JP2022139323A - ロータ、回転電機、ロータの製造方法および磁石 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、寸法制度に優れた磁石により、磁石と磁石挿入孔との間に発生する隙間を解消し、トルクや出力等の性能を向上したロータ、回転電機、ロータの製造方法および磁石を提供する。【解決手段】本発明のロータ４は、ロータコア２１と、ロータコア２１に設けられた磁石挿入孔２５に圧入される磁石２２と、を備え、磁石２２は、硬磁性体５１と、硬磁性体５１に積層され、ロータコア２１の径方向外側に配され、軟磁性体を含む樹脂層５２と、を有し、樹脂層５２は、挿入方向に交差する方向に延びる溝部を有する。【選択図】図３

Description

本発明は、ロータ、回転電機、ロータの製造方法および磁石に関する。

永久磁石が内部に埋設されたロータコアを有する磁石埋込型回転電機（いわゆるＩＰＭモータ。ＩＰＭ：Ｉｎｔｅｒｉｏｒ Ｐｅｒｍａｎｅｎｔ Ｍａｇｎｅｔ）が知られている。磁石埋込型回転電機に用いられるロータでは、永久磁石を安定的に固定する構造を有する技術が種々提案されている。

例えば、特許文献１には、ロータコアの磁石挿入孔と永久磁石とを接着剤で固定する方法が開示されている。当該接着剤には、軟磁性材として、鉄粉が混合されている。
特許文献２には、永久磁石の表面に樹脂材料からなる皮膜層を設けた磁石を、樹脂材料が溶融する溶融温度以上に加熱したロータコアの磁石挿入孔に挿入する構成が開示されている。

特許第５７４８９１１号公報 特開２０１５－０８９１６９号公報

しかしながら、特許文献１に記載の方法では、磁石挿入孔と永久磁石との隙間に接着材を注入する際に、磁石の両脇部に鉄粉入り樹脂が漏れてトルク密度低下につながるおそれがあった。
また、特許文献２に記載の方法では、樹脂材料として、熱硬化性および絶縁性を有するエポキシ樹脂等を用いて、永久磁石をロータコアに対して強固に固定している。しかしながら、モータのさらなる高回転化を図るためには、樹脂層の剥離により永久磁石と磁石挿入孔との間に隙間が生じるおそれがあった。

そこで本発明は、寸法制度に優れた磁石により、磁石と磁石挿入孔との間に発生する隙間を解消し、トルクや出力等の性能を向上したロータ、回転電機、ロータの製造方法および磁石を提供する。

［１］本発明の一態様に係るロータ（例えば、実施形態におけるロータ４）は、ロータコア（例えば、実施形態におけるロータコア２１）と、前記ロータコアに設けられた磁石挿入孔（例えば、実施形態における磁石挿入孔２５）に圧入される磁石（例えば、実施形態における磁石２２）と、を備え、前記磁石は、硬磁性体（例えば、実施形態における硬磁性体５１）と、前記硬磁性体に積層され、前記ロータコアの径方向外側に配され、軟磁性体を含む樹脂層（例えば、実施形態における樹脂層５２）と、を有し、前記樹脂層は、挿入方向に交差する方向に延びる溝部（例えば、実施形態における溝部５３）を有することを特徴とする。

［２］本発明の一態様に係るロータにおいて、前記樹脂層は、表面が挿入方向の下流から上流に向かって広がるように傾斜する傾斜部（例えば、実施形態における傾斜部５４）を有してもよい。

［３］本発明の一態様に係るロータにおいて、前記樹脂層は、発泡剤を含んでもよい。

［４］本発明の一態様に係るロータにおいて、前記樹脂層は、半硬化樹脂でもよい。

［５］本発明の一態様に係るロータにおいて、前記磁石挿入孔は、前記ロータコアの中心軸に向けて凸となる円弧状に設けられ、前記磁石は、前記磁石挿入孔と同等の円弧中心を有する円弧状に設けられてもよい。

［６］本発明の他の態様に係る回転電機（例えば、実施形態における回転電機１）は、上記［１］から［５］のいずれか一項に記載のロータと、前記ロータに対して前記径方向外側に隙間をあけて配置されるステータと、を備えることを特徴とする。

［７］本発明の他の態様に係るロータの製造方法は、ロータコアと、前記ロータコアに設けられた磁石挿入孔に圧入される磁石と、を備えたロータの製造方法であって、前記磁石は、硬磁性体と、前記硬磁性体に積層され、前記ロータコアの径方向外側に配され、軟磁性体を含む樹脂層と、を有し、前記樹脂層は、挿入方向に交差する方向に溝部を有し、前記硬磁性体を前記磁石挿入孔の径方向内側面に接触させるとともに、前記樹脂層の少なくとも一部を前記磁石挿入孔の径方向外側面に接触させながら、前記磁石を前記磁石挿入孔に圧入する磁石挿入工程（例えば、実施形態における磁石挿入工程Ｓ２）と、を有することを特徴とする。

［８］本発明の他の態様に係るロータの製造方法は、ロータコアと、前記ロータコアに設けられた磁石挿入孔に圧入される磁石と、を備えたロータの製造方法であって、前記磁石は、硬磁性体と、前記硬磁性体に積層され、前記ロータコアの径方向外側に配され、軟磁性体を含む樹脂層と、を有し、前記樹脂層は、挿入方向に交差する方向に溝部を有し、前記磁石挿入孔の周面のうち、少なくとも前記磁石挿入孔の径方向外側面を所定温度まで加熱する磁石挿入孔加熱工程（例えば、実施形態における磁石挿入孔加熱工程Ｓ１）と、前記磁石挿入孔加熱工程の後に、前記硬磁性体を前記磁石挿入孔の径方向内側面に接触させるとともに、前記樹脂層の少なくとも一部を前記磁石挿入孔の径方向外側面に接触させながら、前記磁石を前記磁石挿入孔に圧入する磁石挿入工程と、を有することを特徴とする。

［９］本発明の他の態様に係るロータの製造方法において、前記樹脂層は、発泡剤を含み、前記磁石挿入工程の後に、前記ロータコアを加熱して、前記発泡剤を発泡させる加熱発泡工程（例えば、実施形態における加熱発泡工程Ｓ３）と、を有してもよい。

［１０］本発明の他の態様に係るロータの製造方法において、前記樹脂層は、表面が挿入方向の下流から上流に向かって広がるように傾斜する傾斜部を有し、前記磁石挿入工程は、前記傾斜部から前記磁石挿入孔に圧入してもよい。

［１１］本発明の他の態様に係るロータの製造方法において、前記樹脂層は、半硬化樹脂でもよい。

［１２］本発明の他の態様に係る磁石は、ロータコアを有するロータにおいて、前記ロータコアに設けられた磁石挿入孔に圧入される磁石であって、硬磁性体と、前記硬磁性体に積層され、前記ロータコアの径方向外側に配され、軟磁性体を含む樹脂層と、を有し、前記樹脂層は、挿入方向に交差する方向に延びる溝部を有することを特徴とする。

上記［１］の構成において、磁石には、挿入方向に交差する方向に溝部を有する樹脂層が形成されているため、磁石は、溝部と溝部との間の樹脂層を削りながら磁石挿入孔に圧入される。そのため、上記構成は、挿入方向に交差する方向に溝部を有さない樹脂層を備える磁石に比べて、磁石を磁石挿入孔に圧入することができる。そして、磁石の硬磁性体と磁石挿入孔との隙間に、軟磁性体を含む樹脂層が介在するため、接着材を含有する樹脂を注入する方式のように、磁石の両脇部に樹脂が漏れることがなく、トルク密度の低下を抑制することができる。

上記構成によれば、磁石は、溝部と溝部との間の樹脂層を削りながら磁石挿入孔に圧入されるとともに、樹脂層の残部（削りカス）が上流の溝部に入り込むので、かじりを抑制することができる。また、樹脂層の残部が上流の溝部に入り込むことにより、樹脂層の残部による塵埃の発生を抑制することができる。

上記［２］の構成において、樹脂層は、表面が挿入方向の下流から上流に向かって広がるように傾斜する傾斜部を有しているため、磁石の挿入方向の下流側の端部を磁石挿入孔に容易に導くことができ、磁石を磁石挿入孔に圧入する作業を容易に行うことができる。

上記［３］の構成において、樹脂層は、発泡剤を含むため、発泡剤を発泡させることにより、樹脂層を膨張させて、磁石の硬磁性体と、磁石挿入孔との間に生じる隙間を低減することができる。また、発泡剤が発泡することにより、樹脂層を膨張させて、樹脂層に形成された溝部や傾斜部を埋めることができる。

上記［４］の構成において、樹脂層は、半硬化樹脂であるため、硬度の高い樹脂を用いる場合に比べて、磁石挿入孔への磁石の圧入を容易に行うことができる。

上記［５］の構成において、磁石挿入孔および磁石は、円弧状に設けられている。そのため、樹脂層は、磁石挿入孔の径方向外側の周面に対向する。つまり、樹脂層が円弧の内側に位置するため、磁石が磁石挿入孔に圧入される際に、樹脂層の残部が円弧の内側に入り込み、樹脂層の残部（削りカス）の飛散を抑制することができる。

上記［６］の構成において、寸法制度に優れた磁石により、磁石と磁石挿入孔との間に発生する隙間を解消したロータを有することで、トルクや出力等の性能を向上した回転電機を提供することができる。

上記［７］の構成において、磁石挿入工程では、硬磁性体を磁石挿入孔の径方向内側面に接触させるとともに、樹脂層の少なくとも一部を磁石挿入孔の径方向外側面に接触させながら磁石を圧入する。当該磁石挿入工程を有することにより、溝部と溝部との間の樹脂層を削りながら、磁石を磁石挿入孔に圧入することができる。そして、上記構成によれば、磁石の硬磁性体と磁石挿入孔との隙間に、軟磁性体を含む樹脂層が介在するため、接着材を含有する樹脂を注入する方式のように、磁石の両脇部に樹脂が漏れることがなく、トルク密度の低下を抑制することができる。

上記構成によれば、磁石は、溝部と溝部との間の樹脂層を削りながら磁石挿入孔に圧入されるとともに、樹脂層の残部（削りカス）が上流の溝部に入り込むので、かじりを抑制することができる。また、樹脂層の残部（削りカス）が上流の溝部に入り込むことにより、樹脂層の残部による塵埃の発生を抑制することができる。

上記［８］の構成において、磁石挿入孔加熱工程の後に、磁石挿入工程を有する。磁石挿入孔加熱工程により、磁石挿入孔の周面が高温になる。高温の磁石挿入孔に対して、磁石を挿入すると、樹脂層が溶けたり軟らかくなったりする。具体的に、磁石挿入孔に挿入できない樹脂層の一部は、磁石挿入孔の上流端縁で溶融し、そぎ落とされる。または、磁石挿入孔に挿入できない樹脂層の一部は、上流の溝部に入り込む。したがって、上記構成によれば、磁石の硬磁性体と磁石挿入孔との間の隙間を埋める樹脂層の厚さ考慮することなく、樹脂層を製造できるので、製造コストを抑えることができる。

上記［９］の構成において、磁石挿入工程の後に、ロータコアを加熱して、発泡剤を発泡させる加熱発泡工程を有する。発泡剤を発泡させることにより、樹脂層を膨張させて、磁石の硬磁性体と、磁石挿入孔との間に生じる隙間を低減することができる。また、発泡剤が発泡することにより、樹脂層を膨張させて、樹脂層に形成された溝部を埋めることができる。

上記［１０］の構成において、樹脂層は、表面が挿入方向の下流から上流に向かって広がるように傾斜する傾斜部を有しているため、磁石の挿入方向の下流側の端部を磁石挿入孔に容易に導くことができ、磁石を磁石挿入孔に圧入する作業を容易に行うことができる。

上記［１１］の構成において、樹脂層は、半硬化樹脂であるため、硬度の高い樹脂を用いる場合に比べて、磁石挿入孔への挿入を容易に行うことができる。

上記［１２］の構成において、磁石には、挿入方向に交差する方向に溝部を有する樹脂層が形成されているため、磁石をロータコアに設けられた磁石挿入孔に圧入する際に、溝部と溝部との間の樹脂層を削りながら磁石挿入孔に圧入することができる。そのため、上記構成は、挿入方向に交差する方向に溝部を有さない樹脂層を備える磁石に比べて、磁石挿入孔に磁石を容易に圧入することができる。そして、磁石の硬磁性体と磁石挿入孔との隙間に、軟磁性体を含む樹脂層が介在するため、接着材を含有する樹脂を注入する方式のように、磁石の両脇部に樹脂が漏れることがなく、トルク密度の低下を抑制することができる。

上記構成によれば、磁石は、溝部と溝部との間の樹脂層を削りながら磁石挿入孔に圧入されるため、樹脂層の残部（削りカス）が上流の溝部に入り込むので、かじりを抑制することができる。また、樹脂層の残部（削りカス）が上流の溝部に入り込むことにより、樹脂層の残部による塵埃の発生を抑制することができる。

本発明によれば、寸法制度に優れた磁石により、磁石と磁石挿入孔との間に発生する隙間を解消し、トルクや出力等の性能を向上したロータ、回転電機、ロータの製造方法および磁石を提供することができる。

本発明の実施形態に係る回転電機の断面図である。 本発明の実施形態に係るロータの正面図である。 図２のＩＩＩ部拡大図である。 本発明の実施形態に係る磁石の斜視図である。 本発明の実施形態に係るロータの製造方法を示すフロー図である。

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。実施形態において、ハイブリッド自動車や電気自動車等の車両に搭載される回転電機を挙げて説明する。

＜回転電機＞
図１は、実施形態に係る回転電機１の全体構成を示す概略構成図である。図１は、軸線Ｃを含む仮想平面で切断した断面を含む図である。
図１に示すように、回転電機１は、ケース２と、ステータ３と、ロータ４と、シャフト５と、を備える。

ケース２は、ステータ３およびロータ４を収容する筒状の箱形をなしている。ケース２内には、冷媒（不図示）が収容されている。ステータ３の一部は、ケース２内において冷媒に浸漬されている。例えば、冷媒としては、トランスミッションの潤滑や動力伝達等に用いられる作動油である、ＡＴＦ（Ａｕｔｏｍａｔｉｃ Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ Ｆｌｕｉｄ）等が用いられる。

シャフト５は、ケース２に回転可能に支持されている。シャフト５は、ケース２に取り付けられた軸受６を介して、ケース２に対して回転可能に支持されている。以下、シャフト５の軸線Ｃに沿う方向を「軸方向」、軸線Ｃに直交する方向を「径方向」、軸線Ｃ周りの方向を「周方向」とする。

ステータ３は、ステータコア１１と、ステータコア１１に装着された複数層のコイル１２と、を備える。
ステータコア１１は、軸線Ｃと同軸に配置された環状をなしている。ステータコア１１は、ケース２の内周面に固定されている。例えば、ステータコア１１は、電磁鋼板（ケイ素鋼板）を軸方向に複数枚積層することにより形成されている。なお、ステータコア１１は、金属磁性粉末（軟磁性粉）を圧縮成形した、いわゆる圧粉コアであってもよい。

ステータコア１１は、コイル１２が挿入されるスロット１３を有する。スロット１３は、周方向に間隔をあけて複数配置されている。コイル１２は、ステータコア１１のスロット１３に挿通された挿通部１２ａと、ステータコア１１から軸方向に突出したコイルエンド部１２ｂと、を備える。ステータコア１１は、コイル１２に電流が流れることで磁界を発生する。

＜ロータ＞
ロータ４は、ステータ３に対して径方向の内側に、間隔をあけて配置されている。ロータ４は、シャフト５に固定されている。ロータ４は、軸線Ｃ周りにシャフト５と一体で回転可能に構成されている。
ロータ４は、ロータコア２１と、磁石２２と、端面板２３と、を備える。

（ロータコア）
ロータコア２１は、軸線Ｃと同軸に配置された環状をなしている。ロータコア２１は、径方向内側においてシャフト５が圧入固定されている。ロータコア２１は、電磁鋼板（ケイ素鋼板）を軸方向に複数枚積層することにより形成されている。なお、ロータコア２１は、金属磁性粉末（軟磁性粉）を圧縮成形した、いわゆる圧粉コアであってもよい。

ロータコア２１は、ロータコア２１を軸方向に貫通する複数の磁石挿入孔２５と、エンドリブ４０と、シャフト貫通孔４５と、肉抜き部４６と、を有する。
複数の磁石挿入孔２５は、ロータコア２１の外周部において周方向に間隔をあけて配置されている。

図２は、実施形態に係るロータ４を軸方向から見た、図１のＩＩ矢視図である。図２においては、シャフト５および端面板２３などの図示を省略している。図３は、図２のＩＩＩ部拡大図である。
複数の磁石挿入孔２５は、第１磁石挿入孔３１と、第２磁石挿入孔３２と、第３磁石挿入孔３３と、を有する。図２に示すように、本実施形態において、磁石挿入孔２５は、８個設けられている。

第１磁石挿入孔３１は、軸方向から見て、ロータコア２１の中心軸に向けて凸となる円弧状に設けられている。図３に示すように、第１磁石挿入孔３１の両端部は、ロータコア２１の外周面より径方向の内側に位置している。第１磁石挿入孔３１の径方向外側には、第１端部３１Ａが設けられている。第１端部３１Ａは、第１磁石挿入孔３１の径方向外側の外周面と、第１磁石挿入孔３１の径方向内側の内周面と、を滑らかに接続する。
第１端部３１Ａと、第１磁石挿入孔３１の径方向内側の内周面と、の間には、第１凸部３１Ｄが設けられている。

第２磁石挿入孔３２は、第１磁石挿入孔３１より径方向の内側に設けられている。第２磁石挿入孔３２は、径方向に沿って延びる第１センターリブ３２Ｃを挟んで、周方向に並んで一対設けられている。一対の第２磁石挿入孔３２は、軸方向から見て、第１磁石挿入孔３１と同等な曲率および円弧中心を有する円弧状に形成されている。
第２磁石挿入孔３２の端部のうち、径方向外側には、第２外端部３２Ａが設けられている。第２磁石挿入孔３２の端部のうち、径方向内側には、第２内端部３２Ｂが設けられている。一対の第２内端部３２Ｂの周方向内側には、第１センターリブ３２Ｃが設けられている。第２外端部３２Ａおよび第２内端部３２Ｂは、第２磁石挿入孔３２の径方向外側の外周面と、第２磁石挿入孔３２の径方向内側の内周面と、を滑らかに接続する。
第２外端部３２Ａと、第２磁石挿入孔３２の径方向内側の内周面と、の間には、第２凸部３２Ｄが設けられている。

第３磁石挿入孔３３は、第２磁石挿入孔３２より径方向の内側に設けられている。第３磁石挿入孔３３は、径方向に沿って延びる第２センターリブ３３Ｃを挟んで、周方向に並んで一対設けられている。一対の第３磁石挿入孔３３は、軸方向から見て、第１磁石挿入孔３１および第２磁石挿入孔３２と同等な曲率および円弧中心を有する円弧状に形成されている。
第３磁石挿入孔３３の端部のうち、径方向外側には、第３外端部３３Ａが設けられている。第３磁石挿入孔３３の端部のうち、径方向内側には、第３内端部３３Ｂが設けられている。一対の第３内端部３３Ｂの周方向内側には、第２センターリブ３３Ｃが設けられている。第３外端部３３Ａおよび第３内端部３３Ｂは、第３磁石挿入孔３３の径方向外側の外周面と、第３磁石挿入孔３３の径方向内側の内周面と、を滑らかに接続する。
第３外端部３３Ａと、第３磁石挿入孔３３の径方向内側の内周面と、の間には、第３凸部３３Ｄが設けられている。

エンドリブ４０は、磁石挿入孔２５の径方向外側に位置する第１端部３１Ａ、第２外端部３２Ａおよび第３外端部３３Ａよりも径方向の外側に設けられている。エンドリブ４０は、第１エンドリブ４１と、第２エンドリブ４２と、第３エンドリブ４３と、を有する。軸方向から見て、第１エンドリブ４１、第２エンドリブ４２、および第３エンドリブ４３の径方向に沿う厚みは、それぞれ同等に設けられている。

第１エンドリブ４１は、ロータコア２１の外周面と、第１磁石挿入孔３１の第１端部３１Ａとの間に設けられている。第２エンドリブ４２は、ロータコア２１の外周面と、第２磁石挿入孔３２の第２外端部３２Ａとの間に設けられている。第３エンドリブ４３は、ロータコア２１の外周面と、第３磁石挿入孔３３の第３外端部３３Ａとの間に設けられている。

図２に示すように、シャフト貫通孔４５は、磁石挿入孔２５より径方向内側に設けられている。シャフト貫通孔４５は、ロータコア２１を軸方向に貫通している。シャフト貫通孔４５は、軸線Ｃと同軸上に設けられている。シャフト貫通孔４５は、シャフト５が挿入されている（図１参照）。シャフト５は、例えばシャフト貫通孔４５に圧入されて固定されている。

図２に示すように、肉抜き部４６は、径方向において、磁石挿入孔２５とシャフト貫通孔４５との間に設けられている。肉抜き部４６は、ロータコア２１を軸方向に貫通している。肉抜き部４６は、周方向に隣り合う磁石挿入孔２５の間に設けられている。軸方向から見て、肉抜き部４６は、径方向の外側に頂部を有する三角形状に形成されている。肉抜き部４６の内部は、例えばねじ部材（不図示）が貫通できるように形成されている。
肉抜き部４６を設けることで、ロータコア２１の軽量化ができる。肉抜き部４６は、フラックスバリアとして機能する。

（端面版）
端面板２３は、ロータコア２１に対して軸方向の両端部に配置されている。端面板２３は、少なくとも複数の磁石挿入孔２５を覆っていればよい。端面板２３は、ロータコア２１の軸方向の外端面に当接している。端面板２３は、シャフト５に圧入されて固定されている。

＜磁石＞
図４は、磁石２２の斜視図である。
磁石２２は、磁石挿入孔２５に圧入されている。磁石２２は、硬磁性体５１と、硬磁性体５１に積層された樹脂層５２と、を有している。
磁石２２は、第１磁石挿入孔３１、第２磁石挿入孔３２，および第３磁石挿入孔３３のそれぞれと同等な曲率および円弧中心を有する円弧状に形成されている。
以下、磁石２２の説明において、磁石２２を磁石挿入孔２５に挿入する（圧入する）際の挿入方向の下流を「第１側」と、磁石２２を磁石挿入孔２５に挿入する（圧入する）際の挿入方向の上流を「第２側」と、称することがある。

硬磁性体５１は、永久磁石で形成されている。硬磁性体５１は、磁石挿入孔２５の径方向内側に位置する。磁石２２が有する硬磁性体５１および樹脂層５２のうち、少なくとも硬磁性体５１は、第１磁石挿入孔３１、第２磁石挿入孔３２，および第３磁石挿入孔３３と同等な曲率および円弧中心を有する円弧状に形成されていればよい。硬磁性体５１の周方向外側の端部は、第１凸部３１Ｄ、第２凸部３２Ｄ、および第３凸部３３Ｄに接している。

樹脂層５２は、磁石２２は、磁石挿入孔２５に圧入された状態で、円弧状の磁石挿入孔２５の径方向外側の周面に対向する。本実施形態において、樹脂層５２は、磁石挿入孔２５の円弧の内側に位置する。
樹脂層５２は、磁石挿入孔２５への挿入方向に交差する方向に延びる溝部５３を有する。本実施形態において、溝部５３は、直線状に設けられている。溝部５３は、挿入方向に交差する方向に延びていればよく、らせん状に設けられてもよい。溝部５３は、硬磁性体５１の表面に向かって樹脂層５２をＵ字状に凹ませている。溝部５３の凹み深さは、磁石２２の第１側から第２側に向けて漸次深くなっている。溝部５３は、樹脂層５２の表面を削ることで形成してもよいし、金型に凹凸を設けることで、樹脂層５２の成形と同時に溝部５３を形成してもよい。

樹脂層５２は、表面が挿入方向の下流から上流に向かって広がるように傾斜する傾斜部５４を有する。傾斜部５４は、少なくとも磁石２２の第１側に設けられていればよい。樹脂層５２のうち、傾斜部５４が設けられている箇所は、溝部５３が削り取られている。傾斜部５４は、樹脂層５２の表面を削ることで形成してもよいし、金型に凹凸を設けることで、樹脂層５２の成形と同時に傾斜部５４を形成してもよい。溝部５３と傾斜部５４とを形成する順番は問わない。

樹脂層５２は、半硬化樹脂で形成されている。半硬化樹脂は、熱可塑性樹脂または熱硬化性樹脂であることが好ましく、熱可塑性樹脂であることがより好ましい。本実施形態において、半硬化樹脂として、熱可塑性エポキシ樹脂等を用いることができる。
樹脂層５２は、半硬化樹脂中に、発泡剤を含む。発泡剤は、加熱により発泡する組成を有していればよい。

＜ロータの製造方法＞
次に、上述したロータ４の製造方法について説明する。図５は、ロータ４の製造方法を示すフロー図である。
図５に示すように、ロータ４の製造方法は、磁石挿入孔加熱工程Ｓ１と、磁石挿入工程Ｓ２と、加熱発泡工程Ｓ３と、を有する。

磁石挿入孔加熱工程Ｓ１は、磁石挿入孔２５の周面のうち、少なくとも磁石挿入孔２５の径方向外側の外周面を所定温度まで加熱する工程である。本実施形態において、所定温度とは、樹脂層５２が軟化または溶解する温度であればよい。

磁石挿入工程Ｓ２は、磁石挿入孔加熱工程Ｓ１の後に実施する工程である。磁石挿入工程Ｓ２は、硬磁性体５１を磁石挿入孔２５の径方向内側面に接触させるとともに、樹脂層５２の少なくとも一部を磁石挿入孔２５の径方向外側面に接触させながら、磁石２２を磁石挿入孔２５に圧入する工程である。本実施形態において、磁石２２は、樹脂層５２に傾斜部５４が設けられている第１側から磁石挿入孔２５に進入させる。

加熱発泡工程Ｓ３は、磁石挿入工程Ｓ２の後に実施する工程である。加熱発泡工程Ｓ３は、ロータコア２１を加熱して、樹脂層５２に含まれる発泡剤を発泡させる工程である。加熱発泡工程Ｓ３において、ロータコア２１ではなく、磁石２２を加熱して、樹脂層５２に含まれる発泡剤を発泡させてもよい。発泡剤の含有量は特に限定されないが、発泡剤は、例えば、溝部５３および傾斜部５４と、磁石挿入孔２５との間の隙間を埋める量が含有されていてもよい。

本実施形態において、ロータ４の製造方法は、磁石挿入孔加熱工程Ｓ１と、磁石挿入工程Ｓ２と、加熱発泡工程Ｓ３と、を有する構成について説明したが、これに限られない。ロータ４の製造方法は、少なくとも磁石挿入工程Ｓ２を有していればよい。この場合、溝部５３と溝部５３との間の樹脂層５２を削りながら、磁石２２を磁石挿入孔２５に圧入する。
また、ロータ４の製造方法は、磁石挿入孔加熱工程Ｓ１と、磁石挿入工程Ｓ２と、をこの順で有する構成でもよく、磁石挿入工程Ｓ２と、加熱発泡工程Ｓ３と、をこの順で有する構成でもよい。

（作用効果）
上記実施形態において、磁石２２には、挿入方向に交差する方向に溝部５３を有する樹脂層５２が形成されているため、ロータコア２１に設けられた磁石挿入孔２５に磁石２２を圧入する際に、溝部５３と溝部５３との間の樹脂層５２を削りながら磁石挿入孔２５に圧入することができる。そのため、上記実施形態によれば、挿入方向に交差する方向に溝部５３を有さない樹脂層５２を備える磁石２２に比べて、磁石挿入孔２５に磁石２２を容易に圧入することができる。そして、磁石２２の硬磁性体５１と磁石挿入孔２５との隙間に、軟磁性体を含む樹脂層５２が介在するため、接着材を含有する樹脂を注入する方式のように、磁石２２の両脇部に樹脂が漏れることがなく、トルク密度の低下を抑制することができる。

上記実施形態によれば、磁石２２は、溝部５３と溝部５３との間の樹脂層５２を削りながら磁石挿入孔２５に圧入されるとともに、樹脂層５２の残部（削りカス）が上流の溝部５３に入り込むので、かじりを抑制することができる。また、樹脂層５２の残部が上流の溝部５３に入り込むことにより、樹脂層５２の残部による塵埃の発生を抑制することができる。

上記実施形態において、樹脂層５２は、表面が挿入方向の下流から上流に向かって広がるように傾斜する傾斜部５４を有しているため、磁石２２の挿入方向の下流側の端部を磁石挿入孔２５に容易に導くことができ、磁石２２を磁石挿入孔２５に圧入する作業を容易に行うことができる。

上記実施形態において、樹脂層５２は、発泡剤を含むため、発泡剤を発泡させることにより、樹脂層５２を膨張させて、磁石２２の硬磁性体５１と、磁石挿入孔２５との間に生じる隙間を低減することができる。また、発泡剤が発泡することにより、樹脂層５２を膨張させて、樹脂層５２に形成された溝部５３を埋めることができる。

上記実施形態において、樹脂層５２は、半硬化樹脂であるため、硬度の高い樹脂を用いる場合に比べて、磁石挿入孔２５への磁石２２の圧入を容易に行うことができる。

上記実施形態において、磁石挿入孔２５および磁石２２は、円弧状に設けられている。そのため、樹脂層５２は、磁石挿入孔２５の径方向外側の周面に対向する。つまり、樹脂層５２が円弧の内側に位置するため、磁石２２が磁石挿入孔２５に圧入される際に、樹脂層５２の残部が円弧の内側に入り込み、樹脂層５２の残部（削りカス）の飛散を抑制することができる。

上記実施形態において、磁石挿入工程Ｓ２では、硬磁性体５１を磁石挿入孔２５の径方向内側面に接触させるとともに、樹脂層５２の少なくとも一部を磁石挿入孔２５の径方向外側面に接触させながら磁石２２を圧入する。当該磁石挿入工程Ｓ２を有することにより、溝部５３と溝部５３との間の樹脂層５２を削りながら、磁石２２を磁石挿入孔２５に圧入することができる。そして、上記実施形態によれば、磁石２２の硬磁性体５１と磁石挿入孔２５との隙間に、軟磁性体を含む樹脂層５２が介在するため、接着材を含有する樹脂を注入する方式のように、磁石２２の両脇部に樹脂が漏れることがなく、トルク密度の低下を抑制することができる。

上記実施形態によれば、磁石２２は、溝部５３と溝部５３との間の樹脂層５２を削りながら磁石挿入孔２５に圧入されるとともに、樹脂層５２の残部（削りカス）が上流の溝部５３に入り込むので、かじりを抑制することができる。また、樹脂層５２の残部（削りカス）が上流の溝部５３に入り込むことにより、樹脂層５２の残部による塵埃の発生を抑制することができる。

上記実施形態において、磁石挿入孔加熱工程Ｓ１の後に、磁石挿入工程Ｓ２を有する。磁石挿入孔加熱工程Ｓ１により、磁石挿入孔２５の周面が高温になる。高温の磁石挿入孔２５に対して、磁石２２を挿入すると、樹脂層５２が溶けたり軟らかくなったりする。
磁石挿入孔２５に挿入できない樹脂層５２の一部は、磁石挿入孔２５の上流端縁で溶融し、そぎ落とされる。または、磁石挿入孔２５に挿入できない樹脂層５２の一部は、上流の溝部５３に入り込む。したがって、上記実施形態によれば、磁石２２の硬磁性体５１と磁石挿入孔２５との間の隙間を埋める樹脂層５２の厚さ考慮することなく、樹脂層５２を製造できるので、製造コストを抑えることができる。

上記実施形態において、磁石挿入工程Ｓ２の後に、ロータコア２１を加熱して、発泡剤を発泡させる加熱発泡工程Ｓ３を有する。発泡剤を発泡させることにより、樹脂層５２を膨張させて、磁石２２の硬磁性体５１と、磁石挿入孔２５との間に生じる隙間を低減することができる。また、発泡剤が発泡することにより、樹脂層５２を膨張させて、樹脂層５２に形成された溝部５３や傾斜部５４を埋めることができる。

上記実施形態において、樹脂層５２は、表面が挿入方向の下流から上流に向かって広がるように傾斜する傾斜部５４を有しているため、磁石２２の挿入方向の下流側（第１側）の端部を磁石挿入孔２５に容易に導くことができ、磁石２２を磁石挿入孔２５に圧入する作業を容易に行うことができる。

上記実施形態において、樹脂層５２は、半硬化樹脂であるため、硬度の高い樹脂を用いる場合に比べて、磁石挿入孔２５への挿入を容易に行うことができる。

上述の通り、本実施形態によれば、寸法制度に優れた磁石２２により、磁石２２と磁石挿入孔２５との間に発生する隙間を解消したロータ４、回転電機１、ロータ４の製造方法および磁石２２を提供することができるとともに、トルクや出力等の回転電機１の性能を向上することができる。

以上、本発明の好ましい実施形態を説明したが、本発明はこれらに限定されることはなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、構成の付加、省略、置換、およびその他の変更が可能であり、上述した変形例を適宜組み合わせることも可能である。

１…回転電機、２…ケース、３…ステータ、４…ロータ、５…シャフト、６…軸受、１１…ステータコア、１２…コイル、１２ａ…挿通部、１２ｂ…コイルエンド部、１３…スロット、２１…ロータコア、２２…磁石、２３…端面板、２５…磁石挿入孔、３１…第１磁石挿入孔、３１Ａ…第１端部、３１Ｄ…第１凸部、３２…第２磁石挿入孔、３２Ａ…第２外端部、３２Ｂ…第２内端部、３２Ｃ…第１センターリブ、３２Ｄ…第２凸部、３３…第３磁石挿入孔、３３Ａ…第３外端部、３３Ｂ…第３内端部、３３Ｃ…第２センターリブ、３３Ｄ…第３凸部、４０…エンドリブ、４１…第１エンドリブ、４２…第２エンドリブ、４３…第３エンドリブ、４５…シャフト貫通孔、４６…肉抜き部、５１…硬磁性体、５２…樹脂層、５３…溝部、５４…傾斜部、Ｃ…軸線、Ｓ１…磁石挿入孔加熱工程、Ｓ２…磁石挿入工程、Ｓ３…加熱発泡工程

Claims (12)

1. ロータコアと、
   前記ロータコアに設けられた磁石挿入孔に圧入される磁石と、
   を備え、
   前記磁石は、
   硬磁性体と、
   前記硬磁性体に積層され、前記ロータコアの径方向外側に配され、軟磁性体を含む樹脂層と、を有し、
   前記樹脂層は、挿入方向に交差する方向に延びる溝部を有することを特徴とするロータ。
2. 前記樹脂層は、表面が挿入方向の下流から上流に向かって広がるように傾斜する傾斜部を有する請求項１に記載のロータ。
3. 前記樹脂層は、発泡剤を含む請求項１または２に記載のロータ。
4. 前記樹脂層は、半硬化樹脂である請求項１から請求項３のいずれか一項に記載のロータ。
5. 前記磁石挿入孔は、前記ロータコアの中心軸に向けて凸となる円弧状に設けられ、
   前記磁石は、前記磁石挿入孔と同等の円弧中心を有する円弧状に設けられている請求項１から請求項４のいずれか一項に記載のロータ。
6. 請求項１から請求項５のいずれか一項に記載のロータと、
   前記ロータに対して前記径方向外側に隙間をあけて配置されるステータと、
   を備えることを特徴とする回転電機。
7. ロータコアと、
   前記ロータコアに設けられた磁石挿入孔に圧入される磁石と、
   を備えたロータの製造方法であって、
   前記磁石は、
   硬磁性体と、
   前記硬磁性体に積層され、前記ロータコアの径方向外側に配され、軟磁性体を含む樹脂層と、を有し、
   前記樹脂層は、挿入方向に交差する方向に溝部を有し、
   前記硬磁性体を前記磁石挿入孔の径方向内側面に接触させるとともに、前記樹脂層の少なくとも一部を前記磁石挿入孔の径方向外側面に接触させながら、前記磁石を前記磁石挿入孔に圧入する磁石挿入工程と、
   を有することを特徴とするロータの製造方法。
8. ロータコアと、
   前記ロータコアに設けられた磁石挿入孔に圧入される磁石と、
   を備えたロータの製造方法であって、
   前記磁石は、
   硬磁性体と、
   前記硬磁性体に積層され、前記ロータコアの径方向外側に配され、軟磁性体を含む樹脂層と、を有し、
   前記樹脂層は、挿入方向に交差する方向に溝部を有し、
   前記磁石挿入孔の周面のうち、少なくとも前記磁石挿入孔の径方向外側面を所定温度まで加熱する磁石挿入孔加熱工程と、
   前記磁石挿入孔加熱工程の後に、前記硬磁性体を前記磁石挿入孔の径方向内側面に接触させるとともに、前記樹脂層の少なくとも一部を前記磁石挿入孔の径方向外側面に接触させながら、前記磁石を前記磁石挿入孔に圧入する磁石挿入工程と、
   を有することを特徴とするロータの製造方法。
9. 前記樹脂層は、発泡剤を含み、
   前記磁石挿入工程の後に、前記ロータコアを加熱して、前記発泡剤を発泡させる加熱発泡工程と、
   を有する請求項８に記載のロータの製造方法。
10. 前記樹脂層は、表面が挿入方向の下流から上流に向かって広がるように傾斜する傾斜部を有し、
    前記磁石挿入工程は、
    前記傾斜部から前記磁石挿入孔に圧入する請求項７または８に記載のロータの製造方法。
11. 前記樹脂層は、半硬化樹脂である請求項７から請求項１０のいずれか一項に記載のロータの製造方法。
12. ロータコアを有するロータにおいて、前記ロータコアに設けられた磁石挿入孔に圧入される磁石であって、
    硬磁性体と、
    前記硬磁性体に積層され、前記ロータコアの径方向外側に配され、軟磁性体を含む樹脂層と、を有し、
    前記樹脂層は、挿入方向に交差する方向に延びる溝部を有することを特徴とする磁石。

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