JP2015192590A - rotor - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、回転電機に使用するロータに関するものである。 The present invention relates to a rotor used in a rotating electrical machine.
従来、円柱状のロータ100の周囲に環状のステータ102を備えた回転電機104が種々開発されている。図7のように回転電機104が圧縮機106に適用された場合、円筒状のパイプ108の中にステータ102が配置され、その中にロータ100が配置される。圧縮機106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116が設けられる。ロータ100が回転すると圧縮機構116に冷媒が吸入、圧縮され、吐出される。
Conventionally, various rotating
ロータ100は、図8に示す円盤形状のコアシート118を積層したロータコア120、ロータコア120に形成された磁石孔122の中に埋設された磁石124、ロータコア120の端部に配置された端板126、およびロータコアの中心に取り付けられた回転軸128を備える。磁石孔122の端部からロータコア120の外周まではブリッジ部130になっている。下記の特許文献1ではパルスレーザーを使用して磁石122を溶接し、ロータコア120に固定している。
The
しかし、特許文献1は、レーザー溶接を使用しているため、溶接時の温度は1500℃程度まで上昇する。温度上昇によって磁石124が減磁し、回転性能を低下させるおそれがある。
However, since Patent Document 1 uses laser welding, the temperature during welding rises to about 1500 ° C. There is a possibility that the
また、漏れ磁束がブリッジ部130で発生する。漏れ磁束はロータ100の回転に寄与しないため、漏れ磁束を無くす必要がある。下記の特許文献1は、漏れ磁束の対策について開示はない。
In addition, leakage magnetic flux is generated in the
本発明は、磁石を磁石孔内に固定する際に発生する減磁を抑制し、漏れ磁束を無くすロータを提供することを目的とする。 An object of this invention is to provide the rotor which suppresses the demagnetization generate | occur | produced when fixing a magnet in a magnet hole, and eliminates a leakage magnetic flux.
本発明のロータは、電磁鋼板からなるコアシートを積層したロータコアと、前記ロータコアに設けられた締結用孔と、前記締結用孔に挿入され、コアシート同士を固定する締結部材と、前記ロータコアに形成された磁石孔と、前記磁石孔の端部からロータコアの外周まで空間を形成する切断部と、一面と他面を有し、前記磁石孔の中に埋設され、幅が変化した磁石と、前記ロータコアに磁石を固定する接着剤とを備える。 The rotor of the present invention includes a rotor core in which core sheets made of electromagnetic steel sheets are laminated, a fastening hole provided in the rotor core, a fastening member that is inserted into the fastening hole and fixes the core sheets, and the rotor core. A formed magnet hole, a cutting part that forms a space from the end of the magnet hole to the outer periphery of the rotor core, a magnet having one surface and the other surface, embedded in the magnet hole, and having a changed width; And an adhesive for fixing a magnet to the rotor core.
前記磁石の一面がロータコアの外周側に配置され、磁石の他面がロータコアの中心側に配置されており、前記磁石の一面の幅をWo、磁石の中心の幅をWc、磁石の他面の幅をWiとした場合に、Wi≧Wo>Wcである。 One surface of the magnet is disposed on the outer peripheral side of the rotor core, the other surface of the magnet is disposed on the center side of the rotor core, the width of the one surface of the magnet is Wo, the width of the center of the magnet is Wc, When the width is Wi, Wi ≧ Wo> Wc.
前記締結用孔がコアシートにおける磁石孔よりも内側に設けられ、前記コアシートにおいて、磁石孔よりも外側にカシメを設ける。 The fastening hole is provided on the inner side of the magnet hole in the core sheet, and the caulking is provided on the outer side of the magnet hole in the core sheet.
本発明は従来のブリッジ部に代えて、磁石孔の端部からロータコアの外周まで空間になった切断部を形成することで、漏れ磁束を無くすことができる。また、磁石を接着剤で接着することで、磁石孔に磁石を固定するときの減磁を防ぎ、磁石とロータコアを一体にすることができる。 In the present invention, the leakage magnetic flux can be eliminated by forming a cut portion that is a space from the end of the magnet hole to the outer periphery of the rotor core instead of the conventional bridge portion. Further, by adhering the magnet with an adhesive, it is possible to prevent demagnetization when fixing the magnet in the magnet hole, and to integrate the magnet and the rotor core.
本発明のロータついて図面を用いて説明する。ロータ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 of the present invention will be described with reference to the drawings. The rotor is used for a rotating electric 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10aは、ロータコア12、締結部材14、磁石16、端板18および回転軸20を備える。ロータコア12は、磁石孔22、切断部24および締結用孔26aを有し、締結用孔26aに締結部材14が挿入され、磁石孔22の中に磁石16が埋設される。
The
ロータコア12はコアシート28を積層したものである。コアシート28は軟磁性体の電磁鋼板を打ち抜き加工して形成することができる。コアシート28の厚みは、たとえば約0.2〜1mmであり、好ましくは約0.3〜0.5mmである。コアシート28の表面は絶縁膜を被覆し、コアシート28間の渦電流を防止する。図1(a)に示すように、後述する切断部24を除いて、コアシート28の外形が円形になっている。
The
コアシート28は、磁石孔22が形成されている。図1(a)のように、コアシート28の平面において、磁石孔22は帯状であり、かつコの字状やV字状になるように折れ曲がっている。磁石孔22の両端はコアシート28の外周付近に配置される。コアシート28の各磁石孔22は同一形状であり、回転軸20を中心に対称になっている。ロータコア12を形成したとき、一端から他端まで磁石孔22が通じる。
The
磁石孔22の端部からコアシート28の外周まで切断部24になっている。切断部24は空間であり、電磁鋼板のない部分である。切断部24は磁石孔22をコアシート28の外周まで延長した形状である。
A
図1の切断部24の幅は磁石孔22と同じであるが、切断部24の幅が磁石孔22と異なっていても良い。図8に示す従来のブリッジ部130が空間に置き換わり、漏れ磁束を防止できる。ロータコア12において、磁石孔22と切断部24よりも外側を外側ロータコア12o、内側を内側ロータコア12iとする。外側ロータコア12oと内側ロータコア12iは、磁石16を介してつながる。
The width of the
本実施例では、外側ロータコア12oに締結用孔26aを設ける。コアシート28を積層したときに、締結用孔26aに締結部材14を挿入して、積層されたコアシート28を固定する。締結部材14として、リベット、ボルトとナットなどが挙げられ、それらの軸が締結用孔26aに入る。
In this embodiment, a
磁石16は、フェライト磁石、ネオジウム磁石、サマリウムコバルト磁石、アルニコ磁石などの焼結磁石が挙げられる。磁石16は板状になっており、磁石16の一面mと他面nが磁石孔22の内壁に接する形状である。磁石孔22と磁石16の数は偶数であり、磁石16によって、ロータコアの外周にN極とS極が交互に配置される。
Examples of the
図2(a)のように、磁石16の一面mと他面nにおいて、ロータコア12を平面視した場合に、その両端が凸部30になっている。一面mと他面nにおいて、凸部30は他の部分と面一になっている。磁石16の両端において、一面mと他面nの間が凹部32になっている。板状の磁石16の両端に凸部30を設けた形状になっており、ロータコア12の軸方向から磁石16を見ると、磁石16の両端が、磁石16の中心に向かって凹形になっている。
As shown in FIG. 2A, when the
磁石16の一面mから他面nまでの間において磁石16の幅が変化し、一面mと他面nの両端に凸部30が形成されておれば、凸部30の形状は限定されず、図2に示すように、円弧、四角形、三角形などの形状が挙げられる。また、1つの磁石16に異なる形状の凸部30を組み合わせても良い。
If the width of the
磁石孔22に磁石16を埋設する前に磁石16の一面mと他面nに接着剤34を塗布し、接着剤34の薄膜層を形成する。磁石16の一面mと他面nに接着剤34を塗布すると、磁石16の凸部30の分、接着面積を拡大させることができる。接着面積の拡大により、磁石16と磁石孔22の内壁の接着強度が増す。
Before embedding the
エポキシ樹脂系接着剤、アクリル樹脂系接着剤、ウレタン樹脂系接着剤など、磁石16がロータコア12に接着されるのであれば、接着剤34の種類は限定されない。接着剤34で固定するため、磁石16が減磁するおそれがない。
The type of the adhesive 34 is not limited as long as the
なお、ロータ10aを含む回転電機を圧縮機に適用する場合、接着剤34は冷媒材料や冷媒の温度に対して耐性を有する材料を選択することが好ましい。
In addition, when applying the rotary electric machine containing the
磁石16の接着強度を高めるために、少なくとも磁石16の一面mと他面nを粗面にしておくことが好ましい。電気メッキや蒸着などで磁石表面を処理し、所望の表面粗さになるようにする。磁石16の表面粗さRaは、約0.1μm以上が好ましい。
In order to increase the adhesive strength of the
端板18は非磁性体で構成され、ロータコア12の両端に配置される。非磁性体によって渦電流損を防止する。コアシート28と同様に締結用孔26bを設け、締結部材14が通されるようにする。締結部材14の軸がコアシート28の締結用孔26aと同時に締結用孔26bに通されて、ロータコア12と端板18とが一体になるように締結部材14で固定される。さらに、端板18に回転軸用孔36bを設けて、回転軸20が通過する。
The
ロータコア12の中心の回転軸用孔36aに回転軸20が嵌め込まれて、固定される。ロータ10aを備えた回転電機が圧縮機に適用される場合、回転軸20は圧縮機構まで延び、圧縮機の回転軸にもなる。ロータコア12の側方を囲むようにしてステータが配置され、回転電機になる。ステータはコイルを備え、コイルに電流を流して発生させた磁界によって、ロータ10aを回転させる。
The
次に、ロータ10aの製造方法について説明する。(1)電磁鋼板を準備し、所定形状に打ち抜き加工をおこない、コアシート28を形成する。図3(a)に示すように、打ち抜き加工をおこなう際、コアシート28には磁石孔22、締結用孔26aおよび回転軸用孔36aを形成する。コアシート28の外形を形成したとき、同一工程または別工程で磁石孔22などを形成する。この時点で切断部24は形成されていず、ブリッジ部38となっている。
Next, a method for manufacturing the
(2)コアシート28を積層してロータコア12を形成する。コアシート28を積層するとき、磁石孔22と締結用孔26aの位置が一致するようにして、ロータコア12を貫く磁石孔22と締結用孔26aが形成されるようにする。
(2) The
(3)ロータコア12の回転軸用孔36aに回転軸20を挿入し、固定する。固定方法は、焼嵌め、冷やし嵌め、圧入および溶接などが挙げられる。その際、コアシート28の締結用孔26aに締結部材14を挿入し、コアシート28同士を固定させておき、回転軸20の固定後に締結部材14を一旦取り外しても良い。
(3) The
(4)図3(b)に示すように、磁石孔22に磁石16を埋設する。磁石16を埋設する際、磁石16に接着剤34を塗布し、磁石16を磁石孔22の内壁に接着剤34で固定する。磁石16を埋設する際、ロータコア12のいずれか一方の端部に端板18を配置しても良い。磁石16を磁石孔22に挿入する段階で、磁石16が磁石孔22から抜け落ちないようにする。
(4) The
(5)ブリッジ部38を切断し、空間である切断部24を形成する。ブリッジ部38を切断する際、締結部材14でコアシート28を固定しておくことが好ましい。コアシート28と共にロータコア12の両端に端板18も固定しても良い。ブリッジ部38を切断した後も、接着剤34によって、外側ロータコア12oと磁石16、および内側ロータコア12iと磁石16が固定される。切断をおこなえるのであれば、カッターやのこぎりなど任意の切断装置を用いることができる。
(5) The
ロータコア12の外周から磁石孔22の端部に向けて切断する。磁石孔22の端部から磁石12まで空間を設けておけば、切断時に切断装置が磁石16に到達せず、磁石16を保護できる。
Cutting from the outer periphery of the
磁石16を埋設した後にブリッジ部38を切断するため、内側ロータコア12iに対する外側ロータコア12oの位置合わせをおこなう必要がない。位置合わせをおこなわなくても、所望の位置に各ロータコア12が配置される。
Since the
なお、ロータ10aは、環状のスタータの内側に配置され、回転電機が構成される。ステータ内のコイルに電流を流し、その電流で発生した磁界によって、ロータ10aが回転する。回転電機を圧縮機に適用される場合、従来技術で示したように、回転軸20が圧縮機に接続される。ロータ10aが回転することで、圧縮機が駆動する。
In addition, the
上記のように磁石16を埋設した後にブリッジ部34を切断するため、内側ロータコア12iと外側ロータコア12oの相対的な位置合わせが必要無く、ロータコア12の外周は真円になっており、ロータコア12とステータとのエアギャップを均一にすることができる。エアギャップが均一になるため、ロータ10aが回転し易い。
Since the
図4において、磁石16においてロータコア12の外側を一面m、ロータコア12の内側を他面nとする。ロータ10aを回転軸20の軸方向から見た場合の磁石12の一面mの幅をWo、他面nの幅をWiとする。また、磁石16の一面mと他面nとの間において、その中心の磁石16の幅をWcとする。この場合、Wi≧Wo>Wcとなるようにする。これは、ロータ10aの径方向において、磁石16の一面mが大きくなると、遠心力が大きくなり、磁石16とロータコア12との接着が外れるおそれがあるためである。本実施例の構成であれば、一面mが他面nより大きくならず、遠心力が大きくなることはない。
In FIG. 4, in the
図5のロータ10bのように、締結用孔26aを内側ロータコア12iに設けた場合、外側ロータコア12oが締結部材14で一体にならないため、外側ロータコア12oにカシメ40を設ける。カシメ40によって、コアシート28同士を固定し、コアシート28が遠心力で飛びにくくする。
When the
なお、外側ロータコア12oに締結用孔26aを設けた場合、外側ロータコア12oのカシメ40は必須ではない。締結部材14によって外側ロータコア12oのコアシート28が一体になるからである。
In addition, when the
磁石孔22の形状はコの字状やV字状に限定されない。図6のロータ10cのように、円弧状の磁石孔22および磁石16であっても良い。上記実施例と同様に、切断部24を有し、接着剤34によって磁石16をロータコア12に固定する。
The shape of 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 gist thereof. Each embodiment is not an independent or exclusive embodiment, and may be implemented by appropriately combining all or a part of various embodiments.
10a、10b、10c:ロータ
12:ロータコア
14:締結部材
16:磁石
18:端板
20:回転軸
22:磁石孔
24:切断部
26a、26b:締結用孔
28:コアシート
30:凸部
32:凹部
34:接着剤
36a、36b:回転軸用孔
38:ブリッジ部
40:カシメ
10a, 10b, 10c: Rotor 12: Rotor core 14: Fastening member 16: Magnet 18: End plate 20: Rotating shaft 22: Magnet hole 24: Cutting
Claims (3)
前記ロータコアに設けられた締結用孔と、
前記締結用孔に挿入され、コアシート同士を固定する締結部材と、
前記ロータコアに形成された磁石孔と、
前記磁石孔の端部からロータコアの外周まで空間を形成する切断部と、
一面と他面を有し、前記磁石孔の中に埋設され、一面から他面までの幅が変化した磁石と、
前記ロータコアに磁石を固定する接着剤と、
を備えたロータ。 A rotor core in which core sheets made of electromagnetic steel sheets are laminated;
A fastening hole provided in the rotor core;
A fastening member that is inserted into the fastening hole and fixes the core sheets together;
Magnet holes formed in the rotor core;
A cutting part that forms a space from the end of the magnet hole to the outer periphery of the rotor core;
A magnet having one surface and another surface, embedded in the magnet hole, and having a width changed from one surface to the other surface;
An adhesive for fixing a magnet to the rotor core;
With a rotor.
前記磁石の一面の幅をWo、磁石の他面の幅をWi、磁石の一面と他面の間の中心の幅をWcとした場合に、Wi≧Wo>Wcである請求項1のロータ。 One surface of the magnet is disposed on the outer peripheral side of the rotor core, and the other surface of the magnet is disposed on the center side of the rotor core,
2. The rotor according to claim 1, wherein Wi ≧ Wo> Wc, where Wo is the width of one surface of the magnet, Wi is the width of the other surface of the magnet, and Wc is the width of the center between the one surface and the other surface of the magnet.
前記コアシートにおいて、磁石孔よりも外側にカシメを設けた
請求項1または2のロータ。 The fastening hole is provided inside the magnet hole in the core sheet,
The rotor according to claim 1 or 2, wherein a caulking is provided outside the magnet hole in the core sheet.
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CN111564917A (en) * | 2020-06-08 | 2020-08-21 | 南京师范大学 | Motor rotor structure based on metal 3D printing technology |
JP2021508232A (en) * | 2018-01-03 | 2021-02-25 | 広東美芝制冷設備有限公司 | Compressor and cooling equipment |
JP2021096386A (en) * | 2019-12-18 | 2021-06-24 | 日本製鉄株式会社 | Back cover attachment structure of display device |
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- 2014-03-31 JP JP2014070821A patent/JP2015192590A/en active Pending
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