JP2023006397A - 回転電機 - Google Patents

Abstract

【課題】マグネットの損傷を抑えつつ、ロータコアに確実に固定することができる回転電機を提供する。【解決手段】中心軸を中心として回転可能なロータ１０と、ロータ１０の径方向外側に位置するステータと、を備え、ロータ１０は、中心軸が延びる軸方向に複数の電磁鋼板２５が積層され、複数の収容穴３０を有するロータコア２０と、複数の収容穴３０の内部にそれぞれ収容された複数のマグネット４０と、を有し、ロータコア２０は、軸方向の一方側の第１コア端面２０ａから軸方向の他方側に窪む第１凹部８０と、第１凹部８０の底面に設けられた第１かしめ部８２と、収容穴３０の内周縁が軸方向に交差する方向においてマグネット４０側に突出し、マグネット４０の側面４０ｔに突き当たる第１突出部８４と、を有する。【選択図】図６

Description

本発明は、回転電機に関する。

ロータコアとロータコアに設けられた穴に配置されたマグネットとを備える回転電機が知られている。例えば、特許文献１には、ロータコアに設けられた穴に挿入されたマグネット端部が、ロータコアのヨークを構成する積層鋼板のうち末端に位置する鋼板をかしめることによって、ロータコアに保持固定されるマグネット埋め込み型ロータが記載される。

特開２００２－６４９５１号公報

上記のような構成においては、実際には、製造公差等の理由により、ロータコアの中心軸方向において、積層鋼板の寸法がマグネットの寸法よりも大きくなる場合がある。このような場合、積層鋼板のうち中心軸方向の末端に位置する鋼板をかしめることによって中心軸方向に交差する方向に突出した部分が、マグネットに接触しなかったり、マグネットの中心軸方向の端部に突き当たってしまう。かしめた鋼板がマグネットに接触しない場合、マグネットを固定することができない。また、かしめた鋼板がマグネットの端部に突き当たる場合、マグネットが損傷してしまうことがある。このように、上記したような構成では、マグネットの損傷を抑えつつ、ロータコアに確実に固定することが難しい、という問題がある。

本発明は、上記事情に鑑みて、マグネットの損傷を抑えつつ、ロータコアに確実に固定することができる回転電機を提供することを目的の一つとする。

本発明の回転電機の一つの態様は、中心軸を中心として回転可能なロータと、前記ロータの径方向外側に位置するステータと、を備える。前記ロータは、軸方向に複数の電磁鋼板が積層され、複数の収容穴を有するロータコアと、複数の前記収容穴の内部にそれぞれ収容された複数のマグネットと、を有する。前記ロータコアは、軸方向の一方側の第１コア端面から軸方向の他方側に窪む第１凹部と、前記第１凹部の底面に設けられた第１かしめ部と、前記収容穴の内周縁が軸方向に交差する方向において前記マグネット側に突出し、前記マグネットの側面に突き当たる第１突出部と、を有する。

本発明の一つの態様によれば、マグネットの損傷を抑えつつ、ロータコアに確実に固定することができる回転電機が提供される。

図１は、一実施形態の回転電機の断面図である。 図２は、一実施形態の回転電機の一部を示す断面図であって、図１におけるＩＩ－ＩＩ断面図である。 図３は、一実施形態のロータのロータコアの一部を軸方向から見た図である。 図４は、一実施形態の一実施形態のロータコアの一部を示す斜視図である。 図５は、一実施形態のロータコアの斜視断面図である。 図６は、一実施形態のロータコアの断面図である。 図７は、一実施形態のロータコアの組立途中の状態を示す断面図である。 図８は、変形例のロータコアの断面図である。

以下、図面を参照しながら、本発明の実施形態に係る回転電機について説明する。なお、本発明の範囲は、以下の実施の形態に限定されず、本発明の技術的思想の範囲内で任意に変更可能である。また、以下の図面においては、各構成をわかりやすくするために、実際の構造と各構造における縮尺や数等を異ならせる場合がある。

各図に適宜示すＺ軸方向は、正の側を「上側」とし、負の側を「下側」とする上下方向である。各図に適宜示す中心軸Ｊは、Ｚ軸方向と平行であり、上下方向に延びる仮想線である。以下の説明においては、中心軸Ｊの軸方向、すなわち上下方向と平行な方向を単に「軸方向」と呼び、中心軸Ｊを中心とする径方向を単に「径方向」と呼び、中心軸Ｊを中心とする周方向を単に「周方向」と呼ぶ。各図に適宜示す矢印θは、周方向を示している。矢印θは、上側から見て中心軸Ｊを中心として時計回りの向きを向いている。以下の説明では、或る対象を基準として周方向のうち矢印θが向かう側、すなわち上側から見て時計回りに進む側を「周方向一方側」と呼び、或る対象を基準として周方向のうち矢印θが向かう側と逆側、すなわち上側から見て反時計回りに進む側を「周方向他方側」と呼ぶ。

なお、上下方向、上側、および下側とは、単に各部の配置関係等を説明するための名称であり、実際の配置関係等は、これらの名称で示される配置関係等以外の配置関係等であってもよい。

［回転電機］
図１に示すように、回転電機１は、インナーロータ型の回転電機である。
本実施形態において回転電機１は、三相交流式の回転電機である。回転電機１は、例えば、三相交流の電源が供給されることで駆動される三相モータである。回転電機１は、ハウジング２と、ロータ１０と、ステータ６０と、ベアリングホルダ４と、ベアリング５ａ，５ｂと、を備える。

ハウジング２は、ロータ１０、ステータ６０、ベアリングホルダ４、およびベアリング５ａ，５ｂを内部に収容している。ハウジング２の底部は、ベアリング５ｂを保持している。ベアリングホルダ４は、ベアリング５ａを保持している。ベアリング５ａ，５ｂは、例えば、ボールベアリングである。

ステータ６０は、ロータ１０の径方向外側に位置する。ステータ６０は、ステータコア６１と、インシュレータ６４と、複数のコイル６５と、を有する。図１、図２に示すように、ステータコア６１は、コアバック６２と、複数のティース６３と、を有する。コアバック６２は、後述するロータコア２０の径方向外側に位置する。

図２に示すように、コアバック６２は、ロータコア２０を囲む環状である。コアバック６２は、例えば、中心軸Ｊを中心とする円環状である。

複数のティース６３は、コアバック６２から径方向内側に延びている。複数のティース６３は、周方向に間隔を空けて並んで配置されている。複数のティース６３は、例えば、周方向に沿って一周に亘って等間隔に配置されている。ティース６３は、例えば、４８個設けられている。つまり、回転電機１のスロット６７の数は、例えば、４８である。

図１に示すように、複数のコイル６５は、ステータコア６１に取り付けられている。複数のコイル６５は、例えば、インシュレータ６４を介してティース６３に取り付けられている。本実施形態においてコイル６５は、分布巻きされている。つまり、各コイル６５は、複数のティース６３に跨って巻き回されている。本実施形態においてコイル６５は、全節巻きされている。つまり、コイル６５が差し込まれるステータ６０のスロット同士の周方向ピッチが、ステータ６０に三相交流電源が供給された際に生じる磁極の周方向ピッチと等しい。回転電機１の極数は、例えば、８である。つまり、回転電機１は、例えば、８極４８スロットの回転電機である。このように、本実施形態の回転電機１においては、極数をＮとしたとき、スロット数がＮ×６となる。

ロータ１０は、中心軸Ｊを中心として回転可能である。図２に示すように、ロータ１０は、シャフト１１と、ロータコア２０と、複数のマグネット４０と、を有する。シャフト１１は、中心軸Ｊを中心として軸方向に延びる円柱状である。図１に示すように、シャフト１１は、ベアリング５ａ，５ｂによって中心軸Ｊ回りに回転可能に支持されている。

ロータコア２０は、磁性体である。ロータコア２０は、シャフト１１の外周面に固定されている。ロータコア２０は、ロータコア２０を軸方向に貫通する貫通孔２１を有する。
図２に示すように、貫通孔２１は、軸方向に見て、中心軸Ｊを中心とする円形状である。
貫通孔２１には、シャフト１１が通されている。シャフト１１は、例えば圧入等により、貫通孔２１内に固定されている。ロータコア２０は、例えば、複数の電磁鋼板２５が軸方向に積層されて構成されている。

図２～図４に示すように、ロータコア２０は、複数の収容穴３０を有する。複数の収容穴３０は、例えば、ロータコア２０を軸方向に貫通している。複数の収容穴３０の内部には、複数のマグネット４０がそれぞれ収容されている。複数の収容穴３０は、一対の第１収容穴３１ａ，３１ｂと、第２収容穴３２と、を含む。

複数のマグネット４０の種類は、特に限定されない。マグネット４０は、例えば、ネオジム磁石であってもよいし、フェライト磁石であってもよい。複数のマグネット４０は、一対の第１マグネット４１ａ，４１ｂと、第２マグネット４２と、を含む。一対の第１マグネット４１ａ，４１ｂと、第２マグネット４２とは極を構成する。

本実施形態において一対の第１収容穴３１ａ，３１ｂと一対の第１マグネット４１ａ，４１ｂと第２収容穴３２と第２マグネット４２とは、周方向に間隔を空けて複数ずつ設けられている。一対の第１収容穴３１ａ，３１ｂと一対の第１マグネット４１ａ，４１ｂと第２収容穴３２と第２マグネット４２とは、例えば、８つずつ設けられている。

ロータ１０は、一対の第１収容穴３１ａ，３１ｂと一対の第１マグネット４１ａ，４１ｂと第２収容穴３２と第２マグネット４２とを１つずつ含む磁極部７０を複数有する。図２に示すように、磁極部７０は、例えば、８つ設けられている。複数の磁極部７０は、例えば、周方向に沿って一周に亘って等間隔に配置されている。複数の磁極部７０は、ロータコア２０の外周面における磁極がＮ極の磁極部７０Ｎと、ロータコア２０の外周面における磁極がＳ極の磁極部７０Ｓと、を複数ずつ含む。磁極部７０Ｎと磁極部７０Ｓとは、例えば、４つずつ設けられている。４つの磁極部７０Ｎと４つの磁極部７０Ｓとは、周方向に沿って交互に配置されている。各磁極部７０の構成は、ロータコア２０の外周面の磁極が異なる点および周方向位置が異なる点を除いて、同様の構成である。

図３、図４に示すように、磁極部７０において、一対の第１収容穴３１ａ，３１ｂは、周方向に互いに間隔を空けて配置されている。第１収容穴３１ａは、例えば、第１収容穴３１ｂの周方向一方側（＋θ側）に位置する。第１収容穴３１ａ，３１ｂは、例えば、軸方向に見て、径方向に対して斜めに傾いた方向に略直線状に延びている。一対の第１収容穴３１ａ，３１ｂは、軸方向に見て径方向内側から径方向外側に向かうに従って互いに周方向に離れる方向に延びている。つまり、第１収容穴３１ａと第１収容穴３１ｂとの間の周方向の距離は、径方向内側から径方向外側に向かうに従って大きくなっている。第１収容穴３１ａは、例えば、径方向内側から径方向外側に向かうに従って、周方向一方側に位置する。第１収容穴３１ｂは、例えば、径方向内側から径方向外側に向かうに従って、周方向他方側（－θ側）に位置する。第１収容穴３１ａ，３１ｂの径方向外側の端部は、ロータコア２０の径方向外周縁部に位置する。

第１収容穴３１ａと第１収容穴３１ｂとは、例えば、軸方向に見て、ｄ軸を構成する図３に示す磁極中心線ＩＬ１を周方向に挟んで配置されている。磁極中心線ＩＬ１は、磁極部７０の周方向中心と中心軸Ｊとを通り、径方向に延びる仮想線である。第１収容穴３１ａと第１収容穴３１ｂとは、例えば、軸方向に見て、磁極中心線ＩＬ１に対して線対称に配置されている。以下、磁極中心線ＩＬ１に対して線対称である点を除いて第１収容穴３１ａと同様の構成については、第１収容穴３１ｂについての説明を省略する場合がある。

第１収容穴３１ａは、第１直線部３１ｃと、内端部３１ｄと、外端部３１ｅと、を有する。第１直線部３１ｃは、軸方向に見て、第１収容穴３１ａが延びる方向に直線状に延びている。第１直線部３１ｃは、例えば、軸方向に見て長方形状である。内端部３１ｄは、第１直線部３１ｃの径方向内側の端部に繋がっている。内端部３１ｄは、第１収容穴３１ａの径方向内側の端部である。外端部３１ｅは、第１直線部３１ｃの径方向外側の端部に繋がっている。外端部３１ｅは、第１収容穴３１ａの径方向外側の端部である。外端部３１ｅは、第１直線部３１ｃの径方向外側の端部から径方向外側に磁極中心線ＩＬ１に沿って延びている。第１収容穴３１ｂは、第１直線部３１ｆと、内端部３１ｇと、外端部３１ｈと、を有する。

第２収容穴３２は、一対の第１収容穴３１ａ，３１ｂの径方向外側の端部同士の周方向の間に位置する。つまり、本実施形態において第２収容穴３２は、外端部３１ｅと外端部３１ｈとの周方向の間に位置する。第２収容穴３２は、例えば、軸方向に見て、径方向と直交する方向に略直線状に延びている。第２収容穴３２は、例えば、軸方向に見て、磁極中心線ＩＬ１と直交する方向に延びている。一対の第１収容穴３１ａ，３１ｂと第２収容穴３２とは、例えば、軸方向に見て、∇形状に沿って配置されている。

なお、本明細書において「或る対象が或る方向と直交する方向に延びる」とは、或る対象が、或る方向と厳密に直交する方向に延びる場合に加えて、或る対象が、或る方向と略直交する方向に延びる場合も含む。「或る方向と略直交する方向」とは、例えば、製造時の公差等によって、或る方向と厳密に直交する方向に対して数度［°］程度の範囲内で傾いた方向を含む。

軸方向に見て、第２収容穴３２の周方向の中心には、例えば、磁極中心線ＩＬ１が通っている。つまり、第２収容穴３２の周方向中心の周方向位置は、例えば、磁極部７０の周方向中心の周方向位置と一致している。第２収容穴３２の軸方向に見た形状は、例えば、磁極中心線ＩＬ１を中心とする線対称な形状である。第２収容穴３２は、ロータコア２０の径方向外周縁部に位置する。

第２収容穴３２は、第２直線部３２ａと、一端部３２ｂと、他端部３２ｃと、を有する。第２直線部３２ａは、軸方向に見て、第２収容穴３２が延びる方向に直線状に延びている。第２直線部３２ａは、例えば、軸方向に見て長方形状である。一端部３２ｂは、第２直線部３２ａの周方向一方側（＋θ側）の端部に繋がっている。一端部３２ｂは、第２収容穴３２の周方向一方側の端部である。一端部３２ｂは、第１収容穴３１ａにおける外端部３１ｅの周方向他方側（－θ側）に間隔を空けて配置されている。他端部３２ｃは、第２直線部３２ａの周方向他方側（－θ側）の端部に繋がっている。他端部３２ｃは、第２収容穴３２の周方向他方側の端部である。他端部３２ｃは、第１収容穴３１ｂにおける外端部３１ｈの周方向一方側に間隔を空けて配置されている。

一対の第１マグネット４１ａ，４１ｂは、一対の第１収容穴３１ａ，３１ｂの内部にそれぞれ収容されている。第１マグネット４１ａは、第１収容穴３１ａの内部に収容されている。第１マグネット４１ｂは、第１収容穴３１ｂの内部に収容されている。一対の第１マグネット４１ａ，４１ｂは、例えば、軸方向に見て長方形状である。一対の第１マグネット４１ａ，４１ｂが延びる方向の長さは同じである。一対の第１マグネット４１ａ，４１ｂが延びる方向と直交する方向の第１マグネット４１ａ，４１ｂの長さは同じである。

第１マグネット４１ａ，４１ｂは、例えば、直方体状である。図５に示すように、第１マグネット４１ａ，４１ｂの軸方向の長さは、例えば、第１収容穴３１ａ，３１ｂの軸方向の全体の長さよりも、僅かに小さい。図３、図４に示すように、一対の第１マグネット４１ａ，４１ｂは、周方向に互いに間隔を空けて配置されている。第１マグネット４１ａは、例えば、第１マグネット４１ｂの周方向一方側（＋θ側）に位置する。

第１マグネット４１ａは、軸方向に見て第１収容穴３１ａに沿って延びている。第１マグネット４１ｂは、軸方向に見て第１収容穴３１ｂに沿って延びている。第１マグネット４１ａ，４１ｂは、例えば、軸方向に見て、径方向に対して斜めに傾いた方向に略直線状に延びている。一対の第１マグネット４１ａ，４１ｂは、軸方向に見て径方向内側から径方向外側に向かうに従って互いに周方向に離れる方向に延びている。つまり、第１マグネット４１ａと第１マグネット４１ｂとの間の周方向の距離は、径方向内側から径方向外側に向かうに従って大きくなっている。

第１マグネット４１ａは、例えば、径方向内側から径方向外側に向かうに従って、周方向一方側（＋θ側）に位置する。第１マグネット４１ｂは、例えば、径方向内側から径方向外側に向かうに従って、周方向他方側（－θ側）に位置する。第１マグネット４１ａと第１マグネット４１ｂとは、例えば、軸方向に見て、磁極中心線ＩＬ１を周方向に挟んで配置されている。第１マグネット４１ａと第１マグネット４１ｂとは、例えば、軸方向に見て、磁極中心線ＩＬ１に対して線対称に配置されている。以下、磁極中心線ＩＬ１に対して線対称である点を除いて第１マグネット４１ａと同様の構成については、第１マグネット４１ｂについての説明を省略する場合がある。

第１マグネット４１ａは、第１収容穴３１ａ内に挿入されている。より詳細には、第１マグネット４１ａは、第１直線部３１ｃ内に挿入されている。軸方向に見て第１直線部３１ｃが延びる方向において、第１マグネット４１ａの長さは、例えば、第１直線部３１ｃの長さと同じである。

軸方向に見て、第１マグネット４１ａの延伸方向の両端部は、第１収容穴３１ａの延伸方向の両端部からそれぞれ離れて配置されている。軸方向に見て、第１マグネット４１ａが延びる方向において第１マグネット４１ａの両側には、内端部３１ｄと外端部３１ｅとがそれぞれ隣接して配置されている。ここで、本実施形態において内端部３１ｄは、第１フラックスバリア部５１ａを構成している。外端部３１ｅは、第１フラックスバリア部５１ｂを構成している。つまり、ロータコア２０は、軸方向に見て、第１マグネット４１ａが延びる方向において第１マグネット４１ａを挟んで配置された一対の第１フラックスバリア部５１ａ，５１ｂを有する。ロータコア２０は、軸方向に見て、第１マグネット４１ｂが延びる方向において第１マグネット４１ｂを挟んで配置された一対の第１フラックスバリア部５１ｃ，５１ｄを有する。

径方向外側に位置する第１フラックスバリア部５１ｂは、第１マグネット４１ａの径方向端部から磁極中心線ＩＬ１と平行に径方向外側に延びている。径方向外側に位置する第１フラックスバリア部５１ｄは、第１マグネット４１ｂの径方向端部から磁極中心線ＩＬ１と平行に径方向外側に延びている。

このように、ロータコア２０は、軸方向に見て、各第１マグネット４１ａ，４１ｂが延びる方向において各第１マグネット４１ａ，４１ｂのそれぞれを挟んで一対ずつ配置された第１フラックスバリア部５１ａ，５１ｂ，５１ｃ，５１ｄを有する。第１フラックスバリア部５１ａ，５１ｂ，５１ｃ，５１ｄ、後述する第２フラックスバリア部５２ａ，５２ｂは、磁束の流れを抑制できる部分である。すなわち、各フラックスバリア部には、磁束が通りにくい。各フラックスバリア部は、磁束の流れを抑制できるならば、特に限定されず、空隙部を含んでもよいし、樹脂部等の非磁性部を含んでもよい。

第２マグネット４２は、第２収容穴３２の内部に収容されている。第２マグネット４２は、一対の第１マグネット４１ａ，４１ｂの径方向内端部よりも径方向外側において一対の第１マグネット４１ａ，４１ｂ同士の間の周方向位置に配置されている。第２マグネット４２は、軸方向に見て第２収容穴３２に沿って延びている。第２マグネット４２は、軸方向に見て径方向と直交する方向に延びている。一対の第１マグネット４１ａ，４１ｂと第２マグネット４２とは、例えば、軸方向に見て、∇形状に沿って配置されている。

なお、本明細書において「第２マグネットが一対の第１マグネット同士の間の周方向位置に配置されている」とは、第２マグネットの周方向位置が一対の第１マグネット同士の間の周方向位置に含まれていればよく、第１マグネットに対する第２マグネットの径方向位置は特に限定されない。

第２マグネット４２の軸方向に見た形状は、例えば、磁極中心線ＩＬ１に対して線対称な形状である。第２マグネット４２は、例えば、軸方向に見て長方形状である。軸方向に見て、第２マグネット４２の径方向の長さは、第１マグネット４１ａ，４１ｂが延びる方向と直交する方向の第１マグネット４１ａ，４１ｂの長さより短い。第２マグネット４２の径方向の長さを第１マグネット４１ａ，４１ｂが延びる方向と直交する方向の第１マグネット４１ａ，４１ｂの長さより短くして薄くすることにより、第２マグネット４２の重量を各第１マグネット４１ａ，４１ｂの重量よりも小さくできる。第２マグネット４２の重量を小さくすることにより、ロータ１０の回転時の第２マグネット４２の遠心力を小さくできる。従って、ロータコア２０の負荷を小さくできる。

第２マグネット４２を薄くすることにより、第２マグネット４２をロータコア２０の径方向の外側に配置できる。第２マグネット４２をロータコア２０の径方向の外側に配置することにより、回転電機１の高出力化を図ることができる。第２マグネット４２の磁化は第１マグネット４１ａ，４１ｂによって強められるので、減磁耐力を損なわずにロータコア２０の高強度化と、回転電機１の高出力化を図ることができる。さらに、少ない磁石量で高い減磁耐力を得ることができる。

第２マグネット４２は、例えば、直方体状である。回転電機１の高出力化を図ることができる。第２マグネット４２の軸方向の長さは、例えば、第２収容穴３２の軸方向の全体の長さよりも、僅かに小さい。図３、図４に示すように、第２マグネット４２の径方向内側部分は、例えば、一対の第１マグネット４１ａ，４１ｂの径方向外端部同士の周方向の間に位置する。第２マグネット４２の径方向外側部分は、例えば、一対の第１マグネット４１ａ，４１ｂよりも径方向外側に位置する。

第２マグネット４２は、第２収容穴３２内に挿入されている。より詳細には、第２マグネット４２は、第２直線部３２ａ内に挿入されている。軸方向に見て第２直線部３２ａが延びる方向において、第２マグネット４２の長さは、例えば、第２直線部３２ａの長さと同じである。

軸方向に見て、第２マグネット４２の延伸方向の両端部は、第２収容穴３２の延伸方向の両端部からそれぞれ離れて配置されている。軸方向に見て、第２マグネット４２が延びる方向において第２マグネット４２の両側には、一端部３２ｂと他端部３２ｃとがそれぞれ隣接して配置されている。ここで、本実施形態において一端部３２ｂは、第２フラックスバリア部５２ａを構成している。他端部３２ｃは、第２フラックスバリア部５２ｂを構成している。つまり、ロータコア２０は、軸方向に見て、第２マグネット４２が延びる方向において第２マグネット４２挟んで配置された一対の第２フラックスバリア部５２ａ，５２ｂを有する。

第２フラックスバリア部５２ａ，５２ｂは、それぞれ第２マグネット４２の周方向端部から周方向で第２マグネット４２から離れる側に延びるに従って径方向内側に向かう円弧状である。第２フラックスバリア部５２ａ，５２ｂが径方向外側に向って延びる場合、第２フラックスバリア部５２ａ，５２ｂとロータコア２０の外周面との距離が短くなり、回転時の遠心力によりロータコア２０の負荷が大きくなる可能性がある。第２フラックスバリア部５２ａ，５２ｂが径方向内側に向って延びることにより、ロータコア２０の負荷を小さくできる。第２フラックスバリア部５２ａ，５２ｂを円弧状とすることにより、周方向の延びる箇所と径方向に延びる箇所との交差部における応力集中を緩和してロータコア２０の負荷を一層小さくできる。

一対の第２フラックスバリア部５２ａ，５２ｂおよび第２マグネット４２は、第１マグネット４１ａを挟む一対の第１フラックスバリア部５１ａ，５１ｂのうち径方向外側に位置する第１フラックスバリア部５１ｂと、第１マグネット４１ｂを挟む一対の第１フラックスバリア部５１ｃ，５１ｄのうち径方向外側に位置する第１フラックスバリア部５１ｄとの周方向の間に位置する。

第１マグネット４１ａの磁極は、軸方向に見て第１マグネット４１ａが延びる方向と直交する方向に沿って配置されている。第１マグネット４１ｂの磁極は、軸方向に見て第１マグネット４１ｂが延びる方向と直交する方向に沿って配置されている。第２マグネット４２の磁極は、径方向に沿って配置されている。

第１マグネット４１ａの磁極のうち径方向外側に位置する磁極と第１マグネット４１ｂの磁極のうち径方向外側に位置する磁極と第２マグネット４２の磁極のうち径方向外側に位置する磁極とは、互いに同じである。第１マグネット４１ａの磁極のうち径方向内側に位置する磁極と第１マグネット４１ｂの磁極のうち径方向内側に位置する磁極と第２マグネット４２の磁極のうち径方向内側に位置する磁極とは、互いに同じである。

図３に示すように、磁極部７０Ｎにおいて、第１マグネット４１ａの磁極のうち径方向外側に位置する磁極と第１マグネット４１ｂの磁極のうち径方向外側に位置する磁極と第２マグネット４２の磁極のうち径方向外側に位置する磁極とは、例えば、Ｎ極である。磁極部７０Ｎにおいて、第１マグネット４１ａの磁極のうち径方向内側に位置する磁極と第１マグネット４１ｂの磁極のうち径方向内側に位置する磁極と第２マグネット４２の磁極のうち径方向内側に位置する磁極とは、例えば、Ｓ極である。

図示は省略するが、磁極部７０Ｓにおいては、磁極部７０Ｎに対して、各マグネット４０の磁極が反転して配置されている。つまり、磁極部７０Ｓにおいて、第１マグネット４１ａの磁極のうち径方向外側に位置する磁極と第１マグネット４１ｂの磁極のうち径方向外側に位置する磁極と第２マグネット４２の磁極のうち径方向外側に位置する磁極とは、例えば、Ｓ極である。磁極部７０Ｓにおいて、第１マグネット４１ａの磁極のうち径方向内側に位置する磁極と第１マグネット４１ｂの磁極のうち径方向内側に位置する磁極と第２マグネット４２の磁極のうち径方向内側に位置する磁極とは、例えば、Ｎ極である。

図６に示すように、上記ロータコア２０は、第１凹部８０と、第１かしめ部８２と、第１突出部８４と、を有する。

図３、図４に示すように、第１凹部８０は、収容穴３０（第１収容穴３１ａ，３１ｂ、第２収容穴３２）のそれぞれに対応して設けられている。本実施形態において、第１凹部８０は、収容穴３０（第１収容穴３１ａ，３１ｂ、第２収容穴３２）のそれぞれに対し、径方向内側に隣接して設けられている。第１収容穴３１ａに対応して設けられた第１凹部８０ａは、第１収容穴３１ａの第１直線部３１ｃに対して径方向内側に、第１直線部３１ｃが延びる方向に間隔をあけて、例えば２つ設けられている。第１収容穴３１ｂに対応して設けられた第１凹部８０ｂは、第１収容穴３１ｂの第１直線部３１ｆに対して径方向内側に、第１直線部３１ｆが延びる方向に間隔をあけて、例えば２つ設けられている。第２収容穴３２に隣接して設けられた第１凹部８０ｃは、第２収容穴３２の第２直線部３２ａに対して径方向内側に、第２直線部３２ａが延びる方向に間隔をあけて、例えば２つ設けられている。

図６に示すように、各第１凹部８０は、ロータコア２０の軸方向の一方側の第１コア端面２０ａから軸方向の他方側に窪む。複数の電磁鋼板２５は、軸方向の一方側に位置する一枚以上の第１の電磁鋼板２５Ｐと、第１の電磁鋼板２５Ｐに対して軸方向の他方側に位置する第２の電磁鋼板２５Ｑと、を含む。各第１凹部８０は、軸方向の一方側に位置する一枚以上の第１の電磁鋼板２５Ｐに設けられた切欠き８１からなる。本実施形態において、各第１凹部８０は、軸方向の最も一方側に位置する例えば２枚の第１の電磁鋼板２５Ｐに設けられた切欠き８１からなる。切欠き８１は、収容穴３０に連通するように設けられる。本実施形態において、切欠き８１は、例えば、軸方向から見てＵ字状に設けられる。

第１凹部８０の底面８１ｄは、第１凹部８０の内側に露出し、第１の電磁鋼板２５Ｐに対して軸方向の他方側に配置された第２の電磁鋼板２５Ｑによって構成される。第１凹部８０の底面８１ｄは、マグネット４０の軸方向の一方側のマグネット端面４０ｆと軸方向で同位置、又はマグネット端面４０ｆよりも軸方向の他方側に配置される。本実施形態において、第１凹部８０の底面８１ｄは、マグネット端面４０ｆよりも軸方向の他方側に配置される。マグネット端面４０ｆは、第１コア端面２０ａよりも軸方向の他方側に配置される。つまり、マグネット端面４０ｆは、第１コア端面２０ａよりも軸方向の他方側に窪んだ位置に配置される。マグネット４０の軸方向の他方側のマグネット端面４０ｇは、ロータコア２０の軸方向の他方側の第２コア端面２０ｂと、軸方向でほぼ同じ位置に配置される。これは、図７に示すように、ロータコア２０の組立時に、組立作業面Ｆ上にロータコア２０の第２コア端面２０ｂを突き当てた状態で、各収容穴３０にマグネット４０を、軸方向の他方側のマグネット端面４０ｇを第２コア端面２０ｂに突き当たるまで挿入することによって、実現される。

図６に示すように、第１かしめ部８２は、第１凹部８０の底面８１ｄに設けられる。図７に示すように、第１かしめ部８２は、第１凹部８０の内側に露出した第２の電磁鋼板２５Ｑを、ポンチ等の工具Ｔでカシメ加工を施すことで設けられる。図６に示すように、第１かしめ部８２は、第２の電磁鋼板２５Ｑに工具Ｔでカシメ加工を施すことで設けられる窪みである。

第１突出部８４は、第１凹部８０の内側で第２の電磁鋼板２５Ｑを、工具Ｔでカシメ加工することによって、収容穴３０の内周縁が軸方向に交差する方向において第２の電磁鋼板２５Ｑがマグネット４０側に突出することによって設けられる。第１突出部８４は、マグネット４０の側面４０ｓに突き当たる。第１突出部８４がマグネット４０の側面４０ｓに突き当たることで、マグネット４０において径方向外側に向く側面４０ｔが、各収容穴３０の内周面に押し付けられる。

図６に示すように、各マグネット４０（第１マグネット４１ａ，４１ｂ、第２マグネット４２）は、マグネット４０において径方向内側を向く側面４０ｓに第１突出部８４が突き当たり、径方向外側を向く側面４０ｔが収容穴３０（第１収容穴３１ａ，３１ｂ、第２収容穴３２）の内周面に突き当たることで、ロータコア２０に固定される。

上記構成によれば、ロータコア２０の第１コア端面２０ａから軸方向他方側に窪む第１凹部８０の底面８１ｄに第１かしめ部８２が設けられることで、第１突出部８４がマグネット４０の側面４０ｓに突き当たる。これにより、マグネット４０がロータコア２０に確実に固定される。また、第１突出部８４は、マグネット４０の側面４０ｓに突き当たるので、マグネット４０の損傷が抑えられる。したがって、マグネット４０の損傷を抑えつつ、ロータコア２０に確実に固定することが可能となる。

上記構成によれば、第１凹部８０の底面８１ｄが、マグネット４０の一方側のマグネット端面４０ｆと軸方向で同位置、又は軸方向の他方側に配置されることで、第１突出部８４は、マグネット４０の側面４０ｓに確実に突き当たる。

上記構成によれば、第１の電磁鋼板２５Ｐに切欠き８１を設けることで、第１凹部８０を容易に設けることができる。また、第１凹部８０の底面８１ｄが、第２の電磁鋼板２５Ｑによって構成されるので、第２の電磁鋼板２５Ｑを軸方向に交差する方向でマグネット４０側に突出させることで、第１突出部８４を設けることができる。

上記構成によれば、マグネット端面４０ｆが、第１コア端面２０ａよりも軸方向一方側に突出せず、第１コア端面２０ａよりも軸方向の他方側に位置している場合であっても、第１突出部８４をマグネット４０の側面４０ｓに突き当てることで、マグネット４０をロータコア２０に確実に固定できる。

上記構成によれば、第１突出部８４を、マグネット４０に対して径方向内側に配置することで、マグネット４０を、ロータコア２０の径方向外側に配置できる。これにより、回転電機１の高出力化を図ることができる。

上記構成によれば、切欠き８１が収容穴３０に連通することで、積層鋼板に切欠き８１と収容穴３０とを一つの開口として容易に加工できる。

以上、添付図面を参照しながら本発明に係る好適な実施形態について説明したが、本発明は係る例に限定されないことは言うまでもない。上述した例において示した各構成部材の諸形状や組み合わせ等は一例であって、本発明の主旨から逸脱しない範囲において設計要求等に基づき種々変更可能である。
例えば、図８に示すように、ロータコアは、軸方向の他方側の第２コア端面２０ｂに形成された第２かしめ部９２と、収容穴３０の内周縁が軸方向に交差する方向においてマグネット４０側に突出し、マグネット４０の側面４０ｓに突き当たる第２突出部９４と、を有していてもよい。

上記構成によれば、第１突出部８４に加えて、ロータコア２０の軸方向他方側の第２コア端面２０ｂ側に、第２かしめ部９２、及び第２突出部９４を設けることで、マグネット４０を、軸方向一方側と他方側とで強固に固定することが可能となる。

上記実施形態において、第１凹部８０は、各収容穴３０に対して２つずつ設けるようにしたが、その数は何ら限定するものではない。第１凹部８０は、各収容穴３０に対して１つずつ、あるいは３つ以上ずつ設けるようにしてもよい。
また、第１凹部８０は、各収容穴３０に対して径方向内側に設けるようにしたが、これに限らない。第１凹部８０は、各収容穴３０に対して径方向外側に設けてもよいし、各収容穴３０の径方向内側と径方向外側との双方に設けるようにしてもよい。

また、第１凹部８０は、第１の電磁鋼板２５Ｐに、収容穴３０に臨むように設けた切欠き８１からなるようにしたが、これに限らない。第１凹部８０は、収容穴３０から離間した位置に設けた孔からなるようにしてもよい。

本発明が適用される回転電機は、モータに限られず、発電機であってもよい。この場合、回転電機は、三相交流式の発電機であってもよい。回転電機の用途は、特に限定されない。回転電機は、例えば、車両に搭載されてもよいし、車両以外の機器に搭載されてもよい。回転電機の極数およびスロット数は、特に限定されない。回転電機においてコイルはどのような巻き方で構成されていてもよい。以上、本明細書において説明した構成は、相互に矛盾しない範囲内において、適宜組み合わせることができる。

１…回転電機、１０…ロータ、２０…ロータコア、２０ａ…第１コア端面、２０ｂ…第２コア端面、２５…電磁鋼板、２５Ｐ…第１の電磁鋼板、２５Ｑ…第２の電磁鋼板、３０…収容穴、４０…マグネット、４０ｆ…マグネット端面、４０ｓ…側面、４０ｔ…側面、６０…ステータ、８０、８０ａ、８０ｂ、８０ｃ…第１凹部、８１ｄ…底面、８１…切欠き、８２…第１かしめ部、８４…第１突出部、９２…第２かしめ部、９４…第２突出部、Ｊ…中心軸

Claims (7)

1. 中心軸を中心として回転可能なロータと、
   前記ロータの径方向外側に位置するステータと、を備え、
   前記ロータは、
   軸方向に複数の電磁鋼板が積層され、複数の収容穴を有するロータコアと、
   複数の前記収容穴の内部にそれぞれ収容された複数のマグネットと、を有し、
   前記ロータコアは、
   軸方向の一方側の第１コア端面から軸方向の他方側に窪む第１凹部と、
   前記第１凹部の底面に設けられた第１かしめ部と、
   前記収容穴の内周縁が軸方向に交差する方向において前記マグネット側に突出し、前記マグネットの側面に突き当たる第１突出部と、を有する、
   回転電機。
2. 前記第１凹部の底面が、前記マグネットの軸方向の一方側のマグネット端面と軸方向で同位置、又は前記マグネット端面よりも軸方向の他方側に配置される、
   請求項１に記載の回転電機。
3. 複数の前記電磁鋼板は、軸方向の一方側に位置する一枚以上の第１の電磁鋼板と、前記第１の電磁鋼板に対して軸方向の他方側に位置する第２の電磁鋼板と、を含み、
   前記第１凹部は、前記第１の電磁鋼板に設けられた孔又は切欠きからなり、
   前記第１凹部の前記底面が、前記第１凹部の内側に露出し、前記第２の電磁鋼板によって構成される、
   請求項１又は２に記載の回転電機。
4. 前記マグネットの軸方向の一方側のマグネット端面は、前記第１コア端面よりも軸方向の他方側に配置される、
   請求項１～３の何れか一項に記載の回転電機。
5. 前記第１突出部は、前記マグネットにおいて軸方向に交差する径方向内側に配置される、
   請求項１～４の何れか一項に記載の回転電機。
6. 前記第１凹部は、前記収容穴に連通する切欠きからなる、
   請求項１～５の何れか一項に記載の回転電機。
7. 前記ロータコアは、
   軸方向の他方側の第２コア端面に設けられた第２かしめ部と、
   前記収容穴の内周縁が軸方向に交差する方向において前記マグネット側に突出し、前記マグネットの側面に突き当たる第２突出部と、を有する、
   請求項１～６の何れか一項に記載の回転電機。

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