JP3509304B2 - 回転子の永久磁石 - Google Patents
回転子の永久磁石Info
- Publication number
- JP3509304B2 JP3509304B2 JP16167195A JP16167195A JP3509304B2 JP 3509304 B2 JP3509304 B2 JP 3509304B2 JP 16167195 A JP16167195 A JP 16167195A JP 16167195 A JP16167195 A JP 16167195A JP 3509304 B2 JP3509304 B2 JP 3509304B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- magnet
- axis
- wound
- monofilaments
- layers
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
- 239000000835 fiber Substances 0.000 claims description 46
- 239000011347 resin Substances 0.000 claims description 28
- 229920005989 resin Polymers 0.000 claims description 28
- 238000004804 winding Methods 0.000 claims description 23
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 claims description 15
- 229920000049 Carbon (fiber) Polymers 0.000 claims description 8
- 239000004917 carbon fiber Substances 0.000 claims description 8
- 239000002131 composite material Substances 0.000 claims description 7
- 239000004696 Poly ether ether ketone Substances 0.000 claims description 6
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical group C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 229920002530 polyetherether ketone Polymers 0.000 claims description 6
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 5
- 239000003365 glass fiber Substances 0.000 claims description 3
- 229920001721 polyimide Polymers 0.000 claims description 3
- 239000009719 polyimide resin Substances 0.000 claims description 3
- HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N silicon carbide Chemical compound [Si+]#[C-] HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229910010271 silicon carbide Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 238000001723 curing Methods 0.000 claims description 2
- 239000004593 Epoxy Substances 0.000 claims 1
- 229920000271 Kevlar® Polymers 0.000 claims 1
- 239000004761 kevlar Substances 0.000 claims 1
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 21
- 238000000034 method Methods 0.000 description 17
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 10
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 10
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical group [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- 239000000463 material Substances 0.000 description 7
- 229910052761 rare earth metal Inorganic materials 0.000 description 7
- 150000002910 rare earth metals Chemical class 0.000 description 7
- 239000003733 fiber-reinforced composite Substances 0.000 description 6
- 230000002787 reinforcement Effects 0.000 description 6
- 230000004323 axial length Effects 0.000 description 5
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 5
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 5
- 239000007769 metal material Substances 0.000 description 4
- 239000006087 Silane Coupling Agent Substances 0.000 description 3
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000003822 epoxy resin Substances 0.000 description 3
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 3
- 229920000647 polyepoxide Polymers 0.000 description 3
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 3
- 229910000963 austenitic stainless steel Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000005336 cracking Methods 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 238000009730 filament winding Methods 0.000 description 2
- 229910001172 neodymium magnet Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000012783 reinforcing fiber Substances 0.000 description 2
- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 description 2
- ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N Boron Chemical compound [B] ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052796 boron Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 230000005489 elastic deformation Effects 0.000 description 1
- 238000005470 impregnation Methods 0.000 description 1
- 230000006698 induction Effects 0.000 description 1
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 1
- 230000000452 restraining effect Effects 0.000 description 1
- 239000004575 stone Substances 0.000 description 1
Landscapes
- Permanent Field Magnets Of Synchronous Machinery (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、例えば永久磁石式高速
発電機または電動機（容量約２０〜３００kw）等の回転
子（ロータ）内に組込まれる永久磁石に関する。
発電機または電動機（容量約２０〜３００kw）等の回転
子（ロータ）内に組込まれる永久磁石に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来の永久磁石式高速発電機または電動
機（容量約２０〜３００kw）等に用いる回転子の構造の
概略を図９，１０に示す。図９中、符号０１はシャフ
ト、０２は希土類磁石、０３は非磁性金属円筒及び０４
は非磁性円板を各々図示する。図９に示すように、従来
の回転子においては、希土類磁石の曲げ強度や剛性が低
いため、オーステナイト系ステンレス鋼等の非磁性金属
材料薄肉円筒で外周部からその内側の磁石０２を拘束
し、ロータとしての強度、剛性を増す方法が採用されて
いる。
機（容量約２０〜３００kw）等に用いる回転子の構造の
概略を図９，１０に示す。図９中、符号０１はシャフ
ト、０２は希土類磁石、０３は非磁性金属円筒及び０４
は非磁性円板を各々図示する。図９に示すように、従来
の回転子においては、希土類磁石の曲げ強度や剛性が低
いため、オーステナイト系ステンレス鋼等の非磁性金属
材料薄肉円筒で外周部からその内側の磁石０２を拘束
し、ロータとしての強度、剛性を増す方法が採用されて
いる。
【０００３】尚、図１０は他の回転子構造を示し、鉄心
０５に形成された磁石０２の拘束を施す鉄心溝０６を断
面くさび型とすることにより、遠心力作用時には、上記
鉄心溝０６の両側面からも該磁石０２を拘束している。
０５に形成された磁石０２の拘束を施す鉄心溝０６を断
面くさび型とすることにより、遠心力作用時には、上記
鉄心溝０６の両側面からも該磁石０２を拘束している。
【０００４】
（１）ところで、Ｎｄ−Ｆｅ─Ｂ系磁石に代表される希
土類磁石の出現で永久磁石の磁気特性は飛躍的に向上し
た。このような強力磁石を回転子に組込んだ永久磁石式
同期機では、誘導機や巻線式同期機に比べ単位体積当り
のエネルギ密度を高め、かつ、回転速度を増して出力向
上をはかることにより、電動機や発電機の小形・高性能
化，高効率化が可能となる。
土類磁石の出現で永久磁石の磁気特性は飛躍的に向上し
た。このような強力磁石を回転子に組込んだ永久磁石式
同期機では、誘導機や巻線式同期機に比べ単位体積当り
のエネルギ密度を高め、かつ、回転速度を増して出力向
上をはかることにより、電動機や発電機の小形・高性能
化，高効率化が可能となる。
【０００５】（２）一方、これら回転電機の高速化や大
容量化に伴い、回転子に作用する遠心力は一段と増大す
るが、希土類磁石は本質的にぜい性材料であり、強度，
剛性，変形能等の機械特性は回転子を構成する鉄心その
他の金属材料部材に比べかなり低い。
容量化に伴い、回転子に作用する遠心力は一段と増大す
るが、希土類磁石は本質的にぜい性材料であり、強度，
剛性，変形能等の機械特性は回転子を構成する鉄心その
他の金属材料部材に比べかなり低い。
【０００６】（３）たとえば、Ｎｄ−Ｆｅ─Ｂ系磁石の
曲げ強度は約２６０ＭＰａ（鋼の１／２以下）、弾性率
は約１５０ＧＰａ（鋼の３／４）、破断伸びは約０．２
％（鋼の１／10以下）ときわめて小さく、しかもほとん
ど塑性変形せずに弾性変形のみで破断に至る。しかし、
曲げや引張強度に比べ圧縮強度は約２倍以上と大きい。
曲げ強度は約２６０ＭＰａ（鋼の１／２以下）、弾性率
は約１５０ＧＰａ（鋼の３／４）、破断伸びは約０．２
％（鋼の１／10以下）ときわめて小さく、しかもほとん
ど塑性変形せずに弾性変形のみで破断に至る。しかし、
曲げや引張強度に比べ圧縮強度は約２倍以上と大きい。
【０００７】（４）同一容量の回転機で小形化をはかる
には、ロータ径を大きくするか、又は回転数を上げて回
転子周速を増す必要があるが、磁石部材の強度、剛性を
改善しない限り、遠心力（Ｆ）増大に対応するのは困難
である。
には、ロータ径を大きくするか、又は回転数を上げて回
転子周速を増す必要があるが、磁石部材の強度、剛性を
改善しない限り、遠心力（Ｆ）増大に対応するのは困難
である。
【０００８】
【数１】遠心力 Ｆ＝ｍｒω2
ここで ｍ：質量
ｒ：半径
ω：角速度
【０００９】また、ロータ径を大きくすると、ロータ重
量が同じでもＧＤ2 （慣性モーメント）は増大する。
量が同じでもＧＤ2 （慣性モーメント）は増大する。
【００１０】
【数２】ＧＤ2 ＝（Ｄ2 ／２）Ｗ
ここで Ｄ：ロータ直径
Ｗ：ロータ質量
【００１１】（５）また、ロータ径と回転数を変えない
で回転機容量を増す場合には回転子の軸方向長さを増す
ことが必要となるが、その際に軸受（つまり軸荷重支持
点）間の距離が拡大するため、回転子の曲げ・ねじり強
度や曲げ・ねじり剛性をさらに高めなければならない。
で回転機容量を増す場合には回転子の軸方向長さを増す
ことが必要となるが、その際に軸受（つまり軸荷重支持
点）間の距離が拡大するため、回転子の曲げ・ねじり強
度や曲げ・ねじり剛性をさらに高めなければならない。
【００１２】（６）上記（４）（５）に関連して前述し
た図９，図１０に示した非磁性金属円筒の肉厚を厚くし
た場合、ロータの強度，剛性は増すものの、この場合、
固定子と回転子磁石とのギャップも大きくなり、回転機
としての効率低下をもたらすため、この方法を採ること
ができない、という問題がある。
た図９，図１０に示した非磁性金属円筒の肉厚を厚くし
た場合、ロータの強度，剛性は増すものの、この場合、
固定子と回転子磁石とのギャップも大きくなり、回転機
としての効率低下をもたらすため、この方法を採ること
ができない、という問題がある。
【００１３】本発明は以上の事情に鑑み、ロータの遠心
力強度，曲げねじり剛性の向上を図り、ロータへの磁石
の組込みに際し、局所的な応力集中を緩和し、磁石の割
れや欠けを防止できる回転子に組込まれる永久磁石を提
供することを目的とする。
力強度，曲げねじり剛性の向上を図り、ロータへの磁石
の組込みに際し、局所的な応力集中を緩和し、磁石の割
れや欠けを防止できる回転子に組込まれる永久磁石を提
供することを目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成する本発
明に係る回転子の永久磁石は、磁石の軸心と同方向に引
いた軸線と直行する方向で、常に一定張力をかけつつ当
該磁石の表面に層状に単繊維が巻き上げられ、前記磁石
の一方側から他方側へ向けて下がる方向で、常に一定張
力をかけつつ当該磁石の表面に層状に単繊維が巻き上げ
られると共に、前記磁石の他方側から一方側へ向けて下
がる方向で、常に一定張力をかけつつ当該磁石の表面に
層状に単繊維が巻き上げられ、最後に、前記軸線と直行
する方向で、常に一定張力をかけつつ前記磁石の表面に
層状に単繊維が巻き上げられてなり、マトリックス樹脂
により複合化してなることを特徴とする。また、磁石の
軸心と同方向に引いた軸線との角度が９０度となる方向
で、常に一定張力をかけつつ当該磁石の表面に層状に単
繊維が巻き上げられ、前記軸線との角度が１５度となる
前記磁石の一方側から他方側へ向けて下がる方向で、常
に一定張力をかけつつ当該磁石の表面に層状に単繊維が
巻き上げられ、前記軸線との角度が１５度となる前記磁
石の他方側から一方側へ向けて下がる方向で、常に一定
張力をかけつつ当該磁石の表面に層状に単繊維が巻き上
げられ、最後に、前記軸線との角度が９０度となる方向
で、常に一定張力をかけつつ前記磁石の表面に層状に単
繊維が巻き上げられてなり、マトリックス樹脂により複
合化してなることを特徴とする。 また、磁石の軸心と同
方向に引いた軸線との角度が９０度となる方向で、常に
一定張力をかけつつ当該磁石の表面に層状に単繊維が巻
き上げられ、前記軸線との角度が４５度となる前記磁石
の一方側から他方側へ向けて下がる方向で、常に一定張
力をかけつつ当該磁石の表面に層状に単繊維が巻き上げ
られ、前記軸線との角度が４５度となる前記磁石の他方
側から一方側へ向けて下がる方向で、常に一定張力をか
けつつ当該磁石の表面に層状に単繊維が巻き上げられ、
最後に、前記軸線との角度が９０度となる方向で、常に
一定張力をかけつつ前記磁石の表面に層状に単繊維が巻
き上げられてなり、マトリックス樹脂により複合化して
なることを特徴とする。 また、磁石の軸心と同方向に引
いた軸線との角度が９０度となる方向で、常に 一定張力
をかけつつ当該磁石の表面に層状に単繊維が巻き上げら
れ、前記軸線との角度が１５度となる前記磁石の一方側
から他方側へ向けて下がる方向で、常に一定張力をかけ
つつ当該磁石の表面に層状に単繊維が巻き上げられ、前
記軸線との角度が１５度となる前記磁石の他方側から一
方側へ向けて下がる方向で、常に一定張力をかけつつ当
該磁石の表面に層状に単繊維が巻き上げられ、前記軸線
との角度が４５度となる前記磁石の一方側から他方側へ
向けて下がる方向で、常に一定張力をかけつつ当該磁石
の表面に層状に単繊維が巻き上げられ、前記軸線との角
度が４５度となる前記磁石の他方側から一方側へ向けて
下がる方向で、常に一定張力をかけつつ当該磁石の表面
に層状に単繊維が巻き上げられ、最後に、前記軸線との
角度が９０度となる方向で、常に一定張力をかけつつ前
記磁石の表面に層状に単繊維が巻き上げられてなり、マ
トリックス樹脂により複合化してなることを特徴とす
る。
明に係る回転子の永久磁石は、磁石の軸心と同方向に引
いた軸線と直行する方向で、常に一定張力をかけつつ当
該磁石の表面に層状に単繊維が巻き上げられ、前記磁石
の一方側から他方側へ向けて下がる方向で、常に一定張
力をかけつつ当該磁石の表面に層状に単繊維が巻き上げ
られると共に、前記磁石の他方側から一方側へ向けて下
がる方向で、常に一定張力をかけつつ当該磁石の表面に
層状に単繊維が巻き上げられ、最後に、前記軸線と直行
する方向で、常に一定張力をかけつつ前記磁石の表面に
層状に単繊維が巻き上げられてなり、マトリックス樹脂
により複合化してなることを特徴とする。また、磁石の
軸心と同方向に引いた軸線との角度が９０度となる方向
で、常に一定張力をかけつつ当該磁石の表面に層状に単
繊維が巻き上げられ、前記軸線との角度が１５度となる
前記磁石の一方側から他方側へ向けて下がる方向で、常
に一定張力をかけつつ当該磁石の表面に層状に単繊維が
巻き上げられ、前記軸線との角度が１５度となる前記磁
石の他方側から一方側へ向けて下がる方向で、常に一定
張力をかけつつ当該磁石の表面に層状に単繊維が巻き上
げられ、最後に、前記軸線との角度が９０度となる方向
で、常に一定張力をかけつつ前記磁石の表面に層状に単
繊維が巻き上げられてなり、マトリックス樹脂により複
合化してなることを特徴とする。 また、磁石の軸心と同
方向に引いた軸線との角度が９０度となる方向で、常に
一定張力をかけつつ当該磁石の表面に層状に単繊維が巻
き上げられ、前記軸線との角度が４５度となる前記磁石
の一方側から他方側へ向けて下がる方向で、常に一定張
力をかけつつ当該磁石の表面に層状に単繊維が巻き上げ
られ、前記軸線との角度が４５度となる前記磁石の他方
側から一方側へ向けて下がる方向で、常に一定張力をか
けつつ当該磁石の表面に層状に単繊維が巻き上げられ、
最後に、前記軸線との角度が９０度となる方向で、常に
一定張力をかけつつ前記磁石の表面に層状に単繊維が巻
き上げられてなり、マトリックス樹脂により複合化して
なることを特徴とする。 また、磁石の軸心と同方向に引
いた軸線との角度が９０度となる方向で、常に 一定張力
をかけつつ当該磁石の表面に層状に単繊維が巻き上げら
れ、前記軸線との角度が１５度となる前記磁石の一方側
から他方側へ向けて下がる方向で、常に一定張力をかけ
つつ当該磁石の表面に層状に単繊維が巻き上げられ、前
記軸線との角度が１５度となる前記磁石の他方側から一
方側へ向けて下がる方向で、常に一定張力をかけつつ当
該磁石の表面に層状に単繊維が巻き上げられ、前記軸線
との角度が４５度となる前記磁石の一方側から他方側へ
向けて下がる方向で、常に一定張力をかけつつ当該磁石
の表面に層状に単繊維が巻き上げられ、前記軸線との角
度が４５度となる前記磁石の他方側から一方側へ向けて
下がる方向で、常に一定張力をかけつつ当該磁石の表面
に層状に単繊維が巻き上げられ、最後に、前記軸線との
角度が９０度となる方向で、常に一定張力をかけつつ前
記磁石の表面に層状に単繊維が巻き上げられてなり、マ
トリックス樹脂により複合化してなることを特徴とす
る。
【００１５】上記回転子の永久磁石において、単繊維が
樹脂含浸セミキュア繊維であり、巻上げ後加熱硬化して
なることを特徴とする。
樹脂含浸セミキュア繊維であり、巻上げ後加熱硬化して
なることを特徴とする。
【００１６】上記回転子の永久磁石において、単繊維を
巻上げ後、オートクレーブ中で樹脂含浸、加圧加熱硬化
してなることを特徴とする。
巻上げ後、オートクレーブ中で樹脂含浸、加圧加熱硬化
してなることを特徴とする。
【００１７】上記回転子の永久磁石において、上記単繊
維が炭素繊維，炭化ケイ素繊維，チラノ繊維（ＳｉＴｉ
Ｃ），ケブラー繊維又はガラス繊維のいずれかであるこ
とを特徴とする。
維が炭素繊維，炭化ケイ素繊維，チラノ繊維（ＳｉＴｉ
Ｃ），ケブラー繊維又はガラス繊維のいずれかであるこ
とを特徴とする。
【００１８】上記回転子の永久磁石において、上記単繊
維としての炭素繊維が、ピッチ系高弾性率炭素繊維ある
ことを特徴とする。
維としての炭素繊維が、ピッチ系高弾性率炭素繊維ある
ことを特徴とする。
【００１９】上記回転子の永久磁石において、上記マト
リックス樹脂が、エポキシ樹脂，ＰＥＥＫ（ポリエーテ
ルエーテルケトン）樹脂又はポリイミド樹脂のいずれか
であることを特徴とする。
リックス樹脂が、エポキシ樹脂，ＰＥＥＫ（ポリエーテ
ルエーテルケトン）樹脂又はポリイミド樹脂のいずれか
であることを特徴とする。
【００２０】以下、本発明の好適な一実施例について説
明する。
明する。
【００２１】
【実施例】図１〜図３に丸棒磁石の表面に単繊維の巻き
上げの一例を示す。これらの図面に示すように、本発明
では磁石１１の表面において、所定の方向に高弾性率高
強度繊維（以下「強化繊維」という。）を常時一定張力
のもとに単繊維で順次層状に巻上げていくという「フィ
ラメントワインディング法」により巻き付けるようにし
ている。この巻付けにより、磁石１１本体に圧縮応力を
付与するとともに、曲げやねじりの剛性も併せ付与する
こととなる。ここで、半径方向の圧縮応力付与は、遠心
力により磁石内に生じる半径方向引張応力を低減させる
効果がある。これは、初期値として圧縮応力が負荷され
ているためである。
上げの一例を示す。これらの図面に示すように、本発明
では磁石１１の表面において、所定の方向に高弾性率高
強度繊維（以下「強化繊維」という。）を常時一定張力
のもとに単繊維で順次層状に巻上げていくという「フィ
ラメントワインディング法」により巻き付けるようにし
ている。この巻付けにより、磁石１１本体に圧縮応力を
付与するとともに、曲げやねじりの剛性も併せ付与する
こととなる。ここで、半径方向の圧縮応力付与は、遠心
力により磁石内に生じる半径方向引張応力を低減させる
効果がある。これは、初期値として圧縮応力が負荷され
ているためである。
【００２２】以下に具体的なフィラメントワインディン
グ法により巻き付けた一例を説明する。
グ法により巻き付けた一例を説明する。
【００２３】（１）図１に示す丸棒磁石表面への単繊維
巻上げ方法 工程１：軸方向と直交する方向で、磁石１１の表面に軸
心と同方向の軸線Ｌを引いた場合にその角度（α1 ）が
９０度となる方向に、単繊維１２を層状に巻上げる（図
１（ａ）参照）。この工程１により、圧縮応力が付与さ
れる。 工程２：軸方向と交差する方向で、磁石１１の表面に軸
線Ｌとの角度（α2 ）が１５度となる方向で図中左下が
りに単繊維１２を層状に巻上げる（図１（ｂ）参照）。
この工程２により、曲げ剛性が付与される。 工程３：工程２と同様で、軸方向と交差する方向で、磁
石１１の表面に軸線Ｌとの角度（α2 ）が１５度となる
方向で図中右下がりに単繊維１２を層状に巻上げる（図
１（ｃ）参照）。この工程３により、曲げ剛性が付与さ
れる。 工程（最終工程）４：工程１と同様で、軸方向と直交す
る方向で、磁石１１の表面に軸心と同方向の軸線Ｌを引
いた場合にその角度（α1 ）が９０度となる方向に、単
繊維１２を層状に巻上げる（図１（ｄ）参照）。この工
程４により、圧縮応力が付与されると共に、下層巻上げ
繊維の曲げ剛性の固定化がなされる。このようにして、
工程１〜４によって、磁石１１に対して半径方向引張強
度と軸方向曲げ剛性の改善を図ることができた。尚、各
工程を少なくとも一層以上必ず行い、上記工程２及び工
程３は必ず対で行う必要がある。但し、工程２及び３の
順序は逆にしてもよい。
巻上げ方法 工程１：軸方向と直交する方向で、磁石１１の表面に軸
心と同方向の軸線Ｌを引いた場合にその角度（α1 ）が
９０度となる方向に、単繊維１２を層状に巻上げる（図
１（ａ）参照）。この工程１により、圧縮応力が付与さ
れる。 工程２：軸方向と交差する方向で、磁石１１の表面に軸
線Ｌとの角度（α2 ）が１５度となる方向で図中左下が
りに単繊維１２を層状に巻上げる（図１（ｂ）参照）。
この工程２により、曲げ剛性が付与される。 工程３：工程２と同様で、軸方向と交差する方向で、磁
石１１の表面に軸線Ｌとの角度（α2 ）が１５度となる
方向で図中右下がりに単繊維１２を層状に巻上げる（図
１（ｃ）参照）。この工程３により、曲げ剛性が付与さ
れる。 工程（最終工程）４：工程１と同様で、軸方向と直交す
る方向で、磁石１１の表面に軸心と同方向の軸線Ｌを引
いた場合にその角度（α1 ）が９０度となる方向に、単
繊維１２を層状に巻上げる（図１（ｄ）参照）。この工
程４により、圧縮応力が付与されると共に、下層巻上げ
繊維の曲げ剛性の固定化がなされる。このようにして、
工程１〜４によって、磁石１１に対して半径方向引張強
度と軸方向曲げ剛性の改善を図ることができた。尚、各
工程を少なくとも一層以上必ず行い、上記工程２及び工
程３は必ず対で行う必要がある。但し、工程２及び３の
順序は逆にしてもよい。
【００２４】図２に示す丸棒磁石表面への単繊維巻上げ
方法 工程１：軸方向と直交する方向で、磁石１１の表面に軸
心と同方向の軸線Ｌを引いた場合にその角度（α1 ）が
９０度となる方向に、単繊維１２を層状に巻上げる（図
２（ａ）参照）。この工程１により、圧縮応力が付与さ
れる。 工程２：軸方向と交差する方向で、磁石１１の表面に軸
線Ｌとの角度（α3 ）が４５度となる方向で図中左下が
りに単繊維１２を層状に巻上げる（図２（ｂ）参照）。
この工程２により、ねじり剛性が付与される。 工程３：工程２と同様で、軸方向と交差する方向で、磁
石１１の表面に軸線Ｌとの角度（α3 ）が４５度となる
方向で図中右下がりに単繊維１２を層状に巻上げる（図
２（ｃ）参照）。この工程３により、ねじり剛性が付与
される。 工程（最終工程）４：工程１と同様で、軸方向と直交す
る方向で、磁石１１の表面に軸心と同方向の軸線Ｌを引
いた場合にその角度（α1 ）が９０度となる方向に、単
繊維１２を層状に巻上げる（図２（ｄ）参照）。この工
程４により、圧縮応力が付与されると共に、下層巻上げ
繊維のねじり剛性の固定化がなされる。このようにし
て、工程１〜４によって、磁石１１に対して半径方向引
張強度と軸方向ねじり剛性の改善を図ることができた。
尚、各工程を少なくとも一層以上必ず行い、上記工程２
及び工程３は必ず対で行う必要がある。但し、工程２及
び３の順序は逆にしてもよい。半径方向引張強度と軸方
向ねじり剛性の改善を図る。
方法 工程１：軸方向と直交する方向で、磁石１１の表面に軸
心と同方向の軸線Ｌを引いた場合にその角度（α1 ）が
９０度となる方向に、単繊維１２を層状に巻上げる（図
２（ａ）参照）。この工程１により、圧縮応力が付与さ
れる。 工程２：軸方向と交差する方向で、磁石１１の表面に軸
線Ｌとの角度（α3 ）が４５度となる方向で図中左下が
りに単繊維１２を層状に巻上げる（図２（ｂ）参照）。
この工程２により、ねじり剛性が付与される。 工程３：工程２と同様で、軸方向と交差する方向で、磁
石１１の表面に軸線Ｌとの角度（α3 ）が４５度となる
方向で図中右下がりに単繊維１２を層状に巻上げる（図
２（ｃ）参照）。この工程３により、ねじり剛性が付与
される。 工程（最終工程）４：工程１と同様で、軸方向と直交す
る方向で、磁石１１の表面に軸心と同方向の軸線Ｌを引
いた場合にその角度（α1 ）が９０度となる方向に、単
繊維１２を層状に巻上げる（図２（ｄ）参照）。この工
程４により、圧縮応力が付与されると共に、下層巻上げ
繊維のねじり剛性の固定化がなされる。このようにし
て、工程１〜４によって、磁石１１に対して半径方向引
張強度と軸方向ねじり剛性の改善を図ることができた。
尚、各工程を少なくとも一層以上必ず行い、上記工程２
及び工程３は必ず対で行う必要がある。但し、工程２及
び３の順序は逆にしてもよい。半径方向引張強度と軸方
向ねじり剛性の改善を図る。
【００２５】図３に示す丸棒磁石表面への単繊維巻上げ
方法 この方法は、上述した図１及び図２に示す巻上げ方法を
組み合わせたものである。 工程１：軸方向と直交する方向で、磁石１１の表面に軸
心と同方向の軸線Ｌを引いた場合にその角度（α1 ）が
９０度となる方向に、単繊維１２を層状に巻上げる（図
３（ａ）参照）。この工程１により、圧縮応力が付与さ
れる。 工程２：軸方向と交差する方向で、磁石１１の表面に軸
線Ｌとの角度（α2 ）が１５度となる方向で図中左下が
りに単繊維１２を層状に巻上げる（図３（ｂ）参照）。
この工程２により、曲げ剛性が付与される。 工程３：工程２と同様で、軸方向と交差する方向で、磁
石１１の表面に軸線Ｌとの角度（α2 ）が１５度となる
方向で図中右下がりに単繊維１２を層状に巻上げる（図
３（ｃ）参照）。この工程３により、曲げ剛性が付与さ
れる。 工程４：軸方向と交差する方向で、磁石１１の表面に軸
線Ｌとの角度（α3 ）が４５度となる方向で図中左下が
りに単繊維１２を層状に巻上げる（図３（ｄ）参照）。
この工程４により、ねじり剛性が付与される。 工程５：工程４と同様で、軸方向と交差する方向で、磁
石１１の表面に軸線Ｌとの角度（α3 ）が４５度となる
方向で図中右下がりに単繊維１２を層状に巻上げる（図
３（ｅ）参照）。この工程５により、ねじり剛性が付与
される。 工程（最終工程）６：工程１と同様で、軸方向と直交す
る方向で、磁石１１の表面に軸心と同方向の軸線Ｌを引
いた場合にその角度（α1 ）が９０度となる方向に、単
繊維１２を層状に巻上げる（図３（ｆ）参照）。この工
程６により、圧縮応力が付与されると共に、下層巻上げ
繊維の曲げ・ねじり剛性の固定化がなされる。このよう
にして、工程１〜６によって、磁石１１に対して半径方
向引張強度と軸方向曲げ・ねじり剛性の改善を図ること
ができた。尚、各工程を少なくとも一層以上必ず行い、
上記工程２及び３並びに工程４及び５は必ず対で行う必
要がある。但し、工程２，３及び工程４，５の順序は逆
にしてもよい。また、必要に応じて工程１〜工程５は交
互に繰り返してもよい。
方法 この方法は、上述した図１及び図２に示す巻上げ方法を
組み合わせたものである。 工程１：軸方向と直交する方向で、磁石１１の表面に軸
心と同方向の軸線Ｌを引いた場合にその角度（α1 ）が
９０度となる方向に、単繊維１２を層状に巻上げる（図
３（ａ）参照）。この工程１により、圧縮応力が付与さ
れる。 工程２：軸方向と交差する方向で、磁石１１の表面に軸
線Ｌとの角度（α2 ）が１５度となる方向で図中左下が
りに単繊維１２を層状に巻上げる（図３（ｂ）参照）。
この工程２により、曲げ剛性が付与される。 工程３：工程２と同様で、軸方向と交差する方向で、磁
石１１の表面に軸線Ｌとの角度（α2 ）が１５度となる
方向で図中右下がりに単繊維１２を層状に巻上げる（図
３（ｃ）参照）。この工程３により、曲げ剛性が付与さ
れる。 工程４：軸方向と交差する方向で、磁石１１の表面に軸
線Ｌとの角度（α3 ）が４５度となる方向で図中左下が
りに単繊維１２を層状に巻上げる（図３（ｄ）参照）。
この工程４により、ねじり剛性が付与される。 工程５：工程４と同様で、軸方向と交差する方向で、磁
石１１の表面に軸線Ｌとの角度（α3 ）が４５度となる
方向で図中右下がりに単繊維１２を層状に巻上げる（図
３（ｅ）参照）。この工程５により、ねじり剛性が付与
される。 工程（最終工程）６：工程１と同様で、軸方向と直交す
る方向で、磁石１１の表面に軸心と同方向の軸線Ｌを引
いた場合にその角度（α1 ）が９０度となる方向に、単
繊維１２を層状に巻上げる（図３（ｆ）参照）。この工
程６により、圧縮応力が付与されると共に、下層巻上げ
繊維の曲げ・ねじり剛性の固定化がなされる。このよう
にして、工程１〜６によって、磁石１１に対して半径方
向引張強度と軸方向曲げ・ねじり剛性の改善を図ること
ができた。尚、各工程を少なくとも一層以上必ず行い、
上記工程２及び３並びに工程４及び５は必ず対で行う必
要がある。但し、工程２，３及び工程４，５の順序は逆
にしてもよい。また、必要に応じて工程１〜工程５は交
互に繰り返してもよい。
【００２６】上記工程によって、単繊維を磁石の表面に
層状に巻付けることにより、以下のように大別される。 （ａ）軸方向に直角（α1 ）、つまり、円周方向または
板幅方向に単繊維を層状に巻上げることにより、圧縮応
力の付与がなされる。 （ｂ）軸方向に対し±１５°（α2 ）の方向で単繊維を
層状に巻上げることにより、曲げ剛性の付与がなされ
る。 （ｃ）軸方向に対し±４５°（α3 ）の方向で単繊維を
層状に巻上げることにより、ねじり剛性の付与がなされ
る。
層状に巻付けることにより、以下のように大別される。 （ａ）軸方向に直角（α1 ）、つまり、円周方向または
板幅方向に単繊維を層状に巻上げることにより、圧縮応
力の付与がなされる。 （ｂ）軸方向に対し±１５°（α2 ）の方向で単繊維を
層状に巻上げることにより、曲げ剛性の付与がなされ
る。 （ｃ）軸方向に対し±４５°（α3 ）の方向で単繊維を
層状に巻上げることにより、ねじり剛性の付与がなされ
る。
【００２７】ここで、本発明で上記層状に巻上げる単繊
維として用いる強化繊維とは、例えば炭素繊維（特に、
ピッチ系高弾性率炭素繊維），炭化ケイ素繊維，チラノ
繊維（ＳｉＴｉＣ），ケブラー繊維，ガラス繊維、アル
ミナ繊維、ボロン繊維等を挙げることができる。
維として用いる強化繊維とは、例えば炭素繊維（特に、
ピッチ系高弾性率炭素繊維），炭化ケイ素繊維，チラノ
繊維（ＳｉＴｉＣ），ケブラー繊維，ガラス繊維、アル
ミナ繊維、ボロン繊維等を挙げることができる。
【００２８】次に、このような繊維強化の対象となる磁
石形状を図４に示す。図４において、（ａ）は中実丸棒
（円形及び楕円形断面）を示し、（ｂ）は中空丸棒（円
形及び楕円形断面）を示す。また、（ｃ）は多角形断面
棒として中実又は中空の六角形のものを示す。また、
（ｄ）は矩形断面棒（板状）及び（ｅ）はカマボコ形断
面棒（板状）のものを各々示している。なお、本発明に
おいては、磁石の形状は上記の形状に限定されるもので
はなく、適宜その目的に応じて変更したものを用いるよ
うにしてもよい。
石形状を図４に示す。図４において、（ａ）は中実丸棒
（円形及び楕円形断面）を示し、（ｂ）は中空丸棒（円
形及び楕円形断面）を示す。また、（ｃ）は多角形断面
棒として中実又は中空の六角形のものを示す。また、
（ｄ）は矩形断面棒（板状）及び（ｅ）はカマボコ形断
面棒（板状）のものを各々示している。なお、本発明に
おいては、磁石の形状は上記の形状に限定されるもので
はなく、適宜その目的に応じて変更したものを用いるよ
うにしてもよい。
【００２９】多層に形成した単繊維巻上げ層はその後、
マトリックス樹脂によって複合化することにより、単繊
維がばらばらにさばけないようにしっかりと固着するよ
うにして、本発明にかかる磁石補強用繊維強化複合材を
得るようにしている。このマトリックス樹脂によって固
定化して、上記磁石補強用繊維強化複合材を得る方法と
して、その一例を（１），（２）に示す。
マトリックス樹脂によって複合化することにより、単繊
維がばらばらにさばけないようにしっかりと固着するよ
うにして、本発明にかかる磁石補強用繊維強化複合材を
得るようにしている。このマトリックス樹脂によって固
定化して、上記磁石補強用繊維強化複合材を得る方法と
して、その一例を（１），（２）に示す。
【００３０】＜固着方法（１）＞シランカップリング剤
で表面活性化させた繊維の表面に樹脂を塗布（含浸）さ
せ、セミキュア状態で単繊維巻上げ後、加熱硬化させる
（必要に応じ加圧するともある）。なお、本発明で上記
「セミキュア状態」とは、単繊維への従来含浸時に較べ
樹脂の粘度が増加し、硬化反応がやや進行した状態をい
う。すなわち、繊維に樹脂を含浸し、この樹脂を少し加
熱して半硬化状にしたものをいい、セミキュア状にした
繊維は柔らかい状態であるが、更に熱を加えると樹脂が
本格的に硬化し、硬くするようにしている。
で表面活性化させた繊維の表面に樹脂を塗布（含浸）さ
せ、セミキュア状態で単繊維巻上げ後、加熱硬化させる
（必要に応じ加圧するともある）。なお、本発明で上記
「セミキュア状態」とは、単繊維への従来含浸時に較べ
樹脂の粘度が増加し、硬化反応がやや進行した状態をい
う。すなわち、繊維に樹脂を含浸し、この樹脂を少し加
熱して半硬化状にしたものをいい、セミキュア状にした
繊維は柔らかい状態であるが、更に熱を加えると樹脂が
本格的に硬化し、硬くするようにしている。
【００３１】＜固着方法（２）＞シランカップリング剤
で表面活性化させた繊維を単繊維巻上げ、その後、オー
トクレーブ中で樹脂を真空含浸、加圧加熱硬化させる。
尚、シランカップリング剤は含浸樹脂に配合することも
ある。ここで、マトリックス樹脂とは、通常はエポキシ
樹脂を用いるのが好適である。また、上記エポキシ樹脂
よりも強度，じん性が要求される場合には、ＰＥＥＫ
（ポリエーテルエーテルケトン）樹脂を用いるのが好ま
しい。更に、耐熱性が要求される場合（Ｍａｘ．１５０
〜２００℃）には、構造部材としてポリイミド樹脂を用
いるのが好ましい。
で表面活性化させた繊維を単繊維巻上げ、その後、オー
トクレーブ中で樹脂を真空含浸、加圧加熱硬化させる。
尚、シランカップリング剤は含浸樹脂に配合することも
ある。ここで、マトリックス樹脂とは、通常はエポキシ
樹脂を用いるのが好適である。また、上記エポキシ樹脂
よりも強度，じん性が要求される場合には、ＰＥＥＫ
（ポリエーテルエーテルケトン）樹脂を用いるのが好ま
しい。更に、耐熱性が要求される場合（Ｍａｘ．１５０
〜２００℃）には、構造部材としてポリイミド樹脂を用
いるのが好ましい。
【００３２】次に、本発明による繊維強化の中実、中空
丸棒磁石の回転機ロータへの適用例を、それぞれ図５，
図６に示す。図５は、中実丸棒磁石に適用した場合であ
り、図６は中空丸棒磁石に適用した場合を示す。これら
の図面において、符号２１はシャフト、２２は希土類磁
石、２３は非磁性金属円筒、２４は非磁性金属円板、３
１は磁石補強用繊維強化複合材を各々示す。 （ａ）直径に比べ軸長さが大きくなる場合は、曲げ剛性
改善を重視する必要がある。 （ｂ）ただし、実使用時に大きなトルク変動が想定され
る場合は、ねじり剛性改善も加味する必要がある。 （ｃ）直径に比べ軸長さが短い場合は、ねじり剛性の改
善を重視する必要がある。 （ｄ）圧縮応力付与による遠心力対策（径方向引張強度
の向上）は、全ての場合共通で重視する必要があり、特
にロータ径を大きくする場合は最も重要となる。
丸棒磁石の回転機ロータへの適用例を、それぞれ図５，
図６に示す。図５は、中実丸棒磁石に適用した場合であ
り、図６は中空丸棒磁石に適用した場合を示す。これら
の図面において、符号２１はシャフト、２２は希土類磁
石、２３は非磁性金属円筒、２４は非磁性金属円板、３
１は磁石補強用繊維強化複合材を各々示す。 （ａ）直径に比べ軸長さが大きくなる場合は、曲げ剛性
改善を重視する必要がある。 （ｂ）ただし、実使用時に大きなトルク変動が想定され
る場合は、ねじり剛性改善も加味する必要がある。 （ｃ）直径に比べ軸長さが短い場合は、ねじり剛性の改
善を重視する必要がある。 （ｄ）圧縮応力付与による遠心力対策（径方向引張強度
の向上）は、全ての場合共通で重視する必要があり、特
にロータ径を大きくする場合は最も重要となる。
【００３３】繊維強化の矩形、カマボコ形断面棒磁石の
回転機ロータへの適用例をそれぞれ図７，図８に示す。
図７は、矩形棒磁石に適用した場合であり、図６はカマ
ボコ形棒磁石に適用した場合を示す。これらの図面にお
いて、符号２１はシャフト、２２は希土類磁石、２３は
非磁性金属円筒、２４は非磁性金属円板、２５は鉄心、
２６は矩形形又はカマボコ形の鉄心溝及び３１は磁石補
強用繊維強化複合材を各々示す。 （ａ）この場合には圧縮応力付与と曲げ剛性の改善を重
視し、ねじり剛性の改善はそれほど考慮しなくてもよ
い。 （ｂ）また、軸長さや板幅が増すほど、曲げ剛性の改善
が重要となる。
回転機ロータへの適用例をそれぞれ図７，図８に示す。
図７は、矩形棒磁石に適用した場合であり、図６はカマ
ボコ形棒磁石に適用した場合を示す。これらの図面にお
いて、符号２１はシャフト、２２は希土類磁石、２３は
非磁性金属円筒、２４は非磁性金属円板、２５は鉄心、
２６は矩形形又はカマボコ形の鉄心溝及び３１は磁石補
強用繊維強化複合材を各々示す。 （ａ）この場合には圧縮応力付与と曲げ剛性の改善を重
視し、ねじり剛性の改善はそれほど考慮しなくてもよ
い。 （ｂ）また、軸長さや板幅が増すほど、曲げ剛性の改善
が重要となる。
【００３４】
【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、以
下のような効果を奏する。 （１）磁石表面において、高弾性率高強度繊維を所定の
方向に一定張力のもとで単繊維巻上げすることにより磁
石本体に圧縮応力を付与し、かつ、曲げやねじりの剛性
も併せ付与したので、永久磁石式回転機のロータとして
の遠心力強度、曲げねじり剛性の改善に寄与する。 （２）多層に形成した単繊維巻上げ層はその後、樹脂マ
トリックスの複合材料に仕上げることにより、単繊維が
ばらばらにさばけないようにしっかりと固着されると共
に、マトリックス樹脂にも強度を負担させる。 （３）軸長さの増大、遠心力増大（回転数、ロータ
径）、トルク増大にそれぞれ対応でき、繊維強化の中
実，中空丸棒磁石の回転機・ロータへの適用できる。 （４）軸長さや板幅の増大，遠心力増大（回転数，ロー
タ径）にそれぞれ対応でき、繊維強化の矩形，カマボコ
形断面棒磁石の回転機・ロータへの適用できる。 （５）金属材料（たとえば非磁性オーステナイト系ステ
ンレス鋼）に比べ、比強度の大きい繊維強化複合材（樹
脂マトリックス）で磁石本体を補強できたことにより、
従来の金属円筒のみで回転子を外周側より補強する方法
よりもロータ重量を軽くでき、ロータの遠心力及び慣性
モーメントの低減に寄与する。 （６）ロータへの磁石の組込みでは、磁石と金属材料
（鉄心や非磁性金属円筒）が直接接触しない構造となる
ため、磁石が局所的な応力集中を受けにくくなり（複合
材料部で応力緩和がなされる）、磁石の割れや欠けを防
止できる。
下のような効果を奏する。 （１）磁石表面において、高弾性率高強度繊維を所定の
方向に一定張力のもとで単繊維巻上げすることにより磁
石本体に圧縮応力を付与し、かつ、曲げやねじりの剛性
も併せ付与したので、永久磁石式回転機のロータとして
の遠心力強度、曲げねじり剛性の改善に寄与する。 （２）多層に形成した単繊維巻上げ層はその後、樹脂マ
トリックスの複合材料に仕上げることにより、単繊維が
ばらばらにさばけないようにしっかりと固着されると共
に、マトリックス樹脂にも強度を負担させる。 （３）軸長さの増大、遠心力増大（回転数、ロータ
径）、トルク増大にそれぞれ対応でき、繊維強化の中
実，中空丸棒磁石の回転機・ロータへの適用できる。 （４）軸長さや板幅の増大，遠心力増大（回転数，ロー
タ径）にそれぞれ対応でき、繊維強化の矩形，カマボコ
形断面棒磁石の回転機・ロータへの適用できる。 （５）金属材料（たとえば非磁性オーステナイト系ステ
ンレス鋼）に比べ、比強度の大きい繊維強化複合材（樹
脂マトリックス）で磁石本体を補強できたことにより、
従来の金属円筒のみで回転子を外周側より補強する方法
よりもロータ重量を軽くでき、ロータの遠心力及び慣性
モーメントの低減に寄与する。 （６）ロータへの磁石の組込みでは、磁石と金属材料
（鉄心や非磁性金属円筒）が直接接触しない構造となる
ため、磁石が局所的な応力集中を受けにくくなり（複合
材料部で応力緩和がなされる）、磁石の割れや欠けを防
止できる。
【図１】本実施例に係る丸棒磁石の表面に単繊維を巻き
上げる工程図を示す。
上げる工程図を示す。
【図２】本実施例に係る丸棒磁石の表面に単繊維を巻き
上げる工程図を示す。
上げる工程図を示す。
【図３】本実施例に係る丸棒磁石の表面に単繊維を巻き
上げる工程図を示す。
上げる工程図を示す。
【図４】繊維強化の対象となる種々の磁石の形状図を示
す。
す。
【図５】本実施例に係る高速発電機・電動機ロータへの
適用図を示す。
適用図を示す。
【図６】本実施例に係る高速発電機・電動機ロータへの
適用図を示す。
適用図を示す。
【図７】本実施例に係る高速発電機・電動機ロータへの
適用図を示す。
適用図を示す。
【図８】本実施例に係る高速発電機・電動機ロータへの
適用図を示す。
適用図を示す。
【図９】回転子構造の概略図を示す。
【図１０】他の回転子構造の概略図を示す。
１１ 磁石
１２ 単繊維
２１ シャフト
２２ 希土類磁石
２３ 非磁性金属円筒
２４ 非磁性金属円板
２５ 鉄心
２６ 矩形形又はカマボコ形の鉄心溝
３１ 磁石補強用繊維強化複合材
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
H02K 1/27
H02K 15/03
Claims (9)
- 【請求項１】 磁石の軸心と同方向に引いた軸線と直行
する方向で、常に一定張力をかけつつ当該磁石の表面に
層状に単繊維が巻き上げられ、 前記磁石の一方側から他方側へ向けて下がる方向で、常
に一定張力をかけつつ当該磁石の表面に層状に単繊維が
巻き上げられると共に、 前記磁石の他方側から一方側へ向けて下がる方向で、常
に一定張力をかけつつ当該磁石の表面に層状に単繊維が
巻き上げられ、 最後に、前記軸線と直行する方向で、常に一定張力をか
けつつ前記磁石の表面に層状に単繊維が巻き上げられ て
なり、 マトリックス樹脂により複合化してなることを特徴とす
る回転子の永久磁石。 - 【請求項２】 磁石の軸心と同方向に引いた軸線との角
度が９０度となる方向で、常に一定張力をかけつつ当該
磁石の表面に層状に単繊維が巻き上げられ、 前記軸線との角度が１５度となる前記磁石の一方側から
他方側へ向けて下がる方向で、常に一定張力をかけつつ
当該磁石の表面に層状に単繊維が巻き上げられ、 前記軸線との角度が１５度となる前記磁石の他方側から
一方側へ向けて下がる方向で、常に一定張力をかけつつ
当該磁石の表面に層状に単繊維が巻き上げられ、 最後に、前記軸線との角度が９０度となる方向で、常に
一定張力をかけつつ前記磁石の表面に層状に単繊維が巻
き上げられてなり、 マトリックス樹脂により複合化してなる ことを特徴とす
る回転子の永久磁石。 - 【請求項３】 磁石の軸心と同方向に引いた軸線との角
度が９０度となる方向で、常に一定張力をかけつつ当該
磁石の表面に層状に単繊維が巻き上げられ、 前記軸線との角度が４５度となる前記磁石の一方側から
他方側へ向けて下がる方向で、常に一定張力をかけつつ
当該磁石の表面に層状に単繊維が巻き上げられ、 前記軸線との角度が４５度となる前記磁石の他方側から
一方側へ向けて下がる 方向で、常に一定張力をかけつつ
当該磁石の表面に層状に単繊維が巻き上げられ、 最後に、前記軸線との角度が９０度となる方向で、常に
一定張力をかけつつ前記磁石の表面に層状に単繊維が巻
き上げられてなり、 マトリックス樹脂により複合化してなる ことを特徴とす
る回転子の永久磁石。 - 【請求項４】 磁石の軸心と同方向に引いた軸線との角
度が９０度となる方向で、常に一定張力をかけつつ当該
磁石の表面に層状に単繊維が巻き上げられ、 前記軸線との角度が１５度となる前記磁石の一方側から
他方側へ向けて下がる方向で、常に一定張力をかけつつ
当該磁石の表面に層状に単繊維が巻き上げられ、 前記軸線との角度が１５度となる前記磁石の他方側から
一方側へ向けて下がる方向で、常に一定張力をかけつつ
当該磁石の表面に層状に単繊維が巻き上げられ、 前記軸線との角度が４５度となる前記磁石の一方側から
他方側へ向けて下がる方向で、常に一定張力をかけつつ
当該磁石の表面に層状に単繊維が巻き上げられ、 前記軸線との角度が４５度となる前記磁石の他方側から
一方側へ向けて下がる方向で、常に一定張力をかけつつ
当該磁石の表面に層状に単繊維が巻き上げられ、 最後に、前記軸線との角度が９０度となる方向で、常に
一定張力をかけつつ前記磁石の表面に層状に単繊維が巻
き上げられてなり、 マトリックス樹脂により複合化してなる ことを特徴とす
る回転子の永久磁石。 - 【請求項５】 請求項１から請求項４のいずれかの回転
子の永久磁石において、 単繊維が樹脂含浸セミキュア繊維であり、巻上げ後加熱
硬化してなることを特徴とする永久磁石。 - 【請求項６】 請求項１から請求項５のいずれかの回転
子の永久磁石において、 単繊維を巻上げ後、オートクレーブ中で樹脂含浸、加圧
加熱硬化してなることを特徴とする永久磁石。 - 【請求項７】 請求項１から請求項６のいずれかの回転
子の永久磁石において、 上記単繊維が炭素繊維，炭化ケイ素繊維，チラノ繊維
（ＳｉＴｉＣ），ケブラー繊維又はガラス繊維のいずれ
かであることを特徴とする永久磁石。 - 【請求項８】 請求項７の回転子の永久磁石において、 上記単繊維としての炭素繊維が、ピッチ系高弾性率炭素
繊維であることを特徴とする永久磁石。 - 【請求項９】 請求項１から請求項６のいずれかの回転
子の永久磁石において、 上記マトリックス樹脂が、エポキシ繊維，ＰＥＥＫ（ポ
リエーテルエーテルケトン）樹脂又はポリイミド樹脂の
いずれかであることを特徴とする永久磁石。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16167195A JP3509304B2 (ja) | 1995-06-28 | 1995-06-28 | 回転子の永久磁石 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16167195A JP3509304B2 (ja) | 1995-06-28 | 1995-06-28 | 回転子の永久磁石 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0919093A JPH0919093A (ja) | 1997-01-17 |
| JP3509304B2 true JP3509304B2 (ja) | 2004-03-22 |
Family
ID=15739635
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16167195A Expired - Fee Related JP3509304B2 (ja) | 1995-06-28 | 1995-06-28 | 回転子の永久磁石 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3509304B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108418325A (zh) * | 2018-03-09 | 2018-08-17 | 沈阳工业大学 | 一种新型整体永磁转子结构的高速电动机 |
Families Citing this family (20)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3484051B2 (ja) * | 1997-09-10 | 2004-01-06 | 株式会社 日立インダストリイズ | 永久磁石式同期電動機及びその製造方法ならびに永久磁石式同期電動機を備えた遠心圧縮機 |
| JP5359062B2 (ja) * | 2008-06-30 | 2013-12-04 | 株式会社明電舎 | 永久磁石式回転機の回転子構造 |
| WO2010014640A2 (en) | 2008-07-28 | 2010-02-04 | Direct Drive Systems, Inc. | Electric machine |
| US8237320B2 (en) * | 2008-07-28 | 2012-08-07 | Direct Drive Systems, Inc. | Thermally matched composite sleeve |
| KR101090605B1 (ko) * | 2011-06-24 | 2011-12-08 | 이성근 | 동심권선을 적용한 모터 및 발전기 |
| US8816543B2 (en) * | 2012-04-03 | 2014-08-26 | The Boeing Company | Flexible magnet directional stiffening methods |
| GB2502621A (en) * | 2012-06-01 | 2013-12-04 | Crompton Technology Group Ltd | Rotor magnet securing arrangement |
| JP6135770B2 (ja) * | 2013-10-02 | 2017-05-31 | 富士電機株式会社 | 永久磁石埋め込み式回転電機およびその製造方法 |
| JP2017163752A (ja) * | 2016-03-10 | 2017-09-14 | 株式会社明電舎 | 永久磁石式回転電機の回転子 |
| US10439456B2 (en) * | 2016-04-25 | 2019-10-08 | General Electric Company | Sleeve rotor synchronous reluctance electric machine |
| FR3064423B1 (fr) * | 2017-03-22 | 2019-11-15 | Whylot Sas | Rotor pour moteur ou generatrice electromagnetique a structure alveolaire comportant des alveoles pour le logement d'aimants respectifs |
| JP6629803B2 (ja) | 2017-09-12 | 2020-01-15 | ファナック株式会社 | 被覆筒の製造方法 |
| DE102018007626A1 (de) * | 2017-10-05 | 2019-04-11 | Fanuc Corporation | ROTOR, drehende elektrische Maschine und Herstellungsverfahren für ein Hüllrohr |
| JP6704007B2 (ja) * | 2018-03-08 | 2020-06-03 | 三菱重工業株式会社 | モータ |
| JP6981373B2 (ja) * | 2018-06-29 | 2021-12-15 | 株式会社豊田自動織機 | ロータの製造方法 |
| CN113316886A (zh) * | 2018-11-21 | 2021-08-27 | 通用电气公司 | 由风力涡轮驱动的超导发电机 |
| JP7130728B2 (ja) * | 2020-12-24 | 2022-09-05 | シチズン千葉精密株式会社 | 回転子、ブラシレスモータ、回転子の製造方法 |
| WO2022138727A1 (ja) * | 2020-12-24 | 2022-06-30 | シチズン千葉精密株式会社 | 回転子、ブラシレスモータ、回転子の製造方法 |
| GB202102582D0 (en) | 2021-02-24 | 2021-04-07 | Rolls Royce Electrical Norway As | Electric machine rotor sleeve |
| GB202102581D0 (en) | 2021-02-24 | 2021-04-07 | Rolls Royce Electrical Norway As | Electric machine rotor sleeve |
-
1995
- 1995-06-28 JP JP16167195A patent/JP3509304B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108418325A (zh) * | 2018-03-09 | 2018-08-17 | 沈阳工业大学 | 一种新型整体永磁转子结构的高速电动机 |
| CN108418325B (zh) * | 2018-03-09 | 2023-10-27 | 沈阳工业大学 | 一种新型整体永磁转子结构的高速电动机 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0919093A (ja) | 1997-01-17 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP3509304B2 (ja) | 回転子の永久磁石 | |
| US6047461A (en) | Rotor for permanent magnet excited, high-speed electric rotary machine, manufacturing method of the same and electric rotary machine including the same | |
| EP0212552B1 (en) | Method for producing a composite sleeve for an electric motor | |
| Binder et al. | Fixation of buried and surface-mounted magnets in high-speed permanent-magnet synchronous machines | |
| US5296773A (en) | Composite rotor for a synchronous reluctance machine | |
| US6154352A (en) | Method of magnetizing a cylindrical body | |
| Damiano et al. | Design of a high-speed ferrite-based brushless DC machine for electric vehicles | |
| US20120025654A1 (en) | Rotor of a permanent magnet synchronous machine | |
| WO2005096471A1 (en) | Lightweight wedge design for high speed generators | |
| CN1729604A (zh) | 永磁式电动机 | |
| CN107453503B (zh) | 保持构件、转子以及旋转电机 | |
| JPH09327140A (ja) | 永久磁石回転型回転電機及びその製造方法 | |
| US10634188B2 (en) | Rotors for rotating machines with hollow fiber-reinforced composite shaft | |
| CN113557650A (zh) | 用于制造转子的改进方法 | |
| CN114977581A (zh) | 电机转子套筒 | |
| JP6135770B2 (ja) | 永久磁石埋め込み式回転電機およびその製造方法 | |
| US20040201301A1 (en) | Simple rotor assembly for a reluctance machine | |
| EP4050768A1 (en) | Electric machine rotor sleeve | |
| JPH05219666A (ja) | 回転電機の固定子 | |
| CN112737177A (zh) | 一种表贴式高速永磁同步转子 | |
| WO2015110816A2 (en) | Flywheel assembly | |
| CN114977574A (zh) | 电机转子套筒 | |
| JPH03273841A (ja) | 超高速回転子 | |
| JP2003111323A (ja) | 発電電動機のロータ | |
| US11735966B2 (en) | Surface-mounted high-speed permanent magnet synchronous rotor |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20031209 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20031222 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080109 Year of fee payment: 4 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090109 Year of fee payment: 5 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100109 Year of fee payment: 6 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110109 Year of fee payment: 7 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120109 Year of fee payment: 8 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130109 Year of fee payment: 9 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140109 Year of fee payment: 10 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |