JP2018068012A - Manufacturing method of rotor - Google Patents
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Abstract
Description
本明細書が開示する技術は、モータのロータの製造方法に関する。 The technology disclosed in this specification relates to a method of manufacturing a rotor of a motor.
従来から、ロータコアの内部に磁石と充填剤とが挿入されたモータが知られている(例えば、特許文献1)。特許文献1のロータコアは、磁石が配置される挿入穴を有している。挿入穴は、ロータコアの両端部で閉じられている。ロータコアは、軸線方向の中央で二分割されている。特許文献1のモータのロータの製造方法では、磁石の両側から二分割されたロータコアを嵌め込み、ロータコアを連結する。ロータコアの両端には、挿入穴に通じる小穴が設けられており、その小穴から樹脂を充填し、挿入穴内で磁石を固定する。 Conventionally, a motor in which a magnet and a filler are inserted into a rotor core is known (for example, Patent Document 1). The rotor core of Patent Document 1 has an insertion hole in which a magnet is disposed. The insertion hole is closed at both ends of the rotor core. The rotor core is divided into two at the center in the axial direction. In the manufacturing method of the rotor of the motor of patent document 1, the rotor core divided | segmented into two from the both sides of the magnet is engage | inserted, and a rotor core is connected. Small holes that lead to the insertion holes are provided at both ends of the rotor core, resin is filled from the small holes, and the magnet is fixed in the insertion holes.
特許文献1に記載されたロータの製造方法では、分割されたロータコアに磁石を挿入してから分割されたロータコアを連結する。分割されたロータコアの挿入穴が連結箇所でずれていると、磁気抵抗のばらつき、トルクのばらつき、騒音の悪化などの問題が生じるおそれがある。磁石を入れた状態でロータコアを連結する場合、分割されたロータコアの挿入穴を正確に位置合わせして連結するのにコストが嵩む。完成しているロータコアに磁石を挿入する製造方法が望ましい。ただし、ロータコアに、磁石を挿通する貫通孔を設ける場合、これまでは、磁石の飛び出し防止のために、磁石を挿入したロータコアの両端に、飛び出し防止のカバープレート(エンドプレート)を取り付ける必要があった。カバープレートを要することなく、ロータコアを製造した後に磁石を挿入してロータを完成させることができれば低コストでロータを製造することができる。 In the method for manufacturing a rotor described in Patent Document 1, magnets are inserted into the divided rotor cores, and then the divided rotor cores are connected. If the divided insertion holes of the rotor core are displaced at the connection locations, problems such as variations in magnetic resistance, variations in torque, and deterioration in noise may occur. When connecting a rotor core with a magnet inserted, it is expensive to accurately align and connect the insertion holes of the divided rotor core. A manufacturing method in which a magnet is inserted into a completed rotor core is desirable. However, when providing a through-hole through which a magnet is inserted in the rotor core, it has been necessary to attach a cover plate (end plate) for preventing popping out at both ends of the rotor core into which the magnet has been inserted. It was. If a rotor can be completed by inserting a magnet after manufacturing a rotor core without requiring a cover plate, the rotor can be manufactured at low cost.
本明細書が開示するロータの製造方法では、ロータは、複数の鋼板が積層されたロータコアであって、積層方向に沿って貫通するように形成された挿入穴を有するロータコアと、挿入穴に挿入される磁石と、挿入穴に充填される樹脂製の充填剤と、を備える。複数の鋼板の夫々に設けられている挿入穴は、積層方向に沿って磁石の長さよりも大きい範囲で磁石の断面サイズよりも大きい。ロータコアの積層方向の両端の鋼板には、挿入穴の縁から延びる突出部が設けられている。両端の突出部の少なくとも一方は磁石の通過を妨げない範囲で設けられている。ロータの製造方法は、挿入工程と充填工程を備える。挿入工程では、ロータコアの挿入穴に磁石を挿入する。充填工程では、積層方向からみて両端の鋼板の突出部と磁石の少なくとも一部が重なるように磁石を配置しつつ充填剤を挿入穴に充填する。この形態のロータの製造方法によれば、先にロータコアを完成させた後に磁石を挿入することができる。しかも、エンドプレートを要することなく、磁石の飛び出しも防止できる。 In the rotor manufacturing method disclosed in the present specification, the rotor is a rotor core in which a plurality of steel plates are stacked, the rotor core having an insertion hole formed so as to penetrate along the stacking direction, and the rotor core is inserted into the insertion hole. And a resin filler filled in the insertion hole. The insertion hole provided in each of the plurality of steel plates is larger than the cross-sectional size of the magnet in a range larger than the length of the magnet along the stacking direction. The steel plates at both ends in the stacking direction of the rotor core are provided with protrusions extending from the edge of the insertion hole. At least one of the projecting portions at both ends is provided in a range that does not hinder the passage of the magnet. The method for manufacturing a rotor includes an insertion step and a filling step. In the insertion step, a magnet is inserted into the insertion hole of the rotor core. In the filling step, the filler is filled in the insertion hole while arranging the magnets so that the protruding portions of the steel plates on both ends overlap at least part of the magnets when viewed from the stacking direction. According to the rotor manufacturing method of this embodiment, the magnet can be inserted after the rotor core is completed first. Moreover, the magnet can be prevented from jumping out without requiring an end plate.
本明細書が開示する技術の詳細およびさらなる改良は発明を実施するための形態の欄において詳細に説明する。 Details and further improvements of the technology disclosed in this specification will be described in detail in the section of Detailed Description.
図1は、本実施例の製造方法によって製造されたロータ10の概略平面図である。図2は、図1における断面A1の断面図である。図2には、図1に示すロータ10の中心を通り、ロータ10の軸線方向に平行な断面が示されている。図1および図2以降の図では、XYZ軸を定義している。各図で示されるXYZ軸は、互いに相関関係にある。Z軸は、ロータ10の軸に平行な軸である。Y軸は、Z軸に直交し、断面A1に平行な軸である。X軸は、Y軸およびZ軸に直交する軸である。なお、以降では、Z軸に平行な方向を、単に「軸線方向」とも呼び、XY平面に平行な直線の方向を、単に「径方向」とも呼ぶ。
FIG. 1 is a schematic plan view of a
ロータ10は、モータを構成する部品の一つである。図2に示すように、ロータ10は、シャフト20と、ロータコア30と、複数の磁石50と、充填剤60と、を備える。シャフト20は、回転体であるロータ10の軸である。図1および図2に示すように、シャフト20は、略円柱状の形状を有する。シャフト20の一部では、断面が正円の円柱から一部が径方向に突出している。また、図1に示すように、シャフト20には、断面が正円の円柱から径方向の内側に凹んだキー溝21が形成されている。
The
図1および図2に示すように、ロータコア30は、シャフト20が挿入される位置決め穴38を中心に形成された円柱状の形状を有する。図2に示すように、ロータコア30は、複数の鋼板70が軸線方向に沿って積層されて形成されている。図1に示すように、ロータコア30は、位置決め穴38の外周部分に、シャフト20のキー溝21と係合するキー部39を有する。キー溝21とキー部39とが係合することで、ロータコア30にシャフト20が固定される。
As shown in FIGS. 1 and 2, the
図1および図2に示すように、ロータコア30の外径付近には、軸線方向である鋼板70の積層方向に沿って貫通した16個の挿入穴40が形成されている。16個の挿入穴40のそれぞれには、磁石50が挿入されている。具体的には、ロータコア30には、1極につき2つの挿入穴40が形成されており、計8極に対応する16個の挿入穴40が形成されている。充填剤60は、熱硬化性の樹脂である。16個の挿入穴40のそれぞれに挿入された磁石50は、挿入穴40に充填された充填剤60によって固定されている。図2に示すように、すべての磁石50は、当該磁石50が挿入された挿入穴40において、径方向の外側に固定されている。なお、図1が概略平面図のため、便宜上、図1では、挿入穴40の平面図を長方形として示しているが、厳密には挿入穴40のXY平面における形状は、略長方形の形状に複数の形状が組み合わさった形状である。
As shown in FIGS. 1 and 2, near the outer diameter of the
図2に示すように、ロータコア30は、軸線方向に沿って、中央部分に位置する中央部鋼板31と、Z軸の負方向に位置する第1端部鋼板32と、Z軸の正方向に位置する第2端部鋼板33と、を有する。挿入穴40は、中央部鋼板31に形成された中央部穴41と、第1端部鋼板32に形成された第1端部穴42と、第2端部鋼板33に形成された第2端部穴43と、に分割される。図2に示すように、中央部穴41の断面積と、第1端部穴42の断面積と、第2端部穴43の断面積とは異なる。中央部穴41、第1端部穴42、第2端部穴43の順に、断面積が大きくなるように形成されている。具体的には、第1端部穴42の断面積は、中央部穴41の断面積と比較して、第1突出部72が径方向の内側に突出することにより小さく形成されている。また、第2端部穴43の断面積は、中央部穴41の断面積と比較して、第2突出部73が第2端部穴43の全集にわたって第2端部穴43の断面積を小さくする径方向に突出することにより、小さく形成されている。
As shown in FIG. 2, the
図3は、図2における断面B1の拡大断面図である。図4は、図2における断面B2の拡大断面図である。図2および図3に示すように、中央部穴41における径方向外側に磁石50が固定される。図2および図4に示すように、第1端部穴42の断面積は、磁石50の断面積よりも大きい。なお、図4では、第1突出部72の有無の相違を明確に示すために、磁石50が接する中央部穴41の径方向外側の面を直線L1として示している。図2に示すように、第2端部穴43の断面積は、磁石50の断面積よりも小さい。磁石50の断面積よりも大きい断面積を有する中央部鋼板31の積層方向の長さは、磁石50の積層方向の長さよりも大きいため、磁石50は、軸線方向において、第1突出部72と第2突出部73との間に配置されることができる。
FIG. 3 is an enlarged sectional view of a section B1 in FIG. 4 is an enlarged sectional view of a section B2 in FIG. As shown in FIGS. 2 and 3, the
図5は、ロータ10の製造方法のフローチャートである。上記で説明したロータ10を製造するために、初めに、ロータコア30の基となる複数の鋼板70が積層される(ステップS11)。図6は、複数の鋼板70が積層されて形成されたロータコア30の断面図である。図6に示すように、積層される鋼板70は、中央部鋼板31と第1端部鋼板32と第2端部鋼板33とのいずれかを構成するかで形状が異なる。
FIG. 5 is a flowchart of the method for manufacturing the
次に、ロータコア30の挿入穴40のそれぞれに磁石50が軸線方向に沿って中央部穴41に挿入される挿入工程が行われる(図5のステップS13)。図7は、挿入穴40に磁石50が挿入された状態のロータコア30の断面図である。図7に示すように、第1突出部72は、挿入穴40に挿入される磁石50の断面積よりも小さいため、挿入穴40への磁石50の挿入を妨げない。挿入穴40に磁石50が挿入された時点では、磁石50の径方向における位置決めは、行われていない。
Next, an insertion step is performed in which the
次に、ロータコア30の挿入穴40のそれぞれに充填剤60を充填する充填工程が行われる(図5のステップS15)。図8は、挿入穴40に充填剤60が充填される状態のロータコア30の断面図である。図9は、挿入穴40に充填剤60が充填される状態での断面B1(図2)の拡大断面図である。図8に示すように、充填工程では、積層方向において、磁石50が第1突出部72と第2突出部73との間に配置されるように、磁石50が径方向の外側に押し付けられるように、矢印で示す流れ60Fの向きに充填剤60が充填される。換言すると、充填工程では、積層方向から見たときに、両端の鋼板70に形成された第1突出部72および第2突出部73と、磁石50の少なくとも一部と、が重なる配置となるように充填剤60が挿入穴40に充填される。充填工程が行われると、ロータコア30が完成する。
Next, a filling process for filling each of the insertion holes 40 of the
次に、完成したロータコア30にシャフト20を挿入して固定する(図5のステップS17)。図1に示すように、ロータコア30のキー部39に、シャフト20のキー部39が係合して、ロータコア30にシャフト20が固定され、ロータ10が完成する。
Next, the
以上説明したように、本実施例の製造方法によって製造されるロータ10のロータコア30は、鋼板70の積層方向に沿って貫通するように形成された挿入穴40を備える。挿入穴40には、磁石50が挿入され、樹脂製の充填剤60が充填される。磁石50の断面積よりも大きい断面積を有する中央部鋼板31の積層方向の長さは、磁石50の積層方向の長さよりも大きい。第1端部鋼板32は、第1端部穴42の断面積を小さくする第1突出部72を有し、第2端部鋼板33は、第2端部穴43の断面積を小さくする第2突出部73を有する。第1突出部72は、挿入穴40に挿入される磁石50の挿入を妨げない範囲で形成されている。ロータ10の製造方法は、ロータコア30の挿入穴40に磁石50が挿入される挿入工程を有する。また、この製造方法は、積層方向から見て両端の鋼板70に形成された第1突出部72および第2突出部73と、磁石50の少なくとも一部と、が重なる配置となるように充填剤60が挿入穴40に充填される充填工程を有する。そのため、本実施例のロータ10の製造方法では、既に完成したロータコア30に形成された挿入穴40に磁石50を挿入できるため、分割されたロータコア30を結合する場合の製造方法と比較して、挿入穴40のずれが生じない。これにより、ロータ10における磁気抵抗のばらつき、トルクのばらつき、騒音の悪化の問題を抑制できる。また、本実施例の製造方法によって製造されたロータ10は、磁石50の飛び出しを防止するために両端の鋼板70の外側に装着されるカバープレート等がなくても、磁石50の飛び出しを防止できるため、低コストでロータ10を製造できる。また、本実施例のロータ10では、磁石50は、挿入穴40における径方向の外側に固定されているため、ロータ10が回転する場合に、遠心力によって径方向の外側への力を受けるため、さらに、挿入穴40の外部へと飛び出しづらい。
As described above, the
上記実施例では、複数の鋼板70によって形成される第1端部穴42と第2端部穴43とを異なる形状の一例について説明したが、第1端部穴42および第2端部穴43の形状については、種々変形可能である。例えば、第1端部穴42と第2端部穴43とは、同じ形状であり、第2端部穴43から磁石50を挿入可能であってもよい。また、第1端部穴42を形成する鋼板70の積層数と、第2端部穴43を形成する鋼板70の積層数とが異なり、第1端部穴42の積層方向の長さと第2端部穴43の積層方向の長さとが異なっていてもよい。第1端部穴42および第2端部穴43は、中央部穴41の断面積を小さくする第1突出部72および第2突出部73を有していて、かつ、中央部穴41の積層方向の長さが磁石50の積層方向の長さよりも大きい範囲で、第1端部穴42および第2端部穴43を形成する鋼板70の形状は変更可能である。
In the said Example, although the
上記実施例では、ロータコア30に形成される挿入穴40および挿入穴40に挿入される磁石50の一例について説明したが、ロータコア30に形成される挿入穴40の数や磁石50の極については、種々変形可能である。ロータコア30に形成される挿入穴40の数は、15個以下であってもよいし、17以上であってもよい。また、挿入穴40に挿入される磁石50は、計8極でなくてもよい。
In the above embodiment, an example of the
上記実施例では、ロータコア30とシャフト20との固定方法の一例について説明したが、ロータコア30とシャフト20との固定方法については、周知技術を適用可能である。
In the above embodiment, an example of the fixing method between the
以上、本発明の具体例を詳細に説明したが、これらは例示に過ぎず、特許請求の範囲を限定するものではない。特許請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例を様々に変形、変更したものが含まれる。本明細書または図面に説明した技術要素は、単独であるいは各種の組合せによって技術的有用性を発揮するものであり、出願時請求項記載の組合せに限定されるものではない。また、本明細書または図面に例示した技術は複数目的を同時に達成し得るものであり、そのうちの一つの目的を達成すること自体で技術的有用性を持つものである。 Specific examples of the present invention have been described in detail above, but these are merely examples and do not limit the scope of the claims. The technology described in the claims includes various modifications and changes of the specific examples illustrated above. The technical elements described in this specification or the drawings exhibit technical usefulness alone or in various combinations, and are not limited to the combinations described in the claims at the time of filing. In addition, the technology exemplified in this specification or the drawings can achieve a plurality of objects at the same time, and has technical usefulness by achieving one of the objects.
10…ロータ
20…シャフト
21…キー溝
30…ロータコア
31…中央部鋼板
32…第1端部鋼板
33…第2端部鋼板
38…位置決め穴
39…キー部
40…挿入穴
41…中央部穴
42…第1端部穴
43…第2端部穴
50…磁石
60…充填剤
60F…充填剤の流れ
70…鋼板
72…第1突出部
73…第2突出部
L1…直線
DESCRIPTION OF
Claims (1)
複数の前記鋼板の夫々に設けられている前記挿入穴は、前記積層方向に沿って前記磁石の長さよりも大きい範囲で前記磁石の断面サイズよりも大きく、前記ロータコアの前記積層方向の両端の鋼板には、前記挿入穴の縁から延びる突出部が設けられており、両端の前記突出部の少なくとも一方は前記磁石の通過を妨げない範囲で設けられており、
前記製造方法は、
前記ロータコアの前記挿入穴に前記磁石を挿入する挿入工程と、
前記積層方向からみて両端の前記鋼板の前記突出部と前記磁石の少なくとも一部が重なるように前記磁石を配置しつつ前記充填剤を前記挿入穴に充填する充填工程と、を備えるロータの製造方法。 A rotor core in which a plurality of steel plates are laminated, the rotor core having an insertion hole formed so as to penetrate through the lamination direction, a magnet inserted into the insertion hole, and a resin made into the insertion hole A method of manufacturing a rotor comprising:
The insertion holes provided in each of the plurality of steel plates are larger than the cross-sectional size of the magnet in a range larger than the length of the magnets along the stacking direction, and the steel plates at both ends of the rotor core in the stacking direction. Is provided with a protrusion extending from the edge of the insertion hole, and at least one of the protrusions at both ends is provided in a range that does not hinder the passage of the magnet,
The manufacturing method includes:
An insertion step of inserting the magnet into the insertion hole of the rotor core;
And a filling step of filling the insertion hole with the filler while arranging the magnet so that at least a part of the magnet overlaps the protruding portion of the steel plate at both ends when viewed from the stacking direction. .
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