(57)【要約】【課題】  ロータの厚みを薄くしながら、回転強度を満足することができると共に、モータ出力の向上を達成することができるディスク型回転電機のロータ構造を提供すること。【解決手段】  ディスク形のロータコア４０に複数の永久磁石４３を配置したロータ２を備え、前記ロータ２とステータ３が軸方向に配設されたディスク型回転電機において、前記ロータ２を、ロータコア４０と、該ロータコア４０に設けたフレーム部材４１と、該フレーム部材４１に形成された磁石を囲む形状の複数の磁石型枠穴４１ａにそれぞれ設けた永久磁石４３と、により構成した。【選択図】        図２
2006014563.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ディスク形のロータコアに複数の永久磁石を配置したロータを備え、前記ロータとステータが軸方向に配設されたディスク型回転電機において、
前記ロータを、ロータコアと、該ロータコアに設けたフレーム部材と、該フレーム部材に形成された磁石を囲む形状の複数の磁石型枠穴にそれぞれ設けた永久磁石と、により構成したことを特徴とするディスク型回転電機のロータ構造。
【請求項２】
請求項１に記載されたディスク型回転電機のロータ構造において、
前記ロータを１つ配置し、その両側に２つのステータを配置し、
前記ロータを、１つのロータコアと、該ロータコアを挟み込むように両側に設けた２つのフレーム部材と、該フレーム部材に形成された磁石を囲む形状の複数の磁石型枠穴にそれぞれ設けた永久磁石と、により構成したことを特徴とするディスク型回転電機のロータ構造。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載されたディスク型回転電機のロータ構造において、
前記フレーム部材は、素材が非磁性体であることを特徴とするディスク型回転電機のロータ構造。
【請求項４】
請求項１乃至３の何れか１項に記載されたディスク型回転電機のロータ構造において、
前記ロータコアは、素材が磁性体であることを特徴とするディスク型回転電機のロータ構造。
【請求項５】
請求項３または請求項４に記載されたディスク型回転電機のロータ構造において、
前記ロータのアンバランス修正は、非磁性体によるフレーム部材を削ることで行うことを特徴とするディスク型回転電機のロータ構造。
【請求項６】
請求項２乃至５の何れか１項に記載されたディスク型回転電機のロータ構造において、
前記ロータコアとフレーム部材を、第１ボルトにより固定フレームに共締めし、かつ、前記固定フレームをロータコアと共に第２ボルトによりロータシャフトに螺合固定したことを特徴とするディスク型回転電機のロータ構造。
【請求項７】
請求項２乃至６の何れか１項に記載されたディスク型回転電機のロータ構造において、
前記ディスク形のロータコアと、２つのフレーム部材と、複数の永久磁石を用意し、
前記２つのフレーム部材の各磁石型枠穴に複数の永久磁石をそれぞれ嵌め込み固定し、永久磁石が固定された２つのフレーム部材を、前記ロータコアの両側に固定したことを特徴とするディスク型回転電機のロータ構造。
【請求項８】
請求項２乃至５の何れか１項に記載されたディスク型回転電機のロータ構造において、
前記ロータコアと２つのフレーム部材を異種材料とし、ロータコアとフレーム部材の結合をリベット結合としたことを特徴とするディスク型回転電機のロータ構造。
【請求項９】
請求項２乃至５の何れか１項に記載されたディスク型回転電機のロータ構造において、
前記ロータコアと２つのフレーム部材を異種材料とし、一方に他方の材料系のメッキを施し、ロータコアとフレーム部材を接合したことを特徴とするディスク型回転電機のロータ構造。
【請求項１０】
請求項２乃至５の何れか１項に記載されたディスク型回転電機のロータ構造において、
前記ロータコアと２つのフレーム部材を、スポット溶接にて接合したことを特徴とするディスク型回転電機のロータ構造。
【請求項１１】
ディスク形のロータコアに複数の永久磁石を配置したロータを製造するディスク型回転電機のロータ製造方法において、
前記ロータコアと、磁石を囲む形状の複数の磁石型枠穴を形成したフレーム部材と、磁性粉を用意し、
前記ロータコアと前記フレーム部材とを事前に結合や接合により一体化する一体化工程と、
前記一体化したロータコアと複数の磁石型枠穴を有するフレーム部材を、永久磁石を作る際の型にみたて、磁性粉をフレーム部材の各磁石型枠内に入れて永久磁石を作り込む磁石加工工程と、
を有することを特徴とするディスク型回転電機のロータ製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ステータとロータが軸方向に対向配置されるディスク型回転電機のロータ構造およびロータ製造方法の技術分野に属する。
【背景技術】
【０００２】
永久磁石をロータ内部に埋め込んだ埋込磁石同期モータ（IPMSM：Interior Permanent Magnet Synchronus Motor）や永久磁石をロータ表面に張り付けた表面磁石同期モータ（SPMSM：Surface Permanent Magnet Synchronus Motor）は、損失が少なく、効率が良く、出力が大きい（マグネットトルクのほかにリラクタンストルクも利用できる）等の理由により、電気自動車用モータやハイブリッド車用モータ等の用途にその応用範囲を拡大している。
【０００３】
このような永久磁石同期モータであって、ステータとロータが軸方向に対向配置されるアキシャルギャップモータは、薄型化が可能であり、レイアウトに制限がある用途に使用されている。例えば、１個のステータと１個のロータが軸方向でエアギャップを保持したモータが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００２−２０４５５９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、従来のアキシャルギャップモータのロータ構造にあっては、リング状磁石にＮ極とＳ極とが交互配置となるように帯磁したものであるため、このロータの磁石では磁力が弱くモーターの一層の出力向上は難しい。また、突極性に差異を設けることが困難で、リラクタンストルクを稼ぐことができず、モータ出力を大きくできない、という問題があった。
【０００５】
本発明は、上記問題に着目してなされたもので、ロータの厚みを薄くしながら、回転強度を満足することができると共に、モータ出力の向上を達成することができるディスク型回転電機のロータ構造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】
【０００６】
上記目的を達成するため、本発明では、ディスク形のロータコアに複数の永久磁石を配置したロータを備え、前記ロータとステータが軸方向に配設されたディスク型回転電機において、
前記ロータを、ロータコアと、該ロータコアに設けたフレーム部材と、該フレーム部材に形成された磁石を囲む形状の複数の磁石型枠穴にそれぞれ設けた永久磁石と、により構成した。
【発明の効果】
【０００７】
よって、本発明のディスク型回転電機のロータ構造にあっては、ロータを、ロータコアとフレーム部材と永久磁石とにより構成したため、永久磁石に作用する遠心力をロータコアとフレーム部材とで分担することにより、ロータコアの厚みを薄くでき、フレーム部材の枠の太さも必要最小限とすることができ、その結果、永久磁石のサイズを大きくとることができる。すなわち、永久磁石のサイズが大きく、また、磁石単体で着磁した永久磁石を利用することが可能であることで、永久磁石による鎖交磁束に比例して生じるマグネットトルクを高くすることができる。よって、ロータの厚みを薄くしながら、回転強度を満足することができると共に、モータ出力の向上を達成することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下、本発明のディスク型回転電機のロータ構造を実施するための最良の形態を、図面に示す実施例１〜実施例３に基づいて説明する。
【実施例１】
【０００９】
まず、構成を説明する。
図１は実施例１のロータ構造が適用されたディスク型回転電機を示す全体断面図であり。ディスク型回転電機は、ロータシャフト１と、ロータ２と、第１ステータ３と、第２ステータ４と、回転電機ケース５と、を備えている。前記回転電機ケース５は、フロント側サイドケース５ａと、リヤ側サイドケース５ｂと、両サイドケース５ａ，５ｂに結合された外周ケース５ｃにより構成されている。
【００１０】
前記ロータシャフト１は、フロント側サイドケース５ａに設けられた第１軸受け６とリヤ側サイドケース５ｂに設けられた第２軸受け７によって回転自在に支持されている。また、前記リヤ側サイドケース５ｂには、センサ設定カバー８とシャフトカバー９とがボルト５０により共締め固定され、両カバー８，９に囲まれた空間位置には、ロータシャフト１の回転数を検出するレゾルバによる回転センサ１０が設けられている。
【００１１】
前記ロータ２は、前記ロータシャフト１に固定され、第１ステータ３と第２ステータ４から与えられる回転磁束に対し、永久磁石に反力を発生させ、ロータシャフト１を中心に回転するように構成されている。前記複数の永久磁石は、周方向に隣接する表面磁極（Ｎ極，Ｓ極）が、互いに相違するよう配置されていて、ロータ２と第１ステータ３の間、および、ロータ２と第２ステータ４との間には、それぞれエアギャップ１１，１２と呼ばれる隙間が存在し、互いに接触することはない。このロータ２の詳しい構成については、後述する。
【００１２】
前記第１ステータ３は、前記フロント側サイドケース５ａに固定され、第１ステータコア１３と、第１絶縁部材１４と、第１ステータコイル１５と、第１バックコア１６と、第１コア固定プレート１７と、第１コア冷却プレート１８と、を有して構成されている。
前記第１ステータコイル１５は、第１絶縁部材１４（絶縁体または絶縁紙等）を介し、第１バックコア１６に固定された分割構造の第１ステータコア１３に巻き回される。
前記第１ステータコア１３の固定は、第１ステータコア１３が固定された第１バックコア１６と第１コア固定プレート１７とを予め第１ボルト５１により固定しておき、フロント側サイドケース５ａに対し、コア固定プレート１７とコア冷却プレート１８とを第２ボルト５２により共締め固定すると共に、バックコア１６とコア固定プレート１７とコア冷却プレート１８とを第３ボルト５３により共締め固定することでなされる。
前記第１コア冷却プレート１８は、ケース側に突出する冷却フィン１８ａを有し、この冷却フィン１８ａとフロント側サイドケース５ａの凹環部５ｄとの間には第１冷媒路１９を形成している。この第１冷媒路１９には、フロント側サイドケース５ａに形成された冷媒出入口２０及び冷媒路２１が連通する。
【００１３】
前記第２ステータ４は、前記リヤ側サイドケース５ｂに固定され、第２ステータコア２３と、第２絶縁部材２４と、第２ステータコイル２５と、第２バックコア２６と、第２コア固定プレート２７と、第２コア冷却プレート２８と、を有して構成されている。
前記第２ステータコイル２５は、第２絶縁部材２４（絶縁体または絶縁紙等）を介し、第２バックコア２６に固定された分割構造の第２ステータコア２３に巻き回される。
前記第２ステータコア２３の固定は、予め第２ステータコア２３が固定された第２バックコア２６と第２コア固定プレート２７とを第１ボルト５１により固定しておき、リヤ側サイドケース５ｂに対し、コア固定プレート２７とコア冷却プレート２８とを第２ボルト５２により共締め固定すると共に、バックコア２６とコア固定プレート２７とコア冷却プレート２８とを第３ボルト５３により共締め固定することでなされる。
前記第２コア冷却プレート２８は、ケース側に突出する冷却フィン２８ａを有し、この冷却フィン２８ａとリヤ側サイドケース５ｂの凹環部５ｅとの間には第２冷媒路２９を形成している。この第１冷媒路２９には、リヤ側サイドケース５ｂに形成された冷媒出入口３０及び冷媒路３１が連通する。
【００１４】
図２は実施例１のディスク型回転電機のロータ構造を示す斜視図であり、実施例１のロータ構造について、図１及び図２に基づき説明する。
【００１５】
実施例１では、前記ロータ２を１つ配置し、その両側に２つの第１ステータ３と第２ステータ４を配置し、前記ロータ２を、１つのロータコア４０と、該ロータコア４０を挟み込むように両側に設けた２つのフレーム部材４１，４２と、該フレーム部材４１，４２に形成された磁石を囲む形状の複数の磁石型枠穴４１ａ，４２ａにそれぞれ設けた永久磁石４３，４４と、により構成している。
【００１６】
前記フレーム部材４１，４２は、素材が非磁性体である。前記ロータコア４０は、素材が磁性体である。そして、前記ロータ２のアンバランス修正は、非磁性体によるフレーム部材４１，４２を削ることで行う。
【００１７】
前記ロータ２のロータシャフト１に対する固定は、図１に示すように、前記ロータコア４０とフレーム部材４１，４２を、第１ボルト５４により固定フレーム４５に共締めし、かつ、前記固定フレーム４５をロータコア４０と共に第２ボルト５５によりロータシャフト１に螺合することで行われる。
【００１８】
前記ロータ２の組み付けは、ディスク形のロータコア４０と、２つのフレーム部材４１，４２と、予め着磁した複数の永久磁石４３，４４を用意し、図２に示すように、前記２つのフレーム部材４１，４２の各磁石型枠穴４１ａ，４２ａに複数の永久磁石４３，４４をそれぞれ嵌め込み固定し、永久磁石４３，４４が固定された２つのフレーム部材４１，４２を、回転方向の位置決めをしながら前記ロータコア４０の両側に固定することで行われる。
【００１９】
次に、作用を説明する。
［解決課題］
例えば、特開２００２−２０４５５９号公報には、１個のステータと１個のロータが軸方向でエアギャップを保持したアキシャルギャップモータが記載されていている。しかし、このアキシャルギャップモータは、リング状磁石にＮ極とＳ極とが交互配置となるように帯磁したロータ構造であるため、このロータの磁石では磁力が弱くモーターの一層の出力向上は難しい。また、突極性に差異を設けることが困難で、リラクタンストルクを稼ぐことができず、モータ出力を大きくできない。
【００２０】
つまり、三相の永久磁石同期モータ（PMSM：Permanent Magnet Synchronus Motor）の２極の基本モデルを用いた場合、マグネットトルクTmとリラクタンストルクTrとは、下記の式にてあらわされる。
Tm＝Pn・Ψa・Ia・cosβ
Tr＝(Pn/2)(Lq−Ld)・Ia2・sin2β
但し、Pnは極対数、Ψaは永久磁石による鎖交磁束、Iaは電流ベクトルの振幅、βは位相、Lqはｑ軸インダクタンス、Ldはｄ軸インダクタンスである。
【００２１】
よって、上記従来例では、事後的に帯磁するリング状の永久磁石を用いたものであるため、鎖交磁束Ψaを大きくすることができず、上記式から明らかなように、鎖交磁束Ψaに比例するマグネットトルクTmが小さくなる。なお、従来例は、１ロータ・１ステータの構造であり、ロータの１側面にのみ永久磁石を有することでも、鎖交磁束Ψaに比例するマグネットトルクTmが小さくなる。
【００２２】
また、リラクタンストルクTrの発生には、上記式から明らかなように、ｑ軸インダクタンスLqとｄ軸インダクタンスLdとの差（突極性の差異）を持たせる必要があるが、従来例のモータは、リング状の永久磁石であり、磁石両端において鋼鈑が表面に出ていない表面磁石同期モータSPMSMの構造ということができるため、ｑ軸インダクタンスLqとｄ軸インダクタンスLdとの差がない非突極機となる。
【００２３】
［モータ作用］
これに対し、実施例１のディスク型回転電機のロータ構造では、ロータ２を、１つのロータコア４０と、該ロータコア４０を挟み込むように両側に設けた２つのフレーム部材４１，４２と、該フレーム部材４１，４２に形成された磁石を囲む形状の複数の磁石型枠穴４１ａ，４２ａにそれぞれ設けた永久磁石４３，４４と、により構成したことで、ロータ２の厚みを薄くしながら、回転強度を満足することができると共に、モータ出力の向上を達成することができる。
【００２４】
すなわち、例えば、実施例１のロータ構造において、ロータ２を、ロータコア４０とフレーム部材４１と永久磁石４３とにより構成した片側磁石構造を想定しても、永久磁石４３に作用する遠心力をロータコア４０とフレーム部材４１とで分担することにより、ロータコア４０の厚みを薄くでき、フレーム部材４１の枠の太さも必要最小限とすることができ、その結果、永久磁石４３のサイズを大きくとることができる。よって、ロータ２の厚みを薄くしながら、回転強度を満足することができると共に、永久磁石４３のサイズが大きく、また、磁石単体で着磁した永久磁石４３を利用することが可能であることで、永久磁石４３による鎖交磁束Ψaに比例して生じるマグネットトルクTmを高くすることができる。
【００２５】
さらに、実施例１のロータ構造は、１ロータ・２ステータ構造であるため、厚みの薄い１つのロータコア４０と、該ロータコア４０を挟み込むように両側に設けた２つのフレーム部材４１，４２と、該フレーム部材４１，４２に形成された磁石を囲む形状の複数の磁石型枠穴４１ａ，４２ａにそれぞれ設けた永久磁石４３，４４と、により構成しているため、２つのフレーム部材４１，４２に対して１つにより共用するロータコア４０により、コア部の厚みを最小限に抑えつつ、上記のように回転強度を満足することができるし、ロータコア４０の両側に設けた２倍の永久磁石４３，４４により鎖交磁束Ψaがより増大することで、より高くなったマグネットトルクTmにより、結果的にモータ出力を高くでき、回転数も高くすることができる。
【００２６】
さらに、フレーム部材４１，４２は非磁性体であるため、永久磁石４３，４４の磁束の漏れが最小限に抑えられ、モータ性能が不必要に悪化しない。また、アンバランス修正を非磁性体のフレーム部材４１，４２を削ることで行うようにした場合、アンバランス修正時に削りカスが永久磁石４３，４４に磁気付着することがない。
【００２７】
加えて、ロータコア４０を磁性体とすることで、ロータコア４０の表裏に貼り付けた永久磁石４３，４４間の空間を磁束が通りやすく、あたかも一体の永久磁石４３，４４を使用したのと同様の性能を得ることができる。
【００２８】
なお、フレーム部材４１，４２を非磁性体とした場合、突極性の差が小さく、リラクタンストルクTrによるモータ出力の向上を望めない。しかし、ロータコア４０及びフレーム部材４１，４２の素材として共に磁性体を用いた場合には、ロータ２が、永久磁石をロータ内部に埋め込んだ埋込磁石同期モータIPMSMに類似するロータ構造となり、突極性の差が大きくなり、マグネットトルクTmにリラクタンストルクTrが加わることによるモータ出力の向上を望むことができる。
【００２９】
次に、効果を説明する。
実施例１のディスク型回転電機のロータ構造にあっては、下記に列挙する効果を得ることができる。
【００３０】
(1) ディスク形のロータコア４０に複数の永久磁石４３を配置したロータ２を備え、前記ロータ２とステータ３が軸方向に配設されたディスク型回転電機において、前記ロータ２を、ロータコア４０と、該ロータコア４０に設けたフレーム部材４１と、該フレーム部材４１に形成された磁石を囲む形状の複数の磁石型枠穴４１ａにそれぞれ設けた永久磁石４３と、により構成したため、ロータ２の厚みを薄くしながら、回転強度を満足することができると共に、モータ出力の向上を達成することができる。
【００３１】
(2) 前記ロータ２を１つ配置し、その両側に２つの第１ステータ３と第２ステータ４を配置し、前記ロータ２を、１つのロータコア４０と、該ロータコア４０を挟み込むように両側に設けた２つのフレーム部材４１，４２と、該フレーム部材４１，４２に形成された磁石を囲む形状の複数の磁石型枠穴４１ａ，４２ａにそれぞれ設けた永久磁石４３，４４と、により構成したため、１ロータ・２ステータ構造により、ロータ２の厚みを薄くしながら、回転強度を満足することができると共に、より一層のモータ出力の向上を達成することができる。
【００３２】
(3) 前記フレーム部材４１，４２は、素材が非磁性体であるため、永久磁石４３，４４の磁束漏れを最小限に抑えることができる。
【００３３】
(4) 前記ロータコア４０は、素材が磁性体であるため、ロータコア４０の表裏に貼り付けた永久磁石４３，４４間の空間を磁束が通りやすく、あたかも一体の磁石を使用したのと同様の高い鎖交磁束ΨaによりマグネットトルクTmを得ることができる。
【００３４】
(5) 前記ロータ２のアンバランス修正は、非磁性体によるフレーム部材４１，４２を削ることで行うため、アンバランス修正磁の削りカスが永久磁石４３，４４に付着することを防止することができる。
【００３５】
(6) 前記ロータコア４０とフレーム部材４１，４２を、第１ボルト５４により固定フレーム４５に共締めし、かつ、前記固定フレーム４５をロータコア４０と共に第２ボルト５５によりロータシャフト１に螺合固定したため、ロータコア４０とフレーム部材４１，４２とを回転中に問題が発生することのない十分な強度をもって結合することができる。つまり、ロータコア４０とフレーム部材４１，４２とが回転中に緩むと、永久磁石４３，４４が外れてしまったり、両ステータ３，４と接触する等、の問題が発生するが、これらの問題を確実に防止することができる。
【００３６】
(7) 前記ディスク形のロータコア４０と、２つのフレーム部材４１，４２と、予め着磁した複数の永久磁石４３，４４を用意し、前記２つのフレーム部材４１，４２の各磁石型枠穴４１ａ，４２ａに複数の永久磁石４３，４４をそれぞれ嵌め込み固定し、永久磁石４３，４４が固定された２つのフレーム部材４１，４２を、前記ロータコア４０の両側に固定したため、両側の永久磁石４３，４４で互いに位相を異ならせたり、スキューを与えるとき等において、回転方向の位相合わせを容易にしながら、ロータ２の組み付けを行うことができる。
【実施例２】
【００３７】
実施例２は、実施例１のボルト固定以外の方法によりロータコア４０とフレーム部材４１，４２とを固定する例である。
【００３８】
すなわち、実施例２の第１形態は、図３(a)に示すように、前記ロータコア４０と２つのフレーム部材４１，４２を異種材料とし、ロータコア４０とフレーム部材４１，４２の結合をリベット５６による結合としている。
【００３９】
実施例２の第２形態は、図３(b)に示すように、前記ロータコア４０と２つのフレーム部材４１，４２を異種材料とし、一方に他方の材料系のメッキを施し、ロータコア４０とフレーム部材４１，４２をロウ付けや溶接等により接合（接合部５７）している。
【００４０】
実施例２の第３形態は、図３(c)に示すように、前記ロータコア４０と２つのフレーム部材４１，４２を、スポット溶接（スポット溶接部５８）にて接合している。
【００４１】
作用を説明すると、実施例２の第１形態によれば、異種金属で構成されているロータコア４０と２つのフレーム部材４１，４２がリベット５６により十分な強度をもって結合される。
【００４２】
実施例２の第２形態によれば、一方に他方の材料系のメッキを施すことで、異種金属で構成されているロータコア４０と２つのフレーム部材４１，４２があたかも同一系の金属のように十分な強度を保持して接合される。
【００４３】
実施例２の第３形態によれば、ロータコア４０と２つのフレーム部材４１，４２とを、スポット溶接により接合したため、フレーム部材４１，４２に余計に穴等をあけることないし、メッキ等の加工工程を追加することなく、ロータコア４０と２つのフレーム部材４１，４２とを結合することができる。
なお、他の作用は実施例１と同様であるので説明を省略する。
【００４４】
次に、効果を説明する。
実施例２のディスク型回転電機のロータ構造にあっては、実施例１の(1)〜(5)の効果に加え、下記の効果を得ることができる。
【００４５】
(8) 前記ロータコア４０と２つのフレーム部材４１，４２を異種材料とし、ロータコア４０とフレーム部材４１，４２の結合をリベット５６による結合としたため、異種材料でありながら、ロータコア４０と２つのフレーム部材４１，４２とを十分な強度を保持して接合することができる。
【００４６】
(9) 前記ロータコア４０と２つのフレーム部材４１，４２を異種材料とし、一方に他方の材料系のメッキを施し、ロータコア４０とフレーム部材４１，４２をロウ付けや溶接等により接合したため、異種材料でありながら、ロータコア４０とフレーム部材４１，４２を十分な強度を保持して接合することができる。
【００４７】
(10) 前記ロータコア４０と２つのフレーム部材４１，４２を、スポット溶接にて接合したため、フレーム部材４１，４２に余計に穴等をあけることなく、メッキ等の加工工程を追加することなく、ロータコア４０と２つのフレーム部材４１，４２との間の結合強度を十分に確保することができる。
【実施例３】
【００４８】
実施例３は、ディスク型回転電機のロータ製造方法の例である。
【００４９】
すなわち、ディスク形のロータコア４０に複数の永久磁石４３を配置したロータ２を製造するディスク型回転電機のロータ製造方法において、前記ロータコア４０と、磁石を囲む形状の複数の磁石型枠穴４１ａを形成したフレーム部材４１と、磁性粉を用意し、前記ロータコア４０と前記フレーム部材４１とを事前に結合や接合により一体化する一体化工程と、前記一体化したロータコア４０と複数の磁石型枠穴４１ａを有するフレーム部材４１を、永久磁石を作る際の型にみたて、磁性粉をフレーム部材４１の各磁石型枠４１ａ内に入れて永久磁石を作り込む磁石加工工程と、を有する方法とした。
【００５０】
具体的に実施例１及び実施例２にて示したロータコア４０の両面に永久磁石４３，４４を備えたロータ２の製造方法を、図４に基づいて説明する。
第１工程は、図４(a)に示すように、１つのロータコア４０と、磁石を囲む形状の複数の磁石型枠穴４１ａ，４２ａを形成した２つのフレーム部材４１，４２と、磁性粉MPを用意する。
第２工程は、図４(b)に示すように、１つのロータコア４０と２つのフレーム部材４１とを事前に結合や接合（実施例１，２）により一体化する（一体化工程）。
第３工程は、図４(c)に示すように、一体化したロータコア４０と複数の磁石型枠穴４１ａを有するフレーム部材４１を、永久磁石４３を作る際の型にみたて、磁性粉MPをフレーム部材４１の各磁石型枠４１ａ内に入れる。
第４工程は、図４(d)に示すように、フレーム部材４１の各磁石型枠４１ａ内に入れた磁性粉MPを焼結により固めて永久磁石４３を作り込む（磁石加工工程）。
第５工程は、図４(e)に示すように、ロータコア４０を上下をひっくり返し、一体化したロータコア４０と複数の磁石型枠穴４２ａを有するフレーム部材４２を、永久磁石４４を作る際の型にみたて、磁性粉MPをフレーム部材４２の各磁石型枠４２ａ内に入れる。
第６工程は、図４(f)に示すように、フレーム部材４２の各磁石型枠４２ａ内に入れた磁性粉MPを焼結により固めて永久磁石４４を作り込む（磁石加工工程）。
以上の工程を経過し、ロータコア４０の両面に永久磁石４３，４４を備えたロータ２が製造される。
【００５１】
次に、効果を説明する。
実施例３のディスク型回転電機のロータ製造方法にあっては、下記の効果を得ることができる。
【００５２】
(11) ディスク形のロータコア４０に複数の永久磁石４３を配置したロータ２を製造するディスク型回転電機のロータ製造方法において、前記ロータコア４０と、磁石を囲む形状の複数の磁石型枠穴４１ａを形成したフレーム部材４１と、磁性粉を用意し、前記ロータコア４０と前記フレーム部材４１とを事前に結合や接合により一体化する一体化工程と、前記一体化したロータコア４０と複数の磁石型枠穴４１ａを有するフレーム部材４１を、永久磁石を作る際の型にみたて、磁性粉をフレーム部材４１の各磁石型枠４１ａ内に入れて永久磁石を作り込む磁石加工工程と、を有するため、ロータ２の永久磁石４３の表面平面度を容易に確保することができる。
【００５３】
以上、本発明のディスク型回転電機のロータ構造を実施例１〜実施例３に基づき説明してきたが、具体的な構成については、これらの実施例に限られるものではなく、特許請求の範囲の各請求項に係る発明の要旨を逸脱しない限り、設計の変更や追加等は許容される。
【００５４】
実施例１〜３では、ロータが１つ、ステータが２つの場合を述べているが、例えば、ロータが１つ、ステータが１つの場合、ロータが２つ、ステータが１つの場合、ロータが２つ、ステータが３つの場合、ロータが３つ、ステータが２つの場合等、それら以外の組み合わせでも良い。
【００５５】
実施例３では、ロータコア４０の両面に永久磁石４３，４４を備えたロータ２の製造方法の例を示したが、ロータコア４０の片面のみに永久磁石４３を備えたロータ２の製造方法にも用いることができる。
【００５６】
実施例１〜３では、ロータ２と第１ステータ３の間、および、ロータ２と第２ステータ４との間には、それぞれエアギャップ１１，１２と呼ばれる隙間が存在する例を示したが、ロータとステータとの間のギャップには油膜が存在するだけで、実質的にエアギャップを介在させることなく軸方向にロータとステータとを対向させたものであっても良い。
【産業上の利用可能性】
【００５７】
実施例１〜３では、ディスク型回転電機のロータ構造と述べているが、それはディスク型モータのロータ構造として適用しても良いし、また、ディスク型ジェネレータのロータ構造として適用しても良い。
【図面の簡単な説明】
【００５８】
【図１】実施例１のロータ構造が適用されたディスク型回転電機を示す全体断面図である。
【図２】実施例１のディスク型回転電機のロータを示す分解斜視図である。
【図３】実施例２のディスク型回転電機の第１形態のロータと第２形態のロータと第３形態のロータを示す断面図である。
【図４】実施例３のディスク型回転電機のロータ製造方法を説明する工程説明図である。
【符号の説明】
【００５９】
１  ロータシャフト
２  ロータ
３  第１ステータ
４  第２ステータ
５  回転電機ケース
６  第１軸受け
７  第２軸受け
４０  ロータコア
４１，４２  フレーム部材
４１ａ，４２ａ  磁石型枠穴
４３，４４  永久磁石
４５  固定フレーム
５４  第１ボルト
５５  第２ボルト
５６  リベット
５７  接合部
５８  スポット溶接部
MP  磁性粉
【図１】
2006014563.tif 000003
【図２】
2006014563.tif 000004
【図３】
2006014563.tif 000005
【図４】
2006014563.tif 000006