(57)【要約】【課題】径方向寸法を大きくすることなく、遠心力に対する第３回転子コアの強度を向上させることができる回転電機及びその製造方法を提供する。【解決手段】回転電機１は、第１回転子コア１２と、第２回転子コア１３と、第３回転子コア１４とを備えている。第１回転子コア１２及び第２回転子コア１３は、軸方向突出部を有する突出部を備えている。第３回転子コア１４は、外周面保持部１４０と、側面保持部１４１と、連結部１４３とを備えている。連結部１４３は、第１回転子コアと第２回転子コアの突出部が周方向に交互になるように配置された状態で、軸方向突出部の径方向内側において、周方向に隣接する側面保持部１４１を連結する。そのため、径方向寸法を大きくすることなく、遠心力に対する第３回転子コア１４の強度を向上させることができる。【選択図】図１
2017099046.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
固定子巻線が設けられる固定子コア（１０、４０）と、
径方向外側に突出する径方向突出部と、径方向突出部に設けられ、軸方向に突出する軸方向突出部とを備えた突出部を複数有する第１回転子コア（１２、２２、４２）と、
径方向外側に突出する径方向突出部と、径方向突出部に設けられ、軸方向に突出する軸方向突出部とを備えた突出部を前記第１回転子コアと同数有し、前記第１回転子コアに対して互いに突出部が周方向に交互になるように配置される第２回転子コア（１３、２３、４３）と、
前記第１回転子コアの突出部及び前記第２回転子コアの突出部の外周面に接触して外周面を保持する環状の外周面保持部と、周方向に隣接する前記第１回転子コアの突出部と前記第２回転子コアの突出部の間に前記外周面保持部と一体的に設けられ、前記第１回転子コアの突出部の側面と前記第２回転子コアの突出部の側面に接触して側面を保持する側面保持部と、前記第１回転子コアの軸方向突出部及び前記第２回転子コアの軸方向突出部の径方向内側において、軸方向の少なくともいずれかに、周方向に隣接する前記側面保持部を連結する連結部とを有する第３回転子コア（１４、２４、３４、４４）と、
電流が流れることで前記第１回転子コア及び前記第２回転子コアに磁極を形成するための磁束を発生する界磁巻線（１５、４５０、４５１）と、
を有する回転電機。
【請求項２】
前記第３回転子コアは、前記外周面保持部に一体的に設けられている前記側面保持部に形成される、径方向内側に開口し、軸方向に延びる溝部（１４２、２４２、３４２、４４２）を有する請求項１に記載の回転電機。
【請求項３】
前記溝部に永久磁石（２７）を有する請求項２に記載の回転電機。
【請求項４】
前記第３回転子コアは、電磁鋼板を板厚方向に積層した積層体からなる請求項１〜３のいずれか１項に記載の回転電機。
【請求項５】
前記連結部（１４３、２４３、３４３、４４３）は、前記第１回転子コアの軸方向突出部及び前記第２回転子コアの軸方向突出部の内周面に接触して内周面を保持する請求項１〜４のいずれか１項に記載の回転電機。
【請求項６】
回転電機の製造方法であって、
前記回転電機は、
固定子巻線が設けられる固定子コアと、
径方向外側に突出する径方向突出部と、径方向突出部に設けられ、軸方向に突出する軸方向突出部とを備えた突出部を複数有する第１回転子コアと、
径方向外側に突出する径方向突出部と、径方向突出部に設けられ、軸方向に突出する軸方向突出部とを備えた突出部を前記第１回転子コアと同数有し、前記第１回転子コアに対して互いに突出部が周方向に交互になるように配置される第２回転子コアと、
前記第１回転子コアの突出部及び前記第２回転子コアの突出部の外周面に接触して外周面を保持する環状の外周面保持部と、周方向に隣接する前記第１回転子コアの突出部と前記第２回転子コアの突出部の間に前記外周面保持部と一体的に設けられ、前記第１回転子コアの突出部の側面と前記第２回転子コアの突出部の側面に接触して側面を保持する側面保持部と、前記第１回転子コアの軸方向突出部及び前記第２回転子コアの軸方向突出部の径方向内側において、軸方向の少なくともいずれかに、周方向に隣接する前記側面保持部を連結する連結部とを有する第３回転子コア（３４）と、
電流が流れることで前記第１回転子コア及び前記第２回転子コアに磁極を形成するための磁束を発生する界磁巻線と、
を有し、
前記第３回転子コアは、前記外周面保持部と、前記側面保持部と、周方向に隣接して設けられることがないように形成された前記連結部とを有する１種類の電磁鋼板を、前記第１回転子コアの径方向突出部及び軸方向突出部、並びに、前記第２回転子コアの径方向突出部及び軸方向突出部に応じて周方向に位置をずらし板厚方向に積層して構成される回転電機の製造方法。
【請求項７】
前記連結部（３４３）は、周方向に１つ置きに設けられている請求項６に記載の回転電機の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回転電機及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、回転電機として、例えば以下に示す特許文献１に開示されている永久磁石併用同期回転電機がある。
【０００３】
この永久磁石併用同期回転電機は、第１回転子コアと、第２回転子コアと、第３回転子コアとを備えている。第１回転子コアは、径方向に突出するとともに軸方向に突出する突出部を備えている。第２回転子コアは、径方向に突出するとともに軸方向に突出する、第１回転子コアと同数の突出部を備えている。第２回転子コアは、第１回転子コアに対して互いに突出部が周方向に交互になるように配置されている。第３回転子コアは、第１回転子コアの突出部及び第２回転子コアの突出部の外周面に接触して外周面を保持する円環状の外周面保持部を備えている。
【０００４】
第１〜第３回転子コアが回転すると、突出部に遠心力が加わる。しかし、突出部の外周面は、円環状の外周面保持部によって保持されている。そのため、第１〜第３回転子コアが回転しても突出部が径方向外側に変形するような事態を抑えることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許第３８２９８８８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、第１〜第３回転子コアの回転数がさらに上昇した場合、遠心力が増加する。その結果、外周面保持部がその遠心力に耐えられなくなり、突出部が径方向外側に変形してしまう可能性がある。これに対し、外周面保持部の径方向寸法を大きくして遠心力に対する強度を向上させる方法が考えられる。しかし、外周面保持部の径方向寸法を大きくした場合、永久磁石併用同期回転電機自体の径方向寸法が大きくなってしまう。また、磁気的特性が変化してしまう。その結果、回転電機として特性も変化してしまう。
【０００７】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、径方向寸法を大きくすることなく、遠心力に対する第３回転子コアの強度を向上させることができる回転電機及びその製造方法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】
【０００８】
上記目的を達成するためになされた第１の発明は、固定子巻線が設けられる固定子コアと、径方向外側に突出する径方向突出部と、径方向突出部に設けられ、軸方向に突出する軸方向突出部とを備えた突出部を複数有する第１回転子コアと、径方向外側に突出する径方向突出部と、径方向突出部に設けられ、軸方向に突出する軸方向突出部とを備えた突出部を第１回転子コアと同数有し、第１回転子コアに対して互いに突出部が周方向に交互になるように配置される第２回転子コアと、第１回転子コアの突出部及び第２回転子コアの突出部の外周面に接触して外周面を保持する環状の外周面保持部と、周方向に隣接する第１回転子コアの突出部と第２回転子コアの突出部の間に外周面保持部と一体的に設けられ、第１回転子コアの突出部の側面と第２回転子コアの突出部の側面に接触して側面を保持する側面保持部と、第１回転子コアの軸方向突出部及び第２回転子コアの軸方向突出部の径方向内側において、軸方向の少なくともいずれかに、周方向に隣接する側面保持部を連結する連結部とを有する第３回転子コアと、電流が流れることで第１回転子コア及び第２回転子コアに磁極を形成するための磁束を発生する界磁巻線と、を有する。
【０００９】
この構成によれば、第３回転子コアは、軸方向突出部の径方向内側において、周方向に隣接する側面保持部を連結する連結部を有している。そのため、径方向寸法を大きくすることなく、遠心力に対する第３回転子コアの強度を向上させることができる。
【００１０】
上記目的を達成するためになされた第２の発明は、回転電機の製造方法であって、回転電機は、固定子巻線が設けられる固定子コアと、径方向外側に突出する径方向突出部と、径方向突出部に設けられ、軸方向に突出する軸方向突出部とを備えた突出部を複数有する第１回転子コアと、径方向外側に突出する径方向突出部と、径方向突出部に設けられ、軸方向に突出する軸方向突出部とを備えた突出部を第１回転子コアと同数有し、第１回転子コアに対して互いに突出部が周方向に交互になるように配置される第２回転子コアと、第１回転子コアの突出部及び第２回転子コアの突出部の外周面に接触して外周面を保持する環状の外周面保持部と、周方向に隣接する第１回転子コアの突出部と第２回転子コアの突出部の間に外周面保持部と一体的に設けられ、第１回転子コアの突出部の側面と第２回転子コアの突出部の側面に接触して側面を保持する側面保持部と、第１回転子コアの軸方向突出部及び第２回転子コアの軸方向突出部の径方向内側において、軸方向の少なくともいずれかに、周方向に隣接する側面保持部を連結する連結部とを有する第３回転子コアと、電流が流れることで第１回転子コア及び第２回転子コアに磁極を形成するための磁束を発生する界磁巻線と、を有し、第３回転子コアは、外周面保持部と、側面保持部と、周方向に隣接して設けられることがないように形成された連結部とを有する１種類の電磁鋼板を、第１回転子コアの径方向突出部及び軸方向突出部、並びに、第２回転子コアの径方向突出部及び軸方向突出部に応じて周方向に位置をずらし板厚方向に積層して構成される。
【００１１】
この方法によれば、軸方向突出部の径方向内側において、周方向に隣接する側面保持部を連結する連結部を有する第３回転子コアを１種類の電磁鋼板を積層して製造する。そのため、径方向寸法を大きくすることなく、遠心力に対する第３回転子コアの強度を向上させることができる。しかも、コストを抑え第３回転子コアを製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】第１実施形態における回転電機の斜視断面図である。
【図２】図１に示す固定子コア及び固定子巻線の斜視断面図である。
【図３】図１に示す第１回転子コアの斜視断面図である。
【図４】図１に示す第２回転子コアの斜視断面図である。
【図５】図１に示す第３回転子コアの斜視断面図である。
【図６】図５に示す第３回転子コアの領域Ｆ１における電磁鋼板の軸方向から見た平面図である。
【図７】図５に示す第３回転子コアの領域Ｆ２における電磁鋼板の軸方向から見た平面図である。
【図８】図５に示す第３回転子コアの領域Ｆ３における電磁鋼板の軸方向から見た平面図である。
【図９】図１に示す界磁巻線の斜視断面図であるである。
【図１０】第１回転子コア、第２回転子コア、第３回転子コア及び界磁巻線の組付け状態を説明するための説明図である。
【図１１】組付けられた状態での第１回転子コア、第２回転子コア及び界磁巻線の斜視図である。
【図１２】組付けられた状態での第１回転子コア、第２回転子コア、第３回転子コア及び界磁巻線の斜視図である。
【図１３】組付けられた状態での第１回転子コア、第２回転子コア、第３回転子コア及び界磁巻線の軸方向から見た平面図である。
【図１４】第２実施形態における組付けられた状態での第１回転子コア、第２回転子コア、第３回転子コア及び界磁巻線の軸方向から見た平面図である。
【図１５】第３実施形態における第３回転子コアの斜視断面図である。
【図１６】図１４に示す第３回転子コアの領域Ｆ１における電磁鋼板の軸方向から見た平面図である。
【図１７】図１４に示す第３回転子コアの領域Ｆ３における電磁鋼板の軸方向から見た平面図である。
【図１８】第４実施形態における回転電機の斜視断面図である。
【図１９】図１８に示す固定子コア及び固定子巻線の斜視断面図である。
【図２０】図１８に示す第１回転子コアの斜視断面図である。
【図２１】図１８に示す第２回転子コアの斜視断面図である。
【図２２】図１８に示す第３回転子コアの斜視断面図である。
【図２３】図１８に示す一方の界磁巻線及びヨークの斜視断面図である。
【図２４】図１８に示す他方の界磁巻線及びヨークの斜視断面図である。
【図２５】第１回転子コア、第２回転子コア、第３回転子コア、界磁巻線及びヨークの組付け状態を説明するための説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
（第１実施形態）
まず、図１〜図１３を参照して回転電機の構成について説明する。
【００１４】
図１に示す回転電機１は、電力を供給されることでトルクを発生する機器である。回転電機１は、固定子コア１０と、固定子巻線１１と、第１回転子コア１２と、第２回転子コア１３と、第３回転子コア１４と、界磁巻線１５と、シャフト１６とを備えている。
【００１５】
固定子コア１０は、磁路の一部を構成するとともに、固定子巻線１１を保持する磁性材からなる円環状の部材である。具体的には、図２に示すように、電磁鋼板を板厚方向に積層した積層体からなる部材である。
【００１６】
図１に示す固定子巻線１１は、電流が流れることで磁束を発生する部材である。図２に示すように、固定子巻線１１は、固定子コア１０に保持されている。
【００１７】
図１に示す第１回転子コア１２は、磁路の一部を構成し、界磁巻線１５に電流が流れることで磁極が形成される磁性材からなる部材である。具体的には、鉄によって一体的に構成される部材である。図３に示すように、第１回転子コア１２は、底部１２０と、突出部１２１とを備えている。
【００１８】
底部１２０は、シャフト１６に固定される略円板状の部位である。具体的には、周方向に等間隔に６つの歯部１２０ａを有する歯車状の部位である。底部１２０は、シャフト１６が固定される、軸方向に貫通する孔部１２０ｂを備えている。
【００１９】
突出部１２１は、底部１２０の外周面から径方向外側に突出するとともに軸方向に突出し、界磁巻線１５に電流が流れることで磁極が形成される部位である。ここで、径方向とは、軸方向と直交する方向のことである。突出部１２１は、径方向突出部１２１ａと、軸方向突出部１２１ｂとを備えている。
【００２０】
径方向突出部１２１ａは、歯部１２０ａの外周面から径方向外側に突出する部位である。
【００２１】
軸方向突出部１２１ｂは、径方向突出部１２１ａに設けられ、軸方向に突出する部位である。具体的には、径方向突出部１２１ａの一端面から同一の軸方向に突出する部位である。
【００２２】
図１に示す第２回転子コア１３は、磁路の一部を構成し、界磁巻線１５に電流が流れることで、第１回転子コア１２とは異なる極性の磁極が形成される磁性材からなる部材である。具体的には、鉄によって一体的に構成される部材である。図４に示すように、第２回転子コア１３は、底部１３０と、突出部１３１とを備えている。
【００２３】
底部１３０は、シャフト１６に固定される略円板状の部位である。具体的には、周方向に等間隔に６つの歯部１３０ａを有する歯車状の部位である。底部１３０は、シャフト１６が固定される、軸方向に貫通する孔部１３０ｂを備えている。
【００２４】
突出部１３１は、底部１３０の外周面から径方向外側に突出するとともに軸方向に突出し、界磁巻線１５に電流が流れることで、第１回転子コア１２の突出部１２１とは異なる極性の磁極が形成される部位である。突出部１３１は、径方向突出部１３１ａと、軸方向突出部１３１ｂとを備えている。
【００２５】
径方向突出部１３１ａは、歯部１３０ａの外周面から径方向外側に突出する部位である。
【００２６】
軸方向突出部１３１ｂは、径方向突出部１３１ａに設けられ、軸方向に突出する部位である。具体的には、径方向突出部１３１ａの一端面から同一の軸方向に突出する部位である。
【００２７】
第２回転子コア１３は、図３に示す第１回転子コア１２と同一形状である。後述するように、第２回転子コア１３は、図３に示す第１回転子コア１２に対して互いに突出部１２１、１３１が周方向に交互になるように配置されている。
【００２８】
図１に示す第３回転子コア１４は、磁路の一部を構成する磁性材からなる略円環状の部材である。具体的には、図５に示すように、電磁鋼板を板厚方向に積層した積層体からなる部材である。第３回転子コア１４は、外周面保持部１４０と、側面保持部１４１と、溝部１４２と、連結部１４３とを備えている。
【００２９】
図１に示すように、外周面保持部１４０は、突出部１２１、１３１の外周面に接触して、これらの外周面を保持する円環状の部位である。
【００３０】
側面保持部１４１は、突出部１２１、１３１が周方向に交互になるように配置された状態で、周方向に隣接する突出部１２１、１３１の間において、突出部１２１、１３１の側面に接触してこれらの側面を保持する部位である。側面保持部１４１は、周方向に隣接する突出部１２１、１３１の間に外周面保持部１４０と一体的に設けられている。
【００３１】
溝部１４２は、外周面保持部１４０に一体的に設けられている側面保持部１４１に形成される、径方向内側に開口し、軸方向に延びる部位である。
【００３２】
連結部１４３は、突出部１２１、１３１が周方向に交互になるように配置された状態で、軸方向突出部１２１ｂ、１３１ｂの径方向内側において、周方向に隣接する側面保持部１４１を連結する部位である。連結部１４３は、軸方向突出部１２１ｂ、１３１ｂの軸方向の全領域で周方向に隣接する側面保持部１４１を連結し、内周面に接触して内周面を保持するように設けられている。
【００３３】
第３回転子コア１４は、図６〜図８に示す電磁鋼板１４Ａ〜１４Ｃを板厚方向に積層した積層体によって構成されている。電磁鋼板１４Ａ〜１４Ｃは、外周面保持部１４０と、側面保持部１４１と、溝部１４２と、連結部１４３とを備えている。
【００３４】
図６に示すように、電磁鋼板１４Ａは、連結部１４３が周方向に１つ置きに設けられている。図７に示すように、電磁鋼板１４Ｂは、連結部１４３が周方向に連続して隣接した状態で設けられている。図８に示すように、電磁鋼板１４Ｃは、連結部１４３が電磁鋼板１４Ａの連結部１４３と周方向に交互になるように、周方向に１つ置きに設けられている。電磁鋼板１４Ｃは、電磁鋼板１４Ａと同一形状のものであり、連結部１４３が電磁鋼板１４Ａの連結部１４３と周方向に交互になるように、周方向に位置をずらしたものである。
【００３５】
図５に示す第３回転子コア１４の領域Ｆ１は、電磁鋼板１４Ａを板厚方向に積層して構成されている。領域Ｆ２は、電磁鋼板１４Ｂを板厚方向に積層して構成されている。領域Ｆ３は、電磁鋼板１４Ｃを板厚方向に積層して構成されている。つまり、第３回転子コア１４は、実質的に形状の異なる２種類の電磁鋼板を積層して構成されている。
【００３６】
図１に示す界磁巻線１５は、図９に示すように、電流が流れることで第１回転子コア１２及び第２回転子コア１３に磁極を形成するための磁束を発生する円環状の部材である。界磁巻線１５は、第１回転子コア１２と第２回転子コア１３の間に、挟み込まれるように配置されている。
【００３７】
シャフト１６は、第１回転子コア１２及び第２回転子コア１３を固定する金属からなる円柱状の部材である。
【００３８】
図１０に示すように、第１回転子コア１２は、第３回転子コア１４の一端側から、突出部１２１の外周面が外周面保持部１４０に接触するとともに、突出部１２１の側面が側面保持部１４１に接触するように第３回転子コア１４に組付けられる。第２回転子コア１３は、突出部１３１が突出部１２１と周方向に交互になるようにした状態で、第３回転子コア１４の他端側から、突出部１３１の外周面が外周面保持部１４０に接触するとともに、突出部１３１の側面が側面保持部１４１に接触するように第３回転子コア１４に組付けられる。界磁巻線１５は、第１回転子コア１２と第２回転子コア１３の間に配置された状態で、第１回転子コア１２及び第２回転子コア１３とともに第３回転子コア１４に組付けられる。そして、第１回転子コア１２の孔部１２０ｂ及び第２回転子コア１３の孔部１３０ｂにシャフト１６が固定される。
【００３９】
その結果、図１１に示すように、第１回転子コア１２と第２回転子コア１３の間に界磁巻線１５が配置された状態で、第１回転子コア１２の突出部１２１と第２回転子コア１３の突出部１３１が周方向に交互に配置される。そして、図１２及び図１３に示すように、突出部１２１、１３１の外周面が外周面保持部１４０によって保持されるとともに、突出部１２１、１３１の側面が側面保持部１４１によって保持される。さらに、一部図示省略されているが、軸方向突出部１２１ｂ、１３１ｂの径方向内側に、これらの内周面に接触した状態で連結部１４３が設けられ、連結部１４３によって軸方向突出部１２１ｂ、１３１ｂが保持される。
【００４０】
図１に示すように、界磁巻線１５が配置された状態で第３回転子コア１４に組付けられシャフト１６に固定された第１回転子コア１２及び第２回転子コア１３は、第３回転子コア１４の外周面を、間隔をあけて固定子コア１０の内周面と対向させた状態で回転可能に設けられている。
【００４１】
次に、図１を参照して第１実施形態の回転電機の動作について説明する。
【００４２】
図１において、図示されていないスリップリング等を介して界磁巻線１５に直流電流が供給されると、第１回転子コア１２の突出部１２１と、第２回転子コア１３の突出部１３１に、それぞれ異なる極性の磁極が形成される。突出部１２１、１３１に形成された磁極の発生する磁束は、第３回転子コア１４を介して固定子コア１０に流れる。この状態で固定子巻線１１に交流電流が供給されると、突出部１２１、１３１に形成された磁極の発生する磁束と固定子巻線１１に流れる電流が鎖交し、界磁巻線１５が配置された状態で第３回転子コア１４に組付けられた第１回転子コア１２及び第２回転子コア１３に、トルクが発生する。
【００４３】
次に、第１実施形態の回転電機の効果について説明する。
【００４４】
第１実施形態によれば、第３回転子コア１４は、連結部１４３を備えている。連結部１４３は、軸方向突出部１２１ｂ、１３１ｂの径方向内側において、周方向に隣接する側面保持部１４１を連結する部位である。そのため、径方向寸法を大きくすることなく、遠心力に対する第３回転子コア１４の強度を向上させることができる。
【００４５】
第１実施形態によれば、第３回転子コア１４は、溝部１４２を備えている。溝部１４２は、外周面保持部１４０に一体的に設けられている側面保持部１４１に形成される、径方向内側に開口し、軸方向に延びる部位である。径方向内側に開口しているため、磁極が形成される突出部１２１、１３１の間における、径方向内側での磁束の漏れを抑えることができる。そのため、回転電機１の特性の低下を抑えることができる。
【００４６】
第１実施形態によれば、第３回転子コア１４は、電磁鋼板を板厚方向に積層した積層体からなる部材である。そのため、渦電流損を抑えることができる。
【００４７】
第１実施形態によれば、連結部１４３は、軸方向突出部１２１ｂ、１３１ｂの内周面に接触して内周面を保持するように設けられている。そのため、回転に伴う軸方向突出部１２１ｂ、１３１ｂの変形をより確実に抑えることができる。
【００４８】
（第２実施形態）
次に、第２実施形態の回転電機について説明する。第２実施形態の回転電機は、第１実施形態の回転電機が溝部に何も設けられていないのに対して、溝部に永久磁石を設けるようにしたものである。
【００４９】
第２実施形態の回転電機は、永久磁石を除いて第１実施形態の回転電機と同一構成である。そのため、永久磁石以外は、必要がある場合を除いて説明を省略する。まず、図１４を参照して第２実施形態の回転電機の構成について説明する。
【００５０】
図１４に示すように、回転電機２は、第１回転子コア２２と、第２回転子コア２３と、第３回転子コア２４と、永久磁石２７とを備えている。
【００５１】
第１回転子コア２２、第２回転子コア２３及び第３回転子コア２４は、第１実施形態の第１回転子コア１２、第２回転子コア１３及び第３回転子コア１４と同一のものであり、同様に構成されている。
【００５２】
永久磁石２７は、磁束を発生する矩形板状の部材である。永久磁石２７は、板厚方向に背向する面に、Ｎ極とＳ極が形成されている。永久磁石２７は、周方向に同一磁極が対向するようにして第３回転子コア２４の溝部２４２に挿入され固定されている。
【００５３】
永久磁石２７によって固定子コアに供給される磁束が第１実施形態の回転電機１とは異なるが、それ以外は、動作も含め第１実施形態の回転電機と同一である。そのため、第２実施形態の回転電機の動作についての説明は省略する。次に、第２実施形態の回転電機の効果について説明する。
【００５４】
第２実施形態によれば、第１実施形態と同一構成を有することにより、その同一構成に対応した第１実施形態と同様の効果を得ることができる。
【００５５】
第２実施形態によれば、回転電機２は、溝部２４２に永久磁石２７を有している。そのため、第１実施形態のように、溝部に永久磁石を有していない場合に比べ、回転電機２の特性を向上させることができる。
【００５６】
（第３実施形態）
次に、第３実施形態の回転電機について説明する。第３実施形態の回転電機は、第１実施形態の回転電機が２種類の電磁鋼板によって第３回転子コアを構成しているのに対して、１種類の電磁鋼板によって第３回転子コアを構成するようにしたものである。
【００５７】
第３実施形態の回転電機は、第３回転子コアを除いて第１実施形態の回転電機と同一構成である。そのため、第３回転子コア以外は、必要がある場合を除いて説明を省略する。まず、図１５〜図１７を参照して第３実施形態の回転電機の構成について説明する。
【００５８】
図１５に示す第３回転子コア３４は、図１６及び図１７に示す電磁鋼板３４Ａ、３４Ｂを板厚方向に積層した積層体によって構成されている。電磁鋼板３４Ａ、３４Ｂは、外周面保持部３４０と、側面保持部３４１と、溝部３４２と、連結部３４３とを備えている。
【００５９】
図１６に示すように、電磁鋼板３４Ａは、連結部３４３が周方向に１つ置きに設けられている。図１７に示すように、電磁鋼板３４Ｂは、連結部３４３が電磁鋼板３４Ａの連結部３４３と周方向に交互になるように、周方向に１つ置きに設けられている。電磁鋼板３４Ｂは、電磁鋼板３４Ａと同一形状のものであり、連結部３４３が電磁鋼板３４Ａの連結部３４３と周方向に交互になるように、周方向に位置をずらしたものである。
【００６０】
図１５に示す第３回転子コア３４の領域Ｆ１は、電磁鋼板３４Ａを板厚方向に積層して構成されている。領域Ｆ２は、電磁鋼板３４Ｂと電磁鋼板３４Ａを、この順番で板厚方向に交互に積層して構成されている。領域Ｆ３は、電磁鋼板３４Ｂを板厚方向に積層して構成されている。つまり、第３回転子コア３４は、実質的に同一形状の１種類の電磁鋼板を第１回転子コアの径方向突出部及び軸方向突出部、並びに、第２回転子コアの径方向突出部及び軸方向突出部に応じて周方向に位置をずらし、板厚方向に積層して構成されている。その結果、軸方向突出部３２１ｂ、３３１ｂの径方向内側において、連結部３４３が軸方向に連続して設けられている部分と、軸方向に電磁鋼板１枚置きに設けられている部分とが形成される。
【００６１】
第３実施形態の回転電機の動作は、第１実施形態の回転電機同一であるため説明を省略する。次に、第３実施形態の回転電機の効果について説明する。
【００６２】
第３実施形態によれば、第１実施形態と同一構成を有することにより、その同一構成に対応した第１実施形態と同様の効果を得ることができる。
【００６３】
第３実施形態によれば、第３回転子コア３４は、外周面保持部３４０と、側面保持部３４１と、周方向に隣接して設けられることがないように形成された連結部３４３とを有する実質的に同一形状の１種類の電磁鋼板を、第１回転子コアの径方向突出部及び軸方向突出部、並びに、第２回転子コアの径方向突出部及び軸方向突出部に応じて周方向に位置をずらし板厚方向に積層して構成されている。そのため、径方向寸法を大きくすることなく、遠心力に対する第３回転子コア３４の強度を向上させることができる。しかも、コストを抑え第３回転子コア３４を製造することができる。
【００６４】
第３実施形態によれば、電磁鋼板３４Ａ、３４Ｂは、実質的に同一形状であり、連結部３４３は、周方向に１つ置きに設けられている。そのため、１つ置きに設けられていない場合に比べ、軸方向突出部の径方向内側において、軸方向により多くの連結部を設けることができる。従って、１種類の電磁鋼板によって第３回転子コア３４を構成する場合において、遠心力に対する第３回転子コア３４の強度をより向上させることができる。
【００６５】
なお、第３実施形態では、電磁鋼板３４Ａ、３４Ｂの連結部３４３が周方向に１つ置きに設けられている例を挙げているが、これに限られるものではない。連結部は、周方向に隣接して設けられることがないように形成されていればよい。この場合、周方向への位置のずらし方を調整することによって、軸方向突出部の径方向内側において、軸方向の少なくともいずれかに連結部を設けることができる。
【００６６】
第３実施形態では、軸方向突出部３２１ｂ、３３１ｂの径方向内側において、連結部３４３が軸方向に連続して設けられている部分と、軸方向に電磁鋼板１枚置きに設けられている部分とを有する例を挙げているが、これに限られるものではない。連結部３４３は、軸方向突出部３２１ｂ、３３１ｂの径方向内側において、軸方向の少なくともいずれに設けられていればよい。
【００６７】
（第４実施形態）
次に、第４実施形態の回転電機について説明する。第４実施形態の回転電機は、第１実施形態の回転電機が第１回転子コアと第２回転子コアの間に界磁巻線を設けているのに対して、第１回転子コアの底部及び第２回転子コアの底部に対向して界磁巻線を設けるようにしたものである。
【００６８】
まず、図１８〜図２５を参照して第４実施形態の回転電機の構成について説明する。
【００６９】
図１８に示すように、回転電機４は、固定子コア４０と、固定子巻線４１と、第１回転子コア４２と、第２回転子コア４３と、第３回転子コア４４と、界磁巻線４５０、４５１と、ヨーク４５２、４５３と、シャフト４６とを備えている。
【００７０】
図１９に示す固定子コア４０及び固定子巻線４１は、第１実施形態の固定子コア１０及び固定子巻線１１と同一構成である。第１実施形態と界磁巻線の構成が異なるため、固定子コア１０及び固定子巻線１１に比べ軸方向寸法が小さくなっている。
【００７１】
図２０及び図２１に示す第１回転子コア４２及び第２回転子コア４３は、第１実施形態の第１回転子コア１２及び第２回転子コア１３と同一構成である。第１実施形態と界磁巻線の構成が異なるため、底部４２０、４３０の断面形状が異なっている。また、軸方向突出部１２１ｂ、１３１ｂに比べ、軸方向突出部４２１ｂ、４３１ｂの軸方向寸法が小さくなっている。
【００７２】
図２２に示す第３回転子コア４４は、第１実施形態の第３回転子コア１４と同一構成である。第１実施形態と界磁巻線の構成が異なるため、第３回転子コア１４に比べ、軸方向の寸法が小さくなっている。
【００７３】
図２３及び図２４に示す界磁巻線４５０、４５１は、電流が流れることで第１回転子コア１２及び第２回転子コア１３に磁極を形成するための同一方向の磁束を発生する円環状の部材である。
【００７４】
ヨーク４５２、４５３は、磁路の一部を構成するとともに、界磁巻線４５０、４５１を保持する磁性材からなる有底円筒状の部材である。具体的には、鉄によって一体的に構成される部材である。ヨーク４５２、４５３は、底部４５２ａ、４５３ａと、外壁部４５２ｂ、４５３ｂとを備えている。
【００７５】
図２２に示す底部４５２ａは、界磁巻線４５０を保持し、シャフト４６が接触することなく挿通する円板状の部位である。底部４５２ａは、シャフト４６が接触することなく挿通する、軸方向に貫通する孔部４５２ｃを備えている。
【００７６】
外壁部４５２ｂは、底部４５２ａの軸方向端面の外周部に設けられる円環状の部位である。
【００７７】
図２４に示す底部４５３ａは、界磁巻線４５１を保持し、シャフト４６が接触することなく挿通する円板状の部位である。底部４５３ａは、シャフト４６が接触することなく挿通する、軸方向に貫通する孔部４５３ｃを備えている。
【００７８】
外壁部４５３ｂは、底部４５３ａの軸方向端面の外周部に設けられる円環状の部位である。
【００７９】
図２５に示すように、第１回転子コア４２は、第３回転子コア４４の一端側から、突出部４２１の外周面が外周面保持部４４０に接触するとともに、突出部４２１の側面が側面保持部４４１に接触するように第３回転子コア４４に組付けられる。第２回転子コア４３は、突出部４３１が突出部４２１と周方向に交互になるようにした状態で、第３回転子コア４４の他端側から、突出部４３１の外周面が外周面保持部４４０に接触するとともに、突出部４３１の側面が側面保持部４４１に接触するように第３回転子コア４４に組付けられる。界磁巻線４５０の保持されたヨーク４５２は、第３回転子コア４４の一端側から、第１回転子コア４２の組付けられた第３回転子コア４４の一端面及び固定子コア４０の一端面を覆うように固定子コア４０に組付けられる。界磁巻線４５１の保持されたヨーク４５３は、第３回転子コア４４の他端側から、第２回転子コア４３の組付けられた第３回転子コア４４の他端面及び固定子コア４０の他端面を覆うように固定子コア４０に組付けられる。そして、ヨーク４５２、４５３の孔部４５２ｃ、４５３ｃに接触することなく、第１回転子コア４２の孔部４２０ｂ及び第２回転子コア４３の孔部４３０ｂにシャフト４６が固定される。
【００８０】
図１８に示すように、第３回転子コア４４に組付けられシャフト４６に固定された第１回転子コア４２及び第２回転子コア４３は、第３回転子コア４４の外周面を、間隔をあけて固定子コア４０の内周面と対向させた状態で回転可能に設けられている。
【００８１】
次に、図１８を参照して第４実施形態の回転電機の動作について説明する。
【００８２】
図１８において、界磁巻線４５０、４５１に直流電流が供給されると、第１回転子コア４２と第２回転子コア４３の突出部に、それぞれ異なる極性の磁極が形成される。突出部に形成された磁極の発生する磁束は、第３回転子コア４４を介して固定子コア４０に流れる。この状態で固定子巻線４１に交流電流が供給されると、突出部に形成された磁極の発生する磁束と固定子巻線４１に流れる電流が鎖交し、第３回転子コア４４に組付けられた第１回転子コア４２及び第２回転子コア４３に、トルクが発生する。
【００８３】
次に、第４実施形態の回転電機の効果について説明する。
【００８４】
第４実施形態によれば、第１実施形態と同一構成を有することにより、その同一構成に対応した第１実施形態と同様の効果を得ることができる。
【００８５】
第４実施形態によれば、第１実施形態のようにスリップリング等を介して界磁巻線に直流電流を供給する必要がない。そのため、回転電機の構成を簡素化することができる。
【００８６】
なお、第１〜第４実施形態では、第１回転子コア及び第２回転子コアが６つの突出部を有する例を挙げているが、これに限られるものではない。第１回転子コア及び第２回転子コアは、複数の突出部を有していればよい。
【００８７】
第１〜第４実施形態では、回転電機が電力を供給されることでトルクを発生する機器である例を挙げているが、これに限られるものではない。回転電機は、駆動力を供給されることで電力を発生する機器であってもよい。同様の構成を適用することができ、同様の効果を得ることができる。
【００８８】
第１〜第４実施形態では、第３固定子コアが円環状の電磁鋼板を板厚方向に積層して構成されている例を挙げているが、これに限られるものではない。第３固定子コアは、帯状の電磁鋼板を螺旋状に巻きながら板厚方向に積層して構成されていてもよい。
【符号の説明】
【００８９】
１・・・回転電機、１０・・・固定子コア、１２・・・第１回転子コア、１２１・・・突出部、１２１ａ・・・径方向突出部、１２１ｂ・・・軸方向突出部、１３・・・第２回転子コア、１３１・・・突出部、１３１ａ・・・径方向突出部、１３１ｂ・・・軸方向突出部、１４・・・第３回転子コア、１４０・・・外周面保持部、１４１・・・側面保持部、１４３・・・連結部、１５・・・界磁巻線
【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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