JP6190677B2 - 回転電機のロータ - Google Patents

Description

本発明は、回転電機のロータに関する。

従来から、回転電機に使用されるロータとしては、複数の電磁鋼板を積層してなるロータコアを使用したものが知られている（例えば、図１７及び図１８や特許文献１参照）。

図１７に示すような従来の回転電機のロータ１００は、積層された複数の鋼板１０１によって構成され、第一の円周方向間隔（４５°間隔）毎に形成された複数の磁石挿入孔１０３を有するロータコア１０５と、磁石挿入孔１０３に挿入される不図示の永久磁石と、ロータコア１０５の中央部に形成されたシャフト孔１０７に挿入される不図示のロータシャフトと、を備えている。

図１８に示すように、ロータコア１０５を構成する鋼板１０１は、円周方向に第一の円周方向間隔（４５°間隔）毎に形成された磁石挿入孔片１０３ａと、磁石挿入孔片１０３ａの内周側において、第二の円周方向間隔（４５°間隔）毎に鋼板１０１を軸方向に貫通する複数の貫通孔片１０９ａと、を有する。

鋼板１０１において、貫通孔片１０９ａの内周側に形成された内周側円環部１１１ａと、貫通孔片１０９ａの外周側に形成された外周側円環部１１３ａと、は複数の貫通孔片１０９ａ同士の間に形成された複数のリブ１１５によって連結される。

ロータコア１０５は、このような複数の同一形状の鋼板１０１を軸方向に積層することによって構成されており、複数の鋼板１０１の磁石挿入孔片１０３ａによって形成される磁石挿入孔１０３と、複数の鋼板１０１の貫通孔片１０９ａによって形成される貫通孔１０９と、複数の鋼板１０１の内周側円環部１１１ａ及び外周側円環部１１３ａによって形成される内周側ロータコア１１１及び外周側ロータコア１１３と、を有する。すなわち、ロータコア１０５は、鋼板１０１を積層方向（軸方向）に延長した形状となる。

また、鋼板１０１の積層時における積厚の偏りを抑制するために、第一の円周方向間隔（４５°間隔）ずつ、軸方向に隣接する鋼板１０１同士を円周方向に回転させて積層することによって、ロータコア１０５を構成することがある。この場合であっても、第一及び第二の円周方向間隔は、どちらも４５°間隔であって同一とされているので、軸方向に隣接する鋼板１０１の貫通孔片１０９ａが軸方向から見たときに重なり、ロータコア１０５は鋼板１０１を積層方向（軸方向）に延長した形状となる。

しかしながら、このようなロータコア１０５においては、積層された鋼板１０１のリブ１１５が軸方向から見たときに重なるので、リブ１１５と内周側円環部１１１ａ（内周側ロータコア１１１）との内周側接続部１１７に応力が集中する。したがって、ロータコア１０５の強度を維持するために、内周側接続部１１７と円周方向にオーバーラップする部分において、内周側円環部１１１ａ（内周側ロータコア１１１）の肉厚を局所的に増加させ、且つシャフト孔１０７に挿入されるロータシャフトの肉厚を局所的に増加させる必要がある。現実的には、内周側円環部１１１ａ（内周側ロータコア１１１）全体の肉厚を増加させ、ロータシャフト全体の肉厚を増加させることが必要となる。

また、貫通孔１０９は貫通孔片１０９ａを軸方向に延長した形状となるので、油中（液冷）環境下において、積層された鋼板１０１同士の隙間等から貫通孔１０９に油が浸入した場合、複数の貫通孔１０９の内の特定の貫通孔１０９に油が集中して溜まってしまう虞がある。このような特定の貫通孔１０９への油の集中は、ロータ１００の偏心（アンバランス）の原因となり、回転時の振動や音が増加し、商品性が低下してしまう。

そこで、これらの問題を解決するために、特許文献１に記載の回転電機のロータを用いることが考えられる。特許文献１に記載の回転電機のロータは、ロータシャフトに固設され、冷媒通路を有するロータコアを備える。ロータコアは、第１及び第２板状部材を軸方向に積層して構成される。

第１板状部材は、冷媒通路を構成する第１孔部と、ロータシャフトに嵌合し、該ロータシャフトに対する第１板状部材の回転を抑制する第１回転抑制部と、を有する。第２板状部材は、第１孔部に対して円周方向にずれた位置に形成されるとともに、冷媒通路を構成する第２孔部と、ロータシャフトに嵌合し該ロータシャフトに対する第２板状部材の回転を抑制する第２回転抑制部と、を有する。

そして、第１及び第２板状部材を軸方向に積層することで、円周方向にずれた位置に形成された第１及び第２孔部が連通するとともに、第１及び第２孔部を重ねると、全体としてロータシャフトを全周にわたって取り囲むように孔部が形成される。このように構成することにより、ロータコアの円周方向に満遍なく冷却媒体が供給される。また、円周方向に隣り合う第１孔部同士の間のリブと、円周方向に隣り合う第２孔部同士の間のリブと、が円周方向にずれた位置に形成されるので、リブの根元に応力が集中することを抑制できる。

特許第５１１８９２０号公報

しかしながら、特許文献１において、第１及び第２板状部材は、互いに裏返して積層されたものであるので、生産効率が低下してしまう虞がある。また、第１及び第２孔部は、一つの冷媒通路のみを構成していることから、冷却媒体が必ずしも円周方向に満遍なく供給されるとは限らなかった。

本発明は上述した課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、生産効率を維持しながら、ロータの偏心、及び応力の集中を防止することが可能な回転電機のロータを提供することにある。

前述した目的を達成するために、請求項１に係る発明は、
積層された複数の鋼板（例えば後述の実施形態の鋼板１）によって構成され、且つ第一の円周方向間隔毎に形成された複数の磁石挿入孔（例えば後述の実施形態の磁石挿入孔３）を有するロータコア（例えば後述の実施形態のロータコア５）と、
前記磁石挿入孔に挿入される永久磁石と、
を備えた回転電機のロータ（例えば後述の実施形態の回転電機のロータ１０）において、
前記ロータコアを構成する前記鋼板は、
前記第一の円周方向間隔毎に形成され、前記複数の鋼板が積層されることによって複数の前記磁石挿入孔を構成する複数の磁石挿入孔片（例えば後述の実施形態の磁石挿入孔片３ａ）と、
前記磁石挿入孔片の内周側において、第二の円周方向間隔毎に前記鋼板を軸方向に貫通する複数の貫通孔片（例えば後述の実施形態の貫通孔片９ａ）と、
を有し、
前記鋼板において、前記貫通孔片の内周側に形成された内周側円環部（例えば後述の実施形態の内周側円環部１１ａ）と、前記貫通孔片の外周側に形成された外周側円環部（例えば後述の実施形態の外周側円環部１３ａ）とは、複数の前記貫通孔片同士の間に形成された複数のリブ（例えば後述の実施形態のリブ１５）によって連結され、
前記第一の円周方向間隔と前記第二の円周方向間隔は互いに異なる大きさであり、
前記ロータコアは、複数の前記鋼板が、所定の枚数おきに前記第一の円周方向間隔で回転されて積層されており、
前記第一の円周方向間隔は、前記第二の円周方向間隔よりも大きく、且つ、前記第二の円周方向間隔の整数倍ではない
ことを特徴とする。

請求項２に係る発明は、請求項１の構成に加えて、
前記ロータコアは、複数の前記鋼板を前記第一の円周方向間隔で転積することによって構成されている
ことを特徴とする。

請求項３に係る発明は、請求項１の構成に加えて、
前記ロータコアは、ロータシャフト（例えば後述の実施形態のロータシャフト８）に組付ける際に複数の前記鋼板を前記第一の円周方向間隔で回転させて積層することによって構成されている
ことを特徴とする。

請求項４に係る発明は、
積層された複数の鋼板（例えば後述の実施形態の鋼板１）によって構成され、且つ第一の円周方向間隔毎に形成された複数の磁石挿入孔（例えば後述の実施形態の磁石挿入孔３）を有するロータコア（例えば後述の実施形態のロータコア５）と、
前記磁石挿入孔に挿入される永久磁石と、
を備えた回転電機のロータ（例えば後述の実施形態の回転電機のロータ１０）において、
前記ロータコアを構成する前記鋼板は、
前記第一の円周方向間隔毎に形成され、前記複数の鋼板が積層されることによって複数の前記磁石挿入孔を構成する複数の磁石挿入孔片（例えば後述の実施形態の磁石挿入孔片３ａ）と、
前記磁石挿入孔片の内周側において、第二の円周方向間隔毎に前記鋼板を軸方向に貫通する複数の貫通孔片（例えば後述の実施形態の貫通孔片９ａ）と、
を有し、
前記鋼板において、前記貫通孔片の内周側に形成された内周側円環部（例えば後述の実施形態の内周側円環部１１ａ）と、前記貫通孔片の外周側に形成された外周側円環部（例えば後述の実施形態の外周側円環部１３ａ）とは、複数の前記貫通孔片同士の間に形成された複数のリブ（例えば後述の実施形態のリブ１５）によって連結され、
前記第一の円周方向間隔と前記第二の円周方向間隔は互いに異なる大きさであり、
前記ロータコアは、複数の前記鋼板が、所定の枚数おきに前記第一の円周方向間隔で回転されて積層されており、
軸方向から見たときに、軸方向において隣接し、且つ周方向にずれた前記鋼板のリブ同士の一部が、前記内周側円環部との接続部から前記外周側円環部との接続部までに亘って重なり、
前記ロータコアは、複数の前記鋼板が、所定の枚数おきに前記第一の円周方向間隔で回転されて積層された場合に、軸方向一方側端における前記鋼板の所定の貫通孔片から、軸方向他方側端における前記鋼板の前記所定の貫通孔片までに亘って螺旋状に連通する所定の貫通孔（例えば後述の実施形態の貫通孔９）を有し、
前記所定の貫通孔は、前記ロータコアの内部において、軸方向一方側端から軸方向他方側端に向かって少なくとも３６０度以上回転するように形成される
ことを特徴とする。

請求項５に係る発明は、請求項４の構成に加えて、
前記ロータコアは、複数の前記鋼板を転積することによって構成されている
ことを特徴とする。

請求項６に係る発明は、請求項４の構成に加えて、
前記ロータコアは、ロータシャフトに組付ける際に複数の前記鋼板を前記第一の円周方向間隔で回転させて積層することによって構成されている
ことを特徴とする。

油中（液冷）環境下においては、積層された鋼板同士の隙間等から貫通孔片に油が浸入してしまう恐れがあり、特定の貫通孔片に油が集中して溜まってしまうと、偏心（アンバランス）の原因となってしまう。偏心した場合には、回転時の振動や音が大きくなってしまい、商品性が低下してしまう。
しかし、請求項１の発明によれば、それぞれの鋼板は、第一の円周方向毎に形成される磁石挿入孔片と、第二の円周方向間隔毎に形成される貫通孔片と、を有し、第一の円周方向間隔と第二の円周方向間隔は互いに異なる大きさであり、ロータコアは、複数の鋼板が所定の枚数おきに第一の円周方向間隔で回転されて積層されている。
したがって、円周方向に回転されつつ軸方向に積層された鋼板の貫通孔片は、互いに円周方向に第一及び第二円周方向間隔の差だけずれながら、互いに軸方向に連通する。これにより、円周方向に隣接する貫通孔片同士を、円周方向に回転されつつ軸方向に積層された他の鋼板の貫通孔片を介して連通させることができる。そして、複数の貫通孔片同士が連通するような構成となるので、特定の貫通孔片に油が集中して溜まってしまうことを抑制でき、ロータの偏心を抑制することができる。
また、従来の特許文献１のように鋼板を裏返して積層していく工程が必要ないので、生産効率の低下を抑制することができる。
また、複数の鋼板が積層されてロータコアが構成される際に、複数の鋼板の内周側円環部及び外周側円環部によって内周側ロータコア及び外周側ロータコアが構成されるが、軸方向から見たとき、内周側ロータコアと外周側ロータコアとを連結するリブの本数は、一枚の鋼板において内周側円環部と外周側円環部とを連結するリブの本数に比べ、多くなる。
したがって、リブを介して、ロータコアに挿入されるロータシャフト又は内周側ロータコアに働く応力が分散されやすくなるため、ロータシャフト又は内周側ロータコアの大型化を抑制することができる。
また、第一の円周方向間隔が第二の円周方向間隔よりも大きいので、複数の貫通孔片同士の間に形成されるリブの本数が比較的多くなる。さらに、第一の円周方向間隔が第二の円周方向間隔の整数倍ではないので、第二の円周方向間隔と第一の円周方向間隔の最小公倍数の角度に対応する分だけの回数を回転されて積層した際に、鋼板の貫通孔片（リブ）が同じ位置に配置されることとなる。したがって、軸方向から見たとき、内周側ロータコアと外周側ロータコアとを連結するリブの本数を多くすることができるので、リブを介してロータシャフト又は内周側ロータコアに働く応力をより分散しやすくすることができる。

請求項２の発明によれば、ロータコアは、複数の鋼板を第一の円周方向間隔で転積することによって構成されている。したがって、転積を行う一般的な製造装置によって、円周方向に隣接する貫通孔片同士を、円周方向に回転されつつ軸方向に積層された他の鋼板の貫通孔片を介して連通させることができる。したがって、円周方向に回転させる際の製造装置が複雑化してしまうこと抑制できる。

請求項３の発明によれば、ロータコアは、ロータシャフトに組付ける際に複数の鋼板を第一の円周方向間隔で回転させて積層することによって構成されている。したがって、例えば１枚ずつ転積を行ってロータコアを構成する場合に比べると、鋼板を複数枚積層したコアブロックを適宜の回数だけロータシャフトに組付ける際に回転させて積層すればよいため、回転させる回数の増加を抑制して製造効率の低下を抑制することができる。

請求項４の発明によれば、それぞれの鋼板は、第一の円周方向毎に形成される磁石挿入孔片と、第二の円周方向間隔毎に形成される貫通孔片と、を有し、第一の円周方向間隔と第二の円周方向間隔は互いに異なる大きさであり、ロータコアは、複数の鋼板が所定の枚数おきに第一の円周方向間隔で回転されて積層されて構成される。
したがって、円周方向に回転されつつ軸方向に積層された鋼板の貫通孔片は、互いに円周方向に第一及び第二円周方向間隔の差だけずれながら、互いに軸方向に連通することになる。そして、軸方向から見たときに、軸方向において隣接し、且つ周方向にずれた鋼板のリブ同士の一部が、内周側円環部との接続部から外周側円環部との接続部までに亘って重なるので、軸方向において隣接する鋼板の貫通孔片が、円周方向にずれながら軸方向に延びて形成されることとなる。したがって、所定の貫通孔片に油が浸入した場合、又は所定の貫通孔片に意図的に油を流す場合であっても、油は円周方向に分散されて特定の円周方向位置に油が溜まってしまうことを抑制でき、ロータの偏心を抑制することができる。
また、従来の特許文献１のように鋼板を裏返して積層していく工程が必要ないので、生産効率の低下を抑制することができる。
また、複数の鋼板が積層されてロータコアが構成される際に、複数の鋼板の内周側円環部及び外周側円環部によって内周側ロータコア及び外周側ロータコアが構成されるが、軸方向から見たとき、内周側ロータコアと外周側ロータコアとを連結するリブの本数は、一枚の鋼板において内周側円環部と外周側円環部とを連結するリブの本数に比べ、多くなる。
したがって、リブを介してロータシャフト又は内周側ロータコアに働く応力が分散されやすくなるため、ロータシャフト又は内周側ロータコアの大型化を抑制することができる。
また、所定の貫通孔が、円周方向に３６０度以上回転しながら（ずれながら）軸方向に延びて形成されることとなるため、所定の貫通孔の内部に入った油をロータコアの全周に分散することができ、より効果的にロータの偏心を抑制することができる。
また、所定の貫通孔に冷媒を流すことによってロータコアを冷却する場合には、所定の貫通孔を流れる冷媒によってロータコアを全周に亘って冷却する事ができるため、冷却効率を向上することができる。

請求項５の発明によれば、ロータコアは、複数の鋼板を第一の円周方向間隔で転積することによって構成されている。したがって、転積を行う一般的な製造装置によって、円周方向に隣接する貫通孔片同士を、円周方向に回転されつつ軸方向に積層された他の鋼板の貫通孔片を介して連通させることができる。したがって、円周方向に回転させる際の製造装置が複雑化してしまうこと抑制できる。

請求項６の発明によれば、ロータコアは、ロータシャフトに組付ける際に複数の鋼板を第一の円周方向間隔で回転させて積層することによって構成されている。したがって、例えば１枚ずつ転積を行ってロータコアを構成する場合に比べると、鋼板を複数枚積層したコアブロックを適宜の回数だけロータシャフトに組付ける際に回転させて積層すればよいため、回転させる回数の増加を抑制して製造効率の低下を抑制することができる。

第１実施形態に係る鋼板の正面図である。 鋼板を回転させて積層することによってロータを構成することを説明するための図である。 第１実施形態に係るロータの斜視図である。 第１実施形態に係るロータの正面図である。 第２実施形態に係る鋼板の正面図である。 第２実施形態に係るロータの斜視図である。 第２実施形態に係るロータの正面図である。 （ａ）は、第３実施形態に係る鋼板の正面図であり、（ｂ）は、（ａ）の鋼板を反転させたものの正面図である。 第一コア及び第二コアの斜視図である。 第３実施形態に係るロータの斜視図である。 第３実施形態に係るロータの正面図である。 第４実施形態に係る鋼板の正面図である。 第４実施形態に係るロータの斜視図である。 第４実施形態に係るロータの正面図である。 変形例１に係るロータの斜視図である。 変形例２に係るロータの正面図である。 従来の鋼板の正面図である。 従来のロータの斜視図である。

以下、本発明の各実施形態に係る回転電機のロータを説明する。

（第１実施形態）

図３及び図４に示すように、本実施形態の回転電機のロータ１０は、積層された複数の鋼板１によって構成され、且つ第一の円周方向間隔（４５°間隔）毎に形成された複数（８個）の磁石挿入孔３を有するロータコア５と、磁石挿入孔３に挿入される不図示の永久磁石と、ロータコア５の中央部に形成されたシャフト孔７に挿入される不図示のロータシャフトと、を備えている。

図１に示すように、ロータコア５を構成する鋼板１は、円周方向に第一の円周方向間隔（４５°間隔）毎に形成された複数（８個）の磁石挿入孔片３ａと、磁石挿入孔片３ａの内周側において、第二の円周方向間隔（６０°間隔）毎に鋼板１を軸方向に貫通する複数（６個）の貫通孔片９ａと、を有する。

鋼板１において、貫通孔片９ａの内周側に形成された内周側円環部１１ａと、貫通孔片９ａの外周側に形成された外周側円環部１３ａと、は複数の貫通孔片９ａ同士の間に形成された複数（６個）のリブ１５によって連結される。ここで、複数のリブ１５は、外周側に向かうに従って円周方向の一方（反時計回り）に向かって延びるように形成される。したがって、隣り合うリブ１５の間に形成される貫通孔片９ａは、断面形状が略翼型形状となり、それぞれの磁石挿入孔３の周方向中央を反径方向に沿って延びる仮想線Ｍに対して非対称形状となる。

図２に示すように、ロータコア５は、このような複数の同一形状の鋼板１を、一枚おきに第一の円周方向間隔（４５°）ずつ、円周方向に回転させて積層することによって構成される。複数の鋼板１を円周方向に回転させて積層する方法としては、鋼板１の打ち抜きを行う工程で、打ち抜いた鋼板１を回転させながら積層していく方法（いわゆる「転積」と呼ばれる方法）が挙げられる。その他の方法としては、ロータシャフトに組み付ける（圧入する）段階等、打抜・積層の後工程において、複数の鋼板１を円周方向に回転させて積層する方法が挙げられる。なお、以下、複数の鋼板１が第一の円周方向間隔（４５°）ずつ転積されることによって、ロータコア５が構成されたとして説明をする。

ここで、第二の円周方向間隔（６０°間隔）は、第一の円周方向間隔（４５°間隔）の整数倍となっていないため、第二の円周方向間隔（６０°間隔）と第一の円周方向間隔（４５°間隔）の最小公倍数の角度（１８０°）に対応する分だけの回数（４回）を転積した際に、鋼板１の貫通孔片９ａ（リブ１５）が同じ位置に配置されることとなる。

このように複数の鋼板１が転積されて構成されたロータコア５は、図３及び図４に示すように、複数の鋼板１の磁石挿入孔片３ａによって形成される磁石挿入孔３と、複数の鋼板１の貫通孔片９ａによって形成される貫通孔９と、複数の鋼板１の内周側円環部１１ａ及び外周側円環部１３ａによって形成される内周側ロータコア１１及び外周側ロータコア１３と、を有する。

ここで、軸方向に転積された鋼板１の貫通孔片９ａは、互いに円周方向に第一及び第二円周方向間隔の差（１５°）だけずれながら互いに軸方向に連通する。これにより、一つの鋼板１において円周方向に隣接する貫通孔片９ａ同士を、軸方向に転積された他の鋼板１の貫通孔片９ａを介して連通させることができる。これにより、全ての鋼板１の全ての貫通孔片９ａが、互いに連通する構成となるので、油中（液冷）環境下において、特定の貫通孔片９ａに油が集中して溜まってしまうことを抑制でき、ロータ１０の偏心を抑制することができる。

また、ロータコア５を軸方向から見たとき（図４参照）、内周側ロータコア１１と外周側ロータコア１３とを連結するリブ１５の本数は、｛一枚の鋼板１において内周側円環部１１ａと外周側円環部１３ａとを連結するリブ１５の本数（６本）×鋼板１のリブ１５が同じ位置に配置されるための転積の回数（４回）＝２４本｝となり、一枚の鋼板１におけるリブ１５の本数（６本）に比べて多くなる。したがって、リブ１５を介してロータシャフトや内周側ロータコア１１に働く応力が分散されやすくなるため、ロータコア１０５の強度を維持するためにロータシャフトや内周側ロータコア１１を大型化することを抑制することが可能である。

特に本実施形態では、第二の円周方向間隔（６０°間隔）は、第一の円周方向間隔（４５°間隔）の整数倍ではないため、軸方向から見たとき、内周側ロータコア１１と外周側ロータコア１３とを連結するリブ１５の本数（本実施形態の場合、２４本）を多くすることができる。

これに対して、例えば、第一の円周方向間隔を上記実施形態と同様に４５°間隔に設定し、第二の円周方向間隔を９０°間隔として第一の円周方向間隔の整数倍とした場合は、ロータコア５を軸方向から見たときのリブ１５の本数は、｛一枚の鋼板１におけるリブ１５の本数（４本）×鋼板１のリブ１５が同じ位置に配置されるための転積の回数（２回）＝８本｝となり、比較的少ない値となる。

また、他の例として、第一の円周方向間隔を上記実施形態と同様に４５°間隔に設定し、第二の円周方向間隔を１８０°間隔として第一の円周方向間隔の整数倍とした場合は、ロータコア５を軸方向から見たときのリブ１５の本数は、｛一枚の鋼板１におけるリブ１５の本数（２本）×鋼板１のリブ１５が同じ位置に配置されるための転積の回数（４回）＝８本｝となり、比較的少ない値となる。

このように、第二の円周方向間隔を第一の円周方向間隔の整数倍に設定することにより、軸方向から見たときのロータコア５のリブ１５の本数を多くして、ロータシャフト又は内周側ロータコア１１に働く応力をより分散しやすくすることができる。

また、第二の円周方向間隔（６０°間隔）を、第一の円周方向間隔（４５°間隔）よりも大きくしたことにより、複数の貫通孔片９ａ同士の間に形成されるリブ１５の本数が比較的少なくなるので、転積した場合に、軸方向に隣接するリブ１５同士が軸方向から見たときにオーバーラップしにくくなり、円周方向に隣接する複数の貫通孔片９ａ同士をより連通させやすくすることができる。

なお、仮に、第二の円周方向間隔が第一の円周方向間隔よりも小さい場合には、複数の貫通孔片９ａ同士の間に形成されるリブ１５の本数が比較的多くなり、転積した場合に、軸方向に隣接する鋼板１のリブ１５同士が軸方向から見たときにオーバーラップしやすくなってしまう虞がある。この場合、円周方向に隣接する貫通孔片９ａ同士を、軸方向に転積された他の鋼板１の貫通孔片９ａを介して連通させ難くなってしまう。

また、本実施形態によれば、特許文献１のように、鋼板１を裏返して積層していく工程が必要ないので、生産効率の低下を抑制することができる。

なお、本実施形態では、図４〜６において、ロータコア５が四枚の鋼板１を転積することによって構成された状態を示したが、ロータコア５は五枚以上の鋼板１を転積することによって構成しても構わない。

また、ロータコア５は、鋼板１を一枚おきに第一の円周方向間隔（４５°間隔）ずつ転積することによってなる構成に限られず、鋼板１を複数枚おきに第一の円周方向間隔（４５°間隔）で転積することによってなる構成としても構わない。すなわち、鋼板１を円周方向に回転させずに複数枚積層することによってコアブロックを形成し、軸方向に隣接するコアブロック同士を、第一の円周方向間隔で回転して積層することによってロータコア５を構成しても構わない。

また、ロータコア５が複数の鋼板１を第一の円周方向間隔で転積することによって構成される場合には、転積を行う一般的な製造装置によって、円周方向に隣接する貫通孔片９ａ同士を、円周方向に回転されつつ軸方向に積層された他の鋼板１の貫通孔片９ａを介して連通させることができる。したがって、円周方向に回転させる際の製造装置が複雑化してしまうこと抑制できる。

また、ロータコア５がロータシャフトに組付ける際に複数の鋼板１を第一の円周方向間隔で回転させて積層することによって構成される場合には、例えば１枚ずつ転積を行ってロータコア５を構成する場合に比べ、鋼板１を複数枚積層したコアブロックを適宜の回数だけロータシャフトに組付ける際に回転させて積層すればよいため、回転させる回数の増加を抑制して製造効率の低下を抑制することができる。

（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態に係る回転電機のロータについて説明する。図６及び図７に示される本実施形態のロータ１０は、第１実施形態と基本的形態が同一であるので、同一部分には同一符号を付すことにより、その説明を省略する。

図５に示すように、本実施形態では、鋼板１における、第二の円周方向間隔（６０°間隔）が、第一の円周方向間隔（３０°間隔）の整数倍となるように、複数の貫通孔片９ａ及び磁石挿入孔片３ａが形成されている。

図６及び図７に示すように、ロータコア５は、このような複数の同一形状の鋼板１を、一枚おきに第一の円周方向間隔（３０°間隔）ずつ回転されて積層（例えば転積）することによって構成される。ここで、第二の円周方向間隔（６０°間隔）が、第一の円周方向間隔（３０°間隔）の整数倍となっているため、第二の円周方向間隔（６０°間隔）に対応する分だけの回数（２回）を転積した際に、鋼板１の貫通孔片９ａ（リブ１５）が同じ位置に配置されることとなる。

このように構成することで、軸方向に転積された鋼板１の貫通孔片９ａは、互いに円周方向に第一及び第二円周方向間隔の差（３０°）だけずれながら互いに軸方向に連通する。これにより、一つの鋼板１において円周方向に第一の円周方向間隔（６０°間隔）で隣接する貫通孔片９ａは、軸方向に転積された他の鋼板１の貫通孔片９ａと均等に（約３０°ずつ）連通する。したがって、円周方向に隣接する複数の貫通孔片９ａ同士をより連通させやすくすることができるので、特定の貫通孔片９ａに油が集中して溜まってしまうことをさらに抑制でき、ロータ１０の偏心をさらに抑制することができる。

なお、上述した第１及び第２実施形態においては、第一の円周方向間隔が第二の円周方向間隔よりも小さくなるように設定したが、本発明はこれに限られず、第一の円周方向間隔が第二の円周方向間隔よりも大きくなるように設定しても構わない。この場合、複数の貫通孔片９ａ同士の間に形成されるリブ１５の本数を比較的多くすることができるので、リブ１５を介してロータシャフト又は内周側ロータコア１１に働く応力を分散しやすくすることが可能である。特に、第一の円周方向間隔が第二の円周方向間隔の整数倍ではないように設定すれば、第一の円周方向間隔と第二の円周方向間隔の最小公倍数の角度に対応する分だけの回数を回転されて積層した際に、鋼板１の貫通孔片９ａ（リブ１５）が同じ位置に配置されることとなる。したがって、軸方向から見たとき、内周側ロータコア１１と外周側ロータコア１３とを連結するリブ１５の本数を多くすることができるので、リブ１５を介してロータシャフト又は内周側ロータコア１１に働く応力をより分散しやすくすることができる。

（第３実施形態）
次に、本発明の第３実施形態に係る回転電機のロータについて説明する。図１０及び図１１に示される本実施形態のロータ１０は、第１及び第２実施形態と基本的形態が同一であるので、同一部分には同一符号を付すことにより、その説明を省略する。

図８（ａ）に示すように、本実施形態の鋼板１は、第１実施形態の鋼板１（図１）と同一であり、以降、説明のために第一鋼板１Ａと呼ぶことがある。図７（ｂ）に示す鋼板１は、第一鋼板１Ａを反転させた（裏返した）ものであり、以降、説明のために第二鋼板１Ｂと呼ぶことがある。

図９には、複数の第一鋼板１Ａを所定の向きに積層した第一コア１７、及び複数の第二鋼板１Ｂを所定の向きに積層した第二コア１９が示されている。すなわち、第二コア１９は、第一鋼板１Ａを第一コア１７とは反対向きに積層して構成されている、ともいうことができる。

そして、ロータコア５は、このような第一及び第二コア１７、１９を、磁石挿入孔片３ａの位置が重なるように積層することによって構成される。

このように第一及び第二コア１７、１９が積層されて構成されたロータコア５は、図１０及び図１１に示すように、複数の鋼板１の磁石挿入孔片３ａによって形成される磁石挿入孔３と、複数の鋼板１の貫通孔片９ａによって形成される貫通孔９と、複数の鋼板１の内周側円環部１１ａ及び外周側円環部１３ａによって形成される内周側ロータコア１１及び外周側ロータコア１３と、を有する。

ここで、第一コア１７のリブ１５は外周側に向かうに従って円周方向の一方側（反時計回り）に向かって延び、第二コア１９のリブ１５は外周側に向かう従って円周方向の他方側（時計回り）に向かって延びるので、軸方向から見たとき（図１１参照）、第一コア１７のリブ１５と第二コア１９のリブ１５とが互いに交差する。

したがって、第一コア１７（第二コア１９）において円周方向に隣接する貫通孔片９ａ同士を、軸方向に積層された第二コア１９（第一コア１７）の貫通孔片９ａを介して連通させることができる。これにより、全ての鋼板１の全ての貫通孔片９ａが、互いに連通する構成となるので、油中（液冷）環境下において、特定の貫通孔片９ａに油が集中して溜まってしまうことを抑制でき、ロータ１０の偏心を抑制することができる。

また、ロータコア５を軸方向から見たとき（図１１参照）、内周側ロータコア１１と外周側ロータコア１３とを連結するリブ１５の本数は、一枚の鋼板１（第一コア１７又は第二コア１９）におけるリブ１５の本数（６本）の二倍の本数（１２本）となる。したがって、リブ１５を介してロータシャフトや内周側ロータコア１１に働く応力が分散されやすくなるため、ロータコア１０５の強度を維持するためにロータシャフトや内周側ロータコア１１を大型化することを抑制することが可能である。

また、第一コア１７のリブ１５と第二コア１９のリブ１５とが軸方向から見たときに互いに交差するので、第一コア１７（第二コア１９）において円周方向に隣接する貫通孔片９ａ同士の連通部分の面積を大きくすることができる。また、第一コア１７のリブ１５と第二コア１９のリブ１５との交差部分２１の内周側と外周側とで円周方向に隣接する貫通孔片９ａ同士を連通させることができる。したがって、本実施形態のロータ１０が、例えば車両に用いられて、該車両が旋回或は又は加減速時をした際等のように様々な方向に慣性力が作用する状況において、より油を拡散させやすくすることができる。

なお、本実施形態においては、第一及び第二コア１７、１９は、それぞれ複数の第一及び第二鋼板１Ａ、１Ｂを積層することによって構成されているが、所定の枚数の鋼板１から構成されていればよく、例えば、一枚の鋼板１からなる構成でも構わない。

また、ロータコア５は、複数の第一及び第二コア１７、１９を交互に積層することによってなる構成でも構わない。

（第４実施形態）
次に、本発明の第４実施形態に係る回転電機のロータについて説明する。図１３及び図１４に示される本実施形態のロータ１０は、上述の実施形態と基本的形態が同一であるので、同一部分には同一符号を付すことにより、その説明を省略する。

図１２に示すように、本実施形態の鋼板１においては、第一の円周方向間隔が４５°間隔となるように複数（８個）の磁石挿入孔片３ａが形成され、第二の円周方向間隔が４０°間隔となるように複数（９個）の貫通孔片９ａが形成されている。

図１３及び図１４に示すように、ロータコア５は、このような複数の同一形状の鋼板１を、一枚おきに第一の円周方向間隔（４５°間隔）ずつ回転されて積層（例えば転積）することによって構成される。なお、図１３には、鋼板１を８枚転積した状態が示されており、図１４には鋼板１を４枚転積した状態が示されている。

ここで、第一及び第二の円周方向間隔の差が５°と非常に小さく設定されているので、軸方向から見たときに、軸方向において隣接し且つ周方向に５°ずれた鋼板１のリブ１５同士の一部が、内周側円環部１１ａ（内周側ロータコア１１）との接続部から外周側円環部１３ａ（外周側ロータコア１３）との接続部まで亘って重なる。このように、鋼板１のリブ１５同士が重なるようにするためには、以下のように設定すればよい。すなわち、リブ１５の円周方向幅Ｗが一定であり、ロータコア５の中心Ｏからリブ１５及び外周側ロータコア１３の接続部までの半径をＲとすると、Ｗ≧２πＲ×｛第一及び第二の円周方向間隔の差（５°）／３６０°｝と設定すれば良い。

したがって、軸方向において隣接する鋼板１の貫通孔片９ａが、円周方向にずれながら軸方向に延びて貫通孔９を形成することとなる。これにより、所定の貫通孔片９ａに油が浸入した場合であっても、油は円周方向に分散されて特定の円周方向位置に油が溜まってしまうことが抑制できるので、ロータ１０の偏心を抑制することができる。

また、特許文献１のように、鋼板１を裏返して積層していく工程が必要ないので、生産効率の低下を抑制することができる。

また、ロータコア５を軸方向から見たとき（図１４参照）、内周側ロータコア１１と外周側ロータコア１３とを連結するリブ１５の本数は、一枚の鋼板１におけるリブ１５の本数（９本）に比べて多くなる。したがって、リブ１５を介してロータシャフトや内周側ロータコア１１に働く応力が分散されやすくなるため、ロータコア１０５の強度を維持するためにロータシャフトや内周側ロータコア１１を大型化することを抑制することが可能である。

なお、本実施形態のロータコア５は、鋼板１を一枚おきに第一の円周方向間隔（４５°間隔）ずつ回転して積層することによってなる構成に限られず、鋼板１を複数枚おきに第一の円周方向間隔（４５°間隔）で回転して積層することによってなる構成としても構わない。すなわち、鋼板１を円周方向に回転させずに複数枚積層することによってコアブロックを形成し、軸方向に隣接するコアブロック同士を、第一の円周方向間隔（４５°間隔）で回転して積層することによってロータコア５を構成しても構わない。

また、ロータコア５が複数の鋼板１を第一の円周方向間隔で転積することによって構成される場合には、転積を行う一般的な製造装置によって、円周方向に隣接する貫通孔片９ａ同士を、円周方向に回転されつつ軸方向に積層された他の鋼板１の貫通孔片９ａを介して連通させることができる。したがって、円周方向に回転させる際の製造装置が複雑化してしまうこと抑制できる。

また、ロータコア５がロータシャフトに組付ける際に複数の鋼板１を第一の円周方向間隔で回転させて積層することによって構成される場合には、例えば１枚ずつ転積を行ってロータコア５を構成する場合に比べ、鋼板１を複数枚積層したコアブロックを適宜の回数だけロータシャフトに組付ける際に回転させて積層すればよいため、回転させる回数の増加を抑制して製造効率の低下を抑制することができる。

（変形例１）
上述の第４実施形態において、鋼板１が一枚おきに第一の円周方向間隔（４５°間隔）で７２枚以上転積された場合には、軸方向一方側端における鋼板１の所定の貫通孔片９ａと、軸方向他方側端における鋼板１の所定の貫通孔片９ａと、は円周方向に３６０°以上ずれることになる。したがって、複数の貫通孔片９ａによって構成される貫通孔９は、ロータコア５の軸方向一方側端における鋼板１の所定の貫通孔片９ａから、軸方向他方側端における鋼板１の所定の貫通孔片９ａまでに亘って螺旋状に連通し、且つ、ロータコア５の内部において、軸方向一方側端から軸方向他方側端に向かって少なくとも３６０°以上回転する（ねじれる）ように形成される。

図１５には、このような変形例に係るロータコア５を備えたロータ１０が示されている。このロータ１０は、ロータコア５のシャフト孔７（図１３及び図１４参照）に挿入されるロータシャフト８と、ロータコア５の軸方向両端面に配置されて、永久磁石の軸方向変位を規制する一対の端面板６と、を備える。ロータシャフト８の軸方向他方側（図１５中、左側）には、ロータ１０の動力を変速機や他の動力源等に伝達するギヤ８ａが設けられている。

このようなロータ１０では、ロータコア５の軸方向両端面に配置された端面板６により、貫通孔９の内部に油が浸入することが防止されるが、積層された鋼板１同士の隙間等から貫通孔片９ａに油が浸入してしまう可能性がある。しかしながら、本変形例のロータコア５においては、貫通孔９がロータコア５の内部において、軸方向一方側端から軸方向他方側端に向かって少なくとも３６０°以上回転するように形成されるので、所定の貫通孔９の内部に入った油をロータコア５の全周に分散させ、ロータ１０の偏心を抑制することが可能である。

（変形例２）
次に、変形例１において、所定の貫通孔９に冷媒を流してロータコア５を冷却するように構成した変形例２について説明する。図１６には、図１５のロータ１０を軸方向一方側（図１５中、右側）から見た状態に対応する図が示されている。本変形例では、端面板６には、当該端面板６を軸方向に貫通し、所定の貫通孔９と連通する油導入孔４が形成されている。なお、図１６においては、簡単のため、鋼板１を４枚転積した状態が示されているが、実際は上述したように７２枚以上の鋼板１が転積されている。

このように構成することによって、軸方向一方側から油導入孔４を介して所定の貫通孔９に油を供給した場合、当該貫通孔９はロータコア５の内部において軸方向一方側から他方側に向かって３６０°以上回転するので、ロータコア５内の冷却を周方向全体に亘って効率的に行うことができる。

また、貫通孔９がロータコア５の軸方向一方側から他方側まで螺旋状に連通するので、ロータ１０を回転させることによって、油を貫通孔９内において軸方向一方側から他方側に案内し、さらにロータシャフト８のギヤ８ａに給油することが可能である。

ここで、端面板６に設けられる油導入孔４は、一つに限られず、それぞれの貫通孔９に油を供給できるよう、複数としても構わない。この場合、ロータコア５内の冷却効率、及びロータシャフト８のギヤ８ａへの給油効率を向上させることが可能である。

なお、仮に、図１８に示すような従来のロータ１００にこのような給油機構を設ける場合には、ロータコア１０５内の周方向全体に亘って油を供給するために、それぞれの貫通孔１０９に油を供給する必要があることから、端面板に設けられる油導入孔の数は、貫通孔１０９と同数にする必要がある。すなわち、本変形例のように、端面板に油導入孔を一つのみ設けた場合には、ロータコア１０５内の冷却が不足してしまう虞がある。

なお、本発明の回転電機のロータ１０は、上述した実施形態に限定されるものではなく、適宜な変形、改良などが可能である。

１ 鋼板
３ 磁石挿入孔
３ａ 磁石挿入孔片
４ 油導入孔
５ ロータコア
６ 端面板
７ シャフト孔
８ ロータシャフト
８ａ ギヤ
９ 貫通孔
９ａ 貫通孔片
１０ 回転電機のロータ
１１ 内周側ロータコア
１１ａ 内周側円環部
１３ 外周側ロータコア
１３ａ 外周側円環部
１５ リブ
１７ 第一コア
１９ 第二コア
２１ 交差部分
Ｍ 仮想線
Ｏ 中心
Ｒ 半径
Ｗ 円周方向幅

Claims (6)

1. 積層された複数の鋼板によって構成され、且つ第一の円周方向間隔毎に形成された複数の磁石挿入孔を有するロータコアと、
   前記磁石挿入孔に挿入される永久磁石と、
   を備えた回転電機のロータにおいて、
   前記ロータコアを構成する前記鋼板は、
   前記第一の円周方向間隔毎に形成され、前記複数の鋼板が積層されることによって複数の前記磁石挿入孔を構成する複数の磁石挿入孔片と、
   前記磁石挿入孔片の内周側において、第二の円周方向間隔毎に前記鋼板を軸方向に貫通する複数の貫通孔片と、
   を有し、
   前記鋼板において、前記貫通孔片の内周側に形成された内周側円環部と、前記貫通孔片の外周側に形成された外周側円環部とは、複数の前記貫通孔片同士の間に形成された複数のリブによって連結され、
   前記第一の円周方向間隔と前記第二の円周方向間隔は互いに異なる大きさであり、
   前記ロータコアは、複数の前記鋼板が、所定の枚数おきに前記第一の円周方向間隔で回転されて積層されており、
   前記第一の円周方向間隔は、前記第二の円周方向間隔よりも大きく、且つ、前記第二の円周方向間隔の整数倍ではない
   ことを特徴とする回転電機のロータ。
2. 前記ロータコアは、複数の前記鋼板を前記第一の円周方向間隔で転積することによって構成されている
   ことを特徴とする請求項１に記載の回転電機のロータ。
3. 前記ロータコアは、ロータシャフトに組付ける際に複数の前記鋼板を前記第一の円周方向間隔で回転させて積層することによって構成されている
   ことを特徴とする請求項１に記載の回転電機のロータ。
4. 積層された複数の鋼板によって構成され、且つ第一の円周方向間隔毎に形成された複数の磁石挿入孔を有するロータコアと、
   前記磁石挿入孔に挿入される永久磁石と、
   を備えた回転電機のロータにおいて、
   前記ロータコアを構成する前記鋼板は、
   前記第一の円周方向間隔毎に形成され、前記複数の鋼板が積層されることによって複数の前記磁石挿入孔を構成する複数の磁石挿入孔片と、
   前記磁石挿入孔片の内周側において、第二の円周方向間隔毎に前記鋼板を軸方向に貫通する複数の貫通孔片と、
   を有し、
   前記鋼板において、前記貫通孔片の内周側に形成された内周側円環部と、前記貫通孔片の外周側に形成された外周側円環部とは、複数の前記貫通孔片同士の間に形成された複数のリブによって連結され、
   前記第一の円周方向間隔と前記第二の円周方向間隔は互いに異なる大きさであり、
   前記ロータコアは、複数の前記鋼板が、所定の枚数おきに前記第一の円周方向間隔で回転されて積層されており、
   軸方向から見たときに、軸方向において隣接し、且つ周方向にずれた前記鋼板のリブ同士の一部が、前記内周側円環部との接続部から前記外周側円環部との接続部までに亘って重なり、
   前記ロータコアは、複数の前記鋼板が、所定の枚数おきに前記第一の円周方向間隔で回転されて積層された場合に、軸方向一方側端における前記鋼板の所定の貫通孔片から、軸方向他方側端における前記鋼板の前記所定の貫通孔片までに亘って螺旋状に連通する所定の貫通孔を有し、
   前記所定の貫通孔は、前記ロータコアの内部において、軸方向一方側端から軸方向他方側端に向かって少なくとも３６０度以上回転するように形成される
   ことを特徴とする回転電機のロータ。
5. 前記ロータコアは、複数の前記鋼板を転積することによって構成されている
   ことを特徴とする請求項４に記載の回転電機のロータ。
6. 前記ロータコアは、ロータシャフトに組付ける際に複数の前記鋼板を前記第一の円周方向間隔で回転させて積層することによって構成されている
   ことを特徴とする請求項４に記載の回転電機のロータ。

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