JP3483786B2 - Permanent magnet type rotating electric machine - Google Patents

Permanent magnet type rotating electric machine

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JP3483786B2 JP35499998A JP35499998A JP3483786B2 JP 3483786 B2 JP3483786 B2 JP 3483786B2 JP 35499998 A JP35499998 A JP 35499998A JP 35499998 A JP35499998 A JP 35499998A JP 3483786 B2 JP3483786 B2 JP 3483786B2
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Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、永久磁石の外周表
面を保持環で覆った高速の永久磁石形回転電機に関す
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a high-speed permanent magnet type rotating electric machine in which a peripheral surface of a permanent magnet is covered with a retaining ring.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来の一般的な永久磁石形回転電機を図
6を参照して説明する。同図(a)は、ロータの外形
図、同図(b)は、同図(a)のX部の拡大断面図であ
る。これらの図において、1はシャフトであり、軸受2
を介して図示省略のステータに回転可能に取付けられて
いる。3は永久磁石であり、シャフト1の表面に、軸方
向と直交する方向の断面が弧状のもの複数個が周方向に
密着して接着されている。複数個の永久磁石3は、内周
側がS極で外周側がN極に磁化されたものと、内・外周
の極性が、これと逆向きに磁化されたものとが極数に応
じて交互に配置され、界磁を発生する。4,5はエンド
リングであり、永久磁石3の軸方向両端部に位置するシ
ャフト1上に焼嵌め固定されている。6は保持環であ
り、永久磁石3の外周面全体を覆うリング状の形状をし
ており、永久磁石3の軸方向両端位置のエンドリング
4,5に焼嵌め固定されている。永久磁石3、エンドリ
ング4,5及び保持環6の組合わせは、永久磁石形回転
電機の出力に応じてシャフト1の軸方向に1組あるいは
複数組取付けられてロータ7を構成している。
2. Description of the Related Art A conventional general permanent magnet type rotary electric machine will be described with reference to FIG. 7A is an external view of the rotor, and FIG. 8B is an enlarged cross-sectional view of the X portion of FIG. In these figures, 1 is a shaft and bearing 2
It is rotatably attached to a stator (not shown) via. Reference numeral 3 denotes a permanent magnet, and a plurality of permanent magnets having an arc-shaped cross section in a direction orthogonal to the axial direction are closely adhered to the surface of the shaft 1 in the circumferential direction. The plurality of permanent magnets 3 are magnetized to have an S pole on the inner circumference side and an N pole on the outer circumference side, and magnets magnetized in the opposite directions of the polarities of the inner and outer circumferences according to the number of poles. It is placed and generates a field. Numerals 4 and 5 are end rings, which are shrink-fitted and fixed on the shaft 1 located at both axial ends of the permanent magnet 3. Reference numeral 6 denotes a holding ring, which has a ring shape that covers the entire outer peripheral surface of the permanent magnet 3, and is shrink-fitted and fixed to the end rings 4 and 5 at both axial ends of the permanent magnet 3. A combination of the permanent magnets 3, the end rings 4 and 5, and the retaining ring 6 is attached to one or more sets in the axial direction of the shaft 1 according to the output of the permanent magnet type rotary electric machine to form the rotor 7.

【0003】このように構成された永久磁石形回転電機
は、ステータから発せられた回転磁界とロータ7が発生
する界磁とにより回転トルクを発生し、ロータ7が回転
する。このとき、保持環6は、ロータ7が回転すること
によって永久磁石3に作用する遠心力で永久磁石3が飛
散するのを防止するので、ロータ7は高速回転を行うこ
とが可能となる。
In the permanent magnet type rotating electric machine constructed as described above, the rotating magnetic field generated by the stator and the field generated by the rotor 7 generate a rotating torque, and the rotor 7 rotates. At this time, the retaining ring 6 prevents the permanent magnet 3 from scattering due to the centrifugal force acting on the permanent magnet 3 due to the rotation of the rotor 7, so that the rotor 7 can rotate at high speed.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】ロータ7の磁界発生手
段として永久磁石3を用いた従来の永久磁石形回転電機
では、上述したように、永久磁石3は、遠心力により飛
散しないように保持環6で外周側より保護されている
が、ロータ7が高速で回転することにより、保持環6の
外周表面上に生じる風損や、渦電流損等により保持環6
の温度が上昇し、熱伸びaを生じる。しかし、保持環6
は軸方向両端のエンドリング4,5を介してシャフト1
に焼嵌め固定されているので、軸方向の熱伸びaがシャ
フト1によってそれぞれ“Ya”,“Yb”位置で拘束
されているが、高速回転することにより保持環6やエン
ドリング4,5に遠心力が作用し、各部材の周方向の伸
びにより拘束力が低下し、保持環6に更なる温度上昇が
生じ熱伸びaがその拘束力を上回ったとき、それまで抑
えられていた熱伸びが一度に解放され、高速回転中のロ
ータ7の振動が突変したり、上記の拘束力や保持環6の
熱伸びが周方向で不均一の場合には、ロータ7に熱曲り
(変形)を生じる。このように高速回転中のロータ7
に、振動の突変、熱曲り等が生じた場合、ロータ7は破
損又は飛散するおそれがある。
In the conventional permanent magnet type rotating electric machine using the permanent magnet 3 as the magnetic field generating means of the rotor 7, as described above, the permanent magnet 3 is retained by the retaining ring so as not to be scattered by the centrifugal force. 6 is protected from the outer peripheral side, but the rotor 7 rotates at a high speed, and windage and eddy current loss are generated on the outer peripheral surface of the retaining ring 6, thereby causing the retaining ring 6 to rotate.
Temperature rises, and thermal elongation a occurs. However, retaining ring 6
Is the shaft 1 via the end rings 4 and 5 at both ends in the axial direction.
Since the heat expansion a in the axial direction is constrained by the shaft 1 at the "Ya" and "Yb" positions, respectively, it is fixed to the retaining ring 6 and the end rings 4, 5 by high speed rotation. When the centrifugal force acts and the restraint force decreases due to the circumferential extension of each member, and the retaining ring 6 further rises in temperature and the heat stretch a exceeds the restraint force, the heat stretch that has been suppressed until then. Is released at once, the vibration of the rotor 7 during high-speed rotation suddenly changes, and when the restraint force and the thermal expansion of the retaining ring 6 are uneven in the circumferential direction, the rotor 7 is bent (deformed) by heat. Cause Thus, the rotor 7 rotating at high speed
In addition, when there is a sudden change in vibration, heat bending, etc., the rotor 7 may be damaged or scattered.

【0005】本発明は、上記に鑑みてなされたもので、
製造性及び組立て性に優れた簡易な構造で、回転中の保
持環の熱伸びによるロータの振動の突変、熱曲り及び永
久磁石の剥がれ等を防止することができて、安定した高
速回転をさせることができ、運転中の信頼性を向上させ
ることができる永久磁石形回転電機を提供することを目
的とする。
The present invention has been made in view of the above,
With a simple structure with excellent manufacturability and assemblability, it is possible to prevent sudden vibration of the rotor due to thermal expansion of the retaining ring during rotation, heat bending, peeling of permanent magnets, etc., and stable high-speed rotation. It is an object of the present invention to provide a permanent magnet type rotating electric machine that can be operated and can improve reliability during operation.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、請求項1記載の発明は、電機子鉄心に電機子巻線を
巻回して構成したステータと、このステータの軸心部に
回転可能に内装され、シャフトの周面に界磁用の複数の
永久磁石を周方向に配設し、これらの永久磁石の表面上
には保持環を配置したロータとを有する永久磁石形回転
電機において、前記保持環を軸方向の複数箇所で前記シ
ャフトに嵌合固定し、その嵌合固定部の軸方向片側に位
置する1箇所を軸方向に弾性を有する支持構造としてな
ることを要旨とする。この構成により、ロータが高速で
回転することにより、保持環の外周面上に生じる風損や
渦電流損等により保持環の温度が上昇し、熱伸びが生じ
るが、弾性を有する支持構造部が弾性変形することで、
この熱伸びが吸収される。
In order to solve the above-mentioned problems, the invention according to claim 1 is to provide a stator constituted by winding an armature winding around an armature core, and to rotate the shaft center portion of the stator. In a permanent magnet type rotating electric machine having a rotor in which a plurality of field magnets are circumferentially arranged on the circumferential surface of a shaft, and a retaining ring is arranged on the surface of these permanent magnets. The gist of the present invention is that the holding ring is fitted and fixed to the shaft at a plurality of axial positions, and one position located on one side in the axial direction of the fitting and fixing portion is a support structure having elasticity in the axial direction. With this configuration, when the rotor rotates at a high speed, the temperature of the retaining ring rises due to wind loss, eddy current loss, etc. generated on the outer peripheral surface of the retaining ring, and thermal expansion occurs. By elastically deforming,
This heat expansion is absorbed.

【0007】請求項2記載の発明は、上記請求項1記載
の永久磁石形回転電機において、前記嵌合固定部は、前
記永久磁石の軸方向両側に配置したエンドリングで構成
し、前記弾性を有する支持構造は、一方のエンドリング
の軸方向厚みを薄くすることによって構成してなること
を要旨とする。この構成により、保持環の熱伸びを吸収
する弾性を有する支持構造が、具体的に軸方向厚みを薄
くしたエンドリングで適切に実現される。
According to a second aspect of the present invention, in the permanent magnet type rotary electric machine according to the first aspect, the fitting and fixing portion is constituted by end rings arranged on both sides in the axial direction of the permanent magnet, and the elasticity is provided. The gist of the supporting structure has is that it is configured by reducing the axial thickness of one of the end rings. With this configuration, the support structure having elasticity that absorbs the thermal expansion of the retaining ring is appropriately realized by the end ring having a reduced axial thickness.

【0008】請求項3記載の発明は、上記請求項2記載
の永久磁石形回転電機において、軸方向厚みを薄くした
前記エンドリングは、その外径側の一部が前記保持環の
端部の一部を覆う形状としてなることを要旨とする。こ
の構成により、保持環の半径方向の拘束がエンドリング
の引張り応力によって行われる。これによりエンドリン
グは、部材の座屈のおそれなく薄くすることができて、
保持環の熱伸びを効果的に吸収することが可能となる。
According to a third aspect of the present invention, in the permanent magnet type rotary electric machine according to the second aspect, the axially thin end ring has a portion on the outer diameter side of the end portion of the retaining ring. The gist is to have a shape that covers a part. With this configuration, the retaining ring is radially constrained by the tensile stress of the end ring. As a result, the end ring can be made thinner without the risk of buckling of the members,
It is possible to effectively absorb the thermal elongation of the retaining ring.

【0009】請求項4記載の発明は、上記請求項1記載
の永久磁石形回転電機において、前記嵌合固定部は、前
記永久磁石の軸方向両側に配置したエンドリングで構成
し、前記弾性を有する支持構造は、一方のエンドリング
の軸方向断面を櫛形とすることによって構成してなるこ
とを要旨とする。この構成により、エンドリングは、半
径方向の部材の座屈のおそれなく極めて低い軸方向剛性
を持つように設定することができて、保持環の熱伸びを
効果的に吸収することが可能となる。
According to a fourth aspect of the present invention, in the permanent magnet type rotary electric machine according to the first aspect, the fitting and fixing portion is constituted by end rings arranged on both sides in the axial direction of the permanent magnet, and the elasticity is provided. The gist of the supporting structure is that the one end ring has a comb-shaped cross section in the axial direction. With this configuration, the end ring can be set to have extremely low axial rigidity without fear of buckling of the radial member, and it is possible to effectively absorb the thermal elongation of the retaining ring. .

【0010】請求項5記載の発明は、上記請求項1記載
の永久磁石形回転電機において、前記保持環の端部に、
内径側に延びる延設部を形成して軸方向断面をL字形状
とし、その延設部を前記シャフトに嵌合固定して前記嵌
合固定部を構成するとともに前記弾性を有する支持構造
は、前記延設部の軸方向厚みを薄くすることによって構
成してなることを要旨とする。この構成により、簡易な
構造で保持環の熱伸びを吸収することが可能となる。
According to a fifth aspect of the present invention, in the permanent magnet type rotary electric machine according to the first aspect, the holding ring has an end portion,
The support structure having an elasticity is formed by forming an extension portion extending to the inner diameter side to have an L-shaped cross section in the axial direction, fitting the extension portion to the shaft to form the fitting fixing portion, and having the elasticity. The gist is that it is configured by reducing the axial thickness of the extending portion. With this configuration, it is possible to absorb the thermal expansion of the retaining ring with a simple structure.

【0011】請求項6記載の発明は、上記請求項2乃至
5の何れかに記載の永久磁石形回転電機において、前記
弾性を有する支持構造を構成しない他方の前記エンドリ
ングは、前記シャフトを削り出すことにより形成してな
ることを要旨とする。この構成により、支持構造を構成
しないエンドリングがシャフトと一体構造となって、組
立て容易性が得られるとともに機械的強度が高められ
る。
According to a sixth aspect of the present invention, in the permanent magnet type rotary electric machine according to any one of the second to fifth aspects, the other end ring that does not form the elastic support structure scrapes the shaft. The gist is that it is formed by taking out. With this configuration, the end ring that does not form the support structure is integrated with the shaft to facilitate assembly, and enhance mechanical strength.

【0012】[0012]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて説明する。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0013】図1は、本発明の第1の実施の形態を示す
図である。なお、図1及び後述の第2の実施の形態以下
の各実施の形態を示す図において、前記図6における部
材等と同一ないし均等のものは、前記と同一符号を以っ
て示し、重複した説明を省略する。まず、図1を用い
て、本実施の形態の構成を説明すると、本実施の形態で
は、エンドリング4a,5が、永久磁石3を軸方向に挟
んで尚且つ永久磁石3とは所要の狭い間隙を有してシャ
フト1に焼嵌め固定されている。エンドリング4aは、
軸方向剛性が低くなるように、その軸方向厚みが薄く形
成されており、軸方向に弾性を有する構造となってい
る。一方、エンドリング5は軸方向及び半径方向に高い
剛性を持っている。そして、保持環6が、このエンドリ
ング4a,5の外周面に嵌合固定されている。
FIG. 1 is a diagram showing a first embodiment of the present invention. In FIG. 1 and a second embodiment to be described later, the same or equivalent members as those in FIG. 6 are designated by the same reference numerals and are duplicated. The description is omitted. First, the configuration of the present embodiment will be described with reference to FIG. 1. In the present embodiment, the end rings 4a and 5 sandwich the permanent magnet 3 in the axial direction, and the space between the permanent magnet 3 and the permanent magnet 3 is as narrow as required. It is shrink-fitted and fixed to the shaft 1 with a gap. The end ring 4a is
The axial thickness is thin so that the axial rigidity is low, and the structure has elasticity in the axial direction. On the other hand, the end ring 5 has high rigidity in the axial direction and the radial direction. The retaining ring 6 is fitted and fixed to the outer peripheral surfaces of the end rings 4a and 5.

【0014】次に、上述のように構成された永久磁石形
回転電機の作用を説明する。ステータから発せられた回
転磁界とロータ7Aが発生する界磁とにより回転トルク
を発生し、ロータ7Aが回転する。このとき、保持環6
は、ロータ7Aが回転することによって永久磁石3に作
用する遠心力で永久磁石3が飛散するのを防止するの
で、ロータ7Aは高速回転を行うことが可能となる。そ
して、このようにロータ7Aが高速で回転することで、
保持環6の外周面上に生じる風損や渦電流損等により保
持環6の温度が上昇して保持環6に熱伸びが生じても、
エンドリング5側はリジッドに固定されているが、弾性
を有する構造となっているエンドリング4aが鎖線bの
ごとく弾性変形することによって、保持環6の熱伸びが
吸収される。したがって、従来技術のような保持環6の
熱伸びによるロータ7Aの振動の突変、熱曲りなどが生
ずることがなく、ロータ7Aを破損あるいは飛散させる
ことなく安定して高速回転をさせることができる。
Next, the operation of the permanent magnet type rotary electric machine configured as described above will be described. Rotating torque is generated by the rotating magnetic field generated by the stator and the field generated by the rotor 7A, and the rotor 7A rotates. At this time, the retaining ring 6
Prevents the permanent magnet 3 from scattering due to the centrifugal force acting on the permanent magnet 3 when the rotor 7A rotates, so that the rotor 7A can rotate at high speed. Then, as the rotor 7A rotates at high speed in this way,
Even if the temperature of the retaining ring 6 rises due to wind loss, eddy current loss, or the like that occurs on the outer peripheral surface of the retaining ring 6, and thermal expansion occurs in the retaining ring 6,
The end ring 5 side is rigidly fixed, but the end ring 4a having an elastic structure is elastically deformed as indicated by a chain line b, so that the thermal extension of the retaining ring 6 is absorbed. Therefore, the vibration of the rotor 7A due to the thermal expansion of the retaining ring 6 unlike the prior art does not cause a sudden change or heat bending, and the rotor 7A can be stably rotated at a high speed without being damaged or scattered. .

【0015】図2には、本発明の第2の実施の形態を示
す。本実施の形態では、軸方向厚みを薄くしたエンドリ
ング4bの外径側の一部が、保持環6の端部の一部を覆
うような構造となっている。保持環6は、エンドリング
4bと隙間なく嵌合している。
FIG. 2 shows a second embodiment of the present invention. In this embodiment, a part of the outer diameter side of the end ring 4b having a reduced axial thickness covers a part of the end portion of the retaining ring 6. The retaining ring 6 is fitted in the end ring 4b without any gap.

【0016】本実施の形態では、上記第1の実施の形態
と同様に、保持環6の温度が上昇して保持環6に熱伸び
が生じたとき、エンドリング4bが鎖線bのごとく弾性
変形することにより保持環6の熱伸びが吸収されて、安
定な高速回転が得られる。そして、さらに保持環6の半
径方向の拘束をエンドリング4bの引張り応力によって
行っているので、エンドリング4bは、部材の座屈のお
それなく薄くすることができる。したがって、エンドリ
ング4bには、極めて低い軸方向剛性を設定することが
でき、ロータ7Bの熱曲りを極限まで小さくすることが
できる。
In this embodiment, similarly to the first embodiment, when the temperature of the retaining ring 6 rises and the retaining ring 6 thermally expands, the end ring 4b is elastically deformed like a chain line b. By doing so, thermal expansion of the retaining ring 6 is absorbed, and stable high speed rotation is obtained. Further, since the retaining ring 6 is further constrained in the radial direction by the tensile stress of the end ring 4b, the end ring 4b can be thinned without fear of buckling of the member. Therefore, extremely low axial rigidity can be set for the end ring 4b, and the thermal bending of the rotor 7B can be minimized.

【0017】図3には、本発明の第3の実施の形態を示
す。同図(a)はロータの軸方向断面図、同図(b)は
同図(a)のZ部の拡大図である。本実施の形態では、
弾性を有する支持構造となるエンドリング4cを、各櫛
歯に相当する部分の軸方向厚みが薄い櫛形形状としたも
のである。エンドリング4c,5は、永久磁石3を軸方
向に挟んで尚且つ永久磁石3とは所要の狭い間隙を有し
てシャフト1に焼嵌め固定されている。
FIG. 3 shows a third embodiment of the present invention. FIG. 3A is a sectional view of the rotor in the axial direction, and FIG. 2B is an enlarged view of a Z portion in FIG. In this embodiment,
The end ring 4c serving as a support structure having elasticity is formed in a comb shape in which a portion corresponding to each comb tooth has a small axial thickness. The end rings 4c and 5 sandwich the permanent magnet 3 in the axial direction and have a required narrow gap from the permanent magnet 3 and are shrink-fitted and fixed to the shaft 1.

【0018】本実施の形態では、上記第2の実施の形態
と同様に、保持環6の温度が上昇して保持環6に熱伸び
が生じたとき、図3(b)に示すように、エンドリング
4cの各櫛歯が鎖線bのごとく弾性変形することにより
保持環6の熱伸びが吸収されて、安定な高速回転が得ら
れる。そして、エンドリング4cは、それぞれ軸方向厚
さの薄い複数の櫛歯から構成されているので、部材の半
径方向の座屈のおそれなく、その各櫛歯の軸方向厚さを
薄くすることができて、上記第2の実施の形態と同様
に、極めて低い軸方向剛性を設定することができ、ロー
タ7Cの熱曲りを極限まで小さくできる。
In this embodiment, as in the second embodiment, when the temperature of the retaining ring 6 rises and the retaining ring 6 is thermally expanded, as shown in FIG. 3 (b), The comb teeth of the end ring 4c are elastically deformed as indicated by the chain line b, and the thermal expansion of the retaining ring 6 is absorbed, so that stable high-speed rotation is obtained. Since the end ring 4c is composed of a plurality of comb teeth each having a small axial thickness, the axial thickness of each comb tooth can be reduced without causing the buckling of the member in the radial direction. As a result, as in the second embodiment, extremely low axial rigidity can be set, and the thermal bending of the rotor 7C can be minimized.

【0019】図4には、本発明の第4の実施の形態を示
す。本実施の形態では、弾性を有する支持構造となる側
のエンドリングの配設を省略し、保持環6の端部に、内
径側の延設部6aを形成して軸方向断面をL字形状と
し、その延設部6aをシャフト1に嵌合固定するととも
に、延設部6aの軸方向厚みを薄くして軸方向に弾性を
有する構造を構成している。保持環6は、エンドリング
5と延設部6aの部分でシャフト1に固定されている。
FIG. 4 shows a fourth embodiment of the present invention. In the present embodiment, the end ring on the side that forms the elastic support structure is omitted, and the extended portion 6a on the inner diameter side is formed at the end of the retaining ring 6 to form an L-shaped cross section in the axial direction. The extension portion 6a is fitted and fixed to the shaft 1, and the extension portion 6a is thinned in the axial direction to form a structure having elasticity in the axial direction. The holding ring 6 is fixed to the shaft 1 at the end ring 5 and the extending portion 6a.

【0020】本実施の形態では、延設部6aの軸方向剛
性が低いので、保持環6の熱伸びは、エンドリング5側
を固定点としてaの方向に伸び、延設部6aが図5中鎖
線bのように弾性変形して、吸収される。したがって、
第1の実施の形態と同様に、保持環6の熱伸びによるロ
ータ7Eの振動の突変、熱曲りなどが生ずることがな
く、ロータ7Eを破損あるいは飛散させることなく安定
して高速回転させることができる。
In this embodiment, since the extension portion 6a has a low axial rigidity, the thermal elongation of the retaining ring 6 extends in the direction of a with the end ring 5 side as a fixed point, and the extension portion 6a has the shape shown in FIG. It is elastically deformed and absorbed as shown by the medium chain line b. Therefore,
Similar to the first embodiment, the vibration of the rotor 7E due to the thermal expansion of the retaining ring 6 does not cause a sudden change in the vibration, heat bending, etc., and the rotor 7E is stably rotated at a high speed without being damaged or scattered. You can

【0021】図5には、本発明の第5の実施の形態を示
す。本実施の形態では、上記第1〜第4の実施の形態に
おける剛性を持つ側のエンドリングに相当する構造部材
をシャフト1から削り出すことにより、エンドリング相
当部1aを形成している。保持環6の熱伸びに関する作
用、効果は、上記各実施の形態と同じであるが、エンド
リング相当部1aをシャフト1からの削り出しによって
形成しているので、同箇所の嵌合作業がなく、また部品
点数が減る。したがって、製造性が向上するほか、シャ
フト1と一体構造であるので、後で嵌合するエンドリン
グに比べ、その強度が高くなり、遠心力による破損、飛
散の確率が極めて小さくなる。
FIG. 5 shows a fifth embodiment of the present invention. In the present embodiment, the end ring corresponding portion 1a is formed by cutting out from the shaft 1 a structural member corresponding to the end ring on the side having rigidity in the first to fourth embodiments. The operation and effect of the retaining ring 6 relating to the heat expansion are the same as those in the above-mentioned respective embodiments, but since the end ring equivalent portion 1a is formed by cutting out from the shaft 1, there is no need for fitting work at the same portion. Also, the number of parts is reduced. Therefore, in addition to improving the manufacturability, since the shaft 1 has an integral structure, its strength is higher than that of an end ring to be fitted later, and the probability of breakage and scattering due to centrifugal force is extremely small.

【0022】[0022]

【発明の効果】以上説明したように、請求項1記載の発
明によれば、永久磁石の表面上に配置した保持環を軸方
向の複数箇所でシャフトに嵌合固定し、その嵌合固定部
の軸方向片側に位置する1箇所を軸方向に弾性を有する
支持構造としたため、弾性を有する支持構造部が弾性変
形することで保持環の熱伸びが吸収されるので、回転中
のロータの振動の突変、熱曲り及び永久磁石の剥がれ等
を防止することができて、安定した高速回転をさせるこ
とができ、運転中の信頼性を向上させることができる。
As described above, according to the first aspect of the present invention, the retaining ring arranged on the surface of the permanent magnet is fitted and fixed to the shaft at a plurality of axial positions, and the fitting and fixing portion thereof is provided. Since the support structure having elasticity in the axial direction is provided at one position on one side in the axial direction, the thermal expansion of the retaining ring is absorbed by elastically deforming the support structure having elasticity. It is possible to prevent a sudden change in temperature, heat bending, peeling off of the permanent magnet, etc., and it is possible to perform stable high-speed rotation and improve reliability during operation.

【0023】請求項2記載の発明によれば、前記嵌合固
定部は、前記永久磁石の軸方向両側に配置したエンドリ
ングで構成し、前記弾性を有する支持構造は、一方のエ
ンドリングの軸方向厚みを薄くすることによって構成し
たため、保持環の熱伸びを吸収する弾性を有する支持構
造を容易な構造で実現することができる。
According to the second aspect of the present invention, the fitting and fixing portion is composed of end rings arranged on both sides in the axial direction of the permanent magnet, and the elastic support structure is the shaft of one end ring. Since it is configured by reducing the thickness in the direction, it is possible to realize a supporting structure having elasticity that absorbs thermal expansion of the retaining ring with a simple structure.

【0024】請求項3記載の発明によれば、軸方向厚み
を薄くした前記エンドリングは、その外径側の一部が前
記保持環の端部の一部を覆う形状としたため、エンドリ
ングを、部材の座屈のおそれなく薄くすることができ
て、保持環の熱伸びを効果的に吸収することができる。
According to the third aspect of the present invention, the end ring having a reduced axial thickness has a shape in which a part of the outer diameter side covers a part of the end portion of the retaining ring. The member can be made thin without fear of buckling, and the thermal elongation of the retaining ring can be effectively absorbed.

【0025】請求項4記載の発明によれば、前記嵌合固
定部は、前記永久磁石の軸方向両側に位置するエンドリ
ングで構成し、前記弾性を有する支持構造は、前記エン
ドリングの軸方向断面を櫛形とすることによって構成し
たため、エンドリングを、半径方向の部材の座屈のおそ
れなく極めて低い軸方向剛性を持つように設定すること
ができて、保持環の熱伸びを効果的に吸収することがで
きる。
According to a fourth aspect of the present invention, the fitting and fixing portion includes end rings located on both sides of the permanent magnet in the axial direction, and the elastic support structure is in the axial direction of the end ring. The end ring can be set to have extremely low axial rigidity without the risk of buckling of the radial member, and effectively absorbs the thermal elongation of the retaining ring, because it is configured by making the cross section into a comb shape. can do.

【0026】請求項5記載の発明によれば、前記保持環
の端部に、内径側に延びる延設部を形成して軸方向断面
をL字形状とし、その延設部を前記シャフトに嵌合固定
して前記嵌合固定部を構成するとともに前記弾性を有す
る支持構造は、前記延設部の軸方向厚みを薄くすること
によって構成したため、簡易な構造で保持環の熱伸びを
吸収することができる。
According to the fifth aspect of the present invention, an extension portion extending toward the inner diameter side is formed at the end portion of the retaining ring to have an L-shaped cross section in the axial direction, and the extension portion is fitted to the shaft. Since the support structure having the elasticity by elastically fitting and configuring the fitting and fixing portion is configured by reducing the axial thickness of the extending portion, it is possible to absorb the thermal expansion of the retaining ring with a simple structure. You can

【0027】請求項6記載の発明によれば、前記弾性を
有する支持構造を構成しない他方の前記エンドリング
は、前記シャフトを削り出すことにより形成したため、
支持構造を構成しないエンドリングがシャフトと一体構
造となって、組立て容易性が得られるとともに機械的強
度が高められて回転中のロータ振動の突変等を一層的確
に防止することができる。
According to the invention of claim 6, the other end ring which does not form the elastic support structure is formed by cutting out the shaft.
The end ring that does not form a support structure is integrated with the shaft to facilitate assembly, and mechanical strength is enhanced, so that sudden vibration of rotor vibration during rotation can be prevented more accurately.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の第1の実施の形態である永久磁石形回
転電機におけるロータ部の軸方向断面図である。
FIG. 1 is an axial cross-sectional view of a rotor portion in a permanent magnet type rotary electric machine according to a first embodiment of the present invention.

【図2】本発明の第2の実施の形態におけるロータ部の
軸方向断面図である。
FIG. 2 is an axial sectional view of a rotor section according to a second embodiment of the present invention.

【図3】本発明の第3の実施の形態におけるロータ部の
軸方向断面図である。
FIG. 3 is an axial sectional view of a rotor portion according to a third embodiment of the present invention.

【図4】本発明の第4の実施の形態におけるロータ部の
軸方向断面図である。
FIG. 4 is an axial sectional view of a rotor portion according to a fourth embodiment of the present invention.

【図5】本発明の第5の実施の形態におけるロータ部の
軸方向断面図である。
FIG. 5 is an axial cross-sectional view of a rotor section according to a fifth embodiment of the present invention.

【図6】従来の永久磁石形回転電機におけるロータ部の
外形図及び部分拡大断面図である。
6A and 6B are an external view and a partially enlarged cross-sectional view of a rotor portion of a conventional permanent magnet type rotary electric machine.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 シャフト 1a エンドリング相当部 3 永久磁石 4a〜4c,5 エンドリング 6 保持環 6a 延設部 7A〜7E ロータ 1 shaft 1a End ring equivalent 3 permanent magnet 4a-4c, 5 end ring 6 retaining ring 6a extension part 7A-7E rotor

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 風尾 幸彦 神奈川県横浜市鶴見区末広町2丁目4番 地 株式会社東芝 京浜事業所内 (72)発明者 三浦 洋嗣 神奈川県横浜市鶴見区末広町2丁目4番 地 株式会社東芝 京浜事業所内 (56)参考文献 特開 昭64−26350(JP,A) 特開 平3−159533(JP,A) 特開 平5−284680(JP,A) 特開 平9−327141(JP,A) 特開 昭49−117918(JP,A) 特開2000−17524(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H02K 1/27 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Yukihiko Kazao 2-4 Suehiro-cho, Tsurumi-ku, Yokohama-shi, Kanagawa Toshiba Keihin Plant (72) Inventor Yotsugu Miura Suehiro-cho, Tsurumi-ku, Yokohama-shi, Kanagawa 2-4, Toshiba Corp. Keihin Works (56) References JP-A-64-26350 (JP, A) JP-A-3-159533 (JP, A) JP-A-5-284680 (JP, A) Kaihei 9-327141 (JP, A) JP 49-117918 (JP, A) JP 2000-17524 (JP, A) (58) Fields investigated (Int.Cl. 7 , DB name) H02K 1 / 27

Claims (6)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 電機子鉄心に電機子巻線を巻回して構成
したステータと、このステータの軸心部に回転可能に内
装され、シャフトの周面に界磁用の複数の永久磁石を周
方向に配設し、これらの永久磁石の表面上には保持環を
配置したロータとを有する永久磁石形回転電機におい
て、前記保持環を軸方向の複数箇所で前記シャフトに嵌
合固定し、その嵌合固定部の軸方向片側に位置する箇所
を軸方向に弾性を有する支持構造としてなることを特徴
とする永久磁石形回転電機。
1. A stator formed by winding an armature winding around an armature iron core, and a plurality of permanent magnets for field magnets which are rotatably mounted on the shaft center portion of the stator and which are arranged on the peripheral surface of the shaft. In a permanent magnet type rotating electric machine having a rotor having a retaining ring arranged on the surface of these permanent magnets, the retaining ring is fitted and fixed to the shaft at a plurality of axial positions, and A permanent magnet type rotating electric machine characterized in that a portion of the fitting and fixing portion located on one side in the axial direction has a supporting structure having elasticity in the axial direction.
【請求項2】 前記嵌合固定部は、前記永久磁石の軸方
向両側に配置したエンドリングで構成し、前記弾性を有
する支持構造は、一方のエンドリングの軸方向厚みを薄
くすることによって構成してなることを特徴とする請求
項1記載の永久磁石形回転電機。
2. The fitting and fixing portion is composed of end rings arranged on both sides in the axial direction of the permanent magnet, and the elastic support structure is formed by reducing the axial thickness of one of the end rings. The permanent magnet type rotating electric machine according to claim 1, wherein
【請求項3】 軸方向厚みを薄くした前記エンドリング
は、その外径側の一部が前記保持環の端部の一部を覆う
形状としてなることを特徴とする請求項2記載の永久磁
石形回転電機。
3. The permanent magnet according to claim 2, wherein the end ring having a reduced axial thickness has a shape such that a part of an outer diameter side thereof covers a part of an end portion of the retaining ring. Type rotating electric machine.
【請求項4】 前記嵌合固定部は、前記永久磁石の軸方
向両側に配置したエンドリングで構成し、前記弾性を有
する支持構造は、一方のエンドリングの軸方向断面を櫛
形とすることによって構成してなることを特徴とする請
求項1記載の永久磁石形回転電機。
4. The fitting fixing portion is composed of end rings arranged on both sides of the permanent magnet in the axial direction, and the elastic support structure has a comb-shaped axial cross section of one end ring. The permanent magnet type rotating electric machine according to claim 1, wherein the permanent magnet type rotating electric machine is configured.
【請求項5】 前記保持環の端部に、内径側に延びる延
設部を形成して軸方向断面をL字形状とし、その延設部
を前記シャフトに嵌合固定して前記嵌合固定部を構成す
るとともに前記弾性を有する支持構造は、前記延設部の
軸方向厚みを薄くすることによって構成してなることを
特徴とする請求項1記載の永久磁石形回転電機。
5. An extension portion extending to the inner diameter side is formed at an end portion of the retaining ring to have an L-shaped axial cross section, and the extension portion is fitted and fixed to the shaft to be fitted and fixed. 2. The permanent magnet type rotating electric machine according to claim 1, wherein the elastic support structure that constitutes the portion and is configured by reducing the axial thickness of the extending portion.
【請求項6】 前記弾性を有する支持構造を構成しない
他方の前記エンドリングは、前記シャフトを削り出すこ
とにより形成してなることを特徴とする請求項2乃至5
の何れかに記載の永久磁石形回転電機。
6. The end ring, which does not form the elastic support structure, is formed by cutting out the shaft.
The permanent magnet type rotating electrical machine according to any one of 1.
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