(57)【要約】【課題】低コストで容易な方法によって，適切な位置に確実に永久磁石を固定することのできるロータ，そのロータを用いた回転電機，及びそのロータの製造方法を提供すること。【解決手段】本発明のロータ１は，回転電機に用いられるロータ１であって，端面と交差する方向に磁石収納穴１１が形成されたロータコア１０と，ロータコア１０の磁石収納穴１１に収納された永久磁石２０と，永久磁石２０の一方の面に部分的に設けられたパッチ２１とを有し，ロータコア１０の磁石収納穴１１の壁面と永久磁石２０とが接着剤１２により接着されているものである。【選択図】            図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転電機に用いられるロータにおいて，
端面と交差する方向に磁石収納穴が形成されたコアと，
前記コアの磁石収納穴に収納された永久磁石と，
前記永久磁石の一方の面に部分的に設けられたパッチとを有し，
前記コアの磁石収納穴の壁面と前記永久磁石とが接着剤により接着されていることを特徴とするロータ。
【請求項２】
請求項１に記載のロータにおいて，
前記パッチは，前記永久磁石の外側の面に設けられていることを特徴とするロータ。
【請求項３】
ロータとステータとを有する回転電機において，前記ロータは，
端面と交差する方向に磁石収納穴が形成されたコアと，
前記コアの磁石収納穴に収納された永久磁石と，
前記永久磁石の一方の面に部分的に設けられたパッチとを有し，
前記コアの磁石収納穴と前記永久磁石とが接着剤により接着されていることを特徴とする回転電機。
【請求項４】
回転電機に用いられるロータの製造方法において，
永久磁石の一方の面に部分的にパッチを形成する工程と，
パッチ形成済みの永久磁石をロータの磁石収納穴に収納する工程と，
ロータの磁石収納穴に接着剤を供給する工程とを含むことを特徴とするロータの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は，モータにおいてステータと対面させて用いられるロータ及びその製造方法に関する。さらに詳細には，ロータコアに設けられた磁石収納穴の中に永久磁石を接着固定することによるロータ，そのロータを用いた回転電機，及びそのロータの製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
例えば積層鋼板等によって形成されたロータコアに，磁石収納穴を設け，その中に永久磁石を挿入固定することによって製造される永久磁石式ロータがある。この磁石の固定方法として，従来より，接着による方法，圧入による方法，かしめによる方法等が用いられてきた。いずれの方法によっても，永久磁石が収納穴内の適切な位置に強固に固定されることが要求される。これは，製造されたロータが使用される時には，回転による遠心力が永久磁石に作用して，永久磁石が収納穴の外周側へ押し付けられるためである。このとき，永久磁石の配置がコアの収納穴に対して不均一となっていたり，強固な固定となっていない場合には，応力集中する箇所が発生してコアが破損するおそれがあるため好ましくないのである。
【０００３】
従来より一般的に行われている製造方法としては，例えば，図７に示すように，ロータコア１０に設けた磁石収納穴１１に接着剤１２を注入し，その中へ永久磁石２０を挿入して接着する方法がある。磁石収納穴１１の内壁と永久磁石２０との間に適度な厚さの接着剤を配置すれば，応力の分散を図ることができる。
【０００４】
あるいは，例えば特許文献１には，コアと磁石との境界部あるいはその近傍にパルス出力のレーザを照射して溶着させる方法が開示されている。この文献の技術によれば，レーザ照射された部分が溶融し固着されることにより，コアと磁石とが確実に固定されるとされている。あるいは，例えば特許文献２には，永久磁石を中央部が太い略太鼓状に形成し，コアの収納穴に対して数点の箇所で支持されるようにした技術が開示されている。この文献の技術によれば，支持点以外の空隙に接着剤を充填することにより強固に固着できるとされている。
【特許文献１】特開２０００−８３３３４号公報
【特許文献２】特開２００１−３５２７０２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら，従来の接着による製造方法では，図８に示すように，挿入後の磁石の配置が，磁石収納穴１１内で偏って固定されるおそれがあった。特に，永久磁石２０が磁石収納穴１１の外周側へ偏って配置された場合には，上記のような応力集中の原因となるおそれがあるという問題点があった。
【０００６】
また，前記した特許文献１に記載の方法では，レーザ照射によって，永久磁石に変形や磁力減弱等の影響を与えてしまうおそれがある。また，特許文献２に記載の方法は，磁石や収納穴の形状が複雑となるため，製造過程が繁雑であるおそれがあるという問題点があった。
【０００７】
本発明は，前記した従来の技術が有する問題点を解決するためになされたものである。すなわちその課題とするところは，低コストで容易な方法によって，適切な位置に確実に永久磁石を固定することのできるロータ，そのロータを用いた回転電機，及びそのロータの製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この課題の解決を目的としてなされた本発明のロータは，回転電機に用いられるロータであって，端面と交差する方向に磁石収納穴が形成されたコアと，コアの磁石収納穴に収納された永久磁石と，永久磁石の一方の面に部分的に設けられたパッチとを有し，コアの磁石収納穴の壁面と永久磁石とが接着剤により接着されているものである。
【０００９】
本発明のロータによれば，永久磁石の一方の面に部分的にパッチが設けられているので，コアの磁石収納穴と永久磁石との間にパッチが配置される。さらに，パッチは部分的なものであるので，コアの磁石収納穴の壁面と永久磁石とは，パッチ以外の部分で接着剤により確実に接着される。また，パッチによって，コアの磁石収納穴の壁面と永久磁石との間隔を適切に保持することができる。このロータでは，パッチを除いた永久磁石や磁石収納穴は，直方体等の形成容易な形状でかまわないので，製造は容易である。従って，低コストで容易な方法によって，適切な位置に確実に永久磁石を固定することのできるロータとなっている。なお，ここでは，モータと発電機とを含めて回転電機という。
【００１０】
さらに本発明では，パッチは，永久磁石の外側の面に設けられていることが望ましい。
このようなものであれば，永久磁石の外側の面とコアの磁石収納穴の内面との間隔が適切に保持される。従って，応力の集中が防止されている。
【００１１】
また，本発明は，ロータとステータとを有する回転電機であって，ロータは，端面と交差する方向に磁石収納穴が形成されたコアと，コアの磁石収納穴に収納された永久磁石と，永久磁石の一方の面に部分的に設けられたパッチとを有し，コアの磁石収納穴と永久磁石とが接着剤により接着されている回転電機にも及ぶ。
【００１２】
また，本発明のロータの製造方法は，回転電機に用いられるロータの製造方法であって，永久磁石の一方の面に部分的にパッチを形成する工程と，パッチ形成済みの永久磁石をロータの磁石収納穴に収納する工程と，ロータの磁石収納穴に接着剤を供給する工程とを含むものである。
この製造方法によれば，一方の面にパッチが形成された永久磁石が，ロータの磁石収納穴に容易に接着される。
【発明の効果】
【００１３】
本発明のロータ，そのロータを用いた回転電機，及びそのロータの製造方法によれば，低コストで容易な方法によって，適切な位置に確実に永久磁石を固定することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下，本発明を具体化した最良の形態について，添付図面を参照しつつ詳細に説明する。本形態は，ロータコアに形成された収納穴に永久磁石を固定することによって製造されるインナーロータに本発明を適用したものである。
【００１５】
本形態のロータ１は，図１と図２に示すように，中央部にセンターハブ孔２が形成されたハウジング３に，ロータコア１０が取りつけられている。ロータコア１０は，積層鋼板によってドーナツ状に形成されたものである。また，ロータコア１０には，図１に示すように複数の磁石収納穴１１が設けられ，それぞれの磁石収納穴１１には接着剤１２によって永久磁石２０が収納固定されている。なお，図２は図１のＡ−Ａ断面図である。これらの図では，ロータコア１０の図２中上部に取りつけられるエンドプレートは除いて図示している。
【００１６】
永久磁石２０には，図３に示すように，その片面にパッチ２１が貼り付けられている。このパッチ２１は，例えばシリコン系の耐熱性接着テープによって形成されている。そして，図４に示すように，このパッチ２１が貼り付けられている面がロータコア１０の外周側に配置されるように，永久磁石２０が磁石収納穴１１に収納されている。
【００１７】
ここで，パッチ２１による占有面積は，永久磁石２０の片面の面積の３０％以内とすることが望ましい。これは，パッチ２１の表面には接着剤１２による接着が作用しないからである。接着剤１２の注入量等に応じて，接着面積が永久磁石２０の片面の面積の７０％以上となるようにすると，十分な接着強度が得られるので好ましい。また，この形態では，永久磁石２０の片面に対して四隅にパッチ２１を貼っているので，磁石収納穴１１の内壁に対して傾くことなく永久磁石２０の配置が安定する。そこで例えば，片面が３０ｍｍ×２０ｍｍの永久磁石２０には，５ｍｍ×５ｍｍ程度のパッチ２１を四隅に貼ることが望ましい。
【００１８】
また，パッチ２１の厚さは次のように選択される。例えば，磁石収納穴１１の幅（図４中左右方向の距離）が，永久磁石２０の厚さ＋０．１ｍｍ程度である場合，５０〜１００μｍ程度の市場流通品を使用することができる。入手が容易であり，コストも低いので好ましい。パッチ２１を貼り付けた永久磁石２０の，磁石収納穴１１への収納が困難とならない程度の厚さを選択するとよい。
【００１９】
次に，本形態のロータ１の製造方法を説明する。まず，ハウジング３，ロータコア１０，永久磁石２０等をそれぞれ形成する。ロータコア１０には，磁石収納穴１１を形成しておく。次に，ハウジング３にロータコア１０を取りつけるとともに，永久磁石２０の適切な位置にパッチ２１を貼り付ける。
【００２０】
次に，図５の（ａ）に示すように，ノズル３０から各磁石収納穴１１に接着剤１２を適量注入する。続いて，図５の（ｂ）に示すように，パッチ２１側をロータコア１０の外周側に向けて，永久磁石２０を磁石収納穴１１に収納する。このとき，パッチ２１は永久磁石２０の四隅に貼られているので，永久磁石２０と磁石収納穴１１の内壁との間隔が均一に確保される。
【００２１】
さらに，パッチ２１の間に隙間があるので，永久磁石２０と磁石収納穴１１との間に接着剤１２が容易に入り込む。従って，図５の（ｃ）に示すように，永久磁石２０の図中右面とロータコア１０の外周側の内壁との間にも適切に接着剤１２が充填され，強固な接着状態が得られる。また，パッチ２１は耐熱性を有するので，熱硬化タイプの接着剤１２を利用した場合でも，加熱により変形や膨張，収縮することがない。従って，適切な配置を保持したまま接着剤１２を硬化させることができ，図１に示すようなロータコア１が製造される。
【００２２】
なお，上記の形態では，パッチ２１として図４に示す表面（非接着面）が平面状のテープを使用したが，例えば，図６のように表面側が球面形状を有するパッチ２２としても良い。このようにすれば，永久磁石２０をロータコア１０の磁石収納穴１１に収納する際に，磁石収納穴１１の開口部の角とパッチ２２とが引っかかるおそれが無く，スムーズに収納できる。また，パッチの少なくとも収納先端側（図４中下側）の角が，Ｒ面や斜面に形成されているものでもよい。
【００２３】
また，パッチ２１を貼る代わりに，印刷によって膜厚を得ることもできる。例えば，シルクスクリーン等の技術を利用して，フッ素樹脂コーティングを適切な箇所に形成することによってもよい。適切なコーティング材料を選択することにより，５０〜３００μｍ程度の膜厚を得ることができる。この方法によっても，永久磁石２０と磁石収納穴１１との間に適切な間隔を設けることができるので，同様の効果が得られる。
【００２４】
以上詳細に説明したように，本形態のロータ１によれば，永久磁石２０の片面にパッチ２１を貼り，そのパッチ２１をロータ１の外周側へ向けて磁石収納穴１１に収納している。すなわち，ロータ１の外周側において，永久磁石２０と磁石収納穴１１の内壁との間に適切な空隙が形成され，その部分に接着剤１２が容易に進入するので，ロータコア１０の外周側内壁と永久磁石２０との間に適切な厚さ及び面積の接着剤が配置される。従って，応力の分散が図られているとともに，適切な接着面積が得られるので強固な固定となっている。これにより，低コストで容易な方法によって，適切な位置に確実に永久磁石を固定することのできる永久磁石式ロータ及びその製造方法となっている。
【００２５】
なお，本形態は単なる例示にすぎず，本発明を何ら限定するものではない。したがって本発明は当然に，その要旨を逸脱しない範囲内で種々の改良，変形が可能である。
例えば，パッチの平面形状（図３方向視の形状）は，四角に限らず，円形や多角形でもよいし，帯状等としてもよい。
また例えば，上記の形態では，接着剤１２を磁石収納穴１１に注入してから永久磁石２０を収納するとしたが，逆の順序でもよいし，永久磁石２０に接着剤１２を塗布して収納することもできる。
また例えば，上記の形態では，インナーロータを例に説明したが，アウターロータにも当然適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本形態のロータを示す平面図である。
【図２】本形態のロータを示す断面図である。
【図３】パッチの貼り付け位置の例を示す説明図である。
【図４】永久磁石の収納位置の例を示す説明図である。
【図５】永久磁石の収納工程を示す説明図である。
【図６】パッチの他の例を示す説明図である。
【図７】従来の接着方法を示す説明図である。
【図８】従来の接着方法での接着状態の例を示す説明図である。
【符号の説明】
【００２７】
１  ロータ
１０  ロータコア
１１  磁石収納穴
１２  接着剤
２０  永久磁石
２１  パッチ
【図１】
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【図２】
2006197681.tif 000004
【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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