JP2012080607A - 回転電機のロータ - Google Patents

Abstract

【課題】永久磁石が収容される磁石収容空間に連続して形成された磁石端空隙によって境界付けられるコア外周セグメントの支持剛性が改善されたロータを提供する。
【解決手段】永久磁石５が収容される複数の磁石収容空間６とコア周方向に隣接する２つの磁石収容空間の間に形成された磁石間空隙７は、コア径方向外側の空隙外側壁面７ａと、コア径方向内周側の空隙内側壁面７ｂとを備え、空隙外側壁面からコア径方向外側に突出するとともに磁石間空隙に連通している外側アンカー空隙９１と、空隙内側壁面からコア径方向内側に延出するとともに磁石間空隙に連通している内側アンカー空隙９２とを備え、外側アンカー空隙及び内側アンカー空隙は空隙壁面から離れるほどコア周方向幅が広くなる楔領域を含み、磁石間空隙と外側アンカー空隙と内側アンカー空隙とに樹脂１００が充填されている。
【選択図】図３

Description

本発明は、円筒状のコア外周面を有するロータコアと、当該ロータコアの内部に埋め込まれる複数の永久磁石とを備えるインナーロータ型の回転電機のロータに関する。

ロータ内部に永久磁石を埋め込んだ埋込磁石同期モータ（ＩＰＭＳＭ）のトルクは、マグネットトルクとリラクタンストルクとを足し合わせたものとなり、リラクタンストルクはｑ軸インダクタンスとｄ軸インダクタンスとの差に比例し、マグネットトルクは埋設永久磁石によるステータ鎖交磁束に比例することが知られている。なお、ここで、ｄ軸とはロータ磁極の方向に設定された軸であり、通常、Ｎ極の向きに設定される。また、ｑ軸とは、ｄ軸に対して電気角で９０°進んだ方向に設定された軸であり、この種のロータでは隣接する２つのロータ磁極間、すなわちロータのＮ極とＳ極との間を通るように設定された軸である。従って、本明細書では、「ｄ軸」と「ロータ磁極中心」とは同義として使用し、「ｑ軸」と「ロータ磁極間」の中心とは同義として使用している。

磁極間においてコア径方向外側に凸となるＶ字を形成する２つの直線に対応した一対の磁石収容部と、それら磁石収容部のコア径方向外側同士を連通する頂部とからなるＶ字収容孔が周方向に配置されている埋込磁石型モータが、特許文献１に記載されている。この構成によれば、コア周方向に隣接する２つの磁石収容部の径方向外側同士が頂部にて連通されるため、この部分において、各磁石収容部内に配設される磁石のＮ 極から直ぐに自身のＳ 極に向かう漏れ磁束が低減される。しかしながら、このような構成では、磁石収容部同士が連通されているために、当該磁石収容部によって境界付けられる、ロータコアにおける永久磁石よりコア径方向外側の部分であるコア外周セグメントは、実質的にコア径方向内側の磁石端空隙周辺に位置する幅狭のブリッジによって連結されているだけとなる。このため、ロータ回転時の遠心力に対するコア外周セグメント及び永久磁石の径方向の支持は、コア径方向内側の磁石端空隙周辺のブリッジのみにより行われることになり、高い支持剛性を得ることができない。従って、ロータが高速回転するような適用例では、その遠心力によりブリッジが変形して、コアの外周部を構成するコア外周セグメントがコア径方向外側に変形することで、コア外周セグメントとステータコアとの接触という問題も生じうる。さらには、コア及び外周セグメント永久磁石がコア径方向外側に移動した結果、永久磁石の端部が磁石収容空間から飛び出してしまう可能性さえある。

永久磁石と磁石収容孔との間に生じた隙間に樹脂を充填することで、永久磁石の移動を抑制した構成をもつ回転電機のロータが特許文献２から知られている。しかしながら、単純に隙間に樹脂を充填しただけでは、上述したようなコア外周セグメントの支持剛性の低下を抑制することは困難である。

特開２００７−１９５３９１号公報（段落番号００２２−００２３、図２）

特開２００６−１０９６８３号公報（段落番号００５６−００５９、図４）

上記実情に鑑み、永久磁石が収容される磁石収容空間と、コア周方向に隣接する２つの磁石収容空間の間に形成された空隙によって境界付けられるコア外周セグメントの支持剛性が改善された回転電機のロータが要望されている。

本発明に係る、円筒状のコア外周面を有するロータコアと、当該ロータコアの内部に埋め込まれる複数の永久磁石とを備えるインナーロータ型の回転電機のロータの特徴構成は、前記ロータコアは、前記永久磁石が収容される複数の磁石収容空間と、コア周方向に隣接する２つの前記磁石収容空間の間に形成された磁石間空隙とを備え、前記磁石間空隙は、コア径方向外側の空隙外側壁面と、コア径方向内側の空隙内側壁面とを備え、前記空隙外側壁面からコア径方向外側に突出するとともに前記磁石間空隙に連通している外側アンカー空隙と、前記空隙内側壁面からコア径方向内側に突出するとともに前記磁石間空隙に連通している内側アンカー空隙とを備え、前記外側アンカー空隙は前記空隙外側壁面からコア径方向外側に離れるほどコア周方向幅が広くなる楔領域を含み、前記内側アンカー空隙は前記空隙内側壁面からコア径方向内側に離れるほどコア周方向幅が広くなる楔領域を含み、前記磁石間空隙と前記外側アンカー空隙と前記内側アンカー空隙とに樹脂が充填されている点にある。

なお、本願において「回転電機」は、モータ（電動機）、ジェネレータ（発電機）、及び必要に応じてモータ及びジェネレータの双方の機能を果たすモータ・ジェネレータのいずれをも含む概念として用いている。また、本願において「コア径方向」とはロータコアの径方向のことであり、「コア周方向」とはロータコアの周方向のことでである。

この特徴構成によれば、磁石間空隙と、当該磁石間空隙のコア径方向内側と外側に設けられた外側アンカー空隙と前記内側アンカー空隙とに充填され、一体的に成形された樹脂成形体によって、磁石収容部と磁石間空隙とによって境界付けられる、ロータコアにおける永久磁石よりコア径方向外側の部分であるコア外周セグメントと、ロータコアの磁石よりコア径方向内側のコア内周中核部との結合力が強化される。つまり、樹脂成形体がコア内周中核部とのコア外周セグメントとの間を結合するアンカーとして機能することになり、コア内周中核部に対するコア外周セグメントの支持剛性が高くなる。これにより、ロータ回転時の遠心力がコア外周セグメントに作用しても、コア外周セグメントがコア径方向外側に変位することが抑制される。

ここで、前記外側アンカー空隙及び前記内側アンカー空隙が、前記磁石間空隙のコア周方向中間部に連通する位置に形成されていると好適である。この構成によれば、ロータ回転時の遠心力がコア外周セグメントに作用した際に、外側アンカー空隙及び内側アンカー空隙に充填された樹脂を通じて磁石間空隙に充填された樹脂に作用する力がコア周方向で平衡化される。従って、磁石間空隙に充填された樹脂に局所的に過大な曲げモーメントが生じることが抑制される。

また、前記外側アンカー空隙及び前記内側アンカー空隙に連通するように形成された前記磁石間空隙が、コア周方向に隣接する２つの前記磁石収容空間の双方に連通する空隙とするのも好適である。この構成によれば、磁石収容空間とこの磁石収容空間に収容された永久磁石の磁石間空隙側端部との間に生じている隙間にも樹脂が行きわたるため、ロータコアの永久磁石に対する保持力も向上する。また、磁石間空隙が、永久磁石が収容された磁石収容空間に直接連通するように形成されるので、永久磁石の漏れ磁束が低減する利点も得られる。

さらに、本発明の好適な実施形態の１つとして、前記ロータコアは、コア周方向に隣接する２つの前記磁石収容空間の双方に連通する第１の前記磁石間空隙と、コア周方向に隣接する２つの前記磁石収容空間の間に形成された磁石間ブリッジにより区切られた２つの前記磁石間空隙であって、コア周方向に隣接する２つの前記磁石収容空間の一方に連通する前記第２の前記磁石間空隙と他方に連通する第３の前記磁石間空隙と、を備え、前記第１の前記磁石間空隙のみに連通して前記外側アンカー空隙及び前記内側アンカー空隙が形成されていることが提案される。
この構成では、磁石間ブリッジの存在により支持剛性が補強されている磁石間空隙には、外側アンカー空隙及び内側アンカー空隙を形成しない。そして、磁石間ブリッジの存在しない磁石間空隙には、外側アンカー空隙及び内側アンカー空隙を形成して樹脂を充填することで、その磁石間空隙が設けられている部分におけるコア外周セグメントの支持剛性を補強する。これにより、コア周方向外側に連続的に存在するコア外周セグメントの支持剛性が平衡化されるという利点を得ることも可能である。

本発明の実施形態に係るロータを構成要素とする回転電機の一部を示す軸方向断面図である。 本発明の実施形態に係る回転電機のロータとステータとを示す径方向断面図である。 回転電機のロータとステータの一部を拡大して示す径方向断面図である。 アンカー空隙の変形例を示す拡大された径方向断面図である。 アンカー空隙の別な変形例を示す拡大された径方向断面図である。 本発明の別実施形態に係る回転電機のロータとステータとを示す径方向断面図である。 永久磁石と、磁石間空隙と、外側アンカー空隙及び内側アンカー空隙との異なる配置を示す径方向断面部である。 永久磁石と、磁石間空隙と、外側アンカー空隙及び内側アンカー空隙とのさらに異なる配置を示す径方向断面部である。

本発明の実施形態に係る回転電機のロータについて図面を用いて説明する。図１は回転電機１の一部を示す軸方向分断面図である。図２は回転電機１のロータ３とステータ２とを示す径方向断面図である。この回転電機１のロータはインナーロータ型であり、円筒状のコア外周面を有するロータコア４と、当該ロータコア４の内部に埋め込まれる複数の永久磁石５とを備えている。以下、さらに詳しく説明する。
図１に示すように、この回転電機１は回転軸心Ｘを有する、埋込磁石構造の同期電動機（ＩＰＭＳＭ）として構成されている。回転電機１はインナーロータ型であり、ケース本体１０と当該ケース本体１０の開口部を覆うカバー１１とで形成される空間内に、ステータ２とロータ３とが収納され、ステータ２はケース本体１０に固定されている。ロータ３は、略円筒状のロータコア４と、このロータコア４の軸方向両端側に取り付けられるエンドプレート３１と、ロータ軸３０とを備えている。ロータ軸３０は一方をケース本体１０に、他方をカバー１１に、回転軸心Ｘ周りで回転可能に支持されている。ロータ軸３０は、ロータコア４及びエンドプレート３１をフランジと締結ボルト３２を用いて固定し、ロータコア４及びエンドプレート３１と一体回転する。ロータコア４は、薄板電磁鋼板などから打ち抜き加工等によって略円環板状に成形されたコア形成用打抜プレート（以下単にロータプレートと略称する）４０を多数枚軸方向に積層することにより略円筒形状に構成されたものである。
以下、特に断らない限り、「コア軸方向」、「コア径方向」、「コア周方向」というときは、ロータコア４の回転軸心Ｘについての「軸方向」、「径方向」、「周方向」を指すものとする。

ステータ２は、図２から理解できるように、ステータコア２０とステータコイル２５とを有している。ステータコア２０は、内周面側に周方向に一定間隔で複数のティース２１を形成しており、そのティース２１の間に溝状のスロット２２を作り出している。ステータコイル２５は、これら複数のスロット２２内に巻装される。本実施形態では、ステータコア２０は、複数枚の電磁鋼板を積層して構成されており、略円筒状に形成されている。

ロータ３には、図２において断面形状が示されているだけであるが、いずれも矩形断面で棒状（細長）形状を有する、第１の永久磁石５１、第２の永久磁石５２、及び第３の永久磁石５３が、埋め込まれている。第１の永久磁石５１、第３の永久磁石５３、第２の永久磁石５２は、第３の永久磁石５３が真ん中にくるようにコア周方向にその順で磁石セットを構成している。そして、複数の磁石セットが、コア周方向に所定ピッチで配置されている。この際、第３の永久磁石５３は長手方向端面をロータコア４の外周面に近接させた位置でコア径方向に沿って配置されている。第１の永久磁石５１と第２の永久磁石５２とは、同じ形状寸法を有し、第３の永久磁石５３を真ん中に挟んで径方向外側へ向かうに従って互いの間隔が広くなるＶ字状を形成するように配置されている。従って、磁石セットは矢印状を形成するように配置されている。なお、図示の例では、第３の永久磁石５３も、第１の永久磁石５１及び第２の永久磁石５２と同じ形状寸法を有している。また、第３の永久磁石５３だけより厚さを大きくしてもよい。

第３の永久磁石５３と、そのコア周方向の一方側で隣り合う第１の永久磁石５１とで１つの磁極（例えばＮ極）が構成されるとともに、そのコア周方向の他方側で隣り合う第２の永久磁石５２とで異なる１つの磁極（例えばＳ極）が構成されるように、第１の永久磁石５１と第２の永久磁石５２と第３の永久磁石５３の向きが設定されている。上記磁石セットにおいて、第３の永久磁石５３は、コア周方向の一方側に形成される磁極の一部を構成するとともに、コア周方向の他方側に形成される磁極の一部も構成することになり、この磁石セットによって作り出される２つの磁極の共通磁石となっている。つまり、第３の永久磁石５３は、磁石セット内に位置する第１ｑ軸Ｑ１上にコア径方向に沿って配置されており、第１の永久磁石５１と第２の永久磁石５２とは第１ｑ軸Ｑ１を挟んで第１ｑ軸Ｑ１関して対称配置されている。また、コア周方向で隣り合う２つの磁石セットの第１の永久磁石５１と第２の永久磁石５２とは磁極セット間に位置する第２ｑ軸Ｑ２を挟んで第２ｑ軸Ｑ２に関して対称配置されている。本例では、図２から明らかなように、第１ｑ軸Ｑ１を挟んで配置される第１の永久磁石５１と第２の永久磁石５２との対がなす角度は、第２ｑ軸Ｑ２を挟んで配置される第１の永久磁石５１と第２の永久磁石５２とがなす角度より大きくなっている。
各磁石セットにおいて、一つのロータ磁極を構成する第１の永久磁石５１と第３の永久磁石５３との対、及びもう一つのロータ磁極を構成する第３の永久磁石５３と第２の永久磁石５２との対を磁極磁石対と呼称する。これらの磁極磁石対は、ステータ２の方を向いた磁極面が周方向に沿って順次極性を変えるように（Ｎ極・Ｓ極・Ｎ極・・・）配設されている。これによりロータコア４の外周部はロータ磁極として機能する。
なお、特に区別する必要がない場合には、第１の永久磁石５１と第２の永久磁石５２と第３の永久磁石５３のそれぞれを単に永久磁石５と呼ぶこともあるし、磁極磁石対や磁石セットを単に永久磁石５と呼ぶこともある。

ロータコア４は、その径方向中心部に、ロータ軸３０を貫通させる中心孔４１と、前記中心孔４１と永久磁石５との間の領域に締結ボルト３２を貫通させるために周方向に分布した複数の貫通孔４２とを有している。永久磁石５を上述したような配置パターンでロータコア４に埋め込むために、径方向外側部分に磁石収容空間６が形成されている。磁石収容空間６には、永久磁石５（正確には第１の永久磁石５１と第２の永久磁石５２と第３の永久磁石５３）が実質的にぴったりと挿入されるので、永久磁石５に配置に関して上述したことが全て、磁石収容空間６に対しても当て嵌まる。従って、磁石収容空間６も永久磁石５と同様に、周方向に沿って繰り返される矢印状パターンで配置されている。つまり、この実施形態では、磁石収容空間６は、第１の永久磁石５１を収容する第１磁石収容空間６１と、第２の永久磁石５２を収容する第２磁石収容空間６２と、第３の永久磁石５３を収容する第３磁石収容空間６３とを含んでいる。しかしながら、特に区別する必要がない場合には、第１磁石収容空間６１と第２磁石収容空間６２と第３磁石収容空間６３とを単に磁石収容空間６と呼ぶこともある。

この明細書では、上記第１磁石収容空間６１と第２磁石収容空間６２によって境界付けられるロータコア４のコア径方向外側の外周部、より詳しくは第１磁石収容空間６１と第３磁石収容空間６３とによって境界付けられるロータコア４０のコア径方向外側の外周部または、第２磁石収容空間６２と第３磁石収容空間６３とによって境界付けられるロータコア４０のコア径方向外側の外周部をコア外周セグメント４０Ｓと定義する。

図３は、回転電機１のステータ２０とロータコア４との一部を拡大して示す径方向断面図である。ロータコア４は磁石収容空間６の長手方向端部領域に磁石間空隙７を備えている。この実施形態では、図２から明らかなように、磁石間空隙７には、外側磁石間空隙７１と、２つの内側磁石間空隙７２、７３とが含まれる。外側磁石間空隙７１は、コア周方向に隣接する２つの磁石セットの間、より詳しくは、第１磁石収容空間６１のコア径方向外側の端部と第２磁石収容空間６２のコア径方向外側の端部との間に形成されている。２つの内側磁石間空隙７２、７３は、磁石セット内における第１磁石収容空間６１と第３磁石収容空間６３と第２磁石収容空間６２との間に形成される。一つの内側磁石間空隙である第１内側磁石間空隙７２は、第１磁石収容空間６１と第３磁石収容空間６３との間において、第１磁石収容空間６１のコア周方向内側の端部から永久磁石５の延在方向（長手方向）でもある磁極面延在方向Ｙに沿って、連続して形成されている。他の一つの内側磁石間空隙である第２内側磁石間空隙７３は、第２磁石収容空間６２と第３磁石収容空間６３との間において、第２磁石収容空間６２のコア周方向内側の端部から磁極面延在方向Ｙに沿って連続して形成されている。そして、第１内側磁石間空隙７２と第３磁石収容空間６３との間、及び第２内側磁石間空隙７３と第３磁石収容空間６３との間には、それぞれ磁石間ブリッジ８が形成されている。言い換えると、第１内側磁石間空隙７２と第２内側磁石間空隙７３とは、２つの磁石間ブリッジ８及び第３磁石収容空間６３により区切られている。

本実施形態における外側磁石間空隙７１が本発明における第１の磁石間空隙に対応している。また、本実施形態における第１内側磁石間空隙７２と第２内側磁石間空隙７３とが、それぞれ本発明における第２の磁石間空隙と第３の磁石間空隙とに対応している。なお、本実施形態では、ロータコア４は、これらの他にも、磁石セット内における第３磁石収容空間６３のコア径方向外側の端部に形成される磁石外側端空隙７４も備えている。

外側磁石間空隙７１は、第１磁石収容空間６１と第２磁石収容空間６２とのコア径方向外側の端部の間に形成されており、第１空隙部分７１ａと第２空隙部分７１ｂとを含む。第１空隙部分７１ａは第１磁石収容空間６１のコア径方向内側の端部から連続して形成されており、第１の永久磁石５１の磁石端空隙として機能する。第２空隙部分７１ｂは第２磁石収容空間６２のコア径方向内側の端部から連続して形成されており、第２の永久磁石５２の磁石端空隙として機能する。外側磁石間空隙７１は、このような磁石端空隙として機能する第１空隙部分７１ａと第２空隙部分７１ｂとを、実質的にコア周方向で接続し、互いに連通することで形成されている。

図３の拡大図から明らかなように、外側磁石間空隙７１は、コア径方向外側の空隙外側壁面７ａと、コア径方向内側の空隙内側壁面７ｂとを備えている。さらに、空隙外側壁面７ａからコア径方向外側に突出するとともにこの磁石間空隙７に連通している外側アンカー空隙９１が形成されている。また、空隙内側壁面７ｂからコア径方向内側に延出するとともに磁石間空隙７に連通している内側アンカー空隙９２が形成されている。

外側アンカー空隙９１は空隙外側壁面７ａからコア径方向外側に離れるほどコア周方向幅が広くなる楔領域を含み、内側アンカー空隙９２は空隙内側壁面７ｂからコア径方向内側に離れるほどコア周方向幅が広くなる楔領域を含んで構成されている。本実施形態では、外側アンカー空隙９１及び内側アンカー空隙９２は、そのほとんどが、外側磁石間空隙７１の壁面７ａ、７ｂから離れるに従ってコア周方向幅が広くなる楔領域として構成されている。もちろん、この楔領域はアンカー空隙におけるコア径方向の一部のみに形成されてもよい。この楔領域の形成は、逆三角形状のように連続的にそのコア周方向幅を拡げることによって形成することも可能であるが、単にコア周方向に幅狭のネック部９５を設けることで作り出しても良い。

外側アンカー空隙９１及び内側アンカー空隙９２の実質的な形状は、本発明では特に限定されていない。例えば、図４には、ネック部９５を磁石間空隙７との境界に設けて、その本体部分の軸直交断面の形状を長方形状とした外側アンカー空隙９１及び内側アンカー空隙９２が示されている。また、図５には、ネック部９５を磁石間空隙７との境界に設けて、その本体部分の軸直交断面の形状を円形状とした外側アンカー空隙９１及び内側アンカー空隙９２が示されている。図３、図４、図５で示された実例では、外側アンカー空隙９１及び内側アンカー空隙９２は、磁石間空隙７（ここでは外側磁石間空隙７１）のコア周方向中間部に連通する位置に形成されている。

このように、外側アンカー空隙９１及び内側アンカー空隙９２が連通されている磁石間空隙７には、外側アンカー空隙９１及び内側アンカー空隙９２と一体的に樹脂１００が充填される。なお、充填される樹脂１００は本発明では特別に限定しないが、例えば、エポキシ樹脂などの熱硬化性樹脂やＡＢＳ樹脂などの熱可塑性樹脂が挙げられる。この樹脂１００の充填で重要なことは、磁石間空隙７内に充填された樹脂１００と、外側アンカー空隙９１及び内側アンカー空隙９２に充填された樹脂１００とがつながって一体化されることである。これにより、コア外周セグメント４０Ｓの支持剛性を高めている。

図６は、別実施形態のロータコア４を示している。このロータコア４では、上述した字実施形態に比べて、第３永久磁石５３が省略されていること、その結果第３磁石収容空間６３が省略されていることで異なっている。本発明の重要な特徴である、磁石間空隙７（ここでは外側磁石間空隙７１）と外側アンカー空隙９１及び内側アンカー空隙９２との配置は実質的に同じである。

なお、上述した２つの実施形態では、ロータコア４０は、コア周方向に隣接する第１磁石収容空間６１と第２磁石収容空間６２との双方に連通する第１の前記磁石間空隙７としての外側磁石間空隙７１と、２つの磁石間ブリッジ８により区切られた第２の磁石間空隙７及び第３の磁石間空隙７としての第１内側磁石間空隙７２及び第２内側磁石間空隙７３と、を備えている。言い換えると、これらの実施形態では、１つのロータコア４０において、コア周方向に隣接する２つの磁石収容空間６１と６２の双方に連通する第１の前記磁石間空隙７と、磁石間ブリッジ８により区切られた２つの磁石間空隙である第２の磁石間空隙７及び第３の磁石間空隙７とを混在させている。このように、ロータコア４０における好適な形態として次のような外側アンカー空隙９１及び内側アンカー空隙９２の形成が提案される。つまり、ロータコア４０は、コア周方向に隣接する２つの磁石収容空間６１と６２の双方に連通する第１の前記磁石間空隙７と、コア周方向に隣接する２つの磁石収容空間６１と６２の間に形成された磁石間ブリッジ８により区切られた２つの磁石間空隙７であって、コア周方向に隣接する２つの磁石収容空間６１と６２の一方に連通する第２の前記磁石間空隙７と他方に連通する第３の前記磁石間空隙７とを備え、そのうちの第１の前記磁石間空隙７のみに連通して外側アンカー空隙９１及び内側アンカー空隙９２が形成されるのである。

〔別実施形態〕
（１）上述した実施形態では、磁石収容空間６と、コア周方向で当該磁石間空隙６に隣接する磁石間空隙７とは連通接続されていたが、そのような磁石収容空間６と磁石間空隙７とが連通接続されずに、それらの間にブリッジが形成されているロータコアにも本発明を適用することが可能である。つまり、図７で示すように、コア周方向で隣接する磁石収容空間６同士の間に孤立した磁石間空隙７を形成し、さらにその磁石間空隙７に外側アンカー空隙９１及び内側アンカー空隙９２を形成する。この外側アンカー空隙９１及び内側アンカー空隙９２に充填された樹脂１００の存在によるコア外周セグメント４０Ｓの支持剛性の補強により、磁石収容空間６と磁石間空隙７との間に形成されるブリッジの幅を小さくすることができる。

（２）磁石収容空間６と、磁石間空隙７と、外側アンカー空隙９１及び内側アンカー空隙９２とのさらに異なる配置が図８に示されている。この形態では、図６に示されたロータコア４０における２つの内側磁石間空隙７２と７３と同様に、コア周方向に隣接する２つの磁石収容空間６１と６２との間の磁石間空隙７が磁石間ブリッジ８により区切られた２つの磁石間空隙７とされている。そして、これら２つの磁石間空隙７のそれぞれに外側アンカー空隙９１及び内側アンカー空隙９２が形成されている。

（３）ロータコア４が電磁鋼板の積層でなく、磁性粉体を加圧成形してなる圧粉磁心など、他の材料を用いてロータコア４を構成してもよい。

（４）磁石外側端空隙６１の形状は、上述した形態以外に改変可能である。例えば、台形、ひし形、円形、楕円形などとすることも可能である。

（５）上記の実施形態では、各永久磁石５の磁極面５３、５４が磁極面延在方向Ｙに平行とされている場合を例として説明したが、本発明の実施形態はこれに限定されない。例えば、永久磁石５の磁極面が円弧状などの曲面となるように形成されていてもよい。

本発明による回転電機のロータは、電気自動車やハイブリッド自動車などの車両搭載回転電機だけでなく、種々の目的で利用されている回転電機のロータに適用可能である。

１：回転電機
２：ステータ
３：ロータ
４：ロータコア
４０：ロータプレート
５：永久磁石
５１：第１の永久磁石（永久磁石）
５２：第２の永久磁石（永久磁石）
６：磁石収容空間
６１：第１磁石収容空間
６２：第２磁石収容空間
７：磁石端空隙
７１：第１空隙
７２：第２空隙
９１：外側アンカー空隙
９２：内側アンカー空隙
１００：樹脂

Claims (4)

1. 円筒状のコア外周面を有するロータコアと、当該ロータコアの内部に埋め込まれる複数の永久磁石とを備えるインナーロータ型の回転電機のロータであって、
   前記ロータコアは、前記永久磁石が収容される複数の磁石収容空間と、コア周方向に隣接する２つの前記磁石収容空間の間に形成された磁石間空隙とを備え、
   前記磁石間空隙は、コア径方向外側の空隙外側壁面と、コア径方向内側の空隙内側壁面とを備え、
   前記空隙外側壁面からコア径方向外側に突出するとともに前記磁石間空隙に連通している外側アンカー空隙と、前記空隙内側壁面からコア径方向内側に突出するとともに前記磁石間空隙に連通している内側アンカー空隙とを備え、
   前記外側アンカー空隙は前記空隙外側壁面からコア径方向外側に離れるほどコア周方向幅が広くなる楔領域を含み、前記内側アンカー空隙は前記空隙内側壁面からコア径方向内側に離れるほどコア周方向幅が広くなる楔領域を含み、
   前記磁石間空隙と前記外側アンカー空隙と前記内側アンカー空隙とに樹脂が充填されている回転電機のロータ。
2. 前記外側アンカー空隙及び前記内側アンカー空隙が、前記磁石間空隙のコア周方向中間部に連通する位置に形成されている請求項１に記載の回転電機のロータ。
3. 前記外側アンカー空隙及び前記内側アンカー空隙に連通するように形成された前記磁石間空隙が、コア周方向に隣接する２つの前記磁石収容空間の双方に連通する空隙である請求項１又は２に記載の回転電機のロータ。
4. 前記ロータコアは、コア周方向に隣接する２つの前記磁石収容空間の双方に連通する第１の前記磁石間空隙と、コア周方向に隣接する２つの前記磁石収容空間の間に形成された磁石間ブリッジにより区切られた２つの前記磁石間空隙であって、コア周方向に隣接する２つの前記磁石収容空間の一方に連通する前記第２の前記磁石間空隙と他方に連通する第３の前記磁石間空隙と、を備え、
   前記第１の前記磁石間空隙のみに連通して前記外側アンカー空隙及び前記内側アンカー空隙が形成されている請求項１から3のいずれか一項に記載の回転電機のロータ。
   

Images