JP4274199B2

JP4274199B2 - 界磁子用コア

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Publication number: JP4274199B2
Application number: JP2006144410A
Authority: JP
Inventors: 清隆西嶋
Original assignee: Daikin Industries Ltd
Current assignee: Daikin Industries Ltd
Priority date: 2006-05-24
Filing date: 2006-05-24
Publication date: 2009-06-03
Anticipated expiration: 2026-05-24
Also published as: WO2007136041A1; KR20080098685A; EP2020732A4; US20090102306A1; US7863793B2; JP2007318880A; KR100990313B1; EP2020732B1; CN101427444A; AU2007252541B2; EP2020732A1; CN101427444B; AU2007252541A1

Description

本発明は界磁子用コアに関し、特に界磁子用コアの形状に関する。

従来から、界磁子用コアの強度を高める技術が提案されている。例えば、下掲の特許文献１には、界磁磁石を挿入するスロットを２分割し、当該スロットについて界磁子用コアの外周側と内周側とを連結する連結部（特許文献１では「ブリッジ」と記載されている。）を設ける技術が開示されている。

しかし、特許文献１の分割されたスロットは矩形を呈するため、連結部の付け根には角が形成される。このため、連結部に発生する応力は当該角に集中し、連結部が、延いては界磁子用コアが変形するおそれがあった。

例えば下掲の特許文献２や特許文献３には、連結部の角に丸みを設けることで、応力の集中を緩和する技術が紹介されている。

その他、本発明に関連する技術が特許文献４，５に紹介されている。

実開平７−１１８５９号公報特開２００２−２８１７００号公報特開２００４−２６０８８８号公報特開平９−２９４３４４号公報特開２００３−１７４７４７号公報

しかし、特許文献２や特許文献３では角に丸みを設けているだけであり、他の部分は平坦である。このため、丸みを設けた角近傍には依然として応力が集中しやすい。

本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものあり、連結部での応力集中を緩和することが目的とされる。

この発明の請求項１にかかる界磁子用コアは、所定の方向（９１）に沿う回転軸を中心として回転可能な界磁用コアであって、前記所定の方向（９１）の周りで周方向（９２）に環状に配置され、前記周方向について隣接して対を成し、それぞれが前記周方向に一対の端（４１１，４１２，４２１，４２２）を有する界磁磁石貫通孔（４１，４２）と、同じ前記対を成す前記界磁磁石貫通孔の間に設けられ、それぞれが異なる前記界磁磁石貫通孔に属して前記周方向に隣接する前記端（４１２，４２２）を側面（１１１，１１２；１１１，１１２；１７１，１７２；１８１，１８２）として有する連結部（１１；１７；１８）とを備え、前記連結部は、前記所定の方向から見て、前記回転軸を中心とする半径方向に沿って延在し、前記側面の少なくとも一方（１１１；１１１；１７１；１８１）は、前記所定の方向から見て、当該側面に対して前記連結部とは反対側にある位置（ｃ１１１；ｃ１１１；ｃ１７１；ｃ１８１１，ｃ１８１２）を中心とする円に沿う湾曲部分（１１１ａ；１２１ａ〜１６１ａ；１７１ａ；１８１ａ，１８１ｃ）を有し、前記湾曲部分の、前記界磁磁石貫通孔が前記連結部から延びる方向（９４１，９４２）に垂直な方向についての長さ（Ｌｍ；Ｌｎ；・・・；Ｌｎ１，Ｌｎ２）に対する前記円の半径（Ｒｂ）の比（Ｒｂ／Ｌｍ；Ｒｂ／Ｌｎ；・・・；Ｒｂ／Ｌｎ１，Ｒｂ／Ｌｎ２）は、１．０以上１．５以下であり、前記湾曲部分の前記所定の方向から見た接線（ｔ（ｒ））は、前記湾曲部分の両端の間のある一つの位置（ｒ１３；ｒ１３；ｒ３３；ｒ７３，ｒ７６）でのみ、前記連結部の延在方向（９３）に沿う。

この発明の請求項２にかかる界磁子用コアは、請求項１記載の界磁子用コアであって、同じ前記対を成す前記界磁磁石貫通孔（４１，４２）はいずれも、前記所定の方向（９１）から見て、前記対毎に定まるある一方向（９４）に沿って延在する。

この発明の請求項３にかかる界磁子用コアは、請求項１または請求項２記載の界磁子用コアであって、前記位置（ｒ１３）は、前記両端（ｒ１１，ｒ１２）のそれぞれの位置の中点である。

この発明の請求項４にかかる界磁子用コアは、請求項１または請求項２記載の界磁子用コアであって、前記位置（ｒ１３）は、前記両端（ｒ１１，ｒ１２）のそれぞれの位置の中点から前記両端のいずれかへとずれている。

この発明の請求項５にかかる界磁子用コアは、請求項１乃至請求項４のいずれか一つに記載の界磁子用コアであって、前記湾曲部分（１１１ａ；１７１ａ）の前記両端（ｒ１１，ｒ１２；ｒ３１，ｒ３２）は、前記連結部（１１，１７）に対して外周側及び内周側にそれぞれ位置する前記界磁磁石貫通孔（４１，４２）の表面（２１，３１）へと繋がる。

この発明の請求項６にかかる界磁子用コアは、請求項１乃至請求項５のいずれか一つに記載の界磁子用コアであって、前記所定の方向（９１）から見た前記側面（１１１；・・・；１１１；１１１；１８１）について、前記側面は、前記界磁磁石貫通孔（４１，４２）が前記連結部（１１；・・・；１１；１１；１８）から延びる前記方向（９４１，９４２）に垂直な方向（９５１，９５２）に沿う平面部分（１２１ｂ；・・・；１５１ｂ；１６１ｂ；１８１ｂ）を更に有し、前記湾曲部分（１２１ａ；・・・；１６１ａ；１８１ａ）の前記端の一方（ｒ２１；ｒ２３；ｒ４１；ｒ５１；ｒ６２；ｒ７１）は前記平面部分を介して、前記湾曲部分に対して当該端と同じ側にある前記表面（２１；・・・；２１；３１；２１）へと繋がる。

この発明の請求項７にかかる界磁子用コアは、請求孔６記載の界磁子用コアであって、前記湾曲部分（１５１ａ；１６１ａ）の前記端の前記一方（ｒ５１；ｒ６２）は、前記平面部分（１５１ｂ；１６１ｂ）に直接繋がる。

この発明の請求項８にかかる界磁子用コアは、請求項６記載の界磁子用コアであって、前記所定の方向（９１）から見た前記平面部分（１２１ｂ；・・・１４１ｂ；１８１ｂ）は、前記界磁磁石貫通孔（４１，４２）が前記連結部（１１；・・・；１１；１８）から延びる前記方向（９４１，９４２）に沿って前記湾曲部分（１２１ａ；・・・；１４１ａ；１８１ａ）から突出する。

この発明の請求項９にかかる界磁子用コアは、請求項７又は請求項８に記載の界磁子用コアであって、前記側面（１８１）は、前記所定の方向（９１）から見て前記湾曲部分を対（１８１ａ，１８１ｃ）で備え、前記平面部分（１８１ｂ）は前記湾曲部分の間に設けられる。

この発明の請求項１乃至請求項３のいずれか一つにかかる界磁子用コアによれば、湾曲部分を設けることで、連結部で生じる応力は分散されやすい。よって、連結部での応力集中が緩和される。また、連結部に生じる応力が連結部の延在方向に沿って生じるので、連結部の変形が防止できる。

この発明の請求項４にかかる界磁子用コアによれば、中点からずらした方向とは反対側の湾曲部分の端における接線が、界磁磁石貫通孔が連結部から延びる方向と成す角度を大きくすることができる。よって、当該端での応力集中を緩和することができる。

この発明の請求項５にかかる界磁子用コアによれば、側面の全体が湾曲するので、連結部において応力集中が生じにくい。

この発明の請求項６乃至請求項８のいずれか一つにかかる界磁子用コアによれば、湾曲部分で、連結部で生じる応力を分散することができる。しかも、側面に湾曲部分を設けることで、界磁磁石貫通孔の所定の方向から見た面積を狭めることなく平面部分を設けることができる。そして、界磁磁石貫通孔に磁石を挿入した場合には、当該磁石を平面部分で固定することができる。

この発明の請求項９にかかる界磁子用コアによれば、第１及び第２の湾曲部分で、連結部で生じる応力を分散することができる。しかも、界磁磁石貫通孔に磁石を挿入した場合に、当該磁石を平面部分で固定することができる。そして、当該磁石の連結部側の端面が凸に湾曲している場合で合っても、当該端面に対応させて平面部分を設けることができる。

図１は、本発明にかかる界磁子用コア１を概念的に示す上面図である。界磁子用コア１は、界磁磁石貫通孔４１，４２と、連結部１１（後述する第３及び第４の実施の形態ではそれぞれ連結部１７，１８）とを備える。

界磁磁石貫通孔４１，４２は、所定の方向９１の周りで周方向９２に環状に配置され、周方向９２について隣接して対を成している。図１では、同じ対を成す界磁磁石貫通孔４１，４２はいずれも、所定の方向９１から見て、対毎に定まるある一方向９４に沿って延在する場合が示されている。ただし、所定の方向９１から見て、同じ対を成す界磁磁石貫通孔４１，４２のいずれか一方が、他方に対して傾いていても良い。具体的には、界磁磁石貫通孔４１が延在する方向９４１と、界磁磁石４２が延在する方向９４２とが互いに交わっていても良い。なお、後述する実施の形態では、界磁磁石貫通孔４１，４２のいずれもが一方向９４に沿う場合について説明する。

界磁磁石貫通孔４１は周方向９２に一対の端４１１，４１２を、界磁磁石貫通孔４２は周方向９２に一対の端４２１，４２２を、それぞれ有する。

連結部１１は、同じ対を成す界磁磁石貫通孔４１，４２の間に設けられ、端４１２，４２２をそれぞれ側面１１１，１１２として有する。かかる内容は、それぞれが異なる界磁磁石貫通孔４１，４２に属して周方向９２に隣接する端４１２，４２２が、連結部１１の側面１１１，１１２をそれぞれ構成する、と把握することができる。

以下では、連結部１１の側面１１１，１１２の形状について説明する。なお、図１では界磁子用コア１について、界磁磁石貫通孔４１，４２及び連結部１１に対して外周側のコア部に符号２を、内周側のコア部に符号３を付している。

第１の実施の形態．
図２及び図３は、図１で示される連結部１１の一つを拡大して示す。連結部１１の側面１１１，１１２は、全体が凹に湾曲している。具体的には、所定の方向９１から見て、側面１１１の両端の間のある一つの位置ｒ１３でのみ、側面１１１の接線ｔ（ｒ１３）が、連結部１１の延在方向９３に沿う。なお、延在方向９３は、界磁子用コア１の外周側から内周側へと向かう方向であって、本実施の形態では一方向９４に対して垂直である。

側面１１２についても同様に、凹に湾曲しており、その両端ｒ１４，ｒ１５の間のある一つの位置ｒ１６でのみ、接線ｔ（ｒ１６）が延在方向９３に沿う。

上述した側面１１１，１１２の形状によれば、側面１１１，１１２の全体が湾曲するので、連結部１１で生じる応力は分散され、以って連結部１１で応力集中が生じない。

なお、側面１１１，１１２の全体を湾曲部分１１１ａ，１１２ａと把握すれば、上述した側面１１１，１１２の形状は次のように把握することができる。つまり、所定の方向９１から見た湾曲部分１１１ａの両端がそれぞれ、界磁磁石貫通孔４１のコア部２側の表面２１及びコア部３側の表面３１に繋がる。湾曲部分１１２ａについても同様に把握できる。

応力の分散という観点からは、位置ｒ１３と位置ｒ１６とを含む直線Ａ１が一方向９４に沿うことが望ましい。

特に、所定の方向９１から見た界磁磁石貫通孔４１，４２の一方向９４に沿う中心線Ａ０に、直線Ａ１を一致させた場合が図２に示されている。つまり、位置ｒ１３が、側面１１１の両端ｒ１１，ｒ１２のそれぞれの位置の中点にある。また、位置ｒ１６は、側面１１２の両端ｒ１４，ｒ１５のそれぞれの位置の中点にある。

また、図３では、直線Ａ１が中心線Ａ０に対してコア部２側へとずれている場合が示されている。つまり、位置ｒ１３が、側面１１１の両端ｒ１１，ｒ１２のそれぞれの位置の中点に対してコア部２側、つまり位置ｒ１１側へとずれている。また、位置ｒ１６は、側面１１２の両端ｒ１４，ｒ１５のそれぞれの位置の中点に対してコア部２側、つまり位置ｒ１４側へとずれている。

かかる形状によれば、位置ｒ１３，ｒ１６を中点からずらした方向とは反対側（直線Ａ１を中心線Ａ０からずらした方向とは反対側と把握しても良い。）、つまり図３ではコア部３側の、側面１１１の端ｒ１２において、側面１１１の接線ｔ（ｒ１２）と界磁磁石貫通孔４１の表面３１とが界磁磁石貫通孔４１側で成す角度θ１が大きくなるので、端ｒ１２での応力集中が緩和される。同様に、側面１１２の端ｒ１５においても、側面１１２の接線ｔ（ｒ１５）と界磁磁石貫通孔４２の表面３１とが界磁磁石貫通孔４２側で成す角度θ１が大きくなるので、端ｒ１５での応力集中が緩和される。

例えば、直線Ａ１は、中心線Ａ０に対してコア部３側にずれても良い。つまり、位置ｒ１３，ｒ１６は、上記中点に対してコア部３側にずれていても良い。

上述したいずれの形状についても、応力の分散という観点から、所定の方向９１から見た側面１１１，１１２はそれぞれ、側面１１１，１１２に対して連結部１１とは反対側で直線Ａ１上にある位置ｃ１１１，ｃ１１２を中心とする円に沿うことがより望ましい。図２及び図３では、この場合が示されている。

図４は、図２で示される連結部１１の形状において、接線ｔ（ｒ１１）と表面２１とが界磁磁石貫通孔４１側で成す角度θｂと、連結部１１に生じる応力の最大値との関係をグラフで示す。なお、接線ｔ（１４）と表面２１とが界磁磁石貫通孔４２側で成す角度は、角度θｂと同じである。

角度θｂは、側面１１１，１１２が沿う円の半径Ｒｂの、幅Ｌｍに対する比Ｒｂ／Ｌｍを用いて、式（１）で表される。なお、幅Ｌｍは、界磁磁石貫通孔４１，４２の一方向９４に垂直な方向９５についての長さである。なお、一方向９４を、界磁磁石貫通孔４１，４２のそれぞれが連結部１１から延びる方向と把握すれることができ、以下において同じである。

図４で示されるグラフは、次の条件でシミュレーションした結果である。つまり、界磁子用コア１の外径が８８．６（ｍｍ）、回転数が１２０（／min）、位置ｒ１３と位置ｒ１６との距離Ｌｂが０．６（ｍｍ）、幅Ｌｍが２．８（ｍｍ）、半径Ｒｂが１．４〜６．７（ｍｍ）、つまり角度θｂが１００〜１８０（°）である。しかも、図５に示されるように、界磁磁石貫通孔４１，４２のそれぞれの端４１１，４２１に、空隙４３１が設けられる。空隙４３１は、端４１１，４２１から界磁子用コア１の外周側へと延在している。なお、当該シミュレーションでは、端ｒ１１，ｒ１２，ｒ１４，ｒ１５のそれぞれに、半径が０．２（ｍｍ）の丸みを設けた。

図４で示されるグラフから、角度θｂが１０６．１〜１３５．６（°）の範囲にあるとき、つまり比Ｒｂ／Ｌｍが０．７〜１．８の範囲にあるときに、応力の最大値が１２０（ＭＰａ）以下になることがわかる。また、角度θｂが１０９．５〜１２０（°）の範囲にあるとき、つまり比Ｒｂ／Ｌｍが１．０〜１．５の範囲にあるときに、応力の最大値が１１５（ＭＰａ）以下になることがわかる。

図６は、図４で示されるグラフとは条件を変えて得た、シミュレーションの結果である。条件は次の通りである。界磁子用コア１の外径が１２３（ｍｍ）、回転数が１２０（／min）、距離Ｌｂが０．７（ｍｍ）、幅Ｌｍが５．２（ｍｍ）、半径Ｒｂが２．６〜１０．４（ｍｍ）、つまり角度θｂが１０４〜１８０（°）である。しかも、図７に示されるように、界磁磁石貫通孔４１，４２のそれぞれの端４１１，４２１に、空隙４３２が設けられる。空隙４３２は、端４１１，４２１から界磁子用コア１と、界磁子用コア１の外周との間へと延びている。なお、当該シミュレーションでは、端ｒ１１，ｒ１２，ｒ１４，ｒ１５のそれぞれに、半径が０．２（ｍｍ）の丸みを設けた。

図６で示されるグラフから、角度θｂが１１０〜１８０（°）の範囲にあるときに、応力の最大値が１００（ＭＰａ）以下になることがわかる。

端４１１，４１２には、例えば図８〜１０に示される形状を呈する空隙４３を設けても良い。図８では、空隙４３は、端４１１，４２１から界磁子用コア１の外周へと延在し、外周側に拡がっている。図９では、空隙４３は、端４１１，４２１から、界磁磁石貫通孔４１，４２と外周との間に延びており、当該空隙４３と外周との間が空隙４３の先端に行くに従って狭くなる。図１０では、空隙４３は、端４１１，４２１から外周へと延在する部分４３ａと、当該部分と離間して界磁磁石貫通孔４１，４２と外周との間に設けられる部分４３ｂとを有する。

第２の実施の形態．
図１１〜１５はそれぞれ、図２で示される連結部１１について、その側面１１１，１１２が、一方向９４に垂直な方向９５に沿う平面な部分（以下、「平面部分」という。）１２１ｂ，１３１ｂ，１４１ｂ，１５１ｂ，１６１ｂ，１２２ｂ，１３２ｂ，１４２ｂ，１５２ｂ，１６２ｂを有する場合を示す。このとき、側面１１１，１１２は、平面部分１２１ｂ，１３１ｂ，１４１ｂ，１５１ｂ，１６１ｂ以外に湾曲部分１２１ａ，１３１ａ，１４１ａ，１５１ａ，１６１ａ，１２２ａ，１３２ａ，１４２ａ，１５２ａ，１６２ａを有している。第１の実施の形態で説明したように、一方向９４を、界磁磁石貫通孔４１，４２のそれぞれが連結部１１から延びる方向と把握すれば、平面部分１２１ｂ，１３１ｂ，１４１ｂ，１５１ｂ，１６１ｂ，１２２ｂ，１３２ｂ，１４２ｂ，１５２ｂ，１６２ｂは当該方向に垂直な方向に沿うと把握することができる。

図１１では、側面１１１，１１２のコア部２側の端のそれぞれに、平面部分１２１ｂ，１２２ｂが設けられている。平面部分１２１ｂは、一方向９４に沿って湾曲部分１２１ａから突出している。平面部分１２２ｂは、一方向９４に沿って湾曲部分１２２ａから突出している。

なお、平面部分１２１ｂ，１２２ｂはそれぞれ、側面１１１，１１２のコア部３側の端に設けられても良い。

図１２では、側面１１１のコア部２側の端に平面部分１３１ｂが、側面１１２のコア部３側の端に平面部分１３２ｂが、それぞれ設けられている。平面部分１３１ｂは、一方向９４に沿って湾曲部分１３１ａから突出している。平面部分１３２ｂは、一方向９４に沿って湾曲部分１３２ａから突出している。

図１３では、側面１１１の両端に平面部分１４１ｂが、側面１１２の両端に平面部分１４２ｂが、それぞれ設けられている。平面部分１４１ｂは、一方向９４に沿って湾曲部分１４１ａから突出している。平面部分１４２ｂは、一方向９４に沿って湾曲部分１４２ａから突出している。

図１４では、側面１１１の両端に平面部分１５１ｂが、側面１１２の両端に平面部分１５２ｂが、それぞれ設けられている。湾曲部分１５１ａは、平面部分１５１ｂに直接繋がっている。湾曲部分１５２ａは、平面部分１５２ｂに直接繋がっている。

図１５では、側面１１１，１１２のコア部３側の端のそれぞれに、平面部分１６１ｂ，１６２ｂが設けられている。湾曲部分１６１ａ，１６２ａはそれぞれ、平面部分１６１ｂ，１６２ｂに直接繋がっている。

なお、平面部分１６１ｂ，１６２ｂはそれぞれ、側面１１１，１１２のコア部２側の端に設けられても良い。

これらの側面１１１の形状は、次のように把握することができる。つまり、所定の方向９１から見た湾曲部分１２１ａ，１３１ａ，１４１ａ，１５１ａ，１６１ａの端の少なくとも一方ｒ２１，ｒ２３，ｒ４１，ｒ４２，ｒ５１，ｒ５２，ｒ６２は、平面部分１２１ｂ，１３１ｂ，１４１ｂ，１５１ｂ，１６１ｂを介して、当該湾曲部分１２１ａ，１３１ａ，１４１ａ，１５１ａ，１６１ａに対して当該端と同じ側にある界磁磁石貫通孔４１の表面２１，３１へと繋がる。側面１１２についても同様に把握することができる。

上述した側面１１１，１１２の形状によれば、湾曲部分１２１ａ，１３１ａ，１４１ａ，１５１ａ，１６１ａ，１２２ａ，１３２ａ，１４２ａ，１５２ａ，１６２ａで、連結部１１で生じる応力を分散することができる。しかも、側面１１１，１１２に湾曲部分１２１ａ，１３１ａ，１４１ａ，１５１ａ，１６１ａ，１２２ａ，１３２ａ，１４２ａ，１５２ａ，１６２ａを設けることで、界磁磁石貫通孔の所定の方向９１から見た面積を狭めることなく平面部分１２１ｂ，１３１ｂ，１４１ｂ，１５１ｂ，１６１ｂ，１２２ｂ，１３２ｂ，１４２ｂ，１５２ｂ，１６２ｂを設けることができる。そして、界磁磁石貫通孔４１，４２に磁石を挿入した場合には、当該磁石を平面部分で固定することができる。

第１の実施の形態では、比Ｒｂ／Ｌｍを１．０〜１．５の範囲に設定することで、応力の最大値が低下するという結果をシミュレーションによって得た。幅Ｌｍは、側面１１１の湾曲した部分の、垂直な方向９５についての長さＬｎと見ることができる。よって、幅Ｌｍに、湾曲部分１２１ａ，１３１ａ，１４１ａ，１５１ａ，１６１ａ，１２２ａ，１３２ａ，１４２ａ，１５２ａ，１６２ａの垂直な方向についての長さＬｎを採用しても、同様の結果が得られることが推測できる。

図１６は、図１３に示される連結部１１に生じる応力をシミュレーションによって得た結果を、等高線７０１〜７０３で示す。等高線７０１〜７０３はこの順に大きな応力を示す。

当該シミュレーションの条件は、界磁子用コア１の外径が９０（ｍｍ）、回転数が１２０（／min）、位置ｒ１３と位置ｒ１６との距離Ｌｂが０．６（ｍｍ）、幅Ｌｍが２．８（ｍｍ）、長さＬｎが１．８（ｍｍ）、半径Ｒｂが２．３（ｍｍ）、比Ｌｎ／Ｒｂが０．７８である。

図１６から、一方向９４に垂直な方向９５について湾曲部分１４１ａ，１４２ａの中央で応力が最大となることがわかる。かかる部分での応力は１２０（ＭＰａ）程度であった。

図１７及び図１８は、図１６で示される結果と比較のため、図１３で示されるのとは異なる形状を呈する連結部についてシミュレーションで得た結果である。図１７では、連結部１１１について湾曲している部分を平坦にしたもの（かかる部分をここでは「平坦部分２０１」という。）についての結果を、応力の等高線７１１〜７１４で示す。等高線７１１〜７１４はこの順に大きな応力を示す。なお、当該連結部の平坦部分２０１の一方向９４についての厚みは０．６（ｍｍ）であり、他の条件は図１６についての条件と同じである。図１８では、図１７で示される連結部について平坦部分２０１の両端に半径０．５（ｍｍ）の丸みを設けたものについての結果を、等高線７２１〜７２４で示す。等高線７２１〜７２４はこの順に大きな応力を示す。他の条件は図１６についての条件と同じである。

図１７から、平坦部分２０１の両端に応力が集中していることがわかる。かかる部分での応力は１３９（ＭＰａ）程度であった。図１８から、丸み部分と平坦部分２０１とが繋がる部分付近に応力が集中していることがわかる。かかる部分での応力は１３０（ＭＰａ）程度であった。

以上の結果から、側面１１１に湾曲部分１４１ａを設けることで、その両端に平面部分１４１ｂ，１４２ｂを設けた場合であっても、連結部１１１の応力集中が緩和されることがわかる。しかも、位置ｒ１３と位置ｒ１６との間の距離が小さくなるので、磁束の短絡が防止される。

図１９（ａ）及び（ｂ）はそれぞれ、図１６及び図１８に示される破線で囲まれた領域を拡大して示す。図１９（ａ）から、平坦部分１４１ｂの湾曲部分１４１ａ側の角に発生する応力は小さいことがわかる。しかも、その応力が小さな領域（等高線７０１と側面１１１で囲まれる領域）の面積は、図１９（ｂ）に示される等高線７２１と側面とで囲まれる領域の面積よりも大きい。つまり、図１８で示される平坦部分２０１を、湾曲部分１４１ａ，１４２ａのように湾曲させることで（図１６）、当該角に応力が集中しにくくなることがわかる。

第３の実施の形態．
図２０は、所定の方向９１から見て、図２で示される連結部１１について、その延在方向９３を、一方向９４に垂直な方向９５に対して傾けた場合を、連結部１７として示している。なお、連結部１７の側面には、符号１７１，１７２を付している。例えば、界磁磁石貫通孔４１，４２のそれぞれの延在方向９４１，９４２（図１）が交わる場合には、延在方向９４１と延在方向９４２とが界磁子用コア１の内周側で成す角度を二等分する方向に対して、連結部１７は傾けられる。

具体的には、界磁子用コア１の回転軸を中心とした半径方向が、一方向９４に垂直な方向９５に対して傾く位置に、連結部１７が設けられる場合において、連結部１７の延在方向９３が当該半径方向に沿う。

側面１７１について、所定の方向９１から見て、側面１７１の両端ｒ３１，ｒ３２の間のある一つの位置ｒ３３でのみ、側面１７１の接線ｔ（ｒ３３）が連結部１７の延在方向９３に沿う。また側面１７２についても同様に、側面１７２の両端ｒ３４，ｒ３５の間のある一つの位置ｒ３６でのみ、側面１７２に接線ｔ（ｒ３６）が当該延在方向９３に沿う。

かかる形状によれば、連結部１７の変形が防止できる。なぜなら、界磁子用コア１を所定の方向９１に沿う回転軸の周りで回転させた場合、界磁子用コア１には回転軸を中心とした半径方向に応力が生じるが、連結部１７の延在方向９３が応力の生じる方向に沿うので、延在方向９３に垂直な方向への応力の成分が小さくなるからである。

応力の分散という観点からは、位置ｒ３３と位置ｒ３６とを含む直線Ａ２と、連結部１７の延在方向９３とが直交することが望ましい。更には、所定の方向９１から見た側面１７１，１７２はそれぞれ、側面１７１，１７２に対して連結部１７とは反対側で直線Ａ２上にある位置ｃ１７１，ｃ１７２を中心とする円に沿うことがより望ましい。

本実施の形態にかかる連結部１７についても、第２の実施の形態と同様に、平面部分を設けることができる。

第４の実施の形態．
図２１は、本実施の形態にかかる連結部１８を概念的に示す。なお、連結部１８の側面には、符号１８１，１８２を付している。本実施の形態では、連結部１８の延在方向９３は、一方向９４に対して垂直である。

側面１８１は、湾曲部分１８１ａ，１８１ｃ及び平面部分１８１ｂを有する。所定の方向９１から見た湾曲部分１８１ａは、凹に湾曲しており、湾曲部分１８１ａの両端ｒ７１，ｒ７２の間のある一つの位置ｒ７３でのみ、接線ｔ（ｒ７３）が延在方向９３に沿う。

湾曲部分１８１ｃについても湾曲部分１８１ａと同様に、凹に湾曲しており、その両端ｒ７４，ｒ７５の間のある一つの位置ｒ７６でのみ、接線ｔ（ｒ７６）が延在方向９３に沿う。

平面部分１８１ｂは、一方向９４に垂直な方向９５に沿って平坦であり、湾曲部分１８１ａと湾曲部分１８１ｃとの間に設けられる。なお、第１の実施の形態で説明したように、一方向９４を、界磁磁石貫通孔４１，４２のそれぞれが連結部１８から延びる方向と把握すれば、平面部分１８１ｂは当該方向に垂直な方向に沿うと把握することができる。

平面部分１８１ｂは、一方向９４に沿って、湾曲部分１８１ａ，１８１ｃに対して突出しても良いし、湾曲部分１８１ａ，１８１ｃの端ｒ７１，ｒ７５が平面部分１８１ｂに直接繋がっても良い。なお、前者の形状が、図２１に示されている。

側面１８２は、湾曲部１８２ａ，１８２ｃ及び平面部分１８２ｂを有する。所定の方向から見た湾曲部分１８２ａは、凹に湾曲しおり、湾曲部分１８２ａの両端ｒ７７，ｒ７８の間のある一つの位置ｒ７９でのみ、接線ｔ（ｒ７９）が延在方向９３に沿う。

湾曲部分１８２ｃについても同様に、凹に湾曲しており、その両端ｒ８０，ｒ８１の間にある一つの位置ｒ８２でのみ、接線ｔ（ｒ８２）が延在方向９３に沿う。

平面部分１８２ｂは、一方向９４に垂直な方向９５に沿って平坦であり、湾曲部分１８２ａと湾曲部分１８２ｃとの間に設けられる。なお、平面部分１８２ｂも、平面部分１８１ｂと同様に把握することができる。

平面部分１８２ｂは、一方向９４に沿って、湾曲部分１８２ａ，１８２ｃに対して突出しても良いし、湾曲部分１８２ａ，１８２ｃの端ｒ７７，ｒ８１が平面部分１８２ｂに直接繋がっても良い。なお、前者の形状が、図２１に示されている。

上述した側面１８１の形状によれば、湾曲部分１８１ａ，１８１ｃで、連結部１８に生じる応力を分散することができる。しかも、界磁磁石貫通孔４１に磁石を挿入した場合に、当該磁石を平面部分１８１ｂで固定することができる。そして、磁石の連結部１８側の端面が凸に湾曲している場合であっても、当該端面に対応させて平面部分１８１ｂ，１８２ｂを設けることができる。側面１８２についても同様に、応力を分散でき、界磁磁石貫通孔４２に挿入された磁石を固定することができる。

応力の分散という観点からは、位置ｒ７３と位置ｒ７９とを含む直線Ａ３１は、延在方向９３と直交することが望ましい。また、同じ観点から、位置ｒ７６と位置ｒ８２とを含む直線Ａ３２も、延在方向９３に直交することが望ましい。また、平面部分１８１ｂ，１８２ｂがそれぞれ湾曲部分１８１ａ，１８２ａから突出する長さは、幅Ｌｍに対して１／３以下であることが望ましい。

更には、所定の方向９１から見た湾曲部分１８１ａ，１８２ａはそれぞれ、湾曲部分１８１ａ，１８２ａに対して連結部１８とは反対側で直線Ａ３１上にある位置ｃ１８１１，ｃ１８２１を中心とする円に沿うことがより望ましい。また、所定の方向９１から見た湾曲部分１８１ｃ，１８２ｃについてもそれぞれ、湾曲部分１８１ｃ，１８２ｃに対して連結部１８とは反対側で直線Ａ３２上にある位置ｃ１８１２，ｃ１８２２を中心とする円に沿うことがより望ましい。

位置ｃ１８１１，ｃ１８２１を中心とする円の半径と、位置ｃ１８１２，ｃ１８２２を中心とする円の半径がそれぞれ等しい（以下、「半径Ｒｂ」という。）場合には、第１の実施の形態で説明したシミュレーションの結果から、第３の実施の形態と同様の推測をすることができる。つまり、湾曲部分１８１ａ，１８２ａの一方向９４に垂直な方向９５についての長さＬｎ１対する半径Ｒｂの比Ｒｂ／Ｌｎ１を１．０〜１．５の範囲に設定し、湾曲部分１８１ｃ，１８２ｃの方向９５についての長さＬｎ２に対する半径Ｒｂの比Ｒｂ／Ｌｎ２を１．０〜１．５の範囲に設定することで、応力の最大値が低下する。

図２２は、図２１で示される連結部１８に生じる応力をシミュレーションによって得た結果を、等高線７３１〜７３５で示す。等高線７３１〜７３５はこの順に大きな応力を示す。

当該シミュレーションの条件は、界磁子用コア１の外径が８８．６（ｍｍ）、回転数が１２０（／min）、位置ｒ７３と位置ｒ７９との距離Ｌｂ１が０．６（ｍｍ）、位置ｒ７６と位置ｒ８２との距離Ｌｂ２が０．６（ｍｍ）、幅Ｌｍが２．８（ｍｍ）、長さＬｎ１，Ｌｎ２がそれぞれ１．１５（ｍｍ）、半径Ｒｂが１．４（ｍｍ）、比Ｒｂ／Ｌｎ１，Ｒｂ／Ｌｎ２がそれぞれ１．２２である。なお、湾曲部分１８１ａ，１８１ｃ，１８２ａ，１８２ｃのそれぞれの両端に半径が０．２（ｍｍ）の丸みを設けた。

図２２から、一方向９４に垂直な方向９５について湾曲部分１８１ａ，１８１ｃ，１８２ａ，１８２ｃの中央で応力が最大となることがわかる。かかる部分での応力は１２３（ＭＰａ）程度であった。

図２３は、図２２で示される結果と比較のため、図２１で示されるのとは異なる形状を呈する連結部についてのシミュレーションで得た結果を、等高線７４１〜７４６で示す。等高線７４１〜７４６はこの順に大きくなる。当該連結部は、連結部１８１ａ，１８１ｃ，１８２ａ，１８２ｃをいずれも平坦にし（かかる部分を「平坦部分２０２」という。）、かつ平坦部分２０２の両端に半径が０．３（ｍｍ）の丸みを設けた形状を呈する。

図２３から、平坦部分２０２のそれぞれの両端に応力が集中していることがわかる。かかる部分での応力は、１４０（ＭＰａ）程度である。

以上の結果から、側面１８１に湾曲部分１８１ａ，１８１ｃ，１８２ａ，１８２ｃを設けることで、かかる部分が平坦な連結部（図２３）に比べて、応力集中が緩和されることがわかる。

上述したいずれの実施の形態においても、界磁磁石貫通孔４１，４２のそれぞれの延在方向９４１，９４２が交わる場合には、界磁磁石貫通孔４１側の側面１１１，１８１に関する記載については、「一方向９４に垂直な方向９５」を「延在方向９４１に垂直な方向９５１（図１）」に、界磁磁石貫通孔４２側の側面１１２，１８２に関する記載については、「一方向９４に垂直な方向９５」を「延在方向９４２に垂直な方向９５２（図１）」に読み替えるものとする。

変形：
上述したいずれの実施の形態においても、周方向９２に隣接して組を成す３つ以上の界磁磁石貫通孔についても適用できる。つまり、同じ組に属し、隣接する界磁磁石貫通孔の間に連結部１１，１７，１８のいずれかが採用される。

例えば、電磁鋼板を所定の方向９１に積層し、それぞれの電磁鋼板を互いにカシメることで界磁子用コア１を得ることができる。

図２４及び図２５は、カシメ９の位置を概念的に示す。図２４では、連結部１１，１７，１８の延在方向９３についての両側に、カシメ９が設けられている。連結部１１，１７，１８を磁束は短絡しにくいため、連結部１１，１７，１８は磁気飽和されやすい。よって、連結部１１，１７，１８の当該両側では磁束が変化しにくく、以ってカシメ９の設置に望ましい。

図２５では、界磁磁石貫通孔４１，４２の一方向９４についての中央付近で、コア部２，３のそれぞれにカシメ９が設けられている。これにより、連結部１１，１７，１８近傍に比べて強度の弱い部分、つまり連結部１１、１７，１８に対して空隙４３側の部分の強度が高められる。

また、電磁鋼板を所定の方向９１に積層し、これを所定の方向９１についての両側から端板で挟み、全体をピンまたはボルトで固定することで界磁子用コア１を得ても良い。

図１には、ピンまたはボルトを設ける穴６の位置が概念的に示されている。図１では、界磁磁石貫通孔４１，４２に対して界磁子用コア１の内周側であって、異なる対に属して互いに隣接する界磁磁石貫通孔４１，４２の間に、穴６が設けられている。これにより、ピンまたはボルトにバランスウェイトが取り付けられた場合に、バランスウェイトにかかる遠心力がピンまたはボルトに伝わっても、界磁子用コア１が変形されにくい。

本発明にかかる界磁子用コア１を概念的に示す上面図である。第１の実施の形態で説明される連結部１１を概念的に示す図である。第１の実施の形態で説明される連結部１１を概念的に示す図である。角度θｂと、連結部１１に生じる応力の最大値との関係を示す図である。界磁磁石貫通孔４１，４２に設けられる空隙４３１を示す図である。角度θｂと、連結部１１に生じる応力の最大値との関係を示す図である。界磁磁石貫通孔４１，４２に設けられる空隙４３２を示す図である。界磁磁石貫通孔４１，４２に設けられる空隙４３を示す図である。界磁磁石貫通孔４１，４２に設けられる空隙４３を示す図である。界磁磁石貫通孔４１，４２に設けられる空隙４３を示す図である。第２の実施の形態で説明される連結部１１を概念的に示す図である。第２の実施の形態で説明される連結部１１を概念的に示す図である。第２の実施の形態で説明される連結部１１を概念的に示す図である。第２の実施の形態で説明される連結部１１を概念的に示す図である。第２の実施の形態で説明される連結部１１を概念的に示す図である。図１３に示される連結部１１に生じる応力を等高線で示す図である。連結部１１と異なる形状を呈する連結部に生じる応力を示す図である。連結部１１と異なる形状を呈する連結部に生じる応力を示す図である。図１６及び図１８の破線で囲まれた領域を拡大した図である。第３の実施の形態で説明される連結部１７を概念的に示す図である。第４の実施の形態で説明される連結部１７を概念的に示す図である。連結部１８に生じる応力を等高線で示す図である。連結部１８とは異なる形状を呈する連結部に生じる応力を示す図である。カシメ９の位置を概念的に示す図である。カシメ９の位置を概念的に示す図である。

符号の説明

１１，１７，１８連結部
２１，３１表面
４１，４２界磁磁石貫通孔
９１所定の方向
９２周方向
９３延在方向
９４一方向
１１１，１１２，１７１，１７２，１８１，１８２側面
１１１ａ〜１６１ａ，１７１ａ，１８１ａ，１８１ｃ湾曲部分
１２１ｂ〜１６１ｂ，１８１ｂ平面部分
４１１，４１２，４２１，４２２端
ｒ１３，ｒ３３，ｒ７３，ｒ７６，ｃ１１１，ｃ１７１，ｃ１８１１，ｃ１８１２位置
ｒ１１，ｒ１２，ｒ３１，ｒ３２側面の両端
ｒ２１，ｒ２３，ｒ４１，ｒ５１，ｒ６２，ｒ７１湾曲部分の端
ｒ（ｔ）接線
Ｌｍ距離
Ｌｎ，Ｌｎ１，Ｌｎ２長さ
Ｒｂ半径

Claims

所定の方向（９１）に沿う回転軸を中心として回転可能な界磁用コアであって、
前記所定の方向（９１）の周りで周方向（９２）に環状に配置され、前記周方向について隣接して対を成し、それぞれが前記周方向に一対の端（４１１，４１２，４２１，４２２）を有する界磁磁石貫通孔（４１，４２）と、
同じ前記対を成す前記界磁磁石貫通孔の間に設けられ、それぞれが異なる前記界磁磁石貫通孔に属して前記周方向に隣接する前記端（４１２，４２２）を側面（１１１，１１２；１１１，１１２；１７１，１７２；１８１，１８２）として有する連結部（１１；１７；１８）と
を備え、
前記連結部は、前記所定の方向から見て、前記回転軸を中心とする半径方向に沿って延在し、
前記側面の少なくとも一方（１１１；１１１；１７１；１８１）は、前記所定の方向から見て、当該側面に対して前記連結部とは反対側にある位置（ｃ１１１；ｃ１１１；ｃ１７１；ｃ１８１１，ｃ１８１２）を中心とする円に沿う湾曲部分（１１１ａ；１２１ａ〜１６１ａ；１７１ａ；１８１ａ，１８１ｃ）を有し、
前記湾曲部分の、前記界磁磁石貫通孔が前記連結部から延びる方向（９４１，９４２）に垂直な方向についての長さ（Ｌｍ；Ｌｎ；・・・；Ｌｎ１，Ｌｎ２）に対する前記円の半径（Ｒｂ）の比（Ｒｂ／Ｌｍ；Ｒｂ／Ｌｎ；・・・；Ｒｂ／Ｌｎ１，Ｒｂ／Ｌｎ２）は、１．０以上１．５以下であり、
前記湾曲部分の前記所定の方向から見た接線（ｔ（ｒ））は、前記湾曲部分の両端の間のある一つの位置（ｒ１３；ｒ１３；ｒ３３；ｒ７３，ｒ７６）でのみ、前記連結部の延在方向（９３）に沿う、界磁子用コア。
同じ前記対を成す前記界磁磁石貫通孔（４１，４２）はいずれも、前記所定の方向（９１）から見て、前記対毎に定まるある一方向（９４）に沿って延在する、請求項１記載の界磁子用コア。
前記位置（ｒ１３）は、前記両端（ｒ１１，ｒ１２）のそれぞれの位置の中点である、請求項１または請求項２記載の界磁子用コア。
前記位置（ｒ１３）は、前記両端（ｒ１１，ｒ１２）のそれぞれの位置の中点から前記両端のいずれかへとずれている、請求項１または請求項２記載の界磁子用コア。
前記湾曲部分（１１１ａ；１７１ａ）の前記両端（ｒ１１，ｒ１２；ｒ３１，ｒ３２）は、前記連結部（１１，１７）に対して外周側及び内周側にそれぞれ位置する前記界磁磁石貫通孔（４１，４２）の表面（２１，３１）へと繋がる、請求項１乃至請求項４のいずれか一つに記載の界磁子用コア。
前記所定の方向（９１）から見た前記側面（１１１；・・・；１１１；１１１；１８１）について、
前記側面は、前記界磁磁石貫通孔（４１，４２）が前記連結部（１１；・・・；１１；１１；１８）から延びる前記方向（９４１，９４２）に垂直な方向（９５１，９５２）に沿う平面部分（１２１ｂ；・・・；１５１ｂ；１６１ｂ；１８１ｂ）を更に有し、
前記湾曲部分（１２１ａ；・・・；１６１ａ；１８１ａ）の前記端の一方（ｒ２１；ｒ２３；ｒ４１；ｒ５１；ｒ６２；ｒ７１）は前記平面部分を介して、前記湾曲部分に対して当該端と同じ側にある前記表面（２１；・・・；２１；３１；２１）へと繋がる、請求項１乃至請求項５のいずれか一つに記載の界磁子用コア。
前記湾曲部分（１５１ａ；１６１ａ）の前記端の前記一方（ｒ５１；ｒ６２）は、前記平面部分（１５１ｂ；１６１ｂ）に直接繋がる、請求項６記載の界磁子用コア。
前記所定の方向（９１）から見た前記平面部分（１２１ｂ；・・・１４１ｂ；１８１ｂ）は、前記界磁磁石貫通孔（４１，４２）が前記連結部（１１；・・・；１１；１８）から延びる前記方向（９４１，９４２）に沿って前記湾曲部分（１２１ａ；・・・；１４１ａ；１８１ａ）から突出する、請求項６に記載の界磁子用コア。
前記側面（１８１）は、前記所定の方向（９１）から見て前記湾曲部分を対（１８１ａ，１８１ｃ）で備え、
前記平面部分（１８１ｂ）は前記湾曲部分の間に設けられる、請求項７又は請求項８に記載の界磁子用コア。