JP2017070037A - Rotor - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ラジアルギャップ型回転電機に用いられるロータに関し、特に、埋込磁石型回転電機用のロータに関する。 The present invention relates to a rotor used in a radial gap type rotating electrical machine, and more particularly to a rotor for an embedded magnet type rotating electrical machine.
ラジアルギャップ型回転電機は、回転軸を中心として回転可能に配設されたロータと、当該ロータの径方向にギャップを隔てて配設されたステータとを備えた回転電機である。この種の回転電機には、埋込磁石(Interior Permanent Magnet)型(以下「IPM型」という。)と呼ばれるものがある。 A radial gap type rotating electrical machine is a rotating electrical machine including a rotor disposed to be rotatable about a rotation axis and a stator disposed with a gap in the radial direction of the rotor. There exists what is called an interior permanent magnet (Interior Permanent Magnet) type | mold (henceforth "IPM type | mold") in this kind of rotary electric machine.
一般的なIPM型回転電機用のロータは、電磁鋼板からなる複数のコアシートが積層されてなる、円筒状をしたロータコアを備えている。ロータコアには、その軸心方向に貫通した複数の磁石孔が周方向に等ピッチで設けられている。磁石孔の各々には、それぞれ、磁石が埋設されている。 A general rotor for an IPM type rotating electrical machine includes a cylindrical rotor core in which a plurality of core sheets made of electromagnetic steel sheets are laminated. The rotor core is provided with a plurality of magnet holes penetrating in the axial direction in the circumferential direction at equal pitches. A magnet is embedded in each of the magnet holes.
特許文献1には、上記磁石の各々がボンド磁石からなるロータが開示されている。ボンド磁石の各々は、磁性粉末と樹脂バインダを含む磁石材料が、それぞれの磁石孔に充填され、着磁・硬化されてなるものである。ボンド磁石は、樹脂の成形・加工に関する公知技術である『射出成形』を応用し、公知の射出成形機を利用して、磁石孔に埋設することができる。これにより、複雑な形状をした成形品の生産性に優れる射出成形の利点を享受する格好で、磁石孔の形状に関する自由度を高められると共に、複数の磁石孔にボンド磁石を一度に埋設することが可能となる。 Patent Document 1 discloses a rotor in which each of the magnets is a bonded magnet. Each of the bonded magnets is formed by magnetizing and hardening a magnet material containing magnetic powder and a resin binder in each magnet hole. The bonded magnet can be embedded in the magnet hole using a known injection molding machine by applying “injection molding” which is a known technique relating to molding and processing of resin. This makes it possible to enjoy the advantages of injection molding with excellent productivity of molded products with complicated shapes, increasing the degree of freedom regarding the shape of the magnet holes, and embedding bonded magnets in multiple magnet holes at once. Is possible.
しかしながら、ボンド磁石の射出成形には、樹脂の射出成形と比較すると、材料の流動性が低いという難点がある。その一因として、射出成形の成形条件の一つである「磁石材料の温度」を、当該磁石材料に含有する磁性粉末固有のキュリー温度以上の温度に設定できないことが挙げられる。前記流動性が低いと、磁石材料が磁石孔にうまく充填されず、上記射出成形の利点が享受されないばかりか、生産性・歩留り等をかえって悪化させることにもなりかねない。 However, bond magnet injection molding has the drawback of low material fluidity compared to resin injection molding. One reason is that “the temperature of the magnet material”, which is one of the molding conditions of injection molding, cannot be set to a temperature equal to or higher than the Curie temperature unique to the magnetic powder contained in the magnet material. If the fluidity is low, the magnet material is not well filled in the magnet hole, and not only the advantages of the injection molding can be enjoyed, but also productivity and yield may be deteriorated.
これに対し、他の成形条件である「射出圧力」を高めて前記難点を補うといった方策も考えられるが、この場合、ロータコアの機械的強度が不足し、その外周面が径方向へ膨出するといった変形を伴うおそれがある。一方、上記した不具合が生じない成形条件下で射出成形の回数を増やし、磁石孔の逆側から磁石材料を再充填するようにすれば、当該不具合の発生自体は防止し得るものの、生産工数やリードタイムの増大を招来するため、上記射出成形の利点が損なわれてしまう。 On the other hand, it is conceivable to increase the “injection pressure”, which is another molding condition, to compensate for the above-mentioned difficulty. In this case, however, the mechanical strength of the rotor core is insufficient, and the outer peripheral surface bulges in the radial direction. There is a risk of such deformation. On the other hand, if the number of injection moldings is increased under the molding conditions that do not cause the above-mentioned problems and the magnet material is refilled from the opposite side of the magnet hole, the occurrence of the problems itself can be prevented, but the production man-hours and Since the lead time is increased, the advantages of the injection molding are impaired.
本発明は、上記した課題に鑑み、可能な限り、上記射出成形の利点を損なうことなく上記不具合の発生を防ぐことができるロータを提供することを目的とする。 In view of the above-described problems, an object of the present invention is to provide a rotor capable of preventing the occurrence of the above-described problems without impairing the advantages of the injection molding as much as possible.
上記の目的を達成するため、本発明のロータは、複数の磁石孔を有し、電磁鋼板からなる複数のコアシートが積層されてなる、円筒状をしたロータコアと、磁性粉末と樹脂バインダを含み、前記磁石孔の各々に充填されたボンド磁石と、を備え、前記ボンド磁石の厚みをT、前記ロータコアの軸方向長さをLとしたとき、当該厚みTと当該軸方向長さLとが、L/T≦25の関係を満たすことを特徴とする。 In order to achieve the above object, a rotor according to the present invention includes a cylindrical rotor core having a plurality of magnet holes and a plurality of core sheets made of electromagnetic steel sheets, a magnetic powder, and a resin binder. A bonded magnet filled in each of the magnet holes, where the thickness of the bonded magnet is T and the axial length of the rotor core is L, the thickness T and the axial length L are , L / T ≦ 25 is satisfied.
上記第1の構成からなるロータにおいて、前記ロータコアは、前記磁石孔の各々にスキューが設けられており、前記厚みTと前記軸方向長さLとが、L/T≦20の関係を満たすことを特徴とするものであってもよい。 In the rotor having the first configuration, the rotor core is provided with a skew in each of the magnet holes, and the thickness T and the axial length L satisfy a relationship of L / T ≦ 20. It may be characterized by.
また、本発明のロータは、複数の磁石孔を有し、電磁鋼板からなる複数のコアシートが積層されてなる、円筒状をした複数のコアブロックを含み、当該コアブロックの各々が同軸に連結されてなるロータコアと、前記磁石孔の各々に充填され、前記ロータコアの前記連結されたコアブロック同士の境界面において軸方向に分割された複数のボンド磁石と、を備え、前記ボンド磁石の厚みをT、前記ロータコアの軸方向長さをLとしたとき、当該厚みTと当該軸方向長さLとが、L/T>25の関係を満たすことを特徴とする。 The rotor of the present invention includes a plurality of cylindrical core blocks having a plurality of magnet holes and a plurality of core sheets made of electromagnetic steel plates, and each of the core blocks is coaxially connected. A plurality of bond magnets that are filled in each of the magnet holes and divided in the axial direction at the boundary surface between the connected core blocks of the rotor core, and the thickness of the bond magnet is T, where L is the axial length of the rotor core, the thickness T and the axial length L satisfy the relationship L / T> 25.
上記第2の構成からなるロータにおいて、前記ロータコアは、前記磁石孔の各々にスキューが設けられており、前記厚みTと前記軸方向長さLとが、L/T>20の関係を満たすことを特徴とするものであってもよい。 In the rotor having the second configuration, the rotor core is provided with a skew in each of the magnet holes, and the thickness T and the axial length L satisfy a relationship of L / T> 20. It may be characterized by.
また、前記磁性粉末は、Nd−Fe−B系磁石を含むことを特徴とするものであってもよい。 The magnetic powder may include an Nd-Fe-B magnet.
さらに、前記樹脂バインダは、ナイロン系樹脂またはポリフェニレンサルファイド系樹脂であることを特徴とするものであってもよい。 Furthermore, the resin binder may be a nylon resin or a polyphenylene sulfide resin.
本発明のロータによれば、上記関係式を満たす構成とされていることで、ロータコアに設けられた磁石孔の各々にボンド磁石を射出成形によって埋設する際、可能な限り、ボンド磁石を構成する磁石材料の温度変化の影響を軽減できるので、当該射出成形の利点を損なうことなく、磁石孔におけるボンド磁石の充填不足やロータコアの変形といった上記不具合の発生を防ぐことができる。 According to the rotor of the present invention, since it is configured to satisfy the above relational expression, when the bond magnet is embedded in each of the magnet holes provided in the rotor core by injection molding, the bond magnet is configured as much as possible. Since the influence of the temperature change of the magnet material can be reduced, it is possible to prevent the occurrence of the above problems such as insufficient filling of the bond magnet in the magnet hole and deformation of the rotor core without impairing the advantages of the injection molding.
以下、本発明に係るロータの実施形態について図面を参照しながら説明する。 Hereinafter, embodiments of a rotor according to the present invention will be described with reference to the drawings.
実施形態に係るロータ10は、図1に示すように、円筒状をしたロータコア12を備えている。ロータコア12には、その軸心方向(単に「軸方向」ともいう。)に貫通した4個の磁石孔14が設けられている。磁石孔14の各々には、それぞれボンド磁石(以下、単に「磁石」という。)16が埋設されている。ロータコア12の内周面に囲まれた中空部は軸孔18であり、軸孔18には、ロータコア12と同軸心となるように回転軸(不図示)が嵌入される。IPM型回転電機(不図示)の構成部品であるロータ10は、その径方向にギャップを隔ててステータ(不図示)と対向するように配設される。
As shown in FIG. 1, the
ロータコア12は、複数のコアシートSが積層されてなる積層体である。コアシートSは、軟磁性体が厚さ0.2〜1mm程度(好ましくは、0.3〜0.5mm程度)の薄板状に圧延され、表面に絶縁処理が施された電磁鋼板からなる。コアシートSの各々は、その中央部に円形孔S8を有する中空円板形状をしている。コアシートSの各々には、同一形状をした4個の貫通孔S4が周方向に等ピッチ(機械角で90度間隔)で設けられている。貫通孔S4の各々は、帯状をした、円形孔S8側に凸の円弧状孔からなる。なお、図1(a)では、上下左右に配された各磁石孔14のうち、下部に位置する磁石孔14部分に、ロータコア12の軸方向端部のコアシートSの貫通孔S4の符合を付している。
The
ロータコア12では、軸心方向に隣接したコアシートS同士の各貫通孔S4の位置が合うように、すなわち、対応するS4同士が重なるように、各コアシートSが積層されている。その結果、ロータコア12には、軸心方向に連通した状態となった貫通孔S4の各々によって1つの磁石孔14が形成されていると共に、同様に構成された磁石孔14が周方向に等ピッチ(機械角で90度間隔)で、合計4つ形成されている。同じく、ロータコア12には、軸心方向に連通した状態となった円形孔S8の各々によって軸孔18が形成されている。
In the
磁石16の各々は、それぞれ対応する磁石孔14に、磁性粉末と樹脂バインダを含む磁石材料が、後述する「射出成形」によって充填され、着磁・硬化されてなる。よって、磁石16の各々の形状は、それぞれ対応する磁石孔14の形状と略同一形状をしている。具体的には、磁石16の各々の、上記軸心方向に直交する仮想平面(不図示)で切断した横断面の形状が、磁石孔14(貫通孔S4)の平面視形状(図1(a))と同じ円弧状であり、軸孔18(円形孔S8)側に凸の湾曲面を主面とする湾曲板状(図1(b))をしている。
Each of the
磁石16の各々では、ロータコア12の外周面側にある湾曲面が、それぞれ、周方向に隣接した磁石16同士で異なる極性(N極,S極)に磁化された磁極面16N,16Sとなっている。磁石16の各々が起磁力源となって、ロータコア12が磁化されている。磁化したロータコア12の、各磁極面16N,16Sに面した外周部分には、N極とS極とが周方向に交互に配された4極の磁極MPが形成されている。
In each of the
本例において、磁石16の各々を構成する上記磁石材料のうち、磁性粉末には、ネオジム(Nd)、鉄(Fe)、ボロン(B)を主成分とし、磁気特性に優れたネオジム系磁石(Nd−Fe−B系磁石)が用いられている。樹脂バインダには、流動性が良く、耐熱性に優れた、ポリフェニレンサルファイド(PPS)系樹脂が用いられている。また、磁石16の各々は、当該磁性粉末の磁化容易軸がd軸方向(磁極MPの中心とロータコア12の軸心とを結ぶ線(不図示)に沿う方向)に揃うように着磁されていて、当該d軸方向に強い磁力を持つ、異方性ボンド磁石から構成されている。
In this example, among the magnet materials constituting each of the
上記構成からなるロータ10において、磁石16の各々は、樹脂の成形・加工に関する公知技術である『射出成形』を応用し、公知の『射出成形機』を利用して、それぞれ対応する磁石孔14に埋設される。以下、公知の『射出成形機』及び『射出成形の各工程』に関する図示は省略し、一般的な射出成形機による射出成形の概要とともに、磁石16の射出成形について説明する。
In the
上記射出成形機は、固定型と可動型からなる金型を備えている。ロータコア12が当該金型にセットされた状態で型締機構による型締がなされ、射出機構によって、磁石材料が当該金型を介して磁石孔14の各々に充填される。その際、ロータコア12の外周面に磁場配向用金型を対向させた状態で磁場を印加することで、磁石16の着磁がなされる。当該着磁により磁化した磁石16を硬化させ、金型からロータコア12を取り出す。このようにして、ロータコア12の磁石孔14の各々に、磁石16が埋設されることとなる。
The injection molding machine includes a mold composed of a fixed mold and a movable mold. Clamping is performed by a mold clamping mechanism in a state where the
ここで、上記射出成形では、射出機構において磁石材料を加熱して樹脂バインダを溶融させ、当該磁石材料全体が一定の流動性を有する状態となる。当該状態の磁石材料の温度を、以下「射出温度」ということとする。また、磁石孔14に充填された磁石材料の樹脂バインダが溶融状態から冷却・硬化する過程で、当該樹脂バインダの結晶化速度がピークを示す温度が存在する。この樹脂バインダ固有のピーク温度を、以下「結晶化温度」ということとする。
Here, in the injection molding, the magnet material is heated in the injection mechanism to melt the resin binder, and the entire magnet material has a certain fluidity. The temperature of the magnet material in this state is hereinafter referred to as “injection temperature”. Further, there is a temperature at which the crystallization speed of the resin binder reaches a peak in the process of cooling and curing the resin binder of the magnet material filled in the
射出成形における成形条件には、上記射出温度をはじめ、射出圧力、金型温度といった種々の条件があり、成形品の形状・大きさ、材料(樹脂)の種類等に応じて、これらの成形条件を制御することで、成形品の大量生産を高精度に実現している。しかしながら、上記背景技術で既述したように、本例のような磁石16の射出成形では、その成形条件について、磁石材料特有の、いくつかの制約が課されることとなるため、磁石材料の充填不足(ショートショット)、ロータコア12の変形(膨出)といった不具合が生じるおそれがある。一方、こういった不具合が生じない成形条件下で射出成形の回数を増やし、ショートショットした磁石孔14の逆側から磁石材料を再充填するようにすることで、当該不具合の発生を防いだとしても、生産工数やリードタイムの増大につながるため、射出成形の利点が損なわれてしまう。
The molding conditions in injection molding include various conditions such as the above injection temperature, injection pressure, and mold temperature. These molding conditions depend on the shape and size of the molded product and the type of material (resin). By controlling, mass production of molded products is realized with high accuracy. However, as already described in the above background art, in the injection molding of the
そこで、本発明者等は、鋭意検討を重ねた結果、射出温度から結晶化温度に至るまでの磁石材料の温度変化に着目し、上記成形条件に付随させる格好でロータコア12側に設計上の条件を付加することで、射出成形の利点を損なうことなく、上記不具合の発生を防ぐことができることを見出したのである。具体的には、磁石16の厚みをT、ロータコア12の軸方向長さをLとしたとき、当該厚みTと当該軸方向長さLとが、L/T≦25の関係を満たすことが、ロータコア12の設計上の条件の一つとして付加されている点に特徴がある。
Therefore, as a result of intensive studies, the present inventors have paid attention to the temperature change of the magnet material from the injection temperature to the crystallization temperature. It has been found that the above-mentioned problems can be prevented without impairing the advantages of injection molding. Specifically, when the thickness of the
図2を参照しながら、射出温度から結晶化温度に至るまでの磁石材料の温度変化の傾向について説明する。図2(a)には、金型(不図示)にセットされたロータコア12の断面が示されている。ロータコア12に設けられた磁石孔14に射出成形される磁石16の厚みT(図1(a))は、磁石孔14の厚みtと同視しても差し支えはない。なお、図2(a)では、比較のため、磁石孔14の厚みtよりも小さい厚みtsの磁石孔14sが、二点鎖線で示されている。
The tendency of the temperature change of the magnet material from the injection temperature to the crystallization temperature will be described with reference to FIG. FIG. 2A shows a cross section of the
図2(b)に示すグラフには、図1(a)に示すロータコア12の磁石孔14(磁石孔14s)内に、同じ成形条件下で、紙面左側から射出成形により磁石材料が充填されたときの、当該磁石材料の温度変化の様子が示されている。図2(b)では、磁石孔14における上記温度変化が「実線」で、磁石孔14sにおける上記温度変化が「二点鎖線」で、それぞれ示されている。
In the graph shown in FIG. 2 (b), the magnet material was filled into the magnet hole 14 (
磁石孔14内では、ロータコア12の軸方向長さLにおける位置が射出側(充填された側)から離れるにつれて、磁石材料の温度が、射出温度から徐々に低下する。そして、結晶化温度に至った後も緩やかに温度低下しながら、磁石材料が、磁石孔14の奥(前記充填された側とは反対側の端部)まで充填されることとなる。一方、磁石孔14s内では、磁石孔14と同じく、上記射出側から離れるにつれて、磁石材料の温度が射出温度から低下するものの、その低下の程度は磁石孔14内よりも大きい。このため、上記射出側に近い位置で結晶化温度に達することとなり、その結果、磁石材料が磁石孔14sの奥まで充填されず、ショートショット状態となる。
In the
このことから、同じ成形条件下であっても、磁石孔14,14sの厚みt,tsが違えば、射出成形により磁石16を埋設できる場合(磁石孔14)と、できない場合(磁石孔14s)とがあることがわかる。磁石孔14sに磁石材料を充填するため、射出成形の成形条件を変更するにしても、射出温度には「磁性粉末固有のキュリー温度」という制約があり、射出圧力を無理に高めるとなれば、ロータコア12を変形させてしまう。
From this, even under the same molding conditions, if the thicknesses t and ts of the magnet holes 14 and 14s are different, the
この点、本実施形態のロータ10では、ロータコア12が上記関係式(L/T≦25)を満たすように構成されているため、上記のような制約が課された成形条件の範囲内であっても、一度の射出成形により、磁石16を、ロータコア12に設けられた磁石孔14の各々に、ショートショット等の不具合を生じさせることなく埋設することが可能となるのである。このように、本実施形態のロータ10によれば、磁石16を構成する磁石材料の温度変化の影響を軽減できるので、射出成形の利点を損なうことなく、上記した不具合の発生を防ぐことができる。
In this regard, in the
なお、上記したショートショット等の不具合は、例えば、ロータコア12の軸方向長さLが相当に長い場合、磁石16の厚みT(磁石孔14の厚みt)が相当に小さい場合などに生じやすくなる傾向にある。近年では、ボンド磁石の磁気特性を高める種々の技術が開発され、ロータコア12に形成される磁石孔14の形状についても、様々な技術的観点から、複雑化されるケースが見受けられる。よって、本実施形態のロータ10は、例えば、最高出力が1kw程度のIPM型回転電機から、大型あるいは高機能型のIPM型回転電機まで、幅広く適用することが可能である。
Note that the short shot or the like described above is likely to occur when, for example, the axial length L of the
以上、実施形態に係るロータ10について説明したが、本発明は、その他の形態で実施することも可能である。なお、以下の説明において、上記実施形態と基本的に同様の構成には下一桁の数字が同じ符号を付すこととし、上記実施形態と共通する事項に関する説明については、簡単な言及に止めるか、又は、適宜省略することとする。
While the
[変形例]
上記実施形態のロータ10では、磁石孔14の各々が、ロータコア12の軸心方向に平行に貫通していたが、図3に示すロータ20のように、ロータコア22は、スキューが設けられた磁石孔24が形成された構成であっても構わない。ロータコア22は、上記したロータコア12と同じ複数のコアシートSの各々が、隣接するコアシートSの貫通孔S4同士を周方向に所定角度ずらせた状態で積層されてなる積層体である。磁石孔24の各々は、ロータコア22の軸心方向に対し、一定のスキュー角で斜めになっている。
[Modification]
In the
変形例に係るロータ20では、磁石26の厚みをT、ロータコア22の軸方向長さをLとしたとき、当該厚みTと当該軸方向長さLとが、L/T≦20の関係を満たすように構成されている。スキューが設けられた磁石孔24の内壁面には、階段状をした段部(不図示)が形成されている。よって、上記軸方向長さLが同じ場合には、磁石孔24の方が、上記した磁石孔14よりも磁石材料との接触面積が大きくなる。また、磁石孔24のようにスキューが設けられていると、ストレートな磁石孔14と比較して、磁石材料の流動抵抗が高くなる。これらの影響で磁石材料の温度低下が早くなる分、磁石孔24内で結晶化温度に達する位置が射出側に近づくこととなる。このため、ロータ20では、一度の射出成形により、磁石26を、ロータコア22に設けられた磁石孔24の各々に、ショートショット等の不具合を生じさせることなく埋設することが可能となる軸方向長さLが、上記したロータ10と比較して短いのである。
In the
[他の実施形態とその変形例]
上記実施形態及びその変形例は何れも、一度の射出成形により、磁石をロータコアに設けられた磁石孔の各々に、ショートショット等の不具合を生じさせることなく埋設することが可能となる関係式を満たす構成からなるロータであるが、1つのロータを生産するにあたって、射出成形の利点を損なわない限り、射出成形の回数は一度に限定されるものではない。
[Other Embodiments and Modifications]
In both of the above-described embodiments and modifications thereof, a relational expression that enables a magnet to be embedded in each of the magnet holes provided in the rotor core without causing problems such as short shots by one injection molding. Although the rotor is configured to satisfy the requirements, the number of injection moldings is not limited to one at a time as long as the advantages of injection molding are not impaired in producing one rotor.
例えば、図4(a)に示す、他の実施形態に係るロータ30は、上記したロータコア12と同じ構成からなる複数のコアブロック32B,32Bを含む。コアブロック32B,32Bの各々には、ロータコア12と同じく4つの磁石孔34が設けられている。磁石孔34の各々には、上記した磁石16と同じく射出成形によって、磁石36がそれぞれ埋設されている。すなわち、磁石36が対応する磁石孔34に埋設されたコアブロック32Bの各々は、何れも、上記したロータ10と同じ構成となっている。
For example, the
これらのコアブロック32B,32Bが同軸に連結されて、ロータ30が形成されている。換言すれば、ロータ30は、2つのロータ10が同軸に連結されてなる。このため、ロータ30では、同軸に連結された2つのコアブロック32B,32Bによってロータコア32が構成されており、軸心方向に隣接したコアブロック32B,32B同士の間には境界面BPがある。また、ロータコア32の各磁石孔34に埋設された磁石36は、境界面BPにおいて軸方向に分割されている。なお、コアブロック32B,32B同士の連結には、ボルトナット、リベットといった公知の固定手段(不図示)が用いられている。
The core blocks 32B and 32B are connected coaxially to form the
上記構成からなるロータ30では、磁石36の厚みをT、ロータコア32の軸方向長さをLとしたとき、当該厚みTと当該軸方向長さLとが、L/T>25の関係を満たすような構成となっている。このような関係式を満たすロータ30は、全体でみると、上記ロータ10における関係式を満たさず、ロータコア32の軸方向長さLは、ロータコア12の2倍の長さとなる。このため、一度の射出成形では、磁石36を磁石孔34の各々に、ショートショット等の不具合を生じさせることなく埋設することができない。
In the
しかしながら、一のコアブロック32B単位でみると、上記したロータ10における関係式(L/T≦25)を満たす構成となっている。要するに、ロータ30は、ロータコア32の軸方向長さLの関係上、一度の射出成形では、磁石孔34の各々に磁石36を埋設することができないものの、それを必要最小限の射出成形回数で達成し得る構成となっているのである。
However, when viewed in units of one
なお、図4(b)に示す、上記他の実施形態の変形例に係るロータ40でも、上記したロータ30と同様のことが言える。ロータ40は、上記したロータ30の磁石孔34の各々にスキューが設けられ、磁石孔44が形成されてなるものである。よって、磁石46が対応する磁石孔44に埋設されたコアブロック42Bの各々は、何れも、上記したロータ20と同じ構成となっている。そして、上記構成からなるロータ40では、磁石46の厚みをT、ロータコア42の軸方向長さをLとしたとき、当該厚みTと当該軸方向長さLとが、L/T>20の関係を満たすような構成となっている。
The same can be said for the
[他の変形例]
また、図5に示す、他の変形例に係るロータ50のように、ロータコア52に設けられた磁石孔54の各々が、コアブロック52B単位でスキューされた形態で実施することも可能である。このようなスキューは、段スキューと呼ばれている。コアブロック52B,52Bの各々は、何れも、上記したロータ10と同じ構成となっている。一方の磁石孔54を他方の磁石孔54に対して周方向にずらせて、上下のコアブロック52B,52Bが同軸に連結されている。このことで、上下に分割された磁石56同士が、磁石孔54と同じく周方向にずれることとなる。なお、段スキューにおいて、各コアブロック52B,52Bの軸方向長さは、同じであっても良いし、異なるものであっても構わない。
[Other variations]
Further, as in a
[さらに他の変形例]
(1)上記した各実施形態及び各変形例では、起磁力源として4つの磁石を有し、ロータコアの周方向にN極とS極が交互に配された合計4極の磁極が形成されているが、磁極の極数は、偶数である限り特に限定されない。例えば、2極若しくは6極、又はそれ以上の磁極を有するものであっても構わない。
[Still other variations]
(1) In each of the above-described embodiments and modifications, a total of four magnetic poles having four magnets as a magnetomotive force source and having N and S poles alternately arranged in the circumferential direction of the rotor core are formed. However, the number of poles of the magnetic pole is not particularly limited as long as it is an even number. For example, it may have two poles, six poles, or more.
(2)上記した各実施形態及び各変形例において、磁石の形状は何れも、横断面が円弧状をした湾曲板状であるが、例えば、平板状、V字状、W字状といった他の形状をしていても構わない。また、磁石の端部部分に、その本体部分の一端からロータコアの周面に向けて屈曲した端部部分を有するものであっても構わない。 (2) In each of the above-described embodiments and modifications, the shape of the magnet is a curved plate having a circular cross section, but other shapes such as a flat plate shape, a V shape, and a W shape are possible. You may have a shape. Further, the end portion of the magnet may have an end portion bent from one end of the main body portion toward the peripheral surface of the rotor core.
(3)上記した各実施形態および各変形例では、1つの磁石につき1つの磁極が形成されるように構成されているが、2以上の複数の磁石によって1つの磁極が形成されるような構成であっても構わない。 (3) In each embodiment and each modification described above, one magnetic pole is formed per magnet, but one magnetic pole is formed by two or more magnets. It does not matter.
(4)上記した各実施形態および各変形例では、磁石(ボンド磁石)の材料に含まれる磁性粉末として、ネオジム(Nd)、鉄(Fe)、ボロン(B)を主成分とする、ネオジム系磁石(Nd−Fe−B系磁石)の粉末が用いられているが、他の磁性粉末を含有する磁石であっても構わない。その他の磁性粉末として、サマリウム(Sm)、鉄(Fe)、窒素(N)を主成分とする、サマリウム系磁石(Sm−Fe−N系磁石)や、ネオジム系磁石とサマリウム系磁石の複合磁性材料などが挙げられる。 (4) In each of the above-described embodiments and modifications, the neodymium-based material mainly containing neodymium (Nd), iron (Fe), and boron (B) as the magnetic powder contained in the material of the magnet (bonded magnet). A magnet (Nd—Fe—B magnet) powder is used, but a magnet containing other magnetic powder may be used. Other magnetic powders include samarium-based magnets (Sm-Fe-N-based magnets) that contain samarium (Sm), iron (Fe), and nitrogen (N) as main components, and composite magnetism of neodymium-based magnets and samarium-based magnets. Materials and the like.
(5)上記した各実施形態および各変形例では、磁石(ボンド磁石)の材料に含まれる樹脂バインダとして、ポリフェニレンサルファイド系樹脂が用いられているが、その他の樹脂であっても構わない。他の樹脂バインダとして、例えば、ナイロン系樹脂その他熱可塑性樹脂、あるいは、フェノール系樹脂、エポキシ系樹脂といった熱硬化性樹脂など、射出成形に好適なものであれば、特に限定はされない。 (5) In each of the above-described embodiments and modifications, polyphenylene sulfide resin is used as the resin binder contained in the material of the magnet (bonded magnet), but other resins may be used. Other resin binders are not particularly limited as long as they are suitable for injection molding, such as nylon resins and other thermoplastic resins, or thermosetting resins such as phenol resins and epoxy resins.
(6)上記した各実施形態及び変形例は、何れも、ステータの内周側に配設されるインナロータを例示しているが、本発明は、ステータの外周側に配設されるアウタロータに適用することも勿論可能である。 (6) Each of the above-described embodiments and modifications exemplifies the inner rotor disposed on the inner peripheral side of the stator, but the present invention is applied to the outer rotor disposed on the outer peripheral side of the stator. Of course, it is also possible.
本発明は、その趣旨を逸脱しない範囲で当業者の知識に基づいて種々なる改良、修正、又は変形を加えた態様でも実施できる。また、同一の作用又は効果が生じる範囲内で、何れかの発明特定事項を他の技術に置換した形態で実施しても良い。 The present invention can be implemented in a mode in which various improvements, modifications, or variations are added based on the knowledge of those skilled in the art without departing from the spirit of the present invention. Moreover, you may implement with the form which substituted any invention specific matter to the other technique within the range which the same effect | action or effect produces.
10〜50 ロータ
12〜52 ロータコア
32B〜52B コアブロック
14〜54 磁石孔
16〜56 磁石(ボンド磁石)
T 磁石(ボンド磁石)の厚み
L ロータコアの軸方向長さ
BP 境界面
10-50 Rotor 12-52
T Magnet (bonded magnet) thickness L Rotor core axial length BP Boundary surface
Claims (6)
磁性粉末と樹脂バインダを含み、前記磁石孔の各々に充填されたボンド磁石と、
を備え、
前記ボンド磁石の厚みをT、前記ロータコアの軸方向長さをLとしたとき、当該厚みTと当該軸方向長さLとが、L/T≦25の関係を満たすことを特徴とするロータ。 A cylindrical rotor core having a plurality of magnet holes and a plurality of core sheets made of electromagnetic steel plates are laminated;
A bonded magnet containing magnetic powder and a resin binder and filled in each of the magnet holes;
With
A rotor characterized in that the thickness T and the axial length L satisfy the relationship L / T ≦ 25, where T is the thickness of the bonded magnet and L is the axial length of the rotor core.
前記厚みTと前記軸方向長さLとが、L/T≦20の関係を満たすことを特徴とする請求項1に記載のロータ。 The rotor core is provided with a skew in each of the magnet holes,
The rotor according to claim 1, wherein the thickness T and the axial length L satisfy a relationship of L / T ≦ 20.
前記磁石孔の各々に充填され、前記ロータコアの前記連結されたコアブロック同士の境界面において軸方向に分割された複数のボンド磁石と、
を備え、
前記ボンド磁石の厚みをT、前記ロータコアの軸方向長さをLとしたとき、当該厚みTと当該軸方向長さLとが、L/T>25の関係を満たすことを特徴とするロータ。 A rotor core having a plurality of magnet holes, including a plurality of cylindrical core blocks formed by laminating a plurality of core sheets made of electromagnetic steel sheets, each of the core blocks being connected coaxially;
A plurality of bonded magnets filled in each of the magnet holes and divided in the axial direction at the interface between the connected core blocks of the rotor core;
With
A rotor characterized in that the thickness T and the axial length L satisfy the relationship L / T> 25, where T is the thickness of the bonded magnet and L is the axial length of the rotor core.
前記厚みTと前記軸方向長さLとが、L/T>20の関係を満たすことを特徴とする請求項3に記載のロータ。 The rotor core is provided with a skew in each of the magnet holes,
The rotor according to claim 3, wherein the thickness T and the axial length L satisfy a relationship of L / T> 20.
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