JP7217791B1 - Rotating electric machine - Google Patents
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Abstract
【課題】永久磁石の位置決め及び固定をより短時間で行うことができる回転電機を提供する。【解決手段】回転電機は、磁石挿入孔22が形成されたロータコア21と、磁石挿入孔22に挿入された永久磁石30と、を有するロータ20を備え、ロータコア21は、磁石挿入孔22に面した第1内壁面22aと、磁石挿入孔22を挟んで第1内壁面22aと対向した第2内壁面22bと、を有しており、第1内壁面22aには、磁石挿入孔22側に突出した第1凸部23が形成されており、第1凸部23は、ロータ20の軸方向における第1内壁面22aの一端部に形成されており、永久磁石30は、少なくとも第2内壁面22bに接着されており、永久磁石30は、第1凸部23と対向した第1面取り部32dを有しており、軸方向に見たとき、第1凸部23は、第1面取り部32dと重なって配置されている。【選択図】図3A rotating electrical machine capable of positioning and fixing permanent magnets in a shorter time. A rotary electric machine includes a rotor (20) having a rotor core (21) formed with magnet insertion holes (22) and permanent magnets (30) inserted into the magnet insertion holes (22), the rotor core (21) facing the magnet insertion holes (22). and a second inner wall surface 22b facing the first inner wall surface 22a with the magnet insertion hole 22 interposed therebetween. A projecting first protrusion 23 is formed, the first protrusion 23 is formed at one end of the first inner wall surface 22a in the axial direction of the rotor 20, and the permanent magnet 30 is formed at least on the second inner wall surface. 22b, the permanent magnet 30 has a first chamfered portion 32d facing the first convex portion 23, and when viewed in the axial direction, the first convex portion 23 is aligned with the first chamfered portion 32d. are placed overlapping each other. [Selection drawing] Fig. 3
Description
本開示は、磁石挿入孔が形成されたロータコアと、磁石挿入孔に挿入された永久磁石と、を有するロータを備えた回転電機に関するものである。 The present disclosure relates to a rotating electric machine including a rotor having a rotor core formed with magnet insertion holes and permanent magnets inserted into the magnet insertion holes.
特許文献1には、ロータ鉄心に形成された複数のマグネット挿入孔の各々にマグネットを固定するマグネット固定装置が記載されている。このマグネット固定装置は、保持機構と、充填機構と、を備えている。保持機構は、マグネット挿入孔にマグネットを挿入した状態で、ロータ鉄心の中心軸を水平に保ちつつロータ鉄心を回転変位可能に保持するように構成されている。充填機構は、保持機構に保持されたロータ鉄心の所定の回転角度位置において、マグネット挿入孔とマグネットとの隙間に樹脂を充填するように構成されている。
充填機構の充填孔は、例えば、最上部のマグネット挿入孔内の隙間に樹脂を充填する位置に設けられる。この場合、保持機構によりロータ鉄心を回転変位させながら、最上部に来たマグネット挿入孔内の隙間に樹脂が逐次充填される。これにより、マグネットは、各マグネット挿入孔内において、ラジアル方向内側の壁面に接した内側寄せの状態で固定される。 The filling hole of the filling mechanism is provided, for example, at a position where resin is filled into the gap in the uppermost magnet insertion hole. In this case, resin is sequentially filled into the gaps in the magnet insertion holes that have reached the uppermost portion while the rotor core is rotationally displaced by the holding mechanism. As a result, the magnets are fixed in each magnet insertion hole in a state of being inwardly brought into contact with the wall surface on the radially inner side.
上記のマグネット固定装置を用いた場合、全てのマグネットをマグネット挿入孔内に位置決め及び固定するためには、ロータ鉄心を回転変位させながら、マグネット挿入孔の個数と同じ回数の樹脂充填作業を行う必要がある。したがって、マグネット挿入孔内にマグネットを位置決め及び固定する工程に長時間を要してしまうという課題があった。 When using the above-described magnet fixing device, in order to position and fix all the magnets in the magnet insertion holes, it is necessary to perform the resin filling operation the same number of times as the number of magnet insertion holes while rotationally displacing the rotor core. There is Therefore, there is a problem that it takes a long time to position and fix the magnet in the magnet insertion hole.
本開示は、上述のような課題を解決するためになされたものであり、永久磁石の位置決め及び固定をより短時間で行うことができる回転電機を提供することを目的とする。 The present disclosure has been made to solve the problems described above, and an object thereof is to provide a rotating electrical machine that can position and fix permanent magnets in a shorter period of time.
本開示に係る回転電機は、磁石挿入孔が形成されたロータコアと、前記磁石挿入孔に挿入された永久磁石と、を有するロータを備え、前記ロータコアは、前記磁石挿入孔に面した第1内壁面と、前記磁石挿入孔を挟んで前記第1内壁面と対向した第2内壁面と、を有しており、前記第1内壁面には、前記磁石挿入孔側に突出した第1凸部が形成されており、前記第1凸部は、前記ロータの軸方向における前記第1内壁面の一端部に形成されており、前記永久磁石は、少なくとも前記第2内壁面に接着されており、前記永久磁石は、前記第1凸部と対向した第1面取り部を有しており、前記軸方向に見たとき、前記第1凸部は、前記第1面取り部と重なって配置されている。 A rotary electric machine according to the present disclosure includes a rotor having a rotor core formed with magnet insertion holes and permanent magnets inserted into the magnet insertion holes, the rotor core facing the magnet insertion holes. and a second inner wall surface facing the first inner wall surface with the magnet insertion hole interposed therebetween. is formed, the first protrusion is formed at one end of the first inner wall surface in the axial direction of the rotor, the permanent magnet is adhered to at least the second inner wall surface, The permanent magnet has a first chamfered portion facing the first convex portion, and the first convex portion is arranged to overlap the first chamfered portion when viewed in the axial direction. .
本開示によれば、永久磁石の位置決め及び固定をより短時間で行うことができる。 According to the present disclosure, it is possible to position and fix the permanent magnets in a shorter time.
実施の形態1.
実施の形態1に係る回転電機について説明する。本実施の形態では、回転電機として、埋込磁石型の永久磁石同期電動機を例示している。図1は、本実施の形態に係る回転電機の構成を示す斜視図である。図1に示すように、回転電機は、ステータ10と、ロータ20と、を有している。ステータ10は、三相コイルがステータコアに巻き回された構成を有している。
A rotating electric machine according to
ロータ20は、ステータ10に対して回転自在に設けられている。ロータ20は、回転軸となるシャフト11に固定されている。ロータ20は、ロータコア21と、複数の永久磁石30と、を有している。ロータコア21には、複数の磁石挿入孔22が形成されている。永久磁石30のそれぞれは、磁石挿入孔22のそれぞれに挿入されている。
The
以下の説明では、シャフト11の軸心に沿う方向のことを、「ロータ20の軸方向」又は単に「軸方向」という場合がある。ロータ20の軸方向と垂直な断面において、シャフト11の軸心を中心とした円周に沿う方向のことを、「ロータ20の周方向」又は単に「周方向」という場合がある。同断面において、ロータ20の半径に沿う方向のことを、「ロータ20の径方向」又は単に「径方向」という場合がある。
In the following description, the direction along the axis of the
図2は、本実施の形態に係る回転電機のロータの一部を軸方向に見た構成を示す図である。図3は、図2のIII-III断面における切断部端面図である。図3の上下方向は、ロータ20の軸方向を表している。図3の左右方向は、後述する第1内壁面22aと垂直な方向を表している。すなわち、図3に示すロータ20の切断部端面は、ロータ20の軸方向と平行で、かつ第1内壁面22aと垂直である。
FIG. 2 is a diagram showing a configuration of a part of the rotor of the rotary electric machine according to the present embodiment, viewed in the axial direction. FIG. 3 is a cut end view of the III-III cross section of FIG. The vertical direction in FIG. 3 represents the axial direction of the
図2及び図3に示すように、磁石挿入孔22は、ロータ20の軸方向に沿って延伸している。磁石挿入孔22は、ロータコア21を貫通して形成されている。ロータ20の軸方向と垂直な断面において、磁石挿入孔22は、長方形状に形成されている。
As shown in FIGS. 2 and 3 , the
ロータコア21は、第1内壁面22a及び第2内壁面22bを有している。第1内壁面22a及び第2内壁面22bは、いずれも磁石挿入孔22に面している。第1内壁面22a及び第2内壁面22bは、いずれも平面状に形成されている。第1内壁面22a及び第2内壁面22bは、磁石挿入孔22を挟んで互いに対向している。ロータ20の軸方向と垂直な断面において、第1内壁面22a及び第2内壁面22bのそれぞれは、磁石挿入孔22の長辺を構成している。
The
第1内壁面22a及び第2内壁面22bのそれぞれは、ロータ20の径方向に対して傾いて配置されている。ロータ20の径方向において、第1内壁面22aは、第2内壁面22bよりも内側に位置している。
Each of the first
第1内壁面22aには、第1凸部23が形成されている。第1凸部23は、第2内壁面22bに向かって磁石挿入孔22側に突出している。第1凸部23は、ロータ20の軸方向における第1内壁面22aの一端部に形成されている。図3に示す第1凸部23は、第1内壁面22aの下端部に形成されている。第1凸部23は、ロータ20の軸方向と平行でかつ第1内壁面22aと垂直な断面において、長方形状に形成されている。後述するように、第1凸部23は、磁石挿入孔22内での永久磁石30の位置決めに用いられる。
A
第2内壁面22bには、第1凸部23のような凸部が形成されていない。すなわち、第2内壁面22bは、平坦に形成されている。第1凸部23と第2内壁面22bとの間の間隔は、第1内壁面22aと第2内壁面22bとの間の間隔よりも狭くなっている。
A protrusion such as the
ロータコア21は、複数の第1電磁鋼板24-1と、少なくとも1つの第2電磁鋼板24-2と、が積層された構成を有している。以下の説明では、複数の第1電磁鋼板24-1と、少なくとも1つの第2電磁鋼板24-2と、を合わせて、複数の電磁鋼板という場合がある。複数の電磁鋼板の積層方向は、ロータ20の軸方向と一致している。
The
第2電磁鋼板24-2は、複数の電磁鋼板の積層方向において、複数の電磁鋼板の一端側に配置されている。図3に示す第2電磁鋼板24-2は、複数の電磁鋼板の最下端に配置されている。つまり、図3に示す構成では、最下端の1つの電磁鋼板が第2電磁鋼板24-2であり、それ以外の複数の電磁鋼板が第1電磁鋼板24-1である。 The second electromagnetic steel sheet 24-2 is arranged on one end side of the plurality of electromagnetic steel sheets in the stacking direction of the plurality of electromagnetic steel sheets. A second electromagnetic steel sheet 24-2 shown in FIG. 3 is arranged at the lowest end of the plurality of electromagnetic steel sheets. That is, in the configuration shown in FIG. 3, one electromagnetic steel sheet at the lowest end is the second electromagnetic steel sheet 24-2, and a plurality of other electromagnetic steel sheets are the first electromagnetic steel sheets 24-1.
第1電磁鋼板24-1のそれぞれには、長方形状の開口部24a-1が形成されている。第2電磁鋼板24-2には、長方形状の開口部24a-2が形成されている。磁石挿入孔22は、開口部24a-1及び開口部24a-2が積層方向に重なって配置されることによって形成されている。第2電磁鋼板24-2の開口部24a-2の打ち抜き形状は、第1電磁鋼板24-1の開口部24a-1の打ち抜き形状とは異なっている。開口部の打ち抜き形状が異なっている点を除き、第2電磁鋼板24-2は、第1電磁鋼板24-1と同様の構成を有している。
A
第1凸部23は、第2電磁鋼板24-2によって形成されている。本実施の形態の第1凸部23は、積層方向において複数の電磁鋼板の一端側に位置する1つの第2電磁鋼板24-2によって形成されている。第1凸部23は、積層方向に隣り合う複数の第2電磁鋼板24-2によって形成されていてもよい。
The first
永久磁石30は、ロータ20の軸方向に沿って延伸した直方体状の形状を有している。ロータ20の軸方向と垂直な断面において、永久磁石30は、長方形状に形成されている。永久磁石30は、第1側面30a及び第2側面30bを有している。第1側面30a及び第2側面30bは、いずれも平面状に形成されている。ロータ20の軸方向と垂直な断面において、第1側面30a及び第2側面30bのそれぞれは、永久磁石30の長辺を構成している。
The
第1側面30aと第2側面30bとの間の距離は、第1内壁面22aと第2内壁面22bとの間の距離よりも短くなっている。第1側面30aと第2側面30bとの間の距離は、後述する永久磁石30の厚みBに相当する。第1内壁面22aと第2内壁面22bとの間の距離は、後述する磁石挿入孔22の幅Cに相当する。
The distance between the
第1側面30aは、第1内壁面22aと対向している。第2側面30bは、第2内壁面22bと対向している。第2側面30bは、不図示の樹脂層を介して第2内壁面22bに接着されている。樹脂層は、接着剤として機能する樹脂によって形成されている。第2側面30bと第2内壁面22bとが接着されることにより、永久磁石30が磁石挿入孔22内で固定されている。
The
永久磁石30は、少なくとも第2内壁面22bに接着されている。本実施の形態では、永久磁石30は、第2内壁面22bのみに接着されている。第1側面30aと第1内壁面22aとの間には、空気層となる隙間31が形成されている。第1側面30aと第1内壁面22aとの間には、樹脂層が形成されていてもよい。すなわち、第2側面30bと第2内壁面22bとの間だけでなく、磁石挿入孔22の全体に樹脂が充填されていてもよい。
The
永久磁石30は、面取り部32a、32b、32c、32dを有している。面取り部32a、32b、32c、32dは、図3において永久磁石30の四隅に形成されている。面取り部32dは、第1凸部23と対向している。面取り部32dは、第1凸部23と対向する永久磁石30の辺が斜めに削られることによって形成されている。以下、面取り部32dのことを第1面取り部という場合がある。
The
図3では、4つの面取り部32a、32b、32c、32dが示されているが、永久磁石30の全ての辺に面取り部が設けられていてもよい。あるいは、面取り部は、第1凸部23と対向する永久磁石30の辺のみに設けられていてもよい。永久磁石30は、少なくとも、第1凸部23と対向した面取り部32dを有している。ロータ20の軸方向に見たとき、面取り部32dと第1凸部23とは、互いに重なって配置されている。後述するように、面取り部32dは、第1凸部23と共に、磁石挿入孔22内での永久磁石30の位置決めに用いられる。
Although four chamfered
図4は、図3のIV部を拡大して示す図である。図4に示すように、第1内壁面22aからの第1凸部23の突出高さをAとする。永久磁石30の厚みをBとする。磁石挿入孔22の幅をCとする。面取り部32dの面取り寸法をDとする。突出高さA、厚みB、幅C、及び面取り寸法Dはいずれも、第1内壁面22aと垂直な方向、すなわち図4の左右方向に沿って測定される。このとき、(C-B)<A<(C-B+D)の関係が満たされている。さらに、A<Dの関係が満たされているのが望ましい。
FIG. 4 is an enlarged view of part IV in FIG. As shown in FIG. 4, A is the projection height of the
なお、永久磁石30が複数の面取り部を有している場合、第1凸部23と対向しない面取り部32a、32b、32c等の面取り寸法は、面取り部32dの面取り寸法Dと一致していなくてもよい。
When the
次に、ロータ20の製造工程のうち、磁石挿入孔22に永久磁石30を挿入する工程について説明する。図5及び図6は、本実施の形態に係る回転電機のロータの製造工程のうち磁石挿入孔に永久磁石を挿入する工程を示す図である。図5には、図3と対応する切断部端面が示されている。図6には、図4と対応する切断部端面が示されている。図5及び図6の下方は、鉛直方向を表している。
Next, the process of inserting the
図5に示すように、磁石挿入孔22に永久磁石30を挿入する工程では、ロータコア21は、軸方向が鉛直方向と平行になり、かつ、第1凸部23が下方に位置するように支持される。永久磁石30は、ロータコア21の上方から鉛直方向に沿って磁石挿入孔22に挿入される。
As shown in FIG. 5, in the step of inserting the
永久磁石30が磁石挿入孔22に挿入される際、図5の左右方向において、磁石挿入孔22に対する永久磁石30の正確な位置決めを行う必要はない。このため、永久磁石30は、図5に示すように、第1内壁面22aに沿って磁石挿入孔22に挿入されるようにしてもよい。
When the
図6に示すように、永久磁石30が磁石挿入孔22の奥まで挿入されると、面取り部32dが第1凸部23に当接する。図6に示す状態では、第1側面30aと第1内壁面22aとが接触しており、第2側面30bと第2内壁面22bとの間には隙間33が形成されている。
As shown in FIG. 6 , when the
面取り部32dが第1凸部23に当接した状態において、永久磁石30にさらに鉛直方向の力が加えられると、面取り部32dと第1凸部23との間に滑りが生じる。この滑りによって、永久磁石30は、図3及び図4に示したように、第2内壁面22b側に寄せられる。これにより、永久磁石30は、第2内壁面22bに沿った所定位置に位置決めされる。このとき、永久磁石30は、第1凸部23により、ロータ20の軸方向においても位置決めされる。
When the chamfered
本実施の形態では、軸方向が鉛直方向と平行になるようにロータコア21が支持されている。このため、永久磁石30の自重を鉛直方向の力として利用できる。ただし、ロータコア21は、軸方向が鉛直方向以外の向きになるように支持されていてもよい。この場合、磁石挿入孔22に挿入された永久磁石30を、治具などを用いて磁石挿入孔22の延伸方向に押すようにしてもよい。この場合であっても、上記と同様に面取り部32dと第1凸部23との間に滑りを生じさせ、永久磁石30を第2内壁面22bに沿った所定位置に位置決めすることができる。
In this embodiment, the
本実施の形態では、磁石挿入孔22に永久磁石30を挿入する工程の前に、永久磁石30の第2側面30bのみに樹脂が塗布されている。永久磁石30が上記の所定位置に位置決めされた後には、樹脂を硬化させる工程が行われる。これにより、永久磁石30は、上記の所定位置に固定される。
In the present embodiment, resin is applied only to the
なお、磁石挿入孔22の全体に樹脂を充填するようにしてもよい。この場合、磁石挿入孔22に永久磁石30を挿入する工程の前に、磁石挿入孔22に樹脂を充填してもよい。あるいは、永久磁石30が上記の所定位置に位置決めされた後に、磁石挿入孔22に樹脂を充填してもよい。いずれにしても、永久磁石30が上記の所定位置に位置決めされた後に、磁石挿入孔22に充填された樹脂を硬化させる工程が行われる。
Alternatively, the entire
以上説明したように、本実施の形態に係る回転電機は、ロータ20を備えている。ロータ20は、ロータコア21と、永久磁石30と、を有している。ロータコア21には、磁石挿入孔22が形成されている。永久磁石30は、磁石挿入孔22に挿入されている。ロータコア21は、第1内壁面22aと、第2内壁面22bと、を有している。第1内壁面22aは、磁石挿入孔22に面している。第2内壁面22bは、磁石挿入孔22を挟んで第1内壁面22aと対向している。第1内壁面22aには、第1凸部23が形成されている。第1凸部23は、磁石挿入孔22側に突出している。第1凸部23は、ロータ20の軸方向における第1内壁面22aの一端部に形成されている。永久磁石30は、少なくとも第2内壁面22bに接着されている。永久磁石30は、第1面取り部32dを有している。第1面取り部32dは、第1凸部23と対向している。軸方向に見たとき、第1凸部23は、第1面取り部32dと重なって配置されている。
As explained above, the rotating electric machine according to the present embodiment includes the
この構成によれば、永久磁石30を磁石挿入孔22に挿入する工程において、第1面取り部32dと第1凸部23との間に生じる滑りにより、永久磁石30を短時間で位置決めすることができる。したがって、特殊な製造設備及び追加の工法を用いずに、永久磁石30の位置決め及び固定をより短時間で行うことができる。また、この構成によれば、第2内壁面22bに沿った位置に永久磁石30を安定して位置決めすることができるため、ロータ20の偏心及びロータ20の磁気的アンバランスを抑制することができる。
According to this configuration, in the process of inserting the
本実施の形態に係る回転電機において、第1内壁面22a及び第2内壁面22bのそれぞれは、ロータ20の径方向に対して傾いて配置されている。第1内壁面22aは、径方向において、第2内壁面22bよりも内側に位置している。
In the rotating electric machine according to the present embodiment, each of the first
この構成によれば、ロータ20の径方向において外側に位置する第2内壁面22bに沿って、永久磁石30を固定することができる。このため、磁気回路上において、永久磁石30とステータ10との間の非磁性体部分を減少させることができる。したがって、ロータ20の磁気的アンバランスを高性能側で抑制することが可能となる。
According to this configuration, the
本実施の形態に係る回転電機において、永久磁石30と第1内壁面22aとの間には、隙間31が形成されている。この構成によれば、永久磁石30を固定するための樹脂の使用量を削減することができる。
In the rotating electric machine according to this embodiment, a
軸方向と平行でかつ第1内壁面22aと垂直な断面において、第1内壁面22aからの第1凸部23の突出高さをAとし、永久磁石30の厚みをBとし、磁石挿入孔22の幅をCとし、第1面取り部32dの面取り寸法をDとする。このとき、本実施の形態に係る回転電機では、(C-B)<A<(C-B+D)の関係が満たされている。
In a cross section parallel to the axial direction and perpendicular to the first
この構成によれば、永久磁石30を磁石挿入孔22に挿入したとき、より確実に第1面取り部32dを第1凸部23に当接させることができる。
According to this configuration, when the
本実施の形態に係る回転電機において、A<Dの関係がさらに満たされている。この構成によれば、永久磁石30を磁石挿入孔22に挿入したとき、より確実に第1面取り部32dを第1凸部23に当接させることができる。
In the rotating electric machine according to the present embodiment, the relationship A<D is further satisfied. According to this configuration, when the
実施の形態2.
実施の形態2に係る回転電機について説明する。図7は、本実施の形態に係る回転電機のロータの構成を示す図である。図7には、図3と対応するロータ20の切断部端面が示されている。なお、実施の形態1と同様の機能及び作用を有する構成要素については、同一の符号を付してその説明を省略する。
A rotating electrical machine according to
図7に示すように、ロータコア21は、第1凸部23に加えて、第2凸部25を有している。第2凸部25は、図7において、ロータ20の軸方向における第1内壁面22aの上端部に形成されている。すなわち、第2凸部25は、ロータ20の軸方向における第1内壁面22aの他端部に形成されている。第2凸部25は、磁石挿入孔22側に突出している。
As shown in FIG. 7 ,
永久磁石30の面取り部32bは、第2凸部25と対向している。ロータ20の軸方向に見たとき、面取り部32bと第2凸部25とは、互いに重なって配置されている。以下、面取り部32bのことを第2面取り部という場合がある。
A chamfered
ロータコア21は、複数の第1電磁鋼板24-1と、少なくとも1つの第2電磁鋼板24-2と、少なくとも1つの第3電磁鋼板24-3と、が積層された構成を有している。以下の説明では、複数の第1電磁鋼板24-1と、少なくとも1つの第2電磁鋼板24-2と、少なくとも1つの第3電磁鋼板24-3と、を合わせて、複数の電磁鋼板という場合がある。
The
第2電磁鋼板24-2は、複数の電磁鋼板の積層方向において、複数の電磁鋼板の一端側に配置されている。第3電磁鋼板24-3は、複数の電磁鋼板の積層方向において、複数の電磁鋼板の他端側に配置されている。図7に示す構成では、最下端の1つの電磁鋼板が第2電磁鋼板24-2であり、最上端の1つの電磁鋼板が第3電磁鋼板24-3であり、それ以外の複数の電磁鋼板が第1電磁鋼板24-1である。 The second electromagnetic steel sheet 24-2 is arranged on one end side of the plurality of electromagnetic steel sheets in the stacking direction of the plurality of electromagnetic steel sheets. The third electromagnetic steel sheet 24-3 is arranged on the other end side of the plurality of electromagnetic steel sheets in the stacking direction of the plurality of electromagnetic steel sheets. In the configuration shown in FIG. 7, one electromagnetic steel sheet at the bottom is the second electromagnetic steel sheet 24-2, one electromagnetic steel sheet at the top is the third electromagnetic steel sheet 24-3, and a plurality of other electromagnetic steel sheets. is the first electromagnetic steel plate 24-1.
第3電磁鋼板24-3には、長方形状の開口部24a-3が形成されている。第3電磁鋼板24-3の開口部24a-3の打ち抜き形状は、例えば、第2電磁鋼板24-2の開口部24a-2の打ち抜き形状と同様である。第2凸部25は、1つの第3電磁鋼板24-3によって形成されている。第2凸部25は、複数の第3電磁鋼板24-3によって形成されていてもよい。第1内壁面22aからの第2凸部25の突出高さは、例えば、第1凸部23の突出高さAと等しい。
A
図8は、本実施の形態に係る回転電機のロータの製造工程のうち磁石挿入孔に永久磁石を挿入する工程を示す図である。図8には、図7と対応するロータ20の切断部端面が示されている。図8に示すように、磁石挿入孔22に永久磁石30が挿入される段階では、ロータコア21として、第1電磁鋼板24-1及び第2電磁鋼板24-2のみが積層されている。つまり、この段階では、第3電磁鋼板24-3は積層されていない。
FIG. 8 is a diagram showing a process of inserting permanent magnets into magnet insertion holes in the manufacturing process of the rotor of the rotary electric machine according to the present embodiment. FIG. 8 shows a cut end face of the
磁石挿入孔22に永久磁石30が挿入されると、面取り部32dと第1凸部23との間に生じる滑りにより、永久磁石30が第2内壁面22bに沿って位置決めされる。
When the
図9は、本実施の形態に係る回転電機のロータの製造工程のうち第3電磁鋼板が積層される工程を示す図である。図9に示すように、磁石挿入孔22に永久磁石30が挿入された後に、第3電磁鋼板24-3が積層される。これにより、永久磁石30の面取り部32bと対向する位置に、第2凸部25が形成される。第2凸部25は、面取り部32bと接触していてもよい。
FIG. 9 is a diagram showing a process of laminating the third electromagnetic steel sheets in the manufacturing process of the rotor of the rotary electric machine according to the present embodiment. As shown in FIG. 9, after the
以上説明したように、本実施の形態に係る回転電機において、第1内壁面22aには、第2凸部25が形成されている。第2凸部25は、磁石挿入孔22側に突出している。第2凸部25は、軸方向における第1内壁面22aの他端部に形成されている。永久磁石30は、第2凸部25と対向した第2面取り部32bを有している。軸方向に見たとき、第2凸部25は、第2面取り部32bと重なって配置されている。
As described above, in the rotating electric machine according to the present embodiment, the second
この構成によれば、永久磁石30の一端は第1凸部23によって位置決めされ、永久磁石30の他端は第2凸部25によって位置決めされる。したがって、磁石挿入孔22内の永久磁石30が軸方向に対して傾いてしまうのを防止しつつ、永久磁石30をより安定して位置決めできる。
According to this configuration, one end of the
実施の形態3.
実施の形態3に係る回転電機について説明する。図10は、本実施の形態に係る回転電機のロータの構成を示す図である。図10には、図3と対応するロータ20の切断部端面が示されている。なお、実施の形態1又は2と同様の機能及び作用を有する構成要素については、同一の符号を付してその説明を省略する。
A rotating electric machine according to
図10に示すように、第1内壁面22aには、第3凸部26が形成されている。第3凸部26は、ロータ20の軸方向における第1内壁面22aの一端部と、ロータ20の軸方向における第1内壁面22aの他端部と、の間に形成されている。第3凸部26は、磁石挿入孔22側に突出している。第3凸部26は、永久磁石30の第1側面30aと対向している。第3凸部26は、第1凸部23から離れた位置に設けられている。
As shown in FIG. 10, a
ロータコア21は、複数の第1電磁鋼板24-1と、少なくとも1つの第2電磁鋼板24-2と、少なくとも1つの第4電磁鋼板24-4と、が積層された構成を有している。以下の説明では、複数の第1電磁鋼板24-1と、少なくとも1つの第2電磁鋼板24-2と、少なくとも1つの第4電磁鋼板24-4と、を合わせて、複数の電磁鋼板という場合がある。
The
第2電磁鋼板24-2は、複数の電磁鋼板の積層方向において、複数の電磁鋼板の一端側に配置されている。第4電磁鋼板24-4は、複数の電磁鋼板の積層方向において、複数の電磁鋼板の一端と他端との間に配置されている。図10に示す構成では、最下端の電磁鋼板が第2電磁鋼板24-2であり、最下端の電磁鋼板と最上端の電磁鋼板との間に位置する1つの電磁鋼板が第4電磁鋼板24-4である。第2電磁鋼板24-2及び第4電磁鋼板24-4以外の複数の電磁鋼板は、第1電磁鋼板24-1である。第2電磁鋼板24-2と第4電磁鋼板24-4との間には、1つ以上の第1電磁鋼板24-1が挟まれているのが望ましい。 The second electromagnetic steel sheet 24-2 is arranged on one end side of the plurality of electromagnetic steel sheets in the stacking direction of the plurality of electromagnetic steel sheets. The fourth electromagnetic steel sheet 24-4 is arranged between one end and the other end of the plurality of electromagnetic steel sheets in the stacking direction of the plurality of electromagnetic steel sheets. In the configuration shown in FIG. 10, the bottommost electromagnetic steel sheet is the second electromagnetic steel sheet 24-2, and one electromagnetic steel sheet positioned between the bottommost and topmost electromagnetic steel sheets is the fourth electromagnetic steel sheet 24-2. -4. A plurality of electromagnetic steel sheets other than the second electromagnetic steel sheet 24-2 and the fourth electromagnetic steel sheet 24-4 is the first electromagnetic steel sheet 24-1. It is desirable that one or more first electromagnetic steel sheets 24-1 are sandwiched between the second electromagnetic steel sheets 24-2 and the fourth electromagnetic steel sheets 24-4.
第4電磁鋼板24-4には、長方形状の開口部24a-4が形成されている。第4電磁鋼板24-4の開口部24a-4の打ち抜き形状は、第1電磁鋼板24-1の開口部24a-1の打ち抜き形状と、第2電磁鋼板24-2の開口部24a-2の打ち抜き形状と、のいずれとも異なっている。第3凸部26は、1つの第4電磁鋼板24-4によって形成されている。第3凸部26は、複数の第4電磁鋼板24-4によって形成されていてもよい。第1内壁面22aからの第3凸部26の突出高さは、第1内壁面22aからの第1凸部23の突出高さよりも低くなっている。
A
本実施の形態によれば、磁石挿入孔22内の永久磁石30が軸方向に対して傾くのを第3凸部26によって抑えることができる。したがって、永久磁石30をより安定して第2内壁面22bに沿って位置決めできる。
According to the present embodiment, the
図11は、図10のXI部を拡大して示す図である。図11に示すように、永久磁石30の厚みをBとする。磁石挿入孔22の幅をCとする。第1内壁面22aからの第3凸部26の突出高さをEとする。厚みB、幅C、及び突出高さEはいずれも、第1内壁面22aと垂直な方向、すなわち図11の左右方向に沿って測定される。このとき、E<C-Bの関係が満たされることが望ましい。
11 is an enlarged view of the XI section of FIG. 10. FIG. As shown in FIG. 11, B is the thickness of the
E<C-Bの関係が満たされることにより、第3凸部26と永久磁石30の第1側面30aとの間、及び、第2内壁面22bと永久磁石30の第2側面30bとの間、の少なくとも一方には、隙間が形成される。このため、第3凸部26と第2内壁面22bとの間への永久磁石30の挿入は、圧入にならない。これにより、永久磁石30に加えられる鉛直方向の力は、面取り部32dと第1凸部23との間に滑りを生じさせる力としてのみ働く。したがって、永久磁石30をより確実に第2内壁面22b側に寄せることができる。
By satisfying the relationship of E<CB, between the third
以上説明したように、本実施の形態に係る回転電機において、第1内壁面22aには、第3凸部26が形成されている。第3凸部26は、磁石挿入孔22側に突出している。第3凸部26は、軸方向における第1内壁面22aの一端部と、軸方向における第1内壁面22aの他端部と、の間に形成されている。第1内壁面22aからの第3凸部26の突出高さは、第1内壁面22aからの第1凸部23の突出高さよりも低くなっている。
As described above, in the rotating electric machine according to the present embodiment, the third
この構成によれば、磁石挿入孔22内の永久磁石30が軸方向に対して傾くのを第3凸部26によって抑えることができる。したがって、永久磁石30をより安定して第2内壁面22bに沿って位置決めできる。
According to this configuration, the
上記の実施の形態1~3では、第1凸部23が形成された第1内壁面22aは、ロータ20の径方向において第2内壁面22bよりも内側に位置している。このため、永久磁石30は、ロータ20の径方向において外側に位置する第2内壁面22bに沿って位置決めされている。しかしながら、永久磁石30が位置決めされる内壁面は、ロータ20の径方向において外側に位置する内壁面には限られない。
In
例えば、第1内壁面22aがロータ20の径方向において第2内壁面22bよりも外側に位置するようにすれば、ロータ20の径方向において内側に位置する内壁面に沿って、永久磁石30を位置決めすることができる。このように、第1内壁面22a及び第2内壁面22bの位置関係を適宜変更することにより、磁石挿入孔22のいずれかの内壁面に沿って、永久磁石30を位置決めすることができる。
For example, if the first
図12は、実施の形態1~3に係る回転電機のロータにおける第1凸部をロータの軸方向に見たときの構成の一例を示す図である。図12並びに後述する図13及び図14では、第1凸部23にハッチングが付されている。図12に示すように、第1凸部23は、ロータ20の軸方向に見たとき、第1内壁面22aの全体、すなわち磁石挿入孔22の一辺の全体にわたって設けられている。
FIG. 12 is a diagram showing an example of the configuration of the first convex portion of the rotor of the rotating electric machine according to
図13は、実施の形態1~3に係る回転電機のロータにおける第1凸部をロータの軸方向に見たときの構成の他の例を示す図である。図13に示すように、第1凸部23は、磁石挿入孔22の一辺の一部に設けられている。第1凸部23は、磁石挿入孔22の一辺よりも狭い幅を有している。図13に示す例では、2つの第1凸部23が設けられている。2つの第1凸部23は、互いに間隔を空けて並列している。第1凸部23の数は、1つ又は3つ以上であってもよい。第1凸部23の数が2つ以上である場合、磁石挿入孔22に永久磁石30を挿入する工程では、永久磁石30の面取り部32dが少なくとも2箇所で第1凸部23に当接し、第2内壁面22bに沿って位置決めされる。したがって、ロータ20の軸方向に見たとき、永久磁石30が第2内壁面22bに対して傾いてしまうのを抑制できる。
FIG. 13 is a diagram showing another example of the configuration of the first convex portion of the rotor of the rotating electric machine according to
図14は、実施の形態1~3に係る回転電機のロータにおける第1凸部をロータの軸方向に見たときの構成のさらに他の例を示す図である。図14に示すように、第1凸部23は、ロータ20の軸方向に見たとき、半円状の形状を有している。このように、第1凸部23をロータ20の軸方向に見たときの形状は、長方形状に限られず、他の形状であってもよい。
FIG. 14 is a diagram showing still another example of the configuration of the rotor of the rotating electric machine according to
同様に、第2凸部25は、ロータ20の軸方向に見たとき、磁石挿入孔22の一辺の全体にわたって設けられていてもよいし、磁石挿入孔22の一辺の一部に設けられていてもよい。第2凸部25の個数は、1つであってもよいし、複数であってもよい。第2凸部25をロータ20の軸方向に見たときの形状は、長方形状、半円状などの種々の形状であってもよい。
Similarly, when viewed in the axial direction of the
同様に、第3凸部26は、ロータ20の軸方向に見たとき、磁石挿入孔22の一辺の全体にわたって設けられていてもよいし、磁石挿入孔22の一辺の一部に設けられていてもよい。第3凸部26の個数は、1つであってもよいし、複数であってもよい。第3凸部26をロータ20の軸方向に見たときの形状は、長方形状、半円状などの種々の形状であってもよい。
Similarly, when viewed in the axial direction of the
上記の実施の形態1~3において、磁石挿入孔22に永久磁石30を挿入する工程では、面取り部32dと第1凸部23とが互いに当接した状態で、永久磁石30が位置決めされる。しかしながら、その後、永久磁石30が樹脂などにより固定されるまでの工程では、種々の理由により、永久磁石30に許容範囲内での位置変動が生じる場合がある。このため、最終製品として完成した後のロータ20では、面取り部32dと第1凸部23とが互いに接触していない場合がある。
In the first to third embodiments described above, in the step of inserting the
つまり、完成後のロータ20では、面取り部32dと第1凸部23とが互いに接触していなくてもよい。面取り部32d及び第1凸部23は、完成後のロータ20において互いに接触していなかったとしても、磁石挿入孔22に永久磁石30を挿入する工程では、永久磁石30を所定位置に位置決めする機能を有している。
That is, in the completed
上記の実施の形態では、回転電機として電動機を例に挙げたが、上記の実施の形態は、発電機にも適用可能である。 In the above embodiments, an electric motor is used as an example of a rotating electric machine, but the above embodiments can also be applied to a generator.
上記の実施の形態1~3は、互いに組み合わせて実施することが可能である。 The first to third embodiments described above can be implemented in combination with each other.
10 ステータ、11 シャフト、20 ロータ、21 ロータコア、22 磁石挿入孔、22a 第1内壁面、22b 第2内壁面、23 第1凸部、24-1 第1電磁鋼板、24-2 第2電磁鋼板、24-3 第3電磁鋼板、24-4 第4電磁鋼板、24a-1、24a-2、24a-3、24a-4 開口部、25 第2凸部、26 第3凸部、30 永久磁石 30a 第1側面、30b 第2側面、31 隙間、32a 面取り部、32b 面取り部(第2面取り部)、32c 面取り部、32d 面取り部(第1面取り部)、33 隙間、A 突出高さ、B 厚み、C 幅、D 面取り寸法、E 突出高さ。
10 stator, 11 shaft, 20 rotor, 21 rotor core, 22 magnet insertion hole, 22a first inner wall surface, 22b second inner wall surface, 23 first protrusion, 24-1 first electromagnetic steel sheet, 24-2 second electromagnetic steel sheet , 24-3 third electromagnetic steel plate, 24-4 fourth electromagnetic steel plate, 24a-1, 24a-2, 24a-3, 24a-4 opening, 25 second protrusion, 26 third protrusion, 30
Claims (7)
前記ロータコアは、前記磁石挿入孔に面した第1内壁面と、前記磁石挿入孔を挟んで前記第1内壁面と対向した第2内壁面と、を有しており、
前記第1内壁面には、前記磁石挿入孔側に突出した第1凸部が形成されており、
前記第1凸部は、前記ロータの軸方向における前記第1内壁面の一端部に形成されており、
前記永久磁石は、少なくとも前記第2内壁面に接着されており、
前記永久磁石は、前記第1凸部と対向した第1面取り部を有しており、
前記軸方向に見たとき、前記第1凸部は、前記第1面取り部と重なって配置されている回転電機。 A rotor having a rotor core formed with a magnet insertion hole and a permanent magnet inserted into the magnet insertion hole,
The rotor core has a first inner wall surface facing the magnet insertion hole and a second inner wall surface facing the first inner wall surface across the magnet insertion hole,
A first protrusion projecting toward the magnet insertion hole is formed on the first inner wall surface,
The first protrusion is formed at one end of the first inner wall surface in the axial direction of the rotor,
The permanent magnet is adhered to at least the second inner wall surface,
The permanent magnet has a first chamfered portion facing the first convex portion,
The rotating electrical machine, wherein the first convex portion is arranged to overlap the first chamfered portion when viewed in the axial direction.
前記第1内壁面は、前記径方向において、前記第2内壁面よりも内側に位置している請求項1に記載の回転電機。 Each of the first inner wall surface and the second inner wall surface is arranged to be inclined with respect to the radial direction of the rotor,
The rotary electric machine according to claim 1, wherein the first inner wall surface is located inside the second inner wall surface in the radial direction.
前記第2凸部は、前記軸方向における前記第1内壁面の他端部に形成されており、
前記永久磁石は、前記第2凸部と対向した第2面取り部を有しており、
前記軸方向に見たとき、前記第2凸部は、前記第2面取り部と重なって配置されている請求項1又は請求項2に記載の回転電機。 A second protrusion projecting toward the magnet insertion hole is formed on the first inner wall surface,
The second protrusion is formed at the other end of the first inner wall surface in the axial direction,
The permanent magnet has a second chamfered portion facing the second convex portion,
The rotating electric machine according to claim 1 or 2, wherein the second convex portion is arranged so as to overlap with the second chamfered portion when viewed in the axial direction.
前記第3凸部は、前記軸方向における前記第1内壁面の前記一端部と、前記軸方向における前記第1内壁面の他端部と、の間に形成されており、
前記第1内壁面からの前記第3凸部の突出高さは、前記第1内壁面からの前記第1凸部の突出高さよりも低くなっている請求項1~請求項3のいずれか一項に記載の回転電機。 The first inner wall surface is formed with a third protrusion protruding toward the magnet insertion hole,
The third convex portion is formed between the one end portion of the first inner wall surface in the axial direction and the other end portion of the first inner wall surface in the axial direction,
4. Any one of claims 1 to 3, wherein the protrusion height of the third protrusion from the first inner wall surface is lower than the protrusion height of the first protrusion from the first inner wall surface. The rotary electric machine according to the item.
(C-B)<A<(C-B+D)の関係が満たされている請求項1~請求項5のいずれか一項に記載の回転電機。 In a cross section parallel to the axial direction and perpendicular to the first inner wall surface, A is the protrusion height of the first protrusion from the first inner wall surface, B is the thickness of the permanent magnet, and the magnet is inserted. When the width of the hole is C and the chamfer dimension of the first chamfer is D,
6. The electric rotating machine according to claim 1, wherein the relationship of (CB)<A<(CB+D) is satisfied.
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