JP2012019623A - Rotor core - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、モータ及び発電機等の回転電機に用いられるロータコアに関するものである。 The present invention relates to a rotor core used in rotating electrical machines such as motors and generators.
従来、この種のロータコアとしては、例えば図4に示すような構成のものが知られている。この従来構成のロータコア21は、鋼板等のシート材から打ち抜き成形された円環状のコア片22を複数枚積層することによって構成されている。各コア片22の外周近傍には、複数対の磁石挿入孔23が周方向に間隔をおいて形成されている。そして、複数枚のコア片22が積層された状態で、各磁石挿入孔23内には、永久磁石24がコア片22の積層方向に延びるように埋設されている。
Conventionally, as this type of rotor core, for example, a structure as shown in FIG. 4 is known. The
ところが、この図4に示す従来構成においては、コア片22が円環状に一体形成されているため、そのコア片22を鋼板等のフープ材から打ち抜き成形する際に、コア片22の中心部と、フープ材のコア片間の部分とに大きな端材25が生じて、材料利用率が悪くなるという問題があった。このような問題に対処するため、例えば図5に示すような構成、及び特許文献1に開示されるような構成のロータコアも従来から提案されている。
However, in the conventional configuration shown in FIG. 4, since the
図5に示す従来構成では、コア片22が磁石挿入孔23間において分割されたほぼ扇形状をなす複数の分割片22aから構成されている。そして、複数の分割片22aからなるコア片22が積層された状態で、その外周に結合リング26が焼きばめされることにより、コア片22の各分割片22aが結合固定されて、ロータコア21が構成されている。
In the conventional configuration shown in FIG. 5, the
また、特許文献1に記載の従来構成では、図6に示すように、コア片22が磁石挿入孔23間において分割されたほぼ扇形状をなす複数の分割片22aから構成されている。隣接する分割片22aの対向接合面には、互いに嵌合可能な凸部27a及び凹部27bよりなる嵌合部27が設けられている。そして、この嵌合部27の凸部27aと凹部27bとが嵌合されることにより、隣接する分割片22a間が結合固定されて、円環状のコア片22が構成されるとともに、そのコア片22が複数枚積層されることにより、ロータコア21が構成されている。
In the conventional configuration described in Patent Document 1, as shown in FIG. 6, the
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。
図5に示す従来構成においては、複数の分割片22aからなるコア片22が積層された状態で、その外周に結合リング26が焼きばめされることにより、各分割片22aが結合固定されている。このため、結合リング26の収縮時に、積層状態のコア片22の各分割片22a間にズレが生じて、ロータコア21の内径部の真円度確保が困難になるおそれがあるという問題があった。また、ロータコア21の外周に所定の厚さの結合リング26が存在するため、永久磁石24をロータコア21の外周に近付けて埋設することができず、回転電機の性能低下を招くという問題もあった。その上、結合リング26を必要とするため、部品点数も増えるという問題があった。
However, the conventional configuration has the following problems.
In the conventional configuration shown in FIG. 5, each of the divided
さらに、特許文献1に記載の従来構成においては、図6に示すように、分割片22aを結合固定するための嵌合部27が、各永久磁石24の重心Mを通る同心円Cの内側に配置されているので、ロータコア21の外周部付近では、隣接する分割片22a間の結合力が弱くなっている。そのため、この従来構成のロータコア21により、モータや発電機等の回転電機のロータを構成した場合、ロータの高速回転時に、ロータコア21の外周部付近において、隣接する分割片22a間に遠心力の作用による隙間が生じやすい。この場合、回転電機におけるステータ側の電磁コイルから発生する磁束は、ロータの外周表面部を多く流れるため、ロータコア21の外周部付近の分割片22a間に隙間が存在すると、回転電機の性能に大きな影響を及ぼすという問題があった。しかも、ロータコア21の外周部付近において、隣接する分割片22a間の結合力が弱くなっていると、ロータが高速回転時の遠心力による変形により、ステータと接触するおそれがあるという問題もあった。
Furthermore, in the conventional configuration described in Patent Document 1, as shown in FIG. 6, 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。その目的は、コア片の隣接する分割片間の結合力を高めることができて、回転電機の性能を向上させることができるロ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. An object of the present invention is to provide a rotor core capable of increasing the coupling force between adjacent divided pieces of the core piece and improving the performance of the rotating electrical machine.
上記の目的を達成するために、この発明は、複数枚のコア片を積層して構成されるとともに、複数の永久磁石を周方向に間隔をおいて埋設したロータコアであって、前記コア片は永久磁石間において分割された形状の分割片を凹凸の嵌合部を介して連結することによって構成し、前記嵌合部は少なくとも各永久磁石の重心を通る同心円の外側に配置したことを特徴としている。 In order to achieve the above object, the present invention comprises a rotor core in which a plurality of core pieces are laminated and a plurality of permanent magnets are embedded at intervals in the circumferential direction. It is constituted by connecting divided pieces of a shape divided between permanent magnets via a concave and convex fitting portion, and the fitting portion is arranged outside a concentric circle passing through the center of gravity of each permanent magnet. Yes.
従って、この発明では、ロータコアの外周部付近における分割片間が、少なくとも各永久磁石の重心を通る同心円の外側に配置された嵌合部によって強固に結合される。よって、このロータコアを用いた回転電機のロータが高速回転される際に、ロータコアの外周部付近の分割片間に隙間が生じたり、ロータが遠心力にて変形したりするおそれを抑制することができて、回転電機の性能を向上させることができる。また、コア片が複数の分割片により構成されているため、鋼板等のシート材からコア片を打ち抜き成形する際に発生する端材を減少させることができて、材料利用率を向上させることができる。 Therefore, in the present invention, the divided pieces in the vicinity of the outer peripheral portion of the rotor core are firmly coupled by the fitting portion disposed outside the concentric circle passing through the center of gravity of each permanent magnet. Therefore, when the rotor of the rotating electrical machine using this rotor core is rotated at a high speed, it is possible to suppress the possibility that a gap is generated between the divided pieces near the outer periphery of the rotor core or the rotor is deformed by centrifugal force. It is possible to improve the performance of the rotating electrical machine. Moreover, since the core piece is composed of a plurality of divided pieces, it is possible to reduce the end material generated when the core piece is punched and formed from a sheet material such as a steel plate, and to improve the material utilization rate. it can.
前記の構成において、前記嵌合部はコア半径方向の複数箇所に設けるとよい。
前記の構成において、前記各嵌合部は前記同心円の外側及び内側に配置するとよい。
前記の構成において、前記同心円の内側の嵌合部に磁路分断部を設けるとよい。
The said structure WHEREIN: It is good to provide the said fitting part in multiple places of a core radial direction.
The said structure WHEREIN: Each said fitting part is good to arrange | position to the outer side and the inner side of the said concentric circle.
The said structure WHEREIN: It is good to provide a magnetic path division part in the fitting part inside the said concentric circle.
前記の構成において、前記嵌合部はアリ形に形成するとよい。 In the above configuration, the fitting portion may be formed in an ant shape.
以上のように、この発明によれば、コア片の隣接する分割片間の結合力を高めることができて、回転電機の性能を向上させることができるという効果を奏する。 As described above, according to the present invention, the coupling force between the adjacent divided pieces of the core piece can be increased, and the performance of the rotating electrical machine can be improved.
以下に、この発明を具体化したロータコアの一実施形態を、図1〜図3に従って説明する。
図1及び図2に示すように、この実施形態のロータコア11は、円環状のコア片12を複数枚積層するとともに、複数の凹凸のカシメ部13において積層状態にカシメ付け固定することによって構成されている。各コア片12の外周近傍には、複数対の磁石挿入孔14が周方向に間隔をおいて形成されている。そして、コア片12の積層状態で各磁石挿入孔14内には、永久磁石15がコア片12の積層方向に延びるように埋設されている。
An embodiment of a rotor core embodying the present invention will be described below with reference to FIGS.
As shown in FIGS. 1 and 2, the
前記各コア片12は、磁石挿入孔14間において分割されたほぼ扇形状をなす複数(実施形態では8つ)の分割片12aから構成されている。隣接する分割片12aの対向接合面には、複数(実施形態では2箇所)の凹凸の嵌合部16A,16Bがコア半径方向に並設されるように設けられている。これらの嵌合部16A,16Bは、互いに嵌合可能なアリ形凸部16a及びアリ形凹部16bから構成されている。そして、この嵌合部16A,16Bのアリ形凸部16aがアリ形凹部16bに焼きばめ嵌合されることにより、隣接する分割片12a間がコア半径方向及びコア円周方向へ位置決めして結合固定され、円環状のコア片12が構成されている。
Each of the
この場合、図2及び図3に示すように、前記複数の嵌合部16A,16Bのうちで、コア半径方向の外側の嵌合部16Aは、各永久磁石15の重心Mを通る同心円Cよりも外側に配置され、コア半径方向の内側の嵌合部16Bは、同心円Cよりも内側に配置されている。同心円Cの内側に配置された嵌合部16Bのアリ形凸部16aとアリ形凹部16bとの間には、磁路を分断するための磁路分断部としての隙間17が設けられている。
In this case, as shown in FIGS. 2 and 3, among the plurality of
次に、前記のように構成されたロータコアを備えたモータの機能を説明する。
さて、このロータコア11を用いたモータの回転時には、図3に実線矢印で示すように、ステータ18側の図示しない電磁コイルから発生するとともに、永久磁石15間に形成された磁束MF1が、ロータコア11の外周表面部を通って多く流れる。この場合、ロータコア11の外周部付近におけるコア片12の分割片12a間が、永久磁石15の重心Mを通る同心円Cの外側に配置された嵌合部16Aによって強固に結合されているので、ロータコア11の外周部付近の分割片12a間に隙間が生じたり、ロータコア11の外周部が遠心力にて変形したりすることはない。このため、磁束MF1がロータコア11の外周部に沿って、隙間等により分断されることなく有効に流れて、モータの高い回転性能を得ることができる。
Next, the function of the motor provided with the rotor core configured as described above will be described.
When the motor using the
また、このモータの回転時には、図3に二点鎖線の矢印で示すように、隣接する分割片12aの永久磁石15間のロータ軸心側の位置において漏れ磁束MF2が発生する。ところが、永久磁石15の重心Mを通る同心円Cの内側に配置された嵌合部16Bには磁路分断部としての隙間17が設けられているので、漏れ磁束MF2が隙間17によって分断される。このため、ロータコア11の外周表面部に流れる有効な磁束MF1が増加されて、モータの回転性能が一層高められる。
Further, at the time of rotation of the motor, as indicated by a two-dot chain line arrow in FIG. 3, a leakage magnetic flux MF2 is generated at a position on the rotor axis side between 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) この実施形態においては、複数枚のコア片12を積層することにより、ロータコア11が構成され、そのロータコア11には複数の永久磁石15が周方向に間隔をおいて埋設されている。各コア片12は、永久磁石15間において分割された形状の分割片12aを、凹凸の嵌合部16A,16Bを介して連結することによって構成されている。嵌合部16Aは、少なくとも各永久磁石15の重心Mを通る同心円Cの外側に配置されている。
Therefore, according to this embodiment, the following effects can be obtained.
(1) In this embodiment, the
このため、ロータコア11の外周部付近における分割片12a間を、各永久磁石15の重心Mを通る同心円Cの外側に配置された嵌合部16Aによって強固に結合することができる。よって、このロータコア11を用いた回転電機のロータが高速回転される際に、ロータコア11の外周部付近の分割片12a間に隙間が生じたり、ロータが遠心力にて変形したりするおそれを抑制することができて、回転電機の性能を向上させることができる。また、コア片12が複数の扇形の分割片12aにより構成されているため、鋼板等のシート材からコア片12を打ち抜き成形する際に発生する端材を減少させることができて、材料利用率を向上させることができ、歩留まりを向上させることができる。
For this reason, the divided
(2) この実施形態のロータコア11においては、前記嵌合部16A,16Bが同心円Cの外側及び内側に配置されるように、コア半径方向の複数箇所に設けられている。このため、複数の嵌合部16A,16Bにより分割片12a間をコア半径方向の全長にわたって強固に結合することができる。
(2) In the
(3) この実施形態のロータコア11においては、前記嵌合部16A,16Bがアリ形凸部16aとアリ形凹部16bとから構成されている。このため、分割片12a間をアリ形凸部16a及びアリ形凹部16bの嵌合によって、コア半径方向及びコア円周方向へ位置ずれすることなく強固に結合することができる。
(3) In the
(4) この実施形態のロータコア11においては、前記同心円Cの内側の嵌合部16Bに磁路分断部としての隙間17が設けられている。このため、隣接する分割片12aの永久磁石15間に流れる漏れ磁束MF2を磁路分断部としての隙間17により分断することができて、ロータの外周表面部に流れる有効な磁束MF1を増加することができ、回転電機の性能を一層向上させることができる。
(4) In the
(5) この実施形態のロータコア11においては、従来の結合リング26を用いることなく、分割片12aを、凹凸の嵌合部16A,16Bを介して連結する構成を採用したことから、ロータコア11の内径部の真円度確保を容易に行うことができるとともに、部品点数を減らすことができる。
(5) In the
(6) この実施形態のロータコア11においては、従来の結合リング26が存在しないため、永久磁石15をロータコア11の外周に近付けて埋設することができ、回転電機の性能低下を抑制し、ロータコア11の外周に磁束MF1を集中させてロータコア11の効率を高めることができる。
(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。
(6) In the
(Example of change)
In addition, this embodiment can also be changed and embodied as follows.
・ 前記実施形態において、分割片12aの凹凸嵌合を永久磁石15の重心Mを通る同心円Cよりも外側に位置する嵌合部16Aのみで行うこと。
・ 前記実施形態において、コア片12の分割片12aの分割数を任意に変更すること。
In the above-described embodiment, the concave and convex fitting of the divided
-In the said embodiment, changing the division | segmentation number of the
・ 前記実施形態において、分割片12a間の嵌合部16A,16Bの数を任意に変更すること。
・ 前記実施形態において、嵌合部16A,16Bの形状を、アリ形以外の例えば図6に示すような形状に変更すること。
-In the said embodiment, changing the number of
-In the said embodiment, changing the shape of
11…ロータコア、12…コア片、12a…分割片、15…永久磁石、16A…外側の嵌合部、16B…内側の嵌合部、16a…アリ形凸部、16b…アリ形凹部、17…磁路分断部としての隙間、M…重心、C…同心円。
DESCRIPTION OF
Claims (5)
前記コア片は永久磁石間において分割された形状の分割片を凹凸の嵌合部を介して連結することによって構成し、前記嵌合部は少なくとも各永久磁石の重心を通る同心円の外側に配置したことを特徴とするロータコア。 A rotor core in which a plurality of core pieces are laminated and a plurality of permanent magnets are embedded at intervals in the circumferential direction,
The core piece is configured by connecting divided pieces having a shape divided between permanent magnets via a concave and convex fitting portion, and the fitting portion is arranged outside at least a concentric circle passing through the center of gravity of each permanent magnet. A rotor core characterized by that.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2010155784A JP2012019623A (en) | 2010-07-08 | 2010-07-08 | Rotor core |
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Publications (1)
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2010
- 2010-07-08 JP JP2010155784A patent/JP2012019623A/en active Pending
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