(57)【要約】【課題】分割型ロータコアの配設位置を高精度かつ簡便に調整する。【解決手段】分割型ロータコア１１の外周面に配設される、非磁性体のリング部材１５と、分割型ロータコア１１の内周面とシャフト１２の外周面との間に配設され、分割型ロータコア１１をリング部材１５に押圧することが可能な、非磁性体の摩擦式締結具１４とを備える分割型ロータコアを有する回転子１０により、分割型ロータコアの配設位置を高精度かつ簡易的に調整することを可能とする。【選択図】図２
2015154581.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
分割型ロータコアの外周面に配設され、非磁性体からなる円環状のリング部材と、
前記分割型ロータコアの内周面と、当該分割型ロータコアの内側に配設されるシャフトの外周面との間に配設され、前記分割型ロータコアを前記リング部材に押圧することを可能とする、非磁性体からなる摩擦式締結具と
を備える
ことを特徴とする分割型ロータコアを有する回転子。
【請求項２】
前記摩擦式締結具は、
前記シャフトの外周面に配設されており、軸方向において中央から両端にかけてテーパ面を有する、円環状のインナリングと、
前記分割型ロータコアの内周面に配設されており、軸方向において中央から両端にかけてテーパ面を有する、円環状のアウタリングと、
前記インナリングと前記アウタリングとの間に、軸対称に複数配設され、それぞれ軸方向を向くボルトと、
それぞれの外周面が、前記インナリング及び前記アウタリングに対し摺動可能なテーパ面であり、それぞれの内周面が各前記ボルトと嵌合する、複数の第１テーパリングと、
前記第１テーパリングと軸方向に対向しており、それぞれの外周面が、前記インナリング及び前記アウタリングに対し摺動可能なテーパ面であり、それぞれの内周面が各前記ボルトと嵌合する、複数の第２テーパリングと
を備える
ことを特徴とする請求項１に記載の分割型ロータコアを有する回転子。
【請求項３】
前記リング部材は炭素繊維強化プラスチックからなる
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の分割型ロータコアを有する回転子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、永久磁石を界磁源とした分割型ロータコアを有する回転子に関する。
【背景技術】
【０００２】
回転電機において、ロータコアに配設された永久磁石から発生する磁束漏れを抑制し、モータの特性を向上させる方法として、回転子に分割されたロータコア（以下、分割型ロータコア）を用いる方法がある。分割型ロータコアを用いれば、磁束漏れを大きく防ぐことができ、有効な磁束が増えるため、モータトルクが向上する。
【０００３】
図４は、従来の分割されていないロータコア（以下、一体型ロータコア）を有する回転子の一例を示す概略図である。当該図に示す一体型ロータコアを有する回転子２０は、シャフト１２、磁石１３及び一体型ロータコア２１を備え、磁石１３が一体型ロータコア２１にスポーク状に８つ等配された８極のロータ構造である。なお、シャフト１２は一体型ロータコア２１の内側に配設されている。
【０００４】
一体型ロータコアを有する回転子２０では、図４に示すように磁石１３からの磁束漏れが発生するため、モータトルクが減少する。しかし、分割型ロータコアを利用すれば、磁束漏れが減少し、モータトルクが向上するといった利点がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１１−７８２９８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
分割型ロータコアを組み立てる場合、永久磁石がスポーク状に等配された分割型ロータコアと、当該分割型ロータコアの外側に配設されるステータとのギャップ間隔について、磁極ごとのばらつきが生じないように注意しなければならない。そのため、分割型ロータコアのそれぞれの外周面が同一円周上に位置するように固定する必要がり、その際、分割型ロータコアの配設位置を高精度に調整しなければならない。したがって、組立工数が多くなり、大量生産に不向きという問題がある。
【０００７】
上記特許文献１には、分割型ロータコアの内側に、磁化方向をシャフトの外周側と内周側に交互に向けて、シャフトの周方向（回転子の周方向）に並べる技術が開示されているが、当該技術も、やはり分割型ロータコアの配設位置を高精度に調整する必要があり、組立工数が多くなり、大量生産に不向きであるという問題がある。
【０００８】
そこで、本発明では、分割型ロータコアの配設位置を高精度かつ簡便に調整することを可能とする、分割型ロータコアを有する回転子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】
【０００９】
上記課題を解決する第１の発明に係る分割型ロータコアを有する回転子は、
分割型ロータコアの外周面に配設され、非磁性体からなる円環状のリング部材と、
前記分割型ロータコアの内周面と、当該分割型ロータコアの内側に配設されるシャフトの外周面との間に配設され、前記分割型ロータコアを前記リング部材に押圧することを可能とする、非磁性体からなる摩擦式締結具と
を備える
ことを特徴とする。
【００１０】
上記課題を解決する第２の発明に係る分割型ロータコアを有する回転子は、
上記第１の発明に係る分割型ロータコアを有する回転子において、
前記摩擦式締結具は、
前記シャフトの外周面に配設されており、軸方向において中央から両端にかけてテーパ面を有する、円環状のインナリングと、
前記分割型ロータコアの内周面に配設されており、軸方向において中央から両端にかけてテーパ面を有する、円環状のアウタリングと、
前記インナリングと前記アウタリングとの間に、軸対称に複数配設され、それぞれ軸方向を向くボルトと、
それぞれの外周面が、前記インナリング及び前記アウタリングに対し摺動可能なテーパ面であり、それぞれの内周面が各前記ボルトと嵌合する、複数の第１テーパリングと、
前記第１テーパリングと軸方向に対向しており、それぞれの外周面が、前記インナリング及び前記アウタリングに対し摺動可能なテーパ面であり、それぞれの内周面が各前記ボルトと嵌合する、複数の第２テーパリングと
を備える
ことを特徴とする。
【００１１】
上記課題を解決する第３の発明に係る分割型ロータコアを有する回転子は、
上記第１又は２の発明に係る分割型ロータコアを有する回転子において、
前記リング部材は炭素繊維強化プラスチックからなる
ことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明に係る分割型ロータコアを有する回転子によれば、分割型ロータコアの配設位置を高精度かつ簡便に調整することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の実施例１におけるシャフト、分割型ロータコア及び磁石のみを表す概略図である。
【図２】本発明の実施例１に係る分割型ロータコアを有する回転子の概略図である。
【図３】図２のＡ‐Ａ断面図である。
【図４】一体型ロータを有する回転子の概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明に係る分割型ロータコアを有する回転子を、実施例により図面を用いて説明する。
【００１５】
［実施例１］
本発明の実施例１に係る分割型ロータコアを有する回転子の構成について、図１〜３を用いて説明する。図１は、本発明の実施例１におけるシャフト、分割型ロータコア及び磁石のみを表す概略図である。図２は、本発明の実施例１に係る分割型ロータコアを有する回転子の概略図である。図３は、図２のＡ‐Ａ断面図である。以下、従来技術と同一の構成には同一番号を付す。
【００１６】
本発明の実施例１に係る分割型ロータコアを有する回転子（以下、分割型ロータコアを有する回転子１０）は、まず、図１に示すように、分割型ロータコア１１、シャフト１２及び磁石１３を備えている。磁石１３は、分割型ロータコア１１のそれぞれにスポーク配置されており、シャフト１２は、分割型ロータコア１１の内側に配設されている。
【００１７】
ただし、図１の状態のままでは、分割型ロータコア１１が固定されていないため、分割型ロータコア１１のそれぞれの位置を調整することはできない。
【００１８】
そこで、図２に示すように、分割型ロータコアを有する回転子１０は、上記構成に加えてさらに、摩擦式締結具１４及びリング部材１５を備えるものとする。
【００１９】
上記リング部材１５は、例えばＣＦＲＰ（以下、炭素繊維強化プラスチック）などの非磁性体からなる円環状のものであり、分割型ロータコア１１の外周面に配設されている。
【００２０】
上記摩擦式締結具１４は、例えばアルミなどの非磁性体からなり、分割型ロータコア１１の内周面とシャフト１２の外周面との間に配設され、分割型ロータコア１１をリング部材１５に押圧することを可能とする。また、図３に示すように、摩擦式締結具１４は、ボルト１６、インナリング１７、アウタリング１８、第１テーパリング１９ａ及び第２テーパリング１９ｂを備える。
【００２１】
インナリング１７は、シャフト１２の外周面に配設されており、軸方向において中央から両端にかけて外周側が拡径するテーパ面を有する、円環状のものである。
【００２２】
アウタリング１８は、分割型ロータコア１１の内周面に配設されており、軸方向において中央から両端にかけて外周側が拡径するテーパ面を有する、円環状のものである。
【００２３】
ボルト１６は、図２に示すように、軸対称に複数配設され、軸方向（回転子、インナリング１７及びアウタリング１８の軸方向）を向き、第１テーパリング１９ａ及び第２テーパリング１９ｂに嵌合している。なお、図２，３中では、各ボルト１６が六角ボルトであるものとしている。
【００２４】
第１テーパリング１９ａは、複数配設されており、それぞれの外周面が、インナリング１７及びアウタリング１８に対し摺動可能なテーパ面であり、それぞれの内周面が各ボルト１６と嵌合している。
【００２５】
第２テーパリング１９ｂは、複数配設されており、第１テーパリング１９ａと軸方向（回転子、インナリング１７及びアウタリング１８の軸方向）に対向しており、それぞれの外周面が、インナリング１７及びアウタリング１８に対し摺動可能なテーパ面であり、それぞれの内周面が各ボルト１６と嵌合している。
【００２６】
以上が分割型ロータコアを有する回転子１０の構成についての説明である。以下、分割型ロータコアを有する回転子１０の動作について説明する。
【００２７】
まず、摩擦式締結具１４において、各ボルト１６を締めると、第１テーパリング１９ａは、ボルト１６の挿入方向（図３の右方向）に摺動し、第２テーパリング１９ｂは、ボルト１６の挿入方向と逆方向（図３の左方向）に摺動する。
【００２８】
すると、図３中の太矢印のように、インナリング１７には径方向内向きの圧力が、アウタリング１８には径方向外向きの圧力が、それぞれ加わる。そして、アウタリング１８に加わる径方向外向きの圧力により、分割型ロータコア１１がリング部材１５に押圧される。
【００２９】
そして、リング部材１５の内径によって分割型ロータコア１１の外径が決まり、分割型ロータコア１１は摩擦力で固定される。
【００３０】
以上が分割型ロータコアを有する回転子１０の動作についての説明である。分割型ロータコアを有する回転子１０は、上記構成及び動作により、磁束漏れを抑制できる分割型ロータコア１１の配設位置をボルト締めのみで高精度かつ簡便に調整でき、また、リング部材１５によって回転子１０の耐遠心力強度が向上する。
【００３１】
以下、分割型ロータコアを有する回転子１０の組立手順について説明する。
【００３２】
まず、リング部材１５の内周面近傍に分割型ロータコア１１を等配し、分割型ロータコア１１の内側にシャフト１２を配設する。その際、分割型ロータコア１１の内周面とシャフト１２の外周面との間には、摩擦式締結具１４が入るスペースを設けるようにする。
【００３３】
次に、分割型ロータコア１１の内周面とシャフト１２の外周面との間に摩擦式締結具１４を挿入し、摩擦式締結具１４の各ボルト１６を締めつけて摩擦式締結具１４が径方向外向きに拡大することで、シャフト１２と分割型ロータコア１１との間が摩擦力で固定される。
【００３４】
以上、分割型ロータコアを有する回転子１０について説明したが、換言すれば、分割型ロータコアを有する回転子１０は、分割型ロータコア１１の外周面に配設され、非磁性体からなる円環状のリング部材１５と、分割型ロータコア１１の内周面と分割型ロータコア１１の内側に配設されるシャフト１２の外周面との間に配設され、分割型ロータコア１１をリング部材１５に押圧することを可能とする、非磁性体からなる摩擦式締結具１４とを備えるものである。
【００３５】
また、摩擦式締結具１４は、シャフト１２の外周面に配設されており、軸方向において中央から両端にかけてテーパ面を有する、円環状のインナリング１７と、分割型ロータコア１１の内周面に配設されており、軸方向において中央から両端にかけてテーパ面を有する、円環状のアウタリング１８と、インナリング１７とアウタリング１８との間に、軸対称に複数配設され、それぞれ軸方向を向くボルト１６と、それぞれの外周面が、インナリング１７及びアウタリング１８に対し摺動可能なテーパ面であり、それぞれの内周面が各ボルト１６と嵌合する、複数の第１テーパリング１９ａと、第１テーパリング１９ａと軸方向に対向しており、それぞれの外周面が、インナリング１７及びアウタリング１８に対し摺動可能なテーパ面であり、それぞれの内周面が各ボルト１６と嵌合する、複数の第２テーパリング１９ｂとを備えるようにしてもよく、さらに、リング部材１６はＣＦＲＰからなるようにしてもよい。
【００３６】
このようにして、本発明の実施例１に係る分割型ロータコアを有する回転子では、磁束漏れを抑制できる分割型ロータコアの配設位置を高精度かつ簡便に調整することが可能となる。また、回転子の耐遠心力強度が向上するため、高速回転または加速度変化が大きい用途に適用することが可能となる。
【産業上の利用可能性】
【００３７】
本発明は、分割型ロータコアを有する回転子として好適である。
【符号の説明】
【００３８】
１０  分割型ロータコアを有する回転子
１１  分割型ロータコア
１２  シャフト
１３  磁石
１４  摩擦式締結具
１５  リング部材
１６  ボルト
１７  インナリング
１８  アウタリング
１９ａ  第１テーパリング
１９ｂ  第２テーパリング
２０  一体型ロータコアを有する回転子
２１  一体型ロータコア
【図１】
2015154581.tif 000003
【図２】
2015154581.tif 000004
【図３】
2015154581.tif 000005
【図４】
2015154581.tif 000006