JP2009268200A - Rotor core and motor - Google Patents
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Description
本発明は、ロータコアおよびそれを用いたモータに関する。 The present invention relates to a rotor core and a motor using the same.
モータの中でも、サーボモータは、チップマウンタやステージを動作させる産業用機器の駆動部として用いられ、その性能は産業用機器の性能を左右する重要な要素となっている。特に、その性能の中で、瞬時に立ち上がったり、止まったりする応答性や、速度リプルやトルクリプルによる位置決め精度等の問題に対して、カストマの要求は厳しくなってきている。モータの静的な性能で重要となってくるのは、ロータとステータ間で発生するコギングトルクを低減することである。このためには、ロータの真円度や永久磁石の取り付け精度が影響するために高精度な加工および組立が要求される。
従来のロータコアにマグネットを固定する方法として、カシメを用いて行うことが提案されている(例えば、特許文献1参照)。
従来のロータコアは、図6に示すように、シャフト21が挿通固定されたスペーサ22の外周面に沿って環状に配設されたマグネット23の隙間にマグネットホルダ24の腕部26を配設する。腕部26は、マグネット23の一端に軸方向に当接する環状のリング部25から、マグネット23側に軸方向に延出形成されている。腕部26の自由端にはリング部25とは逆方向からマグネット23に当接可能なカシメ部27が形成され、カシメ部27とリング部25との間にマグネット23を保持することによりマグネット23の軸方向への脱落を防止する。ロータカバーの内周の爪部が腕部26に弾性接触するので、腕部26を介してマグネット23をスペーサ22に常時押圧固定することができる。
また、一般的にはロータコアにはマグネットを接着する方法により行われる。例えば、図7(a)に示すように、ロータコアに接着剤を塗り、図7(b)に示すようにマグネットを取り付け、図7(c)に示すようにバンドにて固定し、図7(d)に示すように高周波で接着剤を硬化している。
Among motors, servo motors are used as drive units for industrial equipment that operates chip mounters and stages, and their performance is an important factor that affects the performance of industrial equipment. In particular, in terms of performance, customer requirements have become stricter with respect to problems such as responsiveness that starts and stops instantaneously, and positioning accuracy due to speed ripple and torque ripple. What is important in the static performance of the motor is to reduce the cogging torque generated between the rotor and the stator. For this purpose, since the roundness of the rotor and the mounting accuracy of the permanent magnet are affected, highly accurate processing and assembly are required.
As a method of fixing a magnet to a conventional rotor core, it has been proposed to use a caulking (see, for example, Patent Document 1).
In the conventional rotor core, as shown in FIG. 6, the
In general, a magnet is attached to the rotor core. For example, as shown in FIG. 7 (a), an adhesive is applied to the rotor core, a magnet is attached as shown in FIG. 7 (b), and fixed with a band as shown in FIG. 7 (c). As shown in d), the adhesive is cured at high frequency.
しかしながら、従来のロータは、ロータコアとマグネットをカシメ部とリング部により軸方向にマグネットを固定するために、動作しない場合は十分に固定された状態が保持されるものと考えられるが、通常モータ内部は30℃程度上昇することが予想される。そうすると、ロータコア、マグネットやカシメ部等の熱膨張係数は各々異なるので、マグネットが脱落しないまでも、カシメによって固定されていたはずのマグネットの締結力は弱くなり、振動を生じるような状態となる。このためにステータと対向するロータのマグネットの位置がずれるために空隙の磁束密度は変動し、トルクリプルの発生する要因となっていた。
また、ロータコアにマグネットをカシメで締結する場合、ロータが長尺物の場合、締結するための軸長が長くなり、十分な締結力を保持できない問題が生じていた。このように十分な締結力が得られないと、上記したトルクリプルが発生し、モータ特性が低下する問題が生じていた。
また、従来のようなロータコアマグネット接着方法では、高周波にて加熱した時にマグネット固定用のバンドが熱変形し、図2に示すようにマグネットの上下方向の位置精度が狂ってしまう問題が生じていた。このために、従来のロータコアマグネット接着方法では、マグネットの上下位置精度が安定しないことからコギングトルク発生の要因となっていた。
本発明は、上記問題を解決するためになされたものであり、トルクリプルや速度リプルを低減するようにロータコアに取り付けられたマグネットが上下方向にずれないように構成を提供することを目的とする。
However, in the conventional rotor, the rotor core and the magnet are fixed in the axial direction by the caulking portion and the ring portion. Is expected to rise by about 30 ° C. Then, since the thermal expansion coefficients of the rotor core, the magnet, the caulking portion, and the like are different from each other, even if the magnet does not fall off, the fastening force of the magnet that should have been fixed by caulking is weakened, and vibration is generated. For this reason, since the position of the magnet of the rotor facing the stator is deviated, the magnetic flux density of the air gap fluctuates, which causes torque ripple.
Further, when the magnet is fastened to the rotor core by caulking, when the rotor is a long object, the shaft length for fastening becomes long, and there is a problem that a sufficient fastening force cannot be maintained. If a sufficient fastening force is not obtained in this way, the above-described torque ripple occurs, resulting in a problem that the motor characteristics deteriorate.
Further, in the conventional rotor core magnet bonding method, the magnet fixing band is thermally deformed when heated at a high frequency, and there has been a problem that the positional accuracy of the magnet in the vertical direction is distorted as shown in FIG. . For this reason, in the conventional rotor core magnet bonding method, the vertical position accuracy of the magnet is not stable, which has been a factor in generating cogging torque.
The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object thereof is to provide a configuration in which a magnet attached to a rotor core does not shift in the vertical direction so as to reduce torque ripple and speed ripple.
上記問題を解決するため、本発明は、次のように構成したのである。
請求項1に記載の発明は、積層されたロータコアにおいて、前記ロータコアの外周面に円周等分された複数個の周方向突起部と、隣り合う前記周方向突起部の間に少なくとも2つの軸方向突起部を備えたものである。
また、請求項2に記載の発明は、前記周方向突起部と前記軸方向突起部の間にマグネットが備えられたものである。
また、請求項3に記載の発明は、前記軸方向突起部が、隣り合う前記周方向突起部の略中心角に配置されたものである。
また、請求項4に記載の発明は、前記軸方向突起部が、隣り合う前記周方向突起部の略中心角を中心として対称形状に形成されたものである。
また、請求項5に記載の発明は、前記軸方向突起部が、順送型のジャンプ機能によって形成されたものである。
また、請求項6に記載の発明は、前記軸方向突起部が、前記ロータコアの中心軸と中心として円周等間隔に配置されたものである。
また、請求項7に記載の発明は、前記軸方向突起部が、前記ロータコアが長尺物の場合、隣り合う前記周方向突起部の略中心角に所定の間隔を離間して複数個形成されたものである。
また、請求項8に記載の発明は、前記マグネットを前記周方向突起部と前記軸方向突起部の間に配置した後に、接着により固定するものである。
また、請求項9に記載の発明は、請求項1記載のロータコアであって、前記ロータコアの外周面にマグネットが備えられ、前記マグネットに対向するようにステータ部が配置され、前記ロータコアの内周面に軸受に支持されたシャフトが挿入されたものである。
In order to solve the above problem, the present invention is configured as follows.
According to the first aspect of the present invention, in the laminated rotor core, at least two shafts are provided between a plurality of circumferential projections circumferentially divided on the outer circumferential surface of the rotor core and the adjacent circumferential projections. A directional protrusion is provided.
According to a second aspect of the present invention, a magnet is provided between the circumferential protrusion and the axial protrusion.
According to a third aspect of the present invention, the axial protrusion is disposed at a substantially central angle between adjacent circumferential protrusions.
According to a fourth aspect of the present invention, the axial protrusion is formed in a symmetrical shape with a substantially central angle between adjacent circumferential protrusions as a center.
According to a fifth aspect of the present invention, the axial projection is formed by a progressive jump function.
According to a sixth aspect of the present invention, the axial protrusions are arranged at equal intervals around the center axis of the rotor core.
According to a seventh aspect of the present invention, when the rotor core is a long object, a plurality of the axial projections are formed at a predetermined interval at a substantially central angle between the circumferential projections adjacent to each other. It is a thing.
According to an eighth aspect of the invention, the magnet is disposed between the circumferential protrusion and the axial protrusion and then fixed by adhesion.
The invention according to claim 9 is the rotor core according to
請求項1から8に記載の発明によると、ロータコアへのマグネットの位置決めが精度良くできることから、マグネットの固定時の上下へのずれや、モータ駆動中のマグネットの振動が除去できる。
請求項9記載の発明によると、ロータコアへのマグネットの位置決めが精度良くでき、ロータコアに取り付けられたマグネットが上下方向にずれないように構成されることから、モータ特性の指標となるトルクリプルや速度リプルを低減することが可能となる。
According to the first to eighth aspects of the invention, since the magnet can be accurately positioned on the rotor core, it is possible to remove the vertical displacement when the magnet is fixed and the vibration of the magnet while the motor is driven.
According to the ninth aspect of the present invention, the magnet can be accurately positioned on the rotor core, and the magnet attached to the rotor core is configured not to be displaced in the vertical direction. Can be reduced.
以下、本発明の実施の形態について図を参照して説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
図1は、本発明のロータコアである。1はロータコア、2は周方向突起部、3は軸方向突起部である。ロータコア1は、フープ材から打ち抜かれた珪素鋼板を積層して構成されている。マグネットを周方向に固定するための突起部2を、永久磁石の数で除した角度で配置されている。また、隣り合う周方向突起部2の中心角度部には、永久磁石の軸方向を固定するための軸方向突起部3が所定の軸方向に間隔を離間して配置されている。図2には、マグネット4がロータコア1に配置した場合について示す。マグネット4は、かまぼこ型に所定のサイズで形成され、ロータコア1に形成された周方向突起部2と軸方向突起部3の間にマグネット4が挿入されている。
このような構成にすることで、ロータコアに備えられたマグネットは軸方向および周方向ともに精度よく配置され、トルクリプルや速度リプルに影響する円周方向に配置されたマグネットの相互間の上下のずれを防止することができるものである。
本発明が従来の技術と異なる点は、隣り合う周方向突起部の間に軸方向突起部を形成した部分である。
次に、ロータコアに形成された軸方向突起部の作製方法について図3を用いて説明する。フープ材に対して打ち抜き加工を行うが、軸方向突起部3を形成しない工程処理と、軸方向突起部3を形成する工程処理を不図示のコントローラにより、何枚目に軸方向突起部3を形成するかをプログラミングしておき、その枚数目になったときだけ操作する順送型のジャンプ機能をもちいて形成するものである。
このように何枚目に軸方向突起部を形成するかをコントローラのプログラミングにより決定できるので、所定の位置に軸方向突起部を形成することができるものである。
FIG. 1 shows a rotor core according to the present invention. 1 is a rotor core, 2 is a circumferential protrusion, and 3 is an axial protrusion. The
By adopting such a configuration, the magnet provided in the rotor core is accurately arranged in both the axial direction and the circumferential direction, and the vertical displacement between the magnets arranged in the circumferential direction affecting the torque ripple and the speed ripple is prevented. It can be prevented.
The present invention is different from the prior art in a portion in which an axial protrusion is formed between adjacent circumferential protrusions.
Next, a method for producing the axial protrusion formed on the rotor core will be described with reference to FIG. Although the punching process is performed on the hoop material, the process of not forming the
As described above, the number of the axial protrusions to be formed can be determined by programming of the controller, so that the axial protrusions can be formed at predetermined positions.
図4を用いて、本発明の第2実施例を説明する。第1実施例と異なる部分についてのみ説明することとし、同一な部分については説明を省略する。
図4に示すように、マグネット4が隣り合う周方向突起部2の間に軸方向に2つ配置されている。つまり、軸方向突起部3はマグネット4が隣り合う周方向突起部2の間の略中心に軸方向に所定の間隔で3箇所に配置されている。
本発明が第1実施例と異なる点は、複数個のマグネットが隣り合う周方向突起部の間に配置され、マグネットを軸方向に保持するように複数個の軸方向突起部が隣り合う周方向突起部の間に備えられた部分である。
このような構成にすることにより、軸方向に長くなったロータに対しても適用できるものである。
また、このようにマグネットが取り付けられたロータコアは、背景技術で説明した接着法によって接着され、マグネットとロータコアは完全に固定されることにより、マグネットの上下のずれは生じないものである。
尚、本発明では、軸方向突起部は、隣り合う周方向突起部の間の略中心に配置される実施例を用いて説明したが、隣り合う周方向突起部の間の略中心に対して対称形状であればよく、長さの制限は周方向突起部の間隔とプレスする際のブレードの厚さによるものである。
A second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. Only portions different from the first embodiment will be described, and description of the same portions will be omitted.
As shown in FIG. 4, two
The present invention differs from the first embodiment in that a plurality of magnets are arranged between adjacent circumferential projections, and a plurality of axial projections are adjacent to hold the magnet in the axial direction. It is a portion provided between the protrusions.
By adopting such a configuration, the present invention can be applied to a rotor that is elongated in the axial direction.
Further, the rotor core to which the magnet is attached in this manner is bonded by the bonding method described in the background art, and the magnet and the rotor core are completely fixed, so that the magnet is not displaced up and down.
In the present invention, the axial protrusion is described using the embodiment arranged at the approximate center between the adjacent circumferential protrusions. However, with respect to the approximate center between the adjacent circumferential protrusions. The length is limited by the distance between the circumferential protrusions and the thickness of the blade during pressing.
次に、図5を用いて第1および第2実施例で説明したロータを用いたモータについて説明する。5はステータ部、6は軸受、7はエンコーダ部、8はブラケット、9はフレーム、10はシャフトである。
ロータコア1の内周面にはシャフト10が挿入されており、外周面にはマグネット4が備えられている。マグネット4に空隙を介して対向するようにステータ部5が配置されている。シャフト10の両端はブラケット8に備えられた軸受6により支持され、シャフトの一方は出力軸となり、他方はエンコーダ部に接続され、回転位置を検出し、不図示のコントローラにより制御されるものである。
Next, a motor using the rotor described in the first and second embodiments will be described with reference to FIG.
A
1 ロータコア
2 周方向突起部
3 軸方向突起部
4 マグネット
5 ステータ部
6 軸受
7 エンコーダ部
8 ブラケット
9 フレーム
10 シャフト
21 シャフト
22 スペーサ
23 マグネット
24 マグネットホルダ
25 リング部
26 腕部
27 カシメ部
DESCRIPTION OF
Claims (9)
前記ロータコアの外周面に円周等分された複数個の周方向突起部と、隣り合う前記周方向突起部の間に少なくとも2つの軸方向突起部を備えたことを特徴とするロータコア。 In the laminated rotor core,
A rotor core comprising a plurality of circumferential projections equally divided on an outer circumferential surface of the rotor core and at least two axial projections between the adjacent circumferential projections.
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