JP6381700B2 - Manufacturing method of rotor of rotating electric machine - Google Patents

Manufacturing method of rotor of rotating electric machine Download PDF

Info

Publication number
JP6381700B2
JP6381700B2 JP2017020440A JP2017020440A JP6381700B2 JP 6381700 B2 JP6381700 B2 JP 6381700B2 JP 2017020440 A JP2017020440 A JP 2017020440A JP 2017020440 A JP2017020440 A JP 2017020440A JP 6381700 B2 JP6381700 B2 JP 6381700B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
claw
shaped magnetic
rotor
permanent magnet
magnetic poles
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2017020440A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2018129916A (en
Inventor
達生 川島
達生 川島
吉澤　敏行
敏行 吉澤
将之 坂口
将之 坂口
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Electric Corp filed Critical Mitsubishi Electric Corp
Priority to JP2017020440A priority Critical patent/JP6381700B2/en
Priority to DE102017214253.7A priority patent/DE102017214253A1/en
Priority to FR1757706A priority patent/FR3062754A1/en
Publication of JP2018129916A publication Critical patent/JP2018129916A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP6381700B2 publication Critical patent/JP6381700B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K15/00—Methods or apparatus specially adapted for manufacturing, assembling, maintaining or repairing of dynamo-electric machines
    • H02K15/02—Methods or apparatus specially adapted for manufacturing, assembling, maintaining or repairing of dynamo-electric machines of stator or rotor bodies
    • H02K15/03—Methods or apparatus specially adapted for manufacturing, assembling, maintaining or repairing of dynamo-electric machines of stator or rotor bodies having permanent magnets
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K1/00—Details of the magnetic circuit
    • H02K1/06—Details of the magnetic circuit characterised by the shape, form or construction
    • H02K1/22—Rotating parts of the magnetic circuit
    • H02K1/27—Rotor cores with permanent magnets
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K19/00—Synchronous motors or generators
    • H02K19/16—Synchronous generators
    • H02K19/22—Synchronous generators having windings each turn of which co-operates alternately with poles of opposite polarity, e.g. heteropolar generators
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K21/00—Synchronous motors having permanent magnets; Synchronous generators having permanent magnets
    • H02K21/02—Details
    • H02K21/04—Windings on magnets for additional excitation ; Windings and magnets for additional excitation
    • H02K21/042—Windings on magnets for additional excitation ; Windings and magnets for additional excitation with permanent magnets and field winding both rotating
    • H02K21/044—Rotor of the claw pole type
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K2213/00—Specific aspects, not otherwise provided for and not covered by codes H02K2201/00 - H02K2211/00
    • H02K2213/03—Machines characterised by numerical values, ranges, mathematical expressions or similar information

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Permanent Field Magnets Of Synchronous Machinery (AREA)
  • Synchronous Machinery (AREA)

Description

本発明は、磁石と爪状磁極の周方向側面との間に発生する隙間を最小限にする機構を備えた、回転電機の回転子に関する。   The present invention relates to a rotor of a rotating electrical machine provided with a mechanism for minimizing a gap generated between a magnet and a circumferential side surface of a claw-shaped magnetic pole.

従来より、例えば車両に搭載される交流発電機では、回転子を構成する爪状磁極と固定子との間で磁束を確実に受け渡すため、隣合う爪状磁極の間に永久磁石を介在させて、爪状磁極の間から磁束が漏れることを防止している。このような交流発電機では、遠心力により、永久磁石が径方向外側に飛び出して破損するおそれがある。このため、回転子鉄心のディスク部に凹部を設けて永久磁石を保持するとともに、爪状磁極の外周部に設けた鍔部で永久磁石を拘束するものがある（例えば特許文献１参照）。また、回転子の側面に溝を設け、磁石の外周面と溝との隙間に、磁石よりも軟質な材料を配置して、遠心力による磁石の移動を抑止するものがある（例えば特許文献２参照）。   Conventionally, for example, in an AC generator mounted on a vehicle, a permanent magnet is interposed between adjacent claw-shaped magnetic poles in order to reliably transfer magnetic flux between the claw-shaped magnetic poles and the stator constituting the rotor. Thus, the magnetic flux is prevented from leaking between the claw-shaped magnetic poles. In such an AC generator, there is a risk that the permanent magnet may jump out radially outward due to centrifugal force and be damaged. For this reason, there exists a thing which restrains a permanent magnet with the collar part provided in the outer peripheral part of a claw-like magnetic pole while providing a crevice in a disk part of a rotor iron core, and holding a permanent magnet (for example, refer to patent documents 1). In addition, there is a type in which a groove is provided on a side surface of the rotor, and a material softer than the magnet is disposed in a gap between the outer peripheral surface of the magnet and the groove to suppress movement of the magnet due to centrifugal force (for example, Patent Document 2). reference).

特許４６９２４２８号公報Japanese Patent No. 4694428 特開２０００−１３４８８８号公報JP 2000-134888 A

ランデル型の爪状磁極は、プーリ側から延びる爪状磁極(フロントポール)と、インバータ側から延びる爪状磁極(リヤポール)の、一対の爪状磁極で形成されている。このため、これら一対の爪状磁極の加工誤差、又は回転軸への取付け時の位相ずれにより、磁石と爪状磁極の周方向側面との距離が変化して、性能にばらつきが生じるという問題があった。本発明は、上記の課題を解決するためになされたものであり、磁石と爪状磁極の周方向側面との距離の変動を抑制するとともに、爪状磁極間の磁束の漏えいを抑制する、回転電機の回転子を得るものである。   The Landel-type claw-shaped magnetic pole is formed by a pair of claw-shaped magnetic poles, a claw-shaped magnetic pole (front pole) extending from the pulley side and a claw-shaped magnetic pole (rear pole) extending from the inverter side. For this reason, there is a problem that the distance between the magnet and the circumferential side surface of the claw-shaped magnetic pole changes due to a processing error of the pair of claw-shaped magnetic poles or a phase shift at the time of attachment to the rotating shaft, resulting in a variation in performance. there were. The present invention has been made in order to solve the above-described problem, and suppresses fluctuations in the distance between the magnet and the circumferential side surface of the claw-shaped magnetic pole, and also prevents leakage of magnetic flux between the claw-shaped magnetic poles. An electric rotor is obtained.

本発明に係る回転電機の回転子は、一対の回転子鉄心と、複数の永久磁石とを備えている。一対の回転子鉄心は、それぞれ互いに噛み合うように軸方向に延出する、複数の爪状磁極を有している。複数の永久磁石は、周方向の両側面に、それぞれ回転子の径方向外側に面する傾斜面を有している。複数の爪状磁極は、周方向の側面に、永久磁石の傾斜面に沿う、回転子の径方向内側に面する傾斜面を有している。そして、複数の永久磁石は、周方向に隣接する２つの爪状磁極の間で、永久磁石の傾斜面と、爪状磁極の傾斜面とを当接させて配置される。   The rotor of the rotating electrical machine according to the present invention includes a pair of rotor cores and a plurality of permanent magnets. The pair of rotor cores have a plurality of claw-shaped magnetic poles extending in the axial direction so as to mesh with each other. The plurality of permanent magnets have inclined surfaces facing the outer side in the radial direction of the rotor on both side surfaces in the circumferential direction. The plurality of claw-shaped magnetic poles have inclined surfaces facing the radial inner side of the rotor along the inclined surfaces of the permanent magnets on the side surfaces in the circumferential direction. The plurality of permanent magnets are arranged such that the inclined surface of the permanent magnet and the inclined surface of the claw-shaped magnetic pole are brought into contact with each other between two claw-shaped magnetic poles adjacent in the circumferential direction.

本発明は、一対の回転子鉄心に設けられた複数の爪状磁極と、これら複数の爪状磁極の間に配置される永久磁石との間の距離の変動を抑制することができる。また、爪状磁極と永久磁石を密着させることができる。これにより、爪状磁極間の、磁束の漏えいを抑制することができる。   The present invention can suppress fluctuations in distance between a plurality of claw-shaped magnetic poles provided on a pair of rotor cores and a permanent magnet disposed between the plurality of claw-shaped magnetic poles. Further, the claw-shaped magnetic pole and the permanent magnet can be brought into close contact with each other. Thereby, the leakage of the magnetic flux between the claw-shaped magnetic poles can be suppressed.

本発明の実施の形態１による回転子を備えた回転電機の正面図である。It is a front view of the rotary electric machine provided with the rotor by Embodiment 1 of this invention. 図１のＩＩ−ＩＩ線に沿う、回転電機の断面図である。It is sectional drawing of a rotary electric machine along the II-II line | wire of FIG. 実施の形態１による回転子の側面図である。FIG. 3 is a side view of the rotor according to the first embodiment. 実施の形態１による回転子の側面の部分的な斜視図である。FIG. 3 is a partial perspective view of a side surface of the rotor according to the first embodiment. 実施の形態１による回転子の側面の部分的な概略図である。FIG. 3 is a partial schematic view of a side surface of the rotor according to the first embodiment. 図５のＶI−ＶI線に沿う、回転子の概略断面図である。It is a schematic sectional drawing of the rotor which follows the VI-VI line | wire of FIG. 実施の形態１による回転子の側面の概略断面図である。FIG. 3 is a schematic cross-sectional view of a side surface of the rotor according to the first embodiment. 実施の形態１による回転子の、永久磁石の角度の設定方法を説明する図である。It is a figure explaining the setting method of the angle of the permanent magnet of the rotor by Embodiment 1. FIG. 実施の形態１による回転子の第１変形例を示す概略図である。FIG. 6 is a schematic diagram showing a first modification of the rotor according to the first embodiment. 実施の形態１による回転子の第２変形例を示す概略図である。FIG. 8 is a schematic diagram showing a second modification of the rotor according to the first embodiment. 実施の形態１による回転子の第３変形例を示す概略図である。FIG. 10 is a schematic diagram showing a third modification of the rotor according to the first embodiment.

以下、本発明の回転電機の回転子の好適な実施の形態につき、図面を用いて説明する。   Hereinafter, preferred embodiments of a rotor of a rotating electrical machine according to the present invention will be described with reference to the drawings.

実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１における回転子を備えた回転電機の正面図である。図２は、図１のＩＩ−ＩＩ線に沿う、回転電機の断面図、図３は回転子の側面図である。図４は回転子の側面の部分的な斜視図であり、図５は回転子の側面の概略図である。また、図６及び図７は、図５のＶＩ−ＶＩ線に沿う、回転子の断面を示す概略図である。なお、図１は、制御装置のカバーを取り外した状態で示している。 Embodiment 1 FIG.
1 is a front view of a rotating electrical machine including a rotor according to Embodiment 1 of the present invention. 2 is a cross-sectional view of the rotating electrical machine along the line II-II in FIG. 1, and FIG. 3 is a side view of the rotor. 4 is a partial perspective view of the side of the rotor, and FIG. 5 is a schematic view of the side of the rotor. 6 and 7 are schematic views showing a cross section of the rotor taken along line VI-VI in FIG. FIG. 1 shows a state in which the cover of the control device is removed.

図２に示すように、回転電機１は、回転電機本体２と制御装置３とを有する、制御装置一体型の回転電機である。実施の形態１による回転電機１は、ブラシ付の交流発電電動機（ＡＣモータジェネレータ）であり、内燃機関により駆動される車両に搭載される。   As shown in FIG. 2, the rotating electrical machine 1 is a control device-integrated rotating electrical machine having a rotating electrical machine body 2 and a control device 3. The rotating electrical machine 1 according to the first embodiment is an AC generator motor (AC motor generator) with a brush, and is mounted on a vehicle driven by an internal combustion engine.

回転電機本体２は、筒状の固定子４と、固定子４の内側に配置された回転子５と、固定子４及び回転子５を支持するケース６とを有している。ケース６は、固定子４の軸方向の一端側を保持するフロントブラケット７と、他端側を保持するリヤブラケット８を有している。フロントブラケット７とリヤブラケット８は金属製であり、複数の締結ボルト９によって、互いに接近する方向に締め付けられて固定されている。   The rotating electrical machine main body 2 includes a cylindrical stator 4, a rotor 5 disposed inside the stator 4, and a case 6 that supports the stator 4 and the rotor 5. The case 6 includes a front bracket 7 that holds one end of the stator 4 in the axial direction, and a rear bracket 8 that holds the other end. The front bracket 7 and the rear bracket 8 are made of metal, and are fastened and fixed in a direction approaching each other by a plurality of fastening bolts 9.

固定子４は、筒状の固定子鉄心１０と、固定子鉄心１０に巻き掛けられた固定子巻線１１とを有している。固定子巻線１１は、それぞれスター結線またはデルタ結線からなる１つもしくは複数の３相交流巻線により構成されている。   The stator 4 has a cylindrical stator core 10 and a stator winding 11 wound around the stator core 10. The stator winding 11 is composed of one or a plurality of three-phase AC windings each having a star connection or a delta connection.

回転子５は、回転軸１２と、一対の回転子鉄心１３と、回転子巻線１４とを有している。一対の回転子鉄心１３は鉄製であり、所謂、クローポール型磁極を構成している。図２に示すように、一対の回転子鉄心１３は、回転軸１２の軸方向の中間部に、互いに対向するように固定されている。回転子巻線１４は、一対の回転子鉄心１３に囲まれるように配置されている。一対の回転子鉄心１３は、回転軸１２に圧入される円筒状のボス部６０と、ボス部６０から、回転軸１２の径方向外側に延びるディスク部６１とを有している。そして、図３に示すように、一対の回転子鉄心１３は、ディスク部６１の外周から、回転軸１２の軸方向に、互いに対向するように延出する、８つの爪状磁極１３１を有している。   The rotor 5 has a rotating shaft 12, a pair of rotor cores 13, and a rotor winding 14. The pair of rotor cores 13 are made of iron and constitute a so-called claw pole type magnetic pole. As shown in FIG. 2, the pair of rotor cores 13 are fixed to an intermediate portion in the axial direction of the rotating shaft 12 so as to face each other. The rotor winding 14 is arranged so as to be surrounded by a pair of rotor cores 13. The pair of rotor cores 13 includes a cylindrical boss portion 60 that is press-fitted into the rotation shaft 12, and a disk portion 61 that extends from the boss portion 60 to the outside in the radial direction of the rotation shaft 12. As shown in FIG. 3, the pair of rotor cores 13 includes eight claw-shaped magnetic poles 131 extending from the outer periphery of the disk portion 61 so as to face each other in the axial direction of the rotary shaft 12. ing.

回転軸１２は、フロントブラケット７及びリヤブラケット８を貫通している。そして、回転軸１２は、一対の軸受１５を介して、フロントブラケット７及びリヤブラケット８に回転自在に支持されている。回転子鉄心１３の外周と固定子４の内周とは、所定の間隙を有している。また、回転子鉄心１３の、軸方向の両端部には、回転子５と一体に回転する一対の冷却ファン１６が取付けられている。   The rotating shaft 12 passes through the front bracket 7 and the rear bracket 8. The rotating shaft 12 is rotatably supported by the front bracket 7 and the rear bracket 8 via a pair of bearings 15. The outer periphery of the rotor core 13 and the inner periphery of the stator 4 have a predetermined gap. A pair of cooling fans 16 that rotate integrally with the rotor 5 are attached to both ends of the rotor core 13 in the axial direction.

回転軸１２の、フロントブラケット７側にはプーリ１７が固定されている。プーリ１７には、内燃機関の駆動軸と連動する、図示しないベルトが巻き掛けられ、このベルトを介して、回転電機１と内燃機関との間で、動力の伝達を行なう。一方、回転軸１２の、リヤブラケット８側には、回転軸１２の回転位置を検出するセンサ１８と、一対のスリップリング１９と、一対のスリップリング１９に接触する一対のブラシ２０が取付けられている。   A pulley 17 is fixed to the rotary shaft 12 on the front bracket 7 side. A belt (not shown) that interlocks with the drive shaft of the internal combustion engine is wound around the pulley 17, and power is transmitted between the rotating electrical machine 1 and the internal combustion engine via this belt. On the other hand, on the rear bracket 8 side of the rotary shaft 12, a sensor 18 for detecting the rotational position of the rotary shaft 12, a pair of slip rings 19, and a pair of brushes 20 that contact the pair of slip rings 19 are attached. Yes.

一対のスリップリング１９及び一対のブラシ２０は、導電性材料により形成されており、一対のスリップリング１９は、回転子巻線１４に電気的に接続されている。一対のブラシ２０は、リヤブラケット８に固定されたブラシホルダ２１に保持され、それぞれ、押圧バネ２２により、スリップリング１９に接触する方向に付勢されている。ブラシ２０とスリップリング１９は、回転子５の回転にともなって摺動し、界磁電流を発生させて、固定子巻線１１に供給する。   The pair of slip rings 19 and the pair of brushes 20 are formed of a conductive material, and the pair of slip rings 19 are electrically connected to the rotor winding 14. The pair of brushes 20 is held by a brush holder 21 fixed to the rear bracket 8 and is urged by a pressing spring 22 in a direction in contact with the slip ring 19. The brush 20 and the slip ring 19 slide with the rotation of the rotor 5, generate a field current, and supply it to the stator winding 11.

制御装置３は、一対のパワーモジュール構成体２３と、界磁回路部２４と、制御回路部２５と、信号中継装置２６とを有している。一対のパワーモジュール構成体２３は、固定子巻線１１に電気的に接続されている。一方、界磁回路部２４は、図示しないバッテリからの直流電力を調整して界磁電流とし、回転子巻線１４に供給する。パワーモジュール構成体２３と界磁回路部２４は、信号中継装置２６を介して、制御回路部２５により制御される。制御装置３は、絶縁樹脂により形成されたカバー３８によって覆われている。また、制御回路部２５は、例えば内燃機関制御ユニットなどの外部機器との間で、信号の送受信を行うための外部接続用のコネクタ２７を有している。   The control device 3 includes a pair of power module components 23, a field circuit unit 24, a control circuit unit 25, and a signal relay device 26. The pair of power module components 23 is electrically connected to the stator winding 11. On the other hand, the field circuit unit 24 adjusts DC power from a battery (not shown) to generate a field current and supplies it to the rotor winding 14. The power module component 23 and the field circuit unit 24 are controlled by the control circuit unit 25 via the signal relay device 26. The control device 3 is covered with a cover 38 made of insulating resin. In addition, the control circuit unit 25 includes an external connection connector 27 for transmitting and receiving signals to and from an external device such as an internal combustion engine control unit.

制御回路部２５は、樹脂２５２により保護された制御基板２５１を有している。制御回路部２５には、信号中継装置２６を介して、センサ１８から信号が入力される。また、制御回路部２５には、コネクタ２７を介して、内燃機関制御ユニットなどの外部機器から信号が入力される。制御回路部２５は、入力されたこれらの信号に基づいて、界磁回路部２４及びパワーモジュール構成体２３が有するスイッチング素子を制御し、回転子巻線１４に出力する界磁電流を調整する。   The control circuit unit 25 has a control board 251 protected by a resin 252. A signal is input from the sensor 18 to the control circuit unit 25 via the signal relay device 26. In addition, a signal is input to the control circuit unit 25 from an external device such as an internal combustion engine control unit via the connector 27. The control circuit unit 25 controls the switching elements included in the field circuit unit 24 and the power module component 23 based on these input signals, and adjusts the field current output to the rotor winding 14.

界磁回路部２４は、冷却フィン２４２を備えたヒートシンク２４１を有している。界磁回路部２４から出力された界磁電流は、回転子巻線１４に供給されて直流磁界を発生させる。回転子巻線１４に発生した直流磁界による磁束は、回転子５の周面において、一方の回転子鉄心１３から他方の回転子鉄心１３に流れ、その間に固定子巻線１１と鎖交する。   The field circuit unit 24 includes a heat sink 241 provided with cooling fins 242. The field current output from the field circuit unit 24 is supplied to the rotor winding 14 to generate a DC magnetic field. Magnetic flux generated by the DC magnetic field generated in the rotor winding 14 flows from one rotor core 13 to the other rotor core 13 on the peripheral surface of the rotor 5, and interlinks with the stator winding 11 therebetween.

一対のパワーモジュール構成体２３は、それぞれ、パワーモジュール３０を有している。各パワーモジュール３０は、６個のスイッチング素子を備えた電力変換回路を有している。電力変換回路は、バッテリからの直流電力を交流電力に変換して、固定子巻線１１に供給するインバータ回路として動作する。また、電力変換回路は、固定子巻線１１からの交流電力を直流電力に変換して、バッテリを充電すると共に、車載機器に直流電力を供給する、コンバータ回路として動作する。電力変換回路を構成するスイッチング素子は、例えば、パワートランジスタ、ＭＯＳＦＥＴ、ＩＧＢＴなどの半導体スイッチング素子により構成される。一対のパワーモジュール構成体２３は、２組の電機子巻線に１対１で対応する、３相電力変換回路を構成している。   Each of the pair of power module components 23 includes a power module 30. Each power module 30 has a power conversion circuit including six switching elements. The power conversion circuit operates as an inverter circuit that converts DC power from the battery into AC power and supplies the AC power to the stator winding 11. Further, the power conversion circuit operates as a converter circuit that converts AC power from the stator winding 11 into DC power, charges the battery, and supplies DC power to the in-vehicle device. The switching elements constituting the power conversion circuit are configured by semiconductor switching elements such as power transistors, MOSFETs, and IGBTs, for example. The pair of power module components 23 constitutes a three-phase power conversion circuit corresponding to the two sets of armature windings on a one-to-one basis.

信号中継装置２６は、パワーモジュール構成体２３と界磁回路部２４のそれぞれに電気的に接続された、信号中継用部材２８を有している。そして、信号中継用部材２８は、制御回路部２５に接続される信号中継用接続部２９を有している。   The signal relay device 26 includes a signal relay member 28 that is electrically connected to each of the power module structure 23 and the field circuit unit 24. The signal relay member 28 has a signal relay connection portion 29 connected to the control circuit portion 25.

次に、本発明の実施の形態１における、回転子５について説明する。   Next, the rotor 5 in Embodiment 1 of this invention is demonstrated.

図３は、回転子５の側面図であり、図４は、回転子５の側面の、部分的な斜視図である。そして、図５は、回転子５を側面から見た模式図である。図４及び図５は、爪状磁極１３１と永久磁石４０の配置のみを示している。また、図６は、図５のＶＩ−ＶＩ線に沿う断面の模式図である。図６に示す両矢印は、固定子側をＳＴ、回転軸側をＳＨとして示している。なお、図６では、引出線を見やすくするために、永久磁石４０と爪状磁極１３１のハッチングを省略している。   FIG. 3 is a side view of the rotor 5, and FIG. 4 is a partial perspective view of the side surface of the rotor 5. And FIG. 5 is the schematic diagram which looked at the rotor 5 from the side surface. 4 and 5 show only the arrangement of the claw-shaped magnetic pole 131 and the permanent magnet 40. FIG. 6 is a schematic diagram of a cross section taken along line VI-VI in FIG. The double arrows shown in FIG. 6 indicate ST on the stator side and SH on the rotating shaft side. In FIG. 6, hatching of the permanent magnet 40 and the claw-shaped magnetic pole 131 is omitted in order to make the leader line easy to see.

図３に示すように、回転子５は、回転軸１２と、一対の回転子鉄心１３とを有している。一対の回転子鉄心１３は、それぞれ複数の爪状磁極１３１を有している。一対の回転子鉄心１３は、互いに対向するように回転軸１２に取付けられており、各回転子鉄心１３が有する複数の爪状磁極１３１が、互いに噛み合うように配置される。   As shown in FIG. 3, the rotor 5 includes a rotating shaft 12 and a pair of rotor cores 13. Each of the pair of rotor cores 13 has a plurality of claw-shaped magnetic poles 131. The pair of rotor cores 13 are attached to the rotary shaft 12 so as to face each other, and a plurality of claw-shaped magnetic poles 131 included in each rotor core 13 are arranged to mesh with each other.

図４及び図５に示すように、各爪状磁極１３１の間には、永久磁石４０が配置される。図６に示すように、永久磁石４０における、爪状磁極１３１と接する両側面には、傾斜面Ｐが形成されている。そして、永久磁石４０の断面は台形状となっている。また、爪状磁極１３１における、永久磁石４０の側面と接する周方向側面には、永久磁石４０の傾斜面Ｐに沿う角度で形成された、傾斜面Ｑが形成されている。   As shown in FIGS. 4 and 5, a permanent magnet 40 is disposed between the claw-shaped magnetic poles 131. As shown in FIG. 6, inclined surfaces P are formed on both side surfaces of the permanent magnet 40 in contact with the claw-shaped magnetic pole 131. The cross section of the permanent magnet 40 is trapezoidal. In addition, an inclined surface Q formed at an angle along the inclined surface P of the permanent magnet 40 is formed on a circumferential side surface in contact with the side surface of the permanent magnet 40 in the claw-shaped magnetic pole 131.

このように、実施の形態１の回転子５によれば、永久磁石４０の両側面に形成された傾斜面Ｐを、爪状磁極１３１の周方向側面に形成された傾斜面Ｑに当接させている。これにより、爪状磁極１３１の加工誤差などにより、隣合う爪状磁極１３１間の距離が長くなった場合であっても、永久磁石４０をＳＴの方向に移動させて、永久磁石４０と爪状磁極１３１とを密着させることができる。逆に、隣合う爪状磁極１３１間の距離が短くなった場合には、永久磁石４０の位置をＳＨの方向にずらして取り付けることにより、永久磁石４０と爪状磁極１３１を密着させることができる。よって、爪状磁極１３１からの磁束の漏えいを抑制することができる。   Thus, according to the rotor 5 of the first embodiment, the inclined surfaces P formed on both side surfaces of the permanent magnet 40 are brought into contact with the inclined surfaces Q formed on the circumferential side surfaces of the claw-shaped magnetic pole 131. ing. Thereby, even if the distance between the adjacent claw-shaped magnetic poles 131 is increased due to a processing error of the claw-shaped magnetic pole 131, the permanent magnet 40 is moved in the ST direction so that the permanent magnet 40 and the claw-shaped magnetic pole 131 are moved. The magnetic pole 131 can be closely attached. Conversely, when the distance between the adjacent claw-shaped magnetic poles 131 is shortened, the permanent magnet 40 and the claw-shaped magnetic pole 131 can be brought into close contact with each other by shifting the position of the permanent magnet 40 in the SH direction. . Therefore, leakage of magnetic flux from the claw-shaped magnetic pole 131 can be suppressed.

永久磁石４０の傾斜面Ｐと爪状磁極１３１の傾斜面Ｑとを当接させて配置する構成では、爪状磁極１３１の加工誤差及び組立誤差などによって、爪状磁極１３１間の距離が変動した場合に、永久磁石４０の径方向の位置が変化する。一般に、爪状磁極を持つ回転子鉄心は、外径に精度が要求され、鍛造により成形された後に切削加工される。このため、永久磁石４０の位置がＳＴ側に大きくずれると、切削加工の妨げとなる。   In the configuration in which the inclined surface P of the permanent magnet 40 and the inclined surface Q of the claw-shaped magnetic pole 131 are in contact with each other, the distance between the claw-shaped magnetic poles 131 varies due to processing errors and assembly errors of the claw-shaped magnetic pole 131. In this case, the radial position of the permanent magnet 40 changes. In general, a rotor core having a claw-shaped magnetic pole requires accuracy in the outer diameter, and is cut after being formed by forging. For this reason, when the position of the permanent magnet 40 is greatly shifted to the ST side, cutting is hindered.

そこで、本発明の実施の形態１における回転子５では、爪状磁極１３１の加工精度の設定及び組立担当者の組立精度など（以下、「精度」という。）に応じて、永久磁石４０の両側面が形成する角度αを決定している。以下に、図７及び図８を用いて、永久磁石４０の角度αを決定する手順を説明する。   Therefore, in the rotor 5 according to the first embodiment of the present invention, both sides of the permanent magnet 40 are set according to the setting accuracy of the claw-shaped magnetic pole 131 and the assembly accuracy of the person in charge of assembly (hereinafter referred to as “accuracy”). The angle α formed by the surface is determined. Hereinafter, a procedure for determining the angle α of the permanent magnet 40 will be described with reference to FIGS. 7 and 8.

図７及び図８は、図６と同じ方向から見た回転子５の断面の模式図である。なお、図７及び図８では、図６と同様に、永久磁石４０と爪状磁極１３１のハッチングを省略している。   7 and 8 are schematic views of a cross section of the rotor 5 viewed from the same direction as FIG. 7 and 8, the hatching of the permanent magnet 40 and the claw-shaped magnetic pole 131 is omitted as in FIG.

図７は、永久磁石４０及び永久磁石４０に隣接する一対の爪状磁極１３１の、設計上の形状及び設計上の位置関係を示している。図７に示すように、永久磁石４０の両側面が形成する角度の設計値をα０とし、永久磁石４０のＳＴ側の端面の設計位置をＲｍとする。また、爪状磁極１３１の傾斜面Ｑの角度の設計値をα０／２とする。そして、一対の爪状磁極１３１間の、外周面における距離の設計値をＬ０とする。さらに、回転子鉄心１３の外径となる、各爪状磁極１３１の外径の設計値をＲとする。   FIG. 7 shows a design shape and a design positional relationship between the permanent magnet 40 and a pair of claw-shaped magnetic poles 131 adjacent to the permanent magnet 40. As shown in FIG. 7, the design value of the angle formed by both side surfaces of the permanent magnet 40 is α0, and the design position of the end surface on the ST side of the permanent magnet 40 is Rm. The design value of the angle of the inclined surface Q of the claw-shaped magnetic pole 131 is α0 / 2. The design value of the distance on the outer peripheral surface between the pair of claw-shaped magnetic poles 131 is L0. Furthermore, R is a design value of the outer diameter of each claw-shaped magnetic pole 131 that is the outer diameter of the rotor core 13.

一対の爪状磁極１３１間の距離Ｌ０は、爪状磁極１３１の加工誤差及び組立位置の誤差（以下、「誤差」という。）により変動する。この一対の爪状磁極１３１間の距離が長くなると、永久磁石４０を取付ける位置がＳＴの方向にずれる。永久磁石４０の位置ずれ量が、Ｒ−Ｒｍよりも大きくなると、永久磁石４０の径方向外側の端部が、爪状磁極１３１の外周より外側に突出してしまう。このため、永久磁石４０の位置ずれ量を、Ｒ−Ｒｍよりも小さく抑える必要がある。   The distance L0 between the pair of claw-shaped magnetic poles 131 varies depending on the processing error of the claw-shaped magnetic pole 131 and the error of the assembly position (hereinafter referred to as “error”). When the distance between the pair of claw-shaped magnetic poles 131 is increased, the position for attaching the permanent magnet 40 is shifted in the ST direction. If the amount of positional deviation of the permanent magnet 40 becomes larger than R-Rm, the radially outer end of the permanent magnet 40 protrudes outward from the outer periphery of the claw-shaped magnetic pole 131. For this reason, it is necessary to suppress the positional deviation amount of the permanent magnet 40 to be smaller than R-Rm.

図８の(ａ)及び(ｂ)は、爪状磁極１３１の精度を低く設定した場合の、永久磁石４０と爪状磁極１３１の位置関係を示す図である。図８において、永久磁石４０の角度はα１とし、爪状磁極１３１の傾斜面Ｑの角度は、永久磁石４０の傾斜面Ｐに合わせて、α１／２とする。   8A and 8B are diagrams showing the positional relationship between the permanent magnet 40 and the claw-shaped magnetic pole 131 when the accuracy of the claw-shaped magnetic pole 131 is set low. In FIG. 8, the angle of the permanent magnet 40 is α1, and the angle of the inclined surface Q of the claw-shaped magnetic pole 131 is α1 / 2 according to the inclined surface P of the permanent magnet 40.

図８(ａ)は、爪状磁極１３１の誤差がない場合の組立状態を示している。一方、図８(ｂ)は、爪状磁極１３１の誤差が最大の場合の組立状態を示している。なお、図８(ｂ)では、誤差がない状態の永久磁石４０と爪状磁極１３１の位置を、破線で併記している。   FIG. 8A shows an assembled state when there is no error of the claw-shaped magnetic pole 131. On the other hand, FIG. 8B shows an assembled state when the error of the claw-shaped magnetic pole 131 is the maximum. In FIG. 8B, the positions of the permanent magnet 40 and the claw-shaped magnetic pole 131 in a state where there is no error are shown together with broken lines.

図８(ｂ)において、一対の爪状磁極１３１間の距離Ｌ０のずれ量を、ΔＬｍａｘとする。そして、このときの永久磁石４０のＳＴ方向の位置ずれ量を、ΔＲｍとする。すると、α１との間に、以下の関係がある。
ｔａｎ（α１／２）＝ΔＬｍａｘ／ΔＲｍ （１） In FIG. 8B, the amount of deviation of the distance L0 between the pair of claw-shaped magnetic poles 131 is ΔLmax. The amount of positional deviation in the ST direction of the permanent magnet 40 at this time is represented by ΔRm. Then, there is the following relationship with α1.
tan (α1 / 2) = ΔLmax / ΔRm (1)

ここで、永久磁石４０の位置ずれ量ΔＲｍは、Ｒ−Ｒｍより小さく抑える必要があるので、以下の関係を条件として設定する。
ΔＲｍ＜Ｒ−Ｒｍ （２） Here, since the positional deviation amount ΔRm of the permanent magnet 40 needs to be smaller than R−Rm, the following relationship is set as a condition.
ΔRm <R−Rm (2)

式（２）を式（１）に代入すると、以下の関係が成り立つ。
ｔａｎ（α１／２）＞ΔＬｍａｘ／（Ｒ−Ｒｍ） （３） Substituting equation (2) into equation (1) establishes the following relationship:
tan (α1 / 2)> ΔLmax / (R−Rm) (3)

式（３）を整理すると、α１について、以下の関係が導出される。
α１＞２×ａｒｃｔａｎ｛ΔＬｍａｘ／（Ｒ−Ｒｍ）｝ （４） Rearranging equation (3), the following relationship is derived for α1.
α1> 2 × arctan {ΔLmax / (R−Rm)} (4)

よって、爪状磁極１３１の精度に基づいて、一対の爪状磁極１３１間の距離Ｌ０の最大誤差ΔＬｍａｘを算出し、算出した値を式（４）に代入して、α１の許容範囲を求める。この許容範囲内で適当な値を選択することにより、爪状磁極１３１の精度に応じた、永久磁石４０の角度α１が決定される。そして、決定されたα１の値に基づいて、爪状磁極１３１の傾斜面Ｑの角度α１／２が決定される。以上により、永久磁石４０及び爪状磁極１３１の形状が決定される。   Therefore, based on the accuracy of the claw-shaped magnetic pole 131, the maximum error ΔLmax of the distance L0 between the pair of claw-shaped magnetic poles 131 is calculated, and the calculated value is substituted into the equation (4) to obtain the allowable range of α1. By selecting an appropriate value within this allowable range, the angle α1 of the permanent magnet 40 corresponding to the accuracy of the claw-shaped magnetic pole 131 is determined. Then, based on the determined value of α1, the angle α1 / 2 of the inclined surface Q of the claw-shaped magnetic pole 131 is determined. As described above, the shapes of the permanent magnet 40 and the claw-shaped magnetic pole 131 are determined.

このように、実施の形態１における回転子５によれば、爪状磁極１３１の精度に応じて、永久磁石４０の角度α及び爪状磁極１３１の傾斜面Ｑの角度を決定している。これにより、爪状磁極１３１間の距離が、爪状磁極１３１の誤差により変動した場合であっても、永久磁石４０の、径方向の位置ずれ量を抑制することができる。よって、爪状磁極１３１と永久磁石４０とを密着させることができ、爪状磁極１３１間の磁束の漏えいを抑制することができる。   Thus, according to the rotor 5 in the first embodiment, the angle α of the permanent magnet 40 and the angle of the inclined surface Q of the claw-shaped magnetic pole 131 are determined according to the accuracy of the claw-shaped magnetic pole 131. Thereby, even if the distance between the claw-shaped magnetic poles 131 varies due to the error of the claw-shaped magnetic pole 131, the amount of radial misalignment of the permanent magnet 40 can be suppressed. Therefore, the claw-shaped magnetic pole 131 and the permanent magnet 40 can be brought into close contact with each other, and leakage of magnetic flux between the claw-shaped magnetic pole 131 can be suppressed.

図８は、実施の形態１の回転子５の第１変形例である。図８に示すように、各爪状磁極１３１は、それぞれ鍔部１３３を有している。回転子５の製造過程では、熱硬化型の接着剤により、永久磁石４０を回転子鉄心１３に固着している。ところが、永久磁石４０を接着剤で仮止めし、炉に搬送する途中で、永久磁石４０が回転軸１２側に落下することがある。そこで、この第１変形例では、各爪状磁極１３１に鍔部１３３を形成し、永久磁石４０が回転軸１２方向に落下することを防止している。   FIG. 8 is a first modification of the rotor 5 of the first embodiment. As shown in FIG. 8, each claw-shaped magnetic pole 131 has a flange 133. In the manufacturing process of the rotor 5, the permanent magnet 40 is fixed to the rotor core 13 with a thermosetting adhesive. However, the permanent magnet 40 may fall to the rotating shaft 12 side while temporarily fixing the permanent magnet 40 with an adhesive and transporting it to the furnace. Therefore, in this first modification, a flange 133 is formed on each claw-shaped magnetic pole 131 to prevent the permanent magnet 40 from falling in the direction of the rotating shaft 12.

なお、実施の形態１では、永久磁石４０の周方向の側面全体を傾斜面Ｐとしたが、これに限るものではない。例えば、側面の一部に傾斜面Ｐを形成したものであってもよい。また、実施の形態１では、永久磁石４０の断面形状を台形状としたが、これに限るものではない。例えば、図９に示す第２変形例の永久磁石４１のように、四角形に面取りをした形状でもよいし、図１０に示す第３変形例の永久磁石４２のように、円形または楕円形に傾斜面を備えた断面としてもよい。   In the first embodiment, the entire side surface in the circumferential direction of the permanent magnet 40 is the inclined surface P. However, the present invention is not limited to this. For example, the inclined surface P may be formed on a part of the side surface. Moreover, in Embodiment 1, although the cross-sectional shape of the permanent magnet 40 was made trapezoidal, it is not restricted to this. For example, a square chamfered shape may be used like the permanent magnet 41 of the second modified example shown in FIG. 9, or it may be inclined circularly or elliptically like the permanent magnet 42 of the third modified example shown in FIG. It is good also as a cross section provided with the surface.

１ 回転電機、４ 固定子、５ 回転子、１０ 固定子鉄心、１２ 回転軸、１３ 回転子鉄心、４０〜４２ 永久磁石、１３１ 爪状磁極、１３３ 鍔部。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Rotating electric machine, 4 Stator, 5 Rotor, 10 Stator iron core, 12 Rotating shaft, 13 Rotor iron core, 40-42 Permanent magnet, 131 Claw-shaped magnetic pole, 133 collar part.

Claims (1)

一対の回転子鉄心と、
複数の永久磁石とを有し、
前記一対の回転子鉄心が、
回転軸に固定される円筒状のボス部と、
前記ボス部から、前記回転軸の径方向の外側に延びるディスク部と、
前記ディスク部の外周から、前記回転軸の軸方向に延出する複数の爪状磁極とを有し、
前記一対の回転子鉄心が、それぞれの前記複数の爪状磁極を、互いに対向させて配置され、
前記複数の永久磁石が、
周方向の両側面に、それぞれ前記径方向の外側に面する傾斜面を有し、
前記複数の爪状磁極が、
周方向の側面に、前記永久磁石の傾斜面に沿う、前記径方向の内側に面する傾斜面を有し、
複数の永久磁石が、
周方向に隣接する２つの前記爪状磁極の間で、前記永久磁石の前記傾斜面と、前記爪状磁極の前記傾斜面とを当接させて配置される回転電機の回転子の製造方法であって、
前記永久磁石における、前記両側面の前記傾斜面により形成される角度αを、下記の式により決定する、回転電機の回転子の製造方法。
α＞２×ａｒｃｔａｎ｛ΔＬｍａｘ／（Ｒ−Ｒｍ）｝
但し
ΔＬｍａｘ：爪状磁極の精度に基づく爪状磁極間の最大位置ずれ量
Ｒ ：回転子鉄心の外径
Ｒｍ ：永久磁石における、径方向外側の端部の基準位置 A pair of rotor cores;
A plurality of permanent magnets,
The pair of rotor cores is
A cylindrical boss fixed to the rotating shaft;
A disk portion extending from the boss portion to the outside in the radial direction of the rotating shaft;
A plurality of claw-shaped magnetic poles extending in the axial direction of the rotary shaft from the outer periphery of the disk portion;
The pair of rotor cores are arranged with the plurality of claw-shaped magnetic poles facing each other,
The plurality of permanent magnets are
On both sides in the circumferential direction, each has an inclined surface facing the outside in the radial direction,
The plurality of claw-shaped magnetic poles are
On the side surface in the circumferential direction, it has an inclined surface facing the inner side in the radial direction along the inclined surface of the permanent magnet,
Multiple permanent magnets
A method for manufacturing a rotor of a rotating electrical machine, wherein the inclined surface of the permanent magnet and the inclined surface of the claw-shaped magnetic pole are disposed in contact with each other between two claw-shaped magnetic poles adjacent in the circumferential direction. There,
The manufacturing method of the rotor of a rotary electric machine which determines the angle (alpha) formed by the said inclined surface of the said both side surfaces in the said permanent magnet by the following formula | equation.
α> 2 × arctan {ΔLmax / (R−Rm)}
Where ΔLmax is the maximum amount of positional deviation between the claw-shaped magnetic poles based on the accuracy of the claw-shaped magnetic poles R is the outer diameter of the rotor core Rm is the reference position of the radially outer end of the permanent magnet
JP2017020440A 2017-02-07 2017-02-07 Manufacturing method of rotor of rotating electric machine Active JP6381700B2 (en)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2017020440A JP6381700B2 (en) 2017-02-07 2017-02-07 Manufacturing method of rotor of rotating electric machine
DE102017214253.7A DE102017214253A1 (en) 2017-02-07 2017-08-16 ROTOR OF ROTARY ENGINE
FR1757706A FR3062754A1 (en) 2017-02-07 2017-08-16 ROTOR OF ELECTRIC ROTARY MACHINE

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2017020440A JP6381700B2 (en) 2017-02-07 2017-02-07 Manufacturing method of rotor of rotating electric machine

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2018129916A JP2018129916A (en) 2018-08-16
JP6381700B2 true JP6381700B2 (en) 2018-08-29

Family

ID=62910013

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2017020440A Active JP6381700B2 (en) 2017-02-07 2017-02-07 Manufacturing method of rotor of rotating electric machine

Country Status (3)

Country Link
JP (1) JP6381700B2 (en)
DE (1) DE102017214253A1 (en)
FR (1) FR3062754A1 (en)

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6185045A (en) * 1984-03-08 1986-04-30 Nippon Denso Co Ltd Ac generator for vehicle
JP3117019B2 (en) * 1990-10-26 2000-12-11 株式会社デンソー Rotor of rotating electric machine for vehicles
JP2548882B2 (en) * 1993-05-07 1996-10-30 日本電装株式会社 Vehicle alternator
JP3709582B2 (en) * 1995-08-11 2005-10-26 株式会社デンソー Vehicle alternator
JP3953644B2 (en) * 1998-06-03 2007-08-08 三菱電機株式会社 Rotating electrical machine rotor
FR2784249B1 (en) * 1998-10-02 2000-12-22 Valeo Equip Electr Moteur MOTOR VEHICLE ALTERNATOR WITH PERMANENT MAGNETS
JP4858505B2 (en) * 2008-07-29 2012-01-18 株式会社デンソー Rotating electric machine for vehicles

Also Published As

Publication number Publication date
DE102017214253A1 (en) 2018-08-09
JP2018129916A (en) 2018-08-16
FR3062754A1 (en) 2018-08-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4558008B2 (en) Rotating electric machine
US7211922B2 (en) Rotor for rotating electric machine
JP4628460B2 (en) Rotating electric machine and manufacturing method thereof
US9385567B2 (en) Rotating electric machine
JP2008148397A (en) Rotary electric machine
US20100253178A1 (en) Permanent-magnet synchronous motor
KR101503062B1 (en) Brushless Electric Machine with Stationary Shaft and Method of Making Same
JP2010004598A (en) Controller integrated dynamo-electric machine
JP2008148398A (en) Alternator for vehicle and rotary electric machine
JP5368524B2 (en) Resolver stator structure
US11901779B2 (en) Motor and brushless wiper motor
JP5570660B2 (en) Rotating electric machine rotor and rotating electric machine equipped with the same
JP6381700B2 (en) Manufacturing method of rotor of rotating electric machine
US20160268859A1 (en) Multi-pole, three-phase rotary electric machine
JP4337837B2 (en) Manufacturing method of rotor of rotating electric machine
JP7150171B2 (en) Rotating electric machine stator, terminal block and rotating electric machine
JP4121083B2 (en) Bobbin device for field coil for brushless alternator
JP2018125993A (en) Rotary electric machine
US11133732B2 (en) Rotational electric machine
JP2005312189A (en) Rotor for dynamo-electric machine
JP2018121458A (en) Controller built-in dynamoelectric machine
JP5701346B2 (en) Rotating electric machine
JP6656338B1 (en) Method for manufacturing rotor of rotating electric machine
KR20220108062A (en) Brackets for rotating electric machines
JP6336178B1 (en) Rotor for rotating electrical machine for vehicles

Legal Events

Date Code Title Description
TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20180703

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20180731

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6381700

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

S111 Request for change of ownership or part of ownership

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313111