(57)【要約】【課題】ロータに永久磁石を固定する際に、接着剤で固定すると、加熱や冷却に時間を要しコストアップになる。また永久磁石を溶接固定する場合では、磁気特性や表面処理の信頼性が低下してしまうという課題があった。【解決手段】薄板を積層したロータコアと、前記ロータコアの中央に装着される回転軸と、前記ロータコアの外周側に埋設される、永久磁石および永久磁石押さえ部材を備え、前記永久磁石押さえ部材は、前記永久磁石を外周側へ加圧した状態で前記ロータコアに固定した。【選択図】図１
2014236614.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
薄板を積層したロータコアと、前記ロータコアの中央に装着される回転軸と、前記ロータコアの外周側に埋設される、永久磁石および永久磁石押さえ部材を備え、
前記永久磁石押さえ部材は、前記永久磁石を外周側へ加圧した状態で前記ロータコアに固定されたことを特徴とする永久磁石埋込型ロータ。
【請求項２】
前記磁石押さえ部材は、薄板を積層したものであることを特徴とする請求項１に記載の永久磁石埋込型ロータ。
【請求項３】
請求項１または２に記載の永久磁石埋込型ロータを備えた電動機。
【請求項４】
ロータコアの埋設孔に、永久磁石と磁石押さえ部材を挿入するステップと、前記永久磁石押さえ部材を介して永久磁石を外周側へ加圧するステップと、前記永久磁石を加圧したまま、前記永久磁石押さえ部材とロータコアを接合するステップを備えたことを特徴とする永久磁石埋込型ロータの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電動機に用いる永久磁石埋込型ロータの構造およびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の電動機の永久磁石埋込型ロータは、永久磁石を埋設孔に挿入可能にするために、ロータコアに永久磁石よりも少し大きい埋設孔を設け、また、漏れ磁束を防止するために、埋設孔の両側に磁束遮蔽部を設け、埋設した永久磁石が動かないよう接着剤で固定するのが一般的である。
【０００３】
また、ロータの軸方向端部側の開口部に、永久磁石が占有する空間に加えて、ロータの外周方向に拡張された空間を形成し、この空間に侵入して永久磁石と係合し、永久磁石を開口部内に保持するための突部が、ロータ端面に装着される端板に形成されている、永久磁石を機械的に固定する方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
また、ロータコアの埋設孔に永久磁石を埋設し、ロータコアと永久磁石の境界部をレーザ溶接することにより、比較的簡単な構成で、永久磁石を機械的に固定する方法が提案されている（例えば、特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平８−８８９６３号公報
【特許文献２】特開２０００−８３３３４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
永久磁石を埋設孔に挿入可能にするために、ロータコアに永久磁石よりも少し大きい埋設孔を設けると、回転軸に対する永久磁石の位置が一定にならず、アンバランスの原因となり、騒音や振動が悪化してしまう。
【０００７】
さらに、永久磁石を接着剤で固定すると、嫌気性接着剤を用いた場合、漏れ磁束を防止するために埋設孔の両側に設けた磁束遮蔽部や薄板の電磁鋼板を積層した隙間から空気が侵入し、硬化が不十分となるおそれがある。熱硬化性接着剤を用いた場合、硬化が不十分になるおそれは少ないが、加熱、冷却に時間を要し、コストアップになるという課題がある。
【０００８】
また、特許文献１の技術を用いても、ロータコア端面に装着される端板に設けた突部で、永久磁石の軸方向端面部を押さえ付けて永久磁石が動かないようにするため、永久磁石およびロータコアの埋設孔、端板の寸法公差を厳しく設定しなければならず、コストアップになる。
【０００９】
また、永久磁石、ロータコアの埋設孔、端板の仕上がり寸法の大小組み合わせによっては、端板に設けた突部で永久磁石の軸方向端面部を押さえ付ける荷重の強弱が発生し、永久磁石が割れたり、欠けたりするという課題がある。
【００１０】
また、特許文献２の技術を用いても、ロータコアの埋設孔に永久磁石を挿入し、永久磁石とロータコアとの境界部にレーザ照射による溶融固着部を設け、溶融固着部により永久磁石を固定するため、永久磁石とロータコアが互いに溶融し合って固着すれば、永久磁石
を確実に固定できるものの、永久磁石を溶融するため、磁気特性や表面処理の信頼性が低下してしまう。
【００１１】
また、永久磁石が影響を受けないようにロータコア等に溶融部を設けたとしても、結局、永久磁石と溶融部との間には隙間が生じてしまい、永久磁石を確実に固定できないという課題がある。
【００１２】
本発明は、上記従来の課題を解決するものであり、確実に永久磁石を固定でき、信頼性の高い、安価な永久磁石埋込型ロータを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記課題を解決するために、本発明の永久磁石埋込型ロータは、薄板を積層したロータコアと、前記ロータコアの中央に装着される回転軸と、前記ロータコアの外周側に埋設される、永久磁石および永久磁石押さえ部材を備え、
前記永久磁石押さえ部材は、前記永久磁石を外周側へ加圧した状態で前記ロータコアに固定されたことを特徴とする。
【００１４】
また、本発明の永久磁石埋込型ロータの製造方法は、ロータコアの埋設孔に、永久磁石と磁石押さえ部材を挿入するステップと、前記永久磁石押さえ部材を介して永久磁石を外周側へ加圧するステップと、前記永久磁石を加圧したまま、前記永久磁石押さえ部材とロータコアを接合するステップを備える。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の永久磁石埋込型ロータによれば、埋設孔に埋設した永久磁石を、永久磁石押さえ部材を介して溶接にて固定するため、回転軸に対する永久磁石の位置が一定で、確実に固定でき、アンバランスのない、騒音や振動が少ないロータが得られる。
【００１６】
また、接着剤が不要となり、接着剤硬化のための加熱、冷却時間が削減でき、安価なロータが得られる。更に、直接永久磁石を溶接しないため、磁気特性や表面処理の信頼性の低下がないロータが得られる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の実施形態における永久磁石埋込型ロータの要部説明図
【図２】同永久磁石埋込型ロータの製造工程の説明図
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。図１において、永久磁石埋込型ロータ１はロータコア２と回転軸４を備える。巻線を巻装したステータからなる固定子（図示せず）の内側に、わずかな隙間を介して、永久磁石埋込型ロータ１が挿入されて、電動機を構成している。
【００１９】
ロータコア２は、電磁鋼板の薄板をプレス装置にて打ち抜き、ダボかしめ等のクランプ手段により積層されたもので、外周部に永久磁石３を埋設する埋設孔２ａと埋設孔２ａの両側に漏れ磁束を防止する磁束遮蔽部２ｂを備えている。また中央に回転軸４を装着する軸孔２ｃを備えている。
【００２０】
永久磁石３を埋設する埋設孔２ａは、永久磁石３の外形よりも少し大きく寸法設定されており、永久磁石３が容易に挿入可能となっている。
【００２１】
またロータコア２は、埋設孔２ａと軸心方向に繋がる押さえ部材収納孔２ｄを備える。
永久磁石押さえ部材５は、押さえ部材収納孔２ｄよりも少し小さく寸法設定され、容易に挿入可能となっている。
【００２２】
永久磁石押さえ部材５は、永久磁石３と当接しており、さらに永久磁石３をロータコア２の外周側へ押し付けるように、ロータコア２と溶接６で固定されている。これにより、永久磁石３は、埋設孔２ａの外周側面２ｅに当接して固定されることになる。なお、溶接６の位置やビード幅、溶け込み深さ等は要求される強度や信頼性によって適宜設定すればよい。
【００２３】
なお、永久磁石押さえ部材５は、溶接性の良い磁性材料で構成されているが、ロータコア２を打ち抜き積層する際、押さえ部材収納孔２ｄの部位で積層品として作製しても良い。
また永久磁石押さえ部材５は矩形であるが、永久磁石３への当接面が設けてあれば、台形や略丸形であっても良い。
【００２４】
以上のように、本形態では、永久磁石を固定するための接着剤が不要となり、接着剤硬化のための加熱、冷却時間が削減でき、安価な永久磁石埋込型ロータが得られる。更に、直接永久磁石を溶接しないため、磁気特性や表面処理の信頼性の低下がない。
【００２５】
次に、図２を用いて前述の永久磁石埋込型ロータの製造方法について説明する。図２は永久磁石埋込型ロータ１の要部断面図を示すものである。
【００２６】
ステップ１の挿入工程では、薄板の電磁鋼板を積層したロータコア２の埋設孔２ａに永久磁石３を挿入し、押さえ部材収納孔２ｄに永久磁石押さえ部材５を挿入するとともに、ロータコア２の積層方向中央部に配置する。
【００２７】
ステップ２の加圧工程では、ロータコア２の両端面部から治具７にて、永久磁石押さえ部材５を介して永久磁石３をロータコア２の外周方向へ加圧する。永久磁石押さえ部材５は、外周方向へ移動して永久磁石３と当接し、埋設孔２ａの外周側面２ｅとの隙間を詰め、ガタつきのない状態となる。
【００２８】
治具７の駆動部（図示しない）には、バネや空気圧シリンダが設けられ、一定の加圧力が保持されるようになっている。加圧力はロータコア２が変形しないように設定すればよい。また、治具７が直接に永久磁石３に触れることがないため、永久磁石３が割れたり、欠けたりすることもない。
【００２９】
ステップ３の溶接工程では、ステップ２での加圧を保持したまま、永久磁石押さえ部材５とロータコア２の両端面部をＴＩＧ溶接機等と用いて、溶接６で固着する。溶接後、治具７を取り外す。
【００３０】
以上のように、本製法によれば、永久磁石を外周側へ加圧した状態で永久磁石押さえ部材を固定することによって、騒音や振動が少なく、安価で信頼性の低下がない永久磁石埋込型ロータを製造することができる。
【産業上の利用可能性】
【００３１】
本発明の永久磁石埋込型ロータは、埋設孔に埋設した永久磁石と軸孔に装着した回転軸有するロータに最適であり、騒音や振動が少なく、安価で信頼性の低下がないロータが得られ、各種電動機に適用可能である。
【符号の説明】
【００３２】
１  永久磁石埋込型ロータ
２  ロータコア
２ａ  埋設孔
２ｂ  磁束遮蔽部
２ｃ  軸孔
２ｄ  押さえ部材収納孔
２ｅ  外周側面
３  永久磁石
４  回転軸
５  永久磁石押さえ部材
６  溶接
７  治具
【図１】
2014236614.tif 000003
【図２】
2014236614.tif 000004