JP2007300754A - Rotor of motor and manufacturing method therefor - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、永久磁石が埋設された電動機の回転子製造方法および回転子に関する。 The present invention relates to a method of manufacturing a rotor for an electric motor having a permanent magnet embedded therein, and the rotor.
この種の回転子として、永久磁石に発生する渦電流を低減するために、複数個に分割した永久磁石を回転子コア内に埋設するものが知られている(例えば特許文献1参照)。この特許文献1記載のものは、磁石片同士を接着剤により接着して一体化した状態で回転子コア内に埋設する。
As this type of rotor, there is known a rotor in which a plurality of divided permanent magnets are embedded in a rotor core in order to reduce eddy currents generated in the permanent magnets (see, for example, Patent Document 1). The thing of this
しかしながら、接着剤を用いて磁石片同士を接着したのでは、材料費が余計にかかり、コストアップに繋がる。 However, if the magnet pieces are bonded to each other using an adhesive, the material cost is excessive and the cost is increased.
本発明による電動機の回転子製造方法は、磁性素材よりなる複数の分割片を着磁し、複数の磁石片を形成する第1の着磁工程と、複数の磁石片を異極同士が隣り合うように配置し、磁石片の吸引力により一体化する一体化工程と、一体化された磁石片を回転子コアに埋設する埋設工程と、埋設された磁石片を再着磁する第2の着磁工程とを有する。
このような製造方法により電動機の回転子を製造することが好ましい。
In the method for manufacturing a rotor of an electric motor according to the present invention, a plurality of divided pieces made of a magnetic material are magnetized to form a plurality of magnet pieces, and a plurality of magnet pieces are adjacent to each other with different polarities. And an integration step of integrating the magnet pieces by the attraction force, an embedding step of embedding the integrated magnet pieces in the rotor core, and a second attachment for re-magnetizing the embedded magnet pieces And a magnetic process.
It is preferable to manufacture the rotor of the electric motor by such a manufacturing method.
本発明によれば、磁石片を接着することなく複数の磁石片を一体化して回転子コアに埋設することができ、製造コストを低減できる。 According to the present invention, a plurality of magnet pieces can be integrated and embedded in the rotor core without adhering the magnet pieces, and the manufacturing cost can be reduced.
−第1の実施の形態−
以下、図1〜図5を参照して本発明の第1の実施の形態について説明する。
図1は、第1の実施の形態に係る電動機の回転子製造方法の製造工程の一部、とくに回転子コア10(図3)に埋設する磁石片1〜4の組付手順を示す図である。なお、本実施の形態では、細長の略直方体形状をした4個の磁石片1〜4を一体化して回転子コア10に組み込む。以下では磁石片1〜4の縦方向、横方向、長さ方向はそれぞれ図示のようにa,b、cで定義する。
-First embodiment-
Hereinafter, a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
FIG. 1 is a diagram showing a part of the manufacturing process of the method for manufacturing a rotor for an electric motor according to the first embodiment, particularly an assembling procedure of
(a)前着磁工程
まず、磁性素材によって形成された分割片101〜104に磁場を印加し、磁石片1〜4を形成する。この場合、図1(a)の矢印で示す磁化困難方向に磁場を印加して着磁(前着磁)する。これにより例えばb方向にN極とS極を有する磁石片1〜4が形成される。磁石片1〜4はフェライト磁石、希土類磁石等、いかなる材質でもよい。
(A) Pre-magnetization step First, a magnetic field is applied to the
(b)一体化工程
次いで、図1(b)に示すように磁石片1〜4のN極とS極が隣り合うように、各磁石片1〜4を磁化方向と同一方向(b方向)に並び替える。この状態では、隣り合う磁石片同士に互いに吸引力が作用し、吸引力により磁石片1〜4を一体化できる。このとき図2に示すように、各磁石片1〜4の接触面間に絶縁紙等のシート状の絶縁材5を挟み込み、磁石片間を電気的に絶縁することもできる。
(B) Integration Step Next, as shown in FIG. 1B, the
(c)埋設工程
次いで、吸引力により一体化した磁石片1〜4(これを一体磁石と呼ぶ)を、回転子コア内に埋設する。図3は回転子の要部構成を示す斜視図である。図3に示すように回転子コア10は複数枚の鋼板を積層して構成され、回転子コア10には略矩形状の挿入孔11が周方向等間隔に所定数(図では4箇所)開口されている。挿入孔11の寸法は一体磁石1〜4の外形寸法とほぼ等しく、挿入孔11には軸方向から一体磁石1〜4が挿入される。この場合、磁石片1〜4は磁化困難軸方向に着磁して形成されるので、一体磁石の磁力は弱く、挿入孔11への挿入が容易である。
(C) Embedding step Next,
(d)端板取付工程
一体磁石1〜4の挿入後、回転子コア10の両端面に略円板状の端板21,22を取り付け、挿入孔11の全体を塞ぐ。端板21,22は、例えば回転子コア10と端板21,22を貫通する貫通ボルトによって取り付けられる。なお、回転子の中心部(孔部)には回転軸が設けられ、回転子の径方向外側には巻線が巻回された固定子が設けられるが、図3ではこれらの図示を省略する。
(D) End plate attachment process After inserting the integrated
(e)後着磁工程
以上の工程終了後、図3に示すように挿入孔11の長辺に沿ってN極およびS極が形成され、かつ、隣接する一体磁石同士が互いに異極となるように一体磁石1〜4を着磁(後着磁)する。これにより4極構成のIPM回転子が形成される。
(E) Post-magnetization step After the above steps are completed, N poles and S poles are formed along the long side of the
この場合、図1(c)に示すように一体磁石1〜4は磁化容易軸方向(a方向)に着磁されるため、一体磁石1〜4は強い磁力を得ることができる。この状態では、各磁石片1〜4のN極同士およびS極同士が隣接するため、磁石片1〜4には反発力が作用し、各磁石片同士の接触面に隙間が生じる。そこで、磁石片1〜4の接触面間に接着剤を注入し、接着剤により磁石片同士を絶縁することもできる。
In this case, as shown in FIG. 1C, the integrated
例えば図4(a)に示すように一方の端板22に、挿入孔11に面し、かつ挿入口11よりも小さい貫通孔22aを開口し、貫通孔22aを介して接着剤を注入すればよい。貫通孔22aは、接着剤を注入するための最小限の大きさであればよいため、図4(a)のb−b線断面図である図4(b)に示すように、貫通孔22aの縁部にガイド部22bを設け、貫通孔22aの前面をガイド部22bで覆うようにしてもよい。なお、接着剤は磁石片同士の接着用ではないため、接着剤の層は微少厚さであり、材料費の増加は最小限に抑えられる。
For example, as shown in FIG. 4A, if one
端板22の他の変形例を図5に示す。図5(a)は端板22の正面図であり、図5(b)は図5(a)のb−b線断面図である。図5に示すように端孔22には挿入孔11に向けてV字状に突起した突起部22cが設けられている。突起部22cは弾性変形可能な弾性体として機能する。これにより一体磁石1〜4の端面が弾性支持され、孔11の内部における磁石のがたつきを防止し、磁石の割れを防止できる。また、一体磁石1〜4に着磁後の反発力が生じた場合に、その反発力による磁石片1〜4の変形を吸収することができ、磁石片1〜4の割れを防ぐことができる。
Another modification of the
以上の第1の実施の形態によれば以下のような作用効果を奏することができる。
(1)前着磁により磁石片1〜4を形成し、この磁石片1〜4をN極とS極が隣り合うように配置して各磁石片1〜4を吸引力により一体化し、一体磁石1〜4の状態で回転子コア10の孔11に挿入するようにした。これにより複数の磁石片1〜4を一度に回転子コア10に埋設することができ、工数を低減できる。また、磁石片1〜4を接着剤等で接着する手間が省け、製造コストが安価となる。磁石片1〜4を一体化するため、細長の磁石片1〜4を一つづつ孔11に挿入する必要がなく、挿入が容易である。
According to the above 1st Embodiment, there can exist the following effects.
(1)
(2)各磁石片1〜4の接触面間に、磁石片同士を接着するための接着剤の層を介装する必要がないので、磁石の占積率の低下を防ぐことができ、良好な回転子の特性を得ることができる。
(3)磁石片1〜4の磁極を規則的にそろえた状態で挿入することができるので、後着磁工程により均一な磁石の特性が得られる。
(4)予め磁化困難軸方向に着磁するので、回転子コア10への吸着力が大きくならず、磁石1〜4の組み込みが容易である。また、磁石片同士の吸引力が弱いため、吸引力による磁石の割れも防止できる。
(2) Since there is no need to interpose an adhesive layer for adhering the magnet pieces between the contact surfaces of the
(3) Since the magnetic poles of the
(4) Since the magnet is preliminarily magnetized in the hard axis direction, the attractive force to the
(5)絶縁材5を介して磁石片同士を一体化すれば(図2)、磁石片同士が電気的に絶縁され、渦電流を低減できる。
(6)挿入孔11に面して端板22に貫通孔22aを設ければ(図4)、着磁後に反発力が作用する磁石片1〜4の接触面間に接着剤を注入することができ、磁石片同士を絶縁することができる。
(7)挿入孔11に向けて端板22に突起部22cを設ければ(図5)、磁石のがたつきを防止することができ、磁石の割れを防ぐことができる。
(5) If the magnet pieces are integrated with each other through the insulating material 5 (FIG. 2), the magnet pieces are electrically insulated from each other, and eddy current can be reduced.
(6) If the through
(7) If the
−第2の実施の形態−
図6を参照して本発明の第2の実施の形態について説明する。
図6は、第2の実施の形態に係る回転子製造方法の製造工程の一部を示す図である。なお、図1〜図5と同一の箇所には同一の符号を付し、以下では第1の実施の形態との相違点を主に説明する。
-Second Embodiment-
A second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
FIG. 6 is a diagram illustrating a part of the manufacturing process of the rotor manufacturing method according to the second embodiment. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the location same as FIGS. 1-5, and the difference with 1st Embodiment is mainly demonstrated below.
第2の実施の形態が第1の実施の形態と異なるのは、回転子コア10に組み付ける際の磁石片1〜4の配置である。すなわち第2の実施の形態では、まず図6(a)に示すように複数の分割片を所定方向(a方向)に着磁し、磁石片1a〜4a,1b〜4bを形成する(前着磁工程)。a方向は例えば磁化容易軸方向である。なお、各磁石片1a〜4a,1b〜4bには磁石片を一体化できる程度の磁力が作用すれば十分であり、必要以上に大きな磁力が作用しないように前着磁を行う。
The second embodiment differs from the first embodiment in the arrangement of the
次いで、図6(b)に示すように磁石片1a〜4a,1b〜4bのN極、S極が交互に天地反転するように、前着磁の磁化方向と直交する方向(b方向)に磁石片1a〜4a,1b〜4bを配置する(一体化工程)。これにより磁石片の異極同士が隣接し、磁石片同士に吸引力が作用して、磁石片1a,2b,3a,4bおよび1b,2a,3b,4aを一体化することができる。
Next, as shown in FIG. 6 (b), the
その後、一体化した磁石片1a,2b,3a,4bおよび1b,2a,3b,4aを回転子コア10の挿入孔11に埋設する(埋設工程)。この状態では、磁石片に作用する磁力は小さいため、回転子コア10への埋設が容易である。
Thereafter, the
次いで、回転子コア10の軸方向両端面に端板21,22を取り付けた後(端板取付工程)、前着磁よりも強い磁場をa方向に印加する(後着磁工程)。すなわち前着磁の磁化方向(a方向)と同一方向または反対方向に磁石片を着磁する。これにより図6(c)に示すように各磁石片にはそれぞれ同一側にS極、N極が形成される。
Next, after attaching the
第2の実施の形態においても、磁石の吸引力により磁石片1a〜4a,1b〜4を一体化して回転子コア10の孔11に挿入するので、磁石片同士を接着する必要がなく、コストを低減できる。
Also in the second embodiment, the
なお、前着磁工程(第1の着磁工程)の着磁方向および後着磁工程(第2の着磁工程)の着磁方向は、上述した例に限定されない。一体化工程において、予め着磁した複数の磁石片を異極同士が隣り合うように配置するのであれば、磁石片の個数および形状は上述したものに限らない。図4では端板22に貫通孔22aを設け、図5では端板22に突起部22cを設けたが、これら開口部および押圧部の形状は上述したものに限らない。
Note that the magnetization direction of the pre-magnetization step (first magnetization step) and the magnetization direction of the post-magnetization step (second magnetization step) are not limited to the above-described examples. In the integration step, the number and shape of the magnet pieces are not limited to those described above as long as a plurality of magnet pieces magnetized in advance are arranged so that the different poles are adjacent to each other. In FIG. 4, the
すなわち、本発明の特徴、機能を実現できる限り、本発明は実施の形態の回転子の製造方法および回転子に限定されない。なお、以上の説明はあくまで一例であり、発明を解釈する際、上記実施形態の記載事項と特許請求の範囲の記載事項の対応関係になんら限定も拘束もされない。 That is, as long as the features and functions of the present invention can be realized, the present invention is not limited to the rotor manufacturing method and the rotor according to the embodiment. The above description is merely an example, and when interpreting the invention, there is no limitation or restriction on the correspondence between the items described in the embodiment and the items described in the claims.
1〜4,1a〜4a,1b〜4b 磁石片
10 回転子コア
11 挿入孔
21,22 端板
22a 貫通孔
22c 突起部
101〜104 分割片
1-4, 1a-4a, 1b-
Claims (7)
前記複数の磁石片を異極同士が隣り合うように配置し、磁石片の吸引力により一体化する一体化工程と、
前記一体化された磁石片を回転子コアに埋設する埋設工程と、
前記埋設された磁石片を再着磁する第2の着磁工程とを有する電動機の回転子製造方法。 A first magnetizing step of magnetizing a plurality of divided pieces made of a magnetic material to form a plurality of magnet pieces;
An integration step of arranging the plurality of magnet pieces so that different poles are adjacent to each other, and integrating them by the attractive force of the magnet pieces;
An embedding step of embedding the integrated magnet piece in a rotor core;
A method of manufacturing a rotor for an electric motor, comprising: a second magnetization step of re-magnetizing the embedded magnet piece.
前記第1の着磁工程では、前記分割片は磁化困難軸方向に着磁され、
前記一体化工程では、前記第1の着磁工程による磁化方向と同一方向に前記複数の磁石片が並設され、
前記第2の着磁工程では、前記磁化困難軸と異なる方向に再着磁されることを特徴とする電動機の回転子製造方法。 The method for manufacturing a rotor for an electric motor according to claim 1,
In the first magnetizing step, the divided pieces are magnetized in the hard axis direction,
In the integration step, the plurality of magnet pieces are arranged in parallel in the same direction as the magnetization direction in the first magnetization step,
In the second magnetizing step, remagnetization is performed in a direction different from the hard magnetization axis.
前記一体化工程では、前記第1の着磁工程の磁化方向と直交する方向に前記複数の磁石片が交互に天地反転して配置され、
前記第2の着磁工程では、前記第1の着磁工程による磁化方向と同一方向または反対方向に再着磁されることを特徴とする電動機の回転子製造方法。 The method for manufacturing a rotor for an electric motor according to claim 1,
In the integration step, the plurality of magnet pieces are alternately arranged upside down in a direction perpendicular to the magnetization direction of the first magnetization step,
In the second magnetizing step, remagnetization is performed in the same direction as or opposite to the magnetization direction in the first magnetizing step.
前記一体化工程では、前記各磁石片の接触面間にシート状の絶縁部材を介装して一体化することを特徴とする電動機の回転子製造方法。 In the rotor manufacturing method of the electric motor according to any one of claims 1 to 3,
In the integration step, a sheet-like insulating member is interposed between the contact surfaces of the magnet pieces for integration, and the rotor manufacturing method for an electric motor is characterized.
さらに、前記埋設工程で埋設された磁石片の両端面を覆うように端板を取り付ける端板取付工程と、
前記第2の着磁工程後に、前記端板に設けた開口部を介して前記各磁石片の接触面間に接着剤を注入する接着剤注入工程とを有することを特徴とする電動機の回転子製造方法。 In the rotor manufacturing method of the electric motor according to any one of claims 1 to 4,
Furthermore, an end plate attaching step of attaching an end plate so as to cover both end faces of the magnet pieces embedded in the embedding step,
And a step of injecting an adhesive between the contact surfaces of the magnet pieces through an opening provided in the end plate after the second magnetizing step. Production method.
さらに、前記埋設工程で埋設された磁石片の両端面を覆うように端板を取り付ける端板取付工程を有し、
前記端板には、前記磁石片の端面を弾性力により押圧する押圧部が設けられていることを特徴とする回転子製造法。 In the rotor manufacturing method of the electric motor according to any one of claims 1 to 4,
Furthermore, it has an end plate attaching step for attaching an end plate so as to cover both end faces of the magnet piece embedded in the embedding step,
The rotor manufacturing method, wherein the end plate is provided with a pressing portion that presses an end face of the magnet piece with an elastic force.
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