KR20170007166A - 회전 전기기기 로터의 제조 방법 - Google Patents

회전 전기기기 로터의 제조 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR20170007166A
KR20170007166A KR1020160086307A KR20160086307A KR20170007166A KR 20170007166 A KR20170007166 A KR 20170007166A KR 1020160086307 A KR1020160086307 A KR 1020160086307A KR 20160086307 A KR20160086307 A KR 20160086307A KR 20170007166 A KR20170007166 A KR 20170007166A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
magnet
rotor
resin
core block
core
Prior art date
Application number
KR1020160086307A
Other languages
English (en)
Inventor
히로유키 핫토리
Original Assignee
도요타 지도샤（주）
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 도요타 지도샤（주） filed Critical 도요타 지도샤（주）
Publication of KR20170007166A publication Critical patent/KR20170007166A/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K1/00—Details of the magnetic circuit
    • H02K1/06—Details of the magnetic circuit characterised by the shape, form or construction
    • H02K1/22—Rotating parts of the magnetic circuit
    • H02K1/28—Means for mounting or fastening rotating magnetic parts on to, or to, the rotor structures
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K15/00—Methods or apparatus specially adapted for manufacturing, assembling, maintaining or repairing of dynamo-electric machines
    • H02K15/02—Methods or apparatus specially adapted for manufacturing, assembling, maintaining or repairing of dynamo-electric machines of stator or rotor bodies
    • H02K15/03—Methods or apparatus specially adapted for manufacturing, assembling, maintaining or repairing of dynamo-electric machines of stator or rotor bodies having permanent magnets
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K1/00—Details of the magnetic circuit
    • H02K1/04—Details of the magnetic circuit characterised by the material used for insulating the magnetic circuit or parts thereof
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K1/00—Details of the magnetic circuit
    • H02K1/06—Details of the magnetic circuit characterised by the shape, form or construction
    • H02K1/22—Rotating parts of the magnetic circuit
    • H02K1/27—Rotor cores with permanent magnets
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K1/00—Details of the magnetic circuit
    • H02K1/06—Details of the magnetic circuit characterised by the shape, form or construction
    • H02K1/22—Rotating parts of the magnetic circuit
    • H02K1/27—Rotor cores with permanent magnets
    • H02K1/2706—Inner rotors
    • H02K1/272—Inner rotors the magnetisation axis of the magnets being perpendicular to the rotor axis
    • H02K1/274—Inner rotors the magnetisation axis of the magnets being perpendicular to the rotor axis the rotor consisting of two or more circumferentially positioned magnets
    • H02K1/2753—Inner rotors the magnetisation axis of the magnets being perpendicular to the rotor axis the rotor consisting of two or more circumferentially positioned magnets the rotor consisting of magnets or groups of magnets arranged with alternating polarity
    • H02K1/276—Magnets embedded in the magnetic core, e.g. interior permanent magnets [IPM]
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K15/00—Methods or apparatus specially adapted for manufacturing, assembling, maintaining or repairing of dynamo-electric machines
    • H02K15/02—Methods or apparatus specially adapted for manufacturing, assembling, maintaining or repairing of dynamo-electric machines of stator or rotor bodies
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K15/00—Methods or apparatus specially adapted for manufacturing, assembling, maintaining or repairing of dynamo-electric machines
    • H02K15/12—Impregnating, heating or drying of windings, stators, rotors or machines
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K2213/00—Specific aspects, not otherwise provided for and not covered by codes H02K2201/00 - H02K2211/00
    • H02K2213/12—Machines characterised by the modularity of some components

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Permanent Field Magnets Of Synchronous Machinery (AREA)
  • Manufacture Of Motors, Generators (AREA)

Abstract

자성재제로 자석 구멍(15)을 갖는 코어 블록 요소(12)를 형성하는 공정과, 자석 구멍에 자석(30)을 삽입하는 공정과, 자석 구멍에 상방으로부터 용융 수지(46)를 주입하여 고화시킴으로써 코어 블록 요소 및 자석을 일체화시켜 자석 코어 블록(11)을 형성하는 공정과, 자석 코어 블록(11)을 복수 적층하여 일체화시켜 로터(10)를 형성하는 공정으로써, 복수의 자석 코어 블록 중, 축방향 양단에 배치되는 2개의 자석 코어 블록에 있어서, 자석이 노출되는 측의 단면(A1, B1)이 로터의 축방향 양단의 단면을 형성하도록 복수의 자석 코어 블록을 일체화시키는 공정을 포함한다.

Description

회전 전기기기 로터의 제조 방법{MTEHOD FOR MANUFACTURING ROTARY ELECTRIC MACHINE ROTOR}
본 발명은, 자성(磁性)재제의 코어 블록 요소와 자석을 일체화시켜 형성된 자석 코어 블록을 구비하고, 복수의 자석 코어 블록이 일체화된 회전 전기기기 로터의 제조 방법에 관한 것이다.
종래부터 회전 전기기기 로터에 있어서, 자성재제의 로터 코어를 이용하는 구성이 알려져 있다. 또한, 로터 코어의 둘레 방향 복수 위치에 축방향으로 관통하는 자석 구멍을 형성하고, 자석 구멍에 자석을 배치한 로터도 알려져 있다. 이러한 구성에 있어서, 자석의 철손(鐵損)을 저감하기 위해, 둘레 방향 복수 위치에 배치한 자석의 각각을, 로터의 축방향에 있어서 복수의 자석으로 분리하여 배치하는 경우가 있다.
일본국 공개특허 특개2007-282358호에는, 복수의 전자 강판제의 코어 플레이트를 적층하여 적층체를 형성하고, 적층체의 중심부의 축 구멍의 주위에 복수의 자석 구멍을 형성하는 것이 기재되어 있다. 자석 구멍에는 자석을 삽입하고, 자석의 상부 및 주위에는 수지 부재를 충전하여 자석 및 적층체를 일체화시켜 자석 코어 블록을 형성한다. 그리고 복수의 자석 코어 블록을 적층하여 고정함으로써 로터를 형성한다.
일본국 공개특허 특개2007-215357호에는, 로터 코어의 자석 구멍에 축방향으로 나열하여 복수의 자석을 삽입한 구성이 기재되어 있다. 이 구성에서는, 복수의 자석의 사이로의 수지의 유입을 촉진하도록, 각 자석의 내측 단부에는 챔퍼링부 또는 카운터보어부를 형성하고 있다.
일본국 공개특허 특개2007-282358호에 기재된 로터의 제조 방법과 같이 자석 코어 블록을 형성하는 공정에서는, 자석의 상측에 수지 부재가 충전되기 때문에, 자석 코어 블록의 수지 주입측의 단부에 있어서, 자석 구멍 내의 수지부가 외측으로 크게 노출된다. 이에 따라, 자석 코어 블록을 적층하여 로터를 형성한 상태에서, 로터의 축방향 일단부에 있어서, 자석 구멍 내의 수지부의 표면이 외측으로 크게 노출되어 있다. 이러한 구성에서는, 로터의 사용시의 과도한 온도 변화의 반복에 의한 응력, 또는 로터의 회전에 의한 응력이 수지부에 발생하고, 수지부가 깨질 가능성이 있다. 예를 들면, 온도 상승시에 자석과 수지부의 사이에서 열팽창 차가 발생하고, 그 후의 온도 저하에 의해 코어 단면 부근에서 자석을 덮는 수지부에 과도한 응력이 발생하여 수지부가 깨져있을 우려가 있다. 그리고, 깨진 수지부가 로터의 회전시에 주위로 비산하면, 주변 부품의 성능 저하를 발생시키거나, 수지부에 의한 자석의 고정력의 저하를 초래하는 원인이 될 수 있다. 한편, 일본국 공개특허 특개2007-215357호에 기재된 제조 방법으로 제조된 로터에서는, 수지부가 깨지는 것을 억제하고 있기는 하지만, 자석 구멍 내에서 2개의 자석을 축방향 양측으로 떨어뜨린 상태에서 수지를 주입하기 때문에, 자석의 고정밀도한 위치 관리가 필요하기 때문에, 생산성이 저하되고, 제조 비용이 증대될 가능성이 있다.
본 개시에 있어서, 축방향으로 복수의 자석이 분리되어 배치되는 회전 전기기기 로터에 있어서, 생산성을 양호하게 할 수 있고, 또한, 수지부의 비산을 억제할 수 있는 구조를 실현하는, 회전 전기기기 로터의 제조 방법을 제공한다.
본 개시에 따른 회전 전기기기 로터의 제조 방법은, 자성재제로 중심부의 축 구멍과 상기 축 구멍의 주위에 복수의 자석 구멍을 갖는 코어 블록 요소를 형성하는 것, 상기 자석 구멍에 축방향에 대한 길이가 상기 자석 구멍보다 짧은 자석을 삽입하는 것을 포함한다. 또한, 상기 제조 방법은, 상기 자석 구멍에 상기 자석의 상방으로부터 용융 수지를 주입하고 고화시켜 수지부를 형성함으로써 상기 코어 블록 요소 및 상기 자석을 일체화시켜 자석 코어 블록을 형성하는 것을 포함하고, 상기 코어 블록의 축방향 단부 중 상기 용융 수지가 주입되는 제 1 단면과는 반대측의 제 2 단면에 있어서 상기 자석의 단면이 노출된다. 또한, 상기 제조 방법은, 상기 자석 코어 블록을 중심축이 일치하도록 복수 적층하고 일체화시켜 로터를 형성하는 것을 포함하고, 복수의 상기 자석 코어 블록 중, 축방향 양단에 배치되는 2개의 상기 자석 코어 블록의 제 2 단면이 상기 로터의 축방향 양단의 단면이 되도록 상기 복수의 코어 블록이 적층된다.
본 발명에 따른 회전 전기기기 로터의 제조 방법에 의하면, 로터의 축방향 양단에 배치되는 2개의 자석 코어 블록에 있어서, 자석이 노출되는 측의 단면이 로터의 축방향 양단의 단면을 형성하도록 복수의 자석 코어 블록이 적층되어 일체화된다. 또한, 양단의 2개의 자석 코어 블록의 수지 주입측의 단부가, 로터의 축방향 내측에 배치된다. 이에 따라, 축방향에 복수의 자석이 분리되어 배치되는 로터에 있어서, 생산성을 양호하게 할 수 있고, 또한, 수지부의 비산을 억제할 수 있는 구조를 실현할 수 있다.
본 발명의 예시적인 실시 형태의 특징, 이점, 및 기술적 그리고 산업적 중요성이 첨부 도면을 참조하여 하기에 기술될 것이며, 첨부 도면에서 동일한 도면 부호는 동일한 요소를 지시한다.
도 1은, 본 발명에 따른 실시 형태의 제조 방법으로 제조하는 회전 전기기기 로터를 포함하는 회전 전기기기의 단면도이다.
도 2는, 본 발명에 따른 실시 형태의 제조 방법으로 제조하는 회전 전기기기 로터의 단면도이다.
도 3a는, 도 2에 나타내는 회전 전기기기 로터의 제조 방법을 나타내는 단면도이다.
도 3b는, 도 2에 나타내는 회전 전기기기 로터의 제조 방법을 나타내는 단면도이다.
도 3c는, 도 2에 나타내는 회전 전기기기 로터의 제조 방법을 나타내는 단면도이다.
도 3d는, 도 2에 나타내는 회전 전기기기 로터의 제조 방법을 나타내는 단면도이다.
도 4는, 본 발명에 따른 실시 형태의 제조 방법의 다른 예로 제조하는 회전 전기기기 로터의 단면도이다.
도 5는, 본 발명에 따른 실시 형태의 제조 방법의 다른 예에 있어서, 자석 코어 블록의 형성 공정으로 형성되는 자석 코어 블록의 반부(半部) 단면도이다.
이하, 도면을 이용하여 본 발명의 실시 형태를 설명한다. 이하에서 설명하는 형상, 재료, 및 개수는, 설명을 위한 예시이며, 회전 전기기기의 사양에 따라서 적절하게 변경할 수 있다. 이하에 있어서 복수의 실시 형태나, 변형예 등이 포함되는 경우, 그들을 적절하게 조합하여 실시할 수 있다. 이하에서는 모든 도면에 있어서 동등한 요소에는 동일한 부호를 붙여서 설명한다. 또한, 본문 중의 설명에 있어서는, 필요에 따라서 그것 이전에 서술한 부호를 이용하는 것으로 한다.
도 1은, 실시 형태의 제조 방법으로 제조하는 회전 전기기기 로터(10)를 포함하는 회전 전기기기(50)의 단면도이다. 도 2는, 실시 형태의 제조 방법으로 제조하는 회전 전기기기 로터(10)의 단면도이다.
회전 전기기기 로터(10)는, 회전 전기기기(50)를 형성하기 위해 이용된다. 예를 들면, 회전 전기기기(50)는, 3상 교류 전류로 구동하는 자석 부착의 동기(同期) 전동기이다. 예를 들면, 회전 전기기기(50)는, 하이브리드 차량을 구동하는 모터로서, 또는, 발전기로서, 또는, 그 양쪽의 기능을 갖는 모터 제너레이터로서 이용된다. 이하, 회전 전기기기 로터(10)는, 로터(10)라고 기재한다.
로터(10)는, 원통 형상의 부재이며, 2개의 자석 코어 블록(11)을 적층하여 일체화시킴으로써 형성된다. 로터(10)의 사용시에는, 회전축(51)이 로터(10)의 내측에 삽입되어 고정된다. 케이스(52)의 내측에 로터(10)가 배치된 상태에서, 회전축(51)의 양단부가 케이스(52)에 회전 가능하게 지지된다. 케이스(52)의 내측에 있어서, 로터(10)의 반경 방향 외측에는, 원통 형상의 스테이터(53)가 고정된다. 이에 따라, 회전 전기기기(50)가 형성된다.
도 2에 나타내는 바와 같이, 로터(10)를 형성하는 각 자석 코어 블록(11)은, 원통 형상의 코어 블록 요소(12)와, 코어 블록 요소(12)에 고정된 복수의 영구 자석인 자석(30)을 포함하고 있다. 코어 블록 요소(12)는, 자성재인 강판제의 복수의 코어 플레이트(13)를 적층함으로써 형성되는 적층체이다. 코어 블록 요소(12)의 중심부에는 축 구멍(14)이 형성되고, 축 구멍(14)의 주위에는 복수의 자석 구멍(15)이 형성된다. 자석 구멍(15)은, 축방향 일방측으로부터 본 형상이 장방형이다. 복수의 자석 구멍(15)은, 코어 블록 요소(12)의 둘레 방향을 따라 간격을 두고 배치된다.
코어 플레이트(13)는, 예를 들면 두께가 0.5㎜ 이하의 박판의 강판을 환상(環狀)으로 펀칭하여 형성된다. 코어 플레이트(13)에서는, 그 펀칭에 의해 중심부의 축 구멍과 그 주위의 복수의 자석 구멍이 형성된다. 코어 블록 요소(12)는, 미리 설정된 매수의 복수의 코어 플레이트(13)를 적층하여 형성된다. 복수의 코어 플레이트(13)의 축 구멍이 축방향으로 접속됨으로써, 코어 블록 요소(12)의 축 구멍(14)이 형성된다. 복수의 코어 플레이트(13)의 복수의 자석 구멍이 축방향으로 접속됨으로써, 코어 블록 요소(12)의 복수의 자석 구멍(15)이 형성된다. 각 자석 구멍(15)에는 자석(30)이 삽입된다.
자석(30)은, 축방향으로 장척인 직방체 형상이며, 그 자화(磁化) 방향은 로터(10)의 반경 방향과 일치한다. 각 자석(30)의 축방향 길이 L1은, 자석 구멍(15)의 축방향 길이 L2보다 작다. 자석 구멍(15)에 자석(30)이 배치된 상태에서, 자석 구멍(15)에 수지가 충전되어 고화됨으로써, 코어 블록 요소(12)와 자석(30)이 일체화된다. 수지가 고화된 수지부(31)는, 자석 구멍(15) 내에 있어서 자석(30)을 고정한다.
수지부(31)에는, 열경화성 수지를 이용할 수 있고, 가열에 의해 용융한 수지재료인 용융 수지(46)(도 3c 참조)가 자석 구멍(15)에 상방으로부터 주입되어 경화된다. 이에 따라, 자석 구멍(15) 내의 자석(30)의 상부 및 주위에 수지부(31)가 충전된다. 그리고, 자석(30)과 코어 블록 요소(12)가 일체화되어 자석 코어 블록(11)이 형성된다.
로터(10)는, 상기한 바와 같이 형성된 자석 코어 블록(11)을 2개 축방향으로 적층하여 일체화시킴으로써 형성된다. 이때, 각 코어 블록 요소(12)의 축 구멍(14)은 축방향으로 접속된다. 접속된 축 구멍(14)에는, 회전 전기기기(50)의 회전축(51)(도 1)이 삽입된다. 각 코어 블록 요소(12)의 복수의 자석 구멍(15)은, 2개의 코어 블록 요소(12)에서 일치한다. 코어 블록 요소의 자석 구멍이, 코어 블록 요소의 둘레 방향 복수 위치에 2개 1세트로 배치되고, 각 세트에서 2개의 자석 구멍이 대략 V자형으로 배치되도 된다.
2개의 자석 코어 블록(11)은, 로터(10)의 축방향 양단에 배치된다. 그리고, 2개의 자석 코어 블록(11)은, 자석(30)이 노출되는 측의 제 1 단면(A1, B1)이 각각 로터(10)의 축방향 양단의 단면을 형성하도록 일체화된다. 구체적으로는, 2개의 자석 코어 블록(11) 중, 로터(10)의 축방향 일단(도 2의 상단)에 배치되는 한쪽의 자석 코어 블록(11)은, 자석(30)의 노출측인 제 1 단면(A1)이, 로터(10)의 축방향 일단면(도 2의 상단면)을 형성한다. 한편, 로터(10)의 축방향 타단(도 2의 하단)에 배치되는 다른 한쪽의 자석 코어 블록(11)은, 자석(30)의 노출측인 제 1 단면(B1)이, 로터(10)의 축방향 타단면(도 2의 하단면)을 형성한다. 이에 따라, 후술하는 바와 같이, 자석(30)의 고정이 용이해짐으로써 생산성을 양호하게 할 수 있고, 또한, 수지부(31)의 비산을 억제할 수 있는 로터(10)를 실현할 수 있다. 또한, 로터(10)에서는, 축방향으로 나열된 2개의 자석(30)이 수지부(31)를 통하여 축방향으로 분리되어 배치되기 때문에, 자석(30)의 와전류손으로서의 철손을 억제할 수 있다.
도 3a∼도 3d를 이용하여 로터(10)의 제조 방법을 보다 구체적으로 설명한다. 도 3a∼도 3d는, 로터(10)의 제조 방법을 공정순으로 나타내는 단면도이다. 도 3a에 나타내는 바와 같이, 코어 블록 요소(12)를 형성하는 공정으로서, 우선, 자성 강판의 펀칭에 의해 형성된 소정의 복수매의 코어 플레이트(13)를 적층하여 반송 트레이(40) 상에 탑재한다. 이때, 코어 플레이트(13)의 축 구멍 및 자석 구멍의 각각의 위치를, 복수의 코어 플레이트(13)에서 일치시킨다. 또한, 반송 트레이(40)의 상면에 세워 설치된 가이드 축(41)이 복수의 코어 플레이트(13)의 축 구멍에 감입됨으로써, 반송 트레이(40) 상에서의 코어 플레이트(13)의 위치 결정이 도모된다. 이에 따라, 복수의 코어 플레이트(13)에 의해 코어 블록 요소(12)가 형성된다. 복수의 코어 플레이트(13)의 축 구멍이 축방향으로 접속되고, 코어 블록 요소(12)의 축 구멍(14)이 형성된다. 또한, 복수의 코어 플레이트(13)의 자석 구멍이 축방향으로 접속되고, 코어 블록 요소(12)의 자석 구멍(15)이 형성된다. 이때, 각 코어 플레이트(13)의 축 구멍의 내주면의 둘레 방향 일부에 축방향의 홈부(도시하지 않음)이 형성되어도 된다. 그리고, 가이드 축(41)의 외주면의 둘레 방향 일부에 축방향으로 신장되는 돌기부(도시하지 않음)를 형성하여, 이 돌기부와 각 코어 플레이트(13)의 홈부를 계합시킴으로써, 코어 플레이트(13)의 둘레 방향의 위치 결정이 도모되어도 된다.
이어서, 도 3b에 나타내는 바와 같이, 자석 구멍(15)에 자석(30)을 삽입하는 공정으로서, 코어 블록 요소(12)의 각 자석 구멍(15)에 자석(30)을 상측으로부터 삽입한다. 이 상태에서는, 자석(30)의 축방향에 대한 길이가 자석 구멍(15)보다 짧다. 이에 따라, 자석 구멍(15) 내의 자석(30)의 상단면이 코어 블록 요소(12)의 상단면보다 낮아지고, 자석 구멍(15) 내에 있어서, 자석(30)의 상측에 수지가 충전되는 상부 공간(16)이 형성된다.
그 후, 코어 블록 요소(12) 및 자석(30)을 반송 트레이(40)에 탑재한 상태에서, 반송 부재(도시하지 않음)에 의해 수지 주입 장치(42)(도 3c)로 반송한다. 수지 주입 장치(42)는, 하형(43)과 상형(44)을 포함하고 있다. 하형(43)은, 승강 가능하며, 반송 트레이(40)가 상측에 탑재된다. 하형(43)은, 반송 트레이(40)의 하측으로부터 가열하는 가열부(도시하지 않음)를 갖는다. 한편, 상형(44)은, 승강 가능하며, 코어 블록 요소(12)에 상측으로부터 밀어 붙여진다. 상형(44)에는 수지 원료를 수용하는 수지 저장부(45)가 설치된다. 도 3c에서는 수지 주입 장치(42)의 좌측 부분만을 나타내고 있다. 그리고, 자석 코어 블록(11)을 형성하는 공정에서는, 수지 저장부(45) 내에서 가열되어 용융한 용융 수지(46)를, 상측으로부터 플런저(도시하지 않음)로 가압하여 상형(44)의 바닥부로 압출한다. 압출된 용융 수지(46)는 코어 블록 요소(12)의 상면과 상형(44)의 바닥부로 형성되는 수지 유로를 따라 흘러, 자석(30)의 상방으로부터 자석 구멍(15)에 주입된다. 그리고, 수지가 자석 구멍(15) 내의 자석(30)의 상부 및 주위에 주입된 후, 하형(43)의 가열부에서 가열된다. 이에 따라, 자석 구멍(15) 내의 수지가 경화에 의해 고화하여 수지부(31)가 형성되고, 도 3c에 나타내는 바와 같이 코어 블록 요소(12)와 자석(30)이 일체화되어 자석 코어 블록(11)이 형성된다. 이때, 자석(30)의 하단면의 하측에는 수지가 인입되지 않는다. 이 때문에, 자석 코어 블록(11)을 수지 주입 장치(42)로부터 취출한 상태에서는, 자석 코어 블록(11)의 수지 주입측과는 반대측의 단부인 도 3c의 하단부에서는, 자석(30)의 단면이 하측에 노출된다.
이어서, 도 3d에 나타내는 바와 같이, 상기와 같이 형성된 자석 코어 블록(11)을 2개 준비한다. 그리고, 로터(10)를 형성하는 공정으로서, 2개의 자석 코어 블록(11)을 각각의 중심축 O이 일치하도록, 또한, 각각의 축 구멍(14) 및 자석 구멍(15)이 일치하도록 축방향으로 적층하여 2개의 자석 코어 블록(11)을 일체화시켜 로터(10)를 형성한다. 이때, 2개의 자석 코어 블록(11)에 있어서, 자석(30)이 노출되는 측의 제 1 단면(A1, B1)이 로터(10)의 축방향 양단의 단면을 형성하도록, 2개의 자석 코어 블록(11)을 적층한다. 이 상태에서 2개의 자석 코어 블록(11)을 고정하여 일체화시킨다. 예를 들면 2개의 자석 코어 블록(11)의 외주부를 고정 수단인 용접에 의해 고착한다. 용접으로서, 예를 들면 TIG 용접, 레이저 용접, 또는 전자빔 용접이 이용된다.
또한, 2개의 자석 코어 블록(11)을 고정하기 위해, 용접과 함께, 또는 용접 대신에, 각 코어 블록 요소(12)의 축 구멍(14) 및 자석 구멍(15)과는 다른 위치에 있어서, 축방향으로 관통하는 관통 구멍을 형성해도 된다. 이 구성에서는, 2개의 코어 블록 요소(12)에서 관통 구멍의 위치를 일치시키고, 2개의 관통 구멍에 고정 수단인 연결핀을 감입시킴으로써, 2개의 코어 블록 요소(12)를 고정한다. 또한, 2개의 코어 블록 요소(12)에서 관통 구멍을 일치시킨 상태에서, 관통 구멍에 수지 부재를 충전해도 된다.
상기에서 설명한 로터(10)의 제조 방법에 의하면, 2개의 자석 코어 블록(11)에 있어서, 자석(30)이 노출되는 측의 제 1 단면(A1, B1)이, 각각 로터(10)의 축방향 양단의 단면을 형성한다. 각 자석 코어 블록(11)의 수지 주입측의 단부인 제 2 단면(A2, B2) 부근은, 로터(10)의 축방향 내측에서 2개의 자석 코어 블록(11)의 대면 측단부에 배치된다. 각 자석 코어 블록(11)은, 제 2 단면(A2, B2) 부분에 있어서, 자석 구멍(15)의 내측에서 자석(30)의 단면이 수지부(31)에 의해 덮이기 때문에, 자석 코어 블록(11)의 적층 전의 상태에 있어서, 제 2 단면(A2, B2)측에서 수지부(31)가 크게 노출된다.
한편, 로터(10)의 사용시의 과도한 온도 변화 또는 로터(10)의 회전에 의해, 과도한 응력이 수지부(31) 중, 제 2 단면(A2, B2) 부근에 발생한 경우라도, 그 수지부(31)는 로터(10)의 내부에 갇혀 있다. 이에 따라, 그 부근의 수지부(31)에 균열이 발생하기 어렵다. 또한, 수지부(31)의 제 2 단면(A2, B2) 부근에 균열이 발생한 경우라도, 제 2 단면(A2, B2)이 로터(10)의 축방향의 내부에 배치되기 때문에, 그 부근의 수지가 외부로 비산되지 않는다. 또한, 로터(10)의 축방향 양단부(제 1 단면(A1, B1) 부근)에서는, 자석(30)의 단면이 노출된다. 이 때문에, 로터(10)의 양단부에서의 수지부(31)의 노출부의 면적이 작기 때문에, 그 부분에서의 양단부에서의 수지의 균열이 발생하기 어렵다. 이에 따라, 코어 블록 요소(12)에 대하여 수지부(31)에 의한 자석(30)의 고정 불량의 발생을 억제할 수 있음과 함께, 도 1에 나타내는 바와 같이 회전 전기기기(50)를 형성한 상태에서 로터(10)의 회전시에 있어서의 수지부(31)의 비산에 의한 주변 부품의 성능 저하의 발생을 억제할 수 있다. 따라서, 회전 전기기기(50)의 신뢰성의 향상을 도모할 수 있음과 함께, 안정적인 성능을 확보할 수 있다.
또한, 각 자석 코어 블록(11)의 형성시에는, 각 자석 구멍(15)에 상측으로부터 자석(30)을 1개만 삽입하고, 자석(30)의 상측으로부터 수지를 주입하여 고화시킨다는 단순한 작업에 의해 자석(30)을 용이하게 고정할 수 있다. 이에 따라, 각 자석 코어 블록(11)을 용이하게 형성할 수 있기 때문에, 로터(10)의 제조 비용의 대폭적인 증대를 억제할 수 있다. 이 결과, 생산성을 양호하게 할 수 있고, 또한, 수지부(31)의 비산을 억제할 수 있는 로터(10)를 실현할 수 있다.
도 4는, 실시 형태의 제조 방법의 다른 예로 제조하는 로터(10)의 단면도이다. 로터(10)는, 3개의 자석 코어 블록(11)이 적층되고, 인접하는 자석 코어 블록(11)이 고정됨으로써 형성된다. 이 다른 예의 구성에서는, 로터(10)의 축방향 양단에 배치되는 2개의 자석 코어 블록(11)에 있어서, 자석(30)이 노출되는 측의 제 1 단면(A1, B1)이 각각 로터(10)의 축방향 양단의 단면을 형성하도록, 3개의 자석 코어 블록(11)이 일체화된다. 그 밖의 구성 및 작용은, 도 1부터 도 3의 구성과 동일하다. 로터는, 4개 이상의 복수의 자석 코어 블록(11)이 일체화되도록 구성되어도 된다. 그 구성에서도, 로터의 축방향 양단에 배치되는 2개의 자석 코어 블록(11)에 있어서, 자석(30)이 노출되는 측의 단면이 각각 로터의 축방향 양단의 단면을 형성하도록, 복수의 자석 코어 블록(11)을 일체화시킨다.
도 5는, 실시 형태의 로터의 제조 방법의 다른 예에 있어서, 자석 코어 블록(11)을 형성하는 공정에서 형성되는 자석 코어 블록(11)의 반부 단면도이다. 도 5에 나타내는 자석 코어 블록(11)에서는, 수지 주입 장치(42)로부터 취출한 후의 상태에서, 수지 주입측의 단부(도 5의 상단부)에 있어서, 자석 구멍(15) 내에 있어서, 수지부(31)의 표면이 수지 주입측의 제 2 단면(A2)측으로 노출된다. 그리고, 제 2 단면(A2)측으로 노출된 수지부(31)의 표면 중, 자석 구멍(15)의 내벽면으로부터 떨어진 내측 부분이, 코어 블록 요소(12)의 제 2 단면(A2)보다 축방향 내측(도 5의 하측)으로 패여있다.
이러한 자석 코어 블록(11)을 형성하기 위해, 자석 코어 블록(11)의 형성 공정에서는, 자석 구멍(15)에 제 2 단면(A2)측의 자석(30)의 상방으로부터 용융 수지(46)를 주입하여 고화시킨다. 이때, 자석 코어 블록(11)의 수지 주입측의 단부인 제 2 단면(A2) 부근에 있어서, 자석 구멍(15) 내의 수지부(31)의 표면 중, 자석구멍(15)의 내벽면으로부터 떨어진 내측 부분이, 코어 블록 요소(12)의 단면보다도 축방향 내측으로 패이도록, 용융 수지를 고화시킨다. 예를 들면, 자석 코어 블록(11)의 형성 공정에 이용되는 수지 주입 장치(42)의 상형(44)의 바닥면에는, 미리 도 5에 기울어진 격자부로 나타내는 삽입부(47)를 형성한다. 이 삽입부(47)의 하측면은 예를 들면 구면 형상이다. 그리고, 자석 코어 블록(11)의 형성 공정에서 상형(44)의 삽입부(47)를 각 자석 구멍(15)에 상측으로부터 삽입한다. 삽입부(47)의 선단부가 자석 구멍(15)에 삽입된 상태에서는, 삽입부(47)와 자석 구멍(15)의 개구단 내주면과의 사이에 간극이 형성되도록 규제한다. 이에 따라, 플런저(도시하지 않음)로 도 5의 화살표 α방향으로 압출된 용융 수지(46)가 이 간극을 지나 자석 구멍(15)에 주입되는 것을 가능하게 한다.
상기 구성에 의하면, 로터의 생산성의 더 한층의 향상을 도모할 수 있다. 구체적으로는, 자석 코어 블록(11)의 형성 후, 복수의 자석 코어 블록(11)을 적층하기 전의 상태에 있어서, 자석 코어 블록(11)의 수지 주입 측단부인 제 2 단면(A2) 부근에 있어서의 수지부(31)가 온도 상승에 의해 팽창할 가능성이 있다. 상기의 구성에서는, 이와 같이 수지부(31)가 팽창한 경우라도, 자석 코어 블록(11)의 수지 주입측의 제 2 단면(A2)으로부터 수지부(31)가 돌출되는 것을 억제할 수 있다. 이에 따라, 자석 코어 블록(11)의 적층시에, 수지 주입측의 제 2 단면(A2)이 로터(10)의 축방향 내측에 배치되는 경우에 있어서, 수지부(31)가 자석 코어 블록(11)의 적층의 방해가 되는 것을 억제할 수 있다. 따라서, 로터의 생산성의 더 한층의 향상을 도모할 수 있다. 그 밖의 구성 및 작용은, 도 1부터 도 3의 구성과 동일하다. 또한, 본 예의 구성을 도 4의 구성과 조합시켜도 된다.
또한, 상기에서는, 로터(10)를 형성하는 각 코어 블록 요소(12)가 코어 플레이트(13)의 적층체에 의해 형성되는 경우를 설명했다. 한편, 각 코어 블록 요소는, 수지 바인더와 자성재 분말을 가압 성형함으로써, 중심부의 축 구멍과 그 주위의 복수의 자석 구멍을 갖는 형상으로 형성해도 된다.
또한, 각 코어 블록 요소(12)의 축 구멍(14)의 내주면의 둘레 방향 일부에는 축방향으로 신장되는 걸림홈을 형성해도 된다. 그리고, 각 코어 블록 요소(12)의 걸림홈을 둘레 방향으로 일치시킨 상태에서, 축 구멍(14)에 회전축을 삽입하고, 회전축의 외주면의 둘레 방향 일부에 걸리게 한 키를 각 걸림홈에 걸리게 해도 된다. 이러한 구성에 의하면, 각 코어 블록 요소(12)의 둘레 방향의 위치 어긋남을 보다 안정적으로 억제할 수 있다.
또한, 각 코어 블록 요소(12)를 적층할 때에, 축방향 일방측을 향하여 자석(30)의 위치가 둘레 방향 일방측으로 어긋나도록 배치해도 된다. 이러한 구성 에 의하면, 회전 전기기기의 사용시에 있어서, 로터에 있어서 자석이 축방향에 대하여 둘레 방향으로 스큐(skew)한 구성과 동일하게, 로터의 회전 동작의 원활화를 도모할 수 있다.
또한, 상기에서는, 회전축(51)(도 1)에 로터(10)를 고정하기 전에, 복수의 자석 코어 블록(11)을 적층하여 용접 등에 의해 일체화시켜 로터(10)를 형성하는 경우를 설명했다. 한편, 이 구성에 한정되지 않고, 자석 코어 블록(11)의 내측에 회전축(51)을 압입하도록, 자석 코어 블록(11)을 1개씩 따로 회전축(51)에 장착하여 적층하고, 회전축(51)을 통하여 복수의 자석 코어 블록(11)을 일체화시켜도 된다. 이 구성에서는, 복수의 자석 코어 블록(11)의 고정 수단이 회전축(51)이 된다.
이하에 본 실시 형태를 요약한다. 자성재제로 자석 구멍(15)을 갖는 코어 블록 요소(12)를 형성하는 공정과, 자석 구멍에 자석(30)을 삽입하는 공정과, 자석구멍에 상방으로부터 용융 수지(46)를 주입하여 고화시킴으로써 코어 블록 요소 및 자석을 일체화시켜 자석 코어 블록(11)을 형성하는 공정과, 자석 코어 블록(11)을 복수 적층하여 일체화시켜 로터(10)를 형성하는 공정으로써, 복수의 자석 코어 블록 중, 축방향 양단에 배치되는 2개의 자석 코어 블록에 있어서, 자석이 노출되는 측의 단면(A1, B1)이 로터의 축방향 양단의 단면을 형성하도록 복수의 자석 코어 블록을 일체화시키는 공정을 포함한다.
본 개시에 따른 회전 전기기기 로터의 제조 방법은, 자성재제로 중심부의 축 구멍과 상기 축 구멍의 주위의 복수의 자석 구멍을 갖는 코어 블록 요소를 형성하는 공정과, 상기 자석 구멍에 축방향에 대한 길이가 상기 자석 구멍보다 짧은 자석을 삽입하는 공정과, 상기 자석 구멍에 상기 자석의 상방으로부터 용융 수지를 주입하여 고화시킴으로써 상기 코어 블록 요소 및 상기 자석을 일체화시켜 자석 코어 블록을 형성하는 공정으로써, 수지 주입측과는 반대측의 단부에 있어서 상기 자석의 단면이 노출되는 자석 코어 블록을 형성하는 공정과, 상기 자석 코어 블록을 중심축이 일치하도록 복수 적층하여 일체화시켜 로터를 형성하는 공정으로써, 복수의 상기 자석 코어 블록 중, 축방향 양단에 배치되는 2개의 상기 자석 코어 블록에 있어서, 상기 자석이 노출되는 측의 단면이 상기 로터의 축방향 양단의 단면을 형성하도록 복수의 상기 자석 코어 블록을 일체화시키는 공정을 포함하고 있어도 된다.

Claims (2)

  1. 회전 전기기기 로터의 제조 방법에 있어서,
    자성재제로 중심부의 축 구멍(14)과 상기 축 구멍(14)의 주위에 복수의 자석 구멍(15)을 갖는 코어 블록 요소(12)를 형성하고;
    상기 자석 구멍(15)에 축방향에 대한 길이가 상기 자석 구멍(14)보다 짧은 자석(30)을 삽입하고;
    상기 자석 구멍(15)에 상기 자석(30)의 상방으로부터 용융 수지(46)를 주입하고 고화시켜 수지부(31)를 형성함으로써 상기 코어 블록 요소(12) 및 상기 자석(30)을 일체화시켜 자석 코어 블록(11)을 형성하되, 상기 자석 코어 블록(11)은, 제 1 단면(A1; B1)과 제 2 단면(A2; B2)의 축방향 단면을 갖고, 상기 제 1 단면(A1; B1)은 상기 제 2 단면(A2; B2)과는 반대측에 위치하고, 상기 제 2 단면(A2; B2)에 있어서 상기 용융 수지(46)가 주입되고, 상기 제 1 단면(A1; B1)에 있어서 상기 자석(30)의 단면이 노출되고; 또한
    상기 자석 코어 블록(11)을 중심축이 일치하도록 복수 적층하여 일체화시켜 로터(10)를 형성하되, 복수의 상기 자석 코어 블록 중, 축방향 양단에 배치되는 2개의 상기 자석 코어 블록의 제 1 단면(A1; B1)이 상기 로터(10)의 축방향 양단의 단면이 되도록 상기 복수의 자석 코어 블록(11)이 적층되는 것을 포함하는 회전 전자기기 로터의 제조 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 자석 구멍(15) 내의 상기 수지부(31)는 상기 제 1 단면(A1; B1)에 수지 표면을 갖고,
    상기 수지 표면은 상기 자석 구멍(15)의 벽면으로부터 떨어진 내측 부분을 갖고,
    상기 내측 부분은, 상기 코어 블록 요소(12)의 단면보다도 축방향 내측으로 패이는 상기 회전 전자기기 로터의 제조 방법.

KR1020160086307A 2015-07-09 2016-07-07 회전 전기기기 로터의 제조 방법 KR20170007166A (ko)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2015137949A JP2017022854A (ja) 2015-07-09 2015-07-09 回転電機ロータの製造方法
JPJP-P-2015-137949 2015-07-09

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20170007166A true KR20170007166A (ko) 2017-01-18

Family

ID=56360241

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020160086307A KR20170007166A (ko) 2015-07-09 2016-07-07 회전 전기기기 로터의 제조 방법

Country Status (7)

Country Link
US (1) US20170012510A1 (ko)
EP (1) EP3116103A1 (ko)
JP (1) JP2017022854A (ko)
KR (1) KR20170007166A (ko)
CN (1) CN106340984A (ko)
BR (1) BR102016015827A2 (ko)
CA (1) CA2935228A1 (ko)

Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10243420B2 (en) * 2013-05-13 2019-03-26 Mitsubishi Electric Corporation Embedded magnet rotor for rotary electric machine having gaps with adhesive fill rates
JP6328208B2 (ja) * 2016-11-04 2018-05-23 三菱電機株式会社 磁石埋込型回転電機およびその製造方法
JP6922724B2 (ja) * 2017-12-26 2021-08-18 トヨタ自動車株式会社 ロータ
CN108599420A (zh) * 2018-05-31 2018-09-28 广东威灵电机制造有限公司 转子和电机
FI20185758A1 (en) * 2018-09-12 2020-03-13 The Switch Drive Systems Oy Permanent magnet modules for an electric machine
JP7228182B2 (ja) * 2018-12-17 2023-02-24 Ｋｙｂ株式会社 ロータ及びロータの製造方法
JP2021175216A (ja) * 2020-04-21 2021-11-01 三菱電機株式会社 回転電機
KR102377641B1 (ko) * 2021-07-21 2022-03-24 대원강업주식회사 적층코어의 제조방법
KR102664501B1 (ko) * 2022-03-17 2024-05-09 대원강업주식회사 적층코어의 제조방법

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20040217666A1 (en) * 2002-12-11 2004-11-04 Ballard Power Systems Corporation Rotor assembly of synchronous machine
JP5109260B2 (ja) 2006-02-10 2012-12-26 トヨタ自動車株式会社 ロータおよびその製造方法ならびに電動車両
JP4855123B2 (ja) 2006-04-05 2012-01-18 株式会社三井ハイテック 回転子積層鉄心の製造方法
JP4948040B2 (ja) * 2006-05-30 2012-06-06 株式会社三井ハイテック 回転子積層鉄心の樹脂封止方法
JP5786804B2 (ja) * 2012-06-13 2015-09-30 株式会社デンソー 回転電機の回転子及びその製造方法

Also Published As

Publication number Publication date
EP3116103A1 (en) 2017-01-11
CN106340984A (zh) 2017-01-18
JP2017022854A (ja) 2017-01-26
CA2935228A1 (en) 2017-01-09
US20170012510A1 (en) 2017-01-12
BR102016015827A2 (pt) 2017-01-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR20170007166A (ko) 회전 전기기기 로터의 제조 방법
JP5998733B2 (ja) 回転電機用ロータの樹脂充填装置
JP5293828B2 (ja) ロータ磁石、ロータ及びロータ製造方法
JP6153826B2 (ja) 永久磁石付き回転子及びその製造方法
JP6479392B2 (ja) 積層鉄心及びその製造方法
CN106059140B (zh) 层叠式转子及其制造方法
JP6417470B2 (ja) 磁石埋め込み型コアの樹脂充填方法および樹脂充填装置
JP6279685B2 (ja) 積層鉄心の製造方法
US20170170696A1 (en) Motor
JP6069250B2 (ja) ロータ製造装置およびロータ製造方法
JP2014082807A (ja) 積層鉄心の樹脂封止方法
JP6744573B2 (ja) ロータユニットおよびロータユニットの製造方法
JP2015100157A (ja) ロータの製造方法
JP2017204984A (ja) 回転電機のロータ、回転電機、および回転電機のロータの製造方法
JP6434254B2 (ja) 積層鉄心の製造方法及び積層鉄心の製造装置
US10476359B2 (en) Motor rotor and method for manufacturing the same
JP2020529818A (ja) 注入ケージを有するロータ
JPWO2019004249A1 (ja) 回転電機
JP5941836B2 (ja) 回転電機のロータ
JP7331372B2 (ja) 回転電機用ロータ
JP6175022B2 (ja) 回転電機のロータ
JP2021132434A (ja) 積層鉄心の製造方法
JP2014236614A (ja) 永久磁石埋込型ロータ、電動機および製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
WITB Written withdrawal of application