JPWO2020095823A1

JPWO2020095823A1 - 回転電機用ロータコア

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Publication number: JPWO2020095823A1
Application number: JP2020556028A
Authority: JP
Inventors: 崇行杉浦; 解人長永; 純平多田; 哲平津田
Original assignee: Aisin Seiki Co Ltd; Aisin Corp
Current assignee: Aisin Corp
Priority date: 2018-11-09
Filing date: 2019-10-31
Publication date: 2021-09-02
Also published as: WO2020095823A1; EP3836356A1; EP3836356A4; US20210249920A1; CN112689939A

Abstract

製造工程の増加を抑制することが可能であり、回転に伴うノイズや振動を低減可能な磁気的構造を備えた回転電機用ロータコアを実現する。回転電機用ロータコア（１０）は、永久磁石（２）が配置される部材配置孔（３）と、部材配置孔（３）が、周方向（Ｃ）に繰り返し形成される単位を磁極（Ｐ）として、それぞれの磁極（Ｐ）に対して周方向（Ｃ）の両側に配置された一対の磁束制限孔（４）とを有する。それぞれの磁性体板（１）は、一対の磁束制限孔（４）を形成する一対の制限孔用貫通部（４１）の周方向間隔（ＣＰ）が異なる複数種類の貫通部対（５）を備える。周方向（Ｃ）に隣接する貫通部対（５）の種類は互いに異なる。複数の磁性体板（１）は、部材配置孔（３）が軸方向Ｌの全域において連続し、磁性体板（１）の周方向（Ｃ）の位相が互いに異なる複数の軸方向領域（ＬＲ）を有するように積層されている。

Description

本発明は、板状の磁性体である磁性体板を複数枚積層して形成された回転電機用ロータコアに関する。

ロータに永久磁石を備えた永久磁石型回転電機では、ロータにおける磁気的凸極性により、トルクリップルやコギングトルクが生じる。これらは、ノイズや振動の原因となるため、種々の低ＮＶ（Noise / Vibration）化が試みられている。例えば、特開２０１１−２２３７４２号公報には、ロータの軸方向に沿ってロータコアを複数の段に分割して、段ごとに永久磁石の位置をずらして配置することにより、周方向における磁極の中心位置を軸方向の位置に応じて異ならせるロータ段スキュー構造が開示されている。また、米国特許出願公開第２０１８／０１７５６８１号明細書には、ロータの軸方向に沿って分割された各段において、永久磁石の位置は共通で、磁束制限孔（フラックスバリア）の形状を異ならせた擬似的な段スキュー構造を有したロータが開示されている。

特開２０１１−２２３７４２公報米国特許出願公開第２０１８／０１７５６８１号明細書

ロータ段スキュー構造では、永久磁石を軸方向に分割してロータコアに配置する必要がある。このため、部品点数が増加し、ロータの組み立て時の工程数も増加する。擬似的な段スキュー構造では、フラックスバリアの形状が異なる複数種類の磁性体板を積層する必要がある。一般的に、ロータコアを製造する際には、磁性体板を打ち抜き、順次打ち抜かれた磁性体板を積層していく。複数種類の磁性体板を積層する場合には、複数種類の金型が必要であり、また、段ごとにしか積層できないため、ロータコアの製造工程が増加する。

上記に鑑みて、製造工程の増加を抑制することが可能であり、回転に伴うノイズや振動を低減可能な磁気的構造を備えた回転電機用ロータコアの実現が望まれる。

上記に鑑みた、板状の磁性体である磁性体板を複数枚積層して形成された回転電機用ロータコアは、１つの態様として、ステータからの回転磁界に応じてロータを回転させるための磁力の発生源である永久磁石が配置される部材配置孔と、前記部材配置孔が、周方向に繰り返し形成される単位を磁極として、それぞれの前記磁極に対して周方向の両側に配置されて前記部材配置孔に最も近い位置から径方向外側に向かって延在するように、前記磁極のそれぞれに対応して配置された一対の磁束制限孔と、を有し、それぞれの前記磁性体板において、前記磁束制限孔を形成する前記磁性体板の貫通部を制限孔用貫通部とし、それぞれの前記磁極に対応する一対の前記磁束制限孔を形成する前記制限孔用貫通部の対を貫通部対として、それぞれの前記磁性体板は、一対の前記制限孔用貫通部の周方向間隔が異なる複数種類の前記貫通部対を備えると共に、周方向に隣接する前記貫通部対の種類が互いに異なり、複数の前記磁性体板は、それぞれの前記磁極における前記部材配置孔が軸方向の全域において連続するように積層されると共に、前記磁性体板の周方向の位相が互いに異なる複数の軸方向領域を有するように積層されている。

この構成によれば、磁性体板の位相を異ならせて積層すること、つまり、転積することによって、ロータの軸方向に沿って分割された軸方向領域において、永久磁石の位置は共通で、磁束制限孔の位置が異なる擬似的な段スキュー構造を有した回転電機用ロータコアを実現することができる。磁性体板の種類は１種類とすることができるため、金型などの製造装置が増加しないようにすることができる。また、磁性体板の形成と、磁性体板の積層とを連続した工程で行うことができるので、製造工程の増加も抑制される。このように、本構成によれば、製造工程の増加を抑制することが可能であり、回転に伴うノイズや振動を低減可能な磁気的構造を備えた回転電機用ロータコアを実現することができる。

また、上記に鑑みた、板状の磁性体である磁性体板を複数枚積層して形成された回転電機用ロータコアは、１つの態様として、ステータからの回転磁界に応じてロータを回転させるための磁力の発生源である永久磁石が配置される部材配置孔と、前記部材配置孔が、周方向に繰り返し形成される単位を磁極として、それぞれの前記磁極に対して周方向の両側に配置されて前記部材配置孔に最も近い位置から径方向外側に向かって延在するように、前記磁極のそれぞれに対応して配置された一対の磁束制限孔と、を有し、それぞれの前記磁性体板において、前記磁束制限孔を形成する前記磁性体板の貫通部を制限孔用貫通部とし、それぞれの前記磁極に対応する一対の前記磁束制限孔を形成する前記制限孔用貫通部の対を貫通部対として、それぞれの前記磁性体板は、一対の前記制限孔用貫通部の周方向間隔が異なる複数種類の前記貫通部対を備えると共に、周方向に隣接する前記貫通部対の種類が互いに異なり、複数の前記磁性体板は、それぞれの前記磁極における前記部材配置孔が軸方向の全域において連続するように積層されると共に、前記磁性体板の周方向の位相が前記磁極の周方向の配置ピッチごとに互いに異なる複数の軸方向領域を有するように積層されていてもよい。

この構成によれば、磁性体板の位相を磁極の周方向の配置ピッチごとに異ならせて積層すること、つまり、磁極の周方向の配置ピッチごとに転積することによって、ロータの軸方向に沿って分割された軸方向領域において、永久磁石の位置は共通で、磁束制限孔の位置が異なる擬似的な段スキュー構造を有した回転電機用ロータコアを実現することができる。磁性体板の種類は１種類とすることができるため、金型などの製造装置が増加しないようにすることができる。また、磁性体板の形成と、磁性体板の積層とを連続した工程で行うことができるので、製造工程の増加も抑制される。このように、本構成によれば、製造工程の増加を抑制することが可能であり、回転に伴うノイズや振動を低減可能な磁気的構造を備えた回転電機用ロータコアを実現することができる。

回転電機用ロータコアさらなる特徴と利点は、図面を参照して説明する実施形態についての以下の記載から明確となる。

ロータコアの一例を示す透視斜視図ロータの一例を示す軸方向視の平面図磁性体板の一例を示す平面図ロータの他の例を示す軸方向視の部分平面図ロータの他の例を示す軸方向視の部分平面図

以下、埋込磁石型回転電機のロータコアを例として、回転電機用ロータコアの実施形態を図面に基づいて説明する。図１は、ロータコア１０（回転電機用ロータコア）の一例を示す透視斜視図であり、図２は、ロータコア１０を用いたロータ２０の一例を示す軸方向視の平面図であり、図３は、ロータコア１０を構成する磁性体板１の一例を示す平面図である。

図２に示すように、本実施形態のロータ２０は、１つの永久磁石２により１つの磁極Ｐが構成されて、８つの磁極Ｐを有する。永久磁石２は、ステータ８０からの回転磁界に応じてロータを回転させるための磁力の発生源となる磁力発生部材である。部材配置孔３は、磁力発生部材としての永久磁石２が配置される孔である。図１に示すように、ロータコア１０において、部材配置孔３は、軸方向Ｌに連続するように形成されている。従って、概ね軸方向Ｌの長さに対応する長さを有する１つの永久磁石２を部材配置孔３に配置することができる。しかし、そのような構成に限ることなく、軸方向Ｌに分割された複数の永久磁石２が、１つの部材配置孔３に配置されていてもよい。磁極Ｐは、部材配置孔３が周方向Ｃに繰り返し形成される単位（周方向繰り返し単位）でもある。

図２に示すように、それぞれの磁極Ｐに対して周方向Ｃの両側には、一対の磁束制限孔４が配置されている。それぞれの磁束制限孔４は、部材配置孔３に最も近い位置から径方向外側Ｒ１に向かって延在するように、磁極Ｐのそれぞれに対応して配置されている。以下、適宜、磁極Ｐのそれぞれに対応して配置された磁束制限孔４の対を制限孔対６と称して説明する。

ロータコア１０は、板状の磁性体である磁性体板１を複数枚積層して形成されている。図３に示すように、磁性体板１には、磁性体板１が積層された際に部材配置孔３を形成する貫通部である配置孔用貫通部３１、磁性体板１が積層された際に磁束制限孔４を形成する貫通部である制限孔用貫通部４１が形成されている。上述したように、磁束制限孔４は、それぞれの磁極Ｐに対して周方向Ｃの両側に、制限孔対６として配置されている。従って、制限孔用貫通部４１も、それぞれの磁極Ｐにおける制限孔対６に対応して、それぞれの磁極Ｐに対して周方向Ｃの両側に、制限孔用貫通部対５（貫通部対）として形成されている。

図３に示すように、それぞれの磁性体板１は、一対の制限孔用貫通部４１の周方向Ｃの間隔（周方向間隔ＣＰ）が異なる複数種類の制限孔用貫通部対５を備える。図３には、第１制限孔用貫通部対５１と第２制限孔用貫通部対５２との２種類の制限孔用貫通部対５を備える形態を例示している。また、制限孔用貫通部対５は、周方向Ｃに隣接する制限孔用貫通部対５の種類が互いに異なるように形成されている。

図３に例示する形態では、それぞれの磁性体板１は、制限孔用貫通部対５を形成する一対の制限孔用貫通部４１の周方向間隔ＣＰが第１間隔ＣＰ１である第１制限孔用貫通部対５１と、制限孔用貫通部対５を形成する一対の制限孔用貫通部４１の周方向間隔ＣＰが第１間隔ＣＰ１よりも短い第２間隔ＣＰ２である第２制限孔用貫通部対５２との２種類を備える。また、第１制限孔用貫通部対５１と第２制限孔用貫通部対５２とは、周方向Ｃに沿って交互に配置されている。

ロータ２０を回転させるための磁力の極性は、Ｓ極とＮ極との２種類であるから、磁極Ｐの数は、２の倍数となる。本実施形態のように、２種類の制限孔用貫通部対５（第１制限孔用貫通部対５１、第２制限孔用貫通部対５２）が周方向Ｃにおいて交互に配置されていると、同じ種類の制限孔用貫通部対５が隣接することなく、適切に異なる種類の制限孔用貫通部対５を配置することができる。当然ながら、制限孔用貫通部対５の種類は２種類に限定されるものではなく、３種類以上であってもよい。

図１に示すように、ロータコア１０は、複数の磁性体板１が、それぞれの磁極Ｐにおける部材配置孔３が軸方向Ｌの全域において連続するように積層される。つまり、軸方向視において、配置孔用貫通部３１が重複するように複数の磁性体板１が積層されてロータコア１０が形成される。また、ロータコア１０は、磁性体板１の周方向Ｃの位相が互いに異なる複数の軸方向領域ＬＲを有するように積層されている。複数の磁性体板１は、配置孔用貫通部３１が軸方向視において重複するように積層されているため、ロータコア１０は、磁性体板１の周方向Ｃの位相が磁極Ｐの周方向Ｃの配置ピッチごとに互いに異なる複数の軸方向領域ＬＲを有するように積層されている。図２，図３に示すように、磁極Ｐは同じピッチで周方向Ｃに沿って配置されている。即ち、周方向Ｃにおいて隣り合う磁極中心（図２を参照して後述する）の間の軸方向視での角度は均等である。図１には、第１軸方向領域ＬＲ１、第２軸方向領域ＬＲ２、第３軸方向領域ＬＲ３、第４軸方向領域ＬＲ４の４つの軸方向領域ＬＲを有する形態を例示している。制限孔用貫通部対５は２種類であるから、第１軸方向領域ＬＲ１と第３軸方向領域ＬＲ３とは、相対位相が同一であり、第２軸方向領域ＬＲ２と第４軸方向領域ＬＲ４とは、相対位相が同一である。

尚、制限孔用貫通部対５は２種類であるから、軸方向領域ＬＲは２つであってもよい。即ち、ここでは、２種類の制限孔用貫通部対５に対応して、“２”の倍数の軸方向領域ＬＲを有する形態を例示している。制限孔用貫通部対５の種類が３種類の場合には、ロータコア１０が３つの軸方向領域ＬＲを有するなど、“３”の倍数の軸方向領域ＬＲを有すると好適である。

上記においては、図１を参照して、２種類の制限孔用貫通部対５に対応して、“２”の倍数の軸方向領域ＬＲを有するように構成する形態を例示した。しかし、軸方向領域ＬＲの数ではなく、軸方向領域ＬＲの長さが制限孔用貫通部対５の種類に応じて均等となるように軸方向領域ＬＲを設けてもよい。例えば、図示は省略するが、図１のように４つの軸方向領域ＬＲを有する場合において、第１軸方向領域ＬＲ１及び第４軸方向領域ＬＲ４の相対位相が同一であり、第２軸方向領域ＬＲ２及び第３軸方向領域ＬＲ３の相対位相が同一であるように構成することもできる。但し、この場合は、第２軸方向領域ＬＲ２及び第３軸方向領域ＬＲ３は連続した１つの軸方向領域ＬＲとみなすことができる。つまり、この場合は、軸方向Ｌに沿って、３つの軸方向領域ＬＲを有すると言うことができる。例えば、ロータコア１０を軸方向に４分割した長さを「軸方向領域基準長さ」として、軸方向Ｌの両端部の２つの軸方向領域ＬＲは、それぞれ軸方向領域基準長さを有し、軸方向Ｌの中央部の軸方向領域ＬＲは、軸方向領域基準長さの２倍の長さを有するということもできる。

尚、上記においては、軸方向領域ＬＲの長さが制限孔用貫通部対５の種類に応じて均等となるように軸方向領域ＬＲを設ける形態を例示したが、均等でなくてもよい。例えば、図１のように４つの軸方向領域ＬＲを有する場合において、第２軸方向領域ＬＲ２及び第３軸方向領域ＬＲ３の相対位相が同一であり、連続した１つの軸方向領域ＬＲとみなすことができる場合に、第２軸方向領域ＬＲ２及び第３軸方向領域ＬＲ３を合わせた軸方向Ｌの長さと、第１軸方向領域ＬＲ１の軸方向Ｌの長さと、第４軸方向領域ＬＲ４の軸方向Ｌの長さと、が均等であってもよい。

磁性体板１は、多くの場合、金型を用いて鋼板材料を打ち抜くことによって製造される。好ましくは、鋼板材料から磁性体板１を打ち抜くと共に、打ち抜かれた磁性体板１を積層していくことによってロータコア１０が形成される。上述したように、１つの磁性体板１には、複数種類の制限孔用貫通部対５が形成されているので、同一の磁性体板１の位相を異ならせて積層することによって軸方向Ｌに沿って異なる位置に磁束制限孔４が形成されたロータコア１０を形成することができる。つまり、磁性体板１の種類は１種類であるから、金型などの製造装置が増加することがない。また、磁性体板１の形成と、磁性体板１の積層とを連続した工程で行うことができるので、製造工程の増加も抑制される。

磁性体板１を積層してロータコア１０を形成する際には、磁性体板１の厚みの差が累積することを抑制するために、磁性体板１を周期的に周方向に回転させながら積層する転積工法が用いられる場合がある。同一の磁性体板１の位相を異ならせて積層する際には、このような転積工法を利用することができるので、工程をほとんど増加させることなく、回転に伴うノイズや振動を低減可能な磁気的構造を備えたロータコア１０を実現することができる。

図２に示すように、磁極Ｐのそれぞれに対応する一対の磁束制限孔４は、それぞれの磁極Ｐの周方向Ｃの中心を通り、径方向Ｒに延在する基準面Ｓに対して対称に配置されている。本実施形態のように、埋込磁石型回転電機のロータコア１０の場合には、磁極Ｐの周方向Ｃの中心は、磁極中心に対応する。図３に示すように、径方向Ｒに沿って磁極中心を通る方向は、いわゆるｄ軸に相当する。また、径方向Ｒに沿って、周方向Ｃに隣り合う制限孔対６の間の中央を通る方向は、いわゆるｑ軸に相当する。一対の磁束制限孔４が、基準面Ｓに対して対称に配置されていると、磁極Ｐの方向（磁界の方向）であるｄ軸、及びｄ軸に直交するｑ軸の磁束が、適切に通過できるので、マグネットトルク及びリラクタンストルクを有効に利用しやすい構造となる。

また、磁束制限孔４は、部材配置孔３に永久磁石２が配置された状態で、永久磁石２におけるロータ２０の外周面側の角に最も近い位置から径方向外側Ｒ１に延びる孔である。径方向外側Ｒ１の磁束制限孔４により、隣接する磁極Ｐの間において、磁束が通る周方向Ｃの位相を適切に異ならせることができ、擬似的な段スキュー構造を適切に形成することができる。

ところで、周方向Ｃに隣り合う制限孔対６の間に形成される磁路（いわゆるｑ軸磁路）の周方向幅の内、最も短い部分の周方向長さＣＬは、全ての制限孔対６の間で同じであると好適である。隣接する磁極Ｐの間を磁束が通過する際の最小幅が全ての磁極Ｐで共通となる。従って、周方向Ｃの全てでリラクタンストルクを有効に利用し易い構造となる。

また、ロータコア１０の径方向外側Ｒ１の端部に着目すると、周方向Ｃに隣り合う制限孔対６の間に形成される磁路（ｑ軸磁路）の径方向外側Ｒ１の端部における周方向幅ＣＷは、軸方向Ｌの全域において同じであると好適である。これにより、径方向外側Ｒ１の端部において、隣接する磁極Ｐの間を磁束が通過する際の周方向幅ＣＷが、全ての磁極Ｐで共通となる。従って、周方向Ｃの全てでリラクタンストルクを有効に利用し易い構造となる。

〔その他の実施形態〕
以下、その他の実施形態について説明する。尚、以下に説明する各実施形態の構成は、それぞれ単独で適用されるものに限られず、矛盾が生じない限り、他の実施形態の構成と組み合わせて適用することも可能である。

（１）上記においては、永久磁石２が配置される１つの部材配置孔３と、一対の磁束制限孔４（制限孔対６）とが連続して１つの空間を形成するように配置されている形態を例示した。しかし、部材配置孔３の配置や一対の磁束制限孔４（制限孔対６）の配置は、このような例には限定されない。例えば、図４に例示するように、それぞれの磁極Ｐに部材配置孔３が複数配置されていても良く、それぞれの部材配置孔３に連続して磁束制限孔４が配置されていてもよい。図４には、それぞれの磁極Ｐにおける周方向Ｃの中央部に対して両側に分かれて一対の部材配置孔３が配置されている形態を例示している。磁束制限孔４（制限孔対６）は、一対の部材配置孔３のそれぞれから、径方向外側Ｒ１に延びるように形成されている。第１制限孔対６１は、それぞれの磁極Ｐにおいて、径方向外側Ｒ１に延びると共に周方向Ｃの外側に延びるように形成されている。また、第２制限孔対６２は、それぞれの磁極Ｐにおいて、径方向外側Ｒ１に延びると共に周方向Ｃの内側に延びるように形成されている。

また、部材配置孔３は、それぞれの磁極Ｐにおいて３つ以上配置されていてもよい。例えば、図５に例示する形態では、それぞれの磁極Ｐにおける周方向Ｃの中央部に対して両側に分かれて一対の部材配置孔３が配置されると共に、磁極Ｐの中央部に周方向Ｃに沿って１つの部材配置孔３が配置されて、合計３つの部材配置孔３が配置されている。それぞれの部材配置孔３には、部材配置孔３と連続して磁束制限孔４が形成されている。但し、磁極Ｐの中央部に配置されている部材配置孔３と連続する磁束制限孔４は、全ての磁極Ｐにおいて同一形状である。それぞれの磁極Ｐにおける周方向Ｃの中央部に対して両側に分かれて配置された一対の部材配置孔３に連続する磁束制限孔４（制限孔対６）は、第１制限孔対６１と第２制限孔対６２との２種類が形成されている。第１制限孔対６１は、それぞれの磁極Ｐにおいて、径方向外側Ｒ１に延びると共に周方向Ｃの外側に延びるように形成されている。また、第２制限孔対６２は、それぞれの磁極Ｐにおいて、径方向外側Ｒ１に延びると共に周方向Ｃの内側に延びるように形成されている。

尚、磁束制限孔４は、部材配置孔３に連続して形成されることなく、独立して形成されていてもよい。

（２）上記においては、磁極Ｐのそれぞれに対応する一対の磁束制限孔４が基準面Ｓに対して対称に配置されている構成を例として説明した。しかし、一対の磁束制限孔４の配置構成は、これには限定されず、磁極Ｐのそれぞれに対応する一対の磁束制限孔４が、基準面Ｓに対して非対称に配置されていてもよい。

〔実施形態の概要〕
以下、上記において説明した回転電機用ロータコア（１０）の概要について簡単に説明する。

１つの態様として、板状の磁性体である磁性体板（１）を複数枚積層して形成された回転電機用ロータコア（１０）は、ステータ（８０）からの回転磁界に応じてロータ（２０）を回転させるための磁力の発生源である永久磁石（２）が配置される部材配置孔（３）と、前記部材配置孔（３）が、周方向（Ｃ）に繰り返し形成される単位を磁極（Ｐ）として、それぞれの前記磁極（Ｐ）に対して周方向（Ｃ）の両側に配置されて前記部材配置孔（３）に最も近い位置から径方向外側（Ｒ１）に向かって延在するように、前記磁極（Ｐ）のそれぞれに対応して配置された一対の磁束制限孔（４）と、を有し、それぞれの前記磁性体板（１）において、前記磁束制限孔（４）を形成する前記磁性体板（１）の貫通部を制限孔用貫通部（４１）とし、それぞれの前記磁極（Ｐ）に対応する一対の前記磁束制限孔（４）を形成する前記制限孔用貫通部（４１）の対を貫通部対（５）として、それぞれの前記磁性体板（１）は、一対の前記制限孔用貫通部（４１）の周方向間隔（ＣＰ）が異なる複数種類の前記貫通部対（５（５１，５２））を備えると共に、周方向（Ｃ）に隣接する前記貫通部対（５）の種類が互いに異なり、複数の前記磁性体板（１）は、それぞれの前記磁極（Ｐ）における前記部材配置孔（３）が軸方向（Ｌ）の全域において連続するように積層されると共に、前記磁性体板（１）の周方向（Ｃ）の位相が互いに異なる複数の軸方向領域（ＬＲ）を有するように積層されている。

この構成によれば、磁性体板（１）の位相を異ならせて積層すること、つまり、転積することによって、ロータの軸方向に沿って分割された軸方向領域（ＬＲ）において、永久磁石（２）の位置は共通で、磁束制限孔（４）の位置が異なる擬似的な段スキュー構造を有した回転電機用ロータコア（１０）を実現することができる。磁性体板（１）の種類は１種類とすることができるため、金型などの製造装置が増加しないようにすることができる。また、磁性体板（１）の形成と、磁性体板（１）の積層とを連続した工程で行うことができるので、製造工程の増加も抑制される。このように、本構成によれば、製造工程の増加を抑制することが可能であり、回転に伴うノイズや振動を低減可能な磁気的構造を備えた回転電機用ロータコア（１０）を実現することができる。

また、１つの態様として、板状の磁性体である磁性体板（１）を複数枚積層して形成された回転電機用ロータコア（１０）は、ステータ（８０）からの回転磁界に応じてロータ（２０）を回転させるための磁力の発生源である永久磁石（２）が配置される部材配置孔（３）と、前記部材配置孔（３）が、周方向（Ｃ）に繰り返し形成される単位を磁極（Ｐ）として、それぞれの前記磁極（Ｐ）に対して周方向（Ｃ）の両側に配置されて前記部材配置孔（３）に最も近い位置から径方向外側（Ｒ１）に向かって延在するように、前記磁極（Ｐ）のそれぞれに対応して配置された一対の磁束制限孔（４）と、を有し、それぞれの前記磁性体板（１）において、前記磁束制限孔（４）を形成する前記磁性体板（１）の貫通部を制限孔用貫通部（４１）とし、それぞれの前記磁極（Ｐ）に対応する一対の前記磁束制限孔（４）を形成する前記制限孔用貫通部（４１）の対を貫通部対（５）として、それぞれの前記磁性体板（１）は、一対の前記制限孔用貫通部（４１）の周方向間隔（ＣＰ）が異なる複数種類の前記貫通部対（５（５１，５２））を備えると共に、周方向（Ｃ）に隣接する前記貫通部対（５）の種類が互いに異なり、複数の前記磁性体板（１）は、それぞれの前記磁極（Ｐ）における前記部材配置孔（３）が軸方向（Ｌ）の全域において連続するように積層されると共に、前記磁性体板（１）の周方向（Ｃ）の位相が前記磁極（Ｐ）の周方向（Ｃ）の配置ピッチごとに互いに異なる複数の軸方向領域（ＬＲ）を有するように積層されていてもよい。

この構成によれば、磁性体板（１）の位相を磁極（Ｐ）の周方向（Ｃ）の配置ピッチごとに異ならせて積層すること、つまり、磁極（Ｐ）の周方向（Ｃ）の配置ピッチごとに転積することによって、ロータの軸方向に沿って分割された軸方向領域（ＬＲ）において、永久磁石（２）の位置は共通で、磁束制限孔（４）の位置が異なる擬似的な段スキュー構造を有した回転電機用ロータコア（１０）を実現することができる。磁性体板（１）の種類は１種類とすることができるため、金型などの製造装置が増加しないようにすることができる。また、磁性体板（１）の形成と、磁性体板（１）の積層とを連続した工程で行うことができるので、製造工程の増加も抑制される。このように、本構成によれば、製造工程の増加を抑制することが可能であり、回転に伴うノイズや振動を低減可能な磁気的構造を備えた回転電機用ロータコア（１０）を実現することができる。

ここで、前記磁極（Ｐ）のそれぞれに対応する一対の前記磁束制限孔（４）は、それぞれの前記磁極（Ｐ）の周方向中心を通り、径方向（Ｒ）に延在する基準面（Ｓ）に対して対称に配置されていると好適である。

この構成によれば、それぞれの磁極（Ｐ）が、基準面（Ｓ）に対して磁気的に対称な構造となる。このため、磁極（Ｐ）の方向であるｄ軸、及びｄ軸に直交するｑ軸の磁束が、適切に通過できるので、マグネットトルク及びリラクタンストルクを有効に利用し易い構造となる。

また、前記磁束制限孔（４）は、前記部材配置孔（３）に前記永久磁石が配置された状態で、前記永久磁石におけるロータ（２０）の外周面側の角に最も近い位置から径方向外側（Ｒ１）に延びる孔であると好適である。

この構成によれば、径方向外側（Ｒ１）の磁束制限孔（４）により、隣接する磁極（Ｐ）の間において、磁束が通る周方向（Ｃ）の位相を適切に異ならせることができ、擬似的な段スキュー構造を適切に形成することができる。

また、前記磁極（Ｐ）のそれぞれに対応して配置された前記磁束制限孔（４）の対を制限孔対（６（６１，６２））として、周方向（Ｃ）に隣り合う前記制限孔対（６）の間に形成される磁路の周方向幅の内、最も短い部分の周方向長さ（ＣＬ（ＣＬ１，ＣＬ２））が、全ての前記制限孔対（６）の間で同じであると好適である。

この構成によれば、隣接する磁極（Ｐ）の間を磁束が通過する際の最小幅が全ての磁極（Ｐ）で共通となる。従って、周方向（Ｃ）の全てでリラクタンストルクを有効に利用し易い構造となる。

また、それぞれの前記磁性体板（１）は、前記貫通部対（５）を形成する一対の前記制限孔用貫通部（４１）の周方向（Ｃ）の間隔（ＣＰ）が第１の間隔（ＣＰ１）である第１貫通部対（５１）と、前記貫通部対（５）を形成する一対の前記制限孔用貫通部（４１）の周方向（Ｃ）の間隔（ＣＰ）が前記第１の間隔（ＣＰ１）よりも短い第２の間隔（ＣＰ２）である第２貫通部対（５２）との２種類を備えると共に、周方向（Ｃ）に沿って、前記第１貫通部対（５１）と前記第２貫通部対（５２）とが交互に配置されていると好適である。

ロータ（２０）を回転させるための磁力の極性は２種類であるから、磁極（Ｐ）の数は、２の倍数となる。２種類の貫通部対（５）を周方向（Ｃ）において交互に配置すると、同じ種類の貫通部対（５）が隣接することなく、適切に異なる種類の貫通部対（５）を配置することができる。

また、前記磁極（Ｐ）のそれぞれに対応して配置された前記磁束制限孔（４）の対を制限孔対（６（６１，６２））として、周方向（Ｃ）に隣り合う前記制限孔対（６）の間に形成される磁路の径方向外側（Ｒ１）の端部における周方向幅（ＣＷ）は、軸方向（Ｌ）の全域において同じであると好適である。

この構成によれば、径方向外側（Ｒ１）の端部において、隣接する磁極（Ｐ）の間を磁束が通過する際の周方向幅（ＣＷ）が、全ての磁極（Ｐ）で共通となる。従って、周方向（Ｃ）の全てでリラクタンストルクを有効に利用し易い構造となる。

１：磁性体板
２：永久磁石
３：部材配置孔
４：磁束制限孔
５：制限孔用貫通部対（貫通部対）
６：制限孔対
１０：ロータコア
２０：ロータ
４１：制限孔用貫通部
５１：第１制限孔用貫通部対（第１貫通部対）
５２：第２制限孔用貫通部対（第２貫通部対）
６１：第１制限孔対
６２：第２制限孔対
８０：ステータ
Ｃ：周方向
ＣＰ：周方向間隔（一対の制限孔用貫通部の周方向の間隔）
ＣＰ１：第１間隔（第１の間隔）
ＣＰ２：第２間隔（第２の間隔）
ＣＷ：周方向幅
Ｌ：軸方向
ＬＲ：軸方向領域
Ｐ：磁極
Ｒ：径方向
Ｒ１：径方向外側
Ｓ：基準面

Claims

板状の磁性体である磁性体板を複数枚積層して形成された回転電機用ロータコアであって、
ステータからの回転磁界に応じてロータを回転させるための磁力の発生源である永久磁石が配置される部材配置孔と、
前記部材配置孔が、周方向に繰り返し形成される単位を磁極として、それぞれの前記磁極に対して周方向両側に配置されて前記部材配置孔に最も近い位置から径方向外側に向かって延在するように、前記磁極のそれぞれに対応して配置された一対の磁束制限孔と、を有し、
それぞれの前記磁性体板において、前記磁束制限孔を形成する前記磁性体板の貫通部を制限孔用貫通部とし、それぞれの前記磁極に対応する一対の前記磁束制限孔を形成する前記制限孔用貫通部の対を貫通部対として、
それぞれの前記磁性体板は、一対の前記制限孔用貫通部の周方向間隔が異なる複数種類の前記貫通部対を備えると共に、周方向に隣接する前記貫通部対の種類が互いに異なり、
複数の前記磁性体板は、それぞれの前記磁極における前記部材配置孔が軸方向の全域において連続するように積層されると共に、前記磁性体板の周方向の位相が互いに異なる複数の軸方向領域を有するように積層されている、回転電機用ロータコア。
板状の磁性体である磁性体板を複数枚積層して形成された回転電機用ロータコアであって、
ステータからの回転磁界に応じてロータを回転させるための磁力の発生源である永久磁石が配置される部材配置孔と、
前記部材配置孔が、周方向に繰り返し形成される単位を磁極として、それぞれの前記磁極に対して周方向両側に配置されて前記部材配置孔に最も近い位置から径方向外側に向かって延在するように、前記磁極のそれぞれに対応して配置された一対の磁束制限孔と、を有し、
それぞれの前記磁性体板において、前記磁束制限孔を形成する前記磁性体板の貫通部を制限孔用貫通部とし、それぞれの前記磁極に対応する一対の前記磁束制限孔を形成する前記制限孔用貫通部の対を貫通部対として、
それぞれの前記磁性体板は、一対の前記制限孔用貫通部の周方向間隔が異なる複数種類の前記貫通部対を備えると共に、周方向に隣接する前記貫通部対の種類が互いに異なり、
複数の前記磁性体板は、それぞれの前記磁極における前記部材配置孔が軸方向の全域において連続するように積層されると共に、前記磁性体板の周方向の位相が前記磁極の周方向の配置ピッチごとに互いに異なる複数の軸方向領域を有するように積層されている、回転電機用ロータコア。
前記磁極のそれぞれに対応する一対の前記磁束制限孔は、それぞれの前記磁極の周方向中心を通り、径方向に延在する基準面に対して対称に配置されている、請求項１又は２に記載の回転電機用ロータコア。
前記磁束制限孔は、前記部材配置孔に前記永久磁石が配置された状態で、前記永久磁石における前記ロータの外周面側の角に最も近い位置から径方向外側に延びる孔である、請求項１から３の何れか一項に記載の回転電機用ロータコア。
前記磁極のそれぞれに対応して配置された前記磁束制限孔の対を制限孔対として、
周方向に隣り合う前記制限孔対の間に形成される磁路の周方向幅の内、最も短い部分の周方向長さが、全ての前記制限孔対の間で同じである、請求項１から４の何れか一項に記載の回転電機用ロータコア。
それぞれの前記磁性体板は、前記貫通部対を形成する一対の前記制限孔用貫通部の周方向の間隔が第１の間隔である第１貫通部対と、前記貫通部対を形成する一対の前記制限孔用貫通部の周方向の間隔が前記第１の間隔よりも短い第２の間隔である第２貫通部対との２種類を備えると共に、周方向に沿って、前記第１貫通部対と前記第２貫通部対とが交互に配置されている、請求項１から５の何れか一項に記載の回転電機用ロータコア。
前記磁極のそれぞれに対応して配置された前記磁束制限孔の対を制限孔対として、
周方向に隣り合う前記制限孔対の間に形成される磁路の径方向外側端部における周方向幅は、軸方向の全域において同じである、請求項１から６の何れか一項に記載の回転電機用ロータコア。