JPWO2014184842A1 - 回転電機の磁石埋込型ロータ - Google Patents

Abstract

この発明は、永久磁石を保持する接着剤の充填量をロータコアの軸方向に関して傾斜を持たせ、接着剤の充填量が多い側では、接着剤に磁石の固定・飛散防止の機能を担わせて、安価に永久磁石の飛散を防止できる回転電機の磁石埋込型ロータを得る。この発明に係る回転電機の磁石埋込型ロータでは、永久磁石がシャフトに保持されたロータコアを軸方向に貫通する磁石収納穴に収納され、接着剤が磁石収納穴の永久磁石とロータコアとの間の隙間に充填、硬化されて永久磁石をロータコアに固着し、第１エンドプレートがロータコアの軸方向の一端に接するようにシャフトに保持され、磁石収納穴の軸方向の一端開口を塞ぎ、磁石収納穴の永久磁石とロータコアとの間の隙間が磁石収納穴の軸方向の一端から他端に向かって漸次広くなるように形成され、隙間内の接着剤の充填量が磁石収納穴の軸方向の一端から他端に向かって漸次多くなっている。

Description

この発明は、例えば電動機、発電機などの回転電機の磁石埋込型ロータに関し、特にロータコアに埋め込まれた磁石の保持構造に関するものである。

従来の回転電機の磁石埋込型ロータは、回転軸と、回転軸の周りに配置され、複数の貫通孔が設けられる鉄心部と、複数の貫通孔にそれぞれ収容される複数の永久磁石と、複数の貫通孔のそれぞれの内部の永久磁石と鉄心部との隙間に充填された充填剤と、貫通孔の開口を塞ぐように鉄心部を両側から挟み込む一対のエンドプレートと、エンドプレートと鉄心部との境界部分に設けられ、充填剤によるエンドプレートと鉄心部との接着を抑制する接着抑制部と、を備えていた（例えば、特許文献１参照）

特許第４６５６５５６号公報

上記従来の回転電機の磁石埋込型ロータにおいては、永久磁石の固定および飛散防止の機能をエンドプレートに担わせているので、エンドプレートを鉄心部の軸方向の両側に鉄心部の貫通孔の外周縁部に接するように配置する必要があった。そこで、２枚のエンドプレートが必要となり、部品点数が多くなり、コストアップするという課題があった。さらに、鉄心部の外周部に軸方向の反りが発生した場合には、鉄心部の反りの凸部側に配置されたエンドプレートが鉄心部の貫通孔の外周縁部から離間し、永久磁石の固定が不十分となり、永久磁石の飛散をもたらすという課題があった。また、鉄心部の反りを避けて、鉄心部の貫通孔の外周縁部に接するようにエンドプレートの形状を変えることもできるが、エンドプレートの形状が複雑となり、コストアップもたらすという課題があった。

この発明は、上記課題を解決するためになされたもので、永久磁石を保持する接着剤の充填量をロータコアの軸方向に関して傾斜を持たせ、接着剤の充填量が多い側では、接着剤に磁石の固定・飛散防止の機能を担わせ、接着剤の充填量が少ない側では、エンドプレートに磁石の固定・飛散防止の機能を担わせ、あるいはロータコアを軸方向に二分した分割コアの接着剤の充填量の少ない側同士を突き合わせて、磁石の固定・飛散防止の機能を担わせ、複雑な形状のエンドプレートを用いることなく、安価に永久磁石の飛散を防止できる回転電機の磁石埋込型ロータを得ることを目的とする。

この発明に係る回転電機の磁石埋込型ロータは、磁性薄板を積層一体化して作製され、シャフト挿入穴が軸心位置を貫通するように形成され、かつ複数の磁石収納穴がそれぞれ外周側を貫通して周方向に等角ピッチで配列されたロータコアと、上記シャフト挿入穴に挿入されて上記ロータコアを保持するシャフトと、上記複数の磁石収納穴にそれぞれ収納される複数の永久磁石と、上記複数の磁石収納穴のそれぞれの上記永久磁石と上記ロータコアとの間の隙間に充填、硬化されて上記永久磁石を上記ロータコアに固着する接着剤と、上記ロータコアの軸方向の一端に接するように上記シャフトに保持され、上記複数の磁石収納穴の軸方向の一端開口を塞ぐ第１エンドプレートと、を備えている。上記隙間内に充填された上記接着剤の充填量が、上記磁石収納穴の軸方向の一端から他端に向かって漸次多くなっている。

この発明によれば、ロータコアと永久磁石との間に形成された隙間内に充填された接着剤の充填量が磁石収納穴の軸方向の一端から他端に向かって漸次多くなっているので、接着剤による永久磁石の保持力が磁石収納穴の軸方向の一端から他端に向かって漸次大きくなっている。そこで、磁石収納穴内の軸方向の他端側に収納されている永久磁石は接着剤により強固にロータコアに保持され、飛散するような事態の発生が抑制される。

また、第１エンドプレートがロータコアの軸方向の一端に接し、かつ磁石収納穴の軸方向の一端開口を塞いでいる。そこで、磁石収納穴内の軸方向一端側に収納され、接着剤による保持強度が小さい永久磁石は、第１エンドプレートに保持され、飛散するような事態の発生が抑制される。

さらに、ロータコアに軸方向の反りが発生しても、ロータコアの反りの凸部側の接着剤の充填量を多くすることにより、接着剤に磁石の固定・飛散防止の機能を担わせ、複雑な形状のエンドプレートを用いることなく、磁石の固定・飛散防止を可能とし、コストアップを抑制できる。

この発明の実施の形態１に係る回転電機を示す縦断面図である。 この発明の実施の形態１に係る回転電機の磁石埋込型ロータの組立方法を説明する図である。 この発明の実施の形態２に係る回転電機の磁石埋込型ロータを示す片側断面図である。 この発明の実施の形態３に係る回転電機の磁石埋込型ロータを示す片側断面図である。 この発明の実施の形態４に係る回転電機の磁石埋込型ロータを示す片側断面図である。 この発明の実施の形態５に係る回転電機の磁石埋込型ロータを示す片側断面図である。 この発明の実施の形態６に係る回転電機の磁石埋込型ロータを示す片側断面図である。

以下、本発明の回転電機の磁石埋込型ロータの好適な実施の形態につき図面を用いて説明する。

実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１に係る回転電機を示す縦断面図、図２はこの発明の実施の形態１に係る回転電機の磁石埋込型ロータの組立方法を説明する図である。なお、縦断面とは回転軸の軸心を含む断面図である。

図１において、回転電機１００は、ハウジング１と、ハウジング１に保持されたステータ６と、ステータ６の軸方向の一端に配設される結線ユニット９と、ハウジング１内に回転可能に保持されて、ステータ６内に同軸に配設されるロータ２０と、を備える。

ハウジング１は、第１および第２ブラケット２，３と、第１および第２ブラケット２，３に軸方向の両側から挟持され、第１および第２ブラケット２，３を締着するボルト５の締着力により第１および第２ブラケット２，３に保持される金属製の円筒状のフレーム４と、を備える。

ステータ６は、円環状のステータコア７と、ステータコア７に巻装されたステータコイル８と、を備えている。ステータ６は、ステータコア７をフレーム４内に挿入し、焼きばめなどにより固着されて、フレーム４に保持される。さらに、ステータコイル８を交流結線する結線ユニット９がステータ６の軸端に配設されている。

ロータ２０は、複数の磁石収納穴２２がそれぞれ軸方向に貫通して周方向に等角ピッチで形成されたロータコア２１と、複数の磁石収納穴２２にそれぞれ収納されて、磁石収納穴２２内に充填硬化された接着剤２３によりロータコア２１に固着された複数の永久磁石２４と、ロータコア２１の軸心位置に挿通、固定されるシャフト２５と、ロータコア２１の軸方向の一端面に固着された第１エンドプレート２６と、を備える。そして、ロータ２０は、第１および第２ブラケット２，３に設けられた第１および第２ベアリング１０，１１にシャフト２５を回転可能に支持されて、ハウジング１内に回転可能に配設される。

ロータコア２１は、例えば電磁鋼板などの磁性薄板を打ち抜いて作製された多数枚のコア片を積層一体化して作製される。永久磁石２４は、複数個の直方体の磁石ブロック２４ａを磁石収納穴２２に１列に並んで収納し、接着剤２３により固着されて構成される。第１エンドプレート２６は、例えばステンレスなどの非磁性材料で軸心位置にシャフト挿通穴を有するリング状平板に作製される。

つぎに、ロータ２０の組立て方法について図２を参照しつつ説明する。

まず、電磁鋼板などの磁性薄板からリング平板状のコア片を打ち抜く（ステップ１００）。コア片には、貫通穴が中心に形成され、かつ磁石収納穴が外周側に等角ピッチで形成されている。ついで、複数枚のコア片を積層し、カシメなどにより一体化し、ロータコア２１を作製する（ステップ１０１）。このように作製されたロータコア２１では、コア片の貫通穴が軸方向に連なってシャフト挿通穴２１ａを構成し、コア片の磁石収納穴が軸方向に連なって磁石収納穴２２を構成する。そして、磁石収納穴２２は、磁石ブロック２４ａの矩形断面より大きな矩形断面の一定の穴形状で、シャフト挿通穴２１ａと平行にロータコア２１に形成されている。

ついで、ロータコア２１のシャフト挿通穴２１ａにシャフト２５を圧入し、ロータコア２１とシャフト２５を一体化する（ステップ１０２）。ついで、第１エンドプレート２６を、シャフト２５に軸方向の一端側からロータコア２１の軸方向の一端面に接するまで圧入する（ステップ１０３）。これにより、ロータコア２１に穿設された磁石収納穴２２の軸方向の一端開口が第１エンドプレート２６により塞がれる。

ついで、接着剤２３が塗布された磁石ブロック２４ａを、１個ずつ、磁石収納穴２２の軸方向の他端開口から挿入する（ステップ１０４）。ここでは、７個の磁石ブロック２４ａが磁石収納穴２２に挿入される。そして、１番先に磁石収納穴２２に挿入された磁石ブロック２４ａが、後から磁石収納穴２２に挿入された磁石ブロック２４ａに押されて軸方向の一側に移動し、ついには第１エンドプレート２６に当接し、磁石ブロック２４ａの磁石収納穴２２への挿入が完了する。このとき、磁石ブロック２４ａに塗布された接着剤２３は、磁石収納穴２２への挿入時に、他端開口の縁部で掻き取られ、接着剤２３が磁石収納穴２２の軸方向の他端開口の縁部に溜まり、接着剤溜まり部２３ａが形成される。また、磁石ブロック２４ａに付着した接着剤２３は、磁石収納穴２２内を軸方向の一側に移動するにつれ、磁石収納穴２２の内壁面側に剥ぎ取られる。そこで、磁石ブロック２４ａに付着する接着剤２３の量は、軸方向の一側に向かって少なくなる。

磁石ブロック２４ａの磁石収納穴２２への装着工程が終了すると、室温で接着剤２３を硬化させ、あるいは硬化温度に上げられた恒温槽内に収容して硬化させ（ステップ１０５）、ロータ２０の組立が完了する。

このように組み立てられたロータ２０においては、磁石収納穴２２と磁石ブロック２４ａとの間の隙間に充填された接着剤２３の充填量は、軸方向の他端から一端に向かって漸次少なくなるように傾斜している。そこで、硬化された接着剤２３による磁石ブロック２４ａの保持力が、軸方向の一端から他端に向かって漸次大きくなる。これにより、軸方向の他端側の接着剤２３は、永久磁石２４の固定・飛散防止の機能を担うに十分な永久磁石２４の保持力が得られる。

さらに、硬化した接着剤溜まり部２３ａが、磁石ブロック２４ａを覆い、磁石収納穴２２の軸方向の他端開口を塞いでいる。そこで、軸方向の他端側における硬化された接着剤２３による磁石ブロック２４ａの保持力がさらに増大する。

一方、軸方向の一端側では、接着剤２３の充填量が少なく、接着剤２３による永久磁石２４の保持力が小さい。しかし、第１エンドプレート２６が、シャフト２５に圧入されて、ロータコア２１の軸方向の一端面に接し、磁石収納穴２２の軸方向の一端開口を塞いでいる。そこで、第１エンドプレート２６が、永久磁石２４の固定・飛散防止の機能を担っている。

このように、この実施の形態１によれば、接着剤２３による永久磁石２４の保持力に勾配を持たせて、軸方向の他端側の接着剤２３による永久磁石２４の保持力を大きくしている。また、第１エンドプレート２６が、シャフト２５に圧入されて、ロータコア２１の軸方向の一端面に接し、磁石収納穴２２の軸方向の一端開口を塞いでいる。これにより、軸方向の他端側における永久磁石２４の固定・飛散防止の機能を接着剤２３に担わせ、軸方向の一端側における永久磁石２４の固定・飛散防止の機能を第１エンドプレート２６に担わせており、特殊な形状のエンドプレートを用いることなく、安価に、永久磁石２４の飛散を防止することができる。

また、接着剤溜まり部２３ａが磁石ブロック２４ａを覆って磁石収納穴２２の軸方向の他端開口を塞いでいる。そこで、軸方向の他端側における硬化された接着剤２３による磁石ブロック２４ａの保持力がさらに増大し、永久磁石２４の飛び出しを確実に阻止することができる。
さらに、軸方向の他端側における永久磁石２４の固定・飛散防止の機能を担うエンドプレートが不要となり、部品点数が削減されるとともに、ロータ２０の組立性が高められ、ロータ２０の低コスト化が図られる。

なお、上記実施の形態１では、第１エンドプレート２６をシャフト２５に軸方向の一端側からロータコア２１の軸方向の一端面に接するように圧入した後、磁石ブロック２４ａを磁石収納穴２２に挿入するものとしているが、磁石ブロック２４ａを磁石収納穴２２に挿入した後、第１エンドプレート２６をシャフト２５に軸方向の一端側からロータコア２１の軸方向の一端面に接するように圧入してもよい。

実施の形態２．
図３はこの発明の実施の形態２に係る回転電機の磁石埋込型ロータを示す片側断面図である。

図３において、ロータ２０Ａは、シャフト２５に圧入、固着されてロータコア２１の軸方向の他端側に配設される第２エンドプレート２８を備えている。第２エンドプレート２８は、例えばステンレスなどの非磁性材料で軸心位置にシャフト挿通穴を有するリング状平板に作製される。そして、接着剤溜まり部収納凹部２９が第２エンドプレート２８の一面に接着剤溜まり部２３ａに対応するように凹設されている。
なお、実施の形態２によるロータ２０Ａは、第２エンドプレート２８を備えている点を除いて、上記実施の形態１によるロータ２０と同様に構成されている。

ロータ２０Ａは、上記実施の形態１と同様にして、シャフト２５をロータコア２１に組み付け、第１エンドプレート２６をシャフト２５に軸方向の一端側から圧入し、磁石ブロック２４ａを磁石収納穴２２に挿入し、接着剤２３を硬化した後、第２エンドプレート２８の一面をロータコア２１に向けて第２エンドプレート２８を軸方向の他端側からシャフト２５に圧入して、組み立てられる。

このように組み立てられたロータ２０Ａでは、図３に示されるように、第２エンドプレート２８は、ロータコア２１の軸方向の他端面に接し、接着剤溜まり部２３ａが接着剤溜まり部収納凹部２９内に収納されている。

この実施の形態２では、第１エンドプレート２６がロータコア２１の軸方向の一端面に接するようにシャフト２５に圧入され、磁石収納穴２２の軸方向の一端開口を塞いでいる。また、接着剤２３による永久磁石２４の保持力に勾配を持たせて、軸方向の他端側の接着剤２３による永久磁石２４の保持力を大きくしている。これにより、軸方向の他端側における永久磁石２４の固定・飛散防止の機能を接着剤２３に担わせ、軸方向の一端側における永久磁石２４の固定・飛散防止の機能を第１エンドプレート２６に担わせているので、この実施の形態２においても、上記実施の形態１と同様の効果が得られる。

この実施の形態２によれば、第２エンドプレート２８がロータコア２１の軸方向の他端面に接するようにシャフト２５に圧入され、接着剤溜まり部２３ａを覆っているので、軸方向の他端側における永久磁石２４の飛散をより確実に防止できる。

実施の形態３．
図４はこの発明の実施の形態３に係る回転電機の磁石埋込型ロータを示す片側断面図である。

図４において、ロータ２０Ｂは、シャフト２５に保持されてロータコア２１の軸方向の他端側に配設される第２エンドプレート２８Ａを備えている。第２エンドプレート２８Ａは、例えばステンレスなどの非磁性材料でリング状平板に作製され、シャフト挿入穴が軸心位置に形成され、フランジ部３０が外周部から一面側に突出して環状に形成されている。
なお、実施の形態３によるロータ２０Ｂは、第２エンドプレート２８Ａを備えている点を除いて、上記実施の形態１によるロータ２０と同様に構成されている。

ロータ２０Ｂは、上記実施の形態１と同様にして、シャフト２５をロータコア２１に組み付け、第１エンドプレート２６をシャフト２５に軸方向の一端側から圧入し、磁石ブロック２４ａを磁石収納穴２２に挿入し、接着剤２３を硬化した後、第２エンドプレート２８Ａの一面をロータコア２１に向けて第２エンドプレート２８Ａを軸方向の他端側からシャフト２５に圧入して、組み立てられる。

このように組み立てられたロータ２０Ｂでは、第２エンドプレート２８Ａのフランジ部３０は、ロータコア２１の軸方向の他端面に接し、接着剤溜まり部２３ａがフランジ部３０の内周側のスペース内に収納されている。

この実施の形態３では、第１エンドプレート２６がロータコア２１の軸方向の一端面に接するようにシャフト２５に圧入され、磁石収納穴２２の軸方向の一端開口を塞いでいる。また、接着剤２３による永久磁石２４の保持力に勾配を持たせて、軸方向の他端側の接着剤２３による永久磁石２４の保持力を大きくしている。これにより、軸方向の他端側における永久磁石２４の固定・飛散防止の機能を接着剤２３に担わせ、軸方向の一端側における永久磁石２４の固定・飛散防止の機能を第１エンドプレート２６に担わせているので、この実施の形態３においても、上記実施の形態１と同様の効果が得られる。

この実施の形態３によれば、第２エンドプレート２８Ａがロータコア２１の軸方向の他端面に接するようにシャフト２５に圧入され、接着剤溜まり部２３ａを覆っているので、軸方向の他端側における永久磁石２４の飛散をより確実に防止できる。

実施の形態４．
図５はこの発明の実施の形態４に係る回転電機の磁石埋込型ロータを示す片側断面図である。

図５において、ロータ２０Ｃは、ロータコア２１Ａがシャフト２５に焼きばめにより固定され、外周部が軸方向の他端側に反っている。第１および第２エンドプレート２６，３１がロータコア２１Ａを挟むようにシャフト２５に圧入されている。
なお、実施の形態４によるロータ２０Ｃは、ロータコア２１Ａが焼きばめによりシャフト２５に固着され、第２エンドプレート３１を備えている点を除いて、上記実施の形態１によるロータ２０と同様に構成されている。

つぎに、ロータ２０Ｃの組立て方法について説明する。

まず、例えば、電磁鋼板などの磁性薄板からコア片を打ち抜く。そして、複数枚のコア片を打ち抜き方向を揃えて積層し、カシメなどにより一体化し、ロータコア２１Ａを作製する。ついで、ロータコア２１Ａを加熱してシャフト挿通穴２１ａの径を大きくし、シャフト２５をシャフト挿通穴２１ａに挿入する。このとき、コア片の打ち抜き方向をシャフト２５の軸方向の他端から一端に向かう方向とする。その後、ロータコア２１Ａを冷却して、ロータコア２１Ａとシャフト２５を一体化する。つまり、ロータコア２１Ａは、焼きばめにより、シャフト２５に一体化されている。このロータコア２１Ａは、焼きばめ時に、内周部に応力が発生し、外周部が軸方向の他端側に反っている点を除いて、ロータコア２１と同様に構成されている。

ここで、コア片を磁性薄板から打ち抜いた際に、ダレがコア片の端面の一側に発生し、バリがコア片の端面の他側に発生する。そして、ダレが発生した側からバリが発生した側に向かう方向が、打ち抜き方向となる。

ついで、第１エンドプレート２６を、シャフト２５に軸方向の一端側からロータコア２１Ａの軸方向の一端面に接するまで圧入する。ついで、接着剤２３が塗布された磁石ブロック２４ａを、１個ずつ、磁石収納穴２２の軸方向の他端開口から挿入する。そして、磁石ブロック２４ａの磁石収納穴２２への装着工程が終了すると、室温で接着剤２３を硬化させ、あるいは硬化温度に上げられた恒温槽内に収容して硬化させる。ついで、第２エンドプレート３１を、シャフト２５に軸方向の他端側からロータコア２１Ａの軸方向の他端面に接するまで圧入し、図５に示されるように、ロータ２０Ｃの組立が完了する。第２エンドプレート３１は、一面外周端がロータコア２１Ａの外周部の軸方向の他端側に突出する凸部に接し、磁石収納穴２２の軸方向の他端開口を塞いでいる接着剤溜まり部２３ａから離間している。

この実施の形態４では、第１エンドプレート２６がロータコア２１Ａの軸方向の一端面に接するようにシャフト２５に圧入され、磁石収納穴２２の軸方向の一端開口を塞いでいる。また、接着剤２３による永久磁石２４の保持力に勾配を持たせて、軸方向の他端側の接着剤２３による永久磁石２４の保持力を大きくしている。これにより、軸方向の他端側における永久磁石２４の固定・飛散防止の機能を接着剤２３に担わせ、軸方向の一端側における永久磁石２４の固定・飛散防止の機能を第１エンドプレート２６に担わせているので、この実施の形態４においても、上記実施の形態１と同様の効果が得られる。

この実施の形態４によれば、ロータコア２１Ａは、焼きばめにより、外周部が軸方向の他端側に反っているが、軸方向の他端側における永久磁石２４の固定・飛散防止の機能を接着剤２３に担わせているので、第２エンドプレート３１を、ロータコア２１Ａの反りを避けて、ロータコア２１Ａの磁石収納穴２２の軸方向の他端開口の縁部に接するような特殊な形状に形成する必要がない。つまり、第２エンドプレート３１は、その外周部をロータコア２１Ａの軸方向の他端側の凸部のみに接すればよく、第１エンドプレート２６と同じ形状とすることができ、部品点数を削減できる。
また、第２エンドプレート３１がロータコア２１の軸方向の他端面に接するようにシャフト２５に圧入され、接着剤溜まり部２３ａを覆っているので、軸方向の他端側における永久磁石２４の飛散をより確実に防止できる。

実施の形態５．
図６はこの発明の実施の形態５に係る回転電機の磁石埋込型ロータを示す片側断面図である。

図６において、ロータコア４０は、第１ロータコア４１と、第２ロータコア４２と、から構成されている。第１および第２ロータコア４１，４２は、シャフト２５に焼きばめにより固定され、軸方向の反りが相対するようにシャフト２５に配設されている。さらに、第１エンドプレート２６がロータコア４１を挟むようにシャフト２５に圧入されている。
なお、実施の形態５によるロータ２０Ｄは、ロータコア４０がシャフト２５に固着され、ロータコア４０を挟むように第１エンドプレート２６を備えている点を除いて、上記実施の形態１によるロータ２０と同様に構成されている。

第１および第２ロータコア４１，４２は、電磁鋼板などの磁性薄板から打ち抜かれた複数枚のコア片を打ち抜き方向を揃えて積層し、カシメなどにより一体化して作製される。第１および第２ロータコア４１，４２は、シャフト挿通穴４１ａ，４２ａが軸心位置を貫通するように形成されている。さらに、磁石収納穴４３，４４が、第１および第２ロータコア４１，４２の外周側を軸方向に貫通して周方向に等角ピッチで配列されている。磁石収納穴４３，４４は、磁石ブロック２４ａの矩形断面より大きな矩形断面の一定の穴形状で、シャフト挿通穴４１ａ，４２ａと平行に第１および第２ロータコア４１，４２に形成されている。

第１および第２ロータコア４１，４２は、互いに接して軸方向に並んで、焼きばめによりシャフト２５に固着されている。このとき、第１ロータコア４１はコア片の打ち抜き方向をシャフト２５の軸方向の一端から他端に向かう方向とし、第２ロータコア４２はコア片の打ち抜き方向をシャフト２５の軸方向の他端から一端に向かう方向とする。そこで、第１ロータコア４１は、焼きばめ時に、内周部に応力が発生し、外周部が軸方向の一端側に反り、第２ロータコア４２は、焼きばめ時に、内周部に応力が発生し、外周部が軸方向の他端側に反っている。そして、第１ロータコア４１の外周部の軸方向の一端側に突出する凸部が第２ロータコア４２の外周部の軸方向の一端側に突出する凸部に接している。

そして、第１および第２ロータコア４１，４２の磁石収納穴４３，４４に収納された永久磁石２４は、接着剤２３により保持されている。さらに、接着剤溜まり部２３ａが、隙間を持って相対し、磁石ブロック２４ａを覆って磁石収納穴４３，４４の開口を塞いでいる。さらに、第１エンドプレート２６は、シャフト２５に軸方向の両側から圧入され、第１ロータコア４１の軸方向の他端面および第２ロータコア４２の軸方向の一端面に接している。

この実施の形態５では、第１および第２ロータコア４１，４２は、反り出ている側を相対させ、外周部の軸方向に突出する凸部同士を突き合わせて、軸方向に並んでシャフト２５に取り付けられている。また、接着剤２３の充填量がロータコア４０の軸方向の両端から中央に向かって漸次多くなるように傾斜している。そこで、軸方向の両端部において、接着剤２３による永久磁石２４の保持力が小さくなるが、ロータコア４０を挟むようにシャフト２５に圧入された一対の第１エンドプレート２６が軸方向の両端側における接着剤２３が永久磁石２４の固定・飛散防止の機能を担い、永久磁石２４の飛散を防止できる。

また、第１および第２ロータコア４１，４２間に隙間が形成されているが、ロータコア４０の軸方向の中央側における接着剤２３による永久磁石２４の保持力が大きくなっている。永久磁石２４が第１および第２ロータコア４１，４２間の隙間に飛び出すようなことはない。
接着剤溜まり部２３ａが、隙間を介して相対し、磁石ブロック２４ａを覆って磁石収納穴４３，４４の開口を塞いでいるので、ロータコア４０の軸方向の中央側における接着剤２３による永久磁石２４の保持力がさらに大きくなる。そこで、永久磁石２４が第１および第２ロータコア４１，４２間の隙間に飛び出すようなことはない。

また、第１および第２ロータコア４１，４２は、焼きばめによる外周部の反りが相対するようにシャフト２５に取り付けられているので、第１エンドプレート２６を、第１および第２ロータコア４１，４２反りを避けて、第１および第２ロータコア４１，４２の磁石収納穴４３，４４の開口の縁部に接するような特殊な形状に形成する必要がない。

実施の形態６．
図７はこの発明の実施の形態６に係る回転電機の磁石埋込型ロータを示す片側断面図である。

図７において、ロータコア４５は、第１ロータコア４６と、第２ロータコア４７と、から構成されている。第１および第２ロータコア４６，４７は、シャフト２５に焼きばめにより固定され、軸方向の反りが軸方向の外方となるようにシャフト２５に配設されている。さらに、第２エンドプレート３１がロータコア４１を挟むようにシャフト２５に圧入されている。
なお、実施の形態６によるロータ２０Ｅは、ロータコア４５がシャフト２５に固着され、第２エンドプレート３１を備えている点を除いて、上記実施の形態１によるロータ２０と同様に構成されている。

つぎに、ロータ２０Ｅの組立て方法について説明する。

まず、例えば、電磁鋼板などの磁性薄板からコア片を打ち抜く。そして、複数枚のコア片を打ち抜き方向を揃えて積層し、カシメなどにより一体化し、第１および第２ロータコア４６，４７を作製する。第１および第２ロータコア４６，４７は、シャフト挿通穴４６ａ，４７ａが軸心位置を貫通するように形成されている。さらに、磁石収納穴４８，４９が、第１および第２ロータコア４６，４７の外周側を軸方向に貫通して周方向に等角ピッチで配列されている。磁石収納穴４８，４９は、磁石ブロック２４ａの矩形断面より大きな矩形断面の一定の穴形状で、シャフト挿通穴４６ａ，４７ａと平行に第１および第２ロータコア４６，４７に形成されている。

ついで、第１および第２ロータコア４６，４７を加熱してシャフト挿通穴４６ａ，４７ａの径を大きくし、シャフト２５をシャフト挿通穴４６ａ，４７ａに挿入する。このとき、第１ロータコア４６はコア片の打ち抜き方向をシャフト２５の軸方向の他端から一端に向かう方向とし、第２ロータコア４７はコア片の打ち抜き方向をシャフト２５の軸方向の一端から他端に向かう方向とする。

その後、第１および第２ロータコア４６，４７を冷却して、第１および第２ロータコア４６，４７とシャフト２５を一体化する。つまり、第１および第２ロータコア４６，４７は、焼きばめにより、シャフト２５に一体化されている。第１ロータコア４６は、焼きばめ時に、内周部に応力が発生し、外周部が軸方向の他端側に反り、第２ロータコア４７は、焼きばめ時に、内周部に応力が発生し、外周部が軸方向の一端側に反っている。また、第１ロータコア４６の軸方向の一端面が第２ロータコア４７の軸方向の他端面に接している。

ついで、接着剤２３が塗布された４個の磁石ブロック２４ａを、１個ずつ、磁石収納穴４８の軸方向の他端開口から挿入する。ついで、接着剤２３が塗布された４個の磁石ブロック２４ａを、１個ずつ、磁石収納穴４９の軸方向の一端開口から挿入する。この磁石ブロック２４ａの磁石収納穴４８，４９への装着が終了すると、室温で接着剤２３を硬化させ、あるいは硬化温度に上げられた恒温槽内に収容して硬化させる。そして、硬化した接着剤溜まり部２３ａが、磁石ブロック２４ａを覆い、磁石収納穴４８，４９の開口を塞いでいる。

ついで、第２エンドプレート３１を、シャフト２５に軸方向の一端側および他端側からロータコア４５の軸方向の両端面に接するまで圧入し、図７に示されるように、ロータ２０Ｅの組立が完了する。第２エンドプレート３１は、外周端が第１および第２ロータコア４６，４７の外周部の軸方向に突出する凸部に接し、磁石収納穴４８，４９の開口を塞いでいる接着剤溜まり部２３ａから離間している。

この実施の形態６では、第１および第２ロータコア４６，４７は、反り出ている側を軸方向の外方に向けて、反り出ている側と逆側の端面同士を突き合わせて、軸方向に並んでシャフト２５に取り付けられている。また、接着剤２３の充填量がロータコア４５の軸方向の中央から両端に向かって漸次多くなるように傾斜している。そこで、軸方向の両端部において、接着剤２３による永久磁石２４の保持力が大きくなる。これにより、軸方向の両端側における接着剤２３が永久磁石２４の固定・飛散防止の機能を担い、永久磁石２４の飛散を防止できる。

また、第１および第２ロータコア４６，４７の磁石収納穴４８，４９に収納され、接着剤２３による保持力の小さい永久磁石２４は、ロータコア４５の軸方向の中央部で突き合わされているので、永久磁石２４が飛び出して飛散するような事態が防止される。

また、ロータコア４５は、焼きばめにより、外周部が軸方向の両端側に反っているが、軸方向の両端側における永久磁石２４の固定・飛散防止の機能を接着剤２３に担わせているので、第２エンドプレート３１を、ロータコア４５の反りを避けて、ロータコア４５の磁石収納穴４８，４９の開口の縁部に接するような特殊な形状に形成する必要がない。
また、第２エンドプレート３１がロータコア４５の軸方向の両端面に接するようにシャフト２５に圧入され、接着剤溜まり部２３ａを覆っているので、永久磁石２４の飛散をより確実に防止できる。

なお、上記各実施の形態では、磁石収納穴は、矩形断面の穴形状に形成されているが、磁石収納穴の穴形状は矩形断面に限定されず、磁石ブロックを収納できる穴形状であればよい。
また、上記各実施の形態では、磁石収納穴の軸方向における断面形状が一定に形成されているが、磁石収納穴と永久磁石との間の隙間に充填される接着剤の充填量が軸方向に勾配を持っていれば、磁石収納穴の軸方向における断面形状を一定にする必要はない。

また、上記各実施の形態では、永久磁石が複数個の磁石ブロックにより構成されているが、永久磁石は一部品で構成されてもよい。

この発明に係る回転電機の磁石埋込型ロータは、磁性薄板を積層一体化して作製され、シャフト挿入穴が軸心位置を貫通するように形成され、かつ複数の磁石収納穴がそれぞれ外周側を貫通して周方向に等角ピッチで配列されたロータコアと、上記シャフト挿入穴に挿入されて上記ロータコアを保持するシャフトと、上記複数の磁石収納穴にそれぞれ収納される複数の永久磁石と、上記複数の磁石収納穴のそれぞれの上記永久磁石と上記ロータコアとの間の隙間に充填、硬化されて上記永久磁石を上記ロータコアに固着する接着剤と、上記ロータコアの軸方向の両端に接するように上記シャフトに保持され、上記複数の磁石収納穴の軸方向の開口を塞ぐ一対のエンドプレートと、を備えている。上記ロータコアは、外周部が軸方向の一端側に変位する軸方向の反りを有する第１ロータコアと、外周部が軸方向の他端側に変位する軸方向の反りを有する第２ロータコアとを、外周部の軸方向の突出部同士を向き合わせて、互いに接するように軸方向に配列して構成され、上記第１ロータコアにおける上記隙間内に充填された上記接着剤の充填量が、上記第１ロータコアの軸方向の他端から一端に向かって漸次多くなっており、上記第２ロータコアにおける上記隙間内に充填された上記接着剤の充填量が、上記第２ロータコアの軸方向の一端から他端に向かって漸次多くなっている。

第１および第２ロータコア４１，４２は、互いに接して軸方向に並んで、焼きばめによりシャフト２５に固着されている。このとき、第１ロータコア４１はコア片の打ち抜き方向をシャフト２５の軸方向の一端から他端に向かう方向とし、第２ロータコア４２はコア片の打ち抜き方向をシャフト２５の軸方向の他端から一端に向かう方向とする。そこで、第１ロータコア４１は、焼きばめ時に、内周部に応力が発生し、外周部が軸方向の一端側に反り、第２ロータコア４２は、焼きばめ時に、内周部に応力が発生し、外周部が軸方向の他端側に反っている。そして、第１ロータコア４１の外周部の軸方向の一端側に突出する凸部が第２ロータコア４２の外周部の軸方向の他端側に突出する凸部に接している。

この実施の形態５では、第１および第２ロータコア４１，４２は、反り出ている側を相対させ、外周部の軸方向に突出する凸部同士を突き合わせて、軸方向に並んでシャフト２５に取り付けられている。また、接着剤２３の充填量がロータコア４０の軸方向の両端から中央に向かって漸次多くなるように傾斜している。そこで、軸方向の両端部において、接着剤２３による永久磁石２４の保持力が小さくなるが、ロータコア４０を挟むようにシャフト２５に圧入された一対の第１エンドプレート２６が軸方向の両端側における永久磁石２４の固定・飛散防止の機能を担い、永久磁石２４の飛散を防止できる。

図７において、ロータコア４５は、第１ロータコア４６と、第２ロータコア４７と、から構成されている。第１および第２ロータコア４６，４７は、シャフト２５に焼きばめにより固定され、軸方向の反りが軸方向の外方となるようにシャフト２５に配設されている。さらに、第２エンドプレート３１がロータコア４５を挟むようにシャフト２５に圧入されている。
なお、実施の形態６によるロータ２０Ｅは、ロータコア４５がシャフト２５に固着され、第２エンドプレート３１を備えている点を除いて、上記実施の形態１によるロータ２０と同様に構成されている。

Claims (7)

1. 磁性薄板を積層一体化して作製され、シャフト挿入穴が軸心位置を貫通するように形成され、かつ複数の磁石収納穴がそれぞれ外周側を貫通して周方向に等角ピッチで配列されたロータコアと、
   上記シャフト挿入穴に挿入されて上記ロータコアを保持するシャフトと、
   上記複数の磁石収納穴にそれぞれ収納される複数の永久磁石と、
   上記複数の磁石収納穴のそれぞれの上記永久磁石と上記ロータコアとの間の隙間に充填、硬化されて上記永久磁石を上記ロータコアに固着する接着剤と、
   上記ロータコアの軸方向の一端に接するように上記シャフトに保持され、上記複数の磁石収納穴の軸方向の一端開口を塞ぐ第１エンドプレートと、を備えた回転電機の磁石埋込型ロータにおいて、
   上記隙間内に充填された上記接着剤の充填量が、上記磁石収納穴の軸方向の一端から他端に向かって漸次多くなっていることを特徴とする回転電機の磁石埋込型ロータ。
2. 上記ロータコアは、外周部が軸方向の他端側に変位する軸方向の反りを有していることを特徴とする請求項１記載の回転電機の磁石埋込型ロータ。
3. 上記接着剤が、上記隙間から上記磁石収納穴の軸方向他端にはみ出て上記永久磁石を覆っていることを特徴とする請求項１又は請求項２記載の回転電機の磁石埋込型ロータ。
4. 第２エンドプレートが、上記接着剤の上記磁石収納穴からのはみ出し部を覆って上記ロータコアの軸方向の他端に接するように上記シャフトに保持されていることを特徴とする請求項３記載の回転電機の磁石埋込型ロータ。
5. 磁性薄板を積層一体化して作製され、シャフト挿入穴が軸心位置を貫通するように形成され、かつ複数の磁石収納穴がそれぞれ外周側を貫通して周方向に等角ピッチで配列されたロータコアと、
   上記シャフト挿入穴に挿入されて上記ロータコアを保持するシャフトと、
   上記複数の磁石収納穴にそれぞれ収納される複数の永久磁石と、
   上記複数の磁石収納穴のそれぞれの上記永久磁石と上記ロータコアとの間の隙間に充填、硬化されて上記永久磁石を上記ロータコアに固着する接着剤と、
   上記ロータコアの軸方向の両端に接するように上記シャフトに保持され、上記複数の磁石収納穴の軸方向の開口を塞ぐ一対のエンドプレートと、を備えた回転電機の磁石埋込型ロータにおいて、
   上記ロータコアは、外周部が軸方向の一端側に変位する軸方向の反りを有する第１ロータコアと、外周部が軸方向の他端側に変位する軸方向の反りを有する第２ロータコアとを、外周部の軸方向の突出部同士を向き合わせて、互いに接するように軸方向に配列して構成され、
   上記第１ロータコアにおける上記隙間内に充填された上記接着剤の充填量が、上記第１ロータコアの軸方向の他端から一端に向かって漸次多くなっており、
   上記第２ロータコアにおける上記隙間内に充填された上記接着剤の充填量が、上記第２ロータコアの軸方向の一端から他端に向かって漸次多くなっていることを特徴とする回転電機の磁石埋込型ロータ。
6. 磁性薄板を積層一体化して作製され、シャフト挿入穴が軸心位置を貫通するように形成され、かつ複数の磁石収納穴がそれぞれ外周側を貫通して周方向に等角ピッチで配列されたロータコアと、
   上記シャフト挿入穴に挿入されて上記ロータコアを保持するシャフトと、
   上記複数の磁石収納穴にそれぞれ収納される複数の永久磁石と、
   上記複数の磁石収納穴のそれぞれの上記永久磁石と上記ロータコアとの間の隙間に充填、硬化されて上記永久磁石を上記ロータコアに固着する接着剤と、を備えた回転電機の磁石埋込型ロータにおいて、
   上記ロータコアは、外周部が軸方向の一端側に変位する軸方向の反りを有する第１ロータコアと、外周部が軸方向の他端側に変位する軸方向の反りを有する第２ロータコアとを、外周部の軸方向の突出部を逆方向に向けて、互いに接するように軸方向に配列して構成され、
   上記第１ロータコアにおける上記隙間内に充填された上記接着剤の充填量が、上記第１ロータコアの軸方向の他端から一端に向かって漸次多くなっており、
   上記第２ロータコアにおける上記隙間内に充填された上記接着剤の充填量が、上記第２ロータコアの軸方向の一端から他端に向かって漸次多くなっていることを特徴とする回転電機の磁石埋込型ロータ。
7. 上記ロータコアを軸方向の両側から挟み込むように配置され、上記第１ロータコアの外周部の軸方向の突出部と上記第２ロータコアの外周部の軸方向の突出部とに接するように上記シャフトに保持される一対のエンドプレートをさらに備えていることを特徴とする請求項６記載の回転電機の磁石埋込型ロータ。

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