JP5292380B2 - 永久磁石式回転電機の回転子 - Google Patents
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Description
図21は図18に示す回転子1を矢視方向から見た正面図である。また、図22は図21の一部の拡大図で、保持環3と回転子軸2および永久磁石4の位置関係を示している。永久磁石4は、回転子1の組立時に保持環3と回転子軸2との間に配置される。この組立を可能にするために、図22に示すように、保持環3と回転子軸2との間の間隔Tは永久磁石4の厚みTmよりも広く取られ、回転子軸2と永久磁石4との間には隙間d(d=T−Tm)が確保される。
請求項3の発明は、請求項1の回転子において、前記回転子軸に形成された各溝部の底部がテーパ状に傾斜する傾斜面となっており、その各溝部と対向する永久磁石に設けた溝部とで構成される全てのそれぞれの空間部内にそれぞれ1本のテーパ状の楔が挿入され、そのそれぞれのテーパ状の楔が固定手段により前記回転子軸か保持環に固定されていることを特徴としている。
図1〜図8には第1の実施形態を示してある。図1は本発明に係る回転子7の斜視図、図2はその回転子7の断面図である。回転子7は、回転子軸8と、この回転子軸8の外周を覆う円筒状の保持環3とを備え、その回転子軸8と保持環3との間の隙間内に複数の永久磁石9が回転子軸8の周方向に沿って環状に並ぶように配置されている点では従来と同様の構成である。
図5は図1に示す回転子7を矢視方向から見た図で、図6は図5の一部を拡大して示す図である。回転子7の組立にあたっては、回転子軸8の外周に保持環3が挿入され、回転子軸8の嵌合部5に保持環3の嵌合口6が嵌合されて保持環3が回転子軸8に固定される。
次に、回転子軸8における磁石装着部12の外周面と保持環3の内周面との間の隙間内に各永久磁石9が挿入され、各永久磁石9が互いに隣接して回転子軸8の周方向に整列して並ぶように配置される。各永久磁石9は、嵌合部5と嵌合口6との嵌合部分の反対側から挿入される。
永久磁石9が回転子軸8の周方向に並んで整列したときには、図6に示すように、互いに隣接する永久磁石9の両側の切欠部15が互いに対向することで溝部16が構成され、その各溝部16が回転子軸8における磁石装着部12の各溝部13と互いに対向し、その対向で両溝部13,16間に断面矩形の空間部17が構成される(図6のA部参照)。
そして、組み合わされた第1の楔材20aと第2の楔材20bとが互いに軸方向にずれ動かないように、その端面同士が固定部21により固定される。固定部21は一対の楔材20a,20bが互いに動かないように固定するという目的を達成できればどのような手段でも良いが、例えば溶接による固定、あるいは図8に示すように、固定螺子22と固定片23とで楔材20a,20bを一体化するなどの手段を採用することができる。なお、図6に示すA部は、楔20を挿入する前の空間部17の状態を示してあるが、楔20は回転子7のすべての空間部17内に挿入される。
このように、回転電機の運転と停止を繰り返しても永久磁石9の移動は発生せず、したがって回転子7の回転釣り合いが変化するようなことがなく、回転動作が常に安定して振動や騒音の発生を的確に防止することができる。
次に、本発明の第2の実施の形態について、図9及び図10を参照して説明する。図9は第2の実施形態における回転子軸31の斜視図で、図10はその回転子軸31を用いた回転子30の断面図である。第2の実施形態における回転子軸31と第1の実施形態における回転子軸8との相違点は、回転子軸31における磁石装着部32の外周面に設けられた各溝部33の底部が、保持環3を嵌合するための嵌合部5の配置側に向って漸次浅くなるテーパ状に傾斜する形状となっていることである。
そして、各楔34はその下面の傾斜面が溝部33の底部の傾斜面に重なるように各空間部17内に挿入され、この挿入により各永久磁石9が保持環3の内周面に接するように押し付けられ、各永久磁石9が保持環3に固定されている。なお、各楔34はその挿入後に溶接や他の固定手段により回転子軸31又は保持環3あるいはその双方に固定される。
このように、回転電機の運転と停止を繰り返しても永久磁石9の移動は発生せず、したがって回転子30の回転釣り合いが変化するようなことがなく、回転動作が常に安定して振動や騒音の発生を的確に防止することができる。
(第3の実施形態)
次に、本発明の第3の実施の形態に係る永久磁石式回転電機の回転子40について、図11乃至図15を用いて説明する。
図11は本発明の第3の実施の形態に係る永久式回転電機の回転子40の構成を示す斜視図、図12は回転子40の構成を示す断面図、図13は回転子40に用いられる永久磁石41の構成を示す斜視図、図14は回転子40の構成を図11に示す矢視方向から示す平面図、図15は回転子40の要部構成を一部拡大して示す平面図である。
各永久磁石41は、回転子軸8における磁石装着部12の外周面と保持環3の内周面との間の隙間内に挿入される。これら永久磁石41は、互いに隣接して回転子軸8の周方向に整列して並ぶように配置される。また、永久磁石41は、溝部42が磁石装着部12の溝部13と互いに対向するように配置される。なお、永久磁石41は、嵌合部5と嵌合口6との嵌合部分の反対側から挿入される。
このように、回転電機の運転と停止を繰り返しても永久磁石41の移動は発生せず、したがって回転子40の回転釣り合いが変化するようなことがなく、回転動作が常に安定して振動や騒音の発生を的確に防止することができる。
以下に、本願出願の当初の特許請求の範囲に記載された発明を付記する。
[1] 回転子軸と、この回転子軸の外周に、その周方向に沿って並ぶように配置された複数の永久磁石と、前記回転子軸の外周に嵌合されて前記永久磁石を覆う保持環とを備える永久磁石式回転電機の回転子において、
前記回転子軸と前記永久磁石との互いに対向する双方の複数箇所の面部にそれぞれ前記回転子軸の軸方向に沿って延び、かつ互いに対向する溝部を形成し、その互いに対向する溝部間で構成される空間部内にそれぞれ楔を挿入し、これら楔の挿入により前記永久磁石を前記保持環の内周面に接触させて固定してなることを特徴とする永久磁石式回転電機の回転子。
[2] 前記空間部内に挿入された楔は、テーパ面を互いに重ね合わせた一対の楔材からなり、その一対の楔材が前記各空間部内への挿入後に固定手段により互いに固定され、かつその楔が前記回転子軸か保持環に固定されていることを特徴とする[1]に記載の永久磁石式回転電機の回転子。
[3] 前記回転子軸に形成された各溝部の底部がテーパ状に傾斜する傾斜面となっており、その各溝部で構成される空間部内にそれぞれ1本の楔が挿入され、その楔が固定手段により前記回転子軸か保持環に固定されていることを特徴とする[1]に記載の永久磁石式回転電機の回転子。
Claims (3)
- 回転子軸と、
この回転子軸の外周に、その周方向に沿って並ぶように配置された複数の永久磁石と、
前記回転子軸の外周に嵌合されて前記永久磁石を覆う保持環と、
前記回転子軸と前記複数の永久磁石のそれぞれとの互いに対向する双方の複数箇所の面部にそれぞれ形成された、前記回転子軸の軸方向に沿って延び、かつ互いに対向する複数の溝部と、
この互いに対向する溝部間で構成される全てのそれぞれの空間部内にそれぞれ軸方向から挿入し、そのそれぞれの挿入量を調整して前記保持環の内周面に前記それぞれの永久磁石をそれぞれ個々に押し付け密着させるとともに、前記それぞれの永久磁石の前記回転子軸周方向への動きをそれぞれ個々に規制する複数のテーパ状の楔と、
を備えることを特徴とする永久磁石式回転電機の回転子。 - 前記全てのそれぞれの空間部内に挿入されたテーパ状の楔は、テーパ面を互いに重ね合わせた一対の楔材からなり、その一対の楔材が前記各空間部内への挿入後に固定手段により互いに固定され、かつそのそれぞれのテーパ状の楔が前記回転子軸か保持環に固定されていることを特徴とする請求項1に記載の永久磁石式回転電機の回転子。
- 前記回転子軸に形成された各溝部の底部がテーパ状に傾斜する傾斜面となっており、その各溝部と対向する永久磁石に設けた溝部とで構成される全てのそれぞれの空間部内にそれぞれ1本のテーパ状の楔が挿入され、そのそれぞれのテーパ状の楔が固定手段により前記回転子軸か保持環に固定されていることを特徴とする請求項1に記載の永久磁石式回転電機の回転子。
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