KR100889892B1 - Outer-side-rotation rotor for dynamo-electric machines - Google Patents

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요시야스 고토
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가부시끼가이샤 도시바
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Abstract

본 발명은 자석 삽입 구멍(12)을 갖는 회전자 철심(8)과, 자석 삽입 구멍(12)에 삽입된 영구 자석(14)을 구비하고, 수지의 몰드재(18)에 의해 회전자 철심(8)에 대하여 영구 자석(14)을 일체화하고 또한 회전자 철심(8) 자체를 일체화하도록 한 회전 전기 장치의 외전형 회전자에 있어서, 수지를 열가소성 수지로 한 것을 특징으로 한다.The present invention includes a rotor iron core (8) having a magnet insertion hole (12), a permanent magnet (14) inserted into the magnet insertion hole (12), and a rotor iron core (10) by a resin mold material (18). In the external type rotor of the rotary electric apparatus which integrates the permanent magnet 14 with respect to 8), and the rotor iron core 8 itself, it is characterized by making resin into thermoplastic resin.

Description

회전 전기 장치의 외전형 회전자{OUTER-SIDE-ROTATION ROTOR FOR DYNAMO-ELECTRIC MACHINES}External rotor of rotating electric device {OUTER-SIDE-ROTATION ROTOR FOR DYNAMO-ELECTRIC MACHINES}

본 발명은 회전자 철심에 형성된 자석 삽입 구멍에 영구 자석을 삽입하여 구성되는 회전 전기 장치의 외전형 회전자에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an external rotor of a rotating electric device configured by inserting a permanent magnet into a magnet insertion hole formed in a rotor iron core.

회전 전기 장치 예를 들어 아우터 로터 타입의 영구 자석식 전동기(영구 자석형 모터)는 일본 공개특허공보 평성 8년 제182282호에 개시되어 있는 바와 같이, 슬롯에 코일이 수납되어 거의 원통형상으로 형성된 고정자와, 상기 고정자의 주위에 갭을 끼고 대향하도록 위치한 회전자로 구성되어 있다. 회전자의 내주면에는 상기 내주면을 따라서 원호 형상으로 성형된 복수의 자극용 영구 자석이 예를 들어, 접착에 의해 고정되어 있다. 이에 의해, 회전자에 자극이 형성된다. 자극용 영구자석에는 성형(형상)의 자유도가 높고, 높은 강도를 갖는 페라이트 자석이 널리 사용되고 있다.Rotating electric devices, for example, a permanent magnet electric motor (permanent magnet type motor) of the outer rotor type, as described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 182282, have a stator formed in a substantially cylindrical shape with a coil housed in a slot. And a rotor positioned facing the gap around the stator. On the inner circumferential surface of the rotor, a plurality of permanent magnets for magnetic poles formed in an arc shape along the inner circumferential surface are fixed, for example, by bonding. As a result, magnetic poles are formed in the rotor. Ferrite magnets having a high degree of freedom in shape (shape) and high strength have been widely used for magnetic pole magnets.

그런데, 가전 분야를 비롯한 여러 분야에서 기기의 고효율화가 요구되고 있고, 이에 따라서 이들의 기기에서 사용되는 회전 전기 장치의 고효율화가 필요해지고 있다. 이 때문에, 희토류를 함유하여 자기 특성이 양호한 자석 예를 들어 Nd 자석(네오디뮴 자석)을 자극용 영구 자석에 이용한 회전 전기 장치가 제공되고 있다. Nd 자석은 일반적으로 성형(형상)의 자유도가 낮고 약하기 때문에, 통상은 직방체로 형성되어 있다. 그리고, 회전자 철심(적층 철심)에 상기 Nd 자석을 삽입하기 위한 직사각형 형상의 자석 삽입 구멍을 형성하고, 상기 자석 삽입 구멍에 Nd 자석을 삽입함으로써 회전자가 구성되어 있다.However, in various fields, including the home appliance field, there is a demand for high efficiency of devices, and accordingly, there is a need for high efficiency of rotary electric devices used in these devices. For this reason, there has been provided a rotary electric device using a rare earth-containing magnet having good magnetic properties, for example, an Nd magnet (neodymium magnet), as a permanent magnet for magnetic poles. Nd magnets are generally formed in a rectangular parallelepiped because of their low degree of freedom in shape (shape) and weakness. The rotor is formed by forming a rectangular magnet insertion hole for inserting the Nd magnet into the rotor iron core (laminated iron core) and inserting the Nd magnet into the magnet insertion hole.

이와 같이 구성된 회전자는 자기 특성이 높아지는 반면, 회전자 철심에 복수의 자석 삽입 구멍이 형성되어 있으므로 전체적인 강도가 낮아진다. 그래서, 회전자 철심의 보강 및 회전자 철심과 Nd 자석의 고정을 위해, 자석 삽입 구멍에 Nd 자석을 삽입한 상태에서 각 부재를 수지(몰드재)로 일체화하도록 이루어져 있다.As described above, the rotor has a higher magnetic property, but since a plurality of magnet insertion holes are formed in the rotor core, the overall strength is lowered. Therefore, in order to reinforce the rotor iron core and fix the rotor iron core and the Nd magnet, each member is integrated with a resin (molding material) in the state where the Nd magnet is inserted into the magnet insertion hole.

현재, 상기 수지에는 저렴하고 유동성이 우수한 열경화성 수지가 사용되고 있다. 그러나, 열경화성 수지는 그 종류가 적고 물성을 향상시키기 위해서 사용하는 첨가제의 종류도 적은 등, 그 성형 조건의 설정폭이 좁다. 이 때문에, 수지의 물성(예를 들어, 강도나 유동성)을 변화시키기 어렵다. 따라서, 예를 들어 적층매수가 많고 강도가 낮은 회전자 철심에 대해서 열경화성 수지를 사용해도, 충분한 보강 및 고정을 실시할 수 없는 경우가 있었다. 그 결과, 회전자 더 나아가서는 회전 전기 장치의 특성에 악영향을 줄 우려가 있었다.Currently, thermosetting resins which are inexpensive and have excellent fluidity are used as the resins. However, thermosetting resins have a narrow setting range of molding conditions, such as a small number of the thermosetting resins and a small number of additives used for improving physical properties. For this reason, it is difficult to change the physical property (for example, strength or fluidity) of resin. Therefore, for example, even if a thermosetting resin is used for a rotor core having a large number of laminated sheets and low strength, sufficient reinforcement and fixing may not be possible. As a result, there is a concern that the rotor, and furthermore, adversely affects the characteristics of the rotating electric apparatus.

본 발명의 목적은 강도가 낮은 회전자 철심이어도 충분히 보강 및 회전자 철심과 자석을 고정할 수 있는 회전 전기 장치의 외전형 회전자를 제공하는 데에 있다.It is an object of the present invention to provide an external rotor of a rotating electric apparatus that can sufficiently reinforce and fix the rotor iron core and a magnet even with a low strength rotor iron core.

(과제를 해결하기 위한 수단)(Means to solve the task)

본 발명은 자석 삽입 구멍을 갖는 회전자 철심과, 상기 자석 삽입 구멍에 삽입된 영구 자석을 구비하고, 수지의 몰드재에 의해 상기 회전자 철심에 대해서 상기 영구 자석을 일체화하고 또한 상기 회전자 철심 자체를 일체화하도록 한 회전 전기 장치의 외전형 회전자에 있어서, 상기 수지는 열가소성 수지이고, 상기 수지에는 20중량%~40중량%의 유리 섬유가 첨가되어 있고, 상기 유리 섬유가 첨가된 수지의 물성은 인장강도 100MPa 이상, 연신율 3.0%이상, 굽힘 탄성 강도 6.0GPa 이상, 충격 강도 120J/m 이상인 것을 특징으로 한다. The present invention includes a rotor iron core having a magnet insertion hole, a permanent magnet inserted into the magnet insertion hole, and integrates the permanent magnet with respect to the rotor iron core by a mold material of resin, and the rotor iron core itself. In the external rotor of the rotary electric machine to integrate the resin, the resin is a thermoplastic resin, 20% to 40% by weight of glass fiber is added to the resin, the physical properties of the resin to which the glass fiber is added It is characterized by being 100 MPa or more of tensile strength, 3.0% or more of elongation, 6.0 GPa or more of bending elastic strength, and 120 J / m or more of impact strength.

(발명의 효과)(Effects of the Invention)

본 발명의 회전 전기 장치의 외전형 회전자는 수지를 열가소성 수지로서 그 물성을 폭넓게 변화시킬 수 있으므로, 강도가 낮은 회전자 철심이어도 충분히 보강 및 회전자 철심과 영구자석을 고정시킬 수 있고, 그 크기 특성 더 나아가서는 전기적 특성을 안정화시킬 수 있다.Since the outer rotor of the rotary electric machine of the present invention can change the physical properties of the resin as a thermoplastic resin, even a low-strength rotor iron core can sufficiently reinforce and fix the rotor iron core and the permanent magnet, and its size characteristics. Furthermore, the electrical properties can be stabilized.

도 1은 본 발명의 일실시형태를 도시한 것으로 회전자의 일부를 확대하여 도시한 파단 사시도,1 is an exploded perspective view showing an embodiment of the present invention to enlarge a portion of the rotor,

도 2는 전동기의 파단 사시도,2 is a broken perspective view of the electric motor,

도 3은 천공판을 적층한 상태 및 자석의 삽입 방법을 도시한 사시도,3 is a perspective view illustrating a state in which a perforated plate is laminated and a method of inserting a magnet;

도 4는 틀 내에 위치한 회전자의 단면도,4 is a cross-sectional view of the rotor located within the frame;

도 5는 수지의 인장 강도와 각 인장 강도를 갖는 수지를 사용한 경우에 유지할 수 있는 갭과의 관계를 도시한 도면,5 is a diagram showing a relationship between the tensile strength of a resin and a gap that can be maintained when a resin having each tensile strength is used;

도 6은 수지의 연신율과 내히트쇼크의 관계를 도시한 도면,6 is a diagram showing a relationship between an elongation of a resin and heat shock resistance;

도 7은 수지의 굽힘 탄성 강도와 각 굽힘 탄성 강도를 갖는 수지를 사용한 경우에 유지할 수 있는 갭과의 관계를 도시한 도면,FIG. 7 is a diagram showing the relationship between the bending elastic strength of a resin and the gap that can be maintained when a resin having each bending elastic strength is used;

도 8은 수지의 충격 강도와 각 충격 강도를 갖는 수지를 사용한 경우에 유지할 수 있는 갭의 관계를 도시한 도면,8 is a diagram showing a relationship between the impact strength of a resin and a gap that can be maintained when a resin having each impact strength is used;

도 9는 Nd 자석에 의한 자기 흡인력을 가한 경우에서의 유리 섬유 비율과 갭의 관계를 도시한 도면이다.9 is a diagram showing the relationship between the glass fiber ratio and the gap in the case where a magnetic attraction force by the Nd magnet is applied.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for the main parts of the drawings

5: 회전자(외전형 회전자) 8: 회전자 철심5: rotor (abduction rotor) 8: rotor iron core

12: 자석 삽입 구멍 14: Nd 자석(영구 자석)12: magnet insertion hole 14: Nd magnet (permanent magnet)

18: 몰드재 18: Mold material

이하, 본 발명을 외전형 영구 자석식 전동기(회전 전기 장치)에 적용한 일실시형태에 대해서 도면을 참조하면서 설명한다.EMBODIMENT OF THE INVENTION Hereinafter, one Embodiment which applied this invention to the abduction type permanent magnet type electric motor (rotary electric apparatus) is demonstrated, referring drawings.

도 2는 전동기의 일부를 파단하여 도시한 사시도이다. 도 2에서 고정자(1)는 다수개의 티스(2)를 방사상으로 갖는 고정자 철심(3)과, 상기 고정자 철심(3)을 덮도록 설치된 고정자용 수지(X)와, 각 티스(2)에 감긴 고정자 권선(4)으로 구성되어 있다.2 is a perspective view showing a part of the electric motor broken. In FIG. 2, the stator 1 is wound around a stator iron core 3 having a plurality of teeth 2 radially, a stator resin X installed to cover the stator iron core 3, and wound around each tooth 2. It consists of a stator winding 4.

외전형 회전자(5)는 상면이 개구된 원형 용기 형상을 이루는 자성체제의 프레임(6)을 갖고 있다. 프레임(6)의 중심부에는 축 지지체(7)가 고정되어 있다. 프레임(6)의 외주부의 개구측에는 환형상 벽(6a)이 설치되어 있고, 그 환형상 벽(6a)의 내주를 따라서 회전자 철심(8)이 배치되어 있다. 상기 회전자 철심(8)은 전자강판을 펀칭함으로써 펀칭판(9)을 형성하고, 상기 천공판(9)을 복수매 적층함으로써 구성되어 있다. 상기 회전자 철심(8)의 제조방법의 상세한 내용은 후술한다. 또한, 도 2에는 설명의 편의상, 후술하는 수지는 도시하고 있지 않다.The abduction rotor 5 has a magnetic frame 6 that forms a circular container shape with an open top surface. The shaft support 7 is fixed to the center part of the frame 6. The annular wall 6a is provided in the opening side of the outer peripheral part of the frame 6, and the rotor iron core 8 is arrange | positioned along the inner periphery of the annular wall 6a. The rotor iron core 8 is constituted by forming a punching plate 9 by punching an electromagnetic steel sheet and laminating a plurality of the perforated plates 9. Details of the manufacturing method of the rotor iron core 8 will be described later. In addition, resin which is mentioned later is not shown in FIG. 2 for convenience of description.

도 1은 회전자의 일부를 파단하여 도시한 사시도이고, 도 3은 천공판(9)을 적층한 상태 및 자석의 삽입 방법을 나타내고 있다. 도 1과 도 3은 설명의 편의상, 상하 방향이 반대로 되어 있다. 천공판(9)은 원고리형상의 요크부(10)와 그 내주측에 위치하는 자극부(11)를 구비하고, 이들 요크부(10)와 자극부(11) 사이에는 직사각형 형상의 자석 삽입구멍(12)(12a, 12b)이 형성되어 있다. 상기 자석 삽입 구멍(12a, 12b)에는 반원형상의 수지 도입부(10a)도 형성되어 있다. 천공판(9)이 적층됨으로써 전체적으로 직방체의 자석 삽입구멍(12)이 형성된다. 또한, 자극부(11)는 갭(Y)을 끼고 상기 고정자(1)의 고정자 철심(3)과 대향하고 있다.Fig. 1 is a perspective view showing a part of the rotor broken, and Fig. 3 shows a state in which the perforated plates 9 are stacked and a method of inserting a magnet. 1 and 3 are reversed in the vertical direction for convenience of explanation. The perforated plate 9 has a circular yoke portion 10 and a magnetic pole portion 11 positioned on the inner circumferential side thereof, and a rectangular magnet insertion hole is formed between the yoke portion 10 and the magnetic pole portion 11. (12) 12a and 12b are formed. Semi-circular resin introduction portions 10a are also formed in the magnet insertion holes 12a and 12b. As the perforated plate 9 is laminated, the magnet insertion hole 12 of the rectangular parallelepiped is formed as a whole. Moreover, the magnetic pole part 11 opposes the stator iron core 3 of the said stator 1 through the gap Y.

적층되는 천공판(9) 중, 최초(도 3 중, 최하단)와 최후(도 3 중, 최상단)의 천공판(9a와 9b)에는 요크부(10)와 자극부(11)를 연결하는 브리지부(13)가 형성되어 있다. 최초의 천공판(9a)은 다른 천공판(9)에 형성된 자석 삽입 구멍(12b) 보다도 폭이 좁은 자석 삽입 구멍(12a)을 갖고 있다(도 1 및 도 4 참조). 설명의 편의상, 최초의 천공판(9a)은 도 1에서는 최상단, 도 4에서는 최하단에 위치하고 있다.Among the perforated plates 9 to be stacked, the bridge portions connecting the yoke portion 10 and the magnetic pole portion 11 to the perforated plates 9a and 9b of the first (lowermost end in FIG. 3) and the last (most uppermost end in FIG. 3) ( 13) is formed. The first perforated plate 9a has a magnet insertion hole 12a that is narrower than the magnet insertion hole 12b formed in the other perforated plate 9 (see FIGS. 1 and 4). For convenience of explanation, the first perforated plate 9a is located at the top of FIG. 1 and at the bottom of FIG. 4.

회전자 철심(8)의 자석 삽입 구멍(12)에는 도 3에 도시한 바와 같이, 영구 자석, 예를 들어 희토류인 Nd(네오디뮴)를 함유하는 자성분(磁性粉)이 소결되어 직사각형 형상으로 성형된 Nd 자석(14)이 화살표 A방향으로부터 삽입된다.In the magnet insertion hole 12 of the rotor core 8, as shown in Fig. 3, a magnetic component containing a permanent magnet, for example, rare earth Nd (neodymium), is sintered and molded into a rectangular shape. The Nd magnet 14 is inserted from the arrow A direction.

도 4는 사출 성형기의 틀 내에 위치한 회전자(5)의 단면 구성을 도시하고 있다. 회전자 철심(8)은 자석 삽입 구멍(12)에 Nd 자석(14)이 삽입된 상태에서, 상부틀(15) 및 하부틀(16)에 의해 형성된 캐비티(17) 내에 스페이서(C)를 통하여 저장된다. 그 때, 프레임(6) 중 환형상 벽부(6a)를 포함하는 외주부도 캐비티(17) 내에 수납된다. 그리고, 상부틀(15)의 사출구(15a)로부터 열가소성 수지인 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET)의 몰드재(18)가 사출된다.4 shows a cross-sectional configuration of the rotor 5 located in the mold of an injection molding machine. The rotor iron core 8 is inserted through the spacer C in the cavity 17 formed by the upper frame 15 and the lower frame 16 with the Nd magnet 14 inserted into the magnet insertion hole 12. Stored. At this time, the outer peripheral part including the annular wall part 6a of the frame 6 is also accommodated in the cavity 17. And the mold material 18 of polyethylene terephthalate (PET) which is a thermoplastic resin is injected from the injection port 15a of the upper mold 15. As shown in FIG.

이에 의해, 몰드재(18)가 자석 삽입 구멍(12)과 Nd 자석(14) 사이에(특히 수지 도입부(10a), 프레임(6)과 회전자 철심(8) 사이, 및 프레임(6)의 단면(6b)(도 2 또는 도 4 참조)과 두 틀(15, 16) 사이에 흘려 넣어진다. 이와 같이, 각 부재의 전체를 덮도록 몰딩함으로써, 천공판(9)끼리 회전자 철심(8)과 Nd자석(14), 프레임(6)과 회전자 철심(8) 및 프레임(6)과 축 지지체(7)가 각각 고정된다.Thereby, the mold material 18 is interposed between the magnet insertion hole 12 and the Nd magnet 14 (especially between the resin introduction portion 10a, the frame 6 and the rotor iron core 8, and the frame 6). It is poured between the end surface 6b (refer FIG. 2 or FIG. 4) and the two frames 15 and 16. In this way, by molding so that the whole member may be covered, the perforated plate 9 comrades rotate the rotor core 8 with each other. And Nd magnet 14, frame 6 and rotor iron core 8, frame 6 and shaft support 7 are respectively fixed.

여기에서, 몰드재(18)의 기본 재료인 폴리에틸렌테레프탈레이트는 도 5 내지 도 8에 각각 파선과 화살표를 사용하여 나타내는 범위내의 것이 바람직하고, 이하 그 특성을 상세하게 설명한다. 또한, 도 5~도 8에 도시한 폴리에틸렌테레프탈레이트에는 30중량%의 유리 섬유가 첨가되어 있다.Here, the polyethylene terephthalate which is the base material of the mold material 18 is preferably in the range shown by broken lines and arrows in FIGS. 5 to 8, respectively, and the characteristics thereof will be described in detail below. In addition, 30 weight% of glass fiber is added to the polyethylene terephthalate shown in FIGS.

도 5는 수지가 갖고 있는 인장 강도(MPa)와, 각 인장 강도를 갖는 수지를 사용한 경우에 유지할 수 있는 갭(Y)의 크기(㎜)의 관계를 나타내고 있다. 갭(Y)의 크기는 영구 자석식 전동기의 특성에 영향을 주고, 일반적으로 평균 1.0㎜정도가 좋다고 되어 있고, 최저 0.6 ㎜정도는 필요하다. 따라서, 본 실시형태에서 사용하는 폴리에틸렌테레프탈레이트의 물성은 회전자(5)의 내주 방향으로 100MPa 정도의 인장력(자기 흡인력에 의한 내주 방향의 인장력을 상정)을 가한 경우에도 0.6㎜정도의 갭(Y)을 유지할 수 있는 것이 좋다. 100MPa 정도의 인장력을 가하여 갭(Y)의 크기가 0.6㎜ 정도를 유지할 수 없는 폴리에틸렌테레프탈레이트에서는 회전자(5)에 대해서 충분한 보강이나 고정을 실시할 수 없다. 도 5를 참조하면 본 실시형태에서 사용하는 폴리에틸렌테레프탈레이트는 적어도 100 MPa 이상, 바람직하게는 120 MPa 이상의 인장강도를 갖고 있을 필요가 있다.5 shows the relationship between the tensile strength MPa of the resin and the size (mm) of the gap Y that can be retained when a resin having each tensile strength is used. The size of the gap Y affects the characteristics of the permanent magnet electric motor, and it is generally said that an average of about 1.0 mm is good, and a minimum of about 0.6 mm is required. Therefore, the physical properties of the polyethylene terephthalate used in the present embodiment are about 0.6 mm even when a tensile force of about 100 MPa is assumed in the inner circumferential direction of the rotor 5 (assuming tensile force in the inner circumferential direction due to magnetic attraction force). It is good to be able to keep). In the polyethylene terephthalate in which a tensile force of about 100 MPa is applied and the size of the gap Y cannot be maintained about 0.6 mm, sufficient reinforcement or fixing cannot be performed on the rotor 5. Referring to Fig. 5, the polyethylene terephthalate used in the present embodiment needs to have a tensile strength of at least 100 MPa or more, preferably 120 MPa or more.

도 6은 수지의 연신율(%)과 내히트쇼크(사이클)의 관계를 나타내고 있다. 연신율은 수지의 유동성에 영향을 주는 것이므로, 일반적으로는 3.0% 이상이 좋은 것으로 되어 있다. 따라서, 본 실시형태에서의 폴리에틸렌테레프탈레이트의 물성은 예를 들어 200사이클 이상의 히트쇼크를 주어도 3.0% 정도 바람직하게는 3.0% 이상의 연신율을 유지할 수 있는 것이 좋다. 3.0% 정도의 연신율을 유지할 수 없으면, 수지가 캐비티(17) 내의 구석구석까지 퍼질 수 없고, 회전자(5)에 대한 확실한 보강이나 고정을 실시할 수 없고, 회전자 철심(8)의 열수축의 차에 의해 크랙 등이 발생한다.6 shows the relationship between the elongation (%) of the resin and the heat shock (cycle). Since elongation affects the fluidity | liquidity of resin, generally 3.0% or more is good thing. Therefore, even if the physical property of the polyethylene terephthalate in this embodiment gives a heat shock of 200 cycles or more, for example, it is good to be able to maintain elongation of 3.0% or more preferably 3.0% or more. If the elongation of about 3.0% cannot be maintained, the resin cannot spread to every corner of the cavity 17, cannot reliably reinforce or fix the rotor 5, and the heat shrinkage of the rotor iron core 8 A crack or the like occurs due to the car.

도 7은 수지가 갖고 있는 굽힘 탄성 강도(GPa)와, 각 굽힘 탄성 강도를 갖는 수지를 사용한 경우에 유지할 수 있는 갭(Y)의 크기(㎜)의 관계를 도시하고 있다. 상기 굽힘 탄성에서도 본 실시형태의 폴리에틸렌테레프탈레이트의 물성은 예를 들어 회전자(5)의 내주 방향으로 6GPa 정도의 굽힘 응력(자기 흡인력에 의한 내주 방향의 굽힘 응력 등을 상정)을 가한 경우에도 0.6㎜ 정도의 갭(Y)을 유지할 수 있는 것이 좋다. 갭(Y)의 크기가 0.6㎜ 정도를 유지할 수 없는 폴리에틸렌테레프탈레이 트에서는 회전자(5)에 대해서 충분한 보강이나 고정을 실시할 수 없다. 도 7을 참조하면 본 실시형태에서 사용하는 폴리에틸렌테레프탈레이트는 적어도 6GPa 이상, 바람직하게는 7GPa 이상의 굽힘 탄성 강도를 갖고 있을 필요가 있다.FIG. 7 shows the relationship between the bending elastic strength GPa of the resin and the size (mm) of the gap Y that can be retained when a resin having each bending elastic strength is used. Even in the above-mentioned bending elasticity, the physical property of the polyethylene terephthalate of the present embodiment is 0.6 even when a bending stress of about 6 GPa (assuming bending stress in the inner circumferential direction due to magnetic attraction force) is applied in the inner circumferential direction of the rotor 5, for example. It is good to be able to maintain the gap Y of about mm. In the polyethylene terephthalate in which the size of the gap Y cannot be maintained about 0.6 mm, sufficient reinforcement or fixing cannot be performed on the rotor 5. Referring to Fig. 7, the polyethylene terephthalate used in the present embodiment needs to have a bending elastic strength of at least 6 GPa or more, preferably 7 GPa or more.

도 8은 수지의 충격 강도(J/m)와 각 충격 강도를 갖는 수지를 사용한 경우에 유지할 수 있는 갭(Y)의 크기(㎜)의 관계를 나타내고 있다. 상기 충격강도에서도 본 실시형태의 폴리에틸렌테레프탈레이트는 예를 들어 회전자(5)의 내주방향으로 120J/m 정도의 충격 응력을 가한 경우에서도 0.6㎜ 정도의 갭(Y)을 유지할 수 있는 것이 좋다. 갭(Y)의 크기가 0.6㎜ 정도를 유지할 수 없는 폴리에틸렌테레프탈레이트에서는 회전자(5)에 대해서 충분한 보강이나 고정을 실시할 수 없다. 도 8을 참조하면 본 실시형태에서 사용하는 폴리에틸렌테레프탈레이트는 적어도 120J/m 이상의 충격강도를 갖고 있을 필요가 있다.8 shows the relationship between the impact strength (J / m) of the resin and the size (mm) of the gap Y that can be retained when a resin having each impact strength is used. Also in the impact strength, the polyethylene terephthalate of the present embodiment can maintain a gap Y of about 0.6 mm even when an impact stress of about 120 J / m is applied in the inner circumferential direction of the rotor 5, for example. In the polyethylene terephthalate in which the size of the gap Y cannot be maintained about 0.6 mm, sufficient reinforcement or fixing cannot be performed on the rotor 5. Referring to Fig. 8, the polyethylene terephthalate used in the present embodiment needs to have an impact strength of at least 120 J / m or more.

여기에서 본 실시형태에서 사용하는 몰드재(18)의 기본 재료인 폴리에틸렌테레프탈레이트에는 첨가제 예를 들어 유리 섬유의 필라가 첨가되어 있다. 이 때의, 몰드재(18)에 대한 유리 섬유의 첨가량(유리 섬유 비율)에 대해서 도 9를 참조하여 설명한다.Here, the additive, for example, the pillar of glass fiber, is added to the polyethylene terephthalate which is a base material of the mold material 18 used by this embodiment. The addition amount (glass fiber ratio) of the glass fiber with respect to the mold material 18 at this time is demonstrated with reference to FIG.

도 9는 회전자(5)에 대해서 Nd 자석(14)에 의한 내주 방향으로의 자기 흡인력을 가한 경우의 유리 섬유 비율(중량%)과 갭(Y)(㎜)의 관계를 나타내고 있다. 폴리에틸렌테레프탈레이트에 20중량%~40중량% 정도의 유리 섬유를 첨가하면, Nd자석(14)의 자기흡인력이 가해져도 0.6㎜ 정도의 갭(Y)을 유지할 수 있고, 충분한 강도를 갖는 몰드재(18)를 얻을 수 있다. 유리 섬유 비율이 20중량% 미만이면 물성 의 개선이 별로 보이지 않는다. 반대로 40중량% 보다도 많으면 적절한 유동성이 얻어지지 않고, 이에 의해 캐비티(17) 내에 공동이 생기고, 회전자(5) 전체의 강도가 저하될 우려가 있다. 20중량%~40중량% 정도의 유리 섬유가 첨가된 몰드재(18)에 의해 회전자 철심(8)과 Nd 자석(14)은 캐비티(17) 내에서 일체화된다.9 shows the relationship between the glass fiber ratio (% by weight) and the gap Y (mm) when the magnetic attraction force in the inner circumferential direction by the Nd magnet 14 is applied to the rotor 5. When the glass fiber of about 20% by weight to 40% by weight is added to the polyethylene terephthalate, even if the magnetic attraction force of the Nd magnet 14 is applied, a gap Y of about 0.6 mm can be maintained and a mold material having sufficient strength ( 18) can be obtained. If the glass fiber ratio is less than 20% by weight, there is little improvement in physical properties. On the contrary, when more than 40 weight%, proper fluidity is not obtained, and a cavity may arise in the cavity 17, and there exists a possibility that the intensity | strength of the whole rotor 5 may fall. The rotor iron core 8 and the Nd magnet 14 are integrated in the cavity 17 by the mold material 18 to which 20 to 40 weight% of glass fiber is added.

이상 설명한 바와 같이 본 실시형태에 의하면 적층된 회전자 철심(8)에 자석 삽입 구멍(12)에 형성함으로써 회전자 철심(8)의 강도가 저하되는 경우에도 몰드재(18)를 사용하여 회전자 철심(8)에 대해서 Nd 자석(14)을 일체화함과 동시에 회전자 철심(8) 자체를 일체화하도록 했으므로, 그 보강이나 각 부재의 고정을 실시할 수 있고, 회전자(5)의 크기 특성 더 나아가서는 영구 자석식 전동기의 토크 특성, 회전수 특성, 소비 전력 특성, 효율 등을 안정시킬 수 있다.As described above, according to the present embodiment, even when the strength of the rotor iron core 8 is reduced by forming the magnet insertion hole 12 in the stacked rotor iron core 8, the rotor is formed using the mold material 18. Since the Nd magnet 14 is integrated with the iron core 8 and the rotor iron core 8 itself is integrated, the reinforcement and fixing of each member can be performed, and the size characteristics of the rotor 5 are further increased. Furthermore, the torque characteristic, rotation speed characteristic, power consumption characteristic, efficiency, etc. of a permanent magnet electric motor can be stabilized.

몰드재(18)의 기본 재료인 수지를 열가소성 수지인 폴리에틸렌테레프탈레이트로 하고, 상기 수지에 20중량%~40중량%의 유리 섬유를 첨가함으로써, 상기 수지의 물성을, 인장강도 100MPa 이상, 연신율 3.0% 이상, 굽힘 탄성 강도 6.0GPa 이상, 충격 강도 120J/m 이상으로 했다. 이에 의해, 몰드재(18) 자체의 강도가 높아지고, 자기 흡인력이 작용해도 최소한 필요로 되는 0.6 ㎜ 정도의 갭(Y)을 유지할 수 있다.The resin, which is the base material of the mold material 18, is made of polyethylene terephthalate, which is a thermoplastic resin, and by adding 20% by weight to 40% by weight of glass fiber to the resin, the physical properties of the resin are 100 MPa or more in tensile strength and elongation 3.0. It was made into% or more, bending elastic strength 6.0 GPa or more, and impact strength 120J / m or more. Thereby, the intensity | strength of the mold material 18 itself becomes high, and even if the magnetic attraction force acts, the gap Y of about 0.6 mm required at least can be maintained.

또한, 폴리에틸렌테레프탈레이트 등의 열가소성 수지는 그 종류, 첨가제의 종류, 양 등에 따라서 유동성을 적절하게 조정할 수 있으므로 틀의 맞춤매에 발생하는 버(burr)를 감소시킬 수 있다. 또한, 열가소성 수지는 열경화성 수지와 비교하면 경화시간을 단축할 수 있다.In addition, the thermoplastic resin such as polyethylene terephthalate can appropriately adjust the fluidity according to the kind, the kind, the amount of the additive, and the like, so that burrs generated in the fitting medium of the mold can be reduced. In addition, the thermoplastic resin can shorten the curing time as compared with the thermosetting resin.

또한, 본 발명은 상기한 실시형태에 한정되는 것은 아니고, 예를 들어 다음과 같은 변형이 가능하다.In addition, this invention is not limited to said embodiment, For example, the following modifications are possible.

회전자(5)는 프레임(6)을 갖지 않는 구성으로 해도 좋다.The rotor 5 may be configured without the frame 6.

열가소성 수지로서는 폴리에틸렌테레프탈레이트 외에, 예를 들어 폴리부티렌테레프탈레이트 등 도 5~도 8에 나타낸 범위 내의 물성을 갖는 것이면 좋고, 첨가제도 유리 섬유의 충전제(filler)에 한정되지 않고 기본 재료의 강도를 적절하게 향상시킬 수 있으면 좋다.As the thermoplastic resin, in addition to polyethylene terephthalate, for example, polybutyrene terephthalate and the like may have physical properties within the ranges shown in FIGS. 5 to 8, and the additive is not limited to the filler of the glass fiber, but the strength of the base material is increased. It is good if it can improve suitably.

이상과 같이, 본 발명에 관한 회전 전기 장치의 외전형 회전자는 회전자 철심에 자석 삽입 구멍이 형성되는 등에 의해 강도가 저하된 회전 전기 장치에 유용하다.As described above, the abduction type rotor of the rotary electric apparatus according to the present invention is useful for a rotary electric apparatus whose strength has decreased due to the formation of a magnet insertion hole in the rotor core.

Claims (8)

자석 삽입 구멍(12)을 갖는 회전자 철심(8)과, 상기 자석 삽입 구멍(12)에 삽입된 영구 자석(14)을 구비하고, 수지의 몰드재(18)에 의해 상기 회전자 철심(8)에 대해서 상기 영구 자석(14)을 일체화하고 또한 상기 회전자 철심(8) 자체를 일체화하도록 한 회전 전기 장치의 외전형 회전자에 있어서,The rotor iron core 8 which has the magnet insertion hole 12, and the permanent magnet 14 inserted in the said magnet insertion hole 12 are provided, The said rotor iron core 8 is made by the resin mold material 18. As shown in FIG. In the abduction type rotor of a rotary electric device, in which the permanent magnet 14 is integrated with the rotor and the rotor iron core 8 itself is integrated, 상기 수지는 열가소성 수지이고,The resin is a thermoplastic resin, 상기 수지에는 20중량%~40중량%의 유리 섬유가 첨가되어 있고, 20 to 40 weight% of glass fiber is added to the said resin, 상기 유리 섬유가 첨가된 수지의 물성은 인장강도 100MPa 이상, 연신율 3.0%이상, 굽힘 탄성 강도 6.0GPa 이상, 충격 강도 120J/m 이상인 것을 특징으로 하는 회전 전기 장치의 외전형 회전자.Physical properties of the resin to which the glass fiber is added, the outer rotor of a rotary electric machine, characterized in that the tensile strength of 100MPa or more, elongation 3.0% or more, bending elastic strength 6.0GPa or more, impact strength 120J / m or more. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 영구 자석(14)은 희토류를 함유하는 자성분(磁性粉)을 소결하여 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 회전 전기 장치의 외전형 회전자.The permanent magnet (14) is an external rotor of a rotary electric machine, characterized in that it is formed by sintering a magnetic component containing rare earth. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 수지는 폴리부티렌테레프탈레이트 또는 폴리에틸렌테레프탈레이트인 것을 특징으로 하는 회전 전기 장치의 외전형 회전자.Wherein the resin is polybutyrene terephthalate or polyethylene terephthalate. 제 2 항에 있어서,The method of claim 2, 상기 수지는 폴리부티렌테레프탈레이트 또는 폴리에틸렌테레프탈레이트인 것을 특징으로 하는 회전 전기 장치의 외전형 회전자.Wherein the resin is polybutyrene terephthalate or polyethylene terephthalate. 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete
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