JP2013102654A - Rotor and manufacturing method for the same - Google Patents

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Toru Kakegawa
徹 掛川
Takeshi Sekikawa
岳 関川
Yasushi Matsushita
靖志 松下
Kazutaka Hayakawa
和孝 早川
Tomonori Tatsuki
知則 田附
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To alleviate residual stress in a narrow part left in a position farther outward in the diametric direction than slot parts of a rotor core thereby to prevent the narrow part from being deformed and to enhance durability of the narrow part.SOLUTION: A permanent magnet 4 is inserted into each of slot parts 3 formed in a rotor core 2, and each magnet 4 is fixed by filling each of the resultant gaps with resin material containing filler. Out of the slot parts 3, one toward an outer circumference side wall face 3b is referred to as a longer edge side clearance C1 while one toward a circular circumference side wall face 3c is referred to as a shorter edge side clearance C2, and a narrow part 7 is formed of a stepwise part 6 between the two clearances. The relations between widths W2 and W1 of the two clearances C1 and C2 and a filler grain size d is set to W1>d>W2. The shorter edge side clearance C2 and only the part of the longer edge side clearance C1 closer to the shorter edge side clearance C2 than the narrow part 7 are made resin-filled parts 5a, and other parts are made non-resin-filled parts R.

Description

本発明は、電動機におけるロータとその製造方法に関し、特にロータに永久磁石を内蔵した永久磁石埋込型同期モータ等におけるロータの構造と製造方法に関する。   The present invention relates to a rotor in an electric motor and a manufacturing method thereof, and more particularly to a structure and a manufacturing method of a rotor in a permanent magnet embedded synchronous motor having a permanent magnet built into the rotor.

この種のロータの構造として、例えば特許文献1,2に記載されているように、電磁鋼板等の積層体からなるロータコアにその軸心方向に貫通するスロット部をロータコアの円周方向に沿って所定のピッチで複数個形成し、それらのスロット部に個々に永久磁石を挿入した上で、スロット部と永久磁石の隙間を埋めるべく、永久磁石が挿入されているスロット部の一端部から樹脂材料を充填して硬化させることにより、いわゆる樹脂モールドのかたちで各永久磁石を位置決め固定するようにしたものが知られている。   As a structure of this type of rotor, for example, as described in Patent Documents 1 and 2, a slot portion penetrating in the axial direction of a rotor core made of a laminated body such as an electromagnetic steel sheet is provided along the circumferential direction of the rotor core. A resin material is formed from one end of the slot portion in which the permanent magnet is inserted in order to fill a gap between the slot portion and the permanent magnet after a plurality of permanent magnets are formed at a predetermined pitch and the permanent magnets are individually inserted into the slot portions. It is known that each permanent magnet is positioned and fixed in the form of a so-called resin mold by filling and curing.

特開2008−125353号公報JP 2008-125353 A 特開2010−158164号公報JP 2010-158164 A

特許文献1,2に代表されるような従来のロータの構造においては、後述する図7を借りて説明するならば、ロータの機能よりしてロータコア2の径方向外方寄りの位置に永久磁石4が挿入されることになるスロット部3が形成されていて、多くの場合に永久磁石4とスロット部3とのなす隙間に樹脂5が充填されることで永久磁石4が固定されている。そして、樹脂材料5の充填は射出成形あるいはトランスファ成形の形態で行われることになり、ロータコア2の周縁部のうち特にスロット部3よりも径方向外方寄りの位置に桟状に残される幅狭部22については樹脂充填圧による残留応力の発生が不可避とされる。その上、上記幅狭部22についてはモータの回転子として機能する際に遠心力による応力集中が発生しやすく、当該幅狭部22での膨出変形Qや耐久性の低下が危惧される。   In the structure of a conventional rotor represented by Patent Documents 1 and 2, if described with reference to FIG. 7 described later, a permanent magnet is positioned at a position radially outward of the rotor core 2 by the function of the rotor. The slot part 3 into which 4 is inserted is formed. In many cases, the permanent magnet 4 is fixed by filling the gap formed between the permanent magnet 4 and the slot part 3 with the resin 5. The filling of the resin material 5 is performed in the form of injection molding or transfer molding, and the width of the rotor core 2 that is left in the form of a rail at a position that is particularly radially outward from the slot portion 3 is narrow. About the part 22, generation | occurrence | production of the residual stress by resin filling pressure is unavoidable. In addition, when the narrow portion 22 functions as a motor rotor, stress concentration due to centrifugal force is likely to occur, and there is a concern that the bulging deformation Q and the durability of the narrow portion 22 may decrease.

本発明はこのような課題に着目してなされたものであり、ロータコアのうちスロット部よりも径方向外方寄りの位置に残される幅狭部での残留応力を軽減して、当該幅狭部での変形防止とともにその耐久性の向上を図ったロータとその製造方法を提供するものである。   The present invention has been made paying attention to such a problem, and reduces the residual stress in the narrow portion left in the radially outer side of the slot portion of the rotor core, thereby reducing the narrow portion. And a method of manufacturing the rotor, which prevents the deformation of the rotor and improves its durability.

本発明は、スロット部と磁石とのなす隙間にフィラーを含んだ樹脂材料を充填して各磁石を位置決め固定してあるロータの構造を前提として、上記スロット部のうちロータの径方向外方に位置する外周側壁面と磁石側の同等部位とのなす隙間を長辺側のクリアランス部とし、上記スロット部のうちロータの円周方向両端に位置する円周方向壁面と磁石側の同等部位とのなす隙間を短辺側のクリアランス部とする。   The present invention presupposes a rotor structure in which a resin material containing a filler is filled in a gap formed between a slot portion and a magnet and each magnet is positioned and fixed. A gap formed between the outer peripheral side wall surface and the equivalent part on the magnet side is used as a clearance part on the long side, and the circumferential wall surface located at both ends in the circumferential direction of the rotor in the slot part and the equivalent part on the magnet side The gap formed is the short side clearance.

その上で、上記長辺側のクリアランス部のうち短辺側のクリアランス部に近い部分に、短辺側のクリアランス部よりも長辺側のクリアランス部の方が幅寸法が小さくなるように段状部をもってその幅寸法を変化させる狭窄部を形成してある。さらに、上記狭窄部を含む長辺側のクリアランス部の幅寸法を樹脂材料に含まれるフィラーの粒径よりも小さく設定するとともに、短辺側のクリアランス部の幅寸法を上記フィラーの粒径よりも大きく設定してある。そして、上記短辺側のクリアランス部のほか長辺側のクリアランス部のうち狭窄部よりも短辺側のクリアランス部寄りの部分のみを樹脂充填部として、それ以外の部分を樹脂非充填部としてある。   In addition, a step shape is formed so that the width dimension of the clearance portion on the long side is smaller than the clearance portion on the short side in the portion close to the clearance portion on the short side of the clearance portion on the long side. The constriction part which changes the width dimension with the part is formed. Further, the width dimension of the clearance part on the long side including the narrowed part is set smaller than the particle diameter of the filler contained in the resin material, and the width dimension of the clearance part on the short side is set smaller than the particle diameter of the filler. Largely set. In addition to the clearance part on the short side, only the part closer to the clearance part on the short side than the constriction part in the clearance part on the long side is used as the resin filling part, and the other part is used as the resin non-filling part. .

本発明によれば、磁石が挿入されるスロット部のうちロータコアの径方向外方に位置する長辺側のクリアランス部については、ロータコアの円周方向両端に位置する短辺側のクリアランス部に近い部分のみに樹脂材料が充填されて、それ以外の部分には樹脂材料が充填されないことになる。そのため、スロット部よりもさらにロータコアの径方向外方に残されるロータコアの幅狭部の樹脂充填圧による残留応力の発生を抑制し、ロータコアの回転時における幅狭部での変形を未然に防止して、ロータの耐久性の向上が図れるようになる。   According to the present invention, the long side clearance portion positioned radially outward of the rotor core in the slot portion into which the magnet is inserted is close to the short side clearance portion positioned at both circumferential ends of the rotor core. Only the portion is filled with the resin material, and the other portions are not filled with the resin material. Therefore, the occurrence of residual stress due to the resin filling pressure of the narrow part of the rotor core that remains further in the radial direction of the rotor core than the slot part is suppressed, and deformation at the narrow part during rotation of the rotor core is prevented in advance. Thus, the durability of the rotor can be improved.

本発明に係るロータの第1の形態としてその全体構造を示す説明図。Explanatory drawing which shows the whole structure as a 1st form of the rotor which concerns on this invention. 図1の要部の拡大図。The enlarged view of the principal part of FIG. 図2のA−A線に沿う断面説明図。Cross-sectional explanatory drawing which follows the AA line of FIG. 図2の要部拡大説明図。The principal part expansion explanatory drawing of FIG. 図1に示したロータの製造手順を示す説明図。Explanatory drawing which shows the manufacturing procedure of the rotor shown in FIG. 図5に示した手順のもとでのロータの製造に供される金型の断面説明図。Sectional explanatory drawing of the metal mold | die used for manufacture of the rotor under the procedure shown in FIG. 本発明によらない場合の不具合発生状況を示す断面説明図。Cross-sectional explanatory drawing which shows the malfunction occurrence situation when not according to the present invention. 本発明に係るロータの第2の形態として図4と同等部位の詳細を示す説明図。Explanatory drawing which shows the detail of a site | part equivalent to FIG. 4 as a 2nd form of the rotor which concerns on this invention.

図1〜6は本発明を実施するためのより具体的な第1の形態を示し、特に図1は例えば永久磁石埋込型同期モータのロータ(回転子)の構造を示し、また図2は図1の要部の平面図を、図3は図2のA−A線に沿う断面図をそれぞれ示している。   1 to 6 show a more specific first embodiment for carrying out the present invention. In particular, FIG. 1 shows a structure of a rotor (rotor) of an embedded permanent magnet synchronous motor, for example, and FIG. 1 is a plan view of the main part of FIG. 1, and FIG. 3 is a sectional view taken along the line AA of FIG.

図1に示すように、ロータ1は、薄板状の電磁鋼板、より具体的には珪素鋼板等の積層体からなる円筒状のロータコア2を主要素として構成されていて、そのロータコア2の円周方向の等分位置に磁石収納のための穴部として偏平矩形状の複数(本実施の形態では6個)のスロット部3を形成してある。それぞれのスロット部3はロータコア2をその軸心方向に貫通してロータコア2の両端面に開口していて、各スロット部3には当該スロット部3の形状よりも一回り小さな板状またはバー状の永久磁石4を挿入してある。   As shown in FIG. 1, the rotor 1 is composed mainly of a cylindrical rotor core 2 made of a laminated electromagnetic steel plate, more specifically, a silicon steel plate, and the circumference of the rotor core 2. A plurality (six in the present embodiment) of slot portions 3 having a flat rectangular shape are formed as holes for accommodating the magnets at equal positions in the direction. Each slot 3 penetrates the rotor core 2 in the axial direction and opens at both end faces of the rotor core 2. Each slot 3 has a plate or bar shape slightly smaller than the shape of the slot 3. The permanent magnet 4 is inserted.

そして、図2,3に示すように、各永久磁石4はスロット部3と永久磁石4との隙間に注入または充填される熱硬化性の樹脂材料の樹脂充填部5にていわゆる樹脂モールドのかたちで位置決め固定してある。樹脂充填部5は、スロット部3と永久磁石4との間に確保される四周のクリアランス部のうち後述するように特定に部位のみに介装され、同時に図3に示すようにスロット部3の高さよりも永久磁石4の高さの方がわずかに小さく設定されていることから、永久磁石4の上面も樹脂充填部5の一部にて被覆される。樹脂充填部5となる熱硬化性の樹脂材料としては、マトリックス樹脂材料と熱膨張係数がほぼ等しい充填材としてシリカ等のフィラーが含まれているものが使用される。   As shown in FIGS. 2 and 3, each permanent magnet 4 is in the form of a so-called resin mold in a resin filling portion 5 of a thermosetting resin material that is injected or filled in a gap between the slot portion 3 and the permanent magnet 4. It is positioned and fixed with. As will be described later, the resin filling portion 5 is interposed only in a specific portion of the four-round clearance portion secured between the slot portion 3 and the permanent magnet 4, and at the same time, as shown in FIG. Since the height of the permanent magnet 4 is set slightly smaller than the height, the upper surface of the permanent magnet 4 is also covered with a part of the resin filling portion 5. As the thermosetting resin material used as the resin filling portion 5, a material containing a filler such as silica as a filler having a thermal expansion coefficient substantially equal to that of the matrix resin material is used.

なお、永久磁石4の高さはロータコア2の高さと同等であっても良い。また、ロータコア2の中心の軸穴2aには図示外の回転軸が挿入固定されるほか、ロータコア2の両端面に円板状のエンドプレート(端板)を積層配置することもある。さらに、樹脂充填部5となる熱硬化性の樹脂材料に代えて熱硬化性の接着剤を用いることもある。   The height of the permanent magnet 4 may be equal to the height of the rotor core 2. In addition, a rotation shaft (not shown) is inserted and fixed in the shaft hole 2 a at the center of the rotor core 2, and disc-shaped end plates (end plates) may be stacked on both end surfaces of the rotor core 2. Further, a thermosetting adhesive may be used in place of the thermosetting resin material used as the resin filling portion 5.

図4は図2に示したスロット部3の拡大図を示していて、スロット部3に挿入される永久磁石4は、そのスロット部3のうちロータコア2の径方向内方に位置する内周側壁面3aに密着するように配置され、結果としてスロット部3のうちロータコア2の径方向外方に位置する外周側壁面3bと永久磁石4側の同等部位(外周側壁面3bと対向する、永久磁石4のロータコア2の径方向外側面)とのなす隙間が長辺側のクリアランス部C1として確保されている。同時に、スロット部3のうちロータコア2の円周方向両端に位置する円周方向壁面3cと永久磁石4側の同等部位(円周方向壁面3cと対向する、永久磁石4のロータコア2の円周方向端面)とのなす隙間がそれぞれに短辺側のクリアランス部C2として確保されている。   FIG. 4 is an enlarged view of the slot portion 3 shown in FIG. 2, and the permanent magnet 4 inserted into the slot portion 3 is located on the inner peripheral side located radially inward of the rotor core 2 in the slot portion 3. Permanent magnet which is arranged so as to be in close contact with the wall surface 3a, and as a result, is located on the outer peripheral side wall surface 3b located on the radially outer side of the rotor core 2 in the slot portion 3 and the equivalent part on the permanent magnet 4 side (opposing the outer peripheral side wall surface 3b). 4 is formed as a clearance C1 on the long side. At the same time, the circumferential wall surface 3c located at both ends in the circumferential direction of the rotor core 2 in the slot portion 3 and the equivalent part on the permanent magnet 4 side (the circumferential direction of the rotor core 2 of the permanent magnet 4 facing the circumferential wall surface 3c) Clearances formed between the end faces and the end faces are secured as clearance parts C2 on the short side.

そして、スロット部3のうちロータコア2の円周方向両端に位置する短辺側のクリアランス部C2についてはその空間にフルに樹脂材料が充填されて樹脂充填部5とされているものの、スロット部3のうちロータコア2の径方向外方に位置する長辺側のクリアランス部C1については、短辺側のクリアランス部C2に近い一部の限定された部分のみに樹脂材料が充填されて短辺側のクリアランス部C2たる樹脂充填部5に連続する樹脂充填部5aとされているにすぎず、長辺側のクリアランス部C1の残りの領域では樹脂材料が充填されることなく樹脂非充填部Rとされ、長辺側のクリアランス部C1の円周方向中央部がそのまま所定の空間として残されている。   Of the slot portion 3, the clearance portion C2 on the short side located at both ends in the circumferential direction of the rotor core 2 is fully filled with a resin material to form the resin filling portion 5, but the slot portion 3 Among the clearance portions C1 on the long side located radially outward of the rotor core 2, only a limited portion close to the clearance portion C2 on the short side is filled with a resin material, The resin filling portion 5a is continuous with the resin filling portion 5 serving as the clearance portion C2, and the remaining region of the clearance portion C1 on the long side is not filled with the resin material and is not filled with the resin material R. The central portion in the circumferential direction of the clearance portion C1 on the long side is left as a predetermined space as it is.

ここで、図4に示すように、長辺側のクリアランス部C1のうち短辺側のクリアランス部C2に近い部分では、ロータコア2自体に形成された段状部6をもって狭窄部7が形成されていて、長辺側のクリアランス部C1のうち短辺側のクリアランス部C2に近い部分では当該短辺側のクリアランス部C2とともにその幅寸法がW1であるのに対して、円周方向両側の狭窄部7を始終端部とする長辺側のクリアランス部C1の円周方向中央部ではその幅寸法W2が狭窄部7の幅寸法と同じW2となっていて、両者はW1>W2の関係となっている。これらの幅寸法W1およびW2の大きさは樹脂充填部5,5aを形成している樹脂材料に充填材として含まれるフィラーの粒径を考慮して決定され、フィラーの粒径をdとするならば、W1>d>W2の関係を満たすように設定してある。なお、図1〜4においては、発明の理解を容易にするために長辺側のクリアランス部C1および短辺側のクリアランス部C2等の幅寸法を誇張して描いてある。   Here, as shown in FIG. 4, a narrow portion 7 is formed by a stepped portion 6 formed in the rotor core 2 itself in a portion close to the short-side clearance portion C2 in the long-side clearance portion C1. In the long side clearance portion C1, the width of the portion close to the short side clearance portion C2 is W1 along with the short side clearance portion C2, whereas the narrowed portion on both sides in the circumferential direction is In the center portion in the circumferential direction of the clearance C1 on the long side starting from 7, the width dimension W2 is W2 which is the same as the width dimension of the constriction part 7, and both have a relationship of W1> W2. Yes. The widths W1 and W2 are determined in consideration of the particle size of the filler contained as a filler in the resin material forming the resin filling portions 5 and 5a, and the particle size of the filler is d. For example, it is set so as to satisfy the relationship of W1> d> W2. 1 to 4, the width dimensions of the long side clearance portion C1 and the short side clearance portion C2 are exaggerated for easy understanding of the invention.

このようなロータ1の製造方法には、概略的には、図5に示すように、(1)磁石挿入、(2)予備加熱、(3)型締め、(4)樹脂タブレット挿入、(5)注型(樹脂材料の注入または充填)、(6)キュア(硬化)、(7)型開き・製品取り出し、の各工程が含まれていて、これらの工程を経ることで図1〜3に示したようなロータ1が製造されることになる。   As shown in FIG. 5, the manufacturing method of the rotor 1 is roughly as follows: (1) magnet insertion, (2) preheating, (3) mold clamping, (4) resin tablet insertion, (5 ) Casting (injection or filling of resin material), (6) Cure (curing), (7) Mold opening and product removal are included. The rotor 1 as shown is manufactured.

「磁石挿入」とは、永久磁石4そのもの、または永久磁石4となるべき未着磁の磁石材料をロータコア2の各スロット部3に挿入する作業である。したがって、後者の場合には永久磁石4としての着磁は後工程にて行われる。   “Magnet insertion” is an operation of inserting the permanent magnet 4 itself or an unmagnetized magnet material to be the permanent magnet 4 into each slot portion 3 of the rotor core 2. Therefore, in the latter case, magnetization as the permanent magnet 4 is performed in a later process.

「予備加熱」とは、各スロット部3に永久磁石4が挿入されたロータコア2を例えば170℃程度まで加熱するものである。   “Preheating” is to heat the rotor core 2 in which the permanent magnets 4 are inserted into the slot portions 3 to, for example, about 170 ° C.

「型締め」とは、永久磁石4が挿入された状態で予備加熱されたロータコア2を、その両端面側から所定の金型にて加圧拘束する作業である。なお、ロータコア2が予備加熱されているのに併せて、そのロータコア2を加圧拘束するための金型は例えば180℃程度に加熱されている。   “Clamping” is an operation in which the rotor core 2 preheated in a state where the permanent magnet 4 is inserted is pressure-restrained with a predetermined mold from both end face sides. In addition, while the rotor core 2 is preheated, the metal mold | die for carrying out pressure restraint of the rotor core 2 is heated by about 180 degreeC, for example.

「樹脂タブレット挿入」とは、金型の一部に形成されたポット部に熱硬化性の樹脂材料のタブレットを挿入する作業である。   “Resin tablet insertion” is an operation of inserting a thermosetting resin material tablet into a pot portion formed in a part of a mold.

「注型(樹脂注入)」とは、金型のポット部に挿入した樹脂材料のタブレットを軟化・溶融させて、各スロット部3に注入または充填する作業である。   “Casting (resin pouring)” is an operation of softening and melting a resin material tablet inserted into a pot portion of a mold, and pouring or filling each slot portion 3.

「キュア(硬化)」とは、各スロット部3に注入または充填された樹脂材料を所定の保圧下で硬化させ、もって予め各スロット部3に挿入されている永久磁石4を樹脂モールドのかたちで位置決め固定する作業である。   “Cure (curing)” means that the resin material injected or filled in each slot 3 is cured under a predetermined holding pressure, and the permanent magnet 4 inserted in advance in each slot 3 is formed in the form of a resin mold. This is an operation for positioning and fixing.

「型開き・製品取り出し」とは、その名のとおり金型による加圧拘束状態からロータコア2を解放して、各スロット部3に永久磁石4が位置決め固定されたロータコア2を取り出す作業である。   “Mold opening / product removal” is an operation of releasing the rotor core 2 from the pressurization restraint state by the mold and taking out the rotor core 2 in which the permanent magnet 4 is positioned and fixed in each slot portion 3 as the name suggests.

ここで、上記のような一連の製造工程は実質的にトランスファ成形法と同等の手法と理解することができ、その詳細を図6に示す。   Here, the series of manufacturing steps as described above can be understood as a technique substantially equivalent to the transfer molding method, and details thereof are shown in FIG.

図6に示すように、型板としての下型8と同じく上型9との組み合わせからなる金型10を用意し、各スロット部3に予め永久磁石4が挿入されているロータコア2の一方の端面を接触面として、下型9の上に載せて位置決めする。さらに、上型8を下降させてその上型8をロータコア2の他方の端面に密着させ、下型9と上型8とをもって所定の圧力でロータコア2を軸心方向に加圧拘束する。この場合において、上型8には後述するポット部11に連通するゲート部12を形成してあり、上記のような型締め状態では、ゲート部12は永久磁石4が予め挿入されている各スロット部3のうち図4に示すように短辺側のクリアランス部C2に臨んで連通することになる。ここまでが図5の「磁石挿入」、「予備加熱」、「型締め」の各工程に相当する。   As shown in FIG. 6, a mold 10 comprising a combination of a lower mold 8 and an upper mold 9 is prepared as a mold plate, and one of the rotor cores 2 in which permanent magnets 4 are inserted in advance in each slot 3. The end surface is placed on the lower mold 9 as a contact surface and positioned. Further, the upper die 8 is lowered to bring the upper die 8 into close contact with the other end surface of the rotor core 2, and the lower die 9 and the upper die 8 are pressed and restrained in the axial direction with a predetermined pressure. In this case, the upper die 8 is formed with a gate portion 12 communicating with a pot portion 11 to be described later, and in the above-described mold clamping state, the gate portion 12 has each slot in which the permanent magnet 4 is inserted in advance. As shown in FIG. 4, the portion 3 communicates with the clearance C2 on the short side. The steps so far correspond to the steps of “magnet insertion”, “preheating”, and “clamping” in FIG.

図6のようなロータコア2の加圧拘束状態において、上型8側のポット部11およびそれに圧入されることになるプランジャ13は短辺側のクリアランス部C2,C2毎に独立していて、上型8側のポット部11に熱硬化性の樹脂材料のペレットを挿入した上で、ポット部11にプランジャ13を圧入する。各プランジャ13はそれぞれに独立した油圧シリンダその他の図示外のアクチュエータにて駆動される。この場合において、ロータコア2が予め170℃程度に予備加熱されていて、しかも下型9と上型8との組み合わせからなる金型10が180℃程度に加熱されていることは先に説明したとおりである。   In the pressure restrained state of the rotor core 2 as shown in FIG. 6, the pot portion 11 on the upper mold 8 side and the plunger 13 to be press-fitted thereto are independent for each of the clearance portions C2 and C2 on the short side, After inserting a thermosetting resin material pellet into the pot portion 11 on the mold 8 side, a plunger 13 is press-fitted into the pot portion 11. Each plunger 13 is driven by an independent hydraulic cylinder or other actuator (not shown). In this case, the rotor core 2 is preheated to about 170 ° C. in advance, and the mold 10 composed of the combination of the lower mold 9 and the upper mold 8 is heated to about 180 ° C. as described above. It is.

したがって、ポット部11に挿入された熱硬化性の樹脂材料のペレットは直ちに軟化溶融(可塑化)して溶融状態の樹脂材料と化し、そのままプランジャ13の押し込み圧力にてゲート部12から各スロット部3の短辺側のクリアランス部C2に注入または充填される。すなわち、図4,6に示すように、ゲート部12から流入する樹脂材料は最初にスロット部3のうち短辺側のクリアランス部C2にフルに充填されるとともに、長辺側のクリアランス部C1の一部にも充填され、さらに永久磁石4の上面側にもこれを被覆するように注入または充填される。   Accordingly, the pellets of the thermosetting resin material inserted into the pot portion 11 are immediately softened and melted (plasticized) to form a molten resin material, and the slot portion is directly pressed from the gate portion 12 by the pushing pressure of the plunger 13. 3 is injected or filled into the clearance C2 on the short side. That is, as shown in FIGS. 4 and 6, the resin material flowing in from the gate portion 12 is first fully filled in the clearance portion C2 on the short side of the slot portion 3, and the clearance portion C1 on the long side is first filled. A part of the permanent magnet 4 is filled, and further, the upper surface side of the permanent magnet 4 is injected or filled so as to cover it.

この場合において、先に述べたように、樹脂材料には予め充填材としてフィラーを含ませてあり、さらに長辺側のクリアランス部C1の幅寸法W2と短辺側のクリアランス部C2の幅寸法W1および上記フィラーの粒径dとの関係として、W1>d>W2の関係を満たすように設定してあることから、先に述べたように短辺側のクリアランス部C2に開口しているゲート部12から流入する樹脂材料は最初にその短辺側のクリアランス部C2にフルに充満し、次いで長辺側のクリアランス部C1にも流入することになる。その際に、樹脂材料に含まれるフィラーが狭窄部で目詰まりを起こし、長辺側のクリアランス部C1の円周方向中央部への樹脂材料の流入を阻害するかたちとなるので、長辺側のクリアランス部C1では短辺側のクリアランス部C2に近い部分のみに樹脂充填部5aとして充填されるにとどまり、長辺側のクリアランス部C1の円周方向中央部では樹脂材料が充填されることなく、長辺側のクリアランス部C1の残りの空間がそのまま樹脂非充填部Rとして残されるかたちとなる。   In this case, as described above, the resin material contains filler as a filler in advance, and further, the width dimension W2 of the clearance part C1 on the long side and the width dimension W1 of the clearance part C2 on the short side. Since the relationship between the filler particle size d and the filler particle size d is set so as to satisfy the relationship W1> d> W2, as described above, the gate portion opened in the short-side clearance portion C2 The resin material flowing in from 12 is first fully filled in the short side clearance portion C2, and then flows into the long side clearance portion C1. At that time, the filler contained in the resin material is clogged at the narrowed portion, and the flow of the resin material into the circumferential central portion of the clearance portion C1 on the long side is hindered. In the clearance portion C1, only the portion close to the clearance portion C2 on the short side is filled as the resin filling portion 5a, and the resin material is not filled in the circumferential central portion of the clearance portion C1 on the long side. The remaining space of the clearance part C1 on the long side is left as the resin non-filling part R as it is.

そして、この状態で所定のキュア時間をもって樹脂材料が硬化して樹脂充填部5,5aと化するのを待てば、永久磁石4がスロット部3内の所定位置にいわゆる樹脂モールドのかたちで堅固に位置決め固定されることになる。ここまでが図5の「樹脂タブレット挿入」、「注型(樹脂注入)」、「キュア(硬化)」の各工程に相当する。   In this state, if the resin material is cured with a predetermined curing time and becomes the resin filling portions 5 and 5a, the permanent magnet 4 is firmly fixed in a predetermined position in the slot portion 3 in the form of a so-called resin mold. The positioning is fixed. The steps so far correspond to the steps of “resin tablet insertion”, “casting (resin injection)”, and “curing (curing)” in FIG.

所定のキュア時間の経過をもって樹脂材料が硬化して樹脂充填部5,5aと化したならば、下型9と上型8とを型開きするとともに、プランジャ13を抜き上げた上で、ロータコア2を取り出でば、図1に示したようなロータコア2が製造されることになる。なお、永久磁石4に代えて未着磁の磁石を用いた場合には、後工程にて公知の方法により磁石に着磁処理を施して永久磁石化することになる。この工程が図4の「型開き・製品取り出し」の工程に相当する。   If the resin material is cured and the resin filling portions 5 and 5a are formed after a predetermined curing time has elapsed, the lower mold 9 and the upper mold 8 are opened, and the plunger 13 is pulled up, and then the rotor core 2 As a result, the rotor core 2 as shown in FIG. 1 is manufactured. When a non-magnetized magnet is used instead of the permanent magnet 4, the magnet is magnetized by a known method in a later process to be converted into a permanent magnet. This process corresponds to the “mold opening / product removal” process of FIG.

このように本実施の形態によれば、図4に示すように、長辺側のクリアランス部C1のうち円周方向中央部が樹脂材料の充填されない樹脂非充填部Rとして残されることで、ロータコア2のうちスロット部3よりもさらに径方向外方に桟状に残される幅狭部22への樹脂圧の影響が抑制されて、その幅狭部22での残留応力を軽減できることになる。そのため、図7に示したように、短辺側のクリアランス部C2および長辺側のクリアランス部C1にフルに樹脂材料を充填した場合と比べて、幅狭部22での残留応力の発生による膨出変形Qを防止して、ロータコア2の耐久性の向上に寄与できることになる。   As described above, according to the present embodiment, as shown in FIG. 4, the circumferential center portion of the long-side clearance portion C1 is left as the resin non-filling portion R that is not filled with the resin material. 2, the influence of the resin pressure on the narrow portion 22 that is left in the shape of a rail further outward in the radial direction than the slot portion 3 is suppressed, and the residual stress in the narrow portion 22 can be reduced. For this reason, as shown in FIG. 7, the swelling due to the occurrence of residual stress in the narrow portion 22 is compared with the case where the resin material is fully filled in the clearance portion C2 on the short side and the clearance portion C1 on the long side. Thus, the deformation Q can be prevented and the durability of the rotor core 2 can be improved.

図8は本発明を実施するための第2の形態を示し、第1の形態である図4のものと共通する部分には同一符号を付してある。   FIG. 8 shows a second embodiment for carrying out the present invention, and the same reference numerals are given to the portions common to those in FIG. 4 which is the first embodiment.

図4に示した第1の形態では、ロータコア2自体に形成した段状部6をもって狭窄部7を形成しているのに対して、図8に示した第2の形態では、永久磁石4側に形成した段状部16をもって狭窄部7を形成したものである。この第2の形態においても先の第1の形態のものと同様の効果が得られることになる。   In the first embodiment shown in FIG. 4, the narrowed portion 7 is formed by the stepped portion 6 formed in the rotor core 2 itself, whereas in the second embodiment shown in FIG. 8, the permanent magnet 4 side is formed. The narrowed portion 7 is formed by the stepped portion 16 formed in the above. In the second embodiment, the same effect as that of the first embodiment can be obtained.

1…ロータ
2…ロータコア
3…スロット部
3a…内周側壁面
3b…外周側壁面
3c…円周方向壁面
4…永久磁石
5…樹脂充填部
5a…樹脂充填部
6…段状部
7…狭窄部
22…幅狭部
C1…長辺側のクリアランス部
C2…短辺側のクリアランス部
R…樹脂非充填部
W1…幅寸法
W2…幅寸法
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Rotor 2 ... Rotor core 3 ... Slot part 3a ... Inner peripheral side wall surface 3b ... Outer peripheral side wall surface 3c ... Circumferential wall surface 4 ... Permanent magnet 5 ... Resin filling part 5a ... Resin filling part 6 ... Stepped part 7 ... Constriction part 22 ... narrow part C1 ... clearance part on the long side C2 ... clearance part on the short side R ... resin non-filling part W1 ... width dimension W2 ... width dimension

Claims (4)

ロータコアの軸心方向に延びるスロット部をロータコアの円周方向に沿って複数個形成するとともに、それぞれのスロット部に磁石を挿入し、それらのスロット部と磁石とのなす隙間にフィラーを含んだ樹脂材料を充填して各磁石を位置決め固定してある電動機におけるロータの構造であって、
上記スロット部のうちロータの径方向外方に位置する外周側壁面と磁石側の同等部位とのなす隙間を長辺側のクリアランス部とするとともに、上記スロット部のうちロータの円周方向両端に位置する円周方向壁面と磁石側の同等部位とのなす隙間を短辺側のクリアランス部とし、
上記長辺側のクリアランス部のうち短辺側のクリアランス部に近い部分に、短辺側のクリアランス部よりも長辺側のクリアランス部の方が幅寸法が小さくなるように段状部をもってその幅寸法を変化させる狭窄部を形成し、
上記狭窄部を含む長辺側のクリアランス部の幅寸法を樹脂材料に含まれるフィラーの粒径よりも小さく設定するとともに、短辺側のクリアランス部の幅寸法を上記フィラーの粒径よりも大きく設定し、
上記短辺側のクリアランス部のほか長辺側のクリアランス部のうち狭窄部よりも短辺側のクリアランス部寄りの部分のみを樹脂充填部としてそれ以外の部分を樹脂非充填部としてあることを特徴とするロータ。
Resin containing a plurality of slot portions extending in the axial direction of the rotor core along the circumferential direction of the rotor core, inserting a magnet into each slot portion, and containing a filler in a gap between the slot portion and the magnet A structure of a rotor in an electric motor in which materials are filled and each magnet is positioned and fixed,
A gap formed between the outer peripheral side wall surface located radially outward of the rotor in the slot portion and an equivalent portion on the magnet side is used as a clearance portion on the long side, and at the both circumferential ends of the rotor in the slot portion. The clearance between the circumferential wall surface located and the equivalent part on the magnet side is the short side clearance part,
A width of the stepped portion of the long-side clearance portion close to the short-side clearance portion so that the width of the long-side clearance portion is smaller than that of the short-side clearance portion. Forming a constriction that changes dimensions,
The width dimension of the clearance part on the long side including the narrowed part is set smaller than the particle diameter of the filler contained in the resin material, and the width dimension of the clearance part on the short side is set larger than the particle diameter of the filler. And
In addition to the clearance part on the short side, in addition to the clearance part on the long side, only the part closer to the clearance part on the short side than the constriction part is used as the resin filling part, and the other part is used as the resin non-filling part. Rotor.
上記スロット部のうちロータの径方向外方に位置する外周側壁面または磁石側の同等部位に設けた段状部をもって狭窄部を形成してあることを特徴とする請求項1に記載のロータ。   2. The rotor according to claim 1, wherein a narrowed portion is formed by a stepped portion provided on an outer peripheral side wall surface located radially outward of the rotor or an equivalent portion on the magnet side in the slot portion. ロータコアの軸心方向に延びるスロット部をロータコアの円周方向に沿って複数個形成するとともに、それぞれのスロット部に磁石を挿入し、それらのスロット部と磁石とのなす隙間にフィラーを含んだ樹脂材料を充填して各磁石を位置決め固定してある電動機におけるロータを製造する方法であって、
上記スロット部のうちロータの径方向外方に位置する外周側壁面と磁石側の同等部位とのなす隙間を長辺側のクリアランス部とするとともに、上記スロット部のうちロータの円周方向両端に位置する円周方向壁面と磁石側の同等部位とのなす隙間を短辺側のクリアランス部とし、
上記長辺側のクリアランス部のうち短辺側のクリアランス部に近い部分に、短辺側のクリアランス部よりも長辺側のクリアランス部の方が幅寸法が小さくなるように段状部をもってその幅寸法を変化させる狭窄部を形成しておき、
上記狭窄部を含む長辺側のクリアランス部の幅寸法を樹脂材料に含まれるフィラーの粒径よりも小さく設定するとともに、短辺側のクリアランス部の幅寸法を上記フィラーの粒径よりも大きく設定しておき、
上記短辺側のクリアランス部を樹脂材料の充填開始部として当該短辺側のクリアランス部から長辺側のクリアランス部に向かってフィラーを含んだ樹脂材料を充填して、
上記短辺側のクリアランス部のほか長辺側のクリアランス部のうち狭窄部よりも短辺側のクリアランス部寄りの部分のみを樹脂充填部としてそれ以外の部分を樹脂非充填部として成形することを特徴とするロータの製造方法。
Resin containing a plurality of slot portions extending in the axial direction of the rotor core along the circumferential direction of the rotor core, inserting a magnet into each slot portion, and containing a filler in a gap between the slot portion and the magnet A method of manufacturing a rotor in an electric motor in which materials are filled and each magnet is positioned and fixed,
A gap formed between the outer peripheral side wall surface located radially outward of the rotor in the slot portion and an equivalent portion on the magnet side is used as a clearance portion on the long side, and at the both circumferential ends of the rotor in the slot portion. The clearance between the circumferential wall surface located and the equivalent part on the magnet side is the short side clearance part,
A width of the stepped portion of the long-side clearance portion close to the short-side clearance portion so that the width of the long-side clearance portion is smaller than that of the short-side clearance portion. Form a constriction that changes the dimensions,
The width dimension of the clearance part on the long side including the narrowed part is set smaller than the particle diameter of the filler contained in the resin material, and the width dimension of the clearance part on the short side is set larger than the particle diameter of the filler. Aside,
Filling the resin material containing the filler from the short side clearance part toward the long side clearance part as the short side clearance part as the resin material filling start part,
In addition to the clearance portion on the short side, in addition to the clearance portion on the long side, only the portion closer to the clearance portion on the short side than the constriction portion is molded as a resin-filled portion, and the other portions are molded as resin-unfilled portions. A manufacturing method of a rotor characterized by the above.
上記スロット部のうちロータの径方向外方に位置する外周側壁面または磁石側の同等部位に設けた段状部をもって狭窄部を形成してあることを特徴とする請求項3に記載のロータの製造方法。   4. The rotor according to claim 3, wherein a narrowed portion is formed by a stepped portion provided on an outer peripheral side wall surface located radially outward of the rotor or an equivalent portion on the magnet side of the slot portion. Production method.
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