JP2019022278A - Rotary electric machine manufacturing device, manufacturing method for rotary electric machine, and rotary electric machine - Google Patents

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芳永 久保田
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Abstract

To provide a rotary electric machine manufacturing device capable of manufacturing, at low cost, a rotary electric machine the property of which is set according to a required performance.SOLUTION: A rotary electric machine manufacturing device 100 is for a rotary electric machine including a stator having a coil and a stator core to which the coil is attached, and a rotor 20 having a rotor core 23 disposed so as to face the stator core and being provided rotatably about the axis and having a magnet 27 attached to the rotor core 23, the rotor core 23 being provided with a magnet attachment portion 25 which extends in the axial direction of the axis and to which the magnet 27 is attached. The manufacturing device sets the axial dimension of the magnet 27 according to a prescribed required performance, and attaches the magnets 27 to the magnet attachment portions 25 of the rotor cores 23 having the same shape.SELECTED DRAWING: Figure 6

Description

本発明は、回転電機の製造装置、回転電機の製造方法、および回転電機に関するものである。   The present invention relates to a rotating electrical machine manufacturing apparatus, a rotating electrical machine manufacturing method, and a rotating electrical machine.

車両に搭載されるモータ等の回転電機は、搭載先の車両のグレードや車種等に関連して、トルクや出力等の性能が設定される場合がある。回転電機のトルクおよび出力は、例えばロータおよびステータの軸方向の寸法や径方向の寸法等を変更することで適宜設定することができる。しかしながら、ロータおよびステータの寸法を変更する場合には、仕様毎に製造ラインを設ける必要があるため、投資コストの上昇に伴って、製造コストも上昇する可能性がある。   In a rotating electrical machine such as a motor mounted on a vehicle, performance such as torque and output may be set in relation to the grade of the vehicle on which the vehicle is mounted and the vehicle type. The torque and output of the rotating electrical machine can be set as appropriate by changing, for example, the axial and radial dimensions of the rotor and stator. However, when the dimensions of the rotor and the stator are changed, it is necessary to provide a production line for each specification. Therefore, the production cost may increase with an increase in investment cost.

特開平8−251848号公報JP-A-8-251848

ところで、上記特許文献1には、ロータコアの永久磁石挿入穴の中央部に磁気的空間部が形成されたロータが記載されている。このように、永久磁石挿入穴に磁気的空間部を形成することで、永久磁石挿入穴の全長に亘って均一に磁石を配置した場合と比較して、モータ特性を変えることができる可能性がある。しかしながら、上記特許文献1に記載の技術では、定出力範囲をより高速回転領域まで広げるために磁気的空間部を形成しており、回転電機への要求性能に応じてモータ特性を適宜設定する点については記載されていない。したがって、従来技術にあっては、要求性能に応じて特性が設定された回転電機を低コストで製造するという課題がある。   By the way, the above-mentioned patent document 1 describes a rotor in which a magnetic space is formed at the center of a permanent magnet insertion hole of a rotor core. Thus, by forming a magnetic space in the permanent magnet insertion hole, there is a possibility that the motor characteristics can be changed compared to the case where the magnets are uniformly arranged over the entire length of the permanent magnet insertion hole. is there. However, in the technique described in Patent Document 1, a magnetic space is formed in order to extend the constant output range to a higher speed rotation region, and the motor characteristics are appropriately set according to the performance required for the rotating electrical machine. Is not described. Therefore, in the prior art, there is a problem that a rotating electrical machine having characteristics set according to required performance is manufactured at low cost.

そこで本発明は、要求性能に応じて特性が設定された回転電機を低コストで製造できる回転電機の製造装置、回転電機の製造方法、および回転電機を提供するものである。   Accordingly, the present invention provides a rotating electrical machine manufacturing apparatus, a rotating electrical machine manufacturing method, and a rotating electrical machine that can manufacture a rotating electrical machine having characteristics set according to required performance at low cost.

本発明の回転電機の製造装置(例えば、実施形態における製造装置100)は、コイル(例えば、実施形態におけるコイル15)、および前記コイルが装着されたステータコア(例えば、実施形態におけるステータコア11)を有するステータ(例えば、実施形態におけるステータ10)と、前記ステータコアに対向配置され所定軸(例えば、実施形態における軸線O)回りに回転可能に設けられたロータコア(例えば、実施形態におけるロータコア23)、および前記ロータコアに装着された磁石(例えば、実施形態における磁石27,127)を有し、前記ロータコアには、前記所定軸の軸方向に延在し前記磁石が装着される磁石装着部(例えば、実施形態における磁石装着部25,125)が設けられた、ロータ(例えば、実施形態におけるロータ20)と、を備える回転電機(例えば、実施形態における回転電機1)の製造装置であって、所定の要求性能に応じて前記磁石の前記軸方向における寸法を設定して、同一形状の前記ロータコアの前記磁石装着部に前記磁石を装着する、ことを特徴とする。   A rotating electrical machine manufacturing apparatus (for example, manufacturing apparatus 100 in the embodiment) of the present invention includes a coil (for example, the coil 15 in the embodiment) and a stator core (for example, the stator core 11 in the embodiment) to which the coil is mounted. A stator (for example, the stator 10 in the embodiment), a rotor core (for example, the rotor core 23 in the embodiment) that is disposed to face the stator core and is rotatable around a predetermined axis (for example, the axis O in the embodiment), and A magnet mounting portion (for example, the embodiment) having a magnet (for example, the magnets 27 and 127 in the embodiment) mounted on the rotor core and extending in the axial direction of the predetermined axis is mounted on the rotor core. The magnet mounting portions 25 and 125 in the rotor (for example, in the embodiment) A rotating electric machine (for example, the rotating electric machine 1 in the embodiment) comprising a rotor 20), and the dimension of the magnet in the axial direction is set according to a predetermined required performance, and the same shape The magnet is mounted on the magnet mounting portion of the rotor core.

本発明によれば、回転電機の特性はロータコアが同一であっても磁石の軸方向の寸法を変えることで変化するので、同一形状のロータコアを用いて、要求性能に応じた特性を有する複数の仕様の回転電機を製造することができる。このため、特性の異なる複数の仕様の回転電機を同じ設備で製造することが可能となる。したがって、各仕様に応じた複数の製造ラインの構築に必要な投資コストの発生を抑えることが可能となり、要求性能に応じて特性が設定された回転電機を低コストで製造できる。   According to the present invention, since the characteristics of the rotating electrical machine are changed by changing the axial dimension of the magnet even if the rotor core is the same, the rotor core having the same shape is used and a plurality of characteristics corresponding to the required performance are used. Specified rotating electrical machines can be manufactured. For this reason, it becomes possible to manufacture the rotary electric machine of the some specification from which a characteristic differs with the same installation. Therefore, it is possible to suppress the generation of investment costs necessary for constructing a plurality of production lines according to each specification, and it is possible to manufacture a rotating electrical machine having characteristics set according to required performance at a low cost.

上記の回転電機の製造装置において、前記所定の要求性能は、前記回転電機の必要トルクおよび必要出力である、ことが望ましい。   In the rotating electrical machine manufacturing apparatus, it is desirable that the predetermined required performance is a required torque and a required output of the rotating electrical machine.

従来、トルクおよび出力が異なる複数の仕様の回転電機を製造する場合には、各仕様に応じてステータおよびロータの寸法変更が必要となり、これに伴って各仕様に対応する複数の製造ラインの構築が必要となる。
本発明では、同一のロータコアを用いてトルクおよび出力が異なる複数の仕様の回転電機を製造することができるので、各仕様に対応する複数の製造ラインの構築が不要となる。したがって、トルクおよび出力が異なる複数の仕様の回転電機を低コストで製造できる。
Conventionally, when manufacturing rotating electrical machines with multiple specifications with different torques and outputs, it is necessary to change the dimensions of the stator and rotor according to each specification, and as a result, the construction of multiple manufacturing lines corresponding to each specification Is required.
In the present invention, it is possible to manufacture rotating electrical machines having a plurality of specifications with different torques and outputs using the same rotor core, so that it is not necessary to construct a plurality of manufacturing lines corresponding to each specification. Therefore, a rotating electrical machine having a plurality of specifications with different torques and outputs can be manufactured at low cost.

上記の回転電機の製造装置において、前記所定の要求性能は、前記回転電機が搭載される車両のグレードに関連して設定される、ことが望ましい。   In the rotating electrical machine manufacturing apparatus, the predetermined required performance is preferably set in relation to a grade of a vehicle on which the rotating electrical machine is mounted.

本発明によれば、同一のロータコアを用い、かつ磁石の寸法を小さくすることでトルクおよび出力を小さくすることができるので、磁石の使用量が減少する分、回転電機の製造コストを削減することができる。つまり、安価なグレードの車両に搭載される回転電機を、高価なグレードの車両に搭載される回転電機よりも低コストで製造することができる。したがって、価格差が設けられた複数のグレードを有する車両に搭載される回転電機を製造するのに好適である。   According to the present invention, since the torque and output can be reduced by using the same rotor core and reducing the size of the magnet, the manufacturing cost of the rotating electrical machine can be reduced by the amount of use of the magnet. Can do. That is, a rotating electrical machine mounted on an inexpensive grade vehicle can be manufactured at a lower cost than a rotating electrical machine mounted on an expensive grade vehicle. Therefore, it is suitable for manufacturing a rotating electrical machine mounted on a vehicle having a plurality of grades provided with price differences.

上記の回転電機の製造装置において、前記磁石の前記軸方向における寸法を、前記ロータコアの前記軸方向における寸法よりも小さく設定し、前記所定の要求性能に応じて前記軸方向における前記磁石装着部への前記磁石の装着位置を設定する、ことが望ましい。   In the rotating electrical machine manufacturing apparatus, the dimension of the magnet in the axial direction is set smaller than the dimension of the rotor core in the axial direction, and the magnet mounting portion in the axial direction is set according to the predetermined required performance. It is desirable to set the mounting position of the magnet.

本発明によれば、例えば磁石を磁石装着部の軸方向中間部に装着することで、ステータとロータとの間に相互に作用する力の分布を軸方向に対称とすることができる。よって、ロータの回転時における軸方向の振動を抑制することができる。   According to the present invention, for example, by attaching a magnet to the intermediate portion in the axial direction of the magnet mounting portion, the distribution of forces acting between the stator and the rotor can be made symmetrical in the axial direction. Therefore, it is possible to suppress axial vibration during rotation of the rotor.

上記の回転電機の製造装置において、前記ロータコアの前記所定軸に直交する断面形状は、前記軸方向において異なる2箇所で相違する、ことが望ましい。   In the above rotating electrical machine manufacturing apparatus, it is desirable that the cross-sectional shape of the rotor core perpendicular to the predetermined axis is different at two different locations in the axial direction.

本発明によれば、ロータコアの断面形状に応じて決まる回転電機の特性を、軸方向において異なる2箇所で相違させることができる。このため、例えば、ロータコアのうち径方向から見て磁石が装着される領域の断面形状を軸方向の単位長さあたりの磁石トルクがより大きくなるように設計し、磁石が装着されない領域の断面形状を軸方向の単位長さあたりのリラクタンストルクがより大きくなるように設計することができる。これにより、ロータコアが軸方向に一様に延在する場合と比較してトルクを向上させる等、回転電機特性を調整することができる。   According to the present invention, the characteristics of the rotating electrical machine determined according to the cross-sectional shape of the rotor core can be made different at two different locations in the axial direction. For this reason, for example, the cross-sectional shape of the region where the magnet is mounted in the rotor core as viewed from the radial direction is designed so that the magnet torque per unit length in the axial direction is larger, and the cross-sectional shape of the region where the magnet is not mounted Can be designed such that the reluctance torque per unit length in the axial direction is greater. As a result, the rotating electrical machine characteristics can be adjusted such that the torque is improved as compared with the case where the rotor core extends uniformly in the axial direction.

本発明の回転電機の製造方法は、コイル(例えば、実施形態におけるコイル15)、および前記コイルが装着されたステータコア(例えば、実施形態におけるステータコア11)を有するステータ(例えば、実施形態におけるステータ10)と、前記ステータコアに対向配置され所定軸(例えば、実施形態における軸線O)回りに回転可能に設けられたロータコア(例えば、実施形態におけるロータコア23)、および前記ロータコアに装着された磁石(例えば、実施形態における磁石27,127)を有し、前記ロータコアには、前記所定軸の軸方向に延在し前記磁石が装着される磁石装着部(例えば、実施形態における磁石装着部25,125)が設けられた、ロータ(例えば、実施形態におけるロータ20)と、を備える回転電機(例えば、実施形態における回転電機1)の製造方法であって、所定の要求性能に応じて前記磁石の前記軸方向における寸法を設定して、同一形状の前記ロータコアの前記磁石装着部に前記磁石を装着する、ことを特徴とする。   The manufacturing method of the rotating electrical machine of the present invention includes a stator (for example, the stator 10 in the embodiment) having a coil (for example, the coil 15 in the embodiment) and a stator core (for example, the stator core 11 in the embodiment) to which the coil is mounted. A rotor core (for example, the rotor core 23 in the embodiment) that is disposed to face the stator core and is rotatable around a predetermined axis (for example, the axis O in the embodiment), and a magnet (for example, implementation) that is mounted on the rotor core. The rotor core is provided with a magnet mounting portion (for example, the magnet mounting portions 25 and 125 in the embodiment) that extends in the axial direction of the predetermined axis and is mounted with the magnet. A rotor (for example, the rotor 20 in the embodiment), and a rotating electrical machine (example) For example, in the method of manufacturing the rotating electrical machine 1) according to the embodiment, the size of the magnet in the axial direction is set according to predetermined required performance, and the magnet is attached to the magnet mounting portion of the rotor core having the same shape. It is characterized by being mounted.

本発明によれば、回転電機の特性はロータコアが同一であっても磁石の軸方向の寸法を変えることで変化するので、同一形状のロータコアを用いて要求性能に応じた特性を有する複数の仕様の回転電機を製造することができる。このため、特性の異なる複数の仕様の回転電機を同じ設備で製造することが可能となる。したがって、各仕様に応じた複数の製造ラインの構築に必要な投資コストの発生を抑えることが可能となり、要求性能に応じて特性が設定された回転電機を低コストで製造できる。   According to the present invention, since the characteristics of the rotating electrical machine change by changing the axial dimension of the magnet even if the rotor core is the same, a plurality of specifications having characteristics corresponding to the required performance using the rotor core of the same shape. Can be manufactured. For this reason, it becomes possible to manufacture the rotary electric machine of the some specification from which a characteristic differs with the same installation. Therefore, it is possible to suppress the generation of investment costs necessary for constructing a plurality of production lines according to each specification, and it is possible to manufacture a rotating electrical machine having characteristics set according to required performance at a low cost.

本発明の回転電機(例えば、実施形態における回転電機1)は、コイル(例えば、実施形態におけるコイル15)、および前記コイルが装着されたステータコア(例えば、実施形態におけるステータコア11)を有するステータ(例えば、実施形態におけるステータ10)と、前記ステータコアに対向配置され所定軸(例えば、実施形態における軸線O)回りに回転可能に設けられたロータコア(例えば、実施形態におけるロータコア23)、および前記ロータコアに装着された磁石(例えば、実施形態における磁石27,127)を有し、前記ロータコアには、前記所定軸の軸方向に延在し前記磁石が装着される磁石装着部(例えば、実施形態における磁石装着部25,125)が設けられた、ロータ(例えば、実施形態におけるロータ20)と、を備え、前記磁石は、所定の要求性能に応じて前記軸方向の寸法が設定され、前記ロータには、前記磁石が装着された領域(例えば、実施形態における磁石装着領域21A)と、前記磁石が装着されていない領域(例えば、実施形態における磁石非装着領域21B)と、が前記軸方向に並んで設けられている、ことを特徴とする。   A rotating electrical machine of the present invention (for example, the rotating electrical machine 1 in the embodiment) includes a stator (for example, the stator core 11 in the embodiment) including a coil (for example, the coil 15 in the embodiment) and a stator core (for example, the stator core 11 in the embodiment). , The stator 10 in the embodiment), the rotor core (for example, the rotor core 23 in the embodiment) that is disposed to face the stator core and is rotatable around a predetermined axis (for example, the axis O in the embodiment), and the rotor core A magnet mounting portion (for example, the magnet mounting in the embodiment) that extends in the axial direction of the predetermined axis and is mounted on the rotor core. Rotors (for example, the rotor 2 in the embodiment) provided with the portions 25 and 125) ), The magnet is dimensioned in the axial direction according to predetermined required performance, and the rotor is provided with a region where the magnet is mounted (for example, a magnet mounting region 21A in the embodiment). A region where the magnet is not mounted (for example, a magnet non-mounting region 21B in the embodiment) is provided side by side in the axial direction.

本発明によれば、磁石が装着された領域と、磁石が装着されていない領域と、が軸方向に並んで設けられるように、所定の要求性能に応じて軸方向の寸法が設定された磁石が磁石装着部に装着されることで、要求性能に応じた特性を有する複数の仕様のうち、いずれかの仕様の回転電機が得られる。そして、複数の仕様の回転電機は、同一形状のロータコアを用い、所定の要求性能に応じて軸方向の寸法が設定された磁石を磁石装着部に装着することにより、同じ設備で製造することが可能となる。したがって、各仕様に応じた複数の製造ラインの構築に必要な投資コストの発生を抑えることが可能となり、要求性能に応じて特性が設定された回転電機を低コストで提供できる。   According to the present invention, the axial dimension is set according to the predetermined required performance so that the area where the magnet is mounted and the area where the magnet is not mounted are provided side by side in the axial direction. Is mounted on the magnet mounting portion, and a rotating electrical machine having any one of a plurality of specifications having characteristics corresponding to the required performance can be obtained. A plurality of specifications of the rotating electrical machine can be manufactured with the same equipment by using a rotor core having the same shape and mounting a magnet whose axial dimension is set according to predetermined required performance on the magnet mounting portion. It becomes possible. Accordingly, it is possible to suppress the generation of investment costs necessary for constructing a plurality of production lines according to each specification, and it is possible to provide a rotating electrical machine having characteristics set according to required performance at a low cost.

本発明によれば、要求性能に応じて特性が設定された回転電機を低コストで製造できる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the rotary electric machine by which the characteristic was set according to the required performance can be manufactured at low cost.

実施形態の製造装置および製造方法により得られた回転電機の第1具体例を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the 1st specific example of the rotary electric machine obtained by the manufacturing apparatus and manufacturing method of embodiment. 図1のII−II線におけるステータおよびロータの断面図である。It is sectional drawing of the stator and rotor in the II-II line of FIG. 図1のIII−III線におけるステータおよびロータの断面図である。It is sectional drawing of the stator and rotor in the III-III line of FIG. 実施形態の製造装置および製造方法により得られた回転電機の第2具体例を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the 2nd specific example of the rotary electric machine obtained by the manufacturing apparatus and manufacturing method of embodiment. 実施形態の製造装置および製造方法により得られた回転電機の第3具体例を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the 3rd specific example of the rotary electric machine obtained by the manufacturing apparatus and manufacturing method of embodiment. 実施形態の回転電機の製造装置の構成を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the structure of the manufacturing apparatus of the rotary electric machine of embodiment. 実施形態の製造装置および製造方法により得られた回転電機のトルク特性を示す図である。It is a figure which shows the torque characteristic of the rotary electric machine obtained by the manufacturing apparatus and manufacturing method of embodiment. 実施形態の製造装置および製造方法により得られた回転電機の出力特性を示す図である。It is a figure which shows the output characteristic of the rotary electric machine obtained by the manufacturing apparatus and manufacturing method of embodiment. 実施形態の製造装置および製造方法により得られた回転電機の引き摺り損失を示す図である。It is a figure which shows the drag loss of the rotary electric machine obtained by the manufacturing apparatus and manufacturing method of embodiment. 実施形態の製造装置および製造方法により得られた回転電機の第4具体例を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the 4th specific example of the rotary electric machine obtained by the manufacturing apparatus and manufacturing method of embodiment. 実施形態の製造装置および製造方法により得られた回転電機のトルク特性を示す図である。It is a figure which shows the torque characteristic of the rotary electric machine obtained by the manufacturing apparatus and manufacturing method of embodiment. 実施形態の製造装置および製造方法により得られた回転電機の第5具体例を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the 5th specific example of the rotary electric machine obtained by the manufacturing apparatus and manufacturing method of embodiment.

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。なお以下の説明では、同一または類似の機能を有する構成に同一の符号を付す。そして、それら構成の重複する説明は省略する場合がある。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the following description, the same reference numerals are given to configurations having the same or similar functions. And the description which overlaps those structures may be abbreviate | omitted.

<実施形態>
(回転電機の第1具体例)
最初に、実施形態の回転電機の製造装置100および製造方法によって得られた回転電機の第1具体例について説明する。
図1は、実施形態の製造装置および製造方法により得られた回転電機の第1具体例を示す断面図である。図2は、図1のII−II線におけるステータおよびロータの断面図である。なお、図1では、後述するスリット25aおよび磁石27をそれぞれ1つだけ図示している(図5、図6、図11についても同様)。
図1および図2に示すように、実施形態の第1具体例の回転電機1は、ステータ10と、ロータ20と、シャフト30と、を備えている。回転電機1は、例えばハイブリッド自動車や電気自動車のような車両に搭載される走行用モータである。なお、ステータ10、ロータ20およびシャフト30は、それぞれ軸線O(所定軸)を共通軸線として配置されている。以下、軸線Oの延びる方向を軸方向と称し、軸線Oに直交する方向を径方向と称し、軸線O回りに周回する方向を周方向と称して説明する。
<Embodiment>
(First specific example of rotating electrical machine)
First, a first specific example of the rotating electrical machine obtained by the rotating electrical machine manufacturing apparatus 100 and the manufacturing method of the embodiment will be described.
FIG. 1 is a cross-sectional view illustrating a first specific example of a rotating electrical machine obtained by the manufacturing apparatus and the manufacturing method of the embodiment. 2 is a cross-sectional view of the stator and the rotor taken along line II-II in FIG. 1 shows only one slit 25a and one magnet 27 described later (the same applies to FIGS. 5, 6, and 11).
As shown in FIGS. 1 and 2, the rotating electrical machine 1 of the first specific example of the embodiment includes a stator 10, a rotor 20, and a shaft 30. The rotating electrical machine 1 is a traveling motor mounted on a vehicle such as a hybrid vehicle or an electric vehicle. Note that the stator 10, the rotor 20, and the shaft 30 are arranged with the axis O (predetermined axis) as a common axis. Hereinafter, the direction in which the axis O extends will be referred to as the axial direction, the direction orthogonal to the axis O will be referred to as the radial direction, and the direction around the axis O will be referred to as the circumferential direction.

ステータ10は、ステータコア11と、ステータコア11に装着された複数層(例えば、U相、V相、W相)のコイル15と、を備えている。ステータ10は、コイル15に電流が流れることにより磁界を発生する。ステータコア11は、軸方向に延在する円筒状に形成されている。ステータコア11は、例えば電磁鋼板を軸方向に複数枚積層することにより形成されている。なお、ステータコア11は、軟磁性粉を加圧成形することにより形成されていてもよい。ステータコア11には、コイル15が挿入されたスロット13が周方向に並んで設けられている。コイル15は、例えば平角線により形成された複数の導体セグメントをステータコア11のスロット13に挿入し、ステータコア11から軸方向に突出した部分において互いに連結されて構成されたセグメントコイルである。   The stator 10 includes a stator core 11 and a multi-layer (for example, U phase, V phase, W phase) coil 15 mounted on the stator core 11. The stator 10 generates a magnetic field when a current flows through the coil 15. The stator core 11 is formed in a cylindrical shape extending in the axial direction. The stator core 11 is formed, for example, by laminating a plurality of electromagnetic steel plates in the axial direction. The stator core 11 may be formed by press-molding soft magnetic powder. The stator core 11 is provided with slots 13 into which coils 15 are inserted side by side in the circumferential direction. The coil 15 is a segment coil configured such that a plurality of conductor segments formed by, for example, rectangular wires are inserted into the slots 13 of the stator core 11 and are connected to each other at portions protruding from the stator core 11 in the axial direction.

ロータ20は、埋込磁石形のロータである。ロータ20は、ステータ10の径方向内側に配置されている。ロータ20は、ロータコア23と、ロータコア23に装着された磁石27と、を備えている。ロータコア23は、軸方向に一様に延在する円筒状に形成され、ステータコア11の内周面に対向配置されている。ロータコア23は、例えば電磁鋼板を軸方向に複数枚積層することにより形成されている。なお、ロータコア23は、軟磁性粉を加圧成形することにより形成されていてもよい。ロータコア23の内側には、シャフト30が挿入され、圧入等により固定されている。これにより、ロータコア23は、シャフト30と一体となって、軸線O回りに回転可能に設けられている。   The rotor 20 is an embedded magnet type rotor. The rotor 20 is disposed on the radially inner side of the stator 10. The rotor 20 includes a rotor core 23 and a magnet 27 attached to the rotor core 23. The rotor core 23 is formed in a cylindrical shape that extends uniformly in the axial direction, and is disposed opposite to the inner peripheral surface of the stator core 11. The rotor core 23 is formed, for example, by laminating a plurality of electromagnetic steel plates in the axial direction. The rotor core 23 may be formed by press-molding soft magnetic powder. A shaft 30 is inserted inside the rotor core 23 and fixed by press-fitting or the like. Thereby, the rotor core 23 is provided integrally with the shaft 30 so as to be rotatable around the axis O.

ロータコア23には、1/12周の周角度領域のそれぞれに、磁石27が装着される磁石装着部25が形成されている。磁石装着部25は、ロータコア23の外周部に形成されている。磁石装着部25は、ロータコア23を軸方向に貫通するように形成されている。磁石装着部25は、径方向に間隔をあけて並ぶ複数(図示の例では3つ)のスリット25aを備えている。複数のスリット25aは、同心の円弧状に形成され、径方向内側に向かって凸となるように設けられている。各スリット25aの軸方向から見た長手方向両端は、それぞれロータコア23の外周面に近接するように形成されている。   In the rotor core 23, a magnet mounting portion 25 to which a magnet 27 is mounted is formed in each circumferential angle region of 1/12 round. The magnet mounting portion 25 is formed on the outer peripheral portion of the rotor core 23. The magnet mounting portion 25 is formed so as to penetrate the rotor core 23 in the axial direction. The magnet mounting portion 25 includes a plurality of (three in the illustrated example) slits 25a arranged at intervals in the radial direction. The plurality of slits 25a are formed in a concentric arc shape, and are provided so as to protrude radially inward. Both ends in the longitudinal direction viewed from the axial direction of each slit 25a are formed so as to be close to the outer peripheral surface of the rotor core 23, respectively.

磁石27は、希土類磁石である。希土類磁石としては、例えばネオジム磁石やサマリウムコバルト磁石、プラセオジム磁石等が挙げられる。磁石27は、磁石装着部25の各スリット25aに挿入(装着)され、例えば樹脂や接着剤等により、ロータコア23に対して固定されている。各磁石27は、スリット25aの形状に対応するように形成されている。すなわち、各磁石27は、軸方向から見た断面形状が径方向内側に向かって凸となる円弧状に形成されている。各磁石27の軸方向の寸法は、同等になっている。各磁石27の軸方向から見た長さは、軸方向から見てそれぞれの磁石27が挿入されるスリット25aの長さよりも短くなっている。各磁石27は、軸方向から見たスリット25aの長手方向中央に配置されている。これにより、軸方向から見た各スリット25aの長手方向両端には、空隙であるフラックスバリアが形成される。フラックスバリアは、磁石27のロータコア23への磁束漏れを抑制する。   The magnet 27 is a rare earth magnet. Examples of rare earth magnets include neodymium magnets, samarium cobalt magnets, and praseodymium magnets. The magnet 27 is inserted (attached) into each slit 25a of the magnet attachment portion 25, and is fixed to the rotor core 23 with, for example, a resin or an adhesive. Each magnet 27 is formed to correspond to the shape of the slit 25a. That is, each magnet 27 is formed in an arc shape whose cross-sectional shape seen from the axial direction is convex toward the inside in the radial direction. The dimensions of each magnet 27 in the axial direction are the same. The length of each magnet 27 viewed from the axial direction is shorter than the length of the slit 25a into which each magnet 27 is inserted as viewed from the axial direction. Each magnet 27 is disposed at the center in the longitudinal direction of the slit 25a as viewed from the axial direction. Thereby, the flux barrier which is a space | gap is formed in the longitudinal direction both ends of each slit 25a seen from the axial direction. The flux barrier suppresses magnetic flux leakage of the magnet 27 to the rotor core 23.

図3は、図1のIII−III線におけるステータおよびロータの断面図である。
図1から図3に示すように、磁石27の軸方向における寸法は、ロータコア23の軸方向における寸法よりも小さくなっている。複数の磁石27の軸方向における寸法は、略同一となっている。各磁石27は、磁石装着部25における軸方向の一端部に寄った状態で配置されている。これにより、ロータ20は、磁石27が装着された磁石装着領域21Aと、磁石27が装着されていない磁石非装着領域21Bと、の2種類の領域が軸方向に並んで設けられた状態となる。磁石装着領域21Aは、ロータ20の一端部に設けられている。磁石非装着領域21Bは、ロータ20の他端部に設けられている。磁石非装着領域21Bにおいて、磁石装着部25には空隙が設けられている。図示の第1具体例の回転電機1では、軸方向において磁石装着領域21Aが磁石非装着領域21Bよりも小さくなっている。
FIG. 3 is a cross-sectional view of the stator and the rotor taken along line III-III in FIG.
As shown in FIGS. 1 to 3, the dimension of the magnet 27 in the axial direction is smaller than the dimension of the rotor core 23 in the axial direction. The dimensions in the axial direction of the plurality of magnets 27 are substantially the same. Each magnet 27 is arranged in a state of being close to one end of the magnet mounting portion 25 in the axial direction. Thereby, the rotor 20 is in a state in which two types of regions, a magnet mounting region 21A where the magnet 27 is mounted and a magnet non-mounting region 21B where the magnet 27 is not mounted, are provided side by side in the axial direction. . The magnet mounting area 21 </ b> A is provided at one end of the rotor 20. The magnet non-mounting area 21 </ b> B is provided at the other end of the rotor 20. In the magnet non-mounting area 21 </ b> B, a gap is provided in the magnet mounting portion 25. In the rotating electrical machine 1 of the illustrated first specific example, the magnet mounting area 21A is smaller than the magnet non-mounting area 21B in the axial direction.

(回転電機の第2具体例)
次に、実施形態の回転電機の製造装置100および製造方法によって得られた回転電機の第2具体例について説明する。
図4は、実施形態の製造装置および製造方法により得られた回転電機の第2具体例を示す断面図である。
図4に示すように、実施形態の第2具体例の回転電機1では、軸方向において磁石装着領域21Aが磁石非装着領域21Bよりも大きくなっている。すなわち、第2具体例の回転電機1では、図1に示す第1具体例の回転電機1と比べて、磁石27の軸方向における寸法が大きく設定されている。
(Second specific example of rotating electrical machine)
Next, a second specific example of the rotating electrical machine obtained by the rotating electrical machine manufacturing apparatus 100 and the manufacturing method of the embodiment will be described.
FIG. 4 is a cross-sectional view illustrating a second specific example of the rotating electrical machine obtained by the manufacturing apparatus and the manufacturing method of the embodiment.
As shown in FIG. 4, in the rotating electrical machine 1 of the second specific example of the embodiment, the magnet mounting area 21A is larger than the magnet non-mounting area 21B in the axial direction. That is, in the rotary electric machine 1 of the second specific example, the dimension of the magnet 27 in the axial direction is set larger than that of the rotary electric machine 1 of the first specific example shown in FIG.

(回転電機の第3具体例)
次に、実施形態の回転電機の製造装置および製造方法によって得られた回転電機の第3具体例について説明する。
図5は、実施形態の製造装置および製造方法により得られた回転電機の第3具体例を示す断面図である。
図5に示すように、実施形態の第3具体例の回転電機1では、軸方向においてロータ20の全体が磁石装着領域21Aとなっている。すなわち、第3具体例の回転電機1では、図1に示す第1具体例の回転電機1、および図5に示す第2具体例の回転電機1と比べて、磁石27の軸方向における寸法が大きく設定されている。
(Third specific example of rotating electrical machine)
Next, a third specific example of the rotating electrical machine obtained by the manufacturing apparatus and the manufacturing method of the rotating electrical machine according to the embodiment will be described.
FIG. 5 is a cross-sectional view illustrating a third specific example of the rotating electrical machine obtained by the manufacturing apparatus and the manufacturing method of the embodiment.
As shown in FIG. 5, in the rotating electrical machine 1 of the third specific example of the embodiment, the entire rotor 20 is a magnet mounting region 21A in the axial direction. That is, in the rotary electric machine 1 of the third specific example, the dimension of the magnet 27 in the axial direction is larger than that of the rotary electric machine 1 of the first specific example shown in FIG. 1 and the rotary electric machine 1 of the second specific example shown in FIG. It is set large.

(回転電機の製造装置および製造方法)
次に、上述した回転電機の製造装置100および製造方法について説明する。
図6は、実施形態の回転電機の製造装置の構成を示す模式図である。
図6に示すように、回転電機の製造装置100は、搬送手段101と、磁石装着手段103と、制御部105と、を備えている。回転電機の製造装置100は、回転電機の製造ラインの一部を構成するものであって、例えば上述した各具体例の回転電機1のうちロータ20を製造する装置である。
(Rotating electrical machine manufacturing apparatus and manufacturing method)
Next, the above-described rotating electrical machine manufacturing apparatus 100 and manufacturing method will be described.
FIG. 6 is a schematic diagram illustrating the configuration of the rotating electrical machine manufacturing apparatus according to the embodiment.
As illustrated in FIG. 6, the rotating electrical machine manufacturing apparatus 100 includes a transport unit 101, a magnet mounting unit 103, and a control unit 105. The rotating electrical machine manufacturing apparatus 100 constitutes a part of a rotating electrical machine manufacturing line, and is a device that manufactures the rotor 20 of the rotating electrical machines 1 of the specific examples described above, for example.

搬送手段101は、例えば搬送ベルトや搬送ローラ等により構成されている。搬送手段101は、ロータコア23を順次搬送する。
磁石装着手段103は、例えばロボットアーム等であって、ロータコア23の磁石装着部25に装着する磁石27を取得し、取得した磁石27をロータコア23の磁石装着部25に装着する。
The transport unit 101 is constituted by, for example, a transport belt, a transport roller, or the like. The transport unit 101 sequentially transports the rotor core 23.
The magnet mounting means 103 is, for example, a robot arm or the like, acquires the magnet 27 to be mounted on the magnet mounting portion 25 of the rotor core 23, and mounts the acquired magnet 27 on the magnet mounting portion 25 of the rotor core 23.

制御部105は、搬送手段101および磁石装着手段103を制御する。制御部105は、所定の要求性能に応じて磁石27の軸方向における寸法を設定し、設定された寸法に対応する磁石27を取得するように磁石装着手段103を制御する。所定の要求性能は、例えば製造する回転電機1の必要トルクおよび必要出力であって、回転電機1が搭載される車両のグレードに関連して設定される。なお、車両のグレードとは、同一車種において複数段階に分けて設定されたランク分けであり、動力性能等の差が設けられる。制御部105は、搬送手段101により搬送されたロータコア23の磁石装着部25に、磁石27を装着するように磁石装着手段103を制御する。制御部105は、磁石27を磁石装着部25における軸方向一端部に装着するように磁石装着手段103を制御する。制御部105は、磁石装着部25に装着された磁石27の寸法に応じて、ロータ20の搬送先を変更するように搬送手段101を制御する。以上により、本実施形態の回転電機の製造装置100および製造方法は、所定の要求性能に応じて、磁石27の軸方向における寸法を設定して、磁石27をロータコア23の磁石装着部25に装着する。   The control unit 105 controls the transport unit 101 and the magnet mounting unit 103. The control unit 105 sets the dimension of the magnet 27 in the axial direction according to predetermined required performance, and controls the magnet mounting means 103 so as to acquire the magnet 27 corresponding to the set dimension. The predetermined required performance is, for example, the required torque and required output of the rotating electrical machine 1 to be manufactured, and is set in relation to the grade of the vehicle on which the rotating electrical machine 1 is mounted. The vehicle grade is a rank classification set in a plurality of stages in the same vehicle type, and a difference in power performance or the like is provided. The control unit 105 controls the magnet mounting unit 103 so that the magnet 27 is mounted on the magnet mounting unit 25 of the rotor core 23 transported by the transport unit 101. The control unit 105 controls the magnet mounting means 103 so that the magnet 27 is mounted on one end of the magnet mounting unit 25 in the axial direction. The control unit 105 controls the transport unit 101 so as to change the transport destination of the rotor 20 according to the size of the magnet 27 mounted on the magnet mounting unit 25. As described above, the rotating electrical machine manufacturing apparatus 100 and the manufacturing method according to the present embodiment sets the size of the magnet 27 in the axial direction in accordance with predetermined required performance, and mounts the magnet 27 to the magnet mounting portion 25 of the rotor core 23. To do.

(回転電機の特性)
次に、実施形態の製造装置100および製造方法により得られた回転電機1に関し、磁石27の軸方向における寸法を変化させた場合の回転電機特性について説明する。
図7は、実施形態の製造装置および製造方法により得られた回転電機のトルク特性を示す図である。図8は、実施形態の製造装置および製造方法により得られた回転電機の出力特性を示す図である。図9は、実施形態の製造装置および製造方法により得られた回転電機の引き摺り損失を示す図である。図7において、縦軸は回転電機のトルクを示し、横軸は回転電機の回転数を示している。図8において、縦軸は回転電機の出力を示し、横軸は回転電機の回転数を示している。図9において、縦軸は引き摺り損失を示し、横軸は磁石の軸方向の寸法を示している。なお、図7から図9では、ロータコア23の軸方向の寸法を61.5mmとし、磁石27の軸方向の寸法を20mmから61.5mmに変化させた場合の測定結果を示している。また、ステータ10は、いずれも同一のものを用いている。
(Characteristics of rotating electrical machines)
Next, regarding the rotating electrical machine 1 obtained by the manufacturing apparatus 100 and the manufacturing method of the embodiment, the rotating electrical machine characteristics when the dimension of the magnet 27 in the axial direction is changed will be described.
FIG. 7 is a diagram illustrating torque characteristics of the rotating electrical machine obtained by the manufacturing apparatus and the manufacturing method of the embodiment. FIG. 8 is a diagram illustrating output characteristics of the rotating electrical machine obtained by the manufacturing apparatus and the manufacturing method of the embodiment. FIG. 9 is a diagram illustrating drag loss of the rotating electrical machine obtained by the manufacturing apparatus and the manufacturing method of the embodiment. In FIG. 7, the vertical axis indicates the torque of the rotating electrical machine, and the horizontal axis indicates the rotational speed of the rotating electrical machine. In FIG. 8, the vertical axis indicates the output of the rotating electrical machine, and the horizontal axis indicates the rotational speed of the rotating electrical machine. In FIG. 9, the vertical axis indicates drag loss, and the horizontal axis indicates the axial dimension of the magnet. 7 to 9 show measurement results when the axial dimension of the rotor core 23 is 61.5 mm and the axial dimension of the magnet 27 is changed from 20 mm to 61.5 mm. Further, the same stator 10 is used.

図7および図8に示すように、回転電機1のトルクおよび出力は、いずれも磁石27の軸方向の寸法が小さくなるに従って減少している。また、図9に示すように、回転電機1の引き摺り損失は、磁石27の軸方向の寸法が大きくなるに従って増加している。これらの結果により、回転電機1の必要トルクおよび必要出力が小さい場合には、磁石27の軸方向の寸法を小さく設定し、回転電機1の必要トルクおよび必要出力が大きい場合には、磁石27の軸方向の寸法を大きく設定することで、所定の要求性能を満たすことが可能となることがわかる。また、図9に示すように、磁石27の軸方向の寸法をより小さく設定することで、回転電機1の引き摺り損失を低減させることができることがわかる。   As shown in FIGS. 7 and 8, the torque and output of the rotating electrical machine 1 both decrease as the axial dimension of the magnet 27 decreases. Further, as shown in FIG. 9, the drag loss of the rotating electrical machine 1 increases as the axial dimension of the magnet 27 increases. From these results, when the required torque and the required output of the rotating electrical machine 1 are small, the axial dimension of the magnet 27 is set small, and when the required torque and the required output of the rotating electrical machine 1 are large, the magnet 27 It can be seen that a predetermined required performance can be satisfied by setting a large dimension in the axial direction. Moreover, as shown in FIG. 9, it can be seen that the drag loss of the rotating electrical machine 1 can be reduced by setting the axial dimension of the magnet 27 smaller.

このように、本実施形態の回転電機の製造装置100および製造方法では、所定の要求性能に応じて磁石27の軸方向における寸法を設定して、同一形状のロータコア23の磁石装着部25に磁石27を装着する。本実施形態によれば、回転電機1の特性はロータコア23が同一であっても磁石27の軸方向の寸法を変えることで変化するので、同一形状のロータコア23を用いて、要求性能に応じた特性を有する複数の仕様の回転電機1を製造することができる。このため、特性の異なる複数の仕様の回転電機1を同じ設備で製造することが可能となる。したがって、各仕様に応じた複数の製造ラインの構築に必要な投資コストの発生を抑えることが可能となり、要求性能に応じて特性が設定された回転電機1を低コストで製造できる。   As described above, in the rotating electrical machine manufacturing apparatus 100 and the manufacturing method according to the present embodiment, the dimension in the axial direction of the magnet 27 is set according to the predetermined required performance, and the magnet is mounted on the magnet mounting portion 25 of the rotor core 23 having the same shape. 27 is attached. According to the present embodiment, the characteristics of the rotating electrical machine 1 change by changing the axial dimension of the magnet 27 even if the rotor core 23 is the same, so that the rotor core 23 having the same shape is used to meet the required performance. The rotating electrical machine 1 having a plurality of specifications having characteristics can be manufactured. For this reason, it becomes possible to manufacture the rotary electric machine 1 of the some specification from which a characteristic differs with the same installation. Therefore, it is possible to suppress the generation of the investment cost necessary for constructing a plurality of production lines according to each specification, and the rotating electrical machine 1 having characteristics set according to the required performance can be manufactured at low cost.

特に、ステータのコイルがセグメントコイルの場合は、ロータコアの寸法変更に伴ってステータのステータコアの寸法が変わると、ステータコアのスロットにコイルを挿入する際に必要な力が変化したり、コイルの角度公差により軸方向の位置ずれが生じたりする場合がある。これにより、ロータを製造する設備だけでなく、ステータを製造する設備も、回転電機の各仕様に応じてそれぞれ必要となる可能性がある。このため、本実施形態の製造装置100および製造装置は、同一形状のロータコア23を用いて複数の仕様の回転電機1を製造することができるので、セグメントコイルを有する回転電機の製造に好適である。   In particular, when the stator coil is a segment coil, if the stator core dimension changes as the rotor core dimension changes, the force required to insert the coil into the stator core slot may change or the coil angle tolerance may change. May cause axial displacement. Thereby, not only the equipment for manufacturing the rotor but also the equipment for manufacturing the stator may be required depending on the specifications of the rotating electrical machine. For this reason, since the manufacturing apparatus 100 and the manufacturing apparatus of this embodiment can manufacture the rotary electric machine 1 of a some specification using the rotor core 23 of the same shape, it is suitable for manufacture of the rotary electric machine which has a segment coil. .

また、上記所定の要求性能は、回転電機1の必要トルクおよび必要出力である。従来、トルクおよび出力が異なる複数の仕様の回転電機を製造する場合には、各仕様に応じてステータおよびロータの寸法変更が必要となり、これに伴って各仕様に対応する複数の製造ラインの構築が必要となる。これに対して本実施形態の製造装置100および製造方法では、同一のロータコア23を用いてトルクおよび出力が異なる複数の仕様の回転電機1を製造することができるので、各仕様に対応する複数の製造ラインの構築が不要となる。したがって、トルクおよび出力が異なる複数の仕様の回転電機1を低コストで製造できる。   The predetermined required performance is a required torque and a required output of the rotating electrical machine 1. Conventionally, when manufacturing rotating electrical machines with multiple specifications with different torques and outputs, it is necessary to change the dimensions of the stator and rotor according to each specification, and as a result, the construction of multiple manufacturing lines corresponding to each specification Is required. On the other hand, in the manufacturing apparatus 100 and the manufacturing method of the present embodiment, it is possible to manufacture the rotating electrical machines 1 having a plurality of specifications with different torques and outputs using the same rotor core 23. Construction of a production line becomes unnecessary. Therefore, the rotary electric machine 1 having a plurality of specifications with different torques and outputs can be manufactured at low cost.

また、上記所定の要求性能は、回転電機1が搭載される車両のグレードに関連して設定される。一般に車両に対する要求性能は、高価なグレードの車両よりも安価なグレードの車両のほうが低くなる。本実施形態によれば、同一のロータコア23を用い、かつ磁石27の寸法を小さくすることでトルクおよび出力を小さくすることができるので、磁石27の使用量が減少する分、回転電機1の製造コストを削減することができる。つまり、安価なグレードの車両に搭載される回転電機1を、高価なグレードの車両に搭載される回転電機1よりも低コストで製造することができる。したがって、価格差が設けられた複数のグレードを有する車両に搭載される回転電機1を製造するのに好適である。   The predetermined required performance is set in relation to the grade of the vehicle on which the rotating electrical machine 1 is mounted. In general, the required performance for a vehicle is lower for an inexpensive grade vehicle than for an expensive grade vehicle. According to the present embodiment, since the torque and output can be reduced by using the same rotor core 23 and reducing the size of the magnet 27, the amount of use of the magnet 27 is reduced, so that the rotating electrical machine 1 is manufactured. Cost can be reduced. That is, the rotating electrical machine 1 mounted on an inexpensive grade vehicle can be manufactured at a lower cost than the rotating electrical machine 1 mounted on an expensive grade vehicle. Therefore, it is suitable for manufacturing the rotating electrical machine 1 mounted on a vehicle having a plurality of grades provided with price differences.

なお、上記実施形態の製造装置100および製造方法では、磁石27を磁石装着部25における軸方向一端部に装着している。すなわち、上記実施形態の製造装置100および製造方法により得られた回転電機1では、磁石装着領域21Aがロータ20の一端部に設けられ、磁石非装着領域21Bがロータ20の他端部に設けられているが、これに限定されない。回転電機の製造装置100および製造方法は、磁石27の軸方向における寸法を、ロータコア23の軸方向における寸法よりも小さく設定し、軸方向における磁石27の磁石装着部25への装着位置を、所定の要求性能に応じて設定してもよい。   In the manufacturing apparatus 100 and the manufacturing method of the above embodiment, the magnet 27 is mounted on one end of the magnet mounting portion 25 in the axial direction. That is, in the rotating electrical machine 1 obtained by the manufacturing apparatus 100 and the manufacturing method of the above embodiment, the magnet mounting region 21A is provided at one end of the rotor 20, and the magnet non-mounting region 21B is provided at the other end of the rotor 20. However, it is not limited to this. In the rotating electrical machine manufacturing apparatus 100 and the manufacturing method, the dimension of the magnet 27 in the axial direction is set to be smaller than the dimension of the rotor core 23 in the axial direction, and the mounting position of the magnet 27 on the magnet mounting portion 25 in the axial direction is predetermined. It may be set according to the required performance.

図10は、実施形態の製造装置および製造方法により得られた回転電機の第4具体例を示す断面図である。
図10に示すように、実施形態の第4具体例の回転電機1では、磁石装着領域21Aがロータ20の中間部に設けられ、磁石非装着領域21Bがロータ20の両端部にそれぞれ設けられている。つまり、磁石27の軸方向における寸法は、ロータコア23の軸方向における寸法よりも小さくなっている。また、磁石27は、磁石装着部25の軸方向中間部に装着されている。図示の例では、各磁石非装着領域21Bの軸方向における寸法は、略同一となっている。
FIG. 10 is a cross-sectional view illustrating a fourth specific example of the rotating electrical machine obtained by the manufacturing apparatus and the manufacturing method of the embodiment.
As shown in FIG. 10, in the rotating electrical machine 1 of the fourth specific example of the embodiment, the magnet mounting region 21 </ b> A is provided in the middle portion of the rotor 20, and the magnet non-mounting region 21 </ b> B is provided in both end portions of the rotor 20. Yes. That is, the dimension of the magnet 27 in the axial direction is smaller than the dimension of the rotor core 23 in the axial direction. Further, the magnet 27 is attached to the intermediate portion in the axial direction of the magnet attachment portion 25. In the illustrated example, the dimensions in the axial direction of each magnet non-mounting region 21B are substantially the same.

このように、回転電機の製造装置100および製造方法は、回転電機1に対する所定の要求性能に応じて磁石27の磁石装着部25への装着位置を設定するので、例えば第4具体例の回転電機1のように磁石27を磁石装着部25の軸方向中間部に装着することで、ステータ10とロータ20との間に相互に作用する力の分布を軸方向に対称とすることができる。よって、ロータ20の回転時における軸方向の振動を抑制することができる。   As described above, the rotating electrical machine manufacturing apparatus 100 and the manufacturing method set the mounting position of the magnet 27 on the magnet mounting portion 25 in accordance with the predetermined required performance of the rotating electrical machine 1. For example, the rotating electrical machine of the fourth specific example By attaching the magnet 27 to the intermediate portion in the axial direction of the magnet mounting portion 25 as in 1, the distribution of forces acting between the stator 10 and the rotor 20 can be made symmetrical in the axial direction. Therefore, vibration in the axial direction when the rotor 20 rotates can be suppressed.

また、ロータコア23は、軸方向に一様に延在していなくてもよい。例えば、磁石非装着領域21Bのロータコア23の少なくとも一部を、磁石装着領域21Aのロータコア23に対して周方向にずらして配置(スキュー)してもよい。   Further, the rotor core 23 does not have to extend uniformly in the axial direction. For example, at least a part of the rotor core 23 in the non-magnet mounting region 21B may be shifted (skewed) in the circumferential direction with respect to the rotor core 23 in the magnet mounting region 21A.

図11は、実施形態の製造装置および製造方法により得られた回転電機のトルク特性を示す図である。図11において、縦軸は回転電機のトルクを示し、横軸は回転電機の回転数を示している。なお、図11では、実施形態の製造装置100および製造方法により得られた回転電機1として、ロータコア23の軸方向の寸法を61.5mmとし、磁石装着領域21Aの軸方向の寸法を30mmとし、磁石非装着領域21Bの軸方向の寸法を31.5mmとしたものを用いている。また、図11において示すAのデータは、ロータコア23が軸方向に一様に延在しているロータコア23を備えた回転電機1のデータである。また、図11において示すBのデータは、磁石非装着領域21Bのロータコア23全体を磁石装着領域21Aのロータコア23に対して電気角で20°ずらして配置したロータ20を備えた回転電機1のデータである。   FIG. 11 is a diagram illustrating torque characteristics of the rotating electrical machine obtained by the manufacturing apparatus and the manufacturing method of the embodiment. In FIG. 11, the vertical axis represents the torque of the rotating electrical machine, and the horizontal axis represents the rotational speed of the rotating electrical machine. In addition, in FIG. 11, as the rotary electric machine 1 obtained by the manufacturing apparatus 100 and the manufacturing method of the embodiment, the axial dimension of the rotor core 23 is 61.5 mm, the axial dimension of the magnet mounting region 21A is 30 mm, A magnet non-mounting region 21B having an axial dimension of 31.5 mm is used. Further, data A shown in FIG. 11 is data of the rotating electrical machine 1 including the rotor core 23 in which the rotor core 23 extends uniformly in the axial direction. In addition, the data B shown in FIG. 11 is data of the rotating electrical machine 1 including the rotor 20 in which the entire rotor core 23 in the non-magnet mounting region 21B is arranged with an electrical angle shifted by 20 ° with respect to the rotor core 23 in the magnet mounting region 21A. It is.

図11に示すように、回転電機1のトルクは、磁石非装着領域21Bのロータコア23を、磁石装着領域21Aのロータコア23に対してスキューさせることで、低回転域においてトルクが増加し、高回転域において出力が減少している。これにより、回転電機1の低回転域での必要トルクが大きい場合には、磁石非装着領域21Bのロータコア23を磁石装着領域21Aのロータコア23に対して周方向にずらして配置することで、所定の要求性能を満たすことが可能となることがわかる。   As shown in FIG. 11, the torque of the rotating electrical machine 1 increases the torque in the low rotation range by causing the rotor core 23 in the non-magnet mounting region 21B to skew with respect to the rotor core 23 in the magnet mounting region 21A, resulting in high rotation. The output is decreasing in the region. Thereby, when the required torque in the low rotation range of the rotating electrical machine 1 is large, the rotor core 23 in the magnet non-mounting area 21B is shifted in the circumferential direction with respect to the rotor core 23 in the magnet mounting area 21A, thereby being predetermined. It can be seen that the required performance can be satisfied.

また、実施形態の製造装置100および製造方法で用いるロータコアとして、軸線Oに直交する断面形状が軸方向において異なる2箇所で相違するロータコアを用いてもよい。
図12は、実施形態の製造装置および製造方法により得られた回転電機の第5具体例を示す断面図である。
図12に示すように、ロータコア123には、上述した磁石装着部25(図2参照)が1/12周の周角度領域のそれぞれに形成された第1領域(図12には不図示)と、磁石装着部125が1/12周の周角度領域のそれぞれに形成された第2領域と、が軸方向に並んで設けられている。
Further, as the rotor core used in the manufacturing apparatus 100 and the manufacturing method of the embodiment, a rotor core having a different cross-sectional shape orthogonal to the axis O at two different positions in the axial direction may be used.
FIG. 12 is a cross-sectional view illustrating a fifth specific example of the rotating electrical machine obtained by the manufacturing apparatus and the manufacturing method of the embodiment.
As shown in FIG. 12, the rotor core 123 includes a first region (not shown in FIG. 12) in which the magnet mounting portion 25 (see FIG. 2) described above is formed in each of the circumferential angle regions of 1/12 rounds. The magnet mounting portion 125 is provided with a second region formed in each of the circumferential angle regions of 1/12 rounds arranged in the axial direction.

ロータコア123の第2領域は、磁石装着部125に磁石127を装着した場合、第1領域の磁石装着部25に磁石27を装着した場合よりも軸方向の単位長さあたりの磁石トルクが大きくなるように形成されている。具体的に、磁石装着部125は、周方向に間隔をあけて並ぶ複数(図示の例では一対)のスロット125aを備えている。複数のスロット125aは、それぞれ軸方向から見て径方向に対して交差する方向を長手方向とする矩形状に形成されている。図示の例では、一対のスロット125aは、軸方向から見てV字状で径方向外側に開くように配置されている。   In the second region of the rotor core 123, when the magnet 127 is mounted on the magnet mounting portion 125, the magnet torque per unit length in the axial direction becomes larger than when the magnet 27 is mounted on the magnet mounting portion 25 in the first region. It is formed as follows. Specifically, the magnet mounting portion 125 includes a plurality (a pair in the illustrated example) of slots 125a arranged at intervals in the circumferential direction. The plurality of slots 125a are each formed in a rectangular shape whose longitudinal direction is a direction intersecting the radial direction when viewed from the axial direction. In the illustrated example, the pair of slots 125a are V-shaped when viewed from the axial direction and are arranged to open radially outward.

各磁石127は、第2領域の磁石装着部125に装着される。各磁石127は、スロット125aの形状に対応するように形成されている。すなわち、各磁石127は、軸方向から見て断面矩形状に形成されている。各スロット125aの軸方向から見た長手方向両端には、空隙であるフラックスバリアが形成される。   Each magnet 127 is mounted on the magnet mounting portion 125 in the second region. Each magnet 127 is formed to correspond to the shape of the slot 125a. That is, each magnet 127 is formed in a rectangular cross section when viewed from the axial direction. A flux barrier that is a gap is formed at both ends in the longitudinal direction as viewed from the axial direction of each slot 125a.

各磁石127は、軸方向における寸法を所定の要求性能に応じて設定されて、磁石装着部125に装着される。なお、磁石127の軸方向における最大寸法は、磁石装着部125の軸方向における寸法(第2領域の軸方向における寸法)と一致している。磁石装着部125の軸方向における全体に磁石が装着された場合は、磁石装着領域21Aが第2領域と一致し、磁石非装着領域21Bが第1領域と一致する。また、第2領域における磁石装着部125の軸方向における一部に磁石127が装着された場合は、磁石装着領域21Aが第2領域の一部に設けられ、磁石非装着領域21Bが第1領域と第2領域とに跨って設けられる。   Each magnet 127 is mounted on the magnet mounting portion 125 with the axial dimension set according to a predetermined required performance. The maximum dimension of the magnet 127 in the axial direction matches the dimension of the magnet mounting portion 125 in the axial direction (dimension in the axial direction of the second region). When a magnet is mounted on the entire magnet mounting portion 125 in the axial direction, the magnet mounting area 21A matches the second area, and the magnet non-mounting area 21B matches the first area. Further, when the magnet 127 is attached to a part of the magnet attachment portion 125 in the second region in the axial direction, the magnet attachment region 21A is provided in a part of the second region, and the magnet non-attachment region 21B is the first region. And the second region.

この構成によれば、ロータコアの断面形状に応じて決まる回転電機1の特性を、軸方向において異なる2箇所で相違させることができる。このため、例えばロータ20の磁石装着領域21Aの断面形状を軸方向の単位長さあたりの磁石トルクがより大きくなるように設計し、ロータ20の磁石非装着領域21Bの断面形状を軸方向の単位長さあたりのリラクタンストルクがより大きくなるように設計することができる。これにより、ロータコアが軸方向に一様に延在する場合と比較してトルクを向上させる等、回転電機特性を調整することができる。   According to this configuration, the characteristics of the rotating electrical machine 1 determined according to the cross-sectional shape of the rotor core can be made different at two different locations in the axial direction. For this reason, for example, the cross-sectional shape of the magnet mounting region 21A of the rotor 20 is designed so that the magnet torque per unit length in the axial direction is larger, and the cross-sectional shape of the magnet non-mounting region 21B of the rotor 20 is the unit in the axial direction. The reluctance torque per length can be designed to be larger. As a result, the rotating electrical machine characteristics can be adjusted such that the torque is improved as compared with the case where the rotor core extends uniformly in the axial direction.

なお、本発明は、図面を参照して説明した上述の実施形態に限定されるものではなく、その技術的範囲において様々な変形例が考えられる。
例えば、上記実施形態においては、回転電機として磁石埋込形のロータを備えた、いわゆるIPM(Interior Permanent Magnet)モータを例に挙げているが、これに限定されない。回転電機は、ロータコアの外周面に磁石が装着されたロータを備えた、いわゆるSPM(Surface Permanent Magnet)モータであってもよい。
The present invention is not limited to the above-described embodiment described with reference to the drawings, and various modifications can be considered within the technical scope thereof.
For example, in the above-described embodiment, a so-called IPM (Interior Permanent Magnet) motor provided with a magnet-embedded rotor as a rotating electric machine is taken as an example, but the present invention is not limited to this. The rotating electrical machine may be a so-called SPM (Surface Permanent Magnet) motor having a rotor with a magnet mounted on the outer peripheral surface of the rotor core.

また、上記実施形態においては、磁石装着部25の各スリット25aに挿入された磁石27の軸方向の寸法は同等になっているが、これに限定されない。例えば、磁石装着部25の複数のスリット25aのうちいずれかのスリット25aに挿入される磁石27のみ、所定の要求性能に応じて軸方向における寸法を設定されてもよい。
また、上記実施形態においては、6極対のロータ20を備えた回転電機1を具体例として挙げたが、ロータの極数については特に限定されない。
Moreover, in the said embodiment, although the dimension of the axial direction of the magnet 27 inserted in each slit 25a of the magnet mounting part 25 is equivalent, it is not limited to this. For example, only the magnet 27 inserted into any one of the plurality of slits 25a of the magnet mounting portion 25 may be set in the axial dimension according to predetermined required performance.
Moreover, in the said embodiment, although the rotary electric machine 1 provided with the rotor 20 of 6 pole pairs was mentioned as a specific example, it does not specifically limit about the pole number of a rotor.

また、上記実施形態においては、回転電機に設定される所定の要求性能は、搭載先の車両のグレードに関連して設定されるが、これに限定されず、例えば搭載先の車種に関連して設定されてもよい。   Further, in the above embodiment, the predetermined required performance set for the rotating electrical machine is set in relation to the grade of the vehicle on which the vehicle is mounted, but is not limited to this, for example, on the vehicle type of the vehicle on which it is mounted. It may be set.

その他、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、上記した実施の形態における構成要素を周知の構成要素に置き換えることは適宜可能である。   In addition, it is possible to appropriately replace the components in the above-described embodiments with known components without departing from the spirit of the present invention.

1…回転電機 10…ステータ 11…ステータコア 15…コイル 20…ロータ 23…ロータコア 25,125…磁石装着部 27,127…磁石 100…回転電機の製造装置 O…軸線(所定軸)   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Rotating electric machine 10 ... Stator 11 ... Stator core 15 ... Coil 20 ... Rotor 23 ... Rotor core 25, 125 ... Magnet mounting part 27, 127 ... Magnet 100 ... Manufacturing apparatus of rotating electric machine O ... Axis (predetermined axis)

Claims (7)

コイル、および前記コイルが装着されたステータコアを有するステータと、
前記ステータコアに対向配置され所定軸回りに回転可能に設けられたロータコア、および前記ロータコアに装着された磁石を有し、前記ロータコアには、前記所定軸の軸方向に延在し前記磁石が装着される磁石装着部が設けられた、ロータと、
を備える回転電機の製造装置であって、
所定の要求性能に応じて前記磁石の前記軸方向における寸法を設定して、同一形状の前記ロータコアの前記磁石装着部に前記磁石を装着する、
ことを特徴とする回転電機の製造装置。
A stator having a coil and a stator core on which the coil is mounted;
A rotor core disposed opposite to the stator core and rotatably provided around a predetermined axis; and a magnet attached to the rotor core, wherein the rotor core extends in an axial direction of the predetermined axis and is attached with the magnet. A rotor provided with a magnet mounting portion;
A rotating electrical machine manufacturing apparatus comprising:
Setting the dimension in the axial direction of the magnet according to a predetermined required performance, and mounting the magnet on the magnet mounting portion of the rotor core of the same shape;
An apparatus for manufacturing a rotating electrical machine.
前記所定の要求性能は、前記回転電機の必要トルクおよび必要出力である、
ことを特徴とする請求項1に記載の回転電機の製造装置。
The predetermined required performance is a required torque and a required output of the rotating electrical machine.
The rotating electrical machine manufacturing apparatus according to claim 1.
前記所定の要求性能は、前記回転電機が搭載される車両のグレードに関連して設定される、
ことを特徴とする請求項1または2に記載の回転電機の製造装置。
The predetermined required performance is set in relation to a grade of a vehicle on which the rotating electrical machine is mounted.
The rotating electrical machine manufacturing apparatus according to claim 1 or 2,
前記磁石の前記軸方向における寸法を、前記ロータコアの前記軸方向における寸法よりも小さく設定し、
前記所定の要求性能に応じて前記軸方向における前記磁石装着部への前記磁石の装着位置を設定する、
ことを特徴とする請求項1から3のいずれか1項に記載の回転電機の製造装置。
The dimension in the axial direction of the magnet is set smaller than the dimension in the axial direction of the rotor core,
Setting the mounting position of the magnet on the magnet mounting portion in the axial direction according to the predetermined required performance;
The rotating electrical machine manufacturing apparatus according to any one of claims 1 to 3, wherein
前記ロータコアの前記所定軸に直交する断面形状は、前記軸方向において異なる2箇所で相違する、
ことを特徴とする請求項1から4のいずれか1項に記載の回転電機の製造装置。
The cross-sectional shape orthogonal to the predetermined axis of the rotor core is different at two different locations in the axial direction.
The rotating electrical machine manufacturing apparatus according to any one of claims 1 to 4, wherein
コイル、および前記コイルが装着されたステータコアを有するステータと、
前記ステータコアに対向配置され所定軸回りに回転可能に設けられたロータコア、および前記ロータコアに装着された磁石を有し、前記ロータコアには、前記所定軸の軸方向に延在し前記磁石が装着される磁石装着部が設けられた、ロータと、
を備える回転電機の製造方法であって、
所定の要求性能に応じて前記磁石の前記軸方向における寸法を設定して、同一形状の前記ロータコアの前記磁石装着部に前記磁石を装着する、
ことを特徴とする回転電機の製造方法。
A stator having a coil and a stator core on which the coil is mounted;
A rotor core disposed opposite to the stator core and rotatably provided around a predetermined axis; and a magnet attached to the rotor core, wherein the rotor core extends in an axial direction of the predetermined axis and is attached with the magnet. A rotor provided with a magnet mounting portion;
A method of manufacturing a rotating electrical machine comprising:
Setting the dimension in the axial direction of the magnet according to a predetermined required performance, and mounting the magnet on the magnet mounting portion of the rotor core of the same shape;
The manufacturing method of the rotary electric machine characterized by the above-mentioned.
コイル、および前記コイルが装着されたステータコアを有するステータと、
前記ステータコアに対向配置され所定軸回りに回転可能に設けられたロータコア、および前記ロータコアに装着された磁石を有し、前記ロータコアには、前記所定軸の軸方向に延在し前記磁石が装着される磁石装着部が設けられた、ロータと、
を備え、
前記磁石は、所定の要求性能に応じて前記軸方向の寸法が設定され、
前記ロータには、前記磁石が装着された領域と、前記磁石が装着されていない領域と、が前記軸方向に並んで設けられている、
ことを特徴とする回転電機。
A stator having a coil and a stator core on which the coil is mounted;
A rotor core disposed opposite to the stator core and rotatably provided around a predetermined axis; and a magnet attached to the rotor core; the rotor core extending in an axial direction of the predetermined axis and attached with the magnet. A rotor provided with a magnet mounting portion;
With
The axial dimension of the magnet is set according to predetermined required performance,
The rotor is provided with a region where the magnet is mounted and a region where the magnet is not mounted side by side in the axial direction.
Rotating electric machine characterized by that.
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