JP2008160973A - Rotor and rotary electric machine - Google Patents

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Hiroto Tanaka
裕人 田中
Keiji Arai
啓司 荒井
Nobuyuki Sasaki
信幸 佐々木
Michio Kanbe
道男 神部
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Mitsuba Corp
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a rotor and a rotary electric machine wherein damage to a rotor core can be prevented and further the efficiency of assembling work can be enhanced. <P>SOLUTION: The rotor 5 includes: the rotating shaft 6 of a rotary electric machine 1; a rotor core 19 fit and fixed on the rotating shaft 6 through a collar 18; and a permanent magnet 17 attached to the rotor core 19 in the circumferential direction. At one end of the collar 18, there is integrally formed a ring member 21 for adjusting rotor balance. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

この発明は、電動モータや発電機等の回転電機に用いられるロータ及び回転電機に関するものである。   The present invention relates to a rotor and a rotating electrical machine used for a rotating electrical machine such as an electric motor and a generator.

回転電機としては、コイルに電流を給電するためのブラシを設けないタイプのＤＣブラシレスモータと、ブラシを設けたタイプのＤＣブラシ付モータが知られている。
ＤＣブラシレスモータは、コイルが巻装されたステータと、ステータに対して回転自在に設けられたロータとを備えている。ロータは回転軸に外嵌固定されており、このロータに永久磁石が周方向に沿って取り付けられている。一方、ＤＣブラシ付モータは、内周面に永久磁石を取り付けたヨークと、ヨークの内側に回転自在に設けられたアーマチュアコアとを備えている。アーマチュアコアは回転軸に外嵌固定されており、このアーマチュアコアにコイルが巻装されている。
アーマチュアコアは、一般に金属製の板材を複数枚軸方向に積層して形成されているが、近年のモータ効率向上化の要望に伴い、磁性金属粉体で加圧成形する場合がある。磁性金属粉体で加圧成形されたアーマチュアコアは、磁気回路特性を向上させ、鉄損を低減させることができる。 As a rotating electrical machine, there are known a DC brushless motor of a type not provided with a brush for supplying current to a coil and a motor with a DC brush of a type provided with a brush.
The DC brushless motor includes a stator around which a coil is wound, and a rotor provided so as to be rotatable with respect to the stator. The rotor is externally fixed to the rotating shaft, and a permanent magnet is attached to the rotor along the circumferential direction. On the other hand, the motor with a DC brush includes a yoke having a permanent magnet attached to the inner peripheral surface, and an armature core that is rotatably provided inside the yoke. The armature core is externally fixed to the rotating shaft, and a coil is wound around the armature core.
The armature core is generally formed by laminating a plurality of metal plate materials in the axial direction, but may be pressure-molded with magnetic metal powder in accordance with a recent demand for improving motor efficiency. An armature core that is pressure-molded with magnetic metal powder can improve magnetic circuit characteristics and reduce iron loss.

この磁性金属粉体は脆性が高いため（引っ張り強度が低いため）、磁性金属粉体で加圧成形（圧粉磁心）されたアーマチュアコアを回転軸に直接外嵌固定しようとするとアーマチュアコアを破損してしまうおそれがある。そこで、アーマチュアコアをカラーを介して回転軸に外嵌固定させる技術が提案されている。このカラーは、金属製の板材で形成されており、圧粉磁心と比較して引っ張り強度が高い。このため、カラーを介してアーマチュアコアを回転軸に外嵌固定させることで、回転軸とアーマチュアコアとの固定力を確保しつつ、アーマチュアコアの損傷を防止することができる（例えば、特許文献１参照）。
ここで、この圧粉磁心は、ＤＣブラシ付モータのアーマチュアコアの形成に使用されるだけでなく、ＤＣブラシレスモータのロータにも使用される。この場合、ロータは、回転軸と、この回転軸に外嵌固定される圧粉磁心のロータコアと、このロータコアに周方向に沿って取り付けられる永久磁石とで構成される。
特開２００３−３３３７８０号公報 Because this magnetic metal powder has high brittleness (because of its low tensile strength), an armature core that has been press-molded with a magnetic metal powder (a powder magnetic core) will be damaged when the armature core is directly fitted onto the rotating shaft. There is a risk of it. In view of this, a technique has been proposed in which an armature core is externally fixed to a rotating shaft through a collar. This collar is made of a metal plate and has a higher tensile strength than the dust core. For this reason, the armature core is externally fitted and fixed to the rotation shaft via the collar, so that the armature core can be prevented from being damaged while securing the fixing force between the rotation shaft and the armature core (for example, Patent Document 1). reference).
Here, this powder magnetic core is used not only for forming an armature core of a DC brush motor but also for a rotor of a DC brushless motor. In this case, the rotor is composed of a rotating shaft, a rotor core of a dust core that is fitted and fixed to the rotating shaft, and a permanent magnet that is attached to the rotor core along the circumferential direction.
JP 2003-333780 A

ところで、ＤＣブラシレスモータの組み立て作業としては、モータの振動低減、及びモータ効率の向上を目的としたロータバランスの調整作業がある。このロータバランスの調整作業の手順としては、まず、永久磁石を取り付けたロータコアを回転軸に外嵌固定し、この回転軸をロータバランス測定装置にセットする。次に、回転軸を回転させ、その回転時における回転軸の振幅を測定する。その後、回転軸の振幅を収縮させるべくロータに樹脂等で形成された錘部材を貼付する。そして、再び回転軸を回転させ、振幅を測定する。これを回転軸の振幅を所望の振幅内まで収縮させるまで繰り返し行い、ロータバランスの調整作業を終了する。   By the way, as the assembly work of the DC brushless motor, there is a rotor balance adjustment work for the purpose of reducing motor vibration and improving motor efficiency. As a procedure for adjusting the rotor balance, first, a rotor core to which a permanent magnet is attached is fitted and fixed to a rotating shaft, and the rotating shaft is set on a rotor balance measuring device. Next, the rotating shaft is rotated, and the amplitude of the rotating shaft during the rotation is measured. Thereafter, a weight member made of resin or the like is attached to the rotor in order to contract the amplitude of the rotating shaft. Then, the rotating shaft is rotated again, and the amplitude is measured. This is repeated until the amplitude of the rotary shaft is contracted to a desired amplitude, and the rotor balance adjustment operation is completed.

このように、上述の従来技術にあっては、磁性金属粉体で加圧形成されたロータコアの損傷を防止するという点では優れているが、ロータバランスの調整は従来通り行う必要があり、組み立て作業の効率化が図れないという課題がある。   As described above, the above-described conventional technique is excellent in terms of preventing damage to the rotor core formed by pressing with the magnetic metal powder, but the rotor balance needs to be adjusted as in the past. There is a problem that work efficiency cannot be improved.

そこで、この発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであって、ロータコアの損傷を防止することができるだけでなく、組み立て作業の効率を向上させることができるロータ及び回転電機を提供するものである。   Accordingly, the present invention has been made in view of the above-described circumstances, and provides a rotor and a rotating electrical machine that can not only prevent damage to the rotor core but also improve the efficiency of assembly work. is there.

上記の課題を解決するために、請求項１に記載した発明は、回転電機の回転軸と、前記回転軸にカラーを介して外嵌固定されるロータコアと、前記ロータコアに周方向に沿って取り付けられる永久磁石とを備えたロータにおいて、前記カラーの一端側に、ロータバランスを調整するためのリング部材が一体形成されていることを特徴とする。
この場合、請求項２に記載した発明のように、前記カラーの他端側に、前記リング部材が別体で設けられていてもよい。
このように構成することで、ロータコアと回転軸との間にカラーを介在させ、ロータコアを保護することができる。また、ロータバランスの調整を行う際には、リング部材を削ることでバランス調整を行うことができる。さらに、カラーの一端側にリング部材が一体で設けられているため、ロータコアとカラーとの位置決めを容易に行うことができる。 In order to solve the above-described problems, the invention described in claim 1 includes a rotating shaft of a rotating electrical machine, a rotor core that is externally fixed to the rotating shaft via a collar, and attached to the rotor core along a circumferential direction. In the rotor including the permanent magnet, a ring member for adjusting the rotor balance is integrally formed on one end side of the collar.
In this case, as in the invention described in claim 2, the ring member may be provided separately on the other end side of the collar.
By comprising in this way, a collar can be interposed between a rotor core and a rotating shaft, and a rotor core can be protected. Further, when adjusting the rotor balance, the balance can be adjusted by cutting the ring member. Furthermore, since the ring member is integrally provided on one end side of the collar, the rotor core and the collar can be easily positioned.

請求項３に記載した発明は、前記リング部材の前記ロータコアとは反対側に、空気撹拌用板が設けられていることを特徴とする。
このように構成することで、回転電機内の空気を撹拌することができる。 The invention described in claim 3 is characterized in that an air stirring plate is provided on the opposite side of the ring member from the rotor core.
By comprising in this way, the air in a rotary electric machine can be stirred.

請求項４に記載した発明は、前記ロータコアは、磁性金属粉体で形成されていることを特徴とする。
この場合、請求項５に記載した発明のように、前記永久磁石は、ネオジボンド磁石であって、該永久磁石と前記ロータコアとが二色成形されていてもよい。
このように構成することで、ロータコアに永久磁石を接着レスで容易、且つ確実に取り付けることができる。また、二色成形とすることでロータの磁気回路特性を向上させ、鉄損を低減させることができる。
また、例えロータコアが磁性金属粉体で形成されると共に、永久磁石がネオジボンド磁石であっても、カラーに一体形成されているリング部材を削ることでロータバランスを容易に調整することができる。 The invention described in claim 4 is characterized in that the rotor core is formed of magnetic metal powder.
In this case, as in the invention described in claim 5, the permanent magnet is a neodymium bonded magnet, and the permanent magnet and the rotor core may be formed in two colors.
By comprising in this way, a permanent magnet can be easily and reliably attached to a rotor core without adhesion | attachment. Further, by using two-color molding, the magnetic circuit characteristics of the rotor can be improved and the iron loss can be reduced.
Further, even if the rotor core is formed of magnetic metal powder and the permanent magnet is a neodymium bond magnet, the rotor balance can be easily adjusted by scraping the ring member formed integrally with the collar.

請求項６に記載した発明は、請求項１〜請求項４の何れかに記載のロータを用いることを特徴とする回転電機。
このように構成することで、信頼性の高い回転電機を提供することができる。 The invention described in claim 6 uses the rotor according to any one of claims 1 to 4.
By comprising in this way, a reliable rotary electric machine can be provided.

請求項１、及び請求項２に記載した発明によれば、ロータコアと回転軸との間にカラーを介在させ、ロータコアを保護することができるため、ロータコアと回転軸との固定力を確保しつつ、ロータコアの損傷を防止することができる。
また、ロータバランスの調整を行う際には、リング部材を削ることでバランス調整を行うこと（マイナスバランス調整）ができるため、組み立て作業の効率を向上させることができる。
さらに、カラーの一端側にリング部材が一体で設けられているため、ロータコアとカラーとの位置決めを容易に行うことができる。このため、組み立て作業の効率をさらに向上させることができる。 According to the first and second aspects of the invention, since the collar can be interposed between the rotor core and the rotating shaft to protect the rotor core, the fixing force between the rotor core and the rotating shaft is secured. The damage to the rotor core can be prevented.
Further, when adjusting the rotor balance, the balance adjustment can be performed by removing the ring member (minus balance adjustment), so that the efficiency of the assembly work can be improved.
Furthermore, since the ring member is integrally provided on one end side of the collar, the rotor core and the collar can be easily positioned. For this reason, the efficiency of the assembly work can be further improved.

請求項３に記載した発明によれば、回転電機内の空気を撹拌することができるため、効率的に回転電機の温度低減を図ることができる。このため、回転電機の特性を向上させることができる。   According to the invention described in claim 3, since the air in the rotating electrical machine can be agitated, the temperature of the rotating electrical machine can be efficiently reduced. For this reason, the characteristic of a rotary electric machine can be improved.

請求項４、及び請求項５に記載した発明によれば、ロータコアに永久磁石を接着レスで容易、且つ確実に取り付けることができるため、組み立て作業の効率をさらに向上させることができる。また、二色成形とすることでロータの磁気回路特性を向上させ、鉄損を低減させることができるため、より回転電機の特性を向上させることができる。
さらに、例えロータコアが磁性金属粉体で形成されると共に、永久磁石がネオジボンド磁石であっても、カラーに一体形成されているリング部材を削ることでロータバランスを容易に調整することができる。
ここで、特にロータコアが磁性金属粉体で形成され、永久磁石がネオジボンド磁石である場合では、これらロータコアや永久磁石を削る等してバランスを調整する、いわゆるマイナスバランスの調整が困難である。しかしながら、本発明によれば、カラーにリング部材が一体形成されているため、リング部材を削ることでマイナスバランスの調整を容易に行うことができる。 According to the invention described in claims 4 and 5, since the permanent magnet can be easily and reliably attached to the rotor core without bonding, the efficiency of the assembly work can be further improved. In addition, since the magnetic circuit characteristics of the rotor can be improved and the iron loss can be reduced by the two-color molding, the characteristics of the rotating electrical machine can be further improved.
Furthermore, even if the rotor core is formed of magnetic metal powder and the permanent magnet is a neodymium bond magnet, the rotor balance can be easily adjusted by scraping the ring member formed integrally with the collar.
Here, in particular, when the rotor core is formed of magnetic metal powder and the permanent magnet is a neodymium bond magnet, it is difficult to adjust the so-called negative balance by adjusting the balance by cutting the rotor core or the permanent magnet. However, according to the present invention, since the ring member is integrally formed with the collar, the negative balance can be easily adjusted by cutting the ring member.

次に、この発明の第一実施形態を図１、図２に基づいて説明する。
図１に示すように、回転電機１は、ハウジング２，３に軸方向で挟持されているステータ４と、ステータ４の内側に回転自在に設けられたロータ５とを有するインナーロータ型のＤＣブラシレスモータである。 Next, a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
As shown in FIG. 1, the rotating electrical machine 1 includes an inner rotor type DC brushless that includes a stator 4 that is sandwiched between housings 2 and 3 in the axial direction, and a rotor 5 that is rotatably provided inside the stator 4. It is a motor.

各ハウジング２，３は、有底筒状形状を有し、それぞれ周壁２ａ，３ａの開口側端部でステータ４を挟持している。周壁２ａ，３ａの開口側端部には、段部２ｂ，３ｂが形成されており、この段部２ｂ，３ｂによって、ステータ４を軸方向及び径方向に固定できるようになっている。ハウジング２，３の径方向中央には、ロータ５の回転軸６を挿通するための挿通孔７，８がそれぞれ形成され、ここに回転軸６を回転自在に支持するための軸受け９，１０が設けられている。一方のハウジング２に設けられた軸受け９は、スラストワッシャ１１を介してハウジング２に設けられており、軸方向に沿って移動可能になっている。   Each of the housings 2 and 3 has a bottomed cylindrical shape, and sandwiches the stator 4 at the opening side end portions of the peripheral walls 2a and 3a. Step portions 2b and 3b are formed at the opening side end portions of the peripheral walls 2a and 3a, and the stator 4 can be fixed in the axial direction and the radial direction by the step portions 2b and 3b. Insertion holes 7 and 8 for inserting the rotary shaft 6 of the rotor 5 are respectively formed in the radial center of the housings 2 and 3, and bearings 9 and 10 for rotatably supporting the rotary shaft 6 are formed therein. Is provided. A bearing 9 provided in one housing 2 is provided in the housing 2 via a thrust washer 11 and is movable along the axial direction.

ステータ４は、磁性材料の板材を軸線方向に積層したり、磁性金属粉体を加圧したりすることで形成されたものであって、略円筒状のステータコア１２を有している。ステータコア１２の外周縁には、ハウジング２，３の段部２ｂ，３ｂに対応する段部１２ａが形成されている。これによって、ステータの軸方向及び径方向の移動が規制される。
一方、ステータコア１２の内周側には、径方向内側に向かって突出する複数のティース１３が周方向に等間隔で設けられている。各ティース１３には、それぞれインシュレータ１４が装着され、このインシュレータ１４を介して各ティース１３にコイル１５が巻装されている。各コイル１５の巻き始め端１５ａ、及び巻き終わり端１５ｂは、他方のハウジング３側に向かって引き出され、ハウジング３に設けられている配電板１６に電気的に接続されている。 The stator 4 is formed by laminating magnetic material plates in the axial direction or pressurizing magnetic metal powder, and has a substantially cylindrical stator core 12. On the outer peripheral edge of the stator core 12, step portions 12 a corresponding to the step portions 2 b and 3 b of the housings 2 and 3 are formed. Thereby, the movement of the stator in the axial direction and the radial direction is restricted.
On the other hand, on the inner peripheral side of the stator core 12, a plurality of teeth 13 projecting radially inward are provided at equal intervals in the circumferential direction. Each tooth 13 is provided with an insulator 14, and a coil 15 is wound around each tooth 13 via the insulator 14. A winding start end 15 a and a winding end end 15 b of each coil 15 are drawn toward the other housing 3 and are electrically connected to a power distribution plate 16 provided in the housing 3.

配電板１６は、外部電力を各コイル１５に給電するためのものであって、リード線２５を介して不図示の外部電源と電気的に接続されている。そして、配電板１６を介して各コイル１５に電流が流れることによって、各ティース１３に磁界が形成されるようになっている。また、外部装置（不図示）から配電板１６を介して各コイル１５に流れる電流の向きを順次切替わるようになっている。これによって、各ティース１３に形成される磁界の向きが変化し、ロータ５に取り付けられている永久磁石１７との間に生じる磁気的な吸引力や反発力によって回転軸６が駆動する。   The distribution board 16 is for supplying external power to each coil 15, and is electrically connected to an external power source (not shown) via a lead wire 25. A current flows through each coil 15 through the power distribution plate 16 so that a magnetic field is formed in each tooth 13. In addition, the direction of the current flowing through each coil 15 from an external device (not shown) via the power distribution plate 16 is sequentially switched. As a result, the direction of the magnetic field formed in each tooth 13 changes, and the rotating shaft 6 is driven by the magnetic attractive force or repulsive force generated between the permanent magnet 17 attached to the rotor 5.

ロータ５は、回転軸６にカラー１８を介して外嵌固定されているロータコア１９と、ロータコア１９の外周面に取り付けられている永久磁石１７とを有している。回転軸６には、各軸受け８，９の軸方向内側にそれぞれＣ型止め輪２６，２６が取り付けられている。これによって、回転軸６の軸方向への移動が規制されている。ここで、一方のハウジング２には、スラストワッシャ１１を介して軸受け９が設けられているので、この軸受け９によって、ハウジング２，３内にロータ５を組み付ける際に生じる組み付け誤差が許容されるようになっている。   The rotor 5 includes a rotor core 19 that is externally fitted and fixed to the rotary shaft 6 via a collar 18, and a permanent magnet 17 that is attached to the outer peripheral surface of the rotor core 19. C-type retaining rings 26 and 26 are attached to the rotary shaft 6 on the inner sides in the axial direction of the bearings 8 and 9, respectively. Thereby, the movement of the rotating shaft 6 in the axial direction is restricted. Here, since one housing 2 is provided with a bearing 9 via a thrust washer 11, this bearing 9 allows an assembly error that occurs when the rotor 5 is assembled in the housings 2 and 3. It has become.

図２に示すように、カラー１８は、金属製の板材で形成されたものであって、回転軸６に外嵌されているカラー本体２０と、カラー本体２０の一端側、すなわち、他方のハウジング３側（図２における上側）の端部に一体形成されたリング部材２１とで構成されている。
カラー本体２０は、略円筒状に形成されており、その内径は、回転軸６に圧入可能な大きさに設定されている。リング部材２１は、略円環状に形成されており、その外径は、永久磁石１７の外径と略一致するように設定されている。一方、リング部材２１の内径は、カラー本体２０の内径と略一致するように設定されている。また、リング部材２１の肉厚Ｔ１は、カラー本体２０の肉厚Ｔ２よりも厚く設定されている。 As shown in FIG. 2, the collar 18 is formed of a metal plate material, and is externally fitted to the rotary shaft 6 and one end side of the collar body 20, that is, the other housing. It is comprised with the ring member 21 integrally formed in the edge part of 3 side (upper side in FIG. 2).
The collar body 20 is formed in a substantially cylindrical shape, and the inner diameter thereof is set to a size that can be press-fitted into the rotary shaft 6. The ring member 21 is formed in a substantially annular shape, and the outer diameter thereof is set so as to substantially match the outer diameter of the permanent magnet 17. On the other hand, the inner diameter of the ring member 21 is set to substantially match the inner diameter of the collar body 20. Further, the thickness T1 of the ring member 21 is set to be thicker than the thickness T2 of the collar body 20.

ロータコア１９は、磁性金属粉体を加圧成形したものである（圧粉磁心）。ロータコア１９は、略円筒状に形成されており、その内径は、カラー本体２０の外径と略一致するように設定されている。また、ロータコア１９の軸方向の長さは、カラー本体２０の軸方向の長さと略一致するように設定されている。これらロータコア１９とカラー本体２０は、接着剤等を用いて接着されたり、焼きバメされたりして互いに固定されている。
永久磁石１７は、略円筒状に形成されたネオジボンド磁石であって、周方向に磁極が順番に変わるように着磁されている。これらロータコア１９と永久磁石１７は、二色成形されている。 The rotor core 19 is obtained by press-molding magnetic metal powder (a dust core). The rotor core 19 is formed in a substantially cylindrical shape, and the inner diameter thereof is set so as to substantially match the outer diameter of the collar body 20. Further, the axial length of the rotor core 19 is set so as to substantially match the axial length of the collar body 20. The rotor core 19 and the collar body 20 are fixed to each other by being bonded using an adhesive or the like, or being baked.
The permanent magnet 17 is a neodymium bond magnet formed in a substantially cylindrical shape, and is magnetized so that the magnetic poles are changed in order in the circumferential direction. The rotor core 19 and the permanent magnet 17 are formed in two colors.

ここで、二色成形とは、二種類の部材を一体で圧縮成形する成形法のことである。つまり、ロータコア１９と永久磁石１７の場合、ロータコア１９と永久磁石１７をそれぞれ別々に圧縮成形した後、さらに一つの金型（キャビティ）内でロータコア１９と永久磁石１７とを一体化させる。このようにすることで、接着剤を用いることなく両者１９，１７を一体化することができるため、接着レスによる組み立て工数を削減できるだけでなく、磁気回路特性を向上させ、鉄損を低減させることができる。   Here, the two-color molding is a molding method in which two types of members are integrally compression-molded. That is, in the case of the rotor core 19 and the permanent magnet 17, the rotor core 19 and the permanent magnet 17 are separately compression-molded, and then the rotor core 19 and the permanent magnet 17 are integrated in one mold (cavity). By doing so, both 19 and 17 can be integrated without using an adhesive, so that not only the assembly man-hours without adhesion can be reduced, but also magnetic circuit characteristics can be improved and iron loss can be reduced. Can do.

ロータ５には、この他として回転軸６の他方のハウジング３側（図２における上側）端部に光学式エンコーダ（不図示）が固定されている。この光学式エンコーダは回転軸６の回転角度を検出するためのものである。また、図１に示すように、他方のハウジング３には、カバー２３がボルト２４によって締結固定されており、このカバー２３によって、回転軸６の他方のハウジング３側端部、及び光学式エンコーダが外部から遮断された状態になっている。
尚、本発明でのＤＣブラシレスモータの場合のロータ位置検出方法は光学式エンコーダに限らず、磁気式エンコーダ、レゾルバ、ホールＩＣとセンサマグネットによるものでも良く、またセンサレスによる駆動でも良い。 In addition, an optical encoder (not shown) is fixed to the rotor 5 at the other housing 3 side (upper side in FIG. 2) of the rotary shaft 6. This optical encoder is for detecting the rotation angle of the rotary shaft 6. As shown in FIG. 1, a cover 23 is fastened and fixed to the other housing 3 with bolts 24, and the cover 23 allows the other end of the rotating shaft 6 on the side of the housing 3 and the optical encoder to be connected. It is blocked from the outside.
The rotor position detection method in the case of the DC brushless motor according to the present invention is not limited to the optical encoder, but may be a magnetic encoder, a resolver, a Hall IC and a sensor magnet, or may be a sensorless drive.

したがって、上述の第一実施形態によれば、ロータコア１９と回転軸６との間にカラー１８を介在させることができるため、ロータコア１９と回転軸６との固定力を確保しつつ、ロータコア１９の損傷を防止することができる。
すなわち、磁性金属粉体で加圧成形されているロータコア１９は脆性が高い（引っ張り強度が低い）ため、このロータコア１９を直接回転軸６に外嵌固定する場合には、ロータコア１９の回転軸６に対する圧入代を小さく設定しないとロータコア１９を破損してしまうおそれがある。一方、ロータコア１９の回転軸６に対する圧入代を小さく設定すると、ロータコア１９の回転軸６に対する固定力が弱くなってしまう。そこで、引っ張り強度が比較的高い金属製の板材で形成されたカラー１８を回転軸６とロータコア１９との間に介在させることで、ロータコア１９の回転軸６に対する固定力を確保しつつ、ロータコア１９を保護し、ロータコア１９の損傷を防止することができる。 Therefore, according to the first embodiment described above, the collar 18 can be interposed between the rotor core 19 and the rotary shaft 6, so that the fixing force between the rotor core 19 and the rotary shaft 6 can be secured and the rotor core 19 can be secured. Damage can be prevented.
That is, the rotor core 19 that is pressure-molded with magnetic metal powder has high brittleness (low tensile strength). Therefore, when the rotor core 19 is directly fitted and fixed to the rotary shaft 6, the rotary shaft 6 of the rotor core 19 is not fixed. If the press-fitting allowance for is not set small, the rotor core 19 may be damaged. On the other hand, if the press-fitting allowance of the rotor core 19 with respect to the rotating shaft 6 is set small, the fixing force of the rotor core 19 with respect to the rotating shaft 6 becomes weak. Therefore, by interposing the collar 18 formed of a metal plate material having a relatively high tensile strength between the rotating shaft 6 and the rotor core 19, the rotor core 19 is secured while securing the fixing force of the rotor core 19 to the rotating shaft 6. Can be protected and damage to the rotor core 19 can be prevented.

また、カラー１８がカラー本体２０と、カラー本体２０の一端側に一体形成されたリング部材２１とで構成されている（図２参照）。このため、ロータバランスの調整を行う際には、リング部材２１をドリルやリュータ等を用いて削るだけでよく、バランス調整を容易に行うことができる（マイナスバランス調整）。   Further, the collar 18 includes a collar body 20 and a ring member 21 integrally formed on one end side of the collar body 20 (see FIG. 2). For this reason, when adjusting the rotor balance, it is only necessary to scrape the ring member 21 using a drill, a leuter, or the like, and balance adjustment can be easily performed (minus balance adjustment).

とりわけ、ロータコア１９が磁性金属粉体で形成され、永久磁石１７がネオジボンド磁石である場合においては、これらロータコア１９や、永久磁石１７のマイナスバランスを調整することは、破損のおそれがあるために困難である。しかしながら、本実施形態のようにカラー本体２０にリング部材２１を設けることによって、マイナスバランスの調整を容易に行うことが可能になる。このため、回転電機１の組み立て作業効率を向上させることができる。   In particular, when the rotor core 19 is formed of magnetic metal powder and the permanent magnet 17 is a neodymium bond magnet, it is difficult to adjust the negative balance of the rotor core 19 and the permanent magnet 17 because of risk of damage. It is. However, by providing the collar body 20 with the ring member 21 as in this embodiment, it is possible to easily adjust the negative balance. For this reason, the assembly work efficiency of the rotary electric machine 1 can be improved.

さらに、カラー１８にロータコア１９（永久磁石１７）を取り付ける際には、ロータコア１９をリング部材２１に当接させるだけで容易にカラー１８とロータコア１９との位置決めを行うことができる。このため、作業効率をさらに向上させることができる。
そして、ロータコア１９と永久磁石１７が二色成形されているため、ロータコア１９と永久磁石１７とを接着レスで一体化することができ、組み立て作業効率を向上させることができる。また、二色成形によって、ロータ５の磁気回路特性を向上させ、鉄損を低減させることができるため、回転電機１の特性を向上させることができる。 Further, when the rotor core 19 (permanent magnet 17) is attached to the collar 18, the collar 18 and the rotor core 19 can be easily positioned simply by bringing the rotor core 19 into contact with the ring member 21. For this reason, working efficiency can further be improved.
Since the rotor core 19 and the permanent magnet 17 are molded in two colors, the rotor core 19 and the permanent magnet 17 can be integrated without bonding, and the assembly work efficiency can be improved. Further, the two-color molding can improve the magnetic circuit characteristics of the rotor 5 and reduce the iron loss, so that the characteristics of the rotating electrical machine 1 can be improved.

次に、この発明の第二実施形態を図３、図４に基づいて説明する。尚、第一実施形態と同一態様には、同一符号を付して説明を省略する。
この第二実施形態において、回転電機１は、ハウジング２，３に軸方向で挟持されているステータ４と、ステータ４に対して回転自在に設けられたロータ３０とを有するＤＣブラシレスモータである点、他方のハウジング３には、カバー２３がボルト２４によって締結固定され、このカバー２３内にレゾルバが設けられている点等の基本的構成は、第一実施形態と同様である（以下の実施形態についても同様）。 Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the aspect same as 1st embodiment, and description is abbreviate | omitted.
In the second embodiment, the rotating electrical machine 1 is a DC brushless motor having a stator 4 that is sandwiched in the axial direction between the housings 2 and 3 and a rotor 30 that is rotatably provided to the stator 4. The other housing 3 has the same basic configuration as that of the first embodiment in that a cover 23 is fastened and fixed by a bolt 24 and a resolver is provided in the cover 23 (the following embodiments). The same applies to.

この第二実施形態と第一実施形態の相違点は、カラー３１に空気撹拌用板３２が設けられている点にある。
具体的には、図３、図４（ａ）、図４（ｂ）に示すように、カラー３１は、円筒状のカラー本体３４を有している。カラー本体３４の他方のハウジング３側（図４（ｂ）における上側）には、円環状のリング部材３３が一体成形されている。リング部材３３には、他方のハウジング３側に向かって立ち上がる空気撹拌用板３２が複数枚設けられている。また、これら空気撹拌用板３２は、軸方向平面視でカラー本体３４から径方向外側に向かって放射状に設けられ、周方向に等間隔で配置されている（図４（ａ）参照）。 The difference between the second embodiment and the first embodiment is that the collar 31 is provided with an air stirring plate 32.
Specifically, as shown in FIGS. 3, 4 (a), and 4 (b), the collar 31 has a cylindrical color body 34. An annular ring member 33 is integrally formed on the other housing 3 side of the collar body 34 (upper side in FIG. 4B). The ring member 33 is provided with a plurality of air stirring plates 32 rising toward the other housing 3 side. The air stirring plates 32 are provided radially outward from the collar body 34 in the axial plan view, and are arranged at equal intervals in the circumferential direction (see FIG. 4A).

したがって、上述の第二実施形態によれば、第一実施形態と同様の効果を奏することができる。これに加え、回転軸６が回転すると、空気撹拌用板３２が移動することによって回転電機１内の空気を撹拌することができる。このため、効率的に回転電機１の温度低減を図ることができる。   Therefore, according to the second embodiment described above, the same effects as those of the first embodiment can be obtained. In addition to this, when the rotary shaft 6 rotates, the air in the rotating electrical machine 1 can be stirred by moving the air stirring plate 32. For this reason, the temperature reduction of the rotary electric machine 1 can be aimed at efficiently.

尚、本発明は上述の実施形態に限られるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において、上述の実施形態に種々の変更を加えたものを含む。
また、上述の実施形態では、ロータコア１９と永久磁石１７が二色成形されている場合について説明したが、これに限られるものではなく、ロータコア１９と永久磁石１７とを接着剤を用いて互いに固定してもよい。この場合、永久磁石１７は、ネオジボンド磁石に限られるものではなく、ネオジ焼結磁石等の、いわゆる希土類磁石であってもよいし、フェライト磁石であってもよい。ここで、希土類磁石やフェライト磁石もマイナスバランスの調整が行い難いことはいうまでもない。
さらに、上述の実施形態では、ロータコア１９は磁性金属粉体を加圧成形したものである場合について説明したが、これに限られるものではなく、磁性金属粉体を加圧成形したものを二つ以上軸方向に積み上げてもよい。 The present invention is not limited to the above-described embodiment, and includes various modifications made to the above-described embodiment without departing from the spirit of the present invention.
In the above-described embodiment, the case where the rotor core 19 and the permanent magnet 17 are formed in two colors has been described. However, the present invention is not limited to this, and the rotor core 19 and the permanent magnet 17 are fixed to each other using an adhesive. May be. In this case, the permanent magnets 17 are not limited to neodymium bonded magnets, and may be so-called rare earth magnets such as neodymium sintered magnets or ferrite magnets. Needless to say, it is difficult to adjust the negative balance of rare earth magnets and ferrite magnets.
Further, in the above-described embodiment, the case where the rotor core 19 is obtained by pressure-molding magnetic metal powder has been described. However, the present invention is not limited to this. You may accumulate in the axial direction above.

そして、上述の実施形態では、リング部材２１，３３は、略円環状に形成されたものであって、その外径が永久磁石１７の外径と略一致するように設定されている場合について説明したが、これに限られるものではなく、ロータコア１９とカラー１８，３１との位置決めが可能な形状で、且つロータ５のバランス調整が可能な形状であればよい。とりわけ、リング部材２１，３３の外径にあっては、ロータコア１９と永久磁石１７が二色成形の場合において、ロータコア１９の外径より小さくてもよいが、ロータコア１９と永久磁石１７を接着剤等によって固定する場合において、ロータコア１９の外径よりも大きいことが望ましい。このようにすることで、ロータコア１９、永久磁石１７及びカラー１８，３１の位置決めを一度に行うことが可能になる。   In the above-described embodiment, the ring members 21 and 33 are formed in a substantially annular shape, and the case where the outer diameter is set so as to substantially match the outer diameter of the permanent magnet 17 will be described. However, the shape is not limited to this, and any shape that enables positioning of the rotor core 19 and the collars 18 and 31 and balance adjustment of the rotor 5 may be used. In particular, the outer diameters of the ring members 21 and 33 may be smaller than the outer diameter of the rotor core 19 when the rotor core 19 and the permanent magnet 17 are two-color molded. In the case of fixing by, for example, it is desirable that the outer diameter of the rotor core 19 is larger. In this way, the rotor core 19, the permanent magnet 17, and the collars 18 and 31 can be positioned at a time.

また、上述の第二実施形態では、リング部材３３に空気撹拌用板３２が複数枚設けられている場合について説明したが、これに限られるものではなく、少なくとも一枚設けられていればよい。
さらに、上述の第二実施形態では、空気撹拌用板３２がリング部材３３から他方のハウジング３側に向かって立ち上がるように設けられると共に、軸方向平面視でカラー本体３４から径方向外側に向かって放射状に設けられ、周方向に等間隔で配置されている場合について説明したが、これに限られるものではなく、空気撹拌用板３２は、回転電機１内の空気を撹拌可能な形状であればよい。 In the second embodiment described above, the case where a plurality of air stirring plates 32 are provided on the ring member 33 has been described. However, the present invention is not limited to this, and it is sufficient that at least one plate is provided.
Furthermore, in the second embodiment described above, the air agitating plate 32 is provided so as to rise from the ring member 33 toward the other housing 3, and from the collar body 34 toward the radially outer side in an axial plan view. Although the case where it is provided radially and is arranged at equal intervals in the circumferential direction has been described, the present invention is not limited to this, and the air stirring plate 32 can be any shape that can stir the air in the rotating electrical machine 1. Good.

そして、上述の実施形態では、カラー本体２０，３４の他方のハウジング３側端部にリング部材２１，３３が一体形成されている場合について説明したが、これに限られるものではなく、カラー本体２０，３４の一方のハウジング２側端部にリング部材２１，３３を一体成形してもよい。   In the above-described embodiment, the case where the ring members 21 and 33 are integrally formed with the other housing 3 side end of the color main bodies 20 and 34 has been described. , 34 may be integrally molded with ring members 21 and 33 at one housing 2 side end.

また、上述の実施形態では、カラー本体２０，３４の一端側にリング部材２１，３３を一体成形した場合について説明したが、これに限られるものではなく、カラー１８，３１と分割構成された他のリング部材のみをカラー本体２０，３４のリング部材２１，３３とは反対側（カラー本体２０，３４の他端側）に取り付けてもよい（図２、図４（ｂ）に二点鎖線で示す）。このようにすることで、さらにロータバランスを調整しやすくすることが可能になる。また、他のリング部材（図４（ｂ）に二点鎖線で示す）にも空気撹拌用板３２を取り付ければ、回転電機１内の空気をより撹拌することができ、さらに効率的に回転電機１の温度低減を図ることが可能になる。   Further, in the above-described embodiment, the case where the ring members 21 and 33 are integrally formed on one end side of the collar main bodies 20 and 34 has been described. Only the ring member may be attached to the opposite side to the ring members 21 and 33 of the collar bodies 20 and 34 (the other end side of the collar bodies 20 and 34) (in FIG. 2 and FIG. Show). By doing so, it becomes possible to further easily adjust the rotor balance. Further, if the air stirring plate 32 is attached to another ring member (shown by a two-dot chain line in FIG. 4B), the air in the rotating electrical machine 1 can be further stirred, and the rotating electrical machine can be more efficiently performed. 1 can be reduced.

さらに、上述の実施形態では、ロータコア１９、及び永久磁石１７が略円筒状に形成されたものである場合について説明したが、これに限られるものではなく、ロータコア１９に永久磁石１７が外嵌固定できる形状であればよく、また、永久磁石も分割構成されていてもよい。
具体的には、図５に示すように、永久磁石１７を磁極毎に分割構成したうえで、各々磁極を二つの磁石で構成する、いわゆる極異方配向としてもよい。このように、複数の永久磁石をそれぞれ配向方向を変えて二つの永久磁石で一磁極を構成することにより、極異方性の磁石にみられる正弦波的な表面磁束密度分布のピーク部分における磁力を高めることができ、コギングトルクやロータ５の反作用の対策を行うことが可能になる。この場合、ロータコア１９の外周面は、軸方向平面視円形ではなく、多角形となる。また、永久磁石１７の内周面形状もロータコア１９の外周面形状に対応して多角形となる。 Furthermore, in the above-described embodiment, the case where the rotor core 19 and the permanent magnet 17 are formed in a substantially cylindrical shape has been described. However, the present invention is not limited to this, and the permanent magnet 17 is externally fixed to the rotor core 19. Any shape can be used, and the permanent magnet may be divided.
Specifically, as shown in FIG. 5, the permanent magnet 17 may be divided into magnetic poles, and each magnetic pole may be formed of two magnets, so-called polar anisotropic orientation. In this way, the magnetic force at the peak portion of the sinusoidal surface magnetic flux density distribution seen in the polar anisotropic magnet is obtained by changing the orientation direction of each of the plurality of permanent magnets and forming one magnetic pole with the two permanent magnets. It is possible to take measures against cogging torque and reaction of the rotor 5. In this case, the outer peripheral surface of the rotor core 19 is not a circular shape in a plan view in the axial direction but a polygon. Further, the inner peripheral surface shape of the permanent magnet 17 is also a polygon corresponding to the outer peripheral surface shape of the rotor core 19.

そして、上述の実施形態では、回転電機１はステータ４と、ステータ４の内側に回転自在に設けられたロータ５とを有するインナーロータ型のＤＣブラシレスモータである場合について説明したが、これに限られるものではなく、ステータの外側にロータが設けられたアウターロータ型のＤＣブラシレスモータであってもよいし、モータに限らず、発電機であってもよい。   In the embodiment described above, the rotating electrical machine 1 is described as being an inner rotor type DC brushless motor having a stator 4 and a rotor 5 rotatably provided inside the stator 4. It may be an outer rotor type DC brushless motor in which a rotor is provided outside the stator, or may be a generator as well as a motor.

また、上述の実施形態では、ロータコア１９と永久磁石１７が二色成形され、この永久磁石１７を取り付けたロータコア１９をカラー１８，３１に接着剤等を用いて接着したり、焼きバメしたりして互いに固定する場合について説明したが、これらロータコア１９、永久磁石１７、及びカラー１８，３１を合わせて三色成形としてもよい。   Further, in the above-described embodiment, the rotor core 19 and the permanent magnet 17 are molded in two colors, and the rotor core 19 to which the permanent magnet 17 is attached is adhered to the collars 18 and 31 using an adhesive or the like, or baked. However, the rotor core 19, the permanent magnet 17, and the collars 18 and 31 may be combined to form a three-color molding.

本発明の第一実施形態における回転電気の構成を示す一部縦断面図である。It is a partial longitudinal cross-sectional view which shows the structure of the rotary electricity in 1st embodiment of this invention. 本発明の第一実施形態におけるロータの断面図である。It is sectional drawing of the rotor in 1st embodiment of this invention. 本発明の第二実施形態における回転電気の構成を示す一部縦断面図である。It is a partial longitudinal cross-sectional view which shows the structure of the rotary electricity in 2nd embodiment of this invention. 本発明の第二実施形態におけるロータを示し、（ａ）は上面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ線に沿う断面図である。The rotor in 2nd embodiment of this invention is shown, (a) is a top view, (b) is sectional drawing which follows the AA line of (a). 本発明の実施形態におけるロータ構成の一例を示す横断面図である。It is a cross-sectional view which shows an example of the rotor structure in embodiment of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

１ 回転電機
５，３０ ロータ
６ 回転軸
１７ 永久磁石
１８，３１ カラー
１９ ロータコア
２０，３４ カラー本体
２１，３３ リング部材
３２ 空気撹拌用板 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Rotating electric machine 5,30 Rotor 6 Rotating shaft 17 Permanent magnet 18,31 Collar 19 Rotor core 20,34 Collar main body 21,33 Ring member 32 Air stirring plate

Claims (6)

回転電機の回転軸と、前記回転軸にカラーを介して外嵌固定されるロータコアと、前記ロータコアに周方向に沿って取り付けられる永久磁石とを備えたロータにおいて、
前記カラーの一端側に、ロータバランスを調整するためのリング部材が一体形成されていることを特徴とするロータ。 In a rotor including a rotating shaft of a rotating electrical machine, a rotor core that is fitted and fixed to the rotating shaft via a collar, and a permanent magnet that is attached to the rotor core along a circumferential direction.
A rotor, wherein a ring member for adjusting a rotor balance is integrally formed on one end side of the collar. 前記カラーの他端側に、前記リング部材が別体で設けられていることを特徴とする請求項１に記載のロータ。   The rotor according to claim 1, wherein the ring member is provided separately on the other end side of the collar. 前記リング部材の前記ロータコアとは反対側に、空気撹拌用板が設けられていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のロータ。   The rotor according to claim 1, wherein an air stirring plate is provided on a side of the ring member opposite to the rotor core. 前記ロータコアは、磁性金属粉体で形成されていることを特徴とする請求項１〜請求項３の何れかに記載のロータ。   The rotor according to any one of claims 1 to 3, wherein the rotor core is made of magnetic metal powder. 前記永久磁石は、ネオジボンド磁石であって、該永久磁石と前記ロータコアとが二色成形されていることを特徴とする請求項４に記載のロータ。   The rotor according to claim 4, wherein the permanent magnet is a neodymium bond magnet, and the permanent magnet and the rotor core are formed in two colors. 請求項１〜請求項５の何れかに記載のロータを用いることを特徴とする回転電機。


A rotary electric machine using the rotor according to any one of claims 1 to 5.


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