(57)【要約】【課題】製造が容易な磁石埋込み型電動機のロータを提供する。【解決手段】磁石埋込み型電動機のロータは、ロータコアの内部に固定された磁石を備える。ロータコアは、シャフト１３に同軸状に固定された第１の筒状部材３１および第２の筒状部材３２を含む。第１の筒状部材３１は、磁石が固定された磁石固定穴５１，５２と、外周面に形成された凹部３３とを含む。第２の筒状部材は、磁石が固定された磁石固定穴５３，５４を含む。磁石固定穴５１，５２，５３，５４は、磁石が配置される配置領域５５，５７と、接着剤が溜まる大きさを有する逃し領域５６，５８とを含む。第１の筒状部材３１の配置領域５５が第２の筒状部材３２の配置領域５７に連通し、更に、第１の筒状部材３１の凹部３３が第２の筒状部材３２の逃し領域５８に連通する。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転軸の周りに回転するシャフトと、
前記シャフトに固定されたロータコアと、
前記ロータコアの内部に固定された磁石とを備え、
前記ロータコアは、前記シャフトに同軸状に固定された第１の筒状部材および第２の筒状部材を含み、
第１の筒状部材は、磁石が接着剤にて固定された複数の磁石固定穴と、外周面において磁石固定穴同士の間に形成され、前記回転軸に沿って延びる凹部とを含み、
第２の筒状部材は、磁石が接着剤にて固定された複数の磁石固定穴を含み、
磁石固定穴は、磁石が配置される配置領域と、配置領域の側方に形成され、接着剤が溜まる大きさを有する逃し領域とを含み、
第１の筒状部材の配置領域が第２の筒状部材の配置領域に連通し、更に、第１の筒状部材の凹部が第２の筒状部材の逃し領域に連通するように、第１の筒状部材に対して第２の筒状部材が周方向にずれて固定されていることを特徴とする、磁石埋込み型電動機のロータ。
【請求項２】
第２の筒状部材は、外周面において磁石固定穴同士の間に形成され、前記回転軸に沿って延びる凹部を含み、
複数の磁石固定穴は、第１の磁石固定穴および第２の磁石固定穴にて構成される磁石固定穴の対を含み、
複数の磁石固定穴の対が筒状部材の周方向に沿って形成されており、
それぞれの筒状部材の凹部は、磁石固定穴の対同士の間に形成されており、
第１の筒状部材の凹部が第２の筒状部材の第１の磁石固定穴の逃し領域に連通し、第２の筒状部材の凹部が第１の筒状部材の第２の磁石固定穴の逃し領域に連通するように、第１の筒状部材および第２の筒状部材が固定されている、請求項１に記載の磁石埋込み型電動機のロータ。
【請求項３】
それぞれの筒状部材の凹部は、筒状部材の一方の端面から他方の端面まで形成されている、請求項１または２に記載の磁石埋込み型電動機のロータ。
【請求項４】
第２の筒状部材は、第１の筒状部材と同一の形状を有する、請求項１から３のいずれか一項に記載の磁石埋込み型電動機のロータ。
【請求項５】
第１の筒状部材および第２の筒状部材をシャフトの回転軸に沿ってシャフトに固定する固定工程と、
第１の筒状部材の磁石固定穴および第２の筒状部材の磁石固定穴に磁石を挿入する挿入工程とを含み、
第１の筒状部材は、磁石が接着剤にて固定される複数の磁石固定穴と、外周面において磁石固定穴同士の間に形成され、前記回転軸に沿って延びる凹部とを含み、
第２の筒状部材は、磁石が接着剤にて固定される複数の磁石固定穴を含み、
磁石固定穴は、磁石が配置される配置領域と、配置領域の側方に形成され、接着剤が溜まる大きさを有する逃し領域とを含み、
前記固定工程は、第１の筒状部材の配置領域が第２の筒状部材の配置領域に連通し、更に、第１の筒状部材の凹部が第２の筒状部材の逃し領域に連通するように、第１の筒状部材に対して第２の筒状部材を周方向にずらして、第１の筒状部材および第２の筒状部材を固定する工程を含み、
前記挿入工程は、第１の筒状部材の配置領域に磁石を挿入して、過剰な接着剤を第２の筒状部材の磁石固定穴に押し出す工程と、第２の筒状部材の配置領域に磁石を挿入して、過剰な接着剤を第１の筒状部材の凹部に押し出す工程と、第１の筒状部材の凹部に押し出された接着剤を除去する工程とを含むことを特徴とする、磁石埋込み型電動機のロータの製造方法。
【請求項６】
第２の筒状部材は、外周面において磁石固定穴同士の間に形成され、前記回転軸に沿って延びる凹部を含み、
複数の磁石固定穴は、第１の磁石固定穴および第２の磁石固定穴にて構成される磁石固定穴の対を含み、
複数の磁石固定穴の対が筒状部材の周方向に沿って形成されており、
それぞれの筒状部材の凹部は、磁石固定穴の対同士の間に形成されており、
前記固定工程は、第１の筒状部材の凹部が第２の筒状部材の第１の磁石固定穴の逃し領域に連通し、第２の筒状部材の凹部が第１の筒状部材の第２の磁石固定穴の逃し領域に連通するように、第１の筒状部材および第２の筒状部材を固定する工程を含み、
前記挿入工程は、第１の筒状部材の第１の磁石固定穴の配置領域に磁石を挿入して、過剰な接着剤を第２の筒状部材の第１の磁石固定穴に押し出す工程と、第２の筒状部材の第１の磁石固定穴の配置領域に磁石を挿入して、過剰な接着剤を第１の筒状部材の凹部に押し出す工程と、
第２の筒状部材の第２の磁石固定穴の配置領域に磁石を挿入して、過剰な接着剤を第１の筒状部材の第２の磁石固定穴に押し出す工程と、第１の筒状部材の第２の磁石固定穴の配置領域に磁石を挿入して、過剰な接着剤を第２の筒状部材の凹部に押し出す工程と、
第１の筒状部材の凹部および第２の筒状部材の凹部に押し出された接着剤を除去する工程とを含む、請求項５に記載の磁石埋込み型電動機のロータの製造方法。
【請求項７】
前記挿入工程は、磁石固定穴の配置領域に磁石を挿入した後に、逃し領域の形状に対応した挿入棒を逃し領域に挿入する工程と、
第１の筒状部材および第２の筒状部材において、互いに連通する磁石固定穴に磁石および挿入棒を挿入した後に、挿入棒を引き抜く工程とを含む、請求項５または６に記載の磁石埋込み型電動機のロータの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、磁石が接着剤にて固定された磁石埋込み型電動機のロータおよび磁石埋込み型電動機のロータの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
電動機は、ハウジングに固定されたステータと、ステータの内部に配置されたロータとを備える。様々な種類の電動機のうち、ロータに永久磁石が固定された電動機が知られている。この電動機においては、ロータは、シャフトに固定されたロータコアを含み、磁石は、ロータコアに固定されている。従来の技術においては、ロータコアの表面に磁石が固定されたロータを備える電動機が知られている（例えば、特表２００９−５１２４１３号公報）。
【０００３】
一方で、従来の技術においては、永久磁石がロータコアの内部に埋め込まれたロータを備える電動機が知られている（例えば、特開２０１７−６３６１０号公報および特開２００１−２５８１８７号公報）。このようなロータを備える電動機は、磁石埋め込み型電動機と称されている。磁石埋め込み型電動機のロータを製造する時には、磁石を挿入するための穴が形成されているロータコアを製造する。ロータコアの穴に接着剤が塗布された磁石を挿入することにより、磁石をロータコアの内部に埋め込むことができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特表２００９−５１２４１３号公報
【特許文献２】特開２０１７−６３６１０号公報
【特許文献３】特開２００１−２５８１８７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
磁石埋込み型電動機の製造工程において、ロータコアには、ロータコアの周方向に沿って複数の磁石固定穴が形成される。複数の磁石固定穴は、ロータコアの軸方向に沿って一方の端面から他方の端面まで貫通している。磁石を一方の端面から他方の端面に向けて磁石固定穴に押し込むことにより、ロータコアの内部に磁石を配置する。この場合に、ロータコアの軸方向の長さと同じ長さを有する磁石を用いることができる。磁石をロータコアの磁石固定穴に挿入するためには、磁石を長い距離にて磁石固定穴に挿入しなければならない。また、接着剤の粘性により、ロータコアの磁石固定穴に磁石を挿入するときの抵抗が大きくなる。このために、磁石の挿入には、時間がかかるという問題がある。
【０００６】
または、磁石を軸方向の長さの半分の長さに分割することができる。そして、ロータコアの一方の端面から磁石を挿入した後に、他方の端面から磁石を挿入することができる。しかしながら、一方の端面から磁石を挿入した時に、磁石に塗布した接着剤のうち、過剰な接着剤は、磁石固定穴の軸方向の中央部に残存する。他方の端面から磁石を挿入した時に、中央部に残存する接着剤のために、磁石を所定の位置まで押し込むことができない場合がある。または、複数の磁石固定穴において、中央部に残存する接着剤の量が互いに異なることにより、ロータの静的バランスまたは動的バランスが悪くなるという問題がある。
【０００７】
このように、磁石埋込み型電動機のロータを製造する工程においては、磁石をロータコアの磁石固定穴に挿入する工程が難しいという問題があった。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本開示の一態様の磁石埋込み型電動機のロータは、回転軸の周りに回転するシャフトと、シャフトに固定されたロータコアと、ロータコアの内部に固定された磁石とを備える。ロータコアは、シャフトに同軸状に固定された第１の筒状部材および第２の筒状部材を含む。第１の筒状部材は、磁石が接着剤にて固定された複数の磁石固定穴と、外周面において磁石固定穴同士の間に形成され、回転軸に沿って延びる凹部とを含む。第２の筒状部材は、磁石が接着剤にて固定された複数の磁石固定穴を含む。磁石固定穴は、磁石が配置される配置領域と、配置領域の側方に形成され、接着剤が溜まる大きさを有する逃し領域とを含む。第１の筒状部材の配置領域が第２の筒状部材の配置領域に連通し、更に、第１の筒状部材の凹部が第２の筒状部材の逃し領域に連通するように、第１の筒状部材に対して第２の筒状部材が周方向にずれて固定されている。
【０００９】
本開示の一態様の磁石埋込み型電動機のロータの製造方法は、第１の筒状部材および第２の筒状部材をシャフトの回転軸に沿ってシャフトに固定する固定工程を含む。ロータの製造方法は、第１の筒状部材の磁石固定穴および第２の筒状部材の磁石固定穴に磁石を挿入する挿入工程を含む。第１の筒状部材は、磁石が接着剤にて固定される複数の磁石固定穴と、外周面において磁石固定穴同士の間に形成され、回転軸に沿って延びる凹部とを含む。第２の筒状部材は、磁石が接着剤にて固定される複数の磁石固定穴を含む。磁石固定穴は、磁石が配置される配置領域と、配置領域の側方に形成され、接着剤が溜まる大きさを有する逃し領域とを含む。固定工程は、第１の筒状部材の配置領域が第２の筒状部材の配置領域に連通し、更に、第１の筒状部材の凹部が第２の筒状部材の逃し領域に連通するように、第１の筒状部材に対して第２の筒状部材を周方向にずらして、第１の筒状部材および第２の筒状部材を固定する工程を含む。挿入工程は、第１の筒状部材の配置領域に磁石を挿入して、過剰な接着剤を第２の筒状部材の磁石固定穴に押し出す工程を含む。挿入工程は、第２の筒状部材の配置領域に磁石を挿入して、過剰な接着剤を第１の筒状部材の凹部に押し出す工程を含む。挿入工程は、第１の筒状部材の凹部に押し出された接着剤を除去する工程を含む。
【発明の効果】
【００１０】
本開示の態様によれば、製造が容易な磁石埋込み型電動機のロータおよび磁石埋込み型電動機のロータの製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】実施の形態における電動機の概略部分断面図である。
【図２】実施の形態におけるロータの斜視図である。
【図３】実施の形態におけるロータの平面図である。
【図４】図２のＩＶ−ＩＶ線に沿って切断した時の断面図である。
【図５】第１の筒状部材と第２の筒状部材との位置関係を説明する平面図である。
【図６】実施の形態におけるロータの製造方法の第１工程を説明する斜視図である。
【図７】実施の形態におけるロータの製造方法の第２工程を説明する斜視図である。
【図８】磁石固定穴の逃し領域に挿入する挿入棒の斜視図である。
【図９】実施の形態におけるロータの製造方法の第３工程を説明する斜視図である。
【図１０】実施の形態におけるロータの製造方法の第４工程を説明する斜視図である。
【図１１】比較例のロータの製造方法を説明するロータの斜視図である。
【図１２】比較例のロータコアの平面図である。
【図１３】実施の形態における他のロータの平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
図１から図１３を参照して、実施の形態における磁石埋込み型電動機のロータおよび磁石埋込み型電動機のロータの製造方法について説明する。本実施の形態の電動機は、磁石がロータコアの内部に埋め込まれた磁石埋込み型電動機である。本実施の形態の磁石埋込み型電動機は、製造工程において容易にロータコアの磁石固定穴に磁石を挿入できる構造を有する。
【００１３】
図１は、本実施の形態の電動機の断面図である。電動機１０は、ロータ１１と、ステータ１２とを備える。ステータ１２は、例えば、軸方向に積層された複数の磁性鋼板にて形成されている。ステータ１２には、コイル１６が巻回されている。ロータ１１は、棒状に形成されたシャフト１３と、シャフト１３の外周面に固定されたロータコア１７と、複数の磁石４１，４２とを含む。本実施の形態の磁石４１，４２は、永久磁石である。
【００１４】
シャフト１３は、回転力を伝達するために他の部材に連結される。シャフト１３は、回転軸ＲＡの周りに回転する。本実施の形態の軸方向とは、シャフト１３の回転軸ＲＡが延びる方向を示す。本実施の形態の径方向とは、回転軸ＲＡを中心とする円の半径方向を示す。本実施の形態の周方向とは、回転軸ＲＡを中心とする円の円周の方向を示す。また、電動機１０において、シャフト１３が他の部材に連結される側を前側と称する。また、前側と反対側を後側と称する。図１に示す例では、矢印８１が電動機１０の前側を示す。
【００１５】
電動機１０は、ハウジングとして、前側のハウジング２１および後側のハウジング２２を含む。ハウジング２１，２２には、ステータ１２が固定されている。ハウジング２１，２２は、ベアリング１４，１５を介してロータ１１を回転可能に支持する。
【００１６】
ハウジング２２は、筒状に形成されている。ハウジング２２には、ベアリング１５を支持するベアリング支持部材２６が固定されている。ベアリング１５は、シャフト１３の後側の部分を支持している。ハウジング２１は、筒状に形成されている。ハウジング２１は、ベアリング１４を支持している。ベアリング１４は、シャフト１３の前側の部分を支持している。シャフト１３の後側の端部には、シャフト１３の回転位置または回転数を検出するためのエンコーダ１９が配置されている。ハウジング２２の後側の端部には、ハウジング２２の内部の空間を閉止するリヤカバー２３が固定されている。
【００１７】
図２に、本実施の形態における電動機のロータの斜視図を示す。図１および図２を参照して、ロータ１１は、回転軸ＲＡの周りに回転する。本実施の形態のロータコア１７は、回転軸ＲＡに同軸状に配置された第１の筒状部材３１と第２の筒状部材３２とを含む。それぞれの第１の筒状部材３１および第２の筒状部材３２は、円筒状に形成されている。本実施の形態の筒状部材３１，３２は、回転軸ＲＡの軸方向に、複数の電磁鋼板が積層されることにより形成されている。筒状部材３１，３２は、例えば、軟質磁性材にて形成されている。
【００１８】
図３に、本実施の形態におけるロータの平面図を示す。図１から図３を参照して、本実施の形態の筒状部材の内部は、複数の磁石固定穴が形成されている。磁石固定穴は、筒状部材の軸方向の一方の端面から他方の端面まで貫通している。第１の筒状部材３１は、第１の磁石固定穴５１と第２の磁石固定穴５２とを有する。それぞれの磁石固定穴５１，５２には、磁石４１が接着剤にて固定されている。磁石固定穴５１，５２は、ロータ１１を平面視したときに、第１の筒状部材３１の外周に沿って形成されている。本実施の形態においては、それぞれの磁石固定穴５１，５２は、平面視した時に、シャフト１３の径方向に対してほぼ垂直な方向に延びるように形成されている。それぞれの磁石固定穴５４，５２は、シャフト１３を取り囲むように配置されている。
【００１９】
本実施の形態のロータ１１においては、１つの第１の磁石固定穴５１と１つの第２の磁石固定穴５２とによって、磁石固定穴の対が形成されている。本実施の形態では、複数の磁石固定穴の対が形成されている。図３に示す例においては、４個の磁石固定穴の対が形成されている。１つの磁石固定穴の対において、第１の磁石固定穴５１と第２の磁石固定穴５２とは同一平面状に配置されている。第１の磁石固定穴５１と第２の磁石固定穴５２とは、互いに反対方向に向いている。複数の磁石固定穴の対は、第１の筒状部材３１の周方向に沿って互いに等間隔に配置されている。または、磁石固定穴の対は、予め定められた中心角ごとに配置されている。
【００２０】
それぞれの磁石固定穴５１，５２は、磁石４１が内部に配置された配置領域５５を有する。配置領域５５は、磁石４１の形状に対応する形状を有する。配置領域５５は、磁石４１の少なくとも一部の表面が密着する形状を有する。本実施の形態では、磁石４１の３つの表面が配置領域５５の壁面に密着する。
【００２１】
それぞれの磁石固定穴５１，５２は、配置領域５５の側方に形成された逃し領域５６を含む。逃し領域５６は、ロータ１１の製造工程において、磁石４１を配置領域５５に挿入するときに、過剰な接着剤を逃す大きさを有する。逃し領域５６は、接着剤が溜まる大きさを有する。本実施の形態の逃し領域５６は、磁石４１が配置されていない空間である。逃し領域５６は、磁石固定穴の対の外側に形成されている。逃し領域５６は、第１の筒状部材３１の外周面の近傍に配置されている。本実施の形態における逃し領域５６は、断面形状が略三角形になるように形成されているが、この形態に限られない。逃し領域５６は、任意の形状を採用することができる。
【００２２】
なお、磁石固定穴５１，５２は、逃し領域５６が第１の筒状部材３１の外周面の近傍に配置されていれば、任意の位置に配置されている。たとえば、磁石固定穴の対の形状がＶ字型になるように形成されていても構わない。また、平面視した時に磁石固定穴がシャフトの径方向に延びるように形成されていても構わない。
【００２３】
第１の筒状部材３１は、シャフト１３が挿入されるシャフト挿入穴３５を有する。第１の筒状部材３１は、外周面に形成された凹部３３を有する。凹部３３は、回転軸ＲＡの方向に延びるように形成されている。第１の筒状部材３１の凹部３３は、第１の筒状部材３１の一方の端面から他方の端面まで形成されている。凹部３３は、後述するようにロータの製造工程において、接着剤が溜まる溜まり部として機能する。
【００２４】
凹部３３は、第１の筒状部材３１の外周面において磁石固定穴同士の間の領域に形成されている。本実施の形態においては、互いに隣り合う磁石固定穴の対同士の間に形成されている。図３に示す例では、第１の筒状部材３１は、４個の磁石固定穴の対を有するために、４個の凹部３３が形成されている。凹部３３は、第１の磁石固定穴５１の逃し領域５６と、第２の磁石固定穴５２の逃し領域５６との間の領域に形成されている。凹部３３は、第１の筒状部材３１の周方向において等間隔に形成されている。後述するように、凹部３３は、第１の筒状部材３１および第２の筒状部材３２をシャフト１３に固定した時に、第２の筒状部材３２の第１の磁石固定穴５３の逃し領域５８に連通する深さを有する。
【００２５】
図４に、図２におけるＩＶ−ＩＶ線に沿って切断した時の断面図を示す。図４は、第２の筒状部材および磁石の平面図に対応する。本実施の形態の第２の筒状部材３２は、第１の筒状部材３１と同一の形状を有する。図１から図４を参照して、第２の筒状部材３２は、複数の磁石固定穴５３，５４を有する。それぞれの磁石固定穴５３，５４には、磁石４２が固定されている。それぞれの磁石固定穴５３，５４は、磁石が配置される配置領域５７と、配置領域５５の側方に形成され、磁石４２を挿入する時に接着剤を逃す大きさを有する逃し領域５８とを含む。その他の磁石固定穴５３，５４の構成は、第１の筒状部材３１の磁石固定穴５１，５２の構成と同様である。
【００２６】
第２の筒状部材３２は、シャフト１３が挿入されるシャフト挿入穴３６を有する。第２の筒状部材３２は、外周面に形成された凹部３４を含む。凹部３４は、回転軸ＲＡに沿って延びるように形成されている。凹部３４は、第２の筒状部材３２の一方の端面から他方の端面まで形成されている。凹部３４は、磁石固定穴５３，５４同士の間に形成されている。また、１つの磁石固定穴５３と１つの磁石固定穴５４にて、磁石固定穴の対が形成されている。凹部３４は、磁石固定穴の対同士の間に形成されている。凹部３４は、第２の筒状部材３２の周方向において等間隔に形成されている。また、磁石固定穴の対は、第２の筒状部材３２の周方向において等間隔に配置されている。後述するように、凹部３４は、第１の筒状部材３１および第２の筒状部材３２をシャフト１３に固定した時に、凹部３４が、第１の筒状部材３１の第２の磁石固定穴５２の逃し領域５６に連通する深さを有する。第２の筒状部材３２のその他の構成は、第１の筒状部材３１と同様である。
【００２７】
なお、第１の筒状部材３１には複数の磁石４１が配置されている。第２の筒状部材３２には、複数の磁石４２が配置されている。それぞれの磁石４１，４２の磁界の向きは、任意の形態を採用することができる。例えば、図３においては、４個の磁石４１の対が形成されている。それぞれの磁石の対の極性は、時計回りにＮ極、Ｓ極、Ｎ極、およびＳ極に設定することができる。
【００２８】
このように、本実施の形態におけるロータコア１７は、軸方向の中央において、２つに分割されている形状を有する。また、第２の筒状部材３２は、第１の筒状部材３１に対して周方向にずれて、シャフト１３に固定されている。例えば、第１の筒状部材３１の凹部３３の位置は、第２の筒状部材３２の凹部３４の位置からずれている。
【００２９】
図５に、第１の筒状部材と第２の筒状部材との位置関係を説明する平面図を示す。図５は、ロータを製造する工程において、第１の筒状部材３１および第２の筒状部材３２をシャフト１３に固定した時の平面図である。図５において、磁石固定穴５１，５２，５３，５４には、磁石４１，４２は配置されていない。
【００３０】
本実施の形態においては、第１の筒状部材３１の第１の磁石固定穴５１は、第２の筒状部材３２の第１の磁石固定穴５３と同一の形状を有する。第１の筒状部材３１の第２の磁石固定穴５２は、第２の筒状部材３２の第２の磁石固定穴５４と同一の形状を有する。第２の筒状部材３２は、第１の筒状部材３１に対して、回転軸ＲＡの周りに僅かに回転した状態で固定されている。
【００３１】
第１の筒状部材３１の第１の磁石固定穴５１と、第２の筒状部材３２の第１の磁石固定穴５３とは、連通している。第１の筒状部材３１の第２の磁石固定穴５２と、第２の筒状部材３２の第２の磁石固定穴５４とは、連通している。特に、第１の筒状部材３１の第１の磁石固定穴５１の配置領域５５は、第２の筒状部材３２の第１の磁石固定穴５３の配置領域５７に連通している。第１の筒状部材３１の第２の磁石固定穴５２の配置領域５５は、第２の筒状部材３２の第２の磁石固定穴５４の配置領域５７に連通している。
【００３２】
第１の筒状部材３１の凹部３３は、第２の筒状部材３２の第１の磁石固定穴５３の逃し領域５８に連通している。第２の筒状部材３２の凹部３４は、第１の筒状部材３１の第２の磁石固定穴５２の逃し領域５６に連通している。
【００３３】
本実施の形態におけるロータ１１は、容易にロータコア１７の磁石固定穴５１，５２，５３，５４に磁石４１，４２を配置することができる。次に、本実施の形態におけるロータ１１の製造方法について説明する。
【００３４】
はじめに、第１の筒状部材３１および第２の筒状部材３２を製造する。それぞれの筒状部材３１，３２は、電磁鋼板を打ち抜くことにより、磁石固定穴５１，５２，５３，５４およびシャフト挿入穴３５，３６などを形成することができる。筒状部材３１，３２は、この電磁鋼板を積層することにより形成することができる。
【００３５】
図６に、第１の筒状部材および第２の筒状部材をシャフトに固定したときの斜視図を示す。次に、第１の筒状部材３１および第２の筒状部材３２をシャフト１３に固定する固定工程を実施する。固定工程では、第１の筒状部材３１および第２の筒状部材３２を軸方向に並べてシャフト１３に固定する。図５および図６を参照して、本実施の形態では、第１の筒状部材３１および第２の筒状部材３２を温めて膨張させる。一方で、シャフト１３は冷やす。そして、第１の筒状部材３１のシャフト挿入穴３５および第２の筒状部材３２のシャフト挿入穴３６に、シャフト１３を挿入する。この後に、第１の筒状部材３１および第２の筒状部材３２を冷やすことにより、第１の筒状部材３１および第２の筒状部材３２をシャフト１３に固定することができる。このように、本実施の形態においては、焼き嵌めにより、シャフト１３に第１の筒状部材３１および第２の筒状部材３２を固定する。
【００３６】
固定工程においては、この形態に限られず、任意の方法で、シャフトに第１の筒状部材および第２の筒状部材を固定することができる。例えば、接着剤により、第１の筒状部材および第２の筒状部材をシャフトに固定しても構わない。
【００３７】
本実施の形態の固定工程においては、前述したように、第１の筒状部材３１に対して第２の筒状部材３２を周方向にずらして、第１の筒状部材３１および第２の筒状部材３２を固定する。固定工程を実施した後の状態では、第１の筒状部材３１の磁石固定穴５１，５２の配置領域５５と、第２の筒状部材３２の磁石固定穴５３，５４の配置領域５７とが連通する。更に、第１の筒状部材３１の凹部３３は、第２の筒状部材３２の第１の磁石固定穴５３の逃し領域５８に連通する。第２の筒状部材３２の凹部３４は、第１の筒状部材３１の第２の磁石固定穴５２の逃し領域５６に連通する（図５を参照）。
【００３８】
この固定工程の後には、第１の筒状部材３１と第２の筒状部材３２との位置関係は変化しないため、製造されたロータ１１においても、第１の筒状部材３１と第２の筒状部材３２との相対的な位置関係は維持される。
【００３９】
図７に、第１の筒状部材に磁石を挿入する時のロータの斜視図を示す。次に、第１の筒状部材３１の磁石固定穴５１，５２および第２の筒状部材３２の磁石固定穴５３，５４に接着剤を塗布した磁石４１，４２を挿入する挿入工程を実施する。挿入工程においては、ロータコア１７の一方の端面から磁石を挿入し、更に他方の端面から磁石を挿入する。
【００４０】
本実施の形態においては、始めに第１の筒状部材３１に磁石４１を挿入する。磁石４１には、予め接着剤を塗布する。接着剤としては、粘性を有する接着剤を用いることができる。例えば、エポキシ樹脂を含む接着剤を用いることができる。磁石４１は、第１の筒状部材３１の軸方向の長さとほぼ同じ長さを有する。矢印８２に示すように、第１の筒状部材３１の第１の磁石固定穴５１の配置領域５５に磁石４１を挿入する。
【００４１】
図３、図５および図７を参照して、磁石４１には接着に必要な量よりも多くの接着剤が塗布される。第１の筒状部材３１の第１の磁石固定穴５１の配置領域５５に磁石４１を挿入することにより、過剰な接着剤は、第１の磁石固定穴５１の逃し領域５６に押し出される。または、過剰な接着剤は、第２の筒状部材３２の第１の磁石固定穴５３に押し出される。特に、過剰な接着剤は、第１の磁石固定穴５３の配置領域５７に押し出される。このように、磁石４１を挿入する時に接着剤が逃れる部分が存在するために、容易に磁石４１を第１の磁石固定穴５１に挿入することができる。同様の方法により、全ての第１の磁石固定穴５１に磁石４１を挿入する。この状態では、第１の磁石固定穴５１の逃し領域５６に、接着剤が溜まっている場合がある。次に、逃し領域５６に溜まっている接着剤を押し出す排出工程を実施する。
【００４２】
図８に、磁石固定穴の逃し領域に溜まった接着剤を押し出すための挿入棒の斜視図を示す。挿入棒４３は、磁石固定穴の逃し領域に対応する形状を有する。挿入棒４３は、逃し領域５６，５８に密着する断面形状を有する。本実施の形態の挿入棒４３は、筒状部材３１，３２の軸方向の長さよりも長く形成されている。
【００４３】
図９に、挿入棒を挿入するときのロータの斜視図を示す。磁石４１の挿入が完了した後に、矢印８３に示すように、第１の磁石固定穴５１の逃し領域５６に挿入棒４３を挿入する。全ての第１の磁石固定穴５１の逃し領域５６に挿入棒４３を挿入する。この排出工程を実施することによって、第１の磁石固定穴５１の逃し領域５６に溜まっていた接着剤を第２の筒状部材３２の第１の磁石固定穴５３に押し出すことができる。
【００４４】
なお、本実施の形態においては、全ての第１の磁石固定穴５１の配置領域５５に磁石４１を挿入した後に、全ての逃し領域５６に挿入棒４３を挿入しているが、この形態に限られない。１つの磁石４１を挿入した後に、１つの挿入棒４３を挿入する工程を繰り返しても構わない。
【００４５】
図１０に、第２の筒状部材に磁石を挿入するときのロータの斜視図を示す。第１の筒状部材３１において、挿入棒４３の一部は、第１の磁石固定穴５１から突出している。後述するように、本実施の形態においては、全ての磁石固定穴５１，５２，５３，５４に磁石４１，４２および挿入棒４３を挿入した後に、挿入棒４３を引き抜く工程を実施する。
【００４６】
図４、図５および図１０を参照して、第２の筒状部材３２の第１の磁石固定穴５３に磁石４２を挿入する。磁石４２は、第２の筒状部材３２の軸方向の長さとほぼ同じ長さを有する。第２の筒状部材３２の第１の磁石固定穴５３の配置領域５７に、矢印８４に示すように磁石４２を挿入する。第２の筒状部材３２の第１の磁石固定穴５３には、接着剤が溜まっている場合がある。更に、磁石４２の表面には接着剤が塗布されている。第１の磁石固定穴５３に溜まっている接着剤および過剰な接着剤は、第２の筒状部材３２の第１の磁石固定穴５３の上部に向かって押される。
【００４７】
第１の筒状部材３１の第１の磁石固定穴５１には既に磁石４１が挿入されている。このために、接着剤は、第１の磁石固定穴５３の逃し領域５８に移動する。また、第１の磁石固定穴５３の逃し領域５８は、第１の筒状部材３１の凹部３３に連通している。接着剤は、第２の筒状部材３２の第１の磁石固定穴５３の逃し領域５８から第１の筒状部材３１の凹部３３に流出し、接着剤による抵抗を抑制することができる。このように、磁石４２を挿入する時に接着剤が逃れる部分が存在するために、容易に磁石４２を第１の磁石固定穴５３に挿入することができる。または、ロータコア１７の中央部に、接着剤が残存することを抑制することができる。
【００４８】
次に、全ての第１の磁石固定穴５３の配置領域５７に磁石４２を挿入する。次に、全ての第１の磁石固定穴５３の逃し領域５８に挿入棒４３を挿入する排出工程を実施する。挿入棒４３を挿入することにより、第１の磁石固定穴５３の逃し領域５８に溜まっている接着剤を、第１の筒状部材３１の凹部３３に押し出すことができる。そして、第１の筒状部材３１の凹部３３に流出した接着剤を拭き取ることにより除去する除去工程を実施する。
【００４９】
本実施の形態においては、第１の筒状部材および第２の筒状部材の互いに対向する磁石固定穴において、磁石を順番に挿入することができる。互いに対向する磁石固定穴のうち、一方の磁石固定穴は筒状部材の凹部に連通している。他方の磁石固定穴は筒状部材の凹部に連通していない。筒状部材の凹部に連通していない磁石固定穴に磁石を挿入した後に、筒状部材の凹部に連通している磁石固定穴に磁石を挿入することができる。この方法により、接着剤の抵抗が小さくなり容易に磁石固定穴に磁石を挿入することができる。
【００５０】
次に、第１の磁石固定穴５１，５３に磁石４１，４２および挿入棒４３を挿入する工程と同様に、第１の筒状部材３１の第２の磁石固定穴５２と第２の筒状部材３２の第２の磁石固定穴５４に、磁石４１，４２および挿入棒４３を挿入する工程を実施する。
【００５１】
第２の筒状部材３２の第２の磁石固定穴５４の配置領域５７に磁石４２を挿入する。また、第２の磁石固定穴５４の逃し領域５８に挿入棒４３を挿入する。過剰な接着剤は、第１の筒状部材３１の第２の磁石固定穴５２に流出する。このために、容易に磁石４２を第２の磁石固定穴５４に挿入することができる。第２の筒状部材３２の全ての第２の磁石固定穴５４に、磁石４２および挿入棒４３を挿入する。
【００５２】
次に、第１の筒状部材３１の第２の磁石固定穴５２の配置領域５５に磁石４１を挿入する。この時に、過剰な接着剤および第２の磁石固定穴５２の配置領域５５に溜まっている接着剤は、第２の磁石固定穴５２の逃し領域５６に移動する。または、接着剤は、逃し領域５６に連通する第２の筒状部材３２の凹部３４に流出する。このために、容易に磁石４１を第２の磁石固定穴５２に挿入することができる。さらに、第２の磁石固定穴５２の逃し領域５６に挿入棒４３を挿入することにより、第２の筒状部材３２の凹部３４に接着剤を押し出すことができる。このように、第１の筒状部材３１の全ての第２の磁石固定穴５２に、磁石４１および挿入棒４３を挿入する。そして、第２の筒状部材３２の凹部３４に流出した接着剤を拭き取ることにより除去する除去工程を実施する。
【００５３】
次に、磁石固定穴５１，５２，５３，５４の逃し領域５６，５８に挿入した全ての挿入棒４３を引き抜く工程を実施する。本実施の形態の挿入工程では、磁石固定穴５１，５２，５３，５４の配置領域５５，５７に磁石４１，４２を挿入した後に、挿入棒４３を逃し領域５６，５８に挿入する工程を含む。挿入工程は、全ての磁石固定穴５１，５２，５３，５４に磁石４１，４２および挿入棒４３を挿入した後に、全ての挿入棒４３を引き抜く工程を含む。この方法を採用することにより、逃し領域５６，５８に残存する接着剤を除去することができる。
【００５４】
なお、第１の筒状部材および第２の筒状部材において、互いに連通する磁石固定穴に磁石および挿入棒を挿入した後に、挿入棒を引き抜くことができる。例えば、第１の磁石固定穴５１および第１の磁石固定穴５３に磁石４１，４２および挿入棒４３を挿入した後に挿入棒４３を引き抜いても構わない。この後に、第２の磁石固定穴５２および第２の磁石固定穴５４に磁石４１，４２および挿入棒４３を挿入しても構わない。この方法によっても、逃し領域５６，５８に残存する接着剤を除去することができる。
【００５５】
図１１に、比較例のロータの斜視図を示す。図１２に、比較例のロータのロータコアの平面図を示す。図１１および図１２を参照して、比較例のロータは、ロータコア７１を有する。ロータコア７１は、軸方向において分割されずに一体的に形成されている。ロータコア７１は、軸方向に沿って延びる磁石固定穴７２を有する。それぞれの磁石固定穴７２は、磁石７３の断面形状に対応するように形成されている。すなわち、磁石固定穴７２は、逃し領域は有さずに、配置領域のみにて構成されている。
【００５６】
比較例のロータにおいては、矢印８６に示すように磁石７３を挿入する。磁石７３は、ロータコア７１の軸方向の長さと同じ長さを有する。磁石７３を挿入するときに、磁石固定穴７２に対して挿入する長さが長くなる。このために、接着剤による抵抗が大きくなって、長い時間がかかるという問題がある。
【００５７】
または、磁石７３を軸方向において２つに分割することができる。ロータコア７１の一方の端面から磁石を挿入し、更に他方の端面から磁石を挿入することができる。しかしながら、この場合においても、接着剤の抵抗のために磁石を挿入する時間が長くなる。また、過剰な接着剤は、磁石固定穴７２の軸方向の中央部に残存する。このために、他方の端面から磁石を挿入した時に、磁石を予め定められた位置まで挿入することができない場合がある。または、それぞれの磁石固定穴に残存する接着剤の量が異なるために、ロータの静的バランスまたは動的バランスが悪くなる場合がある。
【００５８】
これに対して、本実施の形態のロータおよびロータの製造方法では、磁石を磁石固定穴に挿入する時に接着剤が逃げる部分が存在するために、接着剤の抵抗を小さくすることができる。この結果、容易に磁石を磁石固定穴に挿入することができる。短時間でロータコアに磁石を挿入することができる。更には、過剰な接着剤は、最終的に筒状部材の凹部に流出するために、予め定められた位置まで磁石を挿入することができる。また、磁石固定穴の内部に過剰な接着剤は残存しないために、静的バランスおよび動的バランスの悪化を抑制することができる。
【００５９】
本実施の形態においては、第１の筒状部材３１と第２の筒状部材３２とは同一の形状を有する。この構成を採用することにより、筒状部材を容易に製造することができる。なお、第１の筒状部材および第２の筒状部材は、互いに形状が異なっていても構わない。この場合においても、一方の筒状部材の磁石固定穴と他方の筒状部材の磁石固定穴とが連通するように磁石固定穴を形成することができる。また、一方の筒状部材の磁石固定穴の逃し領域と、他方の筒状部材の凹部が連通するように、磁石固定穴および凹部を形成することができる。
【００６０】
本実施の形態における凹部３３，３４は、それぞれの筒状部材３１，３２において、軸方向に沿って一方の端面から他方の端面まで形成されているが、この形態に限られない。凹部は、筒状部材同士が接触する端面から予め定められた長さにて形成することができる。凹部は、磁石固定穴の逃し領域から流出する接着剤を溜めることができるように形成されていれば構わない。
【００６１】
図１３に、本実施の形態における他のロータの平面図を示す。前述の説明においては、４個の磁石固定穴の対を有するロータを示したが、この形態に限られない。本実施の形態のロータの構成および製造方法は、任意の個数の磁石固定穴の対を備えるロータに適用することができる。
【００６２】
図１３に示すロータ１８は、第１の筒状部材３７と、第１の筒状部材３７と同一の形状を有する第２の筒状部材３８とを備える。第１の筒状部材３７には、磁石固定穴５１と磁石固定穴５２との対が８個形成されている。また、第１の筒状部材３７の外周面には、磁石固定穴の対同士の間に凹部３３が形成されている。第２の筒状部材３８にも、第１の筒状部材３７と同様の磁石固定穴および凹部が形成されている。このようなロータコアにおいても、一方の筒状部材の磁石固定穴の逃し領域と他方の筒状部材の凹部とが連通するように、筒状部材をシャフトに固定することができる。
【００６３】
更に、本実施の形態のロータコアにおいては、第１の磁石固定穴と第２の磁石固定穴との対が形成されているが、この形態に限られない。磁石固定穴の対（磁石の対）が形成されていないロータに対しても、本実施の形態の筒状部材の凹部および磁石固定穴の構成を適用することができる。
【００６４】
本実施の形態においては、第１の磁石固定穴５１，５３と第２の磁石固定穴５２，５４との両方において、第１の筒状部材３１の配置領域５５が第２の筒状部材３２の配置領域５７に連通している。更に、一方の筒状部材の凹部が他方の筒状部材の逃し領域に連通するように形成されているが、この形態に限られない。第１の磁石固定穴および第２の磁石固定穴のうち、一方の磁石固定穴が本実施の形態の構成を有し、他方の磁石固定穴が本実施の形態の構成を有していなくても構わない。
【００６５】
また、本実施の形態における製造工程では、それぞれの磁石固定穴の逃し領域に挿入した挿入棒を引き抜いているが、この形態に限られない。例えば、磁束に悪影響を与えない材質にて形成された挿入棒を準備する。挿入棒は、磁石と同じ長さにて形成する。そして、磁石を固定すると共に挿入棒を逃し領域の内部に固定しても構わない。
【００６６】
上述の製造方法においては、工程の作用が変更されない範囲において、適宜工程の順序を変更することができる。上記の実施の形態は、適宜組み合わせることができる。上述のそれぞれの図において、同一または相等する部分には同一の符号を付している。なお、上記の実施の形態は例示であり発明を限定するものではない。また、実施の形態においては、特許請求の範囲に示される実施の形態の変更が含まれている。
【符号の説明】
【００６７】
１０    電動機
１１，１８    ロータ
１３    シャフト
１７    ロータコア
３１，３２，３７，３８    筒状部材
３３，３４    凹部
４１，４２    磁石
４３    挿入棒
５１，５２，５３，５４    磁石固定穴
５５，５７    配置領域
５６，５８    逃し領域
【図１】
2020010503.tif 000003
【図２】
2020010503.tif 000004
【図３】
2020010503.tif 000005
【図４】
2020010503.tif 000006
【図５】
2020010503.tif 000007
【図６】
2020010503.tif 000008
【図７】
2020010503.tif 000009
【図８】
2020010503.tif 000010
【図９】
2020010503.tif 000011
【図１０】
2020010503.tif 000012
【図１１】
2020010503.tif 000013
【図１２】
2020010503.tif 000014
【図１３】
2020010503.tif 000015