JPH11252838A - ロータの磁石位置決め方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ロータに埋め込まれる複数の永久磁石が一様
な位置に固定されるよう位置決めし、ロータがより円滑
に回転できるロータの磁石位置決め方法を提供する。 【解決手段】 ロータコア１１に設けられた磁石挿入孔
７ａに永久磁石７と接着剤とを挿入し、ロータコア１１
をロータコア１１の回転軸に垂直な面で分けられる複数
の部分ごとに回転軸が回転する方向の力を加えてねじる
ことにより磁石挿入孔内７ａで永久磁石７を位置決め
し、接着剤を固化させて永久磁石７を磁石挿入孔７ａ内
で固定する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ロータの磁石位置
決め方法に係り、特に交流モータのロータに備えられる
磁石の位置決め方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】現在、様々な分野で交流モータが使用さ
れている。交流モータは、ステータとステータによって
回転するロータとを有しており、ステータは、多くの場
合０．５ｍｍ程度の厚さのけい素鋼板でなるステータコ
ア単体を積層して形成されたステータコア積層体（ステ
ータコア）を有している。ステータコアには溝（スロッ
ト）が設けられており、これに巻き回されたコイルに交
流電流を流すことによりステータ内部に回転磁界を形成
するよう構成されている。

【０００３】一方、ロータは、塊状あるいは鋼板でなる
ロータコア単体を積層して形成されたロータコア積層体
（ロータコア）を有し、ステータ内部に形成された回転
磁界中を電流の周波数と回転磁界の極数とで決定する回
転速度で回転する。

【０００４】ところで、近年では、上述したロータに複
数の永久磁石を埋め込んで、この永久磁石のトルクと積
層体のリラクタンストルクを利用することにより、いっ
そう効率的にロータを回転させることができるよう構成
された交流モータがある。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】このような永久磁石を
埋め込むタイプの交流モータにあっては、ロータコアに
磁石挿入孔をロータの回転軸と平行に設け、この磁石挿
入孔に永久磁石を挿入することによってロータに永久磁
石を埋め込んでいる。磁石挿入孔と永久磁石との間に
は、わずかながら隙間がある。このような隙間は、磁石
挿入孔の加工精度と永久磁石の加工精度とを高めること
によって小さくすることも可能であるが、永久磁石を磁
石挿入孔に挿入する作業を行なうためには、ある程度必
要とされるものでもある。

【０００６】しかしながら、永久磁石と磁石挿入孔との
間にこのような隙間があることにより、永久磁石は磁石
挿入孔の内部で一定の位置に固定されず、ロータに複数
取り付けられる各永久磁石の間で磁石挿入孔への挿入位
置にばらつきが生じることがある。ロータに埋め込まれ
る永久磁石位置にばらつきが生じた場合、ロータに形成
される磁界に不均一な部位が生じることになる。このた
め、ロータがステータが形成する回転磁界の中で円滑に
回転することができなくなり、モータの回転に伴う振動
や騒音が大きくなることが考えられる。

【０００７】本発明は、このような従来技術の問題点に
鑑みてなされたものであり、ロータに埋め込まれる複数
の永久磁石が一様な位置に固定されるよう位置決めし、
ロータがより円滑に回転できるロータの磁石位置決め方
法を提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１記載の発明は、ロータコア単体を積層して
構成したロータコアに形成される磁石挿入孔に磁石と接
着剤とを挿入し、前記ロータコアの少なくとも一部に前
記ロータコアの相反する円周方向に力を加えることによ
り前記磁石挿入孔内で前記磁石を位置決めし、前記接着
剤を固化させて前記磁石を前記磁石挿入孔内で固定する
ことを特徴とするものである。

【０００９】このように構成することにより、各磁石挿
入孔が一度にねじられ、これに応じて磁石が一様に位置
決めされる。よって、ロータコアに複数の磁石を互いに
位置ずれすることなく取り付けてロータで発生する磁界
を一様にすることができ、よりロータが円滑に回転する
モータを提供することができる。

【００１０】また、請求項２記載の発明は、ロータコア
に設けられた磁石挿入孔に磁石と接着剤とを挿入し、ロ
ータコアをロータコアの回転軸に垂直な面で分けられる
複数の部分ごとに前記回転軸が回転する方向の力を加え
てねじることにより前記磁石挿入孔内で前記磁石を位置
決めし、前記接着剤を固化させて前記磁石を前記磁石挿
入孔内で固定することを特徴とするものである。

【００１１】このように構成することにより、ロータコ
アに設けられる全ての磁石挿入孔とここに挿入される磁
石とに、複数の部分ごとにロータコアの回転方向の力が
加わり、ロータコアに取り付けられる全ての磁石が磁石
挿入孔の内部で一定の位置に位置決めされる。

【００１２】また、請求項３記載の発明は、前記磁石の
位置決めは、前記ロータコアの回転軸に垂直な面で分け
られる複数の部分のうち少なくとも一つを固定すると共
にこれと隣り合う部分に前記回転軸が回転する方向の力
を加えて前記ロータコアをねじることにより行なわれる
ことを特徴とするものである。

【００１３】このように構成することにより、複数の部
分のうち一部を固定してこれと隣り合う部分に力を加え
てロータコアをねじることができる。よって、より簡易
な構成でロータコアにねじり処理を行なうことができ
る。

【００１４】また、請求項４記載の発明は、前記ロータ
コアをねじる処理は、前記ロータコアにシャフトが取り
付けられていない状態で行なわれることを特徴とするも
のである。

【００１５】このように構成することによって、ロータ
コアをよりねじりやすい状態でねじり処理を行なうこと
ができ、より簡易に磁石を位置決めすることができる。

【００１６】

【発明の効果】以上述べたように、請求項１記載の発明
によれば、ロータコアに複数の磁石を互いに位置ずれす
ることなく取り付けてロータで発生する磁界を一様にす
ることができ、よりロータが円滑に回転するモータを提
供することが可能なロータの磁石位置決め方法を提供で
きる。

【００１７】また、請求項２記載の発明によれば、ロー
タコアに取り付けられる全ての磁石を磁石挿入孔の内部
で一定の位置に位置決めし、ロータで発生する磁界を一
様にすることができ、よりロータが円滑に回転するモー
タを提供することが可能なロータの磁石位置決め方法を
提供できる。

【００１８】また、請求項３記載の発明によれば、ロー
タコアに一方向の力を加えることでねじり処理が行なえ
ることから、より簡易な構成でロータコアにねじり処理
を行なうことができる。

【００１９】また、請求項４記載の発明によれば、ロー
タコアをよりねじりやすい状態でねじり処理を行なうこ
とができ、より簡易に磁石を位置決めすることができ
る。

【００２０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて説明する。図１は、ロータの磁石位置決め方
法を適用した交流モータを説明する断面図である。図示
した交流モータは、円筒状のフレーム２０を有し、フレ
ーム２０の内周面にはステータ５が取り付けられてい
る。一方、フレーム２０には、軸受（ベアリング）１２
を介してロータ１が回転自在に取り付けられている。な
お、ステータ５とロータ１とは、約０．５ｍｍのエアギ
ャップを有している。

【００２１】ステータ５は、ステータコア５５とステー
タコア５５に巻回されるコイル６とを有している。ステ
ータコア５５は、ステータコア単体を多数積層して形成
されており、このステータコア５５は、表面に絶縁層が
形成された厚さ約０．５ｍｍのけい素鋼板で、内周面に
は複数の切欠きを有している。この切欠きは、積層によ
って完成したステータコア５５にスロット（溝）を形成
するよう設けられており、コイル６は、このスロットに
配置され、ステータコア５５の内部で回転磁界を形成し
ている。

【００２２】また、ロータ１は、ロータコア１１とロー
タコア１１中心に圧入されたシャフト１０とよりなり、
ロータコア１１は、ステータコア５５と同様にけい素鋼
板でなるロータコア単体を積層して形成された成層鉄心
である。ロータコア１１の中心には、シャフト１０を圧
入する孔であるシャフト圧入孔１０ａと、シャフト１０
と平行に永久磁石７を取り付けるための磁石挿入孔７ａ
とが設けられている。さらにロータコア１１の両端部に
はエンドプレート１５が取り付けられており、永久磁石
がロータコア１１から出ないように永久磁石７の両端を
抑えている。なお、この永久磁石７は、予め着磁された
ものであっても、挿入後に着磁されるものであっても良
い。

【００２３】次に、永久磁石７のロータコア１１への取
り付けに付いて説明する。図２は、図１中のロータコア
１１の一部を切り欠いて示した斜視図である。また、図
３は、図１中の磁石挿入孔７ａとその中に挿入された永
久磁石７とを拡大して示す模式図で、図４は、図３中の
磁石挿入孔７ａと永久磁石７とを矢線Ａおよび矢線Ｂで
示す方向から見た図であり、図４（Ａ）は、矢線Ａの方
向から磁石挿入孔７ａと永久磁石７とを見た状態、図４
（Ｂ）は、矢線Ｂの方向から磁石挿入孔７ａと永久磁石
７とを見た状態をそれぞれ表す図である。

【００２４】図２に示すようにロータコア１１には、ロ
ータコア１１の周面に沿って８個の磁石挿入孔７ａが設
けられており、この磁石挿入孔７ａにはそれぞれ永久磁
石７がロータコア１１の上部１１ａ、下部１１ｂを通し
て挿入されている。また、永久磁石７には、一般的に熱
硬化性樹脂でなる接着剤が磁石挿入孔７ａへの挿入以前
に塗布されている。永久磁石７は、後にこの接着剤を加
熱処理で固化させることによって磁石挿入孔７ａの内部
に固定される。

【００２５】本実施の形態のロータの磁石位置決め方法
では、磁石挿入孔７ａに永久磁石７が挿入され、かつ接
着剤を固化させる以前の状態のロータコア１１に対し
て、例えば図中Ｄで示す線を境に上下で異なる方向Ａ、
Ｂに力を加える処理である「ねじり処理」を行なう。こ
のねじり処理は、例えば線Ｄを境に上部１１ａ全体と下
部１１ｂ全体とを別々に保持し、異なる方向に力を加え
る治具などによって行なわれるものであっても良い。

【００２６】ロータコア１１は、ロータコア単体が積層
されて形成されたものであるから、上記のようなねじり
処理によりＤの位置を中心にして上部１１ａと下部１１
ｂとが、互いに円周方向に約０．１ｍｍ程度回転する。
この回転により、ロータコア１１の内部に形成されてい
る磁石挿入孔７ａの上部７１と下部７２とが図３のよう
にねじれ、図４（Ａ）、図４（Ｂ）に示したように永久
磁石７に対して偏る。このとき磁石挿入孔７ａは、上部
７１（図４（Ａ））と下部７２（図４（Ｂ））とで反対
方向にねじられていることから、永久磁石７に対して図
４中に示す左右反対方向に偏ることになる。

【００２７】磁石挿入孔７ａが永久磁石７に対して偏る
ことにより、永久磁石７が磁石挿入孔７ａの内壁と近接
する部分Ｐと、隙間を挟んで磁石挿入孔７ａ内壁と接す
る部分Ｑとが生じ、部分Ｐと部分Ｑとの間で磁界の強度
が異なるようになる。しかし、上述したように磁石挿入
孔７ａの永久磁石７に対する偏りが磁石挿入孔７ａの上
部７１と下部７２とで反対方向に生じることから、永久
磁石７全体でみた磁界の強度は図４中の左右で等しくな
る。

【００２８】また、ロータコア１１に対して行なわれる
ねじり処理では、ロータコア１１に設けられた全ての磁
石挿入孔７ａに等しい力を加えて一度にねじるよう処理
していることから、ロータコア１１に設けられた全ての
磁石挿入孔７ａが一様にねじられ、これに応じて磁石挿
入孔７ａ内で永久磁石が位置決めされる。よって、すべ
ての永久磁石７が、互いに位置ずれすることなくロータ
コア１１に埋め込まれる。

【００２９】なお、以上述べた本実施の形態では、図５
（Ａ）のようにロータコア１１を上部１１ａと下部１１
ｂとに分けてねじり処理を行なった場合を例示したが、
例えば図５（Ｂ）のようにロータコア１１を３つの部分
１１ｃ、部分１１ｄ、部分１１ｅに分けてそれぞれ別々
に保持し、部分１１ｃ、部分１１ｄ、部分１１ｅのうち
隣り合うものに異なる方向の力が加わるように、各部分
にロータコア１１の回転方向に力を加えて前記ロータコ
アをねじることにより行なっても良い。

【００３０】また、このような場合、例えば部分１１ｄ
を固定しておいて部分１１ｃ、部分１１ｅにロータコア
１１の回転方向の力を加えても、部分１１ｃ、部分１１
ｄ、部分１１ｅの隣り合うものに相対的に反対方向の力
が加わることになり、前述した実施の形態と同様にねじ
り処理によって永久磁石７を位置決めすることができ
る。

【００３１】さらに、ロータコア１１にシャフト１０を
圧入した後では、積層されたロータコア単体をねじるこ
とが困難になることから、本実施の形態ではねじり処理
を、ロータコア１１にシャフト１０が取り付けられてい
ない状態で行なっている。

【００３２】以下、このような実施の形態のロータの磁
石の位置決め方法を適用した交流モータの製造手順を図
６で説明する。

【００３３】先ず、ロータコア単体を積層してロータコ
ア１１を形成する（Ｓ１）。そして、積層により形成さ
れたロータコア１１に設けられた磁石挿入孔７ａに別工
程（Ｓ´）で熱硬化性の接着剤が塗布された永久磁石７
を挿入し（Ｓ２）、この状態のロータコア１１に対して
ねじり処理を行ない、永久磁石７を位置決めする（Ｓ
３）。

【００３４】この後、熱硬化性の接着剤を固化させるた
めの加熱処理を行ない（Ｓ４）、シャフト１０を圧入し
（Ｓ５）、エンドプレート１５を圧入した（Ｓ６）後に
ベアリング１２を圧入してロータ１を完成する（Ｓ
７）。

【００３５】以上述べた本実施の形態では、ロータコア
１１に設けられる全ての磁石挿入孔７ａと、ここに挿入
される永久磁石７とにロータコア１１の異なる二つの回
転方向の力が一様に加わり、ロータコア１１に取り付け
られる全ての永久磁石７が磁石挿入孔７ａの内部で一定
の位置に位置決めされる。

【００３６】よって、ロータコア１１全体で一様な磁界
が形成でき、より円滑に回転できるロータ１を構成する
ことが可能となる。

【００３７】また、本実施の形態では、ロータコア１１
の一部分を固定し、これと隣り合う他の部分に力を加え
てロータコア１１をねじることにより、より簡易な構成
でロータコアにねじり処理を行なうことができる。

【００３８】さらに本実施の形態では、ねじり処理をロ
ータコア１１にシャフト１０が取り付けられる以前に行
なうことにより、ロータコア１１がよりねじりやすい状
態であるときにねじり処理を行なうことができ、より簡
易に磁石を位置決めすることができる。

【００３９】なお、以上述べた本実施の形態では、ロー
タコア１１を２つ、あるいは３つの部分にわけてねじり
処理を行なう場合について説明したが、本発明はこのよ
うな例に限られるものでなく、ロータコア１１をいくつ
の部分に分けてねじり処理を行なうものであっても良
い。

【００４０】さらに本実施の形態では、ロータコア１１
にロータコア１１の回転軸方向（長さ方向）には１本の
永久磁石７を挿入しているが、本発明はこのような例に
限定されるものではなく、ロータコア１１の長さ方向に
複数の永久磁石７を挿入するものであっても良い。な
お、このような場合には、ロータコア１１の長さ方向に
挿入された各永久磁石７についてねじり処理を行なうこ
とが必要となる。

【００４１】つまり、例えばロータコア１１の長さ方向
に２本の永久磁石７を挿入する場合には、２本の永久磁
石７をそれぞれ分割するようにロータコア１１を少なく
とも４つに分割し、ねじり処理を行なうことが必要とな
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の一実施の形態のロータの磁石位置決
め方法を適用した交流モータを説明する断面図である。

【図２】 図１中のロータコアの一部を切り欠いて示し
た斜視図である。

【図３】 図１中の磁石挿入孔とその中に挿入された永
久磁石とを拡大して示す模式図である。

【図４】 図４（Ａ）は、矢線Ａの方向から図３中の磁
石挿入孔と永久磁石とを見た図であり、図４（Ｂ）は、
矢線Ｂの方向から磁石挿入孔と永久磁石とを見た図であ
る。

【図５】 本発明の実施の形態のねじり処理の方法を例
示する図である。

【図６】 本発明の一実施の形態のロータの磁石の位置
決め方法を適用した交流モータの製造手順を説明する図
である。

【符号の説明】

１…ロータ ５…ステータ ６…コイル ７…永久磁石 ７ａ…磁石挿入孔 １０…シャフト １１…ロータコア

─────────────────────────────────────────────────────

【手続補正書】

【提出日】平成１０年４月１３日

【手続補正１】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図１

【補正方法】変更

【補正内容】

【図１】

【手続補正２】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図２

【補正方法】変更

【補正内容】

【図２】

【手続補正３】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図３

【補正方法】変更

【補正内容】

【図３】

【手続補正４】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図５

【補正方法】変更

【補正内容】

【図５】

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ロータコア単体を積層して構成したロー
   タコアに形成される磁石挿入孔に磁石と接着剤とを挿入
   し、 前記ロータコアの少なくとも一部に前記ロータコアの相
   反する円周方向に力を加えることにより前記磁石挿入孔
   内で前記磁石を位置決めし、 前記接着剤を固化させて前記磁石を前記磁石挿入孔内で
   固定することを特徴とするロータの磁石位置決め方法。
2. 【請求項２】 ロータコアに設けられた磁石挿入孔に磁
   石と接着剤とを挿入し、 前記ロータコアをロータコアの回転軸に垂直な面で分け
   られる複数の部分ごとに前記回転軸が回転する方向の力
   を加えてねじることにより前記磁石挿入孔内で前記磁石
   を位置決めし、 前記接着剤を固化させて前記磁石を前記磁石挿入孔内で
   固定することを特徴とするロータの磁石位置決め方法。
3. 【請求項３】 前記磁石の位置決めは、前記ロータコア
   の回転軸に垂直な面で分けられる複数の部分のうち少な
   くとも一つを固定すると共にこれと隣り合う部分に前記
   回転軸が回転する方向の力を加えて前記ロータコアをね
   じることにより行なわれることを特徴とする請求項２記
   載のロータの磁石位置決め方法。
4. 【請求項４】 前記ロータコアをねじる処理は、前記ロ
   ータコアにシャフトが取り付けられていない状態で行な
   われることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか一
   つに記載のロータの磁石位置決め方法。