(57)【要約】  生産性の良い回転子、これを備えた回転電機、及び回転子の製造方法を提供する。  永久磁石１８と、永久磁石１８が挿入される磁石挿入孔８１０が設けられた回転子鉄心１２と、を備え、永久磁石１８と磁石挿入孔８１０との間に熱硬化性の粉体樹脂８００が充填されているように回転電機の回転子を構成する。また、このような回転電機の回転子の製造方法として、磁石挿入孔８１０に永久磁石１８と熱硬化性の粉体樹脂８００とを挿入する第１工程と、回転子鉄心１２を回転させながら粉体樹脂８００を熱硬化させる第２工程と、永久磁石１８を着磁する第３工程と、を備えるようにする。
2017038326.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
永久磁石と、
前記永久磁石が挿入される磁石挿入孔が設けられた回転子鉄心と、を備える回転電機の回転子であって、
前記永久磁石と前記磁石挿入孔との間に熱硬化性の粉体樹脂が充填されている回転電機の回転子。
【請求項２】
請求項１に記載の回転電機の回転子であって、
前記粉体樹脂はエポキシ系樹脂である回転電機の回転子。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の回転電機の回転子であって、
前記粉体樹脂の粉体粒度は７０μｍから５００μｍである回転電機の回転子。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれかに記載の回転電機の回転子であって、
前記粉体樹脂のガラス転移温度が１１０度から１６０度である回転電機の回転子。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれかに記載の回転電機の回転子であって、
前記粉体樹脂に接着剤が混合されている回転電機の回転子。
【請求項６】
請求項１乃至５のいずれかに記載の回転電機の回転子であって、
前記粉体樹脂が着色されている回転電機の回転子。
【請求項７】
請求項１乃至５のいずれかに記載の回転電機の回転子であって、
前記永久磁石が、前記粉体樹脂により固定されている回転電機の回転子。
【請求項８】
請求項１に記載の回転電機の回転子と、
前記回転子に空隙を介して対向する固定子と、を備える回転電機。
【請求項９】
永久磁石と、
前記永久磁石が挿入される磁石挿入孔が設けられた回転子鉄心と、を備える回転電機の回転子の製造方法であって、
前記磁石挿入孔に前記永久磁石と熱硬化性の粉体樹脂とを挿入する第１工程と、
前記回転子鉄心を回転させながら前記粉体樹脂を熱硬化させる第２工程と、
前記永久磁石を着磁する第３工程と、を備える回転電機の回転子の製造方法。
【請求項１０】
請求項９に記載の回転電機の回転子の製造方法であって、
前記第１工程において、
前記磁石挿入孔に前記粉体樹脂を挿入した後に、
前記磁石挿入孔に前記永久磁石を挿入する回転電機の回転子の製造方法。
【請求項１１】
請求項９に記載の回転電機の回転子の製造方法であって、
前記第１工程において、
前記磁石挿入孔に前記永久磁石を挿入した後に、
前記磁石挿入孔に前記粉体樹脂を挿入する回転電機の回転子の製造方法。
【請求項１２】
請求項９乃至１１のいずれかに記載の回転電機の回転子の製造方法であって、
前記第１工程における前記粉体樹脂が、予めブロック状に形成されている回転電機の回転子の製造方法。
【請求項１３】
請求項９に記載の回転電機の回転子の製造方法であって、
前記第１工程において、
前記粉体樹脂が表面に塗装された前記永久磁石を、前記磁石挿入孔に挿入する回転電機の回転子の製造方法。
【請求項１４】
請求項１０に記載の回転電機の回転子の製造方法であって、
前記第１工程において、
前記磁石挿入孔の表面に、前記粉体樹脂が塗装される回転電機の回転子の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回転子、これを備えた回転電機、及び回転子の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
回転電機では、固定子巻線に交流電力を供給することで回転磁界を発生させ、この回転磁界により回転子を回転させる。また、回転子に加わる機械エネルギーを電気エネルギーに変換してコイルから交流電力を出力することもできる。このように、ハイブリッド自動車（ＨＶ）や電気自動車（ＥＶ）などの電動車両の駆動用として用いられる永久磁石式回転電機には、高速回転化が要求されている。特に高速回転域においても高出力が可能な永久磁石式回転電機が望まれている。このため、従来永久磁石式回転電機としては、高速回転時に弱め界磁が可能であり、しかもリラクタンストルクを活用できる補助突極付の埋込型永久磁石式回転電機が多く用いられている。たとえば、特許文献１には高出力化と機械的な高回転化の両立が可能な永久磁石式回転電機の構造が記載されている（例えば特許文献１参照）。【０００３】
このような高速回転に耐える永久磁石式回転電機の回転子には、矩形断面の長尺な永久磁石が挿入される、略矩形断面を持つ磁石挿入孔が磁極毎に設けられている。この磁石挿入孔に永久磁石が挿入され、回転電機が駆動されて回転子が回転すると、遠心力によって、特に永久磁石の角部と接する磁石挿入孔隅部で大きな応力が働く。この応力が大きい場合には、磁石の破損や回転子の破損が生じる可能性がある。回転電機は、コイルに交流電力を供給することで回転磁界を発生させ、この回転磁界により回転子を回転させるものである。また、回転電機は、回転子に加わる機械エネルギーを電気エネルギーに変換してコイルから交流電力を出力するものである。すなわち、回転電機は、電動機または発電機として作動する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−１８７１８９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に記載の永久磁石式回転電機の回転子では、ワニスなどの液状の充填材では回転子鉄心間に侵入するため後工程で除去作業等が必要となっていた。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために、例えば特許請求の範囲に記載の構成を採用する。【０００７】
本願は上記課題を解決する手段を複数含んでいるが、その一例を挙げるならば、永久磁石と、前記永久磁石が挿入される磁石挿入孔が設けられた回転子鉄心と、を備える回転電機の回転子であって、前記永久磁石と前記磁石挿入孔との間に熱硬化性の粉体樹脂が充填されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、生産性の良い回転子、これを備えた回転電機、及び回転子の製造方法を提供することができる。【０００９】
上記した以外の課題、構成及び効果は、以下の実施例の説明により明らかにされる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】回転電機の全体構成を示す模式図。
【図２】回転電機の固定子を示す斜視図。
【図３】固定子鉄心１３２の斜視図。
【図４】電磁鋼板１３３を示す図。
【図５】固定子コイル１３８を示す斜視図。
【図６】スター結線を示す図。
【図７】固定子コイルのセグメントコイルの説明図であり、（ａ）は一つのセグメントコイルを示す図、（ｂ）はセグメントコイルによるコイル形成の説明図、（ｃ）はスロット内のセグメントコイルの配置の説明図。
【図８】固定子コイル１３８Ｕを示す斜視図。
【図９】固定子コイル１３８Ｕ１を示す斜視図。
【図１０】固定子コイル１３８Ｕ２を示す斜視図。
【図１１】回転子１１および固定子２０の断面を示す図。
【図１２】製造工程を示すフローチャート。
【図１３】粉体樹脂を挿入する工程とマグネットを挿入する工程の説明図。
【図１４】粉体樹脂のブロックを挿入する工程とマグネットを挿入する工程の説明図。
【図１５】粉体樹脂を塗装したマグネットを磁石挿入孔に挿入する工程の説明図。
【図１６】粉体樹脂を塗装した磁石挿入孔にマグネットを挿入する工程の説明図。
【図１７】本発明による回転電機を搭載する車両の構成を示すブロック図。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、図を参照して本発明の実施例について説明する。
【００１２】
本実施例に係る回転電機は、自動車の走行に使用するのが好適な回転電機である。ここで、回転電機を使用するいわゆる電気自動車には、エンジンと回転電機の両方を備えるハイブリッドタイプの電気自動車（ＨＥＶ）と、エンジンを用いないで回転電機のみで走行する純粋な電気自動車（ＥＶ）とがあるが、以下に説明する回転電機は両方のタイプに利用できるので、ここでは代表してハイブリッドタイプの自動車に用いられる回転電機に基づいて説明する。
【００１３】
また、以下の説明において、「軸方向」は回転電機の回転軸に沿った方向を指す。周方向は回転電機の回転方向に沿った方向を指す。「径方向」は回転電機の回転軸を中心としたときの動径方向（半径方向）を指す。「内周側」は径方向内側（内径側）を指し、「外周側」はその逆方向、すなわち径方向外側（外径側）を指す。
【００１４】
図１は本発明による固定子を備える回転電機を示す断面図である。回転電機１０は、ハウジング５０、固定子２０、固定子鉄心１３２と、固定子コイル６０と、回転子１１とから構成される。
【００１５】
ハウジング５０の内周側には、固定子２０が固定されている。固定子２０の内周側には、回転子１１が回転可能に支持されている。ハウジング５０は、炭素鋼など鉄系材料の切削により、または、鋳鋼やアルミニウム合金の鋳造により、または、プレス加工によって円筒状に成形した、回転電機の外被を構成している。ハウジング５０は、枠体或いはフレームとも称されている。
【００１６】
ハウジング５０は、厚さ２〜５ｍｍ程度の鋼板（高張力鋼板など）を絞り加工により円筒形状に形成されている。ハウジング５０には、液冷ジャケット１３０に取り付けられる複数のフランジが設けられている。複数のフランジは、円筒状のハウジング５０の一端面周縁において、径方向外方に突設されている。なお、フランジは、絞り加工時に形成される端部において、フランジ以外の部分を切除して形成されるものであり、ハウジング５０と一体となっている。なお、ハウジング１１２を設けずに、固定子２０をケースに直接固定するようにしても良い。
【００１７】
ハウジング５０の外周側には、液冷ジャケット１３０が固定されている。液冷ジャケット１３０の内周壁とハウジング５０の外周壁とで、油などの液状の冷媒ＲＦの冷媒通路１５３が構成され、この冷媒通路１５４は液漏れしないように形成されている。液冷ジャケット１３０は、軸受１４４，１４５を収納しており、軸受ブラケットとも称されている。
【００１８】
直接液体冷却の場合、冷媒ＲＦは、冷媒（油）貯蔵空間１５０に溜まった液体が冷媒通路１５３を通り、冷媒通路１５４，１５５から固定子２０へ向けて流出し、固定子２０を冷却する。
【００１９】
固定子２０は、固定子鉄心１３２と、固定子コイル６０とによって構成されている。固定子鉄心１３２は、珪素鋼板の薄板が積層されて作られている。固定子コイル６０は、固定子鉄心１３２の内周部に多数個設けられているスロット４２０に巻回されている。固定子コイル６０からの発熱は、固定子鉄心１３２を介して、液冷ジャケット１３０に伝熱され、液冷ジャケット１３０内を流通する冷媒ＲＦにより、放熱される。
【００２０】
回転子１１は、回転子鉄心１２と、シャフト１３とから構成されている。回転子鉄心１２は、珪素鋼板の薄板が積層されて作られている。シャフト１３は、回転子鉄心１２の中心に固定されている。シャフト１３は、液冷ジャケット１３０に取り付けられた軸受１４４，１４５により回転自在に保持されており、固定子２０内の所定の位置で、固定子２０に対向した位置で回転する。また、回転子１１には、永久磁石１８と、エンドリング１９が設けられている。
【００２１】
回転電機１０は、図１に示すように、液冷ジャケット１３０の内部に配設されるものであり、ハウジング５０と、ハウジング５０に固定される固定子鉄心１３２を有する固定子２０と、この固定子内に回転自在に配設される回転子１１と、を備えている。液冷ジャケット１３０は、エンジンのケースや変速機のケースによって構成される。
【００２２】
この回転電機１０は、永久磁石内蔵型の三相同期モータである。回転電機１０は、固定子鉄心１３２に巻回される固定子コイル６０に三相交流電流が供給されることで、回転子１１を回転させる電動機として作動する。また、回転電機１０は、エンジンによって駆動されると、発電機として作動して三相交流の発電電力を出力する。つまり、回転電機１０は、電気エネルギーに基づいて回転トルクを発生する電動機としての機能と、機械エネルギーに基づいて発電を行う発電機としての機能の両方を有しており、自動車の走行状態によって上記機能を選択的に利用することができる。
【００２３】
固定子２０は、円筒状の固定子鉄心１３２と、この固定子鉄心１３２に装着される固定子コイル６０と、を有している。
【００２４】
固定子鉄心１３２について、図３および図４を参照して説明する。図３は、固定子鉄心１３２を示す斜視図であり、図４は、固定子鉄心１３２を構成する電磁鋼板１３３を示す斜視図である。固定子鉄心１３２は、図３に示すように、固定子鉄心１３２の軸方向に平行な複数のスロット４２０が周方向に等間隔となるように形成されている。
【００２５】
スロット４２０の数は、例えば本実施の形態では７２個であり、スロット４２０に上記した固定子コイル６０が収容される。各スロット４２０の内周側は開口とされ、この開口の周方向の幅は、固定子コイル６０が装着される各スロット４２０のコイル装着部とほぼ同等もしくは、コイル装着部よりも若干小さくなっている。
【００２６】
スロット４２０間にはティース４３０が形成されており、それぞれのティース４３０は環状のコアバック４４０と一体となっている。つまり、固定子鉄心１３２は、各ティース４３０とコアバック４４０とが一体成形された一体型鉄心とされている。
【００２７】
ティース４３０は、固定子コイル６０によって発生した回転磁界を回転子１１に導き、回転子１１に回転トルクを発生させる働きをする。
【００２８】
固定子鉄心１３２は、厚さ０．０５〜１．０ｍｍ程度の電磁鋼板１３３（図４参照）を打ち抜き加工により成形し、成形された円環形状の電磁鋼板１３３を複数枚積層してなる。溶接部２００は、ＴＩＧ溶接やレーザー溶接などにより、円筒状の固定子鉄心１３２の外周部において、固定子鉄心１３２の軸方向に平行に設けられている。溶接部２００は、図４に示すように、固定子鉄心１３２の外周部に予め設けられた半円状の溶接溝２０に形成している。なお、積層した電磁鋼板１３３を加締め締結のみで固定しても良い。
【００２９】
図２および図５〜８を参照して固定子コイル６０について説明する。図５は、三相分の固定子コイル６０を示す斜視図である。図７はスター結線を示す図である。
【００３０】
図８、９および１０は、それぞれ固定子鉄心１３２に巻回されるＵ相の固定子コイル６０、Ｕ１相の固定子コイル６０およびＵ２相の固定子コイル６０を示す斜視図である。
【００３１】
固定子コイル１３８は図７に示すようなスター結線の構成で接続されている。本実施の形態では、２つにスター結線が並列接続された２スター構成の固定子コイル１３８が採用されている。すなわち、Ｕ１相、Ｖ１相およびＷ１相のスター結線と、Ｕ２相、Ｖ２相およびＷ２相のスター結線とを備えており、Ｕ１およびＵ２相の口出し線は交流端子４１Ｕにより１つに纏められ、Ｖ１およびＶ２相の口出し線は交流端子４１Ｖにより１つに纏められ、Ｗ１およびＷ２相の口出し線は交流端子４１Ｗにより１つに纏められている。Ｎ１およびＮ２はそれぞれのスター結線の中性点である。
【００３２】
固定子コイル６０は分布巻の方式で巻かれ、スター結線の構成で接続されている。分布巻とは、複数のスロット４２０を跨いで離間した二つのスロット４２０に相巻線が収納されるように、相巻線が固定子鉄心１３２に巻かれる巻線方式である。本実施例では、巻線方式として分布巻を採用しているので、形成される磁束分布は集中巻きに比べて正弦波に近く、リラクタンストルクを発生しやすい特徴を有している。そのため、この回転電機１０は、弱め界磁制御やリラクタンストルクを活用する制御の制御性が向上し、低回転速度から高回転速度までの広い回転速度範囲に亘って利用が可能であり、電気自動車に適した優れたモータ特性を得ることができる。
【００３３】
固定子コイル６０は三相のスター接続された相コイルを構成しており、断面が丸形状であっても、四角形状であってもよいが、スロット４２０の内部の断面をできるだけ有効に利用し、スロット内の空間が少なくなるような構造とすることが効率の向上につながる傾向にあるため、断面が四角形状の方が効率向上の点で望ましい。なお、固定子コイル６０の断面の四角形状は、固定子鉄心１３２の周方向が短く、径方向が長い形状をしていてもよいし、逆に周方向が長く、径方向に短い形状をしていてもよい。
【００３４】
本実施例では、固定子コイル６０は、各スロット４２０内で固定子コイル６０の長方形断面が固定子鉄心１３２の周方向について長く、固定子鉄心１３２の径方向について短い形状とされる平角線が使用されている。また、この平角線は、外周が絶縁被膜で覆われている。
【００３５】
固定子コイル１３８は無酸素銅や有酸素銅を用いている。例えば有酸素銅の場合は、酸素含有率がおよそ１０ｐｐｍ以上から１０００ｐｐｍ程である。
【００３６】
図７（ａ）の様な、反溶接側コイルエンド６１頂点２８Ｃを折り返し点とする様な、略Ｕ字形状のセグメントコイル２８に成型する。このとき、反溶接側コイルエンド６１頂点２８Ｃは略Ｕ字形状において導体の向きを折り返す形状であればよい。
【００３７】
すなわち、図７のような、径方向から見たときに反溶接側コイルエンド６１頂点２８Ｃと反溶接側コイルエンド６１の導体斜行部２８Ｆとが略三角形をなすような形状に限らない。例えば、反溶接側コイルエンド６１頂点２８Ｃの一部において、導体が固定子鉄心１３２の端面と略平行になるような形状（径方向から見たとき反溶接側コイルエンド６１頂点２８Ｃと反溶接側コイルエンド６１の導体斜行部２８Ｆとが略台形をなすような形状）であっても良い。
【００３８】
そのセグメントコイル２８を、軸方向からを固定子スロット４２０に差し込む。所定のスロット４２０離れたところに差し込まれた別のセグメントコイル２８と導体端部２８Ｅにおいて（例えば溶接等により）図７（ｂ）の様に接続する。
【００３９】
このとき、セグメントコイル２８には、スロット４２０に挿入される部位である導体直線部２８Ｓと、接続相手のセグメントコイル２８の導体端部２８Ｅへ向かって傾斜する部位である導体斜行部２８Ｄとが形成される（斜行部２８Ｄや端部２８Ｅは曲げにより形成する）。
【００４０】
スロット４２０内には２、４、６・・・（２の倍数）本のセグメントコイル２８が挿入される。図２は１スロット４２０に４本のセグメントコイル２８が挿入された例であるが、断面が略矩形の導体のため、スロット４２０内の占積率を向上させることが出来、回転電機１０の効率が向上する。
【００４１】
図８は、図７（ｂ）の接続作業をセグメントコイル２８が環状となるまで繰り返し、一相分（例としてＵ相）のコイルを形成したときの図である。一相分のコイルは導体端部２８Ｅが軸方向一方に集まるように構成され、導体端部２８Ｅの集まる溶接側コイルエンド６２と、反溶接側コイルエンド６１とを形成する。一相分のコイルには、一端に各相のターミナル（図９、１０の例ではＵ相のターミナル４２Ｕ）、他端に中性線４１が形成される。セグメントコイルの接続部８００を示す図である。本実施の形態では、１４４箇所の接続部８００がある。接続部は相互に適正な間隔をもって配列される。接続方法はアーク溶接のＴＩＧ溶接やプラズマ溶接などで接続されている。銅線の母材を溶融して接続する。シールドガスにはアルゴンやヘリウム、さらにアルゴンとヘリウムの混合ガスなどを用いている。
【００４２】
固定子コイル６０は、図５に示すように、全体で６系統（Ｕ１、Ｕ２、Ｖ１、Ｖ２、Ｗ１、Ｗ２）のコイルが固定子鉄心１３２に密着して装着されている。そして、固定子コイル６０を構成する６系統のコイルは、スロット４２０によって相互に適正な間隔をもって配列される。
【００４３】
固定子コイル６０における一方のコイルエンド１４０には、Ｕ、Ｖ、Ｗ三相それぞれの固定子コイル６０の入出力用のコイル導体である交流端子４１（Ｕ）、４２（Ｖ）、４３（Ｗ）と、中性点結線用導体４０と、が引き出されている。
【００４４】
なお、回転電機１０の組み立てにおける作業性向上のために、三相交流電力を受けるための交流端子４１（Ｕ）、４２（Ｖ）、４３（Ｗ）は、コイルエンド１４０から固定子鉄心１３２の軸方向外方に突出するように配置されている。そして、固定子２０は、この交流端子４１（Ｕ）、４２（Ｖ）、４３（Ｗ）を介して図示しない電力変換装置に接続されることで、交流電力が供給されるようになっている。
【００４５】
図２に示すように、固定子コイル６０における固定子鉄心１３２から軸方向外方に飛び出した部分であるコイルエンド１４０には、渡り線が配置されており、全体として整然とした配置となっており、回転電機１０全体の小型化につながる効果がある。また、コイルエンド１４０が整然としていることは、絶縁特性に対する信頼性向上の観点からも望ましい。
【００４６】
固定子コイル６０は、導体の外周が絶縁被膜で覆われた構造とされ、電気的な絶縁性が維持されているが、絶縁被膜に加えて絶縁紙３００（図２参照）により絶縁耐圧を維持することで、より信頼性の向上を図ることができるため好適である。
【００４７】
絶縁紙３００は、スロット４２０やコイルエンド１４０に配設されるものである。スロット４２０に配設される絶縁紙３００（いわゆるスロットライナー３１０）は、スロット４２０に挿通されるセグメントコイル２８の相互間およびセグメントコイル２８とスロット４２０の内面との間に配設されて、セグメントコイル間やセグメントコイル２８とスロット４２０の内面との間の絶縁耐圧を向上するものである。
【００４８】
コイルエンド１４０において配設される絶縁紙３００は、コイルエンド１４０における相間絶縁、導体間絶縁のためにセグメントコイル間に環状に配設して使用されるものである。また、前記絶縁紙３００は固定子コイルの全体又は一部に樹脂部材（例えばポリエステルやエポキシ液体ワニス）を滴下したときのたれ落ち防ぐ保持部材になる。
【００４９】
このように、本実施例に係る回転電機１０は、スロット４２０の内側やコイルエンド１４０において絶縁紙３００が配設されているため、絶縁被膜が傷ついたり劣化したりしても、必要な絶縁耐圧を保持できる。なお、絶縁紙３００は、例えば耐熱ポリアミド紙の絶縁シートであり、厚さは０．１〜０．５ｍｍ程である。
【００５０】
図１１は固定子２０および回転子１１の断面を示す図である。回転子鉄心１２には、矩形形状や扇形形状の磁石が挿入される磁石挿入孔８１０が等間隔に形成されており、各磁石挿入孔８１０には永久磁石１８が埋め込まれる。
【００５１】
磁石挿入孔８１０の円周方向の幅は、永久磁石１８の円周方向の幅よりも大きく設定されており、永久磁石１８の両側には磁気的空隙１５６が形成されている。
【００５２】
永久磁石１８は回転子１１の界磁極を形成する作用をなす。この実施例では一つの永久磁石で１つの磁極を形成する構成としているが、各磁極を構成する磁石を複数に増やしても良く、永久磁石１８を増やすことで、永久磁石が発生させる各磁極の磁束密度が大きくなり、磁石トルクを増大することができる。
【００５３】
永久磁石１８の磁化方向は径方向を向いており、界磁極毎に磁化方向の向きが反転している。すなわち、ある磁極を形成するための永久磁石１８の固定子側面がＮ極、軸側の面がＳ極に磁化されていたとすると、隣の磁極を形成する永久磁石１８の固定子側面はＳ極、軸側の面はＮ極となるように磁化されている。これらの永久磁石１８が円周方向に磁極毎に交互に磁化方向が変わるように磁化されて、配置されている。本実施の形態では、各永久磁石１８は等間隔に１２個配置しており、回転子１１は１２極の磁極を形成している。
【００５４】
ここで、永久磁石１８には、ネオジウム系、サマリウム系の焼結磁石やフェライト磁石、ネオジウム系のボンド磁石などを用いることができる。
【００５５】
本実施例では、磁極を形成する各永久磁石１８間に補助磁極１６０が形成されている。この補助磁極１６０は、固定子コイル１３８が発生するｑ軸の磁束の磁気抵抗が小さくなるように作用する。そして、この補助磁極１６０により、ｑ軸の磁束の磁気抵抗がｄ軸の磁束の磁気抵抗に比べて非常に小さくなるため、大きなリラクタンストルクが発生することになる。
【００５６】
図１２に本発明の実施例に係る製造工程を示すフローチャートである。
【００５７】
工程９００において、各磁石挿入孔８１０の永久磁石１８との空隙分より少ない量の粉体樹脂８００を挿入する。
【００５８】
粉体樹脂８００は主に熱硬化性のエポキシ系を用いる。粉体粒度は７０μｍから５００μｍのものを使用する。各磁石挿入孔８１０に挿入し易いように粒度が比較的大きいものを使用する。また、粉体樹脂８００のガラス転移温度は使用環境に応じているが１１０度から１６０度程である。
【００５９】
工程９１０において、各磁石挿入孔８１０に永久磁石１８を挿入する。
【００６０】
工程９２０において、各磁石挿入孔８１０に永久磁石１８を挿入した後、回転子１１を回転させながら粉体樹脂８００を熱硬化させる。回転させながら熱硬化させることにより、粉体樹脂８００が均一に各磁石挿入孔８１０に充填されるため、永久磁石１８によるアンバランス量を最小化することができる。
【００６１】
工程９３０において、粉体樹脂８００が硬化した後、バランス調整を行う。
【００６２】
工程９４０において、永久磁石１８を着磁する。
【００６３】
図１３に、粉体樹脂８００の挿入工程を示している。
【００６４】
図１３（ａ）に示すように、各磁石挿入孔８１０の永久磁石１８との空隙分より少ない量の粉体樹脂８００を挿入する。粉体樹脂８００は粉状で挿入してもよいが、作業性を考慮して予めブロック状にしていてもよい。
【００６５】
図１３（ｂ）に示すように、各磁石挿入孔８１０に永久磁石１８を挿入する。
【００６６】
図１３（ｃ）は各磁石挿入孔８１０に永久磁石１８を挿入した状態の斜視図を示している。永久磁石１８を挿入した後から、粉体樹脂８００を挿入してもよい。
【００６７】
図１４に、ブロック状粉体樹脂８０１を用いる場合の挿入工程を示す。
【００６８】
図１４（ａ）は永久磁石１８とブロック状粉体樹脂８０１とを一緒に各磁石挿入孔８１０へ挿入する様子を示す斜視図である。図１４（ｂ）は永久磁石１８を挿入したあとに、ブロック状粉体樹脂８０１を挿入した状態を示す斜視図である。各磁石挿入孔８１０の形状や、永久磁石１８と磁石挿入孔８１０との隙間の大きさに応じて、ブロック状粉体樹脂８０１を挿入する順序を決めることができる。
【００６９】
ブロック状粉体樹脂８０１を用いる場合、粉体樹脂の飛散等を防止することができるため作業性が向上する。接着剤の粘度を上げるために粉体樹脂８００と接着剤を混ぜ合わせたものを使用してもよい。
【００７０】
図１５に、あらかじめ永久磁石１８に粉体樹脂８０２を付着させたものを挿入する場合の斜視図を示す。この場合、永久磁石１８の表面に粉体樹脂８０２を静電塗装等で付着させる。そのため、永久磁石１８は表面処理をしていないものを使用することができる。通常の永久磁石１８は錆や腐食のために表面処理を施しているが、粉体樹脂８０２で塗装することで、表面処理工程を省略することが可能となる。
【００７１】
図１６に、あらかじめ各磁石挿入孔８１０に粉体樹脂８０２を付着させた後に、永久磁石１８を挿入する場合の斜視図を示す。各磁石挿入孔８１０の表面に粉体樹脂８０２を静電塗装等で付着させて、永久磁石１８を挿入する。
【００７２】
図１３−図１６で説明したいずれの方法であっても、粉体樹脂８００，８０１，８０２は各磁石挿入孔８１０に完全に充填されている必要はなく、使用環境に応じて磁石が固定できていればよい。また、粉体樹脂８００，８０１，８０２は、粉体樹脂であることを識別するために着色されていてもよい。
【００７３】
これらの方法により、電磁鋼板１３３からの接着剤等の漏れを抑制することができる。また、液状の接着剤等を用いるとゲル化処理が必要であったが、それらが不要となる。これらにより、生産性を向上させることができる。また、粉体樹脂８００，８０１，８０２は最終的に電磁鋼板１３３にも塗装されることになるため、渦電流を低減することができ、モータ効率を向上させることができる。
【００７４】
以上においては、永久磁石式の回転電機において説明を行ったが、本発明の特徴は回転子に関するものであるため、固定子は波巻方式であるが、重巻方式や集中巻き方式でも、適用可能である。次に、内転型で説明を行っているが、外転型でも同様に適用可能である。
【００７５】
図１７を用いて、本実施例による回転電機１０を搭載する車両の構成について説明する。図１７は、四輪駆動を前提としたハイブリッド自動車のパワートレインである。前輪側の主動力として、エンジンＥＮＧと回転電機１０を有する。エンジンＥＮＧと回転電機１０の発生する動力は、変速機ＴＲにより変速され、前輪側駆動輪ＦＷに動力を伝えられる。また、後輪の駆動においては、後輪側に配置された回転電機１０と後輪側駆動輪ＲＷを機械的に接続され、動力が伝達される。
【００７６】
回転電機１０は、エンジンの始動を行い、また、車両の走行状態に応じて、駆動力の発生と、車両減速時のエネルギーを電気エネルギーとして回収する発電力の発生を切り換える。回転電機１０の駆動，発電動作は、車両の運転状況に合わせ、トルクおよび回転数が最適になるように電力変換装置ＩＮＶにより制御される。回転電機１０の駆動に必要な電力は、電力変換装置ＩＮＶを介してバッテリＢＡＴから供給される。また、回転電機１０が発電動作のときは、電力変換装置ＩＮＶを介してバッテリＢＡＴに電気エネルギーが充電される。
【００７７】
ここで、前輪側の動力源である回転電機１０は、エンジンＥＮＧと変速機ＴＲの間に配置されており、これまで説明した構成を有するものである。後輪側の駆動力源である回転電機１０としては、同様のものを用いることもできるし、他の一般的な構成の回転電機を用いることもできる。なお、四輪駆動式以外のハイブリッド方式においても勿論適用可能である。
【００７８】
以上で説明したように、本発明によれば、渦電流が低減しモータ効率に優れた回転電機の回転子を提供することができる。
【００７９】
なお、本発明は上記した実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上記した実施例は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、実施例の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。
【００８０】
また、本発明の適用例として、電気自動車やハイブリット電気自動車用回転電機を挙げて説明したが、同様な課題をもつものであれば、オルタネータ、スタータジェネレータ（モータジェネレータ含む）、電動コンプレッサ用、電動ポンプ用等の自動車用補機モータは当然の事として、エレベータ用等の産業用、エアコン圧縮機等の家電用モータへの適用も可能である。
【符号の説明】
【００８１】
１０：回転電機
１１：回転子
１２：回転子鉄心
１３：シャフト
１８：永久磁石
２０：固定子
２８：セグメントコイル
２８Ｃ：頭頂部
２８Ｅ：両端部
２８Ｆ：導体斜行部
４０：中性点結線用導体
４２Ｕ：交流端子
４２Ｖ：交流端子
４２Ｗ：交流端子
５０：ハウジング
６０：固定子コイル
６１：反溶接側コイルエンド
６２：溶接側コイルエンド
１３０：液冷ジャケット
１３２：固定子鉄心
１３３：電磁鋼板
１３８：固定子コイル
１４０：コイルエンド
１４４，１４５：軸受
１５０：貯蔵空間
１５４，１５５：冷媒通路
１５６：磁気的空隙
１６０：補助磁極
２００：溶接部
２１０：溶接溝
３００：絶縁紙
３１０：スロットライナー
４２０：スロット
４３０：ティース
４４０：コアバック
８００：粉体樹脂
８０１：ブロック状粉体樹脂
８０２：粉体樹脂
８１０：磁石挿入孔
９００：製造工程
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【国際調査報告】
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