JP2015216716A - Composite magnetic material module for rotor, rotor, and manufacturing method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ロータ用複合磁性材モジュール及びロータに関する。 The present invention relates to a composite magnetic material module for a rotor and a rotor.
従来から、ハイブリッド自動車や電気自動車等の各種電動車両用の高出力モータが開発されている。IPMモータは、希土類焼結磁石を珪素鋼板等で形成されたロータの中に埋め込む構造を有する。また、SPMモータは、希土類焼結磁石を珪素鋼板等で形成されたロータの表面に貼り付ける構造を有する。 Conventionally, high-power motors for various electric vehicles such as hybrid vehicles and electric vehicles have been developed. The IPM motor has a structure in which a rare earth sintered magnet is embedded in a rotor formed of a silicon steel plate or the like. The SPM motor has a structure in which a rare earth sintered magnet is attached to the surface of a rotor formed of a silicon steel plate or the like.
下記の特許文献1には、ロータをロータ軸と複合異方性磁石部から構成し、複合異方性磁石部を24極からなる極異方性配向を有し各磁極部に凹部を有する凹部付き円筒状異方性希土類ボンド磁石と、凹部に配設される希土類焼結磁石から構成することが記載されている。異方性希土類ボンド磁石と希土類焼結磁石は接着剤で接合され、接合された異方性希土類ボンド磁石の外周面と希土類焼結磁石の外周面は、一体となって円筒状を形成する。また、凹部付き円筒状異方性希土類ボンド磁石と希土類焼結磁石の複合体である複合異方性磁石と円筒状希土類ボンド磁石の間に飛散防止用ネットを配設することで、円筒状希土類ボンド磁石中に飛散防止用ネットが埋め込まれた状態とし、焼結磁石の飛散防止を図ることが記載されている。 In Patent Document 1 below, a rotor is composed of a rotor shaft and a composite anisotropic magnet part, and the composite anisotropic magnet part has a polar anisotropic orientation consisting of 24 poles and has a recess in each magnetic pole part. It describes that it is composed of a cylindrical anisotropic rare earth bonded magnet with a magnet and a rare earth sintered magnet disposed in a recess. The anisotropic rare earth bonded magnet and the rare earth sintered magnet are joined with an adhesive, and the outer peripheral surface of the bonded anisotropic rare earth bonded magnet and the outer peripheral surface of the rare earth sintered magnet are integrally formed into a cylindrical shape. In addition, by disposing an anti-scattering net between a composite anisotropic magnet, which is a composite of a cylindrical anisotropic rare earth bonded magnet with a recess and a rare earth sintered magnet, and a cylindrical rare earth bonded magnet, the cylindrical rare earth It is described that a net for preventing scattering is embedded in a bonded magnet to prevent scattering of the sintered magnet.
しかしながら、従来技術では、起磁力が強い希土類焼結磁石は、コストを考え平板で使うことが多い。その場合、希土類焼結磁石とステータコアの間は均一な磁気抵抗を有する材料(あるいは空気)であるため、磁気抵抗で磁束の流れを調整できず、コギングトルクやトルクリプルが生じ得る。勿論、希土類焼結磁石の形状を工夫することでコギングトルクやトルクリプルを低減し得るが、標準的形状である平板形状から所望の形状に変化させるには、購入コストや加工コストが増大するとともに、磁石強度も低下して磁石割れの一因ともなる。 However, in the prior art, rare earth sintered magnets with strong magnetomotive force are often used as flat plates in consideration of cost. In that case, since the material between the rare earth sintered magnet and the stator core is a material (or air) having a uniform magnetic resistance, the flow of magnetic flux cannot be adjusted by the magnetic resistance, and cogging torque and torque ripple may occur. Of course, you can reduce the cogging torque and torque ripple by devising the shape of the rare earth sintered magnet, but to change from the flat plate shape that is the standard shape to the desired shape, the purchase cost and processing cost increase, The magnet strength is also reduced, which causes a magnet crack.
本発明の目的は、コギングトルクやトルクリプルを低減できるとともに、低コスト化を図ることができるロータ用複合磁石材モジュール及びロータ並びに製造方法を提供することにある。 An object of the present invention is to provide a composite magnetic material module for a rotor, a rotor, and a manufacturing method that can reduce cogging torque and torque ripple and reduce costs.
本発明は、ロータ用複合磁性材モジュールであって、平板形状の希土類磁石からなる第1の磁性材と、前記第1の磁性材よりもステータに近い外径側に配設される、第2の磁性材と、前記第1の磁性材よりもステータから遠い内径側に配設される、第3の磁性材とを備え、前記第2の磁性材は、前記第1の磁性材よりも周方向の幅が大きく、前記第3の磁性材は、前記第1の磁性材よりも少なくとも前記第1の磁性材と当接する部分において周方向の幅が大きく、前記第2の磁性材と前記第3の磁性材との間に空隙が存在し、前記第2の磁性材のステータに対向する面の曲率は、ステータの内周部の曲率よりも大きく設定されることを特徴とする。 The present invention is a composite magnetic material module for a rotor, comprising a first magnetic material made of a plate-shaped rare earth magnet and an outer diameter side closer to the stator than the first magnetic material, And a third magnetic material disposed on the inner diameter side farther from the stator than the first magnetic material, and the second magnetic material is more circumferential than the first magnetic material. The width of the third magnetic material is larger than that of the first magnetic material, and the third magnetic material has a larger width in the circumferential direction at least in a portion in contact with the first magnetic material. And a curvature of a surface of the second magnetic material facing the stator is set to be larger than a curvature of the inner peripheral portion of the stator.
本発明では、比較的高価な希土類磁石からなる第1の磁性材を平板形状とすることで、購入コスト及び加工コストを低減し得る。また、第2の磁性材のステータに対向する面、すなわち第2の磁性材の外周部の曲率をステータの内周部の曲率よりも大きくすることで、第2の磁性材の中央部を相対的に厚くし、端部を相対的に薄くすることで中央部の磁気抵抗を端部に比べて相対的に小さくし、第1の磁性材からの磁束を中央部に収集させて、コギングトルクやトルクリプルを低減し得る。また、第2の磁性材の周方向の幅を第1の磁性材の周方向の幅よりも大きくすることで、ステータが作る磁界による第1の磁性材の減磁を抑制し得る。さらに、第2の磁性材と第3の磁性材との間に空隙が存在することで、第1の磁性材の漏れ磁束を低減し、第1の磁性材の磁石量を低減し得る。 In the present invention, the purchase cost and the processing cost can be reduced by making the first magnetic material made of a relatively expensive rare earth magnet into a flat plate shape. Further, by making the curvature of the surface of the second magnetic material facing the stator, that is, the outer peripheral portion of the second magnetic material larger than the curvature of the inner peripheral portion of the stator, the central portion of the second magnetic material is made relatively The magnetic resistance at the center is relatively small compared to the end by making the end thicker and the end relatively thinner, and the magnetic flux from the first magnetic material is collected at the center, thereby cogging torque. And torque ripple can be reduced. Further, by making the circumferential width of the second magnetic material larger than the circumferential width of the first magnetic material, demagnetization of the first magnetic material due to the magnetic field generated by the stator can be suppressed. Furthermore, since the air gap exists between the second magnetic material and the third magnetic material, the leakage magnetic flux of the first magnetic material can be reduced, and the magnet amount of the first magnetic material can be reduced.
なお、本発明において、第2の磁性材と第3の磁性材は別個の磁性材として存在する場合の他、第2の磁性材と第3の磁性材が特定の部位において接合され一つの磁性材として同視し得る場合も含まれる。 In the present invention, in addition to the case where the second magnetic material and the third magnetic material exist as separate magnetic materials, the second magnetic material and the third magnetic material are joined at a specific portion to form one magnetic material. The case where it can be regarded as a material is also included.
本発明の1つの実施形態では、前記第2の磁性材と前記第3の磁性材との間の前記空隙であって前記第1の磁性材に当接するように配設される、第4の非磁性材とをさらに備える。第4の非磁性材により、第1の磁性材の漏れ磁束を一層効果的に抑制し得る。 In one embodiment of the present invention, a fourth air gap is disposed between the second magnetic material and the third magnetic material so as to contact the first magnetic material. And a nonmagnetic material. The leakage flux of the first magnetic material can be more effectively suppressed by the fourth nonmagnetic material.
また、本発明は、上記のロータ用複合磁性材モジュールを複数個組み合わせて構成されるロータを提供する。 In addition, the present invention provides a rotor configured by combining a plurality of the composite magnetic material modules for a rotor described above.
また、本発明は、ロータ用複合磁性材モジュールの製造方法であって、金型内に、平板形状の希土類磁石からなる第1の磁性材の代用となる型材を配置する配置ステップと、前記金型内に鉄粉を充填し押し固めることで第2の磁性材と第3の磁性材を成形する成形ステップであり、前記第2の磁性材は前記型材よりもステータに近い外径側に配設され、前記第3の磁性材は前記型材よりもステータから遠い内径側に配設され、前記第2の磁性材は、前記型材よりも周方向の幅が大きく、前記第3の磁性材は、前記型材よりも少なくとも前記第1の磁性材と当接する部分において周方向の幅が大きく、前記第2の磁性材と前記第3の磁性材との間に空隙が存在し、前記第2の磁性材のステータに対向する面の曲率は、ステータの内周部の曲率よりも大きく設定される、成形ステップとを備えることを特徴とする。 The present invention is also a method of manufacturing a composite magnetic material module for a rotor, wherein an arrangement step is arranged in which a mold material serving as a substitute for a first magnetic material made of a plate-shaped rare earth magnet is disposed in a mold, This is a molding step in which the second magnetic material and the third magnetic material are molded by filling and pressing iron powder in the mold, and the second magnetic material is arranged on the outer diameter side closer to the stator than the mold material. The third magnetic material is disposed on the inner diameter side farther from the stator than the mold material, the second magnetic material has a larger circumferential width than the mold material, and the third magnetic material is The width in the circumferential direction is larger at least in the part in contact with the first magnetic material than the mold material, and a gap exists between the second magnetic material and the third magnetic material, and the second The curvature of the surface of the magnetic material facing the stator is the curvature of the inner periphery of the stator. Also set larger, characterized in that it comprises a molding step.
本発明では、比較的高価な希土類磁石からなる第1の磁性材を平板形状とすることで、購入コスト及び加工コストを低減し得る。また、第2の磁性材のステータに対向する面、すなわち第2の磁性材の外周部の曲率をステータの内周部の曲率よりも大きくすることで、第2の磁性材の中央部を相対的に厚くし、端部を相対的に薄くすることで中央部の磁気抵抗を端部に比べて相対的に小さくし、第1の磁性材からの磁束を中央部に収集させて、コギングトルクやトルクリプルを低減し得る。また、第2の磁性材の周方向の幅を第1の磁性材の周方向の幅よりも大きくすることで、ステータが作る磁界による第1の磁性材の減磁を抑制し得る。さらに、第2の磁性材と第3の磁性材との間に空隙が存在することで、第1の磁性材の漏れ磁束を低減し、第1の磁性材の磁石量を低減し得る。そして、本発明では、金型を用いてロータ用複合磁性材モジュールを一体成形するため、組み立ての手間を省き、製造コストを低減し得る。 In the present invention, the purchase cost and the processing cost can be reduced by making the first magnetic material made of a relatively expensive rare earth magnet into a flat plate shape. Further, by making the curvature of the surface of the second magnetic material facing the stator, that is, the outer peripheral portion of the second magnetic material larger than the curvature of the inner peripheral portion of the stator, the central portion of the second magnetic material is made relatively The magnetic resistance at the center is relatively small compared to the end by making the end thicker and the end relatively thinner, and the magnetic flux from the first magnetic material is collected at the center, thereby cogging torque. And torque ripple can be reduced. Further, by making the circumferential width of the second magnetic material larger than the circumferential width of the first magnetic material, demagnetization of the first magnetic material due to the magnetic field generated by the stator can be suppressed. Furthermore, since the air gap exists between the second magnetic material and the third magnetic material, the leakage magnetic flux of the first magnetic material can be reduced, and the magnet amount of the first magnetic material can be reduced. And in this invention, since the composite magnetic material module for rotors is integrally molded using a metal mold | die, the effort of an assembly can be saved and manufacturing cost can be reduced.
本発明の1つの実施形態では、前記配置ステップでは、前記金型内に、前記型材と第4の非磁性材を配置する。 In one embodiment of the present invention, in the arranging step, the mold material and the fourth nonmagnetic material are arranged in the mold.
本発明によれば、コギングトルクやトルクリプルを低減できるとともに、低コスト化を図ることができるロータ用複合磁石材モジュール及びロータを得ることができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, while being able to reduce a cogging torque and a torque ripple, the composite magnet material module for rotors and rotor which can aim at cost reduction can be obtained.
以下、図面に基づき本発明の実施形態について説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
図1は、本実施形態におけるロータ用複合磁性材のモジュールを示す。複合磁性材のモジュール16は、第1の磁性材10と、第2の磁性材12と、第3の磁性材14から構成される。また、図ではロータとともにモータを構成するステータ18も併せて示す。
FIG. 1 shows a module of a composite magnetic material for a rotor in this embodiment. The composite
第1の磁性材10は、平板形状の希土類焼結磁石から構成される。希土類焼結磁石は、例えばNdFeB系磁石粉末やSmFeN系磁石粉末等から構成されるが、これに限定されない。
The first
第2の磁性材12は、電磁鋼板や圧粉磁心、ボンド磁石等の加工が比較的容易な磁性材から構成される。第2の磁性材12は、第1の磁性材10に当接し、第1の磁性材10よりもロータの外径側、すなわちステータ18に近い側に配置される。第2の磁性材12は、第1の磁性材10よりも周方向(ロータを構成した場合の周方向であって図における左右方向)の幅が大きく、図に示すように第2の磁性材12は第1の磁性材10のステータ側表面を全て被覆する。第2の磁性材12は、第1の磁性材10の側部までまわりこみ、第1の磁性材10とは3つの平面、すなわちステータ側の表面と2つの側面で当接する。さらに、第2の磁性材12は、その外周部、すなわちステータ18に対向する面が曲面で構成され、当該曲面は、ステータ18の内周部の曲面と同一方向に曲がり、かつ、当該曲面の曲率は、ステータ18の内周部の曲率よりも大きく設定される。言い換えれば、第2の磁性材12の曲率半径をρ1、ステータ18の内周部の曲率半径をρ2とすると、ρ1<ρ2に設定される。第2の磁性材12の第1の磁性材10側の面は第1の磁性材10との当接用の凸部は存在するもののこれを除いて全体としては平面であるから、第2の磁性材12は外形形状が「かまぼこ」型の形状をなす。
The second
第3の磁性材14は、電磁鋼板や圧粉磁心等の軟磁性材から構成される。第3の磁性材14は、第1の磁性材10よりもロータの内径側、すなわちステータ18から遠い側に配置される。第3の磁性材14は、図に示すようにロータの外径側において幅が広く、ロータの内径側にいくに従って幅が狭くなるような、断面形状が台形形状を有する。第3の磁性材14の第1の磁性材10に当接する側の周方向の幅は、第1の磁性材10よりも大きい。従って、第3の磁性材14は第1の磁性材10のステータ18とは反対側の表面を全て被覆する。第3の磁性材14は、第1の磁性材10の側部までまわりこみ、第3の磁性材14も、第1の磁性材10とは3つの平面で当接する。
The 3rd
このように、本実施形態のロータ用複合磁性材のモジュール16は、3つの磁性材10,12,14から構成されており、ステータ18に近い順に、第2磁性材12、第1磁性材10、第3磁性材14が配設される。第2の磁性材12と第3の磁性材14は当接しておらず、第2の磁性材12と第3の磁性材14の間、より特定的には第2の磁性材12と第3の磁性材14の間であって第1の磁性材10の側面近傍には空隙が存在する。
Thus, the rotor composite
図2は、図1に示すモジュール16を複数個組み合わせてロータ22を構成する場合の例を示す。合計6個のモジュール16が、それぞれの第3の磁性材14の側面を互いに当接させることで略円筒形状を構成する。言い換えれば、各モジュール16の第3の磁性材14の底角は、6個のモジュール16で略円筒形状となるような角度に設定されるといえる。6個のモジュール16の中心にはロータ軸20が設けられる。
FIG. 2 shows an example in which the
複数のモジュール16及びロータ軸20を組み合わせて構成されるロータ22は、第1の磁性材10が平板形状であり、第2の磁性材12は第1の磁性材10よりも外径側に位置し、第3の磁性材14は第1の磁性材10よりも内径側に位置し、第2の磁性材12と第3の磁性材14の間には空隙が存在する。また、第2の磁性材12の外周部の曲率は、ステータ18の内周部の曲率よりも大きくなる。
In the
以上のように、比較的高価な希土類焼結磁石からなる第1の磁性材10を平板形状とすることで、購入コスト及び加工コストを低減できる。また、第2の磁性材12を加工が容易な磁性材で構成することで、加工コストを低減できる。また、第2の磁性材12の外周部の曲率をステータ18の内周部の曲率よりも大きくすることで、コギングトルクやトルクリップルを低減できる。すなわち、第2の磁性材12の中央部を相対的に厚くし、端部を相対的に薄くすることで中央部の磁気抵抗を端部に比べて相対的に小さくし、第1の磁性材10からの磁束を中央部に収集させて、コギングトルクやトルクリプルを低減できる。また、第2の磁性材12の周方向の幅を第1の磁性材の周方向の幅よりも大きくすることで、ステータ18が作る磁界により第1の磁性材10が減磁してしまうことを抑制できる。また、第2の磁性材12は3つの平面で第1の磁性材10に当接しているため、第2の磁性材12を第1の磁性材10に対してしっかり位置決めすることができる。これにより、第2の磁性材12の位置がずれることを抑制し、磁気抵抗のアンバランスによるコギングトルクやトルクリプルを低減できる。さらに、第2の磁性材12と第3の磁性材14との間に空隙が存在することで、第1の磁性材10の漏れ磁束を低減することができ、ひいては第1の磁性材10の磁石量を低減できる。
As described above, the purchase cost and the processing cost can be reduced by making the first
図3は、本実施形態におけるモジュール16の磁束の流れを模式的に示す。第1の磁性材10からの磁束及び他の複合磁性材モジュールからの磁束は第2の磁性材12の外径側の曲面により中央に収集させてステータ18に向かう。また、第2の磁性材12と第3の磁性材14の間、すなわち第1の磁性材10の側面には空隙が存在するため、仮に第2の磁性材12と第3の磁性材14が当接して空隙が存在していない場合には磁気抵抗が小さいため漏れ磁束が増大してしまうところ、空隙の存在により磁気抵抗を増大させて漏れ磁束を効果的に抑制できる。第2の磁性材12は、電磁鋼板や圧粉磁心、ボンド磁石等の加工が比較的容易な磁性材から構成されるため、外径側を曲面に加工することは困難ではない。もっとも、第2の磁性材12としては、ステータ18に向かう磁束量を増大させるため、さらに渦損の小さい磁性材で構成することが好適である。
FIG. 3 schematically shows the flow of magnetic flux of the
図4は、第2の磁性材12の外径側を曲面ではなく平面とした場合の参考例を示す。この場合、上記のような磁束の収集効果が得られないため、コギングトルクやトルクリプルが生じる。出願人は、図4のように第2の磁性材12の外径側を平面とした場合に生じるコギングトルク及びトルクリプルを100%とした場合に、図1に示すように第2の磁性材12の外周面を曲面とした場合にはコギングトルクを25%以下、トルクリプルを30%以下に低減できることを確認している。
FIG. 4 shows a reference example when the outer diameter side of the second
なお、第2の磁性材12の外径側の面は、平面ではなく曲面とすることが好ましいが、既述したように、ステータ18の内周側の曲率よりも大きくすることが特に好適である。
The outer diameter side surface of the second
図5は、第2の磁性材12の外径側の曲率とステータ18の内周側の曲率との比率に対する、コギングトルクの変化を示す。図において、横軸は曲率の比例であり、
曲率の比率=(第2の磁性材12の曲率半径/ステータ18の内周側の曲率半径)
である。曲率の比率=1は、第2の磁性材12の曲率がステータ18の内周側の曲率と等しいことを示す。縦軸はコギングトルクであり、曲率の比率=1の場合に生じるコギングトルクを1として示す。第2の磁性材12の曲率が大きくなり(曲率半径が小さくなり)、曲率の比率が1より小さくなるに従い、コギングトルクはほぼリニアに小さくなっていく。従って、第2の磁性材12の曲率は、少なくともステータ18の外径側の曲率よりも大きくすることがコギングトルク低減の観点から好適である。
FIG. 5 shows a change in cogging torque with respect to the ratio of the curvature on the outer diameter side of the second
Curvature ratio = (curvature radius of second
It is. The curvature ratio = 1 indicates that the curvature of the second
図6は、他の実施形態におけるロータ用複合磁性材のモジュール16を示す。図1と異なる点は、第2の磁性材12と第3の磁性材14との間の空隙に、第4の非磁性材13を配設した点である。
FIG. 6 shows a
すなわち、平板形状の第1の磁性材10に対し、外径側に第2の磁性材12を配設し、内径側に第3の磁性材14を配設する。第2の磁性材12と第3の磁性材14との間、すなわち第1の磁性材10の側面には空隙があるが、この空隙を埋めるように第4の非磁性材13を配設する。モジュール16は、第1の磁性材10と、第2の磁性材12と、第3の磁性材14と、第4の非磁性材13から構成される。
That is, the second
第4の非磁性材13は、非磁性かつ高電気抵抗の材料から構成され、第1の磁性材10の漏れ磁束を抑制するとともに、渦損を低減する。
The fourth
図7は、図6に示すモジュール16を複数個組み合わせてロータ22を構成する場合の例を示す。合計6個のモジュール16が、それぞれの第3の磁性材14の側面を互いに当接させることで略円筒形状を構成する。言い換えれば、各モジュール16の第3の磁性材14の底角は、6個のモジュール16で略円筒形状となるような角度に設定されるといえる。6個のモジュール16の中心にはロータ軸20が設けられる。
FIG. 7 shows an example in which the
本実施形態においても、比較的高価な希土類焼結磁石からなる第1の磁性材10を平板形状とすることで、購入コスト及び加工コストを低減できる。また、第2の磁性材12を加工が容易な磁性材で構成することで、加工コストを低減できる。また、第2の磁性材12の外周部の曲率をステータ18の内周部の曲率よりも大きくすることで、コギングトルクやトルクリプルを低減できる。すなわち、第2の磁性材12の中央部を相対的に厚くし、端部を相対的に薄くすることで中央部の磁気抵抗を端部に比べて相対的に小さくし、第1の磁性材10からの磁束を中央部に収集させて、コギングトルクやトルクリプルを低減できる。また、第2の磁性材12の周方向の幅を第1の磁性材の周方向の幅よりも大きくすることで、ステータ18が作る磁界により第1の磁性材10が減磁してしまうことを抑制できる。また、第2の磁性材12は3つの平面で第1の磁性材10に当接しているため、第2の磁性材12を第1の磁性材10に対して確実に位置決めすることができる。これにより、第2の磁性材12の位置がずれることを抑制し、磁気抵抗のアンバランスによるコギングトルクやトルクリプルを低減できる。また、第2の磁性材12と第3の磁性材14との間に空隙が存在することで、第1の磁性材10の漏れ磁束を低減することができ、ひいては第1の磁性材10の磁石量を低減できる。さらに、本実施形態において、第2の磁性材12と第4の非磁性材13を接合し、かつ、第3の磁性材14と第4の非磁性材13を接合することで、第1の磁性材10に印加される応力を低減し、第1の磁性材10が割れることを有効に防止し得る。
Also in the present embodiment, the purchase cost and the processing cost can be reduced by making the first
以上のように、本実施形態では、第1の磁性材10、第2の磁性材12、第3の磁性材14から、あるいはこれらに加えて第4の非磁性材13からモジュール16を構成することで低コスト化を実現しつつコギングトルク、トルクリプルを低減できるが、モジュール16はこれらの磁性材あるいは非磁性材をそれぞれ個別に形成した後に互いに接着剤で接合して製造する他に、特定形状の金型を用いて一体成形してもよい。
As described above, in the present embodiment, the
図8は、金型を用いてモジュール16を一体成形する製造方法を模式的に示す。まず、第1の磁性材10の代用として第1の磁性材10と同一形状、同一サイズの型材11を用意し、この型材11と第4の非磁性材13を金型30内の所定位置に挿入する。次に、型材11及び第4の非磁性材13と金型30との間の隙間に、鉄粉を充填し、所定圧力を印加して押し固めることで第2の磁性材12及び第3の磁性材14を成形する。このため、金型30は第2の磁性材12の外径側の曲面に沿った内面を有し、かつ、第3の磁性材14の断面形状台形に沿った内面を有する。その後、型材11を第1の磁性材10で置換することで、モジュール16を得ることができる。なお、第1の磁性材10の代用として型材11を用いるのは、希土類焼結磁石が押し固め工程で割れるのを防ぐためである。
FIG. 8 schematically shows a manufacturing method in which the
図8では、型材11と第4の非磁性材13を金型30内の所定位置に挿入しているが、型材11のみを金型30内の所定位置に挿入し、その後に鉄粉を充填し、所定圧力を印加して押し固めることで第2の磁性材12及び第3の磁性材14を成形してもよい。これは、図1のモジュール16の成形に対応する。
In FIG. 8, the
また、図8では、モジュール16を金型30で成形しているが、モジュール16を組み合わせてなるロータを金型で一体成形してもよい。
In FIG. 8, the
図9は、この場合の製造方法を模式的に示す。各モジュール16を構成する型材11及び第4の非磁性材13を金型32内の所定位置に挿入し、型材11及び第4の非磁性材13と金型32との間の隙間に、鉄粉を充填し、所定圧力を印加して押し固めることで第2の磁性材12及び第3の磁性材14を成形する。この場合、第3の磁性材14はモジュール16毎に個別に成形されるのではなく、一体的に成形される。このため、図では第3の磁性材14をリング状の第3の磁性材15として示す。
FIG. 9 schematically shows the manufacturing method in this case. The
以上のように、金型30を用いてモジュール16を一体成形し、あるいは金型32を用いてロータを一体成形することで、製造コストを低減することができ、モジュール16での低コスト化と相俟って効果的にロータのコストを低減し得る。
As described above, the
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明はこれに限定されず、種々の変形が可能である。 As mentioned above, although embodiment of this invention was described, this invention is not limited to this, A various deformation | transformation is possible.
例えば、本実施形態では、図2や図7に示すように、合計6個のモジュール16を組み合わせてロータ22を構成しているが、複数個のモジュール16だけでなく、モジュール16とモジュール16との間に介在部材を設けて組み合わせることでロータ22を構成してもよい。要するに、モジュール16はロータの主要な部材であるが、必ずしもモジュール16のみからロータ22を構成する必要はない。また、本実施形態では、6個のモジュール16からロータ22を構成しているが、モジュール16の数は任意であり、6個以下、あるいは6個以上であってもよい。勿論、モジュール16の数が増大するほどこれらを組み合わせてできるロータ22はより円筒形状に近似することになる。
For example, in this embodiment, as shown in FIG. 2 and FIG. 7, the
また、本実施形態において、第2の磁性材12と第3の磁性材は、互いに備えるべき磁性特性ないし機械特性が異なり、第2の磁性材12は加工が容易であって渦損が小さいこと、第3の磁性材は軟磁性であることが必要であるが、異なる磁性材である必要はなく、同一磁性材であってもよい。また、第2の磁性材12と第3の磁性材14との間には空隙が存在するが、これは必ずしも第2の磁性材12と第3の磁性材14が別部材であることを意味しない。すなわち、第2の磁性材12と第2の磁性性14が同一の磁性材から構成され、かつ、平板形状の第1の磁性材10の側部近傍において両者の間に空隙が存在するものの、第1の磁性材10の側部から離間した位置において両者が接合している場合には、第2の磁性材12と第3の磁性材14は全体として一体の磁性材と同視し得る。本発明には、このように第2の磁性材12と第3の磁性材14が一体の磁性材と同視し得る形態も含まれる。
In the present embodiment, the second
さらに、複数個のモジュール16を組み合わせてロータ22を構成する場合に、第3の磁性体14に凹凸部を形成し、隣接するモジュール16をこれらの凹凸部で係合させることで組み合わせてもよい。
Further, when the
10 第1の磁性材、12 第2の磁性材、13 第4の非磁性材、14 第3の磁性材、16 モジュール、18 ステータ、20 ロータ軸、22 ロータ。
DESCRIPTION OF
Claims (5)
平板形状の希土類磁石からなる第1の磁性材と、
前記第1の磁性材よりもステータに近い外径側に配設される、第2の磁性材と、
前記第1の磁性材よりもステータから遠い内径側に配設される、第3の磁性材と、
を備え、
前記第2の磁性材は、前記第1の磁性材よりも周方向の幅が大きく、
前記第3の磁性材は、前記第1の磁性材よりも少なくとも前記第1の磁性材と当接する部分において周方向の幅が大きく、
前記第2の磁性材と前記第3の磁性材との間に空隙が存在し、
前記第2の磁性材のステータに対向する面の曲率は、ステータの内周部の曲率よりも大きく設定される
ことを特徴とするロータ用複合磁性材モジュール。 A composite magnetic material module for a rotor,
A first magnetic material made of a plate-shaped rare earth magnet;
A second magnetic material disposed on the outer diameter side closer to the stator than the first magnetic material;
A third magnetic material disposed on the inner diameter side farther from the stator than the first magnetic material;
With
The second magnetic material has a larger circumferential width than the first magnetic material,
The third magnetic material has a circumferential width larger at least in a portion in contact with the first magnetic material than the first magnetic material,
There is a gap between the second magnetic material and the third magnetic material,
The rotor composite magnetic material module, wherein a curvature of a surface of the second magnetic material facing the stator is set larger than a curvature of an inner peripheral portion of the stator.
前記第2の磁性材と前記第3の磁性材との間の前記空隙であって前記第1の磁性材に当接するように配設される、第4の非磁性材と、
をさらに備えることを特徴とするロータ用複合磁性材モジュール。 The composite magnetic material module for a rotor according to claim 1,
A fourth non-magnetic material that is disposed so as to be in contact with the first magnetic material in the gap between the second magnetic material and the third magnetic material;
A composite magnetic material module for a rotor, further comprising:
金型内に、平板形状の希土類磁石からなる第1の磁性材の代用となる型材を配置する配置ステップと、
前記金型内に鉄粉を充填し押し固めることで第2の磁性材と第3の磁性材を成形する成形ステップであり、前記第2の磁性材は前記型材よりもステータに近い外径側に配設され、前記第3の磁性材は前記型材よりもステータから遠い内径側に配設され、前記第2の磁性材は、前記型材よりも周方向の幅が大きく、前記第3の磁性材は、前記型材よりも少なくとも前記第1の磁性材と当接する部分において周方向の幅が大きく、前記第2の磁性材と前記第3の磁性材との間に空隙が存在し、前記第2の磁性材のステータに対向する面の曲率は、ステータの内周部の曲率よりも大きく設定される、成形ステップと、
を備えることを特徴とするロータ用複合磁性材モジュールの製造方法。 A method of manufacturing a composite magnetic material module for a rotor,
An arrangement step of arranging a mold material as a substitute for the first magnetic material made of a plate-shaped rare earth magnet in the mold,
It is a forming step of forming the second magnetic material and the third magnetic material by filling and pressing the iron powder in the mold, and the second magnetic material is closer to the stator than the mold material. The third magnetic material is disposed on the inner diameter side farther from the stator than the mold material, and the second magnetic material has a larger circumferential width than the mold material, and the third magnetic material is The material has a circumferential width larger at least in a portion in contact with the first magnetic material than the mold material, and a gap exists between the second magnetic material and the third magnetic material, The curvature of the surface facing the stator of the magnetic material of 2 is set larger than the curvature of the inner peripheral portion of the stator,
A method for manufacturing a composite magnetic material module for a rotor, comprising:
前記配置ステップでは、前記金型内に、前記型材と第4の非磁性材を配置する
ことを特徴とするロータ用複合磁性材モジュールの製造方法。 In the manufacturing method of Claim 4,
In the arranging step, the mold material and the fourth non-magnetic material are arranged in the mold. A method of manufacturing a composite magnetic material module for a rotor, wherein:
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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EP3975387A1 (en) * | 2020-09-25 | 2022-03-30 | Sanyo Denki Co., Ltd. | Rotor structure of synchronous motor |
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2014
- 2014-05-08 JP JP2014096488A patent/JP2015216716A/en active Pending
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EP3975387A1 (en) * | 2020-09-25 | 2022-03-30 | Sanyo Denki Co., Ltd. | Rotor structure of synchronous motor |
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