(57)【要約】【課題】回転電機の出力トルクおよび効率の低下を抑制しつつ、固定子鉄心の振動に起因する騒音を低減可能な回転電機を提供する。【解決手段】固定子２０に対する可動子３０の移動方向を第一方向（矢印Ｘ方向）とし、固定子２０と可動子３０の対向方向を第二方向（矢印Ｙ方向）とし、第一方向（矢印Ｘ方向）および第二方向（矢印Ｙ方向）のいずれの方向に対しても直交する方向を第三方向（矢印Ｚ方向）とする。固定子鉄心２１の複数の積層鋼板のうちの一部または全部は、ヨーク部２１ａが第三方向（矢印Ｚ方向）にせん断されている第二方向（矢印Ｙ方向）に延びる少なくとも一つの第二方向切断部２２をそれぞれ備える。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のスロットが形成されている固定子鉄心を備える固定子と、前記固定子に対して移動可能に支持されている可動子とを具備する回転電機であって、
前記固定子に対する前記可動子の移動方向を第一方向とし、前記固定子と前記可動子の対向方向を第二方向とし、前記第一方向および前記第二方向のいずれの方向に対しても直交する方向を第三方向とするとき、
前記固定子鉄心は、前記第一方向に沿って形成されているヨーク部と、前記ヨーク部から前記第二方向に突出するように形成されている複数のティース部と、を備える複数の積層鋼板が前記第三方向に積層され、前記第一方向に隣接する前記ティース部と前記ヨーク部とによって前記複数のスロットの各々が形成されており、
前記複数の積層鋼板のうちの一部または全部は、前記ヨーク部が前記第三方向にせん断されている前記第二方向に延びる少なくとも一つの第二方向切断部をそれぞれ備える回転電機。
【請求項２】
前記少なくとも一つの第二方向切断部は、前記第三方向視において、前記複数のスロットのうちの一のスロットの底部を形成する前記ヨーク部の部位に設けられる第一端部と、前記複数のスロットが設けられる側と反対側の前記第二方向の前記ヨーク部の部位に設けられる第二端部と、を結ぶ切断線をそれぞれ形成し、
前記切断線は、直線状、円弧状または波状の部位を有する請求項１に記載の回転電機。
【請求項３】
前記少なくとも一つの第二方向切断部は、前記ヨーク部の前記第一方向の一方の側の部位と、前記ヨーク部の前記第一方向の他方の側の部位とを嵌合する少なくとも一つの嵌合部をそれぞれ備える請求項１または請求項２に記載の回転電機。
【請求項４】
前記少なくとも一つの第二方向切断部の前記第一方向の配置である第一方向配置が同一の前記第三方向に積層される前記複数の積層鋼板を第三方向部位とするとき、
前記固定子鉄心は、前記第一方向配置が異なる複数の前記第三方向部位が、前記第三方向に積層されている請求項１〜請求項３のいずれか一項に記載の回転電機。
【請求項５】
前記複数の第三方向部位は、前記第三方向の積層厚が均等に設定されている請求項４に記載の回転電機。
【請求項６】
前記固定子鉄心は、前記第三方向に隣接する前記第三方向部位間に、前記第三方向部位間の振動を抑制する第一制振部材を備える請求項４または請求項５に記載の回転電機。
【請求項７】
前記固定子鉄心は、少なくとも前記第三方向の両端部に、前記固定子鉄心の剛性を高める剛性向上部位を備える請求項４〜請求項６のいずれか一項に記載の回転電機。
【請求項８】
前記固定子鉄心は、前記剛性向上部位と前記複数の第三方向部位との間に、前記剛性向上部位と前記複数の第三方向部位との間の振動を抑制する第二制振部材を備える請求項７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、固定子鉄心の振動に起因する騒音を低減可能な回転電機に関する。
【背景技術】
【０００２】
上記発明の一例として、特許文献１に記載の発明が挙げられる。特許文献１に記載の電動機のステータは、隣接する２つのスロットではヨーク部の剛性が異なり、かつ、同一のスロットでは回転軸方向の一端側と他端側でヨーク部の剛性が異なる。また、特許文献１に記載の電動機のステータは、隣接するスロット間のヨーク部に溝部を設けるか否かによって、隣接するスロット間及び同一スロットの回転軸方向両端間の剛性を異ならせる。これにより、特許文献１に記載の発明は、固定子鉄心の振動に起因する騒音を低減しようとしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１１−１９９９１９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に記載の発明は、隣接するスロット間のヨーク部に溝部を設けるか否かによって、ヨーク部の剛性を異ならせる。そのため、溝部によって磁気抵抗が増加し、電動機の出力トルクに有効な磁束量が減少し、電動機の出力トルクが低下する可能性がある。また、溝部では、磁気漏れが生じ、磁束が積層鋼板に対して、軸方向に出入りする割合が増えるため、積層鋼板の渦電流が増加し、電動機の効率が低下する可能性がある。
【０００５】
本発明は、このような事情に鑑みて為されたものであり、回転電機の出力トルクおよび効率の低下を抑制しつつ、固定子鉄心の振動に起因する騒音を低減可能な回転電機を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明に係る回転電機は、複数のスロットが形成されている固定子鉄心を備える固定子と、前記固定子に対して移動可能に支持されている可動子とを具備する回転電機であって、前記固定子に対する前記可動子の移動方向を第一方向とし、前記固定子と前記可動子の対向方向を第二方向とし、前記第一方向および前記第二方向のいずれの方向に対しても直交する方向を第三方向とするとき、前記固定子鉄心は、前記第一方向に沿って形成されているヨーク部と、前記ヨーク部から前記第二方向に突出するように形成されている複数のティース部と、を備える複数の積層鋼板が前記第三方向に積層され、前記第一方向に隣接する前記ティース部と前記ヨーク部とによって前記複数のスロットの各々が形成されており、前記複数の積層鋼板のうちの一部または全部は、前記ヨーク部が前記第三方向にせん断されている前記第二方向に延びる少なくとも一つの第二方向切断部をそれぞれ備える。
【発明の効果】
【０００７】
本発明に係る回転電機によれば、固定子鉄心の複数の積層鋼板のうちの一部または全部は、ヨーク部が第三方向にせん断されている第二方向に延びる少なくとも一つの第二方向切断部をそれぞれ備える。これにより、本発明に係る回転電機は、固定子鉄心の振動に起因する騒音を低減することができる。また、本発明に係る回転電機は、ヨーク部に溝部を設ける場合と比べて、回転電機の出力トルクおよび効率の低下を抑制することができる。つまり、本発明に係る回転電機は、回転電機の出力トルクおよび効率の低下を抑制しつつ、固定子鉄心の振動に起因する騒音を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】第一実施形態に係り、第三方向（矢印Ｚ方向）視の回転電機１０の一例を示す正面図である。
【図２Ａ】図１の一つの第二方向切断部２２近傍の拡大図である。
【図２Ｂ】第一変形形態に係り、一つの第二方向切断部２２近傍の拡大図である。
【図２Ｃ】第二変形形態に係り、一つの第二方向切断部２２近傍の拡大図である。
【図２Ｄ】第三変形形態に係り、一つの第二方向切断部２２近傍の拡大図である。
【図３】図１に示す回転電機１０の二磁極分（一磁極対分）の相配置の一例を示す模式図である。
【図４】第二実施形態に係り、一つの第二方向切断部２２近傍の拡大図である。
【図５Ａ】第三実施形態に係り、第三方向（矢印Ｚ方向）視のヨーク部２１ａの一例を示す正面図である。
【図５Ｂ】図５Ａの矢印VB方向視の複数（三つ）の第三方向部位２４を備える固定子鉄心２１を示す平面図である。
【図５Ｃ】第四変形形態に係り、複数（六つ）の第三方向部位２４を備える固定子鉄心２１を示す平面図である。
【図５Ｄ】第五変形形態に係り、複数（六つ）の第三方向部位２４を備える固定子鉄心２１を示す平面図である。
【図５Ｅ】第六変形形態に係り、複数（六つ）の第三方向部位２４を備える固定子鉄心２１を示す平面図である。
【図６Ａ】第四実施形態に係り、第三方向（矢印Ｚ方向）視のヨーク部２１ａの一例を示す正面図である。
【図６Ｂ】図６Ａの矢印VIB方向視の複数（二つ）の剛性向上部位２６と、複数（三つ）の第三方向部位２４とを備える固定子鉄心２１を示す平面図である。
【図６Ｃ】第七変形形態に係り、複数（四つ）の剛性向上部位２６と、複数（三つ）の第三方向部位２４とを備える固定子鉄心２１を示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、実施形態を図面に基づいて説明する。なお、図面は、各実施形態について、共通する箇所には共通の符号が付されており、本明細書では、重複する説明が省略されている。また、一の実施形態において記載されている事項は、適宜、他の実施形態についても適用することができる。さらに、図面は、概念図であり、細部構造の寸法まで規定するものではない。上述したことは、変形形態についても同様に言える。
【００１０】
＜第一実施形態＞
図１および図２Ａに示すように、回転電機１０は、固定子２０と、可動子３０とを具備している。固定子２０は、固定子鉄心２１と、固定子巻線２３とを備えている。固定子鉄心２１には、複数（本実施形態では、６０個）のスロット２１ｃが形成されており、複数（６０個）のスロット２１ｃには、固定子巻線２３が挿通されている。なお、本実施形態では、固定子巻線２３は、三相の固定子巻線である。
【００１１】
可動子３０は、固定子２０に対して移動可能に支持されている。本実施形態では、可動子３０は、可動子鉄心３１と、可動子鉄心３１に設けられる複数（八つ）の可動子磁極（本実施形態では、複数（八つ）の永久磁石３２）とを備えている。このように、本実施形態の回転電機１０は、８極６０スロット構成の回転電機（可動子３０の磁極数が２極、固定子２０のスロット数が１５スロットを基本構成とする回転電機）であり、毎極毎相スロット数は２．５である。つまり、本実施形態の回転電機１０は、毎極毎相スロット数が整数でない分数スロット構成の回転電機である。
【００１２】
また、固定子２０に対する可動子３０の移動方向を第一方向（矢印Ｘ方向）とする。さらに、固定子２０と可動子３０の対向方向を第二方向（矢印Ｙ方向）とする。また、第二方向（矢印Ｙ方向）のうちの固定子２０側から可動子３０側に向かう方向を第二方向可動子側（矢印Ｙ１方向）とする。さらに、第二方向（矢印Ｙ方向）のうちの可動子３０側から固定子２０側に向かう方向を第二方向固定子側（矢印Ｙ２方向）とする。また、第一方向（矢印Ｘ方向）および第二方向（矢印Ｙ方向）のいずれの方向に対しても直交する方向を第三方向（矢印Ｚ方向）とする。
【００１３】
図１に示すように、本実施形態の回転電機１０は、固定子２０および可動子３０が同軸に配されるラジアル空隙型の円筒状回転電機である。よって、第一方向（矢印Ｘ方向）は、回転電機１０の周方向に相当し、固定子２０に対する可動子３０の回転方向に相当する。また、第二方向（矢印Ｙ方向）は、回転電機１０の径方向に相当する。さらに、第三方向（矢印Ｚ方向）は、回転電機１０の軸線方向に相当する。
【００１４】
図２Ａに示すように、固定子鉄心２１は、複数の積層鋼板２１ｘが第三方向（矢印Ｚ方向）に積層されて形成されている。複数の積層鋼板２１ｘは、例えば、電磁鋼板（例えば、ケイ素鋼板）を用いることができ、複数の積層鋼板２１ｘの各々は、薄板状に形成されている。複数の積層鋼板２１ｘの各々は、ヨーク部２１ａと、複数（本実施形態では、６０個）のティース部２１ｂとを備えている。複数（本実施形態では、６０個）のティース部２１ｂは、ヨーク部２１ａと一体に形成されている。
【００１５】
ヨーク部２１ａは、第一方向（矢印Ｘ方向）に沿って形成されている。複数（６０個）のティース部２１ｂは、ヨーク部２１ａから第二方向（矢印Ｙ方向）に突出するように形成されている。また、図１に示すように、第一方向（矢印Ｘ方向）に隣接するティース部２１ｂ，２１ｂとヨーク部２１ａとによって、複数（６０個）のスロット２１ｃの各々が形成されている。さらに、複数（６０個）のティース部２１ｂの各々は、ティース先端部２１ｄを備えている。ティース先端部２１ｄは、ティース部２１ｂの第二方向可動子側（矢印Ｙ１方向）の先端部をいい、第一方向（矢印Ｘ方向）に幅広に形成されている。
【００１６】
複数（６０個）のティース部２１ｂと可動子３０との間に発生する第二方向（矢印Ｙ方向）の電磁気的な吸引力は、可動子３０の移動（回転）に伴って周期的に変動する。その結果、固定子鉄心２１に振動（円筒状回転電機では、円環振動）が生じ、固定子鉄心２１の振動に起因して騒音が発生する。そこで、本実施形態の回転電機１０では、固定子鉄心２１の振動に起因する騒音を低減する。
【００１７】
本実施形態では、固定子鉄心２１の複数の積層鋼板２１ｘのうちの全部は、一つの第二方向切断部２２をそれぞれ備える。つまり、固定子鉄心２１の複数の積層鋼板２１ｘの各々は、一つの第二方向切断部２２を備える。図１および図２Ａに示すように、一つの第二方向切断部２２は、ヨーク部２１ａが第三方向（矢印Ｚ方向）にせん断されている第二方向（矢印Ｙ方向）に延びる部位をいう。一つの第二方向切断部２２は、例えば、公知のプレス加工（せん断加工）などによって形成することができる。
【００１８】
図２Ａに示すように、一つの第二方向切断部２２は、第三方向（矢印Ｚ方向）視において、第一端部２２ａと第二端部２２ｂとを結ぶ切断線２２ｃを形成している。第一端部２２ａは、複数（６０個）のスロット２１ｃのうちの一のスロット２１ｃの底部を形成するヨーク部２１ａの部位に設けられる。第二端部２２ｂは、複数（６０個）のスロット２１ｃが設けられる側と反対側の第二方向（矢印Ｙ方向）のヨーク部２１ａの部位に設けられる。
【００１９】
切断線２２ｃの形状は限定されないが、図２Ａに示すように、切断線２２ｃは、直線状の部位を有すると好適である。この場合、切断線２２ｃは、第一端部２２ａと第二端部２２ｂとを最短で結ぶことができ、一つの第二方向切断部２２における切断面積を最小化することができる。また、切断線２２ｃが第二方向（矢印Ｙ方向）に沿うように、一つの第二方向切断部２２を設けると好適である。この場合、一つの第二方向切断部２２の第一方向（矢印Ｘ方向）の一方の側の切断面と、第一方向（矢印Ｘ方向）の他方の側の切断面とによって、第一方向（矢印Ｘ方向）に生じる圧縮応力を受けることができ、座屈に対する耐性が向上する。その結果、一つの第二方向切断部２２を設けない場合と同程度の圧縮変形が可能になる。
【００２０】
図２Ｂに示すように、一つの第二方向切断部２２は、切断線２２ｃが、第二方向（矢印Ｙ方向）に対して傾斜するように形成することもできる（第一変形形態）。また、図２Ｃに示すように、切断線２２ｃは、円弧状の部位を有しても良い（第二変形形態）。さらに、図２Ｄに示すように、切断線２２ｃは、波状（正弦波状）の部位を有しても良い（第三変形形態）。図２Ｂ、図２Ｃおよび図２Ｄは、図２Ａと同様に図示されており、一つの第二方向切断部２２の変形形態の一例を示している。第一変形形態〜第三変形形態では、本実施形態と比べて、切断線２２ｃの長さが長くなる。そのため、第一変形形態〜第三変形形態は、本実施形態と比べて、一つの第二方向切断部２２における切断面積が増加し、一つの第二方向切断部２２における磁気抵抗を低減させることができる。なお、波状は、正弦波状に限定されるものではない。波状は、三角波状、鋸波状、矩形波状などであっても良い。また、切断線２２ｃは、直線状、円弧状および波状のうちの複数の形状を組み合わせたものであっても良い。
【００２１】
本実施形態および上述したいずれの変形形態においても、固定子鉄心２１の複数の積層鋼板２１ｘのうちの全部は、一つの第二方向切断部２２をそれぞれ備える。そのため、回転電機１０の駆動時に生じる固定子鉄心２１の振動は、複数の積層鋼板２１ｘの各々に設けられる一つの第二方向切断部２２によって減衰する。具体的には、複数の積層鋼板２１ｘの各々に設けられる一つの第二方向切断部２２に歪みが生じ、摩擦が発生して振動が減衰する。これにより、本実施形態の回転電機１０は、固定子鉄心２１の振動に起因する騒音を低減することができる。また、本実施形態の回転電機１０は、ヨーク部２１ａに溝部を設ける場合と比べて、ヨーク部２１ａにおける空隙が低減されるので、回転電機１０の出力トルクおよび効率の低下を抑制することができる。
【００２２】
なお、固定子鉄心２１の複数の積層鋼板２１ｘのうちの一部は、一つの第二方向切断部２２をそれぞれ備えることもできる。また、複数の積層鋼板２１ｘのうちの一部または全部は、複数の第二方向切断部２２をそれぞれ備える（積層鋼板２１ｘの一枚当たり複数の第二方向切断部２２を備える。以下、同じ。）こともできる。上述したことは、いずれの形態においても同様に言える。さらに、いずれの形態においても、既述した変形形態を適用することができる。
【００２３】
また、本実施形態では、固定子鉄心２１の複数の積層鋼板２１ｘのうちの全部は、一つの第二方向切断部２２をそれぞれ備えるので、複数の第二方向切断部２２をそれぞれ備える場合と比べて、第二方向切断部２２を設けることによる磁気特性の劣化を最小限に抑えることができる。さらに、複数の積層鋼板２１ｘの各々は、複数の部材に完全に分割されない（複数の部材に切り離されない）ので、固定子鉄心２１の組み付け精度の低下（例えば、円筒状回転電機では、固定子２０の可動子対向面の真円度の低下、軸心のずれなど）を抑えることができる。
【００２４】
図２Ａに示すように、複数（６０個）のスロット２１ｃには、固定子巻線２３が挿通されている。固定子巻線２３は、例えば、銅などの導体表面がエナメルなどの絶縁層で被覆されている。固定子巻線２３の断面形状は、特に限定されるものではなく、任意の断面形状とすることができる。例えば、断面円形状の丸線、断面多角形状の角線などの種々の断面形状の巻線を用いることができる。また、複数のより細い巻線素線を組み合わせた並列細線を用いることもできる。並列細線を用いる場合、単線の場合と比べて固定子巻線２３に発生する渦電流損を低減することができ、回転電機１０の効率が向上する。また、巻線成形に要する力を低減することができるので、成形性が向上して製作が容易になる。
【００２５】
固定子巻線２３の巻装方式は、限定されない。固定子巻線２３は、例えば、二層重巻、波巻、同心巻によって巻装することができる。また、図３に示すように、固定子巻線２３は、第二方向（矢印Ｙ方向）において、二層に形成することができる。本実施形態の回転電機１０は、三相機であり、固定子巻線２３は、Ｕ相（第一相）巻線と、Ｖ相（第二相）巻線と、Ｗ相（第三相）巻線とを備えている。Ｕ相巻線、Ｖ相巻線およびＷ相巻線は、電気角で１２０°ずつ、位相がずれている。Ｕ相巻線、Ｖ相巻線およびＷ相巻線は、この順に位相が遅れているものとする。
【００２６】
また、Ｕ相巻線は、Ｕ１相巻線、Ｕ２相巻線、Ｕ３相巻線、Ｕ４相巻線およびＵ５相巻線を備えている。Ｕ１相巻線、Ｕ２相巻線およびＵ３相巻線は、第一方向（矢印Ｘ方向）に１スロットピッチずつ、ずらされて配置されている。Ｕ４相巻線およびＵ５相巻線は、第一方向（矢印Ｘ方向）に１スロットピッチ、ずらされて配置されている。Ｕ３相巻線とＵ４相巻線との間は、第一方向（矢印Ｘ方向）に６スロットピッチ、ずらされて配置されている。このように、Ｕ１相巻線、Ｕ２相巻線、Ｕ３相巻線、Ｕ４相巻線およびＵ５相巻線は、同相（Ｕ相）ではあるが、固定子２０上の配置が異なる。
【００２７】
同図では、固定子巻線２３の通電方向は、アスタリスクの有無で表されている。具体的には、アスタリスクが付されている相（例えば、Ｕ１＊）は、アスタリスクが付されていない相（例えば、Ｕ１）に対して、固定子巻線２３の通電方向が逆方向に設定される。Ｕ相巻線について上述したことは、Ｖ相巻線およびＷ相巻線についても同様に言える。本実施形態の回転電機１０は、毎極毎相スロット数が２．５である。そのため、第一方向（矢印Ｘ方向）に隣接する同相の数は、各層で、２と３とが交互に繰り返される。
【００２８】
このように、本実施形態では、固定子巻線２３は、分布巻で巻装されている。分布巻では、固定子巻線２３の巻線ピッチが、１スロットピッチより大きく設定され、複数磁極に亘って巻装される。また、三相の固定子巻線２３は、Ｙ結線で電気的に接続されている。なお、固定子巻線２３は、集中巻で巻装することもできる。集中巻では、固定子巻線２３の巻線ピッチが、１スロットピッチ分に設定され、一磁極において巻装される。また、三相の固定子巻線２３は、Δ結線で電気的に接続することもできる。さらに、固定子巻線２３の相数は、限定されない。
【００２９】
図２Ａに示すように、可動子鉄心３１は、複数の積層鋼板３１ｘが第三方向（矢印Ｚ方向）に積層されて形成されている。複数の積層鋼板３１ｘは、例えば、電磁鋼板（例えば、ケイ素鋼板）を用いることができ、複数の積層鋼板３１ｘの各々は、薄板状に形成されている。本実施形態の回転電機１０は、円筒状回転電機であり、可動子鉄心３１は、円柱状に形成されている。また、可動子鉄心３１には、第一方向（矢印Ｘ方向）に沿って複数の磁石収容部（図示略）が設けられている。複数の磁石収容部には、所定磁極数分（本実施形態では四磁極対分）の複数（八つ）の永久磁石３２が埋設されており、複数（八つ）の永久磁石３２と固定子２０に発生する回転磁界とによって、可動子３０が移動可能（回転可能）になっている。
【００３０】
複数（八つ）の永久磁石３２は、例えば、公知のフェライト系磁石や希土類系磁石を用いることができる。また、複数（八つ）の永久磁石３２の製法は、限定されない。複数（八つ）の永久磁石３２は、例えば、樹脂ボンド磁石や焼結磁石を用いることができる。樹脂ボンド磁石は、例えば、フェライト系の原料磁石粉末と樹脂などを混合して、射出成形などによって可動子鉄心３１に鋳込み形成される。焼結磁石は、例えば、希土類系の原料磁石粉末を磁界中で加圧成形して、高温で焼き固めて形成される。なお、可動子３０は、表面磁石形にすることもできる。表面磁石形の可動子３０は、固定子鉄心２１の各ティース先端部２１ｄと対向する可動子鉄心３１の表面（外側表面）に複数（八つ）の永久磁石３２が設けられる。
【００３１】
図１に示すように、本実施形態では、可動子３０は、固定子２０の内方（回転電機１０の軸心側）に設けられており、固定子２０に対して移動可能（回転可能）に支持されている。具体的には、可動子鉄心３１には、シャフト３３が設けられており、シャフト３３は、可動子鉄心３１の軸心を第三方向（矢印Ｚ方向）に貫通している。シャフト３３の第三方向（矢印Ｚ方向）の両端部は、軸受部材（図示略）によって、回転可能に支持されている。これにより、可動子３０は、固定子２０に対して、移動可能（回転可能）になっている。
【００３２】
本実施形態の回転電機１０によれば、複数（６０個）のスロット２１ｃが形成されている固定子鉄心２１を備える固定子２０と、固定子２０に対して移動可能に支持されている可動子３０とを具備している。固定子鉄心２１は、第一方向（矢印Ｘ方向）に沿って形成されているヨーク部２１ａと、ヨーク部２１ａから第二方向（矢印Ｙ方向）に突出するように形成されている複数（６０個）のティース部２１ｂと、を備える複数の積層鋼板２１ｘが第三方向（矢印Ｚ方向）に積層され、第一方向（矢印Ｘ方向）に隣接するティース部２１ｂ，２１ｂとヨーク部２１ａとによって、複数（６０個）のスロット２１ｃの各々が形成されている。固定子鉄心２１の複数の積層鋼板２１ｘのうちの全部は、ヨーク部２１ａが第三方向（矢印Ｚ方向）にせん断されている第二方向（矢印Ｙ方向）に延びる一つの第二方向切断部２２をそれぞれ備える。これにより、本実施形態の回転電機１０は、固定子鉄心２１の振動に起因する騒音を低減することができる。また、本実施形態の回転電機１０は、ヨーク部２１ａに溝部を設ける場合と比べて、回転電機１０の出力トルクおよび効率の低下を抑制することができる。つまり、本実施形態の回転電機１０は、回転電機１０の出力トルクおよび効率の低下を抑制しつつ、固定子鉄心２１の振動に起因する騒音を低減することができる。上述したことは、固定子鉄心２１の複数の積層鋼板２１ｘのうちの一部が、一つの第二方向切断部２２をそれぞれ備える形態についても同様に言える。また、上述したことは、複数の積層鋼板２１ｘのうちの一部または全部が、複数の第二方向切断部２２をそれぞれ備える形態についても同様に言える。
【００３３】
また、本実施形態の回転電機１０によれば、一つの第二方向切断部２２は、第三方向（矢印Ｚ方向）視において、複数（６０個）のスロット２１ｃのうちの一のスロット２１ｃの底部を形成するヨーク部２１ａの部位に設けられる第一端部２２ａと、複数（６０個）のスロット２１ｃが設けられる側と反対側の第二方向（矢印Ｙ方向）のヨーク部２１ａの部位に設けられる第二端部２２ｂと、を結ぶ切断線２２ｃを形成している。さらに、切断線２２ｃは、直線状の部位を有する。直線状の切断線２２ｃは、他の形状と比べて、一つの第二方向切断部２２を形成する治具（例えば、プレス加工におけるパンチおよびダイス）を簡素化し易い。上述したことは、複数の積層鋼板２１ｘのうちの一部または全部が、複数の第二方向切断部２２をそれぞれ備える形態についても同様に言える。つまり、少なくとも一つの第二方向切断部２２は、第三方向（矢印Ｚ方向）視において、第一端部２２ａと第二端部２２ｂとを結ぶ切断線２２ｃをそれぞれ形成することができる。
【００３４】
さらに、本実施形態の回転電機１０によれば、切断線２２ｃが第二方向（矢印Ｙ方向）に沿うように、一つの第二方向切断部２２が形成されている。これにより、本実施形態の回転電機１０は、一つの第二方向切断部２２の第一方向（矢印Ｘ方向）の一方の側の切断面と、第一方向（矢印Ｘ方向）の他方の側の切断面とによって、第一方向（矢印Ｘ方向）に生じる圧縮応力を受けることができ、座屈に対する耐性が向上する。その結果、一つの第二方向切断部２２を設けない場合と同程度の圧縮変形が可能になる。
【００３５】
なお、スキューまたは切り欠き（固定子鉄心２１と可動子鉄心３１との対向面に設ける）等によって、固定子鉄心２１の振動に起因する騒音を低減しようとすると、回転電機１０の出力トルクが目減りする。本実施形態の回転電機１０は、一つの第二方向切断部２２によって、固定子鉄心２１の振動に起因する騒音を低減するので、回転電機１０の出力トルクの目減りを抑制することができる。また、一つの第二方向切断部２２を設けることによる加工劣化は軽微であるが、支障がある場合は、焼鈍等を実施して、加工劣化を回復させても良い。このように、本実施形態の回転電機１０は、スキュー等と比べて、回転電機１０の性能劣化が少ないので、回転電機１０の小型化、低コスト化を図り易い。また、固定子鉄心２１の固定は、カシメ、接着、溶接等で行うと良い。この際、固定子鉄心２１の振動に起因する騒音を低減するための複数の積層鋼板２１ｘの相対的な動きを許容しつつ、固定子鉄心２１の固定強度を確保する。
【００３６】
＜第二実施形態＞
本実施形態は、一つの第二方向切断部２２が一つの嵌合部２２ｄを備える点で、第一実施形態と異なる。以下、第一実施形態と異なる点を中心に説明する。
【００３７】
図４に示すように、一つの第二方向切断部２２は、一つの嵌合部２２ｄを備える。一つの嵌合部２２ｄは、ヨーク部２１ａの第一方向（矢印Ｘ方向）の一方の側の部位と、ヨーク部２１ａの第一方向（矢印Ｘ方向）の他方の側の部位とを嵌合する。図４は、図２Ａと同様に図示されており、一つの第二方向切断部２２に設けられる一つの嵌合部２２ｄの一例を示している。図４に示すように、ヨーク部２１ａの第一方向（矢印Ｘ方向）の一方の側の部位（紙面左側の部位）の一部は、ヨーク部２１ａの第一方向（矢印Ｘ方向）の他方の側の部位（紙面右側の部位）に突出しており、凸部２２ｄ１が形成されている。ヨーク部２１ａの第一方向（矢印Ｘ方向）の他方の側の部位（紙面右側の部位）には、凸部２２ｄ１と嵌合可能な凹部２２ｄ２が形成されている。このように、本実施形態の一つの嵌合部２２ｄは、凸部２２ｄ１と凹部２２ｄ２とを備えており、ヨーク部２１ａの第一方向（矢印Ｘ方向）の一方の側の部位と、ヨーク部２１ａの第一方向（矢印Ｘ方向）の他方の側の部位とが嵌合されている。なお、一つの嵌合部２２ｄは、図４に示す形態に限定されるものではない。
【００３８】
本実施形態の回転電機１０によれば、一つの第二方向切断部２２は、ヨーク部２１ａの第一方向（矢印Ｘ方向）の一方の側の部位と、ヨーク部２１ａの第一方向（矢印Ｘ方向）の他方の側の部位とを嵌合する一つの嵌合部２２ｄを備える。これにより、本実施形態の回転電機１０は、第一方向（矢印Ｘ方向）の引張り応力に対して、ヨーク部２１ａの所望の剛性を確保することができる。なお、一つの第二方向切断部２２において、複数の嵌合部２２ｄを備えることもできる。上述したことは、複数の積層鋼板２１ｘのうちの一部または全部が、複数の第二方向切断部２２をそれぞれ備える形態についても同様に言える。つまり、少なくとも一つの第二方向切断部２２は、少なくとも一つの嵌合部２２ｄをそれぞれ備えることができる。
【００３９】
＜第三実施形態＞
本実施形態は、第一方向配置が異なる複数（三つ）の第三方向部位２４が、第三方向（矢印Ｚ方向）に積層されている点で、第一実施形態と異なる。以下、第一実施形態と異なる点を中心に説明する。
【００４０】
ここで、少なくとも一つの第二方向切断部２２の第一方向（矢印Ｘ方向）の配置を第一方向配置とする。また、第一方向配置が同一の第三方向（矢印Ｚ方向）に積層される複数の積層鋼板２１ｘを第三方向部位２４とする。図５Ａおよび図５Ｂに示すように、本実施形態の固定子鉄心２１は、第一方向配置が異なる複数（三つ）の第三方向部位２４が、第三方向（矢印Ｚ方向）に積層されている。また、複数（三つ）の第三方向部位２４は、一つの第二方向切断部２２が設けられる第一方向（矢印Ｘ方向）の位置が、１２０°（＝３６０°／３）ずつ、均等にずらされており、第一方向配置が均等化されている。なお、図５Ａでは、説明の便宜上、ヨーク部２１ａのみが図示されており、複数（６０個）のティース部２１ｂの図示が省略されている。
【００４１】
図５Ｂに示すように、複数（三つ）の第三方向部位２４は、第三方向（矢印Ｚ方向）の積層厚ｔ１が均等に設定されていると好適である。また、固定子鉄心２１は、第三方向（矢印Ｚ方向）に隣接する第三方向部位２４間に、第三方向部位２４間の振動を抑制する第一制振部材２５を備えると好適である。第一制振部材２５は、第三方向（矢印Ｚ方向）に隣接する第三方向部位２４間の振動を熱エネルギーに変換して、第三方向部位２４間の振動を減衰させる。第一制振部材２５は、第三方向（矢印Ｚ方向）に隣接する第三方向部位２４間の振動を抑制することができれば良く、限定されない。第一制振部材２５は、例えば、公知の制振ゴム、制振性樹脂などを用いることができる。
【００４２】
また、第三方向部位２４の数および第三方向（矢印Ｚ方向）における配置は、限定されない。例えば、図５Ｃに示すように、第四変形形態の固定子鉄心２１は、複数（六つ）の第三方向部位２４が、第三方向（矢印Ｚ方向）に積層されている。図５Ｃは、図５Ｂと同様に図示されており、固定子鉄心２１の変形形態の一例を示している。図５Ｃでは、複数（六つ）の第三方向部位２４のうちの第一方向配置が同一の複数（二つ）の第三方向部位２４，２４を第三方向部位２４ａ，２４ａで示している。同様に、残りの複数（四つ）の第三方向部位２４のうちの第一方向配置が同一の複数（二つ）の第三方向部位２４，２４を第三方向部位２４ｂ，２４ｂで示し、第一方向配置が同一の残りの複数（二つ）の第三方向部位２４，２４を第三方向部位２４ｃ，２４ｃで示している。第四変形形態の固定子鉄心２１は、第三方向（矢印Ｚ方向）の一端側から他端側にかけて、第三方向部位２４ａ、第三方向部位２４ｂ、第三方向部位２４ｃ、第三方向部位２４ａ、第三方向部位２４ｂ、第三方向部位２４ｃの順に配置されている。
【００４３】
図５Ｄに示すように、第五変形形態の固定子鉄心２１は、複数（六つ）の第三方向部位２４が、第三方向（矢印Ｚ方向）に積層されている。図５Ｄは、図５Ｂおよび図５Ｃと同様に図示されており、固定子鉄心２１の変形形態の一例を示している。第五変形形態の固定子鉄心２１は、第四変形形態の固定子鉄心２１と同様に複数（六つ）の第三方向部位２４を備えているが、第三方向（矢印Ｚ方向）における配置が異なる。第五変形形態の固定子鉄心２１は、第三方向（矢印Ｚ方向）の一端側から他端側にかけて、第三方向部位２４ａ、第三方向部位２４ｂ、第三方向部位２４ｃ、第三方向部位２４ｂ、第三方向部位２４ｃ、第三方向部位２４ａの順に配置されている。
【００４４】
図５Ｄに示す第三方向（矢印Ｚ方向）の一端側の複数（三つ）の第三方向部位２４（一端側から他端側にかけて、第三方向部位２４ａ、第三方向部位２４ｂ、第三方向部位２４ｃ）を一組とする。第二方向（矢印Ｙ方向）に延びる仮想の軸線に対して、上述した一組の複数（三つ）の第三方向部位２４を１８０°回転させると、第三方向（矢印Ｚ方向）の他端側の複数（三つ）の第三方向部位２４（一端側から他端側にかけて、第三方向部位２４ｂ、第三方向部位２４ｃ、第三方向部位２４ａ）になる。このように、第五変形形態の固定子鉄心２１は、複数（三つ）の第三方向部位２４を一組とし、第二方向（矢印Ｙ方向）に延びる仮想の軸線に対して１８０°回転させて積み上げることにより、複数（六つ）の第三方向部位２４を形成することができる。よって、第五変形形態の固定子鉄心２１は、複数（六つ）の第三方向部位２４の各々を順に積層する場合と比べて、積層工程の簡素化を図ることができる。
【００４５】
図５Ｅに示すように、第六変形形態の固定子鉄心２１は、複数（六つ）の第三方向部位２４が、第三方向（矢印Ｚ方向）に積層されている。図５Ｅは、図５Ｂ、図５Ｃおよび図５Ｄと同様に図示されており、固定子鉄心２１の変形形態の一例を示している。第六変形形態の固定子鉄心２１は、第四変形形態および第五変形形態の固定子鉄心２１と同様に複数（六つ）の第三方向部位２４を備えているが、第三方向（矢印Ｚ方向）における配置が異なる。第六変形形態の固定子鉄心２１は、第三方向（矢印Ｚ方向）の一端側から他端側にかけて、第三方向部位２４ａ、第三方向部位２４ｂ、第三方向部位２４ｃ、第三方向部位２４ｃ、第三方向部位２４ｂ、第三方向部位２４ａの順に配置されている。
【００４６】
本実施形態の回転電機１０によれば、固定子鉄心２１は、第一方向配置が異なる複数（三つ）の第三方向部位２４が、第三方向（矢印Ｚ方向）に積層されている。これにより、本実施形態の回転電機１０は、固定子鉄心２１の固有振動（円筒状回転電機では、円環固有振動）を第一方向（矢印Ｘ方向）に、ずらすことができる。その結果、第三方向（矢印Ｚ方向）に隣接する第三方向部位２４の境界面において相対的な動きが生じ、固定子鉄心２１の振動を減衰させることができる。
【００４７】
また、複数（三つ）の第三方向部位２４は、一つの第二方向切断部２２が設けられる第一方向（矢印Ｘ方向）の位置が、１２０°（＝３６０°／３）ずつ、均等にずらされており、複数（三つ）の第三方向部位２４をずらさない場合と比べて、第一方向配置がより均等化されている。これにより、本実施形態の回転電機１０は、一つの第二方向切断部２２を設けることによって生じる磁気特性劣化部位および剛性低下部位を第一方向（矢印Ｘ方向）において分散させることができる。その結果、第一方向（矢印Ｘ方向）における磁気特性の対称性、固定子鉄心２１の強度の対称性を向上させることができる。
【００４８】
なお、例えば、固定子磁極の磁極ピッチ、固定子鉄心２１をハウジング（図示略）に取り付ける際に用いる貫通ボルト（図示略）などの位置を考慮して、一つの第二方向切断部２２が設けられる第一方向（矢印Ｘ方向）の位置を設定することもできる。また、所定の固有振動を低減するために、一つの第二方向切断部２２が設けられる第一方向（矢印Ｘ方向）の位置、第二方向切断部２２の数などを適宜、調整することもできる。
【００４９】
また、本実施形態の回転電機１０によれば、複数（三つ）の第三方向部位２４は、第三方向（矢印Ｚ方向）の積層厚ｔ１が均等に設定されている。これにより、本実施形態の回転電機１０は、複数（三つ）の第三方向部位２４の各々において、固定子鉄心２１の振動の減衰量を均等化することができる。さらに、本実施形態の回転電機１０によれば、固定子鉄心２１は、第三方向（矢印Ｚ方向）に隣接する第三方向部位２４間に、第三方向部位２４間の振動を抑制する第一制振部材２５を備える。これにより、本実施形態の回転電機１０は、第三方向部位２４間の振動を熱エネルギーに変換して、第三方向部位２４間の振動を減衰させることができる。
【００５０】
＜第四実施形態＞
本実施形態は、固定子鉄心２１の第三方向（矢印Ｚ方向）の両端部に、剛性向上部位２６を備える点で、第三実施形態と異なる。以下、第三実施形態と異なる点を中心に説明する。
【００５１】
固定子鉄心２１の第三方向（矢印Ｚ方向）の両端部は、他の部位と比べて、第三方向（矢印Ｚ方向）に隣接する部材が半減する（隣接する部材が片側のみとなる）ので、振動し易くなる。一方、固定子鉄心２１の第三方向（矢印Ｚ方向）の両端部は、他の部品との組み付け接触面（例えば、回転電機１０を収容するハウジングの固定子鉄心２１の受け面）になるので、当該部位の剛性を向上させ、固定子鉄心２１の振動振幅を低減して、伝搬振動を低減する必要がある。また、固定子鉄心２１の第三方向（矢印Ｚ方向）の両端部は、固定子巻線２３と固定子鉄心２１が角当たりする部位であり、当該部位の固定子鉄心２１の振動振幅の低減は、固定子巻線２３の絶縁確保にも有用である。
【００５２】
図６Ａおよび図６Ｂに示すように、本実施形態の固定子鉄心２１は、第三方向（矢印Ｚ方向）の両端部に、固定子鉄心２１の剛性を高める剛性向上部位２６を備える。剛性向上部位２６は、固定子鉄心２１の剛性を高めることができれば良く、その構成は限定されない。剛性向上部位２６は、例えば、第三方向（矢印Ｚ方向）に積層される複数の積層鋼板２１ｘの一部であって、少なくとも一つの第二方向切断部２２を具備しない積層鋼板２１ｘを用いることができる。なお、図６Ａは、図５Ａと同様に図示されており、図６Ｂは、図５Ｂと同様に図示されている。
【００５３】
また、固定子鉄心２１は、剛性向上部位２６と、複数（三つ）の第三方向部位２４との間に、剛性向上部位２６と、複数（三つ）の第三方向部位２４との間の振動を抑制する第二制振部材２７を備えると好適である。第二制振部材２７は、第一制振部材２５と同様の制振部材を用いることができる。また、剛性向上部位２６の数および第三方向（矢印Ｚ方向）における配置は、限定されない。
【００５４】
例えば、図６Ｃに示すように、第七変形形態の固定子鉄心２１は、複数（四つ）の剛性向上部位２６と、複数（三つ）の第三方向部位２４とを備えている。図６Ｃは、図６Ｂと同様に図示されており、固定子鉄心２１の変形形態の一例を示している。第七変形形態の固定子鉄心２１は、第三方向（矢印Ｚ方向）に隣接する第三方向部位２４間に、剛性向上部位２６を備えている。第七変形形態の固定子鉄心２１は、第三方向（矢印Ｚ方向）の一端側から他端側にかけて、剛性向上部位２６、第三方向部位２４、剛性向上部位２６、第三方向部位２４、剛性向上部位２６、第三方向部位２４、剛性向上部位２６の順に配置されている。
【００５５】
本実施形態の回転電機１０によれば、固定子鉄心２１は、少なくとも第三方向（矢印Ｚ方向）の両端部に、固定子鉄心２１の剛性を高める剛性向上部位２６を備える。これにより、本実施形態の回転電機１０は、他の部位と比べて、振動し易い固定子鉄心２１の第三方向（矢印Ｚ方向）の両端部の剛性を高めることができる。その結果、固定子鉄心２１の振動振幅を低減して伝搬振動を低減できるとともに、固定子巻線２３の絶縁を確保することができる。
【００５６】
また、第三方向部位２４と剛性向上部位２６とを混在させることができるので、固定子鉄心２１（複数の積層鋼板２１ｘ）の全部が剛性向上部位２６の場合と比べて、同じ固有振動をもつ部位を減らすことができる。さらに、第三方向部位２４と剛性向上部位２６とは、剛性が異なるので、固定子鉄心２１に振動が発生しても、両者の接触面（境界面）で相対的な動きが生じ、固定子鉄心２１の振動が減衰する。その結果、固定子鉄心２１の振動が速やかに減衰し、顕著な騒音を低減することができる。
【００５７】
さらに、本実施形態の回転電機１０によれば、固定子鉄心２１は、剛性向上部位２６と、複数（三つ）の第三方向部位２４との間に、剛性向上部位２６と、複数（三つ）の第三方向部位２４との間の振動を抑制する第二制振部材２７を備える。これにより、本実施形態の回転電機１０は、剛性向上部位２６と、複数（三つ）の第三方向部位２４との間の振動を熱エネルギーに変換して、剛性向上部位２６と、複数（三つ）の第三方向部位２４との間の振動を減衰させることができる。
【００５８】
＜その他＞
本発明は、上記した実施形態および変形形態、並びに、図面に示した形態のみに限定されるものではなく、要旨を逸脱しない範囲内で適宜変更して実施することができる。例えば、少なくとも一つの第二方向切断部２２は、ヨーク部２１ａの第二方向（矢印Ｙ方向）の一部の部位にそれぞれ設けることもできる。この場合、少なくとも一つの第二方向切断部２２は、第一端部２２ａと第二端部２２ｂとを結ぶ線分または曲線の一部をそれぞれ形成する。
【００５９】
また、既述の形態では、可動子３０は、固定子２０の内方に設けられている（インナーロータ型の回転電機）。しかしながら、可動子３０は、固定子２０の外方に設けることもできる（アウターロータ型の回転電機）。また、回転電機１０は、固定子２０および可動子３０が同軸に配されるラジアル空隙型やアキシャル空隙型の回転電機に限定されるものではない。回転電機１０は、固定子２０および可動子３０が直線状に配され、可動子３０が固定子２０に対して直線状に移動するリニア型電動機またはリニア型発電機に適用することもできる。さらに、回転電機１０は、毎極毎相スロット数が整数になる整数スロット構成の回転電機に用いることもできる。また、回転電機１０は、例えば、車両の駆動用電動機、発電機、産業用または家庭用の電動機、発電機などに用いることができる。
【符号の説明】
【００６０】
１０：回転電機、
２０：固定子、２１：固定子鉄心、
２１ｘ：積層鋼板、２１ａ：ヨーク部、２１ｂ：ティース部、２１ｃ：スロット、
２２：第二方向切断部、
２２ａ：第一端部、２２ｂ：第二端部、２２ｃ：切断線、２２ｄ：嵌合部、
２４：第三方向部位、２５：第一制振部材、
２６：剛性向上部位、２７：第二制振部材、
３０：可動子、
ｔ１：積層厚、
Ｘ：第一方向、Ｙ：第二方向、Ｚ：第三方向。
【図１】
2018125967.tif 000003
【図２Ａ】
2018125967.tif 000004
【図２Ｂ】
2018125967.tif 000005
【図２Ｃ】
2018125967.tif 000006
【図２Ｄ】
2018125967.tif 000007
【図３】
2018125967.tif 000008
【図４】
2018125967.tif 000009
【図５Ａ】
2018125967.tif 000010
【図５Ｂ】
2018125967.tif 000011
【図５Ｃ】
2018125967.tif 000012
【図５Ｄ】
2018125967.tif 000013
【図５Ｅ】
2018125967.tif 000014
【図６Ａ】
2018125967.tif 000015
【図６Ｂ】
2018125967.tif 000016
【図６Ｃ】
2018125967.tif 000017