JP2021141682A - 回転電機及びその回転子 - Google Patents

Abstract

【課題】回転子の磁気特性の低下を抑制して、回転子に磁石を固定する。【解決手段】回転子は、磁石と回転子コア１１１の磁石挿入部の内壁面１１４−１Ｂａ，１１４−１Ｃａとの間に配置される押圧部材２０１Ｂ，２０１Ｃを備え、押圧部材は、軸方向及び磁石の磁化方向に垂直な方向において、磁石に対して一方の側方（側部）に配置される第１押圧部２０１Ｂを有し、第１押圧部２０１Ｂは、少なくとも軸方向の湾曲部又は径方向の湾曲部２０１Ｂａのいずれか一方の湾曲部を有し、第１押圧部２０１Ｂの湾曲部２０１Ｂａは、磁石挿入部の内壁面１１４−１Ｂａに接触している。【選択図】図３

Description

本発明は、回転子を備えた回転電機、及びその回転子に関する。

本技術分野の背景技術として、特開２０１８−１１０４９７号公報（特許文献１）に記載された回転電機が知られている。特許文献１の回転電機の回転子には永久磁石を埋め込む磁石挿入孔が周方向に等間隔に配設されており、磁石挿入孔には幅方向（永久磁石の幅方向）の両側に永久磁石の存在しない空間（磁気的空隙）が設けられている（段落００３８及び００４０参照）。この磁気的空隙はコギングトルクや通電時のトルク脈動を低減する（００４７参照）。さらに磁石挿入孔には磁極端押え部が形成されており、磁極端押え部は永久磁石における幅方向への動きを規制する（００４７参照）。

また本技術分野の背景技術として、特開２０１８−１６１００１号公報（特許文献２）に記載された回転電機が知られている。特許文献２の回転電機のＩＰＭロータは、ロータコアと、ロータコアの軸方向に沿ってロータコアに設けられたスロットと、スロット内に配置された磁石と、スロット内の内周側と磁石の内周側との間に配置され磁石の内周側を弾性力で押圧して磁石をスロット内の外周側に固定する押圧部材と、を備える（要約参照）。また特許文献２には、この押圧部材の軸方向から視た断面形状が波形状を成すことが記載されている（段落００４１及び図５，６参照）。

特開２０１８−１１０４９７号公報 特開２０１８−１６１００１号公報

特許文献１の回転子のように、永久磁石（以下、磁石という）の幅方向において磁石の側方に磁気的空隙を有する場合、磁石挿入孔（以下、磁石挿入部という）内で磁石の位置を固定する手段が必要になる。特許文献１の回転子では、磁石挿入孔に磁極端押え部を形成し、磁極端押え部により磁石における幅方向への動きを規制している。一方、特許文献２には、押圧部材を用いて磁石を磁石挿入部（スロット）内に固定する手法が開示されている。特許文献２のＩＰＭロータ（回転子）は、磁石挿入部内の内周側と磁石の内周側との間、すなわち回転子コアと磁石の磁極面との間に押圧部材が配置されている。押圧部材を配置する空間は回転子コアと磁石の磁極面との間に磁気的空隙を形成し、回転子の磁気特性を低下させることにつながる。

本発明の目的は、回転子の磁気特性の低下を抑制して、回転子に磁石を固定することにある。

上記目的を達成するために、本発明の回転電機の回転子は、
磁石と、
当該回転子の回転軸の軸方向に前記磁石が挿入される磁石挿入部を有する回転子コアと、
前記磁石と前記磁石挿入部の内壁面との間に配置される押圧部材と、を備え、
前記押圧部材は、軸方向及び前記磁石の磁化方向に垂直な方向において、前記磁石に対して一方の側方に配置される第１押圧部を有し、
前記第１押圧部は、少なくとも軸方向の湾曲部又は径方向の湾曲部のいずれか一方の湾曲部を有し、
前記第１押圧部の前記湾曲部は、前記磁石挿入部の前記内壁面に接触している。

本発明によれば、回転子の磁気特性の低下を抑制して、磁石を回転子に固定することができる。

上記した以外の課題、構成及び効果は、以下の実施形態の説明により明らかにされる。

本発明に係る回転電機１００の、中心軸線Ａｘに平行で且つ中心軸線Ａｘを含む断面図（ｒ−ｚ断面図）である。 本発明に係る回転子コア１１１の、回転軸１０１に垂直な端面又は断面において、周方向θの一部を示す平面図である。 軸方向ｚに垂直な断面（横断面）において磁石挿入部１１３−１の形状を示す断面図（横断面図）である。 本発明との比較例に関する図であり、回転子’１１０が回転する状態において回転子コア’１１１に発生する応力の解析結果を示す図である。 本発明に関する図であり、回転子１１０が回転する状態において回転子コア１１１に発生する応力の解析結果を示す図である。 本発明に係る押圧部材２０１の外観を示す斜視図である。 本発明に係る押圧部材２０１を用いて磁石１１２を磁石挿入部１１４−１に挿入して固定した状態を、固定子コア１１１を透視して示す斜視図である。 押圧部材２０１による抜去力を説明する図である。 本発明に係る押圧部材２０２の外観を示す斜視図である。 本発明に係る押圧部材２０２を用いて磁石１１２を磁石挿入部１１４−２に挿入して固定した状態を示す平面図である。 回転子コア１１１の磁石挿入部１１４−１に対する磁石１１２の組み付け工程を示す図である。 回転子コア１１１の磁石挿入部１１４−２，１１４−３に対する磁石１１２の組み付け工程を示す図である。 押圧部材２０１の第１変更例の外観を示す斜視図である。 押圧部材２０１の第２変更例の外観を示す斜視図である。 押圧部材２０１の第３変更例の外観を示す斜視図である。 変更例３における押圧部材２０１について、好ましい形態の一例を示す軸方向ｚに沿う断面図である。 本発明の一実施例による回転電機１００を搭載したハイブリッド型電気自動車の概略構成を示す図である。

以下、本発明の実施例に係る回転電機１００を、図面を参照して説明する。なお、回転電機１００の回転子１１０の径方向をｒで表し、回転子１１０の回転軸１０１の軸方向（回転軸方向）をｚで表し、回転子１１０の回転方向をθで表す。回転子１１０の径方向ｒ、回転軸方向ｚ、及び回転方向θを、それぞれ「径方向」、「軸方向」、及び「周方向」と呼ぶ。

図１は、本発明に係る回転電機１００の、中心軸線Ａｘに平行で且つ中心軸線Ａｘを含む断面図（ｒ−ｚ断面図）である。図２は、本発明に係る回転子コア１１１の、回転軸１０１に垂直な端面又は断面において、周方向θの一部を示す平面図である。中心軸線Ａｘは回転軸１０１の中心を通る軸線である。

本実施例に係る回転電機１００は、回転子コア１１１の磁石挿入部（磁石挿入穴）の磁気的空隙部に発生する応力を低減し、高回転化を可能にする。本実施例に係る回転電機１００は、例えば、回転電機のみの動力によって走行する電気自動車や、エンジン及び回転電機の双方によって駆動されるハイブリッド型の電気自動車の走行用モータとして用いるのに好適である。

回転電機１００は、固定子１３０と回転子１１０とハウジング１４０とを備える。固定子１３０は、ハウジング１４０の内部に保持され、固定子コア１３２と固定子巻線１３４とを備える。固定子コア１３２の内周側には、回転子１１０が空隙Ｇｐを介して回転可能に配置されている。回転子１１０は、回転軸１０１に固定された回転子コア１１１と、複数極の永久磁石１１２と、非磁性体のあて板１１３−１，１１３−２とを備え、回転軸１０１を中心として回転可能である。回転軸１０１は駆動軸又はシャフトと呼ばれる場合もある。ハウジング１４０は、軸受１５１−１，１５１−２が設けられた一対のエンドブラケット１４１−１，１４１−２を有している。回転軸１０１は、これらの軸受１５１−１，１５１−２により回転自在に保持されている。

本発明に係る回転電機１００は、固定子コア１３２を有する固定子１３０と、固定子コア１３２の内周側に空隙Ｇｐを介して回転可能に配置された回転子１１０と、固定子１３０及び回転子１１０を内包するハウジング１４０とを備え、回転子１１０として後述する本発明に係る回転子を備える。

本実施例では、回転電機１００は３相交流電流により駆動されるものとする。このために回転軸１０１は、回転子１１０の極の位置や回転速度を検出するレゾルバ１５３（回転角センサ）を備える。レゾルバ１５３からの出力に基づいて、図示しない制御回路及び駆動回路において、図示しないパワーモジュールがスイッチング動作を行うための制御信号及び駆動信号が生成される。パワーモジュールは、駆動信号に基づきスイッチング動作を行い、バッテリ５１０（図１８参照）から供給される直流電力を３相交流電力に変換する。この３相交流電力は、固定子巻線（コイル）１３４に供給され、回転磁界が固定子１３０に発生する。３相交流電流の周波数は、レゾルバ１５３の出力値に基づいて制御され、３相交流電流の回転子１１０に対する位相も、同じくレゾルバ１５３の出力値に基づいて制御される。なお固定子巻線１３４は、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相が周方向に所定の順番に配置される。

３相交流電力を生成するための制御回路、駆動回路及びパワーモジュールの構成と固定子巻線（Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相）１３４の構成とは、周知の技術を適用して実施することができる。

回転子コア１１１の外周近傍には、直方体形状の永久磁石１１２を固定する複数の穴（磁石挿入穴）１１４−１，１１４−２，１１４−３が、設けられている。以下、永久磁石１１２は磁石と呼び、磁石挿入穴１１４−１，１１４−２，１１４−３は磁石挿入部と呼んで説明する。磁石挿入部１１４−１，１１４−２，１１４−３は、軸方向ｚに延伸する貫通穴として設けられており、各磁石挿入部１１４−１，１１４−２，１１４−３に磁石１１２が埋め込まれる。なお、磁石挿入部１１４−１，１１４−２，１１４−３は回転子コア１１１を軸方向ｚに貫通しない穴として設けられてもよい。

本実施例では、図２に示すように、磁石挿入部１１４−１は回転軸１０１の中心を通る線分Ｌ１に対して線対称な形状を成す一つの孔として形成され、磁石挿入部１１４−２及び磁石挿入部１１４−３は線分Ｌ１に対して相互に線対称な形状を有する二つの孔として形成されている。

本実施例では、１極を３個の磁石１１２で構成する場合を例示しており、回転子１１０を８極で構成する場合、２４個（８（極）×３（個））の磁石１１２が回転子１１０に設けられる。８極を構成する各極は周方向に沿って等間隔に配設される。１極を構成する磁石１１２の個数や回転１１０及び固定子１３０に構成される極数は、本実施例の個数及び極数に限定される訳ではなく、その他の個数及び極数を採用することができる。

本実施例では、回転子１１０に設けられる２４個の磁石１１２に対して、磁石挿入部１１４−１、磁石挿入部１１４−２及び磁石挿入部１１４−３がそれぞれ８個ずつ設けられている。各磁石挿入部１１４−１，１１４−２，１１４−３に埋め込まれる磁石１１２は同じ形状及び大きさであってもよいし、異なる形状及び大きさであってもよい。本実施例では、図２に示すように、磁石挿入部１１３−１及び１１３−３が線分Ｌ１に対して線対称に形成されているため、磁石挿入部１１３−１及び１１３−３に埋め込まれる磁石１１２は同じ形状及び大きさであることが好ましい。

図２及び図３を用いて、磁石１１２及び磁石挿入部１１４−１，１１４−２，１１４−３について説明する。図３は、軸方向ｚに垂直な断面（横断面）において磁石挿入部１１３−１の形状を示す断面図（横断面図）である。

磁石１１２は、軸方向ｚに垂直な断面（横断面）での形状が長方形である。磁石１１２は磁化方向ｍに垂直に形成される２つの側面１１２Ａ及び１１２Ｄと、磁化方向ｍに沿う２つの側面１１２Ｂ及び１１２Ｃと、を有する。側面１１２Ａ及び１１２Ｄはそれぞれ磁石１１２の磁極面となる。

磁石１１２について、横断面形状（長方形）の長辺の長さを「幅」ｗ１１２と呼び、短辺の長さを「厚さ」ｔ１１２と呼ぶ（図３参照）。厚さｔ１１２に沿う方向は磁石１１２の磁化方向ｍと一致し、幅ｗ１１２に沿う方向は横断面上において磁化方向ｍに垂直である。以下、厚さｔ１１２に沿う方向及び幅ｗ１１２に沿う方向をそれぞれ磁石の「厚さ方向」及び「幅方向」と呼び、横断面上において磁化方向ｍに沿う方向及び磁化方向ｍに垂直な方向をそれぞれ「磁化方向」及び「磁化方向に垂直な方向」と呼ぶ。なお、磁化方向ｍ及び磁化方向ｍに垂直な方向をそれぞれ「第１方向」及び「第２方向」と呼ぶ場合もある。この場合、第１方向及び第２方向はそれぞれ磁石の厚さ方向ｔ１１２及び幅方向ｗ１１２に一致し、第１方向と第２方向とは相互に垂直である。また、磁石の「厚さ方向」及び「幅方向」は、これらの方向を明瞭にするために、それぞれ「ｔ１１２」及び「ｗ１１２」の符号を付して説明する場合がある。

磁石挿入部１１４−１と磁石挿入部１１４−２，１１４−３とは、形状が異なっているものの、磁石１１２の幅方向ｗ１１２において磁石１１２の両側に空間（磁気的空隙部）１１４−１Ｂ，１１４−１Ｃ，１１４−２Ｂ，１１４−２Ｃ，１１４−３Ｂ，１１４−３Ｃを有している。

すなわち、磁石挿入部１１４−１は磁石１１２が収納される磁石収納部（磁石収納空間）１１４−１Ａを有し、磁石１１２の幅方向ｗ１１２において磁石収納部１１４−１Ａの両側に磁気的空隙部１１４−１Ｂ，１１４−１Ｃを有する。また、磁石挿入部１１４−２は磁石１１２が収納される磁石収納部（磁石収納空間）１１４−２Ａを有し、磁石１１２の幅方向ｗ１１２において磁石収納部１１４−２Ａの両側に磁気的空隙部１１４−２Ｂ，１１４−２Ｃを有する。また、磁石挿入部１１４−３は磁石１１２が収納される磁石収納部（磁石収納空間）１１４−３Ａを有し、磁石１１２の幅方向ｗ１１２において磁石収納部１１４−３Ａの両側に磁気的空隙部１１４−３Ｂ，１１４−３Ｃを有する。

磁石収納部１１４−１Ａ，１１４−２Ａ，１１４−３Ａは磁石１１２が収納される空間（磁石収納空間）として形成され、この磁石収納空間１１４−１Ａ，１１４−２Ａ，１１４−３Ａに磁石１１２が埋設される。このため、磁石収納空間１１４−１Ａ，１１４−２Ａ，１１４−３Ａは磁石埋設空間或いは磁石埋設部と呼ぶこともできる。

磁石挿入部１１４−１，１１４−２，１１４−３においては、磁石１１２の幅方向ｗ１１２に沿う方向の長さを「幅」ｗ１１４と呼び、磁石１１２の厚さｔ１１２の方向に沿う方向の長さを「厚さ」ｔ１１４と呼ぶ（図３参照）。なお、磁石挿入部１１４−１，１１４−２，１１４−３の厚さｔ１１４は、磁石収納部１１４−１Ａ，１１４−２Ａ，１１４−３Ａにおける長さを代表値として用いることとする。以下、厚さｔ１１４に沿う方向及び幅ｗ１１４に沿う方向をそれぞれ磁石収納部の「厚さ方向」及び「幅方向」と呼ぶ。この場合、磁石収納部の「厚さ方向」及び「幅方向」は、これらの方向を明瞭にするために、それぞれ「ｔ１１４」及び「ｗ１１４」の符号を付して説明する場合がある。

磁石挿入部１１４−１，１１４−２，１１４−３の幅ｗ１１４及び厚さｔ１１４は、磁石１１２の幅ｗ１１２及び厚さｔ１１２よりも大きい。この場合、磁石挿入部１１４−１，１１４−２，１１４−３の幅ｗ１１４は、磁気的空隙部１１４−１Ｂ，１１４−１Ｃ，１１４−２Ｂ，１１４−２Ｃ，１１４−３Ｂ，１１４−３Ｃが設けられることで、磁石１１２の幅ｗ１１２よりもかなり大きな寸法に形成される。すなわち、磁気的空隙部１１４−１Ｂ，１１４−１Ｃ，１１４−２Ｂ，１１４−２Ｃ，１１４−３Ｂ，１１４−３Ｃを大きくすることで、コギングトルクや通電時のトルク脈動を低減するほか、隣接する磁石１１２間の漏れ磁束を低減する。一方、磁石挿入部１１４−１，１１４−２，１１４−３の厚さｔ１１４は、磁石１１２の厚さｔ１１２よりもわずかに大きな寸法に形成される。これは、回転子コア１１１と磁石１１２の磁極面（磁化方向ｍ）との間に形成される磁気的空隙を小さくし、有効磁束が流れる磁気回路の磁気抵抗の増大を防ぐためである。

図２及び図３に示すように、磁石１１２は磁石挿入部１１４−１，１１４−２，１１４−３の内側において磁石挿入部の幅方向ｗ１１４における位置が押圧部材２０１，２０２により決められている。押圧部材２０１，２０２については後で詳細に説明する。

ここで、図４及び図５を参照して、磁石１１２を挿入する磁石挿入部１１４−１，１１４−２，１１４−３における課題について説明する。図４は、本発明との比較例に関する図であり、回転子１１０’が回転する状態において回転子コア１１１’に発生する応力の解析結果を示す図である。図５は、本発明に関する図であり、回転子１１０が回転する状態において回転子コア１１１に発生する応力の解析結果を示す図である。図４では、図５の各構成に対応する構成の符号に「’」を付している。なお、磁石挿入部１１４−２’及び１１４−３’は同じ形状であるため図４では磁石挿入部１１４−２’を図示しており、さらに磁石挿入部１１４−１’は幅方向ｗ１１４の両端部が同形状に形成されているため磁気的空隙部１１４−１Ｃ’側を図示している。また図５では、押圧部材２０２の記載を省略している。

図４に示す比較例の場合、磁石挿入部１１４−１’の磁気的空隙部１１４−１Ｃ’に磁石押え部１１４−１Ｄ’が形成され、磁石押え部１１４−１Ｄ’から磁石収納部１１４−１Ａ’に向かって小さい曲率半径を有する曲率部１１４−１Ｅ’が形成されている。図４では図示されていない、磁石収納部１１４−１Ａ’を挟んで磁気的空隙部１１４−１Ｃ’とは反対側の磁気的空隙部にも、磁石押え部１１４−１Ｄ’と同様な磁石押え部が形成される。

また磁石挿入部１１４−２’には、磁気的空隙部１１４−２Ｂ’に磁石押え部１１４−２Ｆ’が形成され、磁石押え部１１４−２Ｆ’から磁石収納部１１４−２Ａ’に向かって小さい曲率半径を有する曲率部１１４−２Ｇ’が形成されている。また磁石挿入部１１４−２’の磁気的空隙部１１４−２Ｃ’には磁石押え部１１４−２Ｄ’が形成され、磁石押え部１１４−２Ｄ’から磁石収納部１１４−２Ａ’に向かって小さい曲率半径を有する曲率部１１４−２Ｅ’が形成されている。図４では図示されていない、磁石挿入部１１４−１’を挟んで磁石挿入部１１４−２’とは反対側に位置する磁石挿入部（本実施例の磁石挿入部１１４−３に対応する磁石挿入部）にも、磁石押え部１１４−２Ｆ’，１１４−２Ｄ’及び曲率部１１４−２Ｇ’，１１４−２Ｅ’と同様な磁石押え部及び曲率部が形成されている。

磁石押え部１１４−１Ｄ’，１１４−２Ｄ’，１１４−２Ｆ’は、磁石１１２’を磁石挿入部に挿入する際のガイドと、磁石挿入部内における幅方向ｗ１１４の位置決めとを行うために設けられている。

図５に示す本発明の実施例の場合、磁石挿入部１１４−１では、磁石押え部１１４−１Ｄが形成されておらず、小さい曲率半径を有する曲率部１１４−１Ｅは形成されない。すなわち本実施例の場合、磁石押え部１１４−１Ｄが形成されないことで、磁気的空隙部１１４−１Ｃを形成する、回転子コア１１１の内壁面（内側面）１１４−１Ｃａを、磁石収納部１１４−１Ａを形成する、回転子コア１１１の内壁面（内側面）に、大きな曲率半径の接続部１１４−１Ｃｂで接続することができる。言い換えれば、内壁面（内側面）１１４−１Ｃａと磁石収納部１１４−１Ａの内壁面とを接続する部位１１４−１Ｃｂの曲率を小さくすることができる。

また磁石挿入部１１４−２では、磁石押え部１１４−２Ｆが形成されておらず、小さい曲率半径を有する曲率部１１４−２Ｇは形成されない。すなわち本実施例の場合、磁石押え部１１４−２Ｆが形成されないことで、磁気的空隙部１１４−２Ｂを形成する、回転子コア１１１の内壁面（内側面）１１４−２Ｂａを、磁石収納部１１４−２Ａを形成する、回転子コア１１１の内壁面（内側面）に、大きな曲率半径の接続部１１４−２Ｂｂで接続することができる。言い換えれば、内壁面１１４−２Ｂａと磁石収納部１１４−２Ａの内壁面とを接続する部位１１４−２Ｂｂの曲率を小さくすることができる。

なお、曲率部１１４−１Ｅ，１１４−２Ｅや部位１１４−１Ｃｂ，１１４−２Ｂｂの曲率は一定である必要はなく、曲率が変化する曲がり部（湾曲部）で構成されてもよい。

磁石１１２の磁極面と回転子コア１１１との間の磁気的空隙は、磁気特性を向上するために小さくする必要があり、図４の比較例における磁石押え部１１４−１Ｄ’，１１４−２Ｄ’，１１４−２Ｆ’の近傍の曲率部１１４−１Ｅ’，１１４−２Ｅ’，１１４−２Ｇ’の曲率は大きくする必要がある。すなわち、曲率部１１４−１Ｅ’，１１４−２Ｅ’，１１４−２Ｇ’の曲率半径は小さくする必要がある。

回転電機１００の小型化の手段として高回転速度化があるが、高回転速度化した場合、磁石１１２’に作用する遠心力が増大する。磁石１１２’に作用する遠心力は回転速度の２乗で増加し、磁石１１２’に作用する大きな遠心力が回転子コア１１１’にかかることになる。この場合、曲率半径を小さくした曲率部１１４−１Ｅ’，１１４−２Ｅ’，１１４−２Ｇ’には応力が集中し、回転子コア１１１の強度の低下を招く可能性がある。

図４に示すように、回転子コア１１１’に発生する応力集中は、複数の曲率部１１４−１Ｅ’，１１４−２Ｅ’，１１４−２Ｇ’のうち、磁石挿入部１１４−１’の曲率部１１４−１Ｅ’及び磁石挿入部１１４−２’の曲率部１１４−２Ｇ’で大きくなることが判明した。

図５に示す本実施例では、磁石挿入部１１４−１の場合、磁石押え部１１４−１Ｄを形成せず、磁気的空隙部１１４−１Ｃを形成する回転子コア１１１の内壁面１１４−１Ｃａを、磁石収納部１１４−１Ａを形成する回転子コア１１１の内壁面（内側面）に、大きな曲率半径で接続した。これにより、曲率部１１４−１Ｅ’に発生していた応力を１００％とした場合、接続部位１１４−１Ｃｂでは約２３％の応力を削減して約７７％の大きさに低減できることが判明した。また磁石挿入部１１４−２の場合、磁石押え部１１４−２Ｆを形成せず、磁気的空隙部１１４−２Ｂを形成する回転子コア１１１の内壁面１１４−２Ｂａを、磁石収納部１１４−２Ａを形成する回転子コア１１１の内壁面に、大きな曲率半径で接続した。これにより、曲率部１１４−２Ｇ’ に発生していた応力を１００％とした場合、接続部位１１４−２Ｂｂでは約３１％の応力を削減して約６９％の大きさに低減できることが判明した。

しかし、磁気的空隙部１１４−１Ｂ，１１４−１Ｃ，１１４−２Ｂ，１１４−３Ｂを有する磁石挿入部１１４−１，１１４−２，１１４−３において磁石押え部１１４−１Ｄ，１１４−２Ｆを設けない構造では、磁石挿入部の幅方向ｗ１１４において磁石１１２の位置決めを行う必要がある。このために本実施例では、図５では図示していない押圧部材２０１，２０２を用いて磁石挿入部の幅方向ｗ１１４における磁石１１２の位置決めを行う構造とすると共に、磁石挿入部１１４−１，１１４−２，１１４−３の形状を見直して回転子コア１１１に発生する応力を低減するようにした。

図３、図６、図７Ａ及び図７Ｂを参照して、磁石挿入部１１４−１及び押圧部材２０１について説明する。図６は、本発明に係る押圧部材２０１の外観を示す斜視図である。図７Ａは、本発明に係る押圧部材２０１を用いて磁石１１２を磁石挿入部１１４−１に挿入して固定した状態を、固定子コア１１１を透視して示す斜視図である。図７Ｂは、押圧部材２０１による抜去力を説明する図である。

図３に示すように、磁石挿入部１１４−１は回転軸１０１の中心を通る線分Ｌ１に対して線対称な形状を成す一つの孔として形成され、磁石１１２の幅方向ｗ１１２において磁石収納部１１４−１Ａの両側に形成される磁気的空隙部１１４−１Ｂと１１４−１Ｃとは、同様な形状（線分Ｌ１に対して線対称な形状）に形成されている。この場合、磁気的空隙部１１４−１Ｂ，１１４−１Ｃを形成する回転子コア１１１の内壁面（内側面）１１４−１Ｂａ，１１４−１Ｃａは、図３の横断面上において、湾曲した形状を有する湾曲面として形成される。すなわち回転子コア１１１は、磁気的空隙部１１４−１Ｂを形成する内壁面に湾曲面（湾曲部）１１４−１Ｂａを有し、磁気的空隙部１１４−１Ｃを形成する内壁面に湾曲面（湾曲部）１１４−１Ｃａを有する。

湾曲面（湾曲部）１１４−１Ｂａ，１１４−１Ｃａは回転子コア１１１の径方向に沿う断面（図３の断面）上において湾曲することから、「径方向の湾曲面」又は「径方向の湾曲部」と呼ぶ。また湾曲面１１４−１Ｂａ，１１４−１Ｃａは、後述する押圧部材２０１，２０２の湾曲部２０１Ｂａ，２０１Ｃａ，２０２Ｂａ等と区別するため、「内壁湾曲面」又は「内壁湾曲部」と呼ぶ場合がある。

磁気的空隙部１１４−１Ｂには押圧部材２０１の第１押圧部（第１押圧片）２０１Ｂが設けられ、磁気的空隙部１１４−１Ｃには押圧部材２０１の第２押圧部（第２押圧片）２０１Ｃが設けられる。磁石収納部１１４−１Ａに収納された磁石１１２は、押圧部２０１Ｂ及び２０１Ｃにより、幅方向ｗ１１４における位置決めが成されると共に、磁石収納部１１４−１Ａの内側に固定される。すなわち磁石１１２は、押圧部材２０１の第１押圧部２０１Ｂ及び第２押圧部２０１Ｃを介して、磁気的空隙部１１４−１Ｂの湾曲面１１４−１Ｂａ及び磁気的空隙部１１４−１Ｃの湾曲面１１４−１Ｃａに当接することにより、磁石挿入部１１４−１内における位置決めと固定とが成される。

図６及び図７Ａに示すように、押圧部材２０１は、磁石１１２の側面１１２Ｂと磁気的空隙部１１４−１Ｂの湾曲面１１４−１Ｂａとに接触する第１押圧部２０１Ｂと、磁石１１２の側面１１２Ｃと磁気的空隙部１１４−１Ｃの湾曲面１１４−１Ｃａとに接触する第２押圧部２０１Ｃと、第１押圧部２０１Ｂと第２押圧部２０１Ｃと連結する連結部（連結片）２０１Ａと、を一体で有する。第１押圧部２０１Ｂは磁石１１２の幅方向ｗ１１２における一方の側面１１２Ｂに接する押圧部であり、第２押圧部２０１Ｃは磁石１１２の幅方向ｗ１１２における他方の側面１１２Ｂに接する押圧部であり、連結部２０１Ａは磁石１１２の軸方向ｚにおける一方の側面１１２Ｅに接する部分である。このため、連結部２０１Ａは「軸方向接触部」と呼ぶ場合がある。或いは、連結部２０１Ａは第１押圧部２０１Ｂ及び第２押圧部２０１Ｃから折れ曲がるように形成されることから、「屈曲部」又は「屈曲片」と呼ぶ場合がある。すなわち本実施例の押圧部材２０１は、第１押圧部２０１Ｂに対して屈曲するように設けられた屈曲部２０１Ａを有する。

このように本実施例の押圧部材２０１は、磁石１１２の幅方向ｗ１１２の両側の側面１１２Ｂ，１１２Ｃと、軸方向ｚの一方の側面（本実施例では側面１１２Ｅ）と、の３面にそれぞれ接する３片を、一体で有する。すなわち押圧部材２０１は、第１押圧部２０１Ｂ、第２押圧部２０１Ｃ、及び屈曲部２０１Ａが一体に構成され、第１押圧部２０１Ｂ、第２押圧部２０１Ｃ、及び屈曲部２０１Ａは、それぞれ、磁石１１２の幅方向ｗ１１２における一方の側面１１２Ｂ、磁石１１２の幅方向ｗ１１２における他方の側面１１２Ｃ、及び磁石１１２の軸方向ｚにおける一方の側面１１２Ｅに接触して、磁石１１２に保持されるように磁石１１２に組み付けられている。

押圧部材２０１は、第１押圧部２０１Ｂ及び第２押圧部２０１Ｃを有することで、磁石挿入部１１４−１に図４の比較例における磁石押え部１１４−１Ｄ’のような磁石押え部を形成する必要がなくなり、曲率部１１４−１Ｅ’のように小さな曲率半径の曲率部を形成する必要がなくなる。これにより、磁石挿入部１１４−１に発生する応力集中を低減することができる。

また押圧部材２０１は、第１押圧部２０１Ｂ及び第２押圧部２０１Ｃを一体で有し、磁石１１２の幅方向ｗ１１２における第１押圧部２０１Ｂと第２押圧部２０１Ｃとの最短距離（間隔）ｗ２０１ＢＣ（図６参照）が磁石１１２の幅ｗ１１２（図３参照）より小さく形成される。なお、第１押圧部２０１Ｂ及び第２押圧部２０１Ｃは、距離（間隔）ｗ２０１ＢＣが軸方向ｚにおける全体において磁石１１２の幅ｗ１１２より小さく形成される必要はなく、軸方向ｚにおける少なくとも一部において、距離（間隔）ｗ２０１ＢＣが磁石１１２の幅ｗ１１２より小さく形成されていればよい。これにより、第１押圧部２０１Ｂ及び第２押圧部２０１Ｃで磁石１１２を挟み込むことで押圧部材２０１と磁石１１２とを仮固定することができ、磁石挿入部１１４−１内への押圧部材２０１及び磁石１１２の挿入工程が簡単になる。

押圧部材２０１の第１押圧部２０１Ｂ及び第２押圧部２０１Ｃは、磁石１１２を磁石挿入部１１４−１内に挿入する際に、磁石１１２の幅方向ｗ１１２の両側で磁石１１２と湾曲面１１４−１Ｂａ及び湾曲面１１４−１Ｃａとの間に介在して、磁石１１２を磁石挿入部１１４−１内に挿入する案内部材として機能する。これにより磁石１１２は、磁石挿入部１１４−１内に、スムーズに挿入される。

さらに第１押圧部２０１Ｂは、径方向の湾曲面が形成された湾曲部（押圧部）２０１Ｂａと、平板状に形成された平板部２０１Ｂｂと、を有する。また第２押圧部２０１Ｃは、径方向の湾曲面が形成された湾曲部（押圧部）２０１Ｃａと、平板状に形成された平板部２０１Ｃｂと、を有する。本実施例では、湾曲部２０１Ｂａ及び２０１Ｃａが第１押圧部２０１Ｂ及び第２押圧部２０１Ｃにおいて連結部２０１Ａの側に設けられ、平板部２０１Ｂｂ及び２０１Ｃｂが第１押圧部２０１Ｂ及び第２押圧部２０１Ｃにおいて連結部２０１Ａの側とは反対側に設けられる。すなわち押圧部材２０１は、径方向に曲率を有する湾曲部２０１Ｂａ及び２０１Ｃａを有する。

図７Ａに示すように、押圧部材２０１は、第１押圧部２０１Ｂの湾曲部２０１Ｂａが磁石１１２の側面１１２Ｂと磁気的空隙部１１４−１Ｂの湾曲面１１４−１Ｂａとに接触する。磁石１１２が磁石挿入部１１４−１に収納された状態では、第１押圧部２０１Ｂの平板部２０１Ｂｂは磁石１１２の側面１１２Ｂに接触し、磁気的空隙部１１４−１Ｂの湾曲面１１４−１Ｂａとの間に隙間ができるように、湾曲面１１４−１Ｂａから離れた状態を維持する。

また押圧部材２０１は、第２押圧部２０１Ｃの湾曲部２０１Ｃａが磁石１１２の側面１１２Ｃと磁気的空隙部１１４−１Ｃの湾曲面１１４−１Ｃａとに接触する。磁石１１２が磁石挿入部１１４−１に収納された状態では、第２押圧部２０１Ｃの平板部２０１Ｃｂは磁石１１２の側面１１２Ｃに接触し、磁気的空隙部１１４−１Ｃの湾曲面１１４−１Ｃａとの間に隙間ができるように、湾曲面１１４−１Ｃａから離れた状態を維持する。

押圧部材２０１は、第１押圧部２０１Ｂの湾曲部２０１Ｂａが磁石１１２の側面１１２Ｂと磁気的空隙部１１４−１Ｂの湾曲面１１４−１Ｂａとに接触し、また押圧部材２０１は、第２押圧部２０１Ｃの湾曲部２０１Ｃａが磁石１１２の側面１１２Ｃと磁気的空隙部１１４−１Ｃの湾曲面１１４−１Ｃａとに接触することで、各湾曲部２０１Ｂａ，２０１Ｃａが撓む。このとき図７Ｂに示すように、押圧部材２０１は、磁気的空隙部１１４−１Ｂの湾曲面１１４−１Ｂａ及び磁気的空隙部１１４−１Ｃの湾曲面１１４−１Ｃａに、内側から外方に向かって押す力Ｆを作用させる。この力Ｆにより、押圧部材２０１は抜去力を確保する。すなわち押圧部材２０１は、回転子コア１１１内に磁石１１２を保持する抜去力を有する。押圧部材２０１は、抜去力を大きくすることにより、磁石１１２を磁石挿入部１１４−１内に固定する固定部材としての機能を持たせることができる。

このように本実施例では、押圧部材２０１により回転子コア１１１に磁石１１２を保持することができ、回転子コア１１１の運搬や製作工程を簡易化できる。また、回転子コア１１１の不良時に磁石１１２を取り外すことができ、磁石１１２を再利用できる。

図３及び図７Ａに示すように、本実施例では、回転子コア１１１は、磁石挿入部１１４−１における、押圧部材２０１の径方向の湾曲部２０１Ｂａ，２０１Ｃａと接する面（接触面）１１４−１ｂａ，１１４−１Ｃａに所定の曲率を有する湾曲部を有する。すなわち磁石挿入部１１４−１における押圧部材２０１との接触面１１４−１Ｂａ，１１４−１Ｃａは湾曲面で構成される。

この場合、磁石挿入部１１４−１の磁気的空隙部１１４−１Ｂ，１１４−１Ｃには図４の比較例における磁石押え部１１４−１Ｄ’のような磁石押え部は形成されず、このため図４の比較例における曲率部１１４−１Ｅ’のように小さな曲率半径の曲率部も形成されない。これにより、磁石挿入部１１４−１に発生する応力集中を低減することができる。

押圧部材２０１は、第１押圧部２０１Ｂと連結部２０１Ａとの間、及び第２押圧部２０１Ｃと連結部２０１Ａとの間に、くびれ部２０１Ｄを有する。或いは、くびれ部２０１Ｄは、連結部２０１Ａにおける第１押圧部２０１Ｂ側の端部及び第２押圧部２０１Ｃ側の端部のそれぞれに形成されているように、みなすこともできる。

このようにくびれ部２０１Ｄは、押圧部材２０１の、磁石１１２の軸方向ｚにおける一方の面（本実施例では面１１２Ｅ）に接する部分に形成される。すなわち押圧部材２０１は、磁石１１２の軸方向ｚの片側の面に接する部分（本実施例では連結部２０１Ａ）にくびれ部２０１Ｄを有する。くびれ部２０１Ｄは、押圧部材２０１にばね性を付与し、押圧部材２０１の抜去力を大きくすることができる。なお、くびれ部２０１Ｄは必須の構成ではなく、くびれ部２０１Ｄを設けない構成であってもよい。

本実施例では、図３に示すように、回転子コア１１１の湾曲部１１４−１Ｂａの曲率半径（第２曲率半径）Ｒ１１４−１Ｂａは、押圧部材２０１の湾曲部２０１Ｂａの曲率半径（第１曲率半径）Ｒ２０１Ｂａより、大きく形成される。また、回転子コア１１１の湾曲部１１４−１Ｃａの曲率半径（第４曲率半径）Ｒ１１４−１Ｃａは、押圧部材２０１の湾曲部２０１Ｃａの曲率半径（第３曲率半径）Ｒ２０１Ｃａより、大きく形成される。回転子コア１１１の湾曲部１１４−１Ｂａ，１１４−１Ｃａの曲率半径Ｒ１１４−１Ｂａ，Ｒ１１４−１Ｃａを押圧部材２０１の湾曲部２０１Ｂａ，２０１Ｃａの曲率半径Ｒ２０１Ｂａ，Ｒ２０１Ｃａより大きく形成することで、押圧部材２０１に構成される角部が磁石挿入部１１４−１の内壁面に接触することを防ぐことができる。

また、回転子コア１１１の湾曲部１１４−１Ｂａ，１１４−１Ｃａの曲率半径Ｒ１１４−１Ｂａ，Ｒ１１４−１Ｃａの中心Ｏ１１４−１Ｂａ，Ｏ１１４−１Ｃａは、磁石挿入部１１４−１の中心線Ｌ１１４−１の上に位置する。また、押圧部材２０１の湾曲部２０１Ｂａ，２０１Ｃａの曲率半径Ｒ２０１Ｂａ，Ｒ２０１Ｃａの中心Ｏ２０１Ｂａ，Ｏ２０１Ｃａも、磁石挿入部１１４−１の中心線Ｌ１１４−１の上に位置する。この場合、中心線Ｌ１１４−１は磁石挿入部１１４−１の厚さ方向ｔ１１４の中心を通る直線である。これにより、磁石１１２を磁石挿入部１１４−１に挿入する際に、磁石１１２の傾きを防ぐことができる。

上述した構成により、本実施例の回転子１１０では、第１押圧部２０１Ｂの径方向の湾曲部２０１Ｂａ及び磁石挿入部１１４−１の内壁面における径方向の湾曲部１１４−１Ｂａは、それぞれ第１曲率半径Ｒ２０１Ｂａ及び第２曲率半径Ｒ１１４−１Ｂａを有するように形成され、第２曲率半径Ｒ１１４−１Ｂａは第１曲率半径Ｒ２０１Ｂａよりも大きく、第１押圧部２０１Ｂの径方向の湾曲部２０１Ｂａは、第１曲率半径Ｒ２０１Ｂａの中心Ｏ２０１Ｂａと第２曲率半径Ｒ１１４−１Ｂａの中心Ｏ１１４−１Ｂａとを通る直線Ｌ１１４−１上で、磁石挿入部１１４−１の内壁面における径方向の湾曲部１１４−１Ｂａに接触する。また、第２押圧部２０１Ｃの径方向の湾曲部２０１Ｃａ及び磁石挿入部１１４−１の内壁面における径方向の湾曲部１１４−１Ｃａは、それぞれ第３曲率半径Ｒ２０１Ｃａ及び第４曲率半径Ｒ１１４−１Ｃａを有するように形成され、第４曲率半径Ｒ１１４−１Ｃａは第３曲率半径Ｒ２０１Ｃａよりも大きく、第２押圧部２０１Ｃの径方向の湾曲部２０１Ｃａは、第３曲率半径Ｒ２０１Ｃａの中心Ｏ２０１Ｃａと第４曲率半径Ｒ１１４−１Ｃａの中心Ｏ１１４−１Ｃａとを通る直線Ｌ１１４−１上で、磁石挿入部１１４−１の内壁面における径方向の湾曲部１１４−１Ｃａに接触する。なお本実施例では、第１曲率半径Ｒ２０１Ｂａと第３曲率半径Ｒ２０１Ｃａとが同じ大きさに、また第２曲率半径Ｒ１１４−１Ｂａと第４曲率半径Ｒ１１４−１Ｃａとが等しい大きさに形成されている。

図５、図８及び図９を参照して、磁石挿入部１１４−２，１１４−３及び押圧部材２０２について説明する。図８は、本発明に係る押圧部材２０２の外観を示す斜視図である。図９は、本発明に係る押圧部材２０２を用いて磁石１１２を磁石挿入部１１４−２に挿入して固定した状態を示す平面図である。なお本実施例では、磁石挿入部１１４−２及び１１４−３は回転軸１０１の中心を通る線分Ｌ１（図３参照）に対して線対称な形状を成して同形状に形成されるため、以下、磁石挿入部１１４−２について説明する。

図５に示すように、磁石挿入部１１４−２は磁石１１２の幅方向ｗ１１２において磁石収納部１１４−２Ａの両側に形成される磁気的空隙部１１４−２Ｂ及び１１４−２Ｃを有する。なお磁気的空隙部１１４−２Ｂ及び１１４−２Ｃは、異なる形状に形成されている。この場合、磁気的空隙部１１４−２Ｂを形成する回転子コア１１１の内壁面（内側面）１１４−２Ｂａは、図５の横断面上において、湾曲した形状を有する湾曲面として形成される。すなわち回転子コア１１１は、磁気的空隙部１１４−２Ｂを形成する内壁面に湾曲面（湾曲部）１１４−２Ｂａを有する。

湾曲面（湾曲部）１１４−２Ｂａは回転子コア１１１の径方向に沿う断面（図５の断面）上において湾曲することから、「径方向の湾曲面」又は「径方向の湾曲部」と呼ぶ。また湾曲面１１４−２Ｂａは、後述する押圧部材２０１，２０２の湾曲部２０１Ｂａ，２０１Ｃａ，２０２Ｂａ等と区別するため、「内壁湾曲面」又は「内壁湾曲部」と呼ぶ場合がある。

一方、磁気的空隙部１１４−２Ｃには、図４の比較例で説明した磁石押え部１１４−２Ｄ’及び曲率部１１４−２Ｅ’と同様な磁石押え部１１４−２Ｄ及び曲率部１１４−２Ｅが形成されている。

図８及び図９に示すように、押圧部材２０２は、磁石１１２の側面１１２Ｂと磁気的空隙部１１４−２Ｂの湾曲面１１４−２Ｂａとに接触する押圧部（押圧片）２０２Ｂと、押圧部２０２Ｂから折れ曲がるように形成されて押圧部２０２Ｂに連結される連結部（連結片）２０２Ａと、を一体で有する。押圧部２０２Ｂは磁石１１２の幅方向ｗ１１２における一方の側面１１２Ｂに接する押圧部であり、押圧部材２０１の第１押圧部２０１Ｂと同様に構成されることから「第１押圧部」又は「第１押圧片」と呼ぶ場合もある。

連結部２０２Ａは磁石１１２の軸方向ｚにおける一方の側面１１２Ｅに接する部分である。このため、連結部２０２Ａは「軸方向接触部」と呼ぶ場合がある。或いは、連結部２０２Ａは押圧部２０２Ｂから折れ曲がるように形成される「屈曲部」又は「屈曲片」と呼ぶ場合がある。すなわち本実施例の押圧部材２０２は、第１押圧部２０２Ｂに対して屈曲するように設けられた屈曲部２０２Ａを有する。

押圧部材２０２は、第１押圧部２０２Ｂ及び屈曲部２０２ＡによりＬ字形状を成す部材として一体に構成され、第１押圧部２０２Ｂ及び屈曲部２０２Ａは、それぞれ、磁石１１２の幅方向ｗ１１２における一方の側面１１２Ｂ及び磁石１１２の軸方向ｚにおける一方の側面１１２Ｅに接触する。押圧部材２０２はＬ字形状とすることで、押圧部材２０１の形状に比べ、体積が小さくなり低コスト化できる。

押圧部材２０２の押圧部２０２Ｂ及び磁気的空隙部１１４−２Ｂの内壁面（湾曲部）１１４−２Ｂａは、押圧部材２０１の押圧部２０１Ｂ及び磁気的空隙部１１４−１Ｂの内壁面（湾曲部）１１４−１Ｂａと同様な形状に形成され、同様な作用効果を奏する。

押圧部材２０２では、磁石１１２の幅方向ｗ１１２における片側（磁気的空隙部１１４−２Ｂ側）に、押圧部材２０１の第１押圧部２０１Ｂに相当する押圧部２０２Ｂが設けられ、反対側（磁気的空隙部１１４−２Ｃ側）には押圧部材２０１の第２押圧部２０１Ｃに相当する押圧部は設けられていない。押圧部が設けられない側では、磁石１１２は磁石押え部１１４−２Ｄにより幅方向ｗ１１２において支持され、磁石挿入部１１４−２への挿入を案内される。

さらに押圧部２０２Ｂは、径方向の湾曲面が形成された湾曲部（押圧部）２０２Ｂａと、平板状に形成された平板部２０２Ｂｂと、を有する。押圧部材２０２は第２押圧部２０１Ｃに相当する押圧部が設けられていない点で押圧部材２０１と相違し、湾曲部２０２Ｂａ及び平板部２０２Ｂｂを含む、その他の構成は押圧部材２０１と同様であり、押圧部材２０１と同様な作用効果を奏する。

また磁石挿入部１１４−２には、押圧部材２０２の径方向の湾曲部と接する面（接触面）に、所定の曲率を有する湾曲部１１４−２Ｂａが形成されており、湾曲部１１４−２Ｂａは磁石挿入部１１４−１の湾曲部１１４−１Ｂａと同様に構成され、湾曲部１１４−１Ｂａと同様の作用効果を奏する。

なお、図８に示す押圧部材２０２は、図６に示す押圧部材２０１と同様に、くびれ部２０２Ｄを有する形態としている。

上述した様に、磁石挿入部１１４−２及び１１４−３は同形状に形成される。磁石挿入部１１４−３の磁気的空隙部１１４−３Ｂ及び１１４−３Ｃは、それぞれ磁石挿入部１１４−２の磁気的空隙部１１４−２Ｂ及び１１４−２Ｃと同様に構成される。このため、磁石挿入部１１４−２及び１１４−３に対して、同形状の押圧部材２０２を用いることができる。

次に、図１０を参照して、回転子コア１１１の磁石挿入部１１４−１に磁石１１２を挿入する工程について説明する。図１０は、回転子コア１１１の磁石挿入部１１４−１に対する磁石１１２の組み付け工程を示す図である。

（Ａ）はチャックＣＫで押圧部材２０１及び磁石１１２をつかむ前の状態を示している。この状態では、押圧部材２０１の平板部２０１Ｂｂ，２０１Ｃｂは、図の上部に向かって、磁石１１２の側面との間隔ｄが大きくなるように、開いている。これにより、押圧部材２０１と磁石１１２との組み付け作業が容易になる。

（Ｂ）はチャックＣＫで押圧部材２０１及び磁石１１２をつかんだ状態を示している。このように、押圧部材２０１及び磁石１１２を一体で、磁石挿入部１１４−１に同時に挿入できるため、組み付け工数を低減することができる。また押圧部材２０１及び磁石１１２を別々に磁石挿入部１１４−１に組み付けを行うための追加の装置が不要となる。

（Ｃ）を経て（Ｄ）の状態に至る。（Ｄ）は押圧部材２０１及び磁石１１２が磁石挿入部１１４−１に挿入され、回転子コア１１１に組み付けられた状態を示す。この状態では、チャックＣＫによる押圧部材２０１及び磁石１１２の把持が解除されている。この状態では、押圧部材２０１の湾曲部２０１Ｂａ，２０１Ｃａが幅方向ｗ１１２の外側から内側に向かって押圧されることにより、押圧部材２０１の平板部２０１Ｂｂ，２０１Ｃｂが磁石１１２の側面に接触し、平板部２０１Ｂｂ，２０１Ｃｂと磁石１１２の側面との間隔ｄが０になっている（ｄ＝０）。なお上述した図３は、（Ｄ）に図示する状態を示している。

次に、図１１を参照して、回転子コア１１１の磁石挿入部１１４−２，１１４−３に磁石１１２を挿入する工程について説明する。図１１は、回転子コア１１１の磁石挿入部１１４−２，１１４−３に対する磁石１１２の組み付け工程を示す図である。

押圧部材２０２は、押圧部２０２Ｂが磁石１１２の幅方向ｗ１１２の片側に設けられているため、チャックＣＫは押圧部２０２Ｂの平板部２０２Ｂｂと磁石１１２の側面とを把持する。その他は、図１０の押圧部材２０１の場合と同様であり、図１１では、図１０（Ａ）に相当する状態のみを図示している。

図１１においても、押圧部材２０２及び磁石１１２を一体で、磁石挿入部１１４−２，１１４−３に同時に挿入でき、図１０で説明したのと同様な作用効果が得られる。

図１０及び図１１に示すように、押圧部材２０１，２０２の軸方向ｚの端部（平板部２０１Ｂｂ，２０１Ｃｂ，２０２Ｂｂ）は、少なくとも片側が、対向する磁石１１２の側面と平行に形成される。押圧部材２０１，２０２の端部２０１Ｂｂ，２０１Ｃｂ，２０２Ｂｂが、対向する磁石１１２の側面と平行に形成されることで、押圧部材２０１，２０２及び磁石１１２を磁石挿入部１１４−１，１１４−２，１１４−３に挿入する際に、押圧部材２０１，２０２及び磁石１１２を同時につかむことができる。加えて、押圧部材２０１，２０２と回転子コア１１１の磁石挿入部１１４−１，１１４−２，１１４−３の内壁面との間隔ｄ２（図７Ｂ参照）を大きくすることができ、接着剤等の樹脂を注入する場合に作業が容易となる。

回転子は主に電磁鋼板と磁石とで構成されており、電磁鋼板にスロット（磁石挿入孔１１４−１，１１４−２，１１４−２）を設けて磁石１１２を挿入する。その後、スロットに接着剤を流し込んで磁石１１２を固定する場合があるが、この工程管理が複雑になり、工数が増加する。このため、押圧部材２０１，２０２により磁石１１２の抜去力を大きくすることにより、接着剤の利用を避けることが好ましい。

以下、本発明に係る実施例の変更例について説明する。

［変更例１］
図１２を参照して、押圧部材２０１の第１変更例（変更例１）について説明する。図１２は、押圧部材２０１の第１変更例の外観を示す斜視図である。以下、上述した実施例と異なる構成について説明する。それ以外の構成は上述した実施例の構成と同様に構成することができ、上述した実施例の構成と同様な構成については上述した実施例と同様な作用効果を奏することができる。

図６では、押圧部材２０１は、第１押圧部２０１Ｂ、第２押圧部２０１Ｃ、及び連結部（連結片）２０１Ａを一体で有する構成であった。この場合、第１押圧部２０１Ｂ及び第２押圧部２０１Ｃは、径方向の湾曲面が形成された湾曲部（押圧部）２０１Ｂａ，２０１Ｃａと、平板状に形成された平板部２０１Ｂｂ，２０１Ｃｂと、を有する構成であった。

本変更例では、第１押圧部２０１Ｂ及び第２押圧部２０１Ｃは、軸方向ｚの全体が径方向の湾曲部（湾曲面）２０１Ｂａ，２０１Ｃａで構成される。すなわち、第１押圧部２０１Ｂ及び第２押圧部２０１Ｃに平板部２０１Ｂｂ，２０１Ｃｂが形成されていない。

また図１２では、本変更例では図６に示すくびれ部２０１Ｄを設けない構成としているが、くびれ部２０１Ｄを設けた構成としてもよい。

また、本変更例における第１押圧部２０１Ｂ及び第２押圧部２０１Ｃの構成（形状）は、押圧部材２０２の湾曲部（押圧部）２０２Ｂａに適用することができる。

［変更例２］
図１３を参照して、押圧部材２０１の第２変更例（変更例２）について説明する。図１３は、押圧部材２０１の第２変更例の外観を示す斜視図である。以下、上述した実施例と異なる構成について説明する。それ以外の構成は上述した実施例の構成と同様に構成することができ、上述した実施例の構成と同様な構成については上述した実施例と同様な作用効果を奏することができる。

本変更例では、第１押圧部２０１Ｂ及び第２押圧部２０１Ｃは、図６に示す径方向の湾曲部（湾曲面）２０１Ｂａ，２０１Ｃａではなく、軸方向ｚの湾曲部（湾曲面）２０１Ｂｃ，２０１Ｃｃで構成される。湾曲部（湾曲面）２０１Ｂｃ，２０１Ｃｃは、軸方向に沿う断面上において湾曲することから、「軸方向の湾曲面」又は「軸方向の湾曲部」と呼ぶ。なお本変更例では、図６の場合と同様に、第１押圧部２０１Ｂ及び第２押圧部２０１Ｃに平板部２０１Ｂｂ，２０１Ｃｂを設けている。

第１押圧部２０１Ｂ及び第２押圧部２０１Ｃは、湾曲部２０１Ｂａ，２０１Ｃａが形成されないため、軸方向ｚに垂直な横断面が直線形状になる。このため図１３では、Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄで示す部位に直線状の形状が表れている。

この場合、磁石挿入部１１４−１に径方向の内壁湾曲部１１４−１Ｂａ，１１４−１Ｃａを設けていると、直線形状を成す第１押圧部２０１Ｂ及び第２押圧部２０１Ｃの両端部の角部が内壁湾曲部１１４−１Ｂａ，１１４−１Ｃａの湾曲面に当接することになり、第１押圧部２０１Ｂ及び第２押圧部２０１Ｃが当接する内壁湾曲部１１４−１Ｂａ，１１４−１Ｃａの部位に応力集中が生じることになる。これを避けるためには、内壁湾曲部１１４−１Ｂａ，１１４−１Ｃａを湾曲させず、平面、或いは少なくとも軸方向に垂直な断面上において直線を描く面にすることが好ましい。

本変更例では、押圧部材２０１の形状が単純化され、製造が容易になるというメリットがある。

また図１３では、本変更例では図６に示すくびれ部２０１Ｄを設けない構成としているが、くびれ部２０１Ｄを設けた構成としてもよい。

また、本変更例における第１押圧部２０１Ｂ及び第２押圧部２０１Ｃの構成（形状）は、押圧部材２０２の湾曲部（押圧部）２０２Ｂａに適用することができる。この場合、内壁湾曲部１１４−２Ｂａは平面、或いは少なくとも軸方向に垂直な断面上において直線を描く面にすることが好ましい。

［変更例３］
図１４及び図１５を参照して、押圧部材２０１の第２変更例（変更例２）について説明する。図１４は、押圧部材２０１の第３変更例の外観を示す斜視図である。図１５は、変更例３における押圧部材２０１について、好ましい形態の一例を示す軸方向ｚに沿う断面図である。以下、上述した実施例と異なる構成について説明する。それ以外の構成は上述した実施例の構成と同様に構成することができ、上述した実施例の構成と同様な構成については上述した実施例と同様な作用効果を奏することができる。

本変更例では、第１押圧部２０１Ｂ及び第２押圧部２０１Ｃは、図６に示すのと同様な径方向の湾曲部（湾曲面）２０１Ｂａ，２０１Ｃａと、平板部２０１Ｂｂ，２０１Ｃｂと、径方向の湾曲部２０１Ｂａ，２０１Ｃａと平板部２０１Ｂｂ，２０１Ｃｂとの間に形成された径方向及び軸方向の湾曲部２０１Ｂｄ，２０１Ｃｄと、を有している。すなわち第１押圧部２０１Ｂは、軸方向及び径方向の両方に湾曲した湾曲部２０１Ｂｄを有する。また第１押圧部２０１Ｃは、軸方向及び径方向の両方に湾曲した湾曲部２０１Ｃｄを有する。

湾曲部２０１Ｂｄ，２０１Ｃｄは径方向に沿う断面上及び軸方向に沿う断面上の両方において湾曲することから、「径方向及び軸方向の湾曲面」又は「径方向及び軸方向の湾曲部」と呼ぶ。

湾曲部２０１Ｂｄ，２０１Ｃｄは、軸方向ｚにおいて、第１押圧部２０１Ｂ及び第２押圧部２０１Ｃの軸方向ｚにおける中央部に設けられている。すなわち湾曲部２０１Ｂｄ，２０１Ｃｄは、第１押圧部２０１Ｂ及び第２押圧部２０１Ｃの軸方向ｚにおける中心から図の上側のＬ２０１Ｂ１の範囲及び図の下側のＬ２０１Ｂ２の範囲に設けられている。この場合、第１押圧部２０１Ｂ及び第２押圧部２０１Ｃの軸方向ｚにおける中央部は、軸方向ｚにおける中心を含む、Ｌ２０１Ｂ１及びＬ２０１Ｂ２の範囲である。これにより、磁石１１２の軸方向の傾きを防ぐことができる。

図６の第１押圧部２０１Ｂ及び第２押圧部２０１Ｃにおける、径方向及び軸方向の湾曲部２０１Ｂｄ，２０１Ｃｄは、図６に示すような径方向の湾曲部２０１Ｂａ，２０１Ｃａで構成してもよく、また図１３に示すような軸方向の湾曲部２０１Ｂｃ，２０１Ｃｃで構成してもよい。

図１４では、くびれ部２０１Ｄを設けた構成としているが、くびれ部２０１Ｄを設けない構成としてもよい。

また、本変更例における第１押圧部２０１Ｂ及び第２押圧部２０１Ｃの構成（形状）は、押圧部材２０２の湾曲部（押圧部）２０２Ｂａに適用することができる。

本変更例の場合、図１５に示すように、押圧部材２０１の下端（連結部２０１Ａ側の端部）と径方向及び軸方向の湾曲部２０１Ｂｄ，２０１Ｃｄとの間に磁石ｗ１１２の幅方向ｗ１１２内側に凸となる湾曲部２０１Ｂｅ，２０１Ｃｅを形成し、この湾曲部２０１Ｂｅと２０１Ｃｅとの距離（間隔）が最短距離（間隔）ｗ２０１ＢＣとなるように押圧部材２０１を形成している。すなわち、押圧部材２０１は、第１押圧部２０１Ｂ及び第２押圧部２０１Ｃを一体で有し、磁石１１２の幅方向ｗ１１２における第１押圧部２０１Ｂと第２押圧部２０１Ｃとの最短距離（間隔）ｗ２０１ＢＣが磁石１１２の幅ｗ１１２（図３参照）より小さく形成される。

上述した実施例及びその変更例に係る回転電機の回転子１１０は、
磁石１１２と、回転子１１０の回転軸１０１の軸方向ｚに磁石１１２が挿入される磁石挿入部１１４−１，１１４−２，１１４−３を有する回転子コア１１１と、磁石１１２と磁石挿入部１１４−１，１１４−２，１１４−３の内壁面１１４−１Ｂａ，１１４−１Ｃａ，１１４−２Ｂａ（１１４−３の内壁面は符号指示せず）との間に配置される押圧部材２０１，２０２と、を備え、
押圧部材２０１，２０２は、軸方向ｚ及び磁石１１２の磁化方向に垂直な方向において、磁石１１２に対して一方の側方（側部）に配置される第１押圧部２０１Ｂ，２０２Ｂを有し、
前記第１押圧部２０１Ｂは、少なくとも軸方向の湾曲部２０１Ｂｃ，２０１Ｃｃ，２０１Ｂｄ，２０１Ｃｄ又は径方向の湾曲部２０１Ｂａ，２０１Ｃａ，２０１２０１Ｂｄ，２０１Ｃｄ，２０２Ｂａのいずれか一方の湾曲部を有し、
第１押圧部２０１Ｂの湾曲部は、磁石挿入部１１４−１，１１４−２，１１４−３の内壁面１１４−１Ｂａ，１１４−１Ｃａ，１１４−２Ｂａに接触している。

この場合、第１押圧部２０１Ｂ，２０２Ｂが、軸方向の湾曲部２０１Ｂｃ，２０１Ｃｃ，２０１Ｂｄ，２０１Ｃｄ又は径方向の湾曲部２０１Ｂａ，２０１Ｃａ，２０１２０１Ｂｄ，２０１Ｃｄ，２０２Ｂａのうち、少なくとも径方向の湾曲部２０１Ｂａ，２０１Ｃａ，２０１２０１Ｂｄ，２０１Ｃｄ，２０２Ｂａを有する場合に、磁石挿入部１１４−１，１１４−２，１１４−３は、第１押圧部２０１Ｂ，２０２Ｂの径方向の湾曲部２０１Ｂａ，２０１Ｃａ，２０１２０１Ｂｄ，２０１Ｃｄ，２０２Ｂａが接触する内壁面１１４−１Ｂａ，１１４−１Ｃａ，１１４−２Ｂａ（１１４−３の内壁面は符号指示せず）に、径方向の湾曲部を有するようにするとよい。

また押圧部材２０１，２０２の湾曲部２０１Ｂａ，２０１Ｃａ，２０１２０１Ｂｄ，２０１Ｃｄ，２０２Ｂａは、軸方向及び径方向の双方に形成されるようにするとよい。これにより、磁石１１２の固定と位置決めの両方の効果を高めることができる。

図１６を参照して、本発明に係る回転電機１００を搭載した電気自動車について説明する。図１６は、本発明の一実施例による回転電機１００を搭載したハイブリッド型電気自動車の概略構成を示す図である。

本実施例に係る回転電機１００は、回転電機のみの動力によって走行する純粋な電気自動車や、エンジン及び回転電機の双方によって駆動されるハイブリッド型の電気自動車に適用できるが、以下ではハイブリッド型の電気自動車を例に説明する。

車両１００には、エンジン５２０と第１回転電機１００−１と第２回転電機１００−２とバッテリ５８０とが搭載されている。バッテリ５８０は、第１回転電機１００−１や第２回転電機１００−２による駆動力が車両５００に必要な場合には、電力変換装置６００を介して第１回転電機１００−１や第２回転電機１００−２に直流電力を供給する。さらに、バッテリ５８０は、回生走行時には第１回転電機１００−１や第２回転電機１００−２から直流電力を受ける。バッテリ５８０と第１回転電機１００−１や第２回転電機１００−２との間の直流電力の授受は、電力変換装置６００を介して行われる。また、図示していないが、車両１００には低電圧電力（例えば、１４ボルト系電力）を供給するバッテリが搭載されており、以下に説明する制御回路に直流電力を供給する。

なお、第１回転電機１００−１と第２回転電機１００−２とはほぼ同じ構造を有しており、上述した回転電機１００で構成することができる。但し、上述した押圧部材２０１，２０２に係る構造は、第１回転電機１００−１と第２回転電機１００−２の双方が備えている必要はなく、一方だけが備えていてもよい。

エンジン５２０及び第１回転電機１００−１や第２回転電機１００−２による回転トルクは、変速機５３０とデファレンシャルギア５６０を介して前輪５１０に伝達される。変速機５３０は、変速機制御装置５３４により制御される。エンジン５２０は、エンジン制御装置５２４により制御される。バッテリ５８０は、バッテリ制御装置５８４により制御される。変速機制御装置５３４、エンジン制御装置５２４、バッテリ制御装置５８４、電力変換装置６００及び統合制御装置５７０は、通信回線５７４によって互いに接続されている。

統合制御装置５７０は、変速機制御装置５３４、エンジン制御装置５２４、電力変換装置６００及びバッテリ制御装置５８４よりも上位の制御装置であり、変速機制御装置５３４、エンジン制御装置５２４、電力変換装置６００及びバッテリ制御装置５８４の各状態を表す情報を、通信回線５７４を介してそれらからそれぞれ受け取る。統合制御装置５７０は、取得したそれらの情報に基づき各装置への制御指令を演算する。演算された制御指令は、通信回線５７４を介してそれぞれの装置へ送信される。

バッテリ５８０は、リチウムイオン電池又はニッケル水素電池などの２次電池で構成され、２５０ボルトから６００ボルト、又はそれ以上の高電圧の直流電力を出力する。バッテリ制御装置５８４は、バッテリ５８０の充放電状況やバッテリ５８０を構成する各単位セル電池の状態を、通信回線５７４を介して統合制御装置５７０に出力する。

統合制御装置５７０は、バッテリ制御装置５８４からの情報に基づいてバッテリ５８０の充電が必要と判断すると、電力変換装置６００に発電運転の指示を出す。また、統合制御装置５７０は、主に、エンジン５２０、第１回転電機１００−１及び第２回転電機１００−２の出力トルクの管理と、エンジン５２０の出力トルクと第１回転電機１００−１及び第２回転電機１００−２の出力トルクとの総合トルクやトルク分配比の演算処理を行い、この演算処理結果に基づく制御指令を、変速機制御装置５３４、エンジン制御装置５２４及び電力変換装置６００へ送信する。電力変換装置６００は、統合制御装置５７０からのトルク指令に基づき、指令通りのトルク出力又は発電電力が発生するように第１回転電機１００−１及び第２回転電機１００−２を制御する。

電力変換装置６００には、第１回転電機１００−１及び第２回転電機１００−２を運転するためのインバータ回路を構成するパワー半導体が設けられている。電力変換装置６００は、統合制御装置５７０からの指令に基づきパワー半導体のスイッチング動作を制御する。このパワー半導体のスイッチング動作により、第１回転電機１００−１と第２回転電機１００−２は、電動機として又は発電機として運転される。

第１回転電機１００−１と第２回転電機１００−１を電動機として運転する場合は、高電圧のバッテリ５８０からの直流電力が電力変換装置６００のインバータの直流端子に供給される。電力変換装置６００は、パワー半導体のスイッチング動作を制御して、供給された直流電力を３相交流電力に変換し、変換した電力を第１回転電機１００−１と第２回転電機１００−２に供給する。一方、第１回転電機１００−１と第２回転電機１００−２を発電機として運転する場合には、第１回転電機１００−１及び第２回転電機１００−１の回転子が外部から加えられる回転トルクで回転駆動され、第１回転電機１００−１及び第２回転電機１００−２の固定子巻線に３相交流電力が発生する。発生した３相交流電力は、電力変換装置６００で直流電力に変換され、この直流電力がバッテリ５８０に供給されることにより、高電圧のバッテリ１８０が充電される。

本実施例の回転電機１００では、回転子コア１１１の強度低下を抑制し、高回転速度化を実現できる。その結果、本実施例の回転電機１００は、高回転速度化による小型化を実現できる。本実施例の回転電機１００は、小型化及び低コスト化が可能であり、自動車主機用モータに適用するのに好適である。本実施例の回転電機１００を自動車主機用モータに適用した場合、e-Axle（モータ、インバータ及び減速機を一体化したトラクションユニット）の観点では、モータの小型化により車内の配置自由度が増えるだけでなく、２モータ化などシステムのバリエーションを増やすことができる。

なお、本発明は、上記の実施例に限定されるものではなく、様々な変形が可能である。例えば、上記の実施例は、本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、本発明は、必ずしも説明した全ての構成を備える態様に限定されるものではない。また、実施例の構成の一部について、削除したり、他の構成を追加したりすることが可能である。

１００…回転電機、１１０…回転子、１１２…磁石、１１２Ｂ，１１２Ｃ…磁石１１２の幅方向ｗ１１２における側面、１１２Ｅ…磁石１１２の軸方向ｚにおける側面、１１４−１，１１４−２，１１４−３…磁石挿入部、１１４−１Ｂａ…磁石挿入部１１４−１の内壁面における径方向の湾曲部、１１４−１Ｃａ…磁石挿入部１１４−１の内壁面における径方向の湾曲部、１３０…固定子、１３２…固定子コア、１４０…ハウジング、２０１…押圧部材、２０１Ａ…屈曲部、２０１Ｂ…第１押圧部、２０１Ｂａ…第１押圧部２０１Ｂにおける径方向の湾曲部、２０１Ｃ…第２押圧部、２０１Ｃａ…第２押圧部２０１Ｃの径方向の湾曲部、２０２…押圧部材、２０２Ａ…屈曲部、２０２Ｂ…第１押圧部、Ｇｐ…空隙、Ｌ１１４−１…Ｏ１１４−１ＢａとＯ２０１Ｂａとを通る直線、Ｏ１１４−１Ｂａ…第２曲率半径Ｒ１１４−１Ｂａの中心、Ｏ２０１Ｂａ…第１曲率半径Ｒ２０１Ｂａの中心、Ｒ１１４−１Ｂａ…第２曲率半径（湾曲部１１４−１Ｂａの曲率半径）、Ｒ２０１Ｂａ…第１曲率半径（湾曲部２０１Ｂａの曲率半径）、ｗ１１２…磁石１１２の幅方向、ｚ…軸方向。

Claims (10)

1. 回転電機の回転子であって、
   磁石と、
   当該回転子の回転軸の軸方向に前記磁石が挿入される磁石挿入部を有する回転子コアと、
   前記磁石と前記磁石挿入部の内壁面との間に配置される押圧部材と、を備え、
   前記押圧部材は、軸方向及び前記磁石の磁化方向に垂直な方向において、前記磁石に対して一方の側方に配置される第１押圧部を有し、
   前記第１押圧部は、少なくとも軸方向の湾曲部又は径方向の湾曲部のいずれか一方の湾曲部を有し、
   前記第１押圧部の前記湾曲部は、前記磁石挿入部の前記内壁面に接触している回転電機の回転子。
2. 請求項１に記載の回転電機の回転子において、
   前記押圧部材は、前記第１押圧部に対して屈曲するように設けられた屈曲部を有する回転電機の回転子。
3. 請求項２に記載の回転電機の回転子において、
   前記第１押圧部は、軸方向の湾曲部又は径方向の湾曲部のうち、少なくとも前記径方向の湾曲部を有し、
   前記磁石挿入部は、前記第１押圧部の前記径方向の湾曲部が接触する内壁面に、径方向の湾曲部を有する回転電機の回転子。
4. 請求項３に記載の回転電機の回転子において、
   前記第１押圧部の前記径方向の湾曲部及び前記磁石挿入部の内壁面における前記径方向の湾曲部は、それぞれ第１曲率半径及び第２曲率半径を有するように形成され、
   前記第２曲率半径は前記第１曲率半径よりも大きく、
   前記第１押圧部の前記径方向の湾曲部は、前記第１曲率半径の中心と前記第２曲率半径の中心とを通る直線上で、前記磁石挿入部の内壁面における前記径方向の湾曲部に接触する回転電機の回転子。
5. 請求項２に記載の回転電機の回転子において、
   前記押圧部材は、軸方向及び前記磁石の磁化方向に垂直な方向において、前記第１押圧部が配置される側方とは反対側の、前記磁石の側方に配置される第２押圧部を有し、
   前記第２押圧部は、少なくとも軸方向の湾曲部又は径方向の湾曲部のいずれか一方の湾曲部を有する回転電機の回転子。
6. 請求項５に記載の回転電機の回転子において、
   前記第２押圧部は、軸方向の湾曲部又は径方向の湾曲部のうち、少なくとも前記径方向の湾曲部を有し、
   前記磁石挿入部は、前記第２押圧部の前記径方向の湾曲部が接する前記磁石挿入部の内壁面に、径方向の湾曲部を有する回転電機の回転子。
7. 請求項５に記載の回転電機の回転子において、
   前記押圧部材の前記屈曲部は、前記第２押圧部に対して屈曲するように設けられ、
   前記押圧部材は、前記第１押圧部、前記第２押圧部、及び前記屈曲部が一体に構成され、
   前記第１押圧部、前記第２押圧部、及び前記屈曲部は、それぞれ、前記磁石の幅方向における一方の側面、前記磁石の幅方向における他方の側面、及び前記磁石の軸方向における一方の側面に接触して、前記磁石に保持されるように前記磁石に組み付けられている回転電機の回転子。
8. 請求項２に記載の回転電機の回転子において、
   前記押圧部材は、前記第１押圧部及び前記屈曲部によりＬ字形状を成す部材として一体に構成され、
   前記第１押圧部及び前記屈曲部は、それぞれ、前記磁石の幅方向における一方の側面及び前記磁石の軸方向における一方の側面に接触する回転電機の回転子。
9. 請求項２に記載の回転電機の回転子において、
   前記第１押圧部は、軸方向及び径方向の両方に湾曲した湾曲部を有する回転電機の回転子。
10. 固定子コアを有する固定子と、前記固定子コアの内周側に空隙を介して回転可能に配置された回転子と、前記固定子及び前記回転子を内包するハウジングとを備え、
    前記回転子として請求項１に記載の回転電機の回転子を備える回転電機。

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