(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
回転子鉄心に永久磁石が組み込まれた回転電機の回転子において、前記回転子鉄心には、前記永久磁石が挿入されており、接着剤によって前記永久磁石が固定された磁石挿入穴と、前記磁石挿入穴の前記回転子鉄心における内径側の端部に設けられた内径側フラックスバリア穴と、前記磁石挿入穴の前記回転子鉄心における外径側の端部に設けられた外径側フラックスバリア穴と、前記内径側フラックスバリア穴および前記外径側フラックスバリア穴の少なくとも何れか一方と前記永久磁石の間に配置された円柱形状の柱状部材を備えており、前記柱状部材が配置される前記内径側フラックスバリア穴あるいは前記外径側フラックスバリア穴においては、前記磁石挿入穴に充填されている前記接着剤の量よりも少ない量の接着剤が充填されていることを特徴とする回転電機の回転子。
【発明を実施するための形態】
【0009】
以下、実施の形態に係る回転電機の回転子に関して、図面に基づいて説明する。各図において、同一または相当部分については、同一符号を付している。
【0010】
実施の形態1.
図1は実施の形態1に係る回転電機の回転子を示す平面図である。
図2は実施の形態1に係る回転子の一部分を示す部分平面図である。
回転子1は、回転子鉄心片を積層することで構成される回転子鉄心2と、回転子鉄心2に組み込まれた永久磁石3と、柱状部材として内径側柱状部材4aおよび外径側柱状部材4b備えている。
回転子鉄心2には、回転子1の1極を構成する少なくとも1対の磁石挿入穴5がV字配置となるように設けられ、この磁石挿入穴5は回転子1の軸方向に永久磁石3を挿入できる深さを有している。
【0011】
1対の磁石挿入穴5は内周側よりも外周側のほうがお互いの間隔が広くなるようにV字状に形成されており、磁石挿入穴5の回転子鉄心における内径側の端部には内径側フラックスバリア穴6aが、磁石挿入穴5の回転子鉄心における外径側の端部には外径側フラックスバリア穴6bがそれぞれ設けられている。永久磁石3は磁石挿入穴5に挿入されており、熱硬化性の接着剤7が永久磁石3と磁石挿入穴5との隙間に充填されている。
【0012】
柱状部材は内径側柱状部材4aおよび外径側柱状部材4bで構成されていて、内径側柱状部材4aは内径側フラックスバリア穴6aと永久磁石3の間に配置されており、外径側柱状部材4bは外径側フラックスバリア穴6bと永久磁石3の間に配置されていて、接着剤7が内径側フラックスバリア穴6aおよび外径側フラックスバリア穴6bに流れ込むのを阻止する。
【0013】
上記構成によれば内径側フラックスバリア穴6aと永久磁石3の間に配置された内径側柱状部材4aによって内径側フラックスバリア穴6aに接着剤7が充填されることが抑制され、また、外径側フラックスバリア穴6bと永久磁石3の間に配置された外径側柱状部材4bによって外径側フラックスバリア穴6bに接着剤が充填されることが抑制されため、永久磁石3を固定するために回転子鉄心2と永久磁石3の隙間に充填する接着剤の使用量を減らすことが可能となり、接着剤の材料費を低減することおよび接着剤を硬化させる時間を短縮し生産性を向上させることができる。
【0014】
上記の実施の形態では、柱状部材として内径側柱状部材4aおよび外径側柱状部材4bの両方を設けた構成であるが、内径側柱状部材4aおよび外径側柱状部材4bの何れか一方を柱状部材として設けるように構成されたものであってもよく、同様の効果を得ることができる。
【0015】
図8は実施の形態1における回転子を製造する方法を説明するためのフローチャートである。
まず、電磁鋼板加工工程S10において、回転子鉄心2を構成する回転子鉄心片が母材である電磁鋼板から打ち抜かれるとともに磁石挿入穴5、内径側フラックスバリア穴6a、外径側フラックスバリア穴6bが形成される。
【0016】
電磁鋼板積層工程S11において、電磁鋼板で形成された回転子鉄心片を積層し、回転子鉄心2が構成される。積層された電磁鋼板は、かしめ、接着、溶接等により一体化される。
【0017】
回転子鉄心片を一体化した後、柱状部材挿入工程S12において、磁石挿入穴5に回転子鉄心の積層方向から内径側柱状部材4aおよび外径側柱状部材4bを挿入する。
【0018】
接着剤充填工程S13において、磁石挿入穴5に接着剤7を充填する。このとき内径側柱状部材4aおよび外径側柱状部材4bが挿入されているため、内径側フラックスバリア穴6aおよび外径側フラックスバリア穴6bに接着剤が流れ込むことが抑制される。
【0019】
永久磁石挿入工程S14において、磁石挿入穴5に回転子鉄心2の積層方向から永久磁石3を挿入する。永久磁石3を磁石挿入穴5に挿入することで磁石挿入穴5に充填されていた接着剤の液面が上昇する。接着剤の充填量は、永久磁石3と磁石挿入穴5の隙間に充填されている接着剤の液面が内径側柱状部材4aおよび外径側柱状部材4bの軸方向の高さよりも低くなるようにする。
【0020】
上記製造方法によれば、磁石挿入穴5から内径側フラックスバリア穴6a、外径側フラックスバリア穴6bに接着剤が漏れることを抑制することができる。
【0021】
上記の製造方法は、内径側柱状部材4aおよび外径側柱状部材4bの両方を設けた場合の一例であるが、柱状部材として内径側柱状部材4aおよび外径側柱状部材4bの何れか一方を設けるように構成された回転子の製造方法に適用することも可能であって、同様の効果を得ることができる。
【0022】
実施の形態2.
図3は実施の形態2に係る回転電機の回転子を示す平面図である。
図4は実施の形態2に係る回転子の一部分を示す部分平面図である。
回転子1は、回転子鉄心片を積層することで構成される回転子鉄心2と、回転子鉄心に組み込まれた永久磁石3と、柱状部材として内径側柱状部材4cおよび外径側柱状部材4dを備えている。
回転子鉄心2には、回転子1の1極を構成する少なくとも1対の磁石挿入穴5がV字配置となるように設けられ、この磁石挿入穴5は回転子1の軸方向に永久磁石3を挿入できる深さを有している。
【0023】
1対の磁石挿入穴5は内周側よりも外周側のほうがお互いの間隔が広くなるようにV字状に形成されており、磁石挿入穴5の内径側の端部には内径側フラックスバリア穴6aが、磁石挿入穴5の外径側の端部には外径側フラックスバリア穴6bがそれぞれ設けられている。
【0024】
磁石挿入穴5の外周側には内径側外周柱状部材挿入溝8aおよび外径側外周柱状部材挿入溝8bが設けられている。内径側外周柱状部材挿入溝8aは磁石挿入穴5と内径側フラックスバリア穴6aの間の外周側に、外径側外周柱状部材挿入溝8bは磁石挿入穴5と外径側フラックスバリア穴6bの間の外周側にそれぞれ配置されている。永久磁石3は磁石挿入穴5に挿入されており、熱硬化性の接着剤7が永久磁石3と磁石挿入穴5との隙間に充填されている。
【0025】
柱状部材は内径側柱状部材4cおよび外径側柱状部材4dで構成されている。内径側柱状部材4cは内径側外周柱状部材挿入溝8aに挿入されていて、内径側フラックスバリア穴6aと永久磁石3の間に配置されており、外径側柱状部材4dは外径側外周柱状部材挿入溝8bに挿入されていて、外径側フラックスバリア穴6bと永久磁石3の間に配置されていて、接着剤7が内径側フラックスバリア穴6aおよび外径側フラックスバリア穴6bに流れ込むのを阻止する。
【0026】
上記構成によれば内径側フラックスバリア穴6aと永久磁石3の間に配置された内径側柱状部材4cによって内径側フラックスバリア穴6aに接着剤が充填されることが抑制され、また、外径側フラックスバリア穴6bと永久磁石3の間に配置された外径側柱状部材4dによって外径側フラックスバリア穴6bに接着剤が充填されることが抑制されるため、永久磁石3を固定するために回転子鉄心2と永久磁石3の隙間に充填する接着剤の使用量を減らすことが可能となり、接着剤の材料費を低減することおよび接着剤を硬化させる時間を短縮し生産性を向上させることができる。
【0027】
上記の実施の形態では、柱状部材として内径側柱状部材4cおよび外径側柱状部材4dの両方を設けた構成であるが、内径側柱状部材4cおよび外径側柱状部材4dの何れか一方を柱状部材として設けるように構成されたものであってもよく、同様の効果を得ることができる。
【0028】
図9は実施の形態2における回転子を製造する方法を説明するためのフローチャートである。
まず、電磁鋼板加工工程S20において、回転子鉄心2を構成する回転子鉄心片が母材である電磁鋼板から打ち抜かれるとともに磁石挿入穴5、内径側フラックスバリア穴6a、外径側フラックスバリア穴6b、内径側外周柱状部材挿入溝8a、外径側外周柱状部材挿入溝8bが形成される。
【0029】
電磁鋼板積層工程S21において、電磁鋼板で形成された回転子鉄心片を積層し、回転子鉄心2が構成される。積層された電磁鋼板は、かしめ、接着、溶接等により一体化される。
【0030】
永久磁石、柱状部材結合工程S22において、内径側柱状部材4cおよび外径側柱状部材4dを、篏合、接着、溶着等の固定方法によって永久磁石3に固定して、結合体を形成する。
【0031】
結合体挿入工程S23において、磁石挿入穴5に回転子鉄心2の積層方向から内径側柱状部材4cおよび外径側柱状部材4dと永久磁石3の結合体を挿入する。
内径側柱状部材4cは回転子鉄心2の積層方向から内径側外周柱状部材挿入溝8aに挿入して嵌合することによって積層方向に垂直な平面で位置決めされる。外径側柱状部材4dは、外径側外周柱状部材挿入溝8bに回転子鉄心2の積層方向から挿入して篏合することによって位置決めされる。
【0032】
接着剤充填工程S24において、磁石挿入穴5に接着剤7を充填する。このとき内径側柱状部材4cおよび外径側柱状部材4dが磁石挿入穴5、内径側外周柱状部材挿入溝8a、外径側外周柱状部材挿入溝8bに挿入されているため、内径側フラックスバリア穴6aおよび外径側フラックスバリア穴6bに接着剤が流れ込むことが抑制される。
接着剤の充填量は、永久磁石3と磁石挿入穴5の隙間に充填されている接着剤の液面が内径側柱状部材4aおよび外径側柱状部材4dの軸方向の高さよりも低くなるようにする。
【0033】
上記の製造方法によれば、磁石挿入穴5から内径側フラックスバリア穴6a、外径側フラックスバリア穴6bに接着剤が漏れることを抑制することができる。
【0034】
上記の製造方法は、内径側柱状部材4cおよび外径側柱状部材4dの両方を設けた場合の一例であるが、柱状部材として内径側柱状部材4cおよび外径側柱状部材4dの何れか一方を設けるように構成された回転子の製造方法に適用することも可能であって、同様の効果を得ることができる。
【0035】
実施の形態3.
図5は実施の形態3に係る回転電機の回転子の一部分を示す部分平面図である。
回転子鉄心2には、回転子1の1極を構成する少なくとも1対の磁石挿入穴5がV字配置となるように設けられ、この磁石挿入穴5は回転子1の軸方向に永久磁石3を挿入できる深さを有している。
【0036】
1対の磁石挿入穴5は内周側よりも外周側のほうがお互いの間隔が広くなるようにV字状に形成されており、磁石挿入穴5の内径側の端部には内径側フラックスバリア穴6aが、磁石挿入穴5の外径側の端部には外径側フラックスバリア穴6bがそれぞれ設けられている。
【0037】
磁石挿入穴5の内周側には内径側内周柱状部材挿入溝8cおよび外径側内周柱状部材挿入溝8dが設けられている。内径側内周柱状部材挿入溝8cは磁石挿入穴5と内径側フラックスバリア穴6aの間の内周側に、外径側内周柱状部材挿入溝8dは磁石挿入穴5と外径側フラックスバリア穴6bの間の内周側にそれぞれ配置されている。永久磁石3は磁石挿入穴5に挿入されており、熱硬化性の接着剤7が永久磁石3と磁石挿入穴5との隙間に充填されている。
【0038】
柱状部材は内径側柱状部材4eおよび外径側柱状部材4fで構成されている。内径側柱状部材4eは内径側内周柱状部材挿入溝8cに挿入されていて、内径側フラックスバリア穴6aと永久磁石3の間に配置されており、外径側柱状部材4fは外径側内周柱状部材挿入溝8dに挿入されていて、外径側フラックスバリア穴6bと永久磁石3の間に配置されていて、接着剤7が内径側フラックスバリア穴6aおよび外径側フラックスバリア穴6bに流れ込むのを阻止する。
【0039】
上記構成によれば内径側フラックスバリア穴6aと永久磁石3の間に配置された内径側柱状部材4eによって内径側フラックスバリア穴6aに接着剤が充填されることが抑制され、また、外径側フラックスバリア穴6bと永久磁石3の間に配置された外径側柱状部材4fによって外径側フラックスバリア穴6bに接着剤が充填されることが抑制されるため、永久磁石3を固定するために回転子鉄心2と永久磁石3の隙間に充填する接着剤の使用量を減らすことが可能となり、接着剤の材料費を低減することおよび接着剤を硬化させる時間を短縮し生産性を向上させることができる。
【0040】
上記の実施の形態では、柱状部材として内径側柱状部材4eおよび外径側柱状部材4fの両方を設けた構成であるが、内径側柱状部材4eおよび外径側柱状部材4fの何れか一方を柱状部材として設けるように構成されたものであってもよく、同様の効果を得ることができる。
【0041】
上記の実施の形態3においても、実施の形態2と同様に
図9のフローチャートに示す製造方法において回転子を製造することができる。
【0042】
実施の形態4.
図6は実施の形態4に係る回転電機の回転子の一部分を示す部分平面図である。
回転子鉄心2には、回転子1の1極を構成する少なくとも1対の磁石挿入穴5がV字配置となるように設けられ、この磁石挿入穴5は回転子1の軸方向に永久磁石3を挿入できる深さを有している。
【0043】
1対の磁石挿入穴5は内周側よりも外周側のほうがお互いの間隔が広くなるようにV字状に形成されており、磁石挿入穴5の内径側の端部には内径側フラックスバリア穴6aが、磁石挿入穴5の外径側の端部には外径側フラックスバリア穴6bがそれぞれ設けられている。
【0044】
磁石挿入穴5の外周側には内径側外周柱状部材挿入溝8aおよび外径側外周柱状部材挿入溝8bが設けられおり、磁石挿入穴5の内周側には内径側内周柱状部材挿入溝8cおよび外径側内周柱状部材挿入溝8dが設けられている。内径側外周柱状部材挿入溝8aは磁石挿入穴5と内径側フラックスバリア穴6aの間の外周側に、外径側外周柱状部材挿入溝8bは磁石挿入穴5と外径側フラックスバリア穴6bの間の外周側にそれぞれ配置されている。また、内径側内周柱状部材挿入溝8cは磁石挿入穴5と内径側フラックスバリア穴6aの間の内周側に、外径側内周柱状部材挿入溝8dは磁石挿入穴5と外径側フラックスバリア穴6bの間の内周側にそれぞれ配置されている。永久磁石3は磁石挿入穴5に挿入されており、熱硬化性の接着剤7が永久磁石3と磁石挿入穴5との隙間に充填されている。
【0045】
柱状部材は内径側柱状部材4gおよび外径側柱状部材4hで構成されている。内径側柱状部材4gは、内径側外周柱状部材挿入溝8aおよび内径側内周柱状部材挿入溝8cに挿入されていて、内径側フラックスバリア穴6aと永久磁石3の間に配置されており、外径側柱状部材4hは外径側外周柱状部材挿入溝8bおよび外径側内周柱状部材挿入溝8dに挿入されていて、外径側フラックスバリア穴6bと永久磁石3の間に配置されており、接着剤7が内径側フラックスバリア穴6aおよび外径側フラックスバリア穴6bに流れ込むのを阻止する。
【0046】
上記構成によれば内径側フラックスバリア穴6aと永久磁石3の間に配置された内径側柱状部材4gによって内径側フラックスバリア穴6aに接着剤が充填されることが抑制され、また、外径側フラックスバリア穴6bと永久磁石3の間に配置された外径側柱状部材4hによって外径側フラックスバリア穴6bに接着剤が充填されることが抑制されるため、永久磁石3を固定するために回転子鉄心2と永久磁石3の隙間に充填する接着剤の使用量を減らすことが可能となり、接着剤の材料費を低減することおよび接着剤を硬化させる時間を短縮し生産性を向上させることができる。
【0047】
上記の実施の形態では、柱状部材として内径側柱状部材4gおよび外径側柱状部材4hの両方を設けた構成であるが、内径側柱状部材4gおよび外径側柱状部材4hの何れか一方を柱状部材として設けるように構成されたものであってもよく、同様の効果を得ることができる。
【0048】
上記の実施の形態4においても、実施の形態2、実施の形態3と同様に
図9のフローチャートに示す製造方法によって回転子を製造することができる。
【0049】
実施の形態5.
図7は実施の形態5に係る回転電機の回転子を示す平面図である。
前記の各実施の形態では、柱状部材として内径側フラックスバリア穴6aあるいは外径側フラックスバリア穴6bと磁石挿入穴5の領域間を区画する仕切りとして機能するように角柱形状の柱状部材を設けた構成であるが、
図7に例示したとおり、軸方向に長手方向を有した円柱形状の柱状部材である内径側柱状部材4iおよび外径側柱状部材4jを概ね内径側フラックスバリア穴6aあるいは外径側フラックスバリア穴6bの領域にかかり、磁石挿入穴5との間の領域に設けた構成としても良い。
このような構成とした場合、円柱形状の内径側柱状部材4iおよび外径側柱状部材4jは内径側フラックスバリア穴6aあるいは外径側フラックスバリア穴6bと永久磁石3との領域間を完全に区画する仕切りとしては機能しないものの、例えば
図9における接着剤充填工程S24にて磁石挿入穴5に接着剤7が充填される際において、円柱形状の内径側柱状部材4iおよび外径側柱状部材4jが配されることにより、内径側フラックスバリア穴6aあるいは外径側フラックスバリア穴6b内に接着剤が充填されることについて、ある程度のレベルにおいて抑制される。従って、接着剤7の配される領域の具体的な図示は省略するが、内径側フラックスバリア穴6aあるいは外径側フラックスバリア穴6b内に接着剤が充填されることが抑制されることになり、結果として、磁石挿入穴5に充填されている接着剤7の量(若しくは体積あたりの充填率)よりも、内径側フラックスバリア穴6aあるいは外径側フラックスバリア穴6b内に充填されている接着剤の量(若しくは体積あたりの充填率)のほうが少ない状態が得られる。
つまり、内径側柱状部材4iおよび外径側柱状部材4jの両側で比較した場合において、永久磁石3に近い側の領域に比べて、永久磁石3から遠い側の領域での接着剤の量(若しくは体積あたりの充填率)が少ない状態、あるいは永久磁石3から遠い側の領域において接着剤が充填されてない状態が得られる。
上記の実施の形態では、柱状部材として内径側柱状部材4iおよび外径側柱状部材4jの両方を設けた構成であるが、内径側柱状部材4iおよび外径側柱状部材4jの何れか一方を柱状部材として設けるように構成されたものであってもよく、同様の効果を得ることができる。
また、本実施の形態5においても、前記各実施の形態と同様に
図8、
図9のフローチャートに示す製造方法を適宜選択して回転子を製造することができる。
【0050】
本願は、様々な例示的な実施の形態及び実施例が記載されているが、1つ、または複数の実施の形態に記載された様々な特徴、態様、及び機能は特定の実施の形態の適用に限られるのではなく、単独で、または様々な組み合わせで実施の形態に適用可能である。
従って、例示されていない無数の変形例が、本願明細書に開示される技術の範囲内において想定される。例えば、少なくとも1つの構成要素を変形する場合、追加する場合または省略する場合、さらには、少なくとも1つの構成要素を抽出し、他の実施の形態の構成要素と組み合わせる場合が含まれるものとする。