JP2017204984A - 回転電機のロータ、回転電機、および回転電機のロータの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】優れた効率を有する軽量な回転電機のロータを提供する。
【解決手段】モータ２３のロータ２１は、回転軸２４と、回転軸２４に対して同軸状に固定され、電磁鋼により形成されたロータコア６１と、ロータコア６１の第１端面６１ａに対向配置された第１端面板７１と、ロータコア６１の第２端面６１ｂに対向配置された第２端面板７２と、を備えている。第１端面板７１および第２端面板７２は、ボンド磁石により形成されている。
【選択図】図３

Description

本発明は、回転電機のロータ、回転電機、および回転電機のロータの製造方法に関するものである。

従来から、ステータおよびロータを備えた回転電機が知られている。ロータは、回転可能に支持された回転軸と、複数の磁性板材が積層されたロータコアと、ロータコアの端面から軸方向に沿って形成された磁石用スロット内に収容された永久磁石と、ロータコアの軸方向端部に設けられ、磁石を保持する端面板と、を備えている（例えば特許文献１参照）。端面板は、ロータコアの軸方向の端面を覆うように設けられており、永久磁石が磁石用スロットの開口部から抜けて脱落すること等を防止するためのものである。この端面板は、例えばアルミニウム等の非磁性体により形成されている。

特開２０１４−５７４４３号公報

しかしながら、アルミニウムは導体であるため、端面板をアルミニウムにより形成すると、端面板に渦電流が生じて回転電機の効率が低下するおそれがある。また、アルミニウムは比重が大きいので、ロータの重量が増加するおそれがある。

そこで本発明は、優れた効率を有する軽量な回転電機のロータ、回転電機および回転電機のロータの製造方法を提供するものである。

本発明の回転電機（例えば、実施形態のモータ２３）のロータ（例えば、実施形態のロータ２１，１２１）は、回転軸（例えば、実施形態の回転軸２４）と、前記回転軸に対して同軸状に固定され、電磁鋼により形成されたロータコア（例えば、実施形態のロータコア６１）と、前記ロータコアの端面（例えば、実施形態の第１端面６１ａおよび第２端面６１ｂ）に対向配置された端面板（例えば、実施形態の第１端面板７１および第２端面板７２）と、を備え、前記端面板は、ボンド磁石により形成されている、ことを特徴とする。

本発明によれば、ボンド磁石は絶縁材料であるので、端面板において磁束変化に伴って渦電流が発生することを防止できる。よって、回転電機の効率を向上させることができる。
また、ボンド磁石は、アルミニウムと比較して比重が小さいので、ロータを軽量化することができる。
以上により、優れた効率を有する軽量な回転電機のロータを提供できる。

上記の回転電機のロータにおいて、前記ロータコアには、軸方向に沿って延在するスロット（例えば、実施形態のスロット６４）が形成され、前記スロットには、ボンド磁石により形成されたロータマグネット（例えば、実施形態のロータマグネット６９）が配置され、前記ロータマグネットは、前記端面板と一体になっている、ことが望ましい。

本発明によれば、端面板およびロータマグネットを形成する材料が同一となるので、製造コストを削減することができるとともに、部品点数が削減されて製造を容易化することができる。
また、ロータマグネットが端面板と一体になっているので、スロット内の軸方向の端部においてロータマグネットを端面板と接続させることができる。これにより、スロット内の軸方向の端部にロータマグネットが配置されていない状態となることを防止できる。したがって、回転電機の効率の低下を防止できる。

上記の回転電機のロータにおいて、前記ロータマグネットと前記ロータコアとの間には、冷媒が流通可能なスロット流路（例えば、実施形態のスロット流路６６）が設けられている、ことが望ましい。

本発明によれば、スロット流路に冷媒を流通させることでロータマグネットを直接冷却することができるので、ロータマグネットの減磁を抑制することができる。したがって、回転電機の効率の低下を防止できる。

上記の回転電機のロータにおいて、前記端面板と前記ロータコアとの間には、冷媒が流通可能な端面流路（例えば、実施形態の端面流路７４）が設けられている、ことが望ましい。

本発明によれば、端面流路に冷媒を流通させることで端面板を冷却することができるので、ロータコアに配置されたロータマグネットとともに端面板を磁化した場合でも、端面板の減磁を抑制することができる。したがって、回転電機の効率の低下を防止できる。

上記の回転電機のロータにおいて、前記端面板の前記ロータコアと反対側を向く主面（例えば、実施形態の外側主面７２ａ）上には、凹部（例えば、実施形態の凹部７６）が形成されている、ことが望ましい。

本発明によれば、製造過程において、ロータの偏心量に応じて掘削加工等により端面板に凹部を形成することで、ロータの重心の位置を容易に調整でき、ロータの偏心を解消することができる。したがって、振動や騒音が抑制された回転電機を形成することができる。

本発明の回転電機は、上記の回転電機のロータと、前記ロータに対して径方向で対向配置され、積層された複数の電磁鋼板により形成されたステータコア（例えば、実施形態のステータコア４５）を有するステータ（例えば、実施形態のステータ２２）と、を備え、前記ステータコアの一部は、前記端面板と軸方向の同じ位置に配置されている、ことを特徴とする。

本発明によれば、磁化した端面板から発生した磁束を、端面板と軸方向の同じ位置に配置されたステータコアの一部に吸収させることができる。これにより、ロータとステータとの間の漏れ磁束を低減でき、回転電機の効率を向上させることができる。

上記の回転電機において、前記端面板に対して径方向で対向配置された前記電磁鋼板は、前記ステータコアの軸方向の端部に配置されるとともに、径方向における前記端面板側の端部において軸方向に沿うように突出した突出部（例えば、実施形態の突出部４４ａ）を備える、ことが望ましい。

本発明によれば、突出部により、ステータコアにおける端面板と径方向で対向する部分の面積を確保しつつ、ステータコアの軸方向の寸法を、突出部以外の部分において小さくすることができる。これにより、ステータコアに巻装されるコイルの渡り部を、軸方向におけるステータコアの中心部に向かって寄せた状態で配置することができる。したがって、ステータの軸方向の寸法を小さくすることができ、小型な回転電機とすることができる。

本発明の回転電機のロータの製造方法は、上記の回転電機のロータ（例えば、実施形態のロータ１２１）の製造方法であって、前記ロータコアに形成されたスロット（例えば、実施形態のスロット６４）の内面上にスロットピン（例えば、実施形態のスロットピン２１０）を配置するスロットピン配置工程と、前記ロータコアの端面（例えば、実施形態の第１端面６１ａ）上に径方向に沿って延びる端面ピン（例えば、実施形態の端面ピン２０６ｂ）を配置する端面ピン配置工程と、前記ロータコアがセットされた金型（例えば、実施形態の金型２０１）内にボンド磁石を注入する注入工程と、前記スロットピンおよび前記端面ピンを引き抜いて、冷媒が流通可能な流路を形成するピン引抜工程と、を有することを特徴とする。

本発明によれば、スロット内、およびロータコアの端面上に冷媒を流通させる流路を容易に形成することができる。これにより、スロット内に配置されたロータマグネットや端面板を冷却することができるので、ロータマグネットや端面板の減磁を抑制することができる。したがって、回転電機の効率の低下を防止できるロータを製造できる。

本発明によれば、優れた効率を有する軽量な回転電機のロータを提供できる。

車両用駆動モータユニットの概略構成断面図である。 実施形態に係るロータの斜視図である。 図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿う縦断面図である。 実施形態に係る車両用駆動モータユニットの拡大縦断面図である。 実施形態の変形例に係るロータの説明図であって、図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線に相当する部分における縦断面図である。 実施形態の変形例に係るロータの説明図であって、ロータコアおよび第１端面板を軸方向から見た図である。 実施形態の変形例に係るロータの製造工程の説明図である。 実施形態の変形例に係るロータの製造工程の説明図である。 実施形態の変形例に係るロータの製造工程の説明図である。 実施形態の変形例に係るロータの製造工程の説明図である。 実施形態の変形例に係るロータの製造工程の説明図である。 実施形態の変形例に係るロータの製造工程の説明図である。 実施形態の変形例に係るロータの製造工程の説明図である。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。なお、本実施形態では回転電機として車両用駆動モータユニットに採用したモータについて説明する。また、以下の説明では、モータの回転軸の軸方向を単に「軸方向」といい、回転軸回りの周方向を単に「周方向」といい、軸方向に直交して回転軸から放射状に延びる方向を「径方向」という。

最初に実施形態の車両用駆動モータユニット（以下、「モータユニット」という。）１０について説明する。
図１は、モータユニットの概略構成断面図である。
図１に示すように、モータユニット１０は、ロータ２１およびステータ２２を備えたモータ２３を収容するモータハウジング１１と、モータハウジング１１の軸方向一方側に締結され、モータ２３の回転軸２４からの動力を伝達する動力伝達部（不図示）を収容するミッションハウジング１２と、モータハウジング１１の軸方向他方側に締結され、モータ２３の回転センサ２５を収容するセンサハウジング１３と、を備えている。なお、ミッションハウジング１２は、モータハウジング１１に締結された共用ハウジング１２Ａと、共用ハウジング１２Ａに締結されたギアハウジング１２Ｂと、により構成されている。また、モータハウジング１１の内部にはモータ室３６が、ミッションハウジング１２の内部にはミッション室３７が、センサハウジング１３の内部にはセンサ室３８が、それぞれ構成されている。

モータハウジング１１は、モータ２３全体を覆うような円筒状に形成されている。共用ハウジング１２Ａは、モータハウジング１１とミッションハウジング１２との境界部として構成されており、モータハウジング１１とミッションハウジング１２との間にモータ室３６とミッション室３７とを仕切る仕切壁４１が形成されている。仕切壁４１の径方向中央部には、仕切壁４１の厚さ方向に貫通する貫通孔４０が形成されている。貫通孔４０内には、モータ２３の回転軸２４の一端を回転自在に支持するベアリング２６が挿入されている。一方、モータハウジング１１とセンサハウジング１３との境界部のセンサハウジング１３側には、モータ２３の回転軸２４の他端を回転自在に支持するベアリング２７が挿入されている。

なお、モータユニット１０内（モータハウジング１１、ミッションハウジング１２、センサハウジング１３）には、ベアリング２６，２７やモータ２３等を冷却するための冷媒（例えば潤滑油）が導入されており、上述したモータ２３は、ステータ２２の一部が冷媒に浸漬した状態で配置されている。また、モータハウジング１１とミッションハウジング１２との間には、オイルポンプ（不図示）が設けられており、オイルポンプにより汲み上げられた冷媒が、図示しない油路を通ってモータユニット１０内を循環可能に構成されている。そして、モータユニット１０内を循環する冷媒がベアリング２６，２７等に供給されることでベアリング２６，２７等が冷却されるようになっている。

また、モータハウジング１１の壁部３１、ミッションハウジング１２の壁部３２、およびセンサハウジング１３の壁部３３には、互いに連通するブリーザ通路３５がそれぞれ形成され、ブリーザ配管３９からモータユニット１０内の高圧・高温の空気を排出することができるようになっている。

さらに、モータハウジング１１の壁部３１内で、ブリーザ通路３５よりも内周側には、モータ２３を冷却するためのウォータジャケット５５が、モータ２３におけるステータ２２の全周を覆うように設けられている。また、ステータ２２は、モータハウジング１１に焼き嵌めされており、モータハウジング１１の内周面に密着するように配置されている。

モータ２３は、インナーロータ型のＩＰＭモータ（埋込磁石同期モータ）であって、モータハウジング１１に回転可能に支持されたロータ２１と、ロータ２１に対して径方向で対向配置されたステータ２２と、を備えている。

図２は、実施形態に係るロータの斜視図である。図３は、図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿う縦断面図である。
図２および図３に示すように、ロータ２１は、回転可能に支持された回転軸２４と、回転軸２４の外周に対して同軸状に圧入固定されたロータコア６１と、ロータコア６１の軸方向両端面６１ａ，６１ｂに対向配置された一対の端面板（第１端面板７１および第２端面板７２）と、を備えている。

図３に示すように、回転軸２４は、ステンレスや鉄等により形成された中空の円筒状の部材であり、鍛造や鋳造、機械加工等により形成される。回転軸２４の内部は空洞となっており、上述した冷媒が通流する冷媒流路２９となっている。回転軸２４には、外周面に開口し、冷媒流路２９とロータ２１の外部とを連通する複数の第１吐出孔２９ａが形成されている。冷媒は、上述したオイルポンプ（不図示）から供給される。オイルポンプから供給された冷媒は、冷媒流路２９を通り、ロータ２１が回転することにより発生する遠心力によって、第１吐出孔２９ａから吐出される。

また、回転軸２４の外周面には、拡径部２８が形成されている。拡径部２８は、ロータコア６１の軸方向一方側に形成されている。拡径部２８の軸方向他方側を向く段差面２８ａは、軸方向に直交するように形成されている。

ロータコア６１は、ステータ２２（図１参照）の内側に所定間隔をあけて配置された軸方向視円環状の部材である。ロータコア６１は、電磁鋼により形成されている。ロータコア６１の径方向中央部には、軸方向に貫通する貫通孔６３が形成されている。貫通孔６３には、回転軸２４が圧入されている。また、図２に示すように、ロータコア６１の周縁部には、軸方向に貫通する複数（本実施形態では８個）のスロット６４が形成されている。複数のスロット６４は、ロータコア６１の周縁部において、周方向に沿って並んで配置されている。スロット６４は、軸方向視で弧状や長方形状に形成されている。さらに、図３に示すように、ロータコア６１の径方向における貫通孔６３とスロット６４との間には、軽量化を図るために複数（本実施形態では８個）の肉抜孔６５が形成されている。

ロータコア６１は、同形に形成された複数（本実施形態では４個）の分割コア６２に軸方向に分割されている。各分割コア６２は、上述した電磁鋼からなる磁性板材６０が軸方向に沿って積層されて形成されている。各分割コア６２には、ロータコア６１の貫通孔６３の一部を形成する分割貫通孔６２ａ、スロット６４の一部を形成する分割スロット６２ｂ、および肉抜孔６５の一部を形成する分割肉抜孔６２ｃが形成されている。なお、軸方向に並ぶ各分割コア６２は、それぞれの位相が周方向の一方側に順にずれた状態で配置されている（図２参照）。

各スロット６４内には、ロータマグネット６９が収容されている。ロータマグネット６９は、ボンド磁石により形成されている。ボンド磁石は、例えばネオジム磁石等の磁石粉末と熱可塑性樹脂との混合材料を含んでいる。ロータマグネット６９は、径方向に磁化され、ロータコア６１の外周部分に複数（本実施形態では８個）の磁極部を形成している。複数の磁極部は、周方向に沿って交互に磁化方向が反転するように形成されている。

第１端面板７１は、ロータコア６１の軸方向一方側を向く第１端面６１ａに対向配置され、回転軸２４の拡径部２８の段差面２８ａとロータコア６１とに挟まれている。第１端面板７１は、ボンド磁石により形成されている。ボンド磁石は、例えばネオジム磁石等の磁石粉末と熱可塑性樹脂との混合材料を含んでいる。第１端面板７１は、ロータコア６１の外径と同等の外径を有する円板状に形成されている。第１端面板７１の径方向中央部には、その厚さ方向（軸方向）に貫通し、回転軸２４が挿通される第１挿通孔７３が形成されている。第１挿通孔７３は、回転軸２４の外径と同等の内径を有し、回転軸２４の外周面に密接している。

第２端面板７２は、ロータコア６１の軸方向他方側を向く第２端面６１ｂに対向配置され、回転軸２４の外周に圧入されたカラー８０とロータコア６１とに挟まれている。第２端面板７２は、ボンド磁石により形成されている。ボンド磁石は、例えばネオジム磁石等の磁石粉末と熱可塑性樹脂との混合材料を含んでいる。第２端面板７２は、ロータコア６１の外径と同等の外径を有する円板状に形成されている。第２端面板７２の径方向中央部には、その厚さ方向（軸方向）に貫通し、回転軸２４が挿通される第２挿通孔７８が形成されている。第２挿通孔７８は、回転軸２４の外径と同等の内径を有し、回転軸２４の外周面に密接している。

各端面板７１，７２は、ロータマグネット６９と一体成形されている。各端面板７１，７２およびロータマグネット６９は、射出成形により形成される。具体的に、各端面板７１，７２およびロータマグネット６９は、ロータコア６１がセットされた金型内に、加熱されて軟化したボンド磁石を注入することで一体成形される。各端面板７１，７２は、各ロータマグネット６９の磁化方向に倣って磁化されている。すなわち、各端面板７１，７２の各部における磁化方向は、同じ周方向位置に配置されている各ロータマグネット６９の磁化方向と一致している。

図２に示すように、第２端面板７２のロータコア６１とは反対側を向く外側主面７２ａ上における外周部には、円形状の凹部７６が形成されている。凹部７６は、ロータ２１の偏心量に応じてドリル等を用いた掘削加工により形成されている。凹部７６の大きさや個数、位置等は、ロータ２１の偏心量に応じて適宜設定される。

図４は、実施形態に係るモータユニットの拡大縦断面図である。
図４に示すように、ステータ２２は、軸方向に積層された複数の電磁鋼板４４により形成されたステータコア４５を備えている。ステータコア４５は、径方向内側に向かって延びるティース４２を備えている。ティース４２には、インシュレータ（不図示）を介してコイル４３が巻装されている。図１に示すように、ステータコア４５は、第１端面板７１と径方向で対向する軸方向の位置から、第２端面板７２と径方向で対向する軸方向の位置に亘って配置されている。すなわち、ステータコア４５の軸方向の端部は、各端面板７１，７２それぞれと軸方向の同じ位置に配置されている。

図４に示すように、複数の電磁鋼板４４のうち、軸方向他端部に配置されている電磁鋼板４４Ａは、第２端面板７２に対して径方向で対向配置されている。電磁鋼板４４Ａは、第２端面板７２よりも薄く形成されている。電磁鋼板４４Ａは、径方向内側の端部において軸方向に沿うように、軸方向他方側に向かって突出した突出部４４ａを備えている。これにより電磁鋼板４４Ａの径方向内側の端面は、第２端面板７２と径方向外側の端面の全体と径方向で対向している。複数の電磁鋼板４４のうち、軸方向一端部に配置されている電磁鋼板（不図示）についても同様である。すなわち、軸方向一端部に配置されている電磁鋼板は、径方向内側の端部において軸方向に沿うように、軸方向一方側に向かって突出した突出部を備えている。

以上詳述したように、本実施形態では、第１端面板７１および第２端面板７２がボンド磁石により形成されている構成とした。
この構成によれば、ボンド磁石は絶縁材料であるので、各端面板７１，７２において磁束変化に伴って渦電流が発生することを防止できる。よって、モータ２３の効率を向上させることができる。また、ボンド磁石は、アルミニウムと比較して比重が小さいので、ロータ２１を軽量化することができる。以上により、優れた効率を有する軽量なモータ２３のロータ２１を提供できる。

また、ロータマグネット６９は、各端面板７１，７２と一体になっている。
この構成によれば、各端面板７１，７２およびロータマグネット６９を形成する材料が同一となるので、製造コストを削減することができるとともに、部品点数が削減されて製造を容易化することができる。
さらに、ロータマグネット６９が各端面板７１，７２と一体になっているので、スロット６４内の軸方向の端部においてロータマグネット６９を各端面板７１，７２と接続させることができる。これにより、スロット６４内の軸方向の端部にロータマグネット６９が配置されていない状態となることを防止できる。したがって、モータ２３の効率の低下を防止できる。

また、第２端面板７２の外側主面７２ａ上には、凹部７６が形成されている。
この構成によれば、製造過程において、ロータ２１の偏心量に応じて掘削加工等により第２端面板７２に凹部７６を形成することで、ロータ２１の重心の位置を容易に調整でき、ロータ２１の偏心を解消することができる。したがって、振動や騒音が抑制されたモータ２３を形成することができる。

また、ステータコア４５の一部は、各端面板７１，７２と軸方向の同じ位置に配置されている。
この構成によれば、磁化した各端面板７１，７２から発生した磁束を、各端面板７１，７２と軸方向の同じ位置に配置されたステータコア４５の一部に吸収させることができる。これにより、ロータ２１とステータ２２との間の漏れ磁束を低減でき、モータ２３の効率を向上させることができる。

また、第２端面板７２に対して径方向で対向配置された電磁鋼板４４Ａは、ステータコア４５の軸方向の端部に配置されるとともに、径方向内側の端部において軸方向に沿うように突出した突出部４４ａを備える。
この構成によれば、突出部４４ａにより、ステータコア４５における第２端面板７２と径方向で対向する部分の面積を確保しつつ、ステータコア４５の軸方向の寸法を、突出部４４ａ以外の部分において小さくすることができる。第１端面板７１に対して径方向で対向配置された電磁鋼板についても同様である（不図示）。これにより、ステータコア４５に巻装されるコイル４３の渡り部を、軸方向におけるステータコア４５の中心部に向かって寄せた状態で配置することができる。したがって、ステータ２２の軸方向の寸法を小さくすることができ、小型なモータ２３とすることができる。

次に実施形態の変形例のロータ１２１について説明する。
図５は、実施形態の変形例に係るロータの説明図であって、図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線に相当する部分における縦断面図である。図６は、実施形態の変形例に係るロータの説明図であって、ロータコアおよび第１端面板を軸方向から見た図である。
図５および図６に示す実施形態の変形例では、ロータ１２１にスロット流路６６および端面流路７４が形成されている点で、図２から図４に示す実施形態と異なっている。なお、図２から図４に示す実施形態と同様の構成については、同一符号を付して詳細な説明を省略する。

図５に示すように、ロータマグネット６９とロータコア６１（スロット６４の内面）との間には、冷媒が流通可能な複数（本実施形態では８個）のスロット流路６６が形成されている。スロット流路６６は、スロット６４内における径方向内側において、軸方向に沿ってスロット６４の全長に亘って延在している。

第２端面板７２には、複数（本実施形態では８個）の貫通孔７９が形成されている。各貫通孔７９は、軸方向から見てスロット流路６６と同じ位置に形成されている。貫通孔７９は、スロット流路６６を流通する冷媒が流通可能となっている。

図５および図６に示すように、第１端面板７１のロータコア６１に対向する内側主面７１ａ上には、冷媒が流通可能な複数（本実施形態では８個）の端面流路７４が形成されている。複数の端面流路７４は、それぞれ径方向に沿って直線状に延在する溝状に形成され、周方向に並んで配置されている。各端面流路７４の径方向外側の端部は、スロット流路６６の軸方向一方側の端部と連通している。端面流路７４の径方向内側の端部は、第１端面板７１の第１挿通孔７３の内周面に開口している。

図５に示すように、回転軸２４には、外周面に開口し、冷媒流路２９と端面流路７４とを連通する複数（本実施形態では８個）の第２吐出孔２９ｂが形成されている。オイルポンプから回転軸２４の冷媒流路２９に供給された冷媒は、ロータ１２１が回転することにより発生する遠心力によって、第１吐出孔２９ａおよび第２吐出孔２９ｂから吐出される。特に第２吐出孔２９ｂから吐出された冷媒は、端面流路７４、スロット流路６６および貫通孔７９を通って、ロータ１２１の外側に吐出される。

以下、本変形例のロータ１２１の製造方法について説明する。
図７から図１３は、実施形態の変形例に係るロータの製造工程の説明図である。図７、図９、図１１〜図１３は、ロータコア６１の中心軸を通る断面における、後述するインジェクション装置２００の側面断面模式図である。図８および図１０は、ロータコア６１がセットされた金型２０１をロータコア６１の軸方向から見たときの模式図である。なお、図８および図１０では、後述する充填型２０５を２点鎖線で示している。また、以下の説明におけるロータ１２１の各構成部品の符号については、図５を参照されたい。

本実施形態のロータ２１の製造方法は、セット工程と、注入工程と、ピン引抜工程と、封止工程と、着磁工程と、を主に含んでいる。セット工程、注入工程およびピン引抜工程では、インジェクション装置２００を使用する。

まず、インジェクション装置２００の概要について図面を用いて説明する。図７および図８に示すように、インジェクション装置２００は、金型２０１と、インジェクションノズル２０２と、を備えている。
金型２０１は、台座型２０４と、充填型２０５と、複数（本実施形態では８個）のスライドコア型２０６と、を含んでいる。

図７に示すように、台座型２０４は、ロータコア６１を保持する。台座型２０４は、ロータコア６１の第２端面６１ｂと対向する台座部２０７と、台座部２０７に立設され、ロータコア６１の貫通孔６３に密に挿通される位置決め部２０８と、台座部２０７に立設され、ロータコア６１の各スロット６４に挿通される複数のスロットピン２１０と、を備えている。位置決め部２０８の高さは、ロータコア６１および各端面板７１，７２を含む軸方向の寸法に一致している。スロットピン２１０の高さは、ロータコア６１および第２端面板７２を含む軸方向の寸法に一致している。各スロットピン２１０は、上述したスロット流路６６および貫通孔７９の形状に対応して形成されている。すなわち、各スロットピン２１０は、各スロット６４の断面形状よりも細く形成され、各スロット６４の内面における径方向内側部分に接するように配置されている。

充填型２０５は、ロータコア６１の第１端面６１ａと対向配置される。充填型２０５は、台座型２０４の台座部２０７とは反対側において、軸方向に沿って移動可能となっている。充填型２０５には、軸方向両側に開口する通流路２０５ａが形成されている。通流路２０５ａには、加熱されて軟化したボンド磁石が通流する。

図７および図８に示すように、複数のスライドコア型２０６は、それぞれロータコア６１の径方向外側において、周方向に並んで設けられている。各スライドコア型２０６は、径方向に沿ってスライド移動可能に設けられている。スライドコア型２０６は、ロータコア６１の外周面に対向する弧状部２０６ａを有している。弧状部２０６ａの曲率半径は、ロータコア６１の外周面の曲率半径と一致している。弧状部２０６ａの軸方向の寸法は、ロータコア６１および各端面板７１，７２を含む軸方向の寸法に一致している。これにより、複数のスライドコア型２０６が有する弧状部２０６ａは、ロータコア６１の外周面の全面に接触する。

各スライドコア型２０６の弧状部２０６ａには、それぞれ端面ピン２０６ｂが径方向内側に向かって立設されている。端面ピン２０６ｂは、スライドコア型２０６の移動方向に沿って延びている。端面ピン２０６ｂは、上述した端面流路７４の形状に対応して形成されている。すなわち、端面ピン２０６ｂの長さは、径方向におけるロータコア６１の外周面から貫通孔６３までの寸法に一致している。また、端面ピン２０６ｂは、台座型２０４のスロットピン２１０と同じ周方向位置に配置されている。

図７に示すように、インジェクションノズル２０２は、熱可塑性樹脂（本実施形態ではボンド磁石）を射出可能となっている。インジェクションノズル２０２は、充填型２０５の通流路２０５ａ内に、通流路２０５ａの軸方向一方側の開口から熱可塑性樹脂を射出充填する。

セット工程は、スロットピン配置工程と、端面ピン配置工程と、を含んでいる。セット工程では、最初に台座型２０４にロータコア６１をセットする。具体的に、台座型２０４の位置決め部２０８をロータコア６１の貫通孔６３に挿通し、複数のスロットピン２１０をそれぞれスロット６４に挿通してスロット６４の内面上に配置する（スロットピン配置工程）。このとき、ロータコア６１の第２端面６１ｂは、台座部２０７から第２端面板７２の厚さに対応した距離だけ離間した状態とする。

続いて、図９および図１０に示すように、充填型２０５を台座型２０４に向かって移動させ、充填型２０５を台座型２０４の位置決め部２０８の先端部に当接させる。また、各スライドコア型２０６を径方向内側に向かって移動させ、弧状部２０６ａをロータコア６１の外周面に接触させるとともに、端面ピン２０６ｂをロータコア６１の第１端面６１ａ上に配置する（端面ピン配置工程）。そして、スライドコア型２０６を所定の押圧力でロータコア６１に向かって押圧することにより、いわゆる型締めを行う。

次に注入工程を行う。図１１に示すように、注入工程では、ロータコア６１がセットされた金型２０１内に、加熱されて軟化したボンド磁石を注入する。ボンド磁石は、インジェクションノズル２０２から射出され、充填型２０５の通流路２０５ａを通って、金型２０１内に充填される。充填型２０５、スライドコア型２０６、およびロータコア６１の第１端面６１ａに囲まれた空間に充填されたボンド磁石は、第１端面板７１となる。スロット６４内に充填されたボンド磁石は、ロータマグネット６９となる。台座型２０４の台座部２０７、スライドコア型２０６、およびロータコア６１の第２端面６１ｂに囲まれた空間に充填されたボンド磁石は、第２端面板７２となる。

次にピン引抜工程を行う。ピン引抜工程では、最初に、金型２０１内に充填されたボンド磁石を冷却して固化させる。続いて、図１２に示すように、充填型２０５を台座型２０４から離すように移動させる。また、各スライドコア型２０６を径方向外側に向かって移動させ、端面ピン２０６ｂを引き抜く。さらに、ボンド磁石と一体化したロータコア６１を台座型２０４から取り出して、スロットピン２１０を引き抜く。これにより、固化されたボンド磁石のうち、ロータコア６１よりも軸方向一方側に位置する部分には、径方向に沿って内周面から外周面に亘って延在する引抜孔９０が形成される。また、固化されたボンド磁石のうち、スロット６４内には、軸方向に延在する上述したスロット流路６６が形成される。さらに、固化されたボンド磁石のうち、ロータコア６１よりも軸方向他方側に位置する部分には、軸方向に貫通する上述した貫通孔７９が形成される。

次に封止工程を行う。図１３に示すように、封止工程では、ピン引抜工程において端面ピン２０６ｂを引き抜くことにより形成された引抜孔９０のうち、スロット流路６６よりも径方向外側に位置する部分を封止する。引抜孔９０は、ボンド磁石を充填して封止される。これにより、上述した端面流路７４が形成される。そして、第１端面板７１、第２端面板７２およびロータマグネット６９が形成される。

最後に、着磁工程を行う。着磁工程では、各ロータマグネット６９に対して、周方向に沿って交互に磁化方向が反転するように、各ロータマグネット６９を着磁する。
以上により、ロータ１２１の製造が完了する。

このように、本変形例のロータ１２１によれば、ロータマグネット６９とロータコア６１との間に、冷媒が流通可能なスロット流路６６が設けられているので、スロット流路６６に冷媒を流通させることでロータマグネット６９を直接冷却することができる。これにより、ロータマグネット６９の減磁を抑制することができる。したがって、モータ２３の効率の低下を防止できる。

また、第１端面板７１とロータコア６１との間には、冷媒が流通可能な端面流路７４が設けられているので、端面流路７４に冷媒を流通させることで第１端面板７１を冷却することができる。これにより、ロータコア６１に配置されたロータマグネット６９とともに第１端面板７１を磁化した場合でも、第１端面板７１の減磁を抑制することができる。したがって、モータ２３の効率の低下を防止できる。

また、本変形例のロータ１２１の製造方法は、スロット６４の内面上にスロットピン２１０を挿通するスロットピン配置工程と、ロータコア６１の第１端面６１ａ上に端面ピン２０６ｂを配置する端面ピン配置工程と、金型２０１内にボンド磁石を注入する注入工程と、スロットピン２１０および端面ピン２０６ｂを引き抜いて、冷媒が流通可能なスロット流路６６および端面流路７４を形成するピン引抜工程と、を有する。
この方法によれば、スロット６４内、およびロータコア６１の第１端面６１ａ上に冷媒を流通させる流路（スロット流路６６および端面流路７４）を容易に形成することができる。これにより、スロット６４内に配置されたロータマグネット６９や第１端面板７１を冷却することができるので、ロータマグネット６９や第１端面板７１の減磁を抑制することができる。したがって、モータ２３の効率の低下を防止できるロータ１２１を製造できる。

なお、本変形例では、第１端面板７１に端面流路７４を設けたが、これに限定されず、第２端面板７２に端面流路を設けてもよい。また、第１端面板７１の端面流路と、第２端面板７２の端面流路と、を周方向に交互に設けてもよい。

また、本変形例では、封止工程において引抜孔９０の一部にボンド磁石を充填して封止しているが、これに限定されず、例えば樹脂材料や接着剤等により封止してもよい。

また、本変形例の製造方法で用いたインジェクション装置２００では、スロットピン２１０が台座型２０４に形成されているが、これに限定されず、充填型２０５に形成されていてもよい。

なお、本発明は、図面を参照して説明した上述の実施形態に限定されるものではなく、その技術的範囲において様々な変形例が考えられる。
例えば、上記実施形態においては、第１端面板７１および第２端面板７２の両方がボンド磁石により形成されているが、これに限定されず、第１端面板および第２端面板のうちいずれか一方のみがボンド磁石により形成されていてもよい。

また、上記実施形態では、スロット６４内に配置されたロータマグネット６９がボンド磁石により形成されているが、これに限定されず、樹脂材料を含まない焼結型の磁石であってもよい。

また、上記実施形態では、第２端面板７２に凹部７６が形成されているが、これに限定されず、第１端面板７１のロータコア６１とは反対側を向く主面上に凹部が形成されていてもよい。また、第１端面板７１および第２端面板７２のいずれにも凹部が形成されていなくてもよい。

また、上記実施形態では、回転電機としてインナーロータ型のモータに本発明を適用した場合について説明したが、これに限らず、アウターロータ型のモータに本発明を適用しても構わない。さらに、回転電機は、車両用のモータに限定されず、その他用途のモータや発電機等であってもよい。

その他、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、上記した実施の形態における構成要素を周知の構成要素に置き換えることは適宜可能である。

２１，１２１…ロータ ２２…ステータ ２３…モータ（回転電機） ２４…回転軸 ４４，４４Ａ…電磁鋼板 ４４ａ…突出部 ４５…ステータコア ６１…ロータコア ６４…スロット ６６…スロット流路（流路） ６９…ロータマグネット ７１…第１端面板（端面板） ７２…第２端面板（端面板） ７４…端面流路（流路） ７６…凹部 ９０…引抜孔 ２０１…金型 ２０６ｂ…端面ピン ２１０…スロットピン

Claims (8)

1. 回転軸と、
   前記回転軸に対して同軸状に固定され、電磁鋼により形成されたロータコアと、
   前記ロータコアの端面に対向配置された端面板と、
   を備え、
   前記端面板は、ボンド磁石により形成されている、
   ことを特徴とする回転電機のロータ。
2. 前記ロータコアには、軸方向に沿って延在するスロットが形成され、
   前記スロットには、ボンド磁石により形成されたロータマグネットが配置され、
   前記ロータマグネットは、前記端面板と一体になっている、
   ことを特徴とする請求項１に記載の回転電機のロータ。
3. 前記ロータマグネットと前記ロータコアとの間には、冷媒が流通可能なスロット流路が設けられている、
   ことを特徴とする請求項２に記載の回転電機のロータ。
4. 前記端面板と前記ロータコアとの間には、冷媒が流通可能な端面流路が設けられている、
   ことを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の回転電機のロータ。
5. 前記端面板の前記ロータコアと反対側を向く主面上には、凹部が形成されている、
   ことを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の回転電機のロータ。
6. 請求項１から５のいずれか１項に記載の回転電機のロータと、
   前記ロータに対して径方向で対向配置され、積層された複数の電磁鋼板により形成されたステータコアを有するステータと、
   を備え、
   前記ステータコアの一部は、前記端面板と軸方向の同じ位置に配置されている、
   ことを特徴とする回転電機。
7. 前記端面板に対して径方向で対向配置された前記電磁鋼板は、前記ステータコアの軸方向の端部に配置されるとともに、径方向における前記端面板側の端部において軸方向に沿うように突出した突出部を備える、
   ことを特徴とする請求項６に記載の回転電機。
8. 請求項１から５のいずれか１項に記載の回転電機のロータの製造方法であって、
   前記ロータコアに形成されたスロットの内面上にスロットピンを配置するスロットピン配置工程と、
   前記ロータコアの端面上に径方向に沿って延びる端面ピンを配置する端面ピン配置工程と、
   前記ロータコアがセットされた金型内にボンド磁石を注入する注入工程と、
   前記スロットピンおよび前記端面ピンを引き抜いて、冷媒が流通可能な流路を形成するピン引抜工程と、
   を有することを特徴とする回転電機のロータの製造方法。

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