(57)【要約】【課題】回転子と固定子の間のエアギャップを縮小化、均一化してトルク脈動を低減した高効率な回転電機を構成できる永久磁石回転子を提供する。また、その永久磁石回転子の製造方法を提供する。【解決手段】回転子コア２の外周面に離間部を介して等間隔に装着された各永久磁石片３の外周面を回転子の回転軸を中心として砥石８で回転子の周方向に、回転子の回転軸と同芯に研削加工することにより、外周面が真円度良く加工された永久磁石回転子を得ることができる。【選択図】図３
2012105447.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数個のセグメント形永久磁石片を回転子コアの外周面に、前記回転子コアの周方向に隣接する前記各永久磁石片間の隙間である離間部を設けて等間隔に配置する永久磁石片配置工程と、
前記永久磁石片配置工程の後、前記各永久磁石片の外周面を前記回転子コアと同軸円周方向に研削加工する外周面研削工程とを有する永久磁石回転子の製造方法。
【請求項２】
前記外周面研削工程の後に前記永久磁石回転子の外周面を環状部材で覆う環状部材嵌合工程を有する請求項１に記載の永久磁石回転子の製造方法。
【請求項３】
前記永久磁石片配置工程と前記外周面研削工程の間に、前記各永久磁石片と前記回転子コアの外周を樹脂で封止する封止工程を有する請求項１に記載の永久磁石回転子の製造方法。
【請求項４】
請求項1又は請求項２に記載の製造方法で製造した永久磁石回転子であって、前記各永久磁石片外周面の前記永久磁石回転子の回転軸垂直方向断面形状は、前記回転軸を中心とする円弧形状である永久磁石回転子。
【請求項５】
請求項３に記載の製造方法で製造した永久磁石回転子であって、前記永久磁石回転子の外周面の、回転軸垂直方向の断面形状は、前記回転軸を中心とする円形状である永久磁石回転子。
【請求項６】
前記回転子コアの外周面の前記各永久磁石片取付面及び、前期各永久磁石片の前記回転子コアに取り付けられる面はいずれも平面加工されている請求項４又は請求項５に記載の永久磁石回転子。
【請求項７】
前記回転子コアの外周面の前記各永久磁石片取付面以外の部分も平面加工されている請求項６に記載の永久磁石回転子。
【請求項８】
前記各永久磁石片の回転方向両端部の下面と前記回転子コアとの間には、前記両端部の一端から他端方向に次第に狭くなる下部空隙が、前記離間部と一体として形成されている請求項４乃至請求項７のいずれか１項に記載の永久磁石回転子。
【請求項９】
請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の製造方法で製造した永久磁石回転子であって、前記各永久磁石片の前記回転子コアに接する面の、前記永久磁石回転子回転軸垂直方向断面形状は、前記回転軸方向に膨らむ円弧形状である永久磁石回転子。
【請求項１０】
請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の製造方法で製造した永久磁石回転子であって、前記各永久磁石片の前記回転子コアに接する面の、前記永久磁石回転子回転軸垂直方向断面形状は、前記回転軸方向に膨らむ、両端部が円弧形状の皿形である永久磁石回転子。
【請求項１１】
請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の製造方法で製造した永久磁石回転子であって、前記各永久磁石片の前記回転子コアに接する面の、前記永久磁石回転子回転軸垂直方向断面形状は、前記回転軸方向に膨らむ、３辺が直線の皿形である永久磁石回転子。
【請求項１２】
前記回転子コアは、前記回転子コアの軸方向に設けた、前記回転子コアの外周側周方向に広がる凸部を有し、前記各永久磁石片を前記回転子コアの端部から隣接する凸部間に挿入することにより前記各永久磁石片を前記回転子コアに嵌合し、前記各永久磁石片の前記回転子コア外周方向への移動を制限する請求項９乃至請求項１１のいずれか１項に記載の永久磁石回転子。
【請求項１３】
前記回転子コアの前記各永久磁石片取付面と前記各永久磁石片の前記回転子コアに取り付けられる面に、相互に位置決めをするための凹部又は凸部を設けた請求項９乃至請求項１１のいずれか１項に記載の永久磁石回転子。
【請求項１４】
前記位置決めするための凹部又は凸部は、前記回転子コアの軸方向に設けたアリ溝と、吸い付き桟である請求項１３に記載の永久磁石回転子。
【請求項１５】
前記各永久磁石片の回転方向両上端部は前記永久磁石片配置工程の前に面取りされている請求項４乃至請求項１４のいずれか１項に記載の永久磁石回転子。
【請求項１６】
前記各永久磁石片は、前記回転子コア軸方向にスキューして配置されている請求項４乃至請求項１５のいずれが１項に記載の永久磁石回転子。
【請求項１７】
前記永久磁石片配置工程において、前記各永久磁石片を所定の位置に接着すると共に、前記離間部を接着剤で封止する請求項４乃至請求項１６のいずれか１項に記載の永久磁石回転子。
【請求項１８】
前記接着剤は、軟磁性体の粉末を含有する請求項１７に記載の永久磁石回転子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、永久磁石片を回転子コアの外周面に配置した永久磁石回転子及びその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般的な永久磁石回転子の製造方法においては、回転子に取り付ける個々の磁石片は、予めその内周面、外周面及び両端面を所望の精度で加工されており、複数の永久磁石片を所定の間隔を介して回転子コアに装着することにより回転子を製造する。（例えば特許文献１）
また、回転子コアに永久磁石片を接着した後、磁石片の表面形状と摺嵌する凹部を有する砥石により、永久磁石片を軸方向に研削加工する方法が開示されている。（例えば特許文献２）
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平１０−４２４９８号公報  （段落００１５  図１）
【特許文献２】特開平１１−８９１４１号公報  （段落００３６  図９）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
回転電機の性能に寄与する一要因としてエアギャップ（回転子の表面と固定子の表面との間の隙間）の均一性があげられる。
このエアギャップは、均一かつ小さいことが望ましい。何故なら、エアギャップが大きい場合、回転電機の効率の低下を引き起こし、エアギャップが不均一な場合は、コギングトルクやトルクリップル等のトルク脈動が増大し回転電機の性能劣化をもたらすからである。
しかしながら、上述の特許文献１に記載の回転子の場合、組み立て前に永久磁石片を加工するため、永久磁石片の加工精度及び回転子コアの加工精度に加え、永久磁石片の装着時の取り付け精度のばらつきが重畳されてエアギャップの精度が決まる。
従って、エアギャップを均一化し、縮小化することが難しく、万一、回転子と固定子が接触してしまうような場合は、回転電機がロックしてしまう不良を発生させる。
これを防止するには、永久磁石片の内外周及び両端面を全て予め精度良く加工しておく必要があり、生産性が悪く高コストであるという課題があった。
また、特許文献２では、回転子コアに永久磁石片を接着した後、磁石片の表面形状と摺嵌する凹部を有する砥石により、永久磁石片を軸方向に研削加工する方法が示されているが、この研削方法では回転子の周方向全体のエアギャップを均一化することはできないという問題があった。
【０００５】
この発明は、このような課題を解決するためになされたものであり、生産性良く、低コストに、回転子と固定子との間のエアギャップを均一かつ最小化できる回転子の製造方法と、その製造方法によって製造する永久磁石回転子の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この発明に係る永久磁石片回転子の製造方法は、複数個のセグメント形永久磁石片を回転子コアの外周面に、回転子コアの周方向に隣接する各永久磁石片間の隙間である離間部を設けて等間隔に配置する永久磁石片配置工程と、
永久磁石片配置工程の後、各永久磁石片の外周面を回転子コアと同軸円周方向に研削加工する外周面研削工程とを有するものである。
【発明の効果】
【０００７】
この発明に係る永久磁石回転子の製造方法は、
複数個のセグメント形永久磁石片を回転子コアの外周面に、回転子コアの周方向に隣接する各永久磁石片間の隙間である離間部を設けて等間隔に配置する永久磁石片配置工程と、
永久磁石片配置工程の後、各永久磁石片の外周面を回転子コアと同軸円周方向に研削加工する外周面研削工程とを有するものなので、
生産性良く低コストに、永久磁石回転子の周囲に配設した永久磁石の外周面を、永久磁石回転子の軸心に対し真円度良く研削加工できる。これにより、永久磁石回転子の外側に空隙を介して配置される固定子との隙間（エアギャップ）を縮小することができると共に、均一化することができる。
これにより、コギングトルクやトルクリップル等のトルク脈動の発生を低減できる。
また、固定子と永久磁石回転子の間での磁束の流れを円滑化して回転電機の高効率化に寄与する永久磁石回転子を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】この発明の実施の形態１に係る永久磁石回転子の製造方法によって製造する永久磁石回転子の斜視図である。
【図２】図１に係る永久磁石回転子の断面図である。
【図３】この発明の実施の形態１に係る永久磁石回転子の製造方法の外周面研削工程を示す図である。
【図４】この発明の実施の形態１に係る永久磁石回転子の製造方法によって製造する永久磁石回転子の他の１例を示す断面図である。
【図５】この発明の実施の形態１に係る永久磁石回転子の永久磁石片間の離間部に接着剤を充填した状態を示す断面図である。
【図６】この発明の実施の形態１に係る永久磁石回転子の製造方法によって製造する永久磁石回転子の他の１例を示す断面図である。
【図７】この発明の実施の形態１に係る永久磁石回転子の製造方法によって製造する永久磁石回転子の他の１例を示す断面図である。
【図８】この発明の実施の形態１に係る永久磁石回転子の製造方法によって製造する永久磁石回転子の他の１例を示す斜視図である。
【図９】この発明の実施の形態２に係る永久磁石回転子の製造方法によって製造する永久磁石回転子の断面図である。
【図１０】図９の永久磁石回転子の離間部に接着剤を充填した永久磁石回転子の断面図である。
【図１１】この発明の実施の形態３に係る永久磁石回転子の製造方法によって製造する永久磁石回転子の断面図である。
【図１２】この発明の実施の形態４に係る永久磁石回転子の製造方法によって製造する永久磁石回転子の断面図である。
【図１３】この発明の実施の形態４に係る永久磁石回転子の製造方法によって製造する永久磁石回転子の他の一例の断面図である。
【図１４】この発明の実施の形態５に係る永久磁石回転子の製造方法によって製造する永久磁石回転子の断面図である。
【図１５】この発明の実施の形態６に係る永久磁石回転子の製造方法によって製造する永久磁石回転子の断面図である。
【図１６】この発明の実施の形態６に係る永久磁石回転子の製造方法によって製造する永久磁石回転子の他の一例の断面図である。
【図１７】この発明の実施の形態７に係る永久磁石回転子の製造方法によって製造する永久磁石回転子の断面図である。
【図１８】この発明の実施の形態８に係る永久磁石回転子の製造方法によって製造する永久磁石回転子の斜視図である。
【図１９】この発明の実施の形態８に係る永久磁石回転子の製造方法によって製造する永久磁石回転子の断面図である。
【図２０】この発明の実施の形態９に係る永久磁石回転子の製造方法によって製造する永久磁石回転子の断面図である。
【図２１】この発明の実施の形態９に係る永久磁石回転子の製造方法によって製造する永久磁石回転子の他の一例の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
実施の形態１．
以下、この発明に係る永久磁石回転子の製造方法の実施の形態１と、その方法によって製造される永久磁石回転子について、図を用いて説明する。
図１は、この発明に係る永久磁石回転子の製造方法で製造する、永久磁石回転子１００の斜視図である。図２は図１に示す永久磁石回転子１００（以下回転子１００という）の断面図である。この回転子１００は、内周側に巻線が施された複数の突極を有する固定子（図示せず）の内部に、この固定子と空隙を介して回転自在に配置され、回転電機を構成するものである。
図１及び図２において、回転子軸１の外周部に回転子コア２が装着され、回転子コア２の外周面には、等間隔に離間してセグメント形永久磁石片３（以下永久磁石片３という）が配置されている。隣接する永久磁石片３の間の空間をこの明細書では離間部４と呼ぶ。
【００１０】
回転子コア２は、例えば、円筒径の継鉄やプレス加工した磁性体の薄板を積層したものを使用する。積層タイプの回転子コアの場合は、簡便なプレス加工により作製することができるため、生産性が良く安価に構成できる。
永久磁石片３は、使用者が設計する磁極数によって適宜必要数準備される。永久磁石片３の内周面は、この永久磁石片３が装着される回転子コア２の外周面の曲面に対応し、所望の寸法精度で加工されており、また、永久磁石片３の両端面も所望の寸法精度で予め加工されている。そして、回転子軸１は回転子コア２の内径に圧入又は焼きばめ等で固定されている。
永久磁石片３は、回転子コア２の外周面上に所定の間隔に離間して配置され、例えば接着剤によって回転子コア２に固定されている。
【００１１】
図３は外周面研削工程を示す図である。
永久磁石片３の配置工程に続いて、図３に示すように、各永久磁石片３の外周面を回転子１００の軸を中心として円周方向に砥石８で研削加工する。これにより、各永久磁石片３の外周面が回転子１００の軸心を中心とした円と一致する形状に形成される。
続いて、図示しない着磁装置で永久磁石片３が着磁され、回転子１００が完成する。
【００１２】
この実施の形態１によれば、個々の永久磁石片３の少なくとも外周部分は予め高精度に加工されている必要がないので、プロセス工程の削減が可能となり、回転子１００の生産性を向上させ、回転子１００の低コスト化を実現できる。
また、永久磁石片３の外周面は回転子１００の軸心に対し、真円度良く加工されているので、回転子１００の外側に配置されている固定子との隙間（エアギャップ）を縮小化することができると共に、均一化することができる。従って、エアギャップのばらつきに起因するコギングトルクやトルクリップルといったトルク脈動を抑制することができ、又、固定子と回転子１００の間での磁束の流れが円滑化し、回転電機の効率を向上することが可能である。
【００１３】
使用する永久磁石片３の外周面は所望の研削加工後の外径よりも若干大きめな寸法のものを用いることが好ましく、これにより仕上げ研削加工後の形状、寸法を最終的に要する形状、寸法に一致させることができる。更には、予め最終加工後の形状とほぼ一致するように形成しておくことで、研削加工代を小さくすることができるので、生産性が向上する。
【００１４】
図４は、この発明の実施の形態１に係る永久磁石回転子の製造方法によって製造する永久磁石回転子の他の１例を示す断面図である。
上述した回転子１００においては、断面が円形の回転子コア２と、この回転子コア２の外周面の曲面に対応する内周面を有する永久磁石片３を用いたが、図４に示すように、平坦な底面を有する弓形の永久磁石片３１と、この永久磁石片３１の配置に対応し、永久磁石片３１の底面の平坦面に対応する平面の切り欠き部５が複数形成された回転子コア２１とを選択してもよい。なぜなら、内周面が曲面である永久磁石片３を加工することは難しく、底面が平坦である永久磁石片３１では、この平坦面を基準面とすることができるので永久磁石片３１の加工や作製が容易となる。加えて、回転子コア２１に配置する際も曲面同士を位置決め及び配置固定するのに比べて、永久磁石片３１の平坦面と切り欠き部５を有する回転子コア２１の平坦面同士を位置決め及び配置固定する方が容易である。
これにより、生産工程の簡略化が図られ、生産性が向上し、コスト削減を図ることができる。
更には、切り欠き部５を有する回転子コア２１において隣接する切り欠き部５同士の間の曲面部分も平坦面に加工し、多角形の回転子コアとしてもよい。
【００１５】
図５は、図４の離間部４に接着剤６を充填した状態を示す断面図である。
回転子コア２１への永久磁石片３１の装着に接着剤を使用する場合、図５に示すように、接着剤６が永久磁石片３１の両端面まで及んでいてもよい。これにより、永久磁石片３１と回転子コア２１の接触面のみが接着されている場合に比して、接着面積が増大し、接着強度を向上させることができる。
【００１６】
また、図６に示す永久磁石片３２のように、永久磁石片３２の角の辺を面取りやフィレット加工で予め削っておいてもよい。これにより、永久磁石片３２の外周面を研削加工する際の永久磁石片３２のチッピングや欠けを防止することができると共に、永久磁石片３２の回転方向両端部分の磁石量が減少することにより、この永久磁石片３２の磁束密度分布が正弦波に近付くため、コギングトルクを低減する効果も生まれる。
【００１７】
また、上述の実施の形態では、永久磁石片３の内周面及び両端面が予め所望の寸法精度で加工されているものを使用したが、研削加工をせずに焼きっぱなしの永久磁石片を使用してもよい。本発明による永久磁石回転子の製造方法によれば、装着する永久磁石片の外周面は後の研削加工において精度よく加工されるためエアギャップは均一に形成される一方、当然ながら、内周面及び両端面が未加工であれば回転電機としての性能は永久磁石片３の使用に比べて劣る。しかし、そこまでの性能や効率を必要とせず、加工工程を削除することによるコスト低減の効果の方が大きい場合には有効である。
【００１８】
更には、回転子コア２に装着する永久磁石片は、初期の形状は、図７のように、外周面が平坦面の永久磁石片３３であってもよい。外周面が曲面である永久磁石片３を加工することは難しく、外周面が平坦面である永久磁石片３３では、この平坦面を基準面とすることができるので永久磁石片３３の加工や作製が容易となる。
これにより、生産性の向上によるコスト削減ができる。しかしながら、後加工の研削加工では破線で示す通り、永久磁石片３３の研削加工代が増加することによる生産性の低下、コストアップを引き起こす虞もあるので、例えば、磁極数が多く、外周面が平坦面の永久磁石片３３を使用しても研削工程での削り代が少ない場合等に、特に好ましい形態である。
なお、切り欠き部５を有する回転子コア２１を使用する場合は、永久磁石片３３の内周面側は元々平坦面であるので、単なる断面が四角形の永久磁石片３３を使用すればよいことになり、更にコスト低減の効果がある。
【００１９】
図８は、この発明の実施の形態１に係る永久磁石回転子の製造方法によって製造する永久磁石回転子の他の１例を示す斜視図である。
図８に示すように、回転子軸１の軸方向に２列以上で永久磁石片３４を配置し、それらが周方向に互いにずらされて配置されている構成にすることも可能である。該構成において、回転子部分は上部の回転子と下部の回転子に区分され、上下の永久磁石片と固定子コアの位置関係を異ならせることにより、上下のコギングトルクが相殺し合いコギングトルクが低減される。従って、コギングトルクやトルクリップルといったトルク脈動を更に低減させることができるので、回転電機の効率の向上や高性能化に繋がる。
他方、このようなスキュー構成とする場合、必要な永久磁石片３４の総数が増加する。例えば、軸方向に２列にした場合は１列で構成する場合の２倍の個数の永久磁石片３４が必要となり、個々の永久磁石片の内外周及び両端面全てを所望の精度で予め加工しておかなければならない従来の永久磁石回転子の製造方法ではコスト増加に直結する。しかしながら、本発明においては、永久磁石片３４の外周面は回転子コア２１に取り付けられた後、一括で研削加工されるので、使用する永久磁石片３４の個数が増加する場合は、その効果はより大きいものとなる。
【００２０】
回転子コア２、２１への回転子軸１の取り付け工程や、着磁工程は上記手順に拘るものではなく、例えば、回転子軸１を回転子コア２、２１に装着する圧入あるいは焼きばめ工程は、永久磁石片３、３１，３２，３３，３４の回転子コア２、２１への配置工程後であってもよく、あるいは永久磁石片３等の研削加工工程後であってもよい。更に、永久磁石片３等は予め個々に着磁されているものを回転子コア２、２１に配置する手順としてもよい。
【００２１】
また、永久磁石片は選択する材料や目的とする回転電機の使用環境によって、表面処理されることが望ましい。表面処理工程では、その材料、方法は、使用者が適宜選択すればよく、例えば、簡易的なスプレー塗装や、金属材料のメッキや蒸着、樹脂材料をコートする等の方法が挙げられる。又、回転子軸１に表面処理材が被覆されることが望ましくない場合は、その部分にマスキング処理を施し、永久磁石片３等の表面等の必要な部分のみを表面処理すればよい。
【００２２】
実施の形態２．
この発明に係る永久磁石回転子の製造方法によって製造される永久磁石回転子の実施の形態２を、図９を用いて実施の形態１と異なる部分を中心に説明する。
図９は、この発明の実施の形態２に係る永久磁石回転子の製造方法によって製造する永久磁石回転子の断面図である。
この実施の形態で使用する永久磁石回転子の製造方法自体は実施の形態１と同様である。この実施の形態で使用する回転子コア２２の外周面は、隣り合う各永久磁石片３１の両端部間の離間部４に対面する部分を切り欠いて平坦面７を形成してある。
この構成では、各永久磁石片３１の両端部分では回転子コア２２との間に下部空隙４１が離間部４と一体として形成され、永久磁石片３１の両端部分はこの永久磁石片３１の中央部分に比して、見かけ上、エアギャップが大きくなっていることと等価と考えることができる。エアギャップの大きい部分では磁束密度の減少があるので、両端部分での空隙磁束密度は中央部分に比して減少割合が大きくなるため、各永久磁石片３１の空隙磁束密度分布自体は正弦波に近付くことになる。
従って、高調波の発生を低減させることができ、コギングトルクやトルクリップルといったトルク脈動を低減させることができるので、回転電機の効率の向上や高性能化に繋がる。
【００２３】
また、図１０に示すように、回転子コア２２の平坦面７と、これを挟む２個の永久磁石片３１の端部で囲まれる空間、すなわち、下部空隙４１と一体を成す離間部４に接着剤を充填しても良い。なぜなら、永久磁石片３１の内周面の、回転子コア２２の外周面と接する部分のみが接着される場合は、接着領域が減少することにより接着強度が不足する虞があるからである。
離間部４に接着剤を充填することにより、図９のように永久磁石片３１と回転子コア２２の接する面のみが接着されている場合に比して、接着面積が増大し、接着強度を向上させることができる。
【００２４】
また、実施の形態１の一例として図８に提示した、回転子軸１方向に２列以上で永久磁石片３を配置し、それらが周方向に互いにずらされて配置されている構成（スキュー構成）を、本実施の形態２に適用することもできる。その際は、回転子コア２２に形成する平坦面７も永久磁石片３１のずれ量に対応させてずらして加工しておけばよい。回転子コア２２の平坦面７もずらされて形成されているため、空隙磁束密度分布を更に正弦波に近付けることができるので、高調波の発生を更に低減させることができ、コギングトルクやトルクリップルといったトルク脈動の低減効果が増大し、更なる回転電機の効率向上が図られる。
また、永久磁石片３１の軸方向が回転子軸１の軸方向に対して傾斜されているスキュー構成を適用することができ、トルク脈動を低減させる効果が増進される。
【００２５】
実施の形態３．
この発明に係る永久磁石回転子の製造方法によって製造される永久磁石回転子の実施の形態３を、図１１を用いて実施の形態１と異なる部分を中心に説明する。
図１１は、この発明の実施の形態３に係る永久磁石回転子の製造方法によって製造する永久磁石回転子の断面図である。
この実施の形態では、使用する永久磁石片３５は、回転子コア２３の外周面に装着される内周側が回転子軸１方向に円弧状に膨らんだ凸形状に形成されており、永久磁石片３５の中央部分の厚みＬ１が両端部分の厚みＬ２に比して大きくなっている。更に、回転子コア２３の外周面は永久磁石片３５の内周面の凸形状に対応する凹形状に加工されており、各永久磁石片３５が回転子コア２３の凹部に装着されている。
【００２６】
このように永久磁石片３５の中央部分の厚みＬ１が両端部分の厚みＬ２に比して大きくなっているので、空隙磁束密度分布が正弦波に近くなり、高調波の発生を低減させることができ、コギングトルクやトルクリップルといったトルク脈動を低減させることができるという効果があり、回転電機の効率の向上や高性能化に繋がる。
【００２７】
実施の形態４．
この発明に係る永久磁石回転子の製造方法によって製造される永久磁石回転子の実施の形態４を、図１２を用いて実施の形態１と異なる部分を中心に説明する。
図１２は、この発明の実施の形態４に係る永久磁石回転子の製造方法によって製造する永久磁石回転子の断面図である。
使用する永久磁石片３６は回転子コア２４に装着される内周側が皿状に形成されていると共に、この永久磁石片３６の内周面の中央部は平坦面に加工され、両端部は円弧状に形成されている。これに対応し、回転子コア２４の外周面は、上述の永久磁石片３６の内周面の形状に対応するよう中央部に平坦面７１を有する皿状に加工されており、各永久磁石片３６がこの回転子コア２４の凹部に装着されている。
【００２８】
このように永久磁石片３６の中央部分の平坦面７１では、厚みＬ１は両端部分の厚みＬ２に比して大きくなっているので、空隙磁束密度分布を正弦波に近付ける効果があり、高調波の発生を低減させることができ、コギングトルクやトルクリップルといったトルク脈動が低減されるので、回転電機の効率の向上や高性能化に繋がる。
実施の形態３の永久磁石片３５のように、内周面、外周面を共に曲面とし、それぞれの面を異なる曲率に加工することは非常に難しく、永久磁石片３５そのものが高価になる虞がある。
本実施の形態のように、磁石底面が平坦面７１である永久磁石片３６では平坦面７１を基準面として製造することができるので永久磁石片３６の加工や作製が容易となる。
加えて、回転子コア２４の凹部の加工も容易となり、更には配置する際の位置決め及び固定も容易となるので、生産性が向上し、コスト削減を図ることができる。
【００２９】
また、図１２に図示されている永久磁石片３６は内周面の中央部のみを平坦化した皿状となっているが、図１３に示すように平坦面７１の両側も平面化させる平坦面７２とすることにより永久磁石片３６が回転子コア２５に接する内周面の形状を多角形にしても同様の効果が得られる。
【００３０】
実施の形態５．
この発明に係る永久磁石回転子の製造方法によって製造される永久磁石回転子の実施の形態５を、図１４を用いて実施の形態３と異なる部分を中心に説明する。
図１４は、この実施の形態に係る永久磁石回転子の製造方法によって製造する永久磁石回転子の断面図である。
永久磁石片３５が回転子コア２３に接着剤６１によって配置固定された状態を示している。ここで、接着剤６１は軟磁性体の粉末を含有しており、これにより、回転子コア２３と永久磁石片３５との間での磁束を流れやすくすることができ、回転電機の駆動における低電流化を図り、回転電機の効率向上を実現できる。
【００３１】
更には、粒径分布の小さな軟磁性体の粉末粒子を使用することにより、軟磁性体の粉末粒子にスペーサとしての機能を付与することもでき、この場合、接着剤６１の層の厚みのばらつきを低減でき、回転電機の性能を向上させることが可能である。
また、このような軟磁性体の粉末を含有する接着剤６１を用いた場合にも、図５のように接着剤６１が永久磁石片３５の両端面まで及んでいてもよく、永久磁石片３５と回転子コア２３の隙間のみが接着されている場合に比して、接着面積が増大し、接着強度を向上させることができるという同様の効果が更に得られる。
【００３２】
実施の形態６．
この発明に係る永久磁石回転子の製造方法によって製造される永久磁石回転子の実施の形態６を、図１５を用いて実施の形態３と異なる部分を中心に説明する。
図１５は、この実施の形態に係る永久磁石回転子の製造方法によって製造する永久磁石回転子の断面図である。
本実施の形態で使用される回転子コア２６の外周面には、隣り合う永久磁石片３８間の離間部に向けて外周側に広がる凸部９が形成されている。
この凸部９は、永久磁石片３８を回転子コア２６へ位置決めする際のガイドの機能を果たし、組立工程が容易化される。
つまり、凸部９は外側ほど広がる形状をしているので、回転子コア２６に永久磁石片３８を装着するには、回転子コア２６の端部から各永久磁石片３８をスライドさせて挿入することになる。これにより永久磁石片３８の両端面が凸部９によって支持されることになり、高回転時等、永久磁石片３８に力がかかる場合でも永久磁石片３８の位置ずれを防止できる。
【００３３】
また、接着剤６あるいは軟磁性体粉を含有する接着剤６１を凸部９の端面にまで塗布することにより、接着領域を増加することができ、接着強度を向上することができる。
更に、凸部９の高さが高い場合、上述した位置決め時のガイド機能や位置ずれ防止、接着強度向上といった効果がより効果的になり、図１６のように、永久磁石片３の外周面と一致する高さが最大の効果を生む。
更にまた、図１６に示すように、凸部９１の高さを永久磁石片３８の外周面よりも若干高めに加工しておいて、永久磁石片３８を回転子軸１を中心に研削加工する際に、回転子コア２７も一緒に研削してもよい。このとき、永久磁石片３８の両端面は凸部９１によって支持されると共に、研削時の砥石８によって与えられる力が分散され、永久磁石片３８のチッピングや欠けが抑制され、回転子１００の生産性が向上し、歩留まりが増加する。
【００３４】
実施の形態７．
この発明に係る永久磁石回転子の製造方法によって製造される永久磁石回転子の実施の形態７を、図１７を用いて実施の形態３と異なる部分を中心に説明する。
図１７は、この実施の形態に係る永久磁石回転子の製造方法によって製造する永久磁石回転子の断面図である。
本実施の形態で使用される永久磁石片３９の内周面の中央部分には予め凹部１０が形成されており、回転子コア２８の外周面には永久磁石片３９の凹部１０に対応する凸部１１が設けられている。
この凸部１１が永久磁石片３９を回転子コア２８へ位置決めする際のガイドの機能を果たし、組立工程が容易化される。又、永久磁石片３９の凹部１０が回転子コア２８の凸部１１に嵌合することによって支持されているので、高回転時等、永久磁石片３９に力がかかる場合の位置ずれ防止に寄与するという効果もある。又、接着剤６が塗布される領域が凹部１０及び凸部１１のために増大することになるので、接着強度を向上することができる。
【００３５】
また、凹部１０、凸部１１の配置は逆でも良いのは言うまでもなく、凹部を蟻溝形状とし、凸部を吸い付き桟形状とすることによって更に接合強度を増すこともできる。
更にまた、本実施の形態の回転子コア２８に図１５において説明した永久磁石片３８の両端部に位置する凸部９を併設してもよく、その場合、更なる位置決め効果、位置ずれ防止効果及び接着強化が実現できる。
【００３６】
実施の形態８．
この発明に係る永久磁石回転子の製造方法によって製造される永久磁石回転子の実施の形態８を、図１８を用いて実施の形態１と異なる部分を中心に説明する。
図１８は、この実施の形態に係る永久磁石回転子の製造方法によって製造する永久磁石回転子の斜視図である。
各永久磁石片３の外周面は、環状部材１２によって嵌合し一体化されており、万が一、永久磁石片３が破損した場合に、その破片等が容易に飛散することを防止することができる。また、この環状部材１２は研削加工後に露出した永久磁石片３の外周面を保護し、腐食を防止するという効果もある。
環状部材１２は非磁性体の材料であれば、素材は特に限定されるものではなく、例えばステンレスや樹脂材料等を使用することができ、使用者が適宜選択すればよい。
本発明による永久磁石回転子の製造方法によれば、各永久磁石片３の外周面は回転子軸１の軸心に対し、真円度よく加工されているので、環状部材１２を嵌合することは難しくなく、その結果、環状部材１２を簡単な構造としながらも、永久磁石片３の腐食や飛散を防止することができ、コストの低減を図ることが可能になる。
【００３７】
また、図１９に示すように、永久磁石片３の内周面と回転子コア２の外周面を固定する際に、接着剤６を用いずに、回転子コア２の外周面に配置した永久磁石片３をそのまま環状部材１２により覆い、その後、永久磁石片３の端面と回転子コア２の外周面、及び環状部材１２によって形成される空間に接着剤６あるいは樹脂材料１３を流し込み、固定することも可能である。
この場合、各永久磁石片３がその間に流し込まれた接着剤６あるいは樹脂材料１３によって環状に一体化されていることにより、回転電機の駆動時に永久磁石片３にかかる力が均一化されることにより、永久磁石片３が受ける力を分散し、永久磁石片３の破損等の障害が抑制されるという効果がある。
【００３８】
実施の形態９．
この発明に係る永久磁石回転子の製造方法によって製造される永久磁石回転子の実施の形態９を、図２０を用いて実施の形態１と異なる部分を中心に説明する。
図２０は、この実施の形態に係る永久磁石回転子の製造方法によって製造する永久磁石回転子の断面図である。
【００３９】
永久磁石片３が回転子コア２の外周面に配置された後に、永久磁石片３の外周面が回転子軸１の軸心を中心に周方向に研削加工されることによって作製された回転子１００は、続いて永久磁石片３の外周面を覆うように樹脂材料１３で一体成形されている。
これにより、永久磁石片３を外周面側からも固定することができ、回転電機駆動時の永久磁石片３の位置ずれ等を防止することができる。更には、万が一、永久磁石片３が破損した場合にも、その破片等が容易に飛散するのを防止する効果を有する。
また、研削加工後に露出した永久磁石片３の外周面は樹脂材料１３によって保護されていることにより、永久磁石片３の腐食を防止する効果がある。
一体成形に用いる樹脂材料は特に限定されるものではなく、例えばＰＯＭ（ポリアセタール）やＰＰＳ(ポリフェニレンサルファイド)等を使用することができ、使用者が回転電機の使用目的や環境によって適宜選択すればよい。
【００４０】
本発明による永久磁石回転子の製造方法によれば、各永久磁石片３の外周面は回転子軸１の軸心に対し、真円度良く加工されているので、回転子１００を一体成形する際の金型への挿入や位置決めが容易であり、更にバリや樹脂漏れなどの成形不良を抑制し、精度良く樹脂成形を行うことができる。従って、金型が比較的簡単な構造で構成されることができ、コスト低減にも繋がる。
【００４１】
また、この実施の形態に係る永久磁石回転子の他の一例の断面図である図２１に示すように、樹脂の流れ込む領域を各永久磁石片３の端面と回転子コア２の外周面の隙間に限定し、永久磁石片３の外周面は露出するようにしてもよい。この場合は、永久磁石片３の外周面が樹脂材料で被覆されていないので、樹脂材料の厚みによるエアギャップの減少がなく、効率良く磁束を流すことができ、回転電機の効率化が図られる。
【００４２】
更にまた、永久磁石片３が回転子コア２の外周面に配置された後、永久磁石片３の外周面を研削加工することなく、図２１に示すように樹脂で一体成形をした後に、この永久磁石片３の外周面を樹脂層と一緒に回転子軸１の軸心を中心に周方向に研削加工することにより、図２１の回転子を得ることもできる。この場合、永久磁石片３は樹脂層によって支持されているので、研削時の砥石８によって与えられる力が分散され、永久磁石片３のチッピングや欠けが抑制され、回転子の生産性が向上し、歩留まりを向上させることができる。
【００４３】
なお、本発明は、上述した実施の形態に限定されるものではない。上記実施形態は、例示であり、本発明の特許請求範囲に記載された技術的思想と実質的に同一な構成を有し、同様な作用効果を奏するものは、いかなるものであっても本発明の技術的範囲に包含される。
【符号の説明】
【００４４】
１  回転子軸、２，２１，２２，２３，２４，２５，２６，２８  回転子コア、
３，３１，３２，３３，３４，３５，３６，３８，３９  セグメント形永久磁石片、
４  離間部、４１  下部空隙、５  切り欠き部、６，６１  接着剤、
７，７１，７２  平坦面、８  砥石、９，９１  凸部、１０  凹部、１１  凸部、
１２  環状部材、１３  樹脂材料、１００  永久磁石回転子。
【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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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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