JP2014050274A - Rotor for surface magnet affixed rotary electric machine - Google Patents
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Abstract
Description
本発明の実施形態は、表面磁石貼付型回転電機の回転子に関する。 Embodiments described herein relate generally to a rotor of a surface magnet-attached rotary electric machine.
例えばエレベータの巻上機に用いられる回転電機は、従来IPM(Interior Permanent Magnet)方式が主に用いられている。このIPM方式の回転電機は、内部磁石埋込型回転電機と称され、ロータ(回転子)の内部に永久磁石を埋め込んだ回転電機である。しかしながら、近年の希土類元素の高騰の影響を受けて永久磁石の使用量を削減することが望まれている。そこで、SPM(Surface Permanent Magnet)方式を採用することが検討されている。SPM方式の回転電機は、表面磁石貼付型回転電機と称され、回転子の表面に永久磁石を貼り付けた回転電機を示す。 For example, conventionally, an IPM (Interior Permanent Magnet) system is mainly used for a rotating electrical machine used for an elevator hoist. This IPM type rotating electrical machine is called an internal magnet embedded type rotating electrical machine, and is a rotating electrical machine in which a permanent magnet is embedded in a rotor (rotor). However, it is desired to reduce the amount of permanent magnets used under the influence of the recent rise in rare earth elements. Therefore, it has been studied to adopt an SPM (Surface Permanent Magnet) method. The SPM type rotating electrical machine is referred to as a surface magnet-attached rotating electrical machine, and indicates a rotating electrical machine in which a permanent magnet is attached to the surface of a rotor.
例えば、停電などの緊急時等には、エレベータ巻上機の固定子巻線を短絡することで回転子の回転に応じた制動力を発生させダイナミックブレーキを動作させる。回転子に配設される永久磁石はIPM方式に比較するとSPM方式の方が固定子の内端に近接して配設されるため、ダイナミックブレーキトルクをより大きく生じさせ易くなるという利点がある。 For example, in the event of an emergency such as a power failure, the stator winding of the elevator hoisting machine is short-circuited to generate a braking force according to the rotation of the rotor and operate the dynamic brake. As compared with the IPM system, the permanent magnets disposed on the rotor have the advantage that the SPM system is disposed closer to the inner end of the stator, so that the dynamic brake torque is more easily generated.
従来、SPM方式においてはロータ外形に沿う永久磁石を必要とするが例えば円弧形状、所謂かまぼこ形状に成型された永久磁石を用いた技術が供されている(例えば、特許文献1参照)。この場合、IPM方式に用いられる平板状磁石に比較して型が複雑になり使用する磁石粉量も多くなってしまうため平板永久磁石を用いると良い。 Conventionally, in the SPM system, a permanent magnet along the outer shape of the rotor is required. For example, a technique using a permanent magnet molded into an arc shape, a so-called kamaboko shape has been provided (see, for example, Patent Document 1). In this case, it is preferable to use a flat plate permanent magnet because the mold becomes complicated and the amount of magnet powder to be used increases as compared with the flat plate magnet used in the IPM system.
永久磁石貼付型の回転電機では、回転子は回転子主部の外周面に永久磁石を貼付して製造される。しかし、高速回転時の遠心力、接着剤の劣化等によって吸着力を保証できない場合には、永久磁石の一部が離脱してしまう虞もある。 In a rotating machine with a permanent magnet attachment type, the rotor is manufactured by attaching a permanent magnet to the outer peripheral surface of the main part of the rotor. However, if the attractive force cannot be guaranteed due to centrifugal force during high-speed rotation, deterioration of the adhesive, etc., there is a possibility that a part of the permanent magnet will be detached.
このような技術課題を解消するため、永久磁石を回転子鉄心の周表面に安定して固定する方法が種々提案されている。例えば、プリプレグテープ、熱収縮チューブを外周に巻回する技術が提供されている。また、平板磁石を溝内に接着する技術も提供されている。しかしながら、プリプレグテープ、熱収縮チューブにより被覆する手法を採用すると、年数経過に伴い信頼性を十分に確保できないという問題がある。 In order to solve such technical problems, various methods for stably fixing the permanent magnet to the peripheral surface of the rotor core have been proposed. For example, a technique for winding a prepreg tape and a heat-shrinkable tube around the outer periphery is provided. A technique for bonding a flat magnet into a groove is also provided. However, when a method of covering with a prepreg tape or a heat shrinkable tube is employed, there is a problem in that sufficient reliability cannot be secured with the passage of years.
回転子主部の外周に平板永久磁石を長期間安定して固定できるようにして信頼性を十分に確保できるようにした表面磁石貼付型回転電機の回転子を提供する。 Provided is a rotor for a surface magnet-attached type rotating electrical machine in which a flat permanent magnet can be stably fixed to the outer periphery of a rotor main part for a long period of time so that sufficient reliability can be secured.
一実施形態の表面磁石貼付型回転電機の回転子は、円筒状に形成され回転軸に固定される回転子主部、及び、回転子主部の筒表面において回転軸の軸周方向に極数分設けられると共に当該回転子主部の筒表面に裏面が貼付された複数の平板永久磁石、をブロック毎の回転子ブロックに備える。また、平板永久磁石の配設中心を回転軸の軸周方向にブロック毎に段階的にずらして形成された状態で回転子ブロックが回転軸に複数固定して構成される複数段スキュー型の回転子本体を備える。また、複数の回転子ブロックをそれぞれ回転軸の軸方向両側から対向して装着されると共に複数の平板永久磁石の表面を回転軸の軸中心方向に押える表面押え部を具備する非磁性円環状の押え板を設けている。 The rotor of the surface magnet-attached rotary electric machine according to one embodiment includes a rotor main portion formed in a cylindrical shape and fixed to a rotation shaft, and the number of poles in the axial direction of the rotation shaft on the cylindrical surface of the rotor main portion. The rotor block for each block is provided with a plurality of flat plate permanent magnets that are provided separately and whose back surface is attached to the cylinder surface of the main part of the rotor. In addition, a multi-stage skew type rotation in which a plurality of rotor blocks are fixed to the rotation shaft in a state where the arrangement center of the plate permanent magnet is shifted stepwise in the axial direction of the rotation shaft for each block. A child body is provided. In addition, a plurality of rotor blocks are mounted facing each other from both sides in the axial direction of the rotating shaft, and a non-magnetic annular shape having a surface pressing portion that presses the surface of the plurality of flat plate permanent magnets in the axial center direction of the rotating shaft. A presser plate is provided.
以下、表面磁石貼付型の回転子を具備する回転電機について、エレベータ巻上機に用いられる電動機に適用した複数の実施形態について図面を参照しながら説明する。なお、以下に説明する複数の実施形態間では同一又は類似の構成部分には同一又は類似の符号を付して、特に重複する部分の説明を必要に応じて省略し、互いに異なる部分を中心に説明する。 Hereinafter, a plurality of embodiments applied to an electric motor used for an elevator hoisting machine will be described with reference to the drawings for a rotating electric machine including a surface magnet-attached rotor. Note that the same or similar components are denoted by the same or similar reference numerals among a plurality of embodiments described below, and description of overlapping parts is omitted as necessary, with different parts as the center. explain.
(第1実施形態)
図1乃至図8は第1実施形態を示す。図2に示すように、エレベータ用巻上機1は、エレベータのかご(図示せず)の昇降に使用され、電動機(回転電機)2、巻上機用負荷3などを備える。電動機2は永久磁石形同期電動機により構成されインバータ制御される。この電動機2は固定子4と回転子5とを備える。固定子4は、多数の鋼板を積層して構成された固定子鉄心6と、この固定子鉄心6に巻回された巻線7と、を備える。
(First embodiment)
1 to 8 show a first embodiment. As shown in FIG. 2, the elevator hoist 1 is used for raising and lowering an elevator car (not shown), and includes an electric motor (rotating electric machine) 2, a hoisting machine load 3, and the like. The electric motor 2 is composed of a permanent magnet type synchronous motor and is inverter-controlled. The electric motor 2 includes a stator 4 and a rotor 5. The stator 4 includes a stator core 6 configured by laminating a large number of steel plates, and a winding 7 wound around the stator core 6.
回転子5は、固定子4の内周側に隙間を介して配置された多数の鋼板を備える回転子鉄心(回転子主部に相当)8と、この回転子鉄心8の外周面に併設されその裏面が貼付された永久磁石(平板永久磁石に相当)9と、この回転子鉄心8の中心孔に挿入固定された回転軸10とを主に備える。
The rotor 5 is provided side by side on a rotor core (corresponding to the main part of the rotor) 8 having a large number of steel plates arranged on the inner peripheral side of the stator 4 via gaps, and on the outer peripheral surface of the
固定子4は、円筒状の胴部11の内周面に嵌め込み固定され、当該胴部11の両端に軸受ブラケット12、13が配設されている。軸受ブラケット13は胴部11の巻上機用負荷側に位置し、軸受ブラケット12は胴部11を挟んで軸受ブラケット13の反対側に位置するよう配設されている。
The stator 4 is fitted and fixed to the inner peripheral surface of the
軸受ブラケット12、13にはそれぞれ軸受14、15が固定され、これらの軸受14、15に回転子5の回転軸10が支承されている。軸受14、15にはそれぞれベアリングが用いられる。回転軸10の端部10aには巻上機用負荷3としてのシーブが連結されている。
回転軸10の負荷側の端部10aに連結された巻上機用負荷3の外周には溝16が形成されており、この溝16にはエレベータのかごを吊るすためのロープ17が掛けられる。また、巻上機用負荷3から胴部11を挟んで反対側に配置された軸受ブラケット12には、回転子5に摩擦力によって制動を加えるディスクブレーキ18が取付けられている。このディスクブレーキ18は、内部構成は図示しないが、アマチャが回転軸の反負荷側の端部に固定されたディスクに当接して制動力を加え、電磁石装置が通電されると、アマチャが電磁石装置に吸引されてディスクから離間し、回転軸10が回転可能な状態(制動解除状態)になる。
A
本実施形態のエレベータ用巻上機1は、所謂ギアレス巻上機用であり、例えば回転速度は300[rpm]程度であり、電動機2はその固定子6が36スロットであり、回転子5は28極となっている。 The elevator hoisting machine 1 of the present embodiment is for a so-called gearless hoisting machine. For example, the rotational speed is about 300 [rpm], the electric motor 2 has a stator 6 having 36 slots, and the rotor 5 has There are 28 poles.
さて、図3は回転子5の基本構成となる回転子本体19を示す。回転軸10は、回転子鉄心8の軸孔8a(図4参照)に対し回転軸10が圧入、嵌合、又は挿入され回転子鉄心8に固定されている。なお、回転軸10は軸方向に沿って軸中心部を中空に形成しても良い。回転子本体19は回転子ブロック20を複数ブロック分、回転軸10の軸方向に積層した構造を基本構成としている。
Now, FIG. 3 shows a rotor body 19 which is a basic configuration of the rotor 5. The
図4に1つの回転子ブロック20を斜視図で示す。前述したように回転子鉄心8には軸孔8aが設けられている。この軸孔8aは回転子鉄心8の内周面に形成されている。この軸孔8aは回転軸10が回転したときに回転子ブロック20を当該回転方向に規制するための軸溝8bを含む。この軸溝8bは回転軸10の軸方向に沿って形成され、回転軸10の外周を嵌合するものであり、この軸溝8bが回転軸10に係合することで回転軸10が回転したときに回転子ブロック20も一体に回転する。また、回転子鉄心8は、その外周面にガイド8cが軸周方向に所定間隔で形成され、永久磁石9の設置スペースが確保されている。
FIG. 4 is a perspective view showing one
これらのガイド8cは回転軸10の軸方向に沿って形成されている。各ガイド8c間の間隔は永久磁石9の幅と同等の間隔であり、ガイド8cの個数は永久磁石9の数と同数であり、そして各ガイド8c間における回転子鉄心8の外表面に永久磁石9が貼付される。これにより、永久磁石9の両脇下側端にガイド8cを設けることができ、回転軸10の軸周方向に永久磁石9を摺動規制できる。
These
永久磁石9として極力強力な磁石を用いるときには、例えばネオジム、鉄、ホウ素などを主成分としネオジムの一部をディスプロシウムで置き換えた耐熱型ネオジム磁石を用いる。また、この種の永久磁石9は、通常、磁石粉を圧縮成形後に焼結するため成型時には型を必要とする。本実施形態では、型の製造上の容易さを優先し、永久磁石9は3次元的に平板に形成されている。
When a magnet that is as powerful as possible is used as the
永久磁石9は回転子鉄心8に磁力により吸着する。吸着力を高めることを目的とすれば例えば接着剤を用いて回転子鉄心8に固着する方法もあるが、接着剤を用いても用いなくても良い。本実施形態ではガイド8cを設けることで永久磁石9の位置ずれを極力防止できる。本実施形態では、永久磁石9は、回転子鉄心8の外周面に28個併設されており、隣接する永久磁石9の磁極が異なるように配置され、これにより28極を構成する。なお永久磁石9の数すなわち磁極の数は一例であり、これに限定されるものではない。これによりSPM型の回転電機の回転子ブロック20が構成される。
The
図1に示すように、それぞれの回転子ブロック20の軸方向両端には押え板21、22が対向して設けられる。これらの押え板21、22は例えばステンレス鋼などを用いた非磁性材料で成形されるもので、永久磁石9の離脱を防止するための係止具となる。また、全ブロック分の回転子ブロック20の軸方向両端には端板30が設けられる。この端板30は、その中央に回転軸10の外径に合わせた孔が成形されている。端板30は、この中央孔に回転軸10が挿通されることにより全ブロックの回転子ブロック20を軸方向両端から挟持できる。
As shown in FIG. 1,
図5に1ブロック分の回転子ブロック20と押え板21、22とを分解斜視図で示すように、押え板21、22は、それぞれ、中央に回転軸10を挿通するための孔を備え、概ね円環状に構成されている。これらの押え板21、22は、その外周縁に位置して、永久磁石9の側面を対向して押える側面押え部21a、22aと、円環の径方向端部に設けられ、永久磁石9の表面を押える表面押え部21b、22bと、を備える。
As shown in the exploded perspective view of the
これらの押え板21、22が回転子ブロック20に装着されると、押え板21、22の表面押え部21b、22bは各永久磁石9の表面中央方向に向けて突設され軸方向両脇から永久磁石9の表面両端が覆われるようになる。
When these
図6に押え板21の装着時の一部拡大図を示すように、表面押え部21bは、各永久磁石9の表面に接触する領域が平板に成形され、隣接する永久磁石9間の中央付近で屈曲し(屈曲部21c参照)、さらに隣接する永久磁石9の表面では平板に成形されている。この表面押え部21bは、回転子鉄心8の外周面に併設された各永久磁石9の表面に渡って連接している。すなわち、本実施形態では、押え板21、22は、この表面押え部21bの横断面において多角形(本実施形態では28角形)に成形されている。
As shown in a partially enlarged view when the
回転軸10の軸周方向に併設される永久磁石9は、回転軸10の軸方向には各押え板21、22の側面押え部21a、22aに押圧されると共に、遠心力がかかる回転軸10の径外方には押え板21、22の表面押え部21b、22bによって押圧される。前述したように、各永久磁石9の軸周方向両脇の下側端にはガイド8cが設けられるため、これにより、永久磁石9の表面、回転軸10の軸方向側面、回転軸10の軸周方向側面の何れの面にも移動規制でき、各永久磁石9をそれぞれ固定できる。
The
図1に示すように、これらの回転子ブロック20、押え板21及び22は、回転軸10の軸方向に複数ブロック分積層されている。全ての回転子ブロック20には、それぞれ永久磁石9がそれぞれの回転子鉄心8の外周面に極数分だけ並べられているが、これらの全ての回転子ブロック20に搭載される永久磁石9の相対的な固定位置は、回転軸10の軸周方向に段階的にずれている。これにより段階的なスキューが形成されている。
As shown in FIG. 1, the
回転子5の製造方法を説明する。まず、図7に示すように、回転子鉄心8を各ブロック毎に鋼板により成形する。このとき、回転子鉄心8の中央に軸孔8aを軸溝8bと共に設ける。さらに回転子鉄心8の外周面に極数分だけガイド8cを設けそれらのガイド8c間を平坦面8dに成形する。これにより平坦面8dの周方向両脇にガイド8cを形成できる。次に、隣接するガイド8c間に永久磁石9を貼付する。すると図4に示す回転子ブロック20を製造できる。
A method for manufacturing the rotor 5 will be described. First, as shown in FIG. 7, the
次に、図5に示すように、回転子ブロック20の側面の両側から押え板21、22を対向して嵌合させる。このとき、永久磁石9の軸方向側面を押え板21、22の側面押え部21a、22aで押圧できると共に、永久磁石9の表面を押え板21、22の表面押え部21b、22bで押圧できる。
Next, as shown in FIG. 5, the
次に、片側の端板30を回転軸10に挿通した後(図示せず)、次に回転子鉄心8の軸孔8aを回転軸10に嵌合し、回転軸10の周方向に位置ずれしないよう固定する。すると、図8に示すように、1ブロック分の回転子ブロック20及び押え板21、22を回転軸10に固定できる。これらの工程を全ブロック分繰り返す。そして、他方の側の端板30を全ブロック分の回転子ブロック20を挟持するように回転軸10に挿通する。
Next, after the
これにより、全ての回転子ブロック20及び押え板21、22を回転軸10の軸方向に動じないように固定できる。このようにして回転子5は製造される。なお、エレベータ用巻上機1を構成する他の構成(例えば固定子4等)は従来構成と同様であるためその説明を省略する。
Thereby, it is possible to fix all the rotor blocks 20 and the
このような固定子4および回転子5を備えたエレベータ用巻上機1は、図示しない駆動回路から駆動信号が各相の巻線7に供給される。すると、回転子5に回転力が働くことで回転子5が回転軸10と共に回転し、回転軸10に連結された巻上機用負荷3(シーブ)に動力が伝達される。すると、ロープ17を動作させることでエレベータのかごを上下動させることができる。このとき、図2に示すように、固定子4と回転子5の永久磁石9とを近接させることができるため、例えば、停電などの緊急時等には、ダイナミックブレーキトルクを大きく生じさせ易くなる。
In the elevator hoisting machine 1 including the stator 4 and the rotor 5, a driving signal is supplied to a winding 7 of each phase from a driving circuit (not shown). Then, a rotational force acts on the rotor 5 so that the rotor 5 rotates together with the
本実施形態によれば、回転子ブロック20に押え板21、22を設けているため、回転子5に遠心力が加わったとしても永久磁石9の離脱を防止できる。また、1ブロックの回転子ブロック20にそれぞれ軸方向両側から押え板21、22を設けているため、個々のブロックの永久磁石9の離脱を防止でき、信頼性を向上できる。
According to the present embodiment, since the
また、永久磁石9として耐熱型ネオジム磁石を採用するときにはレアアースの希少価値を考慮すれば永久磁石9の再利用や分別回収を行うことが望ましく、当該永久磁石9を回転子鉄心8との間で容易に着脱可能にする構成が望まれる。本実施形態では、押え板21、22により永久磁石9を押えているため、永久磁石9を信頼性良く保持でき、特に再利用、分別回収を極力容易に行うことができる。
Further, when a heat-resistant neodymium magnet is employed as the
尚、より吸着力を高めるため、永久磁石9を回転子鉄心8に例えば接着剤を用いて接着しても良いが、この場合、接着材のはみ出し等に細心の注意を図る必要がある。本実施形態では、必要に応じて接着剤などを用いることなく永久磁石9を信頼性良く保持できる。
In order to further increase the attractive force, the
例えば、回転軸10の軸方向の回転子鉄心8の積層厚を薄くすると、磁石、鉄心材の量、及びコイル長も削減でき経済性を向上できるが性能的にはトルクリップルが増加する。すると、固定子4のスロット数と回転子5の磁極数を増加したり回転子5に多段スキューをかけたりすることでトルクリップルを抑制することが望まれる。回転子5の極数とスキュー段数を増加すると永久磁石9の個数も増加する。本実施形態によれば、個々のブロック毎に押え板21、22を設けているため、磁極数を増加したりスキューを多段にしたりして永久磁石9の個数が増したとしても、これらの全ての永久磁石9の離脱を防止できる。
For example, if the lamination thickness of the
エレベータ用巻上機1に表面磁石貼付型の回転子5を用いることができるためダイナミックブレーキトルクを増加できる。本実施形態におけるギアレスタイプのエレベータの巻上機1は、36スロット、28極、6段スキュー、回転速度を300[rpm]のものを用いているが、従来のIPM方式(埋込磁石内蔵型)の回転電機を適用した場合と比較すると、軸方向長さ及び磁石量を30%以上削減できることが確認されている。設置スペース、特に軸方向の長さを短縮でき、小型化の要望を満たすことができる。 Since the surface magnet-attached rotor 5 can be used for the elevator hoist 1, dynamic brake torque can be increased. The gearless type elevator hoisting machine 1 in this embodiment uses a 36-slot, 28-pole, 6-stage skew, and a rotational speed of 300 [rpm], but the conventional IPM system (embedded magnet built-in type) It is confirmed that the axial length and the amount of magnets can be reduced by 30% or more compared to the case where the rotating electrical machine is applied. The installation space, particularly the axial length can be shortened, and the demand for miniaturization can be satisfied.
(第2実施形態)
図9は第2実施形態を示すもので、前述実施形態と異なるところは、永久磁石の表側端が面取りされ、押え板の内面部が永久磁石の面取り領域に沿って当接しているところにある。
(Second Embodiment)
FIG. 9 shows the second embodiment. The difference from the previous embodiment is that the front end of the permanent magnet is chamfered and the inner surface of the presser plate is in contact with the chamfered area of the permanent magnet. .
永久磁石9の表側端は押え板21、22の内面(表面押え部21b、22b)に接触するが、特に永久磁石9の表側端が断面90度に成形されていると、押え板21,22にも永久磁石9にも部分的に応力が集中しやすい。そこで本実施形態では、図9(a)に押え板21の当接部分の一部断面を示すように、永久磁石9の表側端が所定の面取り角度θで面取りされている。なお、図9(b)は面取りされた永久磁石9を斜視図で示す。
The front side ends of the
押え板21の表面押え部21bが、永久磁石9の表側端の面取り領域9aに沿うように形成されていると互いに面接触することになる。なお、面取り角度θは適宜設定すれば良いが、図9(a)に示すように、隣接する永久磁石9間において互いに近接した永久磁石9の表側端の面取り領域9aが面一になるように面取り角度θを設定すると良い。すると、押え板21、22の周縁の表面押え部21b、22bを前述実施形態の2倍の多角形(前述実施形態では28角形の場合、倍の56角形)に成形することで押え板21、22を構成できる。このような実施形態によっても、前述実施形態と同様の作用効果が得られると共に、押え板21、22と永久磁石9との間の応力集中を緩和できる。
If the
(第3実施形態)
図10及び図11は第3実施形態を示すもので、前述実施形態と異なるところは、押え板について回転軸の軸中心方向に突出した構造を備え、永久磁石の表面を押えているところにある。
(Third embodiment)
10 and 11 show the third embodiment. The difference from the previous embodiment is that the presser plate has a structure protruding in the axial center direction of the rotating shaft and presses the surface of the permanent magnet. .
本実施形態では前述実施形態の押え板21、22に代わる押え板23を備える。この押え板23は、図10に断面図、図11に斜視図を示すように、回転軸10の軸中心方向に突出した構造(突出部23a)を極数分備える。これらの図10、図11に示す例では、押え板23はその周縁部において永久磁石9の表面中央に位置して軸中心方向に湾曲する湾曲面による突出部23aを備えており、この突出部23aが永久磁石9の表面の一部(主に表面中心)を押えている。
In the present embodiment, a
なお、図10及び図11において、押え板23は回転子鉄心8の片側にのみ設けた図を示しているが、これは接触領域を理解し易く示した図面を示すもので、実際には回転子鉄心8の両側に設けられる。前述実施形態に示したように、回転軸10の軸方向両側に対向するように設置される。突出部23aは、各永久磁石9の表面のほぼ中央部に点接触又は線接触して形成され、これにより径外方から内方に向かう圧力を永久磁石9に加えることができ、当該永久磁石9の拘束力を高めることができる。
10 and 11, the holding
(第4実施形態)
図12は第4実施形態を示すもので、前述実施形態と異なるところは、平板永久磁石の表側端が面取りされ、押え板の表面押え部が平板永久磁石の表側端の面取り領域に回転軸の軸中心方向に押圧する押圧部を備えるところにある。
(Fourth embodiment)
FIG. 12 shows the fourth embodiment. The difference from the previous embodiment is that the front end of the flat plate permanent magnet is chamfered, and the surface pressing portion of the press plate is placed in the chamfered area of the front side end of the flat plate permanent magnet. It exists in the place provided with the press part pressed in an axial center direction.
本実施形態では、図12(a)に要部の一部断面を示すように押え板24を備える。永久磁石9の表側両端には面取りされた面取り領域9bを備え、永久磁石9はその表側両端が傾斜面に成形されている。なお、図12(b)は永久磁石9を斜視図により示す。
In the present embodiment, the
押え板24は、前述実施形態の押え板23と同様に永久磁石9の表面の一部を押圧する突出部24aを備えているがこの突出部24aに加えて、永久磁石9の表側両端の面取り領域9bの傾斜面に当接する押圧部24bをさらに備えている。この図12(a)に示す構造では、個々の永久磁石9の表面及び表側両端と押え板24の内面との接触領域は軸径方向断面において断面3点支持となり、断面1点又は2点支持する構成に比較して安定支持できると共に応力集中を緩和できる。
このような実施形態によっても前述実施形態と同様の作用効果が得られると共に、当該押え板24と永久磁石9との間の応力集中を緩和できる。
The
Even in such an embodiment, the same effects as those of the above-described embodiment can be obtained, and stress concentration between the
(第5実施形態)
図13及び図14は第5実施形態を示すもので、前述実施形態と異なるところは、押え板が回転軸の軸周方向に隣接する永久磁石の側面間に位置して回転軸の軸中心方向に向けて嵌合する嵌合部を備えるところにある。
(Fifth embodiment)
FIG. 13 and FIG. 14 show the fifth embodiment. The difference from the previous embodiment is that the presser plate is located between the side surfaces of the permanent magnets adjacent to each other in the axial direction of the rotating shaft, and is in the axial center direction of the rotating shaft. It is in the place provided with the fitting part fitted toward.
本実施形態では前述実施形態の押え板21に代わる押え板25を備える。なお、図13及び図14において、押え板25は回転子鉄心8の片側にのみ設けた図を示しているが実質的に回転軸10の軸方向両側に対向するように設置される。
In the present embodiment, a
押え板25は、図13及び図14に示すように、第1実施形態の表面押え部21b又は22bの機能を備えた表面押え部25aに加えて、回転軸10の軸周方向に隣接する永久磁石9の側面間に軸径中心方向に向けて嵌合する嵌合部25bを備える。
As shown in FIGS. 13 and 14, the
なお、図13及び図14では、押え板25を回転子鉄心8の片側にのみ設けた図を示しているが、この押え板25は永久磁石9の離脱を防止するため回転軸10の軸方向両側に対向するよう設置される。回転軸10の軸周方向に隣接する永久磁石9を図14に第1永久磁石26、第2永久磁石27と符号を付し、これらの第1永久磁石26及び第2永久磁石27が回転軸10の軸周方向に対向する対向側面を、第1永久磁石26の第1側面26a、第2永久磁石27の第2側面27aと定義する。
13 and 14 show a view in which the
押え板25の周縁部は永久磁石9の表面に沿って表面押え部25aとして設けられており、隣接する表面押え部25a間に嵌合部25bが設けられている。嵌合部25bは押え板25のステンレス鋼の板材を加工して表面押え部25aと共に一体成形されている。
A peripheral edge portion of the
嵌合部25bは永久磁石9の表面押え部25aから連続した板材が屈曲して構成されている。この嵌合部25bは、第1永久磁石26の第1側面26aのうち、回転子鉄心8のガイド8cの表面より突出した側面、ガイド8cの表面、第2永久磁石27の第2側面27aのうちガイド8cの表面より突出した側面、に沿って順に屈曲する。これにより、嵌合部25bは隣接する第1及び第2永久磁石26及び27間に嵌合する。これにより、嵌合部25bがガイド8cと共に永久磁石26及び27の両側面に沿って嵌合ため、回転軸10の軸周方向に永久磁石9を移動規制できる。
The
(第6実施形態)
図15及び図16は第6実施形態を示すもので、前述実施形態と異なるところは、押え板が隣接する永久磁石の側面間に位置して回転軸の軸中心方向に向けて嵌合する嵌合部を備え、回転子鉄心8の軸径方向の外周面が面一に構成されているところにある。
(Sixth embodiment)
15 and 16 show the sixth embodiment. The difference from the previous embodiment is that the presser plate is located between the side surfaces of adjacent permanent magnets and is fitted toward the axial center of the rotating shaft. The outer peripheral surface in the axial radial direction of the
なお、図15及び図16において、押え板25は回転子鉄心8の片側にのみ設けた図を示しているが実質的に回転軸10の軸方向両側に対向するように設置される。
本実施形態においても、押え板25は回転軸10の軸周方向に隣接する永久磁石9の側面間に嵌合する嵌合部25cを備える。このため、回転軸10の軸周方向に永久磁石9を移動規制できる。
15 and 16, the
Also in the present embodiment, the
回転子鉄心8の軸径方向の外周面が面一に形成されていると、前述のガイド8cによる回転軸10の軸周方向に対する永久磁石9の移動規制力が少なくなるものの、押え板25の嵌合部25bが隣接する永久磁石9の側面間に嵌合するため、回転軸10の軸周方向に永久磁石9を移動規制できる。また、回転子鉄心8は外周面を面一に構成され前述実施形態のガイド8cを設けていないため成形し易い。
If the outer circumferential surface of the
(他の実施形態)
エレベータの巻上機1に適用した例を示したが、その他の数百回転の回転数程度の産業機器に適用できる。面取り領域9a、9bの面取り角度は前述実施形態に示したように適宜設定すると良い。したがって面取り角度は45度であっても何度でも良い。なお永久磁石9のC面取りとは表側端を傾斜面で面取りした形態を表し45度に限られるものではない。また永久磁石9の表側端を丸く面取り(R面取り)しても良い。
(Other embodiments)
Although the example applied to the elevator hoisting machine 1 is shown, the present invention can be applied to other industrial equipment having several hundreds of revolutions. The chamfer angles of the
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。 Although several embodiments of the present invention have been described, these embodiments are presented by way of example and are not intended to limit the scope of the invention. These novel embodiments can be implemented in various other forms, and various omissions, replacements, and changes can be made without departing from the scope of the invention. These embodiments and modifications thereof are included in the scope and gist of the invention, and are included in the invention described in the claims and the equivalents thereof.
図面中、1はエレベータ用巻上機、2は電動機(表面磁石貼付型回転電機)、5は回転子(表面磁石貼付型回転電機の回転子)、8は回転子鉄心(回転子主部)、8cはガイド、9は永久磁石(平板永久磁石)、10は回転軸、19は回転子本体、20は回転子ブロック、21〜25は押え板、21b、22b、25aは表面押え部、21a、22aは側面押え部、23a、24aは突出部、24bは押圧部、25bは嵌合部を示す。
In the drawings, 1 is an elevator hoisting machine, 2 is an electric motor (surface magnet-attached rotating electrical machine), 5 is a rotor (rotor of a surface magnet-attached rotating electrical machine), and 8 is a rotor core (rotor main part). , 8c is a guide, 9 is a permanent magnet (flat plate permanent magnet), 10 is a rotating shaft, 19 is a rotor body, 20 is a rotor block, 21 to 25 are pressing plates, 21b, 22b and 25a are surface pressing portions, 21a , 22a are side pressing parts, 23a and 24a are protruding parts, 24b is a pressing part, and 25b is a fitting part.
Claims (8)
複数の回転子ブロックにそれぞれ回転軸の軸方向両側から対向して装着されると共に複数の平板永久磁石の表面を回転軸の軸中心方向に押える表面押え部を具備した非磁性円環状の押え板と、を備えることを特徴とする表面磁石貼付型回転電機の回転子。 A rotor main portion that is formed in a cylindrical shape and is fixed to a rotating shaft, and the number of poles is provided in the axial direction of the rotating shaft on the cylindrical surface of the rotor main portion, and a back surface is provided on the cylindrical surface of the rotor main portion. A plurality of affixed flat plate permanent magnets are provided in a rotor block for each block, and the rotor is formed in a state where the arrangement center of the flat plate permanent magnets is shifted step by step in the axial direction of the rotation axis for each block. A multi-stage skew type rotor body constituted by fixing a plurality of blocks to the rotation shaft;
A non-magnetic annular retainer plate that is mounted on a plurality of rotor blocks so as to face each other from both sides in the axial direction of the rotating shaft and has a surface pressing portion that presses the surface of the plurality of flat plate permanent magnets toward the axial center of the rotating shaft. And a rotor for a surface magnet affixed rotary electric machine.
押え板は、その内面部が平板永久磁石の面取り領域に沿って当接するように成形されることを特徴とする請求項1または2記載の表面磁石貼付型回転電機の回転子。 The front end of the flat plate permanent magnet is chamfered,
3. The rotor of a surface magnet-attached rotary electric machine according to claim 1, wherein the presser plate is formed such that an inner surface portion thereof abuts along a chamfer region of the flat plate permanent magnet.
押え板は、平板永久磁石の表側端の面取り領域を回転軸の軸中心方向に押圧する押圧部を備えることを特徴とする請求項1又は4記載の表面磁石貼付型回転電機の回転子。 The front end of the flat plate permanent magnet is chamfered,
5. The rotor of a surface magnet-attached rotary electric machine according to claim 1, wherein the presser plate includes a pressing portion that presses the chamfered region of the front side end of the flat plate permanent magnet in the axial center direction of the rotation shaft.
押え板は、その嵌合部により平板永久磁石を回転軸の軸周方向に移動規制することを特徴とする請求項6記載の表面磁石貼付型回転電機の回転子。 The rotor main part is configured such that the outer peripheral surface in the axial diameter direction of the rotating shaft is flush with
7. The rotor of a surface magnet-attached rotary electric machine according to claim 6, wherein the presser plate restricts the movement of the plate permanent magnet in the circumferential direction of the rotary shaft by the fitting portion.
The rotor main portion includes a plurality of guides that extend along the axial direction of the rotation shaft and project outward from the shaft diameter, and a flat plate permanent magnet is attached between the guides. A rotor of a surface magnet-attached rotary electric machine according to claim 1.
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CN107546889A (en) * | 2016-06-28 | 2018-01-05 | Em-动力有限责任公司 | Motor including rotor and stator |
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- 2012-09-03 JP JP2012193094A patent/JP2014050274A/en active Pending
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