特許 7581909 ロータおよびロータの製造方法

(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】2024-11-05

(45)【発行日】2024-11-13

(54)【発明の名称】ロータおよびロータの製造方法

(51)【国際特許分類】

   H02K 1/276 20220101AFI20241106BHJP

   H02K 15/02 20060101ALI20241106BHJP

【ＦＩ】

H02K1/276

H02K15/02 K

【請求項の数】 7

(21)【出願番号】P 2021008285

(22)【出願日】2021-01-21

(65)【公開番号】P2022112422

(43)【公開日】2022-08-02

【審査請求日】2023-11-08

(73)【特許権者】

【識別番号】000000011

【氏名又は名称】株式会社アイシン

(74)【代理人】

【識別番号】100104433

【弁理士】

【氏名又は名称】宮園 博一

(74)【代理人】

【識別番号】100202728

【弁理士】

【氏名又は名称】三森 智裕

(72)【発明者】

【氏名】旭 恭平

(72)【発明者】

【氏名】都築 孝規

(72)【発明者】

【氏名】▲榊▼原 康俊

【審査官】三澤 哲也

(56)【参考文献】

【文献】特開２００６－１１５６５９（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０２０／１２９２０５（ＷＯ，Ａ１）

【文献】米国特許出願公開第２０２０／０１５３２９８（ＵＳ，Ａ１）

【文献】特開２０１３－１８３５４５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１６－０８２８３１（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０２Ｋ １／２７

Ｈ０２Ｋ １／２２

Ｈ０２Ｋ １５／０２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

電磁鋼板が複数枚積層されることにより形成され、永久磁石が挿入される磁石挿入部および前記永久磁石を固定する樹脂が充填される磁石固定樹脂充填部を有する磁石収容孔と、前記磁石収容孔とは別個に設けられた磁石非収容孔とを含むロータコアと、
軸方向の両端部において、前記ロータコアの径方向の内側には設けられずに、外側に設けられ、前記磁石収容孔の前記磁石固定樹脂充填部に充填された樹脂の両端部の各々と前記磁石非収容孔に充填された樹脂の両端部の各々とを連結する樹脂連結部とを備える、ロータ。

【請求項2】

前記磁石固定樹脂充填部は、前記磁石収容孔の周方向の両側に一対設けられており、
前記軸方向に直交する方向において、前記磁石非収容孔の面積は、一対の前記磁石固定樹脂充填部のうちの一方側の部分の面積以上である、請求項１に記載のロータ。

【請求項3】

前記径方向において、前記磁石非収容孔は、前記磁石収容孔よりも内側に配置されている、請求項１または２に記載のロータ。

【請求項4】

前記磁石収容孔および前記磁石非収容孔は、周方向に沿って所定の角度間隔で複数ずつ設けられており、
前記軸方向の一方側から見て、前記樹脂連結部は、複数の前記磁石収容孔および複数の前記磁石非収容孔を覆うような円環形状を有している、請求項１～３のいずれか１項に記載のロータ。

【請求項5】

前記磁石非収容孔と前記磁石収容孔との間の前記径方向における間隔は、前記磁石非収容孔の周方向の中心から周方向の一方側および他方側に向かって大きくなる、請求項１～４のいずれか１項に記載のロータ。

【請求項6】

前記磁石固定樹脂充填部に充填された樹脂には、樹脂が充填されていない部分である空隙が形成されている、請求項１～５のいずれか１項に記載のロータ。

【請求項7】

電磁鋼板を複数枚積層することによりロータコアを形成する形成工程と、
永久磁石が挿入される磁石挿入部および前記永久磁石を固定する樹脂が充填される磁石固定樹脂充填部を有する前記ロータコアの磁石収容孔内に前記永久磁石を配置する配置工程と、
前記磁石固定樹脂充填部に樹脂を充填しつつ、前記磁石収容孔とは別個に設けられた磁石非収容孔に樹脂を充填するとともに、軸方向の両端部において、前記ロータコアの径方向の内側には設けられずに、外側に設けられ、前記磁石固定樹脂充填部に充填された樹脂の両端部の各々と前記磁石非収容孔に充填された樹脂の両端部の各々とを連結する樹脂充填工程とを備える、ロータの製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ロータおよびロータの製造方法に関し、特に、電磁鋼板が複数枚積層されるロータおよびロータの製造方法に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、電磁鋼板が複数枚積層されるロータが知られている（たとえば、特許文献１参照）。

【0003】

上記特許文献１には、電磁鋼板が複数枚積層されるロータが開示されている。このロータは、磁石を収容した貫通孔が形成されたロータコアを備えている。貫通孔は、磁石が収容された収容領域と、磁石が収容されていない第１の周方向端部領域および第２の周方向端部領域とを含んでいる。第１の周方向端部領域および第２の周方向端部領域は、それぞれ、収容領域の周方向の両端部に隣接している。

【0004】

上記特許文献１の第１の周方向端部領域および第２の周方向端部領域には、貫通孔に収容された磁石を固定するための樹脂が充填されている。ここで、ロータでは、磁石のロータコアの軸方向の一方側の軸方向外端部に樹脂を充填させて充填樹脂が形成された後に、第１の周方向端部領域および第２の周方向端部領域に樹脂が流れることにより、第１の周方向端部領域および第２の周方向端部領域に樹脂が充填される。そして、ロータでは、第１の周方向端部領域および第２の周方向端部領域に樹脂が充填された後に、磁石のロータコアの軸方向の他方側の軸方向外端部に樹脂を充填させて充填樹脂が形成される。これにより、貫通孔に収容された磁石が、磁石のロータコアの軸方向の両側の軸方向外端部に形成された充填樹脂によりロータコアの軸方向において固定されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【文献】特開２０１６－８２８３１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

しかしながら、上記特許文献１のロータでは、上記特許文献１には明記されていないが、第１の周方向端部領域および第２の周方向端部領域が小さな領域であるので、第１の周方向端部領域および第２の周方向端部領域に樹脂を流す際に比較的大きな圧力を樹脂に加える必要があると考えられる。このため、上記特許文献１のロータでは、第１の周方向端部領域および第２の周方向端部領域に樹脂を流すことにより充填樹脂を樹脂成形する際、第１の周方向端部領域（磁石固定樹脂充填部）付近のロータコアの部分および第２の周方向端部領域（磁石固定樹脂充填部）付近のロータコアの部分に比較的大きな圧力がかかることに起因してロータコアが変形する場合があるという問題点がある。

【0007】

この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、この発明の１つの目的は、樹脂連結部を樹脂成形する際、磁石固定樹脂充填部付近のロータコアの部分にかかる圧力を抑制することによりロータコアが変形することを抑制することが可能なロータおよびロータの製造方法を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0008】

上記目的を達成するために、この発明の第１の局面におけるロータは、電磁鋼板が複数枚積層されることにより形成され、永久磁石が挿入される磁石挿入部および永久磁石を固定する樹脂が充填される磁石固定樹脂充填部を有する磁石収容孔と、磁石収容孔とは別個に設けられた磁石非収容孔とを含むロータコアと、軸方向の両端部において、ロータコアの径方向の内側には設けられずに、外側に設けられ、磁石収容孔の磁石固定樹脂充填部に充填された樹脂の両端部の各々と磁石非収容孔に充填された樹脂の両端部の各々とを連結する樹脂連結部とを備える。

【0009】

この発明の第１の局面によるロータでは、上記のように、電磁鋼板が複数枚積層されることにより形成され、永久磁石が挿入される磁石挿入部および永久磁石を固定する樹脂が充填される磁石固定樹脂充填部を有する磁石収容孔と、磁石収容孔とは別個に設けられた磁石非収容孔とを含むロータコアを設ける。そして、ロータには、軸方向において、磁石収容孔の磁石固定樹脂充填部に充填された樹脂の両端部の各々と磁石非収容孔に充填された樹脂の両端部の各々とを連結する樹脂連結部が設けられる。これにより、磁石収容孔の磁石固定樹脂充填部が比較的小さな領域である場合でも、磁石非収容孔に樹脂が流れることにより、磁石固定樹脂充填部に流れる樹脂の圧力を低減することができるので、磁石固定樹脂充填部付近のロータコアの部分にかかる圧力を抑制することができる。その結果、樹脂連結部を樹脂成形する際、磁石収容孔における磁石固定樹脂充填部付近のロータコアの部分にかかる圧力を抑制することによりロータコアが変形することを抑制することができる。また、樹脂を充填する際に樹脂に加えられる圧力を大きくした場合においても、磁石収容孔の磁石固定樹脂充填部に流れる樹脂の圧力を低減させることによりロータコアが変形しにくいので、樹脂連結部を樹脂成形する際に樹脂に加えられる圧力の制限を緩和することができる。その結果、樹脂連結部を樹脂成形する際の成形条件の制限を緩和することができる。

【0010】

上記第１の局面によるロータにおいて、好ましくは、磁石固定樹脂充填部は、磁石収容孔の周方向の両側に一対設けられており、軸方向に直交する方向において、磁石非収容孔の面積は、一対の磁石固定樹脂充填部のうちの一方側の部分の面積以上である。

【0011】

このように構成すれば、磁石非収容孔の面積が磁石収容孔の磁石固定樹脂充填部の周方向の一方側の部分の面積以上であることにより、磁石非収容孔の樹脂に対する流入抵抗を磁石収容孔における磁石固定樹脂充填部の周方向の一方側の部分の樹脂に対する流入抵抗よりも小さくすることができる。その結果、磁石非収容孔に樹脂が流入しやすくなるので、磁石収容孔の磁石固定樹脂充填部付近のロータコアの部分にかかる圧力を抑制しつつ、容易に樹脂連結部を形成することができる。

【0012】

上記第１の局面によるロータにおいて、好ましくは、径方向において、磁石非収容孔は、磁石収容孔よりも内側に配置されている。

【0013】

このように構成すれば、磁石非収容孔を磁石収容孔よりも径方向において外側に配置した場合と比較して、永久磁石の磁束がロータコアの径方向の外側（ステータ側）に出やすくすることができるので、モータの出力の低下を抑制することができる。

【0014】

上記第１の局面によるロータにおいて、好ましくは、磁石収容孔および磁石非収容孔は、周方向に沿って所定の角度間隔で複数ずつ設けられており、軸方向の一方側から見て、樹脂連結部は、複数の磁石収容孔および複数の磁石非収容孔を覆うような円環形状を有している。

【0015】

このように構成すれば、複数の磁石収容孔の各々に収容された複数の永久磁石を円環形状の樹脂連結部により、ロータコアの軸方向において固定することができるので、永久磁石のロータコアの軸方向における永久磁石の保持力（固定強度）を確保することができる。

【0016】

上記第１の局面によるロータにおいて、好ましくは、磁石非収容孔と磁石収容孔との間の径方向における間隔は、磁石非収容孔の周方向の中心から周方向の一方側および他方側に向かって大きくなる。

【0017】

このように構成すれば、上記間隔が磁石非収容孔の周方向の中心から周方向の一方側および他方側に向かって大きくなることにより、磁石収容孔に収容された永久磁石のロータコアの径方向の内側の部分から出る磁束の流れを阻害しないようにすることができる。その結果、磁石収容孔に収容された永久磁石のロータコアの径方向の外側（ステータ側）の部分から出る磁束の強さが低下しないようにすることができるので、モータの性能の低下を抑制することができる。

【0018】

上記第１の局面によるロータにおいて、好ましくは、磁石固定樹脂充填部に充填された樹脂には、樹脂が充填されていない部分である空隙が形成されている。

【0019】

このように構成すれば、磁石固定樹脂充填部において樹脂が充填されていない部分である空隙が形成されることにより、磁石固定樹脂充填部に樹脂が満充填されないようにすることができるので、樹脂連結部を樹脂成形する際に樹脂が金型から確実に漏れないようすることができる。したがって、金型から確実に漏れないように金型内に樹脂を充填させるために、上記金型内に注入する樹脂の圧力を所定圧力に調整する保圧工程を行う必要がないので、樹脂連結部を樹脂成形する際に樹脂に加えられる圧力の制限を緩和することができる。その結果、樹脂連結部を樹脂成形する際の成形条件の制限を緩和することができる。

【0020】

上記目的を達成するために、この発明の第２の局面におけるロータの製造方法は、電磁鋼板を複数枚積層することによりロータコアを形成する形成工程と、永久磁石が挿入される磁石挿入部および永久磁石を固定する樹脂が充填される磁石固定樹脂充填部を有するロータコアの磁石収容孔内に永久磁石を配置する配置工程と、磁石固定樹脂充填部に樹脂を充填しつつ、磁石収容孔とは別個に設けられた磁石非収容孔に樹脂を充填するとともに、軸方向の両端部において、ロータコアの径方向の内側には設けられずに、外側に設けられ、磁石固定樹脂充填部に充填された樹脂の両端部の各々と磁石非収容孔に充填された樹脂の両端部の各々とを連結する樹脂充填工程とを備える。

【0021】

この発明の第２の局面によるロータの製造方法では、上記のように、磁石固定樹脂充填部に樹脂を充填しつつ、磁石収容孔とは別個に設けられた磁石非収容孔に樹脂を充填するとともに、軸方向において、磁石固定樹脂充填部に充填された樹脂の両端部の各々と磁石非収容孔に充填された樹脂の両端部の各々とを連結する樹脂充填工程を設ける。これにより、磁石収容孔の磁石固定樹脂充填部が比較的小さな領域である場合でも、磁石非収容孔に樹脂が流れることにより、磁石固定樹脂充填部に流れる樹脂の圧力を低減することができるので、磁石固定樹脂充填部付近のロータコアの部分にかかる圧力を抑制することができる。その結果、樹脂連結部を樹脂成形する際、磁石収容孔における磁石固定樹脂充填部付近のロータコアの部分にかかる圧力を抑制することによりロータコアが変形することを抑制することが可能なロータの製造方法を得ることができる。

【0022】

なお、上記第１の局面によるロータおよび第２の局面によるロータの製造方法において、以下のような構成も考えられる。

【0023】

（付記項１）
すなわち、第２の局面によるロータの製造方法において、樹脂充填工程では、磁石非収容孔の樹脂の充填が完了した後に、磁石固定樹脂充填部に空隙が形成された状態で磁石固定樹脂充填部の樹脂の充填が完了する。

【0024】

このように構成すれば、磁石収容孔の磁石固定樹脂充填部に空隙が形成された場合でも、磁石非収容孔には樹脂が充填されていることにより、磁石非収容孔に充填された樹脂と樹脂連結部とが確実に連結されているので、樹脂連結部により永久磁石をロータコアの軸方向において固定するための強度（固定強度）を確保することができる。

【0025】

（付記項２）
上記第２の局面によるロータの製造方法において、樹脂充填工程では、圧力制御ではなく速度制御により、磁石固定樹脂充填部に樹脂を充填しつつ、磁石収容孔とは別個に設けられた磁石非収容孔に樹脂を充填する。

【0026】

このように構成すれば、圧力制御による上記保圧工程を行うことなく速度制御により樹脂を充填することができるので、樹脂連結部を樹脂成形する際に樹脂に加えられる圧力の制限を緩和することができる。その結果、樹脂連結部を樹脂成形する際の成形条件の制限を緩和することができる。

【0027】

（付記項３）
上記磁石固定樹脂充填部の周方向の一方側の部分の面積以上の面積である磁石非収容孔を備えるロータにおいて、軸方向に直交する方向において、磁石非収容孔の面積は、磁石収容孔の磁石固定樹脂充填部の周方向の一方側の部分の面積の２倍以上である。

【0028】

このように構成すれば、磁石収容孔の磁石固定樹脂充填部と比較して磁石非収容孔に樹脂がより流入しやすくなるので、磁石収容孔における磁石固定樹脂充填部付近のロータコアの部分にかかる圧力をより抑制しつつ、より容易に樹脂連結部を形成することができる。

【0029】

（付記項４）
上記第１の局面によるロータにおいて、好ましくは、磁石収容孔は、周方向に沿って所定の角度間隔で複数設けられており、磁石非収容孔は、周方向における複数の磁石収容孔同士の間の部分に少なくとも一部が設けられるとともに、周方向に沿って所定の角度間隔で隣り合って複数設けられており、軸方向の一方側から見て、樹脂連結部は、複数の磁石収容孔および複数の磁石非収容孔を覆うような円環形状を有している。

【0030】

このように構成すれば、複数の磁石収容孔の各々に収容された複数の永久磁石を円環形状の樹脂連結部により、ロータコアの軸方向において固定することができるので、永久磁石のロータコアの軸方向における永久磁石の保持力（固定強度）を確保することができる。

【0031】

（付記項５）
上記第１の局面によるロータにおいて、ロータコアは、ロータコアの軽量化のため、径方向の中心側に形成された軽量化用孔をさらに含み、磁石非収容孔は、径方向において磁石収容孔と、軽量化用孔との間に配置されている。

【0032】

このように構成すれば、ロータコアの径方向において軽量化用孔よりも内側に磁石非収容孔を配置した場合と比較して、ロータコアの径方向における樹脂連結部の長さを小さくすることができるので、樹脂連結部を樹脂成形するために必要な樹脂の量が増加することを抑制することができる。

【0033】

（付記項６）
上記第１の局面によるロータにおいて、軸方向に沿った断面において、永久磁石の軸方向の一方側端部の位置と、ロータコアの軸方向の一方側端部の位置とは、略一致しているとともに、永久磁石の軸方向の他方側端部の位置と、ロータコアの軸方向の他方側端部の位置とは、略一致している。

【0034】

このように構成すれば、軸方向において永久磁石の一方側端部および他方側端部の両方がロータコア内に配置される場合と比較して、より大きな永久磁石をロータコア内に配置することができるので、モータの性能を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【0035】

【図1】一実施形態によるロータを示した斜視図である。

【図2】図１の１０１－１０１線に沿った断面図である。

【図3】一実施形態のロータのロータコアをＺ１方向側から見た平面図である。

【図4】図４のＫ１部分の部分拡大図である。

【図5】一実施形態のロータの樹脂連結部、磁石収容孔の磁石固定樹脂充填部および磁石非収容孔に樹脂を充填した状態を示した斜視図である。

【図6】図５のＫ２部分の拡大図である。

【図7】一実施形態によるロータの製造方法のフローチャートである。

【図8】一実施形態によるロータを製造する際に使用される上型および金型にロータコアが保持された状態を示した模式である。

【図9】一実施形態によるロータを製造する際に使用される上型から樹脂を充填した状態を示した模式である。

【図10】一実施形態の第１変形例によるロータのロータコアをＺ１方向側から見た平面図である。

【図11】一実施形態の第２変形例によるロータのロータコアをＺ１方向側から見た平面図である。

【図12】一実施形態の第３変形例によるロータのロータコアをＺ１方向側から見た平面図である。

【発明を実施するための形態】

【0036】

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。

【0037】

図１～図６を参照して、モータに設けられるロータ１００の構成について説明する。モータは、永久磁石１ａをロータ１００に埋め込んだ埋込永久磁石型モータ（ＩＰＭモータ：Ｉｎｔｅｒｉｏｒ Ｐｅｒｍａｎｅｎｔ Ｍａｇｎｅｔ Ｍｏｔｏｒ）として構成されている。

【0038】

以下の説明では、ロータコア１０の軸方向、径方向および周方向を、それぞれ、Ｚ方向、Ｒ方向およびＣ方向とする。また、Ｚ方向の一方側をＺ１方向側とし、Ｚ方向の他方側をＺ２方向側とする。また、Ｃ方向の一方側をＣ１方向側とし、Ｃ方向の他方側をＣ２方向側とする。

【0039】

図１および図２に示すように、具体的には、ロータ１００は、ロータコア１０と、樹脂連結部２０とを備えている。

【0040】

ロータコア１０は、ロータコア１０のＺ方向に沿った方向に電磁鋼板が複数枚積層されることにより形成されている。ロータコア１０は、磁石収容孔１と、軽量化用孔２と、磁石非収容孔３とを含んでいる。

【0041】

図２および図３に示すように、磁石収容孔１は、永久磁石１ａを内部に収容するための貫通孔である。磁石収容孔１は、Ｚ１方向側から見て略矩形形状を有している。磁石収容孔１は、ロータコア１０をＺ方向に貫通している。Ｚ方向に沿った断面において、永久磁石１ａのＺ１方向側端部の位置と、ロータコア１０のＺ１方向側端部の位置とは、略一致している。また、永久磁石１ａのＺ２方向側端部の位置と、ロータコア１０のＺ２方向側端部の位置とは、略一致している。

【0042】

図３および図４に示すように、磁石収容孔１は、磁石挿入部１１と、磁石固定樹脂充填部１２とを有している。

【0043】

磁石挿入部１１は、磁石収容孔１において永久磁石１ａが挿入される部分である。すなわち、磁石挿入部１１は、磁石収容孔１において所定位置に固定された永久磁石１ａを示す部分である。磁石挿入部１１は、磁石収容孔１のＣ方向における中心部分Ｃａ側に設けられている。

【0044】

磁石固定樹脂充填部１２は、永久磁石１ａを固定する樹脂が充填される部分である。すなわち、磁石固定樹脂充填部１２は、磁石収容孔１において永久磁石１ａのＣ方向における位置を固定するための樹脂が充填される部分である。磁石固定樹脂充填部１２は、磁石収容孔１のＣ方向の両側に一対設けられている。ここで、Ｃ１方向側の磁石固定樹脂充填部１２を第１磁石固定樹脂充填部１２ａとするとともに、Ｃ２方側の磁石固定樹脂充填部１２を第２磁石固定樹脂充填部１２ｂとする。

【0045】

第１磁石固定樹脂充填部１２ａは、磁石収容孔１のＣ１方向側の端部に配置されている。第１磁石固定樹脂充填部１２ａは、磁石挿入部１１にＣ方向において隣り合っている。第２磁石固定樹脂充填部１２ｂは、磁石収容孔１のＣ２方向側の端部に配置されている。第２磁石固定樹脂充填部１２ｂは、磁石挿入部１１にＣ方向において隣り合っている。

【0046】

Ｚ方向に直交する方向において、第１磁石固定樹脂充填部１２ａの面積Ａｒ１および第２磁石固定樹脂充填部１２ｂの面積Ａｒ２の各々は、磁石挿入部１１の面積よりも小さい。

【0047】

このような磁石収容孔１は、Ｃ方向に沿って所定の角度θ間隔でロータコア１０に複数（１０個）設けられている。なお、複数の磁石収容孔１は、２～９個、または、１１個以上設けられてもよい。

【0048】

軽量化用孔２は、ロータコア１０の軽量化のために形成された貫通孔である。軽量化用孔２は、Ｚ１方向側から見て略矩形形状を有している。軽量化用孔２は、ロータコア１０をＺ方向に貫通している。軽量化用孔２は、磁石収容孔１とは別個に設けられている。軽量化用孔２は、ロータコア１０のＲ方向の中心Ｃｒ側に形成されている。軽量化用孔２は、Ｃ方向に沿って所定の角度θ間隔でロータコア１０に複数（１０個）設けられている。ここで、軽量化用孔２は、複数の磁石収容孔１と同じ所定の角度θ間隔で複数配置されている。なお、複数の軽量化用孔２は、２～９個、または、１１個以上設けられてもよい。

【0049】

（磁石非収容孔）
図３および図４に示すように、磁石非収容孔３は、永久磁石１ａが収容されることなく、樹脂を充填するための孔である。磁石非収容孔３は、Ｚ１方向側から見て、磁石非収容孔３のＣ方向の中心部分ＣｂにおいてＲ方向の外側に突出した部分を頂点とする略三角形形状を有している。磁石非収容孔３は、ロータコア１０をＺ方向に貫通している。磁石非収容孔３は、Ｃ方向に沿って所定の角度θ間隔で複数（１０個）設けられている。ここで、磁石非収容孔３は、複数の磁石収容孔１と同じ所定の角度θ間隔で複数配置されている。なお、複数の磁石非収容孔３は、２～９個、または、１１個以上設けられてもよい。

【0050】

複数の磁石非収容孔３の形状は全て同じ形状であるので、以下では複数の磁石非収容孔３のうちの１つについて説明する。

【0051】

磁石非収容孔３は、磁石収容孔１とは別個に設けられている。磁石非収容孔３は、Ｒ方向において磁石収容孔１よりも内側に配置されている。磁石非収容孔３は、Ｒ方向において軽量化用孔２よりも外側に配置されている。すなわち、磁石非収容孔３は、Ｒ方向において、磁石収容孔１と、軽量化用孔２との間に配置されている。

【0052】

Ｚ方向に直交する方向において、磁石非収容孔３の面積Ａｒは、一対の磁石固定樹脂充填部１２の一方側の面積Ａｒ１（Ａｒ２）以上である。すなわち、Ｚ方向に直交する方向において、磁石非収容孔３の面積Ａｒは、第１磁石固定樹脂充填部１２ａの面積Ａｒ１および第２磁石固定樹脂充填部１２ｂの面積Ａｒ２のいずれよりも大きい。詳細には、Ｚ方向に直交する方向において、磁石非収容孔３の面積Ａｒは、磁石固定樹脂充填部１２のＣ方向の一方側の部分の面積Ａｒ１（Ａｒ２）の２倍以上である。また、Ｚ方向に直交する方向において、磁石非収容孔３の面積Ａｒは、第１磁石固定樹脂充填部１２ａの面積Ａｒ１と、第２磁石固定樹脂充填部１２ｂの面積Ａｒ２とを加算した面積よりも大きい。

【0053】

磁石非収容孔３は、磁石収容孔１に収容された永久磁石１ａのＲ１方向側から出る磁束Ｍａの流れを阻害しない形状を有している。すなわち、上記したように、Ｚ１方向側から見て、磁石非収容孔３のＣ方向の中心部分ＣｂにおいてＲ方向のうちの外側に突出した略三角形形状を有している。ここで、磁石非収容孔３のＣ方向の中心部分Ｃｂと、磁石収容孔１のＣ方向の中心部分Ｃａとは、Ｒ方向において一致している。これにより、磁石非収容孔３と磁石収容孔１との間のＲ方向における間隔Ｄは、磁石非収容孔３のＣ方向の中心部分ＣｂからＣ方向のＣ１方向側およびＣ２方向側に向かって大きくなる。

【0054】

磁石非収容孔３と磁石収容孔１との間のＲ方向における間隔Ｄは、磁石非収容孔３のＣ方向の中心部分Ｃｂと、磁石収容孔１のＣ方向の中心部分Ｃａとの間の部分において最小である。磁石非収容孔３と磁石収容孔１との間のＲ方向における間隔Ｄは、磁石非収容孔３のＣ１方向の端部と、磁石収容孔１のＣ１方向の端部との部分において最大である。同様に、磁石非収容孔３と磁石収容孔１との間のＲ方向における間隔Ｄは、磁石非収容孔３のＣ２方向の端部と、磁石収容孔１のＣ２方向の端部との部分において最大である。

【0055】

磁石非収容孔３のＣ方向における長さＬ１は、磁石収容孔１のＣ方向における長さＬ２よりも小さい。Ｃ方向において、磁石非収容孔３のＣ１方向の端部は、磁石収容孔１のＣ１方向側の端部よりも磁石非収容孔３のＣ方向の中心部分Ｃｂ側に位置している。Ｃ方向において、磁石非収容孔３のＣ２方向の端部は、磁石収容孔１のＣ２方向側の端部よりも磁石非収容孔３のＣ方向の中心部分Ｃｂ側に位置している。

【0056】

（樹脂連結部）
図５に示すように、樹脂連結部２０は、Ｚ方向において、磁石収容孔１の磁石固定樹脂充填部１２に充填された樹脂の両端部の各々と磁石非収容孔３に充填された樹脂の両端部の各々とを連結するように構成されている。ここで、磁石収容孔１の磁石固定樹脂充填部１２に充填された樹脂は、上側樹脂成形部１２１と、下側樹脂成形部１２２（図６参照）とを有している。磁石非収容孔３に充填された樹脂は、柱状部３１を有している。

【0057】

詳細には、樹脂連結部２０は、Ｚ１方向側に配置された第１樹脂連結部２０ａと、Ｚ２方向側に配置された第２樹脂連結部２０ｂとを有している。第１樹脂連結部２０ａは、磁石固定樹脂充填部１２に充填された樹脂（図５の上側樹脂成形部１２１）のＺ１方向側の端部と、磁石非収容孔３に充填された樹脂（図５の柱状部３１）のＺ１方向側の端部とを連結している。第２樹脂連結部２０ｂは、磁石固定樹脂充填部１２に充填された樹脂（図６の下側樹脂成形部１２２）のＺ２方向側の端部と、磁石非収容孔３に充填された樹脂（図５の柱状部３１）のＺ２方向側の端部とを連結している。

【0058】

第１樹脂連結部２０ａは、Ｚ１方向側から見て、磁石収容孔１および磁石非収容孔３の両方を覆っている。第１樹脂連結部２０ａは、Ｚ方向において、ロータコア１０のＺ１方向側の端部の外側に設けられている。また、第１樹脂連結部２０ａは、Ｃ方向において連続的に繋がっている。すなわち、Ｚ１方向側から見て、第１樹脂連結部２０ａは、複数の磁石収容孔１および複数の磁石非収容孔３を覆うような円環形状を有している。

【0059】

第２樹脂連結部２０ｂは、Ｚ２方向側から見て、磁石収容孔１および磁石非収容孔３の両方を覆っている。第２樹脂連結部２０ｂは、Ｚ方向において、ロータコア１０のＺ２方向側の端部の外側に設けられている。また、第２樹脂連結部２０ｂは、Ｃ方向において連続的に繋がっている。すなわち、Ｚ２方向側から見て、第２樹脂連結部２０ｂは、複数の磁石収容孔１および複数の磁石非収容孔３を覆うような円環形状を有している。

【0060】

ここで、図６に示すように、磁石固定樹脂充填部１２に充填された樹脂には、樹脂が充填されていない部分である空隙Ａが形成されている。空隙Ａは、磁石固定樹脂充填部１２のＺ２方向側の部分に形成されている。空隙Ａは、第２樹脂連結部２０ｂのＺ１方向側の面よりもＺ１方向側に形成されている。詳細には、空隙Ａは、上側樹脂成形部１２１と、下側樹脂成形部１２２との間に形成されている。

【0061】

空隙Ａは、磁石固定樹脂充填部１２に樹脂が満充填されないように樹脂の注入量を設定することにより形成される。ここで、空隙ＡのＺ方向における寸法は、樹脂の注入量により設定される。また、空隙ＡのＺ方向の位置は、磁石非収容孔３のＺ方向に直交する方向の面積Ａｒに応じて設定される。すなわち、空隙Ａは、磁石非収容孔３のＺ方向に直交する方向の面積Ａｒを大きくすることによりＺ１方向側に配置される。空隙Ａは、磁石非収容孔３のＺ方向に直交する方向の面積Ａｒを小さくすることによりＺ２方向側に配置される。

【0062】

（ロータの製造方法）
以下に、図７～図１０を参照して、ロータ１００の製造方法について説明する。ロータ１００の製造方法は、磁石非収容孔３に樹脂を充填させた樹脂により、第１樹脂連結部２０ａと第２樹脂連結部２０ｂとをＺ方向において連結させたロータコア１０を製造する製造方法である。

【0063】

図７に示すように、ステップＳ１において、電磁鋼板を複数枚積層することによりロータコア１０を形成する形成工程が行われる。これにより、磁石収容孔１、軽量化用孔２および磁石非収容孔３を含むロータコア１０が形成される。ステップＳ２において、永久磁石１ａがロータコア１０内に配置される配置工程が行われる。詳細には、永久磁石１ａが挿入される磁石挿入部１１および永久磁石１ａを固定する樹脂が充填される磁石固定樹脂充填部１２を有するロータコア１０の磁石収容孔１内に永久磁石１ａを配置する配置工程が行われる。ステップＳ３において、上型４および下型５によりロータコア１０を型締めする型締め工程が行われる。ここで、ロータコア１０のＺ方向に直交する方向の外周面を覆うことなく、上型４および下型５によりロータコア１０の型締めが行われる（図８参照）。

【0064】

ステップＳ４において、磁石非収容孔３および磁石固定樹脂充填部１２に樹脂を充填する樹脂充填工程が行われる（図９参照）。詳細には、樹脂充填工程では、上型４の樹脂注入口から樹脂が注入されることにより、上型４のＺ２方向側の面と、ロータコア１０のＺ１方向側の面との間の空間（第１樹脂連結部２０ａを形成するための空間）に樹脂が充填される。そして、樹脂充填工程では、磁石固定樹脂充填部１２に樹脂が充填されつつ、磁石収容孔１とは別個に設けられた磁石非収容孔３に樹脂が充填される。すなわち、樹脂充填工程では、磁石非収容孔３のＺ１方向側からＺ２方向側に向けて樹脂が充填されつつ、磁石収容孔１の磁石固定樹脂充填部１２のＺ１方向側からＺ２方向側に向けて樹脂が充填される。この際、樹脂は磁石非収容孔３に主に充填されている。

【0065】

樹脂充填工程では、磁石非収容孔３のＺ２方向側から流出する樹脂により、下型５のＺ１方向側の面と、ロータコア１０のＺ２方向側の面との間の空間（第２樹脂連結部２０ｂを形成するための空間）に樹脂が充填される。これにより、Ｚ方向において、磁石固定樹脂充填部１２に充填された樹脂の両端部の各々と磁石非収容孔３に充填された樹脂の両端部の各々とが連結される。

【0066】

樹脂充填工程では、下型５のＺ１方向側の面と、ロータコア１０のＺ２方向側の面との間の空間に樹脂が充填された後、磁石固定樹脂充填部１２のＺ２方向側からＺ１方向側に向けて樹脂が充填される。ここで、磁石固定樹脂充填部１２に満充填されないような注入量に樹脂の注入量が設定されているので、磁石固定樹脂充填部１２に空隙Ａが形成される。

【0067】

このように、樹脂充填工程では、磁石非収容孔３の樹脂の充填が完了した後に、磁石固定樹脂充填部１２に空隙Ａが形成された状態で磁石固定樹脂充填部１２の樹脂の充填が完了する。また、樹脂充填工程では、圧力制御ではなく速度制御により、磁石固定樹脂充填部１２に樹脂が充填されつつ、磁石収容孔１とは別個に設けられた磁石非収容孔３に樹脂が充填される。そして、ステップＳ４の後、ロータ１００の製造方法が終了する。

【0068】

（本実施形態の効果）
本実施形態では、以下のような効果を得ることができる。

【0069】

本実施形態では、上記のように、ロータ１００は、電磁鋼板が複数枚積層されることにより形成され、永久磁石１ａが挿入される磁石挿入部１１および永久磁石１ａを固定する樹脂が充填される磁石固定樹脂充填部１２を有する磁石収容孔１と、磁石収容孔１とは別個に設けられた磁石非収容孔３とを含むロータコア１０を備えている。そして、ロータ１００は、Ｚ方向において、磁石収容孔１の磁石固定樹脂充填部１２に充填された樹脂の両端部の各々と磁石非収容孔３に充填された樹脂の両端部の各々とを連結する樹脂連結部２０を備えている。これにより、磁石収容孔１の磁石固定樹脂充填部１２が比較的小さな領域である場合でも、磁石非収容孔３に樹脂が流れることにより、磁石固定樹脂充填部１２に流れる樹脂の圧力を低減することができるので、磁石固定樹脂充填部１２付近のロータコア１０の部分にかかる圧力を抑制することができる。この結果、樹脂連結部２０を樹脂成形する際、磁石固定樹脂充填部１２付近のロータコア１０の部分にかかる圧力を抑制することによりロータコア１０が変形することを抑制することができる。また、樹脂を充填する際に樹脂に加えられる圧力を大きくした場合においても、磁石収容孔１の磁石固定樹脂充填部１２に流れる樹脂の圧力を低減させることによりロータコア１０が変形しにくいので、樹脂連結部２０を樹脂成形する際に樹脂に加えられる圧力の制限を緩和することができる。この結果、樹脂連結部２０を樹脂成形する際の成形条件の制限を緩和することができる。

【0070】

また、本実施形態では、上記のように、磁石固定樹脂充填部１２は、磁石収容孔１のＣ方向の両側に一対設けられており、Ｚ方向に直交する方向において、磁石非収容孔３の面積Ａｒは、一対の磁石固定樹脂充填部１２のうちの一方側の面積Ａｒ１（Ａｒ２）以上である。これにより、磁石非収容孔３の面積Ａｒが磁石収容孔１の磁石固定樹脂充填部１２のＣ方向の一方側の部分の面積Ａｒ１（Ａｒ２）以上であることにより、磁石非収容孔３の樹脂に対する流入抵抗を磁石収容孔１における磁石固定樹脂充填部１２のＣ方向の一方側の部分の樹脂に対する流入抵抗よりも小さくすることができる。この結果、磁石非収容孔３に樹脂が流入しやすくなるので、磁石収容孔１の磁石固定樹脂充填部１２付近のロータコア１０の部分にかかる圧力を抑制しつつ、容易に樹脂連結部２０を形成することができる。

【0071】

また、本実施形態では、上記のように、Ｒ方向において、磁石非収容孔３は、磁石収容孔１よりも内側に配置されている。これにより、磁石非収容孔３を磁石収容孔１よりもＲ方向の外側に配置した場合と比較して、永久磁石１ａの磁束がＲ方向の外側（ステータ側）に出やすくすることができるので、モータの出力の低下を抑制することができる。

【0072】

また、本実施形態では、上記のように、磁石収容孔１および磁石非収容孔３は、Ｃ方向に沿って所定の角度θ間隔で複数ずつ設けられている。Ｚ１方向側から見て、樹脂連結部２０は、複数の磁石収容孔１および複数の磁石非収容孔３を覆うような円環形状を有している。これにより、複数の磁石収容孔１の各々に収容された複数の永久磁石１ａを円環形状の樹脂連結部２０により、Ｚ方向において固定することができるので、永久磁石１ａのロータコア１０のＺ方向における永久磁石１ａの保持力（固定強度）を確保することができる。

【0073】

また、本実施形態では、上記のように、磁石非収容孔３と磁石収容孔１との間のＲ方向における間隔Ｄは、磁石非収容孔３のＣ方向の中心部分ＣｂからＣ１方向側およびＣ２方向側に向かって大きくなる。これにより、上記間隔Ｄが磁石非収容孔３のＣ方向の中心部分ＣｂからＣ１方向側およびＣ２方向側に向かって大きくなることにより、磁石収容孔１に収容された永久磁石１ａのロータコア１０のＲ方向の内側の部分から出る磁束Ｍａの流れを阻害しないようにすることができる。この結果、磁石収容孔１に収容された永久磁石１ａのＲ方向の外側（ステータ側）の部分から出る磁束の強さが低下しないようにすることができるので、モータの性能の低下を抑制することができる。

【0074】

また、本実施形態では、上記のように、磁石固定樹脂充填部１２に充填された樹脂には、樹脂が充填されていない部分である空隙Ａが形成されている。これにより、磁石固定樹脂充填部１２において樹脂が充填されていない部分である空隙Ａが形成されることにより、磁石固定樹脂充填部１２に樹脂が満充填されないようにすることができるので、樹脂連結部２０を樹脂成形する際に樹脂が金型から確実に漏れないようすることができる。したがって、金型から確実に漏れないように金型内に樹脂を充填させるために、上記金型内に注入する樹脂の圧力を所定圧力に調整する保圧工程を行う必要がないので、樹脂連結部２０を樹脂成形する際に樹脂に加えられる圧力の制限を緩和することができる。この結果、樹脂連結部２０を樹脂成形する際の成形条件の制限を緩和することができる。

【0075】

また、本実施形態では、上記のように、ロータ１００の製造方法は、磁石固定樹脂充填部１２に樹脂を充填しつつ、磁石収容孔１とは別個に設けられた磁石非収容孔３に樹脂を充填するとともに、軸方向において、磁石固定樹脂充填部１２に充填された樹脂の両端部の各々と磁石非収容孔３に充填された樹脂の両端部の各々とを連結する樹脂充填工程を備えている。これにより、磁石収容孔１の磁石固定樹脂充填部１２が比較的小さな領域である場合でも、磁石非収容孔３に樹脂が流れることにより、磁石固定樹脂充填部１２に流れる樹脂の圧力を低減することができるので、磁石固定樹脂充填部１２付近のロータコア１０の部分にかかる圧力を抑制することができる。この結果、樹脂連結部２０を樹脂成形する際、磁石固定樹脂充填部１２付近のロータコア１０の部分にかかる圧力を抑制することによりロータコア１０が変形することを抑制することが可能なロータ１００の製造方法を得ることができる。

【0076】

［変形例］
今回開示された上記実施形態は、全ての点で例示であり制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記実施形態の説明ではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味および範囲内での全ての変更（変形例）が含まれる。

【0077】

たとえば、上記実施形態では、磁石非収容孔３は、Ｒ方向において磁石収容孔１よりも内側に配置されている例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、磁石非収容孔３は、図１０に示す第１変形例のように、磁石非収容孔２０３は、周方向における複数の磁石収容孔１同士の間の部分に少なくとも一部が設けられるとともに、周方向に沿って所定の角度間隔で隣り合って複数設けられていてもよい。

【0078】

また、上記実施形態では、磁石非収容孔３は、Ｚ１方向側（軸方向の一方側）から見て、磁石非収容孔３のＣ方向（周方向）の中心部分ＣｂにおいてＲ方向の外側（径方向の外側）に突出した略三角形形状を有している例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、図１１に示す第２変形例のように、磁石非収容孔３０３は、軸方向の一方側から見て、円形状を有していてもよい。また、図１２に示す第３変形例のように、磁石非収容孔４０３は、軸方向の一方側から見て円形状の複数の孔部４０３ａを有していてもよい。

【0079】

また、上記実施形態では、磁石固定樹脂充填部１２は、磁石収容孔１のＣ方向（周方向）の両側に一対設けられている例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、磁石固定樹脂充填部は、磁石収容孔の周方向の片側にのみ設けられてもよい。

【0080】

また、上記実施形態では、磁石非収容孔３と磁石収容孔１との間のＲ方向（径方向）における間隔Ｄは、磁石非収容孔３のＣ方向（周方向）の中心部分ＣｂからＣ方向（周方向）の一方側および他方側に向かって大きくなる例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、磁石非収容孔と磁石収容孔との間の径方向における間隔は、一定であってもよい。

【0081】

また、上記実施形態では、空隙Ａは、磁石固定樹脂充填部１２のＺ２方向側の部分に形成されている例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、空隙は、永久磁石の周方向の移動を規制可能な分だけ磁石固定樹脂充填部に樹脂が充填されていれば、それ以外の部分は空隙でもよい。ここで、空隙の磁石固定樹脂充填部における軸方向の位置は、磁石非収容孔の軸方向に直交する面積を調整することにより調整可能である。

【0082】

また、上記実施形態では、磁石非収容孔３のＣ方向（周方向）の中心部分Ｃｂと、磁石収容孔１のＣ方向（周方向）の中心部分Ｃａとは、Ｒ方向（径方向）において一致している例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、磁石非収容孔の周方向の中心部分と、磁石収容孔の周方向の中心部分とは、径方向において一致していなくてもよい。

【符号の説明】

【0083】

１ 磁石収容孔
３ 磁石非収容孔
１ａ 永久磁石
１０ ロータコア
１１ 磁石挿入部
１２ 磁石固定樹脂充填部
２０ 樹脂連結部
１００ ロータ
Ａ 空隙
Ａｒ （磁石非収容孔の）面積
Ａｒ１、Ａｒ２ （磁石固定樹脂充填部の周方向の一方側の部分の）面積
Ｍ 間隔
θ 所定の角度

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】