JP2009077547A - Rotor - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ロータに関する。例えば、ハイブリッド車を駆動するモータのロータに関する。 The present invention relates to a rotor. For example, the present invention relates to a rotor of a motor that drives a hybrid vehicle.
従来より、ハイブリッド車には、モータが用いられる。このようなモータは、例えば、以下のような構造である。すなわち、円筒状のモータケースと、このモータケースの内部に回転可能に保持されたロータと、を備える。 Conventionally, a motor is used in a hybrid vehicle. Such a motor has, for example, the following structure. That is, a cylindrical motor case and a rotor rotatably held in the motor case are provided.
ロータは、薄い鋼板を積層して形成されて永久磁石が内蔵された略円柱状のヨークと、このヨークの中心軸を通るシャフトと、を備える。また、モータケースには、極性を切り替え可能なステータが設けられる。このモータによれば、ヨークに内蔵された永久磁石とステータとの磁力による反発力を利用して、ロータを回転させる。 The rotor includes a substantially cylindrical yoke that is formed by laminating thin steel plates and has a permanent magnet built therein, and a shaft that passes through the central axis of the yoke. The motor case is provided with a stator whose polarity can be switched. According to this motor, the rotor is rotated using the repulsive force generated by the magnetic force between the permanent magnet built in the yoke and the stator.
このロータでは、磁力を有効に使用するため、永久磁石をヨークの外周面側に配置して、永久磁石とステータとの距離を短くすることが望ましい。
そこで、永久磁石をヨークの外周面側に配置する方法として、以下のような方法が提案されている(特許文献1参照)。
In this rotor, in order to effectively use the magnetic force, it is desirable to arrange the permanent magnet on the outer peripheral surface side of the yoke so as to shorten the distance between the permanent magnet and the stator.
Therefore, the following method has been proposed as a method of arranging the permanent magnet on the outer peripheral surface side of the yoke (see Patent Document 1).
すなわち、シャフトに沿って延びる複数の収納部をヨークに設け、この収納部に磁石を挿入して、この収納部と磁石との間隙に熱硬化性の樹脂を注入する。その後、ヨークを回転させることで、遠心力により磁石を収納部の内壁面に押し付けて磁石を位置決めし、加熱炉でヨークを加熱して樹脂を硬化させる(特許文献1参照)。 That is, a plurality of storage portions extending along the shaft are provided in the yoke, a magnet is inserted into the storage portion, and a thermosetting resin is injected into the gap between the storage portion and the magnet. Thereafter, by rotating the yoke, the magnet is pressed against the inner wall surface of the storage portion by centrifugal force to position the magnet, and the yoke is heated in a heating furnace to cure the resin (see Patent Document 1).
しかしながら、以上のようにヨークを回転させるだけでは、永久磁石を外周側に確実に位置決めすることが困難であり、作業時間がかかっていた。 However, simply rotating the yoke as described above makes it difficult to reliably position the permanent magnet on the outer peripheral side, and it takes a long working time.
そこで、ヨークの収納部のシャフト側の内壁面と永久磁石との間に、圧力をかけて樹脂を注入し、この樹脂の圧力で永久磁石を外側に押し付けることで、この永久磁石を短時間で位置決めする手法が提案されている。
しかしながら、この提案手法では、収納部と永久磁石との樹脂を注入する隙間が狭く、樹脂の注入量を制御することが困難であった。 However, with this proposed method, the gap for injecting the resin between the storage portion and the permanent magnet is narrow, and it is difficult to control the injection amount of the resin.
また、樹脂に圧力を加えて注入するため、ヨークを構成する鋼板同士の隙間から、注入した樹脂がヨークの外周面に漏出するおそれがあった。
特に、シリコンのように粘性の低い樹脂を用いた場合には、このような傾向が顕著となる。また、ロータとステータとの間にエアギャップを設ける必要があるが、このように樹脂がヨークの外周面に漏出すると、この漏出した樹脂を除去してエアギャップを確保する工程が必要となり、生産性が低下してしまう。
Further, since the resin is injected under pressure, the injected resin may leak to the outer peripheral surface of the yoke from the gap between the steel plates constituting the yoke.
In particular, when a low viscosity resin such as silicon is used, such a tendency becomes remarkable. In addition, it is necessary to provide an air gap between the rotor and the stator. If the resin leaks to the outer peripheral surface of the yoke in this way, a process for securing the air gap by removing the leaked resin is required. The nature will decline.
本発明は、ヨークの外周面に樹脂が漏出するのを防止できるロータを提供することを目的とする。 An object of this invention is to provide the rotor which can prevent resin leaking to the outer peripheral surface of a yoke.
本発明のロータ(例えば、後述のロータ10)は、磁石(例えば、後述の永久磁石13)と、当該磁石を収納する収納部(例えば、後述の収納部16)が設けられた略円柱形状のヨーク(例えば、後述のヨーク11)と、当該ヨークの中心軸に沿って設けられた軸部(例えば、後述のシャフト12)と、前記ヨークの両端面に設けられて前記収納部を塞ぐ一対の端面板(例えば、後述の上蓋14および底蓋15)と、を備えるロータであって、前記収納部の前記軸部側の内壁面(例えば、後述の内壁面161)と前記磁石との間には、樹脂が注入される注入隙間(例えば、後述の注入隙間163)が形成され、前記端面板のうちの一方には、前記収納部に連通する注入孔(例えば、後述の注入孔141)が形成されるとともに、当該一方の端面板の前記磁石に対向する面には、凹部(例えば、後述の凹部142)が形成されることを特徴とする。
A rotor (for example, a
この発明によれば、収納部の軸部側の内壁面と磁石との間に、樹脂を注入する注入隙間を形成し、端面板のうちの一方に、収納部に連通する注入孔を形成した。
よって、永久磁石を収納部に固定する手順は、以下のようになる。すなわち、まず、磁石を収納部に挿入して、注入孔から熱硬化性の樹脂を注入する。すると、この樹脂は、磁石と収納部との間の注入隙間に流れ込んで、磁石をヨークの外周面側に向かって押圧するとともに、磁石と端面板との隙間にも流れ込む。その後、ロータを外周面側から加熱すると、注入した樹脂が硬化して、磁石が収納部に固定される。
According to the present invention, an injection gap for injecting resin is formed between the inner wall surface on the shaft side of the storage portion and the magnet, and an injection hole communicating with the storage portion is formed in one of the end face plates. .
Therefore, the procedure for fixing the permanent magnet to the storage portion is as follows. That is, first, a magnet is inserted into the storage portion, and a thermosetting resin is injected from the injection hole. Then, this resin flows into the injection gap between the magnet and the storage portion, presses the magnet toward the outer peripheral surface side of the yoke, and also flows into the gap between the magnet and the end face plate. Thereafter, when the rotor is heated from the outer peripheral surface side, the injected resin is cured, and the magnet is fixed to the storage portion.
ここで、一方の端面板の磁石に対向する面に凹部を形成したので、この端面板と磁石との隙間に流れ込んだ樹脂は、凹部に流入する。すると、この凹部がバッファとして機能するから、樹脂がヨークの外周面に漏出するのを防止できる。 Here, since the concave portion is formed on the surface of the one end face plate facing the magnet, the resin flowing into the gap between the end face plate and the magnet flows into the concave portion. Then, since this recessed part functions as a buffer, it can prevent that resin leaks to the outer peripheral surface of a yoke.
この場合、前記凹部の体積は、前記注入隙間に注入される樹脂の体積と略同一であることが好ましい。 In this case, it is preferable that the volume of the recess is substantially the same as the volume of the resin injected into the injection gap.
この発明によれば、凹部の体積を、注入隙間に注入される樹脂の体積と略同一とした。よって、樹脂の注入量を厳密に制御する必要がなく、注入時間に基づいて簡易的に樹脂量を制御しても、樹脂がヨークの外周面に漏出するのを防止できる。 According to this invention, the volume of the recess is made substantially the same as the volume of the resin injected into the injection gap. Therefore, it is not necessary to strictly control the injection amount of the resin, and the resin can be prevented from leaking to the outer peripheral surface of the yoke even if the resin amount is simply controlled based on the injection time.
この場合、前記収納部の前記ヨークの外周面側に位置する内壁面を外側内壁面(例えば、後述の内壁面164)とすると、前記一方の端面板の前記外側内壁面に対向する部分には、前記磁石に当接する突起(例えば、後述の突起143)が形成されることが好ましい。
In this case, if the inner wall surface located on the outer peripheral surface side of the yoke of the storage portion is an outer inner wall surface (for example, an
この発明によれば、一方の端面板の収納部の外側内壁面に対向する部分に、磁石に当接する突起を形成した。よって、この突起が端面板と磁石との間の隙間を塞ぐことになり、注入された樹脂が収納部からヨークの外周面に漏出するのを防止できる。 According to the present invention, the protrusion that contacts the magnet is formed on the portion of the one end face plate facing the outer inner wall surface of the storage portion. Therefore, this protrusion closes the gap between the end face plate and the magnet, and the injected resin can be prevented from leaking from the storage portion to the outer peripheral surface of the yoke.
本発明によれば、収納部の軸部側の内壁面と磁石との間に、樹脂を注入する注入隙間を形成し、端面板のうちの一方に、収納部に連通する注入孔を形成した。よって、永久磁石を収納部に固定する手順は、以下のようになる。すなわち、まず、磁石を収納部に挿入して、注入孔から熱硬化性の樹脂を注入する。すると、この樹脂は、磁石と収納部との間の注入隙間に流れ込んで、磁石をヨークの外周面側に向かって押圧するとともに、磁石と端面板との隙間にも流れ込む。その後、ロータを外周面側から加熱すると、注入した樹脂が硬化して、磁石が収納部に固定される。ここで、一方の端面板の磁石に対向する面に凹部を形成したので、この端面板と磁石との隙間に流れ込んだ樹脂は、凹部に流入する。すると、この凹部がバッファとして機能するから、樹脂がヨークの外周面に漏出するのを防止できる。 According to the present invention, an injection gap for injecting resin is formed between the inner wall surface on the shaft portion side of the storage portion and the magnet, and an injection hole communicating with the storage portion is formed in one of the end face plates. . Therefore, the procedure for fixing the permanent magnet to the storage portion is as follows. That is, first, a magnet is inserted into the storage portion, and a thermosetting resin is injected from the injection hole. Then, this resin flows into the injection gap between the magnet and the storage portion, presses the magnet toward the outer peripheral surface of the yoke, and also flows into the gap between the magnet and the end face plate. Thereafter, when the rotor is heated from the outer peripheral surface side, the injected resin is cured, and the magnet is fixed to the storage portion. Here, since the concave portion is formed on the surface of the one end face plate facing the magnet, the resin flowing into the gap between the end face plate and the magnet flows into the concave portion. Then, since this recessed part functions as a buffer, it can prevent that resin leaks to the outer peripheral surface of a yoke.
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
図1は、本発明の一実施形態に係るモータのロータ10の平面図である。図2は、ロータ10の縦断面図および側面図である。
ロータ10は、図示しない円筒状のモータケースに収納され、このモータケースの内部に回転可能に保持される。このモータケースには、極性を切り替え可能なステータが設けられる。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a plan view of a
The
ロータ10は、永久磁石13と、この永久磁石13が内蔵された略円柱状のヨーク11と、このヨーク11の中心軸に沿って設けられた軸部としてのシャフト12と、ヨーク11の両端面に取り付けられた端面板としての上蓋14および底蓋15と、を備える。
The
このモータによれば、ヨーク11に内蔵された永久磁石13とステータとの磁力による反発力を利用して、ロータ10を回転させる。
According to this motor, the
ヨーク11は、複数の電磁鋼板111が積層されて形成される。
ヨーク11には、中心軸に沿って延びる収納部16が設けられ、永久磁石13は、この収納部16に収納されて、樹脂で固定されている。
上蓋14および底蓋15は、収納部16の両端面を塞いでいる。
シャフト12の上端には、上蓋14を押さえるためのカラー部17が取り付けられている。
The
The
The
A
図3は、ロータ10の部分拡大平断面図であり、図4は、ロータ10の部分拡大縦断面図である。
収納部16のシャフト12側の内壁面を内壁面161とし、ヨーク11の外周面側の内壁面を外側内壁面としての内壁面164とする。
収納部16の内壁面161には、樹脂が注入される断面略半円形の注入溝162が中心軸に沿って形成される。また、この収納部16の内壁面161と永久磁石13との間には、樹脂が注入される注入隙間163が形成される。
FIG. 3 is a partially enlarged plan sectional view of the
The inner wall surface on the
An
上蓋14には、この上蓋14を貫通して収納部16に連通し、注入溝162に繋がる略円形の注入孔141が形成されている。この注入孔141は、後述の注入ノズル23が接続されて樹脂が注入される。上蓋14のヨーク11に対する取付誤差が生じても、注入孔141を通して樹脂を注入溝162に円滑に注入するため、注入孔141は、注入溝162よりも大きく形成されている。
The
また、上蓋14のうち永久磁石13に対向する面には、凹部142が形成される。
さらに、上蓋14の収納部16の内壁面164に対向する部分には、永久磁石13に当接する突起143が形成されている。すなわち、この突起143は、凹部142よりも外側に位置しており、凹部143よりも外側では、上蓋14と永久磁石13との隙間が突起143により塞がれている。
Further, a
Further, a
ここで、凹部142の大きさは、以下の手順で決定される。
図4に示すように、凹部142の体積は、注入隙間163に注入される樹脂の体積と略同一である。具体的には、凹部142の高さh1と凹部142の長さw1の積は、注入隙間163の幅w2と収納部16の高さh2との積に略等しくなっている。
Here, the size of the
As shown in FIG. 4, the volume of the
以上のロータ10は、以下の手順で製造される。
まず、ロータ10を組み立てる。すなわち、シャフト12に底蓋15を取り付けた後、電磁鋼板111を積層してシャフト12に圧入し、ヨーク11を形成する。続いて、ヨーク11の収納部16に永久磁石13を挿入し、上蓋14を取り付ける。その後、シャフト12にカラー部17を圧入する。
The
First, the
次に、ロータ10を予備加熱し、収納部16に樹脂を注入する。その後、ロータ10を本加熱して樹脂を硬化させた後、冷却する。
Next, the
ここで、収納部16に樹脂を注入する手順について説明する。
図5に示すように、注入ノズル23を用いて、ロータ10に樹脂を注入する。
注入ノズル23は、2液混合型の熱硬化性樹脂を攪拌しながら吐出するものである。この注入ノズル23の先端には、注入ノズル23先端と上蓋14とを密着させるためのゴムパッキン231が設けられている。また、この注入ノズル23は、上下方向に移動可能であり、図示しないばね機構により、下方に向かって付勢されている。
Here, a procedure for injecting resin into the
As shown in FIG. 5, resin is injected into the
The
まず、以上の注入ノズル23をロータ10の上蓋14の注入孔141に接続して、熱硬化性樹脂を注入孔141に注入する。
すると、この樹脂は、永久磁石13と収納部16との隙間に流れ込む。具体的には、注入された樹脂は、注入溝162を通って下方に流れて(図5中矢印Aで示す)、永久磁石13をヨーク11の外周面側に押圧して、永久磁石13を内壁面164押し付ける。
同時に、注入された樹脂は、永久磁石13と上蓋14との隙間を略水平に流れて、凹部142に流入する(図5中矢印Bで示す)。その後、この凹部142に流入した樹脂は、さらに外側に向かって流れようとするが、凹部143よりも外側では、突起143により永久磁石13と上蓋14との隙間が塞がれており、この樹脂の流れは堰き止められることになる。
First, the
Then, this resin flows into the gap between the
At the same time, the injected resin flows substantially horizontally through the gap between the
図6は、ロータ10についての樹脂の注入時間と注入圧力との関係を示す図である。
凹部を設けない場合、樹脂を注入すると、注入時間ゼロからt1までの期間、注入時間が増加するに従って注入圧力が上昇し、注入時間t1では、収納部に樹脂が充填されて、注入圧力はp1となる。その後、樹脂の注入を継続すると、注入圧力が急激に上昇する。
FIG. 6 is a diagram illustrating the relationship between the resin injection time and the injection pressure for the
When the recess is not provided, when the resin is injected, the injection pressure increases as the injection time increases during the injection time from zero to t1, and at the injection time t1, the storage portion is filled with the resin, and the injection pressure is p1. It becomes. Thereafter, when the resin injection is continued, the injection pressure rapidly increases.
凹部を設けた場合、樹脂を注入すると、注入時間ゼロからt2までの期間、注入時間が増加するに従って注入圧力が上昇し、注入時間t2では、収納部に樹脂が充填されて、注入圧力はp2となる。ここで、注入時間t2は注入時間t1よりも長く、注入圧力p2は注入圧力p1よりも低くなっている。その後、樹脂の注入を継続すると、注入圧力が急激に上昇する。 In the case where the recess is provided, when the resin is injected, the injection pressure rises as the injection time increases during the injection time from zero to t2. At the injection time t2, the storage portion is filled with the resin, and the injection pressure is p2. It becomes. Here, the injection time t2 is longer than the injection time t1, and the injection pressure p2 is lower than the injection pressure p1. Thereafter, when the resin injection is continued, the injection pressure rapidly increases.
このように、凹部を設けた場合は、凹部を設けない場合に比べて、圧力の変動が小さくなるので、樹脂の注入量を厳密に制御する必要がなく、樹脂の注入量を注入時間で管理できることが判る。さらに、樹脂の充填完了時の注入圧力も低くなるので、オーバーシュート量を抑制できることが判る。 In this way, when the concave portion is provided, the pressure fluctuation is smaller than when the concave portion is not provided, so it is not necessary to strictly control the resin injection amount, and the resin injection amount is managed by the injection time. I understand that I can do it. Furthermore, since the injection pressure at the completion of resin filling is also low, it can be seen that the amount of overshoot can be suppressed.
本実施形態によれば、以下のような効果がある。
(1)収納部16のシャフト12側の内壁面161と永久磁石13との間に、樹脂を注入する注入隙間163を形成し、上蓋14に、収納部16に連通する注入孔141を形成した。
よって、永久磁石13を収納部16に固定する手順は、以下のようになる。すなわち、まず、永久磁石13を収納部16に挿入して、注入孔141から熱硬化性の樹脂を注入する。すると、この樹脂は、永久磁石13と収納部16との間の注入隙間163に流れ込んで、永久磁石13をヨーク11の外周面側に向かって押圧するとともに、永久磁石13と上蓋14との隙間にも流れ込む。その後、ロータ10を外周面側から加熱すると、注入した樹脂が硬化して、永久磁石13が収納部16に固定される。
According to this embodiment, there are the following effects.
(1) An
Therefore, the procedure for fixing the
ここで、上蓋14の永久磁石13に対向する面に凹部142を形成したので、この上蓋14と永久磁石13との隙間に流れ込んだ樹脂は、凹部142に流入する。すると、この凹部142がバッファとして機能するから、樹脂がヨーク11の外周面に漏出するのを防止できる。
Here, since the
(2)凹部142の体積を、注入隙間163に注入される樹脂の体積と略同一とした。よって、樹脂の注入量を厳密に制御する必要がなく、注入時間に基づいて簡易的に樹脂量を制御しても、樹脂がヨークの外周面に漏出するのを防止できる。
(2) The volume of the
(3)上蓋14の収納部16の内壁面164に対向する部分に、永久磁石13に当接する突起143を形成した。よって、この突起143が上蓋14と永久磁石13との間の隙間を塞ぐことになり、注入された樹脂が収納部16からヨーク11の外周面に漏出するのを防止できる。
(3) A
なお、本発明は前記実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれるものである。 It should be noted that the present invention is not limited to the above-described embodiment, and modifications, improvements, etc. within a scope that can achieve the object of the present invention are included in the present invention.
10 ロータ
11 ヨーク
12 シャフト(軸部)
13 永久磁石
14 上蓋(端面板)
141 注入孔
142 凹部
143 突起
15 底蓋(端面板)
16 収納部
161 内壁面
163 注入隙間
164 内壁面(外側内壁面)
10
13
141
16
Claims (3)
前記収納部の前記軸部側の内壁面と前記磁石との間には、樹脂が注入される注入隙間が形成され、
前記端面板のうちの一方には、前記収納部に連通する注入孔が形成されるとともに、当該一方の端面板の前記磁石に対向する面には、凹部が形成されることを特徴とするロータ。 A magnet, a substantially cylindrical yoke provided with a storage portion for storing the magnet, a shaft portion provided along the central axis of the yoke, and provided at both end surfaces of the yoke to block the storage portion A rotor comprising a pair of end face plates,
Between the inner wall surface on the shaft portion side of the storage portion and the magnet, an injection gap into which resin is injected is formed,
One of the end surface plates is formed with an injection hole communicating with the storage portion, and a concave portion is formed on a surface of the one end surface plate facing the magnet. .
前記凹部の体積は、前記注入隙間に注入される樹脂の体積と略同一であることを特徴とするロータ。 The rotor according to claim 1, wherein
The volume of the recess is substantially the same as the volume of resin injected into the injection gap.
前記収納部の前記ヨークの外周面側に位置する内壁面を外側内壁面とすると、
前記一方の端面板の前記外側内壁面に対向する部分には、前記磁石に当接する突起が形成されることを特徴とするロータ。 The rotor according to claim 1 or 2,
When the inner wall surface located on the outer peripheral surface side of the yoke of the storage portion is an outer inner wall surface,
The rotor is characterized in that a protrusion abutting against the magnet is formed on a portion of the one end plate facing the outer inner wall surface.
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