JP6874630B2

JP6874630B2 - 回転電機ロータ及びその製造方法

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Publication number: JP6874630B2
Application number: JP2017195270A
Authority: JP
Inventors: 卓雁木; 服部　宏之; 宏之服部; 新也佐野; 憲野田
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2017-10-05
Filing date: 2017-10-05
Publication date: 2021-05-19
Anticipated expiration: 2037-10-05
Also published as: RU2700171C1; KR20190039636A; EP3468005A1; BR102018069040A2; CN109638995B; US10879778B2; CN109638995A; US20190109525A1; EP3468005B1; JP2019068701A; KR102075338B1

Description

本発明は、ロータコアに形成された磁石孔に磁石が挿入された回転電機ロータ及びその製造方法に関する。

従来から回転電機を構成する回転電機ロータにおいて、ロータコアに形成した磁石孔に磁石を挿入しロータコアに磁石を固定した構成が知られている。

特許文献１には、ロータコアに形成した磁石孔に磁石を挿入し、磁石においてロータ軸線方向両端部のロータ軸線方向と平行な面の全周を絶縁皮膜で覆った構成が記載されている。この構成では、磁石において、絶縁皮膜で覆ったロータ軸線方向両端部の間は、絶縁皮膜で覆っていない。これにより、磁石で渦電流が発生した場合でも回転電機の損失増大を抑制でき、かつ、絶縁皮膜を削減できるとされている。

特開２０１５−２３６２０号公報

特許文献１に記載された構成では、磁石とロータコアとが絶縁皮膜を介さずに接触する部分を少なくできるか、またはなくせるので、磁石とロータコアとを介した循環電流の抑制による渦電流損を抑制できる可能性がある。しかしながら、特許文献１に記載された構成では、磁石においてロータ軸線方向両端部のロータ軸線方向と平行な面の全周が絶縁皮膜で覆われるので、絶縁皮膜をさらに削減し、コストをさらに低減する面から改善の余地がある。一方、磁石の全面から絶縁皮膜を省略する場合には、磁石孔での磁石の位置を安定して規制することが困難である。

本発明の目的は、渦電流損を抑制でき、かつ、コストを低減でき、かつ、磁石孔での磁石の位置を安定して規制できる回転電機ロータ及びその製造方法を提供することである。

本発明の回転電機ロータは、ロータコアに形成された磁石孔に磁石が挿入された回転電機ロータであって、前記磁石は、ロータ半径方向の外側と内側とにそれぞれ向く２つの第一面と、ロータ周方向の一方側と他方側とにそれぞれ向く２つの第二面とを含み、前記２つの第一面のうち、少なくとも一方の第一面は、絶縁被膜で覆われている、ロータ軸線方向における両端部と、前記両端部の間の絶縁被膜で覆われていない側面領域とがあり、かつ、前記２つの第二面は絶縁皮膜で覆われておらず、前記側面領域と、前記２つの第二面とに、前記磁石孔と前記磁石との間に充填される磁石固定用樹脂部が設けられる、回転電機ロータである。
なお、本明細書及び特許請求の範囲において、磁石において「ロータ半径方向」に向く面とは、ロータ半径方向に対し直交する平面との間でなす角度が４５度未満となる面であり、略ロータ半径方向外側または略ロータ半径方向内側に向く面を意味する。また、同じく磁石において「ロータ周方向」に向く面とは、ロータ半径方向に対し直交する平面との間でなす角度が４５度を超える面であり、略ロータ周方向一方側または略ロータ周方向他方側に向く面を意味する。

本発明によれば、磁石とロータコアとが絶縁皮膜を介さずに接触する部分を少なくできるか、またはなくせるので、磁石とロータコアとを介した循環電流の抑制による渦電流損を抑制できる。さらに、ロータ軸線方向と平行な２つの第一面のうち、少なくとも一方の第一面のロータ軸線方向における両端部が絶縁皮膜で覆われるが、２つの第二面は絶縁皮膜で覆われていないので、磁石において絶縁皮膜の形成面が減ることにより、コストを低減できる。また、磁石の全面に絶縁皮膜が形成されない構成と異なり、磁石の一方の第一面を、絶縁皮膜を介して磁石孔の内面に接触させることができ、磁石孔での磁石の第一面に対し直交する方向の位置を安定して規制できる。

本発明の回転電機ロータにおいて、好ましくは、前記ロータ軸線方向における両端部には、前記磁石の前記第二面に直交する方向の移動を阻止する位置決め部材が配置される。

この好ましい構成によれば、絶縁皮膜が形成されない磁石の第二面とロータコアとが直接に接触することを防止できるので、渦電流損による損失悪化を抑制できる。

本発明の回転電機ロータにおいて、好ましくは、前記磁石における前記２つの第一面のうち、前記一方の第一面のみにおいて、前記ロータ軸線方向における両端部が前記絶縁皮膜で覆われ、前記２つの第一面のうち、他方の第一面と前記ロータコアとは直接に接触しない。

この好ましい構成によれば、磁石において絶縁皮膜の形成面がさらに減るのでコストをさらに低減できる。

本発明の回転電機ロータにおいて、好ましくは、前記磁石における前記２つの第一面のうち、前記一方の第一面のみにおいて、前記ロータ軸線方向における両端部が前記絶縁皮膜で覆われ、前記２つの第一面のうち、他方の第一面と前記ロータコアとは直接に接触せず、前記２つの第一面の他方の第一面と前記ロータコアとの間に空隙が形成されるように位置決め部材が配置される。

この好ましい構成によれば、磁石固定用の樹脂を用いることなく、磁石の他方の第一面とロータコアとが接触することによる損失悪化を抑制できる。

本発明の回転電機ロータの製造方法は、前記磁石孔の内側に前記磁石を配置した状態で、前記ロータコアの前記ロータ軸線方向両端に前記磁石孔の端部開口を塞ぐように位置決め治具をそれぞれ固定する治具固定ステップであって、それぞれの前記位置決め治具は、前記磁石孔に挿入される２つのピン状突部を含む治具固定ステップと、前記位置決め治具毎の前記２つのピン状突部により、前記磁石の前記第二面に直交する方向の移動を阻止するように、前記磁石の両端部を保持した状態で、少なくとも１つの前記位置決め治具に形成された孔を通じて前記磁石孔と前記磁石との間に樹脂を注入し固化させる樹脂注入ステップとを有する、回転電機ロータの製造方法である。

本発明の回転電機ロータの製造方法によれば、磁石の第二面とロータコアとが直接に接触して磁石孔に磁石が固定されることを防止できるので、渦電流損による損失悪化を抑制できる。

本発明の回転電機ロータ及び回転電機ロータの製造方法によれば、磁石とロータコアとを介した循環電流の抑制による渦電流損を抑制でき、かつ、磁石において絶縁皮膜の形成面が減るのでコストを低減でき、かつ、磁石孔での磁石の位置を安定して規制できる。

本発明に係る実施形態の回転電機ロータを含む回転電機の半部断面図（ａ）と、（ａ）のＡ部拡大図（ｂ）である。回転電機ロータの周方向一部における図１（ａ）のＢ−Ｂ断面図である。磁石の第一面及び第二面の定義を説明するための図２に対応する図である。本発明に係る実施形態の回転電機ロータの製造方法において、磁石孔へ樹脂を注入する樹脂注入ステップを示す図であって、回転電機ロータの周方向一部に対応する断面図である。本発明に係る実施形態の別例の回転電機ロータを含む回転電機の半部断面図である。回転電機ロータの周方向一部における図５のＣ−Ｃ断面図である。回転電機ロータの周方向一部における図５のＤ−Ｄ断面図である。本発明に係る実施形態の別例の回転電機ロータを示している図２に対応する図である。本発明に係る実施形態の別例の回転電機ロータを示している図７に対応する図である。

以下、図面を用いて本発明の実施形態を説明する。以下で説明する形状、材料、及び個数は、説明のための例示であって、回転電機ロータの仕様に応じて適宜変更することができる。以下ではすべての図面において同等の要素には同一の符号を付して説明する。また、本文中の説明においては、必要に応じてそれ以前に述べた符号を用いるものとする。

図１（ａ）は、実施形態の回転電機ロータ１０を含む回転電機１００の半部断面図であり、図１（ｂ）は、図１（ａ）のＡ部拡大図である。図２は、回転電機ロータ１０の周方向一部における図１（ａ）のＢ−Ｂ断面図である。以下では、回転電機ロータ１０は、ロータ１０と記載する場合がある。

ロータ１０は、回転電機１００を形成するために用いられる。図１を用いて回転電機１００を説明する。回転電機１００は、３相交流電流で駆動する永久磁石型同期電動機である。例えば、回転電機１００は、ハイブリッド車両を駆動するモータとして、または、発電機として、または、その両方の機能を有するモータジェネレータとして用いられる。

回転電機１００は、ステータ１１０と、ステータ１１０の半径方向内側に配置されたロータ１０と、回転軸１１５とを備える。ステータ１１０は、略筒状のステータコア１１１と、ステータコア１１１の内周面から突出する複数のティース１１２に巻回されたステータコイル１１４とを含んで構成される。ステータ１１０は、ケース（図示せず）の内側に固定される。

ロータ１０は、円筒状の部材であり、使用時には、回転軸１１５がロータ１０の内側に挿入されて固定される。ロータ１０は、使用時にケースの内側に配置される。ケースの内側では、ロータ１０は、ステータ１１０の半径方向内側に対向して配置される。この状態で、回転軸１１５の両端部は、軸受（図示せず）によってケースに対し回転可能に支持される。ロータ１０の外周面とステータ１１０の内周面との間には、半径方向の隙間が形成される。また、後述のようにロータ１０の周方向複数位置には磁石１６が配置される。これによって、回転電機１００が形成される。以下の説明では、「ロータ半径方向」は、ロータ１０の半径方向である放射方向をいい、「ロータ周方向」はロータ１０の中心軸を中心とした円形に沿う方向をいう。「ロータ軸線方向」は、ロータ１０の中心軸に沿う方向をいう。

ロータ１０は、ロータコア１２と、ロータコア１２の周方向複数位置に埋め込んで配置された永久磁石である磁石１６とを含んでいる。具体的には、ロータコア１２は、磁性材である複数の円板状の鋼板１３を軸方向に積層することにより形成される。ロータコア１２の中心部には軸孔１２ａが形成され、軸孔１２ａの周囲には複数の磁石孔１４が形成される。軸孔１２ａの内側には回転軸１１５が固定される。複数の磁石孔１４は、ロータコア１２の周方向複数位置においてロータ軸線方向に伸びるように形成される。磁石孔１４には磁石１６が挿入されて、後述の樹脂部２０により固定される。

複数の磁石１６のそれぞれは、全体として直方体形状であり、ロータ軸線方向に長尺である。各磁石１６は、ロータ軸線方向と平行で、ロータ半径方向に向く２つの第一面１７ａ、１７ｂと、ロータ軸線方向と平行で、ロータ周方向に向く２つの第二面１８ａ、１８ｂとを含んでいる。２つの第一面１７ａ、１７ｂは、略ロータ半径方向の外側と内側とにそれぞれ向く。２つの第二面１８ａ、１８ｂは、略ロータ周方向の一方側と他方側とそれぞれ向く。具体的には、ロータコア１２の周方向複数位置には、２つを１組として複数組の磁石孔１４が配置される。各組の磁石孔１４は、２つが組み合わされてロータ半径方向の外側（図２の上側）に向かって開くＶ字形に形成される。図２では、各組の磁石孔１４の１つの磁石孔１４を示している。磁石孔１４は、ロータ周方向の中間部において、ロータ周方向に対し傾斜し、かつ互いに平行な２つの平面部１４ａ、１４ｂを含んでいる。２つの平面部１４ａ、１４ｂの間の空間がロータ軸線方向に長尺な直方体形状の磁石挿入部分である。

複数の磁石１６は、複数の磁石孔１４のそれぞれの磁石挿入部分に１つずつ挿入される。このとき、磁石孔１４のロータ周方向における両端部には空隙が形成される。そして、これらの空隙に磁石固定材である樹脂が溶融した状態で注入されて固化されることによって、基本的に軸方向に伸びる樹脂部２０が配置される。この樹脂部２０によって、ロータコア１２に対し磁石１６が固定される。図２では、樹脂部２０を砂地で示している。樹脂部２０は、磁石孔１４に磁石１６を挿入した状態で、磁石孔１４の一端から溶融した樹脂を注入し、加熱硬化させた後、常温まで冷却することにより形成される。

図３は、磁石１６の第一面１７ａ、１７ｂ及び第二面１８ａ、１８ｂの定義を説明するための図２に対応する図である。２つの第一面１７ａ、１７ｂは、磁石１６において、磁石孔１４の平面部１４ａ、１４ｂに向く面であり、ロータ半径方向に対し直交する平面Ｄ１，Ｄ２との間でなす角度α１、α２が４５度未満となる面である。２つの第一面１７ａ、１７ｂの一方の第一面１７ａは、略ロータ半径方向外側に向く面であり、他方の第一面１７ｂは、略ロータ半径方向内側に向く面である。また、２つの第二面１８ａ、１８ｂは、磁石１６において、ロータ周方向における両側の樹脂部２０に向く面である。また、２つの第二面１８ａ、１８ｂは、ロータ半径方向に対し直交する平面Ｄ１，Ｄ２との間でなす角度β１、β２が４５度を超える面である。２つの第二面１８ａ、１８ｂの一方の第二面１８ａは、略ロータ周方向一方側に向く面であり、他方の第二面１８ｂは、略ロータ周方向他方側に向く面である。図３では、「ロータ周方向」として、ロータ周方向と一致する円の接線の方向を示している。平面Ｄ１，Ｄ２は、この接線と平行である。

磁石１６の磁化方向は２つの第一面１７ａ、１７ｂのそれぞれに対し直交する方向である。ロータ１０において、図２に示す部分では、ロータ半径方向における磁石１６の外側の第一面１７ａがＮ極であり、ロータ半径方向における磁石１６の内側の第一面１７ｂがＳ極であるように、磁石１６が磁化されている。

複数の磁石１６は、Ｖ字形を形成する隣り合う２つの磁石１６を１組として、１組の磁石１６で１つの磁極を形成する。

さらに、図１、図２に示すように、各磁石１６において、２つの第一面１７ａ、１７ｂの両方のロータ軸線方向における両端部が絶縁皮膜１９で覆われる。絶縁皮膜１９は、樹脂等の絶縁材料により形成され、皮膜形成工程によって、磁石１６の皮膜形成予定部分に形成される。これとともに、２つの第一面１７ａ、１７ｂにおいて、絶縁皮膜１９で覆われている両端部の間の側面領域は絶縁皮膜で覆われていない。さらに、各磁石１６において、２つの第二面１８ａ、１８ｂ（図２、図３）は絶縁皮膜で覆われていない。

磁石孔１４に磁石１６が挿入された状態で、磁石１６の各第一面１７ａ、１７ｂのロータ軸線方向における両端部は、絶縁皮膜１９を介して磁石孔１４の平面部１４ａ、１４ｂに接触している。磁石１６の各第一面１７ａ、１７ｂの両端部の間の側面領域は、磁石孔１４の平面部１４ａ、１４ｂに接触していない。

次に、ロータ１０の製造方法において、磁石孔１４に磁石１６を樹脂で固定する方法を説明する。ロータ１０の製造方法は、治具固定ステップと、樹脂注入ステップとを有する。

図４は、ロータ１０の製造方法において、磁石孔１４へ樹脂を注入する樹脂注入ステップを示す図であって、ロータ１０の周方向一部に対応する断面図である。「治具固定ステップ」は、図４に示すように、磁石孔１４の内側に磁石１６を配置した状態で、ロータコア１２のロータ軸線方向における両端に磁石孔１４の端部開口を塞ぐように位置決め治具２４をそれぞれ固定する。各位置決め治具２４は、円板形状の金型であり、ロータコア１２側の側面において、複数の磁石孔１４に対向する複数位置のそれぞれから２つずつ突出し、磁石孔１４に挿入されるピン状突部２５を含んでいる。ピン状突部２５は、先端に向かって直径が小さくなる円錐台形状に形成される。磁石１６のロータ軸線方向における両端部のそれぞれは、ロータ周方向の両側から２つのピン状突部２５の外周面が押し付けられる。これにより、磁石１６には、２つの第二面１８ａ、１８ｂに直交する方向（図２の矢印γ方向）に、２つのピン状突部２５により両側から圧縮するように力が加わる。

「樹脂注入ステップ」は、位置決め治具２４毎の２つのピン状突部２５により、磁石１６の第二面１８ａ、１８ｂに直交する方向の移動を阻止するように、磁石１６の両端部を保持した状態で、磁石孔１４に樹脂を注入し固化させる。このとき、溶融した樹脂が、２つの位置決め治具２４のうち、一方（図４の上側）の位置決め治具２４に形成された樹脂注入孔２６を通じて、図４の矢印Ｐ方向に、磁石孔１４と磁石１６との間に注入され固化される。例えば、樹脂注入孔２６は、一方の位置決め治具２４において、磁石１６のロータ軸線方向端面と対向する位置に形成される。このようにして磁石孔１４に樹脂が注入され固化された状態で、ロータ１０から各位置決め治具２４を取り外すと、磁石孔１４のロータ周方向における両端部には、位置決め治具２４の各ピン状突部２５の挿入痕である円形の凹部２１（図２）が形成される。

なお、樹脂注入孔は、２つの位置決め治具２４のそれぞれに形成してもよい。このとき、溶融した樹脂は、磁石孔１４のロータ軸線方向における両端から樹脂注入孔を通じて磁石孔１４の内側に注入される。また、磁石１６のロータ軸線方向長さは、磁石孔１４のロータ軸線方向長さより短く、磁石孔１４の開口端と磁石孔１４のロータ軸線方向両端面との間にも樹脂が充填される。なお、図１では、磁石１６の各第一面１７ａ、１７ｂの絶縁皮膜１９で覆われている両端部の間の側面領域と、磁石孔１４との間に空隙が形成されるように示しているが、実際には、この部分にも樹脂が充填される。上記のようにロータコア１２に複数の磁石１６が固定されることによってロータ１０が形成される。

上記のロータ１０によれば、ロータ軸線方向と平行な２つの第一面１７ａ、１７ｂのロータ軸線方向における両端部が絶縁皮膜で覆われる。これにより、磁石１６とロータコア１２とが絶縁皮膜１９を介さずに接触する部分を少なくできるか、またはなくせる。これにより、磁石１６とロータコア１２とを介した大きな循環電流の発生を抑制できることにより、渦電流損を抑制できる。さらに、磁石１６において、２つの第一面１７ａ、１７ｂのロータ軸線方向両端部が絶縁皮膜１９で覆われるが、各第一面１７ａ、１７ｂにおいて、絶縁皮膜１９で覆われている両端部の間の側面領域は絶縁皮膜で覆われていない。また、２つの第二面１８ａ、１８ｂのそれぞれの全面も絶縁皮膜で覆われていない。これにより、各磁石１６において絶縁皮膜の形成面が減ることにより、ロータ１０のコストを低減できる。

また、磁石１６において２つの第一面１７ａ、１７ｂのロータ軸線方向両端部が絶縁皮膜１９で覆われる。これにより、磁石１６の全面に絶縁皮膜が形成されない構成と異なり、磁石１６の２つの第一面１７ａ、１７ｂを、絶縁皮膜１９を介して磁石孔１４の内面に接触させることができ、磁石孔１４での磁石１６の第一面に対し直交する方向の位置を安定して規制できる。

さらに、上記のロータの製造方法によれば、治具固定ステップ及び樹脂注入ステップにおいて、位置決め治具２４（図４）のピン状突部２５により、磁石１６の第二面１８ａ、１８ｂに直交する方向の移動が阻止された状態で磁石孔１４に樹脂が注入される。これにより、磁石１６の第二面１８ａ、１８ｂとロータコア１２とが直接に接触して磁石孔１４に磁石１６が固定されることを防止できるので、渦電流損による損失悪化を抑制できる。

図５は、実施形態の別例のロータ１０ａを含む回転電機１００ａの半部断面図である。図６は、ロータ１０ａの周方向一部における図５のＣ−Ｃ断面図である。図７は、ロータ１０ａの周方向一部における図５のＤ−Ｄ断面図である。

本例の構成では、図１から図４の構成と異なり、ロータ１０ａは、ロータ軸線方向における両端部に配置されたエンドプレート２２を含んでいる。エンドプレート２２は、非磁性材製の円板形状に形成され、中心に形成された中心孔２２ａに回転軸１１５が挿入されて固定される。例えば、エンドプレート２２は、アルミニウムまたはアルミニウム合金、または非磁性ステンレス鋼等の非磁性金属により形成される。ロータコア１２は、２つのエンドプレート２２でロータ軸線方向両側から挟まれる。各エンドプレート２２は、後述するように磁石１６の所定方向の移動を阻止する位置決め部材に相当する。

２つのエンドプレート２２の一方（図５の左側、図６の上側）のエンドプレート２２において、複数の磁石孔１４の一端と対向するロータ周方向の複数位置には、ロータ軸線方向に貫通する樹脂注入孔２２ｂが形成される。

さらに、図６に示すように、各エンドプレート２２のロータコア１２側の側面において、複数の磁石孔１４に対向する複数位置のそれぞれから２つずつ突出し、磁石孔１４に挿入されるピン状突部２２ｃを含んでいる。ピン状突部２２ｃは、先端に向かって直径が小さくなる円錐台形状に形成される。磁石１６のロータ軸線方向両端部には、ロータ周方向における両側から２つのピン状突部２２ｃの外周面が押し付けられる。これにより、磁石１６には、２つの第二面１８ａ、１８ｂに直交する方向（図７の矢印δ方向）に、２つのピン状突部２２ｃにより両側から圧縮するように力が加わる。このため、各エンドプレート２２は、磁石１６の所定方向である第二面１８ａ、１８ｂに直交する方向の移動を阻止する。

磁石孔１４への樹脂の注入時には、ロータコア１２のロータ軸線方向における両端にエンドプレート２２を重ねて配置した状態で、図６に矢印Ｑで示すように、樹脂注入孔２２ｂを通じて溶融した樹脂を磁石孔１４に注入する。そして、樹脂の加熱硬化後、常温まで冷却することにより樹脂部２０を形成する。

上記の構成によれば、絶縁皮膜が形成されない磁石１６の第二面１８ａ、１８ｂとロータコア１２とが直接に接触することをピン状突部２２ｃにより防止できるので、渦電流損による損失悪化を抑制できる。さらに、図１から図４の構成と異なり、樹脂注入用の金型にピン状突部を形成する等の特別な形状に形成する必要がなくなる。本例において、その他の構成及び作用は、図１から図４の構成と同様である。なお、樹脂注入用の孔は、２つのエンドプレート２２の両方に形成してもよい。

図８は、実施形態の別例のロータ１０ｂを示している図２に対応する図である。本例の構成では、図１から図４の構成と異なり、各磁石１６における２つの第一面１７ａ、１７ｂのうち、一方（図８の上側）の第一面１７ａのみにおいて、ロータ軸線方向における両端部が絶縁皮膜１９で覆われる。各磁石１６における２つの第一面１７ａ、１７ｂの他方（図８の下側）の第一面１７ｂは、ロータ軸線方向における両端部を含めて全体が絶縁皮膜で覆われず、他方の第一面１７ｂとロータコア１２とは直接に接触しない。他方の第一面１７ｂと磁石孔１４の平面部１４ｂとの間の隙間には樹脂が充填される。

磁石孔１４への樹脂の注入前には、図４の構成と同様にロータコア１２のロータ軸線方向両側に位置決め治具２４（図４参照）を配置した状態で、磁石１６の一方の第一面１７ａを、絶縁皮膜１９を介して磁石孔１４の平面部１４ａに接触させる。この状態で、磁石孔１４に溶融した樹脂を注入した後、固化させることにより樹脂部２０を形成する。

上記の構成によれば、磁石１６において絶縁皮膜１９の形成面が、図１から図４の構成に比べて、さらに減るので、ロータ１０ｂのコストをさらに低減できる。また、磁石１６の全面に絶縁皮膜が形成されない構成と異なり、磁石１６の一方の第一面１７ａを、絶縁皮膜１９を介して磁石孔１４の内面に接触させて、磁石孔１４での磁石１６の第一面１７ａに対し直交する方向の位置を安定して規制できる。本例において、その他の構成及び作用は、図１から図４の構成と同様である。なお、本例において、磁石１６の２つの第一面１７ａ、１７ｂの一方の第一面をロータ半径方向内側に向いた第一面１７ｂとし、他方の第一面をロータ半径方向外側に向いた第一面１７ａとすることもできる。このとき、２つの第一面のうち、一方の第一面１７ｂのみにおいて、ロータ軸線方向における両端部を絶縁皮膜で覆い、一方の第一面１７ｂを、磁石孔１４の平面部１４ｂに絶縁皮膜を介して接触させる。また、他方の第一面１７ａと磁石孔１４の平面部１４ａとの間の隙間には樹脂を充填する。上記の図１から図４の構成のように、磁石１６において２つの第一面１７ａ、１７ｂの両方に絶縁皮膜１９を形成した構成において、本例のように２つの第一面１７ａ、１７ｂの一方の第一面のみを絶縁皮膜１９を介して磁石孔１４の内面に接触させる構成としてもよい。

図９は、実施形態の別例のロータ１０ｂを示している図７に対応する図である。本例の構成では、図５から図７の構成と異なり、２つのエンドプレート２２のいずれにも樹脂注入孔を形成しない。磁石孔１４に配置された磁石１６は、ロータ軸線方向における両端部に配置された位置決め部材であるエンドプレート２２により保持する。

また、図８の構成と同様に、各磁石１６における２つの第一面１７ａ、１７ｂの一方（図９の上側）の第一面１７ａのみにおいて、ロータ軸線方向における両端部が絶縁皮膜１９で覆われる。一方の第一面１７ａは、磁石孔１４の内面に絶縁皮膜１９を介して接触させる。各磁石１６における２つの第一面１７ａ、１７ｂの他方（図９の下側）の第一面１７ｂは、ロータ軸線方向における両端部を含めて全体が絶縁皮膜で覆われない。そして、他方の第一面１７ｂとロータコア１２との間に空隙が形成されるように、上記のエンドプレート２２のピン状突部２２ｃが、第二面１８ａ、１８ｂに対し直交する方向の移動を阻止するように磁石１６に接触する。エンドプレート２２により磁石１６が保持された状態で、磁石孔１４には樹脂が充填されず、この状態でロータ１０ｃが形成される。

上記の構成によれば、磁石固定用の樹脂を用いることなく、磁石１６の他方の第一面１７ｂとロータコア１２とが接触することによる損失悪化を抑制できる。本例において、その他の構成及び作用は、図１から図４の構成、または図５から図７の構成、または図８の構成と同様である。なお、本例において、磁石１６の２つの第一面１７ａ、１７ｂの一方の第一面をロータ半径方向内側に向いた第一面１７ｂとし、他方の第一面をロータ半径方向外側に向いた第一面１７ａとすることもできる。このとき、２つの第一面のうち、一方の第一面１７ｂのみにおいて、ロータ軸線方向における両端部を絶縁皮膜で覆い、一方の第一面１７ｂを、磁石孔１４の内面に絶縁皮膜１９を介して接触させる。また、他方の第一面１７ａとロータコア１２との間に空隙が形成されるように、エンドプレート２２のピン状突部を磁石１６に接触させる。

また、上記では、位置決め治具２４（図４）またはエンドプレート２２（図５、図６）に磁石１６の移動を阻止するためにピン状突部を形成する場合を説明したが、この突部は、ピン状に限定するものではなくブロック状等、種々の形状を採用できる。また、図１から図４の構成、または図８の構成において、ロータの軸方向両端部にエンドプレートが配置されてもよい。

また、上記の各例の構成では、ロータの周方向複数位置で２つの磁石１６がＶ字形に配置される場合を説明したが、ロータにおいて各磁石が周方向に沿う直線方向に配置される構成としてもよい。このとき、磁石において、ロータ半径方向の両側に向く２つの面が第一面であり、ロータ周方向の両側に向く２つの面が第二面である。

１０，１０ａ，１０ｂ，１０ｃ回転電機ロータ（ロータ）、１２ロータコア、１２ａ軸孔、１３鋼板、１４磁石孔、１４ａ，１４ｂ平面部、１６磁石、１７ａ，１７ｂ第一面、１８ａ，１８ｂ第二面、１９絶縁皮膜、２０樹脂部、２１凹部、２２エンドプレート、２２ａ中心孔、２２ｂ樹脂注入孔、２２ｃピン状突部、２４位置決め治具、２５ピン状突部、２６樹脂注入孔、１００回転電機、１１０ステータ、１１１ステータコア、１１２ティース、１１４ステータコイル、１１５回転軸。

Claims

ロータコアに形成された磁石孔に磁石が挿入された回転電機ロータであって、
前記磁石は、ロータ半径方向の外側と内側とにそれぞれ向く２つの第一面と、ロータ周方向の一方側と他方側とにそれぞれ向く２つの第二面とを含み、
前記２つの第一面のうち、少なくとも一方の第一面は、絶縁被膜で覆われている、ロータ軸線方向における両端部と、前記両端部の間の絶縁被膜で覆われていない側面領域とがあり、かつ、前記２つの第二面は絶縁皮膜で覆われておらず、
前記側面領域と、前記２つの第二面とに、前記磁石孔と前記磁石との間に充填される磁石固定用樹脂部が設けられる、回転電機ロータ。
請求項１に記載の回転電機ロータにおいて、
前記ロータ軸線方向における両端部には、前記磁石の前記第二面に直交する方向の移動を阻止する位置決め部材が配置される、回転電機ロータ。
請求項１または請求項２に記載の回転電機ロータにおいて、
前記磁石における前記２つの第一面のうち、前記一方の第一面のみにおいて、前記ロータ軸線方向における両端部が前記絶縁皮膜で覆われ、前記２つの第一面のうち、他方の第一面と前記ロータコアとは直接に接触しない、回転電機ロータ。
請求項１に記載の回転電機ロータの製造方法であって、
前記磁石孔の内側に前記磁石を配置した状態で、前記ロータコアの前記ロータ軸線方向両端に前記磁石孔の端部開口を塞ぐように位置決め治具をそれぞれ固定する治具固定ステップであって、それぞれの前記位置決め治具は、前記磁石孔に挿入される２つのピン状突部を含む治具固定ステップと、
前記位置決め治具毎の前記２つのピン状突部により、前記磁石の前記第二面に直交する方向の移動を阻止するように、前記磁石の両端部を保持した状態で、少なくとも１つの前記位置決め治具に形成された孔を通じて前記磁石孔と前記磁石との間に樹脂を注入し固化させる樹脂注入ステップとを有する、回転電機ロータの製造方法。