JP2024040764A - 回転電機のコア及び回転電機 - Google Patents

Abstract

【課題】スキュー構造の周方向の変位量を容易に確保することを可能にした回転電機のコア及び回転電機を提供する。【解決手段】ロータコアを形成する複数のコアシート２４の各々は、第１嵌合部４３は、軸方向に突出する凸状をなす第１嵌合部４３と、軸方向に窪む凹状をなす第２嵌合部４５とを有する。複数のコアシート２４において、軸方向に重なり合う一対のコアシート２４は、一方のコアシート２４の第１嵌合部４３と他方のコアシート２４の第２嵌合部４５との嵌合により、互いに結合される。そして、同一のコアシート２４に設けられた第１嵌合部４３と第２嵌合部４５とは、軸方向において互いに重ならない位置に設けられている。【選択図】図４

Description

本開示は、回転電機のコア及び回転電機に関するものである。

例えば、特許文献１に開示された回転電機のロータコアは、軸方向に積層された複数のコアシートを備える。各コアシートは、プレス加工により形成される凸部と凹部を有している。詳しくは、コアシートの一方の面に対してパンチを軸方向に押し込むことにより、当該一方の面に凹部が形成されるとともに、その反対側の面に凸部が形成される。軸方向に重なり合うコアシート同士は、一方のコアシートの凸部が他方のコアシートの凹部に嵌合されることで、互いに結合される。また、特許文献１のロータでは、ロータコアに埋設された永久磁石によって磁極が形成されている。

特開２０２２－１２２９８２号公報

上記のようなロータにおいて、磁極が軸方向にかけて周方向にずれるスキュー構造を実現する場合、同一のコアシートにおいて凸部とその裏側の凹部とを周方向にずらして形成する必要がある。この場合、凸部のプレス加工に用いるダイとパンチとを周方向にずらすことで、凸部とその裏側の凹部とを周方向にずらすことが可能である。しかしながら、このプレス加工では、凸部と凹部との周方向のずらし量を大きくすることは難しい。このため、磁極のスキュー構造における周方向への所望の変位量を確保するために、ロータコアの軸方向長さを大きくする必要が生じる等、ロータコアの設計に制約が生じてしまう。

本開示の目的は、スキュー構造の周方向の変位量を容易に確保することを可能にした回転電機のコア及び回転電機を提供することにある。

上記課題を解決する回転電機のコアは、複数の磁極形成部（３２）を周方向において等間隔に備えるコアシート（２４）が軸方向に複数積層されてなる回転電機のコア（２２）であって、前記複数のコアシートの各々は、第１嵌合部（４３）と、第２嵌合部（４５）と、を有し、前記第１嵌合部及び前記第２嵌合部の一方は、軸方向に突出する凸状をなし、前記第１嵌合部及び前記第２嵌合部の他方は、軸方向に窪む凹状をなし、軸方向に重なり合う一対の前記コアシートは、一方のコアシートの前記第１嵌合部と他方のコアシートの前記第２嵌合部との嵌合により、互いに結合され、同一の前記コアシートに設けられた前記第１嵌合部と前記第２嵌合部とは、軸方向において互いに重ならない位置に設けられている。

上記課題を解決する回転電機は、ロータコア（２２）を有するロータ（２０）と、ステータコア（１１）を有するステータ（１０）と、を備えた回転電機（Ｍ）であって、前記ロータコア及び前記ステータコアの少なくとも一方は、複数の磁極形成部（３２）を周方向において等間隔に備えるコアシート（２４）が軸方向に複数積層されてなり、前記複数のコアシートの各々は、第１嵌合部（４３）と、第２嵌合部（４５）と、を有し、前記第１嵌合部及び前記第２嵌合部の一方は、軸方向に突出する凸状をなし、前記第１嵌合部及び前記第２嵌合部の他方は、軸方向に窪む凹状をなし、軸方向に重なり合う一対の前記コアシートは、一方のコアシートの前記第１嵌合部と他方のコアシートの前記第２嵌合部との嵌合により、互いに結合され、同一の前記コアシートに設けられた前記第１嵌合部と前記第２嵌合部とは、軸方向において互いに重ならない位置に設けられている。

上記の回転電機のコア及び回転電機によれば、第２嵌合部の成形に第１嵌合部が関与しない構成となる。このため、第２嵌合部の形成位置の設定自由度が高くなり、その結果、スキュー構造の周方向の変位量を容易に確保することが可能となる。

実施形態における回転電機の構成図である。 同形態におけるコアシートの一部を示す平面図である。 同形態のコアシートにおける第２磁極形成部を示す平面図である。 同形態のロータコアにおける各コアシートの積層態様を示す説明図である。 同形態のロータコアにおけるコアシート間の結合態様を示す説明図である。 同形態のロータにおける磁極のスキュー構造を示す模式図である。 変更例のロータにおける磁極のスキュー構造を示す模式図である。 変更例のロータにおける磁極のスキュー構造を示す模式図である。 変更例のロータコアにおける第２嵌合部を示す断面図である。 変更例のコアシートを示す斜視図である。

以下、回転電機のコア及び回転電機の一実施形態について説明する。
図１に示す本実施形態の回転電機Ｍは、埋込磁石型のブラシレスモータにて構成されている。回転電機Ｍは、略円環状のステータ１０と、ステータ１０の径方向内側空間にて回転可能に配置される略円柱状のロータ２０とを備えている。ステータ１０は、ロータ２０に対して回転磁界を付与する。

（ステータ１０）
ステータ１０は、略円環状のステータコア１１を備えている。ステータコア１１は、磁性金属材料にて構成されている。ステータコア１１は、例えば複数のコアシートを中心軸Ｌ１に沿った方向に積層して構成されている。当該複数のコアシートは、例えば電磁鋼板よりなる。ステータコア１１は、例えば１２個のティース１２を有している。ティース１２は、径方向内側に向かって延び周方向等間隔に配置される。各ティース１２は、互いに同一形状をなしている。ティース１２は、先端部である径方向内側端部が略Ｔ型をなし、先端面１２ａがロータ２０の外周面に倣った円弧状をなしている。

ティース１２には、巻線１３が例えば集中巻きにて巻装されている。巻線１３は３相結線がなされ、図１に示すようにそれぞれＵ相、Ｖ相、Ｗ相として機能する。そして、巻線１３に対して電源供給がなされると、ロータ２０を回転駆動するための回転磁界がステータ１０にて生じるようになっている。このようなステータ１０は、ステータコア１１の外周面がハウジング１４の内周面に対して固定されている。

（ロータ２０）
ロータ２０は、回転軸２１と、ロータコア２２と、複数の永久磁石２３とを備える。ロータコア２２は、略円柱状をなしている。ロータコア２２の中心部には、回転軸２１が嵌挿されている。複数の永久磁石２３は、ロータコア２２の内部に埋め込まれている。永久磁石２３は、ロータコア２２に例えば８個設けられている。ロータ２０は、回転軸２１がハウジング１４に設けられる図示略の軸受に支持されることで、ステータ１０に対して回転可能に配置されている。

（コアシート２４の構成）
ロータコア２２は、図２に示す複数のコアシート２４が軸方向に積層されて構成されている。各コアシート２４は、例えば、磁性金属材料にて形成された電磁鋼板からなる。本実施形態では、各コアシート２４は、互いに同一形状をなしている。

図２に示すように、コアシート２４は、回転軸２１が挿通される軸挿通孔３１と、軸挿通孔３１の周囲に位置する複数の磁極形成部３２を有している。複数の磁極形成部３２は、ロータコア２２の周方向において等間隔に設けられている。なお、以下の説明では、ロータコア２２の周方向、ロータコア２２の軸方向及びロータコア２２の径方向をそれぞれ単に、周方向、軸方向及び径方向と称する場合がある。

本実施形態のロータ２０は、例えば８極で構成されている。すなわち、各コアシート２４には、８つの磁極形成部３２が周方向において４５°間隔で設けられている。
８つの磁極形成部３２は、磁石用孔３３をそれぞれ備える。各磁石用孔３３は、コアシート２４を軸方向に貫通する孔である。磁石用孔３３は、各磁極形成部３２で同一形状をなす。各磁石用孔３３の内部には、永久磁石２３が配置される。各磁石用孔３３は、軸方向から見て、径方向内側に向かって突出する折返し形状をなす。すなわち、各磁石用孔３３は、軸方向から見て略Ｖ字状をなす。８つの磁石用孔３３は、周方向において等間隔に設けられている。

８つの磁極形成部３２は、磁石用孔３３の径方向外側の部位である外側コア部３４をそれぞれ有する。外側コア部３４は、磁石用孔３３のＶ字の折返し形状の内側に形成されるコアシート２４の一部である。外側コア部３４は、ステータ１０と対向してリラクタンストルクを得る部位として機能する。外側コア部３４は、軸方向から見て、コアシート２４の中心軸Ｌ１に向かう方向に１つの頂点を向けた略三角形状をなしている。

本実施形態の８つの磁極形成部３２は、４つの第１磁極形成部４１と、４つの第２磁極形成部４２とからなる。４つの第１磁極形成部４１と４つの第２磁極形成部４２とは、周方向において交互に配置されている。

本実施形態では、各第１磁極形成部４１の磁石用孔３３に例えば連結部３５が設けられている。連結部３５は、磁石用孔３３における径方向内側端部のＶ字の屈曲部分において、外側コア部３４とコアシート２４における軸挿通孔３１の周囲の部分とを繋いでいる。なお、各第２磁極形成部４２の磁石用孔３３には、連結部３５のような連結部が設けられていない。

（第１嵌合部４３の構成）
各コアシート２４は、第１嵌合部４３を有する。第１嵌合部４３は、各第１磁極形成部４１の外側コア部３４に設けられている。すなわち、各コアシート２４において、第１嵌合部４３は４つ設けられている。

図５に示すように、第１嵌合部４３は、軸方向に突出する凸状をなす。第１嵌合部４３は、コアシート２４に対するプレス加工により形成されている。第１嵌合部４３の裏側には、第１嵌合部４３のプレス成形時に形成される凹部４４を有する。すなわち、コアシート２４の一方の面に対して図示しないパンチを軸方向に押し込むことにより、コアシート２４の当該一方の面に凹部４４が形成されるとともに、その反対側の面に第１嵌合部４３が形成される。したがって、第１嵌合部４３及び凹部４４は、軸方向から見た形状がほぼ同一形状をなす。本実施形態において、第１嵌合部４３及び凹部４４は、軸方向視で円形をなしている。第１嵌合部４３と凹部４４とは、周方向にずれていない。すなわち、第１嵌合部４３の中心４３ａと凹部４４の中心４４ａとは、軸方向に沿う同一直線Ｌ２上に位置している。

（第２嵌合部４５の構成）
図２に示すように、各コアシート２４は、第２嵌合部４５を有する。第２嵌合部４５は、各第２磁極形成部４２の外側コア部３４に設けられている。すなわち、各コアシート２４において、第２嵌合部４５は４つ設けられている。また、８つの磁極形成部３２に対して周方向に交互に第１嵌合部４３と第２嵌合部４５とが設けられている。

第２嵌合部４５は、軸方向に窪む凹状をなす。具体的には、第２嵌合部４５は、コアシート２４を軸方向に貫通する貫通孔である。第２嵌合部４５は、軸方向視で円形をなしている。各第１嵌合部４３と各第２嵌合部４５とは、中心軸Ｌ１を中心とする同一円上に配置されている。

上記のように、第１嵌合部４３は第１磁極形成部４１に設けられ、第２嵌合部４５は第２磁極形成部４２に設けられている。すなわち、同一のコアシート２４に設けられた第１嵌合部４３と第２嵌合部４５とは、軸方向において互いに重ならない位置に設けられている。

（第１嵌合部４３及び第２嵌合部４５の配置について）
複数の磁極形成部３２のピッチ角度θ１は、各磁極形成部３２の周方向中心間の角度である。すなわち、複数の磁極形成部３２のピッチ角度θ１は、ロータ２０の極数をＰとして、θ１＝３６０°／Ｐである。したがって、本実施形態のピッチ角度θ１は４５°である。また、本実施形態では、第１磁極形成部４１の周方向中心Ｃ１と、第２磁極形成部４２の周方向中心Ｃ２とがなす角度は、ピッチ角度θ１と同一であって、４５°である。

第１嵌合部４３は、第１嵌合部４３の中心４３ａが第１磁極形成部４１の周方向中心Ｃ１上に位置するように設けられている。一方、第２嵌合部４５は、第２嵌合部４５の中心４５ａが第２磁極形成部４２の周方向中心Ｃ２に対して周方向にオフセット角度θ２だけオフセットされた位置に設定されている。

なお、第１嵌合部４３は、外側コア部３４の周方向の中心に設けられている。これにより、第１嵌合部４３を、第１磁極形成部４１における外側コア部３４の周方向の縁部、すなわち磁石用孔３３の周方向内側縁から離れた位置に設けることが可能である。したがって、第１嵌合部４３が外側コア部３４の周方向の縁部に近い位置に設けられることによる、外側コア部３４の剛性低下を回避することが可能となる。

図３に示すように、コアシート２４の中心軸Ｌ１から第２嵌合部４５の中心４５ａまでの距離ｒとしたとき、第２磁極形成部４２の周方向中心Ｃ２に対する第２嵌合部４５のオフセット距離Ｄは、Ｄ≒ｒ×ｓｉｎ（θ２）である。このオフセット距離Ｄは、コアシート２４の板厚ｔの１０分の１以上の長さに設定される。すなわち、前記距離ｒと、第２嵌合部４５のオフセット角度θ２と、コアシート２４の板厚ｔとの関係は、０．１ｔ≦ｒ×ｓｉｎ（θ２）を満たすように構成されている。また、第２嵌合部４５は、中心４５ａが第２磁極形成部４２の外側コア部３４の径方向中心線３４ａよりも径方向外側に位置するように設けられている。

図５に示すように、軸方向に積層された複数のコアシート２４において、軸方向に重なり合う一対のコアシート２４は、一方のコアシート２４の第１嵌合部４３と他方のコアシート２４の第２嵌合部４５との嵌合により、互いに結合される。これにより、各コアシート２４が積層された状態において、第１磁極形成部４１と第２磁極形成部４２とは、軸方向に交互に重なっている。

図４に示すように、複数のコアシート２４は、例えば１枚毎に、中心軸Ｌ１を中心として転積角度θａだけ回転された状態で積層される。本実施形態の転積角度θａは、θａ＝θ１＋θ２である。すなわち、軸方向に重なり合うコアシート２４同士は、複数の磁極形成部３２のピッチ角度θ１にオフセット角度θ２を足し合わせた角度だけ回転されている。

上記のように、各コアシート２４は、第１嵌合部４３と第２嵌合部４５との嵌合により互いに結合される。そして、第１嵌合部４３の中心４３ａが第１磁極形成部４１の周方向中心Ｃ１上に位置するのに対し、第２嵌合部４５の中心４５ａは、第２磁極形成部４２の周方向中心Ｃ２からオフセット角度θ２だけずれている。これにより、各コアシート２４の磁極形成部３２は、１枚ずつオフセット角度θ２だけ周方向にずれた状態で軸方向に積層される。すなわち、軸方向に積層される磁極形成部３２によって形成されるロータコア２２の磁極は、ロータコア２２の軸方向の一端から他端に向かうにつれて周方向に変位するいわゆるスキュー構造をなす。

図６には、複数のコアシート２４が上記の態様で積層されてなるロータコア２２を示す。同図において、ロータコア２２の外周面には、軸方向に積層された各コアシート２４の磁極形成部３２の周方向中心（すなわち、周方向中心Ｃ１，Ｃ２）をなぞったスキュー線Ｌ３を示している。なお、図６及び後述の図７及び図８では、説明の便宜上、磁石用孔３３等のコアシート２４の詳細な形状の図示を省略している。スキュー線Ｌ３に示されるように、軸方向に積層された磁極形成部３２は、ロータコア２２の軸方向の一端から他端に向かうにつれて周方向に変位するいわゆるスキュー構造をなしている。このスキュー構造の周方向への変位量は、第２嵌合部４５のオフセット角度θ２と、コアシート２４の積層枚数とによって決定される。

軸方向に積層された各磁極形成部３２が有する磁石用孔３３は、ロータコア２２の軸方向の一端から他端に向かうにつれて、スキュー線Ｌ３に沿って周方向に変位している。また、各コアシート２４の磁石用孔３３がスキュー線Ｌ３に沿って連なって形成される収容空間には、永久磁石２３が配置される。

永久磁石２３は、例えば、磁石用孔３３が連なって形成される前記収容空間に充填されるボンド磁石よりなる。これにより、永久磁石２３は、軸方向から見て、径方向内側に向かって突出する略Ｖ字の折返し形状をなす。また、永久磁石２３は、ロータコア２２の軸方向の一端から他端に向かうにつれて、スキュー線Ｌ３に沿って周方向に変位している。なお、永久磁石２３に用いられる磁石粉体としては、例えばサマリウム鉄窒素（ＳｍＦｅＮ）系磁石が用いられるが、他の希土類磁石等を用いてもよい。軸方向に積層された磁極形成部３２と、当該磁極形成部３２の磁石用孔３３にて形成された収容空間に配置された永久磁石２３とによって、ロータ２０の磁極が構成される。

本実施形態の作用について説明する。
ロータコア２２の磁極は、ロータコア２２の軸方向の一端から他端に向かうにつれて周方向に変位するスキュー構造をなす。このため、回転電機Ｍにて発生するコギングトルクを小さく抑えることが可能となっている。

本実施形態の効果について説明する。
（１）軸方向に積層された複数のコアシート２４において、軸方向に重なり合う一対のコアシート２４は、一方のコアシート２４の第１嵌合部４３と他方のコアシート２４の第２嵌合部４５との嵌合により、互いに結合される。そして、同一のコアシート２４に設けられた第１嵌合部４３と第２嵌合部４５とは、軸方向において互いに重ならない位置に設けられている。

ここで、本実施形態に対する比較構成として、コアシート２４の第１嵌合部４３を、軸方向に隣接するコアシート２４における第１嵌合部４３の裏側の凹部に嵌合することで、各コアシート２４を結合する構成について説明する。上記比較構成において、ロータ２０の磁極のスキュー構造を実現する場合、第１嵌合部４３とその裏側の凹部とを周方向にずらす必要がある。この場合、第１嵌合部４３のプレス加工に用いるダイとパンチとを周方向にずらすことで、第１嵌合部４３とその裏側の凹部とを周方向にずらすことが可能である。しかしながら、このプレス加工では、第１嵌合部４３と凹部との周方向のずらし量を大きくすることは難しい。このため、スキュー構造の所望の変位量を確保するために、ロータコア２２の軸方向長さを大きくする必要が生じる等、ロータコア２２の設計に制約が生じてしまう。

その点、本実施形態では、同一のコアシート２４において、第１嵌合部４３と第２嵌合部４５とが、軸方向において互いに重ならない位置に設けられている。すなわち、第２嵌合部４５の成形に第１嵌合部４３が関与しない構成となる。このため、第２嵌合部４５の形成位置の設定自由度が高く、その結果、第２嵌合部４５のオフセット角度θ２を大きく確保することが可能となる。したがって、スキュー構造の周方向の変位量を容易に確保することが可能となるため、ロータコア２２の設計に制約が生じにくい構成となる。

（２）各コアシート２４において、複数の磁極形成部３２は、第１嵌合部４３が設けられた第１磁極形成部４１と、第２嵌合部４５が設けられた第２磁極形成部４２と、を含む。第１嵌合部４３の中心４３ａは、第１磁極形成部４１の周方向中心Ｃ１上に設定されている。第２嵌合部４５の中心４５ａは、第２磁極形成部４２の周方向中心Ｃ２に対して周方向にオフセットされた位置に設定されている。この構成によれば、コアシート２４の第１嵌合部４３を、軸方向に隣接するコアシート２４の第２嵌合部４５に嵌合することで、軸方向に積層される磁極形成部３２にて形成されるロータ２０の磁極をスキュー構造とすることが可能となる。

（３）コアシート２４の中心軸Ｌ１から第２嵌合部４５の中心４５ａまでの距離ｒと、第２嵌合部４５のオフセット角度θ２と、コアシート２４の板厚ｔとの関係が、０．１ｔ≦ｒ×ｓｉｎ（θ２）を満たすように構成されている。この構成によれば、第２嵌合部４５の形成位置の設定自由度が向上されることで、第２嵌合部４５の周方向のオフセット距離Ｄ（Ｄ≒ｒ×ｓｉｎ（θ２））を、コアシート２４の板厚ｔの１０分の１以上に設定することが容易となる。このため、第２嵌合部４５のオフセット角度θ２を確保するために、コアシート２４の中心軸Ｌ１から第２嵌合部４５の中心４５ａまでの距離ｒを小さくする等の設計上の制約を無くすことが可能となる。

（４）複数のコアシート２４は、１枚毎に転積角度θａだけ回転された状態で積層される。そして、複数の磁極形成部３２のピッチ角度をθ１とし、第２嵌合部４５のオフセット角度をθ２としたとき、転積角度θａは、θａ＝θ１＋θ２である。この構成によれば、軸方向に重なり合うコアシート２４同士を、複数の磁極形成部３２のピッチ角度θ１にオフセット角度θ２を足し合わせた角度だけ回転した状態で積層することが可能となる。

（５）複数の磁極形成部３２は、第１嵌合部４３が設けられた第１磁極形成部４１と、第２嵌合部４５が設けられた第２磁極形成部４２とが周方向において交互に複数配置されて構成されている。この構成によれば、複数の磁極形成部３２に対して周方向に交互に第１嵌合部４３と第２嵌合部４５とを設けることが可能となる。これにより、軸方向に重なり合うコアシート２４において、第１嵌合部４３と第２嵌合部４５との嵌合箇所を、磁極形成部３２の個数の半数分確保することが可能となる。

（６）第１嵌合部４３は、軸方向に突出する凸状をなし、第２嵌合部４５は、コアシート２４を軸方向に貫通する貫通孔である。貫通孔である第２嵌合部４５は、第１嵌合部４３に対して磁気抵抗が大きい。このため、第２嵌合部４５を、磁束密度が高い第２磁極形成部４２の周方向中心Ｃ２からオフセットさせることで、磁気特性への影響を小さく抑えることが可能となる。

（７）各コアシート２４における第２嵌合部４５のオフセット角度θ２が全て同じである。この構成によれば、各コアシート２４を同一形状とすることが可能となる。
（８）第２嵌合部４５は、コアシート２４を軸方向に貫通する貫通孔である。この構成によれば、凸状の第１嵌合部４３が嵌合される第２嵌合部４５を容易に形成することが可能となる。

（９）各コアシート２４は、第１嵌合部４３の裏側において、第１嵌合部４３のプレス成形時に形成される凹部４４を有する。そして、第１嵌合部４３の中心４３ａと凹部４４の中心４４ａとが軸方向に沿う同一直線Ｌ２上に位置している。この構成によれば、プレス加工にて形成される第１嵌合部４３の形状を、精度良く形成することが可能となる。

（１０）各コアシート２４において、複数の磁極形成部３２の各々は、永久磁石２３が内部に配置される磁石用孔３３を有する。そして、磁石用孔３３は、径方向内側に向かって突出する折返し形状をなす。この構成によれば、リラクタンストルクに寄与する外側コア部３４の大きさを確保することが可能となる。

（１１）各コアシート２４において、複数の磁極形成部３２の各々は、磁石用孔３３の径方向外側の部位である外側コア部３４を有する。第１嵌合部４３及び第２嵌合部４５は、外側コア部３４にそれぞれ設けられている。この構成によれば、磁石用孔３３がＶ字状をなすことで、外側コア部３４の面積が確保されている。このため、第１嵌合部４３及び第２嵌合部４５の形成位置を外側コア部３４に設定することで、第１嵌合部４３及び第２嵌合部４５の形成位置の設定自由度を向上させることが可能となる。

（１２）第２嵌合部４５は、その中心４５ａが第２磁極形成部４２の外側コア部３４の径方向中心線３４ａよりも径方向外側に位置するように設けられている。第２嵌合部４５の形成位置が製造誤差により周方向にずれてしまったとき、第２嵌合部４５が径方向内側に位置する（すなわち距離ｒが小さい）ほど、オフセット角度θ２の誤差が大きくなる。したがって、第２嵌合部４５が前記径方向中心線３４ａよりも径方向外側にあることで、オフセット角度θ２の誤差を小さく抑えることが可能となる。

（１３）第１嵌合部４３は、軸方向から見て円形をなしている。これにより、第１嵌合部４３の周りにおける応力の均一化を図ることができる。同様に、第２嵌合部４５は、軸方向から見て円形をなしている。これにより、第２嵌合部４５の周りにおける応力の均一化を図ることができる。

（１４）各磁極形成部３２には、第１嵌合部４３または第２嵌合部４５が１つのみ設けられている。第１嵌合部４３及び第２嵌合部４５は、磁極形成部３２における磁束の流れを阻害する要因となる。このため、１つの磁極形成部３２に設けられる第１嵌合部４３または第２嵌合部４５の数を最小にすることで、各磁極形成部３２における磁束の流れの悪化を抑えることが可能となる。

本実施形態は、以下のように変更して実施することができる。本実施形態及び以下の変更例は、技術的に矛盾しない範囲で互いに組み合わせて実施することができる。
・ロータコア２２を形成する複数のコアシート２４が、第２嵌合部４５のオフセット角度θ２が異なるコアシート２４を含んでいてもよい。

例えば、図７に示すロータコア２２では、第１コアシート群５１と第２コアシート群５２とが軸方向に重ねられている。第１コアシート群５１は、互いに同一形状の複数のコアシート２４が積層されて構成されている。第１コアシート群５１を構成する複数のコアシート２４をそれぞれ第１コアシート２４ａとする。複数の第１コアシート２４ａは、互いに同一形状である。また、第２コアシート群５２を構成する複数のコアシート２４をそれぞれ第２コアシート２４ｂとする。複数の第２コアシート２４ｂは、互いに同一形状である。

ここで、第１コアシート２４ａにおける第２嵌合部４５のオフセット角度θ２をα°とし、第２コアシート２４ｂにおける第２嵌合部４５のオフセット角度θ２をβ°とする。図７に示す例では、αがプラスの値であるとき、βがマイナスの値とされている。すなわち、第２コアシート２４ｂの第２嵌合部４５は、第１コアシート２４ａの第２嵌合部４５に対して反対方向にオフセットされている。これにより、ロータ２０の磁極のスキュー構造において、軸方向の一方側にかけての周方向への変位を、第１コアシート群５１と第２コアシート群５２とで反対向きとすることができる。したがって、ロータ２０の磁極がスキュー構造を有することによって生じる軸方向へのスラスト力が、第１コアシート群５１と第２コアシート群５２とで反対向きとなる。このため、第１コアシート群５１及び第２コアシート群５２の各々で生じるスラスト力を足し合わせたロータ２０全体のスラスト力を小さく抑えることが可能となる。

さらに、図７に示す例では、プラス値であるαとマイナス値であるβの絶対値が等しく設定されている。これにより、ロータ２０の磁極のスキュー構造において、軸方向の一方側にかけての周方向への変位を、第１コアシート群５１と第２コアシート群５２とで同等とすることが可能となる。これにより、第１コアシート群５１及び第２コアシート群５２の各々で生じるスラスト力を相殺させて、ロータ２０全体で生じるスラスト力をより小さく抑えることが可能となる。なお、図８には、αをプラスの値として、α＜βに設定した例を示している。

・図９に示すように、第２嵌合部４５が、コアシート２４を貫通しない凹部であってもよい。この構成によれば、第２嵌合部４５を貫通孔とする場合に比べて、第２嵌合部４５の磁気抵抗を小さく抑えることが可能となる。

・上記実施形態のコアシート２４では、中心軸Ｌ１を中心とする同一円上に配置される複数の第１嵌合部４３と複数の第２嵌合部４５とからなる凹凸群を１つのみ設けているが、これに特に限定されるものではなく、当該凹凸群を２つ以上設けてもよい。

例えば、図１０に示すコアシート２４は、中心軸Ｌ１を中心とする第１基準円Ｘ１上に配置される複数の第１嵌合部４３と複数の第２嵌合部４５とからなる第１凹凸群６１を有している。また、コアシート２４は、中心軸Ｌ１を中心とする第２基準円Ｘ２上に配置される複数の第１嵌合部４３と複数の第２嵌合部４５とからなる第２凹凸群６２を有している。第２基準円Ｘ２は、第１基準円Ｘ１よりも径が小さい。

第１凹凸群６１において、第１嵌合部４３と第２嵌合部４５とは、例えば、複数の磁極形成部３２に対して周方向に交互に設けられている。また、第２凹凸群６２において、例えば、第１嵌合部４３と第２嵌合部４５とは、複数の磁極形成部３２に対して周方向に交互に設けられている。ここで、複数の磁極形成部３２において、第１凹凸群６１の第１嵌合部４３が設けられる磁極形成部３２を第１磁極形成部４１とし、第１凹凸群６１の第２嵌合部４５が設けられる磁極形成部３２を第２磁極形成部４２とする。各第１磁極形成部４１には、第１凹凸群６１の第１嵌合部４３と第２凹凸群６２の第２嵌合部４５とが１つずつ設けられている。各第２磁極形成部４２には、第１凹凸群６１の第２嵌合部４５と第２凹凸群６２の第１嵌合部４３とが１つずつ設けられている。第１凹凸群６１及び第２凹凸群６２の各々の第１嵌合部４３は、磁極形成部３２の周方向中心に設けられている。第１凹凸群６１及び第２凹凸群６２の各々の第２嵌合部４５は、磁極形成部３２の周方向中心から周方向にオフセットした位置に設けられている。

第１凹凸群６１及び第２凹凸群６２の各々において、同一の凹凸群内の第１嵌合部４３と第２嵌合部４５とが互いに対応している。すなわち、各コアシート２４が積層された状態において、第１凹凸群６１の第１嵌合部４３は、隣接するコアシート２４における第１凹凸群６１の第２嵌合部４５に嵌合される。また、第２凹凸群６２の第１嵌合部４３は、隣接するコアシート２４における第２凹凸群６２の第２嵌合部４５に嵌合される。

図１０に示すような構成によれば、第１凹凸群６１と第２凹凸群６２とによって、軸方向に積層される各コアシート２４の結合強度を向上させることが可能となる。また、第１凹凸群６１及び第２凹凸群６２のそれぞれにおいて、第１嵌合部４３及び第２嵌合部４５の位置の基準となる第１基準円Ｘ１と第２基準円Ｘ２とが、互いに径が異なっている。これにより、１つの磁極形成部３２において、第１嵌合部４３と第２嵌合部４５とが周方向に並ばない構成となる。このため、第１嵌合部４３及び第２嵌合部４５が外側コア部３４の周方向の縁部に近い位置に設けられることによる、外側コア部３４の剛性低下を回避することが可能となる。

また、同構成では、各磁極形成部３２に、第１嵌合部４３及び第２嵌合部４５が１つずつ設けられている。すなわち、１つの磁極形成部３２に、第１凹凸群６１及び第２凹凸群６２の両方の第２嵌合部４５が設けられていない構成となっている。したがって、磁気抵抗が第１嵌合部４３よりも大きい第２嵌合部４５が１つの磁極形成部３２に複数設けられることがなく、その結果、磁極形成部３２における磁気抵抗の増加を抑えることが可能となる。

なお、図１０に示す構成において、各第１磁極形成部４１に、第１凹凸群６１及び第２凹凸群６２の各々の第１嵌合部４３を設け、各第２磁極形成部４２に、第１凹凸群６１及び第２凹凸群６２の各々の第２嵌合部４５を設けてもよい。また、図１０に示す構成では、コアシート２４が凹凸群を２つ（第１凹凸群６１及び第２凹凸群６２）のみ備えるが、これに限らず、凹凸群を３つ以上備えていてもよい。なお、凹凸群を３つ以上設ける場合においても、凹凸群の配置の基準となる基準円は、各凹凸群で互いに異なる径に設定される。

・上記実施形態のコアシート２４において、第１嵌合部４３及び第２嵌合部４５の中心４３ａ，４５ａを、外側コア部３４の径方向中心線３４ａよりも径方向内側に設定してもよい。

・上記実施形態において、転積角度θａは、θａ＝θ１＋θ２に限定されることはなく、適宜変更可能である。すなわち、上記実施形態においては、転積角度θａは、θａ＝（θ１×（２Ｎ－１））＋θ２（ただし、Ｎは１以上の整数）であればよい。

・複数のコアシート２４を複数枚毎に転積角度θａだけ回転された状態で積層してもよい。この場合、回転状態で積層しないコアシート２４同士は、第１嵌合部４３と凹部４４との嵌合によって互いに結合される。

・上記実施形態のコアシート２４では、複数の磁極形成部３２に対し、第１嵌合部４３と第２嵌合部４５とを周方向に交互に配置したが、これに特に限定されるものではない。例えば、複数の第１嵌合部４３及び複数の第２嵌合部４５が周方向において連続して配置される構成であってもよい。また、複数の磁極形成部３２の全てに第１嵌合部４３または第２嵌合部４５を設ける必要はない。例えば、周方向において１つおきの磁極形成部３２に対し、第１嵌合部４３と第２嵌合部４５とを交互に設けてもよい。なお、第１嵌合部４３及び第２嵌合部４５の配置によっては、転積角度θａを、θａ＝（θ１×Ｎ）＋θ２（ただし、Ｎは１以上の整数）とすることが可能である。

・第１嵌合部４３の中心４３ａを第１磁極形成部４１の周方向中心Ｃ１に対して周方向にオフセットした位置に設定してもよい。なお、この場合、第１嵌合部４３のオフセット角度を、第２嵌合部４５のオフセット角度θ２とは異ならせる必要がある。このような構成によれば、第１嵌合部４３の配置の自由度を向上させることが可能となる。

・上記実施形態及び図１０に示すコアシート２４において、第１嵌合部４３及び第２嵌合部４５の凹凸関係を逆にしてもよい。すなわち、第１嵌合部４３が軸方向に窪む凹状をなし、第２嵌合部４５が軸方向に突出する凸状をなしていてもよい。

・ロータ２０の極数、すなわち、１つのコアシート２４における磁極形成部３２の数は、上記実施形態の８個に限らず、７個以下、または９個以上に設定してもよい。
・磁石用孔３３の軸方向視の形状は、上記実施形態に限定されるものではなく、Ｕ字状等、コアシート２４の径方向内側に突出するその他の折返し形状であってもよい。また、Ｉ字状等、折返し形状以外であってもよい。

・上記実施形態における第１嵌合部４３及び第２嵌合部４５を、ステータコア１１を形成するコアシートに適用可能である。
・本開示は、実施例に準拠して記述されたが、本開示は当該実施例や構造に限定されるものではないと理解される。本開示は、様々な変形例や均等範囲内の変形をも包含する。加えて、様々な組み合わせや形態、さらには、それらに一要素のみ、それ以上、あるいはそれ以下、を含む他の組み合わせや形態をも、本開示の範疇や思想範囲に入るものである。

（付記）
本発明の特徴を以下の通り示す。
［１］複数の磁極形成部（３２）を周方向において等間隔に備えるコアシート（２４）が軸方向に複数積層されてなる回転電機のコア（２２）であって、前記複数のコアシートの各々は、第１嵌合部（４３）と、第２嵌合部（４５）と、を有し、前記第１嵌合部及び前記第２嵌合部の一方は、軸方向に突出する凸状をなし、前記第１嵌合部及び前記第２嵌合部の他方は、軸方向に窪む凹状をなし、軸方向に重なり合う一対の前記コアシートは、一方のコアシートの前記第１嵌合部と他方のコアシートの前記第２嵌合部との嵌合により、互いに結合され、同一の前記コアシートに設けられた前記第１嵌合部と前記第２嵌合部とは、軸方向において互いに重ならない位置に設けられている、回転電機のコア。

［２］前記各コアシートにおいて、前記複数の磁極形成部は、前記第１嵌合部が設けられた第１磁極形成部（４１）と、前記第２嵌合部が設けられた第２磁極形成部（４２）と、を含み、前記第１嵌合部の中心（４３ａ）は、前記第１磁極形成部の周方向中心（Ｃ１）上に設定され、前記第２嵌合部の中心（４５ａ）は、前記第２磁極形成部の周方向中心（Ｃ２）に対して周方向にオフセットされた位置に設定されている、［１］に記載の回転電機のコア。

［３］前記各コアシートにおいて、前記複数の磁極形成部は、前記第１嵌合部が設けられた第１磁極形成部（４１）と、前記第２嵌合部が設けられた第２磁極形成部（４２）と、を含み、前記第１嵌合部の中心（４３ａ）は、前記第１磁極形成部の周方向中心（Ｃ１）に対して周方向にオフセットされた位置に設定され、前記第２嵌合部の中心（４５ａ）は、前記第２磁極形成部の周方向中心（Ｃ２）に対して周方向にオフセットされた位置に設定されている、［１］に記載の回転電機のコア。

［４］前記コアシートの中心軸（Ｌ１）から前記第２嵌合部の中心までの距離ｒと、前記第２嵌合部のオフセット角度θ２と、前記コアシートの板厚ｔとの関係が、０．１ｔ≦ｒ×ｓｉｎ（θ２）を満たすように構成されている、［２］に記載の回転電機のコア。

［５］前記複数のコアシートは、１枚毎または複数枚毎に転積角度θａだけ回転された状態で積層され、前記複数の磁極形成部のピッチ角度をθ１とし、前記第２嵌合部のオフセット角度をθ２としたとき、前記転積角度θａは、θａ＝（θ１×Ｎ）＋θ２（ただし、Ｎは１以上の整数）である、［２］または［４］に記載の回転電機のコア。

［６］前記複数の磁極形成部は、前記第１磁極形成部と前記第２磁極形成部とが周方向において交互に複数配置されて構成されている、［２］から［５］のいずれか１つに記載の回転電機のコア。

［７］前記第１嵌合部は、軸方向に突出する凸状をなし、前記第２嵌合部は、前記コアシートを軸方向に貫通する貫通孔（４５）である、［２］から［６］のいずれか１つに記載の回転電機のコア。

［８］前記各コアシートにおける前記第２嵌合部のオフセット角度（θ２）が全て同じである、［２］から［７］のいずれか１つに記載の回転電機のコア。
［９］前記複数のコアシートは、前記第２嵌合部のオフセット角度（θ２）が異なるコアシートを含んでいる、［２］から［７］のいずれか１つに記載の回転電機のコア。

［１０］軸方向に窪む凹状をなす前記第１嵌合部または前記第２嵌合部は、前記コアシートを軸方向に貫通する貫通孔（４５）である、［１］から［９］のいずれか１つに記載の回転電機のコア。

［１１］前記第１嵌合部は、軸方向に突出する凸状をなし、前記第２嵌合部は、軸方向に窪む凹状をなし、前記各コアシートは、前記第１嵌合部の裏側において、前記第１嵌合部のプレス成形時に形成される凹部（４５）を有し、前記第１嵌合部の中心（４３ａ）と前記凹部の中心（４５ａ）とが軸方向に沿う同一直線（Ｌ２）上に位置している、［１］から［１０］のいずれか１つに記載の回転電機のコア。

［１２］前記回転電機のコアは、回転電機（Ｍ）のロータ（２０）に用いられるロータコア（２２）であり、前記各コアシートにおいて、前記複数の磁極形成部の各々は、永久磁石（２３）が内部に配置される磁石用孔（３３）を有し、前記磁石用孔は、径方向内側に向かって突出する折返し形状をなす、［１］から［１１］のいずれか１つに記載の回転電機のコア。

［１３］前記各コアシートにおいて、前記複数の磁極形成部の各々は、前記磁石用孔の径方向外側の部位である外側コア部（３４）を有し、前記第１嵌合部及び前記第２嵌合部は、前記外側コア部にそれぞれ設けられている、［１２］に記載の回転電機のコア。

［１４］前記各コアシートは、前記コアシートの中心軸（Ｌ１）を中心とする第１基準円（Ｘ１）上に配置される前記第１嵌合部と前記第２嵌合部とからなる第１凹凸群（６１）と、前記中心軸を中心とする、前記第１基準円よりも径が小さい第２基準円（Ｘ２）上に配置される前記第１嵌合部と前記第２嵌合部とからなる第２凹凸群（６２）と、を備える、［１］から［１３］のいずれか１つに記載の回転電機のコア。

［１５］ロータコア（２２）を有するロータ（２０）と、ステータコア（１１）を有するステータ（１０）と、を備えた回転電機（Ｍ）であって、前記ロータコア及び前記ステータコアの少なくとも一方は、複数の磁極形成部（３２）を周方向において等間隔に備えるコアシート（２４）が軸方向に複数積層されてなり、前記複数のコアシートの各々は、第１嵌合部（４３）と、第２嵌合部（４５）と、を有し、前記第１嵌合部及び前記第２嵌合部の一方は、軸方向に突出する凸状をなし、前記第１嵌合部及び前記第２嵌合部の他方は、軸方向に窪む凹状をなし、軸方向に重なり合う一対の前記コアシートは、一方のコアシートの前記第１嵌合部と他方のコアシートの前記第２嵌合部との嵌合により、互いに結合され、同一の前記コアシートに設けられた前記第１嵌合部と前記第２嵌合部とは、軸方向において互いに重ならない位置に設けられている、回転電機。

１０ ステータ、１１ ステータコア、２０ ロータ、２２ ロータコア、２３ 永久磁石、２４ コアシート、３２ 磁極形成部、３３ 磁石用孔、３４ 外側コア部、４１ 第１磁極形成部、４２ 第２磁極形成部、４３ 第１嵌合部、４３ａ 中心、４４ 凹部、４４ａ 中心、４５ 第２嵌合部（貫通孔）、４５ａ 中心、６１ 第１凹凸群、６２ 第２凹凸群、Ｌ２ 直線、ｒ 距離、ｔ 板厚、θ１ ピッチ角度、θ２ オフセット角度、θａ 転積角度、Ｃ１ 第１磁極形成部の周方向中心、Ｃ２ 第２磁極形成部の周方向中心、Ｌ１ 中心軸、Ｍ 回転電機、Ｘ１ 第１基準円、Ｘ２ 第２基準円。

Claims (15)

1. 複数の磁極形成部（３２）を周方向において等間隔に備えるコアシート（２４）が軸方向に複数積層されてなる回転電機のコア（２２）であって、
   前記複数のコアシートの各々は、第１嵌合部（４３）と、第２嵌合部（４５）と、を有し、
   前記第１嵌合部及び前記第２嵌合部の一方は、軸方向に突出する凸状をなし、
   前記第１嵌合部及び前記第２嵌合部の他方は、軸方向に窪む凹状をなし、
   軸方向に重なり合う一対の前記コアシートは、一方のコアシートの前記第１嵌合部と他方のコアシートの前記第２嵌合部との嵌合により、互いに結合され、
   同一の前記コアシートに設けられた前記第１嵌合部と前記第２嵌合部とは、軸方向において互いに重ならない位置に設けられている、
   回転電機のコア。
2. 前記各コアシートにおいて、前記複数の磁極形成部は、前記第１嵌合部が設けられた第１磁極形成部（４１）と、前記第２嵌合部が設けられた第２磁極形成部（４２）と、を含み、
   前記第１嵌合部の中心（４３ａ）は、前記第１磁極形成部の周方向中心（Ｃ１）上に設定され、
   前記第２嵌合部の中心（４５ａ）は、前記第２磁極形成部の周方向中心（Ｃ２）に対して周方向にオフセットされた位置に設定されている、
   請求項１に記載の回転電機のコア。
3. 前記各コアシートにおいて、前記複数の磁極形成部は、前記第１嵌合部が設けられた第１磁極形成部（４１）と、前記第２嵌合部が設けられた第２磁極形成部（４２）と、を含み、
   前記第１嵌合部の中心（４３ａ）は、前記第１磁極形成部の周方向中心（Ｃ１）に対して周方向にオフセットされた位置に設定され、
   前記第２嵌合部の中心（４５ａ）は、前記第２磁極形成部の周方向中心（Ｃ２）に対して周方向にオフセットされた位置に設定されている、
   請求項１に記載の回転電機のコア。
4. 前記コアシートの中心軸（Ｌ１）から前記第２嵌合部の中心までの距離ｒと、前記第２嵌合部のオフセット角度θ２と、前記コアシートの板厚ｔとの関係が、０．１ｔ≦ｒ×ｓｉｎ（θ２）を満たすように構成されている、
   請求項２に記載の回転電機のコア。
5. 前記複数のコアシートは、１枚毎または複数枚毎に転積角度θａだけ回転された状態で積層され、
   前記複数の磁極形成部のピッチ角度をθ１とし、前記第２嵌合部のオフセット角度をθ２としたとき、前記転積角度θａは、θａ＝（θ１×Ｎ）＋θ２（ただし、Ｎは１以上の整数）である、
   請求項２に記載の回転電機のコア。
6. 前記複数の磁極形成部は、前記第１磁極形成部と前記第２磁極形成部とが周方向において交互に複数配置されて構成されている、
   請求項２に記載の回転電機のコア。
7. 前記第１嵌合部は、軸方向に突出する凸状をなし、
   前記第２嵌合部は、前記コアシートを軸方向に貫通する貫通孔（４５）である、
   請求項２に記載の回転電機のコア。
8. 前記各コアシートにおける前記第２嵌合部のオフセット角度（θ２）が全て同じである、
   請求項２に記載の回転電機のコア。
9. 前記複数のコアシートは、前記第２嵌合部のオフセット角度（θ２）が異なるコアシートを含んでいる、
   請求項２に記載の回転電機のコア。
10. 軸方向に窪む凹状をなす前記第１嵌合部または前記第２嵌合部は、前記コアシートを軸方向に貫通する貫通孔（４５）である、
    請求項１に記載の回転電機のコア。
11. 前記第１嵌合部は、軸方向に突出する凸状をなし、
    前記第２嵌合部は、軸方向に窪む凹状をなし、
    前記各コアシートは、前記第１嵌合部の裏側において、前記第１嵌合部のプレス成形時に形成される凹部（４５）を有し、
    前記第１嵌合部の中心（４３ａ）と前記凹部の中心（４５ａ）とが軸方向に沿う同一直線（Ｌ２）上に位置している、
    請求項１に記載の回転電機のコア。
12. 前記回転電機のコアは、回転電機（Ｍ）のロータ（２０）に用いられるロータコア（２２）であり、
    前記各コアシートにおいて、前記複数の磁極形成部の各々は、永久磁石（２３）が内部に配置される磁石用孔（３３）を有し、
    前記磁石用孔は、径方向内側に向かって突出する折返し形状をなす、
    請求項１に記載の回転電機のコア。
13. 前記各コアシートにおいて、前記複数の磁極形成部の各々は、前記磁石用孔の径方向外側の部位である外側コア部（３４）を有し、
    前記第１嵌合部及び前記第２嵌合部は、前記外側コア部にそれぞれ設けられている、
    請求項１２に記載の回転電機のコア。
14. 前記各コアシートは、
    前記コアシートの中心軸（Ｌ１）を中心とする第１基準円（Ｘ１）上に配置される前記第１嵌合部と前記第２嵌合部とからなる第１凹凸群（６１）と、
    前記中心軸を中心とする、前記第１基準円よりも径が小さい第２基準円（Ｘ２）上に配置される前記第１嵌合部と前記第２嵌合部とからなる第２凹凸群（６２）と、
    を備える、
    請求項１に記載の回転電機のコア。
15. ロータコア（２２）を有するロータ（２０）と、
    ステータコア（１１）を有するステータ（１０）と、を備えた回転電機（Ｍ）であって、
    前記ロータコア及び前記ステータコアの少なくとも一方は、複数の磁極形成部（３２）を周方向において等間隔に備えるコアシート（２４）が軸方向に複数積層されてなり、
    前記複数のコアシートの各々は、第１嵌合部（４３）と、第２嵌合部（４５）と、を有し、
    前記第１嵌合部及び前記第２嵌合部の一方は、軸方向に突出する凸状をなし、
    前記第１嵌合部及び前記第２嵌合部の他方は、軸方向に窪む凹状をなし、
    軸方向に重なり合う一対の前記コアシートは、一方のコアシートの前記第１嵌合部と他方のコアシートの前記第２嵌合部との嵌合により、互いに結合され、
    同一の前記コアシートに設けられた前記第１嵌合部と前記第２嵌合部とは、軸方向において互いに重ならない位置に設けられている、
    回転電機。

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