JP7447845B2 - ロータ、それを備えたｉｐｍモータ及びロータの製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、ロータ、それを備えたＩＰＭモータ及びロータの製造方法に関する。

磁石挿入孔内に磁石が挿入されたＩＰＭモータ用のロータにおいて、前記磁石挿入孔内の内部に向かって突出する突出部によって前記磁石を保持する構成が知られている。例えば、特許文献１には、穴部の内側に向かって突出するコアシートのバネ板部の復元力によって、磁石を前記穴部の幅方向に固定するＩＰＭロータが開示されている。

国際公開第２０１８／１８９８２２号

特許文献１に開示のＩＰＭロータでは、前記磁石は前記バネ板部の弾性復元力によって、前記穴部の外向面に押し付けられている。このため、特許文献１の構成では、ロータが回転すると、前記磁石に遠心力が加わって、前記バネ板部が変形を繰り返す。そうすると、前記バネ板部の強度が低下して、前記磁石を保持する力が低下する可能性があった。よって、ＩＰＭモータ用のロータにおいて、磁石を保持する力の低下を抑制可能な構成が求められている。

本発明の目的は、ＩＰＭモータ用のロータにおいて、磁石を保持する力の低下を抑制可能な構成を提供することである。

本発明の一実施形態に係るロータは、厚み方向に積層された複数のコア板と、軸線方向に延びる磁石挿入孔と、を有する円柱状のロータコアと、前記磁石挿入孔内に挿入される磁石と、を備えるロータである。前記ロータにおいて、前記複数のコア板のうち少なくとも１つのコア板は、前記ロータコアの前記磁石挿入孔の内部に向かって突出して前記磁石と接触する突出部を有する第１コア板であり、前記突出部の先端部は、前記磁石挿入孔内で、前記突出部の基端部よりも、前記磁石が前記磁石挿入孔内に挿入される方向である磁石挿入方向に位置し、且つ、前記磁石と、前記磁石挿入孔の内面のうち、前記突出部を有する前記第１コア板とは別のコア板によって構成される内面とによって挟まれている。

本発明の一実施形態に係るＩＰＭモータは、上記の構成を有するロータと、ステータコイル及びステータコアを有するステータと、を有する。

本発明の一実施形態に係るロータの製造方法は、上記の構成を有するロータを製造する方法である。前記製造方法は、前記複数のコア板を厚み方向に積層することにより、軸線方向に延びる磁石挿入孔を有する円柱状のロータコアを得るコア板積層工程と、前記磁石を前記ロータコアの前記磁石挿入孔内に挿入する磁石挿入工程と、を有する。前記磁石挿入工程では、前記磁石を前記磁石挿入孔内に挿入することにより、前記磁石によって前記突出部の先端部を該突出部の基端部よりも前記磁石の挿入方向に位置付けるとともに、前記突出部の先端部を前記磁石と前記磁石挿入孔の内面との間に挟み込む。

本発明の一実施形態に係るロータによれば、磁石を保持する力の低下を抑制可能な構成を提供することができる。

図１は、実施形態１に係るＩＰＭモータの概略構成を示す断面図である。 図２は、実施形態１に係るロータの平面図である。 図３は、図２の部分拡大図である。 図４は、図３のＩＶ－ＩＶ線断面図である。 図５は、基本コア板の部分平面図である。 図６は、第１コア板の部分平面図である。 図７は、第２コア板の部分平面図である。 図８は、実施形態１に係るロータの製造方法を説明する図である。 図９は、実施形態１の変形例に係るロータの図４相当図である。 図１０は、第３コア板の部分平面図である。 図１１は、実施形態２に係るロータの図４相当図である。 図１２は、実施形態３に係る第２コア板の部分平面図である。 図１３は、実施形態３に係るロータの図４相当図である。 図１４は、その他の実施形態に係るロータの図４相当図である。 図１５は、その他の実施形態に係る第１コア板の断面図である。

以下、図面を参照し、本発明の例示的な実施の形態を詳しく説明する。なお、図中の同一または相当部分については同一の符号を付してその説明は繰り返さない。また、各図中の構成部材の寸法は、実際の構成部材の寸法及び各構成部材の寸法比率等を忠実に表したものではない。

なお、以下では、モータ１の説明において、ロータ２の中心軸Ｐと平行な方向を「軸線方向」、中心軸Ｐに直交する方向を「径方向」、中心軸Ｐを中心とする円弧に沿う方向を「周方向」とそれぞれ称する。ただし、この定義により、ロータ２の使用時の向きを限定する意図はない。

また、以下では、磁石挿入孔２４内に磁石２２を挿入する方向を「磁石挿入方向」と称し、磁石挿入孔２４内に挿入された磁石２２の挿入先端が位置する側を、ロータの２の「軸線方向一側」、その反対側を「軸線方向他側」と称する。

また、以下の説明において、磁石２２及び貫通孔の「長手方向」及び「短手方向」は、ロータ２を軸線方向に見たときの磁石２２及び貫通孔の長手方向及び短手方向を意味する。

また、以下の説明において、「同じ」とは、厳密に同じ場合だけでなく、実質的に同じとみなせる範囲を含む。また、「一致する」とは、厳密に一致する場合だけでなく、実質的に一致しているとみなせる状態を含む。

また、以下の説明において、“固定”、“接続”及び“取り付ける”等（以下、固定等）の表現は、部材同士が直接、固定等されている場合だけでなく、他の部材を介して固定等されている場合も含む。すなわち、以下の説明において、固定等の表現には、部材同士の直接的及び間接的な固定等の意味が含まれる。

（実施形態１）
（モータの構成）
図１に、本発明の例示的な実施形態に係るロータ２を有するＩＰＭモータであるモータ１の概略構成を示す。モータ１は、ロータ２と、ステータ３と、ハウジング４と、シャフト２０と、を備える。ロータ２は、磁石がロータ内に埋め込まれたＩＰＭモータ用のロータである。ロータ２は、ステータ３に対して、中心軸Ｐを中心として回転する。本実施形態では、モータ１は、筒状のステータ３内に、ロータ２が中心軸Ｐを中心として回転可能に位置する、いわゆるインナーロータ型のモータである。

ロータ２は、ロータコア２１と、磁石２２と、を備える。ロータ２は、ステータ３の径方向内方に位置し、ステータ３に対して回転可能である。

ロータコア２１は、中心軸Ｐに沿って延びる円柱状である。ロータコア２１には、中心軸Ｐに沿って延びるシャフト２０が軸線方向に貫通した状態で固定される。これにより、ロータコア２１は、シャフト２０とともに回転する。

ロータコア２１は、複数の円板状のコア板２５が厚み方向に積層されることにより構成されている。複数のコア板２５は、電磁鋼板からなる。ロータコア２１は、複数のコア板２５を厚み方向に積層した状態で軸線方向に延びる磁石挿入孔２４を有する。

図２は、ロータ２を軸線方向に見た図である。図２に示すように、本実施形態では、ロータコア２１は、２４個の磁石挿入孔２４を有する。２４個の磁石挿入孔２４内には、それぞれ、磁石２２が収容されている。２４個の磁石挿入孔２４は、３つを１組として、ロータコア２１の中心軸Ｐを中心として回転対称に位置する８組で構成されている。なお、磁石挿入孔２４の数、位置及び長手方向は、図２で示す数、位置及び長手方向以外であってもよい。

磁石２２は、軸線方向に延びる直方体状である。すなわち、磁石２２は、ロータ２を軸線方向に見て長方形状である。磁石２２の軸線方向の長さは、磁石挿入孔２４の軸線方向の長さと同等か、少し短い。磁石２２は、ロータ２の軸線方向他側から磁石挿入方向に沿って磁石挿入孔２４に挿入され、磁石挿入孔２４内に収容されている。磁石２２は、磁石挿入孔２４内に収容された状態で、複数のコア板２５のうち後述する第１コア板６０の突出部６２によって保持されている。複数のコア板２５による磁石２２の保持構造については、後述する。

ステータ３は、ハウジング４内に収容されている。本実施形態では、ステータ３は、筒状である。ステータ３の径方向内方には、ロータ２が位置する。すなわち、ステータ３は、ロータ２に対して径方向に対向して位置する。ロータ２は、ステータ３の径方向内方に中心軸Ｐを中心として回転可能に位置する。

ステータ３は、ステータコア３１と、ステータコイル３６とを備える。ステータコア３１は、軸線方向に延びる円筒状である。ステータコイル３６は、ステータコア３１に巻線されている。ステータ３は、一般的なステータと同様の構成を有する。したがって、ステータ３の詳細な説明は、省略する。

次に、図３から図８を参照して、本実施形態に係るロータ２について詳細に説明する。

図３は、図２において破線で囲まれた部分を拡大して示す図である。図４は、図３のＩＶ－ＩＶ線断面図である。図４に示すように、ロータコア２１では、複数のコア板２５が厚み方向に積層されている。複数のコア板２５は、基本コア板５０と、第１コア板６０と、第２コア板７０とを含む。ロータコア２１の磁石挿入孔２４の内面は、基本コア板５０の貫通孔５１の内面と、第１コア板６０の貫通孔６１の内面と、第２コア板７０の貫通孔７１の内面とを含む。

図４に示すように、ロータコア２１では、所定の順番で積層された基本コア板５０、第１コア板６０及び第２コア板７０を１つの積層グループ２７として、複数の積層グループ２７が軸線方向に積層されている。

本実施形態では、積層グループ２７は、１枚の第１コア板６０、１枚の第２コア板７０及び複数枚の基本コア板５０を含む。第２コア板７０は、第１コア板６０に対して軸線方向一側に隣接して積層されている。基本コア板５０は、第２コア板７０に対して軸線方向一側に複数枚連続して積層されている。

図５は、基本コア板５０において図２の破線で囲まれた部分を拡大して示す図である。図６は、第１コア板６０において図２の破線で囲まれた部分を拡大して示す図である。図７は、第２コア板７０において図２の破線で囲まれた部分を拡大して示す図である。図５から図７では、説明のため、磁石挿入孔２４内に磁石２２が挿入されている状態の貫通孔５１，６１，７１に対する磁石２２の位置を破線で示す。また、図５から図７では、説明のため、磁石挿入孔２４を斜線で示す。

図５に示すように、基本コア板５０の貫通孔５１は、基本コア板５０を軸線方向に見て、一方向に長い形状である。基本コア板５０では、貫通孔５１の長手方向に延びる一対の内面のうち径方向内側に位置する内面５１ａは、磁石２２と接触しない。図４に、内面５１ａの径方向の位置を、Ｐ１で示す。

図６に示すように、第１コア板６０の貫通孔６１は、第１コア板６０を軸線方向に見て、一方向に長い形状である。第１コア板６０は、貫通孔６１の内部に向かって突出して磁石２２と接触する突出部６２と、突出部６２の基端部６３を挟んで位置する一対のスリット６４とを有する。突出部６２は、貫通孔６１に対して第１コア板６０の径方向内側から貫通孔６１の内部に向かって突出している。なお、以下では、説明のため、第１コア板６０において、貫通孔６１の内面のうち、貫通孔６１の径方向内側に位置し且つ突出部６２を除く直線状に延びる部分を内面６１ａと呼ぶ。内面６１ａの径方向の位置は、基本コア板５０の内面５１ａの径方向位置Ｐ１と一致する。

一対のスリット６４は、径方向に延びている。すなわち、一対のスリット６４は、突出部６２の基端部６３に対して突出部６２が突出する方向に延びている。一対のスリット６４によって挟まれた部分が、突出部６２の一部を構成する。これにより、突出部６２は、一対のスリット６４において最も径方向内側に位置する径方向内側端部の径方向位置Ｐ２で、第１コア板６０の厚み方向に変形することができる。すなわち、突出部６２は、一対のスリット６４の径方向内側端部によって挟まれている基端部６３で、第１コア板６０の厚み方向に変形することができる。

図４に示すように、磁石挿入孔２４内に磁石２２が挿入された状態で、突出部６２は基端部６３で第１コア板６０の厚み方向に曲がっている。突出部６２の先端部６５は、磁石挿入孔２４内で、突出部６２の基端部６３よりも、第１コア板６０の軸線方向一側に位置している。突出部６２の先端部６５は、磁石２２と、基本コア板５０の貫通孔５１の内面とによって挟まれている。

図７に示すように、第２コア板７０の貫通孔７１は、第２コア板７０を軸線方向に見て、一方向に長い形状である。第２コア板７０は、第２コア板７０を軸線方向に見て、第１コア板６０の突出部６２と重なる位置に、径方向内側に向かって凹む凹部７２を有する。凹部７２は、第２コア板７０を軸線方向に見て、突出部６２の突出方向とは反対の方向に凹んでいる。貫通孔７１の長手方向に延びる一対の内面のうち一方の内面７１ａの径方向位置は、基本コア板５０の内面５１ａの径方向位置Ｐ１と一致する。

図４に示すように、ロータコア２１を軸線方向に見て、凹部７２を構成する内面のうち最も径方向内側に位置する径方向内側面７２ａの径方向位置Ｐ３は、第１コア板６０の一対のスリット６４の径方向内側端部の径方向位置Ｐ２と一致する。凹部７２を構成する内面のうち径方向内側面７２ａの両側に延びる凹部側面７２ｂは、ロータコア２１を軸線方向に見て、第１コア板６０のスリット６４と重なる。これにより、第１コア板６０の突出部６２の先端部６５が磁石２２の挿入方向に変形した際に、突出部６２において基端部６３と先端部６５との間に位置する中間部が、第２コア板７０の凹部７２内に収容される。

このように、第１コア板６０の軸線方向一側に第２コア板７０を隣接して積層することにより、第１コア板６０の突出部６２の先端部６５を、磁石挿入孔２４内で軸線方向一側に容易に曲げることができる。これにより、磁石挿入孔２４内で軸線方向一側に曲げられた第１コア板６０の突出部６２の先端部６５を、磁石２２と基本コア板５０の貫通孔５１の内面とによって挟むことができる。

以上の構成を有するロータ２は、厚み方向に積層された複数のコア板２５と、軸線方向に延びる磁石挿入孔２４と、を有する円柱状のロータコア２１と、磁石挿入孔２４内に挿入される磁石２２と、を備えるロータである。複数のコア板２５のうち少なくとも１つのコア板は、ロータコア２１の磁石挿入孔２４の内部に向かって突出して磁石２２と接触する突出部６２を有する第１コア板６０である。突出部６２の先端部６５は、磁石挿入孔２４内で、突出部６２の基端部６３よりも、磁石２２が磁石挿入孔２４内に挿入される方向である磁石挿入方向に位置し、且つ、磁石２２と、磁石挿入孔２４の内面のうち、突出部６２を有する第１コア板６０とは別のコア板によって構成される内面とによって挟まれている。

例えば、磁石を磁石挿入孔内で保持する構成として、磁石挿入孔の内部に向かって突出する突出部の先端を前記磁石挿入孔内の磁石に接触させて前記突出部の弾性復元力によって磁石を磁石挿入孔内で保持する構成が知られている。このような構成では、ロータの回転によって前記磁石に遠心力が加わる場合などに、前記突出部が変形を繰り返す。そうすると、前記突出部の強度が低下する可能性がある。

これに対して、本実施形態に係るロータ２では、第１コア板６０の突出部６２の先端部６５が、磁石挿入孔２４内で、第１コア板６０の基端部６３よりも磁石挿入方向に位置するとともに、磁石２２と磁石挿入孔２４の内面のうち第１コア板６０とは別の基本コア板５０によって構成される内面とによって挟まれている。これにより、磁石２２及び突出部６２は、磁石挿入孔２４内で移動しない。よって、ロータ２の回転によって磁石２２に遠心力が加わった場合でも、突出部６２の強度低下を抑制できる。よって、磁石挿入孔２４内での磁石２２の保持力の低下を抑制できる。

また、本実施形態に係るロータ２では、突出部６２が磁石挿入孔２４内で磁石２２と磁石挿入孔２４の内面とによって挟まれているため、上述の従来の構成に比べて、磁石挿入孔２４内での磁石２２に対する保持力を大きくすることができる。したがって、磁石２２に対する保持力が大きいロータ２を提供することができる。

また、本実施形態では、ロータコア２１は、第１コア板６０に対して前記磁石挿入方向に隣接して積層された第２コア板７０を有する。ロータコア２１を軸線方向に見て、第２コア板７０は、第１コア板６０の突出部６２と重なる位置に、突出部６２の突出方向とは反対の方向に凹み、且つ、第１コア板６０の突出部６２の少なくとも一部が収容される凹部７２を有する。

これにより、磁石挿入孔２４内に磁石２２が挿入された状態で、第１コア板６０の突出部６２において基端部６３と先端部６５との間に位置する中間部が、第２コア板７０の凹部７２内に収容される。よって、突出部６２の前記中間部は、図４に示すようにロータコア２１を中心軸Ｐを含む断面で見て、円弧状に曲がることができる。したがって、突出部６２が直角状に曲げられる場合に比べて、基端部６３に生じる曲げ応力を小さくすることができる。よって、突出部６２を、磁石挿入孔２４内で前記磁石挿入方向により確実に曲げることができるとともに、突出部６２の先端部６５を磁石２２と磁石挿入孔２４の内面とによってより確実に挟むことができる。これにより、磁石２２を磁石挿入孔２４内でより確実に保持できる構成を実現できる。

また、第１コア板６０は、突出部６２の基端部６３を挟んで位置する一対のスリット６４を有する。

これにより、第１コア板６０の他の部分を変形させることなく、突出部６２は第１コア板６０の厚み方向に容易に曲がる。したがって、突出部６２の先端部６５を、磁石挿入孔２４内で磁石２２と磁石挿入孔２４の内面とによってより確実に挟むことができる。よって、磁石２２を磁石挿入孔２４内でより確実に保持できる構成を実現できる。

本実施形態では、ロータコア２１は、それぞれ１枚の第１コア板６０が含まれる複数の積層グループ２７で構成されている。すなわち、本実施形態では、ロータコア２１は、複数の第１コア板６０を有する。複数の第１コア板６０の突出部６２の先端部６５が、それぞれ、磁石挿入孔２４内で、第１コア板６０の基端部６３よりも前記磁石挿入方向に位置するとともに、磁石２２と磁石挿入孔２４の内面とによって挟まれている。

これにより、ロータ２では、複数の突出部６２によって磁石挿入孔２４内で磁石２２を保持することができる。したがって、ロータコア２１が１つの突出部６２を有する場合に比べて、より大きい保持力によって磁石２２を保持することができる。

（ロータの製造方法）
次に、図８を参照して、上述のように構成されるロータ２を製造する例示的な方法について説明する。ロータ２の製造方法は、コア板積層工程Ｓ１と、磁石挿入工程Ｓ２と、を有する。

コア板積層工程Ｓ１では、基本コア板５０、第１コア板６０及び第２コア板７０を厚み方向に所定の順番に積層することにより、軸線方向に延びる磁石挿入孔２４を有する円柱状のロータコア２１を得る。詳細には、本実施形態では、軸線方向他側から軸線方向一側に向かって、１枚の第１コア板６０、１枚の第２コア板７０、複数枚の基本コア板５０がこの順に積層された積層グループ２７を、複数組積層する。コア板積層工程Ｓ１が完了すると、ロータコア２１の磁石挿入孔２４内には、内部に向かって複数の突出部６２が突出している。また、突出部６２の軸線方向一側には、凹部７２が位置している。

磁石挿入工程Ｓ２では、磁石挿入孔２４内に磁石２２を挿入する。磁石挿入孔２４内に磁石２２を挿入する際に、磁石２２の先端によって突出部６２を押す。これにより、突出部６２の先端部６５が磁石挿入方向に押されて、突出部６２の先端が曲げられる。このとき、突出部６２において基端部６３と先端部６５の間に位置する中間部は、突出部６２の軸線方向一側に位置する凹部７２内に収容される。さらに、磁石２２を磁石挿入孔２４内に押し進めることで、突出部６２の先端部６５が磁石２２と磁石挿入孔２４の内面との間に挟み込まれる。

以上の工程により、第１コア板６０の突出部６２の先端部６５が、磁石挿入孔２４内で、第１コア板６０の基端部６３よりも軸線方向一側に位置するとともに磁石２２と磁石挿入孔２４の内面とによって挟まれたロータ２を得ることができる。

すなわち、ロータ２を製造する方法は、複数のコア板２５を厚み方向に積層することにより、軸線方向に延びる磁石挿入孔２４を有する円柱状のロータコア２１を得るコア板積層工程Ｓ１と、磁石２２をロータコア２１の磁石挿入孔２４内に挿入する磁石挿入工程Ｓ２と、を有する。磁石挿入工程Ｓ２では、磁石２２を磁石挿入孔２４内に挿入することにより、磁石２２によって突出部６２の先端部を該突出部の基端部よりも磁石２２の挿入方向に位置付けるとともに、突出部６２の先端部６５を磁石２２と磁石挿入孔２４の内面との間に挟み込む。

これにより、磁石２２と磁石挿入孔２４の内面との間に複数のコア板２５の一部が挟み込まれたロータ２を製造することができる。したがって、磁石２２に対する保持力の低下が抑制されるロータ２の製造方法を提供できる。

また、本実施形態に係るモータ１は、上述の構成を有するロータ２と、ステータコイル３６及びステータコア３１を有するステータ３と、を有する。

これにより、磁石２２に対する保持力の低下が抑制されるロータ２を有するモータ１を提供することができる。

（実施形態１の変形例）
次に、図９を参照して、実施形態１の例示的な変形例について説明する。本変形例に係るロータ１０２では、ロータコア１２１を構成する第１コア板１６０の構成が実施形態１の第１コア板６０と異なる。それ以外の構成は、実施形態１と同じである。以下では、実施形態１と同一の構成には同一の符号を付して、説明を省略する。

図９に示すように、第１コア板１６０は、磁石挿入孔２４の内部に向かって突出して磁石２２と接触する突出部１６２と、突出部１６２の基端部１６３を挟んで位置する一対のスリットとを有する。第１コア板１６０の前記一対のスリットの図示は省略する。前記一対のスリットの構成は、実施形態１の第１コア板６０の一対のスリット６４と同じである。

突出部１６２の先端部１６５は、突起部１６６を有する。突起部１６６は、突出部１６２において磁石２２と対向する側の面上に位置している。突出部１６２が、磁石２２と磁石挿入孔２４の内面とによって挟まれている状態において、突起部１６６は、磁石２２に接触する。これにより、突出部１６２と磁石２２との接触面積が小さくなる。

すなわち、本実施形態に係るロータ１０２では、第１コア板１６０の突出部１６２は、先端部１６５における磁石２２と対向する部分に、磁石２２に向かって突出する突起部１６６を有し、突出部１６２の先端部１６５が第１コア板１６０の基端部１６３よりも磁石挿入方向に位置するとともに磁石２２と磁石挿入孔２４の内面とによって挟まれている状態において、突起部１６６は、磁石２２に接触している。

これにより、突出部１６２と磁石２２との接触面積を小さくすることができる。よって、突出部１６２が磁石２２に接触する部分の面圧を大きくすることができる。したがって、突出部１６２による磁石２２に対する保持力を向上することができる。また、突起部１６６は、磁石２２に対する緩衝材として機能する。したがって、突出部１６２によって、磁石２２に対する保持力を向上しつつ、磁石２２の破損を防止することができる。

（実施形態２）
次に、図１０及び図１１を参照して、例示的な実施形態２について説明する。本実施形態に係るロータ２０２では、ロータコア２２１を構成する複数のコア板２２５の構成及び積層順が実施形態１のロータコア２１と異なる。それ以外の構成は、実施形態１と同じである。以下では、実施形態１と同一の構成には同一の符号を付して、説明を省略する。

本実施形態では、ロータコア２２１は、基本コア板５０と、第１コア板６０と、第２コア板７０と、第３コア板２８０と、を含む。また、ロータコア２２１の磁石挿入孔２４は、基本コア板５０の貫通孔５１と、第１コア板６０の貫通孔６１と、第２コア板７０の貫通孔７１と、第３コア板２８０の貫通孔２８１とを含む。

図１０は、第３コア板２８０において図２の破線で囲まれた部分と同様の部分を拡大して示す図である。図１０では、説明のため、磁石挿入孔２４内に磁石２２が挿入されている状態の貫通孔２８１に対する磁石２２の位置を破線で示す。また、説明のため、図１０では、磁石挿入孔２４を斜線で示す。

図１０に示すように、第３コア板２８０の貫通孔２８１は、第３コア板２８０を軸線方向に見て、一方向に長い形状である。第３コア板２８０の貫通孔２８１は、基本コア板５０の貫通孔５１と同様の大きさである。すなわち、第３コア板２８０では、貫通孔２８１の長手方向に延びる一対の内面のうち径方向内側に位置する内面２８１ａは、磁石２２と接触しない。内面２８１ａの径方向位置は、基本コア板５０の内面５１ａの径方向位置Ｐ１と一致する。

第３コア板２８０は、一対のスリット２８２と、変形部２８３とを有する。一対のスリット２８２は、径方向に延びている。すなわち、一対のスリット２８２は、第１コア板６０の突出部６２の基端部６３に対して突出部６２が突出する方向に延びている。一対のスリット２８２によって挟まれた部分が、変形部２８３を構成する。これにより、変形部２８３は、一対のスリット２８２において最も径方向内側に位置する径方向内側端部の径方向位置Ｐ４で、第３コア板２８０の厚み方向に変形することができる。すなわち、変形部２８３は、一対のスリット２８２の径方向内側端部によって挟まれている位置で、第３コア板２８０の厚み方向に変形することができる。

一対のスリット２８２の径方向長さは、第１コア板６０の一対のスリット６４の径方向長さと同じである。すなわち、第３コア板２８０の一対のスリット２８２の径方向内側端部の径方向位置Ｐ４は、第１コア板６０の一対のスリット６４の径方向内側端部の径方向位置Ｐ２と一致する。

同様に、一対のスリット２８２の径方向内側端部の径方向位置Ｐ４は、第２コア板７０の凹部７２の径方向内側面７２ａの径方向位置Ｐ３と、一致する。

図１１は、ロータコア２２１を構成する複数のコア板２２５の積層順を示す図である。ロータコア２２１では、所定の順番で積層された基本コア板５０、第１コア板６０、第２コア板７０及び第３コア板２８０を１つの積層グループ２２７として、複数の積層グループ２２７が軸線方向に積層されている。

本実施形態では、積層グループ２２７は、１枚の第１コア板６０、２枚の第２コア板７０、１枚の第３コア板２８０及び複数枚の基本コア板５０を含む。積層グループ２２７内で、複数のコア板２２５は、軸線方向他側から軸線方向一側に向かって、第１コア板６０、第２コア板７０、第３コア板２８０、第２コア板７０、複数の基本コア板５０の順に積層されている。

この構成により、磁石挿入孔２４内に磁石２２が挿入された状態で、第１コア板６０に対して軸線方向一側に位置する第２コア板７０の凹部７２には、第１コア板６０の突出部６２が収容される。磁石挿入孔２４内に磁石２２が挿入された状態で、第２コア板７０の凹部７２内に収容された第１コア板６０の突出部６２は、第３コア板２８０の変形部２８３に接触する。第３コア板２８０の変形部２８３に対して軸線方向一側には、第３コア板２８０の変形部２８３が収容される第２コア板７０の凹部７２が位置する。よって、第１コア板６０の突出部６２が接触する第３コア板２８０の変形部２８３も、磁石挿入方向に変形することができる。このように、第１コア板６０の突出部６２は、他のコア板によって変形を大きく阻害されることなく、磁石挿入方向に変形することができる。したがって、第１コア板６０の突出部６２は、実施形態１の構成に比べて、第１コア板６０の厚み方向に大きく変形することができる。

すなわち、本実施形態に係るロータコア２２１は、第１コア板６０に対して前記磁石挿入方向に積層された複数の第２コア板７０と、第１コア板６０及び第２コア板７０以外の構成を有する第３コア板２８０と、を有する。複数の第２コア板７０のうち、積層方向に隣り合う第２コア板７０の間には、第３コア板２８０が位置している。

これにより、磁石挿入孔２４の内面上で且つ第１コア板６０の前記磁石挿入方向に複数の凹部７２が位置する。よって、突出部６２をより大きく曲げることができる。これにより、突出部６２を、磁石挿入孔２４内で前記磁石挿入方向により大きく曲げることができる。よって、突出部６２の先端部６５を磁石２２と磁石挿入孔２４の内面とによってより確実に挟むことができる。したがって、磁石２２に対する保持力の低下を抑制可能なロータ２０２を提供することができる。

（実施形態３）
次に、図１２及び図１３を参照して、例示的な実施形態３について説明する。本実施形態に係るロータ３０２では、ロータコア３２１を構成する複数のコア板３２５の構成及び積層順が実施形態１及び実施形態２のロータコア２１，２２１と異なる。それ以外の構成は、実施形態１及び実施形態２と同じである。以下では、実施形態１及び実施形態２と同一の構成には同一の符号を付して、説明を省略する。

本実施形態では、ロータコア３２１は、基本コア板５０と、第１コア板６０と、軸線方向他側の第２コア板７０と、第３コア板３８０と、軸線方向一側の第２コア板３９０と、を含む。また、ロータコア３２１の磁石挿入孔２４は、基本コア板５０の貫通孔５１と、第１コア板６０の貫通孔６１と、軸線方向他側の第２コア板７０の貫通孔７１と、第３コア板３８０の貫通孔と、軸線方向一側の第２コア板３９０の貫通孔３９１と、を含む。

軸線方向他側の第２コア板７０は、実施形態１の第２コア板７０と同様の構成を有する。すなわち、軸線方向他側の第２コア板７０は、第１コア板６０の突出部６２と重なる位置に、径方向内側に向かって凹む凹部７２を有する。凹部７２を構成する内面のうち最も径方向内側に位置する径方向内側面７２ａの径方向位置Ｐ３は、ロータコア２１を軸線方向に見て、第１コア板６０の一対のスリット６４の径方向内側端部の径方向位置Ｐ２と一致する。

第３コア板３８０は、実施形態２の第３コア板２８０と同様の構成を有する。第３コア板３８０は、一対のスリットと、変形部３８３とを有する。前記一対のスリットの内面上の位置は、実施形態２の第３コア板２８０の一対のスリット２８２と同じである。第３コア板３８０の前記一対のスリットの図示は省略する。

変形部３８３は、前記一対のスリットの径方向内側端部の径方向位置Ｐ４から貫通孔２８１の内面まで延びている。変形部３８３は、前記一対のスリットによって、第３コア板３８０の厚み方向に変形可能である。

前記一対のスリットの径方向長さは、第１コア板６０のスリット６４の径方向長さよりも長い。すなわち、第３コア板３８０の前記一対のスリットの径方向内側端部の径方向位置Ｐ４は、第１コア板６０の一対のスリット６４の径方向内側端部の径方向位置Ｐ２よりも、突出部６２の先端部６５に対して径方向に離れている。

図１２は、軸線方向一側の第２コア板３９０において図２の破線で囲まれた部分と同様の部分を拡大して示す図である。図１２に示すように、軸線方向一側の第２コア板３９０は、貫通孔３９１と、凹部３９２とを有する。ロータコア３２１を軸線方向に見て、内面３９１ａ上の凹部３９２の位置は、軸線方向他側の第２コア板７０と同じである。ロータコア３２１を軸線方向に見て、凹部３９２を構成する内面のうち、第１コア板６０の突出部６２の先端部６５に対して最も径方向内側に位置する径方向内側面３９２ａの径方向位置Ｐ５は、軸線方向他側の第２コア板７０の径方向内側面７２ａの径方向位置Ｐ３よりも、第１コア板６０の突出部６２の先端部６５に対して径方向に離れている。

図１３は、ロータコア３２１を構成する複数のコア板３２５の積層順を示す図である。ロータコア３２１は、所定の順番で積層された基本コア板５０、第１コア板６０、軸線方向他側の第２コア板７０、第３コア板３８０及び軸線方向一側の第２コア板３９０を１つの積層グループ３２７として、複数の積層グループ３２７が軸線方向に積層されている。

本実施形態では、積層グループ３２７は、１枚の第１コア板６０、１枚の軸線方向他側の第２コア板７０、１枚の第３コア板３８０、１枚の軸線方向一側の第２コア板３９０及び複数枚の基本コア板５０を含む。積層グループ３２７では、複数のコア板３２５は、軸線方向他側から軸線方向一側に向かって、第１コア板６０、軸線方向他側の第２コア板７０、第３コア板３８０、軸線方向一側の第２コア板３９０、複数の基本コア板５０の順に積層されている。

この構成により、磁石挿入孔２４内に磁石２２が挿入された状態で、第１コア板６０に対して軸線方向一側に位置する第２コア板７０の凹部７２には、第１コア板６０の突出部６２が収容される。磁石挿入孔２４内に磁石２２が挿入された状態で、第２コア板７０の凹部７２内に収容された第１コア板６０の突出部６２は、第３コア板３８０の変形部３８３に接触する。第３コア板３８０の変形部３８３に対して軸線方向一側には、第３コア板３８０の変形部３８３が収容される第２コア板３９０の凹部３９２が位置する。よって、第１コア板６０の突出部６２が接触する第３コア板３８０の変形部３８３も、磁石挿入方向に変形することができる。このように、第１コア板６０の突出部６２は、他のコア板によって変形を大きく阻害されることなく、磁石挿入方向に変形することができる。したがって、第１コア板６０の突出部６２は、実施形態２の構成に比べて、第１コア板６０の厚み方向に大きく変形することができる。

すなわち、本実施形態に係るロータコア３２１は、ロータコア３２１を軸線方向に見て、複数の第２コア板７０，３９０において第１コア板６０に対して積層方向に遠い第２コア板ほど、該第２コア板の凹部を構成する内面のうち第１コア板６０の突出部６２の突出方向とは反対側に位置する部分が、第１コア板６０の突出部６２の先端部６５に対して離れている。

これにより、突出部６２において基端部６３と先端部６５との間の部分である中間部が収容される凹部を大きくすることができる。よって、突出部６２は、容易に曲がることができるとともに、突出部６２の基端部６３に生じる応力を低下させることができる。したがって、突出部６２は、磁石挿入孔２４内で前記磁石挿入方向により確実に曲がることができる。よって、突出部６２の先端部６５を磁石２２と磁石挿入孔２４の内面とによってより確実に挟むことができる。したがって、磁石に対する保持力の低下を抑制可能なロータ３０２を提供することができる。

（その他の実施形態）
以上、本発明の実施の形態を説明したが、上述した実施の形態は本発明を実施するための例示に過ぎない。よって、上述した実施の形態に限定されることなく、その趣旨を逸脱しない範囲内で上述した実施の形態を適宜変形して実施することが可能である。

前記各実施形態では、ロータコア２１，２２１，３２１は、複数の積層グループ２７，２２７，３２７によって構成されている。しかしながら、ロータコアは、１つの積層グループによって構成されてもよい。ロータコアは、積層グループ２７，２２７，３２７を組みあわせて構成されてもよい。

前記各実施形態では、第１コア板６０，１６０は、一対のスリットを有する。しかしながら、第１コア板は、一対のスリットを有さなくてもよい。

前記各実施形態では、第１コア板６０，１６０において、各貫通孔の内部に突出する突出部６２，１６２の数は２つである。しかしながら、突出部の数は、２つ以外であってもよい。

前記実施形態１では、ロータコア２１は、基本コア板５０、第１コア板６０及び第２コア板７０を有する。しかしながら、ロータコア２１は、第２コア板７０を有さなくてもよい。

例えば、図１４に示すように、ロータ４０２のロータコア４２１は、複数枚積層された基本コア板５０の間に所定の間隔で第１コア板４６０が積層されて構成されてもよい。この場合、第１コア板の突出部の基端部における厚み方向の寸法が、前記第１コア板の他の部分の厚み方向の寸法よりも小さく構成されてもよい。例えば、図１５に示すように、第１コア板４６０は、ロータコア４２１を中心軸Ｐを含む断面で見て、突出部４６２の軸線方向一側に溝４６０ａを有してもよい。第１コア板４６０の突出部４６２において溝４６０ａが設けられている部分の厚み方向の寸法Ｌ２は、他の部分の厚み方向の寸法Ｌ１よりも小さい。なお、第１コア板は、ロータコアを中心軸を含む断面で見て、突出部の軸線方向他側に溝を有してもよい。第１コア板は、ロータコアを中心軸を含む断面で見て突出部の軸線方向他側及び軸線方向一側に溝を有してもよい。第１コア板の突出部が、薄肉部を有していてもよい。

これにより、突出部４６２が厚み方向に変形しやすくなる。よって、突出部４６２が容易に曲がることができる。よって、突出部４６２の先端部４６５を磁石２２と磁石挿入孔２４の内面とによってより確実に挟むことができる。したがって、磁石挿入孔２４内で磁石２２を保持する力が低下するのを抑制可能な構成を実現できる。

前記実施形態１のロータ２の製造方法では、ロータ２は、磁石挿入工程Ｓ２で磁石２２を磁石挿入孔２４内に挿入する際に、第１コア板６０の突出部６２が曲げられることで製造される。しかしながら、ロータは、あらかじめ突出部の先端が曲がった状態の第１コア板を用いて製造されてもよい。

本発明は、ＩＰＭモータのロータに利用可能である。

１ モータ（ＩＰＭモータ）
２、１０２、２０２、３０２、４０２ ロータ
３ ステータ
４ ハウジング
２０ シャフト
２１、１２１、２２１、３２１、４２１ ロータコア
２２ 磁石
２４ 磁石挿入孔
２５、２２５、３２５ コア板
２７、２２７、３２７ 積層グループ
３１ ステータコア
３６ ステータコイル
５０ 基本コア板
５１、６１、７１、２８１、３９１ 貫通孔
５１ａ、６１ａ、７１ａ、２８１ａ、３９１ａ 内面
６０、１６０、４６０ 第１コア板
６２、１６２、４６２ 突出部
６３、１６３ 基端部
６４、２８２ 一対のスリット
６５、１６５、４６５ 先端部
７０、３９０ 第２コア板
７２、３９２ 凹部
７２ａ、３９２ａ 径方向内側面
７２ｂ 凹部側面
１６６ 突起部
２８０、３８０ 第３コア板
２８３、３８３ 変形部
４６０ａ 溝

Claims (10)

1. 厚み方向に積層された複数のコア板と、軸線方向に延びる磁石挿入孔と、を有する円柱状のロータコアと、
   前記磁石挿入孔内に挿入される磁石と、
   を備えるロータであって、
   前記複数のコア板のうち少なくとも１つのコア板は、前記ロータコアの前記磁石挿入孔の内部に向かって突出して前記磁石と接触する突出部を有する第１コア板であり、
   前記突出部の先端部は、前記磁石挿入孔内で、前記突出部の基端部よりも、前記磁石が前記磁石挿入孔内に挿入される方向である磁石挿入方向に位置し、且つ、前記磁石と、前記磁石挿入孔の内面のうち、前記突出部を有する前記第１コア板とは別のコア板によって構成される内面とによって挟まれている、
   ロータ。
2. 請求項１に記載のロータにおいて、
   前記ロータコアは、複数の前記第１コア板を有し、
   前記複数の第１コア板の突出部の先端部が、それぞれ、前記磁石挿入孔内で、前記第１コア板の基端部よりも前記磁石挿入方向に位置するとともに、前記磁石と前記磁石挿入孔の内面とによって挟まれている、ロータ。
3. 請求項１または請求項２に記載のロータにおいて、
   前記第１コア板の前記突出部は、先端部における前記磁石と対向する部分に、前記磁石に向かって突出する突起部を有し、
   前記突出部の先端部が前記第１コア板の基端部よりも前記磁石挿入方向に位置するとともに前記磁石と前記磁石挿入孔の内面とによって挟まれている状態において、前記突起部は、前記磁石に接触している、ロータ。
4. 請求項１から請求項３のいずれか一つに記載のロータにおいて、
   前記第１コア板は、
   前記突出部の基端部を挟んで位置する一対のスリットを有する、ロータ。
5. 請求項１から請求項４のいずれか一つに記載のロータにおいて、
   前記突出部の基端部の厚み方向の寸法は、前記第１コア板の他の部分の厚み方向の寸法よりも小さい、ロータ。
6. 請求項１から請求項５のいずれか一つに記載のロータにおいて、
   前記ロータコアは、前記第１コア板に対して前記磁石挿入方向に隣接して積層された第２コア板を有し、
   前記ロータコアを軸線方向に見て、前記第２コア板は、前記第１コア板の突出部と重なる位置に、前記突出部の突出方向とは反対の方向に凹み、且つ、前記第１コア板の前記突出部の少なくとも一部が収容される凹部を有する、ロータ。
7. 請求項６に記載のロータにおいて、
   前記ロータコアは、
   前記第１コア板に対して前記磁石挿入方向に積層された複数の前記第２コア板と、
   前記第１コア板及び前記第２コア板以外の構成を有する第３コア板と、
   を有し、
   複数の前記第２コア板のうち、積層方向に隣り合う前記第２コア板の間には、前記第３コア板が位置する、ロータ。
8. 請求項７に記載のロータにおいて、
   前記ロータコアを軸線方向に見て、前記複数の第２コア板において前記第１コア板に対して積層方向に遠い第２コア板ほど、該第２コア板の前記凹部を構成する内面のうち前記第１コア板の突出部の突出方向とは反対側に位置する部分が、前記第１コア板の突出部の先端部に対して離れている、ロータ。
9. 請求項１から請求項８のいずれか一つに記載のロータと、
   ステータコイル及びステータコアを有するステータと、
   を有する、ＩＰＭモータ。
10. 請求項１から請求項８のいずれか一つに記載のロータを製造する方法であって、
    前記複数のコア板を厚み方向に積層することにより、軸線方向に延びる磁石挿入孔を有する円柱状のロータコアを得るコア板積層工程と、
    前記磁石を前記ロータコアの前記磁石挿入孔内に挿入する磁石挿入工程と、
    を有し、
    前記磁石挿入工程では、前記磁石を前記磁石挿入孔内に挿入することにより、前記磁石によって前記突出部の先端部を該突出部の基端部よりも前記磁石の挿入方向に位置付けるとともに、前記突出部の先端部を前記磁石と前記磁石挿入孔の内面との間に挟み込む、ロータの製造方法。

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