特許 7404557 回転電機の回転子

(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】

(24)【登録日】2023-12-15

(45)【発行日】2023-12-25

(54)【発明の名称】回転電機の回転子

(51)【国際特許分類】

   H02K 1/276 20220101AFI20231218BHJP

【ＦＩ】

H02K1/276

【請求項の数】 7

(21)【出願番号】P 2022559302

(86)(22)【出願日】2021-11-05

(86)【国際出願番号】 JP2021040763

(87)【国際公開番号】W WO2023079679

(87)【国際公開日】2023-05-11

【審査請求日】2022-09-28

(73)【特許権者】

【識別番号】000003078

【氏名又は名称】株式会社東芝

(73)【特許権者】

【識別番号】598076591

【氏名又は名称】東芝インフラシステムズ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001737

【氏名又は名称】弁理士法人スズエ国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】久田 秀樹

(72)【発明者】

【氏名】内田 秀範

(72)【発明者】

【氏名】牧野 宏明

【審査官】島倉 理

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１３－０９９０４８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００４－１０４９６２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１４－１５５３５７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０２１－０２７７２４（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０１４／０１０３７７１（ＵＳ，Ａ１）

【文献】中国実用新案第２０８３８６２７０（ＣＮ，Ｕ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０２Ｋ １／２７６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

中心軸線を中心とする円周方向に並ぶ複数の磁極を有し、前記磁極の各々は、前記円周方向に間隔を置いて配置され、それぞれ当該回転子鉄心の外周に軸方向の全長に亘って開口した開口端と閉塞した閉塞端と磁石装填領域と前記磁石装填領域の内周側端と前記閉塞端との間に位置する内周側空隙と前記磁石装填領域の外周側端から延出し前記開口端に繋がる外周側空隙とを有する複数の磁石保持スロットと、前記円周方向において前記複数の磁石保持スロットの相互間に位置する第１鉄心部と、前記複数の磁石保持スロットと前記中心軸線との間に位置する第２鉄心部と、前記第１鉄心部と前記第２鉄心部とを繋いだブリッジと、を有している回転子鉄心と、
それぞれ前記磁石保持スロットの前記磁石装填領域に配置された複数の永久磁石と、
前記磁石保持スロットにおいて前記永久磁石と前記開口端との間の前記外周側空隙および前記永久磁石と前記磁石装填領域の内壁との間の第１隙間に充填され、前記永久磁石および前記磁石保持スロットの内壁に接合された非磁性の充填材と、
を備え、
前記第１隙間は、前記開口端の側に位置し前記外周側空隙に繋がる一端と、前記内周側空隙の側に位置する他端と、を有し、前記回転子鉄心は、前記磁石装填領域の側縁から前記磁石保持スロットに突出し前記第１隙間の前記他端を封止する第１凸部を有している、回転電機の回転子。

【請求項2】

前記磁石保持スロットは、外側縁と、前記外側縁に間隔を置いて対向する内側縁との間に形成され、前記円周方向の前記開口端の幅は、前記間隔よりも小さい、
請求項１に記載の回転電機の回転子。

【請求項3】

前記永久磁石の幅は、前記間隔よりも小さく、かつ、前記開口端の幅よりも大きく形成され、前記永久磁石と前記外側縁との間に前記第１隙間が形成され、前記第１隙間に充填された前記充填材は前記永久磁石および前記外側縁に接合している、
請求項２に記載の回転電機の回転子。

【請求項4】

前記第１凸部は、前記外側縁から前記磁石保持スロットに突出し前記第１隙間の前記他端を封止している、請求項３に記載の回転電機の回転子。

【請求項5】

前記永久磁石と前記内側縁との間に第２隙間が形成され、前記第２隙間に前記充填材が充填され前記永久磁石および前記内側縁に接合している、請求項３に記載の回転電機の回転子。

【請求項6】

前記第２隙間は、前記開口端の側に位置し前記外周側空隙に繋がる一端と、前記内周側空隙の側に位置する他端と、を有し、
前記回転子鉄心は、前記内側縁から前記磁石保持スロットに突出し前記第２隙間の前記他端を封止する第２凸部を有している、請求項５に記載の回転電機の回転子。

【請求項7】

前記回転子鉄心は、前記開口端の開口に突出し前記開口の一部を塞ぐように前記円周方向に延びる凸形状部を有している、請求項１から６のいずれか１項に記載の回転電機の回転子。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

この発明の実施形態は、永久磁石を有する回転電機の回転子に関する。

【背景技術】

【0002】

永久磁石型の回転電機は、円筒状の固定子と、この固定子の内側に回転自在に支持された円柱形状の回転子と、を備えている。回転子は、回転子鉄心と、この回転子鉄心内に埋め込まれた複数の永久磁石と、を備えている。
このような永久磁石型の回転電機として、１磁極当たり２枚の磁石をＶ字状に配置し、かつ、磁石を収容している磁石スロットを回転子鉄心の表面に開放した構成の回転電機が提案されている。上記構成の回転電機では、回転子鉄心のブリッジにおける磁石の磁束漏れを低減し、磁石重量当たりに発生する磁石トルクを増加することが可能となる。あるいは、回転電機のトルクを維持したまま磁石重量を低減することが可能となる。

【0003】

しかしながら、この構成では、大トルクを発生する状況下で、Ｖ字状に配置された磁石の内側に位置する鉄心部に加わる円周方向の電磁力により、磁極中央付近に位置するブリッジに強い曲げ応力が加わる。そのため、ブリッジの強度不足が生じる可能性がある。あるいは、耐応力のためにブリッジを太くした場合、磁束漏れが増加するため、磁石重量の低減が困難となる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特開２０１４－５０２０８号公報

【文献】特開２０１８－８５８１９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

この発明の実施形態の課題は、強度を維持しつつ、小型、軽量化を図ることが可能な永久磁石型の回転電機の回転子を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0006】

この発明の実施形態によれば、回転電機の回転子は、中心軸線を中心とする円周方向に並ぶ複数の磁極を有し、前記磁極の各々は、前記円周方向に間隔を置いて配置され、それぞれ当該回転子鉄心の外周に軸方向の全長に亘って開口した開口端と閉塞した閉塞端と矩形状の磁石装填領域と前記磁石装填領域の内周側端と前記閉塞端との間に位置する内周側空隙と前記磁石装填領域の外周側端から延出し前記開口端に繋がる外周側空隙とを有する複数の磁石保持スロットと、前記円周方向において前記複数の磁石保持スロットの相互間に位置する第１鉄心部と、前記複数の磁石保持スロットと前記中心軸線との間に位置する第２鉄心部と、前記第１鉄心部と前記第２鉄心部とを繋いだブリッジと、を有している回転子鉄心と、それぞれ前記磁石保持スロットの前記磁石装填領域に配置された複数の永久磁石と、前記磁石保持スロットにおいて前記永久磁石と前記開口端との間の前記外周側空隙および前記永久磁石と前記磁石装填領域の内壁との間の第１隙間に充填され、前記永久磁石および前記磁石保持スロットの内壁に接合された非磁性の充填材と、を備えている。前記第１隙間は、前記開口端の側に位置し前記外周側空隙に繋がる一端と、前記内周側空隙の側に位置する他端と、を有し、前記回転子鉄心は、前記磁石装填領域の側縁から前記磁石保持スロットに突出し前記第１隙間の前記他端を封止する第１凸部を有している。

【図面の簡単な説明】

【0007】

【図1】図１は、第１実施形態に係る永久磁石型の回転電機の横断面図。

【図2】図２は、前記回転電機の回転子の一部を拡大して示す横断面図。

【図3】図３は、第２実施形態に係る回転電機の回転子の一部を拡大して示す横断面図。

【図4】図４は、第３実施形態に係る回転電機の回転子の一部を拡大して示す横断面図。

【図5】図５は、第４実施形態に係る回転電機の回転子の一部を拡大して示す横断面図。

【発明を実施するための形態】

【0008】

以下に、図面を参照しながら、この発明の実施形態について説明する。なお、実施形態を通して共通の構成には同一の符号を付すものとし、重複する説明は省略する。また、各図は実施形態とその理解を促すための模式図であり、その形状や寸法、比などは実際の装置と異なる個所があるが、これらは以下の説明と公知の技術を参酌して適宜、設計変更することができる。

【0009】

（第１実施形態）
図１は、第１実施形態に係る永久磁石型の回転電機の横断面図、図２は、回転子の１磁極部分を拡大して示す断面図である。
図１に示すように、回転電機１０は、例えば、インナーロータ型の回転電機として構成されている。回転電機１０は、図示しない固定枠に支持された環状あるいは円筒状の固定子１２と、固定子の内側に中心軸線Ｃの回りで回転自在に、かつ固定子１２と同軸的に支持された回転子１４と、を備えている。回転電機１０は、例えば、ハイブリッド自動車（ＨＥＶ）や電気自動車（ＥＶ）において、駆動モータあるいは発電機に好適に適用される。

【0010】

固定子１２は、円筒状の固定子鉄心１６と固定子鉄心１６に巻き付けられた電機子巻線（コイル）１８とを備えている。固定子鉄心１６は、磁性材、例えば、ケイ素鋼などの円環状の電磁鋼板（鉄心片）を多数枚、同芯状に積層して構成されている。固定子鉄心１６の内周部には、複数のスロット２０が形成されている。複数のスロット２０は、円周方向に等間隔を置いて並んでいる。各スロット２０は、固定子鉄心１６の内周面に開口し、この内周面から放射方向に延出している。また、各スロット２０は、固定子鉄心１６の軸方向の全長に亘って延在している。複数のスロット２０を形成することにより、固定子鉄心１６の外周部は円環状のヨーク部１６ａを構成し、固定子鉄心１６の内周部は、回転子１４に面する複数（例えば、本実施形態では４８個）の固定子ティース２１を構成している。複数の固定子ティース２１は、ヨーク部１６ａから中心軸線Ｃに向かって放射方向に延出している。電機子巻線１８は複数のスロット２０に挿通され、各固定子ティース２１に巻き付けられている。電機子巻線１８に電流を流すことにより、固定子１２（固定子ティース２１）に所定の鎖交磁束が形成される。

【0011】

回転子１４は、両端が図示しない軸受により回転自在に支持された円柱形状のシャフト（回転軸）２２と、このシャフト２２の軸方向ほぼ中央部に固定された円筒形状の回転子鉄心２４と、回転子鉄心２４に埋め込まれた複数の永久磁石Ｍと、を有している。回転子１４は、固定子１２の内側に僅かな隙間（エアギャップ）を置いて同軸的に配置されている。すなわち、回転子１４の外周面は、僅かな隙間をおいて、固定子１２の内周面に対向している。回転子鉄心２４は中心軸線Ｃと同軸的に形成された内孔２５を有している。シャフト２２は内孔２５に挿通および嵌合され、回転子鉄心２４と同軸的に延在している。回転子鉄心２４は、磁性体板、例えば、ケイ素鋼などの円環状の電磁鋼板（鉄心片）を多数枚、同芯状に積層した積層体として構成されている。回転子鉄心２４は、鉄心片の積層方向に延びる前記中心軸線Ｃと、中心軸線Ｃと同軸の外周面と、を有している。

【0012】

本実施形態において、回転子１４は、中心軸線Ｃを中心とする円周方向に並んだ複数の磁極、例えば、８磁極を有している。回転子鉄心２４において、中心軸線Ｃおよび円周方向に隣合う磁極間の境界を通り回転子鉄心２４の径方向に延びる軸をｑ軸、およびｑ軸に対して円周方向に電気的に９０°離間した軸、つまり、磁極の中心と中心軸線Ｃとを通る軸、をｄ軸と称する。固定子１２によって形成される鎖交磁束の流れ易い方向がｑ軸となる。ｄ軸およびｑ軸は、回転子鉄心２４の円周方向に交互に、かつ、所定の位相で設けられている。回転子鉄心２４の１磁極分とは、円周方向に隣合う２本のｑ軸間の領域（１／８周の周角度領域）をいう。これにより、回転子鉄心２４は、８極（磁極）に構成されている。１磁極のうちの円周方向中央がｄ軸となる。

【0013】

図１および図２に示すように、回転子鉄心２４には、１磁極ごとに、複数の永久磁石、例えば、２つの永久磁石Ｍが埋設されている。回転子鉄心２４の円周方向において、各ｄ軸の両側に、永久磁石Ｍを装填するための磁石保持スロット（磁石保持空洞部あるいは磁石埋め込み孔と称する場合もある。）３４が形成されている。２つの永久磁石Ｍは、それぞれ磁石保持スロット３４内に装填および配置され、例えば、接着剤等により回転子鉄心２４に固定されている。

【0014】

図２に示すように、各磁石保持スロット３４は、回転子鉄心２４を軸方向に貫通して形成されている。回転子鉄心２４の中心軸線Ｃと直交する横断面でみた場合、２つの磁石保持スロット３４は、ｄ軸に対して線対称に形成および配置され、例えば、ほぼＶ字状に並んで配置されている。各磁石保持スロット３４は、回転子鉄心２４の外周に開口あるいは開放する開口端と、ｄ軸の近傍に位置し閉塞した閉塞端（他端）とを有している。
フラックスバリアとして機能する各磁石保持スロット３４は、永久磁石Ｍの断面形状に対応した矩形状の磁石装填領域３４ａと、磁石装填領域３４ａの内周側端から延出した内周側空隙３４ｂと、磁石装填領域３４ａの外周側端から延出し回転子鉄心２４の外周に開放した外周側空隙３４ｃと、を有している。外周側空隙３４ｃは、磁石装填領域３４ａからスロットの開口端（開口４０）まで延在している。回転子鉄心２４は、磁石装填領域３４ａの外周側の端において磁石保持スロット３４の内側縁３５ｂから磁石保持スロット３４内に突出した保持突起（段差）３６ａを有している。

【0015】

磁石装填領域３４ａは、平坦な内側縁（内周側長辺）３５ｂと、この内側縁３５ｂと間隔を置いて平行に対向する平坦な外側縁（外周側長辺）３５ａとの間に形成されている。内側縁３５ｂおよび外側縁３５ａは、ｄ軸に対して、９０度よりも小さい角度θで傾斜して延在している。すなわち、磁石装填領域３４ａは、内周側端から外周側端に向かうに従って、ｄ軸からの距離が徐々に広がるように、かつ、内周側端から外周側端に向かうに従って、回転子鉄心２４の外周面からの距離が徐々に短くなるように、傾斜して設けられている。角度θは、図示の例に限定されることなく、任意に変更可能である。
内周側空隙３４ｂは、磁石装填領域３４ａの内周側端（ｄ軸側の端）からｄ軸に向かって延出している。内周側空隙３４ｄは、磁石装填領域３４ａの外側縁３５ａと面一に繋がる外側縁と、磁石装填領域３４ａの内側縁３５ｂと面一に繋がる内側縁と、ｄ軸とほぼ平行に延び外側縁と内側縁とに繋がる端縁３５ｃと、で規定されている。端縁３５ｃは、スロットの閉塞端を構成している。端縁３５ｃは、ｄ軸と間隔を置いてほぼ平行に対向している。

【0016】

外周側空隙３４ｃは、磁石装填領域３４ａの外周側端（回転子鉄心の外周面側の端）から回転子鉄心２４の外周面に向かって延出し、回転子鉄心２４の外周に開放あるいは開口している。外周側空隙３４ｃは、磁石装填領域３４ａの外側縁３５ａの一端から回転子鉄心２４の外周まで外側縁３５ａと面一に延びる外側縁３５ｄと、磁石装填領域３４ａの内側縁３５ｂの一端、ここでは、保持突起３６ａの突出端から回転子鉄心２４の外周まで外側縁３５ａとほぼ平行に延びる内側縁３５ｅと、の間に規定されている。内側縁３５ｅは、保持突起３６ａの高さ分だけ、内側縁３５ｂよりも一段高く、すなわち、外側縁３５ｄの側に近く、保持突起３６ａの突出端から外側縁３５ｄとほぼ平行に延びている。また、内側縁３５ｅは、途中で、外側縁３５ｄの側に屈曲した後、回転子鉄心２４の外周まで延びている。これにより、外周側空隙３４ｃにおいて、磁石装填領域３４ａの側の領域の幅（外側縁３５ｄと内側縁３５ｅとの間の間隔）Ｗ１に対して、開口４０の周方向の幅Ｗ２の方が狭くなっている。なお、開口４０は、上記幅で、回転子鉄心２４の軸方向の全長に亘って開口している。
なお、磁石保持スロット３４の外側縁３５ａ、３５ｄおよび内側縁３５ｂ、３５ｅは、磁石保持スロット３４の内壁に相当している。

【0017】

磁石保持スロット３４の内周側空隙３４ｂおよび外周側空隙３４ｃは、永久磁石Ｍの長手方向両端部から回転子鉄心２４への磁束漏れを抑制する磁気空隙（フラックスバリア）として機能するとともに、回転子鉄心２４の軽量化にも寄与する。

【0018】

永久磁石Ｍは、例えば、横断面が矩形状の細長い平板状に形成され、回転子鉄心２４の軸方向長さとほぼ等しい長さを有している。各永久磁石Ｍは回転子鉄心２４の軸方向のほぼ全長に亘って埋め込まれている。永久磁石Ｍは、軸方向（長手方向）に複数に分割された磁石を組み合わせて構成されてもよく、この場合、複数の磁石の合計の長さが回転子鉄心２４の軸方向長さとほぼ等しくなるように形成される。
図２に示したように、各永久磁石Ｍは、矩形状の断面形状を有し、この断面は、互いに平行に対向する一対の長辺および互いに対向する一対の短辺を有している。永久磁石Ｍの断面形状は、矩形状（長方形）に限らず、平行四辺形としてもよい。

【0019】

永久磁石Ｍは、磁石保持スロット３４の磁石装填領域３４ａに装填され、一方の長辺が外側縁３５ａに隣接対向し、あるいは、当接し、他方の長辺が内側縁３５ｂに隣接対向し、あるいは、当接している。永久磁石Ｍの一方の短辺、すなわち、外周側の短辺の一端部は、保持突起３６ａに当接している。これにより、永久磁石Ｍは、長手方向の位置が位置決めされた状態で磁石装填領域３４ａ内に保持されている。永久磁石Ｍは接着剤等により回転子鉄心２４に固定されてもよい。ｄ軸の両側に位置する２つの永久磁石Ｍは、ほぼＶ字状に並んで配置されている。すなわち、２つの永久磁石Ｍは、内周側端から外周側端に向かうに従って、ｄ軸からの距離が徐々に広がるように、かつ、内周側端から外周側端に向かうに従って、回転子鉄心２４の外周面からの距離が徐々に短くなるように、傾斜して配置されている。

【0020】

各永久磁石Ｍは、長辺に垂直な方向に磁化されている。ｄ軸の円周方向の両側に位置する２つの永久磁石Ｍ、すなわち、１磁極を構成する２つの永久磁石Ｍは、磁化方向が同一となるように配置されている。また、各ｑ軸の円周方向の両側に位置する２つの永久磁石Ｍは、磁化方向が逆向きとなるように配置されている。本実施形態では、回転電機１０は、隣接する１磁極毎に永久磁石ＭのＮ極とＳ極の表裏を交互に配置した８磁極（４極対）の永久磁石埋め込み型の回転電機を構成している。

【0021】

図２に示すように、回転子鉄心２４は、各磁極において、２つの磁石保持スロット３４の相互間に位置する扇状の外周領域（第１鉄心部）２４ａと、回転子鉄心２４の内周領域（磁石保持スロット３４と内孔２５（シャフト２２）との間の領域（第２鉄心部））２４ｂと、第１鉄心部２４ａと第２鉄心部２４ｂとを連結した柱状のブリッジ５０と、を備えている。ブリッジ５０は、２つの磁石保持スロット３４の２つの内周側空隙３４ｂの間に形成され、ｄ軸に沿って延在している。なお、ブリッジ５０は、１本に限らず、複数本設ける構成としても良い。

【0022】

各磁石保持スロット３４の外周側空隙３４ｃに、非磁性の充填材ＳＲが充填され外周側空隙３４ｃを満たしている。充填材ＳＲは、永久磁石Ｍの短辺、外周側空隙３４ｃの外側縁３５ｄおよび内側縁３５ｅに接合しているとともに、開口４０を閉塞している。開口４０内において、充填材ＳＲは、固定鉄心２４の外周面のほぼ面一に位置し、外周面の一部を形成している。
外周側空隙３４ｃに充填される充填材ＳＲは、回転子鉄心２４を形成する磁性体板よりも透磁率が低い低透磁率材料であり、例えば樹脂を用いることができる。充填材ＳＲは、樹脂の他、アルミニウム、ステンレス等の金属や、炭素繊維強化プラスチックなどであってもよい。
図２では、外周側空隙３４ｃの全てが充填材ＳＲによって満たされている形態を例示しているが、これに限らず、少なくとも永久磁石Ｍの短辺、外周側空隙３４ｃの外側縁３５ｄの一部および内側縁３５ｅの一部に接合する量だけ充填されていればよい。また、内周側空隙３４ｂにも充填材ＳＲを充填してもよい。

【0023】

以上のように構成された第１実施形態に係る回転電機１０の回転子１４によれば、磁石保持スロットの一端が回転子鉄心２４の外周に開放している構成とすることにより、永久磁石の漏れ磁束を低減し、磁石重量当たりに発生する磁石トルクを増加させることが可能となる。同時に、磁石保持スロットの外周側空隙３４ｃに樹脂などの充填材ＳＲを充填した構成とすることにより、充填材ＳＲにより、回転子鉄心２４を構成する磁性板の変形、ブリッジ５０の変形を抑制し、回転子鉄心２４およびブリッジ５０の強度を向上することが可能となる。そのため、大きなトルクが発生する状況下で、回転子鉄心２４の外周領域２４ａに円周方向の電磁力が加わった場合でも、磁性体板およびブリッジの変形を抑制し、回転子鉄心２４の外周領域２４ａを安定して支持することができる。また、ブリッジ５０を細くすることが可能となる。
以上により、第１実施形態によれば、同体格の回転電機でのトルクおよび出力が向上し、あるいは、同出力を維持したまま、回転電機の小型、軽量化を図ることが可能となる。更に、使用磁石重量の低減により回転子の低コスト化を図ることができる。

【0024】

次に、この発明の他の実施形態に係る回転電機の回転子について説明する。なお、以下に説明する他の実施形態において、前述した第１実施形態と同一の部分には、同一の参照符号を付してその詳細な説明を省略あるいは簡略化し、第１実施形態と異なる部分を中心に詳しく説明する。
（第２実施形態）
図３は、第２実施形態に係る回転電機の回転子の一部を示す横断面図である。
図示のように、第２実施形態によれば、回転子鉄心２４において、磁石保持スロット３４の磁石装填領域３４ａの幅（外側縁３５ａと内側縁３５ｂとの間隔）は、永久磁石Ｍの幅（厚さ）よりも大きく形成している。これにより、外側縁３５ａと永久磁石Ｍの外側の長辺との間に数ｍｍ程度の隙間（第１隙間）Ｇ１が形成されている。隙間Ｇ１は、外周側空隙３４ｃに連通した一端と内周側空隙３４ｂに隣接した他端とを有している。
回転子鉄心２４は、外側縁３５ａの内周側の端から内周側空隙３４ｂ内に突出する保持突起（第１凸部）３６ｂを有している。保持突起３６ｂは、永久磁石Ｍの短辺の端部に当接し永久磁石Ｍを位置決めするとともに、隙間Ｇ１の内周側の他端を封止した漏れ止めとしても機能する。
非磁性の充填材ＳＲは、外周側空隙３４ｃに充填され、更に、隙間Ｇ１に充填されている。隙間Ｇ１に充填された充填材ＳＲは、永久磁石Ｍの長辺部および磁石装填領域３４ａの外側縁３５ａに接合している。充填材ＳＲは、保持突起３６ｂにより内周側空隙３４ｂの側への漏れが規制されている。
第２実施形態において、回転子の他の構成は、前述した第１実施形態における回転子と同様である。

【0025】

上記構成の第２実施形態によれば、永久磁石Ｍの幅（厚さ）を磁石保持スロット３４の幅よりも小さくすることにより、回転子の組立時、永久磁石Ｍを磁石保持スロット３４に容易に挿入、組付けすることができる。永久磁石Ｍと磁石保持スロット３４との間の隙間Ｇ１にも充填材ＳＲを充填することにより、永久磁石Ｍをガタつきなく保持することができる。回転子鉄心２４を構成する電磁鋼板の加工精度のバラつきを充填材ＳＲにより吸収し、永久磁石Ｍへの悪影響を抑制することができる。更に、漏れ止め用の凸部３６ｂを設けることにより、充填材ＳＲの漏れを防止し、充填材ＳＲを所望の部位に充填および保持することが可能となる。その他、第２実施形態においても、前述した第１実施形態と同様の作用効果を得ることができる。

【0026】

（第３実施形態）
図４は、第３実施形態に係る回転電機の回転子の一部を示す横断面図である。
図示のように、第３実施形態によれば、回転子鉄心２４において、永久磁石Ｍの幅（厚さ）は、磁石装填領域３４ａの幅（外側縁３５ａと内側縁３５ｂとの間隔）よりも一層、小さく形成している。これにより、外側縁３５ａと永久磁石Ｍの外側の長辺との間に数ｍｍ程度の隙間Ｇ１が形成され、反対側の外側縁３５ａと永久磁石Ｍの内側の長辺との間に数ｍｍ程度の隙間（第２隙間）Ｇ２が形成されている。隙間Ｇ２は、外周側空隙３４ｃに連通した一端と内周側空隙３４ｂに隣接した他端とを有している。
回転子鉄心２４は、外側縁３５ａの内周側の端から内周側空隙３４ｂ内に突出する保持突起（第１凸部）３６ｂに加えて、内側縁３５ｂの内周側の端から内周側空隙３４ｂ内に突出する保持突起（第２凸部）３６ｃを有している。保持突起３６ｂ、３６ｃは、永久磁石Ｍの短辺の端部にそれぞれ当接し永久磁石Ｍを位置決めするとともに、隙間Ｇ１、Ｇ２の内周側の他端を封止する漏れ止めとしても機能する。隙間Ｇ１、Ｇ２の一端、すなわち、外周側の端はそれぞれ外周側空隙３４ｃに連通している。

【0027】

非磁性の充填材ＳＲは、外周側空隙３４ｃに充填され、更に、隙間Ｇ１および隙間Ｇ２に充填されている。隙間Ｇ１に充填された充填材ＳＲは、永久磁石Ｍの長辺部および磁石装填領域３４ａの外側縁３５ａに接合している。隙間Ｇ２に充填された充填材ＳＲは、永久磁石Ｍの長辺部および磁石装填領域３４ａの内側縁３５ｂに接合している。充填材ＳＲは、保持突起３６ｂ、３６ｃにより内周側空隙３４ｂの側への漏れが規制されている。
第３実施形態において、回転子の他の構成は、前述した第１実施形態における回転子と同様である。
上記構成の第３実施形態においても、前述した第２実施形態と同様の作用効果、および前述した第１実施形態と同様の作用効果を得ることができる。

【0028】

（第４実施形態）
図５は、第４実施形態に係る回転電機の回転子の一部を示す横断面図である。
図示のように、第４実施形態によれば、回転子鉄心２４は、磁石保持スロット３４の開口４０に突出した少なくとも１つの凸形状部を有している。本実施形態では、固定子鉄心２４は、開口４０の周方向の両側から開口４０内に突出した一対の凸形状部４０ａ、４０ｂを有している。一対の凸形状部４０ａ、４０ｂにより開口４０の一部を塞ぐことにより、凸形状部４０ａ、４０ｂの間に形成された開口４０の幅は、外周側空隙３４ｃの幅、および磁石装填領域３４ａの幅に比較して充分に小さく、例えば、１／３程度の幅となっている。

【0029】

外周側空隙３４ａの外側縁３５ｄは、磁石装填領域３４ａの外側縁３５ａから外側縁３５ａと面一に延出した後、回転子鉄心２４の外周の近傍で開口４０の側に屈曲し、凸形状部４０ａに沿って周方向に延び、更に、外周面に側に直角に屈曲し外周面まで延びている。外周側空隙３４ｃの内側縁３５ｅは、保持突起３６ａの突出端から外側縁３５ｄとほぼ平行に延び、途中で、外側縁３５ｄの側に屈曲した後、回転子鉄心２４の外周の近傍で開口４０の側に屈曲し、凸形状部４０ｂに沿って周方向に延び、更に、外周面に側に直角に屈曲し外周面まで延びている。
このように、一対の凸形状部４０ａ、４０ｂは、開口４０の幅を小さくするとともに、開口４０の近傍で周方向に延びた一対の肩部、あるいは、係止部を形成している。非磁性の充填材ＲＳは、外周側空隙３４ｃおよび隙間Ｇ１、Ｇ２に充填されている。外周側空隙３４ｃにおいて、充填材ＲＳは、永久磁石Ｍの短辺、肩部（凸形状部４０ａ）を含む外側縁３５ｄ、肩部（凸形状部４０ｂ）を含む内側縁３５ｅに接合している。
第４実施形態において、回転子の他の構成は、前述した第３実施形態に係る回転子と同様である。

【0030】

上記構成の第４実施形態によれば、開口４０の近傍に凸形状部（肩部）４０ａ、４０ｂを設けることにより、充填材ＲＳの抜け、飛び出しを規制し、充填材ＲＳを外周側空隙３４ｃ内に確実に保持しておくことが可能となる。
通常、充填材（樹脂）と回転子鉄心２４との線膨張係数の差異に温度変化が繰り返し加わる事によって、充填材と回転子鉄心との界面に剥離が生じ、繰り返し加わる遠心力によって、樹脂が割れ、外周側に飛び出し、回転を阻害する可能性がある。
これに対して、本実施形態によれば、凸形状部４０ａ、４０ｂあるいは肩部により、充填材の飛び出しを確実に防止し、信頼性の向上を図ることができる。その他、第４実施形態においても、前述した第２実施形態と同様の作用効果、および前述した第１実施形態と同様の作用効果を得ることができる。

【0031】

なお、この発明は上述した実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化可能である。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。
例えば、回転子の磁極数、寸法、形状等は、前述した実施形態に限定されることなく、設計に応じて種々変更可能である。回転子の各磁極における永久磁石の設置数は、２つに限らず、必要に応じて、増加可能である。充填材の材料は、実施形態で挙げたものに限定されることなく、その他、種々の充填材を選択可能である。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】