WO1990001825A1 - Structure for fixing radial type rotor to output shaft of synchronous motor - Google Patents

Structure for fixing radial type rotor to output shaft of synchronous motor Download PDF

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WO1990001825A1
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output shaft
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radial type
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Kiyoshi Tagami
Hiroyuki Uchida
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    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K1/00—Details of the magnetic circuit
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    • 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]
    • H02K1/2766—Magnets embedded in the magnetic core, e.g. interior permanent magnets [IPM] having a flux concentration effect
    • H02K1/2773—Magnets embedded in the magnetic core, e.g. interior permanent magnets [IPM] having a flux concentration effect consisting of tangentially magnetized radial magnets

Definitions

  • Synchronous motor of radial type Fixed structure between rotor and output shaft
  • the present invention relates to a structure in which a rotor core and a magnet are alternately arranged in the circumferential direction, that is, a structure in which a so-called radial type rotor is fixed to an output shaft.
  • ends are attached to both ends of the rotor, and the rotor is fixed to the output shaft via the end plates.
  • One of the methods is shrink fit, and there is also a method of driving and fastening a pin member.
  • the rotor is often treated with immersion material.
  • both the shrink-fitting method and the method using a pin member have a clearance from the output shaft except for the end of the rotor, and therefore, if any bending force is applied by an external force, the rotor will The output shaft is bent.
  • the above shrink-fitting method does not provide highly reliable fastening. This is because, for rotors with the same cross-sectional shape and different axial lengths, a longer rotor naturally has a larger output torque, but a shrink fit that transmits torque. Because the part is limited to two places before and after. Disclosure of the invention
  • an object of the present invention is to provide a fixing structure between the rotor and the output shaft, which does not bend the output shaft and achieves a highly reliable fastening, in order to solve such problems.
  • the present invention has a structure in which a rotor of a synchronous motor having a type in which a rotor core and a magnet are alternately arranged in a circumferential direction is fixed to an output shaft, and a molding resin is used for the rotor.
  • the present invention provides a radial type synchronous motor rotor and output shaft fixing structure characterized by filling and hardening a gap between an inner peripheral surface of the motor and an outer peripheral surface of the output shaft.
  • the molding resin Since the molding resin is filled and hardened between the inner peripheral surface of the rotor and the outer peripheral surface of the output shaft, it does not actually bend even if any bending action acts on the car shaft.
  • torque is transmitted from the port, which is the source of the output torque, to the output shaft via the filled mold resin, and contributes to the torque transmission over the entire axial length of the rotor.
  • the torque load does not act on a part, that is, only on both ends as in the conventional case. Therefore, the reliability of the fixed structure between the rotor and the output shaft is high, and the reliability of torque transmission is also high.
  • FIG. 1 is a front view of a case where a rotor and an output shaft are fixedly connected according to the present invention
  • FIG. 2 is a partially enlarged cross-sectional view taken along line ⁇ — ⁇ of FIG. 1
  • FIG. 3 is a partial cross-sectional view showing one process of manufacturing the fixing structure of the present invention
  • FIG. 4 is a partial sectional view of a rotor with an output shaft manufactured by a different method from that shown in FIG. BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
  • the present invention will be described in more detail based on embodiments shown in the accompanying drawings.
  • a method of fixing a so-called radial type rotor 12 in which magnets 14 and rotor cores 16 are alternately arranged in the circumferential direction to the output shaft 10 and a fixing structure thereof will be described.
  • the rotor 12 is configured such that four unit rotors 12a, 12b, 12c, and 12d, each having a predetermined length in the axial direction, are juxtaposed in the axial direction.
  • a rod member 18 for positioning the rotor core 16 at a predetermined radial position in cooperation with the end plate 26 is inserted through the mouth core 16.
  • a relatively long rotor 12 composed of four unit rotors 12a, 12b, 12c, and 12d penetrating the rod member 18 is fixed to the output shaft 10 via the end plate 26. However, there is a gap between the inner peripheral surface of the rotor 12 and the output shaft 10.
  • the end plates 26 provided at both ends of the rotor 12 are set so that the inner periphery thereof can be lightly press-fitted into the output shaft 10. Press into 10 and stop at the specified axial position.
  • a groove 32 having an injection port 28 opening outside the negative end plate 26. This groove 32 is formed in the above-mentioned gap between the rotor 12 and the output shaft 10.
  • the molding resin 24 is injected from the injection port 28 to fill the gap between the rotor 12 and the output shaft 10, and if the injection is continued, the surface of the port 12 overflows from the gap between the magnet 14 and the rotor core 16. Coming. If the resin 24 is simply injected, the resin 22 ′ on the surface of the rotor 12 partially rises as shown in FIG. As is well known, the rotor has only a small gap between the rotor and the stator. In order to avoid interference with the stator, the above-mentioned swelling resin is raised beyond the maximum outer diameter of the rotor. It must not.
  • the overflowing resin 22 will be removed as shown in FIG. It fits within the maximum outer diameter.
  • the resin filled between the inner peripheral surface of the porter 12 and the output shaft 10 is not visible from the outside, but the resin overflows on the surface of There resins are charged ⁇ between the output shaft 10 and the inner peripheral surface of c above as the rotor 12 where it can be confirmed that the Takashi ⁇ and is cured, one ⁇ that journaled output shaft 10
  • the output shaft 10 does not bend between the bearings 20.
  • the inner peripheral surface of the rotor 12 has a polygonal shape, and the output torque generated in the rotor 12 is sufficiently reliable for the filled and hardened resin 24. It is transmitted by gender.
  • the boundary between the resin 24 and the output shaft 10 is R-shaped, the reliability of torque transmission is somewhat reduced as compared with the case of a polygon. Therefore, it is preferable that the outer surface of the output shaft covered with resin It is good to keep.
  • the shape of the filling and curing resin 24 it is possible to consider the mechanical stress concentration and the thermal stress caused by the temperature variation, etc., as long as the torque transmission characteristics are not adversely affected.
  • the design should be as uniform as possible.
  • the present invention it is possible to provide a fixed structure between the rotor and the output shaft, in which the output shaft is difficult to bend and the torque transmission characteristics, that is, the fixed structure is highly reliable.

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Description

明 細 書 ラジアルタィプの同期電動機 ロータと出力軸との固定構造 技術分野
本発明は、 ロータコアとマグネッ ト とを円周方向に交互に 並設したタィプの、. 所謂、 ラジアルタィプのロータを出力軸 に固定する構造に関する。 背景技術 ' '
一般にラ ジアルタイプのロータを出力軸に固定するには、 該ロータの両端に端扳を取り付け、 この端板を介して出力軸 に固定している。 その方法の 1つとして焼ばめがあり、 また ピン部材を打ち込んで締結固定する方法もある。 更に、 ロ ー タを構成するロータコア及びマグネッ ト等の相対的ガタを防 止すべく、 舍浸材により処理することが多い。
然しながら、 上記の焼ばめ方法でもピン部材による方法で も、 ロータの端部以外は出力軸と.隙間を有しており、 従って 何らかの外力による曲げ作用を受 ると、 ロータの内部にお いて出力軸には曲げが生ずる。 また特に軸方向に長い高出力 トルク用のロータの固定に際しては、 上記の焼ばめ方法では 信頼性の高い締結が'得られない。 なぜならば、 断面形状が同 じで軸方向長さが異なるロータにおいては、 長いロータの方 が当然に出力 トル夕が大きいが、 トルク伝達を行なう焼ばめ 部分は前後 2箇所に限られるから—である。 発明の開示
依って本発明は斯る問題点の解決を図るべく、 出力軸が曲 がることがないと共に信頼性の高い締結の得られるロータと 出力軸との固定構造の提供を目的とする'.。
上記目的に鑑みて本発明は、 ロータコァとマグネッ トとを 円周方向に交互に並設したタィプの同期式電動機のロータを 出力軸に固定する構造であって、 モールド用樹脂を前記ロ ー タの内周面と出力軸の外周面との間隙に充塡、 硬化させたこ とを特徵とするラ ジアルタイプの同期電動機ロータと出力軸 との固定構造を提供する。
ロータの内周面と出力軸の外周面との間にモールド用樹脂 を充塡、 硬化させているので、 岀カ軸に何らかの曲げ作用が 働いても実際に曲げることはない。 また、 出力トルクの発生 源である口ータから出力軸への トルク伝達は充塡されたモー ル ド用榭脂を介して行なわれ、 ロータの軸方向全長に亘り ト ルク伝達に寄与するため、.従来の様に一部分、 即ち、 両端の みに トルク荷重が作用することはない。 従って、 ロータと出 力軸との固定構造の信頼性が高く、 またトルク伝達の信頼性 も高くなる。 図面の簡単な説明
第 1図は本発明によりロータと出力軸とを固定結合させた 場合の正面図、 第 2図は第 1図の矢視線 Π— Πによる部分拡大横断面図、 第 3図は本発明の固定構造を製作する一過程を示す部分橫 断面図、
第 4図は第 3図に示す場合と異なる製作方法による出力軸 付きロータの部分橫断面図。 発明を実施す ための最良の態様
以下本発明を添付図面に示す実施例に基づいて更に詳細に 說明する。 マグネッ ト 14とロータコア 16を円周方向に交互に 並設した、 所謂ラ ジアルタイプのロータ 12を出力軸 10に固定 する方法並びにその固定構造につき説明する。 本実施例では ロータ 12はその軸方向長さが所定値である 4個の単位ロータ 12 a . 12 b , 12 c , 及び 12 dを軸方向に並設して構成してい る。 マグネッ ト 14を保持すべく、 端板 26と協働してロータコ ァ 16を所定の半径位置に位置決めする棒部材 18が口ータコア 16に貫通挿入されている。 該棒部材 18を貫通させた 4個の単 位ロータ 12 a , 12 b . 12 c、 及び 12 dから構成された比較的 長いロータ 12を前記端板 26を介して出力軸 10に対して固定す るが、 該ロータ 12の内周面と出力軸 10との間には隙間が存在 している。 ロータ 12の両端に設けられた端板 26は、 その内周 部を出力軸 10に軽ぐ圧入できる寸法に設定しておき、 この端 板 26を両端に設けたロータ 12を小さな力で出力軸 10に圧入し て所定の軸方向位置で止める。 この出力軸の所定位置には、 —方の端板 26の外側に開口する注入口 28を有した溝 32が設け てある。 この溝 32は、 ロータ 12と出力軸 10との上述した間隙 にモールド用榭脂、 例えばエポキシ樹脂を圧入させてその間 隙をモールド用樹脂で充填させるための樹脂液導入溝である。 上記注入口 28からモールド用樹脂 24を注入してロータ 12と 出力軸 10との間隙に充塡させ、 更に注入を続けるとマグネッ ト 14とロータコァ 16との隙間から口ータ 12の表面に溢れてく る。 樹脂 24を単に注入するだけでは、 第 4図に示す如く ロー タ 12の表面に^れた樹脂 22' 'は部分的に盛り上がってしまう。 周知の如く ロータはステータとの間に僅かな間隙を有するの みであり、 該ステータとの干渉を回避するには、 上記の盛り 上がり榭脂は口ータの最大外径を超えて盛り上がってはなら ない。 これを防止するには、 例えば第 3図に示す如く ロータ 12の外側に円筒状の治具ケース 30を被せて作業を行えば、 溢 れた樹脂 22は第 2図に示す様にロータ 12の最大外径内に収ま る。 口ータ 12の内周面と出力軸 10との間に充塡された樹脂は 外部から見えないが、 口ータ 12の表面に溢れた榭脂の存在に よって、 内部の隙間に榭脂が充塡されたことが確認され得る c 上述の如く ロータ 12の内周面と出力軸 10との間に樹脂が充 塡、 硬化していると、 出力軸 10を軸承している 1对の軸受 20 間において出力軸 10が曲がることはない。 また、 第 2図から も明らかであるが、 ロータ 12の内周面の多角形の形状を成し ており、 ロータ 12に発生した出力ト ルクは充塡、 硬化した樹 脂 24に十分な信頼性 よって伝達される。 次にこの樹脂 24と 出力軸 10との境界は R形であるため多角形の場合と比較する と トルク伝達の信頼-性は幾分低下する。 従って好ましくは、 榭脂 24に被われている出力軸の外表面を 一レッ ト加工等し ておく とよい。 この充塡、 硬化樹脂 24の形状を決定するに際 しては機械的な応力集中、 更には蕰度変動に起因する熱応力 等を考慮し、 トルク伝達特性に悪影響を及ぼさない範囲で可 能な限り均一厚さになる様に設計すべきである。
以上の説明から明らかな様に本発明によれば、 出力軸が曲 がり難く、 トルクの伝達特性、 即ち固定構造の信頼性の高い ロータと出力軸との固定構造の提供が可能となる。

Claims

請 求 の 範 囲
1. ロータコァとマグネッ -トとを円周方向に交互に並設し たタイプの同期式電動機のロータを出力軸に固定する構造で あって、 モールド用樹脂を前記ロータの内周面と出力軸の外 周面との間隙に充塡、 硬化させたことを特徵とするラ ジアル タィプの同期電動機ロータと出力軸との固定構造。
2. 前記マグネッ トの外周表面に前記モール ド用樹脂が溢 流して成る請求の範囲第 1項記載のラ ジアルタイプの同期電 動機ロータと出力軸との固定構造。
3. 前記ロータが複数の単位ロータを並設した長い ータ である請求の範囲第 1項記載のラジアルタィプの同期電動機 ロータと出力軸との固定構造。
4. 前記ロータが複数の単位ロータを並設した長い口一夕 である請求の範囲第 2項記載のラジアルタィプの同期電動機 ロータと出力軸との固定構造。
PCT/JP1989/000715 1988-08-02 1989-07-17 Structure for fixing radial type rotor to output shaft of synchronous motor WO1990001825A1 (en)

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