特開 2023-179026 着磁ヨークおよび回転電機

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023179026

(43)【公開日】2023-12-19

(54)【発明の名称】着磁ヨークおよび回転電機

(51)【国際特許分類】

   H02K 15/03 20060101AFI20231212BHJP

   H02K 1/2791 20220101ALI20231212BHJP

【ＦＩ】

H02K15/03 H

H02K1/2791

【審査請求】未請求

【請求項の数】9

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022092042

(22)【出願日】2022-06-07

(71)【出願人】

【識別番号】000006013

【氏名又は名称】三菱電機株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110002941

【氏名又は名称】弁理士法人ぱるも特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】伊藤 慎一

(72)【発明者】

【氏名】鈴木 淳也

【テーマコード（参考）】

5H622

【Ｆターム（参考）】

5H622CA02

5H622CA07

5H622CA14

5H622PP03

5H622QB03

5H622QB09

(57)【要約】

【課題】コイルを巻くときの作業性を向上できる着磁ヨークを提供する。
【解決手段】円周状に並んで配置された複数のティース１２とこのティースの内周側端部を連結する連結部１３とを有する内輪ヨークコア１１と、複数のティースに巻き回されたコイルと、内輪ヨークコアのティースの外周を覆って内輪ヨークコアと嵌合された円筒形状の外輪ヨークコアとを有する着磁ヨークであって、それぞれのティースは内輪ヨークコアの軸方向に連結された複数の分割ティース１２ａ、１２ｂで構成されており、それぞれの分割ティースの周方向の中心は周方向にずれている。
【選択図】図５

【特許請求の範囲】

【請求項1】

円周状に並んで配置された複数のティースとこのティースの内周側端部を連結する連結部とを有する内輪ヨークコアと、
複数の前記ティースに巻き回されたコイルと、
前記内輪ヨークコアの前記ティースの外周を覆って前記内輪ヨークコアと嵌合された円筒形状の外輪ヨークコアとを有する着磁ヨークであって、
それぞれの前記ティースは前記内輪ヨークコアの軸方向に連結された複数の分割ティースで構成されており、それぞれの前記分割ティースの周方向の中心は周方向にずれていることを特徴とする着磁ヨーク。

【請求項2】

前記軸方向の断面における前記ティースの周方向の幅は、前記連結部から外径側に向かって一定であることを特徴とする請求項１に記載の着磁ヨーク。

【請求項3】

前記軸方向の断面における前記ティースの周方向の端部は、互いに平行であることを特徴とする請求項１または２に記載の着磁ヨーク。

【請求項4】

前記連結部は、内周面に前記内輪ヨークコアの軸方向に平行な内周溝を有することを特徴とする請求項１または２に記載の着磁ヨーク。

【請求項5】

前記分割ティースは、連結される部分に曲面部を有することを特徴とする請求項１または２に記載の着磁ヨーク。

【請求項6】

前記内輪ヨークコアは、複数の前記分割ティースをそれぞれ備えた複数の分割内輪ヨークコアで構成されていることを特徴とする請求項１または２に記載の着磁ヨーク。

【請求項7】

前記コイルは、複数の前記分割内輪ヨークコアにそれぞれ巻き回された複数の分割コイルで構成されていることを特徴とする請求項６に記載の着磁ヨーク。

【請求項8】

前記軸方向の断面において、前記内輪ヨークコアは前記ティースの外周側に外径方向に向かって周方向の幅が狭くなるＶ字部を備えており、前記外輪ヨークコアは内周面に外径方向に向かって周方向の幅が狭くなるＶ字溝を備えており、前記内輪ヨークコアと前記外輪ヨークコアとは前記Ｖ字部と前記Ｖ字溝とで嵌合されていることを特徴とする請求項１または２に記載の着磁ヨーク。

【請求項9】

請求項１または２に記載された着磁ヨークで着磁された段スキューロータを備えたことを特徴とする回転電機。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本願は、着磁ヨークおよび回転電機に関する。

【背景技術】

【0002】

回転電機の構成部品であるロータの１つとして、段スキューロータがある。段スキューロータは軸方向に複数の段に分割されたロータであり、各段のロータは円周方向にずらして配置されている。段スキューロータを用いることで、コギングトルクおよびトルクリップルが発生する位置が分散されてトルクが平準化されるため、回転電機をむらなく回転させることができる。

【0003】

段スキューロータを着磁させるための従来の着磁ヨークとして、段スキューロータを同心状に受容可能な円筒状のコアと、コアの内周面に周方向に並んで形成された複数のスロットに巻き回されたコイルとを備えた着磁ヨークが開示されている。この着磁ヨークにおいては、スロットがコアの軸方向に平行で互いにオフセットされた少なくとも２つの平行部と、少なくとも２つの平行部を接続する傾斜部とで構成されている（例えば、特許文献１参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０１３－２２９９８６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

従来の着磁ヨークにおいては、コアの内周面に形成されたスロット利用してコイルが巻き回されている。そのため、コイルを巻くときの作業性が悪いという問題があった。

【0006】

本願は、上述の課題を解決するためになされたもので、コイルを巻くときの作業性を向上できる着磁ヨーク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】

【0007】

本願の着磁ヨークは、円周状に並んで配置された複数のティースとこのティースの内周側端部を連結する連結部とを有する内輪ヨークコアと、複数のティースに巻き回されたコイルと、内輪ヨークコアのティースの外周を覆う円筒形状の外輪ヨークコアとを有しており、ティースは内輪ヨークコアの軸方向に連結された複数の分割ティースで構成されており、それぞれの分割ティースの周方向の中心は周方向にずれている。

【発明の効果】

【0008】

本願の着磁ヨークは、円周状に並んで配置された複数のティースとこのティースの内周側端部を連結する連結部とを有する内輪ヨークコアと、複数のティースに巻き回されたコイルと、内輪ヨークコアのティースの外周を覆う円筒形状の外輪ヨークコアとを有しており、ティースは内輪ヨークコアの軸方向に連結された複数の分割ティースで構成されており、それぞれの分割ティースの周方向の中心は周方向にずれているので、コイルを巻くときの作業性を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】実施の形態１に係る段スキューロータの斜視図である。

【図2】実施の形態１に係る段スキューロータの側面図である。

【図3】実施の形態１に係る回転電機の断面図である。

【図4】実施の形態１に係る着磁ヨークの斜視図である。

【図5】実施の形態１に係る内輪ヨークコアの斜視図である。

【図6】実施の形態１に係るコイルが巻かれた内輪ヨークコアの斜視図である。

【図7】実施の形態１に係るコイルの素線を示す断面図である。

【図8】実施の形態１に係る外輪ヨークコアの斜視図である。

【図9】実施の形態１における着磁ヨークで段スキューロータを着磁する方法の説明図である。

【図10】実施の形態１において着磁ヨークに段スキューロータが設置されたときの断面模式図である。

【図11】実施の形態１において着磁ヨークに段スキューロータが設置されたときの断面模式図である。

【図12】実施の形態１に係る内輪ヨークコアの斜視図である。

【図13】実施の形態２に係る分割内輪ヨークコアの斜視図である。

【図14】実施の形態２に係る分割内輪ヨークコアの斜視図である。

【図15】実施の形態２に係るコイルが巻かれた内輪ヨークコアの斜視図である。

【図16】実施の形態３に係るコイルが巻かれた内輪ヨークコアの斜視図である。

【図17】実施の形態４に係る内輪ヨークコアの断面図である。

【図18】実施の形態４に係る外輪ヨークコアの断面図である。

【図19】実施の形態４に係る着磁ヨークの断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0010】

以下、本願を実施するための実施の形態に係る着磁ヨークについて、図面を参照して詳細に説明する。なお、各図において同一符号は同一もしくは相当部分を示している。

【0011】

実施の形態１．
図１は、実施の形態１に係る段スキューロータの斜視図である。本実施の形態の着磁ヨークは、図１に示す段スキューロータを着磁させるときに用いられる。図１に示すように、本実施の形態に係る段スキューロータ６０は、シャフト６１と、シャフト６１に例えば圧入によって締結された複数のロータコア６２と、ロータコア６２の外周表面に例えば接着剤を用いて締結された複数の永久磁石６３とで構成されている。複数の永久磁石６３は、ロータコア６２の外周表面に周方向に均等に配置されている。なお、図１において、シャフト６１の長手方向を軸方向、シャフト６１が回転する方向を周方向と称する。また、本実施の形態においては、段スキューロータ６０は２段で構成されたものとして説明する。したがって、ロータコア６２は、上段ロータコア６２ａと下段ロータコア６２ｂとで構成されており、永久磁石６３は、上段永久磁石６３ａと下段永久磁石６３ｂとで構成されている。

【0012】

図２は、本実施の形態に係る段スキューロータの側面図である。上段永久磁石６３ａおよび下段永久磁石６３ｂは、周方向にＳ極とＮ極とが交互になるよう配置されている。軸方向に隣接する上段永久磁石６３ａと下段永久磁石６３ｂとは同じ極となるように配置されている。また、図２に示すように、上段永久磁石６３ａの周方向の中心と下段永久磁石６３ｂの周方向の中心とは、周方向に角度α°ずらして配置されている。

【0013】

図３は、本実施の形態に係る回転電機の断面図である。本実施の形態に係る回転電機８０は、ステータ７０と、段スキューロータ６０とで構成されている。ステータ７０は、ステータコア７２とステータコア７２のティースに巻き回されたステータコイル７１とを有している。段スキューロータ６０のシャフト６１の端部には軸受（図示せず）が配置されており、段スキューロータ６０は、軸受を介してステータ７０に対して回転可能に保持されている。段スキューロータ６０を備えた回転電機８０は、トルク変動の原因となるコギングトルクおよびトルクリップルの大きさと発生する位置とが上段と下段とに分散する。そのため、この回転電機８０は、トルクが平準化されるため回転むらが小さくなる。

【0014】

図４は、本実施の形態に係る着磁ヨークの斜視図である。本実施の形態に係る着磁ヨーク１０は、円環形状の内輪ヨークコア１１と、内輪ヨークコア１１のティースに巻き回されたコイル５０と、内輪ヨークコア１１の外周を覆う円環形状の外輪ヨークコア１７とを有する。段スキューロータは、内輪ヨークコア１１の内周側に挿入される。図４に示すように、着磁ヨーク１０において、段スキューロータが挿入されたときのシャフトの長手方向を軸方向、シャフトが回転する方向を周方向と称する。内輪ヨークコア１１および外輪ヨークコア１７は、渦電流による損失を抑制するために、例えば電磁鋼板、ＳＰＣＣ材（Ｓｔｅｅｌ Ｐｌａｔｅ Ｃｏｌｄ Ｃｏｍｍｅｒｃｉａｌ材）などの板材が積層されて構成されている。

【0015】

図５は、本実施の形態に係る内輪ヨークコアの斜視図である。本実施の形態に係る内輪ヨークコア１１は、円周状に並んで配置された複数のティース１２とこのティース１２の内周側端部を連結する連結部１３とを有している。通常、内輪ヨークコア１１は、ティース１２と連結部１３との一体物で構成されている。内輪ヨークコア１１を一体物として見た場合、複数のティース１２の間には切り欠き部１５が形成されている。切り欠き部１５は、軸方向に平行な２本の溝がつながっており、かつ内輪ヨークコア１１の軸方向の一方の端部から軸方向の他方の端部まで連続している。この切り欠き部１５によって、ティース１２は、上段ティース１２ａと下段ティース１２ｂとが階段状に連結されて構成されている。上段ティース１２ａと下段ティース１２ｂとはそれぞれ段差１４が形成されている。上段ティース１２ａの周方向の中心と下段ティース１２ｂの周方向の中心とは、周方向に角度α°ずれている。上段ティース１２ａの中心と下段ティース１２ｂの中心とのずれ角α°は、段スキューロータ６０の上段永久磁石６３ａの中心と下段永久磁石６３ｂの中心とのずれ角α°と同じである。つまり、ティース１２は、軸方向に連結された複数の分割ティースで構成されており、それぞれの分割ティースの周方向の中心は周方向にずれている。

【0016】

切り欠き部１５の周方向の幅は、内周側から外周側に向かって大きくなっている。また、切り欠き部１５の軸方向の幅は、一定である。そのため、ティース１２の周方向の幅は、連結部１３から外周側に向かって一定である。また、ティース１２の周方向の端部は互いに平行である。

【0017】

図６は、本実施の形態に係るコイルが巻かれた内輪ヨークコアの斜視図である。コイル５０は、内輪ヨークコア１１のティース１２に巻き回されている。図７は、本実施の形態に係るコイルの素線の断面を示した図である。図７に示すように、コイル５０は、銅または銅合金などの導体部５１と、導体部５１の外表面を被覆する絶縁被膜５２とを備えた素線が巻き回されたものである。図６に示すように、コイル５０は、内輪ヨークコア１１の切り欠き部１５に収納された収納部５３と、収納部５３の軸方向端部で収納部５３同士を連結するコイルエンド５４とで構成されている。収納部５３は、階段状に連結された上段ティース１２ａと下段ティース１２ｂとの外形に沿って曲げられた状態で切り欠き部に収納されている。コイルの素線は、断面形状が円形に限るものではなく、例えば楕円形状、多角形形状などであってもよい。

【0018】

コイル５０の素線をティース１２に直接巻き回して収納部５３とコイルエンド５４とを形成する方法がある。別の方法として、ティース１２と同じ形状の巻き枠を用意し、この巻き枠にコイル５０の素線を巻き回して収納部５３とコイルエンド５４とを形成する方法がある。巻き枠を用いて収納部５３とコイルエンド５４とを形成したコイル５０を外周側から内輪ヨークコア１１の切り欠き部１５に挿入してもよい。

【0019】

コイル５０は、ティース１２に１周以上で巻き回されている。それぞれのティース１２に巻き回されたコイル５０は、電気的に接続されている。それぞれのティース１２に巻き回した後にコイル５０同士を電気的に接続する、あるいは１本の素線を全てのティース１２にそれぞれ巻き回してもよい。段スキューロータの永久磁石の極性を周方向にＳ極とＮ極とが交互になるように着磁するために、隣接するティース１２に巻き回されたコイル５０は、図６に矢印で示すように互いに同じ向きに電流が流れるように、巻き回されて結線されている。

【0020】

図８は、本実施の形態に係る外輪ヨークコアの斜視図である。外輪ヨークコア１７の形状は、円筒形状である。外輪ヨークコア１７は内輪ヨークコア１１のティース１２の外周を覆うように配置され、着磁ヨークのバックコアとして機能する。

【0021】

図４に示す着磁ヨークは、次のようにして製造される。
内輪ヨークコア１１にコイル５０が巻き回された後、外輪ヨークコア１７が例えば圧入、焼き嵌めなどの方法を用いて内輪ヨークコア１１に組付けられる。このとき、内輪ヨークコア１１の外周側および外輪ヨークコア１７の内周側は必要に応じて切削加工される。次に、必要に応じてそれぞれのティース１２に巻き回されたコイル５０同士を電気的に接続する。最後にコイルと電源とを接続するための接続端子などをコイルの両端部に接合する。

【0022】

次に、本実施の形態において、着磁ヨークで段スキューロータを着磁する方法について説明する。
図９は、本実施の形態における着磁ヨークで段スキューロータを着磁する方法の説明図である。図９に示すように、着磁ヨーク１０の中心軸と、段スキューロータ６０の中心軸とが一致するように両者の位置合わせを行う。次に、段スキューロータ６０を着磁ヨーク１０に内包される位置まで移動させる。このとき、段スキューロータ６０の永久磁石６３の周方向の中心と、着磁ヨーク１０のティース１２の周方向の中心とが一致するように段スキューロータ６０の周方向の位置を設定する。

【0023】

図１０および図１１は、着磁ヨークに段スキューロータが設置されたときの断面模式図である。図１０および図１１は、軸方向に直交する方向の断面図である。図１０は段スキューロータ６０の上段ロータコア６２ａの位置における断面模式図であり、図１１は段スキューロータ６０の下段ロータコア６２ｂの位置における断面模式図である。図１０に示すように、上段ロータコア６２ａの外周に配置された上段永久磁石６３ａの周方向の中心と、上段ティース１２ａの周方向の中心とが一致するように段スキューロータ６０が配置されている。下段ロータコア６２ｂの周方向の中心は上段ロータコア６２ａの周方向の中心から周方向に角度α°ずれている。同様に、下段ティース１２ｂの周方向の中心は上段ティース１２ａの周方向の中心から周方向に角度α°ずれている。そのため、図１１に示すように、下段ロータコア６２ｂの外周に配置された下段永久磁石６３ｂの周方向の中心と、下段ティース１２ｂの周方向の中心とが一致することになる。

【0024】

段スキューロータ６０の永久磁石６３を着磁するために着磁ヨーク１０のコイル５０に電流が流される。このとき、コイル５０には瞬間的に数ｋＡ～数百ｋＡの電流が流される。そのため、着磁用の電源として一般にはコンデンサを利用した電源が用いられる。この電源においては、コンデンサに電荷を蓄積し、瞬間的にコンデンサに蓄えられた電荷を放電することで短時間に大電流を流すことができる。隣接するティース１２に巻き回されたコイル５０は、互いに逆向きに巻かれている。そのため、図６に矢印で示したように、隣接するティース１２に巻き回されたコイル５０には互いに同じ向きに電流が流れる。その結果、隣接するコイル５０は互いに逆向きの磁束を発生させるため、段スキューロータ６０の永久磁石６３は、周方向にＮ極とＳ極とが交互になるように着磁される。

【0025】

本実施の形態の着磁ヨークにおいては、段スキューロータの上段ロータと下段ロータとのずれ角と同じ角度で着磁ヨークの上段ティースと下段ティースとをずらしているので、全ての永久磁石を同時に着磁させることができる。その結果、着磁工程の時間短縮、組み立て工程の簡素化によって段スキューロータを安価に製造することが可能となる。

【0026】

このように構成された着磁ヨークにおいては、周方向の外側に向かって開口した切り欠き部を利用して内輪ヨークコアにコイルを巻き回すことができる。そのため、本実施の形態の着磁ヨークにおいては、コイルを巻くときの作業性を向上させることができる。

【0027】

また、本実施の形態の着磁ヨークにおいては、ティースと同じ形状の巻き枠にコイルの素線を巻き回してコイルを形成し、このコイルを外周側から内輪ヨークコアの切り欠き部に挿入することもできる。素線をティースに直接巻き回す工程に比べて、巻き枠に巻き回す工程の方が巻線工程の自由度が高い。そのため、巻線工程の作業性が向上する。また、ティースに直接巻き回す工程では使用困難であった太い素線を用いることができるので、コイルの電気抵抗の低下、コイルの放熱性の向上が可能となる。その結果、着磁を行うために流す電流を増大させることができるので、着磁性能を向上させることができる。

【0028】

また、本実施の形態の着磁ヨークにおいては、切り欠き部の周方向の幅は、内周側から外周側に向かって大きくなっている。また、切り欠き部の軸方向の幅は、一定である。そのため、切り欠き部のスペースが拡大すると共に、ティースの幅が径方向に沿って一定となるので、ティースに素線を直接巻き回してコイルを形成する場合でも作業性が向上する。

【0029】

図１２は、本実施の形態に係る別の内輪ヨークコアの斜視図である。図１２に示す別の内輪ヨークコア１１は、連結部１３の内周側の壁面に軸方向に平行な内周溝１６が形成されている。この内周溝１６は、軸方向に平行な２本の分割内周溝がつながっており、かつ内輪ヨークコア１１の軸方向の一方の端部から軸方向の他方の端部まで連続している。また、この２本の分割内周溝は、切り欠き部１５と同様に、階段状に連結されて構成されている。さらに、２本の分割内周溝の周方向の中心は互いに周方向に角度α°ずれている。

【0030】

このように構成された内輪ヨークコア１１においては、内周溝１６によって連結部１３の磁気抵抗が高くなるので、着磁のときに連結部１３が磁気飽和し易くなる。その結果、コイル５０で発生した磁束が周方向に拡散することを防ぐことができるので着磁性能が向上する。
なお、内周溝１６が連結部１３の内周側に存在すれば連結部１３の磁気抵抗は高くなるので、内周溝１６を構成する２本の分割内周溝の中心は必ずしも互いに周方向に角度α°ずれてなくてもよい。また、内周溝１６が連結部１３の内周側に存在するのであれば内周溝１６は直線状の１本の溝で構成されていてもよい。

【0031】

本実施の形態においては、２段で構成された段スキューロータを着磁させる着磁ヨークを例として説明した。段スキューロータが３段以上で構成されている場合、着磁ヨークはその段数に合わせて構成すればよい。例えば、内輪ヨークコアのティースを段スキューロータの段数に合わせた複数の分割ティースで構成し、複数の分割ティースの周方向の中心を段スキューロータの各段の周方向のずれ角にそれぞれ合わせてずらせばよい。

【0032】

実施の形態２．
実施の形態１の着磁ヨークにおいては、内輪ヨークコアは一体で構成されている。実施の形態２の着磁ヨークにおいては、複数の分割内輪ヨークコアを締結して内輪ヨークコアを構成したものである。なお、本実施の形態においては、本実施の形態１と同様に、２段で構成された段スキューロータを着磁させる着磁ヨークで説明する。

【0033】

図１３および図１４は、本実施の形態における分割内輪ヨークコアの斜視図である。図１３は、上側の分割内輪ヨークコア１１ａの斜視図であり、図１４は、下側の分割内輪ヨークコア１１ｂの斜視図である。図１３に示すように、上側の分割内輪ヨークコア１１ａは、円周状に並んで配置された複数の上段ティース１２ａとこの上段ティース１２ａの内周側端部を連結する上段連結部１３ａとを有している。複数の上段ティース１２ａの間には上段切り欠き部１５ａが形成されている。上段切り欠き部１５ａは、分割内輪ヨークコア１１ａの軸方向の一方の端部から軸方向の他方の端部まで連続している。上段ティース１２ａの下方には、上段ティース１２ａの周方向の幅が徐々に減少する曲面部２３ａが形成されている。

【0034】

図１４に示すように、下側の分割内輪ヨークコア１１ｂは、円周状に並んで配置された複数の下段ティース１２ｂとこの下段ティース１２ｂの内周側端部を連結する下段連結部１３ｂとを有している。複数の下段ティース１２ｂの間には下段切り欠き部１５ｂが形成されている。下段切り欠き部１５ｂは、分割内輪ヨークコア１１ｂの軸方向の一方の端部から軸方向の他方の端部まで連続している。下段ティース１２ｂの上方には、下段ティース１２ｂの周方向の幅が徐々に減少する曲面部２３ｂが形成されている。

【0035】

図１５は、本実施の形態に係るコイルが巻かれた内輪ヨークコアの斜視図である。本実施の形態の内輪ヨークコア１１は、上側の分割内輪ヨークコア１１ａと下側の分割内輪ヨークコア１１ｂとが軸方向を一致させて締結されている。このとき、上段ティース１２ａの周方向の中心と下段ティース１２ｂの周方向の中心とが周方向に角度α°ずれるように分割内輪ヨークコア１１ａと分割内輪ヨークコア１１ｂとが重ねられている。コイル５０は、上段ティース１２ａと下段ティース１２ｂとで構成されたティース１２に巻き回されている。本実施の形態の着磁ヨークは、図１５に示したコイルが巻かれた内輪ヨークコアに外輪ヨークコアが組付けられている。

【0036】

実施の形態１の内輪ヨークコアにおいては、上段ティースと下段ティースとにそれぞれ段差が形成されている。この段差には角部が存在するためコイルの素線を巻き付ける工程において素線が角部に接触することで素線の絶縁被膜が損傷する可能性がある。本実施の形態の内輪ヨークコアにおいては、上段ティースと下段ティースとにそれぞれ曲面部が形成されているので、コイルの素線を巻き付ける工程において素線の絶縁被膜が損傷することを防ぐことができる。

【0037】

本実施の形態の内輪ヨークコアにおいては、２つの分割内輪ヨークにそれぞれ切り欠き部を形成しているので、複雑な切り欠き部を形成することができる。そのため、曲面部を容易に形成することができる。また、２つの分割内輪ヨークは同じ形状でよいので、着磁ヨークの生産性が向上する。

【0038】

実施の形態３．
図１６は、実施の形態３に係るコイルが巻かれた内輪ヨークコアの斜視図である。本実施の形態の着磁ヨークにおいて、内輪ヨークコアが複数の分割内輪ヨークコアで構成されていると共に、コイルも複数の分割コイルで構成されている。

【0039】

本実施の形態の着磁ヨークにおいては、図１６に示すように、上側の分割内輪ヨークコア１１ａの上段ティース１２ａに上段分割コイル５０ａが巻き回されており、下側の分割内輪ヨークコア１１ｂの下段ティース１２ｂに下段分割コイル５０ｂが巻き回されている。隣接する上段ティース１２ａに巻き回された上段分割コイル５０ａは、互いに逆向きに巻かれている。同様に、隣接する下段ティース１２ｂに巻き回された下段分割コイル５０ｂは、互いに逆向きに巻かれている。そのため、図１６に矢印で示したように、隣接する上段ティース１２ａに巻き回された上段分割コイル５０ａ、および隣接する下段ティース１２ｂに巻き回された下段分割コイル５０ｂには互いに同じ向きに電流が流れる。上側の分割内輪ヨークコア１１ａと下側の分割内輪ヨークコア１１ｂとが軸方向を一致させて配置されている。このとき、上段ティース１２ａの周方向の中心と下段ティース１２ｂの周方向の中心とが周方向に角度α°ずれるように分割内輪ヨークコア１１ａと分割内輪ヨークコア１１ｂとが重ねられている。本実施の形態の着磁ヨークは、図１６に示したコイルが巻かれた内輪ヨークコアに外輪ヨークコアが組付けられている。

【0040】

このように構成された着磁ヨークにおいては、ティースに段差または曲面部を形成する必要がない。また、コイルもティースの段差または曲面部に沿って曲げる必要もない。その結果、内輪ヨークコアの製造工程、コイルの巻線工程の作業性が大幅に向上する。さらに、コイルの巻線工程においてティースの段差または曲面部に沿って曲げる必要がないので、素線の絶縁被膜が損傷することを防ぐことができる。

【0041】

さらに、１つのコイルの素線の長さが短くなるので、コイルの抵抗が減らすことができる。そのため、着磁用の電源を複数台用意することでコイルに印加される着磁電圧を低減すことができる。

【0042】

また、本実施の形態の着磁ヨークにおいては、上側の分割内輪ヨークコア１１ａと下側の分割内輪ヨークコア１１ｂとを軸方向を一致させて配置するときに、角度α°ずれるように配置している。このずれ角は、上側の分割内輪ヨークコア１１ａと下側の分割内輪ヨークコア１１ｂとを軸方向を重ねるときに自由に設定できる。そのため、本実施の形態の着磁ヨークは、段スキューロータのずれ角に合わせて上側の分割内輪ヨークコア１１ａと下側の分割内輪ヨークコア１１ｂとを配置することで、異なるずれ角を有する段スキューロータの着磁ヨークとして用いることができる。

【0043】

実施の形態４．
図１７は、実施の形態４に係る着磁ヨークの内輪ヨークコアの断面図である。図１７は、軸方向に直交する方向の断面図である。本実施の形態の内輪ヨークコア１１においては、ティース１２の外周側に外径方向に向かって周方向の幅が狭くなるＶ字部４２が形成されている。

【0044】

図１８は、実施の形態４に係る着磁ヨークの外輪ヨークコアの断面図である。図１８は、軸方向に直交する方向の断面図である。本実施の形態の外輪ヨークコア１７においては、内周面に外径方向に向かって周方向の幅が狭くなるＶ字溝４３が形成されている。内輪ヨークコア１１のＶ字部４２と、外輪ヨークコア１７のＶ字溝４３とはお互いに嵌合する寸法で形成されている。このとき、外輪ヨークコア１７のＶ字溝４３のテーパー角度は、内輪ヨークコア１１のＶ字部４２のテーパー角度より小さい方が好ましい。

【0045】

図１９は、実施の形態４に係る着磁ヨークの断面図である。図１９は、軸方向に直交する方向の断面図である。ただし、図１９において、コイルは省略されている。図１９に示すように、内輪ヨークコア１１に外輪ヨークコア１７を圧入または焼き嵌めを用いて組み合わせるときに、内輪ヨークコア１１のＶ字部４２と外輪ヨークコア１７のＶ字溝４３とが嵌合される。

【0046】

一般に、内輪ヨークコア１１に外輪ヨークコア１７を圧入または焼き嵌めを用いて組み合わせるときに寸法ずれがある場合、内輪ヨークコア１１の外周または外輪ヨークコア１７の内周に機械加工を行って嵌合する必要がある。そのため、機械加工による加工屑などの残渣でコイル５０の絶縁性能が低下する場合がある。本実施の形態の着磁ヨークにおいては、内輪ヨークコア１１のＶ字部４２と外輪ヨークコア１７のＶ字溝４３とで寸法ずれを吸収して嵌合させることができるので、機械加工が不要となる。その結果、コイル５０の絶縁性能が低下することを防ぐことができる。

【0047】

なお、実施の形態１から４で説明した着磁ヨークの切り欠き部の形状、分割数、ずれ角、コイルの形状などは図示した形状などに限定されるものでない。また、段スキューロータの段数、磁石の数なども図示した形状などに限定されるものでない。さらに、段スキューロータとして永久磁石がロータコアの外周表面に配置されたＳＰＭ構造（Ｓｕｒｆａｃｅ Ｐｅｒｍａｎｅｎｔ Ｍａｇｎｅｔ構造）の段スキューロータで説明したが、ロータコアの内部に永久磁石が埋設されたＩＰＭ構造（Ｉｎｔｅｒｉｏｒ Ｐｅｒｍａｎｅｎｔ Ｍａｇｎｅｔ構造）の段スキューロータであってもよい。

【0048】

本願は、様々な例示的な実施の形態および実施例が記載されているが、１つまたは複数の実施の形態に記載された様々な特徴、態様、および機能は特定の実施の形態の適用に限られるのではなく、単独で、または様々な組み合わせで実施の形態に適用可能である。
したがって、例示されていない無数の変形例が、本願明細書に開示される技術の範囲内において想定される。例えば、少なくとも１つの構成要素を変形する場合、追加する場合または省略する場合、さらには、少なくとも１つの構成要素を抽出し、他の実施の形態の構成要素と組み合わせる場合が含まれるものとする。

【0049】

以下、本開示の諸態様を付記としてまとめて記載する。

【0050】

（付記１）
円周状に並んで配置された複数のティースとこのティースの内周側端部を連結する連結部とを有する内輪ヨークコアと、
複数の前記ティースに巻き回されたコイルと、
前記内輪ヨークコアの前記ティースの外周を覆って前記内輪ヨークコアと嵌合された円筒形状の外輪ヨークコアとを有する着磁ヨークであって、
それぞれの前記ティースは前記内輪ヨークコアの軸方向に連結された複数の分割ティースで構成されており、それぞれの前記分割ティースの周方向の中心は周方向にずれていることを特徴とする着磁ヨーク。
（付記２）
前記軸方向の断面における前記ティースの周方向の幅は、前記連結部から外径側に向かって一定であることを特徴とする付記１に記載の着磁ヨーク。
（付記３）
前記軸方向の断面における前記ティースの周方向の端部は、互いに平行であることを特徴とする付記１または２に記載の着磁ヨーク。
（付記４）
前記連結部は、内周面に前記内輪ヨークコアの軸方向に平行な内周溝を有することを特徴とする付記１から３のいずれか１項に記載の着磁ヨーク。
（付記５）
前記分割ティースは、連結される部分に曲面部を有することを特徴とする付記１から４のいずれか１項に記載の着磁ヨーク。
（付記６）
前記内輪ヨークコアは、複数の前記分割ティースをそれぞれ備えた複数の分割内輪ヨークコアで構成されていることを特徴とする付記１から５のいずれか１項に記載の着磁ヨーク。
（付記７）
前記コイルは、複数の前記分割内輪ヨークコアにそれぞれ巻き回された複数の分割コイルで構成されていることを特徴とする付記６に記載の着磁ヨーク。
（付記８）
前記軸方向の断面において前記内輪ヨークコアは前記ティースの外周側に外径方向に向かって周方向の幅が狭くなるＶ字部を備えており、前記外輪ヨークコアは内周面に外径方向に向かって周方向の幅が狭くなるＶ字溝を備えており、前記内輪ヨークコアと前記外輪ヨークコアとは前記Ｖ字部と前記Ｖ字溝とで嵌合されていることを特徴とする付記１から７のいずれか１項に記載の着磁ヨーク。
（付記９）
付記１から８のいずれか１項に記載された着磁ヨークで着磁された段スキューロータを備えたことを特徴とする回転電機。

【符号の説明】

【0051】

１０ 着磁ヨーク、１１ 内輪ヨークコア、１１ａ、１１ｂ 分割内輪ヨークコア、１２ ティース、１２ａ 上段ティース、１２ｂ 下段ティース、１３ 連結部、１４ 段差、１５ 切り欠き部、１５ａ 上段切り欠き部、１５ｂ 下段切り欠き部、１６ 内周溝、１７ 外輪ヨークコア、２３ａ、２３ｂ 曲面部、４２ Ｖ字部、４３ Ｖ字溝、５０ コイル、５０ａ 上段分割コイル、５０ｂ 下段分割コイル、５１ 導体部、５２ 絶縁被膜、５３ 収納部、５４ コイルエンド、６０ 段スキューロータ、６１ シャフト、６２ ロータコア、６２ａ 上段ロータコア、６２ｂ 下段ロータコア、６３ 永久磁石、６３ａ 上段永久磁石、６３ｂ 下段永久磁石、７０ ステータ、７１ ステータコイル、７２ ステータコア、８０ 回転電機。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】

【図19】