JP4451533B2 - Electric motor rotor and method of manufacturing the same - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は電動機の回転子に関し、さらに詳しくは、回転子鉄心に形成される複数の二次導体に発生する渦電流を低減するようにした電動機の回転子及びその製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
図12は、従来の誘導電動機の回転子鉄心を示しており、特に回転子鉄心を構成する複数の回転子コア1,…,1の一つを示している。
【0003】
図12に示されるように、軸方向に積層される複数の回転子コア1,…,1の各々には、その円周上に、「なすび型」をした複数の二次導体形成穴2,…,2が所定の間隔で穿設されている。複数の回転子コア1,…,1の積層後、二次導体形成穴2,…,2には液体状のアルミニウムが充填され、充填されたアルミニウムを固化することによりアルミ二次導体が形成される(アルミダイキャスト)。
【0004】
図12の例では、22本の棒状導体が二次導体として回転子鉄心の内部に埋設され、その軸方向の両端は、エンドリング(図示せず)により全て短絡される。回転子鉄心は、軸穴6に回転軸(図示せず)が圧入された後、三相巻線が施された固定子鉄心(図示せず)に遊挿される。
【0005】
上記構成の誘導電動機において、固定子巻線に三相交流を通電すると、回転磁界が形成され、これにより二次導体に誘導電流が流れる。この電流と元の回転磁界との相互作用により、回転子に回転トルクが発生する。
【0006】
図13は、回転軸を含む平面で二次導体3,…,3の一つを切断した断面図であり、図示した磁束φが導体内を貫通することにより、導体内部に循環電流Iが発生する。この循環電流Iは、トルク発生に寄与しないが(同方向の磁束に対し、大きさが等しく、向きが逆の電流が作用するので、トルクはキャンセルされてしまう)、ジュール損は発生するので、電動機の効率低下を惹起するという問題がある。
【0007】
一方、特開昭57−28557号公報には、二次導体の形状を変えることにより高調波二次損失を低減し、電動機の効率を向上させるようにした誘導電動機の回転子が開示されている。
【0008】
詳述すると、各回転子コアの二次導体形成穴には複数の突起部が形成されており、複数の回転子コアの各々を僅かにずらしながら順次積層することにより、上記突起部をらせん状に配置している。この回転子は、アルミダイキャストにより軸方向にらせん状の二次導体が形成される。
【0009】
この構成において、二次導体形成穴の上部で誘起される高調波電流(二次電流)はらせん状に流れ、電流の流れる範囲が二次導体形成穴の全周となり、断面積が増大して等価抵抗が小さくなることにより、効率の低下を抑制している。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特開昭57−28557号公報に開示の誘導電動機の回転子においては、突起部が形成されない場合に比べて、高調波電流の流れる径路が変化するだけの構成で、多少の損失低減効果は認められるものの、まだまだ改善の余地があった。
【0011】
本発明は、従来技術の有するこのような問題点に鑑みてなされたものであり、複数の二次導体に発生する渦電流を低減することにより電動機効率を向上させることのできる安価で信頼性の高い回転子及びその製造方法を提供することを目的としている。
【0012】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明のうちで請求項1に記載の電動機の回転子は、軸方向に積層され二次導体形成用の複数の開口部を有する複数の回転子コアと、上記二次導体形成用開口部にアルミニウムを充填して形成された二次導体とを備えた電動機の回転子であって、各回転子コアの上記複数の開口部は円周方向に所定の間隔で形成され、上記複数の開口部の各々を上記回転子コアに設けた仕切部で分離された複数の穴で構成し、上記二次導体の各々を上記仕切部で分離された複数個のパーツで構成するとともに、各回転子コアの中心と上記仕切部の中心とを結ぶ線に対し、上記仕切部の中心線がなす角度が、軸方向に隣接する回転子コア同士で互いに異なり、上記二次導体の各々の上記複数個のパーツを上記二次導体の軸方向に転位させたことを特徴とする。
【0013】
また、請求項2に記載の発明は、上記複数個のパーツの軸方向断面積を略一定に設定したことを特徴とする。
【0014】
さらに、請求項3に記載の発明は、上記各パーツの転位角を180°の整数倍に設定したことを特徴とする。
【0015】
また、請求項4に記載の発明は、上記二次導体の内側に複数の永久磁石を埋設したことを特徴とする。
【0016】
また、請求項5に記載の発明は、上記二次導体の各々の中心線を、各回転子コアの中心に形成された軸穴の中心を軸方向に結んだ線に対し傾斜させたことを特徴とする。
【0017】
また、請求項6に記載の発明は、隣接する上記開口部の離間距離をτ1、上記仕切部の幅をτ2、上記開口部の軸穴中心からの距離をR、上記開口部の数をNr、上記複数の回転子コアの各々の厚みをtとして、
τ1≧2πR/(4Nr)
t/2≦τ2≦2t
に設定したことを特徴とする。
【0018】
さらに、請求項7に記載の電動機回転子の製造方法は、複数の回転子コアの各々に仕切部で分離された複数の穴を有する二次導体形成用開口部を円周方向に所定の間隔で複数個形成し、各回転子コアの中心と上記仕切部の中心とを結ぶ線に対し、上記仕切部の中心線がなす角度が、軸方向に隣接する回転子コア同士で互いに異なるように上記複数の回転子コアを順次積層し、上記二次導体形成用開口部に液体状のアルミニウムを充填し固化することにより軸方向に転位した複数のパーツで構成される複数の二次導体を形成するようにしたことを特徴とする。
【0019】
また、請求項8に記載の発明は、上記複数の回転子コアとして、上記角度が円周方向に徐々に変化する仕切部を有する同一形状の回転子コアを複数枚用意し、軸方向に隣接する回転子コアを二次導体形成用開口部の少なくとも1ピッチずつずらして順次積層するようにしたことを特徴とする。
【0020】
また、請求項9に記載の発明は、軸方向に隣接する回転子コアを少なくとも1ピッチずつずらした後、さらに円周方向に所定距離ずらすことにより二次導体の各々の中心線を、各回転子コアの中心に形成された軸穴の中心を軸方向に結んだ線に対し傾斜させたことを特徴とする。
【0021】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
実施の形態1.
図1は、本発明の実施の形態1にかかる誘導電動機の回転子鉄心を示しており、特に回転子鉄心を構成する複数の回転子コア1,…,1の一つを示している。
図1に示されるように、軸方向に積層される複数の回転子コア1,…,1の各々には、その円周上に、複数の二次導体形成用円形開口部2,…,2が所定の間隔で穿設されており、各二次導体形成用開口部2は、コア1の仕切部1aにより分割された近接する二つの半円状の穴2a,2bからなる。
【0022】
ここで、各回転子コア1に形成された二次導体形成用開口部2,…,2において、軸穴6に圧入される回転軸(図示せず)の中心と仕切部1aの中心とを結ぶ線に対し、仕切部1aの中心線がなす角度θが、円周方向の位置に応じて徐々に変化するよう設定されている。
【0023】
アルミダイキャストにより二次導体を形成するに際し、上記形状の回転子コア1を複数枚用意し、隣接する回転子コア1を円周方向に二次導体形成用開口部2,…,2の1ピッチあるいは数ピッチずつ順次ずらして積層する。次に、二次導体形成用開口部2,…,2に液体状のアルミニウムを充填し固化すると、図2に示されるような互いに分離された二つのパーツ3a,3bからなるアルミ二次導体3が所定間隔で複数個形成される。
【0024】
図1の回転子コア1を使用した場合、22本の棒状導体3,…,3が二次導体として回転子鉄心の内部に埋設され、その軸方向の両端は、エンドリング(図示せず)により全て短絡される。回転子鉄心は、軸穴6に回転軸(図示せず)が圧入された後、三相巻線が施された固定子鉄心(図示せず)に遊挿される。
【0025】
図3は、アルミ二次導体3,…,3の一つを軸に垂直に所定間隔で切断した断面図であり、仕切部1aの角度が徐々に変化しているのが認められる。
【0026】
また、図4は、アルミ二次導体3,…,3の一つを軸を含む平面で切断した断面図である。
【0027】
図4に示されるように、磁束φが二次導体3の各パーツ3a,3b内を貫通することにより、各パーツ3a,3b内部に循環電流I1,I2がそれぞれ流れるが、その各々はスリットを超えて流れることがないので、局部的な流路となる。したがって、渦電流が大幅に減少し、電動機の効率が向上する。
【0028】
本発明は、上記構成において、各二次導体3を二つのパーツ3a,3bに分離した点に特徴がある。すなわち、各二次導体形成用の開口部2として、近接した位置に二つの半円状の穴2a,2bが独立して設けられており、この二つの穴2a,2bを仕切るために、各回転子コア1に仕切部1aが形成されている。二つの穴2a,2bの距離が大きいと、単に二次導体の数を増加しただけになるので、仕切部1aの幅を狭くし、ほぼ同じ磁束密度レベルの位置に各二次導体3の2つのパーツ3a,3bを配置している。
【0029】
発明者らがこれまでに行った検討の結果、隣接する開口部2,…,2の離間距離をτ1、仕切部1aの幅をτ2、開口部2,…,2の軸穴6中心からの距離をR、開口部2,…,2の数をNrとすると(図5参照)、以下のような結果が得られた。
【0030】
(1)開口部2,…,2は、アルミダイキャストにより二次導体として機能する単位のものであればよく、
τ1≧2πR/(4Nr)
が好ましい。
(2)仕切部1aを通過する磁束数を低減するために、
τ2≦2t (t:各回転子コア1の厚み)
が好ましい。
(3)仕切部1aの幅は、アルミダイキャスト時の強度を確保するために、
τ2≧t/2
とすべきであり、さらに好ましくは、
τ2≧t
とすべきである。
【0031】
次に、仕切部1aの回転角度について考察する。
仕切部1aの回転角度の軸方向積分値(軸方向の最下部から最上部までのひねり度合あるいは転移の度合)をθTOTALとすると、θTOTALを180度の倍数とすることにより渦電流を低減することができ、倍数を大きくすると、それだけ局部的に流れる量も減少する。また、軸方向に積層された回転子コア1,…,1の1枚分進んだときの仕切部1aの回転角度のずれをδθとすると、
δθ=(k×180/Nr)°
k:任意の整数、
とすれば、一つの金型で作製した複数の回転子コアを順次回転させながら積層することで実現することができる。この場合、金型が一つで済むので、設備的に非常に有利であるが、各二次導体形成用開口部2を個別に加工すれば、何らの制約を受けることなく任意のピッチで転位させる(ひねりを入れる)ことができる。
【0032】
なお、図1に示される回転子コア1では、隣り合う仕切部1aの回転角度のズレを、
δθ=(1×180/22)°=8.18°
に設定している(転位(ツイスト)角:180°)。
【0033】
また、図6に示される回転子コア1では、k=2に設定しており、隣り合う二次導体の仕切部1aの回転角度のずれを、
δθ=(2×180/22)°=16.36°
に設定したものである(転位角:360°)。
【0034】
実施の形態2.
図7は、回転子をスキューした場合の本発明の実施の形態2にかかる誘導電動機の二次導体3Aを示している。
【0035】
スキューとは、回転軸と二次導体の中心線とが平行ではなく、ある角度で傾斜するようにしたもので、具体的には、回転子鉄心を構成する各コアを円周方向に順次ずらしながら積層することにより実現される。この種の電動機は、運転時のトルクの脈動を抑制できる等の効果はあるが、逆に漏れ電流増加による効率低下という欠点もあり、専ら小型機に採用されている。
【0036】
アルミダイキャストにより二次導体を形成するに際し、図1に示される回転子コア1を複数枚用意し、隣接する回転子コア1を円周方向に1ピッチあるいは数ピッチずつ順次ずらすとともに、各回転子コア1を円周方向にさらに所定距離ずらしながら積層する。次に、二次導体形成用開口部に液体状のアルミニウムを充填し固化すると、図7に示されるようなアルミ二次導体3Aが所定間隔で複数個形成される。
【0037】
図8は、図7に示される二次導体3Aにおいて、隣接する2層分のみを示したものであり、二つの独立した二次導体が互いにショート(接触)することがないよう(矢印の部分)、スキュー角と隙間部の寸法を適宜設定している。
【0038】
なお、上記実施の形態1及び2においては、各二次導体3,3Aを2分割したが、本発明は2分割に限定されるものではなく、2分割以上の複数分割にすることもできる。ただし、複数に分割された各パーツの抵抗を略一定にするために、軸方向の各断面における断面積を略一定にしている。
【0039】
図9は、各回転子コア1に十字形の仕切部1bを形成し、各二次導体3Bを4分割したものである。このように分割数を増加するほど、渦電流低減により効果があるが、仕切部1bの体積も増加することから導体断面積が減少する点に注意を払う必要がある。
【0040】
さらに、上記実施の形態においては、各二次導体3,3A,3Bの断面形状を円形としたが、円形以外の形状を採用することもできる。
【0041】
図10は、各二次導体3Cの断面形状を円形ではなく楕円形にしたものである。この例では、軸に垂直な平面で切断した二次導体3Cの断面積を等しく設定するために、仕切部1cの長さが短くなるほど、仕切部1cの幅を広くしている。このように、各二次導体3Cを細長くすることで、鉄心の磁路部分の幅を広くすることができ、電動機の特性が向上する。
【0042】
当然のことながら、図12に示される「なすび型」断面形状を採用することもできる。
【0043】
さらに、上記実施の形態では、全運転領域において誘導機として機能する電動機の例について示したが、本発明は誘導電動機に限定されるものではなく同期電動機にも採用可能である。
【0044】
図11は、誘導始動の永久磁石同期電動機に積層される複数の回転子コア1,…,1の一つを示しており、その円周上には、円形の複数の二次導体形成用開口部2,…,2が所定の間隔で穿設されている。各二次導体形成用開口部2は、コア1の仕切部1aにより分割された近接する二つの半円状の穴2a,2bからなる。二次導体形成用開口部2,…,2の内側で、軸穴6の周囲には、四つの離間した永久磁石挿入穴7,…,7が穿設されており、各永久磁石挿入穴7には一つの永久磁石4が挿入されている。
【0045】
なお、アルミダイキャストにより二次導体を形成する過程あるいは二次導体の形状については、上記実施の形態1あるいは2と同じなので、その説明は省略する。
【0046】
また、上記実施の形態においては、複数の回転子コア1,…,1を積層するに際し、隣接する回転子コア1を円周方向に少なくとも1ピッチずつ順次ずらすようにしたが、複数枚毎にずらしてもよい。すなわち、同じ回転子コア1を数枚(例えば3枚)積層し、次に少なくとも1ピッチ分ずらしたものを同様に数枚積層する。以後、所定数の回転子コアを同様に積層した後、アルミダイキャストにより二次導体が形成される。
【0047】
【発明の効果】
本発明は、以上説明したように構成されているので、以下に記載されるような効果を奏する。
本発明のうちで請求項1に記載の発明によれば、複数の二次導体形成用開口部の各々を回転子コアの仕切部で分離された複数の穴で構成し、二次導体の各々を近接する複数個のパーツで構成するとともに、各パーツを軸方向に転位させるようにしたので、各パーツを磁束が通過しても循環電流は局部的にしか流れることがない。したがって、複数の二次導体に発生する渦電流が低減し、電動機効率を向上させることができる。
【0048】
また、請求項2に記載の発明によれば、複数のパーツの軸方向断面積を略一定に設定したので、各パーツの抵抗が略一定となり、渦電流をより効果的に低減することができる。
【0049】
さらに、請求項3に記載の発明によれば、各パーツの転位角を180°の整数倍に設定したので、各パーツに生じる渦電流を効率よくキャンセルすることができる。
【0050】
また、請求項4に記載の発明によれば、二次導体の内側に複数の永久磁石を埋設するようにしたので、本発明は誘導電動機のみならず、誘導始動の同期電動機にも採用することができる。
【0051】
また、請求項5に記載の発明によれば、二次導体の各々を軸穴に対し傾斜させるようにしたので、電動機運転時のトルクの脈動を抑制することができ、信頼性を向上させることができる。
【0052】
また、請求項6に記載の発明によれば、隣接する開口部の離間距離をτ1、仕切部の幅をτ2、開口部の軸穴中心からの距離をR、開口部の数をNr、複数の回転子コアの各々の厚みをtとして、
τ1≧2πR/(4Nr)
t/2≦τ2≦2t
に設定したので、二次導体を不必要に増加することなく所定数の二次導体を形成することができるとともに、仕切部を通過する磁束数を低減し、アルミダイキャスト時の強度も確保することができる。
【0053】
さらに、請求項7に記載の発明によれば、各回転子コアに仕切部で分離された複数の穴を有する開口部を複数個形成し、隣接する回転子コアの仕切部の傾斜角が異なるように回転子コアを順次積層し、開口部に液体状のアルミニウムを充填し固化することにより軸方向に転位した複数のパーツで構成される二次導体を形成するようにしたので、各パーツを磁束が通過しても循環電流は局部的にしか流れることがなく、二次導体に発生する渦電流が低減し、電動機効率を向上させることができる。
【0054】
また、請求項8に記載の発明によれば、傾斜角が円周方向に徐々に変化する仕切部を有する同一形状の回転子コアを複数枚用意し、隣接する回転子コアを二次導体形成用開口部の少なくとも1ピッチずつずらして順次積層するようにしたので、金型が一つで済み、回転子を安価に製作することができる。
【0055】
また、請求項9に記載の発明によれば、隣接する回転子コアを少なくとも1ピッチずつずらした後、さらに所定距離ずらすことにより二次導体の各々を軸穴に対し傾斜させるようにしたので、電動機運転時のトルクの脈動を抑制することができ、信頼性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の実施の形態1にかかる電動機の回転子コアの平面図である。
【図2】 図1の回転子コアに形成される二次導体の斜視図である。
【図3】 図2の二次導体を軸に垂直に所定間隔で切断した断面図であり、(a)〜(l)は仕切部の傾斜角が徐々に変化している様子をそれぞれ示している。
【図4】 図2の二次導体を軸を含む平面で切断した部分断面図である。
【図5】 図1の回転子コアに穿設された複数の開口部のサイズ、離間距離等を説明するための部分拡大平面図である。
【図6】 図1の回転子コアの変形例の平面図である。
【図7】 本発明の実施の形態2にかかる誘導電動機の回転子に形成される二次導体の斜視図である。
【図8】 図7の二次導体において、隣接する2層分のみを示す斜視図である。
【図9】 二次導体の変形例の軸に垂直な断面図である。
【図10】 二次導体の別の変形例の軸に垂直な断面図であり、(a)及び(b)は軸方向に離間した部位をそれぞれ示している。
【図11】 図1の回転子コアの別の変形例の平面図である。
【図12】 従来の電動機の回転子コアの平面図である。
【図13】 図12の回転子コアに形成される二次導体を軸を含む平面で切断した部分断面図である。
【符号の説明】
1 回転子コア、 1a 仕切部、 2 二次導体形成用開口部、
2a,2b 二次導体形成穴、 3,3A,3B,3C 二次導体、
3a,3b 二次導体の各パーツ、 4 永久磁石、 6 軸穴、
7 永久磁石挿入穴[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a rotor for an electric motor, and more particularly to an electric motor rotor for reducing eddy currents generated in a plurality of secondary conductors formed in a rotor core and a method for manufacturing the same.
[0002]
[Prior art]
FIG. 12 shows a rotor core of a conventional induction motor, and particularly shows one of a plurality of
[0003]
As shown in FIG. 12, each of the plurality of
[0004]
In the example of FIG. 12, 22 rod-shaped conductors are embedded as secondary conductors in the rotor core, and both ends in the axial direction are short-circuited by end rings (not shown). After the rotor shaft (not shown) is press-fitted into the shaft hole 6, the rotor core is loosely inserted into a stator core (not shown) provided with a three-phase winding.
[0005]
In the induction motor having the above configuration, when a three-phase alternating current is passed through the stator winding, a rotating magnetic field is formed, and an induced current flows through the secondary conductor. Due to the interaction between this current and the original rotating magnetic field, rotational torque is generated in the rotor.
[0006]
FIG. 13 is a cross-sectional view of one of the
[0007]
On the other hand, Japanese Patent Laid-Open No. 57-28557 discloses an induction motor rotor that reduces harmonic secondary loss by changing the shape of the secondary conductor and improves the efficiency of the motor. .
[0008]
More specifically, a plurality of protrusions are formed in the secondary conductor formation hole of each rotor core, and the protrusions are spirally formed by sequentially laminating each of the plurality of rotor cores. Is arranged. In this rotor, a spiral secondary conductor is formed in the axial direction by aluminum die casting.
[0009]
In this configuration, the harmonic current (secondary current) induced in the upper part of the secondary conductor formation hole flows in a spiral, and the current flow range becomes the entire circumference of the secondary conductor formation hole, and the cross-sectional area increases. The reduction in efficiency is suppressed by reducing the equivalent resistance.
[0010]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the rotor of the induction motor disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 57-28557, compared with the case where no protrusion is formed, the configuration in which only the path through which the harmonic current flows is changed, and there is a slight loss reduction effect. Was recognized, but there was still room for improvement.
[0011]
The present invention has been made in view of such problems of the prior art, and is inexpensive and reliable that can improve motor efficiency by reducing eddy currents generated in a plurality of secondary conductors. It aims at providing a high rotor and its manufacturing method.
[0012]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, a rotor for an electric motor according to
[0013]
The invention according to
[0014]
Furthermore, the invention described in
[0015]
The invention described in claim 4 is characterized in that a plurality of permanent magnets are embedded inside the secondary conductor.
[0016]
In the invention according to claim 5, the center line of each of the secondary conductors is inclined with respect to a line connecting the centers of shaft holes formed at the centers of the rotor cores in the axial direction. Features.
[0017]
In the invention according to claim 6, the distance between adjacent openings is τ1, the width of the partition is τ2, the distance of the opening from the center of the shaft hole is R, and the number of the openings is Nr. , Where t is the thickness of each of the plurality of rotor cores,
τ1 ≧ 2πR / (4Nr)
t / 2 ≦ τ2 ≦ 2t
It is characterized by being set to.
[0018]
Furthermore, in the method for manufacturing an electric motor rotor according to
[0019]
According to an eighth aspect of the present invention, as the plurality of rotor cores, a plurality of rotor cores having the same shape having a partition portion in which the angle gradually changes in the circumferential direction are prepared, and adjacent to each other in the axial direction. The rotor cores that are to be stacked are sequentially stacked while being shifted by at least one pitch of the opening for forming the secondary conductor.
[0020]
According to the ninth aspect of the present invention, after the rotor cores adjacent in the axial direction are shifted by at least one pitch , the center lines of the secondary conductors are rotated each time by shifting the rotor core by a predetermined distance in the circumferential direction. The center of the shaft hole formed in the center of the child core is inclined with respect to a line connecting in the axial direction .
[0021]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 shows a rotor core of an induction motor according to a first embodiment of the present invention, and particularly shows one of a plurality of
As shown in FIG. 1, each of a plurality of
[0022]
Here, in the secondary
[0023]
When the secondary conductor is formed by aluminum die casting, a plurality of
[0024]
When the
[0025]
FIG. 3 is a cross-sectional view of one of the aluminum
[0026]
4 is a cross-sectional view of one of the aluminum
[0027]
As shown in FIG. 4, when the magnetic flux φ passes through the
[0028]
The present invention is characterized in that, in the above configuration, each
[0029]
As a result of the studies conducted so far by the inventors, the separation distance between the
[0030]
(1) The
τ1 ≧ 2πR / (4Nr)
Is preferred.
(2) In order to reduce the number of magnetic fluxes passing through the
τ2 ≦ 2t (t: thickness of each rotor core 1)
Is preferred.
(3) The width of the
τ2 ≧ t / 2
And more preferably
τ2 ≧ t
Should be.
[0031]
Next, the rotation angle of the
Assuming that θ TOTAL is the axial integral value (degree of twist or transition from the lowest to the highest in the axial direction) of the rotation angle of
δθ = (k × 180 / Nr) °
k: any integer,
If so, it can be realized by sequentially laminating a plurality of rotor cores manufactured by one mold. In this case, since only one mold is required, it is very advantageous in terms of equipment. However, if each of the secondary
[0032]
In addition, in the
δθ = (1 × 180/22) ° = 8.18 °
(Dislocation (twist) angle: 180 °).
[0033]
Further, in the
δθ = (2 × 180/22) ° = 16.36 °
(Dislocation angle: 360 °).
[0034]
FIG. 7 shows the
[0035]
Skew means that the axis of rotation and the center line of the secondary conductor are not parallel, but are inclined at a certain angle. Specifically, each core constituting the rotor core is sequentially shifted in the circumferential direction. However, it is realized by stacking. This type of electric motor has an effect of suppressing torque pulsation during operation, but conversely has a drawback of a reduction in efficiency due to an increase in leakage current, and is used exclusively in small machines.
[0036]
When the secondary conductor is formed by aluminum die casting, a plurality of
[0037]
FIG. 8 shows only two adjacent layers in the
[0038]
In the first and second embodiments, each of the
[0039]
FIG. 9 shows a
[0040]
Furthermore, in the said embodiment, although the cross-sectional shape of each
[0041]
In FIG. 10, the cross-sectional shape of each
[0042]
As a matter of course, it is also possible to adopt the “slack type” cross-sectional shape shown in FIG.
[0043]
Furthermore, in the said embodiment, although the example of the electric motor which functions as an induction machine in the whole operation area | region was shown, this invention is not limited to an induction motor, It is employable also to a synchronous motor.
[0044]
FIG. 11 shows one of a plurality of
[0045]
Since the process of forming the secondary conductor by aluminum die casting or the shape of the secondary conductor is the same as in the first or second embodiment, description thereof is omitted.
[0046]
In the above embodiment, when the plurality of
[0047]
【The invention's effect】
Since the present invention is configured as described above, the following effects can be obtained.
According to the invention described in
[0048]
According to the invention described in
[0049]
Furthermore, according to the invention described in
[0050]
According to the invention described in claim 4, since a plurality of permanent magnets are embedded inside the secondary conductor, the present invention is applied not only to the induction motor but also to the synchronous motor for induction start. Can do.
[0051]
Further, according to the invention described in claim 5, since each of the secondary conductors is inclined with respect to the shaft hole, it is possible to suppress torque pulsation during motor operation and to improve reliability. Can do.
[0052]
According to the invention described in claim 6, the distance between adjacent openings is τ1, the width of the partition is τ2, the distance from the center of the shaft hole of the opening is R, the number of openings is Nr, a plurality Where t is the thickness of each of the rotor cores
τ1 ≧ 2πR / (4Nr)
t / 2 ≦ τ2 ≦ 2t
Therefore, it is possible to form a predetermined number of secondary conductors without unnecessarily increasing the number of secondary conductors, reduce the number of magnetic fluxes passing through the partition, and ensure strength during aluminum die casting. be able to.
[0053]
Furthermore, according to the invention described in
[0054]
Further, according to the invention described in
[0055]
According to the invention of
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a plan view of a rotor core of an electric motor according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a perspective view of a secondary conductor formed on the rotor core of FIG.
3 is a cross-sectional view of the secondary conductor of FIG. 2 cut at a predetermined interval perpendicular to the axis, and (a) to (l) show how the inclination angle of the partitioning portion gradually changes, respectively. Yes.
4 is a partial cross-sectional view of the secondary conductor of FIG. 2 cut along a plane including an axis.
5 is a partially enlarged plan view for explaining the size, the separation distance, and the like of a plurality of openings formed in the rotor core of FIG. 1; FIG.
FIG. 6 is a plan view of a modification of the rotor core of FIG. 1;
FIG. 7 is a perspective view of a secondary conductor formed in the rotor of the induction motor according to the second embodiment of the present invention.
8 is a perspective view showing only two adjacent layers in the secondary conductor of FIG. 7. FIG.
FIG. 9 is a cross-sectional view perpendicular to the axis of a modified example of the secondary conductor.
FIGS. 10A and 10B are cross-sectional views perpendicular to the axis of another modified example of the secondary conductor, and FIGS. 10A and 10B respectively show portions separated in the axial direction. FIGS.
FIG. 11 is a plan view of another modification of the rotor core of FIG. 1;
FIG. 12 is a plan view of a rotor core of a conventional electric motor.
13 is a partial cross-sectional view of a secondary conductor formed in the rotor core of FIG. 12 cut along a plane including an axis.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF
2a, 2b secondary conductor formation hole, 3, 3A, 3B, 3C secondary conductor,
3a, 3b Secondary conductor parts, 4 permanent magnets, 6 shaft holes,
7 Permanent magnet insertion hole
Claims (9)
各回転子コアの上記複数の開口部は円周方向に所定の間隔で形成され、上記複数の開口部の各々を上記回転子コアに設けた仕切部で分離された複数の穴で構成し、上記二次導体の各々を上記仕切部で分離された複数個のパーツで構成するとともに、各回転子コアの中心と上記仕切部の中心とを結ぶ線に対し、上記仕切部の中心線がなす角度が、軸方向に隣接する回転子コア同士で互いに異なり、上記二次導体の各々の上記複数個のパーツを上記二次導体の軸方向に転位させたことを特徴とする電動機の回転子。An electric motor comprising: a plurality of rotor cores stacked in the axial direction and having a plurality of openings for forming a secondary conductor; and a secondary conductor formed by filling the opening for forming a secondary conductor with aluminum. A rotor,
The plurality of openings of each rotor core are formed at predetermined intervals in the circumferential direction, and each of the plurality of openings is constituted by a plurality of holes separated by a partition provided in the rotor core, Each of the secondary conductors is composed of a plurality of parts separated by the partition, and the center line of the partition forms a line connecting the center of each rotor core and the center of the partition. A rotor for an electric motor, wherein the rotor cores adjacent to each other in the axial direction have different angles, and the plurality of parts of each of the secondary conductors are displaced in the axial direction of the secondary conductor.
τ1≧2πR/(4Nr)
t/2≦τ2≦2t
に設定した請求項1乃至5のいずれか1項に記載の電動機の回転子。The separation distance between adjacent openings is τ1, the width of the partition is τ2, the distance from the center of the shaft hole of the opening is R, the number of openings is Nr, and the thickness of each of the plurality of rotor cores T
τ1 ≧ 2πR / (4Nr)
t / 2 ≦ τ2 ≦ 2t
The rotor for an electric motor according to any one of claims 1 to 5, wherein the rotor is set.
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