JP3814173B2

JP3814173B2 - Rotor manufacturing method

Info

Publication number: JP3814173B2
Application number: JP2001278936A
Authority: JP
Inventors: 正雄藤原; 昭広星野; 雅之森本; 弘高東森
Original assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Current assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority date: 2001-09-13
Filing date: 2001-09-13
Publication date: 2006-08-23
Anticipated expiration: 2021-09-13
Also published as: JP2003088018A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電動機及び発電機に使用されるロータ（回転子）に関する。本発明は、特に、永久磁石が設けられたロータに関する。
【０００２】
【従来の技術】
回転界磁形の電動機、及び発電機には、永久磁石により磁界を発生するロータが使用されることがある。
【０００３】
図６は、従来の永久磁石を用いたロータの構造を示す。図６（ａ）〜（ｄ）に示されているように、鉄心１０１の側面に、それぞれ永久磁石１０２ａ〜１０２ｄが接合されたロータが知られている。図６（ａ）に示されているように、永久磁石１０２ａは、円筒状である場合があり、図６（ｂ）〜（ｄ）にそれぞれ示された形状を有する永久磁石１０２ｂ〜１０２ｄが、鉄心１０１の側面に接合されることがある。
【０００４】
ロータは、高速回転が可能であることが望まれる。
【０００５】
ロータの機械的強度は、大きいことが望まれる。
【０００６】
更に、ロータの永久磁石が発生する磁束密度は、大きいことが望まれる。
【０００７】
更に、永久磁石を含むロータの加工精度は、高いことが望まれる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明の目的は、ロータの高速回転化を可能にすることにある
【００１０】
本発明の他の目的は、永久磁石を含むロータの機械的強度を大きくすることにある
【００１１】
本発明の他の目的は、ロータの永久磁石が発生する磁束密度を大きくすることにある。
【００１２】
本発明の更に他の目的は、永久磁石を含むロータの加工精度を高くする技術を提供することにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
以下に、[発明の実施の形態]で使用される番号・符号を用いて、課題を解決するための手段が説明される。これらの番号・符号は、[特許請求の範囲]の記載と[発明の実施の形態]の記載との対応関係を明らかにするために付加されている。但し、付加された番号・符号は、[特許請求の範囲]に記載されている発明の技術的範囲の解釈に用いてはならない。
【００１４】
本発明によるロータは、空洞を有しない円柱状に形成された永久磁石（１）と、当該ロータの回転軸となるシャフト（４）と、永久磁石（１）とシャフト（４）とを接合する接合部材（２、３）とを備えている。空洞を有しない円柱状に形成された永久磁石（１）は、遠心力に対する強度が高く、ロータの高速回転化が可能である。更に、空洞を有しない円柱状に形成された永久磁石（１）は、発生する磁束密度を大きくすることができる。
【００１５】
このとき、永久磁石（１）は、軸方向に順次に接合された、複数の円柱状の磁石片（１−１〜１−６）を含むことがある。このような構造は、大きな永久磁石（１）の提供を可能にする。
【００１６】
接合部材（２、３）は、永久磁石（１）が挿入されている円筒形の保持円筒部材（２）と、保持円筒部材（２）の端を塞ぐように保持円筒部材（２）に接合され、且つ、シャフト（４）に接合された側板（３）を含むことがある。このような構造は、遠心力に対する強度を更に高くし、ロータの更なる高速回転化を可能にする。
【００１７】
保持円筒部材（２）と側板（３）とは、溶接により接合されることがある。この場合、側板（３）と永久磁石（１）との間には、隙間（３ａ）が設けられていることが好ましい。この隙間（３ａ）は、保持円筒部材（２）と側板（３）との溶接の際の側板（３）の膨張による永久磁石（１）の損傷を防ぐ。
【００１８】
上述のロータは、電動機又は発電機のいずれにも組み込まれて使用され得る。
【００１９】
本発明によるロータ製造方法は、
（ａ）空洞を有しない複数の磁石ブロック（１１）を、一方向に順次に連結して接合し、磁石ブロック構造体（１２）を形成する工程と、
（ｂ）磁石ブロック構造体（１２）を研削して、円柱状の永久磁石（１）を形成する工程と、
（ｃ）永久磁石（１）をロータに組み込む工程
とを備えている。複数の磁石ブロック（１１）を、一方向に順次に接合して磁石ブロック構造体（１２）を形成した後、磁石ブロック構造体（１２）を研削することにより、磁石ブロック（１１）のずれが修正可能であり、大きな永久磁石（１）を高い加工精度で形成することを可能にする。
【００２０】
このとき、（ｃ）工程は、
（ｄ）円筒形の保持円筒部材（２）を供給する工程と、
（ｅ）保持円筒部材（２）の温度が前記永久磁石の温度よりも高い状態で、永久磁石（１）を保持円筒部材（２）に挿入する工程と、
（ｆ）永久磁石（１）が保持円筒部材（２）に挿入された状態で、保持円筒部材と前記永久磁石との温度差を小さくする工程と、
（ｇ）保持円筒部材（２）の端を塞ぐように、保持円筒部材（２）に側板（３）を接合する工程と、
（ｆ）側板（３）にシャフト（４）を接合する工程
とを含むことが好ましい。空洞を有しない円柱状である永久磁石（１）は、圧縮応力に対する強度が高く、これにより、永久磁石（１）と保持円筒部材（２）との接合強度を高くとることができる。
【００２１】
このとき、（ｇ）工程は、
（ｈ）側板（３）と永久磁石（１）とを、側板（３）と永久磁石（１）との間に隙間が設けられた状態で保持しながら、保持円筒部材（２）と側板（３）とを溶接する工程を備えることが好ましい。
【００２２】
本発明によるロータ製造方法は、
（ｊ）円筒形の保持円筒部材（２）と、円柱状の永久磁石（１）とを供給する工程と、
（ｋ）保持円筒部材（２）の温度が永久磁石（１）の温度よりも高い状態で、永久磁石（１）を保持円筒部材（２）に挿入する工程と、
（ｌ）永久磁石（１）が保持円筒部材（２）に挿入された状態で、保持円筒部材（２）と永久磁石（１）との温度差を小さくし、永久磁石（１）と保持円筒部材（２）とを接合する工程と、
（ｍ）保持円筒部材（２）の端を塞ぐように、保持円筒部材（２）に側板（３）を接合する工程と、
（ｎ）側板（３）にシャフト（４）を接合する工程
とを備えている。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照しながら、本発明によるロータの実施の一形態を説明する。
【００２４】
本発明によるロータの実施の一形態は、図１に示されているように、永久磁石１が、保持円筒部材２とともに設けられている。永久磁石１は、保持円筒部材２に挿入され保持されている。永久磁石１の断面形状は、図２に示されているように円であり、永久磁石１は、内部に空洞を有しない円柱の形状を有する。保持円筒部材２の断面形状は、中に空洞を有する円筒であり、その空洞に永久磁石１が挿入されている。
【００２５】
図１に示されているように、永久磁石１は、軸方向に順次に接続された、複数の円柱状の磁石片１−１〜１−６を含む。現実に製造しようとする場合、一つの永久磁石の大きさには、制約がある。特に、焼結されて形成される永久磁石では、その制約が厳しい。そこで、永久磁石１を必要な大きさに形成するために、複数の円柱状の磁石片１−１〜１−６が連結されている。
【００２６】
永久磁石１を保持する保持円筒部材２は、高強度を有し、且つ、非磁性の金属材料で形成される。このような金属材料として、インコネル７１８が例示される。
【００２７】
保持円筒部材２には、その両端（底面）を塞ぐように、円盤状の側板３が接合されている。保持円筒部材２と側板３とは、溶接により接合されている。このとき、永久磁石１と側板３との間には、微小な隙間３ａが設けられている。隙間３ａは、典型的には、０．１〜０．２ｍｍである。隙間３ａは、後述されるように、保持円筒部材２と側板３との溶接の際に、側板３が熱により膨張することによる永久磁石１の損傷を防ぐために設けられている。
【００２８】
側板３には、シャフト４が接合される。シャフト４は、当該ロータが回転する回転軸になる。
【００２９】
以上に説明された本発明によるロータの実施の一形態は、電動機及び発電機のいずれにも組み込まれて使用され得る。
【００３０】
本実施の形態のロータの永久磁石１は空洞を有さない円柱状であり、機械的強度が高い。これにより、当該ロータの耐遠心力が大きくなり、ロータの高速回転を可能にする。更に、円柱状の永久磁石１は圧縮応力にも強く、保持円筒部材２が永久磁石１に加える締め付け力を大きくとることができる。従って、永久磁石１と保持円筒部材２との接合強度を高くすることができる。
【００３１】
更に、当該ロータは、発生する磁束密度が大きい。図３は、空洞を有しない円柱状の永久磁石と、空洞を有する円筒状の永久磁石とが発生する磁束密度の比較を示す。比較対象の全ての永久磁石は、直径方向に同一の大きさの磁化を有すると仮定されている。また、図３に示された磁束密度は、ロータとステータ間のギャップにおける磁束密度である。
【００３２】
図３の曲線１１は、図４（ａ）に示された空洞を有しない円柱状の永久磁石が発生する磁束密度であり、図３の曲線１２、１３、及び１４は、それぞれ、図４（ｂ）、（ｃ）、及び（ｄ）に示されているように、その中心近傍に円柱状の空洞を有する円筒状の永久磁石が発生する磁束密度である。円柱、円筒の外径はいずれも４７ｍｍであり、曲線１１、１２、１３、及び１４は、それぞれ、円柱状の空洞の直径が０ｍｍ（即ち、空洞なし）、１０ｍｍ、２０ｍｍ、及び３０ｍｍであるときの磁束密度である。
【００３３】
図３に示されているように、空洞を有しない円柱状の永久磁石は、空洞を有する円筒状の永久磁石よりも、ギャップにおける磁束密度が大きい。このように、空洞を有しない円柱状の永久磁石１を使用した本実施の形態のロータは、発生する磁束密度を大きくすることができる。
【００３４】
以上に説明された、本実施の形態のロータは、下記の工程により製造される。
【００３５】
図５（ａ）に示されているように、円柱状の複数の磁石ブロック１１が、軸方向に順次に接着により連結されて、磁石ブロック構造体１２が形成される。磁石ブロック１１の直径は、最終的に製造される永久磁石１の直径よりも微小に大きい。典型的には、磁石ブロック１１は、その直径が、永久磁石１の直径よりも１６０μｍだけ大きく形成される。磁石ブロック１１の中心軸１１ａは、可能な限り、一の直線上にあるように連結される。
【００３６】
続いて、図５（ｂ）に示されているように、磁石ブロック構造体１２の側面が研削され、永久磁石１が形成される。このように、磁石ブロック１１の連結の後に研削が行われるのは、磁石ブロック１１の中心軸１１ａのずれを修正するためである。実際に磁石ブロック１１を連結する場合、現実として、多少、中心軸１１ａがずれることは、避けられない。そこで、予め永久磁石１の直径よりも大きな磁石ブロック１１を連結して磁石ブロック構造体１２を形成し、その磁石ブロック構造体１２を研削することにより、加工精度が高められている。これにより、大きな永久磁石１を、高い加工精度で形成することができる。
【００３７】
続いて、形成された永久磁石１が保持円筒部材２に挿入され、接合される。永久磁石１と保持円筒部材２との接合は、焼きばめにより行われる。保持円筒部材２が加熱され、保持円筒部材２の温度が永久磁石１の温度よりも高くされる。保持円筒部材２は、熱膨張し、その内径が大きくなる。この状態で、永久磁石１が保持円筒部材２に挿入される。永久磁石１が保持円筒部材２に挿入された状態で、保持円筒部材２が冷却され、永久磁石１と保持円筒部材２との温度差が小さくされる。すると保持円筒部材２は収縮し、保持円筒部材２の収縮により永久磁石１に締め付け力が加えられる。この締め付け力により永久磁石１は保持円筒部材２に接合される。
【００３８】
このとき、保持円筒部材２が加熱される代わりに、永久磁石１が冷却されることも可能である。永久磁石１が冷却されると、永久磁石１は収縮し、その直径が小さくなる。この状態で、永久磁石１が保持円筒部材２に挿入される。永久磁石１が保持円筒部材２に挿入された状態で、永久磁石１が加熱され、永久磁石１と保持円筒部材２との温度差が小さくされる。すると永久磁石１は膨張し、保持円筒部材２の収縮により永久磁石１に締め付け力が加えられる。この締め付け力により、永久磁石１は保持円筒部材２に接合される。
【００３９】
永久磁石１が空洞を有さない円柱状であることは、永久磁石１と保持円筒部材２との接合強度を大きくすることができる点で好ましい。空洞を有さない円柱状である永久磁石１は、圧縮応力に対する強度が高い。従って、保持円筒部材２により、永久磁石１に加えられる締め付け力を大きくすることが可能である。これにより、永久磁石１と保持円筒部材２との接合強度を大きくすることができる。
【００４０】
続いて、保持円筒部材２の端を塞ぐように側板３が溶接される。溶接の際には、永久磁石１と側板３は、それらの間に微小な隙間が存在するように保持される。その隙間は、典型的には、０．１〜０．２ｍｍである。この隙間は、保持円筒部材２と側板３との溶接の際に、永久磁石１が損傷を受けるのを防ぐ。保持円筒部材２と側板３とが溶接されるとき、側板３は加熱されて膨張する。このとき、隙間３ａが設けられていることにより、側板３から永久磁石１に過大な力が加えられることが避けられ、永久磁石１の損傷が防がれる。
【００４１】
更に、側板３にシャフト４が接合される。
【００４２】
以上の工程が行われた後、永久磁石１の直径方向に磁界が印加され、永久磁石１が着磁される。本実施の形態のロータの製造が完了する。
【００４３】
このように、本実施の形態のロータの製造方法は、予め永久磁石１の直径よりも大きな磁石ブロック１１を連結して磁石ブロック構造体１２を形成し、その磁石ブロック構造体１２を研削することにより、加工精度が高められている。
【００４４】
更に、本実施の形態のロータの製造方法は、永久磁石１が空洞を有さない円柱状であることにより、永久磁石１と保持円筒部材２との接合強度を高くすることができる。
【００４５】
更に、本実施の形態のロータの製造方法は、保持円筒部材２と側板３との溶接の際に、永久磁石１と側板３との間に隙間３ａが設けられ、永久磁石１の損傷が防がれている。
【００４６】
【発明の効果】
本発明により、永久磁石が設けられたロータの機械的強度を大きくすることができる。
【００４７】
また、本発明により、ロータの永久磁石が発生する磁束密度を大きくすることができる。
【００４８】
また、本発明により、永久磁石を含むロータの加工精度を高くすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本発明によるロータの実施の一形態を示す正面断面図である。
【図２】図２は、本発明によるロータの実施の一形態を示す側面断面図である。
【図３】図３は、空洞を有しない永久磁石と空洞を有する永久磁石とが発生する磁束密度の比較を示す。
【図４】図４は、図３の比較対象である永久磁石の構造を示す。
【図５】図５は、本発明によるロータ製造方法の実施の一形態を示す。
【図６】図６は、従来のロータの構造を示す。
【符号の説明】
１：永久磁石
１−１〜１−６：磁石片
２：保持円筒部材
３：側板
４：シャフト
１１：磁石ブロック
１２：磁石ブロック構造体[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a rotor (rotor) used in an electric motor and a generator. The present invention particularly relates to a rotor provided with permanent magnets.
[0002]
[Prior art]
A rotor that generates a magnetic field by a permanent magnet may be used for a rotating field motor and a generator.
[0003]
FIG. 6 shows a structure of a rotor using a conventional permanent magnet. As shown in FIGS. 6A to 6D, a rotor is known in which permanent magnets 102a to 102d are joined to side surfaces of an iron core 101, respectively. As shown in FIG. 6 (a), the permanent magnet 102a may be cylindrical, and the permanent magnets 102b to 102d having the shapes shown in FIGS. 6 (b) to 6 (d), respectively. It may be joined to the side surface of the iron core 101.
[0004]
The rotor is desired to be capable of high speed rotation.
[0005]
It is desirable that the mechanical strength of the rotor be large.
[0006]
Furthermore, it is desirable that the magnetic flux density generated by the permanent magnet of the rotor is large.
[0007]
Furthermore, it is desired that the processing accuracy of the rotor including the permanent magnet is high.
[0008]
[Problems to be solved by the invention]
[0009]
An object of the present invention is to enable high-speed rotation of a rotor.
Another object of the present invention is to increase the mechanical strength of a rotor including a permanent magnet.
Another object of the present invention is to increase the magnetic flux density generated by the permanent magnet of the rotor.
[0012]
Still another object of the present invention is to provide a technique for increasing the processing accuracy of a rotor including a permanent magnet.
[0013]
[Means for Solving the Problems]
Hereinafter, means for solving the problem will be described using the numbers and symbols used in [Embodiments of the Invention]. These numbers and symbols are added in order to clarify the correspondence between the description of “Claims” and the description of “Embodiments of the Invention”. However, the added numbers and symbols should not be used for the interpretation of the technical scope of the invention described in [Claims].
[0014]
The rotor according to the present invention joins a permanent magnet (1) formed in a columnar shape having no cavity, a shaft (4) serving as a rotating shaft of the rotor, and the permanent magnet (1) and the shaft (4). And a joining member (2, 3). The permanent magnet (1) formed in a columnar shape having no cavity has high strength against centrifugal force, and the rotor can be rotated at a high speed. Furthermore, the permanent magnet (1) formed in a columnar shape having no cavity can increase the generated magnetic flux density.
[0015]
At this time, the permanent magnet (1) may include a plurality of columnar magnet pieces (1-1 to 1-6) sequentially joined in the axial direction. Such a structure makes it possible to provide a large permanent magnet (1).
[0016]
The joining members (2, 3) are joined to the holding cylindrical member (2) so as to block the end of the holding cylindrical member (2) and the cylindrical holding cylindrical member (2) in which the permanent magnet (1) is inserted. And may include a side plate (3) joined to the shaft (4). Such a structure further increases the strength against centrifugal force, and allows the rotor to rotate at a higher speed.
[0017]
The holding cylindrical member (2) and the side plate (3) may be joined by welding. In this case, it is preferable that a gap (3a) is provided between the side plate (3) and the permanent magnet (1). This gap (3a) prevents damage to the permanent magnet (1) due to expansion of the side plate (3) during welding of the holding cylindrical member (2) and the side plate (3).
[0018]
The above-described rotor can be used by being incorporated in either an electric motor or a generator.
[0019]
The rotor manufacturing method according to the present invention comprises:
(A) a step of sequentially connecting and joining a plurality of magnet blocks (11) having no cavity in one direction to form a magnet block structure (12);
(B) grinding the magnet block structure (12) to form a cylindrical permanent magnet (1);
(C) a step of incorporating the permanent magnet (1) into the rotor. A plurality of magnet blocks (11) are sequentially joined in one direction to form a magnet block structure (12), and then the magnet block structure (12) is ground so that the magnet block (11) is displaced. It can be modified and makes it possible to form a large permanent magnet (1) with high processing accuracy.
[0020]
At this time, step (c)
(D) supplying a cylindrical holding cylindrical member (2);
(E) inserting the permanent magnet (1) into the holding cylindrical member (2) in a state where the temperature of the holding cylindrical member (2) is higher than the temperature of the permanent magnet;
(F) With the permanent magnet (1) inserted into the holding cylindrical member (2), the step of reducing the temperature difference between the holding cylindrical member and the permanent magnet;
(G) joining the side plate (3) to the holding cylindrical member (2) so as to close the end of the holding cylindrical member (2);
(F) It is preferable to include a step of joining the shaft (4) to the side plate (3). The columnar permanent magnet (1) having no cavity has a high strength against compressive stress, whereby the bonding strength between the permanent magnet (1) and the holding cylindrical member (2) can be increased.
[0021]
At this time, the step (g)
(H) While holding the side plate (3) and the permanent magnet (1) in a state where a gap is provided between the side plate (3) and the permanent magnet (1), the holding cylindrical member (2) and the side plate ( 3) is preferably provided.
[0022]
The rotor manufacturing method according to the present invention comprises:
(J) supplying a cylindrical holding cylindrical member (2) and a columnar permanent magnet (1);
(K) inserting the permanent magnet (1) into the holding cylindrical member (2) in a state where the temperature of the holding cylindrical member (2) is higher than the temperature of the permanent magnet (1);
(L) With the permanent magnet (1) inserted into the holding cylindrical member (2), the temperature difference between the holding cylindrical member (2) and the permanent magnet (1) is reduced, and the permanent magnet (1) and the holding cylinder are reduced. Joining the member (2);
(M) joining the side plate (3) to the holding cylindrical member (2) so as to close the end of the holding cylindrical member (2);
(N) joining the shaft (4) to the side plate (3).
[0023]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, an embodiment of a rotor according to the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
[0024]
In an embodiment of the rotor according to the present invention, as shown in FIG. 1, a permanent magnet 1 is provided together with a holding cylindrical member 2. The permanent magnet 1 is inserted and held in the holding cylindrical member 2. The cross-sectional shape of the permanent magnet 1 is a circle as shown in FIG. 2, and the permanent magnet 1 has a cylindrical shape having no cavity inside. The cross-sectional shape of the holding cylindrical member 2 is a cylinder having a cavity therein, and the permanent magnet 1 is inserted into the cavity.
[0025]
As shown in FIG. 1, the permanent magnet 1 includes a plurality of columnar magnet pieces 1-1 to 1-6 that are sequentially connected in the axial direction. When actually trying to manufacture, the size of one permanent magnet is limited. In particular, the restriction is severe in a permanent magnet formed by sintering. Therefore, in order to form the permanent magnet 1 in a necessary size, a plurality of columnar magnet pieces 1-1 to 1-6 are connected.
[0026]
The holding cylindrical member 2 that holds the permanent magnet 1 has a high strength and is made of a nonmagnetic metal material. An example of such a metal material is Inconel 718.
[0027]
A disc-shaped side plate 3 is joined to the holding cylindrical member 2 so as to close both ends (bottom surfaces) thereof. The holding cylindrical member 2 and the side plate 3 are joined by welding. At this time, a minute gap 3 a is provided between the permanent magnet 1 and the side plate 3. The gap 3a is typically 0.1 to 0.2 mm. As will be described later, the gap 3a is provided in order to prevent damage to the permanent magnet 1 due to expansion of the side plate 3 due to heat when the holding cylindrical member 2 and the side plate 3 are welded.
[0028]
A shaft 4 is joined to the side plate 3. The shaft 4 becomes a rotating shaft around which the rotor rotates.
[0029]
The embodiment of the rotor according to the present invention described above can be used by being incorporated in either an electric motor or a generator.
[0030]
The permanent magnet 1 of the rotor of the present embodiment is a columnar shape having no cavity and has high mechanical strength. This increases the anti-centrifugal force of the rotor and enables the rotor to rotate at high speed. Further, the columnar permanent magnet 1 is resistant to compressive stress, and the clamping force applied to the permanent magnet 1 by the holding cylindrical member 2 can be increased. Accordingly, the bonding strength between the permanent magnet 1 and the holding cylindrical member 2 can be increased.
[0031]
Further, the rotor has a high magnetic flux density. FIG. 3 shows a comparison of magnetic flux densities generated by a columnar permanent magnet having no cavity and a cylindrical permanent magnet having a cavity. All the permanent magnets to be compared are assumed to have the same magnitude of magnetization in the diametrical direction. Further, the magnetic flux density shown in FIG. 3 is the magnetic flux density in the gap between the rotor and the stator.
[0032]
A curve 11 in FIG. 3 is a magnetic flux density generated by the columnar permanent magnet having no cavity shown in FIG. 4A, and the curves 12, 13, and 14 in FIG. As shown in b), (c), and (d), the magnetic flux density is generated by a cylindrical permanent magnet having a columnar cavity near the center thereof. The outer diameters of the cylinder and cylinder are both 47 mm, and the curves 11, 12, 13, and 14 are when the diameter of the columnar cavity is 0 mm (ie, no cavity), 10 mm, 20 mm, and 30 mm, respectively. Magnetic flux density.
[0033]
As shown in FIG. 3, the columnar permanent magnet having no cavity has a higher magnetic flux density in the gap than the cylindrical permanent magnet having the cavity. Thus, the rotor of the present embodiment using the columnar permanent magnet 1 having no cavity can increase the generated magnetic flux density.
[0034]
The rotor of the present embodiment described above is manufactured by the following process.
[0035]
As shown in FIG. 5 (a), a plurality of cylindrical magnet blocks 11 are sequentially joined in the axial direction by bonding to form a magnet block structure 12. The diameter of the magnet block 11 is slightly larger than the diameter of the permanent magnet 1 finally produced. Typically, the magnet block 11 is formed so that its diameter is 160 μm larger than the diameter of the permanent magnet 1. The central axis 11a of the magnet block 11 is connected so as to be on one straight line as much as possible.
[0036]
Subsequently, as illustrated in FIG. 5B, the side surface of the magnet block structure 12 is ground to form the permanent magnet 1. As described above, the reason why the grinding is performed after the coupling of the magnet blocks 11 is to correct the shift of the central axis 11a of the magnet blocks 11. When the magnet block 11 is actually connected, it is unavoidable that the center axis 11a is slightly shifted in reality. Therefore, machining accuracy is increased by previously connecting a magnet block 11 larger than the diameter of the permanent magnet 1 to form a magnet block structure 12 and grinding the magnet block structure 12. Thereby, the big permanent magnet 1 can be formed with high processing accuracy.
[0037]
Subsequently, the formed permanent magnet 1 is inserted into the holding cylindrical member 2 and joined. The permanent magnet 1 and the holding cylindrical member 2 are joined by shrink fitting. The holding cylindrical member 2 is heated, and the temperature of the holding cylindrical member 2 is made higher than the temperature of the permanent magnet 1. The holding cylindrical member 2 is thermally expanded and its inner diameter is increased. In this state, the permanent magnet 1 is inserted into the holding cylindrical member 2. With the permanent magnet 1 inserted into the holding cylindrical member 2, the holding cylindrical member 2 is cooled, and the temperature difference between the permanent magnet 1 and the holding cylindrical member 2 is reduced. Then, the holding cylindrical member 2 contracts, and a clamping force is applied to the permanent magnet 1 by the contraction of the holding cylindrical member 2. The permanent magnet 1 is joined to the holding cylindrical member 2 by this tightening force.
[0038]
At this time, the permanent magnet 1 can be cooled instead of the holding cylindrical member 2 being heated. When the permanent magnet 1 is cooled, the permanent magnet 1 contracts and its diameter decreases. In this state, the permanent magnet 1 is inserted into the holding cylindrical member 2. In a state where the permanent magnet 1 is inserted into the holding cylindrical member 2, the permanent magnet 1 is heated, and the temperature difference between the permanent magnet 1 and the holding cylindrical member 2 is reduced. Then, the permanent magnet 1 expands, and a clamping force is applied to the permanent magnet 1 by contraction of the holding cylindrical member 2. The permanent magnet 1 is joined to the holding cylindrical member 2 by this tightening force.
[0039]
It is preferable that the permanent magnet 1 has a columnar shape without a cavity from the viewpoint that the bonding strength between the permanent magnet 1 and the holding cylindrical member 2 can be increased. The permanent magnet 1 which is a columnar shape having no cavity has high strength against compressive stress. Therefore, the holding cylindrical member 2 can increase the tightening force applied to the permanent magnet 1. Thereby, the joining strength between the permanent magnet 1 and the holding cylindrical member 2 can be increased.
[0040]
Subsequently, the side plate 3 is welded so as to close the end of the holding cylindrical member 2. At the time of welding, the permanent magnet 1 and the side plate 3 are held so that a minute gap exists between them. The gap is typically 0.1 to 0.2 mm. This gap prevents the permanent magnet 1 from being damaged when the holding cylindrical member 2 and the side plate 3 are welded. When the holding cylindrical member 2 and the side plate 3 are welded, the side plate 3 is heated and expands. At this time, the provision of the gap 3a prevents an excessive force from being applied to the permanent magnet 1 from the side plate 3 and prevents the permanent magnet 1 from being damaged.
[0041]
Further, the shaft 4 is joined to the side plate 3.
[0042]
After the above steps are performed, a magnetic field is applied in the diameter direction of the permanent magnet 1, and the permanent magnet 1 is magnetized. The manufacture of the rotor of the present embodiment is completed.
[0043]
As described above, in the method of manufacturing the rotor according to the present embodiment, the magnet block 11 larger than the diameter of the permanent magnet 1 is connected in advance to form the magnet block structure 12, and the magnet block structure 12 is ground. As a result, the processing accuracy is improved.
[0044]
Furthermore, the manufacturing method of the rotor of the present embodiment can increase the bonding strength between the permanent magnet 1 and the holding cylindrical member 2 because the permanent magnet 1 has a columnar shape without a cavity.
[0045]
Furthermore, according to the method for manufacturing the rotor of the present embodiment, the gap 3a is provided between the permanent magnet 1 and the side plate 3 when the holding cylindrical member 2 and the side plate 3 are welded, thereby preventing the permanent magnet 1 from being damaged. It is peeling off.
[0046]
【The invention's effect】
According to the present invention, the mechanical strength of the rotor provided with the permanent magnet can be increased.
[0047]
Further, according to the present invention, the magnetic flux density generated by the permanent magnet of the rotor can be increased.
[0048]
Further, according to the present invention, the processing accuracy of the rotor including the permanent magnet can be increased.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a front sectional view showing an embodiment of a rotor according to the present invention.
FIG. 2 is a side sectional view showing an embodiment of a rotor according to the present invention.
FIG. 3 shows a comparison of magnetic flux densities generated by a permanent magnet having no cavity and a permanent magnet having a cavity.
FIG. 4 shows a structure of a permanent magnet that is a comparison object of FIG. 3;
FIG. 5 shows an embodiment of a rotor manufacturing method according to the present invention.
FIG. 6 shows the structure of a conventional rotor.
[Explanation of symbols]
1: Permanent magnet 1-1 to 1-6: Magnet piece 2: Holding cylindrical member 3: Side plate 4: Shaft 11: Magnet block 12: Magnet block structure

Claims

(A) a step of sequentially connecting and joining a plurality of magnet blocks having a diameter larger than a prescribed diameter in the axial direction to form a magnet block structure;
(B) after joining the plurality of magnet blocks, grinding the magnet block structure to form a cylindrical permanent magnet having the prescribed diameter ;
And (c) a step of incorporating the permanent magnet into the rotor.

The rotor manufacturing method according to claim 1 ,
The step (c)
(D) supplying a cylindrical holding cylindrical member;
(E) inserting the permanent magnet into the holding cylindrical member in a state where the temperature of the holding cylindrical member is higher than the temperature of the permanent magnet;
(F) With the permanent magnet inserted into the holding cylindrical member, the step of reducing the temperature difference between the holding cylindrical member and the permanent magnet and joining the permanent magnet and the holding cylindrical member;
(G) joining a side plate to the holding cylindrical member so as to close an end of the holding cylindrical member;
( H ) A rotor manufacturing method including a step of joining a shaft to the side plate.

The rotor manufacturing method according to claim 2 ,
The step (g)
( I ) A rotor manufacturing method comprising a step of welding the holding cylindrical member and the side plate while holding the side plate and the permanent magnet in a state where a gap is provided between the side plate and the permanent magnet. Method.