(57)【要約】【課題】回転電機のロータにおいて、永久磁石をロータコアの外周面の近くに配しながら、ロータコアのうちロータコアの外周面とスロットとの間の局所部位に作用する応力を緩和できるようにする。【解決手段】回転電機のロータ２は、外周部にスロット２１を有するロータコア１１と、スロット内に挿入された永久磁石１２と、スロット内に注入されて永久磁石をスロット内に固定する樹脂１３と、を備える。スロット内の空間には、樹脂が注入されて永久磁石をスロット内に固定する注入固定空間２２と、樹脂が注入されない非注入空間２３と、がある。非注入空間は、注入固定空間に対してロータコアの径方向外側に隣り合う位置に配され、非注入空間の縁は、注入固定空間に注入された樹脂の表面と、樹脂の表面に連なるスロットの内面の第一領域２４Ａと、を含む。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
外周部にスロットを有するロータコアと、
前記スロット内に挿入された永久磁石と、
前記スロット内に注入されて前記永久磁石を前記スロット内に固定する樹脂と、を備え、
前記スロット内の空間には、前記樹脂が注入されて前記永久磁石を前記スロット内に固定する注入固定空間と、前記樹脂が注入されない非注入空間と、があり、
前記非注入空間が、前記注入固定空間に対して前記ロータコアの径方向外側に隣り合う位置に配され、
前記非注入空間の縁が、前記注入固定空間に注入された前記樹脂の表面と、前記樹脂の表面に連なる前記スロットの内面の第一領域と、を含む回転電機のロータ。
【請求項２】
前記非注入空間の縁が、前記樹脂の表面に対向する前記スロットの内面の第二領域をさらに含む請求項１に記載の回転電機のロータ。
【請求項３】
前記非注入空間が、前記ロータコアの軸方向の両端に開口し、冷媒を流通させる冷媒流路として構成される請求項１又は請求項２に記載の回転電機のロータ。
【請求項４】
外周部にスロットを有するロータコアと、
前記スロット内に挿入された永久磁石と、
前記スロット内に注入されて前記永久磁石を前記スロット内に固定する樹脂と、を備え、
前記スロット内の空間には、前記樹脂が注入されて前記永久磁石を前記スロット内に固定する注入固定空間と、前記樹脂が注入されない非注入空間と、があり、
前記非注入空間が、少なくとも前記注入固定空間を構成する前記樹脂によって囲まれて前記スロットの外側に開口しない空洞によって構成され、
前記空洞が、前記永久磁石よりも前記ロータコアの径方向外側に位置する回転電機のロータ。
【請求項５】
前記空洞が、前記樹脂内に複数形成されている請求項４に記載の回転電機のロータ。
【請求項６】
前記樹脂が、モールド成形によって形成されている請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の回転電機のロータ。
【請求項７】
前記ロータコアには、前記スロット内に突出する凸部が形成され、
前記凸部は、前記注入固定空間に配された前記永久磁石に対して前記ロータコアの径方向外側に隣り合う位置に配されている請求項１から請求項６のいずれか一項に記載の回転電機のロータ。
【請求項８】
前記永久磁石と前記非注入空間とが、前記ロータコアの径方向において内側から外側に向かうにしたがって前記ロータコアの周方向に向かう傾斜方向に、順に配列されている請求項１から請求項７のいずれか一項に記載の回転電機のロータ。
【請求項９】
前記スロット内の空間には、前記永久磁石を配置する配置空間と、前記配置空間の両側に隣り合う第一隙間及び第二隙間と、があり、
前記第一隙間は、前記第二隙間よりも前記ロータコアの径方向内側に位置し、
前記非注入空間は、前記第二隙間にのみ形成されている請求項１から請求項８のいずれか一項に記載の回転電機のロータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回転電機のロータに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、回転電機に使用されるロータには、ロータコアに形成されたスロット（挿入孔）に永久磁石を挿入すると共に、スロットに樹脂を注入して構成されたものがある（例えば、特許文献１参照）。この種のロータでは、永久磁石が樹脂によってスロット内に固定されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１１−９１９１３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、ロータがステータに対して径方向内側に配されるインナーロータである場合、永久磁石はロータコアの外周面の近くに配される。このため、従来のロータでは、ロータが回転して永久磁石に遠心力が作用すると、ロータコアのうちロータコアのスロットから外周面に至る局所的な部位（ロータコアの局所部位）に応力が集中し、局所部位が変形する可能性がある。
ロータコアの局所部位に作用する応力を緩和するためには、例えば、ロータコアの局所部位の厚みを大きくする、すなわち、スロットをロータコアの外周面から径方向内側に遠ざけた位置に形成することが考えられる。しかしながら、この場合には永久磁石もロータコアの外周面から径方向内側に遠ざかり、ロータとしての性能が低下するため、好ましくない。
【０００５】
本発明は、上述した事情に鑑みたものであって、永久磁石をロータコアの外周面の近くに配しながら、ロータコアの局所部位に作用する応力を緩和できる回転電機の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】
【０００６】
上記目的を達成するために、請求項１に記載した回転電機（例えば後述の実施形態の回転電機１）のロータ（例えば後述の実施形態のロータ２）は、外周部にスロット（例えば後述の実施形態のスロット２１）を有するロータコア（例えば後述の実施形態のロータコア１１）と、前記スロット内に挿入された永久磁石（例えば後述の実施形態の永久磁石１２）と、前記スロット内に注入されて前記永久磁石を前記スロット内に固定する樹脂（例えば後述の実施形態の樹脂１３）と、を備え、前記スロット内の空間には、前記樹脂が注入されて前記永久磁石を前記スロット内に固定する注入固定空間（例えば後述の実施形態の注入固定空間２２）と、前記樹脂が注入されない非注入空間（例えば後述の実施形態の非注入空間２３）と、があり、前記非注入空間が、前記注入固定空間に対して前記ロータコアの径方向外側に隣り合う位置に配され、前記非注入空間の縁が、前記注入固定空間に注入された前記樹脂の表面と、前記樹脂の表面に連なる前記スロットの内面の第一領域（例えば後述の実施形態の第一領域２４Ａ）と、を含む。
【０００７】
請求項２に記載した回転電機のロータでは、前記非注入空間の縁が、前記樹脂の表面に対向する前記スロットの内面の第二領域（例えば後述の実施形態の第二領域２４Ｂ）をさらに含む。
【０００８】
請求項３に記載した回転電機のロータでは、前記非注入空間が、前記ロータコアの軸方向の両端に開口し、冷媒を流通させる冷媒流路として構成される。
【０００９】
請求項４に記載した回転電機のロータ（例えば後述の実施形態のロータ２Ｄ）は、外周部にスロット（例えば後述の実施形態のスロット２１）を有するロータコア（例えば後述の実施形態のロータコア１１）と、前記スロット内に挿入された永久磁石（例えば後述の実施形態の永久磁石１２）と、前記スロット内に注入されて前記永久磁石を前記スロット内に固定する樹脂（例えば後述の実施形態の樹脂１３）と、を備え、前記スロット内の空間には、前記樹脂が注入されて前記永久磁石を前記スロット内に固定する注入固定空間（例えば後述の実施形態の注入固定空間２２Ｄ）と、前記樹脂が注入されない非注入空間（例えば後述の実施形態の非注入空間２３Ｄ）と、があり、前記非注入空間が、少なくとも前記注入固定空間を構成する前記樹脂によって囲まれて前記スロットの外側に開口しない空洞（例えば後述の実施形態の空洞３１Ｄ）によって構成され、前記空洞が、前記永久磁石よりも前記ロータコアの径方向外側に位置する。
【００１０】
請求項５に記載した回転電機のロータでは、前記空洞が、前記樹脂内に複数形成されている。
【００１１】
請求項６に記載した回転電機のロータでは、前記樹脂が、モールド成形によって形成されている。
【００１２】
請求項７に記載した回転電機のロータでは、前記ロータコアには、前記スロット内に突出する凸部（例えば後述の実施形態の第一凸部２７）が形成され、前記凸部は、前記注入固定空間に配された前記永久磁石に対して前記ロータコアの径方向外側に隣り合う位置に配されている。
【００１３】
請求項８に記載した回転電機のロータでは、前記永久磁石と前記非注入空間とが、前記ロータコアの径方向において内側から外側に向かうにしたがって前記ロータコアの周方向に向かう傾斜方向（例えば後述の実施形態の傾斜方向Ｓ）に、順に配列されている。
【００１４】
請求項９に記載した回転電機のロータでは、前記スロット内の空間には、前記永久磁石を配置する配置空間（例えば後述の実施形態の配置空間２５）と、前記配置空間の両側に隣り合う第一隙間（例えば後述の実施形態の第一隙間２６Ａ）及び第二隙間（例えば後述の実施形態の第二隙間２６Ｂ）と、があり、前記第一隙間は、前記第二隙間よりも前記ロータコアの径方向内側に位置し、前記非注入空間は、前記第二隙間にのみ形成されている。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の請求項１に記載の回転電機のロータでは、スロット内（の注入固定空間）に配された永久磁石及び樹脂と、ロータコアのうちロータコアのスロットから外周面に至る局所部位との間に、樹脂が注入されない非注入空間が位置する。このため、ロータが回転してスロット内の永久磁石及び樹脂に遠心力が作用しても、この遠心力がロータコアの局所部位に作用することを抑制できる。これにより、永久磁石をロータコアの外周面の近くに配しても、ロータコアの局所部位に作用する応力を緩和することができる。
【００１６】
本発明の請求項２に記載の回転電機のロータでは、ロータコアの局所部位に含まれるスロットの内面の第二領域に樹脂が接触（付着）しない。このため、スロットの第二領域に樹脂が接触する場合と比較して、ロータの回転時にロータコアの局所部位に作用する遠心力をさらに小さくすることができる。すなわち、ロータコアの局所部位に作用する応力をさらに緩和することができる。
【００１７】
本発明の請求項３に記載の回転電機のロータでは、スロットの非注入空間に冷媒を流通させることで、ロータ（特に永久磁石）を効率よく冷却することができる。
【００１８】
本発明の請求項４に記載の回転電機のロータでは、ロータの回転時に、スロット内に配された永久磁石や樹脂のうち空洞よりもロータコアの径方向内側に位置する部分に遠心力が作用した際には、遠心力によって空洞が縮んで空洞内の空気が圧縮される。これにより、上記の遠心力を空洞において吸収することができる。したがって、上記の遠心力がロータコアの局所部位に作用することを抑制できる。すなわち、永久磁石をロータコアの外周面の近くに配しても、ロータコアの局所部位に作用する応力を緩和することができる。
【００１９】
本発明の請求項５に記載の回転電機のロータでは、空洞が一つである場合と比較して、前述の遠心力をより広い範囲で吸収することができる。
【００２０】
本発明の請求項６に記載の回転電機のロータでは、樹脂がモールド成形によって形成されることで、樹脂を所望の形状に安定して形成することができる。
【００２１】
本発明の請求項７に記載の回転電機のロータでは、ロータの回転時にスロット内の注入固定空間に配された永久磁石及び樹脂に作用する遠心力を凸部において受け止めることができる。このため、この遠心力がロータコアの局所部位に作用することをさらに抑制し、ロータコアの局所部位に作用する応力をさらに緩和できる。
【００２２】
本発明の請求項８に記載の回転電機のロータでは、複数のスロットに挿入された複数の永久磁石をＶ字状に配置でき、複数の永久磁石によって一つの磁極を構成する性能の高いロータを構成することが可能となる。
【００２３】
本発明の請求項９に記載の回転電機のロータでは、非注入空間の形成領域がスロットの第二隙間のみに限られているため、ロータの製造時において非注入空間を効率よく形成することができる。したがって、ロータを容易に製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の第一実施形態のロータを備える回転電機の全体構成を示す断面図である。
【図２】第一実施形態のロータの周方向の一部を軸方向から見た断面図である。
【図３】図２のロータの要部を拡大して示す拡大断面図である。
【図４】第一実施形態のロータを示す断面図である。
【図５】本発明の第二実施形態のロータの要部を拡大して示す拡大断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
〔第一実施形態〕
以下、図１−４を参照して本発明の第一実施形態について説明する。
図１に示すように、本実施形態に係るロータ２は、ケース３、ステータ４、シャフト５と共に回転電機１を構成している。回転電機１は、例えばハイブリッド自動車や電気自動車のような車両に搭載される走行用モータである。ただし、本実施形態の構成は、上記例に限られず、車両に搭載される発電用モータ等のその他の用途のモータにも適用可能である。また、本実施形態の構成は、車両に搭載される以外の回転電機１であって、発電機を含むいわゆる回転電機１全般に適用可能である。
【００２６】
ケース３は、ステータ４及びロータ２を収容する筒状に形成されている。
ステータ４は、環状に形成されている。ステータ４は、ケース３の内周面に取り付けられている。ステータ４は、ステータコア７と、ステータコア７に取り付けられた巻線８とを有する。ステータ４は、巻線８に電流が流れることにより磁界を発生する。
【００２７】
ロータ２は、ステータ４の内側に配置されるインナーロータである。ロータ２は、環状に形成されている。図１，２に示すように、ロータ２は、ロータコア１１に永久磁石１２を取り付けて構成されている。ロータ２は、ステータ４において発生する磁界が永久磁石１２と反発または吸引することにより回転駆動される。
シャフト５は、ロータ２（ロータコア１１）に挿通された状態でロータ２に接続されている。シャフト５は、ロータ２の回転を駆動力として出力する。
【００２８】
以下の説明において、回転電機１、ロータ２の軸方向（Ｚ方向）は、シャフト５の回転軸線Ｃに沿う方向を意味する。回転電機１、ロータ２の径方向（Ｒ方向）は、回転軸線Ｃと直交する方向を意味する。回転電機１、ロータ２の径方向内側は、径方向において回転軸線Ｃから離れる方向を意味し、回転電機１、ロータ２の径方向外側は、径方向において回転軸線Ｃに近づく方向を意味する。回転電機１、ロータ２の周方向（θ方向）は、回転軸線Ｃの周りを回転する方向を意味する。
【００２９】
ロータ２は、ロータコア１１と、永久磁石１２と、樹脂１３と、を備える。また、ロータ２は、端面板１４を備える。
ロータコア１１は、磁性体からなり、回転軸線Ｃを中心とする環状に形成されている。本実施形態のロータコア１１は、複数枚の電磁鋼板が軸方向に積層されることにより形成されている。
【００３０】
ロータコア１１は、その外周部にスロット２１を有する。スロット２１は、ロータコア１１を軸方向に貫通する貫通孔である。スロット２１は、ロータコア１１の周方向に間隔をあけて複数配列されている。
各スロット２１内には、永久磁石１２が挿入される。また、各スロット２１内には、樹脂１３が注入されている。樹脂１３は、例えば熱硬化樹脂であり、永久磁石１２をスロット２１内に固定する。樹脂１３は、例えば圧力をかけずに樹脂をスロット２１内に流し込むことで形成されてもよいが、本実施形態では圧力をかけて樹脂をスロット２１内に射出するモールド成形によって形成されている。すなわち、本実施形態の樹脂１３は、モールド樹脂として形成されている。
【００３１】
図２，３に示すように、各スロット２１内の空間には、樹脂１３が注入されて永久磁石１２をスロット２１内に固定する注入固定空間２２と、樹脂１３が注入されない非注入空間２３と、がある。非注入空間２３は、注入固定空間２２に対してロータコア１１の径方向外側に隣り合う位置に配されている。非注入空間２３の縁は、注入固定空間２２に注入された樹脂１３の表面と、樹脂１３の表面に連なるスロット２１の内面の第一領域２４Ａと、を含む。第一領域２４Ａは、非注入空間２３の縁をなす樹脂１３の表面の両側（二箇所）に連ねて位置する。
【００３２】
以下、本実施形態のスロット２１内の空間について具体的に説明する。
本実施形態のスロット２１内の空間には、永久磁石１２を配置する配置空間２５と、この配置空間２５の両側に隣り合う二つの隙間２６Ａ，２６Ｂ（第一隙間２６Ａ及び第二隙間２６Ｂ）と、がある。二つの隙間２６Ａ，２６Ｂは、永久磁石１２で発生した磁束の集中を緩和して、磁気短絡を抑制するフラックスバリアとして機能する。第一隙間２６Ａは、第二隙間２６Ｂよりもロータコア１１の径方向内側に位置している。
【００３３】
本実施形態のスロット２１は、配置空間２５及び二つの隙間２６Ａ，２６Ｂの配列方向がロータコア１１の径方向に対して傾斜するように形成されている。すなわち、第一隙間２６Ａ、配置空間２５、第二隙間２６Ｂは、ロータコア１１の周方向に順に配列されると共に、ロータコア１１の径方向外側に向けて順に配列されている。
また、本実施形態においては、上記した配置空間２５及び二つの隙間２６Ａ，２６Ｂの配列方向が、ロータコア１１の周方向に隣り合う二つのスロット２１の間で、互いに逆向きに傾斜している。すなわち、周方向に隣り合う二つのスロット２１がＶ字状に配列されている。なお、Ｖ字状に配置されて一つの磁極を構成する永久磁石の数は二つに限らず、例えば三つ以上であってもよい。
【００３４】
本実施形態の注入固定空間２２は、上記した第一隙間２６Ａ及び配置空間２５によって構成されている。すなわち、第一隙間２６Ａ及び配置空間２５は永久磁石１２及び樹脂１３によって満たされており、第一隙間２６Ａ及び配置空間２５に空洞は無い。一方、非注入空間２３は、第二隙間２６Ｂのみに形成されている。すなわち、第二隙間２６Ｂには、樹脂１３が注入されない空洞がある。
以上のことから、本実施形態では、注入固定空間２２と非注入空間２３とが、ロータコア１１の径方向外側に向けて順に配列されると共に、ロータコア１１の周方向に順に配列されている。すなわち、注入固定空間２２（永久磁石１２）と非注入空間２３とが、ロータコア１１の径方向において内側から外側に向かうにしたがってロータコア１１の周方向に向かう傾斜方向Ｓに、順に配列されている。
【００３５】
図示例においては、永久磁石１２を固定する樹脂１３が第二隙間２６Ｂの一部に入り込んでいる、すなわち、第二隙間２６Ｂの一部が注入固定空間２２に含まれているが、これに限ることは無い。
【００３６】
また、図示例においては、樹脂１３が注入固定空間２２のみに注入されているが、例えば非注入空間２３のうち注入固定空間２２と分離された位置にも樹脂が別途注入されてもよい。
【００３７】
図示例のように樹脂１３が注入固定空間２２のみに注入されている構成では、非注入空間２３の縁が、注入固定空間２２に注入されて非注入空間２３に向く樹脂１３の表面、及び、樹脂１３の表面に連なるスロット２１の内面全体によって構成される。すなわち、非注入空間２３の縁は、樹脂１３の表面及びスロット２１の内面の第一領域２４Ａに加え、樹脂１３の表面に対向するスロット２１の内面の第二領域２４Ｂをさらに含む。
【００３８】
一方、非注入空間２３のうち注入固定空間２２と分離された位置に樹脂が別途注入されている構成では、非注入空間２３の縁が、例えば、注入固定空間２２に注入されて非注入空間２３に向く樹脂１３の表面、スロット２１の内面の第一領域２４Ａ、及び、スロット２１の内面の第二領域２４Ｂに接触する別の樹脂によって構成される。
【００３９】
非注入空間２３の縁は、例えば注入固定空間２２に注入された樹脂１３の表面の他に、永久磁石１２の表面を含んでもよい。すなわち、永久磁石１２は、非注入空間２３に露出してもよい。この場合、永久磁石１２の表面のうち非注入空間２３側に向く領域（永久磁石１２の表面領域１２Ａ）全体が露出してもよいし、永久磁石１２の表面領域１２Ａの一部だけが露出すると共に、永久磁石１２の表面領域１２Ａの残部が樹脂１３によって覆われてもよい。
【００４０】
本実施形態において、非注入空間２３の縁は、永久磁石１２の表面（表面領域１２Ａ）を含まない。すなわち、永久磁石１２は樹脂１３の内部に埋められて非注入空間２３に露出しない。この場合、永久磁石１２の表面は、例えば樹脂１３のみに接してもよいが、本実施形態では樹脂１３に加え、スロット２１の内面にも接している。本実施形態において、永久磁石１２の表面は、スロット２１の内面のうち径方向においてロータコア１１の内周側に位置する領域（スロット２１の内面のうち径方向外側に向く領域）に接している。
【００４１】
本実施形態のロータコア１１には、スロット２１内に突出する凸部２７（第一凸部２７）が形成されている。第一凸部２７は、注入固定空間２２（配置空間２５）に配された永久磁石１２に対してロータコア１１の径方向外側に隣り合う位置に配されている。第一凸部２７は、例えば非注入空間２３のみに位置してもよいし、図示例のように注入固定空間２２と非注入空間２３に跨るように位置してもよい。
本実施形態のスロット２１では、前述したように、注入固定空間２２と非注入空間２３とが、ロータコア１１の径方向において内側から外側に向かうにしたがってロータコア１１の周方向に向かう傾斜方向Ｓに、順に配列されている。このため、第一凸部２７は、永久磁石１２に対して傾斜方向Ｓに隣り合う位置に配されている。
【００４２】
第一凸部２７は、スロット２１の内面から傾斜方向Ｓ（及び軸方向）に直交する方向に突出している。第一凸部２７は、例えばスロット２１の内面のうち径方向においてロータコア１１の外周側に位置する領域（スロット２１の内面のうち径方向内側に向く領域）から突出してもよい。本実施形態では、第一凸部２７が、スロット２１の内面のうち径方向においてロータコア１１の内周側に位置する領域（スロット２１の内面のうち径方向外側に向く領域）から突出している。
また、本実施形態の第一凸部２７は、傾斜方向Ｓ（及び軸方向）に直交する方向における第二隙間２６Ｂの寸法が、配置空間２５の寸法よりも小さくなるように形成されている。
【００４３】
また、本実施形態のロータコア１１には、上記した第一凸部２７とは別に、スロット２１内に突出する凸部２８（第二凸部２８）が形成されている。第二凸部２８は、注入固定空間２２に形成されている。第二凸部２８は、スロット２１の内面と共に永久磁石１２をスロット２１内（注入固定空間２２内）において位置決めする角部を形成している。
【００４４】
本実施形態のスロット２１では、第二凸部２８が、傾斜方向Ｓにおいて第一凸部２７との間に永久磁石１２を挟み込む位置に配されている。
第二凸部２８は、第一凸部２７と同様に、スロット２１の内面から傾斜方向Ｓ（及び軸方向）に直交する方向に突出している。第二凸部２８は、例えばスロット２１の内面のうち径方向においてロータコア１１の外周側に位置する領域から突出してもよい。本実施形態の第二凸部２８は、第一凸部２７と同様に、スロット２１の内面のうち径方向においてロータコア１１の内周側に位置する領域から突出している。
また、本実施形態の第二凸部２８は、第一凸部２７と同様に、傾斜方向Ｓ（及び軸方向）に直交する方向における第一隙間２６Ａの寸法が、配置空間２５の寸法よりも小さくなるように形成されている。
【００４５】
本実施形態の第一凸部２７は、上記した第二凸部２８の場合と同様にスロット２１の内面と共に角部を形成している。このため、第一凸部２７は、第二凸部２８と同様に、永久磁石１２をスロット２１内で位置決めする役割を果たしてもよい。
【００４６】
図１に示すように、ロータ２の端面板１４は、軸方向に向くロータコア１１の各端面に重ねて配される。端面板１４は、ロータコア１１の各端面に開口するスロット２１を覆う。端面板１４は、例えばアルミニウム等の非磁性材料によって構成される。軸方向から見た端面板１４の形状は、例えばロータコア１１の端面の形状に対応している。
【００４７】
図４に示すように、本実施形態の非注入空間２３は、ロータコア１１の軸方向の両端に開口している。非注入空間２３は、冷媒（例えば冷却液）を流通させる冷媒流路として構成されている。このため、前述した端面板１４には、端面板１４の板厚方向（軸方向）に貫通し、非注入空間２３を外部に連通させる貫通孔が形成されている。端面板１４の貫通孔は、非注入空間２３と共に冷媒流路を構成する。図４における矢印Ｆｄは冷媒流路における冷媒の流れ方向を示している。
【００４８】
以上説明したように、第一実施形態のロータ２によれば、スロット２１内の注入固定空間２２に配された永久磁石１２及び樹脂１３と、ロータコア１１のうちロータコア１１のスロット２１から外周面に至る局所的な部位２９（ロータコア１１の局所部位２９；図２，３参照）との間に、樹脂１３が注入されない非注入空間２３が位置する。具体的に、非注入空間２３の縁をなす樹脂１３の表面の両側には、スロット２１の内面の第一領域２４Ａが連なっている。これにより、樹脂１３がロータコア１１の局所部位２９から離れて位置する。このため、ロータ２が回転してスロット２１内の永久磁石１２及び樹脂１３に遠心力が作用しても、この遠心力がロータコア１１の局所部位２９に作用することを抑制できる。これにより、永久磁石１２をロータコア１１の外周面の近くに配しても、ロータコア１１の局所部位２９に作用する応力を緩和することができる。
【００４９】
また、スロット２１内に非注入空間２３が存在することで、樹脂１３をスロット２１内に隙間なく充填する場合と比較して、スロット２１内に配された永久磁石１２及び樹脂１３の重量を減らすことができる。これにより、ロータ２の回転時にスロット２１内の永久磁石１２及び樹脂１３に作用する遠心力を小さくすることができる。したがって、ロータコア１１の局所部位２９に作用する応力をさらに緩和することができる。
【００５０】
また、第一実施形態のロータ２によれば、非注入空間２３の縁は、樹脂１３の表面及びスロット２１の内面の第一領域２４Ａに加え、樹脂１３の表面に対向するスロット２１の内面の第二領域２４Ｂをさらに含む。すなわち、ロータコア１１の局所部位２９に含まれるスロット２１の内面の第二領域２４Ｂに樹脂が接触（付着）しない。このため、スロット２１の内面の第二領域２４Ｂに樹脂が接触する場合と比較して、ロータ２の回転時にロータコア１１の局所部位２９に作用する遠心力をさらに小さくすることができる。すなわち、ロータコア１１の局所部位２９に作用する応力をさらに緩和することができる。
【００５１】
また、第一実施形態のロータ２によれば、スロット２１内の非注入空間２３が、ロータコア１１の軸方向の両端に開口し、冷媒を流通させる冷媒流路として構成されている。このため、スロット２１の非注入空間２３に冷媒を流通させることで、ロータ２（特に永久磁石１２）を効率よく冷却することができる。
【００５２】
また、第一実施形態のロータ２によれば、樹脂１３がモールド成形によって形成されている。このため、樹脂１３を単にスロット２１内に流し込む場合と比較して、樹脂１３（特に樹脂１３の表面）をより安定して所望の形状に形成することができる。
【００５３】
また、第一実施形態のロータ２によれば、スロット２１内に突出する第一凸部２７が、注入固定空間２２に配された永久磁石１２に対してロータコア１１の径方向外側に隣り合う位置に配されている。このため、ロータ２の回転時にスロット２１内の注入固定空間２２に配された永久磁石１２及び樹脂１３に作用する遠心力を第一凸部２７において受け止めることができる。これにより、この遠心力がロータコア１１の局所部位２９に作用することをさらに抑制し、ロータコア１１の局所部位２９に作用する応力をさらに緩和できる。
【００５４】
また、第一実施形態のロータ２によれば、注入固定空間２２（永久磁石１２）と非注入空間２３とがロータコア１１の径方向において内側から外側に向かうにしたがってロータコア１１の周方向に向かう傾斜方向Ｓに、順に配列されている。このため、二つ（複数）のスロット２１に挿入された二つ（複数）の永久磁石１２をＶ字状に配置でき、二つ（複数）の永久磁石１２によって一つの磁極を構成する性能の高いロータ２を構成することが可能となる。
【００５５】
また、第一実施形態のロータ２によれば、非注入空間２３の形成領域がスロット２１の第二隙間２６Ｂのみに限られているため、ロータ２の製造時において非注入空間２３を効率よく形成することができる。したがって、ロータ２を容易に製造することができる。
【００５６】
また、第一実施形態のロータ２によれば、第一凸部２７や注入固定空間２２に注入された樹脂１３が、永久磁石１２に対してロータコア１１の径方向外側に隣り合う位置に配されている。このため、ロータ２の回転時にスロット２１内に配された永久磁石１２に作用する遠心力を、永久磁石１２に対してロータコア１１の径方向外側に隣り合う位置に配された第一凸部２７や樹脂１３において受け止めることができる。これにより、永久磁石１２が上記の遠心力によってロータコア１１の径方向外側（非注入空間２３）に向けて移動することを防止できる。すなわち、スロット２１内における永久磁石１２の位置ずれを好適に防ぐことができる。
【００５７】
また、第一実施形態のロータ２によれば、永久磁石１２が注入固定空間２２に注入された樹脂１３の内部に埋められ、非注入空間２３に露出しない。このため、スロット２１内における永久磁石１２の位置ずれをより確実に防ぐことができる。
【００５８】
第一実施形態のロータ２において、非注入空間２３は、例えばその開口が端面板１４によって塞がれることで、スロット２１の外側に開口しない空洞として形成されてよい。
【００５９】
〔第二実施形態〕
次に、図５を参照して本発明の第二実施形態について説明する。本実施形態では、第一実施形態と同様の構成要素について同一符号を付す等して、その説明を省略する。
【００６０】
図５に示す第二実施形態のロータ２Ｄは、第一実施形態と同様の回転電機１（図１参照）に備えるものであってよい。本実施形態のロータ２Ｄは、第一実施形態と同様に、ロータコア１１、永久磁石１２及び樹脂１３を備える。
また、本実施形態のロータコア１１には、第一実施形態と同様のスロット２１が形成されている。スロット２１内の空間には、第一実施形態と同様に、樹脂１３が注入されて永久磁石１２をスロット２１内に固定する注入固定空間２２Ｄと、樹脂１３が注入されない非注入空間２３Ｄとがある。
【００６１】
ただし、本実施形態のロータ２Ｄにおける非注入空間２３Ｄは、少なくとも注入固定空間２２Ｄを構成する樹脂１３によって囲まれてスロット２１の外側に開口しない空洞３１Ｄによって構成されている。空洞３１Ｄは、永久磁石１２よりもロータコア１１の径方向外側に位置している。空洞３１Ｄは、図示例のように樹脂１３のみによって囲まれてもよいし、例えば樹脂１３と、スロット２１の内面や永久磁石１２の表面とによって囲まれてもよい。
樹脂１３内に形成される空洞３１Ｄは、例えば一つであってもよいが、本実施形態では複数である。樹脂１３のうち複数の空洞３１Ｄを含む部分は多孔質体（ポーラス）であってもよい。複数の空洞３１Ｄは、図示例のように互いに間隔をあけて配されてもよいし、例えば互いにつながっていてもよい。
【００６２】
具体的に説明すれば、本実施形態の注入固定空間２２Ｄは、非注入空間２３Ｄを除くスロット２１内の空間全体に対応している、すなわち、配置空間２５及び二つの隙間２６Ａ，２６Ｂ全てにより構成されている。一方、空洞３１Ｄ（非注入空間２３Ｄ）は、配置空間２５よりもロータコア１１の径方向外側に位置する第二隙間２６Ｂに注入された樹脂１３によって囲まれるように形成されている。
【００６３】
注入固定空間２２Ｄを構成する空洞３１Ｄは、例えば、樹脂１３として発泡樹脂を用いることで形成することができる。また、空洞３１Ｄは、例えば、硬化前の樹脂１３をスロット２１内に注入する際、又は、注入した後に、樹脂１３内に空気を強制的に送り込むことで、ボイドとして形成することができる。
【００６４】
第二実施形態のロータ２Ｄでは、第一実施形態と同様の効果を奏する。
具体的に説明すれば、第二実施形態のロータ２Ｄでは、非注入空間２３Ｄがスロット２１に開口しない空洞３１Ｄにより構成され、空洞３１Ｄが永久磁石１２よりもロータコア１１の径方向外側に位置している。このため、ロータ２Ｄの回転時に、スロット２１内に配された永久磁石１２や樹脂１３のうち空洞３１Ｄよりもロータコア１１の径方向内側に位置する部分に遠心力が作用した際には、遠心力によって空洞３１Ｄが縮んで空洞３１Ｄ内の空気が圧縮される。これにより、上記の遠心力を空洞３１Ｄにおいて吸収することができる。したがって、上記の遠心力がロータコア１１の局所部位２９に作用することを抑制できる。すなわち、永久磁石１２をロータコア１１の外周面の近くに配しても、ロータコア１１の局所部位２９に作用する応力を緩和することができる。
【００６５】
また、第二実施形態のロータ２Ｄにおいて、非注入空間２３Ｄをなす空洞３１Ｄが樹脂１３内に複数形成される場合には、空洞３１Ｄが一つである場合と比較して、前述の遠心力をより広い範囲で吸収することができる。
【００６６】
以上、本発明の詳細について説明したが、本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることができる。
【００６７】
本発明は、例えば、スロットの配置空間及び二つの隙間の配列方向がロータコアの径方向に直交するように形成されたスロットを有するロータコアにも適用可能である。このように形成されたスロットにおいては、例えば、配置空間及び二つの隙間のうち少なくとも径方向内側の領域を注入固定空間とし、配置空間及び二つの隙間のうち径方向外側の領域の少なくとも一部を非注入空間とすればよい。また、スロット内に突出する第一凸部は、例えば、スロットの内面のうち配置空間及び二つの隙間の配列方向における配置空間の両端部分に対応する領域からロータコアの径方向内側に突出していればよい。
【符号の説明】
【００６８】
１  回転電機
２，２Ｄ  ロータ
１１  ロータコア
１２  永久磁石
１３  樹脂
１４  端面板
２１  スロット
２２，２２Ｄ  注入固定空間
２３，２３Ｄ  非注入空間
２４Ａ  スロット２１の内面の第一領域
２４Ｂ  スロット２１の内面の第二領域
２５  配置空間
２６Ａ  第一隙間
２６Ｂ  第二隙間
２７  第一凸部
２８  第二凸部
２９  局所部位
３１Ｄ  空洞
Ｓ  傾斜方向
【図１】
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【図２】
2019068690.tif 000004
【図３】
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【図４】
2019068690.tif 000006
【図５】
2019068690.tif 000007