(57)【要約】軸方向Ｙに貫通する挿入孔（７）が周方向（Ｘ）に間隔を隔てて複数個形成された回転子鉄心（３０）と、挿入孔（７）にそれぞれ配設された磁石（６）とを有する回転子（３）において、挿入孔（７）の孔内側周面（８１）と磁石（６）の磁石内側周面（９１）とは接触せず空間（５１、５２）を形成し、挿入孔（７）の孔外側周面（８０）と磁石（６）の磁石外側周面（９０）との間には接着層部（１１、１２）が形成されるとともに、接着層部（１１、１２）が接している挿入孔（７）の孔外側周面（８０）および磁石（６）の磁石外側周面（９０）は平面形状にて形成され、空間（５１、５２）の径方向（Ｘ）の幅（Ｔ１、Ｔ３）が、接着層部（１１、１２）の径方向（Ｘ）の幅（Ｔ２、Ｔ４）より長く形成されている。
2017061305.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸方向に貫通する挿入孔が周方向に間隔を隔てて複数個形成された回転子鉄心と、
前記挿入孔にそれぞれ配設された磁石とを有する回転子において、
前記挿入孔の孔内側周面と前記磁石の磁石内側周面とは接触せず空間を形成し、
前記挿入孔の孔外側周面と前記磁石の磁石外側周面との間には接着層部が形成されるとともに、前記接着層部が接している前記挿入孔の孔外側周面および前記磁石の磁石外側周面は平面形状にて形成され、
前記空間の径方向の幅が、前記接着層部の径方向の幅より長く形成されている回転子。
【請求項２】
前記挿入孔の前記孔内側周面および前記磁石の前記磁石内側周面は、径方向の内側凸となる円弧面形状にて形成されている請求項１に記載の回転子。
【請求項３】
前記磁石の前記磁石外側周面と、前記磁石の周方向側端面との成す角が９０°にて形成されている請求項１または請求項２に記載の回転子。
【請求項４】
前記磁石は、前記挿入孔の磁極中心軸に対して近い側の径方向の幅が、前記挿入孔の磁極中心軸に対して離れている側の径方向の幅より長く形成されている請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の回転子。
【請求項５】
前記挿入孔の前記孔内側周面には、径方向の外側に突出する第一突起部が形成されており、前記第一突起部は前記磁石の周方向側端面と接触して形成されている請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の回転子。
【請求項６】
各前記挿入孔の内、ブリッジ部にて分割されている挿入孔を備えた回転子において、
前記ブリッジ部にて分割されている前記挿入孔は、前記挿入孔の磁極中心軸に対して左右対称に前記磁石が配置されている請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の回転子。
【請求項７】
前記ブリッジ部にて分割されている前記挿入孔の前記ブリッジ部には、前記挿入孔の前記磁石側に突出し前記磁石と接触する第二突起部が形成されている請求項６に記載の回転子。
【請求項８】
前記挿入孔の孔周方向側端面は、円弧形状にて形成されている請求項１から請求項７のいずれか１項に記載の回転子。
【請求項９】
前記挿入孔は、径方向において複数層にて形成されている請求項１から請求項８のいずれか１項に記載の回転子。
【請求項１０】
請求項１から請求項９のいずれか１項に記載の回転子と、
前記回転子鉄心を回転する回転軸と、
前記回転子とエアギャップを介して配設されるとともにコイルを有する固定子とを備えた
回転電機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、トルク性能の低下を抑え、安定的に磁石を保持することができる回転子および回転電機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、電動機や発電機として使用される回転電機において、小型化、高速回転化および高出力化が求められている。小型、高速回転化、および高出力の回転電機を実現するための１つの方法として、回転子に磁石を埋め込んだ形状で、リラクタンストルクを活用し、磁石によるマグネットトルクと合わせることで発生トルクを高める方法がある。【０００３】
しかし、回転電機の小型化、高速回転化および高出力化を達成しようとした場合、回転子に埋め込む磁石の形状によって発生トルクが大きく変化する恐れが生じるといった問題があった。これに対し、従来、磁石の形状を矩形形状から半径方向の内径側に凸となる形状にて形成することでリラクタンストルクを活用し、発生トルクを向上させるものが提案されていた（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１５−６１２４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従来の回転子および回転電機において、磁石の形状は、半径方向の内径側に凸となる形状にて形成し、トルクの向上を図っていた。しかし、半径方向の内径側に凸となるような磁石の形状は、磁石を成形しにくく、磁石挿入孔に挿入するための位置決めをしにくく、磁石を挿入時に磁石を保持しにくく、磁石に接着剤を塗布しにくいという問題点があった。【０００６】
この発明は上記のような課題を解決するためになされたものであり、トルク性能の低下を抑えるとともに、安定的に磁石を保持することができる回転子および回転電機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】
【０００７】
この発明の回転子は、
軸方向に貫通する挿入孔が周方向に間隔を隔てて複数個形成された回転子鉄心と、
前記挿入孔にそれぞれ配設された磁石とを有する回転子において、
前記挿入孔の孔内側周面と前記磁石の磁石内側周面とは接触せず空間を形成し、
前記挿入孔の孔外側周面と前記磁石の磁石外側周面との間には接着層部が形成されるとともに、前記接着層部が接している前記挿入孔の孔外側周面および前記磁石の磁石外側周面は平面形状にて形成され、
前記空間の径方向の幅が、前記接着層部の径方向の幅より長く形成されているものである。【０００８】
この発明の回転電機は、
上記のように構成された回転子と、
前記回転子鉄心を回転する回転軸と、
前記回転子とエアギャップを介して配設されるとともにコイルを有する固定子とを備えたものである。
【発明の効果】
【０００９】
この発明の回転子および回転電機によれば、
トルク性能の低下を抑えるとともに、安定的に磁石を保持することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】この発明の実施の形態１の回転子の構成を示す平面図である。
【図２】図１に示した回転子の構成を示す部分拡大平面図である。
【図３】図２に示した回転子の構成を示す部分拡大平面図である。
【図４】図１に示した回転子を用いた回転電機の構成を示す斜視図である。
【図５】図３に示した回転電機の構成を示す平面図である。
【図６】この発明の回転電機と、比較例の回転電機との磁石の利用率を示す図である。
【図７】この発明の実施の形態２の回転子の構成を示す平面図である。
【図８】図７に示した回転子の構成を示す部分拡大平面図である。
【図９】図８に示した回転子の構成を示す部分拡大平面図である。
【図１０】この発明の回転電機と、比較例の回転電機との磁石の利用率を示す図である。
【図１１】この発明の実施の形態３の回転子の構成を示す平面図である。
【図１２】図１１に示した回転子の構成を示す部分拡大平面図である。
【図１３】図１２に示した回転子の構成を示す部分拡大平面図である。
【図１４】この発明の回転電機と、比較例の回転電機との磁石の利用率を示す図である。
【図１５】この発明の実施の形態４の回転子の構成を示す平面図である。
【図１６】図１５に示した回転子の構成を示す部分拡大平面図である。
【図１７】図１６に示した回転子の構成を示す部分拡大平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
実施の形態１．
以下、本願発明の実施の形態について説明する。図１はこの発明の実施の形態１の回転子の構成を示す平面図である。図２は図１に示した回転子の１／８モデルの構成を示す部分拡大平面図である。図３は図２に示した回転子のさらに半分の構成を示す部分拡大平面図である。図４は図１に示した回転子を用いた回転電機の構成を示す斜視図である。図５は図４に示した回転電機の構成を示す平面図である。図６はこの発明の回転電機と、比較例の回転電機との磁石の利用率を示す図である。尚、図２においてのみ、構造物を理解するためのハッチングを付して示している。他の図においては、同様の構造物から構成されているものであり、ハッチングは省略して示している。
【００１２】
また、本実施の形態においては、８極４８スロットの永久磁石型の回転電機１の例を用いて説明する。但し、回転電機１の極数およびスロット数は適宜増減可能であり、本実施の形態および以下の実施の形態においても同様に構成することができるため、その説明は適宜省略する。
【００１３】
図４および図５において、回転電機１は、固定子２と、回転子３と、シャフト４にて構成される。回転電機１の外周側から、固定子２、回転子３、シャフト４の順番に配設されている。固定子２は回転子３と空隙であるエアギャップ５を有して配設されている。このエアギャップ５は、径方向Ｘの間隔Ｌが０．１ｍｍ〜２．５ｍｍにて形成される。
【００１４】
固定子２は、固定子鉄心２０とコイル２１とを有している。固定子鉄心２０は、円環状に形成されている。そして、固定子鉄心２０は、例えば、電磁鋼板が軸方向Ｙに複数枚積層されて構成されている。そして、１枚の電磁鋼板の厚さは、０．１ｍｍから１．０ｍｍの間を使用する場合が多い。尚、本実施の形態では、固定子鉄心２０を電磁鋼板にて構成する例を示したが、これに限られることなく、電磁鋼板以外にて構成することも可能であり、以下の実施の形態においても同様に構成することができるため、その説明は適宜省略する。また、固定子鉄心２０に巻回されているコイル２１は、分布巻き、または、集中巻きのどちらで形成されていてもよい。
【００１５】
回転子３は、回転子鉄心３０が軸心位置に挿通されたシャフト４に固定され形成されている。回転子３は、回転子鉄心３０が固定子２の内側に配置されるとともに、永久磁石６を備えた永久磁石型回転子である。そして、シャフト４は、例として焼きばめまたは圧入等にて回転子鉄心３０に固定されている。
【００１６】
次に、図１から図３において、回転子３の構成の詳細について説明する。図１に示すように、回転子３は、軸方向Ｙに貫通する挿入孔７が周方向Ｚに間隔を隔てて複数個形成された回転子鉄心３０と、各挿入孔７にそれぞれ配設された各永久磁石６（以下、永久磁石は磁石として示す）と、回転子鉄心３０を回転するためのシャフト４とから構成されている。
【００１７】
よって、各磁石６は、各挿入孔７に挿入することが可能な大きさおよび形状にて形成されている。尚、以下の説明において、磁石６および挿入孔７と示すときは、回転子３における、全ての磁石６および挿入孔７を指すものとして示している。
【００１８】
図２に示すように、挿入孔７は、回転子鉄心３０の周方向Ｚに間隔を隔てて複数個形成されるとともに、径方向Ｘに複数層にて形成されている。本実施の形態においては、挿入孔７が径方向Ｘに二層に並んだ場合について説明する。挿入孔７は、第一挿入孔７１と第二挿入孔７２との２層を有している。また、第一挿入孔７１は、第一ブリッジ部４１を磁極中心軸上に形成し、当該中心軸上において、左右線対称な形状にて第一挿入孔７１Ａおよび第一挿入孔７１Ｂが分割して形成されている。そして、第二挿入孔７２は、第二ブリッジ部４２を磁極中心軸上に形成し、当該中心軸上において、左右線対称な形状にて第二挿入孔７２Ａおよび第二挿入孔７２Ｂが分割して形成されている。
【００１９】
そして、第一挿入孔７１Ａおよび第一挿入孔７１Ｂには、第一磁石６１Ａおよび第一磁石６１Ｂが、第二挿入孔７２Ａおよび第二挿入孔７２Ｂには、第二磁石６２Ａおよび第二磁石６２Ｂがそれぞれ挿入されている。よって、第一磁石６１は、第一磁石６１Ａおよび第一磁石６１Ｂにて構成されることとなる。そして、第二磁石６２は、第二磁石６２Ａおよび第二磁石６２Ｂにて構成されることとなる。また、各磁石６は、特に図３に示すように、各挿入孔７の磁極中心軸に対して近い側の径方向Ｘの幅Ｈ１が、各挿入孔７の磁極中心軸に対して離れている側の径方向Ｘの幅Ｈ２より長く形成されている。
【００２０】
そして、図３に示すように、第一挿入孔７１の孔外側周面８０と、第一磁石６１の磁石外側周面９０との間には、第一接着層部１１が形成され固定されている。また、第二挿入孔７２の孔外側周面８０と、第二磁石６２の磁石外側周面９０との間には、第二接着層部１２が形成され固定されている。
【００２１】
そして、この第一接着層部１１が形成されている、第一挿入孔７１の径方向Ｘの外側の周方向Ｚの側面である孔外側周面８０は、平面状にてそれぞれ形成されている。さらに、この第一接着層部１１が形成されている、第一磁石６１の径方向Ｘの外側の周方向Ｚの面である磁石外側周面９０は、平面状にてそれぞれ形成されている。また同様に、第二接着層部１２が形成されている、第二挿入孔７２の径方向Ｘの外側の周方向Ｚの側面である孔外側周面８０は、平面状にてそれぞれ形成されている。さらに、この第二接着層部１２が形成されている、第二磁石６２の径方向Ｘの外側の周方向Ｚの面である磁石外側周面９０は、平面状にてそれぞれ形成されている。
【００２２】
また、各挿入孔７１、７２の径方向Ｘの内側の周方向Ｚの側面である孔内側周面８１は、回転子３の径方向Ｘの内側凸の円弧面形状にてそれぞれ形成されている。また、各磁石６１、６２の径方向Ｘの内側の周方向Ｚの面である磁石内側周面９１は、回転子３の径方向Ｘの内側凸の円弧面形状にてそれぞれ形成されている。
【００２３】
そして、挿入孔７および磁石６は各接着層部１１、１２にて接着されているとともに、第一挿入孔７１の孔内側周面８１と、第一磁石６１の磁石内側周面９１とは接触せず、空間が設けられており第一空隙部５１が形成されている。また、第二挿入孔７２の孔内側周面８１と、第二磁石６２の磁石内側周面９１とは接触せず、空間が設けられており第二空隙部５２が形成されている。
【００２４】
そして、第一空隙部５１の径方向Ｘにおける幅Ｔ１は、第一接着層部１１の径方向Ｘにおける幅Ｔ２より長く形成されている。同様に、第二空隙部５２の径方向Ｘにおける幅Ｔ３は、第二接着層部１２の径方向Ｘにおける幅Ｔ４より長く形成されている。具体的には、幅Ｔ２、Ｔ４は、０．０３ｍｍ〜０．１５ｍｍ程度である。また、幅Ｔ１、Ｔ３は、幅Ｔ２、Ｔ４より長いものの、１ｍｍ以下程度にて形成されている。
【００２５】
また、第一挿入孔７１Ａ、７１Ｂの孔内側周面８１には、径方向Ｘの外側に突出するとともに第一磁石６１Ａ、６１Ｂの周方向Ｚの第一ブリッジ部４１が形成されている側と反対側の周方向側端面９３に接触する第一突起部８２がそれぞれ形成されている。第一挿入孔７１の第一ブリッジ部４１には、第一挿入孔７１の第一磁石６１側に突出するとともに第一磁石６１に接触する第二突起部８３が形成されている。これら各突起部８２、８３は、第一挿入孔７１に挿入された第一磁石６１が、回転子鉄心３０の回転時に移動しないための当て止めの役目を果たしている。
【００２６】
さらに、第一挿入孔７１Ａ、７１Ｂの孔周方向側端面８４は、円弧形状にて形成されている。そして、第一挿入孔７１Ａ、７１Ｂには第一磁石６１Ａ、６１Ｂが配置されていない空隙があり、この部分がフラックスバリア部８となる。
【００２７】
また、第二挿入孔７２Ａ、７２Ｂの孔内側周面８１には、径方向Ｘの外側に突出するとともに第二磁石６２Ａ、６２Ｂの周方向Ｚの第二ブリッジ部４２が形成されている側と反対側の周方向側端面９３に接触する第一突起部８２がそれぞれ形成されている。第二挿入孔７２の第二ブリッジ部４２には、第二挿入孔７２の第二磁石６２側に突出するとともに第二磁石６２に接触する第二突起部８３が形成されている。これら各突起部８２、８３は、第二挿入孔７２に挿入された第二磁石６２が、回転子鉄心３０の回転時に移動しないための当て止めの役目を果たしている。
【００２８】
さらに、第二挿入孔７２Ａ、７２Ｂの孔周方向側端面８４は、円弧形状にて形成されている。そして、第二挿入孔７２Ａ、７２Ｂには第二磁石６２Ａ、６２Ｂが配置されていない空隙があり、この部分がフラックスバリア部８となる。
【００２９】
次に、上記のように構成された実施の形態１の回転電機の回転子の製造方法について説明する。まず、磁石６の磁石外側周面９０上に接着剤を塗布する。尚、接着剤は、磁石６と挿入孔７とを固定するために可能な材料であれば、どの材料を使用してもよい。例えば、０．０３ｍｍ〜０．１５ｍｍ程度の厚み（幅Ｔ２、Ｔ４に相当）にて塗布されている。次に、磁石６を挿入孔７内に挿入する。この際、接着剤が必要箇所以外に付着しないように、磁石６の接着剤が塗布されている側の磁石外側周面９０が挿入孔７の孔外側周面８０に沿うようにして挿入する。
【００３０】
次に、磁石６をそれぞれ径方向Ｘの外側に移動させて、磁石６上の接着剤を孔外側周面８０に押し当て接着剤を硬化する。尚、この押し当てる工程は、磁石６または挿入孔７が割れたり、欠けたりすることない条件であればいずれの条件でもよく、磁石６を挿入孔７に押し当てる手段および回数は問わないものである。そして、磁石６の磁石外側周面９０と挿入孔７の孔外側周面８０との間には第一接着層部１１、および第二接着層部１２がそれぞれ形成される。また、磁石６の周方向側端面９３は、第一突起部８２、および、第二突起部８３にそれぞれ接触している。
【００３１】
この際、第一接着層部１１および第二接着層部１２が接着されている、磁石６の磁石外側周面９０と挿入孔７の孔外側周面８０とは平面状にて形成されているため、それぞれが曲面状にて形成されている場合と比較して、磁石６の位置決めが容易となり、磁石６と挿入孔７とが面接触となるため強固に安定的に固着することができる。さらに、磁石６の周方向側端面９３は、第一突起部８２、および、第二突起部８３にそれぞれ接触しているため、磁石６の位置は安定的となる。
【００３２】
そしてこの際、磁石６の磁石内側周面９１と、挿入孔７の孔内側周面８１とを接触せず、磁石６の磁石内側周面９１と、挿入孔７の孔内側周面８１との間には、空間が設けられており第一空隙部５１、および第二空隙部５２がそれぞれ形成される。
【００３３】
次に、上記のようにして製造された回転子３を用いて回転電機１を組み立てる方法について説明する。固定子２は、主な材料である電磁鋼板を打ち抜いて固定子鉄心２０を形成する。尚、固定子鉄心２０の形成方法は、電磁鋼板の打ち抜きに限らない。次に、円環状に組み立てたコイル２１に、絶縁シートを取り付け固定子鉄心２０に挿入する。尚、コイル２１および固定子鉄心２０の組み立て方法はこの方法に限らなくてもよい。次に、上記のようにして製造された回転子３の回転子鉄心３０にシャフト４を固定する。次に、固定子２にエアギャップ５を介して回転子３を挿入して組み立て回転電機１を製造する。尚、回転電機１の構成は、以下の実施の形態においても同様に構成することが可能なため、その説明および図示は省略する。
【００３４】
上記のように構成された実施の形態１によれば、回転子が、挿入孔の孔内側周面と磁石の磁石内側周面とは接触せず空間を形成し、挿入孔の孔外側周面と磁石の磁石外側周面との間には接着層部が形成されるとともに、接着層部が接している挿入孔の孔外側周面および磁石の磁石外側周面は平面形状にて形成され、挿入孔と磁石との空間の径方向の幅が、接着層部の径方向の幅より長く形成されており、さらに当該回転子と、回転子鉄心を回転する回転軸と、回転子とエアギャップを介して配設されるとともにコイルを有する固定子とを備えた回転電機において、トルク性能の低下を抑えるとともに、安定的に磁石を保持することができる。
【００３５】
具体的に、比較例として、挿入孔の孔内側周面と磁石の磁石内側周面との空間の径方向の幅が、挿入孔の孔外側周面と磁石の磁石外側周面との間の接着層部の径方向の幅より短く形成されている回転子と、本願発明に相当するとして、挿入孔の孔内側周面と磁石の磁石内側周面との空間の径方向の幅が、挿入孔の孔外側周面と磁石の磁石外側周面との間の接着層部の径方向の幅より長く形成されている回転子とにおける、それぞれの磁石の利用率を図６に示す。磁石の利用率の算出はどちらも同じ条件で実施した。尚、今回はトルクの指標となる、磁石の単位面積あたりのトルクの大きさとなる、磁石の利用率の結果を示している。図６から明らかなように、本発明は比較例と比べると磁石の利用率が大きいことが分かる。これより、本発明により、磁石の利用率の低下を抑えることが確認できた。
【００３６】
また、磁石は、挿入孔の磁極中心軸に対して近い側の径方向の幅が、挿入孔の磁極中心軸に対して離れている側の径方向の幅より長く形成されているため、磁石の突極比を大きくすることができ、トルクを発生させるためのｑ軸インダクタンスＬｑとｄ軸インダクタンスＬｄの差を大きくし、トルクを増加させることができる。
【００３７】
また、挿入孔の孔内側周面には、径方向の外側に突出する第一突起部が形成されており、第一突起部は磁石の周方向側端面と接触して形成されているため、回転子が回転した時に、磁石がはがれたとしても、磁石が第一突起部に接触しているため、回転子鉄心に加わる応力集中を緩和と位置精度の向上が可能となる。さらに、磁石の位置ずれによる磁束の向きのばらつきを低減することができる。
【００３８】
また、ブリッジ部にて分割されている挿入孔は、挿入孔の磁極中心軸に対して左右対称に磁石が配置されているため、ラジアルに配向するのではなく、平行に配向しても、磁極の中心に配向を集めることができる。ここでのラジアル配向とは、磁石の成形工程内の磁場を印加する時に放射状に配向磁場を加えて成形した磁石を指し、平行配向とは、磁石の成形工程内の磁場を印加する時に平行に配向磁場を加えて成形した磁石を指す。配向磁場を均一に調整するにはラジアル配向よりも平行配向の方が調整しやすい。
【００３９】
また、ブリッジ部にて分割されている挿入孔のブリッジ部には、挿入孔の磁石側に突出し磁石と接触する第二突起部が形成されているため、回転子が回転した時に、磁石がはがれたとしても、磁石が第二突起部に接触しているため、回転子鉄心に加わる応力集中を緩和と位置精度の向上が可能となる。さらに、磁石の位置ずれによる磁束の向きのばらつきを低減することができる。
【００４０】
また、挿入孔の孔周方向側端面は、円弧形状にて形成されているため、回転子が回転した際に挿入孔以外の回転子鉄心に加わる応力集中を緩和できる。
【００４１】
また、挿入孔は、径方向において複数層にて形成されているため、さまざまなバリエーションの磁石配置に対応することができる。
【００４２】
また、挿入孔と磁石と両端側にはフラックスバリア部が形成されているため、回転電機が作動した時の磁束の漏れを少なくすることができる。
【００４３】
尚、本実施の形態では磁石および挿入孔を磁極中心軸に対して、左右対称に１つずつ配置する例を示しているが、これに限られることはなく、配置する数は、磁極中心軸に対して左右対称であれば２つ以上でも同様に構成でき同様の効果を奏することができる。
【００４４】
実施の形態２．
図７はこの発明の実施の形態２の回転子の構成を示す平面図である。図８は図７に示した回転子の１／８モデルの構成を示す部分拡大平面図である。図９は図８に示した回転子のさらに半分の構成を示す部分拡大平面図である。図１０はこの発明の回転電機と、比較例の回転電機との磁石の利用率を示す図である。尚、図８においてのみ、構造物を理解するためのハッチングを付して示している。他の図においては、同様の構造物から構成されているものであり、ハッチングは省略して示している。
【００４５】
図において、上記実施の形態１と同様の部分は同一符号を付して説明を省略する。本実施の形態２においては、磁石６の周方向側端面９３と、磁石外側周面９０との成す角θ１およびθ２が９０°にて形成されている。他の構成は上記実施の形態１と同様であり、同様に製造することができる。
【００４６】
上記のように構成された実施の形態２によれば、上記実施の形態１と同様の効果を奏するのはもちろんのこと、磁石の前記磁石外側周面と、磁石の周方向側端面との成す角が９０°にて形成されているので、磁石の両周方向側端面を保持しやすく、磁石の挿入孔への挿入性と、挿入時の磁石の位置精度を向上させることができる。また、本発明の磁石の磁石外側周面と、磁石の周方向側端面との成す角が９０°にて形成されている場合と、比較例としての異なる角度にて形成されている場合とにおける、それぞれの磁石の利用率を図１０に示す。磁石の利用率の算出はどちらも同じ条件で実施した。図１０から明らかなように、本発明は比較例と比べると磁石の利用率が大きいことが分かる。これより、本発明により、磁石の利用率の低下を抑えることが確認できた。
【００４７】
実施の形態３．
図１１はこの発明の実施の形態３の回転子の構成を示す平面図である。図１２は図１１に示した回転子の１／８モデルの構成を示す部分拡大平面図である。図１３は図１１に示した回転子のさらに半分の構成を示す部分拡大平面図である。図１４はこの発明の回転電機と、比較例の回転電機との磁石の利用率を示す図である。尚、図１２においてのみ、構造物を理解するためのハッチングを付して示している。他の図においては、同様の構造物から構成されているものであり、ハッチングは省略して示している。
【００４８】
図において、上記各実施の形態と同様の部分は同一符号を付して説明を省略する。本実施の形態３においては、挿入孔７を径方向Ｘにおいて１層のみに形成されている例を示したものである。他の構成は上記各実施の形態と同様であり、同様に製造することができる。
【００４９】
上記のように構成された実施の形態３によれば、上記各実施の形態と同様の効果を奏することができる。具体的に、比較例として挿入孔が径方向に１層のみに形成されており、挿入孔の孔内側周面と磁石の磁石内側周面との空間の径方向の幅が、挿入孔の孔外側周面と磁石の磁石外側周面との間の接着層部の径方向の幅より短く形成されている回転子と、本願発明に相当するとして、挿入孔の孔内側周面と磁石の磁石内側周面との空間の径方向の幅が、挿入孔の孔外側周面と磁石の磁石外側周面との間の接着層部の径方向の幅より長く形成されている回転子とにおける、それぞれの磁石の利用率を図１４に示す。磁石の利用率の算出はどちらも同じ条件で実施した。図１４から明らかなように、本発明は比較例と比べると磁石の利用率が大きいことが分かる。これより、本発明により、磁石の利用率の低下を抑えることが確認できた。
【００５０】
実施の形態４．
図１５はこの発明の実施の形態４の回転子の構成を示す平面図である。図１６は図１５に示した回転子の１／８モデルの構成を示す部分拡大平面図である。図１７は図１６に示した回転子のさらに半分の構成を示す部分拡大平面図である。尚、図１６においてのみ、構造物を理解するためのハッチングを付して示している。他の図においては、同様の構造物から構成されているものであり、ハッチングは省略して示している。
【００５１】
図において、上記各実施の形態と同様の部分は同一符号を付して説明を省略する。本実施の形態４においては、挿入孔７を径方向Ｘにおいて３層にて形成されている例を示したものである。他の構成は上記各実施の形態と同様であり、同様に製造することができる。挿入孔７は、第一挿入孔７１と第二挿入孔７２と第三挿入孔７３の３層を有している。また、第三挿入孔７３は、第三ブリッジ部４３を磁極中心軸上に形成し、当該中心軸上において、左右線対称な形状にて第三挿入孔７３Ａおよび第三挿入孔７３Ｂが分割して形成されている。
【００５２】
そして、第三挿入孔７３Ａおよび第三挿入孔７３Ｂには、第三磁石６３Ａおよび第三磁石６３Ｂがそれぞれ挿入されている。よって、第三磁石６３は、第三磁石６３Ａおよび第三磁石６３Ｂにて構成されることとなる。そして、図１７に示すように、第三挿入孔７３の孔外側周面８０と、第三磁石６３の磁石外側周面９０との間には、第三接着層部１３が形成され固定されている。そして、この第三接着層部１３が形成されている、第三挿入孔７３の径方向Ｘの外側の周方向Ｚの側面である孔外側周面８０は、平面状にてそれぞれ形成されている。さらに、この第三接着層部１３が形成されている、第三磁石６３の径方向Ｘの外側の周方向Ｚの面である磁石外側周面９０は、平面状にてそれぞれ形成されている。
【００５３】
また、第三挿入孔７３の径方向Ｘの内側の周方向Ｚの側面である孔内側周面８１は、回転子３の径方向Ｘの内側凸の円弧面形状にてそれぞれ形成されている。また、第三磁石６３の径方向Ｘの内側の周方向Ｚの面である磁石内側周面９１は、回転子３の径方向Ｘの内側凸の円弧面形状にてそれぞれ形成されている。
【００５４】
そして、第三挿入孔７３の孔内側周面８１と、第三磁石６３の磁石内側周面９１とは接触せず、空間が設けられており第三空隙部５３が形成されている。そして、第三空隙部５３の径方向Ｘにおける幅Ｔ５は、第三接着層部１３の径方向Ｘにおける幅Ｔ６より長く形成されている。具体的には、幅Ｔ６は、０．０３ｍｍ〜０．１５ｍｍ程度である。また、幅Ｔ５は、幅Ｔ６より長いものの、１ｍｍ以下程度にて形成されている。
【００５５】
また、第三挿入孔７３Ａ、７３Ｂの孔内側周面８１には、径方向Ｘの外側に突出するとともに第三磁石６３Ａ、６３Ｂの周方向Ｚの第三ブリッジ部４３が形成されている側と反対側の周方向側端面９３に接触する第一突起部８２がそれぞれ形成されている。第三挿入孔７３の第三ブリッジ部４３には、第三挿入孔７３の第三磁石６３側に突出するとともに第三磁石６３に接触する第二突起部８３が形成されている。これら各突起部８２、８３は、第三挿入孔７３に挿入された第三磁石６３が、回転子鉄心３０の回転時に移動しないための当て止めの役目を果たしている。
【００５６】
さらに、第三挿入孔７３Ａ、７３Ｂの孔周方向側端面８４は、円弧形状にて形成されている。そして、第三挿入孔７３Ａ、７３Ｂには第三磁石６３Ａ、６３Ｂが配置されていない空隙があり、この部分がフラックスバリア部８となる。
【００５７】
上記のように構成された実施の形態４によれば、上記各実施の形態と同様の効果を奏するのはもちろんのこと、挿入孔および磁石を３層にて構成することにより、磁石の起磁力で発生させるマグネットトルクを大きくすることができる。
【００５８】
尚、本発明は、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。
【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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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【国際調査報告】
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