回転電機
【課題】回転電機１において、永久磁石１０が埋め込まれた磁石収容孔１２近傍のロータコア９に発生する応力集中を低減することにある。
【解決手段】磁石収容孔１２内に形成される永久磁石１０の周囲の隙間２３の内、永久磁石１０の磁化垂直方向外側にある磁化垂直方向領域２３Ａａ、２３Ｂａ内に、樹脂３５が充填され、その樹脂３５が充填された部分に軸方向に延びる穴３７が永久磁石１０の軸方向全長に亘って連続して設けられている。これによれば、熱負荷により永久磁石１０が磁化垂直方向に膨張しようとする寸法変化が生じても、穴３７によってその寸法変化を吸収するため、永久磁石１０が樹脂部３５ａを介してロータコア９を押し付ける力が低減する。この結果、磁石収容孔１２近傍のロータコア９に発生する応力集中を低減することができる。
【解決手段】磁石収容孔１２内に形成される永久磁石１０の周囲の隙間２３の内、永久磁石１０の磁化垂直方向外側にある磁化垂直方向領域２３Ａａ、２３Ｂａ内に、樹脂３５が充填され、その樹脂３５が充填された部分に軸方向に延びる穴３７が永久磁石１０の軸方向全長に亘って連続して設けられている。これによれば、熱負荷により永久磁石１０が磁化垂直方向に膨張しようとする寸法変化が生じても、穴３７によってその寸法変化を吸収するため、永久磁石１０が樹脂部３５ａを介してロータコア９を押し付ける力が低減する。この結果、磁石収容孔１２近傍のロータコア９に発生する応力集中を低減することができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ハイブリッド車両や電気自動車等に搭載される回転電機に関する。また、産業用機器、家庭電化製品等への適用も可能である。
【背景技術】
【０００２】
回転電機として、永久磁石が埋め込まれたロータを搭載する永久磁石埋込型回転電機が知られている。
図１１に示すように、永久磁石埋込型回転電機のロータ１００は、ロータコア１０１に形成された磁石収容孔１０２に、永久磁石１０３を挿入してなっている。
【０００３】
そして、磁石収容孔１０２の内周面と永久磁石１０３の外周面との間に充填される樹脂１０４によって、永久磁石１０３は磁石収容孔１０２内に固定される（特許文献１参照）。
【０００４】
ところで、永久磁石１０３には熱負荷によって寸法が変化する性質を有するものがある。例えば、加熱によって磁化方向に垂直な方向（以下、磁化垂直方向と呼ぶ）に収縮し、冷却時には磁化垂直方向に膨張するものがある。このため、永久磁石１０３に熱が加わるような工程を経て永久磁石１０３がロータコア１０１に埋め込まれ、埋め込まれたときの温度よりも低い温度で回転電機が使用される場合には、永久磁石１０３が磁化垂直方向に膨張しようとする。
【０００５】
ここで、樹脂１０４による接着力が十分にある場合には、永久磁石１０３の膨張変形が樹脂１０４の接着力によって抑制されるため、この膨張は樹脂１０４の弾性によって吸収できる程度にとどまる。
しかし、経時劣化によって樹脂１０４による接着力が低下した場合や、永久磁石１０３にめっき等が施されて樹脂１０４が接着しない場合には、図１１（ｂ）のような永久磁石１０３の変形が許容されてしまう。そして、永久磁石１０３の磁化垂直方向の両端には、磁石収容孔１０２の内周面との間に隙間１０５が存在し、その隙間１０５に樹脂１０４が充填されているような場合に、永久磁石１０３が磁化垂直方向へ膨張すると、永久磁石１０３が隙間１０５内の樹脂１０４を押圧するため、樹脂１０４を介してロータコア１０１も押圧されて、ロータコア１０１に応力集中が生じてしまう。
【０００６】
なお、特許文献２では、表面永久磁石型ロータにおいて、ロータコアの外周に複数の永久磁石を配置して樹脂モールド成形し、永久磁石同士の間の樹脂の軸方向端に浅い凹みを設ける技術が開示されている。しかし、この凹みは、樹脂モールド成形後の樹脂収縮を緩和するために設けられたものであり、永久磁石１０３の変形によって生じるロータコアの応力集中を緩和するものではない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００２−３５９９４２号公報
【特許文献２】特開２００１−２９８８８７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、永久磁石埋込型回転電機において、磁石収容孔近傍のロータコアに発生する応力集中を低減することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
〔請求項１の手段〕
請求項１に記載の回転電機は、ステータと、ステータと相対回転可能に配置され、永久磁石がロータコアに形成された磁石収容孔内に埋め込まれてなるロータとを備える。
そして、磁石収容孔内で永久磁石の周囲に形成される隙間の少なくとも一部に充填された樹脂によって、永久磁石は磁石収容孔に固定される。
【００１０】
そして、磁石収容孔内で永久磁石の周囲に形成される隙間の内、永久磁石の磁化方向に垂直な方向側に形成される磁化垂直方向領域には、軸方向に延びる空隙部が永久磁石の軸方向全長に亘って連続して設けられている。
【００１１】
これによれば、熱負荷により永久磁石が磁化垂直方向に膨張しようとする寸法変化が生じても、空隙部によってその寸法変化を吸収するため、永久磁石が樹脂を介してロータコアを押し付ける力が低減する。この結果、磁石収容孔近傍のロータコアに発生する応力集中を低減することができる。
【００１２】
〔請求項２の手段〕
請求項２に記載の回転電機によれば、磁化垂直方向領域は、樹脂が充填されており、空隙部は、磁化垂直方向領域に充填された樹脂部に形成された軸方向に延びる穴である。そして、穴の周囲を囲む樹脂の厚みが略均一である。
【００１３】
これによれば、樹脂を充填する際の樹脂の流れの圧力変化を小さくすることができる。このため、ブリスタ（水ぶくれ）等が発生せず、均一に成形が可能となる。また、樹脂の流れの圧力変化が少なくなるため、熱可塑性樹脂を用いた射出成形による加工も可能となる。
【００１４】
〔請求項３の手段〕
請求項３に記載の回転電機によれば、磁化垂直方向領域は、樹脂が充填されており、空隙部は、磁化垂直方向領域に充填された樹脂部に形成された軸方向に延びる穴である。そして、穴は、軸方向からみて、磁化方向に長い穴形状である。
【００１５】
これによれば、永久磁石の磁化方向の広い範囲において磁化垂直方向への寸法変化を吸収することができる。
【００１６】
〔請求項４の手段〕
請求項４に記載の回転電機によれば、樹脂は、熱可塑性樹脂である。
これによれば、熱硬化性樹脂を用いる場合と比較して、硬化時間が不要なので加工時間が短縮でき、さらに、樹脂の再利用をすることもできる。
【００１７】
〔請求項５の手段〕
請求項５に記載の回転電機によれば、空隙部には、発泡性樹脂が充填されている。
発泡性樹脂には気泡が多数含まれているため、結果として、何も充填されていない空隙部と同様に、寸法変化に対する吸収効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】（ａ）は回転電機の要部の軸方向に垂直な断面図であり、（ｂ）は（ａ）の部分拡大図である（実施例１）。
【図２】図１（ａ）のＡ−Ａ断面図である（実施例１）。
【図３】（ａ）は永久磁石の変形前の様子を示す説明図であり、（ｂ）は永久磁石の変形後の様子を示す説明図である（比較例１）。
【図４】（ａ）、（ｂ）はロータの要部拡大断面図である（比較例２、３）。
【図５】（ａ）はロータの樹脂成形の工程を説明する説明図であり、（ｂ）は（ａ）の工程によって樹脂成形されたロータの要部拡大断面図であり、（ｃ）は（ｂ）の部分拡大図である（実施例１）。
【図６】（ａ）、（ｂ）は、ロータの要部の軸方向に垂直な拡大断面図である（実施例２）。
【図７】（ａ）〜（ｄ）は、ロータの要部の軸方向に垂直な拡大断面図である（実施例３）。
【図８】ロータの要部の軸方向に垂直な拡大断面図である（実施例４）。
【図９】回転電機の要部の軸方向に垂直な拡大断面図である（実施例５）。
【図１０】（ａ）、（ｂ）はロータの要部拡大断面図である（変形例）。
【図１１】（ａ）はロータの要部の軸方向に垂直な断面図であり、（ｂ）は永久磁石の熱負荷による寸法変化を説明する説明図である（従来例）。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
本発明を実施するための形態を以下の実施例により詳細に説明する。
【実施例】
【００２０】
〔実施例〕
〔実施例１の構成〕
実施例１の回転電機１を、図１、図２、図５を用いて説明する。
実施例１の回転電機１は、モータジェネレータであって、回転磁界を発生可能なステータ２と、ステータ２の内周側に配されて回転するロータ３とを備える。
なお、本実施例では、円筒上のステータ２の内周にロータ３が配置されるインナーロータ型である。
【００２１】
ステータ２は、複数の電磁鋼板を積層して円筒状に形成されたステータコアと、ステータコアに巻装されたステータコイルとを有している。そして、ステータコイルに３相交流電流が流れることにより回転磁界を形成し、回転磁界内に配されるロータ３を回転させることが可能である。
【００２２】
ロータ３は、永久磁石型であって、ステータ２と同心的にステータ２の内周に配されるロータコア９と、ロータコア９に埋め込まれて磁極を形成する永久磁石１０とを有している。
【００２３】
ロータコア９は、複数の電磁鋼板を積層して円筒状に形成されており、その中心には回転軸となるシャフト１１が固定されている。
そして、ロータコア９には、永久磁石１０を収容するための磁石収容孔１２が軸方向に延びる貫通孔として形成されている。
【００２４】
ロータ３は複数の磁極を有しており、本実施例では２つの永久磁石１０で１磁極を形成している（図１は１磁極分のみを描画している）。
これに対応して、ロータコア９は、１磁極当たり、各永久磁石１０が挿入される２つの磁石収容孔１２を有している。２つの磁石収容孔１２の間には、薄肉のブリッジ１５がある。
【００２５】
永久磁石１０は、磁化方向と磁化垂直方向とで異なる線膨張係数を持ち、磁化垂直方向の線膨張係数が電磁鋼板の線膨張係数よりも小さい性質を有する磁石であり、例えば、ネオジウム、フェライト、サマリウム磁石である。本実施例では、加熱によって磁化垂直方向に収縮し、冷却時には磁化垂直方向に膨張するネオジウム磁石を用いている。
【００２６】
また、永久磁石１０は、軸方向に垂直な断面が矩形となる形状を呈している。つまり、軸方向から見て（平面視において）、矩形状を呈している。
具体的には、磁化方向に短く、磁化垂直方向に長い長方形断面を有しており、磁化方向に離間して互いに平行な２つの側面１７ａ、１７ｂと、磁化垂直方向に離間して互いに平行な２つの側面１７ｃ、１７ｄとを有し、平面視において４つの角部２０ａ〜２０ｄを有している。
【００２７】
なお、角部２０ａは、側面１７ａと側面１７ｃとの間の角部であり、角部２０ｂは、側面１７ｂと側面１７ｃとの間の角部であり、角部２０ｃは、側面１７ｂと側面１７ｄとの間の角部であり、角部２０ｄは、側面１７ｄと側面１７ａとの間の角部である。
すなわち、側面１７ｃの磁化方向の一端に角部２０ａが存在し、他端に角部２０ｂが存在する。そして、側面１７ｄの磁化方向の一端に角部２０ｄが存在し、他端に角部２０ｃが存在する。
【００２８】
１磁極を形成する２つの永久磁石１０は、それぞれ、磁化方向がロータコア９の径方向に対して傾斜するように配置されている。
例えば、本実施例では、２つの永久磁石１０がロータ３の外周側に向けて開くＶ字状に配置されている（図１（ａ）参照）。
【００２９】
つまり、２つの永久磁石１０の磁化垂直方向が交差し、磁化垂直方向がＶ字状の各辺の方向となるように配置されている。そして、側面１７ｃがブリッジ１５から離れた側の側面、側面１７ｄがブリッジ１５に近い側の側面となる。そして、側面１７ａが外周面に近い側の側面、側面１７ｂが外周面から離れた側の側面となる。
【００３０】
次に、磁石収容孔１２の穴形状について詳細に説明する。
磁石収容孔１２は、永久磁石１０の外周面との間に隙間２３を形成するように内周面が設けられている。すなわち、隙間２３は、磁石収容孔１２内で永久磁石１０の周囲に形成されている。
そして、隙間２３は、磁化垂直方向において、側面１７ｃの外側に膨らんで永久磁石１０との間に空間を形成する隙間部２３Ａと、側面１７ｄの外側に膨らんで永久磁石１０との間に空間を形成する隙間部２３Ｂとを有している。
【００３１】
なお、隙間部２３Ａは、角部２０ａを取り囲むような形状をしており、側面１７ａの反ブリッジ側端部２４の磁化方向外側にも膨らんでいる。
これにより、隙間部２３Ａによって、角部２０ａと磁石収容孔１２の内周面とは、磁化方向にも、磁化垂直方向にも離れている。
【００３２】
また、隙間部２３Ｂは、角部２０ｄを取り囲むような形状をしており、側面１７ｂのブリッジ側端部２６の磁化方向外側にも膨らんでいる。
これにより、隙間部２３Ｂによって、角部２０ｄと磁石収容孔１２の内周面とは、磁化方向にも、磁化垂直方向にも離れている。
【００３３】
また、ロータコア９は、磁石収容孔１２の内周面が磁化垂直方向において永久磁石１０に近接する近接部３０を有している。すなわち、角部２０ｂ近傍で側面１７ｃに近接する近接部３０と、角部２０ｃ近傍で側面１７ｄに近接する近接部３０とを有している。
【００３４】
なお、永久磁石１０と磁石収容孔１２との間には、角部２０ｂと磁石収容孔１２の内周面との間に磁化方向における隙間を形成する隙間部２３Ｃ、および、角部２０ｃを取り囲むように形成される隙間部２３Ｄをも有している。
【００３５】
そして、隙間２３には樹脂３５が充填されており、隙間２３内で硬化した樹脂３５によって永久磁石１０が磁石収容孔１２に固定されている。なお、本実施例では、樹脂３５に熱硬化性樹脂を用いている。
【００３６】
〔実施例１の特徴〕
本実施例では、隙間部２３Ａ、２３Ｂにも樹脂３５が充填されている。そして、隙間部２３Ａ及び隙間部２３Ｂの内、永久磁石１０の磁化垂直方向側に形成される隙間部分を磁化垂直方向領域２３Ａａ、２３Ｂａと呼ぶと、磁化垂直方向領域２３Ａａ、２３Ｂａ内に充填された樹脂部３５ａには、軸方向に延びる穴３７（空隙部）が永久磁石１０の軸方向全長に亘って連続して設けられている。
【００３７】
穴３７は、図１（ｂ）に示すように、軸方向からみて磁化方向に長い長方形形状である。
そして、本実施例では、図２に示すように、磁石収容孔１２がロータコア９を貫通するように設けられている。そして、磁石収容孔１２に収容された永久磁石１０のほぼ軸方向全長に亘って樹脂３５が充填されており、穴３７は樹脂部３５ａを軸方向に貫通する貫通穴として設けられている。これにより、穴３７は、永久磁石１０の軸方向全長に亘って軸方向に延びている。そして、この穴３７には、なにも充填されておらず空隙となっている。
【００３８】
〔実施例１の作用効果〕
永久磁石１０は熱負荷によって寸法が変化する。例えば、本実施例の永久磁石１０は、加熱によって磁化垂直方向に収縮し、冷却時には磁化垂直方向に膨張する。この場合、永久磁石１０に熱が加わるような工程を経て永久磁石１０がロータコア９に埋め込まれ、埋め込まれたときの温度よりも低い温度で回転電機１が使用される場合には、永久磁石１０が磁化垂直方向に膨張しようとする。
【００３９】
そこで、本実施例では、磁化垂直方向領域２３Ａａ、２３Ｂａ内の樹脂部３５ａに、軸方向に延びる穴３７を永久磁石１０の軸方向全長に亘って連続して設けている。
このため、熱負荷により永久磁石１０が磁化垂直方向に膨張しようとする寸法変化が生じても、穴３７によってその寸法変化を吸収するため、永久磁石１０が樹脂部３５ａを介してロータコア９を押し付ける力が低減する。この結果、磁石収容孔１２近傍のロータコア９に発生する応力集中を低減することができる。
【００４０】
以下、本実施例１の効果を図３、図４に示す比較例１〜３を用いてさらに詳細に説明する。
図３に示す比較例１では、磁化垂直方向領域２３Ａａ、２３Ｂａが樹脂３５により充填されており、穴３７が設けられていない。
比較例１では、樹脂３５による接着力が十分にある場合に、永久磁石１０の膨張変形が樹脂３５の接着力によって抑制されるため、この膨張は樹脂３５の弾性によって吸収できる程度にとどまる。しかし、経時劣化によって樹脂３５による接着力が低下した場合や、永久磁石１０にめっき等が施されて樹脂３５が接着しない場合には、図３（ｂ）に示すように永久磁石１０の磁化垂直方向への変形が許容されてしまう。この結果、永久磁石１０が磁化垂直方向へ膨張すると、永久磁石１０が磁化垂直方向領域２３Ａａ、２３Ｂａ内の樹脂部３５ａを押圧するため、樹脂部３５ａを介してロータコア９も押圧されて、ロータコア９に応力集中が生じてしまう。
【００４１】
これに対して、本実施例では、樹脂３５の接着力が低下してしまった場合においても、永久磁石１０の膨張変形を樹脂部３５ａの穴３７により吸収することができる。このため、樹脂部３５ａを介してロータコア９を押圧する力は小さくなり、ロータコア９に応力集中が生じにくくなる。
【００４２】
また、図４に示す比較例２、３では、穴３７が永久磁石１０の軸方向の一部に対応する箇所にのみ設けられている。例えば、比較例２では、穴３７が永久磁石１０の軸方向両端にそれぞれ開口するように設けられているが、その深さは浅く、永久磁石１０の軸方向端部の一部のみに対応する軸方向深さに設けられている。また、比較例３では、永久磁石の軸方向端部に対応する軸方向位置にまで穴３７が到達していない。
すなわち、比較例２、３では、軸方向に延びる穴３７が永久磁石１０の軸方向全長に亘って連続して設けられていない。
【００４３】
この場合、軸方向において穴３７の存在する箇所においてはロータコア９に対する押付力が低下するが、穴３７が存在しない箇所においてはロータコア９に対する押付力が低減されず、結局、ロータコア９に応力集中が生じてしまう。
これに対して、本実施例では、図２に示すように、磁化垂直方向領域２３Ａａ、２３Ｂａ内の樹脂部３５ａに軸方向に延びる穴３７が永久磁石１０の軸方向全長に亘って連続して設けられているため、永久磁石１０が存在する軸方向全体に亘って均一に永久磁石１０の変形を吸収でき、ロータコア９の応力集中を緩和することができる。
【００４４】
また、本実施例によれば、穴３７は、軸方向からみて、磁化方向に長い穴形状である。これによれば、永久磁石１０の磁化方向の広い範囲において磁化垂直方向への寸法変化を吸収することができる。
【００４５】
なお、樹脂部３５ａに穴３７を設けるための加工工程としては、図５（ａ）に示すように、上型Ｘと下型Ｙとの間に、磁石収容孔１２に永久磁石１０を収容した状態でロータコア９をセットし、隙間２３Ａａに上型Ｘから延びるピンＰの下端を下型Ｙに当接させた状態で樹脂３５を流し込み、硬化させる方法がある。
しかし、この場合には、図５（ｃ）に示すように、ピンＰの下端のわずかな隙間に流れ込む微小の樹脂によって樹脂の薄膜ｔが形成されてしまう場合がある。この薄膜ｔの厚さは、ロータコア９を形成する電磁鋼板の１枚分の厚みよりも薄いものであり無視できるものであるため、本実施例の「磁化垂直方向領域２３Ａａ、２３Ｂａ内の樹脂部３５ａに軸方向に延びる穴３７が永久磁石１０の軸方向全長に亘って連続して設けられている」場合とは、この薄膜ｔが残ってしまっている場合も含まれる。
【００４６】
また、図５（ｂ）に示すように、永久磁石１０の軸方向一端面がロータコア９の軸方向一端面と面一ではなく、永久磁石１０の軸方向一端面を覆うように樹脂３５が設けれていてもよい。
【００４７】
また、本実施例では、加熱によって磁化垂直方向に収縮し、冷却時には磁化垂直方向に膨張する永久磁石１０を例にとって、作用効果を説明した。しかし、例えばフェライト磁石のように冷却時に磁化垂直方向に収縮する場合であっても、磁化垂直方向の線膨張係数が電磁鋼板の線膨張係数よりも小さい場合には、熱負荷による永久磁石１０の寸法変化によってロータコア９を押し付けるという課題が生じるため、本実施例と同様の作用効果を奏する。
【００４８】
〔実施例２〕
実施例２を、実施例１とは異なる点を中心に図６を用いて説明する。
本実施例では、図６（ａ）に示すように、軸方向からみた穴３７の形状が磁化方向に細長い楕円形である。なお、楕円に限らず長円や磁化方向に細長い多角形であってもよい。
なお、図６（ｂ）に示すように、穴３７が丸穴であってもよい。
【００４９】
〔実施例３〕
実施例３を、実施例１とは異なる点を中心に図７を用いて説明する。
本実施例によれば、樹脂部３５ａに開けられた穴３７ではなく、磁化垂直方向領域２３Ａａ、２３Ｂａに軸方向に延びる空隙部３８が永久磁石１０の軸方向全長に亘って連続して設けられている。
【００５０】
例えば、図７（ａ）に示すように、永久磁石１０の側面１７ｃと樹脂３５との間に空隙部３８が形成されている。なお、磁化垂直方向領域２３Ｂａ側も同様の構成であり、側面１７ｄと樹脂３５との間に空隙部３８が形成されている。
この場合でも、空隙部３８が穴３７と同様の役割を果たし、永久磁石１０の変形を吸収し、実施例１と同様の作用効果を奏することができる。
【００５１】
また、図７（ｂ）に示すように、磁化垂直方向領域２３Ａａを形成する磁石収容孔１２の内周面と樹脂３５との間に空隙部３８が設けられていてもよい。
また、図７（ｃ）に示すように、磁化垂直方向領域２３Ａａ全体が空隙部３８となっていてもよい。すなわち、磁化垂直方向領域２３Ａａには樹脂３５が注入されない態様でもよい。
【００５２】
また、図７（ｄ）に示すように、永久磁石１０の側面１７ｃに磁化垂直方向に凹む凹部を設けて、その凹部を空隙部３８としてもよい。
【００５３】
〔実施例４〕
実施例４を、実施例１とは異なる点を中心に図８を用いて説明する。
本実施例では、穴３７の周囲を囲む樹脂３５の厚みが略均一である。
すなわち、磁化垂直方向領域２３Ａａが軸方向からみて三角形状の空間となっており、磁化垂直方向領域２３Ａａ内の樹脂部３５ａに設けられる穴３７の穴形状は磁化垂直方向領域２３Ａａの三角形状とほぼ相似形状となっている。これにより、穴３７の周囲を囲む樹脂３５の厚みが略均一となる。
磁化垂直方向領域２３Ｂａ側も同様に、磁化垂直方向領域２３Ｂａの樹脂部３５ａに設けられる穴３７の穴形状が、磁化垂直方向領域２３Ｂａの形状とほぼ相似形状となっている。
また、本実施例では、樹脂３５は熱可塑性樹脂である。
【００５４】
これによれば、穴３７の周囲を囲む樹脂３５の厚みが略均一であるため、樹脂３５を充填する際の樹脂３５の流れの圧力変化を小さくすることができる。このため、ブリスタ（水ぶくれ）等が発生せず、均一に成形が可能となる。また、樹脂３５の流れの圧力変化が少なくなるため、熱可塑性樹脂を用いた射出成型による加工も可能となる。
【００５５】
また、本実施例では、熱可塑性樹脂を用いているため、熱硬化性樹脂を用いる場合と比較して、硬化時間が不要なので加工時間が短縮でき、さらに、樹脂の再利用をすることもできる。
【００５６】
〔実施例５〕
実施例５を、実施例１とは異なる点を中心に図９を用いて説明する。
本実施例では、穴３７に発泡性樹脂が充填されている。
発泡性樹脂には気泡が多数含まれているため、結果として、実施例１のように何も充填されていない穴３７と同様に、寸法変化に対する吸収効果を得ることができる。
【００５７】
〔変形例〕
本発明の実施態様は、実施例に限定されず種々の変形例を考えることができる。
例えば、実施例の回転電機１はステータ２の内周側にロータ３を有するインナーロータ型であったが、アウターロータ型のものに本発明を適用してもよい。
【００５８】
また、実施例では、磁化垂直方向領域２３Ａａ、２３Ｂａの両方に穴３７もしくは空隙部３８を設けていたが、磁化垂直方向領域２３Ａａ、２３Ｂａのいずれか一方に設けるだけでもよい。
また、実施例では、永久磁石１０が矩形断面を有していたが、この形状に限られない。例えば、側面１７ｃと側面１７ｄとの磁化方向長さを異ならせて台形状断面としてもよい。また、側面１７ａ、１７ｂを共に内周側または外周側に中心を有する円弧としてもよいし、側面１７ｃ、側面１７ｄを円弧としてもよい。また、側面１７ａ〜１７ｄが屈曲していてもよい。
【００５９】
また、実施例では、２つの永久磁石１０を、ロータ３の外周側に向けて開くＶ字状に配置していたが、２つの永久磁石１０を、ロータ３の内周側に向けて開くＶ字状に配置してもよい。また、図１１（ａ）に示す従来例のように、２つの永久磁石１０を同一直線状に配置してもよい。
【００６０】
また、実施例では、２つの永久磁石１０によって１磁極が構成されていたが、１つの永久磁石１０で１磁極を構成してもよいし、３つ以上の永久磁石１０で１磁極を構成してもよい。
【００６１】
また、図１０に示すように、ロータコア９が複数（例えば３つ）のブロック９Ｘ〜９Ｚに分割されており、ブロック毎に磁石収容孔１２及び永久磁石１０を設けて、各ブロックの磁石収容孔１２及び永久磁石１０の位置を周方向にずらすことによって、スキューを形成したものでもよい。この場合、各ブロックに実施例で説明した穴３７が適用されている。
そして、図１０（ｂ）のように、ブロック毎の間で永久磁石１０及び穴３７が樹脂３５により分断されている場合でも、各ブロックにおいて穴３７が少なくとも永久磁石１０の軸方向全長に亘って延びていればよい。
【符号の説明】
【００６２】
１ 回転電機
２ ステータ
３ ロータ
９ ロータコア
１０ 永久磁石
１２ 磁石収容孔
１５ ブリッジ
２３Ａａ 磁化垂直方向領域
２３Ｂａ 磁化垂直方向領域
３５ 樹脂
３５ａ 樹脂部
３７ 穴（空隙部）
３８ 空隙部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ハイブリッド車両や電気自動車等に搭載される回転電機に関する。また、産業用機器、家庭電化製品等への適用も可能である。
【背景技術】
【０００２】
回転電機として、永久磁石が埋め込まれたロータを搭載する永久磁石埋込型回転電機が知られている。
図１１に示すように、永久磁石埋込型回転電機のロータ１００は、ロータコア１０１に形成された磁石収容孔１０２に、永久磁石１０３を挿入してなっている。
【０００３】
そして、磁石収容孔１０２の内周面と永久磁石１０３の外周面との間に充填される樹脂１０４によって、永久磁石１０３は磁石収容孔１０２内に固定される（特許文献１参照）。
【０００４】
ところで、永久磁石１０３には熱負荷によって寸法が変化する性質を有するものがある。例えば、加熱によって磁化方向に垂直な方向（以下、磁化垂直方向と呼ぶ）に収縮し、冷却時には磁化垂直方向に膨張するものがある。このため、永久磁石１０３に熱が加わるような工程を経て永久磁石１０３がロータコア１０１に埋め込まれ、埋め込まれたときの温度よりも低い温度で回転電機が使用される場合には、永久磁石１０３が磁化垂直方向に膨張しようとする。
【０００５】
ここで、樹脂１０４による接着力が十分にある場合には、永久磁石１０３の膨張変形が樹脂１０４の接着力によって抑制されるため、この膨張は樹脂１０４の弾性によって吸収できる程度にとどまる。
しかし、経時劣化によって樹脂１０４による接着力が低下した場合や、永久磁石１０３にめっき等が施されて樹脂１０４が接着しない場合には、図１１（ｂ）のような永久磁石１０３の変形が許容されてしまう。そして、永久磁石１０３の磁化垂直方向の両端には、磁石収容孔１０２の内周面との間に隙間１０５が存在し、その隙間１０５に樹脂１０４が充填されているような場合に、永久磁石１０３が磁化垂直方向へ膨張すると、永久磁石１０３が隙間１０５内の樹脂１０４を押圧するため、樹脂１０４を介してロータコア１０１も押圧されて、ロータコア１０１に応力集中が生じてしまう。
【０００６】
なお、特許文献２では、表面永久磁石型ロータにおいて、ロータコアの外周に複数の永久磁石を配置して樹脂モールド成形し、永久磁石同士の間の樹脂の軸方向端に浅い凹みを設ける技術が開示されている。しかし、この凹みは、樹脂モールド成形後の樹脂収縮を緩和するために設けられたものであり、永久磁石１０３の変形によって生じるロータコアの応力集中を緩和するものではない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００２−３５９９４２号公報
【特許文献２】特開２００１−２９８８８７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、永久磁石埋込型回転電機において、磁石収容孔近傍のロータコアに発生する応力集中を低減することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
〔請求項１の手段〕
請求項１に記載の回転電機は、ステータと、ステータと相対回転可能に配置され、永久磁石がロータコアに形成された磁石収容孔内に埋め込まれてなるロータとを備える。
そして、磁石収容孔内で永久磁石の周囲に形成される隙間の少なくとも一部に充填された樹脂によって、永久磁石は磁石収容孔に固定される。
【００１０】
そして、磁石収容孔内で永久磁石の周囲に形成される隙間の内、永久磁石の磁化方向に垂直な方向側に形成される磁化垂直方向領域には、軸方向に延びる空隙部が永久磁石の軸方向全長に亘って連続して設けられている。
【００１１】
これによれば、熱負荷により永久磁石が磁化垂直方向に膨張しようとする寸法変化が生じても、空隙部によってその寸法変化を吸収するため、永久磁石が樹脂を介してロータコアを押し付ける力が低減する。この結果、磁石収容孔近傍のロータコアに発生する応力集中を低減することができる。
【００１２】
〔請求項２の手段〕
請求項２に記載の回転電機によれば、磁化垂直方向領域は、樹脂が充填されており、空隙部は、磁化垂直方向領域に充填された樹脂部に形成された軸方向に延びる穴である。そして、穴の周囲を囲む樹脂の厚みが略均一である。
【００１３】
これによれば、樹脂を充填する際の樹脂の流れの圧力変化を小さくすることができる。このため、ブリスタ（水ぶくれ）等が発生せず、均一に成形が可能となる。また、樹脂の流れの圧力変化が少なくなるため、熱可塑性樹脂を用いた射出成形による加工も可能となる。
【００１４】
〔請求項３の手段〕
請求項３に記載の回転電機によれば、磁化垂直方向領域は、樹脂が充填されており、空隙部は、磁化垂直方向領域に充填された樹脂部に形成された軸方向に延びる穴である。そして、穴は、軸方向からみて、磁化方向に長い穴形状である。
【００１５】
これによれば、永久磁石の磁化方向の広い範囲において磁化垂直方向への寸法変化を吸収することができる。
【００１６】
〔請求項４の手段〕
請求項４に記載の回転電機によれば、樹脂は、熱可塑性樹脂である。
これによれば、熱硬化性樹脂を用いる場合と比較して、硬化時間が不要なので加工時間が短縮でき、さらに、樹脂の再利用をすることもできる。
【００１７】
〔請求項５の手段〕
請求項５に記載の回転電機によれば、空隙部には、発泡性樹脂が充填されている。
発泡性樹脂には気泡が多数含まれているため、結果として、何も充填されていない空隙部と同様に、寸法変化に対する吸収効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】（ａ）は回転電機の要部の軸方向に垂直な断面図であり、（ｂ）は（ａ）の部分拡大図である（実施例１）。
【図２】図１（ａ）のＡ−Ａ断面図である（実施例１）。
【図３】（ａ）は永久磁石の変形前の様子を示す説明図であり、（ｂ）は永久磁石の変形後の様子を示す説明図である（比較例１）。
【図４】（ａ）、（ｂ）はロータの要部拡大断面図である（比較例２、３）。
【図５】（ａ）はロータの樹脂成形の工程を説明する説明図であり、（ｂ）は（ａ）の工程によって樹脂成形されたロータの要部拡大断面図であり、（ｃ）は（ｂ）の部分拡大図である（実施例１）。
【図６】（ａ）、（ｂ）は、ロータの要部の軸方向に垂直な拡大断面図である（実施例２）。
【図７】（ａ）〜（ｄ）は、ロータの要部の軸方向に垂直な拡大断面図である（実施例３）。
【図８】ロータの要部の軸方向に垂直な拡大断面図である（実施例４）。
【図９】回転電機の要部の軸方向に垂直な拡大断面図である（実施例５）。
【図１０】（ａ）、（ｂ）はロータの要部拡大断面図である（変形例）。
【図１１】（ａ）はロータの要部の軸方向に垂直な断面図であり、（ｂ）は永久磁石の熱負荷による寸法変化を説明する説明図である（従来例）。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
本発明を実施するための形態を以下の実施例により詳細に説明する。
【実施例】
【００２０】
〔実施例〕
〔実施例１の構成〕
実施例１の回転電機１を、図１、図２、図５を用いて説明する。
実施例１の回転電機１は、モータジェネレータであって、回転磁界を発生可能なステータ２と、ステータ２の内周側に配されて回転するロータ３とを備える。
なお、本実施例では、円筒上のステータ２の内周にロータ３が配置されるインナーロータ型である。
【００２１】
ステータ２は、複数の電磁鋼板を積層して円筒状に形成されたステータコアと、ステータコアに巻装されたステータコイルとを有している。そして、ステータコイルに３相交流電流が流れることにより回転磁界を形成し、回転磁界内に配されるロータ３を回転させることが可能である。
【００２２】
ロータ３は、永久磁石型であって、ステータ２と同心的にステータ２の内周に配されるロータコア９と、ロータコア９に埋め込まれて磁極を形成する永久磁石１０とを有している。
【００２３】
ロータコア９は、複数の電磁鋼板を積層して円筒状に形成されており、その中心には回転軸となるシャフト１１が固定されている。
そして、ロータコア９には、永久磁石１０を収容するための磁石収容孔１２が軸方向に延びる貫通孔として形成されている。
【００２４】
ロータ３は複数の磁極を有しており、本実施例では２つの永久磁石１０で１磁極を形成している（図１は１磁極分のみを描画している）。
これに対応して、ロータコア９は、１磁極当たり、各永久磁石１０が挿入される２つの磁石収容孔１２を有している。２つの磁石収容孔１２の間には、薄肉のブリッジ１５がある。
【００２５】
永久磁石１０は、磁化方向と磁化垂直方向とで異なる線膨張係数を持ち、磁化垂直方向の線膨張係数が電磁鋼板の線膨張係数よりも小さい性質を有する磁石であり、例えば、ネオジウム、フェライト、サマリウム磁石である。本実施例では、加熱によって磁化垂直方向に収縮し、冷却時には磁化垂直方向に膨張するネオジウム磁石を用いている。
【００２６】
また、永久磁石１０は、軸方向に垂直な断面が矩形となる形状を呈している。つまり、軸方向から見て（平面視において）、矩形状を呈している。
具体的には、磁化方向に短く、磁化垂直方向に長い長方形断面を有しており、磁化方向に離間して互いに平行な２つの側面１７ａ、１７ｂと、磁化垂直方向に離間して互いに平行な２つの側面１７ｃ、１７ｄとを有し、平面視において４つの角部２０ａ〜２０ｄを有している。
【００２７】
なお、角部２０ａは、側面１７ａと側面１７ｃとの間の角部であり、角部２０ｂは、側面１７ｂと側面１７ｃとの間の角部であり、角部２０ｃは、側面１７ｂと側面１７ｄとの間の角部であり、角部２０ｄは、側面１７ｄと側面１７ａとの間の角部である。
すなわち、側面１７ｃの磁化方向の一端に角部２０ａが存在し、他端に角部２０ｂが存在する。そして、側面１７ｄの磁化方向の一端に角部２０ｄが存在し、他端に角部２０ｃが存在する。
【００２８】
１磁極を形成する２つの永久磁石１０は、それぞれ、磁化方向がロータコア９の径方向に対して傾斜するように配置されている。
例えば、本実施例では、２つの永久磁石１０がロータ３の外周側に向けて開くＶ字状に配置されている（図１（ａ）参照）。
【００２９】
つまり、２つの永久磁石１０の磁化垂直方向が交差し、磁化垂直方向がＶ字状の各辺の方向となるように配置されている。そして、側面１７ｃがブリッジ１５から離れた側の側面、側面１７ｄがブリッジ１５に近い側の側面となる。そして、側面１７ａが外周面に近い側の側面、側面１７ｂが外周面から離れた側の側面となる。
【００３０】
次に、磁石収容孔１２の穴形状について詳細に説明する。
磁石収容孔１２は、永久磁石１０の外周面との間に隙間２３を形成するように内周面が設けられている。すなわち、隙間２３は、磁石収容孔１２内で永久磁石１０の周囲に形成されている。
そして、隙間２３は、磁化垂直方向において、側面１７ｃの外側に膨らんで永久磁石１０との間に空間を形成する隙間部２３Ａと、側面１７ｄの外側に膨らんで永久磁石１０との間に空間を形成する隙間部２３Ｂとを有している。
【００３１】
なお、隙間部２３Ａは、角部２０ａを取り囲むような形状をしており、側面１７ａの反ブリッジ側端部２４の磁化方向外側にも膨らんでいる。
これにより、隙間部２３Ａによって、角部２０ａと磁石収容孔１２の内周面とは、磁化方向にも、磁化垂直方向にも離れている。
【００３２】
また、隙間部２３Ｂは、角部２０ｄを取り囲むような形状をしており、側面１７ｂのブリッジ側端部２６の磁化方向外側にも膨らんでいる。
これにより、隙間部２３Ｂによって、角部２０ｄと磁石収容孔１２の内周面とは、磁化方向にも、磁化垂直方向にも離れている。
【００３３】
また、ロータコア９は、磁石収容孔１２の内周面が磁化垂直方向において永久磁石１０に近接する近接部３０を有している。すなわち、角部２０ｂ近傍で側面１７ｃに近接する近接部３０と、角部２０ｃ近傍で側面１７ｄに近接する近接部３０とを有している。
【００３４】
なお、永久磁石１０と磁石収容孔１２との間には、角部２０ｂと磁石収容孔１２の内周面との間に磁化方向における隙間を形成する隙間部２３Ｃ、および、角部２０ｃを取り囲むように形成される隙間部２３Ｄをも有している。
【００３５】
そして、隙間２３には樹脂３５が充填されており、隙間２３内で硬化した樹脂３５によって永久磁石１０が磁石収容孔１２に固定されている。なお、本実施例では、樹脂３５に熱硬化性樹脂を用いている。
【００３６】
〔実施例１の特徴〕
本実施例では、隙間部２３Ａ、２３Ｂにも樹脂３５が充填されている。そして、隙間部２３Ａ及び隙間部２３Ｂの内、永久磁石１０の磁化垂直方向側に形成される隙間部分を磁化垂直方向領域２３Ａａ、２３Ｂａと呼ぶと、磁化垂直方向領域２３Ａａ、２３Ｂａ内に充填された樹脂部３５ａには、軸方向に延びる穴３７（空隙部）が永久磁石１０の軸方向全長に亘って連続して設けられている。
【００３７】
穴３７は、図１（ｂ）に示すように、軸方向からみて磁化方向に長い長方形形状である。
そして、本実施例では、図２に示すように、磁石収容孔１２がロータコア９を貫通するように設けられている。そして、磁石収容孔１２に収容された永久磁石１０のほぼ軸方向全長に亘って樹脂３５が充填されており、穴３７は樹脂部３５ａを軸方向に貫通する貫通穴として設けられている。これにより、穴３７は、永久磁石１０の軸方向全長に亘って軸方向に延びている。そして、この穴３７には、なにも充填されておらず空隙となっている。
【００３８】
〔実施例１の作用効果〕
永久磁石１０は熱負荷によって寸法が変化する。例えば、本実施例の永久磁石１０は、加熱によって磁化垂直方向に収縮し、冷却時には磁化垂直方向に膨張する。この場合、永久磁石１０に熱が加わるような工程を経て永久磁石１０がロータコア９に埋め込まれ、埋め込まれたときの温度よりも低い温度で回転電機１が使用される場合には、永久磁石１０が磁化垂直方向に膨張しようとする。
【００３９】
そこで、本実施例では、磁化垂直方向領域２３Ａａ、２３Ｂａ内の樹脂部３５ａに、軸方向に延びる穴３７を永久磁石１０の軸方向全長に亘って連続して設けている。
このため、熱負荷により永久磁石１０が磁化垂直方向に膨張しようとする寸法変化が生じても、穴３７によってその寸法変化を吸収するため、永久磁石１０が樹脂部３５ａを介してロータコア９を押し付ける力が低減する。この結果、磁石収容孔１２近傍のロータコア９に発生する応力集中を低減することができる。
【００４０】
以下、本実施例１の効果を図３、図４に示す比較例１〜３を用いてさらに詳細に説明する。
図３に示す比較例１では、磁化垂直方向領域２３Ａａ、２３Ｂａが樹脂３５により充填されており、穴３７が設けられていない。
比較例１では、樹脂３５による接着力が十分にある場合に、永久磁石１０の膨張変形が樹脂３５の接着力によって抑制されるため、この膨張は樹脂３５の弾性によって吸収できる程度にとどまる。しかし、経時劣化によって樹脂３５による接着力が低下した場合や、永久磁石１０にめっき等が施されて樹脂３５が接着しない場合には、図３（ｂ）に示すように永久磁石１０の磁化垂直方向への変形が許容されてしまう。この結果、永久磁石１０が磁化垂直方向へ膨張すると、永久磁石１０が磁化垂直方向領域２３Ａａ、２３Ｂａ内の樹脂部３５ａを押圧するため、樹脂部３５ａを介してロータコア９も押圧されて、ロータコア９に応力集中が生じてしまう。
【００４１】
これに対して、本実施例では、樹脂３５の接着力が低下してしまった場合においても、永久磁石１０の膨張変形を樹脂部３５ａの穴３７により吸収することができる。このため、樹脂部３５ａを介してロータコア９を押圧する力は小さくなり、ロータコア９に応力集中が生じにくくなる。
【００４２】
また、図４に示す比較例２、３では、穴３７が永久磁石１０の軸方向の一部に対応する箇所にのみ設けられている。例えば、比較例２では、穴３７が永久磁石１０の軸方向両端にそれぞれ開口するように設けられているが、その深さは浅く、永久磁石１０の軸方向端部の一部のみに対応する軸方向深さに設けられている。また、比較例３では、永久磁石の軸方向端部に対応する軸方向位置にまで穴３７が到達していない。
すなわち、比較例２、３では、軸方向に延びる穴３７が永久磁石１０の軸方向全長に亘って連続して設けられていない。
【００４３】
この場合、軸方向において穴３７の存在する箇所においてはロータコア９に対する押付力が低下するが、穴３７が存在しない箇所においてはロータコア９に対する押付力が低減されず、結局、ロータコア９に応力集中が生じてしまう。
これに対して、本実施例では、図２に示すように、磁化垂直方向領域２３Ａａ、２３Ｂａ内の樹脂部３５ａに軸方向に延びる穴３７が永久磁石１０の軸方向全長に亘って連続して設けられているため、永久磁石１０が存在する軸方向全体に亘って均一に永久磁石１０の変形を吸収でき、ロータコア９の応力集中を緩和することができる。
【００４４】
また、本実施例によれば、穴３７は、軸方向からみて、磁化方向に長い穴形状である。これによれば、永久磁石１０の磁化方向の広い範囲において磁化垂直方向への寸法変化を吸収することができる。
【００４５】
なお、樹脂部３５ａに穴３７を設けるための加工工程としては、図５（ａ）に示すように、上型Ｘと下型Ｙとの間に、磁石収容孔１２に永久磁石１０を収容した状態でロータコア９をセットし、隙間２３Ａａに上型Ｘから延びるピンＰの下端を下型Ｙに当接させた状態で樹脂３５を流し込み、硬化させる方法がある。
しかし、この場合には、図５（ｃ）に示すように、ピンＰの下端のわずかな隙間に流れ込む微小の樹脂によって樹脂の薄膜ｔが形成されてしまう場合がある。この薄膜ｔの厚さは、ロータコア９を形成する電磁鋼板の１枚分の厚みよりも薄いものであり無視できるものであるため、本実施例の「磁化垂直方向領域２３Ａａ、２３Ｂａ内の樹脂部３５ａに軸方向に延びる穴３７が永久磁石１０の軸方向全長に亘って連続して設けられている」場合とは、この薄膜ｔが残ってしまっている場合も含まれる。
【００４６】
また、図５（ｂ）に示すように、永久磁石１０の軸方向一端面がロータコア９の軸方向一端面と面一ではなく、永久磁石１０の軸方向一端面を覆うように樹脂３５が設けれていてもよい。
【００４７】
また、本実施例では、加熱によって磁化垂直方向に収縮し、冷却時には磁化垂直方向に膨張する永久磁石１０を例にとって、作用効果を説明した。しかし、例えばフェライト磁石のように冷却時に磁化垂直方向に収縮する場合であっても、磁化垂直方向の線膨張係数が電磁鋼板の線膨張係数よりも小さい場合には、熱負荷による永久磁石１０の寸法変化によってロータコア９を押し付けるという課題が生じるため、本実施例と同様の作用効果を奏する。
【００４８】
〔実施例２〕
実施例２を、実施例１とは異なる点を中心に図６を用いて説明する。
本実施例では、図６（ａ）に示すように、軸方向からみた穴３７の形状が磁化方向に細長い楕円形である。なお、楕円に限らず長円や磁化方向に細長い多角形であってもよい。
なお、図６（ｂ）に示すように、穴３７が丸穴であってもよい。
【００４９】
〔実施例３〕
実施例３を、実施例１とは異なる点を中心に図７を用いて説明する。
本実施例によれば、樹脂部３５ａに開けられた穴３７ではなく、磁化垂直方向領域２３Ａａ、２３Ｂａに軸方向に延びる空隙部３８が永久磁石１０の軸方向全長に亘って連続して設けられている。
【００５０】
例えば、図７（ａ）に示すように、永久磁石１０の側面１７ｃと樹脂３５との間に空隙部３８が形成されている。なお、磁化垂直方向領域２３Ｂａ側も同様の構成であり、側面１７ｄと樹脂３５との間に空隙部３８が形成されている。
この場合でも、空隙部３８が穴３７と同様の役割を果たし、永久磁石１０の変形を吸収し、実施例１と同様の作用効果を奏することができる。
【００５１】
また、図７（ｂ）に示すように、磁化垂直方向領域２３Ａａを形成する磁石収容孔１２の内周面と樹脂３５との間に空隙部３８が設けられていてもよい。
また、図７（ｃ）に示すように、磁化垂直方向領域２３Ａａ全体が空隙部３８となっていてもよい。すなわち、磁化垂直方向領域２３Ａａには樹脂３５が注入されない態様でもよい。
【００５２】
また、図７（ｄ）に示すように、永久磁石１０の側面１７ｃに磁化垂直方向に凹む凹部を設けて、その凹部を空隙部３８としてもよい。
【００５３】
〔実施例４〕
実施例４を、実施例１とは異なる点を中心に図８を用いて説明する。
本実施例では、穴３７の周囲を囲む樹脂３５の厚みが略均一である。
すなわち、磁化垂直方向領域２３Ａａが軸方向からみて三角形状の空間となっており、磁化垂直方向領域２３Ａａ内の樹脂部３５ａに設けられる穴３７の穴形状は磁化垂直方向領域２３Ａａの三角形状とほぼ相似形状となっている。これにより、穴３７の周囲を囲む樹脂３５の厚みが略均一となる。
磁化垂直方向領域２３Ｂａ側も同様に、磁化垂直方向領域２３Ｂａの樹脂部３５ａに設けられる穴３７の穴形状が、磁化垂直方向領域２３Ｂａの形状とほぼ相似形状となっている。
また、本実施例では、樹脂３５は熱可塑性樹脂である。
【００５４】
これによれば、穴３７の周囲を囲む樹脂３５の厚みが略均一であるため、樹脂３５を充填する際の樹脂３５の流れの圧力変化を小さくすることができる。このため、ブリスタ（水ぶくれ）等が発生せず、均一に成形が可能となる。また、樹脂３５の流れの圧力変化が少なくなるため、熱可塑性樹脂を用いた射出成型による加工も可能となる。
【００５５】
また、本実施例では、熱可塑性樹脂を用いているため、熱硬化性樹脂を用いる場合と比較して、硬化時間が不要なので加工時間が短縮でき、さらに、樹脂の再利用をすることもできる。
【００５６】
〔実施例５〕
実施例５を、実施例１とは異なる点を中心に図９を用いて説明する。
本実施例では、穴３７に発泡性樹脂が充填されている。
発泡性樹脂には気泡が多数含まれているため、結果として、実施例１のように何も充填されていない穴３７と同様に、寸法変化に対する吸収効果を得ることができる。
【００５７】
〔変形例〕
本発明の実施態様は、実施例に限定されず種々の変形例を考えることができる。
例えば、実施例の回転電機１はステータ２の内周側にロータ３を有するインナーロータ型であったが、アウターロータ型のものに本発明を適用してもよい。
【００５８】
また、実施例では、磁化垂直方向領域２３Ａａ、２３Ｂａの両方に穴３７もしくは空隙部３８を設けていたが、磁化垂直方向領域２３Ａａ、２３Ｂａのいずれか一方に設けるだけでもよい。
また、実施例では、永久磁石１０が矩形断面を有していたが、この形状に限られない。例えば、側面１７ｃと側面１７ｄとの磁化方向長さを異ならせて台形状断面としてもよい。また、側面１７ａ、１７ｂを共に内周側または外周側に中心を有する円弧としてもよいし、側面１７ｃ、側面１７ｄを円弧としてもよい。また、側面１７ａ〜１７ｄが屈曲していてもよい。
【００５９】
また、実施例では、２つの永久磁石１０を、ロータ３の外周側に向けて開くＶ字状に配置していたが、２つの永久磁石１０を、ロータ３の内周側に向けて開くＶ字状に配置してもよい。また、図１１（ａ）に示す従来例のように、２つの永久磁石１０を同一直線状に配置してもよい。
【００６０】
また、実施例では、２つの永久磁石１０によって１磁極が構成されていたが、１つの永久磁石１０で１磁極を構成してもよいし、３つ以上の永久磁石１０で１磁極を構成してもよい。
【００６１】
また、図１０に示すように、ロータコア９が複数（例えば３つ）のブロック９Ｘ〜９Ｚに分割されており、ブロック毎に磁石収容孔１２及び永久磁石１０を設けて、各ブロックの磁石収容孔１２及び永久磁石１０の位置を周方向にずらすことによって、スキューを形成したものでもよい。この場合、各ブロックに実施例で説明した穴３７が適用されている。
そして、図１０（ｂ）のように、ブロック毎の間で永久磁石１０及び穴３７が樹脂３５により分断されている場合でも、各ブロックにおいて穴３７が少なくとも永久磁石１０の軸方向全長に亘って延びていればよい。
【符号の説明】
【００６２】
１ 回転電機
２ ステータ
３ ロータ
９ ロータコア
１０ 永久磁石
１２ 磁石収容孔
１５ ブリッジ
２３Ａａ 磁化垂直方向領域
２３Ｂａ 磁化垂直方向領域
３５ 樹脂
３５ａ 樹脂部
３７ 穴（空隙部）
３８ 空隙部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ステータと、
前記ステータと相対回転可能に配置され、永久磁石がロータコアに形成された磁石収容孔内に埋め込まれてなるロータとを備え、
前記磁石収容孔内で前記永久磁石の周囲に形成される隙間の少なくとも一部に充填された樹脂によって、前記永久磁石が前記磁石収容孔に固定される回転電機であって、
前記隙間の内、前記永久磁石の磁化方向に垂直な方向側に形成される磁化垂直方向領域には、軸方向に延びる空隙部が前記永久磁石の軸方向全長に亘って連続して設けられていることを特徴とする回転電機。
【請求項２】
請求項１に記載の回転電機において、
前記磁化垂直方向領域は、前記樹脂が充填されており、
前記空隙部は、前記磁化垂直方向領域に充填された樹脂部に形成された軸方向に延びる穴であり、
前記穴の周囲を囲む前記樹脂の厚みが略均一であることを特徴とする回転電機。
【請求項３】
請求項１または２に記載の回転電機において、
前記磁化垂直方向領域は、前記樹脂が充填されており、
前記空隙部は、前記磁化垂直方向領域に充填された樹脂部に形成された軸方向に延びる穴であり、
前記穴は、軸方向からみて、磁化方向に長い穴形状であることを特徴とする回転電機。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１つに記載の回転電機において、
前記樹脂は、熱可塑性樹脂であることを特徴とする回転電機。
【請求項５】
ステータと、
前記ステータと相対回転可能に配置され、永久磁石がロータコアに形成された磁石収容孔内に埋め込まれてなるロータとを備え、
前記磁石収容孔内で前記永久磁石の周囲に形成される隙間の少なくとも一部に充填された樹脂によって、前記永久磁石が前記磁石収容孔に固定される回転電機であって、
前記隙間の内、前記永久磁石の磁化方向に垂直な方向側に形成される磁化垂直方向領域には、軸方向に延びる空隙部が前記永久磁石の軸方向全長に亘って連続して設けられており、
前記空隙部には、発泡性樹脂が充填されていることを特徴とする回転電機。
【請求項１】
ステータと、
前記ステータと相対回転可能に配置され、永久磁石がロータコアに形成された磁石収容孔内に埋め込まれてなるロータとを備え、
前記磁石収容孔内で前記永久磁石の周囲に形成される隙間の少なくとも一部に充填された樹脂によって、前記永久磁石が前記磁石収容孔に固定される回転電機であって、
前記隙間の内、前記永久磁石の磁化方向に垂直な方向側に形成される磁化垂直方向領域には、軸方向に延びる空隙部が前記永久磁石の軸方向全長に亘って連続して設けられていることを特徴とする回転電機。
【請求項２】
請求項１に記載の回転電機において、
前記磁化垂直方向領域は、前記樹脂が充填されており、
前記空隙部は、前記磁化垂直方向領域に充填された樹脂部に形成された軸方向に延びる穴であり、
前記穴の周囲を囲む前記樹脂の厚みが略均一であることを特徴とする回転電機。
【請求項３】
請求項１または２に記載の回転電機において、
前記磁化垂直方向領域は、前記樹脂が充填されており、
前記空隙部は、前記磁化垂直方向領域に充填された樹脂部に形成された軸方向に延びる穴であり、
前記穴は、軸方向からみて、磁化方向に長い穴形状であることを特徴とする回転電機。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１つに記載の回転電機において、
前記樹脂は、熱可塑性樹脂であることを特徴とする回転電機。
【請求項５】
ステータと、
前記ステータと相対回転可能に配置され、永久磁石がロータコアに形成された磁石収容孔内に埋め込まれてなるロータとを備え、
前記磁石収容孔内で前記永久磁石の周囲に形成される隙間の少なくとも一部に充填された樹脂によって、前記永久磁石が前記磁石収容孔に固定される回転電機であって、
前記隙間の内、前記永久磁石の磁化方向に垂直な方向側に形成される磁化垂直方向領域には、軸方向に延びる空隙部が前記永久磁石の軸方向全長に亘って連続して設けられており、
前記空隙部には、発泡性樹脂が充填されていることを特徴とする回転電機。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２０１３−６６３４５（Ｐ２０１３−６６３４５Ａ）
【公開日】平成２５年４月１１日（２０１３．４．１１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２０４７７６（Ｐ２０１１−２０４７７６）
【出願日】平成２３年９月２０日（２０１１．９．２０）
【出願人】（０００００４６９５）株式会社日本自動車部品総合研究所 (1,981)
【出願人】（０００００４２６０）株式会社デンソー (27,639)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年４月１１日（２０１３．４．１１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年９月２０日（２０１１．９．２０）
【出願人】（０００００４６９５）株式会社日本自動車部品総合研究所 (1,981)
【出願人】（０００００４２６０）株式会社デンソー (27,639)
【Ｆターム（参考）】
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