JP2007209169A - Segment magnet rotor fixing structure and rotary machine - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、回転機に備えたローターシャフトに複数のセグメント磁石を均等配置して固定するためのセグメント磁石ロータ固定構造及び回転機に関する。 The present invention relates to a segment magnet rotor fixing structure and a rotating machine for evenly arranging and fixing a plurality of segment magnets on a rotor shaft provided in the rotating machine.
従来、セグメント磁石はローターシャフトに、例えば、接着剤により固定されていた(例えば、特許文献1参照)。
しかしながら、上述した従来の固定構造では、複数のセグメント磁石が均等配置されるように取り付けることが困難であり、また、取り付け後にセグメント磁石が位置ズレを起こし易いという問題があった。 However, the conventional fixing structure described above has a problem that it is difficult to attach a plurality of segment magnets so as to be evenly arranged, and the segment magnets are likely to be displaced after the attachment.
本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、複数のセグメント磁石が均等配置されるように位置決めしかつ取り付け後の位置ズレを防止することが可能なセグメント磁石ロータ固定構造及び回転機の提供を目的とする。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and provides a segment magnet rotor fixing structure and a rotating machine capable of positioning a plurality of segment magnets so as to be evenly arranged and preventing positional deviation after attachment. With the goal.
上記目的を達成するためになされた請求項1の発明に係るセグメント磁石ロータ固定構造は、回転機(10)に備えたローターシャフト(16,16’,60)に複数のセグメント磁石(20)を均等配置して固定するためのセグメント磁石ロータ固定構造において、ローターシャフト(16,16’,60)を周方向で等分する位置に複数の磁石位置決突部(41,51,61)を設け、それら隣り合った磁石位置決突部(41,51,61)の間にセグメント磁石(20)を嵌合したところに特徴を有する。 In order to achieve the above object, a segment magnet rotor fixing structure according to the invention of claim 1 includes a plurality of segment magnets (20) on a rotor shaft (16, 16 ', 60) provided in a rotating machine (10). In the segment magnet rotor fixing structure for evenly arranging and fixing, a plurality of magnet positioning protrusions (41, 51, 61) are provided at positions where the rotor shaft (16, 16 ', 60) is equally divided in the circumferential direction. The segment magnet (20) is fitted between the adjacent magnet positioning protrusions (41, 51, 61).
請求項2の発明は、請求項1に記載のセグメント磁石ロータ固定構造において、複数の磁石位置決突部(41,51)を一体に備えかつローターシャフト(16,16’)の外側に回転不能に嵌合固定されたシャフト装着リング(40,50)を設けたところに特徴を有する。 According to a second aspect of the present invention, in the segment magnet rotor fixing structure according to the first aspect, a plurality of magnet positioning protrusions (41, 51) are integrally provided and cannot be rotated outside the rotor shaft (16, 16 '). It is characterized in that a shaft mounting ring (40, 50) fitted and fixed to is provided.
請求項3の発明は、請求項2に記載のセグメント磁石ロータ固定構造において、ローターシャフト(16,16’)に、シャフト装着リング(40,50)が嵌合されたリング嵌合部(31,31’)に隣接して、そのリング嵌合部(31,31’)より外径が大きなリング隣接大径部(30,32)を形成し、シャフト装着リング(40,50)は、リング嵌合部(31,31’)に側方から嵌合されて互いに合体した1対の半円体(42,52)で構成され、各半円体(42,52)のうち相手側の半円体(42,52)に突き合わされる両端部(42A,52A)には、リング隣接大径部(30,32)に向かって突出したリング固定突部(43)がそれぞれ形成され、リング隣接大径部(30,32)には、リング固定突部(43)がローターシャフト(16,16’)の軸方向からそれぞれ挿入されたリング固定溝(33)が形成されたところに特徴を有する。 According to a third aspect of the present invention, in the segment magnet rotor fixing structure according to the second aspect, the ring fitting portion (31, 31) in which the shaft mounting ring (40, 50) is fitted to the rotor shaft (16, 16 '). 31 ′), a ring adjacent large diameter portion (30, 32) having an outer diameter larger than the ring fitting portion (31, 31 ′) is formed, and the shaft mounting ring (40, 50) is a ring fitting. It is composed of a pair of semicircles (42, 52) that are fitted to the joint portions (31, 31 ') from the side and merged with each other, and the semicircle on the other side of each semicircle (42, 52) Ring fixing projections (43) projecting toward the ring adjacent large diameter portions (30, 32) are formed at both end portions (42A, 52A) to be abutted against the body (42, 52), respectively. On the diameter part (30, 32), there is a ring fixing projection (43) Each inserted ring fixing groove in the axial direction of the rotor shaft (16, 16 ') (33) having characterized in that is formed.
請求項4の発明は、請求項3に記載のセグメント磁石ロータ固定構造において、リング隣接大径部(30,32)は、リング嵌合部(31)を挟んで対をなして設けられ、セグメント磁石(20)は、少なくとも一方のリング隣接大径部(30,32)及びリング嵌合部(31)の外周面を覆うように配置され、リング嵌合部(31)の幅をリング固定突部(43)を含むシャフト装着リング(40)の軸方向の全長より大きくし、シャフト装着リング(40)をリング嵌合部(31)のうち一方のリング隣接大径部(30,32)寄りに配置すると共に、その一方のリング隣接大径部(30,32)に形成したリング固定溝(33)にリング固定突部(43)を挿入し、磁石位置決突部(41)を、シャフト装着リング(40)の外周面から径方向に突出形成したところに特徴を有する。 According to a fourth aspect of the present invention, in the segment magnet rotor fixing structure according to the third aspect, the ring adjacent large-diameter portions (30, 32) are provided in pairs with the ring fitting portion (31) interposed therebetween. The magnet (20) is disposed so as to cover at least one of the ring adjacent large diameter portions (30, 32) and the outer peripheral surface of the ring fitting portion (31), and the width of the ring fitting portion (31) is set to be a ring fixing protrusion. The shaft mounting ring (40) including the portion (43) is made longer than the total axial length, and the shaft mounting ring (40) is closer to one ring adjacent large diameter portion (30, 32) of the ring fitting portion (31). The ring fixing protrusion (43) is inserted into the ring fixing groove (33) formed in one of the ring adjacent large diameter portions (30, 32), and the magnet positioning protrusion (41) is connected to the shaft. Peripheral surface of mounting ring (40) Characterized in was protruded in the radial direction.
請求項5の発明は、請求項4に記載のセグメント磁石ロータ固定構造において、シャフト装着リング(40)のうち隣り合った磁石位置決突部(41)同士に挟まれた部分の外径を、リング隣接大径部(30,32)の外径より小さくしたところに特徴を有する。 The invention of claim 5 is the segment magnet rotor fixing structure according to claim 4, wherein the outer diameter of the portion sandwiched between adjacent magnet positioning protrusions (41) of the shaft mounting ring (40) is It is characterized by being made smaller than the outer diameter of the ring adjacent large diameter portion (30, 32).
請求項6の発明は、請求項3に記載のセグメント磁石ロータ固定構造において、リング嵌合部(31’)は、ローターシャフト(16’)のうちセグメント磁石(20)が装着される磁石固定部(30’)の端部に配置されて磁石固定部(30’)と同一径をなし、リング隣接大径部(32)は、リング嵌合部(31’)を挟んで磁石固定部(30’)と反対側に配置され、磁石位置決突部(51)は、シャフト装着リング(50)の端面からリング固定突部(43)と反対側に突出したところに特徴を有する。 According to a sixth aspect of the present invention, in the segment magnet rotor fixing structure according to the third aspect, the ring fitting portion (31 ′) is a magnet fixing portion to which the segment magnet (20) of the rotor shaft (16 ′) is mounted. (30 ') is arranged at the end of the magnet fixing portion (30') and has the same diameter as the magnet fixing portion (30 '). The ring adjacent large diameter portion (32) has a magnet fixing portion (30 The magnet positioning protrusion (51) is arranged on the side opposite to '), and is characterized in that it protrudes from the end face of the shaft mounting ring (50) to the side opposite to the ring fixing protrusion (43).
請求項7の発明は、請求項6に記載のセグメント磁石ロータ固定構造において、シャフト装着リング(50)を、セグメント磁石(20)とリング隣接大径部(32)とで挟んで軸方向で固定したところに特徴を有する。 The invention of claim 7 is the segment magnet rotor fixing structure according to claim 6, wherein the shaft mounting ring (50) is sandwiched between the segment magnet (20) and the ring adjacent large diameter portion (32) and fixed in the axial direction. It has the characteristics in that place.
請求項8の発明は、請求項1に記載のセグメント磁石ロータ固定構造において、ローターシャフト(60)の外周面を均等分する位置に複数のピン孔(62)を形成すると共に、ピン孔(62)に圧入されかつローターシャフト(60)の外周面よりピン孔(62)の内側に配置された複数の圧入ピン(63)を設け、磁石位置決突部(61)は、圧入ピン(63)の一端同軸上に一体形成されてローターシャフト(60)の外周面から径方向に突出したところに特徴を有する。 According to an eighth aspect of the present invention, in the segment magnet rotor fixing structure according to the first aspect, a plurality of pin holes (62) are formed at positions that equally divide the outer peripheral surface of the rotor shaft (60), and the pin holes (62 ) And a plurality of press-fit pins (63) disposed on the inner side of the pin hole (62) from the outer peripheral surface of the rotor shaft (60), and the magnet positioning protrusion (61) is formed of the press-fit pin (63). One end of the rotor is integrally formed on the same axis and protrudes radially from the outer peripheral surface of the rotor shaft (60).
請求項9の発明に係る回転機(10)は、請求項1乃至8の何れかに記載のセグメント磁石ロータ固定構造を有するところに特徴を有する。 A rotating machine (10) according to the invention of claim 9 is characterized in that it has the segment magnet rotor fixing structure according to any one of claims 1 to 8.
[請求項1,8及び9の発明]
請求項1及び9の発明によれば、セグメント磁石は、隣り合った磁石位置決突部の間に嵌合した状態でローターシャフトに固定されるので、複数のセグメント磁石が均等配置されるように位置決めすることができる。また、セグメント磁石をローターシャフトに取り付けた後も、セグメント磁石の位置ズレを防止できる。
[Inventions of Claims 1, 8 and 9]
According to the first and ninth aspects of the present invention, the segment magnets are fixed to the rotor shaft in a state of being fitted between adjacent magnet positioning protrusions, so that the plurality of segment magnets are evenly arranged. Can be positioned. In addition, even after the segment magnet is attached to the rotor shaft, the segment magnet can be prevented from being displaced.
ここで、請求項8の発明のように、ローターシャフトの外周面を均等分する位置に複数のピン孔を形成し、磁石位置決突部は、それらピン孔に圧入された圧入ピンに一体形成されて、ローターシャフトの外周面から径方向に突出した構成としてもよい。なお、ローターシャフトは、断面円形でもよいし断面多角形(具体的には、セグメント磁石の数と同数の平面を有する断面正多角形)であってもよい。 Here, as in the invention of claim 8, a plurality of pin holes are formed at positions that equally divide the outer peripheral surface of the rotor shaft, and the magnet positioning protrusions are formed integrally with the press-fit pins press-fitted into these pin holes. Then, it may be configured to protrude in the radial direction from the outer peripheral surface of the rotor shaft. The rotor shaft may be circular in cross section or polygonal in cross section (specifically, a cross sectional regular polygon having the same number of planes as the number of segment magnets).
[請求項2の発明]
請求項2の発明によれば、磁石位置決突部をシャフト装着リングに一体に備えたので、磁石位置決突部を形成するためにローターシャフトに追加加工を施す必要がない。
[Invention of claim 2]
According to the second aspect of the present invention, since the magnet positioning protrusion is provided integrally with the shaft mounting ring, it is not necessary to perform additional processing on the rotor shaft in order to form the magnet positioning protrusion.
[請求項3の発明]
ローターシャフトにシャフト装着リングを嵌合固定するには、シャフト装着リングを1対の半円体に分割し、それら各半円体をリング嵌合部に側方から嵌めて、リング隣接大径部側に移動させる。すると、各半円体の両端部に形成されたリング固定突部が、リング隣接大径部に形成されたリング固定溝に軸方向から挿入されて係合する。これにより、1対の半円体が分離不能に合体して、シャフト装着リングがローターシャフトのリング嵌合部に回転不能に嵌合固定される。
[Invention of claim 3]
In order to fit and fix the shaft mounting ring to the rotor shaft, the shaft mounting ring is divided into a pair of semicircles, and each semicircle is fitted to the ring fitting portion from the side, and the large diameter portion adjacent to the ring Move to the side. Then, the ring fixing protrusions formed at both ends of each semicircular body are inserted and engaged with the ring fixing grooves formed in the ring adjacent large diameter portion from the axial direction. As a result, the pair of semicircles are combined so as not to be separated, and the shaft mounting ring is fitted and fixed to the ring fitting portion of the rotor shaft so as not to rotate.
[請求項4の発明]
シャフト装着リングをリング嵌合部に嵌合固定するには、1対の半円体を、リング嵌合部のうち一方のリング隣接大径部から離れた位置に嵌めてから、一方のリング隣接大径部に近づけるように移動させる。すると、リング固定突部がリング固定溝に挿入されて係合し、シャフト装着リングがリング嵌合部に回転不能かつ離脱不能に嵌合固定される。次いで、セグメント磁石を固定するには、例えば、セグメント磁石の内面及び/又はリング隣接大径部の外面に接着剤を塗布しておき、セグメント磁石をリング隣接大径部に側方から接着する。このとき、シャフト装着リングの外周面から径方向に突出した磁石位置決突部の間にセグメント磁石が嵌合する。これにより、複数のセグメント磁石が均等配置されるように位置決めされかつ、接着後の位置ズレが防止される。ここで、セグメント磁石がリング隣接大径部に固定されると、シャフト装着リングのうち隣り合った磁石位置決突部に挟まれた部分の外周面がセグメント磁石で覆われるので、ローターシャフトからのシャフト装着リングの脱落を防止できる。
[Invention of claim 4]
To fit and fix the shaft mounting ring to the ring fitting part, after fitting a pair of semicircles at a position away from one ring adjacent large diameter part of the ring fitting part, one ring adjacent part Move it closer to the large diameter part. Then, the ring fixing protrusion is inserted into and engaged with the ring fixing groove, and the shaft mounting ring is fitted and fixed to the ring fitting portion in a non-rotatable and non-detachable manner. Next, in order to fix the segment magnet, for example, an adhesive is applied to the inner surface of the segment magnet and / or the outer surface of the ring adjacent large diameter portion, and the segment magnet is bonded to the ring adjacent large diameter portion from the side. At this time, the segment magnet is fitted between the magnet positioning protrusions protruding in the radial direction from the outer peripheral surface of the shaft mounting ring. Thereby, it positions so that a some segment magnet may be arrange | positioned equally, and the position shift after adhesion | attachment is prevented. Here, when the segment magnet is fixed to the large diameter portion adjacent to the ring, the outer peripheral surface of the portion of the shaft mounting ring sandwiched between the adjacent magnet positioning protrusions is covered with the segment magnet. The shaft mounting ring can be prevented from falling off.
[請求項5の発明]
請求項5の発明によれば、セグメント磁石の内面をリング隣接大径部に密着させることができる。
[Invention of claim 5]
According to invention of Claim 5, the inner surface of a segment magnet can be closely_contact | adhered to a ring adjacent large diameter part.
[請求項6の発明]
シャフト装着リングをリング嵌合部に嵌合固定するには、1対の半円体をリング隣接大径部から離れた位置に嵌めてから、リング隣接大径部に近づけるように移動させる。すると、リング固定突部がリング固定溝に挿入されて係合し、シャフト装着リングがローターシャフトのリング嵌合部に回転不能かつ離脱不能に嵌合固定される。次いで、セグメント磁石を固定するには、例えば、セグメント磁石の内面及び/又は磁石固定部の外面に接着剤を塗布しておき、セグメント磁石を磁石固定部に側方から接着する。このとき、シャフト装着リングからローターシャフトの軸方向に突出形成された磁石位置決突部の間にセグメント磁石が嵌合する。これにより、複数のセグメント磁石が均等配置されるよう位置決めされかつ、接着後の位置ズレが防止される。
[Invention of claim 6]
In order to fit and fix the shaft mounting ring to the ring fitting portion, the pair of semicircles are fitted at positions away from the ring adjacent large diameter portion, and then moved so as to approach the ring adjacent large diameter portion. Then, the ring fixing protrusion is inserted into and engaged with the ring fixing groove, and the shaft mounting ring is fitted and fixed to the ring fitting portion of the rotor shaft so that it cannot rotate and cannot be detached. Next, in order to fix the segment magnet, for example, an adhesive is applied to the inner surface of the segment magnet and / or the outer surface of the magnet fixing portion, and the segment magnet is bonded to the magnet fixing portion from the side. At this time, the segment magnet is fitted between the magnet positioning protrusions formed so as to protrude from the shaft mounting ring in the axial direction of the rotor shaft. Thereby, it positions so that a some segment magnet may be arrange | positioned equally, and the position shift after adhesion | attachment is prevented.
[請求項7の発明]
請求項7の発明によれば、セグメント磁石が磁石固定部に固定されると、シャフト装着リングがセグメント磁石とリング隣接大径部との間で挟まれて軸方向で固定されるから、ローターシャフトからのシャフト装着リングの脱落を防止できる。
[Invention of Claim 7]
According to the invention of claim 7, when the segment magnet is fixed to the magnet fixing portion, the shaft mounting ring is sandwiched between the segment magnet and the ring adjacent large diameter portion and fixed in the axial direction. It is possible to prevent the shaft mounting ring from falling off.
[第1実施形態]
以下、本発明の第1実施形態を図1〜図6に基づいて説明する。本実施形態のモータ10(本発明の「回転機」に相当する)は、例えばブラシレスモータであって、筒形ハウジング11の内部にステータ12を備え、そのステータ12の内側にローター17を回転可能に備えている。ステータ12は、ステータコア14と複数のコイル25とから構成されている。ステータコア14の内面からは、複数のティース15が内側に向かって突出しており、それら各ティース15の先端部は、鳩尾状に広がっている。そして、各ティース15に電線を巻回してコイル25が構成され、各コイル25の一部が隣り合ったティース15,15の間のスロット13に収容されている。なお、本実施形態のステータ12に備えたティース15及びスロット13は、共に例えば12個になっている。
[First Embodiment]
Hereinafter, a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. The motor 10 (corresponding to the “rotor” of the present invention) of the present embodiment is, for example, a brushless motor, and includes a
図2に示すようにローター17は、ローターシャフト16の外周面に複数(具体的には、例えば14個)の界磁用のセグメント磁石20を均等配置してなる。詳細には、ローターシャフト16は、例えば複数の珪素鋼板を積層してなる回転円筒体18の中心にシャフト19を貫通した構造になっている。そして、回転円筒体18の外周面を周方向で等配した位置にセグメント磁石20が、例えば、接着剤にて固着されている。
As shown in FIG. 2, the
各セグメント磁石20は、焼結部材で構成された永久磁石であり、図2及び図3に示すようにローターシャフト16の軸方向に延びた瓦状をなしている。具体的には、例えば、回転円筒体18の外側に嵌合可能な筒体を複数に縦割り分割した構造をなしている。セグメント磁石20は、ローターシャフト16を中心とした同心の円弧面を内面20A及び外面20Bとして備えている。また、セグメント磁石20の両側面20C,20Cは、それら両側面20C,20Cを含む面同士がローターシャフト16の中心で交差するように構成されている。これらセグメント磁石20は、本発明の「セグメント磁石ロータ固定構造」によってローターシャフト16に対する固定位置が位置決めされている。
Each
以下、本発明の「セグメント磁石ロータ固定構造」について説明する。図3に示すように、ローターシャフト16(回転円筒体18)の軸方向の中央部分は、セグメント磁石20が固着される断面円形の磁石固定部30となっており、その両側には、それぞれリング嵌合部31,31が形成されている。リング嵌合部31,31は、ローターシャフト16の外周面を全周に亘って溝状に陥没させた構造をなしている。即ち、リング嵌合部31,31は、磁石固定部30から段付き状に縮径して、例えば断面円形をなしている。
Hereinafter, the “segment magnet rotor fixing structure” of the present invention will be described. As shown in FIG. 3, the central portion in the axial direction of the rotor shaft 16 (rotating cylindrical body 18) is a
リング嵌合部31,31よりもローターシャフト16の端部側には、リング嵌合部31,31に対して外径が段付き状に拡径した端部大径部32,32が形成されている。端部大径部32,32は、例えば、断面円形であって磁石固定部30と同じ外径となっている。ここで、磁石固定部30と端部大径部32,32は本発明の「リング隣接大径部」に相当し、リング嵌合部31,31を挟んで対をなしている。
On the end side of the
ところで、端部大径部32,32には、それぞれ1対のリング固定溝33,33が形成されている。これらリング固定溝33,33は、ローターシャフト16の周方向で互いに180度離れた2箇所に形成されている(なお、図3及び図5には、周方向における一方のリング固定溝33のみが示されている)。リング固定溝33,33は、リング嵌合部31,31側とローターシャフト16の径方向の外側とに開放している(図5を参照)。
Incidentally, a pair of
図3に示すように、ローターシャフト16のうちリング嵌合部31,31には、それぞれシャフト装着リング40が嵌合固定されている。図4に示すようにシャフト装着リング40は、軸方向に扁平な筒形構造をなしており、肉厚に比較して幅寸法(軸方向の長さ)が大きくなっている。シャフト装着リング40の外周面には、径方向の外側に向かって複数(本実施形態では、例えば14個)の磁石位置決突部41が突出形成されている。磁石位置決突部41は、シャフト装着リング40の周方向に等間隔に設けられており、シャフト装着リング40の外周面上で軸方向に延びた突条構造をなしている。なお、磁石位置決突部41の両側面は、それら両側面を含む面同士がシャフト装着リング40(換言すれば、ローターシャフト16)の中心で交差するように構成されている。
As shown in FIG. 3, a
シャフト装着リング40の内径はリング嵌合部31,31の外径とほぼ同一であり、シャフト装着リング40のうち、磁石位置決突部41が形成された部分の外径は、磁石固定部30の外径よりも大きくなっている。また、シャフト装着リング40のうち、隣り合った磁石位置決突部41,41に挟まれた部分の外径は、磁石固定部30の外径よりも若干小さくなっている。つまり、シャフト装着リング40のうち、磁石位置決突部41だけが、磁石嵌合部30の外面から外側に突出し、磁石位置決突部41,41に挟まれた部分は、磁石嵌合部30及び端部大径部32の外面に対して凹んでいる。なお、シャフト装着リング40は、非磁性体であって、材質に応じて、例えば、プレス成形や焼結成形によって製造される。
The inner diameter of the
ところで、シャフト装着リング40は、1対の半円体42,42で構成されている。半円体42,42は、シャフト装着リング40の中心軸を含みかつ隣り合った磁石位置決突部41,41の中間部分を通る平面で、シャフト装着リング40を縦割りに二分割した構造となっている。
By the way, the
各半円体42,42のうち、合体してシャフト装着リング40となったときに相手側の半円体42と接合する両端部42A,42Aには、リング固定突部43,43がそれぞれ形成されている。リング固定突部43,43は、シャフト装着リング40の端面から軸方向の一方に向かって突出している。このリング固定突部43,43が、図3に示すように、ローターシャフト16の外周面に形成されたリング固定溝33,33に、ローターシャフト16の軸方向から挿入されて凹凸係合している。これにより、1対の半円体42,42がシャフト装着リング40としてローターシャフト16の外周面に嵌合固定されると共に、シャフト装着リング40がローターシャフト16に対して回り止めされている。
そして、シャフト装着リング40に形成されて隣り合った磁石位置決突部41,41の間に、各セグメント磁石20の両端部が嵌合している(図3を参照)。
And the both ends of each
ここで、リング嵌合部31,31の幅寸法L1(軸方向の全長)は、リング固定突部43,43を含んだシャフト装着リング40の幅寸法L2(軸方向の全長)よりも大きくなっている。これにより、各半円体42,42をリング嵌合部31,31に側方から組み付けることが可能になっている。
Here, the width dimension L1 (the total length in the axial direction) of the
本実施形態に係るモータ10の構成は以上である。次に、モータ10の製造方法について説明する。まず、2つのシャフト装着リング40,40をそれぞれローターシャフト16に組み付ける。即ち、シャフト装着リング40,40をそれぞれ1対の半円体42,42に分割して、それら半円体42,42を、リング嵌合部31,31に側方から組み付ける(図5を参照)。
The configuration of the
具体的には、図6(A)に示すように、まず、半円体42をリング嵌合部31のうち磁石固定部30寄り位置に嵌めておき、半円体42のリング固定突部43,43を端部大径部32に形成されたリング固定溝33,33と同軸上になるように位置合わせしてから、半円体42を、端部大径部32側(図6(A)における右側)へ移動させる。なお、半円体42は1つずつ移動させてもよいし、1対の半円体42,42の両端部を突き合わせてシャフト装着リング40の状態にしてから移動させてもよい。
Specifically, as shown in FIG. 6A, first, the
すると、図6(B)に示すように、各半円体42,42に備えたリング固定突部43,43が、それぞれリング固定溝33,33に突入して凹凸係合する。これで、1対の半円体42,42がリング嵌合部31,31の外側で分離不能に合体してシャフト装着リング40が構成され、ローターシャフト16に対して回転不能かつ離脱不能に嵌合固定される。
Then, as shown in FIG. 6 (B), the
このとき、シャフト装着リング40をリング嵌合部31,31の外面に接着剤で固定してもよい。また、リング嵌合部31に図示しないリング状の挟持部材を嵌合して、シャフト装着リング40,40を、その挟持部材と磁石固定部30との間及び、挟持部材と端部大径部32との間で挟むようにしてもよい。このようにすれば、シャフト装着リング40,40の軸方向、即ち、リング固定突部43,43とリング固定溝33,33との係合が解除される方向(図3における左側)への移動が禁止され、シャフト装着リング40,40の脱落を確実に防止することができる。以上で、ローターシャフト16が完成される。
At this time, you may fix the
次いで、ローターシャフト16にセグメント磁石20を取り付ける。具体的には、磁石固定部30の外面及び/又はセグメント磁石20の内面20Aに、例えば熱硬化性の接着剤を塗布しておき、セグメント磁石20を磁石固定部30の外面に側方から接着する。このとき、図2及び図3に示すように、セグメント磁石20の両端部が、各シャフト装着リング40,40に形成されて隣り合った磁石位置決突部41,41の間に嵌合する。これにより、複数のセグメント磁石20がローターシャフト16の外周面に均等配置されるように位置決めされると共に、接着後のセグメント磁石20の位置ズレを防止することができる。
Next, the
ここで、セグメント磁石20が磁石固定部30に固定されると、シャフト装着リング40,40のうち、隣り合った磁石位置決突部41,41に挟まれた部分の外周面がセグメント磁石20によって覆われるので(図3を参照)、シャフト装着リング40,40の脱落を防止可能となる。また、シャフト装着リング40,40の隣り合った磁石位置決突部41,41に挟まれた部分は、磁石固定部30の外面に対して凹んでいるから、セグメント磁石20の内面20Aを磁石固定部30の外面に密着させて、確実に接着することができる。
Here, when the
以下同様に、複数のセグメント磁石20を順次に磁石固定部30の外周面に接着すれば、ローターシャフト16の外周面に複数のセグメント磁石20が均等配置されたローター17が完成される。このローター17をステータ12の内部に配して筒形ハウジング11の両端部を閉塞することで、モータ10が完成される。
Similarly, when the plurality of
このように、本実施形態によれば、セグメント磁石20が、シャフト装着リング40に形成されて隣り合った磁石位置決突部41,41の間に嵌合しているので、複数のセグメント磁石20が均等配置されるように位置決めすることができ、取り付け後のセグメント磁石20の位置ズレを防止できる。また、シャフト装着リング40を縦割りに二分割可能としたので、ローターシャフト16の周面を溝状に陥没させた構造のリング嵌合部31にも、容易に取り付けることができる。さらに、半円体42,42に形成されたリング固定突部43,43と、ローターシャフト16に形成されたシャフト固定溝33,33とが凹凸係合することで、1対の半円体42,42がリング嵌合部31,31の外側で分離不能に合体して、シャフト装着リング40をローターシャフト16に対して回転不能かつ離脱不能に嵌合固定することができる。しかも、セグメント磁石20は、軸方向の2箇所(詳細には、両端部)で磁石位置決突部41,41の間に嵌合しているから、セグメント磁石20の位置決め精度が向上し、位置ズレをより確実に防止することができる。
Thus, according to this embodiment, since the
[第2実施形態]
図7〜図10には本発明の第2実施形態が示されている。この第2実施形態は、シャフト装着リング及びローターシャフトの構成を上記第1実施形態とは異なる構成としたものである。その他の構成については上記第1実施形態と同じであるため、同じ構成については、同一符号を付し、重複する説明は省略する。
[Second Embodiment]
7 to 10 show a second embodiment of the present invention. In the second embodiment, the structure of the shaft mounting ring and the rotor shaft is different from that of the first embodiment. Since other configurations are the same as those in the first embodiment, the same reference numerals are given to the same configurations, and duplicate descriptions are omitted.
図7に示すように、本実施形態のローターシャフト16’は、軸方向の中央部分に断面円形の磁石固定部30’を備え、その両側に、磁石固定部30’と同一径をなしたリング嵌合部31’,31’を備えている。また、リング嵌合部31’,31’よりも端部側には、外径がリング嵌合部31’,31’に対して段付き状に拡径した端部大径部32,32(本発明の「リング隣接大径部」に相当する)が形成されている。これら端部大径部32,32には、それぞれ1対のリング固定溝33,33が形成されている。リング固定溝33,33は、ローターシャフト16’の周方向で互いに180度離れた2箇所に形成されており、何れも磁石固定部30’側とローターシャフト16’の径方向の外側とに開放している。なお、本実施形態のリング固定溝33,33の内側部分はリング嵌合部31’の外周面に対して凹んでいる。
As shown in FIG. 7, the
シャフト装着リング50は、図8に示すように、軸方向に扁平な筒形構造をなしており、肉厚に比較して幅寸法(軸方向の長さ)が大きくなっている。シャフト装着リング50は、1対の半円体52,52に二分割可能となっており、それら半円体52,52の互いに接合する両端部52A,52Aには、軸方向の一方に突出したリング固定突部43,43が形成されている。また、このシャフト装着リング50の端面からは、リング固定突部43,43と反対側に複数(本実施形態では、例えば、14個)の磁石位置決突部51が突出している。これら磁石位置決突部51は、シャフト装着リング50の周方向に等間隔に設けられかつ、シャフト装着リング50の軸方向に互いに平行に延びている。
As shown in FIG. 8, the
図7に示すように、シャフト装着リング50,50はリング嵌合部31’,31’に嵌合固定されている。詳細には、シャフト装着リング50,50は、端部大径部32,32との間の段差面に一方の端面が突き当てられており、リング固定突部43,43がリング固定溝33,33に凹凸係合している。シャフト装着リング50,50にそれぞれ形成された磁石位置決突部51,51は、ローターシャフト16’の軸方向で向かい合っており、各シャフト装着リング50,50の隣り合った磁石位置決突部51,51の間にセグメント磁石20の端部が嵌合されている。ここで、セグメント磁石20の両端面は、シャフト装着リング50,50のうち、隣り合った磁石位置決突部51,51で挟まれた部分の端面に突き当たっている。つまり、セグメント磁石20は、ローターシャフト16’の軸方向と周方向とで位置決め及びズレ止めされており、シャフト装着リング50,50は、セグメント磁石20と端部大径部32,32との間で挟まれて、軸方向で固定されている。
As shown in FIG. 7, the shaft mounting rings 50, 50 are fitted and fixed to the ring fitting portions 31 ', 31'. Specifically, one end surface of the shaft mounting rings 50 and 50 is abutted against the stepped surface between the end
本実施形態に係るモータ10の構成は以上である。次に、モータ10の製造方法について説明する。まず、2つのシャフト装着リング50,50をそれぞれローターシャフト16’に組み付ける。即ち、シャフト装着リング50,50をそれぞれ半円体52,52に二分割しておき、それら半円体52,52を、一旦、磁石固定部30’に側方から嵌めておく(図9を参照)。
The configuration of the
そして、磁石固定部30’にて、リング固定突部43,43がリング固定溝33,33と同軸上になるように位置合わせしてから(図10(A)を参照)、半円体52を端部大径部32側(図10(A)における右側)へ移動させる。なお、半円体52を磁石固定部30’からリング嵌合部31に移動させるときは、1つずつ移動させてもよいし、1対の半円体52,52の両端部を突き当ててシャフト装着リング50の状態にしてから移動させてもよい。
Then, after the
すると、シャフト装着リング50のリング固定突部43,43が、それぞれリング固定溝33,33に突入して凹凸係合する(図10(B)の状態)。これで、半円体52,52が分離不能に合体して、シャフト装着リング50がリング嵌合部31’,31’において回転不能かつ離脱不能に嵌合固定される。以上で、ローターシャフト16’が完成される。
Then, the
次いで、ローターシャフト16’にセグメント磁石20を取り付ける。即ち、セグメント磁石20を磁石固定部30’の外面に側方から接着剤にて接着する。このとき、セグメント磁石20の両端部が、各シャフト装着リング50,50に形成されて隣り合った磁石位置決突部51,51の間に嵌合する。これにより、複数のセグメント磁石20が均等配置されるように位置決めされると共に、接着後のセグメント磁石20の位置ズレが防止される。また、セグメント磁石20の両端部と端部大径部32,32との間でシャフト装着リング50,50が挟まれて軸方向で固定されるから(図7を参照)、シャフト装着リング50,50がローターシャフト16’の軸方向の中央側、即ち、リング固定突部43,43とリング固定溝33,33との係合が解除される方向への移動が禁止され、シャフト装着リング50,50の脱落を防止できる。このように、本実施形態によっても、上記第1実施形態と同様な効果を奏することができる。
Next, the
[他の実施形態]
本発明は、前記実施形態に限定されるものではなく、例えば、以下に説明するような実施形態も本発明の技術的範囲に含まれ、さらに、下記以外にも要旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実施することができる。
[Other Embodiments]
The present invention is not limited to the above-described embodiment. For example, the embodiments described below are also included in the technical scope of the present invention, and various other than the following can be made without departing from the scope of the invention. It can be changed and implemented.
(1)磁石位置決突部はローターシャフト16,16’の外周面に一体形成してもよい。ここで、ローターシャフト16,16’に一体形成する場合には、ローターシャフト16,16’の外周面を切削する等、追加加工が必要であるが、上記第1及び第2実施形態のように、シャフト装着リング40,50に一体形成すれば、ローターシャフト16,16’を追加加工する必要が無く、しかも磁石位置決突部は、プレス成形や焼結成形によってシャフト装着リング40,50に一体形成できるから、比較的容易に磁石位置決突部を設けることができる。
(1) The magnet positioning protrusion may be integrally formed on the outer peripheral surface of the
(2)セグメント磁石ロータ固定構造は、以下のような構成でもよい。例えば、図11に示すように、ローターシャフト60の外周面を均等分する位置には、複数のピン孔62が形成されている。それらピン孔62には、それぞれ圧入ピン63が圧入されている。この圧入ピン63はピン孔62の内側に埋没しており、ローターシャフト60の外面に突出しないようになっている。圧入ピン63には、例えば、円柱状の磁石位置決突部61が一体形成されている。磁石位置決突部61は圧入ピン63の同軸上に形成されており、ローターシャフト60の外周面から径方向に突出している。そして、周方向で隣り合った磁石位置決突部61,61の間にセグメント磁石20が嵌合されて、それらセグメント磁石20がローターシャフト60の外周面に、例えば接着剤にて固着されている。このような構成にしても、セグメント磁石20を位置決め及びズレ止めすることができる。
(2) The segment magnet rotor fixing structure may have the following configuration. For example, as shown in FIG. 11, a plurality of pin holes 62 are formed at positions that equally divide the outer peripheral surface of the
(3)第1実施形態及び第2実施形態では、ローターシャフト16,16’に、同一構造の2つのシャフト装着リング40,50を装着していたが、図12に示すように、ローターシャフトの外面形状に応じて、第1実施形態で説明した構成のシャフト装着リング40と、第2実施形態で説明した構成のシャフト装着リング50とを組み合わせて装着してもよい。即ち、セグメント磁石20の一端部を、シャフト装着リング40の外周面に突出形成された磁石位置決突部41,41の間に嵌合し、他端部を、シャフト装着リング50の端面から軸方向に突出した磁石位置決突部51,51の間に嵌合させてもよい。
(3) In the first embodiment and the second embodiment, the two shaft mounting rings 40 and 50 having the same structure are mounted on the
(4)シャフト装着リング40,50は、第1及び第2実施形態のように円筒形状に限るものではなく、リング嵌合部31,31’や磁石固定部30,30’の外面形状に応じて種々変更してもよい。例えば、リング嵌合部31,31’の外面が正多角形の場合には、シャフト装着リングの孔形状を、リング嵌合部31,31’の断面形状と同じ正多角形とすればよい。このようにすれば、シャフト装着リングの内面とリング嵌合部31,31’の外面との間でシャフト装着リングを回り止めできる。
(4) The shaft mounting rings 40 and 50 are not limited to the cylindrical shape as in the first and second embodiments, but according to the outer surface shapes of the
(5)上記第1及び第2実施形態では、磁石固定部30,30’が断面円形であったが、磁石固定部30,30’を断面正多角形(例えば、セグメント磁石20の数と同数の平面を持つ正多角形)としてもよい。
(5) In the first and second embodiments, the
(6)ローターシャフト16,16’に装着するシャフト装着リング40,50の数は、2つに限るものではなく、1つでもよいし3つ以上でもよい。また、第1実施形態では、シャフト装着リング40を磁石固定部30の両端側に配置して、セグメント磁石20の両端部が磁石位置決突部41,41の間に嵌合されるようにしていたが、シャフト装着リング40を、例えば、シャフト装着リング40を磁石固定部30の中央部分に取り付けて、セグメント磁石20の中央部が磁石位置決突部41,41の間に嵌合されるようにしてもよい。
(6) The number of shaft mounting rings 40, 50 to be mounted on the
(7)ローターシャフトの端部からシャフト装着リングを挿入可能であれば、シャフト装着リングは二分割可能な構成にしなくてもよい。 (7) If the shaft mounting ring can be inserted from the end of the rotor shaft, the shaft mounting ring may not be divided into two parts.
(8)上記第1及び第2実施形態では、本発明の「回転機」としてモータ10を例示したが、発電機に本発明を適用してもよい。
(8) In the first and second embodiments, the
10 モータ(回転機)
16,16’,60 ローターシャフト
20 セグメント磁石
30 磁石固定部
31,31’ リング嵌合部
32 端部大径部(リング隣接大径部)
33 リング固定溝
40,50 シャフト装着リング
41,51,61 磁石位置決突部
42,52 半円体
43 リング固定突部
62 ピン孔
63 圧入ピン
10 Motor (Rotating machine)
16, 16 ', 60
33
Claims (9)
前記ローターシャフトを周方向で等分する位置に複数の磁石位置決突部を設け、それら隣り合った磁石位置決突部の間に前記セグメント磁石を嵌合したことを特徴とするセグメント磁石ロータ固定構造。 In the segment magnet rotor fixing structure for evenly arranging and fixing a plurality of segment magnets on the rotor shaft provided in the rotating machine,
A segment magnet rotor fixing, wherein a plurality of magnet positioning protrusions are provided at positions that equally divide the rotor shaft in the circumferential direction, and the segment magnets are fitted between the adjacent magnet positioning protrusions. Construction.
前記シャフト装着リングは、前記リング嵌合部に側方から嵌合されて互いに合体した1対の半円体で構成され、
前記各半円体うち相手側の前記半円体に突き合わされる両端部には、前記リング隣接大径部に向かって突出したリング固定突部がそれぞれ形成され、
前記リング隣接大径部には、前記リング固定突部が前記ローターシャフトの軸方向からそれぞれ挿入されたリング固定溝が形成されたことを特徴とする請求項2に記載のセグメント磁石ロータ固定構造。 The rotor shaft is adjacent to a ring fitting portion where the shaft mounting ring is fitted, and a ring adjacent large diameter portion having a larger outer diameter than the ring fitting portion is formed.
The shaft mounting ring is composed of a pair of semicircles that are fitted to the ring fitting portion from the side and merged with each other,
Ring fixing protrusions protruding toward the ring adjacent large diameter portion are formed at both ends of the semicircles that are abutted against the semicircle on the other side,
3. The segment magnet rotor fixing structure according to claim 2, wherein a ring fixing groove in which the ring fixing protrusion is inserted from an axial direction of the rotor shaft is formed in the ring adjacent large diameter portion.
前記セグメント磁石は、少なくとも一方の前記リング隣接大径部及び前記リング嵌合部の外周面を覆うように配置され、
前記リング嵌合部の幅を前記リング固定突部を含む前記シャフト装着リングの軸方向の全長より大きくし、
前記シャフト装着リングを前記リング嵌合部のうち一方の前記リング隣接大径部寄りに配置すると共に、その一方のリング隣接大径部に形成した前記リング固定溝に前記リング固定突部を挿入し、
前記磁石位置決突部を、前記シャフト装着リングの外周面から径方向に突出形成したことを特徴とする請求項3に記載のセグメント磁石ロータ固定構造。 The ring adjacent large diameter portion is provided in pairs with the ring fitting portion interposed therebetween,
The segment magnet is disposed so as to cover at least one of the ring adjacent large diameter part and the outer peripheral surface of the ring fitting part,
The width of the ring fitting portion is larger than the total axial length of the shaft mounting ring including the ring fixing protrusion,
The shaft mounting ring is disposed near one of the ring fitting portions adjacent to the large diameter portion of the ring, and the ring fixing protrusion is inserted into the ring fixing groove formed in the one ring adjacent large diameter portion. ,
The segment magnet rotor fixing structure according to claim 3, wherein the magnet positioning protrusion is formed so as to protrude in a radial direction from an outer peripheral surface of the shaft mounting ring.
前記リング隣接大径部は、前記リング嵌合部を挟んで前記磁石固定部と反対側に配置され、
前記磁石位置決突部は、前記シャフト装着リングの端面から前記リング固定突部と反対側に突出したことを特徴とする請求項3に記載のセグメント磁石ロータ固定構造。 The ring fitting portion is arranged at the end of the magnet fixing portion to which the segment magnet is mounted in the rotor shaft and has the same diameter as the magnet fixing portion.
The ring adjacent large diameter portion is disposed on the opposite side of the magnet fixing portion with the ring fitting portion interposed therebetween,
The segment magnet rotor fixing structure according to claim 3, wherein the magnet positioning protrusion protrudes from the end surface of the shaft mounting ring to the opposite side of the ring fixing protrusion.
前記磁石位置決突部は、前記圧入ピンの一端同軸上に一体形成されて前記ローターシャフトの外周面から径方向に突出したことを特徴とする請求項1に記載のセグメント磁石ロータ固定構造。 A plurality of pin holes are formed at positions that equally divide the outer peripheral surface of the rotor shaft, and a plurality of press-fit pins that are press-fitted into the pin holes and disposed inside the pin holes from the outer peripheral surface of the rotor shaft are provided. ,
2. The segment magnet rotor fixing structure according to claim 1, wherein the magnet positioning protrusion is integrally formed on one end coaxially with the press-fit pin and protrudes in a radial direction from an outer peripheral surface of the rotor shaft.
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