JP2020114077A - 永久磁石埋設型ロータ及び永久磁石埋設型ロータの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】永久磁石を安定に保持するとともに、簡易な方法によりロータコアに対する永久磁石の位置や傾き等のばらつきを抑制した高性能な永久磁石埋設型ロータ及び永久磁石埋設型ロータの製造方法を提供する。【解決手段】軸線回りに回転するロータコア２に形成された収容孔２１に永久磁石３が収容されている永久磁石埋設型ロータ１において、収容孔２１は、永久磁石３を収容可能な磁石収容部２５と、磁石収容部２５に隣接する空隙部２６と、を含み、磁石収容部２５及び空隙部２６は、ロータコア２を軸方向に貫通し、空隙部２６には、空隙部２６への樹脂の注入時に永久磁石３を固定する固定部材４が挿入され、固定部材４は、樹脂の注入時に永久磁石３を保持する保持部４１と、樹脂の注入時にロータコア２を軸方向に挟む金型６に当接する当接部４３と、を備える。【選択図】図３

Description

本発明は、永久磁石埋設型ロータ及び永久磁石埋設型ロータの製造方法に関するものである。

従来、回転電機のロータとして、ロータコアに永久磁石が設けられた永久磁石埋設型ロータが使用されている。永久磁石埋設型ロータでは、ロータの性能を維持するために、ロータコアに対する永久磁石の位置や傾き等のばらつきを抑制する技術が種々提案されている。

例えば特許文献１には、複数の積層鋼板を積層して形成されるロータコアにおいて、永久磁石が挿入される打抜孔と、打抜孔の縁に沿った線状の穴と、を有する構成が開示されている。ロータコアに永久磁石を確実に固定するために、ロータコアには、線状の穴と収容孔の縁との間に形成された細長い線状の鋼板部分によって永久磁石を押圧・固定する押圧部が設けられている。例えば、押圧部は、押圧される永久磁石の外周面に対して、凸状に形成する部分と、凹状に形成する部分と、を有している。

特許文献２には、スロットに永久磁石を圧入した永久磁石回転子において、スロットを形成するヨークの内周面に永久磁石と係合するエッジを設けた構成が開示されている。小さな力で永久磁石を圧入するために、エッジの基部には空隙が設けられている。

特許文献３には、ロータコアの磁石挿入用穴部に磁石を挿入して磁石をロータコアに埋設する工程と、磁石挿入用穴部内に樹脂を注入して充填部を形成する工程と、を有するロータの製造方法が開示されている。樹脂注入の際に磁石をロータコアの径方向外方に押し付けるために、磁石に対してロータコアの径方向内方から樹脂を磁石挿入用穴部内に注入している。

特許文献４には、孔部に永久磁石を挿入固定させたロータを備え、永久磁石が少なくとも２つ以上に分割され、その分割面がロータ軸方向に沿って形成された永久磁石式モータが開示されている。永久磁石が孔内でがたつくことを抑えるために、分割された磁石間に、孔部への磁石挿入時に対して挿入後に熱膨張して厚みを増す発砲樹脂シートを設けている。

特開平７−３２２５３８号公報 特開平５−５６５８３号公報 特許第４８５６９９０号公報 特開２０１０−１４１９８９号公報

しかしながら、特許文献１に記載の技術にあっては、ロータコアに凹凸形状を設けるために複数種類の鋼板を用意する必要がある。
特許文献２に記載の技術にあっては、永久磁石にエッジの先端部が当接するので、永久磁石が割れやすくなるおそれがある。
特許文献３に記載の技術にあっては、磁石が磁石挿入用穴部の片側に寄ることにより漏れ磁束が増加しやすい。
特許文献４に記載の技術にあっては、発泡樹脂シートを熱膨張させるための加熱工程が必要となり、作業工数が増加する。

そこで、本発明は、永久磁石を安定に保持するとともに、簡易な方法によりロータコアに対する永久磁石の位置や傾き等のばらつきを抑制した高性能な永久磁石埋設型ロータ及び永久磁石埋設型ロータの製造方法を提供することを目的とする。

上記の課題を解決するため、請求項１に記載の発明に係る永久磁石埋設型ロータ（例えば、第１実施形態における永久磁石埋設型ロータ１）は、軸線（例えば、第１実施形態における軸線Ｃ）回りに回転するロータコア（例えば、第１実施形態におけるロータコア２）に形成された収容孔（例えば、第１実施形態における収容孔２１）に永久磁石（例えば、第１実施形態における永久磁石３）が収容されている永久磁石埋設型ロータにおいて、前記収容孔は、前記永久磁石を収容可能な磁石収容部（例えば、第１実施形態における磁石収容部２５）と、前記磁石収容部に隣接する空隙部（例えば、第１実施形態における空隙部２６）と、を含み、前記磁石収容部及び前記空隙部は、前記ロータコアを前記軸線の軸方向に貫通し、前記空隙部には、前記空隙部への樹脂（例えば、第１実施形態における樹脂１０）の注入時に前記永久磁石を固定する固定部材（例えば、第１実施形態における固定部材４）が挿入され、前記固定部材は、前記樹脂の注入時に前記永久磁石を保持する保持部（例えば、第１実施形態における保持部４１）と、前記樹脂の注入時に前記ロータコアを前記軸方向に挟む金型（例えば、第１実施形態における金型６）に当接する当接部（例えば、第１実施形態における第一当接部４３）と、を備えることを特徴としている。

また、請求項２に記載の発明に係る永久磁石埋設型ロータは、前記固定部材は、前記保持部と前記当接部との間に設けられたばね部（例えば、第１実施形態におけるばね部４２）を更に有し、前記当接部は、前記ロータコアの端面よりも前記軸方向の外側に突出することを特徴としている。

また、請求項３に記載の発明に係る永久磁石埋設型ロータは、前記ばね部は、前記永久磁石に対して前記保持部よりも前記軸線の径方向の外側に設けられていることを特徴としている。

また、請求項４に記載の発明に係る永久磁石埋設型ロータは、前記当接部と前記ばね部との間には、前記金型に当接し、前記永久磁石を前記軸線の径方向に押圧する第二当接部（例えば、第１実施形態における第二当接部４４）が設けられていることを特徴としている。

また、請求項５に記載の発明に係る永久磁石埋設型ロータは、前記固定部材は、非磁性体であることを特徴としている。

また、請求項６に記載の発明に係る永久磁石埋設型ロータの製造方法は、軸線回りに回転するロータコアに形成された収容孔に永久磁石が収容されている永久磁石埋設型ロータの製造方法において、前記収容孔は、前記永久磁石を収容可能な磁石収容部と、前記磁石収容部に隣接する空隙部と、を含み、前記ロータコアを軸方向に貫通する前記磁石収容部及び前記空隙部が形成された前記ロータコアを準備するロータコア準備工程と、前記ロータコア準備工程の後、前記空隙部に、前記永久磁石を保持する保持部と、前記ロータコアを前記軸方向に挟む金型に当接する当接部と、を備える固定部材を配置し、前記空隙部に樹脂を注入する樹脂注入工程と、を含むことを特徴としている。

また、請求項７に記載の発明に係る永久磁石埋設型ロータの製造方法は、前記固定部材は、前記保持部と前記当接部との間に設けられたばね部を更に有し、前記樹脂注入工程は、前記当接部が前記ロータコアの端面よりも前記軸方向の外側に突出するように、前記空隙部に前記固定部材を挿入する固定部材挿入工程と、前記固定部材挿入工程の後、前記ロータコアの端面に前記金型を当接させる金型当接工程と、を含むことを特徴としている。

本発明の請求項１に記載の永久磁石埋設型ロータによれば、固定部材は保持部を有するので、収容孔には、固定部材に保持された状態で永久磁石が挿入される。これにより、ロータコアに永久磁石を保持するための突起や凹凸等を設ける必要がなく、ロータコアの製造を容易にできる。また、金属のロータコアに直接永久磁石を挿入する場合と比較して、永久磁石にかかる応力を小さくできる。よって、永久磁石の割れを抑制し、永久磁石を安定的に保持できる。例えば、固定部材を樹脂部材等により形成した場合、金属部材で形成される場合と比較して更に永久磁石の割れを抑制できる。
固定部材は当接部を有するので、ロータコアを軸方向に挟む金型に当接部が当接することにより、ロータコアに対して固定部材及び永久磁石の軸方向の位置決めができる。ここで、収容孔に対して永久磁石の片寄りや傾きが生じると、ロータ回転時のトルクリップルの悪化や軸倒モーメントの増大等により、ロータ性能が低下するおそれがある。本発明の永久磁石埋設型ロータによれば、固定部材により樹脂注入時の樹脂流動による永久磁石の移動が抑制され、ロータコアの収容孔に対する永久磁石のばらつきを抑制できる。よって、ロータ性能の低下を抑制できる。
したがって、永久磁石を安定に保持するとともに、簡易な方法によりロータコアに対する永久磁石の位置や傾き等のばらつきを抑制した高性能な永久磁石埋設型ロータを提供できる。

本発明の請求項２に記載の永久磁石埋設型ロータによれば、固定部材はばね部を有するので、当接部が金型に当接して固定部材に軸方向の力が加わると、ばね部が縮んで力を吸収する。ここで、永久磁石は軸方向においてばね部の間に設けられているので、両方のばねの反力が釣り合うことにより、固定部材の中間部で永久磁石が固定される。これにより、軸方向において、永久磁石を収容孔の中間部に配置できる。よって、永久磁石が収容孔の一方側に片寄ることによる漏れ磁束の増加を抑制できる。
また、ばね部の変形によりロータコアの公差が吸収されるので、ロータコアの公差等によらず安定して永久磁石をロータコアの軸方向における中間部に配置できる。さらに、金型の押圧力が変動した場合であっても、ばね部により荷重が吸収されるので、永久磁石の割れを抑制するとともに安定的に永久磁石を保持できる。
したがって、永久磁石を安定に保持するとともに、簡易な方法によりロータコアに対する永久磁石の位置や傾き等のばらつきを抑制した高性能な永久磁石埋設型ロータを提供できる。

本発明の請求項３に記載の永久磁石埋設型ロータによれば、ばね部は保持部よりも径方向の外側に位置しているので、収容孔に対して永久磁石を径方向の内側寄りに配置できる。ここで、収容孔の径方向内側の壁面には、永久磁石の角部に対応する位置に磁石逃げ部が形成されている。よって、永久磁石を径方向の内側寄りに配置することにより、永久磁石と、磁石逃げ部が形成された収容孔の径方向内側の壁面と、を当接させることができる。これにより、磁石逃げ部を好適に利用し、永久磁石の角部に応力が集中することによる永久磁石の割れを抑制できる。
また、ロータ回転時、永久磁石は遠心力により径方向外側に押し付けられる。永久磁石の径方向外側には固定部材が配置されているので、永久磁石とロータコアとが接触して永久磁石が割れるのを抑制できる。

本発明の請求項４に記載の永久磁石埋設型ロータによれば、当接部とばね部との間には第二当接部が設けられているので、第二当接部が金型に当接することにより永久磁石が径方向に押圧される。これにより、ロータコアに対して永久磁石を径方向に位置決めできる。よって、簡易な方法によりロータコアに対する永久磁石のばらつきを抑制できる。

本発明の請求項５に記載の永久磁石埋設型ロータによれば、永久磁石の磁束は固定部材により影響を受けないので、永久磁石埋設型ロータの性能低下を抑制できる。よって、磁束が安定した高性能な永久磁石埋設型ロータとすることができる。

本発明の請求項６に記載の永久磁石埋設型ロータの製造方法によれば、ロータコア準備工程では、ロータコアを軸方向に貫通する収容孔（磁石収容部及び空隙部）を形成する。
また、樹脂注入工程では、空隙部に固定部材を配置し、空隙部に樹脂を注入する。固定部材は保持部を有するので、収容孔には、固定部材に保持された状態で永久磁石が挿入される。これにより、ロータコアに永久磁石を保持するための突起や凹凸等を設ける必要がなく、ロータコアの製造を容易にできる。また、金属のロータコアに直接永久磁石を挿入する場合と比較して、永久磁石にかかる応力を小さくできる。よって、永久磁石の割れを抑制し、永久磁石を安定的に保持できる。例えば、固定部材を樹脂部材等により形成した場合、金属部材により形成した場合と比較して、更に永久磁石の割れを抑制できる。
固定部材は当接部を有するので、ロータコアを軸方向に挟む金型に当接部が当接することにより、ロータコアに対して固定部材及び永久磁石の軸方向の位置決めができる。ここで、収容孔に対して永久磁石の片寄りや傾きが生じると、ロータ回転時のトルクリップルの悪化や軸倒モーメントの増大等により、ロータ性能が低下するおそれがある。本発明の永久磁石埋設型ロータの製造方法によれば、固定部材により樹脂注入時の樹脂流動による永久磁石の移動が抑制され、ロータコアの収容孔に対する永久磁石のばらつきを抑制した永久磁石埋設型ロータを製造できる。
したがって、永久磁石を安定に保持するとともに、簡易な方法によりロータコアに対する永久磁石の位置や傾き等のばらつきを抑制した高性能な永久磁石埋設型ロータを製造できる。

本発明の請求項７に記載の永久磁石埋設型ロータの製造方法によれば、樹脂注入工程は、固定部材挿入工程と、金型当接工程と、を含む。固定部材挿入工程では、当接部がロータコアの端面よりも軸方向の外側に突出するように、永久磁石を保持した固定部材を空隙部に挿入する。これにより、当接部を金型に確実に当接させることができる。金型当接工程では、固定部材挿入工程の後、ロータコアの端面に金型を当接させる。ここで、固定部材はばね部を有するので、金型から固定部材に軸方向の力が加わると、ばね部が縮んで力を吸収する。永久磁石は軸方向においてばね部の間に設けられているので、両方のばねの反力が釣り合うことにより、固定部材の中間部で永久磁石が固定される。これにより、軸方向において、永久磁石を収容孔の中間部に配置できる。よって、永久磁石が収容孔の一方側に片寄ることによる漏れ磁束の増加を抑制できる。
また、ばね部の変形によりロータコアの公差が吸収されるので、ロータコアの公差等によらず安定して永久磁石をロータコアの軸方向における中間部に配置できる。さらに、金型の押圧力が変動した場合であっても、ばね部により荷重が吸収されるので、永久磁石の割れを抑制するとともに安定的に永久磁石を保持できる。
したがって、永久磁石を安定に保持するとともに、簡易な方法によりロータコアに対する永久磁石の位置や傾き等のばらつきを抑制した高性能な永久磁石埋設型ロータを製造できる。

第１実施形態に係る永久磁石埋設型ロータの分解斜視図。 永久磁石埋設型ロータの製造工程における図１のＩＩ−ＩＩ線に対応する断面図。 図２のＩＩＩ部拡大図。 図３のＩＶ−ＩＶ線に沿うロータコアの部分断面図。 第１実施形態に係る永久磁石及び固定部材の斜視図。 第２実施形態に係る永久磁石及び固定部材の側面図。 第３実施形態に係る永久磁石及び固定部材の側面図。

以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。

（第１実施形態）
（永久磁石埋設型ロータ）
図１は、永久磁石埋設型ロータ１の分解斜視図である。
永久磁石埋設型ロータ１は、例えばハイブリッド自動車や電気自動車の動力源として使用される回転電機のロータとして用いられる。永久磁石埋設型ロータ１は、軸線Ｃを中心とする環状に形成されている。以下の説明では、永久磁石埋設型ロータ１の軸線Ｃに沿う方向を軸方向といい、軸線Ｃに直交する方向を径方向といい、軸線Ｃ回りの方向を周方向という場合がある。

永久磁石埋設型ロータ１の径方向の外側には、不図示のステータが間隔をあけて配置される。永久磁石埋設型ロータ１は、永久磁石埋設型ロータ１に収容された永久磁石３と、ステータに装着されたコイルと、の間に磁気的な吸引力や反発力が生じることにより、ステータに対して軸線Ｃ回りに回転可能に構成されている。
永久磁石埋設型ロータ１は、ロータコア２と、永久磁石３と、固定部材４と、端面板５と、を有する。

（ロータコア）
図２は、永久磁石埋設型ロータの製造工程における図１のＩＩ−ＩＩ線に対応する断面図である。図３は、図２のＩＩＩ部拡大図である。図４は、図３のＩＶ−ＩＶ線に沿うロータコア２の部分断面図である。
図２に示すように、ロータコア２は、複数の鋼板１１を軸方向に積層して形成されている。ロータコア２は、軸線Ｃを中心とする環状に形成されている。ロータコア２は、製造工程において軸方向の両側から金型６により挟まれている。金型６は、ロータコア２の軸方向一方側（図２における上方側）に配置される上型７と、ロータコア２の軸方向他方側（図２における下方側）に配置される下型８と、を有する。

図１に示すように、ロータコア２は、収容孔２１と、肉抜き孔２２と、軸挿通孔２３と、を有する。
収容孔２１は、ロータコア２の外周部に設けられている。収容孔２１は、ロータコア２を軸方向に貫通している。図４に示すように、収容孔２１は、軸方向から見て３個の収容孔２１がＶ字状に配置された収容孔群２０を形成している。収容孔群２０は、周方向に複数（本実施形態では１２個）設けられている。各収容孔２１は、磁石収容部２５と、空隙部２６と、を有する。

磁石収容部２５は、断面矩形状に形成されている。磁石収容部２５には、永久磁石３が収容されている。
空隙部２６は、磁石収容部２５に隣接している。本実施形態において、収容孔２１のうち、永久磁石３が収容される部分（すなわち、磁石収容部２５）以外の空間が空隙部２６とされている。具体的に、空隙部２６は、磁石収容部２５の短辺から磁石収容部２５の外側に向かって膨出した部分と、収容孔２１の径方向内側の磁石逃げ部２７と、を含む。磁石逃げ部２７は、磁石収容部２５に隣接している。磁石逃げ部２７は、磁石収容部２５の径方向内側の長辺から磁石収容部２５の外側に向かって膨出している。磁石逃げ部２７は、磁石収容部２５に収容された永久磁石３の角部に対応する位置に形成されている。空隙部２６には、樹脂１０（図２参照）が注入されている。

図１に示すように、肉抜き孔２２は、第一肉抜き孔２２ａと、第二肉抜き孔２２ｂと、第三肉抜き孔２２ｃと、を有する。
第一肉抜き孔２２ａは、収容孔２１よりも径方向の内側に設けられている。第一肉抜き孔２２ａは、周方向において隣り合う収容孔群２０同士の間に設けられている。第一肉抜き孔２２ａは、断面三角形状に形成されている。第一肉抜き孔２２ａは、ロータコア２を軸方向に貫通している。

第二肉抜き孔２２ｂは、第一肉抜き孔２２ａよりも径方向の内側に設けられている。第二肉抜き孔２２ｂは、周方向に複数設けられている。第二肉抜き孔２２ｂは、ロータコア２を軸方向に貫通している。

第三肉抜き孔２２ｃは、第二肉抜き孔２２ｂよりも径方向の内側に設けられている。第三肉抜き孔２２ｃは、周方向に複数設けられている。第三肉抜き孔２２ｃは、ロータコア２を軸方向に貫通している。第三肉抜き孔２２ｃの外形は、第二肉抜き孔２２ｂの外形よりも小さい。

軸挿通孔２３は、軸線Ｃと同軸となるように設けられている。軸挿通孔２３は、ロータコア２を軸方向に貫通している。軸挿通孔２３には、不図示の回転軸が貫通した状態で固定されている。これにより、ロータコア２と回転軸とが軸線Ｃ回りに一体回転する。

（永久磁石）
図４に示すように、永久磁石３は、ロータコアの収容孔２１における磁石収容部２５に収容されている。永久磁石３は、磁石収容部２５に収容された後、空隙部２６に樹脂１０（図２参照）が注入されることにより、ロータコア２に固定される。永久磁石３は、直方体状に形成されている。図３に示すように、永久磁石３の軸方向の長さ寸法は、ロータコア２の軸方向の厚み寸法以下となるように形成されている。永久磁石３の側面のうち周方向における一方側（図３における右側）の側面は、ロータコア２に接触している。

図４に示すように、永久磁石３は、収容孔群２０の各収容孔２１に挿入されることにより、軸方向から見て３個の永久磁石３がＶ字状に配置された磁石群３０を形成している。磁石群３０は、ロータコア２の周方向に交互に異なる磁極となるように配置されている。

（固定部材）
図３に示すように、固定部材４は、永久磁石３を固定した状態で、永久磁石３とともにロータコア２の収容孔２１に収容されている。具体的に、固定部材４は、収容孔２１の空隙部２６に挿入されている。固定部材４は、非磁性体により形成されている。固定部材４は、例えば樹脂により形成されている。

図５は、永久磁石３及び固定部材４の斜視図である。
図５に示すように、固定部材４は、保持部４１と、ばね部４２と、第一当接部４３（請求項における当接部）と、第二当接部４４と、を有する。

保持部４１は、永久磁石３を保持する部分である。保持部４１は、永久磁石３の軸方向端面に対抗する一対の対向部４７と、一対の対向部４７を連結する連結部４８と、を有する。連結部４８は、軸方向に直線状に延在する第一延在部４８ａと、第一延在部４８ａと対向部４７とを連結する一対の第二延在部４８ｂと、を有する。第一延在部４８ａは、第二延在部４８ｂよりも永久磁石３から離間する方向に配置されている。保持部４１は、対向部４７と、連結部４８と、によりＵ字状に形成されている。

ばね部４２は、保持部４１の第二延在部４８ｂよりも径方向の外側に設けられている。ばね部４２の一端は、保持部４１の第一延在部４８ａの端部に接続されている。ばね部４２は、軸方向の一方側及び他方側に一対設けられている。一対のばね部４２は、同等の構成とされている。ばね部４２は、軸方向の荷重に対して弾性変形可能とされている。

第一当接部４３は、ばね部４２の他端に接続されている。第一当接部４３は、ロータコア２の収容孔２１に樹脂１０を注入する際、ロータコア２を軸方向に挟む金型６に当接している。固定部材４がロータコア２の収容孔２１に収容された状態において、第一当接部４３は、ロータコア２の端面よりも軸方向の外側に突出している。

第二当接部４４は、ばね部４２と第一当接部４３との間に設けられている。第二当接部４４は、ばね部４２及び第一当接部４３のそれぞれに対して傾斜している。図３に示すように、第二当接部４４は、軸線と平行な仮想線Ｌ１と鋭角θをなすように傾斜している。第二当接部４４は、ロータコア２の収容孔２１に樹脂１０を注入する際、金型６に当接し、永久磁石３を周方向の一方側に向かって押圧する。

このように構成された固定部材４は、ロータコア２の収容孔２１に収容された状態において、軸方向から見て永久磁石３の長手方向の一方側に配置されている。具体的に、Ｖ字状に形成された収容孔群２０における両端の収容孔２１，２１において、固定部材４は、永久磁石３の径方向外側の短辺に沿うように配置されている。収容孔群２０における中央の収容孔２１において、固定部材４は、永久磁石３の短辺のうちいずれか一方に沿うように配置されている。

（端面板）
図１に戻って、端面板５は、ロータコア２の軸方向一方側及び他方側の端面を覆うように一対設けられている。端面板５は、軸線Ｃを中心とする環状に形成されている。軸方向一方側に配置された端面板５と、軸方向他方側に配置された端面板５と、は同等の構成とされている。端面板５は、第一貫通孔５１と、第二貫通孔５２と、第三貫通孔５３と、凹部５４と、を有する。

第一貫通孔５１は、端面板５の外周部に設けられている。第一貫通孔５１は、端面板５を軸方向に貫通している。第一貫通孔５１は、ロータコア２の第一肉抜き孔２２ａに連通している。第一貫通孔５１は、周方向に複数形成されている。本実施形態において、第一貫通孔５１は、第一肉抜き孔２２ａと同じ個数形成されている。

第二貫通孔５２は、第一貫通孔５１よりも径方向の内側に設けられている。第二貫通孔５２は、端面板５を軸方向に貫通している。第二貫通孔５２の外形は、第一貫通孔５１の外形よりも大きい。第二貫通孔５２は、ロータコア２の第二肉抜き孔２２ｂに連通している。第二貫通孔５２は、周方向に複数形成されている。

第三貫通孔５３は、軸線Ｃと同軸となるように設けられている。第三貫通孔５３は、端面板５を軸方向に貫通している。第三貫通孔５３の外形は、ロータコア２における軸挿通孔２３の外形と実質的に同じ大きさに形成されている。第三貫通孔５３には、ロータコア２の軸挿通孔２３に固定された不図示の回転軸が貫通している。

凹部５４は、端面板５のうち軸方向の内側の面（ロータコア２を向く面）から軸方向の外側に向かって凹んでいる。凹部５４は、ロータコア２の収容孔２１に挿入された固定部材４に対応する位置に形成されている。凹部５４には、固定部材４の第一当接部４３（図５参照）が入り込んでいる。

（永久磁石埋設型ロータの製造方法）
永久磁石埋設型ロータ１の製造方法は、ロータコア準備工程と、樹脂注入工程と、を含む。
ロータコア準備工程では、ロータコア２を軸方向に貫通する収容孔２１（磁石収容部２５及び空隙部２６）が形成されたロータコア２を準備する。

樹脂注入工程は、固定部材挿入工程と、金型当接工程と、を含む。
固定部材挿入工程では、ロータコア準備工程の後、空隙部２６に、永久磁石３を保持する保持部４１と、ロータコア２を軸方向に挟む金型６に当接する第一当接部４３と、を備える固定部材４を配置する。具体的に、まず、固定部材４の保持部４１により永久磁石３を保持する。次に、永久磁石３を保持した状態で固定部材４を空隙部２６に挿入する。このとき、固定部材４の第一当接部４３がロータコア２の端面よりも軸方向の外側に突出するように、空隙部２６に固定部材４を挿入する。これにより、永久磁石３を備えた固定部材４がロータコア２に配置される。

金型当接工程では、固定部材挿入工程の後、ロータコア２の端面に金型６を当接させる。具体的には、図２に示すように、ロータコア２の軸方向一方側の端面に上型７を当接させ、ロータコア２の軸方向他方側の端面に下型８を当接させる。ここで、上型７には、上型凹部７１と、樹脂流通路７２と、が形成されている。図３に示すように、上型凹部７１は、ロータコア２に当接する端面から軸方向の一方側に向かって凹んでいる。上型凹部７１は、固定部材４の軸方向一方側に設けられた第一当接部４３（以下「上側第一当接部４３Ａ」ともいう。）に対応する位置に設けられている。上型７がロータコア２に当接した状態において、上型凹部７１の底部７１ａには、固定部材４の上側第一当接部４３Ａが当接している。また、上型凹部７１の側壁部７１ｂには、上側第一当接部４３Ａに連結された第二当接部４４（以下「上側第二当接部４４Ａ」ともいう。）が当接している。樹脂流通路７２は、上型７の内部に形成されている。樹脂流通路７２は、上型凹部７１と外部とを連通している。

下型８には、下型凹部８１が形成されている。下型凹部８１は、ロータコア２に当接する端面から軸方向の他方側に向かって凹んでいる。下型凹部８１は、固定部材４の軸方向他方側に設けられた第一当接部４３（以下「下側第一当接部４３Ｂ」ともいう。）に対応する位置に設けられている。下型８がロータコア２に当接した状態において、下型凹部８１の底部８１ａには、固定部材４の下側第一当接部４３Ｂが当接している。また、下型凹部８１の側壁部８１ｂには、下側第一当接部４３Ｂに連結された第二当接部４４（以下「下側第二当接部４４Ｂ」ともいう。）が当接している。下型凹部８１の深さ寸法は、上型凹部７１の深さ寸法と実質的に同じに形成されている。

このように形成された上型７及び下型８にロータコア２を当接させた後、外部から樹脂流通路７２に樹脂１０が供給される。外部から供給された樹脂１０は、樹脂流通路７２を通って空隙部２６に注入される。
空隙部２６に樹脂１０が注入された後、金型６からロータコア２を離脱させ、ロータコア２の端面に端面板５を配置することにより、永久磁石埋設型ロータ１が製造される。

（作用、効果）
次に、永久磁石埋設型ロータ１の作用、効果について説明する。
本実施形態の永久磁石埋設型ロータ１によれば、固定部材４は保持部４１を有するので、収容孔２１には、固定部材４に保持された状態で永久磁石３が挿入される。これにより、ロータコア２に永久磁石３を保持するための突起や凹凸等を設ける必要がなく、ロータコア２の製造を容易にできる。また、金属のロータコア２に直接永久磁石３を挿入する場合と比較して、永久磁石３にかかる応力を小さくできる。よって、永久磁石３の割れを抑制し、永久磁石３を安定的に保持できる。例えば、固定部材４を樹脂部材等により形成した場合、金属部材で形成される場合と比較して更に永久磁石３の割れを抑制できる。
固定部材４は第一当接部４３を有するので、ロータコア２を軸方向に挟む金型６に第一当接部４３が当接することにより、ロータコア２に対して固定部材４及び永久磁石３の軸方向の位置決めができる。ここで、収容孔２１に対して永久磁石３の片寄りや傾きが生じると、ロータ回転時のトルクリップルの悪化や軸倒モーメントの増大等により、ロータ性能が低下するおそれがある。本発明の永久磁石埋設型ロータ１によれば、固定部材４により樹脂１０注入時の樹脂流動による永久磁石３の移動が抑制され、ロータコア２の収容孔２１に対する永久磁石３のばらつきを抑制できる。よって、ロータ性能の低下を抑制できる。
したがって、永久磁石３を安定に保持するとともに、簡易な方法によりロータコア２に対する永久磁石３の位置や傾き等のばらつきを抑制した高性能な永久磁石埋設型ロータ１を提供できる。

固定部材４はばね部４２を有するので、第一当接部４３が金型６に当接して固定部材４に軸方向の力が加わると、ばね部４２が縮んで力を吸収する。ここで、永久磁石３は軸方向においてばね部４２の間に設けられているので、両方のばねの反力が釣り合うことにより、固定部材４の中間部で永久磁石３が固定される。これにより、軸方向において、永久磁石３を収容孔２１の中間部に配置できる。よって、永久磁石３が収容孔２１の一方側に片寄ることによる漏れ磁束の増加を抑制できる。
また、ばね部４２の変形によりロータコア２の公差が吸収されるので、ロータコア２の公差等によらず安定して永久磁石３をロータコア２の軸方向における中間部に配置できる。さらに、金型６の押圧力が変動した場合であっても、ばね部４２により荷重が吸収されるので、永久磁石３の割れを抑制するとともに安定的に永久磁石３を保持できる。

ばね部４２は保持部４１よりも径方向の外側に位置しているので、収容孔２１に対して永久磁石３を径方向の内側寄りに配置できる。ここで、収容孔２１の径方向内側の壁面には、永久磁石３の角部に対応する位置に、磁石逃げ部２７が形成されている。よって、永久磁石３を径方向の内側寄りに配置することにより、永久磁石３と、磁石逃げ部２７が形成された収容孔２１の径方向内側の壁面と、を当接させることができる。これにより、磁石逃げ部２７を好適に利用し、永久磁石３の角部に応力が集中することによる永久磁石３の割れを抑制できる。
また、ロータ回転時、永久磁石３は遠心力により径方向外側に押し付けられる。永久磁石３の径方向外側には固定部材４が配置されているので、永久磁石３とロータコア２とが接触して永久磁石３が割れるのを抑制できる。

第一当接部４３とばね部４２との間には第二当接部４４が設けられているので、第二当接部４４が金型６に当接することにより永久磁石３が径方向に押圧される。これにより、ロータコア２に対して永久磁石３を径方向に位置決めできる。よって、簡易な方法によりロータコア２に対する永久磁石３のばらつきを抑制できる。

固定部材４は非磁性体により形成されているので、永久磁石３の磁束は固定部材４により影響を受けない。このため、永久磁石埋設型ロータ１の性能低下を抑制できる。よって、磁束が安定した高性能な永久磁石埋設型ロータ１とすることができる。

また、本実施形態の永久磁石埋設型ロータ１の製造方法によれば、ロータコア準備工程では、ロータコア２を軸方向に貫通する収容孔２１（磁石収容部２５及び空隙部２６）を形成する。また、樹脂注入工程では、空隙部２６に固定部材４を配置し、空隙部２６に樹脂１０を注入する。固定部材４は保持部４１を有するので、収容孔２１には、固定部材４に保持された状態で永久磁石３が挿入される。これにより、ロータコア２に永久磁石３を保持するための突起や凹凸等を設ける必要がなく、ロータコア２の製造を容易にできる。また、金属のロータコア２に直接永久磁石３を挿入する場合と比較して、永久磁石３にかかる応力を小さくできる。よって、永久磁石３の割れを抑制し、永久磁石３を安定的に保持できる。例えば、固定部材４を樹脂部材等により形成した場合、金属部材により形成した場合と比較して、更に永久磁石３の割れを抑制できる。
固定部材４は第一当接部４３を有するので、ロータコア２を軸方向に挟む金型６に第一当接部４３が当接することにより、ロータコア２に対して固定部材４及び永久磁石３の軸方向の位置決めができる。ここで、収容孔２１に対して永久磁石３の片寄りや傾きが生じると、ロータ回転時のトルクリップルの悪化や軸倒モーメントの増大等により、ロータ性能が低下するおそれがある。本発明の永久磁石埋設型ロータ１の製造方法によれば、固定部材４により樹脂１０注入時の樹脂流動による永久磁石３の移動が抑制され、ロータコア２の収容孔２１に対する永久磁石３のばらつきを抑制した永久磁石埋設型ロータ１を製造できる。

樹脂注入工程は、固定部材挿入工程と、金型当接工程と、を含む。固定部材挿入工程では、第一当接部４３がロータコア２の端面よりも軸方向の外側に突出するように、永久磁石３を保持した固定部材４を空隙部２６に挿入する。これにより、第一当接部４３を金型６に確実に当接させることができる。金型当接工程では、固定部材挿入工程の後、ロータコア２の端面に金型６を当接させる。ここで、固定部材４はばね部４２を有するので、金型６から固定部材４に軸方向の力が加わると、ばね部４２が縮んで力を吸収する。永久磁石３は軸方向においてばね部４２の間に設けられているので、両方のばねの反力が釣り合うことにより、固定部材４の中間部で永久磁石３が固定される。これにより、軸方向において、永久磁石３を収容孔２１の中間部に配置できる。よって、永久磁石３が収容孔２１の一方側に片寄ることによる漏れ磁束の増加を抑制できる。
また、ばね部４２の変形によりロータコア２の公差が吸収されるので、ロータコア２の公差等によらず安定して永久磁石３をロータコア２の軸方向における中間部に配置できる。さらに、金型６の押圧力が変動した場合であっても、ばね部４２により荷重が吸収されるので、永久磁石３の割れを抑制するとともに安定的に永久磁石３を保持できる。
したがって、永久磁石３を安定に保持するとともに、簡易な方法によりロータコア２に対する永久磁石３の位置や傾き等のばらつきを抑制した高性能な永久磁石埋設型ロータ１を製造できる。

（第２実施形態）
次に、本発明に係る第２実施形態について説明する。図６は、第２実施形態に係る永久磁石３及び固定部材２０４の側面図である。本実施形態では、ばね部４２が径方向において保持部４１と同等の位置に設けられた点で上述した実施形態と相違している。

本実施形態において、保持部２４１は、永久磁石３の軸方向端面に対向する一対の対向部２４７と、一対の対向部２４７を連結するように軸方向に直線状に延在する連結部２４８と、を有する。ばね部４２の一端は、保持部４１の軸方向を向く端面（対向部２４７）に接続されている。ばね部４２の他端には第一当接部４３が設けられている。第一当接部４３は、ばね部４２の他端から永久磁石３の軸方向端面と平行となるように延びている。

本実施形態によれば、固定部材２０４を径方向に小型化できるので、収容孔２１に対する永久磁石３の占有面積を増加させることができる。よって、トルクを向上した高性能な永久磁石埋設型ロータ１とすることができる。

（第３実施形態）
次に、本発明に係る第３実施形態について説明する。図７は、第３実施形態に係る永久磁石３及び固定部材３０４の側面図である。本実施形態では、固定部材４が分割されている点で上述した実施形態と相違している。

本実施形態において、永久磁石埋設型ロータ１は、２個の固定部材３０４を有する。各固定部材４の保持部３４１は、永久磁石３の軸方向端面を保持する軸方向保持部３４５と、軸方向保持部３４５と連結されるとともに永久磁石３の径方向外側面を保持する径方向保持部３４６と、を有する。保持部３４１は、軸方向保持部３４５と、径方向保持部３４６と、によりＬ字状に形成されている。ばね部４２の一端は、保持部４１の軸方向を向く端面（軸方向保持部３４５）に接続されている。ばね部４２の他端には第一当接部４３が設けられている。第一当接部４３は、ばね部４２の他端から径方向の内側及び外側に延びている。

本実施形態によれば、２個の固定部材３０４の間に樹脂１０を注入できるので、永久磁石３をより確実にロータコア２に固定できる。また、固定部材３０４を軽量化できる。また、収容孔２１に永久磁石３を挿入した後に固定部材３０４を取り付け又は取り外しできるので、汎用性の高い永久磁石埋設型ロータ１とすることができる。

なお、本発明の技術範囲は上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。
例えば、本実施形態においては、固定部材４は、軸方向から見て永久磁石３の長辺側に配置された構成としたが、これに限られない。固定部材４は、軸方向から見て永久磁石３の短辺側に配置されてもよい。

ロータコア２は圧粉コアであってもよい。
また、ロータコア２に形成された肉抜き孔２２の一部を、冷媒が流通可能な冷媒通路として利用してもよい。

その他、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、上述した実施形態における構成要素を周知の構成要素に置き換えることは適宜可能であり、また、上述した各変形例を適宜組み合わせてもよい。

１ 永久磁石埋設型ロータ
２ ロータコア
３ 永久磁石
４ 固定部材
６ 金型
１０ 樹脂
２１ 収容孔
２５ 磁石収容部
２６ 空隙部
４１ 保持部
４２ ばね部
４３ 第一当接部（当接部）
４４ 第二当接部
Ｃ 軸線

Claims (7)

1. 軸線回りに回転するロータコアに形成された収容孔に永久磁石が収容されている永久磁石埋設型ロータにおいて、
   前記収容孔は、前記永久磁石を収容可能な磁石収容部と、前記磁石収容部に隣接する空隙部と、を含み、
   前記磁石収容部及び前記空隙部は、前記ロータコアを前記軸線の軸方向に貫通し、
   前記空隙部には、前記空隙部への樹脂の注入時に前記永久磁石を固定する固定部材が挿入され、
   前記固定部材は、前記樹脂の注入時に前記永久磁石を保持する保持部と、前記樹脂の注入時に前記ロータコアを前記軸方向に挟む金型に当接する当接部と、を備えることを特徴とする永久磁石埋設型ロータ。
2. 前記固定部材は、前記保持部と前記当接部との間に設けられたばね部を更に有し、
   前記当接部は、前記ロータコアの端面よりも前記軸方向の外側に突出することを特徴とする請求項１に記載の永久磁石埋設型ロータ。
3. 前記ばね部は、前記永久磁石に対して前記保持部よりも前記軸線の径方向の外側に設けられていることを特徴とする請求項２に記載の永久磁石埋設型ロータ。
4. 前記当接部と前記ばね部との間には、前記金型に当接し、前記永久磁石を前記軸線の径方向に押圧する第二当接部が設けられていることを特徴とする請求項２又は請求項３に記載の永久磁石埋設型ロータ。
5. 前記固定部材は、非磁性体であることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の永久磁石埋設型ロータ。
6. 軸線回りに回転するロータコアに形成された収容孔に永久磁石が収容されている永久磁石埋設型ロータの製造方法において、
   前記収容孔は、前記永久磁石を収容可能な磁石収容部と、前記磁石収容部に隣接する空隙部と、を含み、前記ロータコアを軸方向に貫通する前記磁石収容部及び前記空隙部が形成された前記ロータコアを準備するロータコア準備工程と、
   前記ロータコア準備工程の後、前記空隙部に、前記永久磁石を保持する保持部と、前記ロータコアを前記軸方向に挟む金型に当接する当接部と、を備える固定部材を配置し、前記空隙部に樹脂を注入する樹脂注入工程と、
   を含むことを特徴とする永久磁石埋設型ロータの製造方法。
7. 前記固定部材は、前記保持部と前記当接部との間に設けられたばね部を更に有し、
   前記樹脂注入工程は、前記当接部が前記ロータコアの端面よりも前記軸方向の外側に突出するように、前記空隙部に前記固定部材を挿入する固定部材挿入工程と、
   前記固定部材挿入工程の後、前記ロータコアの端面に前記金型を当接させる金型当接工程と、を含むことを特徴とする請求項６に記載の永久磁石埋設型ロータの製造方法。

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