WO2023037794A1 - 回転子、モータ、及び、回転子の製造方法 - Google Patents
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- H02K1/00—Details of the magnetic circuit
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- H02K1/27—Rotor cores with permanent magnets
- H02K1/2706—Inner rotors
- H02K1/272—Inner rotors the magnetisation axis of the magnets being perpendicular to the rotor axis
- H02K1/274—Inner rotors the magnetisation axis of the magnets being perpendicular to the rotor axis the rotor consisting of two or more circumferentially positioned magnets
- H02K1/2753—Inner rotors the magnetisation axis of the magnets being perpendicular to the rotor axis the rotor consisting of two or more circumferentially positioned magnets the rotor consisting of magnets or groups of magnets arranged with alternating polarity
- H02K1/276—Magnets embedded in the magnetic core, e.g. interior permanent magnets [IPM]
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- 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
Definitions
- the present disclosure relates to a rotor, a motor, and a rotor manufacturing method. More particularly, the present invention relates to a rotor with permanent magnets, a motor with a rotor, and a method of manufacturing a rotor with permanent magnets.
- Patent Document 1 describes a rotor provided with permanent magnets.
- a plurality of magnet embedding holes (magnet arrangement holes) for embedding permanent magnets are formed in the rotor core (rotor core) of the rotor.
- a permanent magnet is held in each of the plurality of magnet embedding holes. Since there is a gap between the outer surface of the permanent magnet and the inner surface of the magnet embedding hole, a springy metal plate is inserted into the gap. The permanent magnets are held inside the magnet embedding holes by springy metal plates, and the relative positional relationship between the permanent magnets and the rotor core is fixed.
- the present disclosure has been made in view of the above points, and provides a rotor capable of holding permanent magnets in magnet placement holes in a rotor iron core without using separate members, a motor, and manufacturing a rotor.
- the purpose is to provide a method.
- a rotor includes a rotor core, a plurality of permanent magnets, and a rotating shaft.
- the rotor core has a plurality of magnet placement holes.
- the plurality of permanent magnets correspond to the plurality of magnet placement holes and are arranged inside the respective corresponding magnet placement holes.
- the rotating shaft is fixed to the rotor core and has an axis as a center of rotation.
- the rotor core has first and second inner surfaces and protrusions. The first inner surface and the second inner surface are located inside the first magnet placement holes included in the plurality of magnet placement holes and face each other.
- the protrusions are formed by plastic deformation of the rotor core and protrude from the second inner surface toward the first inner surface.
- the first permanent magnet arranged in the first magnet arrangement hole is held in the first magnet arrangement hole by the projection.
- a motor according to another aspect of the present disclosure includes the rotor and the stator.
- a rotor manufacturing method is a rotor manufacturing method including a rotor core, a plurality of permanent magnets, and a rotating shaft.
- the rotor core has a plurality of magnet placement holes.
- the plurality of permanent magnets correspond to the plurality of magnet placement holes.
- the rotating shaft extends in a direction in which the axial center is the center of rotation.
- the rotor core having a plurality of magnet placement holes extending in the direction in which the axial center extends is prepared.
- each of the plurality of permanent magnets is arranged in a corresponding one of the plurality of magnet arrangement holes.
- the first end surface of the rotor core is pressed toward the second end surface to plastically deform the rotor core, thereby forming the projections.
- the first end face and the second end face face each other in the direction in which the axis extends (they are end faces on opposite sides).
- the protrusion protrudes from the inner surface of at least one first magnet placement hole of the plurality of magnet placement holes, and holds the first permanent magnet of the plurality of permanent magnets placed in the first magnet placement hole.
- the permanent magnets can be held in the magnet arrangement holes of the rotor core by the projections provided on the rotor core.
- FIG. 1 is a schematic diagram of a motor according to an embodiment.
- FIG. 2A is a schematic plan view of a rotor block in the rotor core of the rotor according to the embodiment;
- FIG. 2B is a schematic sectional view corresponding to the IIB-IIB section of FIG. 2A in the same rotor block.
- FIG. 3A is a schematic diagram showing the first step in the rotor manufacturing process.
- FIG. 3B is a schematic diagram showing a second step in the rotor manufacturing process.
- FIG. 3C is a schematic diagram showing the third step in the rotor manufacturing process.
- FIG. 3D is a schematic diagram showing a fourth step in the rotor manufacturing process.
- 4A is a schematic plan view of a rotor block according to Modification 1.
- FIG. 4B is a schematic plan view of a rotor block according to Modification 2.
- FIG. 5A is a schematic plan view of a rotor block according to Modification 3.
- FIG. 5B is a schematic plan view of another rotor block according to Modification 3.
- FIG. 6A is a schematic cross-sectional view of a rotor block according to Modification 4.
- FIG. 6B is a schematic cross-sectional view of a rotor block according to Modification 5.
- FIG. 7A is a schematic cross-sectional view of a rotor block according to Modification 6.
- FIG. 7B is a schematic cross-sectional view of a rotor block according to Modification 7.
- FIG. 8A is a schematic plan view of a rotor block according to Modification 8.
- FIG. 8B is a schematic cross-sectional view corresponding to the VIIIB-VIIIB cross section of FIG. 8A in the same rotor block.
- 9A is a schematic plan view of a rotor block according to Modification 9.
- FIG. 9B is a schematic plan view of a rotor block according to Modification 10.
- FIG. 10A is a schematic plan view of another exemplary rotor block according to Modification 10.
- FIG. 10B is a schematic plan view of another rotor block according to Modification 10.
- FIG. 11A is a schematic plan view of a rotor block according to modification 11.
- FIG. 11B is a schematic plan view of a rotor block according to modification 12.
- FIG. 12A is a schematic plan view of a rotor block according to Modification 13.
- FIG. 12B is a schematic sectional view corresponding to the XIIB-XIIB section of FIG. 12A in the same rotor block.
- FIG. 13A is a partial plan view of the rotor core according to the embodiment; 13B is a partial plan view of a rotor core according to Modification 9.
- FIG. 14A is a schematic plan view of a rotor block in the middle of manufacturing according to another modification.
- FIG. 14B is a schematic plan view of the rotor block of the same;
- FIG. 1 is a schematic diagram of a motor 1 according to an embodiment of the present disclosure.
- 2A is a schematic plan view of the rotor block 50 in the rotor core 20 of the rotor 10 of the motor 1.
- FIG. 2B is a schematic sectional view of the rotor block 50 corresponding to the IIB-IIB section of FIG. 2A.
- the motor 1 is a brushless motor.
- the motor 1 includes a stator 2 and a rotor 10 according to an embodiment of the present disclosure arranged inside the stator 2, as shown in FIG. 1 is a plan view of the motor 1 from the direction A1 (see FIGS. 2A and 2B) in which the axis A of the rotating shaft 40 of the rotor 10 extends.
- the rotor 10 has a rotor core 20, a plurality of (10 in FIG. 1) permanent magnets 30, and a rotating shaft 40. A plurality of permanent magnets 30 are held by the rotor core 20 .
- the stator 2 has a stator core 60 and a plurality of (12 in FIG. 1) coils 69 .
- Stator core 60 is arranged around rotor core 20 . That is, the stator core 60 surrounds the rotor core 20 .
- a plurality of coils 69 are wound around the stator core 60 .
- Rotor 10 rotates with respect to stator 2 . That is, the magnetic flux (magnetic force) generated from the multiple coils 69 acts on the multiple permanent magnets 30 to rotate the rotor 10 .
- the rotational force (driving force) of the rotor 10 is output from the rotating shaft 40 to the outside of the motor 1 .
- the rotor 10 includes the rotor core 20, the rotating shaft 40, and the plurality of permanent magnets 30, as described above.
- the rotor core 20 is formed in a cylindrical shape.
- the rotor core 20 is a so-called laminated core formed by laminating a plurality of steel plates in the thickness direction.
- the lamination direction of the plurality of steel plates is the direction A1 in which the axis A of the rotating shaft 40 extends, as shown in FIG. 2B.
- Rotor core 20 has first end face 21 on one side in direction A1 in which axis A of rotating shaft 40 extends.
- Rotor core 20 has a second end face 22 that faces first end face 21 (on the opposite side to first end face 21 ) in direction A1 in which axis A of rotating shaft 40 extends.
- the rotor core 20 is penetrated in the direction A1 in which the axis A of the rotating shaft 40 extends, and openings are provided at the first end face 21 and the second end face 22, respectively.
- a shaft hole 100 is formed to
- the rotor core 20 has the same structure (hereinafter referred to as "rotor block 50") along the circumferential direction R (see FIGS. 2A and 2B) of the rotor core 20.
- the number of permanent magnets 30 are repeatedly arranged without gaps.
- the circumferential direction R is a direction along the circumference of a circle centered on the axis A of the rotation shaft 40 on a virtual plane perpendicular to the direction in which the axis A of the rotation shaft 40 extends. That is, the rotor core 20 includes a plurality of (ten in FIG. 1) rotor blocks 50 along the circumferential direction R of the rotor core 20 .
- the rotor core 20 is formed with magnet placement holes 110 for each rotor block 50 .
- Each of the magnet placement holes 110 extends along the direction A1 in which the axis A of the rotating shaft 40 extends, and is open at least at the first end surface 21 .
- Each of the magnet placement holes 110 has a substantially rectangular parallelepiped shape.
- each of the magnet placement holes 110 is a through hole that penetrates the rotor core 20 along the direction A1 in which the axis A of the rotating shaft 40 extends and opens at the second end surface 22 .
- the rotating shaft 40 is a rod-shaped member.
- the rotating shaft 40 is inserted into the shaft hole 100 of the rotor core 20 .
- the rotating shaft 40 is held in the shaft hole 100 of the rotor core 20 so as not to move relative to the rotor core 20 .
- the permanent magnets 30 are inserted into the magnet arrangement holes 110 of the rotor core 20.
- the permanent magnet 30 has, for example, a cuboid shape.
- the permanent magnet 30 has three pairs (six surfaces) of outer surfaces facing each other.
- the permanent magnets 30 are inserted into the magnet placement holes 110 of the rotor core 20 so as not to move relative to the rotor core 20, as will be described later.
- Out of the six outer surfaces of the permanent magnet 30, the four outer surfaces extending in the direction A1 in which the axis A of the rotating shaft 40 extends when installed in the magnet placement hole 110 are called outer surfaces 31, 32, 33, and 34.
- the outer surface 31 and the outer surface 32 face each other. Further, the outer surface 33 and the outer surface 34 face each other.
- FIG. 2A is a schematic plan view of one rotor block 50 viewed from the direction A1 in which the axis A of the rotating shaft 40 extends.
- 2B is a schematic sectional view of the rotor block 50 corresponding to the IIB-IIB section of FIG. 2A.
- 2A shows a state in which the permanent magnets 30 are inserted into the magnet arrangement holes 110 of the rotor core 20.
- FIG. The magnet arrangement hole 110 has a rectangular shape elongated in the radial direction D of the rotor core 20 .
- the radial direction D of the rotor core 20 refers to a direction perpendicular to the direction A1 in which the axis A of the rotating shaft 40 extends and connecting the axis A of the rotating shaft 40 and the position of interest. That is, the radial direction D depends on the relative positional relationship between the target position and the axis A of the rotating shaft 40 .
- the target position is a position for determining which direction the radial direction D is facing, and is the magnet arrangement hole 110 here. That is, the magnet placement hole 110 is elongated in the direction connecting the magnet placement hole 110 and the axis A of the rotating shaft 40 .
- Rotor core 20 has an inner surface 111 and an inner surface 112 facing each other in radial direction D of rotor core 20 . Further, the rotor core 20 has an inner surface 113 and an inner surface 114 facing each other in the circumferential direction R of the rotor core 20 . A region surrounded by four inner surfaces 111 , 112 , 113 , 114 is the magnet placement hole 110 .
- the rotor core 20 includes a main portion 201 and a magnet holding portion 202, as shown in FIG. 2B.
- the main portion 201 and the magnet holding portion 202 are arranged along the direction A1 in which the axis A of the rotating shaft 40 extends.
- Magnet holder 202 includes first end surface 21 .
- the magnet holding part 202 has a protrusion 120 protruding toward the inner surface of one of the magnet placement holes 110, as shown in FIGS. 2A and 2B. Of the inner surfaces of the magnet placement hole 110 , the inner surface facing the projection 120 is called a first inner surface 121 .
- a portion of the inner surface of the magnet placement hole 110 facing the first inner surface 121 excluding the protrusion 120 is referred to as a second inner surface 122 .
- first inner surface 121 is the entire area of inner surface 113 .
- second inner surface 122 consists of inner surface 114 and protrusion 120 .
- the second inner surface 122 includes the portion of the inner surface 114 of the magnet holding portion 202 other than the protrusion 120, as shown in FIG. 2A.
- the main portion 201 does not have the protrusion 120 , so the second inner surface 122 includes the portion of the inner surface 114 that is included in the main portion 201 . That is, the protrusion 120 protrudes from the second inner surface 122 .
- the projecting direction of the protrusion 120 is the direction from the second inner surface 122 toward the first inner surface 121 .
- the projection direction of the projections 120 is the circumferential direction R of the rotor core 20 .
- the projecting direction of the projections 120 is orthogonal to the radial direction D of the rotor core 20 .
- the outer surface 31 of the permanent magnet 30 is in contact with the inner surface 113 of the magnet arrangement hole 110 in the circumferential direction R of the rotor core 20 .
- the outer surface 32 facing (opposite to) the outer surface 31 of the permanent magnet 30 is in contact with the protrusion 120 of the magnet arrangement hole 110 and the rotor core 20 in the circumferential direction R.
- the amount of protrusion of the protrusion 120 from the second inner surface 122 is greater than or equal to the distance between the outer surface 32 of the permanent magnet 30 and the second inner surface 122 .
- the protrusion amount of the protrusion 120 from the second inner surface 122 is the distance between the end of the protrusion 120 on the first inner surface 121 side and the inner surface 114 excluding the protrusion 120 .
- the distance between the outer surface 32 of the permanent magnet 30 and the second inner surface 122 is the distance between the outer surface 32 of the permanent magnet 30 and the inner surface 114 excluding the protrusion 120 .
- the permanent magnets 30 are sandwiched and held between the inner surface 113 and the protrusions 120 facing each other in the circumferential direction R of the rotor core 20 . That is, the permanent magnet 30 is sandwiched and held between the first inner surface 121 of the magnet placement hole 110 and the projection 120 in the magnet holding portion 202 .
- the permanent magnets 30 are prevented from moving relative to the rotor core 20 in the circumferential direction R of the rotor core 20 .
- the protrusion 120 of the magnet placement hole 110 contacts the outer surface 32 of the permanent magnet 30 on the central axis 321 of the outer surface 32, as shown in FIG. 2A, for example.
- the central axis 321 of the outer surface 32 is a plane extending in the direction in which the axis A of the rotating shaft 40 extends, and the permanent magnets 30 are arranged in two directions perpendicular to the direction in which the first inner surface and the second inner surface face each other. It is a straight line that is the intersection of the equally dividing plane 35 and the outer surface 32 .
- the central axis 321 of the outer surface 32 is the intersection of the outer surface 32 and a plane 35 that bisects the permanent magnets 30 in the radial direction D of the rotor core 20 .
- the central axis 321 of the outer surface 32 coincides with a straight line that bisects the outer surface 32 in the radial direction D of the rotor core 20 .
- the rotor core 20 can hold the permanent magnets 30 more firmly.
- the outer surface 31 of the permanent magnet 30 can be fixed to the inner surface 113 of the magnet placement hole 110 . Therefore, the relative positions of the permanent magnets 30 to the rotor core 20 can be easily controlled based on the relative positions of the magnet arrangement holes 110 to the rotor core 20 .
- the positions of the permanent magnets 30 inserted into the plurality of magnet placement holes 110 can be aligned with the inner surfaces 113 of the magnet placement holes 110. Can be fixed to the base position. Therefore, for the permanent magnets 30 inserted into the plurality of magnet arrangement holes 110, variations in magnetic flux density in the radial direction D and the circumferential direction R of the rotor core 20 can be suppressed.
- the outer surface 33 of the permanent magnet 30 is in contact with the inner surface 111 of the magnet placement hole 110 in the radial direction D of the rotor core 20 .
- the outer surface 34 of the permanent magnet 30 and the inner surface 112 of the magnet placement hole 110 are separated from each other.
- the permanent magnets 30 are held by the inner surface 113 and the projections 120 facing each other in the circumferential direction R of the rotor core 20 . Therefore, the permanent magnets 30 are also prevented from moving relative to the rotor core 20 in the radial direction D of the rotor core 20 .
- those surfaces that do not touch the first inner surface 121 or the protrusions 120 may not contact the rotor core 20 . That is, in the embodiment, neither the outer surface 33 nor the outer surface 34 of the permanent magnet 30 may contact the rotor core 20 . Even in such a case, the permanent magnets 30 are held by the rotor core 20, and relative movement of the permanent magnets 30 with respect to the rotor core 20 is suppressed.
- the protrusions 120 are formed on the magnet holding portion 202 of the rotor core 20 in the direction A1 in which the axis A of the rotating shaft 40 extends. At least in the magnet holding portion 202 , the outer surface 31 of the permanent magnet 30 is in contact with the inner surface 113 (first inner surface 121 ) of the magnet placement hole 110 . Therefore, the permanent magnets 30 are also prevented from moving relative to the rotor core 20 in the direction A1 in which the axis A of the rotating shaft 40 extends.
- Rotor core 20 has recesses 130 formed in each of rotor blocks 50 .
- the recess 130 is formed on the opposite side of the projection 120 along the circumferential direction R of the rotor core 20 from the inner surface 114 of the magnet arrangement hole 110 in plan view from the direction A1 in which the axis A of the rotating shaft 40 extends. It is That is, the inner surface 113 of the magnet arrangement hole 110, the protrusion 120, and the recess 130 are arranged in this order in the circumferential direction R of the rotor core 20 in plan view from the direction A1 in which the axis A of the rotating shaft 40 extends. In other words, the first inner surface 121, the second inner surface 122, and the recess 130 are arranged in this order in plan view from the direction A1 in which the axis A of the rotating shaft 40 extends.
- the recess 130 is formed in the first end surface 21 and extends toward the second end surface 22 along the direction A1 in which the axis A of the rotating shaft 40 extends.
- the recess 130 is formed when forming the protrusion 120, as will be described later.
- the concave portion 130 is, for example, cylindrical or hemispherical, and circular in plan view from the direction A1 in which the axis A of the rotating shaft 40 extends.
- the manufacturing method of the rotor 10 described below includes at least a first step, a second step, a third step, and a fourth step.
- FIG. 3A is a schematic diagram showing the first step in the manufacturing process of the rotor 10.
- FIG. 3B is a schematic diagram showing the second step in the manufacturing process of rotor 10.
- FIG. 3C is a schematic diagram showing the third step in the manufacturing process of rotor 10.
- FIG. 3D is a schematic diagram showing a fourth step in the manufacturing process of rotor 10.
- the first step is to prepare the rotor core 20 having a plurality of magnet placement holes 110 . As shown in FIG. 3A , the plurality of magnet placement holes 110 are arranged at even angles in the circumferential direction R in the rotor core 20 .
- the second step is to attach the permanent magnets 30 to the rotor core 20 .
- a permanent magnet 30 is inserted into each of the magnet placement holes 110 in the rotor core 20 having the plurality of magnet placement holes 110 .
- the third step is to attach the rotating shaft 40 to the rotor core 20.
- the rotating shaft 40 is press-fitted into the shaft hole 100 of the rotor core 20 that is held.
- the fourth step is the step of forming the protrusions 120 .
- a concave portion is located at a predetermined distance along the circumferential direction R of the rotor core 20 from the inner surface 114 of the magnet arrangement hole 110 into which the permanent magnet 30 is inserted.
- the forming position 139 is pressed in the direction in which the axis A of the rotating shaft 40 extends.
- the inner surface 114 closest to the recess forming position 139 projects along the circumferential direction R of the rotor core 20 so as to approach the inner surface 113.
- Directional stress occurs. Therefore, when the rotor core 20 is plastically deformed, the recesses 130 are formed at the recess formation positions 139 .
- a protrusion 120 is formed that protrudes from the inner surface 114 of the magnet placement hole 110 in the direction approaching the inner surface 113 along the circumferential direction R of the rotor core 20 .
- the permanent magnets 30 are pushed in the direction toward the inner surface 113 along the circumferential direction R of the rotor core 20 by the projections 120 . Therefore, the outer surface 31 of the permanent magnet 30 is in contact with the inner surface 113 of the magnet placement hole 110 , and the permanent magnet 30 is held by the inner surface 113 of the magnet placement hole 110 and the protrusion 120 . Then, the recesses 130 and the projections 120 are formed by pressing the rotor core 20 along the direction in which the axis A of the rotating shaft 40 extends to all the magnet arrangement holes 110 into which the permanent magnets 30 are inserted. , the rotor 10 is constructed.
- an adhesive may be applied to the gap between the magnet arrangement hole 110 of the rotor core 20 and the permanent magnet 30 to form a resin layer.
- the permanent magnets 30 can be more firmly fixed to the rotor core 20 .
- the third step is not limited to the order described above, and may be performed either between the first step and the second step or after the fourth step.
- stator 2 which is a configuration other than the rotor 10 of the motor 1, will be described.
- Each of the stator cores 60 is a so-called laminated core formed by laminating a plurality of steel plates in the thickness direction. As shown in FIG. 1 , the stator core 60 has a central core 61 and an outer peripheral portion 66 .
- the central core 61 has a cylindrical inner cylindrical portion 62 and a plurality of teeth 63 (12 in FIG. 1).
- the rotor core 20 is arranged inside the inner cylindrical portion 62 .
- Each of the multiple teeth 63 includes a trunk portion 64 and a convex portion 65 .
- the trunk portion 64 protrudes outward from the inner tubular portion 62 in the radial direction of the inner tubular portion 62 .
- the body portions 64 of the plurality of teeth 63 are provided at regular intervals in the circumferential direction of the inner cylindrical portion 62 (rotational direction of the rotor 10).
- the convex portion 65 protrudes from the tip of the body portion 64 .
- the multiple teeth 63 correspond to the multiple coils 69 on a one-to-one basis. A corresponding coil 69 is wound around the trunk portion 64 of each tooth 63 .
- the shape of the outer peripheral portion 66 is, for example, a rectangular tubular shape.
- the outer peripheral portion 66 has a plurality of outer peripheral pieces 67 .
- the plurality of outer peripheral pieces 67 correspond to the plurality of sides of the outer peripheral portion 66 on a one-to-one basis.
- Each outer peripheral piece 67 is a part forming a corresponding side of the outer peripheral portion 66 .
- the outer peripheral piece 67 has a rectangular shape when viewed from the direction in which the axis A of the rotating shaft 40 extends.
- the outer peripheral portion 66 is attached to a plurality of teeth 63 of the central core 61 so as to surround the central core 61 .
- the outer peripheral portion 66 surrounds the rotor core 20 arranged inside the central core 61 .
- the plurality of teeth 63 of the central core 61 are provided so as to protrude from the outer peripheral portion 66 toward the rotor core 20 .
- the outer peripheral portion 66 has the same number of recesses 68 as the teeth 63 .
- Each of the plurality of recesses 68 is a recess provided on the inner peripheral surface of the outer peripheral portion 66 .
- the plurality of recesses 68 are provided at equal intervals in the circumferential direction of the outer peripheral portion 66 .
- the multiple recesses 68 correspond to the multiple teeth 63 on a one-to-one basis.
- Each of the plurality of recesses 68 is fitted with the protrusion 65 of the tooth 63 corresponding to this recess 68 among the plurality of teeth 63 .
- the outer peripheral portion 66 is attached to the plurality of teeth 63 .
- stator core 60 is split into a plurality of split cores. That is, the central core 61 and the outer peripheral portion 66 are separate cores. A plurality of split cores are connected to each other.
- the permanent magnets 30 are arranged by the projections 120 and the first inner surfaces 121 of the magnet arrangement holes 110 facing the projections 120. retained. That is, there is no need to use a separate member between the permanent magnets 30 and the rotor core 20 . Therefore, even if there is a gap between the inner surfaces 111 to 114 of the magnet arrangement hole 110 and the outer surfaces 31 to 34 of the permanent magnet 30, the permanent magnet 30 can be fixed to the rotor core 20. FIG. That is, the reliability of rotor 10 can be easily improved.
- the relative positional relationship between permanent magnets 30 and rotor core 20 can be easily controlled by bringing permanent magnets 30 into contact with inner surface 113 (first inner surface 121 ) of magnet placement hole 110 .
- the concave portion forming position 139 on the first end surface 21 of the rotor core 20 is pressed toward the second end surface 22 along the direction in which the axis A of the rotating shaft 40 extends. , forming a recess 130 and a protrusion 120 corresponding to the recess 130 . Therefore, by controlling the relative position of the recess formation position 139 with respect to the magnet arrangement hole 110 in the radial direction D and the circumferential direction R of the rotor core 20 and the stress applied to the recess formation position 139, the position of the projection 120 and shape can be controlled.
- the positions of the projections 120 are, for example, relative positions of the projections 120 with respect to the four inner surfaces 111 to 114 forming the magnet placement hole 110 .
- the shape of the protrusion 120 is, for example, the amount of protrusion of the protrusion 120, and is the distance from the second inner surface 122 to the tip of the protrusion 120 on the first inner surface 121 side. Therefore, for example, for each of the plurality of rotor blocks 50, the relative position of the recess formation position 139 with respect to the magnet arrangement hole 110 in the radial direction D and the circumferential direction R, and the stress applied to the recess formation position 139 are It may be homogenized.
- the positions and shapes of the protrusions 120 can be made uniform among the plurality of rotor blocks 50 . Therefore, for example, the relative positions of the rotor core 20 in the radial direction D and the circumferential direction R with respect to the magnet arrangement holes 110 of the permanent magnets 30 can be made uniform. As a result, for example, the distance between the permanent magnets 30 in the circumferential direction R of the rotor core 20 is made uniform, and variations in magnetic flux density from the rotor 10 in the circumferential direction R of the rotor core 20 are suppressed, thereby improving the magnetic balance. be able to.
- FIG. 4A is a schematic plan view of a rotor block 50a according to Modification 1.
- FIG. 4A the rotor block 50a according to Modification 1 differs from the rotor block 50 according to the embodiment ( 2A).
- the protrusions 120 of the magnet arrangement holes 110 are in contact with the outer surface 32 of the permanent magnet 30 at positions different from the central axis 321 of the outer surface 32.
- the central axis 321 of the outer surface 32 is the straight line at the intersection of the outer surface 32 and the plane 35 that bisects the permanent magnet 30 as described above.
- the permanent magnet 30 can It is held by the protrusion 120 and the first inner surface 121 of the magnet placement hole 110 . That is, the permanent magnets 30 are held by a holding force along the circumferential direction R of the rotor core 20a in which the projections 120 and the inner surface 113 (first inner surface 121) of the magnet placement hole 110 face each other.
- the posture determined by the protrusion 120 and the inner surface of the magnet arrangement hole 110 other than the second inner surface 122 is used.
- the permanent magnet 30 is retained. That is, the permanent magnet 30 is in a posture in which the holding force in the direction in which the projection 120 and the first inner surface 121 of the magnet placement hole 110 face each other and the force generated by the contact between the permanent magnet 30 and the inner surface of the magnet placement hole 110 are balanced. , are held in the magnet placement holes 110 .
- the permanent magnet 30 has the position, projection amount, and projection direction of the projection 120 in the radial direction D and the circumferential direction R of the rotor core 20a. It is held in the magnet placement hole 110 in an attitude determined by reliance. Therefore, the permanent magnets 30 can be fixed to the rotor core 20a after controlling the posture of the permanent magnets 30 with respect to the rotor core 20a.
- Modification 2 4B is a schematic plan view of a rotor block 50b according to Modification 2.
- FIG. 4B the rotor block 50b according to Modification 2 differs from the rotor block 50 according to the embodiment (see FIG. 2A) in that a plurality of projections protrude from the second inner surface 122 of the magnet arrangement hole 110. different from
- the rotor core 20b has a plurality of protrusions protruding from the second inner surface 122 of the magnet arrangement hole 110 toward the first inner surface 121 side.
- the plurality of protrusions includes protrusion 120b and coplanar protrusion 150b.
- Each of the protrusion 120b and the same-surface-side protrusion 150b protrudes from the second inner surface 122 of the magnet placement hole 110 toward the inner surface 113, which is the first inner surface 121.
- Each of the projection 120b and the same-surface-side projection 150b is in contact with the outer surface 32 of the permanent magnet 30. As shown in FIG.
- the inner surface 113 of the magnet placement hole 110 is the first inner surface 121 .
- the inner surface 114 includes a protrusion 120b, a coplanar side protrusion 150b, and a second inner surface 122. As shown in FIG.
- the permanent magnet 30 is held by the first inner surface 121 of the magnet placement hole 110, the projection 120b, and the same-surface-side projection 150b.
- each of the protrusions 120b and the same-surface-side protrusions 150b protrudes in the circumferential direction R of the rotor core 20b.
- Protrusions 120b are formed by forming recesses 130b.
- the same surface side projection 150b is formed by forming the recess 131b.
- each of the protrusions 120b and the same-surface-side protrusions 150b protrudes toward the inner surface 113 along the circumferential direction R of the rotor core 20b. That is, each of the projection 120b and the same-surface-side projection 150b protrudes from the second inner surface 122 of the magnet arrangement hole 110 toward the first inner surface 121 in the same direction. Therefore, in the direction in which the first inner surface 121 and the second inner surface 122 face each other, the holding force with which the rotor core 20b holds the permanent magnet 30 becomes stronger.
- the protrusions 120b and the same-surface-side protrusions 150b are formed on the outer surface of the permanent magnet 30 so as to sandwich the central axis 321 of the outer surface 32 of the permanent magnet 30. 32. That is, on the outer surface 32 of the permanent magnet 30, the central axis 321 is positioned between two positions where the projection 120b and the same-surface-side projection 150b are in contact with each other. With such a configuration, the degree of close contact between the permanent magnets 30 and the inner surface 113 (first inner surface 121) of the rotor core 20b can be improved, and the relative posture of the permanent magnets 30 with respect to the rotor core 20b can be improved. more stable.
- the number of the plurality of protrusions is not limited to two, and the rotor core 20b may have three or more protrusions protruding from the second inner surface 122 of the magnet arrangement hole 110 toward the first inner surface 121 side.
- the central axis 321 of the outer surface 32 of the permanent magnet 30 must not exist between the contact point between the protrusion 120b and the outer surface 32 of the permanent magnet 30 and the contact point between the protrusion 150b on the same surface and the outer surface 32 of the permanent magnet 30. good too.
- the permanent magnets 30 depend on the respective positions, projection amounts, and projection directions of the projections 120b and the same-surface-side projections 150b in the radial direction D and the circumferential direction R of the rotor core 20b. It is held in the magnet arrangement hole 110 in a posture determined by
- FIG. 5A is a schematic plan view of a rotor block 50c according to Modification 3.
- FIG. 5A the rotor block 50c according to Modification 3 has the same surface-side projection 150c projecting from the first inner surface 121 of the magnet arrangement hole 110 to the second inner surface 122 side. It differs from child block 50 (see FIG. 2A).
- the rotor core 20c has protrusions 120c that protrude from the second inner surface 122 of the magnet placement hole 110 toward the first inner surface 121 side.
- the protrusion 120c is formed on the inner surface 114 and protrudes toward the inner surface 113 along the circumferential direction R of the rotor core 20c.
- the rotor core 20c has same-surface-side protrusions 150c that protrude from the first inner surface 121 of the magnet arrangement hole 110 toward the second inner surface 122 side.
- the same-surface-side protrusion 150c is formed on the inner surface 113 and protrudes toward the inner surface 114 along the circumferential direction R of the rotor core 20c. That is, inner surface 114 includes protrusion 120 c and second inner surface 122 . The inner surface 113 also includes a coplanar side projection 150 c and a first inner surface 121 . Protrusion 120c is formed by forming recess 130c. The same surface side protrusion 150c is formed by forming the recess 131c.
- the projection 120c and the same-surface-side projection 150c are located at the rotor core 20c where the first inner surface 121 and the second inner surface 122 of the magnet arrangement hole 110 face each other. It faces the circumferential direction R.
- the permanent magnet 30 is held in the circumferential direction R of the rotor core 20c where the first inner surface 121 and the second inner surface 122 of the magnet arrangement hole 110 face each other by the projection 120c and the same-surface-side projection 150c.
- the permanent magnets 30 can be held by the rotor core 20c without coming into contact with the inner surfaces 111 to 114 forming the magnet placement holes 110 of the rotor core 20c. With such a configuration, for example, damage to the permanent magnets 30 that may occur due to contact between the rotor core 20c and the permanent magnets 30 can be suppressed.
- FIG. 5B shows a schematic plan view of another rotor block 50d according to Modification 3.
- FIG. 5B shows a schematic plan view of another rotor block 50d according to Modification 3.
- the direction in which the protrusions 120d and the same-surface-side protrusions 150d face each other does not match the direction in which the first inner surface 121 and the second inner surface 122 of the magnet arrangement hole 110 face each other.
- the permanent magnets 30 can be held in the rotor core 20 d in a posture rotated along the direction A1 in which the axis A of the rotating shaft 40 extends with respect to the magnet placement holes 110 .
- the inner surface 114 may be provided with a plurality of protrusions, and the inner surface 113 may be provided with a plurality of protrusions.
- FIG. 6A is a schematic cross-sectional view of a rotor block 50e according to Modification 4.
- FIG. 6A the rotor block 50e according to Modification 4 is different from the embodiment in that opposing side protrusions 160e protruding from the second inner surface 122 are formed on the second end surface 22 side of the rotor core 20e. 2B (see FIG. 2B).
- the rotor core 20e includes a main portion 201, a magnet holding portion 202e, and a magnet holding portion 203e.
- Magnet holding portion 202 e includes first end surface 21 .
- Magnet holding portion 203 e includes second end surface 22 .
- the magnet holding portion 202e has a protrusion 120e that protrudes from the second inner surface 122 of the magnet placement hole 110 toward the first inner surface 121 side.
- the protrusion 120e is formed on the inner surface 114 and protrudes toward the inner surface 113 along the circumferential direction R of the rotor core 20e.
- the magnet holding portion 203e has an opposite side protrusion 160e that protrudes from the second inner surface 122 of the magnet placement hole 110 toward the first inner surface 121 side. That is, the inner surface 113 is the first inner surface 121 .
- the inner surface 114 also includes a protrusion 120 e , an opposing protrusion 160 e , and a second inner surface 122 .
- the projections 120e are formed by forming recesses 130e in the first end surface 21 of the rotor core 20e.
- the opposing projections 160e are formed by forming the recesses 132e in the second end surface 22 of the rotor core 20e.
- the permanent magnets 30 are held by the protrusions 120e and the first inner surface 121 in the magnet holding portion 202e. Then, the permanent magnet 30 is further held by the opposing projection 160e and the first inner surface 121 in the magnet holding portion 203e. That is, the permanent magnet 30 is held by both the magnet holding portion 202e and the magnet holding portion 203e. Therefore, the permanent magnets 30 can be prevented from moving relative to the rotor core 20e along the direction A1 in which the axis A of the rotating shaft 40 extends, and the permanent magnets 30 can be firmly held by the rotor core 20e. be.
- the outer surface 31 of the permanent magnet 30 is in contact with the inner surface 113 of the magnet arrangement hole 110 at least at both the magnet holding portions 202e and 203e of the rotor core 20e. Therefore, for example, the entire outer surface 31 of the permanent magnet 30 may be in contact with the inner surface 113 of the magnet placement hole 110 . With such a configuration, the position of the permanent magnet 30 can be easily adjusted by bringing the permanent magnet 30 into close contact with the magnet arrangement hole 110 of the rotor core 20e.
- Modification 5 6B is a schematic cross-sectional view of a rotor block 50f according to Modification 5.
- FIG. 6B a rotor block 50f according to Modification 5 is provided with opposite-side protrusions 160f that protrude from the first inner surface 121 on the second end surface 22 side of the rotor core 20f.
- the rotor block 50f according to Modification 5 differs from the rotor block 50 according to the embodiment (see FIG. 2B) and the rotor block 50e according to Modification 4 (see FIG. 6A) in the above-described points.
- the rotor block 50f according to Modification 5 includes a main portion 201, a magnet holding portion 202f, and a magnet holding portion 203f.
- the magnet holding portion 202f includes a first end surface 21.
- the magnet holding portion 203f includes a second end surface 22.
- the magnet holding portion 202f has a protrusion 120e that protrudes from the second inner surface 122 of the magnet placement hole 110 toward the first inner surface 121 side.
- the protrusion 120e is formed on the inner surface 114 and protrudes toward the inner surface 113 along the circumferential direction R of the rotor core 20f.
- the magnet holding portion 203f has an opposite side protrusion 160f that protrudes from the first inner surface 121 of the magnet placement hole 110 toward the second inner surface 122 side. That is, the inner surface 113 includes the first inner surface 121 and the opposing projection 160f.
- the inner surface 114 also includes a protrusion 120 e and a second inner surface 122 .
- the projections 120e are formed by forming recesses 130e in the first end surface 21 of the rotor core 20f.
- the opposing projections 160f are formed by forming recesses 132f in the second end face 22 of the rotor core 20f.
- the permanent magnets 30 are held by the protrusions 120e and the first inner surface 121 in the magnet holding portion 202f.
- the permanent magnet 30 is further held by the opposing projection 160f and the second inner surface 122 in the magnet holding portion 203f. That is, the permanent magnet 30 is held by both the magnet holding portion 202f and the magnet holding portion 203f. Therefore, the permanent magnets 30 can be prevented from moving relative to the rotor core 20f along the direction A1 in which the axis A of the rotating shaft 40 extends, and the permanent magnets 30 are firmly held by the rotor core 20f. be.
- the outer surface 31 of the permanent magnet 30 is in contact with the first inner surface 121 of the magnet arrangement hole 110 at the magnet holding portion 202f. It does not touch the first inner surface 121 .
- the outer surface 32 of the permanent magnet 30 is in contact with the second inner surface 122 of the magnet placement hole 110 on the second end surface 22 side of the rotor core 20f, but does not contact the second inner surface 122 of the magnet placement hole 110 on the first end surface 21 side. don't touch That is, both the outer surfaces 31 and 32 of the permanent magnet 30 are only partially in contact with the first inner surface 121 or the second inner surface 122 of the magnet arrangement hole 110 . With such a configuration, for example, damage to the permanent magnets 30 caused by the contact of the permanent magnets 30 with the inner surfaces 111 to 114 of the magnet arrangement holes 110 of the rotor core 20f can be suppressed.
- FIG. 7A is a schematic cross-sectional view of a rotor block 50g according to Modification 6.
- the rotor block 50g according to Modification 6 has projections 171 and 172 that are integral with the projections 120g and the opposed-side projections 160g, respectively. It differs from child block 50e (see FIG. 6A).
- the rotor core 20g has projections 120g in the magnet holding portion 202g. Further, the rotor core 20g has a projecting portion 171 in the magnet holding portion 202g.
- the protrusion 120g protrudes from the second inner surface 122 toward the first inner surface 121 by a distance D1.
- the protrusion 171 protrudes from the second inner surface 122 toward the first inner surface 121 by a distance D2.
- Distance D1 is equal to the distance between outer surface 32 of permanent magnet 30 and second inner surface 122 .
- Distance D2 is greater than distance D1. That is, the projecting portion 171 has a projecting amount larger than that of the projection 120g.
- Protrusion 120g and protrusion 171 are integrally formed as a single protrusion 170a by forming recess 130g.
- the protrusion 120g is a portion of the single protrusion 170a formed by forming the recess 130g, the amount of protrusion from the second inner surface 122 being equal to or less than the distance D1.
- the protruding portion 171 is a portion of the single protrusion 170a that protrudes from the second inner surface 122 by a distance greater than the distance D1.
- the rotor core 20g has opposing side projections 160g. Further, the rotor core 20g has a projecting portion 172 in the magnet holding portion 203g.
- the opposing projection 160g protrudes from the second inner surface 122 toward the first inner surface 121 by a distance D3.
- the protrusion 172 protrudes from the second inner surface 122 toward the first inner surface 121 by a distance D4.
- Distance D3 is equal to the distance between outer surface 32 of permanent magnet 30 and second inner surface 122 .
- Distance D4 is greater than distance D3. That is, the projecting portion 172 has a projecting amount larger than that of the opposing-side projection 160g.
- the opposing projection 160g and the projecting portion 172 are integrally formed as a single projection 170b by forming the recess 132g.
- the opposite-side projection 160g is a portion of the single projection 170b formed by forming the recess 132g whose amount of projection from the second inner surface 122 is equal to or less than the distance D3.
- the protruding portion 172 is a portion of the single protrusion 170b that protrudes from the second inner surface 122 by a distance D3.
- the permanent magnets 30 are held by both the magnet holding portion 202g and the magnet holding portion 203g.
- the projections 171 and 172 further prevent the permanent magnets 30 from moving along the direction A1 in which the axis A of the rotating shaft 40 extends. That is, the protrusions 171 and 172 prevent the permanent magnets 30 from falling out of the magnet placement holes 110 . Therefore, the permanent magnets 30 can be prevented from moving relative to the rotor core 20g along the direction A1 in which the axis A of the rotating shaft 40 extends, and the permanent magnets 30 are firmly held by the rotor core 20g. be.
- the rotor core 20g has the protruding portion 172 and the opposing side protrusion 160g.
- the rotor core 20g may not have the protrusion 172 and the single protrusion 170b may consist of the opposing protrusion 160g.
- the rotor core 20g may not have the single protrusion 170b.
- Modification 7 7B is a schematic cross-sectional view of a rotor block 50h according to Modification 7.
- FIG. 7B the rotor block 50h according to Modification 7 differs from the rotor block 50h according to Modification 5 in that the projections 171 and 173 are integrally formed with the projections 120g and the opposed-side projections 160h, respectively. Differs from block 50f (see FIG. 6B).
- the rotor core 20h has projections 120g in the magnet holding portion 202g. Further, the rotor core 20h has a projecting portion 171 in the magnet holding portion 202g.
- the protrusion 120g protrudes from the second inner surface 122 toward the first inner surface 121 by a distance D1.
- the protrusion 171 protrudes from the second inner surface 122 toward the first inner surface 121 by a distance D2.
- the distance D1 is equal to the distance between the outer surface 32 of the permanent magnet 30 and the second inner surface 122 in the magnet holding portion 202g.
- Distance D2 is greater than distance D1.
- the projecting portion 171 has a projecting amount larger than that of the projection 120g.
- Protrusion 120g and protrusion 171 are integrally formed as a single protrusion 170a by forming recess 130g.
- the protrusion 120g is a portion of the single protrusion 170a formed by forming the recess 130g, the amount of protrusion from the second inner surface 122 being equal to or less than the distance D1.
- the protruding portion 171 is a portion of the single protrusion 170a that protrudes from the second inner surface 122 by a distance greater than the distance D1.
- the rotor core 20h has opposing projections 160h. Further, the rotor core 20h has a projecting portion 173 in the magnet holding portion 203h.
- the opposing projection 160h protrudes from the first inner surface 121 toward the second inner surface 122 by a distance D5.
- the protrusion 173 protrudes from the first inner surface 121 toward the second inner surface 122 by a distance D6.
- the distance D5 is equal to the distance between the outer surface 31 of the permanent magnet 30 and the first inner surface 121 in the magnet holding portion 203h.
- Distance D6 is greater than distance D5. That is, the protruding portion 173 has a larger protruding amount than the opposing side protrusion 160h.
- the opposing projection 160h and the projecting portion 173 are integrally formed as a single projection 170c by forming the recess 132h.
- the opposite-side projection 160h is a portion of the single projection 170c formed by forming the recess 132h that projects from the first inner surface 121 by a distance D5 or less.
- the protruding portion 173 is a portion of the single protrusion 170c that protrudes from the first inner surface 121 by a distance D5.
- the permanent magnets 30 are held by both the magnet holding portion 202g and the magnet holding portion 203h.
- the protrusions 171 and 173 further prevent the permanent magnets 30 from moving along the direction A1 in which the axis A of the rotating shaft 40 extends. That is, the protrusions 171 and 173 prevent the permanent magnets 30 from falling out of the magnet placement holes 110 . Therefore, the permanent magnets 30 can be prevented from moving relative to the rotor core 20h along the direction A1 in which the axial center A of the rotating shaft 40 extends, and the permanent magnets 30 are firmly held by the rotor core 20h. be.
- the rotor core 20h has a single projection 170c.
- rotor core 20h may have opposing projection 160h instead of single projection 170c.
- FIG. 8A is a schematic plan view of a rotor block 50i according to Modification 8.
- FIG. 8B is a schematic sectional view of the rotor block 50i corresponding to the VIIIB-VIIIB section of FIG. 8A.
- each of the magnet holding portions 202i and the magnet holding portions 203i does not include the first end surface 21 and the second end surface 22 of the rotor core 20i. This is different from the rotor block 50f (see FIG. 6B) according to Modification 5.
- the rotor core 20i includes an end face protection portion 204 and an end face protection portion 205 in addition to the main portion 201, the magnet holding portion 202i, and the magnet holding portion 203i. have.
- the end face protection portion 204, the magnet holding portion 202i, the main portion 201, the magnet holding portion 203i, and the end face protection portion 205 are arranged in this order along the direction A1 in which the axis A of the rotating shaft 40 extends.
- the end face protection portion 204 is also referred to as the first steel plate group 204 .
- the magnet holding part 202i is also called the 2nd steel-plate group 202i. Note that FIG.
- FIG. 8B schematically shows the plate-shaped magnetic steel 23 that constitutes the rotor core 20i.
- FIG. 8B is not intended to limit the number of plate-shaped magnetic steels 23 constituting each of main portion 201, magnet holding portion 202i, magnet holding portion 203i, end face protection portion 204, and end face protection portion 205.
- FIG. The number of plate-shaped magnetic steels 23 constituting each of the main portion 201, the magnet holding portions 202i, the magnet holding portions 203i, the end face protection portions 204, and the end face protection portions 205 of the rotor core 20i may be arbitrary.
- the end face protection portion (first steel plate group) 204 includes the first end face 21 of the rotor core 20i.
- the edge protection portion 204 includes one or more (one in FIG. 8B) plate-shaped magnetic steel 23 .
- the end face protection portion 204 is in contact with the magnet holding portion (second steel plate group) 202i in the direction A1 in which the axis A of the rotating shaft 40 extends.
- the end face protection portion 204 is provided with a through hole 231 corresponding to the recess 130i formed in the magnet holding portion 202i. That is, as shown in FIGS. 8A and 8B, the recess 130i formed in the magnet holding portion 202i is exposed through the through hole 231 to the first end surface 21 side of the rotor core 20i.
- the magnet holding portion 202i is sandwiched between the main portion 201 and the end face protection portion 204 in the direction A1 in which the axis A of the rotating shaft 40 extends.
- the magnet holding portion 202i includes one or more (two in FIG. 8B) plate-shaped magnetic steel 23 .
- the magnet holding portion 202i is formed with a concave portion 130i and a protrusion 120i. 8A and 8B, protrusions 120i are formed on inner surface 114. In FIGS.
- the end face protection portion 205 includes the second end face 22 of the rotor core 20i.
- the edge protection portion 205 includes one or more (one in FIG. 8B) plate-shaped magnetic steel 23 .
- the end face protection portion 205 is in contact with the magnet holding portion 203i and the axial center A of the rotating shaft 40 in the extending direction A1.
- the end face protection portion 205 is provided with a through hole 232 corresponding to the recess 132i formed in the magnet holding portion 203i. That is, as shown in FIGS. 8A and 8B, the recess 132i formed in the magnet holding portion 203i is exposed through the through hole 232 to the second end surface 22 side of the rotor core 20i.
- the magnet holding portion 203i is sandwiched between the main portion 201 and the end face protection portion 205 in the direction A1 in which the axis A of the rotating shaft 40 extends.
- the magnet holding portion 203i includes one or more plate-shaped magnetic steels 23. As shown in FIG.
- the magnet holding portion 203i is formed with a concave portion 132i and an opposing side projection 160i. 8A and 8B, protrusions 120i are formed on inner surface 114. In FIGS.
- the inner surface 113 is the first inner surface 121 .
- the inner surface 114 also includes a second inner surface 122, a protrusion 120i, and an opposing protrusion 160i.
- the recesses 130i and the projections 120i are formed by pressing the magnet holding portions 202i exposed through the through holes 231 in the direction A1 in which the axis A of the rotating shaft 40 extends. can be done. Further, in the rotor core 20i according to Modification 8, by pressing the magnet holding portion 203i exposed through the through hole 232 in the direction A1 in which the axial center A of the rotating shaft 40 extends, the concave portion 132i and the opposite side projection 160i are formed. can be formed.
- the number of plate-like magnetic steel 23 is arbitrary.
- the protrusion 120i and the opposing side protrusion 160i are formed.
- the opposed-side protrusion 160i may not be formed.
- a plurality of through-holes may be provided in the end surface protection portion 204 to form same-surface-side projections.
- the end face protection portion 204 may have a single through hole that exposes all of the plurality of recesses corresponding to the protrusion 120i and the same surface side protrusion instead of the plurality of through holes.
- Modification 9 9A is a schematic plan view of a rotor block 50j according to Modification 9.
- FIG. 9A the protrusions 120j protrude from the inner peripheral side to the outer peripheral side of the rotor core 20j along the radial direction D of the rotor core 20j. This is different from the rotor block 50 (see FIG. 2A) according to the embodiment.
- the rotor core 20j has projections 120j projecting from the second inner surface 122 toward the first inner surface 121 side.
- the inner surface 112 is the first inner surface 121 .
- the inner surface 111 has a protrusion 120j and a second inner surface 122 . That is, the protrusion 120j protrudes from the inner surface 111 of the magnet placement hole 110, and the direction in which the protrusion 120j protrudes is from the inner peripheral side to the outer peripheral side along the radial direction D of the rotor core 20j.
- the permanent magnets 30 are held by the projections 120j facing each other and the first inner surface 121 of the magnet arrangement hole 110. As shown in FIG. Therefore, the permanent magnets 30 can be fixed to the rotor core 20 regardless of the size of the gaps between the inner surfaces 111 to 114 of the magnet placement holes 110 and the outer surfaces 31 to 34 of the permanent magnets 30 .
- the relative position of the permanent magnets 30 to the rotor core 20j can be controlled so that the permanent magnets 30 are in contact with the inner surface 112 of the magnet arrangement hole 110. Therefore, the position of the permanent magnet 30 with respect to the rotor core 20j in the radial direction D of the rotor core 20j can be controlled.
- all the rotor blocks are the rotor blocks 50j according to Modification 9, so that all the permanent magnets 30 in the rotor 10 are arranged on the inner surfaces 112 of the corresponding magnet arrangement holes 110, respectively. can be positioned so as to contact the That is, the positions in the radial direction D of the rotor core 20j can be aligned with respect to all the permanent magnets 30 . Furthermore, all the permanent magnets 30 can be positioned on the rotor 10 outside the rotor core 20j in the radial direction D. Therefore, by arranging the permanent magnets 30 outside the rotor core 20j in the radial direction D, the output of the motor including the rotor 10 can be improved.
- Modification 10 9B is a schematic plan view of a rotor block 50k according to Modification 10.
- FIG. 9B the recesses 130k formed to form the projections 120k are arranged multiple times when viewed from the direction A1 in which the axis A of the rotating shaft 40 extends. It is rectangular.
- the rotor block 50k according to Modification 10 differs from the rotor block 50j (see FIG. 9A) according to Modification 9 in the above-described points.
- projections 120k projecting from the second inner surface 122 toward the first inner surface 121 are formed in the magnet placement holes 110 of the rotor core 20k.
- a first end surface 21 of the rotor core 20k is formed with recesses 130k for forming the protrusions 120k.
- the recess 130k is formed on the opposite side of the second inner surface 122 of the magnet placement hole 110 from the projection 120k. That is, the recess 130k is formed inside the inner surface 111 of the magnet placement hole 110 in the radial direction D of the rotor core 20k.
- the concave portion 130k has a vertex on the inner side and sides on the outer side in the radial direction D of the rotor core 20k in plan view from the direction A1 in which the axis A of the rotation shaft 40 of the rotor core 20k extends. It is a triangular shape where is located. That is, the recess 130k has a triangular shape with a side located on the projection 120k side and a vertex located on the opposite side to the projection 120k.
- the concave portion 130k is formed, for example, by pressing the first end surface 21 of the rotor core 20k with a pressing member having a triangular pyramid-shaped tip.
- the stress distribution of the rotor core 20k when forming the recesses 130k is different from that of the rotor core 20 according to the embodiment. Therefore, the shape of the protrusion 120k can be made different from the shape of the protrusion 120k.
- the shape of the recess 130k is not limited to a triangular shape in which the apex is positioned inside and the sides are positioned outside in the radial direction D of the rotor core 20k.
- FIG. 10A is a schematic plan view showing another example of the rotor block 50l according to Modification 10.
- the concave portion 130l has sides on the inside and vertices on the outside in the radial direction D of the rotor core 20l in plan view from the direction A1 in which the axis A of the rotating shaft 40 of the rotor core 20l extends. It is a triangular shape where is located.
- the stress distribution of the rotor core 20l when forming the recesses 130l differs from that of the rotor core 20 according to the embodiment and the rotor core 20j according to the ninth modification. Therefore, the shape of the protrusion 120l can be made different from the shape of the protrusion 120 and the shape of the protrusion 120k.
- FIG. 10B is a schematic plan view showing another example of the rotor block 50m according to the tenth modification.
- the concave portion 130m is a quadrangle having sides positioned inside and outside in the radial direction D of the rotor core 20m in plan view from the direction A1 in which the axis A of the rotation shaft 40 of the rotor core 20m extends.
- the stress distribution of the rotor core 20m when forming the recesses 130m differs from that of the rotor core 20 according to the embodiment, the rotor core 20j according to the ninth modification, and the rotor core 20l. Therefore, the shape of the protrusion 120m can be made different from any of the shape of the protrusion 120, the shape of the protrusion 120k, and the shape of the protrusion 120l.
- the shapes of the recesses 130k, 130l, and 130m are not limited to those described above, and may be of any shape.
- the shape of the concave portion 130 in plan view from the direction A1 in which the axis A of the rotating shaft 40 extends is, for example, a polygon, a semicircle, or the like. Further, even when the protrusions 120 protrude along the circumferential direction R of the rotor core 20 as in the embodiment and Modifications 1 to 8, the shape of the recesses 130 may be changed.
- Modification 11 11A is a schematic plan view of a rotor block 50n according to modification 11.
- FIG. 11A the protrusions 120n and the recesses 130n are elongated in the direction intersecting the direction in which the first inner surface 121 and the second inner surface 122 face each other. , and differs from the rotor block 50j (see FIG. 9A) according to the ninth modification.
- the recesses 130n are elongated along the circumferential direction R of the rotor core 20n.
- the protrusion 120n is elongated along the circumferential direction R of the rotor core 20n.
- a circumferential direction R of the rotor core 20n intersects with a radial direction D of the rotor core 20n.
- a radial direction D of the rotor core 20n is a direction in which the first inner surface 121 and the second inner surface 122 of the magnet placement hole 110 face each other.
- Permanent magnet 30 is held by projection 120n and inner surface 112 (first inner surface 121) of magnet placement hole 110. As shown in FIG.
- the protrusion 120n is elongated in the circumferential direction R of the rotor core 20n. Therefore, the contact points between the permanent magnets 30 and the protrusions 120n are elongated in the circumferential direction R of the rotor core 20n. Therefore, the holding force with which the rotor core 20n holds the permanent magnet 30 becomes stronger. In addition, since the contact area between the permanent magnet 30 and the protrusion 120n is widened, it is difficult for the permanent magnet 30 to generate a rotational moment about the protrusion 120n. That is, it is possible to prevent the permanent magnets 30 from moving relative to the rotor core 20n.
- the projecting direction of the projection 120n is not limited to the above case.
- the shapes of the recesses 130 and the protrusions 120 are the same as those of the first inner surface 121 and the second inner surface 121. It may be elongated in a direction intersecting the direction in which the inner surface 122 faces. Further, in the opposite side projections 160e to 160i according to Modifications 4 to 8, like the projection 120n, the first inner surface 121 and the second inner surface 122 may be elongated in the direction intersecting the facing direction.
- Modification 12 11B is a schematic plan view of a rotor block 50p according to modification 12.
- FIG. 11B the permanent magnets 30 have projections 120p, a first inner surface 121, and a magnet arrangement hole 110 different from the first inner surface 121 and the second inner surface 122. held by the inner surface.
- the rotor block 50p according to Modification 12 differs from the rotor block 50 according to the embodiment (see FIG. 2A) in the above-described points.
- the recesses 130p and the projections 120p are formed closer to the inner surface 114 than the center of the inner surface 111 of the magnet arrangement hole 110 in the circumferential direction R of the rotor core 20p. ing.
- the protrusion 120p contacts the outer surface 32 of the permanent magnet 30. As shown in FIG. On the other hand, only a portion of the outer surface 31 of the permanent magnet 30 is in contact with the inner surface 112 (first inner surface 121) of the magnet arrangement hole 110 in the circumferential direction R of the rotor core 20p.
- the permanent magnet 30 is held by the projection 120p, the first inner surface 121 of the magnet arrangement hole 110, and the inner surface 113 in plan view from the direction A1 in which the axis A of the rotating shaft 40 extends. Further, in a plan view from the direction A1 in which the axis A of the rotating shaft 40 extends, the long axis direction of the permanent magnets 30 and the long axis direction of the magnet arrangement holes 110 do not match.
- the permanent magnets 30 can be positioned in the rotor core 20p regardless of the shape and orientation of the magnet arrangement holes 110.
- the posture with respect to the iron core 20p can be controlled.
- the projecting direction of the protrusion 120p is not limited to the above case.
- the protrusions 120 may protrude along the circumferential direction R of the rotor core 20 as in the embodiment and modifications 1-8.
- Modification 13 12A is a schematic plan view of a rotor block 50q according to Modification 13.
- FIG. 12B is a schematic sectional view corresponding to the XIIB-XIIB section of FIG. 12A in the rotor block 50q.
- the amount of protrusion of the protrusions 120q from the second inner surface 122 is the same as the outer surface 32 of the permanent magnet 30q facing the protrusions 120q and the magnet arrangement hole 110. is greater than the distance from the second inner surface 122 of the .
- the rotor block 50q according to Modification 13 differs from the rotor block 50 according to the embodiment (see FIGS. 2A and 2B) in the above-described points.
- the permanent magnets 30q are formed by, for example, coating the entire surface of a rectangular parallelepiped magnetic material with a resin material. That is, the permanent magnet 30q has a magnetic portion inside the resin layer.
- the permanent magnet 30q is held by the protrusion 120q and the first inner surface 121 (inner surface 113) of the magnet placement hole 110, as shown in FIGS. 12A and 12B.
- a distance D8 between the tip of the protrusion 120q on the first inner surface 121 side and the second inner surface 122 is greater than a distance D7 between the second inner surface 122 of the magnet arrangement hole 110 and the outer surface 32 of the permanent magnet 30q.
- the amount of protrusion D8 of the protrusion 120q from the second inner surface 122 is greater than the distance D7 between the second inner surface 122 of the magnet arrangement hole 110 and the outer surface 32 of the permanent magnet 30q facing the second inner surface 122.
- the tip of the protrusion 120q on the first inner surface 121 side is buried in the resin layer of the permanent magnet 30q.
- part of the projections 120q are embedded in the permanent magnets 30q, so the holding force of the rotor core 20q to hold the permanent magnets 30q is further strengthened.
- the projecting direction of the protrusion 120q is not limited to the above case.
- the protrusion 120j may protrude along the radial direction D of the rotor core 20j.
- the rotor core 20 of the rotor 10 is configured such that the rotor blocks 50 having the same structure are arranged without gaps along the circumferential direction R of the rotor core 20 . Therefore, the two permanent magnets 30 adjacent to each other in the circumferential direction R of the rotor core 20 have the same relative positional relationship with the rotor core 20 in the circumferential direction R and radial direction D of the rotor core 20 .
- FIG. 13A is a partial plan view of the rotor core 20 according to the embodiment, showing a state in which two rotor blocks 50 are arranged along the circumferential direction R of the rotor core 20.
- FIG. 13A is a partial plan view of the rotor core 20 according to the embodiment, showing a state in which two rotor blocks 50 are arranged along the circumferential direction R of the rotor core 20.
- the permanent magnet 30-1 is placed in the magnet placement hole 110-1.
- the protrusion 120-1 protrudes from the second inner surface 122-1 of the magnet placement hole 110-1 toward the first inner surface 121-1.
- the projecting direction of projection 120-1 is along the circumferential direction of rotor core 20 at the center of magnet arrangement hole 110-1 in plan view from direction A1 in which axis A of rotating shaft 40 extends.
- the protrusion 120-1 protrudes in the radial direction D-1 of the rotor core 20 at the center of the magnet arrangement hole 110-1 in plan view from the direction A1 in which the axial center A of the rotating shaft 40 extends. perpendicular to
- the permanent magnet 30-2 is placed in the magnet placement hole 110-2.
- the protrusion 120-2 protrudes from the second inner surface 122-2 of the magnet placement hole 110-2 toward the first inner surface 121-2.
- the projecting direction of projection 120-2 is along the circumferential direction of rotor core 20 at the center of magnet arrangement hole 110-2 in plan view from direction A1 in which axis A of rotating shaft 40 extends.
- the protrusion 120-2 protrudes in the radial direction D-2 of the rotor core 20 at the center of the magnet arrangement hole 110-2 in plan view from the direction A1 in which the axis A of the rotating shaft 40 extends. perpendicular to
- the projecting direction of the protrusions 120 is the same relative direction with respect to the radial direction D and the circumferential direction R of the rotor core 20 at the positions where the protrusions 120 are formed.
- the angle formed by the projecting direction of the projection 120 and the radial direction D of the rotor core 20 at the position where the projection 120 is formed is the same.
- the angle between the projection direction of the projection 120 and the radial direction D of the rotor core 20 at the position where the projection 120 is formed is 90° for any projection 120 .
- FIG. 13B is a partial plan view of a rotor core 20j according to Modification 9, showing a state in which two rotor blocks 50j are arranged along the circumferential direction R of the rotor core 20j.
- the permanent magnet 30-3 is placed in the magnet placement hole 110-3.
- the protrusion 120j-3 protrudes from the second inner surface 122-3 of the magnet placement hole 110-3 toward the first inner surface 121-3.
- the protrusion 120j-3 protrudes along the radial direction D-3 of the rotor core 20 at the center of the magnet arrangement hole 110-3 in a plan view from the direction A1 in which the axis A of the rotating shaft 40 extends. is.
- the permanent magnet 30-4 is placed in the magnet placement hole 110-4.
- the protrusion 120j-4 protrudes from the second inner surface 122-4 of the magnet placement hole 110-4 toward the first inner surface 121-4.
- the projecting direction of the protrusion 120j-4 is along the radial direction D-4 of the rotor core 20 at the center of the magnet arrangement hole 110-4 in a plan view from the direction A1 in which the axis A of the rotating shaft 40 extends. is.
- the projection direction of the projection 120j is the same relative direction to the radial direction D and the circumferential direction R of the rotor core 20j at the position where the projection 120j is formed.
- the angle formed by the projecting direction of the projection 120j and the radial direction D of the rotor core 20j at the position where the projection 120j is formed is the same.
- the angle between the projection direction of the projection 120j and the radial direction D of the rotor core 20j at the position where the projection 120j is formed is 0° for any projection 120j.
- the position, the amount of protrusion, and the direction of protrusion of the protrusions 120 are set in the radial direction D and the circumferential direction R of the rotor core 20 at the positions where the protrusions 120 are formed.
- the rotor 10 is formed so as to have the same relative relationship. By doing so, the postures of the adjacent permanent magnets 30 with respect to the radial direction D and the circumferential direction R of the rotor core 20 at the positions where the permanent magnets 30 are present are made uniform.
- the magnet arrangement holes 110 are provided symmetrically with respect to the radial direction D and the circumferential direction R of the rotor core 20, the intervals between the adjacent permanent magnets 30 are made uniform. Therefore, the magnetic flux density of the rotor 10 in the circumferential direction R of the rotor core 20 is made uniform. As a result, when the rotor 10 is used as a rotor of a motor, unevenness in force in the circumferential direction R of the rotor core 20 does not occur, and the rotation characteristics are improved.
- a plurality of projections 120 are arranged on the magnet holding portion 202 on the first end surface 21 side of the rotor core 20 between the plurality of rotor blocks 50 .
- the plurality of protrusions 120 are formed on the first end surface 21 side of the rotor core 20 , all of the corresponding plurality of recesses 130 can be formed on the first end surface 21 of the rotor core 20 . Therefore, it becomes easy to form the plurality of recesses 130 corresponding to the plurality of protrusions 120 .
- the permanent magnets 30 relative positions to the rotor core 20 can also be aligned. That is, it becomes easy to manufacture the rotor 10 that is highly symmetrical with respect to the circumferential direction R.
- the arrangement of the rotor block 50 is not limited to the above case.
- two types of rotor blocks 50 may be alternately arranged in the circumferential direction R of the rotor core 20 .
- two types of rotor blocks 50 may be regularly arranged at a ratio of 2:1, for example. That is, the rotor 10 may be symmetrical with respect to the rotation of the rotor core 20 in the circumferential direction R by (360/n)° (where n is an integer equal to or greater than 2).
- the rotor 10 can be symmetrical with respect to rotation of the rotor core 20 in the circumferential direction R by 60°.
- the rotor 10 does not have to be completely symmetrical with respect to the rotation of the rotor core 20 by (360/n)° (n is an integer equal to or greater than 2) in the circumferential direction R, but is symmetrical. Having the portion improves rolling characteristics. That is, for example, in the rotor 10 having ten permanent magnets 30, a specific rotor block 50 and a rotor block 50 facing the specific rotor block 50 via the rotating shaft 40 have the same structure. There may be.
- the recesses 130 are formed by pressing the recess formation positions 139 of the rotor core 20 in the direction A1 in which the axis A of the rotating shaft 40 extends.
- the method of forming recesses 130 and projections 120 is not limited to the above case.
- recesses may be formed as follows.
- FIG. 14A is a schematic plan view of another modified rotor block 50r during manufacturing.
- FIG. 14B is a schematic plan view of a rotor block 50r according to another modification.
- cavities 138 are formed in advance at recessed portions of the rotor core 20ra, and the permanent magnets 30 are inserted into the magnet arrangement holes 110.
- the projections 120 are formed on the rotor core 20r by expanding the cavities 138 to form the recesses 130r.
- a method of expanding the cavity 138 is, for example, a method of inserting the tip of a conical member into the cavity 138 and pushing the member into the cavity 138 along the direction A1 in which the axis A of the rotating shaft 40 extends. According to such a method, by forming the cavity 138 at a desired position, the recess 130r can be formed at a desired position. Therefore, the shape of the protrusion 120 can be more easily controlled.
- the rotor core 20 has a circular shape when viewed from the direction A1 in which the axis A of the rotating shaft 40 extends.
- the rotor core 20 may have a polygonal shape when viewed from the direction A1 in which the axis A of the rotating shaft 40 extends, or may have protrusions and recesses on the outer peripheral edge.
- the radial direction D of the rotor core 20 at the target position is orthogonal to the extending direction A1 of the axis A of the rotating shaft 40, and pointing in the direction of
- the circumferential direction R of the rotor core 20 is a direction orthogonal to the extending direction A1 of the axis A of the rotating shaft 40 at the position of interest and orthogonal to the radial direction D of the rotor core 20 at the position of interest.
- the magnet placement hole 110 has a rectangular shape when viewed from the direction A1 in which the axis A of the rotating shaft 40 extends. It faces the circumferential direction R.
- the longitudinal direction of the magnet arrangement hole 110 may be any direction as long as the angle with respect to the radial direction D of the rotor core 20 is uniform in the rotor core 20 .
- all the magnet placement holes 110 provided in the rotor core 20 may form an angle of 30° with respect to the radial direction D of the rotor core 20 .
- the magnet arrangement hole 110 when viewed from the direction A1 in which the axis A of the rotating shaft 40 extends is not limited to a rectangular shape, and may have any shape.
- the magnet arrangement hole 110 penetrates the rotor core 20 along the direction A1 in which the axis A of the rotating shaft 40 extends.
- the magnet arrangement hole 110 may be opened at the first end surface 21 of the rotor core 20 and not at the second end surface 22 .
- the motor 1 includes the stator 2 according to the embodiment.
- the motor according to aspects of the present disclosure may comprise any stator capable of driving the rotor 10 comprising the permanent magnets 30 .
- a rotor (10) includes a rotor core (20-20r), a plurality of permanent magnets (30; 30q), and a rotating shaft (40).
- the rotor core (20-20r) has a plurality of magnet placement holes (110).
- a plurality of permanent magnets (30; 30q) correspond to a plurality of magnet placement holes (110) and are respectively placed inside corresponding magnet placement holes (110).
- a rotating shaft (40) is fixed to the rotor core (20 to 20r) and rotates about the axis (A).
- the rotor core (20-20r) has a first inner surface (121), a second inner surface (122), and projections (120-120q).
- the first inner surface (121) and the second inner surface (122) are positioned inside the first magnet placement hole (110) included in the plurality of magnet placement holes and face each other.
- the projections (120-120q) are formed by plastic deformation of the rotor cores (20-20r) and protrude from the second inner surface (122) toward the first inner surface (121).
- the first permanent magnet (30; 30q) arranged in the first magnet arrangement hole (110) is held in the first magnet arrangement hole (110) by protrusions (120-120q). .
- the first permanent magnets (30; 30q) are inserted into the first magnet arrangement holes (110) of the rotor core (20-20r) without using a separate member. It can be held firmly. Therefore, the reliability of the rotor (10) can be easily improved.
- the first inner surface (121) and the second inner surface (122) extend in the direction in which the axis (A) of the rotating shaft (40) extends. They face in a direction intersecting the direction (D) perpendicular to (A1).
- the first permanent magnets (30; 30q) are arranged in the rotor core (20 to 20i; 20q; 20r) with respect to the first magnet placement holes (110). It can be held in alignment in the circumferential direction (R). Therefore, the relative position of the permanent magnets (30; 30q) to the rotor cores (20-20i; 20q; 20r) in the circumferential direction (R) can be easily controlled.
- the first inner surface (121) and the second inner surface (122) extend in the direction in which the axis (A) of the rotating shaft (40) extends. It faces in a direction orthogonal to (A1).
- the projections (120j-120p) protrude outside the rotor core (20j-20p).
- the first permanent magnets (30) are arranged in the radial direction (D) of the rotor cores (20j to 20p) with respect to the first magnet placement holes (110). It can be aligned and held. Therefore, the relative position of the permanent magnet (30) to the rotor core (20-20p) in the radial direction (D) can be easily controlled.
- the protrusions (120-120q) move the rotor core (20-20q) at a predetermined position to the rotation axis (40). ) in the direction (A1) in which the axis (A) of ) extends to cause plastic deformation in the rotor cores (20 to 20q).
- the protrusions (120 to 120q) are pressed at predetermined positions of the rotor core (20 to 20q) in the direction (A1) in which the axis (A) extends. ) is formed. Therefore, the projections (120-120q) can be formed by an easy method.
- the rotor core (20r) has cavities (138) at predetermined positions, and the projections (120) are , is formed by widening the cavity (138) and causing plastic deformation in the rotor core (20r).
- the cavity (138) is formed at a predetermined position of the rotor core (20r), and the cavity (138) is expanded to form the projections. Therefore, the protrusion (120) can be formed by an easy method, and the shape of the protrusion (120) can be easily controlled.
- the protrusion (120q) protruding amount (D8) from the second inner surface (122) is equal to the first permanent magnet ( 30q) and the second inner surface (122) (D7).
- the rotor (10) according to the sixth aspect for example, when the first permanent magnet (30q) is coated with resin or the like, the inside of the coating of the first permanent magnet (30q) is projected (120q). ) can be fixed. Therefore, the permanent magnet (30q) can be held with a stronger force.
- the protrusion (120) is formed on the surface (32) of the first permanent magnet facing the second inner surface (122). , contact the central shaft (321) extending in the direction (A1) in which the axis (A) of the rotating shaft (40) extends.
- the first permanent magnets (30) are easily brought into close contact with the first inner surface (121) of the first magnet arrangement hole (110). Therefore, it becomes easier to control the position of the first permanent magnet (30) with respect to the first magnet arrangement hole (110) of the rotor core (20).
- the protrusion (120n) has an elongated shape extending along the second inner surface (122).
- the contact area between the protrusion (120n) and the first permanent magnet (30) is increased. Therefore, the rotor core (20n) can hold the first permanent magnet (30) with a stronger force.
- a rotor (10) according to a ninth aspect is the rotor core (20b; 20c; 20d) in any one of the first to sixth aspects, wherein the axis (A) of the rotating shaft (40) is extended. It further has coplanar side protrusions (150b; 150c; 150d) on the same side as the protrusions (120b; 120c; 120d) in the direction (A1). The coplanar projections (150b; 150c; 150d) hold the first permanent magnets (30).
- the first permanent magnets (30) are held by the projections (120b; 120c; 120d) and the same surface side projections (150b; 150c; 150d). Therefore, the arrangement of the projections (120; 120c; 120d) and the same surface side projections (150b; 150c; 150d) facilitates controlling the holding posture of the first permanent magnet (30) to a desired posture.
- the same-surface-side projections (150b) protrude from the second inner surface (122) toward the first inner surface (121).
- the first permanent magnet (30) is held on the rotor core (20b) with a stronger force.
- a first permanent magnet ( A central axis (321) extending in a direction (A1) in which the axis (A) of the rotating shaft (40) extends is located on the plane (32) of 30).
- the force holding the first permanent magnet (30) in the direction intersecting the direction in which the first inner surface (121) and the second inner surface (122) face each other variation can be reduced. Therefore, the rotational moment generated in the first permanent magnet (30) can be suppressed, and the relative posture of the first permanent magnet (30) with respect to the rotor core (20b) can be stabilized.
- the first permanent magnets (30; 30q) are held in contact with the first inner surface (121) .
- the first permanent magnets (30; 30q) are arranged on the first inner surface (121) by the first inner surface (121) and the projections (120-120b; ) and the second inner surface (122) facing each other from both sides. Also, the first permanent magnets (30; 30q) and the first inner surface (121) are in contact over a wide area. Therefore, the first permanent magnets (30; 30q) are held by the rotor cores (20-20b; 20e-20r) with a strong force, and relative movement of the first permanent magnets (30; 30q) with respect to the rotor (10) is prevented. can be suppressed.
- the same-surface-side projections (150c; 150d) protrude from the first inner surface (121) toward the second inner surface (122).
- the first permanent magnets (30) are held by the projections (120c; 120d) facing each other and the projections (150c; 150d) facing the same surface. Therefore, the first permanent magnet (30) can be held in a desired posture regardless of the shapes of the magnet arrangement hole (110) and the first permanent magnet (30).
- the direction in which the protrusion (120c) and the same surface side protrusion (150c) face each other is such that the first inner surface and the second inner surface face each other. It is the same direction as the direction to do.
- the rotor core (20c) is arranged in the first permanent magnet ( 30) can be retained.
- the rotor core (20c) can firmly hold the first permanent magnet (30) in the direction in which the first inner surface (121) and the second inner surface (122) face each other.
- the directions in which the protrusions (120d) and the same surface side protrusions (150d) face each other are the first inner surface (121) and the second inner surface (122). ) is a direction different from the facing direction.
- the rotor core (20d) is arranged in a direction different from the direction in which the first inner surface (121) and the second inner surface (122) face each other. 30) can be held firmly. Further, it becomes easier for the rotor core (20d) to hold the first permanent magnet (30) at an angle with respect to the first magnet arrangement hole (110).
- the rotor core (20e to 20i) extends in the direction in which the axis (A) of the rotating shaft (40) extends.
- (A1) has a first end surface (21) and a second end surface (22).
- the magnet arrangement hole (110) is a through hole penetrating from the first end face (21) to the second end face (22) of the rotor core (20e-20i).
- the projections (120e-120i) are formed on the first end surface (21) side.
- the rotor cores (20e-20i) further have opposite side projections (160e-160i) holding the first permanent magnets (30) on the second end surface (22) side.
- the first end face (21) side and the first Protrusions (120e to 120i) and opposing side protrusions (160e to 160i) are formed on each of the two end faces (22).
- the rotor cores (20e to 20i) do not move relative to the rotor cores (20e to 20i) even in the direction (A1) in which the first permanent magnet (30) extends. can hold.
- the opposing projections (160e; 160g; 160i) protrude from the second inner surface (122) toward the first inner surface (121).
- the first permanent magnet (30) is in continuous contact with the first inner surface (121) along the direction in which the axis (A) of the rotating shaft (40) extends.
- the first permanent magnet (30) is in close contact with the first inner surface (121) forming the first magnet arrangement hole (110).
- a relative positional relationship between (30) and the rotor core (20e; 20g; 20i) can be easily realized. Therefore, it is possible to easily control the relative positional relationship between the first permanent magnet (30) and the rotor core (20e; 20g; 20i).
- the opposing projections (160f; 160h) protrude from the first inner surface (121) to the second inner surface (122).
- the first permanent magnet (30) is in contact with the first inner surface (121) on the side of the first end surface (21) of the rotor core (20f; 20h), and the second inner surface on the side of the second end surface (22) of the rotor core (20f; 20h). (122).
- the first permanent magnet (30) is held with a strong holding force without being brought into close contact with the inner surface of the first magnet arrangement hole (110).
- the rotor core (20f; 20h) can hold. Therefore, for example, regardless of the difference in the shape of the first permanent magnet (30) and the shape of the first magnet placement hole (110), the contact between the first permanent magnet (30) and the rotor core (20f; 20h) Damage to the first permanent magnet (30) can be suppressed.
- a rotor (10) according to a nineteenth aspect is a rotor (10) according to any one of the first to eighteenth aspects, wherein the rotor core (20g; 20h) protrudes from the second inner surface (122) toward the first inner surface (121). It further comprises a protrusion (171) for The distance (D2) by which the protrusion (171) protrudes from the second inner surface (122) is the distance (D1) by which the protrusion (120g) protrudes from the second inner surface (122), the second inner surface (122) and the first inner surface (122). greater than either the distance (D1) to the permanent magnet (30).
- the projection (120g) and the projecting portion (171) are integrally formed by plastic deformation of the rotor core (20g).
- the protrusion (171) moves the first permanent magnet (30) in the direction (A1) in which the axis (A) extends, and the first permanent magnet ( 30) can be prevented from falling out of the magnet arrangement hole (110).
- the rotor core (20i) has a laminate in which a plurality of plate-shaped magnetic steels (23) are laminated.
- a plurality of plate-shaped magnetic steels (23) are composed of a first steel plate group (204) including a first end face (21) in the direction (A1) in which the axis (A) of the rotating shaft (40) extends, and a first steel plate and a second steel plate group (202i) in contact with the group (204).
- the first steel plate group (204) is provided with a through hole (231) penetrating from the first end surface (21) to the second steel plate group (202i).
- the second steel plate group (202i) has a protrusion (120i) formed by plastically deforming a portion (130i) exposed on the first end face (21) side by the through hole (231).
- the plastic deformation of the first steel plate group (204) is caused in order to cause the second steel plate group (202i) to undergo plastic deformation for forming the projections (120i). can be suppressed. Therefore, deformation of the first end surface (21) of the rotor core (20i) can be suppressed.
- the rotor core (20; 20j) has a third inner surface (121-2; 121-4) and a fourth It further has an inner surface (122-2; 122-4) and a second protrusion (120-2; 120j-4).
- the third inner surfaces (121-2; 121-4) and the fourth inner surfaces (122-2; 122-4) are the second magnet placement holes (110-2; 110-4) included in the plurality of magnet placement holes. Located inside and facing each other.
- the second projections (120-2; 120j-4) are formed by plastic deformation of the rotor core (20; 20j) and extend from the fourth inner surface (122-2; 122-4) to the third inner surface (121-2; 121-4) side.
- the second protrusions (120-2; 120j-4) are different from the first protrusions (120-1; 120j-3) which are protrusions.
- the second permanent magnets (30-2; 30-4) arranged in the second magnet arrangement holes (110-2; 110-4) have second projections (120-2; 120j- 4) in the second magnet placement holes (110-2; 110-4).
- the direction in which the second protrusions (120-2; 120j-4) protrude is orthogonal to the direction (A1) in which the axis (A) of the rotating shaft (40) extends, and the axis (A) and the second
- the angle formed by the direction (D-2; D-4) passing through the projection (120-2; 120j-4) is the direction in which the projection (120-1; 120j-3) projects and the axis (A) is perpendicular to the extending direction (A1) and is equal to the angle formed by the direction (D-1; D-3) passing through the axis (A) and the projection (120-1; 120j-3).
- the first permanent magnets (30-1; 30-3) and the second permanent magnets (30-2; 30-4) are connected to the rotor core ( 20; 20j) are held by projections (120) in the same angular direction with respect to the radial direction (D). Therefore, the first permanent magnets (30-1; 30-3) and the second permanent magnets (30- 2; 30-4) can be aligned. Therefore, deviation of the relative position of the permanent magnet (30) with respect to the rotor core (20; 20j) can be suppressed. Therefore, the characteristics of the rotor (10) can be improved by homogenizing the magnetic flux density.
- the first projections (120-1; 120-3) and the second projections (120-2; 120-4) are It is provided on the same end surface (21) side in the direction in which the axis (A) of the iron core (20; 20j) extends.
- the rotor cores ( 20; 20j) in at least one of the radial direction (D) and the circumferential direction (R). Further, the axis (A) of each of the first permanent magnets (30-1; 30-3) and the second permanent magnets (30-2; 30-4) with respect to the rotor core (20; 20j) extends. It also becomes easy to make the relative positions in the direction (A1) the same. Therefore, the characteristics of the rotor (10) can be improved by homogenizing the magnetic flux density.
- a motor (1) according to a twenty-third aspect comprises a rotor (10) according to any one of the first to twenty-second aspects and a stator (2).
- the first permanent magnet (30; 30q) can be firmly held at a predetermined position of the rotor core (20 to 20r) without using a separate member. can. Therefore, the reliability of the rotor (10) can be easily improved.
- a rotor (10) manufacturing method includes a rotor (10) including a rotor core (20 to 20r), a plurality of permanent magnets (30; 30q), and a rotating shaft (40). is a manufacturing method.
- the rotor core (20-20r) has a plurality of magnet placement holes (110).
- a plurality of permanent magnets (30; 30q) correspond to a plurality of magnet placement holes (110).
- the rotating shaft (40) rotates about the axis (A) and extends in a direction (A1) in which the axis (A) extends.
- a rotor core (20-20r) having a plurality of magnet arrangement holes (110) extending in the direction (A1) in which the axis (A) extends is prepared.
- Each of the plurality of permanent magnets (30; 30q) is arranged in a corresponding magnet arrangement hole (110) of the plurality of magnet arrangement holes.
- the first end face (21) of the rotor core (20-20r) is pressed toward the second end face (22) to produce the rotor core (20-20r).
- 20r) is plastically deformed to form protrusions (120-120q).
- the first end face (21) and the second end face (22) face each other in the direction (A1) in which the axis (A) extends.
- the protrusions (120 to 120q) protrude from the inner surface (122) of at least one first magnet placement hole (110) of the plurality of magnet placement holes and are arranged in the first magnet placement hole (110) among the plurality of permanent magnets. holding a first permanent magnet (30; 30q).
- the first permanent magnets (30; 30q) are firmly fixed to the predetermined positions of the rotor core (20 to 20r) without using separate members. can hold. Therefore, the reliability of the rotor (10) can be easily improved.
- the permanent magnets can be held in the magnet arrangement holes of the rotor core by the projections provided on the rotor core. Therefore, the reliability of the rotor can be easily improved, and the reliability of the motor is improved. That is, the rotor, the motor, and the rotor manufacturing method of the present disclosure are techniques useful for motors and industrial equipment to which they are applied.
Landscapes
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- Permanent Field Magnets Of Synchronous Machinery (AREA)
- Iron Core Of Rotating Electric Machines (AREA)
Abstract
別途部材を使用せずに永久磁石を保持する回転子とそれを備えたモータを提供する。回転子は、回転子鉄心(20)と、複数の永久磁石(30)と、回転軸と、を備える。回転子鉄心(20)は、複数の磁石配置穴(110)を有する。永久磁石(30)は、その各々が対応する磁石配置穴(110)の内部に配置される。回転軸は、回転子鉄心(20)に固定され、軸心を回転中心とする。回転子鉄心(20)は、第1内面(121)及び第2内面(122)と、突起(120)と、を有する。第1内面(121)及び第2内面(122)は、第1磁石配置穴(110)の内側に位置し、互いに対向する。突起(120)は、回転子鉄心(20)の塑性変形により形成され、第2内面(122)から第1内面(121)側に突出する。第1磁石配置穴(110)に配置される第1永久磁石(30)は、突起(120)によって第1磁石配置穴(110)内に保持される。
Description
本開示は、回転子、モータ、及び、回転子の製造方法に関する。特に、永久磁石を備える回転子、回転子を備えるモータ、及び、永久磁石を備える回転子の製造方法に関する。
特許文献1には、永久磁石を備える回転子が記載されている。
回転子の回転子コア(回転子鉄心)には、永久磁石を埋設するための磁石埋設用孔(磁石配置穴)が複数形成されている。複数の磁石埋設用孔の各々には、永久磁石が保持されている。永久磁石の外面と磁石埋設用孔の内面との間には隙間が存在するため、これらの隙間にはばね性の金属板が挿入されている。永久磁石は、ばね性の金属板によって磁石埋設用孔の内部に保持されており、永久磁石と回転子鉄心との相対的位置関係が固定されている。
しかしながら、特許文献1に記載の回転子では、磁石埋設用孔の内面と永久磁石の外面との間に金属板を設置する必要がある。
本開示は上記の点に鑑みてなされたものであり、別途部材を使用することなく、永久磁石を回転子鉄心の磁石配置穴に保持することができる回転子、モータ、及び、回転子の製造方法を提供することを目的とする。
本開示の一態様に係る回転子は、回転子鉄心と、複数の永久磁石と、回転軸と、を備える。前記回転子鉄心は、複数の磁石配置穴を有する。前記複数の永久磁石は、前記複数の磁石配置穴に対応し、各々が対応する磁石配置穴の内部に配置されている。前記回転軸は、前記回転子鉄心に固定され、軸心を回転中心とする。前記回転子鉄心は、第1内面及び第2内面と、突起と、を有する。前記第1内面及び前記第2内面は、複数の磁石配置穴に含まれる第1磁石配置穴の内側に位置し、互いに対向する。前記突起は、前記回転子鉄心の塑性変形により形成され、前記第2内面から前記第1内面側に突出する。前記複数の永久磁石のうち、前記第1磁石配置穴に配置される第1永久磁石は、前記突起によって前記第1磁石配置穴内に保持される。
本開示の他の一態様に係るモータは、前記回転子と、固定子と、を備える。
本開示の他の一態様に係る回転子の製造方法は、回転子鉄心と、複数の永久磁石と、回転軸とを備える回転子の製造方法である。前記回転子鉄心は、複数の磁石配置穴を有する。前記複数の永久磁石は、前記複数の磁石配置穴に対応する。前記回転軸は、軸心を回転中心とし前記軸心が延伸する方向に延びる。前記製造方法では、前記軸心が延伸する前記方向に延伸する複数の磁石配置穴を有する前記回転子鉄心を準備する。前記製造方法では前記複数の永久磁石の各々を前記複数の磁石配置穴の対応する磁石配置穴に配置する。前記製造方法では、前記回転子鉄心の第1端面を第2端面に向かって加圧して前記回転子鉄心を塑性変形させ、突起を形成する。前記第1端面と前記第2端面は、前記軸心が延伸する方向に対向する(互いに反対側の端面である)。前記突起は、前記複数の磁石配置穴の少なくとも1つの第1磁石配置穴の内面から突出し、前記複数の永久磁石のうち前記第1磁石配置穴に配置される第1永久磁石を保持する。
本開示の上記態様に係る回転子、モータ、及び回転子の製造方法によれば、回転子鉄心に設けられた突起により、回転子鉄心の磁石配置穴に永久磁石を保持することができる。
以下、本開示の実施形態に係る回転子、モータ、及び、回転子の製造方法について図面を参照して詳細に説明する。ただし、下記の実施形態において説明する各図は模式的な図であり、各構成要素の大きさ及び厚さのそれぞれの比が必ずしも実際の寸法比を反映しているとは限らない。なお、以下の実施形態で説明する構成は本開示の一例に過ぎない。本開示は、以下の実施形態に限定されず、本開示の効果を奏することができれば、設計等に応じて種々の変更が可能である。
(1)概要
図1は、本開示の実施形態に係るモータ1の概略図である。図2Aは、モータ1の回転子10の回転子鉄心20における回転子ブロック50の概略平面図である。図2Bは、回転子ブロック50における、図2AのIIB-IIB断面に対応する概略断面図である。
図1は、本開示の実施形態に係るモータ1の概略図である。図2Aは、モータ1の回転子10の回転子鉄心20における回転子ブロック50の概略平面図である。図2Bは、回転子ブロック50における、図2AのIIB-IIB断面に対応する概略断面図である。
本開示の実施形態に係るモータ1は、ブラシレスモータである。モータ1は、図1に示すように、固定子2と、固定子2の内部に配置される、本開示の実施形態に係る回転子10と、を備える。なお、図1は、回転子10の回転軸40の軸心Aが延伸する方向A1(図2A、図2B参照)からのモータ1の平面図である。
回転子10は、回転子鉄心20と、複数(図1では10個)の永久磁石30と、回転軸40と、を有している。複数の永久磁石30は、回転子鉄心20に保持されている。固定子2は、固定子鉄心60と、複数(図1では12個)のコイル69と、を有している。固定子鉄心60は、回転子鉄心20の周囲に配置されている。すなわち、固定子鉄心60は、回転子鉄心20を囲んでいる。複数のコイル69は、固定子鉄心60に巻かれている。回転子10は、固定子2に対して回転する。すなわち、複数のコイル69から発生する磁束(磁力)が複数の永久磁石30に作用することにより、回転子10が回転する。回転子10の回転力(駆動力)は、回転軸40からモータ1の外部に出力される。
(2)回転子の詳細
(2-1)概要
回転子10は、上述したように、回転子鉄心20と、回転軸40と、複数の永久磁石30と、を含む。
(2-1)概要
回転子10は、上述したように、回転子鉄心20と、回転軸40と、複数の永久磁石30と、を含む。
回転子鉄心20は、円筒形状に形成されている。回転子鉄心20は、複数の鋼板が厚さ方向に積層されて形成している、いわゆる積層コアである。複数の鋼板の積層方向は、図2Bに示すように、回転軸40の軸心Aが延伸する方向A1である。回転子鉄心20は、回転軸40の軸心Aが延伸する方向A1における一方に第1端面21を有する。回転子鉄心20は、回転軸40の軸心Aが延伸する方向A1において第1端面21と対向する(第1端面21と反対側の)第2端面22を有する。回転子鉄心20の中心には、図3Cに示すように、回転軸40の軸心Aが延伸する方向A1に回転子鉄心20を貫通し、第1端面21と第2端面22とでそれぞれ開口する軸孔100が形成されている。
また、回転子鉄心20は、図1に示すように、回転子鉄心20の周方向R(図2A、図2B参照)に沿って、同一の構造(以下、「回転子ブロック50」という)が、永久磁石30の数だけ隙間なく繰り返し並んでいる。周方向Rとは、回転軸40の軸心Aが延伸する方向に直交する仮想平面において、回転軸40の軸心Aを中心とする円の円周に沿った方向である。すなわち、回転子鉄心20は、回転子鉄心20の周方向Rに沿って、複数(図1では10個)の回転子ブロック50を含む。回転子鉄心20は、回転子ブロック50ごとに、磁石配置穴110が形成されている。磁石配置穴110の各々は、回転軸40の軸心Aが延伸する方向A1に沿って延伸し、少なくとも第1端面21で開口する。磁石配置穴110の各々は、略直方体状である。実施形態では、磁石配置穴110の各々は、回転軸40の軸心Aが延伸する方向A1に沿って回転子鉄心20を貫通し、第2端面22で開口する貫通孔である。
回転軸40は、棒状の部材である。回転軸40は、回転子鉄心20の軸孔100に挿入される。回転軸40は、回転子鉄心20に対して相対移動しないよう回転子鉄心20の軸孔100に保持される。
永久磁石30は、回転子鉄心20の磁石配置穴110に挿入される。永久磁石30は、例えば、直方体状である。永久磁石30は、互いに対向する外面を3対(6面)有する。永久磁石30は、後述するように、回転子鉄心20に対して相対移動しないように回転子鉄心20の磁石配置穴110に挿入される。永久磁石30の6つの外面のうち、磁石配置穴110に設置されたときに回転軸40の軸心Aが延伸する方向A1に延伸する4つの外面を外面31、32、33、34という。外面31と外面32とは互いに対向する。また、外面33と外面34とは互いに対向する。
(2-2)回転子ブロック
図2Aは、1つの回転子ブロック50を回転軸40の軸心Aが延伸する方向A1から平面視した概略図である。図2Bは、回転子ブロック50における、図2AのIIB-IIB断面に対応する概略断面図である。なお、図2Aは、回転子鉄心20の磁石配置穴110に永久磁石30が挿入された状態を示している。磁石配置穴110は、回転子鉄心20の径方向Dに長尺の長方形状である。ここで、回転子鉄心20の径方向Dとは、回転軸40の軸心Aが延伸する方向A1に直交し、かつ、回転軸40の軸心Aと着目位置とを結ぶ方向をいう。すなわち径方向Dは、着目位置と回転軸40の軸心Aとの相対的位置関係に依存する。着目位置とは、径方向Dがどの向きかを判断する位置であり、ここでは磁石配置穴110である。すなわち、磁石配置穴110は、磁石配置穴110と回転軸40の軸心Aとを結ぶ方向に長尺である。回転子鉄心20は、回転子鉄心20の径方向Dに互いに対向する内面111と内面112とを有する。また、回転子鉄心20は、回転子鉄心20の周方向Rに互いに対向する内面113と内面114とを有する。4つの内面111、112、113、114によって囲まれた領域が磁石配置穴110である。
図2Aは、1つの回転子ブロック50を回転軸40の軸心Aが延伸する方向A1から平面視した概略図である。図2Bは、回転子ブロック50における、図2AのIIB-IIB断面に対応する概略断面図である。なお、図2Aは、回転子鉄心20の磁石配置穴110に永久磁石30が挿入された状態を示している。磁石配置穴110は、回転子鉄心20の径方向Dに長尺の長方形状である。ここで、回転子鉄心20の径方向Dとは、回転軸40の軸心Aが延伸する方向A1に直交し、かつ、回転軸40の軸心Aと着目位置とを結ぶ方向をいう。すなわち径方向Dは、着目位置と回転軸40の軸心Aとの相対的位置関係に依存する。着目位置とは、径方向Dがどの向きかを判断する位置であり、ここでは磁石配置穴110である。すなわち、磁石配置穴110は、磁石配置穴110と回転軸40の軸心Aとを結ぶ方向に長尺である。回転子鉄心20は、回転子鉄心20の径方向Dに互いに対向する内面111と内面112とを有する。また、回転子鉄心20は、回転子鉄心20の周方向Rに互いに対向する内面113と内面114とを有する。4つの内面111、112、113、114によって囲まれた領域が磁石配置穴110である。
回転子鉄心20は、図2Bに示すように、主部201と、磁石保持部202とを含む。主部201と、磁石保持部202とは、回転軸40の軸心Aが延伸する方向A1に沿って並んでいる。磁石保持部202は、第1端面21を含む。磁石保持部202は、図2A及び図2Bに示すように、磁石配置穴110の1つの内面に向かって突出する突起120を有する。磁石配置穴110の内面のうち、突起120と対向する内面を第1内面121という。また、磁石配置穴110の内面のうち、第1内面121に対向する内面のうち、突起120を除く部分を第2内面122という。実施形態において、第1内面121は、内面113の全域である。実施形態において、第2内面122は、内面114と、突起120とからなる。第2内面122は、図2Aに示すように、磁石保持部202における内面114のうち、突起120以外の部分を含む。また、図2Bに示すように、主部201には突起120は存在しないので、第2内面122は、内面114のうち主部201に含まれる部分を含む。すなわち、突起120は、第2内面122から突出している。
また、突起120の突出方向は、第2内面122から第1内面121へ向かう方向である。実施形態において、突起120の突出方向は、回転子鉄心20の周方向Rである。言い換えると、実施形態において、突起120の突出方向は、回転子鉄心20の径方向Dに直交する。そして、磁石保持部202において、永久磁石30の外面31が磁石配置穴110の内面113と回転子鉄心20の周方向Rに接している。
また、磁石保持部202において、永久磁石30の外面31と対向する(反対側の)外面32が、磁石配置穴110の突起120と回転子鉄心20の周方向Rに接している。更に、突起120の第2内面122からの突出量は、永久磁石30の外面32と第2内面122との距離以上である。ここで、突起120の第2内面122からの突出量とは、突起120の第1内面121側の端と、突起120を除く内面114との距離である。また、永久磁石30の外面32と第2内面122との距離とは、永久磁石30の外面32と、突起120を除く内面114との距離である。これにより、永久磁石30は、回転子鉄心20の周方向Rにおいて、互いに対向する内面113と突起120とによって挟まれ保持されている。すなわち、永久磁石30は、磁石保持部202において、磁石配置穴110の第1内面121と突起120とによって挟まれ保持されている。これにより、永久磁石30が回転子鉄心20に対して回転子鉄心20の周方向Rに相対移動することが抑止される。
なお、磁石配置穴110の突起120は、例えば、図2Aに示すように、永久磁石30の外面32の中心軸321上で外面32に接する。外面32の中心軸321とは、回転軸40の軸心Aの延伸する方向に延伸する平面であって、第1内面と第2内面とが対向する方向と直交する方向に永久磁石30を二等分する平面35と、外面32との交点である直線である。実施形態では、外面32の中心軸321は、永久磁石30を回転子鉄心20の径方向Dに二等分する平面35と外面32との交点である。実施形態では、永久磁石30が直方体状であるので、外面32の中心軸321は、外面32を回転子鉄心20の径方向Dに二等分する直線と一致する。このような構成とすることで、永久磁石30に突起120を中心とする回転モーメントが生じることを抑止し、永久磁石30の外面31と磁石配置穴110の内面113(第1内面121)との密着度を向上させることができる。すなわち、回転子鉄心20が永久磁石30をより強固に保持することができる。また、永久磁石30の外面31を磁石配置穴110の内面113に固定することができる。したがって、永久磁石30の回転子鉄心20に対する相対位置を、磁石配置穴110の回転子鉄心20に対する相対位置に基づいて容易に制御することができる。例えば、回転子鉄心20の複数の磁石配置穴110に対して上述の構成とすることで、その複数の磁石配置穴110に挿入される永久磁石30の位置を、磁石配置穴110の内面113に基づく位置に固定できる。したがって、その複数の磁石配置穴110に挿入される永久磁石30について、回転子鉄心20の径方向D及び周方向Rにおいて磁束密度のばらつきを抑止することができる。
なお、回転子鉄心20の径方向Dにおいて、永久磁石30の外面33は磁石配置穴110の内面111と接している。また、回転子鉄心20の径方向Dにおいて、永久磁石30の外面34と磁石配置穴110の内面112とは離間している。しかしながら、永久磁石30は、回転子鉄心20の周方向Rにおいて、互いに対向する内面113と突起120とによって保持されている。したがって、永久磁石30が回転子鉄心20に対して回転子鉄心20の径方向Dに相対移動することも抑止される。なお、永久磁石30の外面のうち、第1内面121にも突起120にも触れない面は、回転子鉄心20に接触しないとしてもよい。すなわち、実施形態において、永久磁石30の外面33と外面34とは、いずれも回転子鉄心20に接しないとしてもよい。このような場合であっても、永久磁石30は回転子鉄心20に保持され、永久磁石30が回転子鉄心20に対して相対移動することが抑止される。
また、突起120は、回転軸40の軸心Aが延伸する方向A1において、回転子鉄心20の磁石保持部202に形成されている。少なくとも磁石保持部202において、永久磁石30の外面31は、磁石配置穴110の内面113(第1内面121)に接している。したがって、永久磁石30が回転子鉄心20に対して回転軸40の軸心Aが延伸する方向A1に相対移動することも抑止される。
(2-3)突起周辺の構造
回転子鉄心20は、回転子ブロック50の各々に対し、凹部130が形成されている。凹部130は、回転軸40の軸心Aが延伸する方向A1からの平面視において、磁石配置穴110の内面114から、回転子鉄心20の周方向Rに沿って突起120とは反対側に形成されている。すなわち、回転軸40の軸心Aが延伸する方向A1からの平面視において、磁石配置穴110の内面113、突起120、凹部130が、回転子鉄心20の周方向Rにこの順に並ぶ。言い換えると、回転軸40の軸心Aが延伸する方向A1からの平面視において、第1内面121、第2内面122、凹部130がこの順に並ぶ。
回転子鉄心20は、回転子ブロック50の各々に対し、凹部130が形成されている。凹部130は、回転軸40の軸心Aが延伸する方向A1からの平面視において、磁石配置穴110の内面114から、回転子鉄心20の周方向Rに沿って突起120とは反対側に形成されている。すなわち、回転軸40の軸心Aが延伸する方向A1からの平面視において、磁石配置穴110の内面113、突起120、凹部130が、回転子鉄心20の周方向Rにこの順に並ぶ。言い換えると、回転軸40の軸心Aが延伸する方向A1からの平面視において、第1内面121、第2内面122、凹部130がこの順に並ぶ。
凹部130は、第1端面21に形成され、回転軸40の軸心Aが延伸する方向A1に沿って第2端面22に向かって延びる。凹部130は、後述するように、突起120を形成する際に形成される。凹部130は、例えば、円筒状又は半球状であり、回転軸40の軸心Aが延伸する方向A1からの平面視において円形である。
(3)回転子の製造方法
次に、回転子10の製造方法を説明する。ただし、以下に説明する製造方法は一例であり、一部の工程の順番が入れ替わっても構わない。なお、以下に説明する製造方法は、種々の製造装置によって自動化されているが、一部の工程が人の手で行われても構わない。また、回転子鉄心20の製造方法の説明は省略する。
次に、回転子10の製造方法を説明する。ただし、以下に説明する製造方法は一例であり、一部の工程の順番が入れ替わっても構わない。なお、以下に説明する製造方法は、種々の製造装置によって自動化されているが、一部の工程が人の手で行われても構わない。また、回転子鉄心20の製造方法の説明は省略する。
以下に説明する回転子10の製造方法(以下、製造方法と略す)は、少なくとも第1工程、第2工程、第3工程、及び、第4工程を含む。図3Aは、回転子10の製造工程における第1工程を示す概略図である。図3Bは、回転子10の製造工程における第2工程を示す概略図である。図3Cは、回転子10の製造工程における第3工程を示す概略図である。図3Dは、回転子10の製造工程における第4工程を示す概略図である。
第1工程は、複数の磁石配置穴110を有する回転子鉄心20を準備する工程である。図3Aに示すように、複数の磁石配置穴110は、回転子鉄心20において、周方向Rにおいて均等な角度で配置されている。
第2工程は、回転子鉄心20に永久磁石30を取り付ける工程である。図3Bに示すように、複数の磁石配置穴110が開設された回転子鉄心20に対し、磁石配置穴110の各々に永久磁石30を挿入する。
第3工程は、回転子鉄心20に回転軸40を取り付ける工程である。図3Cに示すように、保持された回転子鉄心20の軸孔100に、回転軸40を圧入する。
第4工程は、突起120を形成する工程である。図3Dに示すように、永久磁石30が挿入された磁石配置穴110に対し、磁石配置穴110の内面114から回転子鉄心20の周方向Rに沿って所定の距離だけ離れた位置である凹部形成位置139を、回転軸40の軸心Aが延伸する方向に加圧する。図3Cに示す回転軸40の軸心Aが延伸する方向A1に回転子鉄心20の凹部形成位置139が加圧されることで、回転子鉄心20において、凹部形成位置139から放射状に圧縮応力が発生する。したがって、回転子鉄心20の磁石配置穴110の4つの内面111~114のうち、最も凹部形成位置139に近い内面114では、回転子鉄心20の周方向Rに沿って内面113に近づくように飛び出す向きの応力が生じる。したがって、回転子鉄心20が塑性変形すると、凹部形成位置139に凹部130が形成される。また、磁石配置穴110の内面114から、回転子鉄心20の周方向Rに沿って内面113に近づく方向に突出する突起120が形成される。また、永久磁石30は、突起120によって回転子鉄心20の周方向Rに沿って内面113に近づく方向に押される。したがって、永久磁石30の外面31が磁石配置穴110の内面113と接し、永久磁石30が磁石配置穴110の内面113と突起120とによって保持される。そして、永久磁石30が挿入された全ての磁石配置穴110に対し、回転子鉄心20を回転軸40の軸心Aが延伸する方向に沿って加圧して凹部130と突起120とを形成することで、回転子10が構成される。
なお、第4工程の後、回転子鉄心20の磁石配置穴110と永久磁石30との間隙に、接着剤を塗布して樹脂層を形成してもよい。樹脂層を形成することで、永久磁石30を回転子鉄心20に対してより強固に固定することができる。
なお、第3工程は上述の順に限らず、第1工程と第2工程との間、又は、第4工程の後のいずれか一方で実施してもよい。
(4)モータのその他の構成
以下、モータ1の回転子10以外の構成である固定子2について説明する。
以下、モータ1の回転子10以外の構成である固定子2について説明する。
固定子鉄心60の各々は、複数の鋼板が厚さ方向に積層されて形成している、いわゆる積層コアである。図1に示すように、固定子鉄心60は、中央コア61と、外周部66と、を有している。
中央コア61は、円筒形の内筒部62と、複数(図1では12個)のティース63と、を有している。内筒部62の内側には、回転子鉄心20が配置されている。複数のティース63の各々は、胴部64と、凸部65と、を含む。胴部64は、内筒部62から内筒部62の径方向において外向きに突出している。複数のティース63の胴部64は、内筒部62の周方向(回転子10の回転方向)において等間隔に設けられている。凸部65は、胴部64の先端から突出している。複数のティース63は、複数のコイル69に一対一に対応する。各ティース63の胴部64には、対応するコイル69が巻かれる。
外周部66の形状は、例えば、角筒状である。外周部66は、複数の外周片67を有する。複数の外周片67は、外周部66の複数の辺と一対一に対応する。各外周片67は、外周部66の対応する辺を構成する部位である。回転軸40の軸心Aが延伸する方向から見て、外周片67の形状は、長方形状である。
外周部66は、中央コア61を囲むように中央コア61の複数のティース63に取り付けられている。そして、外周部66は、中央コア61の内側に配置された回転子鉄心20を囲んでいる。これにより、中央コア61の複数のティース63は、外周部66から回転子鉄心20に向かって突出するように設けられている。外周部66は、ティース63と同数の凹部68を有している。複数の凹部68の各々は、外周部66の内周面に設けられた窪みである。複数の凹部68は、外周部66の周方向において等間隔に設けられている。複数の凹部68は、複数のティース63と一対一で対応している。複数の凹部68の各々と、複数のティース63のうちこの凹部68に対応するティース63の凸部65とが嵌り合う。これにより、外周部66が複数のティース63に取り付けられる。
このように固定子鉄心60は、複数の分割コアへと分割されている。すなわち、中央コア61と外周部66とがそれぞれ分割コアである。そして、複数の分割コアは、互いに連結されている。
(5)効果
実施形態に係る回転子10では、回転子鉄心20の各々の磁石配置穴110において、突起120と、突起120に対向する磁石配置穴110の第1内面121とによって永久磁石30が保持される。すなわち、永久磁石30と回転子鉄心20との間に別途部材を使用する必要がない。したがって、磁石配置穴110の内面111~114と永久磁石30の外面31~34との間に間隙があったとしても、永久磁石30を回転子鉄心20に固定することができる。すなわち、回転子10の信頼性を容易に向上させることができる。
実施形態に係る回転子10では、回転子鉄心20の各々の磁石配置穴110において、突起120と、突起120に対向する磁石配置穴110の第1内面121とによって永久磁石30が保持される。すなわち、永久磁石30と回転子鉄心20との間に別途部材を使用する必要がない。したがって、磁石配置穴110の内面111~114と永久磁石30の外面31~34との間に間隙があったとしても、永久磁石30を回転子鉄心20に固定することができる。すなわち、回転子10の信頼性を容易に向上させることができる。
また、実施形態に係る回転子10では、少なくとも回転子鉄心20の磁石保持部202において、永久磁石30の外面31~34のいずれか1つと、磁石配置穴110の第1内面121とが接している。したがって、永久磁石30と回転子鉄心20との相対位置関係を、磁石配置穴110の内面113(第1内面121)に永久磁石30を接触させることによって容易に制御することができる。
また、実施形態に係る回転子10では、回転子鉄心20の第1端面21上の凹部形成位置139を回転軸40の軸心Aが延伸する方向に沿って第2端面22側に加圧して、凹部130と、凹部130に対応する突起120とを形成する。したがって、磁石配置穴110に対する凹部形成位置139の回転子鉄心20の径方向D及び周方向Rにおける相対位置、及び、凹部形成位置139に加圧される応力を制御することで、突起120の位置及び形状を制御できる。突起120の位置は、例えば、磁石配置穴110を構成する4つの内面111~114に対する突起120の相対位置である。突起120の形状は、例えば、突起120の突出量であり、第2内面122から突起120の第1内面121側の先端までの距離である。したがって、例えば、複数の回転子ブロック50のそれぞれに対して、磁石配置穴110に対する凹部形成位置139の径方向D及び周方向Rにおける相対位置、及び、凹部形成位置139に加圧される応力を均一化してもよい。このような手法により、複数の回転子ブロック50の間で、突起120の位置及び形状を均一化できる。したがって、例えば、永久磁石30の磁石配置穴110に対する、回転子鉄心20の径方向D及び周方向Rにおける相対位置を均一化することができる。これにより、例えば、回転子鉄心20の周方向Rにおける永久磁石30の距離を均一化し、回転子鉄心20の周方向Rにおける回転子10からの磁束密度のばらつきを抑止して磁気バランスを向上させることができる。
(6)回転子ブロックの変形例
(6-1)変形例1
図4Aは、変形例1に係る回転子ブロック50aの概略平面図である。変形例1に係る回転子ブロック50aは、図4Aに示すように、磁石配置穴110の突起120が、永久磁石30の外面32に接する位置が異なる点で、実施形態に係る回転子ブロック50(図2A参照)と異なる。
(6-1)変形例1
図4Aは、変形例1に係る回転子ブロック50aの概略平面図である。変形例1に係る回転子ブロック50aは、図4Aに示すように、磁石配置穴110の突起120が、永久磁石30の外面32に接する位置が異なる点で、実施形態に係る回転子ブロック50(図2A参照)と異なる。
変形例1に係る回転子ブロック50aでは、図4Aに示すように、磁石配置穴110の突起120は、永久磁石30における外面32の中心軸321とは異なる位置で外面32に接する。外面32の中心軸321とは、上述したように、永久磁石30を二等分する平面35と、外面32との交点である直線である。
変形例1に係る回転子ブロック50aでは、例えば、永久磁石30の外面32と突起120との接点と、中心軸321との距離が短い場合には、実施形態と同様に、永久磁石30は、突起120と磁石配置穴110の第1内面121とによって保持される。すなわち、永久磁石30は、突起120と磁石配置穴110の内面113(第1内面121)とが対向する回転子鉄心20aの周方向Rに沿った保持力で保持される。
また、例えば、永久磁石30の外面32と突起120との接点から中心軸321までの距離が長い場合には、突起120と、磁石配置穴110の第2内面122以外の内面とによって定まる姿勢で、永久磁石30は保持される。すなわち、永久磁石30は、突起120と磁石配置穴110の第1内面121とが対向する方向の保持力と、永久磁石30と磁石配置穴110の内面との接触によって生じる力とが釣り合う姿勢で、磁石配置穴110内に保持される。すなわち、永久磁石30の外面32と突起120との接点の位置にかかわらず、永久磁石30は、回転子鉄心20aの径方向D及び周方向Rにおける突起120の位置、突出量、突出する向きに依拠して定まる姿勢で、磁石配置穴110内に保持される。したがって、永久磁石30の回転子鉄心20aに対する姿勢を制御した上で、永久磁石30を回転子鉄心20aに固定することができる。
(6-2)変形例2
図4Bは、変形例2に係る回転子ブロック50bの概略平面図である。変形例2に係る回転子ブロック50bは、図4Bに示すように、磁石配置穴110の第2内面122から複数の突起が突出する点で、実施形態に係る回転子ブロック50(図2A参照)と異なる。
図4Bは、変形例2に係る回転子ブロック50bの概略平面図である。変形例2に係る回転子ブロック50bは、図4Bに示すように、磁石配置穴110の第2内面122から複数の突起が突出する点で、実施形態に係る回転子ブロック50(図2A参照)と異なる。
変形例2に係る回転子ブロック50bでは、図4Bに示すように、回転子鉄心20bは、磁石配置穴110の第2内面122から第1内面121側に突出する複数の突起を有する。複数の突起は、突起120bと、同面側突起150bとを含む。突起120b、同面側突起150bの各々は、磁石配置穴110の第2内面122から、第1内面121である内面113側に突出している。突起120b、同面側突起150bの各々は、永久磁石30の外面32に接している。すなわち、変形例2では、磁石配置穴110の内面113が、第1内面121である。また、変形例2では、内面114は、突起120bと、同面側突起150bと、第2内面122とを含む。
永久磁石30は、磁石配置穴110の第1内面121と、突起120bと、同面側突起150bと、によって保持される。変形例2では、突起120b、同面側突起150bの各々は、回転子鉄心20bの周方向Rに突出している。突起120bは、凹部130bの形成によって形成される。また、同面側突起150bは、凹部131bの形成によって形成される。
変形例2に係る回転子ブロック50bでは、突起120b、同面側突起150bの各々は、回転子鉄心20bの周方向Rに沿って、内面113側に突出している。すなわち、突起120b、同面側突起150bの各々は、磁石配置穴110の第2内面122から、同一方向である第1内面121側に突出している。したがって、第1内面121と第2内面122が対向する方向において、回転子鉄心20bが永久磁石30を保持する保持力がより強固になる。
なお、変形例2に係る回転子ブロック50bでは、図4Bに示すように、永久磁石30における外面32の中心軸321を挟むように、突起120bと同面側突起150bとが永久磁石30の外面32に接する。すなわち、永久磁石30の外面32において、突起120bと同面側突起150bとのそれぞれが接している2つの位置の間に、中心軸321が位置する。このような構成とすることで、永久磁石30と回転子鉄心20bの内面113(第1内面121)への密着度を向上させることができ、回転子鉄心20bに対する永久磁石30の相対的姿勢がより安定する。
なお、複数の突起の数は2個に限られず、回転子鉄心20bは、磁石配置穴110の第2内面122から第1内面121側に突出する突起を3以上有してもよい。
また、永久磁石30における外面32の中心軸321が、突起120bと永久磁石30の外面32との接点と、同面側突起150bと永久磁石30の外面32の接点との間に存在しなくてもよい。このような場合、変形例1と同様、永久磁石30は、回転子鉄心20bの径方向D及び周方向Rにおける突起120b及び同面側突起150bのそれぞれの位置、突出量、突出する向きに依拠して定まる姿勢で、磁石配置穴110内に保持される。
(6-3)変形例3
図5Aは、変形例3に係る回転子ブロック50cの概略平面図である。変形例3に係る回転子ブロック50cは、図5Aに示すように、磁石配置穴110の第1内面121から第2内面122側に同面側突起150cが突出する点で、実施形態に係る回転子ブロック50(図2A参照)と異なる。
図5Aは、変形例3に係る回転子ブロック50cの概略平面図である。変形例3に係る回転子ブロック50cは、図5Aに示すように、磁石配置穴110の第1内面121から第2内面122側に同面側突起150cが突出する点で、実施形態に係る回転子ブロック50(図2A参照)と異なる。
変形例3に係る回転子ブロック50cでは、図5Aに示すように、回転子鉄心20cは、磁石配置穴110の第2内面122から第1内面121側に突出する突起120cを有する。突起120cは、内面114に形成され、回転子鉄心20cの周方向Rに沿って内面113側に突出する。また、回転子鉄心20cは、磁石配置穴110の第1内面121から第2内面122側に突出する同面側突起150cを有する。同面側突起150cは、内面113に形成され、回転子鉄心20cの周方向Rに沿って内面114側に突出する。すなわち、内面114は、突起120cと第2内面122とを含む。また、内面113は、同面側突起150cと第1内面121とを含む。突起120cは、凹部130cの形成によって形成される。同面側突起150cは、凹部131cの形成によって形成される。
変形例3に係る回転子ブロック50cでは、図5Aに示すように、突起120cと同面側突起150cは、磁石配置穴110の第1内面121と第2内面122が対向する回転子鉄心20cの周方向Rに対向する。永久磁石30は、突起120cと同面側突起150cとによって、磁石配置穴110の第1内面121と第2内面122が対向する回転子鉄心20cの周方向Rに保持されている。
変形例3に係る回転子ブロック50cでは、永久磁石30を回転子鉄心20cの磁石配置穴110を構成する内面111~114に接触させることなく回転子鉄心20cに保持させることができる。このような構成により、例えば、回転子鉄心20cと永久磁石30との接触によって生じ得る永久磁石30の破損を抑止することができる。
図5Bは、変形例3に係る他の回転子ブロック50dの概略平面図を示す。回転子ブロック50dでは、図5Bに示すように、突起120dと同面側突起150dとが対向する向きと、磁石配置穴110の第1内面121と第2内面122が対向する向きとが一致しない。このような構成により、例えば、永久磁石30を磁石配置穴110に対して回転軸40の軸心Aの延伸する方向A1に沿って回転させた姿勢で回転子鉄心20dに保持することができる。
なお、変形例3に係る回転子ブロック50cにおいて、変形例2と同様に、内面114が複数の突起を備えてもよいし、内面113が複数の突起を備えてもよい。
(6-4)変形例4
図6Aは、変形例4に係る回転子ブロック50eの概略断面図である。変形例4に係る回転子ブロック50eは、図6Aに示すように、回転子鉄心20eの第2端面22側に第2内面122から突出する対向側突起160eが形成されている点で、実施形態に係る回転子ブロック50(図2B参照)と異なる。
図6Aは、変形例4に係る回転子ブロック50eの概略断面図である。変形例4に係る回転子ブロック50eは、図6Aに示すように、回転子鉄心20eの第2端面22側に第2内面122から突出する対向側突起160eが形成されている点で、実施形態に係る回転子ブロック50(図2B参照)と異なる。
回転子鉄心20eは、図6Aに示すように、主部201と、磁石保持部202eと、磁石保持部203eとを含む。磁石保持部202eは、第1端面21を含む。磁石保持部203eは、第2端面22を含む。磁石保持部202eは、磁石配置穴110の第2内面122から第1内面121側に突出する突起120eを有する。突起120eは、内面114に形成され、回転子鉄心20eの周方向Rに沿って内面113側に突出する。磁石保持部203eは、磁石配置穴110の第2内面122から第1内面121側に突出する対向側突起160eを有する。すなわち、内面113は、第1内面121である。また、内面114は、突起120eと、対向側突起160eと、第2内面122とを含む。突起120eは、凹部130eが回転子鉄心20eの第1端面21に形成されることで形成される。対向側突起160eは、凹部132eが回転子鉄心20eの第2端面22に形成されることで形成される。
変形例4に係る回転子ブロック50eでは、図6Aに示すように、永久磁石30は、磁石保持部202eにおいて、突起120eと第1内面121とによって保持される。そして、永久磁石30は、磁石保持部203eにおいて、対向側突起160eと第1内面121とによって更に保持される。つまり、永久磁石30は、磁石保持部202eと磁石保持部203eとの両方で保持される。したがって、永久磁石30が回転子鉄心20eに対して回転軸40の軸心Aが延伸する方向A1に沿って相対移動することを抑止できるとともに、永久磁石30が回転子鉄心20eにより強固に保持される。
また、変形例4に係る回転子ブロック50eでは、永久磁石30の外面31は、回転子鉄心20eの少なくとも磁石保持部202eと磁石保持部203eとの両方で磁石配置穴110の内面113に接する。したがって、例えば、永久磁石30の外面31は、その全域が磁石配置穴110の内面113と接していてもよい。このような構成により、永久磁石30を回転子鉄心20eの磁石配置穴110に密着させて永久磁石30の位置を容易に調整することができる。
(6-5)変形例5
図6Bは、変形例5に係る回転子ブロック50fの概略断面図である。変形例5に係る回転子ブロック50fは、図6Bに示すように、回転子鉄心20fの第2端面22側において第1内面121から突出する対向側突起160fが形成されている。変形例5に係る回転子ブロック50fは、上述した点で、実施形態に係る回転子ブロック50(図2B参照)及び変形例4に係る回転子ブロック50e(図6A参照)と異なる。
図6Bは、変形例5に係る回転子ブロック50fの概略断面図である。変形例5に係る回転子ブロック50fは、図6Bに示すように、回転子鉄心20fの第2端面22側において第1内面121から突出する対向側突起160fが形成されている。変形例5に係る回転子ブロック50fは、上述した点で、実施形態に係る回転子ブロック50(図2B参照)及び変形例4に係る回転子ブロック50e(図6A参照)と異なる。
変形例5に係る回転子ブロック50fでは、図6Bに示すように、主部201と、磁石保持部202fと、磁石保持部203fとを含む。磁石保持部202fは、第1端面21を含む。磁石保持部203fは、第2端面22を含む。磁石保持部202fは、磁石配置穴110の第2内面122から第1内面121側に突出する突起120eを有する。突起120eは、内面114に形成され、回転子鉄心20fの周方向Rに沿って内面113側に突出する。磁石保持部203fは、磁石配置穴110の第1内面121から第2内面122側に突出する対向側突起160fを有する。すなわち、内面113は、第1内面121と、対向側突起160fとを含む。また、内面114は、突起120eと、第2内面122とを含む。突起120eは、凹部130eが回転子鉄心20fの第1端面21に形成されることで形成される。対向側突起160fは、凹部132fが回転子鉄心20fの第2端面22に形成されることで形成される。
変形例5に係る回転子ブロック50fでは、図6Bに示すように、永久磁石30は、磁石保持部202fにおいて、突起120eと第1内面121とによって保持される。そして、永久磁石30は、磁石保持部203fにおいて、対向側突起160fと第2内面122とによって更に保持される。つまり、永久磁石30は、磁石保持部202fと磁石保持部203fとの両方で保持される。したがって、永久磁石30が回転子鉄心20fに対して回転軸40の軸心Aが延伸する方向A1に沿って相対移動することを抑止できるとともに、永久磁石30が回転子鉄心20fにより強固に保持される。
また、変形例5に係る回転子ブロック50fでは、永久磁石30の外面31は、磁石保持部202fで磁石配置穴110の第1内面121に接するが、第2端面22側で磁石配置穴110の第1内面121に接しない。また、永久磁石30の外面32は、回転子鉄心20fの第2端面22側で磁石配置穴110の第2内面122に接するが、第1端面21側で磁石配置穴110の第2内面122に接しない。すなわち、永久磁石30の外面31及び32は、いずれも、磁石配置穴110の第1内面121又は第2内面122とは、一部しか接しない。このような構成により、例えば、永久磁石30が回転子鉄心20fの磁石配置穴110の内面111~114に接触することで発生する永久磁石30の破損を抑止することができる。
(6-6)変形例6
図7Aは、変形例6に係る回転子ブロック50gの概略断面図である。変形例6に係る回転子ブロック50gは、図7Aに示すように、突起120gと対向側突起160gとの各々と一体の突出部171、172が形成されている点で、変形例4に係る回転子ブロック50e(図6A参照)と異なる。
図7Aは、変形例6に係る回転子ブロック50gの概略断面図である。変形例6に係る回転子ブロック50gは、図7Aに示すように、突起120gと対向側突起160gとの各々と一体の突出部171、172が形成されている点で、変形例4に係る回転子ブロック50e(図6A参照)と異なる。
変形例6に係る回転子ブロック50gでは、図7Aに示すように、磁石保持部202gにおいて、回転子鉄心20gは、突起120gを有する。また、磁石保持部202gにおいて、回転子鉄心20gは突出部171を有する。突起120gは、第2内面122から、第1内面121側に距離D1だけ突出している。突出部171は、第2内面122から、第1内面121側に距離D2だけ突出している。距離D1は、永久磁石30の外面32と、第2内面122との距離と等しい。距離D2は、距離D1よりも大きい。すなわち、突出部171は、突起120gよりも突出量が大きい。突起120gと突出部171とは、凹部130gの形成によって単一突起170aとして一体に形成される。言い換えると、突起120gは、凹部130gの形成によって形成された単一突起170aのうち、第2内面122からの突出量が距離D1以下の部分である。また、突出部171は、単一突起170aのうち、第2内面122からの突出量が距離D1より大きい部分である。
同様に、磁石保持部203gにおいて、回転子鉄心20gは、対向側突起160gを有する。また、磁石保持部203gにおいて、回転子鉄心20gは突出部172を有する。対向側突起160gは、第2内面122から、第1内面121側に距離D3だけ突出している。突出部172は、第2内面122から、第1内面121側に距離D4だけ突出している。距離D3は、永久磁石30の外面32と、第2内面122との距離と等しい。距離D4は、距離D3よりも大きい。すなわち、突出部172は、対向側突起160gよりも突出量が大きい。対向側突起160gと突出部172とは、凹部132gの形成によって単一突起170bとして一体に形成される。言い換えると、対向側突起160gは、凹部132gの形成によって形成された単一突起170bのうち、第2内面122からの突出量が距離D3以下の部分である。また、突出部172は、単一突起170bのうち、第2内面122からの突出量が距離D3より大きい部分である。
変形例6に係る回転子ブロック50gでは、変形例4に係る回転子ブロック50eと同様、永久磁石30は、磁石保持部202gと磁石保持部203gとの両方で保持される。変形例6に係る回転子ブロック50gでは、更に、突出部171及び172が、永久磁石30の回転軸40の軸心Aが延伸する方向A1に沿った移動を妨げる。すなわち、突出部171及び172が、永久磁石30の磁石配置穴110からの脱落を抑止する。したがって、永久磁石30が回転子鉄心20gに対して回転軸40の軸心Aが延伸する方向A1に沿って相対移動することを抑止できるとともに、永久磁石30が回転子鉄心20gにより強固に保持される。
なお、変形例6では、回転子鉄心20gは、突出部172及び対向側突起160gを有する。しかしながら、例えば、回転子鉄心20gは突出部172を有さず、単一突起170bが対向側突起160gで構成されるとしてもよい。又は、回転子鉄心20gは、単一突起170bを有さないとしてもよい。
(6-7)変形例7
図7Bは、変形例7に係る回転子ブロック50hの概略断面図である。変形例7に係る回転子ブロック50hは、図7Bに示すように、突起120gと対向側突起160hの各々と一体で突出部171、173が形成されている点で、変形例5に係る回転子ブロック50f(図6B参照)と異なる。
図7Bは、変形例7に係る回転子ブロック50hの概略断面図である。変形例7に係る回転子ブロック50hは、図7Bに示すように、突起120gと対向側突起160hの各々と一体で突出部171、173が形成されている点で、変形例5に係る回転子ブロック50f(図6B参照)と異なる。
変形例7に係る回転子ブロック50hでは、図7Bに示すように、磁石保持部202gにおいて、回転子鉄心20hは、突起120gを有する。また、磁石保持部202gにおいて、回転子鉄心20hは突出部171を有する。突起120gは、第2内面122から、第1内面121側に距離D1だけ突出している。突出部171は、第2内面122から、第1内面121側に距離D2だけ突出している。距離D1は、磁石保持部202gにおける、永久磁石30の外面32と、第2内面122との距離と等しい。距離D2は、距離D1よりも大きい。すなわち、突出部171は、突起120gよりも突出量が大きい。突起120gと突出部171とは、凹部130gの形成によって単一突起170aとして一体に形成される。言い換えると、突起120gは、凹部130gの形成によって形成された単一突起170aのうち、第2内面122からの突出量が距離D1以下の部分である。また、突出部171は、単一突起170aのうち、第2内面122からの突出量が距離D1より大きい部分である。
同様に、磁石保持部203hにおいて、回転子鉄心20hは、対向側突起160hを有する。また、磁石保持部203hにおいて、回転子鉄心20hは突出部173を有する。対向側突起160hは、第1内面121から、第2内面122側に距離D5だけ突出している。突出部173は、第1内面121から、第2内面122側に距離D6だけ突出している。距離D5は、磁石保持部203hにおける、永久磁石30の外面31と、第1内面121との距離と等しい。距離D6は、距離D5よりも大きい。すなわち、突出部173は、対向側突起160hよりも突出量が大きい。対向側突起160hと突出部173とは、凹部132hの形成によって単一突起170cとして一体に形成される。言い換えると、対向側突起160hは、凹部132hの形成によって形成された単一突起170cのうち、第1内面121からの突出量が距離D5以下の部分である。また、突出部173は、単一突起170cのうち、第1内面121からの突出量が距離D5より大きい部分である。
変形例7に係る回転子ブロック50hでは、変形例5に係る回転子ブロック50fと同様、永久磁石30は、磁石保持部202gと磁石保持部203hとの両方で保持される。変形例7に係る回転子ブロック50hでは、更に、突出部171及び173が、永久磁石30の回転軸40の軸心Aが延伸する方向A1に沿った移動を妨げる。すなわち、突出部171及び173が、永久磁石30の磁石配置穴110からの脱落を抑止する。したがって、永久磁石30が回転子鉄心20hに対して回転軸40の軸心Aが延伸する方向A1に沿って相対移動することを抑止できるとともに、永久磁石30が回転子鉄心20hにより強固に保持される。
なお、変形例7では、回転子鉄心20hは単一突起170cを有する。しかしながら、例えば、回転子鉄心20hは、単一突起170cに替えて対向側突起160hを有するとしてもよい。
(6-8)変形例8
図8Aは、変形例8に係る回転子ブロック50iの概略平面図である。図8Bは、回転子ブロック50iにおける、図8AのVIIIB-VIIIB断面に対応する概略断面図である。変形例8に係る回転子ブロック50iは、図8Bに示すように、磁石保持部202iと磁石保持部203iとの各々が回転子鉄心20iの第1端面21と第2端面22とを含まない点で、変形例5に係る回転子ブロック50f(図6B参照)と異なる。
図8Aは、変形例8に係る回転子ブロック50iの概略平面図である。図8Bは、回転子ブロック50iにおける、図8AのVIIIB-VIIIB断面に対応する概略断面図である。変形例8に係る回転子ブロック50iは、図8Bに示すように、磁石保持部202iと磁石保持部203iとの各々が回転子鉄心20iの第1端面21と第2端面22とを含まない点で、変形例5に係る回転子ブロック50f(図6B参照)と異なる。
変形例8に係る回転子鉄心20iは、図8Bに示すように、主部201と、磁石保持部202iと、磁石保持部203iとに加えて、端面保護部204と、端面保護部205とを有する。回転子鉄心20iでは、回転軸40の軸心Aが延伸する方向A1に沿って、端面保護部204、磁石保持部202i、主部201、磁石保持部203i、端面保護部205の順に並ぶ。以下、端面保護部204を第1鋼板群204とも言う。また、磁石保持部202iを第2鋼板群202iとも言う。なお、図8Bは、回転子鉄心20iを構成する板状磁性鋼23を模式的に示している。しかしながら、図8Bは、主部201、磁石保持部202i、磁石保持部203i、端面保護部204、端面保護部205、のそれぞれを構成する板状磁性鋼23の枚数を限定する意図ではない。回転子鉄心20iの主部201、磁石保持部202i、磁石保持部203i、端面保護部204、端面保護部205、のそれぞれを構成する板状磁性鋼23の枚数は、任意でよい。
端面保護部(第1鋼板群)204は、回転子鉄心20iの第1端面21を含む。端面保護部204は、1以上(図8Bでは1つ)の板状磁性鋼23を含む。端面保護部204は、磁石保持部(第2鋼板群)202iと回転軸40の軸心Aが延伸する方向A1に接している。端面保護部204は、磁石保持部202iに形成されている凹部130iに対応して貫通孔231が設けられる。すなわち、図8A及び図8Bに示すように、磁石保持部202iに形成されている凹部130iは、貫通孔231を通じて、回転子鉄心20iの第1端面21側に露出している。
磁石保持部202iは、回転軸40の軸心Aが延伸する方向A1において主部201と端面保護部204とに挟まれている。磁石保持部202iは、1以上(図8Bでは2つ)の板状磁性鋼23を含む。磁石保持部202iは、凹部130iと、突起120iとが形成されている。図8A及び図8Bでは、突起120iは、内面114に形成される。
端面保護部205は、回転子鉄心20iの第2端面22を含む。端面保護部205は、1以上(図8Bでは1つ)の板状磁性鋼23を含む。端面保護部205は、磁石保持部203iと回転軸40の軸心Aが延伸する方向A1に接している。端面保護部205は、磁石保持部203iに形成されている凹部132iに対応して貫通孔232が設けられる。すなわち、図8A及び図8Bに示すように、磁石保持部203iに形成されている凹部132iは、貫通孔232を通じて、回転子鉄心20iの第2端面22側に露出している。
磁石保持部203iは、回転軸40の軸心Aが延伸する方向A1において主部201と端面保護部205とに挟まれている。磁石保持部203iは、1以上の板状磁性鋼23を含む。磁石保持部203iは、凹部132iと、対向側突起160iとが形成されている。図8A及び図8Bでは、突起120iは、内面114に形成される。
すなわち、変形例8において、内面113は第1内面121である。また、内面114は、第2内面122と、突起120iと、対向側突起160iとを含む。
変形例8に係る回転子鉄心20iでは、貫通孔231を通じて露出した磁石保持部202iを回転軸40の軸心Aが延伸する方向A1に加圧することで、凹部130iと突起120iとを形成することができる。また、変形例8に係る回転子鉄心20iでは、貫通孔232を通じて露出した磁石保持部203iを回転軸40の軸心Aが延伸する方向A1に加圧することで、凹部132iと対向側突起160iとを形成することができる。一方で、回転子鉄心20iでは、凹部130i、132iと突起120iと対向側突起160iとを形成する際に、端面保護部204と、端面保護部205とに応力を直接印加しない。したがって、例えば、磁石保持部202i、203iにおいて凹部130i、132i以外に回転軸40の軸心Aが延伸する方向A1に沿った変形が生じても、端面保護部204と、端面保護部205とに回転軸40の軸心Aが延伸する方向A1に沿った変形が生じづらい。すなわち、突起120i及び対向側突起160iを形成する工程による、回転子鉄心20iの第1端面21及び第2端面22の一方又は両方の変形を抑止することができる。
なお、上述した通り、図8Bにおける主部201、磁石保持部202i、磁石保持部203i、端面保護部204、端面保護部205、のそれぞれの板状磁性鋼23の数は例示に過ぎず、それぞれの板状磁性鋼23の数は任意である。
また、変形例8では、突起120iと対向側突起160iを形成する。しかしながら、例えば、対向側突起160iを形成しないとしてもよい。この場合、端面保護部205に貫通孔232を設けなくてもよい。また、端面保護部204に複数の貫通孔を設け、同面側突起を形成するとしてもよい。この場合、端面保護部204は、複数の貫通孔に替えて、突起120i及び同面側突起のそれぞれに対応する複数の凹部を全て露出する単一の貫通孔を有してもよい。
(6-9)変形例9
図9Aは、変形例9に係る回転子ブロック50jの概略平面図である。変形例9に係る回転子ブロック50jでは、図9Aに示すように、突起120jが、回転子鉄心20jの径方向Dに沿って、回転子鉄心20jの内周側から外周側に突出している点で、実施形態に係る回転子ブロック50(図2A参照)と異なる。
図9Aは、変形例9に係る回転子ブロック50jの概略平面図である。変形例9に係る回転子ブロック50jでは、図9Aに示すように、突起120jが、回転子鉄心20jの径方向Dに沿って、回転子鉄心20jの内周側から外周側に突出している点で、実施形態に係る回転子ブロック50(図2A参照)と異なる。
変形例9に係る回転子ブロック50jでは、図9Aに示すように、回転子鉄心20jは、第2内面122から第1内面121側に突出する突起120jを有する。変形例9に係る回転子ブロック50jでは、内面112が第1内面121である。また、内面111は、突起120jと、第2内面122とを有する。すなわち、突起120jは、磁石配置穴110の内面111から突出しており、突起120jの突出方向は、回転子鉄心20jの径方向Dに沿って内周側から外周側に向かう方向である。
変形例9に係る回転子ブロック50jにおいても、永久磁石30は互いに対向する突起120jと磁石配置穴110の第1内面121とによって保持される。したがって、磁石配置穴110の内面111~114と永久磁石30の外面31~34との間隙の大きさに係わらず、永久磁石30を回転子鉄心20に固定することができる。
また、変形例9に係る回転子ブロック50jでは、磁石配置穴110の内面112に永久磁石30が接触するように、永久磁石30の回転子鉄心20jに対する相対位置を制御できる。したがって、回転子鉄心20jの径方向Dにおける永久磁石30の回転子鉄心20jに対する位置を制御することができる。
また、回転子10において、全ての回転子ブロックを、変形例9に係る回転子ブロック50jとすることで、回転子10内の全ての永久磁石30を、それぞれ対応する磁石配置穴110の内面112に接触するように位置を定めることができる。すなわち、全ての永久磁石30に対し、回転子鉄心20jの径方向Dにおける位置を揃えることができる。更に、全ての永久磁石30の回転子10における位置を、回転子鉄心20jの径方向Dにおける外側に配置することができる。したがって、永久磁石30を回転子鉄心20jの径方向Dにおける外側に配置して、回転子10を備えるモータの出力を向上させることができる。
(6-10)変形例10
図9Bは、変形例10に係る回転子ブロック50kの概略平面図である。変形例10に係る回転子ブロック50kでは、図9Bに示すように、突起120kを形成するために形成される凹部130kが、回転軸40の軸心Aが延伸する方向A1からの平面視で多角形である。変形例10に係る回転子ブロック50kでは、上述した点で、変形例9に係る回転子ブロック50j(図9A参照)と異なる。
図9Bは、変形例10に係る回転子ブロック50kの概略平面図である。変形例10に係る回転子ブロック50kでは、図9Bに示すように、突起120kを形成するために形成される凹部130kが、回転軸40の軸心Aが延伸する方向A1からの平面視で多角形である。変形例10に係る回転子ブロック50kでは、上述した点で、変形例9に係る回転子ブロック50j(図9A参照)と異なる。
変形例10に係る回転子ブロック50kでは、変形例8と同様、回転子鉄心20kの磁石配置穴110において、第2内面122から第1内面121側に突出する突起120kが形成される。回転子鉄心20kの第1端面21には、突起120kの形成のために形成された凹部130kが形成される。凹部130kは、磁石配置穴110の第2内面122に対して突起120kの反対側に形成される。すなわち、凹部130kは、磁石配置穴110の内面111よりも回転子鉄心20kの径方向Dにおける内側に形成される。
凹部130kは、図9Bに示すように、回転子鉄心20kの回転軸40の軸心Aが延伸する方向A1からの平面視で、回転子鉄心20kの径方向Dにおける内側に頂点、外側に辺が位置する三角形状である。すなわち、凹部130kは、突起120k側に辺が位置し、突起120kとは反対側に頂点が位置する三角形状である。凹部130kは、例えば、先端が三角錐状の加圧部材で回転子鉄心20kの第1端面21を加圧することで形成される。これにより、凹部130kを形成する際の回転子鉄心20kの応力分布が実施形態に係る回転子鉄心20と異なる。したがって、突起120kの形状を突起120の形状と異ならせることができる。
なお、凹部130kの形状は、回転子鉄心20kの径方向Dにおける内側に頂点、外側に辺が位置する三角形状に限られない。
図10Aは、変形例10に係る他の一例の回転子ブロック50lを示す概略平面図である。凹部130lは、図10Aに示すように、回転子鉄心20lの回転軸40の軸心Aが延伸する方向A1からの平面視で、回転子鉄心20lの径方向Dにおける内側に辺、外側に頂点が位置する三角形状である。これにより、凹部130lを形成する際の回転子鉄心20lの応力分布が、実施形態に係る回転子鉄心20及び変形例9に係る回転子鉄心20jと異なる。したがって、突起120lの形状を突起120の形状及び突起120kの形状と異ならせることができる。
また、図10Bは、変形例10に係る他のもう一例の回転子ブロック50mを示す概略平面図である。凹部130mは、回転子鉄心20mの回転軸40の軸心Aが延伸する方向A1からの平面視で、回転子鉄心20mの径方向Dにおける内側と外側に辺が位置する四角形である。これにより、凹部130mを形成する際の回転子鉄心20mの応力分布が、実施形態に係る回転子鉄心20及び変形例9に係る回転子鉄心20j、並びに上記回転子鉄心20lと異なる。したがって、突起120mの形状を、突起120の形状、突起120kの形状、及び、突起120lの形状のいずれとも異ならせることができる。
なお、凹部130k、130l、130mの形状は上述の場合に限られず、任意の形状でよい。回転軸40の軸心Aが延伸する方向A1からの平面視において凹部130の形状は、例えば、多角形、半円等である。また、実施形態及び変形例1~8のように、突起120が回転子鉄心20の周方向Rに沿って突出する場合においても、凹部130の形状を変化させてよい。
(6-11)変形例11
図11Aは、変形例11に係る回転子ブロック50nの概略平面図である。変形例11に係る回転子ブロック50nでは、図11Aに示すように、突起120nと凹部130nとが、第1内面121と第2内面122とが対向する方向と交差する方向に長尺である点で、変形例9に係る回転子ブロック50j(図9A参照)と異なる。
図11Aは、変形例11に係る回転子ブロック50nの概略平面図である。変形例11に係る回転子ブロック50nでは、図11Aに示すように、突起120nと凹部130nとが、第1内面121と第2内面122とが対向する方向と交差する方向に長尺である点で、変形例9に係る回転子ブロック50j(図9A参照)と異なる。
変形例11に係る回転子ブロック50nでは、図11Aに示すように、凹部130nは、回転子鉄心20nの周方向Rに沿って長尺である。また、突起120nも同様に、回転子鉄心20nの周方向Rに沿って長尺である。回転子鉄心20nの周方向Rは、回転子鉄心20nの径方向Dと交差する。回転子鉄心20nの径方向Dは、磁石配置穴110の第1内面121と第2内面122とが対向する方向である。永久磁石30は、突起120nと、磁石配置穴110の内面112(第1内面121)とによって保持される。
変形例11に係る回転子ブロック50nでは、突起120nが回転子鉄心20nの周方向Rに長尺である。したがって、永久磁石30と突起120nとの接点が回転子鉄心20nの周方向Rに長尺となる。したがって、回転子鉄心20nが永久磁石30を保持する保持力がより強固となる。また、永久磁石30と突起120nとの接触面積が広くなるため、永久磁石30において突起120nを中心としての回転モーメントが発生し辛い。すなわち、永久磁石30の回転子鉄心20nに対する相対移動を抑止することができる。
なお、突起120nの突出方向は上述の場合に限らない。例えば、実施形態及び変形例1~8のように、突起120が回転子鉄心20の周方向Rに沿って突出する場合においても、凹部130及び突起120の形状を、第1内面121と第2内面122とが対向する方向と交差する方向に長尺としてもよい。また、変形例4~8に係る対向側突起160e~iにおいて、突起120nと同様に、第1内面121と第2内面122とが対向する方向と交差する方向に長尺であるとしてもよい。
(6-12)変形例12
図11Bは、変形例12に係る回転子ブロック50pの概略平面図である。変形例12に係る回転子ブロック50pでは、図11Bに示すように、永久磁石30が、突起120pと、第1内面121と、第1内面121及び第2内面122とは異なる磁石配置穴110の内面とで保持されている。変形例12に係る回転子ブロック50pは、上述した点で、実施形態に係る回転子ブロック50(図2A参照)と異なる。
図11Bは、変形例12に係る回転子ブロック50pの概略平面図である。変形例12に係る回転子ブロック50pでは、図11Bに示すように、永久磁石30が、突起120pと、第1内面121と、第1内面121及び第2内面122とは異なる磁石配置穴110の内面とで保持されている。変形例12に係る回転子ブロック50pは、上述した点で、実施形態に係る回転子ブロック50(図2A参照)と異なる。
変形例12に係る回転子ブロック50pでは、図11Bに示すように、凹部130pと突起120pは、回転子鉄心20pの周方向Rにおいて磁石配置穴110の内面111の中心より内面114側に形成されている。突起120pは、永久磁石30の外面32に接する。一方、永久磁石30の外面31は、回転子鉄心20pの周方向Rにおいて、その一部のみが磁石配置穴110の内面112(第1内面121)と接する。また、永久磁石30の外面33は、回転子鉄心20pの径方向Dにおいて、その一部のみが磁石配置穴110の内面113と接する。すなわち、回転軸40の軸心Aが延伸する方向A1からの平面視において、永久磁石30は、突起120pと、磁石配置穴110の第1内面121と、内面113とによって保持される。また、回転軸40の軸心Aが延伸する方向A1からの平面視において、永久磁石30の長軸方向と、磁石配置穴110の長軸方向とは一致しない。したがって、回転子鉄心20pの径方向D及び周方向Rにおける、突起120pの位置、突出距離及び突出方向を制御することにより、磁石配置穴110の形状や向きに係わらず、永久磁石30の回転子鉄心20pに対する姿勢を制御することができる。
なお、突起120pの突出方向は上述の場合に限られない。例えば、実施形態及び変形例1~8のように、突起120が回転子鉄心20の周方向Rに沿って突出するとしてもよい。
(6-13)変形例13
図12Aは、変形例13に係る回転子ブロック50qの概略平面図である。図12Bは、回転子ブロック50qにおける、図12AのXIIB-XIIB断面に対応する概略断面図である。変形例13に係る回転子ブロック50qでは、図12A及び図12Bに示すように、突起120qの第2内面122からの突出量が、永久磁石30qの突起120qに対向する外面32と磁石配置穴110の第2内面122との距離より大きい。変形例13に係る回転子ブロック50qは、上述した点で、実施形態に係る回転子ブロック50(図2A及び図2B参照)とは異なる。
図12Aは、変形例13に係る回転子ブロック50qの概略平面図である。図12Bは、回転子ブロック50qにおける、図12AのXIIB-XIIB断面に対応する概略断面図である。変形例13に係る回転子ブロック50qでは、図12A及び図12Bに示すように、突起120qの第2内面122からの突出量が、永久磁石30qの突起120qに対向する外面32と磁石配置穴110の第2内面122との距離より大きい。変形例13に係る回転子ブロック50qは、上述した点で、実施形態に係る回転子ブロック50(図2A及び図2B参照)とは異なる。
変形例13に係る回転子ブロック50qでは、永久磁石30qは、例えば、直方体状の磁性材料の表面全体を樹脂材料でコーティングされて形成されている。すなわち、永久磁石30qは、樹脂層の内部に磁性体部を有する。永久磁石30qは、図12A及び図12Bに示すように、突起120qと、磁石配置穴110の第1内面121(内面113)とで保持されている。突起120qの第1内面121側の先端と、第2内面122との距離D8は、磁石配置穴110の第2内面122と永久磁石30qの外面32との距離D7よりも大きい。すなわち、突起120qの第2内面122からの突出量D8は、磁石配置穴110の第2内面122と、第2内面122に対向する永久磁石30qの外面32との距離D7よりも大きい。そして、突起120qの第1内面121側の先端は、永久磁石30qの樹脂層に埋没している。
変形例13に係る回転子ブロック50qでは、突起120qの一部が永久磁石30qに埋没しているので、回転子鉄心20qが永久磁石30qを保持する保持力が更に強固になる。
なお、突起120qの突出方向は上述の場合に限られない。例えば、変形例9のように、突起120jが回転子鉄心20jの径方向Dに沿って突出しているとしてもよい。
(7)回転子ブロックの配置
回転子10における、回転子ブロック50等の配置について図1を参照して説明する。
回転子10における、回転子ブロック50等の配置について図1を参照して説明する。
上述した通り、回転子10の回転子鉄心20は、同一の構造である回転子ブロック50が回転子鉄心20の周方向Rに沿って隙間なく構成されている。したがって、回転子鉄心20の周方向Rに隣接する2つの永久磁石30は、回転子鉄心20の周方向R及び径方向Dにおいて、回転子鉄心20との相対位置関係が等しくなる。
以下、図面を用いてより具体的に説明する。図13Aは、実施形態に係る回転子鉄心20の部分平面図であり、回転子ブロック50が回転子鉄心20の周方向Rに沿って2つ並んだ状態を示している。
永久磁石30-1は、磁石配置穴110-1に配置される。突起120-1は、磁石配置穴110-1の第2内面122-1から第1内面121-1方向に突出する。突起120-1の突出方向は、回転軸40の軸心Aが延伸する方向A1からの平面視において、磁石配置穴110-1の中心における回転子鉄心20の周方向に沿った方向である。言い換えると、突起120-1の突出方向は、回転軸40の軸心Aが延伸する方向A1からの平面視において、磁石配置穴110-1の中心における回転子鉄心20の径方向D-1に対して直交する。
永久磁石30-2は、磁石配置穴110-2に配置される。突起120-2は、磁石配置穴110-2の第2内面122-2から第1内面121-2方向に突出する。突起120-2の突出方向は、回転軸40の軸心Aが延伸する方向A1からの平面視において、磁石配置穴110-2の中心における回転子鉄心20の周方向に沿った方向である。言い換えると、突起120-2の突出方向は、回転軸40の軸心Aが延伸する方向A1からの平面視において、磁石配置穴110-2の中心における回転子鉄心20の径方向D-2に対して直交する。
すなわち、いずれの回転子ブロック50においても、突起120の突出方向は、突起120が形成されている位置における回転子鉄心20の径方向D及び周方向Rに対して、同一の相対方向である。言い換えると、いずれの突起120においても、突起120の突出方向と、突起120が形成されている位置における回転子鉄心20の径方向Dとのなす角度は等しい。図13Aに示す例では、突起120の突出方向と、突起120が形成されている位置における回転子鉄心20の径方向Dとのなす角度は、どの突起120においても90°である。
図13Bは、変形例9に係る回転子鉄心20jの部分平面図であり、回転子ブロック50jが回転子鉄心20jの周方向Rに沿って2つ並んだ状態を示している。
永久磁石30-3は、磁石配置穴110-3に配置される。突起120j-3は、磁石配置穴110-3の第2内面122-3から第1内面121-3方向に突出する。突起120j-3の突出方向は、回転軸40の軸心Aが延伸する方向A1からの平面視において、磁石配置穴110-3の中心における回転子鉄心20の径方向D-3に沿った方向である。
永久磁石30-4は、磁石配置穴110-4に配置される。突起120j-4は、磁石配置穴110-4の第2内面122-4から第1内面121-4方向に突出する。突起120j-4の突出方向は、回転軸40の軸心Aが延伸する方向A1からの平面視において、磁石配置穴110-4の中心における回転子鉄心20の径方向D-4に沿った方向である。
すなわち、いずれの回転子ブロック50jにおいても、突起120jの突出方向は、突起120jが形成されている位置における回転子鉄心20jの径方向D及び周方向Rに対して、同一の相対方向である。言い換えると、いずれの突起120jにおいても、突起120jの突出方向と、突起120jが形成されている位置における回転子鉄心20jの径方向Dとのなす角度は等しい。図13Bに示す例では、突起120jの突出方向と、突起120jが形成されている位置における回転子鉄心20jの径方向Dとのなす角度は、どの突起120jにおいても0°である。
以上説明したように、複数の回転子ブロック50の間で、突起120の位置及び突出量、突出方向を、突起120が形成されている位置における回転子鉄心20の径方向D及び周方向Rに対して、同一の相対関係となるように回転子10を形成する。このようにすることで、隣接する永久磁石30において、永久磁石30が存在する位置における回転子鉄心20の径方向D及び周方向Rに対する、永久磁石30の姿勢が均一化する。また、磁石配置穴110が回転子鉄心20の径方向D及び周方向Rに対して対称に設けられている場合、隣接する永久磁石30の間隔が均一化する。したがって、回転子鉄心20の周方向Rにおける回転子10の磁束密度が均一化する。これにより、回転子10をモータの回転子として用いた場合、回転子鉄心20の周方向Rにおける力のムラが生じず、回転特性が向上する。
また、複数の回転子ブロック50の間で、回転子鉄心20の第1端面21側である磁石保持部202に、複数の突起120を配置する。複数の突起120を回転子鉄心20の第1端面21側に形成する場合、対応する複数の凹部130を全て回転子鉄心20の第1端面21に形成することができる。したがって、複数の突起120と対応する複数の凹部130の形成が容易になる。また、複数の回転子ブロック50の間で突起120の回転軸40の軸心Aが延伸する方向A1における位置を揃えることで、突起120の突出量及び突起120の突出方向を揃えれば永久磁石30の回転子鉄心20に対する相対位置も揃えることができる。すなわち、周方向Rに対して対称性の高い回転子10の製造が容易となる。
なお、回転子ブロック50の配置は、上述の場合に限られない。例えば、回転子鉄心20の周方向Rに対して、2種類の回転子ブロック50を交互に配置してもよい。又は、2種類の回転子ブロック50を、例えば2:1の比率で規則的に配置してもよい。すなわち、回転子10が、回転子鉄心20の周方向Rへの(360/n)°(nは2以上の整数)の回転に対して対称であればよい。例えば、回転子10が、回転子鉄心20の周方向Rへの60°の回転に対して対称とすることができる。なお、回転子10が、回転子鉄心20の周方向Rへの(360/n)°(nは2以上の整数)の回転に対して完全に対称である必要はなく、対称となっている部分を有することで、回転特性が改善する。すなわち、例えば、永久磁石30を10個有する回転子10において、特定の回転子ブロック50と、回転軸40を介してその特定の回転子ブロック50と互いに対向する回転子ブロック50が同一の構造であってもよい。
(8)その他の変形例
実施形態及び各変形例では、凹部130は回転子鉄心20の凹部形成位置139を回転軸40の軸心Aが延伸する方向A1に加圧して形成する。しかしながら、凹部130と突起120との形成方法は、上述の場合に限られない。例えば、以下のように凹部を形成してもよい。
実施形態及び各変形例では、凹部130は回転子鉄心20の凹部形成位置139を回転軸40の軸心Aが延伸する方向A1に加圧して形成する。しかしながら、凹部130と突起120との形成方法は、上述の場合に限られない。例えば、以下のように凹部を形成してもよい。
図14Aは、その他の変形例に係る回転子ブロック50rの製造途上の概略平面図である。図14Bは、その他の変形例に係る回転子ブロック50rの概略平面図である。まず、図14Aに示すように、回転子鉄心20raの凹部形成位置に予め空洞138を形成し、永久磁石30を磁石配置穴110に挿入する。次に、図14Bに示すように、空洞138を押し広げて凹部130rとすることで回転子鉄心20rに突起120を形成する。空洞138を押し広げる方法は、例えば、円錐形の部材の先端を空洞138に挿し込み、部材を回転軸40の軸心Aが延伸する方向A1に沿って空洞138に押し込む方法である。このような方法によれば、空洞138を所望の位置に形成しておくことで、凹部130rを所望の位置に形成することができる。したがって、突起120の形状をより容易に制御できる。
実施形態及び各変形例では、回転子鉄心20は、回転軸40の軸心Aが延伸する方向A1から平面視して円形である。しかしながら、回転子鉄心20は、回転軸40の軸心Aが延伸する方向A1から平面視して多角形であってもよいし、外周縁に凸部や凹部を有してもよい。このような場合、着目位置における回転子鉄心20の径方向Dとは、回転軸40の軸心Aの延伸する方向A1と直交し、かつ、回転軸40の軸心A上の位置から着目位置へ向かう方向を指す。また、回転子鉄心20の周方向Rとは、着目位置において、回転軸40の軸心Aの延伸する方向A1と直交し、かつ、着目位置における回転子鉄心20の径方向Dと直交する方向を指す。
実施形態及び各変形例では、磁石配置穴110は回転軸40の軸心Aが延伸する方向A1から平面視して長方形状であり、一対の内面が径方向Dに対向し、一対の内面が周方向Rに対向する。しかしながら、磁石配置穴110の長尺方向は回転子鉄心20の径方向Dに対する角度が回転子鉄心20において一様であれば、どの向きであってもよい。例えば、回転子鉄心20に設けられる全ての磁石配置穴110は、回転子鉄心20の径方向Dに対して30°をなしていてもよい。また、回転軸40の軸心Aが延伸する方向A1から平面視したときの磁石配置穴110は長方形状に限られず、任意の形状であってよい。
実施形態及び各変形例では、磁石配置穴110は回転子鉄心20を回転軸40の軸心Aが延伸する方向A1に沿って貫通する。しかしながら、磁石配置穴110は、回転子鉄心20の第1端面21で開口し、第2端面22では開口しない、としてもよい。
実施形態及び各変形例では、モータ1は実施形態に係る固定子2を備える。しかしながら、本開示の態様に係るモータは、永久磁石30を備える回転子10を駆動させることができる固定子であれば、任意の固定子を備えてよい。
(9)まとめ
第1の態様に係る回転子(10)は、回転子鉄心(20~20r)と、複数の永久磁石(30;30q)と、回転軸(40)と、を備える。回転子鉄心(20~20r)は、複数の磁石配置穴(110)を有する。複数の永久磁石(30;30q)は、複数の磁石配置穴(110)に対応し、各々が対応する磁石配置穴(110)の内部に配置される。回転軸(40)は、回転子鉄心(20~20r)に固定され、軸心(A)を回転中心とする。回転子鉄心(20~20r)は、第1内面(121)及び第2内面(122)と、突起(120~120q)と、を有する。第1内面(121)及び第2内面(122)は、複数の磁石配置穴に含まれる第1磁石配置穴(110)の内側に位置し、互いに対向する。突起(120~120q)は、回転子鉄心(20~20r)の塑性変形により形成され、第2内面(122)から第1内面(121)側に突出する。複数の永久磁石のうち、第1磁石配置穴(110)に配置される第1永久磁石(30;30q)は、突起(120~120q)によって第1磁石配置穴(110)内に保持される。
第1の態様に係る回転子(10)は、回転子鉄心(20~20r)と、複数の永久磁石(30;30q)と、回転軸(40)と、を備える。回転子鉄心(20~20r)は、複数の磁石配置穴(110)を有する。複数の永久磁石(30;30q)は、複数の磁石配置穴(110)に対応し、各々が対応する磁石配置穴(110)の内部に配置される。回転軸(40)は、回転子鉄心(20~20r)に固定され、軸心(A)を回転中心とする。回転子鉄心(20~20r)は、第1内面(121)及び第2内面(122)と、突起(120~120q)と、を有する。第1内面(121)及び第2内面(122)は、複数の磁石配置穴に含まれる第1磁石配置穴(110)の内側に位置し、互いに対向する。突起(120~120q)は、回転子鉄心(20~20r)の塑性変形により形成され、第2内面(122)から第1内面(121)側に突出する。複数の永久磁石のうち、第1磁石配置穴(110)に配置される第1永久磁石(30;30q)は、突起(120~120q)によって第1磁石配置穴(110)内に保持される。
第1の態様に係る回転子(10)によれば、別途部材を用いることなく、第1永久磁石(30;30q)を回転子鉄心(20~20r)の第1磁石配置穴(110)に強固に保持することができる。したがって、回転子(10)の信頼性を容易に高めることができる。
第2の態様に係る回転子(10)では、第1の態様において、第1内面(121)と第2内面(122)とは、回転軸(40)の軸心(A)が延伸する方向(A1)と直交する方向(D)と交差する方向に対向する。
第2の態様に係る回転子(10)によれば、第1永久磁石(30;30q)を、第1磁石配置穴(110)に対して回転子鉄心(20~20i;20q;20r)の周方向(R)に位置合わせして保持することができる。したがって、永久磁石(30;30q)の回転子鉄心(20~20i;20q;20r)に対する周方向(R)の相対位置を容易に制御することができる。
第3の態様に係る回転子(10)では、第1の態様において、第1内面(121)と第2内面(122)とは、回転軸(40)の軸心(A)が延伸する方向(A1)と直交する方向に対向する。突起(120j~120p)は、回転子鉄心(20j~20p)の外側に突出する。
第3の態様に係る回転子(10)によれば、第1永久磁石(30)を、第1磁石配置穴(110)に対して回転子鉄心(20j~20p)の径方向(D)に位置合わせして保持することができる。したがって、永久磁石(30)の回転子鉄心(20~20p)に対する径方向(D)の相対位置を容易に制御することができる。
第4の態様に係る回転子(10)では、第1~第3の態様のいずれかにおいて、突起(120~120q)は、回転子鉄心(20~20q)の所定の位置を回転軸(40)の軸心(A)が延伸する方向(A1)に加圧して回転子鉄心(20~20q)に塑性変形を生じさせることによって形成される。
第4の態様に係る回転子(10)によれば、回転子鉄心(20~20q)の所定の位置を軸心(A)が延伸する方向(A1)に加圧することで突起(120~120q)が形成される。したがって、容易な方法で、突起(120~120q)を形成できる。
第5の態様に係る回転子(10)では、第1~第3の態様のいずれかにおいて、回転子鉄心(20r)は、所定の位置に空洞(138)を有し、突起(120)は、空洞(138)を広げて回転子鉄心(20r)に塑性変形を生じさせることによって形成される。
第5の態様に係る回転子(10)によれば、回転子鉄心(20r)の所定の位置に空洞(138)を形成し、その空洞(138)を拡張することで突起が形成される。したがって、容易な方法で、突起(120)を形成でき、突起(120)の形状の制御も容易となる。
第6の態様に係る回転子(10)では、第1~第5の態様のいずれかにおいて、第2内面(122)からの突起(120q)の突出量(D8)は、第1永久磁石(30q)と第2内面(122)との距離(D7)よりも大きい。
第6の態様に係る回転子(10)によれば、例えば、第1永久磁石(30q)が樹脂等で被覆されている場合に、第1永久磁石(30q)の被覆の内側を突起(120q)で固定することができる。したがって、永久磁石(30q)をより強い力で保持することができる。
第7の態様に係る回転子(10)では、第1~第6の態様のいずれかにおいて、突起(120)は、第2内面(122)と対向する第1永久磁石の面(32)における、回転軸(40)の軸心(A)が延伸する方向(A1)に延びる中心軸(321)に接触する。
第7の態様に係る回転子(10)によれば、第1永久磁石(30)が第1磁石配置穴(110)の第1内面(121)に対して密着しやすくなる。したがって、回転子鉄心(20)の第1磁石配置穴(110)に対して第1永久磁石(30)の位置を制御しやすくなる。
第8の態様に係る回転子(10)では、第1~第6の態様のいずれかにおいて、突起(120n)は、第2内面(122)に沿って延伸する長尺形状である。
第8の態様に係る回転子(10)によれば、突起(120n)と第1永久磁石(30)との接触面積が増大する。したがって、第1永久磁石(30)を回転子鉄心(20n)がより強い力で保持することができる。
第9の態様に係る回転子(10)は、第1~第6の態様のいずれかにおいて、回転子鉄心(20b;20c;20d)は、回転軸(40)の軸心(A)が延伸する方向(A1)において、突起(120b;120c;120d)と同じ側に同面側突起(150b;150c;150d)を更に有する。同面側突起(150b;150c;150d)は、第1永久磁石(30)を保持する。
第9の態様に係る回転子(10)によれば、第1永久磁石(30)が突起(120b;120c;120d)と同面側突起(150b;150c;150d)で保持される。したがって、突起(120;120c;120d)と同面側突起(150b;150c;150d)との配置によって第1永久磁石(30)の保持姿勢を所望の姿勢に制御することが容易となる。
第10の態様に係る回転子(10)では、第9の態様において、同面側突起(150b)は、第2内面(122)から第1内面(121)側に突出する。
第10の態様に係る回転子(10)によれば、突起(120b)と同面側突起(150b)とが同方向に第1永久磁石(30)を保持するため、第1永久磁石(30)がより強い力で回転子鉄心(20b)に保持される。
第11の態様に係る回転子(10)では、第10の態様において、突起(120b)と同面側突起(150b)との間に、第2内面(122)と対向する第1永久磁石(30)の面(32)における、回転軸(40)の軸心(A)が延伸する方向(A1)に延びる中心軸(321)が位置する。
第11の態様に係る回転子(10)によれば、第1内面(121)と第2内面(122)とが対向する方向に交差する方向において、第1永久磁石(30)を保持する力のばらつきを小さくすることができる。したがって、第1永久磁石(30)に生じる回転モーメントを抑止し、第1永久磁石(30)の回転子鉄心(20b)に対する相対的な姿勢を安定化させることができる。
第12の態様に係る回転子(10)では、第1~第11の態様のいずれかにおいて、第1永久磁石(30;30q)は、第1内面(121)に接した状態で保持される。
第12の態様に係る回転子(10)によれば、第1永久磁石(30;30q)が第1内面(121)と突起(120~120b;120e~120q)とによって、第1内面(121)と第2内面(122)との対向する向きに両側から保持される。また、第1永久磁石(30;30q)と第1内面(121)とは、広い面積で接触する。したがって、第1永久磁石(30;30q)が強い力で回転子鉄心(20~20b;20e~20r)に保持され、回転子(10)に対する第1永久磁石(30;30q)の相対移動を抑止することができる。
第13の態様に係る回転子(10)では、第9の態様において、同面側突起(150c;150d)は、第1内面(121)から第2内面(122)側に突出する。
第13の態様に係る回転子(10)によれば、互いに対向する突起(120c;120d)と同面側突起(150c;150d)によって第1永久磁石(30)を保持する。したがって、磁石配置穴(110)と第1永久磁石(30)の形状にかかわらず、所望の姿勢で第1永久磁石(30)を保持することができる。
第14の態様に係る回転子(10)では、第13の態様において、突起(120c)と同面側突起(150c)とが対向する方向は、前記第1内面と前記第2内面とが対向する方向と同方向である。
第14の態様に係る回転子(10)によれば、第1磁石配置穴(110)と第1永久磁石(30)とを密着させることなく、回転子鉄心(20c)が第1永久磁石(30)を保持することができる。また、第1内面(121)と第2内面(122)とが対向する向きにおいて、回転子鉄心(20c)が第1永久磁石(30)を強固に保持することができる。
第15の態様に係る回転子(10)では、第13の態様において、突起(120d)と同面側突起(150d)とが対向する方向は、第1内面(121)と第2内面(122)とが対向する方向と異なる方向である。
第15の態様に係る回転子(10)によれば、第1内面(121)と第2内面(122)とが対向する向きとは異なる方向に回転子鉄心(20d)が第1永久磁石(30)を強固に保持することができる。また、回転子鉄心(20d)が、第1永久磁石(30)を第1磁石配置穴(110)に対して傾けて保持することが容易となる。
第16の態様に係る回転子(10)では、第1~第15のいずれかの態様において、回転子鉄心(20e~20i)は、回転軸(40)の軸心(A)が延伸する方向(A1)に第1端面(21)と第2端面(22)とを有する。磁石配置穴(110)は、回転子鉄心(20e~20i)の第1端面(21)から第2端面(22)まで貫通する貫通孔である。突起(120e~120i)は、第1端面(21)側に形成される。回転子鉄心(20e~20i)は、第2端面(22)側に、第1永久磁石(30)を保持する対向側突起(160e~160i)を更に有する。
第16の態様に係る回転子(10)では、軸心(A)が延伸する方向(A1)における回転子鉄心(20e~20i)の互いに反対側に位置する第1端面(21)側と第2端面(22)側との各々に突起(120e~120i)と対向側突起(160e~160i)とを形成する。これにより、第1永久磁石(30)を軸心(A)が延伸する方向(A1)においても回転子鉄心(20e~20i)に対して相対移動しないように回転子鉄心(20e~20i)が保持することができる。
第17の態様に係る回転子(10)では、第16の態様において、対向側突起(160e;160g;160i)は、第2内面(122)から第1内面(121)側に突出する。第1永久磁石(30)は、回転軸(40)の軸心(A)が延伸する方向に沿って第1内面(121)に連続して接する。
第17の態様に係る回転子(10)によれば、第1永久磁石(30)が第1磁石配置穴(110)を構成する第1内面(121)に密着するような、第1永久磁石(30)と回転子鉄心(20e;20g;20i)との相対的位置関係を容易に実現することができる。したがって、第1永久磁石(30)と回転子鉄心(20e;20g;20i)との相対的な位置関係を容易に制御することができる。
第18の態様に係る回転子(10)では、第16の態様において、対向側突起(160f;160h)は、第1内面(121)から第2内面(122)に突出する。第1永久磁石(30)は、回転子鉄心(20f;20h)の第1端面(21)側で第1内面(121)に接し、回転子鉄心の第2端面(22)側で第2内面(122)に接する。
第18の態様に係る回転子(10)によれば、第1永久磁石(30)を第1磁石配置穴(110)の内面に密着させずに第1永久磁石(30)を強い保持力で回転子鉄心(20f;20h)が保持することができる。したがって、例えば、第1永久磁石(30)の形状と第1磁石配置穴(110)の形状の差異にかかわらず、第1永久磁石(30)と回転子鉄心(20f;20h)の接触に起因する第1永久磁石(30)の破損を抑止することができる。
第19の態様に係る回転子(10)は、第1~18の態様のいずれかにおいて、回転子鉄心(20g;20h)は、第2内面(122)から第1内面(121)側に突出する突出部(171)を更に備える。突出部(171)が第2内面(122)から突出する距離(D2)は、突起(120g)が第2内面(122)から突出する距離(D1)と、第2内面(122)と第1永久磁石(30)との距離(D1)とのいずれよりも大きい。突起(120g)と突出部(171)とは、回転子鉄心(20g)の塑性変形により一体成型されている。
第19の態様に係る回転子(10)によれば、突出部(171)によって軸心(A)が延伸する方向(A1)に第1永久磁石(30)が移動し、第1永久磁石(30)が磁石配置穴(110)から脱落することを抑止できる。
第20の態様に係る回転子(10)では、第1~第19のいずれかの態様において、回転子鉄心(20i)は、複数の板状磁性鋼(23)が積層された積層体を有する。複数の板状磁性鋼(23)は、回転軸(40)の軸心(A)が延伸する方向(A1)における第1端面(21)を含む第1鋼板群(204)と、第1鋼板群(204)に接する第2鋼板群(202i)とを含む。第1鋼板群(204)は、第1端面(21)から第2鋼板群(202i)まで貫通する貫通孔(231)が設けられる。第2鋼板群(202i)は、貫通孔(231)によって第1端面(21)側に露出した部分(130i)が塑性変形することで形成された突起(120i)を有する。
第20の態様に係る回転子(10)によれば、突起(120i)を形成するための塑性変形を第2鋼板群(202i)に生じさせるため、第1鋼板群(204)の塑性変形を抑止することができる。したがって、回転子鉄心(20i)の第1端面(21)の変形を抑止することができる。
第21の態様に係る回転子(10)では、第1~第20のいずれかの態様において、回転子鉄心(20;20j)は、第3内面(121-2;121-4)及び第4内面(122-2;122-4)と、第2突起(120-2;120j-4)と、を更に有する。第3内面(121-2;121-4)及び第4内面(122-2;122-4)は、複数の磁石配置穴に含まれる第2磁石配置穴(110-2;110-4)の内側に位置し、互いに対向する。第2突起(120-2;120j-4)は、回転子鉄心(20;20j)の塑性変形により形成され、第4内面(122-2;122-4)から第3内面(121-2;121-4)側に突出する。第2突起(120-2;120j-4)は、突起である第1突起(120-1;120j-3)とは異なる。複数の永久磁石のうち、第2磁石配置穴(110-2;110-4)に配置される第2永久磁石(30-2;30-4)は、第2突起(120-2;120j-4)によって第2磁石配置穴(110-2;110-4)内に保持される。第2突起(120-2;120j-4)が突出する方向と、回転軸(40)の軸心(A)が延伸する方向(A1)と直交し、かつ、軸心(A)と第2突起(120-2;120j-4)とを通る方向(D-2;D-4)とがなす角度は、突起(120-1;120j-3)が突出する方向と、軸心(A)が延伸する方向(A1)と直交し、かつ、軸心(A)と突起(120-1;120j-3)とを通る方向(D-1;D-3がなす角度と等しい。
第21の態様に係る回転子(10)によれば、第1永久磁石(30-1;30-3)と、第2永久磁石(30-2;30-4)とが、回転子鉄心(20;20j)の径方向(D)に対して同一の角度をなす方向に突起(120)で保持される。したがって、回転子鉄心(20;20j)の径方向(D)及び周方向(R)の少なくとも一方に対して、第1永久磁石(30-1;30-3)と第2永久磁石(30-2;30-4)の相対位置を揃えることができる。したがって、回転子鉄心(20;20j)に対する永久磁石(30)の相対位置の偏りを抑止できる。したがって、磁束密度の均一化により回転子(10)の特性を向上させることができる。
第22の態様に係る回転子(10)では、第21の態様において、第1突起(120-1;120-3)と、第2突起(120-2;120-4)とは、回転子鉄心(20;20j)の軸心(A)が延伸する方向において同一の端面(21)側に設けられる。
第22の態様に係る回転子(10)によれば、第1永久磁石(30-1;30-3)と第2永久磁石(30-2;30-4)との各々の回転子鉄心(20;20j)に対する径方向(D)及び周方向(R)の少なくとも一方相対位置を同一とすることが容易となる。また、第1永久磁石(30-1;30-3)と第2永久磁石(30-2;30-4)との各々の回転子鉄心(20;20j)に対する軸心(A)が延伸する方向(A1)の相対位置を同一とすることも容易となる。したがって、磁束密度の均一化により回転子(10)の特性を向上させることができる。
第23の態様に係るモータ(1)は、第1~第22の態様のいずれかの回転子(10)と、固定子(2)と、を備える。
第23の態様に係るモータ(1)によれば、別途部材を用いることなく、第1永久磁石(30;30q)を回転子鉄心(20~20r)の所定の位置に強固に保持することができる。したがって、回転子(10)の信頼性を容易に高めることができる。
第24の態様に係る回転子(10)の製造方法は、回転子鉄心(20~20r)と、複数の永久磁石(30;30q)と、回転軸(40)とを備える回転子(10)の製造方法である。回転子鉄心(20~20r)は、複数の磁石配置穴(110)を有する。複数の永久磁石(30;30q)は、複数の磁石配置穴(110)に対応する。回転軸(40)は、軸心(A)を回転中心とし、軸心(A)が延伸する方向(A1)に延びる。軸心(A)が延伸する方向(A1)に延伸する複数の磁石配置穴(110)を有する回転子鉄心(20~20r)を準備する。複数の永久磁石(30;30q)の各々を複数の磁石配置穴の対応する磁石配置穴(110)に配置する。第24の態様に係る回転子(10)の製造方法では、回転子鉄心(20~20r)の第1端面(21)を第2端面(22)に向かって加圧して回転子鉄心(20~20r)を塑性変形させ、突起(120~120q)を形成する。第1端面(21)と第2端面(22)は、軸心(A)が延伸する方向(A1)に対向する。突起(120~120q)は、複数の磁石配置穴の少なくとも1つの第1磁石配置穴(110)の内面(122)から突出し、複数の永久磁石のうち第1磁石配置穴(110)に配置される第1永久磁石(30;30q)を保持する。
第24の態様に係る回転子(10)の製造方法によれば、別途部材を用いることなく、第1永久磁石(30;30q)を回転子鉄心(20~20r)の所定の位置に強固に保持することができる。したがって、回転子(10)の信頼性を容易に高めることができる。
本開示の回転子、モータ、及び回転子の製造方法によれば、回転子鉄心に設けられた突起により、回転子鉄心の磁石配置穴に永久磁石を保持することができる。そのため、回転子の信頼性を容易に高めることができてモータの信頼性が向上する。すなわち、本開示の回転子、モータ、及び回転子の製造方法は、モータおよびそれを応用した産業機器等に有用な技術である。
10 回転子
20,20a,20b,20c,20d,20e,20f,20g,20h,20i,20j,20k,20l,20m,20n,20p,20q,20r,20ra 回転子鉄心
21 第1端面
22 第2端面
202,202e,202f,202i,203e,203f,203h,203i 磁石保持部
23 板状磁性鋼
204,205 端面保護部
231,232 貫通孔
110 磁石配置穴
120,120b,120c,120d,120e,120g,120i,120j,120k,120l,120m,120n,120p,120q 突起
121 第1内面
122 第2内面
138 空洞
150b,150c,150d 同面側突起
160e,160f,160g,160h,160i 対向側突起
171,172,173 突出部
30,30q 永久磁石
321 中心軸
40 回転軸
1 モータ
2 固定子
A 軸心
A1 方向
D 径方向
20,20a,20b,20c,20d,20e,20f,20g,20h,20i,20j,20k,20l,20m,20n,20p,20q,20r,20ra 回転子鉄心
21 第1端面
22 第2端面
202,202e,202f,202i,203e,203f,203h,203i 磁石保持部
23 板状磁性鋼
204,205 端面保護部
231,232 貫通孔
110 磁石配置穴
120,120b,120c,120d,120e,120g,120i,120j,120k,120l,120m,120n,120p,120q 突起
121 第1内面
122 第2内面
138 空洞
150b,150c,150d 同面側突起
160e,160f,160g,160h,160i 対向側突起
171,172,173 突出部
30,30q 永久磁石
321 中心軸
40 回転軸
1 モータ
2 固定子
A 軸心
A1 方向
D 径方向
Claims (24)
- 複数の磁石配置穴を有する回転子鉄心と、
前記複数の磁石配置穴に対応し、各々が対応する磁石配置穴の内部に配置された複数の永久磁石と、
前記回転子鉄心に固定され、軸心を回転中心とする回転軸と、を備え、
前記回転子鉄心は、
前記複数の磁石配置穴に含まれる第1磁石配置穴の内側に位置し、互いに対向する第1内面及び第2内面と、
前記回転子鉄心の塑性変形により形成され、前記第2内面から前記第1内面側に突出する突起と、を有し、
前記複数の永久磁石のうち、前記第1磁石配置穴に配置される第1永久磁石は、前記突起によって前記第1磁石配置穴内に保持される、
回転子。 - 前記第1内面と前記第2内面とは、前記回転軸の前記軸心が延伸する方向と直交する方向と交差する方向に対向する、
請求項1に記載の回転子。 - 前記第1内面と前記第2内面とは、前記回転軸の前記軸心が延伸する方向と直交する方向に対向し、
前記突起は、前記回転子鉄心の外側に突出する、
請求項1に記載の回転子。 - 前記突起は、前記回転子鉄心の所定の位置を前記回転軸の前記軸心が延伸する方向に加圧して前記回転子鉄心に塑性変形を生じさせることによって形成される、
請求項1から3のいずれか1項に記載の回転子。 - 前記回転子鉄心は、所定の位置に空洞を有し、
前記突起は、前記空洞を広げて前記回転子鉄心に塑性変形を生じさせることによって形成される、
請求項1から3のいずれか1項に記載の回転子。 - 前記第2内面からの前記突起の突出量は、前記第1永久磁石と前記第2内面との距離よりも大きい、
請求項1から5のいずれか1項に記載の回転子。 - 前記突起は、前記第2内面と対向する前記第1永久磁石の面における、前記回転軸の前記軸心が延伸する方向に延びる中心軸に接触する、
請求項1から6のいずれか1項に記載の回転子。 - 前記突起は、前記第2内面に沿って延伸する長尺形状である、
請求項1から6のいずれか1項に記載の回転子。 - 前記回転子鉄心は、前記回転軸の前記軸心が延伸する方向において、前記突起と同じ側に同面側突起を更に有し、
前記同面側突起は、前記第1永久磁石を保持する、
請求項1から6のいずれか1項に記載の回転子。 - 前記同面側突起は、前記第2内面から前記第1内面側に突出する、
請求項9に記載の回転子。 - 前記突起と前記同面側突起との間に、前記第2内面と対向する前記第1永久磁石の面における、前記回転軸の前記軸心が延伸する方向に延びる中心軸が位置する、
請求項10に記載の回転子。 - 前記第1永久磁石は、前記第1内面に接した状態で保持される、
請求項1から11のいずれか1項に記載の回転子。 - 前記同面側突起は、前記第1内面から前記第2内面側に突出する、
請求項9に記載の回転子。 - 前記突起と前記同面側突起とが対向する方向は、前記第1内面と前記第2内面とが対向する方向と同方向である、
請求項13に記載の回転子。 - 前記突起と前記同面側突起とが対向する方向は、前記第1内面と前記第2内面とが対向する方向と異なる方向である、
請求項13に記載の回転子。 - 前記回転子鉄心は、前記回転軸の前記軸心が延伸する方向に互いに反対側に位置する第1端面と第2端面とを有し、
前記磁石配置穴は、前記回転子鉄心の前記第1端面から前記第2端面まで貫通する貫通孔であり、
前記突起は、前記第1端面側に形成され、
前記回転子鉄心は、前記第2端面側に、前記第1永久磁石を保持する対向側突起を更に有する、
請求項1から15のいずれか1項に記載の回転子。 - 前記対向側突起は、前記第2内面から前記第1内面側に突出し、
前記第1永久磁石は、前記回転軸の前記軸心が延伸する方向に沿って前記第1内面に連続して接する、
請求項16に記載の回転子。 - 前記対向側突起は、前記第1内面から前記第2内面に突出し、
前記第1永久磁石は、前記回転子鉄心の前記第1端面側で前記第1内面に接し、前記回転子鉄心の前記第2端面側で前記第2内面に接する、
請求項16に記載の回転子。 - 前記回転子鉄心は、前記第2内面から前記第1内面側に突出する突出部を更に備え、
前記突出部が前記第2内面から突出する距離は、前記突起が前記第2内面から突出する距離と、前記第2内面と前記第1永久磁石との距離とのいずれよりも大きく、
前記突起と前記突出部とは、前記回転子鉄心の塑性変形により一体成型されている、
請求項1から18のいずれか1項に記載の回転子。 - 前記回転子鉄心は、複数の板状磁性鋼が積層された積層体を有し、
前記複数の板状磁性鋼は、前記回転軸の前記軸心が延伸する方向における前記第1端面を含む第1鋼板群と、前記第1鋼板群に接する第2鋼板群とを含み、
前記第1鋼板群は、前記第1端面から前記第2鋼板群まで貫通する貫通孔が設けられ、
前記第2鋼板群は、前記貫通孔によって前記第1端面側に露出した部分が塑性変形することで形成された前記突起を有する、
請求項1から19のいずれか1項に記載の回転子。 - 前記突起は第1突起であり、
前記回転子鉄心は、
前記複数の磁石配置穴に含まれる第2磁石配置穴の内側に位置し、互いに対向する第3内面及び第4内面と、
前記回転子鉄心の塑性変形により形成され、前記第4内面から前記第3内面側に突出する、前記第1突起とは異なる第2突起と、を更に有し、
前記複数の永久磁石のうち、前記第2磁石配置穴に配置される第2永久磁石は、前記第2突起によって前記第2磁石配置穴内に保持され、
前記第2突起が突出する方向と、前記回転軸の前記軸心が延伸する方向と直交し、かつ、前記軸心と前記第2突起とを通る方向とがなす角度は、前記第1突起が突出する方向と、前記軸心が延伸する方向と直交し、かつ、前記軸心と前記第1突起とを通る方向がなす角度と等しい、
請求項1から20のいずれか1項に記載の回転子。 - 前記第1突起と、前記第2突起とは、前記回転軸の前記軸心が延伸する方向において同一の端面側に設けられる、
請求項21に記載の回転子。 - 請求項1から22のいずれか1項に記載の回転子と、
固定子と、を備える
モータ。 - 複数の磁石配置穴を有する回転子鉄心と、前記複数の磁石配置穴に対応する複数の永久磁石と、軸心を回転中心とし前記軸心が延伸する方向に延びる回転軸とを備える回転子の製造方法であって、
前記軸心が延伸する前記方向に延伸する複数の磁石配置穴を有する前記回転子鉄心を準備し、
前記複数の永久磁石の各々を前記複数の磁石配置穴の対応する磁石配置穴に配置し、
前記軸心が延伸する方向に互いに反対側に位置する前記回転子鉄心の第1端面と第2端面に対し、前記回転子鉄心の前記第1端面を前記第2端面に向かって加圧して前記回転子鉄心を塑性変形させ、前記複数の磁石配置穴の少なくとも1つの第1磁石配置穴の内面から突出し、前記複数の永久磁石のうち前記第1磁石配置穴に配置される第1永久磁石を保持する突起を形成する、
回転子の製造方法。
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