(57)【要約】【課題】ロータコア内への磁束漏れを抑制して永久磁石の磁束を効率よく利用し、回転電機の特性を改善できる回転電機の回転子及びそれを用いた回転電機を得る。【解決手段】外径方向に開くＶ字状に配置され、対をなして磁極を形成する複数の永久磁石１２と、複数の永久磁石１２を収容するＶ字開口部１１ｂを備えたコアシート１１Ａを回転軸方向に積層して構成されたロータコア１１とを備えたロータであって、コアシート１１Ａは、Ｖ字開口部１１ｂの内径側端部及びＶ字開口部１１ｂの外径側端部に内径側空隙１１ｄ１及び外径側空隙１１ｄ２がそれぞれ形成され、外径側空隙１１ｄ２に突出して永久磁石１２に当接し、永久磁石に当接しない周方向端面１１ｅｂ及び外径側端面１１ｅｃが外径側空隙１１ｄ２に面する位置決め突起部１１ｅを有している。【選択図】図４
2018064374.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
外径方向に開くＶ字状に配置され、対をなして磁極を形成する複数の永久磁石と、前記複数の永久磁石を収容する開口部を備えたコアシートを回転軸方向に積層して構成されたロータコアとを備えた回転電機の回転子であって、
前記開口部の内径側端部及び前記開口部の外径側端部に内径側空隙及び外径側空隙がそれぞれ形成され、前記外径側空隙に突出して前記永久磁石に当接し、前記永久磁石に当接しない面が前記外径側空隙に面する位置決め突起部を有するコアシートを備えたこと特徴とする回転電機の回転子。
【請求項２】
互いに隣接する前記開口部の間において、外周面が凹となっていることを特徴とする請求項１に記載の回転電機の回転子。
【請求項３】
互いに隣接する前記開口部の間に孔部が形成されたことを特徴とする請求項１または２に記載の回転電機の回転子。
【請求項４】
前記位置決め突起部は、径方向外向きに弾性変形可能であることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の回転電機の回転子。
【請求項５】
前記位置決め突起部の外径側端面と前記開口部の内周面との径方向距離が、前記コアシートの板厚以上であることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の回転電機の回転子。
【請求項６】
前記永久磁石は、前記開口部に圧入固定されていることを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の回転電機の回転子。
【請求項７】
前記ロータコアは、前記位置決め突起部を有する１枚のコアシートに対して、前記位置決め突起部を有しないコアシートが１枚以上積層された位置決め突起間欠積層部を備えたことを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載の回転電機の回転子。
【請求項８】
前記ロータコアは、前記永久磁石の挿入方向後方のコアシートほど前記位置決め突起部の径方向幅が小さくなる位置決め誘い部を備えていることを特徴とする請求項１から７のいずれか１項に記載の回転電機の回転子。
【請求項９】
請求項１から８のいずれか１項に記載の回転電機の回転子と、
前記回転電機の中心を貫通する回転軸と、
軸受を介して前記回転軸を回転可能に支持し、前記回転電機の回転子を収納するケースと、
前記ケースの内側壁に固定され、エアギャップを介して前記回転電機の回転子を囲う固定子と
を備えたことを特徴とする回転電機。
【請求項１０】
前記固定子は、互いに隣接するティースの先端部が連結されていることを特徴とする請求項９に記載の回転電機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、ロータコアに永久磁石が埋め込まれた回転電機の回転子及びそれを用いた回転電機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
永久磁石型モータのうち、界磁極を構成するための永久磁石がロータコアに埋設された永久磁石型モータは、ＩＰＭ（Ｉｎｔｅｒｉｏｒ  Ｐｅｒｍａｎｅｎｔ  Ｍａｇｎｅｔ）モータと称される。ＩＰＭモータでは、永久磁石の磁束がロータコアに漏れることを防ぎ、永久磁石の磁束をステータの磁束との相互作用に効率よく利用することが重要である。
従来、永久磁石の位置決めを行う磁石位置決め部を有する第１のコア鋼板を軸方向両端に部に配置し、磁石位置決め部を有さない第２のコア鋼板を軸方向中央部に配置することで、永久磁石の位置決めを実現しつつ、磁石位置決め部からの磁束漏れを抑制した回転電機のロータがある（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１６−４６９４９号公報（図５）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１の回転電機のロータでは、軸方向両端部における磁石位置決め部からの磁束漏れは依然として生じるという問題点がある。
【０００５】
この発明は、上述のような問題点を解決するためになされたもので、ロータコア内への磁束漏れを抑制して永久磁石の磁束を効率よく利用し、回転電機の特性を改善できる回転電機の回転子及びそれを用いた回転電機を得るものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この発明における回転電機の回転子は、外径方向に開くＶ字状に配置され、対をなして磁極を形成する複数の永久磁石と、複数の永久磁石を収容する開口部を備えたコアシートを回転軸方向に積層して構成されたロータコアとを備えた回転電機の回転子であって、開口部の内径側端部及び開口部の外径側端部に内径側空隙及び外径側空隙がそれぞれ形成され、外径側空隙に突出して永久磁石に当接し、永久磁石に当接しない面が外径側空隙に面する位置決め突起部を有するコアシートを備えたものである。
【発明の効果】
【０００７】
この発明における回転電機の回転子よれば、位置決め突起部を介したロータコア内への磁束漏れを抑制できる。このため、永久磁石の磁束を効率よく利用し、回転電機の特性を改善できる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】この発明の実施の形態１に係る回転電機を示す全体断面図である。
【図２】この発明の実施の形態１に係る回転電機の制御ユニットを示す構成図である。
【図３】この発明の実施の形態１に係る回転電機の軸方向に垂直な断面図である。
【図４】図３におけるＡ部の拡大断面図である。
【図５】図４のＢ−Ｂ断面図であり、この発明の実施の形態１に係るコアシートの積層例を示す図である。
【図６】この発明の実施の形態２に係るコアシートの軸方向に垂直な部分拡大断面図である。
【図７】この発明の実施の形態３に係るコアシートの軸方向に垂直な部分拡大断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
実施の形態１．
以下に、この発明の実施の形態１を図１から図５に基づいて説明する。図１は、実施の形態１に係る回転電機を示す全体断面図であり、図２は、この回転電機の制御ユニットを示す構成図である。ＩＰＭモータ１００、すなわち回転電機は、ロータ１０と、ロータ１０を貫通し、ロータ１０によって回転される出力軸６１すなわち回転軸と、軸受８４を介して出力軸６１を回転可能に支持するモータケース８１と、モータケース８１の内側面に固定され、エアギャップＧを介してロータ１０の外周に対向し、ロータ１０を囲うステータ５１とを備えている。モータケース８１の一方からは出力軸６１が突出し、ＩＰＭモータ１００のトルクを外部に出力する。モータケース８１の他方には、軸受８４を介して出力軸６１を回転可能に支持し、両端部に孔が形成されたフレームが設けられている。このフレーム８３は、ケーブル８６が接続されたターミナルコネクタ８５を有するブラケット８２により覆われている。
ステータ５１は、互いに間隔を空けて複数の巻線５２が巻装されている。本実施の形態において、巻線５２は各相各組に対応する６本の巻線を３相２組に巻装しているが、これに限られるものではない。対応する組が互いに異なる巻線端部５２ａ、５２ｂは、それぞれが各相に対応する３本の巻線の端部であり、環状の接続リング５３からフレーム８３に形成された孔を貫通してブラケット８２側にそれぞれ延出し、ターミナルコネクタ８５にそれぞれ接続される。
【００１０】
制御ユニット９０は、電源元９４から供給される電力及びセンサ部９５からの測定信号を受け付けてＣＰＵ９２に送る入力回路部９１と、入力回路部９１からの信号に基づいて制御量を演算するＣＰＵ９２と、ＣＰＵ９２で演算された制御量に応じた出力電流を制御ユニット９０に接続されたハーネス（図示なし）に出力する出力回路部９３とを備えている。このハーネス（図示なし）はケーブル８６に接続されており、出力回路部９３からの出力電流はケーブル８６及びターミナルコネクタ８５を介して巻線５２に供給される。この際、対応する相が互いに異なる巻線に流れる電流は電気角１２０度の位相差を持ち、対応する組が異なる巻線に流れる電流は例えば電気角３０度の位相差を持つ。制御ユニット９０によるモータ１００の制御は、例えば角速度制御、トルク制御であり、特に限られるものではない。センサ部９５は、角速度計や角加速度計等、ＣＰＵ９２で演算する制御量の種類に応じて構成すればよい。
【００１１】
次に、ロータ１０及びステータ５１についてより詳細に説明する。図３は、ＩＰＭモータ１００の軸方向に垂直な断面図であり、図４は、図３におけるＡ部の拡大断面図である。なお、図３ではモータケース８１を省略している。
ステータ５１において、複数の薄板が積層されて構成されたステータ鉄心５１ａには、周方向に等間隔を空けて４８個のスロット５１ｂが配設され、それぞれのスロット５１ｂには４本の巻線５２が挿入されている。また、互いに隣接するスロットの間にはティース５１ｃが設けられている。それぞれのティース５１ｃは、互いに隣接するティース５１ｃと先端部で連結され、ロータ１０の回転中心からステータ５１の内周面までの距離が一定となるように形成されている。なお、隣接するティース５１ｃの先端部を連結する範囲は、全てのティース５１ｃであってもよいし、例えば半数のみなど、一部のティース５１ｃにとどめてもよい。なお、ここではステータ鉄心５１ａに設けるスロットの数を４８としたが、これに限られるものではない。
【００１２】
ロータ１０は、板厚ｔの複数のコアシート１１Ａを軸方向に積層して構成されたロータコア１１と、長方形状の断面を有し、ロータコア１１に埋設された複数の永久磁石１２とを備えている。コアシート１１Ａは、鉄やコバルト、ニッケルなどの強磁性体からなる平板部１１ａに永久磁石１２が挿入されるＶ字開口部１１ｂが周方向に沿って複数配設されたものであって、Ｖ字開口部１１ｂは、外径方向に開くＶ字状をなしている。互いに隣接するＶ字開口部１１ｂの間において、コアシート１１Ａの外周は径方向に凹となっており、周囲よりも径が短いブリッジ部１１ｆが形成されている。なお、本実施の形態ではＶ字開口部１１ｂが８個配設されているが、これに限られるものではない。
【００１３】
Ｖ字開口部１１ｂのＶ字対辺の中央部には、永久磁石１２と同じ長方形状の磁石収容部１１ｃが形成されている。Ｖ字対辺の内径側端部には、内径側のフラックスバリアとしての内径側空隙１１ｄ１が形成されている。なお、内径側空隙１１ｄ１の周方向幅は、磁石収容部１１ｃの周方向幅よりも狭い。Ｖ字対辺の外径側端部には、外径側のフラックスバリアとしての外径側空隙１１ｄ２が形成され、外径側空隙１１ｄ２には、磁石収容部１１ｃの短辺を覆うように突出する位置決め突起部１１ｅが設けられている。位置決め突起部１１ｅは、永久磁石１２が磁石収容部１１ｃに挿入された際、内径側端面１１ｅａが永久磁石１２に当接し、永久磁石１２の位置決めを行う。また、周方向端面１１ｅｂ及び外径側端面１１ｅｃは永久磁石１２に当接せず、外径側空隙１１ｄ２に面する。位置決め突起部１１ｅの径方向幅はＷｔである。なお、図４に示す外径側端面１１ｅｃとＶ字開口部１１ｂの内周面との径方向距離Ｗｓは、コアシート１１Ａの板厚ｔとの比較において下記式が成り立つように設定されている。
Ｗｓ≧ｔ
【００１４】
磁石収容部１１ｃに挿入される永久磁石１２は、向かい合う２つの面の磁極が同極な対となるように配置され、１つの対で１極を構成する。また、図３に示すとおり、あるＶ字開口部１１ｂに挿入された永久磁石１２の磁極がＮ極であると、隣接するＶ字開口部１１ｂに挿入された磁極はＳ極とするように、互いに隣接する対の磁極が逆向きとなるように配置される。なお、本実施の形態では１つのＶ字開口部１１ｂに１対の永久磁石１２を収容しているが、外径方向に開くＶ字状に配置された２つの開口部を形成し、この２つの開口部に１つずつ永久磁石１２を収容してもよい。
【００１５】
次に、動作について説明する。制御ユニット９０からの出力電流が巻線５２を流れることによってティース５１ｃに磁束が流れると、この磁束と永久磁石１２の磁束が相互作用することで永久磁石１２の磁極とティース５１ｃが引き合い、あるいは反発してロータ１０が回転する。このとき、位置決め突起部１１ｅを介して永久磁石１２の磁束がロータコア１１内に漏れると、漏れた磁束はロータコア１１内を通って直接Ｎ極からＳ極に流れてしまうため、ティース５１ｃの磁束と相互作用する磁束が減少し、ロータ１０の回転速度やトルクの減少を招く。また、ロータコア１１を構成するコアシート１１Ａの平板部１１ａは強磁性体であるため、永久磁石１２の磁束は、永久磁石１２と平板部１１ａとの接触箇所からロータコア１１内に流入しやすい。本実施の形態の位置決め突起部１１ｅは、内径側端面１１ｅａを永久磁石１２に当接させて永久磁石１２の位置決めを行う一方で、永久磁石１２に当接しない周方向端面１１ｅｂ及び外径側端面１１ｅｃは外径側空隙１１ｄ２に面している。この結果、永久磁石１２と位置決め突起部１１ｅの接触面積が小さくなり、位置決め突起部１１ｅを介した磁束の漏れが抑制される。
【００１６】
また、上述したように外径側端面１１ｅｃとＶ字開口部１１ｂの内周面との径方向距離Ｗｓは、コアシート１１Ａの板厚ｔ以上であるため、位置決め突起部１１ｅの径方向幅Ｗｔは小さく抑えられ、位置決め突起部１１ｅの周方向断面積は小さくなる。この結果、周方向に流れる磁束に対する位置決め突起部１１ｅの磁気抵抗が大きくなり、位置決め突起
部１１ｅを介してロータコア１１内に流入する磁束はさらに抑制される。
【００１７】
また、互いに隣接するＶ字開口部１１ｂの間において、コアシート１１Ａの外周部はブリッジ部１１ｆにより周方向断面積が小さく磁気抵抗を大きくなっている。この結果、互いに隣接するＶ字開口部１１ｂの間において、コアシート１１Ａの外周部を通る磁束の流れが抑制されている。
【００１８】
なお、永久磁石１２の固定は、接着剤や固定用の治具を用いるなど特に限られるものではないが、位置決め突起部１１ｅに締め代を設け、圧入固定してもよい。永久磁石１２の圧入固定により、位置決め突起部１１ｅに面方向応力がかかり、位置決め突起部１１ｅの磁気的劣化を引き起こす。このため、位置決め突起部１１ｅを介してロータコア１１内に流入する磁束をさらに抑制できる。
【００１９】
ここで、コアシート１１Ａの積層について説明する。図５は、図４のＢ−Ｂ断面図であり、コアシート１１Ａの積層例を示す図である。図５において、左側がロータ１０の内径側、右側がロータ１０の外径側となっている。
ロータコア１１を構成するにあたり、全てコアシート１１Ａで構成してもよいが、図５（ａ）に示すように、ロータコア１１の一部又は全部を、１枚のコアシート１１Ａに対して２枚の位置決め突起無しコアシート１１Ｂを組み合わせた位置決め突起間欠積層部１１１としてもよい。位置決め突起間欠積層部１１１を備えることにより、上記したように永久磁石１２を圧入固定した場合に、位置決め突起部１１ｅをより大きく磁気的に劣化させることができる。なお、ここでは１枚のコアシート１１Ａに対して２枚の位置決め突起無しコアシート１１Ｂを組み合わせているが、これに限られるものではなく、コアシート１１Ａ１枚に対して１枚以上の位置決め突起無しコアシート１１Ｂを組み合わせるものであればよい、
【００２０】
また、図５（ｂ）に示すように、ロータコア１１の一部又は全部を位置決め誘い部１１２で構成してもよい。ここでは永久磁石１２を上方から下方に挿入するものとしており、位置決め誘い部１１２では、上方からコアシート１１Ａ１〜１１Ａ４、位置決め突起無しコアシート１１Ｂが積層され、コアシート１１Ａ１〜１１Ａ４は、位置決め突起部１１ｅの径方向幅Ｗｔが連続的に小さくなる構成となっている。位置決め誘い部１１２を備えることにより、永久磁石１２の組み付けを容易に行うことが可能となる。
【００２１】
実施の形態１によれば、永久磁石が磁石収容部に挿入された際、位置決め突起部の内径側端面のみを永久磁石に当接させて永久磁石の位置決めを行い、周方向端面及び外径側端面は永久磁石に当接させずに外径側空隙に面するようにすることで永久磁石と位置決め突起部の接触面積を小さくした。このため、位置決め突起部を介した磁束の漏れを抑制し、より多くの永久磁石の磁束をステータの磁束と相互作用させるので、永久磁石の磁束を効率よく利用し、回転電機の特性を改善できる。
【００２２】
また、互いに隣接するＶ字開口部の間に周囲よりも径が短いブリッジ部を設け、互いに隣接するＶ字開口部の間における磁束の流れを抑制したので、あるＶ字開口部に収容されてＮ極を構成する永久磁石から隣接するＶ字開口部に収容されＳ極を構成する永久磁石への磁束の流れを抑制した。このため、ロータコア内を流れる永久磁石の磁束を抑制し、より効率的に永久磁石の磁束を利用することができる。
【００２３】
また、位置決め突起部の外径側端面とＶ字開口部の内周面との径方向距離をコアシートの板厚以上とし、位置決め突起部の径方向幅及び周方向断面積を小さく抑えて磁気抵抗を大きくすることで、位置決め突起部を介してロータコア内に流入する磁束を抑制したので、永久磁石の磁束をさらに効率よく利用することができる。
【００２４】
また、永久磁石を圧入固定した場合、圧入に伴う面方向応力による位置決め突起部の磁気的特性の劣化により、位置決め突起部を介してロータコア内に流入する磁束をさらに抑制することができる。
【００２５】
また、ステータにおいて、互いに隣接するティースがその先端部で連結され、ロータの回転中心からステータの内周面までの距離が一定となっているため、エアギャップの径方向幅の変動が抑えられ、コギングトルクが低減される。
【００２６】
実施の形態２．
以下に、この発明の実施の形態２を図６に基づいて説明する。なお、図１から図５と同一又は相当部分については同一の符号を付し、その説明を省略する。実施の形態２は、コアシートが実施の形態１と異なる。
【００２７】
図６は、実施の形態２に係るコアシートの軸方向に垂直な部分断面図である。コアシート２１Ａは、平板部１１ａに永久磁石１２が挿入されるＶ字開口部２１ｂが周方向に沿って複数配設されたものであって、Ｖ字開口部２１ｂは、外径方向に開くＶ字状をなしている。互いに隣接するＶ字開口部２１ｂの間において、コアシート２１Ａの外周は径方向に凹となっており、周囲よりも径が短いブリッジ部１１ｆが形成されている。
【００２８】
Ｖ字開口部２１ｂのＶ字対辺の中央部には、永久磁石１２と同じ長方形状の磁石収容部１１ｃが形成されている。Ｖ字対辺の内径側端部には、内径側のフラックスバリアとしての内径側空隙１１ｄ１が形成されている。なお、内径側空隙１１ｄ１の周方向幅は、磁石収容部１１ｃの周方向幅よりも狭い。Ｖ字対辺の外径側端部には、外径側のフラックスバリアとしての外径側空隙２１ｄ２が形成され、外径側空隙２１ｄ２には、磁石収容部１１ｃの短辺の一部を覆うように突出する位置決め突起部２１ｅが設けられている。位置決め突起部２１ｅは、永久磁石１２が磁石収容部１１ｃに挿入された際、内径側端面２１ｅａが永久磁石１２に当接し、永久磁石１２の位置決めを行う。また、周方向端面２１ｅｂは永久磁石１２に当接せず、外径側空隙２１ｄ２に面する。Ｖ字開口部２１ｂに挿入された永久磁石１２が１つの対で１極を構成し、互いに隣接する対の磁極が逆向きになる点は、実施の形態１と同様である。
【００２９】
互いに隣接するＶ字開口部２１ｂの外側空隙２１ｄ２の間には、孔部２１ｇが設けられている。孔部２１ｇは、磁石位置決め部２１ｅによって外径側空隙２１ｄ２と区切られている。
【００３０】
次に、動作について説明する。本実施の形態の位置決め突起部２１ｅは、内径側端面２１ｅａを永久磁石１２に当接させて永久磁石１２の位置決めを行う一方で、永久磁石１２に当接しない周方向端面２１ｅｂは外径側空隙２１ｄ２に面している。この結果、永久磁石１２と位置決め突起部２１ｅの接触面積が小さくなり、ティース５１ｃに流れる磁束と永久磁石１２の磁束が相互作用する際、位置決め突起部２１ｅを介した磁束の漏れが抑制される。
【００３１】
また、孔部２１ｇによりは、ブリッジ部１１ｆと同様に、互いに隣接するＶ字開口部の間の周方向断面積を小さくし、磁気抵抗を大きくしているので、互いに隣接するＶ字開口部２１ｂの間において、コアシート２１Ａの外周部を通る磁束の流れが抑制される。
【００３２】
永久磁石１２の固定や、コアシート２１Ａの積層に関しては実施の形態１と同様であるので、その説明を省略する。
【００３３】
実施の形態２によれば、実施の形態１と同様の効果を得ることができる。
【００３４】
また、孔部は位置決め突起部により外径側空隙と区切られているため、コアシートの機械的剛性が高く、高速回転するＩＰＭモータにも適用することができる。
【００３５】
実施の形態３．
以下に、この発明の実施の形態３を図７に基づいて説明する。なお、図１から図５と同一又は相当部分については同一の符号を付し、その説明を省略する。実施の形態３は、位置決め突起部が実施の形態１と異なる。
【００３６】
図７は、実施の形態３に係るコアシートの軸方向に垂直な部分断面図である。コアシート３１Ａは、平板部１１ａに永久磁石１２が挿入されるＶ字開口部３１ｂが周方向に沿って複数配設されたものであって、Ｖ字開口部３１ｂは、外径方向に開くＶ字状をなしている。互いに隣接するＶ字開口部３１ｂの間において、コアシート２１Ａの外周は径方向に凹となっており、周囲よりも径が短いブリッジ部１１ｆが形成されている。
【００３７】
Ｖ字開口部３１ｂのＶ字対辺の中央部には、永久磁石１２と同じ長方形状の磁石収容部１１ｃが形成されている。Ｖ字対辺の内径側端部には、内径側のフラックスバリアとしての内径側空隙１１ｄ１が形成されている。なお、内径側空隙１１ｄ１の周方向幅は、磁石収容部１１ｃの周方向幅よりも狭い。Ｖ字対辺の外径側端部には、外径側のフラックスバリアとしての外径側空隙３１ｄ２が形成され、外径側空隙３１ｄ２には、磁石収容部１１ｃの短辺を覆うように突出する位置決め突起部３１ｅが設けられている。位置決め突起部１１ｅは、永久磁石１２が磁石収容部１１ｃに挿入された際、内径側端面３１ｅａが永久磁石１２に当接し、永久磁石１２の位置決めを行う。また、周方向端面３１ｅｂ及び外径側端面３１ｅｃは永久磁石１２に当接せず、外径側空隙３１ｄ２に面する。Ｖ字開口部３１ｂに挿入された永久磁石１２が１つの対で１極を構成し、互いに隣接する対の磁極が逆向きになる点は、実施の形態１と同様である。
【００３８】
位置決め突起部３１ｅは、図７の破線で示すようにコアシート３１Ａの外径側に弾性変形可能となっている。永久磁石１２を磁石収容部１１ｃに収容する際は、位置決め突起部３１ｅの弾性力により永久磁石１２を保持する。
【００３９】
動作やコアシート３１Ａの積層に関しては実施の形態１と同様であるので、その説明を省略する。
【００４０】
実施の形態３によれば、実施の形態１と同様の効果を得ることができる。
【００４１】
また、位置決め突起部を外径方向に弾性変形可能としたことにより、弾性力を利用して永久磁石をロータコア内に保持することができる。このため、永久磁石の固定用の接着剤や固定部材が不要となり、永久磁石の固定を簡単に行うことができる。
また、圧入固定と比べて永久磁石にかかる固定力を低減できるので、永久磁石の損傷や磁気的特性の劣化を低減することができる。
【００４２】
なお、上記実施の形態１〜３では、電気エネルギをロータの回転による運動エネルギに変換し、出力軸を介して外部に出力するＩＰＭモータについて説明したが、本発明は、外部からの運動エネルギによってロータを回転し、この回転による運動エネルギを電気エネルギに変換するジェネレータについても適用可能である。
【００４３】
また、この発明は、その発明の範囲内において、各実施の形態を自由に組み合わせたり、各実施の形態を適宜、変形、省略することが可能である。
【符号の説明】
【００４４】
１０  ロータ、１１  ロータコア、１１Ａ、１１Ａ１〜１１Ａ４、２１Ａ、３１Ａ  コアシート、１１Ｂ  位置決め突起無しコアシート、１１１  位置決め突起間欠積層部、１１２  位置決め誘い部、１１ｂ、２１ｂ、３１ｂ  Ｖ字開口部、１１ｄ１  内径側空隙、１１ｄ２、２１ｄ２、３１ｄ２  外径側空隙、１１ｅ、２１ｅ、３１ｅ  位置決め突起部、１１ｅａ、２１ｅａ、３１ｅａ  内径側端面、１１ｅｂ、２１ｅｂ、３１ｅｂ、  周方向端面、１１ｅｃ、３１ｅｃ  外径側端面、１１ｆ  ブリッジ部、２１ｇ  孔部、１２  永久磁石、５１  ステータ、５１ｃ  ティース、６１  出力軸、８１  モータケース、１００  ＩＰＭモータ、Ｇ  エアギャップ
【図１】
2018064374.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
2018064374.tif 000006
【図５】
2018064374.tif 000007
【図６】
2018064374.tif 000008
【図７】
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【手続補正書】
【提出日】平成29年9月13日(2017.9.13)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
外径方向に開くＶ字状に配置され、対をなして磁極を形成する複数の永久磁石と、前記複数の永久磁石を収容する開口部を備えたコアシートを回転軸方向に積層して構成されたロータコアとを備えた回転電機の回転子であって、
前記開口部の内径側端部及び前記開口部の外径側端部に内径側空隙及び外径側空隙がそれぞれ形成され、前記外径側空隙に突出して前記永久磁石に当接し、前記永久磁石に当接しない面が前記外径側空隙に面する位置決め突起部を有するコアシートを備え、
前記ロータコアは、前記永久磁石の挿入方向後方のコアシートほど前記位置決め突起部の径方向幅が小さくなる位置決め誘い部を備えていること特徴とする回転電機の回転子。
【請求項２】
互いに隣接する前記開口部の間において、外周面が凹となっていることを特徴とする請求項１に記載の回転電機の回転子。
【請求項３】
互いに隣接する前記開口部の間に孔部が形成されたことを特徴とする請求項１または２に記載の回転電機の回転子。
【請求項４】
前記位置決め突起部は、径方向外向きに弾性変形可能であることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の回転電機の回転子。
【請求項５】
それぞれの前記コアシートにおいて、前記位置決め突起部の外径側端面と前記開口部の内周面との径方向距離が、前記コアシートの板厚以上であることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の回転電機の回転子。
【請求項６】
前記永久磁石は、前記開口部に圧入固定されていることを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の回転電機の回転子。
【請求項７】
前記ロータコアは、前記位置決め突起部を有する１枚のコアシートに対して、前記位置決め突起部を有しないコアシートが１枚以上積層された位置決め突起間欠積層部を備えたことを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載の回転電機の回転子。
【請求項８】
請求項１から７のいずれか１項に記載の回転電機の回転子と、
前記回転電機の中心を貫通する回転軸と、
軸受を介して前記回転軸を回転可能に支持し、前記回転電機の回転子を収納するケースと、
前記ケースの内側壁に固定され、エアギャップを介して前記回転電機の回転子を囲う固定子と
を備えたことを特徴とする回転電機。
【請求項９】
前記固定子は、互いに隣接するティースの先端部が連結されていることを特徴とする請求項８に記載の回転電機。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００６】
この発明における回転電機の回転子は、外径方向に開くＶ字状に配置され、対をなして磁極を形成する複数の永久磁石と、複数の永久磁石を収容する開口部を備えたコアシートを回転軸方向に積層して構成されたロータコアとを備えた回転電機の回転子であって、開口部の内径側端部及び開口部の外径側端部に内径側空隙及び外径側空隙がそれぞれ形成され、外径側空隙に突出して永久磁石に当接し、永久磁石に当接しない面が外径側空隙に面する位置決め突起部を有するコアシートを備え、ロータコアは、永久磁石の挿入方向後方のコアシートほど位置決め突起部の径方向幅が小さくなる位置決め誘い部を備えているものである。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００９】
実施の形態１．
以下に、この発明の実施の形態１を図１から図５に基づいて説明する。図１は、実施の形態１に係る回転電機を示す全体断面図であり、図２は、この回転電機の制御ユニットを示す構成図である。ＩＰＭモータ１００、すなわち回転電機は、ロータ１０と、ロータ１０を貫通し、ロータ１０によって回転される出力軸６１すなわち回転軸と、軸受８４を介して出力軸６１を回転可能に支持するモータケース８１と、モータケース８１の内側面に固定され、エアギャップＧを介してロータ１０の外周に対向し、ロータ１０を囲うステータ５１とを備えている。モータケース８１の一方からは出力軸６１が突出し、ＩＰＭモータ１００のトルクを外部に出力する。モータケース８１の他方には、軸受８４を介して出力軸６１を回転可能に支持し、両端部に孔が形成されたフレーム８３が設けられている。このフレーム８３は、ケーブル８６が接続されたターミナルコネクタ８５を有するブラケット８２により覆われている。
ステータ５１は、互いに間隔を空けて複数の巻線５２が巻装されている。本実施の形態において、巻線５２は各相各組に対応する６本の巻線を３相２組に巻装しているが、これに限られるものではない。対応する組が互いに異なる巻線端部５２ａ、５２ｂは、それぞれが各相に対応する３本の巻線の端部であり、環状の接続リング５３からフレーム８３に形成された孔を貫通してブラケット８２側にそれぞれ延出し、ターミナルコネクタ８５にそれぞれ接続される。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１０】
制御ユニット９０は、電源元９４から供給される電力及びセンサ部９５からの測定信号を受け付けてＣＰＵ９２に送る入力回路部９１と、入力回路部９１からの信号に基づいて制御量を演算するＣＰＵ９２と、ＣＰＵ９２で演算された制御量に応じた出力電流を制御ユニット９０に接続されたハーネス（図示なし）に出力する出力回路部９３とを備えている。このハーネス（図示なし）はケーブル８６に接続されており、出力回路部９３からの出力電流はケーブル８６及びターミナルコネクタ８５を介して巻線５２に供給される。この際、対応する相が互いに異なる巻線に流れる電流は電気角１２０度の位相差を持ち、対応する組が異なる巻線に流れる電流は例えば電気角３０度の位相差を持つ。制御ユニット９０によるＩＰＭモータ１００の制御は、例えば角速度制御、トルク制御であり、特に限られるものではない。センサ部９５は、角速度計や角加速度計等、ＣＰＵ９２で演算する制御量の種類に応じて構成すればよい。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１９】
ここで、コアシート１１Ａの積層について説明する。図５は、図４のＢ−Ｂ断面図であり、コアシート１１Ａの積層例を示す図である。図５において、左側がロータ１０の内径側、右側がロータ１０の外径側となっている。
ロータコア１１を構成するにあたり、全てコアシート１１Ａで構成してもよいが、図５（ａ）に示すように、ロータコア１１の一部又は全部を、１枚のコアシート１１Ａに対して２枚の位置決め突起無しコアシート１１Ｂを組み合わせた位置決め突起間欠積層部１１１としてもよい。位置決め突起間欠積層部１１１を備えることにより、上記したように永久磁石１２を圧入固定した場合に、位置決め突起部１１ｅをより大きく磁気的に劣化させることができる。なお、ここでは１枚のコアシート１１Ａに対して２枚の位置決め突起無しコアシート１１Ｂを組み合わせているが、これに限られるものではなく、コアシート１１Ａ１枚に対して１枚以上の位置決め突起無しコアシート１１Ｂを組み合わせるものであればよい。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２９】
互いに隣接するＶ字開口部２１ｂの外径側空隙２１ｄ２の間には、孔部２１ｇが設けられている。孔部２１ｇは、位置決め突起部２１ｅによって外径側空隙２１ｄ２と区切られている。