JP6424615B2 - Rotor, method of manufacturing the same, and rotary electric machine equipped with the same - Google Patents
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Description
本発明は、ロータ及びその製造方法、並びにそれを備えた回転電気機械に関する。 The present invention relates to a rotor, a method of manufacturing the same, and a rotary electric machine equipped with the same.
電動機や発電機といった回転電気機械に用いられるロータとして、電磁鋼板を打ち抜き加工して形成した複数のコア部材が積層されて構成されたロータコアに、コア部材の積層方向の一端から他端まで延びる磁石用スロットが形成され、その磁石用スロットにボンド磁石が収容された構成を有するものが知られている。また、かかるロータの製造方法として、成形型のキャビティにロータコアを配置した後、キャビティに配置されたロータコアの磁石用スロットにボンド磁石用材料を射出供給するものが知られている（例えば、特許文献１）。 A magnet that extends from one end to the other end of the core member in the stacking direction to a rotor core formed by laminating a plurality of core members formed by punching a magnetic steel sheet as a rotor used for a rotary electric machine such as a motor or generator. It is known that a slot is formed, and a magnet for magnet is accommodated in the slot for magnet. Further, as a method of manufacturing such a rotor, there is known a method in which a bonded magnet material is injected and supplied to a magnet slot of a rotor core disposed in a cavity after the rotor core is disposed in a cavity of a mold. 1).
電磁鋼板を打ち抜き加工して形成したコア部材は、周縁に打ち抜き加工の剪断によるダレ及びバリが形成され、一方の面がダレ面、また、他方の面がバリ面にそれぞれ構成される。そのため複数のコア部材を積層して構成したロータコアにおける磁石用スロットの内周面には、相互に隣接する一対のコア部材間に、ダレによる隙間が形成される場合がある。そして、ロータの製造時において、その隙間にボンド磁石用材料が充填されずに空間が残留してしまうと、その分のボンド磁石の量が少なくなるためにパーミアンスが低くなり、その結果、動作点の磁束密度も低くなるという問題がある。 In a core member formed by punching a magnetic steel sheet, sagging and burrs are formed on the peripheral edge due to shearing of the punching process, one surface is a sagging surface, and the other surface is a burr surface. Therefore, a gap due to sagging may be formed between a pair of core members adjacent to each other on the inner peripheral surface of the magnet slot in the rotor core formed by laminating a plurality of core members. Then, when the rotor is manufactured, if the space is left without being filled with the material for the bond magnet, the amount of the bond magnet for that amount will be small, and the permeance will be low, as a result, the operating point The magnetic flux density of the
本発明は、ボンド磁石によるパーミアンスが高く、そのために動作点の磁束密度を高く保持することができるロータを提供することを課題とする。 An object of the present invention is to provide a rotor that is high in permeance due to a bonded magnet and therefore can maintain a high magnetic flux density at an operating point.
前記の課題を解決するための第１の発明は、電磁鋼板を打ち抜き加工して形成した複数のコア部材（22）が打ち抜きの向きが揃うように積層されて構成され、且つ前記複数のコア部材（22）の積層方向のダレ面（22a）側の端からバリ面（22b）側の端まで延びる磁石用スロット（24）が形成されたロータコア（21）と、前記ロータコア（21）の前記磁石用スロット（24）に収容されたボンド磁石（26）とを有するロータ（20）であって、前記ボンド磁石（26）は、そのバリ面（22b）側の端面に、前記ロータ（20）の製造時に用いるボンド磁石用材料（26a）を供給するための成形型（40）におけるゲート（48）の位置に対応して形成されるゲート形状の材料供給痕であるゲートマーク（27）が形成されている。 According to a first aspect of the present invention for solving the above-mentioned problems, a plurality of core members (22) formed by punching a magnetic steel sheet are laminated so that the directions of punching are aligned, and the plurality of core members A rotor core (21) having a magnet slot (24) extending from the end on the sag surface (22a) side in the stacking direction of (22) to the end on the burr surface (22b), and the magnet of the rotor core (21) a use slot (24) housed bonded magnet (26) rotor chromatic and (20), wherein the bonded magnet (26), the end face of the burr surface (22b) side, said rotor (20) A gate mark (27) is formed which is a gate-shaped material supply mark formed corresponding to the position of the gate (48) in the mold (40) for supplying the bonded magnet material (26a) used in the manufacture of It is done.
また、第２の発明は、成形型（40）のキャビティ（43）に、電磁鋼板を打ち抜き加工して形成した複数のコア部材（22）を打ち抜きの向きが揃うように積層して構成したロータコア（21）を配置した後、前記キャビティ（43）にボンド磁石用材料（26a）を、前記ボンド磁石用材料（26a）が、前記ロータコア（21）に形成された前記複数のコア部材（22）の積層方向のダレ面（22a）側の端からバリ面（22b）側の端まで延びる磁石用スロット（24）における前記バリ面（22b）側の端から流入して前記ダレ面（22a）側の端に達するように供給して得られたロータ（20）である。 In the second invention, a rotor core is formed by laminating a plurality of core members (22) formed by punching an electromagnetic steel plate in a cavity (43) of a forming die (40) so that the punching directions are aligned. After disposing (21), the plurality of core members (22) are provided with the material (26a) for bond magnet in the cavity (43) and the material (26a) for bond magnet formed in the rotor core (21) The magnet slot (24) extending from the end on the sag surface (22a) side in the stacking direction to the end on the burr surface (22b) flows from the end on the burr surface (22b) side and is on the sag surface (22a) side a rotor which is obtained by supplying to reach the end (20).
これらの第１及び第２の発明では、複数のコア部材（22）が打ち抜きの向きが揃うように積層されてロータコア（21）が構成されており、ロータ（20）の製造時において、ボンド磁石用材料（26a）は、ロータコア（21）の磁石用スロット（24）におけるバリ面（22b）側の端から流入する。そして、ロータコア（21）を構成するコア部材（22）間の隙間（25）は、ボンド磁石用材料（26a）の流動の向きに対して、ダレ（d）に沿って外向きに延びるように構成されることとなるので、ボンド磁石用材料（26a）は、コア部材（22）間の隙間（25）にも流入して空間を形成せずに充填される。これにより、ロータ（20）は、磁石用スロット（24）に空間が残留することなく、十分な量のボンド磁石（26）を有することができるので、ボンド磁石（26）によるパーミアンスが高く、そのために動作点の磁束密度を高く保持することができる。 In the first and second inventions, the plurality of core members (22) are stacked so that the punching directions are aligned to form the rotor core (21), and the bonded magnet is manufactured at the time of manufacturing the rotor (20). The material (26a) flows in from the end of the magnet slot (24) of the rotor core (21) on the side of the burr surface (22b). The gap (25) between the core members (22) constituting the rotor core (21) extends outward along the sag (d) with respect to the flow direction of the bond magnet material (26a). As it is configured, the bonded magnet material (26a) also flows into the gap (25) between the core members (22) to be filled without forming a space. Thereby, the rotor (20) can have a sufficient amount of bonded magnets (26) without leaving a space in the magnet slots (24), so the permeance by the bonded magnets (26) is high, and therefore The magnetic flux density at the operating point can be kept high.
また、第３の発明は、第１又は第２の発明のロータ（20）において、前記電磁鋼板が絶縁被覆されている。 Further, according to a third invention, in the rotor (20) of the first or second invention, the electromagnetic steel sheet is coated with an insulation.
絶縁被覆された電磁鋼板の場合、打ち抜き加工端では絶縁被覆されていない端部が露出するが、この第３の発明では、コア部材（22）間の隙間（25）にボンド磁石用材料（26a）が流入してボンド磁石（26）が形成されるので、相互に隣接するコア部材（22）間における絶縁被覆されていない露出端部による短絡を阻止し、局部的な渦電流の発生を防止することができる。 In the case of the insulation coated electromagnetic steel sheet, the non-insulation coated end is exposed at the punched end, but in the third invention, the material for bond magnet (26a) is formed in the gap (25) between the core members (22). ) Form a bond magnet (26), thereby preventing shorting due to uninsulated exposed ends between mutually adjacent core members (22) and preventing local eddy current generation. can do.
また、第４の発明は、第１乃至第３の発明のいずれかのロータ（20）を備えた回転電気機械（1）である。 A fourth invention is a rotary electric machine (1) including the rotor (20) according to any of the first to third inventions.
この第４の発明では、ボンド磁石（26）によるパーミアンスが高く、そのために動作点の磁束密度を高く保持することができる第１乃至第３の発明のいずれかのロータ（20）を備えた高性能な回転電気機械（1）を得ることができる。 In the fourth aspect of the present invention, the permeance of the bond magnet (26) is high, and the high magnetic flux density according to any of the first to third aspects of the invention can hold the magnetic flux density at the operating point high. A high performance rotary electric machine (1) can be obtained.
また、第５の発明は、成形型（40）のキャビティ（43）に、電磁鋼板を打ち抜き加工して形成した複数のコア部材（22）を打ち抜きの向きが揃うように積層して構成したロータコア（21）を配置した後、前記キャビティ（43）にボンド磁石用材料（26a）を、前記ボンド磁石用材料（26a）が、前記ロータコア（21）に形成された前記複数のコア部材（22）の積層方向のダレ面（22a）側の端からバリ面（22b）側の端まで延びる磁石用スロット（24）における前記バリ面（22b）側の端から流入して前記ダレ面（22a）側の端に達するように供給するロータ（20）の製造方法である。 Further, according to the fifth aspect of the present invention, there is provided a rotor core formed by laminating a plurality of core members (22) formed by punching an electromagnetic steel sheet in a cavity (43) of a forming die (40). After disposing (21), the plurality of core members (22) are provided with the material (26a) for bond magnet in the cavity (43) and the material (26a) for bond magnet formed in the rotor core (21) The magnet slot (24) extending from the end on the sag surface (22a) side in the stacking direction to the end on the burr surface (22b) flows from the end on the burr surface (22b) side and is on the sag surface (22a) side it is a manufacturing method of the rotor for supplying to reach the end (20).
この第５の発明では、複数のコア部材（22）が打ち抜きの向きが揃うように積層されてロータコア（21）が構成され、ボンド磁石用材料（26a）は、ロータコア（21）の磁石用スロット（24）におけるバリ面（22b）側の端から流入する。そして、ロータコア（21）を構成するコア部材（22）間の隙間（25）は、ボンド磁石用材料（26a）の流動の向きに対して、ダレ（d）に沿って外向きに延びるように構成されることとなるので、ボンド磁石用材料（26a）は、コア部材（22）間の隙間（25）にも流入して空間を形成せずに充填される。これにより、磁石用スロット（24）に空間が残留することなく、十分な量のボンド磁石（26）を含むので、ボンド磁石（26）によるパーミアンスが高く、そのために動作点の磁束密度を高く保持することができるロータ（20）を製造することができる。
In the fifth aspect of the invention, the rotor core (21) is formed by laminating the plurality of core members (22) so that the punching directions are aligned, and the bonded magnet material (26a) is a slot for the magnet of the rotor core (21). It flows in from the end on the side of the burr surface (22b) in (24). The gap (25) between the core members (22) constituting the rotor core (21) extends outward along the sag (d) with respect to the flow direction of the bond magnet material (26a). As it is configured, the bonded magnet material (26a) also flows into the gap (25) between the core members (22) to be filled without forming a space. As a result, a sufficient amount of bonded magnet (26) is included without leaving a space in the magnet slot (24), so the permeance of the bonded magnet (26) is high, and the magnetic flux density at the operating point is kept high. The
第１及び第２の発明によれば、ボンド磁石（26）によるパーミアンスが高く、そのために動作点の磁束密度を高く保持することができる。 According to the first and second inventions, the permeance by the bond magnet (26) is high, so that the magnetic flux density at the operating point can be kept high.
第３の発明によれば、相互に隣接するコア部材（22）間における絶縁被覆されていない露出端部による短絡を阻止し、局部的な渦電流の発生を防止することができる。 According to the third invention, it is possible to prevent a short circuit due to the non-insulated exposed end between the core members (22) adjacent to each other, and to prevent the generation of a local eddy current.
第４の発明によれば、高性能な回転電気機械（1）を得ることができる。 According to the fourth invention, a high-performance rotary electric machine (1) can be obtained.
第５の発明によれば、ボンド磁石（26）によるパーミアンスが高く、そのために動作点の磁束密度を高く保持することができるロータ（20）を製造することができる。 According to the fifth invention, it is possible to manufacture the rotor (20) which is high in permeance by the bond magnet (26), and which can keep the magnetic flux density at the operating point high.
以下、実施形態について図面を参照しながら説明する。なお、以下の実施形態は、本質的に好ましい例示であって、その適用範囲や用途範囲を制限することを意図するものではない。 Hereinafter, embodiments will be described with reference to the drawings. The following embodiments are essentially preferable examples, and are not intended to limit the application range or the application range.
図１は、実施形態に係る回転電気機械の一例である磁石埋込型の電動機（1）を示す。 FIG. 1 shows a magnet embedded type electric motor (1) which is an example of a rotary electric machine according to an embodiment.
実施形態に係る電動機（1）は、ステータ（10）、ロータ（20）、駆動軸（30）、及びケーシング（2）を備えている。なお、以下の説明において、軸方向とは駆動軸（30）の軸心の方向を、また、径方向とは軸方向と直交する方向をそれぞれ意味する。外周側とは軸心から遠離する側を、また、内周側とは軸心に近接する側をそれぞれ意味する。 A motor (1) according to an embodiment includes a stator (10), a rotor (20), a drive shaft (30), and a casing (2). In the following description, the axial direction means the direction of the axial center of the drive shaft (30), and the radial direction means the direction orthogonal to the axial direction. The outer peripheral side means the side away from the axial center, and the inner peripheral side means the side closer to the axial center.
〈ステータ（10）〉
ステータ（10）は、円筒状のステータコア（11）とコイル（16）を備えている。
<Stator (10)>
The stator (10) comprises a cylindrical stator core (11) and a coil (16).
ステータコア（11）は、いわゆる積層コアであり、プレス加工機によって電磁鋼板を打ち抜き加工して形成した複数の板状部材が軸方向に積層されて構成されている。ステータコア（11）は、１つのバックヨーク部（12）、複数（この例では６つ）のティース部（13）、及び複数のツバ部（14）を備えている。ステータコア（11）は、ケーシング（2）に、バックヨーク部（12）の外周面の一部分がケーシング（2）の内周面に接触するように嵌め入れられて固定されている。 The stator core (11) is a so-called laminated core, and is configured by axially laminating a plurality of plate members formed by punching an electromagnetic steel sheet by a press machine. The stator core (11) includes one back yoke portion (12), a plurality of (six in this example) teeth portions (13), and a plurality of flange portions (14). The stator core (11) is fitted and fixed to the casing (2) so that a part of the outer peripheral surface of the back yoke portion (12) is in contact with the inner peripheral surface of the casing (2).
バックヨーク部（12）は、ステータコア（11）の外周側の平面視で環状の部分である。 The back yoke portion (12) is an annular portion in a plan view on the outer peripheral side of the stator core (11).
各ティース部（13）は、ステータコア（11）において径方向に伸びる直方体状の部分である。各ティース部（13）には、例えば集中巻方式でコイル（16）が巻回され、相互に隣接するティース部（13）間の空間がコイル（16）を収容するためのコイル用スロット（15）に構成されている。以上により、各ティース部（13）には電磁石が構成されている。 Each tooth portion (13) is a rectangular solid portion extending in the radial direction in the stator core (11). A coil (16) is wound around each teeth portion (13), for example, in a concentrated winding system, and a space between the adjacent teeth portions (13) serves as a coil slot (15) for accommodating the coil (16). ) Is configured. The electromagnet is comprised by each teeth part (13) by the above.
ツバ部（14）は、各ティース部（13）の内周側に連続して両側に張り出した部分である。従って、ツバ部（14）は、ティース部（13）よりも幅（周方向の長さ）が大きく形成されている。ツバ部（14）は、内周側の面が円筒面であり、その円筒面は、ロータ（20）の外周面（円筒面）と所定の距離（エアギャップ（G））をもって対向している。 The brim portion (14) is a portion continuously extended on both sides on the inner peripheral side of each tooth portion (13). Therefore, the width (length in the circumferential direction) of the flange portion (14) is larger than that of the teeth portion (13). The inner peripheral surface of the flange portion (14) is a cylindrical surface, and the cylindrical surface faces the outer peripheral surface (cylindrical surface) of the rotor (20) with a predetermined distance (air gap (G)). .
〈ロータ（20）〉
図２〜４はロータ（20）を示す。
<Rotor (20)>
Figures 2 to 4 show the rotor (20).
ロータ（20）は、ロータコア（21）及び４つのボンド磁石（26）を備えている。すなわち、本実施形態では、ロータ（20）は４つの磁極を備えている。 The rotor (20) comprises a rotor core (21) and four bonded magnets (26). That is, in the present embodiment, the rotor (20) has four magnetic poles.
−ロータコア（21）−
ロータコア（21）は、いわゆる積層コアであり、プレス加工機によって例えば厚さが０．３〜０．５ｍｍの電磁鋼板を同一形状に打ち抜き加工して形成した複数のコア部材（22）の全てが打ち抜きの向きが揃うように軸方向に積層されて構成されている。このコア部材（22）の原材料である電磁鋼板は、渦電流の発生を抑制する観点から、絶縁被覆されていることが好ましい。
-Rotor core (21)-
The rotor core (21) is a so-called laminated core, and all of a plurality of core members (22) formed by punching an electromagnetic steel plate having a thickness of 0.3 to 0.5 mm, for example, into the same shape by a press machine They are stacked in the axial direction so that the punching directions are aligned. It is preferable that the electromagnetic steel sheet which is a raw material of this core member (22) is insulation-coated from a viewpoint of suppressing generation | occurrence | production of an eddy current.
ロータコア（21）を構成する各コア部材（22）は、図５に示すように、周縁に打ち抜き加工の剪断により電磁鋼板の厚さの２０〜３０％程度のダレ（d）及びバリ（b）が形成され、一方の面がダレ面（22a）、また、他方の面がバリ面（22b）にそれぞれ構成されている。従って、相互に隣接する一対のコア部材（22）は、ダレ面（22a）とバリ面（22b）とが接触するように積層されている。なお、本実施形態では、各コア部材（22）には、打ち抜き加工後のバリ（b）の除去加工が施されていない。 As shown in FIG. 5, each core member (22) constituting the rotor core (21) has a sagging (d) and a burr (b) of about 20 to 30% of the thickness of the magnetic steel sheet due to shearing of punching processing at the periphery. Is formed, one surface of which is a sag surface (22a), and the other surface of which is a burr surface (22b). Therefore, a pair of core members (22) adjacent to each other are stacked such that the sag surface (22a) and the burr surface (22b) are in contact with each other. In the present embodiment, removal processing of burrs (b) after punching is not performed on each core member (22).
ロータコア（21）には、その中心に軸穴（23）が形成されており、この軸穴（23）には、負荷（例えば空調装置のロータリ式圧縮機）を駆動するための駆動軸（30）が絞まり嵌め（例えば焼き嵌め）によって固定されている。 An axial hole (23) is formed in the center of the rotor core (21), and a drive shaft (30 for driving a load (for example, a rotary compressor of an air conditioner) is formed in the axial hole (23). ) Is fixed by tight fit (eg, shrink fit).
ロータコア（21）には、ボンド磁石（26）を収容するための４つの磁石用スロット（24）が形成されている。それらの４つの磁石用スロット（24）は、各々の穴形状が平面視で概ね円弧状に形成されており、ロータコア（21）の軸心回りに９０°ピッチで配置されている。各磁石用スロット（24）は、複数のコア部材（22）の積層方向のダレ面（22a）側の端からバリ面（22b）側の端まで延びるように形成されており、従って、ロータコア（21）を軸方向に貫通している。各磁石用スロット（24）の内周面には、図６に示すように、相互に隣接する一対のコア部材（22）間に、一方のダレ（d）による空間に他方のバリ（b）が入り込むと共に隙間（25）が形成された部分が存在する。 The rotor core (21) is formed with four magnet slots (24) for receiving the bond magnet (26). Each of the four magnet slots (24) is formed in a substantially arc shape in plan view, and is arranged at a pitch of 90 ° around the axial center of the rotor core (21). Each magnet slot (24) is formed so as to extend from the end on the sag surface (22a) side in the stacking direction of the plurality of core members (22) to the end on the burr surface (22b) side. 21) in the axial direction. On the inner peripheral surface of each magnet slot (24), as shown in FIG. 6, between the pair of core members (22) adjacent to each other, the space between the one sag (d) and the other burr (b) There is a portion where a gap (25) is formed as the
−ボンド磁石（26）−
ボンド磁石（26）は、微小な粉状乃至粒状のフェライト系磁石や希土類系磁石を、ナイロン樹脂、ＰＰＳ樹脂等のバインダーと混合して固化させることにより形成された永久磁石である。なお、本実施形態では、後述するように、ロータ（20）の製造時において、ロータコア（21）の磁石用スロット（24）に、磁性を帯びていない粉状乃至粒状の磁石材料とバインダーと混合したボンド磁石用材料（26a）を供給すると共に、それを着磁させてボンド磁石（26）を形成する。
-Bonded magnet (26)-
The bonded magnet (26) is a permanent magnet formed by mixing and solidifying a fine powder or granular ferrite magnet or rare earth magnet with a binder such as nylon resin or PPS resin. In the present embodiment, as described later, when the rotor (20) is manufactured, the magnet slot (24) of the rotor core (21) is mixed with a nonmagnetic powdery or granular magnet material and a binder. The bonded magnet material (26a) is supplied and magnetized to form a bonded magnet (26).
ボンド磁石（26）は、その端面が、ロータコア（21）のダレ面（22a）側の端面及びバリ面（22b）側の端面のそれぞれの磁石用スロット（24）の開口に露出しているが、それらのうちバリ面（22b）側の端面にゲートマーク（27）が形成されている。ここで、ゲートマーク（27）とは、後述のロータ（20）の製造時に用いるボンド磁石用材料（26a）を供給するための成形型（40）におけるゲート（48）の位置に対応して形成されるゲート形状（通常は円形）の材料供給痕である。従って、ボンド磁石（26）は、ボンド磁石用材料（26a）が磁石用スロット（24）におけるバリ面（22b）側の端から流入して形成されたということになる。なお、ボンド磁石（26）のバリ面（22b）側の端面に形成されたゲートマーク（27）は後加工により除去されていてもよい。 The end face of the bond magnet (26) is exposed in the opening of the magnet slot (24) of the end face of the rotor core (21) on the side of sagging surface (22a) and the end face of the burr surface (22b) The gate mark (27) is formed in the end surface by the side of a burr | flash surface (22b) among them. Here, the gate mark (27) is formed corresponding to the position of the gate (48) in the mold (40) for supplying the bonded magnet material (26a) used when manufacturing the rotor (20) described later. Gate-shaped (usually circular) material supply marks to be Therefore, the bonded magnet (26) is formed by flowing the bonded magnet material (26a) from the end of the magnet slot (24) on the side of the burr surface (22b). The gate mark (27) formed on the end face of the bond magnet (26) on the side of the burr surface (22b) may be removed by post processing.
上述した通り、各磁石用スロット（24）の内周面には、図６に示すように、相互に隣接する一対のコア部材（22）間に、一方のダレ（d）による空間に他方のバリ（b）が入り込むと共に隙間（25）が形成された部分が存在するものの、ボンド磁石（26）は、そのコア部材（22）間の隙間（25）にも空間を形成することなく充填されている。このような構造は、後述のロータ（20）の製造時において、ボンド磁石用材料（26a）を磁石用スロット（24）におけるバリ面（22b）側の端から流入させることにより、ロータコア（21）を構成するコア部材（22）間の隙間（25）が、ボンド磁石用材料（26a）の流動の向きに対して、ダレ（d）に沿って外向きに延びるように構成されることとなり、その結果、ボンド磁石用材料（26a）がコア部材（22）間の隙間（25）にも流入するために得られるものである。 As described above, on the inner peripheral surface of each magnet slot (24), as shown in FIG. 6, between the pair of core members (22) adjacent to each other, the space by one of the sagging (d) Although the burr (b) enters and there is a portion where the gap (25) is formed, the bond magnet (26) is also filled without forming a space in the gap (25) between its core members (22) ing. Such a structure allows the bonded core material (26a) to flow from the end of the magnet slot (24) on the side of the burr surface (22b) at the time of manufacturing the rotor (20) described later. The gap (25) between the core members (22) that composes the core member (22) is configured to extend outward along the sag (d) with respect to the flow direction of the bond magnet material (26a), As a result, the bonded magnet material (26a) is obtained to flow into the gap (25) between the core members (22).
〈ロータ（20）の製造方法〉
図７及び８は、ロータ（20）の製造の際に用いる射出成形用の成形型（40）を示す。なお、図７及び８では、その成形型（40）内にロータコア（21）を設けた状態を示している。
<Method of manufacturing rotor (20)>
Figures 7 and 8 show a mold (40) for injection molding used in the manufacture of the rotor (20). 7 and 8 show a state in which the rotor core (21) is provided in the molding die (40).
成形型（40）は、ロータコア（21）を内嵌め状に配置することができる凹部（41a）が形成された固定型（41）と、その凹部（41a）の開口側に設けられた板状の可動型（42）とで構成されており、それらが型締めされて固定型（41）の凹部（41a）が可動型（42）によって閉じられ、それによって内部にキャビティ（43）が形成されるように構成されている。 The molding die (40) is a fixed die (41) in which a recess (41a) capable of disposing the rotor core (21) in the form of an inset, and a plate shape provided on the opening side of the recess (41a). Of the fixed mold (41) are closed by the movable mold (42), whereby a cavity (43) is formed inside. Are configured to
固定型（41）には、凹部（41a）の周囲に永久磁石（44）とポールピース（45）とが周方向に交互に配置されている。ポールピース（45）は、ロータ（20）のボンド磁石（26）と１対１に対応するように、磁極数に応じた数が設けられており、従って、本実施形態では、４つのポールピース（45）が設けられ、また、永久磁石（44）も同数設けられている。各ポールピース（45）は、接触する永久磁石（44）からの磁束をキャビティ（43）に設けられたロータコア（21）に磁界を印加するように構成されている。 In the fixed mold (41), permanent magnets (44) and pole pieces (45) are alternately arranged in the circumferential direction around the recess (41a). The pole pieces (45) are provided in a number corresponding to the number of magnetic poles so as to correspond one-to-one with the bonded magnets (26) of the rotor (20). Therefore, in the present embodiment, four pole pieces (45) is provided, and the same number of permanent magnets (44) is also provided. Each pole piece (45) is configured to apply a magnetic field from the contacting permanent magnet (44) to the rotor core (21) provided in the cavity (43).
可動型（42）には、スプール（46）、及びそこから分岐したランナー（47）、並びにそれに連続してキャビティ（43）に開口したゲート（48）がそれぞれ形成されている。ゲート（48）は、キャビティ（43）に設けられたロータコア（21）における磁石用スロット（24）に対応する位置に設けられている。 The movable mold (42) is formed with a spool (46) and a runner (47) branched therefrom, and a gate (48) continuously opened to the cavity (43). The gate (48) is provided at a position corresponding to the magnet slot (24) in the rotor core (21) provided in the cavity (43).
ボンド磁石（26）の形成に際し、射出成形機に成形型（40）を装着し、ロータコア（21）を、固定型（41）の凹部（41a）に配置する。このとき、図９に示すように、ロータコア（21）のバリ面（22b）側の端面が凹部（41a）の開口側、つまり、可動型（42）側に位置付けられるようにする。 In forming the bond magnet (26), the mold (40) is attached to the injection molding machine, and the rotor core (21) is placed in the recess (41a) of the fixed mold (41). At this time, as shown in FIG. 9, the end face of the rotor core (21) on the side of the burr surface (22b) is positioned on the opening side of the recess (41a), that is, on the movable mold (42) side.
次いで、固定型（41）及び可動型（42）を型締めする。このとき、ロータコア（21）が成形型（40）のキャビティ（43）に配置される。 Next, the fixed mold (41) and the movable mold (42) are clamped. At this time, the rotor core (21) is disposed in the cavity (43) of the mold (40).
続いて、射出成形機からボンド磁石用材料（26a）を成形型（40）に射出供給する。ここで、本実施形態で用いるボンド磁石用材料（26a）は、磁性を帯びていない粉状乃至粒状の磁石材料とバインダーと混合したものである。このとき、射出成形機において加熱及び混練されて流動体となったボンド磁石用材料（26a）は、成形型（40）内のスプール（46）及びランナー（47）を流動してゲート（48）からキャビティ（43）に設けられたロータコア（21）の磁石用スロット（24）に流入する。そして、ロータコア（21）は、バリ面（22b）側の端面が可動型（42）側に位置付けられているので、ボンド磁石用材料（26a）は、磁石用スロット（24）におけるバリ面（22b）側の端から流入し、磁石用スロット（24）のダレ面（22a）側の端に向かって流動する。また、図１０に示すように、ロータコア（21）を構成するコア部材（22）間の隙間（25）は、ボンド磁石用材料（26a）の流動の向きに対して、ダレ（d）に沿って外向きに延びるように構成されることとなるので、ボンド磁石用材料（26a）は、コア部材（22）間の隙間（25）にも流入して空間を形成せずに充填される。更に、ボンド磁石用材料（26a）は、固化すると共にポールピース（44）からの磁束によって磁場配向及び着磁が行われてボンド磁石（26）に形成される。また、ボンド磁石（26）のバリ面（22b）側の端面にはゲートマーク（27）が形成され、一方、ボンド磁石（26）のダレ面（22a）側の端面は固定型（41）の凹部（41a）の底面が転写された平坦面に形成される。 Subsequently, the bonded magnet material (26a) is injected and supplied from the injection molding machine to the mold (40). Here, the bonded magnet material (26a) used in the present embodiment is a mixture of a nonmagnetic powdery or granular magnetic material and a binder. At this time, the bonded magnet material (26a) that has been heated and kneaded in the injection molding machine to become a fluid flows through the spool (46) and the runner (47) in the molding die (40) and the gate (48) Into the magnet slot (24) of the rotor core (21) provided in the cavity (43). And since the end face of the rotor core (21) on the side of the burr surface (22b) is positioned on the movable mold (42) side, the bond magnet material (26a) has the burr surface (22b) in the magnet slot (24). It flows in from the side end and flows toward the end of the magnet slot (24) on the side of the dripping surface (22a). Further, as shown in FIG. 10, the gap (25) between the core members (22) constituting the rotor core (21) is in line with the sag (d) with respect to the flow direction of the bond magnet material (26a). Since the bond magnet material (26a) is configured to extend outward, it also flows into the gap (25) between the core members (22) and is filled without forming a space. Furthermore, the bonded magnet material (26a) is solidified and magnetically oriented and magnetized by the magnetic flux from the pole piece (44) to form the bonded magnet (26). Further, a gate mark (27) is formed on the end face of the bond magnet (26) on the side of the burr surface (22b), while the end face of the bond magnet (26) on the side of the sag surface (22a) is of the fixed mold (41). The bottom surface of the recess (41a) is formed on the transferred flat surface.
最後に、成形型（40）を開き、固定型（41）からロータコア（21）にボンド磁石（26）が充填されて形成されたロータ（20）を取り出す。 Finally, the mold (40) is opened, and the rotor (20) formed by filling the bonded magnet (26) onto the rotor core (21) is taken out of the fixed mold (41).
以上のようにして得られたロータ（20）には、駆動軸（30）を焼き嵌め（絞まり嵌めの一例）によって固定する。なお、射出成形によりボンド磁石（26）を形成する前のロータコア（21）に、この駆動軸（30）の焼き嵌めを行ってもよい。 The drive shaft (30) is fixed to the rotor (20) obtained as described above by shrink fitting (an example of a snug fit). The drive shaft (30) may be shrink fit to the rotor core (21) before the bonded magnet (26) is formed by injection molding.
〈本実施形態における効果〉
以上の構成の本実施形態によれば、複数のコア部材（22）が打ち抜きの向きが揃うように積層されてロータコア（21）が構成されており、ロータ（20）の製造時において、ロータコア（21）は、バリ面（22b）側の端面が可動型（42）側に位置付けられるので、ボンド磁石用材料（26a）は、磁石用スロット（24）におけるバリ面（22b）側の端から流入する。そして、ロータコア（21）を構成するコア部材（22）間の隙間（25）は、ボンド磁石用材料（26a）の流動の向きに対して、ダレ（d）に沿って外向きに延びるように構成されることとなるので、ボンド磁石用材料（26a）は、コア部材（22）間の隙間（25）にも流入して空間を形成せずに充填される。そのため、ロータ（20）は、磁石用スロット（24）に空間が残留することなく、十分な量のボンド磁石（26）を有することができるので、ボンド磁石（26）によるパーミアンスが高くなり、そのために、一般に焼結磁石よりも残留磁束密度が低いボンド磁石（26）であっても動作点の磁束密度を高く保持することができる。その結果、電動機（1）としても高性能を得ることができる。
<Effect in this embodiment>
According to this embodiment of the above configuration, the plurality of core members (22) are stacked so that the punching directions are aligned to form the rotor core (21), and the rotor core (21) is manufactured at the time of manufacturing the rotor (20). 21), since the end face on the side of the burr surface (22b) is positioned on the movable mold (42) side, the bond magnet material (26a) flows from the end on the side of the burr surface (22b) in the magnet slot (24) Do. The gap (25) between the core members (22) constituting the rotor core (21) extends outward along the sag (d) with respect to the flow direction of the bond magnet material (26a). As it is configured, the bonded magnet material (26a) also flows into the gap (25) between the core members (22) to be filled without forming a space. Therefore, since the rotor (20) can have a sufficient amount of bonded magnets (26) without leaving a space in the magnet slots (24), the permeance by the bonded magnets (26) is increased, and therefore In addition, even in the case of a bonded magnet (26) generally having a residual magnetic flux density lower than that of a sintered magnet, the magnetic flux density at the operating point can be kept high. As a result, high performance can be obtained as the motor (1).
また、絶縁被覆された電磁鋼板を用いた場合には、打ち抜き加工端では絶縁被覆されていない端部が露出するが、コア部材（22）間の隙間（25）にボンド磁石用材料（26a）が流入してボンド磁石（26）が形成されるので、相互に隣接するコア部材（22）間における絶縁被覆されていない露出端部による短絡を阻止し、局部的な渦電流の発生を防止することができる。 Also, in the case of using the electromagnetically coated electromagnetic steel sheet, the end portion not covered with the insulation coating is exposed at the punched end, but the material for bond magnet (26a) in the gap (25) between the core members (22) Flows to form a bonded magnet (26), thereby preventing a short circuit due to an uninsulated exposed end between mutually adjacent core members (22) and preventing the generation of a local eddy current be able to.
〈その他の実施形態〉
上記実施形態のロータ（20）は、電動機（1）におけるいわゆるインナーロータであるが、特にこれに限定されるものではなく、アウターロータであってもよい。
Other Embodiments
Although the rotor (20) of the said embodiment is what is called an inner rotor in a motor (1), it is not specifically limited to this, An outer rotor may be sufficient.
上記実施形態では、回転電気機械として電動機（1）を例示したが、特にこれに限定されるものではなく、発電機であってもよい。 In the said embodiment, although the electric motor (1) was illustrated as a rotary electric machine, it is not specifically limited to this, A generator may be sufficient.
上記実施形態では、打ち抜き加工後のバリ（b）の除去加工が施されていないコア部材（22）を用いてロータコア（21）を構成したが、特にこれに限定されるものではなく、図１１に示すように、打ち抜き加工後のバリ（b）の除去加工が施されたコア部材（22）を用いてロータコア（21）を構成してもよい。 In the above embodiment, the rotor core (21) is configured using the core member (22) which has not been subjected to removal processing of the burrs (b) after punching processing, but the invention is not particularly limited to this. As shown in the above, the rotor core (21) may be configured using a core member (22) subjected to removal processing of burrs (b) after punching processing.
上記実施形態では、ボンド磁石（26）を収容するための磁石用スロット（24）を、ロータコア（21）に形成された貫通した穴により構成したが、特にこれに限定されるものではなく、ロータコアの外周面にダレ面側の端からバリ面側の端まで延びるように形成された凹溝で構成してもよい。 In the above embodiment, although the magnet slot (24) for housing the bond magnet (26) is formed by the through hole formed in the rotor core (21), it is not particularly limited to this, and the rotor core The outer peripheral surface of the groove may be constituted by a recessed groove formed to extend from the end on the sag surface side to the end on the burr surface side.
上記実施形態では、磁性を帯びていない粉状乃至粒状の磁石材料とバインダーとを混合したボンド磁石用材料（26a）を用い、それを射出成形時に着磁してボンド磁石（26）を形成したが、特にこれに限定されるものではなく、磁性を帯びた粉状乃至粒状の磁石材料とバインダーとを混合したボンド磁石用材料を用いてボンド磁石を形成してもよい。 In the above embodiment, a bonded magnet material (26a) in which powdery or granular magnetic material having no magnetic property and a binder are mixed is used to magnetize it during injection molding to form a bonded magnet (26). However, the invention is not particularly limited thereto, and a bonded magnet may be formed using a bonded magnet material in which a magnetic powdery or granular magnet material and a binder are mixed.
上記実施形態では、ボンド磁石（26）を射出成形により形成したが、特にこれに限定されるものではなく、トランスファー成形等により形成してもよい。 Although the bond magnet (26) is formed by injection molding in the above embodiment, it is not particularly limited thereto, and may be formed by transfer molding or the like.
本発明は、ロータ及びその製造方法、並びにそれを備えた回転電気機械について有用である。 The present invention is useful for a rotor, a method of manufacturing the same, and a rotary electric machine equipped with the same.
１ 電動機（回転電気機械）
２０ ロータ
２１ ロータコア
２２ コア部材
２２ａ ダレ面
２２ｂ バリ面
２４ 磁石用スロット
２６ ボンド磁石
２６ａ ボンド磁石用材料
２７ ゲートマーク
４０ 成形型
４３ キャビティ
1 Motor (rotary electric machine)
Claims (7)
前記ロータコア（21）の前記磁石用スロット（24）に収容されたボンド磁石（26）と、
を有するロータ（20）であって、
前記ボンド磁石（26）は、そのバリ面（22b）側の端面に、前記ロータ（20）の製造時に用いるボンド磁石用材料（26a）を供給するための成形型（40）におけるゲート（48）の位置に対応して形成されるゲート形状の材料供給痕であるゲートマーク（27）が形成されているロータ。 A plurality of core members (22) formed by punching a magnetic steel sheet are laminated so as to align the direction of punching, and on the side of the sagging surface (22a) in the stacking direction of the plurality of core members (22) A rotor core (21) having a magnet slot (24) formed extending from the end to the end on the side of the burr surface (22b);
A bonded magnet (26) accommodated in the magnet slot (24) of the rotor core (21);
A to have a rotor (20),
The bonded magnet (26) is a gate (48) in a mold (40) for supplying a bonded magnet material (26a) used at the time of manufacturing the rotor (20 ) on the end face of the burr surface (22b) side. A rotor having a gate mark (27) which is a gate-shaped material supply mark formed corresponding to the position of .
前記電磁鋼板が絶縁被覆されているロータ。 A rotor (20) according to claim 1 or 2
A rotor in which the electromagnetic steel sheet is coated.
前記ボンド磁石（26）は、そのダレ面（22a）側の端面が、前記成形型（40）の面が転写された面であるロータ。In the rotor, the end face of the bond magnet (26) on the side of the sag surface (22a) is a surface to which the surface of the molding die (40) is transferred.
前記複数のコア部材（22）のそれぞれには、バリ（b）が形成され且つ前記バリ（b）の除去加工が施されていないロータ。A rotor in which a burr (b) is formed on each of the plurality of core members (22) and the burr (b) is not removed.
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