(57)【要約】【課題】電磁鋼板のかしめ突起同士が重なるように複数の電磁鋼板を積層すると、電磁鋼板同士の間に隙間が生じる。【解決手段】貫通孔または突起を有する複数の電磁鋼板を積層して形成されるロータは、積層方向において、電磁鋼板の突起同士が重なり合わないように、ある電磁鋼板の突起は、少なくとも１枚の他の電磁鋼板の貫通孔と嵌合するように積層されている。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
貫通孔または突起を有する複数の電磁鋼板を積層して形成されるロータであって、
積層方向において、電磁鋼板の突起同士が重なり合わないように、ある電磁鋼板の突起は、少なくとも１枚の他の電磁鋼板の貫通孔と嵌合するように積層されている、
ことを特徴とするロータ。
【請求項２】
請求項１に記載のロータにおいて、
前記複数の電磁鋼板には、突起および貫通孔が設けられている電磁鋼板が少なくとも１枚含まれている、
ことを特徴とするロータ。
【請求項３】
請求項２に記載のロータにおいて、
突起および貫通孔が設けられている電磁鋼板において、突起および貫通孔は、周方向に交互に、同心円上で等間隔に配置されている、
ことを特徴とするロータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回転電機のロータに関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、Ｖ字形状のかしめ突起が形成された複数の電磁鋼板を、かしめ突起が重なるように積層し、かしめ突起を押圧部材で押圧することによって電磁鋼板を一体化させて形成したロータが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−２１５３０１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、従来の構成では、複数の電磁鋼板のかしめ突起を重ねて積層して、かしめ突起を押圧するので、かしめ突起部分に応力が集中し、かしめ突起以外の部分における電磁鋼板同士の間に隙間が生じるため、ロータの剛性が低くなる。
【０００５】
本発明は、積層した電磁鋼板の間に隙間が発生しにくい構造のロータ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】
【０００６】
本発明によるロータは、貫通孔または突起を有する複数の電磁鋼板を積層して形成される。このロータにおいて、積層方向において、電磁鋼板の突起同士が重なり合わないように、ある電磁鋼板の突起は、少なくとも１枚の他の電磁鋼板の貫通孔と嵌合するように積層されている。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、磁鋼板の突起同士が重なり合わないように、ある電磁鋼板の突起は、少なくとも１枚の他の電磁鋼板の貫通孔と嵌合するように積層するので、積層する電磁鋼板間に隙間が生じるのを抑制して、電磁鋼板同士を密着させることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】図１は、第１の実施形態におけるロータを構成する複数の電磁鋼板のうちの１枚の電磁鋼板の形状を示す上面図である。
【図２】図２は、積層された複数の電磁鋼板を積層方向に切断したときの断面の一部を示す図である。
【図３】図３は、従来のロータにおける積層鋼板の積層方法を説明するための図である。
【図４】図４は、第２の実施形態におけるロータを構成する複数の電磁鋼板の形状および積層方法を説明するための図である。
【図５】図５は、第３の実施形態におけるロータを構成する複数の電磁鋼板の形状および積層方法を説明するための図である。
【図６】図６は、第４の実施形態におけるロータを構成する複数の電磁鋼板の形状および積層方法を説明するための図である。
【図７】図７は、第５の実施形態におけるロータを構成する複数の電磁鋼板の形状を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
＜第１の実施形態＞
電動機や発電機などの回転電機のロータは、複数の電磁鋼板を積層して形成される。電磁鋼板は、例えば、金型装置によって打ち抜き形成することにより生成することができる。
【００１０】
図１は、第１の実施形態におけるロータを構成する複数の電磁鋼板のうちの１枚の電磁鋼板の形状を示す上面図である。第１の実施形態におけるロータは、かしめ穴（貫通孔とも呼ぶ）１１、およびかしめ突起（単に突起とも呼ぶ）１２が設けられた複数の電磁鋼板１を積層して形成される。
【００１１】
かしめ穴１１は、電磁鋼板１の表面および裏面を貫通するように形成されており、ロータの中心から同一の距離であって、ロータ中心に対して対称となる位置に二つ設けられている。かしめ突起１２は、Ｖ字形状、より詳細には、先端が平らになっているＶ字形状であり、ロータの中心から同一の距離であって、ロータ中心に対して対称となる位置に二つ設けられている。かしめ穴１１およびかしめ突起１２は、周方向に交互に、同心円上で等間隔に配置されている、
電磁鋼板１には、また、周方向外側に４箇所、永久磁石を埋め込むための磁石孔１３が設けられている。後述する方法によって複数の電磁鋼板１を積層してから、磁石孔１３に永久磁石を挿入し、積層した複数の電磁鋼板１を型締めした状態で、永久磁石と磁石孔１３との隙間に樹脂を充填する。
【００１２】
図２は、図１に示す複数の電磁鋼板の積層方法を説明するための図であって、積層された複数の電磁鋼板を積層方向に切断したときの断面の一部を示す図である。図２では、電磁鋼板にそれぞれ２つずつ設けられているかしめ穴１１およびかしめ突起１２のうち、それぞれ１つを示している。
【００１３】
本実施形態では、積層方向において、電磁鋼板１のかしめ突起１２同士が重なり合わないように、ある電磁鋼板１のかしめ突起１２の下には、必ず別の電磁鋼板１のかしめ穴１１が位置するように、複数の電磁鋼板１を積層する。図２に示す例では、上から順に、電磁鋼板１ａ、１ｂ、１ｃが積層されており、電磁鋼板１ａのかしめ突起１２ａが電磁鋼板１ｂのかしめ穴１１ｂに挿入されて嵌合している。また、電磁鋼板１ｂのかしめ突起１２ｂが電磁鋼板１ｃのかしめ穴１１ｃに挿入されて嵌合している。
【００１４】
ある電磁鋼板１のかしめ突起１２の下には、必ず別の電磁鋼板１のかしめ穴１１が位置するようにするためには、電磁鋼板を積層する際に、直前に積層した電磁鋼板に対して９０度回転させた状態で次の電磁鋼板を積層することにより実現することができる。
【００１５】
なお、積層する一番下の電磁鋼板は、かしめ穴は設けられているが、かしめ突起が設けられていない構造でもよいし、積層する一番上の電磁鋼板は、かしめ突起は設けられているが、かしめ穴は設けられていない構造であってもよい。
【００１６】
上述したように、１つの電磁鋼板１にかしめ穴１１とかしめ突起１２を設け、ある電磁鋼板１のかしめ突起１２と、その下の電磁鋼板１のかしめ穴１１とが嵌合するように、複数の電磁鋼板１を積層することにより、かしめ穴１１および突起１２が設けられている部分以外の平坦な部分２０を隙間無く積層することが可能となる（図２参照）。
【００１７】
図３は、従来のロータにおける積層鋼板の積層方法を説明するための図である。図３に示すように、従来のロータでは、各電磁鋼板にかしめ突起を設け、各電磁鋼板のかしめ突起が重なるように、複数の電磁鋼板を積層する。しかしながら、このような構成では、電磁鋼板の間、特に、電磁鋼板のかしめ突起が設けられていない平坦な部分３０の間に隙間が発生し、ロータの剛性が低くなる。
【００１８】
以上、第１の実施形態におけるロータによれば、かしめ穴１１またはかしめ突起１２を有する複数の電磁鋼板１を積層して形成されるロータであって、積層方向において、電磁鋼板１のかしめ突起同士が重なり合わないように、ある電磁鋼板１のかしめ突起１２は、少なくとも１枚の他の電磁鋼板１のかしめ穴１１と嵌合するように積層されている。電磁鋼板１のかしめ突起同士が重なり合わないように積層することにより、積層する電磁鋼板間に隙間が生じるのを抑制して、電磁鋼板同士を密着させることができるので、ロータの剛性を高めることができる。
【００１９】
また、ロータを構成する複数の電磁鋼板の中には、かしめ突起１２およびかしめ穴１１が設けられている電磁鋼板が少なくとも１枚含まれている。重なった別の電磁鋼板と嵌合するかしめ突起１２と、嵌合される部分であるかしめ穴１１を一つの電磁鋼板に設けることにより、積層する電磁鋼板同士を連続的に締結することができる。
【００２０】
さらに、かしめ突起１２およびかしめ穴１１が設けられている電磁鋼板１において、かしめ突起１２およびかしめ穴１１は、周方向に交互に、同心円上で等間隔に配置されている。これにより、１種類の電磁鋼板１を所定角度ずつ回転させた状態で積層（転積）していくだけで、ある電磁鋼板１のかしめ突起１２は、少なくとも１枚の他の電磁鋼板１のかしめ穴１１と嵌合するように積層していくことができる。すなわち、同一形状の電磁鋼板を１種類だけ用意すればよいので、ロータの製造コストを低減することができる。
【００２１】
＜第２の実施形態＞
第２の実施形態におけるロータは、ロータを構成する複数の電磁鋼板４０の形状が第１の実施形態と異なる。
【００２２】
図４は、第２の実施形態におけるロータを構成する複数の電磁鋼板４０の形状および積層方法を説明するための図である。第２の実施形態におけるロータを構成する複数の電磁鋼板４０にもかしめ穴４１およびかしめ突起４２が設けられているが、かしめ突起４２の形状は、Ｖ字形状ではなく、平らである。すなわち、かしめ突起４２は、全体にわたって平らな形状をしている。電磁鋼板４０の積層方法は、第１の実施形態における電磁鋼板１の積層方法と同じである。
【００２３】
＜第３の実施形態＞
第３の実施形態におけるロータは、ロータ構成する複数の電磁鋼板５０の形状が第１の実施形態と異なる。
【００２４】
図５は、第３の実施形態におけるロータを構成する複数の電磁鋼板５０の形状および積層方法を説明するための図である。第３の実施形態におけるロータを構成複数の電磁鋼板５０にもかしめ穴５１およびかしめ突起５２が二つずつ設けられているが、二つ設けられているかしめ突起５２の向きは異なる。すなわち、二つのかしめ突起５２のうち、一方のかしめ突起５２は上向きであり、他方のかしめ突起５２は下向きである。
【００２５】
本実施形態では、ある電磁鋼板５０の下向きのかしめ突起５２は、その下に位置する別の電磁鋼板５０のかしめ穴５１と嵌合するように、また、上向きのかしめ突起５２は、その上に位置する別の電磁鋼板５０のかしめ穴５１と嵌合するように、複数の電磁鋼板５０を積層する。図５に示す例では、電磁鋼板５０ａの下向きのかしめ突起５２ａは、その下に配置されている電磁鋼板５０ｂのかしめ穴５１ｂと嵌合し、電磁鋼板５０ｂの上向きのかしめ突起５２ｂは、その上に配置されている電磁鋼板５０ａのかしめ穴５１ａと嵌合している。また、図示はしないが、電磁鋼板５０ｂの下向きのかしめ突起５２ｂは、その下に配置されている電磁鋼板５０ｃのかしめ穴５１ｃと嵌合し、電磁鋼板５０ｃの上向きのかしめ突起５２ｃは、その上に配置されている電磁鋼板５０ｂのかしめ穴５１ｂと嵌合している。
【００２６】
＜第４の実施形態＞
第４の実施形態におけるロータは、ロータを構成する電磁鋼板６０の形状が第１の実施形態と異なる。
【００２７】
図６は、第４の実施形態におけるロータを構成する複数の電磁鋼板６０の形状および積層方法を説明するための図である。第４の実施形態におけるロータでは、１つの電磁鋼板６０に設けられているかしめ突起６２は、二つの電磁鋼板のかしめ穴６１と嵌合する構造となっている。
【００２８】
図６に示す例では、電磁鋼板６０ａのかしめ突起６２ａは、その下に配置されている電磁鋼板６０ｂのかしめ穴６１ｂおよび電磁鋼板６０ｃのかしめ穴６１ｃと嵌合している。また、電磁鋼板６０ｂのかしめ突起６２ｂは、その下に配置されている電磁鋼板６０ｃのかしめ穴６１ｃおよび電磁鋼板６０ｄのかしめ穴６１ｄと嵌合している。
【００２９】
この場合、電磁鋼板６０ａおよび６０ｂには、かしめ穴およびかしめ突起が二つずつ設けられているが、電磁鋼板６０ｃには、４つのかしめ穴が設けられているだけであり、かしめ突起は設けられていない。
【００３０】
＜第５の実施形態＞
図７は、第５の実施形態におけるロータを構成する複数の電磁鋼板７０の形状を示す図である。第５の実施形態における電磁鋼板７０には、かしめ穴７１が４つ、かしめ突起７２が４つ設けられている。図７に示すように、１つのかしめ穴７１の真横には１つのかしめ突起７２が設けられており、並べて配置された１組のかしめ穴７１およびかしめ突起７２がロータ中心の位置を基準として上下左右の４箇所に設けられている。
【００３１】
全てのかしめ穴７１およびかしめ突起７２は、ロータの中心から同一の距離に設けられており、周方向において隣り合う１組のかしめ穴７１およびかしめ突起７２は、かしめ穴７１同士が隣り合うように、また、かしめ突起７２同士が隣り合うように配置されている。例えば、図７において、４箇所に設けられたかしめ穴７１のうち、上側に設けられたかしめ穴７１と、左側に設けられたかしめ穴７１とは、周方向において隣り合うように配置されている。また、上側に設けられたかしめ突起７２と、右側に設けられたかしめ突起７２とは、周方向において隣り合うように配置されている。
【００３２】
第１の実施形態におけるロータでは、電磁鋼板に設けられているかしめ突起７２は２つだけであるため、上下の２枚の電磁鋼板１の間では、２箇所でかしめられることになる。これに対して、本実施形態におけるロータでは、電磁鋼板７０に設けられているかしめ突起７２は４つであるため、上下の２枚の電磁鋼板７０の間では、４箇所でかしめられることになり、電磁鋼板７０間の締結力が向上する。
【００３３】
本発明は、上述した実施形態に限定されることはない。例えば、電磁鋼板に設けられるかしめ穴およびかしめ突起の数は、上述した実施形態で示した数に限定されることはない。また、かしめ穴やかしめ突起の形状によって本発明が限定されることもない。
【００３４】
上述した各実施形態では、１枚の電磁鋼板にかしめ突起とかしめ穴が設けられた例を挙げて説明したが、かしめ突起だけが設けられた第１の電磁鋼板と、かしめ穴だけが設けられた第２の電磁鋼板とを用意して、第１の電磁鋼板と第２の電磁鋼板とを交互に積層するようにしてもよい。
【００３５】
第４の実施形態におけるロータでは、１つの電磁鋼板に設けられているかしめ突起は、２枚の電磁鋼板のかしめ穴と嵌合する構造となっていたが、３枚以上の電磁鋼板のかしめ穴と嵌合する構造であってもよい。
【符号の説明】
【００３６】
１、４０、５０、６０、７０…電磁鋼板
１１、５１、６１、７１…かしめ穴
１２、５２、６２、７２…かしめ突起
【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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