(57)【要約】  製造工程の簡易化、および、永久磁石のリサイクルの容易化を実現する永久磁石式回転電機およびその製造方法の提供。  永久磁石式回転電機（１００）は、固定子（２００）と、固定子（２００）に空隙を介して配置された回転子（３００）とを有する。回転子（３００）は、複数の磁石挿入孔（３１０）を周方向に備えた回転子コア（３０５）と、磁石挿入孔（３１０）のそれぞれに圧入された圧入体（３１９）とを備える。圧入体（３１９）は、永久磁石（３１５）と、永久磁石（３１５）の側面に設けられた磁石固定部材（３２０）より成る。周方向において、圧入体（３１９）が一端では磁石固定部材（３２０）の線接触部（３２５）を以って磁石挿入孔（３１０）の内壁と線接触し、他端では磁石固定部材（３２０）の面接触部（３２６）を以って磁石挿入孔（３１０）の内壁と面接触することで、磁石挿入孔（３１０）内に固定されている。
2015146210.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
固定子と、前記固定子に空隙を介して対応配置された回転子とを有する永久磁石式回転電機であって、  前記回転子は、磁石挿入孔を周方向に複数備えた回転子コアと、前記磁石挿入孔のそれぞれに圧入された圧入体とを備え、  前記圧入体は、前記磁石挿入孔の挿入方向（以下、圧入体挿入方向）に延在する永久磁石と、前記永久磁石の側面に前記圧入体挿入方向に延設された弾性材料の磁石固定部材とを有し、  前記磁石固定部材は、周方向および径方向のいずれか一方において、一端では前記磁石挿入孔の内壁と前記圧入体挿入方向に線接触する線接触部と、他端では前記磁石挿入孔の内壁と面接触する面接触部とを有し、  前記圧入体は、前記線接触部と前記面接触部が前記内壁と接することで前記磁石挿入孔内に固定されている永久磁石式回転電機。
【請求項２】
請求項１に記載の永久磁石式回転電機において、  前記磁石固定部材の前記線接触部と前記面接触部は、前記圧入体挿入方向の全域で前記内壁と接触するように延在している永久磁石式回転電機。
【請求項３】
請求項１に記載の永久磁石式回転電機において、  前記磁石挿入孔の内壁と前記圧入体との間には、前記回転子コアの軸方向端面間を連通する空隙が設けられている永久磁石式回転電機。
【請求項４】
請求項３に記載の永久磁石式回転電機において、    前記圧入体は、前記磁石固定部材が設けられていない永久磁石が露出する露出領域を有し、  前記空隙は、前記磁石挿入孔の内壁と前記磁石固定部材とが面して画成された第１空隙と、前記磁石挿入孔の内壁と前記永久磁石の露出領域とが面して画成された第２空隙とを含む永久磁石式回転電機。
【請求項５】
請求項１に記載の永久磁石式回転電機において、  前記圧入体は、前記圧入体挿入方向に２つに分割され、  前記分割された第１及び第２圧入体の回転子コア端面側には、前記回転子コア端面から軸方向に突設し、前記磁石挿入孔の輪郭形状よりも大きい輪郭形状を有する磁石保護部材が設けられ、  前記磁石保護部材は、前記回転子コア端面に接触している永久磁石式回転電機。
【請求項６】
固定子と、前記固定子に空隙を介して対応配置された回転子とを有する永久磁石式回転電機の製造方法において、  前記回転子は、  軸方向に磁石挿入孔が設けられた複数枚の電磁鋼板を積層した回転子コアを準備する工程と、    永久磁石と前記永久磁石の側面に設けられた弾性材料の磁石固定部材とから少なくとも成る圧入体を準備する工程と、  前記圧入体を前記磁石挿入孔に挿入する際、周方向および径方向のいずれか一方において、前記圧入体が一端では前記磁石固定部材を以って前記磁石挿入孔の内壁と線接触させるとともに、他端では前記磁石挿入孔の内壁と前記磁石固定部材を以って面接触させつつ、前記圧入体を前記磁石挿入孔に圧入して前記磁石挿入孔に前記圧入体を固定する工程により製造され、  前記製造された回転子を、前記固定子の内周側、または外周側に配設して永久磁石式回転電機を製造する方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明は、永久磁石式回転電機及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】  モータなどの回転電機は、固定子と回転子とを備えている。回転子の回転子コアは、周方向に多数の磁石挿入孔を有する０．０５〜１．０ｍｍ程度の厚さの電磁鋼板が積層され、加締め固定されるなどして一体化されている。この回転子コアの磁石挿入孔には永久磁石を埋め込むと共に磁石を固定する為に接着剤を充填するのが一般的である。永久磁石の軸方向及び径方向の固定は接着剤の接着状態及び接着の固着力に影響する。更に信頼性を求める場合、回転電機の磁気特性を損なわない非磁性の押さえ板を軸方向に配設し、回転電機に加わる力による永久磁石の飛散を防止する構造となっている。この押さえ板は、磁石挿入孔に挿入された永久磁石の保護の役目も担っている。【０００３】  特許文献１には、永久磁石式回転電機の回転子に永久磁石を固定する次のような構成が記載されている。回転子コアの磁極毎に設けられている磁石挿入孔に永久磁石を挿入・配置すると共に、磁石挿入孔の空隙に樹脂を充填する。これにより、永久磁石の割れ防止と耐遠心力強度の向上の両立が可能となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−３５９９４２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】  しかしながら、特許文献１に記載の発明では、温度や湿度等の作業環境等の作業方法に起因して、樹脂による永久磁石の固着強度にバラツキが生じやすく、永久磁石の固着強度が十分に得られない可能性がある。したがって、製品の信頼性を高める為には接着剤の特性を考慮した製造工程での厳格な管理が必要となっている。【０００６】  また、近年の金属レアアース（ネオジム、ディスプロシウム等）の市況高騰により、回転子に取り付けられている永久磁石をリサイクルする技術が着目されている。しかし、特許文献１に記載の発明では、樹脂によって固着された永久磁石を回転子の磁石挿入孔から取り外すことは容易には行えないため、作業性が悪いという問題がある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】  本発明は、固定子と、固定子に空隙を介して対応配置された回転子とを有する永久磁石式回転電機に適用される。そして、上記課題は以下の構成により解決される。  回転子は、磁石挿入孔を周方向に複数備えた回転子コアと、磁石挿入孔のそれぞれに圧入された圧入体とを備える。圧入体は、磁石挿入孔の挿入方向（圧入体挿入方向）に延在する永久磁石と、永久磁石の側面に圧入体挿入方向に延設された弾性材料の磁石固定部材とを有する。磁石固定部材は、周方向および径方向のいずれか一方において、一端では磁石挿入孔の内壁と圧入体挿入方向に線接触する線接触部と、他端では磁石挿入孔の内壁と面接触する面接触部とを有する。圧入体は、線接触部と面接触部が内壁と接することで磁石挿入孔内に固定されている。  本発明はまた、固定子と、固定子に空隙を介して対応配置された回転子とを有する永久磁石式回転電機の製造方法に適用される。そして、上記課題は以下の構成により解決される。  回転子は、軸方向に磁石挿入孔が設けられた複数枚の鋼板を積層した回転子コアを準備する工程と、永久磁石と永久磁石の側面に設けられた弾性材料の磁石固定部材とから少なくとも成る圧入体を準備する工程と、圧入体を磁石挿入孔に挿入する際、周方向および径方向のいずれか一方において、一端では磁石固定部材を以って磁石挿入孔の内壁と線接触するとともに、他端では磁石挿入孔の内壁と磁石固定部材を以って面接触しつつ、圧入体を磁石挿入孔に圧入して磁石挿入孔に圧入体を固定する工程により製造される。製造された回転子を固定子の内周側、または外周側に配設して永久磁石式回転電機が製造される。
【発明の効果】
【０００８】  本発明によれば、永久磁石式回転電機の製造工程が簡易化されると共に、永久磁石のリサイクルを容易にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の実施形態に係る永久磁石式回転電機の全体構成を示す模式図である。
【図２】本発明の実施形態に係る永久磁石式回転電機の回転子および固定子を示す断面図である。
【図３】本発明の第１の実施形態に係る永久磁石式回転電機の回転子の構成を示す斜視図である。
【図４】本発明の第１の実施形態に係る永久磁石式回転電機の回転子に固定される圧入体の構成を示す斜視図である。
【図５】本発明の第１の実施形態に係る永久磁石式回転電機の回転子の断面図である。
【図６】本発明の第２の実施形態に係る永久磁石式回転電機の回転子の構成を示す斜視図である。
【図７】（ａ）は、本発明の第２の実施形態に係る永久磁石式回転電機の回転子に固定される永久磁石の構成を示す斜視図、（ｂ）はそのｂ−ｂ線断面図である。
【図８】磁石固定部材の変形例１を示す図。
【図９】磁石固定部材の変形例２を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１０】  図１〜７を参照して本発明を実施するための形態について説明する。以下の各実施形態による永久磁石式回転電機（以下、単に、回転電機という。）は、電気自動車を駆動する回転電機である。この回転電機を備える電気自動車には、エンジンと回転電機の両方を備えるハイブリッドタイプの電気自動車（ＨＥＶ）と、エンジンを備えず回転電機のみ備える純粋な電気自動車（ＥＶ）とがある。以下に説明する回転電機は、いずれにも利用できる。以下では、一例として、ハイブリッドタイプの電気自動車用の回転電機について説明する。
【００１１】［第１の実施形態］  図１は、本実施形態に係る回転電機１００の全体構成を示す模式図である。図１では、回転電機１００の一部を断面とすることで、回転電機１００の内部を示している。
【００１２】  ハウジング１０５の内部には固定子２００が支持されており、固定子２００は固定子コア２０５と固定子巻線２１５とを備えている。固定子コア２０５の内周側には、回転子３００が空隙４００を介して回転可能に支持されている。回転子３００は、シャフト３５０に固定された回転子コア３０５と、永久磁石３１５と、非磁性体のエンドプレート３４０とを備えている。ハウジング１０５は、軸受３４５、３４６が設けられた一対のエンドブラケット１１０を有しており、シャフト３５０はこれらの軸受３４５、３４６により回転自在に支持されている。
【００１３】  回転電機１００は、永久磁石内蔵型の三相同期モータである。回転電機１００は、固定子コア２０５に巻回される固定子巻線２１５に三相交流電流が供給されることで、回転子３００を回転させる電動機として作動する。また、回転電機１００は、エンジンによって駆動されると、発電機として作動して三相交流の発電電力を出力する。つまり、回転電機１００は、電気エネルギーに基づいて回転トルクを発生する電動機（モータ）としての機能と、機械エネルギーに基づいて発電を行う発電機としての機能の両方を有しており、自動車の走行状態によって上記機能を選択的に利用することができる。
【００１４】  図２は、図１に示す固定子２００および回転子３００の断面を示す模式図であり、図１のＡ−Ａ断面図を示したものである。なお、図２ではハウジング１０５、シャフト３５０の記載を省略した。  固定子コア２０５は複数の磁性体、例えば複数の電磁鋼板を軸方向に積層して形成したものであり、ヨーク部（コアバック部ともいう）及びティース部（突出部或いは突極部ともいう）から構成されている。ヨーク部は、ハウジング１０５の内周側に嵌合された円筒状のヨークコア２０６（コアバックともいう）から構成されている。ティース部は、ヨークコア２０６の径方向内周側に突出し、所定の間隔をもって周方向に複数配置されたティースコア２０７から構成されている。本実施形態では、ヨークコア２０６の内周側に７２個のティースコア２０７が形成されている。これにより、本実施形態では、固定子磁極の極数が７２極の固定子２００が得られる。
【００１５】  ティースコア２０７が形成されることで、隣接するティースコア２０７との間にスロット２１０が形成されている。スロット２１０内にはスロット絶縁（図示省略）が設けられ、固定子２００を構成するＵ相，Ｖ相，Ｗ相の複数の相巻線が装着されている。本実施形態では、固定子巻線２１５の巻き方として分布巻を採用している。ここで、分布巻とは、各相の相巻線をいくつかのスロットに分散して巻回した巻線方式である。本実施形態では、巻線方式として分布巻を採用しているので、弱め界磁制御や、リラクタンストルクを活用して、低回転速度だけでなく高回転速度までの広い回転数範囲についての制御が可能となる。
【００１６】  回転子３００は、回転子コア３０５と、回転子コア３０５に形成された磁石挿入孔３１０に保持されている永久磁石３１５を備えている。回転子コア３０５には、磁石挿入孔３１０が外周部近傍において周方向に等間隔で形成されており、各々の磁石挿入孔３１０内には永久磁石３１５が設けられている。磁石挿入孔３１０の周方向の幅は、永久磁石３１５の周方向の幅よりも大きく形成されており、永久磁石３１５の周方向の両側には磁気的空隙３１６が形成されている。なお、図２には、磁石固定部材３２０が形成された永久磁石３１５を圧入体３１９として示しているが、圧入体３１９については図４において後述する。
【００１７】  永久磁石３１５は、回転子３００の界磁極を形成するものである。なお、本実施形態では、２個の永久磁石３１５で一つの磁極を形成し、８極の構成としているが、一つの磁極を２個以外の永久磁石、すなわち、１個の永久磁石または３個以上の永久磁石によって構成してもよい。磁石の大きさが一定の場合、各磁極を形成するための永久磁石を増やすことで、永久磁石が発する各磁極の磁束密度が大きくなり、磁石トルクを増大することができる。
【００１８】  永久磁石３１５の磁化方向は径方向を向いており、ある磁極と隣り合う磁極とでは、磁化方向の向きが逆になっている。すなわち、ある磁極を形成するための永久磁石３１５の固定子側の極性がＮ極、シャフト側の極性がＳ極に磁化されていたとすると、隣の磁極を形成する永久磁石３１５の固定子側の極性はＳ極、シャフト側の極性はＮ極となるように磁化されている。なお、一つの磁極を構成する２個の永久磁石は、同極に、すなわち、外周側の極性が互いに等しく、内周側の極性が互いに等しく設定されている。本実施形態では、同極に磁化された２個の永久磁石３１５が一つの磁極を構成し、その磁極が周方向に等間隔に８個配置され、さらに、その磁極の極性は周方向に隣接する磁極と逆向きに設定されることで、回転子３００は８極の磁極を形成している。
【００１９】  なお、永久磁石３１５は、磁化（着磁）した後に回転子コア３０５の磁石挿入孔３１０に埋め込んでもよいし、磁化する前に回転子コア３０５の磁石挿入孔３１０に挿入し、その後に強力な磁界を与えて磁化するようにしてもよい。
【００２０】  しかしながら、磁化後の永久磁石３１５は磁力が強力であり、回転子３００に永久磁石３１５を固定する前に永久磁石３１５を着磁すると、永久磁石３１５の固定時に回転子コア３０５との間に強力な吸引力が生じ、この吸引力が作業の妨げとなる。また、強力な吸引力により、永久磁石３１５に鉄粉などのごみが付着するおそれがある。そのため、永久磁石３１５を回転子コア３０５の磁石挿入孔３１０に挿入した後に磁化する方が、回転電機１００の生産性を向上させる上で望ましい。ここで、永久磁石３１５には、ネオジム系、サマリウム系、および、フェライト系の焼結磁石およびボンド磁石などを用いることができるが、永久磁石３１５の残留磁束密度を高いものにするならば、ネオジム系の焼結磁石が好適である。
【００２１】  一般に、磁極中心を通る軸をｄ軸、磁極間の中心を通る軸をｑ軸と呼ぶ。このとき、ｑ軸を通る鉄心部分を補助磁極３１７と呼ぶ。回転子３００に設けられた永久磁石３１５の透磁率は空気とほぼ同じであるため、回転子３００の外周側から見た場合、ｄ軸部は磁気的に凹んでおり、ｑ軸部は磁気的に凸になっている。そのため、ｑ軸部の鉄心部分、すなわち、補助磁極３１７は突極と呼ばれる。リラクタンストルクは、このｄ軸とｑ軸の磁束の通り易さ（磁気インダクタンス）の比、すなわち、突極比によって生じる。この補助磁極３１７は、固定子巻線２１５が発生するｑ軸の磁束の磁気抵抗が小さくなるように作用する。そして、この補助磁極３１７により、ｑ軸の磁束の磁気抵抗がｄ軸の磁束の磁気抵抗に比べて非常に小さくなるため、大きなリラクタンストルクが発生することになる。
【００２２】  三相交流電流が固定子巻線２１５に供給されることにより固定子２００に回転磁界が発生すると、この回転磁界が回転子３００の永久磁石３１５に作用して磁石トルクが発生する。つまり、回転子３００には、この磁石トルクに加えて、上述のリラクタンストルクが発生するので、その両方のトルクが回転トルクとして作用し、大きな回転トルクを得ることができる。
【００２３】  図３は、本実施形態に係る回転電機１００の回転子３００の構成を示す斜視図である。図３に示すように、回転子３００は、円環形状の電磁鋼板を回転軸方向に積層することにより全体として中空円筒形状をなす回転子コア３０５と、回転子コア３０５の磁石挿入孔３１０に挿入されている圧入体３１９（後述参照）と、回転子コア３０５の中心孔に挿入されて回転子３００の回転軸となるシャフト３５０と、圧入体３１９の固定をより確実なものにするために回転子コア３０５の両端面を挟むように配置される非磁性のエンドプレート３４０とを備えている。
【００２４】  なお、エンドプレート３４０の回転子と対向する面には、後述する空隙３３０、３３１に冷媒を流すために、外周縁から磁石挿入孔に対向する位置まで冷媒導入溝（不図示）が形成されている。または、エンドプレート３４０において空隙３３０、３３１と対向する位置に軸方向に貫通孔（不図示）が形成されるようにしてもよい。
【００２５】  図４に示すように、永久磁石３１５は直方体形状をなしており、回転子コア３０５の磁石挿入孔３１０の内壁に対面する４つの側面には、樹脂等で形成された磁石固定部材３２０が形成されている。ここで、永久磁石３１５および磁石固定部材３２０で一体的に構成される部材を、本実施形態では、圧入体３１９と呼ぶ。  上記内壁に対面する４つの側面のうち、磁石挿入孔３１０の内壁の短辺側一端に対応して第１の圧入部３２１が、他端に対応して第２の圧入部３２２が、それぞれ磁石挿入方向の全長に渡り形成されている。
【００２６】  第１の圧入部３２１は、磁石挿入孔内壁の短辺側一端の幅狭面を覆い内壁に向かって突出する第１線接触部３２１ａを有している。第１の圧入部３２１は、線接触部３２１ａに連接し、長辺側の幅広面の角部から膨出する第１面接触部３２１ｂと、第１面接触部３２１ｂに連設して幅広面の中央部を覆う第２面接触部３２１ｃと、線接触部３２１ａに連接して幅広面の中央部を覆う第３面接触部３２１ｄとを有する。  第２の圧入部３２２は、内壁の短辺側他端の幅狭面を覆う第４面接触部３２２ａと、第４面接触部３２２ａに連接し、内壁の長辺側上下面に対応する幅広面の角部から膨出する第５面接触部３２２ｂおよび第６面接触部３２２ｃと、第５面接触部３２２ｂに連設して幅広面の中央部を覆う第７面接触部３２２ｄと、第６面接触部３２２ｃに連設して幅広面の中央部を覆う第８面接触部３２２ｅとを有する。
【００２７】  磁石固定部材３２０は、回転子コア３０５の磁石挿入孔３１０に挿入される前に、型を用いて樹脂を射出成形して永久磁石３１５の表面に形成されている。すなわち、圧入体３１９は、磁石挿入孔３１０に挿入（圧入）される前に作製される。圧入体３１９の径方向および周方向の最大寸法は、磁石挿入孔３１０のそれよりも大きくなるように設定され、圧入体３１９を磁石挿入孔３１０に挿入する際に部分的な圧入となるような構造となっている。
【００２８】  磁石固定部材３２０は、樹脂、ゴムなど、回転子コア３０５の材質よりも弾性率の低い弾性体で構成される。さらには、熱伝導率が高く、射出成型時の流動性が良好で、絶縁性を有することが望ましい。
【００２９】  圧入体３１９は、永久磁石３１５の側面の一部が、すなわち上下の幅広面の中央部が磁石固定部材３２０で覆われていない。これによって、圧入体３１９には、磁石露出領域７１が設けられる。
【００３０】  磁石固定部材３２０は、磁石挿入孔３１０への挿入方向（磁石挿入方向、または、圧入体挿入方向ともいう）に沿って連続的に形成されている。つまり、磁石固定部材３２０は、永久磁石３１５の磁石挿入方向に向けて延在している。回転子コア３０５は、上述したように複数枚の電磁鋼板を回転軸方向に積層して構成されているので、磁石挿入孔３１０は回転子コア３０５の回転軸方向の全域にわたって、すなわち、回転子両端面の間に穿設されている。第１の実施形態では、一つの磁石固定部材３２０が回転子コア３０５の回転軸方向の全域にわたって、すなわち、回転子両端面の間に設けられている。  これに伴って、磁石露出領域７１も永久磁石３１５の磁石挿入方向に向けて延在している。
【００３１】  図５は、回転電機１００の回転子３００の断面拡大図である。磁石挿入孔３１０に挿入された圧入体３１９は、周方向および径方向のいずれかにおいて、一端が磁石挿入孔３１０の内壁と線接触し、他端が磁石挿入孔３１０の内壁と面接触するように設計されている。一例として、図５左方の圧入体３１９で説明すると、当該圧入体３１９は、周方向の図示左端が線接触部３２５（図５の点線の円で示された領域）で磁石挿入孔３１０の内壁と回転軸方向に線接触しており、周方向の図示右端側の３つの側面が面接触部３２６（図５の太線）として磁石挿入孔３１０の内壁と面接触している。図示左端側の２つの側面も面接触部３２８、３２９として磁石挿入孔３１０の内壁と面接触している。  なお、右側の面接触部３２６は、図４の面接触部３２２ａ、３２２ｂ、３２２ｃ、３２２ｄ、３２２ｅである。また、左下側の面接触部３２８は、図４の面接触部３２１ｂ，３２１ｃであり、左上側の面接触部３２９は、図４の面接触部３２１ｄである。
【００３２】  磁石挿入孔３１０は、このような磁石固定部材３２０の外郭形状に対応する内壁面を備えている。すなわち、磁石挿入孔３１０の断面は、周方向に細長く延在する形状であり、一端側には線接触部３２１ａの突起が接触する内壁面が形成され、他端側には第４面接触部３２２ａの面が接触する内壁面が形成されている。その他に、磁石挿入孔内壁面は、第１面接触部３２１ｂ、第２面接触部３２１ｃ、第３面接触部３２１ｄ、第５面接触部３２２ｂ、第６面接触部３２２ｃ、第７面接触部３２２ｄ、第８面接触部３２２ｅが面接触する内壁面を有している。
【００３３】  磁石固定部材３２０に線接触部３２５を設けることで、圧入体３１９を磁石挿入孔３１０に圧入する際に、磁石固定部材３２０の線接触部３２５が面接触部３２６、３２８、３２９よりもよく弾性変形し、その挿入性を向上させることができる。一方、面接触部３２１ｂ〜３２１ｄ、３２２ａ〜３２２ｅを設けることで、圧入体３１９の磁石挿入孔３１０内での固定強度と熱伝導率を向上させることができる。
【００３４】  磁石挿入孔３１０の角部には、面接触部３２１ｂ、３２２ｂ、３２２ｃが面接触するための凹部３１１が形成されている。この凹壁面に面接触部３２１ｂ、３２２ｂ、３２２ｃが面接触することにより、圧入体３１９が径方向及び周方向の力によって位置ずれするのを防止することができる。
【００３５】  磁石固定部材３２０が線接触部３２５と面線接触部３２６を備えることで、磁石固定部材３２０と磁石挿入孔３１０の内壁の面との間に、空隙が設けられる。ここで、磁石挿入孔３１０の内壁と磁石固定部材３２０のみが面している空隙には符号３３０を付すことにする。
【００３６】  また、永久磁石３１５の側面の一部が磁石固定部材３２０で覆われていないようにすること、すなわち、磁石露出領域７１が設けられていることで、永久磁石３１５と磁石挿入孔３１０の内壁の面との間に、空隙が設けられる。ここで、磁石挿入孔３１０の内壁と磁石固定部材３２０と磁石露出領域７１が面している空隙には符号３３１を付すことにする。本実施形態では、空隙３３１は、図５の図示上下方向（着磁方向）の幅が０．０５〜０．１ｍｍの寸法となるように永久磁石３１５および磁石固定部材３２０の寸法が設定されている。
【００３７】  空隙３３０、３３１には、永久磁石３１５と磁石固定部材３２０を冷却する目的で冷媒を流すことが可能であり、渦電流に起因する発熱による永久磁石３１５の温度上昇を抑えることができる。なお、空隙３３１に流れる冷媒は永久磁石３１５を直接冷却するが、空隙３３０を流れる冷媒は磁石固定部材３２０を介して、または、磁石固定部材３２０および回転子コア３０５を介して永久磁石３１５を冷却する。
【００３８】  上述したように、磁石固定部材３２０や磁石露出領域７１が永久磁石３１５の磁石挿入方向に向けて延在していることで、空隙３３０、３３１は、磁石挿入孔３１０への挿入方向に沿って連続的に形成されている。つまり、空隙３３０、３３１も永久磁石３１５の磁石挿入方向に向けて延在している。これによって、冷媒が空隙３３０や３３１を通過して回転子３００の軸方向の一端から他端まで通り抜ける際の圧力損失を小さくできる。  
【００３９】  第１の実施形態によれば、次の作用効果が得られる。（１）本発明の回転電機１００は、固定子２００と、固定子２００に空隙を介して対応配置された回転子３００とを有する永久磁石式回転電機である。回転子３００は、磁石挿入孔３１０を周方向に複数備えた回転子コア３０５と、磁石挿入孔３１０のそれぞれに圧入された圧入体３１９とを備える。  圧入体３１９は、回転軸方向に延在する永久磁石３１５と、永久磁石３１５の側面に回転軸方向に延設された弾性材料の磁石固定部材３２０とを有する。圧入体３１９は、周方向および径方向のいずれか一方、図５では、その一例として周方向において、一端では磁石挿入孔３１０の内壁と磁石固定部材３２０を以って線接触し、他端では磁石挿入孔３１０の内壁と磁石固定部材３２０を以って面接触することで磁石挿入孔３１０内に固定されている。すなわち、磁石固定部材３２０は、一端では磁石挿入孔３１０の内壁と圧入体挿入方向に線接触する線接触部３２５（３２１ａ）と、他端では磁石挿入孔３１０の内壁と面接触する面接触部３２６（３２２ａ）とを有し、圧入体３１９は、線接触部３２５と面接触部３２６が磁石挿入孔３１０の内壁と接することで磁石挿入孔３１０内に固定されている。
【００４０】  これによって、接着剤を使用せずに永久磁石を磁石挿入孔に固定することができる。また、接着剤を用いて永久磁石を磁石挿入孔に固定したり、樹脂を充填して永久磁石を磁石挿入孔に固定したりする従来の固定方法と比較して、回転子コアからの磁石の取外しが容易になるという効果も奏し、その結果、永久磁石のリサイクル作業などが容易になる。
【００４１】  また、一端で内壁と線接触させ、他端で内壁と面接触させるようにして圧入体３１９を磁石挿入孔３１０に圧入したので、磁石挿入孔３１０の内壁の全周が磁石固定部材３２０と面接触するものに比べて、線接触部３２５が容易に変形するので、圧入体３１９を磁石挿入孔３１０に圧入しやすい。
【００４２】  なお、本発明を特開２００５−１２８５９号公報に記載の発明（例えば、図４のコーティング層７が設けられた永久磁石５）と比較すると、以下のように相違する。  本発明の課題は永久磁石の組立性及び分解性の向上である。一方、特開２００５−１２８５９号公報に記載の発明の課題は磁石から回転子への熱伝導率の向上である。本発明は、組立性及び分解性に問題が生じる接着剤固定方式を採用せず、接着剤を使わず圧入固定方式を採用する。
【００４３】（２）磁石固定部材３２０の線接触部３２５と面接触部３２６は、圧入体挿入方向の全域で磁石挿入孔３１０の内壁と接触するように延在している。したがって、圧入を円滑に行うことができる。
【００４４】（３）磁石挿入孔３１０の内壁と圧入体３１９との間には、回転子コア３０５の軸方向端面間を連通する空隙３３０，３３１が設けられている。具体的には、圧入体３１９は、磁石固定部材３２０が設けられていない永久磁石３１５が露出する露出領域７１を有し、磁石挿入孔３１０の内壁と磁石固定部材３２０の線接触部３２５とが面して画成された第１空隙３３０と、磁石挿入孔３１０の内壁と永久磁石３１５の露出領域７１とが面して画成された第２空隙３３１とを含む。  圧入体挿入方向に延在する空隙３３０及び３３１に冷媒を流すことにより、永久磁石３１５を冷却することができるので、永久磁石３１５の組立性と分解性を向上させるとともに、永久磁石を冷却し易くなるという効果を奏する。  とくに、空隙３３０は、磁石挿入孔３１０の内壁と磁石固定部材３２０のみが面している空隙である。したがって、空隙３３０を通る冷媒は、永久磁石３１５と接触することがないため、冷媒との接触による永久磁石３１５の劣化を防ぐことができる。  空隙３３１は、磁石挿入孔３１０の内壁と永久磁石３１５が直接面している空隙である。したがって、空隙３３１を流れる冷媒は、永久磁石３１５を直接冷却することになり、永久磁石３１５が冷却されやすくなる。
【００４５】（４）圧入体３１９は、回転子３００の回転速度が一定の際は、径方向に力（遠心力）を受ける。また、回転子３００の回転速度が一定でない時は、周方向にも力を受ける。このような力を受けると、圧入体３１９が位置ずれしやすい。そこで、本発明では、磁石挿入孔３１０の角部３カ所に凹部３１１が設けられ、この凹部３１１に磁石固定部材３２０の面接触部３２１ｂ、３２２ｂ、３２２ｃが面接触している。これによって、磁石固定部材３２０にアンカー効果を生じやすくし、径方向及び周方向において、圧入体３１９が磁石挿入孔３１０内で位置ずれすることを防止することができる。
【００４６】（５）本発明の永久磁石式回転電機は、以下のように製造される。  まず、回転子を以下のＡ〜Ｃの工程で製造する。  Ａ．回転軸方向に磁石挿入孔が設けられた複数枚の電磁鋼板を積層した回転子コアを準備する工程。  Ｂ．永久磁石と永久磁石の側面に設けられた弾性材料の磁石固定部材とから少なくとも成る圧入体を準備する工程。  Ｃ．圧入体を磁石挿入孔に挿入する際、周方向および径方向のいずれか一方において、圧入体が一端では磁石固定部材を以って磁石挿入孔の内壁と線接触させるとともに、他端では磁石挿入孔の内壁と磁石固定部材を以って面接触させつつ、圧入体を磁石挿入孔に圧入して磁石挿入孔に圧入体を固定する工程。  そして、このように製造された回転子を、固定子の内周側に空隙を介して配設する。
【００４７】［第２の実施形態］  図６及び図７を参照して、本発明による回転電機１００の第２の実施形態について説明する。  図６は、本発明の第２の実施形態に係る回転電機１００の回転子３００の構成を示す斜視図、図７（ａ）は、本発明の第２の実施形態に係る回転電機１００の回転子３００に固定される永久磁石３１５の斜視図、図７（ｂ）は、図７（ａ）のｂ−ｂ断面図である。なお、図中第１の実施形態と同一もしくは相当部分には同一符号を付し説明を簡略化する。
【００４８】  第１の実施形態では圧入体挿入方向において一つの圧入体３１９を用いたが、本実施形態の圧入体３１９Ａは圧入体挿入方向に２分割され、各圧入体３１９Ａは、回転子コア３０５の軸方向の両端面から磁石挿入孔３１９Ａに挿入される。図７に示すように、本実施形態における圧入体３１９Ａのそれぞれは、永久磁石３１５、磁石固定部材３２０Ａ、および、後述する磁石保護部材３２７より構成される。磁石固定部材３２０Ａおよび磁石保護部材３２７は、射出成型により永久磁石３１５の表面に形成されている。
【００４９】  圧入体３１９Ａの一方は、図６に示すように、回転子コア３０５の手前側の端面に開口する磁石挿入孔３１０に挿入（圧入）される。圧入体３１９Ａの他方は、回転子コア３０５の奥側の端面に開口する磁石挿入孔３１０に挿入（圧入）される。磁石挿入孔３１０に挿入された後の磁石固定部材３２０は、圧入体３１９の周方向および径方向のいずれか一方において、一端は、線接触部３２５を以って磁石挿入孔３１０の内壁と線接触し、他端は、面接触部３２６を以って磁石挿入孔３１０の内壁と面接触している。本実施形態の磁石挿入孔３１０の内壁と圧入体３１９Ａの接触状況は、図５に示す第１の実施形態の接触状況と同様である。そのため、第１の実施形態と同様に、空隙３３０、３３１が形成されている。
【００５０】  圧入体挿入方向に２分割された本実施形態の圧入体３１９Ａのそれぞれは、図７（ａ）、（ｂ）に示すように、圧入体挿入方向手前側の一端に磁石保護部材３２７を備えている。磁石保護部材３２７は、回転子３００の回転軸方向端面である回転子コア端面３３５から突出する。圧入体３１９Ａの挿入方向他端である先端側、すなわち磁石挿入孔３１０の中央部には磁石保護部材３２７が設けられていない。
【００５１】  磁石保護部材３２７の圧入体挿入方向の突出寸法は、回転子コア端面３３５から１．０〜１０．０ｍｍとなるように設定されるのが好ましい。磁石保護部材３２７の外周は、圧入体３１９Ａの磁石挿入孔３１０に圧入される部分の外周よりもやや大きめに設定されている。そのため、図６や図７（ｂ）に示すように、磁石保護部材３２７は面３２７ａを以って回転子コア端面３３５と接触する。磁石保護部材３２７には、空隙３３０、３３１に冷媒を通すための貫通孔（不図示）が設けられている。
【００５２】  磁石保護部材３２７を設けることで、回転子コア３０５の磁石挿入孔３１０に挿入された永久磁石３１５の破損を防止することができる。その意味で、回転子コア３０５の両端面３３５に設けられるエンドプレートを廃止することが可能となり、回転子３００の組立て性向上と部品点数低減の効果が得ることができる。
【００５３】  第２の実施形態によれば、第１の実施形態の作用効果の他に、さらに以下のような作用効果が得られる。  第２の実施形態の２分割された圧入体３１９Ａのそれぞれには、回転子コア端面３３５から突出する磁石保護部材３２７が設けられている。磁石保護部材３２７は、磁石３１５の挿入方向端面を覆うように設けられている。すなわち、圧入体３１９Ａは、圧入体挿入方向に２つに分割され、分割された第１及び第２圧入体３１９Ａの回転子コア端面側には、線接触部３２５および面接触部３２６と連設しつつ回転子コア端面３３５から軸方向に突設し、磁石挿入孔３１０の輪郭形状よりも大きい輪郭形状を有する磁石保護部材３２７が設けられ、磁石保護部材３２７は、回転子コア端面３３５に接触している。  このような磁石保護部材３２７により永久磁石３１５の破損を防止することができる。磁石保護部材３２７が永久磁石３１５を保護するので、その意味で、エンドプレートを廃止することが可能となり、回転子３００の組立て性向上と部品点数低減の効果が得ることができる。
【００５４】  次のような変形も本発明の範囲内であり、変形例の一つ、もしくは複数を上述の実施形態と組み合わせることも可能である。
【００５５】  図８（ａ）〜（ｃ）は、図４及び図５に示す第１の実施形態の圧入体３１９の磁石固定部材３２０の変形例であり、これは、すなわち、磁石固定部材３２０と磁石挿入孔３１０との接触部３２５についての変形例でもある。
【００５６】［磁石固定部材３２０の変形例１Ａ］  図８（ａ）に示す圧入体３１９Ｂは、図５に示すような空隙３３１を磁石挿入孔３１０との間で形成しない。これが、第１の実施形態の磁石固定部材３２０との相違点である。よって、本変形例では、圧入体３１９Ｂの図示上方、下方、右方が、図８（ａ）の太線で示される面接触部３２６Ｂを以って、磁石挿入孔３１０と面接触する。空隙３３１が形成されない分、磁石挿入孔３１０との接触面積が増えたので、本変形例の圧入体３１９Ｂは、図５に示す圧入体３１９よりも固定力が高い。圧入体３１９Ｂの図示左端は、図５左方に示す圧入体３１９と同様に、線接触部３２５を以って、磁石挿入孔３１０と線接触している。本変形例は、圧入体３１９Ｂの周方向に線接触部３２５が設けられている例である。
【００５７】［磁石固定部材３２０の変形例１Ｂ］  図８（ｂ）に示す磁石固定部材３２０Ｃは、圧入体３１９Ｃの図示上方、下方、左方が、図８（ｂ）の太線で示される面接触部３２６を以って磁石挿入孔３１０と面接触している。圧入体３１９Ｃの右端は、線接触部３２５を以って、磁石挿入孔３１０と線接触している。本変形例の圧入体３１９Ｃは磁石露出領域７１が側面に設けられているため、磁石挿入孔３１０との間で、空隙３３１を形成する。本変形例も、上述の変形例１Ａと同様に、圧入体３１９Ｃの周方向に線接触部３２５が設けられている例である。
【００５８】［磁石固定部材３２０の変形例１Ｃ］  図８（ｃ）に示す磁石固定部材３２０Ｄは、圧入体３１９Ｄの図示上方、左方、右方が、図８（ｃ）の太線で示される面接触部３２６を以って磁石挿入孔３１０と面接触している。圧入体３１９Ｄの下端は、線接触部３２５を以って、磁石挿入孔３１０と線接触している。本変形例の圧入体３１９Ｄも、上述の変形例１Ｂと同様に、磁石露出領域７１が側面に設けられているため、磁石挿入孔３１０との間で、空隙３３１を形成する。本変形例は、上述の変形例１Ａ及び１Ｂと異なり、圧入体３１９Ｄの径方向に線接触部３２５が設けられている例である。
【００５９】［磁石固定部材３２０の変形例２］  以上では、磁石固定部材３２０，３２０Ａ，３２０Ｂ、３２０Ｃ、３２０Ｄを圧入体挿入方向に延在させるように設けたが、永久磁石が磁石挿入孔に固定されるならば、それ以外の設け方をしてもよい。例えば、図９に示すようにしてもよい。図９は、圧入体３１９Ｅを側方から見た図、すなわち、圧入体の縦断面図である。ここで、「側方」とは、圧入体３１９Ｅが磁石挿入孔３１０に挿入された際の周方向または径方向に相当する。また、図示左右方向は、圧入体３１９Ｅの挿入方向（圧入体挿入方向）である。図９に示すように、磁石固定部材３２０Ｅは圧入体挿入方向に３２０Ｅａ〜３２０Ｅｃというように３つに分割されている。このようにすることで、磁石露出領域７１が形成されて永久磁石３１５が露出する面積を増やすことができる。これによって永久磁石３１５が冷媒と接触する面積が増えるので、永久磁石３１５が冷却されやすくなる。また、図９に示すように、磁石露出領域７１が、冷媒経路７０と、圧入体挿入方向に延在する冷媒経路７０とは別の冷媒経路（不図示）と、を接続する冷媒経路となるならば、圧入体挿入方向端部から（図９の矢印Ａ１）だけでなく、永久磁石３１５の周方向から（図９の矢印Ａ２）も冷媒を流すことができ、永久磁石３１５が冷却されやすくなる。
【００６０】  以上では、インナーロータ型の永久磁石式回転電機について説明したが、本発明はアウターロータ型の永久磁石式回転電機にも適用できる。
【００６１】  以上に示した実施形態および変形例では、磁石挿入孔は回転軸方向と平行に設定したので、圧入体挿入方向（磁石挿入方向）は回転軸方向と平行となった。しかし、必ずしも、磁石挿入孔は回転軸方向と平行に設けなくてもよい。例えば、スキューを有する磁石挿入孔（斜めスロット）が設けられた回転子を備える永久磁石回転電機にも、本発明は適用できる。
【００６２】  以上の説明は本発明の一例であり、本発明はこれらの実施形態に限定されない。本発明の特徴を損なわずに様々な変形をして実施することが可能である。
【符号の説明】
【００６３】  ７１：磁石露出領域１００：回転電機１０５：ハウジング１１０：エンドブラケット２００：固定子２０５：固定子コア２０６：ヨークコア２０７：ティースコア２１０：スロット２１５：固定子巻線３００：回転子３０５：回転子コア３１０：磁石挿入孔３１１：凹部３１５：永久磁石３１６：磁気的空隙３１７：補助磁極３１９、３１９Ａ、３１９Ｂ、３１９Ｃ、３１９Ｄ、３１９Ｅ：圧入体３２０、３２０Ａ、３２０Ｂ、３２０Ｃ、３２０Ｄ、３２０Ｅ：磁石固定部材３２１：第１圧入部３２２：第２圧入部３２５：線接触部３２６、３２８、３２９：面接触部３２７：磁石保護部材３３０、３３１：空隙３３５：回転子コア端面３４０：エンドプレート３４５、３４６：軸受３５０：シャフト４００：エアギャップ
【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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【国際調査報告】
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