JP6218576B2 - 回転電機の回転子、回転電機、回転子の製造方法、回転電機の製造方法、回転子の鉄心部材 - Google Patents

Description

この発明は、主に空気調和装置や家電製品等に用いられる永久磁石を用いた回転電機の回転子、回転電機、回転子の製造方法、回転電機の製造方法、回転子の鉄心部材に関するものである。

一般に、電気機器の１つとして冷暖房などの空気調和を行う空気調和装置は、送風を行うためのファンおよびそのファンを回転駆動するための回転電機を備えている。近年、このような装置に使用する回転電機として、メンテナンスやエネルギー効率に優位性のあるブラシレスＤＣモータが採用されることが多くなっている。

このブラシレスＤＣモータには、パルス幅変調（Ｐｕｌｓｅ Ｗｉｄｔｈ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）方式（以下、ＰＷＭ方式と記載）のインバータが用いられる。回転電機であるブラシレスＤＣモータが、ＰＷＭ方式のインバータで駆動される場合、巻線の中性点電位がゼロとならないため、軸受の外輪と内輪間に電位差（以下、軸電圧と記載）を発生させる。軸電圧は、インバータのスイッチングによる高周波成分を含んでおり、軸電圧が軸受内部の油膜の絶縁破壊電圧に達すると、軸受内部に微小電流が流れ、軸受内部に電食が発生する。電食が進行した場合、軸受内輪、軸受外輪または軸受玉に波状摩耗減少が発生し、モータ音が次第に大きくなることが知られている。

特許文献１に係る回転電機の回転子は、永久磁石、回転子ヨーク、ボスを樹脂でモールドし、これらを固定している。回転子ヨークの内周には一定の距離をおいて出力軸と勘合し、出力伝達部となるボスが設けられている。この構成により、回転子ヨークと出力軸との間が絶縁され、回転子ヨークに発生した電流が出力軸に伝達せず、駆動音の原因となる軸受の電食等が発生しにくくなる。

特許第４５５２２６７号公報（４頁［００２８］段落、図２）

ところで、特許文献１に係る発明では、回転子ヨークと出力軸を勘合し、出力伝達部となるボスは略円弧状をしており、回転子ヨークとボスはそれぞれにおいて一体構造をとって、一つのプレス金型で回転子ヨークとボスを、回転子としたときと同じ配置で打抜いている。

このような回転電機の構造および製造方法を採用すると、回転子ヨークとボス間の材料が無駄となってしまい、回転子の製造コスト増を招く。また、永久磁石を回転子ヨークの外周面に貼りつけるＳＰＭ（Ｓｕｒｆａｃｅ Ｐｅｒｍａｎｅｎｔ Ｍａｇｎｅｔ）型回転子の場合、回転子ヨークの肉厚は磁気飽和しない程度の厚みでよく、薄肉にしたい要求があると回転子ヨーク内径とボス外径の差が大きくなり、更なる材料の歩留り悪化の原因となる。

本発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、軸受等の電食を抑制でき、回転子ヨーク（外側鉄心）とボス部（内側鉄心）の材料使用量を減少させ、プレス加工費も抑制可能とし、これにより安価な回転電機の回転子、回転電機、回転子の製造方法、回転電機の製造方法、回転子の鉄心部材を提供することを目的とする。

この発明に係る回転電機の回転子は、
鉄心片を積層して構成された円筒状の積層回転子鉄心と、前記積層回転子鉄心に、周方向に等間隔に保持した永久磁石と、
前記積層回転子鉄心の中心に挿入された回転軸を備えた回転電機の回転子において、
前記積層回転子鉄心は、回転軸が締結される積層内側鉄心と、
前記積層内側鉄心の周囲を取り囲むように配置され、周方向に複数個の分割積層外側鉄心に分割された積層外側鉄心と、
前記積層内側鉄心と前記積層外側鉄心の間に形成され、前記積層内側鉄心と前記積層外側鉄心を結合する連結部材とからなり、
前記積層内側鉄心の内部には前記分割積層外側鉄心と同形状の肉抜き部が形成されているものである。

この発明に係る回転電機は、
上述の回転電機の回転子と、
円環状のヨーク部と、前記ヨーク部から内側に突出するティース部、前記ティース部に巻回した固定子巻線とを有し、
前記回転子を、内側に収納する固定子とを有するものである。

この発明に係る回転子の製造方法は、
鉄心片を積層して構成された円筒状の積層回転子鉄心と、前記積層回転子鉄心に、周方向に等間隔に保持された永久磁石と、
前記積層回転子鉄心の中心に挿入された回転軸とを備えた回転子の製造方法であって、
前記回転軸が締結される積層内側鉄心を構成する内側鉄心片と、
前記積層内側鉄心の周囲を取り囲むように配置され、周方向に複数個の分割積層外側鉄心に分割された積層外側鉄心を構成する分割外側鉄心片を同じ板材から切り出す際に、
前記分割外側鉄心片を、前記内側鉄心片の内部から肉抜きして切り出す鉄心片切出工程を有するものである。

この発明に係る回転電機の製造方法は、
上述の回転子の製造方法において、
前記回転子を収納する固定子の一層分の鉄心片を、前記板材から同時に切り出すものである。

この発明に係る回転子の鉄心部材は、
複数の鉄心片からなる回転子の積層回転子鉄心用の鉄心部材であって、
前記積層回転子鉄心のうち、回転軸挿入部を有する積層内側鉄心の一つの層を構成する１枚の内側鉄心片と、
前記積層内側鉄心の外周に絶縁性の連結部材を介して結合される積層外側鉄心を、周方向に等分した複数の分割積層外側鉄心の、前記一つの層と同一の層を構成するそれぞれ１枚、全部で前記分割積層外側鉄心の数と同数の分割外側鉄心片からなり、
前記分割外側鉄心片の内、少なくとも２枚の前記分割外側鉄心片は、前記内側鉄心片の内部から切り抜かれているものである。

この発明に係る、回転電機の回転子、回転電機、回転子の製造方法、回転電機の製造方法、回転子の鉄心部材によれば、回転子ヨークと出力軸との間が絶縁され、回転子ヨークに発生した電流が出力軸に伝達せず、回転電機の駆動騒音の原因となる軸受の電食等が発生しにくくなる。
さらに、分割外側鉄心片は、鉄心部材を切り出す磁性材料の内側鉄心片の内側となる部分から切り出されるため、先行例と比べ回転子鉄心の使用材料を低減することができ、安価な回転電機の回転子、回転電機を提供することができる。

本発明の実施の形態１に係る回転電機の断面概略図である。 図１に示す回転電機の回転子の斜視図である。 図２に示す回転子を回転軸の中心軸を通る平面で切断した断面図と、図３（ａ）のＡ−Ａ線での断面図である。 本発明の実施の形態１に係る固定子鉄心を構成する固定子鉄心片の平面図、固定子鉄心片を打ち抜く際の板材上での各鉄心片のレイアウトを示す図、積層固定子の平面図である。 本発明の実施の形態１に係る回転電機の分割積層外側鉄心の平面図と積層外側鉄心の平面図である。 金型の中で積層して嵌合された積層外側鉄心の平面図と断面図である。 本発明の実施の形態１に係る積層回転子鉄心の一つの積層を構成する鉄心片をプレスで打ち抜く際の板材上での各鉄心片のレイアウトを示す図である。 複数の分割積層外側鉄心の結合前の配置を示す模式図である。 本発明の実施の形態１に係る積層回転子鉄心の一つの積層を構成する鉄心片をプレスで打ち抜く際の板材上での各鉄心片のレイアウトを示す他の例図である。 内側鉄心と、一体型の外側鉄心を有する回転子の断面図等（比較例）である。 分割外側鉄心片と内側鉄心片を別々のプレス金型で打ち抜く場合の板材上での各鉄心片のレイアウトを示す図（比較例）である。 本発明の本実施の形態２に係る回転子の断面図である。 本発明の本実施の形態２に係る回転子用の鉄心片を打ち抜くプレス金型における板材上での各鉄心片のレイアウトを示す図である。 本発明の本実施の形態３に係る回転子の断面図である。 本発明の本実施の形態３に係る回転子用の鉄心片を打ち抜くプレス金型における板材上での各鉄心片のレイアウトを示す図である。 本発明の実施の形態１に係る分割積層外側鉄心の平面図である。 本発明の実施の形態４に係る分割積層外側鉄心の平面図である。 本発明の実施の形態４に係る分割積層外側鉄心の他の例を示す平面図である。 本発明の本実施の形態５に係る回転子の断面図である。 本発明の本実施の形態６に係る回転子の断面図と図２０（ａ）のＡ−Ａ断面図である。 本発明の本実施の形態７に係る回転子の断面図である。 本発明の本実施の形態７に係る回転子用の鉄心片を打ち抜くプレス金型における板材上での各鉄心片のレイアウトを示す図である。 本発明の本実施の形態８に係る回転子の断面図である。 本発明の本実施の形態８に係る回転子用の鉄心片を打ち抜くプレス金型における板材上での各鉄心片のレイアウトを示す図である。 本発明の実施の形態９に係る分割積層外側鉄心の平面図である。 本発明の本実施の形態９に係る回転子の断面図である。 本発明の本実施の形態９に係る回転子用の鉄心片を打ち抜くプレス金型における板材上での各鉄心片のレイアウトを示す図である。 本発明の実施の形態１０に係る分割積層外側鉄心の平面図である。 本発明の本実施の形態１０に係る回転子の断面図である。 本発明の本実施の形態１０に係る回転子用の鉄心片を打ち抜くプレス金型における板材上での各鉄心片のレイアウトを示す図である。 本発明の本実施の形態１１に係る回転電機の分割積層固定子ユニット鉄心の平面図である。 本発明の本実施の形態１１に係る分割積層固定子ユニット鉄心を４個、環状に配置した積層固定子鉄心の平面図である。 本発明の本実施の形態１１に係る回転子の鉄心を構成する一層の鉄心片と分割固定子ユニット鉄心を構成する一層用の鉄心片を打ち抜くプレス金型における板材上での各鉄心片のレイアウトを示す図である。

実施の形態１．
以下、本発明の実施の形態１に係る回転電機の回転子、回転電機、回転子の製造方法、回転電機の製造方法、回転子の鉄心部材を、図を用いて説明する。なお、特に説明しない限り、本明細書で使用する「周方向」、「径方向」、「軸方向」とは、回転子、及び回転電機の「周方向」、「径方向」、「軸方向」をいうものとする。
図１は、本発明の実施の形態１に係る回転電機１００の断面概略図である。回転電機１００は、ブラシレスＤＣモータである。
図２は、回転電機１００に使用する回転子１の斜視図である。
図３（ａ）は、回転子１を回転軸１２の中心軸を通る平面で切断した断面図である。
図３（ｂ）は、図３（ａ）のＡ−Ａ線で切断した断面図である。
回転電機１００（ブラシレスＤＣモータ）は、ＰＷＭ方式で駆動される。また、本実施の形態では、回転子１が固定子２の内周側に回転自在に配置されたインナーロータ型のブラシレスＤＣモータの例を挙げて説明する。さらに、本実施の形態では、永久磁石３が回転子鉄心の表面に貼り付けられたＳＰＭ型回転子であり、磁石個数が１０個の例である。

図１に示すように、分割積層固定子鉄心２１には絶縁材料からなるインシュレータを介して、固定子巻線２２が巻装されている。この固定子巻線２２は、ＰＷＭ方式のインバータと電気的に接続されている。固定子２は、積層固定子鉄心２０と固定子巻線２２およびインシュレータが樹脂によってモールド成形され、円筒状の形状をしている。

図４（ａ）は、積層固定子鉄心２０を構成する固定子鉄心片４の平面図である。
図４（ｂ）は、複数の固定子鉄心片４を磁性鋼板からプレスで打ち抜く際のレイアウトを示す図である。
図４（ｃ）は、積層固定子鉄心２０の平面図である。
図４（ｂ）に示すように、固定子鉄心片４は、磁性鋼板（以後、板材という）からプレスにより二列抜きで打ち抜かれる。このとき、二列の固定子鉄心片４が一方の列の互いに隣接するティース部４ａ分の間に、他方の列のティース部４ａ部分が、互い違いに向き合って入るように配置される。

積層固定子鉄心２０は、固定子鉄心片４を複数枚積層した分割積層固定子鉄心２１を環状に１２個組み合わせて構成されている。また、各部材は接着や溶接、カシメ等により一体に固定されている。

分割積層固定子鉄心２１は、全体形状が略Ｔ字状であり、積層ティース部２１ａと積層ヨーク部２１ｂとから構成される。積層ティース部２１ａは、積層ヨーク部２１ｂの内周側から略直角に径方向に延びていて、積層ヨーク部２１ｂの外周部は円弧状になっている。また、積層ティース部２１ａの内周側の先端部２１ｃの両側が左右に広がる傘状であり、先端部２１ｃは、円弧状になっている。

このようにして得られた複数の分割積層固定子鉄心２１に対して固定子巻線２２を施した後、環状に並べ、接触面を接着や溶接等により固着することで、図１に示すような固定子２を得ることができる。固定子鉄心片４の製造時に上述のような配列を採用にすることで、一列に固定子鉄心片を打ち抜く場合に比べ、積層固定子鉄心２０の製造に使用する材料の量を低減できる。

図１、図２に示すように、固定子２の内周側には、空隙を介して回転子１が挿入されている。回転子１は、最外周部から内周側の回転軸１２に向かって、永久磁石３、積層回転子鉄心５の外側部を構成する積層外側鉄心５０、樹脂等から成る連結部材５２、積層回転子鉄心５の内側部を構成する積層内側鉄心５３とから構成されている。

積層内側鉄心５３の中心部には、回転軸１２が挿通されている。回転軸１２にはローレット加工が施されており、これを積層内側鉄心５３に嵌合することで積層内側鉄心５３に結合している。このような構成により、積層外側鉄心５０と回転軸１２との間が絶縁され、積層外側鉄心５０に発生した電流が回転軸１２に伝達せず、音の原因となる軸受の電食等が発生しにくくなる。

積層内側鉄心５３と積層外側鉄心５０は、それぞれ薄板状の鉄心片を複数枚積層することで構成されている。また、これらの鉄心片は接着や溶接、カシメ等により一体に固定されている（図示無し）。積層内側鉄心５３の外周面と積層外側鉄心５０の内周面は、樹脂等から成る連結部材５２を間に挟んでこれと一体に成形することで結合されている。

永久磁石３は、積層外側鉄心５０の外周部に接着剤で接着されている。本実施の形態では、永久磁石３は、回転軸１２を中心として周方向に均等に１０個配置されている。また、積層外側鉄心５０は、周方向に複数の分割積層外側鉄心５１に分割されている。本実施の形態では、積層外側鉄心５０は、永久磁石３の個数と同じ１０個の分割積層外側鉄心５１に分割されている。

図５（ａ）は、分割積層外側鉄心５１の平面図である。
図５（ｂ）は、複数の分割積層外側鉄心５１を環状に嵌合した積層外側鉄心５０の平面図である。
分割積層外側鉄心５１は、それぞれの周方向端部に設けた蟻溝状の凹部５１ｐと蟻桟状の凸部５１ｑとを互いに嵌合している。この凹部５１ｐは、分割積層外側鉄心５１の内部に軸方向に伸びる蟻溝として形成され、分割積層外側鉄心５１の周方向端部側における径方向の幅（寸法Ｌ２）が、周方向端部から遠い先端部における径方向の幅（寸法Ｌ１）より大きくなるように設定されている。

また凸部５１ｑは、分割積層外側鉄心５１から周方向に突出し、軸方向に伸びる蟻桟として形成され、分割積層外側鉄心５１の根本部における径方向の幅は前述のＬ１とし、先端部における径方向の幅を前述の寸法Ｌ２とする。このときＬ１＜Ｌ２とすれば、各分割積層外側鉄心５１の位置決めが容易となり、さらに回転軸１２の径方向にそれぞれの分割積層外側鉄心５１が抜けることもないという効果がある。

また、分割積層外側鉄心５１の内周側には、径方向外側に向かって形成された周り止め凹部５１ｔを備える。これにより、樹脂である連結部材５２が噛み合って回転反力による周方向の回り止めをすることができる。本例では周り止め凹部５１ｔとしたが凸部としても回り止めの効果を得ることができる。なお、凹部とすると、回転子鉄心歩留まりがより高く、凸部とすると回り止めの力を大きく取ることができる。製造する回転電機にとって有利な方を選択すればよい。さらに、積層内側鉄心５３の外周部にも同様の凹部５３ｔを軸方向に設けており、連結部材５２の回り止めの力を大きくすることができる。この凹部を凸部としても同様に回り止めの効果を得ることができる。

図３（ｂ）に示すように、隣接する分割積層外側鉄心５１同士の接合部５１ｓは、全て、永久磁石３の内周面の周方向中央部分に位置するように配置させている。このように分割積層外側鉄心５１の接合部５１ｓを配置すると、永久磁石３を分割積層外側鉄心５１の外周面に接着する際に、凹部５１ｐと凸部５１ｑとの間の隙間に接着剤が入り込むため、さらに強固な固定ができる。

また、本実施の形態の回転子１の場合、永久磁石３からでる磁力の通り道（磁路）は、図３（ｂ）の矢印Ｂに示すように、永久磁石３→分割積層外側鉄心５１→隣接する永久磁石３となる。この磁路に分割積層外側鉄心５１の接合部５１ｓ（分割面）がないため、磁気抵抗の増加を抑制可能な回転子１を得ることができる。

各分割積層外側鉄心５１には１個の孔５１ｍを有している。この孔５１ｍは、積層内側鉄心５３と各分割積層外側鉄心５１とを連結部材５２で一体に成形する際に、金型内での位置決めとして使用することができ、生産性を高めることができる。
図６（ａ）は、金型７の中で積層して嵌合された積層外側鉄心５０の平面図である。
図６（ｂ）は、その断面図である。
図６（ａ）、（ｂ）に示すように、例えば、積層回転子鉄心５を一体に成形する金型７に、分割積層外側鉄心５１の孔５１ｍが挿入されるボス７１を設ける。分割積層外側鉄心５１の外周面５１ｎを金型７の内周面７２に合わせることで積層回転子鉄心５の各分割積層外側鉄心５１の同軸を出し、ボス７１と孔５１ｍを合わせることで周方向の位置決めをすることができる。

また、本実施の形態では孔５１ｍの位置が全ての分割積層外側鉄心５１について同一位置となる配置としたが、全て異なる配置とすることもできる。このようにすることで、積層回転子鉄心５を一体に成形する際の位置決めが容易となることに加え、各分割積層外側鉄心５１を構成する鉄心片の区別をすることができ、部材管理が容易となる。

積層内側鉄心５３の内部には分割積層外側鉄心５１と同形状の肉抜き部５３ａ〜５３ｆが形成されている。この肉抜き部５３ａ〜５３ｆは、図３（ｂ）における回転軸１２の中心０を中心として点対称となる形状をしている。このように配置することで、回転子１のバランスがとれ、回転軸１２が偏芯しにくくなり、偏芯により発生する音を抑制することができる。

図１に示すように、回転子１の回転軸１２には、回転軸１２を支持する２つの軸受３１ａ、３１ｂが設置されている。軸受３１ａ、３１ｂは複数の鉄製玉を有した円筒形状の軸受であり、軸受の内輪が回転軸１２を回転可能に支持している。図１では、回転軸１２がブラシレスＤＣモータ内部から突出した側となる出力軸側において、軸受３１ａが回転軸１２を支持し、その反対側（以下、反出力軸側と記載）において、軸受３１ｂが回転軸１２を支持している。そして、これらの軸受３１ａ、３１ｂは、それぞれハウジングにより外輪が固定されている。図１では、出力軸側の軸受３１ａの外輪がハウジング部３ａ（絶縁性部材＝樹脂）により固定されており、反主力軸側の軸受３１ｂ（導電性部材＝金属）の外輪がハウジング部３ｂにより固定されている。以上の構成により、回転軸１２が一対の軸受３１ａ、３１ｂに支持され、回転軸１２が回転自在に回転する。本実施例では、軸受３１ａ側に波ワッシャ３２が配置されている。

また、本ブラシレスＤＣモータには制御回路や駆動回路および永久磁石３の位置を検出するための素子等を実装したプリント基板が内蔵されている。例えば、プリント基板には固定子巻線２２に電流を流すためのインバータが実装される。またプリント基板上で、固定子巻線２２の結線接続を行っている（図示無し）。

次に、回転子１の製造方法について説明する。
図７は、回転子１の積層回転子鉄心５の一つの積層を構成する鉄心片をプレスで打ち抜く際の板材１ｗ上での各鉄心片のレイアウトを示す図である。
図７に示すように、積層回転子鉄心５は、一層分の積層外側鉄心５０を構成する全ての分割積層外側鉄心５１用の分割外側鉄心片８ａ〜８ｊと積層内側鉄心５３用の内側鉄心片６を、同一のプレス金型を使用して同一の板材１ｗから順次打ち抜いて積層し、これらを結合して製造する。

このとき、内側鉄心片６の内部から６枚の分割外側鉄心片８ａ〜８ｆを打ち抜き、内側鉄心片６の外部から４枚の分割外側鉄心片８ｇ〜８ｊを打ち抜いている（鉄心片切出工程）。また、図の矢印Ｄの方向は板材１ｗの圧延方向を示している。矢印Ｅの方向は、板材１ｗの圧延方向と垂直となる方向である。ところで、分割積層外側鉄心５１の磁路は、図３（ｂ）に示す通り、矢印Ｂに沿う径方向の経路成分が長い。このため、板材１ｗの圧延方向を矢印Ｄの方向と一致させることで、より磁気抵抗の小さい回転子１を得ることができる。これにより、より少材料化が可能な回転子１を得ることができる。

図８（ａ）は、各分割積層外側鉄心５１の結合前の配置を示す図である（分割積層外側鉄心５１は偶数）。
図８（ｂ）は、各分割積層外側鉄心５１の結合前の配置を示す図である（分割積層外側鉄心５１は奇数）。
なお、図８（ａ）、（ｂ）は、各分割積層外側鉄心５１ａ〜５１ｊを、回転軸１２を中心として均等に周方向に配置したものを、直線状に表現した模式図である。また、点線で示した最右部の分割積層外側鉄心５１ａは、最左部の分割積層外側鉄心５１ａと同一物であることを示すことで、周方向配置を模式的に表した。

上述の方法で製造した分割外側鉄心片８ａ〜８ｊを、内側鉄心片６の内部と外部から一旦切り出して積層し、又は金型内でそのまま積層してから取り出して各分割積層外側鉄心５１ａ〜５１ｊを構成する。その後、図８（ａ）に示すように、各分割積層外側鉄心５１ａ〜５１ｊを下、上、下、上・・・と配置し、この状態で凹部５１ｐ（蟻溝）と凸部５１ｑ（蟻桟）の位置を合わせて位置決めし、回転軸１２の軸方向から相互に圧入することで環状の積層外側鉄心５０を得ることができる。

上述の説明では、分割積層外側鉄心５１ａ〜５１ｊの１０個（偶数）であったが、これが奇数となった場合について説明する。
図８（ｂ）は、分割積層外側鉄心の個数が１１個の場合を示す模式図である。このとき、各分割積層外側鉄心５１ａ〜５１ｋを下、上、下、上・・・と配置すると、分割積層外側鉄心５１ｋは下側に配置されることになる。

この場合、一方の隣接する分割積層外側鉄心５１ｊとは上下方向から互いに圧入することが可能である。しかし、もう一方の隣接する分割積層外側鉄心５１ａとの関係では、いずれも回転軸１２の軸方向位置が図８（ｂ）に示す下側となり一致しているため、互いに凹凸部を圧入できない。これを解決するためには、例えば、分割積層外側鉄心５１ａと分割積層外側鉄心５１ｋ同士を先に圧入しておいて、その後、他の分割積層外側鉄心とともに、上下に配置するといった作業が必要となる。これでは生産性が低下してしまう。このため、図８（ａ）のように、１台の回転子を構成する分割積層外側鉄心の数を偶数とすることにより、回転子１及び回転電機１００の生産性を高めることが可能である。

図９は、回転子１の積層回転子鉄心５の一つの積層を構成する鉄心片をプレスで打ち抜く際の板材２ｗ上での各鉄心片のレイアウトを示す図である。図７の板材１ｗ上での各鉄心片のレイアウトでは、内側鉄心片６の中心０を中心として内側鉄心片６が点対称な形状となるように内側鉄心片６の内部から切り出す分割外側鉄心片８ａ〜８ｆ及び外部から切り出す分割外側鉄心片８ｇ〜８ｊを配置した。

これに対して図９に示す板材２ｗ上での各鉄心片のレイアウトでは、内側鉄心片６の内部の形状は、図７の場合と同様に中心０を中心とした点対称であるが、内側鉄心片６の外部で打ち抜く分割外側鉄心片８ｇ〜８ｊは、中心０を中心として非点対称であり、板材２ｗの長辺方向の中心線Ｃ−Ｃに対して線対象に、複数の分割外側鉄心８ｇ〜８ｊが並列に並ぶような配置としている。このような配置とすることで図７の板材１ｗに比べて材料の使用量を抑制することが可能となると同時に、積層回転子鉄心５の回転軸１２に対する重量バランスが保たれる。

次に、どの程度の材料節約効果があるかを説明する。板材１ｗ、板材２ｗはいずれも四角形状で供給され、この内部から必要な形状の各鉄心片をプレスにより切り出して形成する。これらを比較例と比較する。
図１０（ａ）は、内側鉄心片と一体型の外側鉄心を有する回転子（比較例）の断面図である。
図１０（ｂ）は、図１０（ａ）のＡ−Ａ線での断面図である。
図１０（ｃ）は、回転子を構成する外側鉄心と内側鉄心を同一のプレス金型で打ち抜く場合の板材３ｗ上での各鉄心片のレイアウトを示す図である。

図７、図９、図１０では外側鉄心片、内側鉄心片、連結部材、回転軸用の穴等、全ての部材の外形寸法を同一としている。図１０に示す外側鉄心片８ｘは、環状の１枚物であるため、内側鉄心片６ｘの外部から外側鉄心片８ｘを打ち抜いて製造する。この場合、内側鉄心片６ｘと外側鉄心片８ｘの間の領域は廃材となり、無駄が多い。このとき、必要となる板材３ｗの材料面積Ｓ３は、Ｓ３＝Ｌ５ａ×Ｌ６ａとなる。これと同様に、図７で必要となる板材１ｗの材料面積Ｓ１はＳ１＝Ｌ１ａ×Ｌ２ａとなり、図９で必要となる材料面積Ｓ２はＳ２＝Ｌ３ａ×Ｌ４ａとなる。これらにおいて、Ｓ３を１００％として、Ｓ３に対するＳ１、Ｓ２の比率を表１に示す。（全ての条件で、材料縁から打ち抜き輪郭までの距離ｘを一定として試算）

このように、各板材からの打ち抜きレイアウトを、図７のレイアウト、更には図９のレイアウトとすることで、材料の使用量を低減することができ、少ない材料で安価な回転電機１００の回転子１を提供することができる。

次に、分割外側鉄心片と内側鉄心片を別々のプレス金型で打ち抜く場合に使用する板材の使用量とも比較をする。
図１１（ａ）、（ｂ）は、分割外側鉄心片８ｙと内側鉄心片６ｙを別々のプレス金型で打ち抜く場合の板材４ａｗ、４ｂｗ上での各鉄心片のレイアウトを示す図（比較例）である。
この場合、分割外側鉄心片８ｙを打ち抜くプレスショット数に加え、内側鉄心片６ｙを打ち抜くプレスショット数が必要となる。分割外側鉄心片８ｙだけを考えても、必要なプレスショット数は分割外側鉄心片８ｙの分割数が増加すればするほど増加する。これに対し、本実施の形態では回転子１を構成する全ての分割外側鉄心片８と内側鉄心片６を同一金型で同一の板材から一緒に打ち抜くことができるため、プレスショット数が少なく、生産性の良い安価な回転子１と回転電機１００を提供することができる。

本発明の実施の形態１に係る、回転電機の回転子、回転電機、回転子の製造方法、回転電機の製造方法、回転子の鉄心部材によれば、積層外側鉄心と積層内側鉄心の材料使用量を減少させつつ、回転時における回転子のバランスが取れるので、電食を抑制でき、かつ、生産性の良い安価な回転電機の回転子１と、その回転子を使用する回転電機１００を提供することができる。

実施の形態２．
以下、本発明の実施の形態２に係る回転電機の回転子、回転電機、回転子の製造方法、回転電機の製造方法、回転子の鉄心部材を、図を用いて実施の形態１と異なる部分を中心に説明する。
図１２は、本実施の形態に係る回転子２０１の断面図である。
図１３は、回転子２０１用の鉄心片を打ち抜くプレス金型における板材２０ｗ上での各鉄心片のレイアウトを示す図である。
回転子２０１の鉄心以外の構成は、回転子１と同じであるため説明を省略する。
図１２に示すように、積層外側鉄心２５０は、周方向に均等に５個の分割積層外側鉄心２５１に分割されている。また、回り止め用の凹部２５１ｔは、各分割積層外側鉄心２５１に２個配置されている。また、図１３に示すように、分割外側鉄心片２０８ａ、２０８ｂは、内側鉄心片２０６の内部から打ち抜かれ、分割外側鉄心片２０８ｃ〜２０８ｅは内側鉄心片２０６の外部から打ち抜かれることで製造される。

図１３の配置で各分割外側鉄心片２０８ａ〜２０８ｅと内側鉄心片２０６を打ち抜いて、上述した分割外側鉄心片の積層方法でこれらを積層し、環状に組み立てて積層外側鉄心２５０を製造する。この積層外側鉄心２５０と積層内側鉄心２５３を連結部材２５２で一体化したあと、積層外側鉄心２５０の外周面に永久磁石３を接着剤で固定する。そして回転軸１２を積層内側鉄心２５３の回転子挿入部に入れることで、回転子２０１を得ることができる。

各分割積層外側鉄心２５１同士の全ての接合部２５１ｓは、実施の形態１と同様に永久磁石３の中央部に位置するように配置されているが、接合部２５１ｓの数は、回転子１の場合の半分となっている。

本発明の実施の形態２に係る、回転電機の回転子、回転電機、回転子の製造方法、回転電機の製造方法、回転子の鉄心部材によれば、実施の形態１と同様に回転子２０１の製造に必要となる板材の使用量を低減することができる。
また、実施の形態１に比べ、分割外側鉄心の接合部（分割面）の数が少なく、磁気抵抗の増加を抑制することができ、より小型化が可能な（材料使用量が低減可能な）回転子を得ることができる。さらに、実施の形態１に比べ、分割外側鉄心の分割数が少ないため、部品点数が少ない回転子を得ることができる。

実施の形態３．
以下、本発明の実施の形態３に係る回転電機の回転子、回転電機、回転子の製造方法、回転電機の製造方法、回転子の鉄心部材を、図を用いて実施の形態１と異なる部分を中心に説明する。
図１４は、本実施の形態に係る回転子３０１の断面図である。
図１５は、回転子３０１用の鉄心片を打ち抜くプレス金型における板材３０ｗ上での各鉄心片のレイアウトを示す図である。

実施の形態１との違いは、積層内側鉄心３５３の外径が大きいことと、それに合わせて連結部材３５２の外径が小さくなったこと、また、内側鉄心片３０６の内部に全ての分割外側鉄心片３０８を配置したことである。本実施の形態では、積層内側鉄心３５３と積層外側鉄心３５０を構成する全ての内側鉄心片３０６、分割外側鉄心片３０８を同一のプレス金型および同一の板材から打ち抜いて回転子を構成できる。

このように、回転電機の仕様によっては本実施例のように、回転子３０１を構成する全ての分割外側鉄心片３０８を内側鉄心片３０６の内部から切り出すように配置することが可能であるため、より板材の使用量、プレス加工の工数を低減可能な回転子３０１を得ることができる。

実施の形態４．
以下、本発明の実施の形態４に係る回転電機の回転子、回転電機、回転子の製造方法、回転電機の製造方法、回転子の鉄心部材を、図を用いて実施の形態１と異なる部分を中心に説明する。
図１６は、実施の形態１に係る分割積層外側鉄心５１の平面図である。
図１７は、本実施の形態に係る分割積層外側鉄心４５１の平面図である。
実施の形態１では、図１６に示すように、分割積層外側鉄心５１の外周面の、軸方向に垂直な断面を円弧Ｒ２とし、分割積層外側鉄心５１の内周面の、軸方向に垂直な断面を円弧Ｒ１とするとき、Ｒ１とＲ２の曲率中心０は一致していた。そのため、分割積層外側鉄心５１の内周面に周り止め凹部５１ｔを設けていた。

本実施の形態では、図１７に示すように、分割積層外側鉄心４５１の外周面の、軸方向に垂直な断面を円弧Ｒ４０２とし、分割積層外側鉄心４５１の内周面の、軸方向に垂直な断面を円弧Ｒ４０１とするとき、Ｒ４０１とＲ４０２の曲率中心は一致しない。これにより、周り止め凹部を設けなくても、周り止めの効果を奏することができるし、周り止め凹部４５１ｔを設ければ更に周り止めの効果が高くなる。

図１８に示すように内周面の、軸方向に垂直な断面が直線状となるような分割積層外側鉄心４５１ｄを用い、周り止め凹部の代わりに周り止め凸部４５１ｄｕを設けても同様の効果を奏する。

実施の形態５．
以下、本発明の実施の形態５に係る回転電機の回転子、回転電機、回転子の製造方法、回転電機の製造方法、回転子の鉄心部材を、図を用いて実施の形態１〜４と異なる部分を中心に説明する。
図１９は、本実施の形態に係る回転子５０１の断面図である。
実施の形態１では、ＳＰＭ型回転子の例を示したが、本実施の形態ではＩＰＭ （Ｉｎｔｅｒｉｏｒ Ｐｅｒｍａｎｅｎｔ Ｍａｇｎｅｔ）型の回転子５０１の例を説明する。

実施の形態１では、永久磁石３が積層外側鉄心５０の外周部に保持されていた。本実施の形態は、各永久磁石３が各分割積層外側鉄心５５１の内部に保持される点が実施の形態１と異なる。また永久磁石３の固定方法も異なる。

永久磁石３は、分割積層外側鉄心５５１の内部にある磁石挿入部５５１ｄに配置される。また、分割積層外側鉄心５５１と永久磁石３および積層内側鉄心５５３は、樹脂等から構成される連結部材５５２で一体に成形して固定されている。さらに、連結部材５５２は、分割積層外側鉄心５５１の軸方向の両端部を覆っている。分割積層外側鉄心５５１の構成は、実施の形態１で挙げた形状から永久磁石３が入る磁石挿入部５５１ｄ（穴）を追加すれば良い。

本発明の実施の形態に係る、回転電機の回転子、回転電機、回転子の製造方法、回転電機の製造方法、回転子の鉄心部材によれば、積層外側鉄心５５０と回転軸１２との間が絶縁され、積層外側鉄心５５０に発生した電流が回転軸に伝達せず、音の原因となる軸受の電食等が発生しにくくなる。また、接着剤の使用量の削減、接着時間の削減を図ることができ、回転子５０１、回転電機の生産性を向上することができる。このように、ＩＰＭ型の回転子５０１であっても、電食を抑制でき、積層外側鉄心５５０と積層内側鉄心５５３の材料使用量を減少させ、かつ、プレス加工費も抑制可能で、安価な回転電機の回転子５０１、回転電機を提供することができる。

実施の形態６．
以下、本発明の実施の形態６に係る回転電機の回転子、回転電機、回転子の製造方法、回転電機の製造方法、回転子の鉄心部材を、図を用いて実施の形態１と異なる部分を中心に説明する。
図２０（ａ）は、本実施の形態に係る回転子６０１の断面図である。
図２０（ｂ）は、図２０（ａ）のＡ−Ａ線での断面図である。
実施の形態１に係る回転子１と、本実施の形態に係る回転子６０１では、永久磁石３の固定方法および連結部材６５２の形状が異なる。その他の構造は同じであるため説明を省略する。
ただし、説明の簡略化のために、図２０（ｂ）としては、積層内側鉄心５３の内部の肉抜き部５３ａ〜５３ｆが、実施の形態１の図３（ｂ）に比べて回転軸１２の中心０を中心としてやや回転させた状態のものを使用する。

本実施の形態では、連結部材５５２を用いて、永久磁石３の外周全体を覆うことにより積層内側鉄心５３と各分割積層外側鉄心５１および永久磁石３を相互に固定している。このようにすることで、接着剤の接着時間の削減を図ることができ、回転子及び回転電機の生産性を向上することができる。また、積層内側鉄心５３の内部の分割外側鉄心片を打ち抜いた部分である肉抜き部５３ａ、５３ｂ、５３ｃ、５３ｄの内部に、連結部材５５２を充填して一体として成形するので、各部材をより強固に結合することができる。

実施の形態７．
以下、本発明の実施の形態７に係る回転電機の回転子、回転電機、回転子の製造方法、回転電機の製造方法、回転子の鉄心部材を、図を用いて実施の形態１と異なる部分を中心に説明する。
図２１は、本実施の形態に係る回転子７０１の断面図である。
図２２は、回転子７０１用の鉄心片を打ち抜くプレス金型における板材７０ｗ上での各鉄心片のレイアウトを示す図である。実施の形態１と本実施の形態の違いは、積層内側鉄心７５３の積層厚みＨ２と各分割積層外側鉄心７５１の積層厚みＨ１が異なることである。本実施の形態では、Ｈ１＝α×Ｈ２（α＝２以上の整数）の関係が成り立ち、α＝２の例である。

また、連結部材７５２が各分割積層外側鉄心７５１の軸方向の端部７５１ａ、７５１ｂと積層内側鉄心７５３の軸方向の端部の外周部７５３ａにまで一体に成形されていることが異なる。また、分割積層外側鉄心７５１と積層内側鉄心７５３を同時に打ち抜く板材上での各鉄心片のレイアウトも異なる。さらに、分割積層外側鉄心７５１から積層外側鉄心７５０を構成する製造方法が異なる。

本実施の形態では、積層外側鉄心７５０の周方向の分割数、すなわち分割積層外側鉄心７５１の数は１０であるが、それぞれの分割積層外側鉄心は、軸方向にもさらに２グループに分割されている（積層外側鉄心７５０Ｘの軸方向上方に、積層外側鉄心７５０Ｙが重ねて配置される）。積層外側鉄心７５０Ｘと積層外側鉄心７５０Ｙの軸方向の分割面は、カシメや溶接、接着等で固定されておらず、連結部材を一体に成形することで結合している。

図２２に示すように、本実施の形態の回転子７０１では、１つの内側鉄心片７０６と、積層外側鉄心７５０を周方向に分割した数（１０個）より多い（α倍の）２０個の分割外側鉄心片７０８を同一プレス金型を用いて同一の板材７０ｗから打ち抜く。このとき、カシメや溶接や接着等により各鉄心片を固定した状態の積層の厚みを、各分割積層外側鉄心７５１も積層内側鉄心７５３もＨ２とする。このようにして製造した分割積層外側鉄心７５１ａ１〜７５１ｊ１、７５１ａ２〜７５１ｊ２を、積層内側鉄心７５３の内部と外部から一旦取り出す。

その後、図８（ａ）と同様に、各分割積層外側鉄心７５１ａ１〜７５１ｊ１を下、上、下、上・・・と配置し、この状態で周方向の凹部と凸部を位置決めし、軸方向から上側の分割積層外側鉄心群と下側の分割積層外側鉄心群を互いに圧入することで１個の環状の積層外側鉄心７５０Ｘ（積層厚みはＨ２）を得ることができる。同様にこれを繰り返し、各分割積層外側鉄心７５１ａ２〜７５１ｊ２を環状に組み立てて、積層外側鉄心７５０Ｙ（積層厚みはＨ２）を得ることができる。さらに、これらの２つの積層外側鉄心７５０Ｘ、７５０Ｙ（それぞれ積層厚みはＨ２）を軸方向に重ねることで、一台分に必要な積層厚みＨ１の積層外側鉄心７５０を得ることができる。

そして、各積層外側鉄心７５０Ｘ、７５０Ｙを出力軸方向に２段に重ねた状態で、連結部材７５２により積層内側鉄心７５３と一体に成形することで、２つの積層外側鉄心７５０Ｘ、７５０Ｙの積層方向に分割された箇所についても固定することができる。

このように、積層外側鉄心７５０の積層厚みをＨ１、積層内側鉄心７５３の積層厚みＨ２とすると、Ｈ１＞Ｈ２であり、Ｈ１＝α×Ｈ２（２以上の整数、本例ではα＝２）としたことにより、積層内側鉄心７５３の積層厚みを半分にできる。これにより、回転子７０１の材料使用量を低減することができプレス回数を低減して安価な回転電機の回転子７０１を提供することができる。

以上から、本例では、電食を抑制でき、積層外側鉄心と積層内側鉄心の材料使用量を減少させ、かつ、生産性の悪化の抑制が可能で安価な回転電機の回転子７０１を提供することができる。

実施の形態８．
以下、本発明の実施の形態８に係る回転電機の回転子、回転電機、回転子の製造方法、回転電機の製造方法、回転子の鉄心部材を、図を用いて実施の形態１と異なる部分を中心に説明する。
図２３は、本実施の形態に係る回転子８０１の断面図である。
図２４は、回転子８０１用の鉄心片を打ち抜くプレス金型における板材８０ｗ上での各鉄心片のレイアウトを示す図である。実施の形態１とは、積層外側鉄心８５０の分割数と、分割積層外側鉄心８５１の形状、そのプレス金型におけるレイアウトが異なる。
その他は、実施の形態１と同じであるため説明を省略する。

本実施の形態では、実施の形態１で示した２個の分割積層外側鉄心８５１の外周部の間に薄肉の連結部５１ｖを設けた分割積層外側ユニット鉄心５５ａ〜５５ｅを使用する。連結部５１ｖは、薄肉で構成されているので、２個の分割積層外側鉄心８５１の外周面が連続する曲面となるように同一平面状で折り曲げることが可能な形状となっている。

積層内側鉄心８５３には、図２３に示すように、軸方向の断面が分割積層外側ユニット鉄心を連結部５１ｖで略Ｖ字形状となるように外周側に折曲げた形状と同じ形状をした肉抜き部８５３ａ〜８５３ｄが形成されている。また、図２４に示すように、プレス金型での鉄心片のレイアウトでは、内側鉄心片８０６の内部からは、前述した略Ｖ字形状の分割外側ユニット鉄心片８０８ａ〜８０８ｄが打ち抜かれ、内側鉄心片の外部からは分割外側ユニット鉄心片８０８ｅが打ち抜かれる。このとき分割外側ユニット鉄心片８０８ｅは略Ｖ字状ではなく、２枚の分割外側鉄心片８０８が連結部を介して直線状になるようにして配置されている。

次に、回転子８０１の製造方法を説明する。
図２４の状態で打ち抜いて積層された各分割積層外側ユニット鉄心５５ａ〜５５ｅと、積層内側鉄心８５３を金型から抜き出す。次に、各分割積層外側ユニット鉄心５５ａ〜５５ｅを中間の連結部５１ｖにおいて、２個の分割積層外側鉄心８５１の隣接する周方向の端面同士が（図２４、分割外側ユニット鉄心片８０８ｄ、端部ａ、ｂ参照）が密着するように折り曲げ、このように変形した５個の分割積層外側ユニット鉄心５５ａ〜５５ｅを使って、実施の形態１で説明した組み立て方法で組み立てることにより、環状の積層外側鉄心８５０を得ることができる。

次に、積層外側鉄心８５０と積層内側鉄心８５３を連結部材８５２で一体化したあと、積層外側鉄心８５０の外周部に永久磁石３を接着剤で固定する。そして回転軸１２を内側鉄心の回転子挿入部８５４に入れることで、回転子８０１を得ることができる。

本発明の実施の形態に係る、回転電機の回転子、回転電機、回転子の製造方法、回転電機の製造方法、回転子の鉄心部材によれば、実施の形態１に比べ、分割積層外側鉄心８５１を連結部５１ｖを介して複数個連結したため、部品点数が少ない回転子８０１を得ることができる。

また、回転子８０１を構成する各鉄心片を打ち抜く際の各鉄心片のレイアウトでは、内側鉄心片８０６の内部においては回転軸挿入穴８０６ｈを取り囲むように略Ｖ字状の分割外側ユニット鉄心片８０８ａ〜８０８ｄを配置して打ち抜くことができ、材料歩留まりを向上することができる。さらに内側鉄心片８０６の外部においても、連結部５１ｖを介して直線状に分割外側鉄心片８０８を並べた分割外側ユニット鉄心片８０８ｅが打ち抜かれるため、略Ｖ字状の分割外側ユニット鉄心片を打ち抜く場合に比べて材料歩留まりを高めることができる。

さらに、分割外側ユニット鉄心片８０８ａ〜８０８ｅの折り曲げ可能な連結手段として単純な薄肉部を形成するだけで済むために製造が容易である。
以上から、電食を抑制でき、積層外側鉄心８５０と積層内側鉄心８５３の材料使用量を減少させ、かつ、生産性の悪化を抑制可能で、安価な回転電機の回転子８０１を提供することができる。

実施の形態９．
以下、本発明の実施の形態９に係る回転電機の回転子、回転電機、回転子の製造方法、回転電機の製造方法、回転子の鉄心部材を、図を用いて実施の形態１と異なる部分を中心に説明する。
図２５は、分割積層外側鉄心９５１の平面図である。
図２６は、本実施の形態に係る回転子９０１の断面図である。
図２７は、回転子９０１用の鉄心片を打ち抜くプレス金型における板材９０ｗ上での各鉄心片のレイアウトを示す図である。

実施の形態１とは、分割外側鉄心の形状と、そのプレス金型での鉄心片のレイアウトが異なる。その他は、実施の形態１と同じであるため説明を省略する。
図２５〜図２７に示すように、分割積層外側鉄心９５１の外周面の、軸方向に垂直な断面を円弧Ｒ９０２とし、分割積層外側鉄心９５１の内周面の、軸方向に垂直な断面を円弧Ｒ９０１とするとき、円弧Ｒ９０２の曲率中心は、回転軸１２の中心軸上の点０と一致し、円弧Ｒ９０１の曲率中心は、回転軸１２の中心軸上の点０と一致せず点０より外周側に位置する。また、回り止めとして径方向内側に突出する凸部９５１ｕを有する。

図２７に示すように、プレス金型では同一の板材９０ｗから積層内側鉄心９５３と積層外側鉄心９５０の同一の積層を構成する全ての鉄心片を同時に打ち抜いている。内側鉄心片９０６の内部から分割外側鉄心片９０８ａ〜９０８ｆが打ち抜かれ、内側鉄心片９０６の外部から分割外側鉄心片９０８ｇ〜９０８ｊが打ち抜かれる。このとき、実施の形態１では、内側鉄心片６と、分割外側鉄心片８ｇ〜８ｊの間には隙間があった。本例ではこの隙間をなくし、内側鉄心片９０６の外周部と分割外側鉄心片の内周部の境界をそれぞれ同形状の円弧Ｒ９０３、Ｒ９０１となるように一度で打ち抜いて構成する。このとき、分割外側鉄心片９０８ｇ〜９０８ｊの外周部の円弧Ｒ９０２の曲率中心は、回転子挿入穴９０６ｈの中心０とは異なる位置（積層外側鉄心９５０として組み立てたときに回転軸１２の中心となるよう）に配置される。これにより、円弧Ｒ９０３と円弧Ｒ９０１の曲率半径は等しく、円弧Ｒ９０２と、円弧Ｒ９０３及び円弧Ｒ９０１の曲率半径は異なることになる。
このようにすることで、実施の形態１と比べてプレス打ち抜き時の鉄心片の隙間をなくすことができるため、板材９０ｗの歩留まりをさらに向上することができる。

また、分割外側鉄心の回り止めの凸部９５１ｕについても、鉄心片をプレス打ち抜きする際に、同じ形状を有する凹部を内側鉄心片９０６に同時に構成することができるため、より生産性の高い回転子９０１を得ることができる。さらに、実施の形態１で示した回転子（図３（ｂ））では、連結部材５２の外周の軸方向に垂直な断面が円形状（回り止め部を除く）であることに対し、本実施の形態では、図２６に示すように曲率中心の異なる円弧が、連続する形状となっている。このため、より回り止めの効果を大きくすることができる。

なお、本構造の回転子９０１では、積層内側鉄心９５３の外周部と、積層外側鉄心９５０の内周部は樹脂等から構成される連結部材９５２で一体化するため、高い寸法精度は必要とされない。このため、本実施例のように、内側鉄心片９０６の外周部と、分割外側鉄心片９０８の内周部を境界として打ち抜いて両鉄心片を構成したとしても、回転電機として必要な精度には影響しない。

実施の形態１０．
以下、本発明の実施の形態１０に係る回転電機の回転子、回転電機、回転子の製造方法、回転電機の製造方法、回転子の鉄心部材を、図を用いて実施の形態９と異なる部分を中心に説明する。
図２８は、分割積層外側鉄心１０５１の平面図である。
図２９は、本実施の形態に係る回転子１００１の断面図である。
図３０は、回転子１００１用の鉄心片を打ち抜くプレス金型における板材１００ｗ上での各鉄心片のレイアウトを示す図である。

本実施の形態は、実施の形態９とは、積層外側鉄心１０５０を構成する分割積層外側鉄心の数と形状、およびプレス金型での鉄心片のレイアウトが異なる。その他は、実施の形態９と同じであるため説明を省略する。図２９に示すように、積層外側鉄心１０５０は、周方向に均等に６個の分割積層外側鉄心１０５１に分割されている。また、回り止め凸部１０５１ｕは、各分割積層外側鉄心に２個ずつ配置している。

図３０に示すように、４枚の分割外側鉄心片１００８ａ〜１００８ｄは、内側鉄心片１００６の内部から打ち抜かれ、２枚の分割外側鉄心片１００８ｅ〜１００８ｆは、内側鉄心片１００６の外部から打ち抜かれることで製造される。
図３０の配置で打ち抜かれた各分割外側鉄心片１００８と内側鉄心片１００６を金型内で積層して抜き出し、実施の形態１で示した分割積層外側鉄心の組み立て方法で環状に組み立てて積層外側鉄心１０５０を製造する。

この積層外側鉄心１０５０と積層内側鉄心１０５３を連結部材１０５２で一体化したあと、積層外側鉄心１０５０の外周面に永久磁石３を接着剤で固定する。そして回転軸１２を積層内側鉄心１０５３の中心に入れることで、回転子１００１を得ることができる。

各分割外側鉄心の接合部１０５１ｓの数は、実施の形態１の接合部に比べて半分となっている。このようにすることで、従来例に比べ回転子鉄心の製造に必要となる板材使用量を低減することができる。さらに、実施の形態１に比べ、積層外側鉄心１０５０の分割数が少ないため、部品点数が少ない回転子１００１を得ることができる。

また、実施の形態１に比べ、積層外側鉄心１０５０の分割面数が少なく、磁気抵抗の増加を抑制することができ、より小型化が可能な（材料使用量が低減可能な）回転子１００１を得ることができる。このように、本発明の実施の形態に係る、回転電機の回転子、回転電機、回転子の製造方法、回転電機の製造方法、回転子の鉄心部材によれば、電食を抑制でき、積層外側鉄心１０５０と積層内側鉄心１０５３の材料使用量を減少させ、かつ、生産性の悪化を抑制可能で、安価な回転電機の回転子１００１を提供することができる。

実施の形態１１．
以下、本発明の実施の形態１１に係る回転電機の回転子、回転電機、回転子の製造方法、回転電機の製造方法、回転子の鉄心部材を、図を用いて実施の形態１〜１０と異なる部分を中心に説明する。
図３１は、回転電機の分割積層固定子ユニット鉄心１１２５の平面図である。
図３２は、分割積層固定子ユニット鉄心１１２５を４個、環状に配置した積層固定子鉄心１１２０の平面図である。
図３３は、回転子の鉄心を構成する一層の鉄心片と分割固定子ユニット鉄心を構成する一層用の鉄心片を打ち抜くプレス金型における板材１１００ｗ上での各鉄心片のレイアウトを示す図である。

本実施の形態では、積層外側鉄心を構成する全ての分割積層外側鉄心と積層内側鉄心および積層固定子鉄心を構成する全ての分割積層固定子ユニット鉄心１１２５の同一層を形成する鉄心片を、同一プレス金型および同一板材から同時に打ち抜く。
分割積層固定子ユニット鉄心１１２５は、同一平面上で折り曲げ可能な連結部１１２５ｖを介して複数の分割積層固定子鉄心１１２１を連結している。連結部１１２５ｖは薄肉によって構成している。また分割積層固定子鉄心１１２１の連結数は３個として１個の分割積層固定子ユニット鉄心１１２５を構成し、４個の分割積層固定子ユニット鉄心１１２５を環状に配置することで積層固定子鉄心１１２０を構成する。

また、分割積層固定子鉄心１１２１のヨークの外周側は円弧状ではなく、直線状になっている。図３３に示すように、この分割積層固定子ユニット鉄心１１２５用の鉄心片は、二列抜きで打ち抜かれる。このとき、二列の分割固定子ユニット鉄心片１１０４が、一方の列の互いに隣接するティース部１１０４ａの間に、他方の列のティース部１１０４ａが向き合って入るように配置される。このようにすることで、一列で打ち抜く場合に比べ、固定子鉄心の材料使用量を低減している。また、ヨークの外周側を円弧状ではなく、直線状としたことにより、プレスで打ち抜かれる材料幅を小さくできるため、材料使用量を低減することができる。また、回転電機の製造時に必要となるプレス回数を減少させることができる。

実施の形態１に係る製造方法では、固定子鉄心片を打ち抜くプレス回数に加え、回転子鉄心片を打ち抜く回数が必要となるが、本実施の形態では、固定子鉄心と回転子鉄心を構成する鉄心片を同一プレス金型で製造するため、プレス回数を一度に集約でき、生産性が向上する。また、分割積層固定子ユニット鉄心１１２５の折り曲げ可能な連結手段として単純な薄肉部を形成するだけで済むために製造が容易となる。

このようにして得られた複数の分割積層固定子ユニット鉄心１１２５に対して巻線を施した後、ヨークが外周側にティースが内周側になるように連結部１１２５ｖを同一平面上で折り曲げ、環状に並べ、隣接する分割積層固定子ユニット鉄心１１２５の接合面を接着や溶接等により固着することで、図３２に示すような積層固定子鉄心１１２０を得ることができる。（巻線やインシュレータは省略し、固定鉄心の状態のみを図示した）

尚、本発明は、その発明の範囲内において、各実施の形態を自由に組み合わせたり、各実施の形態を適宜、変形、省略することが可能である。

１００ 回転電機、
１，２０１，３０１，５０１，６０１，７０１，８０１，９０１，１００１ 回転子、
１２ 回転軸、
１ｗ，２ｗ，３ｗ，４ａｗ，２０ｗ，３０ｗ，７０ｗ，８０ｗ，９０ｗ，１００ｗ，１１００ｗ 板材、
２ 固定子、２０，１１２０ 積層固定子鉄心、２１，１１２１ 分割積層固定子鉄心、２１ａ 積層ティース部、２１ｂ 積層ヨーク部、２１ｃ 先端部、２２ 固定子巻線、３ 永久磁石、３ａ ハウジング部、３ｂ ハウジング部、３１ａ 軸受、
３１ｂ 軸受、３２ 波ワッシャ、４ 固定子鉄心片、４ａ ティース部、
５ 積層回転子鉄心、
５０，２５０，３５０，５５０，７５０，７５０Ｘ，７５０Ｙ 積層外側鉄心、
５１，５１ａ〜５１ｋ，２５１，４５１ｄ，５５１，７５１，７５１ａ１〜７５１ｊ１，７５１ａ２〜７５１ｊ２，８５１，９５１，１０５１ 分割積層外側鉄心、
５１ｍ 孔、５１ｎ 外周面、５１ｐ 凹部、
５１ｑ，４５１ｄｕ，９５１ｕ，１０５１ｕ 凸部、５１ｓ 接合部、
５１ｔ，５３ｔ，２５１ｔ，４５１ｔ 凹部、５１ｖ 連結部、
５２，２５２，３５２，５５２，６５２，７５２，８５２，９５２，１０５２ 連結部材、
５３，２５３，３５３，５５３，７５３，８５３，９５３，１０５３ 積層内側鉄心、
５３ａ〜５３ｆ 肉抜き部、５５ａ〜５５ｅ 分割積層外側ユニット鉄心、
６，６ｘ，２０６，３０６，７０６，８０６，１００６ 内側鉄心片、７ 金型、
７１ ボス、７２ 内周面、
８，８ａ〜８ｇ，８ｙ，２０８ａ，３０８，７０８，８０８，９０８，９０８ａ〜９０８ｇ，１００８ 分割外側鉄心片、
８ｘ 外側鉄心片、８０８ａ〜８０８ｅ 分割外側ユニット鉄心片、
２５１ｓ，１０５１ｓ 接合部、５５１ｄ 磁石挿入部、７５１ａ 端部、
７５３ａ 外周部、８０６ｈ 回転軸挿入穴、８５４ 回転子挿入部、
９０６ｈ 回転子挿入穴、１１０４ 分割固定子ユニット鉄心片、
１１０４ａ ティース部、１１２５ 分割積層固定子ユニット鉄心、１１２５ｖ連結部。

Claims (25)

1. 鉄心片を積層して構成された円筒状の積層回転子鉄心と、前記積層回転子鉄心に、周方向に等間隔に保持した永久磁石と、
   前記積層回転子鉄心の中心に挿入された回転軸を備えた回転電機の回転子において、
   前記積層回転子鉄心は、回転軸が締結される積層内側鉄心と、
   前記積層内側鉄心の周囲を取り囲むように配置され、周方向に複数個の分割積層外側鉄心に分割された積層外側鉄心と、
   前記積層内側鉄心と前記積層外側鉄心の間に形成され、前記積層内側鉄心と前記積層外側鉄心を結合する連結部材とからなり、
   前記積層内側鉄心の内部には前記分割積層外側鉄心と同形状の肉抜き部が形成されている回転電機の回転子。
2. 前記積層内側鉄心は、前記積層内側鉄心の中心に対して点対称である請求項１に記載の回転電機の回転子。
3. 前記分割積層外側鉄心の内周側には、径方向に向かって形成された凹部または凸部を有する請求項１または請求項２に記載の回転電機の回転子。
4. 前記積層内側鉄心の外周側には、径方向に向かって形成された凹部または凸部を有する請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の回転電機の回転子。
5. 前記積層外側鉄心の外周から求める曲率中心と、
   前記分割積層外側鉄心の内周から求める曲率中心とが異なる請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の回転電機の回転子。
6. 前記積層内側鉄心の外周から求める曲率半径と、
   前記分割積層外側鉄心の内周から求める曲率半径とが同一である請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の回転電機の回転子。
7. 前記積層内側鉄心の外周から求める曲率中心と、
   前記分割積層外側鉄心の内周から求める曲率中心とが異なる請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の回転電機の回転子。
8. 前記肉抜き部は、前記分割積層外側鉄心の外周側に相当する部分が前記積層内側鉄心の中心側になるように配置されている請求項１から請求項７のいずれか１項に記載の回転電機の回転子。
9. 前記肉抜き部は、２以上の前記分割積層外側鉄心が、それぞれの前記分割積層外側鉄心の外周部で薄肉連結された分割積層外側鉄心ユニットと同形状である請求項８に記載の回転電機の回転子。
10. 前記肉抜き部は、前記分割積層外側鉄心ユニットの隣接する前記分割積層外側鉄心同士が薄肉連結を頂点として外周側にＶ字状に折り曲げられた形状と同形状である請求項９に記載の回転電機の回転子。
11. 前記積層外側鉄心の積層方向の厚みをＨ１、前記積層内側鉄心の積層方向の厚みをＨ２とするとき、Ｈ１＞Ｈ２であり、Ｈ１＝α×Ｈ２（α＝２以上の整数）である請求項１から請求項１０のいずれか１項に記載の回転電機の回転子。
12. 全ての隣接する前記分割積層外側鉄心同士の接合部が前記永久磁石の周方向中央部に位置するように配置されている請求項１から請求項１１のいずれか１項に記載の回転電機の回転子。
13. 全ての前記永久磁石の周方向中央部が、隣接する前記分割積層外側鉄心同士の接合部に位置するように配置されている請求項１から請求項１１のいずれか１項に記載の回転電機の回転子。
14. 隣接する前記分割積層外側鉄心同士は、それぞれの周方向端部に設けられた凹部と凸部により互いに嵌合されている請求項１から請求項１３のいずれか１項に記載の回転電機の回転子。
15. 前記凹部は蟻溝であり、前記凸部は、蟻桟である請求項１４に記載の回転電機の回転子。
16. 前記連結部材は樹脂である請求項１から請求項１５のいずれか１項に記載の回転電機の回転子。
17. 前記積層内側鉄心の前記肉抜き部内にも前記連結部材が充填されている請求項１６に記載の回転電機の回転子。
18. 前記永久磁石は、前記積層内側鉄心及び各前記分割積層外側鉄心と、前記樹脂で一体成形されている請求項１６または請求項１７に記載の回転電機の回転子。
19. 前記永久磁石と前記分割積層外側鉄心の間に接着剤を有する請求項１から請求項１８のいずれか１項に記載の回転電機の回転子。
20. 請求項１から請求項１９のいずれか１項に記載の回転電機の回転子と、
    円環状のヨーク部と、前記ヨーク部から内側に突出するティース部、前記ティース部に巻回した固定子巻線とを有し、
    前記回転子を、内側に収納する固定子とを有する回転電機。
21. 鉄心片を積層して構成された円筒状の積層回転子鉄心と、前記積層回転子鉄心に、周方向に等間隔に保持された永久磁石と、
    前記積層回転子鉄心の中心に挿入された回転軸とを備えた回転子の製造方法であって、
    前記回転軸が締結される積層内側鉄心を構成する内側鉄心片と、
    前記積層内側鉄心の周囲を取り囲むように配置され、周方向に複数個の分割積層外側鉄心に分割された積層外側鉄心を構成する分割外側鉄心片を同じ板材から切り出す際に、
    前記分割外側鉄心片を、前記内側鉄心片の内部から肉抜きして切り出す鉄心片切出工程を有する回転子の製造方法。
22. 前記鉄心片切出工程において、前記積層外側鉄心と前記積層内側鉄心の同一層を構成するすべての鉄心片を同時に、同一板材から打ち抜く請求項２１に記載の回転子の製造方法。
23. 前記鉄心片切出工程において、前記内側鉄心片から全ての前記分割外側鉄心片を打ち抜く請求項２２に記載の回転子の製造方法。
24. 請求項２１から請求項２３のいずれか１項に記載の回転子の製造方法において、
    前記回転子を収納する固定子の一層分の鉄心片を、前記板材から同時に切り出す回転電機の製造方法。
25. 複数の鉄心片からなる回転子の積層回転子鉄心用の鉄心部材であって、
    前記積層回転子鉄心のうち、回転軸挿入部を有する積層内側鉄心の一つの層を構成する１枚の内側鉄心片と、
    前記積層内側鉄心の外周に絶縁性の連結部材を介して結合される積層外側鉄心を、周方向に等分した複数の分割積層外側鉄心の、前記一つの層と同一の層を構成するそれぞれ１枚、全部で前記分割積層外側鉄心の数と同数の分割外側鉄心片からなり、
    前記分割外側鉄心片の内、少なくとも２枚の前記分割外側鉄心片は、前記内側鉄心片の内部から切り抜かれている回転子の鉄心部材。

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