(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数枚のコア板を積層してコア本体を構成するとともに、そのコア本体に貫設された複数の収容孔に永久磁石を収容した回転電機のロータコアにおいて、
前記コア本体の両端に位置する端部コア板のうちの少なくとも一方の端部コア板の収容孔の縁部には、永久磁石の端部に当接して、その永久磁石をコア本体の径方向の外方に向かって押圧するための押圧部を設け、
前記収容孔における径方向内方側の縁部を折り返すことにより押圧部を形成し、その押圧部の外面を永久磁石に圧接させたことを特徴とする回転電機のロータコア。
【請求項２】
前記押圧部を収容孔の隣接する２辺の縁部に設けたことを特徴とする請求項１に記載の回転電機のロータコア。
【請求項３】
前記永久磁石の端部に面取り部を形成し、その面取り部に前記押圧部を圧接させたことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の回転電機のロータコア。
【請求項４】
一方の端部コア板に、コア本体の貫通孔を貫通して他方の端部コア板の外面に固定される固定脚を設けたことを特徴とする請求項１〜３のうちのいずれか一項に記載の回転電機のロータコア。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、回転電機のロータコアに係り、特に複数枚のコア板を積層してなるコア本体の収容孔内に永久磁石を収容した回転電機のロータコアに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の回転電機のロータコアとしては、例えば特許文献１及び特許文献２に開示されるような構成が提案されている。
特許文献１に記載の従来構成においては、複数枚のコア板を積層してなるコア本体に永久磁石を収容するための複数の収容孔が貫設されている。そして、各収容孔内に永久磁石が挿入収容された状態で、各収容孔と永久磁石との間の隙間に熱硬化性樹脂材が充填されることによって、永久磁石が収容孔内に固定されている。
【０００３】
また、特許文献２に記載の従来構成においては、複数枚のコア板を積層してなるコア本体に永久磁石を収容するための複数の収容孔が貫設されている。各コア板における各収容孔の内側面には突出部及び切欠き部が形成されている。そして、各収容孔内に永久磁石が挿入収容されたとき、各コア板上の突出部がコア板の積層方向に撓みながら永久磁石の側面に圧接されて、永久磁石が収容孔内に固定されるようになっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−３４１８７号公報
【特許文献２】特開平５−１４６１０３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところが、これらの従来構成においては、次のような問題があった。
すなわち、特許文献１に記載の従来構成では、各永久磁石が樹脂材の充填によって収容孔内に固定される際に、各永久磁石の位置が定まらず、各永久磁石の固定位置にバラつきが生じて、回転電機のトルク特性等の性能の低下を招くおそれがあった。また、この特許文献１の従来構成では、永久磁石が樹脂材により収容孔内に固定されているため、永久磁石をリサイクルする場合、ロータコアを高温にして樹脂材を炭化させた後に、永久磁石をコア本体から無理矢理に分離させて取り出す必要がある。このため、永久磁石の取り外し作業に手間がかかるものであった。
【０００６】
さらに、特許文献２に記載の従来構成では、コア本体の各収容孔内に永久磁石を挿入して収容する際に、各コア板上の突出部が撓みながら永久磁石の側面に擦過されるため、永久磁石に傷が生じやすくて、回転電機の性能低下を招くおそれがあった。
【０００７】
この発明は、このような従来の技術に存在する問題点に着目してなされたものである。その目的は、永久磁石に傷をつけることなく、コア本体の収容孔内における所定の固定位置に適切に固定することができる回転電機のロータコアを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の目的を達成するために、この発明は、複数枚のコア板を積層してコア本体を構成するとともに、そのコア本体に貫設された複数の収容孔に永久磁石を収容した回転電機のロータコアにおいて、前記コア本体の両端に位置する端部コア板のうちの少なくとも一方の端部コア板の収容孔の縁部には、永久磁石の端部に当接して、その永久磁石をコア本体の径方向の外方に向かって押圧するための押圧部を設け、前記収容孔における径方向内方側の縁部を折り返すことにより押圧部を形成し、その押圧部の外面を永久磁石に圧接させたことを特徴としている。
【０００９】
従って、この発明の回転電機のロータコアにおいては、コア本体の各収容孔内に永久磁石を収容すると、端部コア板の収容孔の縁部に設けられた押圧部が永久磁石の端部の内側面に当接して、その永久磁石がコア本体の径方向の外方に向かって押圧される。この押圧により、永久磁石が収容孔内において、コア本体の径方向の外側の所定位置に位置決め固定される。このため、樹脂材の充填により永久磁石を固定した従来構成とは異なり、永久磁石の固定位置にバラつきが生じたりしない。また、各コア板の収容孔内の突出部を永久磁石の側面に圧接させることにより永久磁石を固定するようにした従来構成とは異なり、永久磁石が損傷したりするおそれはない。よって、簡単な固定構成により永久磁石を傷つけることなく、収容孔内の所定の位置に適切に収容固定することができて、回転電機の性能を向上させることができる。
【００１０】
また、この発明のロータコアでは、永久磁石の固定に樹脂材を使用していないので、永久磁石をリサイクルする場合、従来構成とは異なり、ロータコアを加熱して樹脂材を炭化させた後、永久磁石をコア本体から無理矢理取り出すという面倒な作業を行う必要がなく、永久磁石をコア本体から容易に取り出すことができる。
【００１２】
前記の構成において、前記押圧部を収容孔の隣接する２辺の縁部に設けるとよい。
前記の構成において、前記永久磁石の端部に面取り部を形成し、その面取り部に前記押圧部を圧接させるようにするとよい。
【００１３】
前記の構成において、一方の端部コア板に、コア本体の貫通孔を貫通して他方の端部コア板の外面に固定される固定脚を設けるとよい。
【発明の効果】
【００１４】
以上のように、この発明によれば、永久磁石を傷つけることなく、コア本体の収容孔内における所定の位置に適切に収容固定することができるという効果を発揮する。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】第１実施形態の回転電機のロータコアを示す断面図。
【図２】図１のロータコアの一部を拡大して示す部分断面図。
【図３】図２の３−３線における部分断面図。
【図４】図１のロータコアにおける中間部コア板を示す平面図。
【図５】同ロータコアにおける下端部コア板を示す平面図。
【図６】図５の６−６線における断面図。
【図７】図５の７−７線における部分拡大断面図。
【図８】同ロータコアにおける上端部コア板を示す平面図。
【図９】第２実施形態の回転電機のロータコアを示す部分断面図。
【図１０】第３実施形態の回転電機のロータコアを示す断面図。
【図１１】図１０のロータコアにおける中間部コア板を示す部分平面図。
【図１２】同ロータコアにおける下端部コア板を示す部分平面図。
【図１３】第４実施形態の回転電機のロータコアを示す要部断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
（第１実施形態）
以下に、この発明を具体化した回転電機のロータコアの第１実施形態を図１〜図８に従って説明する。この実施形態は、ステータ（図示しない）内において回転されるインナーロータのコア（以下、ロータコアという）に具体化されたものである。
【００１７】
図１に示すように、この実施形態のロータコアにおいては、コア本体２１が複数枚のコア板２２を積層することによって構成されている。コア本体２１の中心には、回転軸２４を挿通固定するための軸孔２３がコア板２２の積層方向に貫設されている。コア本体２１の外周近傍位置には、平板状の永久磁石２６を収容するための平面長方形をなす複数の収容孔２５がコア本体２１の外周面に沿って所定間隔おきでコア板２２の積層方向に貫設されている。各収容孔２５に対してコア本体２１の径方向の内方に近接配置されるように、コア本体２１には収容孔２５よりも小さい貫通孔２７がコア板２２の積層方向に貫設されている。
【００１８】
図２〜図４に示すように、前記各コア板２２は、コア本体２１の中間部に積層された複数枚の中間部コア板２２Ａと、その上下両端に固定されたそれぞれ１枚の下端部コア板２２Ｂ及び上端部コア板２２Ｃとによって構成されている。従って、各コア板２２Ａ，２２Ｂ，２２Ｃの中心には軸孔２３が形成されるとともに、外周近傍位置には複数の収容孔２５が周方向に所定間隔おきで形成されている。ただし、図２及び図３から明らかなように、上下の端部コア板２２Ｂ，２２Ｃの収容孔２５は中間部コア板２２Ａの収容孔２５よりもわずかに小さく形成され、端部コア板２２Ｂ，２２Ｃの収容孔２５の縁部が中間部コア板２２Ａの収容孔２５の縁部よりも収容孔２５の内方に突出している。中間部コア板２２Ａ及び上端部コア板２２Ｃには前記貫通孔２７が形成され、下端部コア板２２Ｂには形成されていない。
【００１９】
これらのコア板２２Ａ，２２Ｂ，２２Ｃは磁性鋼板により円板状に形成されるとともに、その表裏両面が絶縁コーティングされている。なお、この実施形態における上下は、図１及び図２における上下とするが、その上下方向の向きは限定されるものではない。
【００２０】
図２及び図３に示すように、前記下端部コア板２２Ｂ及び上端部コア板２２Ｃの各収容孔２５における長辺側で、かつ軸孔２３側の縁部には、永久磁石２６の長辺側の端部に当接可能な押圧部２８が形成されている。この押圧部２８は、収容孔２５の縁部を折り返すことによって形成されている。図２及び図５に示すように、下端部コア板２２Ｂ及び上端部コア板２２Ｃの各収容孔２５における一方の短辺側の縁部には、永久磁石２６の短辺側の端部に当接可能な押圧部２９が形成されている。この押圧部２９は、収容孔２５の縁部を折り返すことによって形成されている。
【００２１】
図２、図５及び図６に示すように、前記下端部コア板２２Ｂ上において、中間部コア板２２Ａ及び後記上端部コア板２２Ｃの各貫通孔２７と対応する位置には、複数の固定脚３０が突出形成されている。これらの固定脚３０は、図５に鎖線で示すように、各収容孔２５の内側近傍位置から軸孔２３に向かって下端部コア板２２Ｂの径方向に延びる帯状の切片を、その基端において直角に折り曲げることにより形成されている。そして、図１及び図２に示すように、各固定脚３０を中間部コア板２２Ａ及び上端部コア板２２Ｃの貫通孔２７に貫通して、その固定脚３０の先端部３０ａを上端部コア板２２Ｃの外面に折り曲げ固定することにより、各コア板２２Ａ〜２２Ｃが積層状態に固定されている。
【００２２】
図２に示すように、前記各永久磁石２６の上下両端部における軸孔２３側の角部には、第１面取り部３１が形成されている。そして、収容孔２５内に永久磁石２６が収容された状態で、下端部コア板２２Ｂ及び上端部コア板２２Ｃの前記押圧部２８がこの永久磁石２６の第１面取り部３１に圧接される。この圧接により、永久磁石２６が収容孔２５内において、コア本体２１の径方向の外方に向かって押圧されるとともに、上方及び下方に向かって押圧される。
【００２３】
図３に示すように、各永久磁石２６の上下両端部における一方の短辺の角部には、第２面取り部３２が形成されている。そして、収容孔２５内に永久磁石２６が収容された状態で、下端部コア板２２Ｂ及び上端部コア板２２Ｃの押圧部２９の外面が、この永久磁石２６の第２面取り部３２に圧接される。この圧接により、永久磁石２６が収容孔２５内において、その収容孔２５の縁部側，言い換えればコア本体２１の周方向に向かって押圧されるとともに、上方及び下方に向かって押圧される。
【００２４】
次に、前記のように構成された回転電機のロータコアの組み立て方法及び作用について説明する。
このロータコアの組み立てにおいては、下端部コア板２２Ｂを図示しない載置台上に載置した状態で、その下端部コア板２２Ｂ上に複数数の中間部コア板２２Ａを順に積層する。この場合、中間部コア板２２Ａの各貫通孔２７を下端部コア板２２Ｂ上の各固定脚３０に嵌めることにより、各中間部コア板２２Ａが下端部コア板２２Ｂに対して所定の積層位置に位置決めされる。そして、所定枚数の中間部コア板２２Ａが積層された後、その中間部コア板２２Ａの各収容孔２５に永久磁石２６を挿入する。このとき、永久磁石２６上の第１面取り部３１及び第２面取り部３２を、下端部コア板２２Ｂの収容孔２５内の押圧部２８及び押圧部２９と対応させるように配置する。
【００２５】
続いて、中間部コア板２２Ａ上に上端部コア板２２Ｃを積層する。この場合にも、上端部コア板２２Ｃの各貫通孔２７を下端部コア板２２Ｂ上の各固定脚３０に嵌挿させることにより、上端部コア板２２Ｃが中間部コア板２２Ａ及び下端部コア板２２Ｂに対して所定の積層位置に位置決め配置される。その後、各固定脚３０の先端部３０ａを上端部コア板２２Ｃの外面に折り曲げ固定すると、下端部コア板２２Ｂ、中間部コア板２２Ａ及び上端部コア板２２Ｃが積層状態に固定される。
【００２６】
このとき、図２に示すように、下端部コア板２２Ｂ及び上端部コア板２２Ｃに折り返し形成された押圧部２８の外面が、各永久磁石２６の第１面取り部３１に圧接される。この圧接により、各永久磁石２６が収容孔２５内で、コア本体２１の径方向の外方に向かって押圧されるとともに、各コア板２２の積層方向の上方及び下方に向かって押圧される。それとともに、図３に示すように、下端部コア板２２Ｂ及び上端部コア板２２Ｃの各収容孔２５内に折り返し形成された押圧部２９の外面が、各永久磁石２６の第２面取り部３２に圧接される。この圧接により、各永久磁石２６が収容孔２５内で、その収容孔２５の縁部側に向かって押圧されるとともに、各コア板２２の積層方向の上方及び下方に向かって押圧される。このため、図４に鎖線で示すように、各永久磁石２６は収容孔２５内において、コア本体２１の径方向の外側で収容孔２５の縁部側の所定位置に位置決め固定される。
【００２７】
このように構成されたコアを例えばモータのロータとして用いた場合、永久磁石２６が押圧部２８，２９によって位置ずれすることなく、定位置で固定されているため、円滑で効率的な回転を得ることができる。特に、永久磁石２６が押圧部２８によってコア本体２１の外周側に向かって押圧されているため、永久磁石２６をコア本体２１に外周側に近づけることができる。従って、永久磁石２６がステータ（図示しない）に近づくことになって、高トルク回転等の高性能を実現できる。
【００２８】
従って、この実施形態によれば、以下のような効果を得ることができる。
（１）  このロータコアにおいては、複数枚のコア板２２を積層してなるコア本体２１の各収容孔２５内に永久磁石２６が収容されたとき、端部コア板２２Ｂ，２２Ｃの収容孔２５の縁部に設けられた押圧部２８が永久磁石２６の端部に当接して、その永久磁石２６がコア本体２１の径方向の外方に向かって押圧されようになっている。このため、永久磁石２６を収容孔２５内において、コア本体２１の径方向の外側の所定位置に位置決め固定することができる。よって、永久磁石２６をステータに近づくことになり、高トルク回転を実現できる。また、樹脂材の充填により永久磁石を固定した従来構成とは異なり、永久磁石２６の固定位置にバラつきが生じることを防止できる。さらに、各コア板の収容孔内の突出部を永久磁石の側面に圧接させることにより永久磁石を固定するようにした従来構成とは異なり、永久磁石２６に傷がついたりするおそれはない。従って、収容孔２５内の所定の固定位置に適切に収容することができて、回転電機の性能を向上させることができる。
【００２９】
（２）  このロータコアにおいては、永久磁石２６の固定のために、樹脂材を使用していないので、従来構成とは異なり、部材数が少なくなるばかりでなく、永久磁石２６をリサイクル使用する場合、上下の端部コア板２２Ｂ，２２Ｃをコア本体２１から外すのみでよい。このようにすれば、永久磁石２６を収容孔２５から容易に抜き出すことができる。従って、ロータコアに温度を掛けて樹脂材を炭化させた後、永久磁石をコア本体の各コア板からして取り出すという面倒な作業を行う必要がなく、永久磁石２６をコア本体２１から容易に取り出すことができる。
【００３０】
（３）  このロータコアにおいては、前記押圧部２８，２９が収容孔２５の縁部を折り返すことによって形成され、その押圧部２８，２９の外面が永久磁石２６に圧接されるようになっている。このため、押圧部の角部が永久磁石２６の側面に当接するのを防止することができて、永久磁石２６が損傷するおそれを防止することができる。しかも、押圧部２８，２９の絶縁コーティング面が永久磁石２６に接するため、渦電流損失を回避できて、高効率運転が可能となる。
【００３１】
（４）  このロータコアにおいては、下端部コア板２２Ｂに、コア本体２１の貫通孔２７を貫通して上端部コア板２２Ｃの外面に固定される固定脚３０が設けられている。このため、各コア板２２Ａ〜２２Ｃを積層状態に保持するために各コア板に設けられる凹凸のカシメ構造を省略できる。また、コア本体２１をコア板の積層状態で挟持固定するためのエンドプレートが不要になる。よって、各コア板の構成を簡略化することができるとともに、凹凸のカシメ構造に比較して、各コア板２２Ａ〜２２Ｃを積層状態に強固に固定できる。
【００３２】
（第２実施形態）
次に、この発明を具体化した回転電機のロータコアの第２実施形態を前記第１実施形態と異なる部分を中心に説明する。
【００３３】
この第２実施形態では、図９に示すように、下端部コア板２２Ｂ及び上端部コア板２２Ｃにおける各収容孔２５の縁部を収容孔２５側に突出させるとともに、収容孔２５内に凹ませることによって、押圧部２８が形成されている。そして、この押圧部２８の内面が永久磁石２６の第１面取り部３１に圧接されて、永久磁石が所定位置に位置決め固定されるようになっている。
【００３４】
従って、この第２実施形態によれば、前記第１実施形態における（１）及び（３）〜（５）に記載の効果に加えて、以下のような効果を得ることができる。
（５）  このロータコアにおいては、前記押圧部２８が、収容孔２５の縁部を収容孔２５側に突出させるとともに収容孔２５内に凹ませることによって形成されているため、収容孔２５の縁部に押圧部２８をプレス成形で容易に一体形成することができる。
【００３５】
（第３実施形態）
次に、この発明を具体化した回転電機のロータコアの第３実施形態を前記第１実施形態と異なる部分を中心に説明する。
【００３６】
この第３実施形態においては、図１０〜図１２に示すように、コア本体２１の各コア板２２Ａ〜２２Ｃの外周近傍位置に収容孔２５が、傾斜状態で対向配置した一対を一組として、所定間隔をおいて複数組形成されている。そして、下端部コア板２２Ｂ及び上端部コア板２２Ｃにおける各収容孔２５の軸孔２３側の長辺側の縁部及び短辺側の縁部には、前記第１実施形態と同様な押圧部２８及び押圧部２９が形成されている。これらの押圧部２８，２９は永久磁石２６をコア本体２１の外周側に向かって押圧する。
【００３７】
また、この第３実施形態では、固定脚３０が下端部コア板２２Ｂと別体に形成され、その下端部コア板２２Ｂを含めてコア本体２１の各コア板２２Ａ〜２２Ｃに、貫通孔２７がそれぞれ形成されている。そして、図１０に示すように、固定脚３０が積層状態の各コア板２２Ａ〜２２Ｃの各貫通孔２７に嵌挿された状態で、その固定脚３０の両先端部３０ａが下端部コア板２２Ｂ及び上端部コア板２２Ｃの外面に折り曲げ固定されることにより、各コア板２２Ａ〜２２Ｃが積層状態に固定されている。
【００３８】
従って、この第３実施形態においても、前記第１実施形態における（１）〜（４）に記載の効果とほぼ同様の効果を得ることができ、特にこの実施形態では以下の効果を得ることができる。
【００３９】
（６）  固定脚３０がコア板２２Ｂと別体であるため、その長さの制約を受けず、長い固定脚３０を使用することが可能になる。このため、コア本体２１の軸方向寸法を大きく、厚いものとすることができる。
【００４０】
（第４実施形態）
次に、この発明を具体化した回転電機のロータコアの第４実施形態を前記第１実施形態と異なる部分を中心に説明する。
【００４１】
この第４実施形態では、図１３に示すように、前記第１実施形態におけるコア本体２１の周方向側の押圧部２９は設けられていない。それに代えて、中間部コア板２２Ａの周方向における収容孔２５の縁部に傾斜面２５ａが形成されている。そして、永久磁石２６が押圧部２８の当接によりコア本体２１の径方向の外方に向かって押圧されるとき、その永久磁石２６が傾斜面２５ａに沿って収容孔２５の径方向の外方側の所定位置に案内されるようになっている。
【００４２】
従って、この第４実施形態においても、前記第１実施形態における（１），（２），（４）及び（５）に記載の効果とほぼ同様の効果を得ることができる。特に、この実施形態では以下の効果がある。
【００４３】
（７）  各収容孔２５において、永久磁石２６を押圧するための押圧部２８が１箇所であるため、永久磁石２６を押圧固定するための作業が容易になる。
（変更例）
なお、この実施形態は、次のように変更して具体化することも可能である。
【００４４】
・  図９に示す第２実施形態において、短辺側の押圧部２９を押圧部２８と同様に、収容孔２５の縁部を収容孔２５側に突出させるとともに、収容孔２５内に凹ませることによって形成すること。
【００４５】
・  永久磁石２６を押圧するための押圧部を一方の端部コア板２２Ｂ，２２Ｃのみに設けること。この場合、他方の端部コア板２２Ｂ，２２Ｃには収容孔２５を設けないことも可能である。
【００４６】
・  図１０〜図１３に示す第３及び第４実施形態において、押圧部２８を第２実施形態と同様な形状となるように形成すること。
・  第２実施形態において下端部コア板２２Ｂ及び上端部コア板２２Ｃの収容孔２５を省略すること。
【００４７】
・  各実施形態において、コア板２２Ａ〜２２Ｃの積層固定を各コア板２２Ａ〜２２Ｃに形成された凹凸（ダボ）の嵌合によって行なうこと。
・  ステータの外周において回転されるアウタロータコアに本発明を具体化すること。
【符号の説明】
【００４８】
２１…コア本体、２２…コア板、２２Ａ…中間部コア板、２２Ｂ…下端部コア板、２２Ｃ…上端部コア板、２５…収容孔、２６…永久磁石、２７…貫通孔、２８…押圧部、２９…押圧部、３０…固定脚、３０ａ…先端部、３１…第１面取り部、３２…第２面取り部。
【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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