JP2012110163A - 回転電機のロータコア - Google Patents

Abstract

【課題】遠心力に基づきコアプレート片のかしめ部に生じる応力集中を低減し、回転強度を高めることが可能な回転電機のロータコアを提供する。
【解決手段】ロータコアは、各コアプレート片３がレンガ状に積層されて構成され、積層方向で位置が一致した貫通孔６に永久磁石７が貫通するように埋設される。また、コアプレート片３に形成されたかしめ部１０の凸部１１及び凹部１２の嵌め合いは、半径方向では締り嵌めで、円周方向では隙間ｄ_２を存する隙間嵌めとなる。そして、永久磁石７の端面７ａと貫通孔６の側面６ａとの間の両側の隙間ｄ_３の合計距離２・ｄ_３を隙間ｄ_２よりも小さくする。遠心力で重なり合うコアプレート片３同士が離れようとする際、凸部１１及び凹部１２が当接するよりも先に永久磁石７とコアプレート片３とが当接し、かしめ部１０に発生する遠心力に基づく応力が低減される。
【選択図】図６

Description

本発明は、複数のコアプレートが積層されて構成された回転電機のロータコアに係り、詳しくは、それらコアプレートのそれぞれをコアプレート片を連結して構成すると共に各コアプレート片が他層のコアプレート片にかしめ部でかしめて構成した回転電機のロータコアに関する。

一般に、渦電流の発生を低減するために電磁鋼板を打ち抜いたコアプレートを積層して形成された回転電機のロータコアが知られている。従来、このような複数のコアプレート（鉄心用抜き板９）を積層したロータコア（回転子鉄心８）において、コアプレート９にポンチによって円形のかしめ部１６を複数形成し、積層されたコアプレート同士をダボかしめによってかしめるものが案出されている（例えば、特許文献１参照）。

ところで、上記特許文献１のようにコアプレートを積層してロータコアを形成するには、複数のコアプレートが必要となるが、コアプレートの形状が円環形状であると、母材からコアプレートを打ち抜く際に円環の中心部を使用できず、歩留まりが低くなる。そのため、このコアプレートを複数の円弧状のコアプレート片を連結して形成すると共に、コアプレート片の継ぎ目の位置（円周方向の位相）がずれるようにコアプレートを積層して（いわゆるレンガ積み）、円周方向に複数形成された各コアプレート片のダボかしめ(かしめ部)同士をかしめて連結することで、ロータコアを形成することが考えられる。このようにコアプレート片をレンガ積みしてロータコアを形成すると共に、かしめ部によってコアプレート同士をかしめると、歩留まりが高く、かつ単体でその形状を保持可能なロータコアを形成することができる。

特開２０１０−１４２１１４号公報

しかしながら、コアプレート片をレンガ積みしてロータコアを形成したものでは、ロータコアが回転した際に各コアプレート片のそれぞれに遠心力が作用するが、その遠心力の作用する方向がそれぞれ放射方向であるため、隣り合うコアプレート片が離れる方向として作用する。すると、それらコアプレート片を連結しているかしめ部に対して、上記遠心力に基づく応力集中が発生し易いという問題がある。

上記遠心力に基づく応力集中にも耐え得るかしめ部を構成するためには、かしめ部における噛み合い面積を増やすことが考えられる。即ち、円形のかしめ部の直径を大きくして円周方向の距離を大きくすることで上記噛み合い面積を増やすか、コアプレート片の肉厚を厚くしてかしめ部の厚み方向の距離を大きくすることで上記噛み合い面積を増やすことが考えられる。

しかしながら、かしめ部の直径を大きくすると、コアプレート片の半径方向の長さを大きくする必要が生じ、それによりロータコアの直径が大きくなって、モータ全体として大型化を招いてしまうという問題がある。また、コアプレート片の肉厚を厚くすると、上記渦電流が大きくなり、モータの効率が下がってしまうという問題がある。

そこで本発明は、遠心力に基づきコアプレート片のかしめ部に生じる応力集中を低減し、もって大型化の防止や回転電機の効率低下の防止を図ることが可能な回転電機のロータコアを提供することを目的とする。

本発明は（例えば図１乃至図６参照）、円環状のコアプレート（２）が複数積層されて構成されていると共に、前記コアプレート（２）を均等に分割した円弧状のコアプレート片（３）が連結されて前記コアプレート（２）の一層が形成され、かつ前記コアプレート片（３）が連結される継ぎ目（Ｄ_１，Ｄ_２）の円周方向の位置が所定層数ごとに交互に異なるように構成された回転電機のロータコア（１）であって、
前記コアプレート片（３）は、複数形成された貫通孔（６）を有し、前記貫通孔（６）の位置が、積層方向に重なる前記コアプレート（２）同士で一致することで、永久磁石（７）が前記コアプレート（２）を貫通するように埋設される磁石埋設部（６Ａ）が構成される回転電機のロータコア（１）において、
前記コアプレート片（３）は、積層方向一方側の面に形成された凸部（１１）と、他方側で前記凸部（１１）と同じ位置に形成され、前記コアプレート片（３）が積層された際に前記他方側の面と接する他層のコアプレート片（３）の凸部（１１）と嵌合する凹部（１２）と、を有するかしめ部（１０）を、前記コアプレート（２）の円周方向に複数備え、前記かしめ部（１０）の凸部（１１）及び凹部（１２）の嵌め合いを、前記コアプレート（２）の半径方向（Ｒ）では締り嵌めとすると共に、前記コアプレート（２）の円周方向（Ｃ）では両側にそれぞれ第１距離（ｄ_２）の隙間を存する隙間嵌めとし、
前記永久磁石（７）の前記円周方向（Ｃ）の端面（７ａ）と前記貫通孔（６）の側面（６ａ）との間に生じる前記円周方向（Ｃ）の両側の隙間（ｄ_３）の合計である第２距離（２・ｄ_３）を、前記第１距離（ｄ_２）よりも小さくしたことを特徴とする。

また、本発明は（例えば図６参照）、前記貫通孔（６）は、前記永久磁石（７）の前記半径方向（Ｒ）の内周側の端面（７ｃ）と対向する内周面（６ｃ）と、前記永久磁石（７）の前記円周方向（Ｃ）の端面（７ａ）と対向する側面（６ａ）と、前記内周面（６ｃ）と前記側面（６ａ）とを繋ぐ内周側隅部（６ｅ）と、を有し、前記内周側隅部（６ｅ）が少なくとも前記内周面（６ｃ）よりも内周側に凹む凹形状に形成されたことを特徴とする。

なお、上記カッコ内の符号は、図面と対照するためのものであるが、これは、発明の理解を容易にするための便宜的なものであり、特許請求の範囲の構成に何等影響を及ぼすものではない。

請求項１に係る本発明によると、かしめ部の凸部及び凹部の嵌め合いを、コアプレートの半径方向では締り嵌めとすると共に、コアプレートの円周方向では両側にそれぞれ第１距離の隙間を存する隙間嵌めとし、永久磁石の円周方向の端面とコアプレート片の貫通孔の側面との間に生じる円周方向の両側の隙間の合計である第２距離を第１距離よりも小さくしたので、ロータコアが回転し、コアプレート片が離れる方向に遠心力が作用した際に、かしめ部の隙間嵌め部分が当接するよりも先に永久磁石とコアプレート片とが当接し、該永久磁石があたかもピンのような役目をして、該永久磁石によって遠心力を受圧することができる。これにより、遠心力に基づきコアプレート片のかしめ部に生じる応力集中を低減することができ、かしめ部に締り嵌めによる残留応力と遠心力による応力との両方が作用することの防止を図ることができると共に、かしめ部における噛み合い面積を増やすことが不要となるので、ロータコアの大型化の防止や回転電機の効率低下の防止を図ることができる。また、特定のかしめ部（特に他層のコアプレートの継ぎ目に隣接するかしめ部）に応力が集中して発生することもないので、総じてロータコアの回転強度を高めることができる。

請求項２に係る本発明によると、コアプレート片の貫通孔における内周面と側面とを繋ぐ内周側隅部が、少なくとも該内周面よりも内周側に凹む凹形状に形成されているので、遠心力によってコアプレート片の貫通孔の側面に作用する永久磁石からの応力を、該内周側隅部の凹形状で分散することができる。これにより、コアプレート片における部分的な応力集中の発生を抑えることができ、さらにロータコアの回転強度を高めることができる。

本実施の形態に係るロータコアを示す模式図。 本実施の形態に係るコアプレート片を示す模式図。 本実施の形態に係るかしめ部の形状を説明する模式図であって、（ａ）かしめ部の平面図、（ｂ）かしめ部のＡ−Ａ断面図、（ｃ）かしめ部のＢ―Ｂ断面図。 本実施の形態に係るコアプレート片のかしめ部に掛る残留応力を説明する模式図であって、（ａ）コアプレート片を積層する前の状態を示す図、（ｂ）コアプレート片を積層した後の状態を示す図、（ｃ）図４（ｂ）の要部拡大図。 本実施の形態に係るコアプレート片のかしめ部に掛る遠心力に基づく応力を説明する模式図であって、（ａ）異なる層のコアプレート片に生じる遠心力を説明する模式図、（ｂ）図５（ａ）の要部拡大図。 コアプレート片の貫通孔と永久磁石との隙間及びかしめ部の隙間の関係を示す図で、（ａ）ロータコアの一部拡大図、（ｂ）かしめ部のＢ−Ｂ断面図。

以下、本発明の実施形態に係る回転電機のロータコアについて、図面に基づいて説明をする。なお、以下の説明中において、締り嵌めとは、嵌め合わす凸部の幅を凹部の幅よりも少し大きくした形式の嵌め合いのことを言い、隙間嵌めとは、凸部と凹部との間に所定の隙間を有した形式の嵌め合いのことを言う。

図１及び図２に示すように、ＩＰＭモータ（回転電機）用のロータコア１は、円環状のコアプレート２が複数積層されて形成されている。該コアプレート２は、電磁鋼板の母材から打ち抜かれた板状の部材であり、歩留まりの向上を図るために、該コアプレート２を均等に分割（本実施形態では５分割）した円弧状のコアプレート片３を連結して一層のコアプレート２が形成されている。

具体的には、このコアプレート片３の円周方向の一端部には、円周方向に隣接するコアプレート片３と連結するための突起部５ａが形成されていると共に、他端部には、上記コアプレート片３の突起部５ａが嵌め込まれる嵌め込み部５ｂが形成されている。１つのコアプレート２には、これらコアプレート片同士の継ぎ目Ｄ_１，Ｄ_２、即ち突起部５ａと嵌め込み部５ｂとの接合箇所がコアプレート片３の数と同数だけ形成されている。

上記コアプレート２は、どの層のコアプレート２も同じ形状のコアプレート片３を結合して円環状に形成されているが、積層方向に重なる（隣接する）コアプレート２に対してコアプレート片３の継ぎ目Ｄ_１，Ｄ_２の円周方向Ｃの位置（円周方向の位相）を交互にずらすレンガ積みによって積層されている。即ち、コアプレート２の継ぎ目Ｄ_１，Ｄ_２の位置が、積層方向に重なる前記コアプレート同士で交互に異なるように構成されている。例えば図１において、便宜的にロータコア１の底部から数えて積層されたコアプレート２を奇数層と、偶数層とに分けると、偶数層のコアプレート片３_Ｅは、その端部位置（継ぎ目Ｄ_１）が奇数層のコアプレート片３_Ｏの端部位置（継ぎ目Ｄ_２）に対して位置が所定角度ずれるように配設されている。

また、図２に示すように、上記コアプレート片３には、ネオジウム磁石などの希土類永久磁石７が槓子して嵌挿される貫通孔６と、積層された複数のコアプレート２同士を締結するかしめ部１０_１〜１０_８がその円周方向に複数(８箇所)形成されている。このかしめ部１０_１〜１０_８は、貫通孔６の両端部の内周側にそれぞれ設けられており、コアプレート２が仮組された後にこれらかしめ部１０_１〜１０_８をかしめることによって、図１に示すように、ロータコア１は、各コアプレート２がばらばらにならずに、その形状を保持できるようになっている。なお、以下の説明において、これら８箇所のかしめ部１０_１〜１０_８を区別する必要がない場合は、単に「かしめ部１０」という。

このように、各コアプレート片３がかしめられてロータコア１の形状が保持されると、各コアプレート片３に複数（４箇所）形成された貫通孔６が、積層方向に重なるコアプレート２同士で位置が一致することで、詳しくは後述する永久磁石７がコアプレート２を貫通するように埋設される磁石埋設部６Ａが構成される。

ついで、上記かしめ部１０について詳しく説明をする。図３(ｂ)及び(ｃ)に示すように、かしめ部１０は、プレス成型によってコアプレート片を一方側の面に突出させた凸部（ダボ）１１と、この凸部１１が形成されることにより、コアプレート片３の凸部１１の裏面（他方側の面の同じ位置）に形成される凹部１２と、から構成されており、この凹部１２に他のコアプレート片３の凸部１１が嵌合することによって、ダボかしめされるようになっている。

ところで、これら凸部１１及び凹部１２からなるかしめ部１０には、かしめられる際に発生する残留応力が作用する。該残留応力は、かしめ部１０が締り嵌めされることによって生じる応力であり、図４に示す互いに積層されるＡ〜Ｃ層Ｌ_Ａ，Ｌ_Ｂ，Ｌ_Ｃのコアプレート片３_Ａ，３_Ｂ，３_Ｃを例に取って説明すると、かしめ部１０は、図３(ａ)に示す締り嵌めとなる部分１０ａにおいて、図３(ｂ)に示すように凸部１１の幅Ｗ_ｒ２が締め代ｄ_１分だけ凹部１２の幅Ｗ_ｒ１よりも大きくなるように形成されている。

図４（ｂ）に示すように、コアプレート片３_Ａ，３_Ｂ，３_Ｃは、凸部１１が締め代ｄ_１分だけ幅狭な凹部１２に圧入されて締り嵌めされることによって、その積層方向に連結されるが、図４（ｃ）のコアプレート片３_Ｂのように、凸部１１が他の層（Ｃ層Ｌ_Ｃ）のコアプレート片３_Ｃの凹部１２に圧入されると、圧入された凸部１１は、Ｃ層Ｌ_Ｃの凹部１２の壁部１２ａから圧縮する方向（Ｃ層Ｌ_Ｃの凹部からＢ層Ｌ_Ｂの凸部１１に向かう方向）の応力Ｔｃを受ける。

一方、凹部１２に他の層（Ａ層Ｌ_Ａ）の凸部が圧入されると、その凹部１２には、Ａ層Ｌ_Ａの凸部１１の壁部１１ａから拡大する方向（Ａ層Ｌ_Ａの凸部１１からＢ層Ｌ_Ｂの凹部１２向かう方向）に応力Ｔｔが作用する。そして、これら凸部１１及び凹部１２を接続するＢ層Ｌ_Ｂの接続部Ｉでは、互いに反対方向に向かって働く上記応力Ｔｃ，Ｔｔが掛り、これら凸部側及び凹部側からの応力Ｔｃ，Ｔｔが釣り合って、上述した引っ張りの残留応力が発生する。

また、例えば『永久磁石７が貫通孔６（磁石埋設部６Ａ）に挿入されていない状態』として仮定すると、かしめ部１０には遠心力に基づき発生する応力の全てを受けることになる。具体的に、遠心力に基づく応力は、ロータコア１が回転することによってかしめ部１０に発生することになる。即ち、ロータコア１が回転すると、図５（ａ）に示すように、重なり合うコアプレート片３_Ｅ，３_Ｏのそれぞれには遠心力Ｆ_Ｅ，Ｆ_Ｏが作用する。

これら重なり合うコアプレート片３_Ｅ，３_Ｏに作用する遠心力Ｆ_Ｅ，Ｆ_Ｏを、コアプレート片３_Ｅ，３_Ｏの円周方向成分Ｆ_ＥＸ，Ｆ_ＯＸと半径方向成分Ｆ_ＥＹ，Ｆ_ＯＹとに分けて考えると、図５（ｂ）に示すように、半径方向成分Ｆ_ＥＹ，Ｆ_ＯＹは、どちらもコアプレート２の中心から外径側に向かう方向に作用するため、重なり合うコアプレート片３_Ｅ，３_Ｏ間で互いに反力を受けることができず、層の異なるコアプレート片３_Ｅ，３_Ｏ同士を連結するかしめ部１０には、ほとんど力が作用しない。

一方、遠心力Ｆ_Ｅ，Ｆ_Ｏの円周方向成分Ｆ_ＯＸ，Ｆ_ＥＸは、重なり合うコアプレート片３_Ｅ，３_Ｏ間でその作用方向が異なるため、これらコアプレート片３_Ｅ，３_Ｏを連結するかしめ部１０で互いに反力を受けることになってしまう。即ち、コアプレート片３_Ｅの端部に形成されたかしめ部１０_８に着目すると、重なり合うコアプレートが円周方向に沿って反対側に移動しようとすることによって、かしめ部１０_８には、コアプレート２の円周方向に遠心力に基づく応力が発生することになる。なお、遠心力Ｆ_Ｅ，Ｆ_Ｏの半径方向成分Ｆ_ＥＹ，Ｆ_ＯＹは、その力をコアプレート２全体のかしめ部で分散して受けるが、特に他層のコアプレート片３の継ぎ目Ｄ_１，Ｄ_２の近くのかしめ部に大きな力が作用する。

そこで、かしめ部１０は、上述した図３(ａ)に示すように、これら遠心力に基づく応力と、引っ張りの残留応力とが同じ場所に生じないように構成されており、上記残留応力が生じる締り嵌めとなる部分１０ａと、隙間（第１距離）ｄ_２を有して隙間嵌めとなる部分１０ｂと、が別々に分かれて構成されている。

具体的には、かしめ部１０は、凸部１１及び凹部１２のコアプレート２の円周方向（コアプレート片３の接線方向）Ｃの壁部１１ａ，１２ａを直線状に形成した直線部１０ａと、これら凸部１１及び凹部１２のコアプレート２の半径方向Ｒの壁部１１ｂ，１２ｂを所定の曲率の円弧状に形成した円弧部１０ｂと、を有し、上記直線部１０ａ間を円弧部１０ｂによって結んだ長円形状をしており、この直線部１０ａによってかしめ部１０の締り嵌めとなる部分を形成している。

即ち、かしめ部１０は、図３(ｃ)に示すように、直線形状の壁部１１ａ，１１ａ間の幅である凸部１１のコアプレート２の半径方向Ｒの幅Ｗ_ｒ２を、直線状の壁部１２ａ，１２ａ間の幅である凹部１２のコアプレート２の半径方向Ｒの幅Ｗ_ｒ１よりも大きくし（Ｗ_ｒ２＞Ｗ_ｒ１）、これら凸部１１及び凹部１２の半径方向Ｒの嵌め合いを締り嵌めとしている。

また、隣り合うコアプレート片３には、それぞれ円周方向に遠心力Ｆ_Ｅ，Ｆ_Ｏに基づく応力が作用するため(図５（ａ）参照)、上記円弧部１０ｂは、円弧形状の壁部１１ｂ，１２ｂ間に所定の隙間ｄ_２を有する隙間嵌めとなっている。即ち、この円弧部１０ｂによりかしめ部１０の隙間嵌めとなる部分を形成しており、円弧状の壁部１１ｂ，１１ｂ間の幅に相当する凸部１１のコアプレート２の円周方向Ｃの幅Ｗ_ｃ２が、円弧状の壁部１２ｂ，１２ｂ間の幅に相当する凹部１２のコアプレート２の円周方向の幅Ｗ_ｃ１よりも小さくなっている（Ｗ_ｃ１＞Ｗ_ｃ２）。

なお、この隙間ｄ_２は、詳しくは後述するように永久磁石７と貫通孔６との隙間ｄ_３の２倍よりも大きく形成されているため、遠心力Ｆ_Ｅ，Ｆ_Ｏの円周方向成分Ｆ_ＥＸ，Ｆ_ＯＸがかしめ部１０の円弧部１０ｂに作用することはないが、『永久磁石７が貫通孔６（磁石埋設部６Ａ）に挿入されていない状態』として仮定すると、各かしめ部１０の円弧部１０ｂに遠心力Ｆ_Ｅ，Ｆ_Ｏの円周方向成分Ｆ_ＥＸ，Ｆ_ＯＸが作用することになる。

ついで、本発明に係る永久磁石７及び貫通孔６の構造について説明する。上述したようにコアプレート片３には永久磁石７が貫通して埋設される貫通孔６が形成されている。永久磁石７は、磁石埋設部６Ａに埋設される形状からなり、つまり断面が略々矩形状で、コアプレート２の積層方向に対して長い板状からなる。詳細には、図６（ａ）に示すように、永久磁石７は、コアプレート２の円周方向Ｃ両側の端面７ａと、コアプレート２の半径方向Ｒの外周側の端面７ｂと、コアプレート２の半径方向Ｒの内周側の端面７ｃと、端面７ａと端面７ｂとを繋ぐ傾斜面７ｄと、端面７ａと端面７ｃとを繋ぐ傾斜面７ｅと、によって囲まれた断面形状を有しており、特に外周側の端面７ｂは、僅かに外周側に膨らむ円弧状からなる。

貫通孔６は、上記永久磁石７の円周方向Ｃ両側の端面７ａにそれぞれ隙間ｄ_３を存して対向する側面６ａと、上記永久磁石７の外周側の端面７ｂに対向する外周面６ｂと、上記永久磁石７の内周側の端面７ｃに密着する内周面６ｃと、上記永久磁石７の傾斜面７ｄに密着する押付面６ｄと、を有する略々矩形状からなる。また、側面６ａと内周面６ｃとを繋ぐ隅部分には、該内周面よりも半径方向Ｒの内周側に凹む凹形状に形成された内周側隅部６ｅを有している。

ついで、本発明の実施形態に係るロータコア１の作用について説明をする。作業者は、ロータコア１を作成するにあたり、図１に示すように、保持器（不図示）にコアプレート片３を環状に並べてコアプレート２を形成すると共に、このコアプレート上に次のコアプレート片３を積層して行く。この時、保持器はコアプレートの層が変わる度に所定角度だけ回転させられるため、上記コアプレート２は、積層方向に隣接するコアプレート２とコアプレート片３の継ぎ目Ｄ_１，Ｄ_２の位置が一層ずつ交互にずれるように積層される。また、このコアプレート２の層が変わる際にはプレスによってダボかしめされるため、積層されたコアプレート２が積層方向に連結される。そして、このコアプレート２が規定枚数積層されてロータコア１が形成される。

即ち、仮組されたコアプレート２がプレスされると、かしめ部１０の直線部１０ａが締り嵌めによって嵌合し、コアプレート片３を積層方向に連結すると共に、これら積層された複数のコアプレート２によって１つのロータコア１が形成される。

これにより、図６（ｂ）に示すように、コアプレート片３のかしめ部１０_８の凹部１２には、他層のコアプレート片３のかしめ部１０_４の凸部１１がかしめられ、さらに、そのかしめ部１０_４の凹部１２には、他層のコアプレート片３のかしめ部１０_８の凸部１１がかしめられ、さらに、そのかしめ部１０_８の凹部１２には、他層のコアプレート片３のかしめ部１０_４の凸部１１がかしめられ、・・・のようにかしめ部１０が多重にかしめられており、それらの凹部１２と凸部１１との円周方向Ｃの両側には、それぞれ隙間ｄ_２が形成されている。

そして、作業者は、このロータコア１のそれぞれの磁石埋設部６Ａに、例えば接着剤等を表面に塗布した永久磁石７を挿入していく。すると、図６（ａ）に示すように、貫通孔６の押付面６ｄに傾斜面７ｄが密着すると共に、その傾斜方向に基づき、貫通孔６の内周面６ｃに永久磁石７の内周側の端面７ｃが押し付けられ、これによって、磁石埋設部６Ａに対して永久磁石７が嵌挿されて、埋設が完了する。このような磁石埋設部６Ａに対する永久磁石７の嵌挿が、全ての磁石埋設部６Ａに対して行われることで、ロータコア１が構成され、該ロータを組み込んで回転電機が作成される。

ところで、回転電機に電力が供給されて上記ロータが回転すると、上述したようにロータコア１のコアプレート片３には、それぞれロータの回転速度に応じた遠心力が発生する。この遠心力が発生すると、図５（ａ）に示すように、各コアプレート片３は、重なり合うコアプレート片３_Ｏ，３_Ｅがコアプレート２の円周方向Ｃに離れる方向（例えば、コアプレート片３_Ｅの場合、図中Ｍ方向）に移動しようとする。

すると、永久磁石７に対してコアプレート片３_Ｏ，３_Ｅのそれぞれ貫通孔６が円周方向Ｃに離れる方向に相対移動するため、永久磁石７の端面７ａとコアプレート片３_Ｅの貫通孔６の側面６ａとの間にある隙間ｄ_３（図６（ａ）参照）が狭まって、該端面７ａと該側面６ａとが当接すると共に、永久磁石７の円周方向反対側の端面７ａとコアプレート片３_Ｏの貫通孔６の側面６ａとの間にある隙間ｄ_３（図６（ａ）参照）が狭まって、該端面７ａと該側面６ａとが当接することになる。

この際、図６（ｂ）に示すコアプレート片３_Ｅのかしめ部１０_８の凹部１２とコアプレート片３_Ｏのかしめ部１０_４の凸部１１との間に、或いは、コアプレート片３_Ｏのかしめ部１０_４の凹部１２とコアプレート片３_Ｅのかしめ部１０_８の凸部１１との間には、それぞれ隙間ｄ_２が形成されており、この隙間（第１距離）ｄ_２は、上記永久磁石７と貫通孔６との隙間ｄ_３の２倍（第２距離）より大きく、言い換えると、隙間ｄ_３の２倍（第２距離）が隙間（第１距離）ｄ_２よりも小さく形成されている。このため、遠心力によって永久磁石７とコアプレート片３とが先に当接し、各かしめ部１０の凹部１２と凸部１１とにおける円弧部１０ｂの部分は永久磁石７とコアプレート片３とが当接した後に当接する。

従って、上述した例えば『永久磁石７が貫通孔６（磁石埋設部６Ａ）に挿入されていない状態』として仮定した際に、かしめ部１０の円弧部１０ｂに生じるはずの遠心力Ｆ_Ｅ，Ｆ_Ｏの円周方向成分Ｆ_ＥＸ，Ｆ_ＯＸは、永久磁石７の端面７ａとコアプレート片３の貫通孔６の側面６ａとの当接によって受圧され、各かしめ部１０の円弧部１０ｂには、遠心力Ｆ_Ｅ，Ｆ_Ｏの円周方向成分Ｆ_ＥＸ，Ｆ_ＯＸは軽減されて作用する。

また、上述したように遠心力Ｆ_Ｅ，Ｆ_Ｏの円周方向成分Ｆ_ＥＸ，Ｆ_ＯＸは、永久磁石７の端面７ａとコアプレート片３の貫通孔６の側面６ａとの当接によって受圧される。そのため、それぞれの側面６ａには円周方向成分Ｆ_ＥＸ，Ｆ_ＯＸが作用し、応力集中が発生することになる。ここで、該側面６ａの内周側にある内周側隅部６ｅは、内周側に凹む凹形状（Ｒ形状）となっているので、その曲面によって応力集中が分散され、しかも、内周側隅部６ｅは円周方向Ｃに凹むのではなく、内周面６ｃより半径方向Ｒの内周側に凹んでいるため、円周方向Ｃに作用する遠心力Ｆ_Ｅ，Ｆ_Ｏの円周方向成分Ｆ_ＥＸ，Ｆ_ＯＸと凹み方向が不一致となり、該遠心力が貫通孔６の内周面６ｃ側に向けて分散されて、側面６ａに対する応力集中が緩和される。

以上説明したように、かしめ部１０同士の凸部１１及び凹部１２の嵌め合いを、コアプレート２の半径方向Ｒでは締り嵌めとすると共に、コアプレート２の円周方向Ｃでは両側にそれぞれ第１距離の隙間ｄ_２を存する隙間嵌めとし、永久磁石７の円周方向Ｃの端面７ａとコアプレート片３の貫通孔６の側面６ａとの間に生じる円周方向Ｃの両側の隙間ｄ_３の合計である第２距離（２・ｄ_３）を第１距離（ｄ_２）よりも小さくしたので、ロータコア１が回転し、コアプレート片３が離れる方向に遠心力が作用した際に、かしめ部１０の隙間嵌め部分（円弧部１０ｂ）が当接するよりも先に永久磁石７とコアプレート片３とが当接し、該永久磁石７があたかもピンのような役目をして、該永久磁石７によって遠心力を受圧することができる。これにより、遠心力に基づきコアプレート片３のかしめ部１０に生じる応力集中を低減することができ、かしめ部１０に締り嵌めによる残留応力と遠心力による応力との両方が作用することの防止を図ることができると共に、かしめ部１０における噛み合い面積を増やすことが不要となるので、ロータコアの大型化の防止や回転電機の効率低下の防止を図ることができる。また、特定のかしめ部１０（特に他層のコアプレートの継ぎ目に隣接するかしめ部１０_１，１０_８）に応力が集中して発生することもないので、総じてロータコア１の回転強度を高めることができる。

また、コアプレート片３の貫通孔６における内周面６ｃと側面６ａとを繋ぐ内周側隅部６ｅが、少なくとも該内周面６ｃよりも内周側に凹む凹形状に形成されているので、遠心力によってコアプレート片３の貫通孔６の側面６ａに作用する永久磁石７からの応力を、該内周側隅部６ｅの凹形状で分散することができる。これにより、コアプレート片３における部分的な応力集中の発生を抑えることができ、さらにロータコア１の回転強度を高めることができる。

なお、本実施の形態においては、かしめ部１０(特にかしめ部１０_４，１０_５)を直線部１０ａと円弧部１０ｂとにより、円周方向に長い形状としたが、単純に円形状のものであってもよい。この際は、凸部１１の円周方向の円弧部分を削るか、凹部の円周方向の円弧部分を削るかして、隙間ｄ_２を設けることが望ましい。

また、本実施の形態においては、コアプレート片３の継ぎ目Ｄ_１，Ｄ_２が一層ずつ交互に位置するようにレンガ状に積層したものを説明したが、これに限らず、複数層ずつで継ぎ目Ｄ_１，Ｄ_２が交互となるように積層しても構わず、つまり継ぎ目が所定層数（一層又は複数層）ごとに交互に異なるようにコアプレートを積層したものであれば本発明を適用し得る。

１ ロータコア
２ コアプレート
３ コアプレート片
６ 貫通孔
６ａ 側面
６ｃ 内周面
６ｅ 内周側隅部
６Ａ 磁石埋設部
７ 永久磁石
７ａ 円周方向の端面
７ｃ 内周側の端面
１０ かしめ部
１１ 凸部
１２ 凹部
Ｃ 円周方向
Ｄ_１，Ｄ_２ 継ぎ目
Ｒ 半径方向
ｄ_２ 第１距離（隙間）
２・ｄ_３ 第２距離（隙間）

Claims (2)

1. 円環状のコアプレートが複数積層されて構成されていると共に、前記コアプレートを均等に分割した円弧状のコアプレート片が連結されて前記コアプレートの一層が形成され、かつ前記コアプレート片が連結される継ぎ目の円周方向の位置が所定層数ごとに交互に異なるように構成された回転電機のロータコアであって、
   前記コアプレート片は、複数形成された貫通孔を有し、前記貫通孔の位置が、積層方向に重なる前記コアプレート同士で一致することで、永久磁石が前記コアプレートを貫通するように埋設される磁石埋設部が構成される回転電機のロータコアにおいて、
   前記コアプレート片は、積層方向一方側の面に形成された凸部と、他方側の面で前記凸部と同じ位置に形成され、前記コアプレート片が積層された際に前記他方側の面と接する他層のコアプレート片の凸部と嵌合する凹部と、を有するかしめ部を、前記コアプレートの円周方向に複数備え、前記かしめ部の凸部及び凹部の嵌め合いを、前記コアプレートの半径方向では締り嵌めとすると共に、前記コアプレートの円周方向では両側にそれぞれ第１距離の隙間を存する隙間嵌めとし、
   前記永久磁石の前記円周方向の端面と前記貫通孔の側面との間に生じる前記円周方向の両側の隙間の合計である第２距離を、前記第１距離よりも小さくした、
   ことを特徴とする回転電機のロータコア。
2. 前記貫通孔は、前記永久磁石の前記半径方向の内周側の端面と対向する内周面と、前記永久磁石の前記円周方向の端面と対向する側面と、前記内周面と前記側面とを繋ぐ内周側隅部と、を有し、前記内周側隅部が少なくとも前記内周面よりも内周側に凹む凹形状に形成された、
   ことを特徴とする請求項１記載の回転電機のロータコア。

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