JP5087583B2 - Electric motor and method of manufacturing electric motor - Google Patents
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Description
本発明は、電動機および電動機の製造方法に関するものである。 The present invention relates to a manufacturing method of the motor contact and electric motor.
従来から、コイルが巻装されたステータと、ステータの内側に配置されたロータと、ロータと同軸状に圧入固定され回転可能に支持されたシャフトとを備えたモータが知られている。上述したモータのロータは、複数の磁性板材が積層されたロータコアと、ロータコアの端面から軸方向に沿って形成された収容孔内に収容された永久磁石とを備えている。そして、ステータに巻装されたコイルに電流が流れることにより、ロータの永久磁石とステータとの間に吸引又は反発力が生じて、ロータが回転するようになっている。 2. Description of the Related Art Conventionally, a motor including a stator around which a coil is wound, a rotor disposed inside the stator, and a shaft that is press-fitted and fixed coaxially with the rotor and rotatably supported is known. The rotor of the motor described above includes a rotor core in which a plurality of magnetic plate members are stacked, and a permanent magnet accommodated in an accommodation hole formed along the axial direction from the end surface of the rotor core. And when an electric current flows into the coil wound by the stator, attraction or a repulsive force arises between the permanent magnet of a rotor and a stator, and a rotor rotates.
ところで、上述したモータでは、シャフトの先端にギア等の伝達手段を設け、ロータの回転により得られた動力を外部機器に伝達したり、シャフトの先端にファンなどの出力手段を設け、ロータの動力を直接外部に出力したりしている。 By the way, in the motor described above, a transmission means such as a gear is provided at the tip of the shaft, the power obtained by the rotation of the rotor is transmitted to an external device, or an output means such as a fan is provided at the tip of the shaft. Is directly output to the outside.
しかしながら、ヘリカルギアなどの斜歯歯車を用いて動力を伝達する場合、外部機器への動力の伝達が円滑になる一方で、シャフトの軸方向に沿ってスラスト力が作用する。このスラスト力が、シャフトを支持するベアリングに向けて作用することで、ベアリングがモータハウジングの壁面に押さえつけられてしまう。具体的には、ベアリングの内輪がシャフトとともに軸方向に移動するため、ベアリングの内輪と外輪とが軸方向にずれて、ベアリングの回転性能が低下する虞がある。これに対して、ベアリングを軸方向に大きくすることで、ベアリングに作用するスラスト力による内輪と外輪との軸方向のずれを許容したり、径方向に大きくすることでモータハウジングとベアリングとの接触面積を向上させ、スラスト力を吸収したりする構成も考えられる。ところが、ベアリングを軸方向及び径方向に大型化することで、モータの大型化に繋がるという問題がある。
そこで、シャフトの軸方向に沿って生じるスラスト力を低減するために、ロータコアをスキューさせたロータが知られている(例えば、特許文献1参照)。
However, when power is transmitted using a helical gear such as a helical gear, power is smoothly transmitted to an external device, while a thrust force acts along the axial direction of the shaft. This thrust force acts toward the bearing that supports the shaft, so that the bearing is pressed against the wall surface of the motor housing. Specifically, since the inner ring of the bearing moves in the axial direction together with the shaft, the inner ring and the outer ring of the bearing may be displaced in the axial direction, which may reduce the rotational performance of the bearing. In contrast, by increasing the bearing in the axial direction, axial displacement between the inner ring and the outer ring due to the thrust force acting on the bearing is allowed, or by increasing the radial direction, contact between the motor housing and the bearing is increased. A configuration that improves the area and absorbs the thrust force is also conceivable. However, there is a problem that increasing the size of the bearing in the axial direction and the radial direction leads to an increase in size of the motor.
Thus, a rotor having a rotor core skewed is known in order to reduce the thrust force generated along the axial direction of the shaft (see, for example, Patent Document 1).
ところで、上述した特許文献1では、平板鋼板を積層してロータコアを構成し、さらにロータコアをスキューさせる場合には、平板鋼板の積層工程において平板鋼板が配されているダイ側をモータなどで所望の角度だけ回転させて積層することで製造している。
しかしながら、従来の製造過程ではダイを回転させる機構などが必要であり、製造工程が複雑化するとともに、製造コストがかかるという問題がある。
By the way, in patent document 1 mentioned above, when a flat steel plate is laminated | stacked and a rotor core is comprised, and also a rotor core is made to skew, the die side by which the flat steel plate is distribute | arranged in the flat steel plate lamination process is desired with a motor etc. It is manufactured by rotating at an angle and stacking.
However, the conventional manufacturing process requires a mechanism for rotating the die and the like, and there are problems that the manufacturing process is complicated and the manufacturing cost is high.
そこで、本発明は、上記事情を鑑みてなされたものであり、簡易な構成でスキューされたロータコアを得ることが可能な電動機および電動機の製造方法を提供するものである。 The present invention has been made in view of the above circumstances, it is to provide a method for producing a skewed rotor core capable of providing a motor contact and the motor with a simple configuration.
上記の課題を解決するために、請求項1に記載した発明は、円筒状の第1ロータコア(例えば、実施形態における第1ロータコア70)および第2ロータコア(例えば、実施形態における第2ロータコア80)を有するロータコア(例えば、実施形態におけるロータコア61)と、前記第1ロータコアおよび前記第2ロータコアに周方向に略等間隔に配された複数の永久磁石(例えば、実施形態における永久磁石74,84)と、を備えたロータ(例えば、実施形態におけるロータ22)と、前記第1ロータコアおよび前記第2ロータコアの軸中心(例えば、実施形態における軸中心C)に形成された貫通孔(例えば、実施形態における貫通孔75,85)に挿通されるシャフト(例えば、実施形態におけるシャフト24)と、を有する電動機(例えば、実施形態におけるモータ23)において、前記シャフトは、前記貫通孔の内径より小さい外径のロータコア挿入部(例えば、実施形態におけるロータコア挿入部24a)と、前記貫通孔の内径より大きい外径のロータコア圧入部(例えば、実施形態におけるロータコア圧入部24b)と、を有し、該ロータコア圧入部における前記ロータコア挿入部との境界近傍に、径方向にピン(例えば、実施形態におけるピン65)を挿入可能なピン穴(例えば、実施形態におけるピン穴66)が形成されており、前記第1ロータコアの前記貫通孔の内周面(例えば、実施形態における内周面75a)には軸方向に沿って第1溝部(例えば、実施形態における第1溝部78)が形成されるとともに、前記第2ロータコアの前記貫通孔の内周面(例えば、実施形態における内周面85a)には軸方向に沿って第2溝部(例えば、実施形態における第2溝部88)が形成され、前記第1溝部と前記第2溝部とは、前記軸を中心として、前記第1溝部と前記第2溝部とのなす角度がθ×N+Sの位置
ただし、θ=軸を中心として隣り合う永久磁石の周方向中心のなす角度
N=永久磁石の個数以下の任意の整数
S=第1ロータコアと第2ロータコアとのスキュー角
にそれぞれ形成され、前記ピン穴に前記ピンを挿通した状態で前記第1ロータコアおよび前記第2ロータコアの前記貫通孔を前記シャフトに挿通することで、前記第1ロータコアと前記第2ロータコアとの位置決めがなされていることを特徴としている。
In order to solve the above-described problem, the invention described in claim 1 includes a cylindrical first rotor core (for example, the
N = any integer less than or equal to the number of permanent magnets
S = is formed at skew angles between the first rotor core and the second rotor core, and the through holes of the first rotor core and the second rotor core are inserted into the shaft with the pins inserted into the pin holes. The first rotor core and the second rotor core are positioned.
請求項2に記載した発明は、前記第1ロータコアおよび前記第2ロータコアがともに平板鋼板(例えば、実施形態における磁性板材44)を積層して形成されており、前記第1ロータコアおよび前記第2ロータコアはともに無転積で構成され、前記第1ロータコアに対して前記第2ロータコアを180°回転させた状態で、前記第1ロータコアと前記第2ロータコアとが前記軸方向に積層されていることを特徴としている。
According to a second aspect of the present invention, the first rotor core and the second rotor core are both formed by laminating flat steel plates (for example, the
請求項3に記載した発明は、前記第1ロータコアおよび前記第2ロータコアに前記永久磁石を収容可能な収容孔(例えば、実施形態における収容孔73,83)が周方向に略等間隔に形成されており、該収容孔に前記永久磁石が配置されていることを特徴としている。
According to a third aspect of the invention, the first rotor core and the second rotor core have accommodation holes (for example,
請求項4に記載した発明は、前記ロータコアの軸方向両端面(例えば、実施形態における端面70a,80b)の軸方向外側に、端面板(例えば、実施形態における端面板90)が設けられていることを特徴としている。
According to a fourth aspect of the present invention, an end face plate (for example, the
請求項5に記載した発明は、前記第1ロータコアおよび前記第2ロータコアのそれぞれに、前記第1溝部および前記第2溝部がともに形成されていることを特徴としている。 The invention described in claim 5 is characterized in that the first groove portion and the second groove portion are formed in each of the first rotor core and the second rotor core.
請求項6に記載した発明は、円筒状の第1ロータコアおよび第2ロータコアを有するロータコアと、前記第1ロータコアおよび前記第2ロータコアに周方向に略等間隔に配された複数の永久磁石と、を備えたロータと、前記第1ロータコアおよび前記第2ロータコアの軸中心に形成された貫通孔に挿通され、該貫通孔の内径より小さい外径のロータコア挿入部と、前記貫通孔の内径より大きい外径のロータコア圧入部と、を有し、該ロータコア圧入部における前記ロータコア挿入部との境界近傍に、径方向にピンを挿入可能なピン穴が形成されているシャフトと、を有する電動機の製造方法であって、前記第1ロータコアの前記貫通孔の内周面に、軸方向に沿って第1溝部を形成する工程と、前記第2ロータコアの前記貫通孔の内周面に、前記軸を中心として、前記第1溝部とのなす角度がθ×N+Sの位置
ただし、θ=軸を中心として隣り合う永久磁石の周方向中心のなす角度
N=永久磁石の個数以下の任意の整数
S=第1ロータコアと第2ロータコアとのスキュー角
になるように前記軸方向に沿って第2溝部を形成する工程と、前記シャフトの前記ピン穴に前記ピンを挿入する工程と、前記第1ロータコアの前記第1溝部に前記ピンを挿通して前記第1ロータコアを案内しながら、前記第1ロータコアを前記シャフトに圧入する工程と、前記第2ロータコアの前記第2溝部に前記ピンを挿通して前記第2ロータコアを案内しながら、前記第2ロータコアを前記シャフトに圧入する工程と、を有することを特徴としている。
The invention described in claim 6 includes a rotor core having a cylindrical first rotor core and a second rotor core, and a plurality of permanent magnets arranged at substantially equal intervals in the circumferential direction on the first rotor core and the second rotor core, And a rotor core insertion portion having an outer diameter smaller than the inner diameter of the through hole and larger than the inner diameter of the through hole. A rotor core press-fit portion having an outer diameter, and a shaft in which a pin hole into which a pin can be inserted in a radial direction is formed in the vicinity of the boundary between the rotor core press-fit portion and the rotor core insertion portion. A method of forming a first groove portion along an axial direction on an inner peripheral surface of the through hole of the first rotor core, and an inner peripheral surface of the through hole of the second rotor core; About an axis, the angle of the circumferential center of the position of the angle is θ × N + S of the first groove, however, the permanent magnets adjacent around the theta = axial
N = any integer less than or equal to the number of permanent magnets
S = a step of forming the second groove portion along the axial direction so as to have a skew angle between the first rotor core and the second rotor core; a step of inserting the pin into the pin hole of the shaft; Inserting the first rotor core into the shaft while inserting the pin through the first groove portion of the rotor core and guiding the first rotor core; and inserting the pin into the second groove portion of the second rotor core And pressing the second rotor core into the shaft while guiding the second rotor core.
請求項1に記載した発明によれば、シャフト外周面から径方向に突出したピンを第1ロータコアの第1溝部および第2ロータコアの第2溝部に挿通させて第1ロータコアおよび第2ロータコアをシャフトに圧入固定することで、第1ロータコアと第2ロータコアとはスキュー角S分ずれた状態で保持することができる。したがって、第1溝部および第2溝部を形成して、シャフトにピンを取り付けるだけで、第1ロータコアと第2ロータコアを所望の角度だけスキューさせることができる。つまり、簡易な構成でスキューされたロータコアを得ることができる。 According to the first aspect of the present invention, the pins protruding in the radial direction from the outer peripheral surface of the shaft are inserted into the first groove portion of the first rotor core and the second groove portion of the second rotor core, and the first rotor core and the second rotor core are connected to the shaft. The first rotor core and the second rotor core can be held in a state of being shifted by the skew angle S by being press-fitted and fixed to. Therefore, it is possible to skew the first rotor core and the second rotor core by a desired angle simply by forming the first groove portion and the second groove portion and attaching the pin to the shaft. That is, a skewed rotor core can be obtained with a simple configuration.
請求項2に記載した発明によれば、平板鋼板を無転積で積層すると平板鋼板の厚さの交差が一方に集中するため、ロータコアの軸方向の厚さにばらつきが生じるが、第1ロータコアに対して第2ロータコアを180°回転させて積層することにより、ロータコアの軸方向の厚さを略均一にすることができる。したがって、ロータコアの軸方向端面が回転軸に直交する面と略平行にすることができ、ロータコアの軸方向端面に端面板を確実に取り付けることができる。 According to the second aspect of the present invention, when the flat steel plates are laminated without rolling, the crossing of the thickness of the flat steel plates concentrates on one side, so that the axial thickness of the rotor core varies, but the first rotor core On the other hand, the thickness of the rotor core in the axial direction can be made substantially uniform by rotating and stacking the second rotor core by 180 °. Therefore, the axial end surface of the rotor core can be substantially parallel to the surface orthogonal to the rotation axis, and the end face plate can be securely attached to the axial end surface of the rotor core.
請求項3に記載した発明によれば、ロータコアに形成された収容孔に永久磁石が埋め込み配置された、所謂IPM(Interior Permanent Magnet)モータに適用することができる。したがって、高回転数にも対応することができ、モータの高効率化・高出力化を図ることができる。 According to the third aspect of the present invention, the invention can be applied to a so-called IPM (Interior Permanent Magnet) motor in which a permanent magnet is embedded in an accommodation hole formed in a rotor core. Therefore, it is possible to cope with a high rotational speed, and it is possible to increase the efficiency and output of the motor.
請求項4に記載した発明によれば、ロータコアの軸方向両端面に端面板を設けることにより、永久磁石がロータコアから脱落するのを確実に防止することができる。 According to the invention described in claim 4, by providing the end face plates on the both axial end faces of the rotor core, it is possible to reliably prevent the permanent magnet from falling off the rotor core.
請求項5に記載した発明によれば、第1ロータコアおよび第2ロータコアを同一の工程で製造することができるため、生産効率を向上することができる。 According to the invention described in claim 5, since the first rotor core and the second rotor core can be manufactured in the same process, the production efficiency can be improved.
請求項6に記載した発明によれば、シャフト外周面から径方向に突出したピンを第1ロータコアの第1溝部および第2ロータコアの第2溝部に挿通させて第1ロータコアおよび第2ロータコアをシャフトに圧入固定することで、第1ロータコアと第2ロータコアとはスキュー角S分ずれた状態で保持することができる。したがって、第1溝部および第2溝部を形成して、シャフトにピンを取り付けるだけで、第1ロータコアと第2ロータコアを所望の角度だけスキューさせることができる。つまり、簡易な構成でスキューされたロータコアを得ることができる。
According to the sixth aspect of the present invention, the pins protruding in the radial direction from the outer peripheral surface of the shaft are inserted into the first groove portion of the first rotor core and the second groove portion of the second rotor core, and the first rotor core and the second rotor core are connected to the shaft. The first rotor core and the second rotor core can be held in a state of being shifted by the skew angle S by being press-fitted and fixed to. Therefore, it is possible to skew the first rotor core and the second rotor core by a desired angle simply by forming the first groove portion and the second groove portion and attaching the pin to the shaft. That is, a skewed rotor core can be obtained with a simple configuration.
次に、本発明の実施形態を図1〜図9に基づいて説明する。なお、本実施形態では車両用駆動モータユニットに採用したモータについて説明する。 Next, an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. In the present embodiment, a motor employed in the vehicle drive motor unit will be described.
図1は車両用駆動モータユニットの概略構成断面図である。図1に示すように、車両用駆動モータユニット(以下、モータユニットという。)10は、ステータ21及びロータ22を備えたモータ23を収容するモータハウジング11と、モータハウジング11の軸方向一方側に締結され、モータ23のシャフト24からの動力を伝達する動力伝達部(不図示)を収容するミッションハウジング12と、モータハウジング11の軸方向他方側に締結され、モータ23の回転センサ25を収容するセンサハウジング13と、を備えている。なお、ミッションハウジング12は、モータハウジング11に締結された共用ハウジング12Aと、共用ハウジング12Aに締結されたギアハウジング12Bとで構成されている。また、モータハウジング11の内部はモータ室36、ミッションハウジング12の内部はミッション室37、センサハウジング13の内部はセンサ室38として、それぞれ構成されている。
FIG. 1 is a schematic sectional view of a vehicle drive motor unit. As shown in FIG. 1, a vehicle drive motor unit (hereinafter referred to as a motor unit) 10 includes a
モータハウジング11は、モータ23全体を覆うような略円筒形状で形成されている。共用ハウジング12Aは、モータハウジング11とミッションハウジング12との境界部を構成しており、モータハウジング11とミッションハウジング12との間にモータ室36とミッション室37とを仕切る仕切壁41が形成されている。この仕切壁41の軸方向から見た正面視略中央部には、仕切壁41の厚さ方向に貫通する貫通孔40が形成されている。この貫通孔40内には、モータ23のシャフト24の一端側を回転自在に支持するベアリング26が配されている。シャフト24の一端には、ミッションハウジング12内で動力伝達部と噛合するヘリカルギア(斜歯歯車)28が固定されている。
The
センサハウジング13の軸方向から見た正面視略中央部には、軸方向一端側に向けて突出するボス部50が形成されている。ボス部50の略中央部には、軸方向に貫通してセンサ室38とモータ室36とを連通する貫通孔51が形成されており、この貫通孔51を通ってセンサ室38内にシャフト24の他端側が配されている。そして、センサ室38の回転センサ25によりシャフト24の回転角度を検出することで、モータ23の回転角度を検出できるようになっている。貫通孔51の内周面における他端側(センサ室38側)には、貫通孔51の内周面から径方向内側に張り出す内フランジ部52が形成されている。そして、貫通孔51の一端側には、貫通孔51の内周面と内フランジ部52の端面とに囲まれたベアリングハウジング53が構成されている。そして、このべアリングハウジング53内にモータ23のシャフト24の他端側を回転自在に支持するベアリング27が配されている。この場合、シャフト24の正転方向は、シャフト24の一端側から他端側を見て時計回りになっている(図1、図2中矢印B参照)。
A
なお、モータユニット10内(モータハウジング11、ミッションハウジング12、センサハウジング13)には、ベアリング26,27やモータ23などを冷却するための冷却油(不図示)が導入されており、上述したモータ23は、ステータ21の一部が冷却油に浸漬した状態で配置されている。また、ミッションハウジング12内には、オイルポンプ(不図示)が設けられており、オイルポンプにより汲み上げられた冷却油が、図示しない油路を通ってモータユニット10内を循環可能に構成されている。そして、モータユニット10内を循環する冷却油がベアリング26,27などに供給されることでベアリング26,27などが冷却されるようになっている。
Note that cooling oil (not shown) for cooling the
また、モータハウジング11の壁部31、ミッションハウジング12の壁部32及びセンサハウジング13の壁部33には、互いに連通するブリーザ通路35がそれぞれ形成され、ブリーザ配管39からモータユニット10内の高圧・高温の空気を排出することができるようになっている。
Further, a
さらに、モータハウジング11の壁部31内には、モータ23を冷却するためのウォータジャケット55が、モータ23におけるステータ21の全周を覆うように設けられている。また、ステータ21は、モータハウジング11に焼き嵌めされており、モータハウジング11の内周面に密着するように配されている。
Further, a
次に、モータ23の構成について説明する。本実施形態のモータ23は、インナーロータ型のモータであって、筒状のステータ21と、ステータ21の内側に配置された円柱状のロータ22と、ロータ22と同軸状に圧入固定され回転可能に支持されたシャフト24と、を備えている。
Next, the configuration of the
ステータ21は、磁性板材44が軸方向に積層されたものであって、径方向内側に向かって延びるティース(不図示)を備えている。このティースには、インシュレータ(不図示)を介してコイル43が巻装されている。
The
図2はロータの正面図であり、図3は図2のA−A線に沿う断面図である。また、図4は第1ロータコアの正面図であり、図5は第2ロータコアの正面図である。
図2、図3に示すように、ロータ22は、上述したステータ21の内側に所定間隔を空けて配置された軸方向から見た正面視略リング状の部材であり、磁性板材44が積層されたロータコア61を有している。ロータコア61は、第1ロータコア70と第2ロータコア80とに軸方向に分割されている。また、第1ロータコア70の周縁部には周方向に略等間隔に収容孔73が形成され、収容孔73内には永久磁石74が配されており、第2ロータコア80の周縁部には周方向に略等間隔に収容孔83が形成され、収容孔83内には永久磁石84が配されている。
2 is a front view of the rotor, and FIG. 3 is a cross-sectional view taken along line AA of FIG. FIG. 4 is a front view of the first rotor core, and FIG. 5 is a front view of the second rotor core.
As shown in FIGS. 2 and 3, the
さらに、第1ロータコア70および第2ロータコア80の正面視略中央部には貫通孔75,85がそれぞれ形成されており、貫通孔75,85にはシャフト24が圧入固定されている。
Further, through
まず、図4に示すように、一方の第1ロータコア70は、シャフト24の軸方向に沿って磁性板材44が積層されたものであり、その径方向中央部には第1ロータコア70の軸方向に貫通する貫通孔75が形成されている。第1ロータコア70の周縁部には、第1ロータコア70の軸方向に貫通する複数の収容孔73が形成されている。また、本実施形態では、第1ロータコア70の正面視において、収容孔73の略中央で第1ロータコア70の径方向に沿う方向に、収容孔73を二分割するようにリブ77が形成されている。つまり、リブ77は、永久磁石74の周方向中心に位置するように形成されている。なお、このリブ77により、永久磁石74も二分割されて配されている。
First, as shown in FIG. 4, one
複数の収容孔73は、第1ロータコア70の周縁部において、周方向に沿って略等間隔に配されており、正面視で弧状や長方形状に形成されている。各収容孔73内には、ネオジウムなどの希土類からなる永久磁石74が配されている。この永久磁石74は、軸方向に沿って複数分割されて構成されており、永久磁石74の端面が第1ロータコア70の両端面70a,70b(図3参照)と面一となるように配されている。このように永久磁石74を軸方向に沿って複数に分割することで、永久磁石74に発生する渦電流損失を低減することができる。また、第1ロータコア70には、軽量化を図るために肉抜孔76が複数形成されている。
The plurality of
図5に示すように、他方の第2ロータコア80は、第1ロータコア70に対して軸方向他端側に設けられており、第1ロータコア70の他端側の端面70bと第2ロータコア80の一端側の端面80aとが当接された状態で積層されている。第2ロータコア80は、第1ロータコア70と同様にシャフト24の軸方向に沿って磁性板材44が積層されたものであり、その径方向中央部には第2ロータコア80の軸方向に貫通する貫通孔85が形成されている。第2ロータコア80の周縁部には、第2ロータコア80の軸方向に貫通する複数の収容孔83が、周方向に沿って略等間隔に形成されている。
As shown in FIG. 5, the other
また、第2ロータコア80の正面視において、収容孔83の略中央で第2ロータコア80の径方向に沿う方向に、収容孔83を二分割するようにリブ87が形成されている。つまり、リブ87は、永久磁石84の周方向中心に位置するように形成されている。なお、このリブ87により、永久磁石84も二分割されて配されている。各収容孔83内には、ネオジウムなどの希土類からなる永久磁石84が配されている。この永久磁石84は、軸方向に沿って複数分割されて構成されており、永久磁石84の端面が第2ロータコア80の両端面80a,80bと面一となるように配されている。また、第2ロータコア80には、軽量化を図るために肉抜孔86が複数形成されている。つまり、本実施形態のモータ23は、各ロータコア70,80に永久磁石74,84が埋め込まれた、所謂IPM(Interior Permanent Magnet)モータである。
In addition, in the front view of the
また、図3に戻り、ロータヨーク61の軸方向両端面(第1ロータコア70の一端面70aおよび第2ロータコア80の他端面80b)には、ロータヨーク61を挟持する一対の端面板90が圧入固定されている。端面板90は、ロータヨーク61の外径と同等の外径を有する円板状の部材であり、その径方向中央部には、端面板90の厚さ方向に貫通する圧入孔91が形成されている。一方の端面板90は、第1ロータコア70の一端側の端面70a、つまりロータヨーク61の一端側の端面70aに当接している一方、他方の端面板90は、第2ロータコア80の他端側の端面80b、つまりロータヨーク61の他端側の端面80bに当接している。
Returning to FIG. 3, a pair of
一対の端面板90は、各分割ヨーク70,80の収容孔73,83内に保持された永久磁石74,84が、収容孔73,83から抜けて飛散することを防ぐものであり、各分割ヨーク70,80の収容孔73,83を覆うように設けられている。これにより、永久磁石74,84の端面と第1ロータコア70,第2ロータコア80の端面70a,80bとが面一に保持される。
The pair of
ここで、図4に示すように、第1ロータコア70の貫通孔75の内周面75aには、第1溝部78が軸方向に沿って形成されている。また、第1溝部78は、軸中心Cと第1溝部78の直近のリブ77とを結ぶ線分Eに対して正面視で時計方向の周方向にS/2ずれた位置に形成されている。なお、Sは第1ロータコア70と第2ロータコア80とのスキュー角である。
Here, as shown in FIG. 4, the
また、図5に示すように、第2ロータコア80の貫通孔85の内周面85aには、第2溝部88が軸方向に沿って形成されている。また、第2溝部88は、軸中心Cと第2溝部88の直近のリブ87とを結ぶ線分Eに対して正面視で反時計方向の周方向にS/2ずれた位置に形成されている。なお、第2溝部88は、第1溝部78と略同一形状に形成されている。
As shown in FIG. 5, a
なお、第1溝部78と第2溝部88とは、軸中心(回転軸)Cを中心として、第1溝部78と第2溝部88とのなす角度がθ×N+Sの位置に形成されていればよい。ただし、θは軸中心Cを中心として隣り合う永久磁石74,74(84,84)の周方向中心(リブ77,77(87,87))のなす角度であり、Nは永久磁石74(84)の個数以下の任意の整数(本実施形態では8以下の整数)であり、Sは第1ロータコア70と第2ロータコア80とのスキュー角である。
The
また、本実施形態では、第1ロータコア70には第1溝部78を形成し、第2ロータコア80には第2溝部88を形成しているが、両方のロータコア70,80に第1溝部78および第2溝部88を形成してもよい。このようにすると、第1ロータコア70を構成する磁性板材44と第2ロータコア80を構成する磁性板材44は、同じものを用いることができる。したがって、同一の工程で磁性板材44を製造することができるため、各ロータコア70,80の生産効率を向上することができる。
Further, in the present embodiment, the
図6に示すように、シャフト24の一方端部側にはヘリカルギア28が設けられている。また、シャフト24の他方端部側は、第1ロータコア70の貫通孔75および第2ロータコア80の貫通孔85の内径よりも若干小さい外径のロータコア挿入部24aが形成されており、ロータコア挿入部24aに連接されて第1ロータコア70の貫通孔75および第2ロータコア80の貫通孔85の内径と略同一の外径のロータコア圧入部24bが形成されている。また、ロータコア挿入部24aとロータコア圧入部24bとの境界近傍におけるロータコア圧入部24b側の外周面にはピン65を挿入可能なピン穴66が形成されている。なお、ピン65はピン穴66の深さよりも長く、ピン65をピン穴66に挿入すると、ピン65の一部がロータコア圧入部24bの外周面24cから突出するようになっている。
As shown in FIG. 6, a
次に、モータ23の製造方法について説明する。
まず、第1溝部78が形成された磁性板材44を積層して第1ロータコア70を形成する。そして、第1ロータコア70の収容孔73に永久磁石74を配する。
Next, a method for manufacturing the
First, the
また略同時に、第2溝部88が形成された磁性板材44を積層して第2ロータコア80を形成する。そして、第2ロータコア80の収容孔83に永久磁石84を配する。
At approximately the same time, the
続いて、図7に示すように、シャフト24のピン穴66にピン65を取り付ける。そして、第1ロータコア70をシャフト24に圧入固定する。このとき、シャフト24の他方端部側(ロータコア挿入部24a側)から第1ロータコア70を挿入し、第1ロータコア70の第1溝部78にピン65の突出部65aを挿通させる。すると、第1ロータコア70は、ピン65に案内されて位置決めされた状態でシャフト24のロータコア圧入部24bで圧入固定される。
Subsequently, as shown in FIG. 7, a
続いて、図8に示すように、第2ロータコア80をシャフト24に圧入固定する。このとき、シャフト24のロータコア挿入部24a側から第2ロータコア80を挿入し、第2ロータコア80の第2溝部88にピン65の突出部65aを挿通させる。すると、第2ロータコア80は、ピン65に案内されて位置決めされた状態でシャフト24のロータコア圧入部24bで圧入固定される。なお、第2ロータコア80は、第1ロータコア70に当接するまで圧入する。具体的には、第1ロータコア70の他端面70bと第2ロータコア80の一端面80aとを当接させる。このようにすることで、第1ロータコア70と第2ロータコア80とはスキュー角Sをもって当接されることとなり、ロータ22の製造が完了する。
Subsequently, as shown in FIG. 8, the
そして、シャフト24にロータ22が圧入固定されたら、ロータ22の両端面に端面板90,90をシャフト24に圧入固定するとともに、ステータ21が取り付けられたモータハウジング11内にロータ22を配置することで、モータ23の製造が完了する。
When the
本実施形態によれば、シャフト24の外周面24cから径方向に突出したピン65を第1ロータコア70の第1溝部78および第2ロータコア80の第2溝部88に挿通させて第1ロータコア70および第2ロータコア80をシャフト24に圧入固定することで、第1ロータコア70と第2ロータコア80とはスキュー角S分ずれた状態で保持することができる。したがって、第1溝部78および第2溝部88を形成して、シャフト24にピン65を取り付けるだけで、第1ロータコア70と第2ロータコア80を所望の角度だけスキューさせることができる。つまり、簡易な構成でスキューされたロータコア61を得ることができる。
According to the present embodiment, the
また、各ロータコア70,80に形成された収容孔73,83に永久磁石74,84が埋め込み配置されたIPMモータに適用したため、高回転数にも対応することができ、モータ23の高効率化・高出力化を図ることができる。
Further, since the present invention is applied to the IPM motor in which the
また、ロータコア61の軸方向両端面70a,80bに端面板90,90を設けることにより、永久磁石74,84がロータコア61から脱落するのを確実に防止することができる。
Further, by providing the
尚、本発明は上述した実施形態に限られるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において、上述した実施形態に種々の変更を加えたものを含む。すなわち、実施形態で挙げた具体的な構造や形状などはほんの一例に過ぎず、適宜変更が可能である。
例えば、本実施形態においては、第1ロータコア70に第1溝部78を形成し、第2ロータコア80に第2溝部88を形成した場合を説明したが、第1ロータコア70および第2ロータコア80にそれぞれ第1溝部78および第2溝部88を形成してもよい。このようにすることで、第1ロータコア70および第2ロータコア80を構成する磁性板材44の形状が同一になるため、同一の工程で製造することができ、生産効率を向上することができる。
The present invention is not limited to the above-described embodiment, and includes various modifications made to the above-described embodiment without departing from the spirit of the present invention. That is, the specific structure and shape described in the embodiment are merely examples, and can be changed as appropriate.
For example, in the present embodiment, the case where the
また、本実施形態では磁性板材44を積層して各ロータコア70,80を構成するようにしたが、磁性板材44をプレス加工などで製造する場合に同じ向きで積層すると、磁性板材44の厚さの交差が一方に集中するため、ロータコアの軸方向の厚さにばらつきが生じる。したがって、図9に示すように、第1ロータコア70に対して第2ロータコア80を180°回転させて積層することにより、ロータコア61の軸方向の厚さを略均一にすることができる。なお、このようにすることで、ロータコア61の軸方向端面がシャフト24の回転軸Cに直交する面と略平行にすることができ、ロータコア61の軸方向端面に端面板90を確実に取り付けることができる。
In the present embodiment, the
さらに、本実施形態では、シャフトにピンを1箇所だけに設けた場合で説明したが、2箇所以上ピンを取り付けた状態でロータコアを圧入固定するように構成してもよい。 Furthermore, in this embodiment, although the case where the pin was provided only in one place was demonstrated, you may comprise so that a rotor core may be press-fit-fixed in the state which attached the pin more than two places.
22…ロータ 23…モータ(電動機) 24…シャフト 24a…ロータコア挿入部24b…ロータコア圧入部 44…磁性板材 61…ロータコア 65…ピン 66…ピン穴 70…第1ロータコア 70a…端面 73…収容孔 74…永久磁石 75…貫通孔 75a…内周面 78…第1溝部 80…第2ロータコア 80b…端面 83…収容孔 84…永久磁石 85…貫通孔 85a…内周面 88…第2溝部 90…端面板 C…軸中心
DESCRIPTION OF
Claims (6)
前記第1ロータコアおよび前記第2ロータコアに周方向に略等間隔に配された複数の永久磁石と、を備えたロータと、
前記第1ロータコアおよび前記第2ロータコアの軸中心に形成された貫通孔に挿通されるシャフトと、を有する電動機において、
前記シャフトは、前記貫通孔の内径より小さい外径のロータコア挿入部と、前記貫通孔の内径より大きい外径のロータコア圧入部と、を有し、
該ロータコア圧入部における前記ロータコア挿入部との境界近傍に、径方向にピンを挿入可能なピン穴が形成されており、
前記第1ロータコアの前記貫通孔の内周面には軸方向に沿って第1溝部が形成されるとともに、前記第2ロータコアの前記貫通孔の内周面には軸方向に沿って第2溝部が形成され、
前記第1溝部と前記第2溝部とは、前記軸を中心として、前記第1溝部と前記第2溝部とのなす角度がθ×N+Sの位置
ただし、θ=軸を中心として隣り合う永久磁石の周方向中心のなす角度
N=永久磁石の個数以下の任意の整数
S=第1ロータコアと第2ロータコアとのスキュー角
にそれぞれ形成され、
前記ピン穴に前記ピンを挿通した状態で前記第1ロータコアおよび前記第2ロータコアの前記貫通孔を前記シャフトに挿通することで、前記第1ロータコアと前記第2ロータコアとの位置決めがなされていることを特徴とする電動機。 A rotor core having a cylindrical first rotor core and a second rotor core;
A plurality of permanent magnets arranged at substantially equal intervals in the circumferential direction on the first rotor core and the second rotor core;
A motor having a shaft inserted through a through-hole formed at an axial center of the first rotor core and the second rotor core;
The shaft has a rotor core insertion portion having an outer diameter smaller than the inner diameter of the through hole, and a rotor core press-fitting portion having an outer diameter larger than the inner diameter of the through hole,
A pin hole into which a pin can be inserted in the radial direction is formed in the vicinity of the boundary with the rotor core insertion portion in the rotor core press-fitting portion,
A first groove portion is formed along the axial direction on the inner peripheral surface of the through hole of the first rotor core, and a second groove portion is formed along the axial direction on the inner peripheral surface of the through hole of the second rotor core. Formed,
The first groove portion and the second groove portion are positions where the angle between the first groove portion and the second groove portion is θ × N + S with the axis as the center, where θ = the permanent magnet adjacent to the axis as the center. Angle formed by the center in the circumferential direction
N = any integer less than or equal to the number of permanent magnets
S = formed at skew angles between the first rotor core and the second rotor core,
The first rotor core and the second rotor core are positioned by inserting the through holes of the first rotor core and the second rotor core into the shaft in a state where the pins are inserted into the pin holes. An electric motor characterized by
前記第1ロータコアおよび前記第2ロータコアはともに無転積で構成され、
前記第1ロータコアに対して前記第2ロータコアを180°回転させた状態で、前記第1ロータコアと前記第2ロータコアとが前記軸方向に積層されていることを特徴とする請求項1に記載の電動機。 The first rotor core and the second rotor core are both formed by laminating flat steel plates,
The first rotor core and the second rotor core are both configured with no inversion,
The said 1st rotor core and the said 2nd rotor core are laminated | stacked on the said axial direction in the state which rotated the said 2nd rotor core 180 degree | times with respect to the said 1st rotor core. Electric motor.
前記第1ロータコアおよび前記第2ロータコアに周方向に略等間隔に配された複数の永久磁石と、を備えたロータと、
前記第1ロータコアおよび前記第2ロータコアの軸中心に形成された貫通孔に挿通され、該貫通孔の内径より小さい外径のロータコア挿入部と、前記貫通孔の内径より大きい外径のロータコア圧入部と、を有し、該ロータコア圧入部における前記ロータコア挿入部との境界近傍に、径方向にピンを挿入可能なピン穴が形成されているシャフトと、を有する電動機の製造方法であって、
前記第1ロータコアの前記貫通孔の内周面に、軸方向に沿って第1溝部を形成する工程と、
前記第2ロータコアの前記貫通孔の内周面に、前記軸を中心として、前記第1溝部とのなす角度がθ×N+Sの位置
ただし、θ=軸を中心として隣り合う永久磁石の周方向中心のなす角度
N=永久磁石の個数以下の任意の整数
S=第1ロータコアと第2ロータコアとのスキュー角
になるように前記軸方向に沿って第2溝部を形成する工程と、
前記シャフトの前記ピン穴に前記ピンを挿入する工程と、
前記第1ロータコアの前記第1溝部に前記ピンを挿通して前記第1ロータコアを案内しながら、前記第1ロータコアを前記シャフトに圧入する工程と、
前記第2ロータコアの前記第2溝部に前記ピンを挿通して前記第2ロータコアを案内しながら、前記第2ロータコアを前記シャフトに圧入する工程と、を有することを特徴とする電動機の製造方法。 A rotor core having a cylindrical first rotor core and a second rotor core;
A plurality of permanent magnets arranged at substantially equal intervals in the circumferential direction on the first rotor core and the second rotor core;
A rotor core insertion portion having an outer diameter smaller than the inner diameter of the through hole, and a rotor core press-fitting portion having an outer diameter larger than the inner diameter of the through hole, which are inserted into through holes formed at the axial centers of the first rotor core and the second rotor core. And a shaft in which a pin hole into which a pin can be inserted in a radial direction is formed in the vicinity of the boundary with the rotor core insertion portion in the rotor core press-fitting portion, and a method of manufacturing an electric motor,
Forming a first groove portion along an axial direction on an inner peripheral surface of the through hole of the first rotor core;
An angle formed by the first groove portion with respect to the inner peripheral surface of the through hole of the second rotor core with the first axis as the center is θ × N + S, where θ = the center in the circumferential direction of adjacent permanent magnets with the axis as the center Angle
N = any integer less than or equal to the number of permanent magnets
Forming a second groove along the axial direction so that S = the skew angle between the first rotor core and the second rotor core;
Inserting the pin into the pin hole of the shaft;
Inserting the first rotor core into the shaft while inserting the pin through the first groove of the first rotor core and guiding the first rotor core;
And a step of pressing the second rotor core into the shaft while guiding the second rotor core by inserting the pin through the second groove portion of the second rotor core.
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