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(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】P2024060793
(43)【公開日】2024-05-07
(54)【発明の名称】ＩＰＭモータ
(51)【国際特許分類】
H02K 1/276 20220101AFI20240425BHJP
H02K 1/2791 20220101ALI20240425BHJP
【ＦＩ】
H02K1/276
H02K1/2791
【審査請求】未請求
【請求項の数】7
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2022168302
(22)【出願日】2022-10-20
(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】100110423
【弁理士】
【氏名又は名称】曾我 道治
(74)【代理人】
【識別番号】100111648
【弁理士】
【氏名又は名称】梶並 順
(74)【代理人】
【識別番号】100221729
【弁理士】
【氏名又は名称】中尾 圭介
(74)【代理人】
【識別番号】100188514
【弁理士】
【氏名又は名称】松岡 隆裕
(72)【発明者】
【氏名】小久江 幸二
【テーマコード（参考）】
5H622
【Ｆターム（参考）】
5H622CA02
5H622CA07
5H622CB03
5H622CB05
5H622PP03
(57)【要約】
【課題】ロータの強度を向上させることができるＩＰＭモータを得る。
【解決手段】このＩＰＭモータは、ステータ１と、ロータ２と、を備え、ロータ２は、ロータコア２０１と、複数の永久磁石２０２と、を有し、複数の永久磁石２０２には、周方向Ｄ３に並んで配置され、一対の磁極が径方向Ｄ２に互いに隣り合うように着磁された複数の主磁石２０３と、周方向Ｄ３に並んだ複数の主磁石２０３のそれぞれの間に１つずつ配置され、一対の磁極が周方向Ｄ３に互いに隣り合うように着磁された複数の補助磁石２０４と、が含まれ、ロータコア２０１には、複数の主磁石２０３が１つずつ挿入された複数の主磁石用挿入穴２１７が形成され、複数の主磁石用挿入穴２１７のそれぞれには、フラックスバリアになる空隙がロータコア２０１に形成されることなく、複数の主磁石２０３における対応する主磁石２０３が挿入されている。
【選択図】図２
【解決手段】このＩＰＭモータは、ステータ１と、ロータ２と、を備え、ロータ２は、ロータコア２０１と、複数の永久磁石２０２と、を有し、複数の永久磁石２０２には、周方向Ｄ３に並んで配置され、一対の磁極が径方向Ｄ２に互いに隣り合うように着磁された複数の主磁石２０３と、周方向Ｄ３に並んだ複数の主磁石２０３のそれぞれの間に１つずつ配置され、一対の磁極が周方向Ｄ３に互いに隣り合うように着磁された複数の補助磁石２０４と、が含まれ、ロータコア２０１には、複数の主磁石２０３が１つずつ挿入された複数の主磁石用挿入穴２１７が形成され、複数の主磁石用挿入穴２１７のそれぞれには、フラックスバリアになる空隙がロータコア２０１に形成されることなく、複数の主磁石２０３における対応する主磁石２０３が挿入されている。
【選択図】図２
【特許請求の範囲】
【請求項1】
ステータ(1)と、
前記ステータ(1)に対向して設けられたロータ(2)と、
を備え、
前記ロータ(2)は、ロータコア(201)と、前記ロータコア(201)に設けられた複数の永久磁石(202)と、を有し、
前記複数の永久磁石(202)には、
前記ロータ(2)の周方向に並んで配置され、一対の磁極が前記ロータ(2)の径方向に互いに隣り合うように着磁された複数の主磁石(203)と、
前記周方向に並んだ前記複数の主磁石(203)のそれぞれの間に１つずつ配置され、一対の磁極が前記周方向に互いに隣り合うように着磁された複数の補助磁石(204)と、
が含まれており、
前記ロータコア(201)には、前記複数の主磁石(203)が１つずつ挿入された複数の主磁石用挿入穴(217)が形成されており、
前記複数の主磁石用挿入穴(217)のそれぞれには、フラックスバリアになる空隙が前記ロータコア(201)に形成されることなく、前記複数の主磁石(203)における対応する主磁石(203)が挿入されているＩＰＭモータ。
前記ステータ(1)に対向して設けられたロータ(2)と、
を備え、
前記ロータ(2)は、ロータコア(201)と、前記ロータコア(201)に設けられた複数の永久磁石(202)と、を有し、
前記複数の永久磁石(202)には、
前記ロータ(2)の周方向に並んで配置され、一対の磁極が前記ロータ(2)の径方向に互いに隣り合うように着磁された複数の主磁石(203)と、
前記周方向に並んだ前記複数の主磁石(203)のそれぞれの間に１つずつ配置され、一対の磁極が前記周方向に互いに隣り合うように着磁された複数の補助磁石(204)と、
が含まれており、
前記ロータコア(201)には、前記複数の主磁石(203)が１つずつ挿入された複数の主磁石用挿入穴(217)が形成されており、
前記複数の主磁石用挿入穴(217)のそれぞれには、フラックスバリアになる空隙が前記ロータコア(201)に形成されることなく、前記複数の主磁石(203)における対応する主磁石(203)が挿入されているＩＰＭモータ。
【請求項2】
前記ロータ(2)の軸方向に見た場合に、前記複数の主磁石(203)のそれぞれの形状は、前記周方向の中央部分の位置が前記周方向の両端部分を結ぶ直線よりも前記径方向において外側にあるように湾曲した形状になっている請求項１に記載のＩＰＭモータ。
【請求項3】
前記ロータ(2)の軸方向に見た場合に、前記複数の主磁石(203)のそれぞれの形状は、前記周方向の中央部分を通り前記径方向に延びた直線に対して垂直な方向である接線方向に沿って延びた形状になっている請求項１に記載のＩＰＭモータ。
【請求項4】
前記複数の主磁石(203)のそれぞれは、前記複数の補助磁石(204)のうちの前記周方向に隣り合う補助磁石(204)に対向する主磁石周方向外側面(211)を有しており、
前記複数の補助磁石(204)のそれぞれは、前記複数の主磁石(203)のうちの前記周方向に隣り合う主磁石(203)に対向する補助磁石周方向外側面(212)を有しており、
互いに対向する前記主磁石周方向外側面(211)および前記補助磁石周方向外側面(212)は、互いに平行している請求項１から請求項３までの何れか一項に記載のＩＰＭモータ。
前記複数の補助磁石(204)のそれぞれは、前記複数の主磁石(203)のうちの前記周方向に隣り合う主磁石(203)に対向する補助磁石周方向外側面(212)を有しており、
互いに対向する前記主磁石周方向外側面(211)および前記補助磁石周方向外側面(212)は、互いに平行している請求項１から請求項３までの何れか一項に記載のＩＰＭモータ。
【請求項5】
前記径方向における前記ステータ(1)とは反対側を向く前記複数の補助磁石(204)のそれぞれの面は、前記径方向における前記ステータ(1)とは反対側を向く前記複数の主磁石(203)のそれぞれの面よりも前記ステータ(1)の近くにある請求項１から請求項３までの何れか一項に記載のＩＰＭモータ。
【請求項6】
前記ロータ(2)は、前記径方向において前記ステータ(1)の外側に配置されている請求項１から請求項３までの何れか一項に記載のＩＰＭモータ。
【請求項7】
前記ロータ(2)は、前記径方向において前記ステータ(1)の内側に配置されている請求項１から請求項３までの何れか一項に記載のＩＰＭモータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
この発明は、ＩＰＭモータに関する。
【背景技術】
【0002】
従来、ステータと、ステータに対向して設けられたロータと、を備えているＩＰＭ（Ｉｎｔｅｒｉｏｒ Ｐｅｒｍａｎｅｎｔ Ｍａｇｎｅｔ）モータが知られている。ロータは、径方向においてステータの外側に配置されている。ロータは、ロータコアと、ロータコアに設けられた複数の永久磁石と、を有している。複数の永久磁石には、複数のＶ字型配置主磁石体と、複数の補助磁石と、が含まれている。複数のＶ字型配置主磁石体は、周方向に並んで配置されている。複数の補助磁石は、周方向に並んだ複数のＶ字型配置主磁石体のそれぞれの間に１つずつ配置されている。周方向に互いに隣り合う一対のＶ字型配置主磁石体の間に補助磁石が配置されることによって、周方向に互いに隣り合う一対のＶ字型配置主磁石体の間を通ってロータ内を磁束がループすることが抑制されている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開２０２２－４１３３１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
しかしながら、Ｖ字型配置主磁石体は、一対の主磁石から構成されている。ステータコアには、一対の主磁石のそれぞれが１つずつ挿入される一対の主磁石用挿入穴が形成されている。軸方向に見た場合に、一対の主磁石のそれぞれの形状は、四角形になっている。一対の主磁石の間を通ってロータ内を磁束がループすることを抑制するために、一対の主磁石用挿入穴のそれぞれの一部には、対応する主磁石が配置されていない領域が、フラックスバリアになる空隙として含まれている。フラックスバリアになる空隙が主磁石用挿入穴に含まれることによって、ロータの強度が低下してしまうという問題点があった。
【0005】
この発明は、上述のような課題を解決するためになされたものであり、その目的は、ロータの強度を向上させることができるＩＰＭモータを提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【0006】
この発明に係るＩＰＭモータは、ステータと、ステータに対向して設けられたロータと、を備え、ロータは、ロータコアと、ロータコアに設けられた複数の永久磁石と、を有し、複数の永久磁石には、ロータの周方向に並んで配置され、一対の磁極がロータの径方向に互いに隣り合うように着磁された複数の主磁石と、周方向に並んだ複数の主磁石のそれぞれの間に１つずつ配置され、一対の磁極が周方向に互いに隣り合うように着磁された複数の補助磁石と、が含まれており、ロータコアには、複数の主磁石が１つずつ挿入された複数の主磁石用挿入穴が形成されており、複数の主磁石用挿入穴のそれぞれには、フラックスバリアになる空隙がロータコアに形成されることなく、複数の主磁石における対応する主磁石が挿入されている。
また、この発明に係るＩＰＭモータでは、ロータの軸方向に見た場合に、複数の主磁石のそれぞれの形状は、周方向の中央部分の位置が周方向の両端部分を結ぶ直線よりも径方向において外側にあるように湾曲した形状である。
また、この発明に係るＩＰＭモータでは、ロータの軸方向に見た場合に、複数の主磁石のそれぞれの形状は、周方向の中央部分を通り径方向に延びた直線に対して垂直な方向である接線方向に沿って延びた形状である。
また、この発明に係るＩＰＭモータでは、複数の主磁石のそれぞれは、複数の補助磁石のうちの周方向に隣り合う補助磁石に対向する主磁石周方向外側面を有しており、複数の補助磁石のそれぞれは、複数の主磁石のうちの周方向に隣り合う主磁石に対向する補助磁石周方向外側面を有しており、互いに対向する主磁石周方向外側面および補助磁石周方向外側面は、互いに平行している。
また、この発明に係るＩＰＭモータでは、径方向におけるステータとは反対側を向く複数の補助磁石のそれぞれの面は、径方向におけるステータとは反対側を向く複数の主磁石のそれぞれの面よりもステータの近くにある。
また、この発明に係るＩＰＭモータでは、ロータは、径方向においてステータの外側に配置されている。
また、この発明に係るＩＰＭモータでは、ロータは、径方向においてステータの内側に配置されている。
また、この発明に係るＩＰＭモータでは、ロータの軸方向に見た場合に、複数の主磁石のそれぞれの形状は、周方向の中央部分の位置が周方向の両端部分を結ぶ直線よりも径方向において外側にあるように湾曲した形状である。
また、この発明に係るＩＰＭモータでは、ロータの軸方向に見た場合に、複数の主磁石のそれぞれの形状は、周方向の中央部分を通り径方向に延びた直線に対して垂直な方向である接線方向に沿って延びた形状である。
また、この発明に係るＩＰＭモータでは、複数の主磁石のそれぞれは、複数の補助磁石のうちの周方向に隣り合う補助磁石に対向する主磁石周方向外側面を有しており、複数の補助磁石のそれぞれは、複数の主磁石のうちの周方向に隣り合う主磁石に対向する補助磁石周方向外側面を有しており、互いに対向する主磁石周方向外側面および補助磁石周方向外側面は、互いに平行している。
また、この発明に係るＩＰＭモータでは、径方向におけるステータとは反対側を向く複数の補助磁石のそれぞれの面は、径方向におけるステータとは反対側を向く複数の主磁石のそれぞれの面よりもステータの近くにある。
また、この発明に係るＩＰＭモータでは、ロータは、径方向においてステータの外側に配置されている。
また、この発明に係るＩＰＭモータでは、ロータは、径方向においてステータの内側に配置されている。
【発明の効果】
【0007】
この発明に係るＩＰＭモータによれば、ロータの強度を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【0008】
【図1】実施の形態１に係るＩＰＭモータを示す平面図である。
【図3】実施の形態２に係るＩＰＭモータの要部を示す平面図である。
【図4】実施の形態３に係るＩＰＭモータを示す平面図である。
【図6】実施の形態４に係るＩＰＭモータの要部を示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【0009】
実施の形態１．
図１は、実施の形態１に係るＩＰＭモータを示す平面図である。図２は、図１のＩＰＭモータの要部を示す拡大図である。実施の形態１に係るＩＰＭモータは、ハルバッハ配列のモータになっている。また、実施の形態１に係るＩＰＭモータは、アウターロータ型モータになっている。
図１は、実施の形態１に係るＩＰＭモータを示す平面図である。図２は、図１のＩＰＭモータの要部を示す拡大図である。実施の形態１に係るＩＰＭモータは、ハルバッハ配列のモータになっている。また、実施の形態１に係るＩＰＭモータは、アウターロータ型モータになっている。
【0010】
実施の形態１に係るＩＰＭモータは、ステータ１と、ロータ２と、を備えている。ステータ１は、ステータコア１０１と、複数のコイル１０２と、を有している。
【0011】
ステータコア１０１は、円環形状のバックヨーク１０３と、バックヨーク１０３に一体に形成された複数のティース１０４と、を有している。複数のティース１０４は、バックヨーク１０３に沿って等間隔に並べて配置されている。複数のティース１０４のそれぞれは、バックヨーク１０３からロータ２に向かって突出している。
【0012】
複数のコイル１０２は、複数のティース１０４のそれぞれに１つずつ巻かれている。複数のコイル１０２のそれぞれには、図示しない電源装置から電流が供給される。電源装置から複数のコイル１０２のそれぞれに電流が供給されることによって、複数のコイル１０２のそれぞれには、磁界が発生する。
【0013】
ロータ２は、図示しない回転軸を中心に回転する。ロータ２の軸線に沿った方向を軸方向Ｄ１とする。ロータ２の軸線に直交する平面においてロータ２の軸線を中心とする円の半径に沿った方向を径方向Ｄ２とする。ロータ２の軸線に直交する平面においてロータ２の軸線を中心とする円の円周に沿った方向を周方向Ｄ３とする。
【0014】
ロータ２は、径方向Ｄ２においてステータ１に対向して設けられている。ロータ２は、径方向Ｄ２においてステータ１の外側に配置されている。ロータ２は、ロータコア２０１と、ロータコア２０１に設けられた複数の永久磁石２０２と、を有している。
【0015】
複数の永久磁石２０２には、複数の主磁石２０３と、複数の補助磁石２０４と、が含まれている。主磁石２０３の数と補助磁石２０４の数とは、互いに同一になっている。
【0016】
複数の主磁石２０３は、周方向Ｄ３に１つずつ並んで配置されている。複数の主磁石２０３のそれぞれは、一対の磁極が径方向Ｄ２に互いに隣り合うように着磁されている。具体的には、複数の主磁石２０３のそれぞれは、周方向Ｄ３の全域に渡って径方向Ｄ２に着磁されている。
【0017】
軸方向Ｄ１に見た場合に、複数の主磁石２０３のそれぞれの形状は、周方向Ｄ３の中央部分の位置が周方向Ｄ３の両端部分を結ぶ直線よりも径方向Ｄ２において外側にあるように湾曲した形状になっている。具体的には、複数の主磁石２０３のそれぞれの形状は、周方向Ｄ３に沿った形状になっている。
【0018】
複数の主磁石２０３のそれぞれは、円環形状に形成された永久磁石を周方向Ｄ３に複数に分割することによって製造されている。したがって、複数の主磁石２０３のそれぞれは、容易に製造することが可能である。
【0019】
複数の主磁石２０３には、複数の第１主磁石２０５と、複数の第２主磁石２０６と、が含まれている。第１主磁石２０５の数と第２主磁石２０６の数とは、互いに同一になっている。複数の第１主磁石２０５および複数の第２主磁石２０６は、周方向Ｄ３に１つずつ交互に並んで配置されている。
【0020】
複数の第１主磁石２０５のそれぞれは、ステータ１を向く面である径方向第１面２０７と、ステータ１とは反対側を向く面である径方向第２面２０８と、を有している。第１主磁石２０５の径方向第１面２０７の磁極がＮ極になっており、第１主磁石２０５の径方向第２面２０８の磁極がＳ極になっている。径方向第１面２０７の面積は、径方向第２面２０８の面積よりも小さくなっている。
【0021】
複数の第２主磁石２０６のそれぞれは、ステータ１を向く面である径方向第１面２０９と、ステータ１とは反対側を向く面である径方向第２面２１０と、を有している。第２主磁石２０６の径方向第１面２０９の磁極がＳ極になっており、第２主磁石２０６の径方向第２面２１０の磁極がＮ極になっている。径方向第１面２０９の面積は、径方向第２面２１０の面積よりも小さくなっている。
【0022】
複数の主磁石２０３のそれぞれは、複数の補助磁石２０４のうちの周方向Ｄ３の両方向に隣り合う一対の補助磁石２０４のそれぞれに１つずつ対向する一対の主磁石周方向外側面２１１を有している。
【0023】
複数の補助磁石２０４は、周方向Ｄ３に並んだ複数の主磁石２０３のそれぞれの間に１つずつ配置されている。複数の補助磁石２０４のそれぞれは、一対の磁極が周方向Ｄ３に互いに隣り合うように着磁されている。
【0024】
軸方向Ｄ１に見た場合に、複数の補助磁石２０４のそれぞれの形状は、四角形になっている。したがって、複数の補助磁石２０４のそれぞれは、容易に製造することが可能である。
【0025】
複数の補助磁石２０４のそれぞれは、複数の主磁石２０３のうちの周方向Ｄ３の両方向に隣り合う一対の主磁石２０３のそれぞれに１つずつ対向する一対の補助磁石周方向外側面２１２を有している。一対の補助磁石周方向外側面２１２のうち、周方向Ｄ３に隣り合う第１主磁石２０５を向く面を周方向第１面２１３とし、周方向Ｄ３に隣り合う第２主磁石２０６を向く面を周方向第２面２１４とする。補助磁石２０４の周方向第１面２１３の磁極がＮ極になっており、補助磁石２０４の周方向第２面２１４の磁極がＳ極になっている。
【0026】
互いに対向する主磁石周方向外側面２１１および補助磁石周方向外側面２１２は、互いに平行している。
【0027】
複数の補助磁石２０４のそれぞれは、ステータ１を向く面である径方向第１面２１５と、ステータ１とは反対側を向く面である径方向第２面２１６と、を有している。
【0028】
複数の補助磁石２０４のそれぞれの径方向第２面２１６は、複数の第２主磁石２０６のそれぞれの径方向第２面２１０および複数の第１主磁石２０５のそれぞれの径方向第２面２０８よりもステータ１の近くにある。
【0029】
ロータコア２０１には、複数の主磁石２０３が１つずつ挿入された複数の主磁石用挿入穴２１７と、複数の補助磁石２０４が１つずつ挿入された複数の補助磁石用挿入穴２１８と、が形成されている。
【0030】
複数の主磁石用挿入穴２１７のそれぞれには、フラックスバリアになる空隙がロータコア２０１に形成されることなく、複数の主磁石２０３における対応する主磁石２０３が挿入されている。
【0031】
なお、主磁石用挿入穴２１７に主磁石２０３がスムーズに挿入可能になるために、複数の主磁石用挿入穴２１７のそれぞれの外形は、対応する主磁石２０３の外形よりも僅かに大きく形成される場合がある。この場合に、複数の主磁石用挿入穴２１７には、対応する主磁石２０３が挿入されていない空隙が形成される。しかしながら、主磁石２０３がスムーズに挿入可能になるために主磁石用挿入穴２１７に形成された空隙は、フラックスバリアになる空隙とは異なる。主磁石２０３がスムーズに挿入可能になるために主磁石用挿入穴２１７に形成された空隙は、ロータ２の強度に影響しない。
【0032】
複数の補助磁石用挿入穴２１８のそれぞれには、フラックスバリアになる空隙がロータコア２０１に形成されることなく、複数の補助磁石２０４における対応する補助磁石２０４が挿入されている。
【0033】
なお、補助磁石用挿入穴２１８に補助磁石２０４がスムーズに挿入可能になるために、複数の補助磁石用挿入穴２１８のそれぞれの外形は、対応する補助磁石２０４の外形よりも僅かに大きく形成される場合がある。この場合に、複数の補助磁石用挿入穴２１８には、対応する補助磁石２０４が挿入されていない空隙が形成される。しかしながら、補助磁石２０４がスムーズに挿入可能になるために補助磁石用挿入穴２１８に形成された空隙は、フラックスバリアになる空隙とは異なる。補助磁石２０４がスムーズに挿入可能になるために補助磁石用挿入穴２１８に形成された空隙は、ロータ２の強度に影響しない。
【0034】
次に、実施の形態１に係るＩＰＭモータにおける磁束の流れについて説明する。第１主磁石２０５からステータ１に向かって磁束が流れ、ステータ１から第２主磁石２０６に向かって磁束が流れ、第２主磁石２０６から周方向Ｄ３に隣り合う第１主磁石２０５に向かって磁束が流れる。
【0035】
周方向Ｄ３に互いに隣り合う第１主磁石２０５と第２主磁石２０６との間に、Ｎ極が第１主磁石２０５を向き、Ｓ極が第２主磁石２０６を向く補助磁石２０４が配置されている。これにより、第１主磁石２０５のＮ極から第１主磁石２０５の主磁石周方向外側面２１１の近くを通って第１主磁石２０５のＳ極に磁束が流れることが抑制されている。また、第２主磁石２０６のＮ極から主磁石周方向外側面２１１の近くを通って第２主磁石２０６のＳ極に磁束が流れることが抑制されている。言い換えれば、主磁石２０３から出た磁束がロータ２内をループすることが抑制されている。したがって、補助磁石２０４は、補助磁石２０４に対して周方向Ｄ３に隣り合う主磁石２０３に対するフラックスバリアの機能を有している。
【0036】
また、周方向Ｄ３に互いに隣り合う第１主磁石２０５と第２主磁石２０６との間に、Ｎ極が第１主磁石２０５を向き、Ｓ極が第２主磁石２０６を向く補助磁石２０４が配置されている。これにより、補助磁石２０４のＮ極から補助磁石２０４の径方向第１面２１５の近くを通って補助磁石２０４のＳ極に磁束が流れることが抑制されている。また、補助磁石２０４のＮ極から補助磁石２０４の径方向第２面２１６の近くを通って補助磁石２０４のＳ極に磁束が流れることが抑制されている。言い換えれば、補助磁石２０４から出た磁束がロータ２内をループすることが抑制されている。したがって、主磁石２０３は、主磁石２０３に対して周方向Ｄ３に隣り合う補助磁石２０４に対するフラックスバリアの機能を有している。
【0037】
以上説明したように、実施の形態１に係るＩＰＭモータは、ステータ１と、ステータ１に対向して設けられたロータ２と、を備えている。ロータ２は、ロータコア２０１と、ロータコア２０１に設けられた複数の永久磁石２０２と、を有している。複数の永久磁石２０２には、複数の主磁石２０３と、複数の補助磁石２０４と、が含まれている。複数の主磁石２０３は、周方向Ｄ３に並んで配置されており、一対の磁極が径方向Ｄ２に互いに隣り合うように着磁されている。複数の補助磁石２０４は、周方向Ｄ３に並んだ複数の主磁石２０３のそれぞれの間に１つずつ配置されており、一対の磁極が周方向Ｄ３に互いに隣り合うように着磁されている。ロータコア２０１には、複数の主磁石２０３が１つずつ挿入された複数の主磁石用挿入穴２１７が形成されている。複数の主磁石用挿入穴２１７のそれぞれには、フラックスバリアになる空隙がロータコア２０１に形成されることなく、複数の主磁石２０３における対応する主磁石２０３が挿入されている。この構成によれば、主磁石用挿入穴２１７には、フラックスバリアになる空隙が含まれていない。これにより、ロータ２の強度を向上させることができる。
【0038】
また、実施の形態１に係るＩＰＭモータでは、軸方向Ｄ１に見た場合に、複数の主磁石２０３のそれぞれの形状は、周方向Ｄ３の中央部分の位置が周方向Ｄ３の両端部分を結ぶ直線よりも径方向Ｄ２において外側にあるように湾曲した形状である。この構成によれば、複数の主磁石２０３のそれぞれを容易に製造することができる。
【0039】
また、実施の形態１に係るＩＰＭモータでは、複数の主磁石２０３のそれぞれは、複数の補助磁石２０４のうちの周方向Ｄ３に隣り合う補助磁石２０４に対向する主磁石周方向外側面２１１を有している。複数の補助磁石２０４のそれぞれは、複数の主磁石２０３のうちの周方向Ｄ３に隣り合う主磁石２０３に対向する補助磁石周方向外側面２１２を有している。互いに対向する主磁石周方向外側面２１１および補助磁石周方向外側面２１２は、互いに平行している。この構成によれば、互いに対向する主磁石周方向外側面２１１と補助磁石周方向外側面２１２とによって挟まれる領域の面積を小さくすることができる。これにより、主磁石２０３から出た磁束が、互いに対向する主磁石周方向外側面２１１と補助磁石周方向外側面２１２とによって挟まれる領域を通って、ロータ２内をループすることをより効果的に抑制することができる。
【0040】
また、実施の形態１に係るＩＰＭモータでは、複数の補助磁石２０４のそれぞれの径方向第２面２１６は、複数の第１主磁石２０５のそれぞれの径方向第２面２０８および複数の第２主磁石２０６のそれぞれの径方向第２面２１０よりもステータ１の近くにある。この構成によれば、ロータコア２０１における径方向Ｄ２において補助磁石２０４よりもステータ１から離れた領域をより大きくすることができる。これにより、第２主磁石２０６のＮ極から出た磁束を、ロータコア２０１における径方向Ｄ２において補助磁石２０４よりもステータ１から離れた領域を通って第１主磁石２０５のＳ極に効果的に流すことができる。
【0041】
また、実施の形態１に係るＩＰＭモータでは、ロータ２は、径方向Ｄ２においてステータ１の外側に配置されている。この構成によれば、インナーロータ型モータと比較して、ギャップ半径を径方向Ｄ２の外側に配置することができる。これにより、ＩＰＭモータの出力を大きくすることができる。
【0042】
なお、実施の形態１に係るＩＰＭモータでは、主磁石２０３の形状が周方向Ｄ３に沿った形状になっている構成について説明した。しかしながら、主磁石２０３の形状は、周方向Ｄ３に沿った形状に限らず、主磁石２０３に対して周方向Ｄ３に隣り合う補助磁石２０４に対するフラックスバリアの機能を有するような形状であればよい。
【0043】
実施の形態２．
図３は、実施の形態２に係るＩＰＭモータの要部を示す平面図である。実施の形態２に係るＩＰＭモータでは、軸方向Ｄ１に見た場合に、複数の主磁石２０３のそれぞれの形状は、周方向Ｄ３の中央部分を通り径方向Ｄ２に延びた直線に対して垂直な方向である接線方向に沿って延びた形状になっている。
図３は、実施の形態２に係るＩＰＭモータの要部を示す平面図である。実施の形態２に係るＩＰＭモータでは、軸方向Ｄ１に見た場合に、複数の主磁石２０３のそれぞれの形状は、周方向Ｄ３の中央部分を通り径方向Ｄ２に延びた直線に対して垂直な方向である接線方向に沿って延びた形状になっている。
【0044】
複数の主磁石２０３のそれぞれは、一対の磁極が径方向Ｄ２に互いに隣り合うように着磁されている。具体的には、複数の主磁石２０３のそれぞれは、周方向Ｄ３の中央部分が径方向Ｄ２に着磁されている。また、複数の主磁石２０３のそれぞれは、周方向Ｄ３の中央部分を除く部分の磁束が周方向Ｄ３の中央部分の磁束と平行するように着磁されている。言い換えれば、複数の主磁石２０３のそれぞれは、周方向Ｄ３の全域に渡って互いに平行に着磁されている。
【0045】
軸方向Ｄ１に見た場合に、複数の主磁石２０３のそれぞれの形状は、台形形状になっている。軸方向Ｄ１に見た場合に、第１主磁石２０５の径方向第１面２０７および第２主磁石２０６の径方向第１面２０９のそれぞれは、台形形状における互いに平行する一対の辺のうちの短辺に対応する。軸方向Ｄ１に見た場合に、第１主磁石２０５の径方向第２面２０８および第２主磁石２０６の径方向第２面２１０のそれぞれは、台形形状における互いに平行する一対の辺のうちの長辺に対応する。
【0046】
複数の主磁石２０３のそれぞれは、棒形状に形成された永久磁石を長手方向に複数に分割することによって製造されている。したがって、複数の主磁石２０３のそれぞれは、容易に製造することが可能である。
【0047】
実施の形態２に係るＩＰＭモータにおけるその他の構成は、実施の形態１に係るＩＰＭモータの構成と同様である。
【0048】
以上説明したように、実施の形態２に係るＩＰＭモータでは、軸方向Ｄ１に見た場合に、複数の主磁石２０３のそれぞれの形状は、周方向Ｄ３の中央部分を通り径方向Ｄ２に延びた直線に対して垂直な方向である接線方向に沿って延びた形状である。この構成によれば、複数の主磁石２０３のそれぞれを容易に製造することができる。
【0049】
なお、実施の形態２に係るＩＰＭモータでは、軸方向Ｄ１に見た場合に主磁石２０３の形状が台形形状になっている構成について説明した。しかしながら、主磁石２０３の形状は、台形形状に限らず、主磁石２０３に対して周方向Ｄ３に隣り合う補助磁石２０４に対するフラックスバリアの機能を有するような形状であればよい。
【0050】
【0051】
径方向第１面２０７の面積は、径方向第２面２０８の面積よりも大きくなっている。径方向第１面２０９の面積は、径方向第２面２１０の面積よりも大きくなっている。
【0052】
実施の形態３に係るＩＰＭモータでは、ロータ２は、径方向Ｄ２においてステータ１の内側に配置されている。実施の形態３に係るＩＰＭモータにおけるその他の構成は、実施の形態１に係るＩＰＭモータと同様である。
【0053】
以上説明したように、実施の形態３に係るＩＰＭモータでは、ロータ２は、径方向Ｄ２においてステータ１の内側に配置されている。この構成によれば、アウターロータ型モータと比較して、ステータ１のコイル１０２を径方向Ｄ２においてロータ２の外側に配置することができる。これにより、コイル１０２を容易に冷却することができる。また、アウターロータ型モータと比較して、周方向Ｄ３に互いに隣り合う一対のティース１０４の先端部の間の距離を小さくすることができる。これにより、ロータ２に発生した磁束をステータ１に対してより多く鎖交させることができる。
【0054】
なお、実施の形態３に係るＩＰＭモータでは、主磁石２０３の形状が周方向Ｄ３に沿った形状になっている構成について説明した。しかしながら、主磁石２０３の形状は、周方向Ｄ３に沿った形状に限らず、主磁石２０３に対して周方向Ｄ３に隣り合う補助磁石２０４に対するフラックスバリアの機能を有するような形状であればよい。
【0055】
実施の形態４．
図６は、実施の形態４に係るＩＰＭモータの要部を示す平面図である。実施の形態４に係るＩＰＭモータは、インナーロータ型モータになっている。
図６は、実施の形態４に係るＩＰＭモータの要部を示す平面図である。実施の形態４に係るＩＰＭモータは、インナーロータ型モータになっている。
【0056】
実施の形態４に係るＩＰＭモータでは、軸方向Ｄ１に見た場合に、複数の主磁石２０３のそれぞれの形状は、周方向Ｄ３の中央部分を通り径方向Ｄ２に延びた直線に対して垂直な方向である接線方向に沿って延びた形状になっている。
【0057】
複数の主磁石２０３のそれぞれは、一対の磁極が径方向Ｄ２に互いに隣り合うように着磁されている。具体的には、複数の主磁石２０３のそれぞれは、周方向Ｄ３の中央部分が径方向Ｄ２に着磁されている。また、複数の主磁石２０３のそれぞれは、周方向Ｄ３の中央部分を除く部分の磁束が周方向Ｄ３の中央部分の磁束と平行するように着磁されている。言い換えれば、複数の主磁石２０３のそれぞれは、周方向Ｄ３の全域に渡って互いに平行に着磁されている。
【0058】
軸方向Ｄ１に見た場合に、複数の主磁石２０３のそれぞれの形状は、台形形状になっている。軸方向Ｄ１に見た場合に、第１主磁石２０５の径方向第１面２０７および第２主磁石２０６の径方向第１面２０９のそれぞれは、台形形状における互いに平行する一対の辺のうちの長辺に対応する。軸方向Ｄ１に見た場合に、第１主磁石２０５の径方向第２面２０８および第２主磁石２０６の径方向第２面２１０のそれぞれは、台形形状における互いに平行する一対の辺のうちの短辺に対応する。
【0059】
複数の主磁石２０３のそれぞれは、棒形状に形成された永久磁石を長手方向に複数に分割することによって製造されている。したがって、複数の主磁石２０３のそれぞれは、容易に製造することが可能である。
【0060】
径方向第１面２０７の面積は、径方向第２面２０８の面積よりも大きくなっている。径方向第１面２０９の面積は、径方向第２面２１０の面積よりも大きくなっている。
【0061】
実施の形態４に係るＩＰＭモータでは、ロータ２は、径方向Ｄ２においてステータ１の内側に配置されている。実施の形態４に係るＩＰＭモータにおけるその他の構成は、実施の形態１に係るＩＰＭモータと同様である。
【0062】
以上説明したように、実施の形態４に係るＩＰＭモータでは、軸方向Ｄ１に見た場合に、複数の主磁石２０３のそれぞれの形状は、周方向Ｄ３の中央部分を通り径方向Ｄ２に延びた直線に対して垂直な方向である接線方向に沿って延びた形状である。この構成によれば、実施の形態２に係るＩＰＭモータと同様に、複数の主磁石２０３のそれぞれを容易に製造することができる。
【0063】
また、実施の形態４に係るＩＰＭモータでは、ロータ２は、径方向Ｄ２においてステータ１の内側に配置されている。この構成によれば、実施の形態３に係るＩＰＭモータと同様に、アウターロータ型モータと比較して、ステータ１のコイル１０２を径方向Ｄ２においてロータ２の外側に配置することができる。これにより、コイル１０２を容易に冷却することができる。また、実施の形態３に係るＩＰＭモータと同様に、アウターロータ型モータと比較して、周方向Ｄ３に互いに隣り合う一対のティース１０４の先端部の間の距離を小さくすることができる。これにより、ロータ２に発生した磁束をステータ１に対してより多く鎖交させることができる。
【0064】
なお、実施の形態４に係るＩＰＭモータでは、軸方向Ｄ１に見た場合に主磁石２０３の形状が台形形状になっている構成について説明した。しかしながら、主磁石２０３の形状は、台形形状に限らず、主磁石２０３に対して周方向Ｄ３に隣り合う補助磁石２０４に対するフラックスバリアの機能を有するような形状であればよい。
【0065】
また、各実施の形態に係るＩＰＭモータでは、１つの永久磁石片から構成されている主磁石２０３について説明した。しかしながら、複数の永久磁石片から構成されている主磁石２０３であってもよい。この場合には、１つの主磁石２０３を構成する複数の永久磁石片の全てが互いに同一方向に着磁されていなくてもよい。複数の永久磁石片から構成された１つの主磁石２０３において、全体として一対の磁極が径方向Ｄ２に互いに隣り合うように着磁されていればよい。主磁石２０３が複数の永久磁石片から構成されている場合には、ＩＰＭモータを容易に大型化することができる。
【0066】
また、各実施の形態に係るＩＰＭモータでは、１つの永久磁石片から構成されている補助磁石２０４について説明した。しかしながら、複数の永久磁石片から構成されている補助磁石２０４であってもよい。この場合には、１つの補助磁石２０４を構成する複数の永久磁石片の全てが互いに同一方向に着磁されていなくてもよい。複数の永久磁石片から構成された１つの補助磁石２０４において、全体として一対の磁極が周方向Ｄ３に互いに隣り合うように着磁されていればよい。補助磁石２０４が複数の永久磁石片から構成されている場合には、ＩＰＭモータを容易に大型化することができる。
【0067】
以上、好ましい各実施の形態に係るＩＰＭモータについて説明したが、上述した各実施の形態に係るＩＰＭモータに制限されることはない。特許請求の範囲に記載された範囲を逸脱することなく、上述した各実施の形態に係るＩＰＭモータに種々の変形および変換を加えることができる。
【符号の説明】
【0068】
１ ステータ、２ ロータ、１０１ ステータコア、１０２ コイル、１０３ バックヨーク、１０４ ティース、２０１ ロータコア、２０２ 永久磁石、２０３ 主磁石、２０４ 補助磁石、２０５ 第１主磁石、２０６ 第２主磁石、２０７ 径方向第１面、２０８ 径方向第２面、２０９ 径方向第１面、２１０ 径方向第２面、２１１ 主磁石周方向外側面、２１２ 補助磁石周方向外側面、２１３ 周方向第１面、２１４ 周方向第２面、２１５ 径方向第１面、２１６ 径方向第２面、２１７ 主磁石用挿入穴、２１８ 補助磁石用挿入穴。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
