JPWO2019073579A1 - 永久磁石型モータの製造方法 - Google Patents
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Abstract
Description
また、本発明の製造方法によれば、永久磁石の周方向の先端面および後端面のそれぞれにおいて軸方向の両端部が面取りされている。このため、回転子コアが周方向に移動する際に、永久磁石の面取り部分が、隣接する段の回転子コアに接触することで永久磁石が磁石挿入孔内を軸方向に移動しながら周方向に送られ、回転子構成体が周方向に移動するので、永久磁石の破損を防止することが可能である。
[実施の形態1]
図1は、本発明の実施の形態1に係る永久磁石型モータを備えた密閉型スクロール圧縮機の縦断面図である。なお、図1では、断面を示すハッチングを一部省略している。以下、図1を参照しながら密閉型スクロール圧縮機100の構成について説明する。図1の密閉型スクロール圧縮機100は、例えば冷媒等の作動ガスを圧縮して吐出するものである。密閉型スクロール圧縮機100は、底部に潤滑油が貯留され、密閉型スクロール圧縮機100の外殻を構成する密閉容器108を備えている。そして、密閉容器108内には、永久磁石型モータ104と、永久磁石型モータ104に回転軸107を介して接続され、回転軸107を介して伝達される駆動力によって冷媒を圧縮する圧縮機構部101と、油ポンプ112とが収容されている。
永久磁石型モータ104において回転子106は、固定子105の内側に配置されており、鉄等の高透磁率材料からなる複数の電磁鋼鈑を軸方向に積層して構成された環状の回転子コア31を有する。回転子コア31には、周方向に間隔を空けて磁極と同数の磁石挿入孔32が形成されており、これら磁石挿入孔32のそれぞれに、磁極を構成する平板状の永久磁石33が埋設されている。永久磁石33は、例えばネオジム磁石または希土類磁石で構成されている。
・・・(1)
ここで、
θs:360°/(SとPとの最小公倍数)
θp_MAX:360°/(2×P)
θ=θskew/(N−1) ・・・(2)
20゜−(30゜−20゜)<θskew≦20゜+(30゜−20゜)
であり、
10゜<θskew≦30゜となる。
360°/(SとPとの最小公倍数)<θskew≦θs+(θp_MAX−θs)
・・・(3)
実施の形態2は、スキュー構造の回転子の製造方法に関する。
図9に示す比較例の多段スキュー回転子の場合には、回転子コア310を構成する各段の回転子コア310a、310bおよび310cのそれぞれにおいて、リベット360が挿入されるリベット挿通孔370の位置は、位置370a、370bおよび370cで示す位置である。すなわち、各段のリベット挿通孔370の位置は、永久磁石33との位置関係で互いに異なっており、故に、各段の回転子コアの形状は段毎に異なる構成となる。よって、比較例の多段スキュー回転子では、形状の異なる段数N分の回転子コアを用意しなければならなかった。その結果、リベット挿通孔370の位置が異なる複数のコア形状を打ち抜くために、段数Nと同数のコアプレス型、または、複数種類を選択プレス可能な制御機構を持ったコアプレス型を準備しなければならず、コストアップに繋がっていた。
θskew≦θr≦θp_MAX=360°/(2×P) ・・・(4)
まず、複数の電磁鋼板を積層して回転子コア31を形成する。そして、回転子コア31の磁石挿入孔32に永久磁石33を配置する。次に、回転子コア31のリベット挿通孔37にリベット36を通す。その後、回転子コア31において任意の積厚をスキュー角θ分だけ周方向にずらす。ここで、複数の電磁鋼板を積層して回転子コア31を形成する際には、最終的に回転子コア31a、回転子コア31bおよび回転子コア31cとして区別される、それぞれの任意の積厚毎に、軸方向にVカシメ等で一体化しておくことが望ましい。そして、それぞれ一体化された各段の回転子コアを積層すればよい。
図12のリベット挿通孔37は、リベット36と同径の円を、各段の回転子構成体のスキュー角θずつ周方向にずらして配置して得られる形状の外形を滑らかに繋いだ形状を有する。このようにリベット挿通孔37が、ここでは3つの円の輪郭を有する形状とすることで、リベット挿通孔37が位置決め孔として作用し、各段の回転子コア31を、スキュー角分、精度よくずらすことができる。
また、本発明の製造方法によれば、永久磁石の周方向の先端面および後端面のそれぞれにおいて軸方向の両端部が面取りされている。このため、回転子コアが周方向に移動する際に、永久磁石の面取り部分が、隣接する段の回転子コアに接触することで永久磁石が磁石挿入孔内を軸方向に移動しながら周方向に送られ、回転子構成体が周方向に移動するので、永久磁石の破損を防止することが可能である。
Claims (19)
- 磁極を構成する複数の永久磁石を有する回転子と、
前記回転子の回転軸と、
前記回転子の外周側に配置された固定子とを備え、
前記固定子に形成されたスロットの数Sと前記回転子の極数Pとが、S>Pを満足しており、
前記回転子は、前記回転軸の軸方向に並んだ各段の回転子構成体が周方向にずれて配置された多段スキュー構造を有し、最上段の前記回転子構成体と最下段の前記回転子構成体との間のスキュー角θskewが、θsを360°/(SとPとの最小公倍数)、θp_MAXを360°/(2×P)としたとき、
θs−(θp_MAX−θs)<θskew≦θs+(θp_MAX−θs)
の関係を満足する永久磁石型モータ。 - 前記スキュー角θskewが、
360°/(SとPとの最小公倍数)<θskew≦θs+(θp_MAX−θs)
の関係を満足する請求項1記載の永久磁石型モータ。 - 前記各段の前記回転子構成体のスキュー角θは、段数をNとしたとき
θ=θskew/(N−1)である
請求項1または請求項2記載の永久磁石型モータ。 - 前記各段の段数は3段以上である
請求項1〜請求項3のいずれか一項に記載の永久磁石型モータ。 - 各段の前記回転子構成体のそれぞれの軸方向の厚みが同じである
請求項1〜請求項4のいずれか一項に記載の永久磁石型モータ。 - 前記回転子に形成されたリベット挿通孔に挿通され、前記回転子を軸方向に締結したリベットを更に備え、
前記リベット挿通孔は、前記回転子の回転軸を中心とした周方向に沿う長穴形状である
請求項1〜請求項5のいずれか一項に記載の永久磁石型モータ。 - 前記永久磁石はネオジム磁石である
請求項1〜請求項6のいずれか一項に記載の永久磁石型モータ。 - 前記固定子は、導体線を集中巻に巻いて構成されたコイルを有する
請求項1〜請求項7のいずれか一項に記載の永久磁石型モータ。 - 複数の電磁鋼板が積層された回転子コアと、前記回転子コアに配置され、磁極を構成する複数の永久磁石とを備えた回転子構成体が軸方向に複数段並び、各段の前記回転子構成体が周方向にずらして配置されたスキュー構造の回転子を備えた永久磁石型モータの製造方法であって、
前記複数の電磁鋼板を積層して前記回転子コアを形成する工程と、
前記回転子コアに形成された磁石挿入孔に前記永久磁石を配置する工程と、
前記回転子コアに形成されたリベット挿通孔にリベットを通し、前記各段のスキューを施して各段の前記回転子構成体を形成する工程と、
前記リベットでカシメて締結する工程とを備え、
最上段の前記回転子構成体と最下段の前記回転子構成体との間のスキュー角θskewが、θsを360°/(SとPとの最小公倍数)、θp_MAXを360°/(2×P)としたとき、
θs−(θp_MAX−θs)<θskew≦θs+(θp_MAX−θs)
の関係を満足する
永久磁石型モータの製造方法。 - 前記リベット挿通孔は、前記回転子の回転軸を中心とした周方向に沿う長穴形状である請求項9記載の永久磁石型モータの製造方法。
- 複数の電磁鋼板が積層された回転子コアと、前記回転子コアに配置され、磁極を構成する複数の永久磁石とを備えた回転子構成体が軸方向に複数段並び、各段の前記回転子構成体が周方向にずらして配置されたスキュー構造の回転子を備えた永久磁石型モータの製造方法であって、
前記複数の電磁鋼板を積層して前記回転子コアを形成する工程と、
前記回転子コアに形成された磁石挿入孔に前記永久磁石を配置する工程と、
前記回転子コアに形成されたリベット挿通孔にリベットを通し、前記各段のスキューを施して各段の前記回転子構成体を形成する工程と、
前記リベットでカシメて締結する工程とを備え、
前記リベット挿通孔は、前記回転子の回転軸を中心とした周方向に沿う長穴形状である永久磁石型モータの製造方法。 - 前記リベット挿通孔の前記長穴形状が、前記リベットと同径の円を前記周方向に移動させて形成される軌跡の外形形状より僅かに大きい形状を有する
請求項10または請求項11記載の永久磁石型モータの製造方法。 - 前記リベット挿通孔の前記長穴形状が、前記リベットと同径の円を、各段の前記回転子構成体のスキュー角ずつ前記周方向にずらして配置して得られる形状の外形を繋いだ形状を有する請求項10または請求項11記載の永久磁石型モータの製造方法。
- 前記回転軸を中心とした前記リベット挿通孔の角度幅θrが、
θskew≦θr≦360°/(2×P)
の関係を満足する請求項10〜請求項13のいずれか一項に記載の永久磁石型モータの製造方法。 - 前記磁石挿入孔に挿入された前記永久磁石に磁力を付与する着磁工程を備え、
前記着磁工程を実行した後に、前記各段のスキューを施して各段の前記回転子構成体を形成する工程を実行する請求項9〜請求項14のいずれか一項に記載の永久磁石型モータの製造方法。 - 前記永久磁石を複数段、並べた状態の前記軸方向の寸法は、前記リベットで締結する前の前記回転子コアの前記軸方向の寸法よりも短く設定されており、前記回転子コアに前記永久磁石を配置した状態で、前記各段の前記永久磁石の一部が、隣接する他の段の前記回転子コアに入り込んだ状態となっており、
前記永久磁石は、前記周方向の先端面および後端面のそれぞれにおいて前記軸方向の両端部が面取りされており、前記回転子構成体にスキューを施すにあたって前記回転子コアを前記周方向に移動する際に、前記永久磁石の前記面取り部分が、隣接する段の前記回転子コアに接触することで前記永久磁石が前記磁石挿入孔内を前記軸方向に移動しながら前記周方向に送られ、前記回転子構成体が前記周方向に移動する請求項9〜請求項15のいずれか一項に記載の永久磁石型モータの製造方法。 - 前記面取りの寸法Cは、段数がN、各段の前記回転子構成体と前記各段の前記永久磁石との前記軸方向の寸法差がΔであるとき、
C≧N/(N−1)×Δ
である
請求項16記載の永久磁石型モータの製造方法。 - 各段の前記回転子コアのそれぞれは、前記複数の電磁鋼板を積層して前記回転子コアを形成する工程の前に、前記軸方向に一体に形成されている
請求項9〜請求項17のいずれか一項に記載の永久磁石型モータの製造方法。 - 請求項1〜請求項8のいずれか一項に記載の永久磁石型モータと、
前記永久磁石型モータに前記回転軸を介して接続され、前記回転軸を介して伝達される駆動力によって冷媒を圧縮する圧縮機構部と、
を備えた圧縮機。
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