(57)【要約】【課題】樹脂充填用の穴が設けられた電磁鋼板を複数積層し、積層した複数の電磁鋼板の樹脂充填用の穴に樹脂を充填して形成されるロータにおいて、複数の電磁鋼板間の固着力を高める。【解決手段】樹脂充填用の穴が設けられた電磁鋼板を複数積層し、積層した複数の電磁鋼板の樹脂充填用の穴に樹脂を充填して形成されるロータであって、複数の電磁鋼板の積層方向において少なくとも一部が重なる樹脂充填用の穴のうち、少なくとも１枚の電磁鋼板の樹脂充填用の穴は、他の電磁鋼板の樹脂充填用の穴と比べて、形状、大きさ、または位置が異なる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
樹脂充填用の穴が設けられた電磁鋼板を複数積層し、積層した複数の電磁鋼板の樹脂充填用の穴に樹脂を充填して形成されるロータであって、
前記複数の電磁鋼板の積層方向において少なくとも一部が重なる樹脂充填用の穴のうち、少なくとも１枚の電磁鋼板の樹脂充填用の穴は、他の電磁鋼板の樹脂充填用の穴と比べて、形状、大きさ、または位置が異なる、
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、
前記少なくとも１枚の電磁鋼板の樹脂充填用の穴は、他の電磁鋼板の樹脂充填用の穴と比べて、大きさは同じであるが形状が異なる、
ことを特徴とするロータ。
【請求項３】
請求項１に記載のロータにおいて、
前記少なくとも１枚の電磁鋼板の樹脂充填用の穴は、他の電磁鋼板の樹脂充填用の穴と比べて、形状は同じであるが大きさが異なる、
ことを特徴とするロータ。
【請求項４】
請求項１に記載のロータにおいて、
前記少なくとも１枚の電磁鋼板の樹脂充填用の穴は、他の電磁鋼板の樹脂充填用の穴と比べて、形状および大きさは同じであるが位置が異なる、
ことを特徴とするロータ。
【請求項５】
請求項１から請求項４のいずれか一項に記載のロータにおいて、
前記樹脂充填用の穴は、ロータの半径の半分の位置を基準として外径側および内径側と区分した場合に、外径側に設けられている、
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】
複数の電磁鋼板を軸方向に積層して形成したロータコアに、軸方向の貫通孔を設け、貫通孔に樹脂を充填させることによって、複数の電磁鋼板を固着させる技術が特許文献１に開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−１５８００５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に開示された方法では、貫通孔に充填された樹脂が、貫通孔を形成する電磁鋼板の側面にしか固着されないため、複数の電磁鋼板間の固着力がそれほど強くない。
【０００５】
本発明は、積層した複数の電磁鋼板間の固着力を高めた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、樹脂充填用の穴が設けられた電磁鋼板を複数積層し、積層した複数の電磁鋼板の樹脂充填用の穴に樹脂を充填して形成される。このロータにおいて、複数の電磁鋼板の積層方向において少なくとも一部が重なる樹脂充填用の穴のうち、少なくとも１枚の電磁鋼板の樹脂充填用の穴は、他の電磁鋼板の樹脂充填用の穴と比べて、形状、大きさ、または位置が異なる。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、複数の電磁鋼板の積層方向において少なくとも一部が重なる樹脂充填用の穴のうち、少なくとも１枚の電磁鋼板の樹脂充填用の穴は、他の電磁鋼板の樹脂充填用の穴と比べて、形状、大きさ、または位置が異なるので、電磁鋼板の側面だけではなく、表裏面の一部にも樹脂が固着して、複数の電磁鋼板間の固着力が高くなる。
【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１の形状を示す上面図である。
【図２】図２は、第１の実施形態におけるロータにおいて、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３】図３は、複数の電磁鋼板を積層して形成したロータの断面図であって、直径の小さい穴と直径の大きい穴の大きさの比が異なる２種類のロータの断面図を示す図である。
【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うちの１枚の電磁鋼板の形状を示す上面図である。
【図５】図５は、第２の実施形態におけるロータにおいて、複数の電磁鋼板を９０度ずつずらしながら積層した場合に、樹脂充填用の穴の重なり具合を示す図である。
【図６】図６は、第２の実施形態におけるロータにおいて、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７】図７は、第３の実施形態におけるロータを構成する４種類の電磁鋼板の形状を示す上面図である。
【図８】図８は、第３の実施形態におけるロータにおいて、電磁鋼板７１〜７４を順に重ねたときに、電磁鋼板７１の穴７５ａ〜７５ｄと、電磁鋼板７２の穴７６ａ〜７６ｄと、電磁鋼板７３の穴７７ａ〜７７ｄと、電磁鋼板７４の穴７８ａ〜７８ｄの重なり具合を示す図である。
【図９】図９は、第３の実施形態におけるロータにおいて、順に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１０】図１０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うちの１枚の電磁鋼板の形状を示す上面図である。
【図１１】図１１は、第４の実施形態におけるロータにおいて、複数の電磁鋼板を積層したときに、上下で重なり合う２枚の電磁鋼板の小さい穴と大きい穴の重なり具合を示す図である。
【図１２】図１２は、第４の実施形態におけるロータにおいて、順に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１３】図１３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うちの１枚の電磁鋼板の形状を示す上面図である。
【図１４】図１４は、複数の電磁鋼板を積層したときに、上下で重なり合う２枚の電磁鋼板の円形の穴と馬蹄形の穴の重なり具合を示す図である。
【図１５】図１５は、第５の実施形態におけるロータにおいて、順に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１６】図１６は、第６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１７】図１７は、複数の電磁鋼板を積層したときに、上下で重なり合う２枚の電磁鋼板の円形の穴と馬蹄形の穴の重なり具合を示す図である。
【図１８】図１８は、第６の実施形態におけるロータにおいて、順に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１９】図１９は、第７の実施形態におけるロータを形成するために、電磁鋼板を積層する方法を説明するための図である。
【図２０】図２０は、第７の実施形態におけるロータにおいて、複数の電磁鋼板１９０ａ〜１９０ｃを積層したときに、上下で重なり合う３枚の電磁鋼板の大きい穴１９１ａ〜１９１ｃと小さい穴１９２ａ〜１９２ｃの重なり具合を示す図である。
【図２１】図２１は、第７の実施形態におけるロータにおいて、順に積層された複数の電磁鋼板１９０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２２】図２２（ａ）は、樹脂充填用の穴を外径側に設けた場合の電磁鋼板２２１の形状を示す上面図であり、図２２（ｂ）は、図１に示す構造と同じで、樹脂充填用の穴を内径側に設けた場合の電磁鋼板２２６の形状を示す上面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
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。本発明によるロータには、樹脂充填用の穴が設けられているが、電磁鋼板の積層方向において少なくとも一部が重なる樹脂充填用の穴のうち、少なくとも１枚の電磁鋼板の樹脂充填用の穴は、他の電磁鋼板の樹脂充填用の穴に対して、形状、大きさ、または、位置が異なる。
【００１０】
＜第１の実施形態＞
第１の実施形態におけるロータでは、電磁鋼板の積層方向において少なくとも一部が重なる樹脂充填用の穴のうち、少なくとも１枚の電磁鋼板の樹脂充填用の穴は、他の電磁鋼板の樹脂充填用の穴に対して、穴の形状および位置は同じであるが、大きさが異なる。
【００１１】
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１の形状を示す上面図である。電磁鋼板１には、電磁鋼板１の表面と裏面を貫通する、樹脂充填用の穴（以下では、単に穴とも呼ぶ）１１、１２が設けられている。穴１１および穴１２はいずれも円形形状であるが、穴１１の直径は、穴１２の直径よりも小さい。
【００１２】
図１に示す例では、電磁鋼板１の中心（ロータの回転軸の中心）から同一の距離に、直径の小さい穴１１が２つ、直径の大きい穴１２が２つ、電磁鋼板１に設けられている。直径の小さい２つの穴１１は、電磁鋼板１の中心に対して対称な位置に設けられており、直径の大きい２つの穴１２は、電磁鋼板１の中心に対して対称な位置に設けられている。これらの穴１１、１２は、電磁鋼板１の中心を基準として、９０度ずつずれた位置にそれぞれ設けられている。
【００１３】
また、電磁鋼板１には、周方向外側に４箇所、永久磁石を埋め込むための永久磁石用穴１３が設けられている。４つの永久磁石用穴１３は、電磁鋼板１の中心を基準として、９０度ずつずれた位置にそれぞれ設けられている。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、樹脂充填用の穴１１、１２に樹脂を充填する。
【００１４】
さらに、電磁鋼板１には、複数の電磁鋼板１を積層してかしめるためのかしめ部１４が８箇所設けられている。かしめ部１４は、かしめ突起およびかしめ穴のうちのいずれか一方である。８つのかしめ部１４は、電磁鋼板１の中心を基準として、４５度ずつずれた位置にそれぞれ設けられている。
【００１５】
なお、図１に示す例では、樹脂充填用の穴１１、１２、永久磁石用穴１３、かしめ部１４のうち、電磁鋼板１の最も外周側に、永久磁石用穴１３が設けられており、最も内周側に、樹脂充填用の穴１１、１２が設けられている。
【００１６】
ロータを形成するために複数の電磁鋼板を積層する際に、図１に示すような構造の電磁鋼板１を９０度ずつずらしながら積層（転積）していく。これにより、ある電磁鋼板１の直径の小さい穴１１の上には、別の電磁鋼板の直径の大きい穴１２が位置し、ある電磁鋼板１の直径の大きい穴１２の上には、別の電磁鋼板の直径の小さい穴１１が位置することになる。
【００１７】
図２は、第１の実施形態におけるロータにおいて、積層された複数の電磁鋼板１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。上述したように、図１に示すような構造の電磁鋼板１を９０度ずつずらしながら複数積層していくことにより、電磁鋼板の積層方向において、直径の小さい穴１１と直径の大きい穴１２が交互に配置される。図２に示す例では、電磁鋼板１ａの直径の小さい穴１１の下には、電磁鋼板１ｂの直径の大きい穴１２が存在している。
【００１８】
上述した方法により、複数の電磁鋼板１を積層した後、樹脂充填用の穴１１、１２に樹脂を流し込んで充填する。上述したように、積層する複数の電磁鋼板１の樹脂充填用の穴の直径は均一ではないため、積層方向における樹脂充填用の穴の側面の形状は直線ではなく、凹凸となっている（図２参照）。これにより、樹脂は、積層された複数の電磁鋼板の側面だけでなく、凹凸部分とも固着するので、電磁鋼板と樹脂とが固着する面積を増やすことができ、電磁鋼板と樹脂との固着力を高めることができる。また、図２に示すように、直径の小さい穴１１を有する電磁鋼板の表面と裏面の一部の領域も樹脂と固着するので、積層方向における固着力を高めることができる。これにより、ロータの剛性を高めることができる。
【００１９】
ここで、電磁鋼板と樹脂とが接着している部分の面積を大きくするほど、樹脂を介しての電磁鋼板同士の接着効果を高めることができる。例えば、樹脂充填用の穴１１、１２の大きさを変えることにより、特に、直径の小さい穴１１と直径の大きい穴１２の大きさの比を変えることにより、電磁鋼板と樹脂とが接着している部分の面積を変更することができる。
【００２０】
図３は、積層された複数の電磁鋼板１を積層方向に切断したときの断面の一部を示す図であって、直径の小さい穴１１と直径の大きい穴１２の大きさの比が異なる２種類のロータの断面図を示す。図３（ｂ）に示すロータは、図３（ａ）に示すロータに比べて、直径の小さい穴１１に対する直径の大きい穴１２の大きさの比が大きい。換言すると、図３（ｂ）に示すロータは、図３（ａ）に示すロータと比べて、穴１１の大きさは同じであるが、穴１２の大きさが大きい。これにより、図３（ｂ）に示すロータは、図３（ａ）に示すロータに比べて、電磁鋼板と樹脂とが接着している面積が大きくなるので、樹脂を介した電磁鋼板同士の接着力も高まり、剛性がより高くなる。
【００２１】
なお、樹脂充填用の穴の数を変えることにより、ロータの剛性を変更することもできる。すなわち、樹脂充填用の穴の数を増やすことにより、剛性をさらに高めることができる。このように、直径の小さい穴と直径の大きい穴の大きさの比を変えたり、樹脂充填用の穴の数を変えることにより、ロータの剛性を任意の状態に変更してロータの固有周波数を変化させることができるので、モータを搭載したシステムにおいて、他のユニットとの間で共振が生じる場合でも、樹脂充填用の穴の大きさや数を変更することにより、ロータの固有周波数を変化させて、共振を回避することができる。
【００２２】
以上、第１の実施形態におけるロータによれば、樹脂充填用の穴が設けられた電磁鋼板１を複数積層し、積層した複数の電磁鋼板１の樹脂充填用の穴に樹脂を充填して形成されるロータであって、複数の電磁鋼板１の積層方向において少なくとも一部が重なる樹脂充填用の穴のうち、少なくとも１枚の電磁鋼板の樹脂充填用の穴は、他の電磁鋼板の樹脂充填用の穴と比べて、大きさが異なる。これにより、電磁鋼板１の側面だけではなく、表裏面の一部にも樹脂が固着するので、複数の電磁鋼板間の固着力が高くなり、ロータの剛性を高めることができる。
【００２３】
＜第２の実施形態＞
第２の実施形態におけるロータでは、電磁鋼板の積層方向において少なくとも一部が重なる樹脂充填用の穴のうち、少なくとも１枚の電磁鋼板の樹脂充填用の穴は、他の電磁鋼板の樹脂充填用の穴に対して、穴の形状および大きさは同じであるが、位置が異なる。
【００２４】
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うちの１枚の電磁鋼板４１の形状を示す上面図である。
【００２５】
電磁鋼板４１には、周方向外側に４箇所、永久磁石を埋め込むための永久磁石用穴４３が設けられている。４つの永久磁石用穴４３は、電磁鋼板４１の中心を基準として、９０度ずつずれた位置にそれぞれ設けられている。また、図示は省略しているが、複数の電磁鋼板４１を積層してかしめるためのかしめ部も設けられている。
【００２６】
電磁鋼板４１には、電磁鋼板４１の表面と裏面を貫通する樹脂充填用の穴４４ａ〜４４ｄが設けられている。図４に示すように、穴４４ａおよび４４ｃの中心は、対向する位置に設けられている２つの永久磁石用穴４３の中心を結ぶ線Ｌ１からずれた位置にある。より具体的には、穴４４ａは、線Ｌ１から右側にずれており、穴４４ｃは、線Ｌ１から左側にずれている。また、穴４４ｂおよび４４ｄの中心は、線Ｌ１と直交する線Ｌ２からずれた位置にある。より具体的には、穴４４ｂは、線Ｌ２から上側にずれており、穴４４ｄは、線Ｌ２から下側にずれている。これらの穴４４ａ〜４４ｄは、電磁鋼板４１の中心（ロータの回転軸の中心）から同一の距離、すなわち、同心円上に設けられている。
【００２７】
本実施形態でも、ロータを形成するために複数の電磁鋼板４１を積層する際に、図４に示すような構造の電磁鋼板４１を９０度ずつずらしながら積層（転積）していく。穴４４ａおよび４４ｃは、２つの永久磁石用穴４３の中心を結ぶ線Ｌ１からずれた位置にあり、穴４４ｂおよび４４ｄは、別の２つの永久磁石用穴４３の中心を結ぶ線Ｌ２からずれた位置にあるため、電磁鋼板４１を９０度ずつずらしながら積層すると、電磁鋼板４１の積層方向において、樹脂充填用の穴は完全に一致した状態で重なり合うことはない。
【００２８】
図５は、複数の電磁鋼板４１を９０度ずつずらしながら積層した場合に、樹脂充填用の穴の重なり具合を示す図である。図５では、９０度回転させた状態で積層した２枚の電磁鋼板の樹脂充填用の穴を区別するために、符号の後ろに「Ａ」と「Ｂ」を付している。
【００２９】
図５に示すように、ある電磁鋼板４１Ａの穴４４ａＡは、９０度回転させて積層した別の電磁鋼板４１Ｂの穴４４ｄＢと一部が重なっている。同様に、ある電磁鋼板４１Ａの穴４４ｂＡは、９０度回転させて積層した別の電磁鋼板４１Ｂの穴４４ａＢと一部が重なっており、ある電磁鋼板４１Ａの穴４４ｃＡは、９０度回転させて積層した別の電磁鋼板４１Ｂの穴４４ｂＢと一部が重なっており、ある電磁鋼板４１Ａの穴４４ｄＡは、９０度回転させて積層した別の電磁鋼板４１Ｂの穴４４ｃＢと一部が重なっている。
【００３０】
図６は、第２の実施形態におけるロータにおいて、積層された複数の電磁鋼板４１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。上述したように、積層方向において、樹脂充填用の穴は完全に一致した状態で重なり合うことはないので、積層方向における樹脂充填用の穴の側面の形状は直線ではなく、凹凸となっている。これにより、樹脂は、積層された複数の電磁鋼板４１の側面だけでなく、凹凸部分とも固着するので、電磁鋼板と樹脂とが固着する面積を増やすことができ、電磁鋼板と樹脂との固着力を高めることができる。また、図６に示すように、電磁鋼板４１の表面と裏面の一部の領域も樹脂と固着するので、積層方向における固着力を高めることができる。これにより、ロータの剛性を高めることができる。
【００３１】
以上、第２の実施形態におけるロータによれば、複数の電磁鋼板４１の積層方向において少なくとも一部が重なる樹脂充填用の穴のうち、少なくとも１枚の電磁鋼板の樹脂充填用の穴は、他の電磁鋼板の樹脂充填用の穴と比べて、位置が異なる。すなわち、電磁鋼板４１の積層方向において、樹脂充填用の穴は、完全に一致することはなく、一部が重なるように配置されているので、電磁鋼板４１の側面だけではなく、表裏面の一部にも樹脂が固着するので、複数の電磁鋼板間の固着力が高くなり、ロータの剛性を高めることができる。
【００３２】
＜第３の実施形態＞
第２の実施形態では、１種類の電磁鋼板を９０度ずつ回転させながら積層することにより、積層方向において、樹脂充填用の穴の位置が完全には一致しない状態のロータを形成した。第３の実施形態では、樹脂充填用の穴の位置が異なる４種類の電磁鋼板を積層することによって、ロータを形成する。
【００３３】
図７は、第３の実施形態におけるロータを構成する４種類の電磁鋼板の形状を示す上面図である。第３の実施形態におけるロータは、図７（ａ）に示す電磁鋼板７１と、図７（ｂ）に示す電磁鋼板７２と、図７（ｃ）に示す電磁鋼板７３と、図７（ｄ）に示す電磁鋼板７４により構成される。
【００３４】
第１および第２の実施形態におけるロータと同様に、各電磁鋼板７１〜７４には、周方向外側に４箇所、永久磁石を埋め込むための永久磁石用穴７０が設けられている。また、図示は省略しているが、複数の電磁鋼板７１〜７４を積層してかしめるためのかしめ部も設けられている。
【００３５】
電磁鋼板７１には、電磁鋼板７１の表面と裏面を貫通する樹脂充填用の穴７５ａ〜７５ｄが設けられている。図７（ａ）に示すように、穴７５ａおよび７５ｃの中心は、対向する位置に設けられている２つの永久磁石用穴７０の中心を結ぶ線Ｌ５上にある。また、穴７５ｂおよび７５ｄの中心は、線Ｌ５と直交する線Ｌ６上にある。これらの穴７５ａ〜７５ｄは、ロータの中心から距離ｒの同心円上に位置している。
【００３６】
電磁鋼板７２には、電磁鋼板７２の表面と裏面を貫通する樹脂充填用の穴７６ａ〜７６ｄが設けられている。図７（ｂ）に示すように、穴７６ａおよび７６ｃの中心は、対向する位置に設けられている２つの永久磁石用穴７０の中心を結ぶ線Ｌ７からずれた位置にある。より具体的には、穴７６ａは、線Ｌ７から左側にずれており、穴７６ｃは、線Ｌ７から右側にずれている。また、穴７６ｂおよび７６ｄの中心は、線Ｌ７と直交する線Ｌ８からずれた位置にある。より具体的には、穴７６ｂは、線Ｌ８から上側にずれており、穴７６ｄは、線Ｌ８から下側にずれている。これらの穴７６ａ〜７６ｄは、ロータの中心から距離ｒの同心円上に位置している。
【００３７】
電磁鋼板７３には、電磁鋼板７３の表面と裏面を貫通する樹脂充填用の穴７７ａ〜７７ｄが設けられている。図７（ｃ）に示すように、穴７７ａおよび７７ｃの中心は、対向する位置に設けられている２つの永久磁石用穴７０の中心を結ぶ線Ｌ９からずれた位置にある。より具体的には、穴７７ａは、線Ｌ９の右側であって、線Ｌ９と、線Ｌ９に直交する線Ｌ１０から等しい距離に設けられており、穴７７ｃは、線Ｌ９の左側であって、線Ｌ９と線Ｌ１０から等しい距離に設けられている。また、穴７７ｂおよび７７ｄの中心は、線Ｌ１０からずれた位置にある。より具体的には、穴７７ｂは、線Ｌ１０の下側であって、線Ｌ９と線Ｌ１０から等しい距離に設けられており、穴７７ｄは、線Ｌ１０の上側であって、線Ｌ９と線Ｌ１０から等しい距離に設けられている。これらの穴７７ａ〜７７ｄは、ロータの中心から距離ｒの同心円上に位置している。
【００３８】
電磁鋼板７４には、電磁鋼板７４の表面と裏面を貫通する樹脂充填用の穴７８ａ〜７８ｄが設けられている。図７（ｄ）に示すように、穴７８ａおよび７８ｃの中心は、対向する位置に設けられている２つの永久磁石用穴７０の中心を結ぶ線Ｌ１１からずれた位置にある。より具体的には、穴７８ａは、線Ｌ１１から右側にずれており、穴７８ｃは、線Ｌ１１から左側にずれている。穴７８ｂおよび７８ｄの中心は、線Ｌ１１と直交する線Ｌ１２からずれた位置にある。より具体的には、穴７８ｂは、線Ｌ１２から下側にずれており、穴７８ｄは、線Ｌ１２から上側にずれている。これらの穴７８ａ〜７８ｄは、ロータの中心から距離ｒの同心円上に位置している。
【００３９】
本実施形態では、４つの永久磁石用穴７０が重なるように、図７（ａ）〜図７（ｄ）に示す状態で、４種類の電磁鋼板７１〜７４を順に積層していく。積層する順番は、電磁鋼板７１、電磁鋼板７２、電磁鋼板７３、電磁鋼板７４の順とする。
【００４０】
図８は、電磁鋼板７１〜７４を順に重ねたときに、電磁鋼板７１の穴７５ａ〜７５ｄと、電磁鋼板７２の穴７６ａ〜７６ｄと、電磁鋼板７３の穴７７ａ〜７７ｄと、電磁鋼板７４の穴７８ａ〜７８ｄの重なり具合を示す図である。４種類の電磁鋼板７１〜７４の樹脂充填用の穴は、積層方向においてそれぞれ完全に重なり合わない（一致しない）位置に設けられているため、電磁鋼板７１〜７４を順に積層すると、上下で重なり合う電磁鋼板の樹脂充填用の穴が一部重なり合う。特に、電磁鋼板７１、電磁鋼板７２、電磁鋼板７３、電磁鋼板７４の順に積層すると、図８に示すように、樹脂充填用の穴のうち、上下の電磁鋼板で重複する部分が周方向に少しずつずれた位置となる。
【００４１】
図９は、第３の実施形態におけるロータにおいて、順に積層された複数の電磁鋼板７１〜７４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。上述したように、各電磁鋼板７１〜７４の樹脂充填用の穴は、上下の電磁鋼板で重複する部分が周方向に少しずつずれた位置となるため、積層方向における樹脂充填用の穴の側面の形状は直線ではなく、段状（階段状）となっている。なお、実際には、樹脂充填用の穴はらせん階段形状となっている。これにより、樹脂は、積層された複数の電磁鋼板の側面だけでなく、電磁鋼板の表面と裏面の一部の領域も樹脂と固着するので、電磁鋼板と樹脂とが固着する面積を増やすことができる。従って、電磁鋼板と樹脂との固着力を高めるとともに、電磁鋼板の積層方向における固着力を高め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。
【００４２】
＜第４の実施形態＞
第１の実施形態におけるロータは、大きさが異なる円形の樹脂充填用の穴が設けられた複数の電磁鋼板を積層することによって形成されている。第４の実施形態におけるロータは、大きさが異なる矩形の樹脂充填用の穴が設けられた複数の電磁鋼板を積層することによって形成されている。
【００４３】
図１０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うちの１枚の電磁鋼板１００の形状を示す上面図である。電磁鋼板１００には、電磁鋼板１００の表面と裏面を貫通する樹脂充填用の穴１０１、１０２が設けられている。穴１０１および穴１０２は、正方形の形状をしており、穴１０１は、穴１０２よりも小さい。
【００４４】
図１０に示す例では、電磁鋼板１００の中心（ロータの回転軸の中心）から同一の距離に、小さい穴１０１が２つ、大きい穴１０２が２つ、電磁鋼板１００に設けられている。２つの小さい穴１０１は、電磁鋼板１００の中心に対して対称な位置に設けられており、２つの大きい穴１０２は、電磁鋼板１００の中心に対して対称な位置に設けられている。これらの穴１０１、１０２は、電磁鋼板１００の中心を基準として、９０度ずつずれた位置にそれぞれ設けられている。
【００４５】
第１〜第３の実施形態におけるロータと同様に、電磁鋼板１００には、周方向外側に４箇所、永久磁石を埋め込むための永久磁石用穴１０３が設けられている。また、図示は省略しているが、複数の電磁鋼板１００を積層してかしめるためのかしめ部も設けられている。
【００４６】
ロータを形成するために複数の電磁鋼板１００を積層する際に、図１０に示すような構造の電磁鋼板１００を９０度ずつずらしながら積層していく。これにより、ある電磁鋼板１００の小さい穴１０１の上には、別の電磁鋼板の大きい穴１０２が位置し、ある電磁鋼板１００の大きい穴１０２の上には、別の電磁鋼板の小さい穴１０１が位置することになる。
【００４７】
図１１は、複数の電磁鋼板１００を積層したときに、上下で重なり合う２枚の電磁鋼板の小さい穴１０１と大きい穴１０２の重なり具合を示す図である。図１１に示すように、上下で重なり合う２枚の電磁鋼板において、ある電磁鋼板の小さい穴１０１は、別の電磁鋼板の大きい穴１０２と中心位置が一致して重なり合う。
【００４８】
図１２は、第４の実施形態におけるロータにおいて、順に積層された複数の電磁鋼板１００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。上述したように、図１０に示すような構造の電磁鋼板１００を９０度ずつずらしながら積層していくことにより、電磁鋼板の積層方向において、小さい穴１０１と大きい穴１０２が交互に配置される。図１２に示す例では、電磁鋼板１００ａの小さい穴１０１の下には、電磁鋼板１００ｂの大きい穴１０２が存在している。積層する複数の電磁鋼板１００の樹脂充填用の穴の大きさは均一ではないため、積層方向における樹脂充填用の穴の側面の形状は直線ではなく、凹凸となっている（図１２参照）。これにより、樹脂は、積層された複数の電磁鋼板１００の側面だけでなく、凹凸部分とも固着するので、電磁鋼板と樹脂とが固着する面積を増やすことができ、電磁鋼板と樹脂との固着力を高めることができる。また、図１２に示すように、小さい穴１０１を有する電磁鋼板の表面と裏面の一部の領域も樹脂と固着するので、積層方向における固着力を高めることができる。これにより、ロータの剛性を高めることができる。
【００４９】
＜第５の実施形態＞
第５の実施形態におけるロータは、形状が異なる２種類の樹脂充填用の穴が設けられた電磁鋼板を複数積層することによって形成されている。
【００５０】
図１３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うちの１枚の電磁鋼板１３０の形状を示す上面図である。電磁鋼板１３０には、電磁鋼板１３０の表面と裏面を貫通する樹脂充填用の穴１３１、１３２が設けられている。穴１３１は、円形形状であり、穴１３２は、馬蹄形の形状をしている。
【００５１】
図１３に示す例では、電磁鋼板１３０の中心（ロータの回転軸の中心）から同一の距離に、円形の穴１３１が２つ、馬蹄形の穴１３２が２つ、電磁鋼板１３０に設けられている。円形の穴１３１は、電磁鋼板１３０の中心に対して対称な位置に設けられており、馬蹄形の穴１３２は、電磁鋼板１３０の中心に対して対称な位置に設けられている。これらの穴１３１、１３２は、電磁鋼板１３０の中心を基準として、９０度ずつずれた位置にそれぞれ設けられている。
【００５２】
第１〜第４の実施形態におけるロータと同様に、電磁鋼板１３０には、周方向外側に４箇所、永久磁石を埋め込むための永久磁石用穴１３３が設けられている。また、図示は省略しているが、複数の電磁鋼板を積層してかしめるためのかしめ部も設けられている。
【００５３】
ロータを形成するために複数の電磁鋼板１３０を積層する際に、図１３に示すような構造の電磁鋼板１３０を９０度ずつずらしながら積層していく。これにより、ある電磁鋼板１３０の円形の穴１３１の上には、別の電磁鋼板の馬蹄形の穴１３２が位置し、ある電磁鋼板１３０の馬蹄形の穴１３２の上には、別の電磁鋼板の円形の穴１３１が位置することになる。
【００５４】
図１４は、複数の電磁鋼板１３０を積層したときに、上下で重なり合う２枚の電磁鋼板の円形の穴１３１と馬蹄形の穴１３２の重なり具合を示す図である。図１４に示すように、上下で重なり合う２枚の電磁鋼板において、ある電磁鋼板の円形の穴１３１は、別の電磁鋼板の馬蹄形の穴１３２と完全に重なる。
【００５５】
図１５は、第５の実施形態におけるロータにおいて、順に積層された複数の電磁鋼板１３０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。上述したように、図１３に示すような構造の電磁鋼板１３０を９０度ずつずらしながら積層していくことにより、電磁鋼板の積層方向において、円形の穴１３１と馬蹄形の穴１３２が交互に配置される。図１５に示す例では、電磁鋼板１３０ａの円形の穴１３１の下には、電磁鋼板１３０ｂの馬蹄形の穴１３２が存在している。積層方向において、複数の電磁鋼板１３０の樹脂充填用の穴の形状は同じではないため、積層方向における樹脂充填用の穴の側面の形状は直線ではなく、凹凸となっている（図１５参照）。これにより、樹脂は、積層された複数の電磁鋼板１３０の側面だけでなく、凹凸部分とも固着するので、電磁鋼板と樹脂とが固着する面積を増やすことができ、電磁鋼板と樹脂との固着力を高めることができる。また、図１５に示すように、円形の穴１３１を有する電磁鋼板の表面と裏面の一部の領域も樹脂と固着するので、積層方向における固着力を高めることができる。これにより、ロータの剛性を高めることができる。
【００５６】
＜第６の実施形態＞
第６の実施形態におけるロータも、第５の実施形態におけるロータと同様に、形状が異なる２種類の樹脂充填用の穴が設けられた電磁鋼板を複数積層することによって形成されている。
【００５７】
図１６は、第６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１６０の形状を示す上面図である。電磁鋼板１６０には、電磁鋼板１６０の表面と裏面を貫通する樹脂充填用の穴１６１、１６２が設けられている。穴１６１は、円形形状であり、穴１６２は、馬蹄形の形状をしている。ただし、馬蹄形の穴１６２の長手方向の長さは、第５の実施形態におけるロータの馬蹄形の穴１３２の長手方向の長さよりも長い。
【００５８】
図１６に示す例では、電磁鋼板１６０の中心（ロータの回転軸の中心）から同一の距離に、円形の穴１６１が２つ、馬蹄形の穴１６２が２つ、電磁鋼板１６０に設けられている。円形の穴１６１は、電磁鋼板１６０の中心に対して対称な位置に設けられており、馬蹄形の穴１６２は、電磁鋼板１６０の中心に対して対称な位置に設けられている。これらの穴１６１、１６２は、電磁鋼板１６０の中心を基準として、９０度ずつずれた位置にそれぞれ設けられている。
【００５９】
第１〜第５の実施形態におけるロータと同様に、電磁鋼板１６０には、周方向外側に４箇所、永久磁石を埋め込むための永久磁石用穴１６３が設けられている。また、図示は省略しているが、複数の電磁鋼板を積層してかしめるためのかしめ部も設けられている。
【００６０】
ロータを形成するために複数の電磁鋼板１６０を積層する際に、図１６に示すような構造の電磁鋼板１６０を９０度ずつずらしながら積層していく。これにより、ある電磁鋼板１６０の円形の穴１６１の上には、別の電磁鋼板の馬蹄形の穴１６２が位置し、ある電磁鋼板１６０の馬蹄形の穴１６２の上には、別の電磁鋼板の円形の穴１６１が位置することになる。
【００６１】
図１７は、複数の電磁鋼板１６０を積層したときに、上下で重なり合う２枚の電磁鋼板の円形の穴１６１と馬蹄形の穴１６２の重なり具合を示す図である。図１７に示すように、上下で重なり合う２枚の電磁鋼板において、ある電磁鋼板の円形の穴１６１は、別の電磁鋼板の馬蹄形の穴１６２と完全に重なる。また、ある電磁鋼板の馬蹄形の穴１６２と、その上または下に位置している電磁鋼板の馬蹄形の穴１６２とは、積層方向において一部が重なる。
【００６２】
図１８は、第６の実施形態におけるロータにおいて、順に積層された複数の電磁鋼板１６０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。ただし、断面は、１つの平面で切断した断面ではなく、樹脂充填用の穴１６１、１６２がそれぞれ１つ含まれる同心円に沿った面で切断した場合の断面図である。上述したように、図１６に示すような構造の電磁鋼板１６０を９０度ずつずらしながら積層していくことにより、電磁鋼板の積層方向において、円形の穴１６１と馬蹄形の穴１６２が交互に配置される。
【００６３】
図１８に示す例では、電磁鋼板１６０ａの円形の穴１６１ａの下には、電磁鋼板１６０ｂの馬蹄形の穴１６２ｂが存在し、電磁鋼板１６０ａの馬蹄形の穴１６２ａの下には、電磁鋼板１６０ｂの円形の穴１６１ｂが存在する。また、電磁鋼板１６０ａの馬蹄形の穴１６２ａの一部と、電磁鋼板１６０ｂの馬蹄形の穴１６２ｂの一部が積層方向において重なり合っている。これにより、１枚の電磁鋼板１６０では、互いに離れていた円形の穴１６１と、馬蹄形の穴１６２とが、上または下に積層される別の電磁鋼板の馬蹄形の穴を介して空間的に繋がった状態となる。
【００６４】
積層方向において、積層された複数の電磁鋼板１６０の樹脂充填用の穴の形状は同じではないため、積層方向における樹脂充填用の穴の側面の形状は直線ではなく、凹凸となっている（図１８参照）。これにより、樹脂は、積層された複数の電磁鋼板１６０の側面だけでなく、表面と裏面の一部の領域とも固着するので、電磁鋼板と樹脂とが固着する面積を増やすことができ、電磁鋼板と樹脂との固着力を高めることができ、ロータの剛性を高めることができる。
【００６５】
＜第７の実施形態＞
第１〜第６の実施形態では、上下で重なり合う任意の２枚の電磁鋼板において、積層方向における樹脂充填用の穴は、形状、大きさ、および位置のうちの少なくとも一つが異なっていた。第７の実施形態におけるロータでは、積層方向における樹脂充填用の穴の形状、大きさ、および位置が同じである電磁鋼板が連続して複数積層されている部分が存在する。
【００６６】
本実施形態におけるロータを構成する電磁鋼板は、第１の実施形態におけるロータを構成する電磁鋼板と同じ形状である。ただし、電磁鋼板を積層する方法が第１の実施形態と異なる。
【００６７】
図１９は、第７の実施形態におけるロータを形成するために、電磁鋼板を積層する方法を説明するための図である。本実施形態では、図１９に示す電磁鋼板１９０ａ、電磁鋼板１９０ｂ、電磁鋼板１９０ｃの順に積層する。電磁鋼板１９０ａと電磁鋼板１９０ｂは、それぞれの大きい穴１９１ａと小さい穴１９２ａが重なる向きに積層される。また、電磁鋼板１９０ｃは、電磁鋼板１９０ａ、１９０ｂに対して９０度回転させた状態で積層される。すなわち、積層した際に、電磁鋼板１９０ｃの大きい穴１９１ｃと、電磁鋼板１９０ａの大きい穴１９１ａおよび電磁鋼板１９０ｂの大きい穴１９１ｂとは重ならないし、電磁鋼板１９０ｃの小さい穴１９２ｃと、電磁鋼板１９０ａの小さい穴１９２ａおよび電磁鋼板１９０ｂの小さい穴１９２ｂとは重ならない。
【００６８】
図２０は、複数の電磁鋼板１９０ａ〜１９０ｃを積層したときに、上下で重なり合う３枚の電磁鋼板の大きい穴１９１ａ〜１９１ｃと小さい穴１９２ａ〜１９２ｃの重なり具合を示す図である。図２０に示すように、上下で重なり合う３枚の電磁鋼板において、電磁鋼板１９０ａ、１９０ｂの大きい穴１９１ａ、１９１ｂは、電磁鋼板１９０ｃの小さい穴１９２ｃと一部が重なる。また、電磁鋼板１９０ａ、１９０ｂの小さい穴１９２ａ、１９２ｂは、電磁鋼板１９０ｃの大きい穴１９１ｃと重なる。
【００６９】
図２１は、第７の実施形態におけるロータにおいて、順に積層された複数の電磁鋼板１９０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。ただし、断面は、１つの平面で切断した断面ではなく、樹脂充填用の大きい穴と小さい穴がそれぞれ１つ含まれる同心円に沿った面で切断した場合の断面図である。積層方向において、樹脂充填用の穴の形状、大きさ、および位置が同じである電磁鋼板１９０ａと電磁鋼板１９０ｂとを積層した部分は、積層方向における樹脂充填用の穴の形状が直線となっており、凹凸にはなっていない。しかしながら、電磁鋼板１９０ａ、１９０ｂに対して９０度回転させた状態の電磁鋼板１９０ｃを積層することにより、積層方向における樹脂充填用の穴の形状は直線ではなく、凹凸となる。これにより、第１の実施形態と同様に、樹脂は、積層された複数の電磁鋼板１９０の側面だけでなく、凹凸部分とも固着するので、電磁鋼板と樹脂とが固着する面積を増やすことができる。従って、電磁鋼板と樹脂との固着力を高めることができ、ロータの剛性を高めることができる。
【００７０】
＜第８の実施形態＞
第１の実施形態におけるロータでは、ロータの半径の半分の位置を基準として、ロータを外径側および内径側と区分した場合に、樹脂充填用の穴を内径側に設けた（図１参照）。第８の実施形態におけるロータでは、樹脂充填用の穴を外径側に設ける。
【００７１】
図２２（ａ）は、樹脂充填用の穴を外径側に設けた場合の電磁鋼板２２１の形状を示す上面図であり、図２２（ｂ）は、図１に示す構造と同じで、樹脂充填用の穴を内径側に設けた場合の電磁鋼板２２６の形状を示す上面図である。本実施形態におけるロータは、図２２（ａ）に示す構造の電磁鋼板２２１を９０度ずつずらしながら積層して形成する。図２２（ａ）では、ロータの外径側のうち、永久磁石用穴２２４が位置する同心円と同じ同心円上であって、周方向に隣り合う永久磁石用穴２２４の間に、樹脂充填用の穴２２２、２２３を配置した例を示している。
【００７２】
図２２（ｂ）に示す構造では、内径側に樹脂充填用の穴２２７、２２８が設けられているため、内径側の領域２２９は、外径側の領域より剛性が高い。一方、図２２（ａ）に示す構造では、外径側に樹脂充填用の穴２２２、２２３が設けられているため、外径側の領域２２５は、内径側の領域より剛性が高い。ロータが回転して遠心力が発生した場合、ロータの外径側ほど遠心力が大きくなるが、本実施形態におけるロータのように、外径側に樹脂充填用の穴２２６、２２７を設けることにより、遠心力が大きくなる外径側の剛性を高めることができる。
【００７３】
このように、樹脂充填用の穴を設ける位置を変えることによって、ロータの剛性を任意の状態にすることができる。これにより、ロータの固有周波数を変化させることができるので、モータを搭載したシステムにおいて、他のユニットとの間で共振が生じる場合でも、樹脂充填用の穴を設ける位置を変更することにより、ロータの固有周波数を変化させて、共振を回避することができる。
【００７４】
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、樹脂充填用の穴の形状、大きさ、位置は、上述した実施形態で説明したものに限定されることはない。また、電磁鋼板の積層方法も上述した実施形態に限定されることはない。
【００７５】
また、図１では、ロータの半径の半分の位置を基準として、ロータを外径側および内径側と区分した場合に、樹脂充填用の穴を内径側に設けた場合の構造を示しているが、外径側に設けてもよい。
【００７６】
第５および第６の実施形態では、形状が異なる２種類の樹脂充填用の穴が設けられた電磁鋼板を複数積層する例を挙げて説明した。すなわち、電磁鋼板の積層方向において、重なり合う樹脂充填用の穴の形状は異なるものとして説明したが、樹脂充填用の穴は、大きさが同じで形状が異なるものであってもよい。
【符号の説明】
【００７７】
１…電磁鋼板
１１、１２…樹脂充填用の穴
４１…電磁鋼板
４４ａ〜４４ｄ…樹脂充填用の穴
７１〜７４…電磁鋼板
７５ａ〜７５ｄ、７６ａ〜７６ｄ、７７ａ〜７７ｄ、７８ａ〜７８ｄ…樹脂充填用の穴
１００…電磁鋼板
１０１、１０２…樹脂充填用の穴
１３０…電磁鋼板
１３１、１３２…樹脂充填用の穴
１６０…電磁鋼板
１６１、１６２…樹脂充填用の穴
１９０ａ〜１９０ｃ…電磁鋼板
１９１ａ、１９２ａ、１９１ｂ、１９２ｂ、１９１ｃ、１９２ｃ…樹脂充填用の穴
２２５…電磁鋼板
２２６、２２７…樹脂充填用の穴
【図１】
2015139353.tif 000003
【図２】
2015139353.tif 000004
【図３】
2015139353.tif 000005
【図４】
2015139353.tif 000006
【図５】
2015139353.tif 000007
【図６】
2015139353.tif 000008
【図７】
2015139353.tif 000009
【図８】
2015139353.tif 000010
【図９】
2015139353.tif 000011
【図１０】
2015139353.tif 000012
【図１１】
2015139353.tif 000013
【図１２】
2015139353.tif 000014
【図１３】
2015139353.tif 000015
【図１４】
2015139353.tif 000016
【図１５】
2015139353.tif 000017
【図１６】
2015139353.tif 000018
【図１７】
2015139353.tif 000019
【図１８】
2015139353.tif 000020
【図１９】
2015139353.tif 000021
【図２０】
2015139353.tif 000022
【図２１】
2015139353.tif 000023
【図２２】
2015139353.tif 000024