JP2011151877A - 回転機の積層巻きコアおよびその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】積層巻き軸方向の積層厚さの管理幅を従来よりも縮小して回転電機の軸方向長の増加を抑制するとともに、ユニットコアの使用量を抑えかつ製造が簡易でコスト低廉な回転機の積層巻きコアおよびその製造方法を提供する。
【解決手段】円筒状で総磁極数がｎ極（１４極）からなり、ユニット磁極数をｍ極(３極)とした薄板円弧状のユニットコア２を周方向に並べながらスパイラル状に積層巻きし、積層巻き軸方向の積層厚さを所定厚さＴとした回転機の積層巻きコアの製造方法であって、多数のユニットコア２を作成するユニットコア作成工程と、ユニットコア２を周方向に並べながらスパイラル状に積層巻きする積層巻き工程と、積層厚さが所定厚さＴに達したときに必要に応じて、ユニット磁極数がｍ極よりも少ない（２極の）薄板円弧状の調整用ユニットコア４１により、積層巻きの巻き始めと巻き終わりの回転位相θＳ、θＦを揃える位相調整工程と、を有する。
【選択図】図６

Description

本発明は、発電機、電動機などの回転機に使用される積層コアに関し、より詳細には、積層材料をスパイラル状に積層巻きして構成した積層巻きコアおよびその製造方法に関する。

発電機、電動機などの回転機では、一般的に電磁鋼板などの薄板状の積層材料を積層して形成した積層コアを使用する。積層コアには、例えば突極部が設けられてコイルが巻回され、あるいは永久磁石が埋め込まれて、回転子または固定子が構成される。積層コアの製造においては、円環状などの所定形状に打ち抜き加工した積層材料を所定枚数だけ積層する場合が多い。また、積層材料の板厚の公差などに起因する積層厚さのばらつきが問題となる場合には、積層枚数でなく積層厚さ寸法による管理を行い、適宜積層枚数を加減調整することも行われている。さらに、円環状では積層材料の歩留まりが低いため、円環状の一部分に相当する円弧状のユニットコアを高い歩留まりで作成し、これを周方向に並べながらスパイラル状に積層巻きして構成した積層巻きコアが実用化されている。

この種の積層巻きコアの一例を、本願出願人は特許文献１に開示している。特許文献１の積層巻きコアは、総磁極数がｎ極であり、ユニット磁極数がｎ極の約数でないｍ極とした円弧状のユニットコアを所定枚数だけ積層巻きして構成し、かつ複数のユニットコアを外周の一部で連結したことを特徴としている。これにより、連結された複数のユニットコアを連続的に積層巻きできて、積層作業工程に要する時間を短くする効果が生じる。また、磁極数ｍ極が総磁極数ｎ極の約数でないことから、ユニットコア同士が周方向で当接する当接面位置が積層ごとにずれていわゆる千鳥積層巻きコアとなるため、機械的強度が高くなる。

特開２００７−６８３１０号公報

ところで、特許文献１の積層巻きコアでは、所定枚数のユニットコアを積層巻きして巻き始めと巻き終わりの回転位相を揃えたときに、ユニットコアの板厚の公差などに起因して、積層厚さが所望する所定厚さに仕上がっていない場合が生じ得る。このとき、所定厚さに合わせるようにユニットコアを加減調整しても、巻き始めと巻き終わりの回転位相が揃わず、積層枚数および積層厚さが周方向で揃わないという問題が生じる。特に、回転子に使用する積層巻きコアでは、軸心まわりのバランスが低下して実用的でない。そこで従来は、積層厚さが所定厚さを超えかつ巻き始めと巻き終わりの回転位相が揃うように、ユニットコアを余分に積層巻きしていた。この方法では、多数の積層巻きコアを製造したときに、積層厚さが最大で（ｍ−１）枚分ばらつくとともに、実際の積層厚さが所定厚さよりも大きめになって回転電機の軸方向長が増加していた。さらには、積層材料の使用量が過剰となる弊害も生じていた。

また、特許文献１の請求項２には、積層巻きコアの巻き始めまたは巻き終わりの付近の円弧状のユニットコアの磁極数をｍ極よりも小さくする旨が記載されているが、その製造方法は示されていない。

本発明は、上記背景技術の問題点に鑑みてなされたもので、積層巻き軸方向の積層厚さの管理幅を従来よりも縮小して回転電機の軸方向長の増加を抑制するとともに、ユニットコアの使用量を抑えかつ製造が簡易でコスト低廉な回転機の積層巻きコアおよびその製造方法を提供することを解決すべき課題とする。

上記課題を解決する請求項１に係る回転機の積層巻きコアの発明は、円筒状で総磁極数がｎ極（ｎは２の倍数）からなり、ユニット磁極数をｍ極(ｍはｎの約数以外でｎより小さく３以上の自然数)とした薄板円弧状のユニットコアを周方向に並べながらスパイラル状に積層巻きし、積層巻き軸方向の積層厚さを所定厚さとした回転機の積層巻きコアであって、ユニット磁極数がｍ極よりも少ない薄板円弧状の調整用ユニットコアを、積層巻きの最初および最後のユニットコアの少なくとも一方の周方向に並べることにより、積層巻きの巻き始めと巻き終わりの回転位相を揃えたことを特徴とする。

上記課題を解決する請求項２に係る回転機の積層巻きコアの製造方法の発明は、円筒状で総磁極数がｎ極（ｎは２の倍数）からなり、ユニット磁極数をｍ極(ｍはｎの約数以外でｎより小さく３以上の自然数)とした薄板円弧状のユニットコアを周方向に並べながらスパイラル状に積層巻きし、積層巻き軸方向の積層厚さを所定厚さとした回転機の積層巻きコアの製造方法であって、多数の前記ユニットコアを作成するユニットコア作成工程と、 前記ユニットコアを周方向に並べながらスパイラル状に積層巻きする積層巻き工程と、前記積層厚さが前記所定厚さに達したときに必要に応じて、ユニット磁極数がｍ極よりも少ない薄板円弧状の調整用ユニットコアにより、積層巻きの巻き始めと巻き終わりの回転位相を揃える位相調整工程と、を有することを特徴とする。

請求項３に係る発明は、請求項２において、前記位相調整工程で、積層巻きの最後でかつ巻き始めの回転位相を跨ぐユニットコアを前記巻き始めの回転位相の位置で切断して前記調整用ユニットコアとすることを特徴とする。

請求項４に係る発明は、請求項２において、前記位相調整工程に先立ち前記調整用ユニットコアを作成する調整コア作成工程を有し、前記位相調整工程で、予め作成しておいた前記調整用ユニットコアを積層巻きの最後のユニットコアの周方向に並べることを特徴とする。

請求項５に係る発明は、請求項２〜４のいずれか一項において、前記ユニットコア作成工程で複数の前記ユニットコアの相互間が外周の一部で連結されたユニットコア列を作成し、前記積層巻き工程で前記ユニットコア列を積層巻きすることを特徴とする。

請求項１に係る回転機の積層巻きコアの発明では、総磁極数ｎ極の約数でないユニット磁極数ｍ極の薄板円弧状のユニットコアを周方向に並べながらスパイラル状に積層巻きして積層巻き軸方向の積層厚さを所定厚さとし、ユニット磁極数がｍ極よりも少ない薄板円弧状の調整用ユニットコアを積層巻きの最初および最後のユニットコアの少なくとも一方の周方向に並べて、積層巻きの巻き始めと巻き終わりの回転位相を揃えている。したがって、ユニットコアの板厚の公差により所定厚さに達したときの積層枚数が増減し、ユニットコアの巻き始めと巻き終わりの回転位相が揃わなかったときに、調整用ユニットコアを用いて両回転位相を揃え、軸心まわりのバランスをとることができる。これにより、積層厚さの管理幅を従来よりも小さなユニットコア１枚分の板厚とすることができ、回転電機の軸方向長の増加を抑制できる。また、ユニットコアを余分に積層巻きする必要がないので、ユニットコアの使用量を抑えることができる。

さらに、ユニット磁極数ｍ極が総磁極数ｎ極の約数でないことから、積層巻きしたユニットコア同士が周方向で当接する当接面位置の回転位相が積層ごとにずれ、周方向に分散して配置される。したがって、強度上の弱点となる当接面位置が特定の回転位相に集中せず、機械的強度が高くなる。とりわけ、ユニット磁極数ｍ極と総磁極数ｎ極とが公数をもたず互いに素であると、当接面位置が積層巻き軸方向に並ぶ箇所数を最小にできて好適である。これに対し、仮にユニット磁極数ｍ極が総磁極数ｎ極の約数になっていると、当接面位置が一定の回転位相に集中して積層巻き軸方向に並ぶため、機械的強度が低下する。

請求項２係る回転機の積層巻きコアの製造方法の発明では、多数のユニットコアを作成するユニットコア作成工程と、ユニットコアを周方向に並べながらスパイラル状に積層巻きする積層巻き工程と、積層厚さが所定厚さに達したときに必要に応じて、ユニット磁極数がｍ極よりも少ない薄板円弧状の調整用ユニットコアにより、積層巻きの巻き始めと巻き終わりの回転位相を揃える位相調整工程とを有している。したがって、調整用ユニットコアを用いることにより請求項１の積層巻きコアを簡易に製造でき、コストは低廉である。

請求項３係る発明では、位相調整工程で、積層巻きの最後でかつ巻き始めの回転位相を跨ぐユニットコアを巻き始めの回転位相の位置で切断して調整用ユニットコアとしている。したがって、ユニットコアの積層厚さが所定厚さに達したときに巻き始めと巻き終わりの回転位相が揃っていなかった場合に限り、ただ１箇所でユニットコアを切断するわずかな手間で請求項１の積層巻きコアを簡易に製造でき、コストは低廉である。

請求項４に係る発明では、位相調整工程に先立ち調整用ユニットコアを作成する調整コア作成工程を有し、位相調整工程で、予め作成しておいた調整用ユニットコアを積層巻きの最後のユニットコアの周方向に並べるようにしている。したがって、ユニットコアの積層厚さが所定厚さに達したときに巻き始めと巻き終わりの回転位相が揃っていなかった場合に限り、回転位相の端数分に相当する調整用ユニットコアを用いることで請求項１の積層巻きコアを簡易に製造でき、コストは低廉である。

請求項５に係る発明では、ユニットコア作成工程で複数のユニットコアの相互間が外周の一部で連結されたユニットコア列を作成し、積層巻き工程でユニットコア列を積層巻きするようにしている。したがって、連結された複数のユニットコアを連続的に積層巻きできるので、単一のユニットコアをいちいち並べながら積層巻きするよりも作業が簡易であるとともに作業時間が短縮され、コストは低廉である。

本発明の実施形態の回転機の積層巻きコアをロータに使用した電動機の断面図である。 本発明の実施形態の積層巻きコアを模式的に説明する図である。 第１実施形態の回転機の積層巻きコアの製造方法を説明する工程図である。 第１実施形態のユニットコア作成工程で作成するユニットコア列を説明する図である。 第１実施形態の積層巻き工程におけるユニットコア列の巻き始めを模式的に説明する図である。 第１実施形態の位相調整工程における巻き終わりの位相調整方法を模式的に説明する図である。 第２実施形態の調整コア作成工程で作成する調整用ユニットコアを説明する図であり、（１）は１極分ユニットコア、（２）は２極分ユニットコアを示している。 第２実施形態の位相調整工程における巻き終わりの位相調整方法を模式的に説明する図である。

本発明を実施するための実施形態を、図１および図２を参考にして説明する。図１は、本発明の実施形態の回転機の積層巻きコア１をロータ９に使用した電動機７の断面図である。電動機７は、軸線ＡＸを中心とする概ね軸対称構造であり、外周側に配設されたステータ８および内周側に配設されたロータ９などにより構成されている。
ステータ８は、ステータ取付枠８１、ステータコア８２、ステータコイル８３、制御回路８４などにより構成されている。ステータ取付枠８１は、最外周に配置される筒状の筒部８１１、および、筒部８１１の図中右側端から半径方向内向きに屈曲形成された円環状の円環部８１２からなっている。円環部８１２の中央の孔の付近には軸受８１３が設けられ、後述する回転軸９２を回転自由に軸支している。ステータ取付枠８１の内周側には、略環状のステータコア８２が複数本の取付ボルト８２１によって取付けられている。ステータコア８２には、半径方向内向きにステータコイル８３が形成されている。さらに、ステータコイル８３への電気入力を調整して回転を制御する制御回路８４が、ステータ取付枠８１の円環部８１２の内側（図中の右側）に配設されている。

ロータ９は、ロータ保持枠９１、回転軸９２、積層巻きコア１、などにより構成されている。ロータ保持枠９１は略円板状の部材であり、内周寄りで回転軸９２に結合し、外周寄りで積層巻きコア１を保持している。詳述すると、ロータ保持枠９１の軸線ＡＸには、芯出しを行うセンター孔９１１が穿設され、その周囲に複数個の取付孔９１２が穿設されている。各取付孔９１２には、取付ボルト９１３が図中右側から挿通されて図中左側の回転軸９２に螺合され、ロータ保持枠９１および回転軸９２が結合して一体的に回転するようになっている。

本発明の実施形態の積層巻きコア１は、多数のユニットコイル２により構成され、複数個の永久磁石６１、２枚のエンドプレート６２、６３、複数のスリーブ６４などを付属している。薄板円弧状のユニットコイル２のそれぞれには、永久磁石取付孔２１および貫通孔２２が形成されている。多数のユニットコイル２は、スパイラル状に積層巻きされ、軸線ＡＸ方向の積層厚さが所定厚さＴとなっている。積層巻きされたユニットコイル２の永久磁石取付孔２１を線ＡＸ方向に貫通して、永久磁石６１が埋め込まれている。また、積層巻きされたユニットコイル２の軸線ＡＸ方向の両側には、それぞれエンドプレート６２、６３が配置されている。スリーブ６４は、積層巻きされたユニットコイル２の貫通孔２２、さらには両側のエンドプレート６２、６３を貫通している。スリーブ６４の両端はカシメ加工されており、エンドプレート６２、６３は両側から押圧され、ユニットコイル２相互間は密着している。図中右側のエンドプレート６３は、複数本の取付ボルト６５によりロータ保持枠９１に固定されている。

さらに、積層巻きコア１について詳述する。図２は、本発明の実施形態の積層巻きコア１を模式的に説明する図である。積層巻きコア１を構成する薄板円弧状のユニットコア２は、電磁鋼板または珪素鋼板と呼ばれる板厚０．３５ｍｍ程度の積層材料を打ち抜き加工して形成されている。図示されるように、積層巻きコア１のロータ９としての総磁極数は１４極、すなわち７磁極対である。一方、各ユニットコア２には永久磁石取付孔２１が３個形成されており、ユニット磁極数は３極である。したがって、ユニットコア２を周方向に５個並べると１回転当たり１磁極分が余り、スパイラル状に積層巻きすることができる。さらに、ユニットコア２の積層巻きは繰り返されており、数十〜数百枚程度のユニットコア２を積層することで巻き軸（軸線ＡＸ）方向の積層厚さは所定厚さＴとなっている。

ここで、ユニットコア２を形成する積層材料の厚さには公差が認められており、本実施形態では±５％あることから、所定厚さＴとするために積層枚数を加減調整することになる。すると、所定厚さＴになったユニットコア２の巻き終わりの回転位相と巻き始めの回転位相とを比較すると、１磁極分不足する場合、２磁極分不足する場合、および過不足が生じない場合の３ケースが起こり得る。図２の例では、巻き始めの回転位相θＳから時計回りに積層巻きしたとき、最後のユニットコア２Ｅの巻き終わりの回転位相θＥは、２磁極分不足している。そして、ユニット磁極数が２極の薄板円弧状の調整用ユニットコア４が、最後のユニットコア２Ｅの周方向に並べられている。これにより、２磁極分だけ回転位相が進められ、積層巻きの巻き終わりの回転位相θＦは巻き始めの回転位相θＳに揃っている。

また、最後のユニットコア２の巻き終わりの回転位相θＥが１磁極分不足している場合には、ユニット磁極数が１極の薄板円弧状の調整用ユニットコアが最後のユニットコア２Ｅの周方向に並べられる。当然ながら、最後のユニットコア２Ｅの巻き終わりの回転位相θＥが巻き始めの回転位相θＳに揃って過不足が生じない場合には、調整用ユニットコアは使用されない。以上のように、３ケースのいずれの場合にも、積層巻きの巻き終わりの回転位相θＦは巻き始めの回転位相θＳに揃えられる。

上述のように構成された実施形態の回転機の積層巻きコア１では、ユニットコア２の板厚の公差により所定厚さＴに達したときの積層枚数が増減し、ユニットコア２の巻き始めと巻き終わりの回転位相θＳ、θＥが揃わなかったときに、調整用ユニットコア４を用いて積層巻きの巻き終わりの回転位相θＦを進めて、巻き始めの回転位相θＳに揃えることができる。したがって、積層厚さの管理幅を従来よりも縮小してユニットコア２の１枚分の板厚とすることができ、電動機７の軸線ＡＸ方向長の増加を抑制できる。また、調整用ユニットコア４により積層巻きの巻き始めと巻き終わりの回転位相θＳ、θＦを揃えて軸線ＡＸまわりのバランスをとるので、従来のようにユニットコア２を余分に積層巻きする必要がなくなり、ユニットコア２の使用量を抑えることができる。

さらに、総磁極数１４極とユニット磁極数３極とは互いに素であり、積層巻きしたユニットコア２同士が周方向で当接する当接面位置２Ｚが積層ごとに、周方向に１極ずつずれて配置される。したがって、強度上の弱点となる当接面位置２Ｚが積層巻き軸（軸線ＡＸ）方向に並ぶ箇所数を最小にでき、機械的強度が高くなる。仮に、総磁極数１４極でユニット磁極数４極である場合、４極は１４極の約数ではないが公約数２を有する。このため、巻き始めを基準として偶数番目の磁極境界位相に当接面位置が集中して配置され、奇数番目の磁極境界位相には当接面位置が配置されない。したがって、偶数番目の磁極境界位相の機械的強度が実施形態よりも低下する。

次に、上述の積層巻きコア１を製造する第１実施形態の製造方法について説明する。図３は、第１実施形態の回転機の積層巻きコア１の製造方法を説明する工程図である。第１実施形態の積層巻きコア１の製造方法は、ユニットコア作成工程Ｐ１、積層巻き工程Ｐ２、位相調整工程Ｐ３、および組み付け工程Ｐ４の４工程を有する。また、第１実施形態では、複数のユニットコア２の相互間が外周の一部で連結されたユニットコア列３を作成し、これを積層巻きする。
ユニットコア作成工程Ｐ１では、図４に示されるユニットコア列３を作成することで、多数のユニットコア２を作成する。図４は、ユニットコア作成工程Ｐ１で作成するユニットコア列３を説明する図である。図示されるように、ユニットコア列３は、一列に並ぶ複数のユニットコア２の相互間が外周の一部の接続部分３１で連結されたものである。ユニットコア列３は、幅Wの積層材料を繰り返し打ち抜き加工して形成する。接続部分３１の半径方向の幅は、積層材料の板厚や、ロータ９としての総磁極数ｎ極および直径などによって決定され、多くの場合１〜３ｍｍ程度である。

ユニットコア２の周方向の両端縁のうち、一端縁に半円形の凸部２３、他端縁に半円形の凹部２４を形成する。凸部２３および凹部２４の組み合わせは、ユニットコア２を積層巻きするときに滑らかにかつ隙間なく係合する形状が望ましく、半円形の他に三角形などのようなテーパ形状が好ましい。何れにせよ、隣接するユニットコア２の間に形成される磁路の磁気抵抗を低くする形状が望ましい。また、ユニット磁極数３極に対応して３個の永久磁石取付孔２１を同一円周上に形成する。さらに、スリーブ６４を貫通取付けするための貫通孔２２を形成する。貫通孔２２の位置は、できるだけ永久磁石取付孔１２から離れかつ機械的強度が得られる位置が好ましく、図４では各永久磁石取付孔２１の内周側に離隔して配置されている。

ユニットコア２の内周縁には、略台形状の切欠凹部２５を形成する。切欠凹部２５は、積層巻き工程Ｐ２で、帯状になっているユニットコア列３を引き込んでユニットコア２を積層巻きする作業を容易にしている。切欠凹部２５は、ロータ９の回転に伴う遠心力を受ける貫通孔２２まわりの強度に影響しないような位置、例えば、図示されるように貫通孔２２の周方向の中間が好ましい。さらに、各貫通孔２２の周方向両側のわずかに内周寄りに半抜き突き出し部２６を形成する。半抜き突き出し部２６は、積層巻き工程Ｐ２でユニットコア２の正確な位置決めを行うとともに、カシメを行うことで積層状態を維持するためのものである。この半抜き突き出し部２６も、ユニットコア２の磁気抵抗と機械的強度に影響しない位置が好ましい。
次の積層巻き工程Ｐ２では、ユニットコア列３を周方向に並べながらスパイラル状に積層巻きする。図５は、積層巻き工程Ｐ２におけるユニットコア列３の巻き始めを模式的に説明する図である。図示されるように、ユニットコア列３の最初のユニットコア２Ａを巻き始めの回転位相θＳとして時計回りに巻き始める。このとき、図４に示された凸部２３と凹部２４とが隙間なく係合するように、各ユニットコア２を周方向に並べてゆく。すると、５番目のユニットコア２Ｂの２番目の磁極でちょうど１回転となり、末尾の１磁極分が余る。この余りの１磁極分を最初のユニットコア２Ａの先頭の１磁極分に重ねて、スパイラル状に積層巻きすることができる。

さらに、ユニットコア２を積層巻き軸（軸線ＡＸ）方向に重ねて積層するときには、図４に示された半抜き突き出し部２６を一致させてカシメ加工する。すると、積層される複数枚のユニットコア２の永久磁石取付孔２１および貫通孔２２が積層巻き軸（軸線ＡＸ）方向にきれいに揃う。なお、途中でユニットコア列３の長さが不足した場合は、新しいユニットコア列３を継ぎ足して積層巻きする。このようにして、積層巻き軸（軸線ＡＸ）方向の積層厚さが所定厚さＴとなるまで積層巻きする。

次の位相調整工程Ｐ３では、積層厚さが所定厚さＴに達したときに必要に応じて、調整用ユニットコアにより、積層巻きの巻き始めと巻き終わりの回転位相を揃える。第１実施形態では、ユニットコア２Ｆを切断した切断ユニットコア４１を調整用ユニットコアとする。図６は、位相調整工程Ｐ３における巻き終わりの位相調整方法を模式的に説明する図である。図の例では、所定厚さＴとなるまでユニットコア列３を積層巻きしたとき、巻き始めの回転位相θＳを跨ぐユニットコア２Ｆの末尾の１磁極分が余っている。したがって、プレスカッターを用いて、巻き始めの回転位相θＳの位置に相当する切断線ＣＴ１でユニットコア２Ｆを切断して切断ユニットコア４１とすることができる。この切断ユニットコア４１までを積層巻きすることにより、巻き始めと巻き終わりの回転位相θＳ、θＦが揃う。

また、巻き始めの回転位相θＳを跨ぐユニットコア２Ｆの末尾の２磁極分が余っている場合には、これに応じて切断線ＣＴの位置を変更する。さらに、ユニットコア２Ｆの巻き終わりの回転位相が巻き始めの回転位相θＳに揃って過不足が生じない場合には、狭隘な接続部分３１で切断すればよい。なお、一般的には、ユニット磁極数ｍ極に対応して、０〜（ｍ−１）極分のいずれかを残す位置でユニットコイルを切断することができる。

最後の組み付け工程Ｐ４では、まず、円筒状に積層巻きされたユニットコイル２の各磁石取付孔２１に複数個の永久磁石６１を埋め込む。次に、ユニットコイル２の積層巻き軸（軸線ＡＸ）方向両側からエンドプレート６２、６３を当接させ、スリーブ６４を貫通させて両端をカシメ加工する。これにより、積層巻きコア１が完成し、複数本の取付ボルト６５によりロータ保持枠９１に固定される。

第１実施形態の積層巻きコア１の製造方法では、ユニットコア２の積層厚さが所定厚さＴに達したときに巻き始めと巻き終わりの回転位相が揃っていなかった場合に限り、ただ１箇所でユニットコア２Ｆを切断するわずかな手間で積層巻きコア１を簡易に製造でき、コストは低廉である。さらに、複数のユニットコア２を連結したユニットコア列３を積層巻きするようにしているので、単一のユニットコアをいちいち並べながら積層巻きするよりも作業が簡易であるとともに作業時間が短縮され、コストは低廉である。

次に、第２実施形態の積層巻きコア１の製造方法について説明する。第２実施形態においてもユニットコア列３を積層巻きするが、調整用ユニットコアの作成方法および使用方法が第１実施形態と異なる。第２実施形態では、ユニットコア作成工程、積層巻き工程、および組み付け工程は第１実施形態と同じであり、予め調整用ユニットコアを作成する調整コア作成工程を有している点、および位相調整工程の内容が異なる。

調整コア作成工程は、位相調整工程に先立ち実施し、ユニットコア作成工程および積層巻き工程との先後は問わない。図７は、第２実施形態の調整コア作成工程で作成する調整用ユニットコアを説明する図であり、（１）は１極分ユニットコア４２、（２）は２極分ユニットコア４３を示している。図示されるように、１極分ユニットコア４２および２極分ユニットコア４３は、永久磁石取付孔２１が１個または２個形成された、文字通り１極分または２極分に相当する調整用ユニットコアである。１極分ユニットコア４２および２極分ユニットコア４３は、ユニットコア列３と同一の積層材料を打ち抜き加工して形成し、接続部分３１を有さず１個１個ばらばらになっている。貫通孔２２、半円形の凸部２３および凹部２４、切欠凹部２５、および半抜き突き出し部２６も、数量が異なることを除いてユニットコア２と同様に形成されている。

調整コア作成工程で１極分ユニットコア４２および２極分ユニットコア４３を作成し、ユニットコア作成工程でユニットコア列３を作成し、積層巻き工程で所定厚さＴとなるまでユニットコア列３を積層巻きすると、図８の状態になる。図８は、第２実施形態の位相調整工程における巻き終わりの位相調整方法を模式的に説明する図である。図８の状態は図６に類似しており、第２実施形態では、調整用ユニットコアを積層巻きの最後のユニットコア２Ｅの周方向に並べる。

図８の例では、所定厚さＴとなるまでユニットコア列３を積層巻きしたとき、巻き始めの回転位相θＳを跨ぐユニットコア２Ｆの末尾の１磁極分が余っている。したがって、プレスカッターを用いて、巻き始めの回転位相θＳを跨ぐユニットコア２Ｆとその直前のユニットコア２Ｅとの接続部分３１Ｆを切断線ＣＴ２で切断する。そして、直前のユニットコア２Ｅと巻き始めの回転位相θＳとの間の２磁極分に対応して、図中矢印Ｍで示されるように、２極分ユニットコア４３をユニットコア２Ｅの周方向に並べる。これにより、積層巻きの巻き始めと巻き終わりの回転位相θＳ、θＦが揃う。

また、積層巻きの最後のユニットコア２Ｅと巻き始めの回転位相θＳとの間が１磁極分である場合には、１極分ユニットコア４２を最後のユニットコア２Ｅの周方向に並べる。さらに、積層巻きの最後のユニットコア２Ｆの巻き終わりの回転位相が巻き始めの回転位相θＳに揃って過不足が生じない場合には、１極分ユニットコア４２や２極分ユニットコア４３は使用しない。

巻き始めと巻き終わりの回転位相θＳ、θＦが揃った後には、第１実施形態と同様の組み付け工程により積層巻きコア１が完成し、複数本の取付ボルト６５によりロータ保持枠９１に固定される。

第２実施形態の積層巻きコア１の製造方法では、ユニットコア２の積層厚さが所定厚さＴに達したときに巻き始めと巻き終わりの回転位相が揃っていなかった場合に限り、回転位相の端数分に相当する調整用ユニットコア（１極分ユニットコア４２あるいは２極分ユニットコア４３）を用いることで積層巻きコア１を簡易に製造でき、コストは低廉である。

なお、第２実施形態において、１極分ユニットコア４２のみを作成し、回転位相の端数が２磁極分あるときに、１極分ユニットコア４２を２個用いるようにしてもよい。一般的には、ユニットコア２のユニット磁極数ｍ極に対応して、１〜（ｍ−１）極の（ｍ−１）種類の調整用ユニットコアを予め作成するようにしてもよく、１極分の調整用ユニットコアのみを作成して１〜（ｍ−１）個の範囲で並べるようにしてもよい。

また、実施形態として、永久磁石６１が埋め込まれて電動機７のロータ９に使用された積層巻きコア１を説明したが、用途は限定されない。すなわち、回転電機は直流機、交流同期機、交流誘導機などのいずれでもよく、また、ロータおよびステータのいずれに使用するコアであってもよく、磁石埋め込みではなくコイルを巻回するコアであってもよい。

１：実施形態の回転機の積層巻きコア
２、２Ａ、２Ｂ、２Ｅ、２Ｆ：ユニットコイル
２１：永久磁石取付孔 ２２：貫通孔 ２３：凸部 ２４：凹部
２５：切欠凹部 ２６：半抜き突き出し部 ２Ｚ：当接面位置
３：ユニットコア列 ３１：接続部分
４：調整用ユニットコア
４１：切断ユニットコア ４２：１極分ユニットコア ４３：２極分ユニットコア
６１：永久磁石 ６２、６３：エンドプレート ６４：スリーブ
７：電動機
８：ステータ
８１：ステータ取付枠 ８２：ステータコア ８３：ステータコイル
８４：制御回路
９：ロータ
９１：ロータ保持枠 ９２：回転軸
Ｔ：所定厚さ θＳ：巻き始めの回転位相 θＦ：巻き終わりの回転位相
ＣＴ１、ＣＴ２：切断線

Claims (5)

1. 円筒状で総磁極数がｎ極（ｎは２の倍数）からなり、ユニット磁極数をｍ極(ｍはｎの約数以外でｎより小さく３以上の自然数)とした薄板円弧状のユニットコアを周方向に並べながらスパイラル状に積層巻きし、積層巻き軸方向の積層厚さを所定厚さとした回転機の積層巻きコアであって、
   ユニット磁極数がｍ極よりも少ない薄板円弧状の調整用ユニットコアを、積層巻きの最初および最後のユニットコアの少なくとも一方の周方向に並べることにより、積層巻きの巻き始めと巻き終わりの回転位相を揃えたことを特徴とする回転機の積層巻きコア。
2. 円筒状で総磁極数がｎ極（ｎは２の倍数）からなり、ユニット磁極数をｍ極(ｍはｎの約数以外でｎより小さく３以上の自然数)とした薄板円弧状のユニットコアを周方向に並べながらスパイラル状に積層巻きし、積層巻き軸方向の積層厚さを所定厚さとした回転機の積層巻きコアの製造方法であって、
   多数の前記ユニットコアを作成するユニットコア作成工程と、
   前記ユニットコアを周方向に並べながらスパイラル状に積層巻きする積層巻き工程と、
   前記積層厚さが前記所定厚さに達したときに必要に応じて、ユニット磁極数がｍ極よりも少ない薄板円弧状の調整用ユニットコアにより、積層巻きの巻き始めと巻き終わりの回転位相を揃える位相調整工程と、
   を有することを特徴とする回転機の積層巻きコアの製造方法。
3. 請求項２において、前記位相調整工程で、積層巻きの最後でかつ巻き始めの回転位相を跨ぐユニットコアを前記巻き始めの回転位相の位置で切断して前記調整用ユニットコアとすることを特徴とする回転機の積層巻きコアの製造方法。
4. 請求項２において、前記位相調整工程に先立ち前記調整用ユニットコアを作成する調整コア作成工程を有し、
   前記位相調整工程で、予め作成しておいた前記調整用ユニットコアを積層巻きの最後のユニットコアの周方向に並べることを特徴とする回転機の積層巻きコアの製造方法。
5. 請求項２〜４のいずれか一項において、前記ユニットコア作成工程で複数の前記ユニットコアの相互間が外周の一部で連結されたユニットコア列を作成し、前記積層巻き工程で前記ユニットコア列を積層巻きすることを特徴とする回転機の積層巻きコアの製造方法。

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