(57)【要約】【課題】  永久磁石式回転子において永久磁石片の位置決めを確実に行う。【解決手段】  外周近傍に複数の磁石挿入孔３２を設けた円板状の鋼板を多数積層してロータ鉄心３０が構成され、磁石挿入孔３２に永久磁石片６０が挿入されてなる永久磁石式回転子１において、磁石挿入孔３２の周方向両側の側部内壁３４，３４は、径方向外側に進むにしたがって磁石挿入孔３２の周方向中央から遠ざかるテーパ面に形成され、永久磁石片６０の断面形状は矩形をなし、永久磁石片６０の周方向両側の側面６２，６２には磁石挿入孔３２に挿入する前に予め取り付けられたモールド樹脂部７０が設けられ、モールド樹脂部７０は磁石挿入孔３２の側部内壁３４に対向し同方向に傾斜する側面７１を有し、このモールド樹脂部７０を備えた永久磁石片６０が磁石挿入孔３２に圧入され、モールド樹脂部７０の側面７１が磁石挿入孔３２の側部内壁３４に密接している。【選択図】    図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
外周近傍に複数の磁石挿入用開口部を設けた円板状の鋼板を多数積層してロータ鉄心が構成され、前記磁石挿入用開口部に永久磁石片が挿入されてなる永久磁石式回転子において、
前記磁石挿入用開口部の周方向両側の側部内壁は、径方向外側あるいは内側に進むにしたがって該磁石挿入用開口部の周方向中央から遠ざかるテーパ面に形成され、前記永久磁石片の断面形状は矩形をなし、該永久磁石片の周方向両側の側面には磁石挿入用開口部に挿入する前に予め取り付けられたモールド樹脂部が設けられ、該モールド樹脂部は前記磁石挿入用開口部の側部内壁に対向し同方向に傾斜するテーパ面を有し、このモールド樹脂部を備えた永久磁石片が前記磁石挿入用開口部に圧入され、該モールド樹脂部のテーパ面が前記磁石挿入用開口部の側部内壁に密接していることを特徴とする永久磁石式回転子。
【請求項２】
前記永久磁石片の周方向最小幅は前記磁石挿入用開口部の周方向最小幅よりも大きく、前記永久磁石片の周方向最小幅側の側面と前記磁石挿入用開口部の周方向最小幅側の内壁との間に樹脂が充填されていることを特徴とする請求項１に記載の永久磁石式回転子。
【請求項３】
外周近傍に複数の磁石挿入用開口部を設けた円板状の鋼板を多数積層してロータ鉄心が構成され、前記磁石挿入用開口部に永久磁石片が挿入されてなる永久磁石式回転子において、
予め弱着磁した永久磁石片を前記磁石挿入用開口部に挿入した状態で前記ロータ鉄心を回転することで前記永久磁石片を径方向外側に寄せて前記磁石挿入用開口部の外周側の内壁に磁着させ、前記永久磁石片の内周側の側面と前記磁石挿入用開口部の内周側の内壁との間に樹脂を充填した後、前記永久磁石片を強着磁してなることを特徴とする永久磁石式回転子。
【請求項４】
外周近傍に複数の磁石挿入用開口部を設けた円板状の鋼板を多数積層してロータ鉄心が構成され、前記磁石挿入用開口部に永久磁石片が挿入されてなる永久磁石式回転子において、
予め弱着磁した一対の永久磁石片を同じ磁極同士が対向するように配置して前記磁石挿入用開口部に挿入することで前記一対の永久磁石片をその磁力による反発力で互いに離間する方向に付勢させて前記磁石挿入用開口部の内壁に磁着させ、前記一対の永久磁石片間の隙間に樹脂を充填した後、前記永久磁石片を強着磁してなることを特徴とする永久磁石式回転子。
【請求項５】
前記一対の永久磁石片は互いに対向する面が、ロータ鉄心の径方向に対して傾斜するテーパ面に形成されていることを特徴とする請求項４に記載の永久磁石式回転子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、永久磁石式回転子に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
モータに使用される回転子として、積層体からなるロータ鉄心に複数の永久磁石片を埋め込んで構成された永久磁石式回転子が知られている。
一般に、永久磁石式回転子は、ロータ鉄心に複数の磁石挿入孔を設けておき、各磁石挿入孔に永久磁石片を挿入し固定しているが、永久磁石片が磁石挿入孔内でガタ付いてしまってはロータの性能が低下したり、異音が発生してしまう。
この永久磁石片のガタ付きを防止するために、永久磁石片を所定に位置決めして接着剤で磁石挿入孔に固定する方法が知られている。
【０００３】
例えば、特許文献１には、ロータ鉄心の磁石挿入孔に永久磁石片と接着剤とを挿入し、ロータ鉄心を回転することにより遠心力で永久磁石片を径方向外側に移動させて位置決めし、接着剤を固化して永久磁石片を固定する方法が記載されている。
【特許文献１】特開平１１−２５２８３９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に記載された従来の永久磁石片の位置決めおよび固定方法では、ロータ鉄心を回転したときに、磁石挿入孔の外周側内壁と永久磁石片の外周側側面との間に接着剤が残り、永久磁石片を磁石挿入孔３２の外周側内壁に密接させることができない場合があり、永久磁石片の取り付け位置および取り付け姿勢にばらつきが生じる。
また、ロータ鉄心の回転によって一度は永久磁石片を磁石挿入孔内において径方向外側に位置決めできたとしても、接着剤が固化するまでの間に永久磁石片が動いてしまう場合があり、やはり永久磁石片の取り付け位置および取り付け姿勢にばらつきが生じる。
このように、永久磁石片の取り付け位置および取り付け姿勢にばらつきが生じると、永久磁石片の磁束が回転子の径方向にすることができず、磁束の平行度が崩れてしまい、性能が低下する。
そこで、この発明は、永久磁石片が所望する位置に確実に位置決めされた永久磁石式回転子を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題を解決するために、請求項１に係る発明は、外周近傍に複数の磁石挿入用開口部（例えば、後述する実施例における磁石挿入孔３２）を設けた円板状の鋼板を多数積層してロータ鉄心（例えば、後述する実施例におけるロータ鉄心３０）が構成され、前記磁石挿入用開口部に永久磁石片（例えば、後述する実施例における永久磁石片６０）が挿入されてなる永久磁石式回転子（例えば、後述する実施例における永久磁石式回転子１）において、前記磁石挿入用開口部の周方向両側の側部内壁（例えば、後述する実施例における側部内壁３４）は、径方向外側あるいは内側に進むにしたがって該磁石挿入用開口部の周方向中央から遠ざかるテーパ面に形成され、前記永久磁石片の断面形状は矩形をなし、該永久磁石片の周方向両側の側面（例えば、後述する実施例における側面６２）には磁石挿入用開口部に挿入する前に予め取り付けられたモールド樹脂部（例えば、後述する実施例におけるモールド樹脂部７０）が設けられ、該モールド樹脂部は前記磁石挿入用開口部の側部内壁に対向し同方向に傾斜するテーパ面（例えば、後述する実施例における側面７１）を有し、このモールド樹脂部を備えた永久磁石片が前記磁石挿入用開口部に圧入され、該モールド樹脂部のテーパ面が前記磁石挿入用開口部の側部内壁に密接していることを特徴とする。
このように構成することにより、モールド樹脂部のテーパ面と磁石挿入用開口部の周方向側部内壁のテーパ面とが圧接したときのテーパ作用により永久磁石片が径方向外側あるいは内側に寄せられるので、永久磁石片を磁石挿入用開口部内において径方向外側あるいは内側に確実に位置決めし固定することができ、永久磁石片のガタつきを防止することができる。
【０００６】
請求項２に係る発明は、請求項１に記載の発明において、前記永久磁石片の周方向最小幅は前記磁石挿入用開口部の周方向最小幅よりも大きく、前記永久磁石片の周方向最小幅側の側面（例えば、後述する実施例における内周側側面６１）と前記磁石挿入用開口部の周方向最小幅側の内壁（例えば、後述する実施例における内周側内壁３３）との間に樹脂が充填されていることを特徴とする。
このように構成することにより、モールド樹脂部のテーパ面と磁石挿入用開口部の周方向側部内壁のテーパ面とによるテーパ作用を確実に発揮させることができる。また、永久磁石片の周方向最小幅側の側面と磁石挿入用開口部の周方向最小幅側の内壁との隙間に樹脂が充填されているので、永久磁石片のガタつきを確実に防止することができる。
【０００７】
請求項３に係る発明は、外周近傍に複数の磁石挿入用開口部（例えば、後述する実施例における磁石挿入孔１３２）を設けた円板状の鋼板を多数積層してロータ鉄心（例えば、後述する実施例におけるロータ鉄心１３０）が構成され、前記磁石挿入用開口部に永久磁石片（例えば、後述する実施例における永久磁石片１６０）が挿入されてなる永久磁石式回転子（例えば、後述する実施例における永久磁石式回転子１００Ａ）において、予め弱着磁した永久磁石片を前記磁石挿入用開口部に挿入した状態で前記ロータ鉄心を回転することで前記永久磁石片を径方向外側に寄せて前記磁石挿入用開口部の外周側の内壁（例えば、後述する実施例における外周側内壁１３５）に磁着させ、前記永久磁石片の内周側の側面（例えば、後述する実施例における内周側側面１６１）と前記磁石挿入用開口部の内周側の内壁（例えば、後述する実施例における内周側内壁１３３）との間に樹脂（例えば、後述する実施例における樹脂層１７０）を充填した後、前記永久磁石片を強着磁してなることを特徴とする。
このように構成することにより、永久磁石片を磁石挿入用開口部内において径方向外側に確実に位置決めし固定することができ、永久磁石片のガタつきを防止することができる。また、永久磁石片をロータ鉄心の軸心に平行な姿勢に取り付けることができる
【０００８】
請求項４に係る発明は、外周近傍に複数の磁石挿入用開口部（例えば、後述する実施例における磁石挿入孔１３２）を設けた円板状の鋼板を多数積層してロータ鉄心（例えば、後述する実施例におけるロータ鉄心１３０）が構成され、前記磁石挿入用開口部に永久磁石片（例えば、後述する実施例における２６０Ａ，２６０Ｂ）が挿入されてなる永久磁石式回転子（例えば、後述する実施例における永久磁石式回転子１００Ｂ）において、予め弱着磁した一対の永久磁石片を同じ磁極同士が対向するように配置して前記磁石挿入用開口部に挿入することで前記一対の永久磁石片をその磁力による反発力で互いに離間する方向に付勢させて前記磁石挿入用開口部の内壁に磁着させ、前記一対の永久磁石片間の隙間に樹脂（例えば、後述する実施例における樹脂層２７０）を充填した後、前記永久磁石片を強着磁してなることを特徴とする永久磁石式回転子。
このように構成することにより、永久磁石片を磁石挿入用開口部内において互いに離間する内壁に密接させて確実に位置決めし固定することができ、永久磁石片のガタつきを防止することができる。また、永久磁石片をロータ鉄心の軸心に平行な姿勢に取り付けることができる
【０００９】
請求項５に係る発明は、請求項４に記載の発明において、前記一対の永久磁石片は互いに対向する面が、ロータ鉄心の径方向に対して傾斜するテーパ面に形成されていることを特徴とする。
このように構成すると、弱着磁した一対の永久磁石片を磁石挿入用開口部内に挿入したときに、永久磁石片を互いに径方向および周方向に離間する方向へ付勢することができる。
【発明の効果】
【００１０】
請求項１に係る発明によれば、永久磁石片を磁石挿入用開口部内において径方向外側あるいは内側に確実に位置決めし固定することができ、永久磁石片のガタつきを防止することができる。また、磁石挿入用開口部内で永久磁石片がガタつかないので、回転子を回転したときに永久磁石片が磁石挿入用開口部の内壁をたたくこともなく、異音発生を防止することができる。さらに、永久磁石片が磁石挿入用開口部の内壁に衝突することがないので、永久磁石片の割れを防止することができる。
【００１１】
請求項２に係る発明によれば、モールド樹脂部のテーパ面と磁石挿入用開口部の周方向側部内壁のテーパ面とによるテーパ作用を確実に発揮させることができる。また、永久磁石片の周方向最小幅側の側面と磁石挿入用開口部の周方向最小幅側の内壁との隙間に樹脂が充填されているので、永久磁石片のガタつきを確実に防止することができ、異音発生をさらに確実に防止することができる。
【００１２】
請求項３に係る発明によれば、永久磁石片を磁石挿入用開口部内において径方向外側に確実に位置決めし固定することができ、永久磁石片のガタつきを防止することができる。さらに、永久磁石片が磁石挿入用開口部の内壁に衝突することがないので、永久磁石片の割れを防止することができる。また、永久磁石片を磁石挿入用開口部内において径方向外側に固定することができるので、回転子の永久磁石片をステータに接近して配置することができ、永久磁石片の磁力を有効に利用することができる。
さらに、永久磁石片をロータ鉄心の軸心に平行な姿勢に取り付けることができるので、永久磁石片の磁束を回転子の径方向に発生させることができ、磁束の平行度が保たれ、回転子の性能が向上する。
【００１３】
請求項４に係る発明によれば、永久磁石片を磁石挿入用開口部内において互いに離間する内壁に密接させて確実に位置決めし固定することができ、永久磁石片のガタつきを防止することができる。さらに、永久磁石片が磁石挿入用開口部の内壁に衝突することがないので、永久磁石片の割れを防止することができる。
さらに、永久磁石片をロータ鉄心の軸心に平行な姿勢に取り付けることができるので、永久磁石片の磁束を回転子の径方向に発生させることができ、磁束の平行度が保たれ、回転子の性能が向上する。
請求項５に係る発明によれば、弱着磁した一対の永久磁石片を磁石挿入用開口部内に挿入したときに永久磁石片を互いに径方向および周方向に離間する方向へ付勢することができるので、永久磁石片を磁石挿入用開口部内の隅部に位置決めすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、この発明に係る永久磁石式回転子の実施例を図１から図１８の図面を参照して説明する。
〔実施例１〕
初めに、この発明に係る永久磁石式回転子の実施例１を図１から図７の図面を参照して説明する。図１は、実施例１の永久磁石式回転子（以下、回転子と略す）１の正面図であり、図２は図１におけるＡ−Ａ断面図である。
回転子１は、ロータシャフト１０と、一対の端面板２０Ａ，２０Ｂと、ロータ鉄心３０と、複数の永久磁極片６０と、カラー２５を主要構成としている。なお、図１では端面板２０Ｂとカラー２５を省略している。
ロータシャフト１０は、ロータ鉄心３０が取り付けられる円筒状の鉄心装着部１１を有し、鉄心装着部１１の軸方向の一端側には径方向外方に延出する円環状の係止部１２が設けられている。
【００１５】
端面板２０Ａ，２０Ｂは、例えばオーステナイト系ステンレス鋼ＳＵＳ３０４などの非磁性体で構成されていて、円板状をなし、その中央に形成された孔は、ロータシャフト１０の鉄心装着部１１に圧入するために、鉄心装着部１１の外径より若干小さい内径にされている。端面板２０Ａは鉄心装着部１１の外周に圧入されて係止部１２に突き当てられており、端面板２０Ｂは端面板２０Ａと協働してロータ鉄心３０を挟み込むように鉄心装着部１１の外周に圧入されている。端面板２０Ａ，２０Ｂはロータ鉄心３０の磁石挿入孔３２の両端を塞いで永久磁石片６０が磁石挿入孔３２から抜け出るのを阻止する。鉄心装着部１１に圧入され端面板２０Ｂの外側に設置されたカラー２５は、端面板２０Ａ，２０Ｂおよびロータ鉄心３０がロータシャフト１０から離脱するのを阻止する。
【００１６】
ロータ鉄心３０は、円板状のケイ素鋼板（電磁鋼板）を多数積層して構成されている。ロータ鉄心３０の中央には、ロータシャフト１０の鉄心装着部１１が圧入される貫通孔３１が設けられている。ロータ鉄心３０は、その貫通孔３１に鉄心装着部１１を圧入してロータシャフト１０に固定されている。
ロータ鉄心３０の外周部には、複数の突極部４１と溝部４２が交互に設けられており、各突極部４１には軸方向に貫通する磁石挿入孔（磁石挿入用開口部）３２が設けられている。つまり、ロータ鉄心３０の外周近傍には永久磁石片６０が挿入される複数の磁石挿入孔３２が周方向等間隔に配置されて設けられている。ロータ鉄心３０を構成する全ての積層板において磁石挿入孔３２は同一形状をなしており、図３に示すように、磁石挿入孔３２の内周側内壁３３および外周側内壁３５は平坦面に形成され、磁石挿入孔３２の周方向両側の側部内壁３４，３４は径方向外側に進むにしたがって磁石挿入孔３２の周方向中央から遠ざかるテーパ面に形成されている。そして、各磁石挿入孔３２に永久磁石片６０が挿入されている。
【００１７】
永久磁石片６０は断面形状が長方形の板状をなし、永久磁石片６０の周方向両側の側面６２，６２にはその全面に、樹脂をモールドしてなる断面形状が三角形のモールド樹脂部７０が設けられている。このモールド樹脂部７０は永久磁石片６０を磁石挿入孔３２に挿入する前に予め永久磁石片６０の側面６２に設けたものである。モールド樹脂部７０の周方向両側の側面７１，７１は磁石挿入孔３２の側部内壁３４，３４に対向配置され、それぞれ対向する側部内壁３４と同方向に傾斜するテーパ面に形成されている。すなわち、各側面７１は径方向外側に進むにしたがって永久磁石片６０の周方向中央から遠ざかるテーパ面に形成されている。そして、側部内壁３４のテーパ角度と側面７１のテーパ角度はほぼ同一に設定されている。
【００１８】
永久磁石片６０と磁石挿入孔３２の寸法関係は、図３から明らかなように、磁石挿入孔３２の内周側内壁３３の周方向幅よりも永久磁石片６０の内周側側面６１の周方向幅の方が大きい。換言すると、永久磁石片６０の周方向最小幅は磁石挿入孔３２の周方向最小幅よりも大きい。また、磁石挿入孔３２の径方向の高さは永久磁石片６０の径方向の高さよりも大きく、且つ、永久磁石片６０の内周側側面６１の両端が磁石挿入孔３２の側部内壁３４，３４に当接した状態において永久磁石片６０の外周側側面６３が磁石挿入孔３２の外周側内壁３５に密接するように寸法設定されている。そして、磁石挿入孔３２に永久磁石片６０が挿入された状態においてモールド樹脂部７０，７０が弾性圧縮された状態で磁石挿入孔３２の側部内壁３４および外周側内壁３５に密接している。
なお、モールド樹脂部７０を設けずに、モールド樹脂部７０の部分も永久磁石片にすると、永久磁石片に尖った部分（尖端部）が形成され、その尖端部に磁力線が集中して発熱を起こすが、この実施例１の永久磁石片６０ではそのようなことがない。
【００１９】
この回転子１の製造方法を簡単に説明すると、まず、ロータシャフト１０の鉄心装着部１１に端面板２０Ａを圧入し係止部１２に突き当てた状態に取り付け、さらにロータ鉄心３０を鉄心装着部１１に圧入する。
次に、ロータ鉄心３０の磁石挿入孔３２に、両側部にモールド樹脂部７０，７０を備えた永久磁石片６０を圧入する。このとき、圧入時のモールド樹脂部７０の弾性圧縮の反力が側部内壁３４に作用し、磁石挿入孔３２の側部内壁３４とモールド樹脂部７０の側面７１が同方向に傾斜するテーパ面に形成されいるので、そのテーパ作用により永久磁石片６０は径方向外側に寄せられ、図３に示すように永久磁石片６０の外周側側面６３が磁石挿入孔３２の外周側内壁３５に密接する。これにより永久磁石片６０を磁石挿入孔３２内において径方向外側に確実に位置決めし、固定することができ、永久磁石片６０のガタつきを防止することができる。
この後、端面板２０Ｂを鉄心装着部１１に圧入してロータ鉄心３０に密接させ、カラー２５を鉄心装着部１１に圧入して端面板２０Ｂに圧接し、回転子１が完成する。
【００２０】
この回転子１によれば、永久磁石片６０を磁石挿入孔３２内において径方向外側に確実に位置決めし固定することができ、永久磁石片６０のガタつきを防止することができる。また、磁石挿入孔３２内で永久磁石片６０がガタつかないので、回転子１を回転したときに永久磁石片６０が磁石挿入孔３２の内壁をたたくこともなく、異音発生を防止することができ、回転子１を備えた回転電機（例えばモーター等）の静粛性を向上させることができる。また、永久磁石片６０が磁石挿入孔３２の内壁に衝突することがないので、永久磁石片６０が割れることもない。また、永久磁石片６０が磁石挿入孔３２内において径方向外側に固定されているので、回転子１の外側に配置されるステータ（図示略）に対して永久磁石片６０を接近して配置することができ、永久磁石片６０の磁力を有効に利用することができ、この回転子１を備えた回転電機（例えばモーター等）の性能を向上させることができる。
【００２１】
なお、モールド樹脂部７０を備えた永久磁石片６０を磁石挿入孔３２に挿入した後に、永久磁石片６０の内周側側面６１と磁石挿入孔３２の内周側内壁３３との間に形成される隙間３９に、樹脂を充填し固化したり、スペーサを挿入することも可能である。このようにすると永久磁石片６０をより確実に移動不能にすることができ、永久磁石片６０のガタつきを確実に防止することができる。
【００２２】
図４から図７を参照して実施例１の回転子１の変形例を説明する。
図４に示す変形例１の回転子１では、ロータ鉄心３０の突極部４１に一対の磁石挿入孔３２，３２が周方向に並んで設けられ、各磁石挿入孔３２にそれぞれモールド樹脂部７０を備えた永久磁石片６０が取り付けられている。つまり、実施例１の永久磁石片６０を２分割して、それぞれを専用の磁石挿入孔３２に装着した例である。その他の構成は前述した実施例１と同じであるので同一態様部分に同一符号を付して説明を省略する。
【００２３】
図５に示す変形例２の回転子１では、磁石挿入孔３２における側部内壁３４の径方向外端に、側部内壁３４のテーパ面よりも周方向外側に膨出する円弧状の凹曲部３６が形成されており、この凹曲部３６にモールド樹脂部７０の一部が膨出している。その他の構成は前述した変形例１と同じであるので同一態様部分に同一符号を付して説明を省略する。この変形例２の回転子１では、磁石挿入孔３２に凹曲部３６を設けているので、磁石挿入孔３２の外周側内壁３５の端部に応力が集中するのを防止することができ、ロータ鉄心３０の外周部の機械的強度を高めることができる。
図６に示す変形例３の回転子１では、永久磁石片６０の周方向両側の側面６２が円弧状に形成されていて、モールド樹脂部７０に対する保持力を強めている。その他の構成は前述した変形例２と同じであるので同一態様部分に同一符号を付して説明を省略する。
【００２４】
図７に示す変形例４の回転子では、磁石挿入孔３２の周方向両側の側部内壁３４，３４が、径方向内側に進むにしたがって磁石挿入孔３２の周方向中央から遠ざかるテーパ面に形成されており、モールド樹脂部７０の周方向両側の側面７１，７１も径方向内側に進むにしたがって永久磁石片６０の周方向中央から遠ざかるテーパ面に形成されている。また、永久磁石片６０の周方向両側の側面６２が円弧状に形成されている。このように構成された変形例４の回転子１では、磁石挿入孔３２の側部内壁３４とモールド樹脂部７０の側面７１のテーパ作用により永久磁石片６０を径方向内側に寄せて位置決めすることができ、永久磁石片６０の内周側側面６１を磁石挿入孔３２の内周側内壁３３に密接させて固定することができる。
なお、変形例１〜４を含め実施例１の回転子１において、永久磁石片６０を軸方向に分割して磁石挿入孔３２に挿入することも可能である。
【００２５】
〔実施例２〕
次に、この発明に係る永久磁石式回転子の実施例２を図８から図１１の図面を参照して説明する。図８は、実施例２の永久磁石式回転子（以下、回転子と略す）１００Ａの正面図であり、図９は図８におけるＢ−Ｂ断面図である。
回転子１００Ａは、ロータシャフト１１０と、一対の端面板１２０Ａ，１２０Ｂと、ロータ鉄心１３０と、複数の永久磁極片１６０と、樹脂層１７０と、カラー１２５を主要構成としている。なお、図８では端面板１２０Ｂとカラー１２５を省略している。
ロータシャフト１１０は、ロータ鉄心１３０が取り付けられる円筒状の鉄心装着部１１１を有し、鉄心装着部１１１の軸方向の一端側には径方向外方に延出する円環状の係止部１１２が設けられている。
【００２６】
端面板１２０Ａ，１２０Ｂは、例えばオーステナイト系ステンレス鋼ＳＵＳ３０４などの非磁性体で構成されていて、円板状をなし、その中央に形成された孔は、ロータシャフト１１０の鉄心装着部１１１に圧入するために、鉄心装着部１１１の外径より若干小さい内径にされている。端面板１２０Ａは鉄心装着部１１１の外周に圧入されて係止部１１２に突き当てられており、端面板１２０Ｂは端面板１２０Ａと協働してロータ鉄心１３０を挟み込むように鉄心装着部１１１の外周に圧入されている。
【００２７】
ロータ鉄心１３０は、円板状のケイ素鋼板（電磁鋼板）を多数積層して構成されている。ロータ鉄心１３０の中央には、ロータシャフト１１０の鉄心装着部１１１が圧入される貫通孔１３１が設けられている。ロータ鉄心１３０は、その貫通孔１３１に鉄心装着部１１１を圧入してロータシャフト１１０に固定されている。
ロータ鉄心１３０の外周近傍には永久磁石片１６０が挿入される複数の磁石挿入孔（磁石挿入用開口部）１３２が周方向等間隔に配置されて設けられている。磁石挿入孔１３２は断面形状が長方形をなし、ロータ鉄心１３０を軸方向に貫通している。
各磁石挿入孔１３２には永久磁石片１６０が挿入されている。永久磁石片１６０は断面形状が長方形の板状をなし、径方向の高さは磁石挿入孔１３２の径方向の高さよりも小さく、周方向幅は磁石挿入孔３２の周方向幅よりも小さい。永久磁石片１６０はその外周側側面１６３を磁石挿入孔１３２の外周側内壁１３５に密接させて取り付けられており、永久磁石片１６０の内周側側面１６１と磁石挿入孔１３２の内周側内壁１３３との間に樹脂層１７０が隙間なく形成されている。
【００２８】
端面板１２０Ｂには、各樹脂層１７０に連通する樹脂充填孔１２１が設けられている。端面板１２０Ａ，１２０Ｂはロータ鉄心１３０の磁石挿入孔１３２の両端を塞いで永久磁石片１６０が磁石挿入孔１３２から抜け出るのを阻止する。鉄心装着部１１１に圧入され端面板１２０Ｂの外側に設置されたカラー１２５は、端面板１２０Ａ，１２０Ｂおよびロータ鉄心１３０がロータシャフト１１０から離脱するのを阻止する。
【００２９】
次に、実施例２の回転子１００Ａの製造方法を図１０および図１１を参照して説明する。
この回転子１００Ａを製造する際には、磁石挿入孔１３２に挿入する前に永久磁石片１６０を予めその高さ方向（径方向）に弱着磁させておく。なお、この出願において「弱着磁」とは、最終的な完成品としての回転子１００Ａの永久磁石片１６０に必要な磁力の強さよりも十分に弱く、ロータ鉄心１３０に軽く磁着（磁力により吸着）できる程度の磁力を確保できる着磁の程度をいう。これに対して、最終的な完成品としての回転子１００Ａの永久磁石片１６０に必要な磁力の強さを確保可能な着磁の強さを、この出願では「強着磁」という。
【００３０】
まず、ロータシャフト１１０の鉄心装着部１１１に端面板１２０Ａを圧入し係止部１１２に突き当てた状態に取り付け、さらにロータ鉄心１３０を鉄心装着部１１１に圧入する。
次に、図１１（ａ）に示すように、ロータ鉄心１３０の磁石挿入孔１３２に、予め弱着磁しておいた永久磁石片１６０を挿入する。この場合、磁石挿入孔１３２に挿入する際に永久磁石片１６０の磁極の向きを全て同方向に統一しなくても構わないが、統一した方が好ましい。図１１（ａ）は、全ての永久磁石片１６０について径方向外側をＮ極、径方向内側をＳ極に統一した例で示している。なお、この段階では、永久磁石片１６０は弱着磁の状態であるので、磁石挿入孔１３２内に挿入しただけでは位置決めされず、永久磁石片１６０の姿勢も不揃いである。
この後、端面板１２０Ｂを鉄心装着部１１１に圧入してロータ鉄心１３０に密接させ、カラー１２５を鉄心装着部１１１に圧入して端面板１２０Ｂに圧接して、回転子を仮組みする（図１０（ａ）参照）。
【００３１】
次に、前記仮組み状態の回転子をロータシャフト１１０の軸心回りに回転し、遠心力により永久磁石片１６０を径方向外側に引き寄せる。すると、永久磁石片１６０は弱着磁されているので、永久磁石片１６０の外周側側面１６３を磁石挿入孔１３２の外周側内壁１３５に密接させてロータ鉄心１３０に磁着する（図１０（ｂ）および図１１（ｂ）参照）。これにより、永久磁石片１６０は磁石挿入孔１３２内において径方向外側に確実に位置決めされ、且つ、ロータシャフト１１０の軸心と平行な姿勢となる。
この後、端面板１２０Ｂの各樹脂充填孔１２１から各磁石挿入孔１３２内に隙間なく樹脂を充填し固化して、樹脂層１７０を形成する。この樹脂充填から固化するまでの間も、永久磁石片１６０は磁石挿入孔１３２の外周側内壁１３５に磁着した状態を保つので、永久磁石片１６０が動くことはない。また、永久磁石片１６０の外周側側面１６３を磁石挿入孔１３２の外周側内壁１３５に密接させた状態で樹脂を充填し固化しているので、外周側側面１６３と外周側内壁１３５の間に樹脂が流入しない。
次に、各永久磁石片１６０をそれぞれ回転子１００Ａに必要な強さおよび方向に強着磁して、回転子１００Ａが完成する。
【００３２】
この回転子１００Ａによれば、永久磁石片１６０を磁石挿入孔１３２内において径方向外側に確実に位置決めし固定することができ、永久磁石片１６０のガタつきを防止することができる。また、磁石挿入孔１３２内で永久磁石片１６０がガタつかないので、回転子１００Ａを回転したときに永久磁石片１６０が磁石挿入孔１３２の内壁をたたくこともなく、異音発生を防止することができ、回転子１００Ａを備えた回転電機（例えばモーター等）の静粛性を向上させることができる。また、永久磁石片１６０が磁石挿入孔１３２の内壁に衝突することがないので、永久磁石片１６０が割れることもない。また、永久磁石片１６０が磁石挿入孔１３２内において径方向外側に固定されているので、回転子１００Ａの外側に配置されるステータ（図示略）に対して永久磁石片１６０を接近して配置することができ、永久磁石片１６０の磁力を有効に利用することができ、この回転子１００Ａを備えた回転電機（例えばモーター等）の性能を向上させることができる。
【００３３】
また、永久磁石片１６０の外周側側面１６３と磁石挿入孔１３２の外周側内壁１３５の間に樹脂が存在していると、回転子１００Ａの回転により永久磁石片１６０が遠心力により該樹脂を圧縮し、該樹脂が経時的にへたっていって隙間ができ永久磁石片１６０がガタつきだす虞があるが、実施例２の回転子１００Ａでは外周側側面１６３と外周側内壁１３５の間に樹脂が存在しないので、そのような不具合が生じることもない。
さらに、永久磁石片１６０をロータ鉄心３０の軸心に平行な姿勢に取り付けることができるので、永久磁石片６０の磁束を回転子１００Ａの径方向に発生させることができ、磁束の平行度を保つことができる。その結果、回転子１００Ａの性能が向上し、この回転子１００Ａを備えた回転電機（例えばモーター等）の性能を向上させることができる。
【００３４】
〔実施例３〕
次に、この発明に係る永久磁石式回転子の実施例３を図１２から図１８の図面を参照して説明する。図１２は、実施例３の永久磁石式回転子（以下、回転子と略す）１００Ｂの正面図であり、図１３は図１２におけるＣ−Ｃ断面図である。
回転子１００Ｂは、ロータシャフト１１０と、一対の端面板１２０Ａ，１２０Ｂと、ロータ鉄心１３０と、複数の永久磁極片２６０Ａ，２６０Ｂと、樹脂層２７０と、カラー１２５を主要構成としている。なお、図１３では端面板１２０Ｂとカラー１２５を省略している。
ロータシャフト１１０、端面板１２０Ａ，１２０Ｂ、ロータ鉄心１３０、カラー１２５については、実施例２の回転子１００Ａのものと同じであるので、同一態様部分に同一符号を付して説明を省略する。
実施例３の回転子１００Ｂが実施例２の回転子１００Ａと相違する点は、永久磁石片２６０Ａ，２６０Ｂと樹脂層２７０にある。
【００３５】
実施例３の回転子１００Ｂにおいては、各磁石挿入孔１３２内に同一形状、同一寸法の一対の永久磁石片２６０Ａ，２６０Ｂが互いに径方向に対向配置されて取り付けられている。永久磁石片２６０Ａ，２６０Ｂは、断面形状が長方形の板状をなし、永久磁石片２６０Ａ，２６０Ｂの周方向幅は磁石挿入孔１３２の周方向幅よりも小さい。
径方向外側に配置された永久磁石片２６０Ａは、その外周側側面２６３ａを磁石挿入孔１３２の外周側内壁１３５に密接させて取り付けられており、径方向内側に配置された永久磁石片２６０Ｂは、その内周側側面２６１ｂを磁石挿入孔１３２の内周側内壁１３３に密接させて取り付けられている。また、永久磁石片２６０Ａの内周側側面２６１ａと永久磁石片２６０Ｂの外周側側面２６３ｂの周方向略中央には、互いに対向する位置に略半円形の凹溝２６４が形成されており、永久磁石片２６０Ａの内周側側面２６１ａと永久磁石片２６０Ｂの外周側側面２６３ｂは所定寸法離間していて、その間に樹脂層２７０が隙間なく形成されている。端面板１２０Ｂの樹脂充填孔１２１は、この樹脂層２７０に連なっている。
【００３６】
次に、実施例３の回転子１００Ｂの製造方法を図１４および図１５を参照して説明する。なお、図１５は図１４の一部を拡大して示した図である。
この回転子１００Ｂを製造する際には、磁石挿入孔１３２に挿入する前に永久磁石片２６０Ａ，２６０Ｂを予めその高さ方向（径方向）に弱着磁させておく。「弱着磁」、「強着磁」の定義は実施例２の場合と同じである。
まず、ロータシャフト１１０の鉄心装着部１１１に端面板１２０Ａを圧入し係止部１１２に突き当てた状態に取り付け、さらにロータ鉄心１３０を鉄心装着部１１１に圧入する。
【００３７】
次に、図１４，図１５に示すように、ロータ鉄心１３０の磁石挿入孔１３２に、予め弱着磁しておいた永久磁石片２６０Ａ，２６０Ｂを同じ磁極同士が対向するように配置して挿入する。図１４，図１５に示す例では、径方向外側に配置される永久磁石片２６０Ａは内周側をＳ極、外周側をＮ極とし、径方向内側に配置される永久磁石片２６０Ｂは内周側をＮ極、外周側をＳ極として、永久磁石片２６０Ａ，２６０ＢのＳ極同士を対向させている。
このように同じ磁極同士を対向して配置すると、永久磁石片２６０Ａ，２６０Ｂはその磁力による反発力で互いに離間する方向に付勢され、永久磁石片２６０Ａは径方向外側に引き寄せられ、外周側側面２６３ａを磁石挿入孔１３２の外周側内壁１３５に密接させてロータ鉄心３０に磁着し、一方、永久磁石片２６０Ｂは径方向内側に引き寄せられ、内周側側面２６１ｂを磁石挿入孔１３２の内周側内壁１３３に密接させてロータ鉄心３０に磁着する。これにより、永久磁石片２６０Ａ，２６０Ｂは磁石挿入孔１３２内において径方向外側および内側に確実に位置決めされ、且つ、ロータシャフト１１０の軸心と平行な姿勢となる。
【００３８】
この後、端面板１２０Ｂの各樹脂充填孔１２１から各磁石挿入孔１３２内に注入すると、樹脂は永久磁石片２６０Ａ，２６０Ｂの凹溝２６４，２６４に沿って奥まで流れていき、永久磁石片２６０Ａ，２６０Ｂ間に隙間なく行き渡る。その状態で樹脂を固化して樹脂層１７０を形成する。この樹脂充填から固化するまでの間も、永久磁石片２６０Ａ，２６０Ｂは磁石挿入孔１３２の外周側内壁１３５および内周側内壁１３３に磁着した状態を保つので、永久磁石片２６０Ａ，２６０Ｂが動くことはない。また、永久磁石片２６０Ａの外周側側面２６３ａを磁石挿入孔１３２の外周側内壁１３５に密接させ、永久磁石片２６０Ｂの内周側側面２６１ｂを磁石挿入孔１３２の内周側内壁１３３に密接させた状態で樹脂を充填し固化しているので、外周側側面２６３ａと外周側内壁１３５の間および内周側側面２６１ｂと内周側内壁１３３の間に樹脂が流入しない。
次に、各永久磁石片２６０Ａ，２６０Ｂをそれぞれ回転子１００Ｂに必要な強さおよび方向に強着磁して、回転子１００Ｂが完成する。
【００３９】
この回転子１００Ｂによれば、永久磁石片２６０Ａ，２６０Ｂを磁石挿入孔１３２内において径方向外側および径方向内側に確実に位置決めし固定することができ、永久磁石片２６０Ａ，２６０Ｂのガタつきを防止することができる。また、磁石挿入孔１３２内で永久磁石片２６０Ａ，２６０Ｂがガタつかないので、回転子１００Ｂを回転したときに永久磁石片２６０Ａ，２６０Ｂが磁石挿入孔１３２の内壁をたたくこともなく、異音発生を防止することができ、回転子１００Ｂを備えた回転電機（例えばモーター等）の静粛性を向上させることができる。また、永久磁石片２６０Ａ，２６０Ｂが磁石挿入孔１３２の内壁に衝突することがないので、永久磁石片２６０Ａ，２６０Ｂが割れることもない。
【００４０】
さらに、永久磁石片２６０Ａ，２６０Ｂをロータシャフト１１０の軸心に平行な姿勢に取り付けることができるので、永久磁石片２６０Ａ，２６０Ｂの磁束を回転子１００Ｂの径方向に発生させることができ、磁束の平行度を保つことができる。その結果、回転子１００Ｂの性能が向上し、この回転子１００Ｂを備えた回転電機（例えばモーター等）の性能を向上させることができる。
【００４１】
図１６から図１８を参照して実施例３の回転子１００Ｂの変形例を説明する。なお、図１６〜図１８は図１５に対応する図であり、樹脂層１７０を形成する前の半完成品状態を示している。
図１６に示す変形例１の回転子１００Ｂでは、磁石挿入孔１３２内において一対の永久磁石片２６０Ａ，２６０Ｂが周方向に対向して配置されており、図中左側に配置された永久磁石片２６０Ａの左側側面２６２ａが磁石挿入孔１３２における左側の側部内壁１３４に密接し、図中右側に配置された永久磁石片２６０Ｂの右側側面２６５ｂが磁石挿入孔１３２における右側の側部内壁１３４に密接し、永久磁石片２６０Ａの右側側面２６５ａと永久磁石片２６０Ｂの左側側面２６２ｂの間に樹脂層１７０（図示略）が形成される。なお、永久磁石片２６０Ａ，２６０Ｂの径方向の高さと磁石挿入孔１３２の径方向の高さはほぼ同じで、且つ、磁石挿入孔１３２内で永久磁石片２６０Ａ，２６０Ｂが周方向に摺動可能な寸法に設定されている。
【００４２】
この回転子１００Ｂを製造する際には、磁石挿入孔１３２に挿入する前に永久磁石片２６０Ａ，２６０Ｂを予めその幅方向（周方向）に弱着磁させておき、磁石挿入孔１３２に挿入するときに、弱着磁させた永久磁石片２６０Ａ，２６０Ｂを同じ磁極同士が対向するように配置する。図１６に示す例では、図中左側に配置される永久磁石片２６０Ａは左側側面２６２ａをＮ極、右側側面２６５ａをＳ極とし、図中右側に配置される永久磁石片２６０Ｂは左側側面２６２ｂをＳ極、右側側面２６５ｂをＮ極として、永久磁石片２６０Ａ，２６０ＢのＳ極同士を対向させている。
【００４３】
このように同じ磁極同士を対向して配置すると、永久磁石片２６０Ａ，２６０Ｂはその磁力による反発力で互いに離間する方向に付勢され、永久磁石片２６０Ａは図中左側に引き寄せられ、左側側面２６２ａを磁石挿入孔１３２における左側の側部内壁１３４に密接させてロータ鉄心３０に磁着し、一方、永久磁石片２６０Ｂは図中右側に引き寄せられ、右側側面２６５ｂを磁石挿入孔１３２における右側の側部内壁１３４に密接させてロータ鉄心３０に磁着する。これにより、永久磁石片２６０Ａ，２６０Ｂを磁石挿入孔１３２内において左右両側に確実に位置決めすることができる。永久磁石片２６０Ａ，２６０Ｂの位置決めした後の工程は前述と同じであり、永久磁石片２６０Ａ，２６０Ｂの間の空間に樹脂を充填して固化し、永久磁石片２６０Ａ，２６０Ｂを強着磁して回転子１００Ｂが完成する。
【００４４】
図１７に示す変形例２の回転子１００Ｂは、図１６に示す変形例１の回転子１００Ｂをさらに変形したものであり、変形例２の回転子１００Ｂが変形例１の回転子１００Ｂと相違する点は、磁石挿入孔１３２の径方向の高さが永久磁石片２６０Ａ，２６０Ｂの径方向の高さよりも大きいことと、互いに対向する永久磁石片２６０Ａの右側側面２６５ａと永久磁石片２６０Ｂの左側側面２６２ｂが、永久磁石片２６０Ａ，２６０Ｂの高さ方向（すなわち、ロータ鉄心１３０を径方向）に対して同一方向に傾斜するテーパ面にされていることである。
このようにすると、弱着磁された永久磁石片２６０Ａ，２６０Ｂを磁石挿入孔１３２内に挿入したときに、永久磁石片２６０Ａ，２６０Ｂが互いに周方向および径方向に離間する方向に付勢されるので、永久磁石片２６０Ａ，２６０Ｂを磁石挿入孔１３２における隅部に位置決めすることができる。図１７に示す例では永久磁石片２６０Ａを磁石挿入孔１３２の内周側内壁１３３と左側の側部内壁１３４に密接させて位置決めし、永久磁石片２６０Ｂを磁石挿入孔１３２の外周側内壁１３５と右側の側部内壁１３４に密接させて位置決めすることができる。
【００４５】
図１８に示す変形例３の回転子１００Ｂは、図１７に示す変形例２の回転子１００Ｂをさらに変形したものであり、変形例３の回転子１００Ｂが変形例２の回転子１００Ｂと相違する点は、永久磁石片２６０Ａの左側側面２６２ａとこれに対向する磁石挿入孔１３２における左側の側部内壁１３４、および、永久磁石片２６０Ｂの右側側面２６５ｂとこれに対向する磁石挿入孔１３２における右側の側部内壁１３４が、永久磁石片２６０Ａ，２６０Ｂおよび磁石挿入孔１３２の高さ方向（すなわち、ロータ鉄心１３０を径方向）に対して同一方向に傾斜するテーパ面にされていることである。
このようにすると、弱着磁された永久磁石片２６０Ａ，２６０Ｂを磁石挿入孔１３２内で位置決めする際に、永久磁石片２６０Ａ，２６０Ｂをテーパ作用によって確実に磁石挿入孔１３２の隅部に移動させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】この発明に係る永久磁石式回転子における実施例１の正面図である。
【図２】図１のＡ−Ａ断面図である。
【図３】図１の要部拡大図である。
【図４】前記実施例１の永久磁石式回転子の変形例１における部分正面図である。
【図５】前記実施例１の永久磁石式回転子の変形例２における部分正面図である。
【図６】前記実施例１の永久磁石式回転子の変形例３における部分正面図である。
【図７】前記実施例１の永久磁石式回転子の変形例４における部分正面図である。
【図８】この発明に係る永久磁石式回転子における実施例２の正面図である。
【図９】図８のＢ−Ｂ断面図である。
【図１０】実施例２の永久磁石式回転子の製造方法を説明するための部分断面図である。
【図１１】実施例２の永久磁石式回転子の製造方法を説明するための正面図である。
【図１２】この発明に係る永久磁石式回転子における実施例３の正面図である。
【図１３】図１２のＣ−Ｃ断面図である。
【図１４】実施例３の永久磁石式回転子の製造方法を説明するための正面図である。
【図１５】図１４の要部拡大図である。
【図１６】前記実施例３の永久磁石式回転子の変形例１における図１５に対応する図である。
【図１７】前記実施例３の永久磁石式回転子の変形例２における図１５に対応する図である。
【図１８】前記実施例３の永久磁石式回転子の変形例３における図１５に対応する図である。
【符号の説明】
【００４７】
１，１００Ａ，１００Ｂ  永久磁石式回転子
３０，１３０  ロータ鉄心
３２，１３２  磁石挿入孔（磁石挿入用開口部）
３３  内周側内壁
３４  側部内壁
６０，１６０，２６０Ａ，２６０Ｂ  永久磁石片
６１  内周側側面
６２  側面
７０  モールド樹脂部
７１  側面（テーパ面）
１３３  内周側内壁
１３５  外周側内壁
１６１  内周側側面
１７０，２７０  樹脂層
【図１】
2007049805.tif 000003
【図２】
2007049805.tif 000004
【図３】
2007049805.tif 000005
【図４】
2007049805.tif 000006
【図５】
2007049805.tif 000007
【図６】
2007049805.tif 000008
【図７】
2007049805.tif 000009
【図８】
2007049805.tif 000010
【図９】
2007049805.tif 000011
【図１０】
2007049805.tif 000012
【図１１】
2007049805.tif 000013
【図１２】
2007049805.tif 000014
【図１３】
2007049805.tif 000015
【図１４】
2007049805.tif 000016
【図１５】
2007049805.tif 000017
【図１６】
2007049805.tif 000018
【図１７】
2007049805.tif 000019
【図１８】
2007049805.tif 000020