特許 6226196 回転電機のロータ

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6226196

(24)【登録日】2017年10月20日

(45)【発行日】2017年11月8日

(54)【発明の名称】回転電機のロータ

(51)【国際特許分類】

   H02K 1/30 20060101AFI20171030BHJP

   H02K 1/27 20060101ALI20171030BHJP

   H02K 1/28 20060101ALI20171030BHJP

【ＦＩ】

   H02K1/30 A

   H02K1/27 501A

   H02K1/28 A

【請求項の数】8

【全頁数】15

(21)【出願番号】特願2014-83774(P2014-83774)

(22)【出願日】2014年4月15日

(65)【公開番号】特開2015-204715(P2015-204715A)

(43)【公開日】2015年11月16日

【審査請求日】2016年6月9日

(73)【特許権者】

【識別番号】000004260

【氏名又は名称】株式会社デンソー

(74)【代理人】

【識別番号】110000604

【氏名又は名称】特許業務法人 共立

(72)【発明者】

【氏名】高橋 裕樹

【審査官】 安池 一貴

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００７−０８９２９１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特許第５４５１９３４（ＪＰ，Ｂ１）

【文献】 米国特許出願公開第２０１４／００９１６６４（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０２Ｋ １／００−１／３４

Ｈ０２Ｋ １５／０３

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

軸方向に積層された複数の鋼板（２０）をかしめ固定することにより形成されてステータに対して径方向に対向配置され、２個で対をなし前記ステータ側に向かうにつれて互いに離間するようにＶ字状に配置された複数対の磁石収容孔（１２）を有するロータコア（１１）と、Ｖ字状に配置された対をなす前記磁石収容孔に収容されてそれぞれ一つの磁極を形成する複数対の磁石（１３）と、を備えた回転電機のロータにおいて、
前記ロータコアは、周方向に隣接し極性が異なる二つの前記磁極の間に位置するｑ軸コア部（１６）に形成されたかしめ部（２１，２１Ｂ，２１Ｃ，２１Ｄ）と、前記ｑ軸コア部と前記磁石との間に形成された第１フラックスバリア（１７）と、対をなす前記磁石収容孔のそれぞれの磁極中心側の端部から前記ロータコアの中心軸線（Ｏ）側に広がる対をなす第２フラックスバリア（１８）と、を有し、
前記かしめ部は、前記第１フラックスバリアと前記かしめ部との最短距離（Ａ）と、前記第２フラックスバリアと前記かしめ部との最短距離（Ｂ）とが等距離となる位置に形成されていることを特徴とする回転電機のロータ。

【請求項2】

前記かしめ部は、かしめ方向から見たときの形状が円形であることを特徴とする請求項１に記載の回転電機のロータ。

【請求項3】

前記かしめ部は、径方向に延びる直線部（２３）又は曲線部を有する形状に形成されていることを特徴とする請求項１に記載の回転電機のロータ。

【請求項4】

前記かしめ部は、周方向に延びる直線部（２４）又は曲線部を有する形状に形成されていることを特徴とする請求項１又は３に記載の回転電機のロータ。

【請求項5】

前記かしめ部は、突出側の少なくとも外周面が隣接する前記鋼板に当接していることを特徴とする請求項１〜４の何れか一項に記載の回転電機のロータ。

【請求項6】

軸方向に積層された複数の鋼板（２０）をかしめ固定することにより形成されてステータに対して径方向に対向配置され、周方向に配列された複数の磁石収容孔（１２）を有するロータコア（１１）と、前記磁石収容孔に収容されて周方向に極性が交互に異なる複数の磁極を形成する複数の磁石（１３）と、を備えた回転電機のロータにおいて、
前記磁石収容孔は、長辺が周方向に延びかつ短辺が径方向に延びるように断面長方形状に形成されており、
前記ロータコアは、周方向に隣接し極性が異なる二つの前記磁極の間に位置するｑ軸コア部（１６）に形成されたかしめ部（２１Ｅ，２１Ｆ，２１Ｇ）を有し、
前記かしめ部は、前記磁石収容孔の前記ｑ軸コア部側の短辺の一端と前記かしめ部との最短距離（Ｃ）と、該短辺の他端と前記かしめ部との最短距離（Ｄ）とが等距離となる位置に形成されていることを特徴とする回転電機のロータ。

【請求項7】

前記ロータコアは、２個で対をなし前記ステータ側に向かうにつれて互いに離間するようにＶ字状に配置された複数対の磁石収容孔（１２）と、Ｖ字状に配置された対をなす前記磁石収容孔に収容されてそれぞれ一つの磁極を形成する複数対の磁石（１３）と、を有することを特徴とする請求項６に記載の回転電機のロータ。

【請求項8】

軸方向に積層された複数の鋼板（２０）をかしめ固定することにより形成されてステータに対して径方向に対向配置され、２個で対をなし前記ステータ側に向かうにつれて互いに離間するようにＶ字状に配置された複数対の磁石収容孔（１２）を有するロータコア（１１）と、Ｖ字状に配置された対をなす前記磁石収容孔に収容されてそれぞれ一つの磁極を形成する複数対の磁石（１３）と、を備えた回転電機のロータにおいて、
前記ロータコアは、周方向に隣接し極性が異なる二つの前記磁極の間に位置するｑ軸コア部（１６）に形成されたかしめ部（２１，２１Ｂ，２１Ｃ，２１Ｄ）と、前記ｑ軸コア部と前記磁石との間に形成された第１フラックスバリア（１７）と、を有し、
前記かしめ部は、前記第１フラックスバリアの外周側の角部と前記かしめ部との最短距離（Ｃ）と、前記第１フラックスバリアの内周側の角部と前記かしめ部との最短距離（Ｄ）とが等距離となる位置に形成されていることを特徴とする回転電機のロータ。

【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の車両に搭載されて電動機や発電機として用いられる回転電機のロータに関する。

【背景技術】

【0002】

従来、車両等に搭載されて使用される回転電機として、ロータの内部に磁石を埋め込んだ構造をもつ回転界磁形式の同期モータ（以下、「ＩＰＭモータ」という。）が知られている。このＩＰＭモータは、ロータの磁化によるリラクタンストルクと磁石の磁化によるトルクの両方を利用することができるので高効率であることから、ハイブリッド車両や電気自動車等に好適に採用されている。

【0003】

このようなＩＰＭモータは、ステータと、ステータと径方向に対向配置されるロータとを備えている。そして、ロータとして、複数の鋼板を軸方向に積層してかしめ固定することにより形成されて、２個で対をなしステータ側に向かうにつれて互いに離間するようＶ字状に配置された複数対の磁石収容孔を有するロータコアと、Ｖ字状に配置された対をなす磁石収容孔に収容されてそれぞれ一つの磁極を形成する複数対の磁石とを備えたもの知られている。

【0004】

そして、特許文献１には、ロータコアのｄ軸上に磁気的空隙部としての中央バリア（フラックスバリア）を設けて、ｄ軸インダクタンスとｑ軸インダクタンスの差を大きくすることによりリラクタンストルクを得る技術が開示されている。また、特許文献２には、軸方向に積層された複数の鋼板をかしめ固定して形成するロータコアの製造方法及び装置が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２０１１−２１１８６０号公報

【特許文献2】特開平６−２８４６４９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

ところで、上記の特許文献１に開示されたロータの構造では、ｄ軸インダクタンスの低減効果や、中央バリアへの磁束漏れ抑制効果を得ることができるが、大きな遠心力が作用したときにロータを裁断しようとする力が大きくなっているという問題がある。

【0007】

一方、複数の鋼板を軸方向に積層して形成されるロータコアを、特許文献２等に開示されたかしめの技術を採用して固定した場合には、かしめ部と中央バリアとの間で応力集中が起きる。このとき、遠心応力や、ロータコアと磁石との線膨張係数の差による熱応力の影響により、大きな応力集中が起きる。

【0008】

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、複数の鋼板を軸方向に積層してかしめ固定することにより形成されるロータコアにおいて、応力集中を緩和し得るようにした回転電機のロータを提供することを解決すべき課題とする。

【課題を解決するための手段】

【0009】

上記課題を解決するためになされた第一の発明は、
軸方向に積層された複数の鋼板（２０）をかしめ固定することにより形成されてステータに対して径方向に対向配置され、２個で対をなし前記ステータ側に向かうにつれて互いに離間するようにＶ字状に配置された複数対の磁石収容孔（１２）を有するロータコア（１１）と、Ｖ字状に配置された対をなす前記磁石収容孔に収容されてそれぞれ一つの磁極を形成する複数対の磁石（１３）と、を備えた回転電機のロータにおいて、
前記ロータコアは、周方向に隣接し極性が異なる二つの前記磁極の間に位置するｑ軸コア部（１６）に形成されたかしめ部（２１，２１Ｂ，２１Ｃ，２１Ｄ）と、前記ｑ軸コア部と前記磁石との間に形成された第１フラックスバリア（１７）と、対をなす前記磁石収容孔のそれぞれの磁極中心側の端部から前記ロータコアの中心軸線（Ｏ）側に広がる対をなす第２フラックスバリア（１８）と、を有し、
前記かしめ部は、前記第１フラックスバリアと前記かしめ部との最短距離（Ａ）と、前記第２フラックスバリアと前記かしめ部との最短距離（Ｂ）とが等距離となる位置に形成されていることを特徴とする。
ことを特徴とする。

【0010】

本発明によれば、周方向に隣接し極性が異なる二つの磁極の間に位置するｑ軸コア部に形成されたかしめ部は、ｑ軸コア部と磁石との間に形成された第１フラックスバリアとの最短距離と、対をなす磁石収容孔のそれぞれの磁極中心側の端部からロータコアの中心軸線側に広がる対をなす第２フラックスバリアとの最短距離とが等距離となる位置に形成されている。そのため、第１フラックスバリア及び第２フラックスバリアとかしめ部との間に発生する応力集中を効果的に低減することができる。これにより、遠心応力や、ロータコアと磁石との線膨張係数の差による熱応力の影響により、大きな応力集中が起きるのを回避することができる。

【0011】

上記課題を解決するためになされた第二の発明は、
軸方向に積層された複数の鋼板（２０）をかしめ固定することにより形成されてステータに対して径方向に対向配置され、周方向に配列された複数の磁石収容孔（１２）を有するロータコア（１１）と、前記磁石収容孔に収容されて周方向に極性が交互に異なる複数の磁極を形成する複数の磁石（１３）と、を備えた回転電機のロータにおいて、
前記磁石収容孔は、長辺が周方向に延びかつ短辺が径方向に延びるように断面長方形状に形成されており、
前記ロータコアは、周方向に隣接し極性が異なる二つの前記磁極の間に位置するｑ軸コア部（１６）に形成されたかしめ部（２１Ｅ，２１Ｆ，２１Ｇ）を有し、
前記かしめ部は、前記磁石収容孔の前記ｑ軸コア部側の短辺の一端と前記かしめ部との最短距離（Ｃ）と、該短辺の他端と前記かしめ部との最短距離（Ｄ）とが等距離となる位置に形成されていることを特徴とする。

【0012】

本発明によれば、周方向に隣接し極性が異なる二つの磁極の間に位置するｑ軸コア部に形成されたかしめ部は、長辺が周方向に延びかつ短辺が径方向に延びる断面長方形状の磁石収容孔のｑ軸コア部側の短辺の一端との最短距離と、その短辺の他端との最短距離とが等距離となる位置に形成されている。そのため、磁石収容孔とかしめ部との間に発生する応力集中を効果的に低減することができる。これにより、遠心応力や、ロータコアと磁石との線膨張係数の差による熱応力の影響により、大きな応力集中が起きるのを回避することができる。
また、上記課題を解決するためになされた第三の発明は、
軸方向に積層された複数の鋼板（２０）をかしめ固定することにより形成されてステータに対して径方向に対向配置され、２個で対をなし前記ステータ側に向かうにつれて互いに離間するようにＶ字状に配置された複数対の磁石収容孔（１２）を有するロータコア（１１）と、Ｖ字状に配置された対をなす前記磁石収容孔に収容されてそれぞれ一つの磁極を形成する複数対の磁石（１３）と、を備えた回転電機のロータにおいて、
前記ロータコアは、周方向に隣接し極性が異なる二つの前記磁極の間に位置するｑ軸コア部（１６）に形成されたかしめ部（２１，２１Ｂ，２１Ｃ，２１Ｄ）と、前記ｑ軸コア部と前記磁石との間に形成された第１フラックスバリア（１７）と、を有し、
前記かしめ部は、前記第１フラックスバリアの外周側の角部と前記かしめ部との最短距離（Ｃ）と、前記第１フラックスバリアの内周側の角部と前記かしめ部との最短距離（Ｄ）とが等距離となる位置に形成されていることを特徴とする。
本発明によれば、周方向に隣接し極性が異なる二つの磁極の間に位置するｑ軸コア部に形成されたかしめ部は、ｑ軸コア部と磁石との間に形成された第１フラックスバリアの外周側の角部との最短距離と、その第１フラックスバリアの内周側の角部との最短距離とが等距離となる位置に形成されている。そのため、第１フラックスバリアとかしめ部との間に発生する応力集中を効果的に低減することができる。これにより、遠心応力や、ロータコアと磁石との線膨張係数の差による熱応力の影響により、大きな応力集中が起きるのを回避することができる。

【0013】

なお、この欄及び特許請求の範囲で記載された各部材や部位の後の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的な部材や部位との対応関係を示すものであり、特許請求の範囲に記載された各請求項の構成に何ら影響を及ぼすものではない。

【図面の簡単な説明】

【0014】

【図1】実施形態１に係る回転電機のロータの平面図である。

【図2】実施形態１に係る回転電機のロータにおいて２つの磁極を含む範囲の部分平面図である。

【図3】実施形態１に係る回転電機のロータのかしめ部の断面図である。

【図4】実施形態２に係る回転電機のロータにおいて２つの磁極を含む範囲の部分平面図である。

【図5】実施形態２に係る回転電機のロータのかしめ部を拡大して示す拡大平面図である。

【図6】実施形態３に係る回転電機のロータにおいて２つの磁極を含む範囲の部分平面図である。

【図7】実施形態３に係る回転電機のロータのかしめ部を拡大して示す拡大平面図である。

【図8】実施形態４に係る回転電機のロータにおいて２つの磁極を含む範囲の部分平面図である。

【図9】実施形態４に係る回転電機のロータのかしめ部を拡大して示す拡大平面図である。

【図10】実施形態５に係る回転電機のロータにおいて２つの磁極を含む範囲の部分平面図である。

【図11】実施形態６に係る回転電機のロータにおいて２つの磁極を含む範囲の部分平面図である。

【図12】実施形態７に係る回転電機のロータにおいて２つの磁極を含む範囲の部分平面図である。

【発明を実施するための形態】

【0015】

以下、本発明に係る回転電機のロータの実施形態について図面を参照して具体的に説明する。

【0016】

〔実施形態１〕
実施形態１に係る回転電機のロータについて図１〜図３を参照して説明する。実施形態１のロータ１０Ａは、例えば車両用モータとして使用される回転電機（図示せず）に搭載されるものであって、回転電機のハウジング内において、ステータ（図示せず）の内周側に回転自在に収容配置されている。回転電機は、ハウジングに軸受を介して両端部を回転自在に支持された回転軸（図示せず）を有し、実施形態１のロータ１０Ａは、この回転軸の外周面に嵌合固定されている。

【0017】

実施形態１のロータ１０Ａは、ステータに対して径方向に対向配置され、周方向に配列された複数の磁石収容孔１２を有するロータコア１１と、各磁石収容孔１２にそれぞれ埋設された複数の磁石（永久磁石）１３と、を備えている。

【0018】

ロータコア１１は、中央に貫通孔１１ａを有する円環状の鋼板２０を軸方向に複数積層して厚肉円筒状に形成されている。このロータコア１１は、回転軸の外周に貫通孔１１ａを嵌合することにより固定されている。このロータコア１１の、ステータの内周面と対向する外周面側には、軸方向に貫通する複数（実施形態１では２４個）の磁石収容孔１２が周方向に所定距離を隔てて設けられている。

【0019】

実施形態１の場合、磁石収容孔１２は、２個で対をなし外周側に向かうにつれて互いに離間するようにＶ字状に配置された複数対（合計１２対）の磁石収容孔１２により構成されている。一対の磁石収容孔１２，１２の間には、当該部位に磁束飽和を起こさせ、磁気回路の形成を阻害させるための中央ブリッジ１５が略一定の幅で径方向に延伸するよう形成されている。

【0020】

各磁石収容孔１２には、ロータコア１１の中心軸線Ｏと直角方向の断面形状が長方形の磁石（永久磁石）１３が１個ずつ収容されている。実施形態１の場合、Ｖ字状に配置された一対の磁石収容孔１２，１２に収容された一対の磁石１３，１３により一つの磁極が形成されている。この場合、１２対の磁石１３，１３によって、周方向に極性が交互に異なる複数の磁極（実施形態１では１２極（Ｎ極：６、Ｓ極：６））が形成されている。各磁石収容孔１２に収容された磁石１３は、径方向外方側端面と磁極中心側端面とが交わる角部１３ａが中央ブリッジ１５の径方向外方側の根元部に当接した状態で位置決めされている。

【0021】

なお、ロータ１０Ａの１磁極分において、一対の磁石収容孔１２，１２は、ロータコア１１の中心軸線Ｏと磁極中心とを通る磁極中心線Ｃ１に対して線対称となる状態に形成されている。また、１つの磁極を形成する一対の磁石１３，１３は、磁極中心線Ｃ１に対して線対称となる状態（外周側が開くＶ字状）に配置されている。

【0022】

ロータコア１１の周方向に隣接する二つの磁極の間には、磁極間から他の磁極間へ磁束が流れる部位となるｑ軸コア部１６が形成されている。そして、各磁石収容孔１２に収容された磁石１３とｑ軸コア部１６との間、即ち、各磁石収容孔１２のｑ軸コア部１６側には、磁気的空隙部としての第１フラックスバリア１７が設けられている。第１フラックスバリア１７の周方向外側は、ｑ軸コア部１６の周方向中心と中心軸線Ｏとを通るｑ軸中心線Ｌ１から第１フラックスバリア１７までの周方向幅がＷ１となる位置まで広がっている。ここでの周方向幅Ｗ１は、ｑ軸中心線Ｌ１から第１フラックスバリア１７まで最短距離となる位置での周方向幅である。実施形態１の場合、周方向幅Ｗ１は、ｑ軸中心線Ｌ１とこれに平行な平行線Ｌ２との離間距離となっている。

【0023】

なお、各磁石収容孔１２に収容された磁石１３は、第１フラックスバリア１７、並びに各磁石収容孔１２の径方向外方側壁面及び内方側壁面との間の微小な隙間に充填された樹脂等の非磁性体よりなる充填材（図示せず）により、磁石収容孔１２に固定保持されている。

【0024】

対をなす磁石収容孔１２，１２のそれぞれの磁極中心側には、それぞれの磁石収容孔１２，１２の磁極中心側端部から中心軸線Ｏ側に広がる対をなす第２フラックスバリア１８，１８が設けられている。対をなす第２フラックスバリア１８，１８の間には、対をなす磁石収容孔１２，１２の間に形成された中央ブリッジ１５が中心軸線Ｏに向かって延長するように形成されている。各第２フラックスバリア１８は、中心軸線Ｏから一対の磁石１３，１３までのそれぞれ最短距離に位置する角部１３ｂ，１３ｂを結ぶ線分よりも中心軸線Ｏ側に広がっている。

【0025】

より具体的には、各第２フラックスバリア１８は、ロータコア１１の内周面までの距離がＷ３となる位置まで広がっている。即ち、ロータコア１１の内周側に位置する円環部１９の内周面から第２フラックスバリア１８までの径方向幅がＷ３となる位置まで広がっている。ここでの径方向幅Ｗ３は、円環部１９の内周面から第２フラックスバリア１８まで最短距離となる位置での径方向幅である。この径方向幅Ｗ３は、周方向幅Ｗ１と同等以上になるように設定されている。

【0026】

また、各第２フラックスバリア１８は、点Ａ及び点Ｂよりも周方向外側に広がるように形成されている。即ち、各第２フラックスバリア１８の周方向外側は、ｑ軸中心線Ｌ１から第２フラックスバリア１８までの周方向幅がＷ２となる位置まで広がっている。ここでの周方向幅Ｗ２は、ｑ軸中心線Ｌ１から第２フラックスバリア１８まで最短距離となる位置での周方向幅である。実施形態１の場合、周方向幅Ｗ２は、ｑ軸中心線Ｌ１とこれに平行な平行線Ｌ２との離間距離となっている。この周方向幅Ｗ２は、周方向幅Ｗ１と同等以上になるように設定され、実施形態１では、周方向幅Ｗ２と周方向幅Ｗ１が同等にされている。

【0027】

そして、ロータコア１１のｑ軸コア部１６には、軸方向に積層された複数の鋼板２０を固定するかしめ部２１が形成されている。実施形態１のかしめ部２１は、かしめ方向（図１、図２の手前側）から見たときの形状が円形となるように形成されている。このかしめ部２１は、第１フラックスバリア１７及び第２フラックスバリア１８から等距離となる位置に形成されている。即ち、かしめ部２１は、図２に示すように、第１フラックスバリア１７とかしめ部２１の間の最短距離Ａと、第２フラックスバリア１８とかしめ部２１の間の最短距離Ｂが、同等（Ａ＝Ｂ）となる位置に形成されている。なお、実施形態１の場合には、かしめ部２１の中心がｑ軸中心線Ｌ１上に位置している。

【0028】

また、このかしめ部２１は、図３に示すように、かしめ加工が施された円形の部位がかしめ方向と反対側の面（図３の下方側の面）から突出して、その突出部が隣接する鋼板２０のかしめ部２１の突出背面側に形成された凹部内に入り込んだ状態になっている。これにより、かしめ部２１の突出側の少なくとも外周面が、突出側に隣接する鋼板２０のかしめ部２１の凹部内周面に当接した状態になり、隣接する鋼板２０同士がかしめ部２１で強固に固定されている。

【0029】

なお、図３には、かしめ方向と反対側の４枚の鋼板２０のみが示され、他の鋼板２０は省略されている。この場合、かしめ方向と反対側の最外層（図３の最下端層）に位置する鋼板２０ａには、円形に形成されるかしめ部２１の直径よりも僅かに小さい直径の円孔２２が設けられている。これにより、最外層の鋼板２０ａに隣接する鋼板２０ｂのかしめ部２１が最外層の鋼板２０ａの円孔２２内に圧入嵌合した状態になり、両鋼板２０ａ，２０ｂが強固に固定されている。

【0030】

以上のように構成された実施形態１のロータ１０Ａによれば、ｑ軸コア部１６に形成されたかしめ部２１は、第１フラックスバリア１７及び第２フラックスバリア１８から等距離となる位置に形成されている。そのため、第１フラックスバリア１７及び第２フラックスバリア１８とかしめ部２１との間に発生する応力集中を効果的に低減することができる。これにより、遠心応力や、ロータコア１１と磁石１３との線膨張係数の差による熱応力の影響により、大きな応力集中が起きるのを回避することができる。

【0031】

また、実施形態１のかしめ部２１は、かしめ方向から見たときの形状が円形であり、応力集中が最も発生し難い形状に形成されているので、応力集中をより確実に回避することができる。

【0032】

また、実施形態１のかしめ部２１は、突出側の外周部の少なくとも角部が隣接する鋼板２０に当接するようにされているので、隣接する鋼板２０同士をかしめ部２１で強固に固定することができる。

【0033】

〔実施形態２〕
実施形態２に係る回転電機のロータ１０Ｂは、図４及び図５に示すように、ロータコア１１を構成する積層された複数の鋼板２０を固定するかしめ部２１Ｂの形状のみが実施形態１のものと異なる。よって、その他の実施形態１と共通する部材や構成についての詳しい説明は省略し、異なる点及び重要な点について説明する。なお、実施形態１と共通する部材については、同じ符号を用いる。

【0034】

実施形態２のロータコア１１は、実施形態１と同様に、磁石収容孔１２、第１フラックスバリア１７及び第２フラックスバリア１８が所定位置に設けられている。そして、ロータコア１１のｑ軸コア部１６には、図４に示すように、長軸が径方向を向くように小判型に形成されたかしめ部２１Ｂが設けられている。即ち、このかしめ部２１Ｂは、かしめ方向から見たときに、径方向に延びる一対の直線部２３，２３を有する小判型形状に形成されている。これにより、周方向にかしめ力が強く働く状態にされている。

【0035】

実施形態２のかしめ部２１Ｂは、実施形態１と同様に、第１フラックスバリア１７及び第２フラックスバリア１８から等距離となる位置に形成されている。即ち、かしめ部２１Ｂは、図４に示すように、第１フラックスバリア１７とかしめ部２１Ｂの間の最短距離Ａと、第２フラックスバリア１８とかしめ部２１Ｂの間の最短距離Ｂが、同等（Ａ＝Ｂ）となる位置に形成されている。なお、実施形態２の場合にも、かしめ部２１Ｂの中心がｑ軸中心線Ｌ１上に位置している。

【0036】

以上のように構成された実施形態２のロータ１０Ｂによれば、第１フラックスバリア１７及び第２フラックスバリア１８とかしめ部２１Ｂとの間に発生する応力集中を効果的に低減することができるなど、実施形態１のロータ１０Ａと同様の作用及び効果を奏する。

【0037】

さらに、実施形態２のかしめ部２１Ｂは、径方向に延びる一対の直線部２３，２３を有する小判型形状に形成されている。これにより、周方向にかしめ力が強く働くようにされているので、ロータコア１１がトルクを受けたときにも、積層された鋼板２０の回転ずれの発生を防止することができる。

【0038】

なお、実施形態２のかしめ部２１Ｂは、径方向に延びる一対の直線部２３，２３を有する小判型に形成されているが、これに代えて、径方向に延びる一対の曲線部を有する楕円型にしてもよい。

【0039】

〔実施形態３〕
実施形態３に係る回転電機のロータ１０Ｃは、図６及び図７に示すように、ロータコア１１を構成する積層された複数の鋼板２０を固定するかしめ部２１Ｃの形状のみが実施形態１のものと異なる。よって、その他の実施形態１と共通する部材や構成についての詳しい説明は省略し、異なる点及び重要な点について説明する。なお、実施形態１と共通する部材については、同じ符号を用いる。

【0040】

実施形態３のロータコア１１は、実施形態１と同様に、磁石収容孔１２、第１フラックスバリア１７及び第２フラックスバリア１８が所定位置に設けられている。そして、ロータコア１１のｑ軸コア部１６には、図６に示すように、長軸が周方向を向くように小判型に形成されたかしめ部２１Ｃが設けられている。即ち、このかしめ部２１Ｃは、かしめ方向から見たときに、周方向に延びる一対の直線部２４，２４を有する小判型形状に形成されている。これにより、径方向にかしめ力が強く働く状態にされている。

【0041】

実施形態３のかしめ部２１Ｃは、実施形態１と同様に、第１フラックスバリア１７及び第２フラックスバリア１８から等距離となる位置に形成されている。即ち、かしめ部２１Ｃは、図６に示すように、第１フラックスバリア１７とかしめ部２１Ｃの間の最短距離Ａと、第２フラックスバリア１８とかしめ部２１Ｃの間の最短距離Ｂが、同等（Ａ＝Ｂ）となる位置に形成されている。なお、実施形態３の場合にも、かしめ部２１Ｃの中心がｑ軸中心線Ｌ１上に位置している。

【0042】

以上のように構成された実施形態３のロータ１０Ｃによれば、第１フラックスバリア１７及び第２フラックスバリア１８とかしめ部２１Ｃとの間に発生する応力集中を効果的に低減することができるなど、実施形態１のロータ１０Ａと同様の作用及び効果を奏する。

【0043】

さらに、実施形態３のかしめ部２１Ｃは、周方向に延びる一対の直線部２４を有する小判型形状に形成されている。これにより、周方向にかしめ力が強く働くようにされているので、積層された複数の鋼板２０間に製造公差などによる重量差ができて遠心力差が発生しても、それぞれに抑え合うようにすることができる。

【0044】

なお、実施形態３のかしめ部２１Ｃは、周方向に延びる一対の直線部２４，２４を有する小判型に形成されているが、これに代えて、周方向に延びる一対の曲線部を有する楕円型にしてもよい。なお、曲線部は、ロータコア１１の外径の曲率と同じ程度以下の曲率で形成されているのが好ましい。

【0045】

〔実施形態４〕
実施形態４に係る回転電機のロータ１０Ｄは、図８及び図９に示すように、ロータコア１１を構成する積層された複数の鋼板２０を固定するかしめ部２１Ｄの形状のみが実施形態１のものと異なる。よって、その他の実施形態１と共通する部材や構成についての詳しい説明は省略し、異なる点及び重要な点について説明する。なお、実施形態１と共通する部材については、同じ符号を用いる。

【0046】

実施形態４のロータコア１１は、実施形態１と同様に、磁石収容孔１２、第１フラックスバリア１７及び第２フラックスバリア１８が所定位置に設けられている。そして、ロータコア１１のｑ軸コア部１６には、図８に示すように、かしめ方向から見たときの形状が矩形のかしめ部２１Ｄが設けられている。即ち、このかしめ部２１Ｄは、径方向に延びる一対の直線部２３，２３及び周方向に延びる一対の直線部２４，２４を有する矩形形状に形成されている。実施形態４の場合、径方向に延びる一対の直線部２３，２３と周方向に延びる一対の直線部２４，２４は、同じ長さに設定されている。かしめ部２１Ｄの４箇所の角部は、所定の曲率で湾曲した湾曲面にされている。

【0047】

実施形態４のかしめ部２１Ｄは、実施形態１と同様に、第１フラックスバリア１７及び第２フラックスバリア１８から等距離となる位置に形成されている。即ち、かしめ部２１Ｄは、図８に示すように、第１フラックスバリア１７とかしめ部２１Ｄの間の最短距離Ａと、第２フラックスバリア１８とかしめ部２１Ｄの間の最短距離Ｂが、同等（Ａ＝Ｂ）となる位置に形成されている。なお、実施形態４の場合にも、かしめ部２１Ｄの中心がｑ軸中心線Ｌ１上に位置している。

【0048】

以上のように構成された実施形態４のロータ１０Ｄによれば、第１フラックスバリア１７及び第２フラックスバリア１８とかしめ部２１Ｄとの間に発生する応力集中を効果的に低減することができるなど、実施形態１のロータ１０Ａと同様の作用及び効果を奏する。

【0049】

さらに、実施形態４のかしめ部２１Ｄは、径方向に延びる一対の直線部２３，２３及び周方向に延びる一対の直線部２４，２４を有する矩形形状に形成されている。これにより、周方向及び径方向の両方向にかしめ力が強く働くようにされているので、実施形態２及び実施形態３の両方の作用及び効果をバランス良く奏することができる。

【0050】

なお、実施形態４のかしめ部２１Ｄは、径方向に延びる一対の直線部２３，２３と周方向に延びる一対の直線部２４，２４が同じ長さに設定されているが、何れか一方の長さが何れか他方よりも長くなるように、バランスを考慮して適宜変更してもよい。

【0051】

〔実施形態５〕
実施形態５に係る回転電機のロータ１０Ｅは、図１０に示すように、磁極数が８極（Ｎ極：４、Ｓ極：４）である点、各磁極に１個ずつ磁石１３が配置されている点、第１フラックスバリア１７及び第２フラックスバリア１８を有しない点で、実施形態１のものと大きく異なる。よって、実施形態１と共通する部材や構成についての詳しい説明は省略し、異なる点及び重要な点について説明する。なお、実施形態１と共通する部材については、同じ符号を用いる。

【0052】

実施形態５のロータコア１１は、周方向に配列された８個の磁石収容孔１２を有する。磁石収容孔１２は、軸直角方向の断面形状が長方形であり、長辺が周方向に延び、短辺が径方向に延びるように形成されている。各磁石収容孔１２には、周方向に極性が交互に異なる複数（８個）の磁極を形成するように磁石１３が１個ずつ埋設されている。

【0053】

実施形態５の場合、磁石収容孔１２と磁石１３の軸直角方向の断面形状が略同じ大きさに形成されている。よって、実施形態１のロータコア１１に設けられていた、第１フラックスバリア１７及び第２フラックスバリア１８に相当するものは、実施形態５のロータコア１１には存在していない。

【0054】

ロータコア１１のｑ軸コア部１６には、軸方向に積層された複数の鋼板２０を固定するかしめ部２１Ｅが形成されている。実施形態５のかしめ部２１Ｅは、実施形態１のかしめ部２１と同様に、かしめ方向（図１０の手前側）から見たときの形状が円形となるように形成されている。このかしめ部２１Ｅは、磁石収容孔１２のｑ軸コア部１６側の短辺から等距離となる位置に形成されている。即ち、かしめ部２１Ｅは、図１０に示すように、ｑ軸コア部１６側の短辺の一端とかしめ部２１Ｅの間の最短距離Ｃと、ｑ軸コア部１６側の短辺の他端とかしめ部２１Ｅの間の最短距離Ｄが、同等（Ｃ＝Ｄ）となる位置に形成されている。なお、実施形態５の場合にも、かしめ部２１Ｅの中心がｑ軸中心線Ｌ１上に位置している。

【0055】

以上のように構成された実施形態５のロータ１０Ｅによれば、ｑ軸コア部１６に形成されたかしめ部２１Ｅは、周方向に隣接し極性が異なる磁石１３をそれぞれ収容する二つの磁石収容孔１２から等距離となる位置に形成されている。そのため、磁石収容孔１２とかしめ部２１Ｅとの間に発生する応力集中を効果的に低減することができる。これにより、遠心応力や、ロータコア１１と磁石１３との線膨張係数の差による熱応力の影響により、大きな応力集中が起きるのを回避することができる。

【0056】

また、実施形態５のかしめ部２１Ｅは、かしめ方向から見たときの形状が円形であり、応力集中が最も発生し難い形状に形成されているので、応力集中をより確実に回避することができるなど、実施形態１と同様の作用及び効果を奏する。

【0057】

〔実施形態６〕
実施形態６に係る回転電機のロータ１０Ｆは、図１１に示すように、ロータコア１１に設けられた磁石収容孔１２及びその磁石収容孔１２に埋設された磁石１３の配置方法が、実施形態５のものと異なる。よって、実施形態５と共通する部材や構成についての詳しい説明は省略し、異なる点及び重要な点について説明する。なお、実施形態５と共通する部材については、同じ符号を用いる。

【0058】

実施形態６のロータコア１１は、２個で対をなしステータ側に向かうにつれて互いに離間するようにＶ字状に配置された複数対（８対）の磁石収容孔１２を有する。一対の磁石収容孔１２，１２の間には、略一定の幅で径方向に延伸する中央ブリッジ１５が形成されている。そして、Ｖ字状に配置された一対の磁石収容孔１２，１２に収容された一対の磁石１３，１３によりそれぞれ一つの磁極が形成されている。実施形態６の場合、８対の磁石１３，１３によって、周方向に極性が交互に異なる８極の磁極（Ｎ極：４、Ｓ極：４）が形成されている。

【0059】

ロータコア１１のｑ軸コア部１６には、軸方向に積層された複数の鋼板２０を固定するかしめ部２１Ｆが形成されている。実施形態６のかしめ部２１Ｆは、実施形態５のかしめ部２１Ｅと同様に、かしめ方向（図１１の手前側）から見たときの形状が円形となるように形成され、磁石収容孔１２のｑ軸コア部１６側の短辺から等距離となる位置に形成されている。即ち、かしめ部２１Ｆは、図１１に示すように、ｑ軸コア部１６側の短辺の一端とかしめ部２１Ｆの間の最短距離Ｃと、ｑ軸コア部１６側の短辺の他端とかしめ部２１Ｆの間の最短距離Ｄが、同等（Ｃ＝Ｄ）となる位置に形成されている。なお、実施形態６の場合にも、かしめ部２１Ｆの中心がｑ軸中心線Ｌ１上に位置している。

【0060】

以上のように構成された実施形態６のロータ１０Ｆによれば、磁石収容孔１２とかしめ部２１Ｆとの間に発生する応力集中を効果的に低減することができるなど、実施形態５のロータ１０Ｅと同様の作用及び効果を奏する。

【0061】

〔実施形態７〕
実施形態７に係る回転電機のロータ１０Ｇは、図１２に示すように、ロータコア１１に設けられた磁石収容孔１２の形状が、実施形態６のものと異なる。よって、実施形態６と共通する部材や構成についての詳しい説明は省略し、異なる点及び重要な点について説明する。なお、実施形態６と共通する部材については、同じ符号を用いる。

【0062】

実施形態７のロータコア１１は、２個で対をなしステータ側に向かうにつれて互いに離間するようにＶ字状に配置された複数対（８対）の磁石収容孔１２を有する。一対の磁石収容孔１２，１２の間には、略一定の幅で径方向に延伸する中央ブリッジ１５が形成されている。そして、Ｖ字状に配置された一対の磁石収容孔１２，１２に収容された一対の磁石１３，１３によりそれぞれ一つの磁極が形成されている。実施形態６の場合、８対の磁石１３，１３によって、周方向に極性が交互に異なる８極の磁極（Ｎ極：４、Ｓ極：４）が形成されている。

【0063】

実施形態７のロータコア１１は、各磁石収容孔１２に収容された磁石１３とｑ軸コア部１６との間、即ち、各磁石収容孔１２のｑ軸コア部１６側には、磁気的空隙部としての第１フラックスバリア１７が設けられている。第１フラックスバリア１７の周方向外側は、ｑ軸コア部１６の周方向中心と中心軸線Ｏとを通るｑ軸中心線Ｌ１から第１フラックスバリア１７までの周方向幅がＷ１となる位置まで広がっている。

【0064】

なお、各磁石収容孔１２に収容された磁石１３と中央ブリッジ１５との間には、断面形状が三角形の微少な磁気的空隙部１８ａが設けられているが、この磁気的空隙部１８ａは、実施形態１の第２フラックスバリア１８に相当するものではない。

【0065】

ロータコア１１のｑ軸コア部１６には、軸方向に積層された複数の鋼板２０を固定するかしめ部２１Ｇが形成されている。実施形態７のかしめ部２１Ｇは、実施形態５のかしめ部２１Ｅと同様に、かしめ方向（図１１の手前側）から見たときの形状が円形となるように形成され、隣接する２つの第１フラックスバリア１７から等距離となる位置に形成されている。即ち、かしめ部２１Ｇは、図１２に示すように、第１フラックスバリア１７の外周側の角部とかしめ部２１Ｇの間の最短距離Ｃと、第１フラックスバリア１７の内周側の角部とかしめ部２１Ｇの間の最短距離Ｄが、同等（Ｃ＝Ｄ）となる位置に形成されている。なお、実施形態７の場合にも、かしめ部２１Ｇの中心がｑ軸中心線Ｌ１上に位置している。

【0066】

以上のように構成された実施形態７のロータ１０Ｇによれば、第１フラックスバリア１７とかしめ部２１Ｇとの間に発生する応力集中を効果的に低減することができるなど、実施形態５のロータ１０Ｅと同様の作用及び効果を奏する。

【0067】

また、実施形態７のロータコア１１は、磁石収容孔１２に収容された磁石１３とｑ軸コア部１６との間に形成された第１フラックスバリア１７を有するため、実施形態６のロータ１０Ｆに比べて、モータ損失を低減することができる。

【0068】

なお、実施形態７のロータコア１１に設けられた第１フラックスバリア１７は、実施形態５のロータコア１１に対しても設けることができ、この第１フラックスバリア１７を設けることによって、実施形態７と同様の作用及び効果を得ることができる。

【0069】

〔他の実施形態〕
本発明は、上記の実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変更することが可能である。

【0070】

例えば、上記の実施形態では、本発明に係る回転電機のロータを車両用モータのロータに適用した例を説明したが、車両に搭載されて電動機や発電機として使用される回転電機のロータ、あるいは両者を選択的に使用し得る回転電機のロータにも、本発明を適用することができる。

【符号の説明】

【0071】

１０Ａ〜１０Ｇ…ロータ、 １１…ロータコア、 １２…磁石収容孔、 １３…磁石、 １５…中央ブリッジ、 １６…ｑ軸コア部、 １７…第１フラックスバリア、 １８…第２フラックスバリア、 ２０…鋼板、 ２１，２１Ｂ〜２１Ｇ…かしめ部、 ２３…径方向に延びる直線部、 ２４…周方向に延びる直線部、 Ｏ…中心軸線。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】