JP5311289B2 - Manufacturing method of rotor core for axial gap type rotating electrical machine - Google Patents
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Description
本発明は、アキシャルギャップ型回転電機用ロータコアの製造方法に関する。 The present invention relates to a method for manufacturing a rotor core for an axial gap type rotating electrical machine.
アキシャルギャップ型回転電機は、回転軸を中心として回転可能に配設されたロータと、このロータの回転軸方向にギャップを隔てて配設されたステータとを備える回転電機である。アキシャルギャップ型回転電機は、その構造から薄型化できる点や磁極面積を大きくしてトルク密度を向上できる点で他の構造の回転電機より好ましい。 An axial gap type rotating electrical machine is a rotating electrical machine including a rotor that is arranged to be rotatable about a rotation axis and a stator that is arranged with a gap in the direction of the rotation axis of the rotor. An axial gap type rotating electrical machine is preferable to rotating electrical machines of other structures in that the structure can be reduced in thickness and the magnetic pole area can be increased to improve the torque density.
下記の特許文献1には、アキシャルギャップ型回転電機の積層ロータコアの製造方法として、電磁鋼板から幅の異なる複数枚のコアシートを打抜き形成し、これら複数枚のコアシートを径方向に積層することによって、コア端面(ステータ対向面)が台形形状を成すロータコアを製造する方法が開示されている。コア端面を台形にすることで、複数のロータコアを円形状に配列した際のコア同士の間のスペースを小さくすることができ、回転電機の効率を向上させることができる。
In
しかしながら、従来の積層ロータコアの製造方法は、幅の異なる複数のコアシートを打抜き形成するのに、電磁鋼板に対する打抜き位置を異ならせた多数の金型を使用するか、或いは、打抜き位置を変え得る複数の可動金型を使用せざるを得ず、その生産性が低下し、製造コストがかかる難点があった。 However, the conventional method for manufacturing a laminated rotor core can use a plurality of dies with different punching positions for the electromagnetic steel sheet to punch and form a plurality of core sheets having different widths, or change the punching positions. A plurality of movable molds must be used, resulting in a decrease in productivity and high manufacturing costs.
本発明は、従来のアキシャルギャップ型回転電機用ロータコアの製造方法に上記のような難点があることに鑑みて為されたもので、生産性を向上でき、低コストに積層ロータコアを製造し得るアキシャルギャップ型回転電機用ロータコアの製造方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above-described drawbacks in the conventional method of manufacturing a rotor core for an axial gap type rotating electrical machine, and can improve productivity and manufacture a laminated rotor core at a low cost. It aims at providing the manufacturing method of the rotor core for gap type rotary electric machines.
本発明は、電磁鋼板を打ち抜いて得た複数のコアシートを径方向に積層して成るアキシャルギャップ型回転電機用ロータコアの製造方法であって、
電磁鋼板に対する打抜き位置を変え得る可動切断部により互いに対向する第一コアシートの内側部と第二コアシートの内側部とを形成する一方、前記電磁鋼板に対する打抜き位置を固定した固定切断部により前記第一コアシートの外側部と前記第二コアシートの外側部とを形成することによって、前記内側部と前記外側部との間隔を異ならせた複数の第一コアシート及び複数の第二コアシートを得る打抜き工程と、前記打抜き工程により得られた複数の第一コアシートを前記間隔の大小の順に積層して、鋼板面と斜交する傾斜側面を有する第一コアブロックを形成する積層工程と、前記打抜き工程により得られた複数の第二コアシートを前記間隔の大小の順に積層して、鋼板面と斜交する傾斜側面を有する第二コアブロックを形成する積層工程と、前記第一コアブロックと前記第二コアブロックとを、少なくともいずれか一方の前記傾斜側面を対向させ、円周方向の幅が内周側より外周側で大きくなるように並べてロータコアを形成する工程と、を有することを特徴とする。
The present invention is a method of manufacturing a rotor core for an axial gap type rotating electrical machine, which is formed by laminating a plurality of core sheets obtained by punching electromagnetic steel sheets in the radial direction,
While forming the inner part of the first core sheet and the inner part of the second core sheet facing each other by a movable cutting part that can change the punching position for the electromagnetic steel sheet, the fixed cutting part for fixing the punching position for the electromagnetic steel sheet A plurality of first core sheets and a plurality of second core sheets having different intervals between the inner portion and the outer portion by forming an outer portion of the first core sheet and an outer portion of the second core sheet. A stacking step of laminating a plurality of first core sheets obtained by the punching step in the order of the interval, and forming a first core block having an inclined side surface oblique to the steel plate surface; Laminating process in which a plurality of second core sheets obtained by the punching step are stacked in the order of the interval to form a second core block having an inclined side surface oblique to the steel plate surface. And arranging the first core block and the second core block such that at least one of the inclined side surfaces is opposed to each other so that the circumferential width is larger on the outer peripheral side than on the inner peripheral side. And a process.
また、本発明は、前記打抜き工程において、前記第一コアシート及び前記第二コアシートの少なくともいずれか一方のステータ対向部につば部を形成することを特徴とする。 Further, the present invention is characterized in that, in the punching step, a flange portion is formed at a stator facing portion of at least one of the first core sheet and the second core sheet.
また、本発明は、前記打抜き工程において、前記第一コアシート及び前記第二コアシートの少なくともいずれか一方のステータ対向部に面取り部を形成することを特徴とする。 Further, the present invention is characterized in that, in the punching step, a chamfered portion is formed at a stator facing portion of at least one of the first core sheet and the second core sheet.
また、本発明は、前記打抜き工程において、前記第一コアシート及び前記第二コアシートの少なくともいずれか一方の永久磁石対向部につば部を形成することを特徴とする。 Further, the present invention is characterized in that, in the punching step, a collar portion is formed at a permanent magnet facing portion of at least one of the first core sheet and the second core sheet.
また、本発明は、前記打抜き工程において、前記第一コアシートの外側部と前記第二コアシートの外側部とを点対称位置で打抜き形成することを特徴とする。 Further, the present invention is characterized in that, in the punching step, the outer portion of the first core sheet and the outer portion of the second core sheet are punched and formed at point-symmetric positions.
また、本発明は、前記打抜き工程において、前記第一コアシート及び前記第二コアシートの外側部を電磁鋼板の磁化容易軸に対し斜めに打抜き形成することを特徴とする。 Further, the present invention is characterized in that, in the punching step, the outer portions of the first core sheet and the second core sheet are punched obliquely with respect to the easy magnetization axis of the electromagnetic steel sheet.
本発明に係るアキシャルギャップ型回転電機用ロータコアの製造方法によれば、ロータコアを第一コアブロックと第二コアブロックとを組み合わせて構成しているので、これら第一コアブロック及び第二コアブロックを形成する、間隔を異ならせた複数の第一コアシートと複数の第二コアシートとを、打抜き位置を変え得る一つの可動切断部と打抜き位置を固定した固定切断部とによって容易に打抜き形成することができる。したがって、従来のように、打抜き位置を異ならせた多数の金型を使用したり、打抜き位置を変え得る複数の可動金型を使用しなくても良く、生産性を向上させることができ、低コストで積層ロータコアを製造することができる。また、切断部により切断されて廃棄される電磁鋼板の幅を一定にすることができるため、電磁鋼板のスクラップを大幅に減らすことができる。 According to the method for manufacturing a rotor core for an axial gap type rotating electrical machine according to the present invention, the rotor core is configured by combining the first core block and the second core block. A plurality of first core sheets and a plurality of second core sheets formed at different intervals are easily punched and formed by one movable cutting portion that can change the punching position and a fixed cutting portion that fixes the punching position. be able to. Therefore, it is not necessary to use many dies with different punching positions or multiple movable dies that can change the punching positions as in the prior art, and productivity can be improved. A laminated rotor core can be manufactured at low cost. Moreover, since the width | variety of the electromagnetic steel plate cut | disconnected by a cutting part and discarded can be made constant, the scrap of an electromagnetic steel plate can be reduced significantly.
本発明は、アキシャルギャップ型回転電機に用いる積層ロータコアの製造方法に関するものである。図6の概略断面図に示すように、アキシャルギャップ型回転電機10は、回転軸1(回転軸心A)を中心として回転可能に配設されたロータ2と、このロータ2の回転軸方向の両側に所定のギャップを隔てて配設された第一ステータ3及び第二ステータ4とを備えている。
The present invention relates to a method for manufacturing a laminated rotor core used in an axial gap type rotating electrical machine. As shown in the schematic cross-sectional view of FIG. 6, the axial gap type rotating
第一ステータ3は、バックヨーク3aと、バックヨーク3aに固定された複数のステータコア3bと、各ステータコア3bに巻回されたコイル3cとから構成されており、第二ステータ4はバックヨーク4aから構成されている。これら第一ステータ3及び第二ステータ4は、不図示のケーシングに固定され、このケーシングを回転軸1が回転可能に貫通している。なお、ケーシングは必須ではない。
The
ロータ2は、回転軸1に固定され、回転軸心Aを中心に回転可能な非磁性体から成るフレーム2aと、フレーム2aの回転軸心Aの周りに配設され、軸方向端面に磁極面を有する複数の界磁部2bと、これら複数の界磁部2bをフレーム2aに固定する押さえ部材2c、2dとから構成されている。
The
界磁部2bは、第一ステータ3側からみて、ロータコア20、永久磁石2eの順に積層されて成る。ロータコア20は、永久磁石2eより導電率が低い電磁鋼板が径方向に積層されて成り、永久磁石2eの減磁を防ぎ、磁石内部に発生する渦電流を低減する。押さえ部材2cは、上記ステータコア3bとの対向を避け、外周と内周に分割されたリング状の非磁性体金属から構成されている。一方、押さえ部材2dは、界磁部2bの全てを覆う磁性体の鋼板から構成されている。第二ステータ4側はトルクを発生しないため、界磁部2bからの磁束の一部を短絡しても問題はないからである。このアキシャルギャップ型回転電機10の構成はあくまでも一例であり、第二ステータにもコイルを有していても良く、ステータが一つでその両側にロータがあってもよい。また、ロータのフレーム及び押さえ部材の構成についても、任意に選択可能である。
The
以下、図1〜図5を参照しながら、本実施形態のアキシャルギャップ型回転電機用ロータコア20の製造方法について説明する。
Hereinafter, the manufacturing method of the
まず、図1に示すように、電磁鋼板S1に対する打抜き工程を行うことにより複数の第一コアシート11と複数の第二コアシート12とを形成する。この打抜き工程は、帯状の電磁鋼板S1を長手方向へ一定距離ずつ間欠的に送りながら(送り方向F)、上型に配設されたパンチと下型に配設されたダイとから成る複数の切断部によって、所定形状のコアシートを段階的に打抜き形成する順送型プレス機を用いて行う。
First, as shown in FIG. 1, a plurality of
即ち、本実施形態では、図1に示すように、電磁鋼板S1に対する打抜き位置を変え得る可動切断部P1を打抜き作動させることによって、互いに対向する第一コアシート11の内側部111と第二コアシート12の内側部121とを同時に形成する。そして、電磁鋼板S1を一定距離だけ送った後、電磁鋼板S1に対する打抜き位置を固定した固定切断部P2を打抜き作動させることによって、第一コアシート11の外側部112、ステータ対向部113、及び永久磁石対向部114を形成すると同時に、第二コアシート12の外側部122、ステータ対向部123、及び永久磁石対向部124を形成する。本実施形態では、第一コアシートの外側部112と第二コアシートの外側部122とを固定切断部P2によって点対称位置で打抜き形成している。
That is, in this embodiment, as shown in FIG. 1, the
このように電磁鋼板S1を間欠的に送りながら、打抜き作動毎に可動切断部P1だけを帯状の電磁鋼板S1の幅方向へ所定間隔ずつ移動させることによって、図1に示すように、内側部111と外側部112との間隔(D1・D2・D3…)が異なる複数の第一コアシート11・11…が打抜き形成されるとともに、内側部121と外側部122との間隔(D4・D5・D6…)が異なる複数の第二コアシート12・12…が打抜き形成されるのである。
In this way, by moving the electromagnetic steel sheet S1 intermittently, only the movable cutting portion P1 is moved by a predetermined interval in the width direction of the strip-shaped electromagnetic steel sheet S1 for each punching operation, thereby, as shown in FIG. A plurality of
なお、本実施形態では、一つの固定切断部P2によって、第一コアシート11の外側部112、ステータ対向部113、及び永久磁石対向部114を同時に形成しているが、これらを複数の固定切断部を用いて複数段階に分けて形成することもできる。第二コアシート12についても同様である。また、固定切断部P1と可動切断部P2との打抜き順の前後関係も不問である。
In the present embodiment, the
次に、図2に示すように、上記打抜き工程により得られた複数の第一コアシート11・11…を積層して第一コアブロック21を形成するとともに、複数の第二コアシート12・12…を積層して第二コアブロック22を形成する。実際は、一枚の第一コアシート11及び第二コアシート12を打ち抜くたびに、金型内部で積層して第一コアブロック21及び第二コアブロック22を形成する。
Next, as shown in FIG. 2, a plurality of
即ち、図2(a)に示すように、複数の第一コアシート11を、各外側部112を揃えながら上記間隔(D1・D2・D3…)の大小の順に積層することによって、各鋼板面Lと所定角度で斜交する傾斜側面211を内側部111側に有する第一コアブロック21を形成する。また、図2(b)に示すように、複数の第二コアシート12を、各外側部122を揃えながら上記間隔(D4・D5・D6…)の大小の順に積層することによって、各鋼板面Lと所定角度で斜交する傾斜側面221を内側部121側に有する第二コアブロック22を形成する。図2では、傾斜側面211、221を平面として描いているが、実際は、電磁鋼板の板厚毎の階段状になっている。
That is, as shown in FIG. 2 (a), the plurality of
この積層工程によって、第一コアブロック21の外側部112側には、各鋼板面Lと直交する垂直側面212が形成され、第二コアブロック22の外側部122側には、各鋼板面Lと直交する垂直側面222が形成される。この積層工程において、複数のコアシートの固定は、例えば、プレスカシメ、ワニス含浸、レーザ溶接、樹脂モールド、或いはこれらを併用して行うことができる。
By this lamination process, the
なお、ここでは、複数の第一コアシート11を各外側部112を揃えて積層することによって、内側部111側に各鋼板面Lと斜交する傾斜側面211を有する第一コアブロック21を形成しているが、これとは逆に、複数の第一コアシート11を各内側部111を揃えて積層することによって、外側部112側に各鋼板面Lと斜交する傾斜側面を有する第一コアブロックを形成するようにしてもよい。第二コアブロック22についても同様である。
Here, the
次に、図3及び図4に示すように、上記積層工程により得られた第一コアブロック21と第二コアブロック22とを、両者の傾斜側面211、221を互いに対向させ、円周方向の幅Wが内周側(W1)よりも外周側(W2)において大きくなるように組み合わせて並べる。こうして、ロータコア20が形成されるのである。このロータコア20を複数準備し、図5に示すように、フレーム2aに形成された複数の略扇形状の保持空間2f内にそれぞれ、永久磁石2eと共に配置し、押さえ部材2c、2dで固定することによって、アキシャルギャップ型回転電機用のロータ2が構成される。なお、これによりつくられる第一コアブロック21と第二コアブロック22は合同なる形状であるため、一方を裏表・内外反転させて組み合わせることになる。
Next, as shown in FIG. 3 and FIG. 4, the
なお、第一コアブロック21と第二コアブロック22との固定は、例えば、レーザ溶接、接着剤、樹脂モールド、或いはこれらを併用して行うことができる。また、永久磁石2eと合わせて樹脂モールドしてもよく、永久磁石2eと合わせてアルミダイカストしてフレーム2aと一体成形してもよい。さらに、フレーム2aの保持空間2f内に嵌め込んで固定してもよい。
The
このように本実施形態のアキシャルギャップ型回転電機用ロータコアの製造方法によれば、ロータコア20を第一コアブロック21と第二コアブロック22とを組み合わせて構成するようにしているので、これら第一コアブロック21及び第二コアブロック22を形成する、間隔を異ならせた複数の第一コアシート11と複数の第二コアシート12とを、打抜き位置を変え得る一つの可動切断部P1と打抜き位置を固定した固定切断部P2とによって容易に打抜き形成することができる。したがって、従来のように、打抜き位置を異ならせた多数の金型を使用したり、打抜き位置を変え得る複数の可動金型を使用しなくても良く、生産性を向上させることができ、低コストで積層ロータコアを製造することができる。
As described above, according to the manufacturing method of the rotor core for an axial gap type rotating electrical machine of the present embodiment, the
また、従来、可動切断部により切断されて廃棄される電磁鋼板の幅が可変であったため、電磁鋼板のスクラップが多かったが、本実施形態では、切断部により切断されて廃棄される電磁鋼板の幅を一定にすることができるため、電磁鋼板のスクラップを大幅に減らすことができる。 In addition, conventionally, since the width of the electromagnetic steel sheet to be cut and discarded by the movable cutting part was variable, there was much scrap of the electromagnetic steel sheet, but in this embodiment, the electromagnetic steel sheet to be cut and discarded by the cutting part. Since the width can be made constant, the scrap of the electromagnetic steel sheet can be greatly reduced.
また、ロータコア20のコア端面(ステータ対向面)の周方向端部において、各鋼板面Lと直交する垂直側面212、222が形成されて電磁鋼板の板厚毎の段差がないため、各電磁鋼板の厚み方向において磁束密度の粗密がなく、鉄損を低減できる。また、ロータコア20を構成するコアシートが周方向に二分割されているため、積層方向に流れる磁束に対する渦電流損を低減することができる。さらに、磁極中心で鋼板面が事実上屈曲することになり、より円弧に近似するため、磁束の流れにそった鋼板面を実現できる。
Moreover, since the vertical side surfaces 212 and 222 orthogonal to each steel plate surface L are formed at the circumferential end of the core end surface (stator facing surface) of the
また、本実施形態では、上記打抜き工程において、第一コアシート11の外側部112と、第二コアシート12の外側部122とを点対称位置で打抜き形成しているので、同一の電磁鋼板S1から得た複数の第一コアシート11と複数の第二コアシート12とからロータコア20を製造することができ、生産性をより向上させることができる。勿論、一の電磁鋼板から得た第一コアシート11を積層した第一コアブロック21と、他の電磁鋼板から得た第二コアシート21を積層した第二コアブロック22とを組み合わせてロータコアを製造してもよい。
Moreover, in this embodiment, in the said punching process, since the
以上、本実施形態のアキシャルギャップ型回転電機用ロータコアの製造方法について説明したが、本発明はその他の形態でも実施することができる。 The manufacturing method of the rotor core for an axial gap type rotating electrical machine of the present embodiment has been described above, but the present invention can be implemented in other forms.
例えば、図7に示すように、電磁鋼板の打抜き工程において、第一コアシート31のステータ対向部313につば部315を形成するとともに、第二コアシート32のステータ対向部323につば部325を形成してもよい。
For example, as shown in FIG. 7, in the punching process of the electromagnetic steel sheet, the
即ち、図7に示すように、電磁鋼板S2に対する打抜き位置を変え得る可動切断部P3によって、互いに対向する第一コアシート31の内側部311と第二コアシート32の内側部321とを形成した後、電磁鋼板S2を一定距離だけ送り、電磁鋼板S2に対する打抜き位置を固定した固定切断部P4によって、第一コアシート31の外側部312、ステータ対向部313、永久磁石対向部314、及びつば部315を形成すると同時に、第二コアシート32の外側部322、ステータ対向部323、永久磁石対向部324、及びつば部325を形成する。
That is, as shown in FIG. 7, the
この変形例では、第一コアシート31のつば部315をロータ対向部313の外側部312側に形成するとともに、第二コアシート32のつば部325をロータ対向部323の外側部322側に形成し、これらつば部315、325を電磁鋼板S2上において点対称位置で形成している。つまり、つば部315を含む第一コアシートの外側部312と、つば部325を含む第二コアシートの外側部322とを、固定切断部P4によって点対称位置で打抜き形成している。
In this modification, the
次に、図8(a)に示すように、得られた複数の第一コアシート31・31…を、各外側部312を揃えながらシート間隔の大小の順に積層することによって、各鋼板面Lと所定角度で斜交する傾斜側面411を内側部311側に有する第一コアブロック41を形成するとともに、図8(b)に示すように、得られた複数の第二コアシート32・32…を、各外側部322を揃えながらシート間隔の大小の順に積層することによって、各鋼板面Lと所定角度で斜交する傾斜側面421を内側部321側に有する第二コアブロック42を形成する。この積層工程によって、第一コアブロック41のステータ対向部には、つば状突起413が形成され、第二コアブロック22のステータ対向部には、つば状突起423が形成される。
Next, as shown to Fig.8 (a), by laminating | stacking the obtained some
そして、図9に示すように、得られた第一コアブロック41と第二コアブロック42とを、両者の傾斜側面411、421を互いに対向させ、円周方向の幅が内周側より外周側で大きくなるように組み合わせて並べる。こうして、ロータコア40が形成される。
Then, as shown in FIG. 9, the obtained
この変形例では、第一コアブロック41のステータ対向部につば状突起413を有し、第二コアブロック22のステータ対向部につば状突起423を有するので、形成されたロータコア40のコア端面(ステータ対向面)の磁極面積を大きくすることができる。
In this modified example, the stator-facing portion of the
また、図7に示すように、打抜き工程において、つば部315を含む第一コアシート31の外側部312と、つば部325を含む第二コアシート32の外側部322とを点対称位置で打抜き形成しているので、同一の電磁鋼板S2から得た複数の第一コアシート31と複数の第二コアシート32とからロータコア40を製造することができ、生産性をより向上させることができる。勿論、一の電磁鋼板から得た第一コアシート31を積層した第一コアブロック41と、他の電磁鋼板から得た第二コアシート32を積層した第二コアブロック42とを組み合わせてロータコアを製造してもよい。この場合、つば部315を含む第一コアシート31の外側部312と、つば部325を含む第二コアシート32の外側部322とを送り方向Fに平行な線に対し線対称位置で打抜き形成することができる。
Further, as shown in FIG. 7, in the punching process, the
また、上記実施形態では、図4に示すように、第一コアブロック21の傾斜側面211と第二コアブロック22の傾斜側面221とを、両者を接触させた状態で互いに対向させてロータコア20を構成しているが、例えば、図10に示すように、第一コアブロック21の傾斜側面211と第二コアブロック22の傾斜側面221との間に、径方向に積層された直方体形状の第三のコアブロック23を介在させた状態で、傾斜側面211、221を互いに対向させてロータコア30を構成してもよい。この場合、第三のコアブロック23は、第一コアブロック21及び第二コアブロック22とは別の金型で打ち抜く方が好適である。積厚が異なるからである。
Moreover, in the said embodiment, as shown in FIG. 4, the
また、上記実施形態では、第一コアブロック21と第二コアブロック22とを、両者の傾斜側面211、221を互いに対向させた状態で並べてロータコア20を構成しているが、例えば、図11に示すように、一方の第一コアブロック21の傾斜側面211のみを第二コアブロック22に対向させた状態で、円周方向の幅Wが内周側(W3)より外周側(W4)で大きくなるように組み合わせて並べることによって、ロータコア31を構成してもよい。この場合、図11に示すように、第一コアブロック21の垂直側面212をロータ回転方向Rの回転前進側に位置させるようにロータコア31を配設すれば、磁束密度が比較的に高くなるステータ対向面の垂直側面212側において、鋼板面Lをロータ回転方向に沿わせることができ、垂直側面212側における磁束の流れを各鋼板面に沿わせることができるため、磁気抵抗を小さくすることができる。
In the above embodiment, the
また、図12に示すロータコア60のように、第一コアブロック61のステータ対向面に、ステータ対向面と所定角度で斜交する斜面部613を形成し、第二コアブロック62のステータ対向面に、ステータ対向面と所定角度で斜交する斜面部623を形成するようにしてもよい。これら斜面部613、623によって、ロータコア60のステータ対向面の周方向端部においてステータとの距離を大きくすることができ、エアギャップ磁束密度を正弦波に近づけて分布させることができ、誘起電圧を正弦波化してトルクリプルを低減することができる。第一コアブロック61は、図12に示すように、第一コアシート51のステータ対向部513の外側部512側に面取り部515を形成し、この第一コアシート51を複数積層して形成することができる。また、第二コアブロック62は、第二コアシート52のステータ対向部523の外側部522側に面取り部525を形成し、この第二コアシート52を複数積層して形成することができる。
Further, as in the
また、図13に示すロータコア80のように、第一コアブロック81の永久磁石対向面に、つば状突起813を形成し、第二コアブロック82の永久磁石対向面につば状突起823を形成するようにしてもよい。これらつば状突起813、823を、前記ロータ2の押さえ部材2cに係合させてフレーム2aに固定することによって、ロータコア80のステータ対向面とステータ3との距離を小さくすることができ、回転電機の効率を高めることができる。第一コアブロック81は、図13に示すように、第一コアシート71の永久磁石対向部714の外側部712側につば部715を形成し、この第一コアシート71を複数積層して形成することができる。また、第二コアブロック82は、第二コアシート72の永久磁石対向部724の外側部722側につば部725を形成し、この第二コアシート72を複数積層して形成することができる。
Further, like the
また、図12及び図13に示すロータコアでは、磁極面を周方向に狭くできるので、エアギャップ磁束密度を向上させることができ、トルクを向上させることが可能である。また、面取り部やツバ部の上であって、磁極面を突出しない範囲で、ロータコアがステータとの間で働く磁気吸引力による抜けを防止する手段(例えば突出部やツメ部)を設けることができる。 In the rotor core shown in FIGS. 12 and 13, the magnetic pole surface can be narrowed in the circumferential direction, so that the air gap magnetic flux density can be improved and the torque can be improved. Further, a means (for example, a protruding portion or a claw portion) for preventing the rotor core from coming off due to a magnetic attractive force acting between the stator and the stator is provided on the chamfered portion or the flange portion so as not to protrude the magnetic pole surface. it can.
また、図14に示すように、電磁鋼板の打抜き工程において、第一コアシート15及び第二コアシート16を方向性電磁鋼板S3の磁化容易軸Mに対し斜めに打抜き形成してもよい。即ち、磁化容易軸Mに対し斜めに配設した可動切断部P5によって、第一コアシート15の内側部151と第二コアシート16の内側部161とを、磁化容易軸Mに対し斜めに形成する。そして、電磁鋼板S3を一定距離だけ送った後、磁化容易軸Mに対し斜めに配設した固定切断部P6によって、第一コアシートの外側部152、ステータ対向部153、永久磁石対向部154、及びつば部155を磁化容易軸Mに対し斜めに形成すると同時に、第二コアシートの外側部162、ステータ対向部163、永久磁石対向部164、及びつば部165を磁化容易軸Mに対し斜めに形成する。ここで、磁化容易軸Mとは、無方向性電磁鋼板において、圧延方向、つまり、フープを作成するに当って巻き方向のことを言う。無方向性電磁鋼板といえど、圧延方向についての磁気特性が良好であるためである。
Further, as shown in FIG. 14, in the electromagnetic steel sheet punching step, the
そして、図15に示すように、斜め打抜き工程により得られた複数の第一コアシート15及び複数の第二コアシート16をそれぞれ積層して第一コアブロック25及び第二コアブロック26を形成し、これら第一コアブロック25と第二コアブロック26とを組み合わせてロータコア32を形成してもよい。
Then, as shown in FIG. 15, a plurality of
この場合、図15に示すように、ロータコア32のステータ対向面(ステータ対向部153、163)側において、第一コアシート15の磁化容易軸Mがロータ回転方向Rの回転前進側を指向するようにロータコア32を配設すれば、磁束密度が比較的に高くなる、回転前進側の第一コアブロック25のステータ対向面において、磁束の流れる方向と磁化容易軸Mが略平行になるので、磁気抵抗を低減することができ、回転電機の効率を向上させることができる。第二コアシート16については、磁化容易軸Mがロータ回転方向Rの回転後進側を指向するようになるが、磁束密度が比較的に低いため不問である。また、図14に示すように、第一コアシート15及び第二コアシート16を電磁鋼板の磁化容易軸Mに対し斜めに打抜き形成するので、つば部155、165を形成する場合であっても、電磁鋼板の幅を最小化でき、スクラップを低減することができる。
In this case, as shown in FIG. 15, on the stator facing surface (
なお、このロータコア32は、一の方向性電磁鋼板S3から斜め打抜きして得た第一コアシート15を積層した第一コアブロック25と、他の方向性電磁鋼板から斜め打抜きして得た、第一コアシート15とは磁化容易軸Mが反対向きの第二コアシート16を積層した第一コアブロック26とを組み合わせて製造することもできる。また、ここでは、磁化容易軸Mを有する方向性電磁鋼板S3を用いているが、圧延方向に沿って極端に磁化容易軸を有する所謂無方向性電磁鋼板を用いてもよい。
The
また、図16に示すように、第一コアブロック210の垂直側面2120の外周側に、疑似的なアール部2140を形成するとともに、第二コアブロック220の垂直側面2220の外周側に、疑似的なアール部2240を形成し、これら第一コアブロック210と第二コアブロック220とを組み合わせてロータコアを構成してもよい。これらアール部2140、2240を形成することによって、ロータコアのステータ対向面の周方向端部において、エアギャップ磁束密度を正弦波に近づけて分布させることができ、誘起電圧を正弦波化してトルクリプルを低減することができる。
Further, as shown in FIG. 16, a pseudo
図16に示すように、第一コアブロック210のアール部2140は、外周側に積層された数枚の第一コアシート110´において、その内側部1110と外側部1120との間隔を小さくすることにより形成することができる。同様に、第二コアブロック220のアール部2240は、外周側に積層された数枚の第一コアシート120´において、その内側部1210と外側部1220との間隔を小さくすることで形成することができる。これら第一コアシート110´及び第二コアシート120´は、電磁鋼板の打抜き工程において、コアシートの外側部1120、1220を打抜き形成する固定切断部を複数パターン用意し、これら複数の固定切断部を使い分けて打抜き形成することができる。なお、図16は各積層鋼板の厚みを誇張して図示しており、第一コアブロック210及び第二コアブロック220の外周側の2枚の第一コアシート110´及び第二コアシート120´の前記間隔を小さくしているが、第一コアシート110´及び第二コアシート120´の枚数、その間隔は種々の設計変更が可能である。また、このアール部は、第一コアブロック210及び第二コアブロック220の垂直側面の内周側に形成してもよい。また、アール部の代わりに面取り部を形成してもよい。
As shown in FIG. 16, the rounded
また、第一コアブロックの傾斜側面に突起部を形成するとともに、第二コアブロックの傾斜側面に溝部を形成し、これら突起部と溝部とを嵌合させて第一コアブロックと第二コアブロックとを組み合わせてロータコアを構成してもよい。この第一コアブロックは、内側部に凸部を形成した複数の第一コアシートを積層して形成することができ、第二コアブロックは、内側部に凹部を形成した複数の第二コアシートを積層して形成することができる。このことで、第一コアブロックと第二コアブロックとを確実に組み合わせることができ、組合わせ作業を容易化することができる。これとは逆に、第一コアブロックの傾斜側面に溝部を形成し、第二コアブロックの傾斜側面に突起部を形成してもよい。 In addition, a protrusion is formed on the inclined side surface of the first core block, a groove is formed on the inclined side surface of the second core block, and the first core block and the second core block are fitted with the protrusion and the groove. A rotor core may be configured by combining these. The first core block can be formed by laminating a plurality of first core sheets having convex portions on the inner side, and the second core block is a plurality of second core sheets having concave portions on the inner side. Can be laminated. Thus, the first core block and the second core block can be reliably combined, and the combination work can be facilitated. Conversely, a groove may be formed on the inclined side surface of the first core block, and a protrusion may be formed on the inclined side surface of the second core block.
また、ロータコアのステータ対向面は平面である例を示したが、中心ほどエアギャップを小さくすべきかまぼこ型であっても良い。 In addition, although the stator facing surface of the rotor core is a flat surface, it may be a kamaboko type in which the air gap should be smaller toward the center.
また、本発明はその趣旨を逸脱しない範囲内で、当業者の知識に基づいて種々の改良、修正、変形を加えた態様で実施し得る。同一の作用又は効果が生じる範囲内でいずれかの発明特定事項を他の技術に置換した形態で実施しても良く、また、一体に構成されている発明特定事項を複数の部材から構成したり、複数の部材から構成されている発明特定事項を一体に構成した形態で実施しても良い。例えば、第一コアシート及び第二コアシートのステータ対向部と永久磁石対向部とに等しくつばを設けることも可能である。この場合、上下対称のつばとなるため、第一コアブロックと第二コアブロックを、第一コアシートと第二コアシートのいずれの組み合わせにより作成するかが任意となる。 In addition, the present invention can be carried out in a mode in which various improvements, modifications and variations are added based on the knowledge of those skilled in the art without departing from the spirit of the present invention. It may be implemented in a form in which any invention specific matter is replaced with another technology within a range where the same action or effect occurs, or the invention specific matter configured integrally may be constituted by a plurality of members. In addition, the invention specific items constituted by a plurality of members may be implemented in an integrated configuration. For example, the first core sheet and the second core sheet can be provided with equal ribs on the stator facing portion and the permanent magnet facing portion. In this case, since it is a vertically symmetrical collar, it is optional whether the first core block and the second core block are created by any combination of the first core sheet and the second core sheet.
10:アキシャルギャップ型回転電機
1:回転軸
2:ロータ
20、30、31、32、40、60、80:ロータコア
3、4:ステータ
S1、S2、S3:電磁鋼板
M:磁化容易軸
P1、P3、P5:可動切断部
P2、P4、P6:固定切断部
11、15、31、51、71、110:第一コアシート
111、151、311、1110:内側部
112、152、312、512、712、1120:外側部
113、153、313、513:ステータ対向部
114、154、314、714:永久磁石対向部
155、315、715:つば部
515:面取り部
12、16、32、52、72、120:第二コアシート
121、161、321、1210:内側部
122、162、322、522、722、1220:外側部
123、163、323、523:ステータ対向部
124、164、324、724:永久磁石対向部
165、325、725:つば部
525:面取り部
D1〜D6:内側部と外側部との間隔
21、41、25、61、81、210:第一コアブロック
211、411:傾斜側面
22、42、26、62、82、220:第二コアブロック
221、421:傾斜側面
L:鋼板面
10: Axial gap type rotating electrical machine 1: Rotating shaft 2: Rotor 20, 30, 31, 32, 40, 60, 80: Rotor core 3, 4: Stator S1, S2, S3: Electromagnetic steel sheet M: Easy magnetization axes P1, P3 , P5: movable cutting parts P2, P4, P6: fixed cutting parts 11, 15, 31, 51, 71, 110: first core sheets 111, 151, 311, 1110: inner parts 112, 152, 312, 512, 712 1120: Outer portion 113, 153, 313, 513: Stator facing portion 114, 154, 314, 714: Permanent magnet facing portion 155, 315, 715: Collar portion 515: Chamfered portion 12, 16, 32, 52, 72, 120: 2nd core sheet 121,161,321,1210: Inner part 122,162,322,522,722,1220: Outer part 123,163 323, 523: Stator facing portions 124, 164, 324, 724: Permanent magnet facing portions 165, 325, 725: Collar portions 525: Chamfered portions D1-D6: Spaces 21, 41, 25, 61 between the inner and outer portions , 81, 210: first core blocks 211, 411: inclined side surfaces 22, 42, 26, 62, 82, 220: second core blocks 221, 421: inclined side surfaces L: steel plate surface
Claims (6)
電磁鋼板に対する打抜き位置を変え得る可動切断部により互いに対向する第一コアシートの内側部と第二コアシートの内側部とを形成する一方、前記電磁鋼板に対する打抜き位置を固定した固定切断部により前記第一コアシートの外側部と前記第二コアシートの外側部とを形成することによって、前記内側部と前記外側部との間隔を異ならせた複数の第一コアシート及び複数の第二コアシートを得る打抜き工程と、
前記打抜き工程により得られた複数の第一コアシートを前記間隔の大小の順に積層して、鋼板面と斜交する傾斜側面を有する第一コアブロックを形成する積層工程と、
前記打抜き工程により得られた複数の第二コアシートを前記間隔の大小の順に積層して、鋼板面と斜交する傾斜側面を有する第二コアブロックを形成する積層工程と、
前記第一コアブロックと前記第二コアブロックとを、少なくともいずれか一方の前記傾斜側面を対向させ、円周方向の幅が内周側より外周側で大きくなるように並べてロータコアを形成する工程と、
を有することを特徴とするアキシャルギャップ型回転電機用ロータコアの製造方法。 A method of manufacturing a rotor core for an axial gap type rotating electrical machine, wherein a plurality of core sheets obtained by punching electromagnetic steel sheets are laminated in a radial direction,
While forming the inner part of the first core sheet and the inner part of the second core sheet facing each other by a movable cutting part that can change the punching position for the electromagnetic steel sheet, the fixed cutting part for fixing the punching position for the electromagnetic steel sheet A plurality of first core sheets and a plurality of second core sheets having different intervals between the inner portion and the outer portion by forming an outer portion of the first core sheet and an outer portion of the second core sheet. A punching process to obtain,
Laminating step of laminating a plurality of first core sheets obtained by the punching step in the order of the interval, forming a first core block having an inclined side surface oblique to the steel plate surface;
Laminating step of laminating a plurality of second core sheets obtained by the punching step in the order of the interval, forming a second core block having an inclined side surface oblique to the steel plate surface;
Forming the rotor core by arranging the first core block and the second core block such that at least one of the inclined side surfaces is opposed and the circumferential width is larger on the outer peripheral side than on the inner peripheral side; ,
A method of manufacturing a rotor core for an axial gap type rotating electrical machine, comprising:
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