JP6787468B2 - Rotor core and its manufacturing method - Google Patents
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Description
本発明は、モータを構成するロータコアの製造方法と、モータを構成するロータコアおよびステータコアからなるモータコアの製造方法に関するものである。 The present invention relates to a method for manufacturing a rotor core constituting a motor and a method for manufacturing a motor core including a rotor core and a stator core constituting the motor.
自動車産業においては、ハイブリッド自動車や電気自動車のさらなる走行性能の向上を目指して、駆動用モータの高出力化、軽量化、小型化への開発が日々進められている。また、家電製品メーカーにおいても、各種家電製品に内蔵されるモータのさらなる小型化、高性能化への開発に余念がない。 In the automobile industry, development of higher output, lighter weight, and smaller drive motors is being promoted every day with the aim of further improving the running performance of hybrid vehicles and electric vehicles. In addition, home appliance manufacturers are also eager to develop motors built into various home appliances to further reduce their size and performance.
モータの性能を向上させるには、モータ内部で発生する各種損失を如何に低減できるかが課題である。例えば、電気入力後においては、モータを構成するコイルにおいて導体抵抗損失に起因する銅損が生じ、ロータやステータには渦電流損失やヒステリシス損失に起因する鉄損(または高周波鉄損)が生じ、これらの損失に応じてモータ効率やトルク性能が低下することとなる。 In order to improve the performance of the motor, how to reduce various losses generated inside the motor is an issue. For example, after electrical input, copper loss due to conductor resistance loss occurs in the coils that make up the motor, and iron loss (or high-frequency iron loss) occurs in the rotor and stator due to eddy current loss and hysteresis loss. The motor efficiency and torque performance will decrease according to these losses.
ステータコアとロータコアの製造に当たっては、電磁鋼板からロータコア用板材とステータコア用板材を打ち抜き加工し、複数のロータコア用板材を積層し、加締めや溶接にてロータコアが製造され、複数のステータコア用板材を積層し、加締めや溶接にてステータコアが製造されている。 In manufacturing the stator core and the rotor core, the rotor core plate material and the stator core plate material are punched from the electromagnetic steel sheet, a plurality of rotor core plate materials are laminated, and the rotor core is manufactured by crimping or welding, and the plurality of stator core plate materials are laminated. However, the stator core is manufactured by crimping and welding.
ステータコアやロータコアから上記鉄損を低減して磁気特性を向上させるべく、ステータコアとロータコアの双方を所定温度にて焼鈍し、プレス等の加工歪の除去をおこなったり、またセミプロセス材など焼鈍を前提とした材料のように双方のコアを形成する結晶を粒成長させる方策が適用できる。 In order to reduce the iron loss from the stator core and rotor core and improve the magnetic characteristics, both the stator core and rotor core are annealed at a predetermined temperature to remove machining strains such as presses, and annealing of semi-process materials is premised. A method of growing crystals that form both cores can be applied, as in the case of the material.
しかしながら、焼鈍にてステータコアとロータコアの双方の結晶を粒成長させることで磁気特性が向上する一方で、結晶が粒成長することでコアの強度(引張強度)が低下するといった背反があることが知られている。 However, it is known that there is a trade-off that the magnetic properties are improved by growing the crystals of both the stator core and the rotor core by annealing, while the strength (tensile strength) of the core is lowered by the grain growth of the crystals. Has been done.
ステータコアの鉄損が低いことにより、モータの小型化と省エネルギー化が図られる。一方、ロータコアは高速にて回転し、回転時に強い遠心力が作用する部材であることから、この強い外力に抗し得る高い強度が要求される。したがって、ロータコアに焼鈍を施すことは強度低下の要因となることから好ましい方策とは言い難く、したがって、ステータコアのみに焼鈍を施し、ロータコアには焼鈍を施さない製造方法が適用されることもある。ただし、この製造方法にて製造されたロータコアには、既述する磁気特性の向上が期待できない。 Since the iron loss of the stator core is low, the motor can be downsized and energy can be saved. On the other hand, since the rotor core is a member that rotates at high speed and exerts a strong centrifugal force during rotation, high strength that can withstand this strong external force is required. Therefore, it is difficult to say that annealing the rotor core is a preferable measure because it causes a decrease in strength. Therefore, a manufacturing method in which only the stator core is annealed and the rotor core is not annealed may be applied. However, the rotor core manufactured by this manufacturing method cannot be expected to improve the magnetic characteristics described above.
ここで、特許文献1には、同一の鋼板からロータ材およびステータ材を同時採取しながら、ロータ材においては高い磁束密度および高強度を、ステータ材においては高い磁束密度及び低鉄損を達成し得る高磁束密度無方向性電磁鋼板の製造方法が開示されている。具体的には、鋼板組成が所定の質量比で規定された高磁束密度無方向性電磁鋼板の製造に当たり、結晶粒径が50μm以上500μm以下となるように熱延板焼鈍を実行する方法である。
Here, in
特許文献1に開示の製造方法では、高磁束密度無方向性電磁鋼板に対して熱延板焼鈍をおこなうことから、ステータコア用の鋼板とロータコア用の鋼板の双方に焼鈍がおこなわれることになる。そのため、ロータコア用の鋼板においては、上記するように磁気特性の向上が期待できる一方で強度の低下が懸念される。
In the manufacturing method disclosed in
本発明は、上記する問題に鑑みてなされたものであり、磁気特性に優れ、かつ強度の高いロータコアを製造することのできるロータコアの製造方法と、かかるロータコアに加えて磁気特性に優れたステータコアを製造することのできるモータコアの製造方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above problems, and a method for manufacturing a rotor core capable of manufacturing a rotor core having excellent magnetic characteristics and high strength, and a stator core having excellent magnetic characteristics in addition to the rotor core An object of the present invention is to provide a method for manufacturing a motor core that can be manufactured.
前記目的を達成すべく、本発明によるロータコアの製造方法は、モータのロータを構成するロータコアの製造方法であって、電磁鋼板からロータコア用板材を打ち抜き加工し、複数の該ロータコア用板材を積層してロータコア前駆体を製造する第一のステップ、前記ロータコア前駆体の外周側領域と内周側領域で焼鈍時の温度差を設け、該外周側領域は電磁鋼板の結晶が粒成長する温度で焼鈍し、該内周側領域は電磁鋼板の結晶が粒成長しない温度で焼鈍してロータコアを製造する第二のステップからなるものである。 In order to achieve the above object, the method for manufacturing a rotor core according to the present invention is a method for manufacturing a rotor core that constitutes a rotor of a motor, in which a plate material for the rotor core is punched from an electromagnetic steel sheet, and a plurality of the plate materials for the rotor core are laminated. In the first step of manufacturing the rotor core precursor, a temperature difference at the time of annealing is provided between the outer peripheral side region and the inner peripheral side region of the rotor core precursor, and the outer peripheral side region is annealed at the temperature at which the crystal of the electromagnetic steel sheet grows. However, the inner peripheral side region comprises a second step of manufacturing a rotor core by annealing at a temperature at which the crystals of the electrical steel sheet do not grow.
本発明のロータコアの製造方法は、電磁鋼板からなる複数のロータコア用板材が積層されたロータコア前駆体に対し、ロータコア前駆体の外周側領域と内周側領域で焼鈍時の温度差を設けて焼鈍してロータコアを製造することに特徴を有している。具体的には、外周側領域は電磁鋼板の結晶が粒成長する温度で焼鈍し、内周側領域は電磁鋼板の結晶が粒成長しない温度で焼鈍するものである。 In the method for manufacturing a rotor core of the present invention, an annealing is performed by providing a temperature difference at the time of annealing between the outer peripheral side region and the inner peripheral side region of the rotor core precursor with respect to the rotor core precursor in which a plurality of rotor core plate materials made of electromagnetic steel plates are laminated. It is characterized by manufacturing a rotor core. Specifically, the outer peripheral region is annealed at a temperature at which the crystals of the electrical steel sheet grow, and the inner peripheral region is annealed at a temperature at which the crystals of the electrical steel sheet do not grow.
ここで、「外周側領域」とは、たとえば、平面視円形のロータコアにおいて、円形の外周輪郭線から所定長さ内側までの範囲の外周の環状領域等を意味し、「内周側領域」とは、外周側領域以外のロータコアの中央側の領域等を意味する。 Here, the "outer peripheral region" means, for example, an annular region on the outer circumference in a range from the circular outer peripheral contour line to the inside of a predetermined length in a circular rotor core in a plan view, and is referred to as an "inner peripheral region". Means a region on the center side of the rotor core other than the outer peripheral side region and the like.
外周側領域は、鉄損が比較的大きな、たとえばステータコアの円形の外周輪郭線から5mm程度までの範囲を規定することができる。そこで、この外周側領域の結晶を粒成長させ、磁気特性を向上させることで、ロータコアの鉄損を効果的に低減することができる。 The outer peripheral side region can define a range from the circular outer peripheral contour line of the stator core to about 5 mm, for example, where the iron loss is relatively large. Therefore, the iron loss of the rotor core can be effectively reduced by growing the crystals in the outer peripheral region to improve the magnetic characteristics.
一方、ロータコアの内周側領域は、結晶が粒成長していないことから、強度(引張強度)の高い領域となり、この内周側領域を備えていることでロータコアの高い強度を保証することができる。 On the other hand, the inner peripheral side region of the rotor core is a region having high strength (tensile strength) because the crystals are not grown, and the provision of this inner peripheral side region guarantees the high strength of the rotor core. it can.
また、本発明によるロータコアの製造方法の他の実施の形態において、前記第二のステップでは、前記内周側領域を電磁鋼板の結晶が粒成長しない温度であって、かつ前記打ち抜き加工時の加工歪を除去する温度で焼鈍する。 Further, in another embodiment of the method for manufacturing a rotor core according to the present invention, in the second step, the temperature is such that the crystals of the electromagnetic steel sheet do not grow in the inner peripheral region, and the processing during the punching process is performed. Anneal at a temperature that removes strain.
電磁鋼板の打ち抜き加工時には加工されるロータコア用板材に加工歪が導入されることから、内周側領域においては、電磁鋼板の結晶が粒成長しない温度であって、かつ打ち抜き加工時の加工歪を除去する温度で焼鈍することにより、打ち抜き加工による内周側領域の磁気特性の低下を解消することができる。 Since the machining strain is introduced into the rotor core plate material to be machined during the punching process of the electrical steel sheet, the machining strain during the punching process is maintained at a temperature at which the crystals of the electrical steel sheet do not grow in the inner peripheral region. By annealing at the temperature at which it is removed, it is possible to eliminate the deterioration of the magnetic characteristics of the inner peripheral region due to the punching process.
また、本発明によるロータコアの製造方法の他の実施の形態において、前記第二のステップでは、少なくとも前記ロータコア前駆体の上面と下面に断熱材を配設し、該ロータコア前駆体の円周方向に延びる側面を露出させた状態で該ロータコア前駆体を焼鈍炉に載置して焼鈍をおこなうものである。 Further, in another embodiment of the method for manufacturing a rotor core according to the present invention, in the second step, heat insulating materials are arranged at least on the upper surface and the lower surface of the rotor core precursor in the circumferential direction of the rotor core precursor. The rotor core precursor is placed in an annealing furnace with the extending side surface exposed to perform annealing.
ロータコア前駆体の上面と下面に断熱材を配設し、ロータコア前駆体の円周方向に延びる側面を露出させた状態では、たとえばこのロータコアの側面のみが外部に露出する。この状態で焼鈍をおこなうと、ロータコアの上下面は断熱材で防護されていることから、ロータコアの側面のみが直接加熱されて昇温し、側面から徐々にロータコアの内側に伝熱されていく。 In a state where heat insulating materials are arranged on the upper surface and the lower surface of the rotor core precursor and the side surfaces extending in the circumferential direction of the rotor core precursor are exposed, for example, only the side surface of the rotor core is exposed to the outside. When annealing is performed in this state, since the upper and lower surfaces of the rotor core are protected by a heat insulating material, only the side surface of the rotor core is directly heated to raise the temperature, and heat is gradually transferred from the side surface to the inside of the rotor core.
ロータコア前駆体の外周側領域が所定温度まで昇温して焼鈍された段階で焼鈍を終了することにより、外周側領域の電磁鋼板の結晶を所望に粒成長させることができるとともに、ロータコア前駆体の内周側領域の電磁鋼板の結晶の粒成長を抑制することができる。 By terminating the annealing at the stage where the outer peripheral region of the rotor core precursor is heated to a predetermined temperature and annealed, the crystals of the electrical steel sheet in the outer peripheral region can be grown as desired, and the rotor core precursor can be grown. It is possible to suppress the grain growth of crystals of the electromagnetic steel sheet in the inner peripheral region.
なお、ロータコア前駆体の上下面における断熱材によるカバー範囲は、ロータコア前駆体の上下面の全面を断熱材でカバーすることの他にも、ロータコア前駆体の内周側領域に相当する上下面のみを断熱材にてカバーする形態であってもよい。 The upper and lower surfaces of the rotor core precursor are covered by the heat insulating material only on the upper and lower surfaces corresponding to the inner peripheral side region of the rotor core precursor, in addition to covering the entire upper and lower surfaces of the rotor core precursor with the heat insulating material. May be covered with a heat insulating material.
また、本発明によるロータコアの製造方法の他の実施の形態において、前記第二のステップでは、前記ロータコア前駆体が転がり移動する移動空間を備え、該移動空間の周囲に加熱装置が配設された内部移動型焼鈍炉を使用し、該加熱装置の作動下で前記移動空間を前記ロータコア前駆体が転がり移動する過程で該ロータコア前駆体の前記側面から加熱が実行されて焼鈍をおこなうものである。 Further, in another embodiment of the method for manufacturing a rotor core according to the present invention, in the second step, a moving space in which the rotor core precursor rolls and moves is provided, and a heating device is arranged around the moving space. An internal mobile annealing furnace is used, and heating is executed from the side surface of the rotor core precursor in a process in which the rotor core precursor rolls and moves in the moving space under the operation of the heating device to perform annealing.
円柱状のロータコア前駆体が転がり移動する移動空間を備えた内部移動型焼鈍炉を使用し、ロータコア前駆体を転がり移動させながら側面から加熱装置にて加熱して焼鈍することで、ロータコア前駆体の外周側領域の焼鈍を効率的におこなうことが可能になる。ロータコア前駆体を転がり移動させる方法としては、たとえば、ロータコア前駆体に環状のギアを取り付け、移動空間内において該移動空間の長手方向に延びて該移動空間内をスライドする長尺のギアをロータコア前駆体に取り付けられた環状のギアに噛み合わせ、長尺のギアをスライドさせることでロータコア前駆体を移動空間内に転がり移動させることができる。 Using an internally mobile annealing furnace equipped with a moving space in which the columnar rotor core precursor rolls and moves, the rotor core precursor is annealed by heating it from the side with a heating device while rolling and moving the rotor core precursor. Annealing of the outer peripheral region can be performed efficiently. As a method of rolling and moving the rotor core precursor, for example, an annular gear is attached to the rotor core precursor, and a long gear extending in the longitudinal direction of the moving space and sliding in the moving space is attached to the rotor core precursor. The rotor core precursor can be rolled and moved into the moving space by engaging the annular gear attached to the body and sliding the long gear.
なお、内部移動型焼鈍炉に、予熱ゾーン、高温加熱ゾーンを連続的に設け、比較的低温に保持された予熱ゾーンをロータコア前駆体が転がり移動する過程で当該ロータコア前駆体の全体を所定温度まで予熱し、次いで、高温加熱ゾーンをロータコア前駆体が転がり移動する過程でロータコア前駆体の側面から焼鈍を積極的におこない、外周側領域の結晶の粒成長を促進させる製造方法であってもよい。 A preheating zone and a high temperature heating zone are continuously provided in the internal mobile annealing furnace, and the entire rotor core precursor reaches a predetermined temperature in the process of rolling and moving the rotor core precursor in the preheating zone maintained at a relatively low temperature. A production method may be used in which preheating is performed, and then annealing is actively performed from the side surface of the rotor core precursor in the process of rolling and moving the rotor core precursor through the high temperature heating zone to promote the grain growth of crystals in the outer peripheral region.
また、本発明はモータのロータを構成するロータコアとステータを構成するステータコアからなるモータコアの製造方法にも及ぶものであり、この製造方法は、電磁鋼板からロータコア用板材とステータコア用板材を打ち抜き加工し、複数の該ロータコア用板材を積層してロータコア前駆体を製造し、複数の該ステータコア用板材を積層してステータコア前駆体を製造する第一のステップ、前記ロータコア前駆体の外周側領域と内周側領域で焼鈍時の温度差を設け、該外周側領域は電磁鋼板の結晶が粒成長する温度で焼鈍し、該内周側領域は電磁鋼板の結晶が粒成長しない温度で焼鈍してロータコアを製造し、前記ステータコア用前駆体を焼鈍してステータコアを製造する第二のステップからなるものである。 The present invention also extends to a method of manufacturing a motor core composed of a rotor core constituting a rotor of a motor and a stator core constituting a stator, and this manufacturing method punches a plate material for a rotor core and a plate material for a stator core from an electromagnetic steel sheet. First step of laminating a plurality of the rotor core plate materials to produce a rotor core precursor, and laminating a plurality of the stator core plate materials to produce a stator core precursor, the outer peripheral side region and the inner circumference of the rotor core precursor. A temperature difference at the time of annealing is provided in the side region, the outer peripheral region is annealed at the temperature at which the grain of the electromagnetic steel sheet grows, and the inner peripheral region is annealed at the temperature at which the crystal of the electrical steel sheet does not grow to form the rotor core. It comprises the second step of manufacturing and annealing the precursor for the stator core to manufacture the stator core.
本発明のモータコアの製造方法は、モータを構成するロータコアとステータコアの双方(双方をまとめてモータコアと称する)を製造する方法であり、上記するロータコアの製造方法と共通する方法にてロータコアを製造する点に特徴がある。 The method for manufacturing a motor core of the present invention is a method for manufacturing both a rotor core and a stator core (both are collectively referred to as a motor core) constituting a motor, and the rotor core is manufactured by a method common to the above-mentioned method for manufacturing a rotor core. It is characterized by points.
共通する電磁鋼板からロータコア用板材とステータコア用板材を打ち抜き加工することで電磁鋼板の廃棄部分を可及的に低減することができ、材料歩留りを高めることができる。 By punching the rotor core plate material and the stator core plate material from the common electromagnetic steel plate, the waste portion of the electromagnetic steel plate can be reduced as much as possible, and the material yield can be improved.
第二のステップにおいて、ステータコア前駆体はその全体を結晶が粒成長する温度にて焼鈍して磁気特性の向上を図る。 In the second step, the entire stator core precursor is annealed at a temperature at which crystals grow to improve the magnetic properties.
本発明の製造方法によって製造されたロータコアは優れた磁気特性と高い強度を有しており、製造されたステータコアも優れた磁気特性を有していることから、これらのモータコアは性能に優れたモータの製造に供される。 Since the rotor core manufactured by the manufacturing method of the present invention has excellent magnetic characteristics and high strength, and the manufactured stator core also has excellent magnetic characteristics, these motor cores are excellent in performance. Used for manufacturing.
また、本発明によるモータコアの製造方法においても、製造方法の他の実施の形態として、前記第二のステップでは、前記ロータコア前駆体の前記内周側領域を電磁鋼板の結晶が粒成長しない温度であって、かつ前記打ち抜き加工時の加工歪を除去する温度で焼鈍する形態がある。 Further, also in the method for manufacturing a motor core according to the present invention, as another embodiment of the manufacturing method, in the second step, at a temperature at which crystals of the electromagnetic steel plate do not grow in the inner peripheral region of the rotor core precursor. There is also a form of annealing at a temperature at which processing strain during the punching process is removed.
また、本発明によるモータコアの製造方法の他の実施の形態において、前記第二のステップでは、少なくとも前記ロータコア前駆体の上面と下面に断熱材を配設し、該ロータコア前駆体の円周方向に延びる側面を露出させた状態で該ロータコア前駆体を焼鈍炉に載置し、前記ステータコア前駆体も該焼鈍炉に載置し、双方の前駆体の焼鈍をおこなうものである。 Further, in another embodiment of the method for manufacturing a motor core according to the present invention, in the second step, heat insulating materials are arranged at least on the upper surface and the lower surface of the rotor core precursor, and in the circumferential direction of the rotor core precursor. The rotor core precursor is placed in an annealing furnace with the extending side surface exposed, and the stator core precursor is also placed in the annealing furnace to annealing both precursors.
たとえば、ステータコア前駆体の内部にロータコア前駆体を配設して共通する焼鈍炉に双方のコア前駆体を載置し、双方のコア前駆体の焼鈍を同時におこなうことにより、可及的に小さな焼鈍炉を使用しながら効率的に焼鈍をおこなうことができる。 For example, by arranging the rotor core precursor inside the stator core precursor, placing both core precursors in a common annealing furnace, and annealing both core precursors at the same time, annealing is as small as possible. Annealing can be performed efficiently while using the furnace.
また、本発明によるモータコアの製造方法の他の実施の形態において、前記第二のステップでは、前記ロータコア前駆体が転がり移動する移動空間を備え、該移動空間の周囲に加熱装置が配設された内部移動型焼鈍炉を使用し、該加熱装置の作動下で前記移動空間を前記ロータコア前駆体が転がり移動する過程で該ロータコア前駆体の前記側面から加熱が実行されて焼鈍をおこない、前記ステータコア前駆体は別途の焼鈍炉に載置して焼鈍をおこなうものである。 Further, in another embodiment of the method for manufacturing a motor core according to the present invention, in the second step, a moving space in which the rotor core precursor rolls and moves is provided, and a heating device is arranged around the moving space. Using an internally mobile annealing furnace, heating is executed from the side surface of the rotor core precursor in the process of rolling and moving the rotor core precursor in the moving space under the operation of the heating device to perform annealing, and the stator core precursor is subjected to the annealing. The body is annealed by placing it in a separate annealing furnace.
内部移動型焼鈍炉の移動空間にロータコア前駆体を転がり移動させながら移動空間の周囲にある加熱装置にて連続的にロータコア前駆体の側面を直接加熱することで、ロータコア前駆体の側面(外周側領域)からの焼鈍を効率的におこなうことができる。一方、ステータコア前駆体は、別途の焼鈍炉に載置して全体的に結晶が粒成長するように焼鈍することで、磁気特性に優れたステータコアが製造される。 By rolling and moving the rotor core precursor into the moving space of the internal mobile annealing furnace and continuously directly heating the side surface of the rotor core precursor with a heating device around the moving space, the side surface (outer peripheral side) of the rotor core precursor is heated. Annealing from the area) can be performed efficiently. On the other hand, the stator core precursor is placed in a separate annealing furnace and annealed so that crystals grow as a whole, whereby a stator core having excellent magnetic characteristics is produced.
以上の説明から理解できるように、本発明のロータコアの製造方法およびモータコアの製造方法によれば、ロータコア前駆体の外周側領域と内周側領域で焼鈍時の温度差を設け、外周側領域は電磁鋼板の結晶が粒成長する温度で焼鈍し、内周側領域は電磁鋼板の結晶が粒成長しない温度で焼鈍することにより、磁気特性に優れ、かつ強度の高いロータコアを製造することができ、さらには、このようなロータコアを備えたモータコアを製造することができる。 As can be understood from the above description, according to the rotor core manufacturing method and the motor core manufacturing method of the present invention, a temperature difference during annealing is provided between the outer peripheral side region and the inner peripheral side region of the rotor core precursor, and the outer peripheral side region is defined as the outer peripheral side region. By annealing at the temperature at which the grains of the electrical steel sheet grow and the inner peripheral region is annealed at the temperature at which the crystal of the electrical steel sheet does not grow, it is possible to manufacture a rotor core with excellent magnetic characteristics and high strength. Furthermore, a motor core provided with such a rotor core can be manufactured.
以下、図面を参照して本発明のロータコアの製造方法およびモータコアの製造方法の実施の形態を説明する。 Hereinafter, embodiments of the rotor core manufacturing method and the motor core manufacturing method of the present invention will be described with reference to the drawings.
(ロータコアの製造方法の実施の形態)
図1,2は順に本発明のロータコアの製造方法の第一のステップを説明した模式図であり、図3はロータコアの製造方法の第二のステップの実施の形態1を説明した模式図であり、図4は焼鈍時における、ロータコア前駆体の外周側領域と内周側領域の加熱制御フローを説明した図である。また、図5はロータコアの製造方法の第二のステップの実施の形態2を説明した模式図である。
(Embodiment of a method for manufacturing a rotor core)
1 and 2 are schematic views illustrating the first step of the rotor core manufacturing method of the present invention in order, and FIG. 3 is a schematic diagram illustrating the first embodiment of the second step of the rotor core manufacturing method. FIG. 4 is a diagram illustrating a heating control flow of the outer peripheral side region and the inner peripheral side region of the rotor core precursor at the time of annealing. Further, FIG. 5 is a schematic view illustrating the second embodiment of the second step of the rotor core manufacturing method.
まず、図1で示すように、広範な電磁鋼板Sを不図示のプレス機等で所定径の円盤状に打ち抜き加工することにより、複数のロータコア用板材1を製造する。なお、この電磁鋼板Sとしては、該電磁鋼板を形成する結晶の平均粒径が20〜30μm程度の範囲である、いわゆる細粒材と称される電磁鋼板の他、結晶の平均粒径が50μm以上である、いわゆる通常粒径材が適用できる。
First, as shown in FIG. 1, a plurality of
次に、図2で示すように、製造された複数のロータコア用板材1を積層し、加締めや溶接等によってロータコア前駆体10’を製造する。
Next, as shown in FIG. 2, the manufactured plurality of rotor
ここで、ロータコア前駆体10’は円柱状を呈しており、周方向に延びる側面10’d、上面10’e、下面10’fを有している。さらに、磁極数に応じた磁石用スロットを備えており、図示例は不図示の三つの永久磁石で一つの磁極が形成される形態であり、平面視でハの字状の二つの磁石用スロット10’aと、それらの間で周方向に長手方向が配設された一つの磁石用スロット10’bが開設されている。尤も、磁石用スロットの形態は多様であり、一つの磁極が一つの磁石用スロット10’bに配設された永久磁石から構成される形態や、一つの磁極がハの字状の二つの磁石用スロット10’aに配設された永久磁石から構成される形態などであってもよい。また、ロータコア前駆体10’の中央位置にはシャフト用スロット10’cが開設されている。なお、これらの磁石用スロット10’a、10’bやシャフト用スロット10’cは、積層前の各ロータコア用板材1に対して開設されてもよいし、各ロータコア用板材1が積層された後に上面10’eから下面10’fに亘って開設されてもよい(以上、第一のステップ)。
Here, the rotor core precursor 10'has a columnar shape, and has a
第一のステップで製造されたロータコア前駆体10’に対し、第二のステップではロータコア前駆体10’の外周側領域と内周側領域で焼鈍時の温度差を設けて焼鈍し、ロータコアを製造する。この第二のステップを図3、4、5を参照して説明する。 In contrast to the rotor core precursor 10'manufactured in the first step, in the second step, the rotor core is annealed by providing a temperature difference at the time of annealing between the outer peripheral side region and the inner peripheral side region of the rotor core precursor 10'. To do. This second step will be described with reference to FIGS. 3, 4, and 5.
まず、第二のステップの実施の形態1を図3,4を参照して説明する。図3で示すように、ロータコア前駆体10’の上面10’eと下面10’fに断熱材Iを配設し、ロータコア前駆体10’の円周方向に延びる側面10’dを外部に露出させた状態とし、これを加熱装置Hが内蔵された焼鈍炉K1に載置する。
First, the first embodiment of the second step will be described with reference to FIGS. 3 and 4. As shown in FIG. 3, the heat insulating material I is arranged on the upper surface 10'e and the lower surface 10'f of the rotor core precursor 10', and the
加熱装置Hを作動させることにより、焼鈍炉K1内において、ロータコア前駆体10’の側面10’dから加熱をおこなう(X方向)。
By operating the heating device H, heating is performed from the
すなわち、焼鈍炉K1内においては、ロータコア前駆体10’の上面10’eと下面10’fからの入熱は断熱材Iによって抑制される一方、外部に露出した側面10’dからの入熱は盛んにおこなわれる。そのため、ロータコア前駆体10’においては、側面10’dからの焼鈍が進行することになる。
That is, in the annealing furnace K1, the heat input from the upper surface 10'e and the lower surface 10'f of the rotor core precursor 10'is suppressed by the heat insulating material I, while the heat input from the
この焼鈍加工では、図4で示すロータコア前駆体の外周側領域と内周側領域の加熱制御フローを実行する。 In this annealing process, the heating control flow of the outer peripheral side region and the inner peripheral side region of the rotor core precursor shown in FIG. 4 is executed.
図4において、温度T1は電磁鋼板を形成する結晶が粒成長する温度範囲の上限値を示しており、温度T2は結晶が粒成長しない温度範囲の上限値を示しており、温度T3は電磁鋼板Sからの打ち抜き加工時にロータコア用板材1に導入される加工歪を除去可能な温度範囲の下限値を示している。
In FIG. 4, the temperature T1 indicates the upper limit of the temperature range in which the crystals forming the electromagnetic steel plate grow, the temperature T2 indicates the upper limit of the temperature range in which the crystals do not grow, and the temperature T3 indicates the electromagnetic steel plate. The lower limit value of the temperature range which can remove the machining strain introduced into the rotor
焼鈍加工では、ロータコア前駆体10’の外周側領域は、時刻t1で温度T1まで昇温し、温度T1で時刻t2までの所定時間焼鈍する加熱制御を実行する。一方、ロータコア前駆体10’の内周側領域は、時刻t2で温度T2となるように温度を漸増させながら焼鈍する加熱制御を実行する。そして、時刻t2の段階で加熱を終了し、焼鈍炉K1を冷却する制御を実行する(以上、第二のステップの実施の形態1)。 In the annealing process, the outer peripheral region of the rotor core precursor 10'is heated to a temperature T1 at time t1 and annealed at a temperature T1 for a predetermined time until time t2. On the other hand, the inner peripheral region of the rotor core precursor 10'is annealed while gradually increasing the temperature so as to reach the temperature T2 at time t2. Then, the heating is finished at the stage of time t2, and the control for cooling the annealing furnace K1 is executed (the above is the first embodiment of the second step).
ここで、ロータコア前駆体10’の外周側領域とは、最終的に製造されるロータコアにおいて鉄損による磁気特性の低下が顕著な範囲であり、たとえば側面10’dから5mm内側に入った環状範囲を外周側領域に規定できる。一方、ロータコア前駆体10’の内周側領域は、ロータコア前駆体10’における外周側領域を除く内側の領域となる。
Here, the outer peripheral side region of the rotor core precursor 10'is a range in which the magnetic characteristics of the finally manufactured rotor core are significantly reduced due to iron loss, for example, an annular range 5 mm inward from the
次に、第二のステップの実施の形態2を図5を参照して説明する。この実施の形態では、図5で示すように、ロータコア前駆体10’が転がり移動する移動空間MSを備え、移動空間MSの左右に加熱装置Hが配設された内部移動型焼鈍炉K2を使用する。 Next, the second embodiment of the second step will be described with reference to FIG. In this embodiment, as shown in FIG. 5, an internal mobile annealing furnace K2 is used, which includes a moving space MS in which the rotor core precursor 10'rolls and moves, and heating devices H are arranged on the left and right sides of the moving space MS. To do.
内部移動型焼鈍炉K2では、予熱ゾーンYZ、高温加熱ゾーンHZ、冷却ゾーンCZが連続的に設けられており、さらに、移動空間MS内でスライドする長尺のギアG2が配設されている。ロータコア前駆体10’の上下面に断熱材Iを取り付け、さらに一方の断熱材Iには環状のギアG1を取り付け、ギアG1、G2を相互に噛み合わせる。不図示の駆動部にて長尺のギアG2をスライドさせることにより(Z方向)、ギアG1を介してロータコア前駆体10’は回転しながら(Y1方向)移動空間MS内を予熱ゾーンYZから高温加熱ゾーンHZ、さらには冷却ゾーンCZへと前進することができる(Y2方向)。まず、比較的低温に保持された予熱ゾーンYZをロータコア前駆体10’が転がりながら(Y1方向)移動する(Y2方向)過程で、ロータコア前駆体10’の全体を所定温度まで予熱する。ロータコア前駆体10’は円柱状を呈しており、その側面10’dのみが加熱装置Hに対して露出していることから、ロータコア前駆体10’の側面10’dが直接加熱され(X方向)、したがってロータコア前駆体10’の側面10’dから入熱が進行する。
In the internally movable annealing furnace K2, a preheating zone YZ, a high temperature heating zone HZ, and a cooling zone CZ are continuously provided, and a long gear G2 that slides in the moving space MS is further arranged. A heat insulating material I is attached to the upper and lower surfaces of the rotor core precursor 10', and an annular gear G1 is attached to one of the heat insulating materials I, and the gears G1 and G2 are meshed with each other. By sliding the long gear G2 with a drive unit (not shown) (Z direction), the rotor core precursor 10'rotates through the gear G1 (Y1 direction) and moves in the moving space MS at a high temperature from the preheating zone YZ. It can advance to the heating zone HZ and further to the cooling zone CZ (Y2 direction). First, the entire rotor core precursor 10'is preheated to a predetermined temperature in the process of moving the rotor core precursor 10'while rolling (Y1 direction) (Y2 direction) in the preheating zone YZ held at a relatively low temperature. Since the rotor core precursor 10'has a columnar shape and only the
次に、予熱されたロータコア前駆体10’が高温加熱ゾーンHZに入る。この高温加熱ゾーンHZにある加熱装置Hにはたとえばハロゲンヒータが適用でき、予熱ゾーンYZよりも高温加熱が実行される。高温加熱ゾーンHZでは予熱ゾーンYZよりも高温の熱が回転するロータコア前駆体10’の側面10’dから入熱されることにより、ロータコア前駆体10’の外周側領域の焼鈍が進行する。ロータコア前駆体10’が高温加熱ゾーンHZで焼鈍された後、ロータコア前駆体10’は冷却ゾーンCZに移動し、ここで冷却がおこなわれる。なお、図5で示す第二のステップにおいても、図4で示す加熱制御が実行される(以上、第二のステップの実施の形態2)。
Next, the preheated rotor core precursor 10'enters the high temperature heating zone HZ. For example, a halogen heater can be applied to the heating device H in the high temperature heating zone HZ, and heating at a higher temperature than the preheating zone YZ is executed. In the high temperature heating zone HZ, annealing of the outer peripheral side region of the rotor core precursor 10'progresses by receiving heat from the
以上、第一のステップと第二のステップの実施の形態1もしくは実施の形態2による製造方法により、図6で示すロータコア10が製造される。ここで、ロータコア10は、磁石用スロット10a、10bとシャフト用スロット10cを備え、側面10dから所定幅w範囲で結晶が粒成長している外周側領域10Aとその内側で結晶が粒成長していない内周側領域10Bを備えている。
As described above, the
外周側領域10Aにおいては、結晶が粒成長していることに起因して磁気特性が高くなっており、鉄損を効果的に低減することが可能になる。さらに、内周側領域10Bにおいては、結晶が粒成長していないことから強度(引張強度)の高い領域となる。したがって、ロータコア10は、磁気特性に優れ、かつ強度の高いコアとなる。
In the outer
(モータコアの製造方法の実施の形態)
図7,8は順に本発明のモータコアの製造方法の第一のステップを説明した模式図であり、図9はモータコアの製造方法の第二のステップを説明した模式図であり、図10は焼鈍時における、ステータコア前駆体、ロータコア前駆体の外周側領域および内周側領域の加熱制御フローを説明した図である。
(Embodiment of Manufacturing Method of Motor Core)
7 and 8 are schematic views illustrating the first step of the motor core manufacturing method of the present invention in order, FIG. 9 is a schematic diagram illustrating the second step of the motor core manufacturing method, and FIG. 10 is annealing. It is a figure explaining the heating control flow of the stator core precursor, the outer peripheral side region and the inner peripheral side region of a rotor core precursor at time.
まず、図7で示すように、電磁鋼板Sからステータコア用板材2とその内側の領域からロータコア用板材1を一組として複数組打ち抜き加工することにより、所定組のステータコア用板材2とロータコア用板材1を製造する。このように、ステータコア用板材2とその内側の領域からロータコア用板材1を打ち抜き加工することで、電磁鋼板Sの廃棄部分を可及的に低減することができ、材料歩留りを高めることができる。
First, as shown in FIG. 7, a predetermined set of the
次に、図8で示すように、製造された複数のロータコア用板材1を積層し、加締めや溶接等によってロータコア前駆体10’を製造し、同様に、製造された複数のステータコア用板材2を積層し、加締めや溶接等によってステータコア前駆体20’を製造する(以上、第一のステップ)。
Next, as shown in FIG. 8, a plurality of manufactured rotor
次に、図9で示すように、ロータコア前駆体10’に関しては、図3と同様に、ロータコア前駆体10’の上面10’eと下面10’fに断熱材Iを配設し、これをステータコア前駆体20’の内側に配設した状態で加熱装置Hが内蔵された焼鈍炉K1に載置する。このように、ステータコア前駆体20’の内側にロータコア前駆体10’を配設して双方を同時に焼鈍することから、焼鈍炉K1を可及的に小さくすることができ、かつ、効率的に焼鈍をおこなうことができる。 Next, as shown in FIG. 9, regarding the rotor core precursor 10', the heat insulating material I is arranged on the upper surface 10'e and the lower surface 10'f of the rotor core precursor 10', as in FIG. It is placed in the annealing furnace K1 in which the heating device H is built in the state of being arranged inside the stator core precursor 20'. In this way, since the rotor core precursor 10'is arranged inside the stator core precursor 20'and both are annealed at the same time, the annealing furnace K1 can be made as small as possible and annealed efficiently. Can be done.
ここで、ステータコア前駆体20’にはその全体の焼鈍を促進させるべく、断熱材を配設しない。ロータコア前駆体10’とステータコア前駆体20’の高さを調節するべく、ステータコア前駆体20’は台座Dの上に載置する。 Here, the stator core precursor 20'is not provided with a heat insulating material in order to promote annealing as a whole. The stator core precursor 20'is placed on the pedestal D in order to adjust the heights of the rotor core precursor 10'and the stator core precursor 20'.
加熱装置Hを作動させることにより、焼鈍炉K1内において、ステータコア前駆体20’はその上面および側面から加熱され(X方向)、ロータコア前駆体10’はステータコア前駆体20’との間の空間を介して側面10’dから加熱される(X方向)。
By operating the heating device H, the stator core precursor 20'is heated from the upper surface and the side surface thereof (in the X direction) in the annealing furnace K1, and the rotor core precursor 10'creates a space between the stator core precursor 20' and the stator core precursor 20'. It is heated from the
したがって、焼鈍炉K1内においては、ロータコア前駆体10’の上面10’eと下面10’fからの入熱は断熱材Iによって抑制される一方、外部に露出した側面10’dからの入熱が盛んにおこなわれ、ステータコア前駆体20’は外部に露出した側面および上面からの入熱が盛んにおこなわれ、それぞれ焼鈍が進行することになる。
Therefore, in the annealing furnace K1, the heat input from the upper surface 10'e and the lower surface 10'f of the rotor core precursor 10'is suppressed by the heat insulating material I, while the heat input from the
この焼鈍加工では、図10で示すステータコア前駆体、ロータコア前駆体の外周側領域および内周側領域の加熱制御フローを実行する。 In this annealing process, the heating control flow of the stator core precursor, the rotor core precursor's outer peripheral region and the inner peripheral region shown in FIG. 10 is executed.
図10において、温度T1は電磁鋼板を形成する結晶が粒成長する温度範囲の上限値を示しており、温度T2は結晶が粒成長しない温度範囲の上限値を示しており、温度T3は電磁鋼板Sからの打ち抜き加工時にロータコア用板材1に導入される加工歪を除去可能な温度範囲の下限値を示している。
In FIG. 10, the temperature T1 indicates the upper limit of the temperature range in which the crystals forming the electromagnetic steel plate grow, the temperature T2 indicates the upper limit of the temperature range in which the crystals do not grow, and the temperature T3 indicates the electromagnetic steel plate. The lower limit value of the temperature range which can remove the machining strain introduced into the rotor
焼鈍加工では、ロータコア前駆体10’の外周側領域は、時刻t1で温度T1まで昇温し、温度T1で時刻t2までの所定時間焼鈍する加熱制御を実行し、ロータコア前駆体10’の内周側領域は、時刻t2で温度T2となるように温度を漸増させながら焼鈍する加熱制御を実行する。また、ステータコア前駆体20’は時刻t1よりも早い時刻t3で温度T1まで昇温し、温度T1で時刻t2までの所定時間焼鈍する加熱制御を実行する。そして、時刻t2の段階で加熱を終了し、焼鈍炉K1を冷却する制御を実行する(以上、第二のステップ)。 In the annealing process, the outer peripheral region of the rotor core precursor 10'is heated to a temperature T1 at time t1 and annealed at a temperature T1 for a predetermined time until time t2, and the inner circumference of the rotor core precursor 10'is executed. The side region is annealed while gradually increasing the temperature so that the temperature reaches T2 at time t2. Further, the stator core precursor 20'executes heating control in which the temperature rises to the temperature T1 at a time t3 earlier than the time t1 and annealing is performed at the temperature T1 for a predetermined time until the time t2. Then, the heating is finished at the stage of time t2, and the control for cooling the annealing furnace K1 is executed (the above is the second step).
以上、第一のステップと第二のステップによる製造方法により、図11で示すように、ロータコア10とステータコア20からなるモータコア30が製造される。
As described above, as shown in FIG. 11, the
ここで、ロータコア10は、図6に示すように磁石用スロット10a、10bとシャフト用スロット10cを備え、側面10dから所定幅w範囲で結晶が粒成長している外周側領域10Aとその内側で結晶が粒成長していない内周側領域10Bを備えている。この外周側領域10Aによって高い磁気特性が付与され、内周側領域10Bによって高い強度が保証される。
Here, as shown in FIG. 6, the
一方、ステータコア20はその全体の結晶が粒成長していることに起因して磁気特性が高くなっており、鉄損が低減されたコアとなる。
On the other hand, the
したがって、磁気特性に優れ、かつ強度の高いロータコア10を製造することができ、さらには、磁気特性に優れたステータコア20を製造することができる。
Therefore, the
なお、このモータコアの製造方法の第二のステップにおいても、ロータコア前駆体10’の焼鈍においては図5で示す内部移動型焼鈍炉K2を使用し、ステータコア前駆体20’の焼鈍においては図9で示す焼鈍炉K1を使用する方法もある。 Also in the second step of this motor core manufacturing method, the internally mobile annealing furnace K2 shown in FIG. 5 is used for annealing the rotor core precursor 10', and FIG. 9 is used for annealing the stator core precursor 20'. There is also a method of using the annealing furnace K1 shown.
(ロータコアの強度および鉄損を検証した実験とその結果)
本発明者等は、ロータコアを本発明の製造方法によって製造した試験体(実施例)、焼鈍をしないロータコアの試験体(比較例1)、ロータコアの全体に750℃で焼鈍した試験体(比較例2)およびロータコアの全体を850℃で焼鈍した試験体(比較例3)の特性を推定するため、素材の鋼板から試験片を切り出し、ロータコアと同様の熱処理を加えて試験を行った。実施例の試験体は、平面視の直径が150mmのロータコアにおいて、その外周から5mmの環状範囲を外周側領域、その内側を内周側領域とし、外周側領域は800〜850℃で焼鈍し、内周側領域は650〜750℃で焼鈍したものを模擬した。なお、いずれの試験体とも、電磁鋼板を打ち抜き加工したロータコア用板材であり、平均粒径が50μm未満の細粒材を使用している。ここで、750℃以下の温度範囲では電磁鋼板の結晶の粒成長がなされないこと、650℃以上の温度範囲において打ち抜き加工時の加工歪が除去されることが分かっている。本実験において、試験体の強度に関しては、焼鈍温度が異なる細粒材から引張試験片を作製し、引張試験機による引張試験を実施した際の降伏強度を測定している。また、鉄損の試験は、同様に焼鈍温度が異なる細粒材から切り出した測定用試験片で測定している。
(Experiments and results that verified the strength and iron loss of the rotor core)
The present inventors have manufactured a rotor core by the production method of the present invention (Example), an unannealed rotor core test specimen (Comparative Example 1), and an entire rotor core annealed at 750 ° C. (Comparative Example). In order to estimate the characteristics of the test piece (Comparative Example 3) in which the entire 2) and the rotor core were annealed at 850 ° C., a test piece was cut out from the steel plate of the material and subjected to the same heat treatment as the rotor core for the test. In the test piece of the example, in a rotor core having a diameter of 150 mm in a plan view, an annular range of 5 mm from the outer circumference thereof was set as an outer peripheral side region, the inner side thereof was set as an inner peripheral side region, and the outer peripheral side region was annealed at 800 to 850 ° C. The inner peripheral region was annealed at 650 to 750 ° C. and simulated. All of the test pieces are rotor core plate materials obtained by punching out electromagnetic steel plates, and use fine-grained materials having an average particle size of less than 50 μm. Here, it is known that the grain growth of the crystal of the electrical steel sheet is not performed in the temperature range of 750 ° C. or lower, and the machining strain during punching is removed in the temperature range of 650 ° C. or higher. In this experiment, regarding the strength of the test piece, a tensile test piece was prepared from fine-grained materials having different annealing temperatures, and the yield strength when a tensile test was performed by a tensile tester was measured. Further, the iron loss test is similarly measured with a measuring test piece cut out from fine-grained materials having different annealing temperatures.
本実験では、上記実施例および比較例1〜3の強度と鉄損の検証をおこなうとともに、ロータコア前駆体を製作し、このロータコア前駆体に焼鈍をおこなうに当たり、焼鈍温度を種々変化させ、各焼鈍温度における焼鈍後の材料の降伏強度と鉄損を測定する実験をおこなった。焼鈍温度と材料の降伏強度(Yp)に関する実験結果を図12に示し、焼鈍温度とロータコアの鉄損に関する実験結果を図13に示す。なお、図12の縦軸の数値は、細粒材による焼鈍前のロータコアの降伏強度から、焼鈍後の降伏強度の低下量を示している。図12中の点線で示された強度は、通常粒径材の降伏強度を示している。また、図13の縦軸の数値は、細粒材によるロータコアの焼鈍前の鉄損の結果を100とし、細粒材によるロータコアの焼鈍後の鉄損をこの100に対する比率で示している。 In this experiment, the strength and iron loss of the above Examples and Comparative Examples 1 to 3 were verified, and when a rotor core precursor was produced and the rotor core precursor was annealed, the annealing temperature was variously changed and each annealing was performed. Experiments were conducted to measure the yield strength and iron loss of the material after annealing at temperature. The experimental results on the annealing temperature and the yield strength (Yp) of the material are shown in FIG. 12, and the experimental results on the annealing temperature and the iron loss of the rotor core are shown in FIG. The numerical values on the vertical axis of FIG. 12 indicate the amount of decrease in the yield strength after annealing from the yield strength of the rotor core before annealing with the fine-grained material. The strength shown by the dotted line in FIG. 12 indicates the yield strength of the normal particle size material. Further, the numerical values on the vertical axis of FIG. 13 indicate the result of iron loss before annealing of the rotor core by the fine-grained material as 100, and the iron loss after annealing of the rotor core by the fine-grained material as a ratio to this 100.
図12より、焼鈍温度750℃を境界として焼鈍後の強度が大きく変化すること、より具体的には、焼鈍温度750℃以上の範囲でロータコアの強度が大きく低下することが実証されている。したがって、ロータコアの強度のみに着目した場合には、焼鈍温度を750℃より低い温度に調整するのがよい。 From FIG. 12, it has been demonstrated that the strength after annealing changes significantly with the annealing temperature of 750 ° C. as a boundary, and more specifically, the strength of the rotor core significantly decreases in the range of annealing temperature of 750 ° C. or higher. Therefore, when focusing only on the strength of the rotor core, it is preferable to adjust the annealing temperature to a temperature lower than 750 ° C.
ここで、図中には実施例の適用される範囲を示している。実施例にかかるロータコアは、外周側領域が800〜850℃で焼鈍され、内周側領域は650〜750℃で焼鈍される。実施例にかかるロータコアは、外周側領域と内周側領域で温度差を設け、内周側領域を750℃より低い温度で焼鈍したことにより、ロータコアの高い強度を保証することができる。 Here, the applicable range of the examples is shown in the figure. In the rotor core according to the embodiment, the outer peripheral side region is annealed at 800 to 850 ° C., and the inner peripheral side region is annealed at 650 to 750 ° C. In the rotor core according to the embodiment, a high strength of the rotor core can be guaranteed by providing a temperature difference between the outer peripheral side region and the inner peripheral side region and annealing the inner peripheral side region at a temperature lower than 750 ° C.
また、図13より、焼鈍後の鉄損も、焼鈍温度750℃を境界として焼鈍後の鉄損が大きく変化すること、より具体的には、焼鈍温度750℃以上の範囲でロータコアの鉄損が大きく低下することが実証されている。したがって、ロータコアの鉄損のみに着目した場合には、焼鈍温度を750℃より高い温度に調整するのがよい。 Further, as shown in FIG. 13, as for the iron loss after annealing, the iron loss after annealing changes significantly with the annealing temperature of 750 ° C as a boundary, and more specifically, the iron loss of the rotor core changes in the range of the annealing temperature of 750 ° C or higher. It has been proven to be significantly reduced. Therefore, when focusing only on the iron loss of the rotor core, it is preferable to adjust the annealing temperature to a temperature higher than 750 ° C.
実施例にかかるロータコアは、外周側領域と内周側領域で温度差を設け、外周側領域を750℃よりも高い温度で焼鈍したことにより、鉄損低減効果の高い、優れた磁気特性を保証することができる。 In the rotor core according to the embodiment, a temperature difference is provided between the outer peripheral side region and the inner peripheral side region, and the outer peripheral side region is annealed at a temperature higher than 750 ° C., thereby guaranteeing excellent magnetic characteristics with a high iron loss reduction effect. can do.
図14は、実施例、比較例1〜3のロータ鉄損と強度に関する実験結果を示した図である。図中、強度◎は図12の焼鈍前からの降伏強度の低下量が0MPa〜20MPa程度であることを示しており、強度○は20MPa〜40MPa程度を示しており、強度△は40MPaを超える降伏強度低下量を示している。 FIG. 14 is a diagram showing experimental results regarding rotor iron loss and strength of Examples and Comparative Examples 1 to 3. In the figure, strength ⊚ indicates that the amount of decrease in yield strength from before annealing in FIG. 12 is about 0 MPa to 20 MPa, strength ◯ indicates about 20 MPa to 40 MPa, and strength Δ indicates yield exceeding 40 MPa. It shows the amount of decrease in strength.
図14より、比較例1を100とした場合に全体を850℃で焼鈍した比較例3と実施例は同程度(87程度)と鉄損が格段に低下していることが実証されており、さらに、強度に関しては、実施例は焼鈍なしの比較例1と同程度の強度を有していることが分かる。すなわち、外周側領域と内周側領域で温度差を設けて焼鈍をおこなう本発明の製造方法により、磁気特性に優れ、強度の高いロータコアが得られることが実証されている。 From FIG. 14, it is demonstrated that when Comparative Example 1 is set to 100, the iron loss is remarkably reduced to the same level (about 87) in Comparative Example 3 and Example in which the whole is annealed at 850 ° C. Further, regarding the strength, it can be seen that the examples have the same strength as that of Comparative Example 1 without annealing. That is, it has been demonstrated that a rotor core having excellent magnetic characteristics and high strength can be obtained by the manufacturing method of the present invention in which annealing is performed by providing a temperature difference between the outer peripheral side region and the inner peripheral side region.
以上、本発明の実施の形態を図面を用いて詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲における設計変更等があっても、それらは本発明に含まれるものである。 Although the embodiment of the present invention has been described in detail with reference to the drawings, the specific configuration is not limited to this embodiment, and there are design changes and the like within a range not departing from the gist of the present invention. Also, they are included in the present invention.
1…ロータコア用板材、2…ステータコア用板材、10…ロータコア、10’…ロータコア前駆体、10A…外周側領域、10B…内周側領域、10a、10’a、10b、10’b…磁石用スロット、10c、10’c…シャフト用スロット、10’d…側面、10’e…上面、10’f…下面、20…ステータコア、20’…ステータコア前駆体、30…モータコア、S…電磁鋼板、K1…焼鈍炉、K2…内部移動型焼鈍炉、MS…移動空間、H…加熱装置、I…断熱材、G1、G2…ギア 1 ... Rotor core plate material, 2 ... Stator core plate material, 10 ... Rotor core, 10'... Rotor core precursor, 10A ... Outer peripheral side region, 10B ... Inner peripheral side region, 10a, 10'a, 10b, 10'b ... For magnets Slots, 10c, 10'c ... shaft slots, 10'd ... side surfaces, 10'e ... top surface, 10'f ... bottom surface, 20 ... stator cores, 20'... stator core precursors, 30 ... motor cores, S ... electrical steel sheets, K1 ... Annealing furnace, K2 ... Internally mobile annealing furnace, MS ... Moving space, H ... Heating device, I ... Insulation material, G1, G2 ... Gear
Claims (10)
前記ロータコアは、前記ロータコアの外周側に位置する外周側領域と、前記ロータコアの内周側に位置する内周側領域とを有し、前記外周側には磁石用スロットが設けられ、
前記外周側領域は、前記ロータコアの外周輪郭線から前記外周輪郭線及び前記磁石用スロットの径方向の中央部の間の任意の位置まで径方向に延在する環状範囲であり、
前記外周側領域の結晶の平均粒径は、前記内周側領域の結晶の平均粒径より大きい、ロータコア。 A rotor core having a laminate of a plurality of rotor core plates.
The rotor core has an outer peripheral side region located on the outer peripheral side of the rotor core and an inner peripheral side region located on the inner peripheral side of the rotor core, and a magnet slot is provided on the outer peripheral side.
The outer peripheral side region is an annular range extending radially from the outer peripheral contour line of the rotor core to an arbitrary position between the outer peripheral contour line and the radial center portion of the magnet slot.
A rotor core in which the average particle size of the crystals in the outer peripheral region is larger than the average particle size of the crystals in the inner peripheral region.
電磁鋼板からロータコア用板材を打ち抜き加工し、複数の該ロータコア用板材を積層して、前記ロータコアの外周側に位置する外周側領域と、前記ロータコアの内周側に位置する内周側領域とを有し、前記外周側に磁石用スロットが設けられたロータコア前駆体を製造する第一のステップ、
前記ロータコア前駆体の前記外周側領域と前記内周側領域で焼鈍時の温度差を設け、前記外周側領域は電磁鋼板の結晶が粒成長する温度で焼鈍し、前記内周側領域は電磁鋼板の結晶が粒成長しない温度で焼鈍してロータコアを製造する第二のステップからなり、
前記外周側領域は、前記ロータコアの外周輪郭線から前記外周輪郭線及び前記磁石用スロットの径方向の中央部の間の任意の位置まで径方向に延在する環状範囲である、ロータコアの製造方法。 It is a method of manufacturing the rotor core that constitutes the rotor of the motor.
A plate material for a rotor core is punched from an electromagnetic steel plate, and a plurality of the plate materials for the rotor core are laminated to form an outer peripheral side region located on the outer peripheral side of the rotor core and an inner peripheral side region located on the inner peripheral side of the rotor core. The first step of manufacturing a rotor core precursor having a rotor core precursor provided with a magnet slot on the outer peripheral side.
A temperature difference during annealing is provided between the outer peripheral side region and the inner peripheral side region of the rotor core precursor, the outer peripheral side region is annealed at the temperature at which crystals of the electromagnetic steel sheet grow, and the inner peripheral side region is the electromagnetic steel plate. Consists of a second step in the production of the rotor core by annealing at a temperature at which the crystals do not grow.
A method for manufacturing a rotor core, wherein the outer peripheral side region is an annular range extending in the radial direction from the outer peripheral contour line of the rotor core to an arbitrary position between the outer peripheral contour line and the radial center portion of the magnet slot. ..
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