(57)【要約】【課題】回転強度の高い回転電機のロータコアを提供する。【解決手段】コアプレート片３には、一方の面から突出した凸部１１１〜１１８と、他層のかしめ部の凸部と嵌合する凹部１２１〜１２８とを有するかしめ部１０１〜１０８が複数設けられており、これら凸部及び凹部は、その嵌め合いが径方向では締り嵌めとなると共に、円周方向では隙間ｄ２１〜ｄ２４を有した隙間嵌めとなっている。かしめ部１０１〜１０８は、積層方向に重なるコアプレートの継ぎ目Ｄ２位置に隣接する第１かしめ部１０４，１０５と、コアプレートの端部に設けられた第２かしめ部１０１，１０８と、これら第１及び第２かしめ部の間に形成される第３かしめ部１０２，１０３，１０６，１０７とから構成されていると共に、上記隙間ｄ２１〜ｄ２４は、第２かしめ部の凹部と他層のコアプレート片の第１かしめ部の凸部との間の隙間ｄ２１が最も大きく構成されている。【選択図】図６
2012110164.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
円環状のコアプレートを複数積層して形成されると共に、前記コアプレートを均等に分割した円弧状のコアプレート片が連結されて前記コアプレートの一層が形成され、かつ前記コアプレートの前記コアプレート片の継ぎ目の円周方向の位置が、一層毎に交互に異なるように構成された回転電機のロータコアにおいて、
前記コアプレート片は、積層方向一方側の面に形成された凸部と、積層方向他方側で前記凸部と同じ位置に形成され、前記コアプレート片が積層された際に積層方向他方側の面と接する他層のコアプレート片の凸部と嵌合する凹部と、を有するかしめ部を、前記コアプレートの円周方向に複数備え、
前記複数のかしめ部を、前記他層のコアプレート片の継ぎ目位置に隣接する第１かしめ部と、前記コアプレート片の端部に設けられた第２かしめ部と、これら第１及び第２かしめ部の間に形成される第３かしめ部とから構成すると共に、前記第１かしめ部の凹部が、前記他層のコアプレート片の前記第２かしめ部の凸部に嵌合し、前記第２かしめ部の凹部が、前記他層のコアプレート片の前記第１かしめ部の凸部に嵌合し、前記第３かしめ部の凹部が、前記他層のコアプレート片の前記第３かしめ部の凸部に嵌合するように前記コアプレートを積層し、
これら第１乃至第３のかしめ部の凸部及び凹部の嵌め合いを、前記コアプレートの半径方向では締り嵌めとすると共に、前記コアプレートの円周方向では所定の隙間を存する隙間嵌めとしかつ、前記第２かしめ部の凹部と前記他層のコアプレート片の前記第１かしめ部の凸部との間の円周方向の隙間を、前記第３かしめ部の凹部と前記他層のコアプレート片の前記第３かしめ部の凸部との間の円周方向の隙間よりも大きくした、  ことを特徴とする回転電機のロータコア。
【請求項２】
前記第１かしめ部の凹部と前記他層のコアプレート片の前記第２かしめ部の凸部との間の円周方向の隙間の大きさを、前記第２かしめ部の凹部と前記他層のコアプレート片の前記第１かしめ部の凸部との間の円周方向の隙間以下でかつ、前記第３かしめ部の凹部と前記他層のコアプレート片の前記第３かしめ部の凸部との間の円周方向の隙間以上となるように設定した、
請求項１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】
本発明は、複数のコアプレートを積層して形成する回転電機のロータコアに係り、詳しくは、そのかしめ構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、渦電流の発生を低減するために電磁鋼板を打ち抜いたコアプレートを積層して形成された回転電機のロータコアが知られている。従来、このような複数のコアプレート（鉄心用抜き板９）を積層したロータコア（回転子鉄心８）において、コアプレート９にポンチによって円形のかしめ部１６を複数形成し、積層されたコアプレート同士をダボかしめによってかしめるものが案出されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
ところで、上記特許文献１のようにコアプレートを積層してロータコアを形成するには、複数のコアプレートが必要となるが、コアプレートの形状が円環形状であると、母材からコアプレートを打ち抜く際に円環の中心部を使用できず、歩留まりが低くなる。そのため、このコアプレートを複数の円弧状のコアプレート片を連結して形成すると共に、コアプレート片の継ぎ目の位相（円周方向の位置）がずれるようにコアプレートを積層して（いわゆるレンガ積み）ロータコアを形成することがある（特許文献２参照）。
【０００４】
そして、このようにコアプレート片をレンガ積みしてロータコアを形成すると共に、ダボかしめによってコアプレート同士をかしめると、歩留まりが高く、かつ単体でその形状を保持可能なロータコアを形成することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１０−１４２１１４号公報
【特許文献２】特開２００２−２６２４９６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記コアプレートをコアプレート片を連結して形成すると、ロータコアが回転した際に遠心力に基づいて、かしめ部に対して、コアプレートの円周方向に向かって強い応力が発生する。
【０００７】
また、円形のかしめ部には、かしめられることによって、その全周に亘って引っ張りの残留応力が生じており、かしめ部の遠心力に基づいて応力が発生する部分には、これら引っ張りの残留応力と、遠心力に基づく応力との両方の応力が働いてしまう。
【０００８】
そのため、ロータコアの回転強度を必要な強度に保つためには、コアプレートを分割せずにロータコアを形成する場合に比して、上記かしめ部の強度を向上させる必要がある。かしめ部の強度を向上させるには、上記遠心力に基づく応力及び残留応力の働く面積を大きくして、これらの応力を分散して受けることが考えられるが、円形のかしめ部の直径を大きくするとロータコアの径方向の幅を大きくする必要があり、ロータコアが大径化する虞があると共に、歩留まりも悪化してしまうという問題があった。
【０００９】
一方、ロータコアを厚くして、遠心力に基づく応力及び残留応力が働く面積を大きくしようとした場合、ロータコアに発生する渦電流が大きくなり、回転電機の効率が低下するという問題があった。
【００１０】
更に、上記遠心力に基づいて発生する応力は、コアプレートの円周方向に複数形成されたかしめ部の内、その円周方向の位置によって働く応力の大きさにばらつきがあり、特定のかしめ部に大きな応力が生じてしまうという問題があった。
【００１１】
そこで、本発明は、かしめ部を、遠心力に基づく応力を受ける部分と、残留応力が生じる部分とが分離するように形成すると共に、各かしめ部に働く応力を出来る限り均一にすることによって、上記課題を解決したロータコア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】
【００１２】
本発明は、円環状のコアプレート（２）を複数積層して形成されると共に、前記コアプレート（２）を均等に分割した円弧状のコアプレート片（３）が連結されて前記コアプレート（２）の一層が形成され、かつ前記コアプレートの前記コアプレート片（３）の継ぎ目（Ｄ１，Ｄ２）の円周方向（Ｃ）の位置が、一層毎に交互に異なるように構成された回転電機のロータコア（１）において、
前記コアプレート片（３）は、積層方向一方側の面に形成された凸部（１１）と、積層方向他方側で前記凸部（１１）と同じ位置に形成され、前記コアプレート片（３）が積層された際に積層方向他方側の面と接する他層の前記コアプレート片（３）の凸部（１１）と嵌合する凹部（１２）と、を有するかしめ部（１０）を、前記コアプレート（２）の円周方向に複数備え、
前記複数のかしめ部（１０１〜１０８）を、前記他層のコアプレート片（３）の継ぎ目位置（Ｄ２）に隣接する第１かしめ部（１０４，１０５）と、前記コアプレート片（３）の端部に設けられた第２かしめ部（１０１，１０８）と、これら第１及び第２かしめ部の間に形成される第３かしめ部（１０２，１０３，１０６，１０７）とから構成すると共に、前記第１かしめ部（１０４，１０５）の凹部（１２４，１２５）が、前記他層の前記コアプレート片（３）の前記第２かしめ部（１０１，１０８）の凸部（１１１，１１８）に嵌合し、前記第２かしめ部（１０１，１０８）の凹部（１２１，１２８）が、前記他層のコアプレート片（３）の前記第１かしめ部（１０４，１０５）の凸部（１１４，１１５）に嵌合し、前記第３かしめ部（１０２，１０３，１０６，１０７）の凹部（１２２，１２３，１２６，１２７）が、前記他層の前記コアプレート片（３）の前記第３かしめ部（１０２，１０３，１０６，１０７）の凸部（１１２，１１３，１１６，１１７）に嵌合するように前記コアプレート（２）を積層し、
これら第１乃至第３のかしめ部（１０１〜１０８）の凸部（１１１〜１１８）及び凹部（１２１〜１２８）の嵌め合いを、前記コアプレート（２）の半径方向（Ｒ）では締り嵌めとすると共に、前記コアプレート（２）の円周方向（Ｃ）では所定の隙間（ｄ２）を存する隙間嵌めとしかつ、前記第２かしめ部（１０１，１０８）の凹部（１２１，１２８）と前記他層のコアプレート片（３）の前記第１かしめ部（１０４，１０５）の凸部（１１４，１１５）との間の円周方向（Ｃ）の前記隙間（ｄ２１）を、前記第３かしめ部（１０２，１０３，１０６，１０７）の凹部（１２２，１２３，１２６，１２７）と前記他層のコアプレート片（３）の前記第３かしめ部（１０２，１０３，１０６，１０７）の凸部（１１２，１１３，１１６，１１７）との間の円周方向（Ｃ）の前記隙間（ｄ２３，ｄ２４）よりも大きくした、
ことを特徴とする。
【００１３】
また、前記第１かしめ部（１０４，１０５）の凹部（１２４，１２５）と前記他層のコアプレート片（３）の前記第２かしめ部（１０１，１０８）の凸部（１１１，１１８）との間の円周方向（Ｃ）の隙間（ｄ２２）の大きさを、前記第２かしめ部（１０１，１０８）の凹部（１２１，１２８）と前記他層のコアプレート片（３）の前記第１かしめ部（１０４，１０５）の凸部（１１４，１１５）との間の円周方向（Ｃ）の前記隙間（ｄ２１）以下でかつ、前記第３かしめ部（１０２，１０３，１０６，１０７）の凹部（１２２，１２３，１２６，１２７）と前記他層のコアプレート片（３）の前記第３かしめ部（１０２，１０３，１０６，１０７）の凸部（１１２，１１３，１１６，１１７）との間の円周方向（Ｃ）の前記隙間（ｄ２３，ｄ２４）以上となるように設定すると好適である。
【００１４】
なお、上記カッコ内の符号は、図面と対照するためのものであるが、これにより各請求項の構成に何等影響を及ぼすものではない。
【発明の効果】
【００１５】
請求項１に係る発明によると、かしめ部の嵌め合いを、コアプレートの半径方向は締り嵌めとすると共に、コアプレートの円周方向は所定の隙間を有する隙間嵌めとすることによって、遠心力に基づく応力を受けるかしめの円周方向部分に、かしめ部をかしめる際に生じる引っ張り残留応力が生じることを防止することが出来る。また、上記隙間を、ロータコアの回転時には、嵌合するかしめ部の凸部と凹部とが当接するような隙間としたことによって、遠心力に基づく応力をかしめ部の残留応力が生じていない部分で受けることができる。更に、１つのコアプレート片に複数のかしめ部を設け、これら複数のかしめ部のうち、同じ層のコアプレートの継ぎ目位置に隣接するかしめ部の凹部が、他層のかしめ部の凸部と嵌合して形成する上記隙間を、それ以外のかしめ部の凹部が、他層のかしめ部の凸部と嵌合して形成する隙間よりも大きくすることによって、かしめ部の円周方向の位置に依らず、１つのコアプレート片の各かしめ部に掛る応力の差を、出来る限り少なくすることができる。そして、これら残留応力が生じる部分と、遠心力を受ける部分とを分離するようにかしめ部を形成したことと、かしめ部の隙間を調整して、１つのコアプレート片に形成される複数のかしめ部に均等に応力が生じるようにしたこととが相俟って、回転強度の高いロータコアを形成することができる。
【００１６】
請求項２に係る発明によると、第１かしめ部の凹部と他層のコアプレート片の第２かしめ部の凸部との間の上記隙間の大きさを、第２かしめ部の凹部と他層のコアプレート片の第１かしめ部の凸部との間の隙間以下でかつ、第３かしめ部の凹部と他層のコアプレート片の第３かしめ部の凸部との間の円周方向の隙間以上となるように設定することによって、１つのコアプレート片に形成される複数のかしめ部により均等に応力を生させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の実施形態に係るロータコアを示す模式図。
【図２】本発明の実施形態に係るコアプレート片を示す模式図。
【図３】本発明の実施形態に係るかしめ部の形状を説明する模式図であって、（ａ）かしめ部の平面図、（ｂ）かしめ部のＡ−Ａ断面図、（ｃ）かしめ部のＢ―Ｂ断面図。
【図４】本発明の実施形態に係るコアプレート片のかしめ部に掛る残留応力を説明する模式図であって、（ａ）コアプレート片を積層する前の状態を示す図、（ｂ）コアプレート片を積層した後の状態を示す図、（ｃ）図４（ｂ）の要部拡大図。
【図５】本発明の実施形態に係るコアプレート片のかしめ部に掛る遠心力に基づく応力を説明する模式図であって、（ａ）異なる層のコアプレート片に生じる遠心力を説明する模式図、（ｂ）図５（ａ）の要部拡大図。
【図６】（ａ）本発明の実施形態に係るコアプレート片に設けられた複数のかしめ部の関係を示す模式図、（ｂ）図６（ａ）のＭ―Ｍ断面図、（ｃ）図６（ａ）のコアプレート片が積層された際の状態を示す断面図。
【図７】本発明の実施形態に係るコアプレート片に設けられた各かしめ部における、その凸部と他層のかしめ部の凹部との間の隙間の大きさを示すグラフ。
【図８】図７の隙間の大きさを、各かしめ部ごとに調整した場合と、調整しない場合とにおいて、各かしめ部の凸部に生じる応力の大きさを示すグラフ。
【図９】本発明の実施形態に係るコアプレート片の変形例。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明の実施形態に係る回転電機のロータコアについて、図面に基づいて説明をする。なお、以下の説明中において、締り嵌めとは、嵌め合わす凸部の幅を凹部の幅よりも少し大きくした形式の嵌め合いのことを言い、隙間嵌めとは、凸部と凹部との間に所定の隙間を有した形式の嵌め合いのことを言う。
【００１９】
図１及び図２に示すように、ＩＰＭモータ（回転電機）用のロータコア１は、円環状のコアプレート２が複数積層されて形成されている。該コアプレート２は、電磁鋼板の母材から打ち抜かれた板状の部材であり、歩留まりの向上を図るために、該コアプレート２を均等に分割（本実施形態では５分割）した円弧状のコアプレート片３を連結して形成されている。
【００２０】
具体的には、このコアプレート片３の一端部には、円周方向に隣接するコアプレート片３と連結するための突起部５ａが形成されていると共に、他端部には、上記コアプレート片３の突起部５ａが嵌め込まれる嵌め込み部５ｂが形成されている。１つのコアプレート２には、これらコアプレート片同士の継ぎ目Ｄ１，Ｄ２、即ち突起部５ａと嵌め込み部５ｂとの接合箇所がコアプレート片３の数と同数だけ形成されている。
【００２１】
上記コアプレート２は、どの一層のコアプレート２も同じ形状のコアプレート片３を結合して円環状に形成されているが、積層方向に重なる（隣接する）コアプレート２に対してコアプレート片３の継ぎ目Ｄ１，Ｄ２の円周方向の位置（位相）を一層毎に交互にずらすレンガ積みによって積層されている。即ち、コアプレート２の継ぎ目Ｄ１，Ｄ２の円周方向の位置が、積層方向に重なる前記コアプレート同士で交互に異なるように構成されている。例えば図１において、便宜的にロータコア１の底部から数えて積層されたコアプレート２を奇数層と、偶数層とに分けると、偶数層のコアプレート片３Ｅは、その端部位置（継ぎ目Ｄ１）が奇数層のコアプレート片３Ｏの端部位置（継ぎ目Ｄ２）に対して位置が所定角度ずれるように配設されている。
【００２２】
また、上記コアプレート片３には、ネオジウム磁石などの希土類永久磁石が嵌挿される磁石嵌挿穴６と、積層された複数のコアプレート２同士を締結するかしめ部１０と、がその円周方向に複数、形成されている。このかしめ部１０は、磁石嵌挿穴６の両端部の内周側にそれぞれ設けられており、コアプレート２が仮組された後にかしめ部１０をかしめることによって、ロータコア１は、各コアプレート２がばらばらにならずに、その形状を保持できるようになっている。
【００２３】
ついで、上記かしめ部１０について詳しく説明をする。図２及び図３に示すように、かしめ部１０は、プレス成型によってコアプレート片を一方の面（積層方向一方側の面）側に突出させた凸部（ダボ）１１と、この凸部１１が形成されることにより、コアプレート片３の凸部１１の裏面（積層方向他方側で凸部１１と同じ位置）に形成される凹部１２と、から構成されており、この凹部１２に他のコアプレート片３の凸部１１が嵌合することによって、ダボかしめされるようになっている。
【００２４】
ところで、これら凸部１１及び凹部１２からなるかしめ部１０には、かしめられる際に発生する残留応力と、ロータコア１が回転する際に掛る遠心力に基づく応力と、の２つの応力が作用する。
【００２５】
上記残留応力は、かしめ部１０が締り嵌めされることによって生じる応力であり、図４に示す互いに積層されるＡ〜Ｃ層ＬＡ，ＬＢ，ＬＣのコアプレート片３Ａ，３Ｂ，３Ｃを例に取って説明すると、かしめ部１０は、締り嵌めとなる部分１０ａにおいて、凸部１１の幅Ｗｒ１が締め代ｄ１分だけ凹部１２の幅Ｗｒ２よりも大きくなるように形成されている（図４（ａ）参照）。
【００２６】
図４（ｂ）に示すように、コアプレート片３Ａ，３Ｂ，３Ｃは、凸部１１が締め代分ｄ１だけ幅狭な凹部１２に圧入されて締り嵌めされることによって、その積層方向に連結されるが、図４（ｃ）のコアプレート片３Ｂのように、凸部１１が他の層（Ｃ層ＬＣ）のコアプレート片３Ｃの凹部１２に圧入されると、圧入された凸部１１は、Ｃ層ＬＣの凹部１２の壁部１２ａから圧縮する方向（Ｃ層ＬＣの凹部からＢ層ＬＢの凸部１１に向かう方向）の応力Ｔｃを受ける。
【００２７】
一方、凹部１２に他の層（Ａ層ＬＡ）の凸部が圧入されると、その凹部１２には、Ａ層ＬＡの凸部１１の壁部１１ａから拡大する方向（Ａ層ＬＡの凸部１１からＢ層ＬＢの凹部１２向かう方向）に応力Ｔｔが作用する。そして、これら凸部１１及び凹部１２を接続するＢ層ＬＢの接続部Ｉでは、互いに反対方向に向かって働く上記応力Ｔｃ，Ｔｔが掛り、これら凸部側及び凹部側からの応力Ｔｃ，Ｔｔが釣り合って、上述した引っ張りの残留応力が発生する。
【００２８】
また、上記遠心力に基づく応力は、ロータコア１が回転することによってかしめ部１０に発生する応力であり、ロータコア１が回転すると、図５（ａ）に示すように、重なり合うコアプレート片３Ｅ，３Ｏのそれぞれには遠心力ＦＥ，ＦＯが作用する。
【００２９】
これら重なり合うコアプレート片３Ｅ，３Ｏに作用する遠心力ＦＥ，ＦＯを、コアプレート片３Ｅ，３Ｏの円周方向成分ＦＥＸ，ＦＯＸと半径方向成分ＦＥＹ，ＦＯＹとに分けて考えると、図５（ｂ）に示すように、半径方向成分ＦＥＹ，ＦＯＹは、どちらもコアプレート２の中心から外径側に向かう方向に作用するため、重なり合うコアプレート片３Ｅ，３Ｏ間で互いに反力を受けることができず、層の異なるコアプレート片３Ｅ，３Ｏ同士を連結するかしめ部１０には、ほとんど力が作用しない。
【００３０】
一方、遠心力ＦＥ，ＦＯの円周方向成分ＦＯＸ，ＦＥＸは、重なり合うコアプレート片３Ｅ，３Ｏ間でその作用方向が異なるため、これらコアプレート片３Ｅ，３Ｏを連結するかしめ部１０で互いに反力を受けることができる。即ち、コアプレート片３Ｅの端部に形成されたかしめ部１０８に着目すると、重なり合うコアプレートが円周方向に沿って反対側に移動しようとすることによって、かしめ部１０８には、コアプレート２の円周方向に遠心力に基づく応力が発生する。なお、遠心力ＦＥ，ＦＯの半径方向成分ＦＥＹ，ＦＯＹは、その力をコアプレート２全体のかしめ部で分散して受けるが、特にコアプレート片３の継ぎ目Ｄ１，Ｄ２近くのかしめ部に大きな力が作用する。
【００３１】
上述した図３に示す本発明に係るかしめ部１０は、これら遠心力に基づく応力と、引っ張りの残留応力とが同じ場所に生じないように構成されており、上記残留応力が生じる締り嵌めとなる部分１０ａと、遠心力による応力が生じる部分１０ｂと、が別々に分かれて構成されている。
【００３２】
具体的には、かしめ部１０は、凸部１１及び凹部１２のコアプレート２の円周方向（コアプレート片３の接線方向）Ｃの壁部１１ａ，１２ａを直線状に形成した直線部１０ａと、これら凸部１１及び凹部１２のコアプレート２の半径方向Ｒの壁部１１ｂ，１２ｂを所定の曲率の円弧状に形成した円弧部１０ｂと、を有し、上記直線部１０ａ間を円弧部１０ｂによって結んだ長円形状をしており、この直線部１０ａによってかしめ部１０の締り嵌めとなる部分を形成している。
【００３３】
即ち、かしめ部１０は、直線形状の壁部１１ａ，１１ａ間の幅である凸部１１のコアプレート２の半径方向Ｒの幅Ｗｒ２を、直線状の壁部１２ａ，１２ａ間の幅である凹部１２のコアプレート２の半径方向Ｒの幅Ｗｒ１よりも大きくし（Ｗｒ２＞Ｗｒ１）、これら凸部１１及び凹部１２の半径方向Ｒの嵌め合いを締り嵌めとしている。
【００３４】
また、かしめ部１０には、その円周方向に遠心力ＦＥ，ＦＯに基づく応力が作用するため、凸部１１及び凹部１２の円周方向の端部である上記円弧部１０ｂは、円弧形状の壁部１１ｂ，１２ｂ間に所定の隙間ｄ２を有する隙間嵌めとなっている。即ち、この円弧部１０ｂによりかしめ部１０の隙間嵌めとなる部分を形成しており、円弧状の壁部１１ｂ，１１ｂ間の幅に相当する凸部１１のコアプレート２の円周方向Ｃの幅Ｗｃ２が、円弧状の壁部１２ｂ，１２ｂ間の幅に相当する凹部１２のコアプレート２の円周方向の幅Ｗｃ１よりも小さくなっている（Ｗｃ１＞Ｗｃ２）。
【００３５】
なお、上記円弧部１０ｂでは、かしめ部１０がかしめられた時点では、凸部１１の円弧状の壁部１１ｂと、凹部１２の円弧状の壁部１２ｂとの間に隙間ｄ２が存在しているため、これら壁部１１ｂ，１２ｂ間で遠心力ＦＥ，ＦＯの円周方向成分ＦＯＸ，ＦＥＸの反力を受けることができないが、この隙間ｄ２は、ロータコア１が回転して重なり合うコアプレート片３Ｅ，３Ｏが円周方向に離れるように移動しようとすると、これらコアプレート片間の微小なズレや、コアプレート片３Ｅ，３Ｏの弾性変形により無くなって、凸部１１の円弧状の壁部１１ｂと凹部１２の円弧状の壁部１２ｂとが当接できるように形成されている。言い換えると、ロータコア１の回転時にはこれら凸部１１と凹部１２とが当接するような隙間ｄ２となっている。
【００３６】
ついで、上述したかしめ部１０のコアプレート片３の円周方向の位置による違いについて説明をする。図６に示すように、１つのコアプレート片３には、その円周方向に複数（本実施形態では８つ）のかしめ部１０１〜１０８が形成されており、これらかしめ部１０１〜１０８は、積層方向に重なる前記コアプレート２の継ぎ目Ｄ２位置（継ぎ目の円周方向位置）に隣接する第１かしめ部１０４，１０５と、コアプレート片３Ｅの端部に設けられた第２かしめ部１０１，１０８と、これら第１及び第２かしめ部の間に形成される第３かしめ部１０２，１０３，１０６，１０７とから構成されている。
【００３７】
図６（ｂ），（ｃ）に示すように、ロータコア１は、上記第１かしめ部１０４，１０５の凸部１１４，１１５及び凹部１２４，１２５が、凸部側及び凹部側の他層の前記コアプレート片３Ｏの第２かしめ部１０１，１０８の凹部１２１，１２８及び凸部１１１，１１８にそれぞれ嵌合し、第３かしめ部１０２，１０３，１０６，１０７の凸部１１２，１１３，１１６，１１７及び凹部１２２，１２３，１２６，１２７が、凸部側及び凹部側の他層の前記コアプレート片３Ｏの第３かしめ部１０２，１０３，１０６，１０７の凹部１２２，１２３，１２６，１２７及び凸部１１２，１１３，１１６，１１７にそれぞれ嵌合するようにコアプレート２が積層されている。
【００３８】
これら第１乃至第３のかしめ部１０１〜１０８の凸部１１１〜１１８及び凹部１２１〜１２８の嵌め合いは、上述したように、コアプレート２の半径方向Ｒでは締り嵌めとなっていると共に、前記コアプレート２の円周方向Ｃでは、ロータコア１の回転時にこれら凸部１１１〜１１８と凹部１２１〜１２８とが当接するような隙間ｄ２を存する隙間嵌めとなっており、この隙間ｄ２は、ひとつのかしめ部１０に対して、凸部１１と上層（凸部側の層）のコアプレート片３Ｏ１のかしめ部１０の凹部１２との間（例えば、かしめ部１０４に対しては凸部側隙間ｄ２１）と、凹部１２と下層（凹部部側の層）のコアプレート片３Ｏ２のかしめ部１０の凸部１１との間（例えば、かしめ部１０４に対しては凹部側隙間ｄ２２）と、に形成される。
【００３９】
ところで、図８のグラフＳ１は、上記隙間ｄ２を上記第１乃至第３かしめ部１０１〜１０８間で同一とした場合に、各かしめ部１０１〜１０８の凸部１１１〜１１８に掛る応力の大きさを表したものであるが、これら第１乃至第３かしめ部１０１〜１０８間で隙間ｄ２を同一とすると、コアプレート２の継ぎ目Ｄ１，Ｄ２に隣接する第１及び第２かしめ部１０１，１０４，１０５，１０８の凸部１１１，１１４，１１５，１１８、特に積層方向に重なるコアプレート２の継ぎ目Ｄ２位置に隣接する第１かしめ部１０４，１０５の凸部１１４，１１５に大きな応力が作用することが分かる。
【００４０】
これは、ロータコア１が回転すると、コアプレート片３の端部は中央部に比して遠心力による影響を大きく受けるためであり、コアプレート２の継ぎ目Ｄ１，Ｄ２に隣接した第１及び第２かしめ部１０１，１０４，１０５，１０８に働く応力は、第３かしめ部１０２，１０３，１０６，１０７に働く応力よりも大きくなる。
【００４１】
とりわけ、第１かしめ部１０４，１０５は、これら隣接する一対の第１かしめ部１０４，１０５間に上下層の分割位置（継ぎ目Ｄ１）が位置するため、それぞれ別のコアプレート片３ｏ１、３ｏ２のかしめ部１０１，１０８と嵌合している。そして、ロータコア１が回転して遠心力が発生すると、上下層のコアプレート片３ｏ１，３ｏ２は、円周方向Ｃに隣接するコアプレート片同士が継ぎ目Ｄ１を境にして離れる方向に移動しようとするが、これら別々の離れる方向に移動するコアプレート片３ｏ１，３ｏ１、３ｏ２，３ｏ２と嵌合する第１かしめ部１０４，１０５は、上下層のコアプレート片３ｏ１，３ｏ２の移動によって、同一コアプレート片３Ｅ内において円周方向Ｃに離れる方向に引っ張られるため、大きな引っ張り応力が働く。
【００４２】
一方、継ぎ目Ｄ１に隣接するかしめ部１０１，１０８の凸部１１１，１１８では、上述したように継ぎ目Ｄ１で別々のコアプレート片３ｏ，３ｏに分かれているため、分割されたコアプレート片３ｏ，３ｏ間で直接的に力が作用することがないと共に、継ぎ目Ｄ１に力を逃がすことができるため、継ぎ目Ｄ２に隣接するかしめ部１０４，１０５の凸部１１４，１１５ほど大きな応力は生じない。
【００４３】
本実施形態では、図６及び図７に示すように、上記第１及び第２かしめ部１０１，１０４，１０５，１０８に高い応力が発生しないように、第１かしめ部１０４，１０５と他層の前記コアプレート片３Ｏ１，３Ｏ２の第２かしめ部１０１，１０８との間の隙間ｄ２１，ｄ２２を、第３かしめ部１０２，１０３，１０６，１０７と他層のコアプレート片３Ｏ１，３Ｏ２の第３かしめ部１０２，１０３，１０６，１０７との間の前記隙間ｄ２３，ｄ２４よりも大きく形成している。
【００４４】
特に凸部１１４，１１５に高い引っ張りの応力が発生しやすい第１かしめ部１０４，１０５に掛る応力を低減するために、第１乃至第３かしめ部１０１〜１０８は、第１かしめ部１０４，１０５と他層の前記コアプレート片３Ｏ１，３Ｏ２の第２かしめ部１０１，１０８との間の隙間ｄ２１，ｄ２２のうち、第１かしめ部１０４，１０５の凸部１１４，１１５と、凸部側の他層の前記コアプレート片３Ｏ１の第２かしめ部１０１，１０８の凹部１２１，１２８と間の隙間ｄ２１を、第１かしめ部１０４，１０５の凹部１２４，１２５と、凹部側の他層の前記コアプレート片３Ｏ２の第２かしめ部１０１，１０８の凸部１１１，１１８と間の隙間ｄ２２よりも大きくしている。
【００４５】
ついで、上述した隙間関係を、ひとつのコアプレート片３Ｅの第１乃至第３かしめ部１０１〜１０８の凸部１１１〜１１８と、上層（他層）のコアプレート片３Ｏ１のかしめ部１０１〜１０８凹部１２１〜１２８との間の隙間で考えてみる。図６（ｂ）に示すように、かしめ部１０１〜１０８は、その凹部１２１〜１２８の幅がどのかしめ部においても一定に形成されていると共に、凸部１１１〜１１８は、各かしめ部によってその幅を変えて形成されている。
【００４６】
具体的には、第１かしめ部１０４，１０５の凸部１１４，１１５の幅Ｗｃ２４，Ｗｃ２５を最も小さく形成していると共に、次いで、第２かしめ部１０１，１０８の凸部１１１，１１８及び第１かしめ部１０４，１０５側の第３かしめ部１０３，１０６の凸部１１３，１１６の幅Ｗｃ２１，Ｗｃ２８，Ｗｃ２３，Ｗｃ２６が小さく形成され、そして、第２かしめ部１０１，１０８側の第３かしめ部１０２，１０７の凸部１１２，１１７の幅Ｗｃ２２，Ｗｃ２７を最も大きくしている。
【００４７】
即ち、図７に示すように、各かしめ部１０１〜１０８の凸部１１１〜１１８によって形成される隙間は、第１かしめ部１０４，１０５の隙間ｄ２１が最も大きく、第２かしめ部１０１，１０８及び第１かしめ部１０４，１０５側の第３かしめ部１０３，１０６の隙間ｄ２２，ｄ２３、第２かしめ部１０１，１０８側の第３かしめ部１０２，１０７の隙間ｄ２４の順に小さくなっている。
【００４８】
また、凹部側の観点からみると、第２かしめ部１０１，１０８の凹部（１２１，１２８）と上層のコアプレート片３Ｏ1の第１かしめ部１０４，１０５の凸部１１４，１１５との間の円周方向Ｃの隙間ｄ２１を、第３かしめ部１０２，１０３，１０６，１０７の凹部１２２，１２３，１２６，１２７と上層のコアプレート片３Ｏ１の第３かしめ部１０２，１０３，１０６，１０７の凸部１１２，１１３，１１６，１１７との間の円周方向Ｃの前記隙間ｄ２３，ｄ２４よりも大きくした。また、第１かしめ部１０４，１０５の凹部１２４，１２５と上層のコアプレート片３Ｏの第２かしめ部１０１，１０８の凸部１１１，１１８との間の円周方向Ｃの隙間ｄ２２の大きさを、第２かしめ部１０１，１０８の凹部１２１，１２８と上層のコアプレート片３Ｏ１の第１かしめ部１０４，１０５の凸部１１４，１１５との間の円周方向Ｃの隙間ｄ２１以下でかつ、第３かしめ部１０２，１０３，１０６，１０７の凹部１２２，１２３，１２６，１２７と他層のコアプレート片３の第３かしめ部１０２，１０３，１０６，１０７の凸部１１２，１１３，１１６，１１７との間の円周方向Ｃの隙間ｄ２３，ｄ２４以上となるように設定した、ともいえる。
【００４９】
なお、図７中のＥ１の範囲は、第１かしめ部１０４，１０５の凸部側の隙間ｄ２１の設定許容範囲であり、第２かしめ部１０１，１０８の凸部側の隙間ｄ２２の設定許容範囲Ｅ２と略略一致している。また、Ｅ３は、第３かしめ部１０２，１０７の凸部側の隙間ｄ２２，ｄ２３，ｄ２６，ｄ２７の設定許容範囲であり、これら第３かしめ部１０２，１０７の凸部側の隙間ｄ２２，ｄ２３，ｄ２６，ｄ２７は、第１かしめ部１０４，１０５に近いほどその隙間が大きく、積層方向に重なる前記コアプレート２の継ぎ目Ｄ２位置と、コアプレート片３Ｅの端部位置である継ぎ目Ｄ１との間の中間点で、その隙間が小さくなるように設定されている。
【００５０】
ついで、本発明の実施形態に係るロータコア１の作用について説明をする。作業者は、ロータコア１を作成するにあたり、図１に示すように、保持器（不図示）にコアプレート片３を環状に並べてコアプレート２を形成すると共に、このコアプレート上に次のコアプレート片３を積層して行く。この時、保持器はコアプレートの層が変わる度に所定角度だけ回転させられるため、上記コアプレート２は、積層方向に隣接するコアプレート２とコアプレート片３の継ぎ目Ｄ１，Ｄ２の円周方向Ｃの位置が交互にずれるように積層される。また、このコアプレート２の層が変わる際にはプレスによってだぼかしめされるため、積層されたコアプレート２が積層方向に連結される。そして、このコアプレート２が規定枚数積層されてロータコア１が形成される。
【００５１】
即ち、仮組されたコアプレート２がプレスされると、かしめ部１０の直線部１０ａが締り嵌めによって嵌合し、コアプレート片３を積層方向に連結すると共に、これら積層された複数のコアプレート２によって１つのロータコア１が形成される。そして、作業者、このロータコア１の磁石嵌挿穴６にネオジム磁石を挿入してロータとすると共に、このロータを組み込んで回転電機を作成する。
【００５２】
ところで、回転電機に電力が供給されて上記ロータが回転すると、ロータコア１のコアプレート片３には、それぞれロータの回転速度に応じた遠心力が発生する。この遠心力が発生すると、図５に示すように、各コアプレート片３は、重なり合うコアプレート片３Ｏ，３Ｅがコアプレート２の円周方向Ｃに離れる方向（例えば、コアプレート片３Ｅの場合、図中Ｍ方向）に移動しようとする。すると、これら重なり合うコアプレート片３Ｏ，３Ｅを連結するかしめ部１０では、隙間嵌めであった円弧部１０ｂの壁部１１ｂ，１２ｂ間の隙間ｄ２がコアプレート片３Ｏ，３Ｅの円周方向へのズレもしくは弾性変形によって無くなる。そして、かしめ部１０に掛る遠心力の円周方向成分の力は、これら円弧状の壁部１１ｂ，１２ｂが当接することによって受けられる。
【００５３】
この時、コアプレート片３Ｅに設けられた第１乃至第３かしめ部１０１〜１０８は、その凸部１１１〜１１８と他層のコアプレート片３Ｏ１，３Ｏ２のかしめ部１０１〜１０８の凹部１２１〜１２８と間に形成される隙間ｄ２１〜ｄ２４が狭いかしめ部１０１〜１０８から、上記円弧状の壁部１１ｂ，１２ｂが当接する。具体的には、第２かしめ部側の第３かしめ部１０２，１０７、第１かしめ部１０４，１０５側の第３かしめ部１０３,１０６及び第２かしめ部１０１，１０８、そして、最後に第１かしめ部１０４，１０５の壁部１１ｂ，１２ｂが当接し、上記円周方向成分の力は、各かしめ部１０１〜１０８にて分散して受けられる。
【００５４】
このように、かしめ部１０に掛る遠心力を、円弧状に形成された壁部１１ｂ，１２ｂの当接によって受けると、応力集中しないために大きな応力（遠心力）にも耐えることができる。また、かしめ部１０の半径方向の嵌め合いを締り嵌めとし、この遠心力に基づいて発生する応力を受ける円弧部１０ｂを隙間嵌めとしたことによって、円弧部１０ｂには、締り嵌めによる引っ張りの残留応力が発生しておらず、より大きな遠心力に耐えることができる。
【００５５】
更に、上記締りはめとなる部分をコアプレート片３の接線方向に直線状に延接された直線部１０ａによって構成したことにより、この直線部で締り嵌めによる残留応力を均等に受けることができると共に、重なり合うコアプレート片３Ｏ，３Ｅの円周方向へのズレを容易にしている。そして、これら遠心力に基づく応力を受ける部分と、残留応力が生じる部分とを分けることによって、かしめ部が大きな遠心力にも耐えられるようになり、ロータコア１の回転強度を向上させることができる。
【００５６】
更に、１つのコアプレート片３に複数のかしめ部を設け、これら複数のかしめ部のうち、積層方向に重なるコアプレート３Ｏの継ぎ目Ｄ２位置及び同じ層コアプレート３Ｅの継ぎ目Ｄ１位置に隣接する第１及び第２かしめ部１０４，１０５，１０１，１０８が、他層のコアプレート片３Ｏ１，３Ｏ２のかしめ部１０４，１０５，１０１，１０８と嵌合して形成する上記隙間ｄ２１，ｄ２２を、第３かしめ部１０２，１０３，１０６，１０７が、他層の第かしめ部１０２，１０３，１０６，１０７と嵌合して形成する隙間ｄ２３，ｄ２４よりも大きくすることによって、かしめ部１０１〜１０８の位置に依らず、１つのコアプレート片３の各かしめ部１０１〜１０８に掛る応力の差を、出来る限り少なくすることができる。
【００５７】
また、第１かしめ部１０４，１０５の凸部１１４，１１５と、上層のコアプレート片３Ｏ１の第２かしめ部１０１，１０８の凹部１２１，１２８との間の隙間ｄ２１を、他の隙間ｄ２２〜ｄ２４よりも大きくしたことによって、かしめ部１０１〜１０８の中で、最も大きな引っ張り応力が働く第１かしめ部１０４，１０５の凸部１１４，１１５に生じる応力を効果的に低減することができる。
【００５８】
これにより、かしめ部の強度が向上し、コアプレート２を分割したロータコア１においても、径方向にコンパクトな構成で必要な回転強度を達成することができる。また、コアプレート２の厚さも薄く形成することができるので、ロータコア１に発生する渦電流も小さく抑えることができ、歩留まりが高く効率の良い回転電機を、上記ロータコア１を用いて作成することができる。
【００５９】
なお、本実施形態においては、上記かしめ部１０の凸部１１と、他の層のコアプレート片３Ｏ１，３Ｏ２のかしめ部１０の凹部１２との間の隙間ｄ２の大きさを調節するのに、該かしめ部の凹部１２の幅Ｗｃ１を一定にすると共に、各かしめ部１０の凸部１１の幅Ｗｃ２１〜Ｗｃ２８を変更していたが、当然にかしめ部１０の凸部１１の幅Ｗｃ２を一定にすると共に、各かしめ部の凹部１２の幅Ｗｃ１を変更しても良い。また、図９に示すように、凸部１１の凹部１２に対する位置をずらし、ロータコア１が回転した際に、かしめ部の凸部及び凹部が当接する側の隙間ｄ２だけを調節するようにしても良い。
【００６０】
更に、上記かしめ部１０は、円弧部１０ｂを２つの曲率の円弧によって形成したり、曲率の小さな１つの大きな円弧によって形成したりして、直線部１０ａを長く形成するようにしても良い。
【００６１】
また、本実施形態において、かしめ部１０は、円周方向の長さが半径方向の長さよりも長く形成されていたが、半径方向の長さを円周方向の長さよりも長く形成しても良い。
【００６２】
更に、上述したかしめ構造は、どのように組み合わされても良いと共に、ＩＰＭモータに限らずどのような回転電機のロータコアに使用されても良いことは当然である。
【符号の説明】
【００６３】
１    ロータコア
２    コアプレート
３    コアプレート片
１０４，１０５  第１かしめ部
１０１，１０８  第２かしめ部
１０２，１０３，１０６，１０７  第３かしめ部
１０ａ  締り嵌めとなる部分（直線部）
１０ｂ  隙間嵌めとなる部分（円弧部）
１１  凸部
１１４，１１５  第１かしめ部の凸部
１１１，１１８  第２かしめ部の凸部
１１２，１１３，１１６，１１７  第３かしめ部の凸部
１２  凹部
１２４，１２５  第１かしめ部の凹部
１２１，１２８  第２かしめ部の凹部
１２２，１２３，１２６，１２７  第３かしめ部の凹部
Ｗｒ１  凹部のコアプレート半径方向の幅
Ｗｒ２  凸部のコアプレート半径方向の幅
Ｗｃ１  凹部のコアプレート円周方向の幅
Ｗｃ２  凸部のコアプレート円周方向の幅
ｄ２  隙間
ｄ２１  第１かしめ部の凸部と、凸部側の他層のコアプレート片の第２かしめ部の凹部と間の隙間
ｄ２２  第１かしめ部の凹部と、凹部側の他層のコアプレート片の第２かしめ部の凸部と間の隙間
ｄ２３，ｄ２４  第３かしめ部と他層のコアプレート片の第３かしめ部との間の隙間
Ｄ１，Ｄ２    継ぎ目
Ｒ    半径方向
Ｃ    円周方向
【図１】
2012110164.tif 000003
【図２】
2012110164.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
2012110164.tif 000007
【図６】
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【図７】
2012110164.tif 000009
【図８】
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【図９】
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