(57)【要約】【課題】要求性能に応じて特性が設定された回転電機を低コストで製造できる回転電機の製造装置を提供する。【解決手段】回転電機の製造装置１００は、コイル、およびコイルが装着されたステータコアを有するステータと、ステータコアに対向配置され軸線回りに回転可能に設けられたロータコア２３、およびロータコア２３に装着された磁石２７を有し、ロータコア２３には、軸線の軸方向に延在し磁石２７が装着される磁石装着部２５が設けられた、ロータ２０と、を備える回転電機の製造装置であって、所定の要求性能に応じて磁石２７の軸方向における寸法を設定して、同一形状のロータコア２３の磁石装着部２５に磁石２７を装着する。【選択図】図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
コイル、および前記コイルが装着されたステータコアを有するステータと、
前記ステータコアに対向配置され所定軸回りに回転可能に設けられたロータコア、および前記ロータコアに装着された磁石を有し、前記ロータコアには、前記所定軸の軸方向に延在し前記磁石が装着される磁石装着部が設けられた、ロータと、
を備える回転電機の製造装置であって、
所定の要求性能に応じて前記磁石の前記軸方向における寸法を設定して、同一形状の前記ロータコアの前記磁石装着部に前記磁石を装着する、
ことを特徴とする回転電機の製造装置。
【請求項２】
前記所定の要求性能は、前記回転電機の必要トルクおよび必要出力である、
ことを特徴とする請求項１に記載の回転電機の製造装置。
【請求項３】
前記所定の要求性能は、前記回転電機が搭載される車両のグレードに関連して設定される、
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製造装置。
【請求項４】
前記磁石の前記軸方向における寸法を、前記ロータコアの前記軸方向における寸法よりも小さく設定し、
前記所定の要求性能に応じて前記軸方向における前記磁石装着部への前記磁石の装着位置を設定する、
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製造装置。
【請求項５】
前記ロータコアの前記所定軸に直交する断面形状は、前記軸方向において異なる２箇所で相違する、
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製造装置。
【請求項６】
コイル、および前記コイルが装着されたステータコアを有するステータと、
前記ステータコアに対向配置され所定軸回りに回転可能に設けられたロータコア、および前記ロータコアに装着された磁石を有し、前記ロータコアには、前記所定軸の軸方向に延在し前記磁石が装着される磁石装着部が設けられた、ロータと、
を備える回転電機の製造方法であって、
所定の要求性能に応じて前記磁石の前記軸方向における寸法を設定して、同一形状の前記ロータコアの前記磁石装着部に前記磁石を装着する、
ことを特徴とする回転電機の製造方法。
【請求項７】
コイル、および前記コイルが装着されたステータコアを有するステータと、
前記ステータコアに対向配置され所定軸回りに回転可能に設けられたロータコア、および前記ロータコアに装着された磁石を有し、前記ロータコアには、前記所定軸の軸方向に延在し前記磁石が装着される磁石装着部が設けられた、ロータと、
を備え、
前記磁石は、所定の要求性能に応じて前記軸方向の寸法が設定され、
前記ロータには、前記磁石が装着された領域と、前記磁石が装着されていない領域と、が前記軸方向に並んで設けられている、
ことを特徴とする回転電機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回転電機の製造装置、回転電機の製造方法、および回転電機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
車両に搭載されるモータ等の回転電機は、搭載先の車両のグレードや車種等に関連して、トルクや出力等の性能が設定される場合がある。回転電機のトルクおよび出力は、例えばロータおよびステータの軸方向の寸法や径方向の寸法等を変更することで適宜設定することができる。しかしながら、ロータおよびステータの寸法を変更する場合には、仕様毎に製造ラインを設ける必要があるため、投資コストの上昇に伴って、製造コストも上昇する可能性がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平８−２５１８４８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、上記特許文献１には、ロータコアの永久磁石挿入穴の中央部に磁気的空間部が形成されたロータが記載されている。このように、永久磁石挿入穴に磁気的空間部を形成することで、永久磁石挿入穴の全長に亘って均一に磁石を配置した場合と比較して、モータ特性を変えることができる可能性がある。しかしながら、上記特許文献１に記載の技術では、定出力範囲をより高速回転領域まで広げるために磁気的空間部を形成しており、回転電機への要求性能に応じてモータ特性を適宜設定する点については記載されていない。したがって、従来技術にあっては、要求性能に応じて特性が設定された回転電機を低コストで製造するという課題がある。
【０００５】
そこで本発明は、要求性能に応じて特性が設定された回転電機を低コストで製造できる回転電機の製造装置、回転電機の製造方法、および回転電機を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の回転電機の製造装置（例えば、実施形態における製造装置１００）は、コイル（例えば、実施形態におけるコイル１５）、および前記コイルが装着されたステータコア（例えば、実施形態におけるステータコア１１）を有するステータ（例えば、実施形態におけるステータ１０）と、前記ステータコアに対向配置され所定軸（例えば、実施形態における軸線Ｏ）回りに回転可能に設けられたロータコア（例えば、実施形態におけるロータコア２３）、および前記ロータコアに装着された磁石（例えば、実施形態における磁石２７，１２７）を有し、前記ロータコアには、前記所定軸の軸方向に延在し前記磁石が装着される磁石装着部（例えば、実施形態における磁石装着部２５，１２５）が設けられた、ロータ（例えば、実施形態におけるロータ２０）と、を備える回転電機（例えば、実施形態における回転電機１）の製造装置であって、所定の要求性能に応じて前記磁石の前記軸方向における寸法を設定して、同一形状の前記ロータコアの前記磁石装着部に前記磁石を装着する、ことを特徴とする。
【０００７】
本発明によれば、回転電機の特性はロータコアが同一であっても磁石の軸方向の寸法を変えることで変化するので、同一形状のロータコアを用いて、要求性能に応じた特性を有する複数の仕様の回転電機を製造することができる。このため、特性の異なる複数の仕様の回転電機を同じ設備で製造することが可能となる。したがって、各仕様に応じた複数の製造ラインの構築に必要な投資コストの発生を抑えることが可能となり、要求性能に応じて特性が設定された回転電機を低コストで製造できる。
【０００８】
上記の回転電機の製造装置において、前記所定の要求性能は、前記回転電機の必要トルクおよび必要出力である、ことが望ましい。
【０００９】
従来、トルクおよび出力が異なる複数の仕様の回転電機を製造する場合には、各仕様に応じてステータおよびロータの寸法変更が必要となり、これに伴って各仕様に対応する複数の製造ラインの構築が必要となる。
本発明では、同一のロータコアを用いてトルクおよび出力が異なる複数の仕様の回転電機を製造することができるので、各仕様に対応する複数の製造ラインの構築が不要となる。したがって、トルクおよび出力が異なる複数の仕様の回転電機を低コストで製造できる。
【００１０】
上記の回転電機の製造装置において、前記所定の要求性能は、前記回転電機が搭載される車両のグレードに関連して設定される、ことが望ましい。
【００１１】
本発明によれば、同一のロータコアを用い、かつ磁石の寸法を小さくすることでトルクおよび出力を小さくすることができるので、磁石の使用量が減少する分、回転電機の製造コストを削減することができる。つまり、安価なグレードの車両に搭載される回転電機を、高価なグレードの車両に搭載される回転電機よりも低コストで製造することができる。したがって、価格差が設けられた複数のグレードを有する車両に搭載される回転電機を製造するのに好適である。
【００１２】
上記の回転電機の製造装置において、前記磁石の前記軸方向における寸法を、前記ロータコアの前記軸方向における寸法よりも小さく設定し、前記所定の要求性能に応じて前記軸方向における前記磁石装着部への前記磁石の装着位置を設定する、ことが望ましい。
【００１３】
本発明によれば、例えば磁石を磁石装着部の軸方向中間部に装着することで、ステータとロータとの間に相互に作用する力の分布を軸方向に対称とすることができる。よって、ロータの回転時における軸方向の振動を抑制することができる。
【００１４】
上記の回転電機の製造装置において、前記ロータコアの前記所定軸に直交する断面形状は、前記軸方向において異なる２箇所で相違する、ことが望ましい。
【００１５】
本発明によれば、ロータコアの断面形状に応じて決まる回転電機の特性を、軸方向において異なる２箇所で相違させることができる。このため、例えば、ロータコアのうち径方向から見て磁石が装着される領域の断面形状を軸方向の単位長さあたりの磁石トルクがより大きくなるように設計し、磁石が装着されない領域の断面形状を軸方向の単位長さあたりのリラクタンストルクがより大きくなるように設計することができる。これにより、ロータコアが軸方向に一様に延在する場合と比較してトルクを向上させる等、回転電機特性を調整することができる。
【００１６】
本発明の回転電機の製造方法は、コイル（例えば、実施形態におけるコイル１５）、および前記コイルが装着されたステータコア（例えば、実施形態におけるステータコア１１）を有するステータ（例えば、実施形態におけるステータ１０）と、前記ステータコアに対向配置され所定軸（例えば、実施形態における軸線Ｏ）回りに回転可能に設けられたロータコア（例えば、実施形態におけるロータコア２３）、および前記ロータコアに装着された磁石（例えば、実施形態における磁石２７，１２７）を有し、前記ロータコアには、前記所定軸の軸方向に延在し前記磁石が装着される磁石装着部（例えば、実施形態における磁石装着部２５，１２５）が設けられた、ロータ（例えば、実施形態におけるロータ２０）と、を備える回転電機（例えば、実施形態における回転電機１）の製造方法であって、所定の要求性能に応じて前記磁石の前記軸方向における寸法を設定して、同一形状の前記ロータコアの前記磁石装着部に前記磁石を装着する、ことを特徴とする。
【００１７】
本発明によれば、回転電機の特性はロータコアが同一であっても磁石の軸方向の寸法を変えることで変化するので、同一形状のロータコアを用いて要求性能に応じた特性を有する複数の仕様の回転電機を製造することができる。このため、特性の異なる複数の仕様の回転電機を同じ設備で製造することが可能となる。したがって、各仕様に応じた複数の製造ラインの構築に必要な投資コストの発生を抑えることが可能となり、要求性能に応じて特性が設定された回転電機を低コストで製造できる。
【００１８】
本発明の回転電機（例えば、実施形態における回転電機１）は、コイル（例えば、実施形態におけるコイル１５）、および前記コイルが装着されたステータコア（例えば、実施形態におけるステータコア１１）を有するステータ（例えば、実施形態におけるステータ１０）と、前記ステータコアに対向配置され所定軸（例えば、実施形態における軸線Ｏ）回りに回転可能に設けられたロータコア（例えば、実施形態におけるロータコア２３）、および前記ロータコアに装着された磁石（例えば、実施形態における磁石２７，１２７）を有し、前記ロータコアには、前記所定軸の軸方向に延在し前記磁石が装着される磁石装着部（例えば、実施形態における磁石装着部２５，１２５）が設けられた、ロータ（例えば、実施形態におけるロータ２０）と、を備え、前記磁石は、所定の要求性能に応じて前記軸方向の寸法が設定され、前記ロータには、前記磁石が装着された領域（例えば、実施形態における磁石装着領域２１Ａ）と、前記磁石が装着されていない領域（例えば、実施形態における磁石非装着領域２１Ｂ）と、が前記軸方向に並んで設けられている、ことを特徴とする。
【００１９】
本発明によれば、磁石が装着された領域と、磁石が装着されていない領域と、が軸方向に並んで設けられるように、所定の要求性能に応じて軸方向の寸法が設定された磁石が磁石装着部に装着されることで、要求性能に応じた特性を有する複数の仕様のうち、いずれかの仕様の回転電機が得られる。そして、複数の仕様の回転電機は、同一形状のロータコアを用い、所定の要求性能に応じて軸方向の寸法が設定された磁石を磁石装着部に装着することにより、同じ設備で製造することが可能となる。したがって、各仕様に応じた複数の製造ラインの構築に必要な投資コストの発生を抑えることが可能となり、要求性能に応じて特性が設定された回転電機を低コストで提供できる。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、要求性能に応じて特性が設定された回転電機を低コストで製造できる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】実施形態の製造装置および製造方法により得られた回転電機の第１具体例を示す断面図である。
【図２】図１のＩＩ−ＩＩ線におけるステータおよびロータの断面図である。
【図３】図１のＩＩＩ−ＩＩＩ線におけるステータおよびロータの断面図である。
【図４】実施形態の製造装置および製造方法により得られた回転電機の第２具体例を示す断面図である。
【図５】実施形態の製造装置および製造方法により得られた回転電機の第３具体例を示す断面図である。
【図６】実施形態の回転電機の製造装置の構成を示す模式図である。
【図７】実施形態の製造装置および製造方法により得られた回転電機のトルク特性を示す図である。
【図８】実施形態の製造装置および製造方法により得られた回転電機の出力特性を示す図である。
【図９】実施形態の製造装置および製造方法により得られた回転電機の引き摺り損失を示す図である。
【図１０】実施形態の製造装置および製造方法により得られた回転電機の第４具体例を示す断面図である。
【図１１】実施形態の製造装置および製造方法により得られた回転電機のトルク特性を示す図である。
【図１２】実施形態の製造装置および製造方法により得られた回転電機の第５具体例を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。なお以下の説明では、同一または類似の機能を有する構成に同一の符号を付す。そして、それら構成の重複する説明は省略する場合がある。
【００２３】
＜実施形態＞
（回転電機の第１具体例）
最初に、実施形態の回転電機の製造装置１００および製造方法によって得られた回転電機の第１具体例について説明する。
図１は、実施形態の製造装置および製造方法により得られた回転電機の第１具体例を示す断面図である。図２は、図１のＩＩ−ＩＩ線におけるステータおよびロータの断面図である。なお、図１では、後述するスリット２５ａおよび磁石２７をそれぞれ１つだけ図示している（図５、図６、図１１についても同様）。
図１および図２に示すように、実施形態の第１具体例の回転電機１は、ステータ１０と、ロータ２０と、シャフト３０と、を備えている。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。なお、ステータ１０、ロータ２０およびシャフト３０は、それぞれ軸線Ｏ（所定軸）を共通軸線として配置されている。以下、軸線Ｏの延びる方向を軸方向と称し、軸線Ｏに直交する方向を径方向と称し、軸線Ｏ回りに周回する方向を周方向と称して説明する。
【００２４】
ステータ１０は、ステータコア１１と、ステータコア１１に装着された複数層（例えば、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相）のコイル１５と、を備えている。ステータ１０は、コイル１５に電流が流れることにより磁界を発生する。ステータコア１１は、軸方向に延在する円筒状に形成されている。ステータコア１１は、例えば電磁鋼板を軸方向に複数枚積層することにより形成されている。なお、ステータコア１１は、軟磁性粉を加圧成形することにより形成されていてもよい。ステータコア１１には、コイル１５が挿入されたスロット１３が周方向に並んで設けられている。コイル１５は、例えば平角線により形成された複数の導体セグメントをステータコア１１のスロット１３に挿入し、ステータコア１１から軸方向に突出した部分において互いに連結されて構成されたセグメントコイルである。
【００２５】
ロータ２０は、埋込磁石形のロータである。ロータ２０は、ステータ１０の径方向内側に配置されている。ロータ２０は、ロータコア２３と、ロータコア２３に装着された磁石２７と、を備えている。ロータコア２３は、軸方向に一様に延在する円筒状に形成され、ステータコア１１の内周面に対向配置されている。ロータコア２３は、例えば電磁鋼板を軸方向に複数枚積層することにより形成されている。なお、ロータコア２３は、軟磁性粉を加圧成形することにより形成されていてもよい。ロータコア２３の内側には、シャフト３０が挿入され、圧入等により固定されている。これにより、ロータコア２３は、シャフト３０と一体となって、軸線Ｏ回りに回転可能に設けられている。
【００２６】
ロータコア２３には、１／１２周の周角度領域のそれぞれに、磁石２７が装着される磁石装着部２５が形成されている。磁石装着部２５は、ロータコア２３の外周部に形成されている。磁石装着部２５は、ロータコア２３を軸方向に貫通するように形成されている。磁石装着部２５は、径方向に間隔をあけて並ぶ複数（図示の例では３つ）のスリット２５ａを備えている。複数のスリット２５ａは、同心の円弧状に形成され、径方向内側に向かって凸となるように設けられている。各スリット２５ａの軸方向から見た長手方向両端は、それぞれロータコア２３の外周面に近接するように形成されている。
【００２７】
磁石２７は、希土類磁石である。希土類磁石としては、例えばネオジム磁石やサマリウムコバルト磁石、プラセオジム磁石等が挙げられる。磁石２７は、磁石装着部２５の各スリット２５ａに挿入（装着）され、例えば樹脂や接着剤等により、ロータコア２３に対して固定されている。各磁石２７は、スリット２５ａの形状に対応するように形成されている。すなわち、各磁石２７は、軸方向から見た断面形状が径方向内側に向かって凸となる円弧状に形成されている。各磁石２７の軸方向の寸法は、同等になっている。各磁石２７の軸方向から見た長さは、軸方向から見てそれぞれの磁石２７が挿入されるスリット２５ａの長さよりも短くなっている。各磁石２７は、軸方向から見たスリット２５ａの長手方向中央に配置されている。これにより、軸方向から見た各スリット２５ａの長手方向両端には、空隙であるフラックスバリアが形成される。フラックスバリアは、磁石２７のロータコア２３への磁束漏れを抑制する。
【００２８】
図３は、図１のＩＩＩ−ＩＩＩ線におけるステータおよびロータの断面図である。
図１から図３に示すように、磁石２７の軸方向における寸法は、ロータコア２３の軸方向における寸法よりも小さくなっている。複数の磁石２７の軸方向における寸法は、略同一となっている。各磁石２７は、磁石装着部２５における軸方向の一端部に寄った状態で配置されている。これにより、ロータ２０は、磁石２７が装着された磁石装着領域２１Ａと、磁石２７が装着されていない磁石非装着領域２１Ｂと、の２種類の領域が軸方向に並んで設けられた状態となる。磁石装着領域２１Ａは、ロータ２０の一端部に設けられている。磁石非装着領域２１Ｂは、ロータ２０の他端部に設けられている。磁石非装着領域２１Ｂにおいて、磁石装着部２５には空隙が設けられている。図示の第１具体例の回転電機１では、軸方向において磁石装着領域２１Ａが磁石非装着領域２１Ｂよりも小さくなっている。
【００２９】
（回転電機の第２具体例）
次に、実施形態の回転電機の製造装置１００および製造方法によって得られた回転電機の第２具体例について説明する。
図４は、実施形態の製造装置および製造方法により得られた回転電機の第２具体例を示す断面図である。
図４に示すように、実施形態の第２具体例の回転電機１では、軸方向において磁石装着領域２１Ａが磁石非装着領域２１Ｂよりも大きくなっている。すなわち、第２具体例の回転電機１では、図１に示す第１具体例の回転電機１と比べて、磁石２７の軸方向における寸法が大きく設定されている。
【００３０】
（回転電機の第３具体例）
次に、実施形態の回転電機の製造装置および製造方法によって得られた回転電機の第３具体例について説明する。
図５は、実施形態の製造装置および製造方法により得られた回転電機の第３具体例を示す断面図である。
図５に示すように、実施形態の第３具体例の回転電機１では、軸方向においてロータ２０の全体が磁石装着領域２１Ａとなっている。すなわち、第３具体例の回転電機１では、図１に示す第１具体例の回転電機１、および図５に示す第２具体例の回転電機１と比べて、磁石２７の軸方向における寸法が大きく設定されている。
【００３１】
（回転電機の製造装置および製造方法）
次に、上述した回転電機の製造装置１００および製造方法について説明する。
図６は、実施形態の回転電機の製造装置の構成を示す模式図である。
図６に示すように、回転電機の製造装置１００は、搬送手段１０１と、磁石装着手段１０３と、制御部１０５と、を備えている。回転電機の製造装置１００は、回転電機の製造ラインの一部を構成するものであって、例えば上述した各具体例の回転電機１のうちロータ２０を製造する装置である。
【００３２】
搬送手段１０１は、例えば搬送ベルトや搬送ローラ等により構成されている。搬送手段１０１は、ロータコア２３を順次搬送する。
磁石装着手段１０３は、例えばロボットアーム等であって、ロータコア２３の磁石装着部２５に装着する磁石２７を取得し、取得した磁石２７をロータコア２３の磁石装着部２５に装着する。
【００３３】
制御部１０５は、搬送手段１０１および磁石装着手段１０３を制御する。制御部１０５は、所定の要求性能に応じて磁石２７の軸方向における寸法を設定し、設定された寸法に対応する磁石２７を取得するように磁石装着手段１０３を制御する。所定の要求性能は、例えば製造する回転電機１の必要トルクおよび必要出力であって、回転電機１が搭載される車両のグレードに関連して設定される。なお、車両のグレードとは、同一車種において複数段階に分けて設定されたランク分けであり、動力性能等の差が設けられる。制御部１０５は、搬送手段１０１により搬送されたロータコア２３の磁石装着部２５に、磁石２７を装着するように磁石装着手段１０３を制御する。制御部１０５は、磁石２７を磁石装着部２５における軸方向一端部に装着するように磁石装着手段１０３を制御する。制御部１０５は、磁石装着部２５に装着された磁石２７の寸法に応じて、ロータ２０の搬送先を変更するように搬送手段１０１を制御する。以上により、本実施形態の回転電機の製造装置１００および製造方法は、所定の要求性能に応じて、磁石２７の軸方向における寸法を設定して、磁石２７をロータコア２３の磁石装着部２５に装着する。
【００３４】
（回転電機の特性）
次に、実施形態の製造装置１００および製造方法により得られた回転電機１に関し、磁石２７の軸方向における寸法を変化させた場合の回転電機特性について説明する。
図７は、実施形態の製造装置および製造方法により得られた回転電機のトルク特性を示す図である。図８は、実施形態の製造装置および製造方法により得られた回転電機の出力特性を示す図である。図９は、実施形態の製造装置および製造方法により得られた回転電機の引き摺り損失を示す図である。図７において、縦軸は回転電機のトルクを示し、横軸は回転電機の回転数を示している。図８において、縦軸は回転電機の出力を示し、横軸は回転電機の回転数を示している。図９において、縦軸は引き摺り損失を示し、横軸は磁石の軸方向の寸法を示している。なお、図７から図９では、ロータコア２３の軸方向の寸法を６１．５ｍｍとし、磁石２７の軸方向の寸法を２０ｍｍから６１．５ｍｍに変化させた場合の測定結果を示している。また、ステータ１０は、いずれも同一のものを用いている。
【００３５】
図７および図８に示すように、回転電機１のトルクおよび出力は、いずれも磁石２７の軸方向の寸法が小さくなるに従って減少している。また、図９に示すように、回転電機１の引き摺り損失は、磁石２７の軸方向の寸法が大きくなるに従って増加している。これらの結果により、回転電機１の必要トルクおよび必要出力が小さい場合には、磁石２７の軸方向の寸法を小さく設定し、回転電機１の必要トルクおよび必要出力が大きい場合には、磁石２７の軸方向の寸法を大きく設定することで、所定の要求性能を満たすことが可能となることがわかる。また、図９に示すように、磁石２７の軸方向の寸法をより小さく設定することで、回転電機１の引き摺り損失を低減させることができることがわかる。
【００３６】
このように、本実施形態の回転電機の製造装置１００および製造方法では、所定の要求性能に応じて磁石２７の軸方向における寸法を設定して、同一形状のロータコア２３の磁石装着部２５に磁石２７を装着する。本実施形態によれば、回転電機１の特性はロータコア２３が同一であっても磁石２７の軸方向の寸法を変えることで変化するので、同一形状のロータコア２３を用いて、要求性能に応じた特性を有する複数の仕様の回転電機１を製造することができる。このため、特性の異なる複数の仕様の回転電機１を同じ設備で製造することが可能となる。したがって、各仕様に応じた複数の製造ラインの構築に必要な投資コストの発生を抑えることが可能となり、要求性能に応じて特性が設定された回転電機１を低コストで製造できる。
【００３７】
特に、ステータのコイルがセグメントコイルの場合は、ロータコアの寸法変更に伴ってステータのステータコアの寸法が変わると、ステータコアのスロットにコイルを挿入する際に必要な力が変化したり、コイルの角度公差により軸方向の位置ずれが生じたりする場合がある。これにより、ロータを製造する設備だけでなく、ステータを製造する設備も、回転電機の各仕様に応じてそれぞれ必要となる可能性がある。このため、本実施形態の製造装置１００および製造装置は、同一形状のロータコア２３を用いて複数の仕様の回転電機１を製造することができるので、セグメントコイルを有する回転電機の製造に好適である。
【００３８】
また、上記所定の要求性能は、回転電機１の必要トルクおよび必要出力である。従来、トルクおよび出力が異なる複数の仕様の回転電機を製造する場合には、各仕様に応じてステータおよびロータの寸法変更が必要となり、これに伴って各仕様に対応する複数の製造ラインの構築が必要となる。これに対して本実施形態の製造装置１００および製造方法では、同一のロータコア２３を用いてトルクおよび出力が異なる複数の仕様の回転電機１を製造することができるので、各仕様に対応する複数の製造ラインの構築が不要となる。したがって、トルクおよび出力が異なる複数の仕様の回転電機１を低コストで製造できる。
【００３９】
また、上記所定の要求性能は、回転電機１が搭載される車両のグレードに関連して設定される。一般に車両に対する要求性能は、高価なグレードの車両よりも安価なグレードの車両のほうが低くなる。本実施形態によれば、同一のロータコア２３を用い、かつ磁石２７の寸法を小さくすることでトルクおよび出力を小さくすることができるので、磁石２７の使用量が減少する分、回転電機１の製造コストを削減することができる。つまり、安価なグレードの車両に搭載される回転電機１を、高価なグレードの車両に搭載される回転電機１よりも低コストで製造することができる。したがって、価格差が設けられた複数のグレードを有する車両に搭載される回転電機１を製造するのに好適である。
【００４０】
なお、上記実施形態の製造装置１００および製造方法では、磁石２７を磁石装着部２５における軸方向一端部に装着している。すなわち、上記実施形態の製造装置１００および製造方法により得られた回転電機１では、磁石装着領域２１Ａがロータ２０の一端部に設けられ、磁石非装着領域２１Ｂがロータ２０の他端部に設けられているが、これに限定されない。回転電機の製造装置１００および製造方法は、磁石２７の軸方向における寸法を、ロータコア２３の軸方向における寸法よりも小さく設定し、軸方向における磁石２７の磁石装着部２５への装着位置を、所定の要求性能に応じて設定してもよい。
【００４１】
図１０は、実施形態の製造装置および製造方法により得られた回転電機の第４具体例を示す断面図である。
図１０に示すように、実施形態の第４具体例の回転電機１では、磁石装着領域２１Ａがロータ２０の中間部に設けられ、磁石非装着領域２１Ｂがロータ２０の両端部にそれぞれ設けられている。つまり、磁石２７の軸方向における寸法は、ロータコア２３の軸方向における寸法よりも小さくなっている。また、磁石２７は、磁石装着部２５の軸方向中間部に装着されている。図示の例では、各磁石非装着領域２１Ｂの軸方向における寸法は、略同一となっている。
【００４２】
このように、回転電機の製造装置１００および製造方法は、回転電機１に対する所定の要求性能に応じて磁石２７の磁石装着部２５への装着位置を設定するので、例えば第４具体例の回転電機１のように磁石２７を磁石装着部２５の軸方向中間部に装着することで、ステータ１０とロータ２０との間に相互に作用する力の分布を軸方向に対称とすることができる。よって、ロータ２０の回転時における軸方向の振動を抑制することができる。
【００４３】
また、ロータコア２３は、軸方向に一様に延在していなくてもよい。例えば、磁石非装着領域２１Ｂのロータコア２３の少なくとも一部を、磁石装着領域２１Ａのロータコア２３に対して周方向にずらして配置（スキュー）してもよい。
【００４４】
図１１は、実施形態の製造装置および製造方法により得られた回転電機のトルク特性を示す図である。図１１において、縦軸は回転電機のトルクを示し、横軸は回転電機の回転数を示している。なお、図１１では、実施形態の製造装置１００および製造方法により得られた回転電機１として、ロータコア２３の軸方向の寸法を６１．５ｍｍとし、磁石装着領域２１Ａの軸方向の寸法を３０ｍｍとし、磁石非装着領域２１Ｂの軸方向の寸法を３１．５ｍｍとしたものを用いている。また、図１１において示すＡのデータは、ロータコア２３が軸方向に一様に延在しているロータコア２３を備えた回転電機１のデータである。また、図１１において示すＢのデータは、磁石非装着領域２１Ｂのロータコア２３全体を磁石装着領域２１Ａのロータコア２３に対して電気角で２０°ずらして配置したロータ２０を備えた回転電機１のデータである。
【００４５】
図１１に示すように、回転電機１のトルクは、磁石非装着領域２１Ｂのロータコア２３を、磁石装着領域２１Ａのロータコア２３に対してスキューさせることで、低回転域においてトルクが増加し、高回転域において出力が減少している。これにより、回転電機１の低回転域での必要トルクが大きい場合には、磁石非装着領域２１Ｂのロータコア２３を磁石装着領域２１Ａのロータコア２３に対して周方向にずらして配置することで、所定の要求性能を満たすことが可能となることがわかる。
【００４６】
また、実施形態の製造装置１００および製造方法で用いるロータコアとして、軸線Ｏに直交する断面形状が軸方向において異なる２箇所で相違するロータコアを用いてもよい。
図１２は、実施形態の製造装置および製造方法により得られた回転電機の第５具体例を示す断面図である。
図１２に示すように、ロータコア１２３には、上述した磁石装着部２５（図２参照）が１／１２周の周角度領域のそれぞれに形成された第１領域（図１２には不図示）と、磁石装着部１２５が１／１２周の周角度領域のそれぞれに形成された第２領域と、が軸方向に並んで設けられている。
【００４７】
ロータコア１２３の第２領域は、磁石装着部１２５に磁石１２７を装着した場合、第１領域の磁石装着部２５に磁石２７を装着した場合よりも軸方向の単位長さあたりの磁石トルクが大きくなるように形成されている。具体的に、磁石装着部１２５は、周方向に間隔をあけて並ぶ複数（図示の例では一対）のスロット１２５ａを備えている。複数のスロット１２５ａは、それぞれ軸方向から見て径方向に対して交差する方向を長手方向とする矩形状に形成されている。図示の例では、一対のスロット１２５ａは、軸方向から見てＶ字状で径方向外側に開くように配置されている。
【００４８】
各磁石１２７は、第２領域の磁石装着部１２５に装着される。各磁石１２７は、スロット１２５ａの形状に対応するように形成されている。すなわち、各磁石１２７は、軸方向から見て断面矩形状に形成されている。各スロット１２５ａの軸方向から見た長手方向両端には、空隙であるフラックスバリアが形成される。
【００４９】
各磁石１２７は、軸方向における寸法を所定の要求性能に応じて設定されて、磁石装着部１２５に装着される。なお、磁石１２７の軸方向における最大寸法は、磁石装着部１２５の軸方向における寸法（第２領域の軸方向における寸法）と一致している。磁石装着部１２５の軸方向における全体に磁石が装着された場合は、磁石装着領域２１Ａが第２領域と一致し、磁石非装着領域２１Ｂが第１領域と一致する。また、第２領域における磁石装着部１２５の軸方向における一部に磁石１２７が装着された場合は、磁石装着領域２１Ａが第２領域の一部に設けられ、磁石非装着領域２１Ｂが第１領域と第２領域とに跨って設けられる。
【００５０】
この構成によれば、ロータコアの断面形状に応じて決まる回転電機１の特性を、軸方向において異なる２箇所で相違させることができる。このため、例えばロータ２０の磁石装着領域２１Ａの断面形状を軸方向の単位長さあたりの磁石トルクがより大きくなるように設計し、ロータ２０の磁石非装着領域２１Ｂの断面形状を軸方向の単位長さあたりのリラクタンストルクがより大きくなるように設計することができる。これにより、ロータコアが軸方向に一様に延在する場合と比較してトルクを向上させる等、回転電機特性を調整することができる。
【００５１】
なお、本発明は、図面を参照して説明した上述の実施形態に限定されるものではなく、その技術的範囲において様々な変形例が考えられる。
例えば、上記実施形態においては、回転電機として磁石埋込形のロータを備えた、いわゆるＩＰＭ（Ｉｎｔｅｒｉｏｒ  Ｐｅｒｍａｎｅｎｔ  Ｍａｇｎｅｔ）モータを例に挙げているが、これに限定されない。回転電機は、ロータコアの外周面に磁石が装着されたロータを備えた、いわゆるＳＰＭ（Ｓｕｒｆａｃｅ  Ｐｅｒｍａｎｅｎｔ  Ｍａｇｎｅｔ）モータであってもよい。
【００５２】
また、上記実施形態においては、磁石装着部２５の各スリット２５ａに挿入された磁石２７の軸方向の寸法は同等になっているが、これに限定されない。例えば、磁石装着部２５の複数のスリット２５ａのうちいずれかのスリット２５ａに挿入される磁石２７のみ、所定の要求性能に応じて軸方向における寸法を設定されてもよい。
また、上記実施形態においては、６極対のロータ２０を備えた回転電機１を具体例として挙げたが、ロータの極数については特に限定されない。
【００５３】
また、上記実施形態においては、回転電機に設定される所定の要求性能は、搭載先の車両のグレードに関連して設定されるが、これに限定されず、例えば搭載先の車種に関連して設定されてもよい。
【００５４】
その他、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、上記した実施の形態における構成要素を周知の構成要素に置き換えることは適宜可能である。
【符号の説明】
【００５５】
１…回転電機  １０…ステータ  １１…ステータコア  １５…コイル  ２０…ロータ  ２３…ロータコア  ２５，１２５…磁石装着部  ２７，１２７…磁石  １００…回転電機の製造装置  Ｏ…軸線（所定軸）
【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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