JP6323031B2 - Rotor - Google Patents
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Description
本発明は、回転電機のロータに関する。 The present invention relates to a rotor of a rotating electrical machine.
複数の電磁鋼板を軸方向に積層して形成したロータコアに、軸方向の貫通孔を設け、貫通孔に樹脂を充填させることによって、複数の電磁鋼板を固着させる技術が特許文献1に開示されている。 Patent Document 1 discloses a technique for fixing a plurality of electromagnetic steel sheets by providing axial through holes in a rotor core formed by laminating a plurality of electromagnetic steel sheets in the axial direction and filling the through holes with resin. Yes.
しかしながら、特許文献1に開示された方法では、貫通孔に充填された樹脂が、貫通孔を形成する電磁鋼板の側面にしか固着されないため、複数の電磁鋼板間の固着力がそれほど強くない。 However, in the method disclosed in Patent Document 1, since the resin filled in the through hole is fixed only to the side surface of the electromagnetic steel sheet forming the through hole, the fixing force between the plurality of electromagnetic steel sheets is not so strong.
本発明は、積層した複数の電磁鋼板間の固着力を高めたロータを提供することを目的とする。 An object of this invention is to provide the rotor which improved the adhesive force between the several laminated | stacked electromagnetic steel plates.
本発明によるロータは、樹脂充填用の穴が設けられた電磁鋼板を複数積層し、積層した複数の電磁鋼板の樹脂充填用の穴に樹脂を充填して形成される。このロータにおいて、複数の電磁鋼板の積層方向において少なくとも一部が重なる樹脂充填用の穴のうち、少なくとも1枚の電磁鋼板の樹脂充填用の穴は、他の電磁鋼板の樹脂充填用の穴と比べて、形状、大きさ、または位置が異なる。 The rotor according to the present invention is formed by laminating a plurality of electromagnetic steel sheets provided with holes for filling resin, and filling the resin filling holes of the plurality of laminated electromagnetic steel sheets with resin. In this rotor, the resin filling hole of at least one electromagnetic steel sheet out of the resin filling holes at least partially overlapping in the stacking direction of the plurality of electromagnetic steel sheets is a resin filling hole of another electromagnetic steel sheet. Compared to the shape, size, or position.
本発明によれば、複数の電磁鋼板の積層方向において少なくとも一部が重なる樹脂充填用の穴のうち、少なくとも1枚の電磁鋼板の樹脂充填用の穴は、他の電磁鋼板の樹脂充填用の穴と比べて、形状、大きさ、または位置が異なるので、電磁鋼板の側面だけではなく、表裏面の一部にも樹脂が固着して、複数の電磁鋼板間の固着力が高くなる。 According to the present invention, the resin filling hole of at least one electromagnetic steel sheet out of the resin filling holes at least partially overlapping in the stacking direction of the plurality of electromagnetic steel sheets is used for resin filling of other electromagnetic steel sheets. Since the shape, size, or position is different from that of the hole, the resin adheres not only to the side surface of the electromagnetic steel sheet but also to part of the front and back surfaces, and the adhesion force between the plurality of electromagnetic steel sheets increases.
電動機や発電機などの回転電機のロータは、複数の電磁鋼板を積層して形成される。電磁鋼板は、例えば、金型装置によって打ち抜き形成することにより生成することができる。本発明によるロータには、樹脂充填用の穴が設けられているが、電磁鋼板の積層方向において少なくとも一部が重なる樹脂充填用の穴のうち、少なくとも1枚の電磁鋼板の樹脂充填用の穴は、他の電磁鋼板の樹脂充填用の穴に対して、形状、大きさ、または、位置が異なる。 A rotor of a rotating electrical machine such as an electric motor or a generator is formed by laminating a plurality of electromagnetic steel plates. The electromagnetic steel sheet can be generated, for example, by punching and forming with a mold apparatus. The rotor according to the present invention is provided with a hole for resin filling, and among the holes for resin filling at least partially overlapping in the laminating direction of the electromagnetic steel sheets, the hole for resin filling of at least one electromagnetic steel sheet Are different in shape, size, or position with respect to the resin filling holes of other electromagnetic steel sheets.
<第1の実施形態>
第1の実施形態におけるロータでは、電磁鋼板の積層方向において少なくとも一部が重なる樹脂充填用の穴のうち、少なくとも1枚の電磁鋼板の樹脂充填用の穴は、他の電磁鋼板の樹脂充填用の穴に対して、穴の形状および位置は同じであるが、大きさが異なる。
<First Embodiment>
In the rotor according to the first embodiment, the resin filling hole of at least one electromagnetic steel sheet out of the resin filling holes at least partially overlapping in the lamination direction of the electromagnetic steel sheets is for resin filling of other electromagnetic steel sheets. The holes have the same shape and position but different sizes.
図1は、第1の実施形態におけるロータを構成する複数の電磁鋼板のうちの1枚の電磁鋼板1の形状を示す上面図である。電磁鋼板1には、電磁鋼板1の表面と裏面を貫通する、樹脂充填用の穴(以下では、単に穴とも呼ぶ)11、12が設けられている。穴11および穴12はいずれも円形形状であるが、穴11の直径は、穴12の直径よりも小さい。
FIG. 1 is a top view showing the shape of one electromagnetic steel sheet 1 among a plurality of electromagnetic steel sheets constituting the rotor in the first embodiment. The electromagnetic steel plate 1 is provided with resin-filling holes (hereinafter also simply referred to as holes) 11 and 12 that penetrate the front and back surfaces of the electromagnetic steel plate 1. Both the
図1に示す例では、電磁鋼板1の中心(ロータの回転軸の中心)から同一の距離に、直径の小さい穴11が2つ、直径の大きい穴12が2つ、電磁鋼板1に設けられている。直径の小さい2つの穴11は、電磁鋼板1の中心に対して対称な位置に設けられており、直径の大きい2つの穴12は、電磁鋼板1の中心に対して対称な位置に設けられている。これらの穴11、12は、電磁鋼板1の中心を基準として、90度ずつずれた位置にそれぞれ設けられている。
In the example shown in FIG. 1, two small-
また、電磁鋼板1には、周方向外側に4箇所、永久磁石を埋め込むための永久磁石用穴13が設けられている。4つの永久磁石用穴13は、電磁鋼板1の中心を基準として、90度ずつずれた位置にそれぞれ設けられている。複数の電磁鋼板1を積層してから、磁石孔13に永久磁石を挿入し、積層した複数の電磁鋼板1を型締めした状態で、樹脂充填用の穴11、12に樹脂を充填する。
The electromagnetic steel sheet 1 is provided with
さらに、電磁鋼板1には、複数の電磁鋼板1を積層してかしめるためのかしめ部14が8箇所設けられている。かしめ部14は、かしめ突起およびかしめ穴のうちのいずれか一方である。8つのかしめ部14は、電磁鋼板1の中心を基準として、45度ずつずれた位置にそれぞれ設けられている。
Further, the electromagnetic steel sheet 1 is provided with eight
なお、図1に示す例では、樹脂充填用の穴11、12、永久磁石用穴13、かしめ部14のうち、電磁鋼板1の最も外周側に、永久磁石用穴13が設けられており、最も内周側に、樹脂充填用の穴11、12が設けられている。
In the example shown in FIG. 1, the
ロータを形成するために複数の電磁鋼板を積層する際に、図1に示すような構造の電磁鋼板1を90度ずつずらしながら積層(転積)していく。これにより、ある電磁鋼板1の直径の小さい穴11の上には、別の電磁鋼板の直径の大きい穴12が位置し、ある電磁鋼板1の直径の大きい穴12の上には、別の電磁鋼板の直径の小さい穴11が位置することになる。
When laminating a plurality of electromagnetic steel sheets to form a rotor, the electromagnetic steel sheets 1 having a structure as shown in FIG. 1 are laminated (rolled) while being shifted by 90 degrees. As a result, a
図2は、第1の実施形態におけるロータにおいて、積層された複数の電磁鋼板1を積層方向に切断したときの断面の一部を示す図である。上述したように、図1に示すような構造の電磁鋼板1を90度ずつずらしながら複数積層していくことにより、電磁鋼板の積層方向において、直径の小さい穴11と直径の大きい穴12が交互に配置される。図2に示す例では、電磁鋼板1aの直径の小さい穴11の下には、電磁鋼板1bの直径の大きい穴12が存在している。
FIG. 2 is a diagram showing a part of a cross section when a plurality of laminated electromagnetic steel sheets 1 are cut in the laminating direction in the rotor according to the first embodiment. As described above, by laminating a plurality of electromagnetic steel sheets 1 having a structure as shown in FIG. 1 while shifting by 90 degrees, small diameter holes 11 and large diameter holes 12 are alternately arranged in the laminating direction of the electromagnetic steel sheets. Placed in. In the example shown in FIG. 2, a
上述した方法により、複数の電磁鋼板1を積層した後、樹脂充填用の穴11、12に樹脂を流し込んで充填する。上述したように、積層する複数の電磁鋼板1の樹脂充填用の穴の直径は均一ではないため、積層方向における樹脂充填用の穴の側面の形状は直線ではなく、凹凸となっている(図2参照)。これにより、樹脂は、積層された複数の電磁鋼板の側面だけでなく、凹凸部分とも固着するので、電磁鋼板と樹脂とが固着する面積を増やすことができ、電磁鋼板と樹脂との固着力を高めることができる。また、図2に示すように、直径の小さい穴11を有する電磁鋼板の表面と裏面の一部の領域も樹脂と固着するので、積層方向における固着力を高めることができる。これにより、ロータの剛性を高めることができる。
After laminating the plurality of magnetic steel sheets 1 by the above-described method, the resin is poured into the
ここで、電磁鋼板と樹脂とが接着している部分の面積を大きくするほど、樹脂を介しての電磁鋼板同士の接着効果を高めることができる。例えば、樹脂充填用の穴11、12の大きさを変えることにより、特に、直径の小さい穴11と直径の大きい穴12の大きさの比を変えることにより、電磁鋼板と樹脂とが接着している部分の面積を変更することができる。
Here, as the area of the portion where the electromagnetic steel sheet and the resin are bonded is increased, the adhesion effect between the electromagnetic steel sheets through the resin can be enhanced. For example, by changing the size of the
図3は、積層された複数の電磁鋼板1を積層方向に切断したときの断面の一部を示す図であって、直径の小さい穴11と直径の大きい穴12の大きさの比が異なる2種類のロータの断面図を示す。図3(b)に示すロータは、図3(a)に示すロータに比べて、直径の小さい穴11に対する直径の大きい穴12の大きさの比が大きい。換言すると、図3(b)に示すロータは、図3(a)に示すロータと比べて、穴11の大きさは同じであるが、穴12の大きさが大きい。これにより、図3(b)に示すロータは、図3(a)に示すロータに比べて、電磁鋼板と樹脂とが接着している面積が大きくなるので、樹脂を介した電磁鋼板同士の接着力も高まり、剛性がより高くなる。
FIG. 3 is a view showing a part of a cross section when a plurality of laminated electromagnetic steel sheets 1 are cut in the lamination direction, and the ratio of the sizes of the
なお、樹脂充填用の穴の数を変えることにより、ロータの剛性を変更することもできる。すなわち、樹脂充填用の穴の数を増やすことにより、剛性をさらに高めることができる。このように、直径の小さい穴と直径の大きい穴の大きさの比を変えたり、樹脂充填用の穴の数を変えることにより、ロータの剛性を任意の状態に変更してロータの固有周波数を変化させることができるので、モータを搭載したシステムにおいて、他のユニットとの間で共振が生じる場合でも、樹脂充填用の穴の大きさや数を変更することにより、ロータの固有周波数を変化させて、共振を回避することができる。 The rigidity of the rotor can be changed by changing the number of holes for filling the resin. That is, the rigidity can be further increased by increasing the number of holes for filling the resin. In this way, by changing the ratio of the size of the small diameter hole and the large diameter hole, or by changing the number of holes for resin filling, the rigidity of the rotor can be changed to an arbitrary state to change the natural frequency of the rotor. Even if resonance occurs with other units in a system equipped with a motor, the natural frequency of the rotor can be changed by changing the size and number of holes for resin filling. Resonance can be avoided.
以上、第1の実施形態におけるロータによれば、樹脂充填用の穴が設けられた電磁鋼板1を複数積層し、積層した複数の電磁鋼板1の樹脂充填用の穴に樹脂を充填して形成されるロータであって、複数の電磁鋼板1の積層方向において少なくとも一部が重なる樹脂充填用の穴のうち、少なくとも1枚の電磁鋼板の樹脂充填用の穴は、他の電磁鋼板の樹脂充填用の穴と比べて、大きさが異なる。これにより、電磁鋼板1の側面だけではなく、表裏面の一部にも樹脂が固着するので、複数の電磁鋼板間の固着力が高くなり、ロータの剛性を高めることができる。 As described above, according to the rotor in the first embodiment, a plurality of electromagnetic steel sheets 1 provided with resin filling holes are stacked, and the resin filling holes of the plurality of stacked electromagnetic steel sheets 1 are filled with resin. Among the holes for filling resin, at least part of which overlaps in the stacking direction of the plurality of electromagnetic steel sheets 1, the hole for resin filling of at least one electromagnetic steel sheet is filled with resin of other electromagnetic steel sheets The size is different compared to the hole. Thereby, since resin adheres not only to the side surface of the electromagnetic steel sheet 1 but also to part of the front and back surfaces, the adhesion force between the plurality of electromagnetic steel sheets is increased, and the rigidity of the rotor can be increased.
<第2の実施形態>
第2の実施形態におけるロータでは、電磁鋼板の積層方向において少なくとも一部が重なる樹脂充填用の穴のうち、少なくとも1枚の電磁鋼板の樹脂充填用の穴は、他の電磁鋼板の樹脂充填用の穴に対して、穴の形状および大きさは同じであるが、位置が異なる。
<Second Embodiment>
In the rotor according to the second embodiment, the resin filling hole of at least one electromagnetic steel sheet out of the resin filling holes at least partially overlapping in the lamination direction of the electromagnetic steel sheets is for resin filling of other electromagnetic steel sheets. The shape and size of the holes are the same, but the positions are different.
図4は、第2の実施形態におけるロータを構成する複数の電磁鋼板のうちの1枚の電磁鋼板41の形状を示す上面図である。
FIG. 4 is a top view showing the shape of one
電磁鋼板41には、周方向外側に4箇所、永久磁石を埋め込むための永久磁石用穴43が設けられている。4つの永久磁石用穴43は、電磁鋼板41の中心を基準として、90度ずつずれた位置にそれぞれ設けられている。また、図示は省略しているが、複数の電磁鋼板41を積層してかしめるためのかしめ部も設けられている。
The
電磁鋼板41には、電磁鋼板41の表面と裏面を貫通する樹脂充填用の穴44a〜44dが設けられている。図4に示すように、穴44aおよび44cの中心は、対向する位置に設けられている2つの永久磁石用穴43の中心を結ぶ線L1からずれた位置にある。より具体的には、穴44aは、線L1から右側にずれており、穴44cは、線L1から左側にずれている。また、穴44bおよび44dの中心は、線L1と直交する線L2からずれた位置にある。より具体的には、穴44bは、線L2から上側にずれており、穴44dは、線L2から下側にずれている。これらの穴44a〜44dは、電磁鋼板41の中心(ロータの回転軸の中心)から同一の距離、すなわち、同心円上に設けられている。
The
本実施形態でも、ロータを形成するために複数の電磁鋼板41を積層する際に、図4に示すような構造の電磁鋼板41を90度ずつずらしながら積層(転積)していく。穴44aおよび44cは、2つの永久磁石用穴43の中心を結ぶ線L1からずれた位置にあり、穴44bおよび44dは、別の2つの永久磁石用穴43の中心を結ぶ線L2からずれた位置にあるため、電磁鋼板41を90度ずつずらしながら積層すると、電磁鋼板41の積層方向において、樹脂充填用の穴は完全に一致した状態で重なり合うことはない。
Also in this embodiment, when laminating a plurality of
図5は、複数の電磁鋼板41を90度ずつずらしながら積層した場合に、樹脂充填用の穴の重なり具合を示す図である。図5では、90度回転させた状態で積層した2枚の電磁鋼板の樹脂充填用の穴を区別するために、符号の後ろに「A」と「B」を付している。
FIG. 5 is a diagram showing how the resin filling holes overlap when a plurality of
図5に示すように、ある電磁鋼板41Aの穴44aAは、90度回転させて積層した別の電磁鋼板41Bの穴44dBと一部が重なっている。同様に、ある電磁鋼板41Aの穴44bAは、90度回転させて積層した別の電磁鋼板41Bの穴44aBと一部が重なっており、ある電磁鋼板41Aの穴44cAは、90度回転させて積層した別の電磁鋼板41Bの穴44bBと一部が重なっており、ある電磁鋼板41Aの穴44dAは、90度回転させて積層した別の電磁鋼板41Bの穴44cBと一部が重なっている。
As shown in FIG. 5, a hole 44aA of a certain
図6は、第2の実施形態におけるロータにおいて、積層された複数の電磁鋼板41を積層方向に切断したときの断面の一部を示す図である。上述したように、積層方向において、樹脂充填用の穴は完全に一致した状態で重なり合うことはないので、積層方向における樹脂充填用の穴の側面の形状は直線ではなく、凹凸となっている。これにより、樹脂は、積層された複数の電磁鋼板41の側面だけでなく、凹凸部分とも固着するので、電磁鋼板と樹脂とが固着する面積を増やすことができ、電磁鋼板と樹脂との固着力を高めることができる。また、図6に示すように、電磁鋼板41の表面と裏面の一部の領域も樹脂と固着するので、積層方向における固着力を高めることができる。これにより、ロータの剛性を高めることができる。
FIG. 6 is a diagram showing a part of a cross section when a plurality of laminated
以上、第2の実施形態におけるロータによれば、複数の電磁鋼板41の積層方向において少なくとも一部が重なる樹脂充填用の穴のうち、少なくとも1枚の電磁鋼板の樹脂充填用の穴は、他の電磁鋼板の樹脂充填用の穴と比べて、位置が異なる。すなわち、電磁鋼板41の積層方向において、樹脂充填用の穴は、完全に一致することはなく、一部が重なるように配置されているので、電磁鋼板41の側面だけではなく、表裏面の一部にも樹脂が固着するので、複数の電磁鋼板間の固着力が高くなり、ロータの剛性を高めることができる。
As described above, according to the rotor in the second embodiment, the resin filling hole of at least one electromagnetic steel plate among the resin filling holes at least partially overlapping in the stacking direction of the plurality of
<第3の実施形態>
第2の実施形態では、1種類の電磁鋼板を90度ずつ回転させながら積層することにより、積層方向において、樹脂充填用の穴の位置が完全には一致しない状態のロータを形成した。第3の実施形態では、樹脂充填用の穴の位置が異なる4種類の電磁鋼板を積層することによって、ロータを形成する。
<Third Embodiment>
In the second embodiment, one type of electrical steel sheet is laminated while being rotated by 90 degrees to form a rotor in which the positions of the resin filling holes do not completely coincide with each other in the lamination direction. In the third embodiment, the rotor is formed by laminating four types of electromagnetic steel plates having different positions of holes for filling the resin.
図7は、第3の実施形態におけるロータを構成する4種類の電磁鋼板の形状を示す上面図である。第3の実施形態におけるロータは、図7(a)に示す電磁鋼板71と、図7(b)に示す電磁鋼板72と、図7(c)に示す電磁鋼板73と、図7(d)に示す電磁鋼板74により構成される。
FIG. 7 is a top view showing the shapes of the four types of electromagnetic steel sheets constituting the rotor in the third embodiment. The rotor in the third embodiment includes an
第1および第2の実施形態におけるロータと同様に、各電磁鋼板71〜74には、周方向外側に4箇所、永久磁石を埋め込むための永久磁石用穴70が設けられている。また、図示は省略しているが、複数の電磁鋼板71〜74を積層してかしめるためのかしめ部も設けられている。
As with the rotors in the first and second embodiments, each of the
電磁鋼板71には、電磁鋼板71の表面と裏面を貫通する樹脂充填用の穴75a〜75dが設けられている。図7(a)に示すように、穴75aおよび75cの中心は、対向する位置に設けられている2つの永久磁石用穴70の中心を結ぶ線L5上にある。また、穴75bおよび75dの中心は、線L5と直交する線L6上にある。これらの穴75a〜75dは、ロータの中心から距離rの同心円上に位置している。
The
電磁鋼板72には、電磁鋼板72の表面と裏面を貫通する樹脂充填用の穴76a〜76dが設けられている。図7(b)に示すように、穴76aおよび76cの中心は、対向する位置に設けられている2つの永久磁石用穴70の中心を結ぶ線L7からずれた位置にある。より具体的には、穴76aは、線L7から左側にずれており、穴76cは、線L7から右側にずれている。また、穴76bおよび76dの中心は、線L7と直交する線L8からずれた位置にある。より具体的には、穴76bは、線L8から上側にずれており、穴76dは、線L8から下側にずれている。これらの穴76a〜76dは、ロータの中心から距離rの同心円上に位置している。
The
電磁鋼板73には、電磁鋼板73の表面と裏面を貫通する樹脂充填用の穴77a〜77dが設けられている。図7(c)に示すように、穴77aおよび77cの中心は、対向する位置に設けられている2つの永久磁石用穴70の中心を結ぶ線L9からずれた位置にある。より具体的には、穴77aは、線L9の右側であって、線L9と、線L9に直交する線L10から等しい距離に設けられており、穴77cは、線L9の左側であって、線L9と線L10から等しい距離に設けられている。また、穴77bおよび77dの中心は、線L10からずれた位置にある。より具体的には、穴77bは、線L10の下側であって、線L9と線L10から等しい距離に設けられており、穴77dは、線L10の上側であって、線L9と線L10から等しい距離に設けられている。これらの穴77a〜77dは、ロータの中心から距離rの同心円上に位置している。
The
電磁鋼板74には、電磁鋼板74の表面と裏面を貫通する樹脂充填用の穴78a〜78dが設けられている。図7(d)に示すように、穴78aおよび78cの中心は、対向する位置に設けられている2つの永久磁石用穴70の中心を結ぶ線L11からずれた位置にある。より具体的には、穴78aは、線L11から右側にずれており、穴78cは、線L11から左側にずれている。穴78bおよび78dの中心は、線L11と直交する線L12からずれた位置にある。より具体的には、穴78bは、線L12から下側にずれており、穴78dは、線L12から上側にずれている。これらの穴78a〜78dは、ロータの中心から距離rの同心円上に位置している。
The
本実施形態では、4つの永久磁石用穴70が重なるように、図7(a)〜図7(d)に示す状態で、4種類の電磁鋼板71〜74を順に積層していく。積層する順番は、電磁鋼板71、電磁鋼板72、電磁鋼板73、電磁鋼板74の順とする。
In the present embodiment, the four types of
図8は、電磁鋼板71〜74を順に重ねたときに、電磁鋼板71の穴75a〜75dと、電磁鋼板72の穴76a〜76dと、電磁鋼板73の穴77a〜77dと、電磁鋼板74の穴78a〜78dの重なり具合を示す図である。4種類の電磁鋼板71〜74の樹脂充填用の穴は、積層方向においてそれぞれ完全に重なり合わない(一致しない)位置に設けられているため、電磁鋼板71〜74を順に積層すると、上下で重なり合う電磁鋼板の樹脂充填用の穴が一部重なり合う。特に、電磁鋼板71、電磁鋼板72、電磁鋼板73、電磁鋼板74の順に積層すると、図8に示すように、樹脂充填用の穴のうち、上下の電磁鋼板で重複する部分が周方向に少しずつずれた位置となる。
8 shows that when the
図9は、第3の実施形態におけるロータにおいて、順に積層された複数の電磁鋼板71〜74を積層方向に切断したときの断面の一部を示す図である。上述したように、各電磁鋼板71〜74の樹脂充填用の穴は、上下の電磁鋼板で重複する部分が周方向に少しずつずれた位置となるため、積層方向における樹脂充填用の穴の側面の形状は直線ではなく、段状(階段状)となっている。なお、実際には、樹脂充填用の穴はらせん階段形状となっている。これにより、樹脂は、積層された複数の電磁鋼板の側面だけでなく、電磁鋼板の表面と裏面の一部の領域も樹脂と固着するので、電磁鋼板と樹脂とが固着する面積を増やすことができる。従って、電磁鋼板と樹脂との固着力を高めるとともに、電磁鋼板の積層方向における固着力を高めることができるので、ロータの剛性を高めることができる。
FIG. 9 is a diagram illustrating a part of a cross section when a plurality of
<第4の実施形態>
第1の実施形態におけるロータは、大きさが異なる円形の樹脂充填用の穴が設けられた複数の電磁鋼板を積層することによって形成されている。第4の実施形態におけるロータは、大きさが異なる矩形の樹脂充填用の穴が設けられた複数の電磁鋼板を積層することによって形成されている。
<Fourth Embodiment>
The rotor in the first embodiment is formed by laminating a plurality of electromagnetic steel sheets provided with circular resin filling holes having different sizes. The rotor in the fourth embodiment is formed by laminating a plurality of electromagnetic steel sheets provided with rectangular resin filling holes having different sizes.
図10は、第4の実施形態におけるロータを構成する複数の電磁鋼板のうちの1枚の電磁鋼板100の形状を示す上面図である。電磁鋼板100には、電磁鋼板100の表面と裏面を貫通する樹脂充填用の穴101、102が設けられている。穴101および穴102は、正方形の形状をしており、穴101は、穴102よりも小さい。
FIG. 10 is a top view showing the shape of one
図10に示す例では、電磁鋼板100の中心(ロータの回転軸の中心)から同一の距離に、小さい穴101が2つ、大きい穴102が2つ、電磁鋼板100に設けられている。2つの小さい穴101は、電磁鋼板100の中心に対して対称な位置に設けられており、2つの大きい穴102は、電磁鋼板100の中心に対して対称な位置に設けられている。これらの穴101、102は、電磁鋼板100の中心を基準として、90度ずつずれた位置にそれぞれ設けられている。
In the example shown in FIG. 10, two
第1〜第3の実施形態におけるロータと同様に、電磁鋼板100には、周方向外側に4箇所、永久磁石を埋め込むための永久磁石用穴103が設けられている。また、図示は省略しているが、複数の電磁鋼板100を積層してかしめるためのかしめ部も設けられている。
Similar to the rotors in the first to third embodiments, the
ロータを形成するために複数の電磁鋼板100を積層する際に、図10に示すような構造の電磁鋼板100を90度ずつずらしながら積層していく。これにより、ある電磁鋼板100の小さい穴101の上には、別の電磁鋼板の大きい穴102が位置し、ある電磁鋼板100の大きい穴102の上には、別の電磁鋼板の小さい穴101が位置することになる。
When laminating a plurality of
図11は、複数の電磁鋼板100を積層したときに、上下で重なり合う2枚の電磁鋼板の小さい穴101と大きい穴102の重なり具合を示す図である。図11に示すように、上下で重なり合う2枚の電磁鋼板において、ある電磁鋼板の小さい穴101は、別の電磁鋼板の大きい穴102と中心位置が一致して重なり合う。
FIG. 11 is a diagram illustrating the overlapping state of the
図12は、第4の実施形態におけるロータにおいて、順に積層された複数の電磁鋼板100を積層方向に切断したときの断面の一部を示す図である。上述したように、図10に示すような構造の電磁鋼板100を90度ずつずらしながら積層していくことにより、電磁鋼板の積層方向において、小さい穴101と大きい穴102が交互に配置される。図12に示す例では、電磁鋼板100aの小さい穴101の下には、電磁鋼板100bの大きい穴102が存在している。積層する複数の電磁鋼板100の樹脂充填用の穴の大きさは均一ではないため、積層方向における樹脂充填用の穴の側面の形状は直線ではなく、凹凸となっている(図12参照)。これにより、樹脂は、積層された複数の電磁鋼板100の側面だけでなく、凹凸部分とも固着するので、電磁鋼板と樹脂とが固着する面積を増やすことができ、電磁鋼板と樹脂との固着力を高めることができる。また、図12に示すように、小さい穴101を有する電磁鋼板の表面と裏面の一部の領域も樹脂と固着するので、積層方向における固着力を高めることができる。これにより、ロータの剛性を高めることができる。
FIG. 12 is a diagram illustrating a part of a cross section of a rotor according to the fourth embodiment when a plurality of
<第5の実施形態>
第5の実施形態におけるロータは、形状が異なる2種類の樹脂充填用の穴が設けられた電磁鋼板を複数積層することによって形成されている。
<Fifth Embodiment>
The rotor according to the fifth embodiment is formed by laminating a plurality of electromagnetic steel sheets provided with two types of holes for resin filling having different shapes.
図13は、第5の実施形態におけるロータを構成する複数の電磁鋼板のうちの1枚の電磁鋼板130の形状を示す上面図である。電磁鋼板130には、電磁鋼板130の表面と裏面を貫通する樹脂充填用の穴131、132が設けられている。穴131は、円形形状であり、穴132は、馬蹄形の形状をしている。
FIG. 13 is a top view showing the shape of one
図13に示す例では、電磁鋼板130の中心(ロータの回転軸の中心)から同一の距離に、円形の穴131が2つ、馬蹄形の穴132が2つ、電磁鋼板130に設けられている。円形の穴131は、電磁鋼板130の中心に対して対称な位置に設けられており、馬蹄形の穴132は、電磁鋼板130の中心に対して対称な位置に設けられている。これらの穴131、132は、電磁鋼板130の中心を基準として、90度ずつずれた位置にそれぞれ設けられている。
In the example shown in FIG. 13, two
第1〜第4の実施形態におけるロータと同様に、電磁鋼板130には、周方向外側に4箇所、永久磁石を埋め込むための永久磁石用穴133が設けられている。また、図示は省略しているが、複数の電磁鋼板を積層してかしめるためのかしめ部も設けられている。
Similar to the rotors in the first to fourth embodiments, the
ロータを形成するために複数の電磁鋼板130を積層する際に、図13に示すような構造の電磁鋼板130を90度ずつずらしながら積層していく。これにより、ある電磁鋼板130の円形の穴131の上には、別の電磁鋼板の馬蹄形の穴132が位置し、ある電磁鋼板130の馬蹄形の穴132の上には、別の電磁鋼板の円形の穴131が位置することになる。
When laminating a plurality of
図14は、複数の電磁鋼板130を積層したときに、上下で重なり合う2枚の電磁鋼板の円形の穴131と馬蹄形の穴132の重なり具合を示す図である。図14に示すように、上下で重なり合う2枚の電磁鋼板において、ある電磁鋼板の円形の穴131は、別の電磁鋼板の馬蹄形の穴132と完全に重なる。
FIG. 14 is a diagram showing the overlapping state of the
図15は、第5の実施形態におけるロータにおいて、順に積層された複数の電磁鋼板130を積層方向に切断したときの断面の一部を示す図である。上述したように、図13に示すような構造の電磁鋼板130を90度ずつずらしながら積層していくことにより、電磁鋼板の積層方向において、円形の穴131と馬蹄形の穴132が交互に配置される。図15に示す例では、電磁鋼板130aの円形の穴131の下には、電磁鋼板130bの馬蹄形の穴132が存在している。積層方向において、複数の電磁鋼板130の樹脂充填用の穴の形状は同じではないため、積層方向における樹脂充填用の穴の側面の形状は直線ではなく、凹凸となっている(図15参照)。これにより、樹脂は、積層された複数の電磁鋼板130の側面だけでなく、凹凸部分とも固着するので、電磁鋼板と樹脂とが固着する面積を増やすことができ、電磁鋼板と樹脂との固着力を高めることができる。また、図15に示すように、円形の穴131を有する電磁鋼板の表面と裏面の一部の領域も樹脂と固着するので、積層方向における固着力を高めることができる。これにより、ロータの剛性を高めることができる。
FIG. 15 is a diagram illustrating a part of a cross section of a rotor according to the fifth embodiment when a plurality of
<第6の実施形態>
第6の実施形態におけるロータも、第5の実施形態におけるロータと同様に、形状が異なる2種類の樹脂充填用の穴が設けられた電磁鋼板を複数積層することによって形成されている。
<Sixth Embodiment>
Similarly to the rotor in the fifth embodiment, the rotor in the sixth embodiment is also formed by laminating a plurality of electromagnetic steel sheets provided with two types of resin filling holes having different shapes.
図16は、第6の実施形態におけるロータを構成する複数の電磁鋼板のうちの1枚の電磁鋼板160の形状を示す上面図である。電磁鋼板160には、電磁鋼板160の表面と裏面を貫通する樹脂充填用の穴161、162が設けられている。穴161は、円形形状であり、穴162は、馬蹄形の形状をしている。ただし、馬蹄形の穴162の長手方向の長さは、第5の実施形態におけるロータの馬蹄形の穴132の長手方向の長さよりも長い。
FIG. 16 is a top view showing the shape of one
図16に示す例では、電磁鋼板160の中心(ロータの回転軸の中心)から同一の距離に、円形の穴161が2つ、馬蹄形の穴162が2つ、電磁鋼板160に設けられている。円形の穴161は、電磁鋼板160の中心に対して対称な位置に設けられており、馬蹄形の穴162は、電磁鋼板160の中心に対して対称な位置に設けられている。これらの穴161、162は、電磁鋼板160の中心を基準として、90度ずつずれた位置にそれぞれ設けられている。
In the example shown in FIG. 16, two
第1〜第5の実施形態におけるロータと同様に、電磁鋼板160には、周方向外側に4箇所、永久磁石を埋め込むための永久磁石用穴163が設けられている。また、図示は省略しているが、複数の電磁鋼板を積層してかしめるためのかしめ部も設けられている。
Similar to the rotors in the first to fifth embodiments, the
ロータを形成するために複数の電磁鋼板160を積層する際に、図16に示すような構造の電磁鋼板160を90度ずつずらしながら積層していく。これにより、ある電磁鋼板160の円形の穴161の上には、別の電磁鋼板の馬蹄形の穴162が位置し、ある電磁鋼板160の馬蹄形の穴162の上には、別の電磁鋼板の円形の穴161が位置することになる。
When laminating a plurality of
図17は、複数の電磁鋼板160を積層したときに、上下で重なり合う2枚の電磁鋼板の円形の穴161と馬蹄形の穴162の重なり具合を示す図である。図17に示すように、上下で重なり合う2枚の電磁鋼板において、ある電磁鋼板の円形の穴161は、別の電磁鋼板の馬蹄形の穴162と完全に重なる。また、ある電磁鋼板の馬蹄形の穴162と、その上または下に位置している電磁鋼板の馬蹄形の穴162とは、積層方向において一部が重なる。
FIG. 17 is a diagram illustrating the overlapping state of the
図18は、第6の実施形態におけるロータにおいて、順に積層された複数の電磁鋼板160を積層方向に切断したときの断面の一部を示す図である。ただし、断面は、1つの平面で切断した断面ではなく、樹脂充填用の穴161、162がそれぞれ1つ含まれる同心円に沿った面で切断した場合の断面図である。上述したように、図16に示すような構造の電磁鋼板160を90度ずつずらしながら積層していくことにより、電磁鋼板の積層方向において、円形の穴161と馬蹄形の穴162が交互に配置される。
FIG. 18 is a diagram illustrating a part of a cross section when a plurality of
図18に示す例では、電磁鋼板160aの円形の穴161aの下には、電磁鋼板160bの馬蹄形の穴162bが存在し、電磁鋼板160aの馬蹄形の穴162aの下には、電磁鋼板160bの円形の穴161bが存在する。また、電磁鋼板160aの馬蹄形の穴162aの一部と、電磁鋼板160bの馬蹄形の穴162bの一部が積層方向において重なり合っている。これにより、1枚の電磁鋼板160では、互いに離れていた円形の穴161と、馬蹄形の穴162とが、上または下に積層される別の電磁鋼板の馬蹄形の穴を介して空間的に繋がった状態となる。
In the example shown in FIG. 18, a horseshoe-shaped
積層方向において、積層された複数の電磁鋼板160の樹脂充填用の穴の形状は同じではないため、積層方向における樹脂充填用の穴の側面の形状は直線ではなく、凹凸となっている(図18参照)。これにより、樹脂は、積層された複数の電磁鋼板160の側面だけでなく、表面と裏面の一部の領域とも固着するので、電磁鋼板と樹脂とが固着する面積を増やすことができ、電磁鋼板と樹脂との固着力を高めることができ、ロータの剛性を高めることができる。
In the laminating direction, the shape of the resin filling holes of the laminated
<第7の実施形態>
第1〜第6の実施形態では、上下で重なり合う任意の2枚の電磁鋼板において、積層方向における樹脂充填用の穴は、形状、大きさ、および位置のうちの少なくとも一つが異なっていた。第7の実施形態におけるロータでは、積層方向における樹脂充填用の穴の形状、大きさ、および位置が同じである電磁鋼板が連続して複数積層されている部分が存在する。
<Seventh Embodiment>
In any one of the first to sixth embodiments, in any two electromagnetic steel sheets that overlap vertically, at least one of the shape, size, and position of the resin filling hole in the stacking direction is different. In the rotor according to the seventh embodiment, there is a portion where a plurality of electromagnetic steel sheets having the same shape, size, and position of the hole for filling the resin in the stacking direction are continuously stacked.
本実施形態におけるロータを構成する電磁鋼板は、第1の実施形態におけるロータを構成する電磁鋼板と同じ形状である。ただし、電磁鋼板を積層する方法が第1の実施形態と異なる。 The electrical steel sheet constituting the rotor in the present embodiment has the same shape as the electrical steel sheet constituting the rotor in the first embodiment. However, the method of laminating the electromagnetic steel sheets is different from the first embodiment.
図19は、第7の実施形態におけるロータを形成するために、電磁鋼板を積層する方法を説明するための図である。本実施形態では、図19に示す電磁鋼板190a、電磁鋼板190b、電磁鋼板190cの順に積層する。電磁鋼板190aと電磁鋼板190bは、それぞれの大きい穴191aと小さい穴192aが重なる向きに積層される。また、電磁鋼板190cは、電磁鋼板190a、190bに対して90度回転させた状態で積層される。すなわち、積層した際に、電磁鋼板190cの大きい穴191cと、電磁鋼板190aの大きい穴191aおよび電磁鋼板190bの大きい穴191bとは重ならないし、電磁鋼板190cの小さい穴192cと、電磁鋼板190aの小さい穴192aおよび電磁鋼板190bの小さい穴192bとは重ならない。
FIG. 19 is a diagram for explaining a method of laminating electromagnetic steel sheets to form a rotor in the seventh embodiment. In this embodiment, the
図20は、複数の電磁鋼板190a〜190cを積層したときに、上下で重なり合う3枚の電磁鋼板の大きい穴191a〜191cと小さい穴192a〜192cの重なり具合を示す図である。図20に示すように、上下で重なり合う3枚の電磁鋼板において、電磁鋼板190a、190bの大きい穴191a、191bは、電磁鋼板190cの小さい穴192cと一部が重なる。また、電磁鋼板190a、190bの小さい穴192a、192bは、電磁鋼板190cの大きい穴191cと重なる。
FIG. 20 is a diagram illustrating the overlapping state of the
図21は、第7の実施形態におけるロータにおいて、順に積層された複数の電磁鋼板190を積層方向に切断したときの断面の一部を示す図である。ただし、断面は、1つの平面で切断した断面ではなく、樹脂充填用の大きい穴と小さい穴がそれぞれ1つ含まれる同心円に沿った面で切断した場合の断面図である。積層方向において、樹脂充填用の穴の形状、大きさ、および位置が同じである電磁鋼板190aと電磁鋼板190bとを積層した部分は、積層方向における樹脂充填用の穴の形状が直線となっており、凹凸にはなっていない。しかしながら、電磁鋼板190a、190bに対して90度回転させた状態の電磁鋼板190cを積層することにより、積層方向における樹脂充填用の穴の形状は直線ではなく、凹凸となる。これにより、第1の実施形態と同様に、樹脂は、積層された複数の電磁鋼板190の側面だけでなく、凹凸部分とも固着するので、電磁鋼板と樹脂とが固着する面積を増やすことができる。従って、電磁鋼板と樹脂との固着力を高めることができ、ロータの剛性を高めることができる。
FIG. 21 is a diagram illustrating a part of a cross section when a plurality of electromagnetic steel plates 190 sequentially stacked in the rotor according to the seventh embodiment are cut in the stacking direction. However, the cross section is not a cross section cut by one plane, but a cross sectional view when cut by a plane along a concentric circle including one large hole and one small hole for filling resin. In the laminating direction, the shape of the resin filling hole in the laminating direction is a straight line in the portion where the
<第8の実施形態>
第1の実施形態におけるロータでは、ロータの半径の半分の位置を基準として、ロータを外径側および内径側と区分した場合に、樹脂充填用の穴を内径側に設けた(図1参照)。第8の実施形態におけるロータでは、樹脂充填用の穴を外径側に設ける。
<Eighth Embodiment>
In the rotor according to the first embodiment, a resin filling hole is provided on the inner diameter side when the rotor is divided into an outer diameter side and an inner diameter side with reference to a position that is half the radius of the rotor (see FIG. 1). . In the rotor according to the eighth embodiment, a resin filling hole is provided on the outer diameter side.
図22(a)は、樹脂充填用の穴を外径側に設けた場合の電磁鋼板221の形状を示す上面図であり、図22(b)は、図1に示す構造と同じで、樹脂充填用の穴を内径側に設けた場合の電磁鋼板226の形状を示す上面図である。本実施形態におけるロータは、図22(a)に示す構造の電磁鋼板221を90度ずつずらしながら積層して形成する。図22(a)では、ロータの外径側のうち、永久磁石用穴224が位置する同心円と同じ同心円上であって、周方向に隣り合う永久磁石用穴224の間に、樹脂充填用の穴222、223を配置した例を示している。
FIG. 22A is a top view showing the shape of the
図22(b)に示す構造では、内径側に樹脂充填用の穴227、228が設けられているため、内径側の領域229は、外径側の領域より剛性が高い。一方、図22(a)に示す構造では、外径側に樹脂充填用の穴222、223が設けられているため、外径側の領域225は、内径側の領域より剛性が高い。ロータが回転して遠心力が発生した場合、ロータの外径側ほど遠心力が大きくなるが、本実施形態におけるロータのように、外径側に樹脂充填用の穴226、227を設けることにより、遠心力が大きくなる外径側の剛性を高めることができる。
In the structure shown in FIG. 22B, the
このように、樹脂充填用の穴を設ける位置を変えることによって、ロータの剛性を任意の状態にすることができる。これにより、ロータの固有周波数を変化させることができるので、モータを搭載したシステムにおいて、他のユニットとの間で共振が生じる場合でも、樹脂充填用の穴を設ける位置を変更することにより、ロータの固有周波数を変化させて、共振を回避することができる。 Thus, the rigidity of the rotor can be set to an arbitrary state by changing the position where the hole for filling the resin is provided. As a result, the natural frequency of the rotor can be changed. Therefore, even if resonance occurs with other units in a system equipped with a motor, the position of the resin filling hole is changed to change the rotor. The natural frequency can be changed to avoid resonance.
本発明は、上述した実施形態に限定されることはない。例えば、樹脂充填用の穴の形状、大きさ、位置は、上述した実施形態で説明したものに限定されることはない。また、電磁鋼板の積層方法も上述した実施形態に限定されることはない。 The present invention is not limited to the embodiment described above. For example, the shape, size, and position of the hole for filling the resin are not limited to those described in the above-described embodiment. Further, the method for laminating electromagnetic steel sheets is not limited to the above-described embodiment.
また、図1では、ロータの半径の半分の位置を基準として、ロータを外径側および内径側と区分した場合に、樹脂充填用の穴を内径側に設けた場合の構造を示しているが、外径側に設けてもよい。 FIG. 1 shows a structure in which a resin filling hole is provided on the inner diameter side when the rotor is divided into an outer diameter side and an inner diameter side with reference to a position that is half the radius of the rotor. The outer diameter side may be provided.
第5および第6の実施形態では、形状が異なる2種類の樹脂充填用の穴が設けられた電磁鋼板を複数積層する例を挙げて説明した。すなわち、電磁鋼板の積層方向において、重なり合う樹脂充填用の穴の形状は異なるものとして説明したが、樹脂充填用の穴は、大きさが同じで形状が異なるものであってもよい。 In the fifth and sixth embodiments, an example in which a plurality of electromagnetic steel sheets provided with two types of holes for resin filling having different shapes is laminated has been described. That is, in the laminating direction of the electromagnetic steel sheets, the overlapping resin filling holes have been described as having different shapes, but the resin filling holes may have the same size but different shapes.
1…電磁鋼板
11、12…樹脂充填用の穴
41…電磁鋼板
44a〜44d…樹脂充填用の穴
71〜74…電磁鋼板
75a〜75d、76a〜76d、77a〜77d、78a〜78d…樹脂充填用の穴
100…電磁鋼板
101、102…樹脂充填用の穴
130…電磁鋼板
131、132…樹脂充填用の穴
160…電磁鋼板
161、162…樹脂充填用の穴
190a〜190c…電磁鋼板
191a、192a、191b、192b、191c、192c…樹脂充填用の穴
225…電磁鋼板
226、227…樹脂充填用の穴
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ...
Claims (5)
前記複数の電磁鋼板の積層方向において少なくとも一部が重なる樹脂充填用の穴のうち、少なくとも1枚の電磁鋼板の樹脂充填用の穴は、隣り合う複数の他の電磁鋼板におけるそれぞれ少なくとも2つの異なる樹脂充填用の穴と、積層方向において少なくとも一部が重なる、ことを特徴とするロータ。 It is a rotor formed by laminating a plurality of electromagnetic steel sheets provided with holes for resin filling, filling a resin filling hole of a plurality of laminated electromagnetic steel sheets with resin,
Among the holes for resin filling at least partially overlapping in the stacking direction of the plurality of electromagnetic steel sheets, the resin filling holes of at least one electromagnetic steel sheet are different from each other in the plurality of adjacent electromagnetic steel sheets. A rotor characterized in that at least a portion thereof overlaps with a hole for filling a resin in the stacking direction .
前記少なくとも1枚の電磁鋼板の樹脂充填用の穴は、他の電磁鋼板の樹脂充填用の穴と比べて、大きさは同じであるが形状が異なる、
ことを特徴とするロータ。 The rotor according to claim 1, wherein
The resin filling hole of the at least one electromagnetic steel sheet has the same size but a different shape compared to the resin filling hole of the other electromagnetic steel sheet,
A rotor characterized by that.
前記少なくとも1枚の電磁鋼板の樹脂充填用の穴は、他の電磁鋼板の樹脂充填用の穴と比べて、形状は同じであるが大きさが異なる、
ことを特徴とするロータ。 The rotor according to claim 1, wherein
The hole for resin filling of the at least one electromagnetic steel sheet has the same shape but different size compared to the hole for resin filling of the other electromagnetic steel sheet,
A rotor characterized by that.
前記少なくとも1枚の電磁鋼板の樹脂充填用の穴は、他の電磁鋼板の樹脂充填用の穴と比べて、形状および大きさは同じであるが位置が異なる、
ことを特徴とするロータ。 The rotor according to claim 1, wherein
The hole for resin filling of the at least one electromagnetic steel sheet has the same shape and size as the hole for resin filling of another electromagnetic steel sheet, but the position is different.
A rotor characterized by that.
前記樹脂充填用の穴は、ロータの半径の半分の位置を基準として外径側および内径側と区分した場合に、外径側に設けられている、
ことを特徴とするロータ。 In the rotor according to any one of claims 1 to 4,
The hole for filling the resin is provided on the outer diameter side when divided from the outer diameter side and the inner diameter side on the basis of the position of the half of the radius of the rotor,
A rotor characterized by that.
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