JP2009131087A - Rotor of rotating electrical machine and manufacturing method of same - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、回転電機のロータ及びその製造方法に関し、特に、ロータとステータがロータ回転軸方向に対向配置されたアキシャルギャップ型の回転電機のロータ及びその製造方法に関する。 The present invention relates to a rotor for a rotating electrical machine and a method for manufacturing the same, and more particularly, to a rotor for an axial gap type rotating electrical machine in which a rotor and a stator are opposed to each other in the rotor rotation axis direction and a method for manufacturing the same.
従来、ロータとステータがロータ回転軸方向に対向配置され、ロータが電磁鋼板を渦巻き状に巻回して形成されたアキシャルギャップ型の回転電機が知られている。このような構成のロータとして、例えば、「電動機用鉄心の製造方法」(特許文献1参照)がある。
「電動機用鉄心の製造方法」におけるロータは、巻回した電磁鋼板の外周にリング部材を嵌めて、回転による遠心力に対する補強を行った後、接着剤を用いてベースプレートに固定することにより、ロータ回転軸方向における強度を確保していた。
The rotor in the “method for manufacturing an iron core for an electric motor” is obtained by fitting a ring member to the outer periphery of a wound electromagnetic steel sheet, reinforcing the centrifugal force by rotation, and then fixing the rotor to the base plate using an adhesive. The strength in the direction of the rotation axis was secured.
しかしながら、上記従来のロータ構造の場合、接着剤を用いてベースプレートに固定していたが、接着剤を構成する樹脂材料のロータ回転軸方向における強度が十分でなく、面振動により接着剤の層が剥離してしまう虞があった。また、巻回した電磁鋼板と別部材であるベースプレートを必要とするため、部品点数も多かった。
この発明の目的は、ロータ回転軸方向における強度を向上させると共に部品点数を削減することができる回転電機のロータ及びその製造方法を提供することである。
However, in the case of the above-described conventional rotor structure, the adhesive is used to fix the base plate to the base plate. There was a risk of peeling. Moreover, since the base plate which is a different member from the wound electromagnetic steel plate is required, the number of parts was also large.
An object of the present invention is to provide a rotor of a rotating electrical machine that can improve the strength in the rotor rotation axis direction and reduce the number of parts, and a manufacturing method thereof.
上記目的を達成するため、この発明に係る回転電機のロータは、ステータとの間にギャップを有して配置された回転電機のロータにおいて、電磁鋼板を渦巻き状に巻回した渦巻き鋼板と、前記ギャップ側に開口し前記渦巻き鋼板と前記渦巻き鋼板に重ねて配置された磁石を格納する凹部、前記凹部に連通し前記電磁鋼板を通す開口部、及び前記磁石の前記凹部からの抜け落ちを防止する抜け落ち防止部を備えたベースプレートとを有することを特徴としている。 In order to achieve the above object, a rotor of a rotating electrical machine according to the present invention is a rotor of a rotating electrical machine disposed with a gap between the stator and a spiral steel plate in which an electromagnetic steel plate is spirally wound, A recess that opens to the gap side and stores the spiral steel plate and a magnet disposed on the spiral steel plate, an opening that communicates with the recess and passes the electromagnetic steel plate, and a drop that prevents the magnet from falling off the recess And a base plate provided with a prevention portion.
また、この発明に係る回転電機のロータの製造方法は、この発明に係る回転電機のロータを製造する際に、前記ベースプレートに、前記電磁鋼板を巻き取る補強部材或いは巻き取り用治具を装着する処理と、前記補強部材或いは前記巻き取り用治具に、前記ベースプレートの開口部から挿入した前記電磁鋼板を取り付け固定する処理と、前記電磁鋼板を固定した前記補強部材或いは前記巻き取り用治具を電磁鋼板巻き取り方向に回転させることにより、前記電磁鋼板を巻回し、前記渦巻き鋼板を形成する処理とを有することを特徴としている。 In the method of manufacturing a rotor for a rotating electrical machine according to the present invention, when the rotor of the rotating electrical machine according to the present invention is manufactured, a reinforcing member or a winding jig for winding the electromagnetic steel sheet is mounted on the base plate. A process, a process of attaching and fixing the electromagnetic steel sheet inserted from the opening of the base plate to the reinforcing member or the winding jig, and the reinforcing member or the winding jig fixing the electromagnetic steel sheet. The magnetic steel sheet is wound in the winding direction of the magnetic steel sheet, thereby winding the magnetic steel sheet and forming the spiral steel sheet.
この発明によれば、ステータとの間にギャップを有して配置された回転電機のロータは、電磁鋼板を渦巻き状に巻回した渦巻き鋼板と、ギャップ側に開口し、渦巻き鋼板を渦巻き鋼板に重ねて配置された磁石と共に格納する凹部、凹部に連通して電磁鋼板を通す開口部、及び磁石の凹部からの抜け落ちを防止する抜け落ち防止部を備えたベースプレートを有している。これにより、ロータ回転軸方向における強度を向上させると共に部品点数を削減することができる。
また、この発明に係る回転電機のロータの製造方法により、上記回転電機のロータを実現することができる。
According to this invention, the rotor of the rotating electrical machine disposed with a gap between the stator and the spiral steel plate wound in a spiral shape, the spiral steel plate opened to the gap side, and the spiral steel plate into the spiral steel plate It has a base plate provided with a concave portion for storing together with the magnets arranged in an overlapping manner, an opening portion that communicates with the concave portion and allows the electromagnetic steel plate to pass through, and a drop-off preventing portion that prevents the magnet from falling off the concave portion. Thereby, the strength in the rotor rotation axis direction can be improved and the number of parts can be reduced.
Moreover, the rotor for a rotating electrical machine can be realized by the method for manufacturing a rotor for a rotating electrical machine according to the present invention.
以下、この発明を実施するための最良の形態について図面を参照して説明する。
図1は、この発明の一実施の形態に係る回転電機のロータの断面説明図である。図1に示すように、回転電機のロータ10は、ロータ回転軸11の軸線方向に、ステータ12に対し空隙(ギャップ)aを有して対向配置されており、ステータ対向面、即ち、ギャップa側面に表面を露出させて埋設された複数(1個のみ図示)の磁石(永久磁石)13を有している。
The best mode for carrying out the present invention will be described below with reference to the drawings.
FIG. 1 is a cross-sectional explanatory view of a rotor of a rotating electrical machine according to an embodiment of the present invention. As shown in FIG. 1, the
このロータ10は、カラー(補強部材)14に電磁鋼板15aを渦巻き状に巻回して形成した渦巻き鋼板15を、磁石13の裏面側に位置するように、厚肉円盤状のベースプレート16の内部に装着して形成されている。渦巻き鋼板15は、磁石13と共にカラー14を保持固定する保持部材17を、例えばボルト18止めによりベースプレート16に取り付け固定することにより、ベースプレート16に組み込まれている。
The
図2は、図1のベースプレートの外観形状を示す斜視図である。図2に示すように、ベースプレート16は、ギャップa(図1参照)側の平面中央に、ロータ回転軸11を貫通させる貫通孔が開けられた中央段部16aを有し、中央段部16aと外周壁16bの間に、ベースプレート16の厚みのギャップa側略半分を占める、磁石13、カラー14、渦巻き鋼板15、及び保持部材17を組み込むための凹部状空間(凹部)bを有している。ベースプレート16の外周壁16bは、上部内周面が、上面(ギャップa側)に向かって縮径する傾斜面からなり、凹部状空間bは開口部が空間内部より縮径されている(図1,2参照)。この外周壁16bには、凹部状空間bに連通する矩形状開口からなる孔(開口部)19が一箇所開けられている。
FIG. 2 is a perspective view showing an external shape of the base plate of FIG. As shown in FIG. 2, the
次に、電磁鋼板15aをカラー14に巻回して渦巻き鋼板15を形成する方法について説明する。
図3は、図1の電磁鋼板の巻き始めの説明図である。図4は、図1のベースプレートに開けられた孔の形状の説明図である。図5は、図1の電磁鋼板のカラーへの取り付け状態を示す説明図である。図6は、図1の電磁鋼板の巻き終わりの説明図である。
Next, a method for forming the
FIG. 3 is an explanatory diagram of the beginning of winding of the electrical steel sheet of FIG. FIG. 4 is an explanatory diagram of the shape of the holes formed in the base plate of FIG. FIG. 5 is an explanatory view showing a state in which the electromagnetic steel sheet of FIG. 1 is attached to the collar. FIG. 6 is an explanatory view of the end of winding of the electrical steel sheet of FIG.
図3に示すように、先ず、ベースプレート16にカラー14を装着する。カラー14は、中央段部16aの外側に凹部状空間bの底部に接触した状態で配置される(図1参照)。次に、カラー14に、外周壁16bに開けられた孔19を通してベースプレート16内に引き込んだ電磁鋼板15aの先端部を取り付ける。電磁鋼板15aは、電磁鋼板15aを供給しカラー14に巻き取るための鋼板巻き取り機(図示しない)のガイド孔20に案内されるガイドローラ21を介して、孔19へと導かれる。孔19へと導かれた電磁鋼板15aは、外周半径Ricのカラー14の外周面に沿って配置される。なお、ガイドローラ21は、ベースプレート16の内径(外周壁16b内側径)Roより大きい外径を有している。
As shown in FIG. 3, first, the
図4に示すように、外周壁16bに開けられた孔19は、外周壁16bの平面形状において、ベースプレート16の平面中心Oを通り直交する2本の線x,yの一方の線yに、カラー14の外周半径Ricに鋼板厚みtr分加えた長さ分離間して平行な線y1による切断面と、平面中心Oから、外周壁16b内周面と線y1の交点を通る線zに、線y1との交点から平面中心O側に電磁鋼板15aの厚さtr分離間した位置で直交する線z1による切断面と、から形成されている。また、孔19のロータ回転軸方向は、バックヨークの厚み分を含む長さを有している。
As shown in FIG. 4, the
つまり、孔19は、ベースプレート16の外周壁16bにおける平面形状が、カラー14の内側半径Ricに鋼板厚みtrを加算した値(Ric+tr)に基づく線分と、ベースプレート16の外周壁16b内径から鋼板厚みtrを除算した値に基づく線分とから決定され、ロータ回転軸方向はバックヨーク厚み分を確保する長さを有している。
これにより、電磁鋼板巻き取り時に電磁鋼板15aのベースプレート16への接触がなくなるため、接触による不具合が発生せず、電磁鋼板15aの品質を保つことができる。
In other words, the
Thereby, since the contact of the
図5に示すように、電磁鋼板15aのカラー14への取り付けは、カラー14の外周面下部に開口する縦溝状のスリット(係止部)14aに、スリット14aに挿入できる凸部を下端に形成した電磁鋼板15aの先端(下端)部を挿入係止することにより行われる。これにより、電磁鋼板15aは、先端部がカラー14に係止保持される。この結果、電磁鋼板15aがカラー14のベースプレート16側に固定され、カラー14は後に保持部材17で固定されるため、電磁鋼板15aのロータ回転軸11方向への抜けを防止することができる。
電磁鋼板15aの先端部がカラー14に係止保持された状態で、電磁鋼板15aは、ガイドローラ21を介し孔19を通って、カラー14外表面の接線方向に位置する(図3参照)。
As shown in FIG. 5, the
The
次に、電磁鋼板15aの先端部がカラー14に係止固定された状態で、鋼板巻き取り機によりカラー14を回転させて(図3、矢印参照)、電磁鋼板15aをカラー14に巻き取る。このとき、電磁鋼板15aのカラー14への巻き取り量が増えるに従い、即ち、電磁鋼板15aのカラー14への巻き取り位置のベースプレート16平面中心Oからの距離である、巻き取り途中の渦巻き鋼板半径に応じて、ベースプレート16をカラー14の回転方向に回転させる(図3矢印参照)。
Next, in a state where the tip of the
その後、電磁鋼板15aのカラー14への巻き取りが進み、図6に示すように、電磁鋼板15aが、ベースプレート16の内面に接するように凹部状空間b(図3参照)に隙間無く巻回されて、電磁鋼板15aのカラー14への巻き取りが終了する。この時点で、ベースプレート16は、巻き始め位置から角度θ(図3参照)分、カラー14回転方向に回転しており、孔19は、ベースプレート16の平面中心Oを通り直交する2本の線x,yの他方の線x(図4参照)上に位置することになる。そして、ガイドローラ21も、電磁鋼板15aが、常時、巻き取り位置の略接線方向に位置するように、ベースプレート16の回転移動に合わせて移動する(図3矢印参照)。
Thereafter, winding of the
このように、電磁鋼板15aをカラー14に巻き取る際、巻き取り量に応じて、ベースプレート16を電磁鋼板巻き取り方向へ回転させ、且つ、ガイドローラ21を移動させ、巻き取られる電磁鋼板15aを、常時、接線方向に位置させる。これにより、ガイドローラ21を介して電磁鋼板15aの巻き取り角度を一定に保つことができるため、巻き取りの際に電磁鋼板15aにかかるテンションを一定に保つことができ、渦巻き鋼板15における積層厚さを均一にすることができる。
図7は、電磁鋼板の他の巻き取り方法による、図3と同様の説明図である。図8は、電磁鋼板の他の巻き取り方法による、図6と同様の説明図である。図7及び図8に示すように、カラー14に電磁鋼板15aを巻き取る場合、ベースプレート16を固定しておき、カラー14のみ回転させても良い。
Thus, when the
FIG. 7 is an explanatory view similar to FIG. 3 by another winding method of the electromagnetic steel sheet. FIG. 8 is an explanatory view similar to FIG. 6 by another winding method of the electromagnetic steel sheet. As shown in FIGS. 7 and 8, when winding the
つまり、鋼板巻き取り機(図示しない)によりカラー14を回転させて(図7,8矢印参照)、電磁鋼板15aをカラー14に巻き取る際に、電磁鋼板15aのカラー14への巻き取り量が増えるに従い、即ち、巻き取り途中の渦巻き鋼板15半径に応じて、電磁鋼板15aが、常時、巻き取り位置の略接線方向に位置するように、ガイド孔20に案内されるガイドローラ21を移動させる(図7,8参照)。
このように、この巻き取り方法では、ベースプレート16をカラー14の回転方向に回転させるのではなく、ベースプレート16を固定してガイドローラ21を移動させることにより、電磁鋼板15aを、常時、巻き取り位置の略接線方向に位置させている。
That is, when the
As described above, in this winding method, the
次に、ベースプレート16に開けた孔19について説明する。
ロータコア(渦巻き鋼板15)の外周とスロット(図示しない)の間に形成されるブリッジ部を別体構造とする場合、上述したように、窓形状の孔19で良い(図2参照)。これに対し、ブリッジ部を渦巻き鋼板15と一体構造とする場合、ブリッジ部に対応するためにベースプレート16のギャップa側面まで開口する必要がある。つまり、ブリッジ部一体構造の場合、窓形状の孔19をギャップa側に開放するように、ベースプレート16を切り欠いて溝(開口部)にする(図13参照)。
Next, the
When the bridge portion formed between the outer periphery of the rotor core (coiled steel plate 15) and the slot (not shown) has a separate structure, the window-shaped
次に、渦巻き鋼板15を装着したベースプレート16に、磁石13を取り付ける。
図9は、ベースプレートへ磁石を固定する方法(その1)の断面説明図である。図9に示すように、カラー14に電磁鋼板15aを巻回して渦巻き鋼板15が形成されたベースプレート16には、渦巻き鋼板15及びカラー14の上方(即ち、ギャップa側)に、中央段部16aと外周壁16bにより囲まれてステータ対向面が開口する空間cが形成されることになる。この空間cに磁石13を組み込む。
Next, the
FIG. 9 is a cross-sectional explanatory diagram of a method (part 1) of fixing a magnet to a base plate. As shown in FIG. 9, a
磁石13は、ベースプレート16に配置された状態で上面側(ギャップa側)が下面側よりも縮径された形状、即ち、ロータ回転軸11の軸線方向に沿う断面が台形状となるように形成されている。この磁石13を、ステータ対向面側から、先ず、下端が外周壁16b下部(即ち、渦巻き鋼板15の上面)に接するように、空間cに入り込ませ、その後、磁石13を渦巻き鋼板15に載置した状態にする。このとき、磁石13は、外周壁16b側が外周壁16bの内側傾斜面に略密着すると共に、中央段部16a側が渦巻き鋼板15とカラー14の略境界部分に位置することになるため、磁石13と中央段部16aの間には、磁石13の傾斜面と中央段部16aの縦壁面に挟まれた空間が形成される。
The
次に、磁石13と中央段部16aにより形成された空間に、保持部材17を挿入配置する。保持部材17は、ロータ回転軸11の軸線方向に沿う断面が、中央段部16a側が中央段部16aの縦壁面に略密着し、磁石13側が磁石13の中央段部16a側傾斜面に略密着する台形状となるように形成されている(図1参照)。磁石13と中央段部16aにより形成された空間に配置された保持部材17は、磁石13の外周傾斜面を覆った状態で、例えば、ボルト18止めにより、ベースプレート16に取り付け固定される(図1参照)。
Next, the holding
このように、渦巻き鋼板15が組み込まれたベースプレート16の、渦巻き鋼板15及びカラー14の上方(ギャップa側)に形成された空間cに、磁石13を嵌め込み、その後、磁石13と中央段部16aの空間に挿入配置した保持部材17を、ベースプレート16に固定する。これにより、磁石13は、外周壁16b側が外周壁16bの内側傾斜面に、保持部材17側が保持部材17の磁石13側傾斜面に、それぞれ略密着することになり、磁石13は、外周壁16bと保持部材17によって、ベースプレート16の空間c上方(ギャップa側)への移動が規制され、空間cからの抜け落ちが防止される。
Thus, the
つまり、磁石13の外周部に上方から密着して磁石13の空間c上方(ギャップa側)への移動を規制する、内側傾斜面を有する外周壁16bと保持部材17は、磁石13の抜け落ちを防止する抜け落ち防止部として機能する。
図10は、ベースプレートへ磁石を固定する方法(その2)を示し、(a)は渦巻き鋼板装着後の断面説明図、(b)は磁石装着後の断面説明図である。図10に示すように、ここでは、カラー14に代えて磁石保持機能を備え保持部材として機能するカラー22を、磁石13に代えてボンド磁石23を、それぞれ用いており、カラー22を係止固定するベースプレート24により、別部材(例えば、保持部材17)を用いることなく、ボンド磁石23を係止固定することができる。
That is, the outer
10A and 10B show a method (part 2) of fixing a magnet to a base plate, where FIG. 10A is a cross-sectional explanatory view after the spiral steel plate is mounted, and FIG. As shown in FIG. 10, here, a
カラー22は、磁石13の外周傾斜面に対応する傾斜面22aと共に、ベースプレート24に形成された係止突起部25に係止する係止段部22bを有している。つまり、カラー22は、カラー14の上面側(ギャップa側)に、傾斜面22aを突設した形状を有している。その他の形状及び作用はカラー14と同様である。
ボンド磁石23は、フェライト磁石等の磁石を砕きゴムや合成樹脂等に練り込んで、磁石13と略同一形状に形成されており、全体が容易に変形する柔軟性を備えている。その他の形状及び作用は磁石13と同様である。
The
The
ベースプレート24は、中央段部24aの上面側(ギャップa側)に、カラー22下部を覆って外周壁16b側へ略水平に突出する係止突起部25を有している。この係止突起部25の下面側に、カラー22の係止段部22bが接触係止する。その他の形状及び作用はベースプレート16と同様である。
図10に示すように、カラー22に電磁鋼板15aを巻回して渦巻き鋼板15が形成されたベースプレート24には、渦巻き鋼板15の上方(ギャップa側)に、カラー22の傾斜面22aと外周壁16bの内側傾斜面により囲まれてギャップa側が開口する空間dが形成されることになる((a)参照)。このとき、カラー22は、係止突起部25により上方(ギャップa側)移動が規制され、ベースプレート24に係止固定された状態になる。
The
As shown in FIG. 10, an
この空間dにボンド磁石23を組み込む。空間dは、空間開口部が、内奥部、即ち、渦巻き鋼板15上面側に比べて縮径されているが、ボンド磁石23は容易に変形するので、ステータ対向面側から空間d内へ押し込むようにして、ボンド磁石23を渦巻き鋼板15に載置した状態にする。このとき、磁石13は、外周壁16b側が外周壁16bの内側傾斜面に略密着すると共に、中央段部16a側がカラー22の傾斜面22aに略密着する((b)参照)。これにより、ボンド磁石23は、ベースプレート16に取り付け固定される((b)参照)。
The
上述したように、この発明に係る回転電機のロータ10は、ステータとの間にギャップaを有して配置された回転電機のロータにおいて、電磁鋼板15aを渦巻き状に巻回した渦巻き鋼板15と、ギャップa側に開口し渦巻き鋼板15と渦巻き鋼板15に重ねて配置された磁石13を格納する凹部状空間b、凹部状空間bに連通し電磁鋼板15aを通す孔19、及び磁石13の凹部状空間bからの抜け落ちを防止する外周壁16bを備えたベースプレート16とを有している。
As described above, the
上記構成を有することにより、ベースプレート16の電磁鋼板挿入用の孔19から電磁鋼板15aを通し、凹部状空間bの内径部で電磁鋼板15aをロータ回転軸11方向に固定して、ベースプレート16に対する相対回転により電磁鋼板15aを渦巻状に巻回することで、ベースプレート16と電磁鋼板15aを一体で作製することができ、ロータ10の強度向上と共に部品点数を削減することができる。
By having the above configuration, the
次に、この発明に係る回転電機のロータの製造方法について説明する。
図11は、図1のロータのブリッジ別体構造における製造方法(その1)を示し、(a)はベースプレートの斜視図、(b)は図1と同様の断面説明図である。図中、ベースプレート外周壁16bの凹部状空間b開口部(ギャップa側)内径をRo1、ベースプレート外周壁16bの基部(渦巻き鋼板15収納部)内径をRo2とする。
図11に示すように、ブリッジ部別体構造のロータ10を製造する場合、先ず、ベースプレート16に設けた孔19((a)参照)を通した電磁鋼板15aを、カラー14に取り付ける。次に、カラー14を、電磁鋼板巻き取り方向に回転させ、電磁鋼板15aを、渦巻き鋼板15の外径、即ち、内径Ro2まで巻き取って行く。渦巻き鋼板15の巻き取り終了により、ベースプレート16内に渦巻き鋼板15が形成される((b)参照)。
Next, a method for manufacturing a rotor of a rotating electrical machine according to the present invention will be described.
11A and 11B show a manufacturing method (part 1) in the separate bridge structure of the rotor of FIG. 1, FIG. 11A is a perspective view of the base plate, and FIG. 11B is a cross-sectional explanatory view similar to FIG. In the figure, the inner diameter of the recess-shaped space b opening (gap a side) of the base plate outer
As shown in FIG. 11, when manufacturing the
次に、渦巻き鋼板15の上方(即ち、ギャップa側)に磁石13を挿入し載置する。磁石13載置後、磁石13の中央段部16a側の外周傾斜面を覆うように保持部材17を配置し、配置した保持部材17をボルト18でベースプレート16に固定する((b)参照)。
なお、ここで説明するロータの製造方法においては、電磁鋼板15aをカラー14に巻き付けて渦巻き鋼板15を形成するが、カラー14に代えて、巻き取り用治具(図示しない)を用いても良い。電磁鋼板15aを巻き取った後、カラー14はそのままベースプレート16に組み込まれるが、巻き取り用治具は抜き取る。
Next, the
In the rotor manufacturing method described here, the
図12は、図1のロータのブリッジ別体構造における製造方法(その2)を示し、(a)はベースプレートの斜視図、(b)は図1と同様の断面説明図である。図中、ベースプレート外周壁24bの凹部状空間b開口部(ギャップa側)内径をRo1、ベースプレート外周壁24bの基部(渦巻き鋼板15収納部)内径をRo2とする。
図12に示すように、ブリッジ部別体構造のロータ10を製造する場合、先ず、ベースプレート24に設けた孔19((a)参照)を通した電磁鋼板15aを、抜け止め構造を有するカラー22に取り付ける。次に、カラー22を、電磁鋼板巻き取り方向に回転させ、電磁鋼板15aを、渦巻き鋼板15の外径、即ち、内径Ro2まで巻き取って行く。渦巻き鋼板15の巻き取り終了により、ベースプレート16内に渦巻き鋼板15が形成される((b)参照)。
12 shows a manufacturing method (part 2) in the separate bridge structure of the rotor of FIG. 1, (a) is a perspective view of the base plate, and (b) is a cross-sectional explanatory view similar to FIG. In the figure, the inner diameter of the recess-shaped space b opening (gap a side) of the base plate outer
As shown in FIG. 12, when manufacturing the
次に、凹部状空間b開口部(ギャップa側)から渦巻き鋼板15の上方に、ボンド磁石23を変形させて押し込むように挿入し、載置する((b)参照)。
図13は、図1のロータのブリッジ部一体構造における製造方法を示し、(a)はベースプレートの斜視図、(b)は図1と同様の断面説明図である。図14は、ロータのブリッジ部一体構造における電磁鋼板の巻き始めの説明図である。図15は、ロータのブリッジ部一体構造における電磁鋼板の巻き終わりの説明図である。なお、図13において、ベースプレート外周壁24bの凹部状空間b開口部(ギャップa側)内径をRo1、ベースプレート外周壁24bの基部(渦巻き鋼板15収納部)内径をRo2とする。
Next, the bonded
FIGS. 13A and 13B show a manufacturing method in the bridge portion integrated structure of the rotor of FIG. 1, wherein FIG. 13A is a perspective view of a base plate, and FIG. 13B is a cross-sectional explanatory view similar to FIG. FIG. 14 is an explanatory diagram of the beginning of winding of the electromagnetic steel sheet in the bridge portion integrated structure of the rotor. FIG. 15 is an explanatory view of the end of winding of the magnetic steel sheet in the bridge portion integrated structure of the rotor. In FIG. 13, the inner diameter of the recess-shaped space b opening (gap a side) of the base plate outer
このロータのブリッジ部一体構造において用いられるベースプレート26は、中央段部26aと外周壁26bを有し、孔19に代えて、外周壁26bを切り欠いた溝(開口部)27が形成されており、その他の構成及び作用はベースプレート16と同様である。また、このロータのブリッジ部一体構造において用いられるカラー28は、カラー14と保持部材17(図1参照)を一体化した構造を有しており、ボルト18止めによりベースプレート26に固定される。
ブリッジ部一体構造のロータ10を製造する場合、予め、電磁鋼板15aを、巻き取った電磁鋼板15aの位置が内径Ro1になるまで、カラー28に巻いておく。
The
When manufacturing the
次に、図14に示すように、電磁鋼板15aを内径Ro1位置まで巻き付けたカラー28を、ギャップa側から、中央段部26aと外周壁26bにより囲まれてギャップa側が開口する空間に挿入し、ベースプレート25に配置する。このとき、巻き付け途中の電磁鋼板15aは、溝27に位置させる。
次に、図15に示すように、カラー28を電磁鋼板巻き取り方向に回転させ(図中、矢印参照)、電磁鋼板15aを、内径Ro1から残りの、渦巻き鋼板15の外径、即ち、内径Ro2まで巻き取って行く。渦巻き鋼板15の巻き取り終了により、ベースプレート26内に渦巻き鋼板15が配置される。
Next, as shown in FIG. 14, the
Next, as shown in FIG. 15, the
次に、渦巻き鋼板15の上方(即ち、ギャップa側)にボンド磁石23を挿入し載置する。ボンド磁石23載置後、カラー28をボルト18でベースプレート26に固定する(図13(b)参照)。
このように、ブリッジ部一体構造の場合、溝27は、ベースプレート26の外周壁26bにおける平面形状が、外周壁26bの内径Roiに鋼板厚みtrを加算した値(Roi+tr)に基づく線分と、外周壁26b内径Roiから鋼板厚みtrを除算した値(Roi−tr)に基づく線分とから決定され、ロータ回転軸方向はバックヨーク厚み分を確保する長さを有している。
Next, the bonded
As described above, in the case of the bridge unit integrated structure, the
これにより、電磁鋼板15aは、ベースプレート26の外周壁26b内径までは外で巻けるため、ブリッジ部一体構造の場合、ギャップa側面まで開口する必要があるが、途中まで外で巻いておき、オーバハング部分のみ巻き取るようにすれば、溝27の開口を小さくすることができる。開口を小さくすることで、ベースプレート16の強度増大を図ることができる。
As a result, the
このように、この発明に係る回転電機のロータは、ステータとの間にギャップを有して配置された回転電機のロータにおいて、電磁鋼板を渦巻き状に巻回した渦巻き鋼板と、前記ギャップ側に開口し前記渦巻き鋼板と前記渦巻き鋼板に重ねて配置された磁石を格納する凹部、前記凹部に連通し前記電磁鋼板を通す開口部、及び前記磁石の前記凹部からの抜け落ちを防止する抜け落ち防止部を有するベースプレートとを有することを特徴としている。 Thus, the rotor of the rotating electrical machine according to the present invention is a rotor of the rotating electrical machine disposed with a gap between the stator and a spirally wound steel sheet in which a magnetic steel sheet is wound in a spiral shape, and on the gap side. A concave portion that opens and stores the spiral steel plate and a magnet disposed on the spiral steel plate, an opening portion that communicates with the concave portion and passes the electromagnetic steel plate, and a drop prevention portion that prevents the magnet from falling off the concave portion. And having a base plate.
また、この発明の一実施態様による回転電機のロータにおいて、前記開口部は、前記ベースプレートの外周壁における平面形状が、前記電磁鋼板を巻回する補強部材の内側半径に鋼板厚みを加算した値に基づく線分と、ベースプレートの外周壁内径から鋼板厚みを除算した値に基づく線分とから決定され、ロータ回転軸方向はバックヨーク厚み分を確保する長さを有することが好ましい。
また、この発明の一実施態様による回転電機のロータにおいて、前記電磁鋼板は、前記渦巻き鋼板の外周と前記ステータのスロットの間に形成されるブリッジ部を有することが好ましい。
Further, in the rotor of the rotating electrical machine according to one embodiment of the present invention, the opening has a planar shape in the outer peripheral wall of the base plate having a value obtained by adding the steel plate thickness to the inner radius of the reinforcing member that winds the electromagnetic steel plate. It is determined from the line segment based on this and the line segment based on the value obtained by dividing the steel plate thickness from the inner diameter of the outer peripheral wall of the base plate, and the rotor rotation axis direction preferably has a length that ensures the back yoke thickness.
In the rotor of the rotating electrical machine according to one embodiment of the present invention, it is preferable that the electromagnetic steel plate has a bridge portion formed between an outer periphery of the spiral steel plate and a slot of the stator.
また、この発明の他の実施態様による回転電機のロータにおいて、前記抜け落ち防止部は、前記ベースプレートに配置された磁石の外周側に位置する、前記磁石を前記凹部の開口側から覆う係止部と、前記磁石の内周側に配置された、前記磁石を前記凹部の開口側から覆う保持部材から構成されることが好ましい。
また、この発明の他の実施態様による回転電機のロータにおいて、前記電磁鋼板は、前記補強部材の外表面側に開口する係止部に係止保持されることが好ましい。
Moreover, in the rotor of the rotating electrical machine according to another embodiment of the present invention, the drop-off prevention portion is located on the outer peripheral side of the magnet disposed on the base plate, and a locking portion that covers the magnet from the opening side of the recess. It is preferable that the magnet is composed of a holding member that is disposed on the inner peripheral side of the magnet and covers the magnet from the opening side of the recess.
In the rotor of the rotating electrical machine according to another embodiment of the present invention, it is preferable that the electromagnetic steel plate is held and held by a locking portion that opens to the outer surface side of the reinforcing member.
この発明に係る回転電機のロータの製造方法は、この発明に係る回転電機のロータを製造する際に、前記ベースプレートに、前記電磁鋼板を巻き取る補強部材或いは巻き取り用治具を装着する処理と、前記補強部材或いは前記巻き取り用治具に、前記ベースプレートの開口部から挿入した前記電磁鋼板を取り付け固定する処理と、前記電磁鋼板を固定した前記補強部材或いは前記巻き取り用治具を電磁鋼板巻き取り方向に回転させることにより、前記電磁鋼板を巻回し、前記渦巻き鋼板を形成する処理とを有することを特徴としている。 The method of manufacturing a rotor of a rotating electrical machine according to the present invention includes a process of mounting a reinforcing member or a winding jig for winding the electromagnetic steel sheet on the base plate when manufacturing the rotor of the rotating electrical machine according to the present invention. A process of attaching and fixing the electromagnetic steel sheet inserted from the opening of the base plate to the reinforcing member or the winding jig; and the reinforcing member or the winding jig fixed to the electromagnetic steel sheet. The electromagnetic steel sheet is wound by rotating in the winding direction, and the spiral steel sheet is formed.
また、この発明の一実施態様による回転電機のロータの製造方法において、前記電磁鋼板の巻回時、前記ベースプレートの内径より大きい外径を有するガイドローラにより、前記補強部材或いは前記巻き取り用治具へと前記電磁鋼板を送り出すことが好ましい。
また、この発明の他の実施態様による回転電機のロータの製造方法において、前記電磁鋼板を前記補強部材に巻き取る際、巻き取り量に応じて、前記ベースプレートを電磁鋼板巻き取り方向へ回転させ、且つ、前記ガイドローラを移動させ、巻き取られる前記電磁鋼板を、常時、接線方向に位置させることが好ましい。
In the method of manufacturing a rotor for a rotating electrical machine according to an embodiment of the present invention, the reinforcing member or the winding jig may be provided by a guide roller having an outer diameter larger than the inner diameter of the base plate when the electromagnetic steel sheet is wound. It is preferable to feed the electromagnetic steel sheet to the front.
Further, in the method of manufacturing a rotor for a rotating electrical machine according to another embodiment of the present invention, when the electromagnetic steel sheet is wound around the reinforcing member, the base plate is rotated in the electromagnetic steel sheet winding direction according to the winding amount. And it is preferable to move the said guide roller and to always position the said electromagnetic steel plate wound up in a tangential direction.
また、この発明の他の実施態様による回転電機のロータの製造方法において、前記電磁鋼板を前記補強部材に巻き取る際、巻き取り量に応じて、前記ガイドローラを移動させ、巻き取られる前記電磁鋼板を、常時、接線方向に位置させることが好ましい。
また、この発明の他の実施態様による回転電機のロータの製造方法において、前記磁石を前記凹部に配置する際、前記磁石の外周側を、前記凹部の内径より縮径された前記ベースプレートの外周壁上端部の下面側に位置させ、前記外周壁上端部によって開口側から覆った後、前記磁石の内周側を、前記ベースプレートに保持部材を取り付け固定して前記保持部材によって開口側から覆うことにより、前記磁石の抜け落ちを防止することが好ましい。
In the method of manufacturing a rotor for a rotating electrical machine according to another embodiment of the present invention, when the electromagnetic steel sheet is wound around the reinforcing member, the electromagnetic force is wound by moving the guide roller according to the winding amount. It is preferable that the steel plate is always positioned in the tangential direction.
In the method of manufacturing a rotor for a rotating electrical machine according to another embodiment of the present invention, when the magnet is disposed in the recess, the outer peripheral side of the base plate whose outer diameter is reduced from the inner diameter of the recess. After being positioned on the lower surface side of the upper end portion and covered from the opening side by the upper end portion of the outer peripheral wall, the inner peripheral side of the magnet is attached and fixed to the base plate and covered from the opening side by the holding member. It is preferable to prevent the magnet from falling off.
また、この発明の他の実施態様による回転電機のロータの製造方法において、前記磁石を変形自在なボンド磁石とし、前記磁石を前記凹部に配置する際、前記凹部の内径より縮径された前記ベースプレートの外周壁上端部と、前記ベースプレートに取り付け固定された磁石保持機能を備えた補強部材によって形成された空間に、前記ボンド磁石を押し込むことにより、前記磁石の抜け落ちを防止することが好ましい。 Also, in the method of manufacturing a rotor for a rotating electrical machine according to another embodiment of the present invention, the base plate having a diameter smaller than the inner diameter of the recess when the magnet is a deformable bond magnet and the magnet is disposed in the recess. It is preferable to prevent the magnet from falling off by pushing the bond magnet into a space formed by an upper end of the outer peripheral wall and a reinforcing member having a magnet holding function attached and fixed to the base plate.
10 ロータ
11 ロータ回転軸
12 ステータ
13 磁石
14,22,28 カラー
14a スリット
15 渦巻き鋼板
15a 電磁鋼板
16,24,26 ベースプレート
16a,24a,26a 中央段部
16b,24b,26b 外周壁
17 保持部材
18 ボルト
19 孔
20 ガイド孔
21 ガイドローラ
22a 傾斜面
22b 係止段部
23 ボンド磁石
25 係止突起部
27 溝
a ギャップ
b 凹部状空間
c,d 空間
Ro1,Ro2 内径
DESCRIPTION OF
Claims (11)
電磁鋼板を渦巻き状に巻回した渦巻き鋼板と、
前記ギャップ側に開口し前記渦巻き鋼板と前記渦巻き鋼板に重ねて配置された磁石を格納する凹部、前記凹部に連通し前記電磁鋼板を通す開口部、及び前記磁石の前記凹部からの抜け落ちを防止する抜け落ち防止部を備えたベースプレートと
を有することを特徴とする回転電機のロータ。 In the rotor of the rotating electrical machine arranged with a gap between the stator,
A spiral steel sheet in which a magnetic steel sheet is spirally wound;
A concave portion that opens to the gap side and stores the spiral steel plate and a magnet disposed on the spiral steel plate, an opening portion that communicates with the concave portion and passes the electromagnetic steel plate, and prevents the magnet from falling off the concave portion. And a base plate provided with a drop-off prevention portion.
前記ベースプレートの外周壁における平面形状が、前記電磁鋼板を巻回する補強部材の内側半径に鋼板厚みを加算した値に基づく線分と、ベースプレートの外周壁内径から鋼板厚みを除算した値に基づく線分とから決定され、ロータ回転軸方向はバックヨーク厚み分を確保する長さを有することを特徴とする請求項1に記載の回転電機のロータ。 The opening is
The plane shape of the outer peripheral wall of the base plate is based on a line segment based on a value obtained by adding the steel plate thickness to the inner radius of the reinforcing member that winds the electromagnetic steel plate, and a line based on a value obtained by dividing the steel plate thickness from the inner peripheral wall inner diameter of the base plate. The rotor of a rotating electrical machine according to claim 1, wherein the rotor rotating shaft direction has a length that secures a back yoke thickness.
前記渦巻き鋼板の外周と前記ステータのスロットの間に形成されるブリッジ部を有することを特徴とする請求項1に記載の回転電機のロータ。 The electrical steel sheet is
The rotor for a rotating electrical machine according to claim 1, further comprising a bridge portion formed between an outer periphery of the spiral steel plate and a slot of the stator.
前記ベースプレートに配置された磁石の外周側に位置する、前記磁石を前記凹部の開口側から覆う係止部と、前記磁石の内周側に配置された、前記磁石を前記凹部の開口側から覆う保持部材から構成されることを特徴とする請求項1から3のいずれか一項に記載の回転電機のロータ。 The drop-off prevention part is
An engaging portion that is located on the outer peripheral side of the magnet disposed on the base plate and covers the magnet from the opening side of the concave portion, and that is disposed on the inner peripheral side of the magnet and covers the magnet from the opening side of the concave portion. The rotor of the rotating electrical machine according to any one of claims 1 to 3, wherein the rotor is constituted by a holding member.
前記ベースプレートに、前記電磁鋼板を巻き取る補強部材或いは巻き取り用治具を装着する処理と、
前記補強部材或いは前記巻き取り用治具に、前記ベースプレートの開口部から挿入した前記電磁鋼板を取り付け固定する処理と、
前記電磁鋼板を固定した前記補強部材或いは前記巻き取り用治具を電磁鋼板巻き取り方向に回転させることにより、前記電磁鋼板を巻回し、前記渦巻き鋼板を形成する処理と
を有することを特徴とする回転電機のロータの製造方法。 When manufacturing the rotor of the rotating electrical machine according to any one of claims 1 to 5,
A process of attaching a reinforcing member or a winding jig for winding the electromagnetic steel sheet to the base plate;
A process of attaching and fixing the electromagnetic steel sheet inserted from the opening of the base plate to the reinforcing member or the winding jig;
The reinforcing member to which the electromagnetic steel sheet is fixed or the winding jig is rotated in the electromagnetic steel sheet winding direction to wind the electromagnetic steel sheet to form the spiral steel sheet. A method for manufacturing a rotor of a rotating electrical machine.
前記磁石を前記凹部に配置する際、前記凹部の内径より縮径された前記ベースプレートの外周壁上端部と、前記ベースプレートに取り付け固定された磁石保持機能を備えた補強部材によって形成された空間に、前記ボンド磁石を押し込むことにより、前記磁石の抜け落ちを防止することを特徴とする請求項6から9のいずれか一項に記載の回転電機のロータの製造方法。 The magnet is a deformable bond magnet,
When arranging the magnet in the recess, in the space formed by the upper end portion of the outer peripheral wall of the base plate that is reduced in diameter from the inner diameter of the recess, and a reinforcing member having a magnet holding function attached and fixed to the base plate, The method for manufacturing a rotor of a rotating electrical machine according to any one of claims 6 to 9, wherein the magnet is prevented from falling off by pressing the bond magnet.
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