JP7455151B2 - 回転電機の回転子 - Google Patents

Description

本開示は、回転電機の回転子に関するものである。

特許文献１には、回転子が開示されている。この回転子は、シャフト、積層コア、永久磁石、端板及び固定部材を備えている。積層コアは、複数の電磁鋼板が軸方向に積層された構成を有している。積層コアは、シャフトの外周側に固定されている。永久磁石は、積層コアに配設されている。端板は、永久磁石の軸方向への移動を規制している。固定部材は、端板を固定している。

特開２００５－３１８７８５号公報

上記のような回転子では、各電磁鋼板に生じた反り等の影響により、軸方向における積層コアの厚みが径方向の外側に向かうにつれて厚くなる。これにより、端板には反りが生じる。端板に反りが生じていると、端板と固定部材との接触部において端板に加えられる面圧が大きくなる。したがって、端板が破損しやすくなってしまうという課題があった。

本開示は、上述のような課題を解決するためになされたものであり、端板の破損を抑制できる回転電機の回転子を提供することを目的とする。

本開示に係る回転電機の回転子は、回転軸部材と、前記回転軸部材の径方向において前記回転軸部材よりも外側に配置された回転子鉄心と、前記回転軸部材の軸方向において前記回転子鉄心の両端に配置された第１端板及び第２端板と、前記回転子鉄心、前記第１端板及び前記第２端板を前記軸方向の両側から挟持する第１固定部材及び第２固定部材と、を備え、前記第１端板は、前記軸方向において前記回転子鉄心と前記第１固定部材との間に配置されており、前記第２端板は、前記軸方向において前記回転子鉄心と前記第２固定部材との間に配置されており、前記第１固定部材及び前記第２固定部材の少なくとも一方は、内周部と、前記径方向において前記内周部よりも外側に設けられた外周部と、を有しており、前記外周部の剛性は、前記内周部の剛性よりも低くなることにより当該外周部が前記軸方向に弾性変形可能とされており、前記外周部は、前記第１端板又は前記第２端板と接触している。

本開示によれば、端板の破損を抑制することができる。

実施の形態１に係る回転電機の回転子の断面図である。 実施の形態２に係る回転電機の回転子の断面図である。 実施の形態３に係る回転電機の回転子の断面図である。 実施の形態４に係る回転電機の回転子が備えるリングの正面図である。 図４のＶ－Ｖ断面を示す断面図である。 実施の形態４に係る回転電機の回転子が備えるリングの変形例の正面図である。 図６のＶＩＩ－ＶＩＩ断面を示す断面図である。 実施の形態５に係る回転電機の回転子が備えるリングの正面図である。 図８のＩＸ－ＩＸ断面を示す断面図である。 実施の形態５に係る回転電機の回転子が備えるリングの変形例の正面図である。 図１０のＸＩ－ＸＩ断面を示す断面図である。 実施の形態６に係る回転電機の回転子が備えるリングの正面図である。 図１２のＸＩＩＩ－ＸＩＩＩ断面を示す断面図である。 実施の形態６に係る回転電機の回転子が備えるリングの変形例の正面図である。 図１４のＸＶ－ＸＶ断面を示す断面図である。

実施の形態１．
実施の形態１に係る回転電機の回転子について説明する。図１は、本実施の形態に係る回転電機の回転子の断面図である。以下の説明では、回転軸部材１０の軸心１１に沿う方向のことを、回転軸部材１０の軸方向又は単に軸方向という場合がある。軸方向と垂直な断面において、軸心１１を中心とした円周に沿う方向のことを、回転軸部材１０の周方向又は単に周方向という場合がある。軸方向と垂直な断面において回転軸部材１０の半径に沿う方向のことを、回転軸部材１０の径方向又は単に径方向という場合がある。図１には、軸方向及び径方向に沿って切断された回転子１００の断面が示されている。図１の左右方向は、軸方向を表している。

図１に示すように、回転子１００は、回転軸部材１０、回転子鉄心２０、第１端板３０、第２端板３１、リング４０及びつば５０を有している。回転子１００は、電動機、発電機等の回転電機に用いられる。

回転軸部材１０は、回転電機と回転電機の外部との間において回転動力を伝達するように構成されている。回転軸部材１０は、軸心１１を中心とした円柱状の形状を有している。

回転子鉄心２０は、径方向において回転軸部材１０よりも外側に設けられている。回転子鉄心２０は、円筒状の形状を有している。回転子鉄心２０は、複数の電磁鋼板２３が軸方向に積層された構成を有している。回転子鉄心２０の中心部には、断面円形状の貫通穴２０ａが形成されている。貫通穴２０ａには、回転軸部材１０が挿入されている。回転子鉄心２０は、回転軸部材１０に固定されている。

回転子鉄心２０には、磁石挿入穴２１が形成されている。磁石挿入穴２１は、回転子鉄心２０を軸方向に沿って貫通している。磁石挿入穴２１には、永久磁石２２が挿入されている。永久磁石２２は、樹脂などを用いて磁石挿入穴２１内に固定されている。

第１端板３０は、軸方向において回転子鉄心２０の一端に配置されている。第１端板３０は、軸方向における回転子鉄心２０の一方の端面と隣接している。第２端板３１は、軸方向において回転子鉄心２０の他端に配置されている。第２端板３１は、軸方向における回転子鉄心２０の他方の端面と隣接している。第１端板３０及び第２端板３１はいずれも、径方向において回転軸部材１０よりも外側に設けられている。第１端板３０及び第２端板３１のそれぞれは、円板状の形状を有している。第１端板３０及び第２端板３１のそれぞれは、アルミニウム、ステンレス等の非磁性材料により形成されている。本実施の形態では、第１端板３０の外径Ｄ１、第２端板３１の外径Ｄ２、及び回転子鉄心２０の外径は同一である。

第１端板３０及び第２端板３１は、磁石挿入穴２１から永久磁石２２が飛び出すのを防ぐ機能を有している。第１端板３０及び第２端板３１のそれぞれは、軸方向に見たとき、磁石挿入穴２１と重なるように配置されている。

第１端板３０の中心部には、断面円形状の貫通穴３０ａが形成されている。第２端板３１の中心部には、断面円形状の貫通穴３１ａが形成されている。貫通穴３０ａ及び貫通穴３１ａには、回転軸部材１０が挿入されている。

つば５０は、軸方向において第２端板３１の外側に配置されている。すなわち、第２端板３１は、軸方向において回転子鉄心２０とつば５０との間に配置されている。つば５０は、回転軸部材１０と同一の材料により、回転軸部材１０と一体成形されている。つば５０は、軸方向における回転軸部材１０の一部に設けられている。つば５０は、回転軸部材１０の外周面から径方向外側につば状に突出している。つば５０の外径Ｄ４は、第２端板３１の外径Ｄ２よりも小さくなっている。軸方向におけるつば５０の厚みは、周方向及び径方向のいずれにおいても一定になっている。

リング４０は、軸方向において第１端板３０の外側に配置されている。すなわち、第１端板３０は、軸方向において回転子鉄心２０とリング４０との間に配置されている。リング４０は、回転軸部材１０とは別体に形成されている。リング４０の内周側には、回転軸部材１０が挿入されている。リング４０は、例えば圧入によって回転軸部材１０に固定されている。リング４０の外径Ｄ３は、第１端板３０の外径Ｄ１よりも小さくなっている。リング４０の材質は、回転軸部材１０の材質と同等の線膨張係数を有するのが望ましい。

リング４０は、内周部４１及び外周部４２を有している。内周部４１は、径方向において回転軸部材１０と隣接している。外周部４２は、径方向において内周部４１よりも外側に設けられている。軸方向における外周部４２の厚みＴ２は、軸方向における内周部４１の厚みＴ１よりも薄くなっている。これにより、リング４０は、軸方向に沿った断面においてＬ字状に形成されている。内周部４１及び外周部４２のそれぞれの厚みは、周方向の全周において均一になっている。外周部４２の厚みＴ２が内周部４１の厚みＴ１よりも薄いため、外周部４２の剛性は、内周部４１の剛性よりも低くなっている。本願明細書における「剛性」とは、いわゆる曲げ剛性のことである。曲げ剛性は、部材の曲げ変形のし難さを示す指標である。

内周部４１は、第１端板３０と対向する表面４１ａを有している。外周部４２は、第１端板３０と対向する表面４２ａを有している。表面４１ａ及び表面４２ａは、実質的に同一面を構成している。表面４１ａ及び表面４２ａは、平滑面、つまり、凹凸加工部が設けられない平面により構成されている。表面４１ａ及び表面４２ａは、第１端板３０に対して接触される。

リング４０は、焼嵌めによって回転軸部材１０に固定されるようにしてもよい。この場合、加熱されたリング４０に回転軸部材１０が挿入される。

また、リング４０は、回転軸部材１０にねじ込まれるようにしてもよい。この場合、リング４０の内周面には、雌ねじが形成される。リング４０としてはナットを用いることができる。回転軸部材１０の外周面には、雄ねじが形成される。リング４０を回転軸部材１０に対して回転させることにより、回転軸部材１０に形成された雄ねじは、リング４０に形成された雌ねじに嵌め込まれる。これにより、リング４０が回転軸部材１０に取り付けられる。リング４０の雌ねじの一部、又は回転軸部材１０の雄ねじの一部を変形させることにより、回り止め部を形成してもよい。これにより、回転軸部材１０に対するリング４０の位置を固定することができる。

回転子鉄心２０、第１端板３０及び第２端板３１は、リング４０及びつば５０によって軸方向の両側から挟持されている。リング４０及びつば５０は、回転子鉄心２０、第１端板３０及び第２端板３１を軸方向の両側から挟持する一対の固定部材として機能する。つまり、リング４０は一方の固定部材として機能し、つば５０は他方の固定部材として機能する。

回転子鉄心２０の互いに隣り合う２つの電磁鋼板２３の間には、隙間が形成されている。回転子１００の製造工程では、回転軸部材１０は、回転子鉄心２０の貫通穴２０ａに例えば圧入により挿入される。このとき、挿入される回転軸部材１０によって、回転子鉄心２０の内周側では電磁鋼板２３の間隔が狭められる。これにより、回転子鉄心２０の外周部における軸方向厚みは、回転子鉄心２０の内周部における軸方向厚みよりも相対的に厚くなる。すなわち、回転子鉄心２０の外周部における軸方向厚みは、回転子鉄心２０の内周部における軸方向厚みよりも厚くなっている。回転子鉄心２０の外周部と内周部とにおける軸方向厚みの違いは、実際には僅かであるが、図１では強調して描かれている。

回転子鉄心２０の外周部と内周部とにおける軸方向厚みの違いにより、第１端板３０及び第２端板３１のそれぞれには反りが生じている。つまり、第１端板３０は、径方向の外側に向かうにつれて第２端板３１から離れるように反っている。第２端板３１は、径方向の外側に向かうにつれて第１端板３０から離れるように反っている。第１端板３０及び第２端板３１のそれぞれにおける反りの程度は、実際には僅かであるが、図１では強調して描かれている。

リング４０のうち少なくとも外周部４２の表面４２ａは、第１端板３０と接触している。外周部４２と第１端板３０との接触により、外周部４２には特に軸方向に弾性変形が生じている。外周部４２は、第１端板３０の反りに倣うように撓んでいる。

以上説明したように、本実施の形態に係る回転電機の回転子１００は、回転軸部材１０と、回転子鉄心２０と、第１端板３０及び第２端板３１と、リング４０及びつば５０と、を備えている。回転子鉄心２０は、回転軸部材１０の径方向において回転軸部材１０よりも外側に配置されている。第１端板３０及び第２端板３１は、回転軸部材１０の軸方向において回転子鉄心２０の両端に配置されている。リング４０及びつば５０は、回転子鉄心２０、第１端板３０及び第２端板３１を軸方向の両側から挟持している。リング４０は、第１固定部材の一例である。つば５０は、第２固定部材の一例である。

回転子鉄心２０は、複数の電磁鋼板２３が軸方向に積層された構成を有している。第１端板３０は、軸方向において回転子鉄心２０とリング４０との間に配置されている。第２端板３１は、軸方向において回転子鉄心２０とつば５０との間に配置されている。リング４０は、内周部４１と、外周部４２と、を有している。外周部４２は、径方向において内周部４１よりも外側に設けられている。外周部４２の剛性は、内周部４１の剛性よりも低くなっている。これにより、外周部４２は、軸方向に弾性変形可能とされている。外周部４２は、第１端板３０と接触している。

この構成によれば、リング４０の外周部４２の剛性がリング４０の内周部４１の剛性よりも低くなっているため、第１端板３０に反りが生じている場合、外周部４２は、第１端板３０の反りに倣うように弾性変形する。特に、第１端板３０と対向するリング４０の表面４１ａ及び表面４２ａは平滑面であるため、表面４１ａ及び表面４２ａよりなる当接面においてリング４０と第１端板３０とが径方向に沿って相対的に滑り、位置ずれしながら、リング４０の外周部４２における剛性の低い部分が軸方向に弾性変形することになる。これにより、第１端板３０と外周部４２との接触部において第１端板３０に加えられる面圧が抑えられるため、第１端板３０に生じる応力が分散される。したがって、上記構成によれば、第１端板３０の破損を抑制できる。

本実施の形態に係る回転電機の回転子１００において、回転子鉄心２０には磁石挿入穴２１が形成されている。磁石挿入穴２１には、永久磁石２２が挿入されている。第１端板３０及び第２端板３１のそれぞれは、軸方向に見たとき、磁石挿入穴２１と重なるように配置されている。第１端板３０及び第２端板３１のそれぞれは、非磁性体により形成されている。

この構成によれば、磁石挿入穴２１から永久磁石２２が飛び出すのを防止することができる。また、第１端板３０及び第２端板３１のそれぞれが非磁性材料により形成されているため、磁束の損失などによる回転電機の効率低下を防ぐことができる。本実施の形態では、第１端板３０に生じる応力が分散されるため、第１端板３０が非磁性材料により形成されていても、第１端板３０の破損を抑制することができる。

ここで、第１端板３０及び第２端板３１と回転軸部材１０との間の締め代は、回転電機の動作時に高温になったときにも確保される必要がある。このため、第１端板３０及び第２端板３１の材質と回転軸部材１０の材質との線膨張係数が異なる場合、低温時には第１端板３０及び第２端板３１と回転軸部材１０との間の締め代が増加し、第１端板３０及び第２端板３１の応力が増大してしまう場合がある。本実施の形態では、回転軸部材１０と同等の線膨張係数を有するリング４０が回転軸部材１０に一方向に圧入される。あるいは、回転軸部材１０の雄ねじとリング４０の雌ねじとが締結される。これにより、第１端板３０及び第２端板３１は、必ずしも締め代が十分に確保されていなくても、回転軸部材１０に保持される。結果として、非磁性材料により形成された第１端板３０及び第２端板３１が用いられていても、第１端板３０及び第２端板３１に生じる応力が増大してしまうことを防止できる。したがって、第１端板３０及び第２端板３１の破損を抑制することができる。

本実施の形態に係る回転電機の回転子１００において、つば５０は、回転軸部材１０と一体成形されている。リング４０は、回転軸部材１０と別体に形成されている。

この構成によれば、部品点数を削減することができる。また、この構成によれば、回転軸部材１０を成形する際につば５０が同時に成形されるため、つば５０を回転軸部材１０に取り付ける工程が不要となる。回転子鉄心２０、第１端板３０、第２端板３１及びリング４０を回転軸部材１０に取り付ける際には、回転子鉄心２０、第１端板３０、第２端板３１を軸方向の一端側から回転軸部材１０に取り付けた後に、リング４０を取り付ける工程を行うだけでよい。このため、回転子１００を低コストで製造することができる。

本実施の形態に係る回転電機の回転子１００において、軸方向における外周部４２の厚みＴ２は、軸方向における内周部４１の厚みＴ１よりも薄くなっている。リング４０を成形する際、リング４０の厚みを部分的に異ならせることは比較的容易である。したがって、この構成によれば、外周部４２の剛性が内周部４１の剛性よりも低くなっている構造を容易に得ることができる。

本実施の形態では、内周部４１の厚みＴ１及び外周部４２の厚みＴ２が周方向の全周において均一になっている。これにより、周方向におけるリング４０の剛性が均一化するため、周方向において局所的に応力集中が生じるのを防止できる。また、内周部４１の厚みＴ１及び外周部４２の厚みＴ２が周方向の全周において均一になっているため、回転子１００の回転バランスへの影響を抑えることができる。

また、本実施の形態では、リング４０は、軸方向に沿った断面においてＬ字状に形成されている。これにより、リング４０に複雑な凹凸を設ける必要がなく、リング４０の形状を比較的単純な立体構造にすることができる。したがって、成形不良などの発生を抑制しつつ、リング４０を容易に成形することができる。

実施の形態２．
実施の形態２に係る回転電機の回転子について説明する。図２は、本実施の形態に係る回転電機の回転子の断面図である。本実施の形態の回転子１００は、リング４０及びつば５０の構成において実施の形態１と異なっている。その他の構成は、実施の形態１と同様である。

図２に示すように、つば５０は、内周部５１及び外周部５２を有している。外周部５２は、径方向において内周部５１よりも外側に設けられている。つば５０は、回転軸部材１０と一体成形されている。軸方向における外周部５２の厚みＴ４は、軸方向における内周部５１の厚みＴ３よりも薄くなっている。これにより、つば５０は、軸方向に沿った断面においてＬ字状に形成されている。外周部５２の厚みＴ４が内周部５１の厚みＴ３よりも薄いため、外周部５２の剛性は、内周部５１の剛性よりも低くなっている。

内周部５１は、第２端板３１と対向する表面５１ａを有している。外周部５２は、第２端板３１と対向する表面５２ａを有している。表面５１ａ及び表面５２ａは、実質的に同一面を構成している。つば５０のうち少なくとも外周部５２の表面５２ａは、第２端板３１と接触している。外周部５２と第２端板３１との接触により、外周部５２には特に軸方向に弾性変形が生じている。外周部５２は、第２端板３１の反りに倣うように撓んでいる。

軸方向におけるリング４０の厚みは、径方向において一定になっている。本実施の形態のリング４０は、軸方向に沿った断面において長方形状に形成されている。これにより、リング４０の剛性は、内周部及び外周部のいずれにおいても同一になっている。

以上説明したように、本実施の形態に係る回転電機の回転子１００において、つば５０は、内周部５１と、外周部５２と、を有している。外周部５２は、径方向において内周部５１よりも外側に設けられている。外周部５２の剛性は、内周部５１の剛性よりも低くなっている。外周部５２は、第２端板３１と接触している。

この構成によれば、つば５０の外周部５２の剛性がつば５０の内周部５１の剛性よりも低くなっているため、第２端板３１に反りが生じている場合、外周部５２は、第２端板３１の反りに倣うように弾性変形する。これにより、第２端板３１と外周部５２との接触部において第２端板３１に加えられる面圧が抑えられるため、第２端板３１に生じる応力が分散される。したがって、上記構成によれば、第２端板３１の破損を抑制できる。

本実施の形態に係る回転電機の回転子１００において、軸方向における外周部５２の厚みＴ４は、軸方向における内周部５１の厚みＴ３よりも薄くなっている。回転軸部材１０及びつば５０を成形する際、つば５０の厚みを部分的に異ならせることは比較的容易である。したがって、この構成によれば、外周部５２の剛性が内周部５１の剛性よりも低くなっている構造を容易に得ることができる。

本実施の形態では、内周部５１の厚みＴ３及び外周部５２の厚みＴ４が周方向の全周において均一になっている。これにより、周方向におけるつば５０の剛性が均一化するため、周方向において局所的に応力集中が生じるのを防止できる。また、内周部５１の厚みＴ３及び外周部５２の厚みＴ４が周方向の全周において均一になっているため、回転子１００の回転バランスへの影響を抑えることができる。

また、本実施の形態では、つば５０は、軸方向に沿った断面においてＬ字状に形成されている。これにより、つば５０に複雑な凹凸を設ける必要がなく、つば５０の形状を比較的単純な立体構造にすることができる。したがって、成形不良などの発生を抑制しつつ、つば５０を容易に成形することができる。

実施の形態３．
実施の形態３に係る回転電機の回転子について説明する。図３は、本実施の形態に係る回転電機の回転子の断面図である。本実施の形態の回転子１００は、実施の形態１と実施の形態２とが組み合わされた構成を有している。

図３に示すように、リング４０は、内周部４１及び外周部４２を有している。軸方向における外周部４２の厚みは、軸方向における内周部４１の厚みよりも薄くなっている。これにより、外周部４２の剛性は、内周部４１の剛性よりも低くなっている。リング４０のうち少なくとも外周部４２の表面４２ａは、第１端板３０と接触している。外周部４２は、第１端板３０の反りに倣うように弾性変形している。

つば５０は、内周部５１及び外周部５２を有している。軸方向における外周部５２の厚みは、軸方向における内周部５１の厚みよりも薄くなっている。これにより、外周部５２の剛性は、内周部５１の剛性よりも低くなっている。つば５０のうち少なくとも外周部５２の表面５２ａは、第２端板３１と接触している。外周部５２は、第２端板３１の反りに倣うように弾性変形している。

すなわち、本実施の形態では、一対の固定部材の双方において、外周部の剛性が内周部の剛性よりも低くなっている。その他の構成は、実施の形態１又は２と同様である。

以上説明したように、本実施の形態に係る回転電機の回転子１００において、リング４０は、内周部４１と、外周部４２と、を有している。外周部４２は、径方向において内周部４１よりも外側に設けられている。外周部４２の剛性は、内周部４１の剛性よりも低くなっている。外周部４２は、第１端板３０と接触している。つば５０は、内周部５１と、外周部５２と、を有している。外周部５２は、径方向において内周部５１よりも外側に設けられている。外周部５２の剛性は、内周部５１の剛性よりも低くなっている。外周部５２は、第２端板３１と接触している。

この構成によれば、リング４０の外周部４２の剛性がリング４０の内周部４１の剛性よりも低くなっているため、第１端板３０に反りが生じている場合、外周部４２は、第１端板３０の反りに倣うように弾性変形する。これにより、第１端板３０と外周部４２との接触部において第１端板３０に加えられる面圧が抑えられるため、第１端板３０に生じる応力が分散される。したがって、上記構成によれば、第１端板３０の破損を抑制できる。

また、上記構成によれば、つば５０の外周部５２の剛性がつば５０の内周部５１の剛性よりも低くなっているため、第２端板３１に反りが生じている場合、外周部５２は、第２端板３１の反りに倣うように弾性変形する。これにより、第２端板３１と外周部５２との接触部において第２端板３１に加えられる面圧が抑えられるため、第２端板３１に生じる応力が分散される。したがって、上記構成によれば、第２端板３１の破損を抑制できる。

なお、上記実施の形態１～３では、リング４０を一方の固定部材の例に挙げ、つば５０を他方の固定部材の例に挙げたが、これには限られない。一方の固定部材及び他方の固定部材はいずれも、回転軸部材１０と別体に形成されたリングであってもよい。この場合、少なくとも一方のリングは、外周部の剛性が内周部の剛性よりも低くなるように形成されている。例えば、少なくとも一方のリングは、軸方向における外周部の厚みが軸方向における内周部の厚みよりも薄くなるように形成されている。この構成によれば、上記実施の形態１～３と同様に、第１端板３０及び第２端板３１の少なくとも一方の破損を抑制できる。

また、上記実施の形態１～３では、リング４０及びつば５０の少なくとも一方において、軸方向における厚みを２段階に異ならせているが、これには限られない。例えば、リング４０及びつば５０の少なくとも一方において、軸方向における厚みを３段階以上の多段階に異ならせてもよい。すなわち、リング４０及びつば５０の少なくとも一方は、内周側から外周側に向かって、軸方向における厚みが３段階以上で徐々に薄くなるように、階段状に形成されていてもよい。リング４０及びつば５０のそれぞれでは、外周側ほど端板に加える面圧が大きくなる。このため、リング４０の外周部４２又はつば５０の外周部５２は、外周側に向かって厚みが徐々に薄くなるように形成されていてもよい。これらのように、リング４０及びつば５０の少なくとも一方において、外周側に向かって厚みが徐々に薄くなる構成とすることによって、より優れた面圧低減効果が得られる。

実施の形態４．
実施の形態４に係る回転電機の回転子について説明する。図４は、本実施の形態に係る回転電機の回転子が備えるリングの正面図である。図４には、リング４０を軸方向に沿って見た構成が示されている。図５は、図４のＶ－Ｖ断面を示す断面図である。図５の左右方向は軸方向を表している。図５に示すリング４０の右側には、回転子鉄心２０、第１端板３０及び第２端板３１が配置される。リング４０以外の構成は、実施の形態１～３と同様である。

なお、実施の形態４並びに後述する実施の形態５及び６のリング４０の構成は、実施の形態１及び３のそれぞれにおけるリング４０に適用することもできる。実施の形態４～６のリング４０の構成は、実施の形態２及び３のそれぞれにおけるつば５０に適用することもできる。実施の形態４～６のリング４０の構成は、実施の形態３におけるリング４０及びつば５０の双方に適用することもできる。

図４及び図５に示すように、リング４０は、内周部４１及び外周部４２を有している。軸方向における外周部４２の厚みは、軸方向における内周部４１の厚みよりも薄くなっている。リング４０は、軸方向に沿った断面においてＬ字状に形成されている。外周部４２の厚みが内周部４１の厚みよりも薄いため、外周部４２の剛性は、内周部４１の剛性よりも低くなっている。

外周部４２には、複数の開口部４３が形成されている。各開口部４３は、外周部４２を軸方向に貫通している。開口部４３が形成されていることにより、外周部４２の剛性はさらに低くなっている。

軸方向に見たとき、各開口部４３は、同一の形状を有している。各開口部４３は、周方向において等間隔に配置されている。各開口部４３は、軸心１１を中心とする２つの円弧と、径方向に沿った２つの直線と、によって囲まれた形状を有している。開口部４３は、軸心１１を中心として回転対称となるように配置されている。これにより、リング４０の重心位置は、軸心１１と一致している。

外周部４２には、開口部４３に代えて、肉抜き部が形成されていてもよい。肉抜き部とは、外周部４２を軸方向に貫通しない凹部のことである。

図６は、本実施の形態に係る回転電機の回転子が備えるリングの変形例の正面図である。図７は、図６のＶＩＩ－ＶＩＩ断面を示す断面図である。図６及び図７に示すように、各開口部４３は、円形形状を有している。開口部４３は、軸心１１を中心として回転対称となるように配置されている。それ以外の構成は、図４及び図５の構成と同様である。

図４～図７に示した構成において、軸方向における外周部４２の厚みは、軸方向における内周部４１の厚みと同一であってもよい。この場合であっても、外周部４２に開口部４３が形成されているため、外周部４２の剛性は、内周部４１の剛性よりも低くなる。外周部４２の厚みが内周部４１の厚みと同一である場合、リング４０の外周には、内周部４１と同一の厚みで周方向に連続する外周縁部が形成される。このため、リング４０の構造的な強度が向上する。

以上説明したように、本実施の形態に係る回転電機の回転子１００において、外周部４２には、開口部４３が形成されている。リング４０を成形する際、開口部４３を形成することは比較的容易である。したがって、この構成によれば、外周部４２の剛性が内周部４１の剛性よりも低くなっている構造を容易に得ることができる。

本実施の形態に係る回転電機の回転子１００において、開口部４３は、回転軸部材１０の軸心１１を中心として回転対称となるように配置されている。この構成によれば、リング４０の重心位置を軸心と一致させることができるため、回転子１００の回転バランスへの影響を抑えることができる。

実施の形態５．
実施の形態５に係る回転電機の回転子について説明する。図８は、本実施の形態に係る回転電機の回転子が備えるリングの正面図である。図９は、図８のＩＸ－ＩＸ断面を示す断面図である。リング４０以外の構成は、実施の形態１～３と同様である。

図８及び図９に示すように、リング４０は、内周部４１及び外周部４２を有している。外周部４２は、第１外周部４２ｂ及び第２外周部４２ｃを有している。第１外周部４２ｂは、径方向において内周部４１よりも外側に設けられている。第２外周部４２ｃは、径方向において第１外周部４２ｂよりも外側に設けられている。

第１外周部４２ｂの表面４２ａには、溝部４４が形成されている。表面４２ａは、第１端板３０と接触する表面である。溝部４４は、肉抜き部の一例である。溝部４４は、周方向に切れ目なく延伸している。溝部４４は、矩形状の断面を有している。軸方向における第１外周部４２ｂの厚みは、軸方向における内周部４１の厚みと同一である。第１外周部４２ｂには溝部４４が形成されているため、第１外周部４２ｂの剛性は、内周部４１の剛性よりも低くなっている。

軸方向における第２外周部４２ｃの厚みは、軸方向における内周部４１の厚みよりも薄くなっている。このため、第２外周部４２ｃの剛性は、内周部４１の剛性よりも低くなっている。

図１０は、本実施の形態に係る回転電機の回転子が備えるリングの変形例の正面図である。図１１は、図１０のＸＩ－ＸＩ断面を示す断面図である。図１０及び図１１に示すように、外周部４２の表面４２ｄには、溝部４４が形成されている。表面４２ｄは、表面４２ａとは反対側の表面である。溝部４４は、周方向に切れ目なく延伸している。軸方向における外周部４２の厚みは、軸方向における内周部４１の厚みと同一である。外周部４２に溝部４４が形成されているため、外周部４２の剛性は、内周部４１の剛性よりも低くなっている。

以上説明したように、本実施の形態に係る回転電機の回転子１００において、外周部４２には、肉抜き部が形成されている。肉抜き部は、回転軸部材１０の周方向に延伸した溝部４４である。

この構成によれば、外周部４２の厚みを周方向において一定にすることができる。これにより、外周部４２の剛性が周方向において均一になるため、応力集中が生じるのを防止することができる。

また、リング４０には複雑な凹凸を設ける必要がないため、リング４０の形状を比較的単純な立体構造にすることができる。したがって、成形不良などの発生を抑制しつつ、リング４０を容易に成形することができる。

さらに、リング４０の重心位置を軸心１１と一致させることができるため、回転子１００の回転バランスへの影響を抑えることができる。

実施の形態６．
実施の形態６に係る回転電機の回転子について説明する。図１２は、本実施の形態に係る回転電機の回転子が備えるリングの正面図である。図１３は、図１２のＸＩＩＩ－ＸＩＩＩ断面を示す断面図である。リング４０以外の構成は、実施の形態１～３と同様である。

図１２及び図１３に示すように、リング４０は、内周部４１及び外周部４２を有している。軸方向における外周部４２の厚みは、軸方向における内周部４１の厚みよりも薄くなっている。リング４０は、軸方向に沿った断面においてＬ字状に形成されている。外周部４２の厚みが内周部４１の厚みよりも薄いため、外周部４２の剛性は、内周部４１の剛性よりも低くなっている。

外周部４２には、複数の切欠き４５が形成されている。各切欠き４５は、リング４０の外周縁部４２ｅから径方向に沿って内側に延伸するように切り欠かれている。各切欠き４５は、周方向において等間隔に配置されている。切欠き４５が形成されていることにより、外周部４２の剛性はさらに低くなっている。切欠き４５は、軸心１１を中心として回転対称となるように配置されている。これにより、リング４０の重心位置は、軸心１１と一致している。

周方向において隣り合う２つの切欠き４５の間には、残り部４６が形成されている。残り部４６の周方向幅は、切欠き４５の周方向幅よりも広くなっている。

図１４は、本実施の形態に係る回転電機の回転子が備えるリングの変形例の正面図である。図１５は、図１４のＸＶ－ＸＶ断面を示す断面図である。図１４及び図１５に示すように、残り部４６の周方向幅は、切欠き４５の周方向幅よりも狭くなっている。それ以外の構成は、図１２及び図１３の構成と同様である。

図１２～図１５に示した構成において、軸方向における外周部４２の厚みは、軸方向における内周部４１の厚みと同一であってもよい。この場合であっても、外周部４２に切欠き４５が形成されているため、外周部４２の剛性は、内周部４１の剛性よりも低くなる。

以上説明したように、本実施の形態に係る回転電機の回転子１００において、外周部４２には、切欠き４５が形成されている。リング４０を成形する際、切欠き４５を形成することは比較的容易である。したがって、この構成によれば、外周部４２の剛性が内周部４１の剛性よりも低くなっている構造を容易に得ることができる。

本実施の形態に係る回転電機の回転子１００において、切欠き４５は、回転軸部材１０の軸心１１を中心として回転対称となるように配置されている。この構成によれば、リング４０の重心位置を軸心と一致させることができるため、回転子１００の回転バランスへの影響を抑えることができる。

上記の各実施の形態は、互いに組み合わせて実施することが可能である。

１０ 回転軸部材、１１ 軸心、２０ 回転子鉄心、２０ａ 貫通穴、２１ 磁石挿入穴、２２ 永久磁石、２３ 電磁鋼板、３０ 第１端板、３０ａ 貫通穴、３１ 第２端板、３１ａ 貫通穴、４０ リング、４１ 内周部、４１ａ 表面、４２ 外周部、４２ａ 表面、４２ｂ 第１外周部、４２ｃ 第２外周部、４２ｄ 表面、４２ｅ 外周縁部、４３ 開口部、４４ 溝部、４５ 切欠き、４６ 残り部、５０ つば、５１ 内周部、５１ａ 表面、５２ 外周部、５２ａ 表面、１００ 回転子、Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３、Ｄ４ 外径、Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３、Ｔ４ 厚み。

Claims (9)

1. 回転軸部材と、
   前記回転軸部材の径方向において前記回転軸部材よりも外側に配置された回転子鉄心と、
   前記回転軸部材の軸方向において前記回転子鉄心の両端に配置された第１端板及び第２端板と、
   前記回転子鉄心、前記第１端板及び前記第２端板を前記軸方向の両側から挟持する第１固定部材及び第２固定部材と、
   を備え、
   前記第１端板は、前記軸方向において前記回転子鉄心と前記第１固定部材との間に配置されており、
   前記第２端板は、前記軸方向において前記回転子鉄心と前記第２固定部材との間に配置されており、
   前記第１固定部材及び前記第２固定部材の少なくとも一方は、内周部と、前記径方向において前記内周部よりも外側に設けられた外周部と、を有しており、
   前記外周部の剛性は、前記内周部の剛性よりも低くなっており、
   前記外周部は、前記第１端板又は前記第２端板と接触しており、
   前記外周部における前記第１端板又は前記第２端板に接触される表面は平滑面であり、
   当該表面を挟んで対向する、前記第１固定部材及び前記第２固定部材の一方と、前記第１端板及び前記第２端板の一方とが、当該表面において、前記径方向に沿って相対的に滑り位置ずれ可能とされていることにより、前記外周部が前記内周部に比べて前記第１端板及び前記第２端板の一方より離れる方向に反るように前記軸方向に弾性変形可能とされている回転電機の回転子。
2. 前記外周部が接触される前記第１端板及び前記第２端板の一方には反りを生じており、
   前記外周部は、前記反りに倣うように弾性変形されている請求項１に記載の回転電機の回転子。
3. 前記第１固定部材及び前記第２固定部材の一方は、前記回転軸部材と一体成形されており、
   前記第１固定部材及び前記第２固定部材の他方は、前記回転軸部材と別体に形成されている請求項１又は請求項２に記載の回転電機の回転子。
4. 前記軸方向における前記外周部の厚みは、前記軸方向における前記内周部の厚みよりも薄くなっており、
   前記外周部は、外周側に向かって厚みが徐々に薄くなるように形成されている請求項１～請求項３のいずれか一項に記載の回転電機の回転子。
5. 前記外周部には、開口部又は肉抜き部が形成されている請求項１～請求項４のいずれか一項に記載の回転電機の回転子。
6. 前記開口部又は前記肉抜き部は、前記回転軸部材の軸心を中心として回転対称となるように配置されている請求項５に記載の回転電機の回転子。
7. 前記肉抜き部は、前記回転軸部材の周方向に延伸した溝部である請求項５又は請求項６に記載の回転電機の回転子。
8. 前記外周部には、切欠きが形成されている請求項１～請求項４のいずれか一項に記載の回転電機の回転子。
9. 前記切欠きは、前記回転軸部材の軸心を中心として回転対称となるように配置されている請求項８に記載の回転電機の回転子。