JP2014057433A - Rotating electric machine - Google Patents
Rotating electric machine Download PDFInfo
- Publication number
- JP2014057433A JP2014057433A JP2012200722A JP2012200722A JP2014057433A JP 2014057433 A JP2014057433 A JP 2014057433A JP 2012200722 A JP2012200722 A JP 2012200722A JP 2012200722 A JP2012200722 A JP 2012200722A JP 2014057433 A JP2014057433 A JP 2014057433A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- magnet
- rotor core
- end plate
- rotor
- electric machine
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
- H02K15/00—Methods or apparatus specially adapted for manufacturing, assembling, maintaining or repairing of dynamo-electric machines
- H02K15/02—Methods or apparatus specially adapted for manufacturing, assembling, maintaining or repairing of dynamo-electric machines of stator or rotor bodies
- H02K15/03—Methods or apparatus specially adapted for manufacturing, assembling, maintaining or repairing of dynamo-electric machines of stator or rotor bodies having permanent magnets
Abstract
Description
本発明は、回転電気機械に関し、特にロータ構造に関するものである。 The present invention relates to a rotating electrical machine, and more particularly to a rotor structure.
磁石埋込形の回転電気機械（例えばモータ）では、ロータの磁石を、成形金型を用いて樹脂成形磁石で構成する場合がある（例えば特許文献１を参照）。特許文献１の例では、金型の注入口から注入された樹脂磁石は、スプールランナ及びゲートを介して、型内に収容されているロータコアのスロットに充填される。 In a magnet-embedded rotary electric machine (for example, a motor), a rotor magnet may be formed of a resin-molded magnet using a molding die (see, for example, Patent Document 1). In the example of Patent Document 1, the resin magnet injected from the injection port of the mold is filled into the slot of the rotor core accommodated in the mold through the spool runner and the gate.
しかしながら、射出成形で磁石を形成すると、射出された磁石材料の圧力や、成形後に磁石が硬化する際に起こる収縮によって、ロータコアが歪む可能性がある。 However, when a magnet is formed by injection molding, the rotor core may be distorted due to the pressure of the injected magnet material or the contraction that occurs when the magnet is cured after molding.
本発明は前記の問題に着目してなされたものであり、射出成形で磁石が形成された磁石埋込型の回転電気機械のロータにおいて、製造時のロータコアの歪を低減することを目的としている。 The present invention has been made paying attention to the above-described problems, and an object of the present invention is to reduce distortion of a rotor core during manufacture in a rotor of a magnet-embedded rotary electric machine in which a magnet is formed by injection molding. .
前記の課題を解決するため、第１の発明は、
ロータ（20）の磁石（28）が射出成形で形成された磁石埋込型の回転電気機械において、
電磁鋼板（P）が積層されて形成され、前記磁石（28）が配置される複数の磁石用スロット（23）を有するロータコア（21）と、
前記磁石（28）用の材料（28a）を前記磁石用スロット（23）に注入するゲート孔（27）が形成され、前記ロータコア（21）の軸方向の一端側に設けられた第１端板（25）と、
前記ロータコア（21）の軸方向の他端側に設けられた第２端板（26）と、
前記第１端板（25）、前記第２端板（26）、及び前記ロータコア（21）を互いに締結する締結部材（29）と、
を備えたことを特徴とする。
In order to solve the above-mentioned problem, the first invention
In a magnet-embedded rotary electric machine in which a magnet (28) of a rotor (20) is formed by injection molding,
A rotor core (21) having a plurality of magnet slots (23) formed by laminating electromagnetic steel plates (P) and having the magnet (28) disposed thereon;
A first end plate provided on one end side in the axial direction of the rotor core (21), wherein a gate hole (27) for injecting the material (28a) for the magnet (28) into the magnet slot (23) is formed. (25)
A second end plate (26) provided on the other axial end of the rotor core (21);
A fastening member (29) for fastening the first end plate (25), the second end plate (26), and the rotor core (21) to each other;
It is provided with.
この構成では、第１端板（25）にゲート孔（27）が形成されているので、端板（25,26）をロータコア（21）に取り付けた状態で、磁石（28）を射出成形できる。 In this configuration, since the gate hole (27) is formed in the first end plate (25), the magnet (28) can be injection-molded with the end plates (25, 26) attached to the rotor core (21). .
また、第２の発明は、
第１の発明の回転電気機械において、
前記第２端板（26）は、前記第１端板（25）と同一形状であり、
前記第１及び第２端板（25,26）は、両者のゲート孔（27）の回転方向位相を互いにずらすことによって、前記第１及び第２端板（25,26）の一方は、前記ゲート孔（27）が前記磁石用スロット（23）に対向し、もう一方は、前記磁石用スロット（23）を塞ぐように形成されていることを特徴とする。
In addition, the second invention,
In the rotary electric machine of the first invention,
The second end plate (26) has the same shape as the first end plate (25),
The first and second end plates (25, 26) are configured so that one of the first and second end plates (25, 26) is The gate hole (27) faces the magnet slot (23), and the other is formed so as to close the magnet slot (23).
この構成では、ゲート孔（27）を構成する端板（25）と、磁石用スロット（23）を塞ぐ端板（26）とを同一形状にしたので、端板（25,26）を作成するプレス金型が１種類ですむ。 In this configuration, the end plate (25) that forms the gate hole (27) and the end plate (26) that closes the magnet slot (23) have the same shape, so the end plate (25, 26) is created. Only one type of press mold is required.
また、第３の発明は、
第１又は第２の発明の回転電気機械において、
前記前記ロータコア（21）には、駆動軸（30）が締まり嵌めされていることを特徴とする。
In addition, the third invention,
In the rotary electric machine of the first or second invention,
A drive shaft (30) is tightly fitted on the rotor core (21).
第１の発明によれば、端板（25,26）をロータコア（21）に取り付けた状態で、磁石（28）を射出成形できるので、射出された磁石材料（28a）の圧力や、磁石材料（28a）の収縮に、ロータコア（21）が十分対抗する強度を確保できる。すなわち、製造時のロータコア（21）の歪を低減することが可能になる。特に、本実施形態のようにロータコア（21）が積層構造を有する場合には、歪低減の効果がより顕著になる。そして、ロータコア（21）の歪が低減すれば、エアギャップ（G）の寸法精度が向上し、モータ（1）としての性能向上も期待できる。 According to the first invention, since the magnet (28) can be injection-molded with the end plates (25, 26) attached to the rotor core (21), the pressure of the injected magnet material (28a) and the magnet material The strength with which the rotor core (21) sufficiently resists the contraction of (28a) can be secured. That is, it becomes possible to reduce the distortion of the rotor core (21) at the time of manufacture. In particular, when the rotor core (21) has a laminated structure as in the present embodiment, the effect of reducing distortion becomes more remarkable. And if distortion of a rotor core (21) reduces, the dimensional accuracy of an air gap (G) will improve and the performance improvement as a motor (1) can also be anticipated.
また、第２の発明によれば、端板（25,26）を作成するプレス金型が１種類ですむので、製造コストの増大を抑えつつ、前記効果を得ることができる。 In addition, according to the second invention, since only one type of press die for producing the end plates (25, 26) is required, the above-described effect can be obtained while suppressing an increase in manufacturing cost.
また、第３の発明によれば、駆動軸（30）が締まり嵌めされているロータ（20）において、上記効果を得ることができる。 According to the third aspect of the invention, the above effect can be obtained in the rotor (20) in which the drive shaft (30) is tightly fitted.
以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。なお、以下の実施形態は、本質的に好ましい例示であって、本発明、その適用物、あるいはその用途の範囲を制限することを意図するものではない。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. The following embodiments are essentially preferable examples, and are not intended to limit the scope of the present invention, its application, or its use.
《発明の実施形態１》
本発明の回転電気機械の一例として、磁石埋込型のモータを説明する。図１は、実施形態１のモータ（1）の横断面図である。モータ（1）は、ステータ（10）、ロータ（20）、駆動軸（30）、及びケーシング（2）を備えている。なお、以下の説明において、軸方向とは駆動軸（30）の軸心の方向をいい、径方向とは前記軸心と直交する方向をいう。また、外周側とは前記軸心からより遠い側をいい、内周側とは前記軸心により近い側をいう。
Embodiment 1 of the Invention
As an example of the rotating electrical machine of the present invention, a magnet-embedded motor will be described. FIG. 1 is a cross-sectional view of the motor (1) of the first embodiment. The motor (1) includes a stator (10), a rotor (20), a drive shaft (30), and a casing (2). In the following description, the axial direction refers to the direction of the axis of the drive shaft (30), and the radial direction refers to the direction orthogonal to the axis. Further, the outer peripheral side means a side farther from the axis, and the inner peripheral side means a side closer to the axis.
〈ステータ〉
ステータ（10）は、図１に示すように、円筒状のステータコア（11）と、コイル（16）を備えている。
<Stator>
As shown in FIG. 1, the stator (10) includes a cylindrical stator core (11) and a coil (16).
ステータコア（11）は、電磁鋼板をプレス加工によって打ち抜いて積層板を作成し、複数の積層板を軸方向に積層した積層コアである。ステータコア（11）は、図１に示すように、１つのバックヨーク部（12）、複数（この例では６つ）のティース部（13）、及び複数のツバ部（14）を備えている。ステータコア（11）は、バックヨーク部（12）の外周でケーシング（2）の内面に固定されている。 The stator core (11) is a laminated core obtained by punching an electromagnetic steel plate by press working to create a laminated plate and laminating a plurality of laminated plates in the axial direction. As shown in FIG. 1, the stator core (11) includes one back yoke portion (12), a plurality (six in this example) of teeth portions (13), and a plurality of flange portions (14). The stator core (11) is fixed to the inner surface of the casing (2) at the outer periphery of the back yoke portion (12).
バックヨーク部（12）は、ステータコア（11）の外周側の円環状の部分である。また、それぞれのティース部（13）は、図１に示すように、ステータコア（11）において径方向に伸びる直方体状の部分である。各ティース部（13）の間の空間が、コイル（16）が収容されるコイル用スロット（15）である。ティース部（13）には、例えば、集中巻方式で、コイル（16）を巻回する。これにより各ティース部（13）において電磁石が形成される。 The back yoke portion (12) is an annular portion on the outer peripheral side of the stator core (11). Moreover, each teeth part (13) is a rectangular parallelepiped part extended in radial direction in a stator core (11), as shown in FIG. A space between the tooth portions (13) is a coil slot (15) in which the coil (16) is accommodated. The coil (16) is wound around the tooth portion (13) by, for example, a concentrated winding method. Thereby, an electromagnet is formed in each teeth part (13).
ツバ部（14）は、それぞれのティース部（13）の内周側に連なる部分である。ツバ部（14）は、ティース部（13）よりも幅（周方向の長さ）が大きく構成されている。ツバ部（14）は、内周側の面が円筒面である。その円筒面は、ロータコア（21）の外周面（円筒面）と所定の距離（エアギャップ（G））をもって対向している。 The brim portion (14) is a portion connected to the inner peripheral side of each tooth portion (13). The brim portion (14) is configured to have a larger width (length in the circumferential direction) than the tooth portion (13). The collar portion (14) has a cylindrical inner surface. The cylindrical surface faces the outer peripheral surface (cylindrical surface) of the rotor core (21) with a predetermined distance (air gap (G)).
〈ロータ〉
図２は、実施形態１のロータ（20）の構成を説明する斜視図である。図１，２に示すように、ロータ（20）は、ロータコア（21）、２つの端板（25,26）、及び４つの永久磁石（28）を備えている。すなわち、この例ではロータ（20）は、４つの磁極を備えている。また、図３は、実施形態１のロータ（20）の縦断面図である。図３は、図１のＡ-Ａ断面に相当する。ロータコア（21）及び２つの端板（25,26）は、図３に示すように、ボルト（29）で互いに締結されている。ボルト（29）は、本発明の締結部材の一例である。
<Rotor>
FIG. 2 is a perspective view illustrating the configuration of the rotor (20) of the first embodiment. As shown in FIGS. 1 and 2, the rotor (20) includes a rotor core (21), two end plates (25, 26), and four permanent magnets (28). That is, in this example, the rotor (20) includes four magnetic poles. FIG. 3 is a longitudinal sectional view of the rotor (20) of the first embodiment. FIG. 3 corresponds to the AA cross section of FIG. The rotor core (21) and the two end plates (25, 26) are fastened to each other with bolts (29) as shown in FIG. The bolt (29) is an example of the fastening member of the present invention.
−磁石−
磁石（28）は、いわゆるボンド磁石である。すなわち、ロータ（20）は、製造時に磁石材料（28a）が磁石用スロット（23）に射出成形機によって注入され、成形金型中で磁石材料（28a）の着磁が行われる。
-Magnet-
The magnet (28) is a so-called bonded magnet. That is, at the time of manufacture of the rotor (20), the magnet material (28a) is injected into the magnet slot (23) by an injection molding machine, and the magnet material (28a) is magnetized in the molding die.
−ロータコア−
ロータコア（21）は、いわゆる積層コアである。具体的には、ロータコア（21）は、電磁鋼板（P）をプレス加工して形成した多数の積層板を、軸方向に積層して形成してある。ロータコア（21）の中心には、軸穴（22）を形成してある。本実施形態では、この軸穴（22）には、磁石（28）を形成する前に、駆動軸（30）を絞まり嵌め（例えば焼き嵌め）によって固定する。なお、駆動軸（30）は、負荷（例えば空調装置のロータリ式圧縮機）を駆動するためのものである。
-Rotor core-
The rotor core (21) is a so-called laminated core. Specifically, the rotor core (21) is formed by laminating a number of laminated plates formed by pressing an electromagnetic steel plate (P) in the axial direction. A shaft hole (22) is formed at the center of the rotor core (21). In this embodiment, before the magnet (28) is formed, the drive shaft (30) is fixed to the shaft hole (22) by interference fitting (for example, shrink fitting). The drive shaft (30) is for driving a load (for example, a rotary compressor of an air conditioner).
ロータコア（21）には、図２に示すように、磁石（28）をそれぞれ挿入する４つの磁石用スロット（23）が形成されている。それぞれの磁石用スロット（23）は、ロータコア（21）の軸心回りに９０°ピッチで配置されている。各磁石用スロット（23）は、軸方向から見て概ね円弧状の穴形状を有し、ロータコア（21）を軸方向に貫通している。 As shown in FIG. 2, the rotor core (21) has four magnet slots (23) into which the magnets (28) are respectively inserted. Each of the magnet slots (23) is arranged at a 90 ° pitch around the axis of the rotor core (21). Each of the magnet slots (23) has a generally arcuate hole shape when viewed from the axial direction, and penetrates the rotor core (21) in the axial direction.
また、ロータコア（21）には、４つのボルト孔（24）が形成されている。この例では、それぞれのボルト孔（24）は、磁石（28）よりも外周側で、該磁石（28）の磁極面に面するように、ロータコア（21）の軸心を中心とする同心円上に９０°ピッチで配置されている。 Further, four bolt holes (24) are formed in the rotor core (21). In this example, each bolt hole (24) is on a concentric circle centered on the axis of the rotor core (21) so as to face the magnetic pole surface of the magnet (28) on the outer peripheral side of the magnet (28). Are arranged at a pitch of 90 °.
−端板−
２つの端板（25,26）は、ロータコア（21）を軸方向両端から挟み込むように設けられている（図３参照）。それぞれの端板（25,26）は、非磁性体（例えばステンレス）で構成された円盤状の部材である（図２参照）。この例では、２つの端板（25,26）は、同一形状である。
-End plate-
The two end plates (25, 26) are provided so as to sandwich the rotor core (21) from both axial ends (see FIG. 3). Each end plate (25, 26) is a disk-shaped member made of a non-magnetic material (for example, stainless steel) (see FIG. 2). In this example, the two end plates (25, 26) have the same shape.
何れの端板（25,26）も、外径はロータコア（21）の外径と同一である。また、端板（25,26）の中心には、ロータコア（21）の軸穴（22）と概ね同サイズの軸穴（25a）が形成されている。それぞれの端板（25,26）には、８つのボルト孔（25b）と、４つのゲート孔（27）が設けられている。ボルト孔（25b）は、端板（25,26）とロータコア（21）とを締結するボルト（29）を通す貫通孔である。８つのボルト孔（25b）は、同心円上に４５°ピッチで配置され、端板（25,26）をロータコア（21）に重ねた状態で回転方向の位置を調整すれば、所定の４つのボルト孔（25b）が、ロータコア（21）のボルト孔（24）に重なるようになっている。 Any of the end plates (25, 26) has the same outer diameter as that of the rotor core (21). A shaft hole (25a) having substantially the same size as the shaft hole (22) of the rotor core (21) is formed at the center of the end plates (25, 26). Each end plate (25, 26) is provided with eight bolt holes (25b) and four gate holes (27). The bolt hole (25b) is a through hole through which a bolt (29) for fastening the end plate (25, 26) and the rotor core (21) is passed. Eight bolt holes (25b) are arranged at a 45 ° pitch on a concentric circle, and if the position in the rotational direction is adjusted with the end plates (25, 26) overlaid on the rotor core (21), the predetermined four bolts The hole (25b) overlaps the bolt hole (24) of the rotor core (21).
各ゲート孔（27）は、端板（25,26）を厚さ方向に貫通する円形の孔である。各ゲート孔（27）の直径は、磁石用スロット（23）の径方向の幅と概ね同じである。それぞれの端板（25,26）のゲート孔（27）は、９０°ピッチで同心円上に設けられている。 Each gate hole (27) is a circular hole that penetrates the end plates (25, 26) in the thickness direction. The diameter of each gate hole (27) is approximately the same as the radial width of the magnet slot (23). The gate holes (27) of the respective end plates (25, 26) are provided concentrically at a 90 ° pitch.
図２の各端板（25,26）には、ゲート孔（27）と磁石用スロット（23）との位置関係を二点鎖線で示してある。図２の上側の端板（25）（説明の便宜のため第１端板（25）と呼ぶ）を見ると分かるように、所定の４つのボルト孔（25b）がロータコア（21）のボルト孔（24）に重なるように、回転方向位置を合わせると、それぞれの磁石用スロット（23）に、ひとつのゲート孔（27）が対向するようになっている。 In each end plate (25, 26) of FIG. 2, the positional relationship between the gate hole (27) and the magnet slot (23) is indicated by a two-dot chain line. As can be seen from the upper end plate (25) in FIG. 2 (referred to as the first end plate (25) for convenience of explanation), the predetermined four bolt holes (25b) are the bolt holes of the rotor core (21). When the rotational direction positions are aligned so as to overlap (24), one gate hole (27) faces each magnet slot (23).
一方、図２における下側の端板（26）（説明の便宜のため第２端板（26）と呼ぶ）は、回転方向位置の位相を第１端板（25）に対して４５°ずらしてロータコア（21）に重ねると、それぞれのゲート孔（27）が、磁石用スロット（23）には対向しないようになっている。すなわち、第２端板（26）側では、磁石用スロット（23）が該第２端板（26）によって、塞がれる。なお、図２の第２端板（26）には、対応する磁石用スロット（23）の位置を二点鎖線で示してある。 On the other hand, the lower end plate (26) in FIG. 2 (referred to as the second end plate (26) for convenience of explanation) shifts the phase of the rotational direction position by 45 ° with respect to the first end plate (25). When the rotor core (21) is overlaid, each gate hole (27) does not face the magnet slot (23). That is, on the second end plate (26) side, the magnet slot (23) is closed by the second end plate (26). In the second end plate (26) of FIG. 2, the position of the corresponding magnet slot (23) is indicated by a two-dot chain line.
〈ロータの製造〉
ロータ（20）を製造するには、まず、ロータコア（21）、第１及び第２端板（25,26）をボルト（29）で固定する。
<Manufacture of rotor>
To manufacture the rotor (20), first, the rotor core (21) and the first and second end plates (25, 26) are fixed with bolts (29).
この際、既述の通り、一方の端板（25,26）のゲート孔（27）が磁石用スロット（23）に面し、且つもう一方の端板（25,26）が磁石用スロット（23）を塞ぐように、それぞれの回転方向位置をセットする。 At this time, as described above, the gate hole (27) of one end plate (25, 26) faces the magnet slot (23), and the other end plate (25, 26) is the magnet slot ( 23) Set each rotational position so as to block.
次に、駆動軸（30）をロータコア（21）に、焼き嵌め（絞まり嵌めの一例）によって固定する。磁石（28）（ボンド磁石）を成形する前に駆動軸（30）を焼き嵌めするのは、磁石（28）をロータコア（21）内部に射出成形すると、その後はロータコア（21）を高温にすることができず、焼き嵌めが難しくなるからである。 Next, the drive shaft (30) is fixed to the rotor core (21) by shrink fitting (an example of interference fitting). The drive shaft (30) is shrink-fitted before the magnet (28) (bonded magnet) is molded. When the magnet (28) is injection molded inside the rotor core (21), the rotor core (21) is then heated to a high temperature. This is because it is difficult to perform shrink fitting.
ロータコア（21）への端板（25,26）及び駆動軸（30）の取り付けが完了したら、それを射出成形用の金型にセットする。図４は、ロータ（20）の製造に用いる金型（40）の一例を示す横断面図である。図４では、磁石用スロット（23）内に磁石材料（28a）が充填される前の段階を示してある。なお、図４では、端板（25,26）の図示を省略してある。また、図５は、金型（40）の断面構造を模式的に示す図である。図５は、図４のＡ-Ａ断面に相当し、磁石用スロット（23）内に磁石材料（28a）が充填された状態を示している。 When the end plates (25, 26) and the drive shaft (30) are attached to the rotor core (21), they are set in an injection mold. FIG. 4 is a cross-sectional view showing an example of a mold (40) used for manufacturing the rotor (20). FIG. 4 shows a stage before the magnet material (28a) is filled into the magnet slot (23). In FIG. 4, illustration of the end plates (25, 26) is omitted. FIG. 5 is a diagram schematically showing a cross-sectional structure of the mold (40). FIG. 5 corresponds to the AA cross section of FIG. 4 and shows a state in which the magnet material (28a) is filled in the magnet slot (23).
金型（40）には、ロータコア（21）を収容するキャビティー（41）を形成してある。また、金型（40）には、磁石材料（28a）を成形機から注入できるように、注入ゲート（42）を形成してある。 The mold (40) is formed with a cavity (41) for accommodating the rotor core (21). The mold (40) is formed with an injection gate (42) so that the magnet material (28a) can be injected from the molding machine.
キャビティー（41）の周囲には、キャビティー（41）内のロータコア（21）に磁界を印加できるように、永久磁石（43）とポールピース（44）とが周方向に交互に配置されている。ポールピース（44）は、ロータ磁極（ＭＰ）と１対１に対応するように、磁極数に応じた数が設けられている。この例では、４つのポールピース（44）が設けられ、永久磁石（43）も同数設けられている。それぞれのポールピース（44）は、接する永久磁石（43）からの磁束をロータコア（21）に伝えるようになっている。 Around the cavity (41), permanent magnets (43) and pole pieces (44) are alternately arranged in the circumferential direction so that a magnetic field can be applied to the rotor core (21) in the cavity (41). Yes. The pole piece (44) is provided in a number corresponding to the number of magnetic poles so as to correspond one-to-one with the rotor magnetic pole (MP). In this example, four pole pieces (44) are provided, and the same number of permanent magnets (43) are provided. Each pole piece (44) transmits magnetic flux from the permanent magnet (43) in contact to the rotor core (21).
ロータコア（21）を金型（40）にセットした後、成形機によって金型（40）の注入ゲート（42）から磁石材料（28a）を射出する。充填された磁石材料（28a）は、金型（40）内のスプール部（45）を通過した後に、第１端板（25）のゲート孔（27）に入る。ゲート孔（27）に入った磁石材料（28a）は、磁石用スロット（23）内に入る。このようにして、全ての磁石用スロット（23）の内部に磁石材料（28a）が充填される（図５参照）。充填された磁石材料（28a）は、ポールピース（44）からの磁束によって、磁場配向及び着磁が行われる。このように、本実施形態では、端板（25,26）をロータコア（21）に取り付けた状態で、ボンド磁石を射出成形できる。 After setting the rotor core (21) in the mold (40), the magnet material (28a) is injected from the injection gate (42) of the mold (40) by a molding machine. The filled magnetic material (28a) passes through the spool portion (45) in the mold (40) and then enters the gate hole (27) of the first end plate (25). The magnet material (28a) having entered the gate hole (27) enters the magnet slot (23). In this way, the magnet material (28a) is filled into all the magnet slots (23) (see FIG. 5). The magnetic material (28a) filled is magnetically oriented and magnetized by the magnetic flux from the pole piece (44). Thus, in this embodiment, a bonded magnet can be injection-molded with the end plates (25, 26) attached to the rotor core (21).
射出成形時は、磁石用スロット（23）内に射出された磁石材料（28a）の圧力がロータコア（21）を例えば外周側に向かって作用する。しかしながら、本実施形態のロータコア（21）は、端板（25,26）がロータコア（21）に固定されているので、ロータコア（21）単体よりも剛性が高くなる。それゆえ、射出された磁石材料（28a）の圧力が作用しても、本実施形態のロータコア（21）は、その圧力に十分対抗することができる。すなわち、本実施形態では、磁石材料（28a）の射出圧力に起因するロータコア（21）の歪を低減することが可能になる。 At the time of injection molding, the pressure of the magnet material (28a) injected into the magnet slot (23) acts on the rotor core (21) toward the outer peripheral side, for example. However, the rotor core (21) of the present embodiment has higher rigidity than the rotor core (21) alone because the end plates (25, 26) are fixed to the rotor core (21). Therefore, even if the pressure of the injected magnetic material (28a) acts, the rotor core (21) of this embodiment can sufficiently counter the pressure. That is, in this embodiment, it becomes possible to reduce the distortion of the rotor core (21) due to the injection pressure of the magnet material (28a).
射出成形後は、ロータコア（21）を金型（40）から取り出す。射出成形の直後は、ロータコア（21）及び内部の磁石材料（28a）は、比較的高温になっているが、ロータコア（21）を金型（40）から取り出すことで、両者の温度は徐々に低下する。ロータコア（21）及び磁石材料（28a）の温度低下に伴って、該磁石材料（28a）は硬化しつつ収縮する。その収縮により、ロータコア（21）には所定の応力が作用することになる。しかしながら、本実施形態ロータコア（21）は、端板（25,26）がロータコア（21）に固定されているので、ロータコア（21）単体よりも剛性が高くなる。それゆえ、磁石材料（28a）の収縮に起因する応力がロータコア（21）に作用しても、本実施形態のロータコア（21）は、その応力に十分対抗することができる。すなわち、本実施形態では、磁石材料（28a）の収縮に起因するロータコア（21）の歪を低減することが可能になる。 After the injection molding, the rotor core (21) is taken out from the mold (40). Immediately after injection molding, the rotor core (21) and the internal magnet material (28a) are at a relatively high temperature. By removing the rotor core (21) from the mold (40), the temperature of both gradually increases. descend. As the temperature of the rotor core (21) and the magnet material (28a) decreases, the magnet material (28a) shrinks while curing. Due to the contraction, a predetermined stress acts on the rotor core (21). However, the rotor core (21) of this embodiment has higher rigidity than the rotor core (21) alone because the end plates (25, 26) are fixed to the rotor core (21). Therefore, even if the stress due to the contraction of the magnet material (28a) acts on the rotor core (21), the rotor core (21) of the present embodiment can sufficiently counter the stress. That is, in this embodiment, it becomes possible to reduce the distortion of the rotor core (21) due to the contraction of the magnet material (28a).
〈本実施形態における効果〉
以上のように、本実施形態によれば、製造時のロータコア（21）の歪を低減することが可能になる。特に、本実施形態のようにロータコア（21）が積層構造を有する場合には、歪低減の効果がより顕著になる。そして、ロータコア（21）の歪が低減すれば、エアギャップ（G）の寸法精度が向上し、モータ（1）としての性能向上も期待できる。
<Effect in this embodiment>
As described above, according to the present embodiment, it is possible to reduce the distortion of the rotor core (21) during manufacturing. In particular, when the rotor core (21) has a laminated structure as in the present embodiment, the effect of reducing distortion becomes more remarkable. And if distortion of a rotor core (21) reduces, the dimensional accuracy of an air gap (G) will improve and the performance improvement as a motor (1) can also be anticipated.
また、一般的に、磁石をロータコア内部に磁石材料を射出成形すると、その後はロータコアをあまり高温にすることができず、駆動軸の焼き嵌めが難しくなる。一方、駆動軸をロータコアに、予め締まり嵌め（例えば焼き嵌めや圧入）した後に磁石を成形すると、積層板間の締結が弱いため、射出成形時にロータコアが割れやすくなる。すなわち、ボンド磁石の成形と、駆動軸（30）の焼き嵌めとの両立は難しかった。しかしながら、本実施形態では、端板（25,26）でロータコア（21）を締め付けてあるので、駆動軸（30）をロータコア（21）に焼き嵌めしてから磁石（28）の成形を容易に行える。すなわち、本実施形態では、従来両立が難しかったボンド磁石の成形と、駆動軸（30）の焼き嵌めとの両立が可能になる。 In general, when magnet material is injection-molded into the rotor core, the rotor core cannot be heated to a very high temperature thereafter, and it is difficult to shrink fit the drive shaft. On the other hand, if the magnet is molded after the drive shaft is preliminarily fitted (for example, shrink-fitted or press-fitted) to the rotor core, the fastening between the laminated plates is weak, so that the rotor core is easily broken during injection molding. That is, it was difficult to achieve both the formation of the bonded magnet and the shrink fit of the drive shaft (30). However, in this embodiment, since the rotor core (21) is fastened with the end plates (25, 26), the magnet (28) can be easily formed after the drive shaft (30) is shrink-fitted into the rotor core (21). Yes. That is, in the present embodiment, it is possible to achieve both the formation of the bonded magnet, which has been difficult to achieve in the past, and the shrink fitting of the drive shaft (30).
また、注入用のゲートを構成する端板（25）と、磁石用スロット（23）を塞ぐ端板（26）とを同一形状にしたので、端板（25,26）を作成するプレス金型が１種類ですむ。すなわち、本実施形態では、製造コストの増大が殆どない。勿論、磁石用スロット（23）を塞ぐ側の端板（26）として、ゲート孔（27）がないものを用いるようにしても、製造時のロータコア（21）の歪低減の効果を得ることは可能である。図６は、一方の端板に、ゲート孔（27）がない構造のものを採用したロータ（20）の構成例を示す斜視図である。図６の例では、上側の端板（25）は、ゲート孔（27）が形成されているが、下側の端板（26）には、ゲート孔（27）が設けられていない。 Also, the end plate (25) that forms the gate for injection and the end plate (26) that closes the magnet slot (23) have the same shape. One type is enough. That is, in this embodiment, there is almost no increase in manufacturing cost. Of course, even if an end plate (26) on the side that closes the magnet slot (23) does not have a gate hole (27), the effect of reducing the distortion of the rotor core (21) during manufacture can be obtained. Is possible. FIG. 6 is a perspective view showing a configuration example of a rotor (20) in which one end plate has a structure without a gate hole (27). In the example of FIG. 6, the upper end plate (25) has a gate hole (27), but the lower end plate (26) has no gate hole (27).
《発明の実施形態２》
図７は、実施形態２のロータ（20）の構成を説明する斜視図である。本実施形態は、各端板（25,26）のゲート孔（27）の構成が、実施形態１とは異なっている。この例でも、２つの端板（25,26）は、同一形状である。それぞれの端板（25,26）は、８つのボルト孔（25b）が設けられている。８つのボルト孔（25b）は、同心円上に４５°ピッチで配置されている。
<<
FIG. 7 is a perspective view illustrating the configuration of the rotor (20) of the second embodiment. In this embodiment, the configuration of the gate hole (27) of each end plate (25, 26) is different from that of the first embodiment. Also in this example, the two end plates (25, 26) have the same shape. Each end plate (25, 26) is provided with eight bolt holes (25b). The eight bolt holes (25b) are arranged at a 45 ° pitch on a concentric circle.
また、それぞれの端板（25,26）には、８つのゲート孔（27）が設けられている。この例では、各ゲート孔（27）は、その平面形状が、周方向が長手の長方形となるように構成され、長手方向の長さは、概ね磁石（28）の厚さ（Ｓ極面とＮ磁面間の距離）と同じである。 Each end plate (25, 26) is provided with eight gate holes (27). In this example, each gate hole (27) is configured such that the planar shape thereof is a rectangle having a longitudinal direction in the circumferential direction, and the length in the longitudinal direction is approximately the thickness of the magnet (28) (S pole surface and (Distance between N magnetic surfaces).
図７の各端板（25,26）には、ゲート孔（27）と磁石用スロット（23）との位置を二点鎖線で示してある。図７の上側の端板（25）（第１端板（25）と呼ぶ）を見ると分かるように、所定の４つのボルト孔（25b）がロータコア（21）のボルト孔（24）に重なるように、回転方向位置を合わせると、ひとつの磁石用スロット（23）に対して、２つのゲート孔（27）（以下、説明の便宜のためゲート対（60）と呼ぶ）が対向するようになっている。この例では、ロータコア（21）には４つの磁石用スロット（23）があるので、４つのゲート対（60）が存在することになる。ゲート対（60）単位で見ると、ゲート対（60）は、９０°ピッチで同心円上に設けられている。 In each end plate (25, 26) of FIG. 7, the positions of the gate hole (27) and the magnet slot (23) are indicated by two-dot chain lines. As can be seen from the upper end plate (25) in FIG. 7 (referred to as the first end plate (25)), the predetermined four bolt holes (25b) overlap the bolt holes (24) of the rotor core (21). Thus, when the rotational direction positions are matched, two gate holes (27) (hereinafter referred to as a gate pair (60) for convenience of explanation) are opposed to one magnet slot (23). It has become. In this example, since there are four magnet slots (23) in the rotor core (21), there are four gate pairs (60). When viewed in units of gate pairs (60), the gate pairs (60) are provided on a concentric circle at a pitch of 90 °.
一方、図７における下側の端板（26）（第２端板（26）と呼ぶ）は、回転方向位置の位相を第１端板（25）に対して４５°ずらしてロータコア（21）に重ねると、それぞれのゲート孔（27）が、磁石用スロット（23）には対向しないようになっている。すなわち、第２端板（26）側では、磁石用スロット（23）が該第２端板（26）によって、塞がれる。なお、図７の第２端板（26）には、対応する磁石用スロット（23）の位置を二点鎖線で示してある。 On the other hand, the lower end plate (26) (referred to as the second end plate (26)) in FIG. 7 shifts the phase of the rotational direction position by 45 ° with respect to the first end plate (25). When overlapped with each other, each gate hole (27) does not face the magnet slot (23). That is, on the second end plate (26) side, the magnet slot (23) is closed by the second end plate (26). In addition, in the 2nd end plate (26) of FIG. 7, the position of the corresponding slot (23) for magnets is shown with the dashed-two dotted line.
したがって、この構成においても、端板（25,26）をロータコア（21）に取り付けた状態で、ボンド磁石を射出成形できる。よって、本実施形態も実施形態１と同様の効果を得ることが可能である。 Therefore, even in this configuration, the bonded magnet can be injection-molded with the end plates (25, 26) attached to the rotor core (21). Therefore, this embodiment can also obtain the same effect as that of the first embodiment.
なお、本実施形態においても、磁石用スロット（23）を塞ぐ側の端板（26）として、ゲート孔（27）がないものを用いるようにしても、製造時のロータコア（21）の歪低減の効果を得ることは可能である。 Even in this embodiment, even if the end plate (26) on the side that closes the magnet slot (23) does not have the gate hole (27), the distortion of the rotor core (21) during manufacturing is reduced. It is possible to obtain the effect.
《発明の実施形態３》
図８は、実施形態３のロータ（20）の構成を説明する平面図である。同図では、磁石（28）の位置（すなわち磁石用スロット（23）の位置）を二点鎖線で示してある。この例では、ロータ（20）にバランスウエイト（50）が設けられている。この例ではバランスウエイト（50）は、端板（25,26）と一体的に形成されている。
<< Embodiment 3 of the Invention >>
FIG. 8 is a plan view illustrating the configuration of the rotor (20) of the third embodiment. In the drawing, the position of the magnet (28) (that is, the position of the magnet slot (23)) is indicated by a two-dot chain line. In this example, the balance weight (50) is provided in the rotor (20). In this example, the balance weight (50) is formed integrally with the end plates (25, 26).
この構成では、ゲート孔（27）とバランスウエイト（50）とが、干渉しないようにする。また、可能であれば、金型（40）内のランナー（図示は省略）も避けるのが望ましい。こうすることで、バランスウエイト（50）をロータコア（21）と一体化した状態で、磁石（28）の成形を容易に行いことが可能になる。したがって、本実施形態も実施形態１と同様の効果を得ることが可能である。 In this configuration, the gate hole (27) and the balance weight (50) are prevented from interfering with each other. If possible, it is desirable to avoid a runner (not shown) in the mold (40). By doing so, the magnet (28) can be easily formed in a state where the balance weight (50) is integrated with the rotor core (21). Therefore, this embodiment can obtain the same effect as that of the first embodiment.
なお、バランスウエイト（50）を端板（25,26）とは別の部材で構成して、それを磁石（28）を成形した後に端板（25,26）に取り付けるようにしてもよい。 The balance weight (50) may be formed of a member different from the end plate (25, 26), and may be attached to the end plate (25, 26) after the magnet (28) is formed.
《その他の実施形態》
なお、前記各実施形態は、ひとつの磁極を多層の磁石で構成するロータにも適用できる。この場合には、各層に対応してゲート孔（27）を設ける。
<< Other Embodiments >>
Each of the above embodiments can also be applied to a rotor in which one magnetic pole is composed of multilayer magnets. In this case, a gate hole (27) is provided corresponding to each layer.
また、ひとつの磁石用スロット（23）に対応させるゲート孔（27）の個数は例示である。例えば、ひとつの磁石用スロット（23）に、３個以上のゲート孔（27）が対応するようにしてもよい。 The number of gate holes (27) corresponding to one magnet slot (23) is an example. For example, three or more gate holes (27) may correspond to one magnet slot (23).
それぞれの端板（25,26）及びロータコア（21）を互いに締結する締結部材は、ボルト（29）には限定されない。ボルト（29）の他にも、例えばピンを圧入することで、端板（25,26）とロータコア（21）を固定できる。 The fastening member for fastening the end plates (25, 26) and the rotor core (21) to each other is not limited to the bolt (29). In addition to the bolt (29), the end plates (25, 26) and the rotor core (21) can be fixed by press-fitting pins, for example.
また、ゲート孔（27）の形状も例示である。すなわち、前記実施形態で示した円形や長方形には限定されない。 The shape of the gate hole (27) is also an example. That is, the present invention is not limited to the circle or rectangle shown in the above embodiment.
また、前記各実施形態で説明したロータ構造は、モータの他に、発電機に適用してもよい。 The rotor structure described in each of the above embodiments may be applied to a generator in addition to the motor.
本発明は、回転電気機械のロータの構造として有用である。 The present invention is useful as a structure of a rotor of a rotating electric machine.
１ モータ（回転電気機械）
２０ ロータ
２１ ロータコア
２３ 磁石用スロット
２５ 端板（第１端板）
２６ 端板（第２端板）
２７ ゲート孔
２８ 磁石
２８ａ 磁石材料
２９ ボルト（締結部材）
３０ 駆動軸
1 Motor (rotary electric machine)
20
26 End plate (second end plate)
27
30 Drive shaft
Claims (3)
電磁鋼板（P）が積層されて形成され、前記磁石（28）が配置される複数の磁石用スロット（23）を有するロータコア（21）と、
前記磁石（28）用の材料（28a）を前記磁石用スロット（23）に注入するゲート孔（27）が形成され、前記ロータコア（21）の軸方向の一端側に設けられた第１端板（25）と、
前記ロータコア（21）の軸方向の他端側に設けられた第２端板（26）と、
前記第１端板（25）、前記第２端板（26）、及び前記ロータコア（21）を互いに締結する締結部材（29）と、
を備えたことを特徴とする回転電気機械。 In a magnet-embedded rotary electric machine in which a magnet (28) of a rotor (20) is formed by injection molding,
A rotor core (21) having a plurality of magnet slots (23) formed by laminating electromagnetic steel plates (P) and having the magnet (28) disposed thereon;
A first end plate provided on one end side in the axial direction of the rotor core (21), wherein a gate hole (27) for injecting the material (28a) for the magnet (28) into the magnet slot (23) is formed. (25)
A second end plate (26) provided on the other axial end of the rotor core (21);
A fastening member (29) for fastening the first end plate (25), the second end plate (26), and the rotor core (21) to each other;
A rotary electric machine comprising:
前記第２端板（26）は、前記第１端板（25）と同一形状であり、
前記第１及び第２端板（25,26）は、両者のゲート孔（27）の回転方向位相を互いにずらすことによって、前記第１及び第２端板（25,26）の一方は、前記ゲート孔（27）が前記磁石用スロット（23）に対向し、もう一方は、前記磁石用スロット（23）を塞ぐように形成されていることを特徴とする回転電気機械。 The rotating electrical machine of claim 1,
The second end plate (26) has the same shape as the first end plate (25),
The first and second end plates (25, 26) are configured so that one of the first and second end plates (25, 26) is A rotary electric machine characterized in that a gate hole (27) faces the magnet slot (23), and the other is formed so as to close the magnet slot (23).
前記前記ロータコア（21）には、駆動軸（30）が締まり嵌めされていることを特徴とする回転電気機械。 The rotary electric machine according to claim 1 or 2,
A rotary electric machine, wherein a drive shaft (30) is tightly fitted to the rotor core (21).
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2012200722A JP2014057433A (en) | 2012-09-12 | 2012-09-12 | Rotating electric machine |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2012200722A JP2014057433A (en) | 2012-09-12 | 2012-09-12 | Rotating electric machine |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2014057433A true JP2014057433A (en) | 2014-03-27 |
Family
ID=50614288
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2012200722A Pending JP2014057433A (en) | 2012-09-12 | 2012-09-12 | Rotating electric machine |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2014057433A (en) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2015151760A1 (en) * | 2014-04-02 | 2015-10-08 | 愛知製鋼株式会社 | Method for manufacturing interior permanent magnet inner rotor and manufacturing device for same |
| JP6011693B1 (en) * | 2015-07-27 | 2016-10-19 | ダイキン工業株式会社 | Rotor manufacturing method and rotor |
| JP2018019465A (en) * | 2016-07-25 | 2018-02-01 | ダイキン工業株式会社 | Rotor and rotary electric machine |
| WO2022225392A1 (en) * | 2021-04-19 | 2022-10-27 | Boschman Technologies B.V. | Rotor core manufacturing method, and rotor core molding system therefore |
| CN116388485A (en) * | 2023-04-25 | 2023-07-04 | 广东高畅智能液压科技有限公司 | Sealing method of rotor and rotor |
| JP2023138290A (en) * | 2022-03-18 | 2023-10-02 | リヴィアン アイピー ホールディングス，エルエルシー | Balanced motor cooling using crossflow |
-
2012
- 2012-09-12 JP JP2012200722A patent/JP2014057433A/en active Pending
Cited By (16)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US10454353B2 (en) | 2014-04-02 | 2019-10-22 | Aichi Steel Corporation | Apparatus for manufacturing interior permanent magnet-type inner rotor and manufacturing method using same |
| US11165315B2 (en) | 2014-04-02 | 2021-11-02 | Aichi Steel Corporation | Method and apparatus for manufacturing interior permanent magnet-type inner rotor |
| EP3128657A4 (en) * | 2014-04-02 | 2017-05-24 | Aichi Steel Corporation | Method for manufacturing interior permanent magnet inner rotor and manufacturing device for same |
| JP2015198540A (en) * | 2014-04-02 | 2015-11-09 | 愛知製鋼株式会社 | Manufacturing method of magnet-inclusion type inner rotor, and manufacturing device therefor |
| WO2015151760A1 (en) * | 2014-04-02 | 2015-10-08 | 愛知製鋼株式会社 | Method for manufacturing interior permanent magnet inner rotor and manufacturing device for same |
| WO2017017878A1 (en) * | 2015-07-27 | 2017-02-02 | ダイキン工業株式会社 | Rotor manufacturing method and rotor |
| JP6011693B1 (en) * | 2015-07-27 | 2016-10-19 | ダイキン工業株式会社 | Rotor manufacturing method and rotor |
| US10686351B2 (en) | 2015-07-27 | 2020-06-16 | Daikin Industries, Ltd. | Rotor manufacturing method and rotor |
| AU2016300248B2 (en) * | 2015-07-27 | 2018-08-16 | Daikin Industries, Ltd. | Rotor manufacturing method and rotor |
| JP2018019465A (en) * | 2016-07-25 | 2018-02-01 | ダイキン工業株式会社 | Rotor and rotary electric machine |
| WO2018021318A1 (en) * | 2016-07-25 | 2018-02-01 | ダイキン工業株式会社 | Rotor and rotary electric machine |
| WO2022225392A1 (en) * | 2021-04-19 | 2022-10-27 | Boschman Technologies B.V. | Rotor core manufacturing method, and rotor core molding system therefore |
| NL2028010B1 (en) * | 2021-04-19 | 2022-10-31 | Boschman Tech Bv | Rotor Core Manufacturing Method, and rotor core molding system therefore |
| JP2023138290A (en) * | 2022-03-18 | 2023-10-02 | リヴィアン アイピー ホールディングス，エルエルシー | Balanced motor cooling using crossflow |
| CN116388485A (en) * | 2023-04-25 | 2023-07-04 | 广东高畅智能液压科技有限公司 | Sealing method of rotor and rotor |
| CN116388485B (en) * | 2023-04-25 | 2023-11-17 | 广东高畅智能液压科技有限公司 | Sealing method of rotor and rotor |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP5929561B2 (en) | Electric rotating machine and manufacturing method thereof | |
| JP2014057433A (en) | Rotating electric machine | |
| US10566859B2 (en) | Rotor | |
| JP2011130598A (en) | Axial gap permanent-magnet motor, rotor used in the same, and manufacturing method for the rotor | |
| WO2015145901A1 (en) | Axial-air-gap motor and bobbin for motor | |
| AU2016300248B2 (en) | Rotor manufacturing method and rotor | |
| JP2015082860A (en) | Dynamo-electric machine and method of manufacturing rotor core | |
| JP2014011890A5 (en) | ||
| JP4968928B2 (en) | Permanent magnet motor and manufacturing method thereof | |
| JP2014155415A (en) | Embedded magnet rotor and method of manufacturing embedded magnet rotor | |
| JP2013236418A (en) | Rotary electric machine | |
| WO2013111301A1 (en) | Rotor for synchronous electric motor, manufacturing method therefor, and synchronous electric motor | |
| JP2014057392A (en) | Rotary electric machine and manufacturing method of rotor | |
| JP6424615B2 (en) | Rotor, method of manufacturing the same, and rotary electric machine equipped with the same | |
| US10199911B2 (en) | Orientation magnetization device and magnet-embedded rotor | |
| JP2017079575A (en) | Method of manufacturing rotor | |
| WO2023007706A1 (en) | Rotor, motor, and rotor manufacturing method | |
| JP2007325354A (en) | Stator of electromagnetic machine and its manufacturing method | |
| JP6360709B2 (en) | Axial gap type rotating electrical machine | |
| WO2017203570A1 (en) | Ipm motor rotor, ipm motor, and method for manufacturing ipm motor rotor | |
| JP2017169294A (en) | Manufacturing method of rotor | |
| JP2007325353A (en) | Stator of electromagnetic machine | |
| WO2023007708A1 (en) | Rotor and motor | |
| JP6467912B2 (en) | Rotating electrical machine | |
| JP5729090B2 (en) | Rotor and rotating electrical machine |