WO2009093524A1 - 回転子積層鉄心 - Google Patents

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WO2009093524A1
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connecting portion
rotor laminated
iron core
magnet holding
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PCT/JP2009/050528
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Inventor
Hiroshi Tsumagari
Iwao Myojin
Original Assignee
Kabushiki Kaisha Yaskawa Denki
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    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K1/00—Details of the magnetic circuit
    • H02K1/06—Details of the magnetic circuit characterised by the shape, form or construction
    • H02K1/22—Rotating parts of the magnetic circuit
    • H02K1/27—Rotor cores with permanent magnets
    • H02K1/2706—Inner rotors
    • H02K1/272—Inner rotors the magnetisation axis of the magnets being perpendicular to the rotor axis
    • H02K1/274—Inner rotors the magnetisation axis of the magnets being perpendicular to the rotor axis the rotor consisting of two or more circumferentially positioned magnets
    • H02K1/2753—Inner rotors the magnetisation axis of the magnets being perpendicular to the rotor axis the rotor consisting of two or more circumferentially positioned magnets the rotor consisting of magnets or groups of magnets arranged with alternating polarity
    • H02K1/278—Surface mounted magnets; Inset magnets

Definitions

  • the present invention relates to a laminated core used in a rotor of a permanent magnet type rotating electrical machine in which a plurality of permanent magnets are arranged radially outward, and in particular, a plurality of segment core pieces continuous in a strip shape are spirally wound and laminated.
  • the rotor laminated iron core to be manufactured.
  • a so-called rotor with a magnet in which a magnet block is mounted on a rotor laminated iron core is used in order to save energy, increase output and increase efficiency.
  • This rotor laminated core is usually manufactured by punching and forming an annular rotor core piece from a magnetic metal plate using a press mold apparatus, and laminating a predetermined number of the rotor core pieces and caulking them together.
  • the According to such a method for manufacturing a rotor laminated core a rotor laminated core with extremely good shape accuracy can be produced.
  • the individual rotor core pieces constituting the rotor laminated core have a circular outer shape.
  • the rotary shaft mounting hole (shaft hole) is provided at the center, there is a problem that a lot of scraps are generated during punching and the material yield of the iron core material is lowered.
  • Patent Document 1 proposes a rotor 70 as shown in FIGS.
  • the rotor 70 includes a rotor laminated iron core 71 and a plurality of permanent magnets 72 disposed outside the rotor laminated iron core 71.
  • a permanent magnet holding projection 73 is provided.
  • the permanent magnet holding projection 75 and the radially outer end of the yoke portion 74 inside the permanent magnet holding projection 73 are formed as a left and right pair, and a permanent magnet 72 is fixed to the permanent magnet 72 using an adhesive. is doing.
  • the rotor core 71 is formed in a straight line.
  • a plurality of permanent magnet storage portions are formed on one side, and a split core piece 76 having a V-shaped notch is formed on the other side.
  • the connecting portion (bending portion) 78 formed at the radially outer end of the notch 82 is bent, and the concave portion 79 and the convex portion 80 formed on the radially inner side of the V-shaped notch 82 are fitted, An arc-shaped divided rotor 81 is formed, and these are assembled into a ring to form a rotor 70.
  • a permanent magnet holding projection 73, a recess 79, and a projection 80 are formed at both ends of the split rotor 81.
  • Patent Document 2 the technology of Patent Document 1 is further developed, and a strip-shaped iron core piece having a magnet insertion hole and a caulking portion is continuously punched from a metal plate, gradually bent, and spirally formed.
  • a rotor laminated iron core is manufactured by winding and laminating.
  • a V-shaped notch is previously provided at a radially inner position at a circumferential intermediate position between adjacent magnet insertion holes of a strip-shaped core piece wound spirally. The V-shaped notch is closed when the strip-shaped core piece is wound spirally.
  • the present invention has been made in view of such circumstances, and the shape of the permanent magnet holding part for fixing the permanent magnet to the radially outer side is constant, the permanent magnet can be held on the permanent magnet holding part with high accuracy, and the iron core It is an object of the present invention to provide a rotor laminated core that prevents occurrence of uneven thickness of the rotor laminated core due to bulging in the thickness direction that occurs when a piece is bent.
  • the rotor laminated iron core according to the present invention that meets the above-described object is connected to each other in a band shape via a connecting portion, and is formed to have a permanent magnet holding protruding portion that is disposed with a gap provided radially outward.
  • a continuous segment core piece is spirally wound while bending the arc-shaped segment core piece having a plurality of magnet holding parts on the outer peripheral part at the connecting part and matching the circumferential end of the segment core piece.
  • the laminated rotor core Provided with the projecting part for holding the permanent magnet having the connecting part in the center at the opposing end part of the adjacent segment core pieces, Further, the permanent magnet holding protrusions of the segment core pieces that overlap with the permanent magnet holding protrusions on which the connecting portions are formed are generated when the connecting portions are bent. A storage portion into which the bulge portion in the thickness direction is fitted is provided.
  • the storage portion is a notch, a hole, or a recess.
  • the storage portion is extremely easy to process as compared with the case where the portions corresponding to the bulging portions in the thickness direction of the upper and lower segment core pieces are made thin.
  • the radial width of the connecting portion is in the range of 1 to 3 times the thickness of the segment core piece.
  • the width of the connecting portion is less than this range, the rigidity of the connecting portion is reduced, and breakage occurs during conveyance or before bending. Further, when the connecting portion exceeds the above range, the rigidity of the connecting portion becomes too high, and it becomes difficult to bend without deforming the permanent magnet holding projection.
  • a radially bulging portion formed on a radially outer side when the connecting portion is bent is provided on a radially outer side of the permanent magnet holding protruding portion on which the connecting portion is formed. It is preferable that a first concave notch is provided in the protrusion for holding the permanent magnet.
  • a second concave notch is provided at a circumferential side end of the adjacent segment core pieces, and the second concave notch is formed when the connecting portion is bent. It is preferable to constitute a positioning part.
  • a third concave notch is formed in a radially inner portion on both sides in the circumferential direction of the permanent magnet holding portion.
  • the side end portions of the adjacent segment core pieces may be brought into contact with each other, or may be arranged close to each other with a slight gap.
  • this determines the shape of the rotor laminated core.
  • accuracy with the drive shaft that winds up the continuous segment core pieces during assembly is also required.
  • the shape of the rotor laminated iron core is determined by the drive shaft, and it is not affected by burrs or the like at the end portions of the iron core pieces, thereby facilitating manufacture.
  • the rotor laminated core according to any one of claims 1 to 7, wherein a permanent magnet holding protrusion having a connecting portion at the center is provided at an opposing end of adjacent segment core pieces, and further a connecting portion is formed.
  • the upper and lower segment core pieces that overlap the upper projecting portion are provided with a storage portion into which the bulging portion in the thickness direction generated when the connecting portion is bent is fitted. It is possible to prevent a gap due to the bulging portion in the thickness direction from being formed between the core pieces, and a rotor laminated core having a uniform thickness can be manufactured. Furthermore, the quality control of the rotor laminated iron core is facilitated, the efficiency of the motor using the rotor laminated iron core can be improved, and the motor quality can be improved by preventing the occurrence of vibration.
  • the storage portion is a notch and is a punched hole or a concave portion
  • the bulging portion generated in the connecting portion can be reliably accommodated.
  • the influence on a permanent magnet holding part can be avoided, and a magnet can be reliably hold
  • the radial width of the connecting portion is in the range of 1 to 3 times the plate thickness of the segment core piece, it is easy to bend and has a certain strength. Connecting the adjacent segment core pieces, further minimizing the stress generated when bending the connecting portion from propagating to the permanent magnet holding projection, preventing deformation of the permanent magnet holding projection, It is possible to prevent the permanent magnet holding part from being deformed and the dimensional accuracy from being lowered.
  • the concave notches at the side ends are integrated with each other.
  • the pilot pin positioning portion can be used, and the annular accuracy of the plurality of segment core pieces at the time of winding and stacking can be further improved.
  • (A) is a top view of the rotor lamination
  • (B) is an enlarged view of arrow A part.
  • (A) is a partial top view of the strip-shaped segment core piece connected by the connection part
  • (B) is an enlarged view of arrow B part.
  • (A), (B) is detail drawing of the connection part of the segment core piece which concerns on a comparative example. It is a detailed top view around a connection part. It is a top view of the rotor which concerns on a prior art example.
  • (A), (B) is explanatory drawing of the manufacturing method of the rotor which concerns on a prior art example.
  • FIG. 1A is a plan view of a rotor laminated core according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 1B is an enlarged view of an arrow A portion
  • FIG. 2A is connected by a connecting portion.
  • a partial plan view of the strip-shaped segment core piece (B) is an enlarged view of the B portion
  • FIGS. 3 (A) and 3 (B) are detailed views of the connecting portion of the segment core piece according to the comparative example
  • FIG. It is a detailed top view around a connection part.
  • a rotor laminated core 10 includes a plurality of arc-shaped segment core pieces 12 connected by a connecting portion 11. They are spirally wound and stacked. A total of 40 poles, that is, 40 permanent magnet holding portions 13 are provided on the outer periphery, and one segment core piece 12 has three permanent magnet holding portions 13.
  • the segment core pieces 12 are formed by stamping a strip-shaped magnetic steel plate by press working, and the segment core pieces 12 are connected by a connecting portion 11.
  • the connecting portion 11 is formed by connecting the permanent magnet holding protrusions 15 and 16 formed at the circumferential ends of the segment core pieces 12.
  • a pair of permanent magnet holding projections 15 and 16 is formed on one side of the permanent magnet holding unit 13 and constitutes one permanent magnet holding projection having a connecting portion 11 in the center. Therefore, it is displayed as the permanent magnet holding protrusions 15 and 16 separately on the left and right sides.
  • a first concave notch 17 is provided on the outer side in the radial direction of the connecting portion 11.
  • the concave notch 17 is formed by bending the connecting portion 11 and arranging the segment core pieces 12 in an annular shape, so that the portions projecting outward in the radial direction (radially bulging portions) are opposed to the projecting portions 15 and 16 for holding the permanent magnet.
  • the outer end in the radial direction is not protruded from the connecting line.
  • the radial width w of the connecting portion 11 is in the range of 1 to 3 times the plate thickness of the segment core piece 12. When the width of the connecting portion 11 is less than this range, the rigidity of the connecting portion 11 is reduced, and breakage is likely to occur during conveyance or before bending. Moreover, when the connection part 11 exceeds the said range, the rigidity of the connection part 11 becomes high too much and bending becomes difficult.
  • a symmetrical notch 19 having a circular arc part (arc angle 180 to 240 degrees) 18 at the innermost part is formed on the inner side in the radial direction of the connecting part 11.
  • the arc portion 18 enters into the permanent magnet holding projections 15 and 16, and the narrow connecting portion 11 is located at an intermediate position in the height direction (ie, radial direction) of the permanent magnet holding projections 15 and 16.
  • a formation location can be set freely, but as shown in FIG.
  • the width Q of the permanent magnet holding projections 15 and 16 with respect to the depth P of the first concave notch 17 is in the range of 2 to 4 times the depth P, and the plate of the segment core piece 12
  • the thickness is preferably in the range of 2 to 4 times the thickness. If these conditions are not satisfied, when the connecting portion 11 is bent, the permanent magnet holding projections 15 and 16 are not maintained in rigidity and are deformed, thereby hindering the holding of the permanent magnet. It is easy to happen.
  • the opening angle ⁇ of 12 is m ⁇ 360 / n degrees.
  • the opening angle ⁇ is formed by the notch 19 and forms the radially inner side of the connecting portion 11.
  • Semicircular second concave notches 22 and 23 are formed at intermediate positions in the radial direction of the opposite sides 20 and 21 of the notch 19, respectively.
  • Each permanent magnet holding part 13 is formed.
  • the circumferential length of both ends of the bent permanent magnet holding projections 15 and 16 in the bent state and the circumferential width of the permanent magnet holding projection 24 are the same size, and a plurality of (this embodiment Then, 40) permanent magnets having the same shape are arranged around the rotor laminated core 10 at the same interval.
  • a third concave notch 27 (the radius of curvature of the concave notch 27 is, for example, 0.2 mm or more) is provided, which is effective in reducing the machining accuracy of the part.
  • a trapezoidal cut 29 is formed at the center position of the permanent magnet holding portion 13 radially inward of each segment core piece 12, and the main axis of the rotor using the rotor laminated core 10 and It engages with linear projections (not shown) provided at a predetermined pitch around the winding shaft.
  • a guide hole 30 serving as a pilot pin positioning portion is provided at the center position of each of the permanent magnet holding projections 24 of the yoke portion 25, and caulking portions (half-cut caulking) 31 are provided on both sides thereof. It has been.
  • the inner diameter of the guide hole 30 is the same as the circle formed by the pair of second concave notches 22 and 23 described above, and is formed at the same radial position with respect to the yoke portion 25.
  • a caulking portion 32 is also formed on both sides of the second concave notches 22 and 23. The position of the caulking portion 32 is formed at a position that coincides with the caulking portion 31 when the connecting portion 11 is bent and the continuous segment core pieces 12 are wound spirally.
  • a storage portion that receives the bulging portion in the thickness direction generated when the continuous segment core pieces 12 are bent at the connecting portion 11 at the upper and lower segment core pieces 12 at the intermediate position of the projecting portion 24 for holding the permanent magnet.
  • a round hole (open hole) 33 is formed.
  • This storage part may be a notch or a recess by coining that does not penetrate in the thickness direction.
  • the number n of magnetic poles is in each segment core piece 12 so that the round holes 33 are located above and below the connecting portions 11.
  • the magnet holder 13 is not divisible by the number m.
  • FIG. 1A and 1B show a rotor laminated core 10 that is formed in an annular shape by winding segment core pieces 12 that are connected by such a connecting portion 11 to form a straight line.
  • the shape of the iron core 10 in plan view and the shape of the segment iron core piece 12 in plan view are the same, the same name and number will be used as long as there is no problem.
  • the notches 19 of the adjacent segment core pieces 12 with the opening angle ⁇ are closed, and the ends 20 and 21 of the adjacent segment core pieces 12 are close to each other with a slight gap (for example, 0.02 to 0.5 mm).
  • the segment core piece 12 can be bent. Will not be disturbed. In some cases, these end sides 20 and 21 may be brought into contact with each other.
  • the notch 19 on the inner side in the radial direction of the connecting portion 11 is closed, and the arc portion 18 also has an oval shape.
  • a compressive force is exerted on the radially inner side of the connecting portion 11
  • a tensile force is exerted on the radially outer side of the connecting portion 11
  • the permanent magnet holding protrusions 15, 16 disposed on both sides of the connecting portion 11 are inward.
  • the load that is pulled to each other works.
  • the width of the connecting portion 11 is formed in the range of 1 to 3 times the plate thickness of the segment core piece 12, and the base portions of the permanent magnet holding projections 15 and 16 are the yoke portions 25.
  • connection portion 11 is permanently bent.
  • the deformation of the magnet holding protrusions 15 and 16 is very small, and the permanent magnet holding part 13 is not deformed.
  • the round hole formed by the guide hole 30 constituting the positioning portion of each segment core piece 12 and the pair of second concave notches 22 and 23 coincides with the upper and lower segment core pieces 12 wound spirally, Further, the caulking portions 31 and 32 at specific positions of the segment core pieces 12 wound spirally also coincide with each other, and the segment core pieces 12 that are spirally wound and overlapped are caulked and laminated.
  • a predetermined number (p) of the strip-shaped plates (thickness t) of the segment core pieces 12 connected by the connecting portion 11 can be stacked to form the rotor laminated core 10 having a predetermined thickness (tp). Thereafter, the permanent magnet is fixed to the permanent magnet holding portion 13 with an adhesive, and the rotor is completed.
  • the rotor laminated core 10 is manufactured by spirally winding a single strip plate (that is, the segment core pieces 12 connected in a strip shape by the connecting portion 11). It is also possible to manufacture a rotor laminated iron core by spirally winding the belt-like plate of each connecting portion 11 in units of magnetic poles, and the productivity can be improved by increasing the winding lamination speed.
  • the first concave notch 17 is provided on the radially outer side of the connecting portion 11, and the arc portion 18 is provided on the inner side, so that the projecting portions 15, 16 for holding the permanent magnets are located at intermediate positions in the radial direction.
  • the connecting portion 11 is arranged and the connecting portion 11 is deformed at the time of bending, the permanent magnet holding protrusions 15 and 16 are not deformed, and the outward deformation of the connecting portion 11 in the radial direction is the protrusion for holding the permanent magnet.
  • the arc portion 18 formed in the radially inner portion of the connecting portion 11 is a long hole portion D (actually the upper half) as shown in FIG. In this case, when the connecting portion 11 is bent, the compressive force acting radially inward is distributed over the entire length (and the entire width) of the inner peripheral side of the connecting portion. Can be kept low.
  • the connecting portion 36 when the connecting portion 36 is formed in an arc shape and the tops of the paired permanent magnet holding projections 15 and 16 are connected, the permanent magnet holding during bending is performed.
  • the deformation of the projecting portions 15 and 16 is reduced, but if a load is applied to the connecting portion 36 from the outside, the permanent magnet holding projecting portions 15 and 16 are deformed, which is not preferable.
  • the structure (SPM) having a permanent magnet on the radially outer surface of the rotor laminated core has been described as an example.
  • the present invention has a structure in which a permanent magnet is provided inside the rotor laminated core ( IPM) can also be applied.
  • the present invention is applied to a laminated core used in a rotor of a permanent magnet type rotating electrical machine in which a plurality of permanent magnets are arranged on the radially outer side, and in particular, a plurality of segment core pieces continuous in a strip shape are spirally wound.
  • This is applied to a rotor laminated iron core manufactured by laminating, and the shape of the permanent magnet holding part for fixing the permanent magnet is constant, and the permanent magnet can be held in the permanent magnet holding part with high accuracy.
  • the present invention can be used in the field of manufacturing and applying a rotor laminated core that can prevent the occurrence of uneven thickness of the rotor laminated core due to the bulge in the thickness direction that occurs during bending.

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Abstract

　半径方向外側に永久磁石を固定するための永久磁石保持部の形状が一定で、精度よく永久磁石を永久磁石保持部に保持でき、更に、鉄心片の折り曲げ時に発生する厚み方向の膨出による回転子積層鉄心の不均一厚みの発生を防止する回転子積層鉄心を提供する。 　隣り合うセグメント鉄心片（１２）の対向する端部に、中央に連結部（１１）を有する永久磁石保持用突出部（１５）、（１６）を設け、更に連結部（１１）が形成される永久磁石保持用突出部（１５）、（１６）に重なる上下のセグメント鉄心片（１２）の永久磁石保持用突出部（２４）には、連結部（１１）の折り曲げ時に発生する厚み方向膨出部が嵌まり込む収納部（３３）が設けられている。

Description

回転子積層鉄心
　本発明は、半径方向外側に複数の永久磁石が配置された永久磁石式の回転電機の回転子に用いる積層鉄心に係り、特に、帯状に連続した複数のセグメント鉄心片を螺旋状に巻回積層して製造する回転子積層鉄心に関する。
　駆動電動機においては、省エネルギー化、高出力化及び高効率化等を図るため、回転子積層鉄心に磁石ブロックを装着した所謂マグネット付き回転子が使用されている。この回転子積層鉄心は、通常、プレス金型装置を用いて磁性金属板から環状の回転子鉄心片を打抜き形成し、この回転子鉄心片を所定枚数積層して互いにかしめ積層することによって製造される。このような回転子積層鉄心の製造方法によれば、形状精度の極めて良好な回転子積層鉄心を製造し得るものの、回転子積層鉄心を構成する個々の回転子鉄心片は、その外形が円形であると共に中央に回転軸装着孔(軸孔)を有するため、打抜き形成に際してスクラップとなる部分が多く発生し、鉄心材の材料歩留りが低下してしまう問題がある。
　そこで、特許文献１には、図５、図６に示すような回転子７０が提案されている。図５に示すように、この回転子７０は回転子積層鉄心７１と回転子積層鉄心７１の外側に配置される複数の永久磁石７２とを有し、永久磁石７２の円周方向両端には、永久磁石保持用突出部７３が設けられている。そして、左右対となるこの永久磁石保持用突出部７３とその内側にあるヨーク部７４の半径方向外端とで永久磁石収納部７５を形成し、ここに永久磁石７２を接着剤を用いて固定している。
　この回転子積層鉄心７１は、直線状に並べて形成され、一側には複数の永久磁石収納部を他側にはＶ字状切欠きを有する分割鉄心片７６を打抜き形成し、この分割鉄心片７６をかしめ部を介して積層した分割回転子積層鉄心７７を複数有している。そして、図６（Ａ）に示すように、永久磁石収納部７５に永久磁石７２を固定し、図６（Ｂ）に示すように、永久磁石保持用突出部７３の内側に形成されたＶ字状切欠き８２の半径方向外側端部に形成された連結部（折り曲げ部）７８を折り曲げ、Ｖ字状切欠き８２の半径方向内側に形成された凹部７９と凸部８０を嵌合させて、円弧状の分割回転子８１とし、これらを環状に組み立てて回転子７０としている。なお、分割回転子８１の両側端部に２分割した永久磁石保持用突出部７３と凹部７９及び凸部８０が形成されている。
　また、特許文献２には、更に特許文献１の技術を発展させて、磁石挿入孔及びかしめ部を有する帯状鉄心片を、金属板から連続的に打抜き形成し、徐々に折り曲げて、螺旋状に巻回して積層することで、回転子積層鉄心を製造している。この特許文献２に記載の回転子積層鉄心の製造方法は、螺旋状に巻き込む帯状鉄心片の隣合う磁石挿入孔の円周方向中間位置で半径方向内側位置に、Ｖ字状の切欠きを予め設け、帯状鉄心片を螺旋状に巻いた場合にこのＶ字状切欠きが閉じるようにしている。
特開２００５－１３７１１７号公報（図７～図９） 特開２００６－１６６４９８号公報
　しかしながら、特許文献１記載の技術においては、連結部７８を折り曲げると、その応力が永久磁石保持用突出部７３にまで伝わり、永久磁石保持用突出部７３の半径方向外側端部が円周方向に引っ張られ、結果として、永久磁石収納部７５の両側が開き、これによって、永久磁石の接合が正確でなくなるという問題が発生した。勿論、この変形量を考慮して直線状の永久磁石保持用突出部７３の形状を決めることも可能ではあるが、永久磁石保持用突出部７３の変形は材料の物理的特性に応じて変化するので、正確な制御は困難であった。
　また、連結部７８を折り曲げると、連結部７８の半径方向外側は伸びて半径方向内側は縮むことになり、結果として、連結部７８の厚みが一定では無くなり、連結部７８の半径方向内側ではその厚みが増して、多数の鉄心片を積層した場合、回転子積層鉄心の厚みが均等ではなくなるという問題が発生した。
　この問題は、特許文献２記載の技術においても共通に発生する問題であった。
　本発明はかかる事情に鑑みてなされたもので、半径方向外側に永久磁石を固定するための永久磁石保持部の形状が一定で、精度よく永久磁石を永久磁石保持部に保持でき、更に、鉄心片の折り曲げ時に発生する厚み方向の膨出による回転子積層鉄心の不均一厚みの発生を防止する回転子積層鉄心を提供することを目的とする。
　前記目的に沿う本発明に係る回転子積層鉄心は、それぞれ連結部を介して帯状に連結され、半径方向外側に隙間を設けて配置された永久磁石保持用突出部を有して形成される永久磁石保持部を外周部に複数備える円弧状のセグメント鉄心片を、前記連結部で折り曲げ、かつ前記セグメント鉄心片の周方向端部を合わせながら、連続する前記セグメント鉄心片を螺旋状に巻回して積層された回転子積層鉄心において、
　隣り合う前記セグメント鉄心片の対向する端部に、中央に前記連結部を有する前記永久磁石保持用突出部を設け、
　更に前記連結部が形成される前記永久磁石保持用突出部に重なる上下（即ち、積層方向に重なる）の前記セグメント鉄心片の前記永久磁石保持用突出部には、前記連結部の折り曲げ時に発生する厚み方向膨出部が嵌まり込む収納部が設けられている。
　ここで、本発明に係る回転子積層鉄心において、前記収納部は切欠き、抜き孔又は凹部であるのが好ましい。これによって、この収納部は、上下のセグメント鉄心片の厚み方向膨出部と対応する箇所を薄肉とする場合に比較して加工が極めて容易となる。
　また、本発明に係る回転子積層鉄心において、前記連結部の半径方向幅は、セグメント鉄心片の板厚の１～３倍の範囲にあるのが好ましい。連結部の幅がこの範囲を下回ると、連結部の剛性が落ちて、搬送時や折り曲げ前に破断を起こす。また、連結部が前記範囲を上回った場合には、連結部の剛性が高くなり過ぎて、永久磁石保持用突出部を変形させずに、折り曲げすることが困難となる。
　本発明に係る回転子積層鉄心において、前記連結部が形成された前記永久磁石保持用突出部の半径方向外側には前記連結部の折り曲げ時に半径方向外側に形成される半径方向膨出部を前記永久磁石保持用突出部内に収める第１の凹状切欠きが設けられているのが好ましい。
　本発明に係る回転子積層鉄心において、隣り合う前記セグメント鉄心片の円周方向側端部には第２の凹状切欠きが設けられ、前記連結部の折り曲げに伴い前記第２の凹状切欠きが位置決め部を構成するのが好ましい。
　本発明に係る回転子積層鉄心において、前記永久磁石保持部の円周方向両側の半径方向内側部分には、第３の凹状切欠きが形成されているのがより好ましい。
　そして、本発明に係る回転子積層鉄心において、隣り合う前記セグメント鉄心片の側端部は当接させてもよいし、僅少の隙間を有して近接配置してもよい。セグメント鉄心片の側端部を当接させた場合には、これによって、回転子積層鉄心の形状が決まるが、組立時に連続したセグメント鉄心片を巻き取る駆動軸との精度も必要となり、セグメント鉄心片の側端部を近接配置させた場合には、駆動軸によって回転子積層鉄心の形状が決まり、鉄心片の端部のバリ等の影響も受けず、製造が容易となる。
　請求項１～７記載の回転子積層鉄心は、隣り合うセグメント鉄心片の対向する端部に、中央に連結部を有する永久磁石保持用突出部を設け、更に連結部が形成される永久磁石保持用突出部に重なる上下のセグメント鉄心片の永久磁石保持用突出部には、連結部の折り曲げ時に発生する厚み方向膨出部が嵌まり込む収納部が設けられているので、積層した複数のセグメント鉄心片の間に、厚み方向膨出部による隙間が形成されることを防止でき、均一厚みの回転子積層鉄心を製造できる。
　更には、回転子積層鉄心の品質管理も容易になり、この回転子積層鉄心を使用したモータの高効率化を図ることができると共に、振動発生の防止によるモータ品質の向上も図れる。
　特に、請求項２記載の回転子積層鉄心は、収納部が切欠き、抜き孔又は凹部であるので、連結部に発生する膨出部を確実に収容することができるため、セグメント鉄心片を巻回積層した後の回転子積層鉄心の精度に優れる。また永久磁石保持部への影響を回避させることができ、永久磁石保持部で磁石を確実に保持することができる。
　請求項３記載の回転子積層鉄心においては、連結部の半径方向幅は、セグメント鉄心片の板厚の１～３倍の範囲にあるので、折り曲げが容易であると共に、一定の強度を有して隣り合うセグメント鉄心片を連結し、更に、連結部を折り曲げる際に発生する応力が永久磁石保持用突出部に伝搬するのを最小限にして、永久磁石保持用突出部の変形を防止し、永久磁石保持部の変形や寸法精度の低下を防止することができる。
　請求項４記載の回転子積層鉄心においては、連結部が形成された永久磁石保持用突出部の半径方向外側には連結部の折り曲げ時に半径方向外側に形成される半径方向膨出部を永久磁石保持用突出部内に収める第１の凹状切欠きが設けられているので、半径方向膨出部を永久磁石保持用突出部の外周内に確実に収めることができる。なお、もしも連結部が永久磁石保持用突出部よりも外側に飛び出した場合は、外力により永久磁石保持用突出部を変形させたりする虞があるほか、モータ組付け後に回転子を回転させた際の騒音の発生要因にもなる。
　請求項５記載の回転子積層鉄心は、隣り合うセグメント鉄心片の円周方向側端部には第２の凹状切欠きが設けられているので、側端の凹状切欠き同士が一体となってパイロットピンの位置決め部とすることができ、巻回積層時の複数のセグメント鉄心片の環状精度を更に向上させることができる。
　請求項６記載の回転子積層鉄心は、永久磁石保持部の円周方向両側の半径方向内側部分には、第３の凹状切欠きが形成されているので、永久磁石保持用突出部とヨーク外周部の交差部の加工精度が必要でなくなり、この部分の加工が容易となる。
　そして、請求項７記載の回転子積層鉄心は、隣り合うセグメント鉄心片の側端部を近接配置しているので、側端部同士の接触が防止され、各セグメント鉄心片の周方向のピッチのばらつきを防止でき、例えば、積層方向のセグメント鉄心片のかしめ位置のずれを防止できる。また、このように近接配置することにより、例えば、セグメント鉄心片を打抜く金型の刃物が摩耗し、側端部にバリが生じた場合でも、その接触を防止でき、各セグメント鉄心片の周方向のピッチのずれを防止できる。
（Ａ）は本発明の一実施の形態に係る回転子積層鉄心の平面図、（Ｂ）は矢視Ａ部の拡大図である。 （Ａ）は連結部で連結された帯状のセグメント鉄心片の一部平面図、（Ｂ）は矢視Ｂ部の拡大図である。 （Ａ）、（Ｂ）は比較例に係るセグメント鉄心片の連結部の詳細図である。 連結部周りの詳細平面図である。 従来例に係る回転子の平面図である。 （Ａ）、（Ｂ）は従来例に係る回転子の製造方法の説明図である。
符号の説明
１０：回転子積層鉄心、１１：連結部、１２：セグメント鉄心片、１３：永久磁石保持部、１５、１６：永久磁石保持用突出部、１７：第１の凹状切欠き、１８：円弧部、１９：切欠き、２０、２１：端辺、２２、２３：第２の凹状切欠き、２４：永久磁石保持用突出部、２５：ヨーク部、２６：半径方向外側辺、２７：第３の凹状切欠き、２９：切り込み、３０：ガイド孔、３１、３２：かしめ部、３３：丸孔、３６、３７：連結部、７０：回転子、７１：回転子積層鉄心、７２：永久磁石、７３：永久磁石保持用突出部、７４：ヨーク部、７５：永久磁石収納部、７６：分割鉄心片、７７：分割回転子積層鉄心、７８：連結部、７９：凹部、８０：凸部、８１：分割回転子、８２：Ｖ字状切欠き
　続いて、添付した図面を参照しつつ、本発明を具体化した実施の形態につき説明し、本発明の理解に供する。
　ここに、図１（Ａ）は本発明の一実施の形態に係る回転子積層鉄心の平面図、（Ｂ）は矢視Ａ部の拡大図、図２（Ａ）は連結部で連結された帯状のセグメント鉄心片の一部平面図、（Ｂ）は矢視Ｂ部の拡大図、図３（Ａ）、（Ｂ）は比較例に係るセグメント鉄心片の連結部の詳細図、図４は連結部周りの詳細平面図である。
　図１（Ａ）、（Ｂ）、図２に示すように、本発明の一実施の形態に係る回転子積層鉄心１０は、連結部１１で連結された複数の円弧状のセグメント鉄心片１２を螺旋状に巻回して積層したものである。全体で４０極、即ち、４０の永久磁石保持部１３を外周に有し、一つのセグメント鉄心片１２には３つの永久磁石保持部１３を有している。
　セグメント鉄心片１２は、図２（Ａ）、（Ｂ）に示すように、帯状の磁性鋼板をプレス加工によって打ち抜き形成され、各セグメント鉄心片１２は連結部１１で連結されている。
　この連結部１１は、セグメント鉄心片１２の周方向端部にそれぞれ形成される永久磁石保持用突出部１５、１６を連結して形成されている。なお、対となる永久磁石保持用突出部１５、１６で永久磁石保持部１３の片側に形成され、かつ中央に連結部１１を有する一つの永久磁石保持用突出部を構成するが、以下説明のため、左右に分けて、それぞれ永久磁石保持用突出部１５、１６として表示する。
　この連結部１１の半径方向外側には、第１の凹状切欠き１７が設けられている。この凹状切欠き１７は連結部１１を折り曲げてセグメント鉄心片１２を環状に配置した場合、半径方向外側に突出する部分（半径方向膨出部）が対向する永久磁石保持用突出部１５、１６の半径方向外側端部を連結する線から突出しないようにしている。また、連結部１１の半径方向の幅ｗは、セグメント鉄心片１２の板厚の１～３倍の範囲にある。連結部１１の幅がこの範囲を下回ると、連結部１１の剛性が落ちて、搬送時や折り曲げ前に破断を起こし易くなる。また、連結部１１が前記範囲を上回った場合には、連結部１１の剛性が高くなり過ぎて折り曲げが困難となる。
　また、連結部１１の半径方向内側には最奥部が円弧部（円弧角１８０～２４０度）１８を有する左右対称の切欠き１９が形成されている。円弧部１８は永久磁石保持用突出部１５、１６内に入り込み、幅狭の連結部１１が永久磁石保持用突出部１５、１６の高さ方向（即ち、半径方向）中間位置にあるように構成されている。なお、連結部１１は永久磁石保持用突出部１５、１６の高さｈの範囲内であれば、形成箇所は自由に設定できるが、設定する場合の条件として、図２（Ｂ）に示すように、第１の凹状切欠き１７の深さＰに対し、永久磁石保持用突出部１５、１６の幅Ｑを、前記深さＰの２～４倍の範囲で、かつセグメント鉄心片１２の板厚の２～４倍の範囲とするのが好ましい。もし、これらの条件を満たさない場合には、連結部１１の折り曲げの際に、永久磁石保持用突出部１５、１６の剛性が保たれずに変形を起し、永久磁石の保持に支障をきたすことが生じ易い。
　ここで、この回転子積層鉄心１０の磁極数をｎ、一つのセグメント鉄心片１２内の磁極数をｍとした場合、図２（Ｂ）に示すように直線状に並んだ隣り合うセグメント鉄心片１２の開き角αは、ｍ×３６０／ｎ度となる。なお、この開き角αは切欠き１９によって形成されて、連結部１１の半径方向内側辺を形成している。
　この切欠き１９の対向する端辺２０、２１の半径方向中間位置には、それぞれ半円状の第２の凹状切欠き２２、２３が形成されている。
　また、セグメント鉄心片１２の両端部にある永久磁石保持用突出部１５、１６とセグメント鉄心片１２の中間位置にある永久磁石保持用突出部２４と、ヨーク部２５の半径方向外側辺２６とで、各永久磁石保持部１３が形成される。折れ曲がった状態の永久磁石保持用突出部１５、１６の両側端の円周方向長さと、永久磁石保持用突出部２４の円周方向の幅とは同一寸法となって、複数（この実施の形態では４０）の同一形状の永久磁石が同一間隔で、回転子積層鉄心１０の周囲に並ぶようになっている。
　なお、各永久磁石保持用突出部１５、１６、２４とヨーク部２５の半径方向外側辺２６の交差する部分、即ち、永久磁石保持部１３の円周方向両側の半径方向内側部分には、直角部の加工精度の緩和に効果のある第３の凹状切欠き２７（この凹状切欠き２７の曲率半径は、例えば、０．２ｍｍ以上）が設けられている。
　各セグメント鉄心片１２の半径方向内側で、永久磁石保持部１３の中央位置には、半径方向内側に拡幅する台形状の切り込み２９が形成され、この回転子積層鉄心１０を用いる回転子の主軸及び巻き取り軸の周囲に所定ピッチで設けられた図示しない線状突起に噛み合うようになっている。
　また、ヨーク部２５の各永久磁石保持用突出部２４の中心位置には、図示しないパイロットピンの位置決め部となるガイド孔３０が設けられ、その両側にはかしめ部（半抜きかしめ）３１が設けられている。ガイド孔３０の内径は、前記した対となる第２の凹状切欠き２２、２３によって形成される円と同一で、ヨーク部２５に対して同一半径位置に形成されている。なお、第２の凹状切欠き２２、２３の両側にもかしめ部３２が形成されている。かしめ部３２の位置は、連結部１１を折り曲げてこの連続するセグメント鉄心片１２を螺旋状に巻いた場合、かしめ部３１と符合する位置に形成されている。
　そして、永久磁石保持用突出部２４の中間位置には、連続するセグメント鉄心片１２を連結部１１で折り曲げた場合に発生する厚み方向膨出部を上下のセグメント鉄心片１２で受ける収納部の一例である丸孔（抜き孔）３３が形成されている。この収納部は切欠き、又は厚み方向に貫通しないコイニングによる凹部であってもよい。
　なお、連結部１１で連結されるセグメント鉄心片１２を螺旋状に巻いた場合、連結部１１の上下に丸孔３３が位置するように、磁極数ｎが、各セグメント鉄心片１２内にある永久磁石保持部１３の数ｍで割り切れないようになっている。
　このような連結部１１で連結されて直線状となったセグメント鉄心片１２を巻いて環状に形成した回転子積層鉄心１０を図１（Ａ）、（Ｂ）に示すが、以下、回転子積層鉄心１０を平面視した形状と、セグメント鉄心片１２を平面視した形状が同一の場合は、支障のない限り、同一の名称及び番号を付して説明する。
　隣り合うセグメント鉄心片１２の開き角αの切欠き１９は閉じて、隣接するセグメント鉄心片１２の端辺２０、２１が僅少の隙間（例えば、０．０２～０．５ｍｍ）を有して近接配置され、前記端辺２０、２１の打ち抜きバリ同士が干渉したりすることがなく、また、前記端辺２０、２１の打ち抜き寸法にわずかな誤差が生じた場合等でも、セグメント鉄心片１２の折り曲げに支障をきたすことがない。なお、場合によっては、これら端辺２０、２１を当接させるようにしてもよい。
　この結果、連結部１１の半径方向内側にある切欠き１９は閉じて、円弧部１８も長円状となる。これによって、連結部１１の半径方向内側に圧縮力が働き、連結部１１の半径方向外側には引っ張り力が働き、連結部１１の両側に配置された永久磁石保持用突出部１５、１６が内側にお互いに引っ張られる荷重が働く。この実施の形態では、連結部１１の幅が、セグメント鉄心片１２の板厚の１～３倍の範囲で形成されており、かつ、永久磁石保持用突出部１５、１６の基部がヨーク部２５と連結する幅ｋ（永久磁石保持用突出部１５、１６の最外部の幅の約０．５倍）の略０．１～０．４倍となっているので、連結部１１の折れ曲がりに対する永久磁石保持用突出部１５、１６の変形は微小であって、永久磁石保持部１３が変形することはない。
　各セグメント鉄心片１２の位置決め部を構成するガイド孔３０及び対となる第２の凹状切欠き２２、２３によって形成される丸孔は、螺旋状に巻いた上下のセグメント鉄心片１２で符合し、更に螺旋状に巻かれた各セグメント鉄心片１２の特定位置のかしめ部３１、３２も符合し、螺旋状に巻いて重ねられたセグメント鉄心片１２がかしめ積層される。連結部１１で連結されたセグメント鉄心片１２の帯状板（厚みｔ）を所定枚数（ｐ）重ねて、所定厚み（ｔｐ）の回転子積層鉄心１０を形成できる。この後、永久磁石を永久磁石保持部１３に接着剤にて固定して、回転子が完成する。
　この実施の形態においては、一条の帯状板（即ち、連結部１１で帯状に連結されたセグメント鉄心片１２）を螺旋状に巻いて回転子積層鉄心１０を製造したが、複数条（例えば２条）の帯状板を、各連結部１１の磁極単位でずらして螺旋状に巻いて回転子積層鉄心を製造することも可能であり、巻き積層速度が上がることにより生産性を向上させることができる。
　また、この実施の形態では、連結部１１の半径方向外側に第１の凹状切欠き１７を設け、内側に円弧部１８を設けて、永久磁石保持用突出部１５、１６の半径方向中間位置に連結部１１を配置して、折り曲げ時の連結部１１の変形によっても、永久磁石保持用突出部１５、１６が変形せず、かつ連結部１１の半径方向外側への変形が永久磁石保持用突出部１５、１６の高さ内で納まるようにしているが、連結部１１の半径方向内側部分に形成される円弧部１８を図４に示すように、長孔部Ｄ（実際には上半分）で形成してもよく、この場合、連結部１１の折り曲げ時に、半径方向内側に作用する圧縮力が連結部の内周側辺の全長（及び全幅）にわたって分散するため、厚み方向の膨出部の高さを低く抑えることができる。
　なお、図３（Ａ）に示すように、連結部３６を円弧状に形成して、対となる永久磁石保持用突出部１５、１６の頂部を連結するようにすると、折り曲げ時の永久磁石保持用突出部１５、１６の変形は小さくなるが、外部から連結部３６に荷重がかかると、永久磁石保持用突出部１５、１６が変形するので好ましくない。
　また、図３（Ｂ）に示すように、連結部３７を永久磁石保持用突出部１５、１６の根元部分に形成すると、連結部３７を折り曲げた場合の永久磁石保持用突出部１５、１６への変形が大きくなるので好ましくない。
　前記実施の形態では、回転子積層鉄心の半径方向外側表面に永久磁石を備える構造（ＳＰＭ）のものを例にして説明したが、本発明は回転子積層鉄心の内部に永久磁石を備える構造（ＩＰＭ）のものにも適用することができる。
　本発明は、半径方向外側に複数の永久磁石が配置された永久磁石式の回転電機の回転子に用いる積層鉄心に適用して、特に、帯状に連続した複数のセグメント鉄心片を螺旋状に巻回積層して製造する回転子積層鉄心に適用して、永久磁石を固定するための永久磁石保持部の形状が一定で、精度よく永久磁石を永久磁石保持部に保持でき、更に、鉄心片の折り曲げ時に発生する厚み方向の膨出による回転子積層鉄心の不均一厚みの発生を防止することができる回転子積層鉄心を製造、適用する分野に利用することができる。

Claims (7)

  1. 　それぞれ連結部を介して帯状に連結され、半径方向外側に隙間を設けて配置された永久磁石保持用突出部を有して形成される永久磁石保持部を外周部に複数備える円弧状のセグメント鉄心片を、前記連結部で折り曲げ、かつ前記セグメント鉄心片の周方向端部を合わせながら、連続する前記セグメント鉄心片を螺旋状に巻回して積層された回転子積層鉄心において、
    　隣り合う前記セグメント鉄心片の対向する端部に、中央に前記連結部を有する前記永久磁石保持用突出部を設け、
    　更に前記連結部が形成される前記永久磁石保持用突出部に重なる上下の前記セグメント鉄心片の前記永久磁石保持用突出部には、前記連結部の折り曲げ時に発生する厚み方向膨出部が嵌まり込む収納部が設けられていることを特徴とする回転子積層鉄心。
  2. 　請求項１記載の回転子積層鉄心において、前記収納部は切欠き、抜き孔又は凹部であることを特徴とする回転子積層鉄心。
  3. 　請求項１に記載の回転子積層鉄心において、前記連結部の半径方向幅は、前記セグメント鉄心片の板厚の１～３倍の範囲にあることを特徴とする回転子積層鉄心。
  4. 　請求項２に記載の回転子積層鉄心において、前記連結部が形成された前記永久磁石保持用突出部の半径方向外側には前記連結部の折り曲げ時に半径方向外側に形成される半径方向膨出部を前記永久磁石保持用突出部内に収める第１の凹状切欠きが設けられていることを特徴とする回転子積層鉄心。
  5. 　請求項４に記載の回転子積層鉄心において、隣り合う前記セグメント鉄心片の周方向側端部には第２の凹状切欠きが設けられ、前記連結部の折り曲げに伴い前記第２の凹状切欠きが位置決め部を構成することを特徴とする回転子積層鉄心。
  6. 　請求項５に記載の回転子積層鉄心において、前記永久磁石保持部の周方向両側の半径方向内側部分には、第３の凹状切欠きが形成されていることを特徴とする回転子積層鉄心。
  7. 　請求項１に記載の回転子積層鉄心において、隣り合う前記セグメント鉄心片の側端部を近接配置することを特徴とする回転子積層鉄心。
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