WO2012011191A1

WO2012011191A1 - ロータとｉｐｍモータ

Info

Publication number: WO2012011191A1
Application number: PCT/JP2010/062457
Authority: WO
Inventors: 小暮智也; 栗原弘子
Original assignee: トヨタ自動車株式会社
Priority date: 2010-07-23
Filing date: 2010-07-23
Publication date: 2012-01-26
Also published as: US8729763B2; JP5382222B2; DE112010005756T5; CN103026585B; CN103026585A; JPWO2012011191A1; US20130113328A1

Abstract

　磁石のステータ側の隅角領域に磁束が集中することが解消され、反磁界の低減とこれによる要求保磁力の低減、およびジスプロシウム等の使用量の低減による製造コストの削減を図ることのできるロータとＩＰＭモータを提供する。　モータを構成するロータのロータコアに開設されたスロットのうち、ロータコア中央側のスロット面もしくはこのスロット面に対向するステータ側のスロット面の少なくともいずれか一方に突起もしくは凹溝が形成され、スロットに収容される磁石にスロット面の突起もしくは凹溝と係合する磁石の凹溝もしくは突起が形成されており、スロットと磁石がそれぞれの凹溝と突起を係合させて係合部を形成し、この係合部にて磁石がロータ内で位置決め固定され、磁石の側方面とスロット面の間に該磁石の厚みを備えたフラックスバリアが形成されている。

Description

ロータとＩＰＭモータ

　本発明は、モータを構成するロータとこのロータを具備するＩＰＭモータに関するものである。

　永久磁石をロータ内部に埋め込んでなる磁石埋め込み型モータ（以下、ＩＰＭモータという）は、コイルと永久磁石の吸引力／反発力に起因するマグネットトルクに加えてリラクタンストルクを得ることができるため、永久磁石をロータ外周面に貼着してなる表面磁石型モータ（ＳＰＭモータ）に比して高トルクかつ高効率である。したがって、このＩＰＭモータは、高出力性能が要求されるハイブリット車、電気自動車の駆動用モータ等に使用されている。なお、この永久磁石としては、希土類磁石やフェライト磁石、アルニコ磁石等の焼結磁石が一般に用いられている。

　上記するＩＰＭモータでは、ロータコアに形成されたスロットへの永久磁石のスムースな挿入とスロットエッジにて永久磁石が損傷するのを回避するために、スロットの寸法を永久磁石のそれよりも横長で大寸法となるように設定しておき、非磁性素材の樹脂を磁石の側方面とスロット面で画成された空間に充填し、硬化させて永久磁石を固定する方法が一般に用いられている。

　このように磁石がスロット内に固定された態様を図８を参照して説明する。

　図８ａは、従来のＩＰＭモータを構成するコイルＣをティースＴの周りに具備するステータＳと、ステータＳの内側に回転自在に配されて所望基数の永久磁石ＰＭを埋設するロータＲの一部を示したものである。

　ロータＲを構成するロータコアには、永久磁石ＰＭが収容され、かつその側方に永久磁石ＰＭを固定するための非磁性の樹脂Ｆ１、Ｆ２が充填されるロータスロットＲＳが開設されており、図示例は２つの永久磁石ＰＭが略Ｖの字状に配されて１つの磁極を形成する形態である。

　ところで、この樹脂Ｆ１，Ｆ２は、永久磁石ＰＭをその側方からロータスロットＲＳ内で固定するものであることは勿論のこと、これ以外にも永久磁石ＰＭからの漏れ磁束を抑制するためのフラックスバリアの役割も担っており、永久磁石ＰＭからの磁束の漏れＭＪを抑制するための形状として、たとえば図８ａ、ｂで示すような樹脂Ｆ１，Ｆ２の形状形態が適用されている。

　ここで、ステータ側からロータ内に配設された永久磁石ＰＭへ入ってくる磁束Ｊの流れに関し、この磁束Ｊが透磁率の高いロータコアを通過しようとする傾向にあることは理解に易いが、このために、ステータ側から入ってくる磁束Ｊが永久磁石ＰＭのステータ側の隅角領域に集中し易くなる。

　このことを図８ｂを参照して説明する。永久磁石ＰＭの側方の樹脂Ｆ１，Ｆ２が永久磁石ＰＭと接する箇所の厚みは、永久磁石ＰＭの厚みｔ１よりも小さな厚みｔ１’、ｔ１”となっている。すなわち、厚みｔ１よりも小さな厚みｔ１’、ｔ１”の樹脂Ｆ１、Ｆ２用の寸法形状でこの領域のスロットが開設されていることにより、永久磁石ＰＭは、その側方のエッジＫ１、Ｋ２で位置決めすることが可能となる。

　仮に樹脂Ｆ１，Ｆ２における永久磁石ＰＭと接する箇所の厚みが永久磁石ＰＭの厚み以上となっていると、永久磁石ＰＭのスロット内の位置決めをおこなうことができず、モータの磁気特性に影響を及ぼしかねない。

　このように、永久磁石ＰＭはその側方のエッジＫ１、Ｋ２で精緻な位置決めが保証されているが、このような形状寸法の樹脂Ｆ１、Ｆ２が永久磁石ＰＭの側方に形成されていることで、それぞれの樹脂Ｆ１、Ｆ２内には、永久磁石ＰＭの厚みｔ１よりも格段に小さな厚みｔ２，ｔ３を有する箇所が存在することになる。

　そして、既述するようにステータからの磁束Ｊは透磁率の高いロータコアを通過しようとする傾向にあることから、厚みｔ１の永久磁石ＰＭを通過するよりもより最短ルートで透磁率の高いロータコアへ到達可能な樹脂Ｆ１、Ｆ２内の厚みｔ２，ｔ３のルートを通過しようとする。そして、これらのルートを通過しようとする際にこの磁束Ｊが集中して永久磁石ＰＭのステータ側の隅角領域を通過するために、これが永久磁石ＰＭのステータ側の隅角領域に作用する反磁界を高めてしまうことに繋がるのである。

　なお、反磁界とは、磁石の内部をＮ極からＳ極に向かう方向に流れる内部磁界と上記するステータ側から入ってくる外部磁界の和で構成されるが、主としてこの外部磁界によって反磁界の大きさや向きが決定されると言ってよい。

　この反磁界に抗して所望の保磁力を担保するためには、磁石の特にステータ側の隅角領域の保磁力を高めておく必要がある。

　そして、この永久磁石の保磁力を向上させるための方策として、保磁力性能の高い金属である、Ｄｙ（ジスプロシウム）やＴｂ（テルビウム）などで永久磁石を構成する合金組成の一部を置換して金属化合物の異方性磁界を増大させ、これによって保磁力増大を図ることが一般におこなわれている。しかし、ジスプロシウムやテルビウムの使用量が希土類元素の自然存在比を大きく超過していることに加えて、商業的に開発されている鉱床の推定埋蔵量は極めて少なく、さらには、鉱床存在地域も世界的に偏在していることから、元素戦略の必要性が認識されるに至っている。

　仮に磁石の部位ごとに異なる要求保磁力に応じた含浸量の上記ジスプロシウム等を具備する保磁力分布磁石を製造した場合であっても、反磁界が高くなってしまうと、これに抗し得る保磁力を磁石に付与するためにその部位に対してはジスプロシウム等の使用量を多くせざるを得ず、結果として、効果的なジスプロシウム等の使用量の低減には至らない。

　このような現状を踏まえ、本発明はロータに開設されるスロットとこのスロット内に固定される磁石に関し、双方の形状や構造に改良を加えることで、磁石に生じ得る反磁界を低減し、もって磁石に要求される保磁力の低減を図ることで磁石の保磁力性能を高めるための高価なレアメタルの使用量を低減することのできるロータの発案に至ったものである。

　ここで、従来の公開技術として、スロットの角部に平面視Ｌ型のフラックスバリアを形成したロータが特許文献１に開示されている。

　このロータは、スロットの角部に平面視Ｌ型のフラックスバリアを設けたことでモータのコギングトルクを低減できるというものであるが、このＬ型のフラックスバリアも永久磁石の厚みよりも小さな厚みであることから、図８ｂで示すようなステータ側からの磁束がこのフラックスバリアを通過しようとして永久磁石のステータ側の隅角領域を通過し易いことに代わりはない。したがって、永久磁石のステータ側の隅角領域に生じ得る反磁界は依然として高いものであり、この反磁界に抗し得る保磁力を保証するために使用されるジスプロシウム等の使用量の低減を図ることは難しい。

特開２０００－２７８８９６号公報

　本発明は上記する問題に鑑みてなされたものであり、ロータのスロット内に収容された磁石における磁束の集中を解消もしくは緩和でき、もって生じ得る反磁界を抑制することで要求される保磁力を低減させ、保磁力向上のために使用されるレアメタルの使用量を低減して磁石の製造コストの削減とロータおよびモータの製造コストの削減を図ることのできるロータと、このロータを具備するＩＰＭモータを提供することを目的とする。

　前記目的を達成すべく、本発明によるロータは、モータを構成するロータのロータコアに開設されたスロットのうち、ロータコア中央側のスロット面もしくはこのスロット面に対向するステータ側のスロット面の少なくともいずれか一方に突起もしくは凹溝が形成され、前記スロットに収容される磁石に前記スロット面の突起もしくは凹溝と係合する磁石の凹溝もしくは突起が形成されており、スロットと磁石がそれぞれの凹溝と突起を係合させて係合部を形成し、この係合部にて磁石がロータ内で位置決め固定され、磁石の側方面とスロット面の間に該磁石の厚みを備えたフラックスバリアが形成されているものである。

　本発明のロータは、磁極を形成する永久磁石等の磁石が挿入されるスロットを構成するスロット面のうち、ロータコア中央側のスロット面もしくはこのスロット面に対向するステータ側のスロット面の少なくともいずれか一方に突起もしくは凹溝が形成され、このスロット内に挿入される磁石のうち、スロットに形成された突起もしくは凹溝に対応する位置にこれらのいずれかと係合する凹溝もしくは突起が形成され、双方の凹溝と突起が係合されて係合部を形成しているものである。

　このように、磁石とスロットが係合部で係合される構成としたことで、磁石の側方面とスロット面の間に該磁石の厚みを備えたフラックスバリアを形成することができる。これは、図８ｂで示すように、磁石に比して厚みの小さなフラックスバリア（樹脂Ｆ１，Ｆ２）を磁石側方に設けることで磁石の位置決め用のエッジＫ１、Ｋ２を形成していた従来のロータと異なり、このエッジを無くして磁石と同じ厚みをフラックスバリアの一部が具備することで、このフラックスバリアを通過しようとするステータ側からの磁束の流れを解消し、もって磁石のステータ側の隅角領域にこの磁束が集中するのを解消もしくは緩和することに繋がる。

　磁石のステータ側の隅角領域にステータ側からの磁束が集中するのが緩和されることで、この領域の反磁界も低減でき、必要保磁力を低減させることができる。

　なお、磁石とスロットの双方に形成される凹溝と突起は、平面視で矩形や正方形のほか、半楕円形、半円形などの滑らかな輪郭を有する形態などがあり、特に半楕円形等の滑らかな曲面からなる（したがって隅角を具備しない）凹溝および突起とすることで、双方を係合させながらスロット内に磁石を挿入する際に突起が破損するのを回避できる。

　また、フラックスバリアは、透磁率の低い樹脂や空気などから形成することができる。

　たとえばフラックスバリアが空気から形成される場合であっても、磁石はスロットに対して係合部を介して不動姿勢で位置決め固定されていることから、磁石がスロット内をスライドしたり、スロットから抜け落ちるといった問題も生じ得ない。

　さらに、スロットに挿入される磁石として焼結磁石を挙げることができ、この焼結磁石として、希土類磁石やフェライト磁石、アルニコ磁石等を包含する永久磁石を挙げることができる。この希土類磁石としては、ネオジムに鉄とボロンを加えた３成分系のネオジム磁石、サマリウムとコバルトとの２成分系の合金からなるサマリウムコバルト磁石、サマリウム鉄窒素磁石、プラセオジム磁石などを挙げることができる。中でも、高出力が要求されるハイブリッド車等の駆動用モータへこの焼結磁石を適用するに際しては、フェライト磁石やアルニコ磁石に比して最大エネルギー積（ＢＨ）_ｍａｘが高い希土類磁石が好ましい。

　この磁石に対して、部位ごとに要求される保磁力を具備するように使用量が調整されたジスプロシウム等が粒界拡散等によって含浸されて保磁力分布磁石が形成され、これがスロット内に挿入固定される。

　また、ロータに形成される磁極の形態として、２つの前記スロットが略Ｖの字配置で離間してロータコアに開設され、双方のスロットに前記磁石が位置決め固定され、フラックスバリアが形成されて１つの磁極を成している形態を挙げることができる。

　このＶの字配置の２つの磁石から１つの磁極が形成されることで、ステータ側から入ってきた磁束をロータ内でＶの字の磁石線形に沿ってスムースに流しながらより多くのリラクタンストルクを得ることができ、トルク性能に優れたモータを形成することができる。

　Ｖの字配置の２つの磁石ともに、それらに固有のスロットとの間で係合部を介してスロット内における位置決め固定がなされ、それらの両側に磁石の厚みを備えたフラックスバリアを有している。

　このフラックスバリアに関し、たとえばその一部の厚みを上記するように磁石と同じ厚みとすることに加えて、その幅、すなわち、磁石に接する箇所からロータコアまでのフラックスバリアの幅を磁石の厚み以上に設定しておくことで、磁石のステータ側の隅角領域のうち、Ｖの字の外側の隅角領域におけるステータからの磁束の集中をより効果的に緩和できることが本発明者等によって特定されている。

　また、略Ｖの字配置の２つの前記磁石はともに、それぞれの前記係合部が該磁石の中心位置よりも他方の磁石側に形成されているのが望ましい。

　本発明者等によれば、略Ｖの字配置の２つの磁石においては、そのステータ側でＶの字外側の隅角領域に最大反磁界が生じ易いことが特定されている。

　そこで、一方の磁石の係合部をその中心位置よりも他方の磁石側（Ｖの字内側）に形成しておくことで、ステータ側でＶの字外側の隅角領域の磁界分布を変化させ、反磁界の最大値を効果的に低減するとともに、反磁界の最大値を与える磁石部位を変化させることができる。

　さらに、本発明は前記ロータとステータからなるＩＰＭモータにも及ぶものである。

　本発明によるロータとこれを具備するＩＰＭモータは、ロータ内に配設される磁石の特に隅角領域にステータから入ってくる磁束が集中せず、したがって、この外部磁界に起因する磁石内の反磁界（の最大値）が低減される。そのため、要求される保磁力の最大値を低減できることからジスプロシウム等の使用量を低減することができ、ロータおよびモータの製造コストの削減を図ることを可能とする。

　以上の説明から理解できるように、本発明のロータとこれを具備するＩＰＭモータによれば、ロータに開設されたスロットとこれに挿入される磁石が双方の対応位置に形成された凹溝および突起からなる係合部を介して位置決め固定され、さらに、磁石の側方面とスロット面の間に形成されたフラックスバリアの一部が磁石の厚みを備えていることにより、磁石のステータ側の隅角領域に磁束が集中することが解消され、反磁界の低減とこれによる要求保磁力の低減、およびジスプロシウム等の使用量の低減による製造コストの削減を図ることができる。

本発明のＩＰＭモータを構成するロータおよびステータの一部を模擬した模式図である。（ａ）、（ｂ）ともに、ロータに開設されるスロットとこれに挿入される磁石の他の実施の形態を示した平面図である。（ａ）、（ｂ）、（ｃ）ともに、ロータに開設されるスロットとこれに挿入される磁石のさらに他の実施の形態を示した平面図である。磁場解析によって磁石内の反磁界を求めた結果を示す図であって、（ａ）は磁石およびスロットの比較例モデルを示す図であり、（ｂ）はその磁場解析による反磁界のコンター図である。磁場解析によって磁石内の反磁界を求めた結果を示す図であって、（ａ）は磁石およびスロットの実施例１モデルを示す図であり、（ｂ）はその磁場解析による反磁界のコンター図である。磁場解析によって磁石内の反磁界を求めた結果を示す図であって、（ａ）は磁石およびスロットの実施例２モデルを示す図であり、（ｂ）はその磁場解析による反磁界のコンター図である。磁場解析によって磁石内の反磁界を求めた結果を示す図であって、（ａ）は磁石およびスロットの実施例３モデルを示す図であり、（ｂ）はその磁場解析による反磁界のコンター図である。（ａ）は従来のＩＰＭモータを構成するステータとロータの一部を示した模式図であり、（ｂ）は（ａ）のｂ部を拡大した図であってステータからの磁束が磁石のステータ側の隅角領域に集中している状態を説明した図である。

　１…ロータ、１ａ…スロット、１ａ’、１ａ”…磁石側方のスロット、１ｂ、１ｂ’…突起、１ｃ…凹溝、２…ステータ、３…コイル、４，４Ａ，４Ｂ，４Ｃ，４Ｄ，４Ｅ…磁石（永久磁石）、４ａ、４ａ’…凹溝、４ｂ…突起、５，５Ａ，５Ｂ…係合部、６Ａ，６Ｂ…フラックスバリア（樹脂）

　以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。なお、図示例は２つの磁石が略Ｖの字状に配置されて１つの磁極を形成するものであるが、ロータの径方向に直交するように１つの磁石が配置されて１つの磁極を形成する形態であってもよい。

　図１は、本発明のＩＰＭモータを構成するロータおよびステータの一部を模擬した模式図である。

　電磁鋼板等の積層体からなるステータ２は、環状のヨークとこのヨークから径方向内側に突出するティースとから構成され、このティースの周りに不図示の絶縁ボビンを介してコイル３が形成され、ステータ２の内側には、同様に電磁鋼板等の積層体からなるロータ１がシャフトＳＦを中心に回転自在に配設されてＩＰＭモータが構成される。

　ロータ１には、２つの永久磁石４，４が平面視で略Ｖの字状に配置されて１つの磁極を形成するように、対応するスロット１ａ内に各永久磁石４が収容されている。

　ここで、スロット１ａのうち、ロータコア中央側のスロット面には突起１ｂが設けてあり、永久磁石４のうち、スロット１ａ内に収容された際にこの突起１ｂに対応する位置には突起１ｂと嵌め合いされる凹溝４ａが刻設されており、突起１ｂに凹溝４ａを嵌め合いしながら永久磁石４をスロット１ａ内に挿入することによって永久磁石４がスロット１ａ内に収容される。そして、永久磁石４が完全にスロット１ａ内に収容された姿勢において、凹溝４ａと突起１ｂが相互に係合してなる係合部５が形成され、永久磁石４はこの係合部５によってスロット１ａ内での位置決め固定が保証される。

　図１で示す凹溝４ａは、平面視矩形に形成されており、かつ、永久磁石４の長手方向の長さｒの中心位置に設けてある。

　さらに、それぞれの永久磁石４のうち、Ｖの字外側とＶの字内側の側方面とスロット面の間の空間である磁石側方のスロット１ａ’、１ａ”には、低透磁率の樹脂が充填されてなるフラックスバリア６Ａ，６Ｂが形成されている。

　これらフラックスバリア６Ａ，６Ｂは、側方からの漏れ磁束の低減や、永久磁石側方で磁気飽和を生じさせない等の理由から、相互に異なる平面形状を有するものであるが、いずれのフラックスバリア６Ａ，６Ｂも、その一部、より具体的には永久磁石４と接する領域にこの永久磁石４と同じ厚みｓ１を有する領域を備えている。

　従来のロータを説明する図８ｂと対比することで双方の違いが明りょうとなるが、図８ｂで示す永久磁石ＰＭの側方のフラックスバリアには、永久磁石ＰＭの厚みｔ１と同じ厚みを有する領域が存在しておらず、そのためにステータからの磁束Ｊが永久磁石ＰＭのステータ側の隅角領域に集中するものであった。

　これに対して、図１で示すスロットおよび永久磁石においては、磁石側方のスロット１ａ’、１ａ”が永久磁石４と同じ厚みｓ１を有する領域を備えていることで、ステータから入ってくる磁束がフラックスバリア６Ａ、６Ｂを通過しても最短でロータコアに到達することにならず、結果として、フラックスバリア６Ａ、６Ｂと永久磁石４の隅角領域を通過しようとする磁束の集中は解消される。

　そのため、永久磁石４が保磁力分布磁石である場合に、そのステータ側の隅角領域を過度に高い保磁力領域とする必要がなくなり、従来構造の保磁力分布磁石と比べてジスプロシウム等の使用量を低減することができる。

　なお、永久磁石４は希土類磁石やフェライト磁石、アルニコ磁石のいずれか一種からなり、この希土類磁石としては、ネオジムに鉄とボロンを加えた３成分系のネオジム磁石、サマリウムとコバルトとの２成分系の合金からなるサマリウムコバルト磁石、サマリウム鉄窒素磁石、プラセオジム磁石などのうちのいずれか一種からなる。

　また、フラックスバリアは樹脂以外にも、空気から形成されるものであってもよい。空気からなるフラックスバリアであっても、永久磁石４は係合部５を介してスロット１ａに位置決め固定されていることから、スロット内での位置ずれや抜け落ちなどは生じ得ない。

　図２，３は、ロータに開設されるスロットとこれに挿入される磁石の他の実施の形態を示した平面図である。

　図２ａで示す実施の形態は、２つの永久磁石４Ａともに、それらの中心位置よりもＶの字内側に凹溝４ａを具備し、この凹溝４ａにスロットの突起１ｂが係合して係合部５を形成したものである。

　また、図２ｂで示す実施の形態は、２つの永久磁石４Ｂともに、それらの中心位置よりもＶの字外側に凹溝４ａを具備し、この凹溝４ａにスロットの突起１ｂが係合して係合部５を形成したものである。

　また、図３ａで示す実施の形態は、２つの永久磁石４Ｃともに、永久磁石４Ｃのステータ側に凹溝４ａを具備し、スロットの突起１ｂがこの凹溝４ａに係合して係合部５を形成したものである。

　また、図３ｂで示す実施の形態は、２つの永久磁石４Ｄともに、それらの中心位置において平面視が略半楕円形で滑らかな曲線からなる凹溝４ａ’を具備し、この凹溝４ａに相補的形状のスロットの突起１ｂ’が係合して係合部５Ａを形成したものである。

　さらに、図３ｃで示す実施の形態は、２つの永久磁石４Ｅともに、それらの中心位置において平面視矩形の突起４ｂを具備し、この突起４ｂにスロットの凹溝１ｃが係合して係合部５Ｂを形成したものである。

　このように、永久磁石４とスロット１ａのいずれに凹溝もしくは突起を設けてもよく、また、それらのステータ側の側面もしくはロータコア中央側の側面のいずれに凹溝もしくは突起を設けてもよい。さらに、凹溝等の位置は、永久磁石４の中央位置、Ｖの字の外側位置、内側位置のいずれの位置であってもよい。

　[磁場解析とその結果]
　本発明者等は、従来構造のＶの字配置の永久磁石モデル（比較例）、本発明にかかるＶの字配置の永久磁石モデル（実施例１，２，３）をコンピュータ内でモデル化し、磁場解析をおこなって各永久磁石モデル内における反磁界を求めてそのコンター図を作成するとともに、各永久磁石モデルにおける最大反磁界の値と、実施例１，２，３の比較例に対する反磁界の減少量を求めた。

　各永久磁石モデルの形状に関し、比較例モデルは、図８ｂで示すように永久磁石の側方にエッジを有したものでスロットと永久磁石が係合部で係合していないものであり、実施例１，２，３の各モデルはいずれも、永久磁石の両側方のフラックスバリアが永久磁石の厚みと同じ厚みを有する領域を備え、永久磁石とスロットがロータコア中央側の係合部を介して係合しているものである。そして、実施例１は係合部が永久磁石の中央位置よりもＶの字外側にあるもの、実施例２は係合部が永久磁石の中央位置にあるもの、実施例３は係合部が永久磁石の中央位置よりもＶの字内側にあるものである。

　図４，５，６，７はそれぞれ、比較例、実施例１，２，３の各永久磁石モデルを各図ａで示し、各図ｂで解析結果であるその反磁界コンター図を示している。また、同図ｂ中の×印箇所が最大反磁界を与える箇所である。

　なお、磁石モデルに関しては、その平面視における厚みを０．５ｍｍ、長さを２．２ｍｍとしている。

　以下の表１には、比較例および実施例１，２，３の最大反磁界の値と実施例１，２，３の比較例に対する反磁界の減少量を示している。

　表１および図４～７より、比較例では、永久磁石のステータ側の両隅角領域で反磁界が大きく、特にＶの字外側の隅角領域において最大反磁界8.62kOeとなっている。

　これに対して、実施例１，２では、最大反磁界の値を7.12kOeまで低減でき、係合部が永久磁石のＶの字内側にある実施例３では、さらに7.10kOeまで低減できることが実証されている。

　また、比較例と各実施例のコンター図を比較すると、係合部を形成した箇所に反磁界が集中する傾向を示している。これは、永久磁石に凹溝を設けたことによってそのステータ側の側面から凹溝までの距離が永久磁石の他の部位の厚みよりも短くなるためにステータからの磁束が集中し易くなり、その結果として反磁界が大きくなったものである。

　このように、永久磁石とロータのスロットに形成された係合部は、反磁界を低減することのみならず、永久磁石内における反磁界分布を変化させるものであり、この反磁界分布に応じた分布保磁力を具備する永久磁石を製造することにより、ジスプロシウム等の使用量を可及的に低減しながら、所望の保磁力性能を備えた永久磁石を得ることができる。

　このことは、永久磁石の性能品質の保証とその製造コストの削減に繋がり、この永久磁石を具備するロータとこのロータを備えたＩＰＭモータの性能品質の保証と製造コストの低減に直結するものである。

　以上、本発明の実施の形態を図面を用いて詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲における設計変更等があっても、それらは本発明に含まれるものである。

Claims

　モータを構成するロータのロータコアに開設されたスロットのうち、ロータコア中央側のスロット面もしくはこのスロット面に対向するステータ側のスロット面の少なくともいずれか一方に突起もしくは凹溝が形成され、
　前記スロットに収容される磁石に前記スロット面の突起もしくは凹溝と係合する磁石の凹溝もしくは突起が形成されており、
　スロットと磁石がそれぞれの凹溝と突起を係合させて係合部を形成し、この係合部にて磁石がロータ内で位置決め固定され、
　磁石の側方面とスロット面の間に該磁石の厚みを備えたフラックスバリアが形成されているロータ。
　２つの前記スロットが略Ｖの字配置で離間してロータコアに開設され、双方のスロットに前記磁石が位置決め固定され、フラックスバリアが形成されて１つの磁極を成している請求項１に記載のロータ。
　略Ｖの字配置の２つの前記磁石はともに、それぞれの前記係合部が該磁石の中心位置よりも他方の磁石側に形成されている請求項２に記載のロータ。
　前記フラックスバリアが樹脂もしくは空気のいずれか一方からなる請求項１～３のいずれかに記載のロータ。
　請求項１～４のいずれかに記載のロータとステータからなるＩＰＭモータ。