(57)【要約】【課題】トルクリップルやコギングトルクを低減することが可能な回転電機を提供する。【解決手段】本発明に係る回転電機は、固定子（１）と、回転子コア（２２）および当該回転子コアの外周に並ぶ複数の永久磁石（２３）を有する回転子（２）と、を備え、周方向に隣り合う永久磁石間には、回転子コアの外周側に突出する主突起部が形成され、各主突起部は、周方向のうちの第１方向の端側に形成された、回転子コアの外周側に突出する第１副突起部と、第１方向の反対方向である第２方向の端側に形成された、回転子コアの外周側に突出する第２副突起部と、をそれぞれ有し、周方向における第１副突起部の幅は、周方向における第２副突起部の幅よりも狭く、第１副突起部がその第１方向側に設けられた永久磁石に当接し、第２副突起部がその第２方向側に設けられた永久磁石に当接することにより、各永久磁石が回転子コアの外周に固定されるものである。【選択図】図１
2012044789.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
固定子と、
回転子コアと、当該回転子コアの外周に並べられた複数の永久磁石と、を有し、前記固定子の内側に設けられた回転子と、を備え、
前記回転子コアの周方向に隣り合う前記永久磁石間には、前記回転子コアの外周側に突出する主突起部が形成され、
各前記主突起部は、
前記周方向のうちの第１方向の端側に形成された、前記回転子コアの外周側に突出する第１副突起部と、
前記第１方向の反対方向である第２方向の端側に形成された、前記回転子コアの外周側に突出する第２副突起部と、をそれぞれ有し、
前記周方向における前記第１副突起部の幅は、前記周方向における前記第２副突起部の幅よりも狭く、
前記第１副突起部がその前記第１方向側に設けられた前記永久磁石に当接し、前記第２副突起部がその前記第２方向側に設けられた前記永久磁石に当接することにより、各前記永久磁石が前記回転子コアの外周に固定される、回転電機。
【請求項２】
前記回転子は、
前記回転子の回転軸方向に並べられた複数の前記回転子コアと、
前記複数の回転子コアの各々の外周に並べられた前記複数の永久磁石と、を有し、
前記複数の回転子コアの各々における前記第１方向は互いに同一方向である、請求項１に記載の回転電機。
【請求項３】
前記周方向における前記主突起部の幅は、前記回転子コアの外周側に向かうにつれて広くなっており、
前記主突起部を間に挟んで前記周方向に隣り合う前記永久磁石の両端面の間隔は、前記回転子コアの外周側に向かうにつれて広くなっている、請求項１または２に記載の回転電機。
【請求項４】
回転子コアおよび複数の永久磁石を有する回転子と、固定子とを備える回転電機の製造方法であって、
前記回転子コアには、外周側に突出し、周方向に並んだ主突起部が形成されており、
各前記主突起部は、
前記周方向のうちの第１方向の端側に形成された、前記回転子コアの外周側に突出する第１副突起部と、
前記周方向のうちの第２方向の端側に形成された、前記回転子コアの外周側に突出する第２副突起部と、をそれぞれ有し、
前記周方向における前記第１副突起部の幅は、前記周方向における前記第２副突起部の幅よりも狭くなっており、
前記周方向に隣り合う前記主突起部間に前記永久磁石を設ける第１工程と、
各前記主突起部において、前記第１および第２副突起部間の凹部に前記回転子コアの外周側から力を与えることにより、前記第１および第２副突起部を変形させて前記永久磁石に当接させる第２工程と、を含む、回転電機の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回転電機およびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、永久磁石を回転子コアの外周面に設けた所謂ＳＰＭ型の回転電機において、永久磁石の固定を容易にする技術が提案されている（例えば、特許文献１参照）。この技術では、回転子コアに、外周側に突出し、周方向に並ぶ主突起部が形成される。永久磁石は、回転子コアの周方向に隣り合う主突起部間に設けられる。主突起部の外周側であって周方向における中心位置には、凹部が形成される。この凹部により、主突起部の周方向両端側に、回転子コアの外周側に突出し、周方向における幅が互いに同一となる副突起部がそれぞれ形成される。この凹部に治具を当て、当該治具を介して回転子コアの外周側から凹部に力を与える。これにより、それぞれが同じ角度で開くように各副突起部を変形させ、永久磁石と当接させる。このようにして、永久磁石の固定を容易にしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−２３９４４号公報（図２）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記従来技術では、治具の当て方や回転子コアの部材強度のばらつき等によって、いずれか一方の副突起部が大きく変形して開いてしまい、さらには、大きく変形する副突起部も主突起部ごとに異なってしまう場合があった。永久磁石は、大きく変形した副突起部の開いた方向に変位して固定される。よってこの場合、固定時における永久磁石の変位方向が場所によって変わることになり、回転子コアの周方向に隣り合う永久磁石間の間隔のばらつきが大きくなってしまう。その結果、トルクリップルやコギングトルクが増大してしまうという課題があった。
【０００５】
そこで、本発明は、トルクリップルやコギングトルクを増大を抑えることが可能な回転電機およびその製造方法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】
【０００６】
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、本発明の一の観点に係る回転電機は、固定子と、回転子コアと、当該回転子コアの外周に並べられた複数の永久磁石と、を有し、前記固定子の内側に設けられた回転子と、を備え、前記回転子コアの周方向に隣り合う前記永久磁石間には、前記回転子コアの外周側に突出する主突起部が形成され、各前記主突起部は、前記周方向のうちの第１方向の端側に形成された、前記回転子コアの外周側に突出する第１副突起部と、前記第１方向の反対方向である第２方向の端側に形成された、前記回転子コアの外周側に突出する第２副突起部と、をそれぞれ有し、前記周方向における前記第１副突起部の幅は、前記周方向における前記第２副突起部の幅よりも狭く、前記第１副突起部がその前記第１方向側に設けられた前記永久磁石に当接し、前記第２副突起部がその前記第２方向側に設けられた前記永久磁石に当接することにより、各前記永久磁石が前記回転子コアの外周に固定されるものである。
【０００７】
本発明の別の観点に係る回転電機の製造方法は、回転子コアおよび複数の永久磁石を有する回転子と、固定子とを備える回転電機の製造方法であって、前記回転子コアには、外周側に突出し、周方向に並んだ主突起部が形成されており、各前記主突起部は、前記周方向のうちの第１方向の端側に形成された、前記回転子コアの外周側に突出する第１副突起部と、前記周方向のうちの第２方向の端側に形成された、前記回転子コアの外周側に突出する第２副突起部と、をそれぞれ有し、前記周方向における前記第１副突起部の幅は、前記周方向における前記第２副突起部の幅よりも狭くなっており、前記周方向に隣り合う前記主突起部間に前記永久磁石を設ける第１工程と、各前記主突起部において、前記第１および第２副突起部間の凹部に前記回転子コアの外周側から力を与えることにより、前記第１および第２副突起部を変形させて前記永久磁石に当接させる第２工程と、を含んでいるものである。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、トルクリップルやコギングトルクを低減することが可能な回転電機およびその製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の一実施形態に係る回転電機の構成例を示す図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る回転電機の構成例を示す図である。
【図３】本発明の一実施形態に係る回転子の部分拡大図である。
【図４Ａ】本発明の一実施形態に係る回転電機の製造方法を説明するための図である。
【図４Ｂ】本発明の一実施形態に係る回転電機の製造方法を説明するための図である。
【図４Ｃ】本発明の一実施形態に係る回転電機の製造方法を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明の実施の形態について図を参照して説明する。なお、同一の構成については同一の符号を付することにより、重複説明を適宜省略する。
【００１１】
＜実施形態＞
図１および図２を参照して、本発明の一実施形態に係る回転電機の概要構成について説明する。図１および図２は、本発明の一実施形態に係る回転電機の構成例を示す図である。図１は、回転軸Ｏに垂直な方向から回転電機を切断したときの当該回転電機の断面を示した図である。図２は、回転軸Ｏに沿って回転電機を切断したときの当該回転電機の断面を示した図である。なお、本実施形態に係る回転電機は、電動機とする。
【００１２】
図１および図２において、回転電機は、固定子１、回転子２、フレーム３、ブラケット４および５、軸受６および７、エンコーダ８、およびエンコーダカバー９を備える。
【００１３】
固定子１は、略円筒状であり、空隙を介して略円柱状の回転子２の外周を囲んでいる。固定子１は、固定子コア１１、ボビン１２、およびコイル１３を備える。固定子コア１１には、内周側に突出した複数のティース部１１１が形成される。各ティース部１１１には、ボビン１２に巻回されたコイル１３が設けられる。
【００１４】
回転子２は、シャフト２１、回転子コア２２、および永久磁石２３を備える。回転子コア２２は、シャフト２１の外周に設けられ、回転軸Ｏ方向に並べられる。回転子コア２２の外周面上には、周方向に並んだ複数の溝２２１が形成される。各溝２２１は、回転軸Ｏ方向に伸びている。複数の溝２２１の各々には、永久磁石２３が設けられる。この複数の溝２２１により、周方向に隣り合う永久磁石２３間の回転子コア２２には、回転子コア２２の外周側に突出した主突起部２２２が形成される。主突起部２２２の詳細な構造については、後述する。このように構成された回転子２は、コイル１３によって発生する回転磁界により、回転する。
【００１５】
フレーム３は、固定子１の外周側に設けられる。ブラケット４は、固定子１および回転子２の回転軸Ｏ方向の一方側（負荷側）に設けられる。ブラケット５は、固定子１および回転子２の回転軸Ｏ方向の他方側（反負荷側）に設けられる。ブラケット４とシャフト２１との間には軸受６が設けられ、ブラケット５とシャフト２１との間には軸受７が設けられ、軸受６および７により、回転子２は回転可能に支持される。図２の例では、シャフト２１の反負荷側にはエンコーダ８が設けられ、ブラケット５の反負荷側にはエンコーダ８を覆うエンコーダカバー９が設けられる。
【００１６】
次に、図３を参照して、主突起部２２２の詳細構成を説明する。図３は、図１に示したＡ部分の部分拡大図であり、永久磁石２３を溝２２１に挿入した直後の様子を示している。図３に示すＸは、回転子コア２２の周方向（回転子２の回転方向でもある）のうちの一方方向を示し、Ｙは、Ｘ方向とは反対の方向を示している。
【００１７】
図３に示すように、周方向における主突起部２２２の幅は、回転子コア２２の外周側に向かうにつれて広くなっている。また、主突起部２２２を間に挟んで周方向に隣り合う永久磁石２２の両端面２３ａおよび２３ｂの間隔は、回転子コア２２の外周側に向かうにつれて広くなっている。主突起部２２２の外周側には、当該外周側が開口する凹部２２２ａが形成される。凹部２２２ａは、円弧状に形成されており、回転軸Ｏ方向に伸びている。この凹部２２２ａにより、主突起部２２２の周方向両端側には、回転子コア２２の外周側に突出した２つの副突起部２２２ｂおよび２２２ｃが形成される。より具体的には、主突起部２２２のＸ方向の端側に副突起部２２２ｂが形成され、主突起部２２２のＹ方向の端側に副突起部２２２ｃが形成される。ここで、凹部２２２ａは、回転子コア２２の周方向における主突起部２２２の中心位置からＸ方向にずれた位置に形成されている。つまり、周方向における凹部２２２ａの中心位置と回転軸Ｏとを通る直線Ｂが、周方向における主突起部２２２の中心位置と回転軸Ｏとを通る直線Ｃに対し、Ｘ方向にずれている。このため、副突起部２２２ｂの周方向幅ｔ１は、副突起部２２２ｃの周方向幅ｔ２よりも狭くなっている。また、全ての主突起部２２２において、凹部２２２ａは、回転子コア２２の周方向における主突起部２２２の中心位置からＸ方向にずれた位置に形成されている。また、回転軸Ｏ方向に並んだ回転子コア２２の各々においても、凹部２２２ａは同一方向（つまりＸ方向）にずれている。
【００１８】
次に、図４Ａ〜図４Ｃを参照して、本発明の一実施形態に係る回転電機の製造方法について説明する。図４Ａ〜図４Ｃは、本発明の一実施形態に係る回転電機の製造方法を説明するための図である。なおここでは、回転電機の製造方法のうち、回転子の製造方法について詳述する。
【００１９】
まず、図４Ａに示すように、永久磁石２３が溝２２１に回転軸Ｏ方向から挿入される。溝２２１の周方向の幅は、永久磁石２３を挿入可能にするため、永久磁石２３の周方向の幅よりも若干広くなっている。このため、図４Ｂに示すように、永久磁石２３を挿入直後には、周方向における永久磁石２３の端面２３ａと主突起部２２２との間、永久磁石２３の端面２３ｂと主突起部２２２との間にそれぞれ隙間が形成される。
【００２０】
次に、図４Ｂに示すように、治具１００を凹部２２２ａに当て、治具１００を介して回転子コア２２の外周側から凹部２２２ａに力Ｆを与える。これにより、図４Ｃに示すように、副突起部２２２ｂは、Ｘ方向に開くように変形し、永久磁石２３の端面２３ａに当接する。副突起部２２２ｃは、Ｙ方向に開くように変形し、永久磁石２３の端面２３ｂに当接する。これにより、永久磁石２３は、回転子コア２２に固定される。
【００２１】
ここで、上述したように、副突起部２２２ｂの幅ｔ１は、副突起部２２２ｃの幅ｔ２よりも狭くなっている。このため、図４Ｃに示すように、治具１００の当て方や回転子コア２２の部材強度のばらつき等に関係なく、副突起部２２２ｂを副突起部２２２ｃよりも大きく変形させることができる。これにより、いずれの永久磁石２３もＸ方向に変位させて固定することができる。このように、固定時の永久磁石２３の変位方向をいずれもＸ方向とすることができるため、回転子コア２２の周方向に隣り合う永久磁石２３間の間隔のばらつきを小さくすることができる。その結果、トルクリップルやコギングトルクの増大を抑えることができる。
【００２２】
以上のように、本実施形態では、副突起部２２２ｂの幅ｔ１は、副突起部２２２ｃの幅ｔ２よりも狭くなる。これにより、回転子コア２２の周方向に隣り合う永久磁石２３間の間隔のばらつきを小さくすることができ、トルクリップルやコギングトルクの増大を抑えることができる。
【００２３】
また、本実施形態では、回転軸Ｏ方向に並んだ回転子コア２２においても、凹部２２２ａは同一方向にずれている。これにより、回転軸Ｏ方向に並ぶ永久磁石２３を所定の位置関係で配置する際に、精度良く配置しやすくなる。
【００２４】
また、本実施形態では、周方向における主突起部２２２の幅が回転子コア２２の外周側に向かうにつれて広くなっており、主突起部２２２を間に挟んで周方向に隣り合う永久磁石２２の両端面２３ａおよび２３ｂの間隔も、回転子コア２２の外周側に向かうにつれて広くなっている。これにより、回転子２が回転しているときに永久磁石２３に作用する遠心力によって、永久磁石２３が飛散するのを防ぐことができる。
【００２５】
以上、本発明の実施形態について説明した。ただし、いわゆる当業者であれば、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内で、上記実施形態から適宜変更が可能であり、また、上記実施形態と変更例による手法を適宜組み合わせて利用することも可能である。すなわち、このような変更等が施された技術であっても、本発明の技術的範囲に含まれることは言うまでもない。
【００２６】
例えば、上記実施形態では、回転子コア２２が回転軸Ｏ方向に複数並んでいたが、これに限られない。回転子コア２２は１つであってもよい。
【００２７】
また例えば、上記実施形態では、回転電機を電動機としたが、これに限られない。本実施形態に係る回転電機は、発電機であってもよい。この場合、回転子２が回転することで、コイル１３に電圧が誘起する。
【００２８】
また例えば、上記実施形態では、凹部２２２ａの形状は、円弧状としていたが、これに限らない。凹部２２２ａの形状は、Ｕ字状、Ｖ字状などであってもよい。
【００２９】
また例えば、上記実施形態では、周方向における主突起部２２２の幅が回転子コア２２の外周側に向かうにつれて広くなっており、主突起部２２２を間に挟んで周方向に隣り合う永久磁石２２の両端面２３ａおよび２３ｂの間隔も、回転子コア２２の外周側に向かうにつれて広くなっているとしたが、これに限られない。例えば、周方向における主突起部２２２の幅が回転子コア２２の径方向において一定であり、主突起部２２２を間に挟んで周方向に隣り合う永久磁石２２の両端面の間隔も、回転子コア２２の径方向において一定であってもよい。この場合、さらに、永久磁石２３の飛散防止のために、周方向に並んだ永久磁石２３の外周を覆う保護カバーを別途設けてもよい。
【符号の説明】
【００３０】
１    固定子
２    回転子
３    フレーム
４、５    ブラケット
６、７    軸受
８    エンコーダ
９    エンコーダカバー
１１    固定子コア
１２    ボビン
１３    コイル
１１１    ティース部
２１    シャフト
２２    回転子コア
２３    永久磁石
２２１    溝
２２２    主突起部
２２２ａ    凹部
２２２ｂ、２２２ｃ    副突起部
１００    治具
【図１】
2012044789.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
2012044789.tif 000007
【図４Ｃ】
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