JP2002064951A - 永久磁石埋め込み型ロータ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】永久磁石が欠けたり、若しくは損傷することな
く容易に該永久磁石を保持固定する永久磁石埋め込み型
ロータを提供する。 【解決手段】回転軸１２の軸方向に対して所定角度離間
して６つのスロット９０が、該回転軸１２の軸方向に延
在してヨーク１４を貫通するように形成される。このス
ロット９０内には、磁極の異なる該永久磁石１８が交互
にそれぞれ収容される。この場合、前記回転軸１２の支
持部６０によって前記永久磁石１８の一端部１８ａが支
持される。さらに、前記永久磁石１８の他端部１８ｂ
は、ヨーク１４を構成する積層鋼板のうち末端に位置す
る鋼板１４ａの所望の部位をかしめることにより保持固
定される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、永久磁石埋め込み
型ロータに関し、特に、永久磁石が欠けたり、若しくは
損傷することなく該永久磁石を保持固定することが可能
な永久磁石埋め込み型ロータに関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、永久磁石埋め込み型ロータとし
ては、例えば、けい素鋼板などの高透磁率材を積層した
ヨークに形成されたスロット内に永久磁石を保持固定し
たものが知られている。

【０００３】前記永久磁石埋め込み型ロータの永久磁石
の保持方法としては、特許公報第２９８２４１０号に開
示された方法（第１の従来例）、特開平１０−１７４３
２６号公報に開示された方法（第２の従来例）、特開平
５−８３８９２号公報に開示された方法（第３の従来
例）などがある。

【０００４】前記の第１の従来例においては、図９に示
すように、ヨークＡに形成されたスロットＢの内壁面に
複数の突起部Ｃが形成され、該スロットＢ内に永久磁石
Ｄを収容する際、該突起部Ｃを押圧しながら該永久磁石
Ｄが圧入されて該永久磁石Ｄを該ヨークＡに保持固定し
ている。

【０００５】前記の第２の従来例においては、図１０Ａ
及び図１０Ｂに示すように、ヨークＥに略円弧状に形成
されたスロットＦ内に永久磁石Ｇを収容し、該永久磁石
Ｇの両端部に対向する部位Ｑを該永久磁石Ｇ方向に押し
込むことによって、該永久磁石Ｇを該ヨークＥに保持固
定している。

【０００６】前記の第３の従来例においては、図１１に
示すように、ヨークＨに形成されたスロットＩに連通す
る溝Ｊが該ヨークＨに形成され、該スロットＩ内に永久
磁石Ｋを収容した後、該溝ＪにピンＬを挿入して該永久
磁石Ｋを該スロットＩの内壁面に押圧することによっ
て、該永久磁石Ｋを該ヨークＨに保持固定している。ま
たは、溝Ｊに、例えば、ポリエステル樹脂などの溶融樹
脂を射出充填して、永久磁石ＫをヨークＨに保持固定し
ている。

【０００７】また、その他の方法（第４の従来例）とし
ては、図１２に示すように、ヨークＭに形成されたスロ
ットＮ内に永久磁石Ｏを収容して、該ヨークＭの両端を
該ヨークＭと同材質（例えば、けい素鋼板など）の端面
板Ｐによって閉塞することにより、該永久磁石Ｏを該ヨ
ークＭに保持固定している。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記の
第１の従来例においては、スロットＢ内に永久磁石Ｄを
収容する際に該スロットＢ内に形成された突起部Ｃを押
圧するため、該永久磁石Ｄが欠けたり、若しくは損傷し
てしまうという問題点が指摘されている。さらに、例え
ば、永久磁石Ｄにコーティングが施されている場合に
は、コーティングが剥落してしまうという不都合があ
る。

【０００９】前記の第２の従来例においては、ヨークＥ
の永久磁石Ｇの両端部に対向する部位Ｑは薄肉のため、
該部位ＱをスロットＦ内に収容された該永久磁石Ｇの方
向に押し込むことにより、該永久磁石Ｇの半径方向外方
に位置する該ヨークＥの外形が変形する（凹凸が発生す
る）おそれがある。例えば、ヨークＥの外形に凸部が発
生した場合には、該ヨークＥと該ヨークＥを囲繞するス
テータとが干渉したり、若しくは該ヨークＥと該ステー
タとの間のエアギャップが小さくなり磁路が短絡する不
具合がある。また、ヨークＥの外形に凹部が発生した場
合には、ヨークＥとステータとの間のエアギャップが大
きくなり磁束の低下を招く不具合がある。

【００１０】前記の第３の従来例においては、前記の第
１の従来例と同様に、スロットＩ内に永久磁石Ｋを収容
した後、該スロットＩに連通する溝ＪにピンＬを挿入す
る際に該永久磁石Ｋが欠けたり、若しくは損傷してしま
うという問題点が指摘されており、かつ永久磁石Ｋにコ
ーティングが施されている場合には、コーティングが剥
落してしまうという不都合がある。さらに、溝Ｊに溶融
樹脂を射出充填する場合には、溶融樹脂の射出工程が増
えることによって製造工程が煩雑になるとともに新たな
射出装置を設置しなければならず、設備費用の高騰を招
く不具合がある。

【００１１】前記の第４の従来例においては、端面板Ｐ
に、例えば、ヨークＭと同材質であるけい素鋼板を用い
た場合、該端面板Ｐで漏れ磁束が増加して出力トルクの
低下を引き起こす不都合がある。また、端面板Ｐを非磁
性体にした場合、ヨークＭと別部材となりコストアップ
の原因となる。

【００１２】本発明はこのような課題を考慮してなされ
たものであり、本発明に係る永久磁石埋め込み型ロータ
によれば、ヨークに永久磁石を保持固定する際、該永久
磁石が欠けたり、若しくは損傷することなく該永久磁石
を保持固定できるとともに、例えば、該永久磁石がコー
ティングされている場合でも、コーティングを剥落させ
ることなく該永久磁石をヨークに保持固定することが可
能となる。

【００１３】しかも、本発明に係る永久磁石埋め込み型
ロータによれば、ヨークの外形を変形させることがない
ため、ヨークとステータとの間のエアギャップが一定に
保持され、磁路が短絡したり、又は磁束の低下を招くこ
とを可及的に阻止できる。さらに、新たな設備投資を行
う必要がないため、製造コストを低廉化することが可能
となる。

【００１４】

【課題を解決するための手段】本発明は、ヨークの軸に
対して所定角度離間するとともに、該ヨークの軸方向に
延在して該ヨークに複数形成されるスロットを有し、前
記スロットの寸法は永久磁石の寸法と比して大きく形成
されるとともに、前記スロット内に収容された前記永久
磁石が、回転軸に形成された支持部と前記ヨークのかし
め部とにより該ヨークに保持固定されることを特徴とす
る。さらに、前記ヨークが前記回転軸に圧入されるとと
もに、前記支持部と該回転軸のかしめ部とにより該ヨー
クが該回転軸に保持固定されるとよい。

【００１５】また、本発明は、ヨークの軸に対して所定
角度離間するとともに、該ヨークの軸方向に延在して該
ヨークに複数形成されるスロットを有し、前記スロット
の寸法は永久磁石の寸法と比して大きく形成されるとと
もに、前記スロット内に収容された前記永久磁石が、前
記ヨークのかしめ部により挟持されて該ヨークに保持固
定されることを特徴とする。さらに、前記ヨークが回転
軸に圧入されるとともに、該回転軸に形成された支持部
と該回転軸のかしめ部とにより該ヨークが該回転軸に保
持固定されるとよい。

【００１６】本発明によれば、永久磁石の寸法と比して
大きく形成されるスロット内に該永久磁石が収容され
る。従って、スロット内に永久磁石を収容する際、該永
久磁石が欠けたり、若しくは損傷することなく該スロッ
ト内に収容することができるとともに、例えば、該永久
磁石がコーティングされている場合でも、コーティング
が剥落することを防止することができる。しかも、ヨー
クの外形を変形させることがないため、ヨークと該ヨー
クを囲繞するステータとの間のエアギャップが一定に保
持され、磁路が短絡したり、又は磁束の低下を招くこと
を可及的に阻止できる。

【００１７】また、漏れ磁束を生じさせるような端面板
を用いずに永久磁石を保持固定できるため、出力トルク
の低下を引き起こすことを阻止することが可能となる。

【００１８】さらに、例えば、溶融樹脂を射出するため
の射出装置を用いずに永久磁石をヨークに保持固定でき
るため、新たな設備投資を行う必要なく、設備投資の抑
制を達成でき、廉価に永久磁石埋め込み型ロータを製造
することが可能となる。

【００１９】

【発明の実施の形態】本発明に係る永久磁石埋め込み型
ロータについて、例えば、回転電機に適用した実施の形
態例を挙げ、添付の図１〜図８を参照しながら以下詳細
に説明する。

【００２０】第１の実施の形態に係る永久磁石埋め込み
型ロータ１０は回転電機１１に組み込まれ、回転軸１２
と、該回転軸１２と一体的に回転動作するとともに、高
透磁率材からなる鋼板（例えば、けい素鋼板）を積層し
たヨーク１４を有する。この回転軸１２の端部には回転
部１６が嵌合されるととも、前記ヨーク１４には永久磁
石１８が保持固定されている。この永久磁石１８の保持
状態については、後で詳述する。前記ヨーク１４は前記
回転軸１２に圧入されるとともに、該回転軸１２に一体
的に形成される支持部６０上に載置される（図１参
照）。さらに、前記回転軸１２の上端部１２ａの所望の
部位をポンチによってかしめることにより、前記ヨーク
１４は該回転軸１２に保持固定される（図３参照）。な
お、図３中、参照符号１９はかしめ部を示し、参照符号
２１はポンチ痕を示す。また、前記ヨーク１４は固定部
２０に囲繞されており、該固定部２０には第１〜第９電
磁コイル２２ａ〜２２ｉが固定されている。

【００２１】ここで、第１の実施の形態においては、回
転軸１２の軸方向の寸法を可及的に短くするために該回
転軸１２の上端部１２ａとヨーク１４の一番上端に位置
する鋼板１４ａとの間の寸法を可及的に短くしているた
め、確実に該回転軸１２に該ヨーク１４を保持固定すべ
く該上端部１２ａの所望の部位をかしめている。しかし
ながら、前記上端部１２ａと前記鋼板１４ａとの距離を
十分に確保できる場合には、圧入作用のみにより確実に
前記ヨーク１４が前記回転軸１２に保持固定されるた
め、該上端部１２ａをかしめる必要はない。

【００２２】一方、回転部１６には、図２に示すよう
に、バッテリ（図示せず）に電気的に接続された正極ブ
ラシ２４及び負極ブラシ２６と、正極ブラシ２４、負極
ブラシ２６にそれぞれ電気的に接続された第１〜第３正
ブラシ２８ａ〜２８ｃ、第１〜第３負ブラシ３０ａ〜３
０ｃと、第１ダイオード３２ａ及び第２ダイオード３２
ｂと、両ダイオード３２ａ、３２ｂにそれぞれ電気的に
接続された第１サブブラシ３４ａ、第２サブブラシ３４
ｂとが設置されている。

【００２３】回転電機１１は、さらに、回転部１６を昇
降動作させるガバナ機構３６（図１参照）と、絶縁領域
と第１〜第９電磁コイル２２ａ〜２２ｉの両端部に電気
的に接続された導電領域とからなり前記第１〜第３正ブ
ラシ２８ａ〜２８ｃ、第１〜第３負ブラシ３０ａ〜３０
ｃ、第１サブブラシ３４ａ及び第２サブブラシ３４ｂが
摺接する整流子３８、正極ブラシ２４が摺接する正極子
４０、及び負極ブラシ２６が摺接する負極子４２を有す
る固定板４４とを備える（図２参照）。

【００２４】この回転電機１１は、図１に示すように、
回転部１６が上昇して上端に位置し、第１〜第３正ブラ
シ２８ａ〜２８ｃ、第１〜第３負ブラシ３０ａ〜３０ｃ
及び第１、第２サブブラシ３４ａ、３４ｂが整流子３８
に摺接し、かつ正極ブラシ２４、負極ブラシ２６が正極
子４０、負極子４２にそれぞれ摺接する場合、モータと
して機能する。一方、回転部１６が下降して前記各ブラ
シが固定板４４から離間した場合には、発電機として機
能する。

【００２５】上記した各構成要素は全て、内燃機関ケー
ス４６とメインカバー４８とからなるケース５０内に収
容されている。以下、図１を参照して、回転電機１１の
構成をさらに詳細に説明する。

【００２６】内燃機関ケース４６の図１における下端部
には、図示しない内燃機関を構成するクランクシャフト
５２の先端部を通すための開口５４が形成されている。
この開口５４とクランクシャフト５２の先端部との間
は、シール部材５５によりシールされている。また、内
燃機関ケース４６の略中腹部には段部５６が形成されて
おり、この段部５６にはボルト穴５８が設けられてい
る。

【００２７】回転軸１２は、支持部６０と該支持部６０
から延在した小径部６２とを有し、かつ中空状である。
すなわち、支持部６０及び小径部６２の軸方向中心部に
は、下端側から、奥部になるにつれてテーパ状に縮径し
たテーパ状挿入口６４と、該テーパ状挿入口６４に連通
するボルト挿入孔６６と、該ボルト挿入孔６６に連通し
て該ボルト挿入孔６６よりも大径なファン固定用部材挿
入口６８が形成されている。そして、テーパ状に縮径し
たクランクシャフト５２の先端部は、内燃機関ケース４
６の開口５４を通って回転軸１２のテーパ状挿入口６４
内に嵌合されている。

【００２８】また、回転軸１２には、支持部６０の一部
を切り欠くことにより環状凹部７０が形成されており、
該環状凹部７０には、回転部１６を弾発付勢するコイル
スプリング７２が配置されている。

【００２９】回転軸１２の支持部６０にはスカート状カ
バー７４が一体的に形成されるとともに、小径部６２の
側周壁には回転部１６が係合されている（図１参照）。
上述したように、前記回転軸１２には前記支持部６０上
に載置されたヨーク１４が保持固定されているため、該
回転軸１２が回転動作する際には、該ヨーク１４及び前
記回転部１６も該回転軸１２と一体的に回転動作する。

【００３０】スカート状カバー７４の内部には、ガバナ
機構３６を構成する円盤７６と、該円盤７６上に載置さ
れた複数個のボール７８とが配置されている。なお、ガ
バナ機構３６は、さらに円盤７６と回転部１６とを連結
する複数本のシャフト８０を有する。このガバナ機構３
６及びコイルスプリング７２により、回転部１６を回転
軸１２の小径部６２の側周壁に沿って昇降させることが
できる。

【００３１】円盤７６及びスカート状カバー７４のテー
パ部７４ａから等径部７４ｂに至る内壁には、ボール７
８の周面に合う曲率で切り欠かれた溝８２、８３がそれ
ぞれ形成されており、ボール７８はこの溝８２、８３内
に移動可能に配置されている。また、円盤７６には貫通
孔８４が形成されており、該貫通孔８４にはシャフト８
０の軸部８０ａの先端部が通っている。なお、この先端
部には環状溝８６が形成されており、この環状溝８６に
リング状の保持部材８７が係合されることによりシャフ
ト８０の円盤７６からの抜け止めがなされている。

【００３２】円盤７６は、シャフト８０により回転部１
６に連結されているので、該回転部１６が前記コイルス
プリング７２から弾発付勢されることに伴ってスカート
状カバー７４内で上昇する。最終的には、ボール７８が
スカート状カバー７４のテーパ部７４ａの内壁と円盤７
６とで堅牢に挟持され、これにより円盤７６がスカート
状カバー７４内において上端に位置する。

【００３３】そして、シャフト８０の軸部８０ａは、回
転部１６に形成されたビス用貫通孔８８を通っている。
勿論、このビス用貫通孔８８はシャフト８０の頭部８０
ｂよりも小径であり、したがって、シャフト８０が回転
部１６から脱落することはない。

【００３４】ヨーク１４には、６個の永久磁石１８が保
持固定されている。具体的には、回転軸１２の軸に対し
て所定角度離間して６つのスロット９０が、該回転軸１
２の軸方向に延在してヨーク１４を貫通するように形成
される（図３及び図４参照）。このスロット９０の寸法
は、永久磁石１８の寸法に比して大きい寸法である。具
体的には、永久磁石１８の縦寸法（回転軸１２の軸方向
の寸法）をＨ１とし、スロット９０の縦寸法（回転軸１
２の軸方向の寸法）、すなわち、ヨーク１４の縦寸法を
Ｈ２とした場合、Ｈ１＜Ｈ２の関係を満足するととも
に、該永久磁石１８の他端部１８ｂの端面より該ヨーク
１４を構成する積層鋼板のうち、図４において一番上端
に位置する鋼板１４ａの方が、図４において上方に位置
している。前記スロット９０内には、磁極の異なる該永
久磁石１８が交互に収容されている。この場合、回転軸
１２の支持部６０によって前記永久磁石１８の一端部１
８ａが支持されている（図４参照）。すなわち、前記支
持部６０の半径方向外方の回転軸１２の軸線からの距離
は、前記スロット９０の内壁面の回転軸１２の軸線から
の距離より長くなっている。

【００３５】また、前記他端部１８ｂは、前記鋼板１４
ａの所望の部位を、例えば、ポンチによってかしめるこ
とにより支持されている（図３参照）。すなわち、永久
磁石１８は、支持部６０とかしめ部９１とによりヨーク
１４に保持固定されている。この場合、永久磁石１８の
縦寸法Ｈ１と、ヨーク１４の縦寸法Ｈ２とは、Ｈ１＜Ｈ
２の関係を満足し、かつ他端部１８ｂの端面より鋼板１
４ａの方が上方に位置しているため、該永久磁石１８を
半径方向外方に押圧することなく鋼板１４ａの所望の位
置をかしめることができる。従って、前記ヨーク１４の
前記永久磁石１８の半径方向外方に位置する部位１４ｃ
の外形を変形させることを防止できる。なお、図３中、
参照符号９３はポンチ痕を示す。

【００３６】固定部２０はヨーク１４と同様に高透磁率
材からなる積層鋼板からなり、該ヨーク１４を囲繞する
ようにケース５０内に配置されている。そして、固定部
２０は、該固定部２０に形成されたボルト孔９２を通っ
て内燃機関ケース４６のボルト穴５８に螺合されたボル
ト９４により内燃機関ケース４６に固定されている。

【００３７】第１〜第９電磁コイル２２ａ〜２２ｉは、
図示しない絶縁部材を介してこの固定部（積層鋼板）２
０に巻回されている。このため、ヨーク１４は、固定部
２０に固定された第１〜第９電磁コイル２２ａ〜２２ｉ
により囲繞される。なお、第１〜第９電磁コイル２２ａ
〜２２ｉの各一端は、固定板４４に突出形成されたフッ
ク部９６（図２参照）を介して整流子３８の互いに隣り
合う導電領域に電気的に接続されている。

【００３８】また、固定部２０には、第１〜第９電磁コ
イル２２ａ〜２２ｉとは別の電磁コイル（図示せず）が
固定されている。この図示しない電磁コイルは、回転電
機１１を発電機として機能させる際に、誘起電圧を発生
させるためのものである。

【００３９】回転軸１２の小径部６２に係合された回転
部１６は、回転軸１２を囲繞する回転軸囲繞部９８と、
該回転軸囲繞部９８から延在し、かつ外径が該回転軸囲
繞部９８よりも小さい中央突出部１００とを有する。勿
論、この中央突出部１００も回転軸１２を囲繞してい
る。

【００４０】前記コイルスプリング７２は、回転部１６
の中央突出部１００を囲繞し、かつ一端が回転部１６の
回転軸囲繞部９８の一端面に着座している。回転軸１２
が停止している場合や低速で回転している場合、このコ
イルスプリング７２の弾発付勢により回転部１６が上端
に位置する。

【００４１】ここで、図２を参照して回転部１６の全体
概略構成をさらに詳細に説明する。

【００４２】回転部１６において、回転軸囲繞部９８の
周囲には、互いに１２０°ずつ離間した３個の壁部１０
２が形成されており、ビス用貫通孔８８（図１参照）は
この壁部１０２に設けられている。そして、上記したよ
うに、このビス用貫通孔８８には、図２に頭部８０ｂが
示されるシャフト８０の軸部８０ａが通っている（図１
参照）。

【００４３】回転部１６には、回転軸囲繞部９８と同心
円状に負極ブラシ２６、正極ブラシ２４が内側からこの
順序で設置されており、さらに、正極ブラシ２４よりも
外側の同一円上に第１〜第３正ブラシ２８ａ〜２８ｃ、
第１〜第３負ブラシ３０ａ〜３０ｃ及び第１、第２サブ
ブラシ３４ａ、３４ｂが設置されている（図２参照）。

【００４４】第１〜第３正ブラシ２８ａ〜２８ｃは互い
に１２０°ずつ離間して配置されており、かつ第１〜第
３負ブラシ３０ａ〜３０ｃも互いに１２０°ずつ離間し
て配置されている。なお、正ブラシ２８ａ〜２８ｃと負
ブラシ３０ａ〜３０ｃは交互に配置されている。この場
合、第１サブブラシ３４ａは第１負ブラシ３０ａと第２
正ブラシ２８ｂとの略中間に位置しており、一方、第２
サブブラシ３４ｂは第３正ブラシ２８ｃと第３負ブラシ
３０ｃの略中間に位置している。

【００４５】なお、各ブラシは全て昇降動作することが
できる。すなわち、図５に示すように、各ブラシの下端
部はブラシボックス１０４内にそれぞれ挿入されてい
る。そして、該ブラシボックス１０４の中空内部にはコ
イルスプリング１０６が配置されており、該コイルスプ
リング１０６の一端はブラシボックス１０４の内部底面
に設置された着座用部材１０８に着座し、かつ他端は各
ブラシの下端面に着座している。このため、各ブラシ
は、コイルスプリング１０６により常時上方へと弾発付
勢されている。一方、各ブラシがその上端面から押圧さ
れた際には、各ブラシは、コイルスプリング１０６が収
縮することによりブラシボックス１０４の内部に指向し
て下降する。

【００４６】勿論、各コイルスプリング１０６の弾発力
の総和はコイルスプリング７２（図１参照）の弾発力に
比して小さく、したがって、回転部１６がコイルスプリ
ング１０６の弾発付勢により下降することはない。

【００４７】なお、この場合、各ブラシは第１柱状部１
１０ａと該第１柱状部１１０ａよりも幅狭の第２柱状部
１１０ｂとからなり（図５参照）、ブラシボックス１０
４の開口の各辺の長さは第１柱状部１１０ａの各辺の長
さよりも小さい。これにより各ブラシのブラシボックス
１０４からの抜け止めがなされており、ブラシボックス
１０４の開口からは第２柱状部１１０ｂのみが突出す
る。

【００４８】そして、回転部１６の側周壁と回転軸囲繞
部９８との間には段部１１２が複数箇所に設けられてお
り（図２参照）、そのうちの２箇所に第１ダイオード３
２ａ及び第２ダイオード３２ｂがそれぞれ固定されてい
る。

【００４９】なお、第１〜第３正ブラシ２８ａ〜２８ｃ
は正極ブラシ２４に電気的に接続されており、かつ第１
〜第３負ブラシ３０ａ〜３０ｃは負極ブラシ２６に電気
的に接続されている。また、第１、第２サブブラシ３４
ａ、３４ｂは、第１、第２ダイオード３２ａ、３２ｂを
介して正極ブラシ２４及び負極ブラシ２６にそれぞれ電
気的に接続されている。さらに、正極ブラシ２４及び負
極ブラシ２６は、図示しないバッテリの正極及び負極に
それぞれ電気的に接続されている。

【００５０】回転部１６の上方に配置された固定板４４
は、ケーブル止用部材１１４内に収容されている（図１
参照）。そして、固定板４４及びケーブル止用部材１１
４のそれぞれの中心部には、ファン固定用部材１２０
（図１参照）を通すための貫通孔１２１、１２２が形成
されている（図２参照）。なお、固定板４４及びケーブ
ル止用部材１１４は回転動作しない。

【００５１】固定板４４は、図２に示すように円環状で
あり、互いに絶縁された負極子４２、正極子４０及び整
流子３８を内側からこの順序で有する。このうち、負極
子４２及び正極子４０の上端面からは、負極端子板１２
４及び正極端子板１２６がそれぞれ垂直に立ち上がって
いる。

【００５２】両端子板１２４、１２６は、図２に示すケ
ーブル１２８ａ、１２８ｂにケーブル端子１３０ａ、１
３０ｂを介してそれぞれ電気的に接続されている。例え
ば、負極端子板１２４とケーブル１２８ａとは、図５に
示すように、負極端子板１２４及びケーブル端子１３０
ａにそれぞれ形成された貫通孔（図示せず）を通ったボ
ルト１３１と、該ボルト１３１に螺着されるナット１３
２とにより互いに連結される。同様に、正極端子板１２
６とケーブル１２８ｂも互いに連結されている（図示せ
ず）。

【００５３】ケーブル１２８ａ、１２８ｂの他端部は、
図示しない前記バッテリの正極、負極にそれぞれ電気的
に接続されている。結局、負極子４２及び正極子４０
は、ケーブル１２８ａ、１２８ｂ、ケーブル端子１３０
ａ、１３０ｂ及び負極端子板１２４、正極端子板１２６
を介して前記バッテリの負極及び正極に電気的にそれぞ
れ接続されている。

【００５４】なお、ケーブル止用部材１１４の一部を切
り欠いて設けられた切欠溝１３３（図２参照）に係合さ
れたケーブル１２８ｃは、第２電磁コイル２２ｂと図示
しない制圧整流器とを電気的に接続するためのものであ
る。

【００５５】整流子３８は、図２に示すように、９箇所
の絶縁領域（以下、第１〜第９スリットという）１３４
ａ〜１３４ｉと９箇所の導電領域（以下、第１〜第９セ
グメントという）１３６ａ〜１３６ｉとが交互に配列さ
れてなる。このうち、第１〜第９スリット１３４ａ〜１
３４ｉは、第１、第２サブブラシ３４ａ、３４ｂに比し
て幅広に形成されている。また、第１〜第９セグメント
１３６ａ〜１３６ｉは、それぞれフック部９６を有して
おり、上記したように、各フック部９６に前記第１〜第
９電磁コイル２２ａ〜２２ｉのいずれかの一端が係止さ
れる。これにより、第１〜第９セグメント１３６ａ〜１
３６ｉが第１〜第９電磁コイル２２ａ〜２２ｉの各一端
に電気的に接続される。

【００５６】また、内燃機関ケース４６と固定部２０と
の間にはサブカバー１４２の大径開口端部１４２ａが挿
入されており（図１参照）、これにより固定部２０の芯
出しがなされている。また、サブカバー１４２の小径開
口端部１４２ｂは、ケーブル止用部材１１４に互いに１
２０°ずつ離間して形成されたボルト穴１４４に螺合さ
れたボルト１４６によりケーブル止用部材１１４に固定
されている。

【００５７】一方、上記したように、固定板４４及びケ
ーブル止用部材１１４の貫通孔１２１、１２２にはファ
ン固定用部材１２０が通っている（図１参照）。このフ
ァン固定用部材１２０の下端面には突出部１５０が突出
形成されており、該突出部１５０は、回転軸１２の小径
部６２に形成されたファン固定用部材挿入口６８に挿入
されている。

【００５８】ファン固定用部材１２０もまた中空状であ
り、その内部に形成された貫通孔１５２にはボルト１５
４の軸部が通っている。この軸部はさらに回転軸１２の
ボルト挿入孔６６を通っており、該ボルト１５４の先端
部は、クランクシャフト５２の先端部に形成されたボル
ト穴１５６に螺合されている（図１参照）。

【００５９】すなわち、ファン固定用部材１２０は、ボ
ルト１５４を介してクランクシャフト５２に連結されて
おり、該クランクシャフト５２が回転動作する際にこれ
と一体的に回転動作する。これにより、ファン固定用部
材１２０に固定された図示しないファンが回転動作する
に至る。なお、前記ファンに対向する位置には、例え
ば、ラジエータ等が配置される。

【００６０】第１の実施の形態に係る永久磁石埋め込み
型ロータ１０を組み込む回転電機１１は、基本的には以
上のように構成されるものであり、次にその作用及び効
果について説明する。

【００６１】まず、回転軸１２が低速で回転動作する場
合には、ボール７８が受ける遠心力よりもコイルスプリ
ング７２の弾発力が大きい。したがって、回転部１６が
コイルスプリング７２により弾発付勢され、上端に位置
する。この際、各ブラシが固定板４４に押圧されること
によりブラシボックス１０４内に配置されたコイルスプ
リング１０６が収縮され、これに伴い各ブラシが降下す
る。すなわち、各ブラシは固定板４４に摺接可能な程度
にブラシボックス１０４から突出するので、各ブラシに
よって回転部１６の回転動作が妨げられることはない。

【００６２】回転部１６が上端に位置することにより、
正極子４０、負極子４２の下端面に正極ブラシ２４、負
極ブラシ２６がそれぞれ摺接する。しかも、整流子３８
の下端面に第１〜第３正ブラシ２８ａ〜２８ｃ、第１〜
第３負ブラシ３０ａ〜３０ｃ及び第１、第２サブブラシ
３４ａ、３４ｂが摺接する。これにより、バッテリから
供給された電流が、正極ブラシ２４及び負極ブラシ２６
を介してバッテリへと戻る。つまり、回転電機１１が、
モータとして機能することになる。

【００６３】そして、回転軸１２が高速で回転動作する
ようになると、ボール７８が受ける遠心力における回転
軸１２の長手方向に沿う成分がコイルスプリング７２の
弾発力よりも大きくなる。このため、ボール７８は、円
盤７６に形成された溝８２及びスカート状カバー７４の
テーパ部７４ａの内壁に形成された溝８３内を転動また
は滑動し、該スカート状カバー７４の等径部７４ｂに至
る。これに伴い、図６に示すように、ボール７８により
円盤７６が押圧されて降下し、その結果、シャフト８０
により回転部１６が引き寄せられて、回転軸１２の小径
部６２の側周壁に沿って降下する。これにより、第１〜
第３正ブラシ２８ａ〜２８ｃ、第１〜第３負ブラシ３０
ａ〜３０ｃ及び第１、第２サブブラシ３４ａ、３４ｂが
整流子３８から離間し、かつ正極ブラシ２４、負極ブラ
シ２６が正極子４０、負極子４２からそれぞれ離間す
る。結局、各ブラシは、バッテリから電気的に切り離さ
れる。

【００６４】この場合、ヨーク１４が回転動作している
ので、該ヨーク１４に保持された永久磁石１８により、
第１〜第９電磁コイル２２ａ〜２２ｉとは別の図示しな
い電磁コイルに誘起電圧が発生する。すなわち、回転電
機１１は、発電機として機能することになる。

【００６５】次に、本発明の第２の実施の形態に係る永
久磁石埋め込み型ロータ２００について、図７及び図８
を参照しながら説明する。この第２の実施の形態に係る
永久磁石埋め込み型ロータ２００において、第１の実施
の形態に係る永久磁石埋め込み型ロータ１０における構
成要素と同一の構成要素には同一の参照符号を付し、そ
の詳細な説明を省略する。

【００６６】第２の実施の形態に係る永久磁石埋め込み
型ロータ２００は、前記第１の実施の形態に係る永久磁
石埋め込み型ロータ１０と略同様の構成を有するが、永
久磁石１８の保持構造が異なっている。

【００６７】この第２の実施の形態に係る永久磁石埋め
込み型ロータ２００においては、図７に示すように、ヨ
ーク１４に形成されるスロット９０内に収容された永久
磁石１８が、該ヨーク１４を構成する積層鋼板のうち、
両端に位置する鋼板１４ａ及び１４ｂの所望の部位を、
例えば、ポンチによってかしめることにより保持固定さ
れている。すなわち、前記永久磁石１８の一端部１８ａ
は該永久磁石１８の他端部１８ｂと同様に、かしめ部２
０２によって支持されている（図８参照）。この場合、
回転軸１２の支持部６０の半径方向外方の回転軸１２の
軸線からの距離は、スロット９０の内壁面の回転軸１２
の軸線からの距離より短くなっている（図７参照）。な
お、図７及び図８中、参照符号２０４はポンチ痕を示
す。

【００６８】第２の実施の形態に係る永久磁石埋め込み
型ロータ２００の作用及び効果については、上述した第
１の実施の形態に係る永久磁石埋め込み型ロータ１０の
作用及び効果と略同様である。

【００６９】

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、永久磁
石の寸法と比して大きく形成されるスロット内に該永久
磁石が収容される。従って、スロット内に永久磁石を収
容する際、該永久磁石が欠けたり、若しくは損傷するこ
となく該スロット内に収容することができるとともに、
例えば、該永久磁石がコーティングされている場合で
も、コーティングが剥落することを防止することができ
る。それと同時に、ヨークの外形を変形させることがな
いため、ヨークと固定部との間のエアギャップが一定に
保持され、磁路が短絡したり、又は磁束の低下を招くこ
とを可及的に阻止できる。

【００７０】また、漏れ磁束を生じさせるような端面板
を用いずに永久磁石を保持固定できるため、出力トルク
の低下を引き起こすことを阻止することが可能となる。

【００７１】さらに、例えば、溶融樹脂を射出するため
の射出装置を用いずに永久磁石をヨークに保持固定でき
るため、新たな設備投資を行う必要がなく、設備投資の
抑制を達成でき、廉価に永久磁石埋め込み型ロータを製
造することが可能になるという特有の効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１の実施の形態に係る永久磁石埋め込み型ロ
ータを組み込む回転電機の要部縦断面全体概略構成図で
ある。

【図２】図１の回転電機が備える回転部、固定板及びケ
ーブル止用部材の全体概略分解斜視図である。

【図３】図１におけるＩＩＩ−ＩＩＩ線からみた矢視説
明図である。

【図４】図１の永久磁石埋め込み型ロータが備える永久
磁石の保持状態を示す要部拡大縦断面説明図である。

【図５】図１の回転電機が備えるブラシの要部拡大縦断
面分解説明図である。

【図６】図１の回転電機が備える回転部が下降した状態
を示す要部縦断面全体概略構成図である。

【図７】第２の実施の形態に係る永久磁石埋め込み型ロ
ータが備える永久磁石の保持状態を示す要部拡大縦断面
説明図である。

【図８】図７におけるＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ線からみた矢
視説明図である。

【図９】第１の従来例に係る永久磁石埋め込み型ロータ
が備える永久磁石の保持状態を概略的に示す平面説明図
である。

【図１０】図１０Ａは第２の従来例に係る永久磁石埋め
込み型ロータが備える永久磁石の保持状態を概略的に示
す平面説明図であり、図１０Ｂは図１０ＡにおけるＸＢ
−ＸＢ線からみた一部省略矢視説明図である。

【図１１】第３の従来例に係る永久磁石埋め込み型ロー
タが備える永久磁石の保持状態を概略的に示す平面説明
図である。

【図１２】第４の従来例に係る永久磁石埋め込み型ロー
タが備える永久磁石の保持状態を概略的に示す分解斜視
説明図である。

【符号の説明】

１０、２００…永久磁石埋め込み型ロータ １２…回転軸 １４…ヨーク １８…永久磁石 １９、９１、２０
２…かしめ部 ６０…支持部 ９０…スロット

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｈ０２Ｋ 19/10 Ｈ０２Ｋ 19/10 Ａ 21/14 21/14 Ｍ Ｆターム(参考） 5H002 AA07 AA08 AB07 AB08 AC03 AC06 AE08 5H619 AA03 AA05 BB02 BB06 BB15 BB24 PP02 PP05 PP06 PP08 5H621 AA03 BB10 GA01 GB08 HH01 JK05 JK08 JK15 JK17 JK19 5H622 CA02 CA05 CB05 PP03 PP10 PP12 PP14

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ヨークの軸に対して所定角度離間するとと
   もに、該ヨークの軸方向に延在して該ヨークに複数形成
   されるスロットを有し、 前記スロットの寸法は永久磁石の寸法と比して大きく形
   成されるとともに、 前記スロット内に収容された前記永久磁石が、回転軸に
   形成された支持部と前記ヨークのかしめ部とにより該ヨ
   ークに保持固定されることを特徴とする永久磁石埋め込
   み型ロータ。
2. 【請求項２】請求項１記載の永久磁石埋め込み型ロータ
   において、 前記ヨークが前記回転軸に圧入されるとともに、前記支
   持部と該回転軸のかしめ部とにより該ヨークが該回転軸
   に保持固定されることを特徴とする永久磁石埋め込み型
   ロータ。
3. 【請求項３】ヨークの軸に対して所定角度離間するとと
   もに、該ヨークの軸方向に延在して該ヨークに複数形成
   されるスロットを有し、 前記スロットの寸法は永久磁石の寸法と比して大きく形
   成されるとともに、 前記スロット内に収容された前記永久磁石が、前記ヨー
   クのかしめ部により挟持されて該ヨークに保持固定され
   ることを特徴とする永久磁石埋め込み型ロータ。
4. 【請求項４】請求項３記載の永久磁石埋め込み型ロータ
   において、 前記ヨークが回転軸に圧入されるとともに、該回転軸に
   形成された支持部と該回転軸のかしめ部とにより該ヨー
   クが該回転軸に保持固定されることを特徴とする永久磁
   石埋め込み型ロータ。