JP5231082B2 - Rotating electrical machine rotor - Google Patents

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JP5231082B2 JP2008123570A JP2008123570A JP5231082B2 JP 5231082 B2 JP5231082 B2 JP 5231082B2 JP 2008123570 A JP2008123570 A JP 2008123570A JP 2008123570 A JP2008123570 A JP 2008123570A JP 5231082 B2 JP5231082 B2 JP 5231082B2
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Description

本発明は、回転電機の回転子に関する。   The present invention relates to a rotor of a rotating electrical machine.

回転電機の回転子は、鉄心材を積層した回転子鉄心を一般的に備えている。回転子鉄心の鉄心材は、例えば帯状の電磁鋼板をプレスなどで打ち抜いて形成される。しかし、電磁鋼板は、圧延して製造されるため板厚に偏差が生じることがある。電磁鋼板の板厚に偏差があると、形成される鉄心材の板厚にも偏差が生じる。その結果、回転子鉄心の寸法や重量にばらつきが生じる。そこで、回転子鉄心を軸方向に二分割し、互いに周方向に１８０度ずらして積層した回転子鉄心などが提案されている（特許文献１参照）。
実公昭５１−１４４１号公報 A rotor of a rotating electrical machine generally includes a rotor core in which iron core materials are stacked. The core material of the rotor core is formed, for example, by punching a strip-shaped electromagnetic steel sheet with a press or the like. However, since the magnetic steel sheet is manufactured by rolling, deviation may occur in the plate thickness. If there is a deviation in the thickness of the electromagnetic steel sheet, a deviation also occurs in the thickness of the iron core material to be formed. As a result, variations occur in the size and weight of the rotor core. In view of this, there has been proposed a rotor core or the like in which the rotor core is divided into two parts in the axial direction and laminated so as to be shifted from each other by 180 degrees in the circumferential direction (see Patent Document 1).
Japanese Utility Model Publication No. 51-1441

しかしながら、帯状の電磁鋼板の場合、幅方向および長手方向のいずれにも板厚の偏差が生じることがある。その場合、特許文献１に開示されているように１８０度回転して積層したとしても、周方向において、回転子鉄心の厚み寸法にばらつきが生じるおそれがある。その結果、回転子鉄心の重量バランスが崩れ、回転中に騒音や振動などが生じるという問題がある。   However, in the case of a strip-shaped electrical steel sheet, there may be a deviation in thickness in both the width direction and the longitudinal direction. In that case, even if it rotates and laminate | stacks 180 degree | times so that it may be disclosed by patent document 1, there exists a possibility that variation may arise in the thickness dimension of a rotor core in the circumferential direction. As a result, there is a problem that the weight balance of the rotor core is lost and noise and vibration are generated during rotation.

本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、その目的は、回転中の騒音や振動などを低減する回転電機の回転子を提供することにある。   The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object thereof is to provide a rotor of a rotating electrical machine that reduces noise, vibration, and the like during rotation.

本発明の回転電機の回転子は、複数の鉄心材を板厚方向に積層して形成される回転子鉄心を備え、前記回転子鉄心は、積層枚数が略等しいｎ個（ｎは３以上の整数）のブロックに分割され、前記ブロックは、周方向に互いにずれて順次積層されることを特徴とする。   The rotor of the rotating electrical machine according to the present invention includes a rotor core formed by laminating a plurality of iron core materials in the plate thickness direction, and the rotor core has n pieces (n is 3 or more) with substantially the same number of layers. (Integer) blocks, and the blocks are sequentially stacked while being shifted from each other in the circumferential direction.

本発明の回転電機の回転子によれば、回転子鉄心の積層方向すなわち軸方向の寸法が均一になる。そのため、回転子鉄心の軸方向における重量バランスが均一になるとともに、周方向においても重量バランスは均一になる。したがって、回転中の振動および騒音などを低減することができる。   According to the rotor of the rotating electrical machine of the present invention, the stacking direction of the rotor core, that is, the dimension in the axial direction becomes uniform. Therefore, the weight balance in the axial direction of the rotor core is uniform, and the weight balance is also uniform in the circumferential direction. Therefore, vibration and noise during rotation can be reduced.

以下、本発明の複数の実施形態による回転電機の回転子を図面に基づいて説明する。なお、複数の実施形態において実質的に同一の構成部位には同一の符号を付し、説明を省略する。   Hereinafter, a rotor of a rotating electrical machine according to a plurality of embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. Note that, in a plurality of embodiments, substantially the same components are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted.

（第１実施形態）
本発明の第１実施形態による回転電機の回転子を図１から図３に基づいて説明する。回転電機の回転子１は、図１に示すように回転子鉄心２、回転軸３およびキー４（いずれも図２参照）を備えている。回転子鉄心２は、複数の鉄心材５を板厚方向に積層して形成されている。回転子鉄心２は、外周部に複数の磁性体スロット６が等間隔に全周にわたって形成されている。各磁性体スロット６には、磁極としての平板状の永久磁石６１が挿入され、接着材や充填材などにより回転子鉄心２に固定されている。本実施形態では、磁性体スロット６は１２個設けられており、磁極としての永久磁石６１も１２個挿入されている。 (First embodiment)
A rotor of a rotating electrical machine according to a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. As shown in FIG. 1, a rotor 1 of a rotating electrical machine includes a rotor core 2, a rotating shaft 3, and a key 4 (all of which are shown in FIG. 2). The rotor core 2 is formed by laminating a plurality of core materials 5 in the thickness direction. The rotor core 2 is formed with a plurality of magnetic slots 6 on the outer periphery at equal intervals over the entire circumference. A flat plate-like permanent magnet 61 as a magnetic pole is inserted into each magnetic body slot 6 and fixed to the rotor core 2 with an adhesive or a filler. In this embodiment, 12 magnetic material slots 6 are provided, and 12 permanent magnets 61 as magnetic poles are also inserted.

回転子鉄心２には、軸孔７およびキー溝８１、８２、８３、８４、８５および８６が形成されている。軸孔７は回転子鉄心２の内周側に設けられており、キー溝８１、８２、８３、８４、８５および８６は回転子鉄心２の内周側において周方向に設けられている。回転軸３は、回転子鉄心２の軸孔７に挿入され、回転子鉄心２を鉄心材５の積層方向すなわち軸方向に貫いている。回転軸３は、外周側に一個のキー溝９が形成されており、後述するように、キー溝９が回転子鉄心２に設けられたキー溝８１、８２、８３、８４、８５および８６と対向する状態で回転子鉄心２の軸孔７に相対的に挿入される。回転軸３のキー溝９と回転子鉄心２のキー溝８１、８２、８３、８４、８５および８６とにより形成された空間には、キー４が圧入される。これにより、回転軸３は回転子鉄心２に固定される。   A shaft hole 7 and key grooves 81, 82, 83, 84, 85 and 86 are formed in the rotor core 2. The shaft hole 7 is provided on the inner peripheral side of the rotor core 2, and the key grooves 81, 82, 83, 84, 85, and 86 are provided in the circumferential direction on the inner peripheral side of the rotor core 2. The rotating shaft 3 is inserted into the shaft hole 7 of the rotor core 2 and penetrates the rotor core 2 in the stacking direction of the core material 5, that is, in the axial direction. The rotary shaft 3 is formed with one key groove 9 on the outer peripheral side. As will be described later, the key groove 9 is provided with key grooves 81, 82, 83, 84, 85, and 86 provided in the rotor core 2. The rotor core 2 is relatively inserted into the shaft hole 7 in an opposed state. The key 4 is press-fitted into the space formed by the key groove 9 of the rotating shaft 3 and the key grooves 81, 82, 83, 84, 85 and 86 of the rotor core 2. Thereby, the rotating shaft 3 is fixed to the rotor core 2.

回転子鉄心２は、図３に示すように積層枚数が略等しいｎ個、例えば三個のブロック１０、２０および３０に分割されている。ブロック１０、２０および３０は、それぞれ周方向に互いに略１２０度、すなわち略３６０／ｎ＝３６０／３度ずれて順次積層されている。各ブロック１０、２０および３０は、それぞれ積層枚数が略等しい二つのグループにさらに分割されている。すなわち、ブロック１０はグループ１１およびグループ１２、ブロック２０はグループ２１およびグループ２２、そしてブロック３０はグループ３１およびグループ３２を有している。また、グループ１１および１２、２１および２２、３１および３２は、それぞれ互いに回転子鉄心２の周方向に略１８０度ずれて積層されている。   As shown in FIG. 3, the rotor core 2 is divided into n blocks, for example, three blocks 10, 20, and 30 having substantially the same number of stacked layers. The blocks 10, 20 and 30 are sequentially stacked with a difference of about 120 degrees in the circumferential direction, that is, about 360 / n = 360/3 degrees. Each of the blocks 10, 20 and 30 is further divided into two groups having approximately the same number of stacked layers. That is, block 10 has group 11 and group 12, block 20 has group 21 and group 22, and block 30 has group 31 and group 32. Further, the groups 11 and 12, 21 and 22, 31 and 32 are laminated so as to be shifted from each other by approximately 180 degrees in the circumferential direction of the rotor core 2.

本実施形態では、三個に分割されたブロック１０、２０および３０は、周方向に略１２０度互いにずれて順次積層されている。そのため、回転子鉄心２には、図１に示すようにキー溝８１、８２および８３が、それぞれ略１２０度間隔で設けられている。また、ブロック１０、２０および３０において二個に分割されたグループ１１と１２、グループ２１と２２、およびグループ３１と３２とは、周方向に互いに略１８０度ずれて積層されている。そのため、回転子鉄心２には、キー溝８４、８５および８６がさらに設けられている。すなわち、回転子鉄心２の内周側には、キー溝８１、８２、８３、８４、８５および８６が略６０度、すなわち略３６０／（ｎ×２）＝３６０／（３×２）度間隔で設けられている。この場合、キー溝８１、８２、８３、８４、８５および８６において基準となるキー溝８１には、他のキー溝８２、８３、８４、８５および８６と区別できるように円弧孔８１ａが形成されている。   In the present embodiment, the blocks 10, 20 and 30 divided into three are sequentially stacked with a displacement of approximately 120 degrees in the circumferential direction. Therefore, as shown in FIG. 1, the rotor core 2 is provided with key grooves 81, 82, and 83 at intervals of approximately 120 degrees. In addition, the groups 11 and 12, the groups 21 and 22, and the groups 31 and 32 divided into two in the blocks 10, 20 and 30 are stacked with being shifted from each other by approximately 180 degrees in the circumferential direction. Therefore, the rotor core 2 is further provided with key grooves 84, 85 and 86. That is, on the inner peripheral side of the rotor core 2, the key grooves 81, 82, 83, 84, 85 and 86 are approximately 60 degrees, that is, approximately 360 / (n × 2) = 360 / (3 × 2) degrees. Is provided. In this case, an arc hole 81a is formed in the key groove 81 serving as a reference in the key grooves 81, 82, 83, 84, 85, and 86 so as to be distinguished from the other key grooves 82, 83, 84, 85, and 86. ing.

回転子鉄心２は、ブロック１０、２０および３０を略３６０／ｎ度ずらし、さらにグループ１１と１２、２１と２２、３１と３２とを周方向に互いに略１８０度ずらして順次積層して形成される。具体的には、図２（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）、（Ｄ）、（Ｅ）および（Ｆ）に示すように、回転子鉄心２において、グループ１１ではキー溝８１が、グループ１２ではキー溝８４が、グループ２１ではキー溝８２が、グループ２２ではキー溝８５が、グループ３１ではキー溝８３が、およびグループ３２ではキー溝８６が回転軸３のキー溝９とそれぞれ対向するように積層され、キー溝９と対向するキー溝８１、８２、８３、８４、８５および８６との間にキー４が圧入される。   The rotor core 2 is formed by sequentially laminating the blocks 10, 20 and 30 by approximately 360 / n degrees and further sequentially shifting the groups 11 and 12, 21 and 22, 31 and 32 by approximately 180 degrees in the circumferential direction. The Specifically, as shown in FIGS. 2 (A), (B), (C), (D), (E) and (F), in the rotor core 2, in the group 11, the keyway 81 is formed in the group. 12, the key groove 84 faces the key groove 9 of the rotary shaft 3, the key groove 82 of the group 21, the key groove 85 of the group 22, the key groove 83 of the group 31, and the key groove 86 of the group 32 face the key groove 9 of the rotary shaft 3, respectively. The key 4 is press-fitted between the key grooves 81, 82, 83, 84, 85, and 86 that are stacked as described above and face the key groove 9.

以上説明した第１実施形態では、次のような効果を得ることができる。
第１実施形態では、ブロック１０、２０および３０は、回転子鉄心２の周方向に互いにずれて順次積層される。これにより、積層する鉄心材５の板厚に偏差がある場合でも、回転子鉄心２の軸方向だけでなく周方向の寸法も均一になる。したがって、回転子鉄心の重量バランスが均一となり、回転中の騒音や振動などを低減することができる。 In the first embodiment described above, the following effects can be obtained.
In the first embodiment, the blocks 10, 20 and 30 are sequentially stacked while being shifted from each other in the circumferential direction of the rotor core 2. Thereby, even when there is a deviation in the thickness of the iron core material 5 to be laminated, not only the axial direction but also the circumferential dimension of the rotor core 2 becomes uniform. Therefore, the weight balance of the rotor core becomes uniform, and noise and vibration during rotation can be reduced.

また、第１実施形態では、ブロック１０、２０および３０は、略３６０／３度、すなわちブロックの分割数ｎに応じて周方向に互いにずれて順次積層される。したがって、回転子鉄心２の周方向における重量バランスを容易に均一にすることができる。   In the first embodiment, the blocks 10, 20, and 30 are sequentially stacked while being shifted from each other in the circumferential direction according to approximately 360/3 degrees, that is, according to the division number n of the blocks. Therefore, the weight balance in the circumferential direction of the rotor core 2 can be easily made uniform.

さらに、第１実施形態では、グループ１１と１２、グループ２１と２２、およびグループ３１と３２とは、周方向に互いに略１８０度ずれて積層される。したがって、ブロック１０、２０および３０における重量バランスを容易に均一にすることができるとともに、軸方向の重量バランスをより細かく調節することができる。   Furthermore, in the first embodiment, the groups 11 and 12, the groups 21 and 22, and the groups 31 and 32 are stacked with being shifted from each other by approximately 180 degrees in the circumferential direction. Therefore, the weight balance in the blocks 10, 20 and 30 can be easily made uniform, and the weight balance in the axial direction can be adjusted more finely.

（第２実施形態）
本発明の第２実施形態による回転電機の回転子について図４から図６に基づいて説明する。第２実施形態では、分割された回転子鉄心のブロック間に段階的スキューが与えられている点において第１実施形態の回転電機の回転子１と異なっている。 (Second Embodiment)
A rotor of a rotating electrical machine according to a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. The second embodiment is different from the rotor 1 of the rotating electrical machine of the first embodiment in that a stepped skew is given between the divided blocks of the rotor core.

回転子１０１の回転子鉄心１０２は、図６に示すように、ｎ個、例えば三個のブロック１１０、１２０および１３０に分割され、ブロック１１０、１２０および１３０はそれぞれ二つのグループ１１１と１１２、グループ１２１と１２２、およびグループ１３１と１３２とにさらに分割されている。図４および図５に示すように、ブロック１１０、１２０および１３０のキー溝１８１、１８２および１８３は、互いに略６０−θ度、すなわち略３６０／（ｎ×２）−θ＝３６０／（３×２）−θ（ｎ＝３の場合）度ずれて設けられている。ここで、θは、段階的スキュー角である。   As shown in FIG. 6, the rotor core 102 of the rotor 101 is divided into n, for example, three blocks 110, 120 and 130. The blocks 110, 120 and 130 are divided into two groups 111 and 112, respectively. It is further divided into 121 and 122 and groups 131 and 132. As shown in FIGS. 4 and 5, the key grooves 181, 182 and 183 of the blocks 110, 120 and 130 are approximately 60-θ degrees from each other, that is, approximately 360 / (n × 2) −θ = 360 / (3 × 2) Provided with a deviation of −θ (when n = 3) degrees. Here, θ is a stepwise skew angle.

また、グループ１１１と１１２、グループ１２１と１２２、およびグループ１３１と１３２とは、第１実施形態と同様に周方向に略１８０度互いにずれて積層されている。そのため、回転子鉄心１０２を構成する鉄心材１０５には、キー溝１８１、１８２および１８３からそれぞれ周方向に１８０度ずれた位置にキー溝１８４、１８５および１８６がさらに設けられている。この場合、キー溝１８１、１８２、１８３、１８４、１８５および１８６において基準となるキー溝１８１には、他のキー溝１８２、１８３、１８４、１８５および１８６と区別できるように円弧孔１８１ａが形成されている。   Further, the groups 111 and 112, the groups 121 and 122, and the groups 131 and 132 are stacked so as to be shifted from each other by approximately 180 degrees in the circumferential direction, as in the first embodiment. For this reason, the core material 105 constituting the rotor core 102 is further provided with key grooves 184, 185 and 186 at positions shifted from the key grooves 181, 182 and 183 by 180 degrees in the circumferential direction. In this case, an arc hole 181a is formed in the key groove 181 serving as a reference in the key grooves 181, 182, 183, 184, 185 and 186 so as to be distinguishable from the other key grooves 182, 183, 184, 185 and 186. ing.

回転子鉄心１０２は、ブロック１１０、１２０および１３０を互いに略６０−θ度ずらし、さらにグループ１１１と１１２、グループ１２１と１２２、グループ１３１と１３２とを周方向に互いに略１８０度ずらして順次積層して形成される。具体的には、図５（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）、（Ｄ）、（Ｅ）および（Ｆ）に示すように、回転子鉄心１０２において、グループ１１１ではキー溝１８１が、グループ１１２ではキー溝１８４が、グループ１２１ではキー溝１８２が、グループ１２２ではキー溝１８５が、グループ１３１ではキー溝１８３が、およびグループ１３２ではキー溝１８６が回転軸３のキー溝９とそれぞれ対向するように積層され、キー溝９とおよびキー溝９に対向しているキー溝１８１、１８２、１８３、１８４、１８５および１８６の間にキー４が圧入される。   In the rotor core 102, the blocks 110, 120 and 130 are shifted from each other by approximately 60-θ degrees, and the groups 111 and 112, the groups 121 and 122, and the groups 131 and 132 are sequentially shifted from each other in the circumferential direction by approximately 180 degrees. Formed. Specifically, as shown in FIGS. 5 (A), (B), (C), (D), (E) and (F), in the rotor core 102, in the group 111, the key groove 181 is formed in the group 111. 112, the key groove 182 in the group 121, the key groove 185 in the group 122, the key groove 183 in the group 131, and the key groove 186 in the group 132 and the key groove 9 of the rotary shaft 3, respectively. The key 4 is press-fitted between the key grooves 9 and the key grooves 181, 182, 183, 184, 185 and 186 facing each other.

キー溝１８１、１８２および１８３を互いに略６０−θ度ずらして設けることにより、回転子鉄心１０２には、図６に示すようにブロック１１０と１２０、およびブロック１２０と１３０との間で磁極の中心位置のずれ、すなわち段階的スキューが与えられる。なお、図６では、説明の簡略化のために、周方向に複数配置されている永久磁石６１のうち一つの位置関係を斜線で示している。   By providing the key grooves 181, 182, and 183 so as to be shifted from each other by approximately 60-θ degrees, the rotor core 102 has a magnetic pole center between the blocks 110 and 120 and between the blocks 120 and 130 as shown in FIG. A misalignment, i.e. a stepped skew, is provided. In FIG. 6, for simplification of description, one positional relationship among the plurality of permanent magnets 61 arranged in the circumferential direction is indicated by hatching.

従って、第２実施形態においても、第１実施形態と同様の効果が得られる。特に、第２実施形態では、キー溝１８１、１８２および１８３が互いに６０−θ度ずれて順次積層されることにより、ブロック１１０と１２０、およびブロック１２０と１３０との間で磁極に段階的スキューが与えられている。したがって、始動時や運転中の回転子の特性を向上させることができる。   Therefore, also in the second embodiment, the same effect as in the first embodiment can be obtained. In particular, in the second embodiment, the key grooves 181, 182, and 183 are sequentially stacked so as to be shifted from each other by 60-θ degrees, thereby causing a stepped skew in the magnetic poles between the blocks 110 and 120 and the blocks 120 and 130. Is given. Therefore, the characteristics of the rotor at the start and during operation can be improved.

（第３実施形態）
本発明の第３実施形態による回転電機の回転子について図７から図９に基づいて説明する。第３実施形態では、分割されたグループ間で磁極に段階的スキューが与えられている点において第２実施形態の回転電機の回転子１０１と異なっている。 (Third embodiment)
A rotor of a rotating electrical machine according to a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. The third embodiment is different from the rotor 101 of the rotating electrical machine of the second embodiment in that a stepped skew is given to the magnetic poles between the divided groups.

回転子２０１の回転子鉄心２０２は、図９に示すように、ｎ個、例えば三個のブロック２１０、２２０および２３０に分割され、ブロック２１０、２２０および２３０はそれぞれ二つのグループ２１１と２１２、グループ２２１と２２２、およびグループ２３１と２３２とにさらに分割されている。回転子鉄心２０２に設けられているキー溝２８１、２８２および２８３は、図７に示すように周方向に互いに略６０−２×θ度、すなわち略３６０／（ｎ×２）−２×θ＝３６０／（３×２）−２×θ度ずれて設けられている。ここで、θは、段階的スキュー角である。また、グループ２１１と２１２、グループ２２１と２２２、およびグループ２３１と２３２とは、それぞれ周方向に略１８０−θ度ずれて積層される。そのため、回転子鉄心２０２を構成する鉄心材２０５には、キー溝２８４がキー溝２８１より１８０−θ度ずらして形成され、同じくキー溝２８５がキー溝２８２より１８０−θ度ずらして形成され、キー溝２８６はキー溝２８３に対して１８０−θ度ずらして形成されている。この場合、キー溝２８１、２８２、２８３、２８４、２８５および２８６において基準となるキー溝２８１には、他のキー溝２８２、２８３、２８４、２８５および２８６と区別できるように円弧孔２８１ａが形成されている。   As shown in FIG. 9, the rotor core 202 of the rotor 201 is divided into n, for example, three blocks 210, 220, and 230. The blocks 210, 220, and 230 are divided into two groups 211 and 212, respectively. It is further divided into 221 and 222 and groups 231 and 232. As shown in FIG. 7, the key grooves 281, 282, and 283 provided in the rotor core 202 are approximately 60-2 × θ degrees in the circumferential direction, that is, approximately 360 / (n × 2) −2 × θ =. 360 / (3 × 2) −2 × θ degrees are provided. Here, θ is a stepwise skew angle. In addition, the groups 211 and 212, the groups 221 and 222, and the groups 231 and 232 are stacked with a shift of approximately 180-θ degrees in the circumferential direction. Therefore, in the core material 205 constituting the rotor core 202, the key groove 284 is formed with a 180-θ degree shift from the key groove 281 and the key groove 285 is also formed with a 180-θ degree shift from the key groove 282. The key groove 286 is formed so as to be shifted from the key groove 283 by 180-θ degrees. In this case, an arc hole 281a is formed in the key groove 281 serving as a reference in the key grooves 281, 282, 283, 284, 285 and 286 so as to be distinguished from the other key grooves 282, 283, 284, 285 and 286. ing.

回転子鉄心２０２は、ブロック２１０、２２０および２３０を周方向に互いに略６０−２×θ度ずらし、さらにグループ２１１と２１２、グループ２２１と２２２、グループ２３１と２３２とを周方向に互いに略１８０−θ度ずらして順次積層して形成される。具体的には、図８（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）、（Ｄ）、（Ｅ）および（Ｆ）に示すように、回転子鉄心２０２において、グループ２１１ではキー溝２８１が、グループ２１２ではキー溝２８４が、グループ２２１ではキー溝２８２が、グループ２２２ではキー溝２８５が、グループ２３１ではキー溝２８３が、およびグループ２３２ではキー溝２８６が回転軸３のキー溝９とそれぞれ対向するように積層され、キー溝９およびキー溝９に対向しているキー溝２８１、２８２、２８３、２８４、２８５および２８６の間にキー４が圧入される。   The rotor core 202 shifts the blocks 210, 220, and 230 in the circumferential direction by approximately 60-2 × θ degrees, and further groups 211 and 212, groups 221 and 222, and groups 231 and 232 in the circumferential direction by approximately 180−. It is formed by sequentially laminating with a shift of θ degrees. Specifically, as shown in FIGS. 8 (A), (B), (C), (D), (E), and (F), in the rotor core 202, in the group 211, the key groove 281 is formed in the group 211. In 212, the key groove 284 is opposed to the key groove 282 in the group 221, and in the group 222, the key groove 285 is opposed to the key groove 283 in the group 231, and in the group 232, the key groove 286 is opposed to the key groove 9 of the rotary shaft 3. The key 4 is press-fitted between the key grooves 9 and the key grooves 281, 282, 283, 284, 285, and 286 that are stacked and face the key groove 9.

キー溝２８１、２８２および２８３を周方向に互いに略６０−２×θ度ずらして設け、キー溝２８４、２８５および２８６をそれぞれキー溝２８１、２８２および２８３から周方向に互いに略１８０−θ度ずらして設けることにより、回転子２０１には図９に示すようにグループ２１１と２１２、グループ２２１と２２２、グループ２３１と２３２との間で磁極に段階的スキューが与えられる。なお、図９では、説明の簡略化のために、周方向に複数配置されている永久磁石６１のうち一つの位置関係を斜線で示している。   The key grooves 281, 282 and 283 are provided to be shifted from each other in the circumferential direction by approximately 60-2 × θ degrees, and the key grooves 284, 285 and 286 are respectively shifted from the key grooves 281, 282 and 283 in the circumferential direction by approximately 180-θ degrees. As shown in FIG. 9, the rotor 201 is stepwise skewed in the magnetic poles between the groups 211 and 212, the groups 221 and 222, and the groups 231 and 232. In FIG. 9, for simplification of description, one positional relationship among the plurality of permanent magnets 61 arranged in the circumferential direction is indicated by hatching.

従って、第３実施形態においても、第１実施形態と同様の効果が得られる。特に、第３実施形態では、ブロック２１０内のグループ２１１と２１２、ブロック２２０内のグループ２２１と２２２、およびブロック２３０内のグループ２３１と２３２との間で磁極に段階的スキューが与えられている。これにより、回転子２０１に与えられる段階的スキューは周方向に細かく分割される。したがって、始動時や運転中の回転子の特性を向上させることができる。   Therefore, also in the third embodiment, the same effect as in the first embodiment can be obtained. In particular, in the third embodiment, a stepped skew is applied to the magnetic poles between the groups 211 and 212 in the block 210, the groups 221 and 222 in the block 220, and the groups 231 and 232 in the block 230. Thereby, the stepped skew given to the rotor 201 is finely divided in the circumferential direction. Therefore, the characteristics of the rotor at the start and during operation can be improved.

（第４実施形態）
本発明の第４実施形態による回転電機の回転子について図１０から図１２に基づいて説明する。第４実施形態では、分割されたブロックを積層する基準位置を磁極の数により求めている点において上述の各実施形態と異なっている。 (Fourth embodiment)
A rotor of a rotating electrical machine according to a fourth embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. The fourth embodiment is different from the above-described embodiments in that the reference position for stacking the divided blocks is obtained from the number of magnetic poles.

回転子３０１の回転子鉄心３０２は、図１２に示すように、ｎ個、例えば三個のブロック３１０、３２０および３３０に分割され、ブロック３１０、３２０および３３０はそれぞれ二つのグループ３１１と３１２、グループ３２１と３２２、およびグループ３３１と３３２とにさらに分割されている。しかし、回転子鉄心３０２は、図１０に示すように周方向に１６個の磁性体スロット６および永久磁石６１を有している。そのため、磁極である永久磁石６１の数がブロックの分割数ｎ＝３で割り切れないことから、ブロックの分割数ｎに基づいてキー溝を配置すると、ブロック３１０と３２０およびブロック３２０と３３０との間で磁極の段階的スキューにばらつきが生じる。そこで、第４実施形態では、ブロックの分割数ｎではなく、永久磁石６１の数すなわち磁極の数を基準にしてキー溝の位置関係を求めている。   As shown in FIG. 12, the rotor core 302 of the rotor 301 is divided into n, for example, three blocks 310, 320, and 330. The blocks 310, 320, and 330 are divided into two groups 311 and 312, respectively. It is further divided into 321 and 322 and groups 331 and 332. However, the rotor core 302 has 16 magnetic slots 6 and permanent magnets 61 in the circumferential direction as shown in FIG. For this reason, the number of permanent magnets 61 as magnetic poles cannot be divided by the block division number n = 3. Therefore, when the key groove is arranged based on the block division number n, it is between the blocks 310 and 320 and the blocks 320 and 330. As a result, the stepwise skew of the magnetic poles varies. Therefore, in the fourth embodiment, the positional relationship of the key grooves is obtained based on the number of permanent magnets 61, that is, the number of magnetic poles, rather than the block division number n.

回転子鉄心３０２に設けられている磁極の数は１６個である。すなわち、各永久磁石６１は、３６０／１６＝２２．５度間隔で設けられている。そのため、回転子鉄心３０２を構成する鉄心材３０５において、キー溝３８２および３８３は、キー溝３８１を基準にして、２２．５度を基本単位として設けられている。本実施形態では、キー溝３８２は、キー溝３８１から略９０−２×θ度＝２２．５×４−２×θ度ずれて設けられている。また、キー溝３８３は、キー溝３８２からさらに略４５−２×θ度＝２２．５×２−２×θ度ずれて設けられている。ここで、θは、段階的スキュー角である。また、キー溝３８４、３８５および３８６は、それぞれキー溝３８１、３８２および３８３から略１８０−θ度の間隔で設けられている。この場合、キー溝３８１、３８２、３８３、３８４、３８５および３８６において基準となるキー溝３８１には、他のキー溝３８２、３８３、３８４、３８５および３８６と区別できるように円弧孔３８１ａが形成されている。   The number of magnetic poles provided on the rotor core 302 is sixteen. That is, the permanent magnets 61 are provided at intervals of 360/16 = 22.5 degrees. Therefore, in the core material 305 constituting the rotor core 302, the key grooves 382 and 383 are provided with 22.5 degrees as a basic unit with respect to the key groove 381. In the present embodiment, the key groove 382 is provided so as to be shifted from the key groove 381 by approximately 90-2 × θ degrees = 22.5 × 4-2 × θ degrees. The key groove 383 is further offset from the key groove 382 by approximately 45-2 × θ degrees = 22.5 × 2-2 × θ degrees. Here, θ is a stepwise skew angle. The key grooves 384, 385, and 386 are provided at intervals of about 180-θ degrees from the key grooves 381, 382, and 383, respectively. In this case, an arc hole 381a is formed in the key groove 381 serving as a reference in the key grooves 381, 382, 383, 384, 385 and 386 so as to be distinguished from the other key grooves 382, 383, 384, 385 and 386. ing.

回転子鉄心３０２は、ブロック３１０と３２０とを略９０−２×θ度、ブロック３２０と３３０とを略４５−２×θ度ずらし、さらにグループ３１１と３１２、グループ３２１と３２２、グループ３３１と３３２とを周方向に互いに略１８０−θ度ずらして順次積層して形成される。具体的には、図１１（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）、（Ｄ）、（Ｅ）および（Ｆ）に示すように、回転子鉄心３０２において、グループ３１１ではキー溝３８１が、グループ３１２ではキー溝３８４が、グループ３２１ではキー溝３８２が、グループ３２２ではキー溝３８５が、グループ３３１ではキー溝３８３が、およびグループ３３２ではキー溝３８６が回転軸３のキー溝９とそれぞれ対向するように積層され、キー溝９およびキー溝９に対向するキー溝３８１、３８２、３８３、３８４、３８５および３８６の間にキー４が圧入される。   In the rotor core 302, the blocks 310 and 320 are shifted by approximately 90-2 × θ degrees, the blocks 320 and 330 are shifted by approximately 45-2 × θ degrees, and the groups 311 and 312, the groups 321 and 322, and the groups 331 and 332 are shifted. Are sequentially stacked with a difference of about 180-θ degrees in the circumferential direction. Specifically, as shown in FIGS. 11 (A), (B), (C), (D), (E) and (F), in the rotor core 302, in the group 311, the key groove 381 In 312, the key groove 384 faces the key groove 9 of the rotary shaft 3, the key groove 382 in the group 321, the key groove 385 in the group 322, the key groove 383 in the group 332, and the key groove 386 in the group 332, respectively. The key 4 is press-fitted between the key grooves 9 and the key grooves 381, 382, 383, 384, 385, and 386 opposed to the key groove 9.

このように、キー溝３８１、３８２および３８３を永久磁石６１の数により配置の基準となる角度を求め、キー溝３８４、３８５および３８６をそれぞれキー溝３８１、３８２および３８３から略１８０−θ度周方向に互いにずらして積層することにより、回転子３０１には、図１２に示すようにグループ３１１、３１２、３２１、３２２、３３１および３３２の間に段階的スキューが均一に与えられる。なお、図１２では、説明の簡略化のために、周方向に複数配置されている永久磁石６１のうち一つの位置関係を斜線で示している。   In this way, an angle serving as a reference for arranging the key grooves 381, 382, and 383 by the number of the permanent magnets 61 is obtained, and the key grooves 384, 385, and 386 are rotated about 180-θ degrees from the key grooves 381, 382, and 383, respectively. By laminating the layers so as to be shifted from each other, the rotor 301 is uniformly given a stepped skew between the groups 311, 312, 321, 322, 331 and 332 as shown in FIG. 12. In FIG. 12, for simplification of description, one positional relationship among the plurality of permanent magnets 61 arranged in the circumferential direction is indicated by hatching.

従って、第４実施形態においても、第１実施形態と同様の効果が得られる。特に、第４実施形態では、キー溝３８１、３８２、３８３、３８４、３８５および３８６の位置関係を磁性体スロット６の数に基づいて設定することにより、回転子鉄心３０２の軸方向に段階的スキューが均一に与えられる。したがって、磁極の数がブロックの分割数ｎで割りきれない回転子の場合でも、始動時や運転中の回転子の特性を向上させることができる。   Therefore, also in the fourth embodiment, the same effect as in the first embodiment can be obtained. In particular, in the fourth embodiment, by setting the positional relationship of the key grooves 381, 382, 383, 384, 385, and 386 based on the number of the magnetic material slots 6, the stepwise skew in the axial direction of the rotor core 302 is achieved. Is given uniformly. Therefore, even in the case of a rotor in which the number of magnetic poles cannot be divided by the block division number n, it is possible to improve the characteristics of the rotor at start-up or during operation.

（その他の実施形態）
第１実施形態から第４実施形態では、永久磁石を用いた回転子を例に説明した。しかし、本発明は、いわゆるかご型回転子にも適用することができる。図１３に示すように、本発明を適用したかご型回転子４０１の回転子鉄心４０２は、複数の鉄心材４０５を積層することにより形成され、第１実施形態と同様にｎ個、例えば三個のブロックに分割され、各ブロックはさらに二つのグループに分割されている。 (Other embodiments)
In the first to fourth embodiments, a rotor using permanent magnets has been described as an example. However, the present invention can also be applied to a so-called cage rotor. As shown in FIG. 13, the rotor core 402 of the cage rotor 401 to which the present invention is applied is formed by laminating a plurality of iron core members 405, and n, for example, three as in the first embodiment. Each block is further divided into two groups.

回転子鉄心４０２を構成する鉄心材４０５には、回転軸３のキー溝９（いずれも図２参照）に対向するキー溝４８１、４８２、４８３、４８４、４８５および４８６が、略６０度、すなわち略３６０／（ｎ×２）＝３６０／（３×２）度間隔で設けられている。回転子鉄心４０２は、各グループを、回転軸３のキー溝９とキー溝４８１、キー溝９とキー溝４８４、キー溝９とキー溝４８２、キー溝９とキー溝４８５、キー溝９とキー溝４８３およびキー溝９とキー溝４８６とが対向するように順次積層することにより形成される。   The core material 405 constituting the rotor core 402 has key grooves 481, 482, 483, 484, 485 and 486 that face the key groove 9 of the rotating shaft 3 (see FIG. 2), ie, approximately 60 degrees. Approximately 360 / (n × 2) = 360 / (3 × 2) degrees are provided. The rotor core 402 is divided into the key groove 9 and the key groove 481 of the rotary shaft 3, the key groove 9 and the key groove 484, the key groove 9 and the key groove 482, the key groove 9 and the key groove 485, and the key groove 9. The key grooves 483 and the key grooves 9 and the key grooves 486 are sequentially stacked so as to face each other.

回転子鉄心４０２は、周方向に複数の導体スロット４０６をさらに有している。導体スロット４０６は回転子鉄心４０２を軸方向に貫いている。導体スロット４０６には、例えばアルミダイカストにより導体が収納される。このとき、導体スロット４０６に収納された導体を短絡するエンドリングが回転子鉄心４０２の軸方向の両端に形成される。回転子鉄心４０２、回転軸３およびエンドリングは一体に固定されている。なお、エンドリングは冷却フィンなどと一体に形成してもよい。   The rotor core 402 further has a plurality of conductor slots 406 in the circumferential direction. The conductor slot 406 passes through the rotor core 402 in the axial direction. The conductor is accommodated in the conductor slot 406 by, for example, aluminum die casting. At this time, end rings for short-circuiting the conductors accommodated in the conductor slots 406 are formed at both ends of the rotor core 402 in the axial direction. The rotor core 402, the rotating shaft 3, and the end ring are fixed integrally. Note that the end ring may be formed integrally with a cooling fin or the like.

このように、回転子鉄心４０２をｎ個、例えば三個のブロックに分割し、それぞれのブロックを二つのグループにさらに分割し、各グループを互いに周方向にずらして積層することにより、回転子鉄心４０２の軸方向および周方向の重量バランスが均一になる。したがって、かご型回転子の場合でも、第１実施形態と同様の効果を得ることができる。   Thus, the rotor core 402 is divided into n, for example, three blocks, each block is further divided into two groups, and each group is shifted in the circumferential direction and stacked, thereby the rotor core. The weight balance in the axial direction and the circumferential direction of 402 becomes uniform. Therefore, even in the case of a cage rotor, the same effect as that of the first embodiment can be obtained.

なお、以上説明した各実施形態では、各ブロックは、互いに略１８０度、あるいは略１８０−θ度ずれて積層される二つのグループに分割されている。ここで、各ブロックにおける鉄心材の積層方法は、図１４（Ａ）に示すように同一グループをまとめてもよく、図１４（Ｂ）に示すように分散させてもよく、さらに図１４（Ｃ）に示すように一枚ずつ交互に積層してもよい。   In each of the embodiments described above, each block is divided into two groups that are stacked with a shift of approximately 180 degrees or approximately 180-θ degrees. Here, as for the lamination method of the iron core material in each block, the same group may be gathered as shown in FIG. 14 (A), may be dispersed as shown in FIG. 14 (B), and FIG. ) May be alternately stacked one by one.

本発明の第１実施形態による回転子鉄心概略を示す断面図Sectional drawing which shows the rotor core outline by 1st Embodiment of this invention 各グループと回転軸との位置関係を示す断面図Sectional drawing which shows the positional relationship between each group and a rotating shaft 回転子鉄心の概略を示す模式図Schematic diagram showing the outline of the rotor core 本発明の第２実施形態による回転子鉄心の概略を示す断面図Sectional drawing which shows the outline of the rotor core by 2nd Embodiment of this invention 各グループと回転軸との位置関係を示す断面図Sectional drawing which shows the positional relationship between each group and a rotating shaft 回転子鉄心の概略を示す模式図Schematic diagram showing the outline of the rotor core 本発明の第３実施形態による回転子鉄心の概略を示す断面図Sectional drawing which shows the outline of the rotor core by 3rd Embodiment of this invention. 各グループと回転軸との位置関係を示す断面図Sectional drawing which shows the positional relationship between each group and a rotating shaft 回転子鉄心の概略を示す模式図Schematic diagram showing the outline of the rotor core 本発明の第４実施形態による回転子鉄心の概略を示す断面図Sectional drawing which shows the outline of the rotor core by 4th Embodiment of this invention 各グループと回転軸との位置関係を示す断面図Sectional drawing which shows the positional relationship between each group and a rotating shaft 回転子鉄心の概略を示す模式図Schematic diagram showing the outline of the rotor core 本発明を適用したかご型回転子の回転子鉄心の概略を示す断面図Sectional drawing which shows the outline of the rotor core of the cage rotor to which this invention is applied 本発明による鉄心材の積層順序を示す概略図Schematic showing the stacking order of iron cores according to the present invention

符号の説明Explanation of symbols

図面中、１、１０１、２０１、３０１、４０１は回転子、２、１０２、２０２、３０２、４０２は回転子鉄心、５、１０５、２０５、３０５、４０５は鉄心材、１０、２０、３０、１１０、１２０、１３０、２１０、２２０、２３０、３１０、３２０、３３０はブロック、１１、１２、２１、２２、３１、３２、１１１、１１２、１２１、１２２、１３１、１３２、２１１、２１２、２２１、２２２、２３１、２３２、３１１、３１２、３２１、３２２、３３１、３３２はグループを示す。   In the drawings, 1, 101, 201, 301, 401 are rotors, 2, 102, 202, 302, 402 are rotor cores, 5, 105, 205, 305, 405 are iron core materials, 10, 20, 30, 110 , 120, 130, 210, 220, 230, 310, 320, 330 are blocks 11, 12, 21, 22, 31, 32, 111, 112, 121, 122, 131, 132, 211, 212, 221, 222 , 231, 232, 311, 312, 321, 322, 331, 332 indicate groups.

Claims (5)

外形が同一となるように形成された複数の鉄心材を板厚方向に積層して形成される回転子鉄心を備え、
前記回転子鉄心は、積層枚数が略等しいｎ個（ｎは３以上の整数）のブロックに分割され、
前記ブロックは、周方向に互いに略３６０／ｎ度ずれて順次積層され、
前記ブロックは、積層枚数が略等しい二つのグループにさらに分割され、
前記グループは、周方向に互いに略１８０度ずれて順次積層され、
前記鉄心材に、周方向にずらす角度である３６０／２ｎ度の間隔で前記グループの数と同じ数である２ｎ個のキー溝を設けていることを特徴とする回転電機の回転子。
Provided with a rotor core formed by laminating a plurality of iron core materials formed so as to have the same outer shape in the thickness direction,
The rotor core is divided into n blocks (n is an integer of 3 or more) whose number of stacked layers is substantially equal,
The blocks are sequentially stacked with a shift of approximately 360 / n degrees in the circumferential direction.
The block is further divided into two groups having approximately the same number of stacked layers,
The groups are sequentially stacked with a shift of about 180 degrees in the circumferential direction,
A rotor of a rotating electrical machine, wherein the iron core material is provided with 2n key grooves equal to the number of the groups at an interval of 360 / 2n degrees which is an angle shifted in the circumferential direction.
前記ブロックを周方向に互いにずれて順次積層する際に基準となるキー溝に、孔部を設けていることを特徴とする請求項１記載の回転電機の回転子。  2. The rotor of a rotating electrical machine according to claim 1, wherein a hole is provided in a key groove serving as a reference when the blocks are sequentially stacked in a circumferential direction. 前記ブロックは、略３６０／ｎ度ずれて順次積層されるのに代えて、周方向に互いに略３６０／（ｎ×２）−θ（θは段階的スキュー角）度ずれて順次積層されることを特徴とする請求項１または２記載の回転電機の回転子。Instead of sequentially stacking the blocks with a shift of approximately 360 / n degrees, the blocks are sequentially stacked with a shift of approximately 360 / (n × 2) −θ (θ is a stepped skew angle) in the circumferential direction. The rotor of the rotary electric machine according to claim 1 or 2. 前記ブロックは、略３６０／ｎ度ずれて順次積層されるのに代えて、周方向に互いに略３６０／（ｎ×２）−２×θ（θは段階的スキュー角）度ずれて順次積層され、Instead of being sequentially stacked with a shift of approximately 360 / n degrees, the blocks are sequentially stacked with a shift of approximately 360 / (n × 2) −2 × θ (θ is a stepped skew angle) in the circumferential direction. ,
前記グループは、周方向に互いに略１８０度ずれて順次積層されるのに代えて、周方向に互いに略１８０−θ度ずれて順次積層されることを特徴とする請求項１または２記載の回転電機の回転子。3. The rotation according to claim 1, wherein the groups are sequentially stacked with a shift of approximately 180- [theta] degrees in the circumferential direction instead of being sequentially stacked with a shift of approximately 180 degrees in the circumferential direction. Electric rotor. 前記グループは、周方向に互いに略１８０度ずれて順次積層されるのに代えて、周方向に互いに略１８０−θ（θは段階的スキュー角）度ずれて順次積層されることを特徴とする請求項１または２記載の回転電機の回転子。The groups are sequentially stacked with a shift of approximately 180-θ (θ is a stepped skew angle) with respect to the circumferential direction, instead of being sequentially stacked with a shift of approximately 180 degrees in the circumferential direction. The rotor of the rotary electric machine according to claim 1 or 2.
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