(57)【要約】【課題】分割ロータコアを用いることにより板部材の利用率を向上させるとともに、軽量で高速回転用として好適な回転電機を提供する。【解決手段】回転電機のロータ１４ａは、薄板鋼板が軸方向に積層されて１２個の扇形の分割ロータコア１６ａからなるロータコア１８ａと、１２個の分割ロータコア１６ａが円筒状となるように固定する第１固定部材２０ａとを有する。分割ロータコア１６ａは、軸方向に延在する支柱挿通部５８ａを有する。第１固定部材２０ａは、ロータコア１８ａの軸方向一端面に設けられる円板２４ａと、該円板４２ａから軸方向に延在し、支柱挿通部５８ａに圧入される１２本の第１支柱２６とを備える。第１支柱２６は、それぞれ支柱挿通部５８ａに挿入する以前に内径側に向かって傾斜しており、支柱挿通部５８ａに圧入される。【選択図】図４
2010011738.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ステータと円筒状のロータとを有する回転電機において、
前記ロータは、薄板鋼板が軸方向に積層され、複数の扇形の分割コアからなるロータコアと、
前記複数の分割コアが円筒状となるように固定する第１固定部材と、
を有し、
前記分割コアは、軸方向に延在する支柱挿通部を有し、
前記第１固定部材は、前記ロータコアの軸方向一端面に設けられる第１端面板と、
該第１端面板から軸方向に延在し、前記支柱挿通部に挿入される複数の第１支柱と、
を備え、
前記第１支柱は、それぞれ前記支柱挿通部に挿入する以前に内径側に向かって傾斜しており、前記支柱挿通部に圧入されていることを特徴とする回転電機。
【請求項２】
請求項１記載の回転電機において、
前記第１端面板は円板形状であって、前記第１支柱は前記第１端面板の周囲に設けられ、前記第１固定部材は、板部材をプレス絞りすることにより成形されていることを特徴とする回転電機。
【請求項３】
請求項１記載の回転電機において、
前記第１支柱の少なくとも１つは、嵌挿される支柱挿通部の第１の周方向の側壁に対して周隙間部を設け、反対側である第２の周方向の側壁に当接し、
他の第１支柱の少なくとも１つは嵌挿される支柱挿通部の前記第２の周方向の側壁に対して周隙間部を設け、前記第１の周方向の側壁に当接していることを特徴とする回転電機。
【請求項４】
請求項１記載の回転電機において、
前記支柱挿通部は、隣接する前記分割コアの周方向側面に設けられた溝部同士が対向して形成されることを特徴とする回転電機。
【請求項５】
請求項４記載の回転電機において、
前記支柱挿通部は、前記ロータコアの内径面につながる隙間部を有することを特徴とする回転電機。
【請求項６】
請求項１記載の回転電機において、
前記複数の分割コアが円筒状となるように固定する第２固定部材を有し、
前記第２固定部材は、前記ロータコアの軸方向他端面に設けられる第２端面板と、
該第２端面板から軸方向に延在し、前記支柱挿通部に前記第１支柱とともに挿入される複数の第２支柱と、
前記第２端面板から軸方向に延在する円筒部と、
を備え、
前記第２支柱は、前記支柱挿通部に挿入する以前に内径側に向かってそれぞれ傾斜しており、前記支柱挿通部に圧入され、
前記円筒部は、前記ロータコアの内周面よりも内周側に同軸状で設けられていることを特徴とする回転電機。
【請求項７】
請求項６記載の回転電機において、
前記第２端面板は円板形状であって、前記第２支柱は前記第２端面板の周囲に設けられ、前記第２固定部材は、板部材をプレス絞りすることにより成形されていることを特徴とする回転電機。
【請求項８】
請求項６記載の回転電機において、
前記第２支柱の少なくとも１つは、嵌挿される支柱挿通部の第１の周方向の側壁に対して周隙間部を設け、反対側である第２の周方向の側壁に当接し、
他の第２支柱の少なくとも１つは嵌挿される支柱挿通部の前記第２の周方向の側壁に対して周隙間部を設け、前記第１の周方向の側壁に当接していることを特徴とする回転電機。
【請求項９】
請求項１記載の回転電機において、
前記分割コアは、軸方向に連通する連通孔を有し、
前記第１端面板は、前記連通孔に対応する位置にナット部を有し、
さらに、前記第１端面板と反対のロータコア端面に配設され、前記連通孔に対応する位置に孔部を有する第３端面板を設け、
ボルトを前記第３端面板の前記孔部から前記連通孔を介して挿入して前記ナット部と螺合し、前記分割コアが固定されていることを特徴とする回転電機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ステータと円筒状のロータとを有する回転電機において、特に、複数の分割コアからなるロータコアを有する回転電機に関する。
【背景技術】
【０００２】
回転電機のロータコアは薄板鋼板を積層することにより構成されているが、ロータコアは円筒型であることから、各薄板鋼板は薄板部材から円環状に切り出され、内周部分が利用されない。そこで、薄板部材の利用率を向上させるために、ロータコアを周方向に分割される複数の分割ロータコアからなるものとして、該分割ロータコアを円弧形状の薄板鋼板により形成するロータが知られている。このような分割ロータコアからなるロータコアでは、回転中の遠心力等の外力を考慮して各分割ロータコアを確実に固定している。
【０００３】
例えば、特許文献１に記載されたロータでは、周方向に分割された分割ロータコアの内径側に突起が設けられ、軸中心に配置された鉄心の外周に軸方向に形成された溝に対して分割ロータコアの突起が挿入されて固定されている。
【０００４】
また、例えば、特許文献２に記載されたロータでは、分割ロータコアを周方向に配置し、この分割ロータコアの軸方向の両端面にエンドリングを設けることにより分割ロータコアを締め付けて一体とし、前記エンドリングに回転軸を固定している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開昭６１−２８０７４６号公報
【特許文献２】実開平４−２９４６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
一般的にロータコアの内周側は磁束密度が低くなることから磁束伝達媒体が不要であり、この部分に中空型保持部材を適用することによって軽量化を図ることができる。
【０００７】
ところで、上記の従来技術に記載されているロータでは、磁束伝達媒体が不要な中心部分に鉄心が設けられており、コストが高騰するとともに、重量が重いために高速回転には不適である。
【０００８】
本発明はこのような課題を考慮してなされたものであり、分割コアを用いることにより薄板部材の利用率を向上させるとともに、軽量で高速回転用として好適なロータコアを有する回転電機を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明に係る回転電機は、ステータと円筒状のロータとを有する回転電機において、前記ロータは、薄板鋼板が軸方向に積層され、複数の扇形の分割コアからなるロータコアと、前記複数の分割コアが円筒状となるように固定する第１固定部材と、を有し、前記分割コアは、軸方向に延在する支柱挿通部を有し、前記第１固定部材は、前記ロータコアの軸方向一端面に設けられる第１端面板と、該第１端面板から軸方向に延在し、前記支柱挿通部に挿入される複数の第１支柱と、を備え、前記第１支柱は、それぞれ前記支柱挿通部に挿入する以前に内径側に向かって傾斜しており、前記支柱挿通部に圧入されていることを特徴とする。
【００１０】
このように、内径側に向かって傾斜している第１支柱を、予圧により軸方向に指向させた状態で支柱挿通部に挿通することにより、該第１支柱が、分割コアを内径側に向かって弾発付勢して、扇形の部分同士が強く当接して分割コアが円筒状となるように固定される。
【００１１】
この場合、前記支柱挿通部は、隣接する前記分割コアの周方向側面に設けられた溝部同士が対向して形成されると、第１支柱は両側の分割コアを内方に向かって同じ力でバランスよく弾発付勢することになり、各分割コアの相対的な位置のずれが生じにくい。
【００１２】
前記支柱挿通部は、前記ロータコアの内径面につながる隙間部を有するとよい。これにより、隣接する分割コア同士は磁束を通す磁路として必要な周端面のみが互いに当接し、この周端面同士の間に隙間が生じることがない。
【００１３】
さらに、前記複数の分割コアが円筒状となるように固定する第２固定部材を有し、前記第２固定部材は、前記ロータコアの軸方向他端面に設けられる第２端面板と、該第２端面板から軸方向に延在し、前記支柱挿通部に前記第１支柱とともに挿入される複数の第２支柱と、前記第２端面板から軸方向に延在する円筒部と、を備え、前記第２支柱は、前記支柱挿通部に挿入する以前に内径側に向かってそれぞれ傾斜しており、前記支柱挿通部に圧入され、前記円筒部は、前記ロータコアの内周面よりも内周側に同軸状で設けられているとよい。
【００１４】
第２固定部材の円筒部はロータのボス部として作用し、ロータの強度を向上させることができる。円筒部の外周面とロータコアの内周面との間は空間となり軽量である。第２固定部材は、第１固定部材のロータコアに対する抜け止めとして作用する。
【００１５】
前記第１端面板は円板形状であって、前記第１支柱は前記第１端面板の周囲に設けられ、前記第１固定部材は、板部材をプレス絞りすることにより成形するとよい。また、前記第２端面板は円板形状であって、前記第２支柱は前記第２端面板の周囲に設けられ、前記第２固定部材は、板部材をプレス絞りすることにより成形されているとよい。
【００１６】
プレス絞りにより第１固定部材及び第２固定部材を簡便且つ廉価に形成することができる。また、プレス絞りの工程と前記の予圧による第１支柱及び第２支柱の支柱挿通部への挿入工程は、作業内容が略同種の工程であることから、同じ製造ライン上で回転電機のロータを製作することができ、工程間において他のラインへ搬送する必要がないため生産効率が高い。
【００１７】
前記第１支柱の少なくとも１つは、嵌挿される支柱挿通部の第１の周方向の側壁に対して周隙間部を設け、反対側である第２の周方向の側壁に当接し、他の第１支柱の少なくとも１つは嵌挿される支柱挿通部の前記第２の周方向の側壁に対して周隙間部を設け、前記第１の周方向の側壁に当接しているとよい。
【００１８】
また、前記第２支柱の少なくとも１つは、嵌挿される支柱挿通部の第１の周方向の側壁に対して周隙間部を設け、反対側である第２の周方向の側壁に当接し、他の第２支柱の少なくとも１つは嵌挿される支柱挿通部の前記第２の周方向の側壁に対して周隙間部を設け、前記第１の周方向の側壁に当接しているとよい。これにより、分割コアの両周方向の位置決めがなされ、がたつきが防止される。
【００１９】
さらに、前記分割コアは、軸方向に連通する連通孔を有し、前記第１端面板は、前記連通孔に対応する位置にナット部を有し、さらに、前記第１端面板と反対のロータコア端面に配設され、前記連通孔に対応する位置に孔部を有する第３端面板を設け、ボルトを前記第３端面板の前記孔部から前記連通孔を介して挿入して前記ナット部と螺合し、前記分割コアが固定されているとよい。このように第３端面板とボルトとを用いることにより、分割コアをより確実に固定することができる。
【発明の効果】
【００２０】
本発明に係る回転電機によれば、分割コアを用いることにより薄板部材の利用率を向上させることができる。また、中心部に鉄心が不要であって軽量であることから加減速性能が高いとともに遠心力が小さく、高速回転用として好適である。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】第１の実施形態に係る回転電機の断面側面図である。
【図２】第１の実施形態に係る回転電機におけるロータの一部断面斜視図である。
【図３】第１の実施形態に係る回転電機におけるロータの断面平面図である。
【図４】第１の実施形態に係る回転電機におけるロータの分解斜視図である。
【図５】ロータを組み立てる手順を示すフローチャートである。
【図６】薄板部材から薄板鋼板を切り取る工程を示す模式図である。
【図７】ロータコアに固定部材を圧入する工程を示す模式図である。
【図８】第２の実施形態に係る回転電機の断面側面図である。
【図９】第２の実施形態に係る回転電機におけるロータの一部断面斜視図である。
【図１０】第２の実施形態に係る回転電機におけるロータの分解斜視図である。
【図１１】第３の実施形態に係る回転電機の断面側面図である。
【図１２】第３の実施形態に係る回転電機におけるロータの一部断面斜視図である。
【図１３】第３の実施形態に係る回転電機におけるロータの分解斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、本発明に係る回転電機について第１〜第３の実施形態を挙げ、添付の図１〜図１３を参照しながら説明する。以下の説明では、便宜上、上下の方向を各図面に合わせて表記する。
【００２３】
図１に示すように、第１の実施形態に係る回転電機１０ａは、コイルを備えるステータ１２と、ロータ１４ａとを有する。ロータ１４ａは、１２個の扇形の分割ロータコア１６ａからなる円筒状のロータコア１８ａと、分割ロータコア１６ａが円筒状となるように固定する第１固定部材２０ａ及び第２固定部材２２とを有する。
【００２４】
第１固定部材２０ａは、ロータコア１８ａの軸方向下面に設けられる円板（第１端面板）２４ａと、該円板２４ａの外径部から軸方向上方に延在する１２本の第１支柱２６と、円板２４ａの内径部に設けられた筒状のシャフト挿入部２８ａとを有する。円板２４ａにはボルト４６を挿通する６つの孔２７が設けられている。
【００２５】
第２固定部材２２は、ロータコア１８ａの軸方向上面に設けられる円環板（第２端面板）３２と、該円環板３２の外径部から軸方向下方に延在する１２本の第２支柱３４と、円環板３２の内径部から軸方向下方に延在する円筒部３６とを有する。円筒部３６は、ロータコア１８ａの内周面よりも内周側に同軸状で設けられている。
【００２６】
円筒部３６の下端部には、前記円板２４ａの上面と当接する円環底板３８が設けられ、該円環底板３８の内径部はシャフト挿入部２８ａの外周部と接している。円環底板３８にはボルト４６を挿通する６つの孔３９が設けられている。
【００２７】
円筒部３６はロータ１４ａのボス部としても作用し、ロータ１４ａの強度を向上させている。円筒部３６とロータコア１８ａとの間は空間となっており軽量である。
【００２８】
また、回転電機１０ａは、前記シャフト挿入部２８ａに一端が挿入されるシャフト４２と、該シャフト４２を回転自在に支持するベアリング４４とを有する。ロータ１４ａの一端はボルト４６によってシャフト４２と固定されており、該シャフト４２はノックピン４８によって位置決めされている。回転電機１０ａは、シャフト４２が出力軸又は入力軸として作用することによりモータや発電機として用いられる。なお、図１及び後述する図８及び図１１は、理解を容易にするために、ロータコア１８ａ、１８ｂ及び１８ｃの要部が明らかとなるような複合的な断面で表している。
【００２９】
図２〜図４に示すように、ロータ１４ａは１２極型であり、該ロータ１４ａのロータコア１８ａは周方向で並べられた１２個の分割ロータコア（分割コア）１６ａを有する。分割ロータコア１６ａはそれぞれ３０°の扇形状であって、薄板鋼板８２（図６参照）が軸方向に積層されて形成されている。また、各分割ロータコア１６ａは、外周の近傍に設けられた磁石孔５０と、周方向両面の内径側に設けられた溝部５２ａとを有する。磁石孔５０及び溝部５２ａは、それぞれ軸方向に延在している。
【００３０】
溝部５２ａの径方向の幅は、前記第１支柱２６と前記第２支柱３４との径方向の合計幅よりやや長く、径隙間部５３が設けられている。
【００３１】
分割ロータコア１６ａにおける前記溝部５２ａよりも外径側の周端面５４は、凹凸のない広い平面となっており、ロータ１４ａの中心に対する角度が３０°である。前記溝部５２ａよりも内径側の内径側係合部５５で周方向の副周端面５６は、ロータ１４ａの中心に対する角度が３０°未満である。
【００３２】
隣接する分割ロータコア１６ａの溝部５２ａ同士は対向して支柱挿通部５８ａを形成し、該支柱挿通部５８ａに第１支柱２６及び第２支柱３４が圧入されることにより、分割ロータコア１６ａは円筒状に固定される。
【００３３】
また、第１支柱２６及び第２支柱３４はロータコア１８ａに設けられる支柱挿通部５８ａに圧入されており、それぞれ内径側に向かって分割ロータコア１６ａを弾発付勢することにより各分割ロータコア１６ａが円筒形状となるように固定している。つまり、各分割ロータコア１６ａは扇型であることから、内径側に向かって弾発付勢されることにより隣接する分割ロータコア１６ａの周端面５４同士が強く当接して固定される。
【００３４】
支柱挿通部５８ａは、隣接する両側の分割ロータコア１６ａ溝部５２ａ同士が対向して形成されることから、第１支柱２６及び第２支柱３４は両側の分割ロータコア１６ａを内方に向かって同じ力でバランスよく弾発付勢することになり、各分割ロータコア１６ａの相対的な位置のずれが生じにくい。
【００３５】
１２個の分割ロータコア１６ａのうち１つおきの６個分は、２つの溝部５２ａの間の中間連結部６０の両側壁が両側の２つの第１支柱２６により挟まれて両周方向の位置決めがなされており、分割ロータコア１６ａのうち他の６個分は、中間連結部６０の両側壁が両側の２つの第２支柱３４により挟まれて両周方向の位置決めがなされる。これにより、ロータコア１８ａは両周方向に対して固定され、加減速時におけるがたつきが防止される。
【００３６】
また、第１支柱２６の周方向の幅は、支柱挿通部５８ａの周方向の幅よりも小さく設定されていることから周隙間部６２ａ（図３参照）が設けられている。同様に、第２支柱３４の周方向の幅は、支柱挿通部５８ａの周方向の幅よりも小さく設定されていることから周隙間部６２ｂ（図３参照）が設けられている。従って、隣接する分割ロータコア１６ａ同士は、第１支柱２６及び第２支柱３４から周方向に離間する反発力を受けることがなく、内径側に向かって適正に弾発付勢される。
【００３７】
ロータコア１８ａを周方向に対して固定するためには、第１支柱２６の少なくとも１つは、嵌挿されている支柱挿通部５８ａの時計方向の側壁に対して周隙間部６２ａを設け、反時計方向の側壁に当接し、他の第１支柱２６の少なくとも１つは、嵌挿されている支柱挿通部５８ａの反時計方向の側壁に対して周隙間部６２ａを設け、時計方向の側壁に当接していればよい。同様に、第２支柱３４については、少なくとも１つは、嵌挿されている支柱挿通部５８ａの時計方向の側壁に対して周隙間部６２ｂを設け、反時計方向の側壁に当接し、他の第２支柱３４の少なくとも１つは、嵌挿されている支柱挿通部５８ａの反時計方向の側壁に対して周隙間部６２ｂを設け、時計方向の側壁に当接していればよい。
【００３８】
さらに、内径側の副周端面５６は、ロータ１４ａの中心に対する角度が３０°未満であることから、隣接する副周端面５６同士の間には隙間部６３が設けられ、支柱挿通部５８ａは、ロータコア１８ａの内径面につながっている。従って、隣接する分割ロータコア１６ａ同士は外径側の広い面積の周端面５４のみが互いに当接し、この周端面５４同士の間に隙間が生じることがなく、確実に固定される。これにより、磁石４０によって発生する磁束を通す磁路が適切に形成される。
【００３９】
図４に示すように、第１支柱２６及び第２支柱３４は、それぞれ支柱挿通部５８ａに挿入する以前に内径側に向かって傾斜している。第１支柱２６と第２支柱３４の径方向の幅は略等しい。第１固定部材２０ａ及び第２固定部材２２は、軟鋼等で同じ材質の板部材をプレス絞りすることにより成形されている。プレス絞りにより第１固定部材２０ａ及び第２固定部材２２を簡便且つ廉価に製造することができる。
【００４０】
次に、このように構成される回転電機１０ａのロータ１４ａを組み立てる手順について図５〜図７を参照しながら説明する。以下の説明では、ステップの番号順に手順が実行されるものとする。
【００４１】
先ず、図５のステップＳ１において、図６に示すように、無方向性電磁鋼板等の薄板部材８０から前記分割ロータコア１６ａ基礎部となる複数の薄板鋼板８２をプレス加工等により切り取る。薄板鋼板８２は、当然に分割ロータコア１６ａと断面同形状であり、３０°の扇形状となっている。各薄板鋼板８２の両側部には、溝部５２ａの基礎部である凹部８４が設けられている。
【００４２】
薄板部材８０において、各薄板鋼板８２の向きは隣接するもの同士を交互に逆向きとなるように設定する。これにより、薄板部材８０のうち、薄板鋼板８２として利用されない部分の面積を低減し、薄板部材８０の利用率を向上させることができる。
【００４３】
ところで、一般的に板部材は幅に応じてその厚みが若干異なっており、幅広の板部材ほどその傾向が大きく、平行度が低い。本実施の形態では、分割ロータコア１６ｃの数は、回転電機１０ａの極数と等しい１２個に設定していることから、１個あたりの分割ロータコア１６ｃは小さくて足りる。従って、図６からも明らかなように、薄板部材８０の幅は薄板鋼板８２の形状に合わせて狭く設定することができ、薄板鋼板８２の平行度が高く材料歩留まりがよい。
【００４４】
ステップＳ２において、薄板鋼板８２を一枚ずつかしめながら積層し、分割ロータコア１６ａを形成する。薄板鋼板８２が積層されることにより、凹部８４は溝部５２ａを形成する。
【００４５】
ステップＳ３において、分割ロータコア１６ａの各磁石孔５０に磁石４０をそれぞれ圧入（図４参照）した後、分割ロータコア１６ａを、周方向に１２個整列してロータコア１８ａを形成する。すなわち、図７に示すように、円筒枠８３の内周面に沿って分割ロータコア１６ａを整列して円筒形とする。磁石４０は、圧入して固定され、分割ロータコア１６ａから抜けることがない。
【００４６】
ステップＳ４において、プレス治具８５のプレス部８６を第１固定部材２０ａの円板２４ａ下面に当接させるとともに、チャック８８により第１固定部材２０ａの第１支柱２６の内径側から外径側に向かって与圧を与え、第１支柱２６を軸方向又は多少外径側に傾斜するように指向させる。
【００４７】
この状態のまま、第１固定部材２０ａ及びチャック８８をロータコア１８ａへ向けて移動させて、第１固定部材２０ａの先端部を支柱挿通部５８ａに挿通する。この後、チャック８８を取り外し、円板２４ａがロータコア１８ａに当接するまで、プレス部８６により第１固定部材２０ａを押圧して圧入する。これにより、第１支柱２６は各分割ロータコア１６ａの内径側係合部５５を内径側へ弾発付勢して、分割ロータコア１６ａが円筒状となるように固定する。
【００４８】
ステップＳ５において、前記チャック８８により、第２固定部材２２の第２支柱３４の内径側から外径側に向かって与圧を与え、第２支柱３４を軸方向又は多少外径側に傾斜するように指向させる。
【００４９】
この状態のまま、前記プレス部８６により、第２固定部材２２をロータコア１８ａに向けて移動させて、各第２支柱３４を支柱挿通部５８ａの第１支柱２６の外径側の部分に挿通する。これにより、第２支柱３４は第１支柱２６を介して各分割ロータコア１６ａの内径側係合部５５部を内径側へ弾発付勢する。
【００５０】
また、第１支柱２６と第２支柱３４は同材質で径方向の幅が略等しいことから弾性係数が略等しい。
【００５１】
このような回転電機１０ａによれば、第２固定部材２２が第１固定部材２０ａの抜け止めとして作用するとともに、ロータ１４ａが高速回転する際、第１支柱２６及び分割ロータコア１６ａが遠心力によって外方に変位することを防止する。第２固定部材２２はボス部として作用してロータ１４ａの強度が向上し、しかも、第２固定部材２２の円筒部３６とロータコア１８ａとの間は空間となっていることから軽量であり加減速性能が高いとともに遠心力が小さい。このように回転電機１０ａは高速回転用として好適であり、例えば、自動車駆動用モータ等の大型のモータに適用可能である。
【００５２】
また、分割ロータコア１６ａ同士は、第１支柱２６及び第２支柱３４により内径側に弾発付勢されることにより周端面５４同士が隙間なく高い圧力で当接することとなり、磁石４０の発生する磁束を通す磁路が適切に形成される。
【００５３】
さらに、ロータ１４ａは、基本的にはプレス絞り工程、圧入工程により形成され、作業内容が略同種の工程であることから、同じ製造ライン上で製作することができ、工程間において他のラインへ搬送する必要がないため生産効率が高い。
【００５４】
ロータ１４ａにおいては、支柱挿通部５８ａ内における第１支柱２６と第２支柱３４との位置を逆にして第１支柱２６が外径側となるようにしてもよい。
【００５５】
次に、第２の実施形態に係る回転電機１０ｂの構成について図８〜図１０を参照しながら説明する。なお、この回転電機１０ｂ及び後述する第３の実施形態に係る回転電機１０ｃにおいて前記回転電機１０ａと同じ箇所については同符号を付し、その詳細な説明を省略する。
【００５６】
図８に示すように、回転電機１０ｂは、ステータ１２と、ロータ１４ｂとを有する。ロータ１４ｂは、１２個の扇形の分割ロータコア１６ｂからなる円筒状のロータコア１８ｂと、分割ロータコア１６ｂが円筒状となるように固定する固定部材２０ｂと、該固定部材２０ｂの抜け止め用の圧入円環板９０と、ロータコア１８ｂの内径側に設けられたボス部１００とを有する。また、回転電機１０ｂは、前記回転電機１０ａと同様に、シャフト４２、ベアリング４４、ボルト４６及びノックピン４８を有する。
【００５７】
ボス部１００は、磁束を通す必要がないことから非磁性体材料で軽量なアルミニウム製であって、ロータコア１８ｂの内面に嵌合する筒部１０２と、該筒部１０２の内径側に設けられる底部１０４とを有する。
【００５８】
筒部１０２の上面及び下面にはそれぞれ等間隔で６つのねじ穴１０８及びねじ穴１１０が設けられている。底部１０４には前記シャフト４２の一端が挿入されるシャフト挿入部２８ｂと、該シャフト挿入部２８ｂの周りに等間隔に配置され、前記ボルト４６（図１参照）が挿通される孔１１２が設けられている。
【００５９】
固定部材２０ｂは、前記第１固定部材２０ａから前記シャフト挿入部２８ａの部分を省いた形状であり、前記円板２４ａに相当する円板２４ｂの内径端面はボス部１００の下面からやや下に突出した筒部に嵌合して同軸状となっている。また、円板２４ｂには等間隔で６個の孔１１４が設けられ、該孔１１４からボルト１１６が挿入されてねじ穴１０８に螺合することにより固定部材２０ｂとボス部１００とが固定される。
【００６０】
分割ロータコア１６ｂは、前記分割ロータコア１６ａと略同形状であって、前記溝部５２ａに相当する溝部５２ｂを有する。該溝部５２ｂにより形成される支柱挿通部５８ｂの周方向の幅と前記支柱挿通部５８ａの周方向の幅は等しく、支柱挿通部５８ｂの径方向の幅は、第１支柱２６の径方向の幅よりやや大きい。
【００６１】
圧入円環板９０の内径は、第１支柱２６がロータコア１８ｂの上面から突出する複数の突出部１１８に対して圧入可能な径に設定されている。圧入円環板９０の外径は、ロータコア１８ｂの外径と略等しい。
【００６２】
次に、このように構成される回転電機１０ｂを組み立てる際には、先ず、前記ステップＳ１〜Ｓ３と同様の手順により分割ロータコア１６ｂを形成し、円筒枠８３の内周面に沿って分割ロータコア１６ｂを整列して円筒形を形成する。また、整列した分割ロータコア１６ｂの中心に、下方からボス部１００の筒部１０２を挿入する。
【００６３】
次に、前記ステップＳ４と同様の手順により、プレス治具８５及びチャック８８を用いて、第１支柱２６を支柱挿通部５８ｂに圧入する。固定部材２０ｂの第１支柱２６は各分割ロータコア１６ｂの内径側係合部５５を内径側へ弾発付勢して、分割ロータコア１６ｂが円筒状となるように固定する。この後、ボルト１１６により固定部材２０ｂとボス部１００とを固定する。このとき、第１支柱２６の先端は突出部１１８として、ロータコア１８ｂの上面から突出している。
【００６４】
固定部材２０ｂにおける第１支柱２６は、前記第１固定部材２０ａにおける第１支柱２６と同様の効果を奏し、例えば、１２個の分割ロータコア１６ｂのうち１つおきの６個分に対して中間連結部６０を両側から挟持して周方向の位置決めをする。後述する固定部材２０ｃにおける第１支柱２６についても同様である。
【００６５】
次に、所定の押圧手段により上方から圧入円環板９０を押圧し、複数の突出部１１８に対して圧入する。圧入円環板９０は、第１支柱２６をさらに内径側へ弾発付勢して分割ロータコア１６ｂを一層強く固定するとともに、固定部材２０ｂのロータコア１８ｂに対する抜け止めとして作用する。
【００６６】
このようなロータコア１８ｂを有する回転電機１０ｂによれば、前記回転電機１０ａと同様の効果を奏するとともに、ボス部１００を備えることにより強度が高く、高速回転用に好適である。また、ボス部１００はアルミニウム製であることから軽量であり、回転電機１０ｂは加減速性能が高い。
【００６７】
圧入円環板９０は単純形状であって、突出部１１８に対する圧入が容易である。また、圧入円環板９０は、ロータ１４ｂが高速回転する際、突出部１１８及び分割ロータコア１６ｂが遠心力によって外方に変位することを防止する。
【００６８】
次に、第３の実施形態に係る回転電機１０ｃの構成について説明する。
【００６９】
図１１〜図１３に示すように、回転電機１０ｃは、ステータ１２と、ロータ１４ｃとを有する。ロータ１４ｃは、１２個の扇形の分割ロータコア１６ｃからなる円筒状のロータコア１８ｃと、分割ロータコア１６ｃが円筒状となるように固定する固定部材２０ｃと、該固定部材２０ｃの抜け止め用の圧入円環板（第３端面板）１２０と、軸方向に挿通されて分割ロータコア１６ｃを固定部材２０ｃ及び圧入円環板１２０に対して一層確実に固定するための１２本の締結ボルト１２２とを有する。
【００７０】
回転電機１０ｃは、前記回転電機１０ａと同様に、シャフト４２、ベアリング４４、ボルト４６及びノックピン４８を有する。
【００７１】
固定部材２０ｃは、前記第１固定部材２０ａと略同形状であり、前記円板２４ａに相当する円板２４ｃには等間隔で１２個のねじ孔（ナット部）１２３が設けられている。
【００７２】
分割ロータコア１６ｃは、前記分割ロータコア１６ａと略同形状であって、前記溝部５２ａに相当する溝部５２ｃを有する。該溝部５２ｃにより形成される支柱挿通部５８ｃの周方向の幅と前記支柱挿通部５８ａの周方向の幅は等しく、支柱挿通部５８ｃの径方向の幅は第１支柱２６の径方向の幅よりやや大きい。支柱挿通部５８ｃは前記支柱挿通部５８ｂと同形状である。
【００７３】
前記内径側係合部５５に相当する内径側係合部１２４は、内径側に向かって突出する断面半円形状であって、該内径側係合部１２４の中心部には軸方向に連通するボルト孔（連通孔）１２６が設けられている。各ボルト孔１２６は、上方からみた位置がねじ孔１２３と一致する。
【００７４】
圧入円環板１２０は、１２個の円弧孔１３０と、上面からみた位置が各ボルト孔１２６と一致する１２個の孔１３２とを有する。円弧孔１３０の外径端面部は、第１支柱２６がロータコア１８ｃの上面から突出する複数の突出部１２８に対して圧入され、内径側端面部は突出部１２８から離間するように設定されている。
【００７５】
次に、このように構成される回転電機１０ｃを組み立てる際には、先ず、前記ステップＳ１〜Ｓ３と同様の手順により分割ロータコア１６ｃを形成し、円筒枠８３の内周面に沿って分割ロータコア１６ｃを整列して円筒形を形成する。
【００７６】
次に、前記ステップＳ４と同様の手順により、プレス治具８５及びチャック８８を用いて、第１支柱２６を支柱挿通部５８ｃに圧入する。前記の第１固定部材２０ａと同様に、固定部材２０ｃの第１支柱２６は各分割ロータコア１６ｃの内径側係合部５５を内径側へ弾発付勢して、分割ロータコア１６ｃが円筒状となるように固定する。このとき、第１支柱２６の先端は突出部１２８として、ロータコア１８ｃの上面から突出している。
【００７７】
次に、所定の押圧手段により上方から圧入円環板１２０を押圧し、円弧孔１３０を突出部１２８に対して圧入する。円弧孔１３０の外径部は、第１支柱２６をさらに内径側へ弾発付勢して分割ロータコア１６ｃを一層強く固定するとともに、固定部材２０ｃのロータコア１８ｃに対する抜け止めとして作用する。
【００７８】
次に、６本の締結ボルト１２２をそれぞれ孔１３２及びボルト孔１２６に挿入してねじ孔１２３に螺合させる。
【００７９】
このようなロータコア１８ｃを有する回転電機１０ｃによれば、前記回転電機１０ａと同様の効果を奏するとともに、圧入円環板１２０は単純形状であって、突出部１２８に対する圧入が容易である。また、圧入円環板１２０、固定部材２０ｃ及び分割ロータコア１６ｃは締結ボルト１２２により軸方向に固定されていることから、ロータ１４ｃが高速回転する際、部品間静摩擦力により、ロータ１４ｃの変形を抑えることができ、より確実に分割ロータコア１６ｃを固定することができる。
【００８０】
本発明に係る回転電機は、上述の実施の形態に限らず、本発明の要旨を逸脱することなく、種々の構成を採り得ることはもちろんである。
【符号の説明】
【００８１】
１０ａ〜１０ｃ…回転電機            １２…ステータ
１４ａ〜１４ｃ…ロータ              １６ａ〜１６ｃ…分割ロータコア
１８ａ〜１８ｃ…ロータコア          ２０ａ〜２０ｃ、２２…固定部材
２４ａ〜２４ｃ…円板                ２６…第１支柱
３４…第２支柱                      ３６…円筒部
４０…磁石                          ４２…シャフト
５２ａ〜５２ｃ…溝部                ５３…径隙間部
５４…周端面                        ５５、１２４…内径側係合部
５６…副周端面                      ５８ａ〜５８ｃ…支柱挿通部
６２ａ、６２ｂ…周隙間部            ６３…隙間部
８０…薄板部材                      ８２…薄板鋼板
９０、１２０…圧入円環板            １００…ボス部
１２２…締結ボルト
【図１】
2010011738.tif 000003
【図２】
2010011738.tif 000004
【図３】
2010011738.tif 000005
【図４】
2010011738.tif 000006
【図５】
2010011738.tif 000007
【図６】
2010011738.tif 000008
【図７】
2010011738.tif 000009
【図８】
2010011738.tif 000010
【図９】
2010011738.tif 000011
【図１０】
2010011738.tif 000012
【図１１】
2010011738.tif 000013
【図１２】
2010011738.tif 000014
【図１３】
2010011738.tif 000015
【手続補正書】
【提出日】平成21年11月6日(2009.11.6)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ステータと円筒状のロータとを有する回転電機において、
前記ロータは、薄板鋼板が軸方向に積層され、複数の扇形の分割コアからなるロータコアと、
前記複数の分割コアが円筒状となるように固定する第１固定部材と、
を有し、
前記分割コアは、軸方向に延在する支柱挿通部を有し、
前記第１固定部材は、前記ロータコアの軸方向一端面に設けられる第１端面板と、
該第１端面板から軸方向に延在し、前記支柱挿通部に挿入される複数の第１支柱と、
を備え、
前記第１支柱は、それぞれ前記支柱挿通部に挿入する以前に内径側に向かって傾斜しており、前記支柱挿通部に圧入され、
前記支柱挿通部は、隣接する前記分割コアの周方向側面に設けられた溝部同士が対向して形成され、
前記分割コアの各々の周方向側面には、前記溝部よりも外径側及び内径側に周端面、副周端面がそれぞれ設けられ、隣接する前記分割コアの前記周端面同士が互いに当接するとともに、隣接する前記分割コアの前記副周端面同士の間に隙間部が形成されることを特徴とする回転電機。
【請求項２】
請求項１記載の回転電機において、
前記第１端面板は円板形状であって、前記第１支柱は前記第１端面板の周囲に設けられ、前記第１固定部材は、板部材をプレス絞りすることにより成形されていることを特徴とする回転電機。
【請求項３】
請求項１記載の回転電機において、
前記第１支柱の少なくとも１つは、嵌挿される支柱挿通部の第１の周方向の側壁に対して周隙間部を設け、反対側である第２の周方向の側壁に当接し、
他の第１支柱の少なくとも１つは嵌挿される支柱挿通部の前記第２の周方向の側壁に対して周隙間部を設け、前記第１の周方向の側壁に当接していることを特徴とする回転電機。
【請求項４】
請求項１記載の回転電機において、
前記複数の分割コアが円筒状となるように固定する第２固定部材を有し、
前記第２固定部材は、前記ロータコアの軸方向他端面に設けられる第２端面板と、
該第２端面板から軸方向に延在し、前記支柱挿通部に前記第１支柱とともに挿入される複数の第２支柱と、
前記第２端面板から軸方向に延在する円筒部と、
を備え、
前記第２支柱は、前記支柱挿通部に挿入する以前に内径側に向かってそれぞれ傾斜しており、前記支柱挿通部に圧入され、
前記円筒部は、前記ロータコアの内周面よりも内周側に同軸状で設けられていることを特徴とする回転電機。
【請求項５】
請求項４記載の回転電機において、
前記第２端面板は円板形状であって、前記第２支柱は前記第２端面板の周囲に設けられ、前記第２固定部材は、板部材をプレス絞りすることにより成形されていることを特徴とする回転電機。
【請求項６】
請求項４記載の回転電機において、
前記第２支柱の少なくとも１つは、嵌挿される支柱挿通部の第１の周方向の側壁に対して周隙間部を設け、反対側である第２の周方向の側壁に当接し、
他の第２支柱の少なくとも１つは嵌挿される支柱挿通部の前記第２の周方向の側壁に対して周隙間部を設け、前記第１の周方向の側壁に当接していることを特徴とする回転電機。
【請求項７】
請求項１記載の回転電機において、
前記分割コアは、軸方向に連通する連通孔を有し、
前記第１端面板は、前記連通孔に対応する位置にナット部を有し、
さらに、前記第１端面板と反対のロータコア端面に配設され、前記連通孔に対応する位置に孔部を有する第３端面板を設け、
ボルトを前記第３端面板の前記孔部から前記連通孔を介して挿入して前記ナット部と螺合し、前記分割コアが固定されていることを特徴とする回転電機。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４１】
先ず、図５のステップＳ１において、図６に示すように、無方向性電磁鋼板等の薄板部材８０から前記分割ロータコア１６ａの基礎部となる複数の薄板鋼板８２をプレス加工等により切り取る。薄板鋼板８２は、当然に分割ロータコア１６ａと断面同形状であり、３０°の扇形状となっている。各薄板鋼板８２の両側部には、溝部５２ａの基礎部である凹部８４が設けられている。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４３】
ところで、一般的に板部材は幅に応じてその厚みが若干異なっており、幅広の板部材ほどその傾向が大きく、平行度が低い。本実施の形態では、分割ロータコア１６ａの数は、回転電機１０ａの極数と等しい１２個に設定していることから、１個あたりの分割ロータコア１６ａは小さくて足りる。従って、図６からも明らかなように、薄板部材８０の幅は薄板鋼板８２の形状に合わせて狭く設定することができ、薄板鋼板８２の平行度が高く材料歩留まりがよい。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５９】
固定部材２０ｂは、前記第１固定部材２０ａから前記シャフト挿入部２８ａの部分を省いた形状であり、前記円板２４ａに相当する円板２４ｂの内径端面はボス部１００の下面からやや下に突出した筒部に嵌合して同軸状となっている。また、円板２４ｂには等間隔で６個の孔１１４が設けられ、該孔１１４からボルト１１６が挿入されてねじ穴１１０に螺合することにより固定部材２０ｂとボス部１００とが固定される。