JP6705385B2

JP6705385B2 - 回転電機のロータ

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Publication number: JP6705385B2
Application number: JP2017003234A
Authority: JP
Inventors: 憲野田; 服部　宏之; 宏之服部
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2017-01-12
Filing date: 2017-01-12
Publication date: 2020-06-03
Anticipated expiration: 2037-01-12
Also published as: JP2018113796A

Description

本開示は、回転電機のロータに係り、特に、ロータコアに設けられる磁石孔に、永久磁石が挿入され磁石固定部材が充填される回転電機のロータに関する。

回転電機として、ロータコアの磁石孔に永久磁石が挿入され磁石固定部材が充填されるＩＰＭ（埋め込み磁石型モータ）が用いられる。この場合、ロータが回転するときの遠心力等で永久磁石が飛び出さないように、ロータの軸方向端面に端板またはエンドプレートと呼ばれる円板状部材が設けられることが多い。エンドプレートとしては、金属エンドプレートの他に、磁石固定部材と同じ樹脂を用いて磁石固定の働きも兼ねる一体化型の樹脂エンドプレートが知られている。

特許文献１では、樹脂エンドプレートにおいて、ロータコアの軸方向に沿った永久磁石の位置決めのための位置決めピン跡の小孔が残ると、そこから亀裂が発生することを指摘している。そして、ロータコアの両端面のそれぞれにおいて、周方向に連続する円環部と、磁石孔における長辺の端部を覆う舌辺部とを有する樹脂エンドプレートが開示されている。ここでは、磁石孔における永久磁石の長辺の一部分を樹脂で覆わない露出部分としてここで永久磁石の位置決めを行うので、樹脂部に位置決めピン跡の小孔がない。

特開２０１０−１４２０３８号公報

ロータコアの磁石孔には挿入された永久磁石を固定する磁石固定部材が充填されるので、エンドプレートを用いなくても済みそうである。しかし、永久磁石と磁石固定部材との間で熱膨張係数が異なるので、ロータの動作中における温度履歴による冷熱サイクル等によって磁石固定部材が破損して、永久磁石との間の固定力の低下や、破損した部分が外部に飛散する可能性がある。エンドプレートを用いる場合でも、エンドプレートで覆われていない磁石孔の部分があると、磁石固定部材が外部へ飛散する可能性が同様に生じ得る。そこで、磁石固定部材の外部への飛散を抑制できる回転電機のロータが要望される。

本開示に係る回転電機のロータは、コア外周側に周方向に沿って配置されている複数の磁石孔を有するロータコアと、複数の磁石孔のそれぞれに挿入されている永久磁石と、複数の磁石孔のそれぞれについて、永久磁石の全部の外周面と磁石孔の内壁面との間に形成されている隙間に配置されている磁石固定部材と、ロータコアの軸方向両端部に配置されている樹脂蓋部と、を備え、樹脂蓋部は、永久磁石及び磁石固定部材がそれぞれ配置された状態の複数の磁石孔に対応する複数の樹脂充填孔を有しロータコアの外径と同じ外径を有する磁性体薄板と、磁性体薄板に一体化成形された状態の樹脂部と、を含み、樹脂部は、磁性体薄板の上面側に環状形状に形成されている上樹脂部と、複数の樹脂充填孔にそれぞれ充填された状態であり、且つ、上樹脂部に覆われた状態で上樹脂部と一体化されている複数の充填樹脂部と、を有する。

上記構成に係る回転電機のロータによれば、樹脂蓋部を有するので、磁石固定部材の外部への飛散を抑制できる。

実施の形態に係る回転電機のロータの断面図である。図１において、ロータの軸方向端面について、磁石孔、磁石固定部材、永久磁石、及び、樹脂蓋部の配置関係を示す平面図である。樹脂蓋部について図２とは別の配置関係の例を示す図である。他の実施の形態における樹脂蓋部を示す図である。図４の樹脂蓋部の詳細図である。図５（ａ）は平面図であり、（ｂ）は（ａ）のＢ−Ｂ線に沿った断面図である。１つの磁極について２つの永久磁石を用いるロータについて、磁石孔、磁石固定部材、永久磁石、及び、樹脂蓋部との配置関係を示す平面図である。樹脂蓋部について図５とは別の配置関係の例を示す図である。

以下に図面を用いて本発明に係る実施の形態につき詳細に説明する。以下では、回転電機として、車両に搭載される回転電機を述べるが、これは説明のための例示であって、車両搭載以外の用途の回転電機であってもよい。以下に述べる寸法、形状、材質、磁極数、１つの磁極を構成する永久磁石の数と配置方法等は、説明のための例示であって、回転電機のロータの仕様等により、適宜変更が可能である。また、以下では、全ての図面において同様の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。

図１は、車両搭載用の回転電機のロータ１０の断面図であり、図２は、回転電機のロータ１０の上面図である。回転電機は、車両が力行するときは電動機として機能し、車両が制動時にあるときは発電機として機能するモータ・ジェネレータで、三相同期型回転電機である。以下では、回転電機のロータ１０を特に断らない限り、ロータ１０と呼ぶ。

ロータ１０は、出力軸１２が設けられるロータコア１４を含んで構成される。ロータコア１４と一体化された出力軸１２は、その軸方向の両端がモータケースの軸受によって回転自在に支持され、図示しない円環状のステータがロータコア１４の外周側に所定の隙間を隔ててモータケースに固定して配置され、回転電機を構成する。ステータコアに巻回された巻線コイルに駆動電流が供給されると、ステータとロータコア１４との間の電磁的協働によってロータコア１４及びこれと一体化した出力軸１２が回転する。このように、回転電機においては、ロータコア１４に一体化された出力軸１２がトルクを出力する。図１、図２ではステータの図示を省略した。

図１，２に、ロータ１０の軸方向、周方向、径方向を示す。軸方向は、ロータ１０の出力軸１２の中心軸ＣＬが延びる方向である。以下において、軸方向の両方向を区別するときは、紙面上において上方側を軸方向の上面側とし、下方側の軸方向の下面側と呼ぶ。径方向は、軸方向に垂直な面内で中心軸ＣＬを通る放射状の方向であり、周方向は、中心軸ＣＬを中心として円周方向に沿った方向である。図２は、軸方向の上面側から見た上面図であり、図１は、図２のＡ−Ａ線に沿った断面図に相当する。

ロータコア１４には、周方向に予め定められた数の磁極Ｐが設けられる。図２の例では、磁極数は８である。ロータコア１４を磁極数で区分した扇型の部分には、磁石孔１６と、磁石孔１６に挿入され磁極Ｐを形成する永久磁石２０と、永久磁石２０を磁石孔１６に固定する磁石固定部材２２とが配置される。

ロータコア１４は、所定枚数の磁性体薄板１５を積層した積層体である。磁性体薄板１５としては、電磁鋼板を用いることができる。磁性体薄板１５は、出力軸１２の外形を通す中心穴１３と、複数の磁石孔１６とを含んで、磁性体の薄板シートを打ち抜き加工等で所定の形状に成形したものが用いられる。

磁石孔１６は、ロータコア１４の外周側に周方向に沿って複数配置され、軸方向に貫通して永久磁石２０をロータコア１４に埋め込んで配置するための孔である。図２に示すように、磁石孔１６の数は、磁極数と同じ８つである。磁石孔１６は、平面図で略矩形形状を有する。図１に示すように、磁石孔１６の軸方向の長さは、ロータコア１４の軸方向の長さＨ₀と同じで、永久磁石２０の軸方向の長さよりも長く設定される。

永久磁石２０は、軸方向に延びる棒状磁石で、各磁石孔１６に１つずつ配置され、それぞれがロータコア１４の１つの磁極Ｐを形成する。永久磁石２０は、平面図で磁石孔１６よりも一回り小さい略矩形形状を有する。永久磁石２０の着磁は、平面図における略矩形形状の長辺面について行われ、一方側の長辺面がＮ極のとき他方側の長辺面がＳ極になるように着磁される。着磁された各永久磁石２０は、ロータコア１４の８つの磁石孔１６に配置されるときに、ロータコア１４の径方向に沿って隣接する磁極Ｐの間では、着磁方向が互いに逆になるように配置される。すなわち、外周側を向く磁極の極性は、周方向に沿ってＮ，Ｓ，Ｎ，Ｓ，Ｎ，Ｓ，Ｎ，Ｓの順に配置されて一周する。

かかる永久磁石２０の材質としては、ネオジムと鉄とホウ素を主成分とするネオジム磁石、サマリウムとコバルトを主成分とするサマリウムコバルト磁石等の希土類磁石が用いられる。これ以外にフェライト磁石、アルニコ磁石等を用いてもよい。

磁石固定部材２２は、それぞれの磁石孔１６において、永久磁石２０との隙間に充填して配置され、永久磁石２０をロータコア１４に固定する働きをする。磁石固定部材２２は、平面図において、磁石孔１６の略矩形形状よりも一回り小さい略矩形形状の永久磁石２０と磁石孔１６の内壁面との間に形成される隙間としての略矩形形状の長辺と短辺に沿った枠状の隙間に充填される。さらに、軸方向に沿ってロータコア１４の長さＨ₀と同じ長さを有する磁石孔１６に対して軸方向の長さが短い永久磁石２０の軸方向の両端部と、ロータコア１４の両端面との間に形成される軸方向の隙間空間にも充填される。すなわち、図１の断面に示すように、磁石固定部材２２は、磁石孔１６の内部空間において、永久磁石２０の六面の全側面を覆って、磁石孔１６と永久磁石２０との間の隙間に充填される。

かかる磁石固定部材２２としては、成形性と耐熱性に優れた熱硬化樹脂が用いられる。熱硬化樹脂としては、エポキシ系樹脂、ポリイミド系樹脂等を用いることができる。

ロータ１０は、さらに、樹脂蓋部３０を備える。樹脂蓋部３０は、８つの磁石孔１６のそれぞれについて、磁石固定部材２２の露出部分を覆って配置される部材である。具体的には、樹脂蓋部３０は、ロータコア１４の軸方向の両端面上において、それぞれの磁石孔１６の開口部の全体を覆い、永久磁石２０及び磁石固定部材２２がロータコア１４の軸方向の両端に露出しないように蓋をする。樹脂蓋部３０は、図２に示すように、ロータコア１４の両端面において、８つの磁石孔１６の全てを覆うように、環状形状に形成される。

磁石固定部材２２にも樹脂が用いられるが、樹脂蓋部３０は、磁石固定部材２２とは別の樹脂部材である。別の樹脂部材とは、材質の相違よりも、磁石固定部材２２が形成される工程と全く別の工程によって樹脂蓋部３０が形成され、磁石固定部材２２と一体化成形されないことを意味する。従来技術の一体化型の樹脂エンドプレートは、ロータコア１４の両端部を挟み持つ働きをさせるために、磁石固定部材２２に用いられる樹脂と同じ樹脂を用い、射出成技術等によって、磁石固定部材２２と一体化成形される。これに対し、図１、図２の磁石固定部材２２と樹脂蓋部３０とは互いに独立の部材で、一体化されていない。

かかるロータ１０の製造方法としては、以下の処理手順が用いられる。最初に磁性体薄板１５の積層体であるロータコア１４を準備する（ロータコアの準備工程）。次に、ロータコア１４の８つの磁石孔１６のそれぞれに、永久磁石２０を挿入する。挿入に際しては、隣接する磁極Ｐの間で、永久磁石２０の磁極の極性の向きが互いに逆向きとなるようにする。（永久磁石の挿入工程）。次に、磁石固定部材２２を各磁石孔１６に順次充填する。充填に際しては、磁石孔１６の内壁面と、これに向い合う永久磁石２０の側面のそれぞれとの間が、ほぼ同じ隙間となるように、適当な位置決め治具等を用いることがよい。特に、永久磁石２０の軸方向の両端部と、ロータコア１４の両端面との間に形成される軸方向の隙間空間にも磁石固定部材２２が充填されるようにする（磁石固定部材の充填工程）。続いて、永久磁石２０の周りに磁石固定部材２２が充填された状態のロータコア１４の全体を所定の熱硬化条件の下で加熱して磁石固定部材２２を硬化させる（磁石固定部材の硬化処理）。硬化処理が終了すると、加熱を止め、適当な冷却条件の下で冷却する。これによって、各磁石孔１６に永久磁石２０が磁石固定部材２２によって固定された状態のロータコア１４を得る。次に、樹脂蓋部形成が行われる。

樹脂蓋部形成の手順は以下の通りである。各磁石孔１６に永久磁石２０が磁石固定部材２２によって固定された状態のロータコア１４について、樹脂の塗膜処理が行われる（塗膜工程）。塗膜処理は、粉体樹脂または液状樹脂のスプレー塗装、または、樹脂接着材の塗布によって行われる。塗膜処理が行われる領域は、図１、図２に示すように、ロータコア１４の軸方向の両端面において、８つの磁石孔１６の全てを覆う環状領域である。塗膜処理に用いる粉体樹脂、液状樹脂、樹脂接着材の材質としては、ロータコア１４を構成する磁性体薄板１５の表面と密着性が良好なものがよい。かかる材質としては、エポキシ樹脂を用いることができる。環状に塗膜処理が行われると、引き続き、所定の熱硬化条件の下で加熱処理が行われ、塗膜を硬化させる（塗膜硬化工程）。このようにして、ロータ１０の軸方向の両端面に、樹脂蓋部３０，３２が形成される。

形成された樹脂蓋部３０，３２は、磁石固定部材２２と一体化成形されたものではないが、ロータコア１４の両端面に密着しているので、例えば、ロータ１０が回転動作しても遠心力で飛ぶことがない。これによって、仮に、磁石固定部材２２が熱履歴等で破損した場合でも、外部への飛散が抑制される。また、樹脂蓋部３０，３２は非磁性体である樹脂で構成されているので、ロータ１０が回転電機に組み込まれたとき、磁性体のエンドプレートの場合に生じる漏れ磁束の発生がなく、回転電機のトルク低下が生じない。

上記では、樹脂蓋部３０，３２は、ロータコア１４の両端面のそれぞれにおいて、８つの磁石孔１６の全てを覆う１つの環状形状としたので、１つのロータコア１４の軸方向の両端面にそれぞれ１つずつ、合計で２つの樹脂蓋部３０、３２が形成される。ここで、樹脂蓋部３０，３２は、各磁石孔１６のそれぞれの磁石固定部材２２が露出しないように覆えばよいので、ロータコア１４の各端面にそれぞれ複数の樹脂蓋部を設けてもよい。

図３は、図２に対応する上面図において、８つの磁石孔１６のそれぞれに１つずつの樹脂蓋部３１ａ，３１ｂ，３１ｃ，３１ｄ，３１ｅ，３１ｆ，３１ｇ，３１ｈを設ける例である。各樹脂蓋部３１ａ〜３１ｈは、それぞれに対応する磁石固定部材２２が露出しないように配置される。ロータコア１４の軸方向の下面側の端面においても、同様に８つの樹脂蓋部３１ａ〜３１ｈが設けられる。

図３では１つの磁石孔１６毎に１つの樹脂蓋部３１ａ等を用いたが、これに代えて、２つの磁石孔１６を１つにまとめて覆う樹脂蓋部、４つの磁石孔１６を１つにまとめて覆う樹脂蓋部としてもよい。

図２、図３では、樹脂蓋部３０等の形成として、樹脂の塗膜処理と、塗膜を硬化させる処理とを行った。これに代えて、各磁石孔１６に所定の形状の樹脂テープを貼付してもよい。樹脂テープとしては、基材の一方側の面に磁性体薄板１５と密着性のよい接着材を有するものを用いる。例えば、エポキシ系樹脂の接着材が片面に設けられた粘着テープを用いることができる。接着材は１層構造でもよいが、基材との間の密着性と磁性体薄板１５との間の密着性等を考慮した多層構造としてもよい。また、必要に応じて、貼付工程の後に硬化工程を付加してもよい。樹脂テープの形状は、図２のように８個の磁石孔１６の全てを覆う１つの環状形状としてもよく、図３のように、各磁石孔１６毎に１つの樹脂テープとしてもよい。予め所定の形状に成形された樹脂テープを準備することで、樹脂の塗膜処理が不要になり、樹脂蓋部３０等の形成を効率的に行える。

図１から図３における樹脂蓋部３０等は、ロータコア１４の両端面に樹脂の塗膜または樹脂テープを密着させる構成であるが、磁性体薄板と一体化された樹脂蓋部を用いることもできる。図４にその例を示す。図４は、図１に対応する断面図であるが、ロータ４０は、ロータコア１４と、磁石孔１６と、永久磁石２０と、磁石固定部材２２と、樹脂蓋部４２，４４とを含む。樹脂蓋部４２，４４以外の要素の内容は、図１、図２で述べたものと同様であるので、詳細な説明を省略する。樹脂蓋部４２，４４は、ロータコア１４の軸方向に沿った長さＨ₀の外側にそれぞれ配置される。したがって、ロータ１０の軸方向に沿った長さは、Ｈ₀よりも長くなる。樹脂蓋部４２，４４は、ロータコア１４の軸方向に沿った上面側か下面側かのいずれの側に配置されるかが相違し、それに伴って断面形状の上下方向が逆になるのみで他の構成は同じであるので、以下では、樹脂蓋部４２について述べる。

図５は、樹脂蓋部４２を抜き出して示す図である。図５（ａ）は上面図であり、図５（ｂ）は、図５（ａ）のＢ−Ｂ線に沿った断面図である。樹脂蓋部４２は、磁性体薄板５０と、樹脂部５２とを含む。樹脂部５２は、磁性体薄板５０の上面側の上樹脂部５４と、磁性体薄板５０に設けられた樹脂充填孔５１に充填される充填樹脂部５６とを含む。

磁性体薄板５０は、ロータコア１４の外径と同じ外径と、中心穴１３の内径と同じ内径とを有する環状薄板であり、磁石孔１６に対応する樹脂充填孔５１を有する。樹脂充填孔５１は、充填樹脂部５６と磁性体薄板５０との間を一体化する孔であるが、磁石孔１６と同じ形状としてもよい。あるいは、充填樹脂部５６と磁性体薄板５０との間の一体化を強めるために、孔輪郭線を凹凸形状等にしてアンカー効果を上げる形状としてもよい。以下では、充填樹脂部５６の孔形状を磁石孔１６の孔形状と同じとする。これによって、ロータコア１４に用いられる磁性体薄板１５をそのまま磁性体薄板５０に用いることができ、特別な形状の磁性体薄板５０を準備しなくて済む。

充填樹脂部５６は、樹脂部５２の内、磁性体薄板５０の樹脂充填孔５１に充填された樹脂部分である。充填樹脂部５６の数は、磁石孔１６と同じ数である。図５の例では、磁石孔１６の数が８つであるので、充填樹脂部５６の数も８つである。樹脂部５２を構成する上樹脂部５４は、８つの充填樹脂部５６の全てを覆い、磁性体薄板５０の上面側に配置される環状形状を有する樹脂部分で、８つの充填樹脂部５６と一体化成形される。

かかる樹脂蓋部４２，４４の形成は、ロータコア１４において永久磁石２０を磁石孔１６に挿入して磁石固定部材２２で固定する処理工程とは別の工程で行われる。まず、磁性体薄板５０を準備する（磁性体薄板の準備工程）。図４、図５の例では、磁性体薄板５０を１枚の磁性体薄板１５としたが、２枚以上の磁性体薄板１５をまとめたものを磁性体薄板５０としてもよい。その場合に、予め、各磁性体薄板１５について、磁石孔１６を合わせてカシメ処理等で一体化しておくことが好ましい。次に、所定の一体化成形用の金型に磁性体薄板５０をセットする。所定の一体化成形用の金型としては、磁性体薄板５０の上面側に所定の環状形状の上樹脂部５４が形成され、磁性体薄板５０の８つの樹脂充填孔５１のそれぞれに充填樹脂部５６が形成されるようにキャビティ等が設定されたものを用いる（金型セット工程）。その状態で、一体化成形用の金型に成形用樹脂を流し込み、所定の温度、圧力の成形条件で一体化成形する（樹脂蓋部の一体化成形工程）。その後所定の冷却条件の下で冷却し、一体化金型を開けて、樹脂蓋部４２，４４を取り出す。樹脂蓋部４２，４４における樹脂部５２は、上樹脂部５４が磁性体薄板５０の上面と環状に密着し、さらに、上樹脂部５４と一体化した充填樹脂部５６が樹脂充填孔５１の内壁面にアンカー効果によって一体化されるので、磁性体薄板５０と強固に一体化される。

樹脂蓋部４２，４４を用いるロータ４０の製造方法としては、まず、ロータコア１４において永久磁石２０を磁石孔１６に挿入して磁石固定部材２２で固定する処理工程を行い、その後、樹脂蓋部４２，４４の配置処理が行われる。ロータコア１４において永久磁石２０を磁石孔１６に挿入して磁石固定部材２２で固定する処理工程は、図１、図２のロータ１０の製造方法の前半部分と同じである。すなわち、磁性体薄板１５の積層体であるロータコア１４を準備し（ロータコアの準備工程）、ロータコア１４の８つの磁石孔１６のそれぞれに、永久磁石２０を挿入する（永久磁石の挿入工程）。次に、磁石固定部材２２を各磁石孔１６に順次充填し（磁石固定部材の充填工程）、磁石固定部材２２を硬化させ（磁石固定部材の硬化処理）硬化後に加熱を止め、適当な冷却条件の下で冷却する。これによって、各磁石孔１６に永久磁石２０が磁石固定部材２２によって固定された状態のロータコア１４が得られる。続いて、予め形成された樹脂蓋部４２，４４の配置処理が行われる。

樹脂蓋部４２，４４の配置処理は、以下のように行われる。すなわち、各磁石孔１６に永久磁石２０が磁石固定部材２２によって固定された状態のロータコア１４の軸方向に沿った上面側の端面に樹脂蓋部４２を配置し、下面側の端面に樹脂蓋部４４を配置する。配置に当たっては、充填樹脂部５６がロータコア１４の軸方向の端面に向い合い、かつ、磁石孔１６の配置位置に合わせる。（樹脂蓋部の配置工程）。次に、樹脂蓋部４２，４４とロータコア１４との一体化処理を行う。一体化処理の方法としては、樹脂蓋部４２，４４の磁性体薄板５０の部分と、ロータコア１４の磁性体薄板１５の部分とを溶接する。溶接に代えて、カシメ処理を行ってもよい（磁性体薄板の一体化処理工程）。このようにして、ロータ４０の軸方向の両端面に、樹脂蓋部４２，４４が一体化される。

一体化された樹脂蓋部４２，４４は、磁石固定部材２２と一体化成形されたものではないが、ロータコア１４の両端面に溶接等によって一体化されているので、例えば、ロータ１０が回転動作しても遠心力で飛ぶことがない。これによって、仮に、磁石固定部材２２が熱履歴で破損した場合でも、外部への飛散が抑制される。また、樹脂蓋部４２，４４を構成する樹脂部５２は、非磁性体である樹脂で構成されているので、ロータ１０が回転電機に組み込まれたとき、磁性体のエンドプレートの場合に生じる漏れ磁束の発生がなく、回転電機のトルク低下が生じない。

図１から図５においては、１つの永久磁石２０で１つの磁極Ｐを形成する例を述べた。図６は、２つの永久磁石で１つの磁極Ｐを形成するロータ６０の上面図である。ロータ６０は磁極Ｐの数が８であるので、永久磁石、磁石孔、及び磁石固定部材の数は、いずれも（２×８＝１６）である。樹脂蓋部６２は、１６個の磁石固定部材の全部が露出しないように、環状形状を有する。環状形状の樹脂蓋部６２の１つの磁極Ｐの部分を破断して、１つの磁極Ｐにおける磁石孔６４，６５、永久磁石７０，７１、磁石固定部材７２，７３を露出させて示す。

図６に示すように、１つの磁極Ｐにおいて、永久磁石７０，７１は、磁石固定部材７２，７３に保持されて磁石孔６４，６５に挿入配置される。１つの磁極Ｐでは、２つの磁石孔６４，６５が略Ｖ字形に配置されているので、これに対応して、２つの永久磁石７０，７１も略Ｖ字形に配置される。１つの磁極Ｐを形成する２つの永久磁石７０，７１は、図示されていないステータに向かい合う外周側の面の極性が同じで、共にＮ極かまたは共にＳ極であり、隣接する磁極Ｐの間ではその極性が互いに逆になる。例えば、図６において露出して示した永久磁石７０，７１は、いずれも外径側の側面の極性がＮ極で、内径側の側面の極性がＳ極である。したがって、この露出して示した磁極Ｐは、ステータに対しＮ極の極性を有する。なお、この露出して示した磁極Ｐの隣の磁極Ｐは、Ｓ極の極性を有し、それぞれにおいて略Ｖ字形に配置される２つの永久磁石７０，７１は、いずれも外径側の側面の極性がＳ極、内径側の側面の極性がＮ極である。

樹脂蓋部６２は、ロータコア１４の軸方向の両端面上において、それぞれの１６個の磁石孔６４，６５の開口部の全体を覆い、永久磁石７０，７１、磁石固定部材７２，７３がロータコア１４の軸方向の両端に露出しないように蓋をする。樹脂蓋部６２は、図６に示すように、ロータコア１４の両端面において、１６個の磁石孔６４，６５の全てを覆うように、環状形状に形成される。

図６では、樹脂蓋部６２は、ロータコア１４の端面において、１６個の磁石孔６４，６５の全てを覆う１つの環状形状としたので、１つのロータコア１４について軸方向の両端面においてそれぞれ１つずつ樹脂蓋部６２が形成される。図３で述べたのと同様に、樹脂蓋部６２は、各磁石孔６４，６５のそれぞれの磁石固定部材７２，７３が露出しないように覆えばよいので、ロータコア１４の各端面のそれぞれに複数の樹脂蓋部を設けてもよい。図７は、８つの磁極Ｐのそれぞれに１つずつの樹脂蓋部６３ａ，６３ｂ，６３ｃ，６３ｄ，６３ｅ，６３ｆ，６３ｇ，６３ｈを設けるロータ６１の上面図である。各樹脂蓋部６３ａ〜６３ｈは、それぞれに対応する磁極Ｐについての２つの磁石孔６４，６５、２つの永久磁石７０，７１、及び、２つの磁石固定部材７２，７３の全てを覆って配置される。

図７では１つの磁極Ｐの２つの磁石孔６４，６５毎に１つの樹脂蓋部６３ａ等を用いたが、これに代えて、１６個の磁石孔６４，６５のそれぞれに１つずつ樹脂蓋部を設けてもよい。

図６、図７では、樹脂蓋部６３ａ等は、ロータコア１４の両端面に樹脂の塗膜または樹脂テープを密着させる構成としたが、図４、図５で述べた磁性体薄板５０と樹脂部５２とを組み合させた構成としてもよい。

本実施の形態に係る回転電機のロータ１０は、複数の磁石孔１６を有するロータコア１４と、複数の磁石孔１６のそれぞれに挿入された永久磁石２０と、複数の磁石孔１６のそれぞれについて、永久磁石２０の全部の外周面と磁石孔１６の内壁面との間に形成される隙間に配置された磁石固定部材２２と、ロータコア１４の両端面のそれぞれに密着して固定され、複数の磁石孔１６のそれぞれについて磁石固定部材２２の露出部分を覆って配置された樹脂蓋部３０，３２と、を備える。

上記構成に係る回転電機のロータ１０によれば、磁石固定部材２２の露出部分を覆って樹脂蓋部３０、３２が配置されるので、仮に、磁石固定部材２２が破損した場合でも外部への飛散を抑制できる。これにより、ロータコア１４と永久磁石２０との間の固定力の低下を抑制でき、回転電機としての信頼性が向上する。また、樹脂蓋部３０，３２は非磁性体である樹脂で構成されているので、ロータ１０が回転電機に組み込まれたとき、磁性体のエンドプレートの場合に生じる漏れ磁束の発生がなく、回転電機のトルク低下が生じない。

１０，４０，６０，６１（回転電機の）ロータ、１２出力軸、１３中心穴、１４ロータコア、１５，５０磁性体薄板、１６，６４，６５磁石孔、２０，７０，７１永久磁石、２２，７２，７３磁石固定部材、３０，３１ａ，３１ｂ，３１ｃ，３１ｄ，３１ｅ，３１ｆ，３１ｇ，３１ｈ，３２，４２，４４，６２，６３ａ，６３ｂ，６３ｃ，６３ｄ，６３ｅ，６３ｆ，６３ｇ，６３ｈ樹脂蓋部、５１樹脂充填孔、５２樹脂部、５４上樹脂部、５６充填樹脂部。

Claims

コア外周側に周方向に沿って配置されている複数の磁石孔を有するロータコアと、
複数の前記磁石孔のそれぞれに挿入されている永久磁石と、
複数の前記磁石孔のそれぞれについて、前記永久磁石の全部の外周面と前記磁石孔の内壁面との間に形成されている隙間に配置されている磁石固定部材と、
前記ロータコアの軸方向両端部に配置されている樹脂蓋部と、
を備え、
前記樹脂蓋部は、
前記永久磁石及び前記磁石固定部材がそれぞれ配置された状態の複数の前記磁石孔に対応する複数の樹脂充填孔を有し前記ロータコアの外径と同じ外径を有する磁性体薄板と、
前記磁性体薄板に一体化成形された状態の樹脂部と、
を含み、
前記樹脂部は、
前記磁性体薄板の上面側に環状形状に形成されている上樹脂部と、
複数の前記樹脂充填孔にそれぞれ充填された状態であり、且つ、前記上樹脂部に覆われた状態で前記上樹脂部と一体化されている複数の充填樹脂部と、
を有する、回転電機のロータ。