JP6323030B2 - Rotor - Google Patents
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Description
本発明は、回転電機のロータに関する。 The present invention relates to a rotor of a rotating electrical machine.
特許文献１には、Ｖ字形状のかしめ突起が形成された複数の電磁鋼板を、かしめ突起が重なるように積層し、かしめ突起を押圧部材で押圧することによって電磁鋼板を一体化させて形成したロータが開示されている。 In Patent Document 1, a plurality of electromagnetic steel sheets with V-shaped caulking protrusions are stacked so that the caulking protrusions overlap, and the electromagnetic steel sheets are integrated by pressing the caulking protrusions with a pressing member. A rotor is disclosed.
しかしながら、従来の構成では、複数の電磁鋼板のかしめ突起を重ねて積層して、かしめ突起を押圧するので、かしめ突起部分に応力が集中し、かしめ突起以外の部分における電磁鋼板同士の間に隙間が生じるため、ロータの剛性が低くなる。 However, in the conventional configuration, the caulking protrusions of a plurality of electromagnetic steel sheets are stacked and stacked, and the caulking protrusions are pressed. Therefore, stress is concentrated on the caulking protrusions, and the gaps between the electromagnetic steel sheets in the parts other than the caulking protrusions Therefore, the rigidity of the rotor is reduced.
本発明は、積層した電磁鋼板の間に隙間が発生しにくい構造のロータを提供することを目的とする。 An object of the present invention is to provide a rotor having a structure in which a gap is hardly generated between laminated electromagnetic steel sheets.
本発明によるロータは、貫通孔または突起を有する複数の電磁鋼板を積層して形成される。このロータにおいて、積層方向において、電磁鋼板の突起同士が重なり合わないように、ある電磁鋼板の突起は、少なくとも１枚の他の電磁鋼板の貫通孔と嵌合するように積層されている。 The rotor according to the present invention is formed by laminating a plurality of electromagnetic steel plates having through holes or protrusions. In this rotor, the protrusions of a certain electromagnetic steel sheet are stacked so as to be fitted to the through holes of at least one other electromagnetic steel sheet so that the protrusions of the electromagnetic steel sheets do not overlap each other in the stacking direction.
本発明によれば、磁鋼板の突起同士が重なり合わないように、ある電磁鋼板の突起は、少なくとも１枚の他の電磁鋼板の貫通孔と嵌合するように積層するので、積層する電磁鋼板間に隙間が生じるのを抑制して、電磁鋼板同士を密着させることができる。 According to the present invention, the projections of a certain magnetic steel sheet are laminated so as to be fitted with the through holes of at least one other electromagnetic steel sheet so that the projections of the magnetic steel sheets do not overlap each other. The magnetic steel sheets can be brought into close contact with each other by suppressing the generation of a gap therebetween.
＜第１の実施形態＞
電動機や発電機などの回転電機のロータは、複数の電磁鋼板を積層して形成される。電磁鋼板は、例えば、金型装置によって打ち抜き形成することにより生成することができる。
<First Embodiment>
A rotor of a rotating electrical machine such as an electric motor or a generator is formed by laminating a plurality of electromagnetic steel plates. The electromagnetic steel sheet can be generated, for example, by punching and forming with a mold apparatus.
図１は、第１の実施形態におけるロータを構成する複数の電磁鋼板のうちの１枚の電磁鋼板の形状を示す上面図である。第１の実施形態におけるロータは、かしめ穴（貫通孔とも呼ぶ）１１、およびかしめ突起（単に突起とも呼ぶ）１２が設けられた複数の電磁鋼板１を積層して形成される。 FIG. 1 is a top view showing the shape of one electromagnetic steel plate among a plurality of electromagnetic steel plates constituting the rotor in the first embodiment. The rotor according to the first embodiment is formed by laminating a plurality of electrical steel sheets 1 provided with caulking holes (also referred to as through holes) 11 and caulking protrusions (also simply referred to as protrusions) 12.
かしめ穴１１は、電磁鋼板１の表面および裏面を貫通するように形成されており、ロータの中心から同一の距離であって、ロータ中心に対して対称となる位置に二つ設けられている。かしめ突起１２は、Ｖ字形状、より詳細には、先端が平らになっているＶ字形状であり、ロータの中心から同一の距離であって、ロータ中心に対して対称となる位置に二つ設けられている。かしめ穴１１およびかしめ突起１２は、周方向に交互に、同心円上で等間隔に配置されている、
電磁鋼板１には、また、周方向外側に４箇所、永久磁石を埋め込むための磁石孔１３が設けられている。後述する方法によって複数の電磁鋼板１を積層してから、磁石孔１３に永久磁石を挿入し、積層した複数の電磁鋼板１を型締めした状態で、永久磁石と磁石孔１３との隙間に樹脂を充填する。
The
The electromagnetic steel sheet 1 is further provided with
図２は、図１に示す複数の電磁鋼板の積層方法を説明するための図であって、積層された複数の電磁鋼板を積層方向に切断したときの断面の一部を示す図である。図２では、電磁鋼板にそれぞれ２つずつ設けられているかしめ穴１１およびかしめ突起１２のうち、それぞれ１つを示している。
FIG. 2 is a view for explaining a method of laminating a plurality of electromagnetic steel sheets shown in FIG. 1, and is a view showing a part of a cross section when the plurality of laminated electromagnetic steel sheets are cut in the laminating direction. In FIG. 2, one of each of the
本実施形態では、積層方向において、電磁鋼板１のかしめ突起１２同士が重なり合わないように、ある電磁鋼板１のかしめ突起１２の下には、必ず別の電磁鋼板１のかしめ穴１１が位置するように、複数の電磁鋼板１を積層する。図２に示す例では、上から順に、電磁鋼板１ａ、１ｂ、１ｃが積層されており、電磁鋼板１ａのかしめ突起１２ａが電磁鋼板１ｂのかしめ穴１１ｂに挿入されて嵌合している。また、電磁鋼板１ｂのかしめ突起１２ｂが電磁鋼板１ｃのかしめ穴１１ｃに挿入されて嵌合している。
In the present embodiment, the
ある電磁鋼板１のかしめ突起１２の下には、必ず別の電磁鋼板１のかしめ穴１１が位置するようにするためには、電磁鋼板を積層する際に、直前に積層した電磁鋼板に対して９０度回転させた状態で次の電磁鋼板を積層することにより実現することができる。
In order to make sure that the
なお、積層する一番下の電磁鋼板は、かしめ穴は設けられているが、かしめ突起が設けられていない構造でもよいし、積層する一番上の電磁鋼板は、かしめ突起は設けられているが、かしめ穴は設けられていない構造であってもよい。 The bottom electrical steel sheet to be laminated may be provided with a caulking hole but may not have a caulking projection, or the uppermost electrical steel sheet to be laminated may be provided with a caulking projection. However, a structure in which a caulking hole is not provided may be used.
上述したように、１つの電磁鋼板１にかしめ穴１１とかしめ突起１２を設け、ある電磁鋼板１のかしめ突起１２と、その下の電磁鋼板１のかしめ穴１１とが嵌合するように、複数の電磁鋼板１を積層することにより、かしめ穴１１および突起１２が設けられている部分以外の平坦な部分２０を隙間無く積層することが可能となる（図２参照）。
As described above, a plurality of
図３は、従来のロータにおける積層鋼板の積層方法を説明するための図である。図３に示すように、従来のロータでは、各電磁鋼板にかしめ突起を設け、各電磁鋼板のかしめ突起が重なるように、複数の電磁鋼板を積層する。しかしながら、このような構成では、電磁鋼板の間、特に、電磁鋼板のかしめ突起が設けられていない平坦な部分３０の間に隙間が発生し、ロータの剛性が低くなる。
FIG. 3 is a view for explaining a method of laminating laminated steel sheets in a conventional rotor. As shown in FIG. 3, in the conventional rotor, a plurality of electromagnetic steel plates are laminated so that caulking projections are provided on each electromagnetic steel plate, and the caulking projections of the respective electromagnetic steel plates overlap. However, in such a configuration, a gap is generated between the electromagnetic steel sheets, particularly between the
以上、第１の実施形態におけるロータによれば、かしめ穴１１またはかしめ突起１２を有する複数の電磁鋼板１を積層して形成されるロータであって、積層方向において、電磁鋼板１のかしめ突起同士が重なり合わないように、ある電磁鋼板１のかしめ突起１２は、少なくとも１枚の他の電磁鋼板１のかしめ穴１１と嵌合するように積層されている。電磁鋼板１のかしめ突起同士が重なり合わないように積層することにより、積層する電磁鋼板間に隙間が生じるのを抑制して、電磁鋼板同士を密着させることができるので、ロータの剛性を高めることができる。
As mentioned above, according to the rotor in 1st Embodiment, it is a rotor formed by laminating | stacking the several electromagnetic steel plate 1 which has the
また、ロータを構成する複数の電磁鋼板の中には、かしめ突起１２およびかしめ穴１１が設けられている電磁鋼板が少なくとも１枚含まれている。重なった別の電磁鋼板と嵌合するかしめ突起１２と、嵌合される部分であるかしめ穴１１を一つの電磁鋼板に設けることにより、積層する電磁鋼板同士を連続的に締結することができる。
Further, among the plurality of electromagnetic steel sheets constituting the rotor, at least one electromagnetic steel sheet provided with the
さらに、かしめ突起１２およびかしめ穴１１が設けられている電磁鋼板１において、かしめ突起１２およびかしめ穴１１は、周方向に交互に、同心円上で等間隔に配置されている。これにより、１種類の電磁鋼板１を所定角度ずつ回転させた状態で積層（転積）していくだけで、ある電磁鋼板１のかしめ突起１２は、少なくとも１枚の他の電磁鋼板１のかしめ穴１１と嵌合するように積層していくことができる。すなわち、同一形状の電磁鋼板を１種類だけ用意すればよいので、ロータの製造コストを低減することができる。
Further, in the electromagnetic steel sheet 1 provided with the
＜第２の実施形態＞
第２の実施形態におけるロータは、ロータを構成する複数の電磁鋼板４０の形状が第１の実施形態と異なる。
<Second Embodiment>
The rotor in the second embodiment is different from the first embodiment in the shapes of the plurality of
図４は、第２の実施形態におけるロータを構成する複数の電磁鋼板４０の形状および積層方法を説明するための図である。第２の実施形態におけるロータを構成する複数の電磁鋼板４０にもかしめ穴４１およびかしめ突起４２が設けられているが、かしめ突起４２の形状は、Ｖ字形状ではなく、平らである。すなわち、かしめ突起４２は、全体にわたって平らな形状をしている。電磁鋼板４０の積層方法は、第１の実施形態における電磁鋼板１の積層方法と同じである。
FIG. 4 is a diagram for explaining a shape and a laminating method of the plurality of
＜第３の実施形態＞
第３の実施形態におけるロータは、ロータ構成する複数の電磁鋼板５０の形状が第１の実施形態と異なる。
<Third Embodiment>
The rotor in the third embodiment is different from the first embodiment in the shape of a plurality of electromagnetic steel plates 50 constituting the rotor.
図５は、第３の実施形態におけるロータを構成する複数の電磁鋼板５０の形状および積層方法を説明するための図である。第３の実施形態におけるロータを構成複数の電磁鋼板５０にもかしめ穴５１およびかしめ突起５２が二つずつ設けられているが、二つ設けられているかしめ突起５２の向きは異なる。すなわち、二つのかしめ突起５２のうち、一方のかしめ突起５２は上向きであり、他方のかしめ突起５２は下向きである。 FIG. 5 is a diagram for explaining a shape and a laminating method of a plurality of electromagnetic steel plates 50 constituting the rotor in the third embodiment. The plurality of electromagnetic steel plates 50 constituting the rotor in the third embodiment are provided with two caulking holes 51 and two caulking projections 52, but the directions of the two caulking projections 52 are different. That is, of the two caulking projections 52, one caulking projection 52 is upward, and the other caulking projection 52 is downward.
本実施形態では、ある電磁鋼板５０の下向きのかしめ突起５２は、その下に位置する別の電磁鋼板５０のかしめ穴５１と嵌合するように、また、上向きのかしめ突起５２は、その上に位置する別の電磁鋼板５０のかしめ穴５１と嵌合するように、複数の電磁鋼板５０を積層する。図５に示す例では、電磁鋼板５０ａの下向きのかしめ突起５２ａは、その下に配置されている電磁鋼板５０ｂのかしめ穴５１ｂと嵌合し、電磁鋼板５０ｂの上向きのかしめ突起５２ｂは、その上に配置されている電磁鋼板５０ａのかしめ穴５１ａと嵌合している。また、図示はしないが、電磁鋼板５０ｂの下向きのかしめ突起５２ｂは、その下に配置されている電磁鋼板５０ｃのかしめ穴５１ｃと嵌合し、電磁鋼板５０ｃの上向きのかしめ突起５２ｃは、その上に配置されている電磁鋼板５０ｂのかしめ穴５１ｂと嵌合している。
In the present embodiment, the downward caulking projection 52 of a certain electromagnetic steel sheet 50 is fitted into the caulking hole 51 of another electromagnetic steel sheet 50 positioned therebelow, and the upward caulking protrusion 52 is formed thereon. A plurality of electromagnetic steel sheets 50 are stacked so as to be fitted with the caulking holes 51 of the other electromagnetic steel sheets 50 positioned. In the example shown in FIG. 5, the
＜第４の実施形態＞
第４の実施形態におけるロータは、ロータを構成する電磁鋼板６０の形状が第１の実施形態と異なる。
<Fourth Embodiment>
The rotor in the fourth embodiment is different from that in the first embodiment in the shape of the electromagnetic steel sheet 60 constituting the rotor.
図６は、第４の実施形態におけるロータを構成する複数の電磁鋼板６０の形状および積層方法を説明するための図である。第４の実施形態におけるロータでは、１つの電磁鋼板６０に設けられているかしめ突起６２は、二つの電磁鋼板のかしめ穴６１と嵌合する構造となっている。 FIG. 6 is a view for explaining the shape and the laminating method of the plurality of electromagnetic steel plates 60 constituting the rotor in the fourth embodiment. In the rotor according to the fourth embodiment, the caulking protrusion 62 provided on one electromagnetic steel plate 60 is configured to fit into the caulking holes 61 of the two electromagnetic steel plates.
図６に示す例では、電磁鋼板６０ａのかしめ突起６２ａは、その下に配置されている電磁鋼板６０ｂのかしめ穴６１ｂおよび電磁鋼板６０ｃのかしめ穴６１ｃと嵌合している。また、電磁鋼板６０ｂのかしめ突起６２ｂは、その下に配置されている電磁鋼板６０ｃのかしめ穴６１ｃおよび電磁鋼板６０ｄのかしめ穴６１ｄと嵌合している。
In the example shown in FIG. 6, the
この場合、電磁鋼板６０ａおよび６０ｂには、かしめ穴およびかしめ突起が二つずつ設けられているが、電磁鋼板６０ｃには、４つのかしめ穴が設けられているだけであり、かしめ突起は設けられていない。
In this case, the
＜第５の実施形態＞
図７は、第５の実施形態におけるロータを構成する複数の電磁鋼板７０の形状を示す図である。第５の実施形態における電磁鋼板７０には、かしめ穴７１が４つ、かしめ突起７２が４つ設けられている。図７に示すように、１つのかしめ穴７１の真横には１つのかしめ突起７２が設けられており、並べて配置された１組のかしめ穴７１およびかしめ突起７２がロータ中心の位置を基準として上下左右の４箇所に設けられている。
<Fifth Embodiment>
FIG. 7 is a view showing the shapes of a plurality of
全てのかしめ穴７１およびかしめ突起７２は、ロータの中心から同一の距離に設けられており、周方向において隣り合う１組のかしめ穴７１およびかしめ突起７２は、かしめ穴７１同士が隣り合うように、また、かしめ突起７２同士が隣り合うように配置されている。例えば、図７において、４箇所に設けられたかしめ穴７１のうち、上側に設けられたかしめ穴７１と、左側に設けられたかしめ穴７１とは、周方向において隣り合うように配置されている。また、上側に設けられたかしめ突起７２と、右側に設けられたかしめ突起７２とは、周方向において隣り合うように配置されている。
All the caulking holes 71 and
第１の実施形態におけるロータでは、電磁鋼板に設けられているかしめ突起７２は２つだけであるため、上下の２枚の電磁鋼板１の間では、２箇所でかしめられることになる。これに対して、本実施形態におけるロータでは、電磁鋼板７０に設けられているかしめ突起７２は４つであるため、上下の２枚の電磁鋼板７０の間では、４箇所でかしめられることになり、電磁鋼板７０間の締結力が向上する。
In the rotor according to the first embodiment, since there are only two
本発明は、上述した実施形態に限定されることはない。例えば、電磁鋼板に設けられるかしめ穴およびかしめ突起の数は、上述した実施形態で示した数に限定されることはない。また、かしめ穴やかしめ突起の形状によって本発明が限定されることもない。 The present invention is not limited to the embodiment described above. For example, the number of caulking holes and caulking protrusions provided in the electromagnetic steel sheet is not limited to the numbers shown in the above-described embodiments. Further, the present invention is not limited by the shape of the caulking hole or the caulking projection.
上述した各実施形態では、１枚の電磁鋼板にかしめ突起とかしめ穴が設けられた例を挙げて説明したが、かしめ突起だけが設けられた第１の電磁鋼板と、かしめ穴だけが設けられた第２の電磁鋼板とを用意して、第１の電磁鋼板と第２の電磁鋼板とを交互に積層するようにしてもよい。 In each of the above-described embodiments, an example in which caulking protrusions and caulking holes are provided in one electromagnetic steel sheet has been described. However, only the first electric steel sheet in which only caulking protrusions are provided and caulking holes are provided. Alternatively, the second electromagnetic steel plate may be prepared and the first electromagnetic steel plate and the second electromagnetic steel plate may be alternately stacked.
第４の実施形態におけるロータでは、１つの電磁鋼板に設けられているかしめ突起は、２枚の電磁鋼板のかしめ穴と嵌合する構造となっていたが、３枚以上の電磁鋼板のかしめ穴と嵌合する構造であってもよい。 In the rotor according to the fourth embodiment, the caulking protrusion provided on one electromagnetic steel sheet has a structure that fits with the caulking holes of two electromagnetic steel sheets, but the caulking holes of three or more electromagnetic steel sheets The structure which fits may be sufficient.
１、４０、５０、６０、７０…電磁鋼板
１１、５１、６１、７１…かしめ穴
１２、５２、６２、７２…かしめ突起
1, 40, 50, 60, 70 ...
Claims (3)
積層方向において、電磁鋼板の突起同士が重なり合わないように、ある電磁鋼板の突起は、少なくとも１枚の他の電磁鋼板の貫通孔と嵌合するように積層されており、
前記電磁鋼板には、前記貫通孔と前記突起が互いに隣接して配置された貫通孔と突起の組み合わせが前記磁極に対応して設けられており、
異なる前記貫通孔と突起との組み合わせにおいて、前記貫通孔同士、および、前記突起同士、が周方向において隣り合うように配置されている、
ことを特徴とするロータ。 A rotor having a plurality of magnetic poles formed by laminating a plurality of electromagnetic steel plates having through holes or protrusions,
In the laminating direction, so that the projections of the electromagnetic steel plates do not overlap each other, the projections of one electromagnetic steel plate are laminated so as to be fitted with the through holes of at least one other electromagnetic steel plate ,
The magnetic steel sheet is provided with a combination of a through hole and a protrusion in which the through hole and the protrusion are arranged adjacent to each other, corresponding to the magnetic pole,
In different combinations of the through holes and protrusions, the through holes and the protrusions are arranged so as to be adjacent in the circumferential direction.
A rotor characterized by that.
前記複数の電磁鋼板には、前記突起および前記貫通孔が設けられている前記電磁鋼板が少なくとも１枚含まれている、
ことを特徴とするロータ。 The rotor according to claim 1, wherein
Wherein the plurality of electromagnetic steel plates, the electromagnetic steel sheet wherein protrusions and the through holes are formed is included at least one,
A rotor characterized by that.
前記突起および前記貫通孔が設けられている前記電磁鋼板において、前記突起および前記貫通孔は、周方向に交互に、同心円上で等間隔に配置されている、
ことを特徴とするロータ。 The rotor according to claim 2, wherein
In the electrical steel sheet wherein protrusions and the through holes are formed, said projections and the through hole is alternately in the circumferential direction, are arranged at equal intervals on the concentric circles,
A rotor characterized by that.
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