JP2010220359A - Rotor core, manufacturing method thereof, rotor, and embedded magnet type rotary electric machine having rotor - Google Patents

Rotor core, manufacturing method thereof, rotor, and embedded magnet type rotary electric machine having rotor Download PDF

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an inexpensive manufacturing method of a rotor core of an embedded magnet type rotary electric machine, which achieves high output and low cost, and to provide the rotor core manufactured by the manufacturing method, a rotor using the rotor core and the embedded magnet type rotary electric machine having the rotor. <P>SOLUTION: The rotor core of the embedded magnet type rotary electric machine is composed by laminating a plate-like member of a compound magnetic material, which has a ferromagnetic part and a feebly magnetic part in the same member. The compound magnetic material is previously worked in a shape set as the ferromagnetic material and is laminated. Then a setting part is heated to form the feebly magnetic part. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、ロータコア内部にマグネットを装着するロータを有する埋込磁石型回転電機に関するものである。   The present invention relates to an embedded magnet type rotating electrical machine having a rotor for mounting a magnet inside a rotor core.

従来の、ロータコア内部にマグネットを装着するロータを有する埋込磁石型回転電機は、常に高出力化と低コスト化の改良がなされてきた。高出力化の手段の１つに高速回転化と高トルク化があり、低コスト化の手段の１つに高価なマグネットの使用量の低減がある。
一般的に、高出力化と低コスト化を両立させることは困難な課題であるが、マグネット装着孔周りのブリッジ部の透磁率を低下させることにより、マグネットの洩れ磁束を低減し、耐遠心力強度を損なうことなしに、高トルク化、またはマグネット使用量の低減を図る技術がある（例えば、特許文献１参照）。
図１８は、特許文献１における図１に示されている、従来の埋込磁石型回転電機のロータの構造図である。
従来の一般的な電磁鋼板を用いたロータコアの、マグネット装着孔５周りのブリッジ部１０の透磁率を、機械的または熱的処理により低下させようとするものである。従来の電磁鋼板を用いることで材料費の上昇がなく、耐遠心力を損なうことなしに、強磁性材である電磁鋼板のブリッジ部のみの磁性を、ある程度低下させることができる。
このように、従来の埋込磁石型回転電機のロータコアは、洩れ磁束低減による高出力化と低コスト化の改良が図られてきたのである。 Conventional embedded magnet type rotating electric machines having a rotor in which a magnet is mounted inside a rotor core have always been improved in terms of high output and low cost. One of the means for increasing the output is high speed rotation and high torque, and one of the means for reducing the cost is reducing the amount of expensive magnets used.
In general, it is difficult to achieve both high output and low cost, but by reducing the permeability of the bridge around the magnet mounting hole, the leakage flux of the magnet is reduced, and the anti-centrifugal force There is a technique for increasing torque or reducing the amount of magnet used without losing strength (see, for example, Patent Document 1).
FIG. 18 is a structural diagram of a rotor of a conventional embedded magnet type rotating electrical machine shown in FIG.
The magnetic permeability of the bridge part 10 around the magnet mounting hole 5 of the rotor core using a conventional general electromagnetic steel sheet is to be reduced by mechanical or thermal treatment. By using a conventional electromagnetic steel sheet, there is no increase in material cost, and the magnetism of only the bridge portion of the electromagnetic steel sheet, which is a ferromagnetic material, can be reduced to some extent without impairing the centrifugal resistance.
As described above, the rotor core of the conventional embedded magnet type rotating electric machine has been improved in high output and low cost by reducing leakage magnetic flux.

実開平５−４７４２号公報Japanese Utility Model Publication No. 5-4742

従来の埋込磁石型回転電機において、一般的な電磁鋼板を用いたロータコアでは、特殊な鋼板を用いないため、材料費の上昇を避けることは容易であるが、洩れ磁束の低減による高トルク化が十分でない。
本発明は、このような問題点に鑑みてなされたものであり、複合磁性材をロータに用い、高出力化と低コスト化を両立させ得る、埋込磁石型回転電機のロータコアの安価な製造方法と、該製造方法により製造されたロータコア、該ロータコアを用いたロータ、該ロータを有する埋込磁石型回転電機を提供することを目的とするものである。 In a conventional embedded magnet type rotating electrical machine, a rotor core using a general electromagnetic steel plate does not use a special steel plate, so it is easy to avoid an increase in material costs, but a higher torque is achieved by reducing leakage flux. Is not enough.
The present invention has been made in view of such problems, and inexpensive production of a rotor core of an embedded magnet type rotating electrical machine that can achieve both high output and low cost by using a composite magnetic material for a rotor. It is an object of the present invention to provide a method, a rotor core manufactured by the manufacturing method, a rotor using the rotor core, and an embedded magnet type rotating electric machine having the rotor.

上記問題を解決するため、本発明は、次のように構成したものである。
請求項１に記載の発明は、
ロータコア内部にマグネットを装着するロータを有する埋込磁石型回転電機において、前記埋込磁石型回転電機のロータコアは、同一部材中に強磁性部と弱磁性部とを有する複合磁性材の板状部材を積層してなり、前記複合磁性材を予め強磁性材として設定の形状に加工し、積層した後、設定の部分を加熱処理することにより弱磁性部となすことを特徴とするロータコアの製造方法とするものである。
また、請求項２に記載の発明は、
前記ロータコアの設定の部分の加熱処理は、マグネット装着孔に高温ガスを通じてなされることを特徴とする、請求項１記載のロータコアの製造方法とするものである。
また、請求項３に記載の発明は、
前記高温ガスは、火炎であることを特徴とする、請求項１記載のロータコアの製造方法とするものである。
また、請求項４に記載の発明は、
ロータコア内部にマグネットを装着するロータを有する埋込磁石型回転電機において、 前記埋込磁石型回転電機のロータコアは、同一部材中に強磁性部と弱磁性部とを有する複合磁性材の板状部材を積層して構成したことを特徴とするロータコアとするものである。
また、請求項５に記載の発明は、
積層された前記複合磁性材は、設定の形状に形成された強磁性材であり、所定の部分に弱磁性部を有することを特徴とする、請求項４に記載のロータコアとするものである。
また、請求項６に記載の発明は、
前記ロータコアは、マグネット装着孔周りのブリッジ部の少なくとも一部分が弱磁性部であり、その他の部分が強磁性部であることを特徴とする、請求項５記載に記載のロータコアとするものである。
また、請求項７に記載の発明は、
前記板状部材は、積層する各々の積層面に、非導電性の皮膜または表面処理による非導電性の化合層を有することを特徴とする、請求項４に記載のロータコアとするものである。
また、請求項８に記載の発明は、
前記弱磁性部を有するブリッジ部は、ロータコアの外形状に接する外接円に接しない、該外接円より内側に設けられたことを特徴とする、請求項６に記載のロータコアとするものである。
また、請求項９に記載の発明は、
請求項３ないし請求項８のいずれかの項に記載のロータコアの内部にマグネットを装着して構成したことを特徴とするロータとするものである。
また、請求項１０に記載の発明は、
ステータとロータを備えた埋め込み磁石型回転電機において、前記ロータが請求項９に記載のロータで構成されたことを特徴とする埋め込み磁石型回転電機とするものである。
また、請求項１１に記載の発明は、
１極に対し２個のマグネットを略Ｖ字状に配置するロータコアを有する埋め込み磁石型回転電機において、マグネット装着孔の外側のブリッジ部と内側のブリッジ部の少なくとも一部分を弱磁性部とし、その他の部分を強磁性部としたことを特徴とするロータコアとするものである。
また、請求項１２に記載の発明は、
１極に対し１個のマグネットを放射状に配置するロータコアを有する埋め込み磁石型回転電機において、マグネット装着孔の外側のブリッジ部と内側のブリッジ部の少なくとも一部分を弱磁性部とし、その他の部分を強磁性部としたことを特徴とするロータコアとするものである。
また、請求項１３に記載の発明は、
１極に対し１個のマグネットを放射状に配置し、前記マグネットの間の内周側に、別に各１個のマグネットを、磁極を径方向に向けて配置するロータコアを有する埋め込み磁石型回転電機において、 マグネット装着孔の外側のブリッジ部と内側のブリッジ部の大部分、またはブリッジ部の一部分を弱磁性部とし、その他の部分を強磁性部としたことを特徴とするロータコアとするものである。
また、請求項１４に記載の発明は、
１極に対し２個のマグネットを、磁極を径方向に向けて並べて配置するロータコアを有する埋め込み磁石型回転電機において、
マグネット装着孔の磁極の境部のブリッジ部と、並んだマグネット装着孔の間のブリッジ部の大部分、またはブリッジ部の一部分を弱磁性部とし、その他の部分を強磁性部としたことを特徴とするロータコアとするものである。
また、請求項１５に記載の発明は、
１極に対し１個のマグネットを、磁極を径方向に向けて並べて配置するロータコアを有する埋め込み磁石型回転電機において、マグネット装着孔の磁極の境部のブリッジ部の大部分、またはブリッジ部の一部分を弱磁性部とし、その他の部分を強磁性部としたことを特徴とするロータコアとするものである。 In order to solve the above problems, the present invention is configured as follows.
The invention described in claim 1
In an embedded magnet type rotating electrical machine having a rotor in which a magnet is mounted inside the rotor core, the rotor core of the embedded magnet type rotating electrical machine is a plate member of a composite magnetic material having a ferromagnetic part and a weak magnetic part in the same member A rotor core manufacturing method, wherein the composite magnetic material is processed into a set shape as a ferromagnetic material in advance and laminated to form a weak magnetic portion by heat-treating the set portion. It is what.
The invention according to claim 2
2. The method of manufacturing a rotor core according to claim 1, wherein the heat treatment of the setting portion of the rotor core is performed through high-temperature gas through the magnet mounting hole.
The invention according to claim 3
2. The method of manufacturing a rotor core according to claim 1, wherein the high-temperature gas is a flame.
The invention according to claim 4
In an embedded magnet type rotating electrical machine having a rotor in which a magnet is mounted inside a rotor core, the rotor core of the embedded magnet type rotating electrical machine is a plate member of a composite magnetic material having a ferromagnetic part and a weak magnetic part in the same member The rotor core is characterized by being laminated.
The invention according to claim 5
5. The rotor core according to claim 4, wherein the laminated composite magnetic material is a ferromagnetic material formed in a predetermined shape, and has a weak magnetic portion in a predetermined portion.
The invention according to claim 6
6. The rotor core according to claim 5, wherein at least a part of the bridge part around the magnet mounting hole is a weak magnetic part and the other part is a ferromagnetic part.
The invention according to claim 7
5. The rotor core according to claim 4, wherein each of the plate-like members has a non-conductive film or a non-conductive compound layer formed by surface treatment on each laminated surface to be laminated.
Further, the invention according to claim 8 is
7. The rotor core according to claim 6, wherein the bridge portion having the weak magnetic portion is provided on an inner side of the circumscribed circle not in contact with the circumscribed circle in contact with the outer shape of the rotor core.
The invention according to claim 9 is
A rotor characterized in that a magnet is mounted inside the rotor core according to any one of claims 3 to 8.
The invention according to claim 10 is
An embedded magnet type rotating electrical machine including a stator and a rotor, wherein the rotor is constituted by the rotor according to claim 9.
The invention according to claim 11 is
In an embedded magnet type rotating electrical machine having a rotor core in which two magnets are arranged in a substantially V shape with respect to one pole, at least a part of the outer bridge portion and the inner bridge portion of the magnet mounting hole is used as a weak magnetic portion. The rotor core is characterized in that the portion is a ferromagnetic part.
Further, the invention according to claim 12 is
In an embedded magnet type rotating electrical machine having a rotor core in which one magnet is radially arranged for one pole, at least a part of the outer bridge part and the inner bridge part of the magnet mounting hole is a weak magnetic part, and the other part is strong. The rotor core is characterized by being a magnetic part.
The invention according to claim 13 is
In an embedded magnet type rotating electrical machine having a rotor core in which one magnet is arranged radially with respect to one pole, and one magnet is arranged on the inner peripheral side between the magnets with the magnetic poles oriented in the radial direction. The rotor core is characterized in that the outer bridge portion and the inner bridge portion of the magnet mounting hole, most of the bridge portion, or a part of the bridge portion is a weak magnetic portion, and the other portion is a ferromagnetic portion.
The invention as set forth in claim 14
In an embedded magnet type rotating electrical machine having a rotor core in which two magnets are arranged for one pole, and magnetic poles are arranged in a radial direction,
The bridge part at the boundary of the magnetic pole of the magnet mounting hole and the bridge part between the magnet mounting holes side by side, or a part of the bridge part is a weak magnetic part, and the other part is a ferromagnetic part And a rotor core.
The invention according to claim 15 is
In an embedded magnet type rotating electrical machine having a rotor core in which one magnet is arranged for one pole and the magnetic poles are arranged in the radial direction, most of the bridge portion at the boundary of the magnetic pole of the magnet mounting hole, or a part of the bridge portion Is a weak magnetic part, and the other part is a ferromagnetic part.

請求項１、請求項４、および請求項５に記載の発明によると、
前記埋込磁石型回転電機のロータコアは、同一部材中に強磁性部と弱磁性部とを有する複合磁性材の板状部材を積層してなり、積層した後、一括して加熱処理するため、生産効率が大変よく、高出力化と低コスト化を両立させ得る、埋込磁石型回転電機を実現できる。
また、請求項２に記載の発明によると、
前記ロータコアの設定の部分の加熱処理は、マグネット装着孔に高温ガスを通じてなされるため、マグネット装着孔周りのブリッジ部を効率よく加熱処理することができる。
また、請求項３に記載の発明によると、
前記高温ガスは、火炎であるため、汎用的な可燃ガスを用いて、安価に、十分な加熱を行うことができる。
また、請求項６に記載の発明によると、
前記ロータコアは、マグネット装着孔周りのブリッジ部の大部分、またはブリッジ部の一部分を弱磁性部とし、その他の部分を強磁性部としたため、高出力化と低コスト化を両立させ得る、埋込磁石型回転電機を実現できる。
また、請求項７に記載の発明によると、
前記ロータコアを構成する板状部材は、積層する各々の積層面に、非導電性の皮膜または表面処理による非導電性の化合層を有するため、従来の電磁板状部材と同様に渦電流による鉄損の増加を防止できる。
また、請求項８に記載の発明によると、
前記弱磁性部を有するブリッジ部は、ロータコアの外形状に接する外接円に接しない、該外接円より内側に設けられたことを特徴とする、請求項１記載の製造方法により製造されたロータコアため、弱磁性部の位置誤差が、コギングトルクの増大に与える影響を小さく留め得る。
また、請求項９に記載の発明によると、
請求項１記載の製造方法により製造されたロータコア内部にマグネットを装着するロータとするため、洩れ磁束が小さく、安価なロータコアを製造することができる。
また、請求項１０に記載の発明によると、
請求項７記載のロータを有する埋め込み磁石型回転電機とするため、高出力化と低コスト化を両立させ得る、埋込磁石型回転電機を製造することができる。
また、請求項１１に記載の発明によると、
１極に対し２個のマグネットを略Ｖ字状に配置する埋め込み磁石型回転電機において、マグネット装着孔の外側のブリッジ部と内側のブリッジ部の大部分、またはブリッジ部の一部分を弱磁性部とし、その他の部分を強磁性部としたため、従来の、ブリッジ部を細く設け洩れ磁束を低減するロータ設計に比べ、高トルク化を向上できる。
また、請求項１２に記載の発明によると、
１極に対し１個のマグネットを放射状に配置する埋め込み磁石型回転電機において、マグネット装着孔の外側のブリッジ部と内側のブリッジ部の大部分、またはブリッジ部の一部分を弱磁性部とし、その他の部分を強磁性部としたため、従来の、ブリッジ部を細く設け洩れ磁束を低減するロータ設計に比べ、高トルク化を向上できる。
また、請求項１３に記載の発明によると、
１極に対し１個のマグネットを放射状に配置し、前記マグネットの間の内周側に、別に各１個のマグネットを磁極を径方向に向けて配置する埋め込み磁石型回転電機において、マグネット装着孔の外側のブリッジ部と内側のブリッジ部の大部分、またはブリッジ部の一部分を弱磁性部とし、その他の部分を強磁性部としたため、従来の、ブリッジ部を細く設け洩れ磁束を低減するロータ設計に比べ、高トルク化を向上できる。
また、請求項１４に記載の発明によると、
１極に対し２個のマグネットを、磁極を径方向に向けて並べて配置する埋め込み磁石型回転電機において、マグネット装着孔の磁極の境部のブリッジ部と、並んだマグネット装着孔の間のブリッジ部の大部分、またはブリッジ部の一部分を弱磁性部とし、その他の部分を強磁性部としたため、従来の、ブリッジ部を細く設け洩れ磁束を低減するロータ設計に比べ、高トルク化を向上できる。
また、請求項１５に記載の発明によると、
１極に対し１個のマグネットを、磁極を径方向に向けて並べて配置する埋め込み磁石型回転電機において、マグネット装着孔の磁極の境部のブリッジ部の大部分、またはブリッジ部の一部分を弱磁性部とし、その他の部分を強磁性部としたため、従来の、ブリッジ部を細く設け洩れ磁束を低減するロータ設計に比べ、高トルク化を向上できる。 According to the invention of claim 1, claim 4 and claim 5,
The rotor core of the embedded magnet type rotating electrical machine is formed by laminating a plate member of a composite magnetic material having a ferromagnetic part and a weak magnetic part in the same member, and after the lamination, heat treatment is performed collectively. It is possible to realize an embedded magnet type rotating electrical machine that has very good production efficiency and can achieve both high output and low cost.
According to the invention of claim 2,
Since the heat treatment of the setting portion of the rotor core is performed through high-temperature gas through the magnet mounting hole, the bridge portion around the magnet mounting hole can be efficiently heat-treated.
According to the invention of claim 3,
Since the high-temperature gas is a flame, sufficient heating can be performed inexpensively using a general-purpose combustible gas.
According to the invention of claim 6,
Since the rotor core has a weak magnetic part in the bridge part around the magnet mounting hole or a part of the bridge part and a ferromagnetic part in the other part, it is possible to achieve both high output and low cost. A magnet-type rotating electrical machine can be realized.
According to the invention of claim 7,
Since the plate-like member constituting the rotor core has a non-conductive film or a non-conductive compound layer by surface treatment on each lamination surface, the iron by eddy current is provided in the same manner as the conventional electromagnetic plate-like member. Increase in loss can be prevented.
According to the invention of claim 8,
2. The rotor core manufactured by the manufacturing method according to claim 1, wherein the bridge portion having the weak magnetic portion is provided inside the circumscribed circle so as not to contact a circumscribed circle that contacts the outer shape of the rotor core. The influence of the position error of the weak magnetic part on the increase of the cogging torque can be kept small.
According to the invention of claim 9,
Since the rotor in which the magnet is mounted inside the rotor core manufactured by the manufacturing method according to claim 1 is used, an inexpensive rotor core with a small leakage magnetic flux can be manufactured.
According to the invention of claim 10,
In order to provide an embedded magnet type rotating electrical machine having the rotor according to claim 7, it is possible to manufacture an embedded magnet type rotating electrical machine capable of achieving both high output and low cost.
According to the invention of claim 11,
In an embedded magnet type rotating electrical machine in which two magnets are arranged in a substantially V shape with respect to one pole, the outer bridge portion and most of the inner bridge portion of the magnet mounting hole, or a part of the bridge portion is a weak magnetic portion. Since the other part is a ferromagnetic part, higher torque can be improved compared to the conventional rotor design in which the bridge part is narrowed to reduce the leakage magnetic flux.
According to the invention of claim 12,
In an embedded magnet type rotating electrical machine in which one magnet is radially arranged for one pole, the outer bridge part and the inner bridge part of the magnet mounting hole, or a part of the bridge part is a weak magnetic part. Since the portion is a ferromagnetic portion, higher torque can be improved compared to a conventional rotor design in which a bridge portion is narrowed to reduce leakage magnetic flux.
According to the invention of claim 13,
In an embedded magnet type rotating electrical machine in which one magnet is arranged radially with respect to one pole, and another magnet is arranged on the inner peripheral side between the magnets with the magnetic poles directed in the radial direction. Because most of the outer and inner bridge parts, or a part of the bridge part are weak magnetic parts and the other parts are ferromagnetic parts, a conventional rotor design with a narrow bridge part to reduce leakage magnetic flux. Compared to the above, higher torque can be improved.
According to the invention of claim 14,
In an embedded magnet type rotating electrical machine in which two magnets are arranged for one pole with the magnetic poles arranged in the radial direction, the bridge portion at the boundary of the magnetic pole of the magnet mounting hole and the bridge portion between the aligned magnet mounting holes Therefore, a part of the bridge part or a part of the bridge part is a weak magnetic part, and the other part is a ferromagnetic part. Therefore, the torque can be increased compared to the conventional rotor design in which the bridge part is narrowed to reduce the leakage magnetic flux.
According to the invention of claim 15,
In an embedded magnet type rotating electrical machine in which one magnet is arranged for one pole and the magnetic poles are arranged side by side in the radial direction, most of the bridge portion at the boundary of the magnetic pole of the magnet mounting hole or a part of the bridge portion is weakly magnetized. Since the other portion is a ferromagnetic portion, higher torque can be improved compared to a conventional rotor design in which a bridge portion is narrowed to reduce leakage magnetic flux.

本発明の第１実施例を示す埋込磁石型回転電機のロータコアの形状を示す拡大図The enlarged view which shows the shape of the rotor core of the interior magnet type rotary electric machine which shows 1st Example of this invention. 本発明の第１実施例を示す埋込磁石型回転電機のロータコアの外観図1 is an external view of a rotor core of an embedded magnet type rotating electric machine showing a first embodiment of the present invention. 本発明の第１実施例を示す埋込磁石型回転電機のロータの径方向断面の拡大図The enlarged view of the radial cross section of the rotor of the interior magnet type rotary electric machine which shows 1st Example of this invention 本発明の第１実施例を示す埋込磁石型回転電機のロータの径方向断面図と軸方向断面図Radial sectional view and axial sectional view of a rotor of an embedded magnet type rotating electric machine showing a first embodiment of the present invention 本発明の第１実施例を示す埋込磁石型回転電機の径方向断面図Radial direction sectional view of an embedded magnet type rotating electrical machine which shows the 1st example of the present invention. 本発明の第１実施例を示す埋込磁石型回転電機の軸方向断面図1 is a cross-sectional view in the axial direction of an interior permanent magnet type rotating electrical machine showing a first embodiment of the present invention; ブリッジ部に設けられる弱磁性部の範囲を明確にする説明図Explanatory drawing clarifying the range of the weak magnetic part provided in the bridge part 本発明の埋込磁石型回転電機のロータコアを構成する板状部材の加熱処理方法を示す説明図Explanatory drawing which shows the heat processing method of the plate-shaped member which comprises the rotor core of the interior magnet type rotary electric machine of this invention 本発明の埋込磁石型回転電機のロータコアの製造方法を含む、ロータの製造工程図Manufacturing process diagram of rotor including manufacturing method of rotor core of embedded magnet type rotating electrical machine of the present invention 本発明の第２実施例を示す埋込磁石型回転電機のロータの径方向断面図Radial direction sectional view of the rotor of the interior magnet type rotating electrical machine which shows the 2nd example of the present invention. 本発明の第２実施例を示す埋込磁石型回転電機のロータコアの形状を示す拡大図The enlarged view which shows the shape of the rotor core of the interior magnet type rotary electric machine which shows 2nd Example of this invention. 本発明の第３実施例を示す埋込磁石型回転電機のロータの径方向断面図Radial direction sectional view of the rotor of an embedded magnet type rotating electrical machine which shows the 3rd example of the present invention. 本発明の第３実施例を示す埋込磁石型回転電機のロータコアの形状を示す拡大図The enlarged view which shows the shape of the rotor core of the interior magnet type rotary electric machine which shows 3rd Example of this invention. 本発明の第４実施例を示す埋込磁石型回転電機のロータの径方向断面図Radial direction sectional view of the rotor of an embedded magnet type rotating electrical machine which shows the 4th example of the present invention. 本発明の第４実施例を示す埋込磁石型回転電機のロータコアの形状を示す拡大図The enlarged view which shows the shape of the rotor core of the interior magnet type rotary electric machine which shows 4th Example of this invention. 本発明の第５実施例を示す埋込磁石型回転電機のロータの径方向断面図Radial direction sectional view of the rotor of the interior magnet type rotating electrical machine which shows the 5th example of the present invention. 本発明の第５実施例を示す埋込磁石型回転電機のロータコアの形状を示す拡大図The enlarged view which shows the shape of the rotor core of the interior magnet type rotary electric machine which shows 5th Example of this invention 従来の埋込磁石型回転電機のロータの構造図Structure diagram of rotor of conventional embedded magnet type rotating electrical machine

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５及び図６は、本発明の第１実施例を示す埋込磁石型回転電機の径方向断面図と軸方向断面図である。
図において、前記埋込磁石型回転電機は、ロータコア３２内部にマグネット３３を装着するロータを有し、ロータは、シャフト３１に設置された負荷側ベアリング２６と反負荷側ベアリング２７を介して、負荷側ブラケット２４と反負荷側ブラケット２５に回転自在に支持されている。
ステータは、ステータコア２１とステータコイル２２よりなり、フレーム２３に保持され、フレームは負荷側ブラケットに、反負荷側ブラケットとともに、締結ボルト３０で固締結されている。ステータコイルへの通電はステータコイルのリード線２８を通して行われ、ロータの反負荷側には、回転位置検出のためのエンコーダ部２９が設置されている。 5 and 6 are a radial cross-sectional view and an axial cross-sectional view of the interior permanent magnet rotating electric machine according to the first embodiment of the present invention.
In the figure, the embedded magnet type rotating electric machine has a rotor in which a magnet 33 is mounted inside a rotor core 32, and the rotor is loaded via a load side bearing 26 and an anti-load side bearing 27 installed on a shaft 31. The side bracket 24 and the anti-load side bracket 25 are rotatably supported.
The stator is composed of a stator core 21 and a stator coil 22, and is held by a frame 23. The frame is fixedly fastened to the load side bracket by a fastening bolt 30 together with the anti-load side bracket. Energization of the stator coil is performed through the lead wire 28 of the stator coil, and an encoder portion 29 for detecting the rotational position is installed on the opposite side of the rotor.

図４は、本発明の第１実施例を示す埋込磁石型回転電機のロータの径方向断面図と軸方向断面図である。
図において、前記ロータは、ロータコア３２のマグネット装着孔にマグネット３３を装着し、ロータコアはシャフト３１に嵌合し、負荷側側板３４と反負荷側側板３５により軸方向を固定されている。
本実施例のロータは、ロータコアの１極に対し２個のマグネットを略Ｖ字状に配置する構造であり、２個のマグネットの挟角を充分狭く設計し、マグネットより発生する磁束をロータ表面に集中させることにより、高いギャップ磁束密度を得る設計としている。 FIG. 4 is a radial cross-sectional view and an axial cross-sectional view of a rotor of an embedded magnet type rotating electric machine showing the first embodiment of the present invention.
In the figure, the rotor has a magnet 33 mounted in a magnet mounting hole of a rotor core 32, the rotor core is fitted to a shaft 31, and the axial direction is fixed by a load side plate 34 and an antiload side plate 35.
The rotor of the present embodiment has a structure in which two magnets are arranged in a substantially V shape with respect to one pole of the rotor core, and the angle between the two magnets is designed to be sufficiently narrow so that the magnetic flux generated from the magnets is transferred to the rotor surface. By concentrating on, it is designed to obtain a high gap magnetic flux density.

図３は、本発明の第１実施例を示す埋込磁石型回転電機のロータの径方向断面の拡大図である。
図において、マグネット３３は、ロータコア３２の略Ｖ字状のマグネット装着孔に、一部示すように、同じ磁極を向かい合わせに装着され、本ロータは、外周にＮ極とＳ極の磁極が交互に配置される１０極の埋込磁石型ロータとなっている。 FIG. 3 is an enlarged view of the radial cross section of the rotor of the interior permanent magnet rotating electrical machine showing the first embodiment of the present invention.
In the figure, the magnet 33 is mounted in the substantially V-shaped magnet mounting hole of the rotor core 32 so that the same magnetic poles are mounted facing each other as shown in part, and this rotor has N and S magnetic poles alternately on the outer periphery. It is a 10 pole embedded magnet type rotor arranged in the above.

図２は、本発明の第１実施例を示す埋込磁石型回転電機のロータコアの外観図である。
図において、マグネット装着孔３２ａの外周側には、外側ブリッジ部３８が設けられ、内周側には、内側ブリッジ部３９が設けられている。
ロータコアは、同一部材中に強磁性部と弱磁性部とを有する複合磁性材の板状部材を積層してなり、前記複合磁性材を予め強磁性材として設定の形状に加工し、積層した後、設定の部分を加熱処理することにより弱磁性部とする。 FIG. 2 is an external view of the rotor core of the interior magnet type rotating electrical machine showing the first embodiment of the present invention.
In the figure, an outer bridge portion 38 is provided on the outer peripheral side of the magnet mounting hole 32a, and an inner bridge portion 39 is provided on the inner peripheral side.
The rotor core is formed by laminating a plate member of a composite magnetic material having a ferromagnetic portion and a weak magnetic portion in the same member, and after processing and laminating the composite magnetic material into a set shape as a ferromagnetic material in advance. The set portion is heat-treated to form a weak magnetic portion.

図１は、本発明の第１実施例を示す埋込磁石型回転電機のロータコアの形状を示す拡大図である。
加熱処理するロータコアの設定の部分は、マグネット装着孔３２ａ周りの外側ブリッジ部３８と内側ブリッジ部３９の大部分、またはブリッジ部の一部分であり、図において、外側弱磁性部３８ａと、内側弱磁性部３９ａで示されている。ロータコアを構成する複合磁性材は、単一組成でありながら強磁性と弱磁性の両方の磁気特性を実現できる材料である。
複合磁性材を用いることで、従来の強磁性材である電磁鋼板を用いた、ブリッジ部を設け洩れ磁束を低減するロータ設計に比べ、弱磁性化したことでブリッジ部を従来ほど細く設ける必要が無く、耐遠心力強度及び耐高トルク強度を向上でき、高速回転化と高トルク化をなし得る。マグネット磁極面より発生した磁束は、ブリッジ部に洩れ磁束となりにくく、殆どがロータ外周面へ導かれるため、従来ブリッジ部での洩れ磁束を補うためのマグネット使用量の追加分が不要になることが、複合磁性材という特殊な鋼板を用いる材料費の上昇分を相殺し、ロータを安価のまま製造できる。また、電機子反作用に対するギャップ磁束の減磁も小さいため、最大トルクを向上できる。 FIG. 1 is an enlarged view showing the shape of a rotor core of an embedded magnet type rotating electrical machine according to the first embodiment of the present invention.
The setting portion of the rotor core to be heat-treated is the outer bridge portion 38 and the inner bridge portion 39 around the magnet mounting hole 32a, or a part of the bridge portion. In the drawing, the outer weak magnetic portion 38a and the inner weak magnetism are shown. This is indicated by part 39a. The composite magnetic material constituting the rotor core is a material that can realize both ferromagnetic and weak magnetic properties while having a single composition.
By using a composite magnetic material, it is necessary to provide a bridge portion that is thinner than the conventional one by using a magnetic material that is a ferromagnetic material and reducing the leakage magnetic flux compared to a rotor design that reduces the leakage flux. In addition, the strength against centrifugal force and the strength against high torque can be improved, and high speed rotation and high torque can be achieved. Magnetic flux generated from the magnetic pole surface is unlikely to leak into the bridge part, and most of it is guided to the outer peripheral surface of the rotor, so that it is not necessary to add an additional amount of magnet to supplement the leakage flux in the conventional bridge part. This makes it possible to offset the increase in material costs using a special steel plate called a composite magnetic material and to manufacture the rotor at a low cost. Moreover, since the demagnetization of the gap magnetic flux with respect to the armature reaction is small, the maximum torque can be improved.

前記外側弱磁性部３２ｂは、ロータコアの外形状に接する外接円に接しない、該外接円より内側に設けられるため、弱磁性部の位置誤差が、コギングトルクの増大に与える影響を小さく留め得る。弱磁性部の位置誤差に対しコギングトルクの大きさは敏感であるため、弱磁性部をステータコアより遠ざけることで、コギングトルクの増大に与える影響をより小さく留め得るのである。   Since the outer weak magnetic portion 32b is provided on the inner side of the circumscribed circle that does not contact the circumscribed circle that contacts the outer shape of the rotor core, the influence of the position error of the weak magnetic portion on the increase of the cogging torque can be kept small. Since the magnitude of the cogging torque is sensitive to the position error of the weak magnetic part, the influence on the increase of the cogging torque can be kept smaller by moving the weak magnetic part away from the stator core.

ロータコアを構成する板状部材には、予め非導電性の無機皮膜が施されている。そのため、ロータコアに積層されても、従来の電磁板状部材と同様に渦電流による鉄損の増加を防止できる。   A non-conductive inorganic film is applied in advance to the plate-like member constituting the rotor core. Therefore, even when laminated on the rotor core, an increase in iron loss due to eddy current can be prevented as in the case of a conventional electromagnetic plate member.

図７は、本発明の埋込磁石型回転電機のロータコアのブリッジ部の形状について、ブリッジ部に設けられる弱磁性部の範囲を明確にする説明図である。
ブリッジ部は、従来マグネットのＮ極からＳ極へ、洩れ磁束として、磁束がショートカットすることを防ぐために、磁束の隘路とするため細く設けられてきた。
本発明は、ブリッジ部の大部分、またはブリッジ部の一部分を弱磁性部とすることで、図中、洩れ磁束のイメージとして示された、磁束のショートカットを、激減させるものである。
図は、ロータコアの形状によって、ブリッジ部の大部分と、一部分の意味を、単一のブリッジ部の場合と、連結したブリッジ部の場合について説明している。 FIG. 7 is an explanatory diagram for clarifying the range of the weak magnetic portion provided in the bridge portion with respect to the shape of the bridge portion of the rotor core of the embedded magnet type rotating electric machine of the present invention.
Conventionally, the bridge portion has been narrowly provided as a magnetic flux bottleneck in order to prevent the magnetic flux from being short-circuited as a leakage magnetic flux from the N pole to the S pole of the magnet.
The present invention drastically reduces the magnetic flux shortcut shown as an image of leakage magnetic flux in the figure by making most of the bridge portion or a part of the bridge portion a weak magnetic portion.
The figure explains the meaning of most and part of the bridge portion depending on the shape of the rotor core in the case of a single bridge portion and the case of a connected bridge portion.

図８は、本発明の埋込磁石型回転電機のロータコアの加熱処理方法を示す説明図である。
ロータコアは、複合磁性材板材を設定の形状に加工して積層後、マグネット装着孔に高温ガスを通じて、前記ブリッジ部の大部分、またはブリッジ部の一部分を加熱処理する。本実施例では、高温ガスとして酸素アセチレンガスの燃焼火炎を用いている。
図において、ロータコア３２を、入口側導風治具３６と出口側導風治具３７との間に装着し、火炎を入口側導風治具からロータコアのマグネット装着孔３２ａに通過させる。入口側導風治具は、ロータコアに接する側で火炎の通路をロータコアの全てのマグネット装着孔に分岐し、火炎がマグネット装着孔３２以外の部分に極力接しない構造となっている。出口側導風治具も同様である。 FIG. 8 is an explanatory view showing a heat treatment method of the rotor core of the interior magnet type rotating electric machine of the present invention.
The rotor core is formed by processing and laminating a composite magnetic material plate into a set shape, and then heats most of the bridge part or a part of the bridge part through high-temperature gas through the magnet mounting hole. In this embodiment, a combustion flame of oxyacetylene gas is used as the high temperature gas.
In the figure, the rotor core 32 is mounted between an inlet side wind guide jig 36 and an outlet side wind guide jig 37, and a flame is passed from the inlet side wind guide jig to the magnet mounting hole 32a of the rotor core. The inlet side air guide jig has a structure in which a flame passage is branched to all the magnet mounting holes of the rotor core on the side in contact with the rotor core so that the flame is not in contact with portions other than the magnet mounting holes 32 as much as possible. The same applies to the outlet side air guide jig.

火炎をマグネット装着孔に通過させ、１２００℃程度に加熱した後、熱の拡散を利用し自然急冷する。火炎による加熱は、図１に示したロータコアの外側ブリッジ部３８、内側ブリッジ部３９のような熱容量の小さい局部に適した加熱方法であり、マグネット装着孔を導風孔に兼ねることで、焼入れ処理に要する熱量が最小でよい。また、外側ブリッジ部と内側ブリッジ部を同時に加熱処理できるため、処理に要する手間も少なく、ロータコアを構成する板状部材を、個々に加熱処理するのではなく、積層後に一括して加熱処理できるため、ロータコアを安価に製造できる。また、加熱時間の加減により、ブリッジ部の弱磁性化する範囲を、調整し易い加熱方法でもある。   The flame is passed through the magnet mounting hole, heated to about 1200 ° C., and then naturally quenched using heat diffusion. The heating by the flame is a heating method suitable for a local portion having a small heat capacity such as the outer bridge portion 38 and the inner bridge portion 39 of the rotor core shown in FIG. 1, and quenching treatment is performed by using the magnet mounting hole also as the air guide hole. The amount of heat required for the heat treatment can be minimized. In addition, since the outer bridge portion and the inner bridge portion can be heat-treated at the same time, less time is required for the treatment, and the plate-like members constituting the rotor core can be heat-treated in a lump after stacking rather than individually. The rotor core can be manufactured at a low cost. Moreover, it is also a heating method that makes it easy to adjust the range of weakening of the bridge portion by adjusting the heating time.

本実施例のロータコアは、ブリッジ部に比較して、大きな熱容量を有するため、熱の拡散を利用し自然急冷却したが、比較的小さな熱容量のロータコアでは、火炎による加熱後、冷却風を通じて急冷しても良い。
ロータコアの洩れ磁束が生じる部分を弱磁性部とした、本実施例のロータコアの設計においては、ロータコア全てが強磁性部である従来のブリッジ部のように、洩れ磁束を低減するために、ブリッジ部を細く設ける必要がない。本発明においては、マグネット装着孔に、高温ガスを通じて加熱処理する方法とマッチングさせることによって、高温ガスの吹付け箇所を特定化させるなどの面倒な処理をすることなく、細いブリッジ形状であるがゆえ、他のマグネット装着孔周りの箇所よりも早く高温にして、ブリッジ部のみを弱磁性部とすることができるようにしたのである。 The rotor core of the present embodiment has a large heat capacity compared to the bridge portion, and thus naturally cooled rapidly using heat diffusion. However, in a rotor core having a relatively small heat capacity, it is rapidly cooled through cooling air after being heated by a flame. May be.
In the design of the rotor core of the present embodiment in which the portion where the leakage magnetic flux of the rotor core is generated is a weak magnetic portion, the bridge portion is used to reduce the leakage magnetic flux as in the conventional bridge portion in which the entire rotor core is a ferromagnetic portion. It is not necessary to provide a thin. In the present invention, the magnet mounting hole is matched with a method of performing a heat treatment through a high-temperature gas, so that it has a thin bridge shape without performing a troublesome process such as specifying a sprayed portion of the high-temperature gas. Thus, the temperature of the bridge is made faster than other parts around the magnet mounting hole so that only the bridge portion can be made a weak magnetic portion.

図９は、本発明の埋込磁石型回転電機のロータコアの製造方法を含む、ロータの製造工程図である。
ロータコアの製造方法としては、予め強磁性材とした複合磁性材板材を、設定の形状に打抜き加工し、積層し、加熱処理する。
加熱処理は、積層後に一括して短時間で行われるため、例えば特許文献２に示されているような、板状部材を、個々に、レーザ照射により加熱する方法に比べ、十分に、量産可能なレベルとなし得るのである。
その後、ロータコアは、負荷側側板が圧入されたシャフトに組付けられ、ロータコアのマグネット装着孔にマグネットを接着し、反負荷側側板を圧入して、ロータは完成する。 FIG. 9 is a manufacturing process diagram of a rotor including a method for manufacturing a rotor core of an embedded magnet type rotating electric machine according to the present invention.
As a method of manufacturing the rotor core, a composite magnetic material plate material that has been made a ferromagnetic material in advance is punched into a set shape, laminated, and heat-treated.
Since heat treatment is performed in a short time after lamination, for example, as shown in Patent Document 2, plate-like members can be mass-produced sufficiently compared to the method of heating individually by laser irradiation. It can be done at a certain level.
Thereafter, the rotor core is assembled to the shaft into which the load side plate is press-fitted, the magnet is bonded to the magnet mounting hole of the rotor core, and the anti-load side plate is press-fitted to complete the rotor.

図１０は、本発明の第２実施例を示す埋込磁石型回転電機のロータの径方向断面図である。
図において、ロータコア４２は、１極に対し１個のマグネット４３を放射状に配置するマグネット装着孔を備え、マグネットは、マグネット装着孔に、一部示すように、同じ磁極を向かい合わせに装着される。そのため、ロータコアとマグネットにより構成させるロータは、Ｎ極とＳ極の磁極が交互に配置される１２極の埋込磁石型ロータとなる。 FIG. 10 is a radial sectional view of a rotor of an embedded magnet type rotating electric machine showing a second embodiment of the present invention.
In the figure, the rotor core 42 is provided with a magnet mounting hole in which one magnet 43 is radially arranged for one pole, and the magnet is mounted on the magnet mounting hole so that the same magnetic poles face each other as shown in part. . Therefore, the rotor constituted by the rotor core and the magnet is a 12-pole embedded magnet type rotor in which N poles and S poles are alternately arranged.

図１１は、本発明の第２実施例を示す埋込磁石型回転電機のロータコアの形状を示す拡大図である。
埋込磁石型回転電機のロータコア４２は、第１実施例と同じ複合磁性材からなる。
本実施例では、加熱処理するロータコアの設定の部分は、マグネット装着孔４２ａ周りの外側ブリッジ部４８と内側ブリッジ部４９の大部分、またはブリッジ部の一部分であり、図において、外側弱磁性部４８ａと、内側弱磁性部４９ａで示されている。
前記外側弱磁性部４８ａは、ロータコアの外形状に接する外接円に接しない、該外接円より内側に設けられるため、弱磁性部の位置誤差が、コギングトルクの増大に与える影響を小さく留め得る。
本実施例のロータコアの設計においては、ロータコア全てが強磁性部である従来のブリッジ部のように、洩れ磁束を低減するために、ブリッジ部を細く設ける必要がなく、空隙４２ｂも、必要はない。マグネット装着孔に、高温ガスを通じて加熱処理する方法を可能とするために、空隙４２ｂを、敢えて設けているのである。 FIG. 11 is an enlarged view showing the shape of the rotor core of the interior magnet type rotating electrical machine showing the second embodiment of the present invention.
The rotor core 42 of the interior magnet type rotating electrical machine is made of the same composite magnetic material as in the first embodiment.
In this embodiment, the setting portion of the rotor core to be heat-treated is the outer bridge portion 48 and the inner bridge portion 49 around the magnet mounting hole 42a, or a part of the bridge portion, and in the drawing, the outer weak magnetic portion 48a. And the inner weak magnetic part 49a.
Since the outer weak magnetic part 48a is provided on the inner side of the circumscribed circle that does not contact the circumscribed circle that contacts the outer shape of the rotor core, the influence of the position error of the weak magnetic part on the increase of the cogging torque can be kept small.
In the design of the rotor core of the present embodiment, it is not necessary to provide a narrow bridge portion and the air gap 42b is not necessary in order to reduce leakage magnetic flux as in the conventional bridge portion in which the entire rotor core is a ferromagnetic portion. . The gap 42b is purposely provided in the magnet mounting hole in order to enable a method of performing a heat treatment through a high-temperature gas.

本実施例の前記板状部材のレイアウトは、第１実施例に比べ、多極でシャフト径が小さくて良い場合の、本発明の製造方法によってなるロータコア内部にマグネットを装着するロータの設計例を示すものである。   The layout of the plate-like member of the present embodiment is a design example of a rotor in which a magnet is mounted inside a rotor core formed by the manufacturing method of the present invention when the shaft diameter may be smaller than that of the first embodiment. It is shown.

図１２は、本発明の第３実施例を示す埋込磁石型回転電機のロータの径方向断面図である。
図において、ロータコア５２は、１極に対し１個のマグネットを放射状に配置し、前記マグネットの間の内周側に、別に各１個のマグネットを磁極を径方向に向けて配置するマグネット装着孔５２ａを備え、マグネット５３は、マグネット装着孔に、一部示すように、同じ磁極を向かい合わせに装着される。そのため、ロータコアとマグネットにより構成させるロータは、Ｎ極とＳ極の磁極が交互に配置される８極の埋込磁石型ロータとなる。 FIG. 12 is a radial cross-sectional view of a rotor of an embedded magnet type rotary electric machine showing a third embodiment of the present invention.
In the figure, the rotor core 52 has a magnet mounting hole in which one magnet is arranged radially with respect to one pole, and another magnet is arranged on the inner peripheral side between the magnets with the magnetic poles arranged in the radial direction. 52a, and the magnet 53 is mounted on the magnet mounting hole with the same magnetic pole facing each other as shown in part. Therefore, the rotor constituted by the rotor core and the magnet is an 8-pole embedded magnet type rotor in which N-pole and S-pole magnetic poles are alternately arranged.

図１３は、本発明の第３実施例を示す埋込磁石型回転電機のロータコアの形状を示す拡大図である。
埋込磁石型回転電機のロータコア５２は、第１実施例と同じ複合磁性材からなる。
本実施例では、加熱処理するロータコアの設定の部分は、マグネット装着孔５２ａ周りの外側ブリッジ部４８と内側ブリッジ部４９の大部分、またはブリッジ部の一部分であり、図において、外側弱磁性部４８ａと、内側弱磁性部４９ａで示されている。
前記外側弱磁性部４８ａは、ロータコアの外形状に接する外接円に接しない、該外接円より内側に設けられるため、弱磁性部の位置誤差が、コギングトルクの増大に与える影響を小さく留め得る。 FIG. 13 is an enlarged view showing the shape of the rotor core of the interior magnet type rotating electrical machine showing the third embodiment of the present invention.
The rotor core 52 of the embedded magnet type rotating electric machine is made of the same composite magnetic material as that of the first embodiment.
In this embodiment, the setting portion of the rotor core to be heat-treated is the outer bridge portion 48 and the inner bridge portion 49 around the magnet mounting hole 52a, or a part of the bridge portion, and in the drawing, the outer weak magnetic portion 48a. And the inner weak magnetic part 49a.
Since the outer weak magnetic part 48a is provided on the inner side of the circumscribed circle that does not contact the circumscribed circle that contacts the outer shape of the rotor core, the influence of the position error of the weak magnetic part on the increase of the cogging torque can be kept small.

本実施例の前記板状部材のレイアウトは、第１実施例に比べ、やや少極でシャフト径がやや大きい場合の、本発明の製造方法によってなるロータコア内部にマグネットを装着するロータの設計例を示すものである。   The layout of the plate-like member of the present embodiment is a design example of a rotor in which a magnet is mounted inside the rotor core according to the manufacturing method of the present invention when the shaft diameter is slightly smaller and the shaft diameter is slightly larger than that of the first embodiment. It is shown.

図１４は、本発明の第４実施例を示す埋込磁石型回転電機のロータの径方向断面図である。
図において、ロータコア６２は、１極に対し２個のマグネット６３を、磁極を径方向に向けて並べて配置するマグネット装着孔６２ａを備え、マグネットは、マグネット装着孔に、一部示すように、磁極を交互に外側に向けて装着される。そのため、前記板状部材とマグネットにより構成させるロータは、Ｎ極とＳ極の磁極が交互に配置される６極の埋込磁石型ロータとなる。 FIG. 14 is a radial cross-sectional view of a rotor of an embedded magnet type rotary electric machine showing a fourth embodiment of the present invention.
In the figure, the rotor core 62 includes a magnet mounting hole 62a in which two magnets 63 for one pole are arranged with the magnetic poles arranged in the radial direction, and the magnet has a magnetic pole as shown in part in the magnet mounting hole. Are mounted alternately facing outward. Therefore, the rotor constituted by the plate-like member and the magnet is a 6-pole embedded magnet type rotor in which N poles and S poles are alternately arranged.

図１５は、本発明の第４実施例を示す埋込磁石型回転電機のロータコアの形状を示す拡大図である。
埋込磁石型回転電機のロータコア６２は、第１実施例と同じ複合磁性材からなる。
本実施例では、加熱処理するロータコアの設定の部分は、マグネット装着孔６２ａ周りの境部のブリッジ部６８と間のブリッジ部６９の大部分、またはブリッジ部の一部分であり、図において、境部の弱磁性部６８ａと、間の弱磁性部６９ａで示されている。
前記境部の弱磁性部６８ａは、ロータコアの外形状に接する外接円に接しない、該外接円より内側に設けられるため、弱磁性部の位置誤差が、コギングトルクの増大に与える影響を小さく留め得る。 FIG. 15 is an enlarged view showing the shape of the rotor core of the interior magnet type rotating electrical machine showing the fourth embodiment of the present invention.
The rotor core 62 of the interior magnet type rotating electric machine is made of the same composite magnetic material as that of the first embodiment.
In the present embodiment, the setting portion of the rotor core to be heat-treated is the most part of the bridge portion 69 between the bridge portion 68 around the magnet mounting hole 62a or a part of the bridge portion. The weak magnetic part 68a and the weak magnetic part 69a between them are shown.
Since the weak magnetic portion 68a at the boundary portion is provided on the inner side of the circumscribed circle that does not contact the circumscribed circle that contacts the outer shape of the rotor core, the influence of the position error of the weak magnetic portion on the increase of the cogging torque is kept small. obtain.

本実施例の前記板状部材のレイアウトは、第１実施例に比べ、より少極でシャフト径が大きい場合の、本発明の製造方法によってなる前記板状部材を積層してなるロータコア内部にマグネットを装着するロータの設計例を示すものである。   The layout of the plate-like member of the present embodiment is a magnet in the rotor core formed by laminating the plate-like member formed by the manufacturing method of the present invention when the shaft diameter is smaller and the pole is larger than the first embodiment. 2 shows a design example of a rotor on which is mounted.

図１６は、本発明の第５実施例を示す埋込磁石型回転電機のロータの径方向断面図である。
図において、ロータコア７２は、１極に対し１個のマグネット７３を、磁極を径方向に向けて並べて配置するマグネット装着孔を備え、マグネットは、マグネット装着孔に、一部示すように、磁極を交互に外側に向けて装着される。そのため、前記板状部材とマグネットにより構成させるロータは、Ｎ極とＳ極の磁極が交互に配置される１６極の埋込磁石型ロータとなる。 FIG. 16 is a radial sectional view of a rotor of an embedded magnet type rotating electric machine showing the fifth embodiment of the present invention.
In the figure, the rotor core 72 is provided with a magnet mounting hole for arranging one magnet 73 for one pole with the magnetic poles arranged in the radial direction, and the magnet has a magnetic pole as shown in part in the magnet mounting hole. It is attached to the outside alternately. Therefore, the rotor constituted by the plate-like member and the magnet is a 16-pole embedded magnet type rotor in which N poles and S poles are alternately arranged.

図１７は、本発明の第２実施例を示す埋込磁石型回転電機のロータコアの形状を示す拡大図である。
埋込磁石型回転電機のロータコア７２は、第１実施例と同じ複合磁性材からなる。
本実施例では、加熱処理するロータコアの設定の部分は、マグネット装着孔７２ａ周りの境部のブリッジ部７８の大部分、またはブリッジ部の一部分であり、図において、境部の弱磁性部７８ａで示されている。
前記境部の弱磁性部７８ａは、ロータコアの外形状に接する外接円に接しない、該外接円より内側に設けられるため、弱磁性部の位置誤差が、コギングトルクの増大に与える影響を小さく留め得る。 FIG. 17 is an enlarged view showing the shape of the rotor core of the interior magnet type rotating electric machine showing the second embodiment of the present invention.
The rotor core 72 of the embedded magnet type rotating electric machine is made of the same composite magnetic material as that of the first embodiment.
In the present embodiment, the setting portion of the rotor core to be heat-treated is the most part of the bridge part 78 around the magnet mounting hole 72a or a part of the bridge part. It is shown.
Since the weak magnetic portion 78a at the boundary portion is provided inside the circumscribed circle that does not contact the circumscribed circle that contacts the outer shape of the rotor core, the influence of the position error of the weak magnetic portion on the increase of the cogging torque is kept small. obtain.

本実施例の前記板状部材のレイアウトは、第１実施例に比べ、非常に多極でシャフト径が特に大きい場合の、本発明の製造方法によってなる前記板状部材を積層してなるロータコア内部にマグネットを装着するロータの設計例を示すものである。   The layout of the plate-like member of the present embodiment is the same as that of the first embodiment. Shows a design example of a rotor to which a magnet is attached.

本発明が、特許文献１と異なる部分は、ロータコアの材質として、従来の一般的な電磁鋼板ではなく、複合磁性材を用いていた部分である。
本発明が、特許文献２と異なる部分は、積層後に一括して、高温ガスを用いて行う、ロータコアの製造方法である。 The part where the present invention is different from Patent Document 1 is a part in which a composite magnetic material is used as a material of the rotor core instead of a conventional general electromagnetic steel sheet.
The part where the present invention differs from Patent Document 2 is a method for manufacturing a rotor core, which is performed using a high-temperature gas in a lump after lamination.

本発明の埋込磁石型回転電機は、高速回転化と高トルク化が可能となるため、工作機主軸や電気自動車用モータという用途にも適用できる。   Since the embedded magnet type rotating electrical machine of the present invention can be rotated at a high speed and increased in torque, it can be applied to a machine tool spindle or an electric vehicle motor.

２１ ステータコア
２２ ステータコイル
２３ フレーム
２４ 負荷側ブラケット
２５ 反負荷側ブラケット
２６ 負荷側ベアリング
２７ 反負荷側ベアリング
２８ ステータコイルのリード線
２９ エンコーダ部
３０ 締結ボルト
３１ シャフト
３２ ロータコア
３２ａ マグネット装着孔
３３ マグネット
３４ 負荷側側板
３５ 反負荷側側板
３６ 入口側導風治具
３７ 出口側導風治具
３８ 外側ブリッジ部
３８ａ 外側弱磁性部
３９ 内側ブリッジ部
３９ａ 内側弱磁性部 21 Stator Core 22 Stator Coil 23 Frame 24 Load Side Bracket 25 Anti Load Side Bracket 26 Load Side Bearing 27 Anti Load Side Bearing 28 Stator Coil Lead Wire 29 Encoder Unit 30 Fastening Bolt 31 Shaft 32 Rotor Core 32a Magnet Mounting Hole 33 Magnet 34 Load Side Side plate 35 Anti-load side plate 36 Entrance side wind guide jig 37 Exit side wind guide jig 38 Outer bridge part 38a Outer weak magnetic part 39 Inner bridge part 39a Inner weak magnetic part

Claims (15)

ロータコア内部にマグネットを装着するロータを有する埋込磁石型回転電機において、
前記埋込磁石型回転電機のロータコアは、同一部材中に強磁性部と弱磁性部とを有する複合磁性材の板状部材を積層してなり、前記複合磁性材を予め強磁性材として設定の形状に加工し、積層した後、設定の部分を加熱処理することにより弱磁性部となすことを特徴とするロータコアの製造方法。 In an embedded magnet type rotating electric machine having a rotor for mounting a magnet inside a rotor core,
The rotor core of the embedded magnet type rotating electric machine is formed by laminating a plate member of a composite magnetic material having a ferromagnetic portion and a weak magnetic portion in the same member, and the composite magnetic material is set as a ferromagnetic material in advance. A method for manufacturing a rotor core, wherein after processing into a shape and stacking, the setting portion is heat-treated to form a weak magnetic portion. 前記ロータコアの設定の部分の加熱処理は、マグネット装着孔に高温ガスを通じてなされることを特徴とする、請求項１に記載のロータコアの製造方法。   2. The method of manufacturing a rotor core according to claim 1, wherein the heat treatment of the setting portion of the rotor core is performed through high-temperature gas through the magnet mounting hole. 3. 前記高温ガスは、火炎であることを特徴とする、請求項２に記載のロータコアの製造方法。   The method of manufacturing a rotor core according to claim 2, wherein the high-temperature gas is a flame. ロータコア内部にマグネットを装着するロータを有する埋込磁石型回転電機において、
前記埋込磁石型回転電機のロータコアは、同一部材中に強磁性部と弱磁性部とを有する複合磁性材の板状部材を積層して構成したことを特徴とするロータコア。 In an embedded magnet type rotating electric machine having a rotor for mounting a magnet inside a rotor core,
The rotor core of the embedded magnet type rotating electric machine is configured by laminating a plate member of a composite magnetic material having a ferromagnetic portion and a weak magnetic portion in the same member. 積層された前記複合磁性材は、設定の形状に形成された強磁性材であり、所定の部分に弱磁性部を有することを特徴とする、請求項４に記載のロータコア。   5. The rotor core according to claim 4, wherein the laminated composite magnetic material is a ferromagnetic material formed in a predetermined shape and has a weak magnetic portion at a predetermined portion. 6. 前記ロータコアは、マグネット装着孔周りのブリッジ部の少なくとも一部分が弱磁性部であり、その他の部分が強磁性部であることを特徴とする、請求項５記載に記載のロータコア。   The rotor core according to claim 5, wherein at least a part of the bridge part around the magnet mounting hole is a weak magnetic part and the other part is a ferromagnetic part. 前記板状部材は、積層する各々の積層面に、非導電性の皮膜または表面処理による非導電性の化合層を有することを特徴とする、請求項４に記載のロータコア。   5. The rotor core according to claim 4, wherein the plate-like member has a non-conductive film or a non-conductive compound layer formed by surface treatment on each laminated surface to be laminated. 前記弱磁性部を有するブリッジ部は、ロータコアの外形状に接する外接円に接しない、該外接円より内側に設けられたことを特徴とする、請求項６に記載のロータコア。   The rotor core according to claim 6, wherein the bridge portion having the weak magnetic portion is provided inside the circumscribed circle so as not to contact a circumscribed circle that contacts the outer shape of the rotor core. 請求項４ないし請求項８のいずれかの項に記載のロータコアの内部にマグネットを装着して構成したことを特徴とするロータ。   A rotor comprising a magnet mounted inside the rotor core according to any one of claims 4 to 8. ステータとロータを備えた埋め込み磁石型回転電機において、前記ロータが請求項９に記載のロータで構成されたことを特徴とする埋め込み磁石型回転電機。   An embedded magnet type rotating electrical machine comprising a stator and a rotor, wherein the rotor is constituted by the rotor according to claim 9. １極に対し２個のマグネットを略Ｖ字状に配置するロータコアを有する埋め込み磁石型回転電機において、
マグネット装着孔の外側のブリッジ部と内側のブリッジ部の少なくとも一部分を弱磁性部とし、その他の部分を強磁性部としたことを特徴とするロータコア。 In an embedded magnet type rotating electrical machine having a rotor core in which two magnets are arranged in a substantially V shape with respect to one pole,
A rotor core characterized in that at least a part of the outer bridge part and the inner bridge part of the magnet mounting hole is a weak magnetic part, and the other part is a ferromagnetic part. １極に対し１個のマグネットを放射状に配置するロータコアを有する埋め込み磁石型回転電機において、
マグネット装着孔の外側のブリッジ部と内側のブリッジ部の少なくとも一部分を弱磁性部とし、その他の部分を強磁性部としたことを特徴とするロータコア。 In an embedded magnet type rotating electrical machine having a rotor core in which one magnet is radially arranged for one pole,
A rotor core characterized in that at least a part of the outer bridge part and the inner bridge part of the magnet mounting hole is a weak magnetic part, and the other part is a ferromagnetic part. １極に対し１個のマグネットを放射状に配置し、前記マグネットの間の内周側に、別に各１個のマグネットを、磁極を径方向に向けて配置するロータコアを有する埋め込み磁石型回転電機において、
マグネット装着孔の外側のブリッジ部と内側のブリッジ部の大部分、またはブリッジ部の一部分を弱磁性部とし、その他の部分を強磁性部としたことを特徴とするロータコア。 In an embedded magnet type rotating electrical machine having a rotor core in which one magnet is arranged radially with respect to one pole, and one magnet is arranged on the inner peripheral side between the magnets with the magnetic poles oriented in the radial direction. ,
A rotor core characterized in that most of the outside bridge portion and inside bridge portion of the magnet mounting hole, or a part of the bridge portion is a weak magnetic portion, and the other portion is a ferromagnetic portion. １極に対し２個のマグネットを、磁極を径方向に向けて並べて配置するロータコアを有する埋め込み磁石型回転電機において、
マグネット装着孔の磁極の境部のブリッジ部と、並んだマグネット装着孔の間のブリッジ部の大部分、またはブリッジ部の一部分を弱磁性部とし、その他の部分を強磁性部としたことを特徴とするロータコア。 In an embedded magnet type rotating electrical machine having a rotor core in which two magnets are arranged for one pole, and magnetic poles are arranged in a radial direction,
The bridge part at the boundary of the magnetic pole of the magnet mounting hole and the bridge part between the magnet mounting holes side by side, or a part of the bridge part is a weak magnetic part, and the other part is a ferromagnetic part Rotor core. １極に対し１個のマグネットを、磁極を径方向に向けて並べて配置するロータコアを有する埋め込み磁石型回転電機において、
マグネット装着孔の磁極の境部のブリッジ部の大部分、またはブリッジ部の一部分を弱磁性部とし、その他の部分を強磁性部としたことを特徴とするロータコア。 In an embedded magnet type rotating electrical machine having a rotor core in which one magnet is arranged for one pole, and magnetic poles are arranged in a radial direction,
A rotor core characterized in that most of a bridge part at a boundary part of a magnetic pole of a magnet mounting hole or a part of the bridge part is a weak magnetic part and the other part is a ferromagnetic part.
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