JP2016025767A - 磁石埋込型ロータの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】遠心力によってコアが変形してしまうのを抑制する技術を提供する。
【解決手段】ロータ１は、永久磁石収容孔６を有するコア３と、永久磁石収容孔６に収容されて周方向に互いに離れて配置された２つの永久磁石４と、先太り状に形成された一対の頭部２０（端部）と、一対の頭部２０の間の中間部２１と、を有するブリッジ５（連結部材）と、を備える。永久磁石収容孔６の内壁面６ａには、外周側に開口すると共に内周側に向かって末広がりの内周側窪み９と、内周側に開口すると共に外周側に向かって末広がりの外周側窪み１０が形成されている。ロータ１の製造方法は、ブリッジ５の一方の頭部２０を内周側窪み９に挿入し、他方の端部を外周側窪み１０に挿入する挿入ステップ(S110)と、中間部２１を屈曲させる屈曲ステップ(S120)と、を含む。
【選択図】図６

Description

本発明は、磁石埋込型ロータの製造方法に関する。

この種の技術として、特許文献１は、鋼板を積層して成る本体部に永久磁石を埋め込んだ回転子を備えた埋込磁石モータを開示している。詳しくは、本体部に永久磁石用孔を形成し、永久磁石用孔内に２つの永久磁石を配置し、永久磁石用孔の内周側及び外周側の両面を機械的に連結するブリッジを２つの永久磁石の間に配置している。この構成によれば、遠心力の作用により永久磁石用孔が変形してしまうのを回避できるとしている。

上記の回転子では、ブリッジの両端に形成した係止部を、本体部が有する嵌合孔に夫々嵌め込むことで、永久磁石用孔の内周側及び外周側の両面を機械的に連結している。

特開２００９−２０１２６９号公報

しかしながら、上記特許文献１の構成では、嵌合孔の内面と係止部との間に若干の隙間が存在しているので、永久磁石用孔が遠心力で変形してしまう余地が残されていた。

本発明の目的は、遠心力によってコアが変形してしまうのを抑制する技術を提供することにある。

本願発明の観点によれば、永久磁石収容孔を有するコアと、前記永久磁石収容孔に収容されて周方向に互いに離れて配置された２つの永久磁石と、先太り状に形成された一対の端部と、前記一対の端部の間の中間部と、を有する連結部材と、を備え、前記永久磁石収容孔の内壁面には、外周側に開口すると共に内周側に向かって末広がりの内周側窪みと、内周側に開口すると共に外周側に向かって末広がりの外周側窪みが形成されている、磁石埋込型ロータの製造方法であって、前記連結部材の一方の端部を前記内周側窪みに挿入し、他方の端部を前記外周側窪みに挿入する挿入ステップと、前記中間部を屈曲させる屈曲ステップと、を含む、磁石埋込型ロータの製造方法が提供される。以上の方法によれば、前記コアと前記連結部材の間の径方向における隙間が消失するので、前記永久磁石収容孔よりも外周側の外周側コア部分が遠心力により外周側へ変位してしまうのを効果的に抑制することができる。

本発明によれば、前記コアと前記連結部材の間の径方向における隙間が消失するので、前記永久磁石収容孔よりも外周側の外周側コア部分が遠心力により外周側へ変位してしまうのを効果的に抑制することができる。

ロータの部分平面図である。 図１のA部拡大図であって、ロータの回転前の状態を示す図である。 図１のA部拡大図であって、ロータの回転後の状態を示す図である。 ロータの製造フローである。 ロータの部分平面図であって、ブリッジの屈曲前の状態を示す図である。 ロータの部分平面図であって、ブリッジの屈曲後の状態を示す図である。

図１には、ロータ１（回転子、磁石埋込型ロータ）の一部を示している。即ち、一般的にロータ１は複数の磁極部分２から構成されており、図１にはそのうちの１つの磁極部分２のみを示している。図１に示すように、磁極部分２は、電磁鋼板の積層体から成るコア３と、２つの永久磁石４と、２つのブリッジ５（連結部材）とを備える。

コア３は、内周面３ａと外周面３ｂと複数の永久磁石収容孔６を有する。図１に示すように、１つの磁極部分２に１つの永久磁石収容孔６が形成されている。永久磁石収容孔６は、内周側に凸となるU字状に形成されており、ブリッジ収容空間７と２つの磁石収容空間８を有する。２つの磁石収容空間８は、周方向において互いに離れた空間であって、径方向に沿って細長く形成されている。ブリッジ収容空間７は、２つの磁石収容空間８を連結する空間であって、２つの磁石収容空間８の内周端同士を連結している。

永久磁石収容孔６の内壁面６ａには、２つの内周側窪み９と２つの外周側窪み１０が形成されている。詳しくは、永久磁石収容孔６の内壁面６ａのうち、ブリッジ収容空間７の内周側を区画する内周側内壁面１１に２つの内周側窪み９が形成されており、ブリッジ収容空間７の外周側を区画する外周側内壁面１２に２つの外周側窪み１０が形成されている。２つの内周側窪み９と２つの外周側窪み１０は、ブリッジ収容空間７を挟んで略線対称に形成されている。

図２には、図１のA部を拡大して示している。図２に示すように、各外周側窪み１０は、内周側に開口すると共に外周側に向かって末広がりとなるように形成されている。従って、コア３は、径方向において、１つの外周側窪み１０とブリッジ収容空間７によって挟まれる一対の外周側爪部分１３を有する。

図１に戻り、各内周側窪み９は、外周側に開口すると共に内周側に向かって末広がりとなるように形成されている。従って、コア３は、径方向において、１つの内周側窪み９とブリッジ収容空間７によって挟まれる一対の内周側爪部分１４を有する。

２つの永久磁石４は、永久磁石収容孔６の２つの磁石収容空間８に夫々収容されている。２つの永久磁石４は、同極同士が周方向において向かい合うように配置されている。

２つのブリッジ５は、内周側コア部分１５と外周側コア部分１６を連結するものであって、例えばSUS304などの非磁性体材料によって構成されている。ここで、内周側コア部分１５は、コア３のうち永久磁石収容孔６よりも内周側の部分を意味し、外周側コア部分１６は、コア３のうち永久磁石収容孔６よりも外周側の部分を意味する。外周側コア部分１６は、２つの肉薄部１７を介して内周側コア部分１５と連結している。２つの肉薄部１７は、夫々、２つの磁石収容空間８と外周面３ｂの間の部分である。２つの肉薄部１７は、平面視で極力薄くなるように形成されている。従って、ロータ１が回転して外周側コア部分１６に遠心力が作用すると、２つの肉薄部１７が変形して外周側コア部分１６が外周側に変位してしまう。外周側コア部分１６が外周側に変位すると、コア３の外周面３ｂが外周側に膨らみ出て、コア３が図示しないステータと接触してしまう虞がある。そこで、２つのブリッジ５は、ロータ１が回転して外周側コア部分１６に遠心力が作用しても、外周側コア部分１６が外周側に変位してしまうことがないように、内周側コア部分１５と外周側コア部分１６を連結している。

具体的には、各ブリッジ５は、先太り状に形成された一対の頭部２０（端部）と、一対の頭部２０の間の中間部２１と、を有している。そして、図１及び図２に示すように、径方向で対向する内周側窪み９と外周側窪み１０に、各ブリッジ５の２つの頭部２０を夫々挿入する。内周側窪み９に挿入された頭部２０は、ブリッジ５を外周側へ引っ張っても内周側窪み９から抜け出ることはない。同様に、外周側窪み１０に挿入された頭部２０は、ブリッジ５を内周側へ引っ張っても外周側窪み１０から抜け出ることはない。この構成により、２つのブリッジ５は、ロータ１が回転して外周側コア部分１６に遠心力が作用しても、外周側コア部分１６が外周側に変位してしまうことがないように、内周側コア部分１５と外周側コア部分１６を連結している。

しかしながら、製造コスト上の理由により、図２に示すように、コア３とブリッジ５の間には、径方向の隙間ｇが存在している。具体的には、隙間ｇは、コア３の各外周側爪部分１３とブリッジ５の頭部２０との間における径方向の隙間である。この種の隙間ｇは、コア３の各内周側爪部分１４とブリッジ５の頭部２０との間においても同様に存在している。そして、これらの隙間ｇの存在により、ロータ１が回転して外周側コア部分１６に遠心力が作用すると、図３に示すように、外周側コア部分１６は隙間ｇの分だけ外周側に変位してしまう。

そこで、本願発明者は、上記の隙間ｇを消失させる製造フローを考案した。図４に、その製造フローを示す。先ず、各永久磁石収容孔６の２つの磁石収容空間８に２つの永久磁石４を夫々挿入して取り付ける(S100)。次に、各永久磁石収容孔６のブリッジ収容空間７に２つのブリッジ５を挿入して取り付ける(S110)。図１に示すように、２つのブリッジ５は、周方向において、２つの永久磁石４の間に配置される。次に、２つのブリッジ５の中間部２１を屈曲させる(S120)。具体的には、図５及び図６に示すように、各ブリッジ５の中間部２１を２つの固定パンチ２２と１つの可動パンチ２３で挟み込み、可動パンチ２３を中間部２１へ向かって図示しないアクチュエータを用いて変位させることで、各ブリッジ５の中間部２１を屈曲させる。以上の方法によれば、各ブリッジ５の２つの頭部２０間の距離が短くなるので、上記の隙間ｇが消失し、ロータ１が回転して外周側コア部分１６に遠心力が作用したときに、外周側コア部分１６が外周側に変位してしまうことを効果的に抑制することができる。

以上に説明した実施形態は、以下の特長を有する。

ロータ１は、永久磁石収容孔６を有するコア３と、永久磁石収容孔６に収容されて周方向に互いに離れて配置された２つの永久磁石４と、先太り状に形成された一対の頭部２０（端部）と、一対の頭部２０の間の中間部２１と、を有するブリッジ５（連結部材）と、を備える。永久磁石収容孔６の内壁面６ａには、外周側に開口すると共に内周側に向かって末広がりの内周側窪み９と、内周側に開口すると共に外周側に向かって末広がりの外周側窪み１０が形成されている。ロータ１の製造方法は、ブリッジ５の一方の頭部２０を内周側窪み９に挿入し、他方の端部を外周側窪み１０に挿入する挿入ステップ(S110)と、中間部２１を屈曲させる屈曲ステップ(S120)と、を含む。以上の方法によれば、コア３とブリッジ５の間の径方向における隙間ｇが消失するので、永久磁石収容孔６よりも外周側の外周側コア部分１６が遠心力により外周側へ変位してしまうのを効果的に抑制することができる。

以上に、本願発明の好適な実施形態を説明したが、上記実施形態は以下のように変更できる。

上記実施形態において磁極部分２は、２つのブリッジ５を備えることとしたが、これに代えて、ブリッジ５を１つのみ備えていてもよいし、３つ以上のブリッジ５を備えていてもよい。

１ ロータ
２ 磁極部分
３ コア
４ 永久磁石
５ ブリッジ
６ 永久磁石収容孔
６ａ 内壁面
９ 内周側窪み
１０ 外周側窪み
１５ 内周側コア部分
１６ 外周側コア部分
２０ 頭部
２１ 中間部
ｇ 隙間

Claims (1)

1. 永久磁石収容孔を有するコアと、
   前記永久磁石収容孔に収容されて周方向に互いに離れて配置された２つの永久磁石と、
   先太り状に形成された一対の端部と、前記一対の端部の間の中間部と、を有する連結部材と、
   を備え、
   前記永久磁石収容孔の内壁面には、外周側に開口すると共に内周側に向かって末広がりの内周側窪みと、内周側に開口すると共に外周側に向かって末広がりの外周側窪みが形成されている、
   磁石埋込型ロータの製造方法であって、
   前記連結部材の一方の端部を前記内周側窪みに挿入し、他方の端部を前記外周側窪みに挿入する挿入ステップと、
   前記中間部を屈曲させる屈曲ステップと、
   を含む、
   磁石埋込型ロータの製造方法。

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