JP5652086B2 - Method for manufacturing rotor core used in rotor for rotating electrical machine - Google Patents
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Description
本発明は、回転電機用ロータ及びこれに用いるロータコアの製造方法に関する。 The present invention relates to a rotor for a rotating electrical machine and a method for manufacturing a rotor core used in the rotor.
磁石をロータコアに埋設してなるロータは、電磁鋼板に対して打抜き加工を行って磁石配置開口穴を形成し、複数積層した電磁鋼板における磁石配置開口穴に磁石を埋設して形成している。このとき、磁石のＮ極からＳ極への磁束の短絡を防ぐよう、磁石配置開口穴の一部によって空隙部を形成し、この空隙部に樹脂等を充填している。このようなロータとしては、例えば特許文献１に開示されたものがある。
また、空隙部とロータコアの外周面との間、空隙部同士の間には、ロータコアの一部からなるブリッジ部が形成されている。このブリッジ部には、磁石のＮ極からＳ極への漏れ磁束が通過することになる。そのため、ブリッジ部の幅は極力小さくすることが考えられる。
また、例えば、特許文献２のロータコア鋼板の製造方法においては、プレスによる塑性加工処理又は油中におけるレーザーピーニング処理を行って、ブリッジ部の一部を加工硬化させた後、所定温度で加熱処理することが開示されている。これにより、ロータコアの低鉄損化を図っている。
A rotor formed by embedding magnets in a rotor core is formed by punching magnetic steel sheets to form magnet arrangement opening holes, and embedding magnets in magnet arrangement opening holes in a plurality of laminated electromagnetic steel sheets. At this time, in order to prevent a short circuit of the magnetic flux from the N pole to the S pole of the magnet, a gap is formed by a part of the magnet arrangement opening hole, and this gap is filled with resin or the like. An example of such a rotor is disclosed in Patent Document 1.
Further, a bridge portion formed of a part of the rotor core is formed between the gap portion and the outer peripheral surface of the rotor core and between the gap portions. The leakage magnetic flux from the N pole to the S pole of the magnet passes through this bridge portion. Therefore, it is conceivable to reduce the width of the bridge portion as much as possible.
In addition, for example, in the method of manufacturing a rotor core steel sheet of Patent Document 2, a plastic working process using a press or a laser peening process in oil is performed, and after a part of the bridge portion is work-hardened, heat treatment is performed at a predetermined temperature. It is disclosed. As a result, the core loss of the rotor core is reduced.
しかしながら、ロータコアにおけるブリッジ部の薄肉化を図ると、それに伴う強度低下を補うために、強度の高い電磁鋼板を使用する必要が生じる。そして、プレスによる打抜きが困難になる。
また、レーザーピーニング処理によると、加工硬化層が約２００μｍ程度であり、ブリッジ部において占める透磁率の低下部分が狭く、ブリッジ部への漏れ磁束を低減する効果として十分ではない。
However, when the thickness of the bridge portion in the rotor core is reduced, it is necessary to use a high-strength electrical steel sheet in order to compensate for the accompanying strength reduction. And punching with a press becomes difficult.
Further, according to the laser peening process, the work hardened layer is about 200 μm, and the portion where the permeability is reduced in the bridge portion is narrow, which is not sufficient as an effect of reducing the leakage magnetic flux to the bridge portion.
本発明は、かかる従来の問題点に鑑みてなされたもので、必要な強度を確保することができると共に漏れ磁束が発生し難くすることができるブリッジ部を形成することができる回転電機用のロータに用いるロータコアの製造方法を提供しようとするものである。 SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of such conventional problems, and a rotor for a rotating electrical machine capable of forming a bridge portion that can secure a necessary strength and can hardly generate a leakage magnetic flux. method of manufacturing a rotor core used in is intended to provide.
第１の参考発明は、電磁鋼板を積層して形成したロータコアと、該ロータコアに設けた磁石配置開口穴に対して、径方向に対して斜めに磁極形成側面が位置する状態で埋設した磁石とを備えており、
上記磁石における磁極形成側面以外の側面のうち径方向外周側に位置する外周側側面には、上記磁石配置開口穴の一部によって外周側空隙部が隣接して形成されており、
該外周側空隙部と上記ロータコアの外周面との間には、該ロータコアの一部によって外周側ブリッジ部が形成されており、
上記外周側空隙部において上記外周側ブリッジ部を形成するコア側面には、上記ロータコアの一部が溶融した後に凝固してなる凝固層が形成されていることを特徴とする回転電機用のロータにある。
A first reference invention includes a rotor core formed by laminating electromagnetic steel plates, and a magnet embedded in a state where a magnetic pole forming side surface is positioned obliquely with respect to a radial direction with respect to a magnet arrangement opening hole provided in the rotor core. With
On the outer peripheral side surface located on the outer peripheral side in the radial direction among the side surfaces other than the magnetic pole forming side surface in the magnet, an outer peripheral side gap is formed adjacently by a part of the magnet arrangement opening hole,
Between the outer peripheral gap and the outer peripheral surface of the rotor core, an outer peripheral bridge is formed by a part of the rotor core,
In a rotor for a rotating electrical machine, a solidified layer formed by solidifying after part of the rotor core is formed on a side surface of the core that forms the outer peripheral bridge portion in the outer peripheral gap portion. There is .
第２の発明は、回転電機用のロータに用いるロータコアの製造方法において、上記ロータコアを構成する電磁鋼板に対してレーザー加工を行い、レーザー光によって上記電磁鋼板の一部を溶融させると共に、該溶融した部分をガスによって吹き飛ばす、又は吸引装置によって吸引することによって、上記磁石配置開口穴の一部となるスリット状穴を形成すると共に、該スリット状穴のコア側面に上記凝固層を形成し、
上記電磁鋼板に対して打抜き加工を行うことにより、上記スリット状穴に繋がる残りの部分を打ち抜いて、上記スリット状穴のコア側面と打抜き加工によって形成された打抜き面とによって上記磁石配置開口穴を形成することを特徴とするロータコアの製造方法にある（請求項１）。
第３の発明は、回転電機用のロータに用いるロータコアの製造方法において、上記ロータコアを構成する電磁鋼板に対して、レーザー加工用の加工代を残して打抜き加工を行うことにより、打抜き開口穴を形成し、
上記レーザー加工用の加工代に対してレーザー加工を行い、レーザー光によって上記電磁鋼板の一部を溶融させると共に、該溶融した部分をガスによって吹き飛ばす、又は吸引装置によって吸引することによって、上記レーザー加工が行われた部分に上記凝固層を形成して、該レーザー加工が行われた部分と上記打抜き開口穴の一部とによって上記磁石配置開口穴を形成することを特徴とするロータコアの製造方法にある（請求項２）。
The second invention is a method for producing a rotor core used in the rotor for a rotary electric machine performs laser processing for electromagnetic steel plates constituting the rotor core, is melted portion of the electromagnetic steel sheets by laser light Rutotomoni, the Blowing away the melted part with gas, or attracting with a suction device , forming a slit-shaped hole that becomes a part of the magnet-arranged opening hole, and forming the solidified layer on the core side surface of the slit-shaped hole,
By punching the electromagnetic steel sheet, the remaining portion connected to the slit-shaped hole is punched, and the magnet-arranged opening hole is formed by the core side surface of the slit-shaped hole and the punched surface formed by the punching process. It is in the manufacturing method of the rotor core characterized by forming (claim 1 ).
According to a third aspect of the present invention, in the method for manufacturing a rotor core used in a rotor for a rotating electrical machine, a punching opening hole is formed by punching the electromagnetic steel sheet constituting the rotor core, leaving a machining allowance for laser processing. Forming,
Laser processing is performed on the processing allowance for the laser processing, and the laser processing is performed by melting a part of the electromagnetic steel sheet with laser light and blowing the melted portion with a gas or sucking with a suction device. A rotor core manufacturing method, wherein the solidified layer is formed in a portion where the laser processing is performed, and the magnet arrangement opening hole is formed by the laser processed portion and a part of the punched opening hole. (Claim 2).
第１の参考発明の回転電機用のロータは、磁石配置開口穴の外周側空隙部において外周側ブリッジ部を形成するコア側面の状態に工夫をすることにより、外周側ブリッジ部に漏れ磁束が発生し難くしている。
具体的には、外周側空隙部において外周側ブリッジ部を形成するコア側面には、ロータコアの一部が溶融した後に凝固してなる凝固層を形成している。この凝固層の形成により、電磁鋼板の平面方向であって外周側ブリッジ部における凝固層の形成方向に引張応力を作用させることができると共に、凝固層に隣接する部分において、電磁鋼板の平面方向であって外周側ブリッジ部の形成方向に圧縮応力を作用させることができる。
In the rotor for a rotating electrical machine of the first reference invention, leakage magnetic flux is generated in the outer bridge portion by devising the state of the core side surface forming the outer bridge portion in the outer circumferential gap portion of the magnet arrangement opening hole. It is hard to do.
Specifically, a solidified layer formed by solidifying after part of the rotor core is formed on the side surface of the core that forms the outer peripheral bridge portion in the outer peripheral gap portion. By forming this solidified layer, tensile stress can be applied in the planar direction of the electrical steel sheet and in the direction of formation of the solidified layer in the outer bridge portion, and in the part adjacent to the solidified layer, in the planar direction of the electrical steel sheet. Thus, compressive stress can be applied in the direction in which the outer bridge portion is formed.
これにより、本発明のロータをステータの内周側に配置して、磁石のＮ極からロータコア及びステータコアを通過して磁石のＳ極に戻る磁束による磁路を形成する際には、上記圧縮応力により外周側ブリッジ部を磁束が通過し難くすることができ、外周側ブリッジ部に漏れ磁束が発生し難くすることができる。
また、凝固層を形成した外周側ブリッジ部においては、磁束が流れる方向と同一方向に圧縮応力が付与されるため、磁束が通過し難い性質が強く、従来のレーザーピーニング処理を行った場合に比べて、発生する漏れ磁束を格段に低減させることができる。
また、凝固層の形成によって漏れ磁束の発生を低減させていることにより、外周側ブリッジ部の幅を、大幅に狭くする必要がなくなり、その強度を確保するために必要な適切な幅にすることができる。
Thus, when the rotor of the present invention is arranged on the inner peripheral side of the stator and the magnetic path is formed by the magnetic flux passing from the N pole of the magnet through the rotor core and the stator core and returning to the S pole of the magnet, Therefore, it is possible to make it difficult for magnetic flux to pass through the outer bridge portion, and it is possible to make it difficult for leakage flux to be generated in the outer bridge portion.
In addition, in the bridge part on the outer peripheral side where the solidified layer is formed, compressive stress is applied in the same direction as the direction in which the magnetic flux flows. Thus, the generated leakage magnetic flux can be significantly reduced.
In addition, by reducing the generation of leakage magnetic flux by forming a solidified layer, it is not necessary to make the width of the outer bridge part significantly narrower, and to make it an appropriate width necessary to ensure its strength. Can do.
それ故、第１の参考発明の回転電機用のロータによれば、必要な強度を確保することができると共に漏れ磁束が発生し難くすることができるブリッジ部を形成することができる。 Therefore, according to the rotor for a rotating electrical machine of the first reference invention, it is possible to form a bridge portion that can ensure the required strength and can hardly generate a leakage magnetic flux.
第２、第３の発明のロータコアの製造方法においては、凝固層は、電磁鋼板に対してレーザー加工を行うことにより形成する。具体的には、凝固層は、レーザー光によって電磁鋼板の一部を溶融させて、この溶融した部分をガスによって吹き飛ばし、電磁鋼板に残った部分によって形成する。これにより、レーザー光のエネルギーによって、適切な厚みの凝固層を形成することができ、凝固層の形成方向に適切に上記引張応力を作用させることができると共に、凝固層に隣接する部分において適切に上記圧縮応力を作用させることができる。 In the rotor core manufacturing methods of the second and third inventions, the solidified layer is formed by performing laser processing on the electromagnetic steel sheet. Specifically, the solidified layer is formed by a part remaining on the electromagnetic steel sheet by melting a part of the electromagnetic steel sheet with laser light and blowing off the melted part with gas. Thereby, the solidified layer having an appropriate thickness can be formed by the energy of the laser beam, the tensile stress can be appropriately applied in the direction of formation of the solidified layer, and the portion adjacent to the solidified layer can be appropriately applied. The compressive stress can be applied.
それ故、第２、第３の発明のロータコアの製造方法によれば、必要な強度を確保することができると共に漏れ磁束が発生し難くすることができるブリッジ部を容易に形成することができる。 Therefore, according to the method for manufacturing the rotor core of the second and third inventions, it is possible to easily form a bridge portion that can ensure the required strength and can hardly generate the leakage magnetic flux.
上述した第２、第３の発明の、回転電気用のロータに用いるロータコアの製造方法における好ましい実施の形態につき説明する。
第１の参考発明において、上記磁極形成側面とは、磁石のＮ極又はＳ極の磁極を形成する側面のことをいう。
上記外周側空隙部（及び後述する内周側空隙部）には、樹脂等の非磁性の材料を充填することができる。外周側空隙部及び内周側空隙部は、軟磁性のロータコア（電磁鋼板）に対して非磁性部分として機能する。
The second mentioned above, the third invention will be explained preferred embodiments in the method of manufacturing a rotor core used in the rotor for a rotary electric.
In the first reference invention, the magnetic pole forming side surface refers to a side surface on which the N pole or S pole magnetic pole of the magnet is formed.
The outer peripheral side gap (and the inner peripheral side gap described later) can be filled with a nonmagnetic material such as resin. The outer circumferential side gap and the inner circumferential side gap function as a nonmagnetic portion with respect to the soft magnetic rotor core (magnetic steel plate).
また、上記磁石は、一対の磁石組を構成して、外周側に向けて上記磁極形成側面同士の間の間隔が広がるＶ形状に配置されており、上記ロータは、上記ロータコアに対して上記一対の磁石組を周方向に等間隔に配置して形成されていることが好ましい（請求項３）。
この場合には、ロータにおける磁石の配置が適切であり、一対の磁石組の配置によって適切な磁路を形成することができる。
The magnets constitute a pair of magnets and are arranged in a V shape in which the gap between the magnetic pole forming side surfaces is widened toward the outer periphery, and the rotor is the pair of magnets with respect to the rotor core. it is preferred that the magnet assembly in the circumferential direction are formed in equally spaced (claim 3).
In this case, the arrangement of the magnets in the rotor is appropriate, and an appropriate magnetic path can be formed by the arrangement of the pair of magnet sets.
また、上記磁石における磁極形成側面以外の側面のうち径方向内周側に位置する残りの内周側側面には、上記磁石配置開口穴の一部によって内周側空隙部が隣接して形成されており、上記一対の磁石組を構成する上記磁石に対する上記内周側空隙部同士の間には、上記ロータコアの一部によって内周側ブリッジ部が形成されており、上記内周側空隙部において上記内周側ブリッジ部を形成するコア側面には、上記ロータコアの一部が溶融した後に凝固してなる凝固層が形成されていることが好ましい（請求項４）。
この場合には、凝固層の形成により、電磁鋼板の平面方向であって内周側ブリッジ部における凝固層の形成方向に引張応力を作用させることができると共に、凝固層に隣接する部分において、電磁鋼板の平面方向であって内周側ブリッジ部の形成方向に圧縮応力を作用させることができる。
In addition, an inner circumferential side gap is formed adjacent to the remaining inner circumferential side surface located on the radially inner circumferential side of the magnet other than the magnetic pole forming side surface by a part of the magnet arrangement opening hole. An inner bridge portion is formed by a part of the rotor core between the inner circumferential gaps with respect to the magnets constituting the pair of magnets. In the inner circumferential gap, the core side forming the inner side bridge portion is preferably solidified layer portion of the rotor core is solidified after melting are formed (claim 4).
In this case, by forming the solidified layer, tensile stress can be applied in the plane direction of the electromagnetic steel sheet and in the direction of formation of the solidified layer in the inner peripheral bridge portion. Compressive stress can be applied in the plane direction of the steel plate and in the direction in which the inner peripheral bridge portion is formed.
これにより、ロータをステータの内周側に配置して、磁石のＮ極からロータコア及びステータコアを通過して磁石のＳ極に戻る磁束による磁路を形成する際には、上記圧縮応力により内周側ブリッジ部を磁束が通過し難くすることができ、内周側ブリッジ部に漏れ磁束が発生し難くすることができる。
また、凝固層を形成した内周側ブリッジ部は、磁束が流れる方向と同一方向に圧縮応力が付与されるため、磁束が通過し難い性質が強く、従来のレーザーピーニング処理を行った場合に比べて、発生する漏れ磁束を格段に低減させることができる。
また、凝固層の形成によって漏れ磁束の発生を低減させていることにより、内周側ブリッジ部の幅を、大幅に狭くする必要がなくなり、その強度を確保するために必要な適切な幅にすることができる。
Thus, when the rotor is disposed on the inner peripheral side of the stator and a magnetic path is formed by the magnetic flux that passes from the N pole of the magnet to the S pole of the magnet through the rotor core and the stator core, the inner periphery is caused by the compression stress. It is possible to make it difficult for magnetic flux to pass through the side bridge portion, and it is possible to make it difficult for leakage magnetic flux to be generated in the inner peripheral side bridge portion.
In addition, the inner bridge on which the solidified layer is formed is given a compressive stress in the same direction as the direction in which the magnetic flux flows, so that the magnetic flux is difficult to pass through, and compared to the case where conventional laser peening is performed. Thus, the generated leakage magnetic flux can be significantly reduced.
Moreover, since the generation of magnetic flux leakage is reduced by the formation of a solidified layer, the width of the inner peripheral bridge portion does not need to be significantly narrowed, and is set to an appropriate width necessary to ensure its strength. be able to.
第２の発明においては、上記電磁鋼板に対してレーザー加工を行うことにより、上記凝固層を有し上記磁石配置開口穴の一部となるスリット状穴を形成し、上記電磁鋼板に対して打抜き加工を行うことにより、上記スリット状穴に繋がる残りの部分を打ち抜いて上記磁石配置開口穴を形成する。
この場合には、ロータコアを製造する際に、レーザー加工を行う工程を、プレスにより打抜き加工を行う工程から分離して設置することができる。
In the second invention, by performing laser processing to said electromagnetic steel sheet, a slit-like hole which is a part of the magnet arrangement opening hole having the solidified layer, punching with respect to the electrical steel sheet By performing the processing, the remaining portion connected to the slit-shaped hole is punched to form the magnet arrangement opening hole .
In this case, when manufacturing the rotor core, the step of performing laser processing can be installed separately from the step of performing punching with a press.
また、第３の発明においては、上記電磁鋼板に対して、レーザー加工用の加工代を残して打抜き加工を行うことにより、打抜き開口穴を形成し、上記レーザー加工用の加工代に対してレーザー加工を行って、上記打抜き開口穴を拡大して上記凝固層を有する上記磁石配置開口穴を形成する。
この場合には、打抜き開口穴における所定箇所からレーザー加工を開始することができ、レーザー光によって電磁鋼板に貫通口を形成しなくてもよくなる。そのため、レーザー加工に要するレーザー光の照射強度を低くすることができ、小さな加工エネルギーで凝固層を有する磁石配置開口穴を形成することができる。
According to a third aspect of the present invention, a punching hole is formed on the electromagnetic steel sheet by performing a punching process while leaving a processing allowance for laser processing, and a laser is provided for the processing allowance for laser processing. Processing is performed to enlarge the punched hole and form the magnet arrangement hole having the solidified layer .
In this case, laser processing can be started from a predetermined location in the punched opening hole, and it is not necessary to form a through-hole in the electromagnetic steel sheet by the laser beam. Therefore, the irradiation intensity of laser light required for laser processing can be reduced, and the magnet arrangement opening hole having the solidified layer can be formed with small processing energy.
以下に、本発明の回転電機用のロータに用いるロータコアの製造方法にかかる実施例につき、図面を参照して説明する。
（参考例）
本例の回転電機用のロータ１は、図２に示すごとく、電磁鋼板２１を軸方向に積層して形成したロータコア２と、ロータコア２に設けた磁石配置開口穴２２に対して、径方向Ｒに対して斜めに磁極形成側面４１が位置する状態で埋設した磁石４とを備えている。磁極形成側面４１とは、磁石４のＮ極又はＳ極の磁極を形成する側面のことをいう。
図１に示すごとく、磁石４における磁極形成側面４１以外の側面のうち径方向外周側に位置する外周側側面４２には、磁石配置開口穴２２の一部によって外周側空隙部２３が隣接して形成されている。外周側空隙部２３とロータコア２の外周面２０との間には、ロータコア２の一部によって外周側ブリッジ部２４が形成されている。外周側空隙部２３において外周側ブリッジ部２４に接するコア側面２２１には、ロータコア２の一部が溶融した後に凝固してなる凝固層３１が形成されている。同図において、凝固層３１を太線によって示す。
Hereinafter, every embodiment according to the method of manufacturing a rotor core used in the rotor of the electric rotating machine of the present invention will be described with reference to the drawings.
( Reference example )
As shown in FIG. 2, the rotor 1 for the rotating electrical machine of the present example has a radial direction R with respect to a rotor core 2 formed by laminating electromagnetic steel plates 21 in the axial direction and a magnet arrangement opening hole 22 provided in the rotor core 2. And a magnet 4 embedded with the magnetic pole forming side surface 41 positioned obliquely. The magnetic pole forming side surface 41 is a side surface on which the N pole or S pole magnetic pole of the magnet 4 is formed.
As shown in FIG. 1, an outer peripheral side gap portion 23 is adjacent to the outer peripheral side surface 42 located on the outer peripheral side in the radial direction among the side surfaces other than the magnetic pole forming side surface 41 in the magnet 4 by a part of the magnet arrangement opening hole 22. Is formed. Between the outer peripheral side gap 23 and the outer peripheral surface 20 of the rotor core 2, an outer peripheral bridge portion 24 is formed by a part of the rotor core 2. A solidified layer 31 formed by solidifying after part of the rotor core 2 is formed on the core side surface 221 in contact with the outer peripheral side bridge portion 24 in the outer peripheral side gap 23. In the figure, the solidified layer 31 is indicated by a bold line.
以下に、本例の回転電機用のロータ１につき、図１〜図１１を参照して詳説する。
本例のロータ１は、ステータの内周側に配置して回転するインナーロータである。また、本例のロータ１は、３相の回転電機に用いられるものである。
図３に示すごとく、磁石配置開口穴２２における凝固層３１は、軟磁性を有する各電磁鋼板２１に対してそれぞれ形成されたものであり、ロータコア２は、凝固層３１を形成した電磁鋼板２１を軸方向に積層して形成されている。なお、ロータコア２の軸方向は、図３において、紙面に垂直な方向である。
図２に示すごとく、本例の磁石４は、ロータコア２に対し、一対の磁石組Ａを構成して、外周側に向けて磁極形成側面４１同士の間の間隔が広がるＶ形状に配置されている。そして、ロータ１は、ロータコア２に対して一対の磁石組Ａを周方向Ｃに等間隔に配置して形成されている。
Below, it demonstrates in full detail with reference to FIGS. 1-11 about the rotor 1 for rotary electric machines of this example.
The rotor 1 of this example is an inner rotor that is arranged and rotated on the inner peripheral side of the stator. The rotor 1 of this example is used for a three-phase rotating electrical machine.
As shown in FIG. 3, the solidified layer 31 in the magnet arrangement opening hole 22 is formed with respect to each electromagnetic steel plate 21 having soft magnetism, and the rotor core 2 includes the electromagnetic steel plate 21 on which the solidified layer 31 is formed. It is formed by laminating in the axial direction. The axial direction of the rotor core 2 is a direction perpendicular to the paper surface in FIG.
As shown in FIG. 2, the magnet 4 of this example forms a pair of magnet sets A with respect to the rotor core 2, and is arranged in a V shape in which the gap between the magnetic pole forming side surfaces 41 increases toward the outer peripheral side. Yes. The rotor 1 is formed by arranging a pair of magnet sets A at equal intervals in the circumferential direction C with respect to the rotor core 2.
また、図１、図３に示すごとく、磁石４における磁極形成側面４１以外の側面のうち径方向内周側に位置する残りの内周側側面４３には、磁石配置開口穴２２の一部によって内周側空隙部２５が隣接して形成されている。一対の磁石組Ａを構成する磁石４に対する内周側空隙部２５同士の間には、ロータコア２の一部によって内周側ブリッジ部２６が形成されている。内周側空隙部２５において内周側ブリッジ部２６に接するコア側面２２２には、ロータコア２の一部が溶融した後に凝固してなる凝固層３１が形成されている。各図において、凝固層３１を太線によって示す。
外周側空隙部２３及び内周側空隙部２５における凝固層３１は、プレスによって打抜き加工を行う磁石配置開口穴２２の一部に形成したものであり、磁石配置開口穴２２の形成前又は形成後のいずれの時期に形成することもできる。磁石配置開口穴２２において、凝固層３１を形成した部分以外の部分には、打抜き加工による打抜き面３２が形成されている。
As shown in FIGS. 1 and 3, the remaining inner peripheral side surface 43 located on the radially inner peripheral side among the side surfaces other than the magnetic pole forming side surface 41 of the magnet 4 is formed by a part of the magnet arrangement opening hole 22. Inner circumferential side gaps 25 are formed adjacent to each other. An inner peripheral bridge portion 26 is formed by a part of the rotor core 2 between the inner peripheral air gap portions 25 with respect to the magnets 4 constituting the pair of magnet sets A. A solidified layer 31 is formed on the core side surface 222 that is in contact with the inner peripheral bridge portion 26 in the inner peripheral gap portion 25 and is solidified after a part of the rotor core 2 is melted. In each figure, the solidified layer 31 is indicated by a bold line.
The solidified layer 31 in the outer peripheral side gap portion 23 and the inner peripheral side gap portion 25 is formed in a part of the magnet arrangement opening hole 22 that is punched by pressing, and before or after the magnet arrangement opening hole 22 is formed. It can be formed at any time. In the magnet arrangement opening hole 22, a punching surface 32 by punching is formed in a portion other than the portion where the solidified layer 31 is formed.
外周側空隙部２３及び内周側空隙部２５には、非磁性の樹脂等を充填しておくことができる。
本例の外周側ブリッジ部２４は、ロータコア２の外周面２０に沿って略均一な幅で形成されており、内周側ブリッジ部２６は、内周側空隙部２５同士の間において径方向Ｒに向けて略均一な幅で形成されている。
本例の一対の磁石組Ａは、各磁石４のＮ極が外周側に位置して配置されている。各磁石４のＮ極から生じる磁束Ｘは、ロータコア２における一対の磁石４の間の領域を通過した後ステータコア５を通過し、ステータコア５からロータコア２を通過した後、各磁石４のＳ極へ復帰して、磁路を形成する。なお、各磁石４は、Ｎ極を内周側に、Ｓ極を外周側に配置することもできる。
The outer circumferential side gap 23 and the inner circumferential side gap 25 can be filled with a nonmagnetic resin or the like.
The outer peripheral side bridge portion 24 of this example is formed with a substantially uniform width along the outer peripheral surface 20 of the rotor core 2, and the inner peripheral side bridge portion 26 is in the radial direction R between the inner peripheral side gap portions 25. It is formed with a substantially uniform width toward.
In the pair of magnet sets A of this example, the N poles of the respective magnets 4 are arranged on the outer peripheral side. The magnetic flux X generated from the N pole of each magnet 4 passes through the region between the pair of magnets 4 in the rotor core 2, then passes through the stator core 5, passes through the rotor core 2 from the stator core 5, and then goes to the S pole of each magnet 4. Return to form a magnetic path. In addition, each magnet 4 can also arrange | position an N pole in an inner peripheral side, and can arrange | position an S pole in an outer peripheral side.
本例の回転電機用のロータ１は、磁石配置開口穴２２の外周側空隙部２３において外周側ブリッジ部２４に接するコア側面２２１の状態及び磁石配置開口穴２２の内周側空隙部２５において内周側ブリッジ部２６に接するコア側面２２２の状態に工夫をすることにより、外周側ブリッジ部２４及び内周側ブリッジ部２６に漏れ磁束Ｙが発生し難くしている。
具体的には、外周側空隙部２３において外周側ブリッジ部２４に接するコア側面２２１及び内周側空隙部２５において内周側ブリッジ部２６に接するコア側面２２２には、ロータコア２の一部が溶融した後に凝固してなる凝固層３１を形成している。この凝固層３１の形成により、図４に示すごとく、電磁鋼板２１の平面方向であって各ブリッジ部２４、２６における凝固層３１の形成方向Ｌに引張応力σ１を作用させることができると共に、凝固層３１に隣接する部分３１１において、電磁鋼板２１の平面方向であって各ブリッジ部２４、２６の形成方向Ｌに圧縮応力σ２を作用させることができる。
The rotor 1 for the rotating electrical machine according to the present example includes a state of the core side surface 221 in contact with the outer peripheral side bridge portion 24 in the outer peripheral side gap portion 23 of the magnet arrangement opening hole 22 and an inner side gap portion 25 of the magnet arrangement opening hole 22. By devising the state of the core side surface 222 in contact with the circumferential bridge portion 26, the leakage flux Y is hardly generated in the outer circumferential bridge portion 24 and the inner circumferential bridge portion 26.
Specifically, a part of the rotor core 2 is melted on the core side surface 221 in contact with the outer peripheral side bridge portion 24 in the outer peripheral side gap portion 23 and the core side surface 222 in contact with the inner peripheral side bridge portion 26 in the inner peripheral side gap portion 25. Then, a solidified layer 31 is formed which is solidified. By forming the solidified layer 31, as shown in FIG. 4, the tensile stress σ1 can be applied to the plane direction of the electromagnetic steel sheet 21 and the forming direction L of the solidified layer 31 in each of the bridge portions 24 and 26. In the portion 311 adjacent to the layer 31, the compressive stress σ 2 can be applied in the plane direction of the electromagnetic steel sheet 21 and in the formation direction L of the bridge portions 24 and 26.
図５は、磁石配置開口穴２２におけるコア側面２２１及びコア側面２２２に対して、凝固層３１を形成した状態の断面を写真によって示す。凝固層３１は、コア側面２２１、２２２の表面部分に１０〜３０μｍの厚みで形成されている。
図６は、プレスによる打抜き加工によって形成された打抜き面３２の表面の写真を示す。打抜き面３２においては、打抜き加工の打抜き前半部分に剪断面３２１が形成され、後半部分に破断面３２２が形成されている。
図７は、レーザー加工によって凝固層３１を形成したコア側面２２１及びコア側面２２２の表面の写真を示す。凝固層３１の表面は、打抜き加工を行った場合と比べて大きく異なることがわかる。
FIG. 5 is a photograph showing a cross section in a state where the solidified layer 31 is formed on the core side surface 221 and the core side surface 222 in the magnet arrangement opening hole 22. The solidified layer 31 is formed on the surface portions of the core side surfaces 221 and 222 with a thickness of 10 to 30 μm.
FIG. 6 shows a photograph of the surface of the punching surface 32 formed by punching with a press. In the punching surface 32, a shearing surface 321 is formed in the first half of the punching process, and a fracture surface 322 is formed in the second half.
FIG. 7 shows photographs of the surfaces of the core side surface 221 and the core side surface 222 on which the solidified layer 31 is formed by laser processing. It can be seen that the surface of the solidified layer 31 is greatly different from that obtained by punching.
図１に示すごとく、上記凝固層３１を形成したことにより、ロータ１をステータの内周側に配置して、磁石４のＮ極からロータコア２及びステータコア５を通過して磁石４のＳ極に戻る磁束Ｘによる磁路を形成する際には、圧縮応力σ２により各ブリッジ部２４、２６を磁束Ｘが通過し難くすることができ、各ブリッジ部２４、２６に漏れ磁束Ｙが発生し難くすることができる。
また、本例の凝固層３１を形成した各ブリッジ部２４、２６は、磁束Ｘが流れる方向と同一方向に圧縮応力σ２が付与されるため、磁束が通過し難い性質が強く、従来のレーザーピーニング処理を行った場合に比べて、発生する漏れ磁束Ｙを格段に低減させることができる。
また、凝固層３１の形成によって漏れ磁束Ｙの発生を低減させていることにより、各ブリッジ部２４、２６の幅を、大幅に狭くする必要がなくなり、その強度を確保するために必要な適切な幅にすることができる。
As shown in FIG. 1, by forming the solidified layer 31, the rotor 1 is arranged on the inner peripheral side of the stator, and passes from the N pole of the magnet 4 to the S pole of the magnet 4 through the rotor core 2 and the stator core 5. When forming the magnetic path by the returning magnetic flux X, the magnetic flux X can be made difficult to pass through the bridge portions 24 and 26 by the compressive stress σ2, and the leakage magnetic flux Y is hardly generated in the bridge portions 24 and 26. be able to.
In addition, since each of the bridge portions 24 and 26 in which the solidified layer 31 of the present example is formed is given a compressive stress σ2 in the same direction as the direction in which the magnetic flux X flows, it has a strong property that the magnetic flux does not easily pass through. Compared with the case where processing is performed, the generated leakage magnetic flux Y can be significantly reduced.
Further, since the generation of the leakage magnetic flux Y is reduced by the formation of the solidified layer 31, it is not necessary to greatly reduce the width of each bridge portion 24, 26, and an appropriate necessary for ensuring the strength thereof. Can be width.
それ故、本例の回転電機用のロータ１によれば、必要な強度を確保することができると共に漏れ磁束Ｙが発生し難くすることができるブリッジ部を形成することができる。 Therefore, according to the rotor 1 for a rotating electrical machine of the present example, it is possible to form a bridge portion that can ensure a necessary strength and can hardly generate the leakage magnetic flux Y.
（確認試験）
図８は、横軸に、切断端面（コア端面）からの幅方向位置（ｍｍ）をとり、縦軸に、残留応力（ＭＰａ）をとって、幅方向Ｗ（凝固層３１の形成方向Ｌに直交する平面方向）（図４参照）における残留応力の分布を推定したグラフを示す。凝固層３１の形成部分には引張応力σ１が作用し、凝固層３１に隣接する部分（母材）３１１には圧縮応力σ２が作用していると考える。
図９は、横軸に、切断端面（コア端面）からの幅方向位置（ｍｍ）をとり、縦軸に、残留応力（ＭＰａ）をとって、幅方向Ｗにおける残留応力の分布を実測した結果を示す。同図より、凝固層３１に近い部分には、凝固層３１の形成方向Ｌに向けて引張応力σ１が作用し、凝固層３１に隣接する部分３１１には、凝固層３１の形成方向Ｌに向けて圧縮応力σ２が作用していることがわかる。
(Confirmation test)
In FIG. 8, the horizontal axis indicates the width direction position (mm) from the cut end surface (core end surface), the vertical axis indicates the residual stress (MPa), and the width direction W (in the formation direction L of the solidified layer 31). The graph which estimated distribution of the residual stress in the plane direction orthogonal (refer FIG. 4) is shown. It is considered that the tensile stress σ1 acts on the portion where the solidified layer 31 is formed, and the compressive stress σ2 acts on the portion (base material) 311 adjacent to the solidified layer 31.
In FIG. 9, the horizontal axis indicates the width direction position (mm) from the cut end surface (core end surface), and the vertical axis indicates the residual stress (MPa). Indicates. From the figure, the tensile stress σ1 acts in the formation direction L of the solidified layer 31 in a portion close to the solidified layer 31, and the portion 311 adjacent to the solidified layer 31 faces in the formation direction L of the solidified layer 31. It can be seen that the compressive stress σ2 is acting.
（他の構造）
上記磁石配置開口穴２２及び磁石４の配置構造は、上述した構造以外の種々の構造とすることができる。
例えば、図１０に示すごとく、一対の磁石組Ａの内周側にも、一対の内周側磁石組Ｂとして、一対の磁石組Ａにおける各磁石４と平行に内周側磁石４Ａを配置することができる。そして、内周側磁石４Ａを配置する磁石配置開口穴２２についても、外周側空隙部２３及び内周側空隙部２５を形成すると共に、ブリッジ部に接するコア側面に凝固層３１を形成することができる。また、内周側磁石４Ａに隣接する内周側空隙部２５同士の間には、中間空隙部２７を形成することができる。そして、中間空隙部２７においてブリッジ部２６に接するコア側面にも、凝固層３１を形成することができる。
(Other structures)
The arrangement structure of the magnet arrangement opening hole 22 and the magnet 4 can be various structures other than the structure described above.
For example, as shown in FIG. 10, the inner peripheral side magnet 4 </ b> A is arranged on the inner peripheral side of the pair of magnet sets A as the pair of inner peripheral side magnet sets B in parallel with the magnets 4 in the pair of magnet sets A. be able to. And also about the magnet arrangement | positioning opening hole 22 which arrange | positions the inner peripheral side magnet 4A, while forming the outer peripheral side space | gap part 23 and the inner peripheral side space | gap part 25, the solidified layer 31 can be formed in the core side surface which touches a bridge | bridging part. it can. Further, an intermediate gap portion 27 can be formed between the inner circumference side gap portions 25 adjacent to the inner circumference side magnet 4A. The solidified layer 31 can also be formed on the side surface of the core that contacts the bridge portion 26 in the intermediate gap portion 27.
また、一対の磁石４の間であってロータコア２の外周面２０に隣接する位置に他の空隙部２８を形成した場合には、この空隙部２８と外周面２０との間にブリッジ部２９が形成される。そして、他の空隙部２８においてブリッジ部２９に接するコア側面に、凝固層３１を形成することができる。
この場合には、磁束Ｘを、各内周側磁石４ＡのＮ極から各磁石４のＳ極へ通過させ、各磁石４のＮ極からロータコア２、ステータコア５、ロータコア２を通過させて、各内周側磁石４ＡのＳ極へ復帰させることができる。なお、各磁石４、４Ａの磁極は反対向きにすることもできる。
In addition, when another gap portion 28 is formed between the pair of magnets 4 and adjacent to the outer peripheral surface 20 of the rotor core 2, a bridge portion 29 is formed between the gap portion 28 and the outer peripheral surface 20. It is formed. Then, the solidified layer 31 can be formed on the side surface of the core in contact with the bridge portion 29 in the other gap portion 28.
In this case, the magnetic flux X is passed from the N pole of each inner peripheral side magnet 4A to the S pole of each magnet 4, and from the N pole of each magnet 4 through the rotor core 2, the stator core 5, and the rotor core 2, It can be returned to the S pole of the inner circumference side magnet 4A. In addition, the magnetic poles of the magnets 4 and 4A can be opposite to each other.
また、例えば、図１１に示すごとく、一対の磁石４を配置した各磁石配置開口穴２２においては外周側空隙部２３のみを形成し、内周側空隙部２５を形成する代わりに、一対の磁石４の内周側に、一対の磁石４を含む部分を内周側から囲むように内周側包囲空隙部２５０を形成することもできる。この場合には、外周側空隙部２３において外周側ブリッジ部２４に接するコア側面２２１、及び一対の磁石４の間に形成された中間ブリッジ部２６０に接するコア側面に凝固層３１を形成することができる。また、内周側包囲空隙部２５０の端部とロータコア２の外周面２０との間には、他のブリッジ部２４０が形成されており、内周側包囲空隙部２５０において他のブリッジ部２４０に接するコア側面に凝固層３１を形成することもできる。
この場合には、磁束Ｘを、一対の磁石４のＮ極から内周側包囲空隙部２５０の外周側に隣接するロータコア２の部分、ステータコア５、一対の磁石４の外周側に位置するロータコア２の部分を通過させて、一対の磁石４のＳ極へ復帰させることができる。なお、各磁石４、４Ａの磁極は反対向きにすることもできる。
Further, for example, as shown in FIG. 11, in each magnet arrangement opening hole 22 in which a pair of magnets 4 is arranged, only the outer peripheral side gap portion 23 is formed, and instead of forming the inner peripheral side gap portion 25, a pair of magnets is formed. On the inner peripheral side of 4, the inner peripheral side surrounding void portion 250 can be formed so as to surround a portion including the pair of magnets 4 from the inner peripheral side. In this case, the solidified layer 31 may be formed on the core side surface 221 in contact with the outer peripheral side bridge portion 24 in the outer peripheral side gap 23 and the core side surface in contact with the intermediate bridge portion 260 formed between the pair of magnets 4. it can. Further, another bridge portion 240 is formed between the end portion of the inner circumferential side surrounding void portion 250 and the outer circumferential surface 20 of the rotor core 2, and the other bridge portion 240 is formed in the inner circumferential side surrounding void portion 250. The solidified layer 31 can also be formed on the side surface of the core in contact.
In this case, the magnetic flux X is transferred from the N pole of the pair of magnets 4 to the portion of the rotor core 2 adjacent to the outer peripheral side of the inner peripheral side surrounding gap 250, the stator core 5, and the rotor core 2 positioned on the outer peripheral side of the pair of magnets 4. This portion can be passed through and returned to the south pole of the pair of magnets 4. In addition, the magnetic poles of the magnets 4 and 4A can be opposite to each other.
（実施例１）
本例は、上記参考例に示したロータコア２を製造する方法について示す例である。
本例においては、ロータコア２を構成する電磁鋼板２１に対してレーザー加工を行うことにより、ロータコア２の一部が溶融した後に凝固してなる凝固層３１を形成する。より具体的には、レーザー光によって電磁鋼板２１の一部を溶融させて、溶融した部分をガスによって吹き飛ばす、又は吸引装置によって吸引し、電磁鋼板２１に残った部分によって凝固層３１を形成する。
(Example 1 )
This example is an example showing a method of manufacturing the rotor core 2 shown in the reference example .
In this example, laser processing is performed on the electromagnetic steel sheet 21 constituting the rotor core 2 to form a solidified layer 31 that is solidified after a part of the rotor core 2 is melted. More specifically, a part of the electromagnetic steel plate 21 is melted by laser light, and the melted portion is blown off by gas or sucked by a suction device, and the solidified layer 31 is formed by the portion remaining on the electromagnetic steel plate 21.
本例のレーザー加工を行う装置は、半導体レーザーを励起光に用いたファイバーレーザー装置である。このファイバーレーザー装置は、レーザーの発振源となる発振器からファイバーケーブルを引き出して構成されており、ファーバーケーブルの先端から出射されるレーザー光によって加工を行う。また、ファイバーレーザー装置は、ファイバーケーブルの先端から発せられるレーザー光によって、電磁鋼板２１の一部を固体状態から気化させて加工を行う。
発振器から複数本のファイバーケーブルを引き出し、各ファイバーケーブルの先端をそれぞれロボットのエンドエフェクタ部に支持しておくことにより、各ロボットによって異なる電磁鋼板２１に対して同時期にかつパラレルにレーザー加工を行うことができる。
The apparatus for performing laser processing in this example is a fiber laser apparatus using a semiconductor laser as excitation light. This fiber laser device is configured by pulling a fiber cable from an oscillator serving as a laser oscillation source, and performs processing by laser light emitted from the tip of a fiber cable. In addition, the fiber laser device performs processing by vaporizing a part of the electromagnetic steel sheet 21 from a solid state by laser light emitted from the tip of the fiber cable.
By pulling out a plurality of fiber cables from the oscillator and supporting the end of each fiber cable on the end effector of the robot, laser processing is performed simultaneously and in parallel on different electromagnetic steel plates 21 by each robot. be able to.
本例においては、コイル状に巻かれた電磁鋼板２１の母材を直線状に伸ばして、複数のプレスに順次送り込み、この母材に対して複数のプレスによって段階的に打抜き加工を行って、ロータコア２用の電磁鋼板２１を形成する。そして、図１２に示すごとく、プレスによる打抜き加工を行う前に、電磁鋼板２１の母材に対してレーザー加工を行うことにより、磁石配置開口穴２２の一部となるスリット状穴２２０を形成する。スリット状穴２２０は、レーザー光によって電磁鋼板２１の素材を溶融させ、ガスによって溶融した部分を吹き飛ばすこと、又は吸引装置によって吸引することによって形成される。
また、スリット状穴２２０は、磁石配置開口穴２２において、外周側ブリッジ部２４を形成する部分と内周側ブリッジ部２６を形成する部分とに形成する。そして、レーザー加工を行ったことにより、スリット状穴２２０のコア側面には凝固層３１が形成される。
In this example, the base material of the electromagnetic steel sheet 21 wound in a coil shape is linearly stretched and sequentially fed to a plurality of presses, and this base material is punched in stages by a plurality of presses, An electromagnetic steel plate 21 for the rotor core 2 is formed. Then, as shown in FIG. 12, the slit-like hole 220 that becomes a part of the magnet arrangement opening hole 22 is formed by performing laser processing on the base material of the electromagnetic steel sheet 21 before performing punching by pressing. . The slit-shaped hole 220 is formed by melting the material of the electromagnetic steel sheet 21 with laser light and blowing away the melted portion with the gas or sucking it with a suction device.
In addition, the slit-like hole 220 is formed in the magnet arrangement opening hole 22 at a portion where the outer peripheral bridge portion 24 is formed and a portion where the inner peripheral bridge portion 26 is formed. Then, by performing laser processing, the solidified layer 31 is formed on the core side surface of the slit-like hole 220.
次いで、スリット状穴２２０が形成された電磁鋼板２１の母材に対し、プレスにより打抜き加工を行う。この打抜き加工は、スリット状穴２２０に繋がる残りの部分、本例においては外周側ブリッジ部２４を形成するスリット状穴２２０の端部と内周側ブリッジ部２６を形成するスリット状穴２２０の端部とをそれぞれ結ぶ一対の外形ラインＭ（図１２において破線で示す。）に対して行う。そして、一対のスリット状穴２２０と、打抜き加工によって形成された打抜き面３２とによって、磁石配置開口穴２２が形成される（図３参照）。
こうして、磁石配置開口穴２２のうち凝固層３１を形成しないコア側面は、打抜き加工による打抜き面３２として形成される。打抜き面３２は、剪断面及び破断面の混在する面として形成される。
Next, punching is performed on the base material of the electromagnetic steel sheet 21 in which the slit-shaped holes 220 are formed by a press. This punching process is performed on the remaining portion connected to the slit-like hole 220, in this example, the end of the slit-like hole 220 that forms the outer peripheral bridge portion 24 and the end of the slit-like hole 220 that forms the inner peripheral bridge portion 26. This is performed with respect to a pair of external lines M (indicated by broken lines in FIG. 12) connecting the respective parts. Then, the magnet arrangement opening hole 22 is formed by the pair of slit-like holes 220 and the punching surface 32 formed by punching (see FIG. 3).
Thus, the core side surface in which the solidified layer 31 is not formed in the magnet arrangement opening hole 22 is formed as a punching surface 32 by punching. The punching surface 32 is formed as a surface in which a shear surface and a fracture surface are mixed.
本例においては、レーザー光のエネルギーにより、適切な厚みの凝固層３１を形成することができ、凝固層３１の形成方向に適切に上記引張応力σ１を作用させることができると共に、凝固層３１に隣接する部分３１１において適切に上記圧縮応力σ２を作用させることができる。それ故、本例のロータコア２の製造方法によれば、必要な強度を確保することができると共に漏れ磁束Ｙが発生し難くすることができるブリッジ部２４、２６を容易に形成することができる。
また、本例においては、ロータコア２を製造する際に、レーザー加工を行う工程を、プレスにより打抜き加工を行う工程から分離して設置することができる。その他、本例のロータコア２については上記参考例と同様である。
In this example, the solidified layer 31 having an appropriate thickness can be formed by the energy of the laser beam, and the tensile stress σ1 can be appropriately applied in the direction in which the solidified layer 31 is formed. The compressive stress σ2 can be appropriately applied to the adjacent portions 311. Therefore, according to the method of manufacturing the rotor core 2 of the present example, the bridge portions 24 and 26 that can ensure the required strength and can make the leakage magnetic flux Y difficult to generate can be easily formed.
Moreover, in this example, when manufacturing the rotor core 2, the process of performing laser processing can be installed separately from the process of performing punching with a press. In addition, the rotor core 2 of this example is the same as the reference example .
（実施例２）
本例は、上記参考例に示したロータコア２を製造する他の方法について示す例である。
本例においても、ロータコア２を構成する電磁鋼板２１に対してレーザー加工を行うことにより、ロータコア２の一部が溶融した後に凝固してなる凝固層３１を形成する。
本例においては、コイル状に巻かれた電磁鋼板２１の母材を直線状に伸ばして、複数のプレスに順次送り込み、この母材に対して複数のプレスによって段階的に打抜き加工を行う途中においてレーザー加工を行って、ロータコア２用の電磁鋼板２１を形成する。
(Example 2 )
This example is an example showing another method for manufacturing the rotor core 2 shown in the reference example .
Also in this example, by performing laser processing on the electromagnetic steel sheet 21 constituting the rotor core 2, the solidified layer 31 formed by solidification after part of the rotor core 2 is melted is formed.
In this example, the base material of the electromagnetic steel sheet 21 wound in a coil shape is linearly stretched and sequentially fed to a plurality of presses. Laser machining is performed to form the electromagnetic steel sheet 21 for the rotor core 2.
本例においては、まず、図１３に示すごとく、電磁鋼板２１の母材に対して、プレスによって磁石配置開口穴２２を形成する部分に打抜き加工を行って、打抜き開口穴２２５を形成する。この打抜き開口穴２２５は、外周側ブリッジ部２４を形成する部分と内周側ブリッジ部２６を形成する部分とに対応する位置に、レーザー加工用の加工代２２６を残して形成する。打抜き開口穴２２５の側面は、剪断面及び破断面の混在する面として形成される。
次いで、電磁鋼板２１の母材におけるレーザー加工用の加工代２２６に対してレーザー加工を行い、打抜き開口穴２２５を拡大して磁石配置開口穴２２を形成する（図３参照）。このとき、磁石配置開口穴２２において、外周側ブリッジ部２４を形成する部分と内周側ブリッジ部２６を形成する部分とに凝固層３１が形成される。
In this example, first, as shown in FIG. 13, the punching hole 225 is formed by punching the base material of the electromagnetic steel sheet 21 in a portion where the magnet arrangement opening hole 22 is formed by pressing. This punching opening hole 225 is formed at a position corresponding to a portion where the outer peripheral bridge portion 24 is formed and a portion where the inner peripheral bridge portion 26 is formed, leaving a machining allowance 226 for laser processing. The side surface of the punched opening hole 225 is formed as a surface in which a shear surface and a fracture surface are mixed.
Next, laser processing is performed on the machining allowance 226 for laser processing on the base material of the electromagnetic steel sheet 21, and the punching opening hole 225 is enlarged to form the magnet arrangement opening hole 22 (see FIG. 3). At this time, in the magnet arrangement opening hole 22, the solidified layer 31 is formed in a portion where the outer peripheral bridge portion 24 is formed and a portion where the inner peripheral bridge portion 26 is formed.
本例においては、打抜き開口穴２２５における所定箇所からレーザー加工を開始することができ、レーザー光によって電磁鋼板２１に貫通口を形成しなくてもよくなる。そのため、レーザー加工に要するレーザー光の照射強度を低くすることができ、小さな加工エネルギーで凝固層３１を有する磁石配置開口穴２２を形成することができる。
そして、本例のロータコア２の製造方法によっても、必要な強度を確保することができると共に漏れ磁束Ｙが発生し難くすることができるブリッジ部２４、２６を容易に形成することができる。その他、本例においても、上記実施例２と同様の作用効果を得ることができる。また、本例のロータコア２については上記参考例と同様である。
In this example, laser processing can be started from a predetermined location in the punched opening hole 225, and it is not necessary to form a through hole in the electromagnetic steel sheet 21 by laser light. Therefore, the irradiation intensity of laser light required for laser processing can be reduced, and the magnet arrangement opening hole 22 having the solidified layer 31 can be formed with a small processing energy.
And also by the manufacturing method of the rotor core 2 of this example, the bridge | bridging parts 24 and 26 which can ensure required intensity | strength and can make it difficult to generate the leakage magnetic flux Y can be formed easily. In addition, also in this example, the same effect as the said Example 2 can be acquired. Further, the rotor core 2 of this example is the same as the above-described reference example .
１ 回転電機用のロータ
２ ロータコア
２０ 外周面
２１ 電磁鋼板
２２ 磁石配置開口穴
２２１、２２２ コア側面
２２０ スリット状穴
２２５ 打抜き開口穴
２２６ レーザー加工用の加工代
２３ 外周側空隙部
２４ 外周側ブリッジ部
２５ 内周側空隙部
２６ 内周側ブリッジ部
３１ 凝固層
３２ 打抜き面
４ 磁石
４１ 磁極形成側面
４２ 外周側側面
４３ 内周側側面
Ａ 一対の磁石組
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Rotor for rotary electric machines 2 Rotor core 20 Outer peripheral surface 21 Magnetic steel plate 22 Magnet arrangement opening hole 221, 222 Core side surface 220 Slit hole 225 Punching opening hole 226 Processing allowance for laser processing 23 Outer peripheral side gap part 24 Outer peripheral side bridge part 25 Inner peripheral side gap portion 26 Inner peripheral side bridge portion 31 Solidified layer 32 Punched surface 4 Magnet 41 Magnetic pole forming side surface 42 Outer peripheral side surface 43 Inner peripheral side surface A A pair of magnet sets
Claims (4)
上記磁石における磁極形成側面以外の側面のうち径方向外周側に位置する外周側側面には、上記磁石配置開口穴の一部によって外周側空隙部が隣接して形成されており、
該外周側空隙部と上記ロータコアの外周面との間には、該ロータコアの一部によって外周側ブリッジ部が形成されており、
上記外周側空隙部において上記外周側ブリッジ部を形成するコア側面には、上記ロータコアの一部が溶融した後に凝固してなる凝固層が形成された回転電機用のロータに用いるロータコアの製造方法において、
上記ロータコアを構成する電磁鋼板に対してレーザー加工を行い、レーザー光によって上記電磁鋼板の一部を溶融させると共に、該溶融した部分をガスによって吹き飛ばす、又は吸引装置によって吸引することによって、上記磁石配置開口穴の一部となるスリット状穴を形成すると共に、該スリット状穴のコア側面に上記凝固層を形成し、
上記電磁鋼板に対して打抜き加工を行うことにより、上記スリット状穴に繋がる残りの部分を打ち抜いて、上記スリット状穴のコア側面と打抜き加工によって形成された打抜き面とによって上記磁石配置開口穴を形成することを特徴とするロータコアの製造方法。 A rotor core formed by laminating electromagnetic steel plates, and a magnet embedded in a state where the magnetic pole forming side surface is positioned obliquely with respect to the radial direction with respect to the magnet arrangement opening hole provided in the rotor core ,
On the outer peripheral side surface located on the outer peripheral side in the radial direction among the side surfaces other than the magnetic pole forming side surface in the magnet, an outer peripheral side gap is formed adjacently by a part of the magnet arrangement opening hole,
Between the outer peripheral gap and the outer peripheral surface of the rotor core, an outer peripheral bridge is formed by a part of the rotor core,
In the method of manufacturing a rotor core used in a rotor for a rotating electrical machine, a solidified layer formed by solidifying after a part of the rotor core is melted on a side surface of the core that forms the outer peripheral bridge portion in the outer peripheral gap portion ,
The magnet arrangement is performed by performing laser processing on the electromagnetic steel sheet constituting the rotor core, melting a part of the electromagnetic steel sheet with laser light, and blowing the melted part with a gas or sucking with a suction device. While forming a slit-shaped hole that becomes a part of the opening hole, forming the solidified layer on the core side surface of the slit-shaped hole,
By punching the electromagnetic steel sheet, the remaining portion connected to the slit-shaped hole is punched, and the magnet-arranged opening hole is formed by the core side surface of the slit-shaped hole and the punched surface formed by the punching process. A method for manufacturing a rotor core, comprising: forming a rotor core .
上記磁石における磁極形成側面以外の側面のうち径方向外周側に位置する外周側側面には、上記磁石配置開口穴の一部によって外周側空隙部が隣接して形成されており、
該外周側空隙部と上記ロータコアの外周面との間には、該ロータコアの一部によって外周側ブリッジ部が形成されており、
上記外周側空隙部において上記外周側ブリッジ部を形成するコア側面には、上記ロータコアの一部が溶融した後に凝固してなる凝固層が形成された回転電機用のロータに用いるロータコアの製造方法において、
上記ロータコアを構成する電磁鋼板に対して、レーザー加工用の加工代を残して打抜き加工を行うことにより、打抜き開口穴を形成し、
上記レーザー加工用の加工代に対してレーザー加工を行い、レーザー光によって上記電磁鋼板の一部を溶融させると共に、該溶融した部分をガスによって吹き飛ばす、又は吸引装置によって吸引することによって、上記レーザー加工が行われた部分に上記凝固層を形成して、該レーザー加工が行われた部分と上記打抜き開口穴の一部とによって上記磁石配置開口穴を形成することを特徴とするロータコアの製造方法。 A rotor core formed by laminating electromagnetic steel plates, and a magnet embedded in a state where the magnetic pole forming side surface is positioned obliquely with respect to the radial direction with respect to the magnet arrangement opening hole provided in the rotor core,
On the outer peripheral side surface located on the outer peripheral side in the radial direction among the side surfaces other than the magnetic pole forming side surface in the magnet, an outer peripheral side gap is formed adjacently by a part of the magnet arrangement opening hole,
Between the outer peripheral gap and the outer peripheral surface of the rotor core, an outer peripheral bridge is formed by a part of the rotor core,
In the method of manufacturing a rotor core used in a rotor for a rotating electrical machine, a solidified layer formed by solidifying after a part of the rotor core is melted on a side surface of the core that forms the outer peripheral bridge portion in the outer peripheral gap portion ,
For the electromagnetic steel sheet constituting the rotor core, by performing punching processing leaving a processing allowance for laser processing, a punching opening hole is formed,
Laser processing is performed on the processing allowance for the laser processing, and the laser processing is performed by melting a part of the electromagnetic steel sheet with laser light and blowing the melted portion with a gas or sucking with a suction device. A method for producing a rotor core, wherein the solidified layer is formed in a portion where the laser processing is performed, and the magnet arrangement opening hole is formed by the laser processed portion and a part of the punched opening hole .
上記ロータは、上記ロータコアに対して上記一対の磁石組を周方向に等間隔に配置して形成されていることを特徴とするロータコアの製造方法。 3. The method of manufacturing a rotor core according to claim 1, wherein the magnets constitute a pair of magnets and are arranged in a V shape in which a gap between the magnetic pole forming side surfaces is widened toward the outer peripheral side. ,
The rotor is formed by arranging the pair of magnet sets at equal intervals in the circumferential direction with respect to the rotor core .
上記一対の磁石組を構成する上記磁石に対する上記内周側空隙部同士の間には、上記ロータコアの一部によって内周側ブリッジ部が形成されており、
上記内周側空隙部において上記内周側ブリッジ部を形成するコア側面には、上記ロータコアの一部が溶融した後に凝固してなる凝固層が形成されていることを特徴とするロータコアの製造方法。 4. The method of manufacturing a rotor core according to claim 3, wherein a remaining inner peripheral side surface located on a radially inner peripheral side of the side surfaces of the magnet other than the magnetic pole forming side surface is internally formed by a part of the magnet arrangement opening hole. The circumferential gap is formed adjacent to it,
Between the inner peripheral side gaps with respect to the magnets constituting the pair of magnet sets, an inner peripheral side bridge part is formed by a part of the rotor core,
A method of manufacturing a rotor core, wherein a solidified layer formed by solidification after a part of the rotor core is melted is formed on a side surface of the core that forms the inner peripheral bridge portion in the inner peripheral gap portion. .
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