JP2000092764A - 永久磁石式同期機およびその製造方法 - Google Patents

永久磁石式同期機およびその製造方法

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JP2000092764A JP10255595A JP25559598A JP2000092764A JP 2000092764 A JP2000092764 A JP 2000092764A JP 10255595 A JP10255595 A JP 10255595A JP 25559598 A JP25559598 A JP 25559598A JP 2000092764 A JP2000092764 A JP 2000092764A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 回転子を製造する工程で、回転軸、各永久磁
石、各磁性金属リングに対する熱処理を不要にし、これ
によって回転軸、各永久磁石、各磁性金属リングの工作
誤差、位置合わせ誤差が発生しないようにして、製造
上、要求される工作精度、位置合わせ精度を確保する。 【解決手段】 回転子4を製造するとき、プレス処理に
よる圧入加工で、各永久磁石11、磁性金属リング9が
取り付けられた磁性金属リング8に、回転軸13を圧入
して、これら回転軸13、各永久磁石11、各磁性金属
リング8、9を一体化させる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、産業用として使用
される小型、高出力を可能にする永久磁石式同期機に係
わり、特に回転子を構成する回転軸、永久磁石、磁性金
属リングの加工精度、位置決め精度を大幅に向上させた
永久磁石式同期機およびその製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】主に産業用として使用される小型で高出
力を可能にする永久磁石式同期機の1つとして、従来、
図4に示すものが知られている。
【0003】この図に示す永久磁石式同期機101は、
筒状に形成され、回転機フレーム102に嵌め込まれて
固定される固定子103と、筒状に形成される永久磁石
104、筒状に形成される磁性金属リング109、棒状
に形成される回転軸110を持ち、図5に示すように、
固定子103の内面と、僅かな隙間108を形成するよ
うに配置される回転子105とを備えており、固定子1
02の内面に一定間隔で形成された各スロット106内
の各コイル17が順次励磁されて、回転磁界が生成され
たとき、この回転磁界と、回転子105の永久磁石10
4、磁性金属リング109によって生成される磁界との
相互作用により、回転子105を回転させる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】ところで、このような
従来の永久磁石式同期機101では、回転子105を製
造する際、図6に示すように、回転軸110に対し、縦
割りにされた複数の永久磁石104を取り付けた後、こ
れら回転軸110、各永久磁石104を所定温度、例え
ば“−100℃”以下に冷やして、径を小さくするとと
もに、筒状に形成された磁性金属リング109を所定温
度、例えば“300℃”以上にして、径を大きくした状
態で、磁性リング109の内側に、回転軸110ととも
に各永久磁石104を嵌め込み、この後これら回転軸1
10、各永久磁石104、磁性金属リング109を常温
に戻し、このとき生じる磁性リング109の収縮力を利
用して、各永久磁石104、回転軸110をしまりばめ
するという方法で、回転子105を製造している。
【0005】このため、回転子105を製造するとき、
回転軸110、各永久磁石104、磁性金属リング10
9の熱伸縮による工作誤差、位置合わせ誤差が生じ易
く、製造上、要求される工作精度、位置合わせ精度を確
保するのが難しいことから、生産性を高くすることがで
きないという問題があった。
【0006】本発明は上記の事情に鑑み、請求項3で
は、製造工程を簡素化しながら、回転子に対して要求さ
れる工作精度、位置合わせ精度を確保することができ、
これによって回転子を製造する際の生産性を飛躍的に向
上させることができ、かつ回転子に要求される電気的特
性、および磁気特性を確保することができ、回転子が高
速回転されたときにも、十分な機械的強度を確保するこ
とができる永久磁石式同期機およびその製造方法を提供
することを目的としている。
【0007】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに本発明は、請求項1では、筒状に形成され、その内
面側に一定間隔で複数のコイルが配置される固定子と、
その表面に永久磁石が配置され、前記固定子内に回転自
在に配置される回転子と、筒状に形成され、前記永久磁
石を挟み込んだ状態で前記回転子と一体化される2つの
磁性金属リングとを備えたことを特徴としている。
【0008】請求項2では、請求項1に記載の永久磁石
式同期機において、前記各磁性金属リングのうち、前記
永久磁石と、前記回転軸との間に挟まれる磁性金属リン
グは、回転子の磁気特性を乱すことがないような磁性特
性、および形状を持ち、かつある程度の弾力性を持つ部
材によって構成されることを特徴としている。
【0009】請求項3では、筒状に形成され、その内面
側に一定間隔で複数のコイルが配置される固定子と、そ
の表面に永久磁石が配置され、前記固定子内に回転自在
に配置される回転子とを有する永久磁石式同期機の製造
方法において、筒状に形成される2つの磁性金属リング
によって前記永久磁石を挟み込んだ後、各磁性金属リン
グの内側に回転軸を圧入して、これら回転軸、永久磁
石、および各磁性金属リングを一体化することを特徴と
している。
【0010】上記の構成により、請求項1では、筒状に
形成され、その内面側に一定間隔で複数のコイルが配置
される固定子と、その表面に永久磁石が配置され、前記
固定子内に回転自在に配置される回転子と、筒状に形成
され、前記永久磁石を挟み込んだ状態で前記回転子と一
体化される2つの磁性金属リングとを備えることによ
り、回転子に要求される、電気的特性、磁気特性を確保
するとともに、回転軸を永久磁石側に圧入するとき、永
久磁石に対する機械的な悪影響を緩和し、回転子が高速
回転されたときにも、十分な機械的強度を確保する。
【0011】請求項2では、各磁性金属リングのうち、
永久磁石と、回転軸との間に挟まれる磁性金属リング
を、回転子の磁気特性を乱すことがないような磁性特
性、および形状を持ち、ある程度の弾力性を持つ部材に
よって構成することにより、回転子に要求される、電気
的特性、磁気特性を確保するとともに、回転軸を永久磁
石側に圧入するとき、永久磁石に対する機械的な悪影響
を緩和し、回転子が高速回転されたときにも、十分な機
械的強度を確保する。
【0012】請求項3では、筒状に形成される2つの磁
性金属リングによって永久磁石を挟み込んだ後、各磁性
金属リングの内側に、回転軸を圧入して、これら回転
軸、永久磁石、各磁性金属リングを一体化する。これに
より、製造工程を簡素化しながら、回転子に対して要求
される工作精度、位置合わせ精度を確保し、これによっ
て回転子を製造する際の生産性を飛躍的に向上させる。
【0013】
【発明の実施の形態】図1は本発明による永久磁石式同
期機の実施の形態を示す分解斜視図である。
【0014】この図に示す永久磁石式同期機1は、筒状
に形成され、回転機フレーム2に嵌め込まれて固定され
る固定子3と、この固定子3内に回転自在に挿入される
回転子4とを備えおり、固定子3によって回転磁界が生
成されているとき、この回転磁界に応じて回転子4を回
転させて、回転子4に連結されている各種機器(図示は
省略する)を駆動させる。
【0015】固定子3は、図2に示すように、筒状に形
成され、その内面側に所定間隔でスロット5が形成され
た固定子本体6と、この固定子本体6の各スロット5内
に挿入されて固定される複数のコイル7とを備えてお
り、回転機フレーム2に嵌め込まれた状態で、固定さ
れ、励磁回路(図示は省略する)から駆動電流が出力さ
れたとき、各コイル7を順次励磁して回転磁界を生成す
る。
【0016】また、回転子4は、固定子3の内径より
も、少し小さい外径を持つように形成される筒状の磁性
金属リング8と、この磁性金属リング8の内径よりも、
所定径だけ小さな外径を持つように形成されて磁性金属
リング8の内側に配置される筒状の磁性金属リング9
と、各磁性金属リング8、9の間に形成された隙間10
に挿入される複数の永久磁石11と、図3に示すよう
に、テーパ部12を有する棒体によって構成され、プレ
ス処理で、磁性金属リング8、各永久磁石11と一体化
された磁性金属リング9内に圧入される回転軸13とを
備えており、固定子本体6の内面に一定間隔で配置され
た各コイル7が順次励磁されて、回転磁界が生成された
とき、この回転磁界と、各永久磁石11、各磁性金属リ
ング8、9によって生じる磁界との相互作用により、こ
れら各永久磁石11、各磁性金属リング8、9、回転軸
13が回転駆動される。
【0017】この場合、磁性金属リング9は、回転軸1
3を各永久磁石11側に圧入するとき、各永久磁石11
に対する機械的な悪影響を緩和するように、ある程度の
弾力性を持ち、かつ磁気解析処理などにより、回転子4
の磁気特性を乱すことがないような磁性特性、形状に形
成される。
【0018】このように、この実施の形態では、回転軸
13と、各永久磁石11、各磁性金属リング8、9とを
一体化させるとき、プレス処理による圧入加工で、回転
軸13を永久磁石11側に圧入するようにしているの
で、回転子5を製造する工程で、これら回転軸13、各
永久磁石11、各磁性金属リング8、9に対する熱処理
を不要にすることができ、これによってこれら回転軸1
3、各永久磁石11、各磁性金属リング8、9の工作誤
差、位置合わせ誤差が発生しないようにして、製造上、
要求される工作精度、位置合わせ精度を確保することが
できる。
【0019】これによって、回転子4を製造する際の歩
留まりを向上させて、生産性を飛躍的に向上させること
ができる。
【0020】また、この実施の形態では、回転軸13
と、各永久磁石11、各磁性金属リング8、9とを一体
化させるとき、回転軸13と、各永久磁石11との間に
介在させた磁性金属リング9によって各永久磁石11に
対する機械的な悪影響、磁気的な悪影響を緩和させなが
ら、回転軸13によって各永久磁石11をしまりばめ固
定するようにしているので、回転子4に要求される、電
気的特性、磁気特性を確保しながら、十分な機械的強度
を確保することができる。
【0021】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、製
造工程を簡素化しながら、回転子に対して要求される工
作精度、位置合わせ精度を確保することができ、これに
よって回転子を製造する際の生産性を飛躍的に向上させ
ることができる。
【0022】また、回転子に要求される、電気的特性、
磁気特性を確保することができるとともに、回転子が高
速回転されたときにも、十分な機械的強度を確保するこ
とができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による永久磁石式同期機の実施の形態を
示す分解斜視図である。
【図2】図1に示す回転子、固定子の詳細な構成を示す
部分断面図である。
【図3】図1に示す回転子の製造工程を示す説明図であ
る。
【図4】従来から知られている永久磁石式同期機の一例
を示す分解斜視図である。
【図5】図4に示す回転子、固定子の詳細な構成を示す
部分断面図である。
【図6】図4に示す回転子の製造工程を示す説明図であ
る。
【符号の説明】
1…永久磁石式同期機 2…回転機フレーム 3…固定子 4…回転子 5…スロット 6…固定子本体 7…コイル 8、9…磁性金属リング 10…隙間 11…永久磁石 12…テーパ部 13…回転軸

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 筒状に形成され、その内面側に一定間隔
    で複数のコイルが配置される固定子と、 その表面に永久磁石が配置され、前記固定子内に回転自
    在に配置される回転子と、 筒状に形成され、前記永久磁石を挟み込んだ状態で前記
    回転子と一体化される2つの磁性金属リングと、 を備えたことを特徴とする永久磁石式同期機。
  2. 【請求項2】 請求項1に記載の永久磁石式同期機にお
    いて、 前記各磁性金属リングのうち、前記永久磁石と、前記回
    転軸との間に挟まれる磁性金属リングは、回転子の磁気
    特性を乱すことがないような磁性特性、および形状を持
    ち、かつある程度の弾力性を持つ部材によって構成され
    る、ことを特徴とする永久磁石式同期機。
  3. 【請求項3】 筒状に形成され、その内面側に一定間隔
    で複数のコイルが配置される固定子と、その表面に永久
    磁石が配置され、前記固定子内に回転自在に配置される
    回転子とを有する永久磁石式同期機の製造方法におい
    て、 筒状に形成される2つの磁性金属リングによって前記永
    久磁石を挟み込んだ後、各磁性金属リングの内側に回転
    軸を圧入して、これら回転軸、永久磁石、および各磁性
    金属リングを一体化する、 ことを特徴とする永久磁石式同期機の製造方法。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2015119628A (ja) * 2013-12-18 2015-06-25 エスカエフ・マニュティック・メシャトロニク 永久磁石を有したロータアセンブリ、ならびに、その製造方法
JP2020141448A (ja) * 2019-02-27 2020-09-03 シナノケンシ株式会社 モータ軸及び電動機

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