JP2012244677A - 磁石埋込型回転電機およびそれに用いられる磁石埋込型ロータの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】この発明は、ロータの量産性を向上でき、歩留まりを高めることができる磁石埋込型回転電機およびそれに用いられる磁石埋込型ロータの製造方法を得る。
【解決手段】磁石埋込型回転電機１は、ステータ２と、ステータ２内に回転可能に配設されたロータコア５、およびロータコア５に軸方向に貫通するように形成された磁石挿入穴９内に挿入、固定された永久磁石１０を有するロータ５と、を備えている。紐状のゴム状弾性体１１が、長さ方向に伸長された状態で永久磁石１０と磁石挿入穴９との間に介装されて磁石挿入穴９の穴方向に延在しており、永久磁石１０が、ゴム状弾性体１１の収縮に伴う復元力により磁石挿入穴９の外周側壁面に押圧されて、ロータコア６に弾性保持されている。
【選択図】図１

Description

この発明は、永久磁石がロータコア内に埋め込まれている磁石埋込型回転電機およびそれに用いられる磁石埋込型ロータの製造方法に関するものである。

従来の磁石埋込型ロータでは、磁石の一面に金属プレートを配し、さらに磁石の他面に平板状のゴム製弾性体を介して金属プレートを配して磁石セットを作製し、磁石セットを厚さ方向に圧縮し、ゴム製弾性体を縮めながらロータコアに設けられたスロットに嵌めた後、磁石セットをスロットに圧入して、磁石をロータコアに埋め込んでいた（例えば、特許文献１参照）。

特許第４３５１４８２号明細書

従来の磁石埋込型ロータでは、平板状のゴム製弾性体が磁石と金属プレートとの間に介装されているので、磁石セットを厚さ方向に圧縮させる力が多大となり、ロータの量産性が低下するとともに、磁石の損傷が発生し、歩留まりが低下するという課題があった。さらに、ゴム製弾性体を縮めて磁石セットをロータコアのスロットに嵌めた後、磁石セットをスロットに圧入しているので、磁石のロータコアへの組み込み作業が煩雑となり、ロータの量産性が低下するとともに、スロットへの挿入方向の応力が金属プレートを介して磁石に作用し、磁石の損傷が発生し、さらにスロットの内壁面の変形が発生し、歩留まりが低下するという課題もあった。

この発明は、上記課題を解決するためになされたもので、紐状のゴム状弾性体をその長さ方向を軸方向に一致させて、かつ長さ方向に伸長させた状態にロータコアに設けられた磁石挿入穴と永久磁石との間に介装し、ゴム状弾性体の復元力により永久磁石をロータコアに弾性保持するようにし、ロータの量産性を向上でき、歩留まりを高めることができる磁石埋込型回転電機およびそれに用いられる磁石埋込型ロータの製造方法を得ることを目的とする。

この発明による磁石埋込型回転電機は、ステータと、上記ステータ内に回転可能に配設されたロータコア、および該ロータコアに軸方向に貫通するように形成された磁石挿入穴内に挿入、固定された永久磁石を有するロータと、を備え、紐状のゴム状弾性体が、長さ方向に伸長された状態で上記永久磁石と上記磁石挿入穴との間に介装されて該磁石挿入穴の穴方向に延在しており、上記永久磁石が、該ゴム状弾性体の収縮に伴う復元力により上記磁石挿入穴の外周側壁面に押圧されて、上記ロータコアに弾性保持されている。

この発明によれば、紐状のゴム状弾性体を用いているので、ゴム状弾性体を圧縮させる力が小さくなる。また、伸長されているゴム状弾性体を収縮させるだけで、永久磁石が磁石挿入穴の外周側壁面に押圧されてロータコアに弾性保持される。そこで、永久磁石の組立性が高まり、ロータの量産性が向上する。
また、永久磁石を圧入する必要がなく、かつ永久磁石に過度の荷重が作用しないので、永久磁石の損傷の発生が抑制され、歩留まりが高められる。

この発明の実施の形態１に係る磁石埋込型回転電機を模式的に示す縦断面図である。 この発明の実施の形態１に係る磁石埋込型回転電機における磁石埋込状態を示す要部断面図である。 この発明の実施の形態１に係る磁石埋込型回転電機に適用されるロータへの磁石埋込方法を説明する工程断面図である。 この発明の実施の形態１に係る磁石埋込型回転電機に適用されるゴム状弾性体の高温試験結果を示す図である。 この発明の実施の形態１に係る磁石埋込型回転電機におけるゴム状弾性体による永久磁石の弾性保持メカニズムを説明する横断面図である。 この発明の実施の形態１に係る磁石埋込型回転電機におけるゴム状弾性体による永久磁石の弾性保持構造の実施態様を示す横断面図である。 この発明の実施の形態１に係る磁石埋込型回転電機におけるゴム状弾性体による永久磁石の弾性保持構造の他の実施態様を示す横断面図である。 この発明の実施の形態２に係る磁石埋込型回転電機の要部を示す縦断面図である。 この発明の実施の形態３に係る磁石埋込型回転電機の要部を示す横断面図である。 この発明の実施の形態４に係る磁石埋込型回転電機の要部を示す横断面図である。 この発明の実施の形態５に係る磁石埋込型回転電機の要部を示す断面図である。 この発明の実施の形態６に係る磁石埋込型回転電機に適用されるゴム状弾性体を示す側面図である。 この発明の実施の形態７に係る磁石埋込型回転電機に適用されるロータコアの要部を示す縦断面図である。

以下、本発明による磁石埋込型回転電機の好適な実施の形態につき図面を用いて説明する。

実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１に係る磁石埋込型回転電機を模式的に示す縦断面図、図２はこの発明の実施の形態１に係る磁石埋込型回転電機における磁石埋込状態を示す要部断面図、図３はこの発明の実施の形態１に係る磁石埋込型回転電機に適用されるロータへの磁石埋込方法を説明する工程断面図、図４はこの発明の実施の形態１に係る磁石埋込型回転電機に適用されるゴム状弾性体の高温試験結果を示す図、図５はこの発明の実施の形態１に係る磁石埋込型回転電機におけるゴム状弾性体による永久磁石の弾性保持メカニズムを説明する横断面図、図６はこの発明の実施の形態１に係る磁石埋込型回転電機におけるゴム状弾性体による永久磁石の弾性保持構造の実施態様を示す横断面図、図７はこの発明の実施の形態１に係る磁石埋込型回転電機におけるゴム状弾性体による永久磁石の弾性保持構造の他の実施態様を示す横断面図である。なお、図２中、自由状態のゴム状弾性体を点線でしている。また、縦断面とは、シャフトの軸心を含む断面であり、横断面とは、シャフトの軸心と直交する断面である。

図１において、磁石埋込型回転電機としての磁石埋込型電動機１は、フレーム（図示せず）に回転可能に支持されたシャフト８と、シャフト８に固定されてフレーム内に回転可能に配設されたロータ５と、円環状のステータコア３、およびステータコア３に装着されたステータコイル４を有し、ステータコア３をフレームに保持されて、所定のギャップを介してロータ５を囲繞するように配設されるステータ２と、を備える。

ロータ５は、例えば、所定形状に打ち抜かれた電磁鋼板を積層一体化して作製されたロータコア６と、ロータコア６の軸心位置を貫通するように形成されたシャフト挿通穴７に圧入、固定されたシャフト８と、それぞれロータコア６を貫通するように形成され、同一円周上に等角ピッチで配列された磁石挿入穴９に挿入された永久磁石１０と、永久磁石１０をロータコア６に弾性保持するゴム状弾性体１１と、を備える。

磁石挿入穴９は、シャフト８の軸心と直交する断面形状を矩形とする穴形状に形成されている。永久磁石１０は、断面形状を磁石挿入穴９に遊嵌状態に挿入可能な矩形とし、ロータコア６の軸方向長さに略等しい長さの短冊状に作製されている。ゴム状弾性体収納溝１２は、溝方向と直交する断面形状（溝形状）を半楕円形とし、溝方向をシャフト８の軸方向に一致させて、磁石挿入穴９の内周側壁面（底面）の周方向中央位置に、シャフト８の軸方向の一端から他端に至るように凹設されている。ゴム状弾性体１１は、長さ方向と直交する断面形状を円形とする紐状に作製されている。そして、ゴム状弾性体１１は、長さ方向に伸長状態にされてゴム状弾性体収納溝１２内に収納され、永久磁石１０とゴム状弾性体収納溝１２との間に介装されている。

長さ方向に伸長状態のゴム状弾性体１１は、長さ方向と直交する断面形状が自由状態（外力がない状態）の断面形状より細くなっている。そこで、永久磁石１０とゴム状弾性体収納溝１２との間に介装されたゴム状弾性体１１は、長さを自由状態の長さに収縮（復元）するとともに、長さ方向と直交する断面形状を自由状態の断面形状に膨張（復元）しようとする。このゴム状弾性体１１の断面形状の復元力が永久磁石１０を磁石挿入穴９の外周側壁面（上面）に押圧するように作用する。そして、ゴム状弾性体１１は、図２に示されるように、弾性変形し、所定の復元力を残した状態で永久磁石１０とゴム状弾性体収納溝１２との間に介装される。これにより、永久磁石１０は、ゴム状弾性体１１の復元力により、ロータコア６に弾性保持される。

なお、ゴム状弾性体１１は、永久磁石１０とゴム状弾性体収納溝１２とにより潰されて、円形断面からゴム状弾性体収納溝１２の溝幅方向に膨出する概略楕円形断面に弾性変形している。そして、ゴム状弾性体収納溝１２は、図２に示されるように、ゴム状弾性体１１のゴム状弾性体収納溝１２の溝幅方向への膨出部の外周面に対して隙間を有している。

ここで、ロータコア６への永久磁石１０の組立方法を図３に基づいて説明する。

先ず、ゴム状弾性体１１を磁石挿入穴９に通し、その両端部を把持して長さ方向に引っ張ってゴム状弾性体１１を伸長させる。そして、図３の（ａ）に示されるように、伸長した状態のゴム状弾性体１１をゴム状弾性体収納溝１２内に位置させる。ついで、図３の（ｂ）に示されるように、永久磁石１０を磁石挿入穴９内に挿入する。そして、永久磁石１０が完全に磁石挿入穴９内に収納された後、図３の（ｃ）に示されるように、ゴム状弾性体１１の引っ張り力を緩める。これにより、ゴム状弾性体１１の長さが徐々に縮まる。ゴム状弾性体１１は、その長さ方向と直交する断面形状が徐々に初期状態となるように復元し、永久磁石１０を押し上げる。永久磁石１０が磁石挿入穴９の上面に接すると、ゴム状弾性体１１は、溝幅方向に膨出するように所定量復元した後、その復元を停止する。そこで、ゴム状弾性体１１の両端部の把持を解除すると、図３の（ｄ）に示されるように、永久磁石１０は、ゴム状弾性体１１の長さ方向と直交する方向の復元力により磁石挿入穴９の上面に押圧され、ロータコア６に弾性保持される。

なお、永久磁石１０が完全に磁石挿入穴９内に収納された後、ゴム状弾性体１１の引っ張り力を緩めて、ゴム状弾性体１１を徐々に復元させているが、永久磁石１０が完全に磁石挿入穴９内に収納された後、ゴム状弾性体１１の把持を解除して、ゴム状弾性体１１を復元させてもよい。

この実施の形態１によれば、ロータコア６に軸方向に貫通するように形成された磁石挿入穴９に紐状のゴム状弾性体１１を通し、ゴム状弾性体１１を長さ方向に伸長させて磁石挿入穴９の底面側に位置させ、永久磁石１０を磁石挿入穴９内に挿入した後、ゴム状弾性体１１を伸長させる力を解いて復元させて、永久磁石１０をロータコア６に弾性保持させている。

これにより、永久磁石１０を簡易にロータコア６に組み付けることができ、ロータ５の量産性を高めることができる。

また、永久磁石１０を磁石挿入穴９に挿入する際に、応力が永久磁石１０に作用しない。また、永久磁石１０が磁石挿入穴９に収納された状態で、ゴム状弾性体１１を伸長させる力を解いているので、永久磁石１０には、永久磁石１０の厚み方向の応力が主に作用し、磁石挿入穴９の穴方向の応力は永久磁石１０に作用しない。したがって、永久磁石１０をロータコア６に組み付ける際の永久磁石１０の損傷発生を著しく低減でき、歩留まりを高めることができる。

さらに、永久磁石１０を磁石挿入穴９に挿入する際、さらにゴム状弾性体１１を伸長させる力を解く際には、磁石挿入穴９の穴方向の応力が磁石挿入穴９の内壁面に作用しないので、磁石挿入穴９の内壁面が変形するような事態の発生が回避され、歩留まりを高めることができる。

また、ゴム状弾性体収納溝１２が、溝方向をシャフト８の軸方向に一致させて、磁石挿入穴９の底面の周方向中央位置に、シャフト８の軸方向の一端から他端に至るように凹設されている。そこで、ゴム状弾性体１１の磁石挿入穴９内へのセットが容易となり、永久磁石１０のロータコア６への組立性が向上される。また、磁石挿入穴９内でのゴム状弾性体１１の周方向の位置ずれが防止され、永久磁石１０の弾性保持の安定性が高められる。

また、ゴム状弾性体収納溝１２が、永久磁石１０とゴム状弾性体収納溝１２との間に介装されたゴム状弾性体１１のゴム状弾性体収納溝１２の溝幅方向への膨出部の外周面に対して隙間を有する溝形状に形成されている。そこで、圧縮荷重が、ゴム状弾性体収納溝１２の溝幅方向から、ゴム状弾性体１１に作用しないので、ゴム状弾性体１１のへたりの発生を抑制できる。これにより、ゴム状弾性体１１が長期的に安定して永久磁石１０を弾性保持できる。

また、ゴム状弾性体１１の両端部がロータコア６の端面からはみ出している。そこで、はみ出したゴム状弾性体１１の両端部を把持してゴム状弾性体１１を伸長させることで、永久磁石１０を弾性保持する荷重を取り去り、永久磁石１０を取り外すことができる。このように、永久磁石１０を破損することなく簡易に取り出すことができ、永久磁石１０のリサイクルが可能となる。

ここで、磁石挿入穴９に組み込まれるゴム状弾性体１１の圧縮率（（圧縮後の厚み／自由状態の厚み）×１００）（％）を変えてロータ５を作製し、高温試験（１５０℃、１２０時間）後にゴム状弾性体１１を取り出し、ゴム状弾性体１１の復元状態を観察した結果を図４に示す。なお、永久磁石１０はネオジウム磁石（エポキシ塗装）により作製され、ゴム状弾性体１１はフッ素ゴムＦＲ−２７（タイガースポリマー社製）により作製した。

圧縮率を６５％および７０％として磁石挿入穴９に組み込まれたゴム状弾性体１１は、高温試験後、それぞれ、永久磁石１０を弾性保持する機能が確保されていた。ゴム状弾性体１１を磁石挿入穴９から取り出したところ、ゴム状弾性体１１は、それぞれ、自由状態の厚みに復元した。
圧縮率を６０％として磁石挿入穴９に組み込まれたゴム状弾性体１１は、高温試験後、永久磁石１０を弾性保持する機能が僅かに低下していた。ゴム状弾性体１１を磁石挿入穴９から取り出したところ、ゴム状弾性体１１は、自由状態の厚みの８０％の厚みに復元した。

圧縮率を５５％として磁石挿入穴９に組み込まれたゴム状弾性体１１は、高温試験後、永久磁石１０を弾性保持する機能が大きく低下していた。ゴム状弾性体１１を磁石挿入穴９から取り出したところ、ゴム状弾性体１１は、自由状態の厚みの６０％の厚みまでしかに復元しなかった。
圧縮率を５０％および４０％として磁石挿入穴９に組み込まれたゴム状弾性体１１は、高温試験後、それぞれ、永久磁石１０を弾性保持する機能を失っていた。ゴム状弾性体１１を磁石挿入穴９から取り出したところ、ゴム状弾性体１１は、塑性変形し、それぞれ、自由状態の厚みの５０％および４０％の厚みになっていた。すなわち、取り出されたゴム状弾性体１１は、全く復元しなかった。

このように、ゴム状弾性体１１の厚みを自由状態の厚みの６０％以下にまで圧縮すれば、へたりが発生し、長期的に永久磁石１０を弾性保持できなくなることがわかる。そこで、図４から、ゴム状弾性体１１のへたりを考慮すれば、磁石挿入穴９に組み込まれるゴム状弾性体１１の圧縮率を６０％より大きくすることが好ましい。

つぎに、ゴム状弾性体１１による永久磁石１０の弾性保持について図５に基づいて説明する。

図５に示されるように、垂直抗力Ｎが、磁石挿入穴９に組み込まれたゴム状弾性体１１から永久磁石１０に作用する。また、磁石埋込型電動機１が自動車用電動機として適用される場合、急加速時および振動時、慣性力Ｉが永久磁石１０に作用する。このとき、静止摩擦力Ｆが慣性力Ｉと逆向きに永久磁石１０に作用する。そこで、磁石埋込型電動機１の動作中に、永久磁石１０がロータコア６に保持される条件は、（永久磁石の静止摩擦力Ｆ）＞（急加速時および振動時の永久磁石の慣性力Ｉ）となる。

そこで、下記の通り、自動車の運転条件、ロータ５の構成、各部材の材料に基づいて、（永久磁石の静止摩擦力Ｆ）＞（急加速時および振動時の永久磁石の慣性力Ｉ）を満足するように、ゴム状弾性体１１の圧縮率を設定することになる。

急加速による慣性力Ｉは、（ロータ５の最大角加速度×ロータ５における磁石位置の半径×磁石重量）で求められる。また、振動による慣性力Ｉは、（振動加速度×磁石重量）で求められる。ここで、ロータ５の最大角加速度を５７７０ｒａｄ／ｓ^２、永久磁石１０の設置位置の半径を５７ｍｍ、永久磁石１０の重量を１６ｇ、振動を３０Ｇとすると、急加速による慣性力Ｉは、５．２６Ｎとなり、慣性力Ｉは、４．７０Ｎとなる。
したがって、永久磁石１０の静止摩擦力Ｆは、９，９６Ｎ（＝５．２６Ｎ＋４．７０Ｎ）より大きくする必要がある。

永久磁石１０の静止摩擦力Ｆは、（圧縮状態のゴム状弾性体１１から受ける垂直抗力Ｎ×静止摩擦係数）で求められる。磁石挿入穴９に組み込まれたゴム状弾性体１１の圧縮率を８０％、７０％、６０％としたときの垂直抗力Ｎを測定したところ、それぞれ、１３．３Ｎ、２１．３Ｎ、１８．０Ｎであった。また、ゴム状弾性体１１と永久磁石１０との間の静止摩擦係数は０．７、ロータコア６と永久磁石１０との静止摩擦係数は０．１であるので、総静止摩擦係数は０．８となる。そこで、ゴム状弾性体１１の圧縮率を８０％、７０％、６０％としたときの永久磁石１０の静止摩擦力Ｆは、それぞれ、１０．６Ｎ、１７．０Ｎ、１４．４Ｎとなる。

これらのことから、永久磁石１０をロータコア６に弾性保持するには、磁石挿入穴９に組み込まれたゴム状弾性体１１の圧縮率を８０％以下とすることが好ましい。
ここで、磁石挿入穴９に組み込まれたゴム状弾性体１１の圧縮率を６０％とした場合の垂直抗力Ｎが、磁石挿入穴９に組み込まれたゴム状弾性体１１の圧縮率を７０％とした場合の垂直抗力Ｎより小さくなった。これは、圧縮率を６０％としたゴム状弾性体１１が塑性変形域に達したことによるものと推考される。

なお、上記実施の形態１では、ゴム状弾性体１１の断面形状を円形とし、ゴム状弾性体収納溝１２の溝断面形状を半楕円形としているが、ゴム状弾性体の断面形状、およびゴム状弾性体収納溝の溝断面形状はこれに限定されない。例えば、図６に示されるように、ゴム状弾性体１１の断面形状を円形とし、ゴム状弾性体収納溝１２Ａの溝断面形状を矩形としてもよい。また、図７に示されるように、ゴム状弾性体１１Ａの断面形状を矩形とし、ゴム状弾性体収納溝１２Ａの溝断面形状を矩形としてもよい。さらに、ゴム状弾性体１１，１１Ａのへたりの発生を抑制の観点から、ゴム状弾性体収納溝１２，１２Ａは、永久磁石１０とゴム状弾性体収納溝１２，１２Ａとの間に介装されたゴム状弾性体１１，１１Ａのゴム状弾性体収納溝１２の溝幅方向への膨出部の外周面に対して隙間を有することが好ましい。なお、図６および図７中、自由状態のゴム状弾性体１１，１１Ａを点線で示している。

実施の形態２．
図８はこの発明の実施の形態２に係る磁石埋込型回転電機の要部を示す縦断面図である。

図８において、端板１３は、アルミニウムなどの非磁性金属を用いてリング状平板に作製され、ゴム状弾性体１１の端部を収納する凹部１４が磁石挿入穴９のそれぞれに相対するように等角ピッチで端板１３の一面に凹設されている。このように作製された端板１３は、ゴム状弾性体１１の端部を凹部１４内に収納するように、ロータコア６の軸方向両端にネジ（図示せず）などにより固定されている。
なお、他の構成は上記実施の形態１と同様に構成されている。

この実施の形態２によれば、ロータコア６の端面からはみ出したゴム状弾性体１１の端部が端板１３により覆われるので、ロータ５Ａの回転時に、ゴム状弾性体１１の端部が遠心力により伸びて、他の部材と干渉することを未然に防止できる。
また、ロータコア６の端面からはみ出したゴム状弾性体１１の端部をカットする必要がなく、ロータ５Ａの量産性の低下が抑えられる。

実施の形態３．
図９はこの発明の実施の形態３に係る磁石埋込型回転電機の要部を示す横断面図である。

図９において、ゴム状弾性体収納溝１２が、それぞれ、溝方向をシャフト８の軸方向に一致させて、磁石挿入穴９の底面の周方向中央に対して対称な位置に、周方向に２列となって、シャフト８の軸方向の一端から他端に至るように凹設されている。そして、２本のゴム状弾性体１１が、それぞれ、長さ方向に伸長状態にされて各ゴム状弾性体収納溝１２内に収納され、永久磁石１０とゴム状弾性体収納溝１２との間に介装されている。
なお、他の構成は上記実施の形態１と同様に構成されている。

この実施の形態３によれば、２本のゴム状弾性体１１が、周方向に２列となって、長さ方向に伸長状態となって永久磁石１０とゴム状弾性体収納溝１２との間に介装されているので、永久磁石１０の弾性保持が安定する。

なお、上記実施の形態３では、ゴム状弾性体収納溝１２が、磁石挿入穴９の底面の周方向中央に対して対称な位置に形成されているものとしているが、２つのゴム状弾性体収納溝１２は、必ずしも、磁石挿入穴９の底面の周方向中央に対して対称な位置に形成されている必要はなく、磁石挿入穴９の底面の周方向両側に位置するように形成されていればよい。
また、上記実施の形態３では、２本のゴム状弾性体収納溝が磁石挿入穴９の底面に凹設されているものとしているが、ゴム状弾性体収納溝の本数は３本以上でもよい。

実施の形態４．
図１０はこの発明の実施の形態４に係る磁石埋込型回転電機の要部を示す横断面図である。

図１０において、永久磁石１０Ａは、幅方向両側の下部角部が長さ方向の全域にわたって面取りされている。そして、ゴム状弾性体１１が、それぞれ、長さ方向に伸長状態にされて磁石挿入穴９の周方向両側の下部角部と面取り部１５との間に介装されている。
なお、他の構成は上記実施の形態１と同様に構成されている。

この実施の形態４では、ゴム状弾性体１１が、それぞれ、長さ方向に伸長状態にされて磁石挿入穴９の周方向両側の下部角部と面取り部１５との間に介装されているので、収縮しようとするゴム状弾性体１１の復元力が面取り部１５に作用する。そこで、永久磁石１０Ａには径方向外方に押圧する力に加え、周方向両側から永久磁石１０Ａを挟み付ける力が作用する。

したがって、この実施の形態４によれば、永久磁石１０Ａの径方向および周方向の移動を規制することができる。
また、ゴム状弾性体収納溝を省略できるので、ロータコア６の作製が容易となる。

実施の形態５．
図１１はこの発明の実施の形態５に係る磁石埋込型回転電機の要部を示す断面図である。なお、図１１は、磁石挿入穴に挿入された永久磁石を磁石挿入穴の底面と平行な平面で切った断面を径方向外方から見た図である。

図１１において、１本のゴム状弾性体１１が、長さ方向に伸長状態にされて、１本のゴム状弾性体収納溝１２内に収納され、ロータコア６の軸方向外側で折り返されて、残る１本のゴム状弾性体収納溝１２内に収納され、永久磁石１０とゴム状弾性体収納溝１２との間に介装されている。
なお、他の構成は上記実施の形態３と同様に構成されている。

この実施の形態５においても、１本のゴム状弾性体１１が、ロータコア６の軸方向外側で折り返されて、周方向に２列となって、長さ方向に伸長状態となって永久磁石１０とゴム状弾性体収納溝１２との間に介装されているので、上記実施の形態３と同様の効果を奏する。
また、この実施の形態５によれば、１本のゴム状弾性体１１をロータコア６の軸方向外方で折り返して周方向に２列に配列しているので、部品点数を削減できる。

実施の形態６．
図１２はこの発明の実施の形態６に係る磁石埋込型回転電機に適用されるゴム状弾性体を示す側面図である。

図１２において、ゴム状弾性体１１Ｂは、断面形状を円形とし、直径（厚み）が長さ方向の中央から端部に向って漸次小さく（薄く）なるように形成されている。そして、ゴム状弾性体１１Ｂの長さ方向の端部の厚みｈ２が、長さ方向の中央の厚みｈ１より薄く、かつ永久磁石１０とゴム状弾性体収納溝１２との間に介装されている状態のゴム状弾性体１１Ｂの厚みより厚くなっている。
なお、他の構成は上記実施の形態１と同様に構成されている。

実施の形態６では、ゴム状弾性体１１Ｂは、厚みが長さ方向の中央から端部に向って漸次薄くなるように形成されている。そこで、ゴム状弾性体収納溝１２内に伸長状態に配設されているゴム状弾性体１１Ｂを収縮させると、ゴム状弾性体１１Ｂは、復元して、ゴム状弾性体収納溝１２の溝方向中央部で永久磁石１０に接する。そして、ゴム状弾性体１１Ｂの永久磁石１０と接する位置が、ゴム状弾性体収納溝１２の溝方向中央部から端部側に向って進んでゆく。

したがって、ゴム状弾性体１１Ｂは、長さ方向の全域にわたって、永久磁石１０と隙間なく接するので、永久磁石１０の弾性保持が安定する。

実施の形態７．
図１３はこの発明の実施の形態７に係る磁石埋込型回転電機に適用されるロータコアの要部を示す縦断面図である。

図１３において、ゴム状弾性体収納溝１２Ｂは、溝断面形状を半楕円形とし、溝深さが溝方向の中央から端部に向って漸次深くなるように形成されている。
なお、他の構成は上記実施の形態１と同様に構成されている。

実施の形態７では、ゴム状弾性体１１は、長さ方向に均一な断面形状に形成されているので、ゴム状弾性体収納溝１２Ｂ内に伸長状態に配設されているゴム状弾性体１１を収縮させると、ゴム状弾性体１１は、復元して、ゴム状弾性体収納溝１２Ｂの溝方向中央部で永久磁石１０に接する。そして、ゴム状弾性体１１の永久磁石１０と接する位置が、ゴム状弾性体収納溝１２Ｂの溝方向中央部から端部側に向って進んでゆく。

したがって、ゴム状弾性体１１は、長さ方向の全域にわたって、永久磁石１０と隙間なく接し、永久磁石１０の弾性保持が安定する。

なお、上記各実施の形態では、磁石埋込型電動機について説明しているが、この発明は、磁石埋込型電動機に限らず、磁石埋込型交流発電機、磁石埋込型発電電動機などの磁石埋込型回転電機に適用しても、同様の効果を奏する。
また、上記各実施の形態では、ゴム状弾性体の端部がロータコアの端面からはみ出しているものとしているが、ゴム状弾性体の端部は、ロータコアの端面と面一、あるいは磁石挿入穴内に入り込んでいてもよい。

また、上記各実施の形態では、永久磁石が矩形断面の短冊状に作製されているものとしているが、永久磁石の断面形状は矩形に限定されない。例えば、永久磁石は、内周辺および外周辺を円弧とする断面円弧形の短冊状に作製されてもよい。この場合、磁石挿入穴は、永久磁石の断面形状より僅かに大きな円弧形の穴形状とすればよい。

また、上記各実施の形態では、単一の永久磁石を磁石挿入穴に挿入するものとしているが、磁石挿入穴に挿入される永久磁石の個数は１つに限定されない。例えば、複数の永久磁石を穴方向に１列に並ぶように磁石挿入穴に挿入してもよいし、複数の永久磁石を幅方向に１列に並ぶように磁石挿入穴に挿入してもよい。

２ ステータ、５，５Ａ ロータ、６ ロータコア、９ 磁石挿入穴、１０，１０Ａ 永久磁石、１１，１１Ａ，１１Ｂ ゴム状弾性体、１２，１２Ａ，１２Ｂ ゴム状弾性体収納溝、１３ 端板、１４ 凹部、１５ 面取り部。

Claims (12)

1. ステータと、
   上記ステータ内に回転可能に配設されたロータコア、および該ロータコアに軸方向に貫通するように形成された磁石挿入穴内に挿入、固定された永久磁石を有するロータと、を備えた磁石埋込型回転電機において、
   紐状のゴム状弾性体が、長さ方向に伸長された状態で上記永久磁石と上記磁石挿入穴との間に介装されて該磁石挿入穴の穴方向に延在しており、
   上記永久磁石が、該ゴム状弾性体の収縮に伴う復元力により上記磁石挿入穴の外周側壁面に押圧されて、上記ロータコアに弾性保持されていることを特徴とする磁石埋込型回転電機。
2. 上記ゴム状弾性体の両端部が、上記ロータコアから軸方向両側にはみ出していることを特徴とする請求項１記載の磁石埋込型回転電機。
3. 上記ロータコアの軸方向両端に装着された端板をさらに備え、
   上記ゴム状弾性体の両端部が、上記端板の上記ロータコアと相対する面に凹設された凹部内に収納されていることを特徴とする請求項２記載の磁石埋込型回転電機。
4. ゴム状弾性体収納溝が、上記磁石挿入穴の底面に、溝方向を軸方向として、軸方向の一端から他端に至るように凹設され、
   上記ゴム状弾性体が、上記ゴム状弾性体収納溝内に収納されていることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の磁石埋込型回転電機。
5. 上記ゴム状弾性体収納溝が、周方向に２列に並んで上記磁石挿入穴の底面に形成され、
   上記ゴム状弾性体が、上記ゴム状弾性体収納溝のそれぞれに収納されて、周方向に２列に配列されていることを特徴とする請求項４記載の磁石埋込型回転電機。
6. 上記ゴム状弾性体収納溝は、上記ゴム状弾性体の該ゴム状弾性体収納溝の溝幅方向への膨出部の外周面に対して隙間を有する溝形状に形成されていることを特徴とする請求項４又は請求項５記載の磁石埋込型回転電機。
7. 上記永久磁石は、幅方向両側の下端角部に長さ方向の全域にわたって形成された面取り部を有し、
   上記ゴム状弾性体が、上記磁石挿入穴の周方向両側の下端角部と上記面取り部との間のそれぞれに介装されて、周方向に２列に配列されていることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の磁石埋込型回転電機。
8. 周方向に２列に配列されている上記ゴム状弾性体は、上記ロータコアの軸方向外方で折り返された１本のゴム状弾性体により構成されていることを特徴とする請求項５乃至請求項７のいずれか１項に記載の磁石埋込型回転電機。
9. 上記ゴム状弾性体は、自由状態の該ゴム状弾性体の厚みの６０％より厚い厚みを有するように、上記永久磁石と上記磁石挿入穴との間に介装されていることを特徴とする請求項１乃至請求項８のいずれか１項に記載の磁石埋込型回転電機。
10. 上記ゴム状弾性体は、自由状態の厚みが、長さ方向中央部から端部に向って漸次薄くなるように構成されていることを特徴とする請求項１乃至請求項９のいずれか１項に記載の磁石埋込型回転電機。
11. 上記ゴム状弾性体収納溝は、溝深さが、溝方向中央部から端部に向って漸次深くなるように構成されていることを特徴とする請求項４乃至請求項６のいずれか１項に記載の磁石埋込型回転電機。
12. ロータコアに軸方向に貫通するように形成された磁石挿入穴内に挿入、固定された永久磁石を有する磁石埋込型ロータの製造方法において、
    紐状のゴム状弾性体を上記磁石挿入穴内に通して、長さ方向に伸長させる工程と、
    長さ方向に伸長している上記ゴム状弾性体が挿通されている上記磁石挿入穴内に上記永久磁石を挿入する工程と、
    長さ方向に伸長している上記ゴム状弾性体を長さ方向に収縮させて、該ゴム状弾性体に上記永久磁石を上記磁石挿入穴の壁面に押圧する復元力を発生させ、該永久磁石を弾性保持させる工程と、を備えたことを特徴とする磁石埋込型ロータの製造方法。

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