JP2007037210A - Rotor for dynamo-electric machine - Google Patents
Rotor for dynamo-electric machine Download PDFInfo
- Publication number
- JP2007037210A JP2007037210A JP2005212149A JP2005212149A JP2007037210A JP 2007037210 A JP2007037210 A JP 2007037210A JP 2005212149 A JP2005212149 A JP 2005212149A JP 2005212149 A JP2005212149 A JP 2005212149A JP 2007037210 A JP2007037210 A JP 2007037210A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- member made
- magnet
- rotor
- bridge
- brittle material
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Withdrawn
Links
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 115
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 claims abstract description 33
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 claims abstract description 32
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 claims description 14
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 4
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 4
- 239000012212 insulator Substances 0.000 claims description 2
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 abstract description 4
- 230000000717 retained effect Effects 0.000 abstract description 2
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 13
- 239000003822 epoxy resin Substances 0.000 description 6
- 229920000647 polyepoxide Polymers 0.000 description 6
- 238000003466 welding Methods 0.000 description 5
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 4
- 239000000696 magnetic material Substances 0.000 description 4
- 239000002783 friction material Substances 0.000 description 3
- 239000006247 magnetic powder Substances 0.000 description 3
- JOYRKODLDBILNP-UHFFFAOYSA-N Ethyl urethane Chemical compound CCOC(N)=O JOYRKODLDBILNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910000576 Laminated steel Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000004696 Poly ether ether ketone Substances 0.000 description 2
- 239000004734 Polyphenylene sulfide Substances 0.000 description 2
- NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-N acrylic acid group Chemical group C(C=C)(=O)O NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000000428 dust Substances 0.000 description 2
- 229920002530 polyetherether ketone Polymers 0.000 description 2
- 229920000069 polyphenylene sulfide Polymers 0.000 description 2
- 238000004381 surface treatment Methods 0.000 description 2
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 1
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical group [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000005299 abrasion Methods 0.000 description 1
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 1
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 1
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 1
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 1
- 229910003460 diamond Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010432 diamond Substances 0.000 description 1
- 239000011810 insulating material Substances 0.000 description 1
- 230000014759 maintenance of location Effects 0.000 description 1
- 238000005498 polishing Methods 0.000 description 1
- 230000007480 spreading Effects 0.000 description 1
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 1
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 1
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 1
- 238000007740 vapor deposition Methods 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Permanent Magnet Type Synchronous Machine (AREA)
- Permanent Field Magnets Of Synchronous Machinery (AREA)
Abstract
Description
この発明は、回転電機の回転子に関し、特に、アキシャルギャップ型の回転電機の回転子に関する。 The present invention relates to a rotor of a rotating electrical machine, and more particularly to a rotor of an axial gap type rotating electrical machine.
従来、ロータとステータを軸方向に対向配置したアキシャルギャップ型の回転電機が知られている。
図7は、従来のアキシャルギャップ型回転電機を示し、(a)は軸方向に沿う断面図、(b)は回転子の平面図、(c)は(b)のA−O線に沿う断面図、(d)は(b)のB−O線に沿う断面図である。図7に示すように、従来のアキシャルギャップ型回転電機の回転子1は、積層鋼板により形成した円盤状のプレート2と、プレート2に放射状に配置した複数の磁石3により形成されている((a),(b)参照)。
Conventionally, an axial gap type rotating electrical machine in which a rotor and a stator are arranged to face each other in the axial direction is known.
7A and 7B show a conventional axial gap type rotating electrical machine, wherein FIG. 7A is a sectional view taken along the axial direction, FIG. 7B is a plan view of the rotor, and FIG. 7C is a sectional view taken along the line A-O in FIG. FIG. 4D is a cross-sectional view taken along line B-O in FIG. As shown in FIG. 7, a
磁石3は、プレート2に放射状に配置された複数の貫通孔に合わせた形状を有しており、各貫通孔に挿入配置した後、プレート2との接触面を接着剤で結合している。また、周方向に隣接する磁石3の間には、長板状の軟磁性圧紛材料からなるブリッジ4が配置されている((b),(d)参照)。プレート2と磁石3及びブリッジ4との接触面は接着剤で結合されている。
The
また、各貫通孔に挿入配置された磁石3の内周側には、プレート2の回転軸方向の剛性を向上させるため、非磁性体であるカラー5がプレート2を挟み込むように配置されている((a),(c),(d)参照)。カラー5は、磁石3或いはブリッジ4に対し、接着材によって固定されている。磁石3の外周側には、回転強度を向上させるため、磁石3及びブリッジ4とプレート2の外縁部を一体的に保持するように、プレート2を両面側から挟み込む一対の円環部材(リング)6,6が装着されている((a),(c),(d)参照)。プレート2、磁石3及びブリッジ4と各リング6はそれぞれ接着材によって結合されている。
Further, on the inner peripheral side of the
このようなアキシャルギャップ型回転電機としては、例えば、「アキシャルギャップ回転電機」(特許文献1参照)が知られている。
しかしながら、従来のアキシャルギャップ型回転電機は、プレート2、磁石3、ブリッジ4、カラー5、リング6の全部品間の接触面が接着材によって結合され一体成型されていたため、回転子1の回転に伴う遠心力や磁力に伴う軸方向の力を受けた場合、脆性材料からなる磁石3やブリッジ4等と延性材料からなるプレート2やリング6等が、同様に変形する必要があった。
However, in the conventional axial gap type rotating electrical machine, the contact surfaces between all parts of the
図8は、図7(b)の回転子を示し、(a)は部分平面図、(b)は(a)のC−C線に沿う断面図、(c)はブリッジ破断状態の部分平面図、(d)は(c)のB−O線に沿う断面図である。図8に示すように、延性材料からなるプレート2及びリング6は、脆性材料からなる磁石3及びブリッジ4に隣接し或いは挟み込まれて一体成形されている((a),(b)参照)。
8A and 8B show the rotor of FIG. 7B, where FIG. 8A is a partial plan view, FIG. 8B is a cross-sectional view taken along line CC of FIG. 7A, and FIG. FIG. 4D is a cross-sectional view taken along line B-O in FIG. As shown in FIG. 8, the
つまり、延性材料からなるプレート2やリング6等が、遠心力を受けて半径方向に変形すると、脆性材料からなる磁石3やブリッジ4等には、その変形量に伴って引張り応力((d)矢印参照)が発生するが、圧粉材料からなるブリッジ4の引張り強度はプレート2の引張り強度より弱い。このため、ブリッジ4は、プレート2の伸びに追従することができずに破断してしまう((c),(d)参照)。
That is, when the
このように、全体としての回転強度は、圧粉材料からなるブリッジ4の引張り強度によって決まってしまうことになり、延性材料と脆性材料を一体化して形成した回転子においては、高回転時に加わる引張り力に脆性材料が耐えられないため、高回転化が困難であった。
この発明の目的は、延性材料と脆性材料を一体化して形成した回転子において、高回転時に脆性材料に加わる引張り力を低減することにより、高回転化が可能になる回転電機の回転子を提供することである。
As described above, the rotational strength as a whole is determined by the tensile strength of the
An object of the present invention is to provide a rotor for a rotating electrical machine that can increase the rotation speed by reducing the tensile force applied to the brittle material during high rotation in a rotor formed by integrating a ductile material and a brittle material. It is to be.
上記目的を達成するため、この発明に係る回転電機の回転子は、脆性材料からなる部材と延性材料からなる部材を回転平面上に配置して形成した回転電機の回転子において、前記脆性材料からなる部材と前記延性材料からなる部材の接触部を、前記脆性材料からなる部材の配置により前記延性材料からなる部材の回転軸方向への移動を規制することができる形状に形成し、前記脆性材料からなる部材と前記延性材料からなる部材を接触状態にして形状的に保持している。 In order to achieve the above object, a rotor of a rotating electrical machine according to the present invention is a rotor of a rotating electrical machine formed by arranging a member made of a brittle material and a member made of a ductile material on a rotating plane. A contact portion between the member made of the ductile material and the member made of the ductile material is formed in a shape capable of restricting movement of the member made of the ductile material in the rotation axis direction by the arrangement of the member made of the brittle material. And a member made of the ductile material are brought into contact with each other and held in shape.
この発明によれば、脆性材料からなる部材と延性材料からなる部材を回転平面上に配置して形成した回転電機の回転子は、脆性材料からなる部材と延性材料からなる部材の接触部が、脆性材料からなる部材の配置により延性材料からなる部材の回転軸方向への移動を規制することができる形状に形成され、脆性材料からなる部材と延性材料からなる部材を接触状態にすることで形状的に保持される。これにより、延性材料と脆性材料を一体化して形成した回転子において、高回転時に脆性材料に加わる引張り力を低減することにより、高回転化が可能になる。 According to this invention, a rotor of a rotating electrical machine formed by arranging a member made of a brittle material and a member made of a ductile material on a rotation plane has a contact portion between the member made of the brittle material and the member made of the ductile material, It is formed in a shape that can restrict the movement of the member made of ductile material in the rotation axis direction by the arrangement of the member made of brittle material, and the shape is made by bringing the member made of the brittle material and the member made of the ductile material into contact with each other Retained. Thereby, in the rotor formed by integrating the ductile material and the brittle material, it is possible to increase the rotation speed by reducing the tensile force applied to the brittle material at the time of high rotation.
以下、この発明を実施するための最良の形態について図面を参照して説明する。
図1は、この発明の一実施の形態に係る回転電機の回転子を示し、(a)は部分平面図、(b)は(a)のD−D線に沿う断面図、(c)は(a)のE−E線に沿う断面図である。図1に示すように、アキシャルギャップ型の回転電機の回転子(ロータ)10は、例えば、積層鋼板により外歯車状に形成したプレート11と、プレート11に組み込んだ複数の磁石12を有している((a)参照)。
The best mode for carrying out the present invention will be described below with reference to the drawings.
1A and 1B show a rotor of a rotating electrical machine according to an embodiment of the present invention, in which FIG. 1A is a partial plan view, FIG. 1B is a cross-sectional view taken along line DD in FIG. It is sectional drawing which follows the EE line | wire of (a). As shown in FIG. 1, a rotor (rotor) 10 of an axial gap type rotating electrical machine has, for example, a
プレート11は、回転軸が貫通するリング状部(図示しない)と、リング状部から車輪のスポーク状に放射状に伸び、周方向に等間隔で隣接する複数本のビーム状部(図示しない)を有している。磁石12は、隣接するビーム状部間に形成される空間形状に合わせた横断面形状を有しており、隣接ビーム状部間に挿入配置される。ビーム状部には、表裏両面側から挟み込むように長板状の軟磁性圧紛材料からなるブリッジ13が装着されている((a),(b)参照)。
The
また、磁石12の内周側のプレート11には、プレート11の回転軸方向の剛性を高めるため、非磁性体からなるカラー14がプレート11を表裏両面側から挟み込むように装着されている((a),(c)参照)。磁石12の外周側には、回転子10の回転強度を高めるため、プレート11を挟み込むブリッジ13及び磁石12の外縁部を一体的に保持するように、これらを表裏両面側から挟み込む円環部材(リング)15が装着されている((a),(c)参照)。
In addition, a
磁石12とブリッジ13の接触部は、磁石12がブリッジ13を押さえ込むことができる形状に形成されている。例えば、ブリッジ13は、両接触面が外向き傾斜、即ち、プレート11側(底面側)の幅が広い台形状断面((b)参照)を有して、或いは、階段状段差面を有して、形成されており、磁石12は、ブリッジ13の形状に対応する、両接触面が内向き傾斜、即ち、厚み方向中央部の幅が最も狭いプーリー形状((b)参照)を有して、或いは、裏側階段状段差面を有して、形成されている。
The contact portion between the
つまり、脆性材料からなる部材と延性材料からなる部材を回転平面上に配置して形成した回転電機の回転子は、脆性材料からなる部材と延性材料からなる部材の接触部が、脆性材料からなる部材の配置により延性材料からなる部材の回転軸方向への移動を規制することができる形状に形成され、脆性材料からなる部材と延性材料からなる部材を接触状態にすることで形状的に保持される。
プレート11のビーム状部とブリッジ13の接触部a((b)参照)、及び磁石12とブリッジ13の接触部b((b)参照)は、例えば、アクリルやウレタン系等の低弾性率接着剤によって結合されている。
That is, in a rotor of a rotating electrical machine formed by arranging a member made of a brittle material and a member made of a ductile material on a rotation plane, a contact portion between the member made of the brittle material and the member made of the ductile material is made of the brittle material. It is formed in a shape that can regulate the movement of the member made of ductile material in the rotation axis direction by the arrangement of the member, and is held in shape by bringing the member made of the brittle material and the member made of the ductile material into contact. The
The beam-like portion of the
図2は、図1の磁石の分割構造を示し、(a)図1(b)と同様の断面図、(b)は図1(c)と同様の断面図である。図2に示すように、磁石12は、組み立て上の利便性を考慮して回転軸方向に二分割されており((a)参照)、ブリッジ13を表裏面側から挟み込むように組み立てられる((a)矢印参照)。二分割された磁石12は、例えば、エポキシ樹脂系等の高強度接着剤或いは溶接によって接合されており、接着/溶接層12aを挟んで一体化している((b)矢印参照)。
2 shows a divided structure of the magnet of FIG. 1, (a) a sectional view similar to FIG. 1 (b), and (b) a sectional view similar to FIG. 1 (c). As shown in FIG. 2, the
また、磁石12とカラー14及び各リング15の接触部は、カラー14及び各リング15が磁石12を押さえ込むことができる形状に形成されている。例えば、各磁石12は、両接触面が階段状段差面((b)参照)を有して、或いは、外向き傾斜、即ち、接着/溶接層12a側(底面側)の幅が広い台形状断面を有して、形成されており、カラー14及び各リング15は、磁石12の形状に対応する、裏側階段状段差面((b)参照)を有して、或いは、両側面が内向き傾斜、即ち、接着/溶接層12a側の幅が広い台形状断面を有して、形成されている。
The contact portions between the
リング15は、裏側階段状段差面を有するように、断面形状がL字状に形成されており、磁石12の表裏両面側から磁石12を挟み込むように設置される((b)矢印参照)。リング15は、磁石12との接触面が回転軸に対し略平行、且つ、略直交するように、L字状断面形状を有しており、各接触面をエポキシ樹脂系等の高強度接着剤によって結合する。また、磁石12を挟み込むリング15同士は、例えば、高強度接着剤により結合するが、外周側から溶接等により結合しても良く、接着/溶接層15aを挟んで一体化している(図1(c)参照)。
The
カラー14は、非磁性体である、SUS303やSUS304等のステンレス鋼からなり、回転軸に向って両面の厚みが等しく増加する傾斜面を有しており、プレート11の表裏両面側からプレート11を挟み込むように設置される((b)矢印参照)。カラー14と磁石12及びブリッジ13との接触部c(図1(c)参照)は、リング15との接触面と同様に、接触面が回転軸に対し略平行、且つ、略直交するように形成されており、回転軸に対し略直交する接触面を、例えば、アクリル系やウレタン系の低弾性率接着剤によって結合する。このカラー14は、プレート11とカラー14を共に貫通するネジ穴に非磁性体のボルトを螺着することにより、プレート11に締結固定される。
The
図3は、図2の磁石の他の例を示し、(a)は磁石装着時の平面図、(b)は磁石装着時の断面図である。図3に示すように、プレート11が、半径方向に広がるビーム状部11aとビーム状部11aの間に磁石12を外側から挿入配置することができる形状であれば、磁石12を、外周縁からビーム状部11aをガイドとしてリング状部11bへ摺動させ((a)矢印参照)組み込むことができる。この場合、磁石12を二分割する必要はない((b)参照)。磁石12を組み込んだ後、磁石12を両側から挟み込むようにリング15を装着する((b)矢印参照)。
FIG. 3 shows another example of the magnet of FIG. 2, (a) is a plan view when the magnet is mounted, and (b) is a cross-sectional view when the magnet is mounted. As shown in FIG. 3, if the
次に、上述した構成を有する回転電機の回転子10の回転動作における各作用について説明する。
回転軸方向に対する強度については、磁石12とブリッジ13に、固定子(図示しない)によって付加される回転軸方向の力が加わると、先ず、ブリッジ13に回転軸方向の力が加わる。このとき、ブリッジ13はプレート11に接着固定されているため、ブリッジ13の変位は規制されるが、ブリッジ13とプレート11を接着する接着剤は弾性体であることから、この接着剤のみでは保持力が不足する。
Next, each effect | action in rotation operation | movement of the
Regarding the strength with respect to the rotation axis direction, when a force in the rotation axis direction applied by a stator (not shown) is applied to the
しかしながら、ブリッジ13は、側面が磁石12により、外周がリング15により、内周がカラー14により、それぞれ保持されており、磁石12、リング15、カラー14とブリッジ13の接触部は、ブリッジ13を押さえ込んで回転軸方向への移動を規制する形状を有しているため、形状的保持によってブリッジ13の回転軸方向への変位が規制される。
磁石12の回転軸方向への変位については、磁石12は、側面がプレート11に接着されると共に、内周と外周がそれぞれ磁石12の回転軸方向への移動を規制する形状を有するカラー14とリング15により保持されているため、形状的保持により回転軸方向の変位が規制される。
However, the
Regarding the displacement of the
遠心力に対する作用については、遠心力が回転子10に付加されると、最初に、回転子10の一番外周に位置するリング15が半径方向へ変形する。外周で形状を保持するリング15が変位すると、内周に位置するプレート11も同様に半径方向へ変形する。このとき、プレート11の変形に伴って低弾性率接着剤が変形するため、ブリッジ13に大きな引張り応力が発生することはない。
Regarding the effect on the centrifugal force, when the centrifugal force is applied to the
また、ブリッジ13や磁石12は、低弾性率接着剤でカラー14に固定されているため、遠心力が加わった際、ブリッジ13や磁石12は変形することなく外周方向へ変位し、内周面の低弾性率接着材が磁石12やブリッジ13の変位量分変形する。これにより、脆性材料からなる磁石12やブリッジ13に加わる引張り応力を低減することができる。
Moreover, since the
また、磁石12及びブリッジ13は、プレート11に対し相対変位するが、これらの摺動面には低弾性率接着剤が介在しているため、相対変位による磨耗は発生しない。なお、これらの摺動面である接触部a及び接触部b(図1(b)参照)には、低弾性率接着剤の代わりに、チタン蒸着膜やDLC(Diamond Like Carbon)処理等の耐磨耗処理を施した面と、研磨面を有する網板等の低摩擦板が張り付けられた面を設けても良い。これにより、それらを摺動させることによって、各部品の相対変位を許容しながら磨耗や摩擦を低減させることもできる。また、低摩擦材をポリフェニレンサルファイド(PPS)やポリエーテルエーテルケトン(PEEK)材等の絶縁性能を有する材料に置き換えることによって、磁石12周辺で発生するループ損を低減させることもできる。
Further, the
更に、磁石12及びブリッジ13とリング15の接触部d(図1(a)参照)の接合には、エポキシ樹脂系等の高強度接着剤が用いられているが、遠心力が働いた際、この部位には圧縮応力のみが付加されるため、接触面に弾性体を設ける必要はない。むしろ、磁石12やブリッジ13の回転軸方向の強度を高めるため、高強度接着剤で強固に固定することに利点がある。
Furthermore, a high-strength adhesive such as an epoxy resin is used for joining the contact portion d (see FIG. 1A) of the
図4は、磁石とブリッジの他の配置例を示し、(a)は磁石装着時の平面図、(b)は磁石装着時の断面図である。図4に示すように、回転電機の回転子20は、プレート11を設けず、磁石21とブリッジ22とカラー23を直接組み合わせている。磁石21とブリッジ22は、互いの接触面に、例えば、相互に組み合わせ可能に位置をずらした切り欠き形状等の、相互に噛み合わせることができる相互噛み合わせ構造を設けて、周方向に交互に配置する。
4A and 4B show another arrangement example of the magnet and the bridge. FIG. 4A is a plan view when the magnet is mounted, and FIG. 4B is a cross-sectional view when the magnet is mounted. As shown in FIG. 4, the rotor 20 of the rotating electrical machine does not include the
そして、磁石21とブリッジ22の内周部を、非磁性体からなる一対のカラー23,23により表裏両面側から挟み込んで固定すると共に、外周部を、一対のリング15,15により表裏両面側から挟み込んで固定する。両リング15,15は、エポキシ樹脂系接着剤或いは溶接等で接合し、リング15と磁石21及びリング15とブリッジ22の接合面は、エポキシ樹脂系接着剤により強固に固定する。カラー23同士は、エポキシ樹脂系接着剤或いは溶接等の他、ボルト締め等により結合しても良い。
The inner peripheral portion of the
この回転子20においては、回転軸方向の荷重が磁石21やブリッジ22に加わった場合、外周側をリング15が、内周側をカラー23がそれぞれ保持し、更に、磁石21とブリッジ23は、互いに噛み合った状態で保持されているため、回転軸方向の変位を規制することができる。また、遠心力が付加された場合、体積が大きく重量も重い磁石21が、重量が軽いブリッジ22より外周方向へと変位しようとするため、磁石21とブリッジ22との間に相対変位が生じる。しかしながら、磁石21とブリッジ22は、形状的に保持されていて接着剤等で結合されていないため、応力が発生することはない。
In the rotor 20, when a load in the rotation axis direction is applied to the
また、磁石21とブリッジ22の接触面は、上述した回転子10と同様に、低弾性率接着剤、低摩擦材、表面処理、絶縁材等を介在させることによって、回転子10による効果と同様の効果を得ることができる。更に、回転子20は、回転子10のように電磁鋼板製のプレート11を介在させていないので、磁石21の外周に発生するループ損を低減させることができる。
Further, the contact surface between the
図5は、図4の磁石とブリッジの組み合わせ例(a)〜(d)を示す断面図であり、図6は、図4の磁石或いはブリッジのカラー及びリングによる固定状態を示し、(a)は磁石固定状態の断面図、(b)はブリッジ固定状態の断面図である。 FIG. 5 is a cross-sectional view showing combinations (a) to (d) of the magnet and bridge shown in FIG. 4, and FIG. 6 shows a fixed state of the magnet or bridge shown in FIG. Is a sectional view of a magnet fixed state, and (b) is a sectional view of a bridge fixed state.
図5に示すように、磁石21とブリッジ22は、互いの接触面に、ブリッジ22の回転軸方向への移動を規制することができる嵌合形状を設けている。例えば、断面形状が「エ」の字形のブリッジ22aと、ブリッジ22aの側面凹部に嵌合する突起部を両側面に有する磁石21aの組み合わせ((a)参照)、断面形状が円形のブリッジ22bと、ブリッジ22bの側面形状に合わせた凹部を両側面に有する磁石21bの組み合わせ((b)参照)、断面形状が略X字形のブリッジ22cと、ブリッジ22cの側面形状に合わせた凸部を両側面に有する磁石21cの組み合わせ((c)参照)、断面形状が略O字形のブリッジ22dと、ブリッジ22dの側面形状に合わせた凹部を両側面に有する磁石21dの組み合わせ((d)参照)等、である。
As shown in FIG. 5, the
ブリッジ22aと磁石21a((a)参照)の組み合わせの場合、回転軸方向(図中、矢印参照)のモーメントが発生しても高い剛性を有して保持することができる。また、ブリッジ22bと磁石21b((b)参照)の組み合わせの場合、磁石21bやブリッジ22bに回転軸方向の荷重が付加しても、磁石21bとブリッジ22bの接触面への応力集中を低減することができる。これは、ブリッジ22cと磁石21c((c)参照)の組み合わせの場合、及びブリッジ22dと磁石21d((d)参照)の組み合わせの場合でも、同様であり、磁石21c(21d)とブリッジ22c(22d)の接触面への応力集中を低減することができる。
In the case of a combination of the
上述したように、回転電機の回転子10(20)は、磁石12(21)やブリッジ13(22)に引っ張り応力がかからないようにした。回転子の回転時、各磁石及びブリッジには、数10kg・fの力が回転軸方向に入力する他、回転に伴う遠心力が付加されるため、回転子を構成する各部品は回転軸方向と半径方向の両方に対する強度が必要になるが、磁石やブリッジの引っ張り強度は、リング、プレート、カラー等の延性材料より低いことから、これらに引っ張り応力がかからないようにした。
つまり、引っ張り強さの異なる脆性材料と延性材料の接触部を摺動構造或いは柔構造により保持し、更に、外周部に高強度部材を装着して半径方向の変位を規制することによって、回転子の高回転化が可能になる。
As described above, the rotor 10 (20) of the rotating electrical machine is configured so that no tensile stress is applied to the magnet 12 (21) or the bridge 13 (22). During rotation of the rotor, a force of several tens of kg · f is input to the magnets and bridges in the direction of the rotation axis, and centrifugal force accompanying rotation is added to each magnet. However, the tensile strength of magnets and bridges is lower than that of ductile materials such as rings, plates, and collars, so that tensile stress was not applied to them.
That is, the contact portion between the brittle material and the ductile material having different tensile strengths is held by a sliding structure or a flexible structure, and further, a high-strength member is attached to the outer peripheral portion to restrict radial displacement, whereby the rotor Can be rotated at a high speed.
この発明に係る回転電機の回転子は、脆性材料からなる部材と延性材料からなる部材を回転平面上に配置して形成した回転電機の回転子において、前記脆性材料からなる部材と前記延性材料からなる部材の接触部を、前記脆性材料からなる部材の配置により前記延性材料からなる部材の回転軸方向への移動を規制することができる形状に形成し、前記脆性材料からなる部材と前記延性材料からなる部材を接触状態にして形状的に保持した。
これにより、回転子に遠心力が働いた際に、圧紛体からなるブリッジ及び磁石には外周方向へ働く圧縮応力のみが発生するため、回転子の回転強度が向上する。また、接着剤を用いないため、組み立てにおけるコストの低減及び期間の短縮が可能になる。
The rotor of the rotating electrical machine according to the present invention is a rotor of a rotating electrical machine formed by arranging a member made of a brittle material and a member made of a ductile material on a rotation plane, and the rotor made of the brittle material and the ductile material. Forming a contact portion of the member formed into a shape capable of restricting movement of the member made of the ductile material in the rotation axis direction by arranging the member made of the brittle material, and the member made of the brittle material and the ductile material The member consisting of was brought into contact and held in shape.
As a result, when centrifugal force is applied to the rotor, only the compressive stress acting in the outer peripheral direction is generated in the bridge and magnet made of the compact, so that the rotational strength of the rotor is improved. Moreover, since no adhesive is used, the cost and time required for assembly can be reduced.
また、前記脆性材料からなる部材と前記延性材料からなる部材との接触部を、遠心力付加時に変形可能な低弾性率接着剤により結合した。これにより、回転子に遠心力が働いた際に生じる延性材料の変形量を低弾性率接着剤が追従するため、圧粉体からなるブリッジ及び磁石に加わる引張り力を低減することができる。また、磁石や圧紛体からなるブリッジが低弾性率接着剤によって結合されるため、結合面の摺動を抑制することができる。 Moreover, the contact part of the member consisting of the brittle material and the member consisting of the ductile material was bonded with a low elastic modulus adhesive that can be deformed when a centrifugal force is applied. Thereby, since the low elastic modulus adhesive follows the deformation amount of the ductile material generated when centrifugal force is applied to the rotor, the tensile force applied to the bridge and magnet made of the green compact can be reduced. Moreover, since the bridge | bridging which consists of a magnet and a compact is couple | bonded by the low elastic modulus adhesive agent, sliding of a coupling surface can be suppressed.
また、前記脆性材料からなる部材と外周部に位置する部材との接触部を、両者が一体化するように接合した。これにより、回転強度が向上する。外周部に位置するリングと磁石或いは圧紛体からなるブリッジの接触面では、圧縮力のみが負荷されるため、この部位に高強度接着剤を用いることによって、有効的に回転強度及び回転軸方向の強度を向上することができる。 Moreover, the contact part of the member which consists of the said brittle material, and the member located in an outer peripheral part was joined so that both might be integrated. Thereby, rotational strength improves. Since only the compressive force is applied to the contact surface of the ring and the bridge made of a magnet or a compact in the outer periphery, by using a high-strength adhesive at this part, the rotational strength and the rotational axis direction can be effectively increased. Strength can be improved.
また、前記脆性材料からなる部材と前記延性材料からなる部材との接触部に形成される、前記脆性材料からなる部材の内外周少なくとも一方の回転軸方向面を、回転軸方向に対し直交配置した。これにより、遠心力によってリングやプレートが変形した場合でも、磁石の回転軸方向への変位を、変形していない時と同様に規制することができる。 Further, at least one of the inner and outer peripheral surfaces of the member made of the brittle material, which is formed in a contact portion between the member made of the brittle material and the member made of the ductile material, is arranged orthogonally to the direction of the rotation axis. . Thereby, even when the ring or the plate is deformed by the centrifugal force, the displacement of the magnet in the direction of the rotation axis can be restricted in the same manner as when the magnet is not deformed.
また、遠心力の付加により前記脆性材料からなる部材が前記延性材料からなる部材に対し変位する際の、前記脆性材料からなる部材と前記延性材料からなる部材の摺動面の少なくとも一方に、前記摺動面の摩擦係数を低減する処理を施した。これにより、処理として、低摩擦材の板材を固定した場合、遠心力等によって、磁石及び圧紛体からなるブリッジがプレートに対し相対変位を起こした際に、接触面に生じる磨耗を低減させることができ、表面処理を行った場合、部品点数を増やすことなく磁石及び圧紛体からなるブリッジとプレートの間の磨耗を低減させることができる。 In addition, when the member made of the brittle material is displaced with respect to the member made of the ductile material by application of centrifugal force, at least one of the sliding surface of the member made of the brittle material and the member made of the ductile material, A treatment for reducing the friction coefficient of the sliding surface was performed. As a result, when a plate of low friction material is fixed as a treatment, wear generated on the contact surface can be reduced when a bridge made of a magnet and a compacted body causes relative displacement with respect to the plate due to centrifugal force or the like. When the surface treatment is performed, the wear between the bridge and the plate made of a magnet and a compact can be reduced without increasing the number of parts.
また、前記摩擦係数を低減する処理を、前記摺動面に絶縁体からなる低摩擦性部材を装着して行う。これにより、磁石の周囲に発生するループ電流及び渦電流を低減することができ、高効率の回転子を構成することができる。
また、前記磁石と前記ブリッジの接触部に、前記磁石と組み合わされて前記ブリッジの回転軸方向への移動を規制することができる嵌合形状を設け、前記磁石により前記ブリッジを保持する。これにより、軟磁性圧紛材料からなるブリッジの回転軸方向変位を規制することができる。
The process of reducing the friction coefficient is performed by attaching a low friction member made of an insulator to the sliding surface. Thereby, the loop current and eddy current generated around the magnet can be reduced, and a highly efficient rotor can be configured.
In addition, the contact portion between the magnet and the bridge is provided with a fitting shape that can be combined with the magnet to restrict the movement of the bridge in the rotation axis direction, and the magnet holds the bridge. Thereby, the displacement of the bridge made of the soft magnetic powder material in the rotation axis direction can be regulated.
このように、この発明によれば、脆性材料からなる部材と延性材料からなる部材を回転平面上に配置して形成した回転電機の回転子は、脆性材料からなる部材と延性材料からなる部材の接触部が、脆性材料からなる部材の配置により延性材料からなる部材の回転軸方向への移動を規制することができる形状に形成され、脆性材料からなる部材と延性材料からなる部材を接触状態にすることで形状的に保持されるので、延性材料と脆性材料を一体化して形成した回転子において、高回転時に脆性材料に加わる引張り力を低減することにより、高回転化が可能になる。 As described above, according to the present invention, a rotor of a rotating electrical machine formed by arranging a member made of a brittle material and a member made of a ductile material on a rotation plane includes a member made of a brittle material and a member made of a ductile material. The contact portion is formed in a shape that can restrict movement of the member made of the ductile material in the rotation axis direction by the arrangement of the member made of the brittle material, and the member made of the brittle material and the member made of the ductile material are brought into contact with each other. In this way, the rotor is formed by integrating the ductile material and the brittle material, so that it is possible to increase the rotation speed by reducing the tensile force applied to the brittle material at the time of high rotation.
10,20 回転子
11 プレート
11a ビーム状部
11b リング状部
12,21,21a,21b,21c,21d 磁石
12a,15a 接着/溶接層
13,22,22a,22b,22c,22d ブリッジ
14,23 カラー
15 円環部材
a,b,c,d 接触部
10, 20
Claims (9)
前記脆性材料からなる部材と前記延性材料からなる部材の接触部を、前記脆性材料からなる部材の配置により前記延性材料からなる部材の回転軸方向への移動を規制することができる形状に形成し、前記脆性材料からなる部材と前記延性材料からなる部材を接触状態にして形状的に保持した回転電機の回転子。 In a rotor of a rotating electrical machine formed by arranging a member made of a brittle material and a member made of a ductile material on a rotation plane,
A contact portion between the member made of the brittle material and the member made of the ductile material is formed in a shape that can restrict movement of the member made of the ductile material in the rotation axis direction by arranging the member made of the brittle material. A rotor of a rotating electrical machine in which a member made of the brittle material and a member made of the ductile material are held in shape in a contact state.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2005212149A JP2007037210A (en) | 2005-07-22 | 2005-07-22 | Rotor for dynamo-electric machine |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2005212149A JP2007037210A (en) | 2005-07-22 | 2005-07-22 | Rotor for dynamo-electric machine |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2007037210A true JP2007037210A (en) | 2007-02-08 |
Family
ID=37795786
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2005212149A Withdrawn JP2007037210A (en) | 2005-07-22 | 2005-07-22 | Rotor for dynamo-electric machine |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2007037210A (en) |
Cited By (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2008199841A (en) * | 2007-02-15 | 2008-08-28 | Daikin Ind Ltd | Magnetic field element |
WO2009044799A1 (en) * | 2007-10-04 | 2009-04-09 | Honda Motor Co., Ltd. | Axial gap motor |
JP2009095086A (en) * | 2007-10-04 | 2009-04-30 | Honda Motor Co Ltd | Axial gap motor |
JP2011509064A (en) * | 2008-01-07 | 2011-03-17 | エヴォ エレクトリック リミテッド | Rotor for electric machine |
US7977843B2 (en) | 2007-10-04 | 2011-07-12 | Honda Motor Co., Ltd. | Axial gap type motor |
US8035266B2 (en) | 2007-04-17 | 2011-10-11 | Honda Motor Co., Ltd. | Axial gap motor |
US8053942B2 (en) | 2007-08-29 | 2011-11-08 | Honda Motor Co., Ltd. | Axial gap motor |
US8283829B2 (en) | 2007-06-26 | 2012-10-09 | Honda Motor Co., Ltd. | Axial gap motor |
CN110350747A (en) * | 2019-03-08 | 2019-10-18 | 贵州航天林泉电机有限公司 | A kind of axial-flux electric machine rotor structure |
-
2005
- 2005-07-22 JP JP2005212149A patent/JP2007037210A/en not_active Withdrawn
Cited By (12)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2008199841A (en) * | 2007-02-15 | 2008-08-28 | Daikin Ind Ltd | Magnetic field element |
US8035266B2 (en) | 2007-04-17 | 2011-10-11 | Honda Motor Co., Ltd. | Axial gap motor |
US8283829B2 (en) | 2007-06-26 | 2012-10-09 | Honda Motor Co., Ltd. | Axial gap motor |
US8053942B2 (en) | 2007-08-29 | 2011-11-08 | Honda Motor Co., Ltd. | Axial gap motor |
WO2009044799A1 (en) * | 2007-10-04 | 2009-04-09 | Honda Motor Co., Ltd. | Axial gap motor |
JP2009095087A (en) * | 2007-10-04 | 2009-04-30 | Honda Motor Co Ltd | Axial gap motor |
JP2009095086A (en) * | 2007-10-04 | 2009-04-30 | Honda Motor Co Ltd | Axial gap motor |
US7977843B2 (en) | 2007-10-04 | 2011-07-12 | Honda Motor Co., Ltd. | Axial gap type motor |
US8040008B2 (en) | 2007-10-04 | 2011-10-18 | Honda Motor Co., Ltd. | Axial gap motor |
JP2011509064A (en) * | 2008-01-07 | 2011-03-17 | エヴォ エレクトリック リミテッド | Rotor for electric machine |
US8624456B2 (en) | 2008-01-07 | 2014-01-07 | Evo Electric Limited | Rotor for an electrical machine |
CN110350747A (en) * | 2019-03-08 | 2019-10-18 | 贵州航天林泉电机有限公司 | A kind of axial-flux electric machine rotor structure |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5896937B2 (en) | Divided iron core, stator using the divided iron core, and rotating electric machine equipped with the stator | |
JP5108236B2 (en) | Rotor for motor | |
JP6836842B2 (en) | Rotor and motor including it | |
WO2017029926A1 (en) | Axial gap type dynamo-electric machine | |
JP2010104160A (en) | Dual rotor motor and manufacturing method therefor | |
JP5971418B2 (en) | Synchronous rotor for rotating electrical machine and method for manufacturing synchronized rotor for rotating electrical machine | |
JP5257038B2 (en) | Rotating electric machine | |
JP2010098853A (en) | Double stator motor | |
JP5256778B2 (en) | Motor rotor and motor | |
US20120126658A1 (en) | Rotor core for rotating electric machine | |
JP2007037210A (en) | Rotor for dynamo-electric machine | |
JP5220993B2 (en) | motor | |
JP5573109B2 (en) | Permanent magnet motor rotor | |
JP2008141799A (en) | Rotor for rotary electric machine | |
JP5549389B2 (en) | Permanent magnet synchronous motor with protective ring and method for manufacturing the same | |
JP7381304B2 (en) | A rotor with end plates arranged on the end face of the rotor core and an electric motor with the rotor | |
JP2016134931A (en) | Rotary electric machine and rotor | |
JP7052889B2 (en) | Rotor of rotary electric machine | |
JP2010093988A (en) | Permanent magnet type rotating machine | |
JP5025258B2 (en) | Rotating electrical machine rotor | |
JP2008125333A (en) | Stator | |
JP2018085886A (en) | Motor with double rotor structure | |
JP2005051826A (en) | Fixed structure of permanent magnet in rotor of rotating electric machine | |
CN110120712B (en) | Stator of rotating electric machine | |
JP6410963B2 (en) | Rotating electric machine |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A300 | Application deemed to be withdrawn because no request for examination was validly filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20081007 |