JP6388705B2 - 回転電機の回転子、及びモータ - Google Patents

Description

この発明は、回転子鉄心と、回転子鉄心に設けられた磁石とを有する回転電機の回転子、及びモータに関するものである。

従来、複数の第１の突起部が外周部に形成された第１の回転子鉄心と、複数の第２の突起部が外周部に形成された第２の回転子鉄心とを互いに重ねて回転子鉄心を構成し、回転子鉄心の外周部に取り付けられた永久磁石の周方向の位置決めを第２の突起部で行うことにより、永久磁石と第１の突起部との間に空間を生じさせている表面磁石型回転子が知られている（特許文献１参照）。

また、従来、回転子鉄心の外周部に磁石を取り付けるために、左右規制部材内に重ねて収納された複数の磁石を押圧ロッドで回転子鉄心の外周部に押し付けた状態で、回転子鉄心を回転させることにより、回転子鉄心の外周部に形成された複数の突起部間に磁石を１つずつ供給するようにした回転子の製造装置が知られている（特許文献２参照）。

特開２０１４−１５５３７２号公報 特開２０１３−２５１９６８号公報

ここで、特許文献１に示されている表面磁石型回転子を製造するために、特許文献２に示されている回転子の製造装置を用いることが考えられる。しかし、特許文献１に示されている表面磁石型回転子では、第１の突起部の外周部と第２の突起部の外周部との間に段差が生じていたり、突起部の外周部と永久磁石の外周部との間に段差が生じていたりすると、特許文献２に示されている回転子の製造装置を用いて永久磁石を回転子鉄心の外周部に取り付けるときに、永久磁石が段差に引っ掛かってしまい、永久磁石が欠けたり回転子の製造に手間がかかったりしてしまう。

また、突起部の高さを低くすると、突起部の外周部と永久磁石の外周部との間の段差が小さくなるが、突起部によるリラクタンストルクが低下してしまう。リラクタンストルクの低下を抑制するために回転電機の体格を大きくすると、回転電機自体の重量が大きくなってしまう。特に車両用の電動パワーステアリング装置では、回転電機であるモータの重量が大きくなると、車両の重量増加に直結してしまい、車両の燃費向上の目的に反する結果になってしまう。

この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、性能の低下を抑制しながら製造効率の向上を図ることができる回転電機の回転子、及びモータを得ることを目的とする。

この発明による回転電機の回転子、及びモータは、軸線を持つ回転子鉄心、及び回転子鉄心に設けられた複数の磁石を備え、回転子鉄心は、軸線に沿った方向について互いに重なっている第１及び第２の鉄心を有し、第１の鉄心は、第１の鉄心本体と、第１の鉄心本体の外周部から径方向外側へ突出し第１の鉄心本体の周方向へ互いに間隔を置いて配置された複数の第１の突起部とを有し、第２の鉄心は、第１の鉄心本体に重なる第２の鉄心本体と、第２の鉄心本体の外周部から径方向外側へ突出し第１の突起部の位置に合わせて第２の鉄心本体の周方向へ互いに間隔を置いて配置された複数の第２の突起部とを有し、回転子鉄心では、第１及び第２の鉄心本体によって回転子鉄心本体が構成され、軸線に沿った方向へ並ぶ第１及び第２の突起部によって突起が構成され、磁石は、各突起間に配置された状態で回転子鉄心本体の外周部に設けられ、軸線に沿って回転子鉄心を見たとき、第２の突起部の一部は、第１の突起部から周方向外側へ張出部として張り出しており、軸線に沿って回転子鉄心を見たとき、張出部の径方向外側端面は、第１の突起部の径方向外側端面に滑らかに連続している。

この発明による回転電機の回転子、及びモータでは、軸線に沿って回転子鉄心を見たとき、第２の突起部の張出部の径方向外側端面が第１の突起部の径方向外側端面に滑らかに連続しているので、第１及び第２の突起部のそれぞれの径方向外側端面間に段差が生じることを防止することができる。これにより、磁石を回転子鉄心に取り付けるときに、突起の高さを低くしなくても磁石が段差に引っ掛かることを防止することができ、回転子の性能の低下を抑制しながら、回転子の製造効率の向上を図ることができる。

この発明の実施の形態１によるモータが組み込まれている電動パワーステアリング装置を示す構成図である。 図１の電動駆動装置を示す断面図である。 図２の電動駆動装置の電気回路図である。 図２のモータを示す断面図である。 図４の回転子を示す断面図である。 図５の回転子を示す側面図である。 図５の永久磁石を突起の径方向外側端面に押し付けている状態を示す図である。 図７の永久磁石が傾いて永久磁石の端部が凹部の底面に接触した状態を示す図である。 図８の永久磁石が凹部内に配置された状態を示す図である。 図９の２番目の永久磁石が１番目の永久磁石上を滑っている状態を示す図である。 図８の永久磁石及び回転子鉄心を示す要部拡大図である。 図１０の永久磁石及び回転子鉄心を示す要部拡大図である。 この発明の実施の形態１による回転子の他の例を示す断面図である。 この発明の実施の形態２による回転子の要部断面図である。 この発明の実施の形態３による回転子の要部断面図である。 この発明の実施の形態４による回転子を製造しているときの構成図である。 この発明の実施の形態５による回転子を示す要部断面図である。

以下、この発明の好適な実施の形態について図面を参照して説明する。
実施の形態１．
図１は、この発明の実施の形態１によるモータが組み込まれている電動パワーステアリング装置を示す構成図である。本実施の形態による電動パワーステアリング装置は、例えば自動車等の車両に搭載される車両用の電動パワーステアリング装置である。一対のタイロッド１間には、ハウジング２内に収容されたラック軸（図示せず）が連結されている。各タイロッド１とラック軸とのそれぞれの連結部は、電動パワーステアリング装置内への異物の侵入を防止するラックブーツ３内に収容されている。ラック軸には、シャフト４が連結されている。運転者がステアリングホイール（図示せず）を操舵すると、操舵によるトルクがステアリングシャフト（図示せず）及びシャフト４を介してラック軸に伝達される。シャフト４には、ステアリングホイールの操舵によるトルクを検出するトルクセンサ５が設けられている。また、ラック軸には、ギヤボックス６を介して電動駆動装置７が設けられている。即ち、電動パワーステアリング装置には、電動駆動装置７が組み込まれている。

電動駆動装置７は、モータ８と、モータ８に設けられている制御ユニットであるＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｏｎｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）９とを有している。ＥＣＵ９は、モータ８と一体となっている。また、ＥＣＵ９は、制御基板及びインバータ回路を有している。ＥＣＵ９には、第１のコネクタ１０と、第２のコネクタ１１と、電源コネクタ１２とが設けられている。

トルクセンサ５が検出したトルクの情報は、トルクセンサ５から第１のコネクタ１０を介してＥＣＵ９へ電気信号として送られる。自動車の車速等の情報である車両情報は、車両に設置されたセンサ（例えば速度センサ等）から第２のコネクタ１１を介してＥＣＵ９へ電気信号として送られる。電源コネクタ１２には、ＥＣＵ９に給電を行う電源（例えばバッテリ又はオルタネータ等）が接続されている。ＥＣＵ９は、トルクセンサ５からのトルクの情報及び車両センサからの車両情報に基づいて、必要なアシストトルクを演算し、アシストトルクに応じた電流をモータ８にインバータ回路を通じて供給する。

モータ８は、ＥＣＵ９からの給電によりトルクを発生する。ギヤボックス６は、ベルト及びボールねじ（いずれも図示せず）を内蔵している。モータ８で発生したトルクは、ギヤボックス６を介して減速され、ラック軸を図１の矢印Ａの方向に動かす。これにより、運転者の操舵力は、モータ８のトルクによりアシストされる。

ラック軸が矢印Ａの方向に動くと、一対のタイロッド１が動き、タイヤが転舵して車両が旋回する。モータ８のトルクによる操舵力のアシストの結果、運転者は少ない操舵力で車両を旋回させることができる。

図２は、図１の電動駆動装置７を示す断面図である。モータ８は、ハウジング２１と、ハウジング２１内に固定された電機子である筒状の固定子２２と、ハウジング２１に回転自在に支持されたシャフト２３と、シャフト２３に固定され固定子２２内に回転自在に配置された回転子２４とを有している。

ハウジング２１は、第１のハウジング部材２５及び第２のハウジング部材２６を有している。第１のハウジング部材２５は、筒状部２７と、筒状部２７の一端部の開口を塞ぐ壁部２８とを有している。筒状部２７及び壁部２８は、一体成形されていてもよいし、別部材として組み合わされていてもよい。第２のハウジング部材２６は、筒状部２７の他端部の開口を塞いだ状態で、筒状部２７にボルト２９によって取り付けられている。ＥＣＵ９は、筒状部２７の壁部２８側の端部に設けられている。壁部２８及び第２のハウジング部材２６のそれぞれには、シャフト２３が通された貫通孔３０が設けられている。壁部２８及び第２のハウジング部材２６のそれぞれの貫通孔３０には、シャフト２３を回転自在に支持する軸受３１が嵌められている。

固定子２２は、シャフト２３の軸線Ｐと同軸に筒状部２７の内周面に固定されている。また、固定子２２は、筒状の固定子鉄心３２と、固定子鉄心３２に設けられた電機子巻線３３とを有している。固定子鉄心３２は、シャフト２３の軸線Ｐに沿った方向（以下、単に「軸線方向」ともいう）に複数の電磁板を積層して構成されている。

回転子２４は、固定子２２の内面に対して隙間を介してシャフト２３の軸線Ｐと同軸に配置されている。また、回転子２４は、軸線Ｐと共通の軸線を持つ回転子鉄心３４と、回転子鉄心３４に設けられた複数の永久磁石３５とを有している。回転子２４は、回転子鉄心３４をシャフト２３に圧入することによりシャフト２３に固定されている。これにより、回転子２４は、シャフト２３と一体に回転される。

シャフト２３のＥＣＵ９側と反対側の端部、即ちシャフト２３の出力端部には、プーリ３６が圧入により固定されている。プーリ３６には、図１のギヤボックス６のベルトが掛けられている。これにより、モータ８のトルクはギヤボックス６を介してラック軸に伝達される。

ＥＣＵ９には、モータ８を駆動するためのインバータ回路が含まれている。インバータ回路は、複数のスイッチング素子（例えばＭＯＳＴ−ＦＥＴ等）３７を含んでいる。スイッチング素子３７の構成としては、例えばベアチップをＤＢＣ（Ｄｉｒｅｃｔ Ｂｏｎｄｅｄ Ｃｏｐｐｅｒ）基板に実装した構成、又はベアチップを樹脂でモールドしたモジュールの構成等が考えられる。

スイッチング素子３７は、モータ８を駆動するための電流が流れるため発熱する。そこで、スイッチング素子３７は、接着剤及び絶縁シート等を介してヒートシンク３８と接触させ放熱する構造となっている。ヒートシンク３８は、例えばねじ又は焼き嵌め等によって筒状部２７に固定されている。これにより、ヒートシンク３８の熱がハウジング２１に伝達可能になっている。なお、図２には示されていないが、インバータ回路には、スイッチング素子３７の他に、平滑コンデンサ、ノイズ除去用コイル、電源リレー及びそれらを電気的に接続するバスバー等が含まれている。

バスバーは、樹脂と一体成形され中間部材３９を形成している。中間部材３９には、制御基板４０が隣接している。制御基板４０は、第１のコネクタ１０及び第２のコネクタ１１から受け取った情報に基づき、モータ８を適切に駆動するためにスイッチング素子３７に制御信号を送る。

インバータ回路及び制御基板４０は、ケース４１によって覆われている。ケース４１は、樹脂で構成してもよいし、アルミニウム等の金属で構成してもよいし、樹脂とアルミニウム等の金属とを組み合わせてケース４１を構成してもよい。この例では、モータ８のシャフト２３の軸線Ｐに直交する平面と平行に制御基板４０が配置されている。

シャフト２３のＥＣＵ９側の端部には、永久磁石であるセンサ用磁石４２が設けられている。ヒートシンク３８には、センサ用磁石４２の磁界を検出するセンサ装置４３が設けられている。

センサ装置４３は、軸線方向についてセンサ用磁石４２に対向する回転センサである磁気センサ４４と、磁気センサ４４が実装されたセンサ基板４５と、センサ基板４５に設けられた支持部材４６と、支持部材４６に支持された接続部材４７とを有している。

ヒートシンク３８のモータ８側の部分には、窪み部５０が設けられている。センサ基板４５は、窪み部５０を塞いだ状態で、ヒートシンク３８に図示しないねじで取り付けられている。これにより、ヒートシンク３８の表面から磁気センサ４４までの距離が大きくなっている。

接続部材４７は、ヒートシンク３８及び中間部材３９を貫通し、センサ基板４５と制御基板４０とを電気的に接続している。ヒートシンク３８及び中間部材３９には、接続部材４７を通す穴部（図示せず）が設けられている。中間部材３９には、接続部材４７を位置決めする図示しないガイドが設けられている。接続部材４７は、例えばワイヤボンディング、プレスフィット又ははんだ等で制御基板４０に電気的に接続されている。また、接続部材４７は、例えばプレスフィット又ははんだ等でセンサ基板４５に電気的に接続されている。

磁気センサ４４は、センサ用磁石４２の発生する磁界を検出し、その磁界の向きを検出する。センサ装置４３は、センサ用磁石４２の磁界及びその向きを検出することにより、回転子２４の回転角度を検出する。ＥＣＵ９は、センサ装置４３で検出された回転角度に応じた駆動電流をモータ８へ供給する。

図２では、制御基板４０とは別のセンサ基板４５に磁気センサ４４が実装されているが、制御基板４０に磁気センサ４４を実装し、センサ用磁石４２からヒートシンク３８を通過して漏れてくる磁束を磁気センサ４４で検出するようにしてもよい。また、図２では、ヒートシンク３８と制御基板４０との間に中間部材３９が配置されているが、中間部材３９と制御基板４０との位置関係を逆にして、ヒートシンク３８と中間部材３９との間に制御基板４０を配置してもよい。さらに、図２では、回転センサとして磁気センサを用いているが、レゾルバを回転センサとしてもよい。

図３は、図２の電動駆動装置７の電気回路図である。モータ８の電機子巻線３３は、第１のＵ相巻線Ｕ１、第１のＶ相巻線Ｖ１、第１のＷ相巻線Ｗ１を含む第１の電機子巻線４８と、第２のＵ相巻線Ｕ２、第２のＶ相巻線Ｖ２、第２のＷ相巻線Ｗ２を含む第２の電機子巻線４９とを有している。図３では、第１及び第２の電機子巻線４８，４９をＹ結線としているがΔ結線でもよい。なお、図３では、モータ８の構成として電機子巻線のみを記載し、他の構成は省略している。

ＥＣＵ９のインバータ回路には、第１及び第２のインバータ５１，５２、ノイズ除去用コイル５３、第１及び第２の電源リレー５４，５５及び第１及び第２のコンデンサ５６，５７が含まれている。第１の電機子巻線４８には第１のインバータ５１から３相の電流が供給され、第２の電機子巻線４９には第２のインバータ５２から３相の電流が供給される。

ノイズ除去用コイル５３は、図２の電源コネクタ１２に電気的に接続されている。ノイズ除去用コイル５３には、第１のインバータ５１が第１の電源リレー５４を介して電気的に接続されているとともに、第２のインバータ５２が第２の電源リレー５５を介して電気的に接続されている。直流電源（例えばバッテリ等）５８からの電力は、電源コネクタ１２及びノイズ除去用コイル５３を介して第１及び第２の電源リレー５４，５５へ供給される。

第１及び第２の電源リレー５４，５５は、２個のＭＯＳＴ−ＦＥＴでそれぞれ構成されている。第１及び第２の電源リレー５４，５５は、故障時等に開放されて第１及び第２のインバータ５１，５２に過大な電流が流れないようにする。なお、図３では、ノイズ除去用コイル５３からみて電源５８と反対側に第１及び第２の電源リレー５４，５５が接続されているが、ノイズ除去用コイル５３からみて電源５８に近い側に第１及び第２の電源リレー５４，５５が接続されていてもよい。

第１及び第２のインバータ５１，５２のそれぞれは、ブリッジを構成する複数のスイッチング素子である６個のＭＯＳＴ−ＦＥＴ６１〜６６を有している。第１及び第２のインバータ５１，５２のそれぞれでは、互いに直列接続された第１及び第２のＭＯＳＴ−ＦＥＴ６１，６２と、互いに直列接続された第３及び第４のＭＯＳＴ−ＦＥＴ６３，６４と、互いに直列接続された第５及び第６のＭＯＳＴ−ＦＥＴ６５，６６とが並列接続されている。また、第１及び第２のインバータ５１，５２のそれぞれでは、第２のＭＯＳＴ−ＦＥＴ６２のＧＮＤ（グランド）側に第１のシャント抵抗６７が、第４のＭＯＳＴ−ＦＥＴ６４のＧＮＤ側に第２のシャント抵抗６８が、第６のＭＯＳＴ−ＦＥＴ６６のＧＮＤ側に第３のシャント抵抗６９が、それぞれ１個ずつ接続されている。第１〜第３のシャント抵抗６７〜６９は、電流値の検出に用いられる。なお、この例では、第１及び第２のインバータ５１，５２のそれぞれに３個のシャント抵抗６７〜６９が設けられているが、第１及び第２のインバータ５１，５２のそれぞれに設けるシャント抵抗の数を２個又は１個としても電流検出は可能であるため、第１及び第２のインバータ５１，５２のそれぞれのシャント抵抗の数を２個又は１個としてもよい。

第１のインバータ５１からモータ８への電流は、図３に示すように、第１のインバータ５１の第１及び第２のＭＯＳＴ−ＦＥＴ６１，６２間からバスバー等を通じてモータ８のＵ１相へ、第１のインバータ５１の第３及び第４のＭＯＳＴ−ＦＥＴ６３，６４間からバスバー等を通じてモータ８のＶ１相へ、第１のインバータ５１の第５及び第６のＭＯＳＴ−ＦＥＴ６５，６６間からバスバー等を通じてモータ８のＷ１相へそれぞれ供給される。

第２のインバータ５２からモータ８への電流は、図３に示すように、第２のインバータ５２の第１及び第２のＭＯＳＴ−ＦＥＴ６１，６２間からバスバー等を通じてモータ８のＵ２相へ、第２のインバータ５２の第３及び第４のＭＯＳＴ−ＦＥＴ６３，６４間からバスバー等を通じてモータ８のＶ２相へ、第２のインバータ５２の第５及び第６のＭＯＳＴ−ＦＥＴ６５，６６間からバスバー等を通じてモータ８のＷ２相へそれぞれ供給される。

第１のインバータ５１では、第１のＭＯＳＴ−ＦＥＴ６１、第２のＭＯＳＴ−ＦＥＴ６２及び第１のシャント抵抗６７に第１のコンデンサ５６が並列接続されている。また、第２のインバータ５２では、第１のＭＯＳＴ−ＦＥＴ６１、第２のＭＯＳＴ−ＦＥＴ６２及び第１のシャント抵抗６７に第２のコンデンサ５６が並列接続されている。第１及び第２のコンデンサ５６，５７は、平滑コンデンサである。なお、図３では、第１及び第２のコンデンサ５６，５７の数が１個ずつであるが、第１のインバータ５１に対して複数の第１のコンデンサ５６を並列接続してもよいし、第２のインバータ５２に対して複数の第２のコンデンサ５７を並列接続してもよい。

また、図３では、故障時にモータ８と第１及び第２のインバータ５１，５２を電気的に遮断するモータリレーを示していないが、モータリレーを設けるには第１及び第２の電機子巻線４８，４９の中性点Ｎ１、Ｎ２にモータリレーを設けてもよいし、第１及び第２のインバータ５１，５２とモータ８との間にモータリレーをそれぞれ設けてもよい。

ＥＣＵ９は、センサ装置４３で検出された回転角度に応じた信号を制御信号として図２の制御基板４０から第１及び第２のインバータ５１，５２のそれぞれへ送って、第１及び第２のインバータ５１，５２のそれぞれで第１〜第６のＭＯＳＴ−ＦＥＴ６１〜６６をスイッチングさせることにより、第１及び第２の電機子巻線４８，４９のそれぞれに３相電流を供給する。

図４は、図２のモータ８を示す断面図である。固定子鉄心３２は、筒状のコアバック７１と、コアバック７１から周方向内側に突出する複数のティース７２とを有している。各ティース７２は、固定子鉄心３２の周方向へ互いに間隔をおいて配置されている。互いに隣り合うティース７２間には、スロット７３が形成されている。第１及び第２の電機子巻線４８，４９は、スロット７３内に収容されている。図示しないが、第１及び第２の電機子巻線４８，４９のそれぞれと固定子鉄心３２との間には絶縁紙等が挿入され電気的絶縁が確保されている。

この例では、ティース７２の数は４８個である。従って、スロット７３の数も４８個である。１つのスロット７３には、第１又は第２の電機子巻線４８，４９の導線が４本ずつ収容されている。

第１の電機子巻線４８はＵ１相、Ｖ１相、Ｗ１相の３相から構成され、第２の電機子巻線４９はＵ２相、Ｖ２相、Ｗ２相の３相から構成されている。第１及び第２の電機子巻線４８，４９の配置は、図４に示すように、１番目のスロット７３から順にＵ１、Ｕ２、Ｗ１、Ｗ２、Ｖ１、Ｖ２となっており、７番目以降もＵ１、Ｕ２、Ｗ１、Ｗ２、Ｖ１、Ｖ２の順に配置されていて、４８番目まで同様の順に配置されている。

ただし、１番目のスロット７３のＵ１と７番目のスロット７３のＵ１は電流の向きが互いに逆になるように第１及び第２の電機子巻線４８，４９が配置されている。即ち、第１及び第２の電機子巻線４８，４９は、１番目のスロット７３から７番目のスロット７３に巻かれた分布巻の構成となっており、計６個のティース７２を跨っている。これは電気角１８０度に相当し、短節巻係数が１となるため、永久磁石３５が発生する磁束を有効に利用でき、小型高トルクのモータ８が得られ、永久磁石３５の量を少なくできるため、巻線係数が小さいモータに比べて低コスト化が実現できるという効果がある。

図５は、図４の回転子２４を示す断面図である。また、図６は、図５の回転子２４を示す側面図である。なお、図５は、図６のＶ−Ｖ線に沿った断面図である。回転子鉄心３４は、図６に示すように、回転子鉄心３４の軸線Ｐに沿った方向について互いに重なる複数の第１の鉄心８１及び複数の第２の鉄心８２を有している。回転子鉄心３４では、第１及び第２の鉄心８１，８２が交互に重なっている。

この例では、軸線Ｐに沿った方向に、第１の鉄心８１の数が３個とされ、第２の鉄心８２の数が２個とされている。また、この例では、軸線Ｐに沿った方向についての各第１の鉄心８１の寸法が、軸線Ｐに沿った方向についての各第２の鉄心８２の寸法よりもそれぞれ大きくなっている。さらに、この例では、軸線Ｐに沿った方向についての各第１の鉄心８１の寸法の合計も、軸線Ｐに沿った方向についての各第２の鉄心８２の寸法の合計よりも大きくなっている。

各第１の鉄心８１は、円柱状の第１の鉄心本体８３と、第１の鉄心本体８３の外周部から回転子鉄心３４の径方向外側へ突出する複数の第１の突起部８４とを有している。複数の第１の突起部８４は、第１の鉄心本体８３の周方向へ互いに間隔を置いて配置されている。この例では、第１の突起部８４の数が８個とされている。

各第２の鉄心８２は、円柱状の第２の鉄心本体８５と、第２の鉄心本体８５の外周部から回転子鉄心３４の径方向外側へ突出する複数の第２の突起部８６とを有している。第２の鉄心本体８５は、回転子鉄心３４の軸線に沿った方向について第１の鉄心本体８３と完全に重なっている。第２の突起部８６の数は、第１の突起部８４の数と同じになっている。従って、この例では、第２の突起部８６の数が８個とされている。また、複数の第２の突起部８６は、各第１の突起部８４の位置に合わせて第２の鉄心本体８５の周方向へ互いに間隔を置いて配置されている。

回転子鉄心３４では、第１及び第２の鉄心本体８３，８５によって回転子鉄心本体３４１が構成され、回転子鉄心３４の軸線Ｐに沿った方向へ並ぶ第１及び第２の突起部８４，８６によって突起３４２が構成されている。これにより、回転子鉄心３４では、回転子鉄心３４の軸線Ｐに沿った複数の突起３４２が円柱状の回転子鉄心本体３４１の外周部に回転子鉄心３４の周方向へ互いに間隔を置いて設けられている。また、各突起３４２間には、凹部３４３が形成されている。この例では、８個の突起３４２が回転子鉄心本体３４１の外周部に回転子鉄心３４の周方向へ等間隔に設けられている。これにより、各突起３４２間に形成された凹部３４３の数も８個となっている。

回転子鉄心本体３４１の中央には、シャフト２３を通す貫通孔８７が回転子鉄心３４の軸線Ｐに沿って設けられている。シャフト２３が貫通孔８７に通されている状態では、回転子鉄心３４の軸線Ｐがシャフト２３の軸線Ｐを一致する。

永久磁石３５は、複数の凹部３４３にそれぞれ配置された状態で回転子鉄心本体３４１の外周部に取り付けられている。これにより、この例では、８個の永久磁石３５が回転子鉄心３４の周方向へ互いに間隔をおいて配置されている。また、互いに隣り合う永久磁石３５の極性は、互いに逆となっている。即ち、この例では、回転子２４が８極の回転子となっている。また、永久磁石３５の径方向外側端面は、軸線Ｐに沿って永久磁石３５を見たとき、回転子鉄心３４の径方向外側へ盛り上がる弧状になっている。回転子２４は、各突起３４２の径方向外側端面及び各永久磁石３５の径方向外側端面のそれぞれに接触しながら回転子鉄心３４及び各永久磁石３５を囲むステンレス製の筒状の保護管（図示せず）をさらに有している。

回転子鉄心３４の周方向についての第２の突起部８６の寸法（即ち、第２の突起部８６の周方向寸法）は、回転子鉄心３４の周方向についての第１の突起部８４の寸法（即ち、第１の突起部８４の周方向寸法）よりも大きくなっている。これにより、回転子鉄心３４の軸線Ｐに沿って回転子鉄心３４を見たとき、第２の突起部８６の一部（即ち、第２の突起部８６の周方向両端部）は、第１の突起部８４の周方向端面８４ｂから周方向外側へ一対の張出部８６１として張り出している。また、回転子鉄心３４の軸線Ｐに沿って回転子鉄心３４を見たとき、第１及び第２の突起部８４，８６のそれぞれの径方向外側端面の形状が、回転子鉄心３４の径方向外側へ盛り上がる弧状になっている。

各張出部８６１では、回転子鉄心３４の軸線Ｐに沿って回転子鉄心３４を見たとき、図５に示すように、張出部８６１の径方向外側端面８６１ａと、張出部８６１の周方向端面８６１ｂとが、曲面８６１ｃを介して連続している。これに対して、第１の突起部８４の径方向外側端面８４ａと、第１の突起部８４の周方向端面８４ｂとの境界には、曲面が介在しておらず軸線Ｐに沿った境界線が形成されている。また、共通の突起３４２では、回転子鉄心３４の軸線Ｐに沿って回転子鉄心３４を見たとき、各張出部８６１の径方向外側端面８６１ａが第１の突起部８４の径方向外側端面８４ａに滑らかに連続している。さらに、回転子鉄心３４の軸線Ｐに沿って回転子鉄心３４を見たとき、第２の突起部８６の径方向外側端面のうち、張出部８６１の径方向外側端面８６１ａを除く部分、即ち第２の突起部８６の径方向外側端面の中間部分は、第１の突起部８４の径方向外側端面８４ａに重なっている。

第１の突起部８４の周方向端面８４ｂと永久磁石３５との間には、図６に示すように、空間８８が生じている。また、共通の凹部３４３の周方向両側に存在する一方及び他方の張出部８６１のうち、一方の張出部８６１の周方向端面８６１ｂに永久磁石３５の周方向端面３５ａが接触しているのに対して、他方の張出部８６１の周方向端面８６１ｂと永久磁石３５との間には隙間が生じている。これにより、第１の突起部８４の周方向端面８４ｂに近づく方向への力が永久磁石３５に加わっても、永久磁石３５が張出部８６１の周方向端面８６１ｂに接触することにより、永久磁石３５が第１の突起部８４の周方向端面８４ｂに近づくことが阻止され、第１の突起部８４と永久磁石３５との間に一定の空間が確保される。図５では、永久磁石３５ごとに左側の張出部８６１に永久磁石３５がそれぞれ接触している。第１の突起部８４の周方向端面８４ｂの高さは、永久磁石３５の周方向端面３５ａの高さよりも高くなっている。また、第２の突起部８６の張出部８６１の周方向端面８６１ｂの高さは、永久磁石３５の周方向端面３５ａの高さよりも低くなっている。

この例では、各凹部３４３の底面、即ち永久磁石３５の取付面が、曲面となっている。従って、この例では、永久磁石３５の断面形状が、径方向内側端面及び径方向外側端面のそれぞれを曲面とした形状となっている。永久磁石３５の径方向外側端面の曲率半径及び永久磁石３５の幅寸法が同じである条件では、永久磁石３５の径方向内側端面及び径方向外側端面のそれぞれを曲面にすると、永久磁石３５の径方向内側端面が平面である場合に比べて、永久磁石３５の厚さを一般的に薄くすることができる。従って、永久磁石３５のエアギャップを小さくすることができ、インダクタンスを大きくすることができる。これにより、弱め磁束制御が効果を発揮しやすくなり、高速回転時のトルクの向上を図ることができる。ただし、各凹部３４３の底面を平面とし、永久磁石３５の径方向外側端面を曲面とするとともに永久磁石３５の径方向内側端面を平面としてもよい。

次に、永久磁石３５を回転子鉄心３４に取り付けて回転子２４を製造するときの手順について説明する。図７〜図１０は、図５の永久磁石３５を回転子鉄心３４に取り付けるときの手順を説明する構成図である。即ち、図７は図５の永久磁石３５を突起３４２の径方向外側端面に押し付けている状態を示す図、図８は図７の永久磁石３５が傾いて永久磁石３５の端部が凹部３４３の底面に接触した状態を示す図、図９は図８の永久磁石３５が凹部３４３内に配置された状態を示す図、図１０は図９の２番目の永久磁石３５が１番目の永久磁石３５上を滑っている状態を示す図である。永久磁石３５を回転子鉄心３４に取り付けるときには、磁石取付装置９１が用いられる。

磁石取付装置９１は、台９２と、台９２に固定された筒状のガイド部材９３と、ガイド部材９３内に設けられた押圧体９４とを有している。磁石取付装置９１は、ガイド部材９３の開口を回転子鉄心３４の外周部に向けて配置されている。ガイド部材９３は、軸線Ｐに直交する方向に沿って配置されている。

ガイド部材９３内には、複数の永久磁石３５が重ねて収容されている。ガイド部材９３内では、ガイド部材９３の開口から、１番目の永久磁石３５、・ｎ番目の永久磁石３５の順に重なっている。なお、ｎは２以上の整数である。永久磁石３５は、１番目の永久磁石３５から順に、ガイド部材９３内からガイド部材９３の開口を通ってガイド部材９３外へ出るようになっている。押圧体９４は、互いに重なる複数の永久磁石３５をガイド部材９３外へ出す方向へ押圧する押圧力を発生している。押圧体９４としては、例えばばね等が用いられる。

永久磁石３５を回転子鉄心３４に取り付けるときには、まず各凹部３４３に接着剤を塗布する。また、図７に示すように、ガイド部材９３内で重ねられた複数の永久磁石３５のうち、ガイド部材９３の開口に存在する１番目の永久磁石３５を突起３４２の径方向外側端面に接触させる。これにより、１番目の永久磁石３５は、押圧体９４の押圧力で突起３４２に押し付けられる。

この後、回転子鉄心３４を回転させると、１番目の永久磁石３５は、突起３４２の径方向外側端面に押圧体９４の押圧力で押し付けられながら、突起３４２の径方向外側端面を滑って凹部３４３に向けて移動する。これにより、図８に示すように、永久磁石３５の一端部が突起３４２に接触したまま永久磁石３５が傾いて、永久磁石３５の他端部が凹部３４３の底面に接触する。このとき、永久磁石３５は、図１１に示すように、第１及び第２の突起部８４，８６のうち、第２の突起部８６の張出部８６１にのみ接触している。

この後、回転子鉄心３４をさらに回転させると、図９に示すように、第２の突起部８６の張出部８６１に掛かっていた永久磁石３５の一端部も凹部３４３内に滑り落ち、永久磁石３５の周方向端面３５ａが張出部８６１の周方向端面８６１ｂに接触した状態で凹部３４３内に固定される。

このとき、第１の突起部８４に近づく方向への永久磁石３５の変位が張出部８６１によって阻止され、第１の突起部８４の周方向端面８４ｂと永久磁石３５の周方向端面３５ａとの間には空間８８が生じる。これにより、第１の突起部８４への永久磁石３５の漏れ磁束量が抑制され、永久磁石３５の漏れ磁束量が多くなることによるマグネットトルクの低下が抑制される。

また、このとき、永久磁石３５の一端部が張出部８６１の曲面８６１ｃを滑りながら凹部３４３内に落ちるので、凹部３４３内に滑り落ちたときの永久磁石３５への衝撃が緩和され、永久磁石３５の破損の発生が防止される。永久磁石３５の破損が発生すると、破損で生じた磁石片が凹部３４３の内面（例えば、凹部３４３の底面又は側面等）と永久磁石３５との間に挟まり、永久磁石３５の浮き上がりによる保護管の圧入不良、又は永久磁石３５の取付位置のずれによる回転子２４の回転のアンバランスの発生の原因となり部品歩留りが悪化するが、本実施の形態ではこれを解消できるため、部品廃却による損失低減を実現できる。また、永久磁石３５が張出部８６１の曲面８６１ｃを滑りながら凹部３４３に落ちることから、第１の突起部８４の径方向外側端面８４ａと周方向端面８４ｂとの境界には曲面を設ける必要がなくなる。これにより、第１の突起部８４の体積の減少を防止することができ、第１の突起部８４が生み出すリラクタンストルクの低下を防止することができる。

この後、回転子鉄心３４をさらに回転させると、ガイド部材９３内に収容された２番目の永久磁石３５が、凹部３４３内に取り付けられた１番目の永久磁石３５の径方向外側端面を滑りながら移動する。これにより、図１２に示すように、２番目の永久磁石３５の端部が隣の張出部８６１の径方向外側端面８６１ａに接触する。この後、回転子鉄心３４をさらに回転させると、２番目の永久磁石３５が張出部８６１の径方向外側端面８６１ａ及び第１の突起部８４の径方向外側端面８４ａの順に滑りながら移動し、２番目の永久磁石３５が次の突起３４２の径方向外側端面に押し付けられた状態になる。

ここで、張出部８６１がない場合を考えると、通常、第１の突起部８４の周方向寸法が永久磁石３５の周方向寸法に比べて小さいため、永久磁石３５の径方向外側端面の曲率半径と、第１の突起部８４の径方向外側端面８４ａの曲率半径とが同程度であるときには、永久磁石３５の周方向端面３５ａの高さよりも第１の突起部８４の周方向端面８４ｂの高さが高くなる。従って、１番目の永久磁石３５と第１の突起部８４との間に段差が生じる。また、第１の突起部８４の周方向端面８４ｂと１番目の永久磁石３５の周方向端面３５ａとの間には空間が存在している。このことから、張出部８６１がない場合には、１番目の永久磁石３５上を滑る２番目の永久磁石３５が第１の突起部８４に引っ掛かりやすくなってしまう。これにより、永久磁石３５の取付不良が生じてしまい、部品歩留りが悪化する。また、第１の突起部８４の周方向寸法を大きくして第１の突起部８４の周方向端面８４ｂと１番目の永久磁石３５の周方向端面３５ａとの間の空間を小さくすると、永久磁石３５から第１の突起部８４への漏れ磁束が多くなってしまい、マグネットトルクが低下してしまう。これに対して、本実施の形態では、１番目の永久磁石３５上を滑る２番目の永久磁石３５の第１の突起部８４への引っ掛かりが張出部８６１によって回避されることから、第１の突起部８４と永久磁石３５との間の空間を確保しながら、２番目の永久磁石３５の移動を円滑に行うことができる。

この後、１番目の永久磁石３５と同様の手順を繰り返し、すべての凹部３４３に永久磁石３５を取り付ける。このようにして、回転子２４を製造する。

このような回転子２４及びモータ８では、軸線Ｐに沿って回転子鉄心３４を見たとき、第２の突起部８６の張出部８６１の径方向外側端面８６１ａが第１の突起部８４の径方向外側端面８４ａに滑らかに連続しているので、回転子鉄心３４の周方向へ突起３４２上を滑る永久磁石３５が突起３４２に引っ掛かることを防止することができる。また、１番目の永久磁石３５上を滑る２番目の永久磁石３５が突起３４２へ移動するときに、２番目の永久磁石３５が第１の突起部８４に引っ掛かることを張出部８６１によって防止することができる。これにより、回転子鉄心３４に対する永久磁石３５の取付作業を容易にかつ円滑に行うことができ、回転子２４の製造効率の向上を図ることができる。さらに、第１の突起部８４への永久磁石３５の引っ掛かりが張出部８６１によって防止されるので、第１の突起部８４の高さを低くする必要がなくなる。しかも、第１の突起部８４の周方向端面８４ｂと永久磁石３５の周方向端面３５ａとの間の空間も張出部８６１によって確保することができる。これにより、モータ８のリラクタンストルク及びマグネットトルクのいずれの低下も抑制することができ、モータ８の性能の低下を抑制することができる。

また、軸線Ｐに沿った方向についての第１の突起部８４の寸法は、軸線Ｐに沿った方向についての第２の突起部８６の寸法よりも大きくなっているので、永久磁石３５と第１の突起部８４との間の空間８８の範囲を軸線Ｐに沿った方向について大きくすることができる。これにより、モータ８のマグネットトルクの低下をさらに抑制することができ、モータ８の性能の低下をさらに抑制することができる。

また、モータ８が車両用の電動パワーステアリング装置に組み込まれているので、電動パワーステアリング装置について製造効率の向上及び性能の低下の抑制を図ることができる。

なお、上記の例では、周方向について互いに隣り合う永久磁石３５の極性が互いに異なる回転子２４、及び回転子２４を有するモータ８にこの発明が適用されているが、図１３に示すように、極性が同じ複数の永久磁石３５と、各永久磁石３５間に存在する複数の突起３４２とで互いに異なる極性を形成しているコンシクエントポール型の回転子、及びコンシクエントポール型の回転子を有する回転電機にこの発明を適用してもよい。

実施の形態２．
図１４は、この発明の実施の形態２による回転子２４の要部断面図である。軸線Ｐに沿って回転子鉄心３４を見たとき、第１の突起部８４の径方向外側端面８４ａの中で軸線Ｐから最も遠い点を第１の突起部８４の最外点Ｄとし、永久磁石３５の径方向外側端面の周方向端部を点Ｃとすると、第１の突起部８４の最外点Ｄと軸線Ｐとの間の寸法は、点Ｃと軸線Ｐとの間の寸法よりも大きくなっている。即ち、軸線Ｐに沿って回転子鉄心３４を見たとき、第１の突起部８４の径方向外側端面８４ａと軸線Ｐとの間の最大寸法が、永久磁石３５の径方向外側端面の周方向端部Ｃと軸線Ｐとの間の寸法よりも大きくなっている。

また、軸線Ｐに沿って回転子鉄心３４を見たとき、永久磁石３５の径方向外側端面の中で軸線Ｐから最も遠い点を永久磁石３５の最外点Ｅとすると、永久磁石３５の最外点Ｅと軸線Ｐとの間の寸法は、第１の突起部８４の最外点Ｄと軸線Ｐとの間の寸法よりも大きくなっている。即ち、軸線Ｐに沿って回転子鉄心３４を見たとき、永久磁石３５の径方向外側端面と軸線Ｐとの間の最大寸法が、第１の突起部８４の径方向外側端面８４ａと軸線Ｐとの間の最大寸法よりも大きくなっている。

即ち、軸線Ｐに沿って回転子鉄心３４を見たとき、第１の突起部８４の最外点Ｄは、軸線Ｐを中心としかつ点Ｃを通る円弧よりも径方向外側に位置し、かつ、軸線Ｐを中心としかつ永久磁石３５の最外点Ｅを通る円弧よりも径方向内側に位置している。

この例では、第１の突起部８４の径方向外側端面８４ａの中央の点が最外点Ｄとされ、永久磁石３５の径方向外側端面の中央の点が最外点Ｅとされている。また、この例では、第１の突起部８４の径方向外側端面８４ａ及び張出部８６１の径方向外側端面８６１ａがいずれも、軸線Ｐを中心としかつ点Ｃを通る円弧よりも、径方向外側に位置している。さらに、この例では、軸線Ｐに沿って回転子鉄心３４を見たとき、第１の突起部８４の径方向外側端面８４ａの曲率半径が、永久磁石３５の径方向外側端面の曲率半径よりも大きくなっている。他の構成は実施の形態１と同様である。

このような回転子２４では、軸線Ｐに沿って回転子鉄心３４を見たとき、第１の突起部８４の径方向外側端面８４ａと軸線Ｐとの間の最大寸法が、永久磁石３５の径方向外側端面の周方向端部Ｃと軸線Ｐとの間の寸法よりも大きいので、第１の突起部８４の高さを高くすることができ、突起３４２の体積を大きくすることができる。これにより、リラクタンストルクを大きくすることができ、モータ８の性能の向上を図ることができる。

また、軸線Ｐに沿って回転子鉄心３４を見たとき、永久磁石３５の径方向外側端面と軸線Ｐとの間の最大寸法が、第１の突起部８４の径方向外側端面８４ａと軸線Ｐとの間の最大寸法よりも大きいので、固定子２２に対する永久磁石３５のエアギャップの増大を防止することができる。これにより、モータ８のマグネットトルクの低下を防止することができ、モータ８の性能の低下を防止することができる。

実施の形態３．
図１５は、この発明の実施の形態３による回転子２４の要部断面図である。軸線Ｐに沿って回転子鉄心３４を見たとき、永久磁石３５の径方向外側端面の曲率半径は、第１の突起部８４の径方向外側端面８４ａの曲率半径よりも大きくなっている。この例では、第１の突起部８４の最外点Ｄと軸線Ｐとの間の寸法と、永久磁石３５の最外点Ｅと軸線Ｐとの間の寸法とが同じになっている。即ち、軸線Ｐに沿って回転子鉄心３４を見たとき、軸線Ｐを中心とする共通の円弧が、第１の突起部８４の最外点Ｄ及び永久磁石３５の最外点Ｅのそれぞれを通っている。また、この例では、第１の突起部８４の径方向外側端面８４ａ及び張出部８６１の径方向外側端面８６１ａがいずれも、永久磁石３５の径方向外側端面の周方向端部である点Ｃを通りかつ軸線Ｐを中心とする円弧よりも径方向外側に位置している。他の構成は実施の形態２と同様である。

ここで、永久磁石３５の保磁力が高いと減磁耐力が高くなるため、永久磁石３５の周方向中央の厚さを薄くすることができ、永久磁石３５の径方向外側端面の曲率半径を大きくすることができる。永久磁石３５の保磁力を高くするために例えばディスプロシウム等の重希土類元素を永久磁石３５に添加すると、永久磁石３５の残留磁束密度Ｂｒが低下してしまう。従って、マグネットトルクを大きくするには、永久磁石３５の軸線方向の寸法を大きくしたり、永久磁石３５の径方向外側端面の曲率半径を大きくして永久磁石３５の周方向寸法を大きくしたりすることが考えられる。

しかし、このようにすると、モータ８の体格が大きくなってしまい、モータ８を車両に搭載する場合には、車両の燃費が悪化してしまう。一方、モータ８の体格を大きくせずに、永久磁石３５の径方向外側端面の曲率半径を大きくして永久磁石３５の周方向寸法を大きくした場合には、第１の突起部８４の周方向寸法が小さくなり、第１の突起部８４の径方向外側端面８４ａの曲率半径も大きいと、永久磁石３５と第１の突起部８４との間の段差が大きくなってしまう。

本実施の形態では、第１の突起部８４の径方向外側端面８４ａの曲率半径が永久磁石３５の径方向外側端面の曲率半径よりも小さくなっている。これにより、回転子２４の大型化を抑制しながら、永久磁石３５と第１の突起部８４との間の段差の拡大が抑制される。

このような回転子２４では、第１の突起部８４の径方向外側端面８４ａの曲率半径が永久磁石３５の径方向外側端面の曲率半径よりも小さいので、永久磁石３５の形状が扁平に近い形状であっても、回転子２４の大形化を抑制しながら、永久磁石３５と第１の突起部８４との間の段差の拡大を抑制することができる。これにより、モータ８の大型化による不具合（例えば、モータ８の重量増加による車両の燃費の悪化、モータ８の設置スペースの拡大による他部品との干渉等）を回避することができるとともに、回転子２４の製造効率の向上をさらに図ることができる。

実施の形態４．
図１６は、この発明の実施の形態４による回転子２４を製造しているときの構成図である。軸線Ｐに沿って回転子鉄心３４を見たとき、回転子鉄心３４の周方向について互いに隣り合う第１の突起部８４間に存在する一方及び他方の張出部８６１の形状は、非対称の形状になっている。即ち、回転子鉄心３４の周方向について互いに隣り合う２つの突起３４２間に形成されている凹部３４３の周方向両側に存在する一方及び他方の張出部８６１の形状が非対称になっている。なお、図１６では、凹部３４３の左側の張出部８６１が一方の張出部８６１とされ、凹部３４３の右側の張出部８６１が他方の張出部８６１とされている。

具体的には、一方の張出部８６１の径方向外側端面８６１ａは、第１の突起部８４の径方向外側端面８４ａから、一方の張出部８６１の周方向端面８６１ｂに向かって回転子鉄心３４の径方向内側へ滑らかに曲がる曲面となっている。これに対して、他方の張出部８６１の径方向外側端面８６１ａは、第１の突起部８４の径方向外側端面８４ａから、他方の張出部８６１の周方向端面８６１ｂに向かって回転子鉄心３４の径方向外側へ滑らかに曲がる曲面となっている。これにより、一方の張出部８６１の周方向端面８６１ｂの高さは、他方の張出部８６１の周方向端面８６１ｂの高さよりも低くなっている。この例では、永久磁石３５の周方向端面３５ａの高さが、一方及び他方の張出部８６１のそれぞれの周方向端面８６１ｂの高さよりも高くなっている。

ここで、第１の突起部８４の径方向外側端面８４ａの曲率半径が小さい場合、張出部８６１の周方向端面８６１ｂの高さが極端に低くなってしまうことがある。この場合、張出部８６１の周方向端面８６１ｂによって永久磁石３５の位置決めが確実に行われなくなるおそれがある。そこで、本実施の形態では、一方及び他方の張出部８６１のそれぞれの周方向端面８６１ｂのうち、高さの高い側の他方の張出部８６１の周方向端面８６１ｂに永久磁石３５の周方向端面３５ａが接触している。これにより、永久磁石３５の位置決めの確実性が高まり、永久磁石３５と第１の突起部８４との間の空間８８が確保される。他の構成は実施の形態１と同様である。

永久磁石３５を凹部３４３内に取り付けるときには、実施の形態１と同様の手順で永久磁石３５を凹部３４３内に配置する。この後、永久磁石３５の周方向端面３５ａが一方の張出部８６１の周方向端面８６１ｂに接触した状態から、凹部３４３内で永久磁石３５を他方の張出部８６１に向けて移動させ、永久磁石３５の周方向端面３５ａを他方の張出部８６１の周方向端面８６１ｂに接触させる。凹部３４３内での永久磁石３５の移動は、磁石取付装置９１とは別の装置で行う。

このような回転子２４では、互いに隣り合う第１の突起部８４間に存在する一方及び他方の張出部８６１の形状が非対称の形状になっているので、例えば他方の張出部８６１の周方向端面８６１ｂの高さを、一方の張出部８６１の周方向端面８６１ｂの高さよりも高くすることができる。従って、高さの低い一方の張出部８６１の周方向端面８６１ｂでは、凹部３４３内に永久磁石３５が滑り落ちるときの永久磁石３５の破損の発生を防止することができ、高さの高い他方の張出部８６１の周方向端面８６１ｂでは、永久磁石３５の位置決めをより確実に行うことができる。

なお、上記の例では、軸線Ｐに沿って回転子鉄心３４を見たとき、互いに非対称の形状を持つ一方及び他方の張出部８６１が第１の突起部８４から周方向両側へ張り出しているが、第１の突起部８４の径方向外側端面８４ａ及び周方向端面８４ｂが、回転子鉄心３４への永久磁石３５の取付時に永久磁石３５が破損しにくい形状になっていれば、回転子鉄心３４の径方向外側へ滑らかに曲がる径方向外側端面８６１ａを持つ他方の張出部８６１のみが第１の突起部８４から張り出していてもよい。このようにしても、回転子２４の製造時の永久磁石３５の破損の発生を第１の突起部８４によって防止することができ、回転子鉄心３４に対する永久磁石３５の位置決めを他方の張出部８６１で行うことができる。

実施の形態５．
図１７は、この発明の実施の形態５による回転子２４を示す要部断面図である。ステンレス製の保護管９０は、各永久磁石３５の径方向外側端面及び各突起３４２の径方向外側端面のそれぞれに接触しながら、回転子鉄心３４及び各永久磁石３５を囲んでいる。

軸線Ｐに沿って回転子鉄心３４を見たとき、張出部８６１の径方向外側端面８６１ａは、第１の突起部８４の径方向外側端面８４ａの周方向端部よりも回転子鉄心３４の径方向について外側に位置している。また、軸線Ｐに沿って回転子鉄心３４を見たとき、張出部８６１の径方向外側端面８６１ａは、第１の突起部８４の径方向外側端面８４ａの第１の中間点Ｆで径方向外側端面８４ａに滑らかに連続している。さらに、軸線Ｐに沿って回転子鉄心３４を見たとき、保護管９０の内面は、第１の突起部８４の径方向外側端面８４ａの第２の中間点Ｇで滑らかに連続している。また、軸線Ｐに沿って回転子鉄心３４を見たとき、第１の中間点Ｆは、保護管９０よりも回転子鉄心３４の径方向内側に位置し、かつ、第２の中間点Ｇよりも第１の突起部８４の周方向端面８４ｂ側に位置している。

第１の突起部８４の径方向外側端面８４ａは、保護管９０の内面に接触している。これに対して、張出部８６１の径方向外側端面８６１ａは、保護管９０の内面から回転子鉄心３４の径方向内側へ離れている。従って、第１の突起部８４の径方向外側端面８４ａの周方向端部も、保護管９０の内面から回転子鉄心３４の径方向内側へ離れている。他の構成は実施の形態１と同様である。

このような回転子２４では、軸線Ｐに沿って回転子鉄心３４を見たとき、張出部８６１の径方向外側端面８６１ａが、第１の突起部８４の径方向外側端面８４ａの周方向端部の位置よりも、回転子鉄心３４の径方向について外側に位置しているので、張出部８６１の周方向端面８６１ｂの高さを高くすることができる。これにより、凹部３４３内での永久磁石３５の位置決めをより確実に行うことができる。また、第２の突起部８６の体積を大きくすることができるので、第２の突起部８６が生み出すリラクタンストルクを増加させることができる。従って、モータ８の性能の低下をより確実に抑制することができる。

また、張出部８６１の径方向外側端面８６１ａは、保護管９０の内面から回転子鉄心３４の径方向内側へ離れているので、第１の突起部８４の径方向外側端面８４ａの周方向端部を保護管９０の内面から離すことができる。これにより、保護管９０の内面が第１の突起部８４の周方向端部に接触することを回避することができ、保護管９０の内面への第１の突起部８４の接触による保護管９０の破損の発生を防止することができる。

なお、各上記実施の形態では、各第１の鉄心８１の軸線方向の寸法の合計が各第２の鉄心８２の軸線方向の寸法の合計よりも大きくなっているが、各第１の鉄心８１の軸線方向の寸法の合計を、各第２の鉄心８２の軸線方向の寸法の合計と同じにしてもよいし、各第２の鉄心８２の軸線方向の寸法の合計よりも小さくしてもよい。

また、各上記実施の形態では、回転子鉄心３４の軸線Ｐに沿って回転子鉄心３４を見たとき、第２の突起部８６の径方向外側端面の中間部分が第１の突起部８４の径方向外側端面８４ａに重なっているが、回転子鉄心３４の軸線Ｐに沿って回転子鉄心３４を見たとき、第２の突起部８６の径方向外側端面の中間部分の位置を、第１の突起部８４の径方向外側端面８４ａの位置よりも回転子鉄心３４の径方向内側にしてもよい。即ち、回転子鉄心３４の径方向外側への第２の突起部８６の周方向中間部分の突出量を、回転子鉄心３４の径方向外側への第１の突起部８４の周方向中間部分の突出量よりも小さくしてもよい。このようにすれば、軸線Ｐに沿った方向について第１及び第２の突起部８４，８６のそれぞれの径方向外側端面間に段差を生じさせることができ、モータ８のリラクタンストルクの低下を抑制しながら、軸線Ｐに沿った方向についての第１及び第２の突起部８４，８６の境界を外部から容易に識別することができる。これにより、例えば第１及び第２の鉄心８１，８２の有無の確認等を行うことができ、例えば良品及び不良品の選別等を容易に行うことができる。

また、各上記実施の形態では、３相巻線である第１及び第２の電機子巻線４８，４９を有するモータ８に第１及び第２のインバータ５１，５２から給電するようになっているが、相数及びインバータの数はこれに限定されない。

また、実施の形態２〜５でも、実施の形態１と同様に、極性が同じ複数の永久磁石３５と、各永久磁石３５間に存在する複数の突起３４２とで互いに異なる極性を形成しているコンシクエントポール型の回転子、及びコンシクエントポール型の回転子を有する回転電機にこの発明を適用してもよい。

また、張出部８６１の径方向外側端面８６１ａの位置を第１の突起部８４の径方向外側端面８４ａの周方向端部の位置よりも回転子鉄心３４の径方向について外側にする実施の形態５の構成を、実施の形態２〜４の回転子鉄心３４に適用してもよい。

また、軸線Ｐに沿って回転子鉄心３４を見たとき、互いに隣り合う第１の突起部８４間に存在する一方及び他方の張出部８６１の形状を非対称の形状にする実施の形態４の構成を、実施の形態２及び３の回転子鉄心３４に適用してもよい。

また、各上記実施の形態では、車両用の電動パワーステアリング装置に組み込まれたモータ８にこの発明が適用されているが、モータ８が組み込まれる装置は、これに限定されない。さらに、各上記実施の形態では、回転子２４を含む回転電機がモータ８として用いられているが、これに限定されず、回転子２４を含む回転電機を、発電機として用いてもよいし、発電電動機として用いてもよい。

Claims (8)

1. 軸線を持つ回転子鉄心、及び
   前記回転子鉄心に設けられた複数の磁石
   を備え、
   前記回転子鉄心は、前記軸線に沿った方向について互いに重なっている第１及び第２の鉄心を有し、
   前記第１の鉄心は、第１の鉄心本体と、前記第１の鉄心本体の外周部から径方向外側へ突出し前記第１の鉄心本体の周方向へ互いに間隔を置いて配置された複数の第１の突起部とを有し、
   前記第２の鉄心は、前記第１の鉄心本体に重なる第２の鉄心本体と、前記第２の鉄心本体の外周部から径方向外側へ突出し前記第１の突起部の位置に合わせて前記第２の鉄心本体の周方向へ互いに間隔を置いて配置された複数の第２の突起部とを有し、
   前記回転子鉄心では、前記第１及び第２の鉄心本体によって回転子鉄心本体が構成され、前記軸線に沿った方向へ並ぶ前記第１及び第２の突起部によって突起が構成され、
   前記磁石は、各前記突起間に配置された状態で前記回転子鉄心本体の外周部に設けられ、
   前記軸線に沿って前記回転子鉄心を見たとき、前記第２の突起部の一部は、前記第１の突起部から周方向外側へ張出部として張り出しており、
   前記軸線に沿って前記回転子鉄心を見たとき、前記張出部の径方向外側端面は、前記第１の突起部の径方向外側端面に滑らかに連続しており、
   前記第１の突起部の周方向端面と前記永久磁石との間には、空間が生じており、
   前記軸線に沿って前記回転子鉄心を見たとき、前記回転子鉄心の周方向について互いに隣り合う第１の突起部間に存在する一方及び他方の前記張出部の形状は、非対称の形状になっている回転電機の回転子。
2. 前記軸線に沿って前記回転子鉄心を見たとき、前記張出部の径方向外側端面は、前記第１の突起部の径方向外側端面の周方向端部の位置よりも、前記回転子鉄心の径方向について外側に位置している請求項１に記載の回転電機の回転子。
3. 軸線を持つ回転子鉄心、及び
   前記回転子鉄心に設けられた複数の磁石
   を備え、
   前記回転子鉄心は、前記軸線に沿った方向について互いに重なっている第１及び第２の鉄心を有し、
   前記第１の鉄心は、第１の鉄心本体と、前記第１の鉄心本体の外周部から径方向外側へ突出し前記第１の鉄心本体の周方向へ互いに間隔を置いて配置された複数の第１の突起部とを有し、
   前記第２の鉄心は、前記第１の鉄心本体に重なる第２の鉄心本体と、前記第２の鉄心本体の外周部から径方向外側へ突出し前記第１の突起部の位置に合わせて前記第２の鉄心本体の周方向へ互いに間隔を置いて配置された複数の第２の突起部とを有し、
   前記回転子鉄心では、前記第１及び第２の鉄心本体によって回転子鉄心本体が構成され、前記軸線に沿った方向へ並ぶ前記第１及び第２の突起部によって突起が構成され、
   前記磁石は、各前記突起間に配置された状態で前記回転子鉄心本体の外周部に設けられ、
   前記軸線に沿って前記回転子鉄心を見たとき、前記第２の突起部の一部は、前記第１の突起部から周方向外側へ張出部として張り出しており、
   前記軸線に沿って前記回転子鉄心を見たとき、前記張出部の径方向外側端面は、前記第１の突起部の径方向外側端面に滑らかに連続しており、
   前記第１の突起部の周方向端面と前記永久磁石との間には、空間が生じており、
   前記軸線に沿って前記回転子鉄心を見たとき、前記張出部の径方向外側端面は、前記第１の突起部の径方向外側端面の周方向端部の位置よりも、前記回転子鉄心の径方向について外側に位置している回転電機の回転子。
4. 各前記磁石の径方向外側端面及び各前記突起の径方向外側端面のそれぞれに接触しながら前記回転子鉄心及び各前記磁石を囲む保護管をさらに備え、
   前記第１の突起部の径方向外側端面は、前記保護管の内面に接触し、
   前記張出部の径方向外側端面は、前記保護管の内面から前記回転子鉄心の径方向内側へ離れている請求項３に記載の回転電機の回転子。
5. 前記軸線に沿って前記回転子鉄心を見たとき、前記第１の突起部の径方向外側端面と前記軸線との間の最大寸法は、前記磁石の径方向外側端面の周方向端部と前記軸線との間の寸法よりも小さい請求項１〜請求項４のいずれか一項に記載の回転電機の回転子。
6. 前記軸線に沿って前記回転子鉄心を見たとき、前記第１の突起部の径方向外側端面の曲率半径は、前記磁石の径方向外側端面の曲率半径よりも小さい請求項１〜請求項５のいずれか一項に記載の回転電機の回転子。
7. 前記軸線に沿った方向についての前記第１の突起部の寸法は、前記軸線に沿った方向についての前記第２の突起部の寸法よりも大きい請求項１〜請求項６のいずれか一項に記載の回転電機の回転子。
8. 請求項１〜請求項７のいずれか一項に記載の回転子を備え、車両用の電動パワーステアリング装置に組み込まれているモータ。

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