JP2004328819A

JP2004328819A - 埋込磁石型モータ

Info

Publication number: JP2004328819A
Application number: JP2003116226A
Authority: JP
Inventors: Yoshiyuki Shibata; 柴田由之
Original assignee: Toyoda Koki KK
Current assignee: Toyoda Koki KK
Priority date: 2003-04-21
Filing date: 2003-04-21
Publication date: 2004-11-18

Abstract

【課題】大きな駆動力が得られるとともにリップルを小さくすることができる埋込磁石型モータを提供する。
【解決手段】ロータ１が等間隔に複数個の磁石穴３が配置された磁性材料製のロータ本体２と、ロータ本体２の各磁石穴３に挿入された永久磁石４とを有して構成されたＩＰＭモータ１０において、各磁石穴３は軸方向に垂直な断面が長方形をなし、各磁石穴３には断面が台形をなす一対の永久磁石４が挿入されている。また、磁束φの通過する面において、永久磁石４間及び磁石穴３と永久磁石４との間の隙間を小さくする方向に付勢する板バネ５が挿入されている。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、永久磁石を埋め込んだロータ等の可動子を備えた埋込磁石型モータに関する。この埋込磁石型モータは、電動パワーステアリング装置、電気自動車、エアコン等に用いて好適である。
【０００２】
【従来の技術】
従来、非特許文献１に図９に示す埋込磁石型モータ（以下「ＩＰＭモータ」という。）が開示されている。このＩＰＭモータは、電機子巻線８７をもつ固定子としてのステータ８５と、このステータ８５との間に間隙Ｇを有して対面し、ステータ８５に対して相対回転可能な可動子としてのロータ８１とを備えている。ロータ８１は、軸心回りで等ピッチに複数個の磁石穴８３が配置された磁性材料製の可動子本体としてのロータ本体８２と、このロータ本体８２の各磁石穴８３に挿入された永久磁石８４とを有している。
【０００３】
このＩＰＭモータによれば、ロータ本体８２に永久磁石８４が埋め込まれているため、高速回転でも永久磁石８４の飛散を防止でき、安全性において優れている。また、図１０に示すように、永久磁石８４による磁石トルクＴｍに加え、逆突極性に起因するリラクタンストルクＴｒも有効に利用できることから、高いモータトルクＴが得られる。つまり、磁石トルクＴｍを効率的に発生させる電流進み角（０°）とリラクタンストルクＴｒを効率的に発生させる電流進み角（４５°）との間の電流進み角（α°）で運転することにより、高いモータトルクＴが得られる。さらには、電流と電流進み角との調整による弱め界磁制御を採用することにより、高速領域での運転が可能となる。
【０００４】
しかしながら、このＩＰＭモータでは、図１１に示すように、磁石穴８３及び永久磁石８４の公差により、磁石穴８３と永久磁石８４との間にエアギャップＡ１、Ａ２が生じ得る。製造コストを考慮すれば、一般に、磁石穴８３の公差は±０．０３ｍｍ程度であり、永久磁石８４の公差は±０．０５ｍｍ程度である。ここで、永久磁石８４を確実に磁石穴８３に挿入可能とするため、永久磁石８４は磁石穴８３より両公差の合計分の０．０８ｍｍだけ小さく設計される。そのため、組付け段階においては、エアギャップＡ１、Ａ２は最大で０．１６ｍｍになってしまう。
【０００５】
こうして、磁石穴８３と永久磁石８４との間にエアギャップＡ１、Ａ２が生じると、動作中において、磁石穴８３内で永久磁石８４の位置がずれる虞がある。この場合には、ステータ８５とロータ８１との間に生じる磁気回路の磁気抵抗がばらつくことになるため、磁石トルクＴｍが変動し、トルクリップルが大きくなる。
【０００６】
特に、これら磁石穴８３と永久磁石８４との間のエアギャップＡ１、Ａ２のうち、磁束φの通過する方向、つまりステータ８５とロータ８１との間に存在する間隙Ｇの方向のエアギャップＡ１が存在すると、ステータ８５とロータ８１との間に生じる磁気回路の磁気抵抗が大きくなり、磁石トルクＴｍが低下し、モータトルクＴも低下する。また、各磁石穴８３でエアギャップＡ１がばらつくことにより、トルクリップルが大きくなる。
【０００７】
このため、特許文献１記載のＩＰＭモータも提案されている。このＩＰＭモータでは、磁石穴８３の永久磁石８４をバネで一方向に押圧している。このＩＰＭモータによれば、永久磁石８４がバネで径外方向に押圧されているため、動作中であっても、磁石穴８３内において永久磁石８４の位置がずれることはない。このため、特許文献１記載のＩＰＭモータによれば、トルクリップルを小さくすることができる。
【０００８】
【非特許文献１】
電気学会論文誌、２００１年ｖｏｌ．１２１、ｎｏ．７、ｐ４４８〜ｐ４４９
【特許文献１】
特開２０００−１７５３８８号公報
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、特許文献１記載のＩＰＭモータであっても、磁石穴８３と永久磁石８４との間の径方向のエアギャップＡ１は依然として存在している。そのため、磁気回路の磁気抵抗は依然として大きく、駆動力の向上を期待できない。
【００１０】
本発明は、上記従来の実情に鑑みてなされたものであって、大きな駆動力が得られるとともにリップルを小さくすることができる埋込磁石型モータを提供することを解決すべき課題としている。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
第１発明の埋込磁石型モータは、巻線をもつ固定子と、該固定子との間に間隙を有して対面し、該固定子に対して相対移動可能な可動子とを備え、該可動子は、等間隔に複数個の磁石穴が配置された磁性材料製の可動子本体と、該可動子本体の各該磁石穴に挿入された永久磁石とを有して構成された埋込磁石型モータにおいて、
各前記磁石穴は軸方向に垂直な断面が長方形をなし、各該磁石穴には該断面が台形をなす一対の前記永久磁石が挿入されていることを特徴とする。
【００１２】
第１発明のＩＰＭモータでは、軸方向に垂直な断面が長方形をなす磁石穴には、断面が台形をなす一対の永久磁石が挿入されている。この一対の永久磁石の接触面をずらせば、永久磁石を磁石穴の径方向に垂直な面に容易に当接させることができ、間隙の方向にエアギャップが生じない。このため、このＩＰＭモータでは、固定子と可動子との間に生じる磁気回路の磁気抵抗を抑えられ、駆動力を大きく維持することができる。また、前記エアギャップが生じない以上、前記エアギャップのばらつきは生じず、トルクリップルを小さくできる。
【００１３】
したがって、第１発明のＩＰＭモータによれば、大きな駆動力が得られるとともにリップルを小さくすることができる。
【００１４】
このＩＰＭモータでは、各前記磁石穴に挿入される一対の前記永久磁石は、同一形状をしていることが好ましい。これにより、部品点数を減少させることができ、製造コストを削減することができる。
【００１５】
このＩＰＭモータでは、前記各永久磁石は、軸直角の断面が台形の上底を構成する上底面と、該台形の下底を構成する下底面と、該台形の該下底に略垂直な脚を構成する第１脚面と、該台形の該下底と鋭角をなす脚を構成する第２脚面とからなる四角柱状に形成され、前記各磁石穴内に該上底面及び該下底面を互い違いにされつつ該第２脚面同士を当接させて該各永久磁石が挿入されていることが好ましい。これにより、各磁石穴内に一対の永久磁石を容易に挿入することができる。
【００１６】
第２発明の埋込磁石型モータは、巻線をもつ固定子と、該固定子との間に間隙を有して対面し、該固定子に対して相対移動可能な可動子とを備え、該可動子は、等間隔に複数個の磁石穴が配置された磁性材料製の可動子本体と、該可動子本体の各該磁石穴に挿入された永久磁石とを有して構成された埋込磁石型モータにおいて、
各前記磁石穴は軸方向に垂直な断面が一組の互いに向かい合う円弧と、両円弧の両端を接続する一組の辺とからなり、各該磁石穴には該断面が一組の互いに向かい合う円弧と、両円弧の両端を接続する一組の辺とからなる一対の前記永久磁石が挿入されていることを特徴とする。
【００１７】
第２発明のＩＰＭモータでは、磁石穴は軸方向に垂直な断面が一組の互いに向かい合う円弧と、両円弧の両端を接続する一組の辺とからなる。また、各磁石穴には断面が一組の互いに向かい合う円弧と、両円弧の両端を接続する一組の辺とからなる一対の永久磁石が挿入されている。この一対の永久磁石の接触面をずらせば、永久磁石を磁石穴の断面が円弧からなる面に容易に当接させることができ、間隙の方向にエアギャップが生じない。このため、このＩＰＭモータでは、固定子と可動子との間に生じる磁気回路の磁気抵抗を抑えられ、駆動力を大きく維持することができる。また、前記エアギャップが生じない以上、前記エアギャップのばらつきは生じず、トルクリップルを小さくできる。
【００１８】
したがって、第２発明のＩＰＭモータによっても、大きな駆動力が得られるとともにリップルを小さくすることができる。
【００１９】
このＩＰＭモータでは、前記各永久磁石は、軸方向に垂直な断面が扇形の半径の小さい円弧を構成する第１円弧面と、該扇形の該第１円弧面と向かい合って半径の大きい円弧を構成する第２円弧面と、該扇形の該両円弧の一端を接続する第１辺を構成する第１平面と、該扇形の該両円弧の他端を接続する第２辺を構成する第２平面とからなり、該第１円弧面と該第２円弧面との間の厚さが該第２平面から該第１平面に向けて漸減する円弧柱状に形成され、前記各磁石穴内に該第１平面及び該第２平面を互い違いにされつつ該第１円弧面と該第２平面とを当接させて該各永久磁石が挿入されていることが好ましい。これにより、各磁石穴内に一対の永久磁石を容易に挿入することができる。
【００２０】
第１発明及び第２発明のＩＰＭモータでは、各前記磁石穴に挿入される一対の前記永久磁石は、磁束の通過する面において、一対の該永久磁石間及び該磁石穴と該永久磁石との間の隙間を小さくする方向に付勢手段によって付勢されていることが好ましく、この付勢手段として板バネを採用することができる。これにより、動作中において、磁石穴内で永久磁石の位置がずれることがない。そのため、磁気回路の磁気抵抗の変動を防止することができ、リップルが小さくなる。また、付勢手段としては、コイルバネ、ゴム等を採用することができるが、板バネは小型で比較的大きな付勢力を付与できることから、磁石穴と永久磁石との間に容易に組付けることができるとともに、確実に永久磁石間及び磁石穴と永久磁石との間の隙間を小さくする方向に付勢することができる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を具体化した実施形態１、２を図面を参照しつつ説明する。
【００２２】
（実施形態１）
実施形態１のＩＰＭモータ１０は、図９に示す電機子巻線８７をもつ固定子としてのステータ８５と、このステータ８５との間に間隙Ｇを有して対面し、ステータ８５に対して相対回転可能な可動子としての図１に示すロータ１とを備えている。
【００２３】
ロータ１は、軸心回りで等ピッチに複数個の磁石穴３が配置されたロータ本体２と、このロータ本体２の各磁石穴３に挿入された一対の永久磁石４とを有している。ロータ本体２は積層したケイ素鋼板からなる。ロータ本体２の各磁石穴３は、図２に示すように、軸方向に垂直な断面が長方形をなし、軸方向に高さを有する四角柱状に形成されている。この各磁石穴３は、間隙Ｇ側に第１平面３ａと、第１平面３ａに対面する第２平面３ｂとを有している。
【００２４】
他方、各永久磁石４はネオジム−鉄−ボロン系のものである。各永久磁石４は同一形状をしており、軸方向に垂直な断面が台形をなし、軸方向に高さを有する四角柱状に形成されている。各永久磁石４は、台形の上底を構成する上底面４ｃと、台形の下底を構成する下底面４ｄと、台形の下底に垂直な脚を構成する第１脚面４ａと、台形の下底と鋭角をなす脚を構成する第２脚面４ｂとにより構成される。また、各磁石穴３内には、上底面４ｃ及び下底面４ｄを互い違いにされつつ第２脚面４ｂ同士を当接させて各永久磁石４が挿入されている。
【００２５】
さらに、磁石穴３と永久磁石４の下底面４ｄとの間に付勢手段としての板バネ５が挿入されており、永久磁石４は板バネ５により上底面４ｃが磁石穴３に近づく方向に付勢されている。言い換えると、各磁石穴３内において、一対の永久磁石４の各第１脚面４ａが磁石穴３の第１、２平面３ａ、３ｂと必ず当接し、各第２脚面４ｂ同士が必ず当接するように付勢されている。
【００２６】
また、図１に示すように、隣り合う２個の磁石穴３内の一対の永久磁石４同士は向き合っている。つまり、隣り合う２個の磁石穴３の第１平面３ａ側において、２個の永久磁石４の上底面４ｃ及び下底面４ｄの一方が向き合っている。また、第２平面３ｂ側において、他の２個の永久磁石４の上底面４ｃ及び下底面４ｄの他方が向き合っている。そして、各磁石穴３内の一対の永久磁石４は間隙Ｇ側が交互にＳ極、Ｎ極となるように配置されている。
【００２７】
以上のように構成されたロータ１は以下のようにして製造される。まず、ケイ素鋼板を用意し、このケイ素鋼板をダイ及びパンチにより打ち抜く。これにより、図３に示すように、複数の打抜穴８と複数のダボ９とを有する打抜板７を得る。そして、打抜板７を打ち抜きつつ積層する。積層の際、ダボ９を使用して各打抜板７を固定し、図１に示すロータ本体２を得る。こうして、積層された打抜板７の各打抜穴８により、ロータ本体２の各磁石穴３が形成される。
【００２８】
次に、各磁石穴３に一対の各永久磁石４を挿入する。この際、各磁石穴３に挿入される一対の永久磁石４が同一形状をしているため、部品点数を減少させることができ、製造コストを削減することができる。
【００２９】
そして、各磁石穴３と一対の永久磁石４の下底面４ｄとの間に板バネ５を挿入して、永久磁石４の上底面４ｃが磁石穴３に近づく方向、つまり磁束φの通過する面において、永久磁石４間及び磁石穴３と永久磁石４との間の隙間を小さくする方向に付勢する。これにより、動作中において、各磁石穴３内で一対の永久磁石４の位置がずれることがないため、磁気抵抗の変動を防止することができ、リップルが小さくなる。また、板バネ５は小型で比較的大きな付勢力を付与できることから、各磁石穴３と永久磁石４との間に容易に組付けることができるとともに、確実に永久磁石４間及び磁石穴３と永久磁石４との間の隙間を小さくする方向に付勢することができる。
【００３０】
最後に、一対の永久磁石４の間隙Ｇ側が交互にＳ極、Ｎ極となるように着磁して、ロータ１が得られる。
【００３１】
このＩＰＭモータ１０は、図４に示す電動パワーステアリング装置に用いられる。この電動パワーステアリング装置では、ステアリングホイール９０と接続されたステアリングシャフト９１の先端にピニオン９２が設けられ、このピニオン９２はステアリングシャフト９１とともに回転するようになっている。ピニオン９２にはラックバー９３が噛合されており、このラックバー９３はステアリングシャフト９１の回転運動を長手方向の直線運動に変換してタイヤ９４の操舵角を変更させるようになっている。これらピニオン９２及びラックバー９３はハウジング９５によって収容されている。また、ハウジング９５内にＩＰＭモータ１０も収容されており、ステアリングシャフト９１に作用するトルク等の検出により、ラックバー９３をアシストできるようになっている。
【００３２】
図５に示すように、ラックバー９３の一端は円筒面９３ａを有し、円筒面９３ａにはネジ溝９３ｂが形成されている。そして、円筒面９３ａはボールネジ８８を介してＩＰＭモータ１０のロータ１と接続されている。また、ＩＰＭモータ１０のステータ８５はハウジング９５に固定されている。
【００３３】
以上のように構成された電動パワーステアリング装置では、ＩＰＭモータ１０のロータ１が回転すると、ボールネジ８８により回転運動が直線運動に変換され、ラックバー９３がアシストされる。
【００３４】
この際、ＩＰＭモータ１０では、一対の永久磁石４の第１脚面４ａが各磁石穴３の第１平面３ａと必ず当接し、一対の永久磁石４の第２脚面４ｂ同士が必ず当接しているため、磁束φの通過する方向、つまり間隙Ｇの方向にエアギャップが生じない。このため、このＩＰＭモータ１０では、ステータ８５とロータ１との間に生じる磁気回路の磁気抵抗を抑えられ、駆動力を大きく維持することができる。また、前記エアギャップが生じない以上、前記エアギャップのばらつきは生じず、トルクリップルを小さくできる。
【００３５】
したがって、実施形態１のＩＰＭモータ１０によれば、大きな駆動力が得られるとともにリップルを小さくすることができる。このため、電動パワーステアリング装置において、優れた車両搭載性と、優れた操舵アシストとを実現することができる。
【００３６】
また、このＩＰＭモータ１０では、隣り合う２個の磁石穴３内の一対の永久磁石４同士は向き合っている。これにより、ロータ１の回転方向の相違による磁束密度の差を防止でき、ロータ１が両方向に滑らかに回転できる。このため、やはり電動パワーステアリング装置において、優れた操舵アシストを発揮することができる。
【００３７】
なお、上記実施形態１のＩＰＭモータ１０は固定子に対して可動子が相対回転するものであるが、本発明は固定子に対して可動子が相対直線運動するＩＰＭモータにも具体化可能であることはいうまでもない。
【００３８】
（実施形態２）
実施形態２のＩＰＭモータ３０は、図９に示す電機子巻線８７をもつ固定子としてのステータ８５と、このステータ８５との間に間隙Ｇを有して対面し、ステータ８５に対して相対回転可能な可動子としての図６に示すロータ２１とを備えている。
【００３９】
ロータ２１は、軸心回りで等ピッチに複数個の磁石穴２３が配置されたロータ本体２２と、このロータ本体２２の各磁石穴２３に挿入された一対の永久磁石２４、２５とを有している。ロータ本体２２は積層したケイ素鋼板からなる。ロータ本体２２の各磁石穴２３は、図７に示すように、軸方向に垂直な断面が一組の互いに向かい合う円弧と、両円弧の両端を接続する一組の辺とからなり、軸方向に高さを有する柱状に形成されている。この各磁石穴２３の側面は、間隙Ｇ側が第１曲面２３ａ、第１曲面２３ａに対面する側が第２曲面２３ｂとなっている。
【００４０】
他方、各永久磁石２４、２５はネオジム−鉄−ボロン系のものである。各永久磁石２４、２５は軸方向に垂直な断面が一組の互いに向かい合う円弧と、両円弧の両端を接続する一組の辺とからなり、軸方向に高さを有する柱状に形成されている。また、永久磁石２４は永久磁石２５よりも軸方向に垂直な断面の面積が小さくなっている。各永久磁石２４、２５は、軸方向に垂直な断面が扇形の半径の小さい円弧を構成する第１円弧面２４ａ、２５ａと、扇形の第１円弧面２４ａ、２５ａと向かい合って半径の大きい円弧を構成する第２円弧面２４ｂ、２５ｂと、扇形の両円弧の一端を接続する第１辺を構成する第１平面２４ｃ、２５ｃと、扇形の両円弧の他端を接続する第２辺を構成する第２平面２４ｄ、２５ｄとにより構成されている。ただし、第１円弧面２４ａ、２５ａと第２円弧面２４ｄ、２５ｄとの間の厚さは第２平面２４ｄ、２５ｄから第１平面２４ｃ、２５ｃに向けて漸減している。また、各磁石穴２３内には、第１平面２４ｃ、２５ｃ及び第２平面２４ｄ、２５ｄの方向を互い違いにされつつ第２円弧面２４ｂと第１円弧面２５ａとを当接させて各永久磁石２４、２５が挿入されている。ここで、磁石穴２３の第２曲面２３ｂと永久磁石２５の第２円弧面２５ｂ、磁石穴２３の第１曲面２３ａと永久磁石２４の第１円弧面２４ａ及び永久磁石２５の第１円弧面２５ａと永久磁石２４の第２円弧面２４ｂは同一半径の円弧面である。
【００４１】
さらに、磁石穴２３と永久磁石２４、２５の第２平面２４ｄ、２５ｄとの間に付勢手段としての板バネ２６が挿入されており、永久磁石２４、２５は板バネ２６により第１平面２４ｃ、２５ｃが磁石穴２３に近づく方向に付勢されている。言い換えると、各磁石穴２３内において、永久磁石２４の第１円弧面２４ａ、永久磁石２５の第２円弧面２５ｂが磁石穴２３の第１、２曲面２３ａ、２３ｂと必ず当接し、永久磁石２４の第２円弧面２４ｂと永久磁石２５の第１円弧面２５ａとが必ず当接するように付勢されている。
【００４２】
また、図６に示すように、隣り合う２個の磁石穴２３内の一対の永久磁石２４、２５同士は向き合っている。つまり、隣り合う２個の磁石穴２３の第１曲面２３ａ側において、２個の永久磁石２４の第１平面２４ｃ及び第２平面２４ｄの一方が向き合っている。また、第２曲面２３ｂ側において、２個の永久磁石２５の第２平面２５ｄ及び第１平面２５ｃの一方が向き合っている。そして、各磁石穴２３内の一対の永久磁石２４、２５は間隙Ｇ側が交互にＳ極、Ｎ極となるように配置されている。
【００４３】
以上のように構成されたロータ２１は以下のようにして製造される。まず、ケイ素鋼板を用意し、このケイ素鋼板をダイ及びパンチにより打ち抜く。これにより、図８に示すように、複数の打抜穴２８と複数のダボ２９とを有する打抜板２７を得る。そして、打抜板２７を打ち抜きつつ積層する。積層の際、ダボ２９を使用して各打抜板２７を固定し、図６に示すロータ本体２２を得る。こうして、積層された打抜板２７の各打抜穴２８により、ロータ本体２２の各磁石穴２３が形成される。
【００４４】
次に、各磁石穴２３に一対の各永久磁石２４、２５を挿入する。そして、各磁石穴２３と一対の永久磁石２４、２５の第２平面２４ｄ、２５ｄとの間に板バネ２６を挿入して、永久磁石２４、２５の第１平面２４ｃ、２５ｃが磁石穴２３に近づく方向、つまり磁束φの通過する面において、永久磁石２４、２５間及び磁石穴３と永久磁石２４、２５との間の隙間を小さくする方向に付勢する。これにより、動作中において、各磁石穴２３内で一対の永久磁石２４、２５の位置がずれることがないため、磁気抵抗の変動を防止することができ、リップルが小さくなる。また、板バネ２６は小型で比較的大きな付勢力を付与できることから、各磁石穴２３と永久磁石２４、２５との間に容易に組付けることができるとともに、確実に永久磁石２４、２５間及び磁石穴２３と永久磁石２４、２５との間の隙間を小さくする方向に付勢することができる。
【００４５】
最後に、一対の永久磁石２４、２５の間隙Ｇ側が交互にＳ極、Ｎ極となるように着磁して、ロータ２１が得られる。
【００４６】
このＩＰＭモータ３０は、実施形態１と同様の作用及び効果を発揮する。また、このＩＰＭモータ３０は、図４及び図５に示す電動パワーステアリング装置に用いられる。この電動パワーステアリング装置の構成及び動作も実施形態１と同様である。
【００４７】
したがって、実施形態２のＩＰＭモータ３０によっても、大きな駆動力が得られるとともにリップルを小さくすることができる。このため、電動パワーステアリング装置において、優れた車両搭載性と、優れた操舵アシストとを実現することができる。
【００４８】
なお、実施形態２において、ロータ本体２２の各磁石穴２３の側面は、間隙Ｇ側を第１曲面２３ａとしたが、これと反対に、間隙Ｇ側を第２曲面２３ｂとしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施形態１のＩＰＭモータに係り、ロータの一部断面図である。
【図２】実施形態１のＩＰＭモータに係り、ロータの一部拡大断面図である。
【図３】実施形態１のＩＰＭモータに係り、打抜板の拡大平面図である。
【図４】実施形態１、２のＩＰＭモータに係り、電動パワーステアリング装置の模式図である。
【図５】実施形態１、２のＩＰＭモータに係り、電動パワーステアリング装置の一部拡大断面図である。
【図６】実施形態２のＩＰＭモータに係り、ロータの一部断面図である。
【図７】実施形態２のＩＰＭモータに係り、ロータの一部拡大断面図である。
【図８】実施形態２のＩＰＭモータに係り、打抜板の拡大平面図である。
【図９】従来のＩＰＭモータの断面図である。
【図１０】ＩＰＭモータの電流進み角とトルクとの関係を表す図である。
【図１１】従来のＩＰＭモータのロータの一部断面図である。
【符号の説明】
８７…電機子巻線
８５…固定子（ステータ）
Ｇ…間隙
１、２１…可動子（ロータ）
３、２３…磁石穴
２、２２…可動子本体（ロータ本体）
４、２４、２５…永久磁石
１０、３０…埋込磁石型モータ（ＩＰＭモータ）
３ａ…第１平面
３ｂ…第２平面
４ａ…第１脚面
４ｂ…第２脚面
φ…磁束
２３ａ…第１曲面
２３ｂ…第２曲面
２４ａ、２５ａ…第１円弧面
２４ｂ、２５ｂ…第２円弧面
５、２６…付勢手段（板バネ）

Claims

巻線をもつ固定子と、該固定子との間に間隙を有して対面し、該固定子に対して相対移動可能な可動子とを備え、該可動子は、等間隔に複数個の磁石穴が配置された磁性材料製の可動子本体と、該可動子本体の各該磁石穴に挿入された永久磁石とを有して構成された埋込磁石型モータにおいて、
各前記磁石穴は軸方向に垂直な断面が長方形をなし、各該磁石穴には該断面が台形をなす一対の前記永久磁石が挿入されていることを特徴とする埋込磁石型モータ。
各前記磁石穴に挿入される一対の前記永久磁石は、同一形状をしていることを特徴とする請求項１記載の埋込磁石型モータ。
前記各永久磁石は、軸方向に垂直な断面が台形の上底を構成する上底面と、該台形の下底を構成する下底面と、該台形の該下底に略垂直な脚を構成する第１脚面と、該台形の該下底と鋭角をなす脚を構成する第２脚面とからなる四角柱状に形成され、
前記各磁石穴内に該上底面及び該下底面を互い違いにされつつ該第２脚面同士を当接させて該各永久磁石が挿入されていることを特徴とする請求項２記載の埋込磁石型モータ。
巻線をもつ固定子と、該固定子との間に間隙を有して対面し、該固定子に対して相対移動可能な可動子とを備え、該可動子は、等間隔に複数個の磁石穴が配置された磁性材料製の可動子本体と、該可動子本体の各該磁石穴に挿入された永久磁石とを有して構成された埋込磁石型モータにおいて、
各前記磁石穴は軸方向に垂直な断面が一組の互いに向かい合う円弧と、両円弧の両端を接続する一組の辺とからなり、各該磁石穴には該断面が一組の互いに向かい合う円弧と、両円弧の両端を接続する一組の辺とからなる一対の前記永久磁石が挿入されていることを特徴とする埋込磁石型モータ。
前記各永久磁石は、軸方向に垂直な断面が扇形の半径の小さい円弧を構成する第１円弧面と、該扇形の該第１円弧面と向かい合って半径の大きい円弧を構成する第２円弧面と、該扇形の該両円弧の一端を接続する第１辺を構成する第１平面と、該扇形の該両円弧の他端を接続する第２辺を構成する第２平面とからなり、該第１円弧面と該第２円弧面との間の厚さが該第２平面から該第１平面に向けて漸減する円弧柱状に形成され、
前記各磁石穴内に該第１平面及び該第２平面を互い違いにされつつ該第１円弧面と該第２平面とを当接させて該各永久磁石が挿入されていることを特徴とする請求項４記載の埋込磁石型モータ。
各前記磁石穴に挿入される一対の前記永久磁石は、磁束の通過する面において、一対の該永久磁石間及び該磁石穴と該永久磁石との間の隙間を小さくする方向に付勢手段によって付勢されていることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項記載の埋込磁石型モータ。
付勢手段は板バネであることを特徴とする請求項６記載の埋込磁石型モータ。