JP2016134992A - 回転電機のロータ及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】生産効率を維持しながら、板厚偏差の蓄積、ロータのアンバランス及び応力の集中を防止することが可能な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】ロータコア５を構成する鋼板１は、第一の円周方向間隔毎に形成され、複数の鋼板１が積層されることによって複数の磁石挿入孔３を構成する複数の磁石挿入孔片３ａと、第一の円周方向間隔とは異なる、第二の円周方向間隔毎に鋼板１を軸方向に貫通する複数の貫通孔片９ａと、を有する。ロータコア５は、複数の鋼板１が、第一の円周方向間隔と第二の円周方向間隔との公倍数となる角度で転積して構成された第一コアブロックＢ１と、複数の鋼板１が、第一コアブロックＢ１に対して第一の円周方向間隔だけ回転した角度を基準として、前記公倍数となる角度で転積して構成された第二コアブロックＢ２と、を備える。
【選択図】図８

Description

本発明は、回転電機のロータ及びその製造方法に関する。

従来から、回転電機に使用されるロータとしては、複数の電磁鋼板を積層してなるロータコアを使用したものが知られている（例えば、図１３及び図１４や特許文献１参照）。

図１３に示すような従来の回転電機のロータ１００は、積層された複数の鋼板１０１によって構成され、第一の円周方向間隔（例えば、４５°間隔）毎に形成された複数の磁石挿入孔１０３を有するロータコア１０５と、磁石挿入孔１０３に挿入される不図示の永久磁石と、ロータコア１０５の中央部に形成されたシャフト孔１０７に挿入される不図示のロータシャフトと、を備えている。

図１４に示すように、ロータコア１０５を構成する鋼板１０１は、円周方向に第一の円周方向間隔毎に形成された磁石挿入孔片１０３ａと、磁石挿入孔片１０３ａの内周側において、第二の円周方向間隔（例えば、４５°間隔）毎に鋼板１０１を軸方向に貫通する複数の貫通孔片１０９ａと、を有する。

鋼板１０１において、貫通孔片１０９ａの内周側に形成された内周側円環部１１１ａと、貫通孔片１０９ａの外周側に形成された外周側円環部１１３ａとは、複数の貫通孔片１０９ａ同士の間に形成された複数のリブ１１５によって連結される。

ロータコア１０５は、このような複数の同一形状の鋼板１０１を軸方向に積層することによって構成されており、複数の鋼板１０１の磁石挿入孔片１０３ａによって形成される磁石挿入孔１０３と、複数の鋼板１０１の貫通孔片１０９ａによって形成される貫通孔１０９と、複数の鋼板１０１の内周側円環部１１１ａ及び外周側円環部１１３ａによって形成される内周側ロータコア１１１及び外周側ロータコア１１３と、を有する。すなわち、ロータコア１０５は、鋼板１０１を積層方向（軸方向）に延長した形状となる。

また、鋼板１０１の積層時における板厚偏差の累積を抑制するために、複数の鋼板１０１を所定の枚数（例えば、１０枚）おきに第一の円周方向間隔で回転させて積層することによって、ロータコア１０５を構成することがある。この場合であっても、第一及び第二の円周方向間隔が同一とされているので、軸方向に隣接する鋼板１０１の貫通孔片１０９ａが軸方向から見たときに重なり、ロータコア１０５は鋼板１０１を積層方向（軸方向）に延長した形状となる。

しかしながら、このようなロータコア１０５においては、積層された鋼板１０１のリブ１１５が軸方向から見たときに重なるので、リブ１１５と内周側円環部１１１ａ（内周側ロータコア１１１）との内周側接続部１１７に応力が集中する。したがって、ロータコア１０５の強度を維持するために、内周側接続部１１７と円周方向にオーバーラップする部分において、内周側円環部１１１ａ（内周側ロータコア１１１）の肉厚を局所的に増加させ、且つシャフト孔１０７に挿入されるロータシャフトの肉厚を局所的に増加させる必要がある。現実的には、内周側円環部１１１ａ（内周側ロータコア１１１）全体の肉厚を増加させ、ロータシャフト全体の肉厚を増加させることが必要となる。

また、貫通孔１０９は、貫通孔片１０９ａを軸方向に延長した形状となるので、油中（液冷）環境下において、積層された鋼板１０１同士の隙間等から貫通孔１０９に油が浸入した場合、複数の貫通孔１０９の内の特定の貫通孔１０９に油が集中して溜まってしまう虞がある。このような特定の貫通孔１０９への油の集中は、ロータ１００の偏心（アンバランス）の原因となり、回転時の振動や音が増加し、商品性が低下してしまう。

そこで、これらの問題を解決するために、特許文献１に記載の回転電機のロータを用いることが考えられる。特許文献１に記載の回転電機のロータは、ロータシャフトに固設され、冷媒通路を有するロータコアを備える。ロータコアは、第１及び第２板状部材を軸方向に積層して構成される。

第１板状部材は、冷媒通路を構成する第１孔部と、ロータシャフトに嵌合し、該ロータシャフトに対する第１板状部材の回転を抑制する第１回転抑制部と、を有する。第２板状部材は、第１孔部に対して円周方向にずれた位置に形成されるとともに、冷媒通路を構成する第２孔部と、ロータシャフトに嵌合し該ロータシャフトに対する第２板状部材の回転を抑制する第２回転抑制部と、を有する。

そして、第１及び第２板状部材を軸方向に積層することで、円周方向にずれた位置に形成された第１及び第２孔部が連通するとともに、第１及び第２孔部を重ねると、全体としてロータシャフトを全周にわたって取り囲むように孔部が形成される。このように構成することにより、ロータコアの円周方向に満遍なく冷却媒体が供給される。また、円周方向に隣り合う第１孔部同士の間のリブと、円周方向に隣り合う第２孔部同士の間のリブと、が円周方向にずれた位置に形成されるので、リブの根元に応力が集中することを抑制できる。

特許第５１１８９２０号公報

しかしながら、特許文献１において、第１及び第２板状部材は、互いに裏返して積層されたものであるので、生産効率が低下してしまう虞がある。また、第１及び第２孔部は、第１及び第２板状部材の積層により軸方向に連通し、且つ円周方向に並ぶ複数の冷媒通路を構成するが、円周方向に隣接する冷媒通路間では、第１又は第２板状部材の板厚程度（特許文献１では２枚分の板厚）の隙間（第１又は第２孔部）を介して冷却媒体が流通するので、冷却媒体が必ずしも円周方向に満遍なく供給されるとは限らなかった。

本発明は、前述した課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、生産効率を維持しながら、板厚偏差の蓄積、ロータのアンバランス及び応力の集中を防止することが可能な回転電機のロータ及びその製造方法を提供することにある。

上記目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、
積層された複数の鋼板（例えば、後述の実施形態の鋼板１）によって構成され、且つ第一の円周方向間隔毎（例えば、後述の実施形態の第一の円周方向間隔４５°毎）に形成された複数の磁石挿入孔（例えば、後述の実施形態の磁石挿入孔３）を有するロータコア（例えば、後述の実施形態のロータコア５）と、
前記磁石挿入孔に挿入される永久磁石と、を備えた回転電機のロータ（例えば、後述の実施形態のロータ１０）であって、
前記ロータコアを構成する前記鋼板は、
前記第一の円周方向間隔毎に形成され、複数の前記鋼板が積層されることによって複数の前記磁石挿入孔を構成する複数の磁石挿入孔片（例えば、後述の実施形態の磁石挿入孔片３ａ）と、
前記第一の円周方向間隔とは異なる、第二の円周方向間隔毎（例えば、後述の実施形態の第二の円周方向間隔６０°毎）に前記鋼板を軸方向に貫通する複数の貫通孔片（例えば、後述の実施形態の貫通孔片９ａ）と、を有し、
前記ロータコアは、
複数の前記鋼板が、前記第一の円周方向間隔と前記第二の円周方向間隔との公倍数（例えば、後述の実施形態の公倍数１８０°）となる角度で転積して構成された第一のコアブロック（例えば、後述の実施形態の第一コアブロックＢ１）と、
複数の前記鋼板が、前記第一のコアブロックに対して前記第一の円周方向間隔だけ回転した角度を基準として、前記公倍数となる角度で転積して構成された第二のコアブロック（例えば、後述の実施形態の第二コアブロックＢ２）と、を備える。

請求項２に記載の発明は、
請求項１に記載の回転電機のロータであって、
前記公倍数となる角度は、前記第一の円周方向間隔と前記第二の円周方向間隔との最小公倍数（例えば、後述の実施形態の最小公倍数１８０°）である。

請求項３に記載の発明は、
積層された複数の鋼板（例えば、後述の実施形態の鋼板１）によって構成され、且つ第一の円周方向間隔毎（例えば、後述の実施形態の第一の円周方向間隔４５°毎）に形成された複数の磁石挿入孔（例えば、後述の実施形態の磁石挿入孔３）を有するロータコア（例えば、後述の実施形態のロータコア５）と、
前記磁石挿入孔に挿入される永久磁石と、を備えた回転電機のロータ（例えば、後述の実施形態のロータ１０）の製造方法であって、
前記ロータコアを構成する前記鋼板は、
前記第一の円周方向間隔毎に形成され、複数の前記鋼板が積層されることによって複数の前記磁石挿入孔を構成する複数の磁石挿入孔片（例えば、後述の実施形態の磁石挿入孔片３ａ）と、
前記第一の円周方向間隔とは異なる、第二の円周方向間隔毎（例えば、後述の実施形態の第二の円周方向間隔６０°毎）に前記鋼板を軸方向に貫通する複数の貫通孔片（例えば、後述の実施形態の貫通孔片９ａ）と、を有し、
前記ロータコアの製造工程には、
複数の前記鋼板を、前記第一の円周方向間隔と前記第二の円周方向間隔との公倍数（例えば、後述の実施形態の公倍数１８０°）となる角度で転積する第１転積工程と、
複数の前記鋼板を、前記第１転積工程に対して前記第一の円周方向間隔だけ回転した角度を基準として、前記公倍数となる角度で転積する第２転積工程と、が含まれる。

請求項４に記載の発明は、
積層された複数の鋼板（例えば、後述の実施形態の鋼板１）によって構成され、且つ第一の円周方向間隔毎（例えば、後述の実施形態の第一の円周方向間隔４５°毎）に形成された複数の磁石挿入孔（例えば、後述の実施形態の磁石挿入孔３）を有するロータコア（例えば、後述の実施形態のロータコア５）と、
前記磁石挿入孔に挿入される永久磁石と、を備えた回転電機のロータ（例えば、後述の実施形態のロータ１０）の製造方法であって、
前記ロータコアを構成する前記鋼板は、
前記第一の円周方向間隔毎に形成され、複数の前記鋼板が積層されることによって複数の前記磁石挿入孔を構成する複数の磁石挿入孔片（例えば、後述の実施形態の磁石挿入孔片３ａ）と、
前記第一の円周方向間隔とは異なる、第二の円周方向間隔毎（例えば、後述の実施形態の第二の円周方向間隔６０°毎）に前記鋼板を軸方向に貫通する複数の貫通孔片（例えば、後述の実施形態の貫通孔片９ａ）と、を有し、
前記ロータコアの製造工程には、
複数の前記鋼板を、前記第一の円周方向間隔と前記第二の円周方向間隔との公倍数（例えば、後述の実施形態の公倍数１８０°）となる角度で転積して第一のコアブロック（例えば、後述の実施形態の第一コアブロックＢ１）を構成する工程（例えば、後述の実施形態の工程Ｓ１〜Ｓ７）と、
複数の前記鋼板を、前記第一のコアブロックに対して前記第一の円周方向間隔だけ回転した角度を基準として、前記公倍数となる角度で転積して第二のコアブロック（例えば、後述の実施形態の第二コアブロックＢ２）を構成する工程（例えば、後述の実施形態の工程Ｓ８〜Ｓ１３）と、が含まれる。

請求項１及び４の発明によれば、複数の鋼板を転積してコアブロックを構成するので、生産効率を維持しながら、コアブロック内における板厚偏差の累積を抑制し、ロータの寸法精度を向上させることができる。
また、複数の鋼板は、第一の円周方向間隔と第二の円周方向間隔との公倍数となる角度で転積されるので、転積されても、磁石挿入孔片及び貫通孔片がそれぞれ軸方向に直線的に連通したコアブロックを構成することができる。
また、コアブロック同士は、第一の円周方向間隔で転積されることになるので、コアブロック間における貫通孔の円周方向の位置をずらし、応力を分散させることができる。
また、コアブロックにおいて円周方向に並ぶ複数の貫通孔を、同一コアブロック内で連通させることなく、隣接するコアブロックの貫通孔を介して連通させることができるので、貫通孔内を流れる冷却媒体の円周方向の流動を促進し、冷却媒体の偏りによるロータのアンバランスも抑制することができる。

請求項２の発明によれば、複数の鋼板を、第一の円周方向間隔と第二の円周方向間隔との最小公倍数となる角度で転積してコアブロックを構成するので、鋼板の転積角度を可及的に小さくし、コアブロック内における板厚偏差の累積をさらに抑制することができる。

請求項３の発明によれば、複数の鋼板を転積してロータコアを構成するので、生産効率を維持しながら、ロータコア内における板厚偏差の累積を抑制し、ロータの寸法精度を向上させることができる。
また、第１積層工程で積層された鋼板及び第２積層工程で積層された鋼板は、第一の円周方向間隔と第二の円周方向間隔との公倍数となる角度で転積されるので、転積されても、それぞれ磁石挿入孔片及び貫通孔片がそれぞれ軸方向に直線的に連通する。
また、第１積層工程で積層された鋼板と第２積層工程で積層された鋼板は、第一の円周方向だけ回転して積層されるので、第１積層工程で積層された鋼板の貫通孔と第２積層工程で積層された鋼板の貫通孔もこれに伴って第一及び第二円周方向間隔の差だけずれるため、応力を分散させることができる。
また、第１積層工程で積層された鋼板の隣接する貫通孔同士を、第２積層工程で積層された鋼板の貫通孔を介して連通させることができるので、貫通孔内を流れる冷却媒体の円周方向の流動を促進し、冷却媒体の偏りによるロータのアンバランスも抑制することができる。

本発明の第１実施形態に係るロータ（ロータコア）の斜視図である。 本発明の第１実施形態に係るロータ（ロータコア）の正面図である。 本発明の第１実施形態に係るロータコアを構成する鋼板の正面図である。 本発明の第１実施形態に係るロータコアを構成するコアブロックの斜視図である。 本発明の第１実施形態に係るロータコアの製造工程を示す説明図であり、第一コアブロックの製造工程における鋼板の転積ルールを示す説明図である。 本発明の第１実施形態に係るロータコアの製造工程を示す説明図であり、第二コアブロックの製造工程における鋼板の転積ルールを示す説明図である。 本発明の第１実施形態に係るロータコアの製造工程を示す説明図であり、第ｎコアブロックの製造工程における鋼板の転積ルールを示す説明図である。 本発明の第１実施形態に係るロータコアの製造工程を示すフローチャートである。 本発明の第２実施形態に係るロータコアを構成する鋼板の正面図である。 本発明の第２実施形態に係るロータコアの製造工程を示す説明図であり、第一コアブロックの製造工程における鋼板の転積ルールを示す説明図である。 本発明の第２実施形態に係るロータコアの製造工程を示す説明図であり、第二コアブロックの製造工程における鋼板の転積ルールを示す説明図である。 本発明の第２実施形態に係るロータコアの製造工程を示す説明図であり、第ｎコアブロックの製造工程における鋼板の転積ルールを示す説明図である。 従来例に係るロータ（ロータコア）の斜視図である。 従来例に係るロータコアを構成する鋼板の正面図である。

＜第１実施形態＞
以下、本発明の回転電機のロータ及びその製造方法の一実施形態を、添付図面に基づいて説明する。図１は、本発明の第１実施形態に係るロータ１０（ロータコア５）の斜視図であり、図２は、本発明の第１実施形態に係るロータ１０（ロータコア５）の正面図であり、図３は、本発明の第１実施形態に係るロータコア５を構成する鋼板１の正面図であり、図４は、本発明の第１実施形態に係るロータコア５を構成するコアブロックＢ１〜Ｂ４の斜視図である。

図１及び図２に示すように、本発明の第１実施形態に係る回転電機のロータ１０は、積層された複数の鋼板１によって構成され、且つ第一の円周方向間隔（４５°間隔）毎に形成された複数（８個）の磁石挿入孔３を有するロータコア５と、磁石挿入孔３に挿入される不図示の永久磁石と、ロータコア５の中央部に形成されたシャフト孔７に挿入される不図示のロータシャフトと、を備えている。

図３に示すように、ロータコア５を構成する鋼板１は、円周方向に第一の円周方向間隔（４５°間隔）毎に形成された複数（８個）の磁石挿入孔片３ａと、磁石挿入孔片３ａの内周側において、第二の円周方向間隔（６０°間隔）毎に鋼板１を軸方向に貫通する複数（６個）の貫通孔片９ａと、を有する。

鋼板１において、貫通孔片９ａの内周側に形成された内周側円環部１１ａと、貫通孔片９ａの外周側に形成された外周側円環部１３ａとは、複数の貫通孔片９ａ同士の間に形成された複数（６個）のリブ１５によって連結される。ここで、複数のリブ１５は、外周側に向かうに従って円周方向の一方（反時計回り）に向かって延びるように形成される。したがって、隣り合うリブ１５の間に形成される貫通孔片９ａは、断面形状が略翼型形状となり、それぞれの磁石挿入孔３の周方向中央を半径方向に沿って延びる仮想線Ｍに対して非対称形状となる。

図４に示すように、鋼板１は、磁石挿入孔片３ａ及び貫通孔片９ａの位置が一致するように所定の枚数（例えば、１０枚）が積層されてコアブロックＢ１〜Ｂ４を構成する。そして、ロータコア５は、上記のように構成される複数のコアブロックＢ１〜Ｂ４を、１ブロック毎に第一の円周方向間隔（４５°）で円周方向に回転させて積層することによって構成される。複数の鋼板１を円周方向に回転させて積層する方法としては、鋼板１の打ち抜きを行う工程で、打ち抜いた鋼板１を回転させながら積層していく、いわゆる転積と呼ばれる方法が用いられる。

このように構成されたロータコア５は、図１及び図２に示すように、複数のコアブロックＢ１〜Ｂ４の磁石挿入孔片３ａによって形成される磁石挿入孔３と、複数のコアブロックＢ１〜Ｂ４の貫通孔片９ａによって形成される貫通孔９と、複数のコアブロックＢ１〜Ｂ４の内周側円環部１１ａ及び外周側円環部１３ａによって形成される内周側ロータコア１１及び外周側ロータコア１３と、を有する。

ここで、軸方向に転積されたコアブロックＢ１〜Ｂ４の貫通孔９は、互いに円周方向に第一及び第二円周方向間隔の差（１５°）だけずれながら互いに軸方向に連通する。これにより、一つのコアブロックＢ１〜Ｂ４において円周方向に隣接する貫通孔９同士を、軸方向に転積された他のコアブロックＢ１〜Ｂ４の貫通孔９を介して連通させることができる。その結果、全てのコアブロックＢ１〜Ｂ４の全ての貫通孔９が、互いに連通する構成となるので、油中（液冷）環境下において、特定の貫通孔９に油が集中して溜まってしまうことを抑制でき、ロータ１０のアンバランスを抑制することができる。なお、この場合、コアブロックＢ１〜Ｂ４はそれぞれ所定の枚数が積層されて構成されているため、コアブロックＢ１〜Ｂ４の貫通孔９が互いに連通する連通部分の厚みが確保しやすくなり、効果的に油を連通させることができる。

また、ロータコア５を軸方向から見たとき（図２参照）、内周側ロータコア１１と外周側ロータコア１３とを連結するリブ１５の本数は、｛一つのコアブロックＢ１〜Ｂ４において内周側円環部１１ａと外周側円環部１３ａとを連結するリブ１５の本数（６本）×コアブロックＢ１〜Ｂ４のリブ１５が同じ位置に配置されるための転積の回数（４回）＝２４本｝となり、一つのコアブロックＢ１〜Ｂ４におけるリブ１５の本数（６本）に比べて多くなる。したがって、リブ１５を介してロータシャフトや内周側ロータコア１１に働く応力が分散されやすくなるため、ロータコア１０５の強度を維持するためにロータシャフトや内周側ロータコア１１を大型化することを抑制することが可能である。

また、本実施形態のロータコア５を製造する場合においては、特許文献１のように、鋼板１を裏返して積層していく工程が必要ないので、生産効率の低下を抑制することができる。

このように構成された本実施形態のロータコア５では、特許文献１に比べ、生産効率を維持しながら、ロータ１０のアンバランス及び応力の集中を防止することが可能であるが、所定枚数の鋼板１を積層して構成される各コアブロックＢ１〜Ｂ４内においては、鋼板１の板厚偏差が累積され、ロータコア５の寸法精度が低下する虞がある。

そこで、本実施形態のコアブロックＢ１〜Ｂ４は、複数の鋼板１を、第一の円周方向間隔と第二の円周方向間隔との公倍数となる角度で一枚毎に転積して構成される。また、上側に積層されるコアブロックＢ２〜Ｂ４は、上述したコアブロック間の転積角度４５°（第一の円周方向間隔）を実現するために、複数の鋼板１を、下側に隣接するコアブロックＢ１〜Ｂ３に対して第一の円周方向間隔だけ回転した角度を基準として、前記公倍数となる角度で一枚毎に転積して構成される。このような転積を繰り返すことにより、所定数のコアブロックＢ１〜Ｂ４が積層されたロータコア５が構成される。

このように構成されたコアブロックＢ１〜Ｂ４は、複数の鋼板１を一枚毎に転積して構成されることにより、生産効率を維持しながら、各コアブロックＢ１〜Ｂ４内における板厚偏差の累積を抑制し、ロータコア５の寸法精度を向上させることが可能である。また、複数の鋼板１は、第一の円周方向間隔と第二の円周方向間隔との公倍数となる角度で転積されることにより、一枚毎に転積されても、磁石挿入孔片３ａ及び貫通孔片９ａがそれぞれ軸方向に直線的に連通したコアブロックＢ１〜Ｂ４を構成することができる。

本実施形態において、前記公倍数となる角度は、第一の円周方向間隔と第二の円周方向間隔との最小公倍数である。具体的には、第一の円周方向間隔が４５°、第二の円周方向間隔が６０°である本実施形態においては、その最小公倍数である１８０°で一枚毎に鋼板１を転積させる。

次に、本発明の第１実施形態に係るロータコア５の製造方法について、図５〜図８を参照して説明する。ただし、以下の説明においては、磁石挿入孔片３ａの数を８、貫通孔片９ａの数を６、第一の円周方向間隔を４５°、第二の円周方向間隔を６０°、その公倍数（最小公倍数）を１８０°、各コアブロックＢ１〜Ｂ４における鋼板１の転積枚数をγ、鋼板１の転積角度をθ、転積済みの鋼板１の枚数をｍとし、コアブロックＢ１〜Ｂ４の数は未定とする。

図５〜図７は、本発明の第１実施形態に係るロータコア５の製造工程を示す説明図であって、図５は、第一コアブロックＢ１の製造工程における鋼板１の転積ルールを示す説明図であり、図６は、第二コアブロックＢ２の製造工程における鋼板１の転積ルールを示す説明図であり、図７は、第ｎコアブロックＢｎの製造工程における鋼板１の転積ルールを示す説明図であり、図８は、本発明の第１実施形態に係るロータコア５の製造工程を示すフローチャートである。

本実施形態のロータコア５を製造する場合は、帯状鋼板から所定形状の鋼板１（図３参照）を打ち抜くとともに、打ち抜いた鋼板１を１枚毎に任意の設定角度で転積することが可能な製造装置が用いられる。

図５及び図８に示すように、第一コアブロックＢ１の製造工程（図８のＳ１〜Ｓ７）では、γ枚の鋼板１を、０°を基準として、第一の円周方向間隔と第二の円周方向間隔との最小公倍数となる角度１８０°で一枚毎に転積して第一コアブロックＢ１を構成する。具体的には、１枚目の鋼板１を０°で転積し、２枚目の鋼板１を１８０°で転積し、３枚目の鋼板１を０°で転積し、４枚目の鋼板１を１８０°で転積する。このような転積をγ枚目まで繰り返すことにより、第一コアブロックＢ１が構成される。

図６及び図８に示すように、第二コアブロックＢ２の製造工程（図８のＳ８〜Ｓ１３）では、γ枚の鋼板１を、第一コアブロックＢ１に対して第一の円周方向間隔だけ回転した角度である４５°を基準として、前記最小公倍数となる角度１８０°で一枚毎に転積して第二コアブロックＢ２を構成する。具体的には、γ＋１枚目の鋼板１を４５°で転積し、γ＋２枚目の鋼板１を２２５°で転積し、γ＋３枚目の鋼板１を４５°で転積し、γ＋４枚目の鋼板１を２２５°で転積する。このような転積を２×γ枚目まで繰り返すことにより、第二コアブロックＢ２が構成される。

図７及び図８に示すように、第ｎコアブロックＢｎの製造工程（図８のＳ１４〜Ｓ１９）では、γ枚の鋼板１を、第（ｎ−１）コアブロックＢ（ｎ−１）に対して第一の円周方向間隔だけ回転した角度である（ｎ−１）×４５°を基準として、前記最小公倍数となる角度１８０°で一枚毎に転積して第ｎコアブロックＢｎを構成する。具体的には、（ｎ−１）×γ＋１枚目の鋼板１を（ｎ−１）×４５°で転積し、（ｎ−１）×γ＋２枚目の鋼板１を（ｎ−１）×４５°＋１８０°で転積し、（ｎ−１）×γ＋３枚目の鋼板１を（ｎ−１）×４５°で転積し、（ｎ−１）×γ＋４枚目の鋼板１を（ｎ−１）×４５°＋１８０°で転積する。このような転積をｎ×γ枚目まで繰り返すことにより、第ｎコアブロックＢｎが構成される。

以上説明したように、本実施形態の回転電機のロータ１０及びその製造方法によれば、複数の鋼板１を一枚毎に転積してコアブロックＢ１〜Ｂ４を構成するので、生産効率を維持しながら、コアブロックＢ１〜Ｂ４内における板厚偏差の累積を抑制し、ロータ１０の寸法精度を向上させることができる。コアブロックＢ１〜Ｂ４は、それぞれのコアブロックを製造後に型から取り出した後に、１ブロック毎に第一の円周方向間隔（４５°）で円周方向に回転させて積層することによってロータコア５を構成し、ロータシャフトに組付けてもよい。この場合、ロータコア５の製造に用いる型を小さくできる。一方、複数の鋼板１を型内で転積することでロータコア５全体を構成してもよい。この場合、コアブロックＢ１〜Ｂ４をそれぞれ構成して取り出した後に、コアブロック同士を第１の円周方向間隔だけずらしてロータシャフトに組付ける場合に比べて、組付け工程の増加を抑制することができるとともに、型内で十分な枚数の鋼板を積層することができ、型内からのコア排出が容易となる。

また、複数の鋼板１は、第一の円周方向間隔と第二の円周方向間隔との公倍数となる角度で転積されるので、一枚毎に転積されても、磁石挿入孔片３ａ及び貫通孔片９ａがそれぞれ軸方向に直線的に連通したコアブロックＢ１〜Ｂ４を構成することができる。

また、コアブロックＢ１〜Ｂ４同士は、第一の円周方向間隔で転積されることになるので、コアブロックＢ１〜Ｂ４間における貫通孔９の円周方向の位置をずらし、応力を分散させることができる。

また、コアブロックＢ１〜Ｂ４において円周方向に並ぶ複数の貫通孔９を、同一コアブロックＢ１〜Ｂ４内で連通させることなく、隣接するコアブロックＢ１〜Ｂ４の貫通孔９を介して連通させることができるので、貫通孔９内を流れる冷却媒体の円周方向の流動を促進し、冷却媒体の偏りによるロータ１０のアンバランスも抑制することができる。

また、前記公倍数を、第一の円周方向間隔と第二の円周方向間隔との最小公倍数とした場合には、鋼板１の転積角度を可及的に小さくし、コアブロックＢ１〜Ｂ４内における板厚偏差の累積をさらに抑制することができる。

＜第２実施形態＞

次に、本発明の第２実施形態に係るロータコア５及びその製造方法について、図９〜図１２を参照して説明する。ただし、前記実施形態と共通の構成については、前記実施形態と同じ符号を付与し、その説明を省略する。

図９は、本発明の第２実施形態に係るロータコア５を構成する鋼板１Ｂの正面図であり、図１０〜図１２は、本発明の第２実施形態に係るロータコア５の製造工程を示す説明図であって、図１０は、第一コアブロックＢ１の製造工程における鋼板１Ｂの転積ルールを示す説明図であり、図１１は、第二コアブロックＢ２の製造工程における鋼板１Ｂの転積ルールを示す説明図であり、図１２は、第ｎコアブロックＢｎの製造工程における鋼板１Ｂの転積ルールを示す説明図である。

図９に示すように、本発明の第２実施形態に係るロータコア５を構成する鋼板１Ｂは、貫通孔片９ａの数が１２である点が前記実施形態と相違している。以下、本発明の第２実施形態に係るロータコア５の製造方法について、図１０〜図１２を参照して説明する。ただし、以下の説明においては、磁石挿入孔片３ａの数を８、貫通孔片９ａの数を１２、第一の円周方向間隔を４５°、第二の円周方向間隔を３０°、その公倍数（最小公倍数）を９０°、各コアブロックＢ１〜Ｂ４における鋼板１Ｂの転積枚数をγ、鋼板１Ｂの転積角度をθ、転積済みの鋼板１Ｂの枚数をｍとし、コアブロックＢ１〜Ｂ４の数は未定とする。

図１０に示すように、第一コアブロックＢ１の製造工程では、γ枚の鋼板１Ｂを、０°を基準として、第一の円周方向間隔と第二の円周方向間隔との最小公倍数となる角度９０°で一枚毎に転積して第一コアブロックＢ１を構成する。具体的には、１枚目の鋼板１Ｂを０°で転積し、２枚目の鋼板１Ｂを９０°で転積し、３枚目の鋼板１Ｂを１８０°で転積し、４枚目の鋼板１Ｂを２７０°で転積し、５枚目の鋼板１Ｂを０°で転積する。このような転積をγ枚目まで繰り返すことにより、第一コアブロックＢ１が構成される。

図１１に示すように、第二コアブロックＢ２の製造工程では、γ枚の鋼板１Ｂを、第一コアブロックＢ１に対して第一の円周方向間隔だけ回転した角度である４５°を基準として、前記最小公倍数となる角度９０°で一枚毎に転積して第二コアブロックＢ２を構成する。具体的には、γ＋１枚目の鋼板１Ｂを４５°で転積し、γ＋２枚目の鋼板１Ｂを１３５°で転積し、γ＋３枚目の鋼板１Ｂを２２５°で転積し、γ＋４枚目の鋼板１Ｂを３１５°で転積し、γ＋５枚目の鋼板１Ｂを４５°で転積する。このような転積を２×γ枚目まで繰り返すことにより、第二コアブロックＢ２が構成される。

図１２に示すように、第ｎコアブロックＢｎの製造工程では、γ枚の鋼板１Ｂを、第（ｎ−１）コアブロックＢ（ｎ−１）に対して第一の円周方向間隔だけ回転した角度である（ｎ−１）×４５°を基準として、前記最小公倍数となる角度９０°で一枚毎に転積して第ｎコアブロックＢｎを構成する。具体的には、（ｎ−１）×γ＋１枚目の鋼板１Ｂを（ｎ−１）×４５°で転積し、（ｎ−１）×γ＋２枚目の鋼板１Ｂを（ｎ−１）×４５°＋９０°で転積し、（ｎ−１）×γ＋３枚目の鋼板１Ｂを（ｎ−１）×４５°＋１８０°で転積し、（ｎ−１）×γ＋４枚目の鋼板１Ｂを（ｎ−１）×４５°＋２７０°で転積し、（ｎ−１）×γ＋５枚目の鋼板１Ｂを（ｎ−１）×４５°で転積する。このような転積をｎ×γ枚目まで繰り返すことにより、第ｎコアブロックＢｎが構成される。

なお、本発明は、前述した実施形態に限定されるものではなく、適宜、変形、改良、等が可能である。
例えば、鋼板１、１Ｂの磁石挿入孔片３ａの数、貫通孔片９ａの数（≠磁石挿入孔片３ａの数）、第一の円周方向間隔、第二の円周方向間隔（≠第一の円周方向間隔）、その公倍数、各コアブロックＢ１〜Ｂ４における鋼板１、１Ｂの転積枚数、コアブロックＢ１〜Ｂ４の数などは適宜変更することができる。
また、上記実施形態では、一枚毎に転積する場合を例示したが、二枚毎等所定の枚数毎に転積してもよい。

１、１Ｂ 鋼板
３ 磁石挿入孔
３ａ 磁石挿入孔片
５ ロータコア
９ 貫通孔
９ａ 貫通孔片
１０ ロータ
Ｂ１〜Ｂ４ コアブロック

Claims (4)

1. 積層された複数の鋼板によって構成され、且つ第一の円周方向間隔毎に形成された複数の磁石挿入孔を有するロータコアと、
   前記磁石挿入孔に挿入される永久磁石と、を備えた回転電機のロータであって、
   前記ロータコアを構成する前記鋼板は、
   前記第一の円周方向間隔毎に形成され、複数の前記鋼板が積層されることによって複数の前記磁石挿入孔を構成する複数の磁石挿入孔片と、
   前記第一の円周方向間隔とは異なる、第二の円周方向間隔毎に前記鋼板を軸方向に貫通する複数の貫通孔片と、を有し、
   前記ロータコアは、
   複数の前記鋼板が、前記第一の円周方向間隔と前記第二の円周方向間隔との公倍数となる角度で転積して構成された第一のコアブロックと、
   複数の前記鋼板が、前記第一のコアブロックに対して前記第一の円周方向間隔だけ回転した角度を基準として、前記公倍数となる角度で転積して構成された第二のコアブロックと、を備える、回転電機のロータ。
2. 請求項１に記載の回転電機のロータであって、
   前記公倍数となる角度は、前記第一の円周方向間隔と前記第二の円周方向間隔との最小公倍数である、回転電機のロータ。
3. 積層された複数の鋼板によって構成され、且つ第一の円周方向間隔毎に形成された複数の磁石挿入孔を有するロータコアと、
   前記磁石挿入孔に挿入される永久磁石と、を備えた回転電機のロータの製造方法であって、
   前記ロータコアを構成する前記鋼板は、
   前記第一の円周方向間隔毎に形成され、複数の前記鋼板が積層されることによって複数の前記磁石挿入孔を構成する複数の磁石挿入孔片と、
   前記第一の円周方向間隔とは異なる、第二の円周方向間隔毎に前記鋼板を軸方向に貫通する複数の貫通孔片と、を有し、
   前記ロータコアの製造工程には、
   複数の前記鋼板を、前記第一の円周方向間隔と前記第二の円周方向間隔との公倍数となる角度で転積する第１転積工程と、
   複数の前記鋼板を、前記第１転積工程に対して前記第一の円周方向間隔だけ回転した角度を基準として、前記公倍数となる角度で転積する第２転積工程と、が含まれる、回転電機のロータの製造方法。
4. 積層された複数の鋼板によって構成され、且つ第一の円周方向間隔毎に形成された複数の磁石挿入孔を有するロータコアと、
   前記磁石挿入孔に挿入される永久磁石と、を備えた回転電機のロータの製造方法であって、
   前記ロータコアを構成する前記鋼板は、
   前記第一の円周方向間隔毎に形成され、複数の前記鋼板が積層されることによって複数の前記磁石挿入孔を構成する複数の磁石挿入孔片と、
   前記第一の円周方向間隔とは異なる、第二の円周方向間隔毎に前記鋼板を軸方向に貫通する複数の貫通孔片と、を有し、
   前記ロータコアの製造工程には、
   複数の前記鋼板を、前記第一の円周方向間隔と前記第二の円周方向間隔との公倍数となる角度で転積して第一のコアブロックを構成する工程と、
   複数の前記鋼板を、前記第一のコアブロックに対して前記第一の円周方向間隔だけ回転した角度を基準として、前記公倍数となる角度で転積して第二のコアブロックを構成する工程と、が含まれる、回転電機のロータの製造方法。

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