JP2007037202A - Rotor for permanent magnet embedded motor, its assembling method, and assembling device - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、永久磁石埋め込み型モータ用回転子、その組立方法および組立装置に関し、より特定的には、ロータコアに永久磁石が埋め込まれるインナーロータ型やアウターロータ型の永久磁石埋め込み型モータ用回転子、その組立方法および組立装置に関する。
BACKGROUND OF THE
一般に、永久磁石埋め込み型モータ(IPM型モータ)用回転子では、図26に示す回転子1のように、ロータコア2に設けられる複数の磁石収容孔3にR−Fe−B系希土類焼結磁石などの永久磁石4が界磁源として収容され、永久磁石4は接着剤により磁石収容孔3内に固定されることが知られている。
このような回転子1では、永久磁石4を磁石収容孔3内で固定する作業において、ロータコア2および永久磁石4の脱脂、洗浄や接着剤の塗布、硬化などの工程が必要であり、製造工程が多いという問題がある。また、図26に示すように磁石収容孔3内で永久磁石4の面方向(ロータコア2の端面方向)での固定位置がばらつき、モータ特性が悪化する恐れもある。さらに、モータの使用時に回転子1が高温に達すると接着剤の接着力が弱まり、永久磁石4が外れてしまうなどの品質上の問題がある。
また、永久磁石4の固定に接着剤を用いると回転子1を廃棄する際にロータコア2と永久磁石4との分離および解体が困難であり、リサイクル性の面でも問題がある。回転子1を炉に入れて接着剤の接着力を弱め、ロータコア2と永久磁石4とを分離して解体するという方法も用いられるが、その作業には多くの工程が必要となり、加えてロータコア2に接着剤が残ってしまう。
In general, in a rotor for a permanent magnet embedded type motor (IPM type motor), an R—Fe—B rare earth sintered magnet is provided in a plurality of magnet housing holes 3 provided in a
In such a
Further, when an adhesive is used for fixing the
従来より、永久磁石埋め込み型モータ用回転子の製造工程を削減し、永久磁石をロータコアの磁石収容孔内で強固に固定し、リサイクル性を考慮した技術は多数提案されている。たとえば特許文献1には、内壁に凸部が設けられる磁石収容孔に永久磁石を圧入し、凸部の押圧によって永久磁石を固定した回転子が開示されている。しかし、特許文献1によれば、永久磁石を磁石収容孔内へ圧入する際に、凸部あるいは磁石収容孔の内壁のバリなどによって永久磁石に欠けや削れ、さらにはひび割れなどの損傷が生じる恐れがある。永久磁石としてR−Fe−B系希土類焼結磁石などの非常に酸化しやすい材質が用いられる場合、損傷部から腐食が進行し、永久磁石の有効体積が減少することにより磁気特性が低下し、モータ特性が悪化する恐れがある。
Conventionally, many techniques have been proposed in which the manufacturing process of a rotor for a permanent magnet embedded motor is reduced, the permanent magnet is firmly fixed in the magnet housing hole of the rotor core, and recyclability is taken into consideration. For example,
この他にも、たとえば特許文献2には、ロータコアの磁石収容孔の近傍に設けられる貫通孔にその開口部よりも僅かに大径のピンなどを圧入することにより磁石収容孔の内壁を塑性変形させてかしめ部を永久磁石に圧接し、永久磁石を固定した回転子が開示されている。特許文献2によれば、製造工程において永久磁石が損傷する恐れはない。
しかし、特許文献2に開示される回転子では、ロータコアにピン等を圧入するためのピン圧入孔を予め設けておく必要があり、そのためには所定箇所に予めピン圧入孔が形成された新規設計の薄板鋼板を準備しなければならない。
それゆえに、この発明の主たる目的は、永久磁石の損傷なく簡単に磁石収容孔内で永久磁石を固定でき、既存設計の薄板鋼板を用いることができる、永久磁石埋め込み型モータ用回転子、その組立方法および組立装置を提供することである。
However, in the rotor disclosed in
SUMMARY OF THE INVENTION Therefore, a main object of the present invention is to provide a permanent magnet embedded motor rotor, an assembly thereof, which can easily fix a permanent magnet in a magnet receiving hole without damage to the permanent magnet and can use a thin steel plate of an existing design. A method and assembly apparatus is provided.
上述の目的を達成するために、請求項1に記載の永久磁石埋め込み型モータ用回転子は、薄板鋼板を積層して構成されるロータコアと、ロータコアを軸方向に貫通する磁石収容孔と、磁石収容孔に収容される永久磁石とを備える永久磁石埋め込み型モータ用回転子において、磁石収容孔の開口部の近傍でロータコアの端面に凹部を形成することによって凹部の近傍の磁石収容孔の内壁を塑性変形して凸部を形成し、凸部の少なくとも一部が永久磁石に圧接して永久磁石を固定することを特徴とする。
In order to achieve the above-described object, a rotor for a permanent magnet embedded motor according to
請求項2に記載の永久磁石埋め込み型モータ用回転子は、請求項1に記載の永久磁石埋め込み型モータ用回転子において、磁石収容孔に収容される永久磁石の軸方向端面がロータコアの端面より内側に位置するように永久磁石が配置され、凸部の一部が永久磁石の軸方向端面上に突出することを特徴とする。
The rotor for a permanent magnet embedded motor according to
請求項3に記載の永久磁石埋め込み型モータ用回転子は、請求項1または2に記載の永久磁石埋め込み型モータ用回転子において、インナーロータ型の永久磁石埋め込み型モータ用回転子であって、永久磁石と磁石収容孔の外周側内壁との間に空隙を形成しないように磁石収容孔において永久磁石が凸部によって圧接されることを特徴とする。 The rotor for a permanent magnet embedded motor according to claim 3 is the rotor for a permanent magnet embedded motor according to claim 1 or 2, wherein the rotor is an inner rotor type permanent magnet embedded motor. A permanent magnet is press-contacted by a convex part in a magnet accommodation hole so that a space may not be formed between a permanent magnet and an outer peripheral side inner wall of a magnet accommodation hole.
請求項4に記載の永久磁石埋め込み型モータ用回転子は、請求項1または2に記載の永久磁石埋め込み型モータ用回転子において、アウターロータ型の永久磁石埋め込み型モータ用回転子であって、永久磁石と磁石収容孔の中心側内壁との間に空隙を形成しないように磁石収容孔において永久磁石が凸部によって圧接されることを特徴とする。
The rotor for a permanent magnet embedded motor according to
請求項5に記載の永久磁石埋め込み型モータ用回転子の組立方法は、ロータコアを軸方向に貫通する磁石収容孔に永久磁石を収容する第1工程、および磁石収容孔の開口部の近傍でロータコアの端面に凹部を形成することによって凹部の近傍の磁石収容孔の内壁を塑性変形して凸部を形成し、凸部の少なくとも一部が永久磁石に圧接して永久磁石を固定する第2工程を備える。 The method for assembling a rotor for a permanent magnet embedded motor according to claim 5 includes a first step of housing a permanent magnet in a magnet housing hole that passes through the rotor core in the axial direction, and a rotor core near the opening of the magnet housing hole. Forming a recess on the end surface of the magnet to plastically deform the inner wall of the magnet accommodation hole in the vicinity of the recess to form a projection, and at least a part of the projection is pressed against the permanent magnet to fix the permanent magnet Is provided.
請求項6に記載の永久磁石埋め込み型モータ用回転子の組立方法は、請求項5に記載の永久磁石埋め込み型モータ用回転子の組立方法において、第1工程では、磁石収容孔に収容される永久磁石の軸方向端面がロータコアの端面より内側に位置するように永久磁石が配置され、第2工程では、凸部の一部が永久磁石の軸方向端面上に突出することを特徴とする。 The method for assembling the rotor for a permanent magnet embedded motor according to claim 6 is the method for assembling the rotor for a permanent magnet embedded motor according to claim 5, wherein the first step is accommodated in the magnet accommodation hole. The permanent magnet is disposed so that the axial end face of the permanent magnet is located inside the end face of the rotor core, and in the second step, a part of the convex portion protrudes on the axial end face of the permanent magnet.
請求項7に記載の永久磁石埋め込み型モータ用回転子の組立方法は、請求項5または6に記載の永久磁石埋め込み型モータ用回転子の組立方法において、インナーロータ型の永久磁石埋め込み型モータ用回転子の組立方法であって、第2工程では、永久磁石と磁石収容孔の外周側内壁との間に空隙を形成しないように凹部を形成することを特徴とする。 The method for assembling a rotor for an embedded permanent magnet motor according to claim 7 is the method for assembling the rotor for an embedded permanent magnet motor according to claim 5 or 6, wherein the rotor is used for an inner rotor type embedded permanent magnet motor. In the rotor assembling method, the second step is characterized in that a concave portion is formed so as not to form a gap between the permanent magnet and the outer peripheral side inner wall of the magnet housing hole.
請求項8に記載の永久磁石埋め込み型モータ用回転子の組立方法は、請求項5または6に記載の永久磁石埋め込み型モータ用回転子の組立方法において、アウターロータ型の永久磁石埋め込み型モータ用回転子の組立方法であって、第2工程では、永久磁石と磁石収容孔の中心側内壁との間に空隙を形成しないように凹部を形成することを特徴とする。 The method for assembling the rotor for a permanent magnet embedded motor according to claim 8 is the method for assembling the rotor for a permanent magnet embedded motor according to claim 5 or 6, wherein the rotor is embedded in a permanent magnet embedded motor. The rotor assembly method is characterized in that, in the second step, a concave portion is formed so as not to form a gap between the permanent magnet and the inner wall on the center side of the magnet housing hole.
請求項9に記載の永久磁石埋め込み型モータ用回転子の組立装置は、薄板鋼板を積層して構成されるロータコアを軸方向に貫通する磁石収容孔に永久磁石が収容される永久磁石埋め込み型モータ用回転子の組立装置であって、ロータコアを一方端面側と他方端面側とから保持する一対の保持用治具、保持用治具の一方主面から他方主面にかけて延びかつ磁石収容孔の開口部の近傍に対応する位置に形成される貫通孔、および貫通孔内に配置されかつ磁石収容孔の開口部の近傍でロータコアの端面に凹部を形成するためのパンチを備える。 The rotor assembly apparatus for a permanent magnet embedded motor according to claim 9 is a permanent magnet embedded motor in which a permanent magnet is housed in a magnet housing hole that passes through a rotor core formed by laminating thin steel plates in the axial direction. Assembly device for a rotor, a pair of holding jigs for holding a rotor core from one end surface side and the other end surface side, extending from one main surface to the other main surface of the holding jig and opening a magnet accommodation hole A through hole formed at a position corresponding to the vicinity of the portion, and a punch disposed in the through hole and forming a recess in the end surface of the rotor core in the vicinity of the opening of the magnet housing hole.
請求項10に記載の永久磁石埋め込み型モータ用回転子の組立装置は、請求項9に記載の永久磁石埋め込み型モータ用回転子の組立装置において、保持用治具のロータコア側の主面にはロータコアを保持するとき永久磁石を磁石収容孔内で軸方向に位置決めするための突起部が設けられることを特徴とする。
An assembly apparatus for a rotor for an embedded permanent magnet motor according to
請求項11に記載の永久磁石埋め込み型モータ用回転子の組立装置は、請求項9または10に記載の永久磁石埋め込み型モータ用回転子の組立装置において、インナーロータ型の永久磁石埋め込み型モータ用回転子の組立装置であって、永久磁石と磁石収容孔の外周側内壁との間に空隙を形成しないように凹部を形成することを特徴とする。
An assembly device for a rotor for an embedded permanent magnet motor according to
請求項12に記載の永久磁石埋め込み型モータ用回転子の組立装置は、請求項9または10に記載の永久磁石埋め込み型モータ用回転子の組立装置において、アウターロータ型の永久磁石埋め込み型モータ用回転子の組立装置であって、永久磁石と磁石収容孔の中心側内壁との間に空隙を形成しないように凹部を形成することを特徴とする。
The rotor assembly apparatus for a permanent magnet embedded motor according to
なお、この発明において、軸方向とはロータコアの端面に対して垂直な方向をいう。また、面方向とはロータコアの端面に対して平行な方向をいう。 In the present invention, the axial direction refers to a direction perpendicular to the end face of the rotor core. The plane direction is a direction parallel to the end face of the rotor core.
請求項1に記載の永久磁石埋め込み型モータ用回転子では、ロータコアの磁石収容孔に永久磁石を収容した状態で、磁石収容孔の開口部の近傍でロータコアの端面の所望の位置に凹部が形成される。凹部の形成によって磁石収容孔の内壁に凸部が形成され、凸部の少なくとも一部が磁石収容孔に収容される永久磁石に圧接し永久磁石が固定される。このように、磁石収容孔の内壁に凸部を形成する前に磁石収容孔に永久磁石を収容するので収容時に永久磁石は損傷せず、ロータコア端面の所望の位置に凹部を形成するだけで簡単に永久磁石を磁石収容孔内で強固に保持し固定できる。また、薄板鋼板として、所定箇所に予めピン圧入孔が形成された新規設計の薄板鋼板を用いる必要はなく、既存設計の薄板鋼板を用いることができる。請求項5に記載の永久磁石埋め込み型モータ用回転子の組立方法についても同様である。
In the rotor for a permanent magnet embedded motor according to
請求項2に記載の永久磁石埋め込み型モータ用回転子では、磁石収容孔に収容される永久磁石の軸方向端面が磁石収容孔内に位置し、磁石収容孔内壁の凸部の一部が磁石収容孔内に位置する永久磁石の端面上に突出する。したがって、凸部によって永久磁石の動きを面方向だけでなく軸方向においても抑えることができ、別部材を要することなく、磁石収容孔からの永久磁石の飛び出しを防ぐことができる。請求項6に記載の永久磁石埋め込み型モータ用回転子の組立方法についても同様である。
In the rotor for a permanent magnet embedded motor according to
請求項3に記載の永久磁石埋め込み型モータ用回転子では、コイルがロータコアの外周に設けられるインナーロータ型の回転子において、永久磁石と磁石収容孔の外周側内壁との間に空隙が形成されないので、ロータコア内の磁気抵抗が大きくならず磁束の通過が妨げられず、モータ特性を悪化させることがない。請求項7に記載の永久磁石埋め込み型モータ用回転子の組立方法についても同様である。 In the rotor for a permanent magnet embedded motor according to claim 3, in the inner rotor type rotor in which the coil is provided on the outer periphery of the rotor core, no gap is formed between the permanent magnet and the outer peripheral side inner wall of the magnet accommodation hole. Therefore, the magnetic resistance in the rotor core does not increase and the passage of magnetic flux is not hindered, and the motor characteristics are not deteriorated. The same applies to the method of assembling the rotor for a permanent magnet embedded motor according to claim 7.
請求項4に記載の永久磁石埋め込み型モータ用回転子では、コイルがロータコアの内周に設けられるアウターロータ型の回転子において、永久磁石と磁石収容孔の中心側内壁との間に空隙が形成されないので、ロータコア内の磁気抵抗が大きくならず磁束の通過が妨げられず、モータ特性を悪化させることがない。請求項8に記載の永久磁石埋め込み型モータ用回転子の組立方法についても同様である。
The rotor for a permanent magnet embedded motor according to
請求項9に記載の永久磁石埋め込み型モータ用回転子の組立装置では、ロータコアを一対の保持用治具で挟持し、ロータコアの磁石収容孔に永久磁石を収容した状態で、保持用治具の貫通孔内に配置されるパンチによって、磁石収容孔の開口部近傍のロータコアの端面に所望の位置で凹部が形成される。これによって磁石収容孔の内壁が塑性変形され永久磁石に圧接する凸部が形成される。このように、磁石収容孔の内壁に凸部を形成する前に磁石収容孔に永久磁石を収容するので収容時に永久磁石は損傷せず、ロータコア端面の所望の位置に凹部を形成するだけで簡単に永久磁石を磁石収容孔内で強固に保持し固定できる。また、薄板鋼板として、所定箇所に予めピン圧入孔が形成された新規設計の薄板鋼板を用いる必要はなく、既存設計の薄板鋼板を用いることができる。 In the assembly apparatus of the rotor for a permanent magnet embedded motor according to claim 9, the rotor core is sandwiched between a pair of holding jigs, and the permanent magnets are accommodated in the magnet accommodation holes of the rotor core. A concave portion is formed at a desired position on the end face of the rotor core in the vicinity of the opening of the magnet accommodation hole by the punch disposed in the through hole. As a result, the inner wall of the magnet housing hole is plastically deformed to form a convex portion that presses against the permanent magnet. Thus, since the permanent magnet is accommodated in the magnet accommodation hole before forming the convex portion on the inner wall of the magnet accommodation hole, the permanent magnet is not damaged at the time of accommodation, and it is simple only by forming the recess at a desired position on the end surface of the rotor core. In addition, the permanent magnet can be firmly held and fixed in the magnet housing hole. In addition, as a thin steel plate, it is not necessary to use a newly designed thin steel plate in which pin press-fit holes are formed in advance at predetermined locations, and an existing designed thin steel plate can be used.
請求項10に記載の永久磁石埋め込み型モータ用回転子の組立装置では、保持用治具の主面に突起部を設けることによって、永久磁石はその端面が永久磁石収容孔内に位置するように配置される。この場合、凹部の形成に伴って形成される凸部の一部を磁石収容孔内に位置する永久磁石の端面上に突出させることができ、凸部によって永久磁石の動きを面方向だけでなく軸方向においても抑えることができ、永久磁石が磁石収容孔から飛び出すことがない回転子を得ることができる。
In the assembly apparatus of the permanent magnet embedded motor rotor according to
請求項11に記載の永久磁石埋め込み型モータ用回転子の組立装置では、インナーロータ型の回転子において、永久磁石と磁石収容孔の外周側内壁との間に空隙が形成されないように凹部が形成されるので、ロータコア内の磁気抵抗が大きくならず磁束の通過が妨げられず、モータ特性を悪化させることがない。
In the rotor assembly apparatus for a permanent magnet embedded motor according to
請求項12に記載の永久磁石埋め込み型モータ用回転子の組立装置では、アウターロータ型の回転子において、永久磁石と磁石収容孔の中心側内壁との間に空隙が形成されないように凹部が形成されるので、ロータコア内の磁気抵抗が大きくならず磁束の通過が妨げられず、モータ特性を悪化させることがない。
In the assembly apparatus for a rotor for an embedded permanent magnet motor according to
この発明によれば、磁石収容孔への永久磁石の収容時に永久磁石は損傷せず、簡単に永久磁石を磁石収容孔内で強固に固定できる。また、薄板鋼板として既存設計の薄板鋼板を用いることができ、コストを抑えることができる。 According to this invention, the permanent magnet is not damaged when the permanent magnet is accommodated in the magnet accommodation hole, and the permanent magnet can be easily firmly fixed in the magnet accommodation hole. In addition, an existing designed thin steel plate can be used as the thin steel plate, and costs can be reduced.
以下、図面を参照して、この発明の実施形態について説明する。
図1から図4を参照して、この発明の一実施形態の永久磁石埋め込み型モータ用回転子(以下、単に「回転子」という)10は、インナーロータ型に構成され、回転子10は厚み0.5mm程度の複数の薄板鋼板11を積層して構成されるロータコア12を含む。ロータコア12を構成する各薄板鋼板11には、たとえば、一方端面に凹部と他方端面に凸部とを有する図示しないハーフピアスが所定の位置に形成されている。隣接する薄板鋼板11のハーフピアスの凹部と凸部とを一致させて積層し、凹部に凸部を嵌入することによって薄板鋼板11が一体化される。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
1 to 4, a rotor for a permanent magnet embedded motor (hereinafter simply referred to as “rotor”) 10 according to an embodiment of the present invention is configured as an inner rotor type, and the
ロータコア12には、一方の端面12aから他方の端面12bにかけて矢印Z方向(軸方向)に貫通する回転軸圧入孔14および複数(この実施形態では4個)の磁石収容孔16が設けられる。回転軸圧入孔14はロータコア12の中央部に設けられ、磁石収容孔16は回転軸圧入孔14の周りに設けられる。回転軸圧入孔14には回転軸18が圧入され、直線溝状の磁石収容孔16には角部をR面取り加工された板状の永久磁石20が収容される。
磁石収容孔16の矢印Z方向の寸法と永久磁石20の矢印Z方向の寸法とは等しく、磁石収容孔16内で永久磁石20はその矢印Z方向の両端面と端面12a,12bとが面一となるように配置される(図4参照)。永久磁石20としては、たとえばR−Fe−B系希土類焼結磁石などが用いられる。
The
The dimension of the
図2に示すように、ロータコア12の端面12a,12b上にはそれぞれ端板22が配置され、ロータコア12と2枚の端板22とは一体化される。2枚の端板22によって、磁石収容孔16内の永久磁石20の矢印Z方向の動きが抑えられ、飛び出しが防止される。
As shown in FIG. 2,
なお、ロータコア12と端板22とには図示しないリベット孔が設けられており、ロータコア12および2枚の端板22に図示しないリベットを挿通し、リベットの両端部につぶし加工を施すことによってロータコア12と2枚の端板22とは一体化される。
The
ついで、図3に示すように、各磁石収容孔16の一端開口部近傍で端面12aに複数の凹部24a,24bが形成され、複数の凹部24a,24bそれぞれに対応する凸部26a,26bが磁石収容孔16の内壁に形成され、凸部26a,26bが永久磁石20に圧接する。同様に、磁石収容孔16の他端開口部近傍で端面12bに複数の凹部24a,24bが形成され、複数の凹部24a,24bそれぞれに対応する凸部26a,26bが磁石収容孔16の内壁に形成され、凸部26a,26bが永久磁石20に圧接する。このような凸部26a,26bによって、永久磁石20が磁石収容孔16内で保持され固定される。
Next, as shown in FIG. 3, a plurality of
詳しくは、凹部24aは、磁石収容孔16の両端開口部の中心側(内周側)の長辺16a近傍で端面12a,12bそれぞれに形成され、それに応じて凸部26aは当該長辺内壁(中心側内壁)に形成される。また、凹部24bは、凹部24aが形成される当該長辺16aに隣接する短辺16b近傍で端面12a,12bそれぞれに形成され、それに応じて凸部26bは当該短辺内壁に形成される。
Specifically, the
また、図4(a)および(b)に示すように、凹部24a,24bは、たとえばパンチなどを打ち込むことによって薄板鋼板11の約1枚分の深さで形成される。凹部24a,24bが形成されることによって磁石収容孔16の内壁が塑性変形され、凸部26a,26bが形成される。
Further, as shown in FIGS. 4A and 4B, the
図4(a)に示すように、凸部26aは、永久磁石20を矢印X方向外側(外方)に押圧して永久磁石20を磁石収容孔16の外周側の内壁に接触させ、永久磁石20の矢印X方向の動きを抑えて永久磁石20を保持し固定する。また、図4(b)に示すように、凸部26bは、永久磁石20を矢印Y方向の両側から挟持し、永久磁石20の矢印Y方向の動きを抑えて永久磁石20を強固に保持し固定する。
このようにして、凸部26a,26bによって永久磁石20の矢印X方向およびY方向の動きひいては面方向の動きが抑えられる。
As shown in FIG. 4A, the
In this way, the movement of the
ついで、図5から図7を参照して、回転子10の組立に用いられる組立装置100について説明する。
組立装置100は、フレーム102を含む。フレーム102は、上方に配置される架台104、下方に配置される架台106、および架台104と架台106とを連結する支柱108によって構成される。
Next, an assembling
The assembling
架台104上には、エアシリンダ110が配置され、エアシリンダ110のロッド112は架台104に挿通されてフレーム102内に臨まされ、ロッド112の下端部にはピストン114が設けられる。エアシリンダ110は図示しない駆動手段によって駆動され、ロッド112およびピストン114を矢印Z方向に上昇または下降させる。
フレーム102内にはロータコア12を保持あるいは挟持するための一対の保持用治具116が配置される。一対の保持用治具116のうち一方はピストン114の端面に取り付けられ、フレーム102内で上下動可能に構成され、他方は架台106の主面に取り付けられ、固定される。
An
A pair of holding
図6に示すように、一対の保持用治具116の対向面には、ロータコア12を保持するための保持部118が設けられる。保持部118には鉛直方向に貫通する回転軸保持孔120および複数のパンチ配置孔122が設けられる。回転軸保持孔120は保持部118の中央部に形成される。パンチ配置孔122は大径部122aと小径部122bとパンチ126(後述)に対してストッパの役割を果たす段部122cとによって構成され、小径部122bがロータコア12の磁石収容孔16の開口部近傍に位置するように、パンチ配置孔122が形成される。
As shown in FIG. 6, a holding
図3をも参照して、具体的には、各磁石収容孔16の一端開口部について、その中心側の長辺16aの近傍に2つの小径部122bが対応し、さらに、当該長辺16aに隣接する2つの短辺16bの近傍にそれぞれ1つずつ小径部122bが対応するように、計4つのパンチ配置孔122が保持用治具116に形成される。各磁石収容孔16の他端開口部についても同様に、その中心側の長辺16aの近傍に2つの小径部122bが対応し、さらに、当該長辺16aに隣接する2つの短辺16bの近傍にそれぞれ1つずつ小径部122bが対応するように、計4つのパンチ配置孔122が保持用治具116に形成される。したがって、この実施形態では、各保持用治具116には計16個のパンチ配置孔122が形成される。各パンチ配置孔122にはバネ124を介して、先端部分が円錐形状に形成されたパンチ126が挿入される。パンチ126は、大径部122aの内周面を案内面して面方向の位置決めをされ、段部122cによって軸方向の可動範囲を規定される。
Referring also to FIG. 3, specifically, for one end opening of each
また、架台106およびピストン114にはそれぞれ、パンチ配置孔122に対応する位置に貫通孔128が設けられる。したがって、保持用治具116のパンチ配置孔122と、架台106およびピストン114の貫通孔128との位置および個数は一致している。各貫通孔128内にはエアシリンダ130が配置され、エアシリンダ130は、図示しない1つの駆動手段によって同時に駆動され、ロッド132およびピストン134を上昇または下降させる。パンチ作業時には、エアシリンダ130を駆動することによって、ピストン134はパンチ配置孔122内に突入してパンチ126の後端面を押し、それによってパンチ126の先端部がパンチ配置孔122から突出し、ロータコア12の端面に凹部24a,24bを形成する。
Further, each of the
ついで、図8を参照して、組立装置100の主要動作について説明する。
図8(a)に示すように、まず、人手によって、架台106に取り付けられる保持用治具116の保持部118にロータコア12を配置し、磁石収容孔16に永久磁石20を収容する。
なお、ロータコア12および保持用治具116には、磁石収容孔16とパンチ配置孔122の小径部122bとが適正な位置関係となるように、図示しない目印が設けられてもよい。
Next, the main operation of the assembling
As shown in FIG. 8A, first, the
The
ついで、図8(b)に示すように、図示しない開始ボタンを押すことによって、エアシリンダ110が駆動されてピストン114に取り付けられる保持用治具116が下降され、一対の保持用治具116によってロータコア12が挟持される。
Next, as shown in FIG. 8B, when a start button (not shown) is pressed, the
そして、図8(c)に示すように、図示しない打ち込みボタンを押すことによって、架台106およびピストン114の貫通孔128内に設けられるエアシリンダ130が駆動され、ピストン134がパンチ配置孔122内に突入する。ピストン134によってパンチ126の後端面が押圧され、それによってパンチ126の先端部がパンチ配置孔122から突出し、ロータコア12の端面12a,12bそれぞれに薄板鋼板約1枚分の深さで打ち込まれて複数の凹部(打ち込み痕)24a,24bが形成される。端面12a,12bに凹部24a,24bが形成されることによって磁石収容孔16の内壁が塑性変形して凸部26a,26bが形成され、その凸部26a,26bが永久磁石20に圧接し、永久磁石20が磁石収容孔16内で固定される。
Then, as shown in FIG. 8C, by pushing a driving button (not shown), the
その後、エアシリンダ110の駆動により、ピストン114に取り付けられる保持用治具116が上昇する。
なお、保持用治具116の上昇はパンチ138の打ち込み後に自動的に行ってもよいし、図示しない終了ボタンを押すことによって行ってもよい。
Thereafter, the holding
The holding
このようにして得られる回転子10によれば、ロータコア12の磁石収容孔16に永久磁石20を収容した状態で、磁石収容孔16の両端開口部の近傍でロータコア12の端面12a,122bの所望の位置に凹部24a,24bが形成される。凹部24a,24bの形成によって磁石収容孔16の内壁に凸部26a,26bが形成され、凸部26a,26bの少なくとも一部は磁石収容孔16に収容される永久磁石20に圧接し永久磁石20が固定される。
According to the
このように、磁石収容孔16の内壁に凸部26a,26bを形成する前に磁石収容孔16に永久磁石20を収容するので収容時に永久磁石20は損傷せず、永久磁石20としてR−Fe−B系希土類焼結磁石を用いる場合であっても、磁気特性は低下しない。
Thus, since the
また、ロータコア12の端面12a,12bの所望の位置にパンチ122によって凹部24a,24bを形成するだけで永久磁石20に圧接する凸部26a,26bを形成することができ、簡単に永久磁石20を磁石収容孔16内で強固に保持し固定できる。
薄板鋼板11として、所定箇所に予めピン圧入孔が形成された新規設計の薄板鋼板を用いる必要はなく、既存設計の薄板鋼板を用いることができ、コストを抑えることができる。
Further, the
As the
さらに、特許文献2では、永久磁石に圧接するかしめ部の位置(固定箇所)はロータコアにおけるピン圧入孔の位置に従って一義的に決定されるので、薄板鋼板を変更しない限りかしめ部の位置を変更することができないが、この発明によれば、薄板鋼板を変更することなく、ロータコア12において凹部および凸部の位置を容易に変更できる。
Furthermore, in
また、ロータコア12の磁石収容孔16の開口部近傍に簡単な加工を施すだけであるので、ロータコアに新たにピン等を圧入するための孔を設ける場合のようにロータコア内の磁束の通過を妨げることはなく、新規に設計を見直す必要もない。したがって、この発明は、既存のインナーロータ型回転子にも適用でき、凹部を簡単に形成できる。
Further, since simple processing is performed in the vicinity of the opening of the
また、凸部26aによって永久磁石20と磁石収容孔16の外周側内壁とを接触させ両者間に空隙が形成されないので、インナーロータ型のモータにおいて、ロータコア12内の磁気抵抗が大きくならず磁束の通過が妨げられず、モータ特性を悪化させることがない。
Further, since the
さらに、永久磁石20の角部はR面取り加工されているので、当該面取り部に凸部26a,26bが多少なりともかかり、永久磁石20の軸方向の動きの抑制に寄与することができる。
Furthermore, since the corner portion of the
なお、凹部24a,24bの深さは特に限定されず、薄板鋼板1枚分以下であってもよい。
The depth of the
また、回転子10において、永久磁石20と磁石収容孔16の外周側内壁との間に空隙が形成されなければ、凹部24a,24bの位置はロータコア12の端面において任意でよい。
In the
ついで、図9から図11を参照して、この発明の他の実施形態の回転子200について説明する。
回転子200は、上述の回転子10と同様にインナーロータ型の永久磁石埋め込み型モータに用いられ、上述の回転子10と略同様に構成されるので重複する部分の説明は省略する。
Next, a
The
図11(a)および(b)に示すように、回転子200に用いられる永久磁石202は、その矢印Z方向の長さが磁石収容孔16の矢印Z方向の寸法よりも薄板鋼板2枚分短く設定され、永久磁石202の両端面がそれぞれロータコア12の端面12a,12bよりも薄板鋼板1枚分内側になるように配置される。ロータコア12の端面12a,12bそれぞれにはたとえばパンチなどを打ち込むことによって薄板鋼板約2枚分の深さで複数の凹部204a,204bが形成される。
As shown in FIGS. 11A and 11B, the
図9および図10に示すように、各磁石収容孔16の一端開口部近傍で端面12aに複数の凹部204a,204bが形成され、それによる磁石収容孔16の内壁の塑性変形により、複数の凹部204a,204bそれぞれに対応する凸部206a,206bが形成され、凸部206a,206bが永久磁石202に圧接する。同様に、磁石収容孔16の他端開口部近傍で端面12bに複数の凹部204a,204bが形成され、複数の凹部204a,204bそれぞれに対応する凸部206a,206bが磁石収容孔16の内壁に形成され、凸部206a,206bが永久磁石202に圧接する。このような凸部206a,206bによって、永久磁石202が磁石収容孔16内で保持され固定される。
As shown in FIGS. 9 and 10, a plurality of
詳しくは、凹部204aは、磁石収容孔16の両端開口部の中心側の長辺16a近傍で端面12a,12bそれぞれに形成され、それに応じて凸部206aは当該長辺内壁に形成される。また、凹部204bは、凹部204aが形成される当該長辺16aに隣接する短辺16b近傍で端面12a,12bそれぞれに形成され、それに応じて凸部206bは当該短辺内壁に形成される。
Specifically, the
さらに、図11(a)に示すように、凸部206aは、永久磁石202に側面方向から圧接する圧接部206a1と永久磁石202の矢印Z方向の端面上に突出する突出部206a2とから構成される。圧接部206a1は永久磁石202に圧接し永久磁石202の矢印X方向の動きを抑え、突出部206a2は永久磁石202を挟持し永久磁石202の矢印Z方向の動きを抑える。
Further, as shown in FIG. 11A, the
また、図11(b)に示すように、凸部206bは、永久磁石202に側面方向から圧接する圧接部206b1と永久磁石202の矢印Z方向の端面上に突出する突出部206b2とから構成される。圧接部206b1は永久磁石202に圧接し永久磁石202の矢印Y方向の動きを抑え、突出部206b2は永久磁石202を挟持し永久磁石202の矢印Z方向の動きを抑える。
Further, as shown in FIG. 11B, the
このような回転子200によれば、凸部206a,206bによって永久磁石202の矢印X方向,Y方向およびZ方向の動きが抑えられ、永久磁石20の動きを面方向だけではなく軸方向においても抑えることができ、磁石収容孔16からの永久磁石202の飛び出しを防ぐことができる。その結果、図9に示すように、回転子200においては端板などの永久磁石202の飛び出しを防止する部材が不要となる。
According to such a
なお、永久磁石202の両端面がそれぞれロータコア12の端面12a,12bより軸方向において薄板鋼板1枚分以上内側になるように永久磁石202が配置されれば、永久磁石202の軸方向の動きをより確実に抑えることができるので望ましいが、これに限定されず、永久磁石202は、永久磁石202の少なくとも一端面がロータコア12の対応する端面より軸方向において内側になるように配置されればよい。
If the
また、凹部204a,204bの深さは、凸部206a,206bに圧接部と突出部とが形成できる限りにおいて任意でよい。たとえば、永久磁石202の矢印Z方向の長さが磁石収容孔16の矢印Z方向の寸法よりも薄板鋼板1枚分短く、凹部204a,204bの深さが薄板鋼板1枚分であっても、凸部206a,206bの突出部が永久磁石202の矢印Z方向の端面上に多少なりとも突出することができればよい。
Further, the depths of the
さらに、モータ運転時の回転子200の姿勢次第では、突出部を有する凸部206a,206bを永久磁石202の矢印Z方向両端面のいずれか一方側にのみ設けるようにしてもよい。
Furthermore, depending on the attitude of the
ついで、図5、図7および図12を参照して、回転子200の組立装置100aについて説明する。
組立装置100aでは、上述の組立装置100における保持用治具116に代えて保持用治具116aが用いられる。その他の構成については組立装置100と同様に構成されるのでその重複する説明は省略する。
Next, the
In the
組立装置100aに用いられる一対の保持用治具116aでは、図7で破線で示すように、保持部118の底面に複数(この実施形態では4個)の突起部136が設けられる。突起部136は、ロータコア12の磁石収容孔16の開口部に対応した位置に薄板鋼板1枚分の厚みで形成される。
In the pair of holding
図12に示すように、一対の保持用治具116aによってロータコア12を挟持する際には、突起部136は磁石収容孔16内に突入する。突起部136は、永久磁石202の矢印Z方向両端面がロータコア12の端面12a,12bよりも薄板鋼板1枚分の深さで磁石収容孔16内に位置するように、永久磁石202を位置決めする。また、磁石収容孔16の内壁に凸部206aの突出部206a2および凸部206bの突出部206b2を形成できるように、突起部136を磁石収容孔16内へ突入した際、磁石収容孔16の内壁のうち凸部形成面(長辺16aの内壁および短辺16bの内壁:図10参照)と突起部136の側面との間に隙間が形成される。
As shown in FIG. 12, when the
そして、エアシリンダ130を駆動し、ピストン134をパンチ配置孔122内に突入させることで、端面12a,12bそれぞれにパンチ126を薄板鋼板約2枚分の深さで打ち込み、凹部204a,204bを形成し、それによって、磁石収容孔16の内壁に圧接部206a1と突出部206a2とを有する凸部206a、および圧接部206b1と突出部206b2とを有する凸部206bを形成する。なお、永久磁石202を歪みなく固定するためには、上下のパンチ126が同時に加圧されることが望ましい。
Then, by driving the
このような組立装置100aによれば、ロータコア12の端面12a,12bそれぞれにパンチ126を薄板鋼板約2枚分の深さで打ち込むのみで、凹部204a,204bを形成し、凸部206a,206bを形成することができ、簡単な作業で磁石収容孔16内の所望の位置に永久磁石202をより強固に保持することができる。
According to such an
また、突起部136は永久磁石202の軸方向の位置決め部材としてだけではなく磁石収容孔16とパンチ配置孔122との位置決め部材としても機能するので、磁石収容孔16の開口部近傍の所望の位置に正確に凹部204a,204bを形成することができ、磁石収容孔16内における永久磁石202の固定位置のばらつきを抑えることができ、モータ特性の悪化を防ぐことができる。
Further, since the
さらに、図13から図16を参照して、この発明の他の実施形態の回転子300は、アウターロータ型の永久磁石埋め込み型モータに用いられる。上述のインナーロータ型の永久磁石埋め込み型モータに用いられる回転子10と同様に構成される部分の説明は省略する。
回転子300は環状に形成され厚み0.5mm程度の複数の薄板鋼板301を積層して構成されるロータコア302を含む。
Further, referring to FIGS. 13 to 16, a
The
ロータコア302には、その端面302a,302bを矢印Z方向に貫通する複数(この実施形態では10個)の磁石収容孔304が設けられる。直線溝状の磁石収容孔304には角部をR面取り加工した板状の永久磁石306が収容される。
磁石収容孔304の矢印Z方向の寸法と永久磁石306の矢印Z方向の長さとは等しく、磁石収容孔304内で永久磁石306はその矢印Z方向の両端面と端面302a,302bとが面一となるように配置される(図16参照)。
The
The dimension of the
また、端面302a上には端板308が配置され、端面302b上には中心に貫通孔を有する回転軸保持板310が配置される。回転軸保持板310の貫通孔には回転軸312が圧入される。
An
図14に示すように、ロータコア302、端板308、および回転軸保持板310は一体化される。端板308および回転軸保持板310によって、磁石収容孔304内の永久磁石306は矢印Z方向の動きを抑えられ、飛び出しを防止される。
As shown in FIG. 14, the
ついで、図15に示すように、各磁石収容孔304の一端開口部近傍で端面302aに複数の凹部314a,314bが形成され、複数の凹部314a,314bそれぞれに対応する凸部316a,316bが磁石収容孔304の内壁に形成され、凸部316a,316bが永久磁石306に圧接する。同様に、磁石収容孔304の他端開口部近傍で端面302bに複数の凹部314a,314bが形成され、複数の凹部314a,314bそれぞれに対応する凸部316a,316bが磁石収容孔304の内壁に形成され、凸部316a,316bが永久磁石306に圧接する。このような凸部316a,316bによって、永久磁石306が磁石収容孔304内で保持され固定される。
Next, as shown in FIG. 15, a plurality of
詳しくは、凹部314aは、磁石収容孔304の両端開口部の外周側の長辺304a近傍で端面302a,302bそれぞれに形成され、それに応じて凸部316aは当該長辺内壁(外周側内壁)に形成される。また、凹部314bは、凹部314aが形成される当該長辺304aに隣接する短辺304b近傍で端面302a,302bそれぞれに形成され、それに応じて凸部316bは当該短辺内壁に形成される。
Specifically, the
また、図16(a)および(b)に示すように、凹部314a,314bは、たとえばパンチなどを打ち込むことによって薄板鋼板11の約1枚分の深さで形成される。凹部314a,314bが形成されることによって磁石収容孔304の内壁が塑性変形され、凸部316a,316bが形成される。
Further, as shown in FIGS. 16A and 16B, the
図16(a)に示すように、凸部316aは、永久磁石306を矢印X方向内側(内方)に押圧して永久磁石306を磁石収容孔304の内周側の内壁に接触させ、永久磁石306の矢印X方向の動きを抑えて永久磁石306を保持し固定する。また、図16(b)に示すように、凸部316bは、永久磁石306を矢印Y方向の両側から挟持し、永久磁石306の矢印Y方向の動きを抑えて永久磁石306を強固に保持し固定する。
このようにして、凸部316a,316bによって永久磁石306の矢印X方向およびY方向の動きひいては面方向の動きが抑えられる。
As shown in FIG. 16A, the
In this manner, the movement of the
ついで、図17から図19を参照して、回転子300の組立に用いられる組立装置400について説明する。
組立装置400は、フレーム402を含む。フレーム402は、上方に配置される架台404、下方に配置される架台406、および架台404と架台406とを連結する支柱408によって構成される。
Next, an
The
架台404上には、エアシリンダ410が配置され、エアシリンダ410のロッド412は架台404に挿通されてフレーム402内に臨まされ、ロッド412の下端部にはピストン414が設けられる。エアシリンダ410は図示しない駆動手段によって駆動され、ロッド412およびピストン414を矢印Z方向に上昇または下降させる。
フレーム402内にはロータコア302を保持あるいは挟持するための一対の保持用治具416が配置される。一対の保持用治具416のうち一方はピストン414の端面に取り付けられ、フレーム402内で上下動可能に構成され、他方は架台406の主面に取り付けられ、固定される。
An
A pair of holding
図18に示すように、一対の保持用治具416の対向面には、ロータコア302を保持するための保持部418が設けられる。保持部418には複数のパンチ配置孔420が設けられる。パンチ配置孔420は大径部420aと小径部420bとパンチ424(後述)に対してストッパの役割を果たす段部420cとによって構成され、小径部420bがロータコア302の磁石収容孔304の開口部近傍に位置するように、パンチ配置孔420が形成される。
As shown in FIG. 18, a holding
図15をも参照して、具体的には、各磁石収容孔304の一端開口部について、その外周側の長辺304aの近傍に2つの小径部420bが対応し、さらに、当該長辺304aに隣接する2つの短辺304bの近傍にそれぞれ1つずつ小径部420bが対応するように、計4つのパンチ配置孔420が保持用治具416に形成される。各磁石収容孔304の他端開口部についても同様に、その外周側の長辺304aの近傍に2つの小径部420bが対応し、さらに、当該長辺304aに隣接する2つの短辺304bの近傍にそれぞれ1つずつ小径部420bが対応するように、計4つのパンチ配置孔420が保持用治具416に形成される。したがって、この実施形態では、各保持用治具416には計40個のパンチ配置孔420が形成される。各パンチ配置孔420にはバネ422を介して、先端部分が円錐形状に形成されたパンチ424が挿入される。パンチ424は、大径部420aの内周面を案内面して面方向の位置決めをされ、段部420cによって軸方向の可動範囲を規定される。
Referring to FIG. 15 as well, specifically, with respect to one end opening of each
また、架台406およびピストン414にはそれぞれ、パンチ配置孔420に対応する位置に貫通孔426が設けられる。したがって、保持用治具416のパンチ配置孔420と、架台406およびピストン414の貫通孔426との位置および個数は一致している。各貫通孔426内にはエアシリンダ428が配置され、エアシリンダ428は、図示しない1つの駆動手段によって同時に駆動され、ロッド430およびピストン432を上昇または下降させる。パンチ作業時には、エアシリンダ428を駆動することによって、ピストン432はパンチ配置孔420内に突入してパンチ424の後端面を押し、それによってパンチ424の先端部がパンチ配置孔420から突出し、ロータコア302の端面に凹部314a,314bを形成する。
Further, each of the
ついで、図20を参照して、組立装置400の主要動作について説明する。
図20(a)に示すように、まず、人手によって、架台406に取り付けられる保持用治具416の保持部418にロータコア302を配置し、磁石収容孔304に永久磁石306を収容する。
なお、ロータコア302および保持用治具416には、磁石収容孔304とパンチ配置孔420の小径部420bとが適正な位置関係となるように、図示しない目印が設けられてもよい。
Next, the main operation of the assembling
As shown in FIG. 20A, first, the
The
ついで、図20(b)に示すように、図示しない開始ボタンを押すことによって、エアシリンダ410が駆動されてピストン414に取り付けられる保持用治具416が下降され、一対の保持用治具416によってロータコア302が挟持される。
Next, as shown in FIG. 20B, when a start button (not shown) is pressed, the
そして、図20(c)に示すように、図示しない打ち込みボタンを押すことによって、架台406およびピストン414の貫通孔426内に設けられるエアシリンダ428が駆動され、ピストン432がパンチ配置孔420内に突入する。ピストン432によってパンチ424の後端面が押圧され、それによってパンチ424の先端部がパンチ配置孔420から突出し、ロータコア302の端面302a,302bそれぞれに薄板鋼板約1枚分の深さで打ち込まれて複数の凹部314a,314bが形成される。端面302a,302bに凹部314a,314bが形成されることによって磁石収容孔304の内壁が塑性変形して凸部316a,316bが形成され、その凸部316a,316bが永久磁石306に圧接し、永久磁石306が磁石収容孔304内で固定される。
Then, as shown in FIG. 20 (c), by pushing a driving button (not shown), the
その後、エアシリンダ410の駆動により、ピストン414に取り付けられる保持用治具416が上昇する。
なお、保持用治具416の上昇はパンチ424の打ち込み後に自動的に行ってもよいし、図示しない終了ボタンを押すことによって行ってもよい。
Thereafter, the holding
The holding
このようにして得られる回転子300によれば、ロータコア302の磁石収容孔304に永久磁石306を収容した状態で、磁石収容孔304の両端開口部の近傍でロータコア302の端面302a,302bの所望の位置に凹部314a,314bが形成される。凹部314a,314bの形成によって磁石収容孔304の内壁に凸部316a,316bが形成され、凸部316a,316bの少なくとも一部は磁石収容孔304に収容される永久磁石306に圧接し永久磁石306が固定される。
According to the
このように、磁石収容孔304の内壁に凸部316a,316bを形成する前に磁石収容孔304に永久磁石306を収容するので収容時に永久磁石306は損傷せず、永久磁石306としてR−Fe−B系希土類焼結磁石を用いる場合であっても、磁気特性は低下しない。
As described above, the
また、ロータコア302の端面302a,302bの所望の位置にパンチ424によって凹部314a,314bを形成するだけで永久磁石306に圧接する凸部316a,316bを形成することができ、簡単に永久磁石306を磁石収容孔304内で強固に保持し固定できる。
薄板鋼板301として、所定箇所に予めピン圧入孔が形成された新規設計の薄板鋼板を用いる必要はなく、既存設計の薄板鋼板を用いることができ、コストを抑えることができる。
Further, the
As the
さらに、ロータコア302において凹部および凸部の位置を容易に変更できる。
また、ロータコア302の磁石収容孔304の開口部近傍に簡単な加工を施すだけであるので、ロータコアに新たにピン等を圧入するための孔を設ける場合のようにロータコア内の磁束の通過を妨げることはなく、新規に設計を見直す必要もない。したがって、この発明は、既存のアウターロータ型回転子にも適用でき、凹部を簡単に形成できる。
Furthermore, the positions of the concave and convex portions in the
Further, since simple machining is performed in the vicinity of the opening of the
また、凸部316aによって永久磁石306と磁石収容孔304の中心側内壁とを接触させ両者間に空隙が形成されないので、アウターロータ型のモータにおいて、ロータコア302内の磁気抵抗が大きくならず磁束の通過が妨げられず、モータ特性を悪化させることがない。
Further, since the
さらに、永久磁石306の角部はR面取り加工されているので、当該面取り部に凸部316a,316bが多少なりともかかり、永久磁石306の軸方向の動きの抑制に寄与することができる。
Further, since the corner portion of the
なお、凹部314a,314bの深さは特に限定されず、薄板鋼板1枚分以下であってよい。
The depth of the
また、回転子300において、永久磁石306と磁石収容孔304の中心側内壁との間に空隙が形成されなければ、凹部314a,314bの位置はロータコア302の端面において任意でよい。
In the
ついで、図21から図23を参照して、この発明の他の実施形態の回転子500について説明する。
回転子500は、上述の回転子300と同様にアウターロータ型の永久磁石埋め込み型モータに用いられ、上述の回転子300と略同様に構成されるので重複する部分の説明は省略する。
Next, a
The
図23(a)および(b)に示すように、回転子500に用いられる永久磁石502は、その矢印Z方向の長さが磁石収容孔304の矢印Z方向の寸法よりも薄板鋼板2枚分短く設定され、永久磁石502の両端面がそれぞれロータコア302の端面302a,302bよりも薄板鋼板1枚分内側になるように配置される。ロータコア302の端面302a,302bそれぞれにはたとえばパンチなどを打ち込むことによって薄板鋼板約2枚分の深さで凹部504a,504bが形成される。
As shown in FIGS. 23A and 23B, the
図21および図22に示すように、各磁石収容孔304の一端開口部近傍で端面302aに複数の凹部504a,504bが形成され、それによる磁石収容孔304の内壁の塑性変形により、複数の凹部504a,504bそれぞれに対応する凸部506a,506bが形成され、凸部506a,506bが永久磁石502に圧接する。同様に、磁石収容孔304の他端開口部近傍で端面302bに複数の凹部504a,504bが形成され、複数の凹部504a,504bそれぞれに対応する凸部506a,506bが磁石収容孔304の内壁に形成され、凸部506a,506bが永久磁石502に圧接する。このような凸部506a,506bによって、永久磁石502が磁石収容孔304内で保持され固定される。
As shown in FIGS. 21 and 22, a plurality of
詳しくは、凹部504aは、磁石収容孔304の両端開口部の外周側の長辺304a近傍で端面302a,302bそれぞれに形成され、それに応じて凸部506aは当該長辺内壁に形成される。また、凹部504bは、凹部504aが形成される当該長辺304aに隣接する短辺304b近傍で端面302a,302bそれぞれに形成され、それに応じて凸部506bは当該短辺内壁に形成される。
Specifically, the
さらに、図23(a)に示すように、凸部506aは、永久磁石502に側面方向から圧接する圧接部506a1と永久磁石502の矢印Z方向の端面上に突出する突出部506a2とから構成される。圧接部506a1は永久磁石502に圧接し永久磁石502の矢印X方向の動きを抑え、突出部506a2は永久磁石502を挟持し永久磁石502の矢印Z方向の動きを抑える。
Furthermore, as shown in FIG. 23A, the
また、図23(b)に示すように、凸部506bは、永久磁石502に側面方向から圧接する圧接部506b1と永久磁石502の矢印Z方向の端面上に突出する突出部506b2とから構成される。圧接部506b1は永久磁石502に圧接し永久磁石502の矢印Y方向の動きを抑え、突出部506b2は永久磁石502を挟持し永久磁石502の矢印Z方向の動きを抑える。
Further, as shown in FIG. 23B, the
このような回転子500によれば、凸部506a,506bによって永久磁石502の矢印X方向,Y方向およびZ方向の動きが抑えられ、永久磁石502の動きを面方向だけではなく軸方向においても抑えることができ、磁石収容孔304からの永久磁石502の飛び出しを防ぐことができる。その結果、図21に示すように、回転子500においては端板などの永久磁石502の飛び出しを防止する部材が不要となる。
According to such a
なお、永久磁石502の両端面がロータコア302の端面302a,302bより軸方向において薄板鋼板1枚分以上内側になるように永久磁石502が配置されれば、永久磁石502の軸方向の動きをより確実に抑えることができるので望ましいが、これに限定されず、永久磁石502は、永久磁石502の少なくとも一端面がロータコア302の対応する端面より軸方向において内側になるように配置されればよい。
If the
また、凹部504a,504bの深さは、凸部506a,506bに圧接部と突出部とが形成できる限りにおいて任意でよい。たとえば、永久磁石502の矢印Z方向の長さが磁石収容孔304の矢印Z方向の寸法よりも薄板鋼板1枚分短く、凹部504a,504bの深さが薄板鋼板1枚分あるいはそれ以下であっても、凸部506a,506bの突出部が永久磁石502の矢印Z方向の端面上に多少なりとも突出することができればよい。
Further, the depth of the
なお、端面302bには回転軸保持板310が取り付けられるので、突出部を有する凸部506a,506bは端面302a側にのみ設けるようにしてもよい。
In addition, since the rotating
ついで、図17、図19および図24を参照して、回転子500の組立装置400aについて説明する。
組立装置400aでは、上述の組立装置400における保持用治具416に代えて保持用治具416aが用いられる。その他の構成については組立装置400と同様に構成されるのでその重複する説明は省略する。
Next, an
In the
組立装置400aに用いられる一対の保持用治具416aでは、図19の破線で示すように、保持部418の底面に複数(この実施形態では10個)の突起部434が設けられる。突起部434は、ロータコア302の磁石収容孔304の開口部に対応した位置に薄板鋼板1枚分の厚みで形成される。
In the pair of holding
図24に示すように、一対の保持用治具416aによってロータコア302を挟持する際には、突起部434は磁石収容孔304内に突入する。突起部434は、永久磁石502の矢印Z方向両端面がロータコア302の端面302a,302bよりも薄板鋼板1枚分の深さで磁石収容孔304内に位置するように、永久磁石502を位置決めする。また、磁石収容孔304の内壁に凸部506aの突出部506a2および凸部506bの突出部506b2を形成できるように、突起部434を磁石収容孔304内へ突入した際、磁石収容孔304の内壁のうち凸部形成面(長辺304aの内壁および短辺304bの内壁:図22参照)と突起部434の側面との間に隙間が形成される。
As shown in FIG. 24, when the
そして、エアシリンダ428を駆動し、ピストン432をパンチ配置孔420内に突入させることで、端面302a,302bそれぞれにパンチ424を薄板鋼板約2枚分の深さで打ち込み、凹部504a,504bを形成し、それによって、磁石収容孔304の内壁に圧接部506a1と突出部506a2とを有する凸部506a、および圧接部506b1と突出部506b2とを有する凸部506bを形成する。なお、永久磁石502を歪みなく固定するためには、上下のパンチ424が同時に加圧されることが望ましい。
Then, by driving the
このような組立装置400aによれば、ロータコア302の端面302a,302bそれぞれにパンチ424を薄板鋼板約2枚分の深さで打ち込むのみで、凹部504a,504bを形成し、凸部506a,506bを形成することができ、簡単な作業で磁石収容孔304内の所望の位置に永久磁石502をより強固に保持することができる。
According to such an
また、突起部434は永久磁石502の軸方向の位置決め部材としてだけではなく磁石収容孔304とパンチ配置孔420との位置決め部材としても機能するので、磁石収容孔304の開口部近傍の所望の位置に正確に凹部504a,504bを形成することができ、磁石収容孔304内における永久磁石502の固定位置のばらつきを抑えることができ、モータ特性の悪化を防ぐことができる。
Further, since the
なお、この発明において、永久磁石の形状および磁石収容孔の形状は特に限定されず、たとえば円弧板状、円柱状、多角柱状などにしてもよいが、互いに対応した形状であることが望ましい。 In the present invention, the shape of the permanent magnet and the shape of the magnet housing hole are not particularly limited, and may be, for example, an arc plate shape, a column shape, a polygonal column shape, or the like, but it is desirable that the shapes correspond to each other.
また、ロータコアに設けられる磁石収容孔およびこれに収容される永久磁石の数も特に限定されない。 Further, the number of magnet accommodation holes provided in the rotor core and the number of permanent magnets accommodated therein are not particularly limited.
また、ロータコアの端面に形成される凹部の数は、凸部によって永久磁石を確実に固定できれば特に限定されないが、凸部が複数方向から永久磁石に圧接するように1つの磁石収容孔に対して凹部を複数形成することが望ましい。 Further, the number of concave portions formed on the end face of the rotor core is not particularly limited as long as the permanent magnets can be securely fixed by the convex portions. However, with respect to one magnet housing hole so that the convex portions are pressed against the permanent magnets from a plurality of directions. It is desirable to form a plurality of recesses.
さらに、上述の実施形態では、凹部はロータコアの両端面に形成されたが、凹部はロータコアの少なくともいずれか一方の端面にのみ形成されてもよい。 Furthermore, in the above-mentioned embodiment, although the recessed part was formed in the both end surfaces of a rotor core, a recessed part may be formed only in at least any one end surface of a rotor core.
また、この発明の組立装置に用いられるパンチにおいて、先端部の形状は円錐形状(図25(a)参照)に限定されず、ロータコアの端面に確実に凹部を形成することができれば任意でよい。たとえば、図25(b)に示すように、パンチの先端部を略楔形状(マイナス形状)としてもよい。先端部を略楔形状とすることによって凸部をより大きく形成することができ、永久磁石をより強固に固定することができる。また、図25(c)に示すように、パンチの先端部を角錐形状としてもよい。 Further, in the punch used in the assembling apparatus of the present invention, the shape of the tip portion is not limited to the conical shape (see FIG. 25A), and may be arbitrary as long as the concave portion can be reliably formed on the end surface of the rotor core. For example, as shown in FIG. 25B, the tip of the punch may have a substantially wedge shape (minus shape). By making the tip portion substantially wedge-shaped, the convex portion can be formed larger, and the permanent magnet can be more firmly fixed. Further, as shown in FIG. 25C, the tip of the punch may be a pyramid shape.
さらに、凹部はポンチなどを用いて人手によって形成してもよい。 Further, the concave portion may be formed manually using a punch or the like.
また、この発明の回転子を廃棄する際には、たとえば、凸部の永久磁石に対する圧接を解除するようにパンチ等を用いて凸部を塑性変形させることによって、磁石収容孔から永久磁石を簡単に取り出すことができる。 Further, when the rotor of the present invention is discarded, for example, the permanent magnet can be easily removed from the magnet housing hole by plastically deforming the convex portion using a punch or the like so as to release the pressure contact of the convex portion with the permanent magnet. Can be taken out.
10,200,300,500 回転子
11,301 薄板鋼板
12,302 ロータコア
12a,12b,302a,302b ロータコアの端面
16,304 磁石収容孔
20,202,306,502 永久磁石
24a,24b,204a,204b,314a,314b,504a,504b 凹部
26a,26b,206a,206b,316a,316b,506a,506b 凸部
100,100a,400,400a 組立装置
116,116a,416,416a 保持用治具
122,420 パンチ配置孔
126,424 パンチ
136,434 突起部
206a1,206b1,506a1,506b1 圧接部
206a2,206b2,506a2,506b2 突出部
10, 200, 300, 500
Claims (12)
前記磁石収容孔の開口部の近傍で前記ロータコアの端面に凹部を形成することによって前記凹部の近傍の前記磁石収容孔の内壁を塑性変形して凸部を形成し、前記凸部の少なくとも一部が前記永久磁石に圧接して前記永久磁石を固定することを特徴とする、永久磁石埋め込み型モータ用回転子。 In a rotor for a permanent magnet embedded motor, comprising a rotor core configured by laminating thin steel plates, a magnet housing hole penetrating the rotor core in the axial direction, and a permanent magnet housed in the magnet housing hole,
By forming a recess in the end surface of the rotor core in the vicinity of the opening of the magnet receiving hole, the inner wall of the magnet receiving hole in the vicinity of the recess is plastically deformed to form a protruding portion, and at least a part of the protruding portion A rotor for a permanent magnet embedded motor, wherein the permanent magnet is fixed by being pressed against the permanent magnet.
前記永久磁石と前記磁石収容孔の外周側内壁との間に空隙を形成しないように前記磁石収容孔において前記永久磁石が前記凸部によって圧接される、請求項1または2に記載の永久磁石埋め込み型モータ用回転子。 An inner rotor type permanent magnet embedded motor rotor,
The permanent magnet embedding according to claim 1 or 2, wherein the permanent magnet is press-contacted by the convex portion in the magnet accommodation hole so as not to form a gap between the permanent magnet and the inner wall on the outer periphery side of the magnet accommodation hole. Type motor rotor.
前記永久磁石と前記磁石収容孔の中心側内壁との間に空隙を形成しないように前記磁石収容孔において前記永久磁石が前記凸部によって圧接される、請求項1または2に記載の永久磁石埋め込み型モータ用回転子。 An outer rotor type permanent magnet embedded motor rotor,
3. The permanent magnet embedding according to claim 1, wherein the permanent magnet is pressed by the convex portion in the magnet accommodation hole so as not to form a gap between the permanent magnet and the inner wall on the center side of the magnet accommodation hole. Type motor rotor.
前記磁石収容孔の開口部の近傍で前記ロータコアの端面に凹部を形成することによって前記凹部の近傍の前記磁石収容孔の内壁を塑性変形して凸部を形成し、前記凸部の少なくとも一部が前記永久磁石に圧接して前記永久磁石を固定する第2工程を備える、永久磁石埋め込み型モータ用回転子の組立方法。 A first step of accommodating a permanent magnet in a magnet accommodation hole penetrating the rotor core in the axial direction; and the magnet accommodation in the vicinity of the recess by forming a recess in the end surface of the rotor core in the vicinity of the opening of the magnet accommodation hole. A rotor for a permanent magnet embedded motor comprising a second step of plastically deforming an inner wall of a hole to form a convex portion, and at least a part of the convex portion is pressed against the permanent magnet to fix the permanent magnet. Assembly method.
前記第2工程では、前記凸部の一部が前記永久磁石の軸方向端面上に突出する、請求項5に記載の永久磁石埋め込み型モータ用回転子の組立方法。 In the first step, the permanent magnet is disposed such that an axial end surface of the permanent magnet housed in the magnet housing hole is located inside an end face of the rotor core,
The method of assembling a rotor for an embedded permanent magnet motor according to claim 5, wherein in the second step, a part of the convex portion protrudes on an end surface in the axial direction of the permanent magnet.
前記第2工程では、前記永久磁石と前記磁石収容孔の外周側内壁との間に空隙を形成しないように前記凹部を形成する、請求項5または6に記載の永久磁石埋め込み型モータ用回転子の組立方法。 An inner rotor type permanent magnet embedded motor rotor assembly method comprising:
The rotor for a permanent magnet embedded motor according to claim 5 or 6, wherein, in the second step, the recess is formed so as not to form a gap between the permanent magnet and the inner wall on the outer periphery side of the magnet housing hole. Assembly method.
前記第2工程では、前記永久磁石と前記磁石収容孔の中心側内壁との間に空隙を形成しないように前記凹部を形成する、請求項5または6に記載の永久磁石埋め込み型モータ用回転子の組立方法。 An assembly method for a rotor for an outer rotor type permanent magnet embedded motor,
The rotor for a permanent magnet embedded motor according to claim 5 or 6, wherein, in the second step, the recess is formed so as not to form a gap between the permanent magnet and the inner wall on the center side of the magnet housing hole. Assembly method.
前記ロータコアを一方端面側と他方端面側とから保持する一対の保持用治具、
前記保持用治具の一方主面から他方主面にかけて延びかつ前記磁石収容孔の開口部の近傍に対応する位置に形成される貫通孔、および
前記貫通孔内に配置されかつ前記磁石収容孔の開口部の近傍で前記ロータコアの端面に凹部を形成するためのパンチを備える、永久磁石埋め込み型モータ用回転子の組立装置。 An assembly device for a rotor for a permanent magnet embedded motor in which a permanent magnet is housed in a magnet housing hole that passes through a rotor core configured by laminating thin steel plates in the axial direction,
A pair of holding jigs for holding the rotor core from one end face side and the other end face side;
A through-hole extending from one main surface of the holding jig to the other main surface and formed at a position corresponding to the vicinity of the opening of the magnet-accommodating hole; and An assembly apparatus for a rotor for a permanent magnet embedded motor, comprising a punch for forming a recess in an end face of the rotor core in the vicinity of an opening.
前記永久磁石と前記磁石収容孔の外周側内壁との間に空隙を形成しないように前記凹部を形成する、請求項9または10に記載の永久磁石埋め込み型モータ用回転子の組立装置。 An inner rotor-type permanent magnet embedded motor rotor assembly apparatus,
The rotor assembly apparatus for a permanent magnet embedded motor according to claim 9 or 10, wherein the recess is formed so as not to form a gap between the permanent magnet and the inner wall on the outer periphery side of the magnet housing hole.
前記永久磁石と前記磁石収容孔の中心側内壁との間に空隙を形成しないように前記凹部を形成する、請求項9または10に記載の永久磁石埋め込み型モータ用回転子の組立装置。
An outer rotor type permanent magnet embedded motor rotor assembly apparatus,
The rotor assembly apparatus for a permanent magnet embedded motor according to claim 9 or 10, wherein the concave portion is formed so as not to form a gap between the permanent magnet and a central inner wall of the magnet accommodation hole.
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