JP2011211837A - Rotary electric machine, and method of fixing magnets of the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は回転電機に関し、永久磁石式回転電機の磁石固定構造および磁石固定方法に関するものである。 The present invention relates to a rotating electrical machine, and relates to a magnet fixing structure and a magnet fixing method for a permanent magnet type rotating electrical machine.
従来の永久磁石式回転電機は円筒状に形成されたロータの一部に磁石を埋め込み又は接着剤で貼り付けた構成となっている場合が一般的である。永久磁石を貼付ける回転子の部位には周方向に固定する為の凹部(溝)を設け、永久磁石は凹部で周方向の位置決めを行い、接着剤を用い回転子に永久磁石を固定する場合が多い。軸方向及び径方向の固定は接着剤の接着力に依るが、更に信頼性を求める場合、回転電機の磁気特性を損なわない為、非磁性の当て板を設置していた。 A conventional permanent magnet type rotating electrical machine is generally configured such that a magnet is embedded in a part of a rotor formed in a cylindrical shape or attached with an adhesive. When the concave part (groove) to fix in the circumferential direction is provided in the part of the rotor where the permanent magnet is pasted, the permanent magnet is positioned in the circumferential direction with the concave part, and the permanent magnet is fixed to the rotor using an adhesive There are many. Fixing in the axial direction and the radial direction depends on the adhesive force of the adhesive. However, when further reliability is required, a non-magnetic backing plate has been installed in order not to impair the magnetic characteristics of the rotating electrical machine.
従来例として特許文献1(特開平08−126233号公報)を挙げることができる。本特許文献では、外転型回転子を持つアウターロータ型の永久磁石式電動機のロータに接着剤で永久磁石を固定するに際し、接着剤による磁気特性悪化を防止するため、接着剤に磁性粉末を混入する技術が示されている。 Patent document 1 (Unexamined-Japanese-Patent No. 08-126233) can be mentioned as a prior art example. In this patent document, when fixing a permanent magnet with an adhesive to the rotor of an outer rotor type permanent magnet electric motor having an abduction type rotor, magnetic powder is used for the adhesive to prevent deterioration of magnetic properties due to the adhesive. The mixing technique is shown.
しかしながら、接着剤により磁石とロータ部材を固着する場合、接着剤は化学反応による結合力を得る為、温度、湿度等の作業環境や塗布量等の作業方法に起因する強度バラツキが発生し易く、磁石の固着強度の信頼性を低下させる要因となっていた。したがって製品の信頼性を高める為には、製作工程の厳格な管理、工程内での強度確認試験を行う等、製造工程が煩雑となっていた。また、非磁性の当て板を設置する場合にはその非磁性部品及び取り付け作業分がコストアップに繋がる事はいうまでも無い。 However, when the magnet and the rotor member are fixed with an adhesive, since the adhesive obtains a binding force due to a chemical reaction, strength variations due to the working environment such as temperature and humidity and the working method such as the coating amount are likely to occur. This is a factor that reduces the reliability of the magnet's fixing strength. Therefore, in order to increase the reliability of the product, the manufacturing process is complicated, such as strict management of the manufacturing process and conducting a strength confirmation test within the process. Needless to say, when a non-magnetic backing plate is installed, the non-magnetic components and the amount of attachment work lead to an increase in cost.
本発明は、この問題点を改善すべく、構成が簡単で、永久磁石の固着の信頼性の向上を図った回転電機および回転電機の磁石固定方法を提供するものである。 In order to improve this problem, the present invention provides a rotating electric machine having a simple configuration and improving the reliability of permanent magnet fixation, and a magnet fixing method for the rotating electric machine.
本発明は、上記課題を改善すべく、回転自在にフレームに固定され、円周上に永久磁石が複数個配置された積層鋼板からなる回転子と、上記回転子に対向するようにフレームに固定された固定子を備えた回転電機において、
上記回転子は永久磁石の位置決め用溝と、積層鋼板の両側端の鋼板に永久磁石を固定する固定突起を有することを特徴とする。
In order to improve the above-mentioned problems, the present invention is fixed to the frame so as to face the rotor, and a rotor made of a laminated steel plate fixed to the frame rotatably and having a plurality of permanent magnets arranged on the circumference. In the rotating electrical machine with the stator made,
The rotor has positioning grooves for permanent magnets and fixing protrusions for fixing the permanent magnets to the steel plates at both ends of the laminated steel plates.
また、上記に記載の回転電機において、上記固定突起は積層鋼板の両側端の鋼板に爪状に形成され、永久磁石を積層方向に挟んだ状態で塑性変形されることにより永久磁石を上記位置決め用溝に固定することを特徴とする。 Further, in the rotating electric machine described above, the fixed protrusion is formed in a claw shape on the steel plates at both ends of the laminated steel plate, and the permanent magnet is used for the positioning by being plastically deformed with the permanent magnet sandwiched in the lamination direction. It is fixed to the groove.
また、上記に記載の回転電機において、上記固定突起は積層鋼板の両側端の鋼板に爪状に複数個形成され、永久磁石を積層方向に挟んだ状態で塑性変形されることにより永久磁石を複数箇所で支えて固定することを特徴とする。 Further, in the rotating electric machine described above, a plurality of the fixing protrusions are formed in a claw shape on the steel plates at both ends of the laminated steel plates, and the permanent magnets are plastically deformed with the permanent magnets sandwiched in the lamination direction. It is characterized by being supported and fixed at points.
また、上記に記載の回転電機において、上記固定突起は積層鋼板の円周方向に複数個形成され、永久磁石を挟んだ状態で塑性変形されることにより永久磁石の円周方向の両端部を支えて固定することを特徴とする。 Further, in the rotating electric machine described above, a plurality of the fixing protrusions are formed in the circumferential direction of the laminated steel plate and plastically deformed with the permanent magnet sandwiched therebetween to support both ends of the permanent magnet in the circumferential direction. It is characterized by fixing.
また、上記に記載の回転電機において、回転子は上記固定子の外周側に配置された外転型の回転子であることを特徴とする。 In the rotating electrical machine described above, the rotor is an abduction type rotor disposed on the outer peripheral side of the stator.
本発明は、回転自在にフレームに固定され、円周上に永久磁石が複数個配置された積層鋼板からなる回転子と、上記回転子に対向するようにフレームに固定された固定子を備えた回転電機の磁石固定方法において、上記回転子の積層鋼板の両側端の鋼板に固定突起を形成し、着磁前の磁石を上記固定突起で挟んだ状態で塑性変形させて回転子に固定し、次いで固定された磁石に着磁を行なうことを特徴とする。 The present invention includes a rotor made of a laminated steel plate fixed to a frame rotatably and having a plurality of permanent magnets arranged on a circumference, and a stator fixed to the frame so as to face the rotor. In the magnet fixing method of the rotating electrical machine, fixing protrusions are formed on the steel plates at both ends of the laminated steel sheet of the rotor, and the magnet before being magnetized is plastically deformed in a state of being sandwiched between the fixing protrusions and fixed to the rotor. Next, the fixed magnet is magnetized.
本発明によれば、永久磁石の固定の効率化及び信頼性の向上を図る事が出来る。 According to the present invention, it is possible to improve the efficiency and reliability of fixing a permanent magnet.
以下、図を用いて実施例を詳細に説明する。実施例の回転電機は回転子が固定子の外周側に配置された外転型回転子をもつ回転電機である。 Hereinafter, embodiments will be described in detail with reference to the drawings. The rotating electrical machine of the embodiment is a rotating electrical machine having an abduction type rotor in which the rotor is disposed on the outer peripheral side of the stator.
図5において、固定フレーム3に環状の鋼板の積層体からなる固定子4が固定され、固定子4の外周の磁極4bにコイル4aが巻回されている。3aは回転子5(後述)の軸である。上記固定子4のコイル4aに駆動電流を通電して回転磁界を生じさせることにより、回転子5が回転する。
In FIG. 5, a
上記磁極4bの外周側には、隙間を介して回転子5が回転自在に固定されている。回転子5は、その回転軸5aがフレーム3の軸3aにベアリング5bを介して回転自在に支えられている。回転子5の上記磁極4bの外周側に対向する部分には、鋼板を積層した環状の積層鋼板1が固定され、この積層鋼板1の内周に永久磁石2が周方向に複数個固定される。この永久磁石2と上記固定子4の磁極4bに隙間が介在するように、上記固定子4と回転子5が配置される。
A
図1〜図4において、回転子5の積層鋼板1は内側の鋼板1dとその両側端の鋼板1cで構成され、各鋼板には内周に永久磁石2の位置決め用溝1bが形成されている。上記両側端の鋼板1cは、各位置決め用溝1bの両端付近の内周側から鋼板の一部が伸びて爪状の固定突起1aが形成されている。永久磁石2は上記各位置決め用溝1bに位置決めされた状態で、両側を上記固定突起1aにより積層方向に支えられて固定される。
1 to 4, a laminated
図4に示すように、永久磁石2の長さと積層鋼板1の積層厚さ(鋼板1c間の長さ)が同一に設定されている。したがって、固定突起1aは積層鋼板1の両側端の鋼板1cの一部が延びて形成されるに際し、延長部分が途中の1e部分で湾曲して永久磁石2の側面に接するように伸び、そして先端が磁石の角部に沿って塑性変形できる長さに形成されている。永久磁石2を固定する両側端の積層鋼板1cは磁性材料なので、回転電機の磁気特性を悪化させず、また、積層鋼板1c1枚は永久磁石2の断面積に対し磁気的に無視できる程度に薄いので、磁気的特性を悪化させない。このように、固定突起1aは新たに設けることがないので、積層鋼板をそのまま利用することで積層方向の寸法を広げることなく、コスト的にも有利となる。
As shown in FIG. 4, the length of the
永久磁石の固定に際しては、上記位置決め用溝1bに周方向に位置決めされた磁石2を、上記固定突起1aにより積層鋼板1の両側端で回転電機の軸方向に固定し、突起の爪状の先端部を折り曲げる事により、径方向に固定する事ができる。このように、磁石2は上記固定突起1aと上記位置決め用溝1bにより、回転電機の軸方向、径方向および回転方向に移動しないように固定することができる。
When the permanent magnet is fixed, the
さらに、回転電機として外転型回転子を持つので、回転子5の回転により永久磁石2には遠心力が働く。この遠心力は永久磁石2を積層鋼板1に押付ける方向となるので、永久磁石2を回転電機の径方向に固定する作用を果たす。したがって、固定突起1aによる回転電機の径方向の永久磁石2に対する固定力をあまり大きくする必要がない。このため、固定突起1aの剛性をあまり高める必要がなく、固定突起1aの塑性変形が容易となり、永久磁石2の固定作業が容易となる。
In addition, since the rotating electric machine has an abduction type rotor, centrifugal force acts on the
上記では、磁化済の(着磁状態の)永久磁石2を固定する場合について説明したが、着磁前の磁石についても同様に固定できる。すなわち、着磁状態の磁石は鋼板との間で磁気吸着力が働くため、取扱が面倒な点がある。この取扱いの難しさを考慮し、回転電機の組立工程では、磁化していない(着磁前の)永久磁石2を積層鋼板1に固定する方が簡単で望ましい。
Although the case where the magnetized (magnetized)
着磁前の磁石2の固定時には、回転子の積層鋼板1へ磁気吸着する力が働かない為、冶具等で簡単に支えることができる。この冶具で支えた状態で上記固定突起1aの先端を磁石2に沿って塑性変形させて固定する。次いで、固定された磁石に着磁を行い磁化された永久磁石2とする。磁化された永久磁石2は、自身の磁力によって積層鋼板1との間で磁気吸引力が働き、この磁気吸引力と上記固定突起1aの機械的固定とによって、積層鋼板1に強固に固定される。
At the time of fixing the
このように本実施例では、永久磁石2の固定用の別部材及び、接着剤を削減する事ができ、かつ永久磁石固着に対しバラツキを発生させる要因を除き、固定の信頼性を向上させる事が出来る。そして、永久磁石2を機械的に固着する事により、接着剤の使用に伴う、管理工数を削減し、且つ信頼性の高い製品を供給する事が出来る。
As described above, in this embodiment, the separate member for fixing the
また、本実施例によれば、永久磁石2の固定は永久磁石2の磁力及び、固定突起1aの塑性変形により固着している為、接着した永久磁石2では難しかった、永久磁石2の交換が可能となる副次的効果もある。
Further, according to the present embodiment, the
積層鋼板1での固定突起1aに構成する場所は、平板型の永久磁石2を用いる場合には、永久磁石の周方向の両端を押さえる構造が望ましい。図6の磁石の固定位置の説明図で示すと、上記固定子4の外周と上記積層鋼板1に固定された上記永久磁石2の隙間(エアギャップ)の距離は、永久磁石2の中央部分での距離L2より両端部での距離L1が大きくなる(L2<L1)。永久磁石2の固定では固定突起1aが上記隙間に突出するが、この突出量には誤差があるため、固定突起1aと上記固定子4の外周と接触を避けるためには、できるだけ隙間の大きい距離L1付近の永久磁石の周方向の両端に固定突起1aを配置するのが安全である。
In the case where the flat
なお、外転型回転子の他に内転型回転子の回転電機の場合は、回転子の外周に永久磁石を固定することになる。永久磁石は湾曲したカマボコ状に形成され、このカマボコ状磁石の周方向の両端付近を積層鋼板の一部に形成した固定突起で固定される。 In addition, in the case of a rotating electrical machine having an inner rotation type rotor in addition to the outer rotation type rotor, a permanent magnet is fixed to the outer periphery of the rotor. The permanent magnet is formed in a curved scalloped shape, and is fixed by fixing protrusions formed on a part of the laminated steel plate in the vicinity of both ends in the circumferential direction of this scalloped magnet.
1…積層鋼板、1a…固定突起、1b…位置決め用溝、1c…両側端の鋼板、1e…湾曲部、2…磁石、3…フレーム、4…固定子、5…回転子。
DESCRIPTION OF
Claims (6)
上記回転子は永久磁石の位置決め用溝と、積層鋼板の両側端の鋼板に永久磁石を固定する固定突起を有することを特徴とした回転電機。 In a rotating electrical machine comprising a rotor made of a laminated steel plate fixed to a frame in a freely rotatable manner and a plurality of permanent magnets arranged on the circumference, and a stator fixed to the frame so as to face the rotor,
The rotor has a positioning groove for a permanent magnet and a fixing protrusion for fixing the permanent magnet to the steel plates on both sides of the laminated steel plate.
上記回転子の積層鋼板の両側端の鋼板に固定突起を形成し、着磁前の磁石を上記固定突起で挟んだ状態で塑性変形させて回転子に固定し、次いで固定された磁石に着磁を行なうことを特徴とした回転電機の磁石固定方法。 A magnet for a rotating electrical machine comprising a rotor made of a laminated steel plate fixed to a frame in a rotatable manner and having a plurality of permanent magnets arranged on the circumference, and a stator fixed to the frame so as to face the rotor. In the fixing method,
Fixing projections are formed on the steel plates on both sides of the laminated steel plate of the rotor, and the magnet before magnetization is sandwiched between the fixing projections and plastically deformed and fixed to the rotor. Then, the fixed magnet is magnetized. A magnet fixing method for a rotating electric machine, characterized in that:
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