JP7043979B2 - Surface permanent magnet type rotor of rotary electric machine - Google Patents
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Description
本発明は、電動機や発電機等の回転電機の表面永久磁石型ロータに関する。 The present invention relates to a surface permanent magnet type rotor of a rotating electric machine such as an electric motor or a generator.
コア部の外周面に複数の永久磁石を布設した表面永久磁石(SPM)型ロータを利用した電動機や発電機等の回転電機においては、ロータが高速度で回転すると、永久磁石が遠心力により外れてしまうおそれがあるため、当該永久磁石をコア部の外周面に押え付けるように繊維強化樹脂(FRP)からなる保持リングを複数嵌合することにより、当該永久磁石をコア部に保持リングで固定するようにしている。 In rotary electric machines such as motors and generators that use surface permanent magnet (SPM) type rotors with multiple permanent magnets laid on the outer peripheral surface of the core, when the rotor rotates at high speed, the permanent magnets come off due to centrifugal force. Therefore, the permanent magnet is fixed to the core with the holding ring by fitting a plurality of holding rings made of fiber reinforced resin (FRP) so as to press the permanent magnet against the outer peripheral surface of the core. I try to do it.
前述したような回転電機のSPM型ロータにおいては、FRPからなるパイプを径方向に沿って切断して作製した保持リングを利用していることから、保持リングの端面に繊維と樹脂との界面が露出してしまっている。このため、保持リングは、外部露出する前記界面から内部に空気が侵入し易く、内部に侵入した空気中の酸素によって樹脂が酸化して強度低下を引き起こしてしまうおそれがあった。 In the SPM type rotor of the rotary electric machine as described above, since a retaining ring made by cutting a pipe made of FRP along the radial direction is used, the interface between the fiber and the resin is formed on the end face of the retaining ring. It has been exposed. For this reason, air easily enters the inside of the retaining ring from the interface exposed to the outside, and oxygen in the air that has entered the inside may oxidize the resin and cause a decrease in strength.
このようなことから、本発明は、保持リングの酸化劣化を大きく抑制することができる回転電機のSPM型ロータを提供することを目的とする。 Therefore, it is an object of the present invention to provide an SPM type rotor of a rotary electric machine capable of greatly suppressing oxidative deterioration of a retaining ring.
前述した課題を解決するための、本発明に係る回転電機の表面永久磁石型ロータは、コア部の外周面に複数の永久磁石を布設して、当該永久磁石を当該コア部の外周面に押え付けるように繊維強化樹脂からなる保持リングを複数嵌合することにより、当該永久磁石を当該コア部に当該保持リングで固定した回転電機の表面永久磁石型ロータにおいて、前記保持リングの端面を覆う高分子材料からなる保護体が設けられていることを特徴とする。 In the surface permanent magnet type rotor of the rotary electric machine according to the present invention for solving the above-mentioned problems, a plurality of permanent magnets are laid on the outer peripheral surface of the core portion, and the permanent magnets are pressed against the outer peripheral surface of the core portion. A height that covers the end face of the holding ring in the surface permanent magnet type rotor of a rotary electric machine in which the permanent magnet is fixed to the core portion by the holding ring by fitting a plurality of holding rings made of fiber reinforced resin so as to be attached. It is characterized in that a protective body made of a molecular material is provided.
また、本発明に係る回転電機の表面永久磁石型ロータは、前述した回転電機の表面永久磁石型ロータにおいて、前記保護体が、前記保持リングの外周面及び端面を被覆する保護層であることを特徴とする。 Further, in the surface permanent magnet type rotor of the rotary electric machine according to the present invention, in the above-mentioned surface permanent magnet type rotor of the rotary electric machine, the protective body is a protective layer that covers the outer peripheral surface and the end surface of the holding ring. It is a feature.
また、本発明に係る回転電機の表面永久磁石型ロータは、前述した回転電機の表面永久磁石型ロータにおいて、前記保護体が、前記コア部の軸方向で隣り合う前記保持リングの間及び当該軸方向両端側に位置する前記保持リングの軸方向外側に位置するように前記コアの前記永久磁石上にそれぞれ嵌合して当該保持リングの端面を塞ぐ複数の保護リングであることを特徴とする。 Further, in the surface permanent magnet type rotor of the rotary electric machine according to the present invention, in the above-mentioned surface permanent magnet type rotor of the rotary electric machine, the protective body is located between the holding rings adjacent to each other in the axial direction of the core portion and the shaft. It is characterized by having a plurality of protective rings that are fitted on the permanent magnets of the core so as to be located on the axially outer side of the holding ring located on both end sides in the direction and close the end faces of the holding ring.
また、本発明に係る回転電機の表面永久磁石型ロータは、前述した回転電機の表面永久磁石型ロータにおいて、前記保護体が、前記高分子材料よりも高い熱伝導性を有する材料からなる充填材を含有するものであることを特徴とする。 Further, the surface permanent magnet type rotor of the rotary electric machine according to the present invention is a filler in which the protective body is made of a material having higher thermal conductivity than the polymer material in the above-mentioned surface permanent magnet type rotor of the rotary electric machine. It is characterized by containing.
本発明に係る回転電機の表面永久磁石型ロータによれば、保持リングの端面が保護体で覆われることから、保持リングの端面に位置する繊維と樹脂との界面が外部へ露出することを防止できるので、保持リングの外部露出する上記界面から保持リングの内部へ空気が侵入してしまうことを防止できる。その結果、保持リングの酸化劣化を大きく抑制することができ、保持リングの強度低下を大きく抑制することができる。 According to the surface permanent magnet type rotor of the rotary electric machine according to the present invention, since the end face of the holding ring is covered with the protective body, the interface between the fiber and the resin located on the end face of the holding ring is prevented from being exposed to the outside. Therefore, it is possible to prevent air from entering the inside of the holding ring from the above-mentioned interface exposed to the outside of the holding ring. As a result, the oxidative deterioration of the retaining ring can be greatly suppressed, and the decrease in the strength of the retaining ring can be greatly suppressed.
本発明に係る回転電機の表面永久磁石(SPM)型ロータの実施形態を図面に基づいて説明するが、本発明は、図面に基づいて説明する以下の実施形態のみに限定されるものではない。 An embodiment of a surface permanent magnet (SPM) type rotor of a rotary electric machine according to the present invention will be described with reference to the drawings, but the present invention is not limited to the following embodiments described based on the drawings.
〈第一番目の実施形態〉
本発明に係る回転電機のSPM型ロータの第一番目の実施形態を図1,2に基づいて説明する。
<First embodiment>
The first embodiment of the SPM type rotor of the rotary electric machine according to the present invention will be described with reference to FIGS. 1 and 2.
図1,2に示すように、円柱形状をなす軸部11の外周上の長手方向中央部分には、円筒形状をなすコア部12が同軸をなして設けられている。コア部12の外周面上には、円弧形状をなす永久磁石(PM)13が当該コア部12の長手方向中央部分全体を覆うように当該コア部12の周方向及び軸方向に亘って複数布設されている。コア部12の周方向に並設された永久磁石13上には、繊維強化樹脂(FRP)からなる環状をなす保持リング14が、当該コア部12の軸方向に並設された永久磁石13ごとに当該コア部12と同軸をなしてそれぞれ嵌合している。
As shown in FIGS. 1 and 2, a
図1,2に示すように、永久磁石13上の保持リング14は、高分子材料であるエポキシ等の樹脂からなる保護体である保護層の保護コート15で外周面及び端面が被覆されている。このような保護コート15は、コア部12に永久磁石13を貼り付けて保持リング14を嵌合させてから、粘性を有する液状の前記樹脂を保持リング14上から塗布して炉内等で硬化させることにより、容易に設けることができる。
As shown in FIGS. 1 and 2, the
このようにして保護コート15を設けた本実施形態に係るロータ10においては、保持リング14の端面及び外周面が保護コート15でコーティングされていることから、保持リング14の端面に位置する繊維と樹脂との界面が外部へ露出することを防止できる。
In the
このため、本実施形態に係るロータ10では、保持リング14の外部露出する前記界面から保持リング14の内部への空気の侵入を防止することができる。
Therefore, in the
したがって、本実施形態に係るロータ10によれば、保持リング14の樹脂の酸化劣化を大きく抑制することができるので、保持リング14の強度低下を大きく抑制することができる。
Therefore, according to the
〈第二番目の実施形態〉
本発明に係る回転電機のSPM型ロータの第二番目の実施形態を図3,4に基づいて説明する。ただし、前述した実施形態と同様な部分については、前述した実施形態で用いた符号と同様な符号を用いることにより、前述した実施形態での説明と重複する説明を省略する。
<Second embodiment>
A second embodiment of the SPM type rotor of the rotary electric machine according to the present invention will be described with reference to FIGS. 3 and 4. However, for the same parts as those in the above-described embodiment, the same reference numerals as those used in the above-mentioned embodiments will be used, and the description overlapping with the above-mentioned embodiments will be omitted.
図3,4に示すように、前記永久磁石13上の、前記コア部12の軸方向で隣り合う保持リング14の間及び当該軸方向で両端側に位置する保持リング14の軸方向外側には、エポキシ等の樹脂やフッ素ゴム等のゴムのような高分子材料からなる保護体である複数の保護リング25が当該保持リング14の端面を塞ぐようにしてそれぞれ嵌合している。
As shown in FIGS. A plurality of
つまり、前述した実施形態においては、コア部12に永久磁石13を貼り付けて保持リング14を嵌合した後に、粘性を有する液状の前記樹脂を保持リング14上から塗布して炉内等で硬化させることにより、保持リング14の外周面及び端面を保護コート15で覆うようにしたが、本実施形態においては、コア部12に永久磁石13を貼り付けた後に、保持リング14と保護リング25とを交互に嵌合することにより、保持リング14の端面を保護リング25で覆うようにしたのである。
That is, in the above-described embodiment, after the
このため、本実施形態に係るロータ20においては、保持リング14の端面が保護リング25で塞がれていることから、前述した実施形態に係るロータ10の場合と同様に、保持リング14の端面に位置する繊維と樹脂との界面が外部へ露出することを防止でき、保持リング14の外部露出する前記界面から保持リング14の内部へ空気が侵入することを防止できる。
Therefore, in the
したがって、本実施形態に係るロータ20によれば、前述した実施形態の場合と同様に、保持リング14の樹脂の酸化劣化を大きく抑制することができるので、保持リング14の強度低下を大きく抑制することができる。
Therefore, according to the
また、前述した実施形態に係るロータ10のような、前記樹脂の炉内での硬化や粘度による膜厚制御等の作業を不要にすることができる。
Further, it is possible to eliminate the work of curing the resin in the furnace and controlling the film thickness by the viscosity, as in the
〈他の実施形態〉
なお、前述した第一番目の実施形態においては、粘性を有する液状の前記樹脂を保持リング14上から塗布して炉内等で硬化させることにより、保持リング14の外周面及び端面を保護コート15で覆うようにしたが、他の実施形態として、前記保護コート15に代えて、例えば、図5,6に示すように、水酸化アルミニウムやアルミナや窒化ホウ素等のように樹脂よりも高い熱伝導性を有する材料からなる充填材を含有する樹脂を前記保持リング14の外周面及び端面にライニングすることにより、当該保持リング14の外周面及び端面を保護体である保護層の保護ライナ35で被覆したロータ30とすれば、前述した第一番目の実施形態の保護コート15よりも熱伝導性を高めることができるので、前述した第一番目の実施形態のロータ10よりも放熱性能を高めることができ、非常に好ましい。
<Other embodiments>
In the first embodiment described above, the viscous liquid resin is applied from above the
同様に、前述した第二番目の実施形態の保護リング25を、水酸化アルミニウムやアルミナや窒化ホウ素等のように樹脂やゴムよりも高い熱伝導性を有する材料からなる充填材を含有する樹脂やゴム等の高分子材料からなる保護リングとすれば、前述した第二番目の実施形態の場合よりも熱伝導性を高めて放熱性能を高めることができ、非常に好ましい。
Similarly, the
本発明に係る回転電機の表面永久磁石型ロータは、保持リングの酸化劣化を大きく抑制して、保持リングの強度低下を大きく抑制することができるので、産業上、極めて有益に利用することができる。 The surface permanent magnet type rotor of the rotary electric machine according to the present invention can greatly suppress the oxidative deterioration of the retaining ring and greatly suppress the decrease in the strength of the retaining ring, and thus can be extremely beneficially used industrially. ..
10 ロータ
11 軸部
12 コア部
13 永久磁石
14 保持リング
15 保護コート
20 ロータ
25 保護リング
30 ロータ
35 保護ライナ
10
Claims (2)
前記保持リングの端面を覆う高分子材料からなる保護体が設けられており、
前記保護体が、前記コア部の軸方向で隣り合う前記保持リングの間及び当該軸方向両端側に位置する前記保持リングの軸方向外側に位置するように前記コアの前記永久磁石上にそれぞれ嵌合して当該保持リングの端面を塞ぐ複数の保護リングである
ことを特徴とする回転電機の表面永久磁石型ロータ。 By laying a plurality of permanent magnets on the outer peripheral surface of the core portion and fitting a plurality of retaining rings made of fiber reinforced resin so as to press the permanent magnets against the outer peripheral surface of the core portion, the permanent magnets can be attached. In the surface permanent magnet type rotor of the rotary electric machine fixed to the core part with the retaining ring,
A protective body made of a polymer material that covers the end face of the retaining ring is provided .
The protective body is fitted on the permanent magnet of the core so as to be located between the retaining rings adjacent to each other in the axial direction of the core portion and on the axially outer side of the retaining ring located on both ends in the axial direction. A surface permanent magnet type rotor of a rotating electric machine, characterized in that it is a plurality of protective rings that collectively close the end face of the retaining ring.
前記保護体が、前記高分子材料よりも高い熱伝導性を有する材料からなる充填材を含有するものである
ことを特徴とする回転電機の表面永久磁石型ロータ。 In the surface permanent magnet type rotor of the rotary electric machine according to claim 1 ,
A surface permanent magnet type rotor of a rotary electric machine, characterized in that the protective body contains a filler made of a material having higher thermal conductivity than the polymer material.
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