JP5402154B2

JP5402154B2 - 電動機

Info

Publication number: JP5402154B2
Application number: JP2009080916A
Authority: JP
Inventors: 淳阿比子
Original assignee: Aisin Seiki Co Ltd; Aisin Corp
Current assignee: Aisin Corp
Priority date: 2009-03-30
Filing date: 2009-03-30
Publication date: 2014-01-29
Anticipated expiration: 2029-03-30
Also published as: JP2010233413A

Description

本発明は、ロータに永久磁石を配置した電動機に関する。

電動機としての磁石埋込型モータ（ＩＰＭモータ）は、巻線が巻装されたステータと、ステータの内側に配置されたロータとから構成される。ＩＰＭモータのロータは、例えば、積層板により形成されたロータコアに磁石挿入孔を設け、その磁石挿入孔に永久磁石を挿入して固定されている。ロータコアと永久磁石は、これらの位置関係によりＩＰＭモータにおける磁気特性が影響されるため、実用状態で永久磁石の変位などが生じないように確実に固定される必要性がある。

例えば、特開２００５−２６９８０４号公報（特許文献１）には、磁石挿入孔に注入した接着剤を硬化させることにより永久磁石を固定する方法が開示されている。また、特開２００６−０７４８８７号公報（特許文献２）には、磁石挿入孔に段差部を設けることにより永久磁石の位置を固定する方法が開示されている。その他、特開２０００−１７５３８８号公報（特許文献３）には、磁石挿入孔に設けたバネ挿入用溝に固定用バネを挿入し、永久磁石を磁石挿入孔のロータにおける径方向外側の内面に付勢して固定する方法が開示されている。

特開２００５−２６９８０４号公報特開２００６−０７４８８７号公報特開２０００−１７５３８８号公報

しかし、接着剤や段差部により永久磁石を固定する方法では、ロータコアと永久磁石に熱膨張率の差があるため、実用状態における発熱により固定部の剥離や変位が生じるおそれがあった。また、接着剤による固定方法では、組み付け時に接着剤を硬化させる工程が必要となり、製造作業が複雑になるおそれがある。

ここで、ＩＰＭモータの実用状態では、ロータの回転に伴い永久磁石からロータコアに遠心力が作用する。この時、磁石挿入孔のロータにおける径方向外側に位置するロータコアの外周縁部において、ロータにおける径方向厚みの薄い部分に応力が集中することが懸念される。しかし、固定用バネによる固定方法では、永久磁石を遠心力と同方向に付勢しているため、ロータコアの薄肉部にかかる荷重がさらに大きくなる。これにより、ロータコアの径方向厚みを十分に確保する必要があるため、ロータコアの大型化や漏れ磁束の増加による磁気特性の低下を招くおそれがあった。

本発明は上記課題を鑑みてなされたものであり、ステータとロータを備える電動機において、組み付けの簡易化を図るとともに、ロータコアの小型化および磁気特性を向上させることが可能な電動機を提供することを目的とする。

上記の課題を解決するため、請求項１に係る発明の特徴は、
ステータと、前記ステータに対して回転自在に設けられるロータと、を備える電動機であって、
前記ロータは、
前記ロータの周方向に所定ピッチで複数の磁石挿入孔が形成されたロータコアと、
複数の前記磁石挿入孔にそれぞれ挿入される磁石と、
それぞれの前記磁石の前記ロータにおける径方向内側の面を前記磁石挿入孔の前記ロータにおける径方向内側の内面に押圧するように、前記磁石を前記ロータコアに対して少なくとも前記ロータの径方向内方に付勢する第一の弾性部材と、
を有し、
前記ロータコアは、
前記磁石挿入孔の少なくとも前記ロータにおける径方向内側の内面を形成し、前記第一の弾性部材を支持する支持部が形成されたロータコア本体と、
前記磁石の前記ロータにおける径方向外側に位置し、前記磁石挿入孔の前記ロータにおける径方向外側の内面の一部を形成する厚肉部と、
前記ロータコア本体と前記厚肉部とを連結することにより前記ロータコア本体および前記厚肉部と共に前記磁石挿入孔を形成し、前記ロータの径方向厚みを前記厚肉部よりも薄肉に形成されたブリッジと、
を有し、
前記第一の弾性部材は、前記磁石の前記ロータにおける周方向端面と前記磁石挿入孔の前記ロータにおける周方向内面との間に配置され、前記磁石を前記ロータコアに対して前記ロータの径方向内方に付勢して当該磁石が前記厚肉部および前記ブリッジと空隙により隔てられる状態とすることである。

請求項２に係る発明の特徴は、請求項１において、
前記ロータは、前記磁石の前記ロータにおける周方向の両端に当該磁石を挟み込むように配置される一対の前記第一の弾性部材を有し、
一対の前記第一の弾性部材は、前記磁石を前記ロータコアに対して前記ロータの径方向内方および周方向に付勢することである。

請求項３に係る発明の特徴は、請求項１または２において、
前記磁石の前記ロータにおける周方向端面は、凹状または凸状の係合部を有し、
前記第一の弾性部材は、Ｖ字状に形成され、前記Ｖ字状の頂点部が前記磁石の前記ロータにおける周方向端面側を向くように配置され、前記Ｖ字状の足部が前記磁石挿入孔の周方向内面側を向くように配置されるＶ字状ばねを有し、
前記Ｖ字状ばねの前記頂点部は、前記係合部に対して前記ロータの径方向内方および周方向に係合し、
前記Ｖ字状ばねの前記足部は、前記支持部において前記磁石挿入孔の前記ロータにおける径方向外側の内面の一部を形成する径方向座面と当接することである。

請求項４に係る発明の特徴は、請求項１〜３の何れか一項において、
前記ブリッジの径方向厚みは、前記支持部の径方向厚みよりも薄肉に形成されていることである。

請求項５に係る発明の特徴は、請求項１〜４の何れか一項において、
前記ロータは、前記ロータコアの軸方向両端に設けられたエンドプレートと前記ロータコアとの間に介在し、前記ロータコアに対する前記磁石の前記ロータにおける軸方向移動を規制する第二の弾性部材をさらに有することである。

請求項１に係る発明によると、ロータコアの磁石挿入孔に挿入された磁石は、第一の弾性部材により磁石挿入孔に押圧される構成となっている。これにより、ロータコアおよび磁石が発熱した場合に、両部材の熱膨張の差を吸収することができる。よって、従来の接着による両部材の接着部における剥離や変位などを防止することができる。さらに、接着剤が不要となるため、接着剤を硬化させる工程を省くことができ、接着剤による固定方法と比較して組み付けを簡易化することができる。

また、ロータコア本体は第一の弾性部材を支持する支持部が形成される構成となっている。これにより、ロータコアは、磁石から遠心力などの力を加えられる第一の弾性部材をロータコア本体の支持部で支持することができる。つまり、第一の弾性部材は、押圧された磁石から受ける反作用と、ロータの回転に伴い磁石から作用する遠心力をロータコア本体の支持部に伝達している。この時、第一の弾性部材は、ロータコアの厚肉部およびブリッジを介さずに、遠心力などの力を支持部に伝達しているため、厚肉部およびブリッジにはこれらの力が作用しない。よって、ロータコア本体と厚肉部とを連結し、薄肉に形成されたブリッジへの応力集中を防止することができる。従って、ＩＰＭモータの耐久性を向上させることができる。さらに、ブリッジのロータにおける径方向厚みを従来と比較して小さくすることができる。よって、磁石をロータコアの径方向のより外側に配置し、ステータと磁石を近接させることができる。また、ブリッジの薄肉化は、ブリッジにおける漏れ磁束を低減させることができる。従って、これらにより、磁気特性を向上させることができるので、ＩＰＭモータとしての性能を向上させることができる。

請求項２に係る発明によると、第一の弾性部材は、磁石をロータコアに対してロータの径方向内方および周方向に付勢する構成となっている。これにより、第一の弾性部材は、ロータコアおよび磁石の熱膨張の差を吸収するとともに、磁石を確実にロータコアに対して固定することができる。

請求項３に係る発明によると、第一の弾性部材は、Ｖ字状ばねを有する構成となっている。このＶ字状ばねの頂点部は、磁石の凹状または凸状の係合部に対してロータの径方向内方および周方向に係合する。さらに、Ｖ字状ばねの径方向外側の足部は、支持部の径方向座面と当接する構成となっている。Ｖ字状ばねは、全体形状としての外形がＶ字状に形成されたばね部材である。そして、このＶ字状ばねにより、比較的容易に磁石をロータの径方向内方および周方向に付勢することができる。よって、Ｖ字状ばねは、ロータコアおよび磁石の熱膨張の差を吸収するとともに、磁石を確実にロータコアに対して固定することができる。さらに、Ｖ字状ばねに作用する遠心力をブリッジのロータにおける周方向外側に位置する支持部に伝達することができる。従って、ブリッジへの応力集中を防止し、ＩＰＭモータの耐久性を向上させることができる。

請求項４に係る発明によると、ブリッジのロータにおける径方向厚みは、支持部のロータにおける径方向厚みよりも薄肉に形成される構成となっている。このように、ブリッジのさらなる薄肉化を図ることより、磁石によって磁極となるロータコアの厚肉部からブリッジを介して漏れる磁束を低減することができる。よって、磁気特性を向上させることができるので、ＩＰＭモータとしての性能を向上させることができる。

請求項５に係る発明によると、ロータは、ロータコアとエンドプレートの間に第二の弾性部材を介装する構成となっている。この第二の弾性部材は、ロータコアに対して磁石がロータの軸方向に移動することを規制することができる。これにより、ロータコアと磁石をより確実に固定することができる。

第一実施形態：ＩＰＭモータ１の回転軸方向から見た部分平面図である。図１の一部を示す拡大図である。図１のＡ−Ａ断面図である。第一実施形態の変形態様：ＩＰＭモータ１の回転軸方向から見た平面図の一部を示す拡大図である。第二実施形態：ＩＰＭモータ１０１の回転軸方向から見た部分平面図である。

以下、本発明の電動機を具体化した実施形態について図面を参照しつつ説明する。また、本発明における電動機は、永久磁石埋込型モータ（以下、「ＩＰＭ（ＩｎｔｅｒｉｏｒＰｅｒｍａｎｅｎｔＭａｇｎｅｔ）モータ」と称する）として説明する。

＜第一実施形態＞
第一実施形態のＩＰＭモータ１について、図１〜図３を参照して説明する。図１は、第一実施形態のＩＰＭモータ１の回転軸方向から見た部分平面図である。図２は、図１の一部を示す拡大図である。図３は、図１のＡ−Ａ断面図である。
ＩＰＭモータ１は、ステータ２と、ロータ３とを備える。ステータ２は、周方向に所定ピッチで複数のティース１１が形成されたステータコア１０を有する。ステータコア１０は、電磁鋼板を回転軸方向に積層して形成されている。ステータ２は、各ティース１１に巻装された巻線（図示しない）に電流を流すことにより、ステータ２の内部に磁界を形成している。

ロータ３は、ロータコア２０と、永久磁石３０（本発明の「磁石」に相当する）と、Ｖ字状ばね４０（本発明の「第一の弾性部材」に相当する）と、エンドプレート５０を有する。ロータ３は、ステータ２の内側にエアギャップを介在させ、ステータ２に対して回転自在に設けられている。ロータ３は、ステータ２の巻線に電流が流されることにより磁極となったステータコア１０のティース１１から磁力を受けて、図示しない回転軸の軸心を中心に回転する。これにより、ＩＰＭモータ１は、所定のトルクを回転軸から出力する。

ロータコア２０は、電磁鋼板を回転軸方向に積層して形成されている。ロータコア２０は、磁石挿入孔２１と、ロータコア本体２２と、厚肉部２３と、ブリッジ２４を有する。磁石挿入孔２１は、ロータコア２０においてロータ３の周方向に所定ピッチで軸方向に複数貫設されている。ロータコア本体２２は、磁石挿入孔２１のロータ３における径方向内側の内周部および、隣り合う磁石挿入孔２１間において前記内周部の外側からロータコア２０の周面の一部を構成する周端部からなる。つまり、ロータコア本体２２は、磁石挿入孔２１のロータ３における径方向内側の内面である磁極内面２１ａを形成している。

このロータコア本体２２には、後述するＶ字状ばね４０の足部４２ａを支持する支持部２２ａが形成されている。支持部２２ａは、ロータコア２０において、ブリッジ２４よりもロータ３の周方向外側に位置している。支持部２２ａは、支持部２２ａの径方向座面２２ｂにおいてＶ字状ばね４０と当接し、ロータ３の回転に伴い永久磁石３０からＶ字状ばね４０に作用する遠心力を支持する。つまり、支持部２２ａは、磁石挿入孔２１の磁極内面２１ａのうちＶ字状ばね４０と当接している径方向座面２２ｂを有し、径方向座面２２ｂからロータコア２０の外周面までを構成するロータコア本体２２の一部位である。

厚肉部２３は、ロータコア２０において、磁石挿入孔２１に挿入された永久磁石３０のロータ３における径方向外側に位置し、磁石挿入孔２１のロータ３における径方向外側の内面である磁極内面２１ｂを形成する部位である。厚肉部２３は、磁石挿入孔２１に永久磁石３０が挿入されることにより磁極となる。また、磁石挿入孔２１の磁極内面２１ａは、永久磁石３０を挿入された状態において、永久磁石３０のロータ３における径方向内側の面である磁極面３２ａと当接している。一方、磁石挿入孔２１の磁極内面２１ｂは、本実施形態において、永久磁石３０のロータ３における径方向外側の面である磁極面３２ｂと僅かな空隙により隔てられている。また、磁石挿入孔２１のロータ３における周方向内面２１ｃは、永久磁石３０のロータ３における周方向端面と対向し、磁極内面２１ａと磁極内面２１ｂとを連結している。

ブリッジ２４は、ロータコア本体２２と厚肉部２３とを連結することによりロータコア本体２２および厚肉部２３と共に磁石挿入孔２１を形成する部位である。そして、このブリッジ２４は、ロータ３の径方向厚みを厚肉部２３よりも薄肉に形成されている。また、本実施形態において、ブリッジ２４は、図２に示すように、ロータ３の径方向に薄肉化された薄肉部２４ａが形成されている。また、薄肉部２４ａのロータ３における径方向厚みｗ１は、ロータコア本体２２の支持部２２ａからロータコア本体２２の外周面である支持部２２ａのロータ３における径方向厚みｗ２よりも小さい。このブリッジ２４の薄肉部２４ａは、漏れ磁束を低減させるフラックスバリアとして機能するものである。ここで、漏れ磁束とは、磁石挿入孔２１に挿入された永久磁石３０による磁束のうち、隣の磁石挿入孔２１に挿入された永久磁石３０による磁束の一部と短絡する磁束である。漏れ磁束は、ロータ３の回転駆動に寄与しないため、漏れ磁束を低減させることにより磁気特性の向上を図ることができる。本実施形態において、薄肉部２４ａは、ロータコア２０の周方向外側に向かって先細に形成されている。薄肉部２４ａの形状は、ロータコア２０の直径や永久磁石３０磁束密度による磁気回路を考慮して適宜設定される。

上述したように、ロータコア２０の外周周縁は、厚肉部２３、ブリッジ２４、およびロータコア本体２２の周端部により構成される。厚肉部２３は、図２に示すように、永久磁石３０のロータ３における径方向外側に位置し、両側のブリッジ２４に挟まれる範囲ｒ１において、ロータコア２０の外周面を形成している。ブリッジ２４は、ロータコア本体２２と厚肉部２３とを連結している範囲ｒ２において、ロータコア２０の外周面を形成している。ロータコア本体２２の周端部は、隣り合う磁石挿入孔２１の間の範囲ｒ３において、ロータコア２０の外周面を形成している。

永久磁石３０は、平板形状に形成され、厚み方向に磁化されている磁石である。永久磁石３０は、ロータコア２０の磁石挿入孔２１に、隣の磁石挿入孔２１に挿入される永久磁石３０に対して極性が反転するように挿入される。また、永久磁石３０におけるロータコア２０の周方向端面、すなわち永久磁石３０の幅方向の両端面には、後述するＶ字状ばね４０と係合する凸状の係合部３１が形成されている。係合部３１の一部は、図２に示すように、Ｖ字状ばね４０の頂点部４１の外形を倣うように、円弧凹状に形成されている。永久磁石３０がＶ字状ばね４０と係合することにより、永久磁石３０におけるロータコア２０のロータ３における径方向内側の面、すなわち永久磁石３０の厚み方向の磁極面３２ａは、磁石挿入孔２１の磁極内面２１ａに押圧される。さらに、永久磁石３０は、Ｖ字状ばね４０により永久磁石３０の幅方向の両端面側から挟み込まれている。

Ｖ字状ばね４０は、断面形状をＶ字状に形成されたばね部材であり、円弧状の頂点部４１と、Ｖ字の開口部を形成する２つの足部４２ａ，４２ｂと有する。また、Ｖ字状ばね４０は、金属板をプレス加工などの曲げ加工により形成され、永久磁石３０の長手方向（ロータ３の軸方向）の長さとほぼ同じ長さとなっている。また、Ｖ字状ばね４０は、磁石挿入孔２１の周方向内面２１ｃと、永久磁石３０の幅方向の両端面に形成された係合部３１の間に配置される。この時、Ｖ字状ばね４０は、Ｖ字状ばね４０の頂点部４１を永久磁石３０のロータ３における周方向端面側、つまり永久磁石３０の幅方向端面側に向けて配置される。また、Ｖ字状ばね４０は、Ｖ字状ばね４０の足部４２ａ，４２ｂを磁石挿入孔２１の周方向内面２１ｃ側に向けて配置される。さらに、Ｖ字状ばね４０の頂点部４１は、永久磁石３０の係合部３１に対して、ロータ３の径方向内方および周方向に係合する。また、Ｖ字状ばね４０の径方向外側の足部４２ａは、上述したように、ロータコア２０の支持部２２ａの径方向座面２２ｂに当接している。Ｖ字状ばね４０の径方向内側の足部４２ｂは、磁石挿入孔２１の周方向内面２１ｃに当接している。これにより、Ｖ字状ばね４０は、永久磁石３０をロータ３の径方向内方および周方向に付勢している。

エンドプレート５０は、図３に示すように、ロータコア２０の軸方向両端において、複数の磁石挿入孔２１を塞ぐように取り付けられる板状部材である。また、エンドプレート５０とロータコア２０の間には、ゴム板５１（本発明の「第二の弾性部材」に相当する）が介装されている。ゴム板５１は、その弾性によりロータコア２０の軸方向長さおよび永久磁石３０の長手方向の長さの差を吸収し、ロータコア２０に対する永久磁石３０の軸方向移動を規制する。

ここで、本実施形態において、上述した構成からなるＩＰＭモータ１の作用効果について説明する。ＩＰＭモータ１の実用状態では、まず、ステータ２の巻線に電流を流すことにより、ステータ２の内部に磁界が形成される。そして、ロータ３は、ステータ２の磁界と、ロータ３に収容された複数の永久磁石３０との間の磁気力によりトルクを発生し、ステータ２に対して一定方向に回転駆動する。この時、永久磁石３０をロータ３の径方向内方に付勢しているＶ字状ばね４０は、ロータ３の回転に伴い永久磁石３０に加わる遠心力を支持している。従来のロータにおいて、ロータコアに収容された永久磁石に加わる遠心力は、磁石挿入孔のロータにおける径方向外側に位置する周縁の厚肉部で支持されていた。これに対して、本実施形態のＶ字状ばね４０は、永久磁石３０に加わる遠心力をロータコア本体２２の支持部２２ａに伝達している。さらに、Ｖ字状ばね４０は、永久磁石３０をロータ３の径方向内方に付勢することにより永久磁石３０から受ける反作用も同様に、ロータコア本体２２の支持部２２ａに伝達している。

この時、ロータコア本体２２の支持部２２ａは、ブリッジ２４よりもロータコア２０の周方向外側に形成されている。これにより、永久磁石３０によりＶ字状ばね４０に加わる遠心力および反作用は、磁石挿入孔２１のロータ３における径方向外側に位置する厚肉部２３およびブリッジ２４に作用しない。よって、ロータ３における径方向厚みを厚肉部２３よりも薄肉に形成されたブリッジ２４への応力集中を防止することができる。従って、ＩＰＭモータ１の耐久性を向上させることができる。これにより、ブリッジ２４のロータ３における径方向厚みを従来と比較してさらに薄肉化することができる。よって、永久磁石３０をロータコア２０の径方向のより外側に配置し、ステータ２と永久磁石３０を近接させることができる。また、ブリッジ２４の薄肉化は、ブリッジ２４における漏れ磁束を低減させることができる。従って、これらにより、磁気特性を向上させることが可能となり、ＩＰＭモータ１の性能を向上させることができる。

また、Ｖ字状ばね４０はロータ３の径方向および周方向に弾性を有している。これにより、ロータ３の回転駆動によりロータコア２０および永久磁石３０が発熱した場合に、両部材間に生じる熱膨張の差を吸収することができる。よって、熱変動が起きる実用状態において、永久磁石３０を確実にロータコア２０に対してより確実に固定することができる。さらに、従来の固定方法にあった接着剤が不要となるため、接着剤を硬化させる工程を省くことができ、従来と比較して組み付けを簡易化することができる。

上述したように、本発明によりロータコア２０のブリッジ２４への応力集中を防止できるので、ブリッジ２４のロータ３における径方向の薄肉化が可能となる。そこで、ブリッジ２４に薄肉部２４ａを形成し、ブリッジ２４のさらなる薄肉化を図ることができる。薄肉部２４ａは、ロータコア２０の直径や永久磁石３０磁束密度による磁気回路を考慮し、適宜設計されるものである。本実施形態において、ロータコア２０の径方向外側に向かって先細となるように形成されている。また、この薄肉部２４ａにおいて、ロータ３の径方向に最も薄肉となる径方向厚みｗ１は、支持部２２ａのロータ３における径方向厚みｗ２よりも小さくなるように形成するとよい。これにより、ブリッジ２４は、薄肉部２４ａを漏れ磁束を低減させるフラックスバリアとして機能させることができる。よって、永久磁石３０により磁極となるロータコア２０の厚肉部２３からブリッジ２４を介して、隣の永久磁石３０による磁束の一部と短絡する漏れる磁束を低減させることができる。従って、磁気特性を向上させ、ＩＰＭモータ１の性能を向上させることができる。

また、ロータ３は、ロータコア２０とエンドプレート５０の間に弾性部材であるゴム板５１を介装している。本実施形態において、永久磁石３０は、ロータコア２０の軸方向長さよりも僅かに短く形成されている。これは、ロータコア２０の軸方向両端にエンドプレート５０が組み付け可能となるようにするためである。そして、ゴム板５１は、その弾性によりロータコア２０の軸方向長さおよび永久磁石３０の長手方向の長さの差を吸収している。これにより、ロータコア２０に対して永久磁石３０がロータ３の軸方向に移動することを規制することができる。これにより、ロータコア２０と永久磁石３０をより確実に固定することができる。また、本実施形態では、永久磁石３０は、ロータコア２０の軸方向長さよりも僅かに短く形成するものとした。これに対して、永久磁石３０は、ゴム板５１を有する構成において、ロータコア２０の軸方向長さよりも長く形成するものとしてもよい。このような場合でも同様の効果を奏する。

＜第一実施形態の変形態様＞
第一実施形態の変形態様について、図４を参照して説明する。図４は、ＩＰＭモータ１の回転軸方向から見た平面図の一部を示す拡大図である。本実施形態では、永久磁石３０の幅方向の両側面には、凸状の係合部３１が形成されている。これに対して、図４に示すように、永久磁石３０の幅方向の両側面に、凹状の係合部３１’を形成してもよい。凹状の係合部３１’は、Ｖ字状ばね４０の頂点部４１の外形に倣うように円弧凹状に形成されている。このような構成により、永久磁石３０とＶ字状ばね４０の当接面積が増加させることができるので、永久磁石３０をロータコア２０に対してより確実に固定することができる。

＜第二実施形態＞
第二実施形態のＩＰＭモータ１０１について図５を参照して説明する。図５は、第二実施形態のＩＰＭモータ１０１の回転軸方向から見た部分平面図である。
ここで、第二実施形態の構成は、主に、第一実施形態において第一の弾性部材としてＶ字状ばね４０を適用していたのに対して、第一の弾性部材として硬質ゴム１４０を適用した点が相違する。なお、その他の構成については、第一実施形態と同一であるため、詳細な説明を省略する。以下、相違点のみについて説明する。

硬質ゴム１４０は、図４に示すように、断面形状を矩形に形成された高弾性を有するゴム部材である。硬質ゴム１４０は、Ｖ字状ばね４０と同様に、永久磁石３０の長手方向の長さとほぼ同じ長さとなっている。また、硬質ゴム１４０の一角は、永久磁石３０の凸状の係合部３１と当接して係合する。また、硬質ゴム１４０の一角の対角は、ロータコア本体２２の支持部２２ａの径方向座面２２ｂに当接している。この時、硬質ゴム１４０におけるロータコア２０の周方向外側に位置する周面は、磁石挿入孔２１の周方向内面２１ｃと当接している。そして、この硬質ゴム１４０は、永久磁石３０の幅方向の両端において、永久磁石３０を挟み込むように配置される。これにより、硬質ゴム１４０は、永久磁石３０をロータ３の径方向内方および周方向に付勢している。

このような構成とすることで、第一実施形態と同様に、硬質ゴム１４０は、ロータ３の回転に伴い永久磁石３０に加わる遠心力を支持している。つまり、硬質ゴム１４０は、永久磁石３０から受ける遠心力および反作用をロータコア２０のブリッジ２４よりもロータコア２０の周方向外側に形成された支持部２２ａに伝達している。これにより、永久磁石３０による遠心力および反作用は、磁石挿入孔２１のロータ３における径方向外側に位置する厚肉部２３およびブリッジ２４に作用しない。よって、薄肉に形成されたブリッジ２４への応力集中を防止することができる。従って、第一実施形態と同様の効果を奏するものである。その他に、本実施形態では、第一の弾性部材である硬質ゴム１４０に対して、ロータコア２０および永久磁石３０の当接面積が増大させることができる。これにより、永久磁石３０をロータコア２０に対して、より確実に固定することができる。

＜その他＞
第一、第二実施形態において、第一の弾性部材（Ｖ字状ばね４０、硬質ゴム１４０）は、永久磁石３０の幅方向の両側面から挟み込むように配置されるものとした。これに対して、第一の弾性部材は、永久磁石３０の片側のみに配置する構成としてもよい。この場合、永久磁石３０の一端面は、例えば、ロータコア２０に形成された係止爪により係止される。そして、永久磁石３０の他端面は、第一の弾性部材によりロータ３の径方向内方および周方向に付勢されてロータコア２０に固定される。このような構成においても同様に、ロータ３の回転駆動によりロータコア２０および永久磁石３０が発熱した場合に、両部材の熱膨張の差を吸収することができる。よって、第一実施形態と同様の効果を奏するものである。その他に、このような構成により、部品点数を減らすことができるので、低コスト化および組み付けの簡易化を図ることができる。

また、第一、第二実施形態において、第一の弾性部材（Ｖ字状ばね４０、硬質ゴム１４０）は、ロータコア２０と別部材であるものとした。これに対して、第一の弾性部材は、磁石挿入孔２１の内面において一体に形成される弾性の突起部としてもよい。この場合、例えば、ロータコア２０を形成する電磁鋼板は、積層された時に上記突起部を形成するように設計される。このような構成とすることで、さらに部品点数を減らすことができる。また、ロータコア２０と永久磁石３０の熱膨張の差などの観点から、この突起部と永久磁石３０の係合部３１の隙間に、ゴム材などの弾性部材を介在させる構成としても良い。

上述した実施形態において、永久磁石３０の係合部３１，３１’、ロータコア２０の支持部２２ａ、および第一の弾性部材４０，１４０は、ロータ３の軸方向幅の全幅に亘って形成される必要はない。例えば、ロータコア２０の両端部近傍において、所定幅でのみ永久磁石３０に第一の弾性部材４０，１４０が当接して支持するものとしてもよい。このような構成においても同様に、適正な所定幅や第一の弾性部材４０，１４０の弾性係数を設定することにより同様の効果を奏するものである。

１，１０１：ＩＰＭモータ（電動機）、２：ステータ、３：ロータ
１０：ステータコア、１１：ティース
２０：ロータコア、２１：磁石挿入孔、２１ａ，２１ｂ：磁極内面
２１ｃ：周方向内面、２２：ロータコア本体、２２ａ：支持部、
２２ｂ：径方向座面、２３：厚肉部
２４：ブリッジ、２４ａ：薄肉部
３０：永久磁石、３１，３１’：係合部、３２ａ，３２ｂ：磁極面
４０：Ｖ字状ばね（第一の弾性部材）、４１：頂点部、４２ａ，４２ｂ：足部
５０：エンドプレート、５１：ゴム板（第二の弾性部材）
１４０：硬質ゴム（第一の弾性部材）

Claims

ステータと、前記ステータに対して回転自在に設けられるロータと、を備える電動機であって、
前記ロータは、
前記ロータの周方向に所定ピッチで複数の磁石挿入孔が形成されたロータコアと、
複数の前記磁石挿入孔にそれぞれ挿入される磁石と、
それぞれの前記磁石の前記ロータにおける径方向内側の面を前記磁石挿入孔の前記ロータにおける径方向内側の内面に押圧するように、前記磁石を前記ロータコアに対して少なくとも前記ロータの径方向内方に付勢する第一の弾性部材と、
を有し、
前記ロータコアは、
前記磁石挿入孔の少なくとも前記ロータにおける径方向内側の内面を形成し、前記第一の弾性部材を支持する支持部が形成されたロータコア本体と、
前記磁石の前記ロータにおける径方向外側に位置し、前記磁石挿入孔の前記ロータにおける径方向外側の内面の一部を形成する厚肉部と、
前記ロータコア本体と前記厚肉部とを連結することにより前記ロータコア本体および前記厚肉部と共に前記磁石挿入孔を形成し、前記ロータの径方向厚みを前記厚肉部よりも薄肉に形成されたブリッジと、
を有し、
前記第一の弾性部材は、前記磁石の前記ロータにおける周方向端面と前記磁石挿入孔の前記ロータにおける周方向内面との間に配置され、前記磁石を前記ロータコアに対して前記ロータの径方向内方に付勢して当該磁石が前記厚肉部および前記ブリッジと空隙により隔てられる状態とすることを特徴とする電動機。
請求項１において、
前記ロータは、前記磁石の前記ロータにおける周方向の両端に当該磁石を挟み込むように配置される一対の前記第一の弾性部材を有し、
一対の前記第一の弾性部材は、前記磁石を前記ロータコアに対して前記ロータの径方向内方および周方向に付勢することを特徴とする電動機。
請求項１または２において、
前記磁石の前記ロータにおける周方向端面は、凹状または凸状の係合部を有し、
前記第一の弾性部材は、Ｖ字状に形成され、前記Ｖ字状の頂点部が前記磁石の前記ロータにおける周方向端面側を向くように配置され、前記Ｖ字状の足部が前記磁石挿入孔の前記ロータにおける周方向内面側を向くように配置されるＶ字状ばねを有し、
前記Ｖ字状ばねの前記頂点部は、前記係合部に対して前記ロータの径方向内方および周方向に係合し、
前記Ｖ字状ばねの前記足部は、前記支持部において前記磁石挿入孔の前記ロータにおける径方向外側の内面の一部を形成する径方向座面と当接することを特徴とする電動機。
請求項１〜３の何れか一項において、
前記ブリッジの前記ロータにおける径方向厚みは、前記支持部の前記ロータにおける径方向厚みよりも薄肉に形成されていることを特徴とする電動機。
請求項１〜４の何れか一項において、
前記ロータは、前記ロータコアの軸方向両端に設けられたエンドプレートと前記ロータコアとの間に介在し、前記ロータコアに対する前記磁石の前記ロータにおける軸方向移動を規制する第二の弾性部材をさらに有することを特徴とする電動機。