(57)【要約】【課題】切削や研削を行うことなくロータのバランス調整を行う回転電機及びその製造方法を提供する。【解決手段】回転電機１００のロータ２０は、回転軸となるシャフト２１と、シャフト２１の外周面に設けられたロータコア２２と、ロータコア２２の周方向に沿って設けられた磁石２３とを有し、ロータコア２２又はシャフト２１の軸方向の少なくとも一方の端部に環状の溝部２４が形成されている。溝部２４にはロータ２０の回転のバランスを調整するための切欠部２５ａを有する環状の弾性体で形成されたバランスリング２５が設けられる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ステータと、
前記ステータの径方向内側に設けられ、回転軸となるシャフト、前記シャフトの外周面に設けられたロータコア、前記ロータコアの周方向に設けられた磁石、前記ロータコアの軸方向の少なくとも一方の端部に設けられた環状の溝部及び前記溝部に設けられ、切欠部を有する環状の弾性体のバランスリングを有するロータと
を備えることを特徴とする回転電機。
【請求項２】
前記バランスリングは、前記切欠部で円周の一部が分断されたＣ型形状であることを特徴とする請求項１に記載の回転電機。
【請求項３】
前記バランスリングは、円周の一部に形成された貫通孔及び円周から径方向内側に突出された突起部の少なくともいずれかを有することを特徴とする請求項１又は２に記載の回転電機。
【請求項４】
前記ロータコアは、前記シャフトが挿入される挿入口を有する第１のロータコア片と、前記第１のロータコア片より軸方向の少なくとも一方の端部に配置され、前記第１のロータコア片の前記挿入口の内径より大きい内径の前記挿入口を有する第２のロータコア片とを備えることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の回転電機。
【請求項５】
前記ロータコアは、前記第２のロータコア片より軸方向の少なくとも一方の端部に配置され、前記第１のロータコア片の前記挿入口の内径より大きく、前記第２のロータコア片の前記挿入口の内径より小さい内径の前記挿入口を有する第３のロータコア片を備え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】
前記ロータコアは、前記シャフトが挿入される挿入口を有する第１のロータコア片と、前記第１のロータコア片より軸方向の少なくとも一方の端部に配置され、前記第１のロータコア片より小さい外周の直径を有する第４のロータコア片とを備えることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の回転電機。
【請求項７】
前記シャフトは、前記ロータコアと嵌合される部分のうち、軸方向の少なくとも一方の端部の外径が他の部分より小さいことを特徴とする請求項１から６のいずれか一項に記載の回転電機。
【請求項８】
ステータと、
前記ステータの径方向内側に設けられ、回転軸となるシャフト、前記シャフトの外周面に設けられたロータコア、前記ロータコアの周方向に設けられた磁石、前記シャフトの軸方向の少なくとも一方の端部に設けられた環状の溝部及び前記溝部に設けられ、切欠部を有する環状の弾性体のバランスリングを有するロータと
を備えることを特徴とする回転電機。
【請求項９】
前記ロータは、アンバランス量及びアンバランスの位相に応じて塗布される接着剤を有することを特徴とする請求項１から８のいずれか一項に記載の回転電機。
【請求項１０】
ロータコア片を複数枚積層してロータコアを形成するロータコア形成ステップと、
磁石材料を着磁して磁石を形成する着磁ステップと、
前記磁石を前記ロータコアに固定する磁石固定ステップと、
前記ロータコアにシャフトを挿入するシャフト挿入ステップと、
前記磁石が固定された前記ロータコアのアンバランス量及びアンバランスの位相を測定するバランス測定ステップと、
前記アンバランス量が所定の許容値以上であった場合、前記アンバランス量及び前記アンバランスの位相に応じて、前記ロータコア又は前記シャフトの軸方向の少なくとも一方の端部に設けられた溝部にバランスリングを装着するバランスリング装着ステップと、
前記アンバランス量が所定の許容値以下であった場合、前記ロータコアにステータを取り付けるステータ取り付けステップと
を備えることを特徴とする回転電機の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ロータを有する回転電機及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
電動機や発電機として使用される回転電機は、近年益々高速及び高精度な回転が求められている。このような回転電機を実現するためには、回転電機の回転時の振動や騒音を抑制することが必要となる。回転電機の振動や騒音の原因の一つとして、回転電機のロータの質量分布の不揃い（以下、アンバランスという）がある。回転電機のロータでは、材料の不均一、加工及び組立時の公差、組立時に使用する接着剤の塗布量及び塗布位置等の影響によりアンバランスが発生する。回転電機が高速に回転すると、僅かなアンバランスであっても、遠心力としてロータに作用し、回転電機に振動や騒音を引き起こす。そのため、回転電機のロータのアンバランスが、所定の許容値以下になるようにバランス調整を行う必要がある。
【０００３】
特許文献１には、ロータコアとロータコアの周方向に配置された磁石とを有し、ロータコアの磁石より半径方向外側にバランス調整穴を設け、バランス調整穴の容積を調整することでバランス調整を行う回転電機が開示されている。また特許文献２には、回転子の積層鉄心の終端部に樹脂製のリングと金属製のリングが一体的に形成されたエンドプレートを有し、金属製リングを研削することでバランス調整を行う電動機が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−１７８２３３号公報
【特許文献２】特開２００４−２２２３４８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、ロータにバランス調整穴やリングを設け、切削又は研削することでバランス調整がなされる回転電機では、切削又は研削時に生じる切り粉がロータに付着し、回転電機の品質が悪化するという課題があった。
【０００６】
本発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、切削や研削を行うことなく、ロータのバランス調整を行う回転電機及びその製造方法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】
【０００７】
本発明に係る回転電機は、ステータと、ステータの径方向内側に設けられ、回転軸となるシャフト、シャフトの外周面に設けられたロータコア、ロータコアの周方向に設けられた磁石、ロータコアの軸方向の少なくとも一方の端部に設けられた環状の溝部及び溝部に設けられ、切欠部を有する環状の弾性体のバランスリングを有するロータとを備える。
【０００８】
また本発明に係る回転電機は、ステータと、ステータの径方向内側に設けられ、回転軸となるシャフト、シャフトの外周面に設けられたロータコア、ロータコアの周方向に設けられた磁石、シャフトの軸方向の少なくとも一方の端部に設けられた環状の溝部及び溝部に設けられ、切欠部を有する環状の弾性体のバランスリングを有するロータとを備える。
【０００９】
また本発明に係る回転電機の製造方法は、ロータコア片を複数枚積層してロータコアを形成するロータコア形成ステップと、磁石材料を着磁して磁石を形成する着磁ステップと、磁石をロータコアに固定する磁石固定ステップと、ロータコアにシャフトを挿入するシャフト挿入ステップと、磁石が固定されたロータコアのアンバランス量及びアンバランスの位相を測定するバランス測定ステップと、アンバランス量が所定の許容値以上であった場合、アンバランス量及びアンバランスの位相に応じて、ロータコア又はシャフトの軸方向の少なくとも一方の端部に設けられた溝部にバランスリングを装着するバランスリング装着ステップと、アンバランス量が所定の許容値以下であった場合、ロータコアにステータを取り付けるステータ取り付けステップとを備える。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、切欠部を有する環状の弾性体のバランスリングをロータコア又はシャフトの軸方向の少なくとも一方の端部の溝部に設けることで、切削や研削を行うことなく、ロータのバランス調整を行うことができ、回転電機の品質を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の実施の形態１に係る回転電機を示す概略構成図である。
【図２】本発明の実施の形態１に係る回転電機のロータを示す概略構成図である。
【図３】本発明の実施の形態１に係る回転電機のロータコアを示す概略構成図である。
【図４】本発明の実施の形態１に係る回転電機のバランスリングの一例を示す概略構成図である。
【図５】本発明の実施の形態１に係る回転電機のバランスリングの他の例を示す概略構成図である。
【図６】本発明の実施の形態１に係る回転電機の製造工程を示すフローチャートである。
【図７】本発明の実施の形態２に係る回転電機のバランスリングの一例を示す概略構成図である。
【図８】本発明の実施の形態２に係る回転電機のバランスリングの他の例を示す概略構成図である。
【図９】本発明の実施の形態３に係る回転電機のロータを示す概略構成図である。
【図１０】本発明の実施の形態４に係る回転電機のロータを示す概略構成図である。
【図１１】本発明の実施の形態４に係る回転電機のロータを示す概略構成図である。
【図１２】本発明の実施の形態５に係る回転電機のロータを示す概略構成図である。
【図１３】本発明の実施の形態６に係る回転電機のロータを示す概略構成図である。
【図１４】本発明の実施の形態７に係る回転電機のロータを示す概略構成図である。
【図１５】本発明の実施の形態７に係る回転電機の製造工程を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
実施の形態１．
以下、図面を参照しながら本発明を実施するための実施の形態について説明する。以下では、回転電機がモータである場合を例に説明する。
【００１３】
図１は、本発明の実施の形態１に係る回転電機の概略構成を示す断面図である。図１に示すように、本発明に係る回転電機１００は、ステータ１０と、ステータの１０の径方向内側に、所定のエアギャップを介し、対向して配置されたロータ２０とを備える。回転電機１００は、ステータ１０から発生される磁界によりロータ２０を回転し、回転力を回転電機１００の外部に伝達する。以下の説明では、ロータ２０が回転する方向を周方向、ロータ２０の回転軸の方向を軸方向、周方向及び軸方向と直交する方向を径方向としてそれぞれ記す。
【００１４】
ステータ１０は、磁性体で形成されるステータコアと導体線が巻回されたコイルとを備える。ステータコアは、例えば鋼板がプレスにより所定形状に打ち抜かれて軸方向に複数枚積層され、カシメやレーザ溶接、接着等の手段によってそれぞれ積層間が固定されて形成される。
【００１５】
図２は、本発明の実施の形態１に係る回転電機のロータの概略構成図である。図２（ａ）は、本発明に係るロータの概略構成を示す平面図である。図２（ｂ）は、図２（ａ）のＡＡ’線に沿った断面図である。ロータ２０は、回転軸となるシャフト２１と、シャフト２１の外周面に設けられた磁性体のロータコア２２と、ロータコア２２の周方向に設けられた磁石２３とを備える。またロータコア２２の軸方向の少なくとも一方の端部には、周方向に沿った環状の溝部２４が設けられる。また溝部２４には、ロータ２０の回転のバランスを調整するためのバランスリング２５が設けられる。
【００１６】
シャフト２１は、ロータコア２２の中央に圧入や焼き嵌め等により挿入されて設けられる。図３は、本発明の実施の形態１に係る回転電機のロータコアの概略構成図である。ロータコア２２は、磁性体の鋼板で構成され、中央にシャフト２１を挿入するための挿入口２２ａが設けられている。ロータコア２２は、例えば鋼板をプレスにより打ち抜いて挿入口２２ａを有するロータコア片２２１を形成し、ロータコア片２２１を軸方向に複数枚積層してカシメやレーザ溶接、接着等の手段によって積層間を固定することで形成される。図３では、ロータコア２２が略円柱形状である例を示しているが、略多角柱形状であってもよい。ここで略円柱形状とは、軸方向に垂直な平面での断面形状が真円である柱体の他、楕円である柱体を含む。また略多角柱形状とは、多角形の角が丸まった柱体を含む。
【００１７】
磁石２３は、ロータコア２２の外周面を覆うように接着剤を介して周方向に複数配列される。磁石２３の磁化方向はそれぞれ径方向に向いており、周方向に隣り合う磁石２３の磁化方向の向きが交互に反転している。すなわち、ロータコア２２に設けられた磁石２３のステータ１０側の面がＮ極、シャフト２１側の面がＳ極に着磁されていたとすると、隣に配置された磁石２３は、ステータ１０側の面がＳ極、シャフト２１側の面がＮ極となるように着磁されている。
【００１８】
図２では、複数の短冊型の磁石２３が周方向に配列された例を示しているが、周方向にＮ極及びＳ極が交互に着磁されたリング形状の磁石２３を設けてもよい。磁石２３は、例えば、Ｎｄ−Ｆｅ−Ｂ系永久磁石（ネオジム系磁石）、Ｓｍ−Ｃｏ系永久磁石（サマリウム−コバルト系磁石）、Ｓｍ−Ｆｅ−Ｎ（サマリウム−鉄−窒素系磁石）の希土類磁石で構成されている。
【００１９】
溝部２４は、例えばロータコア２２の軸方向の少なくとも一方の端部に、シャフト２１の回転中心と略同心円となるように、周方向に沿って環状に設けられる。ここで、ロータコア２２の軸方向の少なくとも一方の端部とは、ロータコア２２の挿入口２２ａが設けられた径方向内側における端部及び磁石２３とロータコア２２の間の径方向外側における端部も含む。溝部２４は、例えば図２に示すように、シャフト２１とロータコア２２との間に形成される。また溝部２４は、シャフト２１の軸方向と垂直な端部の面に設けられてもよい。
【００２０】
図４は、本発明の実施の形態１に係る回転電機のバランスリングの一例を示す概略構成図である。図４（ａ）は、バランスリングの平面図である。図４（ｂ）は、図４（ａ）のＢＢ’線に沿った断面図である。図４に示すように、バランスリング２５は、切欠部２５ａを有する環状の弾性体である。
【００２１】
ロータ２０の回転のバランスは、例えば周知のバランス測定機を用いて、アンバランス量及びアンバランスの位相が測定される。ここでアンバランス量は、ロータ２０の重心から回転中心までの距離とロータ２０の質量との積で表されるモーメントである。またアンバランスの位相は、ロータ２０の周上に設定された基準位置から回転軸まわりのロータ２０の重心までの角度である。
【００２２】
バランスリング２５は、切欠部２５ａの大きさ、厚み、質量等が異なるものが複数用意され、ロータ２０のアンバランス量に応じて適切なものが選択される。そしてバランスリング２５の切欠部２５ａが、ロータ２０のアンバランスの位相と同じ方向に位置するように溝部２４に取り付けられる。
【００２３】
バランスリング２５は、非圧縮時の外径Ｄが溝部２４の外周面の直径ｄ２よりも大きく、外部より弾性域の圧縮の力を受けたとき、外径Ｄが溝部２４の外周面の直径ｄ２より小さくなる。このような構成により、バランスリング２５は、圧縮された状態で溝部２４に挿入され、弾性復元力により溝部２４に固定されることができる。バランスリング２５は、例えば金属又は樹脂から形成されるバネ材やゴム等の弾性変形が容易な材料で構成されると好ましい。
【００２４】
バランスリング２５は、例えば図４（ａ）に示すように、切欠部２５ａが円周の一部を分断するＣ型形状である。バランスリング２５をＣ型形状とすることにより、切欠部２５ａで圧縮されて溝部２４に容易に取り付けられることができる。
【００２５】
バランスリング２５は、例えば図４（ｂ）に示すように、断面が円形の線状の材料で形成される。またバランスリング２５は、例えば図５（ｂ）に示すように、断面が長方形の板状の材料を打ち抜いて形成されてもよい。板状の材料を用いることにより、溝部２４の内面との接触面積が大きくなるため、摩擦力を大きくし、バランスリング２５を溝部２４により強固に固定することができる。
【００２６】
バランスリング２５は、ロータ２０の軸方向の端部の両側に設けられるとさらに好ましい。バランスリング２５を軸方向の端部の両側に設けることで、動バランス修正を行うことができ、軸方向に長いロータ２０であっても、バランス調整を行うことが可能となる。
【００２７】
次に、回転電機１００の製造方法について説明する。図６は、実施の形態１に係る回転電機の製造工程を示すフローチャートである。図６に示すように、ロータコア２２を形成するロータコア形成ステップ（ＳＴ１）と、磁石材料２３ａを着磁して磁石２３を形成する着磁ステップ（ＳＴ２）と、ロータコア２２に磁石２３を固定させる磁石固定ステップ（ＳＴ３）と、シャフト２１をロータコア２２に挿入するシャフト挿入ステップ（ＳＴ４）と、磁石２３が固定されたロータコア２２の回転のバランスを測定するバランス測定ステップ（ＳＴ５）と、測定されたアンバランス量が所定の許容値以上であった場合、アンバランス量及びアンバランスの位相に応じてバランスリング２５をロータコア２２の軸方向の少なくとも一方の端部に設けられた溝部２４に装着するバランスリング装着ステップ（ＳＴ６）と、磁石２３が固定されたロータコア２２にステータ１０を取り付けるステータ取り付けステップ（ＳＴ７）とを備える。
【００２８】
ロータコア２２を形成する工程（ＳＴ１）について説明する。まず、鋼板をプレスにより打ち抜き、中央に挿入口２２ａを有するロータコア片２２１を形成する。ロータコア片２２１は、シャフト２１のロータコア２２と嵌合される部分の外径と略同一の内径ｄ１の挿入口２２ａを有する第１のロータコア片２２１ａと、内径ｄ１より大きい内径ｄ２の挿入口２２ａを有する第２のロータコア片２２１ｂとを有する。
【００２９】
次に、ロータコア片２２１を積層する。内径ｄ１の挿入口２２ａを有する第１のロータコア片２２１ａが複数枚積層される。そしてロータコア２２の軸方向の少なくとも一方の端部に内径ｄ２の挿入口２２ａを有する第２のロータコア片２２１ｂが少なくとも一枚配置されるように積層される。そして、例えばカシメやレーザ溶接によって、ロータコア片２２１の積層間が固定されてロータコア２２が作製される。
【００３０】
このようにロータコア２２を作製することで、プレスによりロータコア片２２１を所定形状に打ち抜くという簡単な工程により、シャフト２１と第２のロータコア片２２１ｂとの間に環状の溝部２４を形成することができる。溝部２４は、その他にもシャフト２１の軸方向の少なくとも一方の端部の、軸方向に垂直な面に切削加工等により形成されてもよい。
【００３１】
磁石材料２３ａに周知の着磁装置を用いて磁界を印加することによって着磁させ、磁石２３を形成する（ＳＴ２）。そしてロータコア２２の外周面に接着剤を介して磁石２３を固定する（ＳＴ３）。
【００３２】
シャフト２１をロータコア２２に挿入する（ＳＴ４）。シャフト２１は、焼き嵌めや圧入等でロータコア２２中央の挿入口２２ａに固定される。
【００３３】
磁石２３が固定されたロータコア２２の回転のバランスを測定する（ＳＴ５）。周知のバランス測定機を用いてロータコア２２を一定の回転速度で回転させることにより、アンバランス量及びアンバランスの位相が測定される。
【００３４】
測定されたアンバランス量が所定の許容値以上であった場合、アンバランス量及びアンバランスの位相に基づいて、ロータコア２２の軸方向の少なくとも一方の端部の溝部２４にバランスリング２５を装着する（ＳＴ６）。バランスリング２５は、測定されたアンバランス量に応じて切欠部２５ａの大きさ、質量、厚みが適切なものが選択される。またバランスリング２５は、切欠部２５ａがアンバランスの位相と同じ方向に位置するように溝部２４に設けられる。
【００３５】
バランスリング２５が装着された状態で、ロータコア２２の回転のバランスを再測定し、アンバランス量が許容値以下か否かを判定する。許容値以下であった場合、ステータ１０を取り付けるステータ取り付けステップ（ＳＴ７）に移行する。許容値以上であった場合、バランスリング２５を取り外し、再びアンバランス量及びアンバランスの位相に応じて適切なバランスリング２５を選択して取り付ける。
【００３６】
ロータコア２２にシャフト２１及び磁石２３が設けられたロータ２０にステータ１０を取り付けて回転電機１００を組み立てる（ＳＴ７）。ここで、（ＳＴ１）から（ＳＴ７）は一部の順序が入れ替わる又は一部が省略されてもよく、例えばシャフト挿入ステップ（ＳＴ４）は、磁石固定ステップ（ＳＴ３）より前に行われてもよい。また、予め着磁された磁石２３を用いる場合は、（ＳＴ２）を省略してもよい。
【００３７】
上述のとおり、本発明に係る回転電機１００は、ロータコア２２の軸方向の少なくとも一方の端部に溝部２４が設けられ、溝部２４に切欠部２５ａを有する環状の弾性体のバランスリング２５が設けられる。この構成により、バランスリング２５を外部から圧縮して弾性変形させ、切欠部２５ａがアンバランスの位相と同じ方向に位置するように、溝部２４に設けることができ、切削や研削を行うことなくロータ２０のバランスの調整を行うことができる。これにより、切削や研削の際に発生する切り粉がロータ２０に付着することがなくなるため、回転電機１００の品質を向上させることができる。
【００３８】
また本発明に係る回転電機１００の製造方法では、ロータコア片２２１を積層して溝部２４を有するロータコア２２を形成し、溝部２４に測定されたアンバランス量及びアンバランスの位相に応じて適切なバランスリング２５をロータ２０に装着するという簡単な工程により、切削や研削を行うことなくロータ２０のバランスの調整を行うことができる。
【００３９】
また、バランス調整の際に切り粉が発生せず、磁力により切り粉が磁石２３に吸着することがないため、着磁された磁石２３をロータコア２２に固定し、磁石２３の磁力によりロータ２０を回転させてバランスを測定することができる。これにより、未着磁の磁石材料２３ａをロータコア２２に固定し、ロータ２０にベルトを巻きつけ、ベルトを外部から駆動してロータ２０を回転させた場合と比べ、ベルトから発生する摩耗粉がロータ２０に付着することがなくなり、回転電機１００の品質をさらに向上させることができる。
【００４０】
また、着磁された磁石２３を自身の磁力によりロータコア２２に固定することができる。これにより、未着磁の磁石材料２３ａを接着剤によりロータコア２２に固定し、接着剤が硬化するまで治具を用いて把持していた場合と比べ、把持する治具が不要となり、回転電機１００を製造する際の生産性を向上させることができる。
【００４１】
また、ロータ２０のバランス調整を行う前に磁石材料２３ａ単体で着磁させることができる。これにより、バランス調整後にロータコア２２に固定された状態で未着磁の磁石材料２３ａを着磁させた場合と比べ、ロータ２０全体を包含する大型の着磁ヨークを備えた着磁装置を用いる必要がなくなり、着磁にかかるコストを削減することができる。
【００４２】
実施の形態２．
図７は、本発明の実施の形態２に係る回転電機のバランスリングの一例を示す概略構成図である。図８は、本発明の実施の形態２に係る回転電機のバランスリングの他の例を示す概略構成図である。以下では、実施の形態１と同様である点の説明を省略し、異なる点を中心に説明する。
【００４３】
バランスリング２５は、図７に示すように、円周の一部に貫通孔２５ｂを少なくとも１つ有する。またバランスリング２５は、図８に示すように、径方向内側に突出された突起部２５ｃを少なくとも１つ有する。バランスリング２５は、貫通孔２５ｂ又は突起部２５ｃに、例えば鈎状の治具が引っ掛けられて径方向内側に圧縮されることにより、溝部２４に装着される。
【００４４】
上述のとおり、ロータ２０にバランスリング２５を設けることで、切削や研削を行うことなく、バランス調整を行うことができ、回転電機１００の品質を向上させることができる。さらに本実施の形態では、このようにバランスリング２５に、貫通孔２５ｂ及び突起部２５ｃの少なくともいずれかを設けることで、溝部２４にバランスリング２５を装着する際に、治具を貫通孔２５ｂや突起部２５ｃに引っ掛けて容易に圧縮して取り付けることが可能となる。
【００４５】
実施の形態３．
図９は、本発明の実施の形態３に係る回転電機のロータを示す概略構成図である。以下では、実施の形態１と同様である点の説明を省略し、異なる点を中心に説明する。本実施の形態では、ロータコア２２の軸方向の少なくとも一方の端部に、内径がｄ１より大きくｄ２より小さいｄ３の挿入口２２ａを有する第３のロータコア片２２１ｃがさらに積層される。
【００４６】
図９は、本発明の実施の形態３に係る回転電機のロータを示す概略構成図である。ロータコア２２は、シャフト２１のロータコア２２と嵌合する部分の外径と略同一の内径ｄ１の挿入口２２ａを有する第１のロータコア片２２１ａと、内径ｄ１より大きい内径ｄ２の挿入口２２ａを有する第２のロータコア片２２１ｂと、内径ｄ１より大きく内径ｄ２より小さい内径ｄ３の挿入口２２ａを有する第３のロータコア片２２１ｃとを有する。バランスリング２５は、シャフト２１と第２のロータコア片２２１ｂとの間に設けられた環状の溝部２４に設けられる。
【００４７】
本実施の形態における回転電機１００の製造方法について説明する。ロータコア形成ステップ（ＳＴ１）では、内径ｄ１の挿入口２２ａを有する第１のロータコア片２２１ａが複数枚積層される。そしてロータコア２２の軸方向の少なくとも一方の端部に内径ｄ２の挿入口２２ａを有する第２のロータコア片２２１ｂが少なくとも一枚配置されるように積層される。そして、第２のロータコア片２２１ｂより軸方向のさらに端部に内径ｄ３の挿入口２２ａを有する第３のロータコア片２２１ｃが少なくとも一枚積層される。（ＳＴ２）から（ＳＴ７）は、実施の形態１と同様のため省略する。
【００４８】
上述のとおり、ロータ２０にバランスリング２５を設けることで、切削や研削を行うことなく、バランス調整を行うことができ、回転電機１００の品質を向上させることができる。さらに本実施の形態では、シャフト２１の外径と略同一の第１のロータコア片２２１ａの挿入口２２ａの内径ｄ１より大きく、溝部２４を形成する第２のロータコア片２２１ｂの内径ｄ２より小さい内径ｄ３の挿入口２２ａを有する第３のロータコア片２２１ｃを、軸方向の端部に積層することにより、ロータ２０が回転した際に、バランスリング２５がロータ２０から飛び出すのを防ぐことができる。
【００４９】
実施の形態４．
図１０は、本発明の実施の形態４に係る回転電機のロータを示す概略構成図である。以下では、実施の形態１と同様である点の説明を省略し、異なる点を中心に説明する。本実施の形態では、バランスリング２５がロータコア２２の軸方向の少なくとも一方の端部の径方向外側に設けられる。
【００５０】
図１０に示すように、溝部２４は、例えばロータコア２２と磁石２３との間に周方向に沿って環状に設けられる。ロータコア２２は、シャフト２１の外径と略同一の内径ｄ１の挿入口２２ａを有する第１のロータコア片２２１ａ及び第４のロータコア片２２１ｄを有する。第４のロータコア片２２１ｄの外周の直径は、第１のロータコア片２２１ａの外周の直径よりも小さい。バランスリング２５は、第４のロータコア片２２１ｄと磁石２３との間の溝部２４に設けられる。
【００５１】
本実施の形態における回転電機１００の製造方法について説明する。ロータコア形成ステップ（ＳＴ１）では、内径ｄ１の挿入口２２ａを有する第１のロータコア片２２１ａが複数枚積層され、ロータコア２２の軸方向の少なくとも一方の端部に、第１のロータコア片２２１ａより外周の直径が小さい第４のロータコア片２２１ｄが配置されるように積層される。（ＳＴ２）から（ＳＴ７）は、実施の形態１と同様のため省略する。
【００５２】
上述のとおり、ロータ２０にバランスリング２５を設けることで、切削や研削を行うことなく、バランス調整を行うことができ、回転電機１００の品質を向上させることができる。さらに本実施の形態では、バランスリング２５をロータコア２２の径方向外側に設けることで、切欠部２５ａによるモーメントを大きくすることができる。これにより、ロータ２０のアンバランス量が大きい場合でもバランス調整を行うことが容易となる。
【００５３】
なお、溝部２４は、径方向に所定の間隔をあけて配置された外周の直径が異なる第４のロータコア片２２１ｄと第５のロータコア片２２１ｅの間に設けられてもよい。図１１は、本発明の実施の形態４に係る回転電機のロータの他の例を示す概略構成図である。図１１に示すように、ロータコア２２は、シャフト２１の外径と略同一の内径ｄ１の挿入口２２ａを有する第１のロータコア片２２１ａ及び第４のロータコア片２２１ｄと、内径ｄ１より大きい内径ｄ２の挿入口２２ａを有する第５のロータコア片２２１ｅとを有する。第４のロータコア片２２１ｄの外周の直径は、第１のロータコア片２２１ａ及び第５のロータコア片２２１ｅの外周の直径よりも小さい。
【００５４】
第１のロータコア片２２１ａが複数枚積層され、ロータコア２２の軸方向の少なくとも一方の端部に第４のロータコア片２２１ｄ及び第５のロータコア片２２１ｅが径方向に所定の間隔をあけて配置されるように積層されることで、第４のロータコア片２２１ｄ及び第５のロータコア片２２１ｅの間に溝部２４が設けられる。溝部２４には、ロータ２０の回転のバランスを調整するためのバランスリング２５が設けられる。
【００５５】
このように、径方向に所定の間隔をあけて配置された外周の直径が異なる第４のロータコア片２２１ｄ及び第５のロータコア片２２１ｅの間にバランスリング２５を設けることで、ロータコア２２と磁石２３との接着面積を大きくしつつ、切欠部２５ａによるモーメントを大きくすることができる。
【００５６】
実施の形態５．
本発明を実施するための実施の形態５に係る回転電機１００について、図１２を参照して説明する。図１２は、本発明の実施の形態５に係る回転電機のロータを示す概略構成図である。以下では、実施の形態１と同様である点の説明を省略し、異なる点を中心に説明する。
【００５７】
本実施の形態では、シャフト２１は、ロータコア２２と嵌合される部分のうち、軸方向の少なくとも一方の端部の外径が、他の部分の外径ｄ１より小さい形状である。ロータコア２２は、内径ｄ１の挿入口２２ａの第１のロータコア片２２１ａが複数枚積層されて形成される。溝部２４は、シャフト２１の外径が小さい部分とロータコア２２との間に設けられる。溝部２４にはロータ２０の回転のバランスを調整するためのバランスリング２５が設けられる。
【００５８】
上述のとおり、ロータ２０にバランスリング２５を設けることで、切削や研削を行うことなく、バランス調整を行うことができ、回転電機１００の品質を向上させることができる。さらに本実施の形態では、溝部２４が、シャフト２１の外径が小さい部分とロータコア２２との間に設けられることにより、ロータコア片２２１をプレスで打ち抜いて形成する際に、複数の金型を必要とせず、単一の金型を用いて形成することができるため、回転電機１００を安価に製造することができる。
【００５９】
実施の形態６．
本発明を実施するための実施の形態６に係る回転電機１００について、図１３を参照して説明する。図１３は、本発明の実施の形態６に係る回転電機のロータを示す概略構成図である。以下では、実施の形態１と同様である点の説明を省略し、異なる点を中心に説明する。実施の形態１では、溝部２４がロータコア２２の軸方向の少なくとも一方の端部に設けられていたのに対し、本実施の形態では、溝部２４がシャフト２１の軸方向の少なくとも一方の端部に設けられる。
【００６０】
シャフト２１は、軸方向の少なくとも一方の端部の面に、周方向に沿った環状の溝部２４が設けられる。シャフト２１は、例えば軸方向の少なくとも一方の端部の外径ｄ４が、他の部分の外径ｄ１より小さい形状である。そして、シャフト２１の外径が変わる軸方向に垂直な面に、周方向に沿って環状に溝部２４が設けられる。溝部２４はシャフト２１に、例えば切削加工により形成される。
【００６１】
本実施の形態における回転電機１００の製造方法について説明する。まず、シャフト２１のロータコア２２と嵌合される部分の外径と略同一の内径ｄ１の挿入口２２ａを有する第１のロータコア片２２１ａが複数枚積層されてロータコア２２を形成する（ＳＴ１）。磁石材料２３ａを着磁して磁石２３を形成し、（ＳＴ２）、ロータコア２２に磁石２３を固定させる（ＳＴ３）。軸方向の少なくとも一方の端部の面に、周方向に沿った環状の溝部２４を有するシャフト２１をロータコア２２に挿入する（ＳＴ４）。シャフト２１が挿入され、磁石２３が固定されたロータコア２２の回転のバランスを測定する（ＳＴ５）。アンバランス量が所定の許容値以上であった場合、シャフト２１の軸方向の少なくとも一方の端部に設けられた溝部２４にバランスリング２５を装着する（ＳＴ６）。ステータ１０を取り付けて回転電機１００を組み立てる（ＳＴ７）。
【００６２】
上述のとおり、ロータ２０に切欠部２５ａを有する環状の弾性体のバランスリング２５を設けることで、切削や研削を行うことなく、バランス調整を行うことができ、回転電機１００の品質を向上させることができる。さらに、本実施の形態では、シャフト２１に溝部２４を設けることで、ロータコア２２のロータコア片２２１をプレスにより打ち抜く際に、複数の金型を必要とせず、単一の金型を用いて形成することができるため、回転電機１００を安価に製造することができる。また、シャフト２１とロータコア２２とが嵌合される部分を大きくすることで、ロータコア２２が軸方向に短い回転電機１００でも、強固に締結することができる。
【００６３】
実施の形態７．
本発明を実施するための実施の形態７に係る回転電機１００について、図１４を参照して説明する。図１４は、本発明の実施の形態７に係る回転電機のロータを示す概略構成図である以下では、実施の形態１と同様である点の説明を省略し、異なる点を中心に説明する。
【００６４】
本実施の形態では、ロータ２０のアンバランス量及びアンバランスの位相に応じて、切欠部２５ａを有する環状の弾性体のバランスリング２５を設けてバランス調整を行い、さらに接着剤２６を塗布してバランスの微調整を行う。接着剤２６は、例えばアンバランスの位相の回転軸に対して対称となる１８０°方向に、アンバランス量を相殺する量が塗布される。接着剤２６は、例えばエポキシ系、シリコン系、アクリル系の熱硬化性の樹脂が用いられる。
【００６５】
図１５は、本実施の形態に係る回転電機の製造工程を示すフローチャートである。ロータコア片２２１を積層してロータコア２２を形成する（ＳＴ１）。磁石材料２３ａを着磁して磁石２３を形成し（ＳＴ２）、ロータコア２２に固定する（ＳＴ３）。ロータコア２２の中央にシャフト２１を挿入する（ＳＴ４）。磁石２３が固定されたロータコア２２を回転させてアンバランス量及びアンバランスの位相を測定する（ＳＴ５）。測定されたアンバランス量及びアンバランスの位相に応じてバランスリング２５をロータコア２２の溝部２４に装着する（ＳＴ６）。次に、バランスリング２５を装着した状態でバランスを再測定し、アンバランス量が所定の許容値以下か否かを判断する。
【００６６】
アンバランス量が所定の許容値以上であった場合、バランスリング２５を装着した状態で、アンバランス量及びアンバランスの位相に応じて接着剤２６を溝部２４に塗布してバランス調整を行う（ＳＴ７）。接着剤２６を塗布後、バランスを再測定し、アンバランス量が許容値以下か否かを判断する。アンバランス量が所定の許容値以下であった場合、ロータコア２２にステータ１０を取り付けるステータ取り付けステップ（ＳＴ８）に移行する。
【００６７】
ここで、（ＳＴ１）から（ＳＴ８）は一部の順序が入れ替わってもよい。例えば、接着剤２６を塗布する工程（ＳＴ７）は、バランスリング２５を装着する工程（ＳＴ６）と同時に行われてもよい。
【００６８】
上述のとおり、ロータ２０の周方向沿って環状に設けられた溝部２４に、切欠部２５ａを有する環状の弾性体のバランスリング２５を設けることで、切削や研削を行うことなく、バランス調整を行うことができ、回転電機１００の品質を向上させることができる。さらに本実施の形態では、バランスリング２５でバランスを調整後、さらに接着剤２６を塗布してバランスを調整する。これにより、バランスリング２５で調整しきれないアンバランス量を接着剤２６で微調整することが可能となり、より精密なバランス調整を行うことができる。
【００６９】
なお、実施の形態１から７は、表面磁石型（ＳＰＭ：Ｓｕｒｆａｃｅ  Ｐｅｒｍａｎｅｎｔ  Ｍａｇｎｅｔ）の回転電機１００を用いた例を示したが、埋込磁石型（ＩＰＭ：Ｉｎｔｅｒｉｏｒ  Ｐｅｒｍａｎｅｎｔ  Ｍａｇｎｅｔ）の回転電機１００を用いてもよい。
【００７０】
また、本発明はその要旨を逸脱しない範囲で、実施の形態１から７に開示されている複数の構成要素の適宜組み合わせてもよい。
【符号の説明】
【００７１】
１００  回転電機、１０  ステータ、２０  ロータ、２１  シャフト、２２  ロータコア、２３  磁石、２４  溝部、２５  バランスリング、２６  接着剤、２２１  ロータコア片、２２１ａ〜２２１ｅ  第１〜第５のロータコア片。
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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