(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
円環状のコアバック、および、それぞれ、上記コアバックから径方向に突出して、周方向に配列された複数のティースを有し、スロットが周方向に隣り合う上記ティースの間に形成されるステータと、
上記ステータと磁気的空隙を介して同軸に、かつ回転可能に配設された円環状のロータコア、および上記ロータコアに周方向に複数配設された磁極を有するロータと、を備える回転電機において、
上記ロータコアは、分割面により周方向に分割された複数の分割コアを有し、
上記ロータコアの分割数が、上記ロータの極数と上記スロットの数との最大公約数の約数かつ倍数と異なる回転電機。
【請求項２】
上記複数の分割コアは、同一形状に形成され、周方向に等ピッチで配設されており、
上記複数の分割コアのそれぞれは、２極以上の上記磁極を有する請求項１記載の回転電機。
【請求項３】
上記複数の分割コアは、上記分割面で互いに接して、円環状に配設されており、
上記磁極の少なくとも一部は、永久磁石により構成される磁極であり、
上記分割面は、周方向に隣り合う同極の上記永久磁石の間の周方向領域に形成されている請求項１又は請求項２記載の回転電機。
【請求項４】
上記複数の分割コアは、上記分割面で互いに接して、円環状に配設されており、
上記複数の磁極は、永久磁石により構成される磁極と、軟磁性体により構成される磁極と、を有し、
上記分割面は、周方向に隣り合う同極の上記永久磁石の間の周方向領域に形成されている請求項１又は請求項２記載の回転電機。
【請求項５】
上記複数の分割コアは、上記分割面で互いに接して、円環状に配設されており、
永久磁石が、上記ロータコアに埋め込まれて周方向に複数配設されており、
上記複数の磁極は、それぞれ、周方向に連続する２本以上の上記永久磁石により構成される請求項１又は請求項２記載の回転電機。
【請求項６】
上記複数の分割コアは、アリ溝とアリガタとの嵌合により互いに連結されており、
上記アリ溝と上記アリガタとの嵌合部が、上記ロータコアの内径と外径との平均値を直径とする、上記ロータコアの軸心を円中心とする円の上記磁気的空隙と反対側に位置している請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の回転電機。
【請求項７】
上記ロータコアは、ｎ個（但し、ｎは２以上の整数）の分割ロータコアを軸方向に積層して構成され、
上記ｎ個の分割ロータコアは、それぞれ、上記複数の分割コアのそれぞれを軸方向にｎ分割して構成された複数の分割コア部を互いに接して円環状に配列して構成され、
軸方向に隣り合う分割ロータコアの組の少なくとも一組の周方向の分割位置が互いに異なっている請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の回転電機。
【請求項８】
上記ｎ個の分割ロータコアは、軸方向に隣り合う磁極が同極となるように積層されている請求項７記載の回転電機。
【請求項９】
上記ロータコアは、ｎ個（但し、ｎは２以上の整数）の円環状の分割ロータコアを軸方向に積層して構成され、
上記ｎ個の分割ロータコアは、それぞれ、上記複数の分割コアのそれぞれを軸方向にｎ分割して構成された複数の分割コア部を互いに接して円環状に配列して構成され、
周方向に隣り合う分割コア部は、アリ溝とアリガタとの嵌合により、互いに連結され、
軸方向に隣り合う分割ロータコアの組の少なくとも一組の上記アリ溝と上記アリガタの嵌合部の向きが互いに異なっている請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の回転電機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、例えば、エレベータの巻上機のモータに適用される回転電機に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の回転電機の回転子においては、円環状に打ち抜かれた鋼板を積層してロータコアを作製しており、打ち抜かれた円環状の鋼板の内周側の部分が無駄になり、材料の歩留まりが低下していた。【０００３】
このような状況を鑑み、円弧状に打ち抜かれた鋼板を積層して作製された分割コアを周方向に配列して円環状のロータコアを作製し、ロータコアの材料の歩留まりを向上させた従来の回転電機が提案されていた（例えば、特許文献１，２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１２−２４９３８６号公報
【特許文献２】特開２０１４−１８３６９１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１，２に記載の従来の回転電機では、ロータコアが複数の分割コアに分割されているので、ロータコアを分割することに起因する起磁力の高調波成分がステータとロータとの間の磁気的空隙に発生する。そして、この起磁力の高調波成分とステータコイルが発生する回転磁界との相互作用により、トルクリプルが発生する。【０００６】
特許文献１に記載の従来の回転電機では、ロータの極数が７２、ステータのスロット数が１５６、ロータコアの分割数が１２に構成されていた。また、特許文献２に記載の従来の回転電機では、ロータの極数が４、ステータのスロット数が６、ロータコアの分割数が４に構成されていた。このように、特許文献１，２に記載の従来の回転電機では、ロータコアの分割数が、ロータ極数とスロット数との最大公約数に一致し、又は倍数であった。そこで、起磁力の高調波成分によるトルクリプルが回転磁界によるトルクリプルに重畳されて、トルクリプルが増大してしまうという課題があった。【０００７】
エレベータの巻上機に適用される回転電機には、巻上機を昇降路内に設置できるように小型化が求められる。さらに、かごを巻き上げるために大きな出力が必要となるため、径方向寸法を大きくし、軸方向寸法を小さくする薄型構造が求められる。このため、ロータコアの分割数が多くなり、トルクリプルが発生しやすくなる。さらに、回転電機で発生したトルクリプルはロープを介してかごに伝わり、かご内の乗客に不快感を与えることになる。【０００８】
この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、ロータコアを周方向に分割することに起因するトルクリプルの増大を抑制できる回転電機を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
この発明に係る回転電機は、円環状のコアバック、および、それぞれ、上記コアバックから径方向に突出して、周方向に配列された複数のティースを有し、スロットが周方向に隣り合う上記ティースの間に形成されるステータと、上記ステータと磁気的空隙を介して同軸に、かつ回転可能に配設された円環状のロータコア、および上記ロータコアに周方向に複数配設された磁極を有するロータと、を備え、上記ロータコアは、分割面により周方向に分割された複数の分割コアを有し、上記ロータコアの分割数が、上記ロータの極数と上記スロットの数との最大公約数の約数かつ倍数と異なる。
【発明の効果】
【００１０】
この発明では、ロータコアの分割数が、磁極数とスロット数との最大公約数の約数かつ倍数と異なるので、ロータコアを分割することに起因して発生するトルクリプルの増大が抑制される。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】この発明の実施の形態１に係る回転電機を適用したエレベータの巻上機を示す断面図である。
【図２】図１のＩＩ−ＩＩ矢視断面図である。
【図３】この発明の実施の形態１に係る回転電機におけるステータコイルの結線図である。
【図４】比較例の回転電機を示す断面図である。
【図５】この発明の実施の形態２に係る回転電機のロータコアを示す斜視図である。
【図６】この発明の実施の形態２に係る回転電機のロータコアにおける永久磁石により生成される磁路を示す模式図である。
【図７】この発明の実施の形態３に係る回転電機のロータコアを示す斜視図である。
【図８】この発明の実施の形態４に係る回転電機のロータコアを示す斜視図である。
【図９】この発明の実施の形態５に係る回転電機のロータコアを示す斜視図である。
【図１０】この発明の実施の形態６に係る回転電機のロータコアを示す斜視図である。
【図１１】この発明の実施の形態６に係る回転電機のロータコアの製造工程を説明する図である。
【図１２】この発明の実施の形態７に係る回転電機のロータコアを示す斜視図である。
【図１３】この発明の実施の形態８に係る回転電機のロータコアを示す斜視図である。
【図１４】この発明の実施の形態８に係る回転電機のロータコアにおける永久磁石により生成される磁路を示す模式図である。
【図１５】この発明の実施の形態９に係る回転電機のロータコアを示す斜視図である。
【図１６】この発明の実施の形態１０に係る回転電機のロータコアを示す斜視図である。
【図１７】この発明の実施の形態１１に係る回転電機のロータコアを示す斜視図である。
【図１８】この発明の実施の形態１２に係る回転電機のロータコアを示す斜視図である。
【図１９】この発明の実施の形態１３に係る回転電機のロータコアを示す斜視図である。
【図２０】この発明の実施の形態１４に係る回転電機のロータコアを示す斜視図である。
【図２１】この発明の実施の形態１５に係る回転電機のロータコアを示す斜視図である。
【図２２】この発明の実施の形態１６に係る回転電機のロータコアを示す斜視図である。
【図２３】この発明の実施の形態１７に係る回転電機のロータコアを示す斜視図である。
【図２４】この発明の実施の形態１８に係る回転電機のロータコアを示す分解斜視図である。
【図２５】この発明の実施の形態１９に係る回転電機のロータコアの構成を説明する斜視図である。
【図２６】この発明の実施の形態２０に係る回転電機のロータコアを示す分解斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１に係る回転電機を適用したエレベータの巻上機を示す断面図、図２は図１のＩＩ−ＩＩ矢視断面図、図３はこの発明の実施の形態１に係る回転電機におけるステータコイルの結線図、図４は比較例の回転電機を示す断面図である。なお、図２，４では、便宜上、ハッチングを省略している。なお、図２および図４中、１〜３６は、反時計回りの配列順にティースに付したティース番号である。
【００１３】
図１において、巻上機１００は、ステータフレーム１と、ステータフレーム１に固着され、円環状のステータコア１１およびステータコア１１に装着されたステータコイル１３を有するステータ１０と、ステータフレーム１に固着されてステータ１０の軸心位置に配設されたシャフト２と、シャフト２にベアリング３を介して回転可能に配設されたロータフレーム４と、ロータフレーム４に固着されてステータ１０の内周側に磁気的空隙Ｇを介してステータ１０と同軸に配設されたロータコア５と、ロータコア５の外周部に設けられた磁極６と、ロータフレーム４のシャフト２の外周部に固着されたシーブ７と、を備える。シャフト２はボルト８によりステータフレーム１に締着固定されている。ロータコア５はボルト９によりロータフレーム４に締着固定されている。
【００１４】
このように構成された巻上機１００は、図示していないが、昇降路（図示せず）内に配設され、ロープがシーブ７に巻き掛けられる。さらに、かごおよびつり合いおもりが、ロープに連結されて、昇降路内に昇降可能に配設される。そして、交流電流がステータコイル１３に供給され、回転磁界がステータコイル１３により発生する。この回転磁界により、ロータ２０が回転駆動され、かごおよびつり合いおもりが、昇降路内を昇降する。
【００１５】
つぎに、回転電機２００の構成について図２を参照しつつ説明する。
回転電機２００は、ステータ１０と、ステータ１０の内周側に微少な磁気的空隙Ｇを介して同軸に配設されたロータ２０と、を備える。
【００１６】
ロータ２０は、シャフト２と、シャフト２にベアリング３を介して回転可能に装着されたロータフレーム４と、ロータフレーム４に固着された円環状のロータコア５と、ロータコア５の外周部に設けられた磁極６と、を備える。ロータコア５は、５個の円弧状の分割コア２１を周方向に円環状に配列して構成される。分割コア２１は、電磁鋼板などの軟磁性材料の磁性薄板から円弧状に打ち抜かれた所定枚の磁性片を積層して構成される。磁極６は、ロータコア５の外周部に等角ピッチで周方向に４０個配列されている。すなわち、ロータ２０の極数は４０となる。
【００１７】
ステータコア１１は、電磁鋼板などの軟磁性材料の磁性薄板から円弧状に打ち抜かれた所定枚の磁性片を積層して構成され、円環状のコアバック１１ａと、それぞれ、コアバック１１ａの内周面から径方向内方に突出して、周方向の等角ピッチで配列された３６本のティース１１ｂと、を備える。スロット１２が、周方向に隣り合うティース１１ｂ間に形成される。ステータコイル１３は、導体線をティース１１ｂのそれぞれに所定回巻回して作製された３６個の集中巻コイル１４を備える。このように構成されたステータ１０は、ステータコア１１を圧入、焼き嵌めなどによりステータフレーム１の円筒部１ａに挿入、固定して、ステータフレーム１に保持される。
【００１８】
つぎに、ステータコイル１３の構成について説明する。
３６個の集中巻コイル１４は、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相の電源と接続される。つまり、＋Ｕ１１，-Ｕ１２，＋Ｕ１３，＋Ｕ２１，-Ｕ２２，＋Ｕ２３，＋Ｕ３１，-Ｕ３２，＋Ｕ３３，＋Ｕ４１，-Ｕ４２，＋Ｕ４３の１２個の集中巻コイル１４がＵ相の電源に接続される。＋Ｖ１１，-Ｖ１２，＋Ｖ１３，＋Ｖ２１，-Ｖ２２，＋Ｖ２３，＋Ｖ３１，-Ｖ３２，＋Ｖ３３，＋Ｖ４１，-Ｖ４２，＋Ｖ４３の１２個の集中巻コイル１４がＶ相の電源に接続される。＋Ｗ１１，-Ｗ１２，＋Ｗ１３，＋Ｗ２１，-Ｗ２２，＋Ｗ２３，＋Ｗ３１，-Ｗ３２，＋Ｗ３３，＋Ｗ４１，-Ｗ４２，＋Ｗ４３の１２個の集中巻コイル１４がＵ相の電源に接続される。
【００１９】
そして、３６個の集中巻コイルは、＋Ｕ１１，-Ｕ１２，＋Ｕ１３，＋Ｖ１１，-Ｖ１２，＋Ｖ１３，＋Ｗ１１，-Ｗ１２，＋Ｗ１３，＋Ｕ２１，-Ｕ２２，＋Ｕ２３，＋Ｖ２１，-Ｖ２２，＋Ｖ２３，＋Ｗ２１，-Ｗ２２，＋Ｗ２３，＋Ｕ３１，-Ｕ３２，＋Ｕ３３，＋Ｖ３１，-Ｖ３２，＋Ｖ３３，＋Ｗ３１，-Ｗ３２，＋Ｗ３３，＋Ｕ４１，-Ｕ４２，＋Ｕ４３，＋Ｖ４１，-Ｖ４２，＋Ｖ４３，＋Ｗ４１，-Ｗ４２，＋Ｗ４３の順に周方向に配列している。なお、「＋」と「-」は集中巻コイルの巻極性を示している。「＋」と「-」は巻極性が逆となる。
【００２０】
ステータコイル１３は、図３に示されるように、第１ステータコイル１５、第２ステータコイル１６、第３ステータコイル１７および第４ステータコイル１８を備える。
【００２１】
第１ステータコイル１５は、Ｕ１、Ｖ１およびＷ１の相コイルをＹ結線して構成され、Ａ１，Ｂ１．Ｃ１の電源端子を有する。Ｕ１相コイルは、＋Ｕ１１，-Ｕ１２，＋Ｕ１３の集中巻コイル１４を直列に接続して構成される。Ｖ１相コイルは、＋Ｖ１１，-Ｖ１２，＋Ｖ１３の集中巻コイル１４を直列に接続して構成される。Ｗ１相コイルは、＋Ｗ１１，-Ｗ１２，＋Ｗ１３の集中巻コイル１４を直列に接続して構成される。
【００２２】
第２ステータコイル１６は、Ｕ２、Ｖ２およびＷ２の相コイルをＹ結線して構成され、Ａ２，Ｂ２、Ｃ２の電源端子を有する。Ｕ２相コイルは、＋Ｕ２１，-Ｕ２２，＋Ｕ２３の集中巻コイル１４を直列に接続して構成される。Ｖ２相コイルは、＋Ｖ２１，-Ｖ２２，＋Ｖ２３の集中巻コイル１４を直列に接続して構成される。Ｗ２相コイルは、＋Ｗ２１，-Ｗ２２，＋Ｗ２３の集中巻コイル１４を直列に接続して構成される。
【００２３】
第３ステータコイル１７は、Ｕ３、Ｖ３およびＷ３の相コイルをＹ結線して構成され、Ａ３，Ｂ３、Ｃ３の電源端子を有する。Ｕ３相コイルは、＋Ｕ３１，-Ｕ３２，＋Ｕ３３の集中巻コイル１４を直列に接続して構成される。Ｖ３相コイルは、＋Ｖ３１，-Ｖ３２，＋Ｖ３３の集中巻コイル１４を直列に接続して構成される。Ｗ３相コイルは、＋Ｗ３１，-Ｗ３２，＋Ｗ３３の集中巻コイル１４を直列に接続して構成される。
【００２４】
第４ステータコイル１８は、Ｕ４，Ｖ４およびＷ４の相コイルをＹ結線して構成され、Ａ４，Ｂ４、Ｃ４の電源端子を有する。Ｕ４相コイルは、＋Ｕ４１，-Ｕ４２，＋Ｕ４３の集中巻コイル１４を直列に接続して構成される。Ｖ４相コイルは、＋Ｖ４１，-Ｖ４２，＋Ｖ４３の集中巻コイル１４を直列に接続して構成される。Ｗ４相コイルは、＋Ｗ４１，-Ｗ４２，＋Ｗ４３の集中巻コイル１４を直列に接続して構成される。
【００２５】
ここで、電源端子Ａ１，Ａ２，Ａ３，Ａ４が接続され、電源端子Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３，Ｂ４が接続され、電源端子Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３，Ｃ４が接続される。これにより、第１から第４ステータコイル１６〜１８を並列に接続してなるステータコイル１３が構成される。このように構成されたステータコイル１３においては、各相の並列数が４の回路となる。
【００２６】
このように構成された回転電機２００は、４０極３６スロットの回転電機である。極数とスロット数との最大公約数は４であり、ステータコイル１３の各相の並列数と一致している。
なお、ステータコイル１３の各相の並列数が極数とスロット数との最大公約数と一致しているが、各相の並列数は極数とスロット数との最大公約数の約数であればよい。
【００２７】
実施の形態１では、ロータコア５が、円弧状に打ち抜かれた所定枚の電磁鋼板を積層して構成された分割コア２１を周方向に配列して作製されている。そこで、実施の形態１は、円環状に打ち抜かれた電磁鋼板を積層してロータコアを作製する場合に比べ、ロータコア５の材料歩留まりを向上できる。
【００２８】
実施の形態１では、ロータコア５の分割数が５であり、回転電機２００の極数とスロット数との最大公約数の約数および倍数とならない。以下に、ロータコア５の分割数が極数とスロット数との最大公約数の約数および倍数とならないことによる効果について、図４に示される比較例と対比して説明する。図４は比較例の回転電機を示す断面図である。
【００２９】
比較例の回転電機３００では、図４に示されるように、ロータコア３０２が４個の円弧状の分割コア３０３を周方向に円環状に配列して構成されている。そして、回転電機３００は、ロータコア３０２を備えるロータ３０１を用いている点を除いて、回転電機２００と同様に構成されている。すなわち、回転電機３００は、ロータコア３０２の分割数が４である点を除いて、回転電機２００と同様に構成されている。
【００３０】
ロータ２０、３０１は、第１から第４ステータコイル１５〜１８のそれぞれにより発生する回転磁界に同期して、回転磁界の回転速度と同じ速度で回転する。そして、３６個の集中巻コイルは、図２および図４に示されるように、＋Ｕ１１，-Ｕ１２，＋Ｕ１３，＋Ｖ１１，-Ｖ１２，＋Ｖ１３，＋Ｗ１１，-Ｗ１２，＋Ｗ１３，＋Ｕ２１，-Ｕ２２，＋Ｕ２３，＋Ｖ２１，-Ｖ２２，＋Ｖ２３，＋Ｗ２１，-Ｗ２２，＋Ｗ２３，＋Ｕ３１，-Ｕ３２，＋Ｕ３３，＋Ｖ３１，-Ｖ３２，＋Ｖ３３，＋Ｗ３１，-Ｗ３２，＋Ｗ３３，＋Ｕ４１，-Ｕ４２，＋Ｕ４３，＋Ｖ４１，-Ｖ４２，＋Ｖ４３，＋Ｗ４１，-Ｗ４２，＋Ｗ４３の順に周方向に配列している。このように、第１ステータコイル１５を構成する９個の集中巻コイル１４の群、第２ステータコイル１６を構成する９個の集中巻コイル１４の群、第３ステータコイル１７を構成する９個の集中巻コイル１４の群、および第４ステータコイル１８を構成する９個の集中巻コイル１４の群が、この順番で、ステータコア１１に周方向に並んで配列されているため、回転磁界は、周方向に等間隔に４つのピークを有する分布となる。すなわち、１つのステータコイルが発生する回転磁界を１単位と定義すると、各相の並列数と同数の４単位の回転磁界が周方向に等間隔に配置されている。
【００３１】
比較例の回転電機３００では、ロータコア３０２の分割数が４であり、回転磁界の単位数と一致する。この場合、ロータコア３０２を４個の分割コア３０３で構成することにより発生する起磁力の高調波成分の位相が、回転磁界の単位で一致する。これにより、回転磁界によるトルクリプルが起磁力の高調波成分によるトルクリプルに重畳し、トルクリプルが増大する。
なお、ロータコアの分割数が、極数とスロット数との最大公約数の約数又は倍数となる場合でも、ロータコアを分割することにより発生する数起磁力の高調波成分の位相が、回転磁界の約数の単位で一致し、トルクリプルの増大を招くことになる。
【００３２】
このような回転電機３００を備えた巻上機では、増大されたトルクリプルがロープを介して乗りかごに伝わり、乗客に不快感を与えることになり、エレベータの乗り心地を悪くする。
【００３３】
実施の形態１による回転電機２００では、ロータコア５の分割数が５であり、回転電機２００の極数（４０）とスロット数（３６）との最大公約数（４）の約数（１，２，４）および倍数（４，８，１２，・・・）とならない。そこで、ロータコア５を５個の分割コア２１で構成することにより発生する起磁力の高調波成分の位相が、回転磁界の単位毎に異なるので、回転磁界によるトルクリプルが起磁力の高調波成分によるトルクリプルに重畳せず、トルクリプルの増大が抑制される。
したがって、回転電機２００を備えた巻上機では、トルクリプルの増大が抑えられるので、エレベータの乗り心地を悪化させるような事態の発生を回避できる。
【００３４】
実施の形態２．
図５はこの発明の実施の形態２に係る回転電機のロータコアを示す斜視図、図６はこの発明の実施の形態２に係る回転電機のロータコアにおける永久磁石により生成される磁路を示す模式図である。
【００３５】
図５において、ロータコア５Ａは、所定の厚みを有するリング状の積層コアである。ロータコア５Ａの外周部には、永久磁石により構成される磁極６Ａと軟磁性体により構成される磁極６Ｂとが、周方向に交互に、等角ピッチで４０個配列されている。ロータコア５Ａは、５個の分割コア２１Ａを周方向に配列して円環状に構成されている。分割コア２１Ａは、ロータコア５Ａを、磁極６Ｂの周方向の中央位置を分割位置として、周方向に５等分割したものである。分割コア２１Ａの磁極数は８となる。
【００３６】
分割コア２１Ａは、電磁鋼板などの軟磁性材料の磁性薄板から打ち抜かれた円弧状の磁性片を所定枚積層して作製されている。このとき、磁極部分が、打ち抜かれた磁性片に一体に形成されており、磁極部分が積層されて、磁極６Ｂを構成する。さらに、アリ溝部が、磁性片の周方向の一側の側面に凹設されており、アリ溝部が積層されて、アリ溝２２を構成する。さらにまた、アリガタ部が磁性片の周方向の他側の側面に形成されており、アリガタ部が積層されて、アリガタ２３を構成する。磁極６Ａは、永久磁石を分割コア２１Ａの外周面に接着剤などにより固着して構成される。
【００３７】
周方向に円環状に配列された５個の分割コア２１Ａは、アリガタ２３をアリ溝２２に嵌着して、隣り合う分割コア２１Ａの周方向の相対する側面同士が当接した状態で、一体に連結されている。隣り合う分割コア２１Ａの周方向の相対する側面同士の当接面である分割面２４が、アリ溝２２とアリガタ２３との嵌合部を除いて、ロータコア５Ａの軸心を含む平坦面に形成されている。分割面２４は、隣り合う同極の磁極６Ａ間の周方向の中央位置に位置している。磁極６Ａを構成する永久磁石は、内径側がＮ極となり、外径側がＳ極となるように着磁されている。
【００３８】
このように構成されたロータコア５Ａは、半径方向の着磁方向が同一となるように、永久磁石からなる磁極６Ａが周方向に配置された、いわゆる、コンシクエントポール構造となっている。
【００３９】
実施の形態２では、ロータコア５Ａを用いている点を除いて、上記実施の形態１と同様に構成されている。
【００４０】
実施の形態２においても、ロータコア５Ａが５個の分割コア２１Ａに分割され、分割コア２１Ａが円弧状に打ち抜かれた磁性片を積層して作製されている。また、ロータコア５Ａの分割数が５、回転電機の極数が４０、スロット数が３６であり、ロータコア５Ａの分割数が回転電機の極数とスロット数との最大公約数の約数および倍数とならない。
したがって、実施の形態２においても、上記実施の形態１と同様の効果が得られる。
【００４１】
実施の形態２においては、分割コア２１Ａがロータコア５Ａを周方向に５等分割されたものであるので、５個の分割コア２１Ａが同一形状となっている。したがって、軟磁性材料の磁性薄板から円弧状の磁性片を打ち抜く金型が１つで済み、製造コストを削減できる。
【００４２】
永久磁石により構成される磁極６Ａは、図６に矢印で示されるように、ロータコア５Ａの磁極６Ａより内径側の部分を通って磁極６Ｂ側に至り、内径側から磁極６Ｂに入る磁路Ｍを生成する。ロータコア５Ａでは、分割面２４が、隣り合う同極の磁極６Ａ間に位置する磁極６Ｂの周方向の中央位置を通る、ロータコア５Ａの軸心を含む平坦面に構成されている。これにより、図６に示されるように、磁路Ｍが分割面２４で妨げられる影響が低減され、磁極６Ａで発生する磁束の利用率が高められ、トルクを増大させることができる。
【００４３】
分割コア２１Ａの側面同士が当接されているので、磁束が分割面２４を通過することに起因する磁束量の低下が抑制され、磁極６Ａで発生する磁束の利用率が高められる。
分割コア２１Ａ同士が、アリ溝２２とアリガタ２３との嵌合により連結されている。そこで、隣り合う分割コア２１Ａを、側面同士を当接させた状態で、強固に連結できるので、ロータコア５Ａの真円度を高めることができる。なお、ロータコア５Ａの真円度が悪化すると、コギングトルクが発生し、エレベータの乗り心地の悪化をもたらすので、ロータコア５Ａの真円度を向上させることの意義は大きい。
【００４４】
アリ溝２２およびアリガタ２３は、磁路Ｍを妨げる要因となる。そこで、アリ溝２２およびアリガタ２３は、ロータコア５Ａの外径と内径との平均値を直径とする、ロータコア５Ａの軸心を中心とする円筒面より内径側に配置することが望ましい。これにより、磁極６Ａで発生する磁束の利用率が高められる。
【００４５】
磁極６Ａ，６Ｂを含めたロータコア５Ａがコンシクエントポール構造となっているので、全ての磁極６を永久磁石で構成する場合に比べて、磁石使用量が削減でき、回転電機の製造コストを削減できる。
コンシクエントポール構造では、分割面２４において、同極の永久磁石による磁束が対向し、反発力が発生する。この反発力が隣り合う分割コア２１Ａを径方向に変位させ、あるいは周方向に回転させるように作用し、ロータコア５Ａの真円度の悪化を招く要因となる。実施の形態２では、分割コア２１Ａがアリ溝２２とアリガタ２３との嵌合により強固に連結されているので、反発力による分割コア２１Ａの変位の発生が抑制され、ロータコア５Ａの真円度の悪化が抑制される。
【００４６】
実施の形態３．
図７はこの発明の実施の形態３に係る回転電機のロータコアを示す斜視図である。
【００４７】
図７において、分割コア２１Ｂの周方向の両側面には、アリ溝およびアリガタが省略されている。ロータコア５Ｂは、５個の分割コア２１Ｂを周方向に円環状に配列して構成されている。円環状に配列された５個の分割コア２１Ｂは、接着剤が塗布された周方向の側面同士を突き合わせた状態で、接着剤が硬化されて、一体に連結されている。
【００４８】
実施の形態３では、隣り合う分割コア２１Ｂ同士を接着剤で連結している点を除いて、上記実施の形態２と同様に構成されている。
したがって、実施の形態３においても、上記実施の形態２と同様の効果が得られる。
【００４９】
実施の形態４．
図８はこの発明の実施の形態４に係る回転電機のロータコアを示す斜視図である。
【００５０】
図８において、ロータコア５Ｃは、５個の分割コア２１Ｂを周方向に円環状に配列して構成されている。円環状に配列された５個の分割コア２１Ｂは、周方向の側面同士を突き合わせた状態で、突き合わせ部の内周部が軸方向の全長にわたって溶接されて、一体に連結されている。
【００５１】
実施の形態４では、隣り合う分割コア２１Ｂ同士を溶接部２５で連結している点を除いて、上記実施の形態２と同様に構成されている。
したがって、実施の形態４においても、上記実施の形態２と同様の効果が得られる。
【００５２】
実施の形態５．
図９はこの発明の実施の形態５に係る回転電機のロータコアを示す斜視図である。
【００５３】
図９において、分割コア２１Ｄの周方向の両側面には、アリ溝２２およびアリガタ２３が形成されている。ロータコア５Ｄは、１０個の分割コア２１Ｄを周方向に円環状に配列して構成されている。円環状に配列された１０個の分割コア２１Ｄは、アリガタ２３をアリ溝２２に嵌着して、隣り合う分割コア２１Ｄの周方向の相対する側面同士が当接した状態で、一体に連結されている。
【００５４】
ロータコア５Ｄの外周部には、磁極６Ａと磁極６Ｂとが、周方向に交互に、等角ピッチで４０個配列されている。分割コア２１Ｄは、ロータコア５Ｄを、磁極６Ｂの周方向の中央位置で、周方向に１０等分割したものである。分割コア２１Ｄの磁極数は４となる。
なお、実施の形態５では、ロータコア５Ｄの分割数が１０である点を除いて、上記実施の形態２と同様に構成されている。
【００５５】
実施の形態５においても、ロータコア５Ｄが１０個の分割コア２１Ｄに分割され、分割コア２１Ｄが円弧状に打ち抜かれた磁性片を積層して作製されている。また、ロータコア５Ｄの分割数が１０、回転電機の極数が４０、スロット数が３６であり、ロータコア５Ｄの分割数が回転電機の極数とスロット数との最大公約数の約数および倍数とならない。
したがって、実施の形態５においても、上記実施の形態２と同様の効果が得られる。
【００５６】
実施の形態５では、ロータコア５Ｄの分割数が１０となる。そこで、１枚の磁性薄板から打ち抜かれる磁性片の数が多くなり、材料歩留まりを向上させることができる。
【００５７】
実施の形態６．
図１０はこの発明の実施の形態６に係る回転電機のロータコアを示す斜視図、図１１はこの発明の実施の形態６に係る回転電機のロータコアの製造工程を説明する図である。
【００５８】
図１０において、分割コア２１Ｅの周方向の両側面には、アリ溝２２およびアリガタ２３が形成されている。ロータコア５Ｅは、２０個の分割コア２１Ｅを周方向に円環状に配列して構成されている。円環状に配列された２０個の分割コア２１Ｅは、アリガタ２３をアリ溝２２に嵌着して、隣り合う分割コア２１Ｅの周方向の相対する側面同士が当接した状態で、一体に連結されている。
【００５９】
ロータコア５Ｅの外周部には、磁極６Ａと磁極６Ｂとが、周方向に交互に、等角ピッチで４０個配列されている。分割コア２１Ｅは、ロータコア５Ｅを、磁極６Ｂの周方向の中央位置で、周方向に２０等分割したものである。分割コア２１Ｅの磁極数は２となる。
図示していないが、ステータのスロット数は４８である。
なお、実施の形態６では、４０極、４８スロットの回転電機である点、およびロータコア５Ｅの分割数が２０である点を除いて、上記実施の形態２と同様に構成されている。
【００６０】
実施の形態６においても、ロータコア５Ｅが２０個の分割コア２１Ｅに分割され、分割コア２１Ｅが円弧状に打ち抜かれた磁性片を積層して作製されている。また、ロータコア５Ｅの分割数が２０である。回転電機の極数が４０、スロット数が４８であり、極数とスロット数との最大公約数が８である。そこで、ロータコア５Ｅの分割数が回転電機の極数とスロット数との最大公約数の約数および倍数とならない。
したがって、実施の形態６においても、上記実施の形態２と同様の効果が得られる。
【００６１】
実施の形態６では、ロータコア５Ｅの分割数が２０となり、分割コア２１Ｅの磁極数が２となり、分割コア２１Ｅの寸法が最小となる。そこで、図１１に示されるように、１枚の磁性薄板２６から打ち抜かれる磁性片２７の数がさらに多くなり、材料歩留まりをさらに向上させることができる。
【００６２】
実施の形態７．
図１２はこの発明の実施の形態７に係る回転電機のロータコアを示す斜視図である。
【００６３】
図１２において、分割コア２１Ｆの周方向の両側面には、アリ溝２２およびアリガタ２３が形成されている。ロータコア５Ｆは、５個の分割コア２１Ｆを周方向に円環状に配列して構成されている。円環状に配列された５個の分割コア２１Ｆは、アリガタ２３をアリ溝２２に嵌着して、隣り合う分割コア２１Ｆの周方向の相対する側面同士が当接した状態で、一体に連結されている。
【００６４】
ロータコア５Ｆの外周部には、磁極６Ａと磁極６Ｂとが、周方向に交互に、等角ピッチで４０個配列されている。分割コア２１Ｆは、ロータコア５Ｆを、隣り合う磁極６Ａ間に位置する磁極６Ｂの位置で、周方向に５等分割したものである。分割コア２１Ｆの磁極数は８となる。分割面２４ａは、ロータコア５Ｆの軸心Ｏを含む平坦面１９に対して、周方向の一側に角度θだけ傾斜する平坦面に形成されている。分割面２４ａは、隣り合う同極の磁極６Ａ間に位置する磁極６Ｂを周方向に分割している。
【００６５】
なお、実施の形態７では、ロータコア５Ｆの分割面２４ａがロータコア５Ｆの軸心Ｏを含む平坦面１９に対して、周方向の一側に角度θだけ傾斜する平坦面に形成されている点を除いて、上記実施の形態２と同様に構成されている。
【００６６】
実施の形態７においても、ロータコア５Ｆが５個の分割コア２１Ｆに分割され、分割コア２１Ｆが円弧状に打ち抜かれた磁性片を積層して作製されている。５個の分割コア２１Ｆがアリ溝２２とアリガタ２３とを嵌合させて、一体に連結されている。また、ロータコア５Ｆの分割数が５、回転電機の極数が４０、スロット数が３６であり、ロータコア５Ｆの分割数が回転電機の極数とスロット数との最大公約数の約数および倍数とならない。
したがって、実施の形態７においても、上記実施の形態２と同様の効果が得られる。
【００６７】
なお、上記実施の形態２から７では、軟磁性体による磁極が分割コアに一体に成形されているが、分割コアと別部品として作製された軟磁性体による磁極を、分割コアに溶接、嵌合、接着などにより固着してもよい。
【００６８】
実施の形態８．
図１３はこの発明の実施の形態８に係る回転電機のロータコアを示す斜視図、図１４はこの発明の実施の形態８に係る回転電機のロータコアにおける永久磁石により生成される磁路を示す模式図である。
【００６９】
図１３において、ロータコア５Ｈは、所定の厚みを有するリング状の積層コアである。ロータコア５Ｈは、８０個の永久磁石３２が埋め込まれた、いわゆるＩＰＭ（Ｉｎｔｅｒｉｏｒ  Ｐｅｒｍａｎｅｎｔ  Ｍａｇｎｅｔ ）構造となっている。８０個の永久磁石３２は、それぞれの永久磁石３２が、隣り合う一方の永久磁石３２とは同極が相対し、隣り合う他方の永久磁石３２とは異極が相対するように、周方向に配列されている。そして、同極が相対する永久磁石３２の組が磁極３３を構成する。すなわち、ロータの極数は４０である。
【００７０】
永久磁石３２は、ロータコア５Ｈの厚みと同じ長さを有する、断面矩形の直方体に作製され、断面矩形の短辺の長さ方向を着磁方向としている。磁極を構成する２個の永久磁石３２は、長さ方向をロータコア５Ｈの厚み方向に一致させて、ロータコア５Ｈの軸心を含む平面について面対称となるように配置されている。さらに、磁極を構成する２個の永久磁石３２の相対する面間は、径方向外方に向かって漸次広くなっている。
【００７１】
ロータコア５Ｈは、５個の分割コア３１Ａを周方向に配列して円環状に構成されている。分割コア３１Ａは、ロータコア５Ｈを、隣り合う同極の永久磁石３２間の周方向の中央位置を分割位置として、周方向に５等分割したものである。分割コア３１Ａの磁極数は８となる。
【００７２】
分割コア３１Ａは、電磁鋼板などの軟磁性材料の磁性薄板から打ち抜かれた円弧状の磁性片を所定枚積層して作製されている。このとき、貫通穴が、打ち抜かれた磁性片に一体に形成されており、貫通穴が積層されて、磁石収納穴３４を構成する。さらに、アリ溝部が、磁性片の周方向の一側の側面に凹設されており、アリ溝部が積層されて、アリ溝３５を構成する。さらにまた、アリガタ部が磁性片の周方向の他側の側面の形成されており、アリガタ部が積層されて、アリガタ３６を構成する。永久磁石３２は、磁石収納穴３４に収納され、必要に応じて接着剤などにより固着されている。
【００７３】
周方向に円環状に配列された５個の分割コア３１Ａは、アリガタ３６をアリ溝３５に嵌着して、隣り合う分割コア３１Ａの周方向の相対する側面同士が当接した状態で、一体に連結されている。隣り合う分割コア３１Ａの周方向の相対する側面同士の当接面である分割面３７が、ロータコア５Ｈの軸心を含む平坦面に形成されている。分割面３７は、隣り合う同極の永久磁石３２間の周方向の中央位置に位置している。
【００７４】
実施の形態８では、ロータコア５Ｈを用いている点を除いて、上記実施の形態２と同様に構成されている。
【００７５】
実施の形態８においても、ロータコア５Ｈが分割コア３１Ａに５等分割され、分割コア３１Ａが円弧状に打ち抜かれた磁性片を積層して作製されている。環状に配列された分割コア３１Ａは、周方向の側面同士を当接させた状態で、アリ溝３５とアリガタ３６との嵌合により、一体に連結されている。分割面３７は、隣り合う同極の永久磁石３２間の周方向の中央位置に位置している。ロータコア５Ｈの分割数が５、回転電機の極数が４０、スロット数が３６であり、ロータコア５Ｈの分割数が回転電機の極数とスロット数との最大公約数の約数および倍数とならない。
したがって、実施の形態８においても、上記実施の形態２と同様の効果が得られる。
【００７６】
実施の形態８では、永久磁石３２により発生する磁束は、図１４に矢印で示される磁路Ｍを流れる。ロータコア５Ｈでは、分割面３７が、隣り合う同極の永久磁石３２間の周方向の中央位置を通る、ロータコア５Ｈの軸心を含む平坦面に構成されている。これにより、図１４に示されるように、磁路Ｍが分割面３７で妨げられる影響が低減され、永久磁石３２で発生する磁束の利用率が高められ、トルクを増大させることができる。
【００７７】
また、ロータコア５ＨがＩＰＭ構造となっているので、１つの磁極当たりの磁石断面積が増加され、かつリラクタンストルクを利用することで、断面積当たりの磁束密度が高くなり、トルクを向上することができる。
【００７８】
実施の形態９．
図１５はこの発明の実施の形態９に係る回転電機のロータコアを示す斜視図である。
【００７９】
図１５において、分割コア３１Ｂの周方向の両側面には、アリ溝およびアリガタが省略されている。ロータコア５Ｉは、５個の分割コア３１Ｂを周方向に円環状に配列して構成されている。円環状に配列された５個の分割コア３１Ｂは、接着剤が塗布された周方向の側面同士を突き合わせた状態で、接着剤が硬化されて、一体に連結されている。
【００８０】
実施の形態９では、隣り合う分割コア３１Ｂ同士を接着剤で連結している点を除いて、上記実施の形態８と同様に構成されている。
したがって、実施の形態９においても、上記実施の形態８と同様の効果が得られる。
【００８１】
実施の形態１０．
図１６はこの発明の実施の形態１０に係る回転電機のロータコアを示す斜視図である。
【００８２】
図１６において、ロータコア５Ｊは、５個の分割コア３１Ｂを周方向に円環状に配列して構成されている。円環状に配列された５個の分割コア３１Ｂは、周方向の側面同士を突き合わせた状態で、突き合わせ部の内周部が軸方向の全長にわたって溶接されて、一体に連結されている。
【００８３】
実施の形態１０では、隣り合う分割コア３１Ｂ同士を溶接部３８で連結している点を除いて、上記実施の形態８と同様に構成されている。
したがって、実施の形態１０においても、上記実施の形態８と同様の効果が得られる。
【００８４】
実施の形態１１．
図１７はこの発明の実施の形態１１に係る回転電機のロータコアを示す斜視図である。
【００８５】
図１７において、分割コア３１Ｃの周方向の両側面には、アリ溝３５およびアリガタ３６が形成されている。ロータコア５Ｋは、５個の分割コア３１Ｃを周方向に円環状に配列して構成されている。円環状に配列された５個の分割コア３１Ｃは、アリガタ３６をアリ溝３５に嵌着して、隣り合う分割コア３１Ｃの周方向の相対する側面同士が当接した状態で、一体に連結されている。
【００８６】
分割コア３１Ｃは、ロータコア５Ｋを、隣り合う同極の永久磁石３２間の分割位置で、周方向に５等分割したものである。分割コア３１Ｃの磁極数は８となる。分割面３７ａは、ロータコア５Ｋの軸心Ｏを含む平坦面３９に対して、周方向の一側に角度θだけ傾斜する平坦面に形成されている。分割面３７ａは、隣り合う同極の永久磁石３２間で磁極３３を周方向に分割している。
【００８７】
なお、実施の形態１１では、ロータコア５Ｋの分割面３７ａがロータコア５Ｋの軸心Ｏを含む平坦面３９に対して、周方向の一側に角度θだけ傾斜する平坦面に形成されている点を除いて、上記実施の形態８と同様に構成されている。
【００８８】
実施の形態１１においても、ロータコア５Ｋが５個の分割コア３１Ｃに分割され、分割コア３１Ｃが円弧状に打ち抜かれた磁性片を積層して作製されている。５個の分割コア３１Ｃがアリ溝３５とアリガタ３６とを嵌合させて、一体に連結されている。また、ロータコア５Ｋの分割数が５、回転電機の極数が４０、スロット数が３６であり、ロータコア５Ｋの分割数が回転電機の極数とスロット数との最大公約数の約数および倍数とならない。
したがって、実施の形態１１においても、上記実施の形態８と同様の効果が得られる。
【００８９】
なお、上記実施の形態８〜１１では、２個の永久磁石３２により１つの磁極３３を構成しているが、３つ以上の永久磁石３２により１つの磁極３３を構成してもよい。この場合、隣り合う同極の永久磁石３２間に分割面３７，３７ａを設ければよい。
また、上記実施の形態８〜１１では、ロータコアの分割数が５であるが、ロータコアの分割数は、５に限定されず、回転電機の極数とスロット数との最大公約数の約数および倍数とならないようにすればよい。
【００９０】
実施の形態１２．
図１８はこの発明の実施の形態１２に係る回転電機のロータコアを示す斜視図である。
【００９１】
図１８において、ロータコア５Ｌは、所定の厚みを有するリング状の積層コアである。ロータコア５Ｌは、４０個の永久磁石４２が埋め込まれたＩＰＭ構造となっている。永久磁石４２は、ロータコア５Ｌの厚みと同じ長さを有する、断面矩形の直方体に作製され、断面矩形の短辺の長さ方向を着磁方向としている。４０個の永久磁石４２は、断面矩形の短辺の長さ方向を径方向として、隣り合う永久磁石４２の径方向外方の極性が異極となるように、ロータコア５Ｌの外周部に周方向に等角ピッチに配列されている。そして、各永久磁石４２が磁極４３を構成する。すなわち、ロータの極数は４０である。
【００９２】
ロータコア５Ｌは、１０個の分割コア４１Ａを周方向に配列して円環状に構成されている。分割コア４１Ａは、ロータコア５Ｌを、隣り合う同極の永久磁石４２間の周方向の中央位置を分割位置として、周方向に１０等分割したものである。分割コア４１Ａの磁極数は４となる。
【００９３】
分割コア４１Ａは、電磁鋼板などの軟磁性材料の磁性薄板から打ち抜かれた円弧状の磁性片を所定枚積層して作製されている。このとき、貫通穴が、打ち抜かれた磁性片に一体に形成されており、貫通穴が積層されて、磁石収納穴４４を構成する。さらに、アリ溝部が、磁性片の周方向の一側の側面に凹設されており、アリ溝部が積層されて、アリ溝４５を構成する。さらにまた、アリガタ部が磁性片の周方向の他側の側面の形成されており、アリガタ部が積層されて、アリガタ４６を構成する。永久磁石４２は、磁石収納穴４４に収納され、必要に応じて接着剤などにより固着されている。
【００９４】
周方向に円環状に配列された１０個の分割コア４１Ａは、アリガタ４６をアリ溝４５に嵌着して、隣り合う分割コア４１Ａの周方向の相対する側面同士が当接した状態で、一体に連結されている。隣り合う分割コア４１Ａの周方向の相対する側面同士の当接面である分割面４７が、ロータコア５ｌの軸心を含む平坦面に形成されている。分割面４７は、隣り合う同極の永久磁石４２間の周方向の中央位置に位置している。
【００９５】
実施の形態１２では、ロータコア５Ｌを用いている点を除いて、上記実施の形態８と同様に構成されている。
【００９６】
実施の形態１２においても、ロータコア５ＬはＩＰＭ構造となっている。ロータコア５Ｌが分割コア４１Ａに１０等分割され、分割コア４１Ａが円弧状に打ち抜かれた磁性片を積層して作製されている。環状に配列された分割コア４１Ａは、周方向の側面同士を当接させた状態で、アリ溝４５とアリガタ４６との嵌合により、一体に連結されている。分割面４７は、隣り合う同極の永久磁石４２間の周方向の中央位置に位置している。ロータコア５Ｌの分割数が１０、回転電機の極数が４０、スロット数が３６であり、ロータコア５Ｌの分割数が回転電機の極数とスロット数との最大公約数の約数および倍数とならない。
したがって、実施の形態１２においても、上記実施の形態８と同様の効果が得られる。
また、ロータコア５Ｌでは、分割面４７が、永久磁石４２の周方向の中央位置を通る、ロータコア５Ｌの軸心を含む平坦面に構成されている。これにより、磁路が分割面４７で妨げられる影響が低減され、永久磁石４２で発生する磁束の利用率が高められ、トルクを増大させることができる。
【００９７】
実施の形態１２では、１個の永久磁石４２で１磁極を構成しているので、２個の永久磁石３２で１磁極を構成している実施の形態８に比べて、永久磁石４２の個数を削減でき、製造時の加工コストを削減できる。
【００９８】
実施の形態１３．
図１９はこの発明の実施の形態１３に係る回転電機のロータコアを示す斜視図である。
【００９９】
図１９において、永久磁石４２が、断面矩形の短辺の長さ方向を径方向として、径方向外方の極性が同極となるように、周方向に配列された４０個の磁石収納穴４４に１つ置きに収納され、必要に応じて接着剤などにより固着されている。そして、永久磁石４２が磁極４３Ａとなり、隣り合う永久磁石４２間の領域が軟磁性体による磁極４３Ｂとなる。すなわち、ロータの極数は４０である。
【０１００】
実施の形態１３によるロータコア５Ｍは、永久磁石４２が１つ置きの磁石収納穴４４に収納されている点を除いて、実施の形態１２によるロータコア５Ｌと同様に構成されている。
したがって、実施の形態１３においても、上記実施の形態１２と同様の効果が得られる。
【０１０１】
ロータコア５Ｍは、永久磁石４２が埋め込まれたＩＰＭ構造であるとともに、コンシクエントポール構造となっている。そこで、上記実施の形態１２に比べて、永久磁石４２の個数を半減でき、製造時の加工コストをさらに削減できる。
【０１０２】
なお、上記実施の形態１２，１３では、ロータコアの分割数が１０であるが、ロータコアの分割数は、１０に限定されず、回転電機の極数とスロット数との最大公約数の約数および倍数とならないようにすればよい。
また、上記実施の形態１２，１３では、分割コアをアリ溝とアリガタとの嵌合により連結しているが、分割コアは接着剤や溶接により連結してもよい。
また、上記実施の形態１２，１３では、ロータコアの分割面がロータコアの軸心を含む平坦面に形成されているが、ロータコアの分割面は、ロータコアの軸心を含む平坦面に対して、周方向の一側に所定角度だけ傾斜する平坦面に形成されてもよい。
【０１０３】
実施の形態１４．
図２０はこの発明の実施の形態１４に係る回転電機のロータコアを示す斜視図である。
【０１０４】
図２０において、分割ロータコア５１は、分割コア２１Ａを軸方向に２等分割した構成の分割コア部２１Ａａを周方向に配列して構成されている。ロータコア５Ｎは、分割面２４を周方向にずらし、磁極６Ａ同士を重ね、かつ磁極６Ｂ同士を重ねて、２個の分割ロータコア５１を積層して構成されている。
【０１０５】
実施の形態１４では、他の構成は、上記実施の形態２と同様に構成されているので、実施の形態２と同様の効果が得られる。
実施の形態１４によれば、軸方向に積層された２個の分割ロータコア５１の分割面２４が周方向にずれている。そこで、分割ロータコア５１を周方向に分割することにより発生する起磁力の高調波成分の位相が、分割ロータコア５１毎に異なるので、トルクリプルをさらに小さくできる。
【０１０６】
実施の形態１５．
図２１はこの発明の実施の形態１５に係る回転電機のロータコアを示す斜視図である。
【０１０７】
図２１において、分割ロータコア５２は、分割コア２１Ａを軸方向に４等分割した構成の分割コア部２１Ａｂを周方向に配列して構成されている。ロータコア５Ｏは、分割面２４を周方向にずらし、磁極６Ａ同士を重ね、かつ磁極６Ｂ同士を重ねて、４個の分割ロータコア５２を積層して構成されている。
【０１０８】
実施の形態１５では、他の構成は、上記実施の形態２と同様に構成されているので、実施の形態２と同様の効果が得られる。
実施の形態１５によれば、軸方向に積層された４個の分割ロータコア５２の分割面２４が周方向にずれている。そこで、分割ロータコア５２を周方向に分割することにより発生する起磁力の高調波成分の位相が、分割ロータコア５２毎に異なるので、トルクリプルをさらに小さくできる。
【０１０９】
実施の形態１６．
図２２はこの発明の実施の形態１６に係る回転電機のロータコアを示す斜視図である。
【０１１０】
図２２において、ロータコア５Ｐは、分割面２４を周方向にずらし、磁極６Ａと磁極６Ｂとを重ねて、２個の分割ロータコア５１を積層して構成されている。一方の分割ロータコア５１の磁極６Ａを構成する永久磁石は、例えば内径側がＮ極となり、外径側がＳ極となるように着磁されている。他方の分割ロータコア５１の磁極６Ａを構成する永久磁石は、例えば内径側がＳ極となり、外径側がＮ極となるように着磁されている。そして、重ねられた磁極６Ａと磁極６Ｂとにより１つの極が構成される。すなわち、ロータの極数は４０となる。
【０１１１】
実施の形態１６では、他の構成は、上記実施の形態１４と同様に構成されているので、実施の形態１４と同様の効果が得られる。
また、実施の形態１６によれば、永久磁石による磁極６Ａと軟磁性体による磁極６Ｂとが軸方向に重ねられている。このように、材質が異なる磁極が軸方向に重ねられることで、各極の起磁力が均一化され、トルクリプルをさらに小さくできる。
【０１１２】
なお、上記実施の形態１６では、実施の形態１４において、磁極６Ａと磁極６Ｂとが軸方向に重なるように分割ロータコア５１を積層していたが、実施の形態１５において、磁極６Ａと磁極６Ｂとが軸方向に交互に重なるように分割ロータコア５２を積層しても、同様に効果が得られる。
また、上記実施の形態１４〜１６では、分割ロータコアを２段又は４段に積層しているが、分割ロータコアの積層する段数はこれに限定されない。
また、上記実施の形態１４〜１６では、上記実施の形態２によるロータコアを軸方向に２等分割又は４等分割した構成の分割ロータコアを用いたが、分割ロータコアは、実施の形態３〜７によるロータコアを軸方向に２等分割又は４等分割した構成の分割ロータコアを用いてもよい。
【０１１３】
実施の形態１７．
図２３はこの発明の実施の形態１７に係る回転電機のロータコアを示す斜視図である。
【０１１４】
図２３において、分割ロータコア５４は、分割コア３１Ａを軸方向に２等分割した構成の分割コア部３１Ａａを周方向に配列して構成されている。ロータコア５Ｑは、分割面３７を周方向にずらし、同極の磁極３３同士を重ねて、２個の分割ロータコア５４を積層して構成されている。
【０１１５】
実施の形態１７では、他の構成は、上記実施の形態８と同様に構成されているので、実施の形態８と同様の効果が得られる。
実施の形態１７によれば、軸方向に積層された２個の分割ロータコア５４の分割面３７が周方向にずれている。そこで、分割ロータコア５４を周方向に分割することにより発生する起磁力の高調波成分の位相が、分割ロータコア５４毎に異なるので、トルクリプルをさらに小さくできる。
【０１１６】
実施の形態１８．
図２４はこの発明の実施の形態１８に係る回転電機のロータコアを示す分解斜視図である。
【０１１７】
図２４において、分割ロータコア５５は、分割コア３１Ａを軸方向に５等分割した構成の分割コア部３１Ａｂを周方向に配列して構成されている。ロータコア５Ｒは、分割面３７を周方向にずらし、同極の磁極３３同士を重ねて、５個の分割ロータコア５５を積層して構成されている。
【０１１８】
実施の形態１８では、他の構成は、上記実施の形態８と同様に構成されているので、実施の形態８と同様の効果が得られる。
実施の形態１８によれば、軸方向に積層された５個の分割ロータコア５５の分割面３７が周方向にずれている。そこで、分割ロータコア５５を周方向に分割することにより発生する起磁力の高調波成分の位相が、分割ロータコア５５毎に異なるので、トルクリプルをさらに小さくできる。
【０１１９】
なお、上記実施の形態１８では、軸方向に重ねられた５個の分割ロータコアの分割面が、軸方向の並び順に周方向の一側に順次ずれているが、軸方向に隣り合う分割ロータコア５５の組の少なくとも一組の分割面の周方向位置が異なっていればよい。例えば、２層目の分割ロータコアの分割面を１層目の分割ロータコアの分割面に対して周方向一側にシフトさせ、３層目および５層目の分割ロータコアの分割面の周方向位置を１層目の分割ロータコアの分割面の周方向位置に一致させ、４層目の分割ロータコアの分割面の周方向位置を２層目の分割ロータコアの分割面の周方向位置に一致させてもよい。また、１層目から４層目の分割ロータコアの分割面の周方向位置を一致させ、５層目の分割ロータコアの分割面の周方向位置を４層目の分割ロータコアの分割面の周方向位置に対して周方向にずらしてもよい。この場合、分割面の周方向位置が一致する、軸方向に隣り合う分割ロータコアの組のアリ溝とアリガタの向きを互いに異ならせることにより、分割ロータコア５５を周方向に分割することにより発生する起磁力の高調波成分の位相が、分割ロータコア５５毎に異なり、トルクリプルを小さくできる。
【０１２０】
また、上記実施の形態１７，１８では、分割ロータコアを２段又は５段に積層しているが、分割ロータコアの積層する段数はこれに限定されない。
また、上記実施の形態１７，１８では、上記実施の形態８によるロータコアを軸方向に２等分割又は５等分割した構成の分割ロータコアを用いたが、実施の形態９〜１３によるロータコアを軸方向に２等分割又は５等分割した構成の分割ロータコアを用いてもよい。
【０１２１】
実施の形態１９．
図２５はこの発明の実施の形態１９に係る回転電機のロータコアの構成を説明する斜視図である。
【０１２２】
図２５において、ロータコア５Ｓは、２個の分割ロータコア５１を、分割ロータコア５１の表裏を変えて、分割面２４を一致させ、磁極６Ａ同士を重ね、かつ磁極６Ｂ同士を重ねて、積層して構成されている。図２５中、点線の丸で示されるように、重ねられた２個の分割ロータコア５１におけるアリ溝２２およびアリガタ２３の向きが逆になっている。
【０１２３】
実施の形態１９では、他の構成は、上記実施の形態２と同様に構成されているので、実施の形態２と同様の効果が得られる。
実施の形態１９によれば、軸方向に積層された２個の分割ロータコア５１におけるアリ溝２２およびアリガタ２３の向きが逆になっている。これにより、分割ロータコア５１を周方向に分割することにより発生する起磁力の高調波成分の位相が、分割ロータコア５１毎に異なるので、トルクリプルをさらに小さくできる。
ロータコア５Ｓは、２個の分割ロータコア５１を、分割ロータコア５１の表裏を変えて積層して構成されているので、分割ロータコア５１の製造時に発生する板厚偏差の影響を打ち消すことができ、トルクリプルをさらに小さくできる。
【０１２４】
なお、上記実施の形態１９では、永久磁石による磁極６Ａ同士が軸方向に重なり、軟磁性体による磁極６Ｂ同士が軸方向に重なるように分割ロータコア５１を積層しているが、磁極６Ａと磁極６Ｂとが軸方向に重なるように分割ロータコア５１を積層してもよい。
また、上記実施の形態１９では、分割面２４が一致するように分割ロータコア５１を積層しているが、分割面２４が周方向にずれるように分割ロータコア５１を積層してもよい。
【０１２５】
また、上記実施の形態１９では、上記実施の形態２によるロータコアを軸方向に２等分割した構成の分割ロータコアを用いたが、分割ロータコアは、実施の形態５〜７によるロータコアを軸方向に２等分割した構成の分割ロータコアを用いてもよい。
また、上記実施の形態１９では、分割ロータコアを２段に積層しているが、分割ロータコアの積層する段数はこれに限定されない。
【０１２６】
実施の形態２０．
図２６はこの発明の実施の形態２０に係る回転電機のロータコアを示す分解斜視図である。
【０１２７】
図２６において、ロータコア５Ｔは、分割ロータコア５５の表裏を交互に変えて、分割面３７を一致させ、同極の磁極３３同士を重ねて、５個の分割ロータコア５５を積層して構成されている。図２６中、点線の丸で示されるように、重ねられた５個の分割ロータコア５１におけるアリ溝３５およびアリガタ３６の向きが、軸方向に、交互に逆向きになっている。
【０１２８】
実施の形態２０では、他の構成は、上記実施の形態１８と同様に構成されているので、実施の形態１８と同様の効果が得られる。
実施の形態２０によれば、５個の分割ロータコア５５におけるアリ溝３５およびアリガタ３６の向きが、軸方向に、交互に逆向きになっている。これにより、分割ロータコア５５を周方向に分割することにより発生する起磁力の高調波成分の位相が、分割ロータコア５５毎に異なるので、トルクリプルをさらに小さくできる。
【０１２９】
なお、上記実施の形態２０では、分割面３７の周方向位置が一致するように分割ロータコア５５を積層しているが、分割面３７の周方向位置が周方向にずれるように分割ロータコア５５を積層してもよい。
また、上記実施の形態２０では、軸方向に隣り合う各組の分割ロータコア５５のアリ溝３５とアリガタ３６の向きが逆向きとなっているが、軸方向に隣り合う、少なくとも一組の分割ロータコア５５のアリ溝３５とアリガタ３６の向きが逆向きとなっていればよい。この場合、アリ溝３５とアリガタ３６の向きが逆向きとなっている軸方向に隣り合う組の分割ロータコア５５の分割面３７の周方向位置を一致させ、軸方向に隣り合う他の組の分割ロータコア５５の分割面３７の周方向位置を周方向にずらすことにより、分割ロータコア５５を周方向に分割することにより発生する起磁力の高調波成分の位相が、分割ロータコア５５毎に異なり、トルクリプルを小さくできる。
【０１３０】
また、上記実施の形態２０では、上記実施の形態８によるロータコアを軸方向に５等分割した構成の分割ロータコアを用いたが、分割ロータコアは、実施の形態１１〜１３によるロータコアを軸方向に２等分割した構成の分割ロータコアを用いてもよい。
また、上記実施の形態２０では、分割ロータコアを５段に積層しているが、分割ロータコアの積層する段数はこれに限定されない。
【０１３１】
また、上記各実施の形態では、ロータコアは、軟磁性材料からなる磁性片を積層一体化してなる積層鉄心で構成されているが、ロータコアは、軟磁性材料の塊状体で作製される塊状鉄心で構成されてもよい。
また、上記各実施の形態では、集中巻コイルにより構成されるステータコイルについて説明しているが、ステータコアに１スロットピッチでスロット数と同数配設された分布巻コイルにより構成されるステータコイルでもよい。
【０１３２】
また、上記各実施の形態では、４０極３６スロット又は４０極４８スロットの回転電機について説明したが、ロータコアの分割数が極数とスロット数との最大公約数の約数および倍数と異なれば、極数とスロット数の組み合わせは、これに限定されない。
また、上記各実施の形態では、ロータコアがステータの内周側に配置される内転式の回転電機について説明したが、ロータコアがステータの外周側に配置される外転式の回転電機に適用しても、同様の効果が得られる。
【符号の説明】
【０１３３】
２  シャフト、５，５Ａ，５Ｂ，５Ｃ，５Ｄ，５Ｅ，５Ｆ．５Ｇ，５Ｈ，５Ｉ，５Ｊ，５Ｋ，５Ｌ，５Ｍ，５Ｎ，５Ｏ，５Ｐ，５Ｑ，５Ｒ，５Ｓ，５Ｔ  ロータコア、６，６Ａ，６Ｂ  磁極、１０  ステータ、１１  ステータコア、１１ａ  コアバック、１１ｂ  ティース、１２  スロット、１３  ステータコイル、２０  ロータ、２１，２１Ａ，２１Ｂ，２１Ｄ，２１Ｅ，２１Ｆ  分割コア、２１Ａａ，２１Ａｂ  分割コア部、２２  アリ溝、２３  アリガタ、２４，２４ａ  分割面、３１Ａ，３１Ｂ，３１Ｃ  分割コア、３１Ａａ，３１Ａｂ  分割コア部、３２  永久磁石、３３  磁極、３５アリ溝、３６  アリガタ、３７  分割面、４１Ａ  分割コア、４２  永久磁石、４３，４３Ａ，４３Ｂ  磁極、４５  アリ溝、４６  アリガタ、４７  分割面、５１，５２，５４，５５  分割ロータコア。
【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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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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