(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電磁鋼板により磁性体のティースが形成された長尺帯状の鋼板を螺旋状に形成してなるロータコアを備えたモータであって、前記ロータコアの１周分のティース間にティースが形成されていないスキューとしてずらす位相差に等しい長さの間隔部を形成したことを特徴とするモータ。
【請求項２】
電磁鋼板により磁性体のティースが形成された長尺帯状の鋼板を螺旋状に形成してなるロータコアを備えたモータであって、前記ロータコアの１周分のティース間にティースが形成されていないスキューとしてずらす位相差に等しい長さの間隔部を形成し、ロータコアの周面を層間絶縁したリングの積層による磁性体の環状体で被覆したことを特徴とするモータ。
【請求項３】
前記電磁鋼板を方向性電磁鋼板としたことを特徴とする請求項１または２に記載のモータ。
【請求項４】
前記環状体を無方向性磁性体としたことを特徴とする請求項２に記載のモータ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電力の供給を受けて機械動力を発生するモータ（電動機）に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図７に示すモータ（電動機）のロータコア１０は、通常、電磁鋼板の磁性体である、例えば、一方の面に絶縁塗料が塗布された薄いけい素鋼板を図８に示すように、連結部４によってコイル１１が納められるスロット３を有して連結した放射状のティース２と、回転軸１２が取付けられる円形空間１３とからなる形状に打ち抜き、この打ち抜いた所定形状の薄板を積層することによりロータコア１０を製作している。
【０００３】
このように製作したロータコア１０を用いたモータには、隣接するティース２の間のスロット３によってスロットオープンが形成され、このモータにはロータコア１０に対向してＮ極とＳ極のマグネットが交互に配置されている。このマグネットとロータコア１０のティース２が向かい合ったときに互いに引き付け合い安定な状態となり、外部から回そうとすると大きな力が必要となる。また、マグネットとロータコア１０のスロットオープンが向かい合ったときには前記のような力は発生せず、不安定な状態になり、外部から回そうとすると僅かな力で回ってしまう。これをロータコア回転角を横軸にとりトルクを縦軸にとった座標でトルクを見ると、前記安定な状態では高い波で、前記不安定な状態では低い波底となる波形による回転力のムラ、すなわち、コッギングトルクが生じる。
【０００４】
このコッギングトルクを低減するために、ロータコア１０にスキュー７（斜溝）を設けたものがある。このスキュー７を設ける場合には、図８に示す所定形状の薄板のティース２の角度を１枚づつ少しずらして積層している。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上記のようにスキュー７付きのロータコア１０を製作るためには、積層する所定形状の薄板のティース２の角度管理をしながら１枚づつ少しずらして積層する必要があり、所定形状の薄板を所定角度ずらすための角度検出装置や制御装置が必要となり設備が複雑で高価になるという問題がある。
【０００６】
本発明の目的は、ティースのずらし角度検出装置や制御装置の設備を用いることなく、簡単な製作手法によりにスキューを付けたロータコアを備えているモータを提供することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するための本発明は、電磁鋼板により磁性体のティースが形成された長尺帯状の鋼板を螺旋状に形成してなるロータコアを備えたモータであって、前記ロータコアの１周分のティース間にティースが形成されていないスキューとしてずらす位相差に等しい長さの間隔部を形成したことを特徴とするものである。
【０００８】
また、電磁鋼板により磁性体のティースが形成された長尺帯状の鋼板を螺旋状に形成してなるロータコアを備えたモータであって、前記ロータコアの１周分のティース間にティースが形成されていないスキューとしてずらす位相差に等しい長さの間隔部を形成し、ロータコアの周面を層間絶縁したリングの積層による磁性体の環状体で被覆したことを特徴とするものである。
【０００９】
さらに、前記電磁鋼板を方向性電磁鋼板とし、また、前記環状体を無方向性磁性体としたことを特徴とするものである。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。図１及び図２はスキュー付きロータコアの製作要領を説明するためにロータコアの１周分のティースの本数を少なく表現した簡略図であり、実際は図４に示すように、例えば、３１個のスロット数を形成するよう多数本のティースを有している。
【００１１】
図１において、１は磁性体である方向性電磁鋼板であり、例えば、一方の面に絶縁塗料が塗布された長尺帯状の薄いけい素鋼板である。２は前記方向性電磁鋼板１を打ち抜いて形成されたティースであり、連結部４によってコイルが納められるスロット３を有して連結されている。このティース２は前記長尺帯状を螺旋状に捲回したときのロータコアの１周分のスパンＣ１，Ｃ２内に所定本数で形成されている。
【００１２】
前記ロータコアの１周分スパンＣ１，Ｃ２のティース２ａ，２ｂ間にティース２が形成されていないスキューとしてずらす位相差に等しい長さの間隔部Ｇが形成されている。すなわち、この間隔部Ｇは螺旋状に捲回したロータコアの１周分スパンＣ１における捲回方向に対して最後列のティース２ａと次の１周分のスパンＣ２における捲回方向に対して最前列のティース２ｂとの間である。このようなティース２と間隔部Ｇとを形成した長尺帯状を図２で示すように螺旋状に捲回して積層するものである。
【００１３】
前記螺旋によるロータコアを作成するための実例（理論式）は下記の通りである。（下記理論式中の各記号については図３および図４で示す）
スロット数                    ：Ｓｎ
スロット比（隣接するスロット間の角度θＡを１とした場合のスキュー角θＢ
の比率）                      ：ｋｓｌ  （０＜ｋｓｌ＜１）
けい素鋼板板厚                ：τ
ロータコア軸方向長            ：Ｌ
ロータコアバックヨーク中心径  ：Ｄby
としたとき、
ロータコアバックヨーク中心径Ｄbyで隣接するスロット３間の角度に相当する周長は次の（１）式である。
π×Ｄby÷Ｓｎ      …………  （１）
ロータコアバックヨーク中心径Ｄbyでスキュー角θＢに相当する周長は次の（２）式である。
（π×Ｄby）÷（Ｓｎ×ｋｓｌ）      …………  （２）
けい素鋼板の積層枚数はＬ÷τ枚で、必要なスキュー角θＢとするためには（２）式をＬ÷τ枚で得られればよい。
従って、スロット数Ｓｎ毎に次の（３）式による長さＧ（間隔部）を設ければ、螺旋状にした時に必要とするスキュー角θＢ度が得られる。
｛（π×Ｄby）÷（Ｓｎ×ｋｓｌ）｝÷（Ｌ÷τ）      …………  （３）
【００１４】
このようにして図３及び図４で示すように長尺帯状を螺旋状に捲回して所要枚数を積層した後に円周の数箇所を軸線方向に一直線に溶接６して固定するという簡単な加工作業により、回転軸が取付けられる円形空間１３を有するスキュー７付きロータコア５を作成することができる。
【００１５】
図５及び図６は本発明の他の実施形態である。この他の実施形態も基本的には前記ロータコア５の構成と同一である。この他の実施形態はロータコア５の周面を無方向性磁性体の環状体８で被覆したものである。前記無方向性磁性体の環状体８は一方の面に絶縁塗料が塗布されたけい素鋼板を打ち抜いて作成したリングであり、このリングを積層して環状体８にしたものである。
【００１６】
前記環状体８をロータコア５の周面に焼きばめあるいは冷間圧入等によって嵌めることによりスキュー７による隙間が環状体８によって塞がり、コッギングトルクをより低減できる。
【００１７】
尚、本発明によるロータコア５を備えたモータはＤＣモータ、ＡＣモータの何れでも適用でき、また、オルタネータにも適用することができる。
【００１８】
【発明の効果】
以上述べたように本発明によると、請求項１の構成によるモータは、そのスキュー付きロータコアの前記スキューを形成するために、複雑で高価なティースのずらし角度検出装置や制御装置により一層一層所定角度位置決めする必要がなく単に長尺帯状を螺旋状に捲回して所要枚数を積層するという簡単な加工作業で作成することができる。
また、請求項２の構成によるモータは、ロータコアの周面を層間絶縁したリングの積層による磁性体の環状体で被覆することにより、スキューによる隙間を環状体によって塞ぎ、コッギングトルクをより低減できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】ティースが打ち抜き加工された長尺帯状の鋼板を螺旋状に捲回する前のロータコアを示す簡略図
【図２】長尺帯状の鋼板を螺旋状に捲回積層した状態を示す簡略図
【図３】本発明のモータのロータコアの側面図
【図４】図３のＡ−Ａ線断面図
【図５】本発明のモータの他実施形態によるロータコアの側面図
【図６】図５のＢ−Ｂ線断面図
【図７】従来および本発明のモータのスキュー付きロータコアの斜視図
【図８】従来のモータのスキュー付きロータコアを作成するための所定形状の薄板を示す図
【符号の説明】
１        方向性電磁鋼板
２        ティース
３        スロット
４        連結部
５        ロータコア
７        スキュー
８        環状体
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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