JP2005176572A - 永久磁石形回転子およびその製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】高速回転時の遠心力および、高トルク時のトルクに十分に耐えることができ、ギャップの磁束密度の低下を防ぐことのできる表面永久磁石形回転子およびその製造方法を提供する。
【解決手段】回転子ヨーク３の外周に、円周方向に等間隔に複数個の永久磁石４を配列した永久磁石形回転子において、回転子ヨーク３の外周に蟻溝状の溝部３ａを形成し、この溝部３ａに非磁性の材質による飛散防止留め具５を嵌め込むことにより、永久磁石４の幅方向の縁部を保持、固定する。これにより、高速回転時の遠心力および高トルク時のトルクに十分に耐えることができ、ギャップの磁束密度低下を防ぎトルク低減を防ぐことができる。永久磁石４の幅方向の縁部を、幅方向の中央部よりも厚みを薄くすることで、飛散防止留め具５の高さを抑制でき、エアギャップを小さくすることができる。
【選択図】 図２
【解決手段】回転子ヨーク３の外周に、円周方向に等間隔に複数個の永久磁石４を配列した永久磁石形回転子において、回転子ヨーク３の外周に蟻溝状の溝部３ａを形成し、この溝部３ａに非磁性の材質による飛散防止留め具５を嵌め込むことにより、永久磁石４の幅方向の縁部を保持、固定する。これにより、高速回転時の遠心力および高トルク時のトルクに十分に耐えることができ、ギャップの磁束密度低下を防ぎトルク低減を防ぐことができる。永久磁石４の幅方向の縁部を、幅方向の中央部よりも厚みを薄くすることで、飛散防止留め具５の高さを抑制でき、エアギャップを小さくすることができる。
【選択図】 図２
Description
本発明は、永久磁石形回転子に取り付けられる永久磁石の飛散防止手段を備えた永久磁石形回転子およびその製造方法に関する。
同期モータ等で使用される永久磁石形回転子の磁石の構造としては、表面永久磁石形と埋込永久磁石形の２つがある。埋込永久磁石形回転子は、回転子の内部に永久磁石を埋め込むタイプであり、高回転数でも、遠心力による永久磁石の飛散がなく安全である。
一方、表面永久磁石形回転子は、回転子の円周方向に等間隔に複数個の永久磁石を配列して貼り付けるもので、遠心力による永久磁石の飛散防止のために、回転子に取り付けられた永久磁石の外周に飛散防止手段を設ける必要がある。
飛散防止手段として、ステンレスなどの金属リングを永久磁石の外周に嵌め込むものもあったが、渦電流が金属リングの表面に流れて損失が大きくなるため、非金属のものを使用するようになってきた。
一方、表面永久磁石形回転子は、回転子の円周方向に等間隔に複数個の永久磁石を配列して貼り付けるもので、遠心力による永久磁石の飛散防止のために、回転子に取り付けられた永久磁石の外周に飛散防止手段を設ける必要がある。
飛散防止手段として、ステンレスなどの金属リングを永久磁石の外周に嵌め込むものもあったが、渦電流が金属リングの表面に流れて損失が大きくなるため、非金属のものを使用するようになってきた。
図６および図７は、永久磁石の飛散防止手段として、保護テープを用いた従来例を示すもので、図６は正面図、図７は斜視図である。この従来例では、回転子１０は、回転軸１１と、回転子ヨーク１２と、永久磁石１３と、保護テープ１４からなり、回転子ヨーク１２の円周方向に等間隔に複数個の永久磁石１３を配列し、接着してその上に保護テープ１４で覆っている。
永久磁石の飛散防止手段の他の従来例としては、特許文献１に開示されているような、永久磁石の外周表面を、伸縮自在な網目状で筒状の保護ネットで覆ったものがある。
さらに、特許文献２には、回転子ヨークの外周面に円筒状のクランプ部材を嵌合し、クランプ部材に開口した窓部の両側に爪部を設け、この爪部により、永久磁石を固定することにより、永久磁石に作用する遠心方向およびトルク方向の外力に抗するようにした永久磁石形回転子が開示されている。
永久磁石の飛散防止手段の他の従来例としては、特許文献１に開示されているような、永久磁石の外周表面を、伸縮自在な網目状で筒状の保護ネットで覆ったものがある。
さらに、特許文献２には、回転子ヨークの外周面に円筒状のクランプ部材を嵌合し、クランプ部材に開口した窓部の両側に爪部を設け、この爪部により、永久磁石を固定することにより、永久磁石に作用する遠心方向およびトルク方向の外力に抗するようにした永久磁石形回転子が開示されている。
しかしながら、図６および図７に示した従来の永久磁石形回転子は、高速回転時の遠心力および、高トルク時のトルクに耐えるために、永久磁石の外周表面を保護テープで覆う構成であるため、保護テープの厚さが問題となる。すなわち、保護テープの厚さの分だけギャップ幅が広がり、ギャップの磁束密度が低下するためトルクが低下しモータ特性が低下するという問題があった。
特許文献１に開示された保護ネットも、同様な問題を有する。
特許文献２に開示された永久磁石形回転子では、円筒状のクランプ部材として金属を用いることになるため、渦電流損失が生じ、効率が低下するという問題がある。
そこで、本発明は、高速回転時の遠心力および、高トルク時のトルクに十分に耐えることができ、ギャップの磁束密度の低下を防ぐことのできる永久磁石形回転子およびその製造方法を提供することを目的とする。
特許文献１に開示された保護ネットも、同様な問題を有する。
特許文献２に開示された永久磁石形回転子では、円筒状のクランプ部材として金属を用いることになるため、渦電流損失が生じ、効率が低下するという問題がある。
そこで、本発明は、高速回転時の遠心力および、高トルク時のトルクに十分に耐えることができ、ギャップの磁束密度の低下を防ぐことのできる永久磁石形回転子およびその製造方法を提供することを目的とする。
上記問題を解決するため、本発明の第１の構成に係る永久磁石形回転子は、回転子ヨークの外周に、円周方向に等間隔に複数個の永久磁石を配列した永久磁石形回転子において、前記回転子ヨークの外周に形成した蟻溝状の溝部と、この溝部に嵌合された非磁性の材質による飛散防止留め具とを備え、前記飛散防止留め具により、前記永久磁石の幅方向の縁部が保持、固定されていることを特徴とするものである。
このように、複数の永久磁石が飛散防止留め具により保持、固定されているため、高速回転時の遠心力に十分に耐えることができ、また高トルク時のトルクに十分に耐えることができる。
本発明の第２の構成に係る永久磁石形回転子は、前記永久磁石の幅方向の縁部は、幅方向の中央部よりも厚みが薄くなっていることを特徴とするものである。
このように、幅方向の中央部よりも厚みが薄くなった端部で飛散防止留め具が永久磁石を保持、固定しているので、飛散防止留め具の高さを抑制でき、エアギャップを小さくすることができる。
本発明の第３の構成に係る永久磁石形回転子の製造方法は、前記第１または第２の構成の永久磁石形回転子の製造方法であって、前記飛散防止留め具と前記永久磁石とを交互に回転子ヨークに接着することにより前記永久磁石を前記回転子ヨークの円周方向に等間隔に配列することを特徴とするものである。
このように、飛散防止留め具と永久磁石を交互に接着することにより、円周方向に等間隔に配列する際の永久磁石の位置決めが容易になる。
このように、複数の永久磁石が飛散防止留め具により保持、固定されているため、高速回転時の遠心力に十分に耐えることができ、また高トルク時のトルクに十分に耐えることができる。
本発明の第２の構成に係る永久磁石形回転子は、前記永久磁石の幅方向の縁部は、幅方向の中央部よりも厚みが薄くなっていることを特徴とするものである。
このように、幅方向の中央部よりも厚みが薄くなった端部で飛散防止留め具が永久磁石を保持、固定しているので、飛散防止留め具の高さを抑制でき、エアギャップを小さくすることができる。
本発明の第３の構成に係る永久磁石形回転子の製造方法は、前記第１または第２の構成の永久磁石形回転子の製造方法であって、前記飛散防止留め具と前記永久磁石とを交互に回転子ヨークに接着することにより前記永久磁石を前記回転子ヨークの円周方向に等間隔に配列することを特徴とするものである。
このように、飛散防止留め具と永久磁石を交互に接着することにより、円周方向に等間隔に配列する際の永久磁石の位置決めが容易になる。
本発明の永久磁石形回転子によれば、非磁性の材質による永久磁石の飛散防止留め具を備えたことによって、高速回転時の遠心力および高トルク時のトルクに十分に耐えることができ、ギャップの磁束密度低下を防ぎトルク低減を防ぐことができる。
また、本発明の永久磁石形回転子の製造方法によれば、飛散防止留め具と永久磁石を交互に接着することにより円周方向に等間隔に配列する際の永久磁石の位置決めが容易にでき作業性が向上する。
また、本発明の永久磁石形回転子の製造方法によれば、飛散防止留め具と永久磁石を交互に接着することにより円周方向に等間隔に配列する際の永久磁石の位置決めが容易にでき作業性が向上する。
以下、本発明の実施の形態に係る永久磁石形回転子およびその製造方法を、図１〜図５に基づいて説明する。
図１は、本発明の実施の形態の永久磁石形回転子を示す平面図、図２はその斜視図、図３は製造方法の一例を示す平面図、図４はその斜視図である。
この第１実施形態では、永久磁石形回転子（以下、単に「回転子」という。）１は、回転軸２と、蟻溝状の溝部３ａを外周に等間隔に形成した回転子ヨーク３と、複数の永久磁石４と、溝部３ａに嵌合させることで永久磁石を保持、固定する飛散防止留め具５とを備えている。
図１は、本発明の実施の形態の永久磁石形回転子を示す平面図、図２はその斜視図、図３は製造方法の一例を示す平面図、図４はその斜視図である。
この第１実施形態では、永久磁石形回転子（以下、単に「回転子」という。）１は、回転軸２と、蟻溝状の溝部３ａを外周に等間隔に形成した回転子ヨーク３と、複数の永久磁石４と、溝部３ａに嵌合させることで永久磁石を保持、固定する飛散防止留め具５とを備えている。
回転子ヨーク３は強磁性体からなり、永久磁石４の底面は回転子ヨークの外周に密着するような曲率となっている。永久磁石４の形状は、かまぼこ形か、幅方向の縁部が傾斜しているかの形状とし、幅方向の中央部分より縁部が薄くなっていることが好ましい。それは、飛散防止留め具５を用いて永久磁石４を回転子ヨーク３の外周に固定したとき、飛散防止留め具５の頭部が永久磁石４の上面よりも突出しないようにすることで、固定子とのエアギャップを小さくできるようにするためである。
飛散防止留め具５は、非磁性の材質とし、例えばプラスチック、銅やアルミニウム等の金属や合金を用いることができる。
飛散防止留め具５は、非磁性の材質とし、例えばプラスチック、銅やアルミニウム等の金属や合金を用いることができる。
この永久磁石形回転子の製造に当たっては、図３および図４に示すように、溝部３ａの間の回転子ヨーク３に永久磁石４を吸着させた状態で飛散防止留め具５を溝部３ａに嵌合することで、飛散防止留め具５の両側部に形成されている凹部に永久磁石４の側部が嵌り込むようにして永久磁石４を保持、固定する。なお、回転子ヨーク３の外周面および溝部３ａに接着剤を塗布しておき、接着剤によっても永久磁石４、飛散防止留め具５を固定することが望ましい。
図５は永久磁石形回転子の製造方法の他の例を示す斜視図である。
まず、図５（ａ）に示すように、回転子ヨーク３の第１の溝部３ａに飛散防止留め具５を装着し、次いで第１の永久磁石４を側部が飛散防止留め具５の側部の凹部に嵌り込むように装着する。次いで、図５（ｂ）に示すように、第２の飛散防止留め具５を第２の溝部３ａに装着し、第１の永久磁石４の側部を押さえ込む。これを、順次繰り返すことで、全周の永久磁石４を固定する。
このように、飛散防止留め具５と永久磁石４を交互に回転子ヨーク３に接着することにより円周方向に等間隔に配列する際の位置決めを容易に行うことができる。
まず、図５（ａ）に示すように、回転子ヨーク３の第１の溝部３ａに飛散防止留め具５を装着し、次いで第１の永久磁石４を側部が飛散防止留め具５の側部の凹部に嵌り込むように装着する。次いで、図５（ｂ）に示すように、第２の飛散防止留め具５を第２の溝部３ａに装着し、第１の永久磁石４の側部を押さえ込む。これを、順次繰り返すことで、全周の永久磁石４を固定する。
このように、飛散防止留め具５と永久磁石４を交互に回転子ヨーク３に接着することにより円周方向に等間隔に配列する際の位置決めを容易に行うことができる。
本発明は、高速回転時の遠心力および、高トルク時のトルクに十分に耐えることができ、またギャップの磁束密度の低下を防ぐことのできる表面永久磁石形永久磁石形回転子として、電動機の分野に利用することができる。
１ 永久磁石形回転子
２ 回転軸
３ 回転子ヨーク
３ａ 溝部
４ 永久磁石
５ 飛散防止留め具
２ 回転軸
３ 回転子ヨーク
３ａ 溝部
４ 永久磁石
５ 飛散防止留め具
Claims (3)
- 回転子ヨークの外周に、円周方向に等間隔に複数個の永久磁石を配列した永久磁石形回転子において、前記回転子ヨークの外周に形成した蟻溝状の溝部と、この溝部に嵌合された非磁性の材質による飛散防止留め具とを備え、前記飛散防止留め具により、前記永久磁石の幅方向の縁部が保持、固定されていることを特徴とする永久磁石形回転子。
- 前記永久磁石の幅方向の縁部は、幅方向の中央部よりも厚みが薄くなっていることを特徴とする請求項１記載の永久磁石形回転子。
- 請求項１または２に記載の永久磁石形回転子の製造方法であって、前記飛散防止留め具と前記永久磁石とを交互に回転子ヨークに接着することにより前記永久磁石を前記回転子ヨークの円周方向に等間隔に配列することを特徴とする永久磁石形回転子の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2003416527A JP2005176572A (ja) | 2003-12-15 | 2003-12-15 | 永久磁石形回転子およびその製造方法 |
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Publications (1)
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Family Applications (1)
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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-
2003
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