KR101671606B1

KR101671606B1 - 회전 전기 기기의 회전자, 회전 전기 기기, 회전 전기 기기의 회전자의 제조 방법

Info

Publication number: KR101671606B1
Application number: KR1020147032672A
Authority: KR
Inventors: 게이이치로 오카; 히로유키 아키타
Original assignee: 미쓰비시덴키 가부시키가이샤
Priority date: 2012-05-24
Filing date: 2013-03-13
Publication date: 2016-11-01
Also published as: CN104335454B; DE112013002622T5; US20150028710A1; KR20150009552A; TWI500237B; JPWO2013175832A1; TW201414141A; WO2013175832A1; JP5901754B2; CN104335454A

Abstract

서로 이웃하는 제 1 영구 자석(4)의 N극측에 접하는 복수의 적층 티스부(31n)를 일체로서 구비하는 N극 일체 적층 코어(3n)와, 서로 이웃하는 제 1 영구 자석(4)의 S극측에 접하는 복수의 적층 티스부(31s)를 일체로서 구비하는 S극 일체 적층 코어(3s)를 갖고, N극 일체 적층 코어(3n)와 S극 일체 적층 코어(3s)는 각각, 외주면이 비자성인 회전축(1)에 배치되고, 서로의 사이에 제 1 영구 자석(4)과 공극(6)을 가지는 회전 전기 기기의 회전자(100)를 제공한다.

Description

회전 전기 기기의 회전자, 회전 전기 기기, 회전 전기 기기의 회전자의 제조 방법{ROTOR FOR ROTATING ELECTRIC MACHINE, ROTATING ELECTRIC MACHINE, AND METHOD FOR MANUFACTURING ROTOR FOR ROTATING ELECTRIC MACHINE}

본 발명은 회전 전기 기기의 회전자와, 회전 전기 기기, 및 회전 전기 기기의 회전자의 제조 방법에 관한 것이다.

종래, 전동기의 회전자를 소형화·고성능화하는 방법의 하나로서, 회전축의 주위에 둘레 방향으로 교호적으로 자화되는 복수의 영구 자석과, 그들 영구 자석의 사이에 각각이 자극을 형성하는 복수의 적층 코어 부재를 교대로 배치하여 이루어지는 회전자를 이용하는 것에 의해 영구 자석 계자를 효율적으로 이용하는 기술이 제안되어 있다.

이러한 종류의 회전자에 있어서는, 적층 코어 부재는, 규소 강판 등의 자성 재료로 이루어지는 대략 선형 박판 코어편의 적층체를 이용하여, 프레스 기계의 스웨이징(swaging) 작업에 의해 일체로 결합해서 형성되어 있다.

이 경우, 각 영구 자석은, 인접하는 각 적층 코어 부재의 측면에 밀접하게 샌드위치되고, 일반적으로 각 적층 코어 부재의 외주부 및 내주부에서 측면으로부터 영구 자석의 형상에 대응하여 돌설된 아우터 훅(outer hook) 및 인너 훅(inner hook)에 의해서, 직경 방향으로 위치 결정되고, 고정되어 있다.

또, 각 적층 코어 부재 및 영구 자석은, 각 적층 코어 부재의 대략 중심부에 축선 방향으로 관통하는 타이 로드(tie rod)를 삽입하고, 각 타이 로드를 각 적층 코어 부재의 축방향 양단에 배치하고 또한 회전축에 고정되는 환상 단판(annular end plate)에 체결(締結)하는 것에 의해, 원심력이나 회전 토크, 회전 토크의 반력에 대해 서로 유지 고정되어 있다.

이 조립 공정에 있어서는, 각 영구 자석 및 각 적층 코어 부재의 위치 결정이나 고정 작업이 번잡하게 되어 작업 시간이 증가한다는 과제가 있다.

또한, 작업자의 숙련이 요구되어, 작업자의 절감 및 생산성 향상의 방해가 된다는 과제가 있다.

각 영구 자석 및 각 적층 코어 부재의 위치 결정 정밀도는 타이 로드 및 단 판의 기계적 강도 및 가공 정밀도에만 의존하고 있다.

특히 고속 전동기나, 높은 토크 전동기에 사용하는 경우, 복수의 적층 코어 부재 및 영구 자석을 소정 위치에 유지하기 위한 회전자 전체의 기계적 강도를 더 향상시킬 필요가 있다.

이 목적을 달성하기 위해서, 각각의 적층 코어 부재를 구성하는 박판 코어편의 적층체의 소정 위치에 개재·결합되는 적어도 1개의 일체형 박판 코어에 의해, 상호의 적층 코어 부재가 연결되고, 또한 그 일체형 박판 코어는, 박판 코어편과 동일 형상으로 박판 코어편의 적층 구조에 개재·결합되는 자극(磁極) 수와 동일한 개수의 박판 코어편 부분과, 박판 코어편 부분으로부터 연장되어 서로 이웃하는 박판 코어편 부분 사이에 영구 자석의 설치 공간을 가지는 상대 배치로 모든 박판 코어편 부분을 환상으로 연결하는 연결부를 구비함으로써, 서로 이웃하는 적층 코어 부재 사이에 영구 자석의 설치 공간을 가지는 구성으로 한 전동기의 회전자가 제안되어 있다(예를 들면 특허문헌 1).

회전자를 이러한 구성으로 함으로써, 각각의 영구 자석의 자속 누설을 최소한으로 억제하면서 각각의 적층 코어 부재를 위치 결정할 수 있어, 조립성 개선을 할 수 있도록 하고 있다.

특허 문헌 1: 일본 특허 공개 제6-245451호 공보(도 1, 도 16, 도 19)

특허문헌 1에 기재된 전동기의 회전자에 있어서는, 각각의 적층 코어 부재가 일체형 박판 코어에 의해 연결되어 있는 것에 의해 조립성의 개선은 도모할 수 있지만, 영구 자석의 N극과 S극을 연결하는 자로(磁路)를 형성해 버리는 일체형 박판 코어에 의해 영구 자석의 자속 누설을 여전히 회피하지 못하여, 전동기의 특성 저하는 부정할 수 없다고 하는 과제가 있었다.

또한, 특허문헌 1에는, 다른 실시 형태로서 N극와 S극을 연결하는 자로를 직접적으로는 형성하지 않는 구성도 개시되어 있지만, 회전축에 감합(嵌合)되는 면적이 작고, 문헌 중에도 기재된 바와 같이 일체형 박판 코어의 환상 연결부의 강성이 현저하게 저하되는 구성이기 때문에 조립성의 악화를 회피하지 못하고, 또한 복잡한 형상의 박판 코어를 조합한 구성이기 때문에 생산성이 나쁘다고 하는 과제가 있었다.

본 발명은, 상기와 같은 과제를 해결하기 위해서 이루어진 것으로, 환상 연결부가 영구 자석의 N극와 S극을 연결하는 자로를 형성하는 일없이, 적층 티스(stacked teeth)를 고강성 또한 간이(簡易)한 형상의 구성으로 하고, 또한 적층 티스군과 회전축의 감합 조립에 의해서 동축도(concentric)를 확보할 수 있는 구성으로 함으로써 조립성과 생산성이 우수한 회전 전기 기기의 회전자를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명에 따른 회전 전기 기기의 회전자는, 회전축의 주위에 등간격으로 배치되고, 둘레 방향으로 교대로 자화되어 있는 복수의 제 1 영구 자석과, 각각의 제 1 영구 자석을 둘레 방향으로부터 샌드위치하도록 회전축의 주위에 배치되고, 각각이 자극을 형성하는 복수의 적층 티스부를 가지는 적층 코어를 구비한 회전 전기 기기의 회전자에 있어서, 적층 코어는, 서로 이웃하는 제 1 영구 자석의 N극측에 접하는 적층 티스부를 일체로서 구비하는 N극 일체 적층 코어와, N극 일체 적층 코어와 동일 형상을 갖고, 서로 이웃하는 제 1 영구 자석의 S극측에 접하는 적층 티스부를 일체로서 구비하는 S극 일체 적층 코어로 이루어지고, N극 일체 적층 코어와 S극 일체 적층 코어는 각각, 회전축의 주위를 둘러싸고 각각의 일체 적층 코어를 회전축에 위치 결정하는 환상 연결부 및 이 환상 연결부로부터 회전축의 둘레 방향 외측으로 향해 돌출되는, 등간격으로 배치된 제 1 티스부로 이루어지는, 자성을 가지는 연결 티스편과, 제 1 티스부의 회전축측의 단부를 소정의 폭으로 회전축의 둘레 방향으로 절제한 형상을 갖고, 제 1 티스부의 외주에 정렬되어 적층되는, 자성을 가지는 제 1 티스편으로 구성되고, N극 일체 적층 코어와 S극 일체 적층 코어는 각각, 적층 코어의 축방향의 길이의 1/2 이하의 동일한 두께로 적층된 연결 티스편의 각각의 제 1 티스부에, 동일한 두께로 제 1 티스편을 적층하여 구성되고, N극 일체 적층 코어 및 S극 일체 적층 코어는, 외주면이 비자성인 회전축에, 환상 연결부가 외측으로 되고, N극 일체 적층 코어와 S극 일체 적층 코어의 각각의 적층 티스부가 교대로 대향하도록 배치되어 제 1 영구 자석을 사이에 샌드위치하고 있는 것이다.

또한, 본 발명에 따른 회전 전기 기기는, 회전축의 주위에 등간격으로 배치되고, 둘레 방향으로 교대로 자화되어 있는 복수의 제 1 영구 자석과, 각각의 제 1 영구 자석을 둘레 방향으로부터 샌드위치하도록 회전축의 주위에 배치되고, 각각이 자극을 형성하는 복수의 적층 티스부로 이루어지는 적층 코어를 가지는 회전자를 구비한 회전 전기 기기에 있어서, 적층 코어는, 서로 이웃하는 제 1 영구 자석의 N극측에 접하는 적층 티스부를 일체로서 구비하는 N극 일체 적층 코어와, N극 일체 적층 코어와 동일 형상을 갖고, 서로 이웃하는 제 1 영구 자석의 S극측에 접하는 적층 티스부를 일체로서 구비하는 S극 일체 적층 코어로 이루어지고, N극 일체 적층 코어와 S극 일체 적층 코어는 각각, 회전축의 주위를 둘러싸고 각각의 일체 적층 코어를 회전축에 위치 결정하는 환상 연결부 및 이 환상 연결부로부터 회전축의 둘레 방향 외측으로 향해 돌출하는, 등간격으로 배치된 제 1 티스부로 이루어지는, 자성을 가지는 연결 티스편과, 제 1 티스부의 회전축측의 단부를 소정의 폭으로 회전축의 둘레 방향으로 절제한 형상을 갖고, 제 1 티스부의 외주에 정렬되어 적층되는, 자성을 가지는 제 1 티스편으로 구성되고, N극 일체 적층 코어와 S극 일체 적층 코어는 각각, 적층 코어의 축방향의 길이의 1/2 이하의 동일한 두께로 적층된 연결 티스편의 각각의 제 1 티스부에, 동일한 두께로 제 1 티스편을 적층하여 구성되고, N극 일체 적층 코어 및 S극 일체 적층 코어는, 외주면이 비자성인 회전축에, 환상 연결부가 외측으로 되고, N극 일체 적층 코어와 S극 일체 적층 코어의 각각의 적층 티스부가 교대로 대향하도록 배치되어 제 1 영구 자석을 사이에 샌드위치하고 있는 회전자와 고정자를 구비한 것이다.

또한, 본 발명에 따른 회전 전기 기기의 회전자의 제조 방법은, 회전축의 주위에 등간격으로 배치되고, 둘레 방향으로 교대로 자화되어 있는 복수의 제 1 영구 자석과, 각각의 제 1 영구 자석을 둘레 방향으로부터 샌드위치하도록 회전축의 주위에 배치되고, 각각이 자극을 형성하는 복수의 적층 티스부를 가지는 적층 코어를 구비한 회전 전기 기기의 회전자의 제조 방법에 있어서, 적층 코어는, 서로 이웃하는 제 1 영구 자석의 N극측에 접하는 적층 티스부를 일체로서 구비하는 N극 일체 적층 코어와, N극 일체 적층 코어와 동일 형상을 갖고, 서로 이웃하는 제 1 영구 자석의 S극측에 접하는 적층 티스부를 일체로서 구비하는 S극 일체 적층 코어로 이루어지고, N극 일체 적층 코어와 S극 일체 적층 코어의 제조 공정은 각각, 비자성의 회전축의 주위를 둘러싸서 각각의 일체 적층 코어를 회전축에 위치 결정하는 환상 연결부 및 이 환상 연결부로부터 회전축의 둘레 방향 외측으로 향해 돌출하는, 등간격으로 배치된 제 1 티스부로 이루어지는, 자성을 가지는 연결 티스편을, 적층 코어의 축방향의 길이의 1/2 이하의 동일한 두께로 적층하는 연결 티스편 적층 공정과, 연결 티스편의 각각의 제 1 티스부에, 제 1 티스부의 환상 연결부측의 단부를 소정의 폭으로 회전축의 둘레 방향으로 절제한 형상을 갖고, 제 1 티스부의 외주에 정렬되어 적층되는 자성을 가지는 제 1 티스편을 동일한 두께로 적층하여 적층 티스부를 구성하는 제 1 티스편 적층 공정을 갖고, N극 일체 적층 코어와 S극 일체 적층 코어의 어느 한쪽을 회전축에 환상 연결부가 회전축의 외측으로 되도록 위치 결정하여 감합 삽입한 후, 다른쪽의 일체 적층 코어를 회전축에 환상 연결부가 회전축의 외측으로 되고, N극 일체 적층 코어와 S극 일체 적층 코어의 각 적층 티스부가 회전자의 둘레 방향으로 교대로 등간격으로 대향하도록 위치 결정하여 감합 삽입하는 적층 코어 감합 공정과, N극 일체 적층 코어 및 S극 일체 적층 코어의 적층 티스부 사이에 구성되는 스페이스에 제 1 영구 자석을 회전축의 축방향으로부터, N극 일체 적층 코어에는 제 1 영구 자석의 N극이 접촉하고, S극 일체 적층 코어에는 제 1 영구 자석의 S극이 접촉하도록 삽입하는 영구 자석 삽입 공정을 가지는 것이다.

본 발명에 따른 회전 전기 기기의 회전자, 회전 전기 기기, 회전 전기 기기의 회전자의 제조 방법에 의하면, N극 일체 적층 코어와 S극 일체 적층 코어 사이에는, 영구 자석 혹은 공극, 비자성 재료의 회전축 중 한쪽이 개재되게 되고, 적층을 구성하는 철심편 등의 자성 재료에 의해서 영구 자석의 N극과 S극이 단락되는 일이 없다.

또한, N극 일체 적층 코어 및 S극 일체 적층 코어는, 각각의 환상 연결부와 회전축을 감합 조립에 의해서 위치 결정 고정되기 때문에, 예를 들면, N극 일체 적층 코어 및 S극 일체 적층 코어와, 각각의 축방향 단면에 배치되어 회전축과 감합 고정되는 단면 플레이트를 타이 로드등에 의해 삽입 조립 고정하는 경우나, N극 일체 적층 코어 및 S극 일체 적층 코어를 몰드 수지 등에 의한 일체 성형에 의해 회전축에 고정하는 경우에 비해, 위치 결정 정밀도나 조립 작업 공정수라는 점에서 우수하여, 회전자의 동축도의 향상이나 조립성의 향상 및 리드 타임의 단축을 도모하여 제조할 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시 형태 1에 따른 회전 전기 기기의 회전자의 사시도이다.
도 2는 본 발명의 실시 형태 1에 따른 회전 전기 기기의 회전자의 분해 사시도이다.
도 3은 본 발명의 실시 형태 1에 따른 회전 전기 기기의 회전자의 평면도이다.
도 4는 본 발명의 실시 형태 1에 따른 회전 전기 기기의 회전자의 N극 일체 적층 코어와 S극 일체 적층 코어의 사시도이다.
도 5는 본 발명의 실시 형태 1에 따른 회전 전기 기기의 회전자를 구성하는 티스편의 평면도이다.
도 6은 도 3의 A-A선으로 절단한 회전자의 사시 단면도이다.
도 7은 도 3의 B-B선으로 절단한 회전자의 단면도이다.
도 8은 도 3의 C-C선으로 절단한 회전자의 단면도이다.
도 9는 본 발명의 실시 형태 1에 따른 회전 전기 기기의 회전자에 사용하는 제 1 영구 자석의 다른 예를 나타내는 도면이다.
도 10은 본 발명의 실시 형태 2에 따른 회전 전기 기기의 회전자의 단면도이다.
도 11은 본 발명의 실시 형태 3에 따른 회전 전기 기기의 회전자의 단면도이다.
도 12는 도 11의 주요부 확대도이다.
도 13은 본 발명의 실시 형태 4에 따른 회전 전기 기기의 회전자의 단면도이다.
도 14는 본 발명의 실시 형태 5에 따른 회전 전기 기기의 회전자의 단면도이다.
도 15는 본 발명의 실시 형태 6에 따른 회전 전기 기기의 회전자의 사시도이다.
도 16은 본 발명의 실시 형태 6에 따른 N극 일체 적층 코어와 S극 일체 적층 코어의 사시도이다.
도 17은 본 발명의 실시 형태 6에 따른 회전 전기 기기의 회전자의 평면도이다.
도 18은 도 17의 주요부 확대도이다.
도 19는 도 17의 D-D선으로 절단한 회전자의 단면도이다.
도 20은 도 19의 회전자의 주요부 확대도이다.
도 21은 본 발명의 실시 형태 7에 따른 회전자의 사시도이다.
도 22는 본 발명의 실시 형태 7에 따른 N극 일체 적층 코어와 S극 일체 적층 코어의 사시도이다.
도 23은 본 발명의 실시 형태 8에 따른 회전 전기 기기의 회전자의 사시도이다.
도 24는 본 발명의 실시 형태 8에 따른 N극 일체 적층 코어 및 S극 일체 적층 코어의 사시도이다.
도 25는 본 발명의 실시 형태 9에 따른 회전 전기 기기의 회전자의 사시도이다.
도 26은 본 발명의 실시 형태 9에 따른 회전 전기 기기의 회전자의 단면도이다.
도 27은 본 발명의 실시 형태 10에 따른 회전 전기 기기의 회전자의 사시도이다.
도 28은 본 발명의 실시 형태 10에 따른 회전 전기 기기의 회전자의 단면 플레이트를 잘라낸 사시도이다.
도 29는 본 발명의 실시 형태 10에 따른 회전 전기 기기의 회전자의 사시 단면도이다.
도 30은 본 발명의 실시 형태 10에 따른 회전 전기 기기의 회전자의 평면도이다.
도 31은 도 30의 A-A선으로 절단한 회전자의 단면도이다.
도 32는 도 30의 B-B선으로 절단한 회전자의 단면도이다.
도 33은 본 발명의 실시 형태 11에 따른 회전 전기 기기의 회전자의 사시도이다.
도 34는 본 발명의 실시 형태 11에 따른 회전 전기 기기의 회전자의 평면도이다.
도 35는 본 발명의 실시 형태 12에 따른 회전 전기 기기의 회전자의 사시도이다.
도 36은 본 발명의 실시 형태 12에 따른 회전 전기 기기의 회전자의 단면도이다.
도 37은 본 발명의 실시 형태 13에 따른 회전 전기 기기의 회전자의 단면도이다.
도 38은 본 발명의 실시 형태 13에 따른 회전 전기 기기의 회전자의 단면도이다.
도 39는 본 발명의 실시 형태 1에 따른 회전 전기 기기의 단면도이다.

(실시 형태 1)

이하, 본원 발명의 실시 형태 1에 따른 회전 전기 기기의 회전자를 도면을 이용하여 설명한다.

도 1은 회전자(100)의 사시도이다.

도 2는 회전자(100)의 분해 사시도이다.

도 3은 회전자(100)의 평면도이다.

도 39는 전동기(50)(회전 전기 기기)의 단면도이다.

도 39에 나타내는, 전동기(50)(회전 전기 기기)에 사용하는 회전자(100)는 회전축(1)의 주위에 둘레 방향으로 교호적으로 자화되는 복수의 영구 자석(4)(제 1 영구 자석)과, N극 일체 적층 코어(3n)와 S극 일체 적층 코어(3s), 비자성의 회전축(1)을 조합하여 구성되어 있다.

이하, 본 명세서에 있어서, N극 일체 적층 코어(3n)와 S극 일체 적층 코어(3s)에 대해, 개별의 명칭을 부여하여 사용하지만, 각각의 구성은 동일하다.

또한, 본 명세서에서는, N극 일체 적층 코어(3n)와 S극 일체 적층 코어(3s)를 조합한 부재를 적층 코어(2)라고 칭한다.

N극 일체 적층 코어(3n)와 S극 일체 적층 코어(3s)는 각각의 적층 티스부의 둘레 방향의 양측면에 밀착하는 영구 자석(4)의 극성에 의해서 구별된다.

적층 티스부의 양측면에 영구 자석(4)의 N극이 밀착되는 일체 적층 코어를 N극 일체 적층 코어(3n)라고 하고, 적층 티스부의 양측면에 영구 자석(4)의 S극이 밀착되는 일체 적층 코어를 S극 일체 적층 코어(3s)라고 한다.

도 2에 나타내는 바와 같이, 회전자(100)는, 중간에 플랜지부(11)(간섭 부재)를 가지는 비자성의 회전축(1)의 양측으로부터, 4개의 적층 티스부(31n)가 일체로 된 N극 일체 적층 코어(3n)와, 4개의 적층 티스부(31s)가 일체로 된 S극 일체 적층 코어(3s)를, 적층 티스부(31n)와 적층 티스부(31s)가 교대로 조합되도록 압입(press fitting)이나 쉬링크 피팅(shrink fitting) 등에 의해 감합 고정하여 구성되어 있다.

도 4는 N극 일체 적층 코어(3n), S극 일체 적층 코어(3s)의 사시도이다.

전술한 바와 같이, 모두 동일한 것이므로, 도면은 1개로 설명한다.

도 5(a)는 N극 일체 적층 코어(3n), S극 일체 적층 코어(3s)의 적층을 구성하는 연결 티스편(34)의 평면도이다.

도 5(b)는 N극 일체 적층 코어(3n), S극 일체 적층 코어(3s)의 적층을 구성하는 제 1 티스편(35)의 평면도이다.

도 5(c)는 연결 티스편(34) 위에, 제 1 티스편(35)을 적층한 상태를 나타내는 평면도이다.

N극 일체 적층 코어(3n)와 S극 일체 적층 코어(3s)는 각각 규소 강판 등의 자성 재료로 이루어지는 2종류의 철심편으로 구성된다.

첫번째의 철심편은 도 5(a)에 나타내는 연결 티스편(34)이다.

연결 티스편(34)은, 중앙에 환상으로 형성된 환상 연결부(34a)와, 이 환상 연결부(34a)의 외주로부터, 외측으로 향해 등간격으로, 적층 티스부(31n, 31s)의 일부를 구성하게 되는 대략 날개형의 제 1 티스부(34b)가 일체로 되어 구성되어 있다.

두번째의 철심편은, 연결 티스편(34)의 제 1 티스부(34b) 위에, 제 1 티스부(34b)의 외주에 정렬되어 적층되는 제 1 티스편(35)이다.

제 1 티스편(35)은 연결 티스편(34)의 제 1 티스부(34b)와 대략 동일 형상을 하고 있다.

쌍방의 차이는, 제 1 티스편(35)은 제 1 티스부(34b)의 환상 연결부(34a)측(회전축측)의 단부를, 회전자(100)의 둘레 방향으로 소정의 폭으로 절제한 형상을 하고 있는 것이다.

적층 티스부(31n), 적층 티스부(31s)는, 적층 코어(2)의 축방향의 전체 길이의 1/2 이하의 길이까지, 소정의 매수의 연결 티스편(34)을 적층하고(연결 티스편 적층 공정), 그 4개의 제 1 티스부(34b) 위에 소정의 매수의 제 1 티스편(35)을 회전자(100)의 축방향으로 각각 더 적층하여(제 1 티스편 적층 공정) 구성한다.

연결 티스편(34)의 환상 연결부(34a)가 적층되어 있는 부분을 적층 환상 연결부(36n, 36s)로 하고, 연결 티스편(34)의 제 1 티스부(34b)와 제 1 티스편(35)이 적층되어 있는 부분을 적층 티스부(31n, 31s)로 한다.

다음으로, 회전자(100)의 조립 방법에 대해 상세하게 설명한다.

도 2에 나타내는 바와 같이, 회전축(1)의 양단으로부터, N극 일체 적층 코어(3n)와 S극 일체 적층 코어(3s)의 적층 환상 연결부(36n, 36s)를 적층 환상 연결부(36n, 36s)가 외측으로 되도록, 또한 각각의 적층 티스부(31n, 31s)가 교대로 대향하도록 등간격으로, 플랜지부(11)에 닿을 때까지 감합 삽입한다(적층 코어 감합 공정).

N극 일체 적층 코어(3n)와 S극 일체 적층 코어(3s)는, 모두 대략 원통 형상의 적층 환상 연결부(36n, 36s)와, 그들 주위에, 적층 환상 연결부(36n, 36s)와 동축에 일부 일체로 하여 적층된 적층 티스부(31n, 31s)로 구성되어 있다.

적층 환상 연결부(36n, 36s)를 구성하는 연결 티스편(34)의 중심 구멍은 적층 티스를 스탬핑하는 금형 프레스 공정에서 미리 정밀도 좋게 마련되어 있다.

따라서, 회전축(1)에 N극 일체 적층 코어(3n)와 S극 일체 적층 코어(3s)를 감합 삽입하는 것만으로, N극 일체 적층 코어(3n)와 S극 일체 적층 코어(3s)의 외주면이 회전축(1)의 축심과 동축에 위치 결정되고, N극 일체 적층 코어와 S극 일체 적층 코어와 회전축(1)의 동축도(concentricity)가 우수한 감합 조립을 실현할 수 있다.

그 후, 각 영구 자석(4)을, 양측면이 인접하는 적층 티스부(31n, 31s)의 측면에 밀착하도록 회전축 방향으로부터 삽입한다(영구 자석 삽입 공정).

영구 자석(4)은 적층 티스부(31n, 31s)에 의해서 샌드위치되고, 접착제나 바니시(varnish) 등으로 고정된다.

적층 코어(2)의 축방향의 전체 길이가 긴 경우는 회전축 방향으로 2분할된 영구 자석을 이용해도 좋다.

도 1, 도 3에 나타내는 바와 같이, 각 영구 자석(4)은, N극 일체 적층 코어(3n)의 적층 티스부(31n)의 양측면에는 N극이, S극 일체 적층 코어(3s)의 적층 티스부(31s)의 양측면에는 S극이 밀착되는 극성으로 배치된다.

즉, 서로 이웃하는 영구 자석(4)의 극성은 회전자(100)의 둘레 방향으로 교대로 반대로 된다.

도 3에 나타내는 바와 같이, 각 영구 자석(4)은, 적층 티스부(31n, 31s)의 외주부 및 내주부로부터 영구 자석(4)의 형상에 대응하여 회전자의 둘레 방향으로 돌출된 아우터 훅(32) 및 이너 훅(33)에 의해서, 적층 코어(2)의 지름 방향으로 위치 결정되어 고정된다.

도 6은 도 3의 A-A선으로 절단한 회전자(100)의 사시 단면도이다.

도 7은 도 3의 B-B선으로 절단한 회전자(100)의 단면도이다.

도 8은 도 3의 C-C선으로 절단한 회전자(100)의 단면도이다.

N극 일체 적층 코어(3n)와 S극 일체 적층 코어(3s)는 서로 영구 자석(4) 혹은 공극(6), 비자성 재료로 이루어지는 회전축(1)을 사이에 둔 위치 관계로 조립된다.

이것에 의해, 적층 코어(2)를 구성하는 자성 재료에 의해서 영구 자석(4)의 N극과 S극이 단락되지 않는 구성으로 된다.

도 9는 회전자(100)에, 영구 자석(41)을 사용한 경우의 평면도이다.

도면에 나타내는 바와 같이, 단면이 회전자의 지름 방향 외측으로 향해 넓어지는 대형의 영구 자석(41)을 사용하여 자속 밀도를 높여도 좋다.

또한, 본 실시 형태에서는, 회전축(1)에 플랜지부(11)를 마련한 예를 나타냈지만, 플랜지부(11)를 생략하고, 적층 환상 연결부(36n, 36s)를 단지 압입 혹은 시링크 피팅 등에 의해 감합 고정하는 구성으로 해도 좋다.

본 발명의 실시 형태 1에 따른 회전 전기 기기의 회전자(100)에 의하면, N극 일체 적층 코어(3n)와 S극 일체 적층 코어(3s)의 사이에는, 영구 자석(4) 혹은 공극(6), 비자성 재료의 회전축(1) 중 어느 하나가 개재되게 되어, 적층을 구성하는 철심편 등의 자성 재료에 의해서 영구 자석(4)의 N극과 S극이 단락되는 일이 없다.

비록 단락되는 철심편이 1매이거나 또한 그 1매의 두께가 수㎜ 폭의 미소 철심편이어도, 자성 재료에 의해서 영구 자석(4)의 N극과 S극끼리가 직접 단락되면, 당해 부분에 그 철심편의 자속 밀도가 포화될 때까지 자속이 집중하기 때문에 자속 누설의 영향은 크다.

본 발명에서는, N극 일체 적층 코어(3n)와 S극 일체 적층 코어(3s)의 사이에 자성 재료에 의한 단락 자로를 일절 형성하지 않기 때문에, 종래의 구성에서는 문제로 되어 있던 자속 누설의 영향을 무시할 수 있을 정도로 작게 억제할 수 있다.

또한, 회전축(1)에 비자성 부재를 이용하는 것에 의해, N극 일체 적층 코어(3n)와 S극 일체 적층 코어(3s)를 구성하는 연결 티스편(34)의 환상 연결부(34a)와, 제 1 티스부(34b)의 접합부를 적층 티스부(31n, 31s)의 둘레 방향의 폭과 동일 폭으로 하고, 환상 연결부와 회전축을 압입 혹은 시링크 피팅 등에 의해 감합 고정함으로써, 회전축(1)에 대한 위치 결정 정밀도의 향상 및 강성의 향상을 확보할 수 있다.

이것에 의해, N극 일체 적층 코어(3n), S극 일체 적층 코어(3s), 또 이들 조합인 적층 코어(2)의 강성을 대폭 향상시킬 수 있다.

또한, 회전자(100)의 외주와, 도시하지 않은 고정자의 위치 관계도 정밀도 좋게 위치 결정할 수 있다.

또한, 예를 들면, N극 일체 적층 코어 및 S극 일체 적층 코어와, 각각의 축방향 단면에 배치되어 회전축과 감합 고정되는 단면 플레이트를 타이 로드 등에 의해 삽입 조립 고정하는 경우나, N극 일체 적층 코어 및 S극 일체 적층 코어를 몰드 수지 등에 의한 일체 성형에 의해 회전축과 고정하는 경우에 비해, 위치 결정에 직접 관련되는 부품 점수가 적고, 위치 결정 정밀도나 조립 작업 공정수의 점에서 우수한 회전자(100)의 동축도의 향상이나 조립성의 향상 및 리드 타임의 단축을 도모할 수 있다.

또한, 비자성 부재의 회전축(1)에 플랜지부를 구비함으로써, N극 일체 적층 코어 및 S극 일체 적층 코어를, 축방향으로 확실히 위치 결정하여 고정할 수 있으므로, 적층 코어(2)의 강성의 향상을 도모함과 아울러, N극과 S극이 직접 단락되는 것을 확실히 막을 수 있다.

또한, 적층 코어(2)의 강성이 향상되는 것에 의해, 영구 자석(4)의 조립성도 향상시킬 수 있다.

또한, N극 일체 적층 코어(3n)와 S극 일체 적층 코어(3s)의 강성이 높기 때문에, 조립시의 부품 반송이나 위치 결정이라고 하는 워크의 핸들링을 용이하게 할 수 있다.

또한, N극 일체 적층 코어(3n)와 S극 일체 적층 코어(3s)를 동일한 구성으로 하는 것에 의해 스탬핑 금형의 구성을 1개로 병용할 수 있다.

이것에 의해 생산성을 더 향상시킬 수 있다.

(실시 형태 2)

이하, 본원 발명의 실시 형태 2에 따른 회전 전기 기기의 회전자를 도면을 이용하여 실시 형태 1과 다른 부분을 중심으로 설명한다.

실시 형태 1에서 설명한 부재와 동일한 부호의 부재는 기본적으로 동일한 것을 나타내는 것으로 한다.

도 10은 회전자(200)의 단면도이다.

회전자(200)는, 비자성의 회전축(201)에, 별체로서 비자성의 칼라(collar)(211)를 삽통하여 실시 형태 1의 회전축(1)과 동일 형상의 부재를 구성해 있다.

이러한 구성으로 하는 것에 의해, 실시 형태 1과 비교하여, 고가의 비자성 재료의 사용량을 줄일 수 있다.

또한, 비자성의 회전축(201)에 대해, N극 일체 적층 코어(3n), 비자성의 칼라(211), S극 일체 적층 코어(3s)와 순차적으로 감합 삽입하는 조립 순서를 채용하는 것이 가능해져, 1방향 조립에 의해, 작업성, 생산성을 향상시킬 수 있다.

(실시 형태 3)

이하, 본원 발명의 실시 형태 3에 따른 회전 전기 기기의 회전자를, 도면을 이용하여 실시 형태 2와 다른 부분을 중심으로 설명한다.

실시 형태 1 또는 2에서 설명한 부재와 동일한 부호의 부재는 기본적으로 같은 것을 나타내는 것으로 한다.

도 11은 회전자(300)의 단면도이다.

도 12는 도 11의 주요부 확대도이다.

회전자(300)는, 비자성의 회전축(201)에 원통 형상의 영구 자석(311)(제 2 영구 자석)을 삽통하여 실시 형태 1의 회전축(1)과 동일 형상의 회전자를 구성하고 있다.

도 12에 나타내는 바와 같이, 영구 자석(311)은 N극 일체 적층 코어(3n)의 적층 환상 연결부(36n)와 접하는 측에 N극이, S극 일체 적층 코어(3s)의 적층 환상 연결부(36s)와 접하는 측에 S극이 배치되도록 자화되어 있다.

실시 형태 2에서 설명한 효과에 부가하여, 또 원통 형상의 영구 자석(311)을 N극 일체 적층 코어(3n)와 S극 일체 적층 코어(3s)의 사이에 개재시켜 배치하는 것에 의해, 자성 재료로 구성되는 N극 일체 적층 코어(3n)와 S극 일체 적층 코어(3s)를 통과하는 자속을 증대시킬 수 있다. 이것에 의해, 적층 코어(2)와 도시하지 않은 적층 고정자 코어의 대향면에서의 자속 밀도를 향상시킬 수 있다.

종래의 회전자의 구성과 같이, 예를 들면, 회전축 방향으로 적층 코어를 복수단 조합하고, 그 적층 코어 사이에 원통 형상의 영구 자석을 배치하는 것으로도 N극 일체 적층 코어 및 S극 일체 적층 코어를 통과하는 자속을 증대시킬 수 있다.

그러나, 그 경우는, 원통 형상의 영구 자석의 지름 방향의 외측에 적층 코어를 배치하는 것이 어렵고, 원통 형상의 영구 자석의 지름 방향 외측의 위치에서는 고정자의 내주면과 대향하는 회전자의 외주면에서 자속을 통과시킬 수 없었다.

본 구성에 의하면, 원통 형상의 영구 자석(311)의 지름 방향 외측의 위치에서도 N극 일체 적층 코어(3n) 및 S극 일체 적층 코어(3s)를 배치할 수 있기 때문에, 회전자(100)의 적층 코어(2)의 축방향 전체 길이에 걸쳐, 고정자의 내주면과의 사이에 자속을 통과시키는 것이 가능해진다.

(실시 형태 4)

이하, 본원 발명의 실시 형태 4에 따른 회전 전기 기기의 회전자를, 도면을 이용하여 실시 형태 1 내지 3과 다른 부분을 중심으로 설명한다.

실시 형태 1 내지 3에서 설명한 부재와 동일한 부호의 부재는 기본적으로 동일한 것을 나타내는 것으로 한다.

도 13은 회전자(400)의 단면도이다.

회전자(400)는 비자성의 회전축(401)에 마련된 플랜지부(411a)의 외주에 원통 형상의 영구 자석(411b)(제 2 영구 자석)을 배치한 구성을 채용하고 있다.

플랜지부(411a)의 회전축(401) 방향의 길이는 영구 자석(411b)의 동일 방향의 길이보다 조금 긴 구성으로 하고 있다.

이러한 구성에 의하면, 실시 형태 1 내지 3에서 설명한 효과에 부가하여 N극 일체 적층 코어(3n)와 S극 일체 적층 코어(3s)의 위치 결정 효과에 대해서는 플랜지부(411a)가 담당하고, N극 일체 적층 코어(3n)와 S극 일체 적층 코어(3s)를 통과하는 자속의 증대 효과에 대해서는, 원통 형상의 영구 자석(411b)이 담당할 수 있어, 영구 자석(411b)에 대해 조립시에 하중이 걸리지 않는 구성으로 할 수 있다.

이것에 의해 조립 공정에 있어서의 영구 자석(411b)의 파손을 방지할 수 있어, 정밀한 하중 제어가 불필요해져 회전자(400)의 조립성을 향상시킬 수 있다.

(실시 형태 5)

이하, 본원 발명의 실시 형태 5에 따른 회전 전기 기기의 회전자를, 도면을 이용하여 실시 형태 1 내지 4와 다른 부분을 중심으로 설명한다.

실시 형태 1 내지 4에서 설명한 부재와 동일한 부호의 부재는 기본적으로 동일한 것을 나타내는 것으로 한다.

도 14는 회전자(500)의 단면도이다.

N극 일체 적층 코어(503n)와 S극 일체 적층 코어(503s)의 각각은, 연결 티스편(34)과 제 1 티스편(35) 사이에, 소정의 매수의 제 2 티스편(37)을 적층하고 있다.

이 제 2 티스편(37)의 회전축(201)측의 단부는, 원통 형상의 영구 자석(311)의 외주와 감합하는 형상으로, 원통 형상의 영구 자석(311)의 축방향의 길이의 1/2 이하의 감합부(38)를 형성하고 있다.

그리고, 영구 자석(311)의 주위는 이 감합부(38)에 감합되어 있다.

이 감합부(38)는, N극 일체 적층 코어(503n), S극 일체 적층 코어(503s)를 구성하는 연결 티스편(34)과 제 1 티스편(35)의 사이에, 연결 티스편(34)의 제 1 티스부(34b)와 동일 형상의 제 2 티스편(37)을 소정의 매수 적층하는 것에 의해서 형성할 수 있다.

이러한 구성에 의하면, 자속 밀도가 높아지기 쉬운 원통 형상의 영구 자석(311)의 회전축 방향의 단면, 외주부 근방의 자속 밀도를 완화할 수 있어, 자속 누설을 더 억제할 수 있다.

(실시 형태 6)

이하, 본원 발명의 실시 형태 6에 따른 회전 전기 기기의 회전자를, 도면을 이용하여 실시 형태 1 내지 5와 다른 부분을 중심으로 설명한다.

실시 형태 1 내지 5에서 설명한 부재와 동일한 부호의 부재는 기본적으로 동일한 것을 나타내는 것으로 한다.

도 15는 회전자(600)의 사시도이다.

도 16은 회전자(600)를 구성하는 N극 일체 적층 코어(603n)와 S극 일체 적층 코어(603s)의 사시도이다. 모두 동일한 구성이므로, 도면은 1개로 공용한다.

도 17은 회전자(600)의 평면도이다.

도 18은 도 17의 주요부 확대도이다.

또한, 도 19는 도 17의 D-D선에서의 단면도이고, 도 20은 도 19의 주요부 확대도이다.

본 실시 형태에서는, N극 일체 적층 코어(603n)의 적층 환상 연결부(636n)와 S극 일체 적층 코어(603s)의 적층 티스부(631s) 사이 및, S극 일체 적층 코어(603s)의 적층 환상 연결부(636s)와 N극 일체 적층 코어(603n)의 적층 티스부(631n) 사이에 영구 자석(645)(제 3 영구 자석)을 별도로 샌드위치시킨 구성으로 하고 있다.

이러한 구성에 의하면, N극 일체 적층 코어(603n)와 S극 일체 적층 코어(603s)의 각각을 통과하는 자속을 증대시킬 수 있어, 적층 코어(602)와 도시하지 않은 적층 고정자 코어의 대향면에서의 자속 밀도를 향상시킬 수 있다.

(실시 형태 7)

이하, 본원 발명의 실시 형태 7에 따른 회전 전기 기기의 회전자를, 도면을 이용하여 실시 형태 1 내지 6과 다른 부분을 중심으로 설명한다.

도 21은 회전자(700)의 사시도이다.

도 22는 회전자(700)를 구성하는, N극 일체 적층 코어(703n) 및 S극 일체 적층 코어(703s)의 사시도이다. 모두 동일한 구성이므로, 도면은 1개로 공용한다.

N극 일체 적층 코어(703n)와 S극 일체 적층 코어(703s)의 각각의 적층 티스부(731n, 731s)에 있어서, 적층 코어(702)의 축방향의 적어도 1개소 이상에서 아우터 훅 부분의 둘레 방향의 길이를 변경하고 있다.

도면에 나타내는 바와 같이 아우터 훅(732a)을 아우터 훅(732b)보다 길게 하고 있다.

이것에 의해, 회전자(700)의 외주면(적층 티스부의 외주부)은 회전자(700)의 둘레 방향의 1방향으로 스큐(skew)한 구성으로 된다.

아우터 훅을 스큐시키는 폭은, 인접하는 아우터 훅 사이의 둘레 방향의 간극의 크기 미만으로 하면, N극 일체 적층 코어(703n) 및 S극 일체 적층 코어(703s)의 적층 티스부(731n, 731s)를 교대로 조립할 수 있어, N극 일체 적층 코어(703n) 및 S극 일체 적층 코어(703s)가 접촉할 일도 없다.

이러한 구성에 의하면, 적층 코어(702)와 도시하지 않은 적층 고정자 코어의 대향면에 있어서, 실시 형태 1의 적층 티스부(31n, 31s)와 같은 단속적인 전환을, 연속적인 전환으로 할 수 있어, 회전자(700)의 토크 리플 성분을 저감시킬 수 있다.

(실시 형태 8)

이하, 본원 발명의 실시 형태 8에 따른 회전 전기 기기의 회전자를, 도면을 이용하여 실시 형태 1 내지 7과 다른 부분을 중심으로 설명한다.

도 23은 회전자(800)의 사시도이다.

도 24는 회전자(800)를 구성하는 N극 일체 적층 코어(803n) 및 S극 일체 적층 코어(803s)의 사시도이다. 모두 동일한 구성이므로, 도면은 1개로 공용한다.

N극 일체 적층 코어(803n)의 적층 티스부(831n) 및 S극 일체 적층 코어(803s)의 적층 티스부(831s)의, 적층 코어(802)의 축방향의 적어도 1개소 이상에 있어서, 적층 티스부(831n, 831s)의 아우터 훅의, 둘레 방향으로 돌출하는 길이가, 적층 환상 연결부의 임의의 단부측으로부터, 적층 연결 환상부가 없는 단부측으로 향해 단계적으로 작아지도록 구성하고 있다.

즉, 도 24에 나타내는 아우터 훅(832b)의 둘레 방향으로의 돌출량이 아우터 훅(832a)의 둘레 방향으로의 돌출량보다 크다.

그 외의 형상은 실시 형태 1과 동일하다.

예를 들면, 적층 티스부(831n, 831s)를 3단계로 짧아지는 아우터 훅을 가지는 구성으로 하면, 회전자(800)를 축방향에서 보았을 때에, 서로 이웃하는 2개의 적층 티스부(831n, 831s)의 아우터 훅의 단부끼리가, 둘레 방향으로 오버랩되는 구성을 실현할 수 있다.

이것에 의해, 적층 코어(802)와 도시하지 않은 적층 고정자 코어의 대향면에 있어서, 실시 형태 1과 같은, 적층 티스부(31n, 31s)의 단속적인 전환을 완전하게 연속적인 전환으로 할 수 있어, 회전자(800)의 토크 리플 성분을 저감시킬 수 있다.

(실시 형태 9)

이하, 본원 발명의 실시 형태 9에 따른 회전 전기 기기의 회전자를, 도면을 이용하여 실시 형태 1과 다른 부분을 중심으로 설명한다.

도 25는 회전자(900)의 사시도이다.

도 26은 회전자(900)의 단면도이다.

도면에 나타내는 바와 같이, 비자성의 파이프(912)에 자성의 철계(iron-based) 샤프트(913)를 삽입하여 회전축(901)을 구성하고 있다.

비자성의 파이프(912)에는, 도 26에 나타내는 바와 같이 플랜지부(911)를 마련하여도 좋고, 또한 비자성의 파이프와 비자성의 칼라를 조합한 구성으로 하여도 좋다.

이러한 구성에 의하면, N극 일체 적층 코어(903n)와 S극 일체 적층 코어(903s), 철계 샤프트(913)의 각각의 사이에서 자성 재료를 개재시키는 일없이 회전자(900)를 구성할 수 있다.

또한, 철계 샤프트(913)를 이용함으로써, 고가의 비자성 재료의 양품률을 향상하여 생산성을 향상시킬 수 있고, 또한 다양한 담금질 재료를 사용할 수 있기 때문에 회전자(900)의 강도를 향상시킬 수 있다.

(실시 형태 10)

이하, 본원 발명의 실시 형태 10에 따른 회전 전기 기기의 회전자를, 도면을 이용하여 실시 형태 1과 다른 부분을 중심으로 설명한다.

도 27은 회전자(1000)의 사시도이다.

도 28은 회전자(1000)의 단면 플레이트를 없앤 사시도이다.

도 29는 회전자(1000)의 사시 단면도이다.

도 30은 회전자(1000)의 평면도이다.

도 31은 도 30의 A-A선에서의 단면도이다.

도 32는 도 30의 B-B선에서의 단면도이다.

도 27에 나타내는 바와 같이, 적층 코어(1002)의 축방향 단면에 비자성의 단면 플레이트(5)를 배치하고, 그 비자성의 단면 플레이트(5)에는 중심 구멍(51)이 마련되어 있어 비자성의 회전축(1)과 감합 위치를 결정할 수 있는 구성으로 하고 있다.

도 28에 나타내는 바와 같이, N극 일체 적층 코어(1003n)와 S극 일체 적층 코어(1003s)의 적층 티스부의 한쪽의 단면에는 구멍부(7)가 형성되어 있고, 또한 이것과 위치를 맞추어 단면 플레이트(5)에도 구멍부(57)가 형성되어 있고, 이들 구멍부(7)에 위치 결정 핀을 삽입 감합하거나, 볼트를 삽입하여 나사로 결합하거나 하여, 단면 플레이트(5)를 적층 코어(1002)의 단면에 고정할 수 있는 구성으로 하고 있다.

N극 일체 적층 코어(1003n)와 S극 일체 적층 코어(1003s)에 형성된 구멍부(7)는 적층 코어(1002)의 축방향의 전체 길이의 도중까지의 깊이라도 좋고, 필요에 따라 적층 코어(1002)를 회전축 방향으로 관통하는 구멍으로 하여도 좋다. 그 경우는 볼트를 통해 너트로 고정하는 구성이나 리벳으로 고정하는 구성으로 할 수도 있다.

이러한 구성에 의하면, N극 일체 적층 코어(1003n)와 S극 일체 적층 코어(1003s)의 적층 환상 연결부(1036n, 1036s)로부터, 회전축 방향으로 돌출한 적층 티스부(1031n, 1031s)에 있어서, 비자성의 단면 플레이트(5)와, 적층 코어(1002)를 위치 결정 고정함으로써 강성과 조립 정밀도를 더 향상시킬 수 있다.

N극 일체 적층 코어(1003n)와 S극 일체 적층 코어(1003s)는 그 적층 환상 연결부(1036n, 1036s)에서 비자성의 회전축(1)과 감합 위치 결정되어 있기 때문에 강성이 높은 구성으로 된다.

또, 구멍부(7)를 이용하여 강성의 향상을 도모할 때에는, 반드시 적층 코어(1002)를 관통시키지 않아도 좋다. 축 길이가 짧은 위치 결정 핀에 의해서 삽입 고정하는 것에 의해 삽입 반력을 작게 억제함으로써 조립성을 향상시킬 수 있다.

(실시 형태 11)

이하, 본원 발명의 실시 형태 11에 따른 회전 전기 기기의 회전자를, 도면을 이용하여 실시 형태 1과 다른 부분을 중심으로 설명한다.

실시 형태 1 내지 10에서 설명한 부재와 동일한 부호의 부재는 기본적으로 동일한 것을 나타내는 것으로 한다.

도 33은 회전자(1100)의 사시도이다.

도 34는 회전자(1100)의 평면도이다.

적층 코어(1102)를 구성하는 영구 자석(4)과 N극 일체 적층 코어(3n)와 S극 일체 적층 코어(3s), 비자성의 회전축(1)의, 각각의 부품 사이에 있는 공극(6) 내 및 회전자(1100)의 외주면에 몰드 수지(6a)를 충전, 도포한 구성으로 하고 있다.

이러한 구성에 의하면, 실시 형태 1에서 설명한 접착제 등으로의 영구 자석(4)의 고정에 부가하여 몰드 수지(6a)에 의해서도, 영구 자석(4)의 고착력을 더 향상시켜, 적층 코어(1102)의 강성을 향상시킬 수 있다.

또, 몰드 수지(6a)에 의한 영구 자석(4)의 고착력이 충분하면 조립 공정에 있어서의 영구 자석(4)의 접착 고정 공정을 생략하여도 좋다.

(실시 형태 12)

이하, 본원 발명의 실시 형태 12에 따른 회전 전기 기기의 회전자를, 도면을 이용하여 실시 형태 1과 다른 부분을 중심으로 설명한다.

도 35는 회전자(1200)의 사시도이다.

도 36은 회전자(1200)의 단면도이다.

본 실시 형태와 관련되는 적층 코어(1202)의 구성은, N극 일체 적층 코어(3n)와 S극 일체 적층 코어(3s), 영구 자석(4)을 1세트의 모듈로 하고, 비자성의 회전축(1201)에 대해 복수단의 모듈을 조합하여 구성하고 있다.

도면에서는, 영구 자석(4)의 위치 결정을 위해 비자성의 중간 플레이트(1205)를 개재시키고 있지만, 이것은 생략하여도 좋다.

이러한 구성에 의하면, 비자성의 회전축의 길이만을 변경하여, 적층 코어(1202)만을 다단식으로 조합함으로써 생산 라인을 공통으로 하면서 출력이 다른 전동기의 회전자(1200)를 제조할 수 있어, 생산성을 향상시킬 수 있다.

(실시 형태 13)

이하, 본원 발명의 실시 형태 13에 따른 회전 전기 기기의 회전자(1300)를, 도면을 이용하여 실시 형태 1과 다른 부분을 중심으로 설명한다.

도 37은 회전자(1300)의 단면도이다.

회전자(1300)는, 비자성의 회전축으로 이루어지고, 실시 형태 1의 회전축(1)으로부터 플랜지부를 제거한 것이다.

이러한 구성으로 하는 것에 의해, 실시 형태 1 및 실시 형태 2와 비교하여, 고가의 비자성 재료의 사용량을 줄일 수 있다.

본 구성에서는, N극 일체 적층 코어(3n)와 S극 일체 적층 코어(3s) 사이가 회전축(1301)에 감합되어 있는 사이에 간극이 있다.

이 때문에, N극 일체 적층 코어(3n) 및 S극 일체 적층 코어(3s) 사이에 발생하는 자기 흡인력에 의해서, N극 일체 적층 코어(3n)와 S극 일체 적층 코어(3s)가 축방향으로 이동할 우려가 있다.

그래서, N극 일체 적층 코어(3n) 및 S극 일체 적층 코어(3s)를 회전축(1301)을 감합 압입 고정이나 감합 시링크 피팅 고정하거나, 혹은 접착 고정 등에 의해 축방향으로의 위치 어긋남을 억제하는 조립 공법과 조합함으로써 상기 우려를 해소한다.

이것에 의해 비자성의 칼라 부재를 삭감함으로써 코스트의 저감을 더 도모할 수 있다.

도 38은 회전자(1300)에 단면 플레이트를 부착한 상태의 단면도이다.

도 37을 이용하여 상술한 회전자(1300)의 구성 및 조립 공법에 부가하여, 도 38에 나타내는 바와 같이, N극 일체 적층 코어(3n) 및 S극 일체 적층 코어(3s)의 축방향 양단면에 각각 단면 플레이트(5)를 부가하는 것에 의해, N극 일체 적층 코어(3n) 및 S극 일체 적층 코어(3s)끼리를 서로 축방향으로 고정할 수 있다.

이것에 의해, 보다 확실히 N극 일체 적층 코어(3n) 및 S극 일체 적층 코어(3s)를 회전축(1301)에 대해 위치 결정 고정할 수 있다.

또는, 단면 플레이트(5)를 부가하는 것에 의해 N극 일체 적층 코어(3n) 및 S극 일체 적층 코어(3s)는 회전축(1301)에 대해 감합 압입 고정이나 감합 시링크 피팅 고정, 그 외 접착 고정 등의 조립 공법을 이용하지 않아도 좋다.

회전축(1301)에 대해서 위치 결정 고정된 단면 플레이트(5)에 대해, N극 일체 적층 코어(3n) 및 S극 일체 적층 코어(3s)를 핀 등으로 위치 결정 고정함으로써 간접적으로 회전축에 대해 위치 결정 고정할 수 있다. 이것에 의해, 조립 공정이 간이하게 되어, 회전자(1300)의 조립 작업성, 생산성을 향상시킬 수 있다.

또, 본 발명은, 그 발명의 범위 내에서, 각 실시 형태를 자유롭게 조합하거나, 각 실시 형태를 적절히 변형, 생략하거나 하는 것이 가능하다.

예를 들면, N극 일체 적층 코어(3n)와 S극 일체 적층 코어(3s)를 구성하는 적층 티스수를 각각 4개로 하는 것이 아니라, 3개이어도 5개이어도 동일한 효과가 얻어지는 것은 말할 필요도 없다.

Claims

회전축의 주위에 등간격으로 배치되고, 둘레 방향으로 교대로 자화되어 있는 복수의 제 1 영구 자석과,
각각의 상기 제 1 영구 자석을 둘레 방향으로부터 샌드위치하도록 상기 회전축의 주위에 배치되고, 각각이 자극을 형성하는 복수의 적층 티스부를 가지는 적층 코어
를 구비한 회전 전기 기기의 회전자에 있어서,
상기 적층 코어는, 서로 이웃하는 상기 제 1 영구 자석의 N극측에 접하는 상기 적층 티스부를 일체로서 구비하는 N극 일체 적층 코어와, 상기 N극 일체 적층 코어와 동일 형상을 갖고, 서로 이웃하는 상기 제 1 영구 자석의 S극측에 접하는 상기 적층 티스부를 일체로서 구비하는 S극 일체 적층 코어로 이루어지고,
상기 N극 일체 적층 코어와 상기 S극 일체 적층 코어는 각각,
상기 회전축의 주위를 둘러싸서 각각의 일체 적층 코어를 상기 회전축에 위치 결정하는 환상 연결부 및 이 환상 연결부의 외주로부터 외측으로 향해 돌출하는, 등간격으로 배치된 제 1 티스부로 이루어지는, 자성을 가지는 연결 티스편과,
상기 제 1 티스부의 상기 환상 연결부측의 단부(端部)를 소정의 폭으로 상기 회전축의 둘레 방향으로 절제한 형상을 갖고, 상기 제 1 티스부의 외주에 정렬되어 적층되는, 자성을 가지는 제 1 티스편으로 구성되고,
상기 N극 일체 적층 코어와 상기 S극 일체 적층 코어는 각각,
상기 적층 코어의 축방향의 길이의 1/2 이하의 동일한 두께로 적층된 상기 연결 티스편의 각각의 상기 제 1 티스부에, 동일한 두께로 상기 제 1 티스편을 적층하여 구성되고,
상기 N극 일체 적층 코어 및 상기 S극 일체 적층 코어는, 외주면이 비자성인 상기 회전축에, 상기 환상 연결부가 축방향 외측으로 되고, 상기 N극 일체 적층 코어와 상기 S극 일체 적층 코어의 각각의 상기 적층 티스부가 교대로 대향하도록 배치되어 상기 제 1 영구 자석을 사이에 샌드위치하고 있는 회전 전기 기기의 회전자.
제 1 항에 있어서,
상기 회전축은, 상기 N극 일체 적층 코어 및 상기 S극 일체 적층 코어의 상기 환상 연결부가 상기 회전축의 축방향으로 양측으로부터 접하는 간섭 부재를 구비한 회전 전기 기기의 회전자.
제 2 항에 있어서,
상기 간섭 부재는 상기 회전축과 일체로서 성형된 플랜지부인 회전 전기 기기의 회전자.
제 2 항에 있어서,
상기 간섭 부재는, 상기 회전축에 삽통된, 상기 회전축으로부터 독립된, 원통 형상을 가지는 비자성의 칼라(collar)인 회전 전기 기기의 회전자.
제 2 항에 있어서,
상기 간섭 부재는 상기 회전축에 삽통된 원통 형상을 가지는 제 2 영구 자석인 회전 전기 기기의 회전자.
제 2 항에 있어서,
상기 간섭 부재는, 상기 회전축과 일체로서 성형된 플랜지부와, 상기 플랜지부의 주위에 삽통되는 원통 형상을 가지는 제 2 영구 자석으로 구성되어 있는 회전 전기 기기의 회전자.
제 2 항에 있어서,
상기 연결 티스편과 상기 제 1 티스편의 사이에, 지름 방향의 회전축측 단부가 상기 간섭 부재의 외주면을 따라 감합되는 제 2 티스편을 가지는 회전 전기 기기의 회전자.
제 1 항에 있어서,
상기 N극 일체 적층 코어의 적층 환상 연결부와 상기 S극 일체 적층 코어의 상기 적층 티스부의 사이, 혹은 상기 S극 일체 적층 코어의 환상 연결부와 상기 N극 일체 적층 코어의 상기 적층 티스부의 사이의 적어도 1개소 이상에 제 3 영구 자석을 샌드위치하는 회전 전기 기기의 회전자.
제 1 항에 있어서,
상기 적층 티스부의 외주부는 둘레 방향으로 스큐(skew)하고 있는 회전 전기 기기의 회전자.
제 9 항에 있어서,
상기 적층 티스부의 외주부에 형성된 상기 제 1 영구 자석을 유지하는 아우터 훅(outer hook)과, 상기 아우터 훅에 대향하는, 서로 이웃하는 상기 적층 티스부의 아우터 훅은 상기 회전축의 둘레 방향의 길이가 상이한 회전 전기 기기의 회전자.
제 1 항에 있어서,
상기 적층 티스부의 외주부는, 상기 환상 연결부에 접속되어 있는 측으로부터, 상기 환상 연결부에 접속되어 있지 않은 측으로 향해 둘레 방향의 폭이 단계적으로 작아지는 회전 전기 기기의 회전자.
제 11 항에 있어서,
상기 적층 티스부의 외주부에 형성된 상기 제 1 영구 자석을 유지하는 아우터 훅의 둘레 방향의 길이가, 상기 환상 연결부에 접속되어 있는 일단으로부터, 상기 환상 연결부에 접속되어 있지 않은 타단으로 향해 단계적으로 작아지는 회전 전기 기기의 회전자.
제 1 항에 있어서,
상기 회전축은 비자성의 파이프의 내측에 철계(iron-based) 샤프트를 감합하여 형성하는 회전 전기 기기의 회전자.
제 1 항에 있어서,
상기 적층 코어의 회전축 방향 단면에 상기 회전축에 감합하여 위치 결정되는 비자성의 단면 플레이트가 배치되고,
상기 단면 플레이트는 상기 적층 티스부에 접합되어 있는 회전 전기 기기의 회전자.
제 1 항에 있어서,
상기 적층 코어는, 외주면과, 상기 적층 코어를 구성하는 상기 N극 일체 적층 코어와 상기 S극 일체 적층 코어와 상기 제 1 영구 자석과 상기 회전축의, 각각의 사이에 존재하는 공극부를 몰드 수지로 밀봉하고 있는 회전 전기 기기의 회전자.
청구항 1에 기재된 복수의 상기 적층 코어를 상기 회전축에 구비한 회전 전기 기기의 회전자.
회전축의 주위에 등간격으로 배치되고, 둘레 방향으로 교대로 자화되어 있는 복수의 제 1 영구 자석과,
각각의 상기 제 1 영구 자석을 둘레 방향으로부터 샌드위치하도록 상기 회전축의 주위에 배치되고, 각각이 자극을 형성하는 복수의 적층 티스부로 이루어지는 적층 코어
를 가지는 회전자를 구비한 회전 전기 기기에 있어서,
상기 적층 코어는,
서로 이웃하는 상기 제 1 영구 자석의 N극측에 접하는 상기 적층 티스부를 일체로서 구비하는 N극 일체 적층 코어와, 상기 N극 일체 적층 코어와 동일 형상을 갖고, 서로 이웃하는 상기 제 1 영구 자석의 S극측에 접하는 상기 적층 티스부를 일체로서 구비하는 S극 일체 적층 코어로 이루어지고,
상기 N극 일체 적층 코어와 상기 S극 일체 적층 코어는 각각,
상기 회전축의 주위를 둘러싸서 각각의 일체 적층 코어를 상기 회전축에 위치 결정하는 환상 연결부 및 이 환상 연결부의 외주로부터 외측으로 향해 돌출하는, 등간격으로 배치된 제 1 티스부로 이루어지는, 자성을 가지는 연결 티스편과,
상기 제 1 티스부의 상기 환상 연결부측의 단부를 소정의 폭으로 상기 회전축의 둘레 방향으로 절제한 형상을 갖고, 상기 제 1 티스부의 외주에 정렬되어 적층되는, 자성을 가지는 제 1 티스편으로 구성되고,
상기 N극 일체 적층 코어와 상기 S극 일체 적층 코어는 각각,
상기 적층 코어의 축방향의 길이의 1/2 이하의 동일한 두께로 적층된 상기 연결 티스편의 각각의 상기 제 1 티스부에, 동일한 두께로 상기 제 1 티스편을 적층하여 구성되고,
상기 N극 일체 적층 코어 및 상기 S극 일체 적층 코어는, 외주면이 비자성인 상기 회전축에, 상기 환상 연결부가 축방향 외측으로 되고, 상기 N극 일체 적층 코어와 상기 S극 일체 적층 코어의 각각의 상기 적층 티스부가 교대로 대향하도록 배치되어 상기 제 1 영구 자석을 사이에 샌드위치하고 있는 회전자와,
고정자를 구비한 회전 전기 기기.
회전축의 주위에 등간격으로 배치되고, 둘레 방향으로 교대로 자화되어 있는 복수의 제 1 영구 자석과,
각각의 상기 제 1 영구 자석을 둘레 방향으로부터 샌드위치하도록 상기 회전축의 주위에 배치되고, 각각이 자극을 형성하는 복수의 적층 티스부를 가지는 적층 코어
를 구비한 회전 전기 기기의 회전자의 제조 방법에 있어서,
상기 적층 코어는,
서로 이웃하는 상기 제 1 영구 자석의 N극측에 접하는 상기 적층 티스부를 일체로서 구비하는 N극 일체 적층 코어와, 상기 N극 일체 적층 코어와 동일 형상을 갖고, 서로 이웃하는 상기 제 1 영구 자석의 S극측에 접하는 상기 적층 티스부를 일체로서 구비하는 S극 일체 적층 코어로 이루어지고,
상기 N극 일체 적층 코어와 상기 S극 일체 적층 코어의 제조 공정은 각각,
비자성의 상기 회전축의 주위를 둘러싸서 각각의 일체 적층 코어를 상기 회전축에 위치 결정하는 환상 연결부 및 이 환상 연결부의 외주로부터 외측으로 향해 돌출하는, 등간격으로 배치된 제 1 티스부로 이루어지는, 자성을 가지는 연결 티스편을, 상기 적층 코어의 축방향의 길이의 1/2 이하의 동일한 두께로 적층하는 연결 티스편 적층 공정과,
상기 연결 티스편의 각각의 상기 제 1 티스부에, 상기 제 1 티스부의 상기 환상 연결부측의 단부를 소정의 폭으로 상기 회전축의 둘레 방향으로 절제한 형상을 갖고, 상기 제 1 티스부의 외주에 정렬되어 적층되는 자성을 가지는 제 1 티스편을 동일한 두께로 적층하여 적층 티스부를 구성하는 제 1 티스편 적층 공정을 가지며,
상기 N극 일체 적층 코어와 상기 S극 일체 적층 코어의 어느 한쪽을 상기 회전축에 상기 환상 연결부가 상기 회전축의 축방향 외측으로 되도록 위치 결정하여 감합 삽입한 후,
다른쪽의 일체 적층 코어를 상기 회전축에 상기 환상 연결부가 상기 회전축의 축방향 외측으로 되고, 상기 N극 일체 적층 코어와 상기 S극 일체 적층 코어의 각 상기 적층 티스부가 상기 회전자의 둘레 방향으로 교대로 등간격으로 대향하도록 위치 결정하여 감합 삽입하는 적층 코어 감합 공정과,
상기 N극 일체 적층 코어 및 상기 S극 일체 적층 코어의 상기 적층 티스부 사이에 구성되는 스페이스에 상기 제 1 영구 자석을 상기 회전축의 축방향으로부터, 상기 N극 일체 적층 코어에는 상기 제 1 영구 자석의 N극이 접촉하고, 상기 S극 일체 적층 코어에는 상기 제 1 영구 자석의 S극이 접촉하도록 삽입하는 영구 자석 삽입 공정을 가지는 회전 전기 기기의 회전자의 제조 방법.