JP2019054702A - Rotor core, rotor, and method of manufacturing the same - Google Patents
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Abstract
Description
本明細書は、回転電機で用いるロータコア、ロータ及びそのロータの製造方法に関する技術を開示する。 The present specification discloses a technique related to a rotor core used in a rotating electrical machine, a rotor, and a method of manufacturing the rotor.
特許文献１に、回転電機のロータが開示されている。特許文献１のロータは、埋込磁石型（ＩＰＭ：Interior Permanent Magnet）であり、ロータコアの磁石挿入孔に永久磁石を挿入することによって構成されている。特許文献１のロータコアは、磁石挿入孔よりも径方向内側に中空部を備えている。通常、中空部には、モータの出力シャフトが固定される。特許文献１では、磁石挿入孔に永久磁石を挿入した後、中空部からロータコアに外向き（径方向外側）の力を加え、磁石挿入孔を変形させることにより磁石挿入孔内に永久磁石を固定している。すなわち、磁石挿入孔に永久磁石を挿入した後、磁石挿入孔のサイズ（径方向の長さ）を小さくし、永久磁石を磁石挿入孔内に挟持している。 Patent Document 1 discloses a rotor of a rotating electrical machine. The rotor of Patent Document 1 is an interior magnet type (IPM: Interior Permanent Magnet), and is configured by inserting a permanent magnet into a magnet insertion hole of a rotor core. The rotor core of Patent Document 1 includes a hollow portion radially inward from the magnet insertion hole. Usually, the output shaft of the motor is fixed to the hollow portion. In Patent Document 1, after a permanent magnet is inserted into the magnet insertion hole, an outward (radially outward) force is applied to the rotor core from the hollow portion to deform the magnet insertion hole, thereby fixing the permanent magnet in the magnet insertion hole. doing. That is, after a permanent magnet is inserted into the magnet insertion hole, the size (the length in the radial direction) of the magnet insertion hole is reduced, and the permanent magnet is sandwiched in the magnet insertion hole.
特許文献１において、磁石挿入孔より内側部分のロータコアを外向きに変形させる際、磁石挿入孔の形状や中空部の形状によっては、ロータコアが永久磁石の一部分のみに接触し、ロータコアと永久磁石の間（磁石挿入孔の壁面と永久磁石の間）に隙間が設けられることがある。実際に、特許文献１では、ロータコアが永久磁石の周方向の中央部のみに接触しており、永久磁石の周方向の端部では、ロータコアと永久磁石の間に隙間が生じている。ロータコアと永久磁石の間に隙間が生じると、磁石の有効磁束が減少する。また、ロータコアが永久磁石の一部分のみに接触すると、永久磁石に過大な力が加わり、永久磁石が損傷することが起こり得るので、永久磁石の損傷を避けるために、永久磁石の固定作業（ロータコアを外向きに変形させる作業）を高度に制御する必要がある。このように、埋込磁石型のロータでは、ロータコアは、改良すべき幾つかの課題を有している。本明細書は、埋込磁石型のロータにおいて、新規な構造のロータコアを提供することを目的とする。 In Patent Document 1, when the rotor core inside the magnet insertion hole is deformed outward, depending on the shape of the magnet insertion hole or the shape of the hollow part, the rotor core contacts only a part of the permanent magnet, and the rotor core and the permanent magnet A gap may be provided between the gaps (between the wall surface of the magnet insertion hole and the permanent magnet). Actually, in Patent Document 1, the rotor core is in contact with only the central portion in the circumferential direction of the permanent magnet, and a gap is generated between the rotor core and the permanent magnet at the circumferential end portion of the permanent magnet. When a gap is generated between the rotor core and the permanent magnet, the effective magnetic flux of the magnet is reduced. Further, if the rotor core contacts only a part of the permanent magnet, an excessive force may be applied to the permanent magnet and the permanent magnet may be damaged. Therefore, in order to avoid damage to the permanent magnet, the fixing work of the permanent magnet (rotor core It is necessary to highly control the work of deforming outward. Thus, in the interior magnet type rotor, the rotor core has several problems to be improved. It is an object of the present specification to provide a rotor core having a novel structure in an embedded magnet type rotor.
本明細書で開示する第１技術は、磁石挿入部を有する回転電機のロータコアに関する。そのロータコアは、弾性変形部を備えていてよい。弾性変形部は、磁石挿入部の径方向内側の内側面と径方向外側の外側面との距離が可逆的に変化することを許容してよい。 The 1st technique indicated by this specification is related with the rotor core of the rotary electric machine which has a magnet insertion part. The rotor core may include an elastic deformation portion. The elastic deformation portion may allow the distance between the radially inner inner surface and the radially outer outer surface of the magnet insertion portion to reversibly change.
本明細書で開示する第２技術は、上記第１技術のロータコアであって、弾性変形部が、ばね形状であってよい。 The second technique disclosed in the present specification is the rotor core of the first technique, and the elastically deforming portion may have a spring shape.
本明細書で開示する第３技術は、上記第１技術又は第２技術のロータコアであって、磁石挿入部が、複数の永久磁石を周方向において互いに間隔を有する状態で挿入可能であってよい。 The third technique disclosed in this specification is the rotor core of the first technique or the second technique, and the magnet insertion portion may be capable of inserting a plurality of permanent magnets in a state of being spaced apart from each other in the circumferential direction. .
本明細書で開示する第４技術は、上記第１技術から第３技術のいずれかのロータコアであって、磁石挿入部は、周方向に設けられた複数の磁石挿入孔であってよい。この場合、弾性変形部が、各磁石挿入孔の周方向端部を構成していてよい。 The fourth technique disclosed in the present specification may be a rotor core according to any one of the first technique to the third technique, and the magnet insertion portion may be a plurality of magnet insertion holes provided in the circumferential direction. In this case, the elastically deformable portion may constitute a circumferential end portion of each magnet insertion hole.
本明細書で開示する第５技術は、上記第１技術から第４技術のいずれかのロータコアであって、弾性変形部が、磁石挿入部の外側面を構成している部分を磁石挿入孔の内側面に対して径方向に変位させる構造と、磁石挿入部の外側面を構成している部分を磁石挿入孔の内側面に対して周方向に変位させる構造を備えていてよい。 A fifth technique disclosed in this specification is a rotor core according to any one of the first to fourth techniques, in which the elastic deformation portion is configured to define a portion of the magnet insertion hole as an outer surface of the magnet insertion portion. A structure for displacing the inner surface in the radial direction and a structure for displacing a portion constituting the outer surface of the magnet insertion portion in the circumferential direction with respect to the inner surface of the magnet insertion hole may be provided.
本明細書で開示する第６技術は、回転電機のロータに関する。そのロータは、磁石挿入部を有するロータコアと、磁石挿入部に挿入されている永久磁石を備えていてよい。また、ロータコアは、磁石挿入部の径方向内側の内側面と径方向外側の外側面との距離が、永久磁石の厚みより狭い第１距離から永久磁石の厚みより広い第２距離まで可逆的に変化することを許容する弾性変形部を有していてよい。 A sixth technique disclosed in this specification relates to a rotor of a rotating electrical machine. The rotor may include a rotor core having a magnet insertion portion and a permanent magnet inserted into the magnet insertion portion. The rotor core is reversible from a first distance that is smaller than the thickness of the permanent magnet to a second distance that is wider than the thickness of the permanent magnet, with the distance between the radially inner inner surface and the radially outer outer surface of the magnet insertion portion. You may have the elastic deformation part which accept | permits changing.
本明細書で開示する第７技術は、回転電機のロータの製造方法に関する。その製造方法では、第１厚みを有する永久磁石と、径方向内側の内側面と径方向外側の外側面との距離が第１厚みより狭い第１距離である磁石挿入部を有しているとともに、内側面と外側面との距離が可逆的に変化することを許容する弾性変形部を備えているロータコアと、を用意してよい。その製造方法では、磁石挿入部の内側面と外側面の間に両者が径方向に離反する向きの力を加え、内側面と外側面との距離を第１厚みより広い第２距離に広げ、内側面と外側面の距離を第２距離に維持した状態で磁石挿入部に永久磁石を挿入し、内側面と外側面に加えている力を除去してよい。 A seventh technique disclosed in this specification relates to a method of manufacturing a rotor of a rotating electrical machine. In the manufacturing method, a permanent magnet having a first thickness and a magnet insertion portion in which the distance between the radially inner side surface and the radially outer side surface is a first distance that is narrower than the first thickness. A rotor core having an elastically deformable portion that allows the distance between the inner surface and the outer surface to reversibly change may be prepared. In the manufacturing method, a force is applied between the inner surface and the outer surface of the magnet insertion portion so that both are separated in the radial direction, and the distance between the inner surface and the outer surface is expanded to a second distance wider than the first thickness, A permanent magnet may be inserted into the magnet insertion portion while the distance between the inner surface and the outer surface is maintained at the second distance, and the force applied to the inner surface and the outer surface may be removed.
第１技術によると、弾性変形部によって磁石挿入部の幅（磁石挿入部の径方向の距離）を変化させる（広くしたり狭くする）ことができる。弾性変形部に力を加え、磁石挿入部の幅を広くした状態で、磁石挿入部の幅（永久磁石が挿入されていないときの幅）よりも幅広の永久磁石を磁石挿入部に配置することができる。その後、弾性変形部に加えていた力を除去すると、弾性変形部によって磁石挿入部の幅が狭くなり、永久磁石がロータコア（磁石挿入部）に固定される。具体的には、磁石挿入部の径方向内側を構成している内側面と径方向外側を構成している外側面が永久磁石の表裏面に接触し、永久磁石がロータコアに固定される。永久磁石の表裏面のほぼ全面がロータコアと接触するので、永久磁石とロータコア間に隙間が生じることを抑制することができる。また、永久磁石に部分的に過大な力が加わることを抑制することもできる。 According to the first technique, the elastic deformation portion can change (widen or narrow) the width of the magnet insertion portion (the radial distance of the magnet insertion portion). A force is applied to the elastically deforming portion, and the width of the magnet insertion portion is widened, and a permanent magnet wider than the width of the magnet insertion portion (the width when no permanent magnet is inserted) is disposed in the magnet insertion portion. Can do. Thereafter, when the force applied to the elastic deformation portion is removed, the width of the magnet insertion portion is narrowed by the elastic deformation portion, and the permanent magnet is fixed to the rotor core (magnet insertion portion). Specifically, the inner side surface constituting the radially inner side of the magnet insertion portion and the outer side surface constituting the radially outer side contact the front and back surfaces of the permanent magnet, and the permanent magnet is fixed to the rotor core. Since almost the entire front and back surfaces of the permanent magnet are in contact with the rotor core, it is possible to suppress the formation of a gap between the permanent magnet and the rotor core. Moreover, it can also suppress that an excessive force is partially applied to the permanent magnet.
第２技術によると、比較的簡素な構造で弾性変形部を実現することができ、容易に磁石挿入部の幅を変化させることができる。 According to the second technique, the elastically deformable portion can be realized with a relatively simple structure, and the width of the magnet insertion portion can be easily changed.
第３技術によると、隣り合う永久磁石の間に、磁石挿入部の幅を広げるための治具を挿入することができる。磁石挿入部の幅を、周方向に均一に広げることができる。 According to the third technique, a jig for widening the width of the magnet insertion portion can be inserted between adjacent permanent magnets. The width of the magnet insertion part can be expanded uniformly in the circumferential direction.
第４技術によると、複数の永久磁石のそれぞれについて、磁石挿入部の内側面と外側面を、永久磁石の表裏面に均一に接触させることができる。また、磁石挿入部の壁面から永久磁石に局所的な力が加わることを抑制することもできる。 According to the fourth technique, for each of the plurality of permanent magnets, the inner side surface and the outer side surface of the magnet insertion portion can be uniformly brought into contact with the front and back surfaces of the permanent magnet. Moreover, it can also suppress that local force is added to a permanent magnet from the wall surface of a magnet insertion part.
第５技術によると、磁石挿入部の内側面に対し、磁石挿入部の外側面を構成している部分の位置を自由に変化させることができる。 According to the fifth technique, the position of the portion constituting the outer surface of the magnet insertion portion can be freely changed with respect to the inner surface of the magnet insertion portion.
第６技術によると、磁石挿入部の壁面に永久磁石の表裏面が接触したロータが実現される。すなわち、ロータコアと永久磁石の表裏面に隙間が存在しないロータを実現することができる。永久磁石と磁石挿入部の壁面（ロータコア）の間に隙間が存在しない分だけロータの径方向サイズを小さくすることができ、さらに、永久磁石の有効磁束が低減することも抑制することができる。 According to the sixth technique, the rotor in which the front and back surfaces of the permanent magnet are in contact with the wall surface of the magnet insertion portion is realized. That is, it is possible to realize a rotor in which no gap exists between the front and back surfaces of the rotor core and the permanent magnet. It is possible to reduce the size of the rotor in the radial direction by the amount that there is no gap between the permanent magnet and the wall surface (rotor core) of the magnet insertion portion, and it is also possible to suppress the reduction of the effective magnetic flux of the permanent magnet.
第７技術によると、永久磁石と磁石挿入部の壁面の間に隙間が存在しないロータを製造することができる。また、ロータコアの中心側（磁石挿入部よりも回転軸側）を変形させることなく、永久磁石の表裏面を磁石挿入部の壁面に接触させることができる。 According to the seventh technique, it is possible to manufacture a rotor having no gap between the permanent magnet and the wall surface of the magnet insertion portion. Further, the front and back surfaces of the permanent magnet can be brought into contact with the wall surface of the magnet insertion portion without deforming the center side of the rotor core (the rotation shaft side relative to the magnet insertion portion).
（第１実施例）
図１から図３を参照し、回転電機で用いるロータ１００及びロータコア１について説明する。図１は、ロータ１００を回転軸２方向から観察した図（平面図）を示している。図２及び図３は、磁石挿入孔１４の詳細を説明するためのものであり、ロータコア１の部分拡大図に相当する。磁石挿入孔１４は、磁石挿入部の一例である。なお、図２は、図１の部分拡大図に相当するが、磁石挿入孔１４の特徴を明瞭にするため、永久磁石１０が挿入されていない状態のロータコア１を示している。
(First embodiment)
A
（ロータ１００の概要）
図１に示すように、ロータ１００は、ロータコア１と、ロータコア１内に埋設された永久磁石１０を備えている。ロータコア１の中央に、シャフト挿入孔４が設けられている。シャフト挿入孔４には、ロータ１００の出力シャフト（図示省略）が挿入される。出力シャフトは、回転軸２の周りを回転する。ロータコア１は、１４個の磁石挿入孔１４を備えている。各磁石挿入孔１４は、ロータコア１の径方向端部に設けられており、ロータコア１の周方向に並んでいる。各磁石挿入孔１４は、磁石挿入孔１４より径方向内側（回転軸２側）に設けられている内側磁性部６と、磁石挿入孔１４より径方向外側（回転軸２から離れる側）に設けられている外側磁性部１２と、内側磁性部６と外側磁性部１２を接続している弾性変形部８によって画定されている。弾性変形部８は、各磁石挿入孔１４の周方向端部に設けられている。弾性変形部８の詳細については後述する。
(Outline of the rotor 100)
As shown in FIG. 1, the
各磁石挿入孔１４はＶ型の形状を有している。具体的には、内側磁性部６の外周面にＶ型の窪みが設けられており、外側磁性部１２の周方向中央に径方向に向けて突出する突出部が設けられており、内側磁性部６の窪みと外側磁性部１２の突出部が平行に対向することにより、Ｖ型の磁石挿入孔１４が形成されている。各磁石挿入孔１４に、複数の永久磁石１０を挿入することができる。図１は、各磁石挿入孔１４に平板状の２個の永久磁石１０を挿入した例を示している。磁石挿入孔１４内で隣り合う永久磁石１０の間には、隙間が設けられている。すなわち、磁石挿入孔１４は、隣り合う永久磁石１０の間に、永久磁石１０が挿入されない（永久磁石１０を挿入できない）磁石非挿入部１６を備えている。磁石非挿入部１６は、磁石挿入孔１４の周方向中央に設けられている。具体的には、内側磁性部６の窪みの底部と外側磁性部１２の突出部の頂部の間に、磁石非挿入部１６が設けられている。ロータコア１では、各磁石挿入孔１４は、２個の永久磁石１０を周方向において互いに間隔を有する状態で保持することができる。
Each
（ロータコア１の詳細）
図２及び図３を参照し、ロータコア１の特徴について詳細に説明する。上記したように、内側磁性部６と外側磁性部１２は、弾性変形部８によって接続されている。永久磁石１０が挿入されていない状態では、弾性変形部８によって、磁石挿入孔１４の幅が、幅Ｗ１に維持されている。換言すると、磁石挿入孔１４内に永久磁石１０が挿入されていない状態では、磁石挿入孔１４の径方向内側の内側面１４ａと径方向外側の外側面１４ｂとの距離が、幅Ｗ１に維持されている。なお、内側面１４ａは内側磁性部６の表面の一部であり、外側面１４ｂは外側磁性部１２の表面の一部である。弾性変形部８は、径方向に伸びる第１部分８ａと、径方向に直交する方向に伸びる第２部分８ｂを備えている。第１部分８ａ及び第２部分８ｂは、各々薄板であり、交互に接続されている。
(Details of rotor core 1)
The features of the rotor core 1 will be described in detail with reference to FIGS. As described above, the inner
図３に示すように、ロータコア１では、外側磁性部１２に径方向外向きの力を加えると、弾性変形部８が弾性変形し、磁石挿入孔１４の内側面１４ａと外側面１４ｂの距離が増大する。具体的には、第１部分８ａと第２部分８ｂの相対角度が変化し、内側面１４ａと外側面１４ｂの距離（磁石挿入孔１４の幅）が増大する。弾性変形部８は、ばね形状であるということができる。磁石挿入孔１４は、磁石挿入孔１４の外側面１４ｂを構成している部分（外側磁性部１２）を内側面１４ａに対して径方向に変位させる構造と、外側磁性部１２を内側面１４ａに対して周方向に変位させる構造を備えているといえる。そのため、内側面１４ａと外側面１４ｂを略平行に維持したまま、磁石挿入孔１４の幅を増大させることができる。なお、図３では、磁石挿入孔１４の幅を幅Ｗ２に広げた状態を示している。
As shown in FIG. 3, in the rotor core 1, when a radially outward force is applied to the outer
（ロータ１００の製造方法）
図２から図５を参照し、ロータ１００の製造方法（ロータコア１への永久磁石１０の挿入方法）を説明する。ここでは、磁石挿入孔１４内に、磁石挿入孔１４の幅Ｗ１よりも厚みが厚い永久磁石１０（厚みＴ１）を挿入する例を説明する。
(Manufacturing method of the rotor 100)
A method for manufacturing the rotor 100 (a method for inserting the
まず、図２，３に示すように、内側面１４ａと外側面１４ｂの間に、両者が径方向に離反する向きの力を加え、内側面１４ａと外側面１４ｂの距離（磁石挿入孔１４の幅）を、幅Ｗ１から幅Ｗ２に広げる（幅Ｗ２＞厚みＴ１＞幅Ｗ１）。具体的には、磁石非挿入部１６に治具（図示省略）を挿入し、その治具から内側面１４ａと外側面１４ｂに力を加え、磁石挿入孔１４の幅を永久磁石１０の厚みＴ１よりも広くする。上記したように、磁石非挿入部１６は、磁石挿入孔１４の周方向中央に設けられている。そのため、磁石非挿入部１６に治具を挿入すると、磁石挿入孔１４の幅は周方向で均一に広がる。また、磁石非挿入部１６に治具を挿入することにより、磁石挿入孔１４が広がった状態（幅Ｗ２）を維持することができる。
First, as shown in FIGS. 2 and 3, a force is applied between the
次に、図４に示すように、磁石挿入孔１４の幅を幅Ｗ２に維持した状態で、磁石挿入孔１４内に永久磁石１０を挿入する。上記したように、幅Ｗ２は、永久磁石１０の厚みＴ１より大きい。そのため、永久磁石１０は、磁石挿入孔１４内に容易に挿入することができる。
Next, as shown in FIG. 4, the
次に、図５に示すように、内側面１４ａと外側面１４ｂに加えていた力を除去する。具体的には、磁石非挿入部１６に挿入していた治具を磁石挿入孔１４から取り外す。その結果、弾性変形部８の弾性変形によって磁石挿入孔１４の幅が狭くなり、内側面１４ａと外側面１４ｂが永久磁石１０に接触する。すなわち、磁石挿入孔１４の幅が厚みＴ１に変化する。磁石挿入孔１４内に永久磁石１０が固定され、ロータ１００が完成する。なお、上記したように、永久磁石１０を挿入する前の磁石挿入孔１４の幅Ｗ１は、永久磁石１０の厚みＴ１より小さい。そのため、内側面１４ａと外側面１４ｂが永久磁石１０に接した後も、弾性変形部８は内側面１４ａと外側面１４ｂの幅を幅Ｗ１に戻そうとする。そのため、永久磁石１０には、内側面１４ａと外側面１４ｂから力が加わる。永久磁石１０は、内側面１４ａと外側面１４ｂに挟持され、磁石挿入孔１４内に固定される。
Next, as shown in FIG. 5, the force applied to the
（第２〜第４実施例）
図６から図８を参照し、ロータ２００，３００及び４００について説明する。ロータ２００，３００及び４００は、ロータ１００の変形例であり、磁石挿入孔の周囲の構造がロータ１００と異なる。ロータ２００，３００及び４００について、ロータ１００と実質的に同じ構造については、同一又は下二桁に同一の参照番号を付すことにより説明を省略することがある。なお、図６から図８は、ロータ１００の説明において図５で示した範囲に相当する。
(Second to fourth embodiments)
The
（第２実施例：ロータ２００）
図６は、ロータ２００の磁石挿入孔２１４の周囲の部分拡大図を示している。ロータ２００では、表裏面が円弧状の永久磁石２１０をロータコア２０１内に埋設する。ロータコア２０１では、弾性変形部８の構造はロータコア１と同一であり、磁石挿入孔２１４の内側面２１４ａ及び外側面２１４ｂの形状がロータコア１と異なる。磁石挿入孔２１４の内側面２１４ａ及び外側面２１４ｂは円弧状であり、永久磁石２１０の表裏面の曲率と等しい。また、内側面２１４ａの周方向中央（内側磁性部２０６の表面）に、突出部２０が設けられている。突出部２０を設けることによって、磁石挿入孔２１４の周方向中央に磁石非挿入部２１６が形成される。永久磁石２１０は、突出部２０に接した状態で、磁石挿入孔２１４内に固定されている。なお、ロータ２００では、外側磁性部２１２の厚み（径方向の距離）が、周方向に亘って均一である。
(Second embodiment: rotor 200)
FIG. 6 shows a partially enlarged view around the
（第３実施例：ロータ３００）
図７は、ロータ３００の磁石挿入孔３１４の周囲の部分拡大図を示している。ロータコア３０１では、弾性変形部８の構造はロータコア１と同一であり、磁石挿入孔３１４の内側面３１４ａ及び外側面３１４ｂの形状がロータコア１と異なる。磁石挿入孔３１４の形状は矩形であり、内側面３１４ａの周方向中央（内側磁性部３０６の表面）に、突出部２２が設けられている。突出部２２を設けることによって、磁石挿入孔３１４の周方向中央に磁石非挿入部３１６が形成される。永久磁石３１０は、突出部２２に接した状態で、磁石挿入孔３１４内に固定されている。ロータ３００では、磁石挿入孔３１４の外側面３１４ｂ（外側磁性部３１２の表面）が平坦であり、２個の永久磁石３１０が同一平面上に配置されている。
(Third embodiment: rotor 300)
FIG. 7 shows a partially enlarged view around the
（第４実施例：ロータ４００）
図８は、ロータ４００の磁石挿入孔４１４の周囲の部分拡大図を示している。ロータ４００では、ロータコア４０１の弾性変形部４０８の構造が、ロータコア１と異なる。弾性変形部４０８は、２個の湾曲板４０８ａの両端が接合された構造を有している。換言すると、弾性変形部４０８は、中空管状である。そのため、外側磁性部１２に径方向外向きの力を加えると、湾曲板４０８ａの曲率が変化し、外側磁性部１２が径方向及び周方向に変位し、磁石挿入孔１４の幅が変化する。
(Fourth embodiment: rotor 400)
FIG. 8 shows a partially enlarged view around the magnet insertion hole 414 of the
（実施例のロータの利点）
上記実施例のロータ１００，２００，３００及び４００（ロータコア１，２０１，３０１，４０１）では、磁石挿入孔の内側面を構成している内側磁性部と外側面を構成している外側磁性部が、弾性変形部によって接続されている。そのため、磁石挿入孔の幅（内側面と外側面の距離）を可逆的に変化させることができる。初期状態の磁石挿入孔の幅（磁石が挿入されていない状態の磁石挿入孔の幅）よりも厚い永久磁石を磁石挿入孔内に挿入することができ、さらに、永久磁石と磁石挿入孔の壁面（内側面及び外側面）を隙間なく接触させることができる。また、永久磁石が磁石挿入孔に挿入された後、弾性変形部の復元力により、磁石挿入孔の内側面及び外側面から永久磁石に力が加わる。磁石挿入孔内に、永久磁石がしっかりと固定される。
(Advantages of the rotor of the embodiment)
In the
ロータ１００，２００，３００及び４００では、弾性変形部が、磁石挿入孔の周方向端部のみに設けられている。換言すると、弾性変形部は、磁石挿入孔の周方向中間部には設けられていない。磁石挿入孔内において、永久磁石を配置し得る空間が減少することを防止すことができる。また、磁石挿入孔の壁面から永久磁石に過度の力が加わることを抑制することもできる。
In the
ロータ１００，２００，３００及び４００では、磁石挿入孔の周方向中央に、永久磁石が挿入されない磁石非挿入部が設けられている。磁石非挿入部に治具を挿入し、磁石挿入孔の幅を広げた状態を維持したまま、永久磁石を磁石挿入孔に挿入することができる。永久磁石の挿入作業を容易にすることができる。また、磁石非挿入部を磁石挿入孔の周方向中央に設けることにより、磁石挿入孔の幅を広げるときに、磁石挿入孔の幅を周方向で均一に広げることができる。
In the
ロータ１００及び４００では、磁石挿入孔がＶ型である。２個の永久磁石をＶ型に配置することができ、有効磁束を増加させることができる。また、磁石挿入孔がＶ型であれば、平板状の永久磁石を用いることにより、２個の永久磁石の間に必然的に磁石非挿入部が設けられる。
In the
ロータ２００では、磁石挿入孔が円弧状である。その結果、外側磁性部の厚みを周方向で均一にすることができ、外側磁性部の重量を軽くすることができる。ロータ２００が回転しているときの外側磁性部に加わる遠心力を低減することができる。そのため、弾性変形部は、永久磁石が挿入された後、大きな復元力を維持する必要がない。すなわち、磁石挿入孔の内側面及び外側面から永久磁石に大きな力を加える必要がない。ロータ２００は、弾性変形部から永久磁石に加わる力を低減しながら、永久磁石と磁石挿入孔の壁面の間に隙間が生じることを抑制することができる。
In the
ロータ３００では、磁石挿入孔が矩形である。すなわち、磁石挿入孔の内側面及び外側面が平坦面である。永久磁石と磁石挿入孔の壁面をより確実に接触させることができ、永久磁石と磁石挿入孔の壁面との間に部分的な隙間が生じることも抑制することができる。
In the
（他の実施形態） (Other embodiments)
上記実施例では、周方向に複数の磁石挿入孔を備えるロータ及びロータコアについて説明した。すなわち、永久磁石の周囲がロータコアを構成する部品（外側磁性部、内側磁性部、弾性変形部）で囲まれた構造を有するロータコアについて説明した。しかしながら、永久磁石が挿入される「磁石挿入部」は、必ずしも「孔」である必要はない。例えば、永久磁石の表裏面がロータコアを構成する部品（外側磁性部、内側磁性部）に接していれば、永久磁石の周方向がロータの外部と連通していてもよい。 In the above-described embodiments, the rotor and the rotor core having a plurality of magnet insertion holes in the circumferential direction have been described. That is, the rotor core having a structure in which the periphery of the permanent magnet is surrounded by the components (the outer magnetic part, the inner magnetic part, and the elastically deforming part) constituting the rotor core has been described. However, the “magnet insertion portion” into which the permanent magnet is inserted is not necessarily a “hole”. For example, as long as the front and back surfaces of the permanent magnet are in contact with the components (the outer magnetic portion and the inner magnetic portion) constituting the rotor core, the circumferential direction of the permanent magnet may communicate with the outside of the rotor.
例えば、上記実施例では、磁石挿入孔の周方向端部にのみ弾性変形部が設けられているロータ及びロータコアについて説明した。しかしながら、磁石挿入孔の径方向内側の内側面と径方向外側の外側面との距離が可逆的に変化することが可能であれば、弾性変形部を設ける位置は任意に変更することができる。例えば、磁石挿入孔の周方向端部に加え、磁石挿入孔の周方向中間部分に弾性変形部を設けてもよい。この場合、例えば、磁石挿入孔の中央部の磁石非挿入部に弾性変形部を設けてよい。また、磁石挿入孔の周方向端部に弾性変形部を設けず、磁石挿入孔の周方向中間部分のみに弾性変形部を設けてもよい。この場合、永久磁石の周方向がロータコアの外部と連通する。 For example, in the above embodiment, the rotor and the rotor core in which the elastic deformation portion is provided only at the circumferential end of the magnet insertion hole have been described. However, as long as the distance between the radially inner inner surface and the radially outer outer surface of the magnet insertion hole can be reversibly changed, the position where the elastic deformation portion is provided can be arbitrarily changed. For example, in addition to the circumferential end portion of the magnet insertion hole, an elastic deformation portion may be provided at the circumferential intermediate portion of the magnet insertion hole. In this case, for example, an elastic deformation portion may be provided in the non-magnet insertion portion at the center of the magnet insertion hole. Moreover, an elastic deformation part may be provided only in the circumferential intermediate part of a magnet insertion hole, without providing an elastic deformation part in the circumferential direction edge part of a magnet insertion hole. In this case, the circumferential direction of the permanent magnet communicates with the outside of the rotor core.
上記実施例では、各磁石挿入孔内に２個の永久磁石を挿入するロータ及びロータコアについて説明した。各磁石挿入孔内に挿入される永久磁石は、１個であってもよいし、３個以上であってもよい。各磁石挿入孔内に１個の永久磁石を挿入する場合、例えば第２，第３実施例のロータコアにおいて、磁石挿入孔の周方向中央の内側面に設けられている突出部（内側磁性部の突出部）を削除してよい。なお、第２，第３実施例のロータコアにおいて、各磁石挿入孔に挿入する永久磁石の個数に係らず、内側磁性部に設けられている突出部を削除してもよい。 In the above-described embodiment, the rotor and the rotor core in which two permanent magnets are inserted into each magnet insertion hole have been described. The number of permanent magnets inserted into each magnet insertion hole may be one, or three or more. When one permanent magnet is inserted into each magnet insertion hole, for example, in the rotor cores of the second and third embodiments, a protruding portion (inner magnetic part of the inner magnetic part) provided on the inner side surface in the circumferential direction of the magnet insertion hole. The protrusions may be deleted. In the rotor cores of the second and third embodiments, the protrusion provided in the inner magnetic portion may be deleted regardless of the number of permanent magnets inserted into each magnet insertion hole.
なお、弾性変形部の構造は上記実施例の構造に限定されるものでなく、磁石挿入孔の外側面を構成している部材（外側磁性部）が、磁石挿入孔の内側面を構成している部材（内側磁性部）に対して、少なくとも径方向に可逆的に変化し得る構造であればよく、例えば、湾曲した一辺の板であってもよい。 The structure of the elastically deforming portion is not limited to the structure of the above embodiment, and the member (outer magnetic portion) constituting the outer surface of the magnet insertion hole constitutes the inner surface of the magnet insertion hole. Any structure that can reversibly change at least in the radial direction with respect to the member (inner magnetic part) that is provided, for example, a curved one-sided plate may be used.
以上、本発明の具体例を詳細に説明したが、これらは例示に過ぎず、特許請求の範囲を限定するものではない。特許請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例を様々に変形、変更したものが含まれる。また、本明細書または図面に説明した技術要素は、単独であるいは各種の組合せによって技術的有用性を発揮するものであり、出願時請求項記載の組合せに限定されるものではない。また、本明細書または図面に例示した技術は複数目的を同時に達成し得るものであり、そのうちの一つの目的を達成すること自体で技術的有用性を持つものである。 Specific examples of the present invention have been described in detail above, but these are merely examples and do not limit the scope of the claims. The technology described in the claims includes various modifications and changes of the specific examples illustrated above. The technical elements described in this specification or the drawings exhibit technical usefulness alone or in various combinations, and are not limited to the combinations described in the claims at the time of filing. In addition, the technology exemplified in this specification or the drawings can achieve a plurality of objects at the same time, and has technical usefulness by achieving one of the objects.
１：ロータコア
８：弾性変形部
１０：永久磁石
１４：磁石挿入孔
1: Rotor core 8: Elastic deformation portion 10: Permanent magnet 14: Magnet insertion hole
Claims (7)
磁石挿入部の径方向内側の内側面と径方向外側の外側面との距離が可逆的に変化することを許容する弾性変形部を備えている、ロータコア。 A rotor core of a rotating electrical machine having a magnet insertion part,
A rotor core comprising an elastically deformable portion that allows a distance between a radially inner inner surface and a radially outer outer surface of a magnet insertion portion to reversibly change.
弾性変形部が、ばね形状である、ロータコア。 The rotor core according to claim 1,
A rotor core in which the elastically deforming portion has a spring shape.
磁石挿入部が、複数の永久磁石を周方向において互いに間隔を有する状態で挿入可能である、ロータコア。 The rotor core according to claim 1 or 2,
A rotor core in which a magnet insertion part can insert a plurality of permanent magnets in a state of being spaced apart from each other in the circumferential direction.
磁石挿入部は、周方向に設けられた複数の磁石挿入孔であり、
弾性変形部が、各磁石挿入孔の周方向端部を構成している、ロータコア。 The rotor core according to any one of claims 1 to 3,
The magnet insertion part is a plurality of magnet insertion holes provided in the circumferential direction,
A rotor core in which the elastically deforming portion constitutes a circumferential end of each magnet insertion hole.
弾性変形部が、前記外側面を構成している部分を前記内側面に対して径方向に変位させる構造と、前記部分を前記内側面に対して周方向に変位させる構造と、を備えている、ロータコア。 The rotor core according to any one of claims 1 to 4, wherein
The elastic deformation portion includes a structure that displaces a portion constituting the outer surface in a radial direction with respect to the inner surface, and a structure that displaces the portion in a circumferential direction with respect to the inner surface. , Rotor core.
磁石挿入部を有するロータコアと、
磁石挿入部に挿入されている永久磁石と、を備えており、
ロータコアは、磁石挿入部の径方向内側の内側面と径方向外側の外側面との距離が、前記永久磁石の厚みより狭い第１距離から前記永久磁石の厚みより広い第２距離まで可逆的に変化することを許容する弾性変形部を有する、ロータ。 A rotor of a rotating electric machine,
A rotor core having a magnet insertion part;
A permanent magnet inserted into the magnet insertion portion,
The rotor core is reversible from a first distance that is smaller than the thickness of the permanent magnet to a second distance that is wider than the thickness of the permanent magnet. A rotor having an elastically deformable portion that allows change.
第１厚みを有する永久磁石と、径方向内側の内側面と径方向外側の外側面との距離が第１厚みより狭い第１距離である磁石挿入部を有しているとともに、前記内側面と前記外側面との距離が可逆的に変化することを許容する弾性変形部を備えているロータコアと、を用意し、
前記内側面と前記外側面の間に両者が径方向に離反する向きの力を加え、前記内側面と前記外側面の距離を第１厚みより広い第２距離に広げ、
前記内側面と前記外側面の距離を第２距離に維持した状態で磁石挿入部に永久磁石を挿入し、
前記内側面と前記外側面に加えている力を除去する、ロータの製造方法。 A method of manufacturing a rotor of a rotating electrical machine,
A permanent magnet having a first thickness, a magnet insertion portion whose first distance is smaller than the first thickness, and a distance between a radially inner inner surface and a radially outer outer surface; A rotor core having an elastically deformable portion that allows the distance to the outer surface to reversibly change, and
Applying a force in the radial direction between the inner side surface and the outer side surface to expand the distance between the inner side surface and the outer side surface to a second distance wider than the first thickness,
Inserting a permanent magnet into the magnet insertion portion while maintaining the distance between the inner surface and the outer surface at the second distance;
A method for manufacturing a rotor, wherein a force applied to the inner surface and the outer surface is removed.
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