(57)【要約】【課題】コアシートの積層間に対する溶接作業の効率化を実現すると同時に、回転電機の性能を向上させることが可能なロータコア及びその製造方法を提供することを目的とする。【解決手段】電磁鋼板を所定形状に形成した複数のコアシートＳを回転軸方向に積層して成るロータコアにおいて、互いに接する二枚のコアシートＳがレーザ溶接により互いに溶接された溶接部２６と、溶接部２６において互いに溶接された二枚のコアシートＳの一方又は両方に設けられた後退部２７と、を備えた。溶接部２６と、当該溶接部２６において互いに溶接された二枚のコアシートＳのシート面に接する他のコアシートＳの一方又は両方に設けられた後退部２７とが回転軸方向に隣接するように配置した。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電磁鋼板を所定形状に形成した複数のコアシートを回転軸方向に積層して成るロータコアであって、
各コアシートの外周又は内周に形成され、該各コアシートの一と、該一のコアシートのシート面に接する他のコアシートとがレーザ溶接により互いに溶接された溶接部と、
前記溶接部において互いに溶接された二枚のコアシートの一方又は両方に設けられ、該溶接部が形成された位置とは異なる位置において、レーザ溶接による該コアシートの溶込み深さよりも長い距離だけ該コアシートの外周又は内周の一部を前記シート面方向に後退させた後退部と、を備え、
前記溶接部と、該溶接部において互いに溶接された二枚のコアシートのシート面に接するさらに他のコアシートの一方又は両方に設けられた前記後退部とが、回転軸方向に隣接して配置されていることを特徴とするロータコア。
【請求項２】
前記複数のコアシートの各外周又は内周により形成された積層面を備え、
前記溶接部及び前記後退部が、前記積層面上で周方向に互いに近接する二又は三箇所において、回転軸方向の一端から他端にわたって直線状に配置され、
回転軸方向に隣接する二枚のコアシートのすべてが、前記積層面上で周方向に互いに近接する二又は三箇所のいずれか一箇所に形成された前記溶接部においてのみ互いに溶接されていることを特徴とする、請求項１に記載のロータコア。
【請求項３】
一のコアシートに設けられた前記後退部が、該一のコアシートのシート面に接する他のコアシートに設けられた前記後退部と回転軸方向に隣接しないように配置されていることを特徴とする、請求項１又は請求項２に記載のロータコア。
【請求項４】
前記コアシートが、周方向に並ぶ複数の磁極部を備え、
前記溶接部及び前記後退部が、各コアシートの前記磁極部の極中心部又は周方向に隣接する該磁極部の極間部に形成されていることを特徴とする、請求項１から請求項３のいずれか一つに記載のロータコア。
【請求項５】
前記溶接部及び前記後退部が、前記磁極部において一極対毎に形成されていることを特徴とする、請求項４に記載のロータコア。
【請求項６】
電磁鋼板を所定形状に形成した複数のコアシートを回転軸方向に積層して成るロータコアの製造方法であって、
前記電磁鋼板を準備する工程と、
前記電磁鋼板を打ち抜いて前記コアシートの外周及び内周を含む周縁部を形成するとともに、前記外周又は内周の一部を所定距離だけシート面方向に後退させた後退部を該外周又は内周の所定位置に形成するコアシートの打抜き工程と、
前記打抜き工程により得られた各コアシートを、回転軸方向に隣接する二枚のコアシートの一方又は両方が前記後退部を備えたコアシートとなるように積層することにより、該後退部が所定位置に配置される積層工程と、
前記積層工程により積層された各コアシートを、回転軸方向に隣接する二枚のコアシートの外周又は内周において、該二枚のコアシートの各シート面に接する他のコアシートの一方又は両方に設けられた前記後退部と回転軸方向に隣接する位置をレーザ溶接により溶接する溶接工程と、を備えることを特徴とするロータコアの製造方法。
【請求項７】
前記積層工程において、
一のコアシートに設けられた前記後退部と、該一のコアシートと回転軸方向に隣接する他のコアシートの一方又は両方に設けられた前記後退部とを、周方向に互いに近接する二又は三箇所に配置し、
積層された前記複数のコアシートの各外周又は内周により形成された積層面において、前記後退部を、それぞれ回転軸方向に一定間隔を隔てて直線状に配置することを特徴とする、請求項６に記載のロータコアの製造方法。
【請求項８】
前記打抜き工程において、
前記電磁鋼板に対する打抜き位置を変え得る可動切断手段により、各コアシートに対する打抜き位置を異ならせて、前記後退部を各コアシートの外周又は内周の所定位置に形成することを特徴とする、請求項６又は請求項７に記載のロータコアの製造方法。
【請求項９】
前記積層工程において、
前記打抜き工程により打抜き形成された同一形状のコアシートを、既に積層されたコアシートに対して周方向に所定角度だけ相対的に回転させて積層することを特徴とする、請求項６から請求項８のいずれか一つに記載のロータコアの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ラジアルギャップ型回転電機用のロータコア及びその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ラジアルギャップ型回転電機は、回転軸を中心として回転可能に配設されたロータと、このロータの径方向にギャップを隔てて配設されたステータとを備える回転電機である。ロータは、電磁鋼板を所定形状に形成した多数枚のコアシートを回転軸方向に積層して成るロータコアを備えている。このロータコアを形成する際、積層された多数枚のコアシートを一体化するための方法の一つとして、回転軸方向に隣接するコアシートの積層間をレーザ溶接により溶接する方法が用いられる。
【０００３】
その溶接方法の一つとして、レーザ溶接により形成される溶接部が、各コアシートの積層方向に対して千鳥状に配置されるように、コアシートの積層間を溶接する技術が知られている（例えば、特許文献１参照）。かかる溶接方法は、特許文献１では、ステータコアを製造するため溶接方法として記載されているが、ロータコアの製造にも採用することができる。かかる溶接方法によれば、溶接時における各コアシートへの過入熱を防止し、コアシートの歪み等によるロータコアの寸法精度の低下を防ぐことができる。また、溶接により、各コアシートが積層方向に直線状に短絡するのを防止できるため、渦電流損を低減できる。これにより、回転電機の性能向上を図ることができるという利点がある。
【０００４】
しかしながら、上述した溶接方法を用いてロータコアを製造する際、溶接部が各コアシートの積層方向にずれて形成されてしまうと、これに起因して回転電機の性能が低下してしまう可能性がある。例えば、溶接部のずれにより複数枚のコアシートが積層方向に直線状に短絡してしまった場合、渦電流損の増加を招く。一方、コアシートの積層間が溶接されなかった場合、機械的強度が不足し、振動が発生するおそれがある。このため、各コアシートの積層間を局部的に正確且つ確実に溶接する必要がある。
【０００５】
特許文献１に記載されているように、各コアシートの積層間を局部的に正確且つ確実に溶接するためには、コアシートのシート厚レベルの精度が要求される。ところが、回転電機のロータコアを構成するコアシートは、一般的に、厚さ０．３〜０．５ｍｍ程度の非常に薄い電磁鋼板を打抜き形成したものが用いられる。このため、高い精度が要求される溶接を、精度レベルを一切低下させることなく、多数枚あるコアシートの全ての積層間に対して完璧に行うことが強いられる。したがって、このような溶接作業は非常に手間がかかる作業となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平９−２１９９４１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、かかる事情に鑑みて為されたものであり、コアシートの積層間に対する溶接作業の効率化を実現すると同時に、回転電機の性能を向上させることが可能なロータコア及びその製造方法を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、電磁鋼板を所定形状に形成した複数のコアシートを回転軸方向に積層して成るロータコアであって、各コアシートの外周又は内周に形成され、該各コアシートの一と、該一のコアシートのシート面に接する他のコアシートとがレーザ溶接により互いに溶接された溶接部と、前記溶接部において互いに溶接された二枚のコアシートの一方又は両方に設けられ、該溶接部が形成された位置とは異なる位置において、レーザ溶接による該コアシートの溶込み深さよりも長い距離だけ該コアシートの外周又は内周の一部を前記シート面方向に後退させた後退部と、を備え、前記溶接部と、該溶接部において互いに溶接された二枚のコアシートのシート面に接するさらに他のコアシートの一方又は両方に設けられた前記後退部とが、回転軸方向に隣接して配置されていることを特徴とする。
【０００９】
本発明のロータコアは、前記複数のコアシートの各外周又は内周により形成された積層面を備え、前記溶接部及び前記後退部が、前記積層面上で周方向に互いに近接する二又は三箇所において、回転軸方向の一端から他端にわたって直線状に配置され、回転軸方向に隣接する二枚のコアシートのすべてが、前記積層面上で周方向に互いに近接する二又は三箇所のいずれか一箇所に形成された前記溶接部においてのみ互いに溶接されていることを特徴とする。
【００１０】
本発明のロータコアは、一のコアシートに設けられた前記後退部が、該一のコアシートのシート面に接する他のコアシートに設けられた前記後退部と回転軸方向に隣接しないように配置されていることを特徴とする。
【００１１】
本発明のロータコアは、前記コアシートが、周方向に並ぶ複数の磁極部を備え、前記溶接部及び前記後退部が、各コアシートの前記磁極部の極中心部又は周方向に隣接する該磁極部の極間部に形成されていることを特徴とする。
【００１２】
本発明のロータコアは、前記溶接部及び前記後退部が、前記磁極部において一極対毎に形成されていることを特徴とする。
【００１３】
また、本発明は、電磁鋼板を所定形状に形成した複数のコアシートを回転軸方向に積層して成るロータコアの製造方法であって、前記電磁鋼板を準備する工程と、前記電磁鋼板を打ち抜いて前記コアシートの外周及び内周を含む周縁部を形成するとともに、前記外周又は内周の一部を所定距離だけシート面方向に後退させた後退部を該外周又は内周の所定位置に形成するコアシートの打抜き工程と、前記打抜き工程により得られた各コアシートを、回転軸方向に隣接する二枚のコアシートの一方又は両方が前記後退部を備えたコアシートとなるように積層することにより、該後退部が所定位置に配置される積層工程と、前記積層工程により積層された各コアシートを、回転軸方向に隣接する二枚のコアシートの外周又は内周において、該二枚のコアシートの各シート面に接する他のコアシートの一方又は両方に設けられた前記後退部と回転軸方向に隣接する位置をレーザ溶接により溶接する溶接工程と、を備えることを特徴とする。
【００１４】
本発明のロータコアの製造方法は、前記積層工程において、一のコアシートに設けられた前記後退部と、該一のコアシートと回転軸方向に隣接する他のコアシートの一方又は両方に設けられた前記後退部とを、周方向に互いに近接する二又は三箇所に配置し、積層された前記複数のコアシートの各外周又は内周により形成された積層面において、前記後退部を、それぞれ回転軸方向に一定間隔を隔てて直線状に配置することを特徴とする。
【００１５】
本発明のロータコアの製造方法は、前記打抜き工程において、前記電磁鋼板に対する打抜き位置を変え得る可動切断手段により、各コアシートに対する打抜き位置を異ならせて、前記後退部を各コアシートの外周又は内周の所定位置に形成することを特徴とする。
【００１６】
あるいは、本発明のロータコアの製造方法は、前記積層工程において、前記打抜き工程により打抜き形成された同一形状のコアシートを、既に積層されたコアシートに対して周方向に所定角度だけ相対的に回転させて積層することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
本発明に係るロータコアによれば、外周又は内周に後退部が設けられたコアシートを採用することにより、コアシートの積層間に対する溶接作業の効率化と、回転電機の性能の向上とを同時に実現することが可能となる。即ち、後退部ではレーザ溶接の際に照射されるレーザの焦点が合わないため、仮に後退部にレーザが照射されてもコアシートは溶接されない。本発明のロータコアによれば、この後退部と回転軸方向に隣接する位置に溶接部が形成されているため、溶接対象となるコアシート以外の他のコアシートが回転軸方向に直線状に短絡するのを確実に防止することができる。したがって、コアシートの積層間に対する溶接を、高精度な作業を要することなく正確且つ確実に行うことが可能となる。これにより、溶接作業の手間を大幅に省くことができるとともに、短絡に起因する渦電流損を低減することができる。
【００１８】
本発明において、前記溶接部及び前記後退部が、前記積層面上で周方向に互いに近接する二又は三箇所において、回転軸方向の一端から他端にわたって直線状に配置されるように構成すれば、溶接作業の手間をさらに低減することができる。つまり、直線的な連続溶接によりレーザ溶接を行うことができるため、回転軸方向の位置決め（即ち、各コアシートの積層間に対する位置決め）を省略することができる。また、スポット溶接によりレーザ溶接を行う場合であっても、位置決めの精度を緩和することができるため、作業効率を向上させることができる。これにより溶接作業のさらなる効率化を図ることができる。
【００１９】
本発明において、一のコアシートに設けられた前記後退部を、該一のコアシートのシート面に接する他のコアシートに設けられた前記後退部と回転軸方向に隣接しないように配置すれば、溶接対象となるコアシートを二枚に限定することができる。これにより、高精度な溶接作業を要することなく、コアシートの積層間のみを高精度に溶接した場合と同様の効果を得ることができる。また、各コアシートの積層間毎に溶接部が規則的に分散した配置で形成されているため、溶接時における熱の影響を分散させることができる。これにより、溶接熱による歪みが発生し難くなり、ロータコアの寸法精度を高めることができる。
【００２０】
本発明において、前記溶接部及び前記後退部を、各コアシートの前記磁極部の極中心部に形成すれば、コアシートの外周から磁石孔部までの距離が長いため、溶接時の熱が磁石に与える影響を抑えることができる。これと同時に、磁束密度が高い極中心部における渦電流の発生を効果的に防止することができる。また、前記溶接部及び前記後退部を、周方向に隣接する該磁極部の極間部に形成すれば、磁束密度が高い部分を避けて溶接することができるため、短絡に起因する渦電流損をより効果的に低減することができる。
【００２１】
本発明において、前記溶接部及び前記後退部を、前記磁極部において一極対毎に形成すれば、その間を通過する磁束量が一定であるため、渦電流の発生をさらに低減することができる。これにより、渦電流損がさらに低減され、回転電機の性能をさらに向上させることができる。
【００２２】
また、本発明に係るロータコアの製造方法によれば、上述した、準備工程、打抜き工程、積層工程、及び溶接工程を採用することで、本発明に係るロータコアを効率よく生産することができる。即ち、溶接工程における作業精度を緩和しても品質精度を保つことができるため、溶接作業の効率化を実現することができる。
【００２３】
前記積層工程において、前記後退部を、積層面上で周方向に互いに近接する二又は三箇所に、それぞれ回転軸方向に一定間隔を隔てて直線状に配置するように構成すれば、溶接作業の手間をさらに低減することができる。つまり、直線的な連続溶接によりレーザ溶接を行うことができるため、回転軸方向の位置決め（即ち、各コアシートの積層間に対する位置決め）を省略することができる。また、スポット溶接によりレーザ溶接を行う場合であっても、従来ほど高精度な作業が要求されないため、位置決めが容易になる。これにより溶接作業のさらなる効率化を図ることができる。
【００２４】
前記打抜き工程において、前記後退部を形成する手段として可動切断手段を採用すれば、前記積層工程を大幅に簡略化することができる。つまり、可動切断手段によれば、各コアシートに対する打抜き位置を異ならせて、前記後退部を各コアシートの外周又は内周の所定位置に形成することができる。したがって、打抜き位置を予め設定しておけば、各コアシートを単純に打抜き順に積層するだけで、前記後退部が積層面上の所望の位置に配置された状態に積層することができる。これにより、本発明のロータコアの生産効率を大幅に向上させることができる。
【００２５】
あるいは、同一形状に打ち抜かれたコアシートを、既に積層されたコアシートに対して周方向に所定角度だけ相対的に回転させて積層するように前記積層工程を構成すれば、前記打抜き工程を大幅に簡略化することができる。つまり、前記打抜き工程において、同一形状のコアシートを形成すればよいため、金型の位置決めや金型の選択などの工程を省略又は簡略化することができる。また、各コアシートの外周又は内周に前記後退部を一の金型で打抜き形成することができるため、設備コストを低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】第一実施形態に係るロータコアを示す平面図である。
【図２】図１において二点鎖線で囲まれた領域を径方向にみた積層面を示す部分正面図である。
【図３】第一実施形態に係る分割コアを構成する（ａ）第一コアシート、（ｂ）第二コアシート、及び（ｃ）第三コアシートを示す斜視図である。
【図４】第一実施形態に係る積層体を示す斜視図である。
【図５】第一実施形態に係る分割コアの一部を示す（ａ）背面図、及び（ｂ）平面図である。
【図６】第二実施形態に係るロータコアを示す平面図である。
【図７】図６において二点鎖線で囲まれた領域を径方向にみた積層面を示す部分正面図である。
【図８】第二実施形態に係る分割コアの一部を構成する第四コアシートを示す斜視図である。
【図９】第二実施形態に係る積層体を示す斜視図である。
【図１０】第二実施形態に係る分割コアの一部を示す（ａ）背面図、及び（ｂ）平面図である。
【図１１】第一実施形態に係るロータコアの変形例を示す平面図である。
【図１２】第二実施形態に係るロータコアの変形例を示す平面図である。
【図１３】第一及び第二実施形態に係るロータコアの他の変形例を示す平面図である。
【図１４】第三実施形態に係るロータコアを示す平面図である。
【図１５】第三実施形態に係るロータコアを構成する一体型コアシートを示す斜視図である。
【図１６】第三実施形態に係る積層体を示す斜視図である。
【図１７】第三実施形態に係るロータコアを構成する一体型コアシートの変形例を示す斜視図である。
【図１８】第四実施形態に係るロータコアを示す平面図である。
【図１９】一般的なラジアルギャップ型回転電機を示す（ａ）平面図、及び（ｂ）部分正面図である。
【図２０】第五実施形態に係るロータコアを示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
以下、本発明に係るロータコアの実施形態について図面を用いて説明する。本明細書において、同一の符号で示されている場合は同一の構成を示すものとする。
【００２８】
図１に示すように、第一実施形態に係るロータコア２０ａは、回転軸１を中心として周方向に並ぶ複数の磁極２１が、円筒状のコア本体２２の外周に配置され、互いに隣り合う各磁極２１の間に形成された複数の分割部２５においてコア本体２２が分割された分割型のインナロータコアである。分割型ロータコアは、磁束が流れる方向に磁化容易軸を一致させることができるとともに、コア取りが良く歩留まりが高いという利点がある。
【００２９】
コア本体２２には、複数の磁石孔２３が形成されており、この磁石孔２３に収容された磁石２４（図１９参照）によりコア本体２２が磁化され、磁極２１が形成される。本実施形態では、コア本体２２の外周面とステータ３（図１９参照）とがギャップを隔てて対向するため、各磁極２１は、対応する磁石孔２３よりも径方向の外側に配置される。分割部２５は、周方向に隣接する磁石孔２３を避けて軸心Ｏから径方向に直線状に形成されており、軸心Ｏを中心としてコア本体２２を周方向に均等に分割している。本実施形態のように、各磁極２１の間に分割部２５を形成すれば、磁石孔２３の寸法精度を高めることができる。磁極２１の数は特に限定されず、例えば、ステータコア３０（図１９参照）のスロット数や磁石２４の磁力の大きさ、回転電機１００（図１９参照）の用途等に応じて適宜設計変更することができる。本実施形態では、Ｖ字状に形成された６個の磁石孔２３に対応して、それぞれの磁石孔２３に２個の磁石２４を埋設することで、６極の磁極２１が設けられている。
【００３０】
また、図２に示すように、ロータコア２０ａは、表面を絶縁処理された、厚さ０．３〜０．５ｍｍ程度の電磁鋼板を所定形状に形成した多数枚のコアシートＳを回転軸方向に積層して成り、積層されたコアシートＳの各外周により積層面Ａが形成されている。ロータコア２０ａは、一のコアシートＳと、当該一のコアシートＳのシート面に接する他のコアシートＳとがレーザ溶接により互いに溶接された溶接部２６と、溶接部２６において互いに溶接された二枚のコアシートＳの一方に設けられた後退部２７とを、積層面Ａに備えている。
【００３１】
溶接部２６は、各コアシートＳの一部が溶融し、シート面方向に所定の距離だけ溶け込んだ部分である。溶接部２６において、回転軸方向に隣接する二枚のコアシートＳが互いに固着されている。図１に示すように、溶接部２６は、各磁極２１（コアシートＳの磁極部２０１）の極中心部に形成されている。言い換えれば、溶接部２６は、各コアシートＳの外周に形成されている。ここでいう「極中心部」とは、各磁極２１の周方向の中点（各コアシートＳの外周の中心）を含む、磁石２４によりコアシートＳの外周に形成される磁極２１の中心付近をいう。また、図２に示すように、溶接部２６は、回転軸方向に隣接する二枚のコアシートＳの積層間に形成されており、すべてのコアシートＳには、少なくとも一つの溶接部２６が形成されている。
【００３２】
溶接部２６は、図２（ａ）に示すように、回転軸方向に直線状に形成されている。あるいは、図２（ｂ）に示すように、回転軸方向に隣接する二枚のコアシートＳの積層間に中心が位置する円形に形成されていてもよい。溶接部２６が直線状である場合、溶接部２６の幅は、後退部２７の周方向の幅よりも細くなるように形成される。また、溶接部２６が円形である場合、溶接部２６の径寸法は、後退部２７の周方向の幅よりも小さく、且つ、コアシートＳ二枚分の厚みの範囲内になるように形成される。溶接対象となる部分以外に溶接部２６が不要に形成されるのを防止するためである。
【００３３】
後退部２７は、レーザ溶接によるコアシートＳの溶込み深さよりも長い距離だけ、コアシートＳの一部をシート面方向に後退させた凹部である。後退部２７では、レーザ溶接の際に照射されるレーザの焦点が外れるため、入熱が不十分になる。このため、後退部２７は非溶接部となる。図１に示すように、後退部２７は、溶接部２６と同様に、各磁極２１（コアシートＳの磁極部２０１）の極中心部に形成されている。言い換えれば、後退部２７は、各コアシートＳの外周に形成されている。また、図２に示すように、後退部２７が設けられているのは、溶接部２６において互いに溶接された二枚のコアシートＳの一方であり、且つ、溶接部２６が形成された位置とは異なる位置に設けられている。
【００３４】
後退部２７は、コアシートＳの外周からシート面方向への最大後退距離が、レーザ溶接によるコアシートＳの溶込み深さよりも長い部分を有する形状であればよく、その形状については特に限定されない。本実施形態では、後退部２７として、平面視円弧状の切欠きがコアシートＳの外周に形成されているが、例えば、楕円弧状、多角形状、その他の任意の形状であってもよい。
【００３５】
本実施形態では、溶接部２６と、この溶接部２６において互いに溶接された二枚のコアシートＳのシート面に接するさらに他のコアシートＳの一方に設けられた後退部２７とが、回転軸方向に隣接して配置されている点に特徴がある。具体的には、三枚のコアシートＳにわたって回転軸方向に溶接部２６が形成されており、この溶接部２６の回転軸方向の両側に後退部２７が配置されている。さらに、これらの後退部２７は、他の溶接部２６と回転軸方向に隣接して配置されている。即ち、本実施形態では、三枚のコアシートＳにわたって回転軸方向に形成された溶接部２６と、後退部２７とが、ロータコア２０ａの外周面に形成された積層面Ａにおいて直線状に交互に配設されている。
【００３６】
また、本実施形態では、上述のように配設された溶接部２６及び後退部２７が、積層面Ａ上で周方向に互いに近接する二箇所において、回転軸方向の一端から他端にわたって配置されている。このとき、積層面Ａにおいて回転軸方向に連続する三枚のコアシートＳに着目すると、以下のことがいえる。即ち、一方の箇所に後退部２７が設けられた一のコアシートＳと、他方の箇所に後退部２７が設けられた他のコアシートＳの間に配置されたさらに他のコアシートＳには、後退部２７が設けられていない。また、一方の箇所に形成された溶接部２６において溶接された三枚のコアシートＳのうち、これらの真ん中に位置するコアシートＳの他方の箇所に後退部２７が設けられている。
【００３７】
つまり、本実施形態では、一方の箇所に設けられた後退部２７と、他方の箇所に設けられた後退部２７とが、当該後退部２７が設けられていないコアシートＳを挟んで交互に並ぶように配置されている。後退部２７の位置関係をこのように構成すれば、回転軸方向に隣接する二枚のコアシートＳのすべてが、積層面Ａ上で周方向に互いに近接する二箇所のいずれかに一方に形成された溶接部２６においてのみ互いに溶接されることになる。その結果として、積層されたすべてのコアシートＳの積層間が、いずれかの溶接部２６において溶接され一体化されているのである。なお、本実施形態では、ロータコアのコアシートＳの外周にのみ溶接部２６を設けているが、内周にも同様に溶接部２６を設けるか、外周に二箇所独立した溶接部２６を設けることにより、互いに接する２枚のコアシートＳが二箇所で溶接されるので、溶接による固定がより安定する。以下の記載についても同様であるが、説明は省略する。
【００３８】
第一実施形態に係るロータコア２０ａによれば、レーザ溶接の際、レーザが照射されても溶接されない後退部２７が設けられたコアシートＳを採用し、上述のように構成することで、以下のような効果を得ることができる。
【００３９】
即ち、後退部２７と回転軸方向に隣接する位置に溶接部２６が形成されているため、レーザ溶接の際、レーザの照射位置が回転軸方向にある程度ずれても、溶接対象となるコアシートＳ以外の他のコアシートＳが回転軸方向に直線状に短絡するのを確実に防止することができる。したがって、厚みが非常に薄いコアシートＳの積層間に対する溶接を、高精度な作業を要することなく正確且つ確実に行うことが可能となる。位置ずれに対する効果は、コアシートＳの積層間が局部的に溶接されるスポット溶接を行う際に特に有効である。
【００４０】
また、溶接部２６及び後退部２７を、積層面Ａ上で周方向に互いに近接する二箇所において、回転軸方向の一端から他端にわたって直線状に配置することで、直線的な連続溶接によりレーザ溶接を行った場合であっても、積層された多数枚のコアシートＳのすべてをレーザ溶接により一体化しながら、溶接部２６が回転軸方向に連続して形成されるコアシートＳを最大で三枚までに抑えることができる。これにより、渦電流の増加を効果的に低減することができる。連続溶接は、回転軸方向の位置決め（即ち、各コアシートＳの積層間に対する位置決め）を省略することができるため、作業のさらなる効率化を図ることができる。なお、スポット溶接によりレーザ溶接を行った場合もこれと同様の効果を得ることができる。
【００４１】
さらに、溶接部２６及び後退部２７が、各磁極２１（各コアシートＳの磁極部２０１）の極中心部に形成されているので、コアシートＳの外周から磁石孔部２０３までの距離を長く確保することができる。このため、溶接時の熱が磁石孔２３に収容された磁石２４に与える影響を低減することができる。また、一般的に、磁束密度が高い極中心部では渦電流が発生しやすいが、各コアシートＳが磁極部２０１の極中心部において回転軸方向に直線状に短絡するのを回避できるので、渦電流の発生を効果的に防止することができる。
【００４２】
このように、第一実施形態に係るロータコア２０ａによれば、溶接作業の手間を大幅に省くことができるとともに、コアシートＳの短絡に起因する渦電流損を効果的に低減することができる。これにより、コアシートＳの積層間に対する溶接作業の効率化と、回転電機１００の性能の向上とを同時に実現することが可能となるのである。
【００４３】
次に、本発明に係るロータコアの製造方法の実施形態について説明する。なお、以下の説明では、上述した第一実施形態に係るロータコア２０ａの製造方法を一例に挙げて説明する。
【００４４】
図１に示すように、ロータコア２０ａは、周方向の両端に分割部２５が形成されたコア本体２２の磁石孔２３よりも外周側に磁極２１が設けられた複数の（本実施形態では６個の）分割コア２０Ｄ１を円周状に配置し、これらを接合して一体化した分割型ロータコアである。本実施形態に係るロータコア２０ａの製造方法は、電磁鋼板を準備する工程、打抜き工程、積層工程、及び溶接工程を経て分割コア２０Ｄ１を形成する第一の工程と、第一の工程において形成された複数の分割コア２０Ｄ１を接合する第二の工程と、を備えている。
【００４５】
初めに、準備された電磁鋼板を所定の形状に形成するための打抜き工程が行われる。打抜き工程では、電磁鋼板を打ち抜いてコアシートＳの外周及び内周を含む周縁部が形成されるとともに、外周の一部を所定距離だけシート面方向に後退させた後退部２７が外周の所定位置に形成される。こうして、図３に示すような、第一コアシートＳ１、第二コアシートＳ２、及び第三コアシートＳ３が、一又は複数の打抜き用金型から成る切断手段を用いてそれぞれ打抜き形成される。なお、すべてのコアシートＳ（Ｓ１〜Ｓ３）は、磁束の流れる方向が磁化容易軸方向と一致するように打抜き形成される。準備された電磁鋼板が無方向性電磁鋼板である場合は、磁束の流れる方向が圧延方向と一致するように打抜き形成すればよい。
【００４６】
本実施形態では、初めに、周方向の両端に形成された分割部２５と、この分割部２５の端部をそれぞれ結ぶ同心円弧状の外周及び内周とから成る略扇形状のコアシート本体２０２と、このコアシート本体２０２に形成されたＶ字状の磁石孔部２０３とを有するコアシートＳ２が形成される。コアシートＳ２において、コアシート本体２０２の磁石孔部２０３よりも径方向の外側に位置する部分（特に、コアシート本体２０２の外周部）が磁極部２０１を構成する。このコアシートＳ２に対して、所定位置に所定のタイミングで後退部２７を形成することにより、第一コアシートＳ１及び第三コアシートＳ３が形成される。
【００４７】
第一コアシートＳ１及び第三コアシートＳ３において、後退部２７は、積層工程及び溶接工程の作業精度を向上させるために、線対称となる位置に形成するのが好ましい。本実施形態では、後退部２７は、磁極部２０１の極中心部にそれぞれ形成されており、コアシート本体２０２の外周及び内周それぞれの中点を結ぶ中心線に対して線対称に形成されているが、磁極部２０１の外周の範囲内であれば、後退部２７を形成する位置は特に限定されない。例えば、磁極部２０１において、極中心部からロータ２の回転方向の反対側にずれた位置に後退部２７を形成してもよい。この場合、磁束密度が比較的低い位置に溶接部２６が形成されるため、溶接による渦電流損の影響を受け難いという利点がある。
【００４８】
後退部２７を形成する方法としては、例えば、可動切断手段を用いて所定のタイミングで、コアシートＳに対する打抜き位置を異ならせて打抜き形成する方法が挙げられる。かかる方法によれば、他の工程を要することなく三種類のコアシートＳ１〜Ｓ３を所望の順に形成できるという利点がある。あるいは、固定切断手段を用いて所定のタイミングで、コアシートＳに対して一定の打抜き位置で打抜き形成し、これらを交互に裏返すようにしてもよい。かかる方法によれば、第一コアシートＳ１と第三コアシートＳ３の対称性を利用して、一のコアシートＳを実質的に二種類のコアシートＳとして利用することができるため、切断手段の制御を簡略化できるという利点がある。
【００４９】
本実施形態の打抜き工程では、これらの三種類のコアシートＳ１〜Ｓ３が、以下の順に並ぶように規則的に形成される。即ち、第一コアシートＳ１、第二コアシートＳ２、第三コアシートＳ３、第二コアシートＳ２、第一コアシートＳ１、第二コアシートＳ２、第三コアシートＳ３、...の順に形成される。なお、このような順で形成される限り、最初に三種類のコアシートＳ１〜Ｓ３のうちいずれを形成するかは任意である。
【００５０】
次に、上述した打抜き工程により得られた第一コアシートＳ１、第二コアシートＳ２、及び第三コアシートＳ３を回転軸方向に積層する積層工程が行われる。本実施形態では、これらのコアシートＳ１〜Ｓ３を、前記打抜き工程において打抜き形成された順に積層することにより、図４に示すような積層体Ｌ１が得られるが、各コアシートＳ１〜Ｓ３が、第一コアシートＳ１、第二コアシートＳ２、第三コアシートＳ３、第二コアシートＳ２、第一コアシートＳ１、第二コアシートＳ２、第三コアシートＳ３、...の順に積層される限り、積層する方法は任意である。なお、この積層体Ｌ１は、分割コア２０Ｄ１の一部を示すものであり、積層体Ｌ１を構成するコアシートＳの枚数は、例えば、ステータ３の回転軸方向の厚み、及び回転電機１００の用途等に応じて適宜決定される。
【００５１】
本実施形態の積層工程では、三種類のコアシートＳ１〜Ｓ３を単純に打抜き順に積層すると同時に、後退部２７が所望の位置に配置される。具体的には、積層体Ｌ１の外周（即ち、磁極２１）に形成される積層面Ａ上において、周方向に互いに近接する二箇所に配置され、且つ、回転軸方向に一定間隔を隔てて直線状に配置される。つまり、本実施形態の積層工程において積層体Ｌ１の積層面Ａ上に配置される後退部２７の位置関係は、図２に示すロータコア２０ａの積層面Ａにおける各後退部２７の位置関係と同一になる。
【００５２】
次に、上述した積層工程により得られた積層体Ｌ１を構成する各コアシートＳ１〜Ｓ３の積層間を溶接する溶接工程が行われる。本実施形態では、レーザ溶接として、積層体Ｌ１の積層面Ａの回転軸方向の一端から他端にわたって直線的に行う連続溶接、又は、各コアシートＳ１〜Ｓ３の積層間に対して局部的に行うスポット溶接のいずれかが行われる。これらのレーザ溶接は、いずれの場合も、回転軸方向に一定間隔を隔てて直線状に配置された後退部２７をそれぞれ通過するように行われる。このとき、各後退部２７における、第一コアシートＳ１及び第三コアシートＳ３の外周からシート面方向への後退距離が最大となる位置を通過させるのが好ましい。不要な短絡をより確実に防止するためである。
【００５３】
本実施形態の溶接工程では、三種類のコアシートＳ１〜Ｓ３から成る多数枚のコアシートＳが積層された積層体Ｌ１において、回転軸方向の任意の位置で互いに隣接する二枚のコアシートＳの外周であって、この二枚のコアシートＳの各シート面に接する他のコアシートＳの一方に設けられた後退部２７と回転軸方向に隣接する位置に対してレーザ溶接が行われる。このとき、積層されたすべてのコアシートＳ１〜Ｓ３はレーザ溶接により一体化されるが、回転軸方向に連続して溶接されるコアシートＳは最大で三枚までに抑えられる。つまり、本実施形態の溶接工程において積層体Ｌ１の積層面Ａ上に形成される溶接部２６の位置関係は、図２に示すロータコア２０ａの積層面Ａにおける各溶接部２６の位置関係と同一になる。なお、溶接工程は、例えば、カシメ、ワニス含浸等、他の工程を含んでいても良い。
【００５４】
第一の工程として、このような準備工程、打抜き工程、積層工程、及び溶接工程を経ることにより、図５に示すような、分割コア２０Ｄ１が形成されるのである。なお、図示を省略しているが、分割コア２０Ｄ１の背面に相当する積層面Ａには、回転軸方向に直線状に形成された（図２（ａ）参照）、あるいは、回転軸方向に隣接する二枚のコアシートＳの積層間に中心が位置する円形に形成された（図２（ｂ）参照）溶接部２６が形成されている。つまり、分割コア２０Ｄ１の背面に相当する積層面Ａ上に形成された溶接部２６及び後退部２７それぞれの位置関係及びその形態は、図２に示すロータコア２０ａの積層面Ａにおける各溶接部２６及び各後退部２７それぞれの位置関係及びその形態と同一になる。
【００５５】
そして、第二の工程として、上述した第一の工程により形成された複数の分割コア２０Ｄ１を、コア本体２２の周方向の両端に設けられた分割部２５をそれぞれ対向させて円周状に配置し、これらを周知の接合方法（例えば、カシメ、溶接など）により接合して一体化することにより、第一実施形態に係るロータコア２０ａが製造されるのである。
【００５６】
本実施形態に係るステータコアの製造方法によれば、上述した準備工程、打抜き工程、積層工程、及び溶接工程を採用することで、本発明に係るロータコアをより効率よく生産することができる。即ち、溶接工程における作業精度を緩和しても品質精度を保つことができるため、溶接作業の効率化を実現することができる。
【００５７】
具体的には、前記積層工程において、直線的な連続溶接によりレーザ溶接を行うことができるため、回転軸方向の位置決め（即ち、各コアシートＳ（Ｓ１〜Ｓ３）の積層間に対する位置決め）を省略することができる。また、スポット溶接によりレーザ溶接を行う場合であっても、従来ほど高精度な作業が要求されないため、位置決めが容易になる。これにより溶接作業のさらなる効率化を図ることができる。
【００５８】
以上、本発明の第一実施形態に係るロータコア２０ａ及びその製造方法の実施形態について説明したが、本発明に係るロータコア及びその製造方法は、その他の形態で実施することができる。
【００５９】
例えば、第二実施形態として図６に示すロータコア２０ｂのような形態であってもよい。ロータコア２０ｂは、その外周における積層面Ｂに設けられた溶接部２６及び後退部２７が、図７に示すように、積層面Ｂ上で周方向に互いに近接する三箇所において、回転軸方向の一端から他端にわたって直線状に配置されていることを特徴としている。
【００６０】
本実施形態では、積層されたすべてのコアシートＳに後退部２７が設けられており、各コアシートＳは、一のコアシートＳに設けられた後退部２７が、このコアシートＳのシート面に接する他のコアシートＳに設けられた後退部２７と回転軸方向に隣接しないように配置されている。このため、回転軸方向に隣接する二枚のコアシートＳのすべてが、積層面Ｂ上で周方向に互いに近接する三箇所のいずれか一つの箇所に形成された溶接部２６においてのみ互いに溶接されることになる。その結果として、積層されたすべてのコアシートＳの積層間が、いずれかの溶接部２６において溶接され一体化されている。
【００６１】
第二実施形態に係るロータコア２０ｂにおいても、上述した第一実施形態に係るロータコア２０ａと同様の効果を得ることができる。これに加え、本実施形態では、各溶接部２６が、回転軸方向に隣接する二枚のコアシートＳに対してのみ形成されている点でより好ましい。つまり、溶接対象となるコアシートＳが二枚に限定されており、溶接部２６が回転軸方向に連続して形成されているコアシートＳは存在しない。したがって、高精度な溶接作業を要することなく、コアシートＳの積層間のみを高精度に溶接した場合と同様の効果を得ることができる。これにより、渦電流を低減する効果をさらに高めることができる。
【００６２】
また、第二実施形態に係るロータコア２０ｂによれば、各コアシートＳの積層間毎に溶接部２６が規則的に分散した配置で形成されているため、レーザ溶接時における熱の影響を分散させることができる。これにより、溶接熱による歪みが発生し難くなり、ロータコア本体の寸法精度を高めることができる。
【００６３】
さらに、第二実施形態に係るロータコア２０ｂによれば、溶接対象となるコアシートＳ以外の他のコアシートＳが回転軸方向に直線状に短絡するのをより確実に防止しながら、溶接箇所（溶接部２６）の数を増やすことができる。このため、渦電流損の低減と、ロータコア本体の機械的強度の向上を同時に実現させることができる。
【００６４】
次に、第二実施形態に係るロータコア２０ｂの製造方法について説明する。ロータコア２０ｂは、以下に示す相違点を除き、上述したロータコア２０ａの製造方法と同じ方法により製造することができる。したがって、ロータコア２０ａの製造方法と共通する工程に関する詳細な説明は省略する。
【００６５】
本実施形態では、打抜き工程において、図８に示すような、第四コアシートＳ４が打抜き形成される。第四コアシートＳ４は、第二コアシートＳ２（図３（ｂ）参照）の外周（即ち、磁極部２０１）に対して、コアシート本体２０２の外周及び内周それぞれの中点を結ぶ中心線に沿って後退部２７を形成することにより形成することができる。本実施形態の打抜き工程では、第一コアシートＳ１、第三コアシートＳ３、及び第四コアシートＳ４が、この順に並ぶように規則的に順次形成される。なお、このような順で形成される限り、最初に形成されるコアシートＳの種類は任意である。
【００６６】
そして、上述した積層工程を行うことにより、図９に示すような、各コアシートＳ１、Ｓ３、Ｓ４を打抜き順に積層して成る積層体Ｌ２を得ることができる。さらに、この積層体Ｌ２の積層面Ｂに対して上述した溶接工程を行うことにより、図１０に示すような、分割コア２０Ｄ２が形成される。分割コア２０Ｄ２の背面に相当する積層面Ｂ上に形成された溶接部２６及び後退部２７それぞれの位置関係及びその形態は、図７に示すロータコア２０ｂの積層面Ｂにおける各溶接部２６及び各後退部２７それぞれの位置関係及びその形態と同一になる。
【００６７】
このように、第二実施形態に係るロータコア２０ｂの製造方法によれば、溶接工程における作業精度が、上述した第一実施形態に係るロータコア２０ａと同程度でありながら、さらに高い品質精度を得ることができる。このため、本発明のロータコアの製造により好適な製造方法であるといえる。
【００６８】
また、本発明に係るロータコアにおいて、溶接部２６及び後退部２７は、各コアシートＳの磁極部２０１の極中心部とは異なる位置に形成されていてもよい。例えば、第一実施形態の変形例として図１１に示すロータコア２０ｃのような形態であってもよい。ロータコア２０ｃは、溶接部２６及び後退部２７が、周方向に隣接する磁極２１（コアシートＳの磁極部２０１）の極間部に形成されていることを特徴としている。ここでいう「極間部」とは、周方向に隣り合う磁極２１の間（各コアシートＳの外周の中心）を含む、磁束密度が特に低い領域をいう。
【００６９】
本実施形態のロータコア２０ｃは、各磁極２１の極中心に形成された複数の分割部２５においてコア本体２２が分割された分割型のインナロータコアである。分割部２５は、軸心ＯからＶ字状の磁石孔２３の頂点を通って径方向に直線状に形成されており、軸心Ｏを中心としてコア本体２２を周方向に均等に分割している。本実施形態のように、各磁極２１の極中心に分割部２５を形成すれば、分割部２５において磁束の流れが阻害されないため、コア本体２２の磁気抵抗を低減することができる。
【００７０】
本実施形態に係るロータコア２０ｃによれば、その外周面の一部を構成する積層面Ｃ上に形成された溶接部２６及び後退部２７それぞれの位置関係及びその形態は、図２に示すロータコア２０ａの積層面Ａにおける各溶接部２６及び各後退部２７それぞれの位置関係及びその形態と同一になる。このため、上述したロータコア２０ａと同様の効果を得ることができる。これに加えて、溶接部２６及び後退部２７が、周方向に隣接する磁極部２０１の極間部に形成されているので、磁束密度が高い部分を避けて溶接することができる。このため、短絡に起因する渦電流損をより効果的に低減することができる。
【００７１】
また、本実施形態に係るロータコア２０ｃは、打抜き工程により形成されるコアシートＳの形状が異なる点を除き、上述したロータコア２０ａの製造方法と同じ方法により製造することができる。したがって、ロータコア２０ａの製造方法と共通する工程に関する詳細な説明は省略する。
【００７２】
本実施形態では、周方向の両端に形成された分割部２５と、この分割部２５の端部をそれぞれ結ぶ同心円弧状の外周及び内周とから成る略扇形状のコアシート本体２０２と、分割部２５からコアシート本体２０２の外周及び内周それぞれの中点を結ぶ中心線に向かって線対称に形成された切欠きにより構成される磁石孔部２０３とを有する第六コアシートＳ６が形成される（図１１の太線部分を参照）。図示しないが、この第六コアシートＳ６に対して、所定位置に所定のタイミングで後退部２７を形成することにより、第五コアシートＳ５及び第七コアシートＳ７が形成される。
【００７３】
本実施形態のロータコア２０ｃの製造方法では、上述したロータコア２０ａの製造方法における第一コアシートＳ１を第五コアシートＳ２に、第二コアシートＳ２を第六コアシートＳ６に、第三コアシートＳ３を第七コアシートＳ７にそれぞれ置き換えることにより、ロータコア２０ａと同様の方法で製造することができる。
【００７４】
また、第二実施形態の変形例として図１２に示すロータコア２０ｄのような形態であってもよい。ロータコア２０ｄは、上述したロータコア２０ｂと同様に、その外周における積層面Ｄに設けられた溶接部２６及び後退部２７が、積層面Ｄ上で周方向に互いに近接する三箇所において、回転軸方向の一端から他端にわたって直線状に配置されていることを特徴としている。
【００７５】
本実施形態に係るロータコア２０ｄによれば、その外周面の一部を構成する積層面Ｄ上に形成された溶接部２６及び後退部２７それぞれの位置関係及びその形態は、図７に示すロータコア２０ｂの積層面Ｂにおける各溶接部２６及び各後退部２７それぞれの位置関係及びその形態と同一になる。このため、上述したロータコア２０ｂと同様の効果を得ることができる。これに加えて、上述したロータコア２０ｃにより得られる効果、即ち、短絡に起因する渦電流損を低減する効果をさらに高めることができる。
【００７６】
さらに、第一及び第二実施形態の他の変形例として図１３に示すロータコア２０ｅのような形態であってもよい。ロータコア２０ｅは、分割部２５が、各磁極２１の極中心部を避けて形成されていることを特徴としている。本実施形態では、各磁極２１における分割部２５が、コア本体２２の径方向に対して、磁極２１の極中心部からロータ２の回転方向（図１３の矢印を参照）の反対側に所定角度θだけ傾斜している。本実施形態に係るロータコア２０ｅによれば、磁束密度が高い磁極２１の回転方向寄りから極中心部を避けて分割部２５が形成されているので、コア本体２２の磁気抵抗をより効果的に低減することができる。
【００７７】
なお、本実施形態に係るロータコア２０ｅの外周面の一部を構成する積層面Ｅ上に形成される溶接部２６及び後退部２７それぞれの位置関係及びその形態は、図２に示すロータコア２０ａの積層面Ａにおける各溶接部２６及び各後退部２７それぞれの位置関係及びその形態と同一であってもよく、あるいは、図７に示すロータコア２０ｂの積層面Ｂにおける各溶接部２６及び各後退部２７それぞれの位置関係及びその形態と同一であってもよい。
【００７８】
また、本実施形態のロータコア２０ｅは、溶接部２６及び後退部２７が、各コアシートＳの磁極部２０１の極中心部に形成されているが、上述したロータコア２０ｃ、２０ｄと同様に、溶接部２６及び後退部２７が、周方向に隣接する磁極部２０１の極間部に形成されていてもよい。
【００７９】
さらに、本実施形態に係るロータコア２０ｅは、打抜き工程により形成されるコアシートＳの形状（図１３の太線部分を参照）が異なる点を除き、上述したロータコア２０ａ〜２０ｄの製造方法と同様の方法により製造することができる。
【００８０】
上述した各実施形態のロータコア２０ａ〜２０ｅは、いずれも分割型ロータコアであるが、本発明は、いわゆる一体型ロータコアに採用することもできる。
【００８１】
例えば、第三実施形態として図１４に示すロータコア２０ｆのような形態であってもよい。ロータコア２０ｆは、コア本体２２に分割部２５が形成されていない一体型ロータコアである。本実施形態のロータコア２０ｆは、円筒状のコア本体２２に設けられたＶ字状の磁石孔２３を６個備えており、各磁石孔２３に対応する６極の磁極２１が、各磁石孔２３よりも径方向の外側において周方向に等間隔で配置されている。図示しないが、各磁極２１に形成された積層面Ｆには、溶接部２６及び後退部２７が、図７に示す積層面Ｂと同じ形態で形成されている。第三実施形態に係るロータコア２０ｆにおいても、上述したロータコア２０ｆと同様の効果を得ることができる。
【００８２】
次に、第三実施形態に係るロータコア２０ｆの製造方法について説明する。以下に示す製造方法は、一体型ロータコアにのみ用いることができるものである。本実施形態のロータコア２０ｆの製造方法は、打抜き工程、積層工程、及び溶接工程を備えており、前記積層工程において、前記打抜き工程により打抜き形成された同一形状のコアシートＳを、既に積層されたコアシートＳに対して周方向に所定角度だけ相対的に回転させて積層することを特徴としている。
【００８３】
初めに、打抜き工程を行うことにより、図１５の示すような、一体型コアシートＳ８が形成される。一体型コアシートＳ８は、環状のコアシート本体２０２に設けられたＶ字状の磁石孔部２０３が６個形成されており、各磁石孔部２０３に対応する６極の磁極部２０１が、各磁石孔部２０３よりも径方向の外側において周方向に等間隔で配置されている。各磁極部２０１には後退部２７が形成されている。
【００８４】
各磁極部２０１は、その周方向の中点を通って径方向に延びる中心線に対する後退部２７の相対的な位置関係に基づいて、以下の三種類の磁極部２０１に分類される。即ち、環状のコアシート本体２０２の中心点（即ち、回転軸１の軸心Ｏ）からみて、前記中心線上に後退部２７が形成されている第一磁極部２０１ａ、前記中心線に対して左側にずれた位置に後退部２７が形成されている第二磁極部２０１ｂ、及び、前記中心線に対して右側にずれた位置に後退部２７が形成されている第三磁極部２０１ｃである。
【００８５】
本実施形態の打抜き工程では、三種類の磁極部２０１ａ、２０１ｂ、２０１ｃのうち同種類の磁極部２０１同士が互いに対向して配置されるように、後退部２７が打抜き形成される。これにより、本実施形態に係る一体型コアシートＳ８に設けられた磁極部２０１は、時計回りに、第一磁極部２０１ａ、第二磁極部２０１ｂ、第三磁極部２０１ｃの順に周方向に並んで配置されている。
【００８６】
上述した分割型ロータコアの製造方法における打抜き工程と異なり、本実施形態の打抜き工程では、同一形状の一体型コアシートＳ８を順次形成すればよいので、打抜き順は無関係である。したがって、本実施形態では、一の金型から成る固定切断手段を用いて後退部２７を単動的に形成することができる。
【００８７】
次に、積層工程を行うことにより、図１６に示すような、複数の一体型コアシートＳ８が回転軸方向に積層された積層体Ｌ３が得られる。本実施形態の積層工程では、打抜き工程により打抜き形成された同一形状の一体型コアシートＳ８を、既に積層された他の一体型コアシートＳ８に対して周方向に所定角度だけ相対的に回転させて積層される。このとき回転させる角度は、磁極部２０１の極数に応じて適宜設定変更される。
【００８８】
本実施形態の積層工程では、新たに積層される一体型コアシートＳ８に対して、既に積層された一体型コアシートＳ８を、環状のコアシート本体２０２の中心点（即ち、回転軸１の軸心Ｏ）を中心として、時計回り又は反時計回りに６０度ずつ回転させながら同一形状の一体型コアシートＳ８を順次積層する。こうして得られた積層体Ｌ３の各磁極２１に形成される積層面Ｆ上には、後退部２７が、図９に示す積層体Ｌ２の磁極２１に形成される積層面Ｂ上と同じ位置関係に配置される。ここで６０度ずつ回転させるのは、磁極ピッチ（３６０度を磁極部の極数６で除した角度）であり、６０度ずつ回転させたとしても、コアシートＳ８の平面形状は同一に積層されるからである。
【００８９】
最後に、積層工程により得られた積層体Ｌ３の各磁極２１に対して、上述した溶接工程を行うことにより、積層されたすべての一体型コアシートＳ８が溶接により一体化され、第三実施形態に係るロータコア２０ｆが製造されるのである。
【００９０】
本実施形態のロータコア２０ｆの製造方法によれば、打抜き工程を大幅に簡略化することができる。つまり、打抜き工程において、同一形状のコアシートＳ８を形成すればよいため、金型の位置決めや金型の選択などの工程を省略又は簡略化することができる。また、各コアシートＳ８の外周（各磁極部２０１の所定位置）に後退部２７を一の金型で同時に打抜き形成することができるため、設備コストを低減することができる。
【００９１】
また、上述したロータコア２０ｆの製造方法は、コアシートＳの形状や磁極部２０１の極数、及び後退部２７の位置に応じて、幅広く利用することが可能である。
【００９２】
例えば、上述したロータコア２０ｆの製造方法において、図１７に示すようなコアシートＳ９を採用すれば、第三実施形態の変形例に係る不図示のロータコア２０ｇを製造することができる。第三実施形態に係るロータコア２０ｆと、その変形例に係るロータコア２０ｇとの相違点は、溶接部２６及び後退部２７が、磁極部２０１において一極対毎に形成されている点にある。具体的には、極数がＰであるとき、極対数はＰ／２となり、溶接部２６及び後退部２７は、７２０／Ｐ（°）毎に設けられる。本実施形態においては、Ｐ＝６であり７２０／６＝１２０°毎に設けられていることになる。
【００９３】
図１７に示すように、コアシートＳ９には、６極の磁極部２０１が設けられている。一般的に、ロータ２に設けられた各磁極の極性（Ｎ極、Ｓ極）は、周方向に交互に配置されている。このＮ極とＳ極を一極対とすれば、本実施形態のロータコア２０ｇは、３極対の磁極２１を備えていると言い換えることができる。つまり、本実施形態のコアシートＳ９には、３極対の磁極部２０１が設けられている。
【００９４】
本実施形態において、コアシートＳ９のコアシート本体２０２には、後退部２７が形成されている磁極部２０１と、後退部２７が形成されていない磁極部２０１とが周方向に交互に配置されており、且つ、後退部２７が形成されている磁極部２０１は、上述した第一磁極部２０１ａ、第二磁極部２０１ｂ、第三磁極部２０１ｃが、この順に時計回りの周方向に並んで配置されている。したがって、本実施形態のロータコア２０ｇの磁極２１において、溶接部２６及び後退部２７が形成されるのは、Ｎ極又はＳ極の磁極２１のうちどちらか一方のみになる。このとき、溶接部２６及び後退部２７が形成された各磁極２１における積層面（図示省略）には、図７に示す積層面Ｂと同じ形態で形成されている。
【００９５】
本実施形態のロータコア２０ｇのように、溶接部２６及び後退部２７を、磁極部２０１において一極対毎に形成すれば、その間を通過する磁束量が一定であるため、渦電流の発生をさらに低減することができる。これにより、渦電流損がさらに低減され、回転電機１００の性能をさらに向上させることができる。
【００９６】
本実施形態のロータコア２０ｇを製造する場合、積層工程において、新たに積層される一体型コアシートＳ９に対して、既に積層された一体型コアシートＳ９を、環状のコアシート本体２０２の中心点（即ち、回転軸１の軸心Ｏ）を中心として、時計回り又は反時計回りに１２０度ずつ回転させながら同一形状の一体型コアシートＳ９を順次積層すればよい。ここで１２０度ずつ回転させるのは、極対ピッチ（３６０度を磁極部の極対数３で除した角度）であり、１２０度ずつ回転させたとしても、コアシートＳ９の平面形状は同一に積層されるからである。
【００９７】
また、上述したロータコア２０ｆの製造方法において、図１８に示すようなコアシートＳ１０を採用して、第四実施形態に係るロータコア２０ｈ（図示省略）を製造することもできる。コアシートＳ１０は、環状のコアシート本体２０２に設けられた磁石孔部２０３が４個形成されており、各磁石孔部２０３に対応する４極の磁極部２０１が、各磁石孔部２０３よりも径方向の外側において周方向に等間隔で配置されている。４極の磁極部２０１において、後退部２７が形成されていない２極の磁極部２０１、及び、後退部２７が形成されている２極の磁極部２０１それぞれが互いに対向している。また、後退部２７が形成されている２極の磁極部２０１のうち一方は、上述した第二磁極部２０１ｂに相当し、他方は、第三磁極部２０１ｃに相当する。
【００９８】
上述のとおり、ロータコア２０ｈの磁極２１の数は４極である。したがって、本実施形態のロータコア２０ｇを製造する場合、積層工程において、新たに積層される一体型コアシートＳ１０に対して、既に積層された一体型コアシートＳ１０を、環状のコアシート本体２０２の中心点（即ち、回転軸１の軸心Ｏ）を中心として、時計回り又は反時計回りに９０度ずつ回転させながら同一形状の一体型コアシートＳ１０を順次積層すればよい。
【００９９】
このように、図１８に示すコアシートＳ１０を用いて、上述したロータコア２０ｆの製造方法により製造されるロータコア２０ｈの各磁極２１における積層面（図示省略）には、溶接部２６及び後退部２７が、図２に示す積層面Ａと同じ形態で形成される。
【０１００】
なお、上述したロータコア２０ｆ、２０ｇ、２０ｈは、いずれも、溶接部２６及び後退部２７がコアシートＳ８、Ｓ９、Ｓ１０の各磁極部２０１の極中心部に形成されているが、周方向に隣接する磁極部２０１の極間部に形成されている形態で実施することもできる。つまり、一体型コアシートＳを用いる場合、コアシート本体２０２の外周に形成される各後退部２７の周方向の相対的な位置関係が同じであれば、上述した実施形態に係る一体型ロータコアの製造方法を用いて本発明に係るロータコアを製造することができる。
【０１０１】
本発明の各実施形態に係るロータコア２０ａ〜２０ｈは、図１９に示すような回転電機１００に用いることができる。本実施形態の回転電機１００は、回転軸１を中心として回転可能に配設されたロータ２と、このロータ２の径方向にギャップを隔てて配設されたステータ３とを備えた、いわゆるラジアルギャップ型の回転電機である。
【０１０２】
ロータ２は、電磁鋼板を所定形状に形成した複数のロータ用コアシートＳ（図１９（ｂ）参照）を回転軸方向に積層して成り、軸心Ｏを中心に回転可能なように回転軸１に固定されたロータコア２０を備える。ロータ２として、例えば、図１９に示すような、ロータコア２０の所定位置に設けられた磁石孔２３に磁石２４が埋設される、埋込み磁石型（ＩＰＭ型）、又は、図示しないが、ロータコア２０の表面（ステータ３との対向面）に磁石２４が配設される表面磁石型（ＳＰＭ型）などの構成を任意に選択可能である。あるいは、ロータ２として、磁石２４が省かれ、ロータコア２０に不図示の突極が設けられた、スイッチトリラクタンス型（ＳＲ型）の構成を採用してもよい。
【０１０３】
ステータ３は、電磁鋼板を所定形状に形成した複数のステータ用コアシート（図示省略）を回転軸方向に積層して成り、回転軸１を中心として周方向に並ぶ複数のティース３１を有するステータコア３０と、各ティース３１に不図示の絶縁物を介して巻装された巻線３２とを備える。図１９に示すステータ３は、三相交流における一の相の巻線３２が一のティース３１に巻装される集中巻きで構成されているが、ステータ３として、周方向に隣接するティース３１の間に形成されたスロット３３に異なる相の巻線３２が配置される分布巻きで構成されていてもよい。
【０１０４】
本実施形態に係る回転電機１００は、ロータ２を構成するロータコア２０として、上述した各実施形態に係るロータコア２０ａ〜２０ｈのいずれかを備えている。したがって、本実施形態の回転電機１００によれば、渦電流損を大幅に低減することができるため、回転電機としての性能を向上させることができる。
【０１０５】
尚、本発明は、その趣旨を逸脱しない範囲で当業者の知識に基づいて種々なる改良、修正、又は変形を加えた態様でも実施できる。また、同一の作用又は効果が生じる範囲内で、何れかの発明特定事項を他の技術に置換した形態で実施しても良い。
【０１０６】
例えば、上述した各実施形態のロータコア２０ａ〜２０ｈは、いずれもインナロータコアであるが、本発明は、いわゆるアウタロータコアに採用することもできる。
【０１０７】
具体的には、第五実施形態として図２０に示すロータコア２０ｉ、２０ｊのような形態であってもよい。ロータコア２０ｉ、２０ｊは、コア本体２２の内周側に各磁極２１が形成されたアウタロータコアである。本実施形態では、円筒状のコア本体２２に設けられた磁石孔２３を１０個備えており、各磁石孔２３に対応する１０極の磁極２１が、各磁石孔２３よりも径方向の内側において周方向に等間隔で配置されている。
【０１０８】
本実施形態では、図２０（ａ）に示すロータコア２０ｉのように、コア本体２２に複数の分割部２５が形成された分割型ロータコアであってもよく、あるいは、図２０（ｂ）に示すロータコア２０ｊのように、コア本体２２に分割部２５が形成されていない一体型ロータコアであってもよい。また、ロータコア２０ｉにおいて、分割部２５は、各磁極２１（コアシートの磁極部２０１）の極中心部に形成されていてもよく、あるいは、周方向に隣接する磁極２１（コアシートＳの磁極部２０１）の極間部に形成されていてもよい。
【０１０９】
また、本実施形態では、ロータコア２０ｉ、２０ｊの外周面の一部を構成する積層面上に形成される溶接部２６及び後退部２７それぞれの位置関係及びその形態は、図２に示すロータコア２０ａの積層面Ａにおける各溶接部２６及び各後退部２７それぞれの位置関係及びその形態と同一であってもよく、あるいは、図７に示すロータコア２０ｂの積層面Ｂにおける各溶接部２６及び各後退部２７それぞれの位置関係及びその形態と同一であってもよい。
【０１１０】
さらに、本実施形態では、溶接部２６及び後退部２７が、ロータコア２０ｉ、２０ｊを構成する各コアシートＳの磁極部２０１の極中心部に形成されていてもよく、あるいは、周方向に隣接する磁極部２０１の極間部に形成されていてもよい。これに加えて、溶接部２６及び後退部２７は、ロータコア２０ｉ、２０ｊのコア本体２２の内周又は外周のいずれか一方に、あるいはその両方に形成されていてもよい。
【０１１１】
本実施形態のロータコア２０ｉ、２０ｊにおいても、上述した本発明に係るロータコア製造方法を用いて製造することが可能であり、また上述と同様の作用及び効果が得られるとともに、本発明の目的を達成することができる。
【０１１２】
また、本発明において、後退部２７は、レーザ溶接の際にレーザが照射されたとしても隣接するコアシートＳが溶接されないようにするために設けられている。したがって、後退部２７は、溶接部２６に対して所定の距離だけ後退していればよい。つまり、溶接部２６が径方向に突出した凸部に形成され、後退部２７が各コアシートＳの外周又は内周に形成された平坦部の一部又は円弧状の外周又は内周の一部で構成されていてもよい。あるいは、後退部２７に替えて、レーザの焦点を外すために各コアシートの外周又は内周の一部をシート面方向に前進させた前進部を、後退部２７に対応する位置に設けてもよい。
【０１１３】
このような形態であっても、コアシートＳが回転軸方向に直線状に短絡することを防止できるため、上述と同様の作用及び効果が得られるとともに、本発明の目的を達成することができる。
【符号の説明】
【０１１４】
１：回転軸
２：ロータ
３：ステータ
２０、２０ａ〜２０ｊ：ロータコア
３０：ステータコア
２０Ｄ１、２０Ｄ２：分割コア
２１：磁極
２２：コア本体
２３：磁石孔
２４：磁石
２５：分割部
２６：溶接部
２７：後退部
３１：ティース
３２：巻線
３３：スロット
１００：回転電機
２０１：磁極部
２０２：コアシート本体
２０３：磁石孔部
Ｓ、Ｓ１〜Ｓ１０：コアシート
Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅ、Ｆ：積層面
Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３：積層体
Ｏ：軸心
【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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