JP2013121262A - 回転電機のロータ及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】埋込磁石型同期モータのロータにおいて、簡単に成形することができ、且つ、リラクタンストルクを確実に増加させる技術を提供する。
【解決手段】ロータシャフトと、ロータシャフトの外側に設けられる、長軸と短軸とを有する軟磁性材粉末７とバインダー樹脂９とを含む略円筒形状のロータコア５と、を備える回転電機のロータである。ロータコア５の外周部には、ロータシャフトの軸方向に延びる１６個の永久磁石１１がロータコア５の円周方向に間隔を隔てて配設されている。ロータコア５における対の永久磁石１１を囲む部位では、永久磁石１１の磁束軸をｄ軸、ｄ軸と電気角で直交する軸をｑ軸としたとき、各軟磁性材粉末７が、その長軸がｑ軸方向を向くように配向された状態でバインダー樹脂９により接着されている。
【選択図】図５

Description

本発明は、埋込磁石型同期モータのロータに関し、特に、磁化容易軸を有する軟磁性材を含むロータコアを備えたロータ及びその製造方法に関するものである。

従来から、埋込磁石型同期モータ（ＩＰＭＳＭ）は、自動車の駆動用モータやポンプ類駆動用モータ、パワステ駆動用モータ、さらには冷蔵庫や洗濯機、乾燥機といった家電製品の駆動用モータに用いられており、その高出力化および高効率化が求められている。

このような状況において、樹脂中に永久磁石粉末を分散させた、所謂ボンド磁石の長所である磁化方向制御の簡便さや、形状成形自由度の高さや、他部材との一体成形性の容易さを利用して、従来の埋込磁石型同期モータの性能を向上させることが試みられている。

例えば、特許文献１には、異方性ボンド磁石を磁場中で成形することが開示されている。この特許文献１によれば、異方性ボンド磁石の割れを防止するとともに、異方性ボンド磁石部のウェルド層の数と極数を同数とし、ゲートを極間部に配置したことにより、ゲートより射出されて流動するボンド磁石材料が、極間を跨ぐことなく充填されることから、極間を跨ぐ際の磁石粉末の１８０度反転（Ｎ極とＳ極間をプラマグコンパウンドが移動するときに、一度Ｎ極に磁化されたコンパウンド内の磁石粉末が、１８０°向きを変えること）を生じることなく、充填を完了させて、磁石粉末の配向乱れを無くした永久磁石回転子を得ることが可能となる、とされている。

また、特許文献２には、圧粉磁心と磁石とで構成された回転子で、前記圧粉磁心と磁石とを同時に圧縮成形することが記されている。具体的には、特許文献２に記載された発明は、モータのロータコアを粉末材料を成形して構成し、その成形体は結合材および磁石粉末を主とするボンド磁石部と、結合材および軟磁性粉末を主とする軟磁性部とを有し、圧縮成形手段を用いて形成された永久磁石型のロータであり、低コギング化と高出力化とを実現しようとするものである。

さらに、鉄心内に永久磁石を埋込むタイプではないが、特許文献３には、表面磁石型のモータ用磁石回転子において、磁石を螺旋形状にスキューさせて低コギング化を図るとともに、互いに異なる極性の磁石間に鉄心部を設けてリラクタンストルクを発生可能にすることが開示されている。

特開２００８−１７２９６５号公報 特開２００６−３２００３６号公報 特開２００６−１８０６７７号公報

ところで、埋込磁石型同期モータでは、コギング低減による低騒音化および低振動化や、漏れ磁束の低減によるトルク密度の増加もさることながら、高出力化および高効率化の観点から、リラクタンストルク向上によるトルク密度の増加が強く求められている。

しかしながら、上記特許文献１、並びに特許文献２のものでは、ロータコアにｄｑ軸のインダクタンス差がないため、リラクタンストルク向上によってトルク密度を増加させる効果は期待できない。また、特許文献３のものは、リラクタンストルクを有効活用できるとされているが、磁石を螺旋形状にスキューさせるという構造を採用するものであり、その成形性や成形精度に関して極めて高度な制御が求められる。

本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、埋込磁石型同期モータのロータにおいて、簡単に成形することができ、且つ、リラクタンストルクを確実に増加させる技術を提供することにある。

上記目的を達成するために、本発明に係る回転電機のロータでは、磁化容易軸を有する軟磁性材粉末をロータコアに含ませるとともに、埋込磁石の磁束軸方向のインダクタンスと、かかる磁束軸と電気角で直交する軸方向のインダクタンスとの差が大きくなるように、軟磁性材粉末を配向させるようにしている。

具体的には、第１の発明は、回転中心となる回転軸部材と、当該回転軸部材の外側に設けられる、磁化容易軸を有する軟磁性材粉末と樹脂材とを含む略円筒形状のロータコアと、を備え、当該ロータコアの外周部に、当該回転軸部材の軸方向に延びる複数の永久磁石が当該ロータコアの円周方向に間隔を隔てて配設された回転電機のロータを対象とする。

そして、上記ロータコアにおける、上記複数の永久磁石のうち相隣合う一対の永久磁石を囲む部位では、当該永久磁石の磁束軸をｄ軸、当該ｄ軸と電気角で直交する軸をｑ軸としたとき、上記各軟磁性材粉末が、その磁化容易軸がｑ軸方向を向くように配向された状態で上記樹脂材により接着されていることを特徴とするものである。

第１の発明では、ロータコアにおける対の永久磁石を囲む部位では、当該ロータコアに含まれている各軟磁性材粉末が、その磁化容易軸がｑ軸（永久磁石の磁束軸と電気角で直交する軸）方向を向くように配向された状態で樹脂材により接着されている。これにより、各軟磁性材粉末の磁化容易軸方向が異なるために磁束の流れが揺らぐ場合と異なり、ｑ軸方向では磁束が流れ易くなるとともに、磁化困難軸が向くｄ軸（永久磁石の磁束軸）方向では磁束が流れ難くなる。換言すると、ｑ軸方向ではインダクタンスが大きくなるとともに、ｄ軸方向ではインダクタンスが小さくなる。したがって、第１の発明によれば、磁化容易軸がｑ軸方向を向くように各軟磁性材粉末を配向させるという簡単な構成で、ｄ軸方向とｑ軸方向とのインダクタンス差を大きくして、大きなリラクタンストルクを発生させることができる。

なお、本発明において、「磁化容易軸」とは、「結晶磁気異方性を持つ磁性体における磁化され易い結晶方位」のみを意味するのではなく、より広く形状磁気異方性を含めて「磁性体における磁化の方向が向きやすい軸」を意味する。

第２の発明は、上記第１の発明において、上記各軟磁性材粉末は、長径と短径とを有していて、長径方向が上記磁化容易軸と一致していることを特徴とするものである。

ところで、形状磁気異方性を有する軟磁性材では、反磁界の大きさは磁極間距離に反比例するので、軟磁性材粉末の長径方向では磁束が流れ易くなるとともに、短径方向では磁束が流れ難くなる。そうして、第２の発明では、長径方向が磁化容易軸と一致し、換言すると、軟磁性材の磁気特性が結晶磁気異方性に依らず形状磁気異方性に依存し、且つ、長径方向がｑ軸方向に沿うように軟磁性材粉末を配向するので、ｑ軸方向のインダクタンスを大きく（ｄ軸方向のインダクタンスを小さく）して、大きなリラクタンストルクを発生させることができる。

第３の発明は、上記第１又は第２の発明において、上記各軟磁性材粉末は、その表面に無機系絶縁被膜が形成されていることを特徴とするものである。

第３の発明によれば、各軟磁性材粉末の表面には、無機系絶縁被膜が形成されていることから、渦電流損を抑制することができる。

第４の発明は、回転中心となる回転軸部材と、当該回転軸部材の外側に設けられる、磁化容易軸を有する軟磁性材粉末と樹脂材とを含む略円筒形状のロータコアと、を備え、当該ロータコアの外周部に、当該回転軸部材の軸方向に延びる少なくとも一対の永久磁石が配設された回転電機のロータの製造方法を対象とする。

そして、略円筒形状のキャビティを有する金型を容易し、上記軟磁性材粉末と上記樹脂材とを混合してコンパウンド化するコンパウンド化工程と、上記金型の上記キャビティ内における所定位置に、各々非磁性体からなる少なくとも一対のダミー中子を配置する中子配置工程と、上記一対のダミー中子を永久磁石と仮定し、当該仮定された永久磁石の磁束軸をｄ軸、当該ｄ軸と電気角で直交する軸をｑ軸としたとき、ｑ軸方向と平行な配向磁場を印加しながら、上記一対のダミー中子の略中間位置に位置するゲート部から、上記コンパウンド化された材料を上記キャビティ内に射出し、上記ロータコアを成形する磁場配向射出工程と、射出成形後に上記金型から脱型された上記ロータコアから、上記ダミー中子を取り出す中子取出工程と、上記ダミー中子によって上記ロータコアに形成された孔に、着磁された永久磁石を挿通固定する挿通固定工程と、を含むことを特徴とするものである。

第４の発明によれば、後挿入される永久磁石の磁束軸と電気角で直交するｑ軸方向と平行な配向磁場を印加しながら、磁化容易軸を有する軟磁性材粉末を射出するという簡単な方法で、大きなリラクタンストルクを発生させることが可能なロータを製造することができる。

加えて、第４の発明では、射出成形の際はダミー中子を用い、着磁された永久磁石を後挿入するので、磁場配向射出工程において、永久磁石の磁場の影響を受けることなく、所望の配向磁場を形成することができる。

第５の発明は、上記第４の発明において、上記軟磁性材は、長径と短径とを有していて、長径方向が磁化容易軸と一致していることを特徴とするものである。

第５の発明によれば、上記第４の方法で製造されたロータにおいて、上記第２の発明と同様の効果を得ることができる。

第６の発明は、上記第４又は第５の発明において、上記コンパウンド化工程の前に、上記軟磁性材の表面に無機系絶縁被膜を形成する被膜成形工程を含むことを特徴とするものである。

第５の発明によれば、上記第４の方法で製造されたロータにおいて、渦電流損を抑制することができる。

本発明に係る回転電機のロータによれば、ロータコアにおける、当該ロータコアの外周部に配設された対の永久磁石を囲む部位では、磁化容易軸がｑ軸方向を向くように、各軟磁性材粉末の配向されていることから、ｑ軸方向ではインダクタンスが大きくなるとともに、ｄ軸方向ではインダクタンスが小さくなるので、簡単な構成で、大きなリラクタンストルクを発生させることができる。

また、本発明に係る回転電機のロータの製造方法によれば、後挿入される永久磁石の磁束軸と電気角で直交するｑ軸方向と平行な配向磁場を印加しながら、磁化容易軸を有する軟磁性材粉末を射出するという簡単な方法で、大きなリラクタンストルクを発生させることが可能なロータを製造することができる。

本発明の実施形態に係る回転電機のロータを示す斜視図である。 図１のII−II線の矢視図である。 軟磁性材粉末を示す模式図である。 永久磁石のｄ軸とｑ軸を模式的に示す図である。 対の永久磁石を囲む部位における、軟磁性材粉末の配向状態を模式的に示す図である。 回転電機のロータの製造方法のフローチャートである。 金型及びダミー中子を示す断面図である。 磁場配向射出成形を説明する模式図である。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。

−ロータ構造−
図１は、本実施形態に係る回転電機のロータを示す斜視図であり、図２は、図１のII−II線の矢視図である。このロータ１は、例えば、車両におけるポンプ類駆動用モータやパワステ駆動用モータさらには家電製品の駆動用モータ等、２ｋＷ以下の比較的低出力のモータに好適に用いられるものであり、図１に示すように、回転中心となる金属製のロータシャフト（回転軸部材）３と、当該ロータシャフト３の外側に設けられる略円筒形状のロータコア５と、を備えている。

ロータコア５は、バインダー樹脂９（例えば、ポリアミド（ＰＡ１２等）、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ)等）と、軟磁性材粉末７（例えば、純鉄、鉄シリコン、パーマロイ等）とを含んでおり、後述するように、これらバインダー樹脂（樹脂材）９と軟磁性材粉末７とを混合してコンパウンド化した後、金型１５に形成された略円筒状のキャビティ１５ａ内に射出することにより、中央部に断面円形の中央貫通孔５ａを有する略円筒形状に形成されている。そうして、ロータシャフト３は、かかる中央貫通孔５ａに挿通さ固定れている。

また、このロータコア５の外周部には、図２に示すように、ロータシャフト３の軸方向に延びる断面矩形状の永久磁石１１（例えば、Ｎｄ焼結磁石、フェライト等）が、当該ロータコア５の円周方向に間隔を隔てて１６個配設されている。より詳しくは、ロータコア５の外周部には、軸方向から見て、径方向外側が開いた略Ｖ字をなすように形成された、各々断面矩形状を有する対の貫通孔５ｂが８対形成されており、かかる貫通孔５ｂに挿入された８つの永久磁石１１対が、径方向外側にＮ極とＳ極とが交互に並ぶ８つの磁極を形成するようになっている。つまり、本実施形態のロータ１は、埋込磁石型同期モータのロータであり、ロータコア５の磁化によるリラクタンストルクと永久磁石１１の磁化によるマグネットトルクの両方を利用することが可能となっている。

ところで、埋込磁石型同期モータにおける、永久磁石によるマグネットトルクとリラクタンストルクとの関係は、下記の（式１）で表される。
Ｔ＝Ｐｎ×ψａ×Ｉｑ＋Ｐｎ×（Ｌｄ−Ｌｑ）×Ｉｄ×Ｉｑ・・・・（式１）
なお、Ｐｎ：極対数、ψａ：永久磁石による鎖交磁束、Ｌｄ：ｄ軸方向のインダクタンス、Ｌｑ：ｑ軸方向のインダクタンス、Ｉｑ：ｑ軸電流、Ｉｄ：ｄ軸電流、である。

そうして、リラクタンストルク（式１の第２項）を増加させて回転電機のトルクを大きくするには、（式１）から分かるように、以下の３つの手段、すなわち、極対数Ｐｎ（磁極の対の数）を増加させること（第１の手段）、電流Ｉｑ、Ｉｄを増加させること（第２の手段）及び、インダクタンス差（Ｌｄ−Ｌｑ）を大きくすること（第３の手段）が考えられる。

ここで、第１の手段は、磁極を増加させるだけなので一見好適な手段とも思えるが、磁極を増加させると、インバータのスイッチング回数を増やすことになり、インバータロスの増大を招くという問題がある。また、第２の手段は、電流を増加させることから、銅損の増加による効率低下や、インバータのスイッチング素子の高スペック化（高電流化）によるコストの増大を招くという問題がある。

そこで、本実施形態のロータ１では、第３の手段を選択することにより、すなわち、インダクタンス差（Ｌｄ−Ｌｑ）を大きくすることにより、安価に、且つ、効率を落とすことなく、回転電機の高トルク化を図るようにしている。なお、「インダクタンス差（Ｌｄ−Ｌｑ）を大きくする」とは、ｄ軸電流Ｉｄが負であることから、正確には（Ｌｑ−Ｌｄ）を大きくすることを意味する。

具体的には、本実施形態のロータ１では、磁化容易軸を有する軟磁性材粉末７をロータコア５に含ませるとともに、ロータコア５における、１６個（複数）の永久磁石１１のうち相隣合う一対の永久磁石１１を囲む部位において、当該永久磁石１１の磁束軸をｄ軸、当該ｄ軸と電気角で直交する軸をｑ軸としたとき、各軟磁性材粉末７をその磁化容易軸がｑ軸方向を向くように配向された状態でバインダー樹脂９により接着するようにしている。なお、本実施形態の「磁化容易軸」とは、「結晶磁気異方性を持つ磁性体における磁化され易い結晶方位」（以下、「狭義の磁化容易軸」という）のみを意味するのではなく、より広く形状磁気異方性を含めて「磁性体における磁化の方向が向きやすい軸」を意味する。

より詳しくは、ロータコア５に含まれる各軟磁性材粉末７（軟磁性材粒子）は、図３に示すように、長径（長軸）と短径（短軸）とを有する楕円球状に造粒されており、その磁気特性は、結晶磁気異方性に依らず形状磁気異方性に依存している。換言すると、各軟磁性材粉末７は、狭義の磁化容易軸を加味しても、長径方向が磁化方向となっており（長軸が磁化容易軸と一致しており）、図３中の矢印で示すように、長径方向に磁束が流れ易くなっている。なお、各軟磁性材粉末７の長径の寸法は、１００〜２５０（μｍ）である。また、各軟磁性材粉末７の表面には、無機系絶縁被膜が形成されており、これにより、渦電流損を抑制することができるようになっている。

そうして、軸方向から見て、径方向外側が開いた略Ｖ字をなすように永久磁石対１１をロータコア５の外周部に配設すると、図４に示すように、永久磁石１１の磁束軸（ｄ軸）が発生する。そこで、本実施形態では、ロータコア５の成形時に配向用電磁石２５を用いて、かかるｄ軸と電気角で直交する軸（ｑ軸）方向と平行な配向磁場（図５中の矢印参照）を印加することにより、図５に示すように、各軟磁性材粉末７の長軸がｑ軸方向を向くように各軟磁性材粉末７を配向し、このように配向された状態で各軟磁性材粉末７をバインダー樹脂９によって結合している。これにより、各軟磁性材粉末７の長径方向が区々である場合と異なり、各軟磁性材粉末７の長径方向が揃っているｑ軸方向では磁束が流れ易くなるとともに、各軟磁性材粉末７の短径方向が揃っているｄ軸方向では磁束が流れ難くなる。換言すると、ｑ軸方向ではインダクタンスＬｑが大きくなるとともに、ｄ軸方向ではインダクタンスＬｄが小さくなり、インダクタンス差（Ｌｑ−Ｌｄ）を大きくして、大きなリラクタンストルクを発生させることができる。

−ロータの製造方法−
次に、本実施形態に係る回転電機のロータ１の製造方法を、図６に示すフローチャートに基づいて説明する。

先ず、ステップＳ１では、長径と短径とを有する楕円球状の軟磁性材粉末７を造粒し、次のステップＳ２では、造粒した各軟磁性材粉末７の表面に無機系絶縁被膜を形成する。そして、次のステップＳ３では、表面に無機系絶縁被膜を形成された軟磁性材粉末７とバインダー樹脂９とを混合してコンパウンド化する（コンパウンド化工程）。

次いで、ダミー中子２１と金型１５とを用意する。このダミー中子２１は非磁性体からなっており、永久磁石１１とほぼ同じ寸法の矩形状の断面を有している一方、長手方向の長さが永久磁石１１よりも長くなっている。

一方、金型１５は、図７に示すように、リング状の突条部１７ａを有する固定型１７と、中央に円柱部１９ａを有する有底筒状の可動型１９とを備えており、突条部１７ａによって相対的に凹んだ部位１７ｂに円柱部１９ａの先端を挿入するとともに、リング状の突条部１７ａに可動型１９の筒部１９ｂを外嵌合させて、固定型１７と可動型１９とを組み合わせることにより、その内部に略円筒形状のキャビティ１５ａが形成されるようになっている。

また、固定型１７のリング状の突条部１７ａの先端部における外周部には、型締方向から見て、径方向外側が開いた略Ｖ字をなすように形成された、各々断面矩形状を有する対の凹部１７ｃが、８対形成されている一方、可動型１９における突条部１７ａと対向する壁部１９ｃには、これら８対の凹部１７ｃに対向するように８対の凹部１９ｄが形成されている。さらに、固定型１７における各対の凹部１７ｃの略中間位置には、ゲート部２３が貫通形成されており、これら８本のゲート部２３は、コンパウンド化された軟磁性材粉末７及びバインダー樹脂９を射出するための射出ユニット２７とそれぞれ繋がっている。

そうして、ステップＳ４で、固定型１７に形成された８対（１６個）の凹部１７ｃのそれぞれにダミー中子２１の一方端を差し込むとともに、ステップＳ５で、可動型１９に形成された１６個の凹部１９ｄのそれぞれにダミー中子２１の他方端が差し込まれるように金型１５を型締めすることにより、金型１５におけるキャビティ１５ａ内の所定位置への、ダミー中子２１の配置が完了する（中子配置工程）。

次のステップＳ６では、図８に示すように、金型１５の外側で、且つ、相隣り合うダミー中子２１対の間（極間部）に対応する位置に、８つの配向用電磁石２５を配置する。そうして、ダミー中子２１を永久磁石１１と仮定し、当該仮定された永久磁石の磁束軸をｄ軸、当該ｄ軸と電気角で直交する軸をｑ軸としたときの、当該ｑ軸方向と平行な配向磁場（図８の矢印参照）を、８つの配向用電磁石２５によって印加しながら、ステップＳ３でコンパウンド化された材料をゲート部２３からキャビティ１５ａ内に射出する（磁場配向射出工程）。このように、磁場配向射出成形を行うことにより、長径方向がｑ軸方向に揃うように各軟磁性材粉末７が配向された状態で、バインダー樹脂９によって各軟磁性材粉末７を結合することができる。また、対のダミー中子２１の略中間位置に位置するゲート部２３からコンパウンド化された材料を射出することにより、ウェルド層２９が対のダミー中子２１の中間位置（極中心）を通るのを避けられるので、ウェルド層２９によって阻害されることなく各軟磁性材粉末７を配向することができる。

なお、磁場配向射出成形における成形条件は、バインダー樹脂９がポリアミドの場合には、シリンダー温度が２２０〜２７０（℃）、金型温度が５０〜１００（℃）、射出圧力が１２０〜１７０（ＭＰａ）、配向磁場が５〜１５（ｋＯｅ）であることが望ましく、また、バインダー樹脂９がポリフェニレンサルファイドの場合には、シリンダー温度が２７０〜３４０（℃）、金型温度が１２０〜１５０（℃）、射出圧力が１３０〜１８０（ＭＰａ）、配向磁場が５〜１５（ｋＯｅ）であることが望ましい。

軟磁性材粉末７がバインダー樹脂９によって接着されると、ステップＳ７において、可動型１９を固定型１７から離間させて金型１５を型開きし、可動型１９の円柱部１９ａによって中央貫通孔５ａが形成された、略円筒状のロータコア５を金型１５から脱型する。そうして、次のステップＳ８では、脱型されたロータコア５からダミー中子２１を取り出す（中子取出工程）。

次のステップＳ９では、ロータコア５に形成された中央貫通孔５ａにロータシャフト３を挿入し、次のステップＳ１０では、ダミー中子２１によってロータコア５に形成された貫通孔５ｂに、着磁された永久磁石１１を挿通固定する（挿通固定工程）。

以上により、磁化容易軸（長軸）がｑ軸方向を向くように配向された軟磁性材粉末７を含むロータコア５を備えた埋込磁石型同期モータのロータ１を、磁場配向射出成形を用いた簡単な方法で製造することができる。

−効果−
本実施形態に係る回転電動機のロータ１によれば、ロータコア５における対の永久磁石１１を囲む部位では、当該ロータコア５に含まれている各軟磁性材粉末７が、その長軸がｑ軸方向を向くように配向されていることから、ｑ軸方向では磁束が流れ易くなる（インダクタンスＬｑが大きくなる）とともに、ｄ軸方向では磁束が流れ難くなる（インダクタンスＬｄが小さくなる）ので、簡単な構成で、ｄ軸方向とｑ軸方向とのインダクタンス差を大きくして、大きなリラクタンストルクを発生させることができる。

また、各軟磁性材粉末７の表面には、無機系絶縁被膜が形成されていることから、渦電流損を抑制することができる。

さらに、本実施形態に係るロータ１の製造方法によれば、後挿入される永久磁石１１の磁束軸と電気角で直交するｑ軸方向と平行な配向磁場を印加しながら、磁化容易軸を有する軟磁性材粉末７を射出するという簡単な構成で、大きなリラクタンストルクを発生させることが可能なロータ１を製造することができる。

また、射出成形の際はダミー中子２１を用い、着磁された永久磁石１１を後挿入するので、磁場配向射出工程Ｓ６において、永久磁石１１の磁場の影響を受けることなく、所望の配向磁場を形成することができる。

（その他の実施形態）
本発明は、実施形態に限定されず、その精神又は主要な特徴から逸脱することなく他の色々な形で実施することができる。

上記実施形態では、軸方向から見て、一対の永久磁石１１が径方向外側が開いた略Ｖ字をなすように、ロータコア５の外周部に永久磁石１１を配設したが、これに限らず、例えば、永久磁石１１の長手方向が周方向に沿うように配置してもよい。

また、上記実施形態では、バインダー樹脂９としてポリアミド、ポリフェニレンサルファイドを、また、軟磁性材粉末７として純鉄、鉄シリコン、パーマロイ、また、永久磁石１１としてＮｄ焼結磁石、フェライトを挙げたが、これらは例示であり、他のバインダー樹脂９、軟磁性材粉末７及び永久磁石１１を用いてもよい。

さらに、上記実施形態では、軟磁性材粉末７の磁気特性を、結晶磁気異方性に依らず形状磁気異方性に依存するようにしたが、これに限らず、形状磁気異方性に依らず結晶磁気異方性に依存するようにしても、換言すると、軟磁性材粉末７における磁化の方向が向きやすい軸を、狭義の磁化容易軸と一致させるようにしてもよい。

また、上記実施形態では、各軟磁性材粉末７の表面に無機系絶縁被膜を形成するようにしたが、絶縁被膜は必ずしも形成しなくてもよい。

このように、上述の実施形態はあらゆる点で単なる例示に過ぎず、限定的に解釈してはならない。さらに、特許請求の範囲の均等範囲に属する変形や変更は、全て本発明の範囲内のものである。

以上説明したように、本発明は、回転中心となる回転軸部材と、その外側に設けられる略円筒形状のロータコアと、を備え、当該ロータコアの外周部に複数の永久磁石が間隔を隔てて配設された回転電機のロータ及びその製造方法等について有用である。

１ ロータ
３ ロータシャフト（回転軸部材）
５ ロータコア
７ 軟磁性材粉末
９ バインダー樹脂（樹脂材）
１１ 永久磁石
１５ 金型
１５ａ キャビティ
２１ ダミー中子
２３ ゲート部
Ｓ２ 被膜成形工程
Ｓ３ コンパウンド化工程
Ｓ４，Ｓ５ 中子配置工程
Ｓ６ 磁場配向射出工程
Ｓ８ 中子取出工程
Ｓ１０ 挿通固定工程

Claims (6)

1. 回転中心となる回転軸部材と、当該回転軸部材の外側に設けられる、磁化容易軸を有する軟磁性材粉末と樹脂材とを含む略円筒形状のロータコアと、を備え、当該ロータコアの外周部に、当該回転軸部材の軸方向に延びる複数の永久磁石が当該ロータコアの円周方向に間隔を隔てて配設された回転電機のロータであって、
   上記ロータコアにおける、上記複数の永久磁石のうち相隣合う一対の永久磁石を囲む部位では、当該永久磁石の磁束軸をｄ軸、当該ｄ軸と電気角で直交する軸をｑ軸としたとき、上記各軟磁性材粉末が、その磁化容易軸がｑ軸方向を向くように配向された状態で上記樹脂材により接着されていることを特徴とする回転電機のロータ。
2. 請求項１記載の回転電機のロータにおいて、
   上記各軟磁性材粉末は、長径と短径とを有していて、長径方向が上記磁化容易軸と一致していることを特徴とする回転電機のロータ。
3. 請求項１又は２記載の回転電機のロータにおいて、
   上記各軟磁性材粉末は、その表面に無機系絶縁被膜が形成されていることを特徴とする回転電機のロータ。
4. 回転中心となる回転軸部材と、当該回転軸部材の外側に設けられる、磁化容易軸を有する軟磁性材粉末と樹脂材とを含む略円筒形状のロータコアと、を備え、当該ロータコアの外周部に、当該回転軸部材の軸方向に延びる少なくとも一対の永久磁石が配設された回転電機のロータの製造方法であって、
   略円筒形状のキャビティを有する金型を容易し、
   上記軟磁性材粉末と上記樹脂材とを混合してコンパウンド化するコンパウンド化工程と、
   上記金型の上記キャビティ内における所定位置に、各々非磁性体からなる少なくとも一対のダミー中子を配置する中子配置工程と、
   上記一対のダミー中子を永久磁石と仮定し、当該仮定された永久磁石の磁束軸をｄ軸、当該ｄ軸と電気角で直交する軸をｑ軸としたとき、ｑ軸方向と平行な配向磁場を印加しながら、上記一対のダミー中子の略中間位置に位置するゲート部から、上記コンパウンド化された材料を上記キャビティ内に射出し、上記ロータコアを成形する磁場配向射出工程と、
   射出成形後に上記金型から脱型された上記ロータコアから、上記ダミー中子を取り出す中子取出工程と、
   上記ダミー中子によって上記ロータコアに形成された孔に、着磁された永久磁石を挿通固定する挿通固定工程と、を含むことを特徴とする回転電機のロータの製造方法。
5. 請求項４記載の回転電機のロータの製造方法において、
   上記軟磁性材は、長径と短径とを有していて、長径方向が磁化容易軸と一致していることを特徴とする回転電機のロータの製造方法。
6. 請求項４又は５記載の回転電機のロータの製造方法において、
   上記コンパウンド化工程の前に、上記軟磁性材の表面に無機系絶縁被膜を形成する被膜成形工程を含むことを特徴とする回転電機のロータの製造方法。

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