JP2020145895A - 回転電機のロータの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】回転電機のロータが高速回転しても、永久磁石をロータコアに固定することができる回転電機のロータの製造方法を提供する。【解決手段】回転電機のロータ１０の製造方法は、樹脂シート付永久磁石体４７を形成する樹脂シート装着工程と、樹脂シート付永久磁石体４７をロータコア３０の磁石固定溝３８に貼り付ける磁石貼付工程と、略円筒形状のスリーブ５０をロータコア３０及び樹脂シート付永久磁石体４７を取り囲むように配置するスリーブ配置工程と、永久磁石４０とスリーブ５０との間に樹脂Ｒを充填する密着工程と、を含む。樹脂シート付永久磁石体４７の樹脂シート７０は、永久磁石４０から軸方向に突出する突出部７０ａを有する。密着工程では、樹脂シート７０の突出部７０ａを軸方向に押圧することで、樹脂シート７０を永久磁石４０の外周面４２及びスリーブ５０の内周面５１に密着させる。【選択図】図１０Ａ

Description

本発明は、電動車両などに搭載される回転電機のロータの製造方法に関する。

従来から、回転電機として、ロータコアの内部に周方向に所定の間隔で複数個の永久磁石を配置したＩＰＭ型の回転電機(Interior Permanent Magnet Motor)や、ロータコアの外周面に周方向に所定の間隔で複数個の永久磁石を貼り付けたＳＰＭ型の回転電機(Surface Permanent Magnet Motor)が知られている。

近年、電動車両などに搭載される回転電機に対しては、小型化、軽量化のため、高速回転の要求が高まっている。しかしながら、回転電機のロータを高速回転させると、ロータコア及び永久磁石に大きな遠心力が生じる。

ＩＰＭ型の回転電機の場合、高速回転に伴ってロータコア及び永久磁石に生じる大きな遠心力に対する剛性を確保するためには、磁石挿入孔とロータコアの外周面との間に形成される磁石保持リブを太くする必要がある。しかし、この磁石保持リブを太くすると磁石磁束の短絡が生じてしまい、コイルと鎖交する磁束が減少するため、出力トルクが低下してしまう。

ＳＰＭ型の回転電機の場合、圧入や液圧拡張等により、略円筒形状のスリーブをロータコアの外周面及び永久磁石の外周面を取り囲むように配置し、スリーブの張力によって、永久磁石をロータコアの外周面に固定する。しかし、回転電機のロータを高速回転させると、永久磁石に生じる遠心力によって、スリーブが永久磁石から径方向外側への大きな荷重を受けて伸びてしまい、永久磁石がロータコアから離れ、永久磁石をロータコアに固定することが困難である、という課題があった。

永久磁石に生じる遠心力によって、スリーブが伸びてしまうことを防止しつつ、永久磁石をロータコアに固定する技術として、例えば、特許文献１の回転電機のロータが開示されている。

特許文献１の回転電機のロータは、ロータコアの外周面及び永久磁石の外周面を取り囲むように配置される保持部材に、半径（直径）が変化し難い材料を用いている。そして、永久磁石の内周面と回転軸との間に、略円筒形状のスリーブが介挿されており、スリーブは回転軸によって径方向外側に押圧されている。この構成により、永久磁石は、スリーブと保持部材との間で挟持されて固定されている。

特開２０１６−０９６６４１号公報

しかしながら、特許文献１の回転電機のロータは、磁石の磁束を確保するために、スリーブが所定の径方向厚さを有している必要があり、スリーブの永久磁石に対する押圧力の確保が困難であった。さらに、特許文献１の回転電機のロータは、スリーブを冷やし嵌めによって嵌合しているため、締め代を大きくすることが困難であった。したがって、特許文献１の回転電機のロータは、永久磁石をロータコアに強固に固定するのが困難であった。

本発明は、回転電機のロータが高速回転しても、遠心力によって永久磁石がロータコアから離れることなく、永久磁石をロータコアに固定することができる回転電機のロータの製造方法を提供する。

本発明は、
外周面に周方向に所定の間隔で形成された複数の磁石固定溝を有するロータコアと、
各磁石固定溝に固定された永久磁石と、
前記ロータコアの前記外周面及び前記永久磁石の外周面を取り囲む略円筒形状のスリーブと、を備え、
前記永久磁石の前記外周面と、前記スリーブの内周面との間には、樹脂が充填されている、回転電機のロータの製造方法であって、
樹脂シートを前記永久磁石の前記外周面に装着することで前記樹脂シートと前記永久磁石とを一体化し、樹脂シート付永久磁石体を形成する、樹脂シート装着工程と、
前記樹脂シート付永久磁石体を前記磁石固定溝に貼り付ける、磁石貼付工程と、
前記ロータコアの前記外周面及び前記樹脂シート付永久磁石体の外周面を取り囲むように前記スリーブを配置する、スリーブ配置工程と、
前記樹脂シートを、前記永久磁石の前記外周面及び前記スリーブの前記内周面に密着させて、前記永久磁石の前記外周面と前記スリーブの内周面との間に前記樹脂を充填させる、密着工程と、を含み、
前記樹脂シート装着工程では、前記樹脂シートが、前記永久磁石の少なくとも一方側の軸方向端面から軸方向に突出する突出部を有するように前記樹脂シート付永久磁石体が形成され、
前記密着工程では、前記樹脂シートの前記突出部を軸方向に押圧することで、前記樹脂シートを前記永久磁石の前記外周面及び前記スリーブの前記内周面に密着させる。

本発明によれば、樹脂シートを永久磁石の外周面及びスリーブの内周面に密着させて、永久磁石の外周面とスリーブの内周面との間に樹脂を充填させるので、回転電機のロータが高速回転しても、遠心力によって永久磁石がロータコアから離れることなく、永久磁石をロータコアに固定することができる回転電機のロータを製造できる。

本発明の一実施形態によって製造された回転電機のロータの斜視図である。 図１のロータを、ロータシャフト及び端面板を除いた状態で軸方向からみた図である。 図２のＥＲ１で囲んだ部分の拡大図である。 本発明の一実施形態の樹脂シート装着工程によって形成された樹脂シート付永久磁石体の斜視図である。 図４Ａの樹脂シート付永久磁石体を軸方向から見た図である。 本発明の一実施形態の磁石貼付工程を説明する説明図である。 本発明の一実施形態のスリーブ配置工程を説明する説明図である。 図６Ａの要部斜視図である。 図６Ｂの要部を軸方向から見た図である。 本発明の一実施形態の密着工程において、各固定治具の配置を説明する説明図である。 本発明の一実施形態の密着工程において、第２固定治具の配置前の状態を説明するための要部拡大図である。 本発明の一実施形態の密着工程において、第２固定治具の配置後の状態を説明するための要部拡大図である。 本発明の一実施形態の密着工程において、外周固定治具を介した樹脂シートの加熱、及び押圧治具の配置を説明する説明図である。 本発明の一実施形態の密着工程において、押圧治具を樹脂シートの突出部に向かって押し込む方法を説明する説明図である。 本発明の一実施形態の密着工程において、押圧治具によって樹脂シートが押圧された際の樹脂シートの変形を説明するための要部斜視図である。 図１０Ａの軸方向と垂直な方向から見た断面図である。

以下、本発明の回転電機のロータの製造方法の一実施形態を、添付図面に基づいて説明する。

図１及び図２に示すように、本実施形態に係る製造方法によって製造される回転電機のロータ１０は、いわゆるＳＰＭ型の回転電機（Surface Permanent Magnet Motor）のロータであり、ロータシャフト２０と、ロータシャフト２０に軸支されるロータコア３０と、ロータコア３０の外周面３６に固定された永久磁石４０と、ロータコア３０の外周面３６及び永久磁石４０の外周面４２を取り囲む略円筒形状のスリーブ５０と、ロータコア３０の軸方向両端面それぞれに配置される一対の端面板６０と、を備える。

以下の説明で、回転軸心Ｃというときは、回転電機のロータ１０またはロータシャフト２０が回転するときの中心の軸をいい、軸方向とはこの回転軸心Ｃに沿った方向をいう。また、周方向というときは回転軸心Ｃが点に見える状態でこの点を中心に円を描きその円の円周に沿った方向をいう。一方、径方向というときは、点から円へ向かう方向または円から点へ向かう方向をいう。径方向外側というときは、点から円へ向かう方向をいう。径方向内側というときは、円から点へ向かう方向をいう。

＜ロータコア＞
ロータコア３０は、複数の電磁鋼板３００を軸方向に積層することによって構成されている。

ロータコア３０は、軸方向に貫通し、圧入によってロータシャフト２０が締め付けられるロータシャフト挿通孔３１が回転軸心Ｃに設けられた略円環形状を有する。ロータコア３０は、ロータシャフト挿通孔３１に圧入されたロータシャフト２０と一体に回転する。

ロータコア３０は、ロータシャフト挿通孔３１の径方向外側に設けられ、周方向に配置された略長円形状の複数の内径側孔部３２０を有する内径側孔部群３２と、径方向において、ロータシャフト挿通孔３１と内径側孔部群３２との間に設けられたシャフト保持部３３と、を備える。本実施形態では、周方向に１６個の内径側孔部３２０が、等間隔に形成されている。

これにより、ロータシャフト２０がロータシャフト挿通孔３１に締め付けられる締付荷重によって、シャフト保持部３３が拡開しても、内径側孔部群３２が変形することで、ロータコア３０の内径側孔部群３２よりも径方向外側が変形することを抑制できる。

さらに、ロータコア３０は、内径側孔部群３２の径方向外側に設けられ、周方向に配置された径方向外側に凸の略角丸三角形状の複数の外径側孔部３４０を有する外径側孔部群３４と、径方向において、内径側孔部群３２と外径側孔部群３４との間に設けられた円環部３５と、外径側孔部群３４とロータコア３０の外周面３６との間に設けられた電磁部３７と、を備える。本実施形態では、周方向に８個の外径側孔部３４０が、等間隔に形成されている。

外径側孔部群３４を構成する複数の外径側孔部３４０には、冷媒が流れるようにしてもよい。このようにすると、外径側孔部３４０を流れる冷媒によって、電磁部３７及び永久磁石４０を冷却することができる。

ロータコア３０の外周面３６には、周方向に所定の間隔で複数の磁石固定溝３８が形成されている。磁石固定溝３８には永久磁石４０が固定される。本実施形態では、磁石固定溝３８は、軸方向から見て、各外径側孔部３４０の周方向中央部と回転軸心Ｃとを結ぶ直線の間に各１個、合計８個形成されている。

図３に示すように、各磁石固定溝３８は、軸方向から見て、ロータ１０の回転軸心Ｃを中心とする円弧状に周方向に延び、永久磁石４０が貼り付けられる磁石貼付面３８１と、該磁石貼付面３８１の周方向両端部から周方向外側に湾曲して径方向外側に延びる内径側端面３８２と、内径側端面３８２の外径側端部から略直線状に径方向外側に延びる磁石当接面３８３と、磁石当接面３８３の外径側端部から略直線状に周方向外側に延びる空隙形成面３８４と、空隙形成面３８４の周方向外側端部からロータコア３０の外周面３６に略直線状に径方向外側に延びる外径側端面３８５と、を有する。

＜永久磁石＞
永久磁石４０は、軸方向から見て、ロータコア３０の磁石固定溝３８の磁石貼付面３８１に沿った円弧形状を有する内周面４１と、ロータコア３０の外周面３６と略同一の円を構成する円弧形状を有する外周面４２と、内周面４１の周方向端部から外周面４２の周方向端部へと略直線状に延びる周方向端面４３と、を備える。

永久磁石４０の周方向端面４３は、外周面４２と接続する外周側端部４５が、ロータ１０の回転軸心Ｃと、内周面４１と接続する内周側端部４４とを通る仮想直線ＬＮよりも、永久磁石４０の周方向中央側となるように延びている。すなわち、周方向端面４３は、仮想直線ＬＮに対して角度ＡＮＧだけ周方向中央側に傾いて延びるテーパ形状となっている。

永久磁石４０は、内周面４１が、磁石固定溝３８の磁石貼付面３８１に貼り付けられ、周方向端面４３が、磁石固定溝３８の磁石当接面３８３と当接するように配置されて、磁石固定溝３８に周方向で固定されている。永久磁石４０の内周面４１と、磁石固定溝３８の磁石貼付面３８１との間には、接着剤や接着テープ等が配置され、接着剤や接着テープ等によって、永久磁石４０の内周面４１が磁石固定溝３８の磁石貼付面３８１に固定されていてもよい。

＜スリーブ＞
スリーブ５０は、略円筒形状を有し、軸方向から見て、ロータコア３０の外周面３６及び永久磁石４０の外周面４２を取り囲むように配置されている。スリーブ５０は、高強度で伸び率の小さい非磁性材料、例えば繊維強化プラスチック（ＦＲＰ：Fiber-Reinforced Plastics）、によって形成されている。したがって、スリーブ５０は、伸び率が小さいため、隙間嵌めによって、ロータコア３０の外周面３６及び永久磁石４０の外周面４２を取り囲むように配置されている。一方で、ロータ１０が高速回転し、遠心力によって、永久磁石４０が磁石固定溝３８の磁石貼付面３８１から離れ、スリーブ５０に衝突した場合でも、スリーブ５０は、伸び率が小さいため変形が小さく、永久磁石４０が径方向外側に移動することを抑制できる。

ロータコア３０の空隙形成面３８４と、スリーブ５０の内周面５１との間には、第１空隙部Ｓ１が形成されている。より詳細には、第１空隙部Ｓ１は、ロータコア３０の空隙形成面３８４及び外径側端面３８５と、スリーブ５０の内周面５１と、永久磁石４０の周方向端面４３と、によって囲まれた空間である。

永久磁石４０の外周面４２と、スリーブ５０の内周面５１との間には、第２空隙部Ｓ２が形成されている。第２空隙部Ｓ２は、永久磁石４０の周方向端面４３の外周側端部４５と、スリーブ５０の内周面５１との間を通じて、第１空隙部Ｓ１と連通している。

ロータコア３０の外周面３６と、スリーブ５０の内周面５１との間には、第３空隙部Ｓ３が形成されている。第３空隙部Ｓ３は、ロータコア３０の外径側端面３８５と外周面３６の接続部と、スリーブ５０の内周面５１との間を通じて、第１空隙部Ｓ１と連通している。

ロータコア３０の外周面３６とスリーブ５０の内周面５１との距離Ｌ１は、永久磁石４０の外周面４２とスリーブ５０の内周面５１との距離Ｌ２よりも短くなっている。

本実施形態では、ロータコア３０の外周面３６と、スリーブ５０の内周面５１との間には、第３空隙部Ｓ３が形成されているものとしたが、ロータコア３０の外周面３６と、スリーブ５０の内周面５１が当接しており、第３空隙部Ｓ３を有していないものとしてもよい。すなわち、ロータコア３０の外周面３６とスリーブ５０の内周面５１との距離Ｌ１はゼロであってもよい。

＜樹脂＞
ロータ１０の第１空隙部Ｓ１及び第２空隙部Ｓ２には、樹脂Ｒが充填されている。第３空隙部Ｓ３にも、樹脂Ｒが充填されていてもよい。

これにより、第１空隙部Ｓ１及び第２空隙部Ｓ２に充填されている樹脂Ｒの内圧によって、永久磁石４０及びロータコア３０の磁石固定溝３８の製造誤差を許容しつつ、永久磁石４０を磁石固定溝３８の磁石貼付面３８１に固定することができる。

さらに、第２空隙部Ｓ２に充填されている樹脂Ｒの内圧は、ロータ１０の回転時に永久磁石４０に生じる遠心力以上となっている。これにより、ロータ１０の回転時においても、永久磁石４０が磁石固定溝３８の磁石貼付面３８１から離れず、永久磁石４０を磁石固定溝３８の磁石貼付面３８１に強固に固定することができる。

また、ロータコア３０の外周面３６とスリーブ５０の内周面５１との距離Ｌ１は、永久磁石４０の外周面４２とスリーブ５０の内周面５１との距離Ｌ２よりも短いので、第１空隙部Ｓ１及び第２空隙部Ｓ２に樹脂Ｒを充填する際、樹脂Ｒがロータコア３０の外周面３６とスリーブ５０の内周面５１との間、すなわち第３空隙部Ｓ３に流れることを抑制でき、より確実に第２空隙部Ｓ２に樹脂Ｒを充填することができる。

また、永久磁石４０の周方向端面４３は、軸方向から見て、外周側端部４５が、ロータ１０の回転軸心Ｃと内周側端部４４とを通る仮想直線ＬＮよりも、永久磁石４０の周方向中央側となるように延びているので、永久磁石４０の周方向端面４３は、第１空隙部Ｓ１に充填された樹脂Ｒの内圧により、径方向内側方向の圧力を受ける。これにより、永久磁石４０を磁石固定溝３８の磁石貼付面３８１に、より強固に固定することができる。

＜回転電機のロータの製造方法＞
回転電機のロータ１０を製造する製造方法について、図４Ａ〜図１０Ｂを用いて説明する。

回転電機のロータ１０の製造方法は、図４Ａ及び図４Ｂに示す樹脂シート装着工程と、図５に示す磁石貼付工程と、図６に示すスリーブ配置工程と、図７〜図１０Ｂに示す密着工程と、を含む。

［樹脂シート装着工程］
図４Ａ及び図４Ｂに示すように、樹脂シート装着工程では、樹脂シート７０を永久磁石４０の外周面４２に装着することで樹脂シート７０と永久磁石４０とを一体化し、樹脂シート付永久磁石体４７を形成する。

樹脂シート７０は、第２空隙部Ｓ２と略同形状の円弧形状を有する薄肉部７２と、薄肉部７２の周方向両端に形成され、薄肉部７２よりも径方向内側に突出し、第１空隙部Ｓ１と略同形状の一対の厚肉部７１と、を有する。

樹脂シート７０は、薄肉部７２が永久磁石４０の外周面４２と当接し、一対の厚肉部７１が永久磁石４０の一対の周方向端面４３の少なくとも一部を挟むことによって、永久磁石４０に装着される。これにより、樹脂シート７０と永久磁石４０とが一体化され、樹脂シート付永久磁石体４７が形成される。

樹脂シート７０は、軸方向長さが永久磁石４０の軸方向長さよりも長くなっており、永久磁石４０の第１の軸方向端面４０Ｕ及び第２の軸方向端面４０Ｄから突出した突出部７０ａを有する。樹脂シート７０は、一対の厚肉部７１及び薄肉部７２いずれも、永久磁石４０の第１の軸方向端面４０Ｕ及び第２の軸方向端面４０Ｄから突出している。よって、突出部７０ａは、一対の厚肉部７１が永久磁石４０の軸方向端面ら突出した厚肉突出部７１ａと、薄肉部７２が永久磁石４０の軸方向端面から突出した薄肉突出部７２ａと、を備える（図５の（ａ）参照）。

［磁石貼付工程］
図５の（ａ）及び（ｂ）に示すように、磁石貼付工程では、ロータコア３０の磁石固定溝３８の磁石貼付面３８１に樹脂シート付永久磁石体４７を貼り付ける。例えば、磁石固定溝３８の磁石貼付面３８１または永久磁石４０の内周面４１に接着剤や接着テープ等を貼り付けた後、永久磁石４０の内周面４１が、接着剤や接着テープ等を介して磁石固定溝３８の磁石貼付面３８１に貼り付けられ、永久磁石４０は磁石固定溝３８の磁石貼付面３８１に固定される。

このとき、樹脂シート付永久磁石体４７は、軸方向から見て、樹脂シート７０の一対の厚肉部７１が、空隙形成面３８４と対向する位置となるように配置されて、ロータコア３０の磁石固定溝３８の磁石貼付面３８１に貼り付けられる（図６Ｂ及び図６Ｃ参照）。

これにより、樹脂シート７０の一対の厚肉部７１によって、樹脂シート付永久磁石体４７は、ロータコア３０の磁石固定溝３８に対して位置決めされるので、樹脂シート付永久磁石体４７をロータコア３０の磁石固定溝３８の磁石貼付面３８１に貼り付ける位置の精度を向上することができる。

永久磁石４０は、軸方向長さがロータコア３０の軸方向長さと略同一となっている。このため、樹脂シート７０の突出部７０ａは、ロータコア３０の第１の軸方向端面３０Ｕ及び第２の軸方向端面３０Ｄからも突出している。

本実施形態では、樹脂シート付永久磁石体４７がロータコア３０の磁石固定溝３８に貼り付けられた状態で、樹脂シート付永久磁石体４７の外周面４７２が、ロータコア３０の外周面３６よりも径方向内側となるように構成されている。

［スリーブ配置工程］
図６Ａ〜図６Ｃに示すように、スリーブ配置工程では、磁石固定溝３８に樹脂シート付永久磁石体４７が貼り付けられたロータコア３０に対し、ロータコア３０の外周面３６及び樹脂シート付永久磁石体４７の外周面４７２を取り囲むようにスリーブ５０を隙間嵌めによって配置する。

スリーブ５０は、軸方向長さがロータコア３０及び永久磁石４０の軸方向長さと略同一となっている。このため、樹脂シート７０の突出部７０ａは、スリーブ５０の第１の軸方向端面５０Ｕ及び第２の軸方向端面５０Ｄからも突出している。

本実施形態では、樹脂シート付永久磁石体４７の外周面４７２が、ロータコア３０の外周面３６よりも径方向内側となるように構成されているので、スリーブ５０の内周面５１が樹脂シート付永久磁石体４７の外周面４７２に引っ掛かることなく、容易にスリーブ５０を配置することができる。

［密着工程］
密着工程では、樹脂シート７０を、永久磁石４０の外周面４２及びスリーブ５０の内周面５１に密着させて、永久磁石４０の外周面４２とスリーブ５０の内周面５１との間に樹脂Ｒを充填させる。

まず、図７の（ａ）に示すように、スリーブ５０をロータコア３０の外周面３６及び樹脂シート付永久磁石体４７の外周面４７２を取り囲むように配置した状態で、略円筒形状を有する外周固定治具８０をスリーブ５０の外周面５２を取り囲むように配置する。外周固定治具８０の内周面８０１は、スリーブ５０の外周面５２と略同一の径となっており、スリーブ５０は、外周固定治具８０によって、軸方向と垂直な面における位置が固定されている。

次に、図７の（ｂ）に示すように、略円環形状を有する一対の第１固定治具８１を、スリーブ５０の第１の軸方向端面５０Ｕ及び第２の軸方向端面５０Ｄに配置する。一対の第１固定治具８１は、スリーブ５０の第１の軸方向端面５０Ｕ及び第２の軸方向端面５０Ｄに当接している。第１固定治具８１の内周面８１１は、スリーブ５０の内周面５１と略一致する。そして、スリーブ５０は、一対の第１固定治具８１によって、軸方向の位置が固定されている。

次に、図７の（ｃ）に示すように、略円環形状を有する一対の第２固定治具８２を、第１固定治具８１の内周側に配置する。第２固定治具８２の外周面８２２は、第１固定治具８１の内周面８１１と略同一の径となっている。第２固定治具８２の外周面８２２には、樹脂シート７０と略同形状の挿通溝８２３が軸方向全面に亘って延びるように形成されている。挿通溝８２３は、ロータコア３０の磁石固定溝３８と同数形成されている。そして、ロータコア３０及び樹脂シート付永久磁石体４７は、一対の第２固定治具８２によって、軸方向の位置が固定されている。

このとき、図８Ａ及び図８Ｂに示すように、第２固定治具８２が第１固定治具８１の内周側に配置された状態で、第２固定治具８２の挿通溝８２３には、樹脂シート７０の突出部７０ａが配置されている。

次に、図９Ａ及び図９Ｂに示すように、外周固定治具８０を介して、樹脂シート７０を周方向から加熱する（矢印Ｈ参照）。これにより、樹脂シート７０は軟化する。また、外周固定治具８０を介して樹脂シート７０を加熱することにより、樹脂シート７０を均一に加熱することができるので、樹脂シート７０を軸方向で均一に軟化させることができる。

次に、樹脂シート７０と略同形状の軸方向断面形状を有する押圧治具８３を、第１固定治具８１の内周面８１１と第２固定治具８２の外周面８２２に形成された挿通溝８２３との間に形成された隙間に配置する。そして、押圧治具８３を挿通溝８２３に挿通させ、押圧治具８３を樹脂シート７０の突出部７０ａに向かって押し込む。

図１０Ａ及び図１０Ｂに示すように、押圧治具８３を樹脂シート７０の突出部７０ａに向かって押し込むと、樹脂シート７０は、一対の押圧治具８３によって、矢印Ｆに示すように軸方向両側から押圧される。すると、樹脂シート７０の突出部７０ａは、押圧治具８３の押圧力によって、ロータコア３０の磁石固定溝３８の空隙形成面３８４とスリーブ５０の内周面５１との間の第１空隙部Ｓ１、及び永久磁石４０の外周面４２とスリーブ５０の内周面５１との間の第２空隙部Ｓ２に押し込まれる。そして、樹脂シート７０は、径方向及び周方向に広がるように変形し、永久磁石４０の外周面４２及びスリーブ５０の内周面５１に密着する。

このようにして、永久磁石４０の外周面４２と、スリーブ５０の内周面５１との間に、樹脂Ｒが充填された、回転電機のロータ１０が製造される。

これにより、回転電機のロータ１０が高速回転しても、遠心力によって永久磁石４０がロータコア３０から離れることなく、永久磁石４０をロータコア３０に固定することができる回転電機のロータ１０が製造可能となる。さらに、永久磁石４０の外周面４２とスリーブ５０の内周面５１との間に、樹脂Ｒを注入して充填する場合に比べて、樹脂注入装置等が不要となり、樹脂Ｒが充填された回転電機のロータ１０を容易に製造できる。

また、押圧治具８３により樹脂シート７０の突出部７０ａを軸方向に押圧するので、樹脂シート７０の突出部７０ａを均一な押圧力で押圧することができ、永久磁石４０の外周面４２と、スリーブ５０の内周面５１との間に充填された樹脂Ｒの内圧を均一にすることができる。

また、樹脂シート７０の突出部７０ａに対する押圧治具８３の押圧力は、容易に調整することができるので、樹脂シート７０の突出部７０ａの突出長さ、及び押圧治具８３の押圧力を調整することにより、スリーブ５０の内周面５１との間に充填された樹脂Ｒに所望の内圧を生じさせることができる。

本実施形態では、永久磁石４０の外周面４２が受ける第２空隙部Ｓ２に充填された樹脂Ｒの内圧が、ロータ１０の回転時に永久磁石４０に生じる遠心力以上となるように樹脂Ｒを充填する。

これにより、ロータ１０の回転時においても、永久磁石４０が磁石固定溝３８の磁石貼付面３８１から離れず、永久磁石４０を磁石固定溝３８の磁石貼付面３８１に強固に固定することができる。

また、スリーブ５０は、外周固定治具８０によって、軸方向と垂直な面における位置が固定されているので、押圧治具８３によって樹脂シート７０の突出部７０ａを押圧し、樹脂シート７０が径方向及び周方向に広がるように変形する際、スリーブ５０が位置ずれすることを防止できる。

さらに、本実施形態では、押圧治具８３によって樹脂シート７０の突出部７０ａを押圧する際、各挿通溝８２３に挿通させた押圧治具８３を、樹脂シート７０の突出部７０ａに向かって同時に押し込む。

これにより、各樹脂シート付永久磁石体４７の樹脂シート７０は、同時に径方向及び周方向に広がるように変形するので、スリーブ５０は、各樹脂シート付永久磁石体４７の樹脂シート７０から、同時に内圧を受けることとなり、ロータ１０の回転軸心Ｃとスリーブ５０の中心とが略同一の位置となるようにスリーブ５０を固定することができる。

また、樹脂シート７０は、加熱により軟化した状態で押圧治具８３によって押し込まれるので、樹脂シート７０はより変形しやすい。これにより、樹脂シート７０の突出部７０ａは、押圧治具８３の押圧力によって、第１空隙部Ｓ１及び第２空隙部Ｓ２に押し込まれやすく、樹脂シート７０が永久磁石４０の外周面４２及びスリーブ５０の内周面５１に密着するのを促進できる。

さらに、外周固定治具８０を介して樹脂シート７０を加熱することにより、樹脂シート７０は軸方向で均一に軟化するので、永久磁石４０の外周面４２と、スリーブ５０の内周面５１との間に充填された樹脂Ｒの内圧をより均一にすることができる。

以上、本発明の実施形態を説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、適宜、変形、改良、等が可能である。

例えば、本実施形態では、樹脂シート付永久磁石体４７の樹脂シート７０は、永久磁石４０の第１の軸方向端面４０Ｕ及び第２の軸方向端面４０Ｄの双方から突出しているものとしたが、第１の軸方向端面４０Ｕまたは第２の軸方向端面４０Ｄのいずれか一方から突出しているものとしてもよい。このとき、密着工程において、第１固定治具８１及び第２固定治具８２は、少なくとも樹脂シート７０の突出部７０ａが配置された側のロータコア３０、樹脂シート付永久磁石体４７及びスリーブ５０の軸方向端面に配置されていればよく、樹脂シート７０の突出部７０ａが配置されていない側のロータコア３０、樹脂シート付永久磁石体４７及びスリーブ５０の軸方向端面は、平板等によって、ロータコア３０、樹脂シート付永久磁石体４７及びスリーブ５０が軸方向に固定されていればよい。

また、本明細書には少なくとも以下の事項が記載されている。なお、括弧内には、上記した実施形態において対応する構成要素等を示しているが、これに限定されるものではない。

（１） 外周面（外周面３６）に周方向に所定の間隔で形成された複数の磁石固定溝（磁石固定溝３８）を有するロータコア（ロータコア３０）と、
各磁石固定溝に固定された永久磁石（永久磁石４０）と、
前記ロータコアの前記外周面及び前記永久磁石の外周面（外周面４２）を取り囲む略円筒形状のスリーブ（スリーブ５０）と、を備え、
前記永久磁石の前記外周面と、前記スリーブの内周面（内周面５１）との間には、樹脂（樹脂Ｒ）が充填されている、回転電機のロータ（ロータ１０）の製造方法であって、
樹脂シート（樹脂シート７０）を前記永久磁石の前記外周面に装着することで前記樹脂シートと前記永久磁石とを一体化し、樹脂シート付永久磁石体（樹脂シート付永久磁石体４７）を形成する、樹脂シート装着工程と、
前記樹脂シート付永久磁石体を前記磁石固定溝に貼り付ける、磁石貼付工程と、
前記ロータコアの前記外周面及び前記樹脂シート付永久磁石体の外周面（外周面４７２）を取り囲むように前記スリーブを配置する、スリーブ配置工程と、
前記樹脂シートを、前記永久磁石の前記外周面及び前記スリーブの前記内周面に密着させて、前記永久磁石の前記外周面と前記スリーブの前記内周面との間に前記樹脂を充填させる、密着工程と、を含み、
前記樹脂シート装着工程では、前記樹脂シートが、前記永久磁石の少なくとも一方側の軸方向端面（第１の軸方向端面４０Ｕ、第２の軸方向端面４０Ｄ）から軸方向に突出する突出部（突出部７０ａ）を有するように前記樹脂シート付永久磁石体が形成され、
前記密着工程では、前記樹脂シートの前記突出部を軸方向に押圧することで、前記樹脂シートを前記永久磁石の前記外周面及び前記スリーブの前記内周面に密着させる、回転電機のロータの製造方法。

（１）によれば、樹脂シートを永久磁石の外周面及びスリーブの内周面に密着させて、永久磁石の外周面とスリーブの内周面との間に樹脂を充填させるので、回転電機のロータが高速回転しても、遠心力によって永久磁石がロータコアから離れることなく、永久磁石をロータコアに固定することができる回転電機のロータを製造できる。また、永久磁石の外周面とスリーブの内周面との間に、樹脂を注入して充填する場合に比べて、樹脂注入装置等が不要となり、容易に樹脂を充填できる。さらに、樹脂シートの突出部を軸方向に押圧することで、樹脂シートが径方向及び周方向に広がるように変形するので、樹脂シートを永久磁石の外周面及びスリーブの内周面に密着させることができる。

（２） （１）に記載の回転電機のロータの製造方法であって、
前記密着工程では、前記樹脂シートの前記突出部を軸方向に押圧する前に、前記樹脂シートを加熱する、回転電機のロータの製造方法。

（２）によれば、樹脂シートを加熱し、樹脂シートが軟化した状態で、樹脂シートの突出部を軸方向に押圧するので、樹脂シートが径方向及び周方向に広がるように変形しやすくなり、樹脂シートが永久磁石の外周面及びスリーブの内周面に密着するのを促進できる。

（３） （２）に記載の回転電機のロータの製造方法であって、
前記密着工程では、前記スリーブの外周面を取り囲み、前記スリーブを所定の位置に固定する外周固定治具（外周固定治具８０）が配置され、前記外周固定治具を介して、前記樹脂シートを加熱する、回転電機のロータの製造方法。

（３）によれば、スリーブの外周面を取り囲む外周固定治具を介して樹脂シートを加熱するので、樹脂シートを均一に加熱することができる。また、外周固定治具によってスリーブを所定の位置に固定した状態で樹脂シートを永久磁石の外周面及びスリーブの内周面に密着させることができるので、スリーブの位置ずれを防止することができる。

（４） （１）〜（３）のいずれかに記載の回転電機のロータの製造方法であって、
軸方向から見て、
各磁石固定溝は、前記永久磁石が貼り付けられる磁石貼付面（磁石貼付面３８１）と、周方向両端部に形成され、前記磁石貼付面より径方向外側で周方向に延びる一対の空隙形成面（空隙形成面３８４）と、を有し、
前記磁石固定溝の周方向両端部には、前記空隙形成面と前記スリーブの前記内周面との間に一対の第１空隙部（第１空隙部Ｓ１）が形成され、
前記永久磁石の前記外周面と、前記スリーブの前記内周面との間には、前記第１空隙部と周方向で連通する第２空隙部（第２空隙部Ｓ２）が形成されており、
前記樹脂シートは、前記第２空隙部と略同形状の薄肉部（薄肉部７２）と、該薄肉部の周方向両端に形成された前記第１空隙部と略同形状の一対の厚肉部（厚肉部７１）と、を有し、
前記樹脂シート装着工程では、前記薄肉部が前記永久磁石の前記外周面と当接し、前記一対の厚肉部が前記永久磁石の一対の周方向端面（周方向端面４３）の少なくとも一部を挟むようにして前記樹脂シート付永久磁石体を形成し、
前記磁石貼付工程では、前記厚肉部が前記空隙形成面に配置されるように、前記樹脂シート付永久磁石体を前記磁石固定溝に配置して、前記樹脂シート付永久磁石体を前記磁石固定溝の前記磁石貼付面に貼り付ける、回転電機のロータの製造方法。

（４）によれば、磁石貼付工程において、厚肉部が空隙形成面に配置されるように、樹脂シート付永久磁石体を磁石固定溝に配置して、樹脂シート付永久磁石体を磁石固定溝の磁石貼付面に貼り付けることができるので、樹脂シート付永久磁石体を磁石貼付面に貼り付ける位置の精度を向上することができる。

（５） （１）〜（４）のいずれかに記載の回転電機のロータの製造方法であって、
前記密着工程では、
前記スリーブを軸方向に固定する第１固定治具（第１固定治具８１）と、前記第１固定治具の内周側に配置され、前記ロータコア及び前記永久磁石を軸方向に固定する第２固定治具（第２固定治具８２）とが、前記突出部が配置された側の前記ロータコアの軸方向端面に配置され、
前記樹脂シートと略同形状の軸方向断面形状を有する押圧治具（押圧治具８３）を、前記第１固定治具の内周面（内周面８１１）と前記第２固定治具の外周面（外周面８２２）との間に挿通させ、前記押圧治具により前記樹脂シートの前記突出部を軸方向に押圧する、回転電機のロータの製造方法。

（５）によれば、樹脂シートと略同形状の軸方向断面形状を有する押圧治具を、第１固定治具の内周面と第２固定治具の外周面との間に挿通させ、押圧治具により樹脂シートの突出部を軸方向に押圧するので、樹脂シートの突出部を均一な押圧力で押圧することができ、永久磁石の外周面とスリーブの内周面との間に充填された樹脂の内圧を均一にすることができる。また、押圧治具の押圧力を容易に調整することができるので、永久磁石の外周面とスリーブの内周面との間に充填された樹脂に所望の内圧を生じさせることができる。

１０ ロータ
３０ ロータコア
３６ 外周面
３８ 磁石固定溝
３８１ 磁石貼付面
３８４ 空隙形成面
４０ 永久磁石
４０Ｕ 第１の軸方向端面（軸方向端面）
４０Ｄ 第２の軸方向端面（軸方向端面）
４２ 外周面
４３ 周方向端面
４７ 樹脂シート付永久磁石体
４７２ 外周面
５０ スリーブ
５１ 内周面
７０ 樹脂シート
７０ａ 突出部
７１ 厚肉部
７２ 薄肉部
８０ 外周固定治具
８１ 第１固定治具
８１１ 内周面
８２ 第２固定治具
８２２ 外周面
Ｓ１ 第１空隙部
Ｓ２ 第２空隙部
Ｒ 樹脂

Claims (5)

1. 外周面に周方向に所定の間隔で形成された複数の磁石固定溝を有するロータコアと、
   各磁石固定溝に固定された永久磁石と、
   前記ロータコアの前記外周面及び前記永久磁石の外周面を取り囲む略円筒形状のスリーブと、を備え、
   前記永久磁石の前記外周面と、前記スリーブの内周面との間には、樹脂が充填されている、回転電機のロータの製造方法であって、
   樹脂シートを前記永久磁石の前記外周面に装着することで前記樹脂シートと前記永久磁石とを一体化し、樹脂シート付永久磁石体を形成する、樹脂シート装着工程と、
   前記樹脂シート付永久磁石体を前記磁石固定溝に貼り付ける、磁石貼付工程と、
   前記ロータコアの前記外周面及び前記樹脂シート付永久磁石体の外周面を取り囲むように前記スリーブを配置する、スリーブ配置工程と、
   前記樹脂シートを、前記永久磁石の前記外周面及び前記スリーブの前記内周面に密着させて、前記永久磁石の前記外周面と前記スリーブの前記内周面との間に前記樹脂を充填させる、密着工程と、を含み、
   前記樹脂シート装着工程では、前記樹脂シートが、前記永久磁石の少なくとも一方側の軸方向端面から軸方向に突出する突出部を有するように前記樹脂シート付永久磁石体が形成され、
   前記密着工程では、前記樹脂シートの前記突出部を軸方向に押圧することで、前記樹脂シートを前記永久磁石の前記外周面及び前記スリーブの前記内周面に密着させる、回転電機のロータの製造方法。
2. 請求項１に記載の回転電機のロータの製造方法であって、
   前記密着工程では、前記樹脂シートの前記突出部を軸方向に押圧する前に、前記樹脂シートを加熱する、回転電機のロータの製造方法。
3. 請求項２に記載の回転電機のロータの製造方法であって、
   前記密着工程では、前記スリーブの外周面を取り囲み、前記スリーブを所定の位置に固定する外周固定治具が配置され、前記外周固定治具を介して、前記樹脂シートを加熱する、回転電機のロータの製造方法。
4. 請求項１〜３のいずれか一項に記載の回転電機のロータの製造方法であって、
   軸方向から見て、
   各磁石固定溝は、前記永久磁石が貼り付けられる磁石貼付面と、周方向両端部に形成され、前記磁石貼付面より径方向外側で周方向に延びる一対の空隙形成面と、を有し、
   前記磁石固定溝の周方向両端部には、前記空隙形成面と前記スリーブの前記内周面との間に一対の第１空隙部が形成され、
   前記永久磁石の前記外周面と、前記スリーブの前記内周面との間には、前記第１空隙部と周方向で連通する第２空隙部が形成されており、
   前記樹脂シートは、前記第２空隙部と略同形状の薄肉部と、該薄肉部の周方向両端に形成された前記第１空隙部と略同形状の一対の厚肉部と、を有し、
   前記樹脂シート装着工程では、前記薄肉部が前記永久磁石の前記外周面と当接し、前記一対の厚肉部が前記永久磁石の一対の周方向端面の少なくとも一部を挟むようにして前記樹脂シート付永久磁石体を形成し、
   前記磁石貼付工程では、前記厚肉部が前記空隙形成面に配置されるように、前記樹脂シート付永久磁石体を前記磁石固定溝に配置して、前記樹脂シート付永久磁石体を前記磁石固定溝の前記磁石貼付面に貼り付ける、回転電機のロータの製造方法。
5. 請求項１〜４のいずれか一項に記載の回転電機のロータの製造方法であって、
   前記密着工程では、
   前記スリーブを軸方向に固定する第１固定治具と、前記第１固定治具の内周側に配置され、前記ロータコア及び前記永久磁石を軸方向に固定する第２固定治具とが、前記突出部が配置された側の前記ロータコアの軸方向端面に配置され、
   前記樹脂シートと略同形状の軸方向断面形状を有する押圧治具を、前記第１固定治具の内周面と前記第２固定治具の外周面との間に挿通させ、前記押圧治具により前記樹脂シートの前記突出部を軸方向に押圧する、回転電機のロータの製造方法。
   
   

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