(57)【要約】  電動機は、回転軸を中心とする円弧状である円弧面（１６）と直線状の直線面（１７）とが交互に外縁に設けられた積層板（１５）を、回転軸の軸心（Ｐ）方向に複数枚積層する固定子鉄心（１１）を備える。固定子鉄心（１１）は、積層板（１５）の外縁において予め設定される基準位置（ＳＬ）が、周方向に変化するように複数の積層板（１５）が積層されたズレ積層部（１３）を備える。ズレ積層部（１３）を構成する積層板（１５）の数をＸとし、一つの積層板（１５）に設けられた円弧面（１６）の数をＹとし、ズレ積層部（１３）を構成する複数の積層板（１５）の周方向の一方向（Ｃ１）にｎ周回転されるとすると、積層板（１５）のうち、軸心（Ｐ）方向に連続して積層される２枚の積層板（１５）において、基準位置（ＳＬ）と軸心（Ｐ）とを結んだ基準線同士のなす角度θ［°］は、θ＝（３６０×ｎ）／Ｘ及びθ＜３６０／Ｙを満たす。
2017203612.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転軸と垂直な断面における外周が前記回転軸を中心とする円弧状である円弧面と、前記外周が直線状の直線面と、が交互に外縁に設けられた積層板を、前記回転軸の軸心方向に複数枚積層することで構成される固定子鉄心を備え、
前記固定子鉄心は、前記積層板の外縁において予め設定される基準位置が、前記周方向に変化するように複数の前記積層板が積層されたズレ積層部を備え、
前記ズレ積層部を構成する前記積層板の数をＸとし、一つの積層板に設けられた前記円弧面の数をＹとし、前記ズレ積層部を構成する複数の積層板の前記周方向の一方向にｎ周（ｎは整数）回転されるとすると、
前記ズレ積層部を構成する前記積層板のうち、前記軸心方向に連続して積層される２枚の前記積層板において、前記基準位置と軸心とを結んだ基準線同士のなす角度θ［°］は、式１及び式２を満たすこと
を特徴とする回転電機。
θ＝（３６０×ｎ）／Ｘ・・・式１
θ＜３６０／Ｙ・・・式２
【請求項２】
回転軸と垂直な断面における外周が前記回転軸を中心とする円弧状である円弧面と、前記外周が直線状の直線面と、が交互に外縁に設けられた積層板を、前記回転軸の軸心方向に複数枚積層することで構成される固定子鉄心を備え、
前記固定子鉄心は、前記積層板の外縁において予め設定される基準位置が、前記周方向に回転するように複数の前記積層板が積層されたズレ積層部を備え、
一つの積層板に設けられた前記直線面の数をＹ（Ｙ＞１）とし、ｍを１以上の整数とすると、
前記ズレ積層部を構成する前記積層板は（ｍ＋１）枚以上であり、
前記ズレ積層部を構成する前記積層板のうち、前記軸心方向に連続して積層される２枚の前記積層板において、前記基準位置と軸心とを結んだ基準線同士のなす角度θ［°］は、式３から式５を満たすこと
を特徴とする回転電機。
０＜θ＜（３６０／Ｙ）・・・式３
（ｍ＊θ）＜（３６０／Ｙ）・・・式４
（３６０／Ｙ）＜｛（ｍ＋１）＊θ｝・・・式５
【請求項３】
前記ズレ積層部の円弧面内に前記固定子鉄心の周り止め部材が設けられることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の回転電機。
【請求項４】
前記固定子鉄心は、前記基準位置が前記軸心方向に重なって前記積層板が積層された整列積層部を備える
ことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の回転電機。
【請求項５】
前記整列積層部の円弧面内に、前記固定子鉄心の周り止め部材が設けられることを特徴とする請求項４に記載の回転電機。
【請求項６】
前記整列積層部は、前記固定子鉄心の前記軸心方向の中央部に配置され、
前記ズレ積層部は、前記固定子鉄心の前記軸心方向の両端部に配置される
ことを特徴とする請求項４又は請求項５に記載の回転電機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、固定子に巻回されたコイルに流れる電流による磁界を利用して回転する回転電機に関する。
【背景技術】
【０００２】
回転電機の固定子鉄心は、一般に厚さ０．３５ｍｍ以上でかつ０．６ｍｍ以下の帯状電磁鋼板に打ち抜き加工を施して得られた積層板を複数枚積層して構成される。固定子鉄心は、内部に磁束が流れるので、内部の磁束密度が一定となるように、軸心を通る断面積を周方向に均一とすることが望ましい。このため、固定子鉄心は、外形形状が円形状であることが理想的である。一方で、固定子鉄心は、積層板の生産性を向上し、帯状電磁鋼板からより多くの積層板を得るために、帯状電磁鋼板から複数列の積層板を得ることがある。【０００３】
帯状電磁鋼板から複数列の積層板を得る際に、固定子鉄心は、電磁鋼板の材料歩留りを向上するため、隣り合う積層板の中心間距離を固定子鉄心の直径よりも短くして、積層板の外縁に９０度の等ピッチで４ヶ所の直線状の直線面を設けていた。直線状の直線面は、製造上必要なものでもなく、材料費との兼ね合いから設けられる。固定子鉄心は、直線状の直線面では、外縁の円弧状の円弧面よりも磁束密度が高くなり、固定子鉄心の特性が悪化してしまう。従来の回転電機は、軸心を中心とした回転方向の向きを変更して、複数枚の積層板を積層していた（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−２３００８７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
前述した特許文献１に示された固定子鉄心は、軸心を中心とした回転方向の向きを変更して、複数枚の積層板を積層しているため、磁束密度の均一化がある程度改善されるものの、十分ではなかった。【０００６】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、材料歩留りの向上と磁束密度の均一化との両立を図ることができる回転電機を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、回転軸と垂直な断面における外周が回転軸を中心とする円弧状である円弧面と、外周が直線状の直線面と、が交互に外縁に設けられた積層板を、回転軸の軸心方向に複数枚積層することで構成される固定子鉄心を備える回転電機である。固定子鉄心は、積層板の外縁において予め設定される基準位置が、周方向に変化するように複数の積層板が積層されたズレ積層部を備える。ズレ積層部を構成する積層板の数をＸとし、一つの積層板に設けられた円弧面の数をＹとし、ズレ積層部を構成する複数の積層板の周方向の一方向にｎ周（ｎは整数）回転されるとすると、ズレ積層部を構成する積層板のうち、軸心方向に連続して積層される２枚の積層板において、基準位置と軸心とを結んだ基準線同士のなす角度θ［°］は、θ＝（３６０×ｎ）／Ｘ及びθ＜３６０／Ｙを満たす。
【発明の効果】
【０００８】
本発明に係る回転電機は、材料歩留りの向上と磁束密度の均一化との両立を図ることができる、という効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の実施の形態１に係る電動機の軸心方向の断面図
【図２】図１に示す電動機の固定子鉄心の斜視図
【図３】図２に示す固定子鉄心を構成する積層板の平面図
【図４】図３に示す積層板を形成する金属条材の平面図
【図５】図２に示す固定子鉄心のズレ積層部を分解して示す斜視図
【図６】図２に示す固定子鉄心のズレ積層部の重なり合う２枚の積層板の平面図
【図７】本発明の実施の形態２に係る電動機の固定子鉄心の斜視図
【図８】本発明の実施の形態３に係る電動機の固定子鉄心の斜視図
【図９】本発明の実施の形態４に係る電動機の固定子鉄心の積層板を形成する金属条材の平面図
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下に、本発明の実施の形態にかかる回転電機を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。
【００１１】
実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１に係る電動機の軸心方向の断面図である。図１において、軸心方向とは紙面上下方向である。図２は、図１に示す電動機の固定子鉄心の斜視図である。図３は、図２に示す固定子鉄心を構成する積層板の平面図である。図４は、図３に示す積層板を形成する金属条材の平面図である。図５は、図２に示す固定子鉄心のズレ積層部を分解して示す斜視図である。図６は、図２に示す固定子鉄心のズレ積層部の重なり合う２枚の積層板の平面図である。
【００１２】
実施の形態１に係る回転電機である電動機１は、６００Ｖ以下の電圧で使用され、かつ三相交流電源からの電力を得て動力を発生する低圧三相誘導電動機である。電動機１は、図１に示すように、環状の固定子１０と、固定子１０の内側に空隙Ｇを介して配置された回転子２０と、を備える。
【００１３】
回転子２０は、図１に示すように、電動機１の回転軸２が内側に圧入されることにより、回転軸２に固定されるものである。回転子２０は、固定子１０との間に空隙Ｇを設け、回転軸２を中心に回転可能な構造である。空隙Ｇの大きさは、０．３ｍｍから１ｍｍが典型的な例であるが、この範囲に限定されない。
【００１４】
回転軸２は、固定子１０と同軸に配置される。同軸に配置されるとは、共通の軸心Ｐを有する位置に配置されることをいう。以下、軸心Ｐは、固定子１０、回転軸２、回転子２０及び電動機１の軸心である。実施の形態１において、回転軸２は、円筒状の中空軸であるが、中実軸でも良い。回転子２０は、回転軸２の外周面に固定される磁石である永久磁石２１を備える。
【００１５】
固定子１０は、図１に示すように、環状の固定子鉄心１１と、固定子鉄心１１の図２に示すティース１４に巻回されたコイル１２とを備える。コイル１２は、電線がティース１４に巻回されて形成される。コイル１２は、電線を集中巻したものである。コイル１２は、ティース１４に電線が直接巻き付けられている。なお、図１では、個々の巻線の断面を省略して、コイル１２を一体的に示している。実施の形態１において、コイル１２は、集中巻であるが、これに限定されるものではなく、分布巻であってもよい。
【００１６】
電動機１は、永久磁石２１に発生する磁界とコイル１２に発生する磁界との作用を利用して、回転トルクを発生し、回転トルクにより回転軸２を回転させる。
【００１７】
固定子鉄心１１は、図２に示すように、積層板１５を軸心Ｐ方向に複数枚積層することで構成される。積層板１５は、図３に示すように、リング形状に形成される。積層板１５の外周は、回転軸２と垂直な断面視において回転軸２を中心とする円弧状である円弧面１６と、回転軸２と垂直な断面視において積層板１５の外周が直線状である直線面１７と、から構成されている。円弧面１６と直線面１７とは、回転軸２を中心とする周方向に交互に積層板１５の外縁に設けられている。実施の形態１において、積層板１５は、円弧面１６と直線面１７とをそれぞれ４つ備えるが、円弧面１６と直線面１７の数は、４つに限定されない。実施の形態１において、積層板１５の回転軸２を挟んで対応する二つの直線面１７は、互いに平行である。また、実施の形態１において、積層板１５は、回転軸２を中心とする周方向に９０度ピッチで直線面１７を配置されているが、直線面１７を配置するピッチは、金属条材３０の幅及び積層板１５の円弧面１６の直径により定められる値であれば良い。
【００１８】
積層板１５は、図４に示す帯状の電磁鋼板により構成された金属条材３０に打ち抜き加工が施されて製造される。金属条材３０は、平面形状が長方形状であり、厚さが０．３５ｍｍから０．６ｍｍである。実施の形態１において、積層板１５は、二つの直線面１７が金属条材３０の外縁３０ａにより構成され、かつ残りの二つの直線面１７が互いに重ねられて、金属条材３０の長手方向に並べられる。また、積層板１５は、二つの直線面１７が金属条材３０の外縁３０ａにより構成され、かつ残り二つの直線面１７が互いに重ねられて、直線面１７を回転軸２を中心とする周方向に等間隔に配置する。なお、図４に平行斜線で示す金属条材３０の積層板１５を打ち抜いた残りの部分は、廃却部分３１である。また、実施の形態１において、積層板１５は、金属条材３０から打ち抜かれる前に、内側の孔１８が打ち抜かれている。
【００１９】
また、実施の形態１において、金属条材３０は、積層板１５の直線面１７を金属条材３０の外縁３０ａにより構成し、かつ残りの二つの直線面１７を互いに重ねて、隣り合う積層板１５の中心間距離を、積層板１５の円弧面１６の直径よりも小さくして、廃却部分３１を小さくしている。また、積層板１５の直線面１７を周方向に等ピッチ間隔に設ける積層板１５の金属条材３０に対する配置は、金属条材３０の幅および積層板１５の直径により決定される。
【００２０】
以下、本明細書は、積層板１５の外縁の直線面１７を含む領域を、領域Ａ、領域Ｂ、領域Ｃ及び領域Ｄと示す。領域Ａ、領域Ｂ、領域Ｃ及び領域Ｄは、直線面１７の両端と軸心Ｐとを結んだ破線で囲まれた領域である。また、本明細書は、積層板１５の各円弧面１６を含む領域を二つの領域に分け、積層板１５の外縁の円弧面１６を含む領域を、領域ａ、領域ｂ、領域ｃ、領域ｄ、領域ｅ、領域ｆ、領域ｇ及び領域ｈと示す。領域ａ、領域ｂ、領域ｃ、領域ｄ、領域ｅ、領域ｆ、領域ｇ及び領域ｈは、円弧面１６の一端及び円弧面１６の周方向の中心と軸心Ｐとを結んだ破線で囲まれた領域である。実施の形態１は、積層板１５を、領域Ａ、領域Ｂ、領域Ｃ、領域Ｄ、領域ａ、領域ｂ、領域ｃ、領域ｄ、領域ｅ、領域ｆ、領域ｇ及び領域ｈの１２の領域に分けて示す。なお、図３は、領域Ａ、領域Ｂ、領域Ｃ、領域Ｄ、領域ａ、領域ｂ、領域ｃ、領域ｄ、領域ｅ、領域ｆ、領域ｇ及び領域ｈ間の境界を破線で示しているが、実際の積層板１５には、破線が存在しない。また、実施の形態１において、積層板１５は、外縁の領域Ａと領域ａとの境界を、予め設定される基準位置ＳＬとする。実施の形態１において、積層板１５は、基準位置ＳＬを領域Ａと領域ａとの境界としたが、基準位置ＳＬを予め設定すれば積層板１５の外縁３０ａの種々の位置としても良い。また、実施の形態１において、積層板１５は、基準位置ＳＬと軸心Ｐとを結んだ破線を基準線ＲＬとする。  
【００２１】
また、実施の形態１において、固定子鉄心１１は、固定子鉄心１１の外周の空間を、図３に示す積層板１５の領域Ａに対応する第１の空間Ｓ１と、領域ａに対応する第２の空間Ｓ２と、領域ｂに対応する第３の空間Ｓ３と、領域Ｂに対応する第４の空間Ｓ４と、領域ｃに対応する第５の空間Ｓ５と、領域ｄに対応する第６の空間Ｓ６と、領域Ｃに対応する第７の空間Ｓ７と、領域ｅに対応する第８の空間Ｓ８と、領域ｆに対応する第９の空間Ｓ９と、領域Ｄ対応する第１０の空間Ｓ１０と、領域ｇに対応する第１１の空間Ｓ１１と、領域ｈに対応する第１２の空間Ｓ１２とに分けて示す。なお、第１の空間Ｓ１、第２の空間Ｓ２、第３の空間Ｓ３、第４の空間Ｓ４、第５の空間Ｓ５、第６の空間Ｓ６、第７の空間Ｓ７、第８の空間Ｓ８、第９の空間Ｓ９、第１０の空間Ｓ１０、第１１の空間Ｓ１１、及び第１２の空間Ｓ１２は、軸心Ｐと平行である。
【００２２】
固定子鉄心１１は、積層板１５が軸心Ｐに沿って複数枚積層されて構成される。固定子鉄心１１は、図２に示すように、ズレ積層部１３を少なくとも備える。
【００２３】
ズレ積層部１３は、図５に示すように、複数枚の積層板１５同士が積層される軸心Ｐ方向と平行な一方Ｐ１に向かうにしたがって、基準位置ＳＬが回転軸２を中心とする周方向の一方向Ｃ１に等間隔にずれて、複数の積層板１５が積層されている。実施の形態１において、ズレ積層部１３は、一方Ｐ１に向かうにしたがって、基準位置ＳＬが一方向Ｃ１に等間隔にずれている。実施の形態１において、一方Ｐ１は、図２の下から上に向かう方向であるが、軸心Ｐに平行であれば、図２の上から下に向かう方向でも良い。また、実施の形態１において、一方向Ｃ１は、時計回りの方向であるが軸心Ｐを中心とする周方向であれば反時計回りの方向でも良い。実施の形態１において、ズレ積層部１３を構成する複数の積層板１５の基準位置ＳＬは、一つ下側の積層板１５の基準位置ＳＬよりも一方向Ｃ１の前方に配置されている。
【００２４】
ズレ積層部１３を構成する複数の積層板１５のうちの軸心Ｐ方向に連続して積層される２枚の積層板１５の図６に示す基準線ＲＬ同士のなす角度θ［°］は、全て等しく形成されている。また、ズレ積層部１３を構成する積層板１５の数をＸとし、一つの積層板１５に設けられた直線面１７の数をＹとする。さらに、複数の積層板１５の基準位置ＳＬが回転軸２を中心とする周方向の一方向Ｃ１にｎ周（ｎは１以上の整数）するように積層されてズレ積層部１３が構成されるとし、角度θ［°］は、以下の式１及び式２を満たす。
【００２５】
θ＝（３６０×ｎ）／Ｘ・・・式１
０＜θ＜３６０／Ｙ・・・式２
【００２６】
式２を満たすことにより、軸心Ｐ方向の直線面１７同士が同一平面内に重なることなく、複数の積層板１５が積層されるズレ積層部１３が構成されるため、直線面１７による磁束密度のピークが分散され、固定子鉄心１１の周方向における磁束密度のピーク値が減少する。さらに、式１を満たすことにより、複数の積層板１５の直線面１７が回転軸２を中心とする周方向の全周に均一に配置される。すなわち、固定子鉄心１１の周方向のある位置において軸方向に配置された直線面１７の面積の合計が、周方向全体の位置で均一化されるため、磁束密度の周方向と軸方向の均一性が向上する。
【００２７】
本実施の形態における固定子鉄心１１によれば、式１及び式２を満たすことにより、上述のように固定子鉄心１１の磁束密度の周方向と軸方向の均一性を向上できる。
【００２８】
本実施の形態の変形例として、以下の場合を説明する。ズレ積層部１３を構成する複数の積層板１５のうちの軸心Ｐ方向に連続して積層される２枚の積層板１５における基準線ＲＬ同士のなす角度θ［°］は、すべて等しい。ズレ積層部１３を構成する積層板１５の数をＸとし、一つの積層板１５に設けられた直線面１７の数をＹ（Ｙ＞１）とする。さらに、複数の積層板１５の基準位置ＳＬが回転軸２を中心とする周方向の一方向Ｃ１に回転するように、複数の積層板１５が積層されてズレ積層部１３が構成されるとし、ｍを１以上の整数とすると、角度θ［°］は、以下の式３から式５を満たす。
【００２９】
０＜θ＜（３６０／Ｙ）・・・・・式３
（ｍ＊θ）＜（３６０／Ｙ）・・・・式４
（３６０／Ｙ）＜｛（ｍ＋１）＊θ｝・・・・式５
【００３０】
尚、ズレ積層部１３における積層板１５の積層枚数は（ｍ＋１）枚以上とする。
【００３１】
図６のように、一枚の積層板１５に４つの直線面１７が設けられている場合、直線面１７が周方向に均一となるように９０°間隔で設けられている。すなわち、周方向に４か所、直線面１７の法線同士が９０°となるように直線面１７が順に配置されている。式３は、θが９０°未満となることを示しており、軸方向に連続して積層される２枚の積層板１５のいずれの直線面１７も同一平面内に位置しないことを示している。
【００３２】
また、式４及び式５を満たさない場合、すなわち複数の積層板１５が積層されていき、基準線ＲＬが回転される角度が３６０／Ｙ［°］となった場合に、２つの直線面１７が同一平面内に形成されることになり、当該位置における磁束密度が高くなってしまう。本実施の形態によれば、基準線ＲＬが３６０／Ｙ［°］付近まで回転されるまで積層板１５が積層されても、回転角度が３６０／Ｙ［°］と一致しないため、同一平面内に直線面１７が２枚位置することがなく、磁束密度の不均一化を抑制することができる。
【００３３】
このように、本実施の形態の変形例における固定子鉄心１１によれば、式３から式５を満たすことにより、固定子鉄心１１の磁束密度の周方向と軸方向の均一性を向上できる。
【００３４】
ズレ積層部１３を構成する複数の積層板１５の軸心Ｐ方向に連続して積層される複数の円弧面１６の軸心Ｐ方向の長さＬは、固定子鉄心１１の周り止めを行う周り止め部材であるセットピン４０の外径Ｒよりも長い。なお、セットピン４０の外径Ｒは、セットピン４０の固定子鉄心１１の円弧面１６に打ち込まれる側の端面４１の外径であり、セットピン４０の外形に相当する。セットピン４０の外形Ｒよりも長さＬを長くすることによって、セットピン４０を円弧面１６が配置される領域内に設けることができる。その結果、セットピン４０を固定子鉄心１１の外形のうち、滑らかな面に設けることができるので、周り止めを確実に行うことができる。
【００３５】
セットピン４０の外径Ｒは、３ｍｍから１５ｍｍが典型的な例であるが、この範囲に限定されない。また、ズレ積層部１３を構成する複数の積層板１５の軸心Ｐ方向に重なりあう円弧面１６の数、即ち、積層板１５の数は、５枚から５０枚が典型的な例であるが、この範囲に限定されない。実施の形態１において、固定子鉄心１１は、ズレ積層部１３の円弧面１６の一つにセットピン４０が打ち込まれて周り止めされる。実施の形態１において、セットピン４０は、円柱状であるが、セットピン４０の外形は、円柱状に限定されない。実施の形態１において、セットピン４０は、固定子鉄心１１の軸心Ｐ方向の中央に配置されている。
【００３６】
実施の形態１において、固定子鉄心１１を構成する複数の積層板１５は、溶接、又は接着剤を用いた接着により互いに固定される。
【００３７】
実施の形態１において、固定子鉄心１１のズレ積層部１３は、軸心Ｐ方向に重なりあう２枚の積層板１５の基準線ＲＬ同士のなす角度θが３０度となるように、複数の積層板１５が積層されている。また、実施の形態１において、ズレ積層部１３の一方Ｐ１の最も後方、即ち図２中の最も下側の積層板１５の各領域Ａ、領域Ｂ、領域Ｃ、領域Ｄ、領域ａ、領域ｂ、領域ｃ、領域ｄ、領域ｅ、領域ｆ、領域ｇ及び領域ｈと、第１の空間Ｓ１から第１２の空間Ｓ１２とが、図３に示すように対応している。ズレ積層部１３の各積層板１５の各領域Ａ、領域Ｂ、領域Ｃ、領域Ｄ、領域ａ、領域ｂ、領域ｃ、領域ｄ、領域ｅ、領域ｆ、領域ｇ及び領域ｈと、第１の空間Ｓ１から第１２の空間Ｓ１２との対応関係は、以下の表１となる。
【００３８】
【表１】
2017203612.tif 000003
【００３９】
表１の１枚目の積層板１５は、ズレ積層部１３の図２中の最も下側の積層板１５を示し、２枚目の積層板１５は、ズレ積層部１３の図２中の最も下側の積層板１５の一つ上の積層板１５を示しており、３枚目の積層板１５は、ズレ積層部１３の図２中の最も下側の積層板１５の二つ上の積層板１５を示している。表１は、ズレ積層部１３を構成する各積層板１５の第１の空間Ｓ１から第１２の空間Ｓ１２それぞれに対応する各領域Ａ、領域Ｂ、領域Ｃ、領域Ｄ、領域ａ、領域ｂ、領域ｃ、領域ｄ、領域ｅ、領域ｆ、領域ｇ及び領域ｈを示している。
【００４０】
表１によれば、実施の形態１に係る固定子鉄心１１のズレ積層部１３の積層板１５は、１枚目の積層板１５と１３枚目の積層板１５との各領域Ａ、領域Ｂ、領域Ｃ、領域Ｄ、領域ａ、領域ｂ、領域ｃ、領域ｄ、領域ｅ、領域ｆ、領域ｇ及び領域ｈの第１の空間Ｓ１から第１２の空間Ｓ１２に対する対応関係が等しくなっている。このため、実施の形態１に係る固定子鉄心１１のズレ積層部１３は、１枚目の積層板１５から１２枚目の積層板１５の第１の空間Ｓ１から第１２の空間Ｓ１２に対する対応関係を繰り返すことになる。また、表１によれば、１枚目の積層板１５から１２枚目の積層板１５との間において、第１の空間Ｓ１から第１２の空間Ｓ１２それぞれが、直線面１７を４つ、円弧面１６を８つ備える。つまり、固定子鉄心１１のズレ積層部１３は、実施の形態１に示すように、積層板１５を積層してズレ積層部１３を構成することにより、積層板１５が真円ではないにもかかわらず、固定子鉄心１１を円柱状に近い形状にすることができ、固定子鉄心１１の磁束密度を周方向に一様にすることができる。なお、実施の形態１において、ズレ積層部１３は、積層板１５の数Ｘが４８であり、円弧面１６の数Ｙが４であり、回転される回数ｎが４であり、式１及び式２によると、角度θが３０度となる。
【００４１】
また、実施の形態１に示す固定子鉄心１１は、積層板１５を同形状に打ち抜いて、ティース１４も一方向Ｃ１にずらしても良く、積層板１５を打ち抜く際に積層される順番に基づいてティース１４の位置を異ならせて、積層板１５の積層後にティース１４を軸心Ｐ方向に重ねても良い。
【００４２】
実施の形態１に係る電動機１によれば、固定子鉄心１１を構成する積層板１５の外縁を真円に形成せずに、材料歩留りを向上しても、軸心Ｐ方向の一方Ｐ１に向かうにしたがって基準位置ＳＬが一方向Ｃ１にずれるように、複数枚の積層板１５を積層したズレ積層部１３を備える。また、ズレ積層部１３は、複数の積層板１５の直線面１７が周方向の全周に均一に配置されている。このため、電動機１は、固定子鉄心１１を円柱状に近い形状にすることができ、磁束密度を一様にすることができる。その結果、電動機１は、材料歩留りの向上と磁束密度の均一化との両立を図ることができ、特性の向上を図ることができる。
【００４３】
また、実施の形態１に係る電動機１は、ズレ積層部１３が式１及び式２を満たしているので、固定子鉄心１１を円柱状に近い形状にすることができ、磁束密度を一様にすることができ、材料歩留りの向上と磁束密度の均一化との両立を図ることができる。
【００４４】
また、実施の形態１に係る電動機１は、ズレ積層部１３を構成する複数の積層板１５の軸心Ｐ方向に重なりあう複数の円弧面１６の長さＬがセットピン４０の外形よりも長いので、セットピン４０を固定子鉄心１１の外周の円弧状の面に打ち込むことができる。
【００４５】
実施の形態２．
図７は、本発明の実施の形態２に係る電動機の固定子鉄心の斜視図である。なお、図７において、実施の形態１と同一部分には、同一符号を付して説明を省略する。
【００４６】
実施の形態２に係る電動機１の固定子鉄心１１−２は、図７に示すように、積層板１５−２が円弧面１６と直線面１７とを５つ備え、軸心Ｐ方向に円弧面１６と直線面１７とが順に重なりあうこと以外、実施の形態１と同じ構成である。
【００４７】
実施の形態２に係る電動機１によれば、固定子鉄心１１−２を構成する積層板１５−２の外縁を真円に形成せずに、材料歩留りを向上しても、軸心Ｐ方向の一方Ｐ１に向かうにしたがって基準位置ＳＬが一方向Ｃ１にずれるように、複数枚の積層板１５−２を積層したズレ積層部１３を備える。また、ズレ積層部１３は、複数の積層板１５−２の直線面１７が周方向の全周に均一に配置されている。このため、実施の形態２に係る電動機１は、実施の形態１と同様に、固定子鉄心１１−２を円柱状に近い形状にすることができ、磁束密度を一様にすることができる。その結果、電動機１は、材料歩留りの向上と磁束密度の均一化との両立を図ることができる。
【００４８】
実施の形態３．
図８は、本発明の実施の形態３に係る電動機の固定子鉄心の斜視図である。なお、図８において、実施の形態１と同一部分には、同一符号を付して説明を省略する。
【００４９】
実施の形態３に係る電動機１の固定子鉄心１１−３は、図８に示すように、ズレ積層部１３に加え、整列積層部１９を備えている以外、実施の形態１と同じ構成である。ズレ積層部１３は、固定子鉄心１１−３の軸心Ｐ方向の両端部に配置されている。
【００５０】
本実施の形態における整列積層部１９においては、複数の積層板１５−２はそれぞれの直線面１７が同一平面内に位置するように積層される。
【００５１】
整列積層部１９は、固定子鉄心１１−３の軸心Ｐ方向の中央部に配置されている。実施の形態３において、整列積層部１９が設けられる軸心Ｐ方向の中央部とは、固定子鉄心１１−３の軸心Ｐ方向の中央を含む位置を示している。実施の形態３において、整列積層部１９は、固定子鉄心１１−３の軸心Ｐ方向の中央部に設けられるが、整列積層部１９が設けられる位置は、固定子鉄心１１−３の軸心Ｐ方向の種々の位置でも良い。
【００５２】
整列積層部１９は、基準位置ＳＬが軸心Ｐ方向に重なって、複数の積層板１５が積層されている。整列積層部１９の軸心方向の長さＬ−３は、セットピン４０の外径Ｒよりも長い。実施の形態３において、整列積層部１９は、円弧面１６の一つにセットピン４０が打ち込まれて周り止めされる。
【００５３】
本実施の形態では、セットピン４０は整列積層部１９における複数の積層板１５の円弧面１６の領域内に設けられる場合を示したが、セットピン４０は整列積層部１９における複数の積層板１５の直線面１７の領域内に設けられても良い。いずれの場合でも、セットピン４０を凹凸のない滑らかな面上に設置できるので、周り止めの精度を向上できる。セットピン４０を円弧面１６の領域内に設けた場合は、直線面１７の領域内に設けた場合に比べてセットピン４０と積層板１５との接触面積を大きくできるため、周り止めの精度をより向上できる。
【００５４】
整列積層部１９を構成する積層板１５の枚数は、各積層板１５の厚さとセットピン４０の外形に基づいて、長さＬ−３がセットピン４０の外形よりも長くなる枚数に定められる。
【００５５】
実施の形態３に係る電動機１によれば、固定子鉄心１１−３を構成する積層板１５の外縁を真円に形成せずに、材料歩留りを向上しても、軸心Ｐ方向の一方Ｐ１に向かうにしたがって基準位置ＳＬが一方向Ｃ１にずれるように、複数枚の積層板１５を積層するズレ積層部１３を備える。また、ズレ積層部１３は、複数の積層板１５の直線面１７が周方向の全周に均一に配置されている。このため、実施の形態３に係る電動機１は、実施の形態１と同様に、固定子鉄心１１−３を円柱状に近い形状にすることができ、磁束密度を一様にすることができる。その結果、電動機１は、材料歩留りの向上と磁束密度の均一化との両立を図ることができ、特性の向上を図ることができる。
【００５６】
また、実施の形態３に係る電動機１によれば、整列積層部１９を備えているために、セットピン４０を、固定子鉄心１１−３の外周の円弧状の面に打ち込むことができる。電動機１は、材料歩留りを向上させることを可能としながらも、固定子鉄心１１−３にセットピン４０を打ち込むことができる。
【００５７】
また、実施の形態３に係る電動機１によれば、整列積層部１９の長さＬ−３がセットピン４０の外形よりも長いので、セットピン４０を固定子鉄心１１の外周の円弧状の面に打ち込むことができる。
【００５８】
また、実施の形態３に係る電動機１によれば、ズレ積層部１３を軸心Ｐ方向の両端部に配置し、整列積層部１９を軸心Ｐ方向の中央部に配置しているので、磁束密度を一様にすることができ、特性の向上を図ることができる。
【００５９】
実施の形態４．
図９は、本発明の実施の形態４に係る電動機の固定子鉄心の積層板を形成する金属条材の平面図である。なお、図９において、実施の形態１と同一部分には、同一符号を付して説明を省略する。
【００６０】
実施の形態４に係る電動機１の固定子鉄心１１を構成する積層板１５−４は、図９に示すように、円弧面１６と直線面１７とを３つずつ備える。実施の形態４に係る積層板１５−４は、金属条材３０−４の幅方向に積層板１５−４を２列配置している。また、実施の形態４において、積層板１５−４の直線面１７は、回転軸２を中心とする周方向に１２０度ピッチで配置されている。
【００６１】
実施の形態４に係る電動機１によれば、実施の形態１と同様に、固定子鉄心１１を構成する積層板１５−４の外縁を真円に形成せずに、材料歩留りを向上しても、軸心Ｐ方向の一方Ｐ１に向かうにしたがって基準位置ＳＬが一方向Ｃ１にずれるように、複数枚の積層板１５−４を積層するため、磁束密度を一様にすることができる。その結果、実施の形態４に係る電動機１は、実施の形態１と同様に、材料歩留りの向上と磁束密度の均一化との両立を図ることができ、特性の向上を図ることができる。
【００６２】
以上の実施の形態に示した構成は、本発明の内容の一例を示すものであり、別の公知の技術と組み合わせることも可能であるし、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、構成の一部を省略、変更することも可能である。
【符号の説明】
【００６３】
１  電動機（回転電機）、２  回転軸、１１，１１−２，１１−３  固定子鉄心、１３  ズレ積層部、１５，１５−２，１５−４  積層板、１６  円弧面、１７  直線面、１９  整列積層部、４０  セットピン、４１  端面、Ｐ  軸心、ＳＬ  基準位置、ＲＬ  基準線、Ｐ１  一方、Ｃ１  一方向、Ｌ，Ｌ−３  長さ、Ｒ  外径（外形）、θ  角度。
【図１】
2017203612.tif 000004
【図２】
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【図３】
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【図４】
2017203612.tif 000007
【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
2017203612.tif 000011
【図９】
2017203612.tif 000012
【手続補正書】
【提出日】平成28年11月16日(2016.11.16)
【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】
回転軸と垂直な断面における外周が前記回転軸を中心とする円弧状である円弧面と、前記外周が直線状の直線面と、が交互に外縁に設けられた積層板を、前記回転軸の軸心方向に複数枚積層することで構成される固定子鉄心を備え、
前記固定子鉄心は、前記積層板の外縁において予め設定される基準位置が、前記周方向に変化するように複数の前記積層板が積層されたズレ積層部を備え、
前記ズレ積層部を構成する前記積層板の数をＸとし、一つの積層板に設けられた前記円弧面の数をＹとし、前記ズレ積層部を構成する複数の積層板の前記周方向の一方向にｎ周（ｎは１以上の整数）回転されるとすると、
前記ズレ積層部を構成する前記積層板のうち、前記軸心方向に連続して積層される２枚の前記積層板において、前記基準位置と軸心とを結んだ基準線同士のなす角度θ［°］は、式１及び式２を満たすこと
を特徴とする回転電機。
θ＝（３６０×ｎ）／Ｘ・・・式１
θ＜３６０／Ｙ・・・式２
【請求項２】
回転軸と垂直な断面における外周が前記回転軸を中心とする円弧状である円弧面と、前記外周が直線状の直線面と、が交互に外縁に設けられた積層板を、前記回転軸の軸心方向に複数枚積層することで構成される固定子鉄心を備え、
前記固定子鉄心は、前記積層板の外縁において予め設定される基準位置が、前記周方向に回転するように複数の前記積層板が積層されたズレ積層部を備え、
一つの積層板に設けられた前記直線面の数をＹ（Ｙ＞１）とし、ｍを１以上の整数とすると、
前記ズレ積層部を構成する前記積層板は（ｍ＋１）枚以上であり、
前記ズレ積層部を構成する前記積層板のうち、前記軸心方向に連続して積層される２枚の前記積層板において、前記基準位置と軸心とを結んだ基準線同士のなす角度θ［°］は、式３から式５を満たすこと
を特徴とする回転電機。
０＜θ＜（３６０／Ｙ）・・・式３
（ｍ＊θ）＜（３６０／Ｙ）・・・式４
（３６０／Ｙ）＜｛（ｍ＋１）＊θ｝・・・式５
【請求項３】
前記ズレ積層部の円弧面内に前記固定子鉄心の周り止め部材が設けられることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の回転電機。
【請求項４】
前記固定子鉄心は、前記基準位置が前記軸心方向に重なって前記積層板が積層された整列積層部を備える
ことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の回転電機。
【請求項５】
前記整列積層部の円弧面内に、前記固定子鉄心の周り止め部材が設けられることを特徴とする請求項４に記載の回転電機。
【請求項６】
前記整列積層部は、前記固定子鉄心の前記軸心方向の中央部に配置され、
前記ズレ積層部は、前記固定子鉄心の前記軸心方向の両端部に配置される
ことを特徴とする請求項４又は請求項５に記載の回転電機。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００７】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、回転軸と垂直な断面における外周が回転軸を中心とする円弧状である円弧面と、外周が直線状の直線面と、が交互に外縁に設けられた積層板を、回転軸の軸心方向に複数枚積層することで構成される固定子鉄心を備える回転電機である。固定子鉄心は、積層板の外縁において予め設定される基準位置が、周方向に変化するように複数の積層板が積層されたズレ積層部を備える。ズレ積層部を構成する積層板の数をＸとし、一つの積層板に設けられた円弧面の数をＹとし、ズレ積層部を構成する複数の積層板の周方向の一方向にｎ周（ｎは１以上の整数）回転されるとすると、ズレ積層部を構成する積層板のうち、軸心方向に連続して積層される２枚の積層板において、基準位置と軸心とを結んだ基準線同士のなす角度θ［°］は、θ＝（３６０×ｎ）／Ｘ及びθ＜３６０／Ｙを満たす。
【手続補正書】
【提出日】平成29年5月12日(2017.5.12)
【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】
回転軸と垂直な断面における外周が前記回転軸を中心とする円弧状である円弧面と、前記外周が直線状の直線面と、が交互に外縁に設けられた積層板を、前記回転軸の軸心方向に複数枚積層することで構成される固定子鉄心を備え、
前記固定子鉄心は、前記積層板の外縁において予め設定される基準位置が、前記回転軸を中心とする周方向に変化するように複数の前記積層板が積層されたズレ積層部を備え、
前記ズレ積層部を構成する前記積層板の数をＸとし、一つの積層板に設けられた前記円弧面の数をＹとし、前記ズレ積層部を構成する複数の積層板の前記周方向の一方向にｎ周（ｎは１以上の整数）回転されるとすると、
前記ズレ積層部を構成する前記積層板のうち、前記軸心方向に連続して積層される２枚の前記積層板において、前記基準位置と軸心とを結んだ基準線同士のなす角度θ［°］は、式１及び式２を満たし、Ｘ枚の前記積層板により前記基準位置が前記周方向に（ｎ×θ×Ｘ）［°］ズレること
を特徴とする回転電機。
θ＝（３６０×ｎ）／Ｘ・・・式１
θ＜３６０／Ｙ・・・式２
【請求項２】
回転軸と垂直な断面における外周が前記回転軸を中心とする円弧状である円弧面と、前記外周が直線状の直線面と、が交互に外縁に設けられた積層板を、前記回転軸の軸心方向に複数枚積層することで構成される固定子鉄心を備え、
前記固定子鉄心は、前記積層板の外縁において予め設定される基準位置が、前記回転軸を中心とする周方向に回転するように複数の前記積層板が積層されたズレ積層部を備え、
一つの積層板に設けられた前記直線面の数をＹ（Ｙ＞１）とし、ｍを１以上の整数とすると、
前記ズレ積層部を構成する前記積層板は（ｍ＋１）枚以上であり、
前記ズレ積層部を構成する前記積層板のうち、前記軸心方向に連続して積層される２枚の前記積層板において、前記基準位置と軸心とを結んだ基準線同士のなす角度θ［°］は、式３から式５を満たすこと
を特徴とする回転電機。
０＜θ＜（３６０／Ｙ）・・・式３
（ｍ＊θ）＜（３６０／Ｙ）・・・式４
（３６０／Ｙ）＜｛（ｍ＋１）＊θ｝・・・式５
【請求項３】
前記ズレ積層部の円弧面内に前記固定子鉄心の周り止め部材が設けられることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の回転電機。
【請求項４】
前記固定子鉄心は、前記基準位置が前記軸心方向に重なって前記積層板が積層された整列積層部を備える
ことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の回転電機。
【請求項５】
前記整列積層部の円弧面内に、前記固定子鉄心の周り止め部材が設けられることを特徴とする請求項４に記載の回転電機。
【請求項６】
前記整列積層部は、前記固定子鉄心の前記軸心方向の中央部に配置され、
前記ズレ積層部は、前記固定子鉄心の前記軸心方向の両端部に配置される
ことを特徴とする請求項４又は請求項５に記載の回転電機。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００７】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、回転軸と垂直な断面における外周が回転軸を中心とする円弧状である円弧面と、外周が直線状の直線面と、が交互に外縁に設けられた積層板を、回転軸の軸心方向に複数枚積層することで構成される固定子鉄心を備える回転電機である。固定子鉄心は、積層板の外縁において予め設定される基準位置が、回転軸を中心とする周方向に変化するように複数の積層板が積層されたズレ積層部を備える。ズレ積層部を構成する積層板の数をＸとし、一つの積層板に設けられた円弧面の数をＹとし、ズレ積層部を構成する複数の積層板の周方向の一方向にｎ周（ｎは１以上の整数）回転されるとすると、ズレ積層部を構成する積層板のうち、軸心方向に連続して積層される２枚の積層板において、基準位置と軸心とを結んだ基準線同士のなす角度θ［°］は、θ＝（３６０×ｎ）／Ｘ及びθ＜３６０／Ｙを満たし、Ｘ枚の積層板により基準位置が周方向に（ｎ×θ×Ｘ）［°］ズレる。
【国際調査報告】
2017203612.tif 000013
2017203612.tif 000014