JP7131516B2 - 磁石埋込型モータおよびその製造方法 - Google Patents
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Description
以下、本発明の磁石埋込型モータに係る実施形態について説明する。
ここで、図1は、実施形態の磁石埋込型モータの一例を示す概略平面図であり、図2は、図1に示す磁石埋込型モータの1/8モデルを示す概略拡大平面図である。図3は、図1に示すロータの概略斜視図である。
上記ロータは、複数の金属箔が積層されたロータコアと、上記ロータコアに周方向に沿って埋設された、複数の磁極をそれぞれ構成する複数の磁石組とを有している。
上記ステータは、ステータコアと、ステータコアに巻回されたコイルとを有している。
磁石埋込型モータは、例えば、ハイブリッド自動車や電気自動車の駆動源として用いられたものである。
以下、本発明の磁石埋込型モータの製造方法に係る実施形態について説明する。
準備工程においては、アモルファス系軟磁性材料からなり、上記ロータのロータコアに応じた形状を有する金属箔であって、上記ロータの1つの磁極毎に、外周部で径方向に延在する一対の径方向磁石用孔が形成され、上記一対の径方向磁石用孔の中央側端の間に周方向に延在する中央側磁束漏れ防止孔が形成され、上記一対の径方向磁石用孔と上記中央側磁束漏れ防止孔とを隔てる中央側ブリッジ部が形成された金属箔を準備する。
変質工程においては、上記金属箔のうち、上記中央側ブリッジ部、上記外周部より中央側の中央部、及び上記ロータの周方向に隣接する磁極間の磁極間部以外の部分をアモルファス系軟磁性材料に維持しつつ、上記中央側ブリッジ部、上記中央部、及び上記磁極間部を加熱することで加熱部分をナノ結晶系軟磁性材料に変質させる。
ロータ作製工程においては、変質させた上記金属箔を積層し、上記金属箔の積層体の上記一対の径方向磁石用孔に一対の径方向磁石を埋設し、上記ロータを作製する。
図1~3に示す磁石埋込型モータの解析モデルを作製した。下記表1に示すように、ロータコアのうち、中央側ブリッジ部36ML、36MR、中央部30C、及び磁極間部30Bに、ナノ結晶系軟磁性材料の物性値を付与し、それ以外の部分にアモルファス系軟磁性材料の物性値を付与した。ステータコアには、全体にアモルファス系軟磁性材料の物性値を付与した。なお、解析モデルに使用するアモルファス系軟磁性材料およびナノ結晶系軟磁性材料の物性値は、予め測定した物性値である。図5は、アモルファス系軟磁性材料及びナノ結晶系軟磁性材料の飽和磁束密度である。
下記表1に示すように、ロータコアの全体にアモルファス系軟磁性材料の物性値を付与した点を除き、実施例と同様の解析モデルを作製した。
下記表1に示すように、ロータコアのうち、外周側ブリッジ部36PL、36PR、36S1~36S4、及び中央側ブリッジ部36ML、36MRに、ナノ結晶系軟磁性材料の物性値を付与し、それ以外の部分にアモルファス系軟磁性材料の物性値を付与した点を除き、実施例と同様の解析モデルを作製した。
下記表1に示すように、ロータコアのうち、中央側ブリッジ部36ML、36MRに、ナノ結晶系軟磁性材料の物性値を付与し、それ以外の部分にアモルファス系軟磁性材料の物性値を付与した点を除き、実施例と同様の解析モデルを作製した。
下記表1に示すように、ロータコアのうち、中央側ブリッジ部36ML、36MR、及び中央部30Cに、ナノ結晶系軟磁性材料の物性値を付与し、それ以外の部分にアモルファス系軟磁性材料の物性値を付与した点を除き、実施例と同様の解析モデルを作製した。
実施例及び比較例1~4の解析モデルを用いて、逆起電圧及びモータのトルク(最大トルク)を計算した。図6は、実施例及び比較例1~4の逆起電圧を示すグラフであり、図7は、実施例及び比較例1~4の最大トルクを示すグラフである。
2 ステータ
20 ステータコア
40 金属箔
22 コイル
3 ロータ
30 ロータコア
30P 外周部
30C 中央部
30B 磁極間部
60 金属箔
10 磁石組
5L、5R 径方向磁石
5P 周方向磁石
3P 磁極
32L、32R 一対の径方向磁石用孔
32P 周方向磁石用孔
34M 中央側磁束漏れ防止孔
34L、34R 外周側磁束漏れ防止孔
36ML、36MR 中央側ブリッジ部
36PL、36PR 外周側ブリッジ部
36S1~36S4 外周側ブリッジ部
Claims (2)
- ステータと、前記ステータの内側に回転自在に配置されたロータとを備える磁石埋込型モータであって、
前記ステータは、ステータコアと、ステータコアに巻回されたコイルとを有し、
前記ロータは、複数の金属箔が積層されたロータコアと、前記ロータコアに周方向に沿って埋設された、複数の磁極をそれぞれ構成する複数の磁石組とを有し、
前記ロータコアには、1つの磁極毎に、外周部で径方向に延在する一対の径方向磁石用孔が形成され、前記一対の径方向磁石用孔の中央側端の間に周方向に延在する中央側磁束漏れ防止孔が形成され、前記一対の径方向磁石用孔と前記中央側磁束漏れ防止孔とを隔てる中央側ブリッジ部が形成され、
前記ロータコアの前記一対の径方向磁石用孔に前記磁石組に含まれる径方向に延在する一対の径方向磁石が埋設され、
前記ロータコアのうち、前記中央側ブリッジ部、前記外周部より中央側の中央部、及び周方向に隣接する前記磁極間の磁極間部は、ナノ結晶系軟磁性材料からなり、それ以外の部分は、アモルファス系軟磁性材料からなることを特徴とする磁石埋込型モータ。 - ステータと、前記ステータの内側に回転自在に配置されたロータとを備える磁石埋込型モータの製造方法であって、
アモルファス系軟磁性材料からなり、前記ロータのロータコアに応じた形状を有する金属箔であって、前記ロータの1つの磁極毎に、外周部で径方向に延在する一対の径方向磁石用孔が形成され、前記一対の径方向磁石用孔の中央側端の間に周方向に延在する中央側磁束漏れ防止孔が形成され、前記一対の径方向磁石用孔と前記中央側磁束漏れ防止孔とを隔てる中央側ブリッジ部が形成された金属箔を準備する準備工程と、
前記金属箔のうち、前記中央側ブリッジ部、前記外周部より中央側の中央部、及び前記ロータの周方向に隣接する磁極間の磁極間部以外の部分をアモルファス系軟磁性材料に維持しつつ、前記中央側ブリッジ部、前記中央部、及び前記磁極間部を加熱することで加熱部分をナノ結晶系軟磁性材料に変質させる変質工程と、
変質させた前記金属箔を積層し、前記金属箔の積層体の前記一対の径方向磁石用孔に一対の径方向磁石を埋設し、前記ロータを作製するロータ作製工程と、を備えることを特徴とする磁石埋込型モータの製造方法。
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