JP2011172441A - Motor core and assembling method thereof - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、モータにおけるロータコアやステータコア等のモータコアに関するものであって、特に複数枚の磁性体よりなる鋼板を積層するとともに、その鋼板に形成された透孔内に永久磁石を収容したモータコア、及びそのモータコアの組付け方法に関するものである。 The present invention relates to a motor core such as a rotor core and a stator core in a motor, and particularly a motor core in which a steel plate made of a plurality of magnetic bodies is laminated and a permanent magnet is accommodated in a through hole formed in the steel plate, and The present invention relates to a method for assembling the motor core.
従来、この種のモータコアとしては、例えばロータコアにおいて、鋼板の透孔内に永久磁石を収容するとともに、透孔の内側縁と永久磁石との間の隙間に樹脂を充填して、永久磁石を固定した構成が知られている。 Conventionally, as this type of motor core, for example, in a rotor core, a permanent magnet is accommodated in a through hole of a steel plate, and a resin is filled in a gap between the inner edge of the through hole and the permanent magnet to fix the permanent magnet. The configuration is known.
また、この種のロータコアにおける永久磁石子の固定構成としては、例えば特許文献1に開示されるような構成も提案されている。この従来構成においては、図11及び図12に示すように、鋼板41に2つの透孔42,43が形成され、一方の透孔42の内側縁には突出部44が形成されるとともに、他方の透孔43の内周縁には凹部45が形成されている。そして、積層方向に隣接する鋼板41間において、突出部44と凹部45とが互いに対応されるように、複数枚の鋼板41が隣接する他の鋼板41に対して180度ずつ回転された状態で積層されている。
Moreover, as a fixed configuration of the permanent magnet element in this type of rotor core, a configuration as disclosed in Patent Document 1, for example, has been proposed. In this conventional configuration, as shown in FIGS. 11 and 12, two through
そして、この鋼板41の積層状態で、透孔42,43内に永久磁石46が圧入されている。このため、突出部44が永久磁石46の外面に係合して、隣接する鋼板41における透孔43の凹部45側に撓曲され、このため、撓曲状態の突出部44の先端縁が永久磁石46に圧接される。また、永久磁石46が突出部44や凹部45の反対側における透孔42,43の内側縁に圧接される。以上のようにして、永久磁石46が透孔42,43内に固定保持されている。
And in the lamination state of this
ところが、前記の従来構成においては、次のような問題があった。
(1) 樹脂の充填により永久磁石を固定した従来構成においては、成形装置を用いて樹脂の充填を行うとともに、樹脂の充填後にバリ取り作業等を行う必要がある。このため、永久磁石の組付け作業が煩雑になって、コストアップを招くという問題があった。
However, the conventional configuration has the following problems.
(1) In a conventional configuration in which a permanent magnet is fixed by filling a resin, it is necessary to fill the resin using a molding device and to perform a deburring operation after filling the resin. For this reason, there has been a problem that the assembly work of the permanent magnet becomes complicated and the cost is increased.
(2) 特許文献1に記載の従来構成では、突出部44の先端縁が永久磁石46に圧接されるとともに、その永久磁石46が透孔42,43の内側縁に圧接されることによって、永久磁石46が透孔42,43内に保持されている。ところで、この種のロータコアの鋼板41は、表裏両面に絶縁皮膜が施された材料をパンチプレスで切り抜くことによって形成されている。従って、透孔42,43の内側縁や突出部44の先端を含む外周端面には絶縁皮膜が設けられていない面が露呈する。このため、透孔42,43の内側縁や突出部44の先端面に永久磁石46が接触すると、永久磁石46と鋼板41との間の電気絶縁を確保できなくなる。このような状態になると、永久磁石46全体とロータコアとを通る電路が形成されて、大きな渦電流損が発生し、これが原因となってモータの運転効率が著しく低下されるという問題もあった。
(2) In the conventional configuration described in Patent Document 1, the tip edge of the
この発明は、このような従来の技術に存在する問題点に着目してなされたものである。この発明の主な目的は、鋼板と永久磁石との間の絶縁を確保することができて、渦電流損を低減することができるモータコアを提供することにある。 The present invention has been made paying attention to such problems existing in the prior art. A main object of the present invention is to provide a motor core capable of ensuring insulation between a steel plate and a permanent magnet and reducing eddy current loss.
上記の目的を達成するために、モータコアに係る発明では、表裏両面に絶縁皮膜が設けられた複数枚の磁性体よりなる鋼板を積層するとともに、その鋼板に形成された透孔内に永久磁石を収容したモータコアにおいて、少なくとも1枚の鋼板における前記透孔の内側縁に、前記絶縁皮膜の面で前記永久磁石に圧接されて、永久磁石を固定するための固定片を設けたことを特徴としている。 In order to achieve the above object, in the invention relating to the motor core, the steel plates made of a plurality of magnetic bodies having insulating films provided on both the front and back surfaces are laminated, and permanent magnets are placed in the through holes formed in the steel plates. The accommodated motor core is characterized in that a fixing piece for fixing the permanent magnet is provided on the inner edge of the through hole in at least one steel plate by being pressed against the permanent magnet on the surface of the insulating film. .
従って、この発明のモータコアにおいては、鋼板の透孔に永久磁石が収容された状態で、固定片が永久磁石に圧接されることにより、永久磁石を透孔内に固定保持することができる。この場合、固定片が絶縁被覆の面で永久磁石に当接して、鋼板上の絶縁皮膜のない部分が永久磁石に当接していないため、鋼板と永久磁石との間の絶縁を確保することができる。よって、渦電流損を低減することができる。 Therefore, in the motor core of the present invention, the permanent magnet can be fixedly held in the through hole by pressing the fixing piece against the permanent magnet in a state where the permanent magnet is accommodated in the through hole of the steel plate. In this case, since the fixed piece is in contact with the permanent magnet on the surface of the insulation coating, and the portion without the insulating film on the steel plate is not in contact with the permanent magnet, it is possible to ensure insulation between the steel plate and the permanent magnet. it can. Therefore, eddy current loss can be reduced.
前記の構成において、前記固定片を、所定枚数おきに配置された鋼板の透孔の内側縁に設けるとよい。
前記の構成において、前記固定片を透孔の内側縁の複数箇所に設け、固定片が前記永久磁石に圧接された状態で、永久磁石が各鋼板の透孔の内側縁から離間した位置に保持されるようにすることが好ましい。
The said structure WHEREIN: It is good to provide the said fixing piece in the inner edge of the through-hole of the steel plate arrange | positioned every predetermined number.
In the above configuration, the fixed pieces are provided at a plurality of locations on the inner edge of the through hole, and the permanent magnet is held at a position separated from the inner edge of the through hole of each steel plate in a state where the fixed piece is pressed against the permanent magnet. It is preferable to do so.
前記の構成において、前記透孔内における複数箇所の固定片のうちで、モータの回転にともなう永久磁石の遠心方向の移動力を受ける側に配置された固定片の圧接力を、他の固定片の圧接力よりも大きくなるようにすることが好ましい。 In the above configuration, among the fixed pieces at a plurality of locations in the through-hole, the pressure contact force of the fixed piece arranged on the side that receives the movement force in the centrifugal direction of the permanent magnet accompanying the rotation of the motor is used as another fixed piece. It is preferable to be larger than the pressure contact force.
また、モータコアの組付け方法に係る発明では、前記のような構成のモータコアを組付ける組付け方法において、前記永久磁石を前記固定片が湾曲変形されるように前記透孔内に押し込むことを特徴としている。 In the invention relating to the motor core assembling method, in the assembling method for assembling the motor core configured as described above, the permanent magnet is pushed into the through hole so that the fixed piece is curved and deformed. It is said.
従って、この発明のモータコアの組付け方法においては、永久磁石を鋼板の透孔内に挿入した後、永久磁石と透孔との隙間に樹脂を充填するという煩雑な作業を必要とせず、永久磁石を鋼板の透孔内に簡単に組付けることができるとともに、安定状態に固定保持することができる。 Therefore, in the method for assembling the motor core according to the present invention, the permanent magnet is not required to be troublesome in that the permanent magnet is inserted into the through hole of the steel plate and then the resin is filled in the gap between the permanent magnet and the through hole. Can be easily assembled in the through hole of the steel plate, and can be fixedly held in a stable state.
以上のように、この発明によれば、鋼板と永久磁石との間の絶縁を確保することができて、モータの回転時における渦電流損を低減することができて、モータの運転効率を向上できるという効果を発揮する。 As described above, according to the present invention, the insulation between the steel plate and the permanent magnet can be secured, the eddy current loss during the rotation of the motor can be reduced, and the operation efficiency of the motor is improved. Demonstrate the effect that you can.
(第1実施形態)
以下に、この発明をモータのロータコアに具体化した第1実施形態を図1〜図9に従って説明する。
(First embodiment)
A first embodiment in which the present invention is embodied in a rotor core of a motor will be described below with reference to FIGS.
図1に示すように、ロータコア21は、打ち抜き成形された多数枚の磁性体としての電磁鋼板よりなるコア板22を積層することにより構成されている。各コア板22の表裏両面には、図示しない絶縁皮膜が設けられている。各コア板22には複数の透孔23が特定の配列パターンとなるように形成されている。各透孔23内には、界磁用の永久磁石24が収容されて固定されている。各コア板22の軸線部には中心孔27が形成されている。
As shown in FIG. 1, the
次に、前記コア板22の透孔23に対する永久磁石24の固定構成について説明する。図2及び図3に示すように、この実施形態においては、前記透孔23の形状が異なった第1〜第3のコア板22A,22B,22Cが用いられる。そして、1枚の第1のコア板22A、3枚の第2のコア板22B及び3枚の第3のコア板22Cが順に積層されるとともに、そのコア板22A〜22Cの積層パターンが繰り返されることにより、ロータコア21が構成されている。
Next, a configuration for fixing the
図4に示すように、前記第1のコア板22Aにおける透孔23の内周縁には、複数箇所に断面ほぼL字状の固定片25が突出形成されている。図5に示すように、第2のコア板22Bにおける透孔23の内周縁には、第1のコア板22Aにおける透孔23内の各固定片25と同位置において対応する複数個の凹部26が形成されている。図6に示すように、第3のコア板22Cの透孔23の内周縁には、固定片25及び凹部26は形成されていない。そして、図2に示すように、各コア板22A〜22Cの積層状態で、透孔23内に永久磁石24が押し込まれることにより、その永久磁石24によって断面ほぼL字状の各固定片25が第2のコア板22Bにおける透孔23の凹部26内に湾曲変形されて、絶縁皮膜の面で永久磁石24に圧接されている。その結果、各コア板22A〜22Cと永久磁石24との間の絶縁が確保されるとともに、永久磁石24が透孔23内に固定保持されている。
As shown in FIG. 4,
また、モータの回転にともなう遠心力により永久磁石24の外方への移動力が作用する。この場合、前記複数の固定片25のうちで、永久磁石24の外方への移動力を受ける側に配置された固定片25の圧接力が、反対側に配置された固定片25の圧接力よりも大きくなるように構成されている。すなわち、図4に示すように、各透孔23においては、第1のコア板22Aの外周側に配置された固定片25の数が、第1のコア板22Aの中心側に配置された固定片25の数よりも多くなるように構成されている。
Moreover, the outward moving force of the
次に、前記のように構成されたモータコアの組付け方法について説明する。図8(a)(b)は、第1〜第3のコア板22A〜22Cの透孔23を形成する工程を示すものであり、同図には第1〜第3のコア板22A〜22Cの透孔23が各1つしか示されていないが、実際には、図7に示すように全透孔23が同時に形成される。
Next, a method for assembling the motor core configured as described above will be described. FIGS. 8A and 8B show the process of forming the through
第1〜第3のコア板22A〜22Cの透孔23を形成する場合には、図7に示すように、はじめに、ワークWに図示しないパンチとダイとにより中心孔27が打ち抜かれる。次いで、図8(a)に略示するように、ワークW上の第1〜第3のコア板22A〜22Cの成形部位において、透孔23の形成位置に第2,第3のコア板22B,22Cごとに異なった予備加工を行う。すなわち、第1のコア板22Aの成形部位には、透孔23の形成位置に対する加工は行わない。第2のコア板22Bの成形部位には、透孔23における各凹部26の形成部分に、透孔23の内側縁位置を跨ぐように複数個の孔31を形成する。第3のコア板22Cの成形部位には、透孔23における各固定片25と対応する位置に、透孔23の内側縁位置に面する複数個の孔32を形成する。
When forming the through
次いで、第1〜第3のコア板22A〜22Cの透孔23を形成する場合には、図8(b)に示すような端面形状(刃先形状)を有するパンチ33及びダイ34が用いられる。このパンチ33及びダイ34によって、各コア板22A〜22Cの成形部位に透孔23を形成することにより、図8(c)に示すように、異なった構造の透孔23が形成される。すなわち、第1のコア板22Aの成形部位では、透孔23の内側縁に複数個の固定片25が平板状に突出して形成される。第2のコア板22Bの成形部位では、透孔23の内側縁に複数個の凹部26が形成される。第3のコア板22Cの成形部位では、透孔23のみが形成される。
Next, when forming the through
続いて、図7に示すように、各コア板22A〜22Cの外径の端面形状(刃先形状)を有するパンチ及びダイにより、ワークWから各コア板22A〜22Cが打ち抜き成形され、その打ち抜かれた各コア板22A〜22Cが積層される。この積層により、ロータコア21が構成される。前記打ち抜き工程では、前記パンチ及びダイとして、図9(a)〜(c)に示すように、固定片25を断面ほぼL字状に折り曲げ形成するための型部35a,36aを備えたパンチ35及びダイ36が用いられる。すなわち、第1のコア板22Aの打ち抜き時には、図9(a)及び(b)に示すように、パンチ35及びダイ36の型部35a,36aにより、透孔23内の平板状の固定片25が断面ほぼL字状に折り曲げ形成される。これに対して、第2及び第3のコア板22B,22Cの打ち抜き時には、図9(c)に示すように、透孔23内に固定片25が突出していないため、パンチ35及びダイ36の型部35a,36aが空打ち動作する。
Subsequently, as shown in FIG. 7, the
そして、前記のように、ロータコア21が構成された後、図1及び図3に示すように、ロータコア21の各透孔23に永久磁石24を挿入して組付けする。この場合には、透孔23内に永久磁石24を押し込むと、複数枚おきに配置された第1のコア板22Aの透孔23における断面ほぼL字状の各固定片25が、永久磁石24との係合により隣接配置された第2のコア板22Bの透孔23の凹部26内に湾曲変形される。従って、湾曲状態の固定片25がスプリングバックにより絶縁皮膜の面で永久磁石24に圧接されるとともに、透孔23の内側縁から離間することになり、各コア板22A〜22Cと永久磁石24との間の絶縁が確保された状態で、永久磁石24が透孔23内に固定保持される。
And after the
従って、この実施形態によれば、以下のような効果を得ることができる。
(1) このロータコア21においては、コア板22A〜22Cの透孔23に永久磁石24が収容された状態で、透孔23の内側縁の固定片25が永久磁石24に圧接されることにより、永久磁石24が透孔23内に保持されている。この場合、固定片25が絶縁被覆の面で永久磁石24に当接して、コア板22A〜22C上の絶縁皮膜のない部分が永久磁石24に当接していないため、コア板22A〜22Cと永久磁石24との間の絶縁を確保することができる。よって、従来構成とは異なり、モータの回転時の渦電流損を低減することができて、モータの運転効率を向上できる。
Therefore, according to this embodiment, the following effects can be obtained.
(1) In the
(2) このロータコア21においては、前記固定片25が透孔23の内側縁に複数個設けられ、固定片25が永久磁石24に圧接された状態で、永久磁石24が各コア板22A〜22Cの透孔23の内側縁から離間した位置に保持される。このため、各コア板22A〜22Cの透孔23において、固定片25が設けられていない部分の内側縁が永久磁石24に当接することを防止することができる。よって、コア板22A〜22Cと永久磁石24との間の絶縁性を高めることができて、モータの回転時の渦電流損を一層低減することができる。
(2) In the
(3) このロータコア21においては、固定片25が、永久磁石24に作用する遠心力に抗するために、永久磁石24の外方への移動力を受ける側の固定片25の数が、中心側の固定片25の数よりも多く設けられている。従って、ロータコア21が高速回転されても、永久磁石24の固定状態を維持できる。
(3) In this
(4) このロータコア21においては、永久磁石24を透孔23に挿入することにより、変形された固定片25のスプリングバックにより永久磁石24が保持される。従って、永久磁石24の厚さの相違に関わらず、その永久磁石24を固定でき、永久磁石24の寸法のばらつきを許容できる。
(4) In the
(5) このロータコア21の組付け方法においては、前記固定片25が湾曲変形されるように、永久磁石24を透孔23内に押し込んで組付けるようになっている。このため、従来の組付け方法とは異なり、永久磁石を鋼板の透孔内に挿入した後、永久磁石と透孔との隙間に樹脂を充填するという煩雑な作業を必要とせず、永久磁石24をコア板22A〜22Cの透孔23内に簡単に組付けることができる。
(5) In this method of assembling the
(第2実施形態)
次に、この発明を具体化した第2実施形態を、前記第1実施形態と異なる部分を中心に説明する。
(Second Embodiment)
Next, a second embodiment embodying the present invention will be described with a focus on differences from the first embodiment.
さて、この第2実施形態では、図10に示すように、透孔23において、永久磁石24が遠心力により外方への力を受ける側、すなわち第1のコア板22Aの外周側に配置された固定片25の幅L1が、中心軸線側に配置された固定片25の幅L2よりも大きくなるように構成されている。従って、幅広の固定片25が幅狭の固定片25よりも、永久磁石24に対して大きな圧接力を発揮する。
In the second embodiment, as shown in FIG. 10, in the through-
従って、この第2実施形態においても、前記第1実施形態における(1)〜(5)に記載の効果とほぼ同様の効果を得ることができる。
(変更例)
なお、この実施形態は、次のように変更して具体化することも可能である。
Therefore, also in the second embodiment, substantially the same effects as the effects described in (1) to (5) in the first embodiment can be obtained.
(Example of change)
In addition, this embodiment can also be changed and embodied as follows.
・ 前記第1及び第2実施形態において、透孔23に固定片25及び凹部26を設けていない第3のコア板22Cを省略し、透孔23に固定片25を設けた第1のコア板22Aと、透孔23に凹部26を設けた第2のコア板22Bとにより、ロータコア21を構成すること。
In the first and second embodiments, the
・ 前記第1実施形態において、第1のコア板22Aの透孔23内の固定片25、及び第2のコア板22Bの透孔23内の凹部26の個数を、永久磁石24に対する所要の圧接力が得られるように変更すること。例えば、永久磁石24が外側への力を受ける側における固定片25及び凹部26の数を3以上にすること。
In the first embodiment, the number of the fixing
・ 例えば、永久磁石24が外側への力を受ける側における固定片25を省略し、代わりに、ロータコア21の軸線側に配置された固定片25の部分を除いて、透孔23の内面にバーリング加工を施し、そのバーリング加工によって湾曲された透孔23の内側縁の絶縁被覆部分を永久磁石24に圧接させること。このように構成しても、永久磁石24が透孔23の絶縁被覆が存在しない端面に接触することはなく、永久磁石24とコア板22A〜22Cとの間の絶縁を確保できる。
For example, the fixing
・ コア板22A〜22Cの枚数を適宜変更すること。
・ 本発明をモータのステータコアおいて具体化すること。
-Change the number of
-The invention is embodied in a stator core of a motor.
21…ロータコア、22,22A〜22C…鋼板、23…透孔、24…永久磁石、25…固定片、26…凹部。
DESCRIPTION OF
Claims (5)
少なくとも1枚の鋼板における前記透孔の内側縁に、前記絶縁皮膜の面で前記永久磁石に圧接されて、永久磁石を固定するための固定片を設けたことを特徴とするモータコア。 While laminating a steel plate made of a plurality of magnetic bodies provided with an insulating film on both the front and back surfaces, and in a motor core containing a permanent magnet in a through-hole formed in the steel plate,
A motor core characterized in that a fixing piece for fixing a permanent magnet is provided on an inner edge of the through hole in at least one steel plate and pressed against the permanent magnet on the surface of the insulating film.
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