JP6451402B2 - Rotor for rotating electrical machines - Google Patents

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JP6451402B2 JP2015038568A JP2015038568A JP6451402B2 JP 6451402 B2 JP6451402 B2 JP 6451402B2 JP 2015038568 A JP2015038568 A JP 2015038568A JP 2015038568 A JP2015038568 A JP 2015038568A JP 6451402 B2 JP6451402 B2 JP 6451402B2
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Description

本発明は、複数枚の電磁鋼板を回転軸方向に積層して構成されたロータコアを備えた回転電機用ロータに関する。   The present invention relates to a rotor for a rotating electrical machine including a rotor core configured by laminating a plurality of electromagnetic steel plates in a rotation axis direction.

回転電機のロータを構成するロータコアは、多くの場合、鉄損を軽減するために、複数の薄い鋼板を回転軸に沿った方向に積層した積層コアの形態で形成されている。積層された鋼板は種々の方法により固定されるが、その1つとして、回転軸方向に隣接する鋼板を溶接によって固定する方法がある。特開2011−259689号公報(特許文献1)には、そのように、溶接によって鋼板を固定して形成されるロータコアが例示されている(第86〜88段落、図16〜図18等)。このロータコアは、インナーロータ型回転電機のロータを構成するものであり、回転軸(シャフト)と嵌合する貫通穴を有する円環状の複数の鋼板が回転軸方向に積層されて形成されている。貫通穴を区画するロータコアの内周面には、回転軸方向の一端側から多端側に、回転軸方向に沿って一直線状に延びる湾曲溝が形成されている。この湾曲溝は、回転軸に直交する断面において径方向外側に窪む円弧状に形成されている。この湾曲溝は、回転軸方向に隣接する鋼板同士を溶接するための溶接対象箇所となる。この溶接対象箇所は、溶接後も回転軸と貫通穴とが接触する面よりも径方向に窪んだ場所に位置するため、溶接後のロータコアと回転軸との嵌合を阻害することがない。   In many cases, a rotor core constituting a rotor of a rotating electrical machine is formed in the form of a laminated core in which a plurality of thin steel plates are laminated in a direction along the rotation axis in order to reduce iron loss. The laminated steel plates are fixed by various methods. One of them is a method of fixing steel plates adjacent to each other in the rotation axis direction by welding. Japanese Unexamined Patent Publication No. 2011-259689 (Patent Document 1) exemplifies a rotor core formed by fixing a steel plate by welding as described above (paragraphs 86 to 88, FIGS. 16 to 18 and the like). This rotor core constitutes a rotor of an inner rotor type rotating electrical machine, and is formed by laminating a plurality of annular steel plates having through holes that fit into a rotating shaft (shaft) in the rotating shaft direction. On the inner peripheral surface of the rotor core that defines the through hole, a curved groove extending in a straight line along the rotation axis direction is formed from one end side to the multi-end side in the rotation axis direction. The curved groove is formed in an arc shape that is recessed radially outward in a cross section orthogonal to the rotation axis. This curved groove serves as a welding target location for welding steel plates adjacent to each other in the rotation axis direction. Since this welding target location is located in a location that is recessed in the radial direction from the surface where the rotating shaft and the through hole contact after welding, the fitting between the rotor core after welding and the rotating shaft is not hindered.

ところで、永久磁石型回転電機では、ロータコアに永久磁石が取り付けられている。多くの場合、永久磁石は、回転軸方向に沿って連続的に配置されていると共にロータコアに接合されている。永久磁石には、鋼板と同じ傾向で熱により膨張収縮するもの(熱膨張係数の符号が同じもの)と、鋼板とは異なる傾向で膨張収縮するもの(熱膨張係数が逆のもの)とがある。鋼板と永久磁石とで熱膨張の特性が異なると、熱衝撃(温度変化)によって回転軸方向に引張応力が発生し、ロータコアが変形挙動を示す場合がある。一般的に、鋼板は正の膨張係数を有するので、ロータの回転軸方向に永久磁石が負の膨張係数を有する場合、溶接された箇所を引き剥がす方向の応力が掛かる可能性がある。溶接を引き剥す方向に応力がかかった結果、溶接された箇所に割れなどが生じると、機械的な強度が低下する可能性があり、好ましくない。   By the way, in the permanent magnet type rotating electrical machine, a permanent magnet is attached to the rotor core. In many cases, the permanent magnet is continuously arranged along the rotation axis direction and is joined to the rotor core. Permanent magnets include those that expand and contract due to heat with the same tendency as steel plates (those with the same sign of thermal expansion coefficient) and those that expand and contract with different tendencies from steel plates (those with opposite thermal expansion coefficients). . If the thermal expansion characteristics are different between the steel plate and the permanent magnet, a thermal stress (temperature change) may cause a tensile stress in the direction of the rotation axis, and the rotor core may exhibit a deformation behavior. In general, since a steel plate has a positive expansion coefficient, when the permanent magnet has a negative expansion coefficient in the direction of the rotation axis of the rotor, there is a possibility that a stress in a direction of peeling off the welded portion may be applied. As a result of applying stress in the direction in which the welding is peeled off, if the welded portion is cracked or the like, the mechanical strength may decrease, which is not preferable.

特開2011−259689号公報JP 2011-259689 A

上記背景に鑑みて、積層された鋼板を溶接により固定したロータコアに永久磁石が接合された回転電機用ロータにおいて、熱衝撃による溶接部位への応力を低減して高い信頼性を確保する技術の提供が望まれる。   In view of the above-mentioned background, in a rotor for a rotating electrical machine in which a permanent magnet is joined to a rotor core in which laminated steel plates are fixed by welding, provision of technology for ensuring high reliability by reducing stress on the welded part due to thermal shock Is desired.

上記に鑑みた、複数枚の電磁鋼板を回転軸方向に積層して構成されたロータコアを備えた回転電機用ロータは、1つの態様として、
前記回転軸方向の熱膨張係数が前記電磁鋼板とは逆符号である永久磁石と、
前記ロータコアを支持する回転部材と、を備え、
前記ロータコアの径方向の一方側を径第一方向側、前記径方向の他方側を径第二方向側として、前記回転部材は、前記ロータコアの前記径第一方向側の周面である第一周面を前記径方向に支持し、
前記ロータコアの前記回転軸方向の両端部が前記回転軸方向に前記回転部材と相対移動しないように、ロータコアが支持され、
前記永久磁石は、前記ロータコアの径方向厚さにおける径方向中間位置よりも前記径第二方向側において前記ロータコアの周方向に分散して複数個配置され、
前記永久磁石のそれぞれが、前記回転軸方向に沿って配置されていると共に前記ロータコアに接合され、
前記ロータコアは、複数枚の前記電磁鋼板を互いに溶接するための溶接部を、前記第一周面に有し、
前記溶接部は、前記第一周面における前記溶接部以外の一般部の周面である基準周面に対して前記径第二方向側に窪むと共に前記回転軸方向に沿って連続して延びる第一凹溝部と、前記基準周面に対して前記径第二方向側に窪むと共に前記第一凹溝部と平行状に連続して延びる第二凹溝部と、前記第一凹溝部と前記第二凹溝部との前記周方向の間に挟まれて前記径第一方向側に突出すると共に前記回転軸方向に沿って連続して延びる突状部と、を備え、
前記突状部における前記径第一方向側の頂部が、前記基準周面よりも前記径第二方向側に位置するように、前記突状部が形成されていると好適である。
In view of the above, a rotor for a rotating electrical machine including a rotor core configured by laminating a plurality of electromagnetic steel plates in the rotation axis direction is one aspect,
A permanent magnet whose thermal expansion coefficient in the direction of the rotation axis is opposite to that of the magnetic steel sheet;
A rotating member that supports the rotor core,
The rotating member is a first circumferential surface of the rotor core on the first radial direction side, with one radial side of the rotor core being the first radial direction side and the other radial side being the second radial direction side. Supporting the circumferential surface in the radial direction,
The rotor core is supported so that both end portions of the rotor core in the rotation axis direction do not move relative to the rotation member in the rotation axis direction,
A plurality of the permanent magnets are arranged in a distributed manner in the circumferential direction of the rotor core on the second radial direction side than the radial intermediate position in the radial thickness of the rotor core,
Each of the permanent magnets is disposed along the rotation axis direction and joined to the rotor core,
The rotor core has a weld portion on the first circumferential surface for welding a plurality of the electromagnetic steel sheets to each other,
The welded portion is recessed toward the second radial direction side with respect to a reference circumferential surface that is a circumferential surface of a general portion other than the welded portion on the first circumferential surface and continuously extends along the rotational axis direction. A first groove portion, a second groove portion that is recessed in the second radial direction side with respect to the reference circumferential surface and extends in parallel with the first groove portion, the first groove portion, and the first groove portion. A projecting portion sandwiched between two circumferential groove portions and projecting toward the first radial direction side and continuously extending along the rotational axis direction,
It is preferable that the projecting portion is formed such that a top portion of the projecting portion on the first radial direction side is located on the second radial direction side with respect to the reference circumferential surface.

例えば、特許文献1において溶接部に対応する湾曲溝は、基準周面から比較的大きく径第二方向側へ窪んでいる。しかし、本構成では、そのような湾曲溝に比べて径第一方向側に、溶接部の突状部の頂部が位置している。つまり、ロータコアの径方向厚さが同じであったとすれば、本構成では突状部の頂部が径第一方向側に突出している分だけ、溶接対象箇所と永久磁石との距離は、特許文献1に比べて長くなる。溶接対象箇所は、電磁鋼板が溶融し、凝固した箇所(溶融凝固部)となるが、この溶融凝固部と永久磁石との距離が長いほど、熱衝撃発生時に溶融凝固部に掛かる応力が軽減される。電磁鋼板と永久磁石との熱膨張係数が逆符号である場合、熱衝撃によって溶融凝固部には引張応力が掛かるが、溶融凝固部と永久磁石との距離が長ければ、引張応力が軽減される。即ち、この構成によれば、積層された鋼板を溶接により固定したロータコアに永久磁石が接合された回転電機用ロータにおいて、熱衝撃による溶接部位への応力を低減して高い信頼性を確保することが可能となる。   For example, in Patent Document 1, the curved groove corresponding to the welded portion is relatively large and recessed toward the second radial direction from the reference circumferential surface. However, in this structure, the top part of the projection part of a welding part is located in the radial first direction side compared with such a curved groove. That is, if the radial thickness of the rotor core is the same, in this configuration, the distance between the welding target portion and the permanent magnet is the same as the distance between the top of the protruding portion protruding in the first radial direction side. Longer than 1. The welded part is the part where the magnetic steel sheet is melted and solidified (melted and solidified part). The longer the distance between the melted and solidified part and the permanent magnet, the less the stress applied to the melted and solidified part when a thermal shock occurs. The When the thermal expansion coefficient between the electrical steel sheet and the permanent magnet is opposite, a tensile stress is applied to the melted and solidified part due to thermal shock, but if the distance between the melted and solidified part and the permanent magnet is long, the tensile stress is reduced. . That is, according to this configuration, in a rotor for a rotating electrical machine in which a permanent magnet is joined to a rotor core in which laminated steel plates are fixed by welding, stress on the welded part due to thermal shock is reduced and high reliability is ensured. Is possible.

また、この構成によれば、溶接対象となる突状部の周方向の両側に第一凹溝部と第二凹溝部とが設けられるので、溶接部が変形し易くなっている。そのため、溶接に伴う歪みが溶接部以外に影響を及ぼしにくく、溶接に伴ってロータコアに生じる歪みも軽減される。歪みの軽減によって、ロータコアの真円度が向上する。尚、第一凹溝部及び第二凹溝部の径方向の深さ及び周方向の幅は、ロータコアを通る磁路を妨げて磁気特性を妨げない範囲で、大きく設定されるほど歪みの軽減効果が高くなる。また、突状部の周方向の幅も、磁気特性を妨げない範囲で、大きく設定されるほど溶接の幅が大きくなり、溶接深さを低減することができる。   Moreover, according to this structure, since the 1st ditch | groove part and the 2nd ditch | groove part are provided in the both sides of the circumferential direction of the protrusion part used as welding object, it is easy to deform | transform a welded part. Therefore, distortion caused by welding hardly affects other than the welded portion, and distortion generated in the rotor core accompanying welding is also reduced. By reducing the distortion, the roundness of the rotor core is improved. It should be noted that the radial depth and the circumferential width of the first groove portion and the second groove portion are within a range in which the magnetic path passing through the rotor core is not disturbed and the magnetic characteristics are not obstructed, so that the distortion reduction effect becomes more effective as it is set. Get higher. Further, the width of the projecting portion in the circumferential direction is set within a range that does not interfere with the magnetic characteristics, and the welding width increases as the setting is increased, and the welding depth can be reduced.

本発明のさらなる特徴と利点は、図面を参照して説明する本発明の実施形態についての以下の記載から明確となる。   Further features and advantages of the present invention will become apparent from the following description of embodiments of the invention which will be described with reference to the drawings.

ロータの回転軸方向断面図Cross-sectional view of the rotor in the rotation axis ロータコアの回転軸方向断面図Cross-sectional view of the rotor core in the rotation axis direction ロータの回転軸方向視の平面図Plan view of the rotor viewed in the direction of the rotation axis ロータコアの溶接部近傍の拡大図Enlarged view of the vicinity of the welded part of the rotor core 比較例のロータコアの溶接部近傍の拡大図Enlarged view of the vicinity of the welded portion of the rotor core of the comparative example ロータの応力シミュレーションモデルの回転軸方向部分断面図Partial sectional view in the direction of the rotation axis of the stress simulation model of the rotor 高温時の応力シミュレーションモデルの回転軸方向部分断面図Partial sectional view in the direction of the rotation axis of the stress simulation model at high temperature 低温時の応力シミュレーションモデルの回転軸方向部分断面図Partial sectional view in the direction of the rotation axis of the stress simulation model at low temperatures 引張応力による空隙とその開き角を模式的に示す説明図Explanatory drawing schematically showing the gap and opening angle due to tensile stress 比較例のロータにおける空隙とその開き角を模式的に示す説明図Explanatory drawing which shows typically the space | gap and its opening angle in the rotor of a comparative example ロータコアの第一溶融凝固部近傍の拡大図Enlarged view of the vicinity of the first melt-solidified part of the rotor core ロータコアにおける永久磁石及び溶接部の配置の他の例を示す拡大図The enlarged view which shows the other example of arrangement | positioning of the permanent magnet and welding part in a rotor core

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。ここでは、インナーロータ型の回転電機に備えられるロータ1(回転電機用ロータ)を例として説明する。図1は、ロータ1の回転軸方向Lにおける断面図である。ロータ1は、ロータコア2、永久磁石4、回転軸Xとしての不図示のシャフトに対してロータコア2を連結するハブ5(回転部材)を備えて構成されている。図2は、ロータコア2にハブ5が取り付けられていない状態のロータコア2の回転軸方向Lにおける断面図である。詳細は後述するが、ロータコア2は、複数の円環状の電磁鋼板3を積層して形成されており、ロータコア2に対してハブ5を取り付ける前に、溶接によって電磁鋼板3が互いに接合される。図2における符号“W1”は、溶接によって溶融し凝固した溶融凝固部を模式的に示している。図3は、ロータコア2の回転軸方向Lに沿った方向から見た平面図である。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. Here, a rotor 1 (rotor for a rotating electrical machine) provided in an inner rotor type rotating electrical machine will be described as an example. FIG. 1 is a cross-sectional view of the rotor 1 in the rotation axis direction L. FIG. The rotor 1 includes a rotor core 2, a permanent magnet 4, and a hub 5 (rotating member) that connects the rotor core 2 to a shaft (not shown) as the rotation axis X. FIG. 2 is a cross-sectional view in the rotational axis direction L of the rotor core 2 in a state where the hub 5 is not attached to the rotor core 2. Although details will be described later, the rotor core 2 is formed by laminating a plurality of annular electromagnetic steel plates 3, and the electromagnetic steel plates 3 are joined to each other by welding before the hub 5 is attached to the rotor core 2. The symbol “W1” in FIG. 2 schematically shows a melt-solidified portion that has been melted and solidified by welding. FIG. 3 is a plan view seen from the direction along the rotation axis direction L of the rotor core 2.

本実施形態では、ロータコア2を形成する電磁鋼板3を溶接によって互いに接合した後、ハブ5をロータコア2に取り付け、ハブ5とロータコア2とを溶接によって接合する。図1における符号“W2”も、溶接によって溶融し凝固した溶融凝固部を模式的に示している。上述したように、まず、ロータコア2の鋼板同士を溶接し、次にロータコア2とハブ5とを溶接する。従って、図2に示した溶融凝固部と、図1に示した溶融凝固部とを区別する場合、図2の溶融凝固部を第一溶融凝固部W1、図1に示した溶融凝固部を第二溶融凝固部W2と称する。図2は、後述する溶接部10を通る断面、つまり第一溶融凝固部W1を通る断面を示したものである。図1は、ロータコア2にハブ5を取り付けた後の、溶接部10を通らない断面、つまり第一溶融凝固部W1を通らない断面を示したものである。本実施形態のロータ1(又はロータコア2)は、溶接部10の構造に特徴を有する。図4は、その溶接部10の近傍の拡大図である。   In this embodiment, after the electromagnetic steel plates 3 forming the rotor core 2 are joined to each other by welding, the hub 5 is attached to the rotor core 2 and the hub 5 and the rotor core 2 are joined by welding. The symbol “W2” in FIG. 1 also schematically shows a melt-solidified portion that has been melted and solidified by welding. As described above, first, the steel plates of the rotor core 2 are welded together, and then the rotor core 2 and the hub 5 are welded. Therefore, when distinguishing the melt-solidified portion shown in FIG. 2 from the melt-solidified portion shown in FIG. 1, the melt-solidified portion shown in FIG. 2 is designated as the first melt-solidified portion W1, and the melt-solidified portion shown in FIG. This is referred to as a two-melt solidified portion W2. FIG. 2 shows a cross section passing through the welded portion 10 described later, that is, a cross section passing through the first melt-solidified portion W1. FIG. 1 shows a cross section that does not pass through the welded portion 10 after the hub 5 is attached to the rotor core 2, that is, a cross section that does not pass through the first melt-solidified portion W1. The rotor 1 (or rotor core 2) of this embodiment is characterized by the structure of the welded portion 10. FIG. 4 is an enlarged view of the vicinity of the welded portion 10.

以下、本実施形態に係るロータ1について詳細に説明する。以下の説明では、特に断らない限り、「回転軸方向L」、「径方向R」、「周方向C」は、ロータコア2の軸心(すなわち回転軸X)を基準とする。また、ロータコア2の径方向Rの一方側を径第一方向R1側、径方向Rの他方側を径第二方向R2側とする。図1に示すように、インナーロータ型の回転電機のロータ1を例示する本実施形態では、「径第一方向R1」は、径方向Rの内側(軸心側)へ向かう方向を表し、「径第二方向R2」は、径方向Rの外側(不図示のステータ側)へ向かう方向を表す。即ち、「径第一方向R1側」は「径方向内側」であり、「径第二方向R2側」は、「径方向外側」である。また、各部材についての寸法、配置方向、配置位置等に関しては、誤差(製造上許容され得る程度の誤差)による差異を有する状態も含む。   Hereinafter, the rotor 1 according to the present embodiment will be described in detail. In the following description, unless otherwise specified, the “rotational axis direction L”, “radial direction R”, and “circumferential direction C” are based on the axis of the rotor core 2 (that is, the rotational axis X). Also, one side of the radial direction R of the rotor core 2 is defined as the first radial direction R1 side, and the other side of the radial direction R is defined as the second radial direction R2 side. As shown in FIG. 1, in this embodiment illustrating the rotor 1 of the inner rotor type rotating electrical machine, the “diameter first direction R1” represents a direction toward the inner side (axial center side) of the radial direction R, and “ The second radial direction R2 "represents a direction toward the outer side (not shown) of the radial direction R. That is, the “diameter first direction R1 side” is “radially inner” and the “diameter second direction R2 side” is “radially outer”. Further, the dimensions, arrangement direction, arrangement position, and the like of each member include a state having a difference due to an error (an error that is acceptable in manufacturing).

図1に示すように、ロータ1は、ロータコア2、永久磁石4、ハブ5(回転部材)を備えて構成されている。回転電機のロータを構成するロータコアは、多くの場合、鉄損を軽減するために、複数の薄い鋼板を回転軸に沿った方向に積層した積層コアの形態で形成されている。本実施形態においても、図1及び図2に示すように、ロータコア2は、複数枚の電磁鋼板3を回転軸方向Lに積層して構成されている。ロータコア2は、ハブ5を介して、回転軸Xとしての不図示のシャフトに固定される。図1に示すように、ハブ5は、ロータコア2の径第一方向R1側の周面である第一周面CP1を径方向Rに支持する部材である。また、ロータコア2は、ロータコア2の回転軸方向Lの両端部が回転軸方向Lにハブ5と相対移動しないように、支持される。本実施形態では、上述したように、ハブ5とロータコア2とは、溶接によって接合され、ロータコア2は、ハブ5と相対移動しないように支持される。ハブ5と不図示のシャフトとは、焼き嵌め、キー結合、スプライン結合等によって連結される。   As shown in FIG. 1, the rotor 1 includes a rotor core 2, permanent magnets 4, and a hub 5 (rotating member). In many cases, a rotor core constituting a rotor of a rotating electrical machine is formed in the form of a laminated core in which a plurality of thin steel plates are laminated in a direction along the rotation axis in order to reduce iron loss. Also in this embodiment, as shown in FIGS. 1 and 2, the rotor core 2 is configured by laminating a plurality of electromagnetic steel plates 3 in the rotation axis direction L. The rotor core 2 is fixed to a shaft (not shown) as the rotation axis X via the hub 5. As shown in FIG. 1, the hub 5 is a member that supports a first circumferential surface CP1 that is a circumferential surface of the rotor core 2 on the radial first direction R1 side in the radial direction R. The rotor core 2 is supported so that both ends of the rotor core 2 in the rotation axis direction L do not move relative to the hub 5 in the rotation axis direction L. In the present embodiment, as described above, the hub 5 and the rotor core 2 are joined by welding, and the rotor core 2 is supported so as not to move relative to the hub 5. The hub 5 and a shaft (not shown) are connected by shrink fitting, key connection, spline connection, or the like.

永久磁石4は、径方向Rが磁化方向、回転軸方向Lが非磁化方向となるように、ロータコア2に配置される磁性体材料により構成されている。そして、この磁性体材料の非磁化方向の熱膨張係数は電磁鋼板3とは逆符号である。本実施形態において、この磁性体材料はネオジムを中核とするものである。永久磁石4はネオジム磁石であり、その非磁化方向の熱膨張係数は負の値である。一方、電磁鋼板3の熱膨張係数は、方向に関係なく正の値である。従って、永久磁石4は、非磁化方向の熱膨張係数が電磁鋼板3とは逆符号の磁石である。   The permanent magnet 4 is made of a magnetic material disposed on the rotor core 2 such that the radial direction R is a magnetization direction and the rotation axis direction L is a non-magnetization direction. The thermal expansion coefficient of the magnetic material in the non-magnetization direction is opposite to that of the electromagnetic steel sheet 3. In this embodiment, this magnetic material has neodymium as the core. The permanent magnet 4 is a neodymium magnet, and its coefficient of thermal expansion in the non-magnetization direction is a negative value. On the other hand, the thermal expansion coefficient of the electromagnetic steel sheet 3 is a positive value regardless of the direction. Therefore, the permanent magnet 4 is a magnet whose thermal expansion coefficient in the non-magnetization direction is opposite to that of the electromagnetic steel sheet 3.

永久磁石4は、図3に示すように、ロータコア2の径方向厚さRWにおける径方向中間位置R3よりも径第二方向R2側においてロータコア2の周方向Cに分散して複数個配置されている。ロータコア2には、回転軸方向Lに貫通する磁石挿入孔が形成されており、当該磁石挿入孔にロータコア2とほぼ同じ回転軸方向長さを有する永久磁石4が挿入されてロータコア2に固定されている。即ち、永久磁石4のそれぞれは、回転軸方向Lに沿って連続的に配置されていると共にロータコア2に接合されている。尚、永久磁石4は、ロータコア2の表面に接合されていてもよい。即ち、ロータ1は、埋め込み磁石型のロータに限らず、表面磁石型のロータであってもよい。   As shown in FIG. 3, a plurality of permanent magnets 4 are arranged in the circumferential direction C of the rotor core 2 on the radial second direction R2 side from the radial intermediate position R3 in the radial thickness RW of the rotor core 2. Yes. The rotor core 2 is formed with a magnet insertion hole penetrating in the rotation axis direction L, and a permanent magnet 4 having substantially the same rotation axis direction length as the rotor core 2 is inserted into the magnet insertion hole and fixed to the rotor core 2. ing. That is, each of the permanent magnets 4 is continuously disposed along the rotation axis direction L and is joined to the rotor core 2. The permanent magnet 4 may be joined to the surface of the rotor core 2. That is, the rotor 1 is not limited to an embedded magnet type rotor, but may be a surface magnet type rotor.

ところで、上述したように、ロータコア2は、複数枚の円環状の電磁鋼板3を回転軸方向Lに積層して構成されている。また、本実施形態では、回転軸方向Lにおけるロータコア2の両端部に、いわゆるエンドプレートと称されるような固定部材が設けられていない。また、複数枚の電磁鋼板3を固定するために、回転軸方向Lにおいて隣接する鋼板同士が溶接によって接合される。このため、ロータコア2には、溶接対象箇所となる溶接部10が形成されている。本実施形態では、図3及び図4に示すように、ロータコア2の第一周面CP1に、複数枚の電磁鋼板3を互いに溶接するための溶接部10が形成されている。   As described above, the rotor core 2 is configured by laminating a plurality of annular electromagnetic steel plates 3 in the rotation axis direction L. Moreover, in this embodiment, the fixing member called what is called an end plate is not provided in the both ends of the rotor core 2 in the rotating shaft direction L. Further, in order to fix the plurality of electromagnetic steel plates 3, the adjacent steel plates in the rotation axis direction L are joined together by welding. For this reason, the welding part 10 used as the welding object location is formed in the rotor core 2. As shown in FIG. In this embodiment, as shown in FIGS. 3 and 4, a welded portion 10 for welding a plurality of electromagnetic steel sheets 3 to each other is formed on the first circumferential surface CP <b> 1 of the rotor core 2.

この溶接部10に電子ビームやレーザービーム等のエネルギービームBを照射して電磁鋼板3を溶融させ、その後凝固させることで、回転軸方向Lにおいて隣接する電磁鋼板3が溶接される。図2に示すように、回転軸方向Lに沿って溶接部10にエネルギービームBを照射することで、複数枚の電磁鋼板3が1つのロータコア2として接合される。第一溶融凝固部W1は、回転軸方向Lに沿って照射されるエネルギービームBによって、複数の電磁鋼板3が溶融し凝固した部分を示している。尚、後述するように、例えば、回転軸方向Lの両端部近傍の電磁鋼板3には、このエネルギービームBが照射されなくてもよい。従って、第一溶融凝固部W1は、回転軸方向Lの全域に亘って形成されている必要はない。   By irradiating the welded part 10 with an energy beam B such as an electron beam or a laser beam, the electromagnetic steel sheet 3 is melted and then solidified, so that the adjacent electromagnetic steel sheets 3 in the rotation axis direction L are welded. As shown in FIG. 2, by irradiating the welded portion 10 with the energy beam B along the rotation axis direction L, a plurality of electromagnetic steel plates 3 are joined as one rotor core 2. The first molten and solidified portion W1 indicates a portion where a plurality of electromagnetic steel plates 3 are melted and solidified by the energy beam B irradiated along the rotation axis direction L. As will be described later, for example, the energy beam B may not be applied to the electromagnetic steel sheet 3 in the vicinity of both ends in the rotation axis direction L. Therefore, the first melt-solidified portion W1 does not need to be formed over the entire region in the rotation axis direction L.

詳細は後述するが、溶接部10の全ての部位は、第一周面CP1における溶接部10以外の一般部20の周面である基準周面CRに対して径第二方向R2側に形成されている。基準周面CRは、換言すれば、回転軸Xを中心とする断面が真円の仮想的な円柱の内壁又は外壁であり、理想的な周面である。一般部20は、この仮想的な円柱の内壁又は外壁である理想的な周面に一致するように形成されている。ハブ5のロータコア2と当接する面も、この理想的な周面に一致するように形成されている。溶接部10の全ての部位が、基準周面CRに対して径第二方向R2側に形成されていることにより、第一溶融凝固部W1も、基準周面CRに対して径第二方向R2側に形成される。ハブ5は、基準周面CRに当接するように配置されるが、この際、第一溶融凝固部W1が、ハブ5とロータコア2との当接を妨げることはない。   Although details will be described later, all the portions of the welded portion 10 are formed on the second radial direction R2 side with respect to the reference circumferential surface CR that is the circumferential surface of the general portion 20 other than the welded portion 10 in the first circumferential surface CP1. ing. In other words, the reference circumferential surface CR is an inner wall or an outer wall of a virtual cylinder whose cross section around the rotation axis X is a perfect circle, and is an ideal circumferential surface. The general portion 20 is formed so as to coincide with an ideal peripheral surface that is an inner wall or an outer wall of the virtual cylinder. The surface of the hub 5 that contacts the rotor core 2 is also formed so as to coincide with this ideal peripheral surface. Since all the parts of the welded portion 10 are formed on the second radial direction R2 side with respect to the reference circumferential surface CR, the first melt-solidified portion W1 also has a second radial direction R2 with respect to the reference circumferential surface CR. Formed on the side. The hub 5 is disposed so as to abut on the reference circumferential surface CR. At this time, the first melt-solidified portion W1 does not prevent the abutment between the hub 5 and the rotor core 2.

ハブ5は、一般部20に当接して、ロータコア2に固定される。図1及び図3に示すように、回転軸方向Lの両端部において、ハブ5と一般部20とが当接する円周状の部分に、エネルギービームBが照射され、ハブ5とロータコア2とが溶接される。ハブ5と一般部20とが当接する部分には、第二溶融凝固部W2が形成される。回転軸方向Lの両端部近傍の電磁鋼板3には、このように第二溶融凝固部W2が形成され、この第二溶融凝固部W2は、複数枚の電磁鋼板3に亘って形成される。従って、回転軸方向Lに沿って照射されるエネルギービームBによって、回転軸方向Lの両端部近傍の電磁鋼板3が溶接されなくてもよい。   The hub 5 contacts the general part 20 and is fixed to the rotor core 2. As shown in FIGS. 1 and 3, at both end portions in the rotation axis direction L, the energy beam B is applied to the circumferential portion where the hub 5 and the general portion 20 abut, and the hub 5 and the rotor core 2 are connected. Welded. A second melt-solidified portion W2 is formed at a portion where the hub 5 and the general portion 20 abut. Thus, the second molten and solidified portion W2 is formed on the electromagnetic steel sheet 3 in the vicinity of both end portions in the rotation axis direction L. The second molten and solidified portion W2 is formed across a plurality of electromagnetic steel sheets 3. Therefore, the electromagnetic steel sheet 3 in the vicinity of both ends in the rotation axis direction L may not be welded by the energy beam B irradiated along the rotation axis direction L.

回転軸方向Lに沿って、ロータコア2の一方の端部から他方の端部へとエネルギービームBを照射する際、両端部では電磁鋼板3が少なくなるから、エネルギーが余剰となる。その結果、溶融した電磁鋼板3が沸点を超えてしまうと、凝固した後に、ロータコア2の内部に空隙が形成される可能性がある。このような空隙は、ロータコア2の磁気性能の低下につながる。溶接の際に、照射対象位置に応じてエネルギービームBの照射力を制御しようとすると、溶接の工程が煩雑となる可能性がある。しかし、第二溶融凝固部W2によって、回転軸方向Lの両端部に存在する鋼板同士を接合するようにすれば、そのようなエネルギービームBの制御も不要となる。   When the energy beam B is irradiated from one end portion of the rotor core 2 to the other end portion along the rotation axis direction L, the electromagnetic steel sheet 3 is reduced at both end portions, so that the energy becomes excessive. As a result, if the molten electromagnetic steel sheet 3 exceeds the boiling point, there is a possibility that a void is formed inside the rotor core 2 after solidification. Such a gap leads to a decrease in the magnetic performance of the rotor core 2. During welding, if it is attempted to control the irradiation force of the energy beam B according to the irradiation target position, the welding process may become complicated. However, if the steel plates existing at both ends in the rotational axis direction L are joined by the second melt-solidified portion W2, such control of the energy beam B is not necessary.

以下、溶接部10の構成について説明する。図4に示すように、溶接部10は、第一凹溝部11と、第二凹溝部12と、突状部13とを有して構成されている。第一凹溝部11は、基準周面CRに対して径第二方向R2側に窪むと共に回転軸方向Lに沿って連続して延びるように形成されている。第二凹溝部12は、基準周面CRに対して径第二方向R2側に窪むと共に第一凹溝部11と平行状に連続して延びるように形成されている。突状部13は、周方向Cにおいて第一凹溝部11と第二凹溝部12との間に挟まれて径第一方向R1側に突出すると共に回転軸方向Lに沿って連続して延びるように形成されている。換言すれば、一対の凹溝部である第一凹溝部11及び第二凹溝部12は、突状部13の周方向Cの両側においてそれぞれ径第二方向R2側に引退して回転軸方向Lに沿って連続して延びるように形成されている。   Hereinafter, the structure of the welding part 10 is demonstrated. As shown in FIG. 4, the welded portion 10 includes a first concave groove portion 11, a second concave groove portion 12, and a protruding portion 13. The first groove portion 11 is formed so as to be recessed in the second radial direction R2 side with respect to the reference circumferential surface CR and continuously extend along the rotation axis direction L. The second concave groove portion 12 is formed so as to be recessed in the radial second direction R2 side with respect to the reference circumferential surface CR and to extend continuously in parallel with the first concave groove portion 11. The projecting portion 13 is sandwiched between the first concave groove portion 11 and the second concave groove portion 12 in the circumferential direction C, protrudes toward the first radial direction R1, and continuously extends along the rotation axis direction L. Is formed. In other words, the first groove portion 11 and the second groove portion 12, which are a pair of groove portions, are retracted in the radial second direction R 2 side on both sides in the circumferential direction C of the protruding portion 13, respectively, in the rotation axis direction L. It is formed so as to extend continuously along.

尚、突状部13は、突状部13における径第一方向R1側の端部である頂部14が、基準周面CRよりも径第二方向R2側に位置するように形成されている。溶接部10の全ての部位の内、最も径第一方向R1側に位置する部位は頂部14である。従って、溶接部10の全ての部位は、基準周面CRに対して径第二方向R2側に形成されている。また、エネルギービームBは、頂部14を標的として照射される。従って、第一溶融凝固部W1は頂部14を中心として形成される。上述したように、頂部14の周方向Cの両側、つまり突状部13の周方向Cの両側には、径第二方向R2側へ窪んだ溝(第一凹溝部11及び第二凹溝部12)が形成されている。従って、溶融した電磁鋼板3は、これらの溝の方向へ流れていくことはあっても、頂部14の当初位置よりも径第一方向R1側へ隆起してくる可能性は極めて低い。従って、第一溶融凝固部W1は、基準周面CRよりも径第一方向R1側へ成長することなく、ロータコア2とハブ5との接合を妨げないように形成される。   The protruding portion 13 is formed such that the apex portion 14 that is the end portion on the radial first direction R1 side in the protruding portion 13 is positioned on the radial second direction R2 side with respect to the reference circumferential surface CR. Of all the parts of the welded part 10, the part located closest to the first radial direction R <b> 1 is the top 14. Therefore, all the parts of the welded portion 10 are formed on the radial second direction R2 side with respect to the reference circumferential surface CR. The energy beam B is irradiated with the top portion 14 as a target. Accordingly, the first melt-solidified portion W1 is formed around the top portion 14. As described above, on both sides in the circumferential direction C of the top portion 14, that is, on both sides in the circumferential direction C of the protruding portion 13, grooves (first concave groove portion 11 and second concave groove portion 12) recessed toward the radial second direction R <b> 2. ) Is formed. Therefore, even if the molten electromagnetic steel sheet 3 flows in the direction of these grooves, the possibility that the molten steel sheet 3 protrudes toward the first radial direction R1 side from the initial position of the top portion 14 is extremely low. Accordingly, the first molten and solidified portion W1 is formed so as not to prevent the connection between the rotor core 2 and the hub 5 without growing in the first radial direction R1 side from the reference circumferential surface CR.

ところで、本実施形態においては、図4に示すように、第一周面CP1の回転軸Xに直交する断面における溶接部10の形状は、第一凹溝部11と突状部13と第二凹溝部12とを連続的につなぐ曲線状である。溶接される突状部13の周方向Cにおける両側に第一凹溝部11と第二凹溝部12とが設けられることで、溶接部10が変形し易くなっている。そのため、溶接に伴う歪みが溶接部10以外に影響を及ぼしにくく、溶接に伴ってロータコア2に生じる歪みが軽減される。   By the way, in this embodiment, as shown in FIG. 4, the shape of the welding part 10 in the cross section orthogonal to the rotating shaft X of 1st surrounding surface CP1 is the 1st groove part 11, the protrusion part 13, and the 2nd recessed part. It is a curvilinear shape that continuously connects the groove 12. By providing the first groove portion 11 and the second groove portion 12 on both sides in the circumferential direction C of the protruding protrusion 13, the welded portion 10 is easily deformed. Therefore, distortion caused by welding hardly affects other than the welded portion 10, and distortion generated in the rotor core 2 due to welding is reduced.

例えば、図5は、比較例のロータコア2の溶接部10B近傍の拡大図である。この比較例の溶接部10Bは、1つの凹溝部によって構成されている。発明者らによる実験やシミュレーションによれば、比較例の溶接部10BにエネルギービームBを照射して溶接した場合には、本実施形態の溶接部10を溶接する場合と比べてロータコア2に生じる歪みが大きくなる。ロータコア2の歪みには、図3に示す内径φ1及び外径φ2の寸法の変化がある。実験やシミュレーションの結果、本実施形態のロータコア2では、そのような寸法の変化が比較例のロータコア2に比べて軽減されることが確かめられている。   For example, FIG. 5 is an enlarged view near the welded portion 10B of the rotor core 2 of the comparative example. The welded portion 10B of this comparative example is constituted by one concave groove portion. According to experiments and simulations by the inventors, when welding is performed by irradiating the welded portion 10B of the comparative example with the energy beam B, distortion generated in the rotor core 2 compared to the case where the welded portion 10 of the present embodiment is welded. Becomes larger. The distortion of the rotor core 2 includes changes in dimensions of the inner diameter φ1 and the outer diameter φ2 shown in FIG. As a result of experiments and simulations, it has been confirmed that in the rotor core 2 of the present embodiment, such a change in dimensions is reduced compared to the rotor core 2 of the comparative example.

また、本実施形態の溶接部10の形状によって、第一溶融凝固部W1に掛かる応力、具体的には、電磁鋼板3の積層方向(回転軸方向L)への引張応力も抑制される。以下、この応力の軽減効果について、さらに図6から図11も参照して説明する。図6から図8は、図5におけるVI−VI断面を模式的に示している。図6は、常温でのロータ1の応力シミュレーションモデルの回転軸方向Lにおける部分断面図である。図7は、高温時におけるロータ1の変形を考慮した応力シミュレーションモデルの回転軸方向Lにおける部分断面図である。図8は、低温時におけるロータ1の変形を考慮した応力シミュレーションモデルの回転軸方向Lにおける部分断面図である。尚、このシミュレーションモデルでは、電磁鋼板3の厚みを実際の10〜20倍としている。また、変形量も実際の100倍程度に誇張されて模式化されている。   Moreover, the stress applied to the first melt-solidified portion W1, specifically, the tensile stress in the laminating direction (rotational axis direction L) of the electromagnetic steel sheet 3 is also suppressed by the shape of the welded portion 10 of the present embodiment. Hereinafter, the effect of reducing the stress will be described with reference to FIGS. 6 to 8 schematically show a VI-VI cross section in FIG. FIG. 6 is a partial cross-sectional view in the rotation axis direction L of the stress simulation model of the rotor 1 at room temperature. FIG. 7 is a partial cross-sectional view in the rotational axis direction L of the stress simulation model considering the deformation of the rotor 1 at a high temperature. FIG. 8 is a partial cross-sectional view in the rotational axis direction L of the stress simulation model considering the deformation of the rotor 1 at a low temperature. In this simulation model, the thickness of the electromagnetic steel sheet 3 is 10 to 20 times the actual thickness. Further, the deformation amount is exaggerated to about 100 times the actual amount and is schematically illustrated.

図6は、概ね常温(例えば20〜25[℃]程度)の際の部分断面図である。この環境温度では、電磁鋼板3及び永久磁石4の双方共、熱膨張及び熱収縮を生じていない。図7は、高温時(例えば150〜200[℃]程度)の際の部分断面図である。この環境温度では、正の熱膨張係数を有する電磁鋼板3は膨張し、負の熱膨張係数を有する永久磁石4は収縮している。径第一方向R1側、つまり第一周面CP1には、回転軸方向Lに隣接する電磁鋼板3を引き剥がす方向の引張応力が発生し得るが、回転軸方向Lにおけるロータコア2の両端部は、第二溶融凝固部W2により、ハブ5に対して固定されている。このため、第1周面CP1には応力が発生しにくい。   FIG. 6 is a partial cross-sectional view at about normal temperature (for example, about 20 to 25 [° C.]). At this environmental temperature, neither the magnetic steel sheet 3 nor the permanent magnet 4 is thermally expanded or contracted. FIG. 7 is a partial cross-sectional view at a high temperature (for example, about 150 to 200 [° C.]). At this environmental temperature, the electrical steel sheet 3 having a positive thermal expansion coefficient expands, and the permanent magnet 4 having a negative thermal expansion coefficient contracts. Tensile stress in the direction of peeling the electromagnetic steel sheet 3 adjacent to the rotation axis direction L may be generated on the first radial direction R1 side, that is, the first circumferential surface CP1, but both end portions of the rotor core 2 in the rotation axis direction L are The second melted and solidified portion W2 is fixed to the hub 5. For this reason, stress is unlikely to occur on the first peripheral surface CP1.

図8は、低温時(例えば、−30〜−40[℃]程度)の際の部分断面図である。この環境温度では、正の熱膨張係数を有する電磁鋼板3は収縮し、負の熱膨張係数を有する永久磁石4は膨張している。永久磁石4よりも径第二方向R2側、つまり第二周面CP2の側には、回転軸方向Lに隣接する電磁鋼板3を引き剥がす方向の引張応力が発生する。また、永久磁石4よりも径第一方向R1側、つまり第一周面CP1でも、回転軸方向Lに膨張する永久磁石4が、電磁鋼板3を径第二方向R2側から引き剥がそうとする。つまり、高温時と異なり、ハブ5によって固定されていない側から電磁鋼板3に回転軸方向Lに沿った引張応力が印加されることになる。図8には、このような引張応力によって、回転軸方向Lに隣接する電磁鋼板3の間に生じる空隙Vを模式的に示している。   FIG. 8 is a partial cross-sectional view at a low temperature (for example, about −30 to −40 [° C.]). At this environmental temperature, the electrical steel sheet 3 having a positive thermal expansion coefficient contracts, and the permanent magnet 4 having a negative thermal expansion coefficient expands. A tensile stress in the direction of peeling off the electromagnetic steel sheet 3 adjacent to the rotation axis direction L is generated on the second radial direction R2 side of the permanent magnet 4, that is, on the second circumferential surface CP2. In addition, the permanent magnet 4 that expands in the rotation axis direction L on the first radial direction R1 side from the permanent magnet 4, that is, the first circumferential surface CP1, tries to peel the electromagnetic steel sheet 3 from the second radial direction R2 side. . That is, unlike the case of high temperature, tensile stress along the rotational axis direction L is applied to the electromagnetic steel sheet 3 from the side not fixed by the hub 5. FIG. 8 schematically shows a gap V generated between the electromagnetic steel sheets 3 adjacent to each other in the rotation axis direction L due to such tensile stress.

図9は、本実施形態のロータ1における引張応力による空隙V(V1)とその開き角θ1を模式的に示す説明図である。図10は、比較例のロータ1における引張応力による空隙V(V2)とその開き角θ2とを模式的に示す説明図である。図11は、ロータコア2の第一溶融凝固部W1近傍の拡大図である。図5と図11とを比較すれば明らかなように、本実施形態の溶接部10は、突状部13を有することにより、永久磁石4と第一溶融凝固部W1との径方向Rにおける距離CL(CL1)が、比較例の永久磁石4と第一溶融凝固部W1との径方向Rにおける距離CL(CL2)に比べて長い。その結果、本実施形態の第一溶融凝固部W1に掛かる引張応力の方が、比較例の第一溶融凝固部W1に掛かる引張応力よりも小さくなる。   FIG. 9 is an explanatory diagram schematically showing the gap V (V1) due to the tensile stress and the opening angle θ1 thereof in the rotor 1 of the present embodiment. FIG. 10 is an explanatory diagram schematically showing the gap V (V2) due to the tensile stress and the opening angle θ2 in the rotor 1 of the comparative example. FIG. 11 is an enlarged view of the vicinity of the first melt-solidified portion W1 of the rotor core 2. As is clear from a comparison between FIG. 5 and FIG. 11, the welded portion 10 of the present embodiment has the protruding portion 13, whereby the distance in the radial direction R between the permanent magnet 4 and the first melt-solidified portion W <b> 1. CL (CL1) is longer than the distance CL (CL2) in the radial direction R between the permanent magnet 4 of the comparative example and the first molten and solidified portion W1. As a result, the tensile stress applied to the first melt-solidified portion W1 of the present embodiment is smaller than the tensile stress applied to the first melt-solidified portion W1 of the comparative example.

図9及び図10は、本実施形態の第一溶融凝固部W1に掛かる引張応力の方が小さくなることを、空隙Vの形状から考察するための模式図である。永久磁石4と第一溶融凝固部W1との距離CLの長さの違いは、図9及び図10に示すように、引張応力によって生じる空隙Vの径方向Rにおける長さの違いともなる。つまり、空隙Vを広げる方向に働く力は、図9及び図10に示す空隙Vの開き角(θ1,θ2)の大きさと相関性がある。具体的には、開き角(θ1,θ2)が大きくなるに従って(90度に近いほど)、回転軸方向Lに沿った力、つまり引張応力が大きくなる。図に示すように、比較例における空隙V2の開き角θ2に比べて、本実施形態における空隙V1の開き角θ1の方が小さい。従って、本実施形態の方が比較例に比べて、引張応力が小さくなる。発明者らによる実験やシミュレーションによれば、比較例に比べて本実施形態では、引張応力が約53%低減されることが確認された。   9 and 10 are schematic diagrams for considering from the shape of the gap V that the tensile stress applied to the first melt-solidified portion W1 of the present embodiment becomes smaller. The difference in the length of the distance CL between the permanent magnet 4 and the first melt-solidified portion W1 is also the difference in the length in the radial direction R of the void V caused by the tensile stress, as shown in FIGS. That is, the force acting in the direction of widening the gap V has a correlation with the size of the opening angle (θ1, θ2) of the gap V shown in FIGS. Specifically, as the opening angle (θ1, θ2) increases (closer to 90 degrees), the force along the rotation axis direction L, that is, the tensile stress increases. As shown in the figure, the opening angle θ1 of the gap V1 in this embodiment is smaller than the opening angle θ2 of the gap V2 in the comparative example. Therefore, the tensile stress is smaller in the present embodiment than in the comparative example. According to experiments and simulations by the inventors, it was confirmed that the tensile stress was reduced by about 53% in this embodiment compared to the comparative example.

例えば、比較例における溶接部10Bに対応する特許文献1の湾曲溝は、基準周面CRから比較的大きく径第二方向R2側へ窪んでおり、溶接された箇所と永久磁石4との径方向Rにおける距離が近くなる。しかし、本実施形態では、そのような湾曲溝に比べて径第一方向R1側に、溶接部10の突状部13の頂部14が位置している。つまり、ロータコア2の径方向厚さRWが同じであったとすれば、永久磁石4と溶接箇所(頂部14)との距離は特許文献1の構造に比べて、本実施形態の構造の方が長くなる。溶接箇所は、電磁鋼板3が溶融し、凝固した箇所(第一溶融凝固部W1)となるが、この第一溶融凝固部W1と永久磁石4との距離CLが長いほど、熱衝撃発生時に第一溶融凝固部W1に掛かる引張応力が軽減される。即ち、本実施形態の構成によれば、熱衝撃による溶接部位への応力を低減して高い信頼性を確保することが可能なロータ1を得ることができる。   For example, the curved groove of Patent Document 1 corresponding to the welded portion 10 </ b> B in the comparative example is relatively large and recessed toward the second radial direction R <b> 2 from the reference circumferential surface CR, and the radial direction between the welded portion and the permanent magnet 4. The distance at R is closer. However, in the present embodiment, the top portion 14 of the protruding portion 13 of the welded portion 10 is located on the radial first direction R1 side as compared with such a curved groove. In other words, if the radial thickness RW of the rotor core 2 is the same, the distance between the permanent magnet 4 and the welded portion (the top portion 14) is longer in the structure of the present embodiment than in the structure of Patent Document 1. Become. The welded portion is a portion where the electromagnetic steel sheet 3 is melted and solidified (first melt-solidified portion W1). The longer the distance CL between the first melt-solidified portion W1 and the permanent magnet 4, the more the first time when a thermal shock occurs. The tensile stress applied to one melt-solidified part W1 is reduced. That is, according to the configuration of the present embodiment, it is possible to obtain the rotor 1 capable of reducing the stress on the welded part due to the thermal shock and ensuring high reliability.

また、本実施形態によれば、溶接される突状部13の周方向Cの両側に第一凹溝部11と第二凹溝部12とが設けられるので、溶接に伴ってロータコア2に生じる歪みも上述したように軽減され、ロータコア2の真円度が向上する。尚、第一凹溝部11及び第二凹溝部12の径方向Rの深さ及び周方向Cの幅は、ロータコア2を通る磁路を妨げて磁気特性を妨げない範囲で、大きく設定されるほど歪みの軽減効果が高くなる。また、突状部13の周方向Cの幅も、磁気特性を妨げない範囲で、大きく設定されるほど溶接の幅を大きくすることができ、溶接深さを低減することができる。   Moreover, according to this embodiment, since the 1st groove part 11 and the 2nd groove part 12 are provided in the both sides of the circumferential direction C of the protrusion part 13 welded, the distortion which arises in the rotor core 2 with welding is also produced. As described above, the roundness of the rotor core 2 is improved. It should be noted that the depth in the radial direction R and the width in the circumferential direction C of the first concave groove portion 11 and the second concave groove portion 12 are set so large that the magnetic path passing through the rotor core 2 is prevented and the magnetic characteristics are not disturbed. The effect of reducing distortion increases. Further, the width of the protruding portion 13 in the circumferential direction C can be increased as the width is set so as not to interfere with the magnetic characteristics, and the welding depth can be reduced.

〔その他の実施形態〕
以下、本発明のその他の実施形態について説明する。尚、以下に説明する各実施形態の構成は、それぞれ単独で適用されるものに限られず、矛盾が生じない限り、他の実施形態の構成と組み合わせて適用することも可能である。
[Other Embodiments]
Hereinafter, other embodiments of the present invention will be described. Note that the configuration of each embodiment described below is not limited to being applied independently, and can be applied in combination with the configuration of other embodiments as long as no contradiction arises.

(1)上記においては、図3に示すように、径第二方向R2側寄りにおいて周方向Cに分散して永久磁石4が複数個配置される形態を例示した。つまり、単一の永久磁石4が1つの磁極を形成し、当該単一の永久磁石4(磁極M)の周方向幅CWにおける周方向中央部と重複する位置に、溶接部10が形成されている例を示した。しかし、永久磁石4は、複数の永久磁石4によって1つの磁極Mを形成するように配置されていてもよい。例えば、図12に例示するように、1つの磁極Mが2つの永久磁石4をV字型に並べて形成されるように、永久磁石4が配置されていてもよい。この場合には、1つの磁極Mを形成する2つの永久磁石4の間と重複する位置に溶接部10が形成される。即ち、1つの磁極Mを構成する永久磁石4の数に拘わらず、溶接部10は、径方向Rに見て、1つの磁極Mの周方向幅CWにおける周方向中央部と重複する位置に形成されていればよい。尚、図12では、径第二方向R2に向かうに従って互いの間隔が広くなるようなV字状に2つの永久磁石4が配置される形態を例示しているが、複数の永久磁石4の配置形態は、この形態に限定されるものではない。 (1) In the above, as shown in FIG. 3, an example in which a plurality of permanent magnets 4 are arranged in the circumferential direction C near the second radial direction R <b> 2 is illustrated. That is, the single permanent magnet 4 forms one magnetic pole, and the welded portion 10 is formed at a position overlapping the circumferential central portion in the circumferential width CW of the single permanent magnet 4 (magnetic pole M). An example is shown. However, the permanent magnet 4 may be arranged so that one magnetic pole M is formed by the plurality of permanent magnets 4. For example, as illustrated in FIG. 12, the permanent magnet 4 may be arranged such that one magnetic pole M is formed by arranging two permanent magnets 4 in a V shape. In this case, the welded portion 10 is formed at a position overlapping between the two permanent magnets 4 forming one magnetic pole M. That is, regardless of the number of permanent magnets 4 constituting one magnetic pole M, the welded portion 10 is formed at a position overlapping with the circumferential central portion in the circumferential width CW of one magnetic pole M when viewed in the radial direction R. It only has to be done. In addition, in FIG. 12, although the shape where the two permanent magnets 4 are arranged in a V shape such that the distance between each other becomes wider in the second radial direction R2 is illustrated, the arrangement of the plurality of permanent magnets 4 is illustrated. The form is not limited to this form.

(2)上記においては、ロータ1がインナーロータ型の回転電機に用いられるロータである場合を例示したが、当然ながらロータ1は、アウターロータ型の回転電機に用いられるロータであってもよい。インナーロータ型について説明した上記においては、径第一方向R1側が径方向内側であり、径第二方向R2側が径方向外側であった。アウターロータ型の回転電機においては、径第一方向R1側が径方向外側となり、径第二方向R2側が径方向内側となる。 (2) In the above, the case where the rotor 1 is a rotor used for an inner rotor type rotating electrical machine is illustrated, but the rotor 1 may naturally be a rotor used for an outer rotor type rotating electrical machine. In the above description of the inner rotor type, the radial first direction R1 side is the radial inner side, and the radial second direction R2 side is the radial outer side. In the outer rotor type rotating electrical machine, the first radial direction R1 side is the radially outer side, and the second radial direction R2 side is the radially inner side.

(3)上記においては、永久磁石4がネオジム磁石である場合を例示した。しかし、永久磁石4は、非磁化方向における熱膨張係数が、電磁鋼板3と逆符号となる材料であれば、ネオジム磁石でなくてもよい。 (3) In the above, the case where the permanent magnet 4 was a neodymium magnet was illustrated. However, the permanent magnet 4 may not be a neodymium magnet as long as the thermal expansion coefficient in the non-magnetization direction is a material having a sign opposite to that of the electromagnetic steel sheet 3.

(4)上記においては、第一周面CP1の回転軸Xに直交する断面における溶接部10の形状が、第一凹溝部11と突状部13と第二凹溝部12とを連続的につなぐ曲線状である形態を例示した。しかし、溶接部10の形状は、この形態に限らず、角を有するような非曲線状であってもよい。 (4) In the above, the shape of the welded portion 10 in the cross section orthogonal to the rotation axis X of the first peripheral surface CP1 continuously connects the first concave groove portion 11, the protruding portion 13, and the second concave groove portion 12. The form which is curvilinear was illustrated. However, the shape of the welded portion 10 is not limited to this form, and may be a non-curved shape having corners.

(5)上記においては、例えば図3に示したように、一部の永久磁石4のみに対して溶接部10が設けられている形態を例示した。つまり、永久磁石4が周方向Cにおいて16個配置されるのに対して、溶接部10が8箇所に形成されている形態を例示した。しかし、このような形態に限定されることなく、各永久磁石4に対して1箇所ずつ溶接部10が配置されてもよい。また、当然ながら、永久磁石4が16個に対して、4箇所に溶接部が配置されてもよい。この関係は、磁極Mと溶接部10との関係でも同様である。図12に例示した形態では、各磁極Mに対応して1箇所ずつ溶接部10が配置される形態を例示している。しかし、磁極Mの数よりも少なく溶接部10が配置されていてもよい。 (5) In the above, for example, as illustrated in FIG. 3, the form in which the welded portion 10 is provided only for a part of the permanent magnets 4 is illustrated. That is, 16 permanent magnets 4 are arranged in the circumferential direction C, whereas the welded portions 10 are formed at eight locations. However, the present invention is not limited to such a form, and one welded portion 10 may be disposed for each permanent magnet 4. Needless to say, welds may be arranged at four locations for 16 permanent magnets 4. This relationship is the same for the relationship between the magnetic pole M and the welded portion 10. In the form illustrated in FIG. 12, the form in which the welded portions 10 are arranged one by one corresponding to each magnetic pole M is illustrated. However, the number of welds 10 may be less than the number of magnetic poles M.

(6)上記においては、回転軸方向Lにおけるロータコア2の両端部に、いわゆるエンドプレートと称されるような固定部材が設けられていない構造を例示した。つまり、上記においては、ロータコア2とハブ5とが、溶接によって固定される形態を例示した。しかし、エンドプレートなどのような固定部材を用いて、カシメやボルトによって、ハブ5などの回転部材に対してロータコア2が相対的に固定される形態であってもよい。この形態では、エンドプレートなどの固定部材を用いて、ロータコア2は、ハブ5と相対移動しないように支持される。 (6) In the above, a structure in which fixing members such as so-called end plates are not provided at both ends of the rotor core 2 in the rotation axis direction L is illustrated. That is, in the above, the form in which the rotor core 2 and the hub 5 are fixed by welding is illustrated. However, a configuration in which the rotor core 2 is fixed relative to a rotating member such as the hub 5 by caulking or bolts using a fixing member such as an end plate may be used. In this embodiment, the rotor core 2 is supported so as not to move relative to the hub 5 using a fixing member such as an end plate.

〔本発明の実施形態の概要〕
以下、上記において説明した、本発明の実施形態における回転電機用ロータ(1)の概要について簡単に説明する。
[Outline of Embodiment of the Present Invention]
Hereinafter, the outline | summary of the rotor (1) for rotary electric machines in embodiment of this invention demonstrated above is demonstrated easily.

複数枚の電磁鋼板(3)を回転軸方向(L)に積層して構成されたロータコア(2)を備えた回転電機用ロータ(1)は、1つの態様として、
前記回転軸方向(L)の熱膨張係数が前記電磁鋼板(3)とは逆符号である永久磁石(4)と、
前記ロータコア(2)を支持する回転部材(5)と、を備え、
前記ロータコア(2)の径方向(R)の一方側を径第一方向(R1)側、前記径方向(R)の他方側を径第二方向(R2)側として、前記回転部材(5)は、前記ロータコア(2)の前記径第一方向(R1)側の周面である第一周面(CP1)を前記径方向(R)に支持し、
前記ロータコア(2)の前記回転軸方向(L)の両端部が前記回転軸方向(L)に前記回転部材(5)と相対移動しないように、前記ロータコア(2)が支持され、
前記永久磁石(4)は、前記ロータコア(2)の径方向厚さ(RW)における径方向中間位置(R3)よりも前記径第二方向(R2)側において前記ロータコア(2)の周方向(C)に分散して複数個配置され、
前記永久磁石(4)のそれぞれが、前記回転軸方向(L)に沿って配置されていると共に前記ロータコア(2)に接合され、
前記ロータコア(2)は、複数枚の前記電磁鋼板(3)を互いに溶接するための溶接部(10)を、前記第一周面(CP1)に有し、
前記溶接部(10)は、前記第一周面(CP1)における前記溶接部(10)以外の一般部(20)の周面である基準周面(CR)に対して前記径第二方向(R2)側に窪むと共に前記回転軸方向(L)に沿って連続して延びる第一凹溝部(11)と、前記基準周面(CR)に対して前記径第二方向(R2)側に窪むと共に前記第一凹溝部(11)と平行状に連続して延びる第二凹溝部(12)と、前記第一凹溝部(11)と前記第二凹溝部(12)との前記周方向(C)の間に挟まれて前記径第一方向(R1)側に突出すると共に前記回転軸方向(L)に沿って連続して延びる突状部(13)と、を備え、
前記突状部(13)における前記径第一方向(R1)側の頂部(14)が、前記基準周面(CR)よりも前記径第二方向(R2)側に位置するように、前記突状部(13)が形成されていると好適である。
A rotor for a rotating electrical machine (1) provided with a rotor core (2) configured by laminating a plurality of electromagnetic steel plates (3) in the direction of the rotation axis (L), as one aspect,
A permanent magnet (4) having a thermal expansion coefficient in the rotational axis direction (L) opposite to that of the electromagnetic steel sheet (3);
A rotating member (5) for supporting the rotor core (2),
The rotating member (5) has one side of the radial direction (R) of the rotor core (2) as the first radial direction (R1) side and the other side of the radial direction (R) as the second radial direction (R2) side. Supports the first circumferential surface (CP1) that is the circumferential surface on the first radial direction (R1) side of the rotor core (2) in the radial direction (R),
The rotor core (2) is supported so that both ends of the rotation axis direction (L) of the rotor core (2) do not move relative to the rotation member (5) in the rotation axis direction (L),
The permanent magnet (4) is arranged in the circumferential direction of the rotor core (2) on the radial second direction (R2) side of the radial intermediate position (R3) in the radial thickness (RW) of the rotor core (2) ( C) are arranged in a distributed manner,
Each of the permanent magnets (4) is disposed along the rotational axis direction (L) and joined to the rotor core (2),
The rotor core (2) has, on the first peripheral surface (CP1), a weld portion (10) for welding a plurality of the electromagnetic steel sheets (3) to each other.
The welded portion (10) has a second radial direction with respect to a reference circumferential surface (CR) that is a circumferential surface of a general portion (20) other than the welded portion (10) in the first circumferential surface (CP1) ( A first concave groove (11) which is recessed toward the R2) side and continuously extends along the rotational axis direction (L), and on the second radial direction (R2) side with respect to the reference circumferential surface (CR). The circumferential direction of the second groove portion (12) that is recessed and extends continuously in parallel with the first groove portion (11), and the first groove portion (11) and the second groove portion (12). A projecting portion (13) sandwiched between (C) and projecting toward the first radial direction (R1) side and continuously extending along the rotational axis direction (L),
The protrusions (13) are arranged so that the top (14) on the first radial direction (R1) side is positioned closer to the second radial direction (R2) side than the reference circumferential surface (CR). It is preferable that the shape portion (13) is formed.

例えば、特許文献1において溶接部(10)に対応する湾曲溝は、基準周面(CR)から比較的大きく径第二方向(R2)側へ窪んでいる。しかし、本構成では、そのような湾曲溝に比べて径第一方向(R1)側に、溶接部(10)の突状部(13)の頂部(14)が位置している。つまり、ロータコア(2)の径方向厚さ(RW)が同じであったとすれば、本構成では突状部(13)の頂部(14)が径第一方向(R1)側に突出している分だけ、溶接対象箇所と永久磁石(4)との距離(CL)は、特許文献1に比べて長くなる。溶接対象箇所は、電磁鋼板(3)が溶融し、凝固した箇所(溶融凝固部(W1))となるが、この溶融凝固部(W1)と永久磁石(4)との距離が長いほど、熱衝撃発生時に溶融凝固部(W1)に掛かる応力が軽減される。電磁鋼板(3)と永久磁石(4)との熱膨張係数が逆符号である場合、熱衝撃によって溶融凝固部(W1)には引張応力が掛かるが、溶融凝固部(W1)と永久磁石(4)との距離が長ければ、引張応力が軽減される。即ち、この構成によれば、積層された鋼板(3)を溶接により固定したロータコア(2)に永久磁石(4)が接合された回転電機用ロータ(1)において、熱衝撃による溶接部位への応力を低減して高い信頼性を確保することが可能となる。   For example, in Patent Document 1, the curved groove corresponding to the welded portion (10) is relatively large from the reference circumferential surface (CR) to the radial second direction (R2) side. However, in this structure, the top part (14) of the projection part (13) of the welding part (10) is located on the radial first direction (R1) side as compared with such a curved groove. That is, if the radial thickness (RW) of the rotor core (2) is the same, in this configuration, the top portion (14) of the protruding portion (13) protrudes toward the radial first direction (R1). However, the distance (CL) between the welding target portion and the permanent magnet (4) is longer than that in Patent Document 1. The welding target portion is a portion (melted and solidified portion (W1)) in which the electromagnetic steel sheet (3) is melted and solidified. The longer the distance between the melted and solidified portion (W1) and the permanent magnet (4), The stress applied to the melted and solidified portion (W1) when an impact is generated is reduced. When the thermal expansion coefficients of the electrical steel sheet (3) and the permanent magnet (4) have opposite signs, a tensile stress is applied to the melt-solidified part (W1) by thermal shock, but the melt-solidified part (W1) and the permanent magnet ( If the distance to 4) is long, the tensile stress is reduced. That is, according to this configuration, in the rotor for a rotating electrical machine (1) in which the permanent magnet (4) is joined to the rotor core (2) in which the laminated steel plates (3) are fixed by welding, It is possible to reduce stress and ensure high reliability.

また、この構成によれば、溶接対象となる突状部(13)の周方向(C)の両側に第一凹溝部(11)と第二凹溝部(12)とが設けられるので、溶接部(10)が変形し易くなっている。そのため、溶接に伴う歪みが溶接部(10)以外に影響を及ぼしにくく、溶接に伴ってロータコア(2)に生じる歪みも軽減される。歪みの軽減によって、ロータコア(2)の真円度が向上する。尚、第一凹溝部(11)及び第二凹溝部(12)の径方向(R)の深さ及び周方向(C)の幅は、ロータコア(2)を通る磁路を妨げて磁気特性を妨げない範囲で、大きく設定されるほど歪みの軽減効果が高くなる。また、突状部(13)の周方向(C)の幅も、磁気特性を妨げない範囲で、大きく設定されるほど溶接の幅が大きくなり、溶接深さを低減することができる。   Moreover, according to this structure, since a 1st groove part (11) and a 2nd groove part (12) are provided in the both sides of the circumferential direction (C) of the protrusion part (13) used as welding object, it is a welding part. (10) is easily deformed. Therefore, distortion accompanying welding hardly affects other than the welded portion (10), and distortion generated in the rotor core (2) accompanying welding is also reduced. By reducing the distortion, the roundness of the rotor core (2) is improved. In addition, the depth in the radial direction (R) and the width in the circumferential direction (C) of the first concave groove portion (11) and the second concave groove portion (12) interfere with the magnetic path passing through the rotor core (2) and have a magnetic characteristic. As long as the setting is large, the effect of reducing distortion increases. In addition, the width of the protrusion (13) in the circumferential direction (C) is set within a range that does not hinder the magnetic characteristics, and the welding width increases as the setting is increased, and the welding depth can be reduced.

ここで、前記第一周面(CP1)の回転軸(X)に直交する断面における前記溶接部(10)の形状は、前記第一凹溝部(11)と前記突状部(13)と前記第二凹溝部(12)とを連続的につなぐ曲線状であると好適である。上述したように、溶接される突状部(13)の周方向(C)の両側に第一凹溝部(11)と第二凹溝部(12)とが設けられるので、溶接部(10)が変形し易くなっている。そのため、溶接に伴う歪みが溶接部(10)以外に影響を及ぼしにくく、溶接に伴ってロータコア(2)に生じる歪みが軽減される。さらに、溶接部(10)の形状が、このように3つの部位を連続的につなぐ曲線状に形成されることで、溶接部(10)が滑らかに構成される。この形状によって、溶接部(10)に作用する応力を分散させることができるので、ロータコア(2)は、適切な磁気特性を有することができる。   Here, the shape of the welded part (10) in the cross section orthogonal to the rotation axis (X) of the first peripheral surface (CP1) is the first concave groove part (11), the protruding part (13), and the It is preferable that the shape is a curve that continuously connects the second concave groove (12). As described above, since the first groove portion (11) and the second groove portion (12) are provided on both sides in the circumferential direction (C) of the protruding portion (13) to be welded, the weld portion (10) is provided. It is easy to deform. Therefore, distortion accompanying welding hardly affects other than the welded portion (10), and distortion generated in the rotor core (2) accompanying welding is reduced. Furthermore, the welded portion (10) is smoothly formed by forming the shape of the welded portion (10) in a curved shape that continuously connects the three portions. With this shape, stress acting on the welded portion (10) can be dispersed, so that the rotor core (2) can have appropriate magnetic characteristics.

上述したように、溶接部(10)には、溶接対象箇所となる突状部(13)の他、その周方向(C)の両側に第一凹溝部(11)と第二凹溝部(12)とが設けられる。そして、第一凹溝部(11)及び第二凹溝部(12)は、ロータコア(2)における磁路を妨げることなく設けられることが好ましい。即ち、1つの態様として、前記永久磁石(4)が、単一の磁石又は複数の磁石によって1つの磁極(M)を形成している場合、前記溶接部(10)は、径方向(R)に見て、前記磁極(M)の周方向幅(CW)における周方向中央部と重複する位置に形成されていると好適である。ここで、重複するとは、溶接部(10)の少なくとも一部が重複している状態をいう。   As described above, the welded portion (10) includes the first groove portion (11) and the second groove portion (12) on both sides in the circumferential direction (C), in addition to the protruding portion (13) that is a place to be welded. ) And are provided. And it is preferable that a 1st groove part (11) and a 2nd groove part (12) are provided without preventing the magnetic path in a rotor core (2). That is, as one aspect, when the permanent magnet (4) forms one magnetic pole (M) by a single magnet or a plurality of magnets, the welded portion (10) has a radial direction (R). In view of this, it is preferable that the magnetic pole (M) is formed at a position overlapping with the circumferential central portion in the circumferential width (CW). Here, overlapping means a state in which at least a part of the welded portion (10) overlaps.

回転軸方向(L)、即ち非磁化方向における熱膨張係数が、電磁鋼板(3)と逆符号である永久磁石(4)として、ネオジム磁石がある。従って、1つの態様として、前記永久磁石(4)は、ネオジム磁石であると好適である。熱衝撃による溶接部位への応力を低減すると共に高い信頼性を確保して、強い磁力を有する永久磁石型の回転電機用ロータを提供することができる。   There is a neodymium magnet as the permanent magnet (4) whose thermal expansion coefficient in the rotation axis direction (L), that is, the non-magnetization direction is opposite to that of the electromagnetic steel sheet (3). Therefore, as one aspect, the permanent magnet (4) is preferably a neodymium magnet. It is possible to provide a permanent magnet type rotor for a rotating electrical machine having a strong magnetic force while reducing stress on a welded part due to thermal shock and ensuring high reliability.

回転電機用ロータ(1)は、多くの民生用の回転電機の形式であるインナーロータ型の回転電機のロータとして用いられると好適である。熱衝撃による溶接部位への応力を低減すると共に高い信頼性を確保して、強い磁力を有する永久磁石型のロータを備えた信頼性の高い回転電機を得ることができる。回転電機用ロータ(1)がインナーロータ型の回転電機に備えられる場合、前記径第一方向(R1)側は径方向内側であり、前記径第二方向(R2)側は、径方向外側である。   The rotor for a rotating electrical machine (1) is preferably used as a rotor for an inner rotor type rotating electrical machine, which is a type of many consumer rotating electrical machines. It is possible to obtain a highly reliable rotating electrical machine including a permanent magnet type rotor having a strong magnetic force while reducing stress on a welded part due to thermal shock and ensuring high reliability. When the rotor for a rotating electrical machine (1) is provided in an inner rotor type rotating electrical machine, the first radial direction (R1) side is a radially inner side, and the second radial direction (R2) side is a radially outer side. is there.

本発明は、複数枚の電磁鋼板を回転軸方向に積層して構成されたロータコアを備えた回転電機用ロータに利用することができる。   INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention can be used for a rotor for a rotating electrical machine including a rotor core configured by laminating a plurality of electromagnetic steel plates in the rotation axis direction.

1 :ロータ(回転電機用ロータ)
2 :ロータコア
3 :電磁鋼板
4 :永久磁石
5 :ハブ(回転部材)
10 :溶接部
11 :第一凹溝部
12 :第二凹溝部
13 :突状部
14 :頂部
20 :一般部
C :周方向
CP1 :第一周面
CR :基準周面
CW :磁極の周方向幅
L :回転軸方向
M :磁極
R :径方向
R1 :径第一方向
R2 :径第二方向
R3 :径方向中間位置
RW :径方向厚さ
1: Rotor (rotor for rotating electrical machine)
2: Rotor core 3: Electrical steel sheet 4: Permanent magnet 5: Hub (rotating member)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10: Welding part 11: 1st recessed groove part 12: 2nd recessed groove part 13: Protruding part 14: Top part 20: General part C: Circumferential direction CP1: First circumferential surface CR: Reference circumferential surface CW: Circumferential width of magnetic pole L: Rotational axis direction M: Magnetic pole R: Radial direction R1: Radial first direction R2: Radial second direction R3: Radial intermediate position RW: Radial thickness

Claims (9)

複数枚の電磁鋼板を回転軸方向に積層して構成されたロータコアを備えた回転電機用ロータであって、
前記回転軸方向の熱膨張係数が前記電磁鋼板とは逆符号である永久磁石と、
前記ロータコアを支持する回転部材と、を備え、
前記ロータコアの径方向の一方側を径第一方向側、前記径方向の他方側を径第二方向側として、前記回転部材は、前記ロータコアの前記径第一方向側の周面である第一周面を前記径方向に支持し、
前記ロータコアの前記回転軸方向の両端部と前記回転部材とが溶接により接合され、
前記永久磁石は、前記ロータコアの径方向厚さにおける径方向中間位置よりも前記径第二方向側において前記ロータコアの周方向に分散して複数個配置され、
前記永久磁石のそれぞれが、前記回転軸方向に沿って配置されていると共に前記ロータコアに接合され、
前記ロータコアは、複数枚の前記電磁鋼板を互いに溶接するための溶接部を、前記第一周面に有し、
前記溶接部は、前記第一周面における前記溶接部以外の一般部の周面である基準周面に対して前記径第二方向側に窪むと共に前記回転軸方向に沿って連続して延びる第一凹溝部と、前記基準周面に対して前記径第二方向側に窪むと共に前記第一凹溝部と平行状に連続して延びる第二凹溝部と、前記第一凹溝部と前記第二凹溝部との前記周方向の間に挟まれて前記径第一方向側に突出すると共に前記回転軸方向に沿って連続して延びる突状部と、を備え、
前記突状部における前記径第一方向側の頂部が、前記基準周面よりも前記径第二方向側に位置するように、前記突状部が形成されている回転電機用ロータ。
A rotor for a rotating electrical machine including a rotor core configured by laminating a plurality of electromagnetic steel sheets in the rotation axis direction,
A permanent magnet whose thermal expansion coefficient in the direction of the rotation axis is opposite to that of the magnetic steel sheet;
A rotating member that supports the rotor core,
The rotating member is a first circumferential surface of the rotor core on the first radial direction side, with one radial side of the rotor core being the first radial direction side and the other radial side being the second radial direction side. Supporting the circumferential surface in the radial direction,
Both ends of the rotation axis direction of the rotor core and the rotating member are joined by welding ,
A plurality of the permanent magnets are arranged in a distributed manner in the circumferential direction of the rotor core on the second radial direction side than the radial intermediate position in the radial thickness of the rotor core,
Each of the permanent magnets is disposed along the rotation axis direction and joined to the rotor core,
The rotor core has a weld portion on the first circumferential surface for welding a plurality of the electromagnetic steel sheets to each other,
The welded portion is recessed toward the second radial direction side with respect to a reference circumferential surface that is a circumferential surface of a general portion other than the welded portion on the first circumferential surface and continuously extends along the rotational axis direction. A first groove portion, a second groove portion that is recessed in the second radial direction side with respect to the reference circumferential surface and extends in parallel with the first groove portion, the first groove portion, and the first groove portion. A projecting portion sandwiched between two circumferential groove portions and projecting toward the first radial direction side and continuously extending along the rotational axis direction,
The rotor for rotating electrical machines in which the projecting portion is formed such that a top portion of the projecting portion on the first radial direction side is located on the second diameter direction side with respect to the reference circumferential surface.
前記ロータコアの前記回転軸方向の両端部において、前記ロータコアと前記回転部材とが当接する円周状の部分が溶接により接合されている請求項1に記載の回転電機用ロータ。2. The rotor for a rotating electrical machine according to claim 1, wherein circumferential portions where the rotor core and the rotating member abut are joined by welding at both ends of the rotor core in the rotation axis direction. 前記永久磁石のそれぞれは、前記回転軸方向に沿って連続的に配置されている請求項1又は2に記載の回転電機用ロータ。Each of the said permanent magnet is a rotor for rotary electric machines of Claim 1 or 2 arrange | positioned continuously along the said rotating shaft direction. 複数枚の電磁鋼板を回転軸方向に積層して構成されたロータコアを備えた回転電機用ロータであって、
前記回転軸方向の熱膨張係数が前記電磁鋼板とは逆符号である永久磁石と、
前記ロータコアを支持する回転部材と、を備え、
前記ロータコアの径方向の一方側を径第一方向側、前記径方向の他方側を径第二方向側として、前記回転部材は、前記ロータコアの前記径第一方向側の周面である第一周面を前記径方向に支持し、
前記ロータコアの前記回転軸方向の両端部が前記回転軸方向に前記回転部材と相対移動しないように、前記ロータコアが支持され、
前記永久磁石は、前記ロータコアの径方向厚さにおける径方向中間位置よりも前記径第二方向側において前記ロータコアの周方向に分散して複数個配置され、
前記永久磁石のそれぞれが、前記回転軸方向に沿って連続的に配置されていると共に前記ロータコアに接合され、
前記ロータコアは、複数枚の前記電磁鋼板を互いに溶接するための溶接部を、前記第一周面に有し、
前記溶接部は、前記第一周面における前記溶接部以外の一般部の周面である基準周面に対して前記径第二方向側に窪むと共に前記回転軸方向に沿って連続して延びる第一凹溝部と、前記基準周面に対して前記径第二方向側に窪むと共に前記第一凹溝部と平行状に連続して延びる第二凹溝部と、前記第一凹溝部と前記第二凹溝部との前記周方向の間に挟まれて前記径第一方向側に突出すると共に前記回転軸方向に沿って連続して延びる突状部と、を備え、
前記突状部における前記径第一方向側の頂部が、前記基準周面よりも前記径第二方向側に位置するように、前記突状部が形成されている回転電機用ロータ。
A rotor for a rotating electrical machine including a rotor core configured by laminating a plurality of electromagnetic steel sheets in the rotation axis direction,
A permanent magnet whose thermal expansion coefficient in the direction of the rotation axis is opposite to that of the magnetic steel sheet;
A rotating member that supports the rotor core,
The rotating member is a first circumferential surface of the rotor core on the first radial direction side, with one radial side of the rotor core being the first radial direction side and the other radial side being the second radial direction side. Supporting the circumferential surface in the radial direction,
The rotor core is supported so that both end portions of the rotor core in the rotation axis direction do not move relative to the rotation member in the rotation axis direction,
A plurality of the permanent magnets are arranged in a distributed manner in the circumferential direction of the rotor core on the second radial direction side than the radial intermediate position in the radial thickness of the rotor core,
Each of the permanent magnets is continuously disposed along the rotation axis direction and joined to the rotor core,
The rotor core has a weld portion on the first circumferential surface for welding a plurality of the electromagnetic steel sheets to each other,
The welded portion is recessed toward the second radial direction side with respect to a reference circumferential surface that is a circumferential surface of a general portion other than the welded portion on the first circumferential surface and continuously extends along the rotational axis direction. A first groove portion, a second groove portion that is recessed in the second radial direction side with respect to the reference circumferential surface and extends in parallel with the first groove portion, the first groove portion, and the first groove portion. A projecting portion sandwiched between two circumferential groove portions and projecting toward the first radial direction side and continuously extending along the rotational axis direction,
The rotor for rotating electrical machines in which the projecting portion is formed such that a top portion of the projecting portion on the first radial direction side is located on the second diameter direction side with respect to the reference circumferential surface.
前記第一周面の回転軸に直交する断面における前記溶接部の形状は、前記第一凹溝部と前記突状部と前記第二凹溝部とを連続的につなぐ曲線状とされている請求項1から4の何れか一項に記載の回転電機用ロータ。 The shape of the welded portion in a cross section perpendicular to the rotation axis of the first peripheral surface is a curved shape that continuously connects the first concave groove portion, the protruding portion, and the second concave groove portion. The rotor for rotary electric machines as described in any one of 1-4 . 複数枚の前記電磁鋼板が溶融後、凝固して互いに溶接された溶融凝固部は、前記突状部の前記頂部を中心として形成されている請求項5に記載の回転電機用ロータ。The rotor for a rotating electrical machine according to claim 5, wherein the melted and solidified portion that is solidified and welded to each other after the plurality of the electromagnetic steel sheets are melted is formed around the top portion of the protruding portion. 前記永久磁石は、単一の磁石又は複数の磁石によって1つの磁極を形成し、
前記溶接部は、径方向に見て、前記磁極の周方向幅における周方向中央部と重複する位置に形成されている請求項1から6の何れか一項に記載の回転電機用ロータ。
The permanent magnet forms one magnetic pole by a single magnet or a plurality of magnets,
The rotor for a rotating electrical machine according to any one of claims 1 to 6, wherein the welded portion is formed at a position overlapping with a central portion in a circumferential direction in a circumferential width of the magnetic pole when viewed in a radial direction.
前記永久磁石は、ネオジム磁石である請求項1からの何れか一項に記載の回転電機用ロータ。 The rotor for a rotating electrical machine according to any one of claims 1 to 7 , wherein the permanent magnet is a neodymium magnet. インナーロータ型の回転電機に備えられ、前記径第一方向側は径方向内側であり、前記径第二方向側は、径方向外側である請求項1からの何れか一項に記載の回転電機用ロータ。 The rotation according to any one of claims 1 to 8 , wherein the rotation is provided in an inner rotor type rotating electrical machine, wherein the first radial direction side is a radial inner side, and the second radial direction side is a radial outer side. Electric rotor.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6926874B2 (en) * 2017-09-15 2021-08-25 株式会社アイシン Rotor
US11482898B2 (en) 2018-03-23 2022-10-25 Aisin Corporation Rotor for rotary electric machine
JP2021045007A (en) * 2019-09-13 2021-03-18 アイシン・エィ・ダブリュ株式会社 Rotor

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3373950B2 (en) * 1994-10-14 2003-02-04 本田技研工業株式会社 Heat bonding method of two kinds of members having different thermal expansion coefficients
JP3555377B2 (en) * 1997-03-12 2004-08-18 三菱電機株式会社 Rotor and method of manufacturing rotor
JP5341614B2 (en) * 2009-05-14 2013-11-13 株式会社三井ハイテック Manufacturing method of laminated iron core and laminated iron core
JP5379568B2 (en) * 2009-06-15 2013-12-25 株式会社オティックス Manufacturing method of rotor for rotating electrical machine
JP5596955B2 (en) * 2009-10-14 2014-09-24 株式会社三井ハイテック Stator laminated iron core and manufacturing method thereof
JP5633507B2 (en) * 2011-12-27 2014-12-03 アイシン・エィ・ダブリュ株式会社 Rotating electrical machine rotor
JP5486036B2 (en) * 2012-04-11 2014-05-07 ファナック株式会社 Electric motor having a rotor structure for preventing problems due to distortion caused by temperature change and method for manufacturing the same
GB2506932A (en) * 2012-10-15 2014-04-16 Nissan Motor Mfg Uk Ltd Laminated rotor assembly
JP5971418B2 (en) * 2013-06-26 2016-08-17 日産自動車株式会社 Synchronous rotor for rotating electrical machine and method for manufacturing synchronized rotor for rotating electrical machine

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