JP2013529054A - Mechanical part of electric machine - Google Patents

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Abstract

本発明は、機械部分（１０）、特に電気機械のロータまたはステータに関する。機械部分（１０）は、上下に重なり合って積層された複数のディスク金属薄板から成る積層体（１２）と、前記積層体（１２）内に形成されたポケット（１４）内に収容された少なくとも１つの磁石（１６）とを備え、前記ディスク金属薄板のうち１つのディスク金属薄板が、少なくとも１つのクランプ突起（１８；１１８）を有して形成されていて、該クランプ突起（１８；１１８）が、前記ポケット（１４）内に突入し、該ポケット（１４）内で磁石（１６）を位置固定する。クランプ突起（１８；１１８）は、該クランプ突起（１８，１１８）が前記磁石（１６）の押込み時に少なくとも部分的に塑性変形されるように、形成されている。  The invention relates to a machine part (10), in particular a rotor or stator of an electric machine. The mechanical part (10) includes at least one of a laminated body (12) composed of a plurality of thin disc metal plates stacked one above the other and a pocket (14) formed in the laminated body (12). One of the disk metal sheets is formed with at least one clamp protrusion (18; 118), and the clamp protrusion (18; 118) is provided with one magnet (16). Then, it enters into the pocket (14), and the magnet (16) is fixed in position in the pocket (14). The clamp protrusion (18; 118) is formed such that the clamp protrusion (18, 118) is at least partially plastically deformed when the magnet (16) is pushed.

Description

本発明は、電気機械、特に少なくとも１つの永久磁石を備えた電気モータのロータまたはステータに用いられる機械部分に関する。   The present invention relates to an electrical machine, in particular a machine part used for a rotor or stator of an electric motor with at least one permanent magnet.

従来技術
電気的に整流されたモータでは、ロータが複数の永久磁石を備えている。これらの永久磁石は、可能な限り安定的にロータ内に取り付けられなければならない。 Prior Art In an electrically rectified motor, the rotor includes a plurality of permanent magnets. These permanent magnets must be mounted in the rotor as stably as possible.

このような形式のロータは、通常、スポーク形ロータ（Speichenrotor）として形成されている。スポーク形ロータは、互いに重なり合って配置されたロータディスク金属薄板の積層体（パッケージ）を有している。ロータディスク金属薄板は打抜き加工部材であり、該打抜き加工部材において、それぞれスポーク形に配置された切欠きが配置されている。ロータ積層体においてスポーク形に配置された切欠きは、永久磁石を収容するポケットが形成されるように上下に重なり合って位置している。永久磁石はポケット内に接着剤またはクランプ突起により位置固定される。   This type of rotor is usually formed as a spoke-shaped rotor. The spoke-shaped rotor has a laminate (package) of thin rotor disk metal plates arranged to overlap each other. The rotor disk metal thin plate is a punching member, and the punching member has a notch arranged in a spoke shape. The notches arranged in a spoke shape in the rotor laminate are positioned so as to overlap each other so as to form a pocket for accommodating a permanent magnet. The permanent magnet is fixed in the pocket by an adhesive or a clamp protrusion.

しかし、クランプ突起により位置固定する場合には、対応して配置されたポケット内への磁石の押込み時に、それぞれのクランプ突起が磁石の表面を擦るという問題が生じる。この場合、磁石表面が損傷されるか、または削り取られることがある。接着剤と金属とは互いに異なる熱膨張係数を有しているので、接着剤による位置固定では磁石の堅牢で確実な取付けを達成することはできない。   However, when the position is fixed by the clamp protrusion, there is a problem that each clamp protrusion rubs the surface of the magnet when the magnet is pushed into the correspondingly disposed pocket. In this case, the magnet surface may be damaged or scraped off. Since the adhesive and the metal have different coefficients of thermal expansion, it is not possible to achieve a robust and reliable attachment of the magnet by fixing the position with the adhesive.

本発明の課題は、電気機械に用いられる機械部分を提供することであり、該機械部分が、磁石の改善された取付けを可能にし、この場合に組込み時の磁石の損傷が阻止されることが望ましい。   The object of the present invention is to provide a mechanical part for use in an electrical machine, which allows an improved mounting of the magnet, in this case preventing damage to the magnet during assembly. desirable.

発明の開示
この課題を解決するために、請求項１に記載の機械部分と、請求項９に記載の電気的に整流されたモータとが提供される。 DISCLOSURE OF THE INVENTION To solve this problem, a mechanical part according to claim 1 and an electrically rectified motor according to claim 9 are provided.

有利な別の態様は、請求項２以下に記載されている。   Advantageous further embodiments are described in claims 2 and below.

１態様によれば、機械部分、特に電気機械のロータ（回転子）またはステータ（固定子）が規定される。この機械部分は、
上下に重なり合って積層された複数のディスク金属薄板から成る積層体と、
積層体内に形成されたポケット内に収容された少なくとも１つの磁石と、
を有しており、
前記ディスク金属薄板のうち１つが、少なくとも１つのクランプ突起を備えて形成されており、該クランプ突起は、ポケット内に突入し、磁石を該ポケット内に位置固定し、
クランプ突起は、当該クランプ突起が磁石の押込み時に少なく部分的に塑性変形されるように形成されている。 According to one aspect, a machine part, in particular a rotor (rotor) or a stator (stator) of an electric machine, is defined. This machine part is
A laminate composed of a plurality of thin disk metal plates stacked one above the other;
At least one magnet housed in a pocket formed in the laminate;
Have
One of the disk metal sheets is formed with at least one clamp protrusion, the clamp protrusion protrudes into the pocket and positions the magnet in the pocket;
The clamp protrusion is formed so that the clamp protrusion is partially plastically deformed when the magnet is pushed.

クランプ突起の可塑性によって、磁石の表面が組込み時に損傷されないことが確実にされ得る。   The plasticity of the clamp protrusions can ensure that the surface of the magnet is not damaged during assembly.

クランプ突起が形成されているディスク金属薄板が、その他のディスク金属薄板とは異なっていることが規定されていてよい。したがって、機械部分の製造時には、クランプ突起を備えたディスク金属薄板だけが提供されればよく、残りのディスク金属薄板のためには（標準（規格）部品を使用することができる。この場合、クランプ突起が形成されているディスク金属薄板を、残りのディスク金属薄板に比べて異なる機械的な特性を有する材料で製造することも考えられる。   It may be specified that the disk metal thin plate on which the clamp protrusion is formed is different from other disk metal thin plates. Therefore, when manufacturing the machine part, it is only necessary to provide the disk metal sheet with the clamp protrusion, and for the remaining disk metal sheet (standard parts can be used. In this case, the clamp It is also conceivable to manufacture the disk metal thin plate on which the protrusions are formed with a material having different mechanical characteristics compared to the remaining disk metal thin plate.

複数のクランプ突起が設けられていると有利であり、特にそれぞれ１つの磁石を収容する各ポケットのために、対応配置された１つのクランプ突起が設けられていてよい。これによって、機械部分の各磁石が、対応配置されたクランプ突起によって、積層体に設けられた対応配置されたポケット内で位置固定されることが確実にされ得る。   It is advantageous if a plurality of clamping projections are provided, in particular one clamping projection correspondingly arranged for each pocket for accommodating one magnet each. This can ensure that the magnets of the machine part are fixed in position in the correspondingly arranged pockets provided in the laminate by the correspondingly arranged clamping projections.

１態様によれば、クランプ突起は、磁石の押込み時に、弾性的にも変形されてよく、これによって、磁石はクランプ突起の弾性定な戻り力によってポケット内で位置固定されている。これによって、磁石の特に確実な位置固定が達成され得る。   According to one aspect, the clamp protrusion may be elastically deformed when the magnet is pushed in, so that the magnet is fixed in the pocket by the elastic return force of the clamp protrusion. Thereby, a particularly reliable positioning of the magnet can be achieved.

さらに、クランプ突起が、磁石に向けられた端部への方向で先細りしていることが規定されていてよい。これによって、クランプ突起の可塑性および弾性変形性を調節することができ、この場合、磁石に向けられた端部は磁石の組込み時に僅かに塑性変形することができ、したがって磁石の表面は損傷しない一方で、クランプ突起の、磁石とは反対に向けられた区分は容易に塑性変形可能でなく、したがって弾性的な戻り力によって磁石をポケット内に位置固定することができる。   Furthermore, it may be specified that the clamping protrusion tapers in the direction towards the end directed towards the magnet. This makes it possible to adjust the plasticity and elastic deformability of the clamping protrusions, in which case the end directed towards the magnet can be slightly plastically deformed when the magnet is installed, so that the surface of the magnet is not damaged. Thus, the section of the clamp projection facing away from the magnet is not easily plastically deformable and thus the magnet can be locked in the pocket by an elastic return force.

別の態様によれば、クランプ突起は少なくとも１つの切込みを備えていることが規定されていてよい。このような１つまたは複数の切込みによって、クランプ突起の異なる領域の可塑性および弾性変形性を特定の機械部分の要求に正確に適合させることができ、これによって、磁石表面の損傷を阻止するだけでなく、対応配置されたポケット内における磁石の確実な取付けをも達成することができる。   According to another aspect, it may be provided that the clamping protrusion comprises at least one incision. Such one or more cuts allow the plasticity and elastic deformability of the different areas of the clamping projection to be precisely adapted to the requirements of a particular machine part, thereby only preventing damage to the magnet surface. In addition, reliable attachment of the magnets in the correspondingly arranged pockets can also be achieved.

この場合、少なくとも１つの切込みが、クランプ突起の、磁石の押込み時に特に急激にもしくは最も急激に塑性変形される領域に配置されていてよく、これによって、この領域におけるクランプ突起の可塑性を意図的に高めることができる。   In this case, the at least one incision may be arranged in a region of the clamping projection that is particularly suddenly or most rapidly plastically deformed when the magnet is pushed in, thereby deliberately controlling the plasticity of the clamping projection in this region. Can be increased.

特に、クランプ突起が狭められた領域を有しているように互いに向かい合って配置された２つの切込みが設けられていてよい。この狭められた領域はクランプ突起のその他の領域に比べて高められた可塑性を有しているので、クランプ突起に対応配置されたポケット内に磁石が押し込まれると、クランプ突起はまさにこの領域において特に急激に塑性変形されることが確実にされ得る。   In particular, two incisions may be provided that are arranged facing each other such that the clamping protrusion has a narrowed region. This narrowed area has an increased plasticity compared to the other areas of the clamp protrusion, so that when the magnet is pushed into a pocket that is located in correspondence with the clamp protrusion, the clamp protrusion is exactly in this area. It can be ensured that the plastic deformation is abrupt.

さらに、ロータを機械部分として上述のように含む、電気的に整流されたモータが提供される。   Furthermore, an electrically commutated motor is provided that includes the rotor as a mechanical part as described above.

以下に本発明の有利な実施の形態を例示的に添付の図面につき説明する。   In the following, advantageous embodiments of the invention will be described by way of example with reference to the accompanying drawings.

磁石の組付け前のスポーク形ロータを上から見た平面図である。It is the top view which looked at the spoke type rotor before the assembly | attachment of a magnet from the top. スポーク形ロータ内への磁石の組込み後の、クランプ突起および磁石の横断面図である。FIG. 6 is a cross-sectional view of the clamp protrusion and magnet after the magnet has been incorporated into the spoke-shaped rotor. 実施の１形態によるクランプ突起を備えた、図１において符号Ａで示した領域の部分拡大図である。It is the elements on larger scale of the area | region shown with the code | symbol A in FIG. 1 provided with the clamp protrusion by 1st Embodiment. 図３に示したクランプ突起の変更された実施の形態を示す図である。It is a figure which shows embodiment with which the clamp protrusion shown in FIG. 3 was changed.

実施の形態の説明
図１に示されているように、電気的に整流されたモータに用いられるスポーク形ロータ（機械部分）１０は、ロータ積層体もしくはロータパッケージ（Rotorpaket）１２を有している。ロータ積層体１２は、たとえば、打ち抜き加工されて上下に重なり合って配置された複数のロータディスク金属薄板から形成されている。ロータ積層体１２には、磁石１６（図２を参照）が収容され得るポケット１４が形成されている。 DESCRIPTION OF EMBODIMENTS As shown in FIG. 1, a spoke-type rotor (mechanical part) 10 used for an electrically rectified motor has a rotor stack or rotor package 12. . The rotor laminated body 12 is formed from, for example, a plurality of rotor disk metal thin plates that are punched and arranged so as to overlap each other. The rotor laminate 12 is formed with a pocket 14 in which a magnet 16 (see FIG. 2) can be accommodated.

ロータ積層体１２のロータディスク金属薄板のうち１つのロータディスク金属薄板には、ポケット１４内に突入するクランプ突起１８が形成されている。したがって、このように形成されたクランプ突起１８は、付加的な作業ステップを必要とすることなく、または付加的な部分をスポーク形ロータ１０に、またはスポーク形ロータ１０内に取り付ける必要なしに、ロータディスク金属薄板の製造中に加工成形され得る。   One of the rotor disk metal thin plates of the rotor stack 12 is formed with a clamp protrusion 18 that enters into the pocket 14. Thus, the clamp protrusion 18 formed in this way can be used without the need for additional work steps or without the need to attach additional parts to the spoke rotor 10 or within the spoke rotor 10. It can be processed and formed during manufacture of the disc sheet metal.

図２に示されているように、ポケット１４内への磁石１６の押込み時に、対応配置されたクランプ突起１８が変形される。この場合、有利には、クランプ突起１８の塑性変形も、弾性変形も行われる。塑性変形によって、磁石１６の表面に作用する力が減じられる。したがって、磁石の押込み中または電気的に整流されたモータの運転中における磁石１６の表面の損傷は回避され得る。   As shown in FIG. 2, when the magnet 16 is pushed into the pocket 14, the correspondingly arranged clamp protrusion 18 is deformed. In this case, both the plastic deformation and the elastic deformation of the clamping protrusion 18 are advantageously performed. The force acting on the surface of the magnet 16 is reduced by the plastic deformation. Thus, damage to the surface of the magnet 16 during magnet pressing or during operation of an electrically rectified motor can be avoided.

この場合、クランプ突起１８は、磁石１６が組み込まれた状態で、クランプ突起１８の表面の１つが鋭角でまたはほぼ平行に磁石１６に当て付けられるように形成されている。このことは特に、クランプ突起が磁石の押込み時に屈曲され、相応して磁石１６に屈曲された位置で当て付けられるように、クランプ突起１８がポケット１４内に突入するように、クランプ突起の長さが選択されることにより行われる。有利には、クランプ突起が当て付けられる磁石の面と、クランプ突起の屈曲された部分と間の角度は、４５°よりも小さく、有利には３０°よりも小さいことが望ましい。これによって、クランプ突起１８の縁部によって過大な力が磁石１６の表面の小さな領域に作用することはない。同時に、磁石１６はクランプ突起１８によって確実にポケット１４内に保持される。   In this case, the clamp protrusion 18 is formed such that one of the surfaces of the clamp protrusion 18 is applied to the magnet 16 at an acute angle or substantially parallel with the magnet 16 incorporated. This is particularly true for the length of the clamp protrusion so that the clamp protrusion 18 enters the pocket 14 so that the clamp protrusion is bent when the magnet is pushed in and correspondingly applied to the magnet 16 at the bent position. This is done by selecting. Advantageously, the angle between the face of the magnet against which the clamp protrusion is applied and the bent part of the clamp protrusion is less than 45 °, preferably less than 30 °. Thus, an excessive force is not applied to a small area on the surface of the magnet 16 by the edge of the clamp protrusion 18. At the same time, the magnet 16 is securely held in the pocket 14 by the clamp protrusion 18.

図３に示されているように、第１の実施の形態によるクランプ突起１８は、当該クランプ突起１８が端部領域への方向で先細りするように形成されている。これによって、クランプ突起１８の特に端部領域は、容易に塑性的にかつ弾性的に変形され得るので、磁石１６の表面が組込み時に損傷されないことが達成され得る。   As shown in FIG. 3, the clamp protrusion 18 according to the first embodiment is formed so that the clamp protrusion 18 tapers in the direction toward the end region. Thereby, it can be achieved that the surface of the magnet 16 is not damaged during assembly, since in particular the end region of the clamping protrusion 18 can be easily plastically and elastically deformed.

クランプ突起１１８の第２の実施の形態が図４に示されている。クランプ突起１１８も、有利にはロータディスク金属薄板と一体的に、つまりワンピースに加工成形されていて、磁石の組込み時にスポーク形ロータの対応配置されたポケット内へ、図２において第１の実施例によるクランプ突起１８のために示されているように、変形する。   A second embodiment of the clamp protrusion 118 is shown in FIG. The clamping projection 118 is also advantageously formed integrally with the rotor disk sheet metal, i.e. in one piece, into the correspondingly arranged pocket of the spoke-shaped rotor when the magnet is assembled, in the first embodiment in FIG. Deforms as shown for the clamp projection 18 by.

第２の実施の形態によるクランプ突起１１８では、複数の切込み１２０，１２２が設けられている。これらの切込み１２０，１２２は、クランプ突起１１８の真ん中の領域がかなり小さな横断面を有していて、これによって特に簡単に塑性変形可能かつ弾性変形可能であることを可能にする。この場合、図示のように、向かい合って位置する２つの切込み１２０，１２２が設けられていてよく、これによって狭められた領域が生じる。択一的には、クランプ突起１１８毎に唯１つの切込みしか設けられていないか、または互いに直接に向かい合って位置していない複数の切込みが設けられていてもよい。   In the clamp protrusion 118 according to the second embodiment, a plurality of cuts 120 and 122 are provided. These incisions 120, 122 allow the middle region of the clamping projection 118 to have a rather small cross section, thereby making it particularly easy to be plastically and elastically deformable. In this case, as shown, two notches 120, 122 may be provided facing each other, thereby creating a narrowed area. Alternatively, only one cut may be provided for each clamp projection 118, or multiple cuts may be provided that are not located directly opposite one another.

切込み１２０，１２２の配置およびサイズにより、クランプ突起１１８の可塑性および弾性変形性を、ロータ積層体と磁石から成るそれぞれの組合せのために正確に調節することができ、磁石の表面の損傷を回避することができ、かつロータ積層体に設けられたポケット内での磁石の十分な位置固定が保証されているようになる。   Due to the arrangement and size of the incisions 120, 122, the plasticity and elastic deformability of the clamp protrusion 118 can be precisely adjusted for each combination of rotor stack and magnet, avoiding damage to the surface of the magnet. And a sufficient position fixing of the magnets in the pockets provided in the rotor stack is guaranteed.

Claims (9)

互いに上下に重なり合って積層された複数のディスク金属薄板から成る積層体（１２）と、
前記積層体（１２）内に形成されたポケット（１４）内に収容された少なくとも１つの磁石（１６）と、
を備えた機械部分（１０）、特に電気機械のロータまたはステータであって、
前記ディスク金属薄板のうち１つのディスク金属薄板が、少なくとも１つのクランプ突起（１８；１１８）を有して形成されていて、該クランプ突起（１８；１１８）が、前記ポケット（１４）内に突入し、該ポケット（１４）内で磁石（１６）を位置固定する形式のものにおいて、
前記クランプ突起（１８；１１８）は、該クランプ突起（１８，１１８）が前記磁石（１６）の押込み時に少なくとも部分的に塑性変形されるように、形成されていることを特徴とする、機械部分。 A laminate (12) comprising a plurality of thin disc metal plates stacked one above the other,
At least one magnet (16) housed in a pocket (14) formed in the laminate (12);
A machine part (10), in particular a rotor or stator of an electric machine,
One of the disk metal sheets is formed with at least one clamp protrusion (18; 118), and the clamp protrusion (18; 118) enters the pocket (14). In the type of fixing the position of the magnet (16) in the pocket (14),
Machine part, characterized in that the clamping protrusion (18; 118) is formed such that the clamping protrusion (18, 118) is at least partially plastically deformed when the magnet (16) is pushed in. . 前記クランプ突起（１８；１１８）が形成された前記ディスク金属薄板は、その他のディスク金属薄板とは異なっている、請求項１記載の機械部分。   2. The machine part according to claim 1, wherein the disk metal sheet on which the clamping protrusions (18; 118) are formed is different from other disk metal sheets. 複数のクランプ突起（１８；１１８）が設けられている、請求項１または２記載の機械部分。   Machine part according to claim 1 or 2, wherein a plurality of clamping protrusions (18; 118) are provided. 前記クランプ突起（１８；１１８）は、前記押込み時に前記磁石（１６）によって弾性的にも変形されていて、前記磁石（１６）は、前記クランプ突起（１８；１１８）の弾性的な戻り力によって前記ポケット（１４）内に位置固定されている、請求項１から３までのいずれか１項記載の機械部分。   The clamp protrusion (18; 118) is also elastically deformed by the magnet (16) during the pushing operation, and the magnet (16) is caused by the elastic return force of the clamp protrusion (18; 118). Machine part according to any one of the preceding claims, fixed in position in the pocket (14). 前記クランプ突起（１８；１１８）は、前記磁石（１６）に向かう端部への方向で先細りしている、請求項１から４までのいずれか１項記載の機械部分。   A machine part according to any one of the preceding claims, wherein the clamping protrusion (18; 118) tapers in a direction towards the end towards the magnet (16). 前記クランプ突起（１１８）は、少なくとも１つの切込み（１２０，１２２）を備えている、請求項１から５までのいずれか１項記載の機械部分。   The machine part according to any one of the preceding claims, wherein the clamping protrusion (118) comprises at least one incision (120, 122). 少なくとも１つの前記切込み（１２０，１２２）は、前記クランプ突起（１１８）の、前記磁石（１６）の押込み時に特に急激に塑性変形される領域に配置されている、請求項６記載の機械部分。   Machine part according to claim 6, wherein at least one of the cuts (120, 122) is arranged in a region of the clamp projection (118) that is particularly rapidly plastically deformed when the magnet (16) is pushed. 互いに向かい合って位置する２つの切込み（１２０，１２２）が設けられている、請求項６または７記載の機械部分。   Machine part according to claim 6 or 7, wherein two incisions (120, 122) located opposite each other are provided. 電気的に整流されたモータであって、請求項１から８までのいずれか１項記載の機械部分として形成されたロータ（１０）を備えていることを特徴とする、電気的に整流されたモータ。   Electrically commutated motor, characterized in that it comprises an electrically commutated rotor (10) formed as a machine part according to any one of the preceding claims motor.
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