KR102119367B1 - 로터 - Google Patents

Abstract

로터는, 개공을 갖는 복수의 강판을 적층하여 형성된 로터 코어 (10) 와, 상기 개공을 겹쳐 형성된 자석공에 삽입된 자석 (16) 과, 상기 자석공의 내벽과 상기 자석 (16) 사이에 설치되고, 상기 자석공의 내벽과 상기 자석 (16) 의 접촉을 방지하는 자성판 (18) 을 구비한다. 상기 자성판 (18) 에는, 적어도 상기 자석 (16) 과의 접촉 부위에 절연 처리가 이루어져 있다.

Description

로터{ROTOR}

본 발명은, 로터 코어의 자석공 (磁石孔) 에 자석이 삽입된 로터에 관한 것이다.

영구 자석식의 회전 전기 (回轉電機) 에서는, 로터 코어에 자석공을 형성하고, 자석을 삽입함으로써, 로터에 자극 (磁極) 이 형성된다.

일본 공개특허공보 2010-016961 에는, 로터 코어의 자석공에 평판상의 자석을 삽입하고, 자석공 내벽과 자석의 간극에 철 등의 도자성의 금속 분말을 간극 없이 충전한 다음에, 가열에 의해 금속 분말끼리의 접점을 용착시키는 취지가 기재되어 있다. 이로써, 자석공의 공극 등에 의한 자기 저항이 줄어든다고 되어 있다.

상기 일본 공개특허공보 2010-016961 에는, 자석과 금속 분말이 접촉하는 것에 대해서, 특별한 언급은 되어 있지 않다.

자석식의 회전 전기에서는, 와전류를 감소시킴으로써, 전기 에너지 손실이 억제된다. 전기 에너지 손실의 억제는, 예를 들어, 자석의 표면에 절연 피막을 붙여, 로터 코어와의 절연을 확보하고, 소용돌이의 루프를 작게 함으로써 실시된다. 그러나, 이 경우에는, 절연 피막의 비용이 발생하게 된다. 또, 로터 코어가 전자 강판의 적층에 의해 형성되어 있는 경우에는, 자석을 자석공에 삽입하는 과정에서, 로터 코어의 요철에 의해 절연 피막이 손상되어, 절연이 깨질 우려가 있다.

본 발명은, 영구 자석식의 회전 전기에 있어서, 자석과 로터 코어의 절연을 확보하는 새로운 구조를 제공한다.

본 발명의 일 양태에 관련된 로터는, 개공 (開孔) 을 갖는 복수의 강판을 적층하여 형성된 로터 코어와, 상기 개공을 겹쳐 형성된 자석공에 삽입된 자석과, 상기 자석공의 내벽과 상기 자석 사이에 설치되고, 상기 자석공의 내벽과 상기 자석의 접촉을 방지하는 자성판을 구비하고, 상기 자성판에는, 적어도 상기 자석과의 접촉 부위에 절연 처리가 이루어져 있다.

로터는, 영구 자석식의 회전 전기를 구성하는 부품이며, 로터 코어, 샤프트 등에 의해 구성되고, 샤프트를 회전축으로 하여 회전한다. 로터 코어에는, 자석공이 형성되고, 자석이 삽입되어 있다. 그리고, 로터 코어의 주위에 설치된 스테이터와의 사이에서 자력을 서로 미침으로써, 로터의 회전의 가속, 감속 등이 실시된다. 로터 코어는, 복수의 강판을 적층하여 형성되어 있으며, 각 강판에 형성된 개공의 중첩에 의해 자석공이 형성되어 있다.

자석공에 삽입되는 자석과, 자석공의 내벽과의 사이에는 자성판이 설치되어 있다. 자성판이란, 투자율이 큰 판상의 부재를 말한다. 자성판의 면 형상은 특별히 한정되지 않고, 예를 들어, 구부러짐이 없는 (곡률이 거의 제로인) 평판, 곡면을 갖는 판, 직각 등으로 굽힘 가공된 부위를 갖는 판 등을 사용할 수 있다. 또, 그 윤곽은 사각형, 원형, 타원형, 자유 곡선 등 여러 가지 형상으로 하는 것이 가능하고, 또한 개공이 형성된 형상으로 해도 된다. 자석은, 자성판에 의해, 자석공의 내벽과의 접촉이 방지되어 있다. 자성판은, 예를 들어, 자석의 주위를 모두 덮도록 배치되어도 되고, 자석과 자석공의 접촉의 방지에 필요한 지점에만 배치되어 있어도 된다. 자석의 일부의 면만을 자성판으로 덮는 경우, 그 면은, 자극이 형성된 면이어도 되고, 자극이 형성되지 않은 면이어도 된다. 자석의 각 면을 덮는 자성판으로는, 예를 들어 굽힘 가공을 실시한 1 개의 판을 사용할 수 있고, 또, 예를 들어 면마다 상이한 판을 사용해도 된다. 또, 어느 면을 덮는 자성판을, 복수의 작은 자성판에 의해 형성하도록 해도 된다.

자성판에는, 자석과의 접촉 부위에 절연 처리가 이루어져 있다. 절연 처리는, 예를 들어, 절연성의 수지를 피막함으로써 실시할 수 있다. 또, 표면을 산화시키는 등의 화학 반응을 실시함으로써 절연을 확보하는 것도 가능하다. 자성판의 절연 처리는, 적어도 자석과의 접촉 부위에 대해 실시된다. 자성판의 절연 처리는, 자석과 접촉하는 면 전체에 실시하고, 자석과 접촉하지 않는 면에는 실시하지 않도록 해도 된다. 이 경우, 자성판과 로터 코어의 복수의 강판이 전기적으로 결합할 가능성이 있지만, 전기 에너지 손실에 대한 영향은 작다. 또, 자성판의 절연 처리는, 자석과 접촉하는 면과 접촉하지 않는 면의 양면에 대해 실시해도 된다. 또한, 단부 (端部) 를 포함한 모든 면에 대해 절연 처리를 실시해도 된다.

본 발명의 상기 일 양태에 있어서는, 상기 자석은, 적어도 표면이 도전성이어도 된다. 자석은, 내부 및 표면이 도전성을 갖는 것이어도 된다. 자석의 표면에 절연 처리를 실시한 경우에는, 자석의 표면은 도전성을 잃어, 절연성을 나타내게 된다. 자석의 표면이 도전성을 갖는 경우라 하더라도, 자성판의 측에 절연 처리가 이루어지기 때문에, 자석과 로터 코어 사이의 절연성이 확보된다.

본 발명의 상기 일 양태에 있어서는, 상기 자성판은, 상기 자석과 결합되어 있어도 된다. 결합은, 예를 들어, 접착제로 실시할 수 있다. 또, 별도로 준비한 체결 부재 등을 사용하여 결합시켜도 된다. 결합을 실시하는 타이밍은, 자석과 자성판의 자석공으로의 삽입 전이어도 되고 삽입 후여도 된다. 결합을 실시함으로써, 자석과 자성판의 상대 위치가 결정되기 때문에, 절연의 확보가 용이화된다. 자석과 자성판의 자석공으로의 삽입 전에 체결을 실시한 경우에는, 원하는 위치 관계를 유지한 상태에서 신속하게 삽입할 수 있어, 조립성의 향상을 기대할 수 있다.

본 발명의 상기 일 양태에 있어서는, 상기 자석은, 조합된 복수의 소자석을 포함하고, 상기 복수의 소자석이, 상기 자성판과 결합되어 있어도 된다.

본 발명의 상기 일 양태에 있어서는, 상기 자석의 어느 면에 배치되는 상기 자성판은, 서로 겹치지 않고 배치된 복수의 소자성판을 포함하고, 상기 복수의 소자성판은, 상기 자석과 결합되어 있어도 된다.

본 발명의 상기 일 양태에 있어서는, 상기 자석과 상기 자석공은 직방체 형상이고, 상기 자석의 어느 면에 배치되는 상기 자성판은, 상기 자석의 폭보다도 외측까지 연장되어 있어도 된다. 여기에서, 자석의 폭이란, 자석이 삽입되는 방향과 직각인 방향에 있어서의 자석의 존재 범위를 말한다. 자성판을 자석의 폭의 범위보다도 외측으로 늘림으로써, 늘린 측에 있어서의 자석과 자석공의 접촉을 방지하는 것이 가능해진다.

본 발명의 상기 일 양태에 의하면, 자석공에 삽입되는 자석은, 자성판에 의해, 자석공과의 전기적 접속이 방지된다. 자성판은, 삽입시 등에, 자석공의 요철에 의해 표면이 흠집 날 가능성이 있지만, 자석과 자성판 사이에서는 절연이 확보되기 때문에, 전체적으로 자석과 로터 코어는 절연된다. 이 때문에, 자석과 로터 코어를 연결하는 와전류가 형성되지 않게 되어, 자석에 의한 전기 에너지 손실을 억제할 수 있다.

예를 들어, 자석 자체에 절연 처리가 이루어지지 않은 경우에서도, 자석과 로터 코어의 절연 확보가 가능해진다. 자석을 절연 처리하지 않는 경우에는, 비용의 저감을 도모하는 것이 가능해진다.

본 발명의 예시적인 실시형태들의 특징들, 이점들, 및 기술적 및 산업적 중요성이 이하에서 첨부 도면들을 참조하여 설명될 것이고, 첨부 도면들에서 동일한 참조부호들 동일한 엘리먼트들을 나타낸다.
도 1 은 본 실시형태에 있어서의 로터 코어의 상면도이다.
도 2 는 자석과 전자 강판이 결합된 상태를 나타내는 상면도이다.
도 3 은 자석과 전자 강판이 결합된 상태를 나타내는 측면도이다.
도 4 는 전자 강판의 절연 양태를 나타내는 상면도이다.
도 5 는 자석과 전자 강판이 자석공에 삽입된 상태를 나타내는 상면도이다.
도 6 은 자석과 전자 강판이 삽입된 자석공에 수지가 충전된 상태를 나타내는 단면도이다.
도 7 은 제 2 실시형태에 관련된 자석과 소전자 강판이 결합된 상태를 나타내는 측면도이다.
도 8 은 제 3 실시형태에 관련된 자석과 소전자 강판이 결합된 상태를 나타내는 측면도이다.
도 9 는 제 4 실시형태에 관련된 소자석과 전자 강판이 결합된 상태를 나타내는 상면도이다.
도 10 은 제 5 실시형태에 관련된 소자석과 전자 강판이 자석공에 삽입되고 수지가 충전된 상태를 나타내는 단면도이다.

이하에, 도면을 참조하면서, 실시형태에 대하여 설명한다. 설명에 있어서는, 이해를 용이하게 하기 위해, 구체적인 양태에 대해서 나타내지만, 이것들은 실시형태의 예이며, 이 밖에도 여러 가지 실시형태를 취하는 것이 가능하다.

도 1 은, 제 1 실시형태에 관련된 로터 코어 (10) 의 상면도이다. 로터 코어 (10) 는, 원환 형상으로 타발 (打拔) 한 다수의 얇은 전자 강판을 적층함으로써 형성되는 원통 형상의 부품이다. 전자 강판에는 복수의 개공이 형성되어 있고, 전자 강판의 적층시에 이 개공을 겹침으로써, 복수의 전자 강판을 관통하는 관통공이 형성된다. 로터 코어 (10) 의 중앙에 형성된 관통공은 샤프트공 (12) 이다. 샤프트공 (12) 은, 회전축이 되는 샤프트가 삽입되는 구멍이다. 샤프트공 (12) 에 삽입된 샤프트와, 로터 코어 (10) 가 고정됨으로써, 전체적으로 로터가 형성된다.

로터 코어 (10) 의 외주 부근에 형성된 16 개의 관통공은, 영구 자석 (간단히 자석이라고 부르는 경우가 있다) 이 삽입되는 자석공 (14) 이다. 자석공 (14) 에 자석이 규칙적으로 삽입됨으로써, 로터 코어 (10) 에는 복수의 자극이 형성된다. 이 자극이 로터의 주위에 배치되는 스테이터와의 상호 작용에 의해, 로터의 회전이 제어된다. 로터에 자석이 탑재되는 회전 전기는, 일반적으로, 영구 자석식 회전 전기라고 불린다.

계속해서, 도 2 와 도 3 을 참조하여, 자석공 (14) 에 삽입되는 자석 (16) 에 대하여 설명한다. 도 2 는, 자석 (16) 을 자석공 (14) 의 상측으로부터 본 상면도이고, 도 3 은, 자석 (16) 의 측면도이다. 도 2 와 도 3 에는, 편의적으로 (x, y, z) 직교 좌표를 도시하고 있다. z 방향은 자석공 (14) 이 로터 코어 (10) 를 관통하고 있는 방향이고, 이 방향은 샤프트의 방향, 즉, 회전축의 방향과 일치한다. 또, x 방향과 y 방향은 모두 로터 코어 (10) 를 구성하는 각 전자 강판의 면내 방향이다. 그리고, 자석 (16) 의 변이 긴 방향을 x 방향, 짧은 방향을 y 방향으로 하고 있다. 자석 (16) 은, z 방향의 변 (16z) 이 가장 길고, 계속해서 x 방향의 변 (16x) 이 길고, y 방향의 변 (16y) 이 짧은 납작한 직방체 형상으로 만들어져 있다. 이들 변의 길이는, 자석공 (14) 의 형상에 대응한 것이다. 자석 (16) 및 자석공 (14) 의 형상, 수, 크기 등은, 회전 전기에 요구되는 성능 등에 따라 여러 가지로 설정될 수 있다. 단, 적어도 자석 (16) 의 제일 짧은 변 (16y) 의 길이는, 일반적인 전자 강판의 두께보다 길어, 5 배 이상, 혹은, 10 배 이상의 길이로 설정되는 경우도 있다.

자석 (16) 은, 보자력이 큰 자석 재료에 착자를 하여 형성되어 있다. 구체적으로는, 자석 (16) 의 직방체를 구성하는 6 면 중, 변 (16x) 과 변 (16z) 으로 만들어지는 2 개의 면 중, 일방의 면의 측을 N 극, 타방의 면의 측을 S 극으로 하는 일 방향의 착자가 이루어져 있다. 자석 (16) 은 도전성을 가지고 있으며, 또, 절연 피막으로 덮는 등의 절연 처리는 이루어져 있지 않다.

자석 (16) 에 대해서는, 이 2 개의 자극이 형성된 면에, 전자 강판 (18) 이 접착제에 의해 접착되어 있다. 전자 강판 (18) 은, z 축 방향으로는 자석 (16) 의 변 (16z) 과 거의 동일한 길이이지만, x 방향으로는 자석 (16) 의 변 (16x) 보다 폭이 넓게 만들어져 있다. 즉, 전자 강판 (18) 은, 자석의 변 (16x) 의 양단으로부터 외측으로 연장된 돌출 부분 (18a) 을 구비하고 있다. 바꾸어 말하면, 돌출 부분 (18a) 은 자석의 변 (16x) 의 양단의 외측에 형성되고, z 축 방향으로 연장된다.

도 4 는, 전자 강판 (18) 에 대하여 설명하는 도면이다. 도 4 는, 1 장의 전자 강판 (18) 을, 도 2 와 동일한 방향으로부터 본 상면도이다. 다만, 설명을 용이하게 하기 위해, y 방향으로 확대해서 도시하고 있다. 전자 강판 (18) 은, 규소강 등의 투자율이 높은 판상의 자성체 (20) 의 양면 (y 방향에 있어서의 양면) 을 절연 피막 (22) 으로 덮어 절연 처리한 부재이다. 전자 강판 (18) 은, 일반적으로, 와전류를 억제하는 관점에서 얇게 만들어져 있으며, 그 두께는 2 ㎜ 이하 혹은 1 ㎜ 이하인 것도 많고, 0.5 ㎜ 이하, 0.3 ㎜ 이하, 0.1 ㎜ 이하, 나아가서는 0.05 ㎜ 이하인 것도 알려져 있다. 도 4 에서는, 설명의 편의를 위해, 절연 피막 (22) 을 두껍게 그리고 있지만, 실제로는, 필요한 절연성이나 내구성을 확보할 수 있는 범위에서 매우 얇게 형성된다. 또한, 자석 (16) 에 접착되는 전자 강판 (18) 은, 로터 코어 (10) 의 적층에 사용되는 것과 두께, 재질, 자기 특성 등이 동일해도 되지만 상이해도 된다.

도 5 는, 전자 강판 (18) 이 접착된 자석 (16) 을, 로터 코어 (10) 의 자석공 (14) 에 삽입한 상태를 나타내는 상면도이다. 자석공 (14) 의 x 방향의 길이는, 전자 강판 (18) 의 x 방향의 길이보다 약간 긴 정도이다. 이에 대해, 자석공 (14) 의 y 방향의 길이는, 자석 (16) 및 전자 강판 (18) 을 합친 y 방향의 길이보다 약간 여유가 있는 길이로 만들어져 있다. 자석 (16) 및 전자 강판 (18) 은, 제조 장치에 의해 혹은 수작업에 의해 자석공 (14) 에 삽입된다.

자석공 (14) 의 내벽은, 로터 코어 (10) 를 구성하는 전자 강판이 적층되어 형성되어 있다. 각 층의 전자 강판에 형성한 개공의 위치에는, 공차의 범위에서 약간의 어긋남이 있기 때문에, 자석공 (14) 의 내벽에는 요철이 존재한다. 이 때문에, 자석 (16) 만을 자석공 (14) 에 삽입한 경우, 자석 (16) 의 표면이 이와 같은 요철의 볼록부에 의해 흠집이 날 우려가 있다. 그리고, 만일, 자석 (16) 에 절연 피막이 형성되어 있었던 경우에는, 과대한 면압이 가해져 피막이 손상되어, 본래 기대하고 있었던 절연 기능이 없어지게 된다. 그러나, 본 실시형태에서는, 자석 (16) 은, 절연 피막을 하지 않고, 대신에 전자 강판 (18) 에 의해 보호되어 있다. 전자 강판 (18) 은 자석 (16) 의 4 개의 측면 중 x 방향으로 연장되는 2 개의 면에만 접착되어 있지만, 전자 강판 (18) 이 돌출 부분 (18a) 을 구비함으로써 y 방향으로 연장되는 2 개의 면도 보호되고 있다. 이 때문에, 삽입시에, 자석 (16) 이 자석공 (14) 의 내벽과 접촉하는 경우는 없다. 다만, 전자 강판 (18) 은, 자석공 (14) 의 내벽과 접촉하여, 그 부분의 절연 피막이 손상될 가능성이 있다. 그 경우에도, 전자 강판 (18) 과 자석 (16) 의 접착면에 형성된 전자 강판 (18) 의 절연 피막이 있기 때문에, 자석 (16) 과 로터 코어 (10) 의 절연이 확보된다.

자석 (16) 및 전자 강판 (18) 을 자석공 (14) 에 삽입한 후에는, 자석공 (14) 에는 자석 (16) 및 전자 강판 (18) 을 고정시키기 위한 충전제가 충전된다. 충전제로는, 예를 들어, 절연성이면서 또한 비자성 재료인 열경화성의 수지를 사용할 수 있다. 도 6 은, 충전제를 자석공 (14) 에 충전한 후의 상태에 대하여, 도 5 에 있어서의 VI-VI 단면을 나타낸 도면이다. 자석 (16) 에 접착된 전자 강판 (18) 과, 로터 코어 (10) 와의 사이에, 수지 (24) 가 충전되어 있다. 수지 (24) 는, 전자 강판 (18) 과 로터 코어 (10) 에 결합하여 경화되어 있으며, 전자 강판 (18) 과 자석 (16) 이, 자석공 (14) 안에서 움직이지 않도록 고정되어 있다.

도 6 에 있어서는, 전자 강판 (18) 은 로터 코어 (10) 와는 접촉하고 있지 않다. 수지 (24) 는 절연성이기 때문에, 전자 강판 (18) 과 로터 코어 (10) 가 통전하는 경우는 없다. 그리고, 자석 (16) 과 로터 코어 (10) 의 절연도 유지되어 있다. 또한, 전자 강판 (18) 이 기울어져, 로터 코어 (10) 와 접촉하는 상태에서 수지 (24) 에 의해 고정되었다고 해도, 상기 서술한 바와 같이, 자석 (16) 과 전자 강판 (18) 은 절연이 확보되어 있다. 이 때문에, 전자 강판 (18) 의 절연 피막이 손상된 지점과 로터 코어 (10) 가 접촉하고 있어도, 자석 (16) 과 로터 코어 (10) 가 통전하는 경우는 없다.

여기에서, 이상으로 설명한 실시형태에 있어서의 로터의 동작에 대하여 설명한다. 도 1 을 사용하여 설명한 바와 같이, 로터 코어 (10) 에는 샤프트공 (12) 에 샤프트가 삽입되어, 로터가 형성된다. 로터 코어 (10) 의 각 자석공 (14) 에는, 전자 강판 (18) 과 접착된 자석 (16) 이 소정의 방향으로 삽입된 다음에, 수지 (24) 에 의해 고정된다. 자석 (16) 의 주위에서는, N 극이 형성된 면에서부터 S 극이 형성된 면을 향하여 자속이 연장된다. N 극이 형성된 면과 S 극이 형성된 면에는, 각각 전자 강판 (18) 이 접착되어 있지만, 전자 강판 (18) 은 투자율이 높은 판상의 자성체 (20) 에 의해 만들어져 있는 점에서, 자석 (16) 만을 자석공 (14) 에 삽입한 경우와 비교하여 자속의 흐트러짐은 거의 없다. 또, 전자 강판 (18) 은 매우 얇은 점에서, 자석 (16) 의 형상이나 자석공 (14) 의 형상은, 자석 (16) 만을 자석공 (14) 에 삽입하는 경우와 동일하게 하는 것이 가능하다. 따라서, 역행시에 생성되는 토크도, 자석 (16) 만을 자석공 (14) 에 삽입한 경우와 거의 동등해진다.

회전 전기의 로터에서는, 자석 (16) 에 생기는 와전류가 전기 에너지 손실의 큰 요인이 된다. 이 전기 에너지 손실은, 일반적으로, 와전류가 흐르는 경로가 커짐에 따라서 확대된다. 이 때문에, 자석 (16) 이 로터 코어 (10) 와 통전하는 상태에서는, 와전류가 커져, 전기 에너지 손실이 증대되어 버린다. 그러나, 본 실시형태에서는, 자석 (16) 은, 접착된 전자 강판 (18) 과의 사이에서 절연이 확보되어 있어, 로터 코어 (10) 와 통전하는 경우는 없다. 따라서, 자석 (16) 에 의한 전기 에너지 손실이 억제된다.

이상의 설명에 있어서는, 자석공 (14) 에 삽입된 자석 (16) 과, 자석공 (14) 의 하면 및 상면의 관계에 대해서 언급하지 않았다. 예를 들어, 로터 코어 (10) 의 상면과 하면에 엔드 플레이트가 형성되는 등 하여 자석공 (14) 에 덮개가 덮인 경우, 엔드 플레이트에 있어서의 자석 (16) 과의 접촉 부분을 절연 처리해 둠으로써, 자석 (16) 과 로터 코어 (10) 의 절연을 확보할 수 있게 된다. 혹은, 측면 부분과 마찬가지로, 전자 강판을 사이에 배치함으로써, 자석 (16) 과 엔드 플레이트의 절연을 확보해도 된다. 또, 로터 코어 (10) 의 상면과 하면에 덮개가 덮이지 않는 경우에는, 특별한 처리를 하지 않아도, 로터 코어 (10) 와 자석 (16) 의 절연이 확보된다. 물론, 수지 (24) 를 자석공 (14) 의 상면과 하면에도 충전하여, 자석 (16) 을 보호하는 등의 처리가 실시되어도 된다.

또, 이상의 설명에 있어서는, 자석 (16) 은 도전성을 갖고, 또한, 그 표면에 절연 처리가 이루어지지 않은 것으로 하였다. 이로써, 자석 (16) 의 제조 비용을 낮출 수 있다. 그러나, 표면에 절연 피막을 형성하는 등, 자석 (16) 에 절연 처리를 실시하는 것도 가능하다.

도 7 을 참조하여, 제 2 실시형태에 대하여 설명한다. 제 2 실시형태는, 로터 코어 (10) 의 자석공 (14) 에 자석 (16) 을 삽입하는 점은, 제 1 실시형태와 동일하지만, 자석 (16) 을 보호하는 전자 강판의 형상이 상이하다. 도 7 은, 제 2 실시형태에 관련된 자석 (16) 과, 소전자 강판 (26, 28) 에 대하여 나타낸 도면이다. 도 7 은, 도 3 에 대응하는 도면이고, 동일한 구성에는 동일한 부호를 붙여, 적절히 설명을 생략한다.

도 7 의 예에서는, 도 3 등에 나타낸 전자 강판 (18) 은 사용되고 있지 않고, 대신에 2 개의 소전자 강판 (26, 28) 이 자석 (16) 에 접착되어 있다. 소전자 강판 (26, 28) 은, 제 1 실시형태와 마찬가지로, y 방향의 양면에 절연 피막이 이루어진 부재이다. 소전자 강판 (26, 28) 의 z 방향의 높이는, 자석 (16) 의 z 방향의 높이와 동일하고, 이 점은 제 1 실시형태의 전자 강판 (18) 과 동일하다. 또, 소전자 강판 (26) 이 자석 (16) 의 폭보다도 x 방향의 반대 방향으로 연장된 돌출 부분 (26a) 을 가지고 있고, 소전자 강판 (28) 이 자석 (16) 의 폭보다도 x 방향으로 연장된 돌출 부분 (28a) 을 가지고 있는 점도, 전체적으로 제 1 실시형태의 전자 강판 (18) 과 동일하다. 그러나, 소전자 강판 (26, 28) 은, 전체적으로 자석 (16) 의 x 방향의 중앙 부분을 덮고 있지 않은 점에서, 제 1 실시형태와 상이하다.

소전자 강판 (26, 28) 이 접착된 자석 (16) 을 자석공 (14) 에 삽입하는 경우, 제 1 실시형태와 마찬가지로, 자석 (16) 은 자석공 (14) 의 내벽과 직접 접촉하는 경우는 없다. 자석 (16) 을 자석공 (14) 에 삽입한 경우에, x 방향의 내벽과의 접촉은 소전자 강판 (26, 28) 의 돌출 부분 (26a, 28a) 에 의해 방지되고, y 방향의 내벽과의 접촉은 소전자 강판 (26, 28) 의 전체에 의해 방지되기 때문이다. 또, 자석공 (14) 의 내벽에 형성되는 전자 강판마다의 공차에서 기인한 요철이 있는 경우에도, 그 볼록부는, x 방향 또는 y 방향으로 직선적으로 형성되는 것이기 때문에, 자석 (16) 을 소전자 강판 (26, 28) 에 의해 보호하는 것이 가능하다.

이 실시형태에서는, 자석 (16) 의 x 방향으로 연장되는 2 개의 면 각각에 대해, 2 개의 소전자 강판 (26, 28) 을 접착시킬 필요가 있다. 그러나, 소전자 강판 (26, 28) 은 서로 겹치지 않고, 또한, 자석 (16) 의 모서리 부근에만 형성되어 있어, 제 1 실시형태에 비해 전체적으로 소면적 (小面積) 으로 자석 (16) 을 보호하는 것이 가능하게 되어 있다. 또, 소전자 강판 (26, 28) 은 얇은 판상의 자성체로 형성되어 있기 때문에, 소전자 강판 (26, 28) 이 형성된 부분과, 형성되어 있지 않은 부분이 존재함으로 인한 자속의 흐트러짐은 작아, 출력 토크에 미치는 영향도 작다.

도 8 을 참조하여, 제 3 실시형태에 대하여 설명한다. 제 3 실시형태는, 로터 코어 (10) 의 자석공 (14) 에 자석 (16) 을 삽입하는 점은, 제 1 실시형태 및 제 2 실시형태와 동일하지만, 자석 (16) 을 보호하는 전자 강판의 형상이 상이하다. 도 8 은, 제 3 실시형태에 관련된 자석 (16) 과, 소전자 강판 (30, 32) 에 대하여 나타낸 도면이다. 도 8 은, 도 3 혹은 도 7 에 대응하는 도면으로, 동일한 구성에는 동일한 부호를 붙여, 적절히 설명을 생략한다.

도 8 의 예에서는, 2 개의 소전자 강판 (30, 32) 이 자석 (16) 에 접착되어 있다. 제 2 실시형태에서 사용한 소전자 강판 (26, 28) 은, z 방향으로는 자석 (16) 과 동일한 높이, x 방향으로는 자석 (16) 의 x 방향보다 좁은 폭으로 형성되어 있었다. 이에 대해, 도 8 에 나타낸 소전자 강판 (30, 32) 은, x 방향으로는, 자석 (16) 보다 폭이 넓게 형성되어 있고, 자석 (16) 의 폭의 양단의 외측에 돌출 부분 (30a, 32a) 이 각각 형성되어 있다. 그러나, 소전자 강판 (30, 32) 은, z 방향으로는 서로 겹치지 않고, 또한, 각각이 자석 (16) 의 상단 근처와 하단 근처의 일부만을 덮고 있는 점에서, 상기 서술한 실시형태와는 상이하다. 구체적으로는, 자석 (16) 의 z 방향의 최하단을 0, 최상단을 1 로 하여 위치를 나타낸 경우에, 소전자 강판 (30) 은 z 방향의 0.8 ∼ 0.9 의 부근을 덮고 있고, 소전자 강판 (32) 은 자석 (16) 의 z 방향의 0.1 ∼ 0.2 의 부근을 덮고 있다.

소전자 강판 (30, 32) 이 접착된 자석 (16) 을 자석공 (14) 에 삽입하는 경우, 자석 (16) 이 크게 기울어지지 않는 한, 자석 (16) 과 자석공 (14) 의 내벽의 접촉을 피할 수 있다. 기울기가 작은 범위에 있어서는, 소전자 강판 (30, 32) 의 돌출 부분 (30a, 32a) 이 x 방향의 내벽과의 접촉을 방지하고, 또, 소전자 강판 (30, 32) 의 전체가 y 방향의 내벽과의 접촉을 방지한다. 또한, 자석공 (14) 의 내벽에 형성되는 전자 강판마다의 공차에서 기인한 요철이 있는 경우, 볼록부가 자석 (16) 과 직접 접촉할 가능성이 남는다. 그래서, 본 실시형태에서는, 소전자 강판 (30, 32) 의 돌출 부분 (30a, 32a) 의 돌출 길이는, 자석공 (14) 의 내벽에 있어서의 볼록부의 돌출 길이의 공차보다 길게 함으로써, 자석공 (14) 의 x 방향의 내벽에 있어서의 볼록부와의 접촉을 방지하고 있다. 또, 소전자 강판 (30, 32) 의 두께를, 볼록부의 돌출 길이의 공차보다 두껍게 함으로써, 자석공 (14) 의 y 방향의 내벽에 있어서의 볼록부와의 접촉을 방지하고 있다.

본 실시형태에서는, 제 2 실시형태와 마찬가지로, 자석 (16) 의 x 방향으로 연장되는 2 개의 면 각각에 대해, 2 개의 소전자 강판 (30, 32) 을 접착시켰다. 이와 같이, 자석 (16) 의 x 방향으로 연장되는 각 면을, 서로 겹치지 않는 형태로, 2 또는 3 이상의 소전자 강판으로 덮음으로써, 자석 (16) 의 보호가 가능해진다. 소전자 강판을 설치함에 있어서는, 자석 (16) 을 약간 기울인 경우에도, 자석공 (14) 의 내벽 (요철의 볼록부를 포함한다) 과 접촉하지 않도록, 그 설치 지점, 형상, 돌출 길이, 두께 등을 설계하면 된다.

도 9 를 참조하여, 제 4 실시형태에 대하여 설명한다. 제 4 실시형태에서는, 로터 코어 (10) 의 자석공 (14) 에 삽입하는 자석이, 복수의 소자석에 의해 형성되어 있는 (바꾸어 말하면, 자석공 (14) 에 삽입하는 자석이, 복수의 소자석을 포함하는) 점에서 제 1 실시형태와 상이하지만, 자석을 보호하는 전자 강판 (18) 을 사용하고 있는 점은 제 1 실시형태와 동일하다. 도 9 는, 제 4 실시형태에 관련된 자석 (34) 과, 전자 강판 (18) 에 대하여 나타낸 도면이다. 도 9 는, 도 2 에 대응하는 도면이며, 동일한 구성에는 같은 부호를 붙여, 적절히 설명을 생략한다.

도 9 의 예에서는, 자석 (34) 은 3 개의 소자석 (34a, 34b, 34c) 을 포함한다. 소자석 (34a, 34b, 34c) 은, 자석 (34) 이 x 방향으로 3 분할되고, y 방향과 z 방향으로는 분할되지 않은 경우에 얻어지는 자석에 상당한다. 이들 소자석 (34a, 34b, 34c) 은, 모두 y 방향으로 일 방향의 착자가 이루어져 있어, 전체적으로 제 1 실시형태에 있어서의 자석 (16) 과 거의 동일한 자력을 구비하고 있다. 소자석 (34a, 34b, 34c) 은, y 방향의 양면이 전자 강판 (18) 과 접착되어 위치가 고정되어 있다. 이 때문에, 전자 강판 (18) 과 소자석 (34a, 34b, 34c) 을 자석공 (14) 에 삽입할 때에는, 소자석 (34a, 34b, 34c) 을 마치 1 개의 큰 자석 (34) 인 것처럼 취급할 수 있다.

이 실시형태에서는, 제 1 실시형태와 마찬가지로, 전자 강판 (18) 에 의해, 자석 (34) 과 자석공 (14) 의 내벽의 접촉이 방지된다. 자석 (34) 을 복수의 소자석 (34a, 34b, 34c) 으로 구성하는 경우, 와전류의 흐름이 제한되어, 자석에 있어서의 전기 에너지 손실을 방지하는 것이 가능해진다. 특히, 소자석 (34a, 34b, 34c) 이 서로 통전하지 않도록 절연 피복 등으로 절연 처리되어 있는 경우에는, 와전류를 각 소자석 (34a, 34b, 34c) 에 한정할 수 있다. 게다가, 소자석 (34a, 34b, 34c) 은, 전자 강판 (18) 에 접착되어 일체화되어 있고, 또한, 절연 피복의 손상을 고려하지 않고 자석공 (14) 에 삽입 가능하기 때문에, 개별적으로 자석공 (14) 에 삽입하는 경우에 비해, 삽입 공정을 용이화하는 것이 가능하게 되어 있다.

도 10 을 참조하여 제 5 실시형태에 대하여 설명한다. 제 5 실시형태에서는, 로터 코어 (10) 의 자석공 (14) 에 삽입하는 자석이 복수의 작은 자석에 의해 형성되고, 그것들이 전자 강판 (18) 에 의해 보호되어 있는 점에서 제 4 실시형태와 동일하다. 다만, 제 5 실시형태에서는, 복수의 작은 자석이 z 방향으로 배치되어 있는 점에서, x 방향으로 배치되어 있었던 제 4 실시형태와는 상이하다. 도 10 은, 도 6 에 대응하는 도면이며, 동일한 구성에는 부호를 붙여, 적절히 설명을 생략한다.

도 10 의 예에서는, 자석 (36) 은 소자석 (36a, 36b, 36c, 36d) 을 포함한다. 소자석 (36a, 36b, 36c, 36d) 은, 자석 (36) 이 z 방향으로 4 분할되고, x 방향과 y 방향으로는 분할되지 않은 경우에 얻어지는 자석에 상당한다. 이들 소자석 (36a, 36b, 36c, 36d) 은, 모두 y 방향으로 일 방향의 착자가 이루어져 있어, 전체적으로 제 1 실시형태에 있어서의 자석 (16) 과 거의 동일한 자력을 구비하고 있다. 소자석 (36a, 36b, 36c, 36d) 은, y 방향의 양면이 전자 강판 (18) 과 접착되어, 일체화된 다음에 자석공 (14) 에 삽입되고 있다. 그 후에, 충전되는 수지 (24) 에 의해 자석공 (14) 에 고정되는 점은, 제 1 실시형태와 동일하다.

본 실시형태에서는, 제 4 실시형태와 마찬가지로, 소자석 (36a, 36b, 36c, 36d) 을 사용함으로써, 자석 (36) 에 있어서의 전기 에너지 손실을 억제하는 것이 가능해진다. 또, 소자석 (36a, 36b, 36c, 36d) 을 전자 강판 (18) 과 접착시킴으로써, 삽입 공정이 간단화되는 점도, 제 4 실시형태와 동일하다. 복수의 소자석의 배치는, 본 실시형태 및 제 4 실시형태에 나타낸 것 이외에도 여러 가지로 실시하는 것이 가능하다. 일례로는, x 방향과 z 방향의 양방 모두 복수의 소자석을 배치하는 양태를 들 수 있다.

복수의 소자석을, 제 2 실시형태 및 제 3 실시형태에서 나타낸 바와 같은 복수의 소전자 강판으로 보호하는 것도 가능하다. 복수의 소전자 강판을 사용하는 경우에는, 소자석과 접착시켜 일체화할 수 있는 형상으로 함으로써, 삽입 공정이 용이화된다.

Claims (6)

1. 로터로서,
   개공을 갖는 복수의 강판을 적층하여 형성된 로터 코어 (10);
   상기 개공을 겹쳐 형성된 자석공에 삽입된 자석 (16); 및
   상기 자석공의 내벽과 상기 자석 (16) 사이에 설치되고, 상기 자석공의 내벽과 상기 자석 (16) 의 접촉을 방지하는 자성판 (18) 을 포함하고,
   상기 자성판 (18) 에는, 적어도 상기 자석 (16) 과의 접촉 부위에 절연 처리가 이루어져 있는, 로터.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 자석 (16) 은, 적어도 표면이 도전성인, 로터.
3. 제 1 항에 있어서,
   상기 자성판 (18) 은, 상기 자석 (16) 과 결합되어 있는, 로터.
4. 제 3 항에 있어서,
   상기 자석 (16) 은, 조합된 복수의 소자석을 포함하고, 상기 복수의 소자석이, 상기 자성판 (18) 과 결합되어 있는, 로터.
5. 제 3 항에 있어서,
   상기 자석 (16) 의 어느 면에 배치되는 상기 자성판 (18) 은, 서로 겹치지 않고 배치된 복수의 소자성판을 포함하고,
   상기 복수의 소자성판은, 상기 자석 (16) 과 결합되어 있는, 로터.
6. 제 1 항에 있어서,
   상기 자석 (16) 과 상기 자석공은 직방체 형상이고,
   상기 자석 (16) 의 어느 면에 배치되는 상기 자성판 (18) 은, 상기 자석 (16) 의 폭보다도 외측까지 연장되어 있는, 로터.

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