JP2005295732A - Rotor and manufacturing method for the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、永久磁石式モータの回転子および回転子の製造方法に関する。 The present invention relates to a rotor for a permanent magnet motor and a method for manufacturing the rotor.
従来、例えば回転子の外周部に設けられた磁石装着孔に永久磁石を装着して固定する場合、例えば稀土類磁石等のように焼結体からなり、脆性を有する永久磁石では、圧入して装着することは困難であることから、磁石装着孔の寸法が永久磁石の寸法よりも大きくなるように所定のクリアランスを設け、このクリアランス分の隙間を埋めるようにして接着剤等を充填する方法が知られている。
ところで、回転子の静止状態において磁石装着孔に装着された永久磁石は、回転子の径方向に対して相対的に磁性材料の量が多い内周側にずれた位置に位置決めされる。しかしながら、回転子が回転すると永久磁石に遠心力が作用して、永久磁石が回転子の外周側へ変位しようとする。これにより、回転子の静止状態において永久磁石の外周面と磁石装着孔の外周面との間に設けられた相対的に大きな隙間に接着剤が充填されている場合には、この接着剤が固化して形成された接着層に永久磁石の遠心力に伴う過剰な圧力が作用して、接着層の圧壊等の不具合が生じる虞がある。例えば接着層が破損すると、回転子の回転に伴い磁石装着孔内で永久磁石が変位し、振動や騒音が増大すると共に、回転子本体に衝撃荷重が作用して疲労強度が低下してしまうという問題が生じる。
このような問題に対して、例えば磁石装着孔内に充填した接着剤が硬化するより以前のタイミングで回転子を回転させ、磁石装着孔内の永久磁石に回転に伴う遠心力等を作用させて所定位置に位置決めする方法(例えば、特許文献1参照)が知られている。
By the way, the permanent magnet mounted in the magnet mounting hole in the stationary state of the rotor is positioned at a position shifted to the inner peripheral side where the amount of the magnetic material is relatively large with respect to the radial direction of the rotor. However, when the rotor rotates, centrifugal force acts on the permanent magnet, and the permanent magnet tends to be displaced toward the outer peripheral side of the rotor. As a result, when the adhesive is filled in a relatively large gap provided between the outer peripheral surface of the permanent magnet and the outer peripheral surface of the magnet mounting hole when the rotor is stationary, the adhesive is solidified. An excessive pressure accompanying the centrifugal force of the permanent magnet acts on the adhesive layer formed in this manner, and there is a possibility that problems such as crushing of the adhesive layer may occur. For example, if the adhesive layer breaks, the permanent magnet is displaced in the magnet mounting hole with the rotation of the rotor, and vibration and noise increase, and an impact load acts on the rotor body to reduce the fatigue strength. Problems arise.
To solve this problem, for example, rotate the rotor at a timing before the adhesive filled in the magnet mounting hole is cured, and act on the permanent magnet in the magnet mounting hole with the centrifugal force accompanying the rotation. A method of positioning at a predetermined position (for example, see Patent Document 1) is known.
しかしながら、上記従来技術に係る磁石位置決め方法では、硬化前の接着剤にも回転に伴う遠心力等が作用することで接着剤が磁石装着孔内から外部に漏れ出てしまったり、複数の積層鋼板からなる回転子においては磁石装着孔内に充填された接着剤が積層鋼板間に浸透してしまい、接着剤によって永久磁石を磁石装着孔内に固定することが困難になるという問題が生じる。
特に、積層鋼板からなる回転子において接着剤が積層鋼板間に浸透する場合には、磁石装着孔内へ接着剤を充填する際に必要となる充填量を適切に把握することが困難となり、充填終了直後の初期状態からの経時変化として磁石装着孔と永久磁石との間に隙間が生じてしまう虞があることに加えて、例えば回転子を分解して再利用する場合等において積層鋼板の積層状態を解消して分解することが困難となる虞がある。
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、回転子に磁石を固定する際に用いる樹脂の必要量を適切に把握しつつ、磁石を回転子の所定位置に容易に位置決めすると共に、回転子の分解に要する手間を省くことが可能な回転子および回転子の製造方法を提供することを目的とする。
However, in the magnet positioning method according to the above prior art, the adhesive leaks out from the magnet mounting hole due to the centrifugal force or the like accompanying rotation acting on the adhesive before curing, or a plurality of laminated steel plates In such a rotor, the adhesive filled in the magnet mounting hole penetrates between the laminated steel plates, and it becomes difficult to fix the permanent magnet in the magnet mounting hole by the adhesive.
In particular, when the adhesive penetrates between laminated steel plates in a rotor made of laminated steel plates, it becomes difficult to properly grasp the filling amount required when filling the adhesive into the magnet mounting holes. In addition to the possibility that a gap will be generated between the magnet mounting hole and the permanent magnet as a change with time from the initial state immediately after completion, for example, when the rotor is disassembled and reused, There is a risk that it will be difficult to resolve and disassemble the state.
The present invention has been made in view of the above circumstances, and while properly grasping the required amount of resin used when fixing the magnet to the rotor, the magnet is easily positioned at a predetermined position of the rotor, and the rotor An object of the present invention is to provide a rotor and a method of manufacturing the rotor that can save labor required for disassembling the rotor.
上記課題を解決して係る目的を達成するために、請求項1に記載の発明の回転子は、回転子本体(例えば、後述する実施の形態でのヨーク12)に設けられた磁石装着部(例えば、後述する実施の形態での磁石装着部13)に磁石(例えば、後述する実施の形態での磁石14)が装着されてなる回転子であって、前記磁石装着部の内面と前記磁石の表面との間に、内部に樹脂(例えば、後述する実施の形態での樹脂22a)が充填された樹脂保持バック(例えば、後述する実施の形態での樹脂保持バック22)が備えられ、前記樹脂バックは、前記磁石を前記磁石装着部の内面に向かい押圧することを特徴としている。
In order to solve the above problems and achieve the object, a rotor according to a first aspect of the present invention is a magnet mounting portion (for example, a
上記の回転子によれば、例えば樹脂保持バックを磁石の内周面と磁石装着部の内周側内面との間に配置することによって磁石を磁石装着部内の外周側にずれた所定の位置に容易に位置決めして固定することができ、回転子の回転時において外周側へ変位しようとする磁石に対して所望の機械的強度を確保することができ、振動や騒音の発生および疲労強度の低下を抑制することができる。
しかも、磁石を磁石装着部内に固定する樹脂は樹脂保持バック内に保持されることから、樹脂保持バック内に樹脂を充填する際には、磁石と磁石装着部との間の隙間を埋めるために必要とされるだけの適切な量の樹脂を樹脂保持バック内に充填するだけで済み、例えば回転子本体が複数の電磁鋼板が積層されてなる積層鋼板により形成される場合に硬化以前の樹脂が積層鋼板間に浸透してしまったり、例えば硬化以前の樹脂が磁石装着部内から流出してしまう等の不具合が生じることを防止することができる。
また、例えば回転子を分解して、回転子を構成する各部材を再利用する場合等においては、単に樹脂保持バックを磁石装着部から取り外すだけの単純な工程のみで、磁石を固定するための樹脂を回転子本体から分離することができ、回転子を構成する各部材を容易に再利用することができる。
According to the rotor described above, for example, the resin holding back is disposed between the inner peripheral surface of the magnet and the inner peripheral side inner surface of the magnet mounting portion, so that the magnet is positioned at a predetermined position shifted to the outer peripheral side in the magnet mounting portion. It can be easily positioned and fixed, and it can secure the desired mechanical strength for the magnet that is going to be displaced to the outer circumference during the rotation of the rotor, generating vibration and noise and reducing fatigue strength. Can be suppressed.
Moreover, since the resin that fixes the magnet in the magnet mounting portion is held in the resin holding bag, when filling the resin in the resin holding bag, the gap between the magnet and the magnet mounting portion is filled. It is only necessary to fill the resin holding bag with an appropriate amount of resin as required. For example, when the rotor body is formed by a laminated steel plate in which a plurality of electromagnetic steel plates are laminated, It is possible to prevent problems such as permeation between laminated steel plates, or the occurrence of, for example, uncured resin flowing out of the magnet mounting portion.
Further, for example, when disassembling the rotor and reusing each member constituting the rotor, for fixing the magnet only by a simple process of simply removing the resin holding back from the magnet mounting portion. The resin can be separated from the rotor body, and each member constituting the rotor can be easily reused.
また、請求項2に記載の発明の回転子の製造方法は、回転子本体に設けられた磁石装着部に磁石が装着されてなる回転子の製造方法であって、磁石を前記磁石装着部内に挿入する磁石挿入工程(例えば、後述する実施の形態でのステップS02、ステップS11)と、内部に樹脂(例えば、後述する実施の形態での樹脂22a)を充填可能な樹脂保持バック(例えば、後述する実施の形態での樹脂保持バック22)を前記磁石装着部内に挿入するバック挿入工程(例えば、後述する実施の形態でのステップS02、ステップS12)と、前記樹脂を前記樹脂保持バック内に充填し、前記樹脂保持バックが変形して前記磁石を押圧する押圧力により、前記磁石を前記磁石装着部内の外周側にずれた位置に位置決めすると共に、位置決めされた前記磁石を前記磁石装着部内に固定する磁石位置固定工程(例えば、後述する実施の形態でのステップS03およびステップS04、ステップS12およびステップS04)とを含むことを特徴としている。
According to a second aspect of the present invention, there is provided a rotor manufacturing method in which a magnet is mounted on a magnet mounting portion provided in a rotor body, wherein the magnet is placed in the magnet mounting portion. Magnet insertion process (for example, step S02 and step S11 in the embodiment described later) and a resin holding back (for example, described later) that can be filled with resin (for example,
上記の回転子の製造方法によれば、磁石挿入工程によって、例えば未磁化の磁石が磁石装着部内に挿入され、この磁石が、内部に樹脂を保持する樹脂保持バックによって径方向外方に向かい押圧され、磁石装着部内の外周側にずれた所定の位置、例えば磁石の外周面が磁石装着部の外周側内面に当接する位置等に位置決めされる。そして、樹脂保持バック内に充填された樹脂が硬化すると、位置決めされた磁石が磁石装着部内に固定される。
これにより、予め、磁石を磁石装着部内の外周側にずれた所定の位置に容易に位置決めして固定することができ、回転子の回転時において外周側へ変位しようとする磁石に対して所望の機械的強度を確保することができ、振動や騒音の発生および疲労強度の低下を抑制することができる。
しかも、樹脂は樹脂保持バック内に保持されることから、磁石と磁石装着部との間の隙間を埋めるために必要とされるだけの適切な量の樹脂を樹脂保持バック内に充填するだけで済み、例えば回転子本体が複数の電磁鋼板が積層されてなる積層鋼板により形成される場合に硬化以前の樹脂が積層鋼板間に浸透してしまったり、例えば硬化以前の樹脂が磁石装着部内から流出してしまう等の不具合が生じることを防止することができる。
また、例えば回転子を分解して、回転子を構成する各部材を再利用する場合等においては、単に樹脂保持バックを磁石装着部から取り外すだけの単純な工程のみで、磁石を固定するための樹脂を回転子本体から分離することができ、回転子を構成する各部材を容易に再利用することができる。
According to the rotor manufacturing method described above, in the magnet insertion step, for example, an unmagnetized magnet is inserted into the magnet mounting portion, and this magnet is pressed radially outward by the resin holding back that holds the resin inside. Then, it is positioned at a predetermined position shifted to the outer peripheral side in the magnet mounting part, for example, a position where the outer peripheral surface of the magnet contacts the outer peripheral side inner surface of the magnet mounting part. Then, when the resin filled in the resin holding bag is cured, the positioned magnet is fixed in the magnet mounting portion.
As a result, the magnet can be easily positioned and fixed in advance at a predetermined position shifted to the outer peripheral side in the magnet mounting portion, and a desired magnet can be displaced with respect to the magnet to be displaced to the outer peripheral side when the rotor rotates. Mechanical strength can be ensured, generation of vibration and noise, and reduction of fatigue strength can be suppressed.
Moreover, since the resin is held in the resin holding bag, it is only necessary to fill the resin holding bag with an appropriate amount of resin necessary for filling the gap between the magnet and the magnet mounting portion. For example, when the rotor body is formed of a laminated steel plate in which a plurality of electromagnetic steel plates are laminated, the resin before hardening penetrates between the laminated steel plates, or the resin before hardening flows out of the magnet mounting part. It is possible to prevent the occurrence of problems such as
Further, for example, when disassembling the rotor and reusing each member constituting the rotor, for fixing the magnet only by a simple process of simply removing the resin holding back from the magnet mounting portion. The resin can be separated from the rotor body, and each member constituting the rotor can be easily reused.
さらに、請求項3に記載の発明の回転子の製造方法では、前記磁石挿入工程および前記バック挿入工程は、前記磁石に接合された前記樹脂保持バックを前記磁石と共に前記磁石装着部内に挿入することを特徴としている。 Furthermore, in the rotor manufacturing method according to claim 3, in the magnet insertion step and the back insertion step, the resin holding back bonded to the magnet is inserted into the magnet mounting portion together with the magnet. It is characterized by.
上記の回転子の製造方法によれば、樹脂保持バックを磁石装着部内に容易に挿入することができる。 According to the above method for manufacturing a rotor, the resin holding bag can be easily inserted into the magnet mounting portion.
さらに、請求項4に記載の発明の回転子の製造方法では、前記バック挿入工程は、ガイド部材に保持された前記樹脂保持バックを前記ガイド部材と共に前記磁石装着部内に挿入することを特徴としている。 Furthermore, in the rotor manufacturing method according to the fourth aspect of the present invention, the back insertion step inserts the resin holding bag held by the guide member into the magnet mounting portion together with the guide member. .
上記の回転子の製造方法によれば、樹脂保持バックを磁石装着部内に容易に挿入することができる。 According to the above method for manufacturing a rotor, the resin holding bag can be easily inserted into the magnet mounting portion.
さらに、請求項5に記載の発明の回転子の製造方法では、前記樹脂保持バックは、前記磁石位置固定工程にて位置決めされた前記磁石の表面と前記磁石装着部の内面との間の空間部と同等の形状に変形可能であることを特徴としている。 Furthermore, in the method for manufacturing a rotor according to claim 5, the resin holding back is a space between the surface of the magnet positioned in the magnet position fixing step and the inner surface of the magnet mounting portion. It can be transformed into a shape equivalent to
上記の回転子の製造方法によれば、樹脂保持バックは、例えば、予め、磁石位置固定工程にて位置決めされた磁石の表面と磁石装着部の内面との間に形成される空間部と同等の形状を備え、磁石装着部内に挿入される際には、このバック挿入工程に適した形状に変形させられたり、例えば、可逆的あるいは不可逆的に弾性変形可能に形成されて、内部に樹脂が注入されることに伴って膨張しつつ、磁石の表面と磁石装着部の内面との間の空間部を埋めるようにして変形させられる。これにより、内部に樹脂を充填するだけの単純な工程によって、磁石の表面と磁石装着部の内面との間の空間部を埋めるようにして樹脂保持バックを装着することができる。 According to the method for manufacturing a rotor described above, the resin holding back is, for example, equivalent to a space portion formed between the surface of the magnet previously positioned in the magnet position fixing step and the inner surface of the magnet mounting portion. When it is inserted into the magnet mounting part, it can be deformed into a shape suitable for this back insertion process, or it can be elastically deformed reversibly or irreversibly, for example, and resin is injected inside While being expanded, it is deformed so as to fill a space between the surface of the magnet and the inner surface of the magnet mounting portion. Thereby, the resin holding bag can be mounted so as to fill the space between the surface of the magnet and the inner surface of the magnet mounting portion by a simple process of simply filling the inside with resin.
請求項1に記載の発明の回転子によれば、樹脂保持バックによって磁石を磁石装着部内の外周側にずれた所定の位置に容易に位置決めして固定することができ、回転子の回転時において外周側へ変位しようとする磁石に対して所望の機械的強度を確保することができ、振動や騒音の発生および疲労強度の低下を抑制することができる。しかも、磁石を磁石装着部内に固定する樹脂は樹脂保持バック内に保持されることから、樹脂保持バック内に樹脂を充填する際には、磁石と磁石装着部との間の隙間を埋めるために必要とされるだけの適切な量の樹脂を樹脂保持バック内に充填するだけで済み、例えば回転子本体が複数の電磁鋼板が積層されてなる積層鋼板により形成される場合に硬化以前の樹脂が積層鋼板間に浸透してしまったり、例えば硬化以前の樹脂が磁石装着部内から流出してしまう等の不具合が生じることを防止することができる。
また、例えば回転子を分解して、回転子を構成する各部材を再利用する場合等においては、単に樹脂保持バックを磁石装着部から取り外すだけの単純な工程のみで、磁石を固定するための樹脂を回転子本体から分離することができ、回転子を構成する各部材を容易に再利用することができる。
According to the rotor of the first aspect of the present invention, the magnet can be easily positioned and fixed at a predetermined position shifted to the outer peripheral side in the magnet mounting portion by the resin holding back, and at the time of rotation of the rotor A desired mechanical strength can be ensured for the magnet to be displaced toward the outer peripheral side, and the occurrence of vibration and noise and the decrease in fatigue strength can be suppressed. Moreover, since the resin that fixes the magnet in the magnet mounting portion is held in the resin holding bag, when filling the resin in the resin holding bag, the gap between the magnet and the magnet mounting portion is filled. It is only necessary to fill the resin holding bag with an appropriate amount of resin as required. For example, when the rotor body is formed by a laminated steel plate in which a plurality of electromagnetic steel plates are laminated, It is possible to prevent problems such as permeation between laminated steel plates, or the occurrence of, for example, uncured resin flowing out of the magnet mounting portion.
Further, for example, when disassembling the rotor and reusing each member constituting the rotor, for fixing the magnet only by a simple process of simply removing the resin holding back from the magnet mounting portion. The resin can be separated from the rotor body, and each member constituting the rotor can be easily reused.
また、請求項2に記載の発明の回転子の製造方法によれば、予め、磁石を磁石装着部内の外周側にずれた所定の位置に容易に位置決めして固定することができ、回転子の回転時において外周側へ変位しようとする磁石に対して所望の機械的強度を確保することができ、振動や騒音の発生および疲労強度の低下を抑制することができる。しかも、磁石を磁石装着部内に固定する樹脂は樹脂保持バック内に保持されることから、樹脂保持バック内に樹脂を充填する際には、磁石と磁石装着部との間の隙間を埋めるために必要とされるだけの適切な量の樹脂を樹脂保持バック内に充填するだけで済み、例えば回転子本体が複数の電磁鋼板が積層されてなる積層鋼板により形成される場合に硬化以前の樹脂が積層鋼板間に浸透してしまったり、例えば硬化以前の樹脂が磁石装着部内から流出してしまう等の不具合が生じることを防止することができる。
また、例えば回転子を分解して、回転子を構成する各部材を再利用する場合等においては、単に樹脂保持バックを磁石装着部から取り外すだけの単純な工程のみで、磁石を固定するための樹脂を回転子本体から分離することができ、回転子を構成する各部材を容易に再利用することができる。
According to the rotor manufacturing method of the invention described in
Further, for example, when disassembling the rotor and reusing each member constituting the rotor, for fixing the magnet only by a simple process of simply removing the resin holding back from the magnet mounting portion. The resin can be separated from the rotor body, and each member constituting the rotor can be easily reused.
さらに、請求項3または請求項4に記載の発明の回転子の製造方法によれば、樹脂保持バックを磁石装着部内に容易に挿入することができる。
さらに、請求項5に記載の発明の回転子の製造方法によれば、内部に樹脂を充填するだけの単純な工程によって、磁石の表面と磁石装着部の内面との間の空間部を埋めるようにして樹脂保持バックを装着することができる。
Furthermore, according to the rotor manufacturing method of the invention described in claim 3 or claim 4, the resin holding bag can be easily inserted into the magnet mounting portion.
Furthermore, according to the rotor manufacturing method of the invention described in claim 5, the space between the surface of the magnet and the inner surface of the magnet mounting portion is filled by a simple process of filling the inside with resin. Thus, the resin holding bag can be mounted.
以下、本発明の回転子および回転子の製造方法の一実施形態について添付図面を参照しながら説明する。
本実施の形態に係る回転子10は、例えば内燃機関と共に車両の駆動源とされるハイブリッド車両用電動機をなすブラシレスDCモータの回転子であって、このブラシレスDCモータは、回転子10を回転させる回転磁界を発生する複数相の固定子巻線を具備する固定子を備えて構成されている。そして、例えば内燃機関とブラシレスDCモータとトランスミッションとを直列に直結した構造のパラレルハイブリッド車両において、内燃機関およびブラシレスDCモータの両方の駆動力は、トランスミッションを介して車両の駆動輪に伝達されるようになっている。
Hereinafter, an embodiment of a rotor and a method for manufacturing the rotor of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
The
この回転子10は、例えば図1に示すように、内燃機関のクランクシャフトおよびトランスミッションの入力軸に連結されてモータトルクを伝達するためのシャフト11と、例えば珪素鋼板等の複数の電磁鋼板が積層されてなる略円筒状のヨーク12と、ヨーク12に設けられた複数の磁石装着部13,…,13に装着される複数の磁石14,…,14と、ヨーク12の回転軸O方向の端面12A,12Bを両側から挟み込むようにして配置された1対の略円環板状の端面板15,15と、略円環状のカラー16とを備えて構成されている。
As shown in FIG. 1, for example, the
例えば鍛造により略円筒状に形成されたシャフト11は、外周面11A上における回転軸O方向の一方の端部において一段拡径するようにして周方向に沿って外周面11A上から突出する突出部11aを備え、さらに、外周面11A上の周方向に沿った所定位置には回転軸O方向に伸びる複数(例えば2つ)の凹溝11b,11bが形成され、各凹溝11bは、外周面11A上およびシャフト11の回転軸O方向の他方の端面11B上において開口するように形成されている。
For example, the
略円筒状のヨーク12は、シャフト11の外周面11Aの外径よりも僅かに小さな内径を有する内周面12Cを備え、この内周面12C上の周方向に沿った所定位置には回転軸O方向に伸びる複数(例えば2つ)の凸部12a,12aが形成され、ヨーク12の内周面12Cがシャフト11の外周面11Aに当接するようにしてヨーク12を相対的にシャフト11に装着する際に、ヨーク12の凸部12aがシャフト11の凹溝11bに装着されることで、ヨーク12とシャフト11とが周方向の所定相対位置に位置決めされるようになっている。
The substantially
ヨーク12の外周部には周方向に所定間隔をおいて複数の磁石装着部13,…,13が設けられ、隣り合う磁石装着部13,13間においてヨーク12の外周面12D上には回転軸O方向に伸びる凹溝12bが形成されている。
周方向の両側から凹溝12b,12bにより挟み込まれる突極状に形成された各磁石装着部13は、例えば図2に示すように、回転軸O方向に貫通する1対の磁石装着孔13a,13aを備え、これら2つの磁石装着孔13a,13aはセンターリブ13bを介して周方向に隣り合うように配置されている。各磁石装着孔13aは回転軸線O方向に対する断面が略長方形状に形成され、各磁石装着孔13aの周方向および径方向の各寸法は、略長方形板状の磁石14の幅寸法および厚さ寸法よりも所定寸法だけ大きく設定されている。
A plurality of
Each
そして、各磁石装着孔13a内に挿入された磁石14は、磁石14の外周面14Aと磁石装着孔13aの外周側内面13Aとが当接し、磁石14の各両側面14B,14Cおよび内周面14Dと、磁石装着孔13aの各周方向内面13B,13Cおよび内周側内面13Dとの間に所定寸法の隙間21が形成されるようにして位置決めされ、この隙間21には、例えばシリコン樹脂やエポキシ樹脂等の樹脂22aが内部に充填された樹脂保持バック22が装着されている。
樹脂保持バック22は、内部の樹脂22aが硬化することによって磁石14と磁石装着孔13aとの間の隙間21を埋めると共に、磁石14を径方向の外周側に向かって押圧し、磁石14の外周面14Aを磁石装着孔13aの外周側内面13Aに押圧固定する。
The
The resin holding back 22 fills the
また、1対の磁石装着孔13a,13aに装着される1対の磁石14,14は、厚さ方向(つまり回転子12の径方向)に磁化され、互いに磁化方向が同方向となるように設定される。なお、周方向で隣り合う磁石装着部13,13に対して、各1対の磁石装着孔13a,13aおよび13a,13aに装着される各1対の磁石14,14および14,14は互いに磁化方向が異方向となるように設定される。すなわち外周側がN極とされた1対の磁石14,14が装着された磁石装着部13には、外周側がS極とされた1対の磁石14,14が装着された磁石装着部13が、凹溝12bを介して周方向に隣接するようになっている。
Further, the pair of
略円環板状の端面板15は、ヨーク12の外径よりも僅かに小さな外径を有する外周面15Aおよび磁石装着孔13aの内周面よりも小さな径の内径を有する内周面15Bを備え、ヨーク12の端面12A,12Bを両側から挟み込む1対の端面板15,15は、各磁石装着孔13aに装着された磁石14の両端面に当接し、磁石14が回転軸O方向に変位することを規制するようになっている。
なお、端面板15の内周面15Bは、シャフト11の外周面11Aの外径と同等あるいは外周面11Aの外径よりも僅かに大きく、かつ、シャフト11の外周面11A上に設けられた突出部11aの外径よりも小さい内径を有するように形成され、さらに、この内周面15B上の周方向に沿った所定位置には回転軸O方向に伸びる複数(例えば2つ)の突部15a,15aが形成されている。すなわち、端面板15の内周面15Bがシャフト11の外周面11Aに対向するようにして端面板15を相対的にシャフト11に装着する際に、端面板15の突部15aがシャフト11の凹溝11bに装着されることで、端面板15とシャフト11とが周方向の所定相対位置に位置決めされ、さらに、端面板15がシャフト11の突出部11aに当接することで、端面板15がシャフト11の回転軸O方向の一方の端部から抜けてしまうことを防止するようになっている。
The substantially annular plate-
The inner
略円環状のカラー16は、シャフト11の外周面11Aの外径よりも僅かに小さな内径を有する内周面16Aおよび端面板15の内周面15Bの内径よりも大きな外径を有する外周面16Bを備え、複数の磁石14,…,14が装着されたヨーク12および1対の端面板15,15が装着されたシャフト11に対して、カラー16の内周面16Aがシャフト11の外周面11Aに当接するようにしてカラー16を相対的にシャフト11に装着することによって、カラー16が端面板15に当接し、端面板15がシャフト11の回転軸O方向の他方の端部から抜けてしまうことを防止するようになっている。
The substantially
本実施の形態に係る回転子10は上記構成を備えており、次に、この回転子10の製造方法、特に、磁石14を回転子10に固定する方法について添付図面を参照しながら説明する。
The
先ず、図3に示すステップS01においては、ロータシャフト11に一方の端面板15を装着し、さらに、ヨーク12にロータシャフト11を圧入するようにして、ロータシャフト11にヨーク12を装着する。
次に、ステップS02においては、ヨーク12の各磁石装着孔13aの一方の開口部が一方の端面板15により閉塞された磁石装着孔13aに、未着磁の磁石14と、樹脂22aを未注入の樹脂保持バック22とを挿入する。なお、このとき、例えば図4(a)に示すように、樹脂保持バック22を磁石14よりも内周側にずれた位置に配置する。
次に、ステップS03においては、樹脂保持バック22内に所定量の樹脂22aを注入する。これにより、例えば図4(b)に示すように、磁石14と磁石装着孔13aとの間の隙間21を埋めるようにして樹脂保持バック22が変形し、磁石14は、径方向の外周側に向かって押圧され、磁石14の外周面14Aが磁石装着孔13aの外周側内面13Aに当接した状態で位置決めされる。
First, in step S01 shown in FIG. 3, one
Next, in step S02, the
Next, in step S <b> 03, a predetermined amount of
次に、ステップS04においては、樹脂22aを所定温度まで加熱して硬化させ、磁石14を、磁石14の外周面14Aが磁石装着孔13aの外周側内面13Aに当接した状態で磁石装着孔13a内に押圧固定する。
次に、ステップS05においては、ヨーク12の各磁石装着孔13aの他方の開口部から外部に突出する樹脂保持バック22および硬化した樹脂22aの余剰分を削除する。
そして、ステップS06においては、例えば図4(c)に示すように、ロータシャフト11に他方の端面板15を装着し、ヨーク12の各磁石装着孔13aの他方の開口部を他方の端面板15により閉塞する。
次に、ステップS07においては、カラー16にロータシャフト11を圧入するようにして、ロータシャフト11にカラー16を装着する。
そして、ステップS08においては、例えばロータシャフト11とヨーク12と1対の端面板15,15とカラー16との相対位置等の検査および修正を行う。
そして、ステップS09においては、回転バランス等を調整する。
次に、ステップS10においては、各磁石装着孔13aに装着された磁石14に対して、ブラシレスDCモータの所望の運転特性を確保するために必要とされる所定の帯磁磁束が形成されるようにして、磁化方向を厚さ方向とし、適宜の着磁装置(図示略)により着磁を行い、一連の処理を終了する。
Next, in step S04, the
Next, in step S05, the excess of the resin holding back 22 and the cured
In step S06, for example, as shown in FIG. 4C, the other end face
Next, in step S07, the
In step S08, for example, the relative position between the
In step S09, the rotation balance and the like are adjusted.
Next, in step S10, a predetermined magnetic flux required to ensure desired operating characteristics of the brushless DC motor is formed on the
上述したように、本実施の形態による回転子の製造方法によれば、予め、磁石14を各磁石装着孔13a内の外周側にずれた所定の位置に容易に位置決めして固定することができ、回転子10の回転時において外周側へ変位しようとする磁石14に対して所望の機械的強度を確保することができ、振動や騒音の発生および回転子10の疲労強度の低下を抑制することができる。
しかも、回転子10を、例えばハイブリッド車両や燃料電池車両等の車両の駆動源とされる車両用電動機に具備した際に、車両の駆動源の使用環境や車両用電動機の運転状態等に応じて樹脂22aの熱変形が増大することを抑制するために、相対的に粘度が低い樹脂22aを採用した場合であっても、ヨーク12を構成する複数の電磁鋼板が積層されてなる積層鋼板間に硬化以前の樹脂22aが浸透してしまうことを防止することができ、磁石14と磁石装着孔13aとの間の隙間を埋めるために必要とされるだけの適切な量の樹脂22aを樹脂保持バック22内に充填するだけで、磁石14を適切に固定することができる。
また、例えば回転子10を分解して、回転子10を構成する各部材を再利用する場合等においては、単に樹脂保持バック22を磁石装着孔13a内から取り外すだけの単純な工程のみで、磁石14を固定するための樹脂22aをヨーク12から分離することができ、回転子10を構成する各部材を容易に再利用することができる。
As described above, according to the method of manufacturing a rotor according to the present embodiment, the
Moreover, when the
Further, for example, when the
なお、上述した実施の形態においては、ステップS02において、磁石装着孔13aに、未着磁の磁石14と、樹脂22aを未注入の樹脂保持バック22とを、互いに独立に挿入したが、これに限定されず、例えば図5に示す本実施形態の第1変形例のように、予め、樹脂保持バック22を磁石14の内周面14Dに接合しておき、一体化された樹脂保持バック22と磁石14とを磁石装着孔13a内に挿入してもよい。
また、例えば図6に示す本実施形態の第2変形例のように、予め、樹脂保持バック22を、例えば板状等のガイド部材31に接合しておき、ガイド部材31と共に磁石装着孔13a内に挿入してもよい。
In the above-described embodiment, in step S02, the
For example, as in the second modified example of the present embodiment shown in FIG. 6, the resin holding back 22 is bonded to a
また、上述した実施の形態においては、樹脂保持バック22を伸縮可能に形成してもよい。
そして、この場合には、例えば樹脂保持バック22に樹脂22aを注入して樹脂保持バック22を膨張させることによって、樹脂保持バック22を磁石装着孔13a内に挿入してもよい。
この本実施形態の第3変形例においては、例えば図7に示すように、上述したステップS01の実行後に、ステップS11に進む。
そして、ステップS11においては、ヨーク12の各磁石装着孔13aの一方の開口部が一方の端面板15により閉塞された磁石装着孔13aに未着磁の磁石14を挿入する。
次に、ステップS12においては、ヨーク12の各磁石装着孔13aの他方の開口部に樹脂保持バック22を配置し、樹脂保持バック22内に樹脂22aを所定の注入圧力で注入して樹脂保持バック22を膨張させることによって、樹脂保持バック22を磁石14の内周面14Dと磁石装着孔13aの内周側内面13Dとの間の隙間21内に挿入する。そして、上述したステップS04に進む。
In the embodiment described above, the resin holding back 22 may be formed to be extendable and contractible.
In this case, the resin holding back 22 may be inserted into the
In the third modification of the present embodiment, for example, as shown in FIG. 7, the process proceeds to step S11 after the execution of step S01 described above.
In
Next, in step S12, the resin holding back 22 is arranged in the other opening of each
また、上述した実施の形態においては、予め、樹脂保持バック22の形状を、例えば、磁石装着孔13aに磁石14が装着されて磁石14の外周面14Aと磁石装着孔13aの外周側内面13Aとが当接した状態で磁石装着孔13a内に形成される隙間21、つまり図2に示すように、磁石14の各両側面14B,14Cおよび内周面14Dと、磁石装着孔13aの各周方向内面13B,13Cおよび内周側内面13Dとの間に形成される隙間21の形状と同等に形成してもよい。
In the above-described embodiment, the shape of the resin holding back 22 is preliminarily changed, for example, by attaching the
また、上述した実施の形態においては、樹脂保持バック22を磁石14の各両側面14B,14Cおよび内周面14Dと、磁石装着孔13aの各周方向内面13B,13Cおよび内周側内面13Dとの間に形成される隙間21に装着するとしたが、これに限定されず、さらに、樹脂22aが充填された状態で相対的に薄い樹脂保持バック22を磁石14の外周面14Aと磁石装着孔13aの外周側内面13Aとの間に装着してもよい。この場合には、複数の電磁鋼板が積層されてなるヨーク12において、磁石装着孔13aの外周側内面13A上に積層段差が形成されている場合であっても、この積層段差に直接に磁石14の外周面14Aが当接することで振動や騒音等が生じることを防止することができる。
Further, in the above-described embodiment, the resin holding back 22 includes the both side surfaces 14B and 14C and the inner
また、上述した実施の形態においては、樹脂保持バック22を、樹脂22aが充填された以後において樹脂22aと一体化する材料により形成してもよい。
In the above-described embodiment, the resin holding back 22 may be formed of a material that is integrated with the
また、上述した実施の形態においては、ヨーク12を貫通する磁石装着孔13a内に磁石14を装着するとしたが、これに限定されず、例えばヨーク12の外周面12D上で開口する凹部に磁石14が装着され、この凹部の開口部に磁石14の外周面14Aに当接して磁石14が外周側に変位することを規制する爪部が設けられていてもよい。
In the above-described embodiment, the
10 回転子
12 ヨーク(回転子本体)
13 磁石装着部
14 磁石
22 樹脂保持バック
22a 樹脂
ステップS02 磁石挿入工程、バック挿入工程
ステップS03 磁石位置固定工程
ステップS04 磁石位置固定工程
ステップS11 磁石挿入工程
ステップS12 バック挿入工程、磁石位置固定工程
10
13
Claims (5)
前記磁石装着部の内面と前記磁石の表面との間に、内部に樹脂が充填された樹脂保持バックが備えられ、
前記樹脂バックは、前記磁石を前記磁石装着部の内面に向かい押圧することを特徴とする回転子。 A rotor in which a magnet is mounted on a magnet mounting portion provided in the rotor body,
Between the inner surface of the magnet mounting part and the surface of the magnet, a resin holding back filled with resin is provided,
The resin bag presses the magnet toward the inner surface of the magnet mounting portion.
磁石を前記磁石装着部内に挿入する磁石挿入工程と、
内部に樹脂を充填可能な樹脂保持バックを前記磁石装着部内に挿入するバック挿入工程と、
前記樹脂を前記樹脂保持バック内に充填し、前記樹脂保持バックが変形して前記磁石を押圧する押圧力により、前記磁石を前記磁石装着部内の外周側にずれた位置に位置決めすると共に、位置決めされた前記磁石を前記磁石装着部内に固定する磁石位置固定工程と
を含むことを特徴とする回転子の製造方法。 A method for manufacturing a rotor in which a magnet is mounted on a magnet mounting portion provided in a rotor body,
A magnet insertion step of inserting a magnet into the magnet mounting portion;
A back insertion step of inserting a resin holding back that can be filled with resin into the magnet mounting portion;
The resin is filled in the resin holding bag, and the magnet is positioned at a position shifted to the outer peripheral side in the magnet mounting portion by the pressing force that the resin holding bag is deformed and presses the magnet. And a magnet position fixing step of fixing the magnet in the magnet mounting portion.
3. The resin holding bag can be deformed into a shape equivalent to a space portion between a surface of the magnet positioned in the magnet position fixing step and an inner surface of the magnet mounting portion. A method for producing a rotor as described in 1.
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