JP6376060B2 - Rotor manufacturing method - Google Patents
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Description
本発明は、回転子鉄心の永久磁石装着方法に関し、特に、回転子鉄心の磁石収納孔に永久磁石を挿入して永久磁石を回転子鉄心に装着する方法に関する。 The present invention relates to a permanent magnet mounting method for a rotor core, and more particularly, to a method for mounting a permanent magnet to a rotor core by inserting the permanent magnet into a magnet housing hole of the rotor core.
回転電機の回転子においては、回転子鉄心の磁石収納孔に永久磁石を挿入し、磁石収納孔と永久磁石との隙間に樹脂等を充填して、永久磁石を磁石収納孔に固定している。この際、磁石収納孔の内面と永久磁石とを絶縁する必要があり、この絶縁方法として、永久磁石の表面に絶縁処理を施す方法や、磁石収納孔と永久磁石との間に絶縁部材を介在する方法等が知られている。 In a rotor of a rotating electrical machine, a permanent magnet is inserted into a magnet housing hole of a rotor core, and a resin is filled in a gap between the magnet housing hole and the permanent magnet, thereby fixing the permanent magnet to the magnet housing hole. . At this time, it is necessary to insulate the inner surface of the magnet housing hole from the permanent magnet. As an insulation method, a method of performing an insulation treatment on the surface of the permanent magnet, or an insulating member is interposed between the magnet housing hole and the permanent magnet. The method of doing is known.
特に、後者の方法として、複数のバンド状または紐状の絶縁部材を磁石収納孔上に互いに離間して平行に配置して、これらの絶縁部材を磁石収納孔に巻き込みながら永久磁石を磁石収納孔に挿入する方法がある(例えば、特許文献1参照)。 In particular, as the latter method, a plurality of band-like or string-like insulating members are arranged in parallel and spaced apart from each other on the magnet housing hole, and the permanent magnet is inserted into the magnet housing hole while these insulating members are wound around the magnet housing hole. (For example, refer to Patent Document 1).
特許文献1に記載された方法では、永久磁石が磁石収納孔の内面に接触することがある。すなわち、永久磁石の磁石収納孔への挿入時に、絶縁部材の位置がずれて絶縁部材が斜めになることがある。この状態で永久磁石を磁石収納孔に挿入していくと、絶縁部材からの永久磁石の幅方向に加わる力のバランスが崩れて、永久磁石の幅方向に関して永久磁石が傾いて挿入される場合があり、この場合には、永久磁石の幅方向の角が磁石収納孔の内面に接触することがある。 In the method described in Patent Document 1, the permanent magnet may come into contact with the inner surface of the magnet housing hole. That is, when the permanent magnet is inserted into the magnet housing hole, the position of the insulating member may be shifted and the insulating member may be inclined. If the permanent magnet is inserted into the magnet housing hole in this state, the balance of the force applied in the width direction of the permanent magnet from the insulating member may be lost, and the permanent magnet may be inserted inclined with respect to the width direction of the permanent magnet. In this case, the corner in the width direction of the permanent magnet may contact the inner surface of the magnet housing hole.
また、永久磁石の幅方向に関して永久磁石が傾いた状態で磁石収納孔に挿入してしまうと、絶縁部材に関係なく、永久磁石の幅方向の角が磁石収納孔の内面に接触することがある。 Further, if the permanent magnet is inserted into the magnet housing hole in a state where the permanent magnet is inclined with respect to the width direction of the permanent magnet, the corner in the width direction of the permanent magnet may contact the inner surface of the magnet housing hole regardless of the insulating member. .
さらに、永久磁石が磁石収納孔内において正常な位置に挿入したとしても、磁石収納孔と永久磁石との隙間に樹脂等を充填する際に、充填される樹脂の勢いによって永久磁石がずれる可能性があり、特に永久磁石の幅方向側面は面積が大きいので、樹脂の勢いの影響を受けて永久磁石が幅方向に傾く可能性があり、この場合にも永久磁石と磁石収納孔の内面とが接触することがある。 Furthermore, even if the permanent magnet is inserted at a normal position in the magnet housing hole, when the resin is filled in the gap between the magnet housing hole and the permanent magnet, the permanent magnet may be displaced due to the momentum of the filled resin. In particular, since the side surface of the permanent magnet in the width direction has a large area, the permanent magnet may be inclined in the width direction due to the influence of the resin. May come into contact.
このように、永久磁石が磁石収納孔の内面に接触した状態では、この接触部分において永久磁石に渦電流が流れることになり、その結果、電気的な損失や発熱が生じてしまう。 Thus, when the permanent magnet is in contact with the inner surface of the magnet housing hole, an eddy current flows through the permanent magnet at the contact portion, and as a result, electrical loss and heat generation occur.
なお、永久磁石の表面に絶縁被膜等の絶縁処理を施すことによって、永久磁石と磁石収納孔の内面との電気的な接触を抑制することが可能であるが、絶縁処理が必要となるので作業工数が増えるとともにコストが上昇する。 In addition, it is possible to suppress electrical contact between the permanent magnet and the inner surface of the magnet housing hole by subjecting the surface of the permanent magnet to insulation treatment such as an insulation coating, but work is necessary because insulation treatment is required. Cost increases as man-hours increase.
そこで、本発明では、永久磁石と磁石収納孔の内面との接触を抑制することを目的とする。 Therefore, an object of the present invention is to suppress contact between the permanent magnet and the inner surface of the magnet housing hole.
本発明は、回転子鉄心の磁石収納孔に永久磁石を装着する回転子製造方法であって、 前記磁石収納孔内で前記永久磁石が当該永久磁石の幅方向に関して傾いたときに前記永久磁石と共に傾き、その縁が前記永久磁石の角よりも先に前記磁石収納孔の内面に接触する幅を有する単一の絶縁シートを、前記磁石収納孔の上に配置し、前記絶縁シートが前記磁石収納孔に巻き込まれるように、前記絶縁シートの上から前記永久磁石を前記磁石収納孔に挿入し、前記絶縁シートと前記磁石収納孔の内面との間に隙間が形成された状態で、前記永久磁石を前記磁石収納孔に装着し、前記永久磁石が前記磁石収納孔に装着された後に、前記絶縁シートと前記磁石収納孔の内面との間、および前記永久磁石と前記磁石収納孔との間に樹脂を注入するものである。 This onset Ming, a rotor manufacturing method for mounting a permanent magnet to the magnet receiving hole of the rotor core, said permanent magnet when said permanent magnet in said magnet housing hole is inclined with respect to the width direction of the permanent magnet And a single insulating sheet having a width in contact with the inner surface of the magnet accommodating hole before the corner of the permanent magnet is disposed on the magnet accommodating hole, and the insulating sheet is the magnet. The permanent magnet is inserted into the magnet accommodation hole from above the insulating sheet so as to be caught in the accommodation hole, and the permanent magnet is in a state where a gap is formed between the insulation sheet and the inner surface of the magnet accommodation hole. A magnet is mounted in the magnet storage hole, and after the permanent magnet is mounted in the magnet storage hole, between the insulating sheet and the inner surface of the magnet storage hole, and between the permanent magnet and the magnet storage hole. Injecting resin into The
本発明によれば、永久磁石と磁石収納孔の内面との接触を抑制することができ、接触部分における永久磁石への渦電流の発生を抑制できる。また、永久磁石の表面への絶縁処理も必要もない。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, a contact with a permanent magnet and the inner surface of a magnet accommodation hole can be suppressed, and generation | occurrence | production of the eddy current to the permanent magnet in a contact part can be suppressed. Further, it is not necessary to insulate the surface of the permanent magnet.
本発明の回転子鉄心10は、例えば、回転電機の回転子鉄心10として使用される。図1に示すように、回転子鉄心10は、ロータコア11と、ロータコア11に設けられた磁石収納孔12に挿入された永久磁石13と、磁石収納孔12の内面12aと永久磁石13との間に介在された絶縁シート20と、磁石収納孔12の内面12aと永久磁石13との間に充填される熱可塑性の樹脂14とを備えている。
The
ロータコア11は、それぞれ円環状に打ち抜き加工された多数枚の電磁鋼板を軸方向Zに積層して構成されている。磁石収納孔12は、ロータコア11の周方向において等間隔に複数設けられ、ロータコア11の軸方向Zと平行してロータコア11を貫通している。
The
永久磁石13は、ロータコア11の軸方向Zの長さよりも僅かに短い長さRを有しており、軸方向Zに長い平板形状である。図2に示すように、永久磁石13の軸方向Zに直交する形状は矩形状であり、所定の厚さMと幅Lを備えている。永久磁石13の厚さMは、永久磁石13と磁石収納孔12の内面12aとの間に隙間が形成されるような厚さに設定されており、この隙間に絶縁シート20が介在されている。また、この隙間に樹脂14が充填されて、樹脂14が硬化することによって、永久磁石13は磁石収納孔12に固定されている。
The
絶縁シート20は、永久磁石13を挿入したときに、永久磁石13の挿入側の先端部を覆うように、磁石収納孔12の奥側にコ字形状となって保持されている。絶縁シート20には、耐熱性を有するフィルム状の合成樹脂繊維や耐熱紙等を使用することができ、本実施形態では、例えば、単層のPETフィルムを使用している。また、破れにくく柔軟性を有し、変形可能である材質で形成することが好ましい。
The
図2、3に示すように、絶縁シート20は、永久磁石13の幅方向E(図4参照)に直交する方向に長い長方形状であり、一つの永久磁石13に対して一つ使用される単一のシートである。絶縁シート20の長辺の長さYは、絶縁シート20が磁石収納孔12に保持された際に、永久磁石13の挿入側先端部の半分以上を覆う長さを有しており、永久磁石13の長さRと厚さMに対して、少なくともR+M以上であり、2R+M以内の長さである。絶縁シート20の短辺の長さX(以下幅Xという)は、永久磁石13の幅Lよりも狭い幅Xであり、その幅Xの設定に関しては後述する。絶縁シート20の厚さは、永久磁石13と磁石収納孔12の内面12aとの隙間よりも薄い厚さTである。
As shown in FIGS. 2 and 3, the
絶縁シート20の幅Xの設定に関して説明する前に、永久磁石13と磁石収納孔12の内面12aとの接触について説明する。図4に示すように、永久磁石13を磁石収納孔12内へ挿入する際に、磁石収納孔12内において、永久磁石13の幅方向Eに関して、永久磁石13が符号Fで示すように傾いた場合、絶縁シート20の幅Xが永久磁石13の幅Lに対して著しく狭いときには、図中、符号A、Bで示す部分において、永久磁石13の角13aが磁石収納孔12の内面12aに接触することがある。
Before describing the setting of the width X of the
しかし、図5に示すように、絶縁シート20の幅Xが、永久磁石13の幅Lに対して僅かに狭いとき、すなわち、絶縁シート20の幅Lと永久磁石13の幅Xとが同じような幅であるときには、図中、符号C、Dで示す部分において、絶縁シート20の縁20aが永久磁石13の角13aよりも先に磁石収納孔12の内面12aに接触する。このため、永久磁石13の角13aが磁石収納孔12の内面12aに接触することが抑制される。
However, as shown in FIG. 5, when the width X of the
このように、絶縁シート20の幅Xが、永久磁石13の幅Lと近ければ近い程、永久磁石13の角13aが磁石収納孔12の内面12aに接触することが抑制されることが理解できる。
Thus, it can be understood that the closer the width X of the
そこで、図2に示すように、絶縁シート20の幅Xを以下のとおり設定している。図2において、絶縁シート20の幅X、絶縁シート20の厚みT、永久磁石13の幅L、永久磁石13の厚さM、磁石収納孔12の短辺N、絶縁シート20と磁石収納孔12の内面12aとの隙間(g1+g2)=Gとしたときに、実験等によって、絶縁シート20の厚さT、絶縁シート20と磁石収納孔12の内面12aとの隙間G、永久磁石13の幅L、絶縁シート20の幅Xの関係について以下の数式を見出した。すなわち、絶縁シート20の幅Xを以下の数式によって設定する。なお、図2において、隙間Gは、G=N−M−2Tで表される。
(数式):L×G/(G+T)≦X≦L
Therefore, as shown in FIG. 2, the width X of the
(Formula): L × G / (G + T) ≦ X ≦ L
絶縁シート20の幅Xを、永久磁石13の幅Lよりも広くすると、永久磁石13の角13aからはみ出した絶縁シート20が折れ曲がったり、破れたりする可能性があるので、絶縁シート20の幅Xは永久磁石13の幅L以下に設定する。
If the width X of the insulating
なお、本実施形態では、永久磁石13の幅方向Eにおける永久磁石13の端面と、磁石収納孔12の内面12aとの隙間は、磁石収納孔12内で永久磁石13が傾いても、接触しないような隙間に設定されている。
In the present embodiment, the gap between the end surface of the
次に、上記数式によって設定された幅Xを有する絶縁シート20を使用して、永久磁石13を磁石収納孔12に装着する方法について説明する。
Next, a method of mounting the
図6に示すように、絶縁シート20で磁石収納孔12を覆うように、絶縁シート20をロータコア11の上端面に載置する。また、各磁石収納孔12に対して単一の絶縁シート20をそれぞれ使用する。この際、図3に示すように、磁石収納孔12の中心線S1と絶縁シート20の中心線S2とが一致するように絶縁シート20を磁石収納孔12に対して位置合せする。なお、絶縁シート20は、ロータコア11の上端面に密着させてもよいし、磁石収納孔12を覆うように載置するのみでもよい。
As shown in FIG. 6, the insulating
図7に示すように、絶縁シート20の上方から永久磁石13を進入させて、絶縁シート20を磁石収納孔12に巻き込むように永久磁石13を磁石収納孔12に挿入する。このとき、永久磁石13の側面が絶縁シート20に包まれながら永久磁石13は磁石収納孔12に入り込んでいく。
As shown in FIG. 7, the
図8に示すように、永久磁石13を磁石収納孔12の奥まで挿入すると、永久磁石13は、絶縁シート20を介して磁石収納孔12に保持される。このとき、絶縁シート20と磁石収納孔12の内面12aとの間には隙間が形成されている。
As shown in FIG. 8, when the
また、絶縁シート20の長さYは、永久磁石13の長さRと厚さMに対して、少なくともR+M以上であり、2R+M以内の長さであるので、永久磁石13の挿入先端部の半分以上の長さに亘って永久磁石13を包み込んでいる。このようにして永久磁石13がロータコア11の磁石収納孔12に装着される。
In addition, the length Y of the insulating
永久磁石13の装着後、ロータコア11をモールド型30,31に装着して、ロータコア11を上下から挟み込む。次に、モールド型30の樹脂注入口30aからロータコア11の磁石収納孔12に樹脂14を注入する。樹脂14は、絶縁シート20と磁石収納孔12の内面12aとの間や、永久磁石13と絶縁シート20との間に充填される。
After the
樹脂14の充填後、ロータコア11を加熱することによって樹脂14を硬化させて、永久磁石13をロータコア11の磁石収納孔12に固定する。ロータコア11をモールド型30,31から取り外すと、回転子鉄心10は図1に示す状態となり、回転子鉄心10の製造が完了する。
After filling the
このように、永久磁石13の磁石収納孔12への装着時に、磁石収納孔12内において永久磁石13が幅方向Eに関して傾いても、絶縁シート20の縁20aが、永久磁石13の角13aよりも先に磁石収納孔12の内面12aに接触し、永久磁石13のそれ以上の傾きが阻止されて、永久磁石13の磁石収納孔12への接触が抑制される。また、樹脂14の充填時に、充填される樹脂14の勢いによって永久磁石13が傾いても、同様に永久磁石13の磁石収納孔12への接触が抑制される。
Thus, even when the
このため、永久磁石13における渦電流の発生を抑制でき、電気的な損失や発熱を抑制できる。また、永久磁石13に絶縁処理を施す必要もない。
For this reason, generation | occurrence | production of the eddy current in the
次に、絶縁シート20を磁石収納孔12に載置する際の変形例について説明する。図9に示すように、絶縁シート21の中央部を磁石収納孔12の形状に合わせて、複数回折り曲げて断面コ字状とする。また、磁石収納孔12から突出する部分がテーパ状に広がるように折り目をつける。そして、絶縁シート21を磁石収納孔12の上に配置し、このコ字状部分を磁石収納孔12に挿入した後、永久磁石13を磁石収納孔12に挿入する。
Next, a modified example when the insulating
また、図10に示すように、絶縁シート22を中央線に沿って2つ折りして断面V字状として、絶縁シート22を磁石収納孔12の上に配置し、その先端を磁石収納孔12に挿入してもよい。
In addition, as shown in FIG. 10, the insulating
このように、絶縁シート21,22の中央部を予め断面コ字状や断面V字状として、絶縁シート21,22を磁石収納孔12の上に配置し、磁石収納孔12に挿入しておくことで、絶縁シート21,22を磁石収納孔12に対して効果的に位置決めすることができる。また、絶縁シート21,22がテーパ状に広がっているので、永久磁石13を磁石収納孔12に挿入する際に、絶縁シート21,22が永久磁石13の側面を包み込みやすくなる。この結果、永久磁石13及び絶縁シート21,22を磁石収納孔12にスムーズに挿入することができ、永久磁石13の磁石収納孔12への挿入による位置ずれや傾きを抑制することができる。
As described above, the central portions of the insulating
10 回転子鉄心、11 ロータコア、12 磁石収納孔、12a 内面、13 永久磁石、13a 角、14 樹脂、20,21,22 絶縁シート、20a 縁、30,31 モールド型、30a 樹脂注入口、E 幅方向、G 隙間、L,X 幅、N 短辺、T 厚み、Z 軸方向。
DESCRIPTION OF
Claims (1)
前記磁石収納孔内で前記永久磁石が当該永久磁石の幅方向に関して傾いたときに前記永久磁石と共に傾き、その縁が前記永久磁石の角よりも先に前記磁石収納孔の内面に接触する幅を有する単一の絶縁シートを、前記磁石収納孔の上に配置し、
前記絶縁シートが前記磁石収納孔に巻き込まれるように、前記絶縁シートの上から前記永久磁石を前記磁石収納孔に挿入し、
前記絶縁シートと前記磁石収納孔の内面との間に隙間が形成された状態で、前記永久磁石を前記磁石収納孔に装着し、
前記永久磁石が前記磁石収納孔に装着された後に、前記絶縁シートと前記磁石収納孔の内面との間、および前記永久磁石と前記磁石収納孔との間に樹脂を注入する、回転子製造方法。 A rotor manufacturing method for mounting a permanent magnet in a magnet housing hole of a rotor core,
Tilt together with the permanent magnet when the permanent magnet in the magnet housing hole is inclined with respect to the width direction of the permanent magnet, the width its edges contacts the inner surface of the magnet housing hole prior to the corner of the permanent magnet A single insulating sheet having the magnet is disposed on the magnet housing hole,
Inserting the permanent magnet into the magnet accommodation hole from above the insulation sheet so that the insulation sheet is caught in the magnet accommodation hole,
With the gap formed between the insulating sheet and the inner surface of the magnet housing hole, the permanent magnet is attached to the magnet housing hole ,
After the permanent magnet is attached to the magnet housing hole to inject resin between the between the inner surface of the insulating sheet and the magnet accommodating hole, and the magnet housing hole and the permanent magnet, the rotor production method .
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