JP6101716B2 - Permanent magnet synchronous motor - Google Patents

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Description

本発明は、永久磁石式同期モータに係り、特に、エレベータ巻上機用モータに好適な永久磁石式同期モータに関するものである。   The present invention relates to a permanent magnet type synchronous motor, and more particularly to a permanent magnet type synchronous motor suitable for an elevator hoist motor.

永久磁石式同期モータでは、複数の永久磁石と、磁性材料で成形され互いに非接触に組立てられる複数のコアとを交互に放射状に配置した構造のロータが用いられている(例えば、特許文献1)。   A permanent magnet type synchronous motor uses a rotor having a structure in which a plurality of permanent magnets and a plurality of cores formed of a magnetic material and assembled in a non-contact manner are alternately arranged radially (for example, Patent Document 1). .

このような構造のロータでは、コア間にエアギャップを設けて、コア間の磁気抵抗を増大させることで、磁気的に各々のコアを独立させており、コアを流れる永久磁石の磁束がコア間で短絡することを防止する必要がある。また、コア間で短絡した磁束はトルクに変換されないため、効率良く高トルク化するためには、コアが互いに接触することなく、磁気的に独立させる必要ある。   In a rotor having such a structure, an air gap is provided between the cores to increase the magnetic resistance between the cores, so that each core is magnetically independent. It is necessary to prevent short circuit. Further, since the magnetic flux short-circuited between the cores is not converted into torque, in order to increase the torque efficiently, the cores need to be magnetically independent without contacting each other.

しかしながら、バラバラの永久磁石やコアを一体化し、更に、それらを回転軸と連結することは難しく、従来、構造簡略化および製作性向上などを主目的に、永久磁石とコア、および回転軸連結用部品などのロータ全体を樹脂モールドで一体化、固定するのが一般的である。   However, it is difficult to integrate separate permanent magnets and cores and to connect them to a rotating shaft. Conventionally, for the purpose of simplifying the structure and improving manufacturability, the permanent magnet and core and connecting the rotating shaft In general, the entire rotor such as a component is integrated and fixed by a resin mold.

特表2003−533158号公報Special table 2003-533158 gazette

樹脂モールドは、鋼材と比較して強度が小さく、また、寿命が短いといった課題がある。このため、モータの高トルク化や高寿命化を実現するには、強固かつ高寿命な一体化・固定方法が必要である。   Resin molds have problems such as low strength and short life compared to steel materials. For this reason, in order to realize a higher torque and a longer life of the motor, a strong and long-life integration / fixing method is required.

また、一般的に、永久磁石は、コア先端に設けられた突起に引っ掛けることで、コアに対してのみ強固かつ高寿命な方法で固定されているが、コア自体の固定方法が樹脂を用いたものであるため、ロータ全体の強度・寿命向上には結びつかない。   In general, the permanent magnet is fixed to the core by a method that is strong and has a long life by being hooked on a protrusion provided at the tip of the core, but the fixing method of the core itself uses a resin. Therefore, the strength and life of the entire rotor are not improved.

本発明の目的は、組立が容易で、高強度かつ高寿命なロータを備えた永久磁石式同期モータを提供することにある。   An object of the present invention is to provide a permanent magnet type synchronous motor including a rotor that is easy to assemble and has a high strength and a long life.

本発明は、ステータとロータとを備え、ロータが複数の永久磁石と複数のコアを回転中心から見て放射状に交互に配置して構成され、複数のコアの半径方向の端部にそれぞれ形成された周方向に突出する突起により複数の永久磁石のそれぞれの半径方向の移動を規制するようにした永久磁石式同期モータにおいて、非磁性金属材料で成形され、環状に構成された保持ブロックを備え、複数のコアはそれぞれ保持ブロックに半径方向の移動が規制されるように保持され、保持ブロックは、周方向に分割されて構成されており、周方向に分割された各分割保持ブロックは、周方向端部において隣接する分割保持ブロックとそれぞれ連結されており、各分割保持ブロックは、モータ回転軸にボルトを用いて固定されていることを特徴とする。
The present invention includes a stator and a rotor, and the rotor is configured by alternately arranging a plurality of permanent magnets and a plurality of cores in a radial pattern when viewed from the rotation center, and is formed at each of radial ends of the plurality of cores. In the permanent magnet type synchronous motor that restricts the radial movement of each of the plurality of permanent magnets by the protrusion protruding in the circumferential direction, the holding block is formed of a nonmagnetic metal material and configured in an annular shape, The plurality of cores are each held by the holding block so that the movement in the radial direction is restricted, and the holding block is divided in the circumferential direction, and each divided holding block divided in the circumferential direction has a circumferential direction. Each of the divided holding blocks is connected to an adjacent divided holding block at the end, and each divided holding block is fixed to the motor rotating shaft with a bolt .

本発明によれば、組立が容易で、高強度かつ高寿命なロータを備えた永久磁石式同期モータを得ることができる。   According to the present invention, it is possible to obtain a permanent magnet type synchronous motor including a rotor that is easy to assemble and has a high strength and a long life.

上記した以外の課題、構成及び効果は、以下の実施形態の説明により明らかにされる。   Problems, configurations, and effects other than those described above will be clarified by the following description of embodiments.

本発明の一実施例の永久磁石式同期モータ全体の外観図(正面図)。1 is an external view (front view) of an entire permanent magnet type synchronous motor according to an embodiment of the present invention. 本発明の一実施例の永久磁石式同期モータの外観の部分拡大図。1 is a partially enlarged view of the appearance of a permanent magnet type synchronous motor according to an embodiment of the present invention. 本発明の一実施例の永久磁石式同期モータのロータに用いられるコア(ポールピース)の拡大図。The enlarged view of the core (pole piece) used for the rotor of the permanent-magnet-type synchronous motor of one Example of this invention. 本発明の一実施例の永久磁石式同期モータのロータに用いられる分割保持ブロックの拡大図。The enlarged view of the division | segmentation holding | maintenance block used for the rotor of the permanent-magnet-type synchronous motor of one Example of this invention. 本発明の一実施例の永久磁石式同期モータの正面断面の部分拡大図。The partial enlarged view of the front section of the permanent magnet type synchronous motor of one example of the present invention. 本発明の一実施例の永久磁石式同期モータのロータの側面断面図。The side sectional view of the rotor of the permanent magnet type synchronous motor of one example of the present invention. 本発明の一実施例の永久磁石式同期モータにおけるモータ回転軸へのロータ組込手順を説明する図。The figure explaining the rotor incorporating procedure to the motor rotating shaft in the permanent magnet type synchronous motor of one Example of this invention. 本発明の別の実施例の永久磁石式同期モータの外観の部分拡大図。The elements on larger scale of the external appearance of the permanent-magnet-type synchronous motor of another Example of this invention. 本発明の別の実施例の永久磁石式同期モータのロータの側面断面図。Side surface sectional drawing of the rotor of the permanent-magnet-type synchronous motor of another Example of this invention.

以下、図面を用いて本発明の実施例を説明する。   Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

図1および図2を用いて、本実施例の永久磁石式同期モータの概略構造を説明する。図1はモータ全体の外観図、図2は図1の部分拡大図である。   A schematic structure of the permanent magnet type synchronous motor of this embodiment will be described with reference to FIGS. 1 and 2. FIG. 1 is an external view of the entire motor, and FIG. 2 is a partially enlarged view of FIG.

本実施例のモータは、モータ回転軸15に固定されたロータ20と、エアギャップを介してロータ20と径方向に対向して配置されるステータ21から構成される。本実施例のモータは、ロータ20がステータ21内部に配置されるインナーロータ型の永久磁石式同期モータである。   The motor according to the present embodiment includes a rotor 20 fixed to the motor rotating shaft 15 and a stator 21 that is arranged to face the rotor 20 in the radial direction via an air gap. The motor of this embodiment is an inner rotor type permanent magnet synchronous motor in which the rotor 20 is disposed inside the stator 21.

ステータ21は、図2に示すように、積層電磁鋼板で成形されたステータコア9、コイル10、絶縁材11から構成される。ステータコア9は、バックヨーク部7とティース部8を有する。コイル10は、ティース部8に絶縁材11を介して巻回されている。本実施例では、各ティース部8にコイル10を巻きつける集中巻としているが、複数のティース8に跨ってコイル10を巻きつける分布巻としても良い。   As shown in FIG. 2, the stator 21 includes a stator core 9, a coil 10, and an insulating material 11 formed of laminated electromagnetic steel sheets. The stator core 9 has a back yoke portion 7 and a tooth portion 8. The coil 10 is wound around the tooth portion 8 via an insulating material 11. In this embodiment, concentrated winding is performed by winding the coil 10 around each tooth portion 8, but distributed winding may be performed by winding the coil 10 across a plurality of teeth 8.

ロータ20は、図2に示すように、主に永久磁石1、コア(ポールピース)2、保持ブロック3、当て板4で構成される。図2において、当て板4の内部に格納され、外部からは見えない永久磁石1などを点線にて図示している。   As shown in FIG. 2, the rotor 20 mainly includes a permanent magnet 1, a core (pole piece) 2, a holding block 3, and a contact plate 4. In FIG. 2, the permanent magnet 1 etc. which are stored in the inside of the contact plate 4 and are not visible from the outside are illustrated by dotted lines.

複数の永久磁石1と複数のコア2は、モータ回転軸の回転中心から見て放射状に交互に配置されている。複数の永久磁石1は、磁化方向、すなわちN極とS極の方向が、モータ周方向に、かつ各々のコア(ポールピース)2に対して同極が向かい合うように配置されている。これにより永久磁石1の磁束によりコア2は磁化し、ステータ21から見たコア2の先端の磁極は、N極とS極が周方向に交互に並ぶことになり、永久磁石式同期モータのロータが構成できる。   The plurality of permanent magnets 1 and the plurality of cores 2 are alternately arranged radially as viewed from the rotation center of the motor rotation shaft. The plurality of permanent magnets 1 are arranged such that the magnetization direction, that is, the directions of the N pole and the S pole are in the motor circumferential direction and the same pole faces each core (pole piece) 2. As a result, the core 2 is magnetized by the magnetic flux of the permanent magnet 1, and the magnetic pole at the tip of the core 2 viewed from the stator 21 is alternately arranged in the circumferential direction with the N pole and the S pole. Can be configured.

コア2は永久磁石1により磁化する必要があり、磁性材料で成形する。渦電流損失やヒステリシス損失などの鉄損を低減するため、積層電磁鋼板や圧粉鉄心を使用すると特に良い。   The core 2 needs to be magnetized by the permanent magnet 1 and is formed of a magnetic material. In order to reduce iron loss such as eddy current loss and hysteresis loss, it is particularly preferable to use a laminated magnetic steel sheet or a dust core.

次に、図3〜図5を用いて、当て板4内部のロータ構造について詳細に説明する。図3はコア2の拡大図、図4は保持ブロック3の拡大図、図5はモータ正面断面の部分拡大図である。   Next, the rotor structure inside the backing plate 4 will be described in detail with reference to FIGS. FIG. 3 is an enlarged view of the core 2, FIG. 4 is an enlarged view of the holding block 3, and FIG. 5 is a partially enlarged view of the motor front cross section.

コア2は、図3に示すように、半径方向の先端部(ステータ側の先端部)に周方向に突出する突起2bが設けられている。図5に示すように、この突起2bにより永久磁石1の半径方向外側への移動が規制されるようになっている。コア2は、保持ブロック3に半径方向の移動が規制されるように取り付けられている。取り付けの具体的構造は後述する。   As shown in FIG. 3, the core 2 is provided with a protrusion 2 b protruding in the circumferential direction at a distal end portion in the radial direction (a distal end portion on the stator side). As shown in FIG. 5, the movement of the permanent magnet 1 outward in the radial direction is restricted by the protrusion 2b. The core 2 is attached to the holding block 3 so that movement in the radial direction is restricted. The specific structure of attachment will be described later.

保持ブロック3は、磁石磁束がコア間を短絡することを防止するため、非磁性金属材料で成形され、環状に構成されている。本実施例では、SUS304(JIS規格)などの非磁性のオーステナイト系ステンレス鋼が用いられている。非磁性金属材料としては、非磁性のアルミニウム合金なども用いることができる。   The holding block 3 is formed of a nonmagnetic metal material and has an annular shape in order to prevent the magnetic flux from short-circuiting between the cores. In this embodiment, nonmagnetic austenitic stainless steel such as SUS304 (JIS standard) is used. As the nonmagnetic metal material, a nonmagnetic aluminum alloy or the like can also be used.

本実施例では、保持ブロック3は、周方向に分割されて構成されており、周方向に分割された各分割保持ブロックは、周方向端部において隣接する分割保持ブロックとそれぞれ連結され環状となるように構成されている。本実施例では、分割保持ブロック3の数が、コア2と同じ数になるように、保持ブロックが分割されている。本実施例における分割保持ブロック同士の連結は次のようにして行っている。即ち、各分割保持ブロック3には、図4に示すように、一方の周方向端部に突起3bが形成され、他方の周方向端部に溝3cが形成されている。分割保持ブロックの突起3bを、隣接する分割保持ブロックの溝3cに挿入することにより分割保持ブロック同士を周方向に連結している。なお、突起3bと溝3cによる連結は、適度なすきまを持った状態で連結されている。   In this embodiment, the holding block 3 is divided in the circumferential direction, and each divided holding block divided in the circumferential direction is connected to an adjacent divided holding block at the end in the circumferential direction to form an annular shape. It is configured as follows. In this embodiment, the holding blocks are divided so that the number of divided holding blocks 3 is the same as that of the cores 2. In the present embodiment, the divided holding blocks are connected as follows. That is, as shown in FIG. 4, each division holding block 3 has a protrusion 3 b at one circumferential end and a groove 3 c at the other circumferential end. The divided holding blocks are connected in the circumferential direction by inserting the projection 3b of the divided holding block into the groove 3c of the adjacent divided holding block. In addition, the connection by the protrusion 3b and the groove | channel 3c is connected in the state with a moderate clearance gap.

上述したように、コア2は、保持ブロック3に半径方向の移動が規制されるように取り付けられている。本実施例では、次のようにしてコア2を保持ブロック3に取り付けている。即ち、コア2の半径方向の根元部には、図3に示すように、周方向に突出する突起2aが形成されている。一方、分割保持ブロック3の外周面には、図4に示すように、溝3aが形成されている。そして、コア2の突起2aと分割保持ブロックの溝3aは焼き嵌め等の方法により強固に嵌合され、コア2と分割保持ブロック3は一体化され、コアブロック5が形成される。本実施例では、一つの分割保持ブロック3に一つのコア2が固定されたコアブロック5が複数形成されている。   As described above, the core 2 is attached to the holding block 3 so that the movement in the radial direction is restricted. In this embodiment, the core 2 is attached to the holding block 3 as follows. That is, as shown in FIG. 3, a protrusion 2 a that protrudes in the circumferential direction is formed at the base of the core 2 in the radial direction. On the other hand, as shown in FIG. 4, a groove 3 a is formed on the outer peripheral surface of the divided holding block 3. Then, the projection 2a of the core 2 and the groove 3a of the divided holding block are firmly fitted by a method such as shrink fitting, and the core 2 and the divided holding block 3 are integrated to form the core block 5. In this embodiment, a plurality of core blocks 5 in which one core 2 is fixed to one divided holding block 3 are formed.

本実施例では、先ず、コア2と分割保持ブロック3を強固に一体化してコアブロック5を形成した後に、複数のコアブロック5を、分割保持ブロック3に設けられた突起3bと溝3cで適度なすきまを持った状態で周方向に連結し、ロータコア6を形成するようにしている。保持ブロック3が非磁性金属材料で成形されているので、本実施例では、コア2が保持ブロック3を介して磁気短絡することなく周方向に一体化されている。   In the present embodiment, first, the core 2 and the divided holding block 3 are firmly integrated to form the core block 5, and then the plurality of core blocks 5 are moderately formed by the protrusions 3 b and the grooves 3 c provided on the divided holding block 3. The rotor core 6 is formed by connecting in the circumferential direction with a clearance. Since the holding block 3 is formed of a non-magnetic metal material, in this embodiment, the core 2 is integrated in the circumferential direction via the holding block 3 without being magnetically short-circuited.

次に図6および図7を用いてモータ回転軸15へのロータ20の組込手順について説明する。図6はロータ組立後のロータ側面断面図、図7は組立手順を表す図である。なお、図6及び図7ともに、軸中心から一方の側の半分のみを図示している。   Next, a procedure for incorporating the rotor 20 into the motor rotating shaft 15 will be described with reference to FIGS. 6 and 7. FIG. 6 is a cross-sectional side view of the rotor after assembly of the rotor, and FIG. 7 is a diagram showing the assembly procedure. 6 and 7 only show a half on one side from the axis center.

図7に示すように、モータ回転軸15に対し、当て板4a、ロータコア6の順でモータ回転軸15に組み込み、その後、永久磁石1を隣り合う二つのコアブロック間に形成された開空間に挿入し、最後に当て板4bを含めたロータ20全体を、ボルト30等を用いてモータ回転軸15に固定する。このように組み立てることで、図6の状態が得られる。本実施例では、ボルト30が挿入されるモータ回転軸15にネジを設けて、ボルト30とモータ回転軸15を締結しているが、ナットを用いてボルト30の締結を行うようにしても良い。また、後述のように、永久磁石1およびコア2の軸方向寸法は、保持ブロック3の軸方向寸法と同一またはそれ以下となっているので、必要に応じて、当て板4aと永久磁石1およびコア2との間に、接着剤または充填剤が設けられている。これらの組立作業は、作業を容易にするため、軸方向が上下方向となるようにして行われる。   As shown in FIG. 7, the backing plate 4 a and the rotor core 6 are assembled into the motor rotating shaft 15 in this order with respect to the motor rotating shaft 15, and then the permanent magnet 1 is opened in an open space formed between two adjacent core blocks. The rotor 20 is inserted and finally the entire rotor 20 including the contact plate 4b is fixed to the motor rotating shaft 15 using a bolt 30 or the like. By assembling in this way, the state of FIG. 6 is obtained. In this embodiment, a screw is provided on the motor rotating shaft 15 into which the bolt 30 is inserted, and the bolt 30 and the motor rotating shaft 15 are fastened. However, the bolt 30 may be fastened using a nut. . Further, as will be described later, the axial dimensions of the permanent magnet 1 and the core 2 are the same as or smaller than the axial dimension of the holding block 3, so that the contact plate 4a and the permanent magnet 1 and An adhesive or a filler is provided between the core 2 and the core 2. These assembly operations are performed such that the axial direction is the vertical direction in order to facilitate the operations.

当て板4(4a,4b)は、磁石磁束がコア間を短絡することを防止するため、保持ブロック3と同様に非磁性金属材料で成形されている。また、当て板4(4a,4b)は、永久磁石1の軸方向の移動を規制する、即ち、軸方向への永久磁石の飛び出しを防止するように形成され、保持ブロック3の軸方向両側に取り付けられる。   The contact plate 4 (4a, 4b) is formed of a nonmagnetic metal material in the same manner as the holding block 3 in order to prevent the magnetic flux from short-circuiting between the cores. The contact plate 4 (4a, 4b) is formed so as to restrict the movement of the permanent magnet 1 in the axial direction, that is, to prevent the permanent magnet from protruding in the axial direction. It is attached.

ここで、保持ブロック3の溝3aとは反対側の面、即ち、保持ブロック3の内周側の面(モータ回転軸との嵌合面)3dの曲率半径は、モータ回転軸15の半径と同一またはそれ以下の値とする。言い換えれば、分割保持ブロックを連結してロータコアを構成した際に、保持ブロックの内径寸法が、モータ回転軸の外形寸法と同一またはそれ以下となるように構成されている。また、当て板4aの内径寸法は、モータ回転軸15の外径寸法と同一またはそれ以下の値とする。したがって、当て板4aおよびロータコア6は、プレス装置などを用いてモータ回転軸15に圧入して組立を行う。このような寸法関係とすることで、コアブロック5の連結部(分割保持ブロックの突起3bと溝3c)は、モータ回転軸15との嵌合圧力により、適度なすきまを持った状態からガタつきのない状態となる。そして、モータ回転軸15に対して、コア(ポールピース)2を、保持ブロック3を介して、簡易に位置決めすることができる。また当て板4aがモータ回転軸15との嵌め合いにより固定された状態でロータコア6を組み込むことができる。   Here, the radius of curvature of the surface of the holding block 3 opposite to the groove 3 a, that is, the inner peripheral surface of the holding block 3 (fitting surface with the motor rotating shaft) 3 d is the radius of the motor rotating shaft 15. The value is the same or less. In other words, when the divided holding blocks are connected to form the rotor core, the inner diameter of the holding block is configured to be the same as or smaller than the outer dimension of the motor rotation shaft. Further, the inner diameter dimension of the contact plate 4 a is set to a value equal to or smaller than the outer diameter dimension of the motor rotating shaft 15. Therefore, the contact plate 4a and the rotor core 6 are assembled by being press-fitted into the motor rotating shaft 15 using a press device or the like. By having such a dimensional relationship, the connecting portion of the core block 5 (the projection 3b and the groove 3c of the divided holding block) is rattling from a state having an appropriate clearance due to the fitting pressure with the motor rotating shaft 15. No state. The core (pole piece) 2 can be easily positioned with respect to the motor rotation shaft 15 via the holding block 3. Further, the rotor core 6 can be incorporated in a state in which the contact plate 4a is fixed by fitting with the motor rotating shaft 15.

次に永久磁石1のロータコア6への挿入について説明する。上述したように、コア2はステータ側の先端部に周方向に突起2bを有しており、永久磁石1は隣り合う2つのコアブロック5で形成される開空間に格納される。そして、本実施例では、軸方向から見た永久磁石1の外形寸法は、軸方向から見た前述の開空間の寸法よりも小さくなっている。言い換えれば、保持ブロック3の外周面から突起2bの内周側までの長さと、コア2間の周方向長さが、対応する永久磁石の外形寸法よりも大きくなっている。従って、永久磁石1の外表面近傍には隙間がある状態である。コア2にはモータトルクやステータ21に対する吸引力が作用するため、それらによりコア2は微小変形する。永久磁石1とコア2が密着している場合、コア2の変形により永久磁石1が割れてしまう可能性があるため、隙間を持たせるものである。   Next, the insertion of the permanent magnet 1 into the rotor core 6 will be described. As described above, the core 2 has the protrusions 2b in the circumferential direction at the front end portion on the stator side, and the permanent magnet 1 is stored in an open space formed by two adjacent core blocks 5. In this embodiment, the outer dimension of the permanent magnet 1 as viewed from the axial direction is smaller than the dimension of the open space as viewed from the axial direction. In other words, the length from the outer peripheral surface of the holding block 3 to the inner peripheral side of the protrusion 2b and the circumferential length between the cores 2 are larger than the outer dimensions of the corresponding permanent magnet. Therefore, there is a gap near the outer surface of the permanent magnet 1. Since the motor torque and the attractive force with respect to the stator 21 act on the core 2, the core 2 is slightly deformed by them. When the permanent magnet 1 and the core 2 are in close contact with each other, there is a possibility that the permanent magnet 1 may be broken due to the deformation of the core 2, so that a gap is provided.

また、本実施例では、永久磁石1およびコア2の軸方向寸法は、保持ブロック3の軸方向寸法と同一またはそれ以下となっている。このような寸法関係とすることで、当て板4bの軸方向の反りと、永久磁石1の割れを回避することができる。これらの効果を確実に得るためには、当て板4bと永久磁石1およびコア2の間には隙間がある状態が望ましい。   In the present embodiment, the axial dimensions of the permanent magnet 1 and the core 2 are the same as or smaller than the axial dimension of the holding block 3. By setting it as such a dimensional relationship, the curvature of the abutting plate 4b and the crack of the permanent magnet 1 can be avoided. In order to reliably obtain these effects, it is desirable that there is a gap between the contact plate 4b, the permanent magnet 1 and the core 2.

本実施例では、上述したように、オーステナイト系ステンレス鋼などの非磁性金属材料で成形された保持ブロック3にコア2を強固に固定してコアブロック5を構成し、コアブロック5を連結してロータコア6を構成している。このようにすることで、磁石磁束がコア間を短絡することを防止して、コア自体を高強度かつ高寿命な方法により固定することができる。すなわち、従来の樹脂モールドなどと比較して、強度・寿命を向上させることができる。   In this embodiment, as described above, the core 2 is firmly fixed to the holding block 3 formed of a nonmagnetic metal material such as austenitic stainless steel to form the core block 5, and the core block 5 is connected. The rotor core 6 is configured. By doing in this way, it is possible to prevent the magnet magnetic flux from short-circuiting between the cores, and to fix the core itself by a method having high strength and long life. That is, strength and life can be improved as compared with conventional resin molds.

また、従来の樹脂モールドの場合、永久磁石1やコア2を位置決め装置あるいは冶具で仮位置決めを行い、その状態を保持したまま樹脂モールドを行い、最後に位置決め装置あるいは冶具を取り外す必要があった。本実施例では、非磁性金属材料で成形した保持ブロック3とコア2を強固に固定してコアブロック5を形成し、保持ブロック3を介してコアブロック5同士を連結してロータコア6を構成し、ロータコア6を当て板4aと共にモータ回転軸15に嵌合するようにしているので、モータ回転軸15へのロータコア6の圧入により、保持ブロック3を介して永久磁石1やコア(ポールピース)2の位置決めが行われる。従って、この組み込みを行う過程が永久磁石1やコア2の位置決めを兼ねている。すなわち、本実施例を従来と比較すれば、従来の位置決め装置あるいは冶具による仮位置決めの段階で、本実施例では組立完了となる。   In the case of a conventional resin mold, it is necessary to temporarily position the permanent magnet 1 and the core 2 with a positioning device or jig, perform resin molding while maintaining the state, and finally remove the positioning device or jig. In this embodiment, the holding block 3 and the core 2 formed of a nonmagnetic metal material are firmly fixed to form the core block 5, and the core blocks 5 are connected to each other via the holding block 3 to form the rotor core 6. Since the rotor core 6 is fitted to the motor rotating shaft 15 together with the contact plate 4a, the permanent magnet 1 and the core (pole piece) 2 are interposed via the holding block 3 by press-fitting the rotor core 6 into the motor rotating shaft 15. Positioning is performed. Therefore, this process of incorporation also serves to position the permanent magnet 1 and the core 2. That is, if this embodiment is compared with the conventional one, the assembly is completed in this embodiment at the stage of temporary positioning by a conventional positioning device or jig.

従って、本実施例によれば、組立が容易で、高強度かつ高寿命なロータを備えた永久磁石式同期モータを得ることができる。   Therefore, according to the present embodiment, it is possible to obtain a permanent magnet type synchronous motor including a rotor that is easy to assemble and has high strength and long life.

また、本実施例では、保持ブロック3をコア2と同数に分割しているため、一体リング状もしくは分割数の少ないリング状の非磁性金属材料を使用する場合と比較し、材料利用率を飛躍的に向上させる材料取りが可能となる。   Further, in this embodiment, since the holding blocks 3 are divided into the same number as the cores 2, the material utilization rate is greatly increased compared to the case of using a ring-shaped nonmagnetic metal material having a single ring shape or a small number of divisions. The material can be improved.

本実施例の永久磁石式同期モータは、高強度かつ高寿命なロータを実現できるため、モータの高トルク化と高寿命化を実現することができ、特に、モータの高トルク化と高寿命化が要求されるエレベータ巻上機用モータに好適である。   Since the permanent magnet type synchronous motor of this embodiment can realize a high-strength and long-life rotor, it can realize a high torque and a long life of the motor, and in particular, a high torque and a long life of the motor. Is suitable for an elevator hoist motor that requires

なお、上述の実施例では、コア2側に突起部2aを形成し、保持ブロック側に溝3aを形成して、コア2と保持ブロック3を固定しているが、コア2側に溝部を形成し、保持ブロック3側に周方向に突出する突起部を形成して、コア2と保持ブロック3の固定をするようにしても良い。   In the above-described embodiment, the protruding portion 2a is formed on the core 2 side, the groove 3a is formed on the holding block side, and the core 2 and the holding block 3 are fixed. However, the groove portion is formed on the core 2 side. Then, a protrusion projecting in the circumferential direction may be formed on the holding block 3 side to fix the core 2 and the holding block 3.

また、上述の実施例では、保持ブロックは周方向にコアと同数に分割して構成されているが、分割数を少なくして、一つ保持ブロックに複数のコアを固定するようにしても良い。 Further, in the above embodiment, the holding block is configured by being divided into the same number as the core in the circumferential direction, with less split number be fixed a plurality of cores to one holding block good.

また、上述の実施例では、当て板4(4a,4b)をドーナッツ状の板に成形しているが、周方向に分割しても良い。   Moreover, in the above-mentioned Example, although the contact plate 4 (4a, 4b) is shape | molded in the donut-shaped board, you may divide | segment into the circumferential direction.

実施例1では、インナーロータ型の永久磁石式同期モータに本発明を適用したものであるが、本発明はアウターロータ型の永久磁石式同期モータにも適用できる。   In the first embodiment, the present invention is applied to an inner rotor type permanent magnet synchronous motor. However, the present invention can also be applied to an outer rotor type permanent magnet synchronous motor.

この場合、保持ブロックは外周側に位置し、保持ブロックの内周側に、コアを強固に固定する溝が形成される。また、コアの半径方向の外周側の先端部に保持ブロックの溝と強固に嵌合する突起部が形成され、コアの半径方向の内周側(ステータ側の先端部)に永久磁石の半径方向内側への移動を規制する突起部が形成される。その他は、実施例1と基本的に同様であり、説明を省略する。本実施例においても実施例1と同様な効果を奏することができる。   In this case, the holding block is located on the outer peripheral side, and a groove for firmly fixing the core is formed on the inner peripheral side of the holding block. In addition, a protrusion that fits firmly with the groove of the holding block is formed at the outer peripheral end of the core in the radial direction of the core, and the radial direction of the permanent magnet is formed on the inner peripheral side of the core in the radial direction (the tip of the stator side). A protrusion that restricts inward movement is formed. Others are basically the same as those in the first embodiment, and a description thereof will be omitted. In the present embodiment, the same effects as those of the first embodiment can be obtained.

実施例1では、当て板4bの外径寸法を当て板4aと同一としたが、当て板4bの目的は、永久磁石1の軸方向への飛び出し防止であり、図8および図9に示すように当て板4aよりも外径寸法を小さくしても良い。当て板4aは、ロータ組み込みの際に、永久磁石の傾きを防止する機能もあるので、永久磁石が傾かない程度の長さとする必要がある。その他は、実施例1と同様であり、説明を省略する。本実施例においても実施例1と同様な効果を奏することができる。   In the first embodiment, the outer diameter of the contact plate 4b is the same as that of the contact plate 4a. However, the purpose of the contact plate 4b is to prevent the permanent magnet 1 from protruding in the axial direction, as shown in FIGS. Further, the outer diameter may be smaller than that of the contact plate 4a. The contact plate 4a also has a function of preventing the tilt of the permanent magnet when the rotor is incorporated, so that it is necessary to make the length so that the permanent magnet does not tilt. Others are the same as in the first embodiment, and a description thereof will be omitted. In the present embodiment, the same effects as those of the first embodiment can be obtained.

なお、本発明は上記した実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上記した実施例は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施例の構成の一部を他の実施例の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施例の構成に他の実施例の構成を加えることも可能である。また、各実施例の構成の一部について、他の構成の追加,削除,置換をすることが可能である。   In addition, this invention is not limited to an above-described Example, Various modifications are included. For example, the above-described embodiments have been described in detail for easy understanding of the present invention, and are not necessarily limited to those having all the configurations described. Further, a part of the configuration of one embodiment can be replaced with the configuration of another embodiment, and the configuration of another embodiment can be added to the configuration of one embodiment. Moreover, it is possible to add, delete, and replace other configurations for a part of the configuration of each embodiment.

1・・・永久磁石,2・・・コア(ポールピース),2a,2b・・・突起,3・・・保持ブロック(分割保持ブロック),3a・・・溝,3b・・・突起,3c・・・溝,3d・・・面(モータ回転軸との嵌合面),4,4a,4b・・・当て板,5・・・コアブロック,6・・・ロータコア,7・・・バックヨーク部,8・・・ティース部,9・・・ステータコア,10・・・コイル,11・・・絶縁材,15・・・モータ回転軸,20・・・ロータ,21・・・ステータ,30・・・ボルト DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Permanent magnet, 2 ... Core (pole piece), 2a, 2b ... Projection, 3 ... Holding block (divided holding block), 3a ... Groove, 3b ... Projection, 3c ... Groove, 3d ... surface (fitting surface with motor rotation shaft), 4, 4a, 4b ... backing plate, 5 ... core block, 6 ... rotor core, 7 ... back Yoke part, 8 ... teeth part, 9 ... stator core, 10 ... coil, 11 ... insulating material, 15 ... motor rotating shaft, 20 ... rotor, 21 ... stator, 30 ···bolt

Claims (8)

ステータとロータとを備え、前記ロータが複数の永久磁石と複数のコアを回転中心から見て放射状に交互に配置して構成され、前記複数のコアの半径方向の端部にそれぞれ形成された周方向に突出する突起により前記複数の永久磁石のそれぞれの半径方向の移動を規制するようにした永久磁石式同期モータにおいて、
非磁性金属材料で成形され、環状に構成された保持ブロックを備え、
前記複数のコアはそれぞれ前記保持ブロックに半径方向の移動が規制されるように保持され、
前記保持ブロックは、周方向に分割されて構成されており、周方向に分割された各分割保持ブロックは、周方向端部において隣接する分割保持ブロックとそれぞれ連結されており、
前記各分割保持ブロックは、モータ回転軸にボルトを用いて固定されていることを特徴とする永久磁石式同期モータ。
A stator and a rotor, wherein the rotor is configured by alternately arranging a plurality of permanent magnets and a plurality of cores in a radial pattern when viewed from the rotation center, and formed at peripheral ends of the plurality of cores, respectively. In the permanent magnet type synchronous motor that restricts the radial movement of each of the plurality of permanent magnets by a protrusion protruding in the direction,
A holding block formed of a non-magnetic metal material and configured in an annular shape,
Each of the plurality of cores is held by the holding block such that movement in the radial direction is restricted,
The holding block is configured to be divided in the circumferential direction, and each divided holding block divided in the circumferential direction is connected to each adjacent divided holding block at the circumferential end,
Each of the divided holding blocks is fixed to a motor rotating shaft using a bolt, and is a permanent magnet type synchronous motor.
請求項1に記載の永久磁石式同期モータにおいて、
非磁性金属材料で成形され、前記複数の永久磁石の軸方向の移動を規制するように形成され、前記保持ブロックの軸方向両側に取り付けられた当て板を有することを特徴とする永久磁石式同期モータ。
In the permanent magnet type synchronous motor according to claim 1,
A permanent-magnet-type synchronization characterized by having a backing plate that is formed of a non-magnetic metal material, is formed to restrict axial movement of the plurality of permanent magnets, and is attached to both axial sides of the holding block. motor.
請求項1または2記載の永久磁石式同期モータにおいて、
前記永久磁石式同期モータは、インナーロータ型永久磁石式同期モータであり、
前記永久磁石の半径方向の移動を規制する前記突起は、前記複数のコアのそれぞれの半径方向の先端部に設けられ、
前記複数のコアのそれぞれの半径方向の根元部には、周方向に突出する突起が形成され、
前記保持ブロックには、前記コアの根元部に形成された前記突起が嵌合される溝が形成されていることを特徴とする永久磁石式同期モータ。
In the permanent magnet type synchronous motor according to claim 1 or 2,
The permanent magnet type synchronous motor is an inner rotor type permanent magnet type synchronous motor,
The protrusions for restricting the movement of the permanent magnet in the radial direction are provided at the radial tips of the plurality of cores;
Protrusions projecting in the circumferential direction are formed at the radial root portions of the plurality of cores,
A permanent magnet type synchronous motor, wherein the holding block is formed with a groove into which the protrusion formed at the base of the core is fitted.
請求項1〜3の何れかに記載の永久磁石式同期モータにおいて、
前記周方向に分割された分割保持ブロックは、一方の周方向端部に、突起が形成され、他方の周方向端部に、隣接する分割保持ブロックに形成された前記突起が挿入される溝が形成されていることを特徴とする永久磁石式同期モータ。
In the permanent magnet type synchronous motor according to any one of claims 1 to 3 ,
In the divided holding block divided in the circumferential direction, a protrusion is formed at one circumferential end, and a groove into which the protrusion formed in the adjacent divided holding block is inserted at the other circumferential end. A permanent-magnet synchronous motor characterized by being formed.
請求項に記載の永久磁石式同期モータにおいて、
前記保持ブロックは、分割保持ブロックの数が、前記複数のコアと同じ数になるように分割されており、
一つの前記分割保持ブロックに前記複数のコアの一つが固定されたコアブロックが複数形成され、
前記コアブロック同士は、前記分割保持ブロックの周方向端部に形成された前記突起が、隣接する前記分割保持ブロックの周方向端部に形成された前記溝に挿入されて連結されていることを特徴とする永久磁石式同期モータ。
In the permanent magnet type synchronous motor according to claim 4 ,
The holding block is divided so that the number of divided holding blocks is the same as the plurality of cores,
A plurality of core blocks in which one of the plurality of cores is fixed to one of the divided holding blocks,
The core blocks are connected by inserting the protrusions formed at the circumferential end portions of the divided holding blocks into the grooves formed at the circumferential end portions of the adjacent divided holding blocks. A permanent magnet type synchronous motor.
請求項1〜5の何れかに記載の永久磁石式同期モータにおいて、
前記分割保持ブロックは、隣接する前記分割保持ブロックとの間に隙間が設けられて連結されており、
前記分割保持ブロックは、連結された前記分割保持ブロックを前記モータ回転軸に取り付けた際に、前記分割保持ブロック同士の連結部にガタつきがなくなるように、連結された前記分割保持ブロックの内径寸法が、前記モータ回転軸の外形寸法と同一またはそれ以下となるように構成されていることを特徴とする永久磁石式同期モータ。
In the permanent magnet type synchronous motor according to any one of claims 1 to 5 ,
The divided holding block is connected with a gap between the adjacent divided holding blocks,
The divided holding block has an inner diameter dimension of the connected divided holding blocks such that when the connected divided holding blocks are attached to the motor rotation shaft, the connecting portions of the divided holding blocks are free from rattling. Is configured to be equal to or less than the outer dimension of the motor rotation shaft.
請求項1〜の何れかに記載の永久磁石式同期モータにおいて、
前記複数の永久磁石のそれぞれは、前記複数のコアと前記保持ブロックで形成される開空間に格納されており、軸方向から見た前記複数の永久磁石のそれぞれの外形寸法は、軸方向から見た前記開空間の寸法よりも小さいことを特徴とする永久磁石式同期モータ。
In the permanent magnet type synchronous motor according to any one of claims 1 to 6 ,
Each of the plurality of permanent magnets is stored in an open space formed by the plurality of cores and the holding block, and the outer dimensions of each of the plurality of permanent magnets viewed from the axial direction are viewed from the axial direction. A permanent-magnet synchronous motor characterized by being smaller than the size of the open space.
請求項1〜の何れかに記載の永久磁石式同期モータにおいて、
前記複数の永久磁石および前記複数のコアの軸方向寸法を、前記保持ブロックの軸方向寸法と同一またはそれ以下としたことを特徴とする永久磁石式同期モータ。
In the permanent magnet type synchronous motor according to any one of claims 1 to 7 ,
The permanent magnet type synchronous motor characterized in that axial dimensions of the plurality of permanent magnets and the plurality of cores are equal to or smaller than the axial dimension of the holding block.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH05344668A (en) * 1992-06-08 1993-12-24 Fanuc Ltd Rotor of synchronous motor
JPH089599A (en) * 1994-06-17 1996-01-12 Yaskawa Electric Corp Permanent magnet type rotor
JP2002238191A (en) * 2001-02-08 2002-08-23 Isuzu Motors Ltd Rotor of rotary machine
JP5256778B2 (en) * 2008-02-28 2013-08-07 日本電産株式会社 Motor rotor and motor

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2019196501A1 (en) * 2018-04-11 2019-10-17 佛山市顺德区金泰德胜电机有限公司 Permanent magnet synchronous gearless traction machine

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