(57)【要約】回転子の鉄心（１０）は内側鉄心（１）と外側鉄心（２）で構成され、内側鉄心（１）と外側鉄心（２）は磁極中心に配置された結合体（４）により結合され、内側鉄心（１）と外側鉄心（２）の間には結合体（４）を挟んで永久磁石（３Ａ、３Ｂ）が設置され、永久磁石（３Ａ、３Ｂ）の結合体（４）の反対側の周方向端部から鉄心（１１）の外周方向に向けて磁気的な間隔（Ｗ）を有する間隔部（５００）が形成され、間隔部（５００）には樹脂性の間隔埋物（５）が設けられている。
2020208924.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
永久磁石が設置部に設けられた回転子と、固定子とを備えた永久磁石型回転電機であって、前記回転子の鉄心は、内側鉄心と外側鉄心とで構成され、前記内側鉄心と前記外側鉄心は磁極中心に配置された結合体により結合され、前記内側鉄心と前記外側鉄心の間には前記結合体を挟んで前記永久磁石が設置され、前記永久磁石の前記結合体の反対側の周方向端部から前記鉄心の外周方向に向けて磁気的な間隔を有する間隔部が形成され、前記間隔部には樹脂性の間隔埋物が設けられている永久磁石型回転電機。
【請求項２】
前記結合体と、前記永久磁石の前記結合体側の周方向端部とは、面接触している請求項１に記載の永久磁石型回転電機。
【請求項３】
前記間隔部は、前記鉄心の外周部につながる箇所で曲率半径を有する曲線間隔部を有している請求項２に記載の永久磁石型回転電機。
【請求項４】
前記間隔部は、前記結合体から直線状に延伸する直線間隔部を介して、前記曲線間隔部につながっている請求項３に記載の永久磁石型回転電機。
【請求項５】
前記間隔部は、前記結合体から直線状に延伸する直線間隔部を介して、前記鉄心の外周部につながっている請求項２に記載の永久磁石型回転電機。
【請求項６】
前記結合体は、その上部および下部に台形状の突起部を形成するとともに、前記鉄心の軸方向長さと同一の軸方向長を有し、前記突起部は前記外側鉄心および前記内側鉄心に設けられた係合部に係合する請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の永久磁石型回転電機。
【請求項７】
前記永久磁石は、第一永久磁石と第二永久磁石とからなるとともに、前記設置部は前記鉄心の磁極中心線と直交する線上において、前記結合体に対向して設けられている請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の永久磁石型回転電機。
【請求項８】
前記設置部は、対向する前記内側鉄心と前記外側鉄心のそれぞれに設けられている段落溝とする請求項１から請求項７のいずれか１項に記載の永久磁石型回転電機。
【請求項９】
前記設置部は、前記内側鉄心に設けられている段落溝とする請求項１から請求項７のいずれか１項に記載の永久磁石型回転電機。
【請求項１０】
前記設置部は、前記外側鉄心に設けられている段落溝とする請求項１から請求項７のいずれか１項に記載の永久磁石型回転電機。
【請求項１１】
前記永久磁石は、磁極中心線に対して対称であり、回転中心に向かって凸状になるＶ字型形状に配置される請求項１から請求項１０のいずれか１項に記載の永久磁石型回転電機。
【請求項１２】
前記外側鉄心は、前記外側鉄心の面方向であって磁極中心線に直交する方向に方向性を有する電磁鋼板の積層体とする請求項１から請求項１１のいずれか１項に記載の永久磁石型回転電機。
【請求項１３】
前記間隔埋物は、前記鉄心の軸方向両端面のうち少なくとも一つの端面を覆うように一体化してつながっている請求項１から請求項１２のいずれか１項に記載の永久磁石型回転電機。
【請求項１４】
前記結合体は樹脂材または非磁性金属材のいずれかとする請求項１から請求項１３のいずれか１項に記載の永久磁石型回転電機。
【請求項１５】
前記結合体は樹脂材からなり、前記間隔埋物と前記鉄心の軸方向両端面のうち少なくとも一つの端面においてつながっている請求項１３に記載の永久磁石型回転電機。
【請求項１６】
前記結合体は内部に中空部を有しており、前記結合体の軸方向両端面には端部が設けられている請求項１から請求項１２のいずれか１項に記載の永久磁石型回転電機。
【請求項１７】
前記永久磁石は、前記結合体の前記中空部を貫く一体の永久磁石からなり、前記設置部は前記鉄心の磁極中心線と直交する線上において、前記結合体に対向して設けられている請求項１６に記載の永久磁石型回転電機。
【請求項１８】
請求項１３または請求項１５に記載の永久磁石型回転電機を製造する製造方法であって、前記間隔埋物を前記間隔部に充填する際に、前記鉄心の軸方向両端面のうち少なくとも一つの端面を前記間隔埋物で覆うように充填する充填工程を備えた永久磁石型回転電機の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願は、永久磁石型回転電機および永久磁石型回転電機の製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
永久磁石（以下、磁石と略す）を回転子に設置した回転電機において、磁石埋込型の回転子は磁石表面配置型の回転電機に比較して、磁石の使用量が少なく、高速回転に適した構造であるので、自動車、圧縮機等に多く採用されている。従来技術として磁石の作る磁気回路からの磁束漏れを低減するため、回転子の鉄心に磁石を挿入する複数の埋め込み孔と、この埋め込み孔と回転子鉄心の外周部との間に他の部分より磁束密度が低い磁気狭隘部（ブリッジ部）を備えたものが示されている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１３−４２５９６号公報
【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、上記特許文献１に示された技術は、ブリッジ部を形成するため板厚０．５ｍｍの電磁鋼板を打ち抜き加工で磁石埋め込み孔を形成し、前記ブリッジ部に機械的な圧力を印加押圧し、押し潰して凹ませ他の部分より板厚を薄くする（例えば、０．３５ｍｍ）ことで磁路隘部とし、この箇所を通る磁束を低減することで磁束の漏れを防止していることが示されている。このように鉄心を押圧すると、押圧されたブリッジ部が径方向に延伸して回転子の外径が拡大化し寸法公差から外れる。その結果、磁束の脈動が大きくなり、鉄損、振動が増加し、遠心力耐力が低下するという問題点がある。【０００５】
本願は、上記のような課題を解決するための技術を開示するものであり、磁束漏れを低減し、遠心力耐力を有し、高トルク化が可能な永久磁石型回転電機および永久磁石型回転電機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】
本願に開示される永久磁石型回転電機は、永久磁石が設置部に設けられた回転子と、固定子とを備えた永久磁石型回転電機であって、前記回転子の鉄心は、内側鉄心と外側鉄心とで構成され、前記内側鉄心と前記外側鉄心は磁極中心に配置された結合体により結合され、前記内側鉄心と前記外側鉄心の間には前記結合体を挟んで前記永久磁石が設置され、前記永久磁石の前記結合体の反対側の周方向端部から前記鉄心の外周方向に向けて磁気的な間隔を有する間隔部が形成され、前記間隔部には樹脂性の間隔埋物が設けられているものである。
本願に開示される永久磁石型回転電機の製造方法は、前記間隔埋物を前記間隔部に充填する際に、前記鉄心の軸方向両端面のうち少なくとも一つの端面を前記間隔埋物で覆うように充填する充填工程を備えたものである。
【発明の効果】
【０００７】
本願に開示される永久磁石型回転電機および永久磁石型回転電機の製造方法によれば、磁束漏れを低減し、遠心力耐力を有し、高トルク化が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】実施の形態１による永久磁石型回転電機の断面を示す概念図である。
【図２Ａ】実施の形態１による回転子の鉄心の断面を示す図である。
【図２Ｂ】図２ＡのＡ−Ａ線断面図である。
【図３】実施の形態１による内側鉄心を示す図である。
【図４】実施の形態１による外側鉄心一極分を示す図である。
【図５】実施の形態１による結合体を示す図である。
【図６】実施の形態１による回転子の鉄心の他の実施例を示す断面図である。
【図７】実施の形態１による回転子の鉄心の他の実施例を示す図である。
【図８】実施の形態１による回転子の鉄心の他の実施例を示す図である。
【図９】実施の形態１による回転子の鉄心の他の実施例を示す図である。
【図１０】実施の形態１による回転子の鉄心の他の実施例を示す図である。
【図１１Ａ】実施の形態１による回転子の鉄心の他の実施例を示す図である。
【図１１Ｂ】実施の形態１による回転子の鉄心の他の実施例を示す図である。
【図１２Ａ】実施の形態１による回転子の鉄心の他の実施例を示す図である。
【図１２Ｂ】実施の形態１による回転子の鉄心の他の実施例を示す図である。
【図１３】実施の形態３による結合体を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
本願の実施の形態を図に基づいて説明する。なお、以下の説明において、特に断り書きなく軸方向、径方向、周方向と記述するときは、それぞれ回転電機の回転子の軸方向、径方向、周方向を指すものとする。
【００１０】
実施の形態１．
実施の形態１を図に基づいて説明する。図１は永久磁石型回転電機１００（以下、回転電機１００と略す）の概念を示す断面図であり、円環状をなす固定子６０は一部分のみを図示している。図２Ａは実施の形態１による回転子の鉄心の断面を示す図、図２Ｂは図２ＡのＡ−Ａ線断面図である。
【００１１】
図１に示すように、回転電機１００は、４極の回転子５０と、固定子６０と、を備えている。固定子６０は、固定子鉄心６０Ａに設けられた複数の溝６０Ｂに電機子巻線６０Ｃが挿入された分布巻の巻線を有する。固定子鉄心６０Ａは、薄電磁鋼板を所定の軸方向長さに積層した構造を有している。回転子５０には、シャフト挿入孔７０Ａに挿入されたシャフト７０を介して固定子６０と同軸に支持されており、後に詳述する回転子５０の鉄心１０（以下、鉄心１０と略す）と、第一永久磁石３Ａおよび第二永久磁石３Ｂと、結合体４と、間隔部５００に設けられた間隔埋物５を備える。
なお、前記では、固定子６０には分布巻線を設けた例としたが、集中巻線であってもよい。
【００１２】
鉄心１０は、薄電磁鋼板を打ち抜いて所定の軸方向長ＬＣ（図２Ｂ参照）を有するよう積層されている。ここで、鉄心１０は、ほぼ方形をなす内側鉄心１と、ほぼ眉状をなす外側鉄心２で構成され、本実施の形態では４極形成の例を示している。図２Ａは、４極の回転子５０のうち、鉄心１０と、第一永久磁石３Ａおよび第二永久磁石３Ｂと、結合体４と、間隔部５００に設けられた間隔埋物５を示す図である。図に示すように、鉄心１０を形成する内側鉄心１と外側鉄心２は、４極のそれぞれの磁極中心を通るＸ軸、Ｙ軸（以下、磁極中心線と称する場合もある）と直交して配置された第一永久磁石３Ａおよび第二永久磁石３Ｂと、第一永久磁石３Ａおよび第二永久磁石３Ｂのそれぞれの前記結合体の反対側の周方向端部から鉄心１０の外周方向に延伸する１〜２ｍｍの磁気的な間隔Ｗの間隔部５００を介し、結合体４によって、機械的に強固に結合されている。
さらに、図１および図２Ａに示す間隔部５００に設けられた間隔埋物５により、回転子５０の加速および減速の際に結合体４へかかる応力が緩和される。
【００１３】
次に、各構成体について詳述する。
図３は打ち抜かれた鉄心１０の１極分を説明するための内側鉄心１を示す部分拡大図である。図３に示す内側鉄心１において、磁石の設置部１Ｓは、磁極中心線に相当するＹ軸と直交する上辺１Ａより所定の深さＨを有し、長さＬＳを有する段落溝１Ｂが設けられる。段落溝１Ｂの中央部には後述する結合体４の突起部４Ａと係合する深さＴ０の台形状の係合部１Ｃが形成されている。また、上辺１Ａは鉄心１０の外周方向に延伸して曲率半径Ｒ１を有して外周部１Ｄにつながっている。
【００１４】
図４に示す外側鉄心２は、Ｙ軸と直交する下辺２Ａの中央部であって、上記内側鉄心１の係合部１Ｃと対応する部位に、結合体４の突起部４Ａと係合する、深さＴ０の台形状の係合部２Ｃが形成されている。また、外側鉄心２の下辺２Ａは、鉄心１０の外周方向に延伸して曲率半径Ｒ２を有して外周部２Ｄにつながっている。また、図４に示す外側鉄心２の外周部２Ｄと、図３に示す内側鉄心１の外周部１Ｄとはともに鉄心１０の外周をなすものである。
【００１５】
図１および図２に示すように、間隔部５００は、第一永久磁石３Ａおよび第二永久磁石３Ｂの結合体４と接する側と反対側から周方向に前記間隔Ｗをもって延伸し、図３の内側鉄心１の上辺１Ａおよび図４の外側鉄心２の下辺２Ａの直線部分で挟まれる直線間隔部５００Ａと、直線間隔部５００Ａからさらに周方向に前記間隔Ｗをもって延伸し、内側鉄心１の上辺１Ａの曲率半径Ｒ１の曲線部分および外側鉄心２の下辺２Ａの曲率半径Ｒ２の曲線部分で挟まれ、鉄心１０の外周部に到るまで形成される曲線間隔部５００Ｂを有する。そして、間隔埋物５は、直線間隔部５００Ａと曲線間隔部５００Ｂに形成される構造となり、回転子５０の回転時の遠心力に対して、径方向外側への間隔埋物５の飛散を防ぐ構造となっている。本実施の形態では、間隔埋物５の保持のために、鉄心部分に切欠き構造を必要としないので、鉄心の磁気特性に有利である。
【００１６】
図５に示す結合体４は、周方向の幅Ｂ、径方向の高さＴＨ、軸方向の長さＬＣの直方体形状の上下部に台形状の高さＴ０の突起部４Ａが設けられたもので、略アンカー状をなしている。結合体４の軸方向の長さＬＣは鉄心１０の軸方向長さと略同一で、径方向の高さＴＨは第一永久磁石３Ａおよび第二永久磁石３Ｂの径方向の厚さＴと略同一である。尚、ここで突起部４Ａの頂辺ＢＴと高さＴ０は、回転子５０の回転時に発生する遠心力に対応するように適宜設定される。
【００１７】
また、結合体４と第一永久磁石３Ａおよび第二永久磁石３Ｂは、それぞれ接触面をもって面接触している。また、第一永久磁石３Ａおよび第二永久磁石３Ｂは、それぞれ間隔埋物５と接触面をもって面接触している。
このため、回転子５０の加速および減速の際に発生する磁極中心線に垂直な方向の力に対して、これらの接触面により強固に保持される。
【００１８】
このように、内側鉄心１の磁石の設置部１Ｓに第一永久磁石３Ａおよび第二永久磁石３Ｂが装着され、内側鉄心１の係合部１Ｃに結合体４の突起部４Ａが係合されるとともに、第一永久磁石３Ａおよび第二永久磁石３Ｂの上面に接する外側鉄心２の係合部２Ｃに結合体４の突起部４Ａが係合されることによって、図２に示したような配置がなされる。尚、内側鉄心１と外側鉄心２とは専用治具によって所定の軸長ＬＣとなるよう積層されており、また第一永久磁石３Ａおよび第二永久磁石３Ｂは極性が交互にＮ極、Ｓ極で４極を形成するよう配置されている。なお、内側鉄心１および外側鉄心２の積層は、それぞれカシメ構造を用いて固定しておいても良い。
【００１９】
間隔埋物５には例えば樹脂材を使用する。本実施の形態では、間隔埋物５として例えばＰＰＳ樹脂（ポリフェルニンサルファイド樹脂）の熱可塑性または熱硬化性樹脂材を、間隔部５００に充填後固化させている。上記樹脂材にはフィラーを含むものであり、ＰＰＳ樹脂材以外のものであってもよい。また、間隔埋物５の成形は充填でなくとも良く、単体の形状の間隔埋物５を成形した後に、間隔部５００の空間に軸方向から挿入しても良い。
【００２０】
結合体４には例えば樹脂材を使用する。本実施の形態では、結合体４として例えば前記ＰＰＳ樹脂を用いて予め図５に示す形状に成型したものを、専用治具で軸方向に所定長積層された鉄心１０に挿入してもよく、あるいは鉄心１０を積層後にＰＰＳ樹脂を充填して固化させてもよい。また、結合体４はＰＰＳ樹脂以外の樹脂でも良く、さらに、非磁性金属材、例えばＳＵＳ鋼（ｓｔａｉｎｌｅｓｓ  ｓｔｅｅｌ）で図５の形状を有するものであってもよい。
【００２１】
図６は実施の形態１による回転子の鉄心の他の実施例を示す断面図であり、図２のＡ−Ａ断面に相当する断面図を示したものである。
図６に示すように、間隔埋物５は、鉄心１０の最上段および最下段である軸方向両端面を樹脂材等により覆うように成形しても良い。すなわち、間隔埋物５は、鉄心１０を構成する内側鉄心１および外側鉄心２の軸方向両端面にも、間隔埋物５Ｃおよび５Ｄとして形成される。本例では、回転子５０を構成する間隔埋物５が鉄心１０の軸方向両端面で間隔埋物５Ｃおよび５Ｄとして繋がることにより、回転子５０の回転時に発生する遠心力に対する保持力がより強固になる。
また、結合体４と間隔埋物５が同じ樹脂材である場合は、結合体４も鉄心１０の軸方向両端面で繋がるように間隔埋物５と一体で成形しても良い。
なお、間隔埋物５は、鉄心１０の最上段または最下段のいずれか一方の軸方向端面を覆うように成形しても良い。
【００２２】
この場合の永久磁石型回転電機の製造方法は、間隔埋物５を間隔部５００に充填する際に、鉄心１０の軸方向両端面のうち少なくとも一つの端面を間隔埋物５で覆うように充填する充填工程を備えるようにする。これにより、簡易な製造方法で、回転子の回転時に発生する遠心力に対する保持力が強固な永久磁石型回転電機を得ることができる。
【００２３】
このように、回転子５０は、回転子５０の中心から直径方向に所定の距離ＤＳの位置で、内側鉄心１と外側鉄心２とが間隔Ｗで対向し、結合体４で係合され、磁極中心線を挟み結合体４と面接触するように第一永久磁石３Ａと第二永久磁石３Ｂが前記間隔Ｗの間隔部５００に配置されるとともに、間隔部５００に間隔埋物５を充填した構成であって、前記間隔部５００が第一永久磁石３Ａ、第二永久磁石３Ｂから径方向に延伸して曲率半径を有して鉄心１０の外周部に到るものであるので、図１に示す回転子５０から固定子６０に到る磁気回路において間隔部５００が磁気的な抵抗回路として機能することにより、図１に示した漏れ磁束ＬＦを防止でき、かつ結合体４によって内側鉄心１と外側鉄心２とで結合されているので回転子５０の遠心力に対しても強固な構造となる。
【００２４】
図２に示した第一永久磁石３Ａおよび第二永久磁石３Ｂは、内側鉄心１の段落溝１Ｂに挿入されて設けた実施例を示した。他の実施例として図７に示すように、外側鉄心２にも段落溝２Ｂに設けて、第一永久磁石３Ａおよび第二永久磁石３Ｂを内側鉄心１および外側鉄心２で挟むよう設けるとともに、間隔部５００の間隔Ｗは第一永久磁石３Ａ、第二永久磁石３Ｂの厚さＴの中央付近より延伸する構成としてもよい。
【００２５】
また、回転電機１００の定格に合わせ、回転子５０の直径が選択されるとともに第一永久磁石３Ａ、第二永久磁石３Ｂの設置部１Ｓが設定される。このような場合における第一永久磁石３Ａ、第二永久磁石３Ｂの鉄心１０への他の配置例と、この配置例に伴う間隔Ｗの所定の距離ＤＳと外径方向に延伸する他の実施例を図８〜図１０に示す。
【００２６】
図８は、段落溝形状を図７と同様とした上で、間隔Ｗを結合体４と接する部分と反対側から外側に向けて直線的に延伸したものであり、外周部分で曲率半径を有していない直線状の間隔埋物５を形成している。図９は、段落溝１Ｂを図３と同様にしたもの、図１０は外側鉄心２にのみ段落溝２Ｂを設けたものである。このようないずれの間隔埋物５の形状を有する回転子５０は、図１で述べた漏れ磁束ＬＦの発生を防止可能となり、高効率な回転電機１００を得ることができる。
【００２７】
また、この実施の形態１では、内側鉄心１がほぼ方形で、外側鉄心２がほぼ眉状をなし、これらを打ち抜く薄電磁鋼板材は別個の寸法を有する素材を用いることが可能で、歩留まりの向上による省資源化と、打ち抜きプレス装置の小型化が可能となり、製造コストの低減が達成できる。
【００２８】
尚、本願は４極の回転子５０の例を示したが、６極など他の極数を有する回転子５０であってもよい。さらに、回転子５０には第一永久磁石３Ａおよび第二永久磁石３Ｂの配置について、磁極中心線と直交する例を示したが、磁極中心線に対称であればＶ字状に角度をつけて配置しても良い。図１１Ａ、図１１Ｂ、図１２Ａおよび図１２Ｂは実施の形態１による回転子の鉄心の他の実施例を示す図であり、第一永久磁石３Ａおよび第二永久磁石３Ｂは磁極中心線に対して対称であり、回転中心に向かって凸状になるＶ字型に角度をつけて配置されている。
【００２９】
図１１Ａ、図１１Ｂ、図１２Ａおよび図１２Ｂでは、第一永久磁石３Ａおよび第二永久磁石３Ｂの一方の側面は、それぞれ結合体４と接触面Ｆ１をもって面接触している。また、第一永久磁石３Ａおよび第二永久磁石３Ｂの他方の側面は、それぞれ間隔埋物５と接触面Ｆ２をもって面接触している。
図１１Ａ、図１１Ｂ、図１２Ａおよび図１２Ｂの例では、回転子５０の加速および減速の際に発生する磁極に垂直な方向に力に対して、接触面Ｆ１およびＦ２、段落溝１Ｂおよび２Ｂにより強固に保持される。
また、図１１Ｂに示す構成のように、第一永久磁石３Ａおよび第二永久磁石３Ｂと結合体４および間隔埋物５の接触面Ｆ１は磁極中心線に平行でなくても良い。
図１１Ａでは、第一永久磁石３Ａおよび第二永久磁石３Ｂは内側鉄心１の段落溝１Ｂに挿入されて設けた例を示したが、図１２Ａおよび図１２Ｂに示すように、外側鉄心２にも段落溝２Ｂを設けて第一永久磁石３Ａおよび第二永久磁石３Ｂを挟むように設ける構成としても良い。さらに、図１２Ａおよび図１２Ｂの例でも、図１１Ｂに示されたように第一永久磁石３Ａおよび第二永久磁石３Ｂと、結合体４および間隔埋物５の接触面は磁極中心線に平行でなくても良い。
なお、図１１Ａ、図１１Ｂ、図１２Ａおよび図１２Ｂに示す間隔埋物５は、図１および図２と同様に直線埋物部分と曲線埋物部分を有しているが、図８に示すように直線埋物部分のみでも良い。
【００３０】
以上のように、本実施の形態では、永久磁石が設置部に設けられた回転子と、固定子とを備えた永久磁石型回転電機であって、前記回転子の鉄心は、内側鉄心と外側鉄心とで構成され、前記内側鉄心と前記外側鉄心は磁極中心に配置された結合体により結合され、前記内側鉄心と前記外側鉄心の間には前記結合体を挟んで前記永久磁石が設置され、前記永久磁石の前記結合体の反対側の周方向端部から前記鉄心の外周方向に向けて磁気的な間隔を有する間隔部が形成され、前記間隔部には樹脂性の間隔埋物が設けられているので、磁束漏れを低減し、遠心力耐力を有し、高トルク化が可能となる。
【００３１】
また、前記結合体と、前記永久磁石の前記結合体側の周方向端部とは、面接触しているので、回転子の加速および減速の際に発生する磁極に垂直な方向力に対して強固に保持される。
【００３２】
また、前記間隔部は、前記鉄心の外周部につながる箇所で曲率半径を有する曲線間隔部を有しているので、間隔埋物が飛散しなく強固に保持することができる。
【００３３】
また、前記間隔部は、前記結合体から直線状に延伸する直線間隔部を介して、前記曲線間隔部につながっているので、間隔埋物が飛散しなく強固に保持することができる。
【００３４】
また、前記間隔部は、前記結合体から直線状に延伸する直線間隔部を介して、前記鉄心の外周部につながっているので、鉄心の構造が簡易となり、製造上有利となる。
【００３５】
また、前記結合体は、その上部および下部に台形状の突起部を形成するとともに、前記鉄心の軸方向長さと同一の軸方向長を有し、前記突起部は前記外側鉄心および前記内側鉄心に設けられた係合部に係合するので、内側鉄心と外側鉄心を強固に保持することができる。
【００３６】
また、前記永久磁石は、第一永久磁石と第二永久磁石とからなるとともに、前記設置部は前記鉄心の磁極中心線と直交する線上において、前記結合体に対向して設けられているので、鉄心の構造が簡易となり、磁気特性が向上する。
【００３７】
また、前記設置部は、対向する前記内側鉄心と前記外側鉄心のそれぞれに設けられている段落溝とするので、永久磁石を強固に保持することができる。
【００３８】
また、前記設置部は、前記内側鉄心に設けられている段落溝とするので、永久磁石を強固に保持することができる。
【００３９】
また、前記設置部は、前記外側鉄心に設けられている段落溝とするので、永久磁石を強固に保持することができる。
【００４０】
また、前記永久磁石は、磁極中心線に対して対称であり、回転中心に向かって凸状になるＶ字型形状に配置されるので、磁気特性が向上する。
【００４１】
また、前記間隔埋物は、前記鉄心の軸方向両端面のうち少なくとも一つの端面を覆うように一体化してつながっているので、回転子の回転時に発生する遠心力に対する保持力が強固になる。
【００４２】
また、前記結合体は樹脂材または非磁性金属材のいずれかとするので、磁気特性が向上する。
【００４３】
また、前記結合体は樹脂材からなり、前記間隔埋物と前記鉄心の軸方向両端面のうち少なくとも一つの端面においてつながっているので、回転子の回転時に発生する遠心力に対する保持力が強固になる。
【００４４】
また、永久磁石型回転電機の製造方法であって、前記間隔埋物を前記間隔部に充填する際に、前記鉄心の軸方向両端面のうち少なくとも一つの端面を前記間隔埋物で覆うように充填する充填工程を備えたので、簡易な製造方法により、回転子の回転時に発生する遠心力に対する保持力が強固な永久磁石型回転電機を得ることができる。
【００４５】
実施の形態２．
次に、実施の形態２を説明する。前述した実施の形態１では内側鉄心１と外側鉄心２とは互いに分離されていることから磁気回路に対応して、使用する薄電磁鋼板を異なる材、つまり方向性、無方向性の材を使い分けてもよい。
実施の形態１で示した眉状の外側鉄心２は長手方向、すなわち外側鉄心２の面方向であって磁極中心線に直交する方向に方向性を有する方向性の薄電磁鋼板を用いるとともに、内側鉄心１は無方向性の薄電磁鋼板とし、これらの外側鉄心２と内側鉄心１とを組み合わせた回転子５０とすることで回転子５０の磁気特性が放射方向に不均一となることを防止し、さらに磁気特性を向上させることが可能である。
【００４６】
以上のように、本実施の形態によれば、外側鉄心は、前記外側鉄心の面方向であって磁極中心線に直交する方向に方向性を有する電磁鋼板の積層体としたので、磁気特性を向上させることができる。
【００４７】
実施の形態３．
図１３は、実施の形態３による結合体を示す図であり、図２ＡのＡ−Ａ線の断面に対応している。
本実施の形態の結合体４０は、内部に中空部４０Ｇを有しており、中空部４０Ｇは軸方向端部に設けた端部４０Ｅおよび側面に設けた側部４０Ｆにより囲まれている。
本実施の形態では、中空部４０Ｇを有する結合体４０とすることで、第一永久磁石３Ａおよび第二永久磁石３Ｂを一体化した永久磁石とし、この一体化した永久磁石を結合体４０の中空部４０Ｇを貫いて挿入して配置することができ、磁極の磁気特性が向上する。
【００４８】
以上のように、本実施の形態によれば、結合体は内部に中空部を有しており、前記結合体の軸方向両端面には端部が設けられている。そして、前記永久磁石は、前記結合体の前記中空部を貫く一体の永久磁石からなり、前記設置部は前記鉄心の磁極中心線と直交する線上において、前記結合体に対向して設けられているので、磁極の磁気特性が向上する。
【００４９】
本願は、様々な例示的な実施の形態及び実施例が記載されているが、１つ、または複数の実施の形態に記載された様々な特徴、態様、及び機能は特定の実施の形態の適用に限られるのではなく、単独で、または様々な組み合わせで実施の形態に適用可能である。
従って、例示されていない無数の変形例が、本願に開示される技術の範囲内において想定される。例えば、少なくとも１つの構成要素を変形する場合、追加する場合または省略する場合、さらには、少なくとも１つの構成要素を抽出し、他の実施の形態の構成要素と組み合わせる場合が含まれるものとする。
【符号の説明】
【００５０】
１  内側鉄心、１Ｓ  設置部、１Ｂ  段落溝、１Ｃ  係合部、２  外側鉄心、３Ａ  第一永久磁石、３Ｂ  第二永久磁石、４  結合体、５  間隔埋物、１０  鉄心、４０  結合体、４０Ｇ  中空部、５０  回転子、６０  固定子、１００  永久磁石型回転電機、５００  間隔部、５００Ａ  直線間隔部、５００Ｂ  曲線間隔部、Ｗ  間隔。
【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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【手続補正書】
【提出日】令和3年3月23日(2021.3.23)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
永久磁石が設置部に設けられた回転子と、固定子とを備えた永久磁石型回転電機であって、前記回転子の鉄心は、内側鉄心と外側鉄心とで構成され、前記内側鉄心と前記外側鉄心は磁極中心に配置された結合体により結合され、前記内側鉄心と前記外側鉄心の間には前記結合体を挟んで前記永久磁石が設置され、前記永久磁石の前記結合体の反対側の周方向端部から前記鉄心の外周方向に向けて磁気的な間隔を有する間隔部が形成され、前記間隔部には樹脂性の間隔埋物が設けられ、
前記間隔部は、前記鉄心の外周部につながる箇所で曲率半径を有する曲線間隔部を有し、
前記間隔部は、前記結合体から直線状に延伸する直線間隔部を介して、前記曲線間隔部につながっている永久磁石型回転電機。
【請求項２】
前記結合体と、前記永久磁石の前記結合体側の周方向端部とは、面接触している請求項１に記載の永久磁石型回転電機。
【請求項３】
前記結合体は、その上部および下部に台形状の突起部を形成するとともに、前記鉄心の軸方向長さと同一の軸方向長を有し、前記突起部は前記外側鉄心および前記内側鉄心に設けられた係合部に係合する請求項１または請求項２に記載の永久磁石型回転電機。
【請求項４】
前記永久磁石は、第一永久磁石と第二永久磁石とからなるとともに、前記設置部は前記鉄心の磁極中心線と直交する線上において、前記結合体に対向して設けられている請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の永久磁石型回転電機。
【請求項５】
前記設置部は、対向する前記内側鉄心と前記外側鉄心のそれぞれに設けられている段落溝とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の永久磁石型回転電機。
【請求項６】
前記設置部は、前記内側鉄心に設けられている段落溝とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の永久磁石型回転電機。
【請求項７】
前記設置部は、前記外側鉄心に設けられている段落溝とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の永久磁石型回転電機。
【請求項８】
前記直線間隔部の間隔は、前記永久磁石の厚さよりも小さい請求項１から請求項７のいずれか１項に記載の永久磁石型回転電機。
【請求項９】
前記永久磁石は、磁極中心線に対して対称であり、回転中心に向かって凸状になるＶ字型形状に配置される請求項１から請求項８のいずれか１項に記載の永久磁石型回転電機。
【請求項１０】
前記外側鉄心は、前記外側鉄心の面方向であって磁極中心線に直交する方向に方向性を有する電磁鋼板の積層体とする請求項１から請求項９のいずれか１項に記載の永久磁石型回転電機。
【請求項１１】
前記間隔埋物は、前記鉄心の軸方向両端面のうち少なくとも一つの端面を覆うように一体化してつながっている請求項１から請求項１０のいずれか１項に記載の永久磁石型回転電機。
【請求項１２】
前記結合体は樹脂材または非磁性金属材のいずれかとする請求項１から請求項１１のいずれか１項に記載の永久磁石型回転電機。
【請求項１３】
前記結合体は樹脂材からなり、前記間隔埋物と前記鉄心の軸方向両端面のうち少なくとも一つの端面においてつながっている請求項１１に記載の永久磁石型回転電機。
【請求項１４】
前記結合体は内部に中空部を有しており、前記結合体の軸方向両端面には端部が設けられている請求項１から請求項１３のいずれか１項に記載の永久磁石型回転電機。
【請求項１５】
前記永久磁石は、前記結合体の前記中空部を貫く一体の永久磁石からなり、前記設置部は前記鉄心の磁極中心線と直交する線上において、前記結合体に対向して設けられている請求項１４に記載の永久磁石型回転電機。
【請求項１６】
請求項１１または請求項１３に記載の永久磁石型回転電機を製造する製造方法であって、前記間隔埋物を前記間隔部に充填する際に、前記鉄心の軸方向両端面のうち少なくとも一つの端面を前記間隔埋物で覆うように充填する充填工程を備えた永久磁石型回転電機の製造方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００６】
本願に開示される永久磁石型回転電機は、永久磁石が設置部に設けられた回転子と、固定子とを備えた永久磁石型回転電機であって、前記回転子の鉄心は、内側鉄心と外側鉄心とで構成され、前記内側鉄心と前記外側鉄心は磁極中心に配置された結合体により結合され、前記内側鉄心と前記外側鉄心の間には前記結合体を挟んで前記永久磁石が設置され、前記永久磁石の前記結合体の反対側の周方向端部から前記鉄心の外周方向に向けて磁気的な間隔を有する間隔部が形成され、前記間隔部には樹脂性の間隔埋物が設けられ、前記間隔部は、前記鉄心の外周部につながる箇所で曲率半径を有する曲線間隔部を有し、前記間隔部は、前記結合体から直線状に延伸する直線間隔部を介して、前記曲線間隔部につながっているものである。
本願に開示される永久磁石型回転電機の製造方法は、前記間隔埋物を前記間隔部に充填する際に、前記鉄心の軸方向両端面のうち少なくとも一つの端面を前記間隔埋物で覆うように充填する充填工程を備えたものである。
【国際調査報告】
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