特開 2024-17909 ＩＰＭモータ、そのロータ、ロータコア基礎構造、およびロータ形成方法

(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】P2024017909

(43)【公開日】2024-02-08

(54)【発明の名称】ＩＰＭモータ、そのロータ、ロータコア基礎構造、およびロータ形成方法

(51)【国際特許分類】

   H02K 1/276 20220101AFI20240201BHJP

   H02K 15/03 20060101ALI20240201BHJP

【ＦＩ】

H02K1/276

H02K15/03 Z

【審査請求】未請求

【請求項の数】7

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022120864

(22)【出願日】2022-07-28

(71)【出願人】

【識別番号】000203634

【氏名又は名称】多摩川精機株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100119264

【弁理士】

【氏名又は名称】富沢 知成

(72)【発明者】

【氏名】臼田 伊織

(72)【発明者】

【氏名】志村 泰司

【テーマコード（参考）】

5H622

【Ｆターム（参考）】

5H622AA03

5H622CA02

5H622CA07

5H622CB03

5H622CB05

5H622PP03

5H622QB05

(57)【要約】      （修正有）

【課題】マグネット挿入工程における作業性を改善することのできる、ＩＰＭモータ製造技術を提供する。
【解決手段】ＩＰＭモータのロータコア基礎構造５は、複数のコアピース１、１、・・・からなるロータコアを備えたＩＰＭモータを形成するための構造であって、ロータコア形成の基礎単位であるコアピース１が複数連結してなり、各コアピース１にはマグネット挿入用の挿入孔２が設けられており、隣接するコアピース１－１の間は各外周側の角部を屈曲可能につなげる関節部３をなしている構成とする。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

複数のコアピースからなるロータコアを備えたＩＰＭモータ用のロータコア基礎構造であって、
ロータコア形成の基礎単位である該コアピースが複数連結してなり、
該コアピースにはマグネット挿入用の挿入孔が設けられており、
隣接するコアピースの間は各外周側の角部を屈曲可能につなげる関節部をなしている
ことを特徴とする、ＩＰＭモータのロータコア基礎構造。

【請求項2】

請求項１に記載のロータコア基礎構造が内周側に湾曲して環形を形成しており、
前記コアピースの挿入孔にマグネットが挿入されてなる
ことを特徴とする、ＩＰＭモータのロータ。

【請求項3】

前記マグネットはハルバッハ配列をなすように着磁されていることを特徴とする、請求項２に記載のＩＰＭモータのロータ。

【請求項4】

請求項２、３のいずれかに記載のロータを備えていることを特徴とする、ＩＰＭモータ。

【請求項5】

請求項１に記載のロータコア基礎構造を用い、
前記挿入孔にマグネットを挿入するマグネット挿入過程と、
該マグネットが挿入された該ロータコア基礎構造を内周側に湾曲させて環形にし、両端部をつなげる環形形成過程と、
を備えてなることを特徴とする、ＩＰＭモータのロータ形成方法。

【請求項6】

前記マグネット挿入過程では未着磁のマグネットが挿入され、その後、該マグネットに着磁する着磁過程を備えることを特徴とする、請求項５に記載のＩＰＭモータのロータ形成方法。

【請求項7】

前記着磁過程ではハルバッハ配列を有するように着磁がなされることを特徴とする、請求項６に記載のＩＰＭモータのロータ形成方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明はＩＰＭモータ、そのロータ、ロータコア基礎構造、およびロータ形成方法に係り、特にロータ形成工程の作業性を改善することのできる、ＩＰＭモータのロータ等に関するものである。

【背景技術】

【0002】

モータにおけるロータの磁石配置方法には従来、セグメント磁石をロータ表面に貼り付けるか、リング磁石を用いることで構成するＳＰＭ（Ｓｕｒｆａｃｉａｌ Ｐｅｒｍａｎｅｎｔ Ｍａｇｎｅｔ）構造による場合と、磁石をロータ内に埋め込むことで構成するＩＰＭ（Ｉｎｔｅｒｎａｌ Ｐｅｒｍａｎｅｎｔ Ｍａｇｎｅｔ）構造による場合とがある。ＩＰＭモータ用のロータ構造については従来、特許出願等も多々なされている。

【0003】

たとえば出願人による後掲特許文献１には、ハルバッハ配列を有するＩＰＭモータにおけるコギングトルク等の軽減を目的として、複数のセグメント磁石により囲繞形態に形成される極が連続配置されて構成され、各極は一の底部とその両端部に設けられた二の壁部とからなり、かつ、ロータの断面形状中における全ての二の壁部間の外縁が、軸心を中心とし外縁の最外点を通る円の円弧よりも曲率の大きい円の円弧弧より形成されている構成が開示されている。

【0004】

なお図５は、このＩＰＭ構造を有するモータのロータ５１０製造方法を示す説明図であり、図中、（ａ）は当該方法を示す側面図、（ｂ）は製造されたロータ５１０の平面図だが、図示するようにロータコア５５は当然ながら環形であって、そのマグネット挿入孔５２に着磁したマグネット５６が挿入されて、ロータ５１０が形成される。

【0005】

また特許文献２には、磁石挿入孔内にロータ磁石を容易に挿入でき、また孔内での移動を抑制できるＩＰＭモータ用のロータとして、積層によりロータコアを形成する複数のロータコア部材の少なくとも一つは、磁石挿入孔の内縁の一部を構成し、これに挿入されたロータ磁石と接触する突起部と、それを挟んで反対側に設けられた突起部変形許容部とを有する構成が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【特許文献1】特許６２８３７８８号公報「ＩＰＭモータのロータ構造、ロータおよびＩＰＭモータ」

【特許文献2】特開２０２１－１６４１７４号公報「ＩＰＭモータ用ロータ」

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

上述の通り文献１に開示したＩＰＭ構造では、着磁したマグネットをマグネット挿入孔に挿入する方法が用いられているが、着磁したマグネットをロータコアに挿入することは、マグネットの極同士が反発するため、困難を伴う。すなわち、ロータ製造におけるマグネット挿入工程の作業性が悪く、作業性の改善が求められていた。

【0008】

そこで本発明が解決しようとする課題は、かかる従来技術の問題点をなくし、マグネット挿入工程における作業性を改善することのできる、ＩＰＭモータおよびその製造技術を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0009】

本願発明者は上記課題について検討した結果、変形可能なロータコアを用い、未着磁状態でマグネットを挿入孔に挿入し、その後で着磁し、着磁後にロータコアを変形してロータを形成するという方法にによって課題解決できることを見出し、これに基づいて本発明を完成するに至った。すなわち、上記課題を解決するための手段として本願で特許請求される発明、もしくは少なくとも開示される発明は、以下の通りである。

【0010】

〔１〕 複数のコアピースからなるロータコアを備えたＩＰＭモータ用のロータコア基礎構造であって、ロータコア形成の基礎単位である該コアピースが複数連結してなり、該コアピースにはマグネット挿入用の挿入孔が設けられており、隣接するコアピースの間は各外周側の角部を屈曲可能につなげる関節部をなしていることを特徴とする、ＩＰＭモータのロータコア基礎構造。
〔２〕 〔１〕に記載のロータコア基礎構造が内周側に湾曲して環形を形成しており、前記コアピースの挿入孔にマグネットが挿入されてなることを特徴とする、ＩＰＭモータのロータ。
〔３〕 前記マグネットはハルバッハ配列をなすように着磁されていることを特徴とする、〔２〕に記載のＩＰＭモータのロータ。
〔４〕 〔２〕、〔３〕のいずれかに記載のロータを備えていることを特徴とする、ＩＰＭモータ。

【0011】

〔５〕 〔１〕に記載のロータコア基礎構造を用い、前記挿入孔にマグネットを挿入するマグネット挿入過程と、該マグネットが挿入された該ロータコア基礎構造を内周側に湾曲させて環形にし、両端部をつなげる環形形成過程と、を備えてなることを特徴とする、ＩＰＭモータのロータ形成方法。
〔６〕 前記マグネット挿入過程では未着磁のマグネットが挿入され、その後、該マグネットに着磁する着磁過程を備えることを特徴とする、〔５〕に記載のＩＰＭモータのロータ形成方法。
〔７〕 前記着磁過程ではハルバッハ配列を有するように着磁がなされることを特徴とする、〔６〕に記載のＩＰＭモータのロータ形成方法。

【発明の効果】

【0012】

本発明のＩＰＭモータ、そのロータ、ロータコア基礎構造、およびロータ形成方法は上述のように構成されるため、これらによれば、マグネット挿入工程における作業性を改善することができる。

【図面の簡単な説明】

【0013】

【図1】本発明のＩＰＭモータのロータコア基礎構造の構成例を示す平面視の説明図である。

【図2】本発明のＩＰＭモータのロータの構成を示す平面視の説明図である。

【図3】本発明のＩＰＭモータのロータ形成方法の構成を示すフロー図である。

【図4】本発明のＩＰＭモータのロータ形成方法を構成する着磁過程を示す平面視の説明図である。

【図5】従来のＩＰＭモータのロータ製造方法を示す説明図である。

【発明を実施するための形態】

【0014】

以下、図面により本発明を詳細に説明する。
図１は、本発明のＩＰＭモータのロータコア基礎構造の構成例を示す平面視の説明図である。また図２は、本発明のＩＰＭモータのロータの構成を示す平面視の説明図である。これらに示すように本ＩＰＭモータのロータコア基礎構造５は、複数のコアピース１、１、・・・からなるロータコア１０を備えたＩＰＭモータを形成するための構造であって、ロータコア１０形成の基礎単位であるコアピース１が複数連結してなり、各コアピース１にはマグネット６挿入用の挿入孔２が設けられており、隣接するコアピース１－１の間は各外周側の角部を屈曲可能につなげる関節部３をなしていることを、主たる構成とする。

【0015】

かかる構成の本ＩＰＭモータのロータコア基礎構造５は、追って図３等による説明でも述べる通り、複数連結する各コアピース１、１、１、・・・に設けられている各挿入孔２、２、２、・・・にマグネット６、６、６、・・・が挿入され、その後、関節部３、３、・・・がコアピース１、１、・・・の内周側に屈曲されてロータコア基礎構造５全体が環形に形成され、それによって最終的にロータコア１０の形成が得られる。すなわち、両端を有する長尺の形態のロータコア基礎構造５を用いて、環形のロータコア１０が形成される。

【0016】

関節部３は、左右をコアピース１、１の本体に挟まれて薄肉に形成されているため、内周側への屈曲は容易になされる。コアピース１は、ロータコア１０形成のための分割構造とも言える。なお、図１、２では２０個のコアピース１によりロータコア基礎構造５が構成されているが、この個数は限定されず、最終的な環形形成を円滑に行える限り、適宜の数に設定することができる。

【0017】

図２に示すように、ロータコア基礎構造５が内周側に湾曲して環形を形成しており、コアピース１、１、１、・・・の各挿入孔２、２、２、・・・にマグネット６、６、６、・・・が挿入されてなるロータコア１０を有するＩＰＭモータ、およびそのロータも、本発明の範囲内である。また、マグネット６、６、６、・・・は、ハルバッハ配列をなすように着磁されている構成とすることができる。

【0018】

図３は、本発明のＩＰＭモータのロータ形成方法の構成を示すフロー図である。図示するように本ＩＰＭモータのロータ形成方法は、以上述べたいずれかの構成をとるロータコア基礎構造５を用い、挿入孔２にマグネット６を挿入するマグネット挿入過程Ｐ１０と、マグネット６が挿入されたロータコア基礎構造５を内周側に湾曲させて環形にし、両端部をつなげる環形形成過程Ｐ２０とを備えることを、主たる構成とする。

【0019】

かかる構成の本フローによれば、マグネット挿入過程Ｐ１０においてロータコア基礎構造５の各挿入孔２、２、２、・・・にマグネット６、６、６、・・・が挿入され、その後、環形形成過程Ｐ２０においてマグネット６が挿入されたロータコア基礎構造５が内周側に湾曲させられて環形となり、その両端部つなげられて環形が形成され、ロータコア１０が得られる。

【0020】

本ロータ形成方法は、なお、マグネット挿入過程Ｐ１０では未着磁のマグネットが挿入され、その後、図３に示す通りマグネットに着磁する着磁過程Ｐ１５を備えたフローとすることができる。すなわち、未着磁のマグネット６、６、６、・・・を挿入孔２、２、２、・・・に挿入する方式とすることで、着磁済みのマグネット６を挿入する際のマグネット同士の反発や吸引を発生させることなく、円滑に挿入作業を行うことができる。作業性を高めることができる。

【0021】

このようにしてマグネット挿入過程Ｐ１０での全マグネット６、６、６、・・・の挿入が完了した後に、着磁過程Ｐ１５において未着磁の各マグネット６をたとえばハルバッハ配列を有するように等、然るべく着磁する。かかるマグネット挿入過程Ｐ１０および着磁過程Ｐ１５とすることによって、ロータコア１０製造時の作業性を高めることができる。なお着磁過程Ｐ１５後は、図示する通り環形形成過程Ｐ２０を行う。

【0022】

なお図４は、本発明のＩＰＭモータのロータ形成方法を構成する着磁過程Ｐ１５を示す平面視の説明図である。このように、環形形成過程Ｐ２０によって環形に形成される前に、未着磁のマグネット６、６、６、・・・を挿入孔２、２、２、・・・に挿入し（マグネット挿入過程Ｐ１０）、ついで着磁過程Ｐ１５に供するのである。

【産業上の利用可能性】

【0023】

本発明のＩＰＭモータ、そのロータ、ロータコア基礎構造、およびロータ形成方法によれば、マグネット挿入工程における作業性を改善することができる。したがって、ＡＣサーボモータを初めとするＩＰＭモータ製造・使用分野、殊にＦＡ分野、および関連する全分野において、産業上利用性が高い発明である。

【符号の説明】

【0024】

１…コアピース
２…挿入孔
３…関節部
５…ＩＰＭモータのロータコア基礎構造
６…マグネット
１０…ロータコア
Ｐ１０…マグネット挿入過程
Ｐ１５…着磁過程
Ｐ２０…環形形成過程
５２…マグネット挿入孔
５５…ロータコア
５６…マグネット
５８…モータ軸
５１０…ロータ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】