JP2011182552A - ロータコアおよび回転電機用コア - Google Patents

Abstract

【課題】電磁鋼板同士が互いに教示に接着されたロータコアを提供する。
【解決手段】 ロータコア１３１は、第１主表面１３６および第１主表面１３６と反対側に位置する第２主表面１３７を有し、第１主表面１３６から第２主表面に達する穴部１３３が形成された電磁鋼板１３５を複数積層して形成された積層体１５０と、第１主表面１３６に形成されると共に第１主表面１３６上を延びるように形成され、穴部１３３に達する溝部１４０と、電磁鋼板１３５に形成された穴部１３３が電磁鋼板１３５の積層方向に配列することで形成された貫通孔１３８と、溝部１４０内および貫通孔１３８内に充填された樹脂部１３４とを備える。
【選択図】図３

Description

本発明は、ロータコアおよび回転電機用コアに関し、特に、複数の電磁鋼板を積層して形成された積層体を含むロータコアおよび回転電機用コアに関する。

従来から回転電機のロータコア等は、複数の電磁鋼板を積層することで形成されている。

たとえば、特開２００６−２５５５２号公報に記載された回転子鉄心は、複数の鋼板を積層して形成されている。この回転子鉄心には、磁石が挿入される磁石接着部が形成されている。各鋼板は、プレス打抜きの破断面同士およびせん断面同士が互いに隣り合うように配置されている。これにより、磁石接着部の内周面において、破断面同士が対向し、複数のＶ字状溝が形成されている。磁石接着部、磁石接着部内に挿入される磁石および上記Ｖ字状溝部内には接着剤が塗布されている。この接着剤によって磁石が固定されている。

特開平８−１６３８３４号公報には、軸穴が形成された積層鉄心と、軸穴に嵌合される回転軸との固定方法について記載されている。積層鉄心は、回転軸の嵌合部よりも小径の穴部が形成された鉄心片と、嵌合部よりも大径の穴部が形成された鉄心片とを順次積層することで形成されている。交互に並ぶ小径の穴部と大径の穴部とによって、軸穴が形成されている。この軸穴に回転軸を挿入することで、積層鉄心と回転軸とが固定されている。

特開２００６−１０１６２９号公報には、積層鉄心の製造方法が記載されている。この積層鉄心の製造方法においては、まず、金属板の表面に接着剤充填空間を形成する。そして、接着剤充填空間内に接着剤を付け、金属板から鉄心片を外形抜きする。この鉄心片を積層するとともに、接着剤充填空間内に充填された接着剤で鉄心片同士を互いに一体化する。

特開２００２−２４７７８４号公報に記載された回転子は、回転子軸と、板状磁性部材を積層して円筒状に形成された積層鉄心とを備える。

積層鉄心には、周方向に間隔をあけて、軸方向に断面矩形形状に貫通して形成された複数の穴部が形成されている。各穴部には、永久磁石が挿入されている。

この永久磁石が挿入された穴部よりも回転子軸側には、上記穴部に沿って延びる注入用穴部が形成されている。注入用穴部と上記穴部とは、連通穴部によって互いに連通しており、連通穴部は、回転子の軸方向に間隔をあけて設けられている。そして、穴部、注入用穴部および連通穴部には、樹脂部材が注入されている。

特開２００６−２５５５２号公報 特開平８−１６３８３４号公報 特開２００６−１０１６２９号公報 特開２００２−２４７７８４号公報

特開２００６−２５５５２号公報に記載された回転子鉄心においては、各鋼板には、磁石接着部を形成する穴部が形成されている。Ｖ字状溝部は、この穴部の内周縁部に形成されており、このＶ字状溝部内に接着剤が塗布されている。このため、Ｖ字状溝部内に塗布された接着剤は、各鋼板の主表面同士を接着することができず、各鋼板同士を強固に接着することが困難なものとなっている。

特開平８−１６３８３４号公報に記載された固定方法においては、鉄心片同士を接着することができず、積層された鉄心片を強固に固定するための固定部材が必要となる。

特開２００６−１０１６２９号公報に記載された積層鉄心の製造方法においては、接着剤充填空間に接着剤を塗布した後、外形抜きを行い、その後に、複数の鉄心片を積層している。このため、接着剤を塗布してから鉄心片を積層するまでの間に時間を要し、その間に接着剤が乾き、各鉄心片を良好に接着できないおそれがある。

特開２００２−２４７７８４号公報に記載された回転子においては、連通穴部は、回転子の軸方向に間隔をあけて設けられており、各板状磁性部材同士を接着することができない。このため、各板状磁性部材同士を一体化するための固定部材が必要となる。

また、上述のように、複数の電磁鋼板等を複数積層することで、回転子のロータコアや固定子のステータコアを形成することは従来からよく知られている。

このようなロータコアやステータコアを備えた回転電機が駆動すると、ロータコアの外周端面と、ステータコアの内周端面との間で磁束が出入りする。この磁束の作用によって、ステータコアとロータコアとの間で引付力や反発力が発生する。

本願発明の発明者等は、鋭意努力の結果、ロータコアとステータコアとの間で生じる反発力によって、ロータコアを形成する電磁鋼板の外周端部が捲り上がるように変形する現象を見出した。また、ステータコアを形成する電磁鋼板の内周端部においても、同様に、反発力によって、捲くりあがるように変形する現象を見出した。

本発明は、上記のような課題に鑑みてなされたものであって、その第１の目的は、電磁鋼板同士が互いに強固に接着されたロータコアを提供することである。本発明の第２の目的は、複数の電磁鋼板が積層され、回転電機に用いられる回転電機用コアにおいて、電磁鋼板の端縁部の変形が抑制された回転電機用コアを提供することである。

本発明に係るロータコアは、第１主表面および第１主表面と反対側に位置する第２主表面を有し、第１主表面から第２主表面に達する穴部が形成された電磁鋼板を複数積層して形成された積層体を備える。ロータコアは、第１主表面に形成されると共に第１主表面上を延びるように形成され、穴部に達する溝部と、電磁鋼板に形成された穴部が電磁鋼板の積層方向に配列することで形成された貫通孔と、溝部内および貫通孔内に充填された樹脂部とを備える。上記溝部の延在方向に垂直な断面において、溝部の幅は、溝部の深さよりも大きい。好ましくは、上記貫通孔は、磁石が挿入される磁石挿入孔とされる。

好ましくは、上記磁石挿入孔は、第１磁石挿入孔と、第１磁石挿入孔の隣に位置する第２磁石挿入孔とを含み、溝部は、第１磁石挿入孔と第２磁石挿入孔とを接続するように形成される。

好ましくは、上記第１磁石挿入孔と第２磁石挿入孔との間の間隔が積層体の外周側に向かうにつれて大きくなるように、第１磁石挿入孔と第２磁石挿入孔とが配置される。上記第１磁石挿入孔は、積層体の外周側に位置する第１端部を含み、第２磁石挿入孔は、積層体の外周側に位置する第２端部を含む。上記溝部は、第１端部と第２端部とを接続する外周側溝部を含む。

好ましくは、上記第１磁石挿入孔は、第１端部と反対側に位置する第３端部を含み、第２磁石挿入孔は、第２端部と反対側に位置する第４端部を含む。上記溝部は、第３端部と第４端部とを接続する内周側溝部を含む。好ましくは、上記溝部は、磁石挿入孔の周囲を取り囲むように形成される。

本発明に係る回転電機用コアは、上記第１主表面および第１主表面と反対側に位置する第２主表面を有する電磁鋼板を複数積層して形成された積層体と、第１主表面に形成され、電磁鋼板の端縁部に沿って延びる溝部と、溝部内に充填された樹脂部とを備える。

本発明に係るロータコアおよび回転電機用コアによれば、各電磁鋼板同士を接着させることができる。

本発明の１つの実施の形態に係るロータ（ロータコア）が適用される駆動ユニットの構成を概略的に示す図である。 ロータ１３０の平面図である。 図２におけるＩＩＩ−ＩＩＩ線における断面図である。 積層体１５０の平面図であり、電磁鋼板１３５の主表面１３６を平面視した平面図である。 ロータ１３０の製造工程の第１工程を示す断面図である。 図５に示すロータ１３０の製造工程後の工程を示す断面図である。 磁石挿入孔１３３内に樹脂１３４を充填する工程を模式的に示す断面図である。 ステータ１７０の断面図である。 ステータ１７０およびロータ１３０の一部を示す平面図である。 図９に示すＸ−Ｘ線における断面図である。 分割ステータコア１７５の斜視図である。 分割ステータコア１７５の平面図である。 図１２のＸＩＩＩ−ＸＩＩＩ線における断面図である。

図１から図１３を用いて、本発明に係るロータコアおよび回転電機用コアを備えた車両および回転電機について説明する。

なお、以下に説明する実施の形態において、個数、量などに言及する場合、特に記載がある場合を除き、本発明の範囲は必ずしもその個数、量などに限定されない。また、以下の実施の形態において、各々の構成要素は、特に記載がある場合を除き、本発明にとって必ずしも必須のものではない。また、以下に複数の実施の形態が存在する場合、特に記載がある場合を除き、各々の実施の形態の特徴部分を適宜組合わせることは、当初から予定されている。

（実施の形態１）
図１は、本発明の１つの実施の形態に係るロータ（ロータコア）が適用される駆動ユニットの構成を概略的に示す図である。図１に示される例では、駆動ユニット１は、「電動車両」としてのハイブリッド車両に搭載される駆動ユニットであり、モータジェネレータ１００と、ハウジング２００と、減速機構３００と、ディファレンシャル機構４００とドライブシャフト受け部５００とを含んで構成される。

モータジェネレータ（回転電機）１００は、電動機または発電機としての機能を有する回転電機であり、軸受１０１を介してハウジング２００に回転可能に取付けられた回転シャフト１２０と、回転シャフト１２０に取付けられたロータ１３０と、ステータ１７０とを有する。ステータ１７０はステータコア１７１を有し、ステータコア１７１にはコイル１７２が巻回されている。コイル１７２はハウジング２００に設けられた端子台２１０を介して給電ケーブル６００Ａと電気的に接続される。給電ケーブル６００Ａの他端は、ＰＣＵ６００に接続されている。ＰＣＵ６００は、給電ケーブル７００Ａを介してバッテリ７００と電気的に接続される。これにより、バッテリ７００とコイル１７２とが電気的に接続される。

モータジェネレータ１００から出力された動力は、減速機構３００からディファレンシャル機構４００を介してドライブシャフト受け部５００に伝達される。ドライブシャフト受け部５００に伝達された駆動力は、ドライブシャフト（図示せず）を介して車輪（図示せず）に回転力として伝達されて、車両を走行させる。

一方、ハイブリッド車両の回生制動時には、車輪は車体の慣性力により回転させられる。車輪からの回転力によりドライブシャフト受け部５００、ディファレンシャル機構４００および減速機構３００を介してモータジェネレータ１００が駆動される。このとき、モータジェネレータ１００が発電機として作動する。モータジェネレータ１００により発電された電力は、ＰＣＵ６００内のインバータを介してバッテリ７００に蓄えられる。

給電ケーブル６００Ａ，７００Ａは、Ｕ相ケーブルと、Ｖ相ケーブルと、Ｗ相ケーブル
とからなる三相ケーブルである。コイル１７２は、Ｕ相コイル、Ｖ相コイルおよびＷ相コイルからなり、これらの３つのコイルの端子が三相ケーブルである給電ケーブル６００Ａ，７００Ａに接続される。

なお、モータジェネレータ１００の用途は、ハイブリッド車（ＨＶ：hybrid vehicle）に限定されず、他の「電動車両」（たとえば燃料電池車や電気自動車）に搭載されてもよい。

図２は、ロータ１３０の平面図である。なお、図２においては、エンドプレートは図示されていない。図２に示すように、ロータ１３０は、ロータコア１３１と、ロータコア１３１に設けられた複数の永久磁石１３２とを備える。ロータコア１３１は環状に形成されており、ロータコア１３１の中央部には、回転シャフト１２０が挿入される貫通孔が形成されている。ロータコア１３１には、複数の永久磁石１３２が埋設されている。ロータコア１３１には、周方向に間隔をあけて複数の磁石挿入孔１３３が形成されており、各磁石挿入孔１３３内に永久磁石１３２が挿入されている。永久磁石１３２が挿入された磁石挿入孔１３３内には、エポキシ系樹脂などの樹脂１３４が充填されており、永久磁石１３２が樹脂１３４によって、磁石挿入孔１３３内に固定されている。

図３は、図２におけるＩＩＩ−ＩＩＩ線における断面図である。図３に示すように、ロータコア１３１は、複数の電磁鋼板１３５を積層することで形成された積層体１５０と、この積層体１５０の一方の軸方向端面に設けられたエンドプレート１５１と、積層体１５０の他方の軸方向端部に設けられたエンドプレート１５２とを含む。

電磁鋼板１３５は、平板状に形成されており、主表面１３６と、この主表面１３６の反対側に位置する主表面１３７とを含む。電磁鋼板１３５には、主表面１３６から主表面１３７に達する穴部１３８が形成されている。

複数の電磁鋼板１３５が積層されることで、穴部１３８が配列する。積層された電磁鋼板１３５は穴部１３８を積層方向に配列することで、磁石挿入孔１３３が形成する。電磁鋼板１３５の一方の表面１３６には、溝部１４０が形成されている。

溝部１４０は、磁石挿入孔１３３（穴部１３８）に達し、磁石挿入孔１３３と連通している。このため、樹脂１３４は、各溝部１４０内にも充填されており、溝部１４０内の樹脂１３４と、磁石挿入孔１３３の内周面に形成された樹脂１３４とは一体化している。図３に示す断面図は、溝部１４０の延在方向に対して垂直な断面を示している。図３において、「Ｄ」は、溝部１４０の深さＤを示し、「Ｗ」は、溝部１４０の幅Ｗを示す。溝部１４０の幅Ｗは、溝部１４０の深さＤよりも大きくなるように形成されている。

溝部１４０の幅Ｗが大きいため、溝部１４０内に充填された樹脂１３４と、当該溝部１４０が形成された電磁鋼板１３５と隣り合う他の電磁鋼板１３５の主表面１３７との接触面積が広い。

樹脂１３４と、主表面１３７との接触面積を広く確保することで、隣り合う電磁鋼板１３５同士を強固に接着することができる。隣り合う電磁鋼板１３５同士を互いに強固に接着させることで、複数の電磁鋼板１３５が一体化している。このように複数の電磁鋼板１３５を一体化させることで、ロータコア１３１を挟み込み、各電磁鋼板１３５を固定する従来必要とした固定部材を省略することができ、部品点数の低減を図ることができる。

溝部１４０に充填された樹脂１３４と、この溝部１４０が形成された電磁鋼板１３５と隣り合う他の電磁鋼板１３５との接触面積が広いので、他の電磁鋼板１３５からの熱が溝部１４０内の樹脂１３４に良好に放熱される。

溝部１４０の幅Ｗが広いため、当該溝部１４０が形成された電磁鋼板１３５と、溝部１４０内に充填された樹脂１３４との接触面積も広く、電磁鋼板１３５からの熱が良好に溝部１４０内の樹脂１３４に放熱される。

溝部１４０内に充填された樹脂１３４と、磁石挿入孔１３３の内周面に形成された樹脂１３４とは互いに一体化しており、溝部１４０内の樹脂１３４に伝えられた熱は、磁石挿入孔１３３の内周面に形成された樹脂１３４に伝達される。

磁石挿入孔１３３は、積層体１５０の一方の軸方向端面から他方の軸方向端面に達するように形成されている。そして、磁石挿入孔１３３の内周面に形成された樹脂１３４は、軸方向端部でエンドプレート１５１，１５２と接触している。

エンドプレート１５１およびエンドプレート１５２は、金属材料から形成されており、樹脂１３４の端部からエンドプレート１５１，１５２に良好に熱が放熱される。

ディファレンシャル機構４００を構成するギヤは、ハウジング２００の底部に充填されたオイルをかき上げている。このかき上げられたオイルはモータジェネレータ１００に注がれ、エンドプレート１５１，１５２を冷却する。このように、各電磁鋼板１３５の冷却効率の向上が図られている。

樹脂１３４を充填する際には、永久磁石１３２を磁石挿入孔１３３内に挿入した後、樹脂１３４を磁石挿入孔１３３内に注入する。溝部１４０は、磁石挿入孔１３３に達するように形成されているため、磁石挿入孔１３３内に樹脂を充填すると、溝部１４０内にも
樹脂１３４が入り込む。同一の工程で磁石挿入孔１３３内および溝部１４０内に樹脂を充填することで、磁石挿入孔１３３の内周面上に形成された樹脂１３４と、溝部１４０内に充填された樹脂１３４とは一体的に連結する。これにより、磁石挿入孔１３３の内周面上に形成された樹脂１３４と、溝部１４０内に充填された樹脂１３４との間で、良好に熱が伝達され、樹脂１３４よる冷却効率の向上が図られている。

図４は、積層体１５０の平面図であり、電磁鋼板１３５の主表面１３６を平面視した平面図である。図４に示すように、溝部１４０は、永久磁石１３２の周囲を取り囲むように延びている。このため、穴部１３８内に永久磁石１３２が挿入された状態で、穴部１３８内に樹脂が注入されるときにおいて、溝部１４０内に良好に樹脂が入り込むことができる。

穴部１３８Ａと、穴部１３８Ｂとが隣り合うように形成されている。穴部１３８Ａと穴部１３８Ｂとは、互いの間隔が、電磁鋼板１３５の径方向外側に向かうにつれて大きくなるように配置されている。穴部１３８Ａ内に挿入される永久磁石１３２Ａと、穴部１３８Ｂ内に挿入される永久磁石１３２Ｂとは、１つの磁極を形成する。積層体１５０の外周側に位置する永久磁石１３２Ａの側面の極性と、積層体１５０の外周側に位置する永久磁石１３２Ｂの側面の極性とは一致している。この永久磁石１３２Ａおよび永久磁石１３２Ｂによって、１つの磁極が形成されている。

溝部１４０は、穴部１３８Ａの周囲および穴部１３８Ｂの周囲を取り囲むように形成されている。永久磁石１３２Ａおよび永久磁石１３２Ｂの外周面の一部は、穴部１３８Ａおよび穴部１３８Ｂの内周縁部と接触している。

このため、溝部１４０内に充填された樹脂と、永久磁石１３２Ａ，１３２Ｂの外周面とが接触しており、永久磁石１３２Ａ，１３２Ｂから溝部１４０内に充填された樹脂に熱が放熱される。ここで、溝部１４０は、永久磁石１３２Ａおよび永久磁石１３２Ｂの周面と接触しているため、永久磁石１３２Ａと永久磁石１３２Ｂとの均熱化を図ることができる。これにより、永久磁石１３２Ａと永久磁石１３２Ｂとで磁気特性に差が生じることを抑制することができる。

ここで、穴部１３８Ａの外周側端部と、積層体１５０の外周面との間隔は狭く、穴部１３８Ａの外周側端部と積層体１５０の外周面との間には、薄肉状のブリッジ１４１Ａが形成されている。

同様に、穴部１３８Ｂの外周側端部と、積層体１５０の外周面との間の間隔は狭く、穴部１３８Ｂの外周側端部と積層体１５０の外周面との間には、ブリッジ１４１Ｂが形成されている。

このように、ブリッジ１４１Ａおよびブリッジ１４１Ｂの幅が小さいため、ブリッジ１４１Ａおよびブリッジ１４１Ｂの剛性は小さく、変形し易くなっている。

穴部１３８Ａと穴部１３８Ｂとの間の間隔は狭く、電磁鋼板１３５のうち、穴部１３８Ａと穴部１３８Ｂとの間には、薄肉部１４３が形成されている。この薄肉部１４３の幅は小さいため、薄肉部１４３は変形し易くなっている。

電磁鋼板１３５のうち、ブリッジ１４１Ａ、穴部１３８Ａ、薄肉部１４３、穴部１３８Ｂ、ブリッジ１４１Ｂおよび電磁鋼板１３５の外周縁部とによって囲まれる部分を脆弱部１４２とする。

この脆弱部１４２は、ブリッジ１４１Ａおよびブリッジ１４１Ｂと、薄肉部１４３とによって支持されている。

モータジェネレータ１００が駆動すると、積層体１５０は回転し、脆弱部１４２には遠心力が加えられる。この際、ブリッジ１４１Ａ，１４１Ｂおよび薄肉部１４３は、変形し易いため、脆弱部１４２が外部に張り出すように変位しようとする。

その一方で、溝部１４０は、脆弱部１４２の付根部を通るように形成されている。具体的には、溝部１４０は、穴部１３８Ａおよび穴部１３８Ｂの開口縁部のうち、電磁鋼板１３５の外周側に位置する部分と、ブリッジ１４１Ａ，１４１Ｂとを通るように形成されている。

脆弱部１４２の付根部は、溝部１４０内に充填された樹脂によって、この脆弱部１４２が形成された電磁鋼板１３５に対して積層方向に隣り合う他の電磁鋼板１３５と接着している。このため、脆弱部１４２に遠心力が加えられたとしても、脆弱部１４２が外方に向けて変位することを抑制することができる。

図５から図７を用いて、ロータ１３０の製造方法について説明する。図５は、ロータ１３０の製造工程の第１工程を示す断面図である。この図５に示すように、電磁鋼板１３５にパンチング加工を施して、穴部１３８を形成する。その後、図６に示すように、穴部１３８が形成された電磁鋼板１３５にエンボス加工を施して、溝部１４０を形成する。

このように、溝部１４０および穴部１３８が形成された電磁鋼板１３５を複数積層する。この際、電磁鋼板１３５の積層方向に穴部１３８が配列するように、電磁鋼板１３５を積層する。穴部１３８が積層方向に配列することで、磁石挿入孔１３３が形成される。

図７は、磁石挿入孔１３３内に樹脂１３４を充填する工程を模式的に示す断面図である。

この図７に示すように、樹脂充填装置１６０を用いて、磁石挿入孔１３３内に樹脂１３４を充填する。樹脂充填装置１６０は、積層体１５０を受け入れる収容ケース１６４と、収容ケース１６４内に配置された積層体１５０の上面に配置される天板部１６１と、天板部１６１に形成された樹脂充填孔１６３に挿入されるプランジャ１６２とを備える。

磁石挿入孔１３３内に樹脂１３４を充填する際には、まず、積層体１５０を収容ケース１６４内に収容する。積層体１５０の周面は、収容ケース１６４の内周面と密着する。そして、磁石挿入孔１３３内に永久磁石１３２を挿入する。

永久磁石１３２を磁石挿入孔１３３内に挿入した後、天板部１６１を積層体１５０の上面上に配置する。

この際、天板部１６１に形成された樹脂充填孔１６３と、磁石挿入孔１３３とが連通するように、天板部１６１が配置される。その後、樹脂充填孔１６３内に樹脂１３４が充填され、プランジャ１６２が樹脂充填孔１６３内に充填された樹脂１３４を押し出す。

プランジャ１６２によって押し出された樹脂１３４は、磁石挿入孔１３３の内周面と、永久磁石１３２の外周面との間に入り込む。さらに、樹脂１３４は、溝部１４０内にも入り込む。このようにして、同一工程内で、磁石挿入孔１３３内および溝部１４０内に樹脂が充填される。

溝部１４０内に入り込んだ樹脂１３４によって、隣り合う電磁鋼板１３５同士が接着され、各電磁鋼板１３５が一体化し、積層体１５０が形成される。この際、溝部１４０は、幅広に形成されているため、樹脂１３４は良好に溝部１４０内に入り込む。

図４に示すように、溝部１４０は、電磁鋼板１３５の外周面に達するように形成されているが、収容ケース１６４の内周面と積層体１５０の外周面とが密着しており、充填された樹脂が積層体１５０の外周面上を垂れることが抑制されている。

その後、積層体１５０の端面に、エンドプレートを固定することで、ロータ１３０（ロータコア１３１）が形成される。

（実施の形態２）
図８から図１３を用いて、本発明の実施の形態２に係るモータジェネレータ１００について説明する。なお図８および図１３に示す構成のうち、上記図１から図７に示す構成と同一または相当する構成については、同一の符号を付してその説明を省略する場合がある。

図８は、ステータ１７０の断面図である。この図８に示すように、ステータ１７０は、ステータコア１７１と、このステータコア１７１に装着された複数のコイル１７２とを備える。

ステータコア１７１は、環状に形成されている。ステータコア１７１は、環状に配列する複数の分割ステータコア１７５と、この分割ステータコア１７５の外周面に装着された固定部材１７６とを含む。

各分割ステータコア１７５は、ステータコア１７１の周方向に延びる分割ヨーク部１７７と、この分割ヨーク部１７７から径方向内方に向けて突出するステータティース１７４とを含む。固定部材１７６は、各分割ステータコア１７５を径方向内方に向けて押圧しており、隣り合う分割ステータコア１７５同士は、互いに圧着されている。これにより、分割ステータコア１７５は、環状に配列した状態で固定されている。分割ヨーク部１７７が環状に配列することで、環状のヨーク部１７３が形成されている。ステータティース１７４には、コイル１７２が装着されている。

コイル１７２は、複数のＵ相コイル１７２Ｕと、複数のＶ相コイル１７２Ｖと、複数のＷ相コイル１７２Ｗとを含む。各Ｕ相コイル１７２Ｕ同士は、接続されており、各Ｖ相コイル１７２Ｖ同士は接続されている。同様に、各Ｗ相コイル１７２Ｗ同士は接続されている。Ｕ相コイル１７２ＵとＶ相コイル１７２ＶとＷ相コイル１７２Ｗとには、位相が異なる交流電流が供給される。

そして、各コイル１７２に電流が供給されることで、磁束が発生する。この磁束および、ロータ１３０に設けられた永久磁石からの磁束とによって、ロータ１３０を回転させる回転力が発生する。

図９は、ステータ１７０およびロータ１３０の一部を示す平面図である。図１０は、図９に示すＸ−Ｘ線における断面図である。

図９に示すように、穴部１３８Ａ，１３８Ｂの中央部は、永久磁石が挿入される領域となっており、穴部１３８Ａの電磁鋼板の径方向外方側端部には、凹部１８２Ａが形成されている。穴部１３８Ａの電磁鋼板の径方向内方側の端部には、凹部１８３Ａ，１８４Ａが形成されている。凹部１８２Ａ，１８３Ａ，１８４Ａは積層方向に配列することにより、結果として溝部が形成される。この溝部と、永久磁石１３２Ａの側面とによって、樹脂充填通路が形成される。樹脂を磁石挿入孔内に充填する工程において、この樹脂充填通路に樹脂が注入されることで、磁石挿入孔内に樹脂が満たされる。

穴部１３８Ｂの電磁鋼板の径方向外方側には、凹部１８２Ｂが形成されている。穴部１３８Ｂの径方向内方側端部には、凹部１８３Ｂ，１８４Ｂが形成されている。同様に、凹部１８２Ｂ，１８３Ｂ，１８４Ｂは積層方向に配列することで、溝部が形成される。そして、この溝部と、永久磁石１３２Ｂの側面とによって、樹脂充填通路が形成される。

そして、本実施の形態２においては、電磁鋼板１３５の主表面１３６には、溝部１８０および溝部１８１が形成されている。

溝部１８０は、電磁鋼板１３５の外周縁部に沿って延びており、穴部１３８Ａの径方向外方端部と、穴部１３８Ｂの径方向外方側端部とを接続している。この図９に示す例においては、凹部１８２Ａと凹部１８２Ｂとを接続している。

溝部１８１は、穴部１３８Ａの径方向内方側の端部と、穴部１３８Ｂの径方向内方側端部とを接続している。なお、溝部１８０および溝部１８１内には、樹脂１３４が充填されている。

このため、本実施の形態２に係る回転子においても、隣り合う電磁鋼板１３５同士は、溝部１８０および溝部１８１内に充填された樹脂によって、接着されている。

これにより、上記実施の形態１に係る回転子と同様に、各電磁鋼板１３５が一体化した積層体１５０を得ることができる。

ここで、永久磁石１３２Ａ，１３２Ｂから放射される磁束は、ロータコア１３１の外周面からステータティース１７４の内端面に向けて放射される。

同様に、ステータティース１７４に装着されたコイルからの磁束は、ステータティース１７４の内端面からロータコア１３１の外周面に向けて放射される。

そして、モータジェネレータ１００の駆動中においては、ステータティース１７４から放射される磁束と、ロータコア１３１の外周面から放射される磁束とが反発するときがある。特に、弱め界磁制御を行うときには、積極的に、ステータティース１７４からの磁束とロータコア１３１からの磁束を反発させる。

このように磁束が反発する際には、電磁鋼板１３５にも反発力が加えられ、図１０に示すように、電磁鋼板１３５の外周縁部は、捲り上がるように変形しようとする。

その一方で、溝部１８０は、ロータコア１３１の周縁部に沿って延びているため、溝部１８０内に充填された樹脂１３４が、隣り合う電磁鋼板１３５の外周縁部同士を接着する。

このため、電磁鋼板１３５の外周縁部に反発力が加えられたとしても、電磁鋼板１３５の外周縁部が変形することを抑制することができる。

図９に示す例においても、電磁鋼板１３５のうち、ブリッジ１４１Ａ、穴部１３８Ａ、薄肉部１４３、穴部１３８Ｂ、ブリッジ１４１Ｂおよび電磁鋼板１３５の外周縁部とによって囲まれる部分を脆弱部１４２とする。

ここで、穴部１３８Ａおよび穴部１３８Ｂは、穴部１３８Ａおよび穴部１３８Ｂの間隔が径方向外方に向かうにつれて大きくなるように配置されている。このため、脆弱部１４２は、略扇方形状となるように形成されており、ロータの周方向における脆弱部１４２の幅は、径方向外方に向けて大きくなるように形成されている。

ここで、永久磁石１３２Ａ，１３２Ｂからの磁束は、脆弱部１４２を通って、ステータティース１７４に入り込み、さらに、ステータティース１７４に装着されたコイル１７２からの磁束も脆弱部１４２内を通過する。

モータジェネレータ１００の駆動中においては、脆弱部１４２を通る磁束密度は高い。このため、ステータティース１７４からの磁束と、脆弱部１４２からの磁束が反発する場合には、脆弱部１４２には大きな反発力が加えられる。さらに、脆弱部１４２は、径方向外方に向けて幅が大きくなるような形状となっているため、その構造上、脆弱部１４２の外周縁部は捲りあがり易くなっている。

溝部１８０は、脆弱部１４２の外周縁部に沿って延びるように形成されているため、溝部１８０内に充填された樹脂１３４は、積層方向に隣り合う脆弱部１４２の外周縁部同士を接着している。このため、上述のように、脆弱部１４２に反発力が加えられたとしても、脆弱部１４２の外周縁部が捲りあがるように変形することを抑制することができる。

図１０において、ロータコア１３１の径方向における溝部１８０の幅Ｗ０は、深さＤ０よりも大きくなるように形成されている。溝部１８１の幅Ｗ１も、深さＤ１よりも大きくなるように形成されている。

このため、溝部１８０および溝部１８１内に充填された樹脂１３４によって、隣り合う電磁鋼板１３５同士が良好に接着する。

このように構成されたロータコア１３１も、図７に示すような樹脂充填装置１６０を用いて、樹脂１３４を充填する。

この際、図９に示す凹部１８３Ａ、１８３Ｂ，１８４Ａ，１８４Ｂが配列することで形成される樹脂充填通路の通路面積は、凹部１８２Ａ，１８２Ｂが配列することで形成される樹脂充填通路の通路面積よりも小さい。

その一方で、各電磁鋼板１３５には、凹部１８３Ａ、１８３Ｂ，１８４Ａ，１８４Ｂを連結するように溝部１８１が形成されている。これにより、凹部１８３Ａ、１８３Ｂ，１８４Ａ，１８４Ｂが配列することで形成される樹脂充填通路内にも、良好に樹脂１３４が入り込む。

さらに、本実施の形態２に係るロータ１３０においても、隣り合う磁石挿入孔を接続するように溝部１８０および溝部１８１が形成されているため、隣り合う永久磁石の均熱化を図ることができる。

図１１は、分割ステータコア１７５の斜視図である。この図１１に示すように、分割ステータコア１７５は、積層された複数の電磁鋼板１７８によって形成されている。図１２は、分割ステータコア１７５の平面図である。この図１２においては、分割ステータコア１７５の最も上端部に位置する電磁鋼板１７８が見えている。この図１２に示すように、電磁鋼板１７８は、Ｔ字状に形成されている。

電磁鋼板１７８は、分割ヨーク片１８５と、この分割ヨーク片１８５から突出するように形成されたティース片１８６とを含む。

分割ヨーク片１８５は、積層することで、図１１に示す分割ヨーク部１７７が形成され、ティース片１８６が積層されることで、図１１に示すステータティース１７４が形成される。

図１３は、図１２のＸＩＩＩ−ＸＩＩＩ線における断面図である。この図１３および上記図１２に示すように、ティース片１８６の外周縁部には、切欠状に溝部１９１が形成されており、溝部１９１内には樹脂１９０が充填されている。

溝部１９１は、ティース片１８６の外周縁部に達するように形成されている。溝部１９１の幅Ｗ２は、深さＤ２よりも大きくなっている。

このため、積層方向に隣り合う電磁鋼板１７８同士は、樹脂１９０によって良好に接着されており、複数の電磁鋼板１７８が一体化され、分割ステータコア１７５が形成されている。

なお、樹脂１９０は、ステータの周方向に配列するステータティース１７４の側面上を延びている。このため、各溝部１９１内に充填された樹脂１９０は、ステータティース１７４の側面上に形成された樹脂１９０によって互いに連結されている。

なお、樹脂１９０のうち、ステータティース１７４の側面上に位置する部分と、溝部１９１内に充填された部分とは、同一の工程で形成されており、互いに一体化している。このため、各電磁鋼板１７８を良好に冷却することができる。

そして、ステータティース１７４からの熱は、溝部１９１内の樹脂１９０に放熱される。さらに、溝部１９１内の樹脂１９０に放熱された熱は、ステータティース１７４の側面上に形成された樹脂１９０に伝達される。樹脂１９０は、ステータティース１７４の側面上を、ステータティース１７４の一方の軸方向端部から他方の軸方向端部に亘って延びている。

ここで、ステータ１７０は、ギヤによってかき上げられたオイルが吹き付けられている。このため、樹脂１９０のうち、ステータティース１７４の軸方向端部に位置する部分は、オイルによって冷却され易くなっている。この結果、各ティース片１８６からの熱は、樹脂１９０を伝って、オイルに放熱され、各ティース片１８６を良好に冷却することができる。

ここで、図１２に示すように、溝部１９１は、ティース片１８６の外周縁部に沿って延びており、溝部１９１は、少なくとも、ティース片１８６の端辺部１９２に沿って延びている。ここで、ティース片１８６の端辺部１９２は、積層することで、図１１に示すステータティース１７４の内端面を形成する。このステータティース１７４の内端面は、モータジェネレータ１００の駆動中において、多くの磁束が出入りする部分である。

このため、図９において、ステータティース１７４からの磁束と、ロータコア１３１からの磁束が反発する際には、図１２に示すティース片１８６にも反発力が加えられる。

ティース片１８６に反発力が加えられると、ティース片１８６の端辺部１９２側が捲り上がるように変形しようとする。

その一方で、溝部１９１は、端辺部１９２に沿って延びている。このため、積層方向に隣り合うティース片１８６の先端部同士は、溝部１９１内に充填された樹脂１９０によって良好に接着している。

このため、ティース片１８６に反発力が加えられたとしても、ティース片１８６が変形することを抑制することができる。

以上、本発明の実施の形態について説明したが、今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

本発明は、回転電機のロータコアおよび回転電機用コアに適用でき、特に、複数の電磁鋼板を積層して形成された積層体を含むロータコアおよび回転電機用コアに好適である。

１ 駆動ユニット、１００ モータジェネレータ、１０１ 軸受、１２０ 回転シャフト、１３０ ロータ、１３１ ロータコア、１３２，１３２Ａ，１３２Ｂ 永久磁石、１３３ 磁石挿入孔、１３４ 樹脂、１３５ 電磁鋼板、１３６，１３７ 主表面、１３８，１３８Ａ，１３８Ｂ 穴部、１４０ 溝部、１４１Ａ，１４１Ｂ ブリッジ、１４２ 脆弱部、１４３ 薄肉部、１５０ 積層体、１５１，１５２ エンドプレート、１６０ 樹脂充填装置、１６１ 天板部、１６２ プランジャ、１６３ 樹脂充填孔、１６４ 収容ケース、１７０ ステータ、１７１ ステータコア、１７２ コイル、１７３ ヨーク部、１７３Ｗ ヨーク部、１７４ ステータティース、１７６ 固定部材、１７７ 分割ヨーク部、１７８ 電磁鋼板、１８０，１８１ 溝部、１８２Ａ，１８３Ａ，１８４Ａ，１８２Ｂ，１８３Ｂ，１８４Ｂ 凹部、１８５ 分割ヨーク片、１８６ ティース片、１８６ 各ティース片、１９０ 樹脂、１９１ 溝部、１９２ 端辺部、２００ ハウジング、２１０ 端子台、３００ 減速機構、４００ ディファレンシャル機構、５００ 部、６００Ａ 給電ケーブル、６００Ａ，７００Ａ 給電ケーブル、７００ バッテリ。

Claims (7)

1. 第１主表面および前記第１主表面と反対側に位置する第２主表面を有し、前記第１主表面から前記第２主表面に達する穴部が形成された電磁鋼板を複数積層して形成された積層体と、
   前記第１主表面に形成されると共に前記第１主表面上を延びるように形成され、前記穴部に達する溝部と、
   前記電磁鋼板に形成された前記穴部が前記電磁鋼板の積層方向に配列することで形成された貫通孔と、
   前記溝部内および前記貫通孔内に充填された樹脂部と、
   を備え、
   前記溝部の延在方向に垂直な断面において、前記溝部の幅は、前記溝部の深さよりも大きい、ロータコア。
2. 前記貫通孔は、磁石が挿入される磁石挿入孔とされた、請求項１に記載のロータコア。
3. 前記磁石挿入孔は、第１磁石挿入孔と、前記第１磁石挿入孔の隣に位置する第２磁石挿入孔とを含み、
   前記溝部は、前記第１磁石挿入孔と前記第２磁石挿入孔とを接続するように形成された、請求項２に記載のロータコア。
4. 前記第１磁石挿入孔と前記第２磁石挿入孔との間の間隔が前記積層体の外周側に向かうにつれて大きくなるように、前記第１磁石挿入孔と前記第２磁石挿入孔とが配置され、
   前記第１磁石挿入孔は、前記積層体の外周側に位置する第１端部を含み、
   前記第２磁石挿入孔は、前記積層体の外周側に位置する第２端部を含み、
   前記溝部は、前記第１端部と前記第２端部とを接続する外周側溝部を含む、請求項３に記載のロータコア。
5. 前記第１磁石挿入孔は、前記第１端部と反対側に位置する第３端部を含み、
   前記第２磁石挿入孔は、前記第２端部と反対側に位置する第４端部を含み、
   前記溝部は、前記第３端部と前記第４端部とを接続する内周側溝部を含む、請求項４に記載のロータコア。
6. 前記溝部は、前記磁石挿入孔の周囲を取り囲むように形成された、請求項１から請求項３のいずれかに記載のロータコア。
7. 第１主表面および前記第１主表面と反対側に位置する第２主表面を有する電磁鋼板を複数積層して形成された積層体と、
   前記第１主表面に形成され、前記電磁鋼板の端縁部に沿って延びる溝部と、
   前記溝部内に充填された樹脂部と、
   を備えた、回転電機用コア。

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