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JP2015002572A - Manufacturing jig for rotor for rotating electrical machine and method for manufacturing rotor for rotating electrical machine - Google Patents

Manufacturing jig for rotor for rotating electrical machine and method for manufacturing rotor for rotating electrical machine Download PDF

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JP2015002572A
JP2015002572A JP2013124571A JP2013124571A JP2015002572A JP 2015002572 A JP2015002572 A JP 2015002572A JP 2013124571 A JP2013124571 A JP 2013124571A JP 2013124571 A JP2013124571 A JP 2013124571A JP 2015002572 A JP2015002572 A JP 2015002572A
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rotor core
rotor
electrical machine
jig
magnetic force
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JP2013124571A
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裕基 今井
Yuki Imai
裕基 今井
伸二 松川
Shinji Matsukawa
伸二 松川
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JTEKT Corp
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JTEKT Corp
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a manufacturing jig for a rotor for a rotary electric machine capable of concentrically assembling a rotary shaft and a rotor core by providing a magnetic force generation jig with which magnetic poles are disposed, coaxially with the rotary shaft in an outer circumference of the rotor core, and a manufacturing method of the rotor for the rotary electric machine.SOLUTION: A magnetic force generation jig 20 is formed cylindrically, and a plurality of permanent magnets 21 in a rectangular plate shape are internally disposed in an axial direction. Regarding the permanent magnets 21, the permanent magnets 21 of N poles are magnetized at equal intervals in a circumferential direction so as to be neighboring to the permanent magnets 21 of S poles. The magnetic force generation jig 20 is fixed at an outer circumferential side of a rotor core 2 coaxially to a rotary shaft 7 in such a manner that the same magnetic poles as the magnetic poles of the rotor core 2 oppose each other. Thus, a magnetic force generated between the magnetic pole of the rotor core 2 and the magnetic pole of the magnetic force generation jig 20 becomes a repulsive force, the rotor core 2 is moved in a radial direction, and core alignment with the rotary shaft 7 is performed.

Description

本発明は、回転電機用ロータの製造治具および回転電機用ロータの製造方法に関するものである。   The present invention relates to a rotor for a rotating electrical machine and a method for manufacturing the rotor for a rotating electrical machine.

従来、電動モータなどの永久磁石式回転電機用ロータには、出力シャフト(回転軸)の外周にセレーション等の加工を行い、ロータコアを回転軸に圧入して相対回転を阻止する構造のものが広く知られている。ところが、回転軸の圧入距離が長くなると、圧入部のセレーションが座屈しやすく保持力が低下するため、ロータコアを回転軸に確実に固定できなくなる。そこで、永久磁石が配列された複数の分割コアによってロータコアが構成され、この分割コアを回転軸に複数個挿入して一体に連結することにより回転電機用ロータを形成したものがある(例えば、特許文献1参照)。   Conventionally, a rotor for a permanent magnet type rotating electrical machine such as an electric motor has a structure in which serration or the like is processed on the outer periphery of an output shaft (rotating shaft) and a rotor core is press-fitted into the rotating shaft to prevent relative rotation. Are known. However, when the press-fitting distance of the rotating shaft is increased, the serration of the press-fitting portion is likely to buckle and the holding force is reduced, so that the rotor core cannot be reliably fixed to the rotating shaft. Therefore, a rotor core is constituted by a plurality of divided cores in which permanent magnets are arranged, and a rotor for a rotating electrical machine is formed by inserting a plurality of divided cores into a rotating shaft and connecting them together (for example, a patent) Reference 1).

特開2007−129892号公報JP 2007-1229892 A

上記のような回転電機用ロータには、回転軸外周部に、例えば、キー溝などからなる基準位相部が形成されており、ロータコアは、内周部に設けたキーがこの基準位相部に対して所定位相となるように回転軸に固定されることで、これら回転軸とロータコアとは、位相(周方向位置)が合わせられることにより一体に固定されている。しかしながら、回転軸外周とロータコア内周とは隙間を有して嵌合されているので、回転電機用ロータの組み付け時に、ロータコアが回転軸に対し一方に寄った状態で固定されると、回転軸とロータコアとの同軸(同心)が確保できなくなる場合がある。その結果、回転電機用ロータとステータとの軸に偏心が生じて磁気バランスが崩れ、電動モータの異音や振動が発生する可能性がある。また、回転電機用ロータとステータとのギャップを大きくすると回転電機が大型化する。   In the rotor for a rotating electrical machine as described above, a reference phase portion made of, for example, a key groove is formed on the outer peripheral portion of the rotating shaft, and the key provided on the inner peripheral portion of the rotor core is in relation to the reference phase portion. By fixing the rotating shaft to the rotating shaft so as to have a predetermined phase, the rotating shaft and the rotor core are fixed integrally by adjusting the phase (circumferential position). However, since the outer periphery of the rotating shaft and the inner periphery of the rotor core are fitted with a gap, when the rotor core is fixed in a state of being offset from the rotating shaft when the rotor for a rotating electrical machine is assembled, the rotating shaft And the rotor core may not be able to secure the same axis (concentricity). As a result, the shafts of the rotor for the rotating electrical machine and the stator are decentered, the magnetic balance is lost, and abnormal noise and vibration of the electric motor may occur. Further, when the gap between the rotor for the rotating electrical machine and the stator is increased, the rotating electrical machine is increased in size.

本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、その目的は、磁極が配置された磁力発生治具をロータコアの外周に回転軸と同軸に設けることにより、回転軸とロータコアとを同心を確保して組み付けができる回転電機用ロータの製造治具および回転電機用ロータの製造方法を提供することにある。   The present invention has been made in order to solve the above-described problems. The purpose of the present invention is to provide a magnetic force generating jig in which magnetic poles are arranged on the outer periphery of the rotor core so that the rotary shaft and the rotor core are aligned with each other. An object of the present invention is to provide a rotating electrical machine rotor manufacturing jig and a rotating electrical machine rotor manufacturing method that can be assembled while ensuring concentricity.

上記課題を解決するために、請求項1に記載の発明は、回転電機の回転軸と、複数枚の積層された強磁性板により形成され、軸方向に形成された複数のスロットに永久磁石が収容され、内周面に径方向内側に突出して形成されたキーが前記回転軸の外周面に径方向内側に凹んで形成されたキー溝に嵌め込まれて位相を規制することにより、前記回転軸に隙間嵌合されて一体的に固定されたロータコアと、を備えた回転電機用ロータの製造治具において、円筒状に形成され、前記ロータコアの外周側に配置されるとともに、前記回転軸に対し同軸に固定されることにより、前記回転軸と前記ロータコアとを芯出しする磁力発生治具を備えたことを要旨とする。   In order to solve the above problems, the invention according to claim 1 is formed by a rotating shaft of a rotating electrical machine and a plurality of laminated ferromagnetic plates, and permanent magnets are provided in a plurality of axially formed slots. A key that is housed and protruded radially inward on the inner peripheral surface is fitted into a key groove formed in the outer peripheral surface of the rotary shaft so as to be recessed inward in the radial direction, thereby regulating the phase of the rotary shaft. And a rotor core that is integrally fitted with a gap between the rotor core and the rotor core, wherein the rotor core is formed in a cylindrical shape and disposed on the outer peripheral side of the rotor core. The gist is that a magnetic force generating jig for centering the rotating shaft and the rotor core is provided by being fixed coaxially.

上記構成によれば、回転軸に隙間嵌合されたロータコア内に収容固定された永久磁石の磁極と、ロータコア外周側に回転軸と同軸に固定された磁力発生治具内に配置された磁極との間に磁力が働くので、回転軸に対するロータコアの径方向位置を変化させることができる。これにより、磁力発生治具とロータコアとの磁極の間に反発力が作用したときにロータコアが径方向に移動して隙間が均一に調整されるため、回転軸とロータコアとを同心を確保して組み付けることが可能になる。また、回転電機のロータとステータとの間のギャップ幅を全周にわたって一定に狭く保つことができるので、回転電機を小型化することができる。   According to the above configuration, the magnetic pole of the permanent magnet housed and fixed in the rotor core that is fitted to the rotary shaft with a gap, and the magnetic pole disposed in the magnetic force generating jig fixed coaxially with the rotary shaft on the outer periphery side of the rotor core Since the magnetic force acts between the two, the radial position of the rotor core relative to the rotation axis can be changed. As a result, when a repulsive force acts between the magnetic force generating jig and the magnetic poles of the rotor core, the rotor core moves in the radial direction and the gap is adjusted uniformly, so that the rotating shaft and the rotor core are concentric. It becomes possible to assemble. Moreover, since the gap width between the rotor and the stator of the rotating electrical machine can be kept constant over the entire circumference, the rotating electrical machine can be reduced in size.

請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の回転電機用ロータの製造治具において、前記磁力発生治具は、前記ロータコアの磁極と同一の磁極が対向するように配置されたことを要旨とする。上記構成によれば、磁力発生治具の磁極は、ロータコアの磁極と同一の磁極が対向するように配置されているので、ロータコアと磁力発生治具との間に反発力が作用することによりロータコアが径方向に移動する。これにより、回転軸とロータコアとを同心を確保して組み付けることが可能になる。   According to a second aspect of the present invention, in the rotor manufacturing jig according to the first aspect, the magnetic force generating jig is disposed so that the same magnetic pole as the magnetic pole of the rotor core is opposed. The gist. According to the above configuration, the magnetic poles of the magnetic force generating jig are arranged so that the same magnetic poles as the magnetic poles of the rotor core are opposed to each other, so that a repulsive force acts between the rotor core and the magnetic force generating jig. Moves in the radial direction. As a result, the rotating shaft and the rotor core can be assembled while ensuring concentricity.

請求項3に記載の発明は、回転電機の回転軸と、複数枚の積層された強磁性板により形成され、軸方向に形成された複数のスロットに永久磁石が収容され、前記回転軸に隙間嵌合されて一体的に固定されたロータコアと、を備えた回転電機用ロータの製造方法において、前記ロータコアの内周面に径方向内側に突出して形成されたキーが前記回転軸の外周面に径方向内側に凹んで形成されたキー溝に嵌め込まれて位相を規制することにより、前記ロータコアを前記回転軸に仮組み付けするロータコア仮組付工程と、前記ロータコアの外周に前記ロータコアの磁極と同一の磁極が対向するように円筒状の磁力発生治具を前記回転軸に対し同軸に固定し、前記ロータコアの磁極と前記磁力発生治具の磁極との間に発生する磁力により前記ロータコアと前記磁力発生治具とを反発させ芯出しするロータコア芯出し工程と、前記ロータコアおよび前記回転軸を固定するロータ組付工程と、を備えたことを要旨とする。   According to a third aspect of the present invention, a permanent magnet is accommodated in a plurality of slots formed in the axial direction, which is formed by a rotating shaft of a rotating electrical machine and a plurality of laminated ferromagnetic plates, and a gap is formed between the rotating shafts. And a rotor core fitted and fixed integrally therewith, wherein a key formed on the inner peripheral surface of the rotor core so as to protrude radially inward is formed on the outer peripheral surface of the rotary shaft. A rotor core temporarily assembling step for temporarily assembling the rotor core to the rotating shaft by being fitted in a key groove formed to be recessed radially inward, and the same as the magnetic pole of the rotor core on the outer periphery of the rotor core A cylindrical magnetic force generating jig is fixed coaxially with the rotating shaft so that the magnetic poles of the rotor core are opposed to each other, and the rotor core is generated by the magnetic force generated between the magnetic pole of the rotor core and the magnetic pole of the magnetic force generating jig. And a rotor core centering step to center to repel said magnetic force generating tool, the rotor assembly step of fixing the rotor core and the rotating shaft, and summarized in that with a.

上記構成によれば、回転軸にロータコアを仮組み付けした後に、磁極が配置された磁力発生治具をロータコアの外周に回転軸と同軸に固定する。このとき、磁力発生治具内の磁極と回転軸に隙間嵌合されたロータコア内の永久磁石の磁極との間に磁力が働くので、ロータコアが移動して回転軸に対するロータコアの径方向位置が変化する。これにより、磁力発生治具とロータコアとの同一の磁極の間に反発力が作用したときにロータコアが径方向に移動して隙間が均一に調整されるため、回転軸とロータコアとを同心を確保して回転電機用ロータを組み付けることが可能になる。   According to the above configuration, after the rotor core is temporarily assembled to the rotating shaft, the magnetic force generating jig on which the magnetic poles are arranged is fixed to the outer periphery of the rotor core coaxially with the rotating shaft. At this time, since a magnetic force acts between the magnetic pole in the magnetic force generating jig and the magnetic pole of the permanent magnet in the rotor core that is fitted to the rotary shaft, the rotor core moves to change the radial position of the rotor core relative to the rotary shaft. To do. As a result, when a repulsive force acts between the same magnetic poles of the magnetic force generating jig and the rotor core, the rotor core moves in the radial direction and the gap is adjusted uniformly, so that the rotating shaft and the rotor core are concentric. Thus, the rotor for the rotating electrical machine can be assembled.

本発明によれば、磁極が配置された磁力発生治具をロータコアの外周に回転軸と同軸に設けることにより、回転軸とロータコアとを同心を確保して組み付けができる回転電機用ロータの製造治具および回転電機用ロータの製造方法を提供することができる。   According to the present invention, by providing a magnetic force generating jig in which magnetic poles are arranged on the outer periphery of the rotor core, coaxially with the rotating shaft, the rotating shaft and the rotor core can be assembled while securing the concentricity. A tool and a method for manufacturing a rotor for a rotating electrical machine can be provided.

回転電機用ロータの軸線方向に沿った縦断面図。The longitudinal cross-sectional view along the axial direction of the rotor for rotary electric machines. 図1における矢印A方向から見た側面図。The side view seen from the arrow A direction in FIG. 回転電機用ロータと磁力発生治具の軸線方向と直交する断面図(図1のB−B断面図)。Sectional drawing orthogonal to the axial direction of the rotor for rotary electric machines and a magnetic force generation jig (BB sectional drawing of FIG. 1). 回転電機用ロータと磁力発生治具との概略構成を示す軸線方向に沿った断面図。Sectional drawing along the axial direction which shows schematic structure of the rotor for rotary electric machines, and a magnetic force generation jig | tool. 回転電機用ロータの組み付け手順を示すフローチャート。The flowchart which shows the assembly | attachment procedure of the rotor for rotary electric machines.

次に、本発明の実施形態の回転電機に用いられるロータとして、IPMモータのロータについて図に基づいて説明する。なお、以下の説明において、軸線方向、および径方向とは、回転電機用ロータ1(ロータコア2)の軸方向および半径方向を指す。   Next, as a rotor used in the rotating electrical machine according to the embodiment of the present invention, a rotor of an IPM motor will be described with reference to the drawings. In the following description, the axial direction and the radial direction refer to the axial direction and the radial direction of the rotor 1 for a rotating electrical machine (rotor core 2).

図1は、本発明の第1の実施形態に係る回転電機用ロータ1の軸線方向に沿った縦断面図、図2は、図1におけるA方向から見た回転電機用ロータ1の側面図である。回転電機(IPMモータ)は、例えば、車両に搭載され、ステアリング操作を補助する電動パワーステアリング装置や駆動力を発生させる電動式4輪駆動装置などの駆動源用の電動モータとして用いられる。図1に示すように、回転電機用ロータ1は、回転電機の回転軸(シャフト)7と、永久磁石3を備えて回転軸7と一体回転可能に固定される円柱状のロータコア2と、ロータコア2を回転軸7に固定する側板13a,13b、およびボルト10とを備えて構成されている。   FIG. 1 is a longitudinal sectional view along the axial direction of a rotor 1 for a rotating electrical machine according to a first embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a side view of the rotor 1 for a rotating electrical machine viewed from the direction A in FIG. is there. A rotating electrical machine (IPM motor) is mounted on a vehicle and used as an electric motor for a driving source such as an electric power steering device for assisting a steering operation or an electric four-wheel drive device for generating a driving force. As shown in FIG. 1, a rotor 1 for a rotating electrical machine includes a rotating shaft (shaft) 7 of the rotating electrical machine, a columnar rotor core 2 that includes a permanent magnet 3 and is fixed so as to be integrally rotatable with the rotating shaft 7, and a rotor core And side plates 13 a and 13 b for fixing 2 to the rotary shaft 7 and a bolt 10.

回転軸7は、円柱状に形成されており、両端が図示しないモータハウジングに設けられた軸受(図示せず)を介して回転可能に支持されている。回転軸7の中央部のロータコア2に対向する外周面には、軸線方向に延びて径方向外側に開口したキー溝8が形成されている。そして、回転軸7は、キー溝8にロータコア2の内周面に径方向内側に突出して形成されたキー9を係合させることで回転軸7に対する位相が合わせられるようになっており、ロータコア2の永久磁石3と相対的な位相が合わせられている。   The rotating shaft 7 is formed in a columnar shape, and both ends thereof are rotatably supported via bearings (not shown) provided in a motor housing (not shown). A key groove 8 extending in the axial direction and opening outward in the radial direction is formed on the outer peripheral surface of the central portion of the rotating shaft 7 facing the rotor core 2. The rotating shaft 7 is adapted to be phased with respect to the rotating shaft 7 by engaging the key 9 formed on the inner circumferential surface of the rotor core 2 and projecting radially inward in the key groove 8. The two permanent magnets 3 are in relative phase.

ロータコア2には、複数(本実施形態では、12個、図3参照)の永久磁石3がそれぞれ埋設されて固着されている。すなわち、本実施形態の回転電機用ロータ1は、いわゆる埋込磁石型のロータとして構成されている。このように構成された回転電機は、図示しないステータの各コイルに駆動電力が供給されることにより形成される回転磁界と、永久磁石3の磁束との間に生じる磁気的な吸引力および反発力により回転電機用ロータ1が回転する構成となっている。   A plurality of (in this embodiment, twelve, see FIG. 3) permanent magnets 3 are respectively embedded and fixed to the rotor core 2. That is, the rotor 1 for a rotating electrical machine according to the present embodiment is configured as a so-called embedded magnet type rotor. The rotating electrical machine configured as described above has a magnetic attractive force and a repulsive force generated between a rotating magnetic field formed by supplying driving power to each coil of a stator (not shown) and a magnetic flux of the permanent magnet 3. Thus, the rotor 1 for rotating electrical machines is configured to rotate.

ロータコア2は、軟磁性材料(例えば、鉄や電磁鋼板など)からなる強磁性体の薄板円盤状のロータプレート4が複数枚軸線方向に積層され、回転軸7が挿入される挿入孔6を有する円柱状に形成されている。ロータコア2には、例えば、長方形板状の永久磁石3がそれぞれ内部に配置される複数(本実施形態では、12個、図3参照)のスロット5が形成されている。なお、本実施形態のスロット5は、それぞれ永久磁石3の断面形状と略同一の断面形状を有する孔(空洞)状に形成されている。永久磁石3は、ロータコア2の外周縁の近傍に30度間隔で軸線方向に貫通形成された上記スロット5にそれぞれ収容され、ロータコア2に固着保持されている。   The rotor core 2 has a plurality of thin disc-shaped rotor plates 4 made of a soft magnetic material (for example, iron or electromagnetic steel plate) laminated in the axial direction, and has an insertion hole 6 into which the rotating shaft 7 is inserted. It is formed in a cylindrical shape. In the rotor core 2, for example, a plurality of slots 5 (12 in this embodiment, see FIG. 3) in which rectangular plate-shaped permanent magnets 3 are respectively arranged are formed. In addition, the slot 5 of this embodiment is formed in the hole (cavity) shape which has substantially the same cross-sectional shape as the cross-sectional shape of the permanent magnet 3, respectively. The permanent magnets 3 are respectively accommodated in the slots 5 formed in the vicinity of the outer peripheral edge of the rotor core 2 at intervals of 30 degrees in the axial direction, and are fixedly held on the rotor core 2.

ここで、永久磁石3は、周方向において等間隔に一方の極性(例えば、N極)の永久磁石3が、他方の極性(例えば、S極)の永久磁石3に隣り合うように磁化(着磁)されている。永久磁石3は、それぞれの板厚方向と略沿う方向に磁化されており、ロータコア2の外周縁は永久磁石3の磁束が通過する磁路となっている。なお、本実施形態の永久磁石3には、焼結磁石(例えば、ネオジムなど)からなるセグメント磁石が用いられており、永久磁石3は、スロット5内に配置固着された後に着磁されるようになっていてもよいし、先に着磁したものをスロット5内に配置固着してもよい。   Here, the permanent magnet 3 is magnetized (attached) so that the permanent magnet 3 of one polarity (for example, N pole) is adjacent to the permanent magnet 3 of the other polarity (for example, S pole) at equal intervals in the circumferential direction. Magnetized). The permanent magnet 3 is magnetized in a direction substantially along each plate thickness direction, and the outer peripheral edge of the rotor core 2 is a magnetic path through which the magnetic flux of the permanent magnet 3 passes. Note that a segment magnet made of a sintered magnet (for example, neodymium) is used for the permanent magnet 3 of the present embodiment, and the permanent magnet 3 is magnetized after being disposed and fixed in the slot 5. Alternatively, the previously magnetized material may be disposed and fixed in the slot 5.

本実施形態において、ロータコア2は、軸線方向に3つの段に分割された各段(分割)コア2a,2b,2cをキー9とキー溝8との嵌合により周方向の位置を合わせて3段積みすることにより形成されている。なお、回転軸7の外周面とロータコア2の内周面とは、わずかなギャップを有する隙間嵌合により結合されている。ロータコア2は、回転軸7に図1に矢印で示す方向に挿入され、分割コア2aの一端(図1中、左側)が側板13aに当接し固定されている。   In the present embodiment, the rotor core 2 has three stages (divided) cores 2 a, 2 b, and 2 c that are divided into three stages in the axial direction by fitting the key 9 and the key groove 8 together in the circumferential direction. It is formed by stacking. In addition, the outer peripheral surface of the rotating shaft 7 and the inner peripheral surface of the rotor core 2 are coupled by gap fitting having a slight gap. The rotor core 2 is inserted into the rotary shaft 7 in the direction indicated by the arrow in FIG. 1, and one end (left side in FIG. 1) of the split core 2a is in contact with and fixed to the side plate 13a.

また、分割コア2a,2b,2cの内周面には、径方向外側に突出した回転軸7へ所定の位相で固定するための基準となるキー9が配置され、軸線方向に平行に形成されている。分割コア2a,2b,2cは、同一形状に形成されており、位相を合わせることによりロータコア2を形成している。すなわち、分割コア2a,2b,2c内の永久磁石3は、軸線方向に対して直線状に並ぶように配置されている。   A key 9 serving as a reference for fixing the split cores 2a, 2b, and 2c with a predetermined phase to the rotating shaft 7 protruding outward in the radial direction is disposed and formed parallel to the axial direction. ing. The divided cores 2a, 2b, and 2c are formed in the same shape, and the rotor core 2 is formed by matching the phases. That is, the permanent magnets 3 in the split cores 2a, 2b, 2c are arranged in a straight line with respect to the axial direction.

ロータコア2は、軸線方向の両端面を回転軸7に圧入された円盤状の側板13a,13bで挟持されている。そして、周方向に等間隔に配置された複数(本実施形態では、6本)のボルト10がロータコア2および側板13a,13bに軸線方向に穿設されたボルト穴14を貫通して、回転軸7の出力軸側(図1中、左側)に設けたフランジ12に形成された雌ねじ14と螺合して、ロータコア2および回転軸7を締結し固定している。以上により回転電機用ロータ1が組み付けられている。   The rotor core 2 is sandwiched between disk-shaped side plates 13 a and 13 b that are press-fitted into the rotary shaft 7 at both end surfaces in the axial direction. Then, a plurality (six in this embodiment) of bolts 10 arranged at equal intervals in the circumferential direction pass through the bolt holes 14 drilled in the axial direction in the rotor core 2 and the side plates 13a and 13b, and the rotation shaft 7, the rotor core 2 and the rotary shaft 7 are fastened and fixed by screwing with a female screw 14 formed on a flange 12 provided on the output shaft side (left side in FIG. 1). The rotor 1 for rotating electrical machines is assembled as described above.

次に、回転軸7とロータコア2との組み付けについて説明する。
図3は、回転電機用ロータ1と磁力発生治具20の軸線方向と直交する断面図(図1のB−B断面図)、図4は、回転電機用ロータ1と磁力発生治具20との概略構成を示す軸線方向に沿った断面図である。図3および図4に示すように、磁力発生治具20は円筒状に形成されており、軸線方向に、ロータコア2内に永久磁石3と同数の、例えば、長方形板状の複数(本実施形態では、12個)の永久磁石21が内部に配置されている。永久磁石21は、周方向において等間隔に一方の極性(例えば、N極)の永久磁石21が、他方の極性(例えば、S極)の永久磁石21に隣り合うように磁化(着磁)されている。なお、本実施形態の永久磁石21には、焼結磁石(例えば、ネオジムなど)からなるセグメント磁石が用いられている。回転軸7および磁力発生治具20は、支持台22に取り付けられ回転電機用ロータ1が組み付けられる。
Next, assembly of the rotating shaft 7 and the rotor core 2 will be described.
3 is a cross-sectional view orthogonal to the axial direction of the rotor 1 for a rotating electrical machine and the magnetic force generation jig 20 (cross-sectional view taken along the line BB in FIG. 1), and FIG. It is sectional drawing along the axial direction which shows schematic structure of these. As shown in FIGS. 3 and 4, the magnetic force generation jig 20 is formed in a cylindrical shape, and in the axial direction, the same number of permanent magnets 3 in the rotor core 2, for example, a plurality of rectangular plate shapes (this embodiment) Then, 12) permanent magnets 21 are arranged inside. The permanent magnet 21 is magnetized (magnetized) so that the permanent magnet 21 of one polarity (for example, N pole) is adjacent to the permanent magnet 21 of the other polarity (for example, S pole) at equal intervals in the circumferential direction. ing. In addition, the segment magnet which consists of a sintered magnet (for example, neodymium etc.) is used for the permanent magnet 21 of this embodiment. The rotating shaft 7 and the magnetic force generating jig 20 are attached to a support base 22 and the rotor 1 for a rotating electrical machine is assembled.

磁力発生治具20は、ロータコア2の磁極(例えば、N極)と同一の磁極(例えば、N極)が対向するように、ロータコア2の外周側に所定のエアギャップを有して回転軸7に対し同心に配設されている。このとき、ロータコア2の磁極と磁力発生治具20の磁極との間に発生する磁力が反発力となるように配置されており、磁力発生治具20とロータコア2とを反発させながら芯出しがおこなわれる。なお、磁力は磁極間距離の二乗に反比例し、組み付け時にエアギャップが狭い部分では大きな反発力が働くことにより、周方向各部のエアギャップ寸法が均一になるようにロータコア2が配置されるので回転軸7に対し芯出しが可能になる。   The magnetic force generating jig 20 has a predetermined air gap on the outer peripheral side of the rotor core 2 so that the same magnetic pole (for example, N pole) as the magnetic pole (for example, N pole) of the rotor core 2 faces the rotating shaft 7. Are arranged concentrically. At this time, the magnetic force generated between the magnetic pole of the rotor core 2 and the magnetic pole of the magnetic force generating jig 20 is arranged to be a repulsive force, and centering is performed while the magnetic force generating jig 20 and the rotor core 2 are repelled. It is carried out. Note that the magnetic force is inversely proportional to the square of the distance between the magnetic poles, and the rotor core 2 is arranged so that the air gap size in each circumferential part is uniform because a large repulsive force acts in a portion where the air gap is narrow during assembly. Centering with respect to the shaft 7 becomes possible.

図5は、回転電機用ロータ1の組み付け手順を示すフローチャートである。
まず、回転軸7を支持台22に固定し(ステップS501)、側板13aを回転軸7に圧入し回転軸7の一端面(出力軸)側に設けたフランジ12に当接させた後、分割コア2a,2b,2cの各キー9を回転軸7のキー溝8に係合させ、分割コア2a,2b,2cを順に挿入し、ロータコア2を回転軸7に仮組み付けする(ロータコア仮組付工程、ステップS502)。
FIG. 5 is a flowchart showing a procedure for assembling the rotor 1 for a rotating electrical machine.
First, the rotating shaft 7 is fixed to the support base 22 (step S501), and the side plate 13a is press-fitted into the rotating shaft 7 and brought into contact with the flange 12 provided on one end face (output shaft) side of the rotating shaft 7, and then divided. Each key 9 of the cores 2a, 2b, 2c is engaged with the key groove 8 of the rotating shaft 7, the divided cores 2a, 2b, 2c are inserted in order, and the rotor core 2 is temporarily assembled to the rotating shaft 7 (rotor core temporary assembly). Process, step S502).

続いて、磁力発生治具20をロータコア2に対して所定角度に合わせる位相出しステップをおこなう。まず、磁力発生治具20を回転軸7に対し同軸になるように支持台22に設置し固定する(ステップS503)。このとき、ロータコア2の磁極と同一の磁極が対向するように磁力発生治具20は、ロータコア2の外周側に所定のエアギャップを設けて配置される。そして、ロータコア2と磁力発生治具20とを反発させながら芯出しする(ロータコア芯出し工程、ステップS504)。   Subsequently, a phase out step for adjusting the magnetic force generating jig 20 to a predetermined angle with respect to the rotor core 2 is performed. First, the magnetic force generating jig 20 is installed and fixed on the support base 22 so as to be coaxial with the rotating shaft 7 (step S503). At this time, the magnetic force generating jig 20 is disposed with a predetermined air gap on the outer peripheral side of the rotor core 2 so that the same magnetic pole as the magnetic pole of the rotor core 2 faces. Then, the rotor core 2 and the magnetic force generation jig 20 are centered while being repelled (rotor core centering step, step S504).

次に、回転電機用ロータ1を組み付ける組付ステップを行う。回転軸7の他端面側(フランジ12と反対側)に側板13bを圧入してロータコア2を側板13a、13bで挟持し、ボルト10をロータコア2および側板13a,13bに軸線方向に穿設されたボルト穴11に貫通させ、フランジ12に形成された雌ねじ14と螺合させて、ロータコア2および回転軸7を締結し固定する。以上により回転電機用ロータ1が組み付けられる(ロータ組付工程、ステップS505)。組み付け後、回転電機用ロータ1は、磁力発生治具20および支持台22から取り外される。   Next, an assembling step for assembling the rotating electrical machine rotor 1 is performed. A side plate 13b is press-fitted into the other end surface side (the side opposite to the flange 12) of the rotary shaft 7 to sandwich the rotor core 2 between the side plates 13a and 13b, and the bolt 10 is drilled in the rotor core 2 and the side plates 13a and 13b in the axial direction. The rotor core 2 and the rotary shaft 7 are fastened and fixed by passing through the bolt holes 11 and screwing into the female screws 14 formed on the flange 12. Thus, the rotor 1 for rotating electrical machines is assembled (rotor assembly step, step S505). After the assembly, the rotating electrical machine rotor 1 is detached from the magnetic force generation jig 20 and the support base 22.

次に、上記のように構成された本発明の実施形態に係る回転電機用ロータ1の製造治具の作用および効果について説明する。   Next, the operation and effects of the manufacturing jig for the rotor 1 for a rotating electrical machine according to the embodiment of the present invention configured as described above will be described.

本実施形態の構成によれば、回転軸7の外周面に隙間嵌合されたロータコア2内に配置された永久磁石3の磁極と、ロータコア2の外周側に回転軸7と同軸に固定された磁力発生治具20内の永久磁石21の磁極との間に磁力を発生させる。このとき、同一の磁極の間で反発力が働くので、ロータコア2が移動して回転軸7に対するロータコア2の径方向位置が変化する。また、ロータコア2は、ロータコア2を軸方向に分割した複数(本実施形態では、3個)の分割コア2a,2b,2cの内周面に形成されたキー9を順に回転軸7の外周面に形成されたキー溝8に係合して、回転軸7に段積みしていくことにより形成されている。   According to the configuration of the present embodiment, the magnetic pole of the permanent magnet 3 disposed in the rotor core 2 that is fitted to the outer peripheral surface of the rotating shaft 7 and the outer peripheral side of the rotor core 2 are fixed coaxially with the rotating shaft 7. Magnetic force is generated between the magnetic poles of the permanent magnet 21 in the magnetic force generation jig 20. At this time, since a repulsive force works between the same magnetic poles, the rotor core 2 moves and the radial position of the rotor core 2 with respect to the rotating shaft 7 changes. In addition, the rotor core 2 is configured such that the keys 9 formed on the inner peripheral surfaces of a plurality of (three in this embodiment) split cores 2a, 2b, and 2c obtained by dividing the rotor core 2 in the axial direction are arranged in order on the outer peripheral surface of the rotary shaft 7. It is formed by engaging the key groove 8 formed in the above and stacking on the rotary shaft 7.

これにより、磁力発生治具20とロータコア2との磁極の間に反発力が作用したときにロータコア2が径方向に移動して隙間が均一に調整されるため、回転軸7とロータコア2とを同心を確保して組み付けることが可能になる。また、回転電機のロータ1とステータとの間のギャップ幅を全周にわたって一定に狭く保つことができるので、回転電機の径方向を小型化することができる。さらに、ロータコア2を分割することにより回転電機の軸方向長さが長くなった場合であっても、回転軸7外周面のロータコア2挿入部の変形が抑制されるため、ロータコア2を確実に保持することができる。   Thereby, when a repulsive force acts between the magnetic poles of the magnetic force generating jig 20 and the rotor core 2, the rotor core 2 moves in the radial direction and the gap is uniformly adjusted. It becomes possible to secure the concentricity and assemble. Moreover, since the gap width between the rotor 1 of the rotating electrical machine and the stator can be kept constant over the entire circumference, the radial direction of the rotating electrical machine can be reduced in size. Furthermore, even when the axial length of the rotating electrical machine is increased by dividing the rotor core 2, deformation of the rotor core 2 insertion portion on the outer peripheral surface of the rotating shaft 7 is suppressed, so that the rotor core 2 is securely held. can do.

さらに、上記実施形態の製造方法によれば、回転軸7にロータコア2を仮組み付けした後に、ロータコア2と同数の磁極が周方向に等間隔に配置された磁力発生治具20を回転軸7と同軸にロータコア2の外周側に所定のエアギャップを設けて固定する。このとき、回転軸7の外周面に隙間嵌合されたロータコア2内の永久磁石3の磁極と、磁力発生治具20内の永久磁石21の磁極との間に磁力が働くので、回転軸2に対してロータコア2が径方向に移動する。   Further, according to the manufacturing method of the above embodiment, the magnetic force generating jig 20 in which the same number of magnetic poles as the rotor core 2 are arranged at equal intervals in the circumferential direction after the rotor core 2 is temporarily assembled to the rotary shaft 7 is connected to the rotary shaft 7. A predetermined air gap is provided coaxially on the outer peripheral side of the rotor core 2 and fixed. At this time, a magnetic force acts between the magnetic poles of the permanent magnet 3 in the rotor core 2 fitted in the outer peripheral surface of the rotating shaft 7 and the magnetic poles of the permanent magnet 21 in the magnetic force generating jig 20. On the other hand, the rotor core 2 moves in the radial direction.

これにより、磁力発生治具20とロータコア2との間に同一の磁極による反発力が作用したときにロータコア2が径方向に移動して回転軸7の外周面とロータコア2の内周面との隙間が均一に調整されるため、回転軸7とロータコア2とを同心を確保して回転電機用ロータ1を組み付けることが可能になる。   Thereby, when the repulsive force by the same magnetic pole acts between the magnetic force generating jig 20 and the rotor core 2, the rotor core 2 moves in the radial direction, and the outer peripheral surface of the rotating shaft 7 and the inner peripheral surface of the rotor core 2 are moved. Since the gap is adjusted uniformly, it is possible to assemble the rotating electrical machine rotor 1 while ensuring that the rotating shaft 7 and the rotor core 2 are concentric.

以上のように、本発明の実施形態によれば、磁極が配置された磁力発生治具をロータコアの外周に回転軸と同軸に設けることにより、回転軸とロータコアとを同心を確保して組み付けができる回転電機用ロータの製造治具および回転電機用ロータの製造方法を提供できる。   As described above, according to the embodiment of the present invention, the magnetic force generating jig on which the magnetic poles are arranged is provided on the outer periphery of the rotor core so as to be coaxial with the rotating shaft, so that the rotating shaft and the rotor core are concentrically secured. A rotating electrical machine rotor manufacturing jig and a rotating electrical machine rotor manufacturing method can be provided.

以上、本発明に係る実施形態について説明したが、本発明はさらに他の形態で実施することも可能である。   As mentioned above, although embodiment which concerns on this invention was described, this invention can also be implemented with another form.

上記実施形態では、本発明をすべてが着磁された後の永久磁石3が埋め込まれたロータコア2を使用して芯出しする場合に適用したが、これに限らず、一部が着磁された仮着磁状態の永久磁石3が埋め込まれたロータコア2を使用して芯出しするようにしてもよい。   In the above embodiment, the present invention is applied to the case where centering is performed using the rotor core 2 in which the permanent magnet 3 after being magnetized is embedded. However, the present invention is not limited to this, and a part thereof is magnetized. You may make it center using the rotor core 2 with which the permanent magnet 3 of the temporary magnetization state was embedded.

上記実施形態では、ロータコア2の磁極と磁力発生治具20の磁極との間に発生する反発力を用いて回転軸7とロータコア2とを芯出しする場合について説明したが、これに限らず、互いに異極(N極とS極)同士を対向配置させて吸引力を発生させてロータコア2の径方向位置を調整することにより芯出しするようにしてもよい。   In the above-described embodiment, the case where the rotating shaft 7 and the rotor core 2 are centered using the repulsive force generated between the magnetic pole of the rotor core 2 and the magnetic pole of the magnetic force generating jig 20 has been described. Centering may be performed by adjusting the radial position of the rotor core 2 by causing the different polarities (N pole and S pole) to face each other to generate a suction force.

上記実施形態では、磁力発生治具20の磁極を永久磁石3により形成するようにしたが、これに限らず、鉄心にコイルを巻回した電磁石を用いて磁極を形成してもよい。コイル(電磁石)を用いた場合、磁力を電気的にオフすることによりロータコア2および回転電機用ロータ1の着脱を容易におこなうことができる。   In the above embodiment, the magnetic pole of the magnetic force generating jig 20 is formed by the permanent magnet 3, but the present invention is not limited thereto, and the magnetic pole may be formed by using an electromagnet in which a coil is wound around an iron core. When a coil (electromagnet) is used, the rotor core 2 and the rotating electrical machine rotor 1 can be easily attached and detached by electrically turning off the magnetic force.

また、上記実施形態では、磁力発生治具20に永久磁石3を埋設するようにしたが、これに限らず、磁力発生治具20の内周面にセグメント磁石の永久磁石3を配置するようにしてもよい。また、永久磁石3として、セグメント磁石の代わりにリング磁石を用いてもよい。   Moreover, in the said embodiment, although the permanent magnet 3 was embed | buried in the magnetic force generation jig | tool 20, not only this but the permanent magnet 3 of a segment magnet should be arrange | positioned on the internal peripheral surface of the magnetic force generation jig | tool 20. May be. Further, as the permanent magnet 3, a ring magnet may be used instead of the segment magnet.

上記実施形態では、本発明をロータコア2を回転軸7に組み付ける際に適用したが、これに限らず、回転電機用ロータ1(回転軸7)に対して位相を合わせて固定する他の位相部材(例えば、レゾルバロータなど)を組み付ける際に適用してもよい。   In the above embodiment, the present invention is applied when the rotor core 2 is assembled to the rotating shaft 7. However, the present invention is not limited to this, and other phase members that are fixed in phase with the rotor 1 for rotating electrical machines (the rotating shaft 7). You may apply when attaching (for example, a resolver rotor etc.).

上記実施形態では、本発明を軸方向に3つの段に分割された分割コア2a,2b,2cを同軸上に配列させたロータコア2に適用したが、これに限らず、一体コアで形成されたロータコア2に適用してもよい。また、ロータコア2は、いずれの段数(例えば、2段、4段など)に分割されていてもよい。   In the above embodiment, the present invention is applied to the rotor core 2 in which the divided cores 2a, 2b, and 2c divided in three stages in the axial direction are arranged on the same axis. You may apply to the rotor core 2. FIG. Further, the rotor core 2 may be divided into any number of stages (for example, two stages, four stages, etc.).

上記実施形態では、本発明を回転電機用ロータ1としてロータコア2に永久磁石3を埋め込み固着した、いわゆる埋込磁石型の回転電機用ロータを備えるIPMモータの製造方法について適用したが、これに限らず、ロータコア2の表面に永久磁石3を固着させた、いわゆる表面磁石型の回転電機用ロータを備えるSPM(同期)モータなどに適用してもよい。   In the above-described embodiment, the present invention is applied to a method for manufacturing an IPM motor including a rotor for a rotary electric machine having a so-called embedded magnet type rotor in which a permanent magnet 3 is embedded and fixed in a rotor core 2 as a rotor 1 for a rotary electric machine. Alternatively, the present invention may be applied to an SPM (synchronous) motor including a so-called surface magnet type rotor for a rotating electrical machine in which the permanent magnet 3 is fixed to the surface of the rotor core 2.

上記実施形態では、本発明をステータの径方向内側に回転電機用ロータ1が配置されるインナロータ型の電動モータなどの回転電機の製造方法に適用したが、これに限らず、ステータの径方向外側に回転電機用ロータが配置されるアウタロータ型の回転電機の製造方法に適用してもよい。   In the above embodiment, the present invention is applied to a method of manufacturing a rotating electrical machine such as an inner rotor type electric motor in which the rotor 1 for the rotating electrical machine is disposed on the radially inner side of the stator. You may apply to the manufacturing method of the outer rotor type rotary electric machine by which the rotor for rotary electric machines is arrange | positioned.

上記実施形態では、本発明を電動パワーステアリング装置や電動式駆動装置の駆動源に用いられる電動モータなどの回転電機に具体化したが、これに限らず、他の装置の駆動源として用いてもよく、また、発電機として用いてもよい。   In the above embodiment, the present invention is embodied in a rotating electrical machine such as an electric motor used as a drive source of an electric power steering device or an electric drive device. However, the present invention is not limited thereto, and may be used as a drive source of other devices. It may also be used as a generator.

1:回転電機用ロータ、2:ロータコア、2a,2b,2c:分割コア、
3:ロータコア用永久磁石、4:ロータプレート、5:スロット、6:挿入孔、
7:回転軸、8:キー溝、9:キー、10:ボルト、11:ボルト穴、12:フランジ、13a、13b:側板、14:雌ねじ、20:磁力発生治具、21:治具用永久磁石、
22:支持台
1: rotor for rotating electrical machine, 2: rotor core, 2a, 2b, 2c: split core,
3: permanent magnet for rotor core, 4: rotor plate, 5: slot, 6: insertion hole,
7: Rotating shaft, 8: Key groove, 9: Key, 10: Bolt, 11: Bolt hole, 12: Flange, 13a, 13b: Side plate, 14: Female screw, 20: Magnetic force generating jig, 21: Permanent for jig magnet,
22: Support stand

Claims (3)

回転電機の回転軸と、
複数枚の積層された強磁性板により形成され、軸方向に形成された複数のスロットに永久磁石が収容され、内周面に径方向内側に突出して形成されたキーが前記回転軸の外周面に径方向内側に凹んで形成されたキー溝に嵌め込まれて位相を規制することにより、前記回転軸に隙間嵌合されて一体的に固定されたロータコアと、を備えた回転電機用ロータの製造治具において、
円筒状に形成され、前記ロータコアの外周側に配置されるとともに、前記回転軸に対し同軸に固定されることにより、前記回転軸と前記ロータコアとを芯出しする磁力発生治具を備えたことを特徴とする回転電機用ロータの製造治具。
A rotating shaft of the rotating electrical machine,
A permanent magnet is housed in a plurality of slots formed in the axial direction and formed by a plurality of laminated ferromagnetic plates, and a key formed to project radially inward on the inner peripheral surface is an outer peripheral surface of the rotating shaft Manufacturing a rotor for a rotating electrical machine comprising: a rotor core that is fitted into a key groove formed inwardly in a radial direction and restricts a phase, and is fitted to a gap of the rotary shaft and fixed integrally. In the jig,
A magnetic force generating jig is provided that is formed in a cylindrical shape, is disposed on the outer peripheral side of the rotor core, and is coaxially fixed to the rotation shaft, thereby centering the rotation shaft and the rotor core. A manufacturing jig for a rotor for a rotating electrical machine.
請求項1に記載の回転電機用ロータの製造治具において、
前記磁力発生治具は、前記ロータコアの磁極と同一の磁極が対向するように配置されたことを特徴とする回転電機用ロータの製造治具。
In the manufacturing jig of the rotor for rotary electric machines according to claim 1,
The rotor for manufacturing a rotating electrical machine, wherein the magnetic force generating jig is disposed so that the same magnetic pole as the magnetic pole of the rotor core faces.
回転電機の回転軸と、
複数枚の積層された強磁性板により形成され、軸方向に形成された複数のスロットに永久磁石が収容され、前記回転軸に隙間嵌合されて一体的に固定されたロータコアと、を備えた回転電機用ロータの製造方法において、
前記ロータコアの内周面に径方向内側に突出して形成されたキーが前記回転軸の外周面に径方向内側に凹んで形成されたキー溝に嵌め込まれて位相を規制することにより、前記ロータコアを前記回転軸に仮組み付けするロータコア仮組付工程と、
前記ロータコアの外周に前記ロータコアの磁極と同一の磁極が対向するように円筒状の磁力発生治具を前記回転軸に対し同軸に固定し、前記ロータコアの磁極と前記磁力発生治具の磁極との間に発生する磁力により前記ロータコアと前記磁力発生治具とを反発させ芯出しするロータコア芯出し工程と、
前記ロータコアおよび前記回転軸を固定するロータ組付工程と、を備えたことを特徴とする回転電機用ロータの製造方法。
A rotating shaft of the rotating electrical machine,
A rotor core formed of a plurality of laminated ferromagnetic plates, in which a permanent magnet is housed in a plurality of slots formed in the axial direction, and is fixed to the rotary shaft with a gap therebetween. In the method of manufacturing a rotor for a rotating electrical machine,
A key formed by projecting radially inwardly on the inner peripheral surface of the rotor core is fitted into a key groove formed in a radially inwardly concave shape on the outer peripheral surface of the rotating shaft, thereby regulating the phase. A rotor core temporarily assembling step for temporarily assembling the rotating shaft;
A cylindrical magnetic force generating jig is fixed coaxially with the rotating shaft so that the same magnetic pole as the magnetic pole of the rotor core faces the outer periphery of the rotor core, and the magnetic pole of the rotor core and the magnetic pole of the magnetic force generating jig are A rotor core centering step in which the rotor core and the magnetic force generating jig are repelled and centered by a magnetic force generated therebetween;
And a rotor assembling step for fixing the rotor core and the rotating shaft.
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