JP2006025552A - Rotating electric machine and manufacturing method of rotor of rotating electric machine - Google Patents
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Description
本発明は、回転電機及び回転電機の回転子の製造方法に関するものである。 The present invention relates to a rotating electrical machine and a method for manufacturing a rotor of the rotating electrical machine.
従来の回転電機として、ロータ側にマグネットを有するインナーロータ形小形DCブラシレスモートルにおいて、ロータヨーク部を積層ロータコアで形成し、その外周部に前記ロータマグネットを装着固定して成るインナーロータを有するものがある。そして、前記ロータコアはステータコアと同時抜き、かつ複数個の積層用V字形ノッチを有し、プレス打抜型内で自動積層され、取扱い、組立てに有利な一塊の剛体としている。また、ロータコア積層時生じる凹凸面を利用し、前記ロータマグネットの接着強度、信頼性を上げている。それは、プレス打抜き積層コアの外周部に、電磁鋼板の破断によるクサビ状空隙(接着に最適な10〜20μm)が形成されて接着剤の溜りとなるからである(例えば、特許文献1参照)。 As a conventional rotating electrical machine, there is an inner rotor type small DC brushless motor having a magnet on the rotor side, and having an inner rotor formed by forming a rotor yoke portion with a laminated rotor core and mounting and fixing the rotor magnet on the outer periphery thereof. . The rotor core is punched at the same time as the stator core and has a plurality of V-shaped notches for stacking. The rotor core is automatically stacked in a press punching die, making it a solid body that is advantageous for handling and assembly. Further, the uneven surface generated when the rotor core is laminated is used to increase the adhesive strength and reliability of the rotor magnet. This is because a wedge-shaped gap (10 to 20 μm optimum for adhesion) is formed in the outer peripheral portion of the press-punched laminated core by breaking the electromagnetic steel sheet and becomes a pool of adhesive (for example, see Patent Document 1).
しかしながら、上記従来の回転電機では、ステータコア及びロータコアは、渦電流損及び鉄損を小さくするために薄い電磁鋼板を使用している。また、接着剤は、塗布時及び接着時に接着部の外へ流れ出ないように、ある程度粘度の高いものを使用している。特に、接着工程を自動化する場合、接着剤が外へ流れ出ると自動化が困難になるからである。電磁鋼板が薄いためロータコア外周部のクサビ状空隙が小さく、また、接着剤の粘度が高いため、接着剤がクサビ状空隙の奥まで入り込まず、接着剤と電磁鋼板との接着面積を充分に確保できなかった。 However, in the conventional rotating electric machine described above, the stator core and the rotor core use thin electromagnetic steel sheets in order to reduce eddy current loss and iron loss. In addition, an adhesive having a certain degree of viscosity is used so that it does not flow out of the bonded portion during application and bonding. In particular, when the bonding process is automated, automation is difficult when the adhesive flows out. Since the magnetic steel sheet is thin, the wedge-shaped gap around the outer periphery of the rotor core is small, and the viscosity of the adhesive is high, so the adhesive does not penetrate deeply into the wedge-shaped gap, ensuring a sufficient bonding area between the adhesive and the electromagnetic steel sheet. could not.
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、鋼板を積層した回転子鉄心(ロータコア)外周のクサビ状空隙の奥まで接着剤を入り込ませることにより、接着剤と鋼板との接着面積を確保し、磁石の接着強度をさらに高めた回転電機を得ることを目的とする。 This invention is made in view of the above, Comprising: By making an adhesive enter into the back of the wedge-shaped space | gap of the outer periphery of the rotor core (rotor core) which laminated | stacked the steel plate, the adhesive area of an adhesive agent and a steel plate is made. An object of the present invention is to obtain a rotating electrical machine that is secured and further increases the adhesive strength of a magnet.
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明の回転電機は、磁石接着部のプレス打抜き破断面同士及びせん断面同士を隣り合わせるように所定枚数の回転子鉄心片を積層することにより、前記磁石接着部に破断面同士の対向による複数のV字状溝が形成された回転子鉄心と、前記磁石接着部及び/又は永久磁石に塗布され、前記V字状溝内にも塗布された接着剤と、該接着剤を介して前記磁石接着部に接着された前記永久磁石と、から成る回転子を備える。 In order to solve the above-described problems and achieve the object, the rotating electrical machine of the present invention is configured by laminating a predetermined number of rotor core pieces so that the press punched fracture surfaces and shear surfaces of the magnet bonding portion are adjacent to each other. Is applied to the rotor iron core in which a plurality of V-shaped grooves are formed on the magnet adhesion portion by facing the fracture surfaces, and to the magnet adhesion portion and / or the permanent magnet, and also applied to the V-shape groove. A rotor including the adhesive and the permanent magnet bonded to the magnet bonding portion via the adhesive.
この発明によれば、磁石接着部のV字状溝(クサビ状空隙)の奥まで接着剤が入り込んでいるため、接着剤と磁石接着部との接着面積を確保することができる。 According to this invention, since the adhesive has penetrated to the back of the V-shaped groove (wedge-shaped gap) of the magnet bonding portion, it is possible to secure the bonding area between the adhesive and the magnet bonding portion.
この発明によれば、回転子鉄心と永久磁石との接着強度の高い回転電機を得ることができるという効果を奏する。 According to this invention, there exists an effect that the rotary electric machine with high adhesive strength of a rotor iron core and a permanent magnet can be obtained.
以下に、本発明にかかる回転電機及び回転電機の回転子の製造方法の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。 Embodiments of a rotating electrical machine and a method of manufacturing a rotor of the rotating electrical machine according to the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. Note that the present invention is not limited to the embodiments.
図1は、本発明の回転電機の実施の形態を示す断面図であり、図2−1は、トランスファープレスによる回転子鉄心の製造工程を示す図であり、図2−2は、プレス打抜き方法の他の例を示す図であり、図3は、プレスのダイスとポンチのクリアランスを示す図であり、図4−1は、クリアランスが小さい場合の回転子鉄心片の切断面の形状を示す図であり、図4−2は、クリアランスが大きい場合の回転子鉄心片の切断面の形状を示す図であり、図5は、図1のA−A線に沿う拡大断面図で磁石接着部を示す図であり、図6は、比較例として従来の磁石接着部を示す図である。 FIG. 1 is a sectional view showing an embodiment of a rotating electrical machine of the present invention, FIG. 2-1 is a view showing a manufacturing process of a rotor core by transfer press, and FIG. 2-2 is a press punching method. FIG. 3 is a view showing the clearance between the press die and the punch, and FIG. 4A is a view showing the shape of the cut surface of the rotor core piece when the clearance is small. FIG. 4-2 is a diagram showing the shape of the cut surface of the rotor core piece when the clearance is large, and FIG. 5 is an enlarged cross-sectional view taken along the line AA in FIG. FIG. 6 is a diagram showing a conventional magnet bonding portion as a comparative example.
図1に示すように、実施の形態の回転電機モータ100は、概ね円筒状に形成され図示しないフレーム内に収容される固定子20と、シャフト34に支持され、固定子20内で回転する概ね円柱状の回転子30とから構成されている。固定子20は、電磁鋼板を積層して形成され内周部に複数(12本)のティース部21aとスロット21bが設けられた固定子鉄心21と、スロット21bに装着された固定子巻線22とから成っている。
As shown in FIG. 1, the rotating
回転子30は、電磁鋼板を積層して形成された回転子鉄心31と、回転子鉄心31の外周部の磁石接着部31aに接着された複数(8本)の永久磁石32とから成っている。永久磁石32は、N極とS極が交互に並ぶように配置されている。固定子巻線22に通電し、固定子20に回転磁界を形成させ、回転子30をシャフト34回りに回転させる。
The
次に、図2〜図4−2を参照して、回転子30の製造方法について説明する。回転子鉄心31は、帯状に形成された電磁鋼板のコア材40からトランスファープレス400により円形の回転子鉄心片31xを打抜き、この回転子鉄心片31xを積層して形成する。
Next, a method for manufacturing the
ここで、コア材40からのプレス打抜き加工による回転子鉄心片31xの外周切断面の形状について説明する。一般的に、プレス打抜き切断加工を行うと、その切断面には、切断加工前半で形成され材料面に対し傾斜する破断面と、切断加工後半で形成され材料面に対し垂直なせん断面の2つの形態の面が形成される。この破断面とせん断面の形成比率は、図3に示すプレスの上型(ポンチ)と下型(ダイス)のクリアランスの大小により決まる。
Here, the shape of the outer peripheral cut surface of the
クリアランスが小さい場合、図4−1に示すように、切断面が刃物で切られたような状態になりせん断面(垂直部)が大きくなり切断精度が良くなるが、型のエッジに大きな応力が発生し型寿命が短くなる。クリアランスが大きい場合、エッジによる切断能力が小さくなり引き千切られるように切断され、図4−2に示すように、破断面(傾斜部)が大きくなり切断精度が悪くなる。本実施の形態のコア材40からのプレス打抜き加工では、切断精度と型寿命の両面を考慮し、せん断面と破断面がほぼ半々となるようにクリアランスを調整している。
When the clearance is small, as shown in FIG. 4A, the cutting surface is cut with a blade and the shear surface (vertical portion) is increased and the cutting accuracy is improved. However, a large stress is applied to the edge of the mold. Occurs and the mold life is shortened. When the clearance is large, the cutting ability by the edge is reduced and the cutting is performed so that it is torn off, and as shown in FIG. 4-2, the fracture surface (inclined portion) is increased and the cutting accuracy is deteriorated. In the press punching process from the
次に、図2−1を参照して、トランスファープレス400による回転子鉄心片31xの打抜き工程及び積層工程について説明する。トランスファープレス400は、回転子鉄心片31xの磁石接着部31aをコア材40の一方側から断続環状に打抜くポンチ44及びダイス45を有するステージ41と、磁石接着部31aをコア材40の他方側から断続環状に打抜くポンチ44及びダイス45を有するステージ42と、回転子鉄心片31xの残りの非磁石接着部31bになる部分をコア材40の他方側から打抜くポンチ46及び打抜かれた回転子鉄心片31xを積層する積層孔47aを設けたダイス47を有するステージ43と、を備えている。
Next, with reference to FIG. 2A, a punching process and a laminating process of the
なお、ステージ41及びステージ42では、シャフト孔34aも同時に打抜くようになっている。また、ステージ43において、回転子鉄心片31xに積層用Vノッチを形成して積層一体化した回転子鉄心31を成形してもよいし、積層一体化は他の工程で行ってもよい。
In the
上記のトランスファープレス400を用いたコア材40からの回転子鉄心片31xのプレス打抜き及び積層方法を説明する。帯状のコア材40をトランスファープレス400上にセットし、第1のステップとして、ステージ41及びステージ42のポンチ44とダイス45を作動させ、一対の回転子鉄心片31xの磁石接着部31aを、ステージ41ではコア材40の一方側から、ステージ42では他方側から、断続環状に打抜く。
A method of stamping and laminating the
第2のステップとして、コア材40を1ステージ分送り、ステージ42で他方側から断続環状に打抜かれた部分をステージ43上に位置させる。ステージ43のポンチ46とダイス47を作動させ、回転子鉄心片31xの非磁石接着部31bを打抜き、積層孔47a内へ落し込む。続いて、コア材40を1ステージ分送り、ステージ41で一方側から断続環状に打抜かれた部分をステージ43上に位置させる。同様に、ステージ43のポンチ46とダイス47を作動させ、もう一つの回転子鉄心片31xの非磁石接着面31bを打抜き、積層孔47a内へ落し込み、先に落し込まれた回転子鉄心片31x上に積層する。
As a second step, the
以下、第3のステップとして、前記第1、第2のステップを繰返し、少なくとも磁石接着部31aが互いに逆方向にプレス打抜きされた所定枚数の回転子鉄心片31x交互に積層する。
Hereinafter, as the third step, the first and second steps are repeated, and a predetermined number of
次に、第4のステップとして、積層された所定枚数の回転子鉄心片31xに積層用Vノッチを形成するなどして一体化し、回転子鉄心31を成形する。
Next, as a fourth step, the
第5のステップとして、一体化した回転子鉄心31の磁石接着部31a及び/又は永久磁石32に接着剤33を塗布し、この接着剤33を介して磁石接着部31aに永久磁石32を接着する。この製造方法によれば、第1〜第4ステップをトランスファープレスのみで自動化して行うことができる。
As a fifth step, the
なお、上記では、図2−1に示すように、第1のステップとして、ステージ41及びステージ42のポンチ44とダイス45を作動させ、一対の回転子鉄心片31xの磁石接着部31aを、断続環状に打抜く例を示したが、打抜き方法としては、図2−2に示すように、非磁石接着部31bを2ヶ所のみ残し、他の外周部を連続させて打抜いてもよい。このようにすると、ポンチやダイスの型の製作が容易で寿命も長くなる。
In the above, as shown in FIG. 2A, as a first step, the
また、図示はしないが、所定枚数の回転子鉄心片31xの円形打抜きを、単純プレスで同一方向から行い、打抜き方向の交互積層は手作業や組立ロボットで行ってもよい。
Although not shown, circular punching of a predetermined number of
図5は、図1のA−A線に沿う拡大断面図で本実施の形態の磁石接着部を示す図であり、図6は、比較例として従来の磁石接着部を示す図である。回転子鉄心31は、外周部の少なくとも磁石接着部31aが互いに逆方向にプレス打抜きされた回転子鉄心片31xを交互に積層しているので、せん断面31d同士と破断面31c同士がそれぞれ隣り合う形となる。
FIG. 5 is an enlarged cross-sectional view taken along the line AA in FIG. 1 and shows a magnet adhesion portion of the present embodiment, and FIG. 6 is a diagram showing a conventional magnet adhesion portion as a comparative example. Since the
そして、破断面31cの傾斜面が対向し、破断面31c同士の開き角αが鈍角になり、磁石接着部31aに開き角αが鈍角の複数のV字状溝βが形成される。このため、ある程度接着剤の粘度が高くても、図6に示す従来のものより、塗布された接着剤33が溝(クサビ状空隙)の奥まで入り込めるようになり、接着剤33と破断面31cとの接着面積が十分に確保され、接着強度が向上する。従って、回転子鉄心31と永久磁石32との接着強度の高い回転電機100を得ることができる。なお、磁石接着部31aに接着剤33を塗布するときは、V字状溝β(クサビ状空隙)の奥に接着剤33を押込むようにして塗布するとよい。
And the inclined surface of the torn
以上のように、本発明にかかる回転電機は、回転子外周部に永久磁石を接着するタイプの回転電機として有用である。 As described above, the rotating electrical machine according to the present invention is useful as a rotating electrical machine of a type in which a permanent magnet is bonded to the outer periphery of the rotor.
30 回転子
31 回転子鉄心
31a 磁石接着部
31x 回転子鉄心片
32 永久磁石
33 接着剤
α 破断面同士の開き角
β V字状溝
30
Claims (3)
前記磁石接着部及び/又は永久磁石に塗布され、前記V字状溝内にも塗布された接着剤と、
該接着剤を介して前記磁石接着部に接着された前記永久磁石と、
から成る回転子を備えた回転電機。 By laminating a predetermined number of rotor core pieces so that the press punched fracture surfaces and shear surfaces of the magnet adhesion part are adjacent to each other, a plurality of V-shaped grooves are formed in the magnet adhesion part by facing the fracture surfaces. Rotor core made,
An adhesive applied to the magnet adhesive portion and / or permanent magnet, and also applied to the V-shaped groove;
The permanent magnet bonded to the magnet bonding portion via the adhesive;
An electric rotating machine comprising a rotor made of
鋼板と共に前記一対の回転子鉄心片を送り、順次、積層孔に落し込む第2のステップと、
前記第1、第2のステップを繰返し、少なくとも磁石接着部が互いに逆方向にプレス打抜きされた所定枚数の回転子鉄心片を交互に積層する第3のステップと、
前記積層された回転子鉄心片を一体化して回転子鉄心を成形する第4のステップと、
前記磁石接着部及び/又は永久磁石に接着剤を塗布し、該接着剤を介して前記磁石接着部に永久磁石を接着する第5のステップと、
を含む回転電機の回転子の製造方法。 A first step of pressing and punching at least the magnet adhesion part of the outer peripheral part of the pair of rotor core pieces in a direction opposite to each other from the steel sheet;
A second step of feeding the pair of rotor core pieces together with the steel plate and sequentially dropping into the laminated holes;
Repeating the first and second steps, and a third step of alternately laminating a predetermined number of rotor core pieces in which at least the magnet adhesion portions are stamped in opposite directions; and
A fourth step of forming the rotor core by integrating the laminated rotor core pieces;
A fifth step of applying an adhesive to the magnet adhesion part and / or the permanent magnet, and adhering the permanent magnet to the magnet adhesion part via the adhesive;
A method for manufacturing a rotor of a rotating electrical machine including
外周部の少なくとも磁石接着部の打抜き方向が互いに逆方向となるように前記回転子鉄心片を交互に積層する第2のステップと、
前記積層された回転子鉄心片を一体化して回転子鉄心を成形する第3のステップと、
前記磁石接着部及び/又は永久磁石に接着剤を塗布し、該接着剤を介して前記磁石接着部に永久磁石を接着する第4のステップと、
を含む回転電機の回転子の製造方法。
A first step of punching a predetermined number of rotor core pieces from a steel plate;
A second step of alternately laminating the rotor core pieces so that the punching directions of at least the magnet bonding portion of the outer peripheral portion are opposite to each other;
A third step of forming the rotor core by integrating the laminated rotor core pieces;
A fourth step of applying an adhesive to the magnet adhesion part and / or the permanent magnet, and adhering the permanent magnet to the magnet adhesion part via the adhesive;
A method for manufacturing a rotor of a rotating electrical machine including
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