前記ロータコアの径方向の同じ位置に位置している請求項１記載のＩＰＭロータ。
【請求項３】
前記ばね板部の長さは、前記第１コアシートの厚みの２倍〜３倍である請求項１又は請求項２に記載のＩＰＭロータ。
【請求項４】
前記第１コアシートに隣接して２枚以上の前記第２コアシートが連続して積層されており、
前記連続して積層されている第２コアシートの積層厚さは、前記ばね板部の長さ以上である請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載のＩＰＭロータ。
【請求項５】
前記複数枚のコアシートは、第３コアシートをさらに含んでおり、
前記第３コアシートには、前記収容穴の一部を構成する第３シート穴が設けられており、
前記磁石の前記ばね板部が接する面である接触面に対向する前記第３シート穴の縁部は、前記接触面に平行であり、
前記第３コアシートは、前記第１コアシート及び前記第２コアシートの少なくともいずれか一方に隣接して積層されている請求項１から請求項４までのいずれか１項に記載のＩＰＭロータ。
【請求項６】
前記ばね板部の幅は、前記ばね板部の幅方向における前記磁石の長さの３０％以下である請求項１から請求項５までのいずれか１項に記載のＩＰＭロータ。
【請求項７】
前記磁石の外形は、直方体であり、
前記ロータコアの軸方向に直角な断面を見たとき、
前記収容穴は、前記ロータコアの回転中心を中心とした円の弦に沿って配置されており、
前記磁石の断面形状は、前記ロータコアの径方向内側の長辺である第１長辺と、径方向外側の長辺である第２長辺とを有する長方形であり、
前記ばね板部は、前記第１長辺の中央部に接している請求項１から請求項６までのいずれか１項に記載のＩＰＭロータ。
【請求項８】
前記第１シート穴及び前記第２シート穴の形状は、前記ロータコアの径方向外側へ向けて開いたＶ字形であり、
前記第１シート穴及び前記第２シート穴は、それぞれ前記ロータコアの径方向に対して一側に傾斜した第１傾斜部と他側に傾斜した第２傾斜部とを有しており、
前記磁石は、前記第１傾斜部に配置されている第１磁石と、前記第２傾斜部に配置されている第２磁石とを含んでおり、
前記ロータコアの軸方向に直角な断面を見たとき、前記第１及び第２磁石の断面形状は、それぞれ前記ロータコアの径方向内側の長辺である第１長辺と、径方向外側の長辺である第２長辺とを有する長方形であり、
前記ばね板部は、前記第１磁石の前記第１長辺の両端部にそれぞれ接している一対の第１ばね板部と、前記第２磁石の前記第１長辺の両端部にそれぞれ接している一対の第２ばね板部とを含んでいる請求項１から請求項６までのいずれか１項に記載のＩＰＭロータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、ロータコアの収容穴に磁石が収容されているＩＰＭ（Interior Permanent Magnet）ロータに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来のＩＰＭロータでは、ロータコアに磁石挿入穴が設けられている。磁石挿入穴の内壁面には、磁石挿入穴に突出する板ばね部が設けられている。磁石挿入穴に磁石を挿入すると、板ばね部は弾性変形する。これにより、磁石に押付力が付与される。この押付力は、板ばね部の長さによって調整される（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】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】
【０００４】
上記のような従来のＩＰＭロータでは、板ばね部の長さのみによって、板ばね部から磁石に付与される押付力が調整されているため、安定した押付力を確保することが難しい。【０００５】
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、磁石に対する押付力をより安定させることができるＩＰＭロータを得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この発明に係るＩＰＭロータは、複数枚のコアシートを有しており、かつ収容穴が設けられているロータコア、及び収容穴に収容されている磁石を備え、複数枚のコアシートは、第１コアシートと第２コアシートとを含んでおり、第１コアシートには、収容穴の一部を構成する第１シート穴が設けられており、第２コアシートには、収容穴の一部を構成する第２シート穴が設けられており、第１シート穴の縁部には、収容穴に磁石を挿入することにより磁石によって折り曲げられているばね板部が設けられており、第２シート穴の縁部には、磁石により折り曲げられたばね板部を逃がす凹部が設けられており、第１シート穴の縁部のばね板部の両側部分には、磁石との間にクリアランスを形成する一対の窪みが設けられており、クリアランスの大きさは、磁石に対するばね板部の押付力の大きさと押付力のばらつきとの関係に基づいて設定されている。
【発明の効果】
【０００７】
この発明のＩＰＭロータでは、クリアランスの大きさは、磁石に対するばね板部の押付力の大きさと押付力のばらつきとの関係に基づいて設定されている。このため、磁石に対する押付力をより安定させることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】この発明の実施の形態１による回転電機の断面図である。
【図２】図１の磁石を拡大して示す断面図である。
【図３】図１のロータコアの第１コアシートの一部を示す平面図である。
【図４】図１のロータコアの第２コアシートの一部を示す平面図である。
【図５】図１のロータコアの第３コアシートの一部を示す平面図である。
【図６】図１の収容穴に磁石を挿入している途中の状態を示す断面図である。
【図７】図３のクリアランスの大きさと押付力との関係を示すグラフである。
【図８】図３のクリアランスの大きさとトルク低下率との関係を示すグラフである。
【図９】この発明の実施の形態２によるロータコアの第１コアシートの一部を示す平面図である。
【図１０】実施の形態２によるロータコアの第２コアシートの一部を示す平面図である。
【図１１】実施の形態２によるロータコアの第３コアシートの一部を示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、この発明を実施するための形態について、図面を参照して説明する。
実施の形態１．
図１は、この発明の実施の形態１による回転電機の断面図である。図において、回転電機は、ＩＰＭロータ１及びステータ１０を有している。ＩＰＭロータ１は、回転軸２、ロータコア３、及び複数個の磁石４を有している。
【００１０】
ロータコア３は、回転軸２に固定されており、回転軸２と一体に回転する。回転軸２は、ロータコア３の中心を貫通している。ロータコア３は、後述する複数枚のコアシートを軸方向に積層して構成されている。
【００１１】
ロータコア３には、複数の収容穴３ａが設けられている。各収容穴３ａは、ロータコア３の軸方向に沿って連続して設けられている。また、複数の収容穴３ａは、ロータコア３の周方向に互いに間隔をおいて配置されている。
【００１２】
また、複数の収容穴３ａは、ロータコア３の外周面の近傍で、ロータコア３の径方向の同じ位置に配置されている。また、各収容穴３ａは、ロータコア３の回転中心を中心とした円の弦に沿って配置されている。
【００１３】
各磁石４は、対応する収容穴３ａに収容されている。収容穴３ａの数は、磁石４の数と同じである。この例では、１０個の磁石４が用いられている。また、各磁石４としては、永久磁石が用いられている。また、各磁石４の外形は、直方体である。
【００１４】
また、ロータコア３の回転中心に直角な断面を見たとき、各磁石４の断面形状は、第１長辺４ａ、第２長辺４ｂ、第１短辺４ｃ、及び第２短辺４ｄを有する長方形である。第１長辺４ａは、ロータコア３の径方向内側の長辺である。第２長辺４ｂは、ロータコア３の径方向外側の長辺である。
【００１５】
また、各磁石４は、ロータコア３の径方向に沿って着磁されている。即ち、各磁石４は、第１長辺４ａを含む面と、第２長辺４ｂを含む面とが磁極面となるように着磁されている。また、磁石４は、Ｎ極とＳ極とがロータコア３の径方向外側に交互に位置するように配置されている。
【００１６】
また、ロータコア３には、複数の抜き穴３ｂが設けられている。各抜き穴３ｂは、ロータコア３を軽量化するための穴である。また、各抜き穴３ｂは、収容穴３ａよりもロータコア３の径方向内側に配置されている。この例では、５つの抜き穴３ｂが、ロータコア３の回転中心を中心として点対称に配置されている。
【００１７】
ステータ１０は、ステータコア１１と、複数のステータコイル１２とを有している。ステータコア１１は、ＩＰＭロータ１と同軸上に配置されている。
【００１８】
また、ステータコア１１は、円環状のバックヨーク部１１ａと、複数のティース部１１ｂとを有している。複数のティース部１１ｂは、バックヨーク部１１ａから径方向内側へ突出している。この例では、１２のティース部１１ｂがステータコア１１に設けられている。
【００１９】
また、各ティース部１１ｂは、ステータコア１１の周方向に互いに間隔をおいて配置されている。互いに隣り合うティース部１１ｂの間には、スロット１１ｃが形成されている。
【００２０】
各ステータコイル１２は、対応するティース部１１ｂに巻き付けられ、対応するティース部１１ｂに隣接するスロット１１ｃに収容されている。図１では、半分のステータコイル１２を省略している。
【００２１】
磁気的には、ステータコイル１２に電流を流すことにより、ティース部１１ｂが磁化される。これにより、例えば、図１の１点鎖線の矢印に示すような磁路が発生する。
【００２２】
このとき、磁石４の厚み、即ちロータコア３の径方向の磁石４の寸法に対して、各収容穴３ａが大きいと、磁路の面で障害となる。このため、ロータコア３の径方向の各収容穴３ａの寸法は、できる限り磁石４の厚みと同じであることが好ましい。
【００２３】
また、各収容穴３ａの磁石４の幅方向両側には、互いに隣り合う磁石４間を直接伝達する磁路を遮断するように、空間３ｃがそれぞれ設けられている。また、ロータコア３の径方向外側の各収容穴３ａの縁部には、無駄な磁路を遮断するように、ロータコア３の径方向外側へ突出した複数の突出穴３ｄが設けられている。
【００２４】
ロータコア３の軸方向に沿って見た外形は、完全な円形ではなく、複数の磁石４の位置で径方向外側へ突出した複数の円弧を接続した形状である。
【００２５】
図２は、図１の磁石４を拡大して示す断面図である。ロータコア３の径方向及び磁石４の厚さ方向は、図２の上下方向である。また、磁石４の幅方向は、図２の左右方向である。
【００２６】
以下、ロータコア３を構成する複数枚のコアシートについて説明する。複数枚のコアシートは、図３に示す第１コアシート２０と、図４に示す第２コアシート３０と、図５に示す第３コアシート４０とを含んでいる。
【００２７】
図３において、第１コアシート２０には、複数の第１シート穴２０ａが設けられている。各第１シート穴２０ａは、対応する収容穴３ａの一部を構成する。また、各第１シート穴２０ａの形状は、台形である。
【００２８】
各第１シート穴２０ａは、第１内側縁部２０ｂと、第１外側縁部２０ｃと、一対の第１端縁部２０ｄとを有している。第１内側縁部２０ｂは、ロータコア３の径方向内側に位置する縁部である。第１外側縁部２０ｃは、ロータコア３の径方向外側に位置する縁部である。第１端縁部２０ｄは、ロータコア３の周方向の第１シート穴２０ａの両端に位置する縁部である。第１内側縁部２０ｂは、第１外側縁部２０ｃよりも短い。
【００２９】
各第１シート穴２０ａの第１内側縁部２０ｂの中央部には、第１シート穴２０ａに突出するばね板部２０ｅが設けられている。ばね板部２０ｅは、収容穴３ａに磁石４を挿入することにより、磁石４によって折り曲げられている。但し、図３では、ばね板部２０ｅの形状を示すため、折り曲げられる前のばね板部２０ｅを、磁石４に重ねて示している。
【００３０】
ばね板部２０ｅは、ロータコア３の軸方向に直角な断面を見たとき、磁石４の第１長辺４ａの中央部に接している。また、ばね板部２０ｅは、磁石４により折り曲げられることにより、磁石４を第１外側縁部２０ｃに押し付ける。
【００３１】
磁石４のばね板部２０ｅが接する面である接触面４ｅは、第１長辺４ａを含む面である。
【００３２】
各第１内側縁部２０ｂのばね板部２０ｅの両側部分には、磁石４との間にクリアランスを形成する一対の窪み２０ｆが設けられている。
【００３３】
ロータコア３の軸方向に直角な断面を見たとき、ロータコア３の径方向に直角な方向のばね板部２０ｅの寸法を、ばね板部２０ｅの幅Ｍとする。また、ばね板部２０ｅが磁石４により折り曲げられる前の状態で、ロータコア３の径方向のばね板部２０ｅの寸法を、ばね板部２０ｅの長さＨとする。
【００３４】
図４において、第２コアシート３０には、複数の第２シート穴３０ａが設けられている。各第２シート穴３０ａは、対応する収容穴３ａの一部を構成する。また、各第２シート穴３０ａの形状は、台形である。
【００３５】
各第２シート穴３０ａは、第２内側縁部３０ｂと、第２外側縁部３０ｃと、一対の第２端縁部３０ｄとを有している。第２内側縁部３０ｂは、ロータコア３の径方向内側に位置する縁部である。第２外側縁部３０ｃは、ロータコア３の径方向外側に位置する縁部である。第２端縁部３０ｄは、ロータコア３の周方向の第２シート穴３０ａの両端に位置する縁部である。第２内側縁部３０ｂは、第２外側縁部３０ｃよりも短い。
【００３６】
各第２シート穴３０ａの第２内側縁部３０ｂの中央部には、磁石４により折り曲げられたばね板部２０ｅを逃がす凹部３０ｅが設けられている。
【００３７】
ロータコア３の軸方向に直角な断面を見たとき、ロータコア３の径方向に直角な方向の凹部３０ｅの寸法を、凹部３０ｅの幅Ｋとする。また、ロータコア３の径方向の凹部３０ｅの寸法を、凹部３０ｅの深さＬとする。
【００３８】
各第２シート穴３０ａの各第２端縁部３０ｄには、第２シート穴３０ａに突出した円弧状の凸部３０ｆが設けられている。各凸部３０ｆは、対応する磁石４に接触して、ロータコア３の周方向への磁石４の移動を規制する。
【００３９】
図５において、第３コアシート４０には、複数の第３シート穴４０ａが設けられている。各第３シート穴４０ａは、対応する収容穴３ａの一部を構成する。また、各第３シート穴４０ａの形状は、台形である。なお、図５では、磁石４を省略している。
【００４０】
各第３シート穴４０ａは、第３内側縁部４０ｂと、第３外側縁部４０ｃと、一対の第３端縁部４０ｄとを有している。第３内側縁部４０ｂは、ロータコア３の径方向内側に位置する縁部である。第３外側縁部４０ｃは、ロータコア３の径方向外側に位置する縁部である。第３端縁部４０ｄは、ロータコア３の周方向の第３シート穴４０ａの両端に位置する縁部である。第３内側縁部４０ｂは、第３外側縁部４０ｃよりも短い。
【００４１】
また、各第３内側縁部４０ｂは、対応する磁石４の接触面４ｅに対向している。また、各第３内側縁部４０ｂの全体は、接触面４ｅに平行である。即ち、各第３シート穴４０ａの第３内側縁部４０ｂには、ばね板部も凹部も設けられていない。
【００４２】
図６は、図１の収容穴３ａに磁石４を挿入している途中の状態を示す断面図である。また、図６は、ロータコア３の軸線に沿う断面を示しており、図６の上下方向がロータコア３の軸方向、図６の左右方向がロータコア３の径方向である。
【００４３】
図６の例では、ロータコア３は、３つの第３コアシート積層体５を含んでいる。各第３コアシート積層体５は、複数枚の第３コアシート４０を連続して積層して構成されている。また、第３コアシート積層体５は、ロータコア３の軸方向の両端部と中央部とに配置されている。
【００４４】
また、隣り合う第３コアシート積層体５の間には、混合積層体６がそれぞれ配置されている。各混合積層体６は、複数枚の第１コアシート２０と複数枚の第２コアシート３０とを組み合わせて積層して構成されている。
【００４５】
各混合積層体６では、１枚の第１コアシート２０に対して、複数枚の第２コアシート３０が一組となって積層されている。即ち、第１コアシート２０は、複数枚の第２コアシート３０毎に配置されている。
【００４６】
図６では、１枚の第１コアシート２０に対して、３枚の第２コアシート３０が積層されている。また、各混合積層体６では、１枚の第１コアシート２０と３枚の第２コアシート３０との組み合わせが、３組用いられている。また、磁石４の挿入方向の上流側に位置する混合積層体６では、最も上流側に位置する第１コアシート２０の上流側に２枚の第２コアシート３０が積層されている。
【００４７】
磁石４を図６の収容穴３ａの上端から下方へ挿入する場合、磁石４は、まず第３コアシート積層体５を通過する。このとき、ロータコア３の径方向の第３シート穴４０ａの寸法は、磁石４の厚みよりも若干大きいだけである。このため、磁石４は、厚み方向に位置決めされる。
【００４８】
次に、磁石４は、第２コアシート３０を通過する際、凸部３０ｆにより幅方向に位置決めされる。
【００４９】
この後、磁石４は、第１シート穴２０ａに到達し、ばね板部２０ｅを図６の下方向に押し曲げる。これにより、磁石４には、ばね板部２０ｅの復元力、即ち押付力が付加される。この押付力の大きさは、ばね板部２０ｅの材料、幅Ｍ、及び長さＨに依存している。
【００５０】
ここで、第１コアシート２０、第２コアシート３０、及び第３コアシート４０の材料は、いずれも同一であるとする。また、第１コアシート２０、第２コアシート３０、及び第３コアシート４０の厚みｔは、いずれも同一であり、ｔ≒０．３ｍｍ〜０．６５ｍｍとする。また、ばね板部２０ｅの長さＨは、厚みｔの２倍〜３倍とする。
【００５１】
この場合、第２コアシート３０を３枚程度積層すれば、折り曲げられたばね板部２０ｅの先端が、次の第１コアシート２０に干渉することはない。このため、図６では、第１コアシート２０の下に３枚の第２コアシート３０が連続して積層されている。
【００５２】
凹部３０ｅの幅Ｋは、ばね板部２０ｅの幅Ｍよりも若干大きい。これにより、ばね板部２０ｅ全体を凹部３０ｅに逃がすことができる。
【００５３】
また、凹部３０ｅの底部は、ばね板部２０ｅの折り曲げの支点となる。このため、凹部３０ｅの深さＬの設定には、注意が必要である。実施の形態１では、窪み２０ｆの底面と凹部３０ｅの底面とは、ロータコア３の径方向の同じ位置に位置している。また、ばね板部２０ｅの長さＨ及び幅Ｍは、押付力を設定するために重要である。
【００５４】
また、磁石４は、ばね板部２０ｅによりロータコア３の径方向外側へ押し付けられているため、収容穴３ａのばね板部２０ｅ側の内面と磁石４との間には、僅かな隙間が生じている。この隙間は、磁路を遮断するため、できる限り小さくすることが好ましい。一方で、この隙間は、磁石４の挿入が困難にならない程度の寸法とすることが好ましい。
【００５５】
この隙間の寸法は、磁石４、第１コアシート２０、第２コアシート３０、及び第３コアシート４０の寸法精度で決定される。上記のような寸法のＩＰＭロータ１では、隙間を０．２ｍｍ程度に収めることが可能である。
【００５６】
次に、重要な寸法について、図７及び図８を用いて説明する。ここで注目した寸法は、上記のクリアランスの寸法である。図３及び図６では、クリアランスをＮで示している。なお、ばね板部２０ｅの長さＨは、上記のような範囲あれば、磁石４に対する押付力の決定にあまり影響しない。
【００５７】
ばね板部２０ｅの磁石４に対する押付力の大きさは、クリアランスの大きさにより変化する。また、クリアランスの大きさによって、押付力の大きさだけでなく、押付力のばらつきも変化することが分かった。
【００５８】
図７は、図３のクリアランスの大きさと押付力との関係を示すグラフである。図７の横軸は、クリアランスの大きさを示している。Ｎ１は０．３５ｍｍ、Ｎ２は０．４０ｍｍ、Ｎ３は０．４５ｍｍ、Ｎ４は０．５０ｍｍ、Ｎ５は０．５５ｍｍ、Ｎ６は０．６０ｍｍである。
【００５９】
また、図７の縦軸は、１枚の第１コアシート２０当たりの押付力の大きさを示しており、単位はニュートンである。また、押付力Ｌｄ１は、磁石４への最低押付力を示している。最低押付力は、その値未満では使用環境で磁石４を保持できない値である。
【００６０】
具体的には、最低押付力は、安全率も考慮して、約１０Ｎである。つまり、押付力は１０Ｎ以上で、この値を下回ることがなければ、この値の何倍もの力は不要である。逆に、押付力が大き過ぎると、磁石４の挿入の障害となり、好ましくない。
【００６１】
図７の〇印は、押付力の実測値である。また、〇印を貫く複数の縦線５０は、押付力のばらつき範囲±４σを示している。また、一点鎖線５１は、ばらつきの中央値を、直線により近似的に繋いだ線である。
【００６２】
図７から分かるように、クリアランスが小さいほど、押付力は大きいが、押付力のばらつきも大きくなっている。つまり、クリアランスが小さいと、ばね板部２０ｅの磁石４による曲げ角度が９０度に近くなる。このため、ばね力に影響し、ばね力、特に反発力にばらつきが発生することが分かった。
【００６３】
逆に、クリアランスが大き過ぎると、磁石４を押さえ付ける力自体が小さくなる。また、上記の隙間が大きくなり、磁路が遮断され、磁界低下、即ち磁束密度低下が生じる。
【００６４】
ＩＰＭロータ１を量産する場合、上記のばらつきは大きな障害となり、熱及び経年変化を考慮すると、ばらつきの小さい寸法を選択することが好適である。このため、図７においては、クリアランスＮ１、Ｎ２は選択できず、Ｎ３〜Ｎ６を選択すべきである。即ち、クリアランスの寸法を、０．４５ｍｍ〜０．６０ｍｍとすべきである。一方、磁石４の挿入性を考慮すると、Ｎ３よりもＮ６の方が工作性がよい。
【００６５】
このように、実施の形態１では、クリアランスの大きさは、磁石４に対するばね板部２０ｅの押付力の大きさと押付力のばらつきとの関係に基づいて設定されている。
【００６６】
次に、図８は、図３のクリアランスの大きさとトルク低下率との関係を示すグラフである。また、図８は、図３のＭの大きさ及び図４のＫの大きさによる磁界の低下を示している。図８では、線５２、線５３、線５４の順にＫ及びＭが大きくなっている。トルクＴｒ０は、クリアランスＮ１を１とした基準点である。
【００６７】
図８から分かるように、クリアランスが大きくなるほど、またＫ及びＭが大きくなるほど、トルク低下が大きくなっている。また、実測値で、線５２のＮ５のトルク低下率は、０．１％未満である。また、線５４のＮ５のトルク低下率は、０．２％程度である。
【００６８】
一方、線５２の幅Ｍは、磁石４の第１長辺４ａの長さの２０％前後である。また、線５４の幅Ｍは、第１長辺４ａの長さの３０％程度である。従って、線５２〜５４のこの程度のトルク低下率であれば、Ｋ及びＭの幅寸法にそれほど注意を払う必要はないことが分かった。
【００６９】
幅Ｍは、磁石４に対する押付力には影響するが、この押付力は、ＩＰＭロータ１の回転加速度、熱歪み等により求められる。また、押付力は、上記のクリアランスにも依存して選択される。また、幅Ｍは、磁路の面からは、狭い方を選択することが好ましい。なお、図３の窪み２０ｆの幅については、通常製造上の最低寸法、例えば第１コアシート２０の厚みｔと同程度とする。
【００７０】
このように、ばね板部２０ｅの寸法の決定には、特にクリアランスに注目する必要がある。そして、クリアランスの大きさは、磁石４に対する押付力のばらつき範囲を考慮して決定する。
【００７１】
以上より、クリアランスの寸法が重要なものであり、その他の寸法をクリアランスの寸法に応じてそれぞれ決定することで、各部の寸法が決まる。これにより、磁石４に対する押付力の適正化のみならず、押付力のばらつきも抑制することが可能となり、ひいては磁界の低下を防ぐことができる。
【００７２】
上記のようなＩＰＭロータ１では、クリアランスの大きさが、磁石４に対するばね板部２０ｅの押付力の大きさと押付力のばらつきとの関係に基づいて設定されている。このため、磁石４に対する押付力をより安定させることができる。
【００７３】
また、窪み２０ｆの底面と凹部３０ｅの底面とは、ロータコア３の径方向の同じ位置に位置している。このため、凹部３０ｅの底面を支点として、ばね板部２０ｅを安定して折り曲げることができる。
【００７４】
また、ばね板部２０ｅの長さＨは、第１コアシート２０の厚みの２倍〜３倍である。このため、第１コアシート２０の厚みと第２コアシート３０の厚みとを同じにした場合、２枚〜３枚の第２コアシート３０を重ねることで、ばね板部２０ｅを凹部３０ｅに逃がすことができる。
【００７５】
また、第１コアシート２０に隣接して２枚以上の第２コアシート３０が連続して積層されている。また、連続して積層されている第２コアシート３０の積層厚さは、ばね板部２０ｅの長さＨ以上である。このため、ばね板部２０ｅを凹部３０ｅに、より確実に逃がすことができる。
【００７６】
また、第１コアシート２０及び第２コアシート３０に加えて、第３コアシート４０を用いたので、トルクの低下を抑制することができる。
【００７７】
また、ばね板部２０ｅの幅Ｍは、ばね板部２０ｅの幅方向における磁石４の長さの３０％以下である。このため、ばね板部２０ｅ及び凹部３０ｅを設けたことによるトルクの低下を抑制することができる。
【００７８】
また、ばね板部２０ｅは、第１長辺４ａの中央部に接している。これに対して、磁路は、図１に示したように、磁石４の中央付近よりも両サイドを通っている。このため、ばね板部２０ｅを設けたことによる磁界低下を抑制することができる。
【００７９】
なお、磁石４の挿入時には、磁極の向きが同じ磁石４を全て挿入した後、残りの磁石４を挿入することが好ましい。即ち、磁石４を、１個又は数個飛びに収容穴３ａに挿入することにより、挿入によるロータコア３の歪みの偏りを防止することができる。
【００８０】
実施の形態２．
次に、この発明の実施の形態２について説明する。実施の形態２のロータコアの軸方向に直角な各収容穴の断面形状は、ロータコアの径方向外側へ向けて開いたＶ字形である。
【００８１】
以下、実施の形態２のロータコアを構成する複数枚のコアシートについて説明する。複数枚のコアシートは、図９に示す第１コアシート６０と、図１０に示す第２コアシート７０と、図１１に示す第３コアシート８０とを含んでいる。
【００８２】
図９において、第１コアシート６０には、複数の第１シート穴６０ａが設けられている。各第１シート穴６０ａは、対応する収容穴の一部を構成する。このため、各第１シート穴６０ａの形状は、ロータコアの径方向外側へ向けて開いたＶ字形である。
【００８３】
各第１シート穴６０ａは、ロータコアの径方向に対して一側に傾斜した第１傾斜部６０ｂと、他側に傾斜した第２傾斜部６０ｃとを有している。
【００８４】
実施の形態２の磁石は、第１磁石４Ａと第２磁石４Ｂとを含んでいる。第１磁石４Ａは、第１傾斜部６０ｂに配置されている。第２磁石４Ｂは、第２傾斜部６０ｃに配置されている。第１磁石４Ａ及び第２磁石４Ｂの構成は、それぞれ実施の形態１の磁石４と同じである。
【００８５】
実施の形態２のばね板部は、第１磁石４Ａに接する一対の第１ばね板部６０ｄと、第２磁石４Ｂに接する一対の第２ばね板部６０ｅとを含んでいる。
【００８６】
一対の第１ばね板部６０ｄは、第１磁石４Ａの第１長辺４ａの両端部にそれぞれ接している。また、一対の第２ばね板部６０ｅは、第２磁石４Ｂの第１長辺４ａの両端部にそれぞれ接している。
【００８７】
一対の第１ばね板部６０ｄは、収容穴に第１磁石４Ａを挿入することにより、第１磁石４Ａによって折り曲げられている。また、一対の第２ばね板部６０ｅは、収容穴に第２磁石４Ｂを挿入することにより、第２磁石４Ｂによって折り曲げられている。
【００８８】
但し、図９では、第１ばね板部６０ｄの形状を示すため、折り曲げられる前の第１ばね板部６０ｄを第１磁石４Ａに重ねて示している。また、第２ばね板部６０ｅの形状を示すため、折り曲げられる前の第２ばね板部６０ｅを第２磁石４Ｂに重ねて示している。
【００８９】
各第１傾斜部６０ｂの縁部における各第１ばね板部６０ｄの両側部分と、各第２傾斜部６０ｃの縁部における各第２ばね板部６０ｅの両側部分とには、対応する磁石４Ａ，４Ｂとの間にクリアランスを形成する一対の窪み６０ｆが設けられている。
【００９０】
図１０において、第２コアシート７０には、複数の第２シート穴７０ａが設けられている。各第２シート穴７０ａは、対応する収容穴の一部を構成する。このため、各第２シート穴７０ａの形状は、ロータコアの径方向外側へ向けて開いたＶ字形である。
【００９１】
各第２シート穴７０ａは、ロータコアの径方向に対して一側に傾斜した第１傾斜部７０ｂと、他側に傾斜した第２傾斜部７０ｃとを有している。
【００９２】
各第１傾斜部７０ｂの縁部には、第１磁石４Ａにより折り曲げられた一対の第１ばね板部６０ｄを逃がす一対の第１凹部７０ｄが設けられている。各第２傾斜部７０ｃの縁部には、第２磁石４Ｂにより折り曲げられた一対の第２ばね板部６０ｅを逃がす一対の第２凹部７０ｅが設けられている。
【００９３】
また、第１傾斜部７０ｂの縁部及び第２傾斜部７０ｃの縁部には、第１磁石４Ａ及び第２磁石４Ｂの幅方向への移動を規制する第１凸部７０ｆ及び第２凸部７０ｇがそれぞれ設けられている。
【００９４】
図１１において、第３コアシート８０には、複数の第３シート穴８０ａが設けられている。各第３シート穴８０ａは、対応する収容穴の一部を構成する。このため、各第３シート穴８０ａの形状は、ロータコアの径方向外側へ向けて開いたＶ字形である。
【００９５】
各第３シート穴８０ａは、ロータコアの径方向に対して一側に傾斜した第１傾斜部８０ｂと、他側に傾斜した第２傾斜部８０ｃとを有している。なお、図１１では、第１磁石４Ａ及び第２磁石４Ｂを省略している。
【００９６】
また、第１磁石４Ａの接触面４ｅに対向する第１傾斜部８０ｂの縁部は、接触面４ｅに平行である。また、第２磁石４Ｂの接触面４ｅに対向する第２傾斜部８０ｃの縁部は、接触面４ｅに平行である。他の構成は、実施の形態１と同様である。
【００９７】
このようなＶ字状の磁石配置であっても、実施の形態１と同様に、第１及び第２ばね板部６０ｄ，６０ｅの幅Ｍ１と、第１及び第２凹部７０ｄ，７０ｅの幅Ｋ１及び深さＬ１と、クリアランスＮ１の寸法とを決定する。なお、幅Ｍ１は、２か所存在するので、両者を加算した幅として考慮することもできる。
【００９８】
実施の形態２のＩＰＭロータでも、クリアランスの大きさが、第１磁石４Ａに対する第１ばね板部６０ｄの押付力の大きさと押付力のばらつきとの関係、及び第２磁石４Ｂに対する第２ばね板部６０ｅの押付力の大きさと押付力のばらつきとの関係に基づいて設定されている。このため、第１磁石４Ａ及び第２磁石４Ｂに対する押付力をより安定させることができる。
【００９９】
また、実施の形態２の構成では、図１０の１点鎖線の矢印に示すような磁路が発生する。これに対して、一対の第１ばね板部６０ｄは、第１磁石４Ａの第１長辺４ａの両端部にそれぞれ接している。また、一対の第２ばね板部６０ｅは、第２磁石４Ｂの第１長辺４ａの両端部にそれぞれ接している。このため、第１ばね板部６０ｄ及び第２ばね板部６０ｅを設けたことによる磁界低下を抑制することができる。
【０１００】
なお、第１磁石４Ａ及び第２磁石４Ｂの挿入時には、第１磁石４Ａ及び第２磁石４Ｂのいずれか一方の全てを挿入した後、他方の全てを挿入することが好ましい。これにより、挿入によるロータコアの歪みの偏りを防止することができる。
【０１０１】
また、実施の形態１、２の構成において、凸部を、第１コアシート及び第３コアシートの少なくともいずれか一方に設けてもよい。即ち、第１コアシートのばね板部及び第２コアシートの凹部以外は、どのコアシートに配置してもよい。
【０１０２】
また、第１コアシート、第２コアシート、及び第３コアシートのそれぞれの枚数及び位置は、図６の例に限定されない。
【０１０３】
また、第３コアシートは省略してもよい。
【符号の説明】
【０１０４】
１  ＩＰＭロータ、３  ロータコア、３ａ  収容穴、４  磁石、４Ａ、第１磁石、４Ｂ  第２磁石、４ａ  第１長辺、４ｂ  第２長辺、４ｅ  接触面、２０，６０  第１コアシート、２０ａ，６０ａ  第１シート穴、２０ｂ  第１内側縁部、２０ｅ  ばね板部、２０ｆ，６０ｆ  窪み、３０，７０  第２コアシート、３０ａ，７０ａ  第２シート穴、３０ｂ  第２内側縁部、３０ｅ  凹部、４０，８０  第３コアシート、４０ａ，８０ａ  第３シート穴、４０ｂ  第３内側縁部、６０ｂ，７０ｂ  第１傾斜部、６０ｃ，７０ｃ  第２傾斜部、６０ｄ  第１ばね板部、６０ｅ  第２ばね板部、７０ｄ  第１凹部、７０ｅ  第２凹部。
【図１】
2020090086.tif 000003
【図２】
2020090086.tif 000004
【図３】
2020090086.tif 000005
【図４】
2020090086.tif 000006
【図５】
2020090086.tif 000007
【図６】
2020090086.tif 000008
【図７】
2020090086.tif 000009
【図８】
2020090086.tif 000010
【図９】
2020090086.tif 000011
【図１０】
2020090086.tif 000012
【図１１】
2020090086.tif 000013
【国際調査報告】
2020090086.tif 000014
2020090086.tif 000015