JP5983326B2 - Rotor of embedded magnet motor - Google Patents
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Description
本発明は、磁石埋込型モータの回転子に関するものである。 The present invention relates to a rotor of an embedded magnet motor.
従来より、ロータコアに複数の磁石挿入孔が形成され、これらの磁石挿入孔に磁石が埋め込まれることで複数の磁極構成部が構成された磁石埋込型モータの回転子が知られている（例えば、特許文献１〜３参照）。 Conventionally, a rotor of a magnet-embedded motor in which a plurality of magnet insertion holes are formed in a rotor core and a plurality of magnetic pole components are formed by embedding magnets in these magnet insertion holes is known (for example, Patent Documents 1 to 3).
特許文献１〜３に記載の回転子では、ロータコアの中心部に軸孔が形成され、この軸孔に円筒状のスリーブが焼き嵌め固定されている。スリーブの内周面には、キー溝が形成されており、キー溝にキーが嵌め込まれることで、回転軸がスリーブ及びロータコアと一体的に回転するようになっている。 In the rotors disclosed in Patent Documents 1 to 3, a shaft hole is formed in the center of the rotor core, and a cylindrical sleeve is shrink-fitted and fixed to the shaft hole. A key groove is formed on the inner peripheral surface of the sleeve, and the key is fitted into the key groove so that the rotation shaft rotates integrally with the sleeve and the rotor core.
ところで、モータが高速駆動する場合には、回転子に加わる遠心力が非常に大きくなるため、ロータコアにおける磁石挿入孔の外周側の磁性部分が外側に膨らむように変形し、それに伴って磁石挿入孔の厚み方向が広がる方向に変形する。ここで、磁石挿入孔の極中心位置がブリッジによって厚み方向に連結されている場合には、磁石挿入孔の内周側のコアが、磁石挿入孔の外周側のコアによってブリッジを介して外側に引っ張られることとなるため、ロータコアの軸孔の内周面が大きく変形する。 By the way, when the motor is driven at high speed, the centrifugal force applied to the rotor becomes very large, so that the magnetic part on the outer peripheral side of the magnet insertion hole in the rotor core is deformed so as to bulge outward, and accordingly the magnet insertion hole It is deformed in the direction in which the thickness direction of the material spreads. Here, when the pole center position of the magnet insertion hole is connected in the thickness direction by the bridge, the core on the inner peripheral side of the magnet insertion hole is placed outside through the bridge by the core on the outer peripheral side of the magnet insertion hole. Since it will be pulled, the inner peripheral surface of the shaft hole of the rotor core is greatly deformed.
一方、モータが高速駆動すると、遠心力によってスリーブの外周も変形する。具体的に、スリーブの内周面にはキー溝が形成されているから、キー溝が形成された部分の肉厚が薄くなっている。そのため、スリーブは、キー溝が形成された方向を短軸とする略楕円形状に変形する。 On the other hand, when the motor is driven at high speed, the outer periphery of the sleeve is also deformed by centrifugal force. Specifically, since the key groove is formed on the inner peripheral surface of the sleeve, the thickness of the portion where the key groove is formed is thin. Therefore, the sleeve is deformed into a substantially elliptical shape having the direction in which the key groove is formed as a short axis.
ここで、ロータコアの回転停止時には、ロータコアの軸孔の内周面とスリーブの外周面との焼き嵌めによる締め代は全周にわたって一定となっている。しかしながら、ロータコアが高速回転すると、ロータコアの軸孔の内周面とスリーブの外周面とが、遠心力によってそれぞれ異なる変位量で変形する。そのため、ロータコアとスリーブとの締め代が変化してしまい、ロータコアとスリーブとの回転方向の保持力が弱まってしまうという問題がある。 Here, when the rotation of the rotor core is stopped, the tightening allowance by shrink fitting between the inner peripheral surface of the shaft hole of the rotor core and the outer peripheral surface of the sleeve is constant over the entire circumference. However, when the rotor core rotates at a high speed, the inner peripheral surface of the shaft hole of the rotor core and the outer peripheral surface of the sleeve are deformed by different displacement amounts due to centrifugal force. For this reason, there is a problem that the tightening allowance between the rotor core and the sleeve changes, and the holding force in the rotational direction between the rotor core and the sleeve is weakened.
そこで、焼き嵌めによるロータコアとスリーブとの締め代を予め大きく確保することで、高速回転によるロータコア及びスリーブの変位量が回転方向の保持力に影響しないようにすることが考えられる。しかしながら、焼き嵌めによる締め代が大きいと、その締まり力によって、スリーブのキー溝がその幅方向が狭まる方向に変形してしまう。そのため、ロータコアと回転軸とを組み立てる際にキー溝にキーが嵌め込みにくくなって組み立て作業性が悪化したり、ロータコアやスリーブに加わる応力がその許容応力を超えてしまうおそれがある。 Therefore, it is conceivable that the amount of displacement of the rotor core and the sleeve due to high-speed rotation does not affect the holding force in the rotation direction by securing a large allowance between the rotor core and the sleeve by shrink fitting. However, if the tightening allowance due to shrink fitting is large, the tightening force causes the key groove of the sleeve to be deformed in a direction in which the width direction is narrowed. For this reason, when assembling the rotor core and the rotating shaft, it is difficult to fit the key into the key groove, so that the assembling workability is deteriorated, and the stress applied to the rotor core and the sleeve may exceed the allowable stress.
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的は、スリーブの内周面に形成されたキー溝の配置を工夫することで、モータの高速駆動時に生じる遠心力によってロータコア及びスリーブが変形した場合でも、ロータコアとスリーブとの締め代を十分に確保できるようにすることにある。 The present invention has been made in view of the above point, and an object of the present invention is to devise the arrangement of the key groove formed on the inner peripheral surface of the sleeve, so that the rotor core and the sleeve are caused by the centrifugal force generated when the motor is driven at high speed. This is to ensure a sufficient margin for tightening between the rotor core and the sleeve even when is deformed.
本発明は、磁極を構成するための磁石（28）を有する磁極構成部（25）が周方向に等間隔に複数設けられ且つ中心部に軸孔（21a）が形成されたロータコア（21）と、該ロータコア（21）の軸孔（21a）に焼き嵌め固定され且つ軸方向に延びるキー溝（30a）が内周面に形成された円筒状のスリーブ（30）と、該スリーブ（30）の筒内に挿通され且つ該キー溝（30a）にキー（31）が嵌め込まれることで該スリーブ（30）及び該ロータコア（21）と一体的に回転する回転軸（35）とを備えた磁石埋込型モータの回転子を対象とし、次のような解決手段を講じた。 The present invention provides a rotor core (21) in which a plurality of magnetic pole constituent parts (25) having magnets (28) for constituting magnetic poles are provided at equal intervals in the circumferential direction, and a shaft hole (21a) is formed in the central part. A cylindrical sleeve (30) which is shrink-fitted and fixed in the shaft hole (21a) of the rotor core (21) and has an axially extending key groove (30a) formed on the inner peripheral surface, and the sleeve (30) A magnet embedded including a sleeve (30) and a rotating shaft (35) that rotates integrally with the rotor core (21) by inserting the key (31) into the key groove (30a). The following solutions were taken for rotors of embedded motors.
すなわち、第１の発明は、前記ロータコア（21）には、前記磁極構成部（25）が６極設けられ、
前記磁極構成部（25）は、極中心位置に設けられたブリッジ（26）によって幅方向に分割された一対の磁石挿入孔（27）に対して前記磁石（28）がそれぞれ埋め込まれることで構成され、
前記スリーブ（30）のキー溝（30a）は、互いに隣接する前記磁極構成部（25）の間と前記ロータコア（21）の回転中心（O）とを結ぶ中心線上に配置されていることを特徴とするものである。
That is, in the first invention, the rotor core (21) is provided with six magnetic pole constituent portions (25),
The magnetic pole component (25) is configured such that the magnet (28) is embedded in a pair of magnet insertion holes (27) divided in the width direction by a bridge (26) provided at a pole center position. And
The key groove (30a) of the sleeve (30) is disposed on a center line connecting the magnetic pole component (25) adjacent to each other and the rotation center (O) of the rotor core (21). It is what.
このような構成とすれば、モータの高速駆動時に生じる遠心力によってロータコア（21）及びスリーブ（30）が変形した場合でも、ロータコア（21）とスリーブ（30）との締め代を十分に確保できる。 With such a configuration, even when the rotor core (21) and the sleeve (30) are deformed by the centrifugal force generated when the motor is driven at high speed, a sufficient margin for tightening the rotor core (21) and the sleeve (30) can be secured. .
具体的に、ロータコア（21）の軸孔（21a）は、極中心位置に設けられたブリッジ（26）と回転中心（O）とを結ぶ中心線に沿って径方向外側に膨らむように変形する。一方、スリーブ（30）の外周面は、キー溝（30a）が形成された方向を短軸とする楕円形状に変形する。つまり、６極の磁極構成部（25）が設けられたロータコア（21）の場合には、互いに隣接する磁極構成部（25）の間とロータコア（21）の回転中心（O）とを結ぶ中心線上にスリーブ（30）のキー溝（30a）を配置することで、ロータコア（21）の軸孔（21a）の内周面が大きく変形する方向と、スリーブ（30）の外周面が大きく変形する方向とを一致させることができる。これにより、モータの高速駆動時に生じる遠心力によってロータコア（21）及びスリーブ（30）が変形した場合でも、ロータコア（21）とスリーブ（30）との焼き嵌めによる締め代の相対的な変化を緩和させることができ、ロータコア（21）とスリーブ（30）とを複数箇所にわたって接触させて締め代を十分に確保することができる。 Specifically, the shaft hole (21a) of the rotor core (21) is deformed so as to swell radially outward along a center line connecting the bridge (26) provided at the pole center position and the rotation center (O). . On the other hand, the outer peripheral surface of the sleeve (30) is deformed into an elliptical shape having a minor axis in the direction in which the key groove (30a) is formed. In other words, in the case of the rotor core (21) provided with the 6-pole magnetic pole component (25), the center connecting the magnetic pole component (25) adjacent to each other and the rotation center (O) of the rotor core (21). By arranging the keyway (30a) of the sleeve (30) on the line, the direction in which the inner peripheral surface of the shaft hole (21a) of the rotor core (21) is greatly deformed and the outer peripheral surface of the sleeve (30) are greatly deformed. The direction can be matched. As a result, even if the rotor core (21) and the sleeve (30) are deformed by the centrifugal force generated when the motor is driven at high speed, the relative change in the interference due to shrink fitting between the rotor core (21) and the sleeve (30) is alleviated. The rotor core (21) and the sleeve (30) can be brought into contact with each other at a plurality of locations, and a sufficient tightening margin can be secured.
第２の発明は、前記ロータコア（21）には、前記磁極構成部（25）が４極設けられ、
前記磁極構成部（25）は、極中心位置に設けられたブリッジ（26）によって幅方向に分割された一対の磁石挿入孔（27）に対して前記磁石（28）がそれぞれ埋め込まれることで構成され、
前記スリーブ（30）のキー溝（30a）は、前記ブリッジ（26）と前記ロータコア（21）の回転中心（O）とを結ぶ中心線上に配置されていることを特徴とするものである。
In a second aspect of the invention, the rotor core (21) is provided with four magnetic pole constituent portions (25),
The magnetic pole component (25) is configured such that the magnet (28) is embedded in a pair of magnet insertion holes (27) divided in the width direction by a bridge (26) provided at a pole center position. And
The key groove (30a) of the sleeve (30) is arranged on a center line connecting the bridge (26) and the rotation center (O) of the rotor core (21).
このような構成とすれば、モータの高速駆動時に生じる遠心力によってロータコア（21）及びスリーブ（30）が変形した場合でも、ロータコア（21）とスリーブ（30）との締め代を十分に確保できる。つまり、４極の磁極構成部（25）が設けられたロータコア（21）の場合には、ブリッジ（26）とロータコア（21）の回転中心（O）とを結ぶ中心線上にスリーブ（30）のキー溝（30a）を配置することで、ロータコア（21）の軸孔（21a）の内周面が大きく変形する方向と、スリーブ（30）の外周面が大きく変形する方向とを一致させることができる。これにより、モータの高速駆動時に生じる遠心力によってロータコア（21）及びスリーブ（30）が変形した場合でも、ロータコア（21）とスリーブ（30）との焼き嵌めによる締め代の相対的な変化を緩和させることができ、ロータコア（21）とスリーブ（30）とを複数箇所にわたって接触させて締め代を十分に確保することができる。 With such a configuration, even when the rotor core (21) and the sleeve (30) are deformed by the centrifugal force generated when the motor is driven at high speed, a sufficient margin for tightening the rotor core (21) and the sleeve (30) can be secured. . That is, in the case of the rotor core (21) provided with the 4-pole magnetic pole component (25), the sleeve (30) is placed on the center line connecting the bridge (26) and the rotation center (O) of the rotor core (21). By arranging the keyway (30a), the direction in which the inner peripheral surface of the shaft hole (21a) of the rotor core (21) is greatly deformed and the direction in which the outer peripheral surface of the sleeve (30) is largely deformed can be matched. it can. As a result, even if the rotor core (21) and the sleeve (30) are deformed by the centrifugal force generated when the motor is driven at high speed, the relative change in the interference due to shrink fitting between the rotor core (21) and the sleeve (30) is alleviated. The rotor core (21) and the sleeve (30) can be brought into contact with each other at a plurality of locations, and a sufficient tightening margin can be secured.
第３の発明は、第１又は第２の発明において、
前記一対の磁石挿入孔（27）は、軸方向から見て矩形状に形成され且つ互いに直線状又はＶ字状に配列されていることを特徴とするものである。
According to a third invention, in the first or second invention,
The pair of magnet insertion holes (27) are formed in a rectangular shape when viewed from the axial direction, and are arranged in a straight line shape or a V shape.
第４の発明は、第１又は第２の発明において、
前記一対の磁石挿入孔（27）は、軸方向から見て円弧状に形成されていることを特徴とするものである。
4th invention is 1st or 2nd invention,
The pair of magnet insertion holes (27) are formed in an arc shape when viewed from the axial direction.
本発明によれば、スリーブ（30）の内周面に形成されたキー溝（30a）の配置を工夫することで、モータの高速駆動時に生じる遠心力によってロータコア（21）の軸孔（21a）の内周面が大きく変形する方向と、スリーブ（30）の外周面が大きく変形する方向とを一致させることができる。これにより、ロータコア（21）とスリーブ（30）との焼き嵌めによる締め代の相対的な変化を緩和させることができ、ロータコア（21）とスリーブ（30）とを複数箇所にわたって接触させて締め代を十分に確保することができる。 According to the present invention, the shaft hole (21a) of the rotor core (21) is generated by centrifugal force generated when the motor is driven at high speed by devising the arrangement of the key groove (30a) formed on the inner peripheral surface of the sleeve (30). The direction in which the inner peripheral surface of the sleeve is greatly deformed can coincide with the direction in which the outer peripheral surface of the sleeve (30) is largely deformed. As a result, the relative change in the tightening allowance due to shrink fitting between the rotor core (21) and the sleeve (30) can be alleviated, and the rotor core (21) and the sleeve (30) are brought into contact with each other at multiple locations. Can be secured sufficiently.
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。なお、以下の好ましい実施形態の説明は、本質的に例示に過ぎず、本発明、その適用物或いはその用途を制限することを意図するものではない。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. It should be noted that the following description of the preferred embodiment is merely illustrative in nature and is not intended to limit the present invention, its application, or its use.
《実施形態１》
図１は、本発明の実施形態１に係る磁石埋込型モータの回転子の構成を示す断面図である。図１に示すように、磁石埋込型モータ（10）は、図示しない円筒状のステータの内部に配設された回転子（20）を備えている。
Embodiment 1
FIG. 1 is a cross-sectional view showing a configuration of a rotor of a magnet-embedded motor according to Embodiment 1 of the present invention. As shown in FIG. 1, the magnet-embedded motor (10) includes a rotor (20) disposed inside a cylindrical stator (not shown).
回転子（20）は、中心部に軸孔（21a）が形成されたロータコア（21）と、ロータコア（21）の軸孔（21a）に焼き嵌め固定された円筒状のスリーブ（30）と、スリーブ（30）の筒内に挿通された回転軸（35）とを備えている。 The rotor (20) includes a rotor core (21) having a shaft hole (21a) formed in the center thereof, a cylindrical sleeve (30) that is shrink-fitted and fixed to the shaft hole (21a) of the rotor core (21), And a rotating shaft (35) inserted into the sleeve (30).
ロータコア（21）は、円盤状の電磁鋼板を多数枚重ね合わせて構成される。ロータコア（21）には、周方向に等間隔に６極の磁極構成部（25）が設けられている。 The rotor core (21) is configured by stacking a large number of disk-shaped electromagnetic steel plates. The rotor core (21) is provided with six magnetic pole components (25) at equal intervals in the circumferential direction.
磁極構成部（25）は、極中心位置に設けられたブリッジ（26）によって幅方向に分割された一対の磁石挿入孔（27）に対して磁石（28）がそれぞれ埋め込まれることで構成されている。一対の磁石挿入孔（27）は、軸方向から見て矩形状に形成され且つ互いに直線状に配列されている。 The magnetic pole component (25) is configured by embedding a magnet (28) in a pair of magnet insertion holes (27) divided in the width direction by a bridge (26) provided at a pole center position. Yes. The pair of magnet insertion holes (27) are formed in a rectangular shape when viewed from the axial direction and are arranged linearly with respect to each other.
スリーブ（30）の内周面には、軸方向に延びるキー溝（30a）が形成されている。また、回転軸（35）の外周面にもキー溝（35a）が形成されている。そして、スリーブ（30）のキー溝（30a）と回転軸（35）のキー溝（35a）とに嵌め込まれたキー（31）によって、回転軸（35）がスリーブ（30）及びロータコア（21）と一体的に回転する。なお、キー（31）は、回転軸（35）の外周面に一体形成されていてもよい。 A key groove (30a) extending in the axial direction is formed on the inner peripheral surface of the sleeve (30). A keyway (35a) is also formed on the outer peripheral surface of the rotating shaft (35). Then, the key (31) fitted in the key groove (30a) of the sleeve (30) and the key groove (35a) of the rotating shaft (35) causes the rotating shaft (35) to become the sleeve (30) and the rotor core (21). And rotate together. The key (31) may be integrally formed on the outer peripheral surface of the rotating shaft (35).
スリーブ（30）のキー溝（30a）は、互いに隣接する磁極構成部（25）の間とロータコア（21）の回転中心（O）とを結ぶ中心線上に配置されている。これにより、ロータコア（21）の高速回転時に生じる遠心力によってロータコア（21）及びスリーブ（30）が変形した場合でも、ロータコア（21）とスリーブ（30）との締め代を十分に確保できる。以下、この点について図２及び図３を用いて説明する。 The key groove (30a) of the sleeve (30) is disposed on a center line that connects between the magnetic pole components (25) adjacent to each other and the rotation center (O) of the rotor core (21). Thereby, even when the rotor core (21) and the sleeve (30) are deformed by the centrifugal force generated when the rotor core (21) rotates at a high speed, a sufficient margin for tightening the rotor core (21) and the sleeve (30) can be secured. Hereinafter, this point will be described with reference to FIGS.
図２（ａ）は、本実施形態１に係る６極のロータコアにおける軸孔の内径及びスリーブの外径の変位量を示すグラフ図であり、図２（ｂ）は、ロータコアとスリーブとの締め代を示す概略図である。 FIG. 2A is a graph showing the displacement amounts of the inner diameter of the shaft hole and the outer diameter of the sleeve in the six-pole rotor core according to the first embodiment, and FIG. 2B is a diagram showing the tightening of the rotor core and the sleeve. It is the schematic which shows the cost.
図２（ｂ）において右側を０°としたときに、スリーブ（30）のキー溝（30a）は、２７０°（図２（ｂ）で下側）の位置に配置されている。本実施形態では、スリーブ（30）のキー溝（30a）は、互いに隣接する磁極構成部（25）の間とロータコア（21）の回転中心（O）とを結ぶ中心線上に配置されている。これにより、回転中心（O）と０°及び１８０°とを通る水平線上には、ロータコア（21）のブリッジ（26）が配置される。 In FIG. 2B, when the right side is set to 0 °, the key groove (30a) of the sleeve (30) is arranged at a position of 270 ° (lower side in FIG. 2B). In the present embodiment, the key groove (30a) of the sleeve (30) is disposed on the center line that connects between the magnetic pole constituent portions (25) adjacent to each other and the rotation center (O) of the rotor core (21). Thus, the bridge (26) of the rotor core (21) is arranged on a horizontal line passing through the rotation center (O) and 0 ° and 180 °.
図２（ａ）の縦軸は、ロータコア（21）の軸孔（21a）の内径とスリーブ（30）の外径との変位量を示している。ここで、ロータコア（21）が高速回転すると、ロータコア（21）の軸孔（21a）は、極中心位置に設けられたブリッジ（26）と回転中心（O）とを結ぶ中心線に沿って径方向外側に膨らむように変形する。一方、スリーブ（30）の外周面は、キー溝（30a）が形成された方向を短軸とする楕円形状に変形する。 The vertical axis in FIG. 2A indicates the amount of displacement between the inner diameter of the shaft hole (21a) of the rotor core (21) and the outer diameter of the sleeve (30). Here, when the rotor core (21) rotates at a high speed, the shaft hole (21a) of the rotor core (21) has a diameter along the center line connecting the bridge (26) provided at the pole center position and the rotation center (O). Deforms to swell outward in the direction. On the other hand, the outer peripheral surface of the sleeve (30) is deformed into an elliptical shape having a minor axis in the direction in which the key groove (30a) is formed.
本実施形態１に係る６極の磁極構成部（25）が設けられたロータコア（21）では、互いに隣接する磁極構成部（25）の間とロータコア（21）の回転中心（O）とを結ぶ中心線上にスリーブ（30）のキー溝（30a）を配置している。そのため、ロータコア（21）の軸孔（21a）の内周面が大きく変形する方向と、スリーブ（30）の外周面が大きく変形する方向とを一致させることができる。 In the rotor core (21) provided with the six-pole magnetic component (25) according to the first embodiment, the adjacent magnetic pole component (25) is connected to the rotation center (O) of the rotor core (21). The keyway (30a) of the sleeve (30) is arranged on the center line. Therefore, the direction in which the inner peripheral surface of the shaft hole (21a) of the rotor core (21) is greatly deformed can coincide with the direction in which the outer peripheral surface of the sleeve (30) is largely deformed.
そして、スリーブ（30）の外径がロータコア（21）の軸孔（21a）の内径よりも大きくなるように変位した箇所において、焼き嵌めによる締め代が確保される。つまり、図２（ａ）では、−３０°，３０°，１５０°，及び２１０°の４箇所において、ロータコア（21）の軸孔（21a）の内周面とスリーブ（30）の外周面とが接触していることが分かる。 Further, a tightening allowance by shrink fitting is ensured at a location displaced so that the outer diameter of the sleeve (30) is larger than the inner diameter of the shaft hole (21a) of the rotor core (21). That is, in FIG. 2A, at the four locations of −30 °, 30 °, 150 °, and 210 °, the inner peripheral surface of the shaft hole (21a) of the rotor core (21) and the outer peripheral surface of the sleeve (30) It can be seen that is touching.
図３（ａ）は、従来の６極のロータコアにおける軸孔の内径及びスリーブの外径の変位量を示すグラフ図であり、図３（ｂ）は、ロータコアとスリーブとの締め代を示す概略図である。 FIG. 3A is a graph showing the amount of displacement of the inner diameter of the shaft hole and the outer diameter of the sleeve in the conventional six-pole rotor core, and FIG. 3B is a schematic diagram showing the interference between the rotor core and the sleeve. FIG.
図３（ｂ）において右側を０°としたときに、スリーブ（30）のキー溝（30a）は、２７０°（図３（ｂ）で下側）の位置に配置されている。そして、従来の回転子（20）では、スリーブ（30）のキー溝（30a）は、ロータコア（21）のブリッジ（26）とロータコア（21）の回転中心（O）とを結ぶ中心線上に配置されている。これにより、回転中心（O）と０°及び１８０°とを通る水平線上には、互いに隣接する磁極構成部（25）の間が配置される。 When the right side is 0 ° in FIG. 3B, the key groove (30a) of the sleeve (30) is disposed at a position of 270 ° (lower side in FIG. 3B). In the conventional rotor (20), the keyway (30a) of the sleeve (30) is arranged on the center line connecting the bridge (26) of the rotor core (21) and the rotation center (O) of the rotor core (21). Has been. Thereby, between the magnetic pole components (25) adjacent to each other is arranged on a horizontal line passing through the rotation center (O) and 0 ° and 180 °.
ここで、従来のロータコア（21）が高速回転すると、ロータコア（21）の軸孔（21a）は、極中心位置に設けられたブリッジ（26）と回転中心（O）とを結ぶ中心線に沿って径方向外側に膨らむように変形する。一方、スリーブ（30）の外周面は、キー溝（30a）が形成された方向を短軸とする楕円形状に変形する。 Here, when the conventional rotor core (21) rotates at a high speed, the shaft hole (21a) of the rotor core (21) follows the center line connecting the bridge (26) provided at the pole center position and the rotation center (O). And deform so as to swell radially outward. On the other hand, the outer peripheral surface of the sleeve (30) is deformed into an elliptical shape having a minor axis in the direction in which the key groove (30a) is formed.
この場合には、図３（ａ）に示すように、０°及び１８０°の２箇所のみにおいて、ロータコア（21）の軸孔（21a）の内周面とスリーブ（30）の外周面とが接触していることが分かる。そのため、ロータコア（21）とスリーブ（30）との間で位置ずれが発生してしまい、回転のアンバランスが生じて騒音や振動を引き起こすおそれがある。 In this case, as shown in FIG. 3 (a), the inner peripheral surface of the shaft hole (21a) of the rotor core (21) and the outer peripheral surface of the sleeve (30) are only at two locations of 0 ° and 180 °. You can see that they are touching. For this reason, positional displacement occurs between the rotor core (21) and the sleeve (30), which may cause rotation imbalance and cause noise and vibration.
以上のように、本実施形態１に係る回転子（20）の構成であれば、ロータコア（21）の高速回転時に生じる遠心力によってロータコア（21）及びスリーブ（30）が変形した場合でも、ロータコア（21）とスリーブ（30）との焼き嵌めによる締め代の相対的な変化を緩和させることができ、ロータコア（21）とスリーブ（30）とを複数箇所にわたって接触させて締め代を十分に確保することができる。 As described above, with the configuration of the rotor (20) according to the first embodiment, even when the rotor core (21) and the sleeve (30) are deformed by the centrifugal force generated when the rotor core (21) rotates at high speed, the rotor core The relative change in the tightening allowance due to shrink fitting between the sleeve (21) and the sleeve (30) can be alleviated, and the rotor core (21) and the sleeve (30) are brought into contact with each other at a plurality of locations to sufficiently secure the allowance. can do.
《実施形態２》
図４は、本実施形態２に係る磁石埋込型モータの回転子の構成を示す断面図である。以下、実施形態１と同じ部分については同じ符号を付し、相違点についてのみ説明する。
<< Embodiment 2 >>
FIG. 4 is a cross-sectional view showing the configuration of the rotor of the magnet-embedded motor according to the second embodiment. Hereinafter, the same parts as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and only differences will be described.
図４に示すように、ロータコア（21）には、周方向に等間隔に４極の磁極構成部（25）が設けられている。 As shown in FIG. 4, the rotor core (21) is provided with four-pole magnetic pole components (25) at equal intervals in the circumferential direction.
磁極構成部（25）は、極中心位置に設けられたブリッジ（26）によって幅方向に分割された一対の磁石挿入孔（27）に対して磁石（28）がそれぞれ埋め込まれることで構成されている。一対の磁石挿入孔（27）は、軸方向から見て矩形状に形成され且つ互いに直線状に配列されている。 The magnetic pole component (25) is configured by embedding a magnet (28) in a pair of magnet insertion holes (27) divided in the width direction by a bridge (26) provided at a pole center position. Yes. The pair of magnet insertion holes (27) are formed in a rectangular shape when viewed from the axial direction and are arranged linearly with respect to each other.
スリーブ（30）の内周面には、軸方向に延びるキー溝（30a）が形成されている。スリーブ（30）のキー溝（30a）は、ロータコア（21）のブリッジ（26）とロータコア（21）の回転中心（O）とを結ぶ中心線上に配置されている。これにより、ロータコア（21）の高速回転時に生じる遠心力によってロータコア（21）及びスリーブ（30）が変形した場合でも、ロータコア（21）とスリーブ（30）との締め代を十分に確保できる。以下、この点について図５及び図６を用いて説明する。 A key groove (30a) extending in the axial direction is formed on the inner peripheral surface of the sleeve (30). The keyway (30a) of the sleeve (30) is disposed on the center line connecting the bridge (26) of the rotor core (21) and the rotation center (O) of the rotor core (21). Thereby, even when the rotor core (21) and the sleeve (30) are deformed by the centrifugal force generated when the rotor core (21) rotates at a high speed, a sufficient margin for tightening the rotor core (21) and the sleeve (30) can be secured. Hereinafter, this point will be described with reference to FIGS. 5 and 6.
図５（ａ）は、本実施形態２に係る４極のロータコアにおける軸孔の内径及びスリーブの外径の変位量を示すグラフ図であり、図５（ｂ）は、ロータコアとスリーブとの締め代を示す概略図である。 FIG. 5A is a graph showing the amount of displacement of the inner diameter of the shaft hole and the outer diameter of the sleeve in the four-pole rotor core according to the second embodiment, and FIG. 5B is a diagram showing the tightening between the rotor core and the sleeve. It is the schematic which shows the cost.
図５（ｂ）において右側を０°としたときに、スリーブ（30）のキー溝（30a）は、２７０°（図５（ｂ）で下側）の位置に配置されている。本実施形態では、スリーブ（30）のキー溝（30a）は、ロータコア（21）のブリッジ（26）とロータコア（21）の回転中心（O）とを結ぶ中心線上に配置されている。これにより、回転中心（O）と０°及び１８０°とを通る水平線上には、ロータコア（21）の別のブリッジ（26）が配置される。 When the right side is 0 ° in FIG. 5B, the key groove (30a) of the sleeve (30) is disposed at a position of 270 ° (lower side in FIG. 5B). In the present embodiment, the key groove (30a) of the sleeve (30) is disposed on the center line connecting the bridge (26) of the rotor core (21) and the rotation center (O) of the rotor core (21). Thereby, another bridge (26) of the rotor core (21) is arranged on a horizontal line passing through the rotation center (O) and 0 ° and 180 °.
図５（ａ）の縦軸は、ロータコア（21）の軸孔（21a）の内径とスリーブ（30）の外径とを示している。ここで、ロータコア（21）が高速回転すると、ロータコア（21）の軸孔（21a）は、極中心位置に設けられたブリッジ（26）と回転中心（O）とを結ぶ中心線に沿って径方向外側に膨らむように変形する。一方、スリーブ（30）の外周面は、キー溝（30a）が形成された方向を短軸とする楕円形状に変形する。 The vertical axis | shaft of Fig.5 (a) has shown the internal diameter of the shaft hole (21a) of a rotor core (21), and the outer diameter of a sleeve (30). Here, when the rotor core (21) rotates at a high speed, the shaft hole (21a) of the rotor core (21) has a diameter along the center line connecting the bridge (26) provided at the pole center position and the rotation center (O). Deforms to swell outward in the direction. On the other hand, the outer peripheral surface of the sleeve (30) is deformed into an elliptical shape having a minor axis in the direction in which the key groove (30a) is formed.
本実施形態２に係る４極の磁極構成部（25）が設けられたロータコア（21）では、ブリッジ（26）とロータコア（21）の回転中心（O）とを結ぶ中心線上にスリーブ（30）のキー溝（30a）を配置している。そのため、ロータコア（21）の軸孔（21a）の内周面が大きく変形する方向と、スリーブ（30）の外周面が大きく変形する方向とを一致させることができる。 In the rotor core (21) provided with the four-pole magnetic pole component (25) according to the second embodiment, the sleeve (30) is placed on the center line connecting the bridge (26) and the rotation center (O) of the rotor core (21). The keyway (30a) is arranged. Therefore, the direction in which the inner peripheral surface of the shaft hole (21a) of the rotor core (21) is greatly deformed can coincide with the direction in which the outer peripheral surface of the sleeve (30) is largely deformed.
そして、スリーブ（30）の外径がロータコア（21）の軸孔（21a）の内径よりも大きくなるように変位した箇所において、焼き嵌めによる締め代が確保される。つまり、図５（ａ）では、−４５°，４５°，１３５°，及び２２５°の４箇所において、ロータコア（21）の軸孔（21a）の内周面とスリーブ（30）の外周面とが接触していることが分かる。 Further, a tightening allowance by shrink fitting is ensured at a location displaced so that the outer diameter of the sleeve (30) is larger than the inner diameter of the shaft hole (21a) of the rotor core (21). That is, in FIG. 5A, at the four locations of −45 °, 45 °, 135 °, and 225 °, the inner peripheral surface of the shaft hole (21a) of the rotor core (21) and the outer peripheral surface of the sleeve (30) It can be seen that is touching.
図６（ａ）は、従来の４極のロータコアにおける軸孔の内径及びスリーブの外径の変位量を示すグラフ図であり、図６（ｂ）は、ロータコアとスリーブとの締め代を示す概略図である。 FIG. 6A is a graph showing the amount of displacement of the inner diameter of the shaft hole and the outer diameter of the sleeve in the conventional four-pole rotor core, and FIG. 6B is a schematic diagram showing the interference between the rotor core and the sleeve. FIG.
図６（ｂ）において右側を０°としたときに、スリーブ（30）のキー溝（30a）は、２７０°（図６（ｂ）で下側）の位置に配置されている。そして、従来の回転子（20）では、スリーブ（30）のキー溝（30a）は、互いに隣接する磁極構成部（25）の間とロータコア（21）の回転中心（O）とを結ぶ中心線上に配置されている。これにより、回転中心（O）と０°及び１８０°とを通る水平線上には、互いに隣接する磁極構成部（25）の間が配置される。 When the right side is 0 ° in FIG. 6B, the key groove (30a) of the sleeve (30) is arranged at a position of 270 ° (lower side in FIG. 6B). In the conventional rotor (20), the key groove (30a) of the sleeve (30) is on the center line connecting between the magnetic pole constituent parts (25) adjacent to each other and the rotation center (O) of the rotor core (21). Is arranged. Thereby, between the magnetic pole components (25) adjacent to each other is arranged on a horizontal line passing through the rotation center (O) and 0 ° and 180 °.
ここで、従来のロータコア（21）が高速回転すると、ロータコア（21）の軸孔（21a）は、極中心位置に設けられたブリッジ（26）と回転中心（O）とを結ぶ中心線に沿って径方向外側に膨らむように変形する。一方、スリーブ（30）の外周面は、キー溝（30a）が形成された方向を短軸とする楕円形状に変形する。 Here, when the conventional rotor core (21) rotates at a high speed, the shaft hole (21a) of the rotor core (21) follows the center line connecting the bridge (26) provided at the pole center position and the rotation center (O). And deform so as to swell radially outward. On the other hand, the outer peripheral surface of the sleeve (30) is deformed into an elliptical shape having a minor axis in the direction in which the key groove (30a) is formed.
この場合には、図６（ａ）に示すように、０°及び１８０°の２箇所のみにおいて、ロータコア（21）の軸孔（21a）の内周面とスリーブ（30）の外周面とが接触していることが分かる。そのため、ロータコア（21）とスリーブ（30）との間で位置ずれが発生してしまい、回転のアンバランスが生じて騒音や振動を引き起こすおそれがある。 In this case, as shown in FIG. 6 (a), the inner peripheral surface of the shaft hole (21a) of the rotor core (21) and the outer peripheral surface of the sleeve (30) are only at two locations of 0 ° and 180 °. You can see that they are touching. For this reason, positional displacement occurs between the rotor core (21) and the sleeve (30), which may cause rotation imbalance and cause noise and vibration.
以上のように、本実施形態２に係る回転子（20）の構成であれば、ロータコア（21）の高速回転時に生じる遠心力によってロータコア（21）及びスリーブ（30）が変形した場合でも、ロータコア（21）とスリーブ（30）との焼き嵌めによる締め代の相対的な変化を緩和させることができ、ロータコア（21）とスリーブ（30）とを複数箇所にわたって接触させて締め代を十分に確保することができる。 As described above, with the configuration of the rotor (20) according to the second embodiment, even when the rotor core (21) and the sleeve (30) are deformed by the centrifugal force generated when the rotor core (21) rotates at high speed, the rotor core The relative change in the tightening allowance due to shrink fitting between the sleeve (21) and the sleeve (30) can be alleviated, and the rotor core (21) and the sleeve (30) are brought into contact with each other at a plurality of locations to sufficiently secure the allowance. can do.
《その他の実施形態》
前記実施形態については、以下のような構成としてもよい。
<< Other Embodiments >>
About the said embodiment, it is good also as following structures.
前記実施形態では、磁石（28）を埋め込むための一対の磁石挿入孔（27）が、軸方向から見て矩形状に形成され且つ互いに直線状に配列された形態について説明したが、この形態に限定するものではない。例えば、図７に示すように、一対の磁石挿入孔（27）を軸方向から見てＶ字状に配列させた形態であってもよい。 In the embodiment described above, the pair of magnet insertion holes (27) for embedding the magnet (28) is formed in a rectangular shape when viewed from the axial direction and is arranged linearly with respect to each other. It is not limited. For example, as shown in FIG. 7, the pair of magnet insertion holes (27) may be arranged in a V shape when viewed from the axial direction.
また、図８に示すように、一対の磁石挿入孔（27）が軸方向から見て円弧状に形成された形態であってもよい。 Further, as shown in FIG. 8, the pair of magnet insertion holes (27) may be formed in an arc shape when viewed from the axial direction.
以上説明したように、本発明は、スリーブの内周面に形成されたキー溝の配置を工夫することで、モータの高速駆動時に生じる遠心力によってロータコア及びスリーブが変形した場合でも、ロータコアとスリーブとの締め代を十分に確保できるという実用性の高い効果が得られることから、きわめて有用で産業上の利用可能性は高い。 As described above, according to the present invention, even if the rotor core and the sleeve are deformed by the centrifugal force generated when the motor is driven at a high speed, the arrangement of the key groove formed on the inner peripheral surface of the sleeve is devised. Therefore, it is very useful and has high industrial applicability.
10 磁石埋込型モータ
20 回転子
21 ロータコア
21a 軸孔
25 磁極構成部
26 ブリッジ
27 磁石挿入孔
28 磁石
30 スリーブ
30a キー溝
31 キー
35 回転軸
10 Embedded magnet motor
20 rotor
21 Rotor core
21a Shaft hole
25 Magnetic pole components
26 Bridge
27 Magnet insertion hole
28 magnets
30 sleeves
30a Keyway
31 key
35 axis of rotation
Claims (4)
前記ロータコア（21）には、前記磁極構成部（25）が６極設けられ、
前記磁極構成部（25）は、極中心位置に設けられたブリッジ（26）によって幅方向に分割された一対の磁石挿入孔（27）に対して前記磁石（28）がそれぞれ埋め込まれることで構成され、
前記スリーブ（30）のキー溝（30a）は、互いに隣接する前記磁極構成部（25）の間と前記ロータコア（21）の回転中心（O）とを結ぶ中心線上に配置されていることを特徴とする磁石埋込型モータの回転子。 A rotor core (21) in which a plurality of magnetic pole constituent parts (25) having magnets (28) for constituting magnetic poles are provided at equal intervals in the circumferential direction, and a shaft hole (21a) is formed at the center, and the rotor core ( 21) A cylindrical sleeve (30) which is shrink-fitted into the shaft hole (21a) and has an axially extending key groove (30a) formed on the inner peripheral surface thereof, and is inserted into the sleeve (30). And a rotary shaft (35) that rotates integrally with the sleeve (30) and the rotor core (21) by fitting a key (31) into the key groove (30a). A rotor,
The rotor core (21) is provided with 6 poles of the magnetic pole component (25),
The magnetic pole component (25) is configured such that the magnet (28) is embedded in a pair of magnet insertion holes (27) divided in the width direction by a bridge (26) provided at a pole center position. And
The key groove (30a) of the sleeve (30) is disposed on a center line connecting the magnetic pole component (25) adjacent to each other and the rotation center (O) of the rotor core (21). The rotor of an embedded magnet motor.
前記ロータコア（21）には、前記磁極構成部（25）が４極設けられ、
前記磁極構成部（25）は、極中心位置に設けられたブリッジ（26）によって幅方向に分割された一対の磁石挿入孔（27）に対して前記磁石（28）がそれぞれ埋め込まれることで構成され、
前記スリーブ（30）のキー溝（30a）は、前記ブリッジ（26）と前記ロータコア（21）の回転中心（O）とを結ぶ中心線上に配置されていることを特徴とする磁石埋込型モータの回転子。 A rotor core (21) in which a plurality of magnetic pole constituent parts (25) having magnets (28) for constituting magnetic poles are provided at equal intervals in the circumferential direction, and a shaft hole (21a) is formed at the center, and the rotor core ( 21) A cylindrical sleeve (30) which is shrink-fitted into the shaft hole (21a) and has an axially extending key groove (30a) formed on the inner peripheral surface thereof, and is inserted into the sleeve (30). And a rotary shaft (35) that rotates integrally with the sleeve (30) and the rotor core (21) by fitting a key (31) into the key groove (30a). A rotor,
The rotor core (21) is provided with four pole components (25),
The magnetic pole component (25) is configured such that the magnet (28) is embedded in a pair of magnet insertion holes (27) divided in the width direction by a bridge (26) provided at a pole center position. And
An embedded magnet motor characterized in that the keyway (30a) of the sleeve (30) is disposed on a center line connecting the bridge (26) and the rotation center (O) of the rotor core (21). Rotor.
前記一対の磁石挿入孔（27）は、軸方向から見て矩形状に形成され且つ互いに直線状又はＶ字状に配列されていることを特徴とする磁石埋込型モータの回転子。 In claim 1 or 2,
The pair of magnet insertion holes (27) are formed in a rectangular shape when viewed from the axial direction and are arranged linearly or in a V shape with respect to each other.
前記一対の磁石挿入孔（27）は、軸方向から見て円弧状に形成されていることを特徴とする磁石埋込型モータの回転子。 In claim 1 or 2,
The pair of magnet insertion holes (27) is formed in an arc shape when viewed from the axial direction, and is a rotor for an embedded magnet motor.
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