(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2023056755
(43)【公開日】2023-04-20
(54)【発明の名称】永久磁石同期モータ
(51)【国際特許分類】
H02K 1/2753 20220101AFI20230413BHJP
【ＦＩ】
H02K1/2753
【審査請求】未請求
【請求項の数】7
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2021166155
(22)【出願日】2021-10-08
(71)【出願人】
【識別番号】000144027
【氏名又は名称】株式会社ミツバ
(74)【代理人】
【識別番号】110002871
【氏名又は名称】弁理士法人坂本国際特許商標事務所
(72)【発明者】
【氏名】田村 敏
(72)【発明者】
【氏名】須藤 健二
【テーマコード（参考）】
5H622
【Ｆターム（参考）】
5H622CA02
5H622CA05
5H622CA10
5H622CB05
5H622PP04
5H622PP19
(57)【要約】
【課題】永久磁石を安定して保持することができる永久磁石同期モータを提供する。
【解決手段】永久磁石の径方向内側に空隙が形成されたロータを有する永久磁石同期モータであって、永久磁石の外周面に当接する第１のホルダを備え、第１のホルダは、軸方向におけるロータの一方側において、回転軸の周囲に配置された第１の底面部と、第１の底面部から軸方向に延設され、永久磁石の外周面に当接する外側当接部と、外側当接部の先端に形成され、第１のホルダの軸方向における位置を規定する外側係合部と、を有する。
【選択図】 図１
【解決手段】永久磁石の径方向内側に空隙が形成されたロータを有する永久磁石同期モータであって、永久磁石の外周面に当接する第１のホルダを備え、第１のホルダは、軸方向におけるロータの一方側において、回転軸の周囲に配置された第１の底面部と、第１の底面部から軸方向に延設され、永久磁石の外周面に当接する外側当接部と、外側当接部の先端に形成され、第１のホルダの軸方向における位置を規定する外側係合部と、を有する。
【選択図】 図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
永久磁石の径方向内側に空隙が形成されたロータを有する永久磁石同期モータであって、
前記永久磁石の外周面に当接する第１のホルダを備え、
前記第１のホルダは、
軸方向における前記ロータの一方側において、回転軸の周囲に配置された第１の底面部と、
前記第１の底面部から前記軸方向に延設され、前記永久磁石の外周面に当接する外側当接部と、
前記外側当接部の先端に形成され、前記第１のホルダの前記軸方向における位置を規定する外側係合部と、
を有する、永久磁石同期モータ。
前記永久磁石の外周面に当接する第１のホルダを備え、
前記第１のホルダは、
軸方向における前記ロータの一方側において、回転軸の周囲に配置された第１の底面部と、
前記第１の底面部から前記軸方向に延設され、前記永久磁石の外周面に当接する外側当接部と、
前記外側当接部の先端に形成され、前記第１のホルダの前記軸方向における位置を規定する外側係合部と、
を有する、永久磁石同期モータ。
【請求項2】
前記永久磁石の内周面に当接する第２のホルダを備え、
前記第２のホルダは、
前記軸方向における前記ロータの他方側において、前記回転軸の周囲に配置された第２の底面部と、
前記底面部から前記空隙内で前記軸方向に延設され、前記永久磁石の内周面に当接する内側当接部と、
を有し、
前記第１のホルダの前記外側係合部は、前記第２の底面部に係合する、請求項１に記載の永久磁石同期モータ。
前記第２のホルダは、
前記軸方向における前記ロータの他方側において、前記回転軸の周囲に配置された第２の底面部と、
前記底面部から前記空隙内で前記軸方向に延設され、前記永久磁石の内周面に当接する内側当接部と、
を有し、
前記第１のホルダの前記外側係合部は、前記第２の底面部に係合する、請求項１に記載の永久磁石同期モータ。
【請求項3】
請求項２に記載の永久磁石同期モータにおいて、
前記第２のホルダは、
前記内側当接部の先端に形成され、前記第１のホルダと係合することにより、前記第２のホルダの前記軸方向における位置を規定する内側係合部を有し、
前記内側係合部は、前記第２の底面部に係合する、永久磁石同期モータ。
前記第２のホルダは、
前記内側当接部の先端に形成され、前記第１のホルダと係合することにより、前記第２のホルダの前記軸方向における位置を規定する内側係合部を有し、
前記内側係合部は、前記第２の底面部に係合する、永久磁石同期モータ。
【請求項4】
請求項２または請求項３に記載の永久磁石同期モータにおいて、
前記外側係合部は、前記第２の底面部に係合する外側係合爪として形成されている、永久磁石同期モータ。
前記外側係合部は、前記第２の底面部に係合する外側係合爪として形成されている、永久磁石同期モータ。
【請求項5】
請求項４に記載の永久磁石同期モータにおいて、
前記外側係合爪は、径方向外側に突出して形成されている、永久磁石同期モータ。
前記外側係合爪は、径方向外側に突出して形成されている、永久磁石同期モータ。
【請求項6】
請求項２～請求項５のいずれか１項に記載の永久磁石同期モータにおいて、
前記内側係合部は、前記第１の底面部に係合する内側係合爪として形成されている、永久磁石同期モータ。
前記内側係合部は、前記第１の底面部に係合する内側係合爪として形成されている、永久磁石同期モータ。
【請求項7】
請求項１または請求項２に記載の永久磁石同期モータにおいて、
前記第１のホルダは、
前記底面部から前記空隙内で前記軸方向に延設され、前記永久磁石の内周面に当接する補助当接部をさらに有する、永久磁石同期モータ。
前記第１のホルダは、
前記底面部から前記空隙内で前記軸方向に延設され、前記永久磁石の内周面に当接する補助当接部をさらに有する、永久磁石同期モータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、永久磁石同期モータに関し、とくに永久磁石を安定して保持することができる永久磁石同期モータに関する。
【背景技術】
【0002】
特許文献１には、ロータの永久磁石の内周側に非磁性体領域を設けた永久磁石同期モータが開示されている（例えば、図２参照）。回転子鉄心に形成された空隙を、このような非磁性体領域として用いることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開２０１５－１３０７９３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
しかし、ロータにおいて、永久磁石の内周側に空隙を設けた場合には、永久磁石の位置決めや固定が困難となり、永久磁石を安定して保持することが難しくなるという問題がある。
【0005】
本発明は、上記問題を解決すべくなされたもので、永久磁石を安定して保持することができる永久磁石同期モータを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0006】
上記問題を解決するために、本発明の一態様は、
永久磁石の径方向内側に空隙が形成されたロータを有する永久磁石同期モータであって、
前記永久磁石の外周面に当接する第１のホルダを備え、
前記第１のホルダは、
軸方向における前記ロータの一方側において、回転軸の周囲に配置された第１の底面部と、
前記第１の底面部から前記軸方向に延設され、前記永久磁石の外周面に当接する外側当接部と、
前記外側当接部の先端に形成され、前記第１のホルダの前記軸方向における位置を規定する外側係合部と、
を有する、永久磁石同期モータを提供する。
永久磁石の径方向内側に空隙が形成されたロータを有する永久磁石同期モータであって、
前記永久磁石の外周面に当接する第１のホルダを備え、
前記第１のホルダは、
軸方向における前記ロータの一方側において、回転軸の周囲に配置された第１の底面部と、
前記第１の底面部から前記軸方向に延設され、前記永久磁石の外周面に当接する外側当接部と、
前記外側当接部の先端に形成され、前記第１のホルダの前記軸方向における位置を規定する外側係合部と、
を有する、永久磁石同期モータを提供する。
【発明の効果】
【0007】
この発明によれば、永久磁石を安定して保持することができる。
【図面の簡単な説明】
【0008】
【図1】第１の実施形態の永久磁石同期モータの軸方向に直交する面における断面図である。
【図1A】第１の実施形態の永久磁石同期モータを構成するロータの軸方向に直交する面における断面図である。
【図1B】ロータの斜視図である。
【図1C】第１のホルダおよび第２のホルダを取り外した状態のロータの斜視図である。
【図1D】第１のホルダの斜視図である。
【図1E】第２のホルダの斜視図である。
【図1F】第１のホルダおよび第２のホルダの組み付け方法を示す斜視図である。
【図1G】第１のホルダおよび第２のホルダの組み付け方法を示す斜視図である。
【図2】第２の実施形態の永久磁石同期モータの軸方向に直交する面におけるロータの断面図である。
【図2A】第２の実施形態の永久磁石同期モータの軸方向に直交する面におけるロータの断面図である。
【図2B】第１のホルダの斜視図である。
【図2C】第２のホルダの斜視図である。
【図2D】第１のホルダおよび第２のホルダが組み付けられた状態を示す斜視図である。
【図2E】第１のホルダおよび第２のホルダが組み付けられた状態を示す斜視図である。
【図3】第３の実施形態の永久磁石同期モータの軸方向に直交する面におけるロータの断面図である。
【図3A】第１のホルダの斜視図である。
【図3B】第２のホルダの斜視図である。
【図3C】第１のホルダおよび第２のホルダが組み付けられた状態を示す斜視図である。
【図4】第４の実施形態の永久磁石同期モータの軸方向に直交する面におけるロータの断面図である。
【図4A】第４の実施形態の永久磁石同期モータの軸方向に直交する面におけるロータの断面図である。
【図4B】第１のホルダの斜視図である。
【図4C】第２のホルダの斜視図である。
【図4D】第１のホルダおよび第２のホルダが組み付けられた状態を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【0009】
以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
【0010】
（第１の実施形態）
図１は、第１の実施形態の永久磁石同期モータの軸方向に直交する面における断面図、図１Ａは、第１の実施形態の永久磁石同期モータを構成するロータの軸方向に直交する面における断面図、図１Ｂは、ロータの斜視図、図１Ｃは、第１のホルダおよび第２のホルダを取り外した状態のロータの斜視図、図１Ｄは、第１のホルダの斜視図、図１Ｅは、第２のホルダの斜視図、図１Ｆおよび図１Ｇは、第１のホルダおよび第２のホルダの組み付け方法を示す斜視図である。なお、図１Ｇでは、説明の便宜のため、一部の要素の図示を省略している。
図１は、第１の実施形態の永久磁石同期モータの軸方向に直交する面における断面図、図１Ａは、第１の実施形態の永久磁石同期モータを構成するロータの軸方向に直交する面における断面図、図１Ｂは、ロータの斜視図、図１Ｃは、第１のホルダおよび第２のホルダを取り外した状態のロータの斜視図、図１Ｄは、第１のホルダの斜視図、図１Ｅは、第２のホルダの斜視図、図１Ｆおよび図１Ｇは、第１のホルダおよび第２のホルダの組み付け方法を示す斜視図である。なお、図１Ｇでは、説明の便宜のため、一部の要素の図示を省略している。
【0011】
図１に示すように、本実施例の永久磁石同期モータは、略円筒形状のステータ１０と、ステータ１０の内部において回転軸２１（図１）を中心として回転可能に収容されるロータ２０と、を備える。なお、図１において、ロータ２０の構造の図示を省略している。また、以下の記載において、回転軸２１を基準として軸方向、周方向、径方向、内周および外周を規定している。また、回転軸２１に近い側を「内側」とし、回転軸２１から離れた側を「外側」と規定している。
【0012】
図１に示すように、ステータ１０は、複数の突極１２が形成されたステータコア１１と、突極１２にそれぞれ巻き回される複数のコイル１３と、を備える。突極１２は、径方向内側に向けて突出し、軸方向に延設されるとともに、周方向に一定間隔で配置されている。ステータコア１１は、例えば、複数枚の電磁鋼板を軸方向に積層して構成されている。
【0013】
【0014】
ロータコア２３は、回転軸２１まわりの内周部位２３ａと、内周部位２３ａから径方向外側に延設される複数（本実施形態では６個）の径方向部位２６と、複数の径方向部位２６のそれぞれの径方向外側端部から周方向両側に延設される周方向部位２３ｂとを含む。永久磁石２２は、周方向で隣り合う周方向部位２３ｂの間に配置される。
【0015】
複数（本実施形態では６個）の永久磁石２２は、ロータ２０の外周面に沿って軸方向に延設されるとともに、周方向に一定間隔で配置されている。永久磁石２２のそれぞれは、周方向に着磁されるとともに、着磁方向が交互に反転するように配置されている。すなわち、図１Ａに示すように、周方向に互いに隣接する永久磁石２２は、Ｎ極又はＳ極どうしが周方向に互いに対向した向きに配置されている。周方向に互いに隣接する永久磁石２２の周方向における中間、すなわち径方向部位２６の中心を通る径方向にｄ軸が形成される。
【0016】
永久磁石２２は、その周方向端部を周方向部位２３ｂの周方向端部に接着することにより、ロータコア２３に対して位置決めされる。永久磁石２２には、磁力と接着力が作用し、ロータコア２３に対して固定される。
【0017】
ロータコア２３の内周部位２３ａと複数の永久磁石２２の内周面との間には、複数の永久磁石２２のそれぞれに対応して設けられた複数（本実施形態では６個）の空隙２５が形成され、複数の空隙２５のそれぞれは、複数の永久磁石２２のそれぞれよりも内側において複数の永久磁石２２のそれぞれと隣接して周方向に延設されている。空隙２５は非磁性領域として機能し、永久磁石２２のそれぞれの磁束を永久磁石２２のそれぞれの内側において短絡する経路となる複数（図１Ａでは６個）の漏れ磁束路２４（図１Ａの点線）が形成される。漏れ磁束路２４および空隙２５は、いずれも軸方向に延設されている。漏れ磁束路２４の形状は、空隙２５の形状に応じて規定され、漏れ磁束路２４は空隙２５を取り囲むように形成される。図１Ａに示すように、径方向部位２６および周方向部位２３ｂは、それぞれ漏れ磁束路２４の一部を構成する。
【0018】
なお、図１Ａにおいて、漏れ磁束路２４を２つのみ図示しているが、永久磁石２２のそれぞれに対応して、他の漏れ磁束路２４は空隙２５を取り囲むような形状に同様に形成される。
【0019】
図１Ａに示すように、空隙２５のそれぞれは、永久磁石２２のそれぞれに対して、周方向両側で対称に設けられている。また、図１Ａに示すように、非磁性領域２５の周方向における長さは、永久磁石２２の周方向における長さよりも大きい。
【0020】
本実施形態の永久磁石同期モータでは、空隙２５を形成することにより、ｄ軸電流により漏れ磁束路２４への漏れ磁束を広範囲で制御できる。すなわち、漏れ磁束の可変磁束幅を増大させることができる。とくに、無通電時を含め、ｄ軸電流がゼロの場合、又は小さい場合には、永久磁石２２の磁束の大部分が漏れ磁束路２４への漏れ磁束となる。このため、鎖交磁束の強度を極めて小さくすることができる。また、永久磁石２２の磁束を強める方向のｄ軸電流を流すことにより、漏れ磁束路２４への漏れ磁束に対する鎖交磁束の強度の割合を極めて大きくすることができる。
【0021】
このように、本実施形態の永久磁石同期モータでは、ｄ軸電流を介して、漏れ磁束路２４への漏れ磁束および鎖交磁束の割合を広範囲かつ柔軟に制御することができる。したがって、低速時の制御性の向上、高速領域の拡大、高速領域における高効率化などを図ることができる。
【0022】
図１Ａ、図１Ｂ、図１Ｄ～図１Ｇに示すように、ロータ２０は、さらに、永久磁石２２の外周面に当接する第１のホルダ３０と、永久磁石２２の内周面に当接する第２のホルダ４０と、を備える。第１のホルダ３０および第２のホルダ４０は、永久磁石２２がロータコア２３から脱落しないように、永久磁石２２を所定の位置に安定して保持する機能を有する。
【0023】
本実施形態では、永久磁石２２の内側に空隙２５が形成されているため、永久磁石２２を安定して保持することが困難となりがちである。すなわち、上記のように、永久磁石２２は、その周方向端部を周方向部位２３ｂの周方向端部に接着することにより、ロータコア２３に対して固定される。しかし、ロータ２０の回転により、永久磁石２２には、遠心力や振動に基づく力などの径方向の力が発生するうえ、永久磁石２２とロータコア２３とが、径方向に互いに直接、当接する部位が存在しない。したがって、永久磁石２２を所定の位置に固定することが困難となり、永久磁石２２がロータコア２０から脱落するおそれも生ずる。このため、本実施形態では、第１のホルダ３０および第２のホルダ４０によって永久磁石２２を外側および内側から保持することで、永久磁石２２を所定の位置に固定し、永久磁石２２がロータコア２３から脱落することを防止している。
【0024】
第１のホルダ３０および第２のホルダ４０は、非磁性材料、例えば樹脂により構成される。後述する他の実施形態においても同様である。
【0025】
図１Ａ、図１Ｂ、図１Ｄ、図１Ｆ～図１Ｇに示すように、第１のホルダ３０は、軸方向における一方側（図１Ｂにおいて上方側）において、回転軸２１の周囲に配置された第１の底面部３１と、第１の底面部３１から軸方向に延設され、永久磁石２２の外周面に当接する複数（本実施形態では６個）の外側当接部３２と、それぞれの外側当接部３２の先端（図１Ｂにおいて下端）に形成され、第１のホルダ３０の軸方向における位置を規定する外側係合爪３３（外部係合部の一例）と、を有する。外側当接部３２は、永久磁石２２に対応して周方向に配列されている。外側当接部３２の断面形状（軸方向に直交する面における断面形状）は、径方向の厚みが一定で、周方向に沿って延びる形状を有する。また、外側係合爪３３は、外側当接部３２の内周面よりも内側に突出する形状に形成されている。
【0026】
さらに、第１の底面部３１には、回転軸２１を軸方向に貫通させる貫通孔３１ａと、周方向に並んで配置された複数（本実施形態では６個）の貫通孔３１ｂが形成されている。なお、第１のホルダ３０を、貫通孔３１ａを介して回転軸２１に嵌合させるように設計してもよい。この場合には、第１のホルダ３０をロータ２０に対してより強固に固定することが可能となり、第１のホルダ３０とともに第２のホルダ４０の位置決め精度を高めることができる。
【0027】
図１Ａ、図１Ｂ、図１Ｅ、図１Ｆ～図１Ｇに示すように、第２のホルダ４０は、軸方向における他方側（図１Ｂにおいて下方側）において、回転軸２１の周囲に配置された円環状の第２の底面部４１と、第２の底面部４１から空隙２５内で軸方向に延設され、永久磁石２２の内周面に当接する複数（本実施形態では１２個）の内側当接部４２と、それぞれの内側当接部４２の先端（図１Ｂにおいて上端）に形成され、第１のホルダ３０の第１の底面部３１と係合することにより、第２のホルダ４０の軸方向における位置を規定する内側係合爪４３（内部係合部の一例）と、を有する。内側当接部４２は、永久磁石２２に対応して周方向に配列されている。内側係合爪４３は、内側当接部４２の外周面よりも外側に突出する形状に形成されている。
【0028】
図１Ｆおよび図１Ｇに示すように、第１のホルダ３０は、軸方向に図１Ｇおよび図１Ｆの上方向から下方向にスライドさせることで組み付けられる。また、第２のホルダ４０は、軸方向に図１Ｆおよび図１Ｇの上方向から下方向にスライドさせることで組み付けられる。
【0029】
第１のホルダ３０および第２のホルダ４０を相対的にスライドさせると、第１のホルダ３０の外側係合爪３３が、永久磁石２２の外周面または第２のホルダ４０の第２の底面部４１の外周端に押し当てられることにより、外側当接部３２が外側に押し広げられるように僅かに弾性変形する。さらに第１のホルダ３０および第２のホルダ４０を相対的にスライドさせると、最終的に、弾性変形した外側当接部３２の復元力により、外側係合爪３３が第２のホルダ４０の第２の底面部４１の底面（図１Ｇおよび図１Ｆにおける下端面）に係合する状態になる。このとき、外側当接部３２の復元力により内側に移動した外側当接部３２の内周面が、永久磁石２２の外周面に当接し、永久磁石２２を外側から支持する。
【0030】
また、第１のホルダ３０および第２のホルダ４０を相対的にスライドさせると、第２のホルダ４０の内側係合爪４３が、永久磁石２２の内周面、周方向部位２３ｂの内周面、または第１のホルダ３０の第１の底面部３１に形成された貫通孔３１ｂの外周端に押し当てられることにより、内側当接部４２が内側に押し曲げられるように僅かに弾性変形する。さらに第１のホルダ３０および第２のホルダ４０を相対的にスライドさせると、内側当接部４２の復元力により、最終的に、内側係合爪４３が第１のホルダ３０の第１の底面部３１の底面（図１Ｇおよび図１Ｆにおける上端面）に係合する状態になる。このとき、内側当接部４２の復元力により外側に移動した内側当接部４２の外周面が、永久磁石２２の内周面に当接し、永久磁石２２を内側から支持する。
【0031】
本実施形態では、外側係合部および内側係合部を、それぞれ外側係合爪３３および内側係合爪４３として形成している。このため、外側当接部３２および内側当接部４２の弾性変形を利用することにより、第１のホルダ３０および第２のホルダ４０を容易に組み付けることができる。
【0032】
また、外側係合爪３３が第２のホルダ４０の第２の底面部４１の底面に係合し、内側係合爪４３が第１のホルダ３０の第１の底面部３１の底面に係合することにより、互いに軸方向への分離が阻まれた状態で、第１のホルダ３０と、第２のホルダ４０が軸方向で固定される。さらに、永久磁石２２は、径方向外側と径方向内側から第１のホルダ３０および第２のホルダ４０から挟まれた状態で保持される。回転軸２１は、第１のホルダ３０の第１の底面部３１に形成された貫通孔３１ａ（図１Ｄ）を貫通する。
【0033】
このように、本実施形態では、永久磁石２２が第１のホルダ３０と第２のホルダ４０により、径方向で挟み込まれるように保持されるため、永久磁石２２を安定して保持することができ、永久磁石２２がロータコア２３から脱落することを防止できる。
【0034】
図１Ａに示すように、本実施形態では、第１のホルダ３０の外側当接部３２が、永久磁石２２の周方向中央部を外側から当接して支持するとともに、第２のホルダ４０の一対の内側当接部４２が、永久磁石２２の周方向端部の２箇所を内側から当接して支持する。このため、第１のホルダ３０と第２のホルダ４０により、永久磁石２２を安定して保持できる。
【0035】
（第２の実施形態）
図２および図２Ａは、第２の実施形態の永久磁石同期モータの軸方向に直交する面におけるロータの断面図、図２Ｂは、第１のホルダの斜視図、図２Ｃは、第２のホルダの斜視図、図２Ｄおよび２Ｅは、第１のホルダおよび第２のホルダが組み付けられた状態を示す斜視図である。なお、説明の便宜のため、図２Ｄおよび図２Ｅでは、一部の要素の図示を省略している。
図２および図２Ａは、第２の実施形態の永久磁石同期モータの軸方向に直交する面におけるロータの断面図、図２Ｂは、第１のホルダの斜視図、図２Ｃは、第２のホルダの斜視図、図２Ｄおよび２Ｅは、第１のホルダおよび第２のホルダが組み付けられた状態を示す斜視図である。なお、説明の便宜のため、図２Ｄおよび図２Ｅでは、一部の要素の図示を省略している。
【0036】
以下、第２の実施形態について、第１の実施形態との相違点を説明する。
【0037】
本実施形態の永久磁石同期モータは、第１の実施形態における第１のホルダ３０および第２のホルダ４０に代えて、第１のホルダ１３０および第２のホルダ１４０を備える。
【0038】
図２～図２Ｂ、図２Ｄ、図２Ｅに示すように、第１のホルダ１３０は、軸方向における一方側（図２Ｂにおいて上方側）において、回転軸２１の周囲に配置された第１の底面部１３１と、第１の底面部１３１から軸方向に延設され、永久磁石２２の外周面に当接する複数（本実施形態では６個）の外側当接部１３２と、それぞれの外側当接部１３２の先端（図２Ｂにおいて下端）に形成され、第１のホルダ１３０の軸方向における位置を規定する外側係合爪１３３（外部係合部の一例）と、を有する。外側当接部１３２および外側係合爪１３３は、第１の実施形態における外側当接部３２および外側係合爪３３よりも周方向において幅広に形成されている。また、外側係合爪１３３は、第１の実施形態における外側係合爪３３とは異なり、外側当接部１３２の外周面よりも外側に向けて突出した形状に形成されている。さらに、第１の底面部１３１には、回転軸２１を軸方向に貫通させる貫通孔１３１ａが形成されている。なお、第１のホルダ１３０を、貫通孔１３１ａを介して回転軸２１に嵌合させるように設計してもよい。この場合には、第１のホルダ１３０をロータ２０に対してより強固に固定することが可能となり、第１のホルダ１３０とともに第２のホルダ１４０の位置決め精度を高めることができる。
【0039】
また、第１のホルダ１３０は、第１の底面部１３１から軸方向に延設され、永久磁石２２の内周面に当接する複数（本実施形態では１２個）の円柱形状の補助当接部１３５を有する（図２Ａ、図２Ｂ、図２Ｅ）。なお、図２Ａは、補助当接部１３５が形成された領域における断面を示している。
【0040】
図２、図２Ｃ～図２Ｅに示すように、第２のホルダ１４０は、軸方向における他方側（図２Ｃにおいて下方側）において、回転軸２１の周囲に配置された円環状の第２の底面部１４１と、第２の底面部１４１から空隙２５内で軸方向に延設され、永久磁石２２の内周面に当接する複数（本実施形態では１２個）の内側当接部１４２と、を有する。また、第２の底面部１４１には、第１のホルダ１３０の外側当接部１３２を軸方向に貫通させる貫通孔１４１ａが形成されている。なお、図２は、内側当接部１４２が形成された領域における断面を示している。
【0041】
図２Ｂおよび図２Ｅに示すように、第１のホルダ１３０の補助当接部１３５の軸方向の長さは、外側当接部１３２の軸方向の長さよりも小さい。すなわち、補助当接部１３５の先端は、第２の底面部１４１に届かない位置にある。また、第２のホルダ１４０の内側当接部１４２の軸方向の長さは、第１の実施形態における内側当接部４２の軸方向の長さよりも小さく、内側当接部１４２の先端は、補助当接部１３５に届かない位置にある。
【0042】
本実施形態では、内側当接部１４２の先端には、第１の実施形態における内側係合爪４３に相当する係合爪が形成されておらず、内側当接部１４２の先端が他の部材に接触していない。しかし、軸方向における内側当接部１４２の長さが小さくされているため、内側当接部１４２の変形が抑制され、永久磁石２２を周方向端部の２箇所（図２参照）において内側から十分な力で支持することができる。また、軸方向において内側当接部１４２が届かない領域には、補助当接部１３５が設けられている。このため、この領域では補助当接部１３５が永久磁石２２を周方向端部の２箇所（図２Ａ参照）において内側から十分な力で支持することができる。
【0043】
さらに、本実施形態では、外側係合爪１３３が径方向外側に向けて突出する形状とされ、外側当接部１３２が第２の底面部１４１に形成された貫通孔１４１ａを貫通する状態で、外側係合爪１３３が第２の底面部１４１に係合する。このため、外側当接部１３２の先端部の位置（径方向の位置）が貫通孔１４１ａにより規制され、外側当接部１３２が外側に折れ曲がるように変形することが抑制される。したがって、永久磁石２２に当接する外側当接部１３２によって、永久磁石２２が周方向の広い範囲にわたり外側から強固に支持される（図２、図２Ａ参照）。例えば、ロータ２０の回転時において比較的大きい遠心力が永久磁石２２や外側当接部１３２に作用しても、外側係合爪１３３と第２の底面部１４１の係合が外れるおそれが無く、永久磁石２２が外側から確実に支持される。
【0044】
なお、第１のホルダ１３０を、貫通孔１３１ａを介して回転軸２１に嵌合させるように設計してもよい。この場合には、第１のホルダ１３０をロータ２０に対してより強固に固定することが可能となり、第１のホルダ１３０とともに第２のホルダ１４０の位置決め精度を高めることができる。
【0045】
（第３の実施形態）
図３は、第３の実施形態の永久磁石同期モータの軸方向に直交する面におけるロータの断面図、図３Ａは、第１のホルダの斜視図、図３Ｂは、第２のホルダの斜視図、図３Ｃは、第１のホルダおよび第２のホルダが組み付けられた状態を示す斜視図である。なお、説明の便宜のため、図３Ｃでは、第１のホルダおよび第２のホルダのみを図示している。
図３は、第３の実施形態の永久磁石同期モータの軸方向に直交する面におけるロータの断面図、図３Ａは、第１のホルダの斜視図、図３Ｂは、第２のホルダの斜視図、図３Ｃは、第１のホルダおよび第２のホルダが組み付けられた状態を示す斜視図である。なお、説明の便宜のため、図３Ｃでは、第１のホルダおよび第２のホルダのみを図示している。
【0046】
以下、第３の実施形態について、第１の実施形態との相違点を説明する。
【0047】
本実施形態の永久磁石同期モータは、第１のホルダ２３０および第２のホルダ２４０を備える。
【0048】
図３～図３Ａ、図３Ｃに示すように、第１のホルダ２３０は、軸方向における一方側（図３Ａにおいて上方側）において、回転軸２１の周囲に配置された第１の底面部２３１と、第１の底面部２３１から軸方向に延設され、永久磁石２２の外周面に当接する複数（本実施形態では１２個）の外側当接部２３２と、それぞれの外側当接部２３２の先端（図３Ａにおいて下端）に形成され、第１のホルダ２３０の軸方向における位置を規定する外側係合爪２３３（外部係合部の一例）と、を有する。外側係合爪２３３は、外側当接部２３２の内周面よりも内側に向けて突出した形状に形成されている。また、第１の底面部２３１には、回転軸２１を軸方向に貫通させる貫通孔２３１ａと、周方向に配列した複数（本実施形態では６個）の貫通孔２３１ｂと、が形成されている。なお、第１のホルダ２３０を、貫通孔２３１ａを介して回転軸２１に嵌合させるように設計してもよい。この場合には、第１のホルダ２３０をロータ２０に対してより強固に固定することが可能となり、第１のホルダ２３０とともに第２のホルダ２４０の位置決め精度を高めることができる。
【0049】
図３、図３Ｂ、図３Ｃに示すように、第２のホルダ２４０は、軸方向における他方側（図３Ｂにおいて下方側）において、回転軸２１の周囲に配置された円環状の第２の底面部２４１と、第２の底面部２４１から空隙２５内で軸方向に延設され、永久磁石２２の内周面に当接する複数（本実施形態では６個）の内側当接部２４２と、内側当接部２４２の先端（図３Ｂにおける上端）に形成された内側係合爪２４３（内部係合部の一例）と、を有する。
【0050】
本実施形態においても、第１の実施形態と同様、外側係合爪２３３が第２のホルダ２４０の第２の底面部２４１の底面（図３Ｃにおける下端面）に係合する状態になる。これにより、外側当接部２３２の内周面が、永久磁石２２の外周面に当接し、永久磁石２２を外側から支持する。また、内側係合爪２４３が第１のホルダ２３０の第１の底面部２３１の底面（図３Ｃにおける上端面）に係合する。これにより、内側当接部２４２の外周面が、永久磁石２２の内周面に当接し、永久磁石２２を内側から支持する。
【0051】
なお、内側当接部２４２の径方向の厚みを空隙２５と実質的に同一としてもよい。この場合、内側当接部２４２の内周面がロータコア２３に当接するので、内側当接部２４２によって、より強固に永久磁石２２を内側から支持することができる。
【0052】
また、外側係合爪２３３が第２のホルダ２４０の第２の底面部２４１の底面に係合し、内側係合爪２４３が第１のホルダ２３０の第１の底面部２３１の底面に係合することにより、互いに軸方向への分離が阻まれた状態で、第１のホルダ２３０と、第２のホルダ２４０が軸方向で固定される。さらに、永久磁石２２は、径方向外側と径方向内側から第１のホルダ２３０および第２のホルダ２４０から挟まれた状態で保持される。このとき、回転軸２１は、第１のホルダ２３０の第１の底面部２３１に形成された貫通孔２３１ａ（図３Ｃ）を貫通する。
【0053】
本実施形態では、第１のホルダ２３０の一対の外側当接部２３２が、永久磁石２２の周方向端部の２箇所を外側から当接して支持するとともに、第２のホルダ２４０の内側当接部２４２が、永久磁石２２の中央部を内側から当接して支持する。このため、第１のホルダ２３０と第２のホルダ２４０により、永久磁石２２を安定して保持できる。
【0054】
（第４の実施形態）
図４および図４Ａは、第４の実施形態の永久磁石同期モータの軸方向に直交する面におけるロータの断面図、図４Ｂは、第１のホルダの斜視図、図４Ｃは、第２のホルダの斜視図、図４Ｄは、第１のホルダおよび第２のホルダが組み付けられた状態を示す斜視図である。なお、説明の便宜のため、図４Ｄでは、第１のホルダおよび第２のホルダのみを図示している。
図４および図４Ａは、第４の実施形態の永久磁石同期モータの軸方向に直交する面におけるロータの断面図、図４Ｂは、第１のホルダの斜視図、図４Ｃは、第２のホルダの斜視図、図４Ｄは、第１のホルダおよび第２のホルダが組み付けられた状態を示す斜視図である。なお、説明の便宜のため、図４Ｄでは、第１のホルダおよび第２のホルダのみを図示している。
【0055】
以下、第４の実施形態について、第１の実施形態との相違点を説明する。
【0056】
本実施形態の永久磁石同期モータは、第１のホルダ３３０および第２のホルダ３４０を備える。
【0057】
図４～図４Ｂ、図４Ｄに示すように、第１のホルダ３３０は、軸方向における一方側（図４Ｂにおいて上方側）において、回転軸２１の周囲に配置された第１の底面部３３１と、第１の底面部３３１から軸方向に延設され、永久磁石２２の外周面に当接する複数（本実施形態では１２個）の外側当接部３３２と、それぞれの外側当接部３３２の先端（図４Ｂにおいて下端）に形成され、第１のホルダ３３０の軸方向における位置を規定する外側係合爪３３３（外部係合部の一例）と、を有する。外側係合爪３３３は、外側当接部３３２の外周面よりも外側に向けて突出した形状に形成されている。さらに、第１の底面部３３１には、回転軸２１を軸方向に貫通させる貫通孔３３１ａが形成されている。
【0058】
また、第１のホルダ３３０は、第１の底面部３３１から軸方向に延設され、永久磁石２２の内周面に当接する複数（本実施形態では６個）の円柱形状の補助当接部３３５を有する（図４Ａ、図４Ｂ、図４Ｄ）。補助当接部３３５は、永久磁石２２に対応して周方向に配列されている。なお、図４Ａは、補助当接部３３５が形成された領域における断面を示している。
【0059】
図４、図４Ｃ、図４Ｄに示すように、第２のホルダ３４０は、軸方向における他方側（図４Ｃにおいて下方側）において、回転軸２１の周囲に配置された円環状の第２の底面部３４１と、第２の底面部３４１から空隙２５内で軸方向に延設され、永久磁石２２の内周面に当接する複数（本実施形態では６個）の内側当接部３４２と、を有する。また、第２の底面部３４１には、第１のホルダ３３０の外側当接部３３２を軸方向に貫通させる複数（本実施形態では６個）の貫通孔３４１ａが形成されている。なお、図４は、内側当接部３４２が形成された領域における断面を示している。
【0060】
図４Ｂおよび図４Ｄに示すように、第１のホルダ３３０の補助当接部３３５の軸方向の長さは、外側当接部３３２の軸方向の長さよりも小さい。すなわち、補助当接部３３５の先端は、第２の底面部３４１に届かない位置にある。また、第２のホルダ３４０の内側当接部３４２の軸方向の長さは、第１の実施形態における内側当接部４２の軸方向の長さよりも小さく、内側当接部３４２の先端は、補助当接部３３５に届かない位置にある。
【0061】
本実施形態では、内側当接部３４２の先端には、第１の実施形態における内側係合爪４３に相当する係合爪が形成されておらず、内側当接部３４２の先端が他の部材に接触していない。しかし、軸方向における内側当接部３４２の長さが小さくされているため、内側当接部３４２の変形が抑制され、永久磁石２２を周方向端部の中央部（図４参照）において内側から十分な力で支持することができる。
【0062】
なお、内側当接部３４２の径方向の厚みを空隙２５と実質的に同一としてもよい。この場合、内側当接部３４２の内周面がロータコア２３に当接するので、内側当接部３４２によって、より強固に永久磁石２２を内側から支持することができる。
【0063】
また、軸方向において内側当接部３４２が届かない領域には、補助当接部３３５が設けられている。このため、この領域では補助当接部３３５が永久磁石２２を周方向端部の中央部（図４Ａ参照）において内側から十分な力で支持することができる。
【0064】
なお、補助当接部３３５の径方向の厚み（直径）を空隙２５と実質的に同一としてもよい。この場合、補助当接部３３５の内周端がロータコア２３に当接するので、補助当接部３３５によって、より強固に永久磁石２２を内側から支持することができる。
【0065】
さらに、本実施形態では、外側係合爪３３３が径方向外側に向けて突出する形状とされ、外側当接部３３２が第２の底面部３４１に形成された貫通孔３４１ａを貫通する状態で、外側係合爪３３３が第２の底面部３４１に係合する。このため、外側当接部３３２の先端部の位置（径方向の位置）が貫通孔３４１ａにより規制され、外側当接部３３２が外側に折れ曲がるように変形することが抑制される。したがって、永久磁石２２に当接する外側当接部３３２によって、永久磁石２２が周方向端部の２箇所において外側から強固に支持される（図４、図４Ａ参照）。例えば、ロータ２０の回転時において比較的大きい遠心力が永久磁石２２や外側当接部３３２に作用しても、外側係合爪３３３と第２の底面部３４１の係合が外れるおそれが無く、永久磁石２２が外側から確実に支持される。
【0066】
なお、第１のホルダ３３０を、貫通孔３３１ａを介して回転軸２１に嵌合させるように設計してもよい。この場合には、第１のホルダ３３０をロータ２０に対してより強固に固定することが可能となり、第１のホルダ３３０とともに第２のホルダ３４０の位置決め精度を高めることができる。
【0067】
上記各実施形態では、外側係合部および内側係合部として外側係合爪および内側係合爪をそれぞれ例示しているが、外側係合部および内側係合部の形状は任意である。例えば、突起と当該突起が収容される凹部との組み合わせにより、係合状態を得るようにしてもよい。
【0068】
なお、以上の本発明の実施例に関し、更に以下の付記を開示する。
【0069】
（付記１）
永久磁石（２２）の径方向内側に空隙（２５）が形成されたロータ（２０）を有する永久磁石同期モータであって、
前記永久磁石の外周面に当接する第１のホルダ（３０、１３０、２３０、３３０）を備え、
前記第１のホルダは、
軸方向における前記ロータの一方側において、回転軸（２１）の周囲に配置された第１の底面部（３１、１３１、２３１、３３１）と、
前記第１の底面部から前記軸方向に延設され、前記永久磁石の外周面に当接する外側当接部（３２、１３２、２３２、３３２）と、
前記外側当接部の先端に形成され、前記第１のホルダの前記軸方向における位置を規定する外側係合部（３３、１３３、２３３、３３３）と、
を有する、永久磁石同期モータ。
永久磁石（２２）の径方向内側に空隙（２５）が形成されたロータ（２０）を有する永久磁石同期モータであって、
前記永久磁石の外周面に当接する第１のホルダ（３０、１３０、２３０、３３０）を備え、
前記第１のホルダは、
軸方向における前記ロータの一方側において、回転軸（２１）の周囲に配置された第１の底面部（３１、１３１、２３１、３３１）と、
前記第１の底面部から前記軸方向に延設され、前記永久磁石の外周面に当接する外側当接部（３２、１３２、２３２、３３２）と、
前記外側当接部の先端に形成され、前記第１のホルダの前記軸方向における位置を規定する外側係合部（３３、１３３、２３３、３３３）と、
を有する、永久磁石同期モータ。
【0070】
付記１の構成によれば、永久磁石の外周面に当接する外側当接部を設けているので、永久磁石の位置を外側当接部により規定することができる。とくに、径方向外側から外側当接部により永久磁石が支持されるので、モータの回転時における遠心力等により、永久磁石が外側へ移動し、あるいは脱落することを効果的に防止できる。また、外側係合部を設けているので、第１のホルダの軸方向における位置が規定される。
【0071】
（付記２）
前記永久磁石の内周面に当接する第２のホルダ（４０、１４０、２４０、３４０）を備え、
前記第２のホルダは、
前記軸方向における前記ロータの他方側において、前記回転軸の周囲に配置された第２の底面部（４１、１４１、２４１、３４１）と、
前記底面部から前記空隙内で前記軸方向に延設され、前記永久磁石の内周面に当接する内側当接部（４２、１４２、２４２、３４２）と、
を有し、
前記第１のホルダの前記外側係合部は、前記第２の底面部に係合する、付記１に記載の永久磁石同期モータ。
前記永久磁石の内周面に当接する第２のホルダ（４０、１４０、２４０、３４０）を備え、
前記第２のホルダは、
前記軸方向における前記ロータの他方側において、前記回転軸の周囲に配置された第２の底面部（４１、１４１、２４１、３４１）と、
前記底面部から前記空隙内で前記軸方向に延設され、前記永久磁石の内周面に当接する内側当接部（４２、１４２、２４２、３４２）と、
を有し、
前記第１のホルダの前記外側係合部は、前記第２の底面部に係合する、付記１に記載の永久磁石同期モータ。
【0072】
付記２の構成によれば、永久磁石の内周面に当接する内側当接部を設けているので、永久磁石の位置を内側当接部により規定することができる。とくに、径方向内側から内側当接部により永久磁石が支持されるので、永久磁石が外側当接部と内側当接部との間で、径方向に挟まれて保持される。このため、モータの回転時における遠心力や振動に基づく力により、永久磁石が径方向へ移動し、あるいは脱落することを効果的に防止できる。
【0073】
（付記３）
付記２に記載の永久磁石同期モータにおいて、
前記第２のホルダは、
前記内側当接部の先端に形成され、前記第１のホルダと係合することにより、前記第２のホルダの前記軸方向における位置を規定する内側係合部（４３、１４３、２４３、３４３）を有し、
前記内側係合部は、前記第２の底面部に係合する、永久磁石同期モータ。
付記２に記載の永久磁石同期モータにおいて、
前記第２のホルダは、
前記内側当接部の先端に形成され、前記第１のホルダと係合することにより、前記第２のホルダの前記軸方向における位置を規定する内側係合部（４３、１４３、２４３、３４３）を有し、
前記内側係合部は、前記第２の底面部に係合する、永久磁石同期モータ。
【0074】
付記３の構成によれば、第２のホルダの軸方向における位置を規定する内側係合部を設けているので、第１のホルダとともに、第２のホルダの軸方向における位置が固定される。
【0075】
（付記４）
付記２または付記３に記載の永久磁石同期モータにおいて、
前記外側係合部は、前記第２の底面部に係合する外側係合爪として形成されている、永久磁石同期モータ。
付記２または付記３に記載の永久磁石同期モータにおいて、
前記外側係合部は、前記第２の底面部に係合する外側係合爪として形成されている、永久磁石同期モータ。
【0076】
付記４の構成によれば、外側係合部は、第２の底面部に係合する外側係合爪として形成されているので、外側係合部が容易に第２の底面部に係合し、組付け作業が効率化される。
【0077】
（付記５）
付記４に記載の永久磁石同期モータにおいて、
前記外側係合爪（１３３、３３３）は、径方向外側に突出して形成されている、永久磁石同期モータ。
付記４に記載の永久磁石同期モータにおいて、
前記外側係合爪（１３３、３３３）は、径方向外側に突出して形成されている、永久磁石同期モータ。
【0078】
付記５の構成によれば、外側係合爪が径方向外側に突出して形成されているので、第２の底面部が外側当接部の外周側に当接することにより、外側当接部が外側に移動して永久磁石から乖離することが防止される。
【0079】
（付記６）
付記２～付記５のいずれか１項に記載の永久磁石同期モータにおいて、
前記内側係合部は、前記第１の底面部に係合する内側係合爪として形成されている、永久磁石同期モータ。
付記２～付記５のいずれか１項に記載の永久磁石同期モータにおいて、
前記内側係合部は、前記第１の底面部に係合する内側係合爪として形成されている、永久磁石同期モータ。
【0080】
付記６の構成によれば、内側係合部は、前記第１の底面部に係合する内側係合爪として形成されているので、内側係合部が容易に第１の底面部に係合し、組付け作業が効率化される。
【0081】
（付記７）
付記１または付記２に記載の永久磁石同期モータにおいて、
前記第１のホルダは、
前記底面部から前記空隙内で前記軸方向に延設され、前記永久磁石の内周面に当接する補助当接部（１３５、３３５）をさらに有する、永久磁石同期モータ。
付記１または付記２に記載の永久磁石同期モータにおいて、
前記第１のホルダは、
前記底面部から前記空隙内で前記軸方向に延設され、前記永久磁石の内周面に当接する補助当接部（１３５、３３５）をさらに有する、永久磁石同期モータ。
【0082】
付記７の構成によれば、補助当接部を設けたので、補助当接部によって永久磁石を内側から支持することができる。
【符号の説明】
【0083】
１０ ステータ
２０ ロータ
２１ 回転軸
２２ 永久磁石
２３ ロータコア
２５ 空隙
３０、１３０、２３０、３３０ 第１のホルダ
３１、１３１、２３１、３３１ 第１の底面部
３３、１３３、２３３、３３３ 外側係合爪
４０、１４０、２４０、３４０ 第２のホルダ
４１、１４１、２４１、３４１ 第２の底面部
４２、１４２、２４２、３４２ 内側当接部
４３、１４３、２４３、３４３ 内側係合爪
１３５、３３５ 補助当接部
２０ ロータ
２１ 回転軸
２２ 永久磁石
２３ ロータコア
２５ 空隙
３０、１３０、２３０、３３０ 第１のホルダ
３１、１３１、２３１、３３１ 第１の底面部
３３、１３３、２３３、３３３ 外側係合爪
４０、１４０、２４０、３４０ 第２のホルダ
４１、１４１、２４１、３４１ 第２の底面部
４２、１４２、２４２、３４２ 内側当接部
４３、１４３、２４３、３４３ 内側係合爪
１３５、３３５ 補助当接部
【図1】
【図1A】
【図1B】
【図1C】
【図1D】
【図1E】
【図1F】
【図1G】
【図2】
【図2A】
【図2B】
【図2C】
【図2D】
【図2E】
【図3】
【図3A】
【図3B】
【図3C】
【図4】
【図4A】
【図4B】
【図4C】
【図4D】
