JP5471933B2 - Rotor with magnet - Google Patents
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本発明は、積層鋼板により構成し、磁石挿入孔と、磁石挿入孔に連続する空隙形成孔とを含むロータコアと、磁石挿入孔に挿入された磁石とを備える磁石付ロータに関する。 The present invention relates to a rotor with a magnet that includes a rotor core including a magnet insertion hole, a gap forming hole continuous with the magnet insertion hole, and a magnet inserted into the magnet insertion hole.
従来から、ステータとロータとを備える回転電機において、ロータとして、永久磁石を有する磁石付ロータを用いた永久磁石型回転電機が使用されている。磁石付ロータは、ロータコアに設けた磁石挿入孔に永久磁石を挿入し、磁石挿入孔に連続する孔に樹脂を充填し、固化させることで、磁石挿入孔からの永久磁石の脱落を防止することが行われている。 Conventionally, in a rotating electrical machine including a stator and a rotor, a permanent magnet type rotating electrical machine using a rotor with a magnet having a permanent magnet has been used as the rotor. The rotor with magnets prevents permanent magnets from falling out of the magnet insertion holes by inserting permanent magnets into the magnet insertion holes provided in the rotor core, filling the holes continuous with the magnet insertion holes and solidifying the resin. Has been done.
例えば、特許文献1には、略円柱形状のヨークと、永久磁石とを備える永久磁石付きのロータが記載されている。ヨークは、収納部を有し、収納部に永久磁石を収納するとともに、ヨークの両端面に設けた上蓋及び底蓋により収納部を塞いでいる。収納部の永久磁石との間に樹脂が注入され、上蓋には永久磁石と対向する面に凹部を形成している。収納部に樹脂を注入する際に凹部に樹脂が流入するので、凹部がバッファとして機能して、樹脂がヨークの外周面に漏出するのを防止できるとされている。 For example, Patent Document 1 describes a rotor with a permanent magnet that includes a substantially cylindrical yoke and a permanent magnet. The yoke has a storage portion, stores the permanent magnet in the storage portion, and closes the storage portion with upper and bottom lids provided on both end surfaces of the yoke. Resin is injected between the storage portion and the permanent magnet, and the upper lid has a recess formed on the surface facing the permanent magnet. Since the resin flows into the concave portion when the resin is injected into the storage portion, the concave portion functions as a buffer, and the resin can be prevented from leaking to the outer peripheral surface of the yoke.
一方、特許文献2には、軟磁性のロータコアと、ロータコアに挿入された前側磁石及び後側磁石と、軟磁性のセグメントとを備えるロータが記載されている。ロータコアは、軟磁性のヨーク部と、ヨーク部の外周面から径方向ステータ向きに突出する磁気突極部とを有し、セグメントの前端及び後端を磁気突極部の先端部の側端面に接続部により連結している。また、磁気突極部と、セグメントと、永久磁石とに区画された空間である非磁性部に、樹脂や非磁性金属を充填してもよいとされている。 On the other hand, Patent Document 2 describes a rotor including a soft magnetic rotor core, front and rear magnets inserted into the rotor core, and soft magnetic segments. The rotor core has a soft magnetic yoke portion and a magnetic salient pole portion projecting from the outer peripheral surface of the yoke portion toward the radial stator, and the front end and the rear end of the segment are at the side end surface of the tip portion of the magnetic salient pole portion. It is connected by a connection part. In addition, a nonmagnetic portion, which is a space partitioned into magnetic salient pole portions, segments, and permanent magnets, may be filled with resin or nonmagnetic metal.
特許文献1、2に記載されたロータの場合、収納部や非磁性部に樹脂を充填することができるとされている。また、特許文献2に記載のロータの場合、永久磁石の挿入部分に連続する非磁性部である空隙にも樹脂を充填できる。この場合、樹脂の充填により磁石をロータに対し固定できる可能性がある。ただし、磁石挿入部分に連続する空隙またはこの空隙に連続する空隙が大きい場合には、樹脂の充填時に大きな空隙に樹脂が流入する可能性があり、使用樹脂量が多くなり、ロータの製造コストが高くなる原因となる。このため、ロータにおいて、使用樹脂量を低減できる手段の実現が望まれている。一方、ロータの性能向上を図るために、ロータコアを複数の鋼板を積層した積層鋼板により構成することが行われている。 In the case of the rotors described in Patent Documents 1 and 2, it is said that the storage portion and the nonmagnetic portion can be filled with resin. In the case of the rotor described in Patent Document 2, resin can be filled into a gap that is a non-magnetic portion that is continuous with the insertion portion of the permanent magnet. In this case, there is a possibility that the magnet can be fixed to the rotor by filling the resin. However, if the gap that is continuous with the magnet insertion part or the gap that is continuous with this gap is large, the resin may flow into the large gap when the resin is filled, which increases the amount of resin used and the cost of manufacturing the rotor. Causes it to rise. For this reason, in the rotor, realization of means capable of reducing the amount of resin used is desired. On the other hand, in order to improve the performance of the rotor, the rotor core is composed of a laminated steel plate obtained by laminating a plurality of steel plates.
これに対して、使用樹脂量を低減できるロータとして、空隙内を板状等に形成されたシール部材により仕切り、シール部材により仕切られた小さい空隙内のみに樹脂を充填するロータも考えられている。この場合、ロータコアの空隙を形成する孔内面に設けたシール突き当て部にシール部材を突き当てる。ただし、ロータコアを積層鋼板により構成する場合、このシール突き当て部の側面には、隣り合う鋼板同士の位置ずれによる微小な凹凸が発生している可能性がある。このため、シール突き当て部にシール部材を突き当てた場合に、シール突き当て部とシール部材との接触部にシール突き当て部の凹凸に基づく隙間が発生する可能性がある。この隙間が発生した場合には、小さい空隙に樹脂を充填する場合に、シール突き当て部とシール部材との接触部に生じた隙間を通じて、大きな空隙側に樹脂が漏れ出てしまい、使用樹脂量が多くなる可能性がある。 On the other hand, as a rotor capable of reducing the amount of resin used, a rotor is also considered in which the gap is partitioned by a sealing member formed in a plate shape or the like, and the resin is filled only in a small gap partitioned by the sealing member. . In this case, the seal member is abutted against the seal abutting portion provided on the inner surface of the hole forming the gap of the rotor core. However, when the rotor core is composed of laminated steel plates, there is a possibility that minute irregularities are generated on the side surfaces of the seal abutting portions due to the positional deviation between adjacent steel plates. For this reason, when the seal member is abutted against the seal abutting portion, a gap based on the unevenness of the seal abutting portion may occur at the contact portion between the seal abutting portion and the seal member. When this gap occurs, when resin is filled into a small gap, the resin leaks to the large gap side through the gap generated at the contact portion between the seal abutting portion and the seal member, and the amount of resin used May increase.
本発明は、磁石付ロータにおいて、ロータコアを積層鋼板により構成する構成において、使用樹脂量を有効に低減することを目的とする。 An object of the present invention is to effectively reduce the amount of resin used in a rotor with magnets in a configuration in which a rotor core is formed of laminated steel plates.
本発明に係る磁石付ロータは、積層鋼板により構成され、磁石挿入孔と、前記磁石挿入孔に連続する空隙形成孔であって、前記磁石挿入孔と空隙形成孔とが連結されることにより連結孔を形成する空隙形成孔とを含むロータコアと、前記磁石挿入孔に挿入された磁石と、を備え、前記ロータコアは、前記磁石挿入孔、または、前記空隙形成孔、または前記磁石挿入孔と前記空隙形成孔との接続部に、磁石端面よりも前記空隙形成孔側に設けられたシール突き当て部であって、前記積層鋼板により構成されるシール突き当て部を含み、さらに、前記連結孔に挿入されて前記磁石の端面に対向配置され、かつ、前記シール突き当て部に突き当てられたシール部材と、前記シール突き当て部において、前記シール部材と対向する凹凸面に、前記凹凸面の凹部を埋めるように塗布された塗布樹脂材と、前記磁石の端面と前記シール部材との間に設けられた樹脂充填用空間に充填され、固化されている充填樹脂とを備えることを特徴とする磁石付ロータである。 Rotor with magnets according to the invention consists of a laminated steel plate, a magnet insertion hole, wherein a gap formed hole continuing to the magnet insertion holes, connecting by said magnet insertion hole and the gap forming holes are connected wherein the rotor core includes a gap forming holes for forming a hole, and a magnet is inserted into the magnet insertion holes, wherein the rotor core, the magnet insertion holes, or the space formation hole, or with the magnet insertion holes the connection of the void-formed holes, a seal abutment section provided in the gap formed hole side than the magnet end face, comprises a formed sealing abutment portion by the laminated steel plates, further, to the connecting hole It is opposed to the end surface of said magnet being inserted, and a seal member that is abutted on the seal abutment portion, in the sealing abutment portion, the uneven surface facing the sealing member, the uneven A coating resin material applied to fill the recess of the end faces of the magnet and the filled in a resin filling space provided between the seal member, and characterized in that it comprises a filling resin is solidified It is a rotor with a magnet.
また、本発明に係る磁石付ロータにおいて、好ましくは、シール突き当て部は、空隙形成孔において、磁石挿入孔と接続される側の端部の側面に設けられている。 In the rotor with magnet according to the present invention, preferably, the seal abutting portion is provided on the side surface of the end portion of the gap forming hole that is connected to the magnet insertion hole.
本発明の磁石付ロータによれば、ロータコアを積層鋼板により構成する構成において、樹脂充填用空間への樹脂の充填時に、樹脂がシール部材とシール突き当て部との接触部を通じて、空隙形成孔内側の大きな空隙部側に漏れ出ることがなく、使用樹脂量を有効に低減できる。 According to the rotor with a magnet of the present invention, in the configuration in which the rotor core is formed of laminated steel plates, the resin passes through the contact portion between the seal member and the seal abutting portion when the resin is filled into the resin filling space. The amount of resin used can be effectively reduced without leaking to the large gap portion side.
以下において、図面を用いて本発明に係る実施の形態につき詳細に説明する。図1から図5は、本発明の実施の形態の1例を示している。 Hereinafter, embodiments according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings. 1 to 5 show an example of an embodiment of the present invention.
図1に示すように、本実施の形態の磁石付ロータを備える回転電機10は、図示しないモータケースに固定したステータ12と、ステータ12の径方向内側に対向配置した回転可能な磁石付ロータ(以下、単に「ロータ」という。)14とを備える。ステータ12は、ステータコアと、ステータコアの内周面に径方向に突出するように設けた複数のティースと、複数のティースに巻装したステータ巻線とを含む。複数のステータ巻線は、例えば、3相のステータ巻線であり、電源からインバータを介して3相の交流電流を入力されることにより、ステータ12において回転磁界を生成する。
As shown in FIG. 1, a rotating
また、ロータ14は、ロータコア16と、ロータコア16に設けられた複数の永久磁石18とを備える。ロータコア16は、図示しない回転軸に固定して使用するもので、複数の鋼板を積層してなる積層鋼板により構成している。また、ロータコア16は、複数の磁石挿入孔20と、それぞれの磁石挿入孔20に連続する空隙形成孔24とを含む。磁石挿入孔20は、ロータコア16の外周寄り部分に2つを1組として、複数組を周方向等間隔に配置している。それぞれの組では、それぞれ直線状に伸びるように設けた2つの磁石挿入孔20を、互いにロータコア16の径方向外側に向かって広がるような略V字形に配置している。
The
これに対して、空隙形成孔24は、磁石挿入孔20の径方向(「径方向」とはロータコア16の径方向をいう。以下同じ。)内端部に連続して、径方向内側及び周方向等に広がっている。そして、磁石挿入孔20にそれぞれ永久磁石18を挿入し、後述する充填樹脂により固定している。
On the other hand, the
永久磁石18は、それぞれ図1に矢印で示す方向、または矢印とは逆方向に着磁している。また、それぞれの組の磁石挿入孔20に挿入した永久磁石18は、径方向に関して同じ側に同じ極の磁場が生成されるようにしている。また、ロータコア16に形成した空隙形成孔24は、それぞれ内部に空隙部Kを形成し、ロータ14により生成する磁気特性を適切に設定するために設けている。なお、図1は、ロータ14及びステータ12の周方向一部のみを示しており、周方向の他の部分には図1に示す構成と同様の構成が、周方向に複数連続して設けられている。このように構成するため、ロータ14の外周部にN極とS極との磁極が周方向に交互に配置される。
The
また、図2から図4に詳しく示すように、ロータコア16は、磁石挿入孔20と空隙形成孔24との接続部であり、永久磁石18の長さ方向に関する一端面30の幅方向(図2から図4の左右方向)一端部に位置する、積層鋼板により構成される突出部32を含んでいる。
As shown in detail in FIGS. 2 to 4, the
また、本実施の形態では、永久磁石18をロータコア16に固定するために磁石挿入孔20の両端部に溶融樹脂を充填し、固化させることにより構成する充填樹脂36を設けている。例えば、図2、図3では、砂地部分により充填樹脂36を表している。例えば、充填樹脂36は、熱硬化性樹脂により構成する。この場合、ロータコア16に溶融樹脂を充填した後、ロータコア16を加熱し、樹脂を硬化させ固化した後、冷却することにより充填樹脂36を構成する。
Further, in the present embodiment, in order to fix the
また、磁石挿入孔20に空隙形成孔24が連続しているのにもかかわらず、磁石挿入孔20への溶融樹脂の充填時に空隙形成孔24まで樹脂が流入しないようにするため、空隙形成孔24の内側の、磁石挿入孔20に対向する端部にシール部材であるシール板38を配置している。シール板38は、断面台形状で、2の側面を、空隙形成孔24の内面の2個所に位置するシール突き当て部である突き当て部33,34に突き当てている。すなわち、突き当て部33,34は、空隙形成孔24において、磁石挿入孔20と接続される側の端部の2の側面に設けられている。この場合、ロータコア16において、シール板38を突き当てる突き当て部33,34は、積層鋼板により構成しているので、積層鋼板を構成する複数の鋼板の位置ずれにより突き当て部33,34の側面に凹凸が生じる可能性がある。本実施の形態では、このように凹凸が生じた場合でも、磁石挿入孔20への溶融樹脂の充填時に凹凸とシール板38との隙間を通じて、空隙形成孔24側へ樹脂が漏れ出ることを防止するために、各突き当て部33,34に樹脂材を塗布している。
In addition, in order to prevent the resin from flowing into the
すなわち、図3から図5に詳しく示すように、ロータ14は、シール部材であるシール板38と、塗布樹脂材40(図5)と、充填樹脂36とを含む。シール板38は、例えば、樹脂や、非磁性の金属等により平板状に構成しており、磁石挿入孔20に挿入された永久磁石18の一端面30に対向配置している。なお、シール板38は、断面台形状に限定するものではなく、種々の形状とすることができる。また、図3に示すように、シール板38の幅方向両側面を、空隙形成孔24の内面に設けた突き当て部33,34の側面に突き当てている。
That is, as shown in detail in FIGS. 3 to 5, the
また、図5に示すように、積層鋼板により構成する突き当て部33,34の側面で、シール板38と対向する側面に、複数の鋼板42同士の位置ずれに基づく凹凸面44が設けられている。そして、塗布樹脂材40は、凹凸面44の凹部を埋めるように凹凸面44に塗布されている。したがって、塗布樹脂材40の片側(図5の左側)は凹凸面44に沿うような形状になっている。この状態で、シール板38は、塗布樹脂材40を介して突き当て部33,34の側面に突き当てている。例えば、塗布樹脂材40は、シリコーン樹脂等を含む樹脂接着材とする。この場合には、塗布樹脂材40によりシール板38が突き当て部33,34に接着結合される。なお、塗布樹脂材40は、このような樹脂接着材に限定するものではなく、種々の樹脂材を採用できる。また、突き当て部33,34のシール板38を突き当てる側面を含んでいれば、ロータコア16のそれ以外の部分にも塗布樹脂材を塗布することもできる。また、図3から図5では、突き当て部33,34を、空隙形成孔24の内面の一部により構成している。ただし、シール板38を突き当てるシール突き当て部を、磁石挿入孔の側面で永久磁石の長さ方向一端側に外れた部分に位置する側面、または磁石挿入孔と空隙形成孔との接続部、例えば突出部22の側面等とすることもでき、このシール突き当て部のシール板38を突き当てる側面に塗布樹脂材40を塗布することもできる。また、図1に示す例では、各組の磁石挿入孔に接続された2の空隙形成孔24のうち、1の空隙形成孔24のみにシール板38を設けているが、すべての空隙形成孔24にシール板38を設け、それぞれの空隙形成孔24の、シール板38を突き当てる側面と、シール板38との間に塗布樹脂材を設けることもできる。
Moreover, as shown in FIG. 5, the uneven |
また、図4に示すように、ロータ14に、永久磁石18の一端面30と、突出部32等の磁石挿入孔20及び空隙形成孔24の接続部の側面と、シール板38の側面とにより囲まれる樹脂充填用空間46が設けられている。すなわち、樹脂充填用空間46は、永久磁石18の一端面30と、シール板38の側面との間に設けられている。また、図3に示すようにこの樹脂充填用空間46に樹脂を充填し、固化することで充填樹脂36を設けている。図2に示すように、充填樹脂36は、磁石挿入孔20の長さ方向他端部(図2の上端部)に設けた樹脂充填用空間にも充填するので、永久磁石18はロータコア16に固定され、磁石挿入孔20からの永久磁石18の脱落が防止される。
Further, as shown in FIG. 4, the
このようなロータ14によれば、シール板38と接触する突き当て部33,34の側面の凹凸面44に凹部を埋めるように塗布樹脂材40が塗布されているので、ロータコア16を積層鋼板により構成する構成において、シール板38を凹凸面44に突き当てた状態で、永久磁石18の端部周辺部に存在する樹脂充填用空間46への溶融樹脂の充填時に、その溶融樹脂が凹凸面44とシール板38との接触部を通じて、空隙形成孔24内側の大きな空隙部K側に漏れ出ることがない。このため、ロータ14における使用樹脂量を有効に低減できる。
According to such a
図6は、本発明から外れた比較例における不都合を説明するための図5に対応する図である。この比較例では、本実施の形態と同様の構成において、空隙形成孔の端部であって、永久磁石の長さ方向一端面の周辺部となる部分に位置する2個所に設けた突き当て部33,34のシール板38を突き当てる側面のいずれにも、塗布樹脂材40(図5参照)を塗布していない。したがって、突き当て部33,34にシール板38が、塗布樹脂材40を介さず直接突き当てられている。このような比較例の場合には、積層鋼板を構成する複数の鋼板42同士の位置ずれに基づいて、突き当て部33,34の側面とシール板38の側面との間に、図6に黒地で塗りつぶした隙間48が形成される。このため、樹脂充填用空間46(図4参照)に樹脂を充填した場合に、樹脂がこの隙間48を通じて広い空間である空隙部K(図4参照)側へ漏れ出る可能性がある。本実施の形態によれば上記のように塗布樹脂材40によりこのような隙間が形成されないので、空隙部K側への樹脂漏れを防止でき、ロータ14における使用樹脂量を有効に低減できる。このため、ロータ14の製造コストを低減できる。
FIG. 6 is a diagram corresponding to FIG. 5 for explaining inconveniences in a comparative example that is out of the present invention. In this comparative example, in the same configuration as that of the present embodiment, the abutting portions provided at two positions which are the end portions of the air gap forming hole and located at the peripheral portion of the one end surface in the length direction of the permanent magnet The coated resin material 40 (see FIG. 5) is not applied to any of the side surfaces against which the 33 and 34
なお、ロータ14において、磁石挿入孔20及び空隙形成孔24の配置や形状は、上記の図1から図4に示した例に限定するものではなく、磁石挿入孔及び空隙形成孔に関して種々の配置及び形状を採用したロータで、本発明を実施できる。また、上記の説明では、ロータ14がステータ12の径方向内側に対向配置されるインナーロータの場合を説明した。ただし、本発明はこのような構成に限定するものではなく、例えば、ロータがステータの径方向外側に対向配置されるアウターロータにおいても、本発明を実施できる。
In the
10 回転電機、12 ステータ、14 磁石付ロータ、16 ロータコア、18 永久磁石、20 磁石挿入孔、24 空隙形成孔、30 一端面、32 突出部、33,34 突き当て部、36 充填樹脂、38 シール板、40 塗布樹脂材、42 鋼板、44 凹凸面、46 樹脂充填用空間、48 隙間。
DESCRIPTION OF
Claims (3)
前記磁石挿入孔に挿入された磁石と、を備え、
前記ロータコアは、
前記磁石挿入孔、または、前記空隙形成孔、または前記磁石挿入孔と前記空隙形成孔との接続部に、磁石端面よりも前記空隙形成孔側に設けられたシール突き当て部であって、前記積層鋼板により構成されるシール突き当て部を含み、
さらに、
前記連結孔に挿入されて前記磁石の端面に対向配置され、かつ、前記シール突き当て部に突き当てられたシール部材と、
前記シール突き当て部において、前記シール部材と対向する凹凸面に、前記凹凸面の凹部を埋めるように塗布された塗布樹脂材と、
前記磁石の端面と前記シール部材との間に設けられた樹脂充填用空間に充填され、固化されている充填樹脂とを備えることを特徴とする磁石付ロータ。 Is composed of laminated steel plates, and the magnet insertion holes, wherein a gap formed hole continuing to the magnet insertion hole, and a gap forming holes for forming the connecting hole by said magnet insertion hole and the gap forming holes are connected Including rotor core,
A magnet inserted into the magnet insertion hole,
The rotor core is
The magnet insertion holes, or the space formed holes or connecting portion between the magnet insertion hole and the gap forming hole, and a sealing abutment portion provided in the gap formed hole side than the magnet end face, wherein Including a seal abutment part composed of laminated steel sheets,
further,
Wherein is inserted into the coupling hole is opposed to the end surface of the magnet, and a seal member that is abutted on the seal abutting portion,
In the sealing abutment portion, the uneven surface facing the sealing member, a coating resin material applied to fill the concave portion of the uneven surface,
The filled in a resin filling space provided between the end face of the magnet and the sealing member, a rotor with magnets, characterized in that it comprises a filling resin is solidified.
前記シール突き当て部は、前記空隙形成孔において、前記磁石挿入孔と接続される側の端部の側面に設けられていることを特徴とする磁石付ロータ。 The rotor with magnet according to claim 1,
Said seal abutting portion, in the space forming hole, said rotor with magnets, characterized in that provided on the side surface of the end on the side to be connected to the magnet insertion holes.
前記シール部材は、前記積層鋼板を形成する鋼板とは別部材であり、樹脂または非磁性の金属により形成されることを特徴とする磁石付ロータ。The rotor with magnet, wherein the sealing member is a member different from the steel plate forming the laminated steel plate, and is formed of a resin or a nonmagnetic metal.
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