JP2018102104A - 永久磁石式回転電機 - Google Patents

Abstract

【課題】渦電流損失の低減を図ると共に、回転子の耐遠心力性を向上させて、高速回転、高変動トルクに対応可能な永久磁石式回転電機を提供する。【解決手段】回転子１０の軸方向に沿って配置された複数組の磁石部１４と、複数組の磁石部１４の外周に軸方向に沿って圧入された複数の飛散防止リング１６とを備えた永久磁石式回転電機において、飛散防止リング１６は、隣接する他の飛散防止リング１６と接する両方の側面に設けられた絶縁コーティング１６ｂと、内周面と両方の側面との間に設けられた面取り面１６ａとを有し、磁石部１４は、隣接する他の磁石部１４と接する両方の側面に設けられた絶縁コーティング１４ｂと、外周面と両方の側面との間に設けられた面取り面１４ａとを有し、面取り面１４ａが形成する空間１５ａと面取り面１６ａが形成する空間１５ｂを連通させている。【選択図】図２

Description

本発明は、永久磁石式回転電機に関し、特に、表面貼付型永久磁石式回転電機の回転子の構造に関する。

特許文献１には、変動トルク発生により生じる永久磁石の温度上昇を抑制する永久磁石式回転電機が開示されている。特許文献１の図１を参照して説明すると、高速回転時や変動トルクが生じた際、永久磁石５に渦電流損失が生じるため、絶縁部材８ｂにより、渦電流路を遮断し、スペーサ８の位置における磁場変動とそれによる渦電流損失が低減して、スペーサ８自体の温度上昇が低減し、よって、永久磁石５の温度上昇が低減することになる。

また、特許文献２には、保持リング、永久磁石の渦電流損失の増加を抑制する表面貼付型永久磁石式回転電機、所謂、ＳＰＭモータ（Surface Permanent Magnet Motor）が開示されている。特許文献２の図２を参照して説明すると、渦電流損失の増加を抑制するため、永久磁石（１０１）における渦電流の経路を分断する第１の空隙（Ｓ１１１）と、保持リング（１０２）における渦電流の経路を分断する第２の空隙（Ｓ１１２）とを設けている。

特開２００１−２３１２０１号公報 特開２０１４−０６４４２８号公報

特許文献１の図１に示した回転子の構造では、永久磁石５及びスペーサ８の外表面に絶縁材（絶縁コーティング）がないため、スペーサ８間の側面絶縁性が保たれていたとしても、隣接するスペーサ間の表面付近において、永久磁石５に引き寄せられた微小な鉄粉や導電性材料などの付着やスペーサ８表面の圧痕の発生により、渦電流が導通する可能性があり、上述した渦電流損失の低減効果を阻害するおそれがある。また、特許文献１の段落００１９などに記載があるように、スペーサ８が軸方向両端に設けた図示しない保持リングにボルト止めされて、固定されているだけであり、高速回転、変動トルクが生じた場合、永久磁石５は、遠心力により、径方向に飛散する可能性があり、高速回転、高変動トルクで運転できないおそれがある。

また、特許文献２の図２に示した回転子の構造では、製造時に、空隙を作るためのスペーサなどの治具が必要となるため、治具コストが増大する問題がある。また、モータ内に流体がある場合、回転子に凹凸があることで、管路抵抗の増加により、損失が増加するおそれがある。また、特許文献２の図３を参照して説明すると、軸方向に空隙Ｄ１がある分だけ、磁石の軸方向長さＬ１が短くなるため、マグネットトルクが減少してしまう。特に、マグネットトルクのみを利用する表面貼付型永久磁石式回転電機においては、性能低下が避けられない。

また、特許文献２の段落００３５に記載があるように、保持リング（１０２）は、永久磁石（１０１）の外周に焼き嵌めされているため、製造工程において、保持リング（１０２）を加熱する手間がかかり、温度管理が難しい。例えば、保持リング（１０２）として、チタン合金などを用いる場合には、その熱膨張係数が低いため、温度を上げる時間が必要であり、また、高温にする必要もあり、温度管理が難しくなり、また、高温による材料変質も問題になるおそれがある。

本発明は上記課題に鑑みなされたもので、渦電流損失の低減を図ると共に、回転子の耐遠心力性を向上させて、高速回転、高変動トルクに対応可能な永久磁石式回転電機を提供することを目的とする。

上記課題を解決する第１の発明に係る永久磁石式回転電機は、
１つの組が環状に貼付された複数の永久磁石からなり、複数組が回転子の軸方向に沿って配置された磁石部と、
複数組の前記磁石部の外周に前記軸方向に沿って圧入された複数の環状部材とを備え、
前記環状部材は、隣接する他の前記環状部材と接する一方又は両方の側面に設けられた第１の側面絶縁部と、内周面と一方又は両方の前記側面との間に設けられた第１の面取り面とを有し、
前記磁石部は、隣接する他の前記磁石部と接する一方又は両方の側面に設けられた第２の側面絶縁部と、外周面と一方又は両方の前記側面との間に設けられた第２の面取り面とを有し、
隣接する前記環状部材同士における一方又は両方の前記第１の面取り面が形成する空間と、隣接する前記磁石部同士における一方又は両方の前記第２の面取り面が形成する空間が連通するように、前記磁石部及び前記環状部材を配置した
ことを特徴とする。

上記課題を解決する第２の発明に係る永久磁石式回転電機は、
上記第１の発明に記載の永久磁石式回転電機において、
前記前記第１の面取り面及び前記第２の面取り面は、平面又は曲面である
ことを特徴とする。

上記課題を解決する第３の発明に係る永久磁石式回転電機は、
上記第１又は第２の発明に記載の永久磁石式回転電機において、
前記環状部材は、内周面に設けられた内周面絶縁部を有する
ことを特徴とする。

上記課題を解決する第４の発明に係る永久磁石式回転電機は、
上記第１から第３の発明のいずれか１つに記載の永久磁石式回転電機において、
前記磁石部は、外周面に設けられた外周面絶縁部を有する
ことを特徴とする。

上記課題を解決する第５の発明に係る永久磁石式回転電機は、
上記第１から第４の発明のいずれか１つに記載の永久磁石式回転電機において、
前記第１の面取り面に設けられた第１の面取り面絶縁部、及び、前記第２の面取り面に設けられた第２の面取り面絶縁部のうち少なくとも一方を有する
ことを特徴とする。

なお、上記第１から第５の発明に記載の永久磁石式回転電機において、更に、
前記環状部材は、外周面と一方の前記側面との間に設けられた面取り面と、前記面取り面に設けられた面取り面絶縁部とを有していても良い。

更に、前記面取り面は、平面又は曲面であっても良い。

更に、前記面取り面は、圧入の進行方向側に設けられていても良い。

本発明によれば、永久磁石式回転電機において、渦電流損失の低減を図ることができると共に、回転子の耐遠心力性を向上させて、高速回転、高変動トルクに対応することができる。

本発明に係る永久磁石式回転電機の回転子を説明する斜視図である。 本発明に係る永久磁石式回転電機の実施形態の一例（実施例１）として、回転子の構造を説明する図であり、（ａ）は回転子の断面図、（ｂ）は回転子の磁石部の断面図、（ｃ）は回転子の飛散防止リングの断面図である。 図２に示した永久磁石式回転電機の変形例として、回転子の構造を説明する図であり、（ａ）は回転子の断面図、（ｂ）は回転子の磁石部の断面図、（ｃ）は回転子の飛散防止リングの断面図である。 本発明に係る永久磁石式回転電機の実施形態の他の一例（実施例２）として、回転子の構造を説明する図であり、（ａ）は回転子の断面図、（ｂ）は回転子の磁石部の断面図、（ｃ）は回転子の飛散防止リングの断面図である。 図４に示した永久磁石式回転電機の変形例として、回転子の構造を説明する図であり、（ａ）は回転子の断面図、（ｂ）は回転子の磁石部の断面図、（ｃ）は回転子の飛散防止リングの断面図である。 従来の永久磁石式回転電機の回転子での問題を説明する断面図である。

以下、本発明に係る永久磁石式回転電機について、図１〜図５を参照して、その実施形態を説明する。なお、本発明は、永久磁石式回転電機の回転子の構造に関するものであるので、図１〜図５においては、回転子を主として図示している。

［実施例１］
本実施例の永久磁石式回転電機について、図１〜図３を参照して説明を行う。本実施例の永久磁石式回転電機は、回転子１０と、回転子１０が内周側に挿通された円筒状の固定子２０とを有しており、これらは、筐体（図示省略）に収容されている。

回転子１０は、筐体に回転可能に支持された回転軸１１と、回転軸１１の外周に積層して配置された電磁鋼板１３と、電磁鋼板１３の外周に回転子１０の軸方向に沿って配置された複数組の磁石部１４と、複数組の磁石部１４の外周に回転子１０の軸方向に沿って圧入されて嵌め込まれた複数の飛散防止リング１６（環状部材）とを有している。１つ組の磁石部１４は、複数の永久磁石からなり、これらが電磁鋼板１３の外周に環状に貼付されている。つまり、本実施例の永久磁石式回転電機は、表面貼付型永久磁石式回転電機、所謂、ＳＰＭモータである。

また、回転軸１１の両端には、複数の磁石部１４を固定する固定リング１２が設けられている。また、回転子１０と固定子２０との間には、ギャップ１７が形成されて、冷却用の絶縁流体（空冷であれば、空気、油冷であれば、冷却油など）が流れている。

なお、図２及び図３においては、Ｎを２以上の整数とすると共に、Ｎ−１番目の磁石部１４を「１４（Ｎ−１）」と表し、Ｎ番目の磁石部１４を「１４（Ｎ）」と表し、Ｎ＋１番目の磁石部１４を「１４（Ｎ＋１）」と表している。同様に、Ｎ−１番目の飛散防止リング１６を「１６（Ｎ−１）」と表し、Ｎ番目の飛散防止リング１６を「１６（Ｎ）」と表し、Ｎ＋１番目の飛散防止リング１６を「１６（Ｎ＋１）」と表している。

そして、本実施例においては、渦電流損失の低減を図るため、磁石部１４、飛散防止リング１６の構成を工夫している。

具体的には、磁石部１４においては、外周面（飛散防止リング１６側の面）と一方又は両方の側面との間に、当初当該部分にあった角部又は隅部に面取りを行って、平面の面取り面１４ａ（第２の面取り面）を設けている。また、隣接する他の磁石部１４と接する一方又は両方の側面に絶縁コーティング１４ｂ（第２側面絶縁部）を設けている。

なお、図２には、磁石部１４が、外周面と両方の側面との間に設けた面取り面１４ａと、隣接する他の磁石部１４と接する両方の側面に設けた絶縁コーティング１４ｂとを有する構成を示している。また、図３には、磁石部１４が、外周面と一方の側面との間に設けた面取り面１４ａと、隣接する他の磁石部１４と接する一方の側面に設けた絶縁コーティング１４ｂとを有する構成を示している。

また、飛散防止リング１６においても、内周面（磁石部１４側の面）と一方又は両方の側面との間に、当初当該部分にあった角部又は隅部の面取りを行って、平面の面取り面１６ａ（第１の面取り面）を設けている。また、隣接する他の飛散防止リング１６と接する一方又は両方の側面に絶縁コーティング１６ｂ（第１側面絶縁部）を設けている。また、外周面（固定子２０側の面）と一方の側面（図中では左側面）との間には、当初当該部分にあった角部又は隅部の面取りを行って、平面の面取り面１６ｃを設けており、この面取り面１６ｃにも絶縁コーティング１６ｄ（面取り面絶縁部）を設けている。

なお、図２には、飛散防止リング１６が、内周面と両方の側面との間に設けた面取り面１６ａと、隣接する他の飛散防止リング１６と接する両方の側面に設けた絶縁コーティング１６ｂとを有する構成を示している。また、図３には、飛散防止リング１６が、内周面と一方の側面との間に設けた面取り面１６ａと、隣接する他の飛散防止リング１６と接する一方の側面に設けた絶縁コーティング１６ｂとを有する構成を示している。

このように、本実施例においては、磁石部１４及び飛散防止リング１６の一部の面に絶縁コーティングを形成すれば良く、全ての表面に絶縁コーティングを形成する必要はなく、絶縁コーティングの成膜コストの低減が可能である。

また、上述した絶縁コーティング１４ｂ、１６ｂ、１６ｄとしては、例えば、セラミック系膜、樹脂系膜、ＤＬＣ（Diamond-Like carbon）膜などが適用可能である。セラミック系膜としては、酸化アルミニウム（アルミナ）などの酸化物セラミック、窒化チタン（ＴｉＮ）、窒化クロム（ＣｒＮ）などの窒化物セラミック、プラズマ電界酸化（ＰＥＯ：Plasma Electrolytic Oxidation）などがあり、樹脂系膜としては、ポリイミド樹脂、エキポシ樹脂などがある。特に、ＤＬＣ膜は、電気絶縁性、摺動性に加えて、低摩擦、低摩耗、ダイヤモンド並の高硬度である機械特性、耐腐食性に優れており、絶縁コーティング１４ｂ、１６ｂ、１６ｄとして好適な材料である。

以上のような構成を有する磁石部１４、飛散防止リング１６を用いて、回転子１０を作製すると、隣接する磁石部１４同士においては、一方又は両方の面取り面１４ａが空間１５ａを形成し、この空間１５ａは、隣接する磁石部１４同士の境界の飛散防止リング１６側に配置されることになる。また、隣接する飛散防止リング１６同士においては、一方又は両方の面取り面１６ａが空間１５ｂを形成し、この空間１５ｂは、隣接する飛散防止リング１６同士の境界の磁石部１４側に配置されることになる。

そして、空間１５ａと空間１５ｂが連通するように、磁石部１４、飛散防止リング１６を配置することにより、空間１５が形成されることになる。このようにして形成した空間１５は、空間内部に存在する絶縁流体（空気や冷却油など）により、電気的な絶縁層として機能することになる。

なお、ここでは、空間１５ａ、１５ｂは、共に、三角形断面となっているが、絶縁層として機能する空間を確保することができれば、どのような断面形状でも良い。例えば、台形や多角形の断面としても良い。

このような空間１５がない場合には、たとえ、隣接する磁石部１４同士の間及び隣接する飛散防止リング１６同士の間が絶縁コーティング又は絶縁材で絶縁が行われていても、渦電流の経路が形成されるおそれがある。

例えば、図６に示すように、回転子４０において、隣接する磁石部４３同士の間が絶縁材４４（又は絶縁コーティング）で絶縁され、また、隣接する飛散防止リング４５同士の間が絶縁材４６（又は絶縁コーティング）で絶縁されていたとする。このような構造において、磁石部４３や飛散防止リング４５の寸法誤差や組立による磁石部４３や飛散防止リング４５の位置ズレがあった場合、隣接する磁石部４３と飛散防止リング４５との間に、渦電流の経路ができてしまう。なお、図６において、符号４１は回転軸、符号４２は電磁鋼板、符号５０は固定子である。

このような場合、Ｎ−１番目の磁石部４３で発生した渦電流ＥＣ１が、Ｎ−１番目の飛散防止リング４５を介して、Ｎ番目の磁石部４３へ導通し、更に、Ｎ番目の飛散防止リング４５を介して、Ｎ＋１番目の磁石部４３へ導通することになる。同様に、Ｎ−１番目の飛散防止リング４５で発生した渦電流ＥＣ２が、Ｎ番目の磁石部４３を介して、Ｎ番目の飛散防止リング４５へ導通し、更に、Ｎ＋１番目の磁石部４３を介して、Ｎ＋１番目の飛散防止リング４３へ導通することになる。

なお、図６においても、Ｎを２以上の整数とすると共に、Ｎ−１番目の磁石部４３を「４３（Ｎ−１）」と表し、Ｎ番目の磁石部４３を「４３（Ｎ）」と表し、Ｎ＋１番目の磁石部４３を「４３（Ｎ＋１）」と表している。同様に、Ｎ−１番目の飛散防止リング４５を「４５（Ｎ−１）」と表し、Ｎ番目の飛散防止リング４５を「４５（Ｎ）」と表し、Ｎ＋１番目の飛散防止リング４５を「４５（Ｎ＋１）」と表している。

一方、本実施例では、Ｎ−１番目の磁石部１４で発生した渦電流ＥＣは、Ｎ−１番目の飛散防止リング１６には導通するが、絶縁コーティング１４ｂ、１６ｂ及び空間１５が存在するので、Ｎ番目の磁石部１４へは導通せず、また、Ｎ番目の飛散防止リング１６へも導通しない。同様に、Ｎ番目の磁石部１４で発生した渦電流ＥＣは、Ｎ番目の飛散防止リング１６には導通するが、絶縁コーティング１４ｂ、１６ｂ及び空間１５が存在するので、Ｎ＋１番目の磁石部１４へは導通せず、また、Ｎ＋１番目の飛散防止リング１６へも導通しない。

これは、飛散防止リング１６で発生した渦電流であっても同様である。例えば、Ｎ−１番目の飛散防止リング１６で発生した渦電流は、Ｎ−１番目の磁石部１４には導通するが、絶縁コーティング１４ｂ、１６ｂ及び空間１５が存在するので、Ｎ番目の磁石部１４へは導通せず、また、Ｎ番目の飛散防止リング１６へも導通しない。同様に、Ｎ番目の飛散防止リング１６で発生した渦電流は、Ｎ番目の磁石部１４には導通するが、絶縁コーティング１４ｂ、１６ｂ及び空間１５が存在するので、Ｎ＋１番目の磁石部１４へは導通せず、また、Ｎ＋１番目の飛散防止リング１６へも導通しない。

このように、絶縁コーティング１４ｂ、１６ｂに加えて、空間１５を形成することにより、たとえ、磁石部１４や飛散防止リング１６の寸法誤差や位置ズレがあった場合でも、空間１５の存在により、図６で示したような渦電流ＥＣ１、ＥＣ２を分断することができるので、渦電流ＥＣの導通を抑制して、渦電流損失を低減することができる。

また、以上のような構成を有する飛散防止リング１６を用いて、回転子１０を作製すると、回転子１０の外周面側において、隣接する飛散防止リング１６同士の境界に、絶縁コーティング１６ｄを有する面取り面１６ｃが配置されることになる。

このように、隣接する飛散防止リング１６同士の境界に絶縁コーティング１６ｄが配置されているので、外周面１６ｅに絶縁コーティングがない（又は、外周面１６ｅに形成した絶縁コーティングが剥離した）構成において、鉄粉などの導電性材料１８が隣接する飛散防止リング１６同士の境界に存在したとしても、飛散防止リング１６間の外周面で渦電流の導通は発生せず、渦電流損失を低減することができる。例えば、図２に示すように、導電性材料１８が隣接する飛散防止リング１６同士の境界に存在しても、Ｎ＋１番目の飛散防止リング１６からＮ番目の飛散防止リング１６へ渦電流が導通することはない。

以上のようにして、渦電流損失の低減を図ることができる。

また、飛散防止リング１６は、接着剤を使用せず、また、焼き嵌めも使用せず、圧入により、磁石部１４の外周に嵌め込まれている。なお、図１は、磁石部１４の外周に飛散防止リング１６を嵌め込む途中の状態を図示している。

磁石部１４の外周に飛散防止リング１６を嵌め込む際には、磁石部１４には面取り面１４ａがあり、飛散防止リング１６には面取り面１６ａがあるので、互いの角部が引っ掛からなくなり、また、磁石部１４に傷がつきにくくなり、焼き嵌めではなく、圧入での嵌め込みが可能になり、この結果、作業時間を短縮することもできる。なお、圧入作業の観点からは、図３に示すように、面取り面１４ａは、少なくとも、磁石部１４における圧入の進行方向側と逆の側面側（図中右側）に設けることが望ましく、面取り面１６ａは、少なくとも、飛散防止リング１６における圧入の進行方向側の側面側（図中左側）に設けることが望ましい。

また、面取り面１６ｃ及び絶縁コーティング１６ｄも、飛散防止リング１６の一方の側面側、つまり、圧入の進行方向側の側面側（図中左側）にのみ設けて、他方の側面側には設けていない。これにより、飛散防止リング１６を圧入する圧入治具を用いる際には、他方の側面と圧入治具との接触面積を大きく取ることができ、他方の側面にかかる面圧を下げることができ、この他方の側面に絶縁コーティング１６ｂがある場合には、その剥離を防止することができる。

このようにして、磁石部１４の外周に飛散防止リング１６を嵌め込むことにより、磁石部１４の飛散を防止することができ、回転子１０の耐遠心力性を向上させることができる。その結果、本実施例の永久磁石式回転電機は、高速回転、高変動トルクに対応可能となる。

このような飛散防止リング１６としては、チタン系の材料（例えば、チタン合金）が望ましい。チタンは、軽量、高強度であり、熱膨張係数が永久磁石と同等であるので、高温下でも、応力による割れや膨張による位置ズレが発生することはなく、磁石部１４の飛散を防止し、かつ、位置を固定するリングとして、十分な強度を確保することができる。

従って、本実施例では、高速回転のときや高変動トルクが生じたときであっても、磁石部１４と飛散防止リング１６での渦電流損失を低減できるため、渦電流損失による磁石部１４の熱減磁やモータ性能の低下を防止することができる。また、飛散防止リング１６による耐遠心力の向上により、高速化が可能になる。

また、製造工程において、空隙を作るためのスペーサなどの治具が不要であるので、治具コストを低減することができる。また、製造工程において、焼き嵌めではなく、圧入を用いて、飛散防止リング１６を嵌め込むので、製造工程を簡略化することができる。また、飛散防止リング１６においては、その外周面１６ｅに絶縁コーティングを施す必要がないので、絶縁コーティングの成膜コストを削減でき、回転子１０の外周面の保護にかかる製造コストを削減することができる。

なお、上述した面取り面１４ａ、１６ａ、１６ｃにおいては、平面に代えて、曲面、例えば、隣接する面を滑らかに結ぶ曲面としても良い。また、絶縁コーティング１４ｂ、１６ｂに代えて、磁石部１４間、飛散防止リング１６間に絶縁材を挟み込んでも良い。

また、ここでは、連通する空間１５（空間１５ａ、１５ｂ）と、面取り面１６ｃに形成した絶縁コーティング１６ｄとを両方有する構成を示したが、いずれか一方を有する構成であっても、渦電流損失を低減することは可能である。

［実施例２］
本実施例の永久磁石式回転電機について、図４及び図５を参照して説明を行う。なお、本実施例の永久磁石式回転電機は、実施例１で示した永久磁石式回転電機とは、磁石部１４の一部及び／又は飛散防止リング１６の一部の構成に相違があり、その他の構成は同じであるので、実施例１で示した永久磁石式回転電機と同等の構成には、同じ符号を付し、重複する説明は省略する。

本実施例においても、渦電流損失の低減を図るため、磁石部１４、飛散防止リング１６の構成を工夫している。

具体的には、図４に示すように、磁石部１４においては、更に、面取り面１４ａに絶縁コーティング１４ｃ（第２の面取り面絶縁部）を設けると共に、外周面（飛散防止リング１６側の面）に絶縁コーティング１４ｄ（外周面絶縁部）を設けている。つまり、実施例１の磁石部１４に、更に、絶縁コーティング１４ｃ及び絶縁コーティング１４ｄを加えている。

また、図４に示すように、飛散防止リング１６においては、更に、面取り面１６ａに絶縁コーティング１６ｆ（第１の面取り面絶縁部）を設けると共に、内周面（磁石部１４側の面）に絶縁コーティング１６ｇ（内周面絶縁部）を設けている。つまり、実施例１の飛散防止リング１６に、更に、絶縁コーティング１６ｆ及び絶縁コーティング１６ｇを加えている。

なお、本実施例は、磁石部１４又は飛散防止リング１６のいずれか一方が、図４（ｂ）又は図４（ｃ）に示す構成であれば、他方は、図２（ｂ）又は図２（ｃ）に示す構成であっても、図３（ｂ）又は図３（ｃ）に示す構成であっても良い。

つまり、磁石部１４の絶縁コーティング１４ｄ及び飛散防止リング１６の絶縁コーティング１６ｇは、少なくとも一方があれば良い。また、磁石部１４の絶縁コーティング１４ｃ及び飛散防止リング１６の絶縁コーティング１６ｆは、後述する圧入の観点からはあった方が好ましいが、渦電流の観点からは、連通する空間１５（空間１５ａ、１５ｂ）が形成できれば、必ずしも必要ではない。なお、図５には、上述した組み合わせの一例として、実施例１で示した磁石部１４（図２（ｂ）参照）と組み合わせた構成を例示している。

このように、本実施例においても、磁石部１４及び飛散防止リング１６の一部の面に絶縁コーティングを形成すれば良く、全ての表面に絶縁コーティングを形成する必要はなく、絶縁コーティングの成膜コストの低減が可能である。また、上述した絶縁コーティング１４ｃ、１４ｄ、１６ｆ、１６ｇとしては、実施例１と同様に、セラミック系膜、樹脂系膜、ＤＬＣ膜などが適用可能であり、特に、ＤＬＣ膜が好適である。

そして、本実施例では、隣接する磁石部１４同士においては、面取り面１４ａに絶縁コーティング１４ｃがある場合には、一方又は両方の面取り面１４ａ及び絶縁コーティング１４ｃが空間１５ａを形成することになる。同様に、隣接する飛散防止リング１６同士においては、面取り面１６ａに絶縁コーティング１６ｆがある場合には、一方又は両方の面取り面１６ａ及び絶縁コーティング１６ｆが空間１５ｂを形成することになる。

従って、本実施例では、磁石部１４で発生した渦電流ＥＣｍは、絶縁コーティング１４ｂが存在するので、隣接する他の磁石部１４へは導通せず、また、絶縁コーティング１４ｄ及び／又は絶縁コーティング１６ｇや空間１５が存在するので、隣接する飛散防止リング１６へも導通しない。同様に、飛散防止リング１６で発生した渦電流ＥＣｒは、絶縁コーティング１６ｂが存在するので、隣接する他の飛散防止リング１６へは導通せず、また、絶縁コーティング１４ｄ及び／又は絶縁コーティング１６ｇや空間１５が存在するので、隣接する磁石部１４へも導通しない。

このように、絶縁コーティング１４ｂ、１６ｂや空間１５に加えて、絶縁コーティング１４ｄ、１６ｇを形成することにより、たとえ、磁石部１４や飛散防止リング１６の寸法誤差や位置ズレがあった場合でも、絶縁コーティング１４ｄ、１６ｇや空間１５の存在により、隣接する他の磁石部１４及び飛散防止リング１６へ渦電流ＥＣｍ、ＥＣｒが導通することを防止して、渦電流損失を低減することができる。

以上のようにして、本実施例では、実施例１と同等の効果を有すると共に、実施例１で述べた渦電流損失の低減については、更なる低減を図ることができる。その結果、渦電流損失による磁石部１４の熱減磁やモータ性能の低下を更に防止することができる。

また、本実施例では、磁石部１４において、その面取り面１４ａに絶縁コーティング１４ｃを形成し、その外周面に絶縁コーティング１４ｄを形成しており、また、飛散防止リング１６において、その面取り面１６ａに絶縁コーティング１６ｆを形成し、その内周面に絶縁コーティング１６ｇを形成している。これらの絶縁コーティング１４ｃ、１４ｄ、１６ｆ、１６ｇがＤＬＣ膜である場合には、電気絶縁性だけでなく、摺動性、低摩擦性に優れるので、飛散防止リング１６を嵌め込む際に、圧入での嵌め込みがより容易になり、この結果、作業時間をより短縮することができる。

なお、ここでも、連通する空間１５（空間１５ａ、１５ｂ）と、面取り面１６ｃに形成した絶縁コーティング１６ｄとを両方有する構成を示したが、いずれか一方を有する構成であっても、渦電流損失を低減することは可能である。

本発明は、表面貼付型永久磁石式回転電機、所謂、ＳＰＭモータに好適なものであり、例えば、トランスミッションなどの駆動系部品の性能・耐久試験用のダイナモメータ用のモータに使用可能である。

１０ 回転子
１１ 回転軸
１４ 磁石部
１４ａ 面取り面
１４ｂ、１４ｃ、１４ｄ 絶縁コーティング
１５（１５ａ、１５ｂ） 空間
１６ 飛散防止リング
１６ａ 面取り面
１６ｂ 絶縁コーティング
１６ｃ 面取り面
１６ｄ 絶縁コーティング
１６ｅ 外周面
１６ｆ、１６ｇ 絶縁コーティング
２０ 固定子

上記課題を解決する第２の発明に係る永久磁石式回転電機は、
上記第１の発明に記載の永久磁石式回転電機において、
前記第１の面取り面及び前記第２の面取り面は、平面又は曲面である
ことを特徴とする。

また、上述した絶縁コーティング１４ｂ、１６ｂ、１６ｄとしては、例えば、セラミック系膜、樹脂系膜、ＤＬＣ（Diamond-Like carbon）膜などが適用可能である。セラミック系膜としては、酸化アルミニウム（アルミナ）などの酸化物セラミック、窒化チタン（ＴｉＮ）、窒化クロム（ＣｒＮ）などの窒化物セラミック、プラズマ電界酸化（ＰＥＯ：Plasma Electrolytic Oxidation）などがあり、樹脂系膜としては、ポリイミド樹脂、エポキシ樹脂などがある。特に、ＤＬＣ膜は、電気絶縁性、摺動性に加えて、低摩擦、低摩耗、ダイヤモンド並の高硬度である機械特性、耐腐食性に優れており、絶縁コーティング１４ｂ、１６ｂ、１６ｄとして好適な材料である。

Claims (5)

1. １つの組が環状に貼付された複数の永久磁石からなり、複数組が回転子の軸方向に沿って配置された磁石部と、
   複数組の前記磁石部の外周に前記軸方向に沿って圧入された複数の環状部材とを備え、
   前記環状部材は、隣接する他の前記環状部材と接する一方又は両方の側面に設けられた第１の側面絶縁部と、内周面と一方又は両方の前記側面との間に設けられた第１の面取り面とを有し、
   前記磁石部は、隣接する他の前記磁石部と接する一方又は両方の側面に設けられた第２の側面絶縁部と、外周面と一方又は両方の前記側面との間に設けられた第２の面取り面とを有し、
   隣接する前記環状部材同士における一方又は両方の前記第１の面取り面が形成する空間と、隣接する前記磁石部同士における一方又は両方の前記第２の面取り面が形成する空間が連通するように、前記磁石部及び前記環状部材を配置した
   ことを特徴とする永久磁石式回転電機。
2. 請求項１に記載の永久磁石式回転電機において、
   前記前記第１の面取り面及び前記第２の面取り面は、平面又は曲面である
   ことを特徴とする永久磁石式回転電機。
3. 請求項１又は請求項２に記載の永久磁石式回転電機において、
   前記環状部材は、内周面に設けられた内周面絶縁部を有する
   ことを特徴とする永久磁石式回転電機。
4. 請求項１から請求項３のいずれか１つに記載の永久磁石式回転電機において、
   前記磁石部は、外周面に設けられた外周面絶縁部を有する
   ことを特徴とする永久磁石式回転電機。
5. 請求項１から請求項４のいずれか１つに記載の永久磁石式回転電機において、
   前記第１の面取り面に設けられた第１の面取り面絶縁部、及び、前記第２の面取り面に設けられた第２の面取り面絶縁部のうち少なくとも一方を有する
   ことを特徴とする永久磁石式回転電機。

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