WO2024154516A1 - 回転子、および、回転電気機械 - Google Patents

回転子、および、回転電気機械 Download PDF

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rotor
rotating shaft
recesses
iron core
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彰彦 梅田
健 池見
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Mitsubishi Heavy Industries Ltd
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Mitsubishi Heavy Industries Ltd
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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

Definitions

  • the present disclosure relates to rotors and rotating electric machines. This application claims priority based on Japanese Patent Application No. 2023-005799, filed with the Japan Patent Office on January 18, 2023, the contents of which are incorporated herein by reference.
  • Patent Document 1 discloses a rotor that is mounted on a rotating electric machine used as a vehicle motor.
  • the rotor includes a rotor core to which the rotating shaft is fitted, and a number of magnets that are provided on the rotor core.
  • the objective of this disclosure is to provide a rotor and a rotating electric machine that can easily generate a phase difference between multiple core blocks during the assembly process and can prevent the core unit from shifting circumferentially relative to the rotating shaft during operation.
  • a rotor includes: A rotation axis; an iron core unit supported by the rotating shaft, the iron core unit including a plurality of iron core blocks stacked in an axial direction of the rotating shaft; Equipped with Each of the plurality of core blocks includes With iron core, A plurality of S-pole magnets and a plurality of N-pole magnets are arranged on the iron core in an alternating manner in the circumferential direction; Including, The rotating shaft includes a plurality of teeth arranged in the circumferential direction, Each of the core blocks includes a plurality of recesses that mesh with the teeth, The multiple core blocks are spline-connected to the rotating shaft with the phases shifted from each other so that each of the multiple S-pole magnets of an adjacent core block overlaps with one of the N-pole magnets of the other adjacent core block in the circumferential direction.
  • a rotating electric machine includes: The rotor; and a stator disposed radially outward of the rotor.
  • the present disclosure makes it possible to provide a rotor and a rotating electric machine that can easily generate a phase difference between multiple core blocks during the assembly process and can prevent the core unit from shifting circumferentially relative to the rotating shaft during operation.
  • FIG. 1 is a schematic diagram of a rotating electric machine according to an embodiment
  • FIG. 2 is a schematic diagram of a rotor according to an embodiment.
  • FIG. 2 is a schematic diagram of multiple magnets of an iron core unit according to one embodiment.
  • FIG. 2 is a schematic diagram of a rotating shaft according to an embodiment.
  • FIG. 2 is a schematic diagram of an iron core unit according to one embodiment.
  • 5A to 5C are schematic diagrams illustrating an assembly process of a rotor according to one embodiment.
  • 7 is a schematic diagram showing the rotor assembly process following FIG. 6 .
  • FIG. 11 is a schematic diagram showing an iron core unit according to another embodiment.
  • FIG. 13 is a schematic diagram showing a rotor according to another embodiment.
  • FIG. 13 is a schematic diagram of another rotor according to another embodiment.
  • expressions indicating that things are in an equal state such as “identical,””equal,” and “homogeneous,” not only indicate a state of strict equality, but also indicate a state in which there is a tolerance or a difference to the extent that the same function is obtained.
  • expressions describing shapes such as a rectangular shape or a cylindrical shape do not only represent rectangular shapes or cylindrical shapes in the strict geometric sense, but also represent shapes that include uneven portions, chamfered portions, etc., to the extent that the same effect can be obtained.
  • the expressions “comprise”, “include”, or “have” a certain element are not exclusive expressions excluding the presence of other elements.
  • the same components are denoted by the same reference numerals and the description thereof may be omitted.
  • FIG. 1 Overview of rotating electric machine 1 1 is a schematic diagram of a rotating electric machine 1 including a rotor 30 according to an embodiment of the present disclosure.
  • the rotor 30 includes a rotating shaft 5, which is coupled to an external device 7.
  • the external device 7 may be coupled to the rotating shaft 5 via a joint or via a gear.
  • the external device 7 is a vehicle
  • the rotating electric machine 1 is a vehicle motor.
  • the rotating shaft 5 is coupled to a drive shaft of the external device 7 via a joint.
  • the axial direction of the rotating shaft 5 may be simply referred to as the "axial direction.”
  • the circumferential direction and radial direction based on the axial direction may be simply referred to as the “circumferential direction” and the “radial direction,” respectively.
  • the rotating electric machine 1 comprises a housing 9 and a rotor 30 rotatably supported by the housing 9.
  • the rotor 30 comprises a rotating shaft 5 connected to the housing 9 via a pair of bearings B1, and an iron core unit 40 supported by the rotating shaft 5.
  • the iron core unit 40 includes a plurality of iron core blocks 45 stacked in the axial direction, and each iron core block 45 has a plurality of magnets 37 arranged in the circumferential direction.
  • Each iron core block 45 is spline-connected to the rotating shaft 5 (details will be described later). Therefore, the iron core unit 40 rotates together with the rotating shaft 5.
  • the rotating electric machine 1 further includes a stator 20 fixed to the housing 9.
  • the stator 20, which is disposed radially outward of the rotor 30, includes a stator core 25, a plurality of stator magnets 29 provided in the stator core 25, and a stator coil 27 wound around the stator core 25.
  • the stator coil 27 is electrically connected to the power system 6.
  • the rotating electric machine 1 as a motor drives the external device 7 by receiving power from the power grid 6. More specifically, the rotor 30 rotates together with the rotating shaft 5 due to a rotating magnetic field generated by current flowing through the stator coil 27. As a result, torque is transmitted from the rotating shaft 5 to the external device 7, driving the external device 7.
  • Fig. 2 is a schematic diagram of a rotor 30 according to an embodiment of the present disclosure.
  • Fig. 3 is a schematic diagram of an iron core unit 40 according to an embodiment of the present disclosure.
  • the above-mentioned iron core unit 40 which is a component of the rotor 30, includes multiple iron core blocks 45 stacked in the axial direction, and each iron core block 45 is supported by the rotating shaft 5.
  • Each iron core block 45 includes an iron core 32 and multiple magnets 37 arranged on the iron core 32 in a circumferential line.
  • Each iron core 32 may be composed of electromagnetic steel sheets stacked in the axial direction, or may be composed of a powder magnetic core extending in the axial direction, or may be composed of a combination of these.
  • the multiple magnets 37 are multiple south pole magnets 37S and north pole magnets 37N arranged alternately in the circumferential direction. All of the multiple magnets 37 that make up the iron core unit 40 have the same circumferential length.
  • the total number of magnets 37 constituting the iron core unit 40 is the sum of the number of south pole magnets 37S and north pole magnets 37N arranged in each iron core block 45 multiplied by the number of iron core blocks 45.
  • the number of iron core blocks 45 is three, and the number of magnets 37 in each iron core block 45 is four. Therefore, the total number of magnets 37 is 12.
  • the arrangement of the magnets 37 differs between at least two of the multiple iron core blocks 45 that are adjacent in the axial direction. More specifically, each of the multiple S-pole magnets 37S constituting one adjacent iron core block 45 overlaps in the circumferential direction with one of the multiple N-pole magnets 37N constituting the other adjacent iron core block 45.
  • a specific S-pole magnet 37S and a specific N-pole magnet 37N overlap in the circumferential direction means that at least a portion of the circumferential range in which the S-pole magnet 37S is arranged overlaps with the circumferential range in which the N-pole magnet 37N is arranged.
  • the above-mentioned magnet arrangement relationship between two adjacent iron core blocks 45 may be referred to as a "magnet misalignment relationship.”
  • the central core block 45 has a magnet misalignment relationship with each of the core blocks 45 on either side. Furthermore, in any two adjacent core blocks 45 out of the three core blocks 45, the amount of circumferential overlap (dimension P in Figure 3) between the south pole magnet 37S and the north pole magnet 37N is equal. In this example, dimension P is half the circumferential length of each magnet 37.
  • the two iron core blocks 45 on both sides are also misaligned with respect to the arrangement of the magnets. More specifically, the circumferential range in which the south pole magnets 37S of one iron core block 45 are arranged coincides with the circumferential range in which the north pole magnets 37N of the other iron core block 45 are arranged.
  • the rotating shaft 5 is inserted into an insertion hole 50 formed in the center of each of the multiple iron core blocks 45.
  • an insertion hole 50 is formed in the center of each iron core 32.
  • the rotating shaft 5 and the multiple iron core blocks 45 are spline-coupled. The configuration for achieving the spline coupling is omitted in FIGS. 1 to 3, and will be described later using FIGS. 4, 5, etc.
  • the rotor 30 shown in FIG. 2 has a surface permanent magnet (SPM) configuration in which multiple magnets 37 are provided on the outer circumferential surface of the iron core 32, but the present disclosure is not limited to this.
  • Rotors 30 in other examples may have an interior permanent magnet (IPM) configuration in which multiple magnets 37 are embedded in the iron core 32. Detailed illustrations are omitted in this document.
  • FIG. 4 is a schematic diagram of a rotating shaft 5 according to an embodiment of the present disclosure.
  • Fig. 5 is a schematic diagram of an iron core unit 40 according to an embodiment of the present disclosure.
  • the spline connection between the rotating shaft 5 and each iron core block 45 is realized by meshing a plurality of teeth 70 (see Fig. 4) provided on the rotating shaft 5 with a plurality of recesses 80 (see Fig. 5) provided on each iron core block 45.
  • the details are as follows.
  • the rotating shaft 5 includes an outer peripheral surface 15 and a plurality of teeth 70 arranged at equal intervals in the circumferential direction on the outer peripheral surface 15.
  • Each tooth 70 is formed over the entire axial length of the rotating shaft 5 (see FIG. 7).
  • a plurality of recesses 80 are provided in each core block 45.
  • an inner peripheral surface 51 that defines the insertion hole 50 is formed in each core 32, and a plurality of recesses 80 are formed in this inner peripheral surface 51.
  • the number of recesses 80 is the same as the number of tooth portions 70, and the pitch of the recesses 80 is also the same as the pitch of the tooth portions 70.
  • the plurality of tooth portions 70 are engaged with the plurality of recesses 80 in each core block 45. This realizes a spline connection between the rotating shaft 5 and each core block 45.
  • the iron core unit 40 has the magnet misalignment relationship described above. Therefore, the multiple iron core blocks 45 are spline-connected to the rotating shaft 5 with the phases of at least two axially adjacent iron core blocks 45 shifted from each other so that they have a magnet misalignment relationship.
  • the multiple core blocks 45 have the same shape. That is, the circumferential positional relationship between the multiple recesses 80 and the multiple magnets 37 is the same for each core block 45. Therefore, if the core blocks 45 are lined up in the axial direction before assembling the core unit 40 so that the magnets 37 are aligned in the circumferential direction (see the upper part of Figure 6), the circumferential range in which the multiple recesses 80 are arranged is the same for each core block 45.
  • FIG. 6 is a schematic diagram showing an assembly process of the rotor 30 according to an embodiment of the present disclosure.
  • Fig. 7 is a schematic diagram showing an assembly process of the rotor 30 following Fig. 6.
  • the assembly method of the rotor 30 according to an embodiment of the present disclosure is as follows.
  • multiple core blocks 45 are aligned in the axial direction.
  • the phases of the multiple core blocks 45 may be aligned with each other.
  • the multiple core blocks 45 may be aligned in the axial direction so that the arrangement of the magnets 37 is aligned in the circumferential direction.
  • the phase of one of the core blocks 45 is shifted by one pitch of the recesses 80 to create a magnet misalignment relationship between two axially adjacent core blocks 45 (see the lower part of Figure 6).
  • the amount of shift of one pitch of the recesses 80 corresponds to dimension P in Figures 5 and 6. Even when a magnet misalignment relationship is created, the circumferential range in which the recesses 80 are arranged is the same for each core block 45.
  • the rotating shaft 5 is inserted into the insertion hole 50 of each iron core block 45 (see FIG. 7).
  • the rotating shaft 5 is spline-coupled to each iron core block 45, and the rotor 30 is assembled.
  • the above assembly may be performed by an operator, a robot arm operated by an operator, or a combination of these.
  • the phase difference between the multiple iron core blocks 45 may be two or three pitches of the recesses 80, for example.
  • the rotating shaft 5 and the core unit 40 are spline-coupled, which makes it possible to prevent the core unit 40 from shifting circumferentially relative to the rotating shaft 5 during operation of the rotor 30. Furthermore, in the assembly process of the rotor 30, the rotor 30 and the core unit 40 can be spline-coupled simply by inserting the rotating shaft 5 into the core blocks 45 in a state in which a phase difference occurs between two adjacent core blocks. As described above, a rotor 30 (rotating electric machine 1) is realized that can easily generate a phase difference between the core blocks 45 during the assembly process and can prevent the core unit 40 from shifting circumferentially relative to the rotating shaft 5 during operation.
  • the number of recesses 80 in each core block 45 may be different from the number of magnets 37 in each core block 45. According to the above configuration, in the assembly process of the rotor 30, the recesses 80 and the teeth 70 are meshed with each other, thereby creating a phase difference between two adjacent core blocks 45. In the example of the figure, the number of the recesses 80 in each core block 45 is greater than the number of the magnets 37 in each core block 45. As an example, the number of recesses 80 is eight, and the total number of the S pole magnets 37S and the N pole magnets 37N in each core block 45 is four.
  • the phase difference that can be provided between two adjacent core blocks 45 is a value obtained by multiplying the pitch of the recesses 80 by a natural number. According to the above configuration, the number of recesses 80 increases, so the pitch of the recesses 80 can be made smaller. Therefore, in the assembly process of the rotor 30, the phase difference between adjacent core blocks 45 (dimension P shown in the lower part of FIG. 6) can be adjusted more finely.
  • the core unit 40 may have a skew structure in which the circumferential position of the magnet boundary 37B formed between adjacent south pole magnets 37S and north pole magnets 37N differs between two axially adjacent core blocks 45.
  • the multiple core blocks 45 may have the same shape. With the above configuration, the mass productivity of the core blocks 45 can be improved. In this embodiment, the positional relationship between the multiple recesses 80 and the multiple magnets 37 in the circumferential direction is the same for each core block 45.
  • FIG. 8 is a schematic diagram of an iron core unit 40A according to another embodiment of the present disclosure.
  • Each iron core block 45A of the iron core unit 40A includes a connecting member 60 that is connected to the iron core 32 and the rotating shaft 5.
  • the connecting member 60 is cylindrical and extends in the axial direction, and is press-fitted into the fitting hole 33 formed in the iron core 32.
  • the connecting member 60 is formed of a magnetic metal material, and more specifically, of a metal material containing iron as a component.
  • the insertion hole 50 is formed in the connecting member 60. That is, the above-mentioned multiple recesses 80 are formed in the inner circumferential surface 51 provided in the connecting member 60.
  • FIG. 9 is a schematic diagram showing a rotor 30A according to another embodiment of the present disclosure.
  • the rotor 30A includes a rotating shaft 5A and a plurality of iron core blocks 45B.
  • Each of the plurality of teeth 70A constituting the rotating shaft 5A has a tapered shape in which the circumferential length gradually increases from one side to the other side in the axial direction.
  • the multiple recesses 80A that make up each core block 45B have a tapered shape in which the circumferential length gradually increases from one axial side to the other. Furthermore, the shape of the recesses 80A differs between the multiple core blocks 45B. More specifically, the recess group 88, which is the axially aligned recesses 80A that make up the core unit 40A, has a tapered shape in which the circumferential length gradually increases from one axial side to the other.
  • the rotating shaft 5A is inserted into the insertion hole 50 while moving it from the other side to one side in the axial direction, so that the multiple teeth 70A fit into the multiple recesses 80A of each core block 45B.
  • the circumferential length of the recesses 80A on the other side of the axial direction is relatively long, the task of inserting the teeth 70A into the recesses 80A is easy. Therefore, contact between the multiple teeth 70A and the multiple recesses 80A can be avoided, improving the assembly of the rotor 30A.
  • FIG. 10 is a schematic diagram showing a rotor 30B according to another embodiment of the present disclosure.
  • the rotor 30B includes a rotating shaft 5B and an iron core unit 40C including a plurality of iron core blocks 45C.
  • Each of the plurality of teeth 70B constituting the rotating shaft 5B has a tapered shape in which the radial length (height) gradually decreases from one side to the other side in the axial direction.
  • the multiple recesses 80B that make up each core block 45C have a tapered shape in which the radial length (depth) gradually decreases from one side to the other in the axial direction. Furthermore, the shape of the recesses 80B differs between the multiple core blocks 45C. More specifically, the recess group 188, which is the axially aligned recesses 80B that make up the core unit 40, has a tapered shape in which the radial length gradually decreases from one side to the other in the axial direction.
  • the rotating shaft 5B is inserted into the insertion hole 50 while moving it from the other side to one side in the axial direction, so that the multiple teeth 70B fit into the multiple recesses 80B of each core block 45C.
  • the radial length of the recesses 80B on the other side in the axial direction is relatively short, the task of inserting the teeth 70B into the recesses 80B is easy. Therefore, contact between the multiple teeth 70B and the multiple recesses 80B can be avoided, improving the ease of assembly of the rotor 30B.
  • the rotating electric machine 1 may be a magnetic gear electric machine.
  • the rotating electric machine 1 further includes a pole piece rotor configured to rotate relative to the rotor 30.
  • the pole piece rotor includes a plurality of pole pieces arranged in the circumferential direction between the plurality of magnets 37 and the plurality of stator magnets 29, a pair of end plates supporting both ends in the axial direction of each pole piece, and a pole piece rotating shaft to which the pair of end plates are fixed.
  • the pair of end plates are arranged on both sides in the axial direction of the rotor 30.
  • the pole piece rotating shaft is arranged coaxially with the rotating shaft 5 and is connected to the external device 7 instead of the rotating shaft 5.
  • the magnetic gear electric machine having the above configuration may be a magnetic gear motor that drives the external device 7 by power supply from the power system 6, or may be a magnetic gear generator that supplies power from the stator coil 27 to the power system 6 by torque input from the external device 7.
  • the rotor (30, 30A, 30B) has A rotating shaft (5, 5A, 5B), an iron core unit (40, 40A, 40C) supported by the rotating shaft and including a plurality of iron core blocks (45, 45A, 45B, 45C) stacked in an axial direction of the rotating shaft; Equipped with Each of the plurality of core blocks includes An iron core (32); A plurality of S-pole magnets (37S) and a plurality of N-pole magnets (37N) arranged on the iron core in an alternating manner in the circumferential direction; Including, The rotating shaft includes a plurality of teeth (70, 70A, 70B) arranged in the circumferential direction, Each of the plurality of core blocks includes a plurality of recesses (80, 80A, 80B) that mesh with the plurality of teeth, The multiple core blocks are spline-connected to the rotating shaft with the phases shifted from each other so that each of the multiple S-pole magnets of an adjacent core
  • the rotating shaft and the core unit are spline-coupled, which makes it possible to prevent the core unit from shifting circumferentially relative to the rotating shaft during rotor operation. Furthermore, in the rotor assembly process, the rotor and the core unit can be spline-coupled simply by inserting the rotating shaft into the core blocks in a state where a phase difference occurs between two adjacent core blocks. As described above, a rotor is realized that can easily generate a phase difference between the core blocks during the assembly process, and can prevent the core unit from shifting circumferentially relative to the rotating shaft during operation.
  • the rotor according to 1) above The number of the recesses in each of the core blocks is different from the total number of the south pole magnets and the north pole magnets in each of the core blocks.
  • the core unit has a skew structure in which the circumferential position of a magnet boundary formed between adjacent S-pole magnets and N-pole magnets differs between two adjacent core blocks.
  • the configuration of 3) above allows for more uniform distribution of magnetic flux around the rotor. Therefore, in an embodiment in which the rotor is incorporated in a motor, for example, pulsation in the output torque can be suppressed.
  • Each of the plurality of core blocks further includes a connecting member (60) that is connected to the core and the rotating shaft, The plurality of recesses are formed in each of the connecting members.
  • the configuration of 4) above eliminates the need to process the core to form the recesses, which helps to avoid damage to the core. This helps to prevent the core from being discarded due to damage, and helps to prevent increases in rotor costs.
  • Each of the plurality of tooth portions is configured to have a circumferential length that increases from one side to the other side in the axial direction
  • a group of recesses (88) which are a plurality of recesses arranged in the axial direction and which constitute the core unit are configured so that the circumferential length increases from one side to the other side in the axial direction.
  • the rotating shaft is inserted into the core unit while moving it from one side to the other in the axial direction, which makes it possible to avoid contact between the multiple teeth and the multiple recesses. Since it is easier to insert the rotating shaft, the assembly of the rotor is improved.
  • each of the plurality of tooth portions is configured to have a radial length that becomes shorter from one side to the other side in the axial direction
  • a group of recesses (188) which are a plurality of recesses arranged in the axial direction and which constitute the core unit are configured so that their radial length becomes shorter going from one side to the other side in the axial direction.
  • the rotating shaft is inserted into the core unit while moving it from the other side to one side in the axial direction, which makes it possible to avoid contact between the multiple teeth and the multiple recesses. Since it becomes easier to insert the rotating shaft, the assembly of the rotor is improved.
  • the rotor according to any one of 1) to 4) above, The core blocks have the same shape.
  • the configuration 7) above can improve the mass productivity of the core block.
  • a rotating electric machine (1) according to at least one embodiment of the present disclosure, A rotor (30, 30A) according to any one of 1) to 7) above; and a stator (20) provided radially outward of the rotor.

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Abstract

回転子は、回転軸と回転軸によって支持される複数の鉄心ブロックとを備える。回転軸は、周方向に並ぶ複数の歯部を含む。複数の鉄心ブロックの各々は、複数の歯部とそれぞれ噛み合う複数の凹部を含む。複数の鉄心ブロックは、隣接する一方の鉄心ブロックの複数のＳ極磁石の各々が隣接する他方の鉄心ブロックのいずれかのＮ極磁石と周方向に重なるように互いに位相がずらされた状態で、回転軸にスプライン結合されている。

Description

回転子、および、回転電気機械
　本開示は、回転子、および、回転電気機械に関する。
　本願は、２０２３年１月１８日に日本国特許庁に出願された特願２０２３－００５７９９号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。
　従来、回転電気機械に組込まれる回転子が知られている。例えば、特許文献１では、車両用モータとして使用される回転電気機械に搭載された回転子が開示される。回転子は、回転軸が篏合される回転子コアと、回転子コアに設けられる複数の磁石とを備えている。
特許第６８５２６９３号公報
　発明者の知見によれば、回転子コアが軸方向に並ぶ複数のコアブロックによって形成され、かつ、隣接するコアブロックの間で磁石の配置を変えれば、回転子全体の周囲における磁束の分布は、磁石の配置を変えない場合に比べて、周方向においてより均等になる。その結果、複数のコアブロックにより形成される回転子コアにおけるトルクは、周方向においてより均等になり、トルクリップルが抑制される。こういった回転子の組立は容易に行われることが好ましい。また、回転子の動作時に回転子コアが回転軸に対して周方向にずれるのを抑制することが好ましい。
　本開示の目的は、複数の鉄心ブロックの間における位相差を組立工程において容易に生じさせることができると共に、動作中に鉄心ユニットが回転軸に対して周方向にずれるのを抑制できる回転子、および、回転電気機械を提供することである。
　本開示の少なくとも一実施形態に係る回転子は、
　回転軸と、
　前記回転軸によって支持される鉄心ユニットであって、前記回転軸の軸方向に積層される複数の鉄心ブロックを含む鉄心ユニットと、
を備え、
　前記複数の鉄心ブロックの各々は、
　　鉄心と、
　　周方向に交互に並ぶようにして前記鉄心に配置される複数のＳ極磁石および複数のＮ極磁石と、
を含み、
　前記回転軸は、前記周方向に並ぶ複数の歯部を含み、
　前記複数の鉄心ブロックの各々は、前記複数の歯部とそれぞれ噛み合う複数の凹部を含み、
　前記複数の鉄心ブロックは、隣接する一方の前記鉄心ブロックの前記複数のＳ極磁石の各々が隣接する他方の前記鉄心ブロックのいずれかの前記Ｎ極磁石と前記周方向に重なるように互いに位相がずらされた状態で、前記回転軸にスプライン結合されている。
　本開示の少なくとも一実施形態に係る回転電気機械は、
　上記回転子と、
　前記回転子よりも径方向の外側に設けられる固定子と
を備える。
　本開示によれば、複数の鉄心ブロックの間における位相差を組立工程において容易に生じさせることができると共に、動作中に鉄心ユニットが回転軸に対して周方向にずれるのを抑制できる回転子、および、回転電気機械を提供できる。
一実施形態に係る回転電気機械の概略図である。 一実施形態に係る回転子の概略図である。 一実施形態に係る鉄心ユニットの複数の磁石の概略図である。 一実施形態に係る回転軸の概略図である。 一実施形態に係る鉄心ユニットの概略図である。 一実施形態に係る回転子の組立工程を示す概略図である。 図６に続く、回転子の組立工程を示す概略図である。 他の実施形態に係る鉄心ユニットを示す概略図である。 他の実施形態に係る回転子を示す概略図である。 他の実施形態に係る別の回転子の概略図である。
　以下、添付図面を参照して本開示の幾つかの実施形態について説明する。ただし、実施形態として記載されている又は図面に示されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は、本開示の範囲をこれに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。
　例えば、「ある方向に」、「ある方向に沿って」、「平行」、「直交」、「中心」、「同心」或いは「同軸」等の相対的或いは絶対的な配置を表す表現は、厳密にそのような配置を表すのみならず、公差、若しくは、同じ機能が得られる程度の角度や距離をもって相対的に変位している状態も表すものとする。
　例えば、「同一」、「等しい」及び「均質」等の物事が等しい状態であることを表す表現は、厳密に等しい状態を表すのみならず、公差、若しくは、同じ機能が得られる程度の差が存在している状態も表すものとする。
　例えば、四角形状や円筒形状等の形状を表す表現は、幾何学的に厳密な意味での四角形状や円筒形状等の形状を表すのみならず、同じ効果が得られる範囲で、凹凸部や面取り部等を含む形状も表すものとする。
　一方、一の構成要素を「備える」、「含む」、又は、「有する」という表現は、他の構成要素の存在を除外する排他的な表現ではない。
　なお、同様の構成については同じ符号を付し説明を省略することがある。
＜１．回転電気機械１の概要＞
　図１は、本開示の一実施形態に係る回転子３０を備えた回転電気機械１の概略図である。回転子３０は回転軸５を備えており、回転軸５は外部機器７に連結される。外部機器７は回転軸５と継手を介して連結されてもよいし、歯車を介して連結されてもよい。本実施形態では、外部機器７は車両であり、回転電気機械１は車両用モータである。そして、回転軸５が外部機器７のドライブシャフトに継手を介して連結されている。
　以下の説明では、回転軸５の軸方向を単に「軸方向」という場合がある。また、軸方向を基準とした周方向および径方向を、それぞれ単に「周方向」および「径方向」という場合がある。
　回転電気機械１は、ハウジング９と、ハウジング９によって回転可能に支持される回転子３０とを備える。回転子３０は、一対のベアリングＢ１を介してハウジング９に連結される回転軸５と、回転軸５によって支持される鉄心ユニット４０とを備える。本実施形態の鉄心ユニット４０は、軸方向に積層される複数の鉄心ブロック４５を含み、各鉄心ブロック４５に、周方向に並ぶ複数の磁石３７が配置されている。各鉄心ブロック４５は回転軸５にスプライン結合されている（詳細は後述する）。従って、鉄心ユニット４０は回転軸５と共に回転するようになっている。
　回転電気機械１は、ハウジング９に固定される固定子２０をさらに備える。回転子３０よりも径方向の外側に配置される固定子２０は、ステータコア２５と、ステータコア２５に設けられる複数のステータ磁石２９と、ステータコア２５に巻かれたステータコイル２７とを含む。ステータコイル２７は、電力系統６に電気的に接続されている。
　モータとしての回転電気機械１は、電力系統６からの電力の供給によって、外部機器７を駆動する。より具体的には、ステータコイル２７において電流が流れることで発生する回転磁界によって、回転子３０が回転軸５と共に回転する。これにより、回転軸５から外部機器７にトルクが伝達されて、外部機器７は駆動される。
＜２．回転子３０の構成の詳細＞
　図２は、本開示の一実施形態に係る回転子３０の概略図である。図３は、本開示の一実施形態に係る鉄心ユニット４０の概略図である。
　回転子３０の構成要素である上述の鉄心ユニット４０は、軸方向に積層された複数の鉄心ブロック４５を含み、各鉄心ブロック４５は回転軸５によって支持される。各鉄心ブロック４５は、鉄心３２と、周方向に並ぶようにして鉄心３２に配置される複数の磁石３７とを含む。各々の鉄心３２は、軸方向に積層された電磁鋼板によって構成されてもよいし、軸方向に延在する圧粉磁心によって構成されてもよいし、または、これらの組み合わせによって構成されてもよい。複数の磁石３７は、周方向に交互に並ぶようにして配置される複数のＳ極磁石３７ＳおよびＮ極磁石３７Ｎである。なお、鉄心ユニット４０を構成する複数の磁石３７はいずれも、互いに同じ周方向長さを有する。
　鉄心ユニット４０を構成する磁石３７の総数は、１つ当たりの鉄心ブロック４５に配置されるＳ極磁石３７ＳおよびＮ極磁石３７Ｎの合計数に、鉄心ブロック４５の個数を乗じた値である。図２で一例として図示される実施形態では、鉄心ブロック４５の個数は３個であり、各鉄心ブロック４５における磁石３７の個数は４個である。従って、磁石３７の総数は１２個である。
　本実施形態では、複数の鉄心ブロック４５のうちで少なくとも軸方向に隣接する２つの鉄心ブロック４５の間では、磁石３７の配置が異なる。より詳細には、隣接する一方の鉄心ブロック４５を構成する複数のＳ極磁石３７Ｓは各々、隣接する他方の鉄心ブロック４５を構成する複数のＮ極磁石３７Ｎとのいずれかと周方向に重なる。ここで、特定のＳ極磁石３７Ｓと特定のＮ極磁石３７Ｎが周方向に重なるとは、Ｓ極磁石３７Ｓが配置される周方向範囲の少なくとも一部が、Ｎ極磁石３７Ｎが配置される周方向範囲と重なることである。以下、隣接する２つの鉄心ブロック４５が有する上述のような磁石配置の関係を、「磁石の配置ずれの関係」と表記する場合がある。
　中央の鉄心ブロック４５は、両側にある各々の鉄心ブロック４５と、磁石の配置ずれの関係を有する。また、３個の鉄心ブロック４５のうち隣接する任意の２つの鉄心ブロック４５において、Ｓ極磁石３７ＳとＮ極磁石３７Ｎとの周方向における重なり量（図３の寸法Ｐ）はいずれも等しい。本例の寸法Ｐは、各磁石３７の周方向長さの半分である。
　本実施形態では、両側にある２つの鉄心ブロック４５も、互いに磁石の配置ずれの関係にある。より詳細には、一方の鉄心ブロック４５が有する各々のＳ極磁石３７Ｓが配置される周方向範囲は、他方の鉄心ブロック４５が有する各々のＮ極磁石３７Ｎが配置される周方向範囲と一致する。
　図２で例示されるように、回転軸５は、複数の鉄心ブロック４５の各々の中央部に形成された差込孔５０に差し込まれている。図２では一例として、差込孔５０が各々の鉄心３２の中央部に形成されている。本実施形態では、回転軸５と複数の鉄心ブロック４５はスプライン結合する。スプライン結合を実現するための構成は、図１～図３では省略されており、図４、図５などを用いて後述する。
　なお、図２で示される回転子３０は、鉄心３２の外周面に複数の磁石３７が設けられる表面磁石型（ＳＰＭ；Ｓｕｒｆａｃｅ　Ｐｅｒｍａｎｅｎｔ　Ｍａｇｎｅｔ）の構成を有するが、本開示はこれに限定されない。他の例に係る回転子３０は、複数の磁石３７が鉄心３２に埋め込まれる埋込磁石型（ＩＰＭ；Ｉｎｔｅｒｉｏｒ　Ｐｅｒｍａｎｅｎｔ　Ｍａｇｎｅｔ）の構成を有してもよい。本稿では詳細な図示を省略する。
＜３．回転軸５と鉄心ブロック４５のスプライン結合＞
　図４は、本開示の一実施形態に係る回転軸５の概略図である。図５は、本開示の一実施形態に係る鉄心ユニット４０の概略図である。回転軸５と各鉄心ブロック４５とのスプライン結合は、回転軸５に設けられる複数の歯部７０（図４参照）と、各鉄心ブロック４５に設けられる複数の凹部８０（図５参照）とが噛み合うことで実現される。詳細は以下の通りである。
　図４で例示されるように、回転軸５は、外周面１５と、外周面１５において周方向に等間隔に並ぶ複数の歯部７０を含む。各歯部７０は、回転軸５の軸方向長さの全長に亘って形成される（図７参照）。図５で例示されるように、複数の凹部８０は、各々の鉄心ブロック４５に設けられる。より具体的な一例として、差込孔５０を規定する内周面５１が各鉄心３２に形成されており、この内周面５１に複数の凹部８０が形成されている。凹部８０の個数は歯部７０の個数と同じであり、凹部８０のピッチと歯部７０のピッチも同じである。複数の歯部７０は、各鉄心ブロック４５における複数の凹部８０とそれぞれ噛み合っている。これにより、回転軸５と各鉄心ブロック４５とのスプライン結合は実現される。
　鉄心ユニット４０には上述した磁石の配置ずれの関係がある。従って、複数の鉄心ブロック４５は、少なくとも軸方向に隣接する２つの鉄心ブロック４５が磁石の配置ずれの関係を有するように互いに位相がずらされた状態で、回転軸５にスプライン結合されている。
　本実施形態では、複数の鉄心ブロック４５は互いに同じ形状を呈する。即ち、複数の凹部８０と複数の磁石３７との周方向における位置関係は、どの鉄心ブロック４５においても同じである。従って、鉄心ユニット４０の組立前に磁石３７の配置が周方向に揃うようにして鉄心ブロック４５を軸方向に並べた場合（図６の上段参照）、複数の凹部８０が配置される周方向範囲は、どの鉄心ブロック４５においても同じである。
＜４．回転子３０の組立方法＞
　図６は、本開示の一実施形態に係る回転子３０の組立工程を示す概略図である。図７は、図６に続く、回転子３０の組立工程を示す概略図である。本開示の一実施形態に係る回転子３０の組立方法は、以下の通りである。
　はじめに、図６の上段で示すように、複数の鉄心ブロック４５を軸方向に並べる。このとき、複数の鉄心ブロック４５の位相は互いに揃えられていてもよい。つまり、磁石３７の配置が周方向に揃うよう複数の鉄心ブロック４５は軸方向に並べられてもよい。
　その後、いずれかの鉄心ブロック４５の位相を複数の凹部８０の１ピッチ分ずらすことで、軸方向に隣接する２つの鉄心ブロック４５の間で磁石の配置ずれの関係を作る（図６の下段参照）。凹部８０の１ピッチ分のずらし量は、図５、および、図６下段の寸法Ｐに該当する。磁石の配置ずれの関係が作られたときも、複数の凹部８０が配置される周方向範囲は、どの鉄心ブロック４５においても同じである。
　さらにその後、回転軸５が各鉄心ブロック４５の差込孔５０に差し込まれる（図７参照）。これにより、回転軸５は各鉄心ブロック４５とスプライン結合され、回転子３０が組み上がる。上記組立は、作業者によって行われてもよいし、作業者が操作するロボットアームによって行われてもよいし、または、これらの組み合わせによって行われてもよい。また、複数の鉄心ブロック４５の間でつける位相差は、凹部８０の２ピッチ分または３ピッチ分などであってもよい。
　以上説明した回転子３０の構成によれば、回転軸５と鉄心ユニット４０とがスプライン結合するので、回転子３０の動作中に鉄心ユニット４０が回転軸５に対して周方向にずれるのを抑制できる。また、回転子３０の組立工程では、隣接する２つの鉄心ブロックの間で位相差が生じる状態で回転軸５を複数の鉄心ブロック４５に差し込みさえすれば、回転子３０と鉄心ユニット４０とをスプライン結合させることができる。以上より、複数の鉄心ブロック４５の間における位相差を組立工程において容易に生じさせることができると共に、動作中に鉄心ユニット４０が回転軸５に対して周方向にずれるのを抑制できる回転子３０（回転電気機械１）が実現される。
＜５．回転子３０の追加的な構成＞
　図５で示す通り、各鉄心ブロック４５における複数の凹部８０の個数は、各々の鉄心ブロック４５における複数の磁石３７の個数とは異なってもよい。上記構成によれば、回転子３０の組立工程において、複数の凹部８０と複数の歯部７０とを噛み合わせることで、互いに隣接する２つの鉄心ブロック４５の間で位相差をつけることができる。
　同図の例では、各鉄心ブロック４５における複数の凹部８０の個数は、各々の鉄心ブロック４５における複数の磁石３７の個数よりも多い。一例として凹部８０の個数は８個であり、各鉄心ブロック４５における複数のＳ極磁石３７Ｓおよび複数のＮ極磁石３７Ｎの合計の個数は４個である。回転子３０の組立工程において、互いに隣接する２つの鉄心ブロック４５の間でつけることができる位相差は、複数の凹部８０のピッチに自然数を乗じた値である。上記構成によれば、凹部８０の個数が増えるので、凹部８０のピッチを小さくできる。従って、回転子３０の組立工程において、隣接する鉄心ブロック４５の間における位相差（図６の下段で示す寸法Ｐ）をより微細に調整できる。
　図３で示す通り、鉄心ユニット４０は、隣接するＳ極磁石３７ＳとＮ極磁石３７Ｎの間に形成される磁石境界３７Ｂの周方向位置が、軸方向に隣接する２つの鉄心ブロック４５の間で異なるスキュー構造を有してもよい。上記構成によれば、回転子３０全体の周囲における磁束の分布を周方向においてより均等化することができる。従って、モータとしての回転電気機械１は出力トルクの脈動を抑制できる。
　また、複数の鉄心ブロック４５は互いに同じ形状を呈してもよい。上記構成によれば、鉄心ブロック４５の量産性を向上させることができる。なお、このような実施形態では、複数の凹部８０と複数の磁石３７との周方向における位置関係は、どの鉄心ブロック４５においても同じである。
＜６．本開示の他の実施形態＞
　図８は、本開示の他の実施形態に係る鉄心ユニット４０Ａの概略図である。鉄心ユニット４０Ａの各鉄心ブロック４５Ａは、鉄心３２と回転軸５とに連結される連結部材６０を備える。連結部材６０は軸方向に延在する円筒状であり、鉄心３２に形成される篏合孔３３に圧入されている。連結部材６０は一例として磁性を有する金属材料によって形成され、より具体的には鉄を成分として含む金属材料によって形成される。図８の例では、差込孔５０は連結部材６０に形成されている。即ち、連結部材６０に設けられた内周面５１に、上述の複数の凹部８０が形成されている。上記構成によれば、凹部８０を形成するための加工を鉄心３２に施す必要がないので、鉄心３２の損傷を回避できる。これにより、鉄心３２の損傷に起因した鉄心３２の廃棄を抑制でき、回転子３０のコスト増大を抑制できる。
　図９は、本開示の他の実施形態に係る回転子３０Ａを示す概略図である。回転子３０Ａは、回転軸５Ａと、複数の鉄心ブロック４５Ｂとを備える。回転軸５Ａを構成する複数の歯部７０Ａの各々は、軸方向の一方側から他方側に向かうにつれて周方向長さが徐々に長くなるテーパ形状を呈する。
　また、各々の鉄心ブロック４５Ｂを構成する複数の凹部８０Ａは、軸方向の一方側から他方側に向かうにつれて周方向長さが徐々に長くなるテーパ形状を呈する。さらに、凹部８０Ａの形状は複数の鉄心ブロック４５Ｂの間で異なる。より具体的には、鉄心ユニット４０Ａを構成する軸方向に並んだ凹部８０Ａである凹部群８８は、軸方向の一方側から他方側に向かうにつれて周方向長さが徐々に長くなるテーパ形状を呈する。
　図９の例では、回転子３０Ａの組立工程において、回転軸５Ａを軸方向の他方側から一方側へ移動させながら差込孔５０に差し込むことで、複数の歯部７０Ａを、各鉄心ブロック４５Ｂの複数の凹部８０Ａに嵌める。このとき、軸方向の他方側において凹部８０Ａの周方向長さは比較的長いので、歯部７０Ａを凹部８０Ａに差し込む作業が容易である。従って、複数の歯部７０Ａと複数の凹部８０Ａとの接触を回避でき、回転子３０Ａの組立性は向上する。
　図１０は、本開示の他の実施形態に係る回転子３０Ｂを示す概略図である。回転子３０Ｂは、回転軸５Ｂと、複数の鉄心ブロック４５Ｃを含む鉄心ユニット４０Ｃとを備える。回転軸５Ｂを構成する複数の歯部７０Ｂの各々は、軸方向の一方側から他方側に向かうにつれて径方向長さ（高さ）が徐々に短くなるテーパ形状を呈する。
　また、各々の鉄心ブロック４５Ｃを構成する複数の凹部８０Ｂは、軸方向の一方側から他方側に向かうにつれて径方向長さ（深さ）が徐々に短くなるテーパ形状を呈する。さらに、凹部８０Ｂの形状は複数の鉄心ブロック４５Ｃの間で異なる。より具体的には、鉄心ユニット４０を構成する軸方向に並んだ凹部８０Ｂである凹部群１８８は、軸方向の一方側から他方側に向かうにつれて径方向長さが徐々に短くなるテーパ形状を呈する。
　図１０の例では、回転子３０Ｂの組立工程において、回転軸５Ｂを軸方向の他方側から一方側へ移動させながら差込孔５０に差し込むことで、複数の歯部７０Ｂを、各鉄心ブロック４５Ｃの複数の凹部８０Ｂに嵌める。このとき、軸方向の他方側において凹部８０Ｂの径方向長さは比較的短いので、歯部７０Ｂを凹部８０Ｂに差し込む作業が容易である。従って、複数の歯部７０Ｂと複数の凹部８０Ｂとの接触を回避でき、回転子３０Ｂの組立性は向上する。
＜７．その他＞
　回転電気機械１は、磁気ギア電気機械であってもよい。この場合、回転電気機械１は、回転子３０に対して相対的に回転するように構成される磁極片回転子をさらに備える。磁極片回転子は、複数の磁石３７と複数のステータ磁石２９との間において周方向に並ぶ複数の磁極片と、各磁極片の軸方向における両端を支持する一対のエンドプレートと、一対のエンドプレートが固定される磁極片回転軸とを含む。一対のエンドプレートは回転子３０の軸方向の両側に配置される。また、磁極片回転軸は、回転軸５と同軸になるように配置され、かつ、回転軸５に代えて外部機器７に連結される。上記構成を有する磁気ギア電気機械は、電力系統６からの電力の供給によって外部機器７を駆動する磁気ギアモータであってもよいし、外部機器７から入力されるトルクによってステータコイル２７から電力系統６へ電力を供給する磁気ギア発電機であってもよい。
＜８．まとめ＞
　上述した幾つかの実施形態に記載の内容は、例えば以下のように把握される。
１）本開示の少なくとも一実施形態に係る回転子（３０，３０Ａ，３０Ｂ）は、
　回転軸（５，５Ａ，５Ｂ）と、
　前記回転軸によって支持される鉄心ユニットであって、前記回転軸の軸方向に積層される複数の鉄心ブロック（４５，４５Ａ，４５Ｂ，４５Ｃ）を含む鉄心ユニット（４０，４０Ａ，４０Ｃ）と、
を備え、
　前記複数の鉄心ブロックの各々は、
　　鉄心（３２）と、
　　周方向に交互に並ぶようにして前記鉄心に配置される複数のＳ極磁石（３７Ｓ）および複数のＮ極磁石（３７Ｎ）と、
を含み、
　前記回転軸は、前記周方向に並ぶ複数の歯部（７０，７０Ａ，７０Ｂ）を含み、
　前記複数の鉄心ブロックの各々は、前記複数の歯部とそれぞれ噛み合う複数の凹部（８０，８０Ａ，８０Ｂ）を含み、
　前記複数の鉄心ブロックは、隣接する一方の前記鉄心ブロックの前記複数のＳ極磁石の各々が隣接する他方の前記鉄心ブロックのいずれかの前記Ｎ極磁石と前記周方向に重なるように互いに位相がずらされた状態で、前記回転軸にスプライン結合されている。
　上記１）の構成によれば、回転軸と鉄心ユニットとがスプライン結合するので、回転子の動作中に鉄心ユニットが回転軸に対して周方向にずれるのを抑制できる。また、回転子の組立工程では、隣接する２つの鉄心ブロックの間で位相差が生じる状態で回転軸を複数の鉄心ブロックに差し込みさえすれば、回転子と鉄心ユニットとをスプライン結合させることができる。以上より、複数の鉄心ブロックの間における位相差を組立工程において容易に生じさせることができると共に、動作中に鉄心ユニットが回転軸に対して周方向にずれるのを抑制できる回転子が実現される。
２）幾つかの実施形態では、上記１）に記載の回転子であって、
　各々の前記鉄心ブロックにおける前記複数の凹部の個数は、各々の前記鉄心ブロックにおける前記複数のＳ極磁石および前記複数のＮ極磁石の合計の個数とは異なる。
　上記２）の構成によれば、複数の凹部と複数の歯部とを噛み合わせることで、互いに隣接する２つの鉄心ブロックの間で位相差をつけることができる。
３）幾つかの実施形態では、上記１）または２）に記載の回転子であって、
　前記鉄心ユニットは、隣接する前記Ｓ極磁石と前記Ｎ極磁石の間に形成される磁石境界の周方向位置が、隣接する２つの前記鉄心ブロックの間で異なるスキュー構造を有する。
　上記３）の構成によれば、回転子の周囲における磁束の分布をより均等化することができる。従って、回転子が例えばモータに組込まれる実施形態では、出力トルクの脈動を抑制できる。
４）幾つかの実施形態では、上記１）から３）のいずれかに記載の回転子であって、
　前記複数の鉄心ブロックの各々は、前記鉄心と前記回転軸とに連結される連結部材（６０）をさらに含み、
　前記複数の凹部は、各々の前記連結部材に形成される。
　上記４）の構成によれば、凹部を形成するための加工を鉄心に施す必要がないので、鉄心の損傷を回避できる。これにより、鉄心の損傷に起因した鉄心の廃棄を抑制でき、回転子のコスト増大を抑制できる。
５）幾つかの実施形態では、上記１）から４）のいずれかに記載の回転子であって、
　前記複数の歯部の各々は、前記軸方向の一方側から他方側に向かうにつれて周方向長さが長くなるように構成され、
　前記鉄心ユニットを構成する前記軸方向に並ぶ複数の前記凹部である凹部群（８８）は、前記軸方向の一方側から他方側に向かうにつれて周方向長さが長くなるように構成される。
　上記５）の構成によれば、軸方向の一方側から他方側に向けて回転軸を移動させながら鉄心ユニットに差し込むことで、複数の歯部と複数の凹部との接触を回避できる。回転軸の差し込みが容易になるので、回転子の組立性は向上する。
６）幾つかの実施形態では、上記１）から４）のいずれかに記載の回転子であって、
　前記複数の歯部の各々は、前記軸方向の一方側から他方側に向かうにつれて径方向長さが短くなるように構成され、
　前記鉄心ユニットを構成する前記軸方向に並ぶ複数の前記凹部である凹部群（１８８）は、前記軸方向の一方側から他方側に向かうにつれて径方向長さが短くなるように構成される。
　上記６）の構成によれば、軸方向の他方側から一方側に向けて回転軸を移動させながら鉄心ユニットに差し込むことで、複数の歯部と複数の凹部との接触を回避できる。回転軸の差し込みが容易になるので、回転子の組立性は向上する。
７）幾つかの実施形態では、上記１）から４）のいずれかに記載の回転子であって、
　前記複数の鉄心ブロックは互いに同じ形状を呈する。
　上記７）の構成によれば、鉄心ブロックの量産性を向上させることができる。
８）本開示の少なくとも一実施形態に係る回転電気機械（１）は、
　上記１）乃至７）の何れかに記載の回転子（３０，３０Ａ）と、
　前記回転子よりも径方向の外側に設けられる固定子（２０）と
を備える。
　上記８）の構成によれば、上記１）と同様の効果が得られる。
１　　　：回転電気機械
５，５Ａ　　　：回転軸
２０　　：固定子
３０，３０Ａ，３０Ｂ　　：回転子
３２　　：鉄心
３７　　：磁石
３７Ｂ　：磁石境界
３７Ｎ　：Ｎ極磁石
３７Ｓ　：Ｓ極磁石
４０，４０Ａ　　：鉄心ユニット
４５，４５Ａ，４５Ｂ，４５Ｃ　　：鉄心ブロック
６０　　：連結部材
７０，７０Ａ，７０Ｂ　　：歯部
８０，８０Ａ，８０Ｂ　　：凹部
８８，１８８　　：凹部群

 

Claims (8)

  1. 　回転軸と、
    　前記回転軸によって支持される鉄心ユニットであって、前記回転軸の軸方向に積層される複数の鉄心ブロックを含む鉄心ユニットと、
    を備え、
    　前記複数の鉄心ブロックの各々は、
    　　鉄心と、
    　　周方向に交互に並ぶようにして前記鉄心に配置される複数のＳ極磁石および複数のＮ極磁石と、
    を含み、
    　前記回転軸は、前記周方向に並ぶ複数の歯部を含み、
    　前記複数の鉄心ブロックの各々は、前記複数の歯部とそれぞれ噛み合う複数の凹部を含み、
    　前記複数の鉄心ブロックは、隣接する一方の前記鉄心ブロックの前記複数のＳ極磁石の各々が隣接する他方の前記鉄心ブロックのいずれかの前記Ｎ極磁石と前記周方向に重なるように互いに位相がずらされた状態で、前記回転軸にスプライン結合されている
    回転子。
  2. 　各々の前記鉄心ブロックにおける前記複数の凹部の個数は、各々の前記鉄心ブロックにおける前記複数のＳ極磁石および前記複数のＮ極磁石の合計の個数とは異なる
    請求項１に記載の回転子。
  3. 　前記鉄心ユニットは、隣接する前記Ｓ極磁石と前記Ｎ極磁石の間に形成される磁石境界の周方向位置が、隣接する２つの前記鉄心ブロックの間で異なるスキュー構造を有する
    請求項１または２に記載の回転子。
  4. 　前記複数の鉄心ブロックの各々は、前記鉄心と前記回転軸とに連結される連結部材をさらに含み、
    　前記複数の凹部は、各々の前記連結部材に形成される
    請求項１または２に記載の回転子。
  5. 　前記複数の歯部の各々は、前記軸方向の一方側から他方側に向かうにつれて周方向長さが長くなるように構成され、
    　前記鉄心ユニットを構成する前記軸方向に並ぶ複数の前記凹部である凹部群は、前記軸方向の一方側から他方側に向かうにつれて周方向長さが長くなるように構成される
    請求項１または２に記載の回転子。
  6. 　前記複数の歯部の各々は、前記軸方向の一方側から他方側に向かうにつれて径方向長さが短くなるように構成され、
    　前記鉄心ユニットを構成する前記軸方向に並ぶ複数の前記凹部である凹部群は、前記軸方向の一方側から他方側に向かうにつれて径方向長さが短くなるように構成される
    請求項１または２に記載の回転子。
  7. 　前記複数の鉄心ブロックは互いに同じ形状を呈する
    請求項１または２に記載の回転子。
  8. 　請求項１または２に記載の回転子と、
    　前記回転子よりも径方向の外側に設けられる固定子と
    を備える回転電気機械。
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