JP2014183663A - Rotor for rotary electric machine - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、回転電機のロータに関する。 The present invention relates to a rotor of a rotating electrical machine.
従来、回転電機に使用されるロータにおいては、電磁鋼板が多数積層されたロータコアに複数の磁石挿入孔が設けられ、各磁石挿入孔にそれぞれ永久磁石が挿入されるものが知られている(例えば特許文献1参照)。 Conventionally, a rotor used in a rotating electrical machine is known in which a plurality of magnet insertion holes are provided in a rotor core in which a large number of electromagnetic steel plates are laminated, and permanent magnets are inserted into the respective magnet insertion holes (for example, Patent Document 1).
例えば、特許文献1に記載のロータ110では、図9に示すように、ロータコア120に、永久磁石121を収納する磁石挿入孔122が設けられ、永久磁石121は、磁石挿入孔122に収納されて、充填材としての樹脂129で固定される。また、磁石挿入孔122の回転軸側の内壁面には、樹脂129が注入される断面略半円形の注入溝126が回転軸に沿って形成され、端板130aには、注入溝126に繋がる略円形の注入孔131が形成され、この注入孔131に注入ノズル140が接続されて、樹脂129が注入される。
For example, in the
また、磁石挿入孔122と永久磁石121の周方向端面との間には、空隙127が形成されており、注入溝126と空隙127とは、磁石挿入孔122の内面と永久磁石121の外面との間の隙間128a、128bを介して接続されて、樹脂129の流動経路128が形成されている。さらに、ロータコア120や端板130aには、外周溝125、135が形成されており、注入溝131が形成された端板130aには、空隙127と外周溝125、135を連通するエア抜き溝134が形成されている。
An
ところで、ロータ110においては、図10(a)に示すように、樹脂129を注入する際、磁石挿入孔122と永久磁石121の周方向端面との間に形成された空隙127には、樹脂129が回り込みにくい場合があり、該空隙127に樹脂129が充填されないままエア抜き溝134に樹脂129が充填されてしまう場合がある。
このように空隙127に樹脂129が充填されていない空間Aが形成されている場合には、図10(b)に示すように、樹脂硬化のための加熱時において気泡が膨張する。その結果、図10(c)に示すように、樹脂129が注入口131から噴出してしまい、図10(d)に示すように、端板130aの表面に樹脂129が付着してコンタミとなり、端板130aの表面に付着した樹脂129がロータ110の外部に抜け出てしまう可能性がある。このように剥離した樹脂129が、ロータとステータとの間のエアギャップに入り込んだ場合、ロータ或はステータが損傷する可能性がある。
By the way, in the
When the space A in which the
本発明は、前述した問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、比較的簡単な構成で、磁石固定用の充填材がロータ外部へ放出されるのを抑制することができる回転電機のロータを提供することにある。 The present invention has been made in view of the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a rotating electrical machine that can suppress the release of a magnet fixing filler to the outside of the rotor with a relatively simple configuration. Is to provide a rotor.
前述した目的を達成するために、請求項1に係る発明は、
複数の磁石挿入孔(例えば、後述する実施形態における磁石挿入孔25)が形成されたロータコア(例えば、後述する実施形態におけるロータコア20)と、
前記複数の磁石挿入孔にそれぞれ挿入される複数の永久磁石(例えば、後述する実施形態における永久磁石30)と、
前記永久磁石が挿入された前記磁石挿入孔に充填される充填材(例えば、後述する実施形態における充填材F)と、
前記ロータコアの軸方向両側の端面をそれぞれ覆う第1の端板及び第2の端板(例えば、後述する実施形態における第1の端板40、第2の端板41)と、
を備える回転電機のロータ(例えば、後述する実施形態における回転電機のロータ10)であって、
前記第1の端板には、前記磁石挿入孔と前記ロータの外側とを連通する前記充填材の注入口(例えば、後述する実施形態における注入口42)が前記磁石挿入孔の内周側又は外周側と回転軸方向に重なる位置に形成され、
前記磁石挿入孔と前記永久磁石の周方向端面(例えば、後述する実施形態における周方向端面30c)との間には、空隙(例えば、後述する実施形態における空隙28)が形成されており、
前記第2の端板には、前記空隙と前記ロータの外部とを連通する連通路(例えば、後述する実施形態における連通路45)が形成されることを特徴とする。
In order to achieve the above-mentioned object, the invention according to
A rotor core (for example, a
A plurality of permanent magnets inserted into the plurality of magnet insertion holes, respectively (for example,
A filler (for example, a filler F in an embodiment to be described later) filled in the magnet insertion hole in which the permanent magnet is inserted;
A first end plate and a second end plate (for example, a
A rotor of a rotating electrical machine (e.g., a
The first end plate has an injection port for the filler (for example, an
A gap (for example, a
The second end plate is formed with a communication path (for example, a
請求項2に係る発明は、請求項1の構成に加えて、
前記連通路は、前記空隙を画成する前記磁石挿入孔において、前記注入口と径方向において反対側に位置することを特徴とする。
In addition to the configuration of
The communication path is located on the opposite side in the radial direction from the injection port in the magnet insertion hole defining the gap.
請求項3に係る発明は、請求項1または2の構成に加えて、
前記ロータコアは、前記ロータコアの外周面から内径側に向かってそれぞれ凹む複数の外周溝(例えば、後述する実施形態における外周溝27)を備え、
前記連通路は、前記第2の端板に前記円周方向に延びる溝部(例えば、後述する実施形態における溝部46)を形成することによって、前記空隙と前記外周溝とを連通するように構成されることを特徴とする。
In addition to the configuration of
The rotor core includes a plurality of outer peripheral grooves (for example, outer
The communication path is configured to communicate the gap and the outer circumferential groove by forming a groove portion (for example, a
請求項4に係る発明は、請求項3の構成に加えて、
前記溝部は、円周方向一方側から円周方向他方側に向かって延びる複数の直線状溝部(例えば、後述する実施形態における直線状溝部46a、46b)によって構成されていることを特徴とする。
In addition to the configuration of claim 3, the invention according to claim 4
The groove portion is constituted by a plurality of linear groove portions (for example,
請求項5に係る発明は、請求項4の構成に加えて、
前記円周方向において隣接する前記直線状溝部同士は、径方向から見て、互いの一部がオーバーラップするように構成されており、
任意の円周方向位置に対して前記複数の直線状溝部のいずれかが位置するように構成されていることを特徴とする。
The invention according to claim 5 includes, in addition to the configuration of claim 4,
The linear groove portions adjacent to each other in the circumferential direction are configured such that a part of each other overlaps when viewed from the radial direction,
Any one of the plurality of linear grooves is positioned with respect to an arbitrary circumferential position.
請求項6に係る発明は、請求項3の構成に加えて、
前記溝部は、前記第2の端板の全周に亘って円環状に形成されることを特徴とする。
In addition to the configuration of claim 3, the invention according to claim 6
The groove is formed in an annular shape over the entire circumference of the second end plate.
請求項1の発明によれば、磁石挿入孔と永久磁石の周方向端面との間に形成された空隙と、ロータの外部とを連通する連通路が第2の端板に設けられるので、該空隙において第2の端板側に充填剤が充填されていない空間(気泡)が形成される場合であっても、加熱時に連通路を通じて気泡(空気)を逃がすことができる。
したがって、樹脂硬化のための加熱時において気泡が膨張して、注入口から充填剤が噴出してしまうことを抑制することができ、端板の表面に充填剤が付着してコンタミとなってしまうのを抑制することができる。
According to the first aspect of the present invention, the second end plate is provided with a communication path that communicates the gap formed between the magnet insertion hole and the circumferential end surface of the permanent magnet and the outside of the rotor. Even in the case where a space (bubbles) that is not filled with the filler is formed on the second end plate side in the gap, the bubbles (air) can escape through the communication path during heating.
Accordingly, it is possible to prevent bubbles from expanding and blowing out the filler from the injection port during heating for resin curing, and the filler adheres to the surface of the end plate and becomes contaminated. Can be suppressed.
請求項2の発明によれば、充填剤が入り込みにくい位置で、ロータの外部と空隙とを連通させるので、連通路が充填剤によって塞がれてしまうのを抑制することができ、また、空隙に気泡が発生した場合には、発生した気泡をロータの外部に確実に逃がすことができる。 According to the invention of claim 2, since the outside of the rotor is communicated with the gap at a position where the filler is difficult to enter, the communication path can be prevented from being blocked by the filler, and the gap When air bubbles are generated in the rotor, the generated air bubbles can be surely released to the outside of the rotor.
請求項3の発明によれば、第2の端板に溝部を形成することによって連通路を形成することができ、連通路の形成を容易に行うことができる。 According to invention of Claim 3, a communicating path can be formed by forming a groove part in a 2nd end plate, and formation of a communicating path can be performed easily.
請求項4の発明によれば、溝部が複数の直線状溝部によって構成されるので、溝部を容易に加工することができ、製造コストの増加を抑制することができる。 According to invention of Claim 4, since a groove part is comprised by several linear groove part, a groove part can be processed easily and the increase in manufacturing cost can be suppressed.
請求項5の発明によれば、第2の端板を位相決めすることなく、外周溝と溝部とを連通させることができ、ロータの組み付けを容易に行うことができる。 According to the invention of claim 5, the outer peripheral groove and the groove portion can be communicated with each other without phasing the second end plate, and the rotor can be assembled easily.
請求項6の発明によれば、第2の端板を位相決めすることなく、外周溝と溝部とを連通させることができ、ロータの組み付けを容易に行うことができる。 According to the invention of claim 6, the outer peripheral groove and the groove portion can be communicated with each other without phasing the second end plate, and the rotor can be assembled easily.
以下、本発明の一実施形態に係る回転電機のロータを図1及び図2を参照して詳細に説明する。 Hereinafter, a rotor of a rotating electrical machine according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIGS. 1 and 2.
図1及び図2に示すように、本実施形態の回転電機のロータ10は、略円筒状の回転軸11と、回転軸11の外周側に取り付けられるロータコア20と、ロータコア20に取り付けられる複数の永久磁石30を備え、不図示のステータの内側に配置されている。
As shown in FIGS. 1 and 2, the
ロータコア20は、同一形状の円板上の電磁鋼板(例えば、ケイ素鋼板)21を多数積層して形成されている(図2参照)。また、ロータコア20には、円周方向に亘って複数の磁石挿入孔25が設けられており、一対の磁石挿入孔25毎に所定の間隔で配置されている。磁石挿入孔25は、軸方向から見たときに略長方形状に形成されており、一対の磁石挿入孔25が、これらの間に径方向に延びるセンターリブ26を形成するように、センターリブ26に対して線対称に配置されている(図3参照)。
The
各永久磁石30は、一対の磁石挿入孔25毎に磁極の向きを変えながら、各磁石挿入孔25にそれぞれ挿入されており、例えば、2つの永久磁石30aでは、外周側がN極とすると、隣接する2つの永久磁石30bでは、外周側がS極となる。なお、本実施形態では、図2に示すように、各磁石挿入孔25には、4つの永久磁石30が軸方向に並んで配置されている。
Each
また、磁石挿入孔25は、その内径側壁面の中央部分に、断面略半円形の注入溝25aを有しており、この注入溝25aから永久磁石30が挿入された磁石挿入孔25に充填材Fが充填される。
The
さらに、ロータコア20の外周面には、一対の磁石挿入孔25の周方向両側に、内径側に向かってそれぞれ凹む一対の外周溝27が設けられている。また、磁石挿入孔25と永久磁石30の周方向端面30cとの間には、空隙28が形成されている。従って、外周溝27と空隙28とを仕切るロータコア20の部分は、リブ状に形成されている。
Furthermore, a pair of outer
また、図2に示すように、ロータコア20の軸方向両端部には、その軸方向端面を覆う第1及び第2の端板40,41が取り付けられている。ロータコア20は、第2の端板41を回転軸11に取り付けた後、電磁鋼板21を積層して回転軸11に圧入することで形成される。そして、ロータコア20の磁石挿入孔25に永久磁石30を挿入し、第1の端板40を回転軸11に取り付けた後、回転軸11に固定部材としてのカラー部材50が圧入される。これにより、カラー部材50は、第1及び第2の端板40、41をロータコア20とともに軸方向に挟み込み、第1及び第2の端板40,41及びロータコア20には、カラー部材50によって軸方向荷重が与えられている。
As shown in FIG. 2, first and
第1の端板40には、図2及び図3に示すように、回転軸方向から見て、注入溝25aと部分的に重なる位置で、複数の磁石挿入孔25の注入溝25aとロータ10の外側とを回転軸方向に連通する複数の注入口42が、磁石挿入孔25と同数形成されている。
なお、本実施形態では、注入口42は、磁石挿入孔25の内周側に設けられた注入溝25aに対応して設けられているが、注入溝が磁石挿入孔25の外周側に設けられている場合には、該注入溝と部分的に重なる位置に形成されてもよい。
As shown in FIGS. 2 and 3, the
In the present embodiment, the
第1の端板40の外周面には、ロータコア20の外周溝27と対応する位置に、複数の外周溝43が形成されている。また、第1の端板40のロータコア20と対向する面には、この外周溝43と空隙28とを連通する程度の長さを有するエア抜き溝44が形成されている。
A plurality of outer
一方、第2の端板41は、図4に示すように、円形形状の外周面を有してリング状に形成されている。また、第2の端板41には、空隙28とロータコア20の外周溝27とを連通する連通路45を構成する、円周方向に延びる溝部46が形成される。
On the other hand, as shown in FIG. 4, the
溝部46は、図5にも示すように、円周方向一方側から円周方向他方側に向かって延びる複数の直線状溝部46a、46bによって構成されている。また、円周方向において隣接する直線状溝部46a、46b同士は、径方向から見て、互いの一部がオーバーラップするように構成されている。これにより、任意の円周方向位置に対して複数の直線状溝部46a、46bのいずれかが位置するように構成されている。
As shown in FIG. 5, the
図4に示すように、本実施形態では、隣接する直線状溝部46a、46bの互いに平行な内径側端部同士がオーバーラップする円周方向長さLAは、センターリブ26の円周方向長さL1よりも長く、隣接する直線状溝部46a、46bの外径側端部同士がオーバーラップする円周方向長さLBは、連通路45の円周方向長さL2よりも長い。
したがって、内径側端部同士及び外径側端部同士がオーバーラップする円周方向長さLA、LBが、センターリブ26の円周方向長さL1と連通路45の円周方向長さL2のいずれよりも長く設定されているので、第2の端板41の位相によらず、空隙28とロータコア20の外周溝27とを連通する連通路45を確実に構成することができる。
As shown in FIG. 4, in the present embodiment, the circumferential length LA in which the mutually parallel inner diameter side ends of the
Therefore, the circumferential lengths LA and LB at which the inner diameter side ends and the outer diameter side ends overlap each other are the circumferential length L1 of the
また、連通路45は、空隙28を画成する磁石挿入孔25において、注入口42と径方向において反対側に位置する。即ち、本実施形態では、直線状溝部46a、46bによって構成される連通路45は、磁石挿入孔25の径方向中間位置を通る直線Sに対して外径側に位置している(図4参照)。
The
このように構成されたロータ10では、図6(a)に示すように、充填材Fは注入口42を介して注入溝25a内に注入され、永久磁石30と磁石挿入孔25の内周側の内壁面との間に入り込んで永久磁石30を径方向に押し付けて永久磁石30を固定する。この際、磁石挿入孔25と永久磁石30の周方向端面30cとの間に形成された空隙28には、充填剤Fが回り込みにくく、第1の端板40にエア抜き溝44が形成されている場合であっても、該空隙28に充填剤Fが充填されないままエア抜き溝44に充填剤が充填されてしまう場合がある。
In the
このような場合であっても、本実施形態では、第2の端板41とロータコア20との間に、空隙28と外周溝27と連通する連通路45が形成されているので、図6(b)に示すように、樹脂硬化のための加熱時において、充填剤Fが充填されていない空間A内の気泡が膨張した場合であっても、連通路を通じて気泡(空気)を逃がすことができる。この結果、図6(c)及び(d)に示すように、充填剤Fが徐々に下方に流れ込んで、硬化していく過程においても、注入口42から充填剤Fが噴出することを抑制することができ、第1の端板40の表面に充填剤Fが付着してコンタミとなってしまうのを抑制することができる。
Even in such a case, in the present embodiment, since the
以上説明したように、本発明の本実施形態に係る回転電機のロータ10によれば、第1の端板40には、磁石挿入孔25とロータ10の外側とを連通する充填材Fの注入口42が磁石挿入孔25の内周側又は外周側と回転軸方向に重なる位置に形成され、磁石挿入孔25と永久磁石30の周方向端面30cとの間には、空隙28が形成されており、第2の端板41には、空隙28とロータ10の外部とを連通する連通路45が形成される。これにより、充填剤Fが入り込みにくい空隙28において、第2の端板41側に充填剤Fが充填されていない空間Aが形成される場合であっても、加熱時に連通路45を通じて気泡(空気)を逃がすことができる。
したがって、樹脂硬化のための加熱時において気泡が膨張して、注入口42から充填剤Fが噴出してしまうことを抑制することができ、第1の端板40の表面に充填剤Fが付着してコンタミとなってしまうのを抑制することができる。
As described above, according to the
Therefore, it is possible to suppress the expansion of bubbles during the heating for resin curing and the injection of the filler F from the
また、連通路45は、空隙28を画成する磁石挿入孔25において、注入口42と径方向において反対側に位置するので、充填剤Fが入り込みにくい位置で、ロータ10の外部と空隙28とを連通させることができ、連通路45が充填剤Fによって塞がれてしまうのを抑制することができ、また、空隙28に気泡が発生した場合には、発生した気泡をロータ10の外部に確実に逃がすことができる。
Further, since the
さらに、ロータコア20は、ロータコア20の外周面から内径側に向かってそれぞれ凹む複数の外周溝27を備え、連通路45は、第2の端板41に円周方向に延びる溝部46を形成することによって、空隙28と外周溝27とを連通するように構成され、連通路45の形成を容易に行うことができる。
Further, the
加えて、溝部46は、円周方向一方側から円周方向他方側に向かって延びる複数の直線状溝部46a、46bによって構成されるので、溝部46を容易に加工することができ、製造コストの増加を抑制することができる。
In addition, the
また、円周方向において隣接する直線状溝部46a、46b同士は、径方向から見て、互いの一部がオーバーラップするように構成されており、任意の円周方向位置に対して複数の直線状溝部46a、46bのいずれかが位置するように構成される。これにより、第2の端板41を位相決めすることなく、外周溝27と溝部46とを連通させることができ、ロータ10の組み付けを容易に行うことができる。
Further, the
なお、本発明の回転電機のロータは、上述した実施形態に限定されるものではなく、適宜な変形、改良などが可能である。
例えば、上記実施形態では、溝部46は、互いに平行な一対の直線状溝部46a、46bによって構成されていたが、本発明の溝部は、これに限定されるものではない。例えば、図7(a)に示す第1変形例のように、溝部は、所定の外周位置T1から所定の内周位置T2まで傾斜して延びる直線状溝部46cであってもよい。この場合にも、隣接する溝部46c同士は、径方向から見て、互いの一部、即ち、一方の溝部46cの外径側端部46c1と他方の溝部46cの内径側端部46c2がオーバーラップするように構成されている。
The rotor of the rotating electrical machine of the present invention is not limited to the above-described embodiment, and appropriate modifications and improvements can be made.
For example, in the said embodiment, although the
また、図7(b)に示す第2変形例のように、径方向高さが互いに異なる直線状溝部46d、46eを交互に配置するようにしてもよい。ただし、この場合には、隣接する溝部46c同士は、径方向から見て、互いの一部がオーバーラップしていないので、ロータコア20と第2の端板41とを位相合わせする必要がある。
Further, as in the second modification shown in FIG. 7B,
さらに、図8に示す第3変形例のように、本発明の溝部は、第2の端板41の全周に亘って形成される円環状溝部46fによって構成されてもよい。この場合も、ロータコア20と第2の端板41とを位相合わせすることなく、外周溝27と溝部46fとを連通させることができ、ロータの組み付けを容易に行うことができる。また、円環状溝部46fは、レーザーで加工することが好ましい。
Furthermore, the groove part of this invention may be comprised by the
加えて、充填材としては、熱硬化性樹脂であれば、任意の樹脂が適用されてもよく、例えば、耐油性を有するエポキシ樹脂が適用されてもよい。 In addition, as the filler, any resin may be applied as long as it is a thermosetting resin. For example, an epoxy resin having oil resistance may be applied.
10 回転電機のロータ
20 ロータコア
21 電磁鋼板
25 磁石挿入孔
27 外周溝
28 空隙
30 永久磁石
40 第1の端板
41 第2の端板
42 注入口
43 外周溝
46 溝部
46a、46b、46c、46d、46e 直線状溝部
46f 円環状溝部
F 充填材
DESCRIPTION OF
Claims (6)
前記複数の磁石挿入孔にそれぞれ挿入される複数の永久磁石と、
前記永久磁石が挿入された前記磁石挿入孔に充填される充填材と、
前記ロータコアの軸方向両側の端面をそれぞれ覆う第1の端板及び第2の端板と、
を備える回転電機のロータであって、
前記第1の端板には、前記磁石挿入孔と前記ロータの外側とを連通する前記充填材の注入口が前記磁石挿入孔の内周側又は外周側と回転軸方向に重なる位置に形成され、
前記磁石挿入孔と前記永久磁石の周方向端面との間には、空隙が形成されており、
前記第2の端板には、前記空隙と前記ロータの外部とを連通する連通路が形成されることを特徴とする回転電機のロータ。 A rotor core formed with a plurality of magnet insertion holes;
A plurality of permanent magnets respectively inserted into the plurality of magnet insertion holes;
A filler filled in the magnet insertion hole into which the permanent magnet is inserted;
A first end plate and a second end plate that respectively cover end faces on both axial sides of the rotor core;
A rotor of a rotating electrical machine comprising:
In the first end plate, the filler inlet for communicating the magnet insertion hole and the outside of the rotor is formed at a position overlapping with the inner peripheral side or the outer peripheral side of the magnet insertion hole in the rotation axis direction. ,
A gap is formed between the magnet insertion hole and the circumferential end surface of the permanent magnet,
A rotor of a rotating electrical machine, wherein a communication path that connects the gap and the outside of the rotor is formed in the second end plate.
前記連通路は、前記第2の端板に前記円周方向に延びる溝部を形成することによって、前記空隙と前記外周溝とを連通するように構成されることを特徴とする請求項1または2に記載の回転電機のロータ。 The rotor core includes a plurality of outer peripheral grooves that are recessed from the outer peripheral surface of the rotor core toward the inner diameter side,
The said communication path is comprised so that the said space | gap and the said outer periphery groove | channel may be connected by forming the groove part extended in the said circumferential direction in the said 2nd end plate. The rotor of the rotary electric machine described in 1.
任意の円周方向位置に対して前記複数の直線状溝部のいずれかが位置するように構成されていることを特徴とする請求項4に記載の回転電機のロータ。 The linear groove portions adjacent to each other in the circumferential direction are configured such that a part of each other overlaps when viewed from the radial direction,
5. The rotor of a rotating electrical machine according to claim 4, wherein any of the plurality of linear grooves is positioned with respect to an arbitrary circumferential position.
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- 2013-03-19 JP JP2013057134A patent/JP2014183663A/en active Pending
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