JP2013042596A - 永久磁石型回転電機およびその製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】永久磁石型回転電機は、固定子鉄心およびこの固定子鉄心に取り付けられた電機子巻線を有する固定子と、前記固定子に対して回転自在に設けられた回転子鉄心、およびこの回転子鉄心に埋設された複数の永久磁石を有する回転子と、を備えている。回転子鉄心は、永久磁石が装着された複数の埋め込み孔と、この埋め込み孔と回転子鉄心の周縁部との間に設けられた磁路狭隘部を備え、前記磁路狭隘部は、回転子鉄心の他の部分よりも飽和磁束密度が低く形成されている。
【選択図】図1
Description
図1は、第1の実施形態に係る永久磁石型リアクタンス回転電機10を示し、図2は、回転子を拡大して示す断面図、図3は、回転子を示す斜視図である。
図1に示すように、回転電機10は、例えば、インナーロータ型の回転電機として構成され、図示しない固定枠に支持された環状の、ここでは、円筒形状の固定子12と、固定子の内側に回転自在にかつ固定子と同軸的に支持された回転子14と、を備えている。
回転子14の製造工程では、まず、複数枚の電磁鋼板24aを形成する。例えば、板厚0.5mmの大判の電磁鋼板から円環状の電磁鋼板24aを打ち抜き形成し、次いで、この電磁鋼板24aに複数回、打ち抜き加工を施して通気孔32、磁石埋め込み孔34、空隙部30を形成する。次に、電磁鋼板24aの磁路狭隘部36、38に電磁鋼板の表面側から機械的な圧力を印加して磁路狭隘部36、38を押圧する。例えば、図4および図5に示すように、電磁鋼板24aを基台50上に載置した状態で、プレスヘッド52により複数の磁路狭隘部36、38を同時にプレスし、磁路狭隘部36、38を押し潰す。これにより、図6に示すように、磁路狭隘部36、38は凹み、電磁鋼板24aの他の部分よりも板厚が薄くなる(例えば、0.35mm)。
以下に述べる実施形態において、前述した第1の実施形態と同一の部分には、同一の参照符号を付して、その詳細な説明を省略する。
図8および図9は、第2の実施形態に係る永久磁石型回転電機における回転子の製造工程を示している。第2の実施形態によれば、回転子14の製造工程において、まず、複数枚の電磁鋼板24aを形成する。大判の電磁鋼板から円環状の電磁鋼板24aを打ち抜き形成し、次いで、この電磁鋼板24aに複数回、打ち抜き加工を施して通気孔32、磁石埋め込み孔34、空隙部30を形成する。次に、複数枚の電磁鋼板24aを同軸的に積層し、かしめ等により互いに固定して回転子鉄心24を形成する。この回転子鉄心24を回転軸22に取り付ける。
図10は、第3の実施形態に係る永久磁石型回転電機における回転子の製造工程を示している。第3の実施形態によれば、回転子14の製造工程において、まず、複数枚の電磁鋼板24aを形成する。大判の電磁鋼板から円環状の電磁鋼板24aを打ち抜き形成し、次いで、この電磁鋼板24aに複数回、打ち抜き加工を施して通気孔32、磁石埋め込み孔34、空隙部30を形成する。次に、複数枚の電磁鋼板24aを同軸的に積層し、かしめ等により互いに固定して回転子鉄心24を形成する。この回転子鉄心24を回転軸22に取り付ける。
次いで、例えば、接着剤を潤滑剤として利用して永久磁石26を対応する磁石埋め込み孔34に挿入し、回転子鉄心24内に固定する。これにより、回転子14が形成される。
例えば、永久磁石型回転電機は、インナーロータ型に限らず、アウターロータ型としてもよい。回転子の磁極数、寸法、形状等は、前述した実施形態に限定されることなく、設計に応じて種々変更可能である。また、回転子鉄心24内における永久磁石26の配置は、V字形状に限らず、例えば、図11に示すように、回転子鉄心24の回転中心と同芯円の接線方向に並ぶように配置してもよい。この場合、磁石埋め込み孔34の両端部と回転子鉄心24の外周縁との間に、磁路狭隘部36がそれぞれ形成されている。そして、各磁路狭隘部36は、磁気特性を劣化する加工が施され、回転子鉄心24の他の部分よりも飽和磁束密度が低く形成されている。
18…電機子巻線、20…スロット、22…回転軸、24…回転子鉄心、
26…永久磁石、30…空隙部、34…磁石埋め込み孔、
36、38…磁路狭隘部(ブリッジ部)
Claims (13)
- 固定子鉄心およびこの固定子鉄心に取り付けられた電機子巻線を有する固定子と、
前記固定子に対して回転自在に設けられた回転子鉄心、およびこの回転子鉄心に埋設された複数の永久磁石を有する回転子と、を備え、
前記回転子鉄心は、前記永久磁石が装着された複数の埋め込み孔と、この埋め込み孔と回転子鉄心の周縁部との間に設けられた磁路狭隘部を備え、前記磁路狭隘部は、前記回転子鉄心の他の部分よりも飽和磁束密度が低く形成されている永久磁石型回転電機。 - 前記磁路狭隘部は、前記回転子鉄心の他の部分よりも鉄損密度が低く形成されている請求項1に記載の永久磁石型回転電機。
- 前記回転子鉄心は、複数枚の電磁鋼板を同芯状に積層した積層体により構成され、各電磁鋼板は、打ち抜き形成された前記埋め込み孔と前記磁路狭隘部とを有し、前記磁路狭隘部は押圧され他の部分よりも薄い板厚に形成されている請求項1又は2に記載の永久磁石型回転電機。
- 前記回転子鉄心は、複数枚の電磁鋼板を同芯状に積層した積層体により構成され、各電磁鋼板は、打ち抜き形成された前記埋め込み孔と前記磁路狭隘部とを有し、前記磁路狭隘部は、前記積層体の外面側および前記埋め込み孔の内側から押圧され、前記積層体の外面側が前記磁路狭隘部の位置で他の部分よりも凹んでいる請求項1又は2に記載の永久磁石型回転電機。
- 固定子鉄心およびこの固定子鉄心に取り付けられた電機子巻線を有する固定子と、前記固定子に対して回転自在に設けられた回転子鉄心、およびこの回転子鉄心に埋設された複数の永久磁石を有する回転子と、を備え、前記回転子鉄心は、前記永久磁石が装着された複数の埋め込み孔と、この埋め込み孔と回転子鉄心の周縁部との間に設けられた磁路狭隘部を備える永久磁石型回転電機の製造方法において、
前記埋め込み孔および磁路狭隘部をそれぞれ有する複数枚の回転子鋼板を形成し、
前記各回転子鋼板の磁路狭隘部に、回転子鋼板の表面側から機械的な圧力を印加して前記磁路狭隘部の飽和磁束密度を回転子鋼板の他の部分よりも低くし、
前記複数の回転子鋼板を同芯状に積層して積層体からなる回転子鉄心を形成することを特徴とする永久磁石型回転電機の製造方法。 - 前記回転子鋼板を複数回打ち抜き加工して前記磁路狭隘部および複数の埋め込み孔を形成し、前記複数回の打ち抜き加工の少なくとも1回と同時に、前記磁路狭隘部に圧力を印加することを特徴とする請求項5に記載の永久磁石型回転電機の製造方法。
- 固定子鉄心およびこの固定子鉄心に取り付けられた電機子巻線を有する固定子と、前記固定子に対して回転自在に設けられた回転子鉄心、およびこの回転子鉄心に埋設された複数の永久磁石を有する回転子と、を備え、前記回転子鉄心は、前記永久磁石が装着された複数の埋め込み孔と、この埋め込み孔と回転子鉄心の周縁部との間に設けられた磁路狭隘部を備える永久磁石型回転電機の製造方法において、
前記埋め込み孔および磁路狭隘部をそれぞれ有する複数枚の回転子鋼板を形成し、
前記複数の回転子鋼板を同芯状に積層して積層体からなる回転子鉄心を形成し、
前記積層体からなる回転子鉄心の前記磁路狭隘部に磁気特性を劣化させる加工を施して、前記磁路狭隘部の飽和磁束密度を前記回転子鉄心の他の部分の飽和磁束密度よりも低くすることを特徴とする永久磁石型回転電機の製造方法。 - 前記積層体からなる回転子鉄心の前記磁路狭隘部に外形側から機械的圧力を印加する請求項7に永久磁石型回転電機の製造方法。
- 前記埋め込み孔に治具を挿通した状態で、前記積層体からなる回転子鉄心の前記磁路狭隘部に外形側から機械的圧力を印加する請求項8に永久磁石型回転電機の製造方法。
- 前記積層体からなる回転子鉄心の前記磁路狭隘部を局部加熱して熱応力を発生させる請求項7に永久磁石型回転電機の製造方法。
- 前記積層体からなる回転子鉄心の前記磁路狭隘部にレーザーピーニングを施す請求項7に永久磁石型回転電機の製造方法。
- 前記磁路狭隘部に磁気特性を劣化させる加工を施した後、前記回転子鉄心の磁気特性を測定し、前記磁路狭隘部の飽和磁束密度が所定値から外れている場合に、再度、前記磁路狭隘部に前記磁気特性を劣化させる加工を施して、飽和磁束密度を調整する請求項7ないし11のいずれか1項に記載の永久磁石型回転電機の製造方法。
- 前記劣化させる加工が施された回転子を固定子に組み込みつけ、前記回転子を回転した時に発生する誘起電圧を測定し、測定値が所定値から外れている際に、再度、前記磁路狭隘部に前記磁気特性を劣化させる加工を施す請求項7ないし11のいずれか1項に記載の永久磁石型回転電機の製造方法。
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