JP3677486B2 - 永久磁石回転子およびその製造方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は永久磁石回転子およびその製造方法に関し、より具体的にはブラシレスモータなどの回転子における永久磁石の取り付け構造およびその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
積層鋼板からなるヨークに界磁用の永久磁石が収容されるべきスロットを穿設してなる永久磁石回転子においては、回転するときも永久磁石が破損・欠落しないように、永久磁石をスロット内に確実に保持する必要がある。
【０００３】
その意図から、実開昭５８−１７２３７６号公報記載の技術においては、永久磁石の外周を樹脂で被覆すると共に、永久磁石を収納すべきスロットの形状寸法に応じて機械加工して収容することを提案している。また、特許公報第２７４８６９４号公報記載の技術は、スロットに塑性変形自在な突出部を形成し、その突出部で永久磁石を保持する構成を提案している。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、実開昭５８−１７２３７６号公報記載の技術においては、樹脂で被覆された永久磁石を機械加工して得られる修正量は僅少であることから、スロットおよび永久磁石の形状寸法を厳密に管理する必要があった。即ち、積層鋼板からヨークを型抜きしてスロットを穿設する場合、鋼板間にある程度の段差が生じることから、型抜きした後に研磨して仕上げるなどの工程が必要になって生産性が低下するなどの不都合があった。
【０００５】
さらに、特許公報第２７４８６９４号公報記載の技術においては、上記したようにスロットに塑性変形自在な突出部を形成する必要があると共に、鋼板からの型抜きに際して突出部が変形することがあったり、鋼板から形成される突出部が永久磁石の表面を削ったり、傷を付けたりするという不都合があった。
【０００６】
従って、この発明の目的は上記した不都合を解消することにあり、ステータに隣接して回転自在に設けられると共に、積層鋼板からなるヨークを備え、そのヨークに界磁用の永久磁石が収容されるべきスロットが穿設されてなる永久磁石回転子およびその製造方法において、製作を容易にして生産性を向上させつつ、永久磁石をスロット内に確実に保持するようにした永久磁石回転子およびその製造方法を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記した目的を解決するために請求項１項にあっては、ステータに隣接して回転自在に設けられると共に、積層鋼板からなるヨークを備え、前記ヨークに界磁用の永久磁石が収容されるべきスロットが穿設されてなる永久磁石回転子において、前記永久磁石を被覆材で被覆した被覆層を設け、前記被覆層の外側に前記スロット内壁面に係合する被切削自在な凸部を設けるように構成した。また、同様に請求項８項にあっては、ステータに隣接して回転自在に設けられると共に、積層鋼板からなるヨークを備え、前記ヨークに界磁用の永久磁石が収容されるべきスロットが穿設されてなる永久磁石回転子の製造方法において、前記永久磁石を被覆材で被覆して被覆層を形成すると共に、前記被覆層の外側に被切削自在な凸部を形成し、よって前記永久磁石を前記スロットに挿入して収容するにあたり、前記凸部を前記スロットの内壁面で切削させつつ係合させて前記永久磁石を前記スロットに収容するように構成した。
【０００８】
永久磁石を被覆材で被覆して被覆層を形成すると共に、その外側に被切削自在な凸部を形成し、よって永久磁石をスロットに挿入して収容するにあたり、凸部をスロットの内壁面で切削させつつ係合させ、換言すれば、永久磁石とスロットの形状寸法差を凸部の削り代として持つように構成し、凸部を削りながら、永久磁石をスロットに収容するように構成したので、永久磁石をスロットに隙間なく収容することができ、そこに確実に保持することができる。また、機械加工を行う必要もないので、製作が容易であって生産性が向上すると共に、コスト面での低減も図ることができる。また、被覆材の素材として永久磁石とスロットの熱伸び差による空隙を補完するような素材を選択すれば、永久磁石をスロットに収容した後も、そこに一層確実に保持することができる。
【０００９】
請求項２項にあっては、前記凸部は、その高さが前記永久磁石の挿入端で最小となるようにテーパ状に形成される如く構成した。
【００１０】
凸部は、その高さが永久磁石の挿入端で最小となるようにテーパ状に形成される如く構成したので、永久磁石のスロットへの挿入が容易となって作業性を向上させることができる。
【００１１】
請求項３項にあっては、前記凸部は、前記被覆層の外側の少なくとも１面に部分的に形成される如く構成した。
【００１２】
凸部は、被覆層の外側の少なくとも１面に部分的に形成される如く構成したので、上記した効果に加え、スロット内壁面での凸部の切削が容易となって永久磁石のスロットへの挿入における押圧力を軽減できると共に、被覆層に使用される材料の量を少なくすることができる。
【００１３】
請求項４項にあっては、前記永久磁石を金属メッキしてメッキ層を形成すると共に、前記メッキ層の上に前記被覆層が形成される如く構成した。
【００１４】
永久磁石を金属メッキしてメッキ層を形成すると共に、メッキ層の上に被覆層が形成される如く構成したので、永久磁石をスロットに挿入するとき、スロットの内壁面に突き当たっても損傷することがないと共に、例えば、遠心力が最も強く作用する面にメッキ層を形成して遠心力を受ける、換言すれば、そこに被覆層を形成しないようにすることで遠心力による被覆層の破損を効果的に防止することができる。
【００１５】
請求項５項にあっては、前記被覆層は、前記永久磁石が前記スロットに収容されるときに前記回転子の外周面に最も接近する面を除く、前記永久磁石の残余の面に形成されると共に、前記凸部は、前記回転子の外周面から最も離間する面に形成される如く構成した。
【００１６】
被覆層は、永久磁石がスロットに収容されるときに回転子の外周面に最も接近する面を除く、換言すれば、回転時に遠心力が最も強く作用する面を除く、永久磁石の残余の面に形成されると共に、凸部は、回転子の外周面から最も離間する面に形成される如く構成したので、上記した効果に加え、高回転型の永久磁石回転子であっても、直ぐ上に述べたように、遠心力を永久磁石のメッキ面（層）で受けることで被覆層の破損を効果的に防止することができる。
【００１７】
請求項６項にあっては、前記被覆層は、前記永久磁石が前記スロットに収容されるときに前記回転子の外周面から最も離間する面を除く、前記永久磁石の残余の面に形成されると共に、前記凸部は、前記回転子の外周面に最も接近する面に形成される如く構成した。
【００１８】
被覆層は、永久磁石が前記スロットに収容されるときに回転子の外周面から最も離間する面を除く、永久磁石の残余の面に形成されると共に、凸部は、回転子の外周面に最も接近する面に形成される如く構成したので、上記した効果に加え、遠心力を被覆層で受けることができ、永久磁石の破損を防止することができる。
【００１９】
請求項７項にあっては、前記被覆材が、樹脂および金属の少なくともいずれかである如く構成した。
【００２０】
前記した効果に加え、被覆材の素材として樹脂および金属の少なくともいずれかであって、例えば、永久磁石とスロットの熱伸び差による空隙を補完するような素材を選択すれば、永久磁石をスロットに収容した後も、そこに一層確実に保持することができる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面に即してこの発明の実施の形態を説明する。
【００２２】
図１は、その発明の一つの実施の形態に係る永久磁石回転子をロータ、ステータなどに分解して概略的に示す斜視図である。尚、図示例の場合、永久磁石回転子は、ブラシレスモータ（交流同期電動機）用のロータとして構成される。
【００２３】
図において、符号１０はそのブラシレスモータを示し、ブラシレスモータ１０は、ステータ１２と、ロータ（回転子）１４と、ロータ１４のスロット（後述）に収容されるべき永久磁石１６を備える。図２に示す如く、ロータ１４は、ステータ１２内に収容される。
【００２４】
ステータ１２の内周には１８個のステータ磁極１２ａがステータ１２の中心に向けて突設される。ステータ磁極１２ａのそれぞれには、コイル（図示せず）が嵌装される。ステータ１２の外周側には３個の突起１２ｂが突設され、そこに穿設された孔にボルト（図示せず）を挿通してハウジング（図示せず）に固定される。
【００２５】
ロータ１４はヨーク１４ａからなり、ヨーク１４ａは後述するようにケイ素鋼板を多数枚、積層されてなる。ロータ１４には、１２個のロータ磁極１４ｂが、前記ステータ磁極１２ａに対向するように突設される。ロータ磁極１４ｂのそれぞれにはスロット１４ｃが穿設され、そこに界磁用の永久磁石１６が収容される。
【００２６】
このように、ロータ（回転子）１４は、ステータ１２に隣接して回転自在に設けられると共に、積層鋼板からなるヨーク１４ａを備え、ヨーク１４ａに界磁用の永久磁石１６が収容されるべきスロット１４ｃが穿設された突極型の永久磁石回転子として構成される。
【００２７】
かく構成される永久磁石回転子を用いたブラシレスモータ１０は全体として薄型のインナーロータ型のブラシレスモータとして構成され、ロータ１４の中心側の取付面１８のボルト締結部１８ａ（図２に示す）が車両のエンジンのクランクシャフト（図示せず）の一端にボルト締結されると共に、ロータ１４の外周側の取付面２０のボルト締結部２０ａ（図２に示す）が変速機（図示せず）にボルト締結され、ハイブリッド車両の駆動源の一つとして使用される。
【００２８】
図３は永久磁石１６の拡大平面図、図４は紙面上方向から見たその側面図、図５は図３のＶ−Ｖ線断面図である。
【００２９】
図示の如く、永久磁石１６は、平面視および側面視において矩形状を呈し、大略プレート状に形成される。永久磁石１６は、希土類金属、例えば、ネオジウム・鉄・ボロンなどを焼結させて製作される。
【００３０】
図６は永久磁石１６がロータ１４に穿設されたスロット１４ｃに収容された状態を示す説明断面模式図であリ、図７は永久磁石１６がスロット１４ｃに挿入される状態を示す説明断面模式図である。尚、図示の便宜のため、図６以降において一部の部位の厚みは誇張して示す。
【００３１】
この発明に係るロータ（回転子）１４において特徴的なことは、ロータ１４に穿設されたスロット１４ｃに永久磁石１６を確実に保持するように構成したことにあるので、以下その点に焦点をおいて説明する。
【００３２】
図１３に示す如く、スロット１４ｃは、多数のケイ素鋼板１００を積層してなるヨーク１４ａを型抜きして穿設されるが、図示の如く、型抜き加工では段差２２が伴う。鋼板１００の厚みを０．３５ｍｍとすると、段差２２は、例えば、最大４０μｍ程度となる。従って、前記した実開昭５８−１７２３７６号公報記載の技術で提案されるように永久磁石１６の外周を樹脂１０２で被覆してスロット１４ｃに挿入すると、永久磁石１６が突出する鋼板１００ａなどに突き当たり、挿入が困難であった。
【００３３】
そこで、この出願に係るロータ（回転子）１４においては、図６および図７に示す如く、永久磁石１６を樹脂からなる被覆材で被覆して被覆層２４を形成すると共に、被覆層２４の外側に、被覆層２４を構成する被覆材（樹脂）を延長させることによって、被切削自在な凸部２４ａを形成し、よって永久磁石１６をスロット１４ｃに挿入して収容するとき、凸部２４ａをスロット１４ｃの内壁面１４ｃ１で切削させつつ係合させ、換言すれば、永久磁石１６とスロット１４ｃの形状寸法差を凸部２４ａの削り代として持つように構成し、よって永久磁石１６をスロット１４ｃに確実に収容して保持するようにした。
【００３４】
具体的には、図６および図７に示す如く、凸部２４ａは、被覆層２４の外側の少なくとも１面に少なくとも部分的に形成される。より具体的には、被覆層２４は、永久磁石１６がスロット１４ｃに収容されるときにロータ１４の外周面１４ｄに最も接近する面１６ｃを除く、永久磁石１６の５面に形成されると共に、凸部２４ａは、ロータ１４の外周面１４ｄから最も離間する面１６ｄに形成されるようにした。
【００３５】
また、図７に示す如く、凸部２４ａは、その高さが、永久磁石１６のスロット１４ｃへの挿入端で最小となるようにテーパ状に形成される。より具体的には、凸部２４ａは、その高さが永久磁石１６の挿入端で最小にされると共に、徐々に増加されるテーパ状を呈し、永久磁石１６の中央部位に相当する付近で平坦に形成された後、後端に向けて再び減少するテーパ状を呈するように形成される。
【００３６】
さらに、図６および図７に示す如く、凸部２４ａは、挿入方向に沿って延びると共に、相互に離間して配置された３本のレール形状にされ、そのそれぞれが上記したようなテーパ状を呈するように形成される。
【００３７】
さらに、永久磁石１６を金属メッキしてメッキ層２６を形成すると共に、メッキ層２６の上に被覆層２４が形成されるようにした。メッキ層２６は、永久磁石１６の硬度を増加させて挿入時に永久磁石１６が突出する鋼板１００ａに突き当たるときも損傷しないような金属材、例えば、ニッケル・鉄系などの金属材を用いて形成される。
【００３８】
ここで、被覆層２４と凸部２４ａを構成する樹脂の素材について説明すると、被切削自在な（切削性に優れた）、換言すれば、永久磁石１６とスロット１４ｃの形状寸法差を削り代として持つことができるような素材である必要がある。
【００３９】
さらに、ブラシレスモータ１０は前記したように、ハイブリッド車両に用いられるとき、高温、例えば１５０℃以上の温度に曝されると共に、エンジンオイルなども付着する。また、永久磁石１６は吸引力を有する。従って、樹脂は、そのような使用環境でも経年劣化が少ないものを選択する必要がある。
【００４０】
さらに、ケイ素鋼板１００を積層してなるヨーク１４ａと、希土類金属を焼結してなる永久磁石１６とでは熱膨張率が異なることから、温度の変化に起因する膨張・収縮の差（熱伸び差）により、永久磁石１６をスロット１４ｃに収容した後も、スロット１４ｃの内壁面１４ｃ１と永久磁石１６との間に空隙が発生する恐れがある。従って、樹脂はそのような熱伸び差による空隙を補完する性質も持つことが望ましい。上記を勘案し、被覆層２４および凸部２４ａを構成する樹脂の素材としては、例えば、液晶ポリマ系あるいはナイロン系の樹脂を用いることとする。
【００４１】
このように、この実施の形態においては、永久磁石１６を樹脂からなる被覆材で被覆して被覆層２４を形成すると共に、被覆層２４の外側に、被覆層２４を構成する被覆材（樹脂）を延長させることによって、被切削自在な凸部２４ａを形成し、凸部２４ａをスロット１４ｃの内壁面１４ｃ１で切削させつつ係合させて永久磁石１６をスロット１４ｃに収容するようにしたので、換言すれば、凸部２４ａを削りながら、永久磁石１６をスロット１４ｃに挿入するようにしたので、永久磁石１６をスロット１４ｃに隙間なく挿入して収容することができ、そこに確実に保持することができる。
【００４２】
また、機械加工を行う必要もないので、製作が容易であって生産性が向上すると共に、コスト面での低減を図ることもできる。さらに、樹脂として上記したような素材を選ぶことで、収容した後も、永久磁石１６がスロット１４ｃから脱落したり、破損することがない。
【００４３】
さらに、永久磁石１６を金属メッキすることで、永久磁石１６をスロット１４ｃ１に挿入するとき、その内壁面１４ｃ１で突出する鋼板１００ａに突き当たるときも、永久磁石１６を破損から効果的に防止することができる。
【００４４】
さらに、被覆層２４は、永久磁石１６がスロット１４ｃに収容されるときにロータ１４の外周面１４ｄに最も接近する面１６ｄを除く、永久磁石１６の５面に形成される、換言すれば、回転時に遠心力が作用する面１６ｄはメッキ層２６でスロット１４ｃの内壁面１４ｃ１に直接、接触するようにしたので、被覆層２４の破損を効果的に防止することができる。ブラシレスモータ１０はハイブリッド車両に使用されるとき、回転数が最大で６０００ｒｐｍ程度に達する恐れがあるが、そのような高回転にあっても、被覆層２４の破損を効果的に防止することができる。
【００４５】
さらに、凸部２４ａが３本のレール形状に形成されると共に、そのそれぞれがテーパ状に形成されるようにしたので、永久磁石１６をスロット１４ｃに挿入するときの作業が容易となる。
【００４６】
尚、レール形状の凸部２４ａの個数は３本に限定されるものではなく、２本あるいは４本以上であっても良い。より具体的には、永久磁石１６をスロット１４ｃに安定して挿入できれば、レール形状部の個数は何個であっても良い。さらには、テーパ形状も挿入を容易とするものであれば、図示の形状に限定されないことは、いうまでもない。
【００４７】
図８および図９は、この発明に係る永久磁石回転子およびその製造方法の第２の実施の形態を示す、図６および図７と同様の説明図である。
【００４８】
以下、第１の実施の形態と相違する点に焦点をおいて説明すると、第２の実施の形態にあっては、凸部２４ａを相互に離間配置された３本のレール形状ではなく、被覆層２４の外側の少なくとも１面の全域、即ち、ロータ１４の外周面１４ｄから最も離間する面１６ｄに全面的に形成されるように構成した。
【００４９】
それに伴って凸部２４ａの形状も若干相違しているが、凸部２４ａは永久磁石１６の挿入端で高さが最小となるテーパ状であることは、第１の実施の形態の場合と同様である。残余の構成は第１の実施の形態と同様であり、効果も同様である。
【００５０】
図１０は、この発明に係る永久磁石回転子およびその製造方法の第３の実施の形態を示す、図６と同様の説明図である。
【００５１】
以下、第１の実施の形態と相違する点に焦点をおいて説明すると、第３の実施の形態にあっては、被覆層２４は、永久磁石１６がスロット１４ｃに収容されるときにロータ１４の外周面１４ｄから最も離間する面１６ｄを除く、永久磁石１６の残余の５面に形成されると共に、凸部２４ａは、ロータ１４の外周面１４ｄに最も接近する面１６ｃに形成されるように構成した。
【００５２】
即ち、遠心力を被覆層２４で受けることになるので、永久磁石１６の破損を防止することができる。尚、この実施の形態の場合、被覆層２４の遠心力に対する耐久性や伸縮性により、最高回転数が決定されることになる。尚、残余の構成は第１の実施の形態と同様である。
【００５３】
図１１および図１２は、この発明に係る永久磁石回転子およびその製造方法の第４の実施の形態を示す、図６および図７と同様の説明図である。
【００５４】
以下、第１の実施の形態と相違する点に焦点をおいて説明すると、第４の実施の形態にあっては、被覆層２４と凸部２４ａを構成する被覆材として、樹脂に代えて金属を用いるようにした。金属としては、樹脂と同様に、被切削自在、より具体的には切削性に優れると共に、経年劣化に対する耐性に優れ、さらに熱伸び差による空隙の発生を補完する性質を備えるものならばどのようなもので良いが、例えば、アルミニウムを使用する。
【００５５】
尚、残余の構成は第１の実施の形態と同様であり、効果も同様である。また、第４の実施の形態を、第２の実施の形態の構成において樹脂を金属に代えることで示したが、第１の実施の形態において樹脂を金属に代えるようにしても良い。
【００５６】
第１から第４の実施の形態は上記の如く、ステータ１２に隣接して回転自在に設けられると共に、積層鋼板１００からなるヨーク１４ａを備え、前記ヨークに界磁用の永久磁石１６が収容されるべきスロット１４ｃが穿設されてなる永久磁石回転子（ロータ１４）において、前記永久磁石を被覆材で被覆して被覆層２４を形成すると共に、前記被覆層２４の外側に被切削自在な凸部２４ａを形成し、よって前記永久磁石１６を前記スロット１４ｃに挿入して収容するにあたり、前記凸部２４ａを前記スロットの内壁面１４ｃ１で切削させつつ係合させて前記永久磁石１６を前記スロット１４ｃに収容するように構成した。
【００５７】
また、前記凸部２４ａは、その高さが前記永久磁石１６の挿入端で最小となるようにテーパ状に形成される如く構成した。
【００５８】
また、前記凸部２４ａは、前記被覆層２４の外側の少なくとも１面に部分的に形成される如く構成した。
【００５９】
また、前記永久磁石１６を金属メッキしてメッキ層２６を形成すると共に、前記メッキ層の上に前記被覆層２４が形成される如く構成した。
【００６０】
また、前記被覆層２４は、前記永久磁石１６が前記スロット１４ｃに収容されるときに前記回転子（ロータ１４）の外周面１４ｄに最も接近する面１６ｃを除く、前記永久磁石１６の残余の面（換言すれば５面）に形成されると共に、前記凸部２４ａは、前記回転子の外周面１４ｄから最も離間接近する面１６ｄに形成される如く構成した。
【００６１】
また、前記被覆層２４は、前記永久磁石１６が前記スロット１４ｃに収容されるときに前記回転子（ロータ１４）の外周面１４ｄから最も離間する面１６ｄを除く、前記永久磁石の残余の面に形成されると共に、前記凸部２４ａは、前記回転子の外周面に最も接近する面１６ｃに形成される如く構成した。
【００６２】
また、前記被覆材が、樹脂および金属の少なくともいずれかである如く構成した。
【００６３】
尚、第１から第４の実施の形態において、被覆層２４と凸部２４ａを構成する素材を同一にし、換言すれば、被覆層２４から連続的に凸部２４ａを構成するようにしたが、被覆層２４と凸部２４ａを形成する素材を異ならせても良い。
【００６４】
また、上記において、永久磁石回転子をインナーロータ型のブラシレスモータ用の回転子として示したが、アウタロータ型のそれであっても良い。さらには、モータ（電動機）の回転子として示したが、発電機の回転子であっても良い。
【００６５】
【発明の効果】
請求項１項にあっては、永久磁石を被覆材で被覆して被覆層を形成すると共に、その外側に被切削自在な凸部を形成し、よって永久磁石をスロットに挿入して収容するにあたり、凸部をスロットの内壁面で切削させつつ係合させ、換言すれば、永久磁石とスロットの形状寸法差を凸部の削り代として持つように構成し、凸部を削りながら、永久磁石をスロットに収容するように構成したので、永久磁石をスロットに隙間なく収容することができ、そこに確実に保持することができる。また、機械加工を行う必要もないので、製作が容易であって生産性が向上すると共に、コスト面での低減も図ることができる。また、被覆材の素材として永久磁石とスロットの熱伸び差による空隙を補完するような素材を選択すれば、永久磁石をスロットに収容した後も、そこに一層確実に保持することができる。
【００６６】
請求項２項にあっては、凸部は、その高さが永久磁石の挿入端で最小となるようにテーパ状に形成される如く構成したので、永久磁石のスロットへの挿入が容易となって作業性を向上させることができる。
【００６７】
請求項３項にあっては、凸部は、被覆層の外側の少なくとも１面に部分的に形成される如く構成したので、上記した効果に加え、スロット内壁面での凸部の切削が容易となって永久磁石のスロットへの挿入における押圧力を軽減できると共に、被覆層に使用される材料の量を少なくすることができる。
【００６８】
請求項４項にあっては、永久磁石を金属メッキしてメッキ層を形成すると共に、メッキ層の上に被覆層が形成される如く構成したので、永久磁石をスロットに挿入するとき、スロットの内壁面に突き当たっても損傷することがないと共に、例えば、遠心力が最も強く作用する面にメッキ層を形成して遠心力を受ける、換言すれば、そこに被覆層を形成しないようにすることで遠心力による被覆層の破損を効果的に防止することができる。
【００６９】
請求項５項にあっては、被覆層は、永久磁石がスロットに収容されるときに回転子の外周面に最も接近する面を除く、換言すれば、回転時に遠心力が最も強く作用する面を除く、永久磁石の残余の面に形成されると共に、凸部は、回転子の外周面から最も離間する面に形成される如く構成したので、上記した効果に加え、高回転型の永久磁石回転子であっても、直ぐ上に述べたように、遠心力を永久磁石のメッキ面（層）で受けることで被覆層の破損を効果的に防止することができる。
【００７０】
請求項６項にあっては、被覆層は、永久磁石が前記スロットに収容されるときに回転子の外周面から最も離間する面を除く、永久磁石の残余の面に形成されると共に、凸部は、回転子の外周面に最も接近する面に形成される如く構成したので、上記した効果に加え、遠心力を被覆層で受けることができ、永久磁石の破損を防止することができる。
【００７１】
請求項７項にあっては、前記した効果に加え、被覆材の素材として樹脂および金属の少なくともいずれかであって、例えば、永久磁石とスロットの熱伸び差による空隙を補完するような素材を選択すれば、永久磁石をスロットに収容した後も、そこに一層確実に保持することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 この発明の一つの実施の形態に係る永久磁石回転子をロータなどに分解して概略的に示す斜視図である。
【図２】 図１に示す永久磁石回転子を組み立てた状態を示す正面図である。
【図３】 図１に示す永久磁石の拡大平面図である。
【図４】 図３に示す永久磁石を紙面上方向から見たその側面図である。
【図５】 図３のＶ−Ｖ線断面図である。
【図６】 図１などに示す永久磁石がロータに穿設されたスロットに収容された状態を示す説明断面模式図である。
【図７】 図１などに示す永久磁石がロータに穿設されたスロットに挿入される状態を示す説明断面模式図である。
【図８】 この発明の第２の実施の形態に係る永久磁石回転子およびその製造方法において、永久磁石がロータに穿設されたスロットに収容された状態を示す説明断面模式図である。
【図９】 この発明の第２の実施の形態に係る永久磁石回転子およびその製造方法において、永久磁石がロータに穿設されたスロットに挿入される状態を示す説明断面模式図である。
【図１０】 この発明の第３の実施の形態に係る永久磁石回転子およびその製造方法において、永久磁石がロータに穿設されたスロットに収容された状態を示す説明断面模式図である。
【図１１】 この発明の第４の実施の形態に係る永久磁石回転子およびその製造方法において、永久磁石がロータに穿設されたスロットに収容された状態を示す説明断面模式図である。
【図１２】 この発明の第４の実施の形態に係る永久磁石回転子およびその製造方法において、永久磁石がロータに穿設されたスロットに挿入される状態を示す説明断面模式図である。
【図１３】 従来技術に係る永久磁石回転子およびその製造方法において、永久磁石がロータに穿設されたスロットに挿入される状態を示す説明断面模式図である。
【発明の属する技術分野】
この発明は永久磁石回転子およびその製造方法に関し、より具体的にはブラシレスモータなどの回転子における永久磁石の取り付け構造およびその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
積層鋼板からなるヨークに界磁用の永久磁石が収容されるべきスロットを穿設してなる永久磁石回転子においては、回転するときも永久磁石が破損・欠落しないように、永久磁石をスロット内に確実に保持する必要がある。
【０００３】
その意図から、実開昭５８−１７２３７６号公報記載の技術においては、永久磁石の外周を樹脂で被覆すると共に、永久磁石を収納すべきスロットの形状寸法に応じて機械加工して収容することを提案している。また、特許公報第２７４８６９４号公報記載の技術は、スロットに塑性変形自在な突出部を形成し、その突出部で永久磁石を保持する構成を提案している。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、実開昭５８−１７２３７６号公報記載の技術においては、樹脂で被覆された永久磁石を機械加工して得られる修正量は僅少であることから、スロットおよび永久磁石の形状寸法を厳密に管理する必要があった。即ち、積層鋼板からヨークを型抜きしてスロットを穿設する場合、鋼板間にある程度の段差が生じることから、型抜きした後に研磨して仕上げるなどの工程が必要になって生産性が低下するなどの不都合があった。
【０００５】
さらに、特許公報第２７４８６９４号公報記載の技術においては、上記したようにスロットに塑性変形自在な突出部を形成する必要があると共に、鋼板からの型抜きに際して突出部が変形することがあったり、鋼板から形成される突出部が永久磁石の表面を削ったり、傷を付けたりするという不都合があった。
【０００６】
従って、この発明の目的は上記した不都合を解消することにあり、ステータに隣接して回転自在に設けられると共に、積層鋼板からなるヨークを備え、そのヨークに界磁用の永久磁石が収容されるべきスロットが穿設されてなる永久磁石回転子およびその製造方法において、製作を容易にして生産性を向上させつつ、永久磁石をスロット内に確実に保持するようにした永久磁石回転子およびその製造方法を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記した目的を解決するために請求項１項にあっては、ステータに隣接して回転自在に設けられると共に、積層鋼板からなるヨークを備え、前記ヨークに界磁用の永久磁石が収容されるべきスロットが穿設されてなる永久磁石回転子において、前記永久磁石を被覆材で被覆した被覆層を設け、前記被覆層の外側に前記スロット内壁面に係合する被切削自在な凸部を設けるように構成した。また、同様に請求項８項にあっては、ステータに隣接して回転自在に設けられると共に、積層鋼板からなるヨークを備え、前記ヨークに界磁用の永久磁石が収容されるべきスロットが穿設されてなる永久磁石回転子の製造方法において、前記永久磁石を被覆材で被覆して被覆層を形成すると共に、前記被覆層の外側に被切削自在な凸部を形成し、よって前記永久磁石を前記スロットに挿入して収容するにあたり、前記凸部を前記スロットの内壁面で切削させつつ係合させて前記永久磁石を前記スロットに収容するように構成した。
【０００８】
永久磁石を被覆材で被覆して被覆層を形成すると共に、その外側に被切削自在な凸部を形成し、よって永久磁石をスロットに挿入して収容するにあたり、凸部をスロットの内壁面で切削させつつ係合させ、換言すれば、永久磁石とスロットの形状寸法差を凸部の削り代として持つように構成し、凸部を削りながら、永久磁石をスロットに収容するように構成したので、永久磁石をスロットに隙間なく収容することができ、そこに確実に保持することができる。また、機械加工を行う必要もないので、製作が容易であって生産性が向上すると共に、コスト面での低減も図ることができる。また、被覆材の素材として永久磁石とスロットの熱伸び差による空隙を補完するような素材を選択すれば、永久磁石をスロットに収容した後も、そこに一層確実に保持することができる。
【０００９】
請求項２項にあっては、前記凸部は、その高さが前記永久磁石の挿入端で最小となるようにテーパ状に形成される如く構成した。
【００１０】
凸部は、その高さが永久磁石の挿入端で最小となるようにテーパ状に形成される如く構成したので、永久磁石のスロットへの挿入が容易となって作業性を向上させることができる。
【００１１】
請求項３項にあっては、前記凸部は、前記被覆層の外側の少なくとも１面に部分的に形成される如く構成した。
【００１２】
凸部は、被覆層の外側の少なくとも１面に部分的に形成される如く構成したので、上記した効果に加え、スロット内壁面での凸部の切削が容易となって永久磁石のスロットへの挿入における押圧力を軽減できると共に、被覆層に使用される材料の量を少なくすることができる。
【００１３】
請求項４項にあっては、前記永久磁石を金属メッキしてメッキ層を形成すると共に、前記メッキ層の上に前記被覆層が形成される如く構成した。
【００１４】
永久磁石を金属メッキしてメッキ層を形成すると共に、メッキ層の上に被覆層が形成される如く構成したので、永久磁石をスロットに挿入するとき、スロットの内壁面に突き当たっても損傷することがないと共に、例えば、遠心力が最も強く作用する面にメッキ層を形成して遠心力を受ける、換言すれば、そこに被覆層を形成しないようにすることで遠心力による被覆層の破損を効果的に防止することができる。
【００１５】
請求項５項にあっては、前記被覆層は、前記永久磁石が前記スロットに収容されるときに前記回転子の外周面に最も接近する面を除く、前記永久磁石の残余の面に形成されると共に、前記凸部は、前記回転子の外周面から最も離間する面に形成される如く構成した。
【００１６】
被覆層は、永久磁石がスロットに収容されるときに回転子の外周面に最も接近する面を除く、換言すれば、回転時に遠心力が最も強く作用する面を除く、永久磁石の残余の面に形成されると共に、凸部は、回転子の外周面から最も離間する面に形成される如く構成したので、上記した効果に加え、高回転型の永久磁石回転子であっても、直ぐ上に述べたように、遠心力を永久磁石のメッキ面（層）で受けることで被覆層の破損を効果的に防止することができる。
【００１７】
請求項６項にあっては、前記被覆層は、前記永久磁石が前記スロットに収容されるときに前記回転子の外周面から最も離間する面を除く、前記永久磁石の残余の面に形成されると共に、前記凸部は、前記回転子の外周面に最も接近する面に形成される如く構成した。
【００１８】
被覆層は、永久磁石が前記スロットに収容されるときに回転子の外周面から最も離間する面を除く、永久磁石の残余の面に形成されると共に、凸部は、回転子の外周面に最も接近する面に形成される如く構成したので、上記した効果に加え、遠心力を被覆層で受けることができ、永久磁石の破損を防止することができる。
【００１９】
請求項７項にあっては、前記被覆材が、樹脂および金属の少なくともいずれかである如く構成した。
【００２０】
前記した効果に加え、被覆材の素材として樹脂および金属の少なくともいずれかであって、例えば、永久磁石とスロットの熱伸び差による空隙を補完するような素材を選択すれば、永久磁石をスロットに収容した後も、そこに一層確実に保持することができる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面に即してこの発明の実施の形態を説明する。
【００２２】
図１は、その発明の一つの実施の形態に係る永久磁石回転子をロータ、ステータなどに分解して概略的に示す斜視図である。尚、図示例の場合、永久磁石回転子は、ブラシレスモータ（交流同期電動機）用のロータとして構成される。
【００２３】
図において、符号１０はそのブラシレスモータを示し、ブラシレスモータ１０は、ステータ１２と、ロータ（回転子）１４と、ロータ１４のスロット（後述）に収容されるべき永久磁石１６を備える。図２に示す如く、ロータ１４は、ステータ１２内に収容される。
【００２４】
ステータ１２の内周には１８個のステータ磁極１２ａがステータ１２の中心に向けて突設される。ステータ磁極１２ａのそれぞれには、コイル（図示せず）が嵌装される。ステータ１２の外周側には３個の突起１２ｂが突設され、そこに穿設された孔にボルト（図示せず）を挿通してハウジング（図示せず）に固定される。
【００２５】
ロータ１４はヨーク１４ａからなり、ヨーク１４ａは後述するようにケイ素鋼板を多数枚、積層されてなる。ロータ１４には、１２個のロータ磁極１４ｂが、前記ステータ磁極１２ａに対向するように突設される。ロータ磁極１４ｂのそれぞれにはスロット１４ｃが穿設され、そこに界磁用の永久磁石１６が収容される。
【００２６】
このように、ロータ（回転子）１４は、ステータ１２に隣接して回転自在に設けられると共に、積層鋼板からなるヨーク１４ａを備え、ヨーク１４ａに界磁用の永久磁石１６が収容されるべきスロット１４ｃが穿設された突極型の永久磁石回転子として構成される。
【００２７】
かく構成される永久磁石回転子を用いたブラシレスモータ１０は全体として薄型のインナーロータ型のブラシレスモータとして構成され、ロータ１４の中心側の取付面１８のボルト締結部１８ａ（図２に示す）が車両のエンジンのクランクシャフト（図示せず）の一端にボルト締結されると共に、ロータ１４の外周側の取付面２０のボルト締結部２０ａ（図２に示す）が変速機（図示せず）にボルト締結され、ハイブリッド車両の駆動源の一つとして使用される。
【００２８】
図３は永久磁石１６の拡大平面図、図４は紙面上方向から見たその側面図、図５は図３のＶ−Ｖ線断面図である。
【００２９】
図示の如く、永久磁石１６は、平面視および側面視において矩形状を呈し、大略プレート状に形成される。永久磁石１６は、希土類金属、例えば、ネオジウム・鉄・ボロンなどを焼結させて製作される。
【００３０】
図６は永久磁石１６がロータ１４に穿設されたスロット１４ｃに収容された状態を示す説明断面模式図であリ、図７は永久磁石１６がスロット１４ｃに挿入される状態を示す説明断面模式図である。尚、図示の便宜のため、図６以降において一部の部位の厚みは誇張して示す。
【００３１】
この発明に係るロータ（回転子）１４において特徴的なことは、ロータ１４に穿設されたスロット１４ｃに永久磁石１６を確実に保持するように構成したことにあるので、以下その点に焦点をおいて説明する。
【００３２】
図１３に示す如く、スロット１４ｃは、多数のケイ素鋼板１００を積層してなるヨーク１４ａを型抜きして穿設されるが、図示の如く、型抜き加工では段差２２が伴う。鋼板１００の厚みを０．３５ｍｍとすると、段差２２は、例えば、最大４０μｍ程度となる。従って、前記した実開昭５８−１７２３７６号公報記載の技術で提案されるように永久磁石１６の外周を樹脂１０２で被覆してスロット１４ｃに挿入すると、永久磁石１６が突出する鋼板１００ａなどに突き当たり、挿入が困難であった。
【００３３】
そこで、この出願に係るロータ（回転子）１４においては、図６および図７に示す如く、永久磁石１６を樹脂からなる被覆材で被覆して被覆層２４を形成すると共に、被覆層２４の外側に、被覆層２４を構成する被覆材（樹脂）を延長させることによって、被切削自在な凸部２４ａを形成し、よって永久磁石１６をスロット１４ｃに挿入して収容するとき、凸部２４ａをスロット１４ｃの内壁面１４ｃ１で切削させつつ係合させ、換言すれば、永久磁石１６とスロット１４ｃの形状寸法差を凸部２４ａの削り代として持つように構成し、よって永久磁石１６をスロット１４ｃに確実に収容して保持するようにした。
【００３４】
具体的には、図６および図７に示す如く、凸部２４ａは、被覆層２４の外側の少なくとも１面に少なくとも部分的に形成される。より具体的には、被覆層２４は、永久磁石１６がスロット１４ｃに収容されるときにロータ１４の外周面１４ｄに最も接近する面１６ｃを除く、永久磁石１６の５面に形成されると共に、凸部２４ａは、ロータ１４の外周面１４ｄから最も離間する面１６ｄに形成されるようにした。
【００３５】
また、図７に示す如く、凸部２４ａは、その高さが、永久磁石１６のスロット１４ｃへの挿入端で最小となるようにテーパ状に形成される。より具体的には、凸部２４ａは、その高さが永久磁石１６の挿入端で最小にされると共に、徐々に増加されるテーパ状を呈し、永久磁石１６の中央部位に相当する付近で平坦に形成された後、後端に向けて再び減少するテーパ状を呈するように形成される。
【００３６】
さらに、図６および図７に示す如く、凸部２４ａは、挿入方向に沿って延びると共に、相互に離間して配置された３本のレール形状にされ、そのそれぞれが上記したようなテーパ状を呈するように形成される。
【００３７】
さらに、永久磁石１６を金属メッキしてメッキ層２６を形成すると共に、メッキ層２６の上に被覆層２４が形成されるようにした。メッキ層２６は、永久磁石１６の硬度を増加させて挿入時に永久磁石１６が突出する鋼板１００ａに突き当たるときも損傷しないような金属材、例えば、ニッケル・鉄系などの金属材を用いて形成される。
【００３８】
ここで、被覆層２４と凸部２４ａを構成する樹脂の素材について説明すると、被切削自在な（切削性に優れた）、換言すれば、永久磁石１６とスロット１４ｃの形状寸法差を削り代として持つことができるような素材である必要がある。
【００３９】
さらに、ブラシレスモータ１０は前記したように、ハイブリッド車両に用いられるとき、高温、例えば１５０℃以上の温度に曝されると共に、エンジンオイルなども付着する。また、永久磁石１６は吸引力を有する。従って、樹脂は、そのような使用環境でも経年劣化が少ないものを選択する必要がある。
【００４０】
さらに、ケイ素鋼板１００を積層してなるヨーク１４ａと、希土類金属を焼結してなる永久磁石１６とでは熱膨張率が異なることから、温度の変化に起因する膨張・収縮の差（熱伸び差）により、永久磁石１６をスロット１４ｃに収容した後も、スロット１４ｃの内壁面１４ｃ１と永久磁石１６との間に空隙が発生する恐れがある。従って、樹脂はそのような熱伸び差による空隙を補完する性質も持つことが望ましい。上記を勘案し、被覆層２４および凸部２４ａを構成する樹脂の素材としては、例えば、液晶ポリマ系あるいはナイロン系の樹脂を用いることとする。
【００４１】
このように、この実施の形態においては、永久磁石１６を樹脂からなる被覆材で被覆して被覆層２４を形成すると共に、被覆層２４の外側に、被覆層２４を構成する被覆材（樹脂）を延長させることによって、被切削自在な凸部２４ａを形成し、凸部２４ａをスロット１４ｃの内壁面１４ｃ１で切削させつつ係合させて永久磁石１６をスロット１４ｃに収容するようにしたので、換言すれば、凸部２４ａを削りながら、永久磁石１６をスロット１４ｃに挿入するようにしたので、永久磁石１６をスロット１４ｃに隙間なく挿入して収容することができ、そこに確実に保持することができる。
【００４２】
また、機械加工を行う必要もないので、製作が容易であって生産性が向上すると共に、コスト面での低減を図ることもできる。さらに、樹脂として上記したような素材を選ぶことで、収容した後も、永久磁石１６がスロット１４ｃから脱落したり、破損することがない。
【００４３】
さらに、永久磁石１６を金属メッキすることで、永久磁石１６をスロット１４ｃ１に挿入するとき、その内壁面１４ｃ１で突出する鋼板１００ａに突き当たるときも、永久磁石１６を破損から効果的に防止することができる。
【００４４】
さらに、被覆層２４は、永久磁石１６がスロット１４ｃに収容されるときにロータ１４の外周面１４ｄに最も接近する面１６ｄを除く、永久磁石１６の５面に形成される、換言すれば、回転時に遠心力が作用する面１６ｄはメッキ層２６でスロット１４ｃの内壁面１４ｃ１に直接、接触するようにしたので、被覆層２４の破損を効果的に防止することができる。ブラシレスモータ１０はハイブリッド車両に使用されるとき、回転数が最大で６０００ｒｐｍ程度に達する恐れがあるが、そのような高回転にあっても、被覆層２４の破損を効果的に防止することができる。
【００４５】
さらに、凸部２４ａが３本のレール形状に形成されると共に、そのそれぞれがテーパ状に形成されるようにしたので、永久磁石１６をスロット１４ｃに挿入するときの作業が容易となる。
【００４６】
尚、レール形状の凸部２４ａの個数は３本に限定されるものではなく、２本あるいは４本以上であっても良い。より具体的には、永久磁石１６をスロット１４ｃに安定して挿入できれば、レール形状部の個数は何個であっても良い。さらには、テーパ形状も挿入を容易とするものであれば、図示の形状に限定されないことは、いうまでもない。
【００４７】
図８および図９は、この発明に係る永久磁石回転子およびその製造方法の第２の実施の形態を示す、図６および図７と同様の説明図である。
【００４８】
以下、第１の実施の形態と相違する点に焦点をおいて説明すると、第２の実施の形態にあっては、凸部２４ａを相互に離間配置された３本のレール形状ではなく、被覆層２４の外側の少なくとも１面の全域、即ち、ロータ１４の外周面１４ｄから最も離間する面１６ｄに全面的に形成されるように構成した。
【００４９】
それに伴って凸部２４ａの形状も若干相違しているが、凸部２４ａは永久磁石１６の挿入端で高さが最小となるテーパ状であることは、第１の実施の形態の場合と同様である。残余の構成は第１の実施の形態と同様であり、効果も同様である。
【００５０】
図１０は、この発明に係る永久磁石回転子およびその製造方法の第３の実施の形態を示す、図６と同様の説明図である。
【００５１】
以下、第１の実施の形態と相違する点に焦点をおいて説明すると、第３の実施の形態にあっては、被覆層２４は、永久磁石１６がスロット１４ｃに収容されるときにロータ１４の外周面１４ｄから最も離間する面１６ｄを除く、永久磁石１６の残余の５面に形成されると共に、凸部２４ａは、ロータ１４の外周面１４ｄに最も接近する面１６ｃに形成されるように構成した。
【００５２】
即ち、遠心力を被覆層２４で受けることになるので、永久磁石１６の破損を防止することができる。尚、この実施の形態の場合、被覆層２４の遠心力に対する耐久性や伸縮性により、最高回転数が決定されることになる。尚、残余の構成は第１の実施の形態と同様である。
【００５３】
図１１および図１２は、この発明に係る永久磁石回転子およびその製造方法の第４の実施の形態を示す、図６および図７と同様の説明図である。
【００５４】
以下、第１の実施の形態と相違する点に焦点をおいて説明すると、第４の実施の形態にあっては、被覆層２４と凸部２４ａを構成する被覆材として、樹脂に代えて金属を用いるようにした。金属としては、樹脂と同様に、被切削自在、より具体的には切削性に優れると共に、経年劣化に対する耐性に優れ、さらに熱伸び差による空隙の発生を補完する性質を備えるものならばどのようなもので良いが、例えば、アルミニウムを使用する。
【００５５】
尚、残余の構成は第１の実施の形態と同様であり、効果も同様である。また、第４の実施の形態を、第２の実施の形態の構成において樹脂を金属に代えることで示したが、第１の実施の形態において樹脂を金属に代えるようにしても良い。
【００５６】
第１から第４の実施の形態は上記の如く、ステータ１２に隣接して回転自在に設けられると共に、積層鋼板１００からなるヨーク１４ａを備え、前記ヨークに界磁用の永久磁石１６が収容されるべきスロット１４ｃが穿設されてなる永久磁石回転子（ロータ１４）において、前記永久磁石を被覆材で被覆して被覆層２４を形成すると共に、前記被覆層２４の外側に被切削自在な凸部２４ａを形成し、よって前記永久磁石１６を前記スロット１４ｃに挿入して収容するにあたり、前記凸部２４ａを前記スロットの内壁面１４ｃ１で切削させつつ係合させて前記永久磁石１６を前記スロット１４ｃに収容するように構成した。
【００５７】
また、前記凸部２４ａは、その高さが前記永久磁石１６の挿入端で最小となるようにテーパ状に形成される如く構成した。
【００５８】
また、前記凸部２４ａは、前記被覆層２４の外側の少なくとも１面に部分的に形成される如く構成した。
【００５９】
また、前記永久磁石１６を金属メッキしてメッキ層２６を形成すると共に、前記メッキ層の上に前記被覆層２４が形成される如く構成した。
【００６０】
また、前記被覆層２４は、前記永久磁石１６が前記スロット１４ｃに収容されるときに前記回転子（ロータ１４）の外周面１４ｄに最も接近する面１６ｃを除く、前記永久磁石１６の残余の面（換言すれば５面）に形成されると共に、前記凸部２４ａは、前記回転子の外周面１４ｄから最も離間接近する面１６ｄに形成される如く構成した。
【００６１】
また、前記被覆層２４は、前記永久磁石１６が前記スロット１４ｃに収容されるときに前記回転子（ロータ１４）の外周面１４ｄから最も離間する面１６ｄを除く、前記永久磁石の残余の面に形成されると共に、前記凸部２４ａは、前記回転子の外周面に最も接近する面１６ｃに形成される如く構成した。
【００６２】
また、前記被覆材が、樹脂および金属の少なくともいずれかである如く構成した。
【００６３】
尚、第１から第４の実施の形態において、被覆層２４と凸部２４ａを構成する素材を同一にし、換言すれば、被覆層２４から連続的に凸部２４ａを構成するようにしたが、被覆層２４と凸部２４ａを形成する素材を異ならせても良い。
【００６４】
また、上記において、永久磁石回転子をインナーロータ型のブラシレスモータ用の回転子として示したが、アウタロータ型のそれであっても良い。さらには、モータ（電動機）の回転子として示したが、発電機の回転子であっても良い。
【００６５】
【発明の効果】
請求項１項にあっては、永久磁石を被覆材で被覆して被覆層を形成すると共に、その外側に被切削自在な凸部を形成し、よって永久磁石をスロットに挿入して収容するにあたり、凸部をスロットの内壁面で切削させつつ係合させ、換言すれば、永久磁石とスロットの形状寸法差を凸部の削り代として持つように構成し、凸部を削りながら、永久磁石をスロットに収容するように構成したので、永久磁石をスロットに隙間なく収容することができ、そこに確実に保持することができる。また、機械加工を行う必要もないので、製作が容易であって生産性が向上すると共に、コスト面での低減も図ることができる。また、被覆材の素材として永久磁石とスロットの熱伸び差による空隙を補完するような素材を選択すれば、永久磁石をスロットに収容した後も、そこに一層確実に保持することができる。
【００６６】
請求項２項にあっては、凸部は、その高さが永久磁石の挿入端で最小となるようにテーパ状に形成される如く構成したので、永久磁石のスロットへの挿入が容易となって作業性を向上させることができる。
【００６７】
請求項３項にあっては、凸部は、被覆層の外側の少なくとも１面に部分的に形成される如く構成したので、上記した効果に加え、スロット内壁面での凸部の切削が容易となって永久磁石のスロットへの挿入における押圧力を軽減できると共に、被覆層に使用される材料の量を少なくすることができる。
【００６８】
請求項４項にあっては、永久磁石を金属メッキしてメッキ層を形成すると共に、メッキ層の上に被覆層が形成される如く構成したので、永久磁石をスロットに挿入するとき、スロットの内壁面に突き当たっても損傷することがないと共に、例えば、遠心力が最も強く作用する面にメッキ層を形成して遠心力を受ける、換言すれば、そこに被覆層を形成しないようにすることで遠心力による被覆層の破損を効果的に防止することができる。
【００６９】
請求項５項にあっては、被覆層は、永久磁石がスロットに収容されるときに回転子の外周面に最も接近する面を除く、換言すれば、回転時に遠心力が最も強く作用する面を除く、永久磁石の残余の面に形成されると共に、凸部は、回転子の外周面から最も離間する面に形成される如く構成したので、上記した効果に加え、高回転型の永久磁石回転子であっても、直ぐ上に述べたように、遠心力を永久磁石のメッキ面（層）で受けることで被覆層の破損を効果的に防止することができる。
【００７０】
請求項６項にあっては、被覆層は、永久磁石が前記スロットに収容されるときに回転子の外周面から最も離間する面を除く、永久磁石の残余の面に形成されると共に、凸部は、回転子の外周面に最も接近する面に形成される如く構成したので、上記した効果に加え、遠心力を被覆層で受けることができ、永久磁石の破損を防止することができる。
【００７１】
請求項７項にあっては、前記した効果に加え、被覆材の素材として樹脂および金属の少なくともいずれかであって、例えば、永久磁石とスロットの熱伸び差による空隙を補完するような素材を選択すれば、永久磁石をスロットに収容した後も、そこに一層確実に保持することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 この発明の一つの実施の形態に係る永久磁石回転子をロータなどに分解して概略的に示す斜視図である。
【図２】 図１に示す永久磁石回転子を組み立てた状態を示す正面図である。
【図３】 図１に示す永久磁石の拡大平面図である。
【図４】 図３に示す永久磁石を紙面上方向から見たその側面図である。
【図５】 図３のＶ−Ｖ線断面図である。
【図６】 図１などに示す永久磁石がロータに穿設されたスロットに収容された状態を示す説明断面模式図である。
【図７】 図１などに示す永久磁石がロータに穿設されたスロットに挿入される状態を示す説明断面模式図である。
【図８】 この発明の第２の実施の形態に係る永久磁石回転子およびその製造方法において、永久磁石がロータに穿設されたスロットに収容された状態を示す説明断面模式図である。
【図９】 この発明の第２の実施の形態に係る永久磁石回転子およびその製造方法において、永久磁石がロータに穿設されたスロットに挿入される状態を示す説明断面模式図である。
【図１０】 この発明の第３の実施の形態に係る永久磁石回転子およびその製造方法において、永久磁石がロータに穿設されたスロットに収容された状態を示す説明断面模式図である。
【図１１】 この発明の第４の実施の形態に係る永久磁石回転子およびその製造方法において、永久磁石がロータに穿設されたスロットに収容された状態を示す説明断面模式図である。
【図１２】 この発明の第４の実施の形態に係る永久磁石回転子およびその製造方法において、永久磁石がロータに穿設されたスロットに挿入される状態を示す説明断面模式図である。
【図１３】 従来技術に係る永久磁石回転子およびその製造方法において、永久磁石がロータに穿設されたスロットに挿入される状態を示す説明断面模式図である。
Claims (8)
- ステータに隣接して回転自在に設けられると共に、積層鋼板からなるヨークを備え、前記ヨークに界磁用の永久磁石が収容されるべきスロットが穿設されてなる永久磁石回転子において、前記永久磁石を被覆材で被覆した被覆層を設け、前記被覆層の外側に前記スロット内壁面に係合する被切削自在な凸部を設けたことを特徴とする永久磁石回転子。
- 前記凸部は、その高さが前記永久磁石の挿入端で最小となるようにテーパ状に形成されることを特徴とする請求項１項記載の永久磁石回転子。
- 前記凸部は、前記被覆層の外側の少なくとも１面に部分的に形成されることを特徴とする請求項１項または２項記載の永久磁石回転子。
- 前記永久磁石を金属メッキしてメッキ層を形成すると共に、前記メッキ層の上に前記被覆層が形成されることを特徴とする請求項１項から３項のいずれかに記載の永久磁石回転子。
- 前記被覆層は、前記永久磁石が前記スロットに収容されるときに前記回転子の外周面に最も接近する面を除く、前記永久磁石の残余の面に形成されると共に、前記凸部は、前記回転子の外周面から最も離間する面に形成されることを特徴とする請求項４項記載の永久磁石回転子。
- 前記被覆層は、前記永久磁石が前記スロットに収容されるときに前記回転子の外周面から最も離間する面を除く、前記永久磁石の残余の面に形成されると共に、前記凸部は、前記回転子の外周面に最も接近する面に形成されることを特徴とする請求項４項記載の永久磁石回転子。
- 前記被覆材が、樹脂および金属の少なくともいずれかであることを特徴とする請求項１項から６項のいずれかに記載の永久磁石回転子。
- ステータに隣接して回転自在に設けられると共に、積層鋼板からなるヨークを備え、前記ヨークに界磁用の永久磁石が収容されるべきスロットが穿設されてなる永久磁石回転子の製造方法において、前記永久磁石を被覆材で被覆して被覆層を形成すると共に、前記被覆層の外側に被切削自在な凸部を形成し、よって前記永久磁石を前記スロットに挿入して収容するにあたり、前記凸部を前記スロットの内壁面で切削させつつ係合させて前記永久磁石を前記スロットに収容するようにしたことを特徴とする永久磁石回転子の製造方法。
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