JP2005137117A - Rotor for rotary electric machine - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、モータ等の回転電機の回転子に関し、特に、回転子の永久磁石を固定するための回転子コアの構造に関するものである。 The present invention relates to a rotor of a rotating electric machine such as a motor, and more particularly to a structure of a rotor core for fixing a permanent magnet of the rotor.
永久磁石式回転電機は、固定子と、この固定子の中に配置された回転子とを有する。固定子は、円筒形状をなす固定子コアの内周に複数個の巻線を設けて複数個の磁極を形成している。回転子は、固定子の中心を回転軸心として回転できるように配置され、回転軸に固定された円筒状の回転子コアと、この回転子コアの外周面に設けられた永久磁石とを有し、永久磁石はN極とS極が交互に回転子コアの周方向に並ぶように配置されている。この回転電機では、固定子の巻線に適宜通電し、回転磁界を形成することによって、回転子が回転軸心周りに回転する。 The permanent magnet type rotating electrical machine has a stator and a rotor arranged in the stator. The stator is provided with a plurality of windings on the inner circumference of a cylindrical stator core to form a plurality of magnetic poles. The rotor is arranged so as to be able to rotate with the center of the stator as a rotation axis, and has a cylindrical rotor core fixed to the rotation shaft and a permanent magnet provided on the outer peripheral surface of the rotor core. The permanent magnets are arranged so that N poles and S poles are alternately arranged in the circumferential direction of the rotor core. In this rotating electrical machine, the rotor rotates around the rotation axis by appropriately energizing the windings of the stator to form a rotating magnetic field.
回転子が、回転に伴う遠心力と、固定子の磁界との磁気的相互作用に基づく磁気吸引力との両方を受けた状態で長時間回転する場合にも、永久磁石が回転子コアの表面から剥離しないようにするために、回転子コア表面にくさび形の溝を形成し、溝内に永久磁石を接着剤で貼り付けて固定する構造をとっている(例えば、特許文献1参照)。 Even when the rotor rotates for a long time in a state where both the centrifugal force accompanying the rotation and the magnetic attraction force based on the magnetic interaction with the magnetic field of the stator are received, the permanent magnet remains on the surface of the rotor core. In order to prevent peeling, a wedge-shaped groove is formed on the surface of the rotor core, and a permanent magnet is stuck in the groove with an adhesive and fixed (see, for example, Patent Document 1).
上記のように、永久磁石が回転子コアの表面から剥離しないようにするために、回転子コアの表面に溝を形成しているが、通常、溝は切削加工により形成しているため、加工に長時間を要し、また、溝形状をくさび形状等、複雑な形状にする加工が困難であるために製作費用が高価になるという問題があった。 As described above, grooves are formed on the surface of the rotor core in order to prevent the permanent magnet from peeling off from the surface of the rotor core. In addition, it takes a long time, and it is difficult to make the groove shape into a complicated shape such as a wedge shape.
また、円柱材料から円筒状の回転子コアを切り出しているために、材料歩留まりが悪く、加工にも長時間を要するとういう問題があった。 In addition, since the cylindrical rotor core is cut out from the columnar material, there is a problem that the material yield is poor and a long time is required for processing.
この発明は、上記のような問題を解決するためのものであり、溝加工を含む回転子コアの加工が容易にでき、製作費用を低減することができるとともに、材料歩留まりをよくすることができる回転電機の回転子を提供するものである。 The present invention is for solving the above-described problems, and can easily process the rotor core including groove processing, reduce the manufacturing cost, and improve the material yield. A rotor of a rotating electric machine is provided.
この発明に係る回転電機の回転子は、円筒状の固定子の内側または外側に、上記固定子の周面と所定のギャップを介して配設された円筒状の回転子コアと、上記回転子コアに固着された永久磁石とを有する回転電機の回転子において、
上記回転子の回転子コアは、電磁鋼板を成形し永久磁石を固着する磁石取付部が周方向に所定ピッチで形成された複数の分割コア片を積層した複数の分割コアからなり、
上記複数の分割コアは、円弧状に成形され、円弧状端部を連結部として円筒状に形成されているものである。
A rotor of a rotating electrical machine according to the present invention includes a cylindrical rotor core disposed inside or outside a cylindrical stator via a peripheral surface of the stator and a predetermined gap, and the rotor In a rotor of a rotating electrical machine having a permanent magnet fixed to a core,
The rotor core of the rotor is composed of a plurality of divided cores obtained by stacking a plurality of divided core pieces formed with a predetermined pitch in the circumferential direction by forming a magnetic steel sheet and fixing a permanent magnet.
The plurality of divided cores are formed in a circular arc shape, and are formed in a cylindrical shape with an arc-shaped end portion as a connecting portion.
この発明に係る回転電機の回転子の上記構成によれば、切削によって円筒状の回転子コア及び回転子コア外周面の磁石取付部を形成する場合に比べて、きわめて容易に短時間で回転子コアを製造することができ、製作費用を低減することができる。 According to the above-described configuration of the rotor of the rotating electrical machine according to the present invention, the rotor is very easily and in a short time compared to the case where the cylindrical rotor core and the magnet mounting portion on the outer peripheral surface of the rotor core are formed by cutting. A core can be manufactured and manufacturing costs can be reduced.
また、電磁鋼板を打ち抜いて分割コア片を形成するので、くさび形の磁石取付部など、複雑な形状を容易に形成することができる。 Moreover, since the electromagnetic steel sheet is punched to form the split core piece, a complicated shape such as a wedge-shaped magnet mounting portion can be easily formed.
また、分割コアを連結して円筒状の回転子コアとするので、電磁鋼板をプレスで打ち抜く際における分割コア片の材料取りを効率よくおこなうことができ、材料歩留まりが向上し、製作費用が低減される。 In addition, since the split cores are connected to form a cylindrical rotor core, the material of the split core pieces can be efficiently removed when punching out electromagnetic steel sheets with a press, improving the material yield and reducing production costs. Is done.
以下、この発明をより詳細に説明するために、この発明を実施するための最良の形態について図面に基づいて説明する。 Hereinafter, in order to describe the present invention in more detail, the best mode for carrying out the present invention will be described with reference to the drawings.
実施の形態1.
図1は、この発明に係る回転電機の実施の形態1を示す断面図、図2は、図1のA−A断面の全周を示す断面図、図3は、図1の回転子を示す平面図、図4は、図3の分割コアを示す平面図(a)及び正面図(b)、図5は、実施の形態1における別の例を示す断面図、図6は図5の分割コアを複数個連結して円筒状にしたものを示す断面図である。
1 is a cross-sectional view showing a first embodiment of the rotating electrical machine according to the present invention, FIG. 2 is a cross-sectional view showing the entire circumference of the AA cross section of FIG. 1, and FIG. 3 shows the rotor of FIG. 4 is a plan view (a) and a front view (b) showing the split core of FIG. 3, FIG. 5 is a cross-sectional view showing another example in
図1及び図2に示したように、回転電機は、円筒状の固定子コア3を有する固定子1と、固定子1の内周に固定子コア3の内周面と所定のギャップを介して配設された円筒状の回転子コア6を有する回転子2とを備えている。
As shown in FIGS. 1 and 2, the rotating electric machine includes a
また、スロット4が固定子コア3の内周側に形成され、駆動コイル5がスロット4に装着されている。
A slot 4 is formed on the inner peripheral side of the stator core 3, and a
回転子コア6は、軸10に固定され、軸は軸受けに支持され、回転できるようになっている。また、永久磁石7が回転子コア6の外周面に形成された磁石取付部(溝)60aに接着剤で固定され、N極とS極が交互に回転子コア6の周方向に並ぶように配置されている。
The
この回転電機では、駆動コイル5に適宜通電し、回転磁界を形成することによって、回転子6が固定子1の中心軸を中心として回転する。
In this rotating electrical machine, the
図2及び図3に示したように、回転子コア6は、円弧状の分割コア60を、その端面を連結部60fとして円筒状にすることによって形成される。
As shown in FIGS. 2 and 3, the
図4(b)に示したように、分割コア60は、電磁鋼板をプレスで打ち抜いて形成した分割コア片を積層して形成される。また、図4(a)に示したように、分割コア片は、円弧状の外周面に磁石取付部60a、磁石取付部60a間に突起60bを有する。
As shown in FIG. 4B, the split
以上のように、この実施の形態では、外周に磁石取付部(溝)を有する円弧状の分割コア片を電磁鋼板を打ち抜いて形成し、円弧状の分割コア片を積層して分割コア60を形成し、分割コア60をその端面を連結部として円筒状の回転子コア6を形成するので、切削によって円筒状の回転子コア及び回転子コア外周面の磁石取付部(溝)を形成する場合に比べて、きわめて容易に短時間で回転子コア6を製造することができ、製作費用を低減することができる。
As described above, in this embodiment, the arc-shaped split core piece having the magnet mounting portion (groove) on the outer periphery is formed by punching the electromagnetic steel sheet, and the arc-shaped split core pieces are stacked to form the split
また、電磁鋼板を打ち抜いて分割コア片を形成するので、くさび形の磁石取付部(溝)など、複雑な形状の溝を容易に形成することができる。 Moreover, since the electromagnetic steel sheet is punched to form the split core piece, a complicatedly shaped groove such as a wedge-shaped magnet attachment portion (groove) can be easily formed.
また、分割コア60を連結して円筒状の回転子コアとするので、電磁鋼板をプレスで打ち抜く際における分割コア片の材料取りを効率よくおこなうことができ、材料歩留まりが向上し、製作費用が低減される。
Further, since the
なお、図1及び2に示した回転子2では、永久磁石7を回転子コア6の外周面に設けたが、図5に示したように、永久磁石7を回転子コア6の内部に埋め込むようにしてもよい。この場合には、電磁鋼板から打ち抜く分割コア片における外周の磁石取付部60aに代えて、永久磁石7を埋め込む埋め込み穴60gを分割コア片に形成して磁石取付部とし、分割コア片を積層することによって埋め込み穴60gを連結して分割コア60を形成し、分割コア60の埋め込み穴60gの中に永久磁石7を挿入し、図6に示したように、分割コア60を連結部60fで連結して円筒状にすればよい。
In the
実施の形態2.
図7、8、9,10、11及び12は、この発明に係る回転電機の回転子における実施の形態2を示す断面図である。
7, 8, 9, 10, 11 and 12 are cross-sectional views showing a second embodiment of the rotor of the rotating electrical machine according to the present invention.
上記実施の形態1では、分割コアを円弧状に形成したが、この実施の形態では、図7に示したように、分割コア60を、永久磁石7を保持する複数のコア部60cと、コア部60c間を屈曲可能に連結する屈曲部60dと、コア部60c同士を連結するための凹部と凸部からなる接合部60eとで構成する。
In the first embodiment, the split core is formed in an arc shape. However, in this embodiment, as shown in FIG. 7, the
分割コア片は、図7に示したように、継鉄部60cが直線状に配列されるように電磁鋼板をプレスで打ち抜いて形成する。このように、分割コア片を直線状に打ち抜くことによって、材料取りをより効率よく行うことができ、材料歩留まりがより一層向上する。
As shown in FIG. 7, the split core pieces are formed by stamping an electromagnetic steel sheet with a press so that the
直線状に打ち抜いた分割コア片を積層し、図8に示したように、屈曲部60dで折り曲げて円弧状にし、接合部60eの凹部及び凸部を嵌合してコア部60c同士を連結して分割コア60を形成する。このように、接合部60eでコア部60cを連結することによって、コア部60cが相互に径方向にずれるのを防ぐことができる。
Divided core pieces punched out in a straight line are stacked, and as shown in FIG. 8, the
円弧状にした複数の分割コア60を、図9に示したように、連結部60fで連結して円筒状の回転子コア6を形成する。
As shown in FIG. 9, a plurality of arc-shaped divided
図7〜9では、永久磁石7をコア部60cの外周表面に設けるようにしたが、図10〜12に示したように、永久磁石7をコア部60c内部に埋め込むようにしてもよい。この場合には、電磁鋼板から打ち抜く分割コア片における外周の磁石取付部60aに代えて、永久磁石7を埋め込む埋め込み穴60gを分割コア片に形成し、分割コア片を積層することによって埋め込み穴60gを連結し、連結された埋め込み穴の中に永久磁石7を挿入する(図10)。その後、屈曲部60dで折り曲げて直線状の分割コア60を円弧状にし、接合部60eの凹部及び凸部を嵌合してコア部60c同士が連結された分割コア60を形成する(図11)。さらに、複数の分割コア60を連結して回転子コア6を形成する(図12)。
7-9, the
実施の形態3.
図13、14及び15は、この発明に係る回転電機の回転子における実施の形態3を示す断面図である。
Embodiment 3 FIG.
13, 14 and 15 are sectional views showing Embodiment 3 in the rotor of the rotating electrical machine according to the present invention.
上記実施の形態2では、永久磁石7を各コア部60cの外周部または内部に設けた。この実施の形態では、図13に示したように、永久磁石7を、その周方向ほぼ中心が屈曲部60dの上に位置するように磁石取付部60aを設ける。
In the said
直線状に打ち抜いた分割コア片を積層し、図14に示したように、屈曲部60dで折り曲げて円弧状にし、接合部60eの凹部及び凸部を嵌合してコア部60c同士を連結して分割コア60を形成する。
As shown in FIG. 14, the split core pieces punched out in a straight line are stacked, bent at a
円弧状にした複数の分割コア60を、図15に示したように、連結部60fで連結して円筒状の回転子コア6を形成する。
As shown in FIG. 15, a plurality of arc-shaped divided
このように、永久磁石7を、その周方向ほぼ中心が屈曲部60dの上に位置するように設けることによって、隣接する永久磁石7間で形成される磁路がコア部60c間の隙間によって妨げられず、安定した磁気特性が得られる。
As described above, by providing the
なお、上記実施の形態1において、分割コア60の連結部に永久磁石7の周方向ほぼ中央が位置するように、永久磁石7を配置することによって同様の効果が得られる。
In the first embodiment, the same effect can be obtained by arranging the
実施の形態4.
図16〜20は、この発明に係る回転電機の回転子における実施の形態4を示す断面図であり、図19は、図16の一部を拡大して示し、図20は、図16のA−A断面を示している。
Embodiment 4 FIG.
16 to 20 are sectional views showing Embodiment 4 in the rotor of the rotating electrical machine according to the present invention, FIG. 19 is an enlarged view of a part of FIG. 16, and FIG. -A section is shown.
上記実施の形態1ないし3では、永久磁石7を分割コア60の外周面の磁石取付部60aに接着剤で固定する場合を示したが、図16及び19に示したように、分割コア60の磁石取付部60aの両端にカシメ部9を設け、図17に示したように、矢印のようにカシメ部9を折り曲げることにより、接着剤を用いずに永久磁石7を分割コア60に固定することができる。
In the first to third embodiments, the case where the
また、図18に示したように、磁石取付部60aの両端のカシメ部9をカシメ治具8で同時に折り曲げることによって、永久磁石7の中心を溝60aのほぼ中心に配置することができる。
Further, as shown in FIG. 18, the center of the
また、カシメ部9を連続したものとせず、図20に示したように、分割して複数個に分けて設けることによって、カシメ部9からの磁束の漏れを低減することができる。
Further, the leakage of magnetic flux from the crimping
実施の形態5.
図21は、この発明に係る回転電機の回転子における実施の形態5を示す平面図(a)及び側面図(b)である。
FIG. 21: is the top view (a) and side view (b) which show
図21(b)に示したように、この実施の形態では、回転子コア2を分割コア片の積層方向を破線で示す複数段に分割し、隣接する段における分割コア60の連結部60fを周方向に磁石取付部60a間をピッチとして所定ピッチ(図では1ピッチ)ずらしている。
As shown in FIG. 21 (b), in this embodiment, the
このように、隣接する段における分割コア60の連結部60fを周方向に所定ピッチずらして、永久磁石7を接着剤等で固定することによって、連結部60fを接合することなく、分割コア60及び各段を固定した回転子コア2が得られる。
In this way, the connecting
また、各分割コア片の厚み偏差及び分割コア60の積層方向長さ偏差を吸収し、周方向における回転子コア2の長さを均一化することができる。
Moreover, the thickness deviation of each division | segmentation core piece and the lamination direction length deviation of the division |
なお、この実施の形態の説明は、上記実施の形態1の分割コアを用いて説明したが、上記実施の形態2の分割コアを用いることができることはいうまでもないことである。
In addition, although description of this embodiment was demonstrated using the split core of the said
また、上記実施の形態1ないし5は、いわゆる、インナーロータの構造について説明したが、アウターロータの構造にも適用できるものである。 In the first to fifth embodiments, the so-called inner rotor structure has been described. However, the present invention can also be applied to an outer rotor structure.
この発明に係る回転電機の回転子は、工作機械の回転テーブル等の駆動用に用いることができる。 The rotor of the rotating electrical machine according to the present invention can be used for driving a rotary table or the like of a machine tool.
1 固定子、2 回転子、3 固定子コア、4 スロット、5 駆動コイル、
6 固定子コア、7 永久磁石、8 カシメ治具、9 カシメ部、10 回転子軸、
60 分割コア、60a 磁石取付部、60b 突起、60c コア部、
60d 屈曲部、60e 接合部、60f 連結部、60g 埋め込み穴。
1 stator, 2 rotors, 3 stator cores, 4 slots, 5 drive coils,
6 stator core, 7 permanent magnet, 8 crimping jig, 9 crimping section, 10 rotor shaft,
60 split cores, 60a magnet mounting part, 60b protrusion, 60c core part,
60d bent part, 60e joint part, 60f connecting part, 60g embedded hole.
Claims (7)
上記回転子の回転子コアは、電磁鋼板を成形し永久磁石を固着する磁石取付部が周方向に所定ピッチで形成された複数の分割コア片を積層した複数の分割コアからなり、
上記複数の分割コアは、円弧状に成形され、円弧状端部を連結部として円筒状に形成されていることを特徴とする回転電機の回転子。 A rotation having a cylindrical rotor core disposed inside or outside the cylindrical stator via a predetermined gap and a peripheral surface of the stator, and a permanent magnet fixed to the rotor core In the electric rotor,
The rotor core of the rotor is composed of a plurality of divided cores obtained by stacking a plurality of divided core pieces formed with a predetermined pitch in the circumferential direction by forming a magnetic steel sheet and fixing a permanent magnet.
The rotor of a rotating electrical machine, wherein the plurality of divided cores are formed in an arc shape and are formed in a cylindrical shape with an arc-shaped end portion as a connecting portion.
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