JP4837334B2 - 永久磁石式回転子 - Google Patents

Description

この発明は、永久磁石式回転子の製造方法に関するものである。

一般に、積層体からなるロータ鉄心に複数の永久磁石片が埋め込まれてなる永久磁石式回転子では、電磁鋼板を所定形状に打ち抜き加工すると同時に磁石収容孔を穿孔した単位鉄心を多数形成し、磁石収容孔の周方向位置を一致させながら前記単位鉄心を必要枚数だけ積層し、積層方向にかしることで一体化してロータ鉄心を形成し、ロータ鉄心の磁石収容孔に永久磁石片を挿入している。

ところで、単位鉄心を積層してロータ鉄心を組み立てたときに、組み立て誤差等により磁石収容孔の内面を完全に面一に積層するのは困難で、そのため磁石収容孔の内面に段差が生じる。このように内面に段差がある磁石収容孔に永久磁石片を装着すると、全ての単位鉄心の磁石収容孔の径方向外側の内面に永久磁石片を当接させることができないため、ロータ回転時に発生する永久磁石片の遠心力が一部の単位鉄心に作用するようになり、該一部の単位鉄心に過大な荷重がかかってしまう。このようになると、永久磁石片を保持するための荷重分担が前記一部の単位鉄心に偏ってしまうので強度的に不利であり、また、その過大な荷重に耐えられる形状、寸法にすると、磁束短絡が大きくなってモータ性能の点からも不利になる。

特許文献１には、ロータ鉄心の磁石収容孔に永久磁石片を挿入した後に、磁石収容孔の内面と永久磁石片の間の隙間に磁性体の粉（以下、磁石粉末という）を入れ成型する技術が開示されている。
また、特許文献２には、永久磁石片の表面に接着剤をコーティングした後に、この永久磁石片をロータ鉄心に挿入する技術が開示されている。
特開平１１−１８３３８号公報 特開２００３−１９９３０３号公報

しかしながら、特許文献１に開示された技術では、永久磁石片挿入後に磁石粉末を入れているので、磁石収容孔の内面と永久磁石片との間に磁石粉末を隙間なく充填することが難しい。その結果、永久磁石片の遠心力による加重を、全ての単位鉄心の磁石収容孔の径方向外側の内面で受けることができず、一部の単位鉄心に過大な荷重がかかるという問題を解決することはできない。また、磁石粉末を入れることにより渦電流が発生し発熱するという課題もある。
また、特許文献２に開示された技術では、予め永久磁石片の表面に設けたコーティング層を全ての単位鉄心の磁石収容孔の径方向外側の内面に密着させるのは困難であり、一部の単位鉄心に過大な荷重がかかるという問題を解決することはできない。
そこで、この発明は、永久磁石片の遠心力による荷重をロータ鉄心を構成する全ての鋼板に均一に作用させることができる永久磁石式回転子の製造方法を提供するものである。

上記課題を解決するために、請求項１に係る発明は、鋼板を多数積層してなるロータ鉄心（例えば、後述する実施例におけるロータ鉄心３）の外周近傍に設けられた複数の磁石挿入用開口部（例えば、後述する実施例における磁石収容孔３０）にそれぞれ永久磁石片（例えば、後述する実施例における永久磁石片４）が収容されてなる永久磁石式回転子（例えば、後述する実施例における永久磁石式回転子１Ａ，１Ｂ）の製造方法であって、前記ロータ鉄心は内周コア（例えば、後述する実施例における内周コア１０）とその外側に配置される環状の外周コア（例えば、後述する実施例における外周コア２０）とに分割され、前記磁石挿入用開口部は前記内周コアと前記外周コアとの間に形成されており、焼結磁石からなる前記永久磁石片の装着前に、予め前記外周コアにおける前記磁石挿入用開口部の内壁にボンド磁石を塗布し前記永久磁石片の外周面と同じ形状の内周面を備えるよう形成した前記ボンド磁石からなる平滑層（例えば、後述する実施例における平滑層７０）を、前記外周コアにおける前記磁石挿入用開口部の前記内壁に密着して設ける工程と、前記平滑層の前記内周面または前記内周コアの前記磁石挿入用開口部に前記永久磁石片を装着し、前記外周コアの内周側に前記内周コアを装着する工程と、
を備えることを特徴とする。
このように構成することにより、永久磁石片の径方向外側の外周面を、ロータ鉄心の軸方向全長に亘って平滑層の径方向内側の面に当接させることができるので、永久磁石式回転子の回転時に永久磁石片の遠心力による荷重を外周コアを構成する全ての鋼板に均一に作用させることができ、一部の鋼板に過大な荷重が加わるのを阻止することができる。
また、永久磁石片と外周コアとの間をボンド磁石からなる平滑層で隙間なく埋めているので、磁石磁束の減少を抑えることができる。
また、平滑層を形成する時点では外周コアの内側に内周コアが嵌合されていないので、平滑層の形成が極めて容易に実施できる。

請求項２に係る発明は、請求項１に記載の発明において、前記平滑層をボンド磁石に代えて樹脂で形成することを特徴とする。
このように構成しても、永久磁石式回転子の回転時に永久磁石片の遠心力による荷重を外周コアを構成する全ての鋼板に均一に作用させることができ、一部の鋼板に過大な荷重が加わるのを阻止することができる。

請求項３に係る発明は、鋼板を多数積層してなるロータ鉄心（例えば、後述する実施例におけるロータ鉄心３）の外周近傍に設けられた複数の磁石挿入用開口部（例えば、後述する実施例における磁石収容孔３０）にそれぞれ永久磁石片（例えば、後述する実施例における永久磁石片４）が収容されてなる永久磁石式回転子（例えば、後述する実施例における永久磁石式回転子１Ａ、１Ｂ）の製造方法であって、前記ロータ鉄心は内周コアとその外側に配置される環状の外周コアとに分割され、前記外周コアは、前記永久磁石片を外側から保持する保持部（例えば、後述する実施例における保持部２２，６３）と、隣り合う２つの前記保持部を連結し該保持部よりも径方向内側に突出する連結部（例えば、後述する実施例における連結部２３，６４）とが一体に形成されてなり、前記磁石挿入用開口部は前記内周コアと前記外周コアの保持部および連結部の間に形成されており、焼結磁石からなる前記永久磁石片の装着前に、予め前記保持部における前記磁石挿入用開口部の内壁にボンド磁石を塗布し前記永久磁石片の外周面と同じ形状の内周面を備えるよう形成した前記ボンド磁石からなる平滑層（例えば、後述する実施例における平滑層７０）を、前記保持部における前記磁石挿入用開口部の前記内壁に密着して設ける工程と、前記平滑層の前記内周面または前記内周コアの前記磁石挿入用開口部に前記永久磁石片を装着し、前記外周コアの内周側に前記内周コアを装着する工程と、を備えることを特徴とする。
このように構成することにより、永久磁石片の径方向外側の外周面を、ロータ鉄心の軸方向全長に亘って平滑層の径方向内側の面に当接させることができるので、永久磁石式回転子の回転時に永久磁石片の遠心力による荷重を外周コアを構成する全ての鋼板に均一に作用させることができ、一部の鋼板に過大な荷重が加わるのを阻止することができる。
また、永久磁石片と保持部との間をボンド磁石からなる平滑層で隙間なく埋めているので、磁石磁束の減少を抑えることができる。
また、平滑層を形成する時点では外周コアの内側に内周コアが嵌合されていないので、平滑層の形成が極めて容易に実施できる。

請求項４に係る発明は、請求項３に記載の発明において、前記平滑層をボンド磁石に代えて樹脂で形成することを特徴とする。
このように構成しても、永久磁石式回転子の回転時に永久磁石片の遠心力による荷重を外周コアを構成する全ての鋼板に均一に作用させることができ、一部の鋼板に過大な荷重が加わるのを阻止することができる。

請求項５に係る発明は、請求項３または請求項４に記載の発明において、前記ロータ鉄心は、前記連結部において周方向に分割された複数の分割コア（例えば、後述する実施例における分割コア４０）を環状に連結してなることを特徴とする。
このように構成することにより、ロータ鉄心の材料歩留まりを向上することができる。

請求項６に係る発明は、請求項５に記載の発明において、前記内周コアと前記連結部には互いに嵌合して前記内周コアと前記外周コアを連結する嵌合凹部（例えば、後述する実施例における嵌合凹部５４ａ）と嵌合凸部（例えば、後述する実施例における嵌合凸部６５ａ）が設けられていることを特徴とする。
このように構成することにより、内周コアと外周コアの周方向の位置決めが容易に且つ正確にできる。

請求項７に係る発明は、請求項５または請求項６に記載の発明において、前記分割コアの周方向両側の側壁には、互いに嵌合して隣り合う２つの前記分割コア同士を連結する嵌合凹部（例えば、後述する実施例における嵌合凹部５６ａ，６７ａ）と嵌合凸部（例えば、後述する実施例における嵌合凸部５５ａ，６６ａ）が設けられていることを特徴とする。
このように構成することにより、隣接する分割コア同士の径方向の位置決めが容易に且つ正確にできる。
請求項８に係る発明は、請求項１から請求項７のいずれか１項に記載の発明において、前記内周コアは非積層構造の一部材で構成されていることを特徴とする。
このように構成することにより、内周コアにおける磁石挿入用開口部の内壁を平滑にすることができ、且つ、該磁石挿入用開口部の寸法精度や形状精度を上げることができる。

請求項１に係る発明によれば、永久磁石式回転子の回転時に永久磁石片の遠心力による荷重を外周コアを構成する全ての鋼板に均一に作用させることができ、一部の鋼板に過大な荷重が加わるのを阻止することができるので、永久磁石式回転子を小型化することができる。
また、永久磁石片と外周コアとの間をボンド磁石からなる平滑層で隙間なく埋めているので、磁石磁束の減少を抑えることができるので、回転子を小型にすることができる。
また、平滑層を形成する時点では外周コアの内側に内周コアが装着されていないので、平滑層の形成が極めて容易に実施できる。
請求項２に係る発明によれば、永久磁石式回転子の回転時に永久磁石片の遠心力による荷重を外周コアを構成する全ての鋼板に均一に作用させることができ、一部の鋼板に過大な荷重が加わるのを阻止することができるので、永久磁石式回転子を小型化することができる。

請求項３に係る発明によれば、永久磁石式回転子の回転時に永久磁石片の遠心力による荷重を外周コアを構成する全ての鋼板に均一に作用させることができ、一部の鋼板に過大な荷重が加わるのを阻止することができるので、永久磁石式回転子を小型化することができる。
また、永久磁石片と保持部との間をボンド磁石からなる平滑層で隙間なく埋めているので、磁石磁束の減少を抑えることができるので、回転子を小型にすることができる。
また、平滑層を形成する時点では外周コアの内側に内周コアが装着されていないので、平滑層の形成が極めて容易に実施できる。
請求項４に係る発明によれば、永久磁石式回転子の回転時に永久磁石片の遠心力による荷重を外周コアを構成する全ての鋼板に均一に作用させることができ、一部の鋼板に過大な荷重が加わるのを阻止することができるので、永久磁石式回転子を小型化することができる。

請求項５に係る発明によれば、ロータ鉄心の材料歩留まりを向上することができるので、製造コストを低減することができる。
請求項６に係る発明によれば、内周コアと外周コアの周方向の位置決めが容易に且つ正確にできるので、永久磁石式回転子を精度よく組み立てることができる。
請求項７に係る発明によれば、隣接する分割コア同士の径方向の位置決めが容易に且つ正確にできるので、永久磁石式回転子を精度よく組み立てることができる。
請求項８に係る発明によれば、内周コアにおける磁石挿入用開口部の内壁を平滑にすることができ、且つ、該磁石挿入用開口部の寸法精度や形状精度を上げることができるので、永久磁石式回転子の組み立て手順として外周コアを装着する前に内周コアに永久磁石片を仮固定する場合に、永久磁石片の内周コアへの取り付け位置精度が向上し、永久磁石式回転子を精度よく組み立てることができる。

以下、この発明に係る永久磁石式回転子の製造方法の実施例を図１から図７の図面を参照して説明する。
［実施例１］
初めに、この発明に係る永久磁石式回転子の製造方法の実施例１を図１および図２の図面を参照して説明する。
永久磁石式回転子（以下、回転子と略す）１Ａは、ロータシャフト２と、ロータシャフト２に固定されたロータ鉄心３と、ロータ鉄心３に固定された焼結磁石からなる永久磁石片４を主要構成としている。
ロータ鉄心３は、環状の内周コア１０と、この内周コア１０の外側に嵌合された環状の外周コア２０とからなり、内周コア１０と外周コア２０はいずれも珪素鋼板（電磁鋼板）を多数積層して構成されている。内周コア１０の中央には円形の貫通孔１１が設けられており、この貫通孔１１にロータシャフト２が圧入固定されている。外周コア２０の外周面は真円形をなしている。

内周コア１０と外周コア２０の間には永久磁石片４を収容するための磁石収容孔（磁石挿入用開口部）３０が周方向所定間隔おきに複数（この実施例１では８個）設けられている。
詳述すると、図２に示すように、内周コア１０の外周面には径方向内側に凹む凹部１１が所定間隔おきに設けられ、外周コア２０の内周面には径方向外側に凹む凹部２１が内周コア１０の凹部１１に対向して設けられており、対向する凹部１１，２１同士が連結して磁石収容孔３０が形成される。磁石収容孔３０において径方向内側の内壁３１と周方向両側の内壁３２，３３は直線的な平坦面に形成されており、径方向外側の内壁３４は外周コア２０の外周面に略平行な円弧面に形成されている。
外周コア２０において凹部２１よりも径方向外側の部分は、永久磁石片４を保持する保持部２２になっており、隣り合う保持部２２，２２は、保持部２２よりも径方向内側に突出する連結部２３によって連結されている。つまり、外周コア２０は保持部２２と連結部２３が交互に配置されるとともに、これらが一体化されて構成されている。

外周コア２０の連結部２３の径方向内側の側壁２４は、内周コア１０における凹部１１，１１間の径方向外側の側壁１２に当接している。これら側壁２４，１２には隣り合う２つの磁石収容孔３０，３０間のほぼ中央に略半円形の嵌合凸部２４ａと嵌合凹部１２ａが形成されていて、外周コア２０の嵌合凸部２４ａが内周コア１０の嵌合凹部１２ａに嵌合されている。これにより、内周コア１０と外周コア２０の周方向の位置決めがされ、凹部１１，２１を容易且つ正確に対向配置させることができ、永久磁石式回転子の組み立て精度が向上する。

また、外周コア２０の凹部２１における径方向外側の内壁、すなわち、磁石収容孔３０の径方向外側の内壁３４には、ボンド磁石からなる平滑層７０が形成され、この平滑層７０と磁石収容孔３０の内壁３１，３２，３３で囲まれた空間に永久磁石片４が隙間なく収容されている。なお、ボンド磁石とは、磁石粉末と有機バインダーを混合して構成されたものである。平滑層７０は磁石収容孔３０に永久磁石片４を収容する前に予め形成されたものであり、積層された全ての珪素鋼板における磁石収容孔３０の内壁３４に隙間なく密着しており、平滑層７０における径方向内側の面７１は永久磁石片４の径方向外側の外周面４ａと同じ曲率からなる平滑な円弧面に形成されている。そして、磁石収容孔３０に永久磁石片４を収容した状態では、永久磁石片４の外周面４ａが平滑層７０の径方向内側の面７１に密着し、面当接している。

実施例１の回転子１Ａは例えば次の手順で組み立てることができる。
まず、珪素鋼板を打ち抜き加工して内周コア１０と外周コア２０の素材を必要枚数用意し、それら素材をそれぞれ所定枚数積層して積層方向にかしめ、凹部１１の周方向位置を一致させた内周コア１０と、凹部２１の周方向位置を一致させた外周コア２０を形成する。
次に、外周コア２０の凹部２１の径方向外側の内壁（つまり、磁石収容孔３０の径方向外側の内壁３４となる部分）にボンド磁石を隙間なく塗布し乾燥させて平滑層７０を形成する。その際、平滑層７０が固化する前に、治具を用いて平滑層７０の径方向内側の面７１を永久磁石片４の径方向外側の外周面４ａと同じ曲率からなる平滑な円弧面に形成する。このように形成した平滑層７０の径方向内側の面７１は、外周コア２０の積層方向に対しても面一になる。また、平滑層７０を形成する時点では外周コア２０の内側に内周コア１０が嵌合されていないので、平滑層７０の形成が極めて容易に実施できる。

次に、内周コア１０の凹部１１に接着剤などで永久磁石片４を仮固定する。そして、永久磁石片４が仮固定された内周コア１０を、平滑層７０が形成された外周コア２０に圧入して、内周コア１０と外周コア２０を一体化しロータ鉄心３を形成する。その際、内周コア１０の嵌合凹部１２ａに外周コア２０の嵌合凸部２４ａを嵌合させる。この後、永久磁石片４を着磁し、内周コア１０にロータシャフト１を圧入して回転子１Ａが完成する。なお、永久磁石片４の内周コア１０への仮固定は、永久磁石片４を予め弱着磁させておき、その磁力によって永久磁石片４を内周コア１０の凹部１１に磁着させてもよい。

このように磁石収容孔３０の径方向外側の内壁３１に平滑層７０を形成したことにより、永久磁石片４の径方向外側の外周面４ａを、ロータ鉄心３の軸方向全長に亘って、平滑層７０の径方向内側の面７１に面接触させることができる。
この回転子１Ａによれば、永久磁石片４の径方向外側の外周面４ａが、ロータ鉄心３の軸方向全長に亘って、平滑層７０の径方向内側の面７１に面接触しているので、回転子１Ａの回転時に永久磁石片４の遠心力による荷重を外周コア２０を構成する全ての珪素鋼板に均一に作用させることができ、一部の珪素鋼板に過大な荷重が加わらなくなる。
また、永久磁石片４と保持部２２との間をボンド磁石からなる平滑層７０で隙間なく埋めているので、磁石磁束の減少を抑えることができ、回転子１Ａを小型にすることができる。さらに、磁石収容孔３０内での永久磁石片４のガタ付きを阻止することができるので、回転子１Ａを回転したときに永久磁石片４が磁石収容孔３０の内壁や平滑層７０をたたくこともなく、異音発生を防止することができ、この回転子１Ａを備えた回転電機（例えばモーター等）の静粛性を向上させることができる。

なお、この実施例１ではボンド磁石によって平滑層７０を形成したが、ボンド磁石の代わりに樹脂で平滑層７０を構成してもよい。
また、実施例１では内周コア１０の外周面に設けた凹部１１と、外周コア２０の内周面に設けた凹部２１を対向させて連結することにより磁石収容孔３０を形成したが、内周コア１０の外周面に径方向外側に突出する凸部を設け、この凸部の先部を外周コア２０の凹部２１内に挿入し、該凸部と凹部２１の間を磁石収容孔にすることも可能である。
また、実施例１では内周コア１０と外周コア２０をいずれも珪素鋼板の積層体で構成したが、内周コア１０については積層構造ではない一部材（無垢材）で構成してもよく、むしろその方が好ましい。内周コア１０を非積層構造の一部材で構成すると、内周コア１０における磁石収容孔３０の内壁３１，３２，３３を平滑に形成することができ、且つ、磁石収容孔３０の寸法精度や形状精度を上げることができるので、外周コア２０を装着する前に内周コア１０に永久磁石片４を仮固定する場合に、永久磁石片４の内周コア１０への取り付け位置精度が向上し、回転子１Ａを精度よく組み立てることができる。

［実施例２］
次に、この発明に係る永久磁石式回転子の製造方法の実施例２を図３から図７の図面を参照して説明する。
実施例２における回転子１Ｂも、実施例１のものと同様、ロータシャフト２と、ロータシャフト２に固定されたロータ鉄心３と、ロータ鉄心３に固定された焼結磁石からなる永久磁石片４を主要構成としている。

実施例２における回転子１Ｂでは、ロータ鉄心３が周方向に分割された複数（この実施例２では８個）の分割コア４０を環状に連結して構成されている。この点が実施例１のロータ鉄心３と相違する。ロータ鉄心３を分割コア４０で構成したことにより、ロータ鉄心３の材料歩留まりを向上させることができ、回転子１Ｂの製造コストを低減することができる。
詳述すると、図４に示すように、分割コア４０は内周コア部５０と、この内周コア部５０の外側に嵌合された外周コア部６０とからなり、内周コア部５０と外周コア部６０はいずれも珪素鋼板（電磁鋼板）を多数積層して構成されている。そして、分割コア４０を円環状に連結したときに、内周コア部５０が連結して環状の内周コア１０が形成され、外周コア部６０が連結して環状の外周コア２０が形成される。換言すると、ロータ鉄心３は、環状の内周コア１０と、この内周コア１０の外側に嵌合された環状の外周コア２０とから構成されている

内周コア部５０の内周面５１は円弧状をなし、分割コア４０を円環状に連結したときに、内周面５１同士が連結して内周コア１０の中央に円形の貫通孔１１を形成する。そして、この貫通孔１１にロータシャフト２が圧入固定されている。
また、外周コア部６０の外周面６１も円弧状をなし、分割コア４０を円環状に連結したときに、外周面６１同士が連結して真円形の外周コア２０の外周面を形成する。

分割コア４０において内周コア部５０と外周コア部６０の間には永久磁石片４を収容するための磁石収容孔（磁石挿入用開口部）３０が設けられている。
詳述すると、内周コア部５０の外周面中央には径方向外側に突出する凸部５２が設けられ、外周コア部６０の内周面中央には径方向外側に凹む凹部６２が内周コア部５０の凸部５２に対向して設けられており、この凸部５２の先部が外周コア部６０の凹部６２内に挿入されて、凸部５２と凹部６２の間が磁石収容孔３０になっている。

磁石収容孔３０において径方向内側の内壁３１と周方向両側の内壁３２，３３は直線的な平坦面に形成されており、径方向外側の内壁３４は外周コア２０の外周面に略平行な円弧面に形成されている。また、磁石収容孔３０の内壁３１を構成する内周コア部５０の凸部５２における径方向外側の壁面中央には、半円弧面からなる注入用凹溝５３が形成されている。
外周コア部６０において凹部６２よりも径方向外側の部分は、永久磁石片４を保持する保持部６３になっており、保持部６３の周方向両側は保持部６３よりも径方向内側に突出する連結部６４，６４になっている。したがって、磁石収容孔３０は、内周コア１０（内周コア部５０）と外周コア２０（外周コア部６０）の保持部６３および連結部６４，６４の間に形成されている。

外周コア部６０の連結部６４，６４の径方向内側の側壁６５，６５はそれぞれ、内周コア部５０において凸部５２よりも周方向両側の側壁５４，５４に当接している。これら側壁６５，５４の中央には略半円形の嵌合凸部６５ａと嵌合凹部５４ａが形成されていて、外周コア部６０の嵌合凸部６５ａが内周コア部５０の嵌合凹部５４ａに嵌合されている。これにより、内周コア部５０と外周コア部６０の周方向の位置決めがされ、内周コア部５０の凸部５２を外周コア部６０の凹部６２に容易に挿入することができ、永久磁石式回転子の組み立て精度が向上する。

内周コア部５０の周方向一方側の側壁５５には、周方向外側に突出する略半円形の嵌合凸部５５ａが形成され、周方向他方側の側壁５６には嵌合凸部５５ａが嵌合可能な嵌合凹部５６ａが形成されており、内周コア部５０の嵌合凸部５５ａは隣接する内周コア部５０の嵌合凹部５６ａに嵌合されている。これにより、内周コア部５０同士の径方向の位置決めが正確に行われ、内周コア部５０の内周面５１同士が滑らかに接続されて内周コア１０の貫通孔１１を円形に形成することができ、永久磁石式回転子の組み立て精度が向上する。

外周コア部６０の周方向一方側の側壁６６には、周方向外側に突出する略半円形の嵌合凸部６６ａが形成され、周方向他方側の側壁６７には嵌合凸部６６ａが嵌合可能な嵌合凹部６７ａが形成されており、外周コア部６０の嵌合凸部６６ａは隣接する外周コア部６０の嵌合凹部６７ａに嵌合されている。これにより、外周コア部６０同士の径方向の位置決めが正確に行われ、外周コア部６０の外周面６１同士が滑らかに接続されて外周コア２０の外周面を円形に形成することができ、永久磁石式回転子の組み立て精度が向上する。
このようにして分割コア４０を円環状に連結すると、互いに隣接する外周コア部６０，６０の連結部６４，６４同士が接続され、外周コア２０は保持部６３と接続された連結部６４，６４とが交互に配置されるとともに、これらが一体化される。換言すると、ロータ鉄心３は、連結部６４において周方向に分割された分割コア４０を環状に連結して構成されている。

また、外周コア部６０の凹部６２における径方向外側の内壁、すなわち、磁石収容孔３０の径方向外側の内壁３４には、ボンド磁石からなる平滑層７０が形成され、この平滑層７０における径方向内側の面７１に密接して永久磁石片４が配置され、永久磁石片４と磁石収容孔３０の内壁３１（つまり、内周コア部５０の凸部５２における径方向外側の外壁）との間に、ボンド磁石からなる閉塞層８０が隙間なく形成されている。

平滑層７０は、外周コア部６０の内側に内周コア部５０を嵌合する前であって外周コア部６０の凹部６２に永久磁石片４を収容する前に予め形成されたものであり、外周コア部６０を構成する全ての積層珪素鋼板における凹部６２の径方向外側の内壁（すなわち、磁石収容孔３０における内壁３４を構成する部分）に隙間なく密着しており、平滑層７０における径方向内側の面７１は永久磁石片４の径方向外側の外周面４ａと同じ曲率からなる平滑な円弧面に形成されている。そして、磁石収容孔３０に永久磁石片４を収容した状態では、永久磁石片４の外周面４ａが平滑層７０の径方向内側の面７１に密着し、面当接している。
一方、閉塞層８０は、外周コア部６０の内側に内周コア部５０を嵌合した後であって磁石収容孔３０に永久磁石片４を収容した後に形成されたものである。

実施例２の回転子１Ｂは例えば次の手順で組み立てることができる。
まず、珪素鋼板を打ち抜き加工して内周コア部５０と外周コア部６０の素材を必要枚数用意し、それら素材をそれぞれ所定枚数積層して積層方向にかしめ、凸部５２の周方向位置を一致させた内周コア部５０と、凹部６２の周方向位置を一致させた外周コア部６０を形成する。

次に、外周コア部６０の凹部６２の径方向外側の内壁（つまり、磁石収容孔３０の径方向外側の内壁３４となる部分）にボンド磁石を隙間なく塗布し乾燥させて平滑層７０を形成する。その際、平滑層７０が固化する前に、治具を用いて平滑層７０の径方向内側の面７１を永久磁石片４の径方向外側の外周面４ａと同じ曲率からなる平滑な円弧面に形成する。このように形成した平滑層７０の径方向内側の面７１は、外周コア部６０の積層方向に対しても面一になる。また、平滑層７０を形成する時点では外周コア部６０の内側に内周コア部５０が嵌合されていないので、平滑層７０を容易に形成することができる。

次に、外周コア部６０に形成した平滑層７０の径方向内側の面に接着剤などで永久磁石片４を仮固定し、永久磁石片４が仮固定された外周コア部６０の内側に内周コア部５０を嵌合する。その際に、外周コア部６０の嵌合凸部６５ａを内周コア部５０の嵌合凹部５４ａに嵌合する。なお、永久磁石片４の平滑層７０への仮固定は、永久磁石片４を予め弱着磁させておき、その磁力によって永久磁石片４を平滑層７０に磁着させてもよい。
次に、内周コア部５０の凸部５２に設けられた注入用凹溝５３から、永久磁石片４と内周コア部５０との間に形成される空間に、ボンド磁石を隙間なく注入し固化して閉塞層８０を形成し、磁石収容孔３０内での永久磁石片４の移動を不能にする。これで分割コア４０が完成する。

次に、分割コア４０を環状に連結していってロータ鉄心３を組み上げる。その際に、内周コア部５０の嵌合凸部５５ａを隣接する内周コア部５０の嵌合凹部５６ａに嵌合し、外周コア部６０の嵌合凸部６６ａを隣接する外周コア部６０の嵌合凹部６７ａに嵌合する。この後、永久磁石片４を着磁し、内周コア１０の貫通孔１１にロータシャフト１を圧入して回転子１Ｂが完成する。なお、永久磁石片４の着磁は分割コア４０を環状に連結する前に実施してもよい。

このように外周コア部６０の凹部６２の径方向外側の内壁に平滑層７０を形成したことにより、永久磁石片４の径方向外側の外周面４ａを、ロータ鉄心３の軸方向全長に亘って、平滑層７０の径方向内側の面７１に面接触させることができる。
この回転子１Ｂによれば、永久磁石片４の径方向外側の外周面４ａが、ロータ鉄心３の軸方向全長に亘って、平滑層７０の径方向内側の面７１に面接触しているので、回転子１Ｂの回転時に永久磁石片４の遠心力による荷重を外周コア２０を構成する全ての珪素鋼板に均一に作用させることができ、一部の珪素鋼板に過大な荷重が加わらなくなる。

また、永久磁石片４と保持部２２との間をボンド磁石からなる平滑層７０で隙間なく埋めているので、磁石磁束の減少を抑えることができ、回転子１Ｂを小型にすることができる。
また、永久磁石片４と内周コア部５０との間をボンド磁石からなる閉塞層８０で隙間なく埋めているので、磁石収容孔３０内で永久磁石片４がガタ付かず、回転子１Ｂを回転したときに永久磁石片４が磁石収容孔３０の内壁や平滑層７０や閉塞層８０をたたくこともないので、異音発生を防止することができ、この回転子１Ｂを備えた回転電機（例えばモーター等）の静粛性を向上させることができる。

なお、この実施例２ではボンド磁石によって平滑層７０を形成したが、ボンド磁石の代わりに樹脂で平滑層７０を構成してもよい。また、閉塞層８０についても同様であり、ボンド磁石の代わりに樹脂で閉塞層８０を構成してもよい。
この実施例２では、内周コア部５０に嵌合凸部５５ａと嵌合凹部５６ａを設けるとともに、外周コア部６０に嵌合凸部６６ａと嵌合凹部６７ａを設けて、それぞれを嵌合させて分割コア４０を環状に連結しているが、嵌合凸部と嵌合凹部は内周コア部５０のと外周コア部６０のいずれか一方にあれば足り、他方を省略することも可能である。さらに、閉塞層８０はなくして、内周コア部５０の凸部５２における径方向外側の壁面を永久磁石片４の径方向内側の壁面に密接させてもよい。図５は、外周コア部６０に嵌合凸部６６ａと嵌合凹部６７ａを設けず、且つ、閉塞層８０を設けない例における分割コア４０の正面図である。

さらに、図６に示すように、外周コア部６０の嵌合凸部６５ａと内周コア部５０の嵌合凹部５４ａを省略することも可能である。
また、実施例２では、内周コア部５０の外周面中央に凸部５２を設け、この凸部５２の先部を外周コア部６０の凹部６２内に挿入して、凸部５２と凹部６２の間を磁石収容孔３０としたが、図７に示すように、内周コア部５０の外周面に凹部５７を設け、この凹部５７と外周コア部６０の内周面に設けた凹部６２を対向配置させて、これらの間を磁石収容孔３０としてもよい。
また、実施例２では内周コア１０（内周コア部５０）と外周コア２０（外周コア部６０）をいずれも珪素鋼板の積層体で構成したが、内周コア１０（内周コア部５０）については積層構造ではない一部材（無垢材）で構成してもよく、むしろその方が好ましい。

この発明に係る製造方法で製造した永久磁石式回転子の実施例１における正面図である。 前記実施例１の永久磁石式回転子の部分拡大図である。 この発明に係る製造方法で製造した永久磁石式回転子の実施例２における正面図である。 前記実施例２の永久磁石式回転子における分割コアの正面図である。 前記実施例２における分割コアの変形例の正面図である。 前記実施例２における分割コアの別の変形例の正面図である。 前記実施例２における分割コアのさらに別の変形例の正面図である。

符号の説明

１Ａ，１Ｂ 永久磁石式回転子
３ ロータ鉄心
４ 永久磁石片
１０ 内周コア
２０ 外周コア
２２ 保持部
２３ 連結部
３０ 磁石収容孔（磁石挿入用開口部）
４０ 分割コア
５４ａ 嵌合凹部
５５ 側壁
５５ａ 嵌合凸部
５６ 側壁
５６ａ 嵌合凹部
６３ 保持部
６４ 連結部
６５ａ 嵌合凸部
６６ 側壁
６６ａ 嵌合凸部
６７ 側壁
６７ａ 嵌合凹部
７０ 平滑層

Claims (8)

1. 鋼板を多数積層してなるロータ鉄心の外周近傍に設けられた複数の磁石挿入用開口部にそれぞれ永久磁石片が収容されてなる永久磁石式回転子の製造方法であって、
   前記ロータ鉄心は内周コアとその外側に配置される環状の外周コアとに分割され、
   前記磁石挿入用開口部は前記内周コアと前記外周コアとの間に形成されており、
   焼結磁石からなる前記永久磁石片の装着前に、予め前記外周コアにおける前記磁石挿入用開口部の内壁にボンド磁石を塗布し前記永久磁石片の外周面と同じ形状の内周面を備えるよう形成した前記ボンド磁石からなる平滑層を、前記外周コアにおける前記磁石挿入用開口部の前記内壁に密着して設ける工程と、
   前記平滑層の前記内周面または前記内周コアの前記磁石挿入用開口部に前記永久磁石片を装着し、前記外周コアの内周側に前記内周コアを装着する工程と、
   を備えることを特徴とする永久磁石式回転子の製造方法。
2. 前記平滑層をボンド磁石に代えて樹脂で形成することを特徴とする請求項１に記載の永久磁石式回転子の製造方法。
3. 鋼板を多数積層してなるロータ鉄心の外周近傍に設けられた複数の磁石挿入用開口部にそれぞれ永久磁石片が収容されてなる永久磁石式回転子の製造方法であって、
   前記ロータ鉄心は内周コアとその外側に配置される環状の外周コアとに分割され、
   前記外周コアは、前記永久磁石片を外側から保持する保持部と、隣り合う２つの前記保持部を連結し該保持部よりも径方向内側に突出する連結部とが一体に形成されてなり、
   前記磁石挿入用開口部は前記内周コアと前記外周コアの保持部および連結部の間に形成されており、
   焼結磁石からなる前記永久磁石片の装着前に、予め前記保持部における前記磁石挿入用開口部の内壁にボンド磁石を塗布し前記永久磁石片の外周面と同じ形状の内周面を備えるよう形成した前記ボンド磁石からなる平滑層を、前記保持部における前記磁石挿入用開口部の前記内壁に密着して設ける工程と、
   前記平滑層の前記内周面または前記内周コアの前記磁石挿入用開口部に前記永久磁石片を装着し、前記外周コアの内周側に前記内周コアを装着する工程と、
   を備えることを特徴とする永久磁石式回転子の製造方法。
4. 前記平滑層をボンド磁石に代えて樹脂で形成することを特徴とする請求項３に記載の永久磁石式回転子の製造方法。
5. 前記ロータ鉄心は、前記連結部において周方向に分割された複数の分割コアを環状に連結してなることを特徴とする請求項３または請求項４に記載の永久磁石式回転子の製造方法。
6. 前記内周コアと前記連結部には互いに嵌合して前記内周コアと前記外周コアを連結する嵌合凹部と嵌合凸部が設けられていることを特徴とする請求項５に記載の永久磁石式回転子の製造方法。
7. 前記分割コアの周方向両側の側壁には、互いに嵌合して隣り合う２つの前記分割コア同士を連結する嵌合凹部と嵌合凸部が設けられていることを特徴とする請求項５または請求項６に記載の永久磁石式回転子の製造方法。
8. 前記内周コアは非積層構造の一部材で構成されていることを特徴とする請求項１から請求項７のいずれか１項に記載の永久磁石式回転子の製造方法。

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