JP4945377B2

JP4945377B2 - 回転電機

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Publication number: JP4945377B2
Application number: JP2007226690A
Authority: JP
Inventors: 正史斉藤; 英樹重松; 邦明阿久津
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 2007-08-31
Filing date: 2007-08-31
Publication date: 2012-06-06
Anticipated expiration: 2027-08-31
Also published as: JP2009060738A

Description

本発明は、複数の分割コアプレートをリング状に配置しながら積層して成形されるリングコアと、前記リングコアに嵌挿されるシャフトと、前記分割コアプレートに形成された磁石挿入孔に挿入される磁石とを備える回転電機に関する。

例えば、回転電機ロータは、リング状の鋼板を積層することで円筒状のロータコアとして成形され、その中央には、シャフトが嵌挿される孔部が設けられている。このため、前記のリング状の鋼板が製造される際にはその中央部の材料が利用されない。そこで、前記ロータコアを周方向に分割した分割コアプレートを用い、複数の分割ロータコアをリング状に配置して積層することにより、鋼板の材料歩留まりを向上させている。

本出願人は、分割コアプレートの内周側に凸部を設け、該凸部に形成した位置決め部にピンを挿入することで各層を結合する技術を提案している（特許文献１）。

特願２００６−３１８７９７号

ところで、上記の技術では、分割コアプレートが積層されたロータコアにおいて各凸部が積層方向に揃うことになる。このため、各凸部に寸法誤差等を生じている場合等には、ロータコアにシャフトを嵌挿した際、緩みやがたつき、かじり等を生じる可能性がある。また、各層の結合にピンを用いているが、一層のコスト削減や製造工程の簡素化のため、さらなる部品点数の低減と、これによるコスト低減とが望まれている。

本発明は、上記従来の技術に関連してなされたものであり、分割コアプレートを積層したロータコアとシャフトとを一層確実に固定することができ、しかも部品点数を削減し、コストを低減することができる回転電機を提供することを目的とする。

本発明に係る回転電機は、複数の分割コアプレートをリング状に配置しながら積層して成形されるリングコアと、前記リングコアに嵌挿されるシャフトと、前記分割コアプレートに形成された磁石挿入孔に挿入される磁石とを備える回転電機であって、前記分割コアプレートの内周側には、前記磁石挿入孔に対して直径方向での中心線の位置が変位して配置された複数の凸部が設けられ、前記リングコアは、該リングコアの軸方向に沿って前記凸部の側端部が交互に凹凸して積層され、該交互に凹凸して積層された各分割コアプレートの前記側端部が前記シャフトに嵌合されていることを特徴とする。

このような構成によれば、リングコアを構成する分割コアプレートの内周側に設けられた凸部の側端部が交互に積層された凹凸形状をなしてシャフトに嵌合されている。これにより、交互に積層された側端部がシャフト嵌合時に反りを生じ、スプリングとして機能するため、シャフトとリングコアとを確実に緩みなく嵌合し固定することができる。従って、例えば、分割コアプレートに寸法誤差等を生じている場合であっても、リングコアとシャフトとを緩みやがたつきを生じることなく確実に固定することが可能となる。しかも、各層間を結合するピン等が不要となるため、製造コストを低減することができる。

また、前記磁石挿入孔は、前記分割コアプレートに等間隔に少なくとも２以上形成され、前記凸部は前記磁石挿入孔にそれぞれ対応して配設されると共に、少なくとも一組の隣接する凸部において、一方の凸部は前記磁石挿入孔に対して直径方向での中心線の位置が一方側に変位して配置され、他方の凸部は前記磁石挿入孔に対して直径方向での中心線の位置が他方側に変位して配置され、前記リングコアは、前記分割コアプレートをリング状に配置したプレートが、順次、隣接する前記磁石挿入孔同士の角度単位の整数倍となる角度単位で分割位置を変位して積層されていると、磁石挿入孔をリングコアの軸方向で揃えた状態で、凸部の側端部を軸方向に沿って容易に凹凸させて積層することができる。

この場合、前記分割コアプレートの前記凸部の前記側端部は段形状をなし、所定の幅寸法からなる第１段部と、該第１段部より幅広の第２段部とを有すると、例えば、第１段部及び第２段部のいずれか一方をリングコアの製造装置で保持しながら積層した後、他方をシャフトへの嵌合時に使用することができる。従って、製造装置における凸部の保持部位と、製品である回転電機を構成するシャフトにおける凸部の保持部位とを容易に異ならせることができるため、シャフトとリングコアをがたつきなく一層確実に固定することができる。

本発明によれば、リングコアを構成する分割コアプレートの内周側に設けられた凸部の側端部が交互に積層された凹凸形状をなしてシャフトに嵌合されている。これにより、交互に積層された側端部がシャフト嵌合時に反りを生じ、スプリングとして機能するため、シャフトとリングコアとを確実に緩みなく嵌合し固定することができる。従って、例えば、分割コアプレートに寸法誤差等を生じている場合であっても、リングコアとシャフトとを緩みやがたつきを生じることなく確実に固定することが可能となる。しかも、各層間を結合するピン等が不要となるため、製造コストを低減することができる。

以下、本発明に係る回転電機について好適な実施の形態を挙げ、添付の図面を参照して詳細に説明する。

図１は、本発明の第１の実施形態に係る回転電機としての回転電機ロータ１０の分解斜視図である。本実施形態に係る回転電機ロータ１０は、図示しないステータ（固定子）等と共に電動機を構成するものである。

回転電機ロータ１０は、薄板扇状の分割コアプレートをリング状に配置して積層したロータコア（リングコア）１２と、該ロータコア１２の内周側に配設されるシャフト（回転軸部材）１４と、前記ロータコア１２の周方向に等間隔に形成されて各層を貫通する矩形状のマグネット孔（磁石挿入孔）１６に嵌挿されるマグネット（磁石）１８とから構成されている。

ロータコア１２は、薄板扇状の電磁鋼板からなる分割コアプレート（ロータコアピース）２０を周方向に所定枚数（本実施形態では３枚）配置してリング状に形成したコアプレート２２を所定枚数（例えば５０枚）積層して構成されている。なお、ロータコア１２の積層枚数は、その使用条件等に応じて適宜変更可能であることは言うまでもない。

このようにコアプレート２２を所定枚数積層して構成されるロータコア１２では、図１中の最下層（第１層）のコアプレート２２を構成するうちの所定の２枚の分割コアプレート２０同士の端部の当接位置を矢印Ｅ１で示した場合、その上層である第２層のコアプレート２２を構成するうちの所定の２枚の分割コアプレート２０同士の端部の当接位置は矢印Ｅ２で示される。同様に、第３層のコアプレート２２では矢印Ｅ３で示され、第４層のコアプレート２２では矢印Ｅ４で示され、第５層のコアプレート２２では矢印Ｅ１で示され、その上層でも同様な順序で積層される。この場合、図１から諒解されるように、各矢印Ｅ１〜Ｅ４の位相は、それぞれ３０°ずつずれている。一方、各層、例えば、第１層における前記端部の当接位置は、一枚の分割コアプレート２０の円弧の角度と同一であり、矢印Ｅ１で示す位置を基準として１２０°刻みで合計３箇所に位置しており、他の層でも同様である。

具体的には、図２に示すように、例えば、第１層を構成するコアプレート２２では、分割コアプレート２０同士が当接する端部（突き当て面）の位置Ｅ１が、所定角度θ１（本実施形態では１２０°）刻みで合計３箇所に配置されている。第２層を構成するコアプレート２２では、分割コアプレート２０同士が当接する端部の位置Ｅ２が、前記位置Ｅ１から所定角度θ２（本実施形態では３０°）ずれた位置とされている。第３層を構成するコアプレート２２では、端部の位置Ｅ３が、前記位置Ｅ２からさらに所定角度θ２（３０°）ずれた位置とされ、その上層でも同様である。このように、ロータコア１２では、各層が前記所定角度θ２（３０°）ずつずれた状態で積層されている。なお、前記所定角度θ２は、隣り合う２つのマグネット孔１６間の位相差と同一とされている。

図３に示すように、分割コアプレート２０には、その内周側の円弧状縁部に略矩形状の凸部（突出部）２４ａ、２４ｂが交互に２個ずつ、各マグネット孔１６に対応して合計４個形成されている。

一方の凸部２４ａは、分割コアプレート２０の円弧の中心Ｏから、対応するマグネット孔１６の中心を通る中心線ＣＬに対して、一方側（矢印Ｒ１側）に変位（偏位）して配置されている。また、該凸部２４ａと隣り合う他方の凸部２４ｂは、対応する中心線ＣＬに対して、他方側（矢印Ｒ２側）に変位して配置されている。換言すれば、一方の凸部２４ａは、対応するマグネット孔１６の中心線ＣＬに対して直径方向での中心線の位置が一方側（矢印Ｒ１側）に変位して配置され、他方の凸部２４ｂは、対応するマグネット孔１６の中心線ＣＬに対して直径方向での中心線の位置が他方側（矢印Ｒ２側）に変位して配置されている。

さらに、凸部２４ａ、２４ｂには、対応するマグネット孔１６に沿う矩形状の位置決め部（かしめ部）２６が設けられ、各位置決め部２６の直径方向での中心線は、マグネット孔１６に対する中心線ＣＬに一致するように形成されている。位置決め部２６は、図６Ａに示すように、分割コアプレート２０の下面側に形成され下方に突出した位置決め凸部２６ａと、上面側で前記位置決め凸部２６ａの内壁面で形成された位置決め凹部２６ｂとから構成されている。これにより、各位置決め部２６は、位置決め凸部２６ａが、その下層のコアプレート２２の位置決め凹部２６ｂに係合し互いにかしめられることで、各層を積層する際の位置決め部、及び、各層をある程度の強度で結合する結合部として機能する。

図３から諒解されるように、凸部２４ａ、２４ｂでは、分割コアプレート２０の円弧の方向（Ｒ１及びＲ２方向）に略直交して略直径方向に延びた一対の側端部２８、２８間の幅が、中心線ＣＬを中心として狭幅な幅Ａと、該幅Ａより幅広な幅Ｂとを合わせた大きさとされている。

この場合、凸部２４ａと凸部２４ｂとでは、幅Ａの部位と幅Ｂの部位とがそれぞれ対称に配置されている。従って、図１及び図２に示すように、各層を構成するコアプレート２２が所定角度θ２（３０°）ずつずれた状態で積層されると、任意の層の凸部２４ａはその上下層の凸部２４ｂによって挟まれ、同様に、任意の層の凸部２４ｂはその上下層の凸部２４ａによって挟まれた状態となる。このため、ロータコア１２の内周側で層方向（軸方向）に積層される凸部２４ａ、２４ｂは、一方側に変位した凸部２４ａと他方側に変位した凸部２４ｂとが交互に積層されることになり、各凸部２４ａ、２４ｂの側端部２８が交互に凹凸して積層され、全体としてその中心線の位置がマグネット孔１６の中心線ＣＬと略一致して、平面視において互いに等間隔に配置される（図５参照）。

一方、このようなロータコア１２が嵌合するシャフト１４は、図１、図４Ａ及び図４Ｂに示すように、ロータコア１２の内周側に嵌挿される円筒部３０と、該円筒部３０の軸方向一端側（下端側）から直径方向に延びた鍔部（フランジ部）３２とから構成され、ロータコア１２が嵌挿され回転電機ロータ１０として組立られた状態では、前記鍔部３２の上面にロータコア１２の最下層を構成するコアプレート２２が当接配置される。

円筒部３０の外周面には、ロータコア１２の凸部２４ａ、２４ｂに対応して軸方向に延在する溝部３０ａが、所定角度θ２（３０°）毎に周方向に等間隔に所定数（本実施形態では１２個）形成されている。従って、ロータコア１２の交互に凹凸形状に積層された凸部２４ａ、２４ｂに、溝部３０ａと嵌合させるための圧入代を設けておくことにより、ロータコア１２とシャフト１４とを強固に結合することができる。すなわち、溝部３０ａの幅を幅Ｃとすると、該幅Ｃは、凸部２４ａ、２４ｂが交互に積層された際の全体の幅である幅Ｂの２倍の大きさ（図６Ａ中の幅Ｂ２）よりも狭幅に設定される。

なお、シャフト１４の底面側には、円筒部３０よりも小径で高さの低い円筒突起部３４が突出しており（図４Ｂ参照）、これら円筒部３０及び円筒突起部３４の軸線方向には、２段に内径が変化した軸孔３６ａ、３６ｂが貫通している。軸孔３６ａ、３６ｂには、図示しないステータや回転軸等を挿入するための孔部である。

図５は、本実施形態に係る回転電機ロータ１０の概略平面図である。また、図６Ａは、シャフト１４と嵌合される前のロータコア１２における図１のＶＩＡ−ＶＩＡ線に沿う模式断面図であり、図６Ｂは、シャフト１４とロータコア１２が嵌合された後の図５のＶＩＢ−ＶＩＢ線に沿う模式断面図である。

本実施形態に係る回転電機ロータ１０では、上記のように、位置決め部２６の位置決め機能及び結合機能によって積層されたロータコア１２において、各層を構成するコアプレート２２の凸部２４ａ、２４ｂが交互に積層されると共に、その側端部２８が当該ロータコア１２の積層方向（軸方向）に凹凸した状態とされる（図１及び図６Ａ参照）。この際、積層された凸部２４ａ、２４ｂの幅は、見かけ上、幅Ｂの２倍の幅Ｂ２となり、中心線ＣＬを中心とした幅Ａ部分から外側には、該幅Ａの部分から突出した幅Ｂの部分（以下、翼部４０という）が一層おきに設けられる。

そこで、このように積層されたロータコア１２にシャフト１４が嵌挿されると、シャフト１４の溝部３０ａの幅Ｃより凸部２４ａ、２４ｂの積層状態での幅Ｂ２が大きいことから、その嵌挿時、前記翼部４０を構成する側端部２８が溝部３０ａによって嵌挿方向に弾性的に反る（曲がる）ことになる（図６Ｂ参照）。従って、翼部４０は溝部３０ａに対して弾性的に突っ張り、すなわち、スプリング的な効果を生じるため、シャフト１４とロータコア１２とを極めて確実に嵌合させることができ、例えば、各層間を結合するピン等が不要となることから、回転電機ロータ１０の製造コストを低減することができる。

これにより、例えば、分割コアプレート２０の寸法にばらつき（寸法誤差）があったとしても、ロータコア１２をシャフト１４に対して緩みなく固定することができる。しかも、翼部４０によるスプリング効果により、回転電機ロータ１０の経年的な使用によっても、シャフト１４とロータコア１２との間に緩みやがたつきを生じることを有効に回避することができ、回転電機ロータ１０の耐久性や信頼性を向上させることができ、また使用時の異音の発生も抑えることができる。

また、ロータコア１２では、各層間でのコアプレート２２の積層の位相差を、マグネット孔１６の１つ分に相当する角度単位（３０°）でインデックスして積層している。このため、各層間でのマグネット孔１６の軸方向位置を容易に且つ確実に揃えることができ、さらに、各層間での凸部２４ａ、２４ｂの軸方向位置を側端部２８が凹凸形状となるように揃えることができ、前記翼部４０を容易に形成することができる。この場合、凸部２４ａ（２４ｂ）とマグネット孔１６とが対応する位置に規則的に配置されることから、ロータコア１２を通る磁束の流れが不規則となることや、渦電流による発熱や燃費や出力の低下等を生じることを有効に低減することが可能となる。

次に、本発明の第２の実施形態に係る回転電機としての回転電機ロータ１０ａについて説明する。図７は、本第２の実施形態に係る回転電機ロータ１０ａの概略平面図であり、図８は、図７に示す回転電機ロータ１０ａを構成する分割コアプレート２０ａを拡大した概略平面図である。なお、図７及び図８において、図１〜図６に示される参照符号と同一の参照符号は、同一又は同様な構成を示し、このため同一又は同様な機能及び効果を奏するものとして詳細な説明を省略し、以下同様とする。

回転電機ロータ１０ａは、上記第１の実施形態に係る回転電機ロータ１０と比べると、ロータコア１２に代えて、分割コアプレート２０ａから構成されるコアプレート２２ａを積層したロータコア（リングコア）１２ａを備えている点が相違する。図８に示すように、分割コアプレート２０ａには、上記した分割コアプレート２０の凸部２４ａ、２４ｂに代えて、段形状をなした側端部４１及び４２により構成された凸部４４ａ、４４ｂが設けられている。

この場合、一方の凸部４４ａは、先端側に位置し、中心線ＣＬを中心とする第１段部４６と、該第１段部４６より幅広であり且つ中心線ＣＬに対して一方側（矢印Ｒ１側）に変位した第２段部４８ａとから構成されている。他方の凸部４４ｂは、第１段部４６と、該第１段部４６より幅広であり且つ中心線ＣＬに対して他方側（矢印Ｒ２側）に変位した第２段部４８ｂとから構成されている。

従って、ロータコア１２ａでは、上記したロータコア１２の場合と同様に、分割コアプレート２０ａをリング状に配置したコアプレート２２ａが、マグネット孔１６の１つ分に対応する角度単位である所定角度θ２毎にインデックスされて積層される。すなわち、各層を構成するコアプレート２２ａの凸部４４ａ、４４ｂが交互に積層され、第２段部４８ａ、４８ｂの側方への突出部分が翼部４０として機能し、シャフト１４の溝部３０ａに嵌合される（図７参照）。これにより、上記した回転電機ロータ１０の場合と同様、本実施形態に係る回転電機ロータ１０ａにおいても、第２段部４８ａ、４８ｂの突出部分である翼部４０によるスプリング効果により、シャフト１４とロータコア１２ａとを確実に嵌合させることができる。

ところで、図７から諒解されるように、凸部４４ａ、４４ｂの先端側の第１段部４６は、シャフト１４との嵌合時にはその先端部が溝部３０ａの底部に当接して位置決め作用を奏する機能を果たすが、当該第１段部４６は、分割コアプレート２０ａからロータコア１２ａへの積層成形時にも特に有効に使用される。

そこで、次に、分割コアプレート２０ａからロータコア１２ａを成形する製造方法の一例について説明する。図９Ａは、ロータコア１２ａの積層を行う製造装置５０の一部省略平面図であり、図９Ｂは、図９ＡのＩＸＢ−ＩＸＢ線に沿う概略断面図である。

製造装置５０は、分割コアプレート２０ａからロータコア１２ａを積層し成形する製造装置（金型）の一例である。図９Ａ及び図９Ｂに示すように、製造装置５０は、内周側に環状溝部が形成された略円筒状の上部枠体５６と、該上部枠体５６の前記環状溝部に装着され、回転機構５５により回転自在に構成されたリング部材５８と、前記上部枠体５６の下面と所定距離離間して対向する円筒状の下部枠体６０とから構成される。

上部枠体５６及び下部枠体６０の内周側には、油圧シリンダ機構６１のロッド部６１ａからの背圧によりバックアップされ、所定位置（高さ）に保持されたインナーガイド６２が配置されている。油圧シリンダ機構６１は、昇降自在に且つ所定位置で停止自在であり、ロッド部６１ａの下端側にフランジ部６１ｂが設けられ、該フランジ部６１ｂが下部枠体６０の内周部に形成されたフランジ部６０ａに当接することにより、当該ロッド部６１ａの上昇限度が設定されている。なお、ロッド部６１ａの先端面（上面）は、インナーガイド６２の下面に設けられた凹部（図示せず）に係合可能であり、これにより当該インナーガイド６２の直径方向での位置決めがなされている。

インナーガイド６２は、分割コアプレート２０ａの内周側の環状縁部が嵌脱可能な外周面、換言すると前記環状縁部と略一致する形状の外周面からなる略円柱状に構成される。すなわち、インナーガイド６２の外周面には、軸方向に延在した複数の凹部６２ａが形成され、各凹部６２ａは、分割コアプレート２０ａの内周側に形成された凸部４４ａ、４４ｂの先端側の第１段部４６に係合可能であって、該凹部６２ａの幅及び深さは、第１段部４６の側端部４１間の幅及び側端部４１の直径方向長さに対応する（図１０参照）。

一方、回転機構５５は、サーボモータ６３の駆動軸６３ａに連結されることで回転するプーリ６５と、該プーリ６５及び前記リング部材５８の間に巻き掛けられたタイミングベルト６７とを有する。従って、サーボ制御部６９の制御下に、サーボモータ６３によってプーリ６５を所定角度回転させることにより、タイミングベルト６７を介してリング部材５８を高精度に、しかも迅速に所定角度回転させることができる。この際、リング部材５８に近接配置されたセンサ７１により検出されるリング部材５８の回転角度情報及び角度位置（位相）情報がサーボ制御部６９に入力され、サーボ制御部６９では前記回転角度情報及び角度位置情報に基づき、サーボモータ６３をフィードバック制御することができる。

この場合、製造装置５０では、インナーガイド６２の外周面とリング部材５８の内周面との間の隙間５１を、分割コアプレート２０ａが圧入されると当該分割コアプレート２０ａを狭持できる程度の寸法に設定している。これにより、パンチ６４の押圧作用下に、上端開口部から隙間５１内へと分割コアプレート２０ａが圧入されると、インナーガイド６２の凹部６２ａにより分割コアプレート２０ａの凸部４４ａ、４４ｂを構成する第１段部４６が支持されると共に、リング部材５８の内周面により分割コアプレート２０ａの外周側の円弧状縁部が支持されることにより、当該分割コアプレート２０ａが隙間５１内で確実に保持されることになる。

従って、例えば、ロータコア１２ａを構成する１枚目の分割コアプレート２０ａが、隙間５１の上端開口部の圧入位置Ｄ（図９Ａ参照）にセットされると、パンチ６４が下降されることにより当該分割コアプレート２０ａが隙間５１内へと落とし込まれる。

隙間５１内へと圧入された分割コアプレート２０ａは、当該隙間５１にて、内周側の凸部４４ａ、４４ｂの第１段部４６がインナーガイド６２の凹部６２ａ内に摺接すると共に内圧を付与され、外周側の円弧状縁部がリング部材５８の内周面と摺接すると共に外圧を付与される。つまり、隙間５１内へと落とし込まれた分割コアプレート２０ａは、凸部４４ａ、４４ｂを構成する第１段部４６と凹部６２ａとの位置決め作用下に、隙間５１に圧入されて嵌合される。従って、分割コアプレート２０ａは、図９Ｂ中の２点鎖線で示すように、下方に脱落することなく、隙間５１にて確実に保持される。この際、インナーガイド６２は、油圧シリンダ機構６１により背圧を付与されてバックアップされているため、パンチ６４による下方への押圧力によっても変位せず、所定の位置に保持されている。

製造装置５０では、以上のようにして１枚目の分割コアプレート２０ａが隙間５１内へと圧入されると、続けて、２枚目以降の分割コアプレート２０ａが隙間５１内へとリング状に配置されながら順次積層されることになる。

すなわち、先ず、前記の１枚目の分割コアプレート２０ａが隙間５１にて保持された状態で、回転機構５５を駆動させてリング部材５８を所定角度θ１（１２０°）旋回させる。この場合、隙間５１には分割コアプレート２０ａが嵌合されており、しかも該分割コアプレート２０の第１段部４６がインナーガイド６２の凹部６２ａに係合している。このため、リング部材５８の回転は、分割コアプレート２０ａを介してインナーガイド６２へと伝達され、当該インナーガイド６２も油圧シリンダ機構６１によるバックアップ作用下に、リング部材５８と同期して前記所定角度θ１旋回する。従って、隙間５１にて保持されている分割コアプレート２０ａもリング部材５８と共に所定角度θ１旋回する。

次いで、２枚目の分割コアプレート２０ａを前記１枚目の分割コアプレート２０ａと同様、圧入位置Ｄから隙間５１内へと圧入する。そうすると、当該２枚目の分割コアプレート２０ａが、１枚目の分割コアプレート２０ａに対して周方向に並んで配置される。そこで、リング部材５８をさらに所定角度θ１旋回させた後、３枚目の分割コアプレート２０ａを隙間５１へと圧入すると、３枚の分割コアプレート２０ａが同一平面上にリング状に配置され、これにより、ロータコア１２ａの最下層を構成するコアプレート２２ａが形成される（図１０参照）。

なお、前記形成されたコアプレート２２ａの上層となる新たなコアプレート２２ａは、上記したように、マグネット孔１６の１つ分の角度単位（所定角度θ２）ずれた状態で積層されるため、隙間５１に最下層のコアプレート２２ａが保持された状態で、リング部材５８を所定角度θ２（３０°）旋回させる（図１０参照）。これにより、当該コアプレート２２ａを所定角度θ２旋回させ、その後は、上記した手順と同様にして各層を形成することにより、ロータコア１２ａを容易に且つ迅速に成形することができる。この際、各層間は、位置決め部２６同士のかしめ作用により所定の強度で確実に結合されるため、後工程でのシャフト１４の圧入を一層容易に行うことができる。

以上のように、本実施形態に係る回転電機ロータ１０ａでは、第１段部４６及び第２段部４８ａ、４８ｂを備える分割コアプレート２０ａを用いているため、第１段部４６を製造装置５０によるロータコア１２ａの積層成形時に使用する一方、第２段部４８ａ、４８ｂをロータコア１２ａとシャフト１４とを嵌合する際の翼部４０として使用することができる。

従って、ロータコア１２ａの積層成形時、隙間５１へと圧入される際の位置決め部である第１段部４６が多少変形する可能性はあるが、この際、第２段部４８ａ、４８ｂが変形することを確実に回避できるため、ロータコア１２ａとシャフト１４との嵌合時及び嵌合後、第２段部４８ａ、４８ｂがスプリング効果を発する翼部４０として確実に機能する。このため、前記のように分割コアプレート２０ａを隙間５１に圧入しながらロータコア１２ａの成形を行う製造装置５０を用いる場合であっても、凸部４４ａ、４４ｂをシャフト１４の溝部３０ａに確実に嵌合させることができ、そのスプリング効果によって回転電機ロータ１０ａの耐久性を向上させることが可能となる。すなわち、本実施形態によれば、製造装置５０における凸部の保持部位と、製品である回転電機ロータ１０ａを構成するシャフト１４における凸部の保持部位とを容易に異ならせることができるため、シャフト１４とロータコア１２ａをがたつきなく一層確実に固定することができる。

なお、凸部４４ａ、４４ｂを構成する第１段部４６及び第２段部４８ａ、４８ｂについては、第２段部４８ａ、４８ｂをロータコア１２ａの成形時に製造装置５０にて使用し、第１段部４６を翼部４０としてロータコア１２ａとシャフト１４との嵌合時に使用してもよいことは言うまでもない。

また、分割コアプレート２０ａを構成する凸部４４ａ、４４ｂの形状も適宜変更可能であり、例えば、図１１Ａに示す凸部７０ａ、７０ｂからなる分割コアプレート２０ｂや、図１１Ｂに示す凸部７２ａ、７２ｂからなる分割コアプレート２０ｃとすることもできる。このような分割コアプレート２０ｂ、２０ｃにおいても、各凸部を構成する第１段部及び第２段部のいずれか一方をロータコアの成形時に使用し、他方をシャフトへの嵌合時に使用するとよい。

なお、本発明は上記各実施形態に限らず、本発明の要旨を逸脱することなく、種々の構成を採り得ることは当然可能である。

例えば、各層を構成する分割コアプレートの枚数は、上記各実施形態では３枚としたが、これに限られないのは言うまでもなく、その枚数を変更した場合には前記角度θ１及びθ２等も合わせて変更すればよい。同様に、凸部２４ａ、２４ｂ（４４ａ、４４ｂ）の設置数やマグネット孔１６等の設置数も適宜変更可能である。

また、回転電機ロータ１０ａを構成するロータコア１２ａを成形するための製造装置５０は一例であって、他の構成からなる製造装置でも当然適用可能である。

さらに、例えば、上記した回転電機ロータ１０を構成するロータコア１２では、図１２に示すように、分割コアプレート２０に代えて、凸部２４ａ及び２４ｂの配置を変更した分割コアプレート２０ｄを用いることもできる。すなわち、分割コアプレート２０ｄでは、凸部２４ａ、凸部２４ａ、凸部２４ｂ、凸部２４ｂの順に配設されている。従って、この場合には、各層を積層する際の位相差を、隣接するマグネット孔１６同士の角度単位の整数倍である２つ分の角度単位θ３（所定角度θ２の２倍）に設定することにより、各層間で翼部４０を形成することができる。なお、分割コアプレート２０ｄのように同様な凸部を２個ずつ並べた構成は、回転電機ロータ１０ａを構成する分割コアプレート２０ａ等にも適用可能であることは勿論である。

本発明の第１の実施形態に係る回転電機としての回転電機ロータの分解斜視図である。図１に示すロータコアの一部を分解した分解斜視図である。図１に示すロータコアを構成する分割コアプレートの概略平面図である。図４Ａは、図１に示すシャフトの概略平面図であり、図４Ｂは、図４ＡのＩＶＢ−ＩＶＢ線に沿う概略断面図である。図１に示す回転電機ロータの概略平面図である。図６Ａは、シャフトと嵌合される前のロータコアにおける図１のＶＩＡ−ＶＩＡ線に沿う模式断面図であり、図６Ｂは、シャフトとロータコアが嵌合された後の図５のＶＩＢ−ＶＩＢ線に沿う模式断面図である。本発明の第２の実施形態に係る回転電機ロータの概略平面図である。図７に示す回転電機ロータを構成する分割コアプレートを拡大した概略平面図である。図９Ａは、図７に示すロータコアの積層を行う製造装置の一部省略平面図であり、図９Ｂは、図９ＡのＩＸＢ−ＩＸＢ線に沿う概略断面図である。図９Ａに示す製造装置により分割コアプレートを積層してロータコアを成形している状態を示す一部省略平面図である。図１１Ａは、図８に示す分割コアプレートの変形例を示す概略平面図であり、図１１Ｂは、図８に示す分割コアプレートの別の変形例を示す概略平面図である。図１に示すロータコアの変形例に係るロータコアの一部を分解した分解斜視図である。

符号の説明

１０、１０ａ…回転電機ロータ１２、１２ａ…ロータコア
１４…シャフト１６…マグネット孔
１８…マグネット
２０、２０ａ、２０ｂ、２０ｃ、２０ｄ…分割コアプレート
２２、２２ａ…コアプレート
２４ａ、２４ｂ、４４ａ、４４ｂ、７０ａ、７０ｂ、７２ａ、７２ｂ…凸部
２６…位置決め部２８、４１、４２…側端部
３０ａ…溝部４０…翼部
４６…第１段部４８ａ、４８ｂ…第２段部
５１…隙間

Claims

複数の分割コアプレートをリング状に配置しながら積層して成形されるリングコアと、前記リングコアに嵌挿されるシャフトと、前記分割コアプレートに形成された磁石挿入孔に挿入される磁石とを備える回転電機であって、
前記分割コアプレートの内周側には、前記磁石挿入孔に対して直径方向での中心線の位置が変位して配置された複数の凸部が設けられ、
前記リングコアは、該リングコアの軸方向に沿って前記凸部の側端部が交互に凹凸して積層され、該交互に凹凸して積層された各分割コアプレートの前記側端部が前記シャフトに嵌合されていることを特徴とする回転電機。
請求項１記載の回転電機において、
前記磁石挿入孔は、前記分割コアプレートに等間隔に少なくとも２以上形成され、
前記凸部は前記磁石挿入孔にそれぞれ対応して配設されると共に、少なくとも一組の隣接する凸部において、一方の凸部は前記磁石挿入孔に対して直径方向での中心線の位置が一方側に変位して配置され、他方の凸部は前記磁石挿入孔に対して直径方向での中心線の位置が他方側に変位して配置され、
前記リングコアは、前記分割コアプレートをリング状に配置したプレートが、順次、隣接する前記磁石挿入孔同士の角度単位の整数倍となる角度単位で分割位置を変位して積層されていることを特徴とする回転電機。
請求項１又は２記載の回転電機において、
前記分割コアプレートの前記凸部の前記側端部は段形状をなし、所定の幅寸法からなる第１段部と、該第１段部より幅広の第２段部とを有することを特徴とする回転電機。