JP2011055618A - アキシャルギャップ型回転電機用ロータコアの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】生産性を向上でき、低コストに積層ロータコアを製造し得るアキシャルギャップ型回転電機用ロータコアの製造方法を提供すること。
【解決手段】電磁鋼板Ｓ１に対する打抜き位置を変え得る可動切断部Ｐ１により第一コアシート１１の内側部１１１と第二コアシート１２の内側部１２１とを形成する一方、打抜き位置を固定した固定切断部Ｐ２により第一コアシート１１の外側部１１２と第二コアシート１２の外側部１２２とを形成することによって、間隔Ｄ１〜Ｄ６を異ならせた複数の第一コアシート１１と複数の第二コアシート１２を打抜き形成し、これら複数の第一コアシート１１及び複数の第二コアシート１２をそれぞれ積層して第一コアブロックと第二コアブロックとを形成し、これら第一コアブロックと第二コアブロックとを組み合わせてロータコアを形成した。
【選択図】図１

Description

本発明は、アキシャルギャップ型回転電機用ロータコアの製造方法に関する。

アキシャルギャップ型回転電機は、回転軸を中心として回転可能に配設されたロータと、このロータの回転軸方向にギャップを隔てて配設されたステータとを備える回転電機である。アキシャルギャップ型回転電機は、その構造から薄型化できる点や磁極面積を大きくしてトルク密度を向上できる点で他の構造の回転電機より好ましい。

下記の特許文献１には、アキシャルギャップ型回転電機の積層ロータコアの製造方法として、電磁鋼板から幅の異なる複数枚のコアシートを打抜き形成し、これら複数枚のコアシートを径方向に積層することによって、コア端面（ステータ対向面）が台形形状を成すロータコアを製造する方法が開示されている。コア端面を台形にすることで、複数のロータコアを円形状に配列した際のコア同士の間のスペースを小さくすることができ、回転電機の効率を向上させることができる。

特開２００８−２７８６４８号公報

しかしながら、従来の積層ロータコアの製造方法は、幅の異なる複数のコアシートを打抜き形成するのに、電磁鋼板に対する打抜き位置を異ならせた多数の金型を使用するか、或いは、打抜き位置を変え得る複数の可動金型を使用せざるを得ず、その生産性が低下し、製造コストがかかる難点があった。

本発明は、従来のアキシャルギャップ型回転電機用ロータコアの製造方法に上記のような難点があることに鑑みて為されたもので、生産性を向上でき、低コストに積層ロータコアを製造し得るアキシャルギャップ型回転電機用ロータコアの製造方法を提供することを目的とする。

本発明は、電磁鋼板を打ち抜いて得た複数のコアシートを径方向に積層して成るアキシャルギャップ型回転電機用ロータコアの製造方法であって、
電磁鋼板に対する打抜き位置を変え得る可動切断部により互いに対向する第一コアシートの内側部と第二コアシートの内側部とを形成する一方、前記電磁鋼板に対する打抜き位置を固定した固定切断部により前記第一コアシートの外側部と前記第二コアシートの外側部とを形成することによって、前記内側部と前記外側部との間隔を異ならせた複数の第一コアシート及び複数の第二コアシートを得る打抜き工程と、前記打抜き工程により得られた複数の第一コアシートを前記間隔の大小の順に積層して、鋼板面と斜交する傾斜側面を有する第一コアブロックを形成する積層工程と、前記打抜き工程により得られた複数の第二コアシートを前記間隔の大小の順に積層して、鋼板面と斜交する傾斜側面を有する第二コアブロックを形成する積層工程と、前記第一コアブロックと前記第二コアブロックとを、少なくともいずれか一方の前記傾斜側面を対向させ、円周方向の幅が内周側より外周側で大きくなるように並べてロータコアを形成する工程と、を有することを特徴とする。

また、本発明は、前記打抜き工程において、前記第一コアシート及び前記第二コアシートの少なくともいずれか一方のステータ対向部につば部を形成することを特徴とする。

また、本発明は、前記打抜き工程において、前記第一コアシート及び前記第二コアシートの少なくともいずれか一方のステータ対向部に面取り部を形成することを特徴とする。

また、本発明は、前記打抜き工程において、前記第一コアシート及び前記第二コアシートの少なくともいずれか一方の永久磁石対向部につば部を形成することを特徴とする。

また、本発明は、前記打抜き工程において、前記第一コアシートの外側部と前記第二コアシートの外側部とを点対称位置で打抜き形成することを特徴とする。

また、本発明は、前記打抜き工程において、前記第一コアシート及び前記第二コアシートの外側部を電磁鋼板の磁化容易軸に対し斜めに打抜き形成することを特徴とする。

本発明に係るアキシャルギャップ型回転電機用ロータコアの製造方法によれば、ロータコアを第一コアブロックと第二コアブロックとを組み合わせて構成しているので、これら第一コアブロック及び第二コアブロックを形成する、間隔を異ならせた複数の第一コアシートと複数の第二コアシートとを、打抜き位置を変え得る一つの可動切断部と打抜き位置を固定した固定切断部とによって容易に打抜き形成することができる。したがって、従来のように、打抜き位置を異ならせた多数の金型を使用したり、打抜き位置を変え得る複数の可動金型を使用しなくても良く、生産性を向上させることができ、低コストで積層ロータコアを製造することができる。また、切断部により切断されて廃棄される電磁鋼板の幅を一定にすることができるため、電磁鋼板のスクラップを大幅に減らすことができる。

本実施形態のロータコアの製造方法の打抜き工程を説明する概略平面図である。 本実施形態の製造方法の積層工程を説明する斜視図である。 本実施形態の製造方法の組合せ工程を説明する斜視図である。 本実施形態の製造方法の組合せ工程を説明する平面図である。 本実施形態の製造方法により製造されたロータコアを用いたロータの分解斜視図である。 本実施形態の製造方法により製造されたロータコアを用いたアキシャルギャップ型回転電機の概略断面図である。 本発明に係る製造方法の変形例の打抜き工程を説明する平面図である。 本発明に係る製造方法の変形例の積層工程を説明する斜視図である。 本発明に係る製造方法の変形例の組合せ工程を説明する斜視図である。 本発明に係る製造方法の他の変形例を説明する平面図である。 本発明に係る製造方法の更に他の変形例を説明する平面図である。 本発明に係る製造方法の更に他の変形例を説明する斜視図である。 本発明に係る製造方法の更に他の変形例を説明する斜視図である。 本発明に係る製造方法の更に他の変形例の打抜き工程を説明する概略平面図である。 本発明に係る製造方法の更に他の変形例を説明する斜視図である。 本発明に係る製造方法の更に他の変形例を説明する斜視図である。

本発明は、アキシャルギャップ型回転電機に用いる積層ロータコアの製造方法に関するものである。図６の概略断面図に示すように、アキシャルギャップ型回転電機１０は、回転軸１（回転軸心Ａ）を中心として回転可能に配設されたロータ２と、このロータ２の回転軸方向の両側に所定のギャップを隔てて配設された第一ステータ３及び第二ステータ４とを備えている。

第一ステータ３は、バックヨーク３ａと、バックヨーク３ａに固定された複数のステータコア３ｂと、各ステータコア３ｂに巻回されたコイル３ｃとから構成されており、第二ステータ４はバックヨーク４ａから構成されている。これら第一ステータ３及び第二ステータ４は、不図示のケーシングに固定され、このケーシングを回転軸１が回転可能に貫通している。なお、ケーシングは必須ではない。

ロータ２は、回転軸１に固定され、回転軸心Ａを中心に回転可能な非磁性体から成るフレーム２ａと、フレーム２ａの回転軸心Ａの周りに配設され、軸方向端面に磁極面を有する複数の界磁部２ｂと、これら複数の界磁部２ｂをフレーム２ａに固定する押さえ部材２ｃ、２ｄとから構成されている。

界磁部２ｂは、第一ステータ３側からみて、ロータコア２０、永久磁石２ｅの順に積層されて成る。ロータコア２０は、永久磁石２ｅより導電率が低い電磁鋼板が径方向に積層されて成り、永久磁石２ｅの減磁を防ぎ、磁石内部に発生する渦電流を低減する。押さえ部材２ｃは、上記ステータコア３ｂとの対向を避け、外周と内周に分割されたリング状の非磁性体金属から構成されている。一方、押さえ部材２ｄは、界磁部２ｂの全てを覆う磁性体の鋼板から構成されている。第二ステータ４側はトルクを発生しないため、界磁部２ｂからの磁束の一部を短絡しても問題はないからである。このアキシャルギャップ型回転電機１０の構成はあくまでも一例であり、第二ステータにもコイルを有していても良く、ステータが一つでその両側にロータがあってもよい。また、ロータのフレーム及び押さえ部材の構成についても、任意に選択可能である。

以下、図１〜図５を参照しながら、本実施形態のアキシャルギャップ型回転電機用ロータコア２０の製造方法について説明する。

まず、図１に示すように、電磁鋼板Ｓ１に対する打抜き工程を行うことにより複数の第一コアシート１１と複数の第二コアシート１２とを形成する。この打抜き工程は、帯状の電磁鋼板Ｓ１を長手方向へ一定距離ずつ間欠的に送りながら（送り方向Ｆ）、上型に配設されたパンチと下型に配設されたダイとから成る複数の切断部によって、所定形状のコアシートを段階的に打抜き形成する順送型プレス機を用いて行う。

即ち、本実施形態では、図１に示すように、電磁鋼板Ｓ１に対する打抜き位置を変え得る可動切断部Ｐ１を打抜き作動させることによって、互いに対向する第一コアシート１１の内側部１１１と第二コアシート１２の内側部１２１とを同時に形成する。そして、電磁鋼板Ｓ１を一定距離だけ送った後、電磁鋼板Ｓ１に対する打抜き位置を固定した固定切断部Ｐ２を打抜き作動させることによって、第一コアシート１１の外側部１１２、ステータ対向部１１３、及び永久磁石対向部１１４を形成すると同時に、第二コアシート１２の外側部１２２、ステータ対向部１２３、及び永久磁石対向部１２４を形成する。本実施形態では、第一コアシートの外側部１１２と第二コアシートの外側部１２２とを固定切断部Ｐ２によって点対称位置で打抜き形成している。

このように電磁鋼板Ｓ１を間欠的に送りながら、打抜き作動毎に可動切断部Ｐ１だけを帯状の電磁鋼板Ｓ１の幅方向へ所定間隔ずつ移動させることによって、図１に示すように、内側部１１１と外側部１１２との間隔（Ｄ１・Ｄ２・Ｄ３…）が異なる複数の第一コアシート１１・１１…が打抜き形成されるとともに、内側部１２１と外側部１２２との間隔（Ｄ４・Ｄ５・Ｄ６…）が異なる複数の第二コアシート１２・１２…が打抜き形成されるのである。

なお、本実施形態では、一つの固定切断部Ｐ２によって、第一コアシート１１の外側部１１２、ステータ対向部１１３、及び永久磁石対向部１１４を同時に形成しているが、これらを複数の固定切断部を用いて複数段階に分けて形成することもできる。第二コアシート１２についても同様である。また、固定切断部Ｐ１と可動切断部Ｐ２との打抜き順の前後関係も不問である。

次に、図２に示すように、上記打抜き工程により得られた複数の第一コアシート１１・１１…を積層して第一コアブロック２１を形成するとともに、複数の第二コアシート１２・１２…を積層して第二コアブロック２２を形成する。実際は、一枚の第一コアシート１１及び第二コアシート１２を打ち抜くたびに、金型内部で積層して第一コアブロック２１及び第二コアブロック２２を形成する。

即ち、図２（ａ）に示すように、複数の第一コアシート１１を、各外側部１１２を揃えながら上記間隔（Ｄ１・Ｄ２・Ｄ３…）の大小の順に積層することによって、各鋼板面Ｌと所定角度で斜交する傾斜側面２１１を内側部１１１側に有する第一コアブロック２１を形成する。また、図２（ｂ）に示すように、複数の第二コアシート１２を、各外側部１２２を揃えながら上記間隔（Ｄ４・Ｄ５・Ｄ６…）の大小の順に積層することによって、各鋼板面Ｌと所定角度で斜交する傾斜側面２２１を内側部１２１側に有する第二コアブロック２２を形成する。図２では、傾斜側面２１１、２２１を平面として描いているが、実際は、電磁鋼板の板厚毎の階段状になっている。

この積層工程によって、第一コアブロック２１の外側部１１２側には、各鋼板面Ｌと直交する垂直側面２１２が形成され、第二コアブロック２２の外側部１２２側には、各鋼板面Ｌと直交する垂直側面２２２が形成される。この積層工程において、複数のコアシートの固定は、例えば、プレスカシメ、ワニス含浸、レーザ溶接、樹脂モールド、或いはこれらを併用して行うことができる。

なお、ここでは、複数の第一コアシート１１を各外側部１１２を揃えて積層することによって、内側部１１１側に各鋼板面Ｌと斜交する傾斜側面２１１を有する第一コアブロック２１を形成しているが、これとは逆に、複数の第一コアシート１１を各内側部１１１を揃えて積層することによって、外側部１１２側に各鋼板面Ｌと斜交する傾斜側面を有する第一コアブロックを形成するようにしてもよい。第二コアブロック２２についても同様である。

次に、図３及び図４に示すように、上記積層工程により得られた第一コアブロック２１と第二コアブロック２２とを、両者の傾斜側面２１１、２２１を互いに対向させ、円周方向の幅Ｗが内周側（Ｗ１）よりも外周側（Ｗ２）において大きくなるように組み合わせて並べる。こうして、ロータコア２０が形成されるのである。このロータコア２０を複数準備し、図５に示すように、フレーム２ａに形成された複数の略扇形状の保持空間２ｆ内にそれぞれ、永久磁石２ｅと共に配置し、押さえ部材２ｃ、２ｄで固定することによって、アキシャルギャップ型回転電機用のロータ２が構成される。なお、これによりつくられる第一コアブロック２１と第二コアブロック２２は合同なる形状であるため、一方を裏表・内外反転させて組み合わせることになる。

なお、第一コアブロック２１と第二コアブロック２２との固定は、例えば、レーザ溶接、接着剤、樹脂モールド、或いはこれらを併用して行うことができる。また、永久磁石２ｅと合わせて樹脂モールドしてもよく、永久磁石２ｅと合わせてアルミダイカストしてフレーム２ａと一体成形してもよい。さらに、フレーム２ａの保持空間２ｆ内に嵌め込んで固定してもよい。

このように本実施形態のアキシャルギャップ型回転電機用ロータコアの製造方法によれば、ロータコア２０を第一コアブロック２１と第二コアブロック２２とを組み合わせて構成するようにしているので、これら第一コアブロック２１及び第二コアブロック２２を形成する、間隔を異ならせた複数の第一コアシート１１と複数の第二コアシート１２とを、打抜き位置を変え得る一つの可動切断部Ｐ１と打抜き位置を固定した固定切断部Ｐ２とによって容易に打抜き形成することができる。したがって、従来のように、打抜き位置を異ならせた多数の金型を使用したり、打抜き位置を変え得る複数の可動金型を使用しなくても良く、生産性を向上させることができ、低コストで積層ロータコアを製造することができる。

また、従来、可動切断部により切断されて廃棄される電磁鋼板の幅が可変であったため、電磁鋼板のスクラップが多かったが、本実施形態では、切断部により切断されて廃棄される電磁鋼板の幅を一定にすることができるため、電磁鋼板のスクラップを大幅に減らすことができる。

また、ロータコア２０のコア端面（ステータ対向面）の周方向端部において、各鋼板面Ｌと直交する垂直側面２１２、２２２が形成されて電磁鋼板の板厚毎の段差がないため、各電磁鋼板の厚み方向において磁束密度の粗密がなく、鉄損を低減できる。また、ロータコア２０を構成するコアシートが周方向に二分割されているため、積層方向に流れる磁束に対する渦電流損を低減することができる。さらに、磁極中心で鋼板面が事実上屈曲することになり、より円弧に近似するため、磁束の流れにそった鋼板面を実現できる。

また、本実施形態では、上記打抜き工程において、第一コアシート１１の外側部１１２と、第二コアシート１２の外側部１２２とを点対称位置で打抜き形成しているので、同一の電磁鋼板Ｓ１から得た複数の第一コアシート１１と複数の第二コアシート１２とからロータコア２０を製造することができ、生産性をより向上させることができる。勿論、一の電磁鋼板から得た第一コアシート１１を積層した第一コアブロック２１と、他の電磁鋼板から得た第二コアシート２１を積層した第二コアブロック２２とを組み合わせてロータコアを製造してもよい。

以上、本実施形態のアキシャルギャップ型回転電機用ロータコアの製造方法について説明したが、本発明はその他の形態でも実施することができる。

例えば、図７に示すように、電磁鋼板の打抜き工程において、第一コアシート３１のステータ対向部３１３につば部３１５を形成するとともに、第二コアシート３２のステータ対向部３２３につば部３２５を形成してもよい。

即ち、図７に示すように、電磁鋼板Ｓ２に対する打抜き位置を変え得る可動切断部Ｐ３によって、互いに対向する第一コアシート３１の内側部３１１と第二コアシート３２の内側部３２１とを形成した後、電磁鋼板Ｓ２を一定距離だけ送り、電磁鋼板Ｓ２に対する打抜き位置を固定した固定切断部Ｐ４によって、第一コアシート３１の外側部３１２、ステータ対向部３１３、永久磁石対向部３１４、及びつば部３１５を形成すると同時に、第二コアシート３２の外側部３２２、ステータ対向部３２３、永久磁石対向部３２４、及びつば部３２５を形成する。

この変形例では、第一コアシート３１のつば部３１５をロータ対向部３１３の外側部３１２側に形成するとともに、第二コアシート３２のつば部３２５をロータ対向部３２３の外側部３２２側に形成し、これらつば部３１５、３２５を電磁鋼板Ｓ２上において点対称位置で形成している。つまり、つば部３１５を含む第一コアシートの外側部３１２と、つば部３２５を含む第二コアシートの外側部３２２とを、固定切断部Ｐ４によって点対称位置で打抜き形成している。

次に、図８（ａ）に示すように、得られた複数の第一コアシート３１・３１…を、各外側部３１２を揃えながらシート間隔の大小の順に積層することによって、各鋼板面Ｌと所定角度で斜交する傾斜側面４１１を内側部３１１側に有する第一コアブロック４１を形成するとともに、図８（ｂ）に示すように、得られた複数の第二コアシート３２・３２…を、各外側部３２２を揃えながらシート間隔の大小の順に積層することによって、各鋼板面Ｌと所定角度で斜交する傾斜側面４２１を内側部３２１側に有する第二コアブロック４２を形成する。この積層工程によって、第一コアブロック４１のステータ対向部には、つば状突起４１３が形成され、第二コアブロック２２のステータ対向部には、つば状突起４２３が形成される。

そして、図９に示すように、得られた第一コアブロック４１と第二コアブロック４２とを、両者の傾斜側面４１１、４２１を互いに対向させ、円周方向の幅が内周側より外周側で大きくなるように組み合わせて並べる。こうして、ロータコア４０が形成される。

この変形例では、第一コアブロック４１のステータ対向部につば状突起４１３を有し、第二コアブロック２２のステータ対向部につば状突起４２３を有するので、形成されたロータコア４０のコア端面（ステータ対向面）の磁極面積を大きくすることができる。

また、図７に示すように、打抜き工程において、つば部３１５を含む第一コアシート３１の外側部３１２と、つば部３２５を含む第二コアシート３２の外側部３２２とを点対称位置で打抜き形成しているので、同一の電磁鋼板Ｓ２から得た複数の第一コアシート３１と複数の第二コアシート３２とからロータコア４０を製造することができ、生産性をより向上させることができる。勿論、一の電磁鋼板から得た第一コアシート３１を積層した第一コアブロック４１と、他の電磁鋼板から得た第二コアシート３２を積層した第二コアブロック４２とを組み合わせてロータコアを製造してもよい。この場合、つば部３１５を含む第一コアシート３１の外側部３１２と、つば部３２５を含む第二コアシート３２の外側部３２２とを送り方向Ｆに平行な線に対し線対称位置で打抜き形成することができる。

また、上記実施形態では、図４に示すように、第一コアブロック２１の傾斜側面２１１と第二コアブロック２２の傾斜側面２２１とを、両者を接触させた状態で互いに対向させてロータコア２０を構成しているが、例えば、図１０に示すように、第一コアブロック２１の傾斜側面２１１と第二コアブロック２２の傾斜側面２２１との間に、径方向に積層された直方体形状の第三のコアブロック２３を介在させた状態で、傾斜側面２１１、２２１を互いに対向させてロータコア３０を構成してもよい。この場合、第三のコアブロック２３は、第一コアブロック２１及び第二コアブロック２２とは別の金型で打ち抜く方が好適である。積厚が異なるからである。

また、上記実施形態では、第一コアブロック２１と第二コアブロック２２とを、両者の傾斜側面２１１、２２１を互いに対向させた状態で並べてロータコア２０を構成しているが、例えば、図１１に示すように、一方の第一コアブロック２１の傾斜側面２１１のみを第二コアブロック２２に対向させた状態で、円周方向の幅Ｗが内周側（Ｗ３）より外周側（Ｗ４）で大きくなるように組み合わせて並べることによって、ロータコア３１を構成してもよい。この場合、図１１に示すように、第一コアブロック２１の垂直側面２１２をロータ回転方向Ｒの回転前進側に位置させるようにロータコア３１を配設すれば、磁束密度が比較的に高くなるステータ対向面の垂直側面２１２側において、鋼板面Ｌをロータ回転方向に沿わせることができ、垂直側面２１２側における磁束の流れを各鋼板面に沿わせることができるため、磁気抵抗を小さくすることができる。

また、図１２に示すロータコア６０のように、第一コアブロック６１のステータ対向面に、ステータ対向面と所定角度で斜交する斜面部６１３を形成し、第二コアブロック６２のステータ対向面に、ステータ対向面と所定角度で斜交する斜面部６２３を形成するようにしてもよい。これら斜面部６１３、６２３によって、ロータコア６０のステータ対向面の周方向端部においてステータとの距離を大きくすることができ、エアギャップ磁束密度を正弦波に近づけて分布させることができ、誘起電圧を正弦波化してトルクリプルを低減することができる。第一コアブロック６１は、図１２に示すように、第一コアシート５１のステータ対向部５１３の外側部５１２側に面取り部５１５を形成し、この第一コアシート５１を複数積層して形成することができる。また、第二コアブロック６２は、第二コアシート５２のステータ対向部５２３の外側部５２２側に面取り部５２５を形成し、この第二コアシート５２を複数積層して形成することができる。

また、図１３に示すロータコア８０のように、第一コアブロック８１の永久磁石対向面に、つば状突起８１３を形成し、第二コアブロック８２の永久磁石対向面につば状突起８２３を形成するようにしてもよい。これらつば状突起８１３、８２３を、前記ロータ２の押さえ部材２ｃに係合させてフレーム２ａに固定することによって、ロータコア８０のステータ対向面とステータ３との距離を小さくすることができ、回転電機の効率を高めることができる。第一コアブロック８１は、図１３に示すように、第一コアシート７１の永久磁石対向部７１４の外側部７１２側につば部７１５を形成し、この第一コアシート７１を複数積層して形成することができる。また、第二コアブロック８２は、第二コアシート７２の永久磁石対向部７２４の外側部７２２側につば部７２５を形成し、この第二コアシート７２を複数積層して形成することができる。

また、図１２及び図１３に示すロータコアでは、磁極面を周方向に狭くできるので、エアギャップ磁束密度を向上させることができ、トルクを向上させることが可能である。また、面取り部やツバ部の上であって、磁極面を突出しない範囲で、ロータコアがステータとの間で働く磁気吸引力による抜けを防止する手段（例えば突出部やツメ部）を設けることができる。

また、図１４に示すように、電磁鋼板の打抜き工程において、第一コアシート１５及び第二コアシート１６を方向性電磁鋼板Ｓ３の磁化容易軸Ｍに対し斜めに打抜き形成してもよい。即ち、磁化容易軸Ｍに対し斜めに配設した可動切断部Ｐ５によって、第一コアシート１５の内側部１５１と第二コアシート１６の内側部１６１とを、磁化容易軸Ｍに対し斜めに形成する。そして、電磁鋼板Ｓ３を一定距離だけ送った後、磁化容易軸Ｍに対し斜めに配設した固定切断部Ｐ６によって、第一コアシートの外側部１５２、ステータ対向部１５３、永久磁石対向部１５４、及びつば部１５５を磁化容易軸Ｍに対し斜めに形成すると同時に、第二コアシートの外側部１６２、ステータ対向部１６３、永久磁石対向部１６４、及びつば部１６５を磁化容易軸Ｍに対し斜めに形成する。ここで、磁化容易軸Ｍとは、無方向性電磁鋼板において、圧延方向、つまり、フープを作成するに当って巻き方向のことを言う。無方向性電磁鋼板といえど、圧延方向についての磁気特性が良好であるためである。

そして、図１５に示すように、斜め打抜き工程により得られた複数の第一コアシート１５及び複数の第二コアシート１６をそれぞれ積層して第一コアブロック２５及び第二コアブロック２６を形成し、これら第一コアブロック２５と第二コアブロック２６とを組み合わせてロータコア３２を形成してもよい。

この場合、図１５に示すように、ロータコア３２のステータ対向面（ステータ対向部１５３、１６３）側において、第一コアシート１５の磁化容易軸Ｍがロータ回転方向Ｒの回転前進側を指向するようにロータコア３２を配設すれば、磁束密度が比較的に高くなる、回転前進側の第一コアブロック２５のステータ対向面において、磁束の流れる方向と磁化容易軸Ｍが略平行になるので、磁気抵抗を低減することができ、回転電機の効率を向上させることができる。第二コアシート１６については、磁化容易軸Ｍがロータ回転方向Ｒの回転後進側を指向するようになるが、磁束密度が比較的に低いため不問である。また、図１４に示すように、第一コアシート１５及び第二コアシート１６を電磁鋼板の磁化容易軸Ｍに対し斜めに打抜き形成するので、つば部１５５、１６５を形成する場合であっても、電磁鋼板の幅を最小化でき、スクラップを低減することができる。

なお、このロータコア３２は、一の方向性電磁鋼板Ｓ３から斜め打抜きして得た第一コアシート１５を積層した第一コアブロック２５と、他の方向性電磁鋼板から斜め打抜きして得た、第一コアシート１５とは磁化容易軸Ｍが反対向きの第二コアシート１６を積層した第一コアブロック２６とを組み合わせて製造することもできる。また、ここでは、磁化容易軸Ｍを有する方向性電磁鋼板Ｓ３を用いているが、圧延方向に沿って極端に磁化容易軸を有する所謂無方向性電磁鋼板を用いてもよい。

また、図１６に示すように、第一コアブロック２１０の垂直側面２１２０の外周側に、疑似的なアール部２１４０を形成するとともに、第二コアブロック２２０の垂直側面２２２０の外周側に、疑似的なアール部２２４０を形成し、これら第一コアブロック２１０と第二コアブロック２２０とを組み合わせてロータコアを構成してもよい。これらアール部２１４０、２２４０を形成することによって、ロータコアのステータ対向面の周方向端部において、エアギャップ磁束密度を正弦波に近づけて分布させることができ、誘起電圧を正弦波化してトルクリプルを低減することができる。

図１６に示すように、第一コアブロック２１０のアール部２１４０は、外周側に積層された数枚の第一コアシート１１０´において、その内側部１１１０と外側部１１２０との間隔を小さくすることにより形成することができる。同様に、第二コアブロック２２０のアール部２２４０は、外周側に積層された数枚の第一コアシート１２０´において、その内側部１２１０と外側部１２２０との間隔を小さくすることで形成することができる。これら第一コアシート１１０´及び第二コアシート１２０´は、電磁鋼板の打抜き工程において、コアシートの外側部１１２０、１２２０を打抜き形成する固定切断部を複数パターン用意し、これら複数の固定切断部を使い分けて打抜き形成することができる。なお、図１６は各積層鋼板の厚みを誇張して図示しており、第一コアブロック２１０及び第二コアブロック２２０の外周側の２枚の第一コアシート１１０´及び第二コアシート１２０´の前記間隔を小さくしているが、第一コアシート１１０´及び第二コアシート１２０´の枚数、その間隔は種々の設計変更が可能である。また、このアール部は、第一コアブロック２１０及び第二コアブロック２２０の垂直側面の内周側に形成してもよい。また、アール部の代わりに面取り部を形成してもよい。

また、第一コアブロックの傾斜側面に突起部を形成するとともに、第二コアブロックの傾斜側面に溝部を形成し、これら突起部と溝部とを嵌合させて第一コアブロックと第二コアブロックとを組み合わせてロータコアを構成してもよい。この第一コアブロックは、内側部に凸部を形成した複数の第一コアシートを積層して形成することができ、第二コアブロックは、内側部に凹部を形成した複数の第二コアシートを積層して形成することができる。このことで、第一コアブロックと第二コアブロックとを確実に組み合わせることができ、組合わせ作業を容易化することができる。これとは逆に、第一コアブロックの傾斜側面に溝部を形成し、第二コアブロックの傾斜側面に突起部を形成してもよい。

また、ロータコアのステータ対向面は平面である例を示したが、中心ほどエアギャップを小さくすべきかまぼこ型であっても良い。

また、本発明はその趣旨を逸脱しない範囲内で、当業者の知識に基づいて種々の改良、修正、変形を加えた態様で実施し得る。同一の作用又は効果が生じる範囲内でいずれかの発明特定事項を他の技術に置換した形態で実施しても良く、また、一体に構成されている発明特定事項を複数の部材から構成したり、複数の部材から構成されている発明特定事項を一体に構成した形態で実施しても良い。例えば、第一コアシート及び第二コアシートのステータ対向部と永久磁石対向部とに等しくつばを設けることも可能である。この場合、上下対称のつばとなるため、第一コアブロックと第二コアブロックを、第一コアシートと第二コアシートのいずれの組み合わせにより作成するかが任意となる。

１０：アキシャルギャップ型回転電機
１：回転軸
２：ロータ
２０、３０、３１、３２、４０、６０、８０：ロータコア
３、４：ステータ
Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３：電磁鋼板
Ｍ：磁化容易軸
Ｐ１、Ｐ３、Ｐ５：可動切断部
Ｐ２、Ｐ４、Ｐ６：固定切断部
１１、１５、３１、５１、７１、１１０：第一コアシート
１１１、１５１、３１１、１１１０：内側部
１１２、１５２、３１２、５１２、７１２、１１２０：外側部
１１３、１５３、３１３、５１３：ステータ対向部
１１４、１５４、３１４、７１４：永久磁石対向部
１５５、３１５、７１５：つば部
５１５：面取り部
１２、１６、３２、５２、７２、１２０：第二コアシート
１２１、１６１、３２１、１２１０：内側部
１２２、１６２、３２２、５２２、７２２、１２２０：外側部
１２３、１６３、３２３、５２３：ステータ対向部
１２４、１６４、３２４、７２４：永久磁石対向部
１６５、３２５、７２５：つば部
５２５：面取り部
Ｄ１〜Ｄ６：内側部と外側部との間隔
２１、４１、２５、６１、８１、２１０：第一コアブロック
２１１、４１１：傾斜側面
２２、４２、２６、６２、８２、２２０：第二コアブロック
２２１、４２１：傾斜側面
Ｌ：鋼板面

Claims (6)

1. 電磁鋼板を打ち抜いて得た複数のコアシートを径方向に積層して成るアキシャルギャップ型回転電機用ロータコアの製造方法であって、
   電磁鋼板に対する打抜き位置を変え得る可動切断部により互いに対向する第一コアシートの内側部と第二コアシートの内側部とを形成する一方、前記電磁鋼板に対する打抜き位置を固定した固定切断部により前記第一コアシートの外側部と前記第二コアシートの外側部とを形成することによって、前記内側部と前記外側部との間隔を異ならせた複数の第一コアシート及び複数の第二コアシートを得る打抜き工程と、
   前記打抜き工程により得られた複数の第一コアシートを前記間隔の大小の順に積層して、鋼板面と斜交する傾斜側面を有する第一コアブロックを形成する積層工程と、
   前記打抜き工程により得られた複数の第二コアシートを前記間隔の大小の順に積層して、鋼板面と斜交する傾斜側面を有する第二コアブロックを形成する積層工程と、
   前記第一コアブロックと前記第二コアブロックとを、少なくともいずれか一方の前記傾斜側面を対向させ、円周方向の幅が内周側より外周側で大きくなるように並べてロータコアを形成する工程と、
   を有することを特徴とするアキシャルギャップ型回転電機用ロータコアの製造方法。
2. 前記打抜き工程において、前記第一コアシート及び前記第二コアシートの少なくともいずれか一方のステータ対向部につば部を形成する請求項１に記載のアキシャルギャップ型回転電機用ロータコアの製造方法。
3. 前記打抜き工程において、前記第一コアシート及び前記第二コアシートの少なくともいずれか一方のステータ対向部に面取り部を形成する請求項１に記載のアキシャルギャップ型回転電機用ロータコアの製造方法。
4. 前記打抜き工程において、前記第一コアシート及び前記第二コアシートの少なくともいずれか一方の永久磁石対向部につば部を形成する請求項１に記載のアキシャルギャップ型回転電機用ロータコアの製造方法。
5. 前記打抜き工程において、前記第一コアシートの外側部と前記第二コアシートの外側部とを点対称位置で打抜き形成する請求項１〜請求項４のいずれか一つに記載のアキシャルギャップ型回転電機用ロータコアの製造方法。
6. 前記打抜き工程において、前記第一コアシート及び前記第二コアシートの外側部を電磁鋼板の磁化容易軸に対し斜めに打抜き形成する請求項１〜請求項５のいずれか一つに記載のアキシャルギャップ型回転電機用ロータコアの製造方法。

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