(57)【要約】【課題】ロータ回転軸方向における強度を向上させると共に部品点数を削減することができる回転電機のロータ及びその製造方法を提供する。【解決手段】ステータとの間にギャップａを有して配置された回転電機のロータにおいて、電磁鋼板１５ａを渦巻き状に巻回した渦巻き鋼板１５と、ギャップａ側に開口し渦巻き鋼板１５と渦巻き鋼板１５に重ねて配置された磁石１３を格納する凹部状空間ｂ、凹部状空間ｂに連通し電磁鋼板１５ａを通す孔１９、及び磁石１３の凹部状空間ｂからの抜け落ちを防止する外周壁１６ｂを備えたベースプレート１６とを有する。孔１９は、外周壁１６ａ平面形状が、電磁鋼板１５ａを巻回するカラー１４の内側半径と鋼板厚みの加算値に基づく線分と、外周壁１６ａ内径からの鋼板厚み除算値に基づく線分とから決定され、ロータ回転軸方向はバックヨーク厚み分を確保する長さを有する。【選択図】図１
2009131087.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ステータとの間にギャップを有して配置された回転電機のロータにおいて、
電磁鋼板を渦巻き状に巻回した渦巻き鋼板と、
前記ギャップ側に開口し前記渦巻き鋼板と前記渦巻き鋼板に重ねて配置された磁石を格納する凹部、前記凹部に連通し前記電磁鋼板を通す開口部、及び前記磁石の前記凹部からの抜け落ちを防止する抜け落ち防止部を備えたベースプレートと
を有することを特徴とする回転電機のロータ。
【請求項２】
前記開口部は、
前記ベースプレートの外周壁における平面形状が、前記電磁鋼板を巻回する補強部材の内側半径に鋼板厚みを加算した値に基づく線分と、ベースプレートの外周壁内径から鋼板厚みを除算した値に基づく線分とから決定され、ロータ回転軸方向はバックヨーク厚み分を確保する長さを有することを特徴とする請求項１に記載の回転電機のロータ。
【請求項３】
前記電磁鋼板は、
前記渦巻き鋼板の外周と前記ステータのスロットの間に形成されるブリッジ部を有することを特徴とする請求項１に記載の回転電機のロータ。
【請求項４】
前記抜け落ち防止部は、
前記ベースプレートに配置された磁石の外周側に位置する、前記磁石を前記凹部の開口側から覆う係止部と、前記磁石の内周側に配置された、前記磁石を前記凹部の開口側から覆う保持部材から構成されることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の回転電機のロータ。
【請求項５】
前記電磁鋼板は、前記補強部材の外表面側に開口する係止部に係止保持されることを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の回転電機のロータ。
【請求項６】
請求項１から５のいずれか一項に記載の回転電機のロータを製造する際に、
前記ベースプレートに、前記電磁鋼板を巻き取る補強部材或いは巻き取り用治具を装着する処理と、
前記補強部材或いは前記巻き取り用治具に、前記ベースプレートの開口部から挿入した前記電磁鋼板を取り付け固定する処理と、
前記電磁鋼板を固定した前記補強部材或いは前記巻き取り用治具を電磁鋼板巻き取り方向に回転させることにより、前記電磁鋼板を巻回し、前記渦巻き鋼板を形成する処理と
を有することを特徴とする回転電機のロータの製造方法。
【請求項７】
前記電磁鋼板の巻回時、前記ベースプレートの内径より大きい外径を有するガイドローラにより、前記補強部材或いは前記巻き取り用治具へと前記電磁鋼板を送り出すことを特徴とする請求項６に記載の回転電機のロータの製造方法。
【請求項８】
前記電磁鋼板を前記補強部材に巻き取る際、巻き取り量に応じて、前記ベースプレートを電磁鋼板巻き取り方向へ回転させ、且つ、前記ガイドローラを移動させ、巻き取られる前記電磁鋼板を、常時、接線方向に位置させることを特徴とする請求項６に記載の回転電機のロータの製造方法。
【請求項９】
前記電磁鋼板を前記補強部材に巻き取る際、巻き取り量に応じて、前記ガイドローラを移動させ、巻き取られる前記電磁鋼板を、常時、接線方向に位置させることを特徴とする請求項６に記載の回転電機のロータの製造方法。
【請求項１０】
前記磁石を前記凹部に配置する際、前記磁石の外周側を、前記凹部の内径より縮径された前記ベースプレートの外周壁上端部の下面側に位置させ、前記外周壁上端部によって開口側から覆った後、前記磁石の内周側を、前記ベースプレートに保持部材を取り付け固定して前記保持部材によって開口側から覆うことにより、前記磁石の抜け落ちを防止することを特徴とする請求項６から９のいずれか一項に記載の回転電機のロータの製造方法。
【請求項１１】
前記磁石を変形自在なボンド磁石とし、
前記磁石を前記凹部に配置する際、前記凹部の内径より縮径された前記ベースプレートの外周壁上端部と、前記ベースプレートに取り付け固定された磁石保持機能を備えた補強部材によって形成された空間に、前記ボンド磁石を押し込むことにより、前記磁石の抜け落ちを防止することを特徴とする請求項６から９のいずれか一項に記載の回転電機のロータの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、回転電機のロータ及びその製造方法に関し、特に、ロータとステータがロータ回転軸方向に対向配置されたアキシャルギャップ型の回転電機のロータ及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ロータとステータがロータ回転軸方向に対向配置され、ロータが電磁鋼板を渦巻き状に巻回して形成されたアキシャルギャップ型の回転電機が知られている。このような構成のロータとして、例えば、「電動機用鉄心の製造方法」（特許文献１参照）がある。
「電動機用鉄心の製造方法」におけるロータは、巻回した電磁鋼板の外周にリング部材を嵌めて、回転による遠心力に対する補強を行った後、接着剤を用いてベースプレートに固定することにより、ロータ回転軸方向における強度を確保していた。
【特許文献１】特開平２−１７９２４７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、上記従来のロータ構造の場合、接着剤を用いてベースプレートに固定していたが、接着剤を構成する樹脂材料のロータ回転軸方向における強度が十分でなく、面振動により接着剤の層が剥離してしまう虞があった。また、巻回した電磁鋼板と別部材であるベースプレートを必要とするため、部品点数も多かった。
この発明の目的は、ロータ回転軸方向における強度を向上させると共に部品点数を削減することができる回転電機のロータ及びその製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
上記目的を達成するため、この発明に係る回転電機のロータは、ステータとの間にギャップを有して配置された回転電機のロータにおいて、電磁鋼板を渦巻き状に巻回した渦巻き鋼板と、前記ギャップ側に開口し前記渦巻き鋼板と前記渦巻き鋼板に重ねて配置された磁石を格納する凹部、前記凹部に連通し前記電磁鋼板を通す開口部、及び前記磁石の前記凹部からの抜け落ちを防止する抜け落ち防止部を備えたベースプレートとを有することを特徴としている。
【０００５】
また、この発明に係る回転電機のロータの製造方法は、この発明に係る回転電機のロータを製造する際に、前記ベースプレートに、前記電磁鋼板を巻き取る補強部材或いは巻き取り用治具を装着する処理と、前記補強部材或いは前記巻き取り用治具に、前記ベースプレートの開口部から挿入した前記電磁鋼板を取り付け固定する処理と、前記電磁鋼板を固定した前記補強部材或いは前記巻き取り用治具を電磁鋼板巻き取り方向に回転させることにより、前記電磁鋼板を巻回し、前記渦巻き鋼板を形成する処理とを有することを特徴としている。
【発明の効果】
【０００６】
この発明によれば、ステータとの間にギャップを有して配置された回転電機のロータは、電磁鋼板を渦巻き状に巻回した渦巻き鋼板と、ギャップ側に開口し、渦巻き鋼板を渦巻き鋼板に重ねて配置された磁石と共に格納する凹部、凹部に連通して電磁鋼板を通す開口部、及び磁石の凹部からの抜け落ちを防止する抜け落ち防止部を備えたベースプレートを有している。これにより、ロータ回転軸方向における強度を向上させると共に部品点数を削減することができる。
また、この発明に係る回転電機のロータの製造方法により、上記回転電機のロータを実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
以下、この発明を実施するための最良の形態について図面を参照して説明する。
図１は、この発明の一実施の形態に係る回転電機のロータの断面説明図である。図１に示すように、回転電機のロータ１０は、ロータ回転軸１１の軸線方向に、ステータ１２に対し空隙（ギャップ）ａを有して対向配置されており、ステータ対向面、即ち、ギャップａ側面に表面を露出させて埋設された複数（１個のみ図示）の磁石（永久磁石）１３を有している。
【０００８】
このロータ１０は、カラー（補強部材）１４に電磁鋼板１５ａを渦巻き状に巻回して形成した渦巻き鋼板１５を、磁石１３の裏面側に位置するように、厚肉円盤状のベースプレート１６の内部に装着して形成されている。渦巻き鋼板１５は、磁石１３と共にカラー１４を保持固定する保持部材１７を、例えばボルト１８止めによりベースプレート１６に取り付け固定することにより、ベースプレート１６に組み込まれている。
【０００９】
図２は、図１のベースプレートの外観形状を示す斜視図である。図２に示すように、ベースプレート１６は、ギャップａ（図１参照）側の平面中央に、ロータ回転軸１１を貫通させる貫通孔が開けられた中央段部１６ａを有し、中央段部１６ａと外周壁１６ｂの間に、ベースプレート１６の厚みのギャップａ側略半分を占める、磁石１３、カラー１４、渦巻き鋼板１５、及び保持部材１７を組み込むための凹部状空間（凹部）ｂを有している。ベースプレート１６の外周壁１６ｂは、上部内周面が、上面（ギャップａ側）に向かって縮径する傾斜面からなり、凹部状空間ｂは開口部が空間内部より縮径されている（図１，２参照）。この外周壁１６ｂには、凹部状空間ｂに連通する矩形状開口からなる孔（開口部）１９が一箇所開けられている。
【００１０】
次に、電磁鋼板１５ａをカラー１４に巻回して渦巻き鋼板１５を形成する方法について説明する。
図３は、図１の電磁鋼板の巻き始めの説明図である。図４は、図１のベースプレートに開けられた孔の形状の説明図である。図５は、図１の電磁鋼板のカラーへの取り付け状態を示す説明図である。図６は、図１の電磁鋼板の巻き終わりの説明図である。
【００１１】
図３に示すように、先ず、ベースプレート１６にカラー１４を装着する。カラー１４は、中央段部１６ａの外側に凹部状空間ｂの底部に接触した状態で配置される（図１参照）。次に、カラー１４に、外周壁１６ｂに開けられた孔１９を通してベースプレート１６内に引き込んだ電磁鋼板１５ａの先端部を取り付ける。電磁鋼板１５ａは、電磁鋼板１５ａを供給しカラー１４に巻き取るための鋼板巻き取り機（図示しない）のガイド孔２０に案内されるガイドローラ２１を介して、孔１９へと導かれる。孔１９へと導かれた電磁鋼板１５ａは、外周半径Ｒｉｃのカラー１４の外周面に沿って配置される。なお、ガイドローラ２１は、ベースプレート１６の内径（外周壁１６ｂ内側径）Ｒｏより大きい外径を有している。
【００１２】
図４に示すように、外周壁１６ｂに開けられた孔１９は、外周壁１６ｂの平面形状において、ベースプレート１６の平面中心Ｏを通り直交する２本の線ｘ，ｙの一方の線ｙに、カラー１４の外周半径Ｒｉｃに鋼板厚みｔｒ分加えた長さ分離間して平行な線ｙ１による切断面と、平面中心Ｏから、外周壁１６ｂ内周面と線ｙ１の交点を通る線ｚに、線ｙ１との交点から平面中心Ｏ側に電磁鋼板１５ａの厚さｔｒ分離間した位置で直交する線ｚ１による切断面と、から形成されている。また、孔１９のロータ回転軸方向は、バックヨークの厚み分を含む長さを有している。
【００１３】
つまり、孔１９は、ベースプレート１６の外周壁１６ｂにおける平面形状が、カラー１４の内側半径Ｒｉｃに鋼板厚みｔｒを加算した値（Ｒｉｃ＋ｔｒ）に基づく線分と、ベースプレート１６の外周壁１６ｂ内径から鋼板厚みｔｒを除算した値に基づく線分とから決定され、ロータ回転軸方向はバックヨーク厚み分を確保する長さを有している。
これにより、電磁鋼板巻き取り時に電磁鋼板１５ａのベースプレート１６への接触がなくなるため、接触による不具合が発生せず、電磁鋼板１５ａの品質を保つことができる。
【００１４】
図５に示すように、電磁鋼板１５ａのカラー１４への取り付けは、カラー１４の外周面下部に開口する縦溝状のスリット（係止部）１４ａに、スリット１４ａに挿入できる凸部を下端に形成した電磁鋼板１５ａの先端（下端）部を挿入係止することにより行われる。これにより、電磁鋼板１５ａは、先端部がカラー１４に係止保持される。この結果、電磁鋼板１５ａがカラー１４のベースプレート１６側に固定され、カラー１４は後に保持部材１７で固定されるため、電磁鋼板１５ａのロータ回転軸１１方向への抜けを防止することができる。
電磁鋼板１５ａの先端部がカラー１４に係止保持された状態で、電磁鋼板１５ａは、ガイドローラ２１を介し孔１９を通って、カラー１４外表面の接線方向に位置する（図３参照）。
【００１５】
次に、電磁鋼板１５ａの先端部がカラー１４に係止固定された状態で、鋼板巻き取り機によりカラー１４を回転させて（図３、矢印参照）、電磁鋼板１５ａをカラー１４に巻き取る。このとき、電磁鋼板１５ａのカラー１４への巻き取り量が増えるに従い、即ち、電磁鋼板１５ａのカラー１４への巻き取り位置のベースプレート１６平面中心Ｏからの距離である、巻き取り途中の渦巻き鋼板半径に応じて、ベースプレート１６をカラー１４の回転方向に回転させる（図３矢印参照）。
【００１６】
その後、電磁鋼板１５ａのカラー１４への巻き取りが進み、図６に示すように、電磁鋼板１５ａが、ベースプレート１６の内面に接するように凹部状空間ｂ（図３参照）に隙間無く巻回されて、電磁鋼板１５ａのカラー１４への巻き取りが終了する。この時点で、ベースプレート１６は、巻き始め位置から角度θ（図３参照）分、カラー１４回転方向に回転しており、孔１９は、ベースプレート１６の平面中心Ｏを通り直交する２本の線ｘ，ｙの他方の線ｘ（図４参照）上に位置することになる。そして、ガイドローラ２１も、電磁鋼板１５ａが、常時、巻き取り位置の略接線方向に位置するように、ベースプレート１６の回転移動に合わせて移動する（図３矢印参照）。
【００１７】
このように、電磁鋼板１５ａをカラー１４に巻き取る際、巻き取り量に応じて、ベースプレート１６を電磁鋼板巻き取り方向へ回転させ、且つ、ガイドローラ２１を移動させ、巻き取られる電磁鋼板１５ａを、常時、接線方向に位置させる。これにより、ガイドローラ２１を介して電磁鋼板１５ａの巻き取り角度を一定に保つことができるため、巻き取りの際に電磁鋼板１５ａにかかるテンションを一定に保つことができ、渦巻き鋼板１５における積層厚さを均一にすることができる。
図７は、電磁鋼板の他の巻き取り方法による、図３と同様の説明図である。図８は、電磁鋼板の他の巻き取り方法による、図６と同様の説明図である。図７及び図８に示すように、カラー１４に電磁鋼板１５ａを巻き取る場合、ベースプレート１６を固定しておき、カラー１４のみ回転させても良い。
【００１８】
つまり、鋼板巻き取り機（図示しない）によりカラー１４を回転させて（図７，８矢印参照）、電磁鋼板１５ａをカラー１４に巻き取る際に、電磁鋼板１５ａのカラー１４への巻き取り量が増えるに従い、即ち、巻き取り途中の渦巻き鋼板１５半径に応じて、電磁鋼板１５ａが、常時、巻き取り位置の略接線方向に位置するように、ガイド孔２０に案内されるガイドローラ２１を移動させる（図７，８参照）。
このように、この巻き取り方法では、ベースプレート１６をカラー１４の回転方向に回転させるのではなく、ベースプレート１６を固定してガイドローラ２１を移動させることにより、電磁鋼板１５ａを、常時、巻き取り位置の略接線方向に位置させている。
【００１９】
次に、ベースプレート１６に開けた孔１９について説明する。
ロータコア（渦巻き鋼板１５）の外周とスロット（図示しない）の間に形成されるブリッジ部を別体構造とする場合、上述したように、窓形状の孔１９で良い（図２参照）。これに対し、ブリッジ部を渦巻き鋼板１５と一体構造とする場合、ブリッジ部に対応するためにベースプレート１６のギャップａ側面まで開口する必要がある。つまり、ブリッジ部一体構造の場合、窓形状の孔１９をギャップａ側に開放するように、ベースプレート１６を切り欠いて溝（開口部）にする（図１３参照）。
【００２０】
次に、渦巻き鋼板１５を装着したベースプレート１６に、磁石１３を取り付ける。
図９は、ベースプレートへ磁石を固定する方法（その１）の断面説明図である。図９に示すように、カラー１４に電磁鋼板１５ａを巻回して渦巻き鋼板１５が形成されたベースプレート１６には、渦巻き鋼板１５及びカラー１４の上方（即ち、ギャップａ側）に、中央段部１６ａと外周壁１６ｂにより囲まれてステータ対向面が開口する空間ｃが形成されることになる。この空間ｃに磁石１３を組み込む。
【００２１】
磁石１３は、ベースプレート１６に配置された状態で上面側（ギャップａ側）が下面側よりも縮径された形状、即ち、ロータ回転軸１１の軸線方向に沿う断面が台形状となるように形成されている。この磁石１３を、ステータ対向面側から、先ず、下端が外周壁１６ｂ下部（即ち、渦巻き鋼板１５の上面）に接するように、空間ｃに入り込ませ、その後、磁石１３を渦巻き鋼板１５に載置した状態にする。このとき、磁石１３は、外周壁１６ｂ側が外周壁１６ｂの内側傾斜面に略密着すると共に、中央段部１６ａ側が渦巻き鋼板１５とカラー１４の略境界部分に位置することになるため、磁石１３と中央段部１６ａの間には、磁石１３の傾斜面と中央段部１６ａの縦壁面に挟まれた空間が形成される。
【００２２】
次に、磁石１３と中央段部１６ａにより形成された空間に、保持部材１７を挿入配置する。保持部材１７は、ロータ回転軸１１の軸線方向に沿う断面が、中央段部１６ａ側が中央段部１６ａの縦壁面に略密着し、磁石１３側が磁石１３の中央段部１６ａ側傾斜面に略密着する台形状となるように形成されている（図１参照）。磁石１３と中央段部１６ａにより形成された空間に配置された保持部材１７は、磁石１３の外周傾斜面を覆った状態で、例えば、ボルト１８止めにより、ベースプレート１６に取り付け固定される（図１参照）。
【００２３】
このように、渦巻き鋼板１５が組み込まれたベースプレート１６の、渦巻き鋼板１５及びカラー１４の上方（ギャップａ側）に形成された空間ｃに、磁石１３を嵌め込み、その後、磁石１３と中央段部１６ａの空間に挿入配置した保持部材１７を、ベースプレート１６に固定する。これにより、磁石１３は、外周壁１６ｂ側が外周壁１６ｂの内側傾斜面に、保持部材１７側が保持部材１７の磁石１３側傾斜面に、それぞれ略密着することになり、磁石１３は、外周壁１６ｂと保持部材１７によって、ベースプレート１６の空間ｃ上方（ギャップａ側）への移動が規制され、空間ｃからの抜け落ちが防止される。
【００２４】
つまり、磁石１３の外周部に上方から密着して磁石１３の空間ｃ上方（ギャップａ側）への移動を規制する、内側傾斜面を有する外周壁１６ｂと保持部材１７は、磁石１３の抜け落ちを防止する抜け落ち防止部として機能する。
図１０は、ベースプレートへ磁石を固定する方法（その２）を示し、（ａ）は渦巻き鋼板装着後の断面説明図、（ｂ）は磁石装着後の断面説明図である。図１０に示すように、ここでは、カラー１４に代えて磁石保持機能を備え保持部材として機能するカラー２２を、磁石１３に代えてボンド磁石２３を、それぞれ用いており、カラー２２を係止固定するベースプレート２４により、別部材（例えば、保持部材１７）を用いることなく、ボンド磁石２３を係止固定することができる。
【００２５】
カラー２２は、磁石１３の外周傾斜面に対応する傾斜面２２ａと共に、ベースプレート２４に形成された係止突起部２５に係止する係止段部２２ｂを有している。つまり、カラー２２は、カラー１４の上面側（ギャップａ側）に、傾斜面２２ａを突設した形状を有している。その他の形状及び作用はカラー１４と同様である。
ボンド磁石２３は、フェライト磁石等の磁石を砕きゴムや合成樹脂等に練り込んで、磁石１３と略同一形状に形成されており、全体が容易に変形する柔軟性を備えている。その他の形状及び作用は磁石１３と同様である。
【００２６】
ベースプレート２４は、中央段部２４ａの上面側（ギャップａ側）に、カラー２２下部を覆って外周壁１６ｂ側へ略水平に突出する係止突起部２５を有している。この係止突起部２５の下面側に、カラー２２の係止段部２２ｂが接触係止する。その他の形状及び作用はベースプレート１６と同様である。
図１０に示すように、カラー２２に電磁鋼板１５ａを巻回して渦巻き鋼板１５が形成されたベースプレート２４には、渦巻き鋼板１５の上方（ギャップａ側）に、カラー２２の傾斜面２２ａと外周壁１６ｂの内側傾斜面により囲まれてギャップａ側が開口する空間ｄが形成されることになる（（ａ）参照）。このとき、カラー２２は、係止突起部２５により上方（ギャップａ側）移動が規制され、ベースプレート２４に係止固定された状態になる。
【００２７】
この空間ｄにボンド磁石２３を組み込む。空間ｄは、空間開口部が、内奥部、即ち、渦巻き鋼板１５上面側に比べて縮径されているが、ボンド磁石２３は容易に変形するので、ステータ対向面側から空間ｄ内へ押し込むようにして、ボンド磁石２３を渦巻き鋼板１５に載置した状態にする。このとき、磁石１３は、外周壁１６ｂ側が外周壁１６ｂの内側傾斜面に略密着すると共に、中央段部１６ａ側がカラー２２の傾斜面２２ａに略密着する（（ｂ）参照）。これにより、ボンド磁石２３は、ベースプレート１６に取り付け固定される（（ｂ）参照）。
【００２８】
上述したように、この発明に係る回転電機のロータ１０は、ステータとの間にギャップａを有して配置された回転電機のロータにおいて、電磁鋼板１５ａを渦巻き状に巻回した渦巻き鋼板１５と、ギャップａ側に開口し渦巻き鋼板１５と渦巻き鋼板１５に重ねて配置された磁石１３を格納する凹部状空間ｂ、凹部状空間ｂに連通し電磁鋼板１５ａを通す孔１９、及び磁石１３の凹部状空間ｂからの抜け落ちを防止する外周壁１６ｂを備えたベースプレート１６とを有している。
【００２９】
上記構成を有することにより、ベースプレート１６の電磁鋼板挿入用の孔１９から電磁鋼板１５ａを通し、凹部状空間ｂの内径部で電磁鋼板１５ａをロータ回転軸１１方向に固定して、ベースプレート１６に対する相対回転により電磁鋼板１５ａを渦巻状に巻回することで、ベースプレート１６と電磁鋼板１５ａを一体で作製することができ、ロータ１０の強度向上と共に部品点数を削減することができる。
【００３０】
次に、この発明に係る回転電機のロータの製造方法について説明する。
図１１は、図１のロータのブリッジ別体構造における製造方法（その１）を示し、（ａ）はベースプレートの斜視図、（ｂ）は図１と同様の断面説明図である。図中、ベースプレート外周壁１６ｂの凹部状空間ｂ開口部（ギャップａ側）内径をＲｏ１、ベースプレート外周壁１６ｂの基部（渦巻き鋼板１５収納部）内径をＲｏ２とする。
図１１に示すように、ブリッジ部別体構造のロータ１０を製造する場合、先ず、ベースプレート１６に設けた孔１９（（ａ）参照）を通した電磁鋼板１５ａを、カラー１４に取り付ける。次に、カラー１４を、電磁鋼板巻き取り方向に回転させ、電磁鋼板１５ａを、渦巻き鋼板１５の外径、即ち、内径Ｒｏ２まで巻き取って行く。渦巻き鋼板１５の巻き取り終了により、ベースプレート１６内に渦巻き鋼板１５が形成される（（ｂ）参照）。
【００３１】
次に、渦巻き鋼板１５の上方（即ち、ギャップａ側）に磁石１３を挿入し載置する。磁石１３載置後、磁石１３の中央段部１６ａ側の外周傾斜面を覆うように保持部材１７を配置し、配置した保持部材１７をボルト１８でベースプレート１６に固定する（（ｂ）参照）。
なお、ここで説明するロータの製造方法においては、電磁鋼板１５ａをカラー１４に巻き付けて渦巻き鋼板１５を形成するが、カラー１４に代えて、巻き取り用治具（図示しない）を用いても良い。電磁鋼板１５ａを巻き取った後、カラー１４はそのままベースプレート１６に組み込まれるが、巻き取り用治具は抜き取る。
【００３２】
図１２は、図１のロータのブリッジ別体構造における製造方法（その２）を示し、（ａ）はベースプレートの斜視図、（ｂ）は図１と同様の断面説明図である。図中、ベースプレート外周壁２４ｂの凹部状空間ｂ開口部（ギャップａ側）内径をＲｏ１、ベースプレート外周壁２４ｂの基部（渦巻き鋼板１５収納部）内径をＲｏ２とする。
図１２に示すように、ブリッジ部別体構造のロータ１０を製造する場合、先ず、ベースプレート２４に設けた孔１９（（ａ）参照）を通した電磁鋼板１５ａを、抜け止め構造を有するカラー２２に取り付ける。次に、カラー２２を、電磁鋼板巻き取り方向に回転させ、電磁鋼板１５ａを、渦巻き鋼板１５の外径、即ち、内径Ｒｏ２まで巻き取って行く。渦巻き鋼板１５の巻き取り終了により、ベースプレート１６内に渦巻き鋼板１５が形成される（（ｂ）参照）。
【００３３】
次に、凹部状空間ｂ開口部（ギャップａ側）から渦巻き鋼板１５の上方に、ボンド磁石２３を変形させて押し込むように挿入し、載置する（（ｂ）参照）。
図１３は、図１のロータのブリッジ部一体構造における製造方法を示し、（ａ）はベースプレートの斜視図、（ｂ）は図１と同様の断面説明図である。図１４は、ロータのブリッジ部一体構造における電磁鋼板の巻き始めの説明図である。図１５は、ロータのブリッジ部一体構造における電磁鋼板の巻き終わりの説明図である。なお、図１３において、ベースプレート外周壁２４ｂの凹部状空間ｂ開口部（ギャップａ側）内径をＲｏ１、ベースプレート外周壁２４ｂの基部（渦巻き鋼板１５収納部）内径をＲｏ２とする。
【００３４】
このロータのブリッジ部一体構造において用いられるベースプレート２６は、中央段部２６ａと外周壁２６ｂを有し、孔１９に代えて、外周壁２６ｂを切り欠いた溝（開口部）２７が形成されており、その他の構成及び作用はベースプレート１６と同様である。また、このロータのブリッジ部一体構造において用いられるカラー２８は、カラー１４と保持部材１７（図１参照）を一体化した構造を有しており、ボルト１８止めによりベースプレート２６に固定される。
ブリッジ部一体構造のロータ１０を製造する場合、予め、電磁鋼板１５ａを、巻き取った電磁鋼板１５ａの位置が内径Ｒｏ１になるまで、カラー２８に巻いておく。
【００３５】
次に、図１４に示すように、電磁鋼板１５ａを内径Ｒｏ１位置まで巻き付けたカラー２８を、ギャップａ側から、中央段部２６ａと外周壁２６ｂにより囲まれてギャップａ側が開口する空間に挿入し、ベースプレート２５に配置する。このとき、巻き付け途中の電磁鋼板１５ａは、溝２７に位置させる。
次に、図１５に示すように、カラー２８を電磁鋼板巻き取り方向に回転させ（図中、矢印参照）、電磁鋼板１５ａを、内径Ｒｏ１から残りの、渦巻き鋼板１５の外径、即ち、内径Ｒｏ２まで巻き取って行く。渦巻き鋼板１５の巻き取り終了により、ベースプレート２６内に渦巻き鋼板１５が配置される。
【００３６】
次に、渦巻き鋼板１５の上方（即ち、ギャップａ側）にボンド磁石２３を挿入し載置する。ボンド磁石２３載置後、カラー２８をボルト１８でベースプレート２６に固定する（図１３（ｂ）参照）。
このように、ブリッジ部一体構造の場合、溝２７は、ベースプレート２６の外周壁２６ｂにおける平面形状が、外周壁２６ｂの内径Ｒｏｉに鋼板厚みｔｒを加算した値（Ｒｏｉ＋ｔｒ）に基づく線分と、外周壁２６ｂ内径Ｒｏｉから鋼板厚みｔｒを除算した値（Ｒｏｉ−ｔｒ）に基づく線分とから決定され、ロータ回転軸方向はバックヨーク厚み分を確保する長さを有している。
【００３７】
これにより、電磁鋼板１５ａは、ベースプレート２６の外周壁２６ｂ内径までは外で巻けるため、ブリッジ部一体構造の場合、ギャップａ側面まで開口する必要があるが、途中まで外で巻いておき、オーバハング部分のみ巻き取るようにすれば、溝２７の開口を小さくすることができる。開口を小さくすることで、ベースプレート１６の強度増大を図ることができる。
【００３８】
このように、この発明に係る回転電機のロータは、ステータとの間にギャップを有して配置された回転電機のロータにおいて、電磁鋼板を渦巻き状に巻回した渦巻き鋼板と、前記ギャップ側に開口し前記渦巻き鋼板と前記渦巻き鋼板に重ねて配置された磁石を格納する凹部、前記凹部に連通し前記電磁鋼板を通す開口部、及び前記磁石の前記凹部からの抜け落ちを防止する抜け落ち防止部を有するベースプレートとを有することを特徴としている。
【００３９】
また、この発明の一実施態様による回転電機のロータにおいて、前記開口部は、前記ベースプレートの外周壁における平面形状が、前記電磁鋼板を巻回する補強部材の内側半径に鋼板厚みを加算した値に基づく線分と、ベースプレートの外周壁内径から鋼板厚みを除算した値に基づく線分とから決定され、ロータ回転軸方向はバックヨーク厚み分を確保する長さを有することが好ましい。
また、この発明の一実施態様による回転電機のロータにおいて、前記電磁鋼板は、前記渦巻き鋼板の外周と前記ステータのスロットの間に形成されるブリッジ部を有することが好ましい。
【００４０】
また、この発明の他の実施態様による回転電機のロータにおいて、前記抜け落ち防止部は、前記ベースプレートに配置された磁石の外周側に位置する、前記磁石を前記凹部の開口側から覆う係止部と、前記磁石の内周側に配置された、前記磁石を前記凹部の開口側から覆う保持部材から構成されることが好ましい。
また、この発明の他の実施態様による回転電機のロータにおいて、前記電磁鋼板は、前記補強部材の外表面側に開口する係止部に係止保持されることが好ましい。
【００４１】
この発明に係る回転電機のロータの製造方法は、この発明に係る回転電機のロータを製造する際に、前記ベースプレートに、前記電磁鋼板を巻き取る補強部材或いは巻き取り用治具を装着する処理と、前記補強部材或いは前記巻き取り用治具に、前記ベースプレートの開口部から挿入した前記電磁鋼板を取り付け固定する処理と、前記電磁鋼板を固定した前記補強部材或いは前記巻き取り用治具を電磁鋼板巻き取り方向に回転させることにより、前記電磁鋼板を巻回し、前記渦巻き鋼板を形成する処理とを有することを特徴としている。
【００４２】
また、この発明の一実施態様による回転電機のロータの製造方法において、前記電磁鋼板の巻回時、前記ベースプレートの内径より大きい外径を有するガイドローラにより、前記補強部材或いは前記巻き取り用治具へと前記電磁鋼板を送り出すことが好ましい。
また、この発明の他の実施態様による回転電機のロータの製造方法において、前記電磁鋼板を前記補強部材に巻き取る際、巻き取り量に応じて、前記ベースプレートを電磁鋼板巻き取り方向へ回転させ、且つ、前記ガイドローラを移動させ、巻き取られる前記電磁鋼板を、常時、接線方向に位置させることが好ましい。
【００４３】
また、この発明の他の実施態様による回転電機のロータの製造方法において、前記電磁鋼板を前記補強部材に巻き取る際、巻き取り量に応じて、前記ガイドローラを移動させ、巻き取られる前記電磁鋼板を、常時、接線方向に位置させることが好ましい。
また、この発明の他の実施態様による回転電機のロータの製造方法において、前記磁石を前記凹部に配置する際、前記磁石の外周側を、前記凹部の内径より縮径された前記ベースプレートの外周壁上端部の下面側に位置させ、前記外周壁上端部によって開口側から覆った後、前記磁石の内周側を、前記ベースプレートに保持部材を取り付け固定して前記保持部材によって開口側から覆うことにより、前記磁石の抜け落ちを防止することが好ましい。
【００４４】
また、この発明の他の実施態様による回転電機のロータの製造方法において、前記磁石を変形自在なボンド磁石とし、前記磁石を前記凹部に配置する際、前記凹部の内径より縮径された前記ベースプレートの外周壁上端部と、前記ベースプレートに取り付け固定された磁石保持機能を備えた補強部材によって形成された空間に、前記ボンド磁石を押し込むことにより、前記磁石の抜け落ちを防止することが好ましい。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】この発明の一実施の形態に係る回転電機のロータの断面説明図である。
【図２】図１のベースプレートの外観形状を示す斜視図である。
【図３】図１の電磁鋼板の巻き始めの説明図である。
【図４】図１のベースプレートに開けられた孔の形状の説明図である。
【図５】図１の電磁鋼板のカラーへの取り付け状態を示す説明図である。
【図６】図１の電磁鋼板の巻き終わりの説明図である。
【図７】電磁鋼板の他の巻き取り方法による、図３と同様の説明図である。
【図８】電磁鋼板の他の巻き取り方法による、図６と同様の説明図である。
【図９】ベースプレートへ磁石を固定する方法（その１）の断面説明図である。
【図１０】ベースプレートへ磁石を固定する方法（その２）を示し、（ａ）は渦巻き鋼板装着後の断面説明図、（ｂ）は磁石装着後の断面説明図である。
【図１１】図１のロータのブリッジ別体構造における製造方法（その１）を示し、（ａ）はベースプレートの斜視図、（ｂ）は図１と同様の断面説明図である。
【図１２】図１のロータのブリッジ別体構造における製造方法（その２）を示し、（ａ）はベースプレートの斜視図、（ｂ）は図１と同様の断面説明図である。
【図１３】図１のロータのブリッジ部一体構造における製造方法を示し、（ａ）はベースプレートの斜視図、（ｂ）は図１と同様の断面説明図である。
【図１４】ロータのブリッジ部一体構造における電磁鋼板の巻き始めの説明図である。
【図１５】ロータのブリッジ部一体構造における電磁鋼板の巻き終わりの説明図である。
【符号の説明】
【００４６】
１０  ロータ
１１  ロータ回転軸
１２  ステータ
１３  磁石
１４，２２，２８  カラー
１４ａ  スリット
１５  渦巻き鋼板
１５ａ  電磁鋼板
１６，２４，２６  ベースプレート
１６ａ，２４ａ，２６ａ  中央段部
１６ｂ，２４ｂ，２６ｂ  外周壁
１７  保持部材
１８  ボルト
１９  孔
２０  ガイド孔
２１  ガイドローラ
２２ａ  傾斜面
２２ｂ  係止段部
２３  ボンド磁石
２５  係止突起部
２７  溝
ａ  ギャップ
ｂ  凹部状空間
ｃ，ｄ  空間
Ｒｏ１，Ｒｏ２  内径
【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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