(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
円環状で且つ板状の鉄心材を板厚方向に複数枚積層して構成される回転子鉄心ブロックをｍ個（ｍは２以上の整数）備え、
前記鉄心材には、外周部において周方向に等間隔に配置された複数個のスロットと、内周部において周方向に（３６０÷ｍ）°の間隔で配置され径方向外側に向かって延びているｍ個の矩形状の引っ掛け凹部とが形成され、
前記引っ掛け凹部は、周方向に配置されている他の前記引っ掛け凹部と周方向の長さが等しく、且つ径方向外側に向かって延びている深さが異なり、
前記鉄心材には、前記鉄心材の板厚方向に貫通するバランス孔が形成され、このバランス孔は、前記ｍ個の引っ掛け凹部のうち径方向外側に向かって延びる深さが浅い引っ掛け凹部の近傍であって、すべての前記引っ掛け凹部のモーメントの和が０となる位置に形成されており、
前記回転子鉄心ブロックは、前記鉄心材の板厚方向において同一形状の前記引っ掛け凹部が一致して前記鉄心材が積層され、
一の前記回転子鉄心ブロックおよび他の前記回転子鉄心ブロックは、同一形状の前記引っ掛け凹部が一致する位置から周方向に（３６０÷ｍ）°相対的にずれて積層されていることを特徴とする回転子鉄心。
【請求項２】
請求項１記載の鉄心材を製造する鉄心材製造工程と、
前記鉄心材の板厚方向において同一形状の引っ掛け凹部が一致するように前記鉄心材を複数枚積層して前記回転子鉄心ブロックを製造するブロック製造工程と、
前記回転子鉄心ブロックの中心軸に平行に連なった前記引っ掛け凹部に係合する棒状のそろえ治具に、前記回転子鉄心ブロック毎に同一形状の前記引っ掛け凹部を周方向に（３６０÷ｍ）°相対的にずらして引っ掛け、ｍ個の前記回転子鉄心ブロックを積層する積層工程と、
を含むことを特徴とする回転子鉄心の製造方法。
【請求項３】
前記積層工程後に前記引っ掛け凹部から前記そろえ治具を取外し、前記鉄心材の板厚方向に隣り合う前記鉄心材を周方向に相対的にずらすスキュー形成工程を含むことを特徴とする請求項２記載の回転子鉄心の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、回転子鉄心および回転子鉄心の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
回転電機の回転子は、鉄心材を積層した回転子鉄心を備え、例えばアルミニウムによるダイキャスト成形によって製造されている。この鉄心材は、例えば帯状の電磁鋼板をプレスなどで打ち抜いて形成されている。しかし、帯状の電磁鋼板は、圧延して製造されるため板厚に偏差がある。電磁鋼板の板厚に偏差があると、電磁鋼板から得られる鉄心材にも板厚に偏差が生じてしまう。したがって、この鉄心材の向きを考慮せずに当該鉄心材を積層して回転子鉄心を得ようとすると、回転子鉄心の寸法にばらつきが生じてしまうことがある。そのため、回転子鉄心を軸方向に二分割し、互いに周方向に所定角度、この場合例えば１８０度ずらして積層した回転子鉄心が提案されている（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】実公昭５１−１４４１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、鉄心材を積層した後に当該鉄心材が周方向に所定角度ずらされて積層されているか否かを確認する方法がなかった。そのため、鉄心材を手作業などで積層する場合、当該鉄心材が周方向に所定角度ずらされずに積層されてしまうことがある。
【０００５】
そこで、鉄心材が周方向に所定角度ずれて積層されているか否かを確認でき、当該鉄心材が周方向に所定角度ずれて積層される回転子鉄心および回転子鉄心の製造方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本実施形態の回転子鉄心は、円環状で且つ板状の鉄心材を板厚方向に複数枚積層して構成される回転子鉄心ブロックをｍ個（ｍは２以上の整数）備え、前記鉄心材には、外周部において周方向に等間隔に配置された複数個のスロットと、内周部において周方向に（３６０÷ｍ）°の間隔で配置され径方向外側に向かって延びているｍ個の矩形状の引っ掛け凹部とが形成され、前記引っ掛け凹部は、周方向に配置されている他の前記引っ掛け凹部と周方向の長さが等しく、且つ径方向外側に向かって延びている深さが異なり、前記鉄心材には、前記鉄心材の板厚方向に貫通するバランス孔が形成され、このバランス孔は、前記ｍ個の引っ掛け凹部のうち径方向外側に向かって延びる深さが浅い引っ掛け凹部の近傍であって、すべての前記引っ掛け凹部のモーメントの和が０となる位置に形成されており、前記回転子鉄心ブロックは、前記鉄心材の板厚方向において同一形状の前記引っ掛け凹部が一致して前記鉄心材が積層され、一の前記回転子鉄心ブロックおよび他の前記回転子鉄心ブロックは、同一形状の前記引っ掛け凹部が一致する位置から周方向に（３６０÷ｍ）°相対的にずれて積層されていることを特徴としている。
【０００７】
本実施形態の回転子鉄心の製造方法は、請求項１記載の鉄心材を製造する鉄心材製造工程と、前記鉄心材の板厚方向において同一形状の引っ掛け凹部が一致するように前記鉄心材を複数枚積層して前記回転子鉄心ブロックを製造するブロック製造工程と、前記回転子鉄心ブロックの中心軸に平行に連なった前記引っ掛け凹部に係合する棒状のそろえ治具に、前記回転子鉄心ブロック毎に同一形状の前記引っ掛け凹部を周方向に（３６０÷ｍ）°相対的にずらして引っ掛け、ｍ個の前記回転子鉄心ブロックを積層する積層工程と、を含むことを特徴としている。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】第１の実施形態の回転子鉄心がそろえ装置のそろえ治具に引っ掛けられた状態を概略的に示す側面図
【図２】回転子鉄心を概略的に示す側面図
【図３】第１の鉄心材を示す概略図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は側面図
【図４】第２の鉄心材を示す図３相当図
【図５】図１中のＡ−Ａ線に沿う断面図であり、各鉄心材とそろえ装置のそろえ治具との高さの関係を示す図
【図６】図１中のＢ−Ｂ線に沿う断面図
【図７】第２の実施形態を示す図１相当図
【図８】図２相当図
【図９】第３の実施形態の回転子鉄心の鉄心材を概略的に示す平面図
【図１０】第４の実施形態を示す図２相当図
【図１１】第４の実施形態の各鉄心材とそろえ装置のそろえ治具との高さの関係を示す図
【図１２】図１相当図
【図１３】第５の実施形態の回転子鉄心を概略的に示す外観斜視図
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明を三相誘導電動機に用いられる回転電機の回転子のうち、下記の実施形態ではアルミダイキャスト成形のインナーロータ型の回転子に用いられる回転子鉄心に適用し、図面を参照して説明する。また、回転子鉄心の軸方向と、鉄心材の積層方向と、鉄心材の板厚方向とが同一の方向として説明する。
【００１０】
（第１の実施形態）
第１の実施形態について、図１〜図６を参照して説明する。図２に示す回転子鉄心１は、ｍ個（ｍは２以上の整数）、この実施形態ではｍ＝２、すなわち２個の回転子鉄心ブロック２および回転子鉄心ブロック３を備えて構成されている。回転子鉄心ブロック２、３は、互いに同一の形状であり、鉄心材４を複数枚板厚方向にそれぞれ積層して構成されている。なお、この実施形態では、図面の関係上、回転子鉄心ブロック２、３が、それぞれ５枚の鉄心材４を板厚方向に積層して構成されているものとして説明する。
【００１１】
鉄心材４は、図３および図４に示すように、円環状で且つ板状をなし、例えば帯状の電磁鋼板をプレスなどで円環状に打ち抜いて形成されている。図４に示す鉄心材４は、図３に示す鉄心材４と同一形状のものであるが、図３に示す鉄心材４を軸方向に１８０°回転して、または上下方向に１８０°反転して示したのである。回転子鉄心ブロック２は、例えば図４に示す鉄心材４ｂを５枚、紙面手前に向かって順に重ねるようにして積層されている。また、回転子鉄心ブロック３は、例えば図３に示す鉄心材４ａを５枚、紙面手前に向かって順に重ねるようにして積層されている。
【００１２】
ここで、帯状の電磁鋼板は、一般に圧延によって帯状に形成されているため、圧延で用いられるローラの荷重のばらつきによって、当該電磁鋼板の板厚に偏差が生じている。したがって、帯状の電磁鋼板をプレスで打抜いた場合、図３（ｂ）および図４（ｂ）に示すように、鉄心材４の部位によって、板厚が異なる。図３（ｂ）および図４（ｂ）において、鉄心材４の板厚の薄い側の板厚をＴ1とし、板厚の厚い側の板厚をＴ2として示す。また、図３に示す鉄心材４は、上部が下部よりも板厚が薄いものとし、図４に示す鉄心材４は、下部が上部よりも板厚が薄いものとする。以下、便宜上、図３に示す板厚の配置の鉄心材４を第１の鉄心材４ａとし、図４に示す板厚の配置の鉄心材４を第２の鉄心材４ｂとして説明する。なお、鉄心材４ａ、４ｂを区別せずに説明する場合は、鉄心材４として説明する。
【００１３】
上述したように、回転子鉄心ブロック２において図４に示す鉄心材４の下部が上部よりも板厚が薄いので、図２に示すように、当該回転子鉄心ブロック２の下部の積層方向の長さは上部の積層方向の長さよりも短くなり、下部の積層方向の長さから上部の積層方向の長さを引いた差は（５枚×Ｔ2−５枚×Ｔ1）となる。また、回転子鉄心ブロック３において図３に示す鉄心材４の上部が下部よりも板厚が薄いので、図２に示すように、当該回転子鉄心ブロック３の上部の積層方向の長さは下部の積層方向の長さよりも短くなり、上部の積層方向の長さから下部の積層方向の長さを引いた差は（５枚×Ｔ2−５枚×Ｔ1）となる。
【００１４】
鉄心材４の内周部には、図３（ａ）および図４（ａ）に示すように、円環状の内周の開口孔に相当する貫通孔５が形成されている。貫通孔５は、図示しない円柱状の回転軸を挿入するためのものである。
【００１５】
鉄心材４の外周部には、複数個、この場合２４個のスロット６が周方向に等間隔に配置されて形成されている。スロット６は、図示しないアルミダイキャスト成形のアルミニウムが充填される孔である。このスロット６は、鉄心材４の径方向のほぼ中央から径方向外側に向かって外周面近傍まで延びている細長い形状であり、径方向外側に向かうにしたがって周方向の長さは大きくなっている。
【００１６】
鉄心材４の内周部、すなわち、貫通孔５を構成する側面には、ｍ個、この場合２個の引っ掛け凹部７および引っ掛け凹部８が形成されている。引っ掛け凹部７、８は、周方向に（３６０÷ｍ）°の間隔で、ここではｍ＝２であるため、１８０°の間隔で配置されている。すなわち、引っ掛け凹部７と引っ掛け凹部８とは、鉄心材４の円環状の中心軸を中心にして１８０°反対の位置、言い換えると貫通孔５を構成する側面の周方向の反対側の位置に対向して形成されている。以下、説明の便宜上、鉄心材４の板厚の厚い側に引っ掛け凹部７が形成され、板厚の薄い側に引っ掛け凹部８が形成されているものとして説明する。
【００１７】
引っ掛け凹部７、８は、鉄心材４の内周面、すなわち貫通孔５を構成する側面から当該鉄心材４の径方向外側に向かって延びている凹状の切欠きである。そして、図３（ａ）および図４（ａ）に示すように、引っ掛け凹部７は、鉄心材４の中心軸を中心に周方向に配置されている他の引っ掛け凹部である引っ掛け凹部８と周方向の切欠きの長さ、すなわち凹部の幅の長さが等しく、矩形状であり、内周側すなわち貫通孔５を構成する側面側が開口している。よって、引っ掛け凹部７の開口の周方向の中心と、引っ掛け凹部８の開口の周方向の中心とは、周方向に１８０°の間隔で配置されている。この実施形態では、引っ掛け凹部７および引っ掛け凹部８の周方向の切欠きの長さは、例えばともにスロット６の周方向の最大の長さとほぼ同じである。
【００１８】
引っ掛け凹部７は、引っ掛け凹部８と径方向外側に向かって延びている深さが異なっている。すなわち、図３（ａ）および図４（ａ）に示すように、鉄心材４の内周面である貫通孔５と同心同形状の仮想円の側面から引っ掛け凹部７の径方向外側に位置する側面７ａまでの最短の切欠きの長さＬ1すなわち引っ掛け凹部７の深さが、貫通孔５と同心同形状の仮想円の側面から引っ掛け凹部８の径方向外側に位置する側面８ａまでの最短の切欠きの長さＬ2すなわち引っ掛け凹部８の深さよりも短く形成されている。
【００１９】
ここで、引っ掛け凹部７、８は上述したように鉄心材４を切り欠いた形成であるが、鉄心材４の切り欠かれている深さが異なることによって切り欠かかれる鉄心材４の体積が異なるため、引っ掛け凹部７、８の形成によって鉄心材４の質量がアンバランスとなることがある。すなわち、回転子鉄心１の周方向によって質量に大きなばらつきが生じてしまうことがある。そこで、鉄心材４において、引っ掛け凹部のうち深さの浅い方の引っ掛け凹部、この実施形態では引っ掛け凹部７の近傍に、当該鉄心材４の板厚方向に貫通するバランス孔９を形成することが好ましい。この実施形態では、バランス孔９が１個形成されている。バランス孔９は、引っ掛け凹部７、８を形成する前後において鉄心材４の重心の位置が同じになるように大きさおよび位置が決定されている。具体的には、バランス孔９は、すべての引っ掛け凹部、この場合、引っ掛け凹部７および引っ掛け凹部８のモーメントの和が０となる位置に形成されている。言い換えると、バランス孔９は、引っ掛け凹部７、８およびバランス孔９が形成されていないと仮定した場合において、「（引っ掛け凹部７の体積に相当する鉄心材の質量×鉄心材の中心軸から引っ掛け凹部７の重心までの距離）＋（バランス孔９の体積に相当する鉄心材の質量×鉄心材の中心軸からバランス孔９の重心までの距離）＝（引っ掛け凹部８の体積に相当する鉄心材の質量×鉄心材の中心軸から引っ掛け凹部８の重心までの距離）」の式が成立つ位置に形成されている。
【００２０】
回転子鉄心ブロック２、３は、それぞれ、鉄心材４の板厚方向において同一形状の引っ掛け凹部、この場合、板厚方向に位置する鉄心材４の引っ掛け凹部７同士が一致して当該鉄心材４を積層して構成されている。なお、引っ掛け凹部８は、引っ掛け凹部７の鉄心材４の円環状の中心軸を中心にして１８０°反対の位置にあるため、積層されている鉄心材４の当該引っ掛け凹部８同士も一致している。この実施形態では、上述したように、回転子鉄心ブロック２は、鉄心材４ｂの板厚偏差の同じ大きさが重なる向きで当該鉄心材４ｂが積層して構成されている。したがって、回転子鉄心ブロック２は、部位によって積層方向の長さが異なっている。また、回転子鉄心ブロック３も、上述したように、図３に示す鉄心材４ａの板厚偏差の同じ大きさが重なる向きで当該鉄心材４ａが積層して構成されている。よって、回転子鉄心ブロック３も、部位によって積層方向の長さが異なっている。
【００２１】
そして、回転子鉄心１は、一の回転子鉄心ブロックである回転子鉄心ブロック２と他の回転子鉄心ブロックである回転子鉄心ブロック３とが、同一形状の引っ掛け凹部７、７が一致する位置から周方向に（３６０÷ｍ）°、この場合１８０°相対的にずれて積層されている。言い換えると、回転子鉄心１は、回転子鉄心ブロック２の引っ掛け凹部７の内周側の開口と回転子鉄心ブロック３の引っ掛け凹部８の内周側の開口とが周方向において一致して積層されている。これにより、回転子鉄心ブロック２の積層方向の長さの短い部分と回転子鉄心ブロック３の積層方向の長さの長い部分とが積層方向に連続し、回転子鉄心ブロック２の積層方向の長さの長い部分と回転子鉄心ブロック３の積層方向の長さの短い部分とが積層方向に連続するようになる。その結果、図２に示すように、回転子鉄心１は、軸方向である積層方向の長さにおいて長さのばらつきが極力存在せず、回転子鉄心１を側面から見た場合に矩形状をなしている。
【００２２】
次に、上述の回転子鉄心１の製造工程に用いられるそろえ装置１１について、図１、図５および図６を参照して説明する。
図１および図６に示すように、そろえ装置１１は、支持部１２と、そろえ治具１３とを備えている。支持部１２は、下部を構成する下支持部１２ａと、下支持部１２ａ上に設けられた円柱状の上支持部１２ｂ上とを有している。下支持部１２ａは、上支持部１２ｂを保持、固定するものである。上支持部１２ｂは、円柱状のブロックであるが、そろえ治具１３を振動させるための振動部材、例えば偏心モータおよびギアを内部に有していてもよい。そろえ治具１３は、上支持部１２ｂのうち上端付近に設けられ、当該上支持部１２ｂから前方（図１で右方向）へ延びている棒状のものであり、長手方向の長さが回転子鉄心１の軸方向の長さよりも長く、回転子鉄心ブロック２、３の中心軸に平行に連なった引っ掛け凹部７、８に係合するものである。そろえ治具１３の断面は、具体的には、直径が引っ掛け凹部７、８の周方向の長さよりもやや小さい円形である。そろえ治具１３は、例えば図１および図５に示すように、鉄心材４の引っ掛け凹部７、８内にそろえ治具１３が当該鉄心材４の板厚方向に平行に挿入されることにより、鉄心材４がそろえ治具１３に引っ掛けられる構成である。なお、ここで言う、そろえ治具が係合することとは、引っ掛け凹部がそろえ治具に引っ掛かることである。
【００２３】
ここで、引っ掛け凹部７が上側に位置する鉄心材４の貫通孔５の上部にそろえ治具１３が挿入される場合、そろえ治具は鉄心材４の貫通孔５の側面に沿って当該鉄心材４の上部に位置する引っ掛け凹部７内まで移動する。そして、鉄心材４の引っ掛け凹部７内にそろえ治具１３が位置すると、そろえ治具１３の上部が引っ掛け凹部７の径方向外側に位置側面７ａに当たり、鉄心材４の引っ掛け凹部７がそろえ治具１３に引っ掛けられた状態となる。また、引っ掛け凹部８が上側に位置する鉄心材４の貫通孔５の上部に鉄心材４の貫通孔５の上部にそろえ治具１３が挿入されると、引っ掛け凹部８内にそろえ治具１３が位置し、そろえ治具１３の上部が引っ掛け凹部８の径方向外側に位置する側面８ａに当たり、鉄心材４の引っ掛け凹部８がそろえ治具１３に引っ掛けられた状態となる。
【００２４】
このとき、引っ掛け凹部７、８の径方向外側の長さＬ1、Ｌ2、すなわち引っ掛け凹部７、８の深さが異なるため、鉄心材４の引っ掛け凹部７内および鉄心材４の引っ掛け凹部８にそろえ治具１３が位置して鉄心材４が当該そろえ治具１３に引っ掛けられた場合、図１および図５に示すように、回転子鉄心ブロック２、３の径方向外側の高さは、引っ掛け凹部７、８の径方向外側の長さの差、すなわち（Ｌ2−Ｌ1）の分だけ異なって表れる。したがって、そろえ治具１３に回転子鉄心ブロック２、３の引っ掛け凹部７、８を引っ掛けることにより、回転子鉄心ブロック２、３の積層方向の長さの確認および鉄心材４が周方向に所定角度ずれているか否かの確認が可能となる。
【００２５】
次に、回転子鉄心１の製造方法について図１〜図６を参照して説明する。
まず、図示はしないが、プレス機を用いて図３および図４に示す鉄心材４を複数枚打抜いて製造する鉄心材製造工程を行う。
【００２６】
次に、図示はしないが、鉄心材４の板厚方向において、同一形状の引っ掛け凹部、例えば引っ掛け凹部７が一致するように鉄心材４を複数枚、この場合、それぞれ５枚積層して回転子鉄心ブロック２および回転子鉄心ブロック３を製造するブロック製造工程を行う。なお、この実施形態では、回転子鉄心ブロック２と回転子鉄心ブロック３とは、同一形状であるので、このブロック製造工程においては、回転子鉄心ブロック２と回転子鉄心ブロック３とは区別なく製造され、製造された回転子鉄心ブロックの半分を回転子鉄心ブロック２とし、残りの半分を回転子鉄心ブロック３としている。
【００２７】
次に、図１に示すように、そろえ装置１１のそろえ治具１３に、回転子鉄心ブロック２、３毎に同一形状の引っ掛け凹部７、８を周方向に（３６０÷ｍ）°、この場合１８０°相対的にずらして引っ掛け、ｍ個、この場合２個の回転子鉄心ブロック２、３を積層する積層工程を行う。この実施形態では、まず、回転子鉄心ブロック２の引っ掛け凹部７を上側にしてそろえ治具１３に当該引っ掛け凹部７を引っ掛け、次に、回転子鉄心ブロック３の引っ掛け凹部８を上側にしてそろえ治具１３に当該引っ掛け凹部８を引っ掛ける。この回転子鉄心ブロック３の引っ掛け凹部８をそろえ治具１３に引っ掛ける場合、例えば引っ掛けられている回転子鉄心ブロック２に対して、同一形状の回転子鉄心ブロック２を周方向に１８０°回転して、または上下方向に１８０°反転して上述の向きで引っ掛けることにより、引っ掛けられている回転子鉄心ブロック２に回転子鉄心ブロック３が積層して設けられる。
【００２８】
なお、鉄心材４の引っ掛け凹部７、８をそろえ治具１３に引っ掛ける際に、引っ掛け凹部７、８がそろえ治具１３に対して周方向に多少ずれていても、そろえ治具１３は鉄心材４の貫通孔５の側面に沿って移動し、近傍に位置する引っ掛け凹部７、８と係合する。
【００２９】
これにより、回転子鉄心ブロック２、３が積層され、且つ、回転子鉄心ブロック２の引っ掛け凹部７の内周側の開口部分と回転子鉄心ブロック３の引っ掛け凹部８の内周側開口部分とが周方向において一致するように積層されて、そろえ治具１３に引っ掛けられた構成となる。このとき、上述したように、引っ掛け凹部７、８の径方向外側の長さの差（Ｌ2−Ｌ1）の分だけ回転子鉄心ブロック２、３の径方向外側の高さ、具体的には各鉄心材４の上部の径方向外側の高さが異なって表れる。したがって、回転子鉄心ブロック２、３の積層方向の長さの確認ができる。これにより、このそろえ治具１３に引っ掛けられている回転子鉄心ブロック２の積層方向の長さと回転子鉄心ブロック３の積層方向の長さが所定の長さと異なる場合、回転子鉄心ブロック２と回転子鉄心ブロック３とは、周方向に（３６０÷ｍ）°相対的にずれて積層されていないことが確認される。また、回転子鉄心ブロック２、３のそれぞれの外周面において、凹凸がある場合、鉄心材４が所定角度ずれて積層されていないことが確認される。
【００３０】
次に、鉄心材４の積層方向および回転子鉄心ブロック２、３の積層方向の長さなどに問題がない場合、この積層工程後に、回転子鉄心ブロック２の引っ掛け凹部８と回転子鉄心ブロック３の引っ掛け凹部７からそろえ治具１３を取外し、回転子鉄心ブロック２、３を一体にかしめることにより、回転子鉄心１が得られる。したがって、得られる回転子鉄心１は、鉄心材４が周方向に所定角度ずれて積層されているか否かが確認され、当該鉄心材４が周方向に所定角度ずれて積層されたものである。
【００３１】
一方、積層工程において、鉄心材４が所定角度ずれていない場合、回転子鉄心ブロック２、３にそろえ治具１３が挿入されている状態で、鉄心材４を正規の位置となるように所定角度回転させることにより、鉄心材４が所定角度を向いた回転子鉄心ブロック２、３を得ることができる。
【００３２】
そして、図示はしないが、回転子鉄心１にアルミダイキャスト成形を行い、貫通孔５に回転軸を焼嵌などによって設けることにより、回転子が得られる。そして、この回転子の外周に固定子を設けることにより、回転電機が得られる。また、回転子鉄心１と回転軸とを、キーとキー溝を用いて当該回転子鉄心１と回転軸とを固定してもよい。
【００３３】
上記した第１の実施形態によれば次のような効果を得ることができる。
鉄心材４の内周部に周方向に（３６０÷ｍ）°の間隔で配置され径方向外側に向かって延びているｍ個、この場合２個の引っ掛け凹部７、８を形成し、引っ掛け凹部７、８の深さを異なるようにした。そして、そろえ装置１１のそろえ治具１３に引っ掛けられる鉄心材４が引っ掛け凹部７または引っ掛け凹部８であるかによって、そろえ治具１３に引っ掛けられている回転子鉄心ブロック２、３の径方向外側の高さ、すなわち基準となる例えば床面から鉄心材４の上部の径方向外側の高さまでの長さが異なって表れるようにした。これにより、鉄心材４が周方向に所定角度、ｍ＝２の場合、１８０°ずれて積層しているか否かを目視などによって確認できるようになる。その結果、鉄心材４が周方向に所定角度ずれて積層されているかが容易に確認でき、鉄心材４の板厚偏差の影響を受けにくい回転子鉄心１を得ることができる。
【００３４】
鉄心材４にバランス孔９を形成したので、引っ掛け凹部７、８の形成による回転子鉄心１の質量のアンバランスを低減することができる。
そろえ装置１１のそろえ治具１３を振動する構成とした場合、回転子鉄心ブロック２、３の引っ掛け凹部７、８をそろえ治具１３に引っ掛けた後にそろえ治具１３を振動させることにより、そろえ治具１３と引っ掛け凹部７、８とが十分に係合するようになる。これにより、鉄心材４の径方向外側の高さが異なっているか否かがより明確に表れるようになる。
【００３５】
（第２の実施形態）
第２の実施形態について、図７および図８を参照して説明する。
図７および図８に示す第２の実施形態の回転子鉄心２１は、回転子鉄心ブロック２および回転子鉄心ブロック３が複数個ずつ、この場合、回転子鉄心ブロック２が２個、回転子鉄心ブロック３が２個積層されたものである。第２の実施形態の回転子鉄心２１は、積層方向において回転子鉄心ブロック２、回転子鉄心ブロック３、回転子鉄心ブロック２、回転子鉄心ブロック３の順に積層されているが、回転子鉄心ブロック２を２個積層して更に回転子鉄心ブロック３を２個積層してもよい。
【００３６】
また、回転子鉄心２１の積層において用いられるそろえ装置１１のそろえ治具１３は、長手方向の長さが回転子鉄心２１の軸方向の長さよりも長く調整されている。
第２の実施形態の回転子鉄心２１の製造方法では、第１の実施形態と同様に、そろえ装置１１のそろえ治具１３に、回転子鉄心ブロック２の引っ掛け凹部７、回転子鉄心ブロック３の引っ掛け凹部８、回転子鉄心ブロック２の引っ掛け凹部７、回転子鉄心ブロック３の引っ掛け凹部８を引っ掛けていくことにより２個ずつ回転子鉄心ブロック２、３が積層される。このとき、上述したように、引っ掛け凹部７、８の径方向外側の長さの差の分だけ回転子鉄心ブロック２、３の径方向外側の高さが異なって表れる。
【００３７】
上記した第２の実施形態によれば、第１の実施形態と同様の効果が得られる。すなわち。第２の実施形態１の構成でも、回転子鉄心ブロック２、３の積層方向の長さおよび鉄心材４が所定角度ずれているか否かが確認できる。
【００３８】
（第３の実施形態）
第３の実施形態について、図９を参照して説明する。図９に示す鉄心材４´は、第１の実施形態の鉄心材４のバランス孔９の代わりに、複数個、この場合２個のバランス孔９´が形成されたものである。バランス孔９´は、第１の実施形態のバランス孔９と同様に、引っ掛け凹部７、８を形成する前後において鉄心材４´の重心の位置が同じになるように大きさおよび位置が決定されている。具体的には、バランス孔９´は、すべての引っ掛け凹部、この場合、引っ掛け凹部７および引っ掛け凹部８のモーメントの和が０となる位置に形成されている。言い換えると、バランス孔９´は、引っ掛け凹部７、８およびバランス孔９´が形成されていないと仮定した場合において、「（引っ掛け凹部７の体積に相当する鉄心材の質量×鉄心材の中心軸から引っ掛け凹部７の重心までの距離）＋（バランス孔９´の体積に相当する鉄心材の質量×鉄心材の中心軸からバランス孔９´の重心までの距離）＝（引っ掛け凹部８の体積に相当する鉄心材の質量×鉄心材の中心軸から引っ掛け凹部８の重心までの距離）」の式が成立つ位置に形成されている。バランス孔９´は、複数個、この場合２個形成されているため、上述の式において、「（バランス孔９´の体積に相当する鉄心材の質量×鉄心材の中心軸からバランス孔９´の重心までの距離）」は、各バランス孔９´のモーメントの和である。
【００３９】
上記した第３の実施形態によれば、第１の実施形態と同様に、引っ掛け凹部７、８の形成による回転子鉄心１の質量のアンバランスを低減することができる。さらに、第１の実施形態のバランス孔９の代わりに、複数個のバランス孔９´を形成することにより、１個あたりのバランス孔９´の大きさをバランス孔９よりも小さくすることができる。よって、引っ掛け凹部８とバランス孔９´との距離を十分にとることができやすくなり、引っ掛け凹部８とバランス孔９´との間に発生する応力集中を低減することができる。
【００４０】
（第４の実施形態）
第４の実施形態について、図１０〜図１２を参照して説明する。
図１０に示す第４の実施形態の回転子鉄心３１は、複数個の回転子鉄心ブロック、この場合、４個の回転子鉄心ブロック３２、３３、３４、３５を積層したものである。回転子鉄心ブロック３２、３３、３４、３５は、同一形状であるが、この実施形態では説明の便宜上、異なる符号を付して説明する。
【００４１】
回転子鉄心ブロック３２、３３、３４、３５は、それぞれ、図１１に示す鉄心材３６を複数枚積層して構成されている。鉄心材３６は、第１の実施形態の鉄心材４とほぼ同形状であり、貫通孔５およびスロット６が形成されている。そして、鉄心材３６の内周部、すなわち、貫通孔５を構成する側面には、ｍ個、この場合４個の引っ掛け凹部４１、４２、４３、４４が形成されている。引っ掛け凹部４１、４２、４３、４４は、周方向に（３６０÷ｍ）°の間隔、この場合ｍ＝４であるため、９０°の間隔で配置されている。具体的には、図１１に示すように、引っ掛け凹部４１が仮に上側に位置すると、時計回り方向に、９０°の間隔で、引っ掛け凹部４４、引っ掛け凹部４２、引っ掛け凹部４３が形成されている。言い換えると、引っ掛け凹部４１と引っ掛け凹部４２とは、鉄心材３６の円環状の中心軸を中心にして１８０°反対の位置すなわち周方向の反対側に位置して対向して形成され、引っ掛け凹部４３と引っ掛け凹部４４とは、鉄心材３６の円環状の中心軸を中心にして１８０°反対の位置すなわち周方向の反対側に位置して対向して形成されている。そして、これら引っ掛け凹部４１、４２、４３、４４は、第１の実施形態の引っ掛け凹部７、８と同様に、鉄心材３６の内周面、すなわち貫通孔５の面から当該鉄心材３６の径方向外側に向かって延びている凹状の切欠きである。
【００４２】
引っ掛け凹部４１、４２、４３、４４は、第１の実施形態の引っ掛け凹部７、８と同様に周方向の切欠きの長さが等しい。そして、引っ掛け凹部４１、４２、４３、４４は、径方向外側に向かって延びている深さが互いに異なっている。すなわち、鉄心材３６の内周面である貫通孔５と同心同形状の仮想円の側面から引っ掛け凹部４１、４２、４３、４４のそれぞれの径方向外側に位置する側面４１ａ、４２ａ、４３ａ、４４ａまでの最短の切欠きの長さすなわち引っ掛け凹部４１、４２、４３、４４の深さは、互いに異なっている。具体的には、引っ掛け凹部４１、４２、４３、４４の深さは、引っ掛け凹部４１が最も浅く、次に引っ掛け凹部４２が浅く、次に引っ掛け凹部４３が浅く、引っ掛け凹部４４が最も深く形成されている。
【００４３】
上記構成により、図１１に示すように、そろえ治具１３が該鉄心材３６の貫通孔５の上部おいて板厚方向に平行に挿入されることにより、鉄心材３６の所定の引っ掛け凹部４１、４２、４３、４４をそろえ治具１３に引っ掛けることが可能となる。ここで、鉄心材３６の引っ掛け凹部４１内にそろえ治具１３が位置することにより、そろえ治具１３の上部が引っ掛け凹部４１の径方向外側に位置する側面４１ａに当たって当該鉄心材３６がそろえ治具１３に引っ掛けられる。また、鉄心材３６の引っ掛け凹部４２内にそろえ治具１３が位置することにより、そろえ治具１３の上部が引っ掛け凹部４２の径方向外側に位置する側面４２ａに当たって当該鉄心材３６がそろえ治具１３に引っ掛けられる。さらに、鉄心材３６の引っ掛け凹部４３内にそろえ治具１３が位置することにより、そろえ治具１３の上部が引っ掛け凹部４３の径方向外側に位置する側面４３ａに当たって当該鉄心材３６がそろえ治具１３に引っ掛けられる。また、鉄心材３６の引っ掛け凹部４４内にそろえ治具１３が位置することにより、そろえ治具１３の上部が引っ掛け凹部４４の径方向外側に位置する側面４４ａに当たって当該鉄心材３６がそろえ治具１３に引っ掛けられる。
【００４４】
このとき、引っ掛け凹部４１、４２、４３、４４の深さが異なるため、鉄心材３６の引っ掛け凹部４１、４２、４３、４４がそろえ治具１３に引っ掛けられた場合、図１１および図１２に示すように、回転子鉄心ブロック３２、３３、３４、３５の径方向外側の高さ、言い換えると基準となる床面から鉄心材３６の上部の径方向外側までの高さは、引っ掛け凹部４１、４２、４３、４４の深さの差だけ異なって表れる。したがって、そろえ装置１１のそろえ治具１３に回転子鉄心ブロック３２、３３、３４、３５の引っ掛け凹部４１、４２、４３、４４を引っ掛けることにより、回転子鉄心ブロック３２、３３、３４、３５の径方向外側の高さの差が表れ、回転子鉄心ブロック３２、３３、３４、３５の積層方向の長さの確認および鉄心材３６が周方向に所定角度ずれているか否かの確認が可能となる。
【００４５】
この実施形態では、図１１に示すように、そろえ治具１３が深さの浅い引っ掛け凹部４１に位置している回転子鉄心ブロック３２の径方向外側の高さがもっとも高く、次にそろえ治具１３が引っ掛け凹部４２に位置している回転子鉄心ブロック３３の径方向外側の高さが高く、次にそろえ治具１３が引っ掛け凹部４２に位置している回転子鉄心ブロック３３の径方向外側の高さが高く、次にそろえ治具１３が引っ掛け凹部４３に位置している回転子鉄心ブロック３４の径方向外側の高さが高く、そろえ治具１３が引っ掛け凹部４４に位置している回転子鉄心ブロック３４の径方向外側の高さがもっとも低い。なお、図１１および図１２において、引っ掛け凹部４１に引っ掛けられた鉄心材３６と引っ掛け凹部４４に引っ掛けられた鉄心材３６における高さの差をＴ3として示す。
【００４６】
また、鉄心材３６には、第１および第３の実施形態と同様の作用をするバランス孔４５が形成されている。この実施形態では、バランス孔４５が、２個のバランス孔４５ａ、４５ｂから形成されているとして説明するが、バランス孔４５は１個または３個以上でもよい。
【００４７】
バランス孔４５ａは、引っ掛け凹部４１、４２を形成する前後において重心の位置が同じになるように大きさおよび位置が決定されている。具体的には、バランス孔４５ａは、引っ掛け凹部４１と当該引っ掛け凹部４１に対向する引っ掛け凹部４２のモーメントの和が０となる位置に形成されている。言い換えると、バランス孔４５ａは、引っ掛け凹部４１、４２およびバランス孔４５ａが形成されていないと仮定した場合において、「（引っ掛け凹部４１の体積に相当する鉄心材の質量×鉄心材の中心軸から引っ掛け凹部４１の重心までの距離）＋（バランス孔４５ａの体積に相当する鉄心材の質量×鉄心材の中心軸からバランス孔４５ａの重心までの距離）＝（引っ掛け凹部４２の体積に相当する鉄心材の質量×鉄心材の中心軸から引っ掛け凹部４２の重心までの距離）」の式が成立つ位置に形成されている。
【００４８】
バランス孔４５ｂは、引っ掛け凹部４３、４４を形成する前後において重心の位置が同じになるように大きさおよび位置が決定されている。具体的には、バランス孔４５ｂは、引っ掛け凹部４３と当該引っ掛け凹部４３に対向する引っ掛け凹部４４のモーメントの和が０となる位置に形成されている。言い換えると、バランス孔４５ｂは、引っ掛け凹部４３、４４よびバランス孔４５ｂが形成されていないと仮定した場合において、「（引っ掛け凹部４３の体積に相当する鉄心材の質量×鉄心材の中心軸から引っ掛け凹部４３の重心までの距離）＋（バランス孔４５ｂの体積に相当する鉄心材の質量×鉄心材の中心軸からバランス孔４５ｂの重心までの距離）＝（引っ掛け凹部４４の体積に相当する鉄心材の質量×鉄心材の中心軸から引っ掛け凹部４４の重心までの距離）」の式が成立つ位置に形成されている。
【００４９】
次に、回転子鉄心３１の製造方法について図１０〜図１２を参照して説明する。
まず、図示はしないが、プレス機を用いて図１１に示す鉄心材３６を複数枚打抜いて製造する鉄心材製造工程を行う。
【００５０】
次に、図示はしないが、鉄心材３６の板厚方向において、同一形状の引っ掛け凹部、例えば引っ掛け凹部４１、４２、４３、４４のそれぞれが一致するように鉄心材３６を複数枚、この実施形態では、それぞれ５枚積層して回転子鉄心ブロック３２、３３、３４、３５を製造するブロック製造工程を行う。なお、この実施形態では、回転子鉄心ブロック３２、３３、３４、３５とは同一形状であるので、このブロック製造工程においては、回転子鉄心ブロック３２、３３、３４、３５は区別なく製造され、製造された複数枚の回転子鉄心ブロックを４分の１ずつに分けて、そのそれぞれを回転子鉄心ブロック３２、３３、３４、３５としている。
【００５１】
次に、図１１および図１２に示すように、そろえ装置１１のそろえ治具１３に、回転子鉄心ブロック３２、３３、３４、３５毎に同一形状の引っ掛け凹部４１、４２、４３、４４を周方向に（３６０÷ｍ）°、この場合９０°相対的にずらして引っ掛け、ｍ個、この場合４個の回転子鉄心ブロック３２、３３、３４、３５を積層する積層工程を行う。この実施形態では、まず、引っ掛け凹部４１が上側にし、引っ掛け凹部４４が右側に位置してなる回転子鉄心ブロック３２の当該引っ掛け凹部４１をそろえ治具１３に引っ掛ける。次に、回転子鉄心ブロック３２を周方向に１８０°ずらし、すなわち引っ掛け凹部４２が上側に位置し、引っ掛け凹部４３が右側に位置してなる回転子鉄心ブロック３３の当該引っ掛け凹部４２をそろえ治具１３に引っ掛ける。次に、回転子鉄心ブロック３２を周方向時計回りに９０°ずらし、すなわち引っ掛け凹部４３が上側に位置し、引っ掛け凹部４１が右側に位置してなる回転子鉄心ブロック３４の当該引っ掛け凹部４３をそろえ治具１３に引っ掛ける。そして最後に、回転子鉄心ブロック３２を周方向半時計回りに９０°ずらし、すなわち引っ掛け凹部４４が上側に位置し、引っ掛け凹部４２が右側に位置してなる回転子鉄心ブロック３５の当該引っ掛け凹部４４をそろえ治具１３に引っ掛ける。
【００５２】
これにより、回転子鉄心ブロック３２、３３、３４、３５がこの順で積層された構成となり、且つ、回転子鉄心ブロック３２の引っ掛け凹部４１の内周側の開口部分と、回転子鉄心ブロック３３の引っ掛け凹部４２の内周側開口部分と、回転子鉄心ブロック３４の引っ掛け凹部４３の内周側開口部分と、回転子鉄心ブロック３５の内周側の開口部分とが周方向において一致するように積層されて、そろえ治具１３に引っ掛けられた構成となる。このとき、上述したように、引っ掛け凹部４１、４２、４３、４４の径方向外側の長さの差の分だけ回転子鉄心ブロック３２、３３、３４の径方向外側の高さ、具体的には基準となる床面から各鉄心材３６の上部の径方向外側までの高さが異なって表れる。したがって、回転子鉄心ブロック３２、３３、３４、３５の積層方向の長さの確認できる。このそろえ治具１３に引っ掛けられている回転子鉄心ブロック３２、３３、３４、３５のそれぞれの積層方向の長さが異なる場合、周方向に（３６０÷ｍ）°、この場合９０°相対的にずれて積層されていないことが確認される。
【００５３】
そして、積層工程後に、回転子鉄心ブロック３２、３３、３４、３５からそろえ装置１１のそろえ治具１３を取外し、回転子鉄心ブロック３２、３３、３４、３５を一体にかしめることにより、回転子鉄心３１が得られる。
【００５４】
上記した第４の実施形態によれば次のような効果を得ることができる。
鉄心材３６の内周部に周方向に（３６０÷ｍ）°の間隔で配置され径方向外側に向かって延びているｍ個、この場合４個の引っ掛け凹部４１、４２、４３、４４を形成し、引っ掛け凹部４１、４２、４３、４４の深さを異なるようにした。そして、そろえ装置１１のそろえ治具１３に引っ掛けられる鉄心材３６が引っ掛け凹部４１、４２、４３、４４のいずれかであるかによって、そろえ治具１３に引っ掛けられている回転子鉄心ブロック３２、３３、３４、３５の径方向外側の高さが異なって表れるようにした。これにより、鉄心材３６が周方向に所定角度、ｍ＝４の場合、９０°ずれて積層しているか否かを確認できるようになる。その結果、鉄心材３６が周方向に所定角度ずれて積層され、鉄心材３６の板厚偏差の影響を受けにくい回転子鉄心３１を得ることができる。
【００５５】
（第５の実施形態）
第５の実施形態について、図１３を参照して説明する。
図１３に示す回転子鉄心５１は、例えば第１の実施形態の回転子鉄心１において中心軸に対してスロット６が螺旋状に延びるスキューが形成されたものであり、回転子鉄心ブロック２、３を備えている。
【００５６】
スキューの形成には、図示しないスキュー形成棒が用いられる。スキュー形成棒は、回転子鉄心５１にスキューを形成するように回転子鉄心５１の軸方向に螺旋状に延びた棒であり、スキュー形成棒の長手方向に垂直な断面が、鉄心材４の軸方向外側から見たときの引っ掛け凹部７と一致している。
【００５７】
そして、回転子鉄心５１は、第１の実施形態の製造工程の第１の積層工程後に引っ掛け凹部７、８からそろえ治具を取外し、回転子鉄心ブロック２、３の積層順にスキュー形成棒を第１の実施形態の回転子鉄心１の連続する引っ掛け凹部７、８に、例えばそろえ装置１１のそろえ治具１３に引っ掛けられていた方の軸方向に連続する引っ掛け凹部７、８をスキュー形成棒に係合して積層していくスキュー形成行程を行う。これにより、鉄心材４の板厚方向に隣り合う鉄心材４は引っ掛け凹部７、８がスキュー形成棒と係合するように周方向に相対的にずれて積層されていき、スロット６が斜めに延びているいわゆるスキューが設けられ、その結果、スキューが設けられた回転子鉄心５１が得られる。すなわち、スロット６および引っ掛け凹部７、８は、同一方向に螺旋した形状となる。図１３において、連続する引っ掛け凹部７、８の螺旋方向を矢印Ｃで示す。
【００５８】
上記した第５の実施形態によれば、スキューが設けられた回転子鉄心５１を得ることができる。また、引っ掛け凹部７、８の深さが異なるため、深さの浅い引っ掛け凹部７に係合するスキュー形成棒を用いることにより、回転子鉄心ブロック２、３をスキュー形成棒に係合していく際に、引っ掛け凹部７の側面７ａをスキュー形成棒に当てながら挿入していくことで、容易にスキューを形成することができる。
【００５９】
なお、スキュー形成時に、回転子鉄心５１の外周を円筒状の部材で保持し、回転子鉄心５１が径方向にずれてしまうことをより一層抑制するようにしてもよい。
以上のように本実施形態の回転子鉄心は、鉄心材の内周部に周方向に（３６０÷ｍ）°の間隔で配置され径方向外側に向かって延びているｍ個の引っ掛け凹部を形成し、引っ掛け凹部の深さを異なるようにした。そして、そろえ治具に引っ掛けられる鉄心材がｍ個の引っ掛け凹部のうちいずれかであるかによって、そろえ治具に引っ掛けられている回転子鉄心ブロックの径方向外側の高さ、すなわち鉄心材の径方向外側の高さが異なって表れるようにした。これにより、鉄心材が周方向に所定角度ずれて積層しているか否かを目視などによって確認できる。
【００６０】
また、本実施形態の回転子鉄心の製造方法によれば、鉄心材が周方向に所定角度ずれて積層しているか否かを目視などによって確認できる回転子鉄心を得ることができる。
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【００６１】
本実施形態では、回転子鉄心ブロックの個数がｍ＝２およびｍ＝４の場合を説明したが、積層後の回転子鉄心の板厚に偏差がなければ、回転子鉄心ブロックの個数がｍ＝３、ｍ＝５またはそれ以上の場合にも本発明を適用することができる。また、積層する回転子鉄心ブロックの順番は、適宜変更してもよい。
【００６２】
第１〜第５の実施形態ではバランス孔を１個または２個で説明したが、３個以上としてもよく、また、第５の実施形態ではバランス孔を１個としてもよい。
回転子鉄心のスロットには、アルミニウムが充填されるとして説明したが、スロットに永久磁石が挿入される回転子鉄心にも本発明を適用することができる。
【符号の説明】
【００６３】
図面中、１，２１，３１，５１は回転子鉄心、２，３，３２，３３，３４，３５は回転子鉄心ブロック、４，４ａ，４ｂ，４´、３６は鉄心材、６はスロット、７，８，４１，４２，４３，４４は引っ掛け凹部、９，９´，４５，４５ａ，４５ｂはバランス孔、１３はそろえ治具を示す。
【図１】
0005739153.tif 000002
【図２】
0005739153.tif 000003
【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】
0005739153.tif 000008
【図８】
0005739153.tif 000009
【図９】
0005739153.tif 000010
【図１０】
0005739153.tif 000011
【図１１】
0005739153.tif 000012
【図１２】
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【図１３】
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