JP2006034024A - Permanent magnet rotor of dynamo-electric machine - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、それぞれが複数の磁石片で構成された偶数の永久磁石式磁極を回転子ヨークの固定子と対向しあう部位に備えた回転電気機械の永久磁石式回転子に関するものである。 The present invention relates to a permanent magnet rotor of a rotating electric machine provided with even-numbered permanent magnet magnetic poles each composed of a plurality of magnet pieces at a portion facing a stator of a rotor yoke.
回転電気機械の永久磁石式回転子では偶数の永久磁石式磁極を回転子ヨークの固定子と対向しあう部位に装着することになるが、従来の永久磁石式磁極の回転子ヨークへの装着方法としては、永久磁石式磁極を接着法などにより回転子ヨークに装着する(例えば、特許文献1参照。)とか、ボルトなどの締結体を用いて回転子ヨークに装着する(例えば、特許文献2参照。)などの方法が知られている。
以下、図5,図6を用いて従来の回転電気機械の永久磁石式回転子について説明する。まず、図5は、従来の一例の回転電気機械の永久磁石式回転子の概要を示すその斜視図である。図5において、9は、円柱状の外周面の形状を持つ強磁性材製の回転子ヨーク91を有する回転子センター92と、回転子ヨーク91のこの事例の場合の固定子(図示せず。)と対向しあう部位であるその外周部911に,接着剤を用いて装着された偶数個の永久磁石式磁極8と回転子軸99とを備えた、従来例のインナーロータ型の回転電気機械の永久磁石式回転子である。また、図6は、従来の異なる例の回転電気機械の永久磁石式回転子の概要を示す斜視図で、(a)はその全体図を示し、(b)は図6の(a)のP部の拡大図である。
In a permanent magnet rotor of a rotating electrical machine, an even number of permanent magnet magnetic poles are mounted on the part facing the stator of the rotor yoke. However, the conventional method of mounting a permanent magnet magnetic pole on the rotor yoke For example, a permanent magnet type magnetic pole is attached to the rotor yoke by an adhesion method or the like (see, for example, Patent Document 1), or is attached to the rotor yoke using a fastening body such as a bolt (for example, see Patent Document 2). .) Is known.
Hereinafter, a permanent magnet rotor of a conventional rotating electric machine will be described with reference to FIGS. First, FIG. 5 is a perspective view showing an outline of a permanent magnet rotor of a conventional rotary electric machine. In FIG. 5, reference numeral 9 denotes a
図6において、9Aは、円柱状の外周面の形状を持つ回転子ヨーク91を有する回転子センター92と、回転子ヨーク91のこの事例の場合の固定子(図示せず。)と対向しあう部位であるその外周部911に,複数の締結体であるボルト98を用いて装着された偶数個の永久磁石式磁極8Aと回転子軸99とを備えた、従来例のインナーロータ型の回転電気機械の永久磁石式回転子である。回転電気機械の永久磁石式回転子9,9Aでは、それぞれの永久磁石式磁極8,8Aには所定の着磁がなされていることが必須条件であるが、永久磁石式磁極8,8Aに着磁が行われる時点としては、大形の回転電気機械の場合には、永久磁石式磁極8,8Aが回転子ヨーク91に装着される前の場合が一般的である。なお、永久磁石式磁極の回転子ヨークへの装着方法には、前述の方法の他に、回転子ヨークの永久磁石式磁極を装着する部位にダブテール形や逆T形などの形状を持つ溝部を形成し、この溝部に永久磁石式磁極を嵌合させるという方法も知られている。
In FIG. 6, 9A opposes the
なおまた、永久磁石式回転子9,9Aでは、永久磁石式磁極8,8Aの表面保護,遠心力に対する防護などのために、ガラス繊維,合成樹脂材(四フッ化エチレン樹脂材など)などの電気絶縁材製のテープ材やシート材をバインド材として用いて、永久磁石式磁極8,8Aの外周部を巡るように外面側から巻いた保護層を形成することが、必要に応じて行われている。ところで、永久磁石式磁極8,8Aには、用いる永久磁石材料に希土類磁石(サマリウムコバルト系やネオジウム系など)の採用が進められるようになっており、希土類磁石が大きな磁気エネルギー(最大BH積)値を持つことから、永久磁石式磁極はしだいに大きな容量を持つ回転電気機械にも採用されるようになってきている。大容量の回転電気機械ではその体格が大きくなることから永久磁石式磁極も大形にならざるを得ないが、永久磁石の製造設備による制約により、大容量の回転電気機械に用いられる大形の永久磁石式磁極では、複数の磁石片を組み合わせて用いることが一般的に行われている。
In addition, in the permanent
以下に、図7を用いて従来のさらに異なる例の回転電気機械の永久磁石式回転子の複数の磁石片が用いられた永久磁石式磁極の、複数の磁石片の配置状態について説明する。図7は、従来のさらに異なる例の回転電気機械の永久磁石式回転子の複数の磁石片を用いた永久磁石式磁極における磁石片の配置状態を説明する平面状に展開して示した説明図であり、(a)はスキューが施されない場合、(b)は全体に一様な角度でスキューが施された場合、(c)はV字状のスキューが施された場合、(d)はV字状のスキューが施されると共に階段状配置とされた場合をそれぞれ示す。なお、図7中に両端部のそれぞれに符号X,Xが付された一点鎖線は、永久磁石式回転子の回転中心軸線を示している。図7(a)において、7はスキューが施されない永久磁石式磁極であり、矩形状の上面形状を持つ複数の磁石片71を図示のように配置することで、それぞれの永久磁石式磁極7を構成している。
Below, the arrangement | positioning state of the several magnet piece of the permanent magnet type | mold magnetic pole in which the several magnet piece of the permanent magnet type rotor of the rotary electric machine of the further another example of the conventional is used is demonstrated using FIG. FIG. 7 is an explanatory diagram developed in a plane to explain the state of arrangement of magnet pieces in a permanent magnet type magnetic pole using a plurality of magnet pieces of a permanent magnet type rotor of a rotating electric machine of a further different example of the prior art. (A) is not skewed, (b) is skewed at a uniform angle, (c) is V-shaped skewed, (d) is A case where a V-shaped skew is applied and a staircase arrangement is shown is shown. In addition, the dashed-dotted line to which the code | symbol X and X was attached | subjected to each of both ends in FIG. 7 has shown the rotation center axis line of the permanent magnet type | mold rotor. In FIG. 7A,
また、図7(b)において、7Aは全体に一様な角度でスキューが施された永久磁石式磁極であり、平行四辺形状の上面形状を持つ複数の磁石片72を図示のように配置することで、それぞれの永久磁石式磁極7Aを構成している。永久磁石式磁極7Aに例示したスキューは、固定子が持つ固定子巻線(図示せず。)を収納する固定子巻線溝(図示せず。)が存在することで発生する電磁気的なトルク変動や振動を低減するために行われている周知の方法である。永久磁石式磁極7Aのスキュー角θは、永久磁石式磁極7Aの外周面の直径を2R,永久磁石式磁極7Aの軸長方向の両端部でのスキュー間隔(永久磁石式磁極7Aの外面の直径2Rの周方向に沿う円弧長)をLとした場合に、θ(ラジアン)=L/Rである。このスキュー角θは固定子が持つ固定子巻線溝のピッチ角の整数倍に設定されることが一般的である。
In FIG. 7B,
また、図7(c)において、7BはV字状のスキューであるV字スキューが施された永久磁石式磁極であり、平行四辺形状の上面形状を持つ複数の磁石片73,74を図示のように配置することで、それぞれの永久磁石式磁極7Bを構成している。なお、永久磁石式磁極7Bの軸長方向の両端部のそれぞれと中央部との間でのスキュー間隔Lは、この事例の場合には、永久磁石式磁極7Aの場合のスキュー間隔Lと同一値である。一様なスキューを施された永久磁石式磁極7Aでは、一点鎖線X−Xに平行する方向の磁気分力が発生するので、この磁気分力をキャンセルできるようにするために行われているスキュー配置が、この永久磁石式磁極7Bに例示したV字スキューである。そうして、磁石片73と磁石片74とは、永久磁石式磁極7Bの軸長方向に関する二等分線〔図7(c)中に一点鎖線Y−Yで示す。〕を含むと共に一点鎖線X−Xに垂直な平面に関して面対称となる関係で配置されている。
In FIG. 7C,
さらにまた、図7(d)において、7CはV字スキューが施されると共に階段状配置とされた永久磁石式磁極であり、矩形状の上面形状を持つ多数の磁石片75を図示のように配列することで、それぞれの永久磁石式磁極7Cを構成している。多数の磁石片75は、図7(d)における紙面の左右方向の側端部がスキューに対応した配置状態となるように治具を用いるなどして配置されるが、多数の磁石片75の前記側端部がなす形状が階段状になるために、このような磁石片の配置状態は一般に階段状配置と呼ばれている。永久磁石式磁極7Cに示した多数の磁石片75の階段状配置は、スキューを行う大容量の回転電気機械用の円弧状の外面形状を持つ永久磁石式磁極に多く採用されるようになってきている。そうして、永久磁石式磁極7Cの軸長方向に関する二等分線〔図7(d)中に一点鎖線Y−Yで示す。〕に関して図7(d)における紙面の上部と下部のそれぞれに配置された磁石片75は、前記二等分線を含むと共に一点鎖線X−Xに垂直な平面に関して面対称となる関係で配置されており、永久磁石式磁極7Cの軸長方向の両端部のそれぞれと中央部との間でのスキュー間隔Lは、この事例の場合には、永久磁石式磁極7Aのスキュー間隔Lと同一値である。
Furthermore, in FIG. 7D, 7C is a permanent magnet type magnetic pole which is V-skewed and arranged in a staircase pattern, and a large number of
そうして、複数の磁石片が用いられた従来例の永久磁石式磁極7〜7Cの場合には、永久磁石式磁極7〜7Cを構成している磁石片71,72,73,74および75は、図6に例示したボルトなどの締結体を用いて回転子ヨークに装着する場合と、図5に例示した接着剤を用いて回転子ヨークに装着する場合とがある。前者の場合には、それぞれの磁石片(磁石片71など)には適宜の個数の締結体装填部が形成されていると共に,予め着磁されていることが一般的である。また、後者の場合には、予め着磁された複数の磁石片を回転子ヨークの永久磁石式磁極7〜7Cの所定の配置部位に接着剤を用いて直接装着する場合、予め着磁された複数の磁石片を接着剤を用いてそれぞれの永久磁石式磁極7〜7Cを組立てたうえで,この永久磁石式磁極7〜7Cを回転子ヨークに接着剤を用いて装着する場合、および、未着磁の複数の磁石片を接着剤を用いてそれぞれの永久磁石式磁極7〜7Cを組立て,この永久磁石式磁極7〜7Cに個別に着磁を行ったうえで回転子ヨークに接着剤を用いて装着する場合が知られている。
図7に例示されたように複数の磁石片(磁石片71など)が配置された永久磁石式磁極8,8Aを備えた、永久磁石式回転子9,9Aなどの従来技術による回転電気機械の永久磁石式回転子では、前述したように永久磁石式磁極8,8Aを、予め着磁された磁石片を用いて組み立てる場合と、未着磁の磁石片を用いて組み立てた後に永久磁石式磁極8毎に着磁をする場合とが行われている。しかしながら、このような従来技術による回転電気機械の永久磁石式回転子では次に述べるような諸問題がある。まず、(イ)予め着磁された複数の磁石片を締結体を用いて回転子ヨーク91に装着する場合には、磁石片の磁極が持つ磁荷によって磁石片の相互間や周辺にある強磁性体(例えば、回転子ヨーク91)との間に磁気力が働くことがその作業上の大きな問題点になっている。
特に、複数の磁石片を図7に例示したように互いに接近させて配置させる場合には、複数の磁石片の同一の極が互いに接近されることになり、相互間に大きな反発力が発生することで、その作業は困難を極めたものになる。この問題は、(ロ)予め着磁された複数の磁石片を用いて永久磁石式磁極8を図7に例示した回転子ヨーク91の所定の配置部位に接着剤を用いて直接装着する場合も同様に当て嵌る。次に、(ハ)予め着磁された複数の磁石片を用い,それぞれの永久磁石式磁極8を図7に例示した永久磁石式磁極7〜7Cのように接着剤を用いて組立てたうえで,この永久磁石式磁極8を回転子ヨーク91に接着剤を用いて装着する場合には、永久磁石式磁極8の組立てを行う段階において、前記(イ)項で述べた内容と同一の問題が発生する。
As illustrated in FIG. 7, the rotating electric machine according to the related art such as the permanent magnet type rotors 9, 9 </ b> A having the permanent magnet type
In particular, when a plurality of magnet pieces are arranged close to each other as illustrated in FIG. 7, the same poles of the plurality of magnet pieces are brought close to each other, and a large repulsive force is generated between them. This makes the task extremely difficult. This problem is also caused when (2) the permanent magnet type
また、組立てられた永久磁石式磁極8を回転子ヨーク91へ装着する際に、永久磁石式磁極8と強磁性材製の回転子ヨーク91の間に働く磁気力が原因で永久磁石式磁極8を回転子ヨーク91にぶつけてしまうことにより永久磁石式磁極8に破損が発生する場合がある。さらに、(ニ)未着磁の複数の磁石片を用いてそれぞれの永久磁石式磁極8を図7に例示した永久磁石式磁極7〜7Cのように接着剤を用いて組立て,永久磁石式磁極8毎に着磁を行い,この着磁された永久磁石式磁極8を回転子ヨーク91に接着剤を用いて装着する場合には、永久磁石式磁極8が着磁されることによって複数の磁石片の相互間に発生する大きな反発力が原因になり、磁石片相互間の接着部に剥離が発生する場合がある。またこの場合にも、着磁された永久磁石式磁極8の回転子ヨーク91への装着の際に、前記(ハ)項で述べた内容と同一の問題が発生する。
Further, when the assembled permanent magnet type
また、前記の諸問題があるために、複数の磁石片を用いて組み立てられた永久磁石式磁極8の回転子ヨーク91への装着作業時には、永久磁石式磁極8を回転子ヨーク91にぶつけないようにしたり、永久磁石式磁極8の磁石片相互間の接着剤層に過大な力を与えないように十分に注意する必要がある。したがって、永久磁石式磁極8の取り扱いを極めて繊細に行わなければならず、その結果、長い作業時間を要するという問題点もある。また、磁石片(磁石片71など)の回転子ヨーク91への装着に際しては、前述したように、磁石片相互間に働く大きな磁気力や,磁石片と回転子ヨーク91との間に働く磁気吸引力に抗して磁石片を所定位置に装着させなければならないが、その際に、組立作業対象の磁石片を回転子ヨーク91や,回転子ヨーク91に装着済みの磁石片に衝突させないように注意をはらう必要がある。
Further, due to the above-described problems, the permanent magnet type
このために、磁石片の回転子ヨーク91への配置位置の寸法精度に満足できるレベルのものを得ることが困難であるとの問題もあった。この配置位置の寸法精度の問題に関しては、複数の磁石片を用いて組み立てられた永久磁石式磁極8を回転子ヨーク91へ装着する際にもほぼ同様に発生する。そうして、回転子ヨーク91に装着する磁石片や永久磁石式磁極8の配置位置の寸法精度の問題は、偶数の永久磁石式磁極8,8Aにより発生する電磁力にアンバランスを生じさせ、このことが原因となって永久磁石式回転子9,9Aや永久磁石式回転子9,9Aを備える回転電気機械に発生トルクの脈動や振動の発生を惹起していた。したがってこの発明の目的は、複数の磁石片が用いられた着磁済みの永久磁石式磁極を回転子ヨーク部に容易に装着することが可能であると共に、永久磁石式磁極の配置位置の寸法精度の向上が可能な回転電気機械の永久磁石式回転子を提供することにある。
For this reason, there is also a problem that it is difficult to obtain a magnet piece having a level that satisfies the dimensional accuracy of the arrangement position of the magnet piece on the
この発明では前述の目的は、
1)偶数の永久磁石式磁極を回転子ヨークの固定子と対向しあう部位に備えた回転電気機械の永久磁石式回転子において、前記永久磁石式磁極は永久磁石材製の複数の磁石片とこれら磁石片を装着する強磁性金属材製の磁極装着体とを有し、この永久磁石式磁極は前記磁極装着体の前記磁石片が装着された部位とはほぼ反対側になる部位で前記回転子ヨークに装着されること、または、
2)前記1項に記載の手段において、前記回転子ヨークは前記永久磁石式磁極を装着する部位に溝部を有し、この溝部を利用して前記永久磁石式磁極を前記磁極装着体において回転子ヨークに装着すること、または、
3)前記1項または2項に記載の手段において、前記永久磁石式磁極の複数の前記磁石片は、これらの磁石片が未着磁の状態において前記磁極装着体に装着される段階で所定の位置に配置されること、さらにまたは、
4)前記1項から3項までのいずれかに記載の手段において、前記永久磁石式磁極の複数の前記磁石片は、強磁性金属材製の前記磁極装着体に装着された後に着磁されることにより達成される。
In the present invention, the aforementioned object is
1) In a permanent magnet rotor of a rotating electrical machine provided with an even number of permanent magnet type magnetic poles at a portion facing a stator of a rotor yoke, the permanent magnet type magnetic poles are a plurality of magnet pieces made of a permanent magnet material. A magnetic pole mounting body made of a ferromagnetic metal material to which these magnet pieces are mounted, and the permanent magnet type magnetic pole rotates at a portion on the opposite side to the portion on which the magnet piece is mounted of the magnetic pole mounting body. To be attached to the child yoke, or
2) In the means described in the
3) In the means described in the
4) In the means according to any one of
この発明による回転電気機械の永久磁石式回転子では、前記課題を解決するための手段の項で述べた構成とすることで、次記の効果を得られる。
(1)この発明による永久磁石式磁極では永久磁石材製の磁石片は接着剤層を介して強磁性金属材製の磁極装着体に装着されていることにより、永久磁石式磁極の着磁によって磁石片と磁極装着体との間には、磁石片と強磁性金属材製の磁極装着体との間に働く磁気吸引力が発生する。永久磁石式磁極が着磁されることによって複数の磁石片の相互間には大きな反発力が従来技術の場合と同様に発生するが、この発明による永久磁石式磁極では前記磁気吸引力がこの反発力に対する抗力として働くと共に、磁石片と磁極装着体との間の接着剤による接着力が抗力として働くので、磁石片相互間の接着部での剥離の発生の問題の解消を図ることが可能になる。
(2)また、この発明による永久磁石式磁極では磁極装着体の部位で回転子ヨークに装着される構成になっていることから、永久磁石式磁極の回転子ヨークへの装着に際して、永久磁石式磁極は必然的に磁極装着体の部位を前面に位置させて回転子ヨークに近づける姿勢を採られる。したがって、この発明による永久磁石式磁極の回転子ヨークへの装着時に、永久磁石式磁極と回転子ヨークの間に働く磁気力が主原因で、従来技術の場合と同様に永久磁石式磁極が回転子ヨークにぶつかってしまったとしても、その際に回転子ヨークとぶつかる部位は強磁性金属材製の磁極装着体になる。
In the permanent magnet rotor of the rotating electrical machine according to the present invention, the following effects can be obtained by adopting the configuration described in the section for solving the problems.
(1) In the permanent magnet type magnetic pole according to the present invention, the magnet piece made of the permanent magnet material is mounted on the magnetic pole mounting body made of the ferromagnetic metal material through the adhesive layer, so that the permanent magnet type magnetic pole is magnetized. Between the magnet piece and the magnetic pole mounting body, a magnetic attractive force acting between the magnet piece and the magnetic metal magnetic pole mounting body is generated. When a permanent magnet type magnetic pole is magnetized, a large repulsive force is generated between a plurality of magnet pieces in the same manner as in the prior art. It works as a drag force against the force, and the adhesive force by the adhesive between the magnet piece and the magnetic pole mounting body works as a drag force, so it is possible to solve the problem of peeling at the adhesive part between the magnet pieces Become.
(2) Further, since the permanent magnet type magnetic pole according to the present invention is configured to be attached to the rotor yoke at the part of the magnetic pole mounting body, when the permanent magnet type magnetic pole is attached to the rotor yoke, the permanent magnet type magnetic pole is provided. The magnetic pole inevitably takes a posture in which the part of the magnetic pole mounting body is positioned on the front surface and brought close to the rotor yoke. Therefore, when the permanent magnet type magnetic pole according to the present invention is mounted on the rotor yoke, the permanent magnet type magnetic pole rotates as in the case of the prior art mainly due to the magnetic force acting between the permanent magnet type magnetic pole and the rotor yoke. Even if it collides with the child yoke, the portion that collides with the rotor yoke at that time becomes a magnetic pole mounting body made of a ferromagnetic metal material.
このために、この発明による永久磁石式磁極が回転子ヨークとぶつかってしまったとしても、永久磁石材製の磁石片にはその際の衝撃力が直接には加わることがなく、しかも、磁石片は前記磁気吸引力および接着剤の接着力によって磁極装着体と結合されていることもあって、磁石片相互間の接着層に破損が生じることを実質的に解消できる。したがって、この発明による永久磁石式磁極を回転子ヨークに装着する際には、従来技術の場合のように永久磁石式磁極を極めて繊細に取り扱う必要はなく、永久磁石式磁極の回転子ヨークへの装着作業を一般的なレベルの注意を払うことにより実施できる。これにより、永久磁石式磁極の回転子ヨークへの装着作業時間を、従来技術の場合と対比して大幅に短縮することが可能になる。
(3)そうして、この発明による永久磁石式回転子の場合には、複数の磁石片で形成された,言わば永久磁石式磁極本体の回転子ヨークへの装着位置の寸法精度は、永久磁石式磁極本体の磁極装着体への配置位置の寸法精度、磁極装着体およびこの磁極装着体を装着するために回転子ヨークに形成される溝部の機械加工などの加工時の寸法精度によってほとんど定まる。このため、永久磁石式回転子では、永久磁石式磁極本体の装着位置に関する寸法精度を従来技術の場合と対比して格段に向上することができる。このことにより、永久磁石式磁極の装着位置の不同が主原因となって従来技術の永久磁石式回転子を持つ回転電気機械に存在していた電磁力のアンバランス量などは、この発明による永久磁石式回転子の場合には低減される。したがって、電磁力のアンバランス量が原因となって発生する回転電気機械にとって好ましくない脈動トルクや振動などを、この発明による永久磁石式回転子を用いた回転電気機械では低減することが可能になる。
For this reason, even if the permanent magnet type magnetic pole according to the present invention collides with the rotor yoke, no impact force is directly applied to the magnet piece made of the permanent magnet material. Since the magnetic attraction force and the adhesive force of the adhesive are combined with the magnetic pole mounting body, it is possible to substantially eliminate the occurrence of breakage in the adhesive layer between the magnet pieces. Therefore, when the permanent magnet type magnetic pole according to the present invention is mounted on the rotor yoke, it is not necessary to handle the permanent magnet type magnetic pole very delicately as in the prior art, and the permanent magnet type magnetic pole to the rotor yoke is not required. The mounting operation can be performed with a general level of care. As a result, it is possible to significantly reduce the time for mounting the permanent magnet type magnetic pole on the rotor yoke as compared with the case of the prior art.
(3) Thus, in the case of the permanent magnet type rotor according to the present invention, the dimensional accuracy of the mounting position of the permanent magnet type magnetic pole body on the rotor yoke, which is formed of a plurality of magnet pieces, is the permanent magnet. Dimensional accuracy of the arrangement position of the magnetic pole body on the magnetic pole mounting body, and dimensional accuracy at the time of machining such as machining of the magnetic pole mounting body and a groove portion formed in the rotor yoke for mounting the magnetic pole mounting body. For this reason, in the permanent magnet type rotor, the dimensional accuracy regarding the mounting position of the permanent magnet type magnetic pole body can be remarkably improved as compared with the case of the prior art. As a result, the unbalanced amount of electromagnetic force, etc. existing in a rotating electric machine having a permanent magnet type rotor of the prior art due to the disparity of the mounting position of the permanent magnet type magnetic pole is the permanent In the case of a magnet rotor, it is reduced. Therefore, it is possible to reduce pulsation torque, vibration, etc., which are undesirable for a rotating electric machine due to an unbalanced amount of electromagnetic force, in the rotating electric machine using the permanent magnet rotor according to the present invention. .
以下この発明を実施するための最良の形態を図面を参照して詳細に説明する。なお、以下の説明においては、図5,図6に示した従来例の回転電気機械の永久磁石式回転子、および、図7に示した回転電気機械の永久磁石式回転子の複数の磁石片が用いられた従来例の永久磁石式磁極と同一部分には同じ符号を付し、その説明を省略する。なおまた、以降の説明では、この発明の永久磁石式磁極の中で用いられる永久磁石式磁極7の名称を、永久磁石式磁極本体7とすることで、前述の「背景技術」の項および「発明が解決しようとする課題」の項における説明との混同を避けることにする。
『実施の形態1』図1は、この発明の実施の形態の一例による回転電気機械の永久磁石式回転子の要部を示すその斜視面であり、図2は、図1による永久磁石式磁極の組立手順の概要を説明する説明図である。図1,図2において、1は、回転子ヨーク2を有し,回転子ヨーク2を除いては不図示の回転子センターと、偶数個の永久磁石式磁極3と、所要個数の締結体であるボルト4と、必要に応じて設けられるバインド層5と、不図示の回転子軸とを備えたこの発明によるインナーロータ型の回転電気機械の永久磁石式回転子である。
The best mode for carrying out the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. In the following description, the permanent magnet rotor of the conventional rotating electric machine shown in FIGS. 5 and 6 and the plurality of magnet pieces of the permanent magnet rotor of the rotating electric machine shown in FIG. The same reference numerals are given to the same parts as those of the conventional permanent magnet type magnetic pole in which is used, and the description thereof is omitted. In the following description, the name of the permanent magnet type
永久磁石式磁極3は、所要個数の磁石片71を有するスキューが施されない永久磁石式磁極本体7と、この発明による特長的な構成要素である磁極装着体31とを有している。この磁極装着体31には鉄鋼材などの強磁性金属材が用いられており、ボルト4を装填するための所要個数の貫通孔32が形成され、磁石片71が装着される部位である上面33と,上面33に対して反対側になる部位である下面34とは、この事例の場合には、共に平面状とされている。また、この磁極装着体31は、永久磁石式磁極3によって永久磁石式回転子1に生成される主磁束に関して、永久磁石式回転子1内におけるこの主磁束の通路である回転子ヨークの一部を形成する部材でもある。それぞれの磁石片71は未着磁の状態で磁極装着体31の上面33の所定の位置に適宜の接着剤を用いて装着される。
そうして、それぞれの磁石片71の磁極装着体31への配置位置は、必要に応じて治具などを用いることで、所要の寸法精度が得られるように配慮される。磁石片71が未着磁であるので、磁石片71の磁極装着体31への配置位置は、比較的に高い寸法精度を容易に得ることができる。所要の全ての磁石片71が磁極装着体31に装着された永久磁石式磁極3には、不図示の着磁装置を用いて所定の着磁が行われる。回転子ヨーク2は従来例の前記永久磁石式回転子9の回転子ヨーク91と対比すると、それぞれの永久磁石式磁極3を装着する部位に、永久磁石式磁極3装着用の溝部である凹溝21を備えることのみが異なっている。この凹溝21の磁極装着体31の下面34が当接される底面22には、ボルト4用の所要個数のねじ孔23が形成されており、この事例の場合に下面34が平面状とされていることから、この底面22も平面状とされている。
The permanent magnet type
Thus, the arrangement position of each
着磁をされた永久磁石式磁極3は、磁極装着体31を凹溝21に嵌め込み、ボルト4により回転子ヨーク2に締結される。また、永久磁石式回転子1が備える回転子軸および回転子ヨーク2を除く回転子センターは、例えば、従来例の前記回転子軸99および前記回転子センター92と同一の構成を有している。バインド層5は、永久磁石式磁極本体7などの表面保護,遠心力に対する防護などのために、適宜の電気絶縁材製のテープ材などをバインド材として用いた、従来技術においても用いられている保護層である。この事例の場合には、バインド層5のバインド材にはガラス繊維強化四フッ化エチレン樹脂テープ材が用いられている。
図1,図2に示すこの発明の実施の形態の一例による回転電気機械の永久磁石式回転子1では前述の構成としたので、次に述べるような作用・効果を得ることができる。すなわち、この発明による永久磁石式磁極3では永久磁石式磁極本体7の磁石片71は接着剤層を介して強磁性金属材製の磁極装着体31に装着されていることにより、永久磁石式磁極3の着磁によって磁石片71と磁極装着体31との間には、磁石片71と強磁性金属材製の磁極装着体31との間に働く磁気吸引力が発生する。永久磁石式磁極3が着磁されることによって複数の磁石片71の相互間には大きな反発力が従来技術の場合と同様に発生するが、永久磁石式磁極3では磁石片71と磁極装着体31との間の接着剤の接着力が大きく、磁石片71相互間の接着部での剥離の発生の問題の解消を図ることができる。
The magnetized permanent magnet type
Since the
また、この発明による永久磁石式磁極3では磁極装着体31の部位で回転子ヨーク2に装着される構成になっていることから、永久磁石式磁極3の回転子ヨーク2への装着に際して、永久磁石式磁極3は必然的に磁極装着体31の部位を前面に位置させて回転子ヨーク2に近づける姿勢を採られる。したがって、永久磁石式磁極3の回転子ヨーク2への装着時に、永久磁石式磁極3と回転子ヨーク2の間に働く磁気力が主原因で、従来技術の場合と同様に、永久磁石式磁極3が回転子ヨーク2にぶつかってしまったとしても、その際に回転子ヨーク2とぶつかる部位は強磁性金属材製の磁極装着体31になる。
このために、永久磁石式磁極3が回転子ヨーク2とぶつかってしまったとしても、永久磁石式磁極本体7にはその際の衝撃力が直接には加わることがなく、しかも、磁石片71は前記磁気吸引力および接着剤の接着力によって磁極装着体31と結合されていることもあって、永久磁石式磁極本体7に破損が生じることを実質的に解消できる。したがって、この発明による永久磁石式磁極3を回転子ヨーク2に装着する際には、従来技術の場合のように永久磁石式磁極3を極めて繊細に取り扱う必要はなく、永久磁石式磁極3の回転子ヨーク2への装着作業を一般的なレベルの注意を払うことにより実施できる。これにより、永久磁石式磁極3の回転子ヨーク2への装着作業時間を、従来技術の場合と対比して大幅に短縮することができる。
Further, since the permanent magnet type
For this reason, even if the permanent magnet type
そうして、この発明による永久磁石式回転子1の場合には、永久磁石式磁極本体7の回転子ヨーク2への装着位置の寸法精度は、永久磁石式磁極本体7の磁極装着体31への配置位置の寸法精度、磁極装着体31,凹溝21の機械加工などの加工時の寸法精度によってほとんど定まる。このため、永久磁石式回転子1では、永久磁石式磁極本体7の装着位置に関する寸法精度を従来技術の場合と対比して格段に向上することができる。このことにより、永久磁石式磁極7の装着位置の不同が主原因となって従来技術の永久磁石式回転子を持つ回転電気機械に存在していた電磁力のアンバランス量などは、永久磁石式回転子1の場合には低減される。したがって、電磁力のアンバランス量が原因となって発生する回転電気機械にとって好ましくない脈動トルクや振動などを、永久磁石式回転子1を用いた回転電気機械では低減することができる。
『実施の形態2』図3は、この発明の実施の形態の異なる例による回転電気機械の永久磁石式回転子の要部を示すその斜視面である。図3において、1Aは、図1,図2に示したこの発明による永久磁石式回転子1に対して、回転子ヨーク2,永久磁石式磁極3に替えて回転子ヨーク2A,永久磁石式磁極3Aを用いると共に、ボルト4,バインド層5を設けないようにしたインナーロータ型の回転電気機械の永久磁石式回転子である。回転子ヨーク2Aは前記回転子ヨーク2と対比すると、凹溝21に替えてダブテール形の溝部24を備えることが異なっている。この事例の溝部24の場合には、その底面25は平面状とされており、ボルトなどの締結体を装着するためのねじ孔は形成されていない。永久磁石式磁極3Aは前記永久磁石式磁極3と対比すると、磁極装着体31に替えて回転子ヨーク2Aの溝部24に嵌合されるダブテール形の断面形状を持つ磁極装着体35を有している。この磁極装着体35には鉄鋼材などの強磁性金属材が用いられており、磁石片71が装着される部位である上面33と,上面33に対して反対側になる部位である下面34とは、この事例の場合には、共に平面状とされているが、ボルトなどの締結体を装填するための貫通孔は形成されていない。
Thus, in the case of the permanent
[Embodiment 2] FIG. 3 is a perspective view showing a main part of a permanent magnet rotor of a rotating electric machine according to a different example of the embodiment of the present invention. In FIG. 3,
図3に示すこの発明の実施の形態の異なる例による回転電気機械の永久磁石式回転子1Aでは前述の構成を持っており、この構成方法は、この発明による永久磁石式磁極の回転子ヨークへの装着に当たり、ボルトなどの締結体を用いた装着方法の他に、従来技術による永久磁石式磁極の,永久磁石式回転子の回転子ヨークへの装着に採用されている各種の方法も、広く採用できることを示すものである。なお、永久磁石式回転子1Aによって得られる作用・効果は、永久磁石式回転子1によって得られる前記作用・効果と同等のため、重複を避けてその説明は省略する。
『実施の形態3』図4は、この発明の実施の形態のさらに異なる例による回転電気機械の永久磁石式回転子の要部を示すその斜視面である。なお、以下の説明においては、図1,図2に示したこの発明による回転電気機械の永久磁石式回転子1と同一部分には同じ符号を付しその説明を省略する。また、図4には、図1,図2で付した符号については、代表的な符号のみを記すようにしている。図4において、1Bは、図1,図2に示したこの発明による永久磁石式回転子1に対して、永久磁石式磁極3に替えて、永久磁石式磁極本体に永久磁石式磁極本体7Bを用いる永久磁石式磁極3Bを用いるようにしたインナーロータ型の回転電気機械の永久磁石式回転子である。図4に示すこの発明の実施の形態のさらに異なる例による回転電気機械の永久磁石式回転子1Bでは前述の構成を持っており、この構成方法は、この発明による永久磁石式磁極に複数の磁石片を持つ永久磁石式磁極本体を適用するのに当たり、スキューが施されない永久磁石式磁極本体の他に、従来技術による永久磁石式磁極に採用されている複数の磁石片の各種の配置方法のものも、広く採用できることを示すものである。なお、永久磁石式回転子1Bによって得られる作用・効果は、永久磁石式回転子1によって得られる前記作用・効果と同等のため、重複を避けてその説明は省略する。
The
[Embodiment 3] FIG. 4 is a perspective view showing a main part of a permanent magnet rotor of a rotating electric machine according to still another example of the embodiment of the present invention. In the following description, the same parts as those of the
前述の説明では、この発明による回転電気機械の永久磁石式回転子はインナーロータ型であるとしてきたが、これに限定されるものではなく、例えば、アウターロータ型などのインナーロータ型とは異なる構造型式のものであってもよいものである。また、前述の説明では、この発明による磁極装着体31,35の上面33と下面34は共に平面状にされているとしてきたが、これに限定されるものではなく、例えば、円弧面などの曲面であってもよいものである。そうして、磁極装着体(例えば、磁極装着体31,35)の下面(例えば、下面34)が当接される溝部(例えば、凹溝21や溝部24)の面(例えば、底面22,25)は、下面の形状に適合する形状とすることが好ましいものである。
In the above description, the permanent magnet rotor of the rotating electrical machine according to the present invention has been described as being an inner rotor type, but is not limited to this, for example, a structure different from an inner rotor type such as an outer rotor type. It may be of a type. In the above description, the
1 永久磁石式回転子
2 回転子ヨーク
21 溝部(凹溝)
3 永久磁石式磁極
31 磁極装着体
4 締結体(ボルト)
5 バインド層
7 永久磁石式磁極本体
71 磁石片
DESCRIPTION OF
3 Permanent magnet type
5 Binding
Claims (4)
前記永久磁石式磁極は永久磁石材製の複数の磁石片とこれら磁石片を装着する強磁性金属材製の磁極装着体とを有し、この永久磁石式磁極は前記磁極装着体の前記磁石片が装着された部位とはほぼ反対側になる部位で前記回転子ヨークに装着されることを特徴とする回転電気機械の永久磁石式回転子。 In the permanent magnet rotor of a rotating electric machine provided with an even number of permanent magnet type magnetic poles at a portion facing the stator of the rotor yoke,
The permanent magnet type magnetic pole has a plurality of magnet pieces made of a permanent magnet material and a magnetic metal pole mounting body made of a ferromagnetic metal material on which the magnet pieces are mounted, and the permanent magnet type magnetic pole is the magnet piece of the magnetic pole mounting body. A permanent magnet rotor for a rotating electric machine, wherein the rotor yoke is mounted on a portion that is substantially opposite to the portion on which the rotor is mounted.
前記回転子ヨークは前記永久磁石式磁極を装着する部位に溝部を有し、この溝部を利用して前記永久磁石式磁極を前記磁極装着体において回転子ヨークに装着することを特徴とする回転電気機械の永久磁石式回転子。 The permanent magnet rotor of the rotating electrical machine according to claim 1,
The rotor yoke has a groove in a portion where the permanent magnet type magnetic pole is mounted, and the permanent magnet type magnetic pole is mounted on the rotor yoke in the magnetic pole mounting body by using the groove. Permanent magnet rotor for machine.
前記永久磁石式磁極の複数の前記磁石片は、これらの磁石片が未着磁の状態において前記磁極装着体に装着される段階で所定の位置に配置されることを特徴とする回転電気機械の永久磁石式回転子。 The permanent magnet rotor of the rotating electrical machine according to claim 1 or 2,
A plurality of the magnet pieces of the permanent magnet type magnetic pole are arranged at predetermined positions when the magnet pieces are attached to the magnetic pole mounting body in an unmagnetized state. Permanent magnet rotor.
前記永久磁石式磁極の複数の前記磁石片は、強磁性金属材製の前記磁極装着体に装着された後に着磁されることを特徴とする回転電気機械の永久磁石式回転子。 The permanent magnet rotor of the rotating electrical machine according to any one of claims 1 to 3,
The permanent magnet rotor of a rotating electrical machine, wherein the plurality of magnet pieces of the permanent magnet magnetic pole are magnetized after being mounted on the magnetic pole mounting body made of a ferromagnetic metal material.
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