WO2019016893A1 - 回転電機 - Google Patents

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信一 山口
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俊大 加嶋
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Abstract

この発明は、ロータコアを分割することに起因するトルクリプルの増大を抑制できる回転電機を得る。 この発明に係る回転電機は、円環状のコアバック、および、それぞれ、上記コアバックから径方向に突出して、周方向に配列された複数のティースを有し、スロットが周方向に隣り合う上記ティースの間に形成されるステータと、上記ステータと磁気的空隙を介して同軸に、かつ回転可能に配設された円環状のロータコア、および上記ロータコアに周方向に複数配設された磁極を有するロータと、を備え、上記ロータコアは、分割面により周方向に分割された複数の分割コアを有し、上記ロータコアの分割数が、上記ロータの極数と上記スロットの数との最大公約数の約数かつ倍数と異なる。

Description

回転電機
 この発明は、例えば、エレベータの巻上機のモータに適用される回転電機に関する。
 従来の回転電機の回転子においては、円環状に打ち抜かれた鋼板を積層してロータコアを作製しており、打ち抜かれた円環状の鋼板の内周側の部分が無駄になり、材料の歩留まりが低下していた。
 このような状況を鑑み、円弧状に打ち抜かれた鋼板を積層して作製された分割コアを周方向に配列して円環状のロータコアを作製し、ロータコアの材料の歩留まりを向上させた従来の回転電機が提案されていた(例えば、特許文献1,2参照)。
特開2012-249386号公報 特開2014-183691号公報
 特許文献1,2に記載の従来の回転電機では、ロータコアが複数の分割コアに分割されているので、ロータコアを分割することに起因する起磁力の高調波成分がステータとロータとの間の磁気的空隙に発生する。そして、この起磁力の高調波成分とステータコイルが発生する回転磁界との相互作用により、トルクリプルが発生する。
 特許文献1に記載の従来の回転電機では、ロータの極数が72、ステータのスロット数が156、ロータコアの分割数が12に構成されていた。また、特許文献2に記載の従来の回転電機では、ロータの極数が4、ステータのスロット数が6、ロータコアの分割数が4に構成されていた。このように、特許文献1,2に記載の従来の回転電機では、ロータコアの分割数が、ロータ極数とスロット数との最大公約数に一致し、又は倍数であった。そこで、起磁力の高調波成分によるトルクリプルが回転磁界によるトルクリプルに重畳されて、トルクリプルが増大してしまうという課題があった。
 エレベータの巻上機に適用される回転電機には、巻上機を昇降路内に設置できるように小型化が求められる。さらに、かごを巻き上げるために大きな出力が必要となるため、径方向寸法を大きくし、軸方向寸法を小さくする薄型構造が求められる。このため、ロータコアの分割数が多くなり、トルクリプルが発生しやすくなる。さらに、回転電機で発生したトルクリプルはロープを介してかごに伝わり、かご内の乗客に不快感を与えることになる。
 この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、ロータコアを周方向に分割することに起因するトルクリプルの増大を抑制できる回転電機を得ることを目的とする。
 この発明に係る回転電機は、円環状のコアバック、および、それぞれ、上記コアバックから径方向に突出して、周方向に配列された複数のティースを有し、スロットが周方向に隣り合う上記ティースの間に形成されるステータと、上記ステータと磁気的空隙を介して同軸に、かつ回転可能に配設された円環状のロータコア、および上記ロータコアに周方向に複数配設された磁極を有するロータと、を備え、上記ロータコアは、分割面により周方向に分割された複数の分割コアを有し、上記ロータコアの分割数が、上記ロータの極数と上記スロットの数との最大公約数の約数かつ倍数と異なる。
 この発明では、ロータコアの分割数が、磁極数とスロット数との最大公約数の約数かつ倍数と異なるので、ロータコアを分割することに起因して発生するトルクリプルの増大が抑制される。
この発明の実施の形態1に係る回転電機を適用したエレベータの巻上機を示す断面図である。 図1のII-II矢視断面図である。 この発明の実施の形態1に係る回転電機におけるステータコイルの結線図である。 比較例の回転電機を示す断面図である。 この発明の実施の形態2に係る回転電機のロータコアを示す斜視図である。 この発明の実施の形態2に係る回転電機のロータコアにおける永久磁石により生成される磁路を示す模式図である。 この発明の実施の形態3に係る回転電機のロータコアを示す斜視図である。 この発明の実施の形態4に係る回転電機のロータコアを示す斜視図である。 この発明の実施の形態5に係る回転電機のロータコアを示す斜視図である。 この発明の実施の形態6に係る回転電機のロータコアを示す斜視図である。 この発明の実施の形態6に係る回転電機のロータコアの製造工程を説明する図である。 この発明の実施の形態7に係る回転電機のロータコアを示す斜視図である。 この発明の実施の形態8に係る回転電機のロータコアを示す斜視図である。 この発明の実施の形態8に係る回転電機のロータコアにおける永久磁石により生成される磁路を示す模式図である。 この発明の実施の形態9に係る回転電機のロータコアを示す斜視図である。 この発明の実施の形態10に係る回転電機のロータコアを示す斜視図である。 この発明の実施の形態11に係る回転電機のロータコアを示す斜視図である。 この発明の実施の形態12に係る回転電機のロータコアを示す斜視図である。 この発明の実施の形態13に係る回転電機のロータコアを示す斜視図である。 この発明の実施の形態14に係る回転電機のロータコアを示す斜視図である。 この発明の実施の形態15に係る回転電機のロータコアを示す斜視図である。 この発明の実施の形態16に係る回転電機のロータコアを示す斜視図である。 この発明の実施の形態17に係る回転電機のロータコアを示す斜視図である。 この発明の実施の形態18に係る回転電機のロータコアを示す分解斜視図である。 この発明の実施の形態19に係る回転電機のロータコアの構成を説明する斜視図である。 この発明の実施の形態20に係る回転電機のロータコアを示す分解斜視図である。
 実施の形態1.
 図1はこの発明の実施の形態1に係る回転電機を適用したエレベータの巻上機を示す断面図、図2は図1のII-II矢視断面図、図3はこの発明の実施の形態1に係る回転電機におけるステータコイルの結線図、図4は比較例の回転電機を示す断面図である。なお、図2,4では、便宜上、ハッチングを省略している。なお、図2および図4中、1~36は、反時計回りの配列順にティースに付したティース番号である。
 図1において、巻上機100は、ステータフレーム1と、ステータフレーム1に固着され、円環状のステータコア11およびステータコア11に装着されたステータコイル13を有するステータ10と、ステータフレーム1に固着されてステータ10の軸心位置に配設されたシャフト2と、シャフト2にベアリング3を介して回転可能に配設されたロータフレーム4と、ロータフレーム4に固着されてステータ10の内周側に磁気的空隙Gを介してステータ10と同軸に配設されたロータコア5と、ロータコア5の外周部に設けられた磁極6と、ロータフレーム4のシャフト2の外周部に固着されたシーブ7と、を備える。シャフト2はボルト8によりステータフレーム1に締着固定されている。ロータコア5はボルト9によりロータフレーム4に締着固定されている。
 このように構成された巻上機100は、図示していないが、昇降路(図示せず)内に配設され、ロープがシーブ7に巻き掛けられる。さらに、かごおよびつり合いおもりが、ロープに連結されて、昇降路内に昇降可能に配設される。そして、交流電流がステータコイル13に供給され、回転磁界がステータコイル13により発生する。この回転磁界により、ロータ20が回転駆動され、かごおよびつり合いおもりが、昇降路内を昇降する。
 つぎに、回転電機200の構成について図2を参照しつつ説明する。
 回転電機200は、ステータ10と、ステータ10の内周側に微少な磁気的空隙Gを介して同軸に配設されたロータ20と、を備える。
 ロータ20は、シャフト2と、シャフト2にベアリング3を介して回転可能に装着されたロータフレーム4と、ロータフレーム4に固着された円環状のロータコア5と、ロータコア5の外周部に設けられた磁極6と、を備える。ロータコア5は、5個の円弧状の分割コア21を周方向に円環状に配列して構成される。分割コア21は、電磁鋼板などの軟磁性材料の磁性薄板から円弧状に打ち抜かれた所定枚の磁性片を積層して構成される。磁極6は、ロータコア5の外周部に等角ピッチで周方向に40個配列されている。すなわち、ロータ20の極数は40となる。
 ステータコア11は、電磁鋼板などの軟磁性材料の磁性薄板から円弧状に打ち抜かれた所定枚の磁性片を積層して構成され、円環状のコアバック11aと、それぞれ、コアバック11aの内周面から径方向内方に突出して、周方向の等角ピッチで配列された36本のティース11bと、を備える。スロット12が、周方向に隣り合うティース11b間に形成される。ステータコイル13は、導体線をティース11bのそれぞれに所定回巻回して作製された36個の集中巻コイル14を備える。このように構成されたステータ10は、ステータコア11を圧入、焼き嵌めなどによりステータフレーム1の円筒部1aに挿入、固定して、ステータフレーム1に保持される。
 つぎに、ステータコイル13の構成について説明する。
 36個の集中巻コイル14は、U相、V相、W相の電源と接続される。つまり、+U11,-U12,+U13,+U21,-U22,+U23,+U31,-U32,+U33,+U41,-U42,+U43の12個の集中巻コイル14がU相の電源に接続される。+V11,-V12,+V13,+V21,-V22,+V23,+V31,-V32,+V33,+V41,-V42,+V43の12個の集中巻コイル14がV相の電源に接続される。+W11,-W12,+W13,+W21,-W22,+W23,+W31,-W32,+W33,+W41,-W42,+W43の12個の集中巻コイル14がU相の電源に接続される。
 そして、36個の集中巻コイルは、+U11,-U12,+U13,+V11,-V12,+V13,+W11,-W12,+W13,+U21,-U22,+U23,+V21,-V22,+V23,+W21,-W22,+W23,+U31,-U32,+U33,+V31,-V32,+V33,+W31,-W32,+W33,+U41,-U42,+U43,+V41,-V42,+V43,+W41,-W42,+W43の順に周方向に配列している。なお、「+」と「-」は集中巻コイルの巻極性を示している。「+」と「-」は巻極性が逆となる。
 ステータコイル13は、図3に示されるように、第1ステータコイル15、第2ステータコイル16、第3ステータコイル17および第4ステータコイル18を備える。
 第1ステータコイル15は、U1、V1およびW1の相コイルをY結線して構成され、A1,B1.C1の電源端子を有する。U1相コイルは、+U11,-U12,+U13の集中巻コイル14を直列に接続して構成される。V1相コイルは、+V11,-V12,+V13の集中巻コイル14を直列に接続して構成される。W1相コイルは、+W11,-W12,+W13の集中巻コイル14を直列に接続して構成される。
 第2ステータコイル16は、U2、V2およびW2の相コイルをY結線して構成され、A2,B2、C2の電源端子を有する。U2相コイルは、+U21,-U22,+U23の集中巻コイル14を直列に接続して構成される。V2相コイルは、+V21,-V22,+V23の集中巻コイル14を直列に接続して構成される。W2相コイルは、+W21,-W22,+W23の集中巻コイル14を直列に接続して構成される。
 第3ステータコイル17は、U3、V3およびW3の相コイルをY結線して構成され、A3,B3、C3の電源端子を有する。U3相コイルは、+U31,-U32,+U33の集中巻コイル14を直列に接続して構成される。V3相コイルは、+V31,-V32,+V33の集中巻コイル14を直列に接続して構成される。W3相コイルは、+W31,-W32,+W33の集中巻コイル14を直列に接続して構成される。
 第4ステータコイル18は、U4,V4およびW4の相コイルをY結線して構成され、A4,B4、C4の電源端子を有する。U4相コイルは、+U41,-U42,+U43の集中巻コイル14を直列に接続して構成される。V4相コイルは、+V41,-V42,+V43の集中巻コイル14を直列に接続して構成される。W4相コイルは、+W41,-W42,+W43の集中巻コイル14を直列に接続して構成される。
 ここで、電源端子A1,A2,A3,A4が接続され、電源端子B1,B2,B3,B4が接続され、電源端子C1,C2,C3,C4が接続される。これにより、第1から第4ステータコイル16~18を並列に接続してなるステータコイル13が構成される。このように構成されたステータコイル13においては、各相の並列数が4の回路となる。
 このように構成された回転電機200は、40極36スロットの回転電機である。極数とスロット数との最大公約数は4であり、ステータコイル13の各相の並列数と一致している。
 なお、ステータコイル13の各相の並列数が極数とスロット数との最大公約数と一致しているが、各相の並列数は極数とスロット数との最大公約数の約数であればよい。
 実施の形態1では、ロータコア5が、円弧状に打ち抜かれた所定枚の電磁鋼板を積層して構成された分割コア21を周方向に配列して作製されている。そこで、実施の形態1は、円環状に打ち抜かれた電磁鋼板を積層してロータコアを作製する場合に比べ、ロータコア5の材料歩留まりを向上できる。
 実施の形態1では、ロータコア5の分割数が5であり、回転電機200の極数とスロット数との最大公約数の約数および倍数とならない。以下に、ロータコア5の分割数が極数とスロット数との最大公約数の約数および倍数とならないことによる効果について、図4に示される比較例と対比して説明する。図4は比較例の回転電機を示す断面図である。
 比較例の回転電機300では、図4に示されるように、ロータコア302が4個の円弧状の分割コア303を周方向に円環状に配列して構成されている。そして、回転電機300は、ロータコア302を備えるロータ301を用いている点を除いて、回転電機200と同様に構成されている。すなわち、回転電機300は、ロータコア302の分割数が4である点を除いて、回転電機200と同様に構成されている。
 ロータ20、301は、第1から第4ステータコイル15~18のそれぞれにより発生する回転磁界に同期して、回転磁界の回転速度と同じ速度で回転する。そして、36個の集中巻コイルは、図2および図4に示されるように、+U11,-U12,+U13,+V11,-V12,+V13,+W11,-W12,+W13,+U21,-U22,+U23,+V21,-V22,+V23,+W21,-W22,+W23,+U31,-U32,+U33,+V31,-V32,+V33,+W31,-W32,+W33,+U41,-U42,+U43,+V41,-V42,+V43,+W41,-W42,+W43の順に周方向に配列している。このように、第1ステータコイル15を構成する9個の集中巻コイル14の群、第2ステータコイル16を構成する9個の集中巻コイル14の群、第3ステータコイル17を構成する9個の集中巻コイル14の群、および第4ステータコイル18を構成する9個の集中巻コイル14の群が、この順番で、ステータコア11に周方向に並んで配列されているため、回転磁界は、周方向に等間隔に4つのピークを有する分布となる。すなわち、1つのステータコイルが発生する回転磁界を1単位と定義すると、各相の並列数と同数の4単位の回転磁界が周方向に等間隔に配置されている。
 比較例の回転電機300では、ロータコア302の分割数が4であり、回転磁界の単位数と一致する。この場合、ロータコア302を4個の分割コア303で構成することにより発生する起磁力の高調波成分の位相が、回転磁界の単位で一致する。これにより、回転磁界によるトルクリプルが起磁力の高調波成分によるトルクリプルに重畳し、トルクリプルが増大する。
 なお、ロータコアの分割数が、極数とスロット数との最大公約数の約数又は倍数となる場合でも、ロータコアを分割することにより発生する数起磁力の高調波成分の位相が、回転磁界の約数の単位で一致し、トルクリプルの増大を招くことになる。
 このような回転電機300を備えた巻上機では、増大されたトルクリプルがロープを介して乗りかごに伝わり、乗客に不快感を与えることになり、エレベータの乗り心地を悪くする。
 実施の形態1による回転電機200では、ロータコア5の分割数が5であり、回転電機200の極数(40)とスロット数(36)との最大公約数(4)の約数(1,2,4)および倍数(4,8,12,・・・)とならない。そこで、ロータコア5を5個の分割コア21で構成することにより発生する起磁力の高調波成分の位相が、回転磁界の単位毎に異なるので、回転磁界によるトルクリプルが起磁力の高調波成分によるトルクリプルに重畳せず、トルクリプルの増大が抑制される。
 したがって、回転電機200を備えた巻上機では、トルクリプルの増大が抑えられるので、エレベータの乗り心地を悪化させるような事態の発生を回避できる。
 実施の形態2.
 図5はこの発明の実施の形態2に係る回転電機のロータコアを示す斜視図、図6はこの発明の実施の形態2に係る回転電機のロータコアにおける永久磁石により生成される磁路を示す模式図である。
 図5において、ロータコア5Aは、所定の厚みを有するリング状の積層コアである。ロータコア5Aの外周部には、永久磁石により構成される磁極6Aと軟磁性体により構成される磁極6Bとが、周方向に交互に、等角ピッチで40個配列されている。ロータコア5Aは、5個の分割コア21Aを周方向に配列して円環状に構成されている。分割コア21Aは、ロータコア5Aを、磁極6Bの周方向の中央位置を分割位置として、周方向に5等分割したものである。分割コア21Aの磁極数は8となる。
 分割コア21Aは、電磁鋼板などの軟磁性材料の磁性薄板から打ち抜かれた円弧状の磁性片を所定枚積層して作製されている。このとき、磁極部分が、打ち抜かれた磁性片に一体に形成されており、磁極部分が積層されて、磁極6Bを構成する。さらに、アリ溝部が、磁性片の周方向の一側の側面に凹設されており、アリ溝部が積層されて、アリ溝22を構成する。さらにまた、アリガタ部が磁性片の周方向の他側の側面に形成されており、アリガタ部が積層されて、アリガタ23を構成する。磁極6Aは、永久磁石を分割コア21Aの外周面に接着剤などにより固着して構成される。
 周方向に円環状に配列された5個の分割コア21Aは、アリガタ23をアリ溝22に嵌着して、隣り合う分割コア21Aの周方向の相対する側面同士が当接した状態で、一体に連結されている。隣り合う分割コア21Aの周方向の相対する側面同士の当接面である分割面24が、アリ溝22とアリガタ23との嵌合部を除いて、ロータコア5Aの軸心を含む平坦面に形成されている。分割面24は、隣り合う同極の磁極6A間の周方向の中央位置に位置している。磁極6Aを構成する永久磁石は、内径側がN極となり、外径側がS極となるように着磁されている。
 このように構成されたロータコア5Aは、半径方向の着磁方向が同一となるように、永久磁石からなる磁極6Aが周方向に配置された、いわゆる、コンシクエントポール構造となっている。
 実施の形態2では、ロータコア5Aを用いている点を除いて、上記実施の形態1と同様に構成されている。
 実施の形態2においても、ロータコア5Aが5個の分割コア21Aに分割され、分割コア21Aが円弧状に打ち抜かれた磁性片を積層して作製されている。また、ロータコア5Aの分割数が5、回転電機の極数が40、スロット数が36であり、ロータコア5Aの分割数が回転電機の極数とスロット数との最大公約数の約数および倍数とならない。
 したがって、実施の形態2においても、上記実施の形態1と同様の効果が得られる。
 実施の形態2においては、分割コア21Aがロータコア5Aを周方向に5等分割されたものであるので、5個の分割コア21Aが同一形状となっている。したがって、軟磁性材料の磁性薄板から円弧状の磁性片を打ち抜く金型が1つで済み、製造コストを削減できる。
 永久磁石により構成される磁極6Aは、図6に矢印で示されるように、ロータコア5Aの磁極6Aより内径側の部分を通って磁極6B側に至り、内径側から磁極6Bに入る磁路Mを生成する。ロータコア5Aでは、分割面24が、隣り合う同極の磁極6A間に位置する磁極6Bの周方向の中央位置を通る、ロータコア5Aの軸心を含む平坦面に構成されている。これにより、図6に示されるように、磁路Mが分割面24で妨げられる影響が低減され、磁極6Aで発生する磁束の利用率が高められ、トルクを増大させることができる。
 分割コア21Aの側面同士が当接されているので、磁束が分割面24を通過することに起因する磁束量の低下が抑制され、磁極6Aで発生する磁束の利用率が高められる。
 分割コア21A同士が、アリ溝22とアリガタ23との嵌合により連結されている。そこで、隣り合う分割コア21Aを、側面同士を当接させた状態で、強固に連結できるので、ロータコア5Aの真円度を高めることができる。なお、ロータコア5Aの真円度が悪化すると、コギングトルクが発生し、エレベータの乗り心地の悪化をもたらすので、ロータコア5Aの真円度を向上させることの意義は大きい。
 アリ溝22およびアリガタ23は、磁路Mを妨げる要因となる。そこで、アリ溝22およびアリガタ23は、ロータコア5Aの外径と内径との平均値を直径とする、ロータコア5Aの軸心を中心とする円筒面より内径側に配置することが望ましい。これにより、磁極6Aで発生する磁束の利用率が高められる。
 磁極6A,6Bを含めたロータコア5Aがコンシクエントポール構造となっているので、全ての磁極6を永久磁石で構成する場合に比べて、磁石使用量が削減でき、回転電機の製造コストを削減できる。
 コンシクエントポール構造では、分割面24において、同極の永久磁石による磁束が対向し、反発力が発生する。この反発力が隣り合う分割コア21Aを径方向に変位させ、あるいは周方向に回転させるように作用し、ロータコア5Aの真円度の悪化を招く要因となる。実施の形態2では、分割コア21Aがアリ溝22とアリガタ23との嵌合により強固に連結されているので、反発力による分割コア21Aの変位の発生が抑制され、ロータコア5Aの真円度の悪化が抑制される。
 実施の形態3.
 図7はこの発明の実施の形態3に係る回転電機のロータコアを示す斜視図である。
 図7において、分割コア21Bの周方向の両側面には、アリ溝およびアリガタが省略されている。ロータコア5Bは、5個の分割コア21Bを周方向に円環状に配列して構成されている。円環状に配列された5個の分割コア21Bは、接着剤が塗布された周方向の側面同士を突き合わせた状態で、接着剤が硬化されて、一体に連結されている。
 実施の形態3では、隣り合う分割コア21B同士を接着剤で連結している点を除いて、上記実施の形態2と同様に構成されている。
 したがって、実施の形態3においても、上記実施の形態2と同様の効果が得られる。
 実施の形態4.
 図8はこの発明の実施の形態4に係る回転電機のロータコアを示す斜視図である。
 図8において、ロータコア5Cは、5個の分割コア21Bを周方向に円環状に配列して構成されている。円環状に配列された5個の分割コア21Bは、周方向の側面同士を突き合わせた状態で、突き合わせ部の内周部が軸方向の全長にわたって溶接されて、一体に連結されている。
 実施の形態4では、隣り合う分割コア21B同士を溶接部25で連結している点を除いて、上記実施の形態2と同様に構成されている。
 したがって、実施の形態4においても、上記実施の形態2と同様の効果が得られる。
 実施の形態5.
 図9はこの発明の実施の形態5に係る回転電機のロータコアを示す斜視図である。
 図9において、分割コア21Dの周方向の両側面には、アリ溝22およびアリガタ23が形成されている。ロータコア5Dは、10個の分割コア21Dを周方向に円環状に配列して構成されている。円環状に配列された10個の分割コア21Dは、アリガタ23をアリ溝22に嵌着して、隣り合う分割コア21Dの周方向の相対する側面同士が当接した状態で、一体に連結されている。
 ロータコア5Dの外周部には、磁極6Aと磁極6Bとが、周方向に交互に、等角ピッチで40個配列されている。分割コア21Dは、ロータコア5Dを、磁極6Bの周方向の中央位置で、周方向に10等分割したものである。分割コア21Dの磁極数は4となる。
 なお、実施の形態5では、ロータコア5Dの分割数が10である点を除いて、上記実施の形態2と同様に構成されている。
 実施の形態5においても、ロータコア5Dが10個の分割コア21Dに分割され、分割コア21Dが円弧状に打ち抜かれた磁性片を積層して作製されている。また、ロータコア5Dの分割数が10、回転電機の極数が40、スロット数が36であり、ロータコア5Dの分割数が回転電機の極数とスロット数との最大公約数の約数および倍数とならない。
 したがって、実施の形態5においても、上記実施の形態2と同様の効果が得られる。
 実施の形態5では、ロータコア5Dの分割数が10となる。そこで、1枚の磁性薄板から打ち抜かれる磁性片の数が多くなり、材料歩留まりを向上させることができる。
 実施の形態6.
 図10はこの発明の実施の形態6に係る回転電機のロータコアを示す斜視図、図11はこの発明の実施の形態6に係る回転電機のロータコアの製造工程を説明する図である。
 図10において、分割コア21Eの周方向の両側面には、アリ溝22およびアリガタ23が形成されている。ロータコア5Eは、20個の分割コア21Eを周方向に円環状に配列して構成されている。円環状に配列された20個の分割コア21Eは、アリガタ23をアリ溝22に嵌着して、隣り合う分割コア21Eの周方向の相対する側面同士が当接した状態で、一体に連結されている。
 ロータコア5Eの外周部には、磁極6Aと磁極6Bとが、周方向に交互に、等角ピッチで40個配列されている。分割コア21Eは、ロータコア5Eを、磁極6Bの周方向の中央位置で、周方向に20等分割したものである。分割コア21Eの磁極数は2となる。
 図示していないが、ステータのスロット数は48である。
 なお、実施の形態6では、40極、48スロットの回転電機である点、およびロータコア5Eの分割数が20である点を除いて、上記実施の形態2と同様に構成されている。
 実施の形態6においても、ロータコア5Eが20個の分割コア21Eに分割され、分割コア21Eが円弧状に打ち抜かれた磁性片を積層して作製されている。また、ロータコア5Eの分割数が20である。回転電機の極数が40、スロット数が48であり、極数とスロット数との最大公約数が8である。そこで、ロータコア5Eの分割数が回転電機の極数とスロット数との最大公約数の約数および倍数とならない。
 したがって、実施の形態6においても、上記実施の形態2と同様の効果が得られる。
 実施の形態6では、ロータコア5Eの分割数が20となり、分割コア21Eの磁極数が2となり、分割コア21Eの寸法が最小となる。そこで、図11に示されるように、1枚の磁性薄板26から打ち抜かれる磁性片27の数がさらに多くなり、材料歩留まりをさらに向上させることができる。
 実施の形態7.
 図12はこの発明の実施の形態7に係る回転電機のロータコアを示す斜視図である。
 図12において、分割コア21Fの周方向の両側面には、アリ溝22およびアリガタ23が形成されている。ロータコア5Fは、5個の分割コア21Fを周方向に円環状に配列して構成されている。円環状に配列された5個の分割コア21Fは、アリガタ23をアリ溝22に嵌着して、隣り合う分割コア21Fの周方向の相対する側面同士が当接した状態で、一体に連結されている。
 ロータコア5Fの外周部には、磁極6Aと磁極6Bとが、周方向に交互に、等角ピッチで40個配列されている。分割コア21Fは、ロータコア5Fを、隣り合う磁極6A間に位置する磁極6Bの位置で、周方向に5等分割したものである。分割コア21Fの磁極数は8となる。分割面24aは、ロータコア5Fの軸心Oを含む平坦面19に対して、周方向の一側に角度θだけ傾斜する平坦面に形成されている。分割面24aは、隣り合う同極の磁極6A間に位置する磁極6Bを周方向に分割している。
 なお、実施の形態7では、ロータコア5Fの分割面24aがロータコア5Fの軸心Oを含む平坦面19に対して、周方向の一側に角度θだけ傾斜する平坦面に形成されている点を除いて、上記実施の形態2と同様に構成されている。
 実施の形態7においても、ロータコア5Fが5個の分割コア21Fに分割され、分割コア21Fが円弧状に打ち抜かれた磁性片を積層して作製されている。5個の分割コア21Fがアリ溝22とアリガタ23とを嵌合させて、一体に連結されている。また、ロータコア5Fの分割数が5、回転電機の極数が40、スロット数が36であり、ロータコア5Fの分割数が回転電機の極数とスロット数との最大公約数の約数および倍数とならない。
 したがって、実施の形態7においても、上記実施の形態2と同様の効果が得られる。
 なお、上記実施の形態2から7では、軟磁性体による磁極が分割コアに一体に成形されているが、分割コアと別部品として作製された軟磁性体による磁極を、分割コアに溶接、嵌合、接着などにより固着してもよい。
 実施の形態8.
 図13はこの発明の実施の形態8に係る回転電機のロータコアを示す斜視図、図14はこの発明の実施の形態8に係る回転電機のロータコアにおける永久磁石により生成される磁路を示す模式図である。
 図13において、ロータコア5Hは、所定の厚みを有するリング状の積層コアである。ロータコア5Hは、80個の永久磁石32が埋め込まれた、いわゆるIPM(Interior Permanent Magnet )構造となっている。80個の永久磁石32は、それぞれの永久磁石32が、隣り合う一方の永久磁石32とは同極が相対し、隣り合う他方の永久磁石32とは異極が相対するように、周方向に配列されている。そして、同極が相対する永久磁石32の組が磁極33を構成する。すなわち、ロータの極数は40である。
 永久磁石32は、ロータコア5Hの厚みと同じ長さを有する、断面矩形の直方体に作製され、断面矩形の短辺の長さ方向を着磁方向としている。磁極を構成する2個の永久磁石32は、長さ方向をロータコア5Hの厚み方向に一致させて、ロータコア5Hの軸心を含む平面について面対称となるように配置されている。さらに、磁極を構成する2個の永久磁石32の相対する面間は、径方向外方に向かって漸次広くなっている。
 ロータコア5Hは、5個の分割コア31Aを周方向に配列して円環状に構成されている。分割コア31Aは、ロータコア5Hを、隣り合う同極の永久磁石32間の周方向の中央位置を分割位置として、周方向に5等分割したものである。分割コア31Aの磁極数は8となる。
 分割コア31Aは、電磁鋼板などの軟磁性材料の磁性薄板から打ち抜かれた円弧状の磁性片を所定枚積層して作製されている。このとき、貫通穴が、打ち抜かれた磁性片に一体に形成されており、貫通穴が積層されて、磁石収納穴34を構成する。さらに、アリ溝部が、磁性片の周方向の一側の側面に凹設されており、アリ溝部が積層されて、アリ溝35を構成する。さらにまた、アリガタ部が磁性片の周方向の他側の側面の形成されており、アリガタ部が積層されて、アリガタ36を構成する。永久磁石32は、磁石収納穴34に収納され、必要に応じて接着剤などにより固着されている。
 周方向に円環状に配列された5個の分割コア31Aは、アリガタ36をアリ溝35に嵌着して、隣り合う分割コア31Aの周方向の相対する側面同士が当接した状態で、一体に連結されている。隣り合う分割コア31Aの周方向の相対する側面同士の当接面である分割面37が、ロータコア5Hの軸心を含む平坦面に形成されている。分割面37は、隣り合う同極の永久磁石32間の周方向の中央位置に位置している。
 実施の形態8では、ロータコア5Hを用いている点を除いて、上記実施の形態2と同様に構成されている。
 実施の形態8においても、ロータコア5Hが分割コア31Aに5等分割され、分割コア31Aが円弧状に打ち抜かれた磁性片を積層して作製されている。環状に配列された分割コア31Aは、周方向の側面同士を当接させた状態で、アリ溝35とアリガタ36との嵌合により、一体に連結されている。分割面37は、隣り合う同極の永久磁石32間の周方向の中央位置に位置している。ロータコア5Hの分割数が5、回転電機の極数が40、スロット数が36であり、ロータコア5Hの分割数が回転電機の極数とスロット数との最大公約数の約数および倍数とならない。
 したがって、実施の形態8においても、上記実施の形態2と同様の効果が得られる。
 実施の形態8では、永久磁石32により発生する磁束は、図14に矢印で示される磁路Mを流れる。ロータコア5Hでは、分割面37が、隣り合う同極の永久磁石32間の周方向の中央位置を通る、ロータコア5Hの軸心を含む平坦面に構成されている。これにより、図14に示されるように、磁路Mが分割面37で妨げられる影響が低減され、永久磁石32で発生する磁束の利用率が高められ、トルクを増大させることができる。
 また、ロータコア5HがIPM構造となっているので、1つの磁極当たりの磁石断面積が増加され、かつリラクタンストルクを利用することで、断面積当たりの磁束密度が高くなり、トルクを向上することができる。
 実施の形態9.
 図15はこの発明の実施の形態9に係る回転電機のロータコアを示す斜視図である。
 図15において、分割コア31Bの周方向の両側面には、アリ溝およびアリガタが省略されている。ロータコア5Iは、5個の分割コア31Bを周方向に円環状に配列して構成されている。円環状に配列された5個の分割コア31Bは、接着剤が塗布された周方向の側面同士を突き合わせた状態で、接着剤が硬化されて、一体に連結されている。
 実施の形態9では、隣り合う分割コア31B同士を接着剤で連結している点を除いて、上記実施の形態8と同様に構成されている。
 したがって、実施の形態9においても、上記実施の形態8と同様の効果が得られる。
 実施の形態10.
 図16はこの発明の実施の形態10に係る回転電機のロータコアを示す斜視図である。
 図16において、ロータコア5Jは、5個の分割コア31Bを周方向に円環状に配列して構成されている。円環状に配列された5個の分割コア31Bは、周方向の側面同士を突き合わせた状態で、突き合わせ部の内周部が軸方向の全長にわたって溶接されて、一体に連結されている。
 実施の形態10では、隣り合う分割コア31B同士を溶接部38で連結している点を除いて、上記実施の形態8と同様に構成されている。
 したがって、実施の形態10においても、上記実施の形態8と同様の効果が得られる。
 実施の形態11.
 図17はこの発明の実施の形態11に係る回転電機のロータコアを示す斜視図である。
 図17において、分割コア31Cの周方向の両側面には、アリ溝35およびアリガタ36が形成されている。ロータコア5Kは、5個の分割コア31Cを周方向に円環状に配列して構成されている。円環状に配列された5個の分割コア31Cは、アリガタ36をアリ溝35に嵌着して、隣り合う分割コア31Cの周方向の相対する側面同士が当接した状態で、一体に連結されている。
 分割コア31Cは、ロータコア5Kを、隣り合う同極の永久磁石32間の分割位置で、周方向に5等分割したものである。分割コア31Cの磁極数は8となる。分割面37aは、ロータコア5Kの軸心Oを含む平坦面39に対して、周方向の一側に角度θだけ傾斜する平坦面に形成されている。分割面37aは、隣り合う同極の永久磁石32間で磁極33を周方向に分割している。
 なお、実施の形態11では、ロータコア5Kの分割面37aがロータコア5Kの軸心Oを含む平坦面39に対して、周方向の一側に角度θだけ傾斜する平坦面に形成されている点を除いて、上記実施の形態8と同様に構成されている。
 実施の形態11においても、ロータコア5Kが5個の分割コア31Cに分割され、分割コア31Cが円弧状に打ち抜かれた磁性片を積層して作製されている。5個の分割コア31Cがアリ溝35とアリガタ36とを嵌合させて、一体に連結されている。また、ロータコア5Kの分割数が5、回転電機の極数が40、スロット数が36であり、ロータコア5Kの分割数が回転電機の極数とスロット数との最大公約数の約数および倍数とならない。
 したがって、実施の形態11においても、上記実施の形態8と同様の効果が得られる。
 なお、上記実施の形態8~11では、2個の永久磁石32により1つの磁極33を構成しているが、3つ以上の永久磁石32により1つの磁極33を構成してもよい。この場合、隣り合う同極の永久磁石32間に分割面37,37aを設ければよい。
 また、上記実施の形態8~11では、ロータコアの分割数が5であるが、ロータコアの分割数は、5に限定されず、回転電機の極数とスロット数との最大公約数の約数および倍数とならないようにすればよい。
 実施の形態12.
 図18はこの発明の実施の形態12に係る回転電機のロータコアを示す斜視図である。
 図18において、ロータコア5Lは、所定の厚みを有するリング状の積層コアである。ロータコア5Lは、40個の永久磁石42が埋め込まれたIPM構造となっている。永久磁石42は、ロータコア5Lの厚みと同じ長さを有する、断面矩形の直方体に作製され、断面矩形の短辺の長さ方向を着磁方向としている。40個の永久磁石42は、断面矩形の短辺の長さ方向を径方向として、隣り合う永久磁石42の径方向外方の極性が異極となるように、ロータコア5Lの外周部に周方向に等角ピッチに配列されている。そして、各永久磁石42が磁極43を構成する。すなわち、ロータの極数は40である。
 ロータコア5Lは、10個の分割コア41Aを周方向に配列して円環状に構成されている。分割コア41Aは、ロータコア5Lを、隣り合う同極の永久磁石42間の周方向の中央位置を分割位置として、周方向に10等分割したものである。分割コア41Aの磁極数は4となる。
 分割コア41Aは、電磁鋼板などの軟磁性材料の磁性薄板から打ち抜かれた円弧状の磁性片を所定枚積層して作製されている。このとき、貫通穴が、打ち抜かれた磁性片に一体に形成されており、貫通穴が積層されて、磁石収納穴44を構成する。さらに、アリ溝部が、磁性片の周方向の一側の側面に凹設されており、アリ溝部が積層されて、アリ溝45を構成する。さらにまた、アリガタ部が磁性片の周方向の他側の側面の形成されており、アリガタ部が積層されて、アリガタ46を構成する。永久磁石42は、磁石収納穴44に収納され、必要に応じて接着剤などにより固着されている。
 周方向に円環状に配列された10個の分割コア41Aは、アリガタ46をアリ溝45に嵌着して、隣り合う分割コア41Aの周方向の相対する側面同士が当接した状態で、一体に連結されている。隣り合う分割コア41Aの周方向の相対する側面同士の当接面である分割面47が、ロータコア5lの軸心を含む平坦面に形成されている。分割面47は、隣り合う同極の永久磁石42間の周方向の中央位置に位置している。
 実施の形態12では、ロータコア5Lを用いている点を除いて、上記実施の形態8と同様に構成されている。
 実施の形態12においても、ロータコア5LはIPM構造となっている。ロータコア5Lが分割コア41Aに10等分割され、分割コア41Aが円弧状に打ち抜かれた磁性片を積層して作製されている。環状に配列された分割コア41Aは、周方向の側面同士を当接させた状態で、アリ溝45とアリガタ46との嵌合により、一体に連結されている。分割面47は、隣り合う同極の永久磁石42間の周方向の中央位置に位置している。ロータコア5Lの分割数が10、回転電機の極数が40、スロット数が36であり、ロータコア5Lの分割数が回転電機の極数とスロット数との最大公約数の約数および倍数とならない。
 したがって、実施の形態12においても、上記実施の形態8と同様の効果が得られる。
 また、ロータコア5Lでは、分割面47が、永久磁石42の周方向の中央位置を通る、ロータコア5Lの軸心を含む平坦面に構成されている。これにより、磁路が分割面47で妨げられる影響が低減され、永久磁石42で発生する磁束の利用率が高められ、トルクを増大させることができる。
 実施の形態12では、1個の永久磁石42で1磁極を構成しているので、2個の永久磁石32で1磁極を構成している実施の形態8に比べて、永久磁石42の個数を削減でき、製造時の加工コストを削減できる。
 実施の形態13.
 図19はこの発明の実施の形態13に係る回転電機のロータコアを示す斜視図である。
 図19において、永久磁石42が、断面矩形の短辺の長さ方向を径方向として、径方向外方の極性が同極となるように、周方向に配列された40個の磁石収納穴44に1つ置きに収納され、必要に応じて接着剤などにより固着されている。そして、永久磁石42が磁極43Aとなり、隣り合う永久磁石42間の領域が軟磁性体による磁極43Bとなる。すなわち、ロータの極数は40である。
 実施の形態13によるロータコア5Mは、永久磁石42が1つ置きの磁石収納穴44に収納されている点を除いて、実施の形態12によるロータコア5Lと同様に構成されている。
 したがって、実施の形態13においても、上記実施の形態12と同様の効果が得られる。
 ロータコア5Mは、永久磁石42が埋め込まれたIPM構造であるとともに、コンシクエントポール構造となっている。そこで、上記実施の形態12に比べて、永久磁石42の個数を半減でき、製造時の加工コストをさらに削減できる。
 なお、上記実施の形態12,13では、ロータコアの分割数が10であるが、ロータコアの分割数は、10に限定されず、回転電機の極数とスロット数との最大公約数の約数および倍数とならないようにすればよい。
 また、上記実施の形態12,13では、分割コアをアリ溝とアリガタとの嵌合により連結しているが、分割コアは接着剤や溶接により連結してもよい。
 また、上記実施の形態12,13では、ロータコアの分割面がロータコアの軸心を含む平坦面に形成されているが、ロータコアの分割面は、ロータコアの軸心を含む平坦面に対して、周方向の一側に所定角度だけ傾斜する平坦面に形成されてもよい。
 実施の形態14.
 図20はこの発明の実施の形態14に係る回転電機のロータコアを示す斜視図である。
 図20において、分割ロータコア51は、分割コア21Aを軸方向に2等分割した構成の分割コア部21Aaを周方向に配列して構成されている。ロータコア5Nは、分割面24を周方向にずらし、磁極6A同士を重ね、かつ磁極6B同士を重ねて、2個の分割ロータコア51を積層して構成されている。
 実施の形態14では、他の構成は、上記実施の形態2と同様に構成されているので、実施の形態2と同様の効果が得られる。
 実施の形態14によれば、軸方向に積層された2個の分割ロータコア51の分割面24が周方向にずれている。そこで、分割ロータコア51を周方向に分割することにより発生する起磁力の高調波成分の位相が、分割ロータコア51毎に異なるので、トルクリプルをさらに小さくできる。
 実施の形態15.
 図21はこの発明の実施の形態15に係る回転電機のロータコアを示す斜視図である。
 図21において、分割ロータコア52は、分割コア21Aを軸方向に4等分割した構成の分割コア部21Abを周方向に配列して構成されている。ロータコア5Oは、分割面24を周方向にずらし、磁極6A同士を重ね、かつ磁極6B同士を重ねて、4個の分割ロータコア52を積層して構成されている。
 実施の形態15では、他の構成は、上記実施の形態2と同様に構成されているので、実施の形態2と同様の効果が得られる。
 実施の形態15によれば、軸方向に積層された4個の分割ロータコア52の分割面24が周方向にずれている。そこで、分割ロータコア52を周方向に分割することにより発生する起磁力の高調波成分の位相が、分割ロータコア52毎に異なるので、トルクリプルをさらに小さくできる。
 実施の形態16.
 図22はこの発明の実施の形態16に係る回転電機のロータコアを示す斜視図である。
 図22において、ロータコア5Pは、分割面24を周方向にずらし、磁極6Aと磁極6Bとを重ねて、2個の分割ロータコア51を積層して構成されている。一方の分割ロータコア51の磁極6Aを構成する永久磁石は、例えば内径側がN極となり、外径側がS極となるように着磁されている。他方の分割ロータコア51の磁極6Aを構成する永久磁石は、例えば内径側がS極となり、外径側がN極となるように着磁されている。そして、重ねられた磁極6Aと磁極6Bとにより1つの極が構成される。すなわち、ロータの極数は40となる。
 実施の形態16では、他の構成は、上記実施の形態14と同様に構成されているので、実施の形態14と同様の効果が得られる。
 また、実施の形態16によれば、永久磁石による磁極6Aと軟磁性体による磁極6Bとが軸方向に重ねられている。このように、材質が異なる磁極が軸方向に重ねられることで、各極の起磁力が均一化され、トルクリプルをさらに小さくできる。
 なお、上記実施の形態16では、実施の形態14において、磁極6Aと磁極6Bとが軸方向に重なるように分割ロータコア51を積層していたが、実施の形態15において、磁極6Aと磁極6Bとが軸方向に交互に重なるように分割ロータコア52を積層しても、同様に効果が得られる。
 また、上記実施の形態14~16では、分割ロータコアを2段又は4段に積層しているが、分割ロータコアの積層する段数はこれに限定されない。
 また、上記実施の形態14~16では、上記実施の形態2によるロータコアを軸方向に2等分割又は4等分割した構成の分割ロータコアを用いたが、分割ロータコアは、実施の形態3~7によるロータコアを軸方向に2等分割又は4等分割した構成の分割ロータコアを用いてもよい。
 実施の形態17.
 図23はこの発明の実施の形態17に係る回転電機のロータコアを示す斜視図である。
 図23において、分割ロータコア54は、分割コア31Aを軸方向に2等分割した構成の分割コア部31Aaを周方向に配列して構成されている。ロータコア5Qは、分割面37を周方向にずらし、同極の磁極33同士を重ねて、2個の分割ロータコア54を積層して構成されている。
 実施の形態17では、他の構成は、上記実施の形態8と同様に構成されているので、実施の形態8と同様の効果が得られる。
 実施の形態17によれば、軸方向に積層された2個の分割ロータコア54の分割面37が周方向にずれている。そこで、分割ロータコア54を周方向に分割することにより発生する起磁力の高調波成分の位相が、分割ロータコア54毎に異なるので、トルクリプルをさらに小さくできる。
 実施の形態18.
 図24はこの発明の実施の形態18に係る回転電機のロータコアを示す分解斜視図である。
 図24において、分割ロータコア55は、分割コア31Aを軸方向に5等分割した構成の分割コア部31Abを周方向に配列して構成されている。ロータコア5Rは、分割面37を周方向にずらし、同極の磁極33同士を重ねて、5個の分割ロータコア55を積層して構成されている。
 実施の形態18では、他の構成は、上記実施の形態8と同様に構成されているので、実施の形態8と同様の効果が得られる。
 実施の形態18によれば、軸方向に積層された5個の分割ロータコア55の分割面37が周方向にずれている。そこで、分割ロータコア55を周方向に分割することにより発生する起磁力の高調波成分の位相が、分割ロータコア55毎に異なるので、トルクリプルをさらに小さくできる。
 なお、上記実施の形態18では、軸方向に重ねられた5個の分割ロータコアの分割面が、軸方向の並び順に周方向の一側に順次ずれているが、軸方向に隣り合う分割ロータコア55の組の少なくとも一組の分割面の周方向位置が異なっていればよい。例えば、2層目の分割ロータコアの分割面を1層目の分割ロータコアの分割面に対して周方向一側にシフトさせ、3層目および5層目の分割ロータコアの分割面の周方向位置を1層目の分割ロータコアの分割面の周方向位置に一致させ、4層目の分割ロータコアの分割面の周方向位置を2層目の分割ロータコアの分割面の周方向位置に一致させてもよい。また、1層目から4層目の分割ロータコアの分割面の周方向位置を一致させ、5層目の分割ロータコアの分割面の周方向位置を4層目の分割ロータコアの分割面の周方向位置に対して周方向にずらしてもよい。この場合、分割面の周方向位置が一致する、軸方向に隣り合う分割ロータコアの組のアリ溝とアリガタの向きを互いに異ならせることにより、分割ロータコア55を周方向に分割することにより発生する起磁力の高調波成分の位相が、分割ロータコア55毎に異なり、トルクリプルを小さくできる。
 また、上記実施の形態17,18では、分割ロータコアを2段又は5段に積層しているが、分割ロータコアの積層する段数はこれに限定されない。
 また、上記実施の形態17,18では、上記実施の形態8によるロータコアを軸方向に2等分割又は5等分割した構成の分割ロータコアを用いたが、実施の形態9~13によるロータコアを軸方向に2等分割又は5等分割した構成の分割ロータコアを用いてもよい。
 実施の形態19.
 図25はこの発明の実施の形態19に係る回転電機のロータコアの構成を説明する斜視図である。
 図25において、ロータコア5Sは、2個の分割ロータコア51を、分割ロータコア51の表裏を変えて、分割面24を一致させ、磁極6A同士を重ね、かつ磁極6B同士を重ねて、積層して構成されている。図25中、点線の丸で示されるように、重ねられた2個の分割ロータコア51におけるアリ溝22およびアリガタ23の向きが逆になっている。
 実施の形態19では、他の構成は、上記実施の形態2と同様に構成されているので、実施の形態2と同様の効果が得られる。
 実施の形態19によれば、軸方向に積層された2個の分割ロータコア51におけるアリ溝22およびアリガタ23の向きが逆になっている。これにより、分割ロータコア51を周方向に分割することにより発生する起磁力の高調波成分の位相が、分割ロータコア51毎に異なるので、トルクリプルをさらに小さくできる。
 ロータコア5Sは、2個の分割ロータコア51を、分割ロータコア51の表裏を変えて積層して構成されているので、分割ロータコア51の製造時に発生する板厚偏差の影響を打ち消すことができ、トルクリプルをさらに小さくできる。
 なお、上記実施の形態19では、永久磁石による磁極6A同士が軸方向に重なり、軟磁性体による磁極6B同士が軸方向に重なるように分割ロータコア51を積層しているが、磁極6Aと磁極6Bとが軸方向に重なるように分割ロータコア51を積層してもよい。
 また、上記実施の形態19では、分割面24が一致するように分割ロータコア51を積層しているが、分割面24が周方向にずれるように分割ロータコア51を積層してもよい。
 また、上記実施の形態19では、上記実施の形態2によるロータコアを軸方向に2等分割した構成の分割ロータコアを用いたが、分割ロータコアは、実施の形態5~7によるロータコアを軸方向に2等分割した構成の分割ロータコアを用いてもよい。
 また、上記実施の形態19では、分割ロータコアを2段に積層しているが、分割ロータコアの積層する段数はこれに限定されない。
 実施の形態20.
 図26はこの発明の実施の形態20に係る回転電機のロータコアを示す分解斜視図である。
 図26において、ロータコア5Tは、分割ロータコア55の表裏を交互に変えて、分割面37を一致させ、同極の磁極33同士を重ねて、5個の分割ロータコア55を積層して構成されている。図26中、点線の丸で示されるように、重ねられた5個の分割ロータコア51におけるアリ溝35およびアリガタ36の向きが、軸方向に、交互に逆向きになっている。
 実施の形態20では、他の構成は、上記実施の形態18と同様に構成されているので、実施の形態18と同様の効果が得られる。
 実施の形態20によれば、5個の分割ロータコア55におけるアリ溝35およびアリガタ36の向きが、軸方向に、交互に逆向きになっている。これにより、分割ロータコア55を周方向に分割することにより発生する起磁力の高調波成分の位相が、分割ロータコア55毎に異なるので、トルクリプルをさらに小さくできる。
 なお、上記実施の形態20では、分割面37の周方向位置が一致するように分割ロータコア55を積層しているが、分割面37の周方向位置が周方向にずれるように分割ロータコア55を積層してもよい。
 また、上記実施の形態20では、軸方向に隣り合う各組の分割ロータコア55のアリ溝35とアリガタ36の向きが逆向きとなっているが、軸方向に隣り合う、少なくとも一組の分割ロータコア55のアリ溝35とアリガタ36の向きが逆向きとなっていればよい。この場合、アリ溝35とアリガタ36の向きが逆向きとなっている軸方向に隣り合う組の分割ロータコア55の分割面37の周方向位置を一致させ、軸方向に隣り合う他の組の分割ロータコア55の分割面37の周方向位置を周方向にずらすことにより、分割ロータコア55を周方向に分割することにより発生する起磁力の高調波成分の位相が、分割ロータコア55毎に異なり、トルクリプルを小さくできる。
 また、上記実施の形態20では、上記実施の形態8によるロータコアを軸方向に5等分割した構成の分割ロータコアを用いたが、分割ロータコアは、実施の形態11~13によるロータコアを軸方向に2等分割した構成の分割ロータコアを用いてもよい。
 また、上記実施の形態20では、分割ロータコアを5段に積層しているが、分割ロータコアの積層する段数はこれに限定されない。
 また、上記各実施の形態では、ロータコアは、軟磁性材料からなる磁性片を積層一体化してなる積層鉄心で構成されているが、ロータコアは、軟磁性材料の塊状体で作製される塊状鉄心で構成されてもよい。
 また、上記各実施の形態では、集中巻コイルにより構成されるステータコイルについて説明しているが、ステータコアに1スロットピッチでスロット数と同数配設された分布巻コイルにより構成されるステータコイルでもよい。
 また、上記各実施の形態では、40極36スロット又は40極48スロットの回転電機について説明したが、ロータコアの分割数が極数とスロット数との最大公約数の約数および倍数と異なれば、極数とスロット数の組み合わせは、これに限定されない。
 また、上記各実施の形態では、ロータコアがステータの内周側に配置される内転式の回転電機について説明したが、ロータコアがステータの外周側に配置される外転式の回転電機に適用しても、同様の効果が得られる。
 2 シャフト、5,5A,5B,5C,5D,5E,5F.5G,5H,5I,5J,5K,5L,5M,5N,5O,5P,5Q,5R,5S,5T ロータコア、6,6A,6B 磁極、10 ステータ、11 ステータコア、11a コアバック、11b ティース、12 スロット、13 ステータコイル、20 ロータ、21,21A,21B,21D,21E,21F 分割コア、21Aa,21Ab 分割コア部、22 アリ溝、23 アリガタ、24,24a 分割面、31A,31B,31C 分割コア、31Aa,31Ab 分割コア部、32 永久磁石、33 磁極、35アリ溝、36 アリガタ、37 分割面、41A 分割コア、42 永久磁石、43,43A,43B 磁極、45 アリ溝、46 アリガタ、47 分割面、51,52,54,55 分割ロータコア。

Claims (9)

  1.  円環状のコアバック、および、それぞれ、上記コアバックから径方向に突出して、周方向に配列された複数のティースを有し、スロットが周方向に隣り合う上記ティースの間に形成されるステータと、
     上記ステータと磁気的空隙を介して同軸に、かつ回転可能に配設された円環状のロータコア、および上記ロータコアに周方向に複数配設された磁極を有するロータと、を備える回転電機において、
     上記ロータコアは、分割面により周方向に分割された複数の分割コアを有し、
     上記ロータコアの分割数が、上記ロータの極数と上記スロットの数との最大公約数の約数かつ倍数と異なる回転電機。
  2.  上記複数の分割コアは、同一形状に形成され、周方向に等ピッチで配設されており、
     上記複数の分割コアのそれぞれは、2極以上の上記磁極を有する請求項1記載の回転電機。
  3.  上記複数の分割コアは、上記分割面で互いに接して、円環状に配設されており、
     上記磁極の少なくとも一部は、永久磁石により構成される磁極であり、
     上記分割面は、周方向に隣り合う同極の上記永久磁石の間の周方向領域に形成されている請求項1又は請求項2記載の回転電機。
  4.  上記複数の分割コアは、上記分割面で互いに接して、円環状に配設されており、
     上記複数の磁極は、永久磁石により構成される磁極と、軟磁性体により構成される磁極と、を有し、
     上記分割面は、周方向に隣り合う同極の上記永久磁石の間の周方向領域に形成されている請求項1又は請求項2記載の回転電機。
  5.  上記複数の分割コアは、上記分割面で互いに接して、円環状に配設されており、
     永久磁石が、上記ロータコアに埋め込まれて周方向に複数配設されており、
     上記複数の磁極は、それぞれ、周方向に連続する2本以上の上記永久磁石により構成される請求項1又は請求項2記載の回転電機。
  6.  上記複数の分割コアは、アリ溝とアリガタとの嵌合により互いに連結されており、
     上記アリ溝と上記アリガタとの嵌合部が、上記ロータコアの内径と外径との平均値を直径とする、上記ロータコアの軸心を円中心とする円の上記磁気的空隙と反対側に位置している請求項1から請求項5のいずれか1項に記載の回転電機。
  7.  上記ロータコアは、n個(但し、nは2以上の整数)の分割ロータコアを軸方向に積層して構成され、
     上記n個の分割ロータコアは、それぞれ、上記複数の分割コアのそれぞれを軸方向にn分割して構成された複数の分割コア部を互いに接して円環状に配列して構成され、
     軸方向に隣り合う分割ロータコアの組の少なくとも一組の周方向の分割位置が互いに異なっている請求項1から請求項6のいずれか1項に記載の回転電機。
  8.  上記n個の分割ロータコアは、軸方向に隣り合う磁極が同極となるように積層されている請求項7記載の回転電機。
  9.  上記ロータコアは、n個(但し、nは2以上の整数)の円環状の分割ロータコアを軸方向に積層して構成され、
     上記n個の分割ロータコアは、それぞれ、上記複数の分割コアのそれぞれを軸方向にn分割して構成された複数の分割コア部を互いに接して円環状に配列して構成され、
     周方向に隣り合う分割コア部は、アリ溝とアリガタとの嵌合により、互いに連結され、
     軸方向に隣り合う分割ロータコアの組の少なくとも一組の上記アリ溝と上記アリガタの嵌合部の向きが互いに異なっている請求項1から請求項5のいずれか1項に記載の回転電機。
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