(57)【要約】【課題】永久磁石５と回転子コア３との間の熱伝導率を向上させることのできる電動機回転子、及びその製造方法を提供する。【解決手段】磁性体薄板を積層して形成された回転子コア３と、該回転子コア３の回転軸方向に伸びる磁石挿入孔４に挿入された永久磁石５とを備えた電動機回転子１において、永久磁石５の表面の、磁石挿入孔４と接触する接触面には、磁石挿入孔４への挿入方向に垂直な断面の寸法が磁石挿入孔４の開口寸法以上となるように、弾性材料のコーティング層７が形成され、永久磁石５の接触面のうち、少なくとも回転子外周側及び内周側の２つの面に形成されたコーティング層７には、溝部が形成されていることを特徴とする。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁性体薄板を積層して形成された回転子コアと、該回転子コアの回転軸方向に伸びる磁石挿入孔に挿入された永久磁石とを備えた電動機回転子において、
前記永久磁石の表面の、前記磁石挿入孔と接触する接触面には、前記磁石挿入孔への挿入方向に垂直な断面の寸法が前記磁石挿入孔の開口寸法以上となるように、弾性材料のコーティング層が形成され、
前記永久磁石の接触面のうち、少なくとも回転子外周側及び内周側の２つの面に形成されたコーティング層には、溝部が形成されていることを特徴とする電動機回転子。
【請求項２】
前記溝部の深さは、前記コーティング層の厚さ以下であることを特徴とする請求項１に記載の電動機回転子。
【請求項３】
前記溝部は、永久磁石の磁石挿入方向に延在することを特徴とする請求項１または請求項２のいずれかに記載の電動機回転子。
【請求項４】
磁性体薄板を積層して形成された回転子コアと、該回転子コアの回転軸方向に伸びる磁石挿入孔に挿入された永久磁石とを備えた電動機回転子の製造方法において、
前記永久磁石の表面の、前記磁石挿入孔と接触する接触面に、前記磁石挿入孔への挿入方向に垂直な断面の寸法が前記磁石挿入孔の開口寸法よりも大きくなるように、弾性材料のコーティング層を形成し、
少なくとも前記永久磁石の回転子外周側及び内周側の２つの面に形成されたコーティング層に、前記永久磁石の磁石挿入方向に延在するコーティング層の厚さ以下の深さの溝部を形成し、
該溝部内に接着剤を塗布した後、前記永久磁石を磁石挿入孔に挿入して、前記永久磁石を前記回転子コアに固定することを特徴とする電動機回転子の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電動機回転子及びその製造方法に係り、特に、永久磁石から回転子コアへの熱伝導を向上させる技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
内部に永久磁石を備えた回転子と、該回転子外周に巻線を備えたステータを備えた電動機が知られている。このような電動機の回転子においては、例えば、特開２００２−５８１８５号公報（特許文献１）に記載されているように、回転子コアに永久磁石よりも大きな磁石挿入孔を設け、該磁石挿入孔の内面、または永久磁石表面に、接着剤や接着シート等を塗布した後、永久磁石を磁石挿入孔に挿入して回転子コアに固定していた。
【０００３】
【特許文献１】
特開２００２−５８１８５号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、このような従来の回転子の製造方法においては、磁石挿入孔への永久磁石挿入前に磁石挿入孔表面または永久磁石表面に塗布された接着剤や接着シートが永久磁石挿入時に削り取られて、永久磁石の回転子固定後に磁石挿入孔内周壁と永久磁石との間に隙間が生じ、永久磁石から回転子コアへの熱伝導率が低下するという問題があった。
【０００５】
本発明はこのような従来の課題を解決するためになされたものであり、その目的とするところは、永久磁石と回転子コアとの間の熱伝導率を向上させることのできる電動機回転子、及びその製造方法を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明の電動機回転子は、磁性体薄板を積層して形成された回転子コアと、該回転子コアの回転軸方向に伸びる磁石挿入孔に挿入された永久磁石とを備えた電動機回転子において、前記永久磁石の表面の、前記磁石挿入孔と接触する接触面には、前記磁石挿入孔への挿入方向に垂直な断面の寸法が前記磁石挿入孔の開口寸法以上となるように、弾性材料のコーティング層が形成され、前記永久磁石の接触面のうち、少なくとも回転子外周側及び内周側の２つの面に形成されたコーティング層には、溝部が形成されていることを特徴とする。
【０００７】
また、本発明の電動機回転子の製造方法は、磁性体薄板を積層して形成された回転子コアと、該回転子コアの回転軸方向に伸びる磁石挿入孔に挿入された永久磁石とを備えた電動機回転子の製造方法において、前記永久磁石の表面の、前記磁石挿入孔と接触する接触面に、前記磁石挿入孔への挿入方向に垂直な断面の寸法が前記磁石挿入孔の開口寸法よりも大きくなるように、弾性材料のコーティング層を形成し、少なくとも前記永久磁石の回転子外周側及び内周側の２つの面に形成されたコーティング層に、前記永久磁石の磁石挿入方向に延在するコーティング層の厚さ以下の深さの溝部を形成し、該溝部内に接着剤を塗布した後、前記永久磁石を磁石挿入孔に挿入して、前記永久磁石を前記回転子コアに固定することを特徴とする。
【０００８】
【発明の効果】
本発明によれば、磁石挿入時に塗布される接着剤が溝部の内部に残り、磁石と回転子コアの間に接着剤を確実に充填させることができ、磁石を確実に回転子コアに固定できるとともに、磁石から回転子への熱伝導率を向上させることができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。図１は、本発明の実施形態に係る電動機回転子の構成を示す斜視図、図２は、回転子コアの構成を示す斜視図である。図１に示すように、この電動機回転子１は、円環形状の磁性体薄板を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３と、該回転子コア３の中空部に挿通されて当該電動機回転子１の回転軸となるシャフト２と、エンドプレート６を備えている。
【００１０】
また、図２に示すように、回転子コア３の外周部近傍には、該回転子コア３の回転軸方向に沿って伸びる、長方形状の磁石挿入孔４が複数箇所（図では４箇所）に形成されており、各磁石挿入孔４内には、永久磁石５が挿入される。
【００１１】
図３は、回転子コア３に形成される磁石挿入孔４、及びこの磁石挿入孔４内に挿入される永久磁石５を模式的に示す説明図、図４は、永久磁石５の斜視図である。図示のように、永久磁石５は、全体が直方体形状をなしており、その表面（磁石挿入孔４の内面と接触する４つの面）には、断面三角形状で、その谷の部分が溝部となるコーティング層７が形成されている。溝部は、磁石挿入孔４の挿入方向に沿って連続的に形成されている。つまり、溝部を有するコーティング層７は、永久磁石５の磁石挿入方向に向けて延在している。
【００１２】
コーティング層７は、図３に示すように、縦方向（着磁方向）についての最も肉厚の部分の幅Ｌ１が、磁石挿入孔４の内面の短手幅Ｌ２よりも若干大きくなるように形成されている。また、横方向（着磁方向と直交する方向）についても同様に、最も肉厚の部分の幅Ｌ３が、磁石挿入孔４の長手幅Ｌ４よりも若干大きくなるように設定されている。
【００１３】
また、磁石挿入孔４は、所定寸法から＋０．１〜＋０．２の公差範囲で製作され、永久磁石５は、所定寸法から−０．１〜０の公差範囲で製作される。そして、コーティング層７の最大厚さ（図３に示す幅Ｌ１）を＋０．１５〜＋０．２の公差範囲で製作することにより、磁石挿入孔４と永久磁石５との間に最大隙間ができる場合であっても、コーティング層７により、この最大隙間を確実に埋めることができる。また、最小厚さ（溝の部分の幅）は、０〜＋０．０５の公差範囲で形成される。
【００１４】
コーティング層７の材料としては、樹脂、ゴム等の、回転子コア３の材質よりも硬度の低い弾性体で構成され、望ましくは、熱伝導率が高く、且つ絶縁性を有する材料（高熱伝導材：シリカ繊維、アルミ粉等を混ぜた樹脂、ゴム）である。
【００１５】
コーティング層７による溝形状は、永久磁石５を磁石挿入孔４内に挿入した際の、コーティング層７変形時に、回転子コア３が塑性変形せず、且つ、コーティング層７が塑性変形せず、また、コーティング層７変形後も溝底部と回転子コア３との間に隙間が存在する程度に形成される。また、溝の深さは、コーティング層７の厚み以下とされている。
【００１６】
溝部を有するコーティング層７は、まず、最大厚さとなるようにコーティング層７を形成した後、溝形状（即ち、図３に示す三角形状）となるように削り取ることにより形成する。或いは、溝形状となるように、塗装により形成することも可能である。更には、溝形状を有する型を用いて樹脂を射出成形して形成することもできる。
【００１７】
次に、上述の如く構成された本実施形態に係る電動機回転子１の製造手順を、図５に示すフローチャートを参照しながら説明する。
【００１８】
まず、ステップＳ１の処理では、回転子コア３の磁石挿入孔４内に挿入する永久磁石５の、磁石挿入孔４内面と接触する４つの面に、図３，図４に示したような、溝部を有する断面三角形状のコーティング層７を形成する。この際、前述したように、溝部の最大幅は、磁石挿入孔４の内面幅よりも若干大きくなるように形成する。
【００１９】
次いで、ステップＳ２の処理で、コーティング層７により形成された溝部内に接着剤を塗布する。接着剤としては、エポキシ樹脂、或いはシリコーン樹脂を基材としたものを用いる。また、熱伝導率を向上させるため、高熱伝導材として、シリカ繊維やアルミ粉等を混ぜても良い。なお、接着材は、コーティング層７に塗布せずに、磁石挿入孔４の内面に塗布してもよい。
【００２０】
その後、ステップＳ３の処理では、コーティング層７が形成された永久磁石５を、磁石挿入孔４内に挿入する。
【００２１】
すると、図６に示すように、溝部を形成するコーティング層７の最大厚さ部分（三角形状の頂部）が弾性変形して、永久磁石５が磁石挿入孔４内に挿入される。この際、溝部の隙間部分８には、接着剤が充填され、永久磁石５と回転子コア３とが密に接触することになる。
【００２２】
なお、上述した実施形態では、図３，図４に示したように、永久磁石５の、磁石挿入孔４の内面と接触する４つの側面のコーティング層７に溝部を設ける例について説明しているが、長辺側の面、即ち、図３，図４の上面及び下面の２面（回転子外周側、及び内周側の２つの面）のコーティング層７にのみ、溝部を形成しても良い。
【００２３】
例えば、図７（ａ）に示すように、磁石挿入孔４の両端にフラックスバリアが存在し、接触面積が小さく抜熱効果が低い場合には、同図（ｂ）に示すように、永久磁石５の幅狭面（着磁方向に平行な面）Ｓ１に、溝を形成しなくても良い。
【００２４】
また、永久磁石５挿入後に、溝部によって形成されたコーティング層７と回転子コア３との隙間部分８に、コーティング層７の変形により接着剤在が充填されない場合には、挿入後にこの隙間部分８に接着剤を充填しても良い。
【００２５】
このようにして、本実施形態に係る電動機回転子１では、永久磁石５に塗布される接着剤が溝部の内部に残り、永久磁石５と回転子コア３との間に接着剤を確実に充填させることができるので、永久磁石５を確実に回転子コア３に固定することができると共に、永久磁石５から回転子コア３への熱伝導率を向上させることができる。
【００２６】
また、コーティング層７として弾性材を用いることにより、磁石挿入孔４の内周面に凹凸がある場合であっても、コーティング層７が回転子コア３に確実に接触するため、熱伝導率をより一層向上させることができる。更に、コーティング層７の弾力により、永久磁石５を回転子コア３に固定することができるので、永久磁石５を確実に回転子コア３に固定することができる。
【００２７】
また、溝部の深さをコーティング層７の厚み以下とすることにより、永久磁石５に加工を施す必要がなく、製造に要する手間を簡略化することができる。
【００２８】
更に、溝部を永久磁石５の挿入方向に沿って延在するように形成したので、永久磁石５挿入時に、溝部が磁石挿入孔４の開口部に引っかかることを防止することができる。
【００２９】
また、永久磁石５挿入前に、溝部内に接着剤を塗布するだけで、永久磁石５と回転子コア３との間に接着剤を充填させることができ、作業性を向上させることができる。更に、永久磁石５を確実に回転子コア３に固定することができ、且つ、永久磁石５から回転子コア３への熱伝導率を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係る電動機回転子の構成を示す斜視図である。
【図２】回転子コアの構成を示す斜視図である。
【図３】回転子コアに形成される磁石挿入孔、及びこの磁石挿入孔内に挿入される永久磁石を模式的に示す説明図である。
【図４】コーティング層が形成された永久磁石の構成を示す斜視図である。
【図５】本発明の一実施形態に係る電動機回転子の製造手順を示すフローチャートである。
【図６】永久磁石を磁石挿入孔内に挿入したときの様子を示す説明図である。
【図７】（ａ）は磁石挿入孔にフラックスバリアが形成されている様子を示す説明図、
（ｂ）は着磁方向と平行な面に溝が形成されていない永久磁石の構成を示す説明図である。
【符号の説明】
１  電動機回転子
２  シャフト
３  回転子コア
４  磁石挿入孔
５  永久磁石
６  エンドプレート
７  コーティング層
８  隙間部分
【図１】
2005012859.tif 000003
【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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