JP2014064422A - Rotor core and method manufacturing the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、回転電機に使用するロータコアおよびその製造方法に関するものである。 The present invention relates to a rotor core used in a rotating electrical machine and a method for manufacturing the same.
従来、円柱状のロータの周囲に環状のステータを備えた回転電機が種々開発されている。図12のように回転電機100が圧縮機102に適用された場合、円筒状のパイプ104の中にステータ106が配置され、その中にロータ108が配置される。圧縮機102には、冷媒を供給する管110、冷媒を吐出する管112、巻線に接続される端子114、および圧縮機構(図示せず)が設けられる。ロータ108が回転すると圧縮機構に冷媒が吸入、圧縮され、吐出される。
Conventionally, various rotating electrical machines having an annular stator around a cylindrical rotor have been developed. When the rotating
ロータ108は、図13に示す円盤形状のコアシート116を積層したロータコア118、ロータコア118に形成された磁石孔120に埋設された磁石、およびロータコア118の中心に取り付けられた回転軸122を備える。コアシート116は軟磁性体の電磁鋼板を打ち抜き加工して形成される。
The
コアシート116の表面は絶縁材料でコーティングされ、コアシート116間の渦電流を防止している。磁石孔120の両端はコアシート116の外周に到達させず、磁石孔120の両端とコアシート116の外周との間にブリッジ124を形成している。ブリッジ124が、コアシート116における磁石孔120よりも内側部分と外側部分をつなげている。
The surface of the
磁石からの磁束は、ステータ106への有効な磁束以外に、ロータ108の回転に悪影響を与える磁束も含まれる。この悪影響を与える磁束は、ブリッジ124で顕著になる。ブリッジ124を通過する磁束を減少させることが必要である。
The magnetic flux from the magnet includes not only effective magnetic flux to the
下記の特許文献1には、ロータコア118のブリッジ124に非磁性物質を含有する非磁性塗料を塗布し、加熱する技術が開示されている。この技術によってブリッジ124が非磁性化され、ブリッジ124を通過する磁束を減少させることができる。また、特許文献2においても特許文献1と同様に、ロータコア118を加熱して非磁性化することを開示している。
Patent Document 1 below discloses a technique in which a non-magnetic paint containing a non-magnetic substance is applied to the
しかし、加熱をおこなうと、コアシート116の表面をコーティングした絶縁材料が溶融する。コアシート116同士が短絡し、渦電流が増大し、発熱によるロスが生じる。
However, when heating is performed, the insulating material coated on the surface of the
本発明は、ロータコアのブリッジを通過する磁束を減少させ、コアシート同士の短絡も防止できるロータコアおよびその製造方法を提供することを目的とする。 An object of this invention is to provide the rotor core which can reduce the magnetic flux which passes through the bridge | bridging of a rotor core, and can also prevent the short circuit of core sheets, and its manufacturing method.
本発明のロータコアは、電磁鋼板からなり、磁石孔が形成されたコアシートを積層したロータコアである。前記コアシートにおいて、磁石孔の端部とコアシートの外周との間に形成されたブリッジと、前記ブリッジに形成された凹部とを備える。前記コアシートの積層方向において、隣り合うコアシートで磁石孔に対する凹部の位置が異なり、前記ブリッジが熱処理によって非磁性化されている。 The rotor core of the present invention is a rotor core made of an electromagnetic steel plate and laminated with a core sheet in which magnet holes are formed. The core sheet includes a bridge formed between an end of the magnet hole and the outer periphery of the core sheet, and a recess formed in the bridge. In the stacking direction of the core sheets, the positions of the recesses with respect to the magnet holes differ between adjacent core sheets, and the bridge is demagnetized by heat treatment.
ブリッジが熱処理によって非磁性化されているため、磁束が通りにくい。凹部の位置を異ならせているので、コアシートの表面の絶縁コーティングが溶融していても、コアシート間の絶縁が保たれている。 Since the bridge is demagnetized by heat treatment, it is difficult for magnetic flux to pass through. Since the positions of the recesses are different, insulation between the core sheets is maintained even if the insulating coating on the surface of the core sheet is melted.
前記凹部の位置は、各磁石孔の両端で異なる。凹部の位置がずれていることによって、ブリッジの凹部以外の位置が重ならない。 The position of the recess differs at both ends of each magnet hole. Since the position of the concave portion is shifted, positions other than the concave portion of the bridge do not overlap.
前記凹部が各ブリッジに2つ形成され、各ブリッジの凹部がブリッジの中心に対して非対称に形成されている。凹部の形状が異なり非対称になっているため、ブリッジ以外の部分が重ならないようになる。 Two recesses are formed in each bridge, and the recesses of each bridge are formed asymmetrically with respect to the center of the bridge. Since the shape of the recess is different and asymmetrical, portions other than the bridge do not overlap.
前記コアシートの積層方向において、隣り合うコアシートのブリッジの凹部以外の部分で一部が重なる。または、前記コアシートの積層方向において、隣り合うコアシートのブリッジの凹部以外の部分が重ならない構成であっても良い。凹部以外の部分で重なる部分があっても良いし、無い場合であっても良い。 In the stacking direction of the core sheets, a portion overlaps at a portion other than the concave portion of the bridge of the adjacent core sheet. Or the structure which does not overlap parts other than the recessed part of the bridge | bridging of an adjacent core sheet | seat in the lamination direction of the said core sheet | seat may be sufficient. There may be a portion that overlaps with a portion other than the concave portion, or there may be a portion that does not exist.
上記のロータコアの製造方法は、電磁鋼板を準備するステップと、前記電磁鋼板から磁石孔を有するコアシートを形成するステップと、前記コアシートを積層するステップとを備える。前記コアシートを形成するステップにおいて、磁石孔の端部とコアシートの外周との間のブリッジおよび該ブリッジに凹部を形成し、前記積層するステップにおいて、コアシートの積層方向において、隣り合うコアシートで磁石孔に対する凹部の位置が異ならせる。前記積層するステップの後に、ブリッジに対して距離減衰性を有する加熱手段によって熱処理をおこなって非磁性化するステップを備える。 The method for manufacturing a rotor core includes a step of preparing an electromagnetic steel plate, a step of forming a core sheet having magnet holes from the electromagnetic steel plate, and a step of laminating the core sheet. In the step of forming the core sheet, a bridge between the end portion of the magnet hole and the outer periphery of the core sheet and a recess are formed in the bridge, and in the step of laminating, adjacent core sheets in the stacking direction of the core sheets The position of the recess with respect to the magnet hole is made different. After the laminating step, there is provided a step of demagnetizing the bridge by performing a heat treatment with a heating means having distance attenuation.
ブリッジの凹部の位置が異なるように積層して、ブリッジに対して熱処理する。熱処理によってブリッジが非磁性化される。凹部の位置が異なっており、コアシートのコーティングが溶融しても、コアシート間の短絡はない。距離減衰性の加熱手段を使用するので、局所的な加熱である。 Lamination is performed so that the positions of the concave portions of the bridge are different, and the bridge is heat-treated. The bridge is demagnetized by the heat treatment. Even if the positions of the recesses are different and the coating of the core sheet is melted, there is no short circuit between the core sheets. Since a distance attenuating heating means is used, the heating is local.
前記熱処理がレーザーによる熱処理である。レーザーの焦点をブリッジの外周になるように合わせ、焦点から離れるにしたがって、加熱できなくなる。局所的な加熱となる。 The heat treatment is a laser heat treatment. The laser is focused on the outer periphery of the bridge, and as it moves away from the focus, heating becomes impossible. Local heating.
前記レーザーの照射方向が、コアシートの積層方向に対して斜方向である。斜方向からレーザー照射するため、凹部の奥にレーザーが届きにくい。レーザーの角度によって、凹部の奥にレーザーを照射させないこともできる。 The irradiation direction of the laser is oblique with respect to the stacking direction of the core sheets. Laser irradiation from an oblique direction makes it difficult for the laser to reach the back of the recess. Depending on the angle of the laser, it is possible not to irradiate the laser into the back of the recess.
前記コアシートを形成するステップにおいて、磁石孔の両端で凹部の位置を異ならせ、前記コアシートを積層するステップにおいて、磁極ピッチでコアシートを回転させながら積層する。コアシートを回転させることによって、凹部の位置を異ならせる。 In the step of forming the core sheet, the positions of the recesses are made different at both ends of the magnet hole, and in the step of stacking the core sheet, the core sheet is stacked while rotating at the magnetic pole pitch. By rotating the core sheet, the positions of the recesses are made different.
前記コアシートを形成するステップにおいて、凹部が各ブリッジに2つ形成され、各ブリッジの凹部がブリッジの中心に対して凹部を非対称に形成し、前記コアシートを積層するステップにおいて、コアシートの一面同士および他面同士が接するようにして積層しても良い。コアシートを裏返すことによって、凹部の位置を異ならせる。 In the step of forming the core sheet, two recesses are formed in each bridge, and the recesses of each bridge form a recess asymmetrically with respect to the center of the bridge, and in the step of laminating the core sheets, one surface of the core sheet You may laminate | stack so that each other and other surfaces may contact | connect. By turning the core sheet upside down, the positions of the recesses are made different.
本発明は、ブリッジにおける凹部と非凹部が順番に並べられて積層されることによって、熱処理によってブリッジを非磁性化したときに、コアシート同士を短絡させることがない。渦電流を増加させず、ロータコアの回転に悪影響を与えない。 In the present invention, the core sheet is not short-circuited when the bridge is made nonmagnetic by heat treatment by stacking the recesses and the non-recesses in the bridge in order. Does not increase the eddy current and does not adversely affect the rotation of the rotor core.
距離減衰性の加熱手段を使用することによって、ブリッジのみを局所的に加熱することができる。ブリッジ以外の場所のコーティングを溶融させることはなく、コアシート同士の絶縁が保たれる。 By using a distance attenuating heating means, only the bridge can be heated locally. The coatings at locations other than the bridge are not melted, and the insulation between the core sheets is maintained.
コアシートを回転させたり裏返したりして積層するため、製造するコアシートは同一のものである。製造が複雑にならない。 Since the core sheet is laminated by rotating or turning it over, the core sheet to be manufactured is the same. Manufacturing is not complicated.
本発明のロータコアとその製造方法ついて図面を用いて説明する。ロータコアは回転電機に用いられるものである。回転電機は、従来と同様に、圧縮機などに適用できる。複数の実施例の説明において、一の実施例で説明した内容と同一内容について他の実施例では説明を省略する場合がある。 The rotor core and the manufacturing method thereof according to the present invention will be described with reference to the drawings. The rotor core is used for a rotating electrical machine. The rotating electrical machine can be applied to a compressor or the like, as in the past. In the description of a plurality of embodiments, the same content as that described in one embodiment may be omitted in other embodiments.
図1に示す本発明のロータコア10は、コアシート12を積層したものである。コアシート12は、軟磁性体の電磁鋼板から形成された板体である。電磁鋼板の材料は、鉄の重量に対して約4%のケイ素を添加したものが挙げられ、ケイ素の添加量は適宜変更される。電磁鋼板の厚みは、約0.2〜1mmであり、好ましくは約0.35〜0.5mmである。
The
電磁鋼板を打ち抜き加工することによって、所望形状のコアシート12が形成される。打ち抜き加工によって、磁石孔14a,14b、凹部16a,16b、回転軸用の穴18、固定部材の軸部用の穴20も形成する。コアシート12の形状は、円盤形状に、上記の各部分が形成された形状になっている。磁石孔14a,14bと凹部16bは同時に形成されることが好ましい。
A
コアシート12の表面には絶縁材料がコーティングされている(図示省略)。コアシート12を積層したときに、コアシート12同士を短絡しないようにして、渦電流の増加を防止する。その他、絶縁材料によって、耐食性、耐熱性、すべり性、コアシート12との密着性、打抜き性、溶接性、皮膜柔軟性などの各種特性を有するものが好ましい。絶縁材料としては、有機系材料や無機系材料などの絶縁材料が挙げられる。その一例として、フォルステライトの下地層にリン酸塩の層を積層したものが挙げられる。
The surface of the
コアシート12には磁石孔14a,14bが形成されている。磁石孔14a,14bの数だけ、ロータコア10に磁極が形成される。図1では4つの磁石孔14a,14bが形成されているため、4つの磁極が形成される。
Magnet holes 14 a and 14 b are formed in the
図1の磁石孔14a,14bの形状は、円弧になった帯状である。磁石孔14a,14bは、回転軸用の穴18の中心に対して対称となる位置に形成されている。また、コアシート12に形成された磁石孔14a,14bの形状は同一である。コアシート12を回転させて積層しても磁石孔14a,14bを一致させることができる。コアシート12を積層したときに、磁石孔14a,14bの位置を一致させる。ロータコア10はコアシート12の積層方向に磁石孔14a,14bで貫かれる。
The shape of the magnet holes 14a and 14b in FIG. 1 is a belt-like belt shape. The magnet holes 14a and 14b are formed at positions symmetrical with respect to the center of the
磁石孔14a,14bに埋設される磁石は、磁石孔14a,14bに磁石材料を射出成形し、磁化させることによって磁石を埋設する。また、磁石孔14a,14bと同形状の永久磁石を磁石孔に埋設し、ロータコア10の上下に端板を配置し、磁石が抜けないようにしても良い。永久磁石の代わりに、金型に磁石材料を射出成形し、磁化させたボンド磁石または焼結磁石を別途製造しても良い。
Magnets embedded in the magnet holes 14a and 14b are embedded in the magnet holes 14a and 14b by injection molding and magnetizing the magnet material. Further, permanent magnets having the same shape as the magnet holes 14a and 14b may be embedded in the magnet holes, and end plates may be disposed above and below the
磁石孔14a,14bには磁石が埋設されず、ステータコアで発生される磁束によるリラクタンストルクで回転するロータコアであっても良い。 A magnet may not be embedded in the magnet holes 14a and 14b, but may be a rotor core that rotates with reluctance torque caused by magnetic flux generated in the stator core.
コアシート12が複数に分割されないように、磁石孔14a,14bの端部とコアシート12の外周の間がブリッジ22a,22bになっている。ブリッジ22a,22bによって、コアシート12における磁石孔14a,14bよりも外方部分と内方部分が繋がり、コアシート12が一体になっている。
各ブリッジ22a,22bは凹部16a,16bを備える。各ブリッジ22a,22bには2つの凹部16a,16bを備え、第1凹部16aと第2凹部16bとする。第1凹部16aと第2凹部16bは周方向に並んでいるが、開口の位置が異なる。第1凹部16aはコアシート12の外周部分に開口を有し、第2凹部16bは磁石孔14a,14bの端部に開口を有する。ブリッジ22a,22bにおける凹部16a,16b以外の部分を非凹部24とする。非凹部24の幅は、コアシート12(電磁鋼板)の厚みとほぼ同じくらいにして、非凹部24の強度を確保する。各凹部16a,16bの形状は方形になっているが、他の形状であっても良い。
Each
各ブリッジ22a,22bにおける第1凹部16aと第2凹部16bの位置関係は2種類である。ロータコア12の外周の右回りに、第1凹部16a、第2凹部16bの順番に配置される場合、または第2凹部16b、第1凹部16aの順番に配置される場合である。第1凹部16a、第2凹部16bの順番に配置されるブリッジを第1ブリッジ22a、第2凹部16b、第1凹部16aの順番に配置されるブリッジを第2ブリッジ22bとする。
There are two types of positional relationships between the
各磁石孔14a,14bの端部で第1凹部16aと第2凹部16bの位置関係が異なる。図1のコアシート12は、磁石孔14a,14bの一方の端部が第1ブリッジ22aになっており、他方の端部が第2ブリッジ22bになっている。また、ロータコア12の外周の右回りに、第1ブリッジ22a、第2ブリッジ22bの順番に設けられた磁石孔を第1磁石孔14a、第2ブリッジ22b、第1ブリッジ22aの順番に設けられた磁石孔を第2磁石孔14bとする。図1のコアシート12は、ロータコア12の外周の右回りに、第1磁石孔14aと第2磁石孔14bが交互に配置されている。
The positional relationship between the
第1凹部16aと第2凹部16bの位置関係の組み合わせによって、コアシート12を積層してロータコア10を形成したときに、第1凹部16aと非凹部24が順番に積層される。たとえば、図2(b)と(d)は、図2(a)のコアシート12を回転させた状態である。図2の(a)、(b)、(c)、(d)の状態のコアシート12をその順番で積層する。
When the
また、ロータコア12の外周部分において、非凹部24同士が重なって積層されないようにする。そのため、第1凹部16aの開口の周方向の長さが、ブリッジ22a,22bの周方向において、半分の長さまたはそれ以上になるようにする。第1凹部16aと第2凹部16bは大きさが異なり、ブリッジ22a,22bの中心に対して非対称になる。第1凹部16aの開口が第2凹部16bの開口よりも大きくなっている。なお、第2凹部16bと非凹部24も順番に積層される。
Further, in the outer peripheral portion of the
図3のように、第1凹部16aの奥26において、非凹部24の一部同士が重ねられてもいいし、重ねられなくても良い。非凹部24の一部同士が重ねられた場合、磁石材料を射出成形するときに磁石材料が漏れ出すことはない。また、隙間があっても、磁石材料の粘性などによっては漏れ出さない。なお、磁石材料を射出成形するとき、磁石材料の粘性や第2凹部16bの大きさなどによっては、第2凹部16bに磁石材料が流れて磁石が形成される場合がある。
As shown in FIG. 3, in the
ブリッジ22a,22bの非凹部24は、熱処理によって非磁性化されている。非磁性化されているのは、コアシート12における外周部分にある非凹部24である。コアシート12の外周から第2凹部16bまでが非磁性化されることにより、コアシート12の外周から磁石孔14a,14bまでフラックスバリアを形成したことと同じになる。すなわち、ブリッジ22a,22bがフラックスバリアと同等になって、磁束が通りにくくなる。
The
非磁性化には、距離減衰性を有する加熱手段を使用する。たとえば、レーザー照射装置28を用いる。レーザー30の焦点がブリッジ22a,22bの外周部分になるようにする。ブリッジ22a,22bの外周部分から離れるにしたがって、加熱されにくくなる。ブリッジ22a,22bが非磁性化されることによって、ブリッジ22a,22bを通過する磁束を減少させることができる。
For demagnetization, a heating means having distance attenuation is used. For example, a
ロータコア10には、回転軸用の穴18に回転軸がはめ込まれて固定される。コアシート12の中心に円形の回転軸用の穴18が形成されているため、コアシート12を回転させて積層しても、回転軸用の穴18の位置は変わらない。ロータコア10に回転軸用の穴18が一直線に貫かれることになるため、回転軸をはめ込んで固定することができる。
In the
固定部材の軸部用の穴20に固定部材の軸部が配置される。固定部材としては、リベット、ボルトとナットなどの軸部と頭部を有する締結部材である。コアシート12を積層したときに、軸部用の穴20の位置が一致する。固定部材によって、コアシート12同士が固定される。また、コアシート12にカシメを形成し、カシメによってもコアシート12同士を固定する。
The shaft portion of the fixing member is disposed in the
ロータコア10に磁石を埋設して、回転軸や固定部材を取り付けることによって、ロータとなる。ロータは、コイルを備えた環状のステータの内方に配置され、ロータとステータによって回転電機が構成される。
A rotor is formed by embedding a magnet in the
次にロータコア10の製造方法について説明する。(1)軟磁性体の電磁鋼板を準備する。電磁鋼板の表面は、絶縁材料でコーティングされている。
Next, a method for manufacturing the
(2)電磁鋼板を金型で打ち抜き加工し、所定形状のコアシート12を形成する。第1凹部16aを含むコアシート12の外形、磁石孔14a,14b、第2凹部16b、回転軸用の穴18、固定部材の軸部用の穴20などを形成する順番は任意である。また、同時に複数の部分を形成しても良い。打ち抜き加工によって、コアシート12の断面は絶縁材料のコーティングが無い。コアシート12を形成するとき、コアシート12にカシメも形成する。
(2) The magnetic steel sheet is punched with a mold to form a
(3)所定枚数のコアシート12を積層する。積層するとき、磁石孔14a,14b、回転軸用の穴18および固定部材の軸部用の穴20が一致するようにする。また、積層方向に第1凹部16aと非凹部24が交互に並ぶようにする。そのため、コアシート12を周方向に回転させて積層する。
(3) A predetermined number of
たとえば、図1と図2のコアシート10の場合、第1磁石孔14aと第2磁石孔14bが周方向に交互に形成されている。全てのコアシート12が同一方向を向いている場合に、コアシート12を回転させて積層する。第1ブリッジ22aと第2ブリッジ22bが交互に積層されることになり、第1凹部14aと非凹部24が交互に積層される。
For example, in the case of the
上記のように積層するために、積層前の全てのコアシート10が、図2(a)の方向を向いているとする。図2(a)から(d)の順番で積層する際、図2(b)と(d)のようにコアシート12を90°回転させると、第1凹部16aと非凹部24とが交互に並ぶように積層される。すなわち、積層前に全てのコアシート12が同じ方向を向いており、コアシート12の回転と非回転を交互におこなって、コアシート12を積層する。回転させたとき、ある磁石孔14a,14bが周方向に隣り合う磁石孔14a,14bの位置に来るようにする。
In order to laminate as described above, it is assumed that all
(4)積層されたコアシート12のブリッジ22a,22bの非凹部24を距離減衰性の加熱装置で熱処理し、ブリッジ22a,22bの非凹部24を非磁性化する。図3のように、熱処理はレーザー照射装置28を使用しておこなう。レンズなどを使用して、レーザー30の焦点が、コアシート12の外周における非凹部24になるようにする。コアシート12の非凹部24の表面が加熱され、熱が伝わる。非磁性化するための非凹部24の温度は、たとえば約800℃以上、好ましくは約1200℃以上になるようにする。
(4) The
第1凹部16a以外の部分はレーザー30の焦点が合わない。レーザー30の焦点から離れるにしたがって加熱するためのエネルギーも減衰されることになる。
Parts other than the
レーザー照射装置28は、コアシート12の積層方向に移動するようにする。レーザー照射装置28と積層されたコアシート12の相対的な位置が移動すればよいので、積層されたコアシート12が移動したり、両方が移動しても良い。各ブリッジ22a,22bに対するレーザー照射の回数は限定されない。レーザー照射装置28を複数回往復させても良い。
The
積層方向に並んだ1列のブリッジ22a,22bに対してレーザー照射が終了すると、レーザー照射装置28に対して積層されたコアシート12を相対的に回転させて、他のブリッジ22a,22bにレーザー照射をおこなう。たとえば、図4のように直線状の位置32をレーザー30の焦点が移動し、非磁性化される。
When laser irradiation is completed with respect to one row of
なお、レーザー照射装置28は1台に限定されず、複数のレーザー照射装置28から同時に複数の非凹部24にレーザー照射しても良い。
The number of
第1凹部16aと非凹部24が順番に重ねられているため、非凹部24の表面をコーティングする絶縁材料が溶融してもコアシート12間を短絡することがない。渦電流の増加を防ぐことができる。また、第1凹部16aの奥26にはレーザー30が届いても焦点が合っていないため、第1凹部16aの奥26を加熱することはない。したがって、ブリッジ22a,22bの一部が非磁性化され、磁束が通りにくくなり、ロータの回転に悪影響を与える磁束を低減させることができる。
Since the 1st recessed
磁石孔14a,14bに磁石を埋設する前に、上記(4)の熱処理を完了させる。熱によって磁石の劣化を防止するためである。 Before the magnets are embedded in the magnet holes 14a and 14b, the heat treatment (4) is completed. This is to prevent the magnet from being deteriorated by heat.
以上のように、本発明はコアシート12間を短絡せずにブリッジ22a,22bを非磁性化することができる。ブリッジ22a,22bは、凹部16a,16bと非磁性化された非凹部24で構成され、磁石孔14a,14bの端部からコアシート12の外周までフラックスバリアを形成したことと同じになる。ブリッジ22a,22bの磁束を低減させ、コアシート12間の磁束を発生させない。回転電機におけるロータの回転性能を高めることができる。
As described above, according to the present invention, the
また、ブリッジ22a,22bの非凹部24を非磁性化するとき、非凹部24と第1凹部16aとが順番に並んでいるため、絶縁材料が溶融してもコアシート12間で短絡しない。ブリッジ22a,22bの外周部分の温度が最高になるが、離れるにしたがって、温度が小さくなる。ブリッジ22a,22bの非凹部24以外の絶縁材料を溶融させにくくなっている。ブリッジ22a,22b以外の部分でも、コアシート12間の絶縁を保つことができる。
Further, when the non-recesses 24 of the
さらに、積層されるコアシート12は全て同一形状であり、同一の金型で電磁鋼板を打ち抜き加工することができる。そのため、コアシート12の製造は従来と同じであり、複雑になることはない。コアシート12の積層するとき、コアシート12を回転する工程が増えるだけであり、従来に比べてそれほど複雑になることはない。
Furthermore, the
実施例1では、コアシート12の回転の有無があったが、第1凹部16aと非凹部24が順番になるためには、その方法に限定されない。実施例1のようにコアシート12を掴んで回転させるのではなく、積層時にコアシート12の受け台を回転させる方法がある。全てのコアシート12が図2(a)の方向を向いているとする。コアシート12を積層するたびに受け台を回転させる。積層するコアシート12と積層されたコアシート12が、相対的に回転され、図1(b)のように積層される。
In Example 1, although there was the presence or absence of rotation of the
また、積層前のコアシート12は全て同じ方向を向いていることを前提としたが、積層するときの方向になっていてもよい。たとえば電磁鋼板からコアシート12を形成するとき、金型で1枚のコアシート12を打ち抜くごとに金型を回転させる。コアシート12を打ち抜いたときに、図2のようにコアシート12が回転した状態になる。積層時にコアシート12を回転させる必要はない。
In addition, it is assumed that the
以上のように、コアシート12を積層するまでに、最後に積層されたコアシート12に対して次に積層されるコアシート12を周方向に相対的に回転させる。図1(b)のように第1凹部16aと非凹部24を積層方向に順番に並べることができる。なお、最初のコアシート12は、残りのコアシート12の回転をおこなうために、基準となる方向に向けて所定位置に配置する。
As described above, until the
実施例1は同一のコアシート12を回転させて積層したが、コアシート12を裏返して積層する構成であっても良い。たとえば図5のロータコア10のコアシート12のように、各ブリッジ22bにおいて第1凹部16aと第2凹部16bの位置関係が一致するとする。図5のコアシート12は、各磁石孔14cの端部に図1の第2ブリッジ22bが形成されているが、第1ブリッジ22aのみであっても良い。
In Example 1, the
実施例1と同様に、コアシート12を積層したときに、ブリッジ22bの第1凹部16aと非凹部24が交互になるように積層する。そのために、積層前のコアシート12が同一方向を向いており、そのままコアシート12を積層する場合とコアシート12を裏返して積層する場合を交互におこなう。なお、磁石孔14cなどが一致するように積層されるのは実施例1と同一である。
Similarly to Example 1, when the
たとえば、図6(a),(b),(c),(d)の順番でコアシート12が積層されるとする。図6(a)がコアシート12の表とすれば、図6(b)と(d)のときにコアシート12が裏返されて積層される。コアシート12の一面同士および他面同士が接するように積層される。
For example, it is assumed that the
実施例1と同様に積層方向に第1凹部16aと非凹部24が順番に積層される。ブリッジ22bの非凹部24に熱処理をおこなったとき、隣り合うコアシート12間で短絡が生じず、コアシート12間で渦電流が生じない。全てのコアシート12は同一形状であるため、同一の金型で製造することができ、従来に比べて製造が複雑になることはない。
Similar to the first embodiment, the
上記の各実施例は、磁石孔14a,14b,14cが円弧の帯状であったが、円弧の帯状の磁石孔14a,14b,14cを有するコアシート12に限定されない。図7のように直線状の磁石孔14dであっても良い。磁石孔の両端からコアシート12の外周に向かってフラックスバリア34が形成されている。フラックスバリア34の端部とコアシート12の外周との間にブリッジ22が形成されている。ブリッジ22に、上記の実施例と同様の第1凹部16aおよび第2凹部16bを設ける。
In each of the above-described embodiments, the
コアシート12の積層は、上記の実施例と同様にコアシート12を回転させながらおこなう場合とコアシート12を裏返す場合とがある。いずれの方法によって、第1凹部16aと非凹部24が交互に積層される。
The lamination of the
レーザー照射は、積層方向に対して垂直方向からおこなう場合に限定されない。図8のように、積層方向に対して斜方向からレーザー30を照射する。レーザー30の焦点は、コアシート12の外周における非凹部24に合わせられる。レーザー30の方向が積層方向に近づくにつれて、第1凹部16aの奥26までレーザー30が届きにくくなる。
Laser irradiation is not limited to the case where the irradiation is performed from a direction perpendicular to the stacking direction. As shown in FIG. 8, the
たとえば図8(c)のように、コアシート12の厚みをt、第1凹部16aの開口から奥26までの長さをd、レーザー30の角度をθとする。なお、レーザー30の角度を決めるとき、レーザー30が積層方向の斜め上から照射されるとして、コアシート12よりも外方部分において、積層方向の垂直方向に対するレーザー30の下部分30aの角度をレーザー30の角度とする。tanθ>t/dであれば、レーザー30が非凹部24に遮光され、第1凹部16aの奥26まで届かない。第1凹部16aの奥26を形成する非凹部24を加熱しにくい。このように、レーザー30の方向を斜めにして、焦点を合わせる非凹部24で遮光することが好ましい。レーザー30を積層方向の斜め下から照射する場合、レーザー30の下部分30aが上部分30bに変更される。
For example, as shown in FIG. 8C, the thickness of the
距離減衰性の加熱装置としてレーザー照射装置28を使用したが、他の装置であっても良い。たとえば、図9(a)のようにコイル36を利用した電磁加熱をおこなう装置であっても良い。コイル36に電流を流すことによってコイル36の周囲に磁束が生じる。この磁束によってコアシート12に渦電流を流し、コアシート12を加熱する。このとき、磁束はコイル12から離れるにしたがって減衰する。したがって、コイル12を非凹部24に対向させることによって、非凹部24のみを加熱し、他の部分の温度上昇を抑えることが可能である。図9(b)のように、直線状の位置38をコイル12が移動し、非凹部24のみを加熱する。
Although the
さらに加熱装置として、TIG(Tungsten Inert Gas)溶接、プラズマアーク溶接、電子ビームなどを利用する加熱であっても良い。 Furthermore, heating using TIG (Tungsten Inert Gas) welding, plasma arc welding, electron beam, or the like may be used as a heating device.
1つの磁極に1つの磁石孔14a,14bを有するコアシート12を用いたが、複数の磁石孔14a,14bで1つの磁極を形成するコアシート12であっても良い。たとえば図10のコアシート12は、3つの磁石孔14a,14bで1つの磁極を形成している。各磁石孔14a,14bに対して各凹部16a,16bを設けている。
Although the
また、1枚のコアシート12の磁石孔14a,14b,14cは4つに限定されず、他の数であっても良い。N極とS極を同数にするため、磁石孔14a,14b,14cは偶数である。たとえば、図11のように6つの磁石孔14e,14fを有するコアシート12が挙げられる。6つの磁石孔14e,14fであっても、各ブリッジ22a,22bに第1凹部16aと第2凹部16bを有する。コアシート12を積層させるとき、回転させたり、裏返したりして積層し、第1凹部16aと非凹部24とが順番に積層されるようにする。
Further, the number of
積層前のコアシート12を最後に積層したコアシート12に対して相対的に回転させる際、図11の6つの磁石孔14e,14fを有する場合の回転角度は60°である。また、上記の実施例1のように磁石孔14a,14b,14cが4つの場合のコアシート12の相対的な回転角度は90°である。図10のように複数の磁石孔14a,14bで1磁極を形成することを考慮すると、一般に、360°をロータを形成したときの磁極数で割り算した値が相対的に回転させる角度となる。この角度は磁極ピッチと一致するため、コアシート12を相対的に回転させるときに、磁極ピッチで相対的に回転させることになる。
When the
インナーロータのロータコア10について説明したが、アウターロータのロータコアに本発明を適用することができる。ロータコアの磁石孔の端部から内周面に向かってフラックスバリアが形成されている。フラックスバリアの端部とロータコアの内周面との間がブリッジになっており、ブリッジに第1凹部および第2凹部を形成する。他の実施例と同様に、第1凹部と非凹部が順番に積層されるようにする。
Although the
上記の各実施例は第1凹部16aと非凹部24が積層方向に交互に並んでいたが、第1凹部16aが複数並んだり、非凹部24が複数並んだりしても良い。非凹部24が複数並ぶことによって、その間のコアシート12では渦電流が流れるが、途中に第1凹部16aがあるため、渦電流が大きくなりすぎることはない。
In each of the above embodiments, the
その他、本発明は、その主旨を逸脱しない範囲で当業者の知識に基づき種々の改良、修正、変更を加えた態様で実施できるものである。各実施例は独立的または排他的な実施例ではなく、種々の実施例の全部または一部を適宜組み合わせて実施しても良い。 In addition, the present invention can be carried out in a mode in which various improvements, modifications, and changes are added based on the knowledge of those skilled in the art without departing from the spirit of the present invention. Each embodiment is not an independent or exclusive embodiment, and may be implemented by appropriately combining all or a part of various embodiments.
10:ロータコア
12:コアシート
14a,14b,14c,14e,14f:磁石孔
16a,16b:凹部
18:回転軸用の穴
20:固定部材の軸部用の穴
22a,22b:ブリッジ
24:非凹部
26:第1凹部の奥
28:レーザー照射装置
30:レーザー
32:レーザー照射装置の移動する位置
34:フラックスバリア
36:コイル
38:コイルの移動する位置
10: Rotor core 12:
Claims (13)
前記コアシートにおいて、磁石孔の端部とコアシートの外周との間に形成されたブリッジと、
前記ブリッジに形成された凹部と、
を備え、
前記コアシートの積層方向において、磁石孔に対する凹部の位置が異なり、
前記ブリッジが熱処理によって非磁性化されている
ロータコア。 A rotor core made of an electromagnetic steel plate and laminated with a core sheet in which magnet holes are formed,
In the core sheet, a bridge formed between the end of the magnet hole and the outer periphery of the core sheet,
A recess formed in the bridge;
With
In the stacking direction of the core sheet, the position of the recess with respect to the magnet hole is different,
A rotor core in which the bridge is demagnetized by heat treatment.
前記電磁鋼板から磁石孔を有するコアシートを形成するステップと、
前記コアシートを積層するステップと、
を備えたロータコアの製造方法であって、
前記コアシートを形成するステップにおいて、磁石孔の端部とコアシートの外周との間のブリッジおよび該ブリッジに凹部を形成し、
前記積層するステップにおいて、コアシートの積層方向において、磁石孔に対する凹部の位置が異ならせ、
前記積層するステップの後に、ブリッジに対して距離減衰性を有する加熱手段によって熱処理をおこなって非磁性化するステップを備えた
ロータコアの製造方法。 Preparing a magnetic steel sheet;
Forming a core sheet having magnet holes from the electromagnetic steel sheet;
Laminating the core sheet;
A rotor core manufacturing method comprising:
In the step of forming the core sheet, a bridge between the end of the magnet hole and the outer periphery of the core sheet and a recess in the bridge are formed,
In the laminating step, in the laminating direction of the core sheet, the position of the recess with respect to the magnet hole is changed,
A method for manufacturing a rotor core, comprising a step of demagnetizing the bridge by performing a heat treatment with a heating unit having distance attenuation on the bridge after the laminating step.
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- 2012-09-24 JP JP2012209115A patent/JP2014064422A/en active Pending
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