WO2013108355A1 - 磁石埋込型回転子 - Google Patents

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Definitions

  • the present invention relates to a magnet embedded rotor in which a permanent magnet is embedded in a rotor core.
  • a stator and a rotor are provided, and the rotor is a laminated core formed by laminating a plurality of electromagnetic steel plates in the axial direction, and a rotor shaft hole is provided in the axis date traversal of the laminated core,
  • a plurality of magnet housing holes for housing permanent magnets in a radial direction orthogonal to the rotor shaft hole and a plurality of caulking pin holes for inserting caulking pins are provided, and permanent magnets protrude from the magnet housing holes at both ends of the laminated core.
  • An end plate for preventing the rotation is attached, and the rotor is integrally fixed by the caulking pin, and the specific gravity of the plurality of caulking pins of the rotor is changed by at least one to reduce a minute balance amount of the rotor.
  • a rotor of a permanent magnet rotating machine that is adjusted is disclosed (for example, see Patent Document 2).
  • Patent Documents 1 and 2 it is necessary to provide an end plate to prevent the permanent magnets from scattering, and since two or more types of rivet pins are used, the number of parts is reduced. There is a problem of increasing.
  • the number of rivet insertion holes is larger than that using a round bar-like rivet pin. There is a problem that there is a restriction on the position of the holes.
  • the present invention has been made in view of the above, and it is an object of the present invention to obtain an embedded magnet rotor in which the number of parts such as end plates is reduced and the degree of freedom in designing the arrangement position of the embedded magnet holes is improved. Objective.
  • the present invention has a plurality of rectangular magnet embedding holes formed in a cylindrical shape by laminating steel plates and arranged annularly at predetermined intervals on the outer edge portion.
  • a magnet holding frame that is embedded in the magnet embedding hole in a state in which a permanent magnet is held, and that a caulking portion of the horizontal frame is caulked and fixed to the rotor core, and the rotor core is integrated. It is characterized by providing.
  • the magnet-embedded rotor according to the present invention has the effect of reducing the number of parts such as end plates and obtaining a magnet-embedded rotor with improved design freedom of the position of the magnet-embedded hole. Play.
  • FIG. 1 is a longitudinal sectional view showing an embodiment of a magnet-embedded rotor according to the present invention.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view taken along line AA in FIG.
  • FIG. 3 is a perspective view showing the magnet holding frame of the embodiment in the middle of mounting the permanent magnet.
  • FIG. 4 is a perspective view showing the permanent magnet of the embodiment.
  • FIG. 5 is a perspective view showing a magnet holding frame according to an embodiment in which a permanent magnet is mounted.
  • FIG. 1 is a longitudinal sectional view showing an embodiment of a magnet-embedded rotor according to the present invention
  • FIG. 2 is a sectional view taken along line AA in FIG. 1
  • FIG. 4 is a perspective view showing the magnet holding frame of the embodiment in the middle of mounting the permanent magnet
  • FIG. 4 is a perspective view showing the permanent magnet of the embodiment
  • FIG. 5 is an embodiment of mounting the permanent magnet. It is a perspective view which shows the magnet holding frame.
  • the rotor core 1 of the magnet-embedded rotor 10 is formed in a cylindrical shape by laminating a large number of thin silicon steel plates (magnetic bodies).
  • a shaft (not shown) is press-fitted and fixed in the shaft hole 1 a formed at the center of the rotor core 1.
  • a plurality of (eight) magnet embedding holes 1b having a circumferential width Ha and a radial width Hb are annularly arranged at predetermined intervals.
  • a magnetic pole portion 1 c is formed on the outer peripheral side of the magnet embedded hole 1 b of the rotor core 1.
  • the magnet holding frame 2 of the embodiment includes a horizontal frame 2a provided with a crimping portion 2f, two parallel vertical frames 2b provided with a holding portion 2g, a head Part frame 2c, and each end part is connected and formed in the rectangle.
  • the inner width Hc of the magnet holding frame 2 is the same as the horizontal width Hd of the rectangular plate-shaped permanent magnet 3, and the width Hf (see FIG. 2) between the tips of the holding portions 2 g of the two vertical frames 2 b is equal to the permanent magnet 3.
  • the permanent magnet 3 is inserted between the vertical frames 2 b of the magnet holding frame 2, and the side ends are supported by the vertical frames 2 b and the holding portions 2 g, so that the magnet holding frame 2 has a horizontal width Hd. Retained.
  • the inner height Hk of the magnet holding frame 2 is seven times the height He of the permanent magnet 3, and the seven permanent magnets 3 are fitted into the magnet holding frame 2 without a gap. It is desirable to bond the permanent magnet 3 and the magnet holding frame 2 with an adhesive.
  • the outer width Hg of the magnet holding frame 2 is the same as the circumferential width Ha of the magnet embedding hole 1b of the rotor core 1, and the thickness of the permanent magnet and the thickness Hj of the magnet holding frame 2 are equal to the magnet embedding hole. It is the same as the radial width Hb of 1b.
  • the height Hm of the magnet holding frame 2 is larger than the height Hn of the rotor core 1.
  • the lateral width Hp of the head frame 2c is larger than the outer width Hg of the magnet holding frame 2, and the thickness Hq of the head frame 2c is larger than the thickness of the permanent magnet and the thickness Hj of the magnet holding frame 2. It has become.
  • the magnet holding frame 2 holding the seven permanent magnets 3 in the frame is inserted and embedded in the magnet embedding hole 1b of the rotor core 1 from the side of the horizontal frame 2a, and the head frame 2c is embedded in the rotor core 1.
  • the caulking portion 2f of the horizontal frame 2a protruding from the other end of the rotor core 1 is brought into contact with one end, the rotor core 1 formed by laminating a large number of silicon steel plates is integrally fastened,
  • the permanent magnet 3 is fixed in the magnet embedding hole 1b, and the magnet embedding type rotor 10 of the embodiment as shown in FIG. 1 is completed.
  • the magnet holding frame 2 serving as a conventional rivet pin is inserted into the magnet-embedding hole 1b, the insertion hole for the rivet pin is used. Do not need. Further, the step of embedding the permanent magnet 3 and the step of inserting the rivet pin can be performed in one step, and the number of assembly steps can be reduced. Further, since there is no need to arrange the insertion hole for the rivet pin in the rotor core 1, the arrangement position of the magnet embedding hole 1b is not restricted, and the degree of freedom in design is improved.
  • the horizontal frame 2a and the head frame 2c of the magnet holding frame 2 restrain the movement of the permanent magnet 3 in the axial direction, a conventional end plate for preventing the permanent magnet 3 from coming off is not required.
  • the balance adjustment of the rotor which has been performed by cutting the end plate with a drill, can be performed by cutting the horizontal frame 2a and the head frame 2c with a drill.
  • the magnet holding frame 2 has a structure that supports only the side end portions of the permanent magnet 3 by the vertical frame 2b and the holding portion 2g, and does not have walls or the like that support the front and back surfaces of the permanent magnet 3.
  • the permanent magnet 3 can be inserted into the magnet holding frame 2 from both the front and back sides.
  • the magnet holding frame 2 does not have walls or the like that support the front and back surfaces of the permanent magnet 3, it is possible to prevent loss due to eddy currents.

Abstract

　鋼板を積層して円柱状に形成され、外縁部に環状に所定間隔で配置された複数の長方形の磁石埋込孔１ｂを有する回転子鉄心１と、カシメ部２ｆが設けられた横枠２ａ、一端部が前記横枠２ａの両端部に接続し内幅Ｈｃが矩形板状の永久磁石３の横幅Ｈｄと同一で外幅Ｈｇが前記磁石埋込孔１ｂの周方向幅Ｈａと同一となるように平行に配置された２本の縦枠２ｂ及び該２本の縦枠２ｂの他端部に接続される頭部枠２ｃ、を有し、前記２本の縦枠間２ｂに前記永久磁石３を保持した状態で前記磁石埋込孔１ｂに埋込まれ、前記横枠２ａのカシメ部２ｆがカシメられて前記回転子鉄心１に固定されると共に前記回転子鉄心１を一体化する磁石保持枠２と、を備える。

Description

磁石埋込型回転子
　本発明は、回転子鉄心に永久磁石を埋め込んだ磁石埋込型回転子に関する。
　従来、鉄心の両端面に端板を配置し、これら端板及び鉄心に複数のリベットを貫通させて固定する電動圧縮機の回転子において、少なくとも一つのリベットの頭部またはカシメ部を他のリベットより大きく形成し、大きく形成したリベットの頭部またはカシメ部にバランス均整重量を生じさせ、電動圧縮機の回転アンバランスを打ち消すバランスウエイトとして機能させる電動圧縮機の回転子が開示されている（例えば、特許文献１参照）。
　また、固定子と回転子を備え、回転子は軸方向に複数の電磁鋼板を積層して構成された積層鉄心であって、前記積層鉄心の軸日横行には回転子軸孔が設けられ、前記回転子軸孔と直交する径方向に永久磁石を収容する複数の磁石収容孔と、カシメピンを挿通する複数のカシメピン孔を設け、前記積層鉄心の両端部には磁石収容孔から永久磁石が飛び出さないようにするための端板が取り付けられ、前記カシメピンにより一体固着した回転子であって、前記回転子の複数のカシメピンの比重を、少なくとも１本異ならせ、回転子の微小のバランス量を調整するようにした永久磁石回転機の回転子が開示されている（例えば、特許文献２参照）。
　さらに、界磁鉄心を構成する積層打抜鋼板に多角形のリベット挿入孔を形成し、このリベット挿入孔内に同じ多角形のリベットを挿入し、このリベットによって積層打抜鋼板を固定し、ねじれが生じないようにした界磁鉄心が開示されている（例えば、特許文献３参照）。
特開平４－１２１０４４号公報 特開２００９－２１９３０９号公報 実開昭６１－６２５３８号公報
　しかしながら、上記特許文献１及び２に開示された従来の技術によれば、永久磁石の飛散防止のために端板を設ける必要があり、また、２種類以上のリベットピンを用いるので、部品点数が増加する、という問題がある。
　また、上記特許文献３に開示された従来の技術によれば、丸棒状のリベットピンを用いるよりもリベット挿入孔の数が多くなるので、磁石埋込型回転子に適用する場合、磁石埋込孔の配置位置に制約が生じる、という問題がある。
　本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、端板等の部品点数を削減し、磁石埋込孔の配置位置の設計自由度を向上させた磁石埋込型回転子を得ることを目的とする。
　上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、鋼板を積層して円柱状に形成され、外縁部に環状に所定間隔で配置された複数の長方形の磁石埋込孔を有する回転子鉄心と、カシメ部が設けられた横枠、一端部が前記横枠の両端部に接続し内幅が矩形板状の永久磁石の横幅と同一で外幅が前記磁石埋込孔の周方向幅と同一となるように平行に配置された２本の縦枠及び該２本の縦枠の他端部に接続される頭部枠、を有し、前記２本の縦枠間に前記永久磁石を保持した状態で前記磁石埋込孔に埋込まれ、前記横枠のカシメ部がカシメられて前記回転子鉄心に固定されると共に前記回転子鉄心を一体化する磁石保持枠と、を備えることを特徴とする。
　本発明にかかる磁石埋込型回転子は、端板等の部品点数を削減し、磁石埋込孔の配置位置の設計自由度を向上させた磁石埋込型回転子が得られる、という効果を奏する。
図１は、本発明に係る磁石埋込型回転子の実施の形態を示す縦断面図である。 図２は、図１のＡ－Ａ線に沿う断面図である。 図３は、永久磁石を装着途中の実施の形態の磁石保持枠を示す斜視図である。 図４は、実施の形態の永久磁石を示す斜視図である。 図５は、永久磁石を装着した実施の形態の磁石保持枠を示す斜視図である。
　以下に、本発明にかかる磁石埋込型回転子の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。
実施の形態
　図１は、本発明に係る磁石埋込型回転子の実施の形態を示す縦断面図であり、図２は、図１のＡ－Ａ線に沿う断面図であり、図３は、永久磁石を装着途中の実施の形態の磁石保持枠を示す斜視図であり、図４は、実施の形態の永久磁石を示す斜視図であり、図５は、永久磁石を装着した実施の形態の磁石保持枠を示す斜視図である。
　図１及び図２に示すように、実施の形態の磁石埋込型回転子１０の回転子鉄心１は、薄い珪素鋼板（磁性体）を多数積層して円柱状に形成されている。回転子鉄心１の中心に形成された軸孔１ａには、図示しないシャフトが圧入され固定される。
　回転子鉄心１の外縁部には、周方向幅Ｈａ、径方向幅Ｈｂの長方形の、複数（８個）の磁石埋込孔１ｂが、環状に所定間隔で配置されている。回転子鉄心１の磁石埋込孔１ｂの外周側には、磁極部１ｃが形成されている。
　図１～図５に示すように、実施の形態の磁石保持枠２は、カシメ部２ｆが設けられた横枠２ａと、保持部２ｇが設けられた２本の平行な縦枠２ｂと、頭部枠２ｃと、を有し、夫々の端部同士が接続されて長方形に形成されている。
　磁石保持枠２の内幅Ｈｃは、矩形板状の永久磁石３の横幅Ｈｄと同一であり、２本の縦枠２ｂの保持部２ｇ先端間の幅Ｈｆ（図２参照）は、永久磁石３の横幅Ｈｄよりも小さくなっていて、永久磁石３は、磁石保持枠２の縦枠２ｂ間に挿入され、縦枠２ｂ及び保持部２ｇにより側端部を支持されて、磁石保持枠２内に保持される。実施の形態では、磁石保持枠２の内側高さＨｋは、永久磁石３の高さＨｅの７倍となっていて、７枚の永久磁石３が磁石保持枠２内に隙間なく嵌め込まれる。永久磁石３と磁石保持枠２とを、接着剤により接着することが望ましい。
　磁石保持枠２の外幅Ｈｇは、回転子鉄心１の磁石埋込孔１ｂの周方向幅Ｈａと同一であり、永久磁石の厚さ及び磁石保持枠２の厚さＨｊは、磁石埋込孔１ｂの径方向幅Ｈｂと同一となっている。磁石保持枠２の高さＨｍは、回転子鉄心１の高さＨｎよりも大きくなっている。また、頭部枠２ｃの横幅Ｈｐは、磁石保持枠２の外幅Ｈｇよりも大きく、頭部枠２ｃの厚さＨｑは、永久磁石の厚さ及び磁石保持枠２の厚さＨｊよりも大きくなっている。
　７枚の永久磁石３を枠内に保持した磁石保持枠２を、横枠２ａ側から回転子鉄心１の磁石埋込孔１ｂ内に挿入して埋め込み、頭部枠２ｃを回転子鉄心１の一端に当接させ、回転子鉄心１の他端から突出した横枠２ａのカシメ部２ｆをカシメれば、珪素鋼板を多数積層して形成された回転子鉄心１が一体に締結されると共に、永久磁石３が磁石埋込孔１ｂ内に固定され、図１に示すような、実施の形態の磁石埋込型回転子１０が完成する。
　以上説明したように、実施の形態の磁石埋込型回転子１０は、従来のリベットピンの役割をする磁石保持枠２が、磁石埋込孔１ｂに挿入されるので、リベットピン用の挿入孔を必要としない。また、永久磁石３の埋め込み工程とリベットピンの挿入工程を、１工程で行なうことができ、組立工数を削減することができる。また、リベットピン用の挿入孔を回転子鉄心１に配置する必要がないので、磁石埋込孔１ｂの配置位置に制約がなくなり、設計の自由度が向上する。
　また、磁石保持枠２の横枠２ａ及び頭部枠２ｃが、永久磁石３の軸方向の動きを拘束するので、永久磁石３の抜け止めのための、従来の端板を必要としない。また、従来、端板をドリルで削ることにより行っていた回転子のバランス調整は、横枠２ａ及び頭部枠２ｃをドリルで削ることにより行なうことができる。
　また、磁石保持枠２は、縦枠２ｂ及び保持部２ｇにより永久磁石３の側端部のみを支持する構造であり、永久磁石３の表裏の面を支持する壁などを有していないので、永久磁石３を、磁石保持枠２に表裏両側から挿入することができる。また、磁石保持枠２は、永久磁石３の表裏の面を支持する壁などを有していないので、渦電流による損失の発生を防ぐことができる。
　１　回転子鉄心
　１ａ　軸孔
　１ｂ　磁石埋込孔
　１ｃ　磁極部
　２　磁石保持枠
　２ａ　横枠
　２ｂ　縦枠
　２ｃ　頭部枠
　２ｆ　カシメ部
　２ｇ　保持部
　３　永久磁石
　１０ 磁石埋込型回転子

Claims (4)

  1. 　鋼板を積層して円柱状に形成され、外縁部に環状に所定間隔で配置された複数の長方形の磁石埋込孔を有する回転子鉄心と、
    　カシメ部が設けられた横枠、一端部が前記横枠の両端部に接続し内幅が矩形板状の永久磁石の横幅と同一で外幅が前記磁石埋込孔の周方向幅と同一となるように平行に配置された２本の縦枠及び該２本の縦枠の他端部に接続される頭部枠、を有し、前記２本の縦枠間に前記永久磁石を保持した状態で前記磁石埋込孔に埋込まれ、前記横枠のカシメ部がカシメられて前記回転子鉄心に固定されると共に前記回転子鉄心を一体化する磁石保持枠と、
    　を備えることを特徴とする磁石埋込型回転子。
  2. 　前記磁石保持枠の縦枠は、前記永久磁石が外れないように保持する保持部を有することを特徴とする請求項１に記載の磁石埋込型回転子。
  3. 　前記磁石保持枠と永久磁石とは、接着剤により接着されていることを特徴とする請求項１に記載の磁石埋込型回転子。
  4. 　前記磁石保持枠の頭部枠及び横枠を削ることにより、バランス調整を行なうことを特徴とする請求項１に記載の磁石埋込型回転子。
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