JPH05292690A - 永久磁石付回転子 - Google Patents

永久磁石付回転子

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JPH05292690A
JPH05292690A JP4133090A JP13309092A JPH05292690A JP H05292690 A JPH05292690 A JP H05292690A JP 4133090 A JP4133090 A JP 4133090A JP 13309092 A JP13309092 A JP 13309092A JP H05292690 A JPH05292690 A JP H05292690A
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JP
Japan
Prior art keywords
magnet
rotor
resin
yoke
permanent magnet
Prior art date
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Pending
Application number
JP4133090A
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English (en)
Inventor
Takeshi Ito
伊藤  猛
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Aichi Elec Co
Original Assignee
Aichi Elec Co
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 磁石の外周部に補強用のバインド線を巻回
し、バインド線の外周部及び磁石の軸方向端部を一体に
樹脂モールドして構成される回転子において、樹脂の耐
遠心力強度を増して回転子の品質を向上させることを目
的とする。 【構成】 ヨーク1の軸方向両端部に金属製の端板10
a,10bを磁石2との間に隙間が生じるように取り付
け、樹脂4のモールドによって端板と樹脂が相互に入り
組んだ構成とする。具体的には、端板10a,10bを
その外径が磁石2の外径よりも小径に形成するととも
に、外周部の複数箇所に突起部11を備えて形成するこ
とによって、あるいは端板10aの外周部近傍の複数箇
所に孔12を備えて形成したりすることによって達成さ
れる。また前記端板の突起部11を用いて磁石2の端部
に凹凸を形成し、突起部11b上でバインド線5の端末
5aの固定を行うこともできる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、インナーロータ型の電
動機に用いられる永久磁石(以下磁石と称す)を装着し
た回転子に関し、特に耐遠心力のための補強と磁石の密
閉とが要求される回転子に関する。
【0002】
【従来の技術】フェライト磁石等の機械的強度に乏しい
磁石を装着したインナーロータ型電動機の回転子は、耐
遠心力のための磁石の保護構造が従来より課題とされて
きた。また密閉型圧縮機等に使用される回転子にあって
は、磁石の欠けらや粉が回転子外部へ飛散することのな
いように、磁石をなるベく密閉して構成する必要があ
る。
【0003】従来、この種の回転子は、例えば特開平2
−246748号公報に開示されるように、磁石外周部
を金属管で覆って構成したものが一般的であるが、電動
機の運転によって金属管に多大な渦電流が発生して、こ
の結果生じる漂遊負荷損によって電動機効率が著しく低
下する欠点があった。上記欠点を改善したものとして、
例えば特開平3−143238号公報に開示されるもの
がある。この構成は、金属管に代えてステンレス線等の
バインド線を磁石外周部に巻回して構成するものであ
り、一方磁石の密閉は、バインド線の巻回部及び磁石の
軸方向端部を一体に覆って樹脂モールドすることによっ
てなされている。この構成によって漂遊負荷損を低減さ
せることができ、密閉型圧縮機等に好適で且つ電動機効
率の良い回転子が形成できる。この回転子の構成を図4
及び図5に基づいて説明する。
【0004】図4及び図5は、磁石外周部の保護部材3
としてバインド線5を巻回して樹脂モールドした構成の
回転子を示している。図中1はヨークであり、軸孔6、
樹脂を通すための複数の孔7及び磁石2の位置決め突起
8を有するドーナツ形薄鉄板を複数枚積層して厚肉円筒
状に構成されている。磁石2は瓦状に形成されており、
ヨーク1の外周部に複数個等配状に装着される。バイン
ド線5は、ステンレス線等の引張りせん断強度に優れる
非磁性金属線が適し、磁石2の外周部に張力を加えて巻
回されて遠心力から磁石を保護している。バインド線5
の端末固定は、例えば軸方向端部を密に巻回して、磁石
2の外周部でろう付け等によって線材間を固着すること
によってなされる。
【0005】また4は回転子全体をモールドする樹脂で
あり、ヨーク1に磁石2を装着し、その外周部にバイン
ド線5を巻回した状態のワークを成形型にセットし、適
宜な成形手段によってモールド成形されるものである。
樹脂材料としてはPPS樹脂や液晶ポリマー等が適当で
ある。このモールド成形によって、貫通孔7を埋めてヨ
ーク1内を樹脂4dが貫通して軸方向両端部にリング状
部分4b,4cが形成、保持され、また巻回された線材
5の外周部が樹脂4aに積われて外周部の保護部材3が
形成される。。また磁石2相互の間隙9も樹脂4によっ
て埋められ、これらの結果永久磁石4の固定及び密閉が
なされる。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】密閉型圧縮機等の高速
化指向に伴って、毎分1万回転を越えるような高速回転
に耐え得る回転子が要求されてきている。この場合、図
4及び図5に示した回転子構造において問題となるのは
樹脂4の耐久性である。
【0007】即ち、例えばガラス繊維等を多量に含有さ
せれば樹脂の機械的強度を向上させることは可能である
が、樹脂4が硬くなり、冷熱サイクルの繰り返し(いわ
ゆるヒートショック)に対する強度が低下してしまう。
密閉型圧縮機に使用される回転子の場合、一般に−30
°C〜+130°C程度の範囲のヒートショックに耐え
る必要があり、このヒートサイクルを硬い樹脂を用いた
回転子に加えると、樹脂厚の厚い部分である端部のリン
グ状部分4b,4cにおいてクラックが発生して破損に
至る問題がある。従って樹脂材としてはある程度の軟性
を有することが望ましい。ところがこの場合において
も、上記高速回転の遠心力によって樹脂厚の厚いリング
状部分4b,4cにおいてその外径が膨らんで固定子と
接触するようになってしまう。
【0008】またバインド線を巻回して磁石の補強を行
う場合、バインド線5の端末の固定方法が課題とされ
る。例えば前述した磁石2の外周部でろう付け等によっ
て固定する方法は、ろう付け部分が盛り上がったり、余
剰端末が外径へはみ出し易く、結果的に電動機のエアギ
ャップを拡大させて特性の悪化や小型化の妨げとなるも
のであった。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明は、磁石の外周部
に巻回された補強用のバインド線を備え、このバインド
線の外周部及び前記磁石の軸方向端部を一体に樹脂モー
ルドして構成される回転子において、ヨークの軸方向両
端部に金属製の端板を前記磁石との間に隙間が生じるよ
うに取り付け、前記樹脂モールドによって前記端板と樹
脂が相互に入り組んだ構成としたものである。
【0010】端板と樹脂が相互に入り組んだ構成とする
ためには、例えば前記端板をその外径が磁石の外径より
も小径に形成するとともに、外周部の複数箇所に磁石側
へ向けて折り曲げた突起部を備えて形成し、樹脂モール
ドによって前記突起部を樹脂中に埋没させることによっ
て、あるいは、前記端板の外周部近傍の複数箇所に孔を
備えて形成し、この孔に樹脂を充填したりすることによ
って達成される。また本発明は、前記端板の突起部を各
磁石に対応させ且つ突起部の突出長が長短交互になるよ
うに設け、前記一対の端板の一方の突起部に磁石を当接
させることによって磁石の端部に凹凸を形成し、前記突
起部上で前記バインド線の端末固定を行ったものであ
る。
【0011】
【作用】ヨークに固定された端板の一部と樹脂とが入り
組んで構成されることにより、径方向に加わる遠心力に
対して樹脂が補強される。また磁石の端部に凹凸を設け
ることによって、バインド線の締め付け力を損なうこと
なく回転子端部への端末の引き出しが容易に行える。
【0012】
【実施例】本発明の実施例を図1及び図2に基づいて説
明する。図1は本発明による回転子の組立途中の例を示
し、樹脂モールドを施す直前の状態を示している。また
図2は樹脂モールドされて完成した回転子の正面断面図
を示し、中心線を境にして左右それぞれ別断面を示して
おり、後述する端板に設けた突起部11a及び11bの
存在する位置を切断部としている。尚、従来例と同一ま
たは相当部分には同一の符号を付してある。
【0013】ヨーク1は形状的には従来と略同一である
が、貫通孔7に樹脂4を通すものではなく、複数のカシ
メピン13が挿通される。ヨーク1の軸方向両端には鉄
や真ちゅう等の金属で形成した端板10a,10bがカ
シメピン13によって取り付けられる。この端板10
a,10bには外周部の複数箇所に突起部11(11
a,11b,11c…)が備えられ、これら突起部は磁
石2(2a,2b,2c…)の方向へ折り曲げられて、
軸方向へ突出している。そしてこの突起部11の突出長
は長短交互になるように設定してあり、図1に示す突起
部においては、11bが長く、11aと11cが短く形
成されている。突出長の長短は、突起部11の長さまた
は折り曲げ角度を調整することによって差異を設けてい
る。ヨーク1の外周部に装着される磁石2はヨーク1よ
り軸方向長が短く、同一形状の複数個の片2a,2b,
2c…を等配状に配置して構成される。
【0014】上下一対の端板10a及び10bは同一形
状のものを使用するが、その突起部11は突出長の長い
ものと短いものが上下で対向するように配置する。図2
に示す突起部においては、11bと11dが長く、11
aと11eが短く形成されている。また端板10a,1
0bの外径は磁石2の外径よりも小径に形成するととも
に、突起部11a,11b,11c…を磁石2a,2
b,2c…の位置に対応させて構成する。この結果、磁
石2を装着する際、例えば一方の端板10bの突起部に
磁石を当接させることにより、図2に示すように長い突
起部11dに磁石2aが、また短い突起部11eに磁石
2bがそれぞれ当接するため、磁石各片の端部には軸方
向の凹凸が形成される。同時にこれら突起部11によっ
て、端板10a,10bと磁石2との間、さらには突起
部11とヨーク1との間にそれぞれ隙間が確保される。
そして樹脂4によってモールドした際、上記隙間は樹脂
4によって埋められ、この結果、樹脂によるリング状部
分4e,4fと端板に設けた突起部11とが相互に入り
組んだ構成となり、リング状部分4e,4fが補強され
て遠心力によって外径が膨らむのが防止される。
【0015】上記同様の効果を持たせたものが、図1に
符号12で示す端板10aに設けた複数の透孔である。
モールドによってこの透孔12を樹脂4が埋めるため、
リング状部分4e,4fと端板10a,10bとがそれ
ぞれ相互に入り組んだ構成となり、リング状部分4e,
4fが補強される。
【0016】また前述したように磁石各片の端部には凹
凸が形成されているため、磁石外周部に巻回されるバイ
ンド線5は磁石端部で滑り落ちることなく、磁石2aの
外周部から磁石2bの端部まで端末5aを直接引き出す
ことができる。そしてバインド線端末5aは、磁石2b
の端部にある突起部11b上で固定される。固定方法と
しては溶接やろう付け等が適し、図中14は端末固定部
を示している。このように端末5aを固定する相手が鉄
や真ちゆう等の金属製端板10a,10bであるため、
例えば超音波溶着等の量産性に優れた強固な固着方法が
採用でき、また端板外径が磁石2の外径より小径に形成
されているため、端末固定部14や端末5aの余剰部分
が回転子外径へはみ出す恐れもない。尚、端板10a,
10bを鉄で形成する場合は、磁束の漏洩通路となる恐
れがあるが、一般に磁石2の径方向厚みの60%以下を
端板がカバーする程度であれば、電動機特性上問題のな
いことが発明者らによって確認されている。
【0017】図3は本発明の別の実施例を示すもので、
図2と同様の切断面による断面図である。図1及び図2
の実施例と異なる点は、ヨーク1aと端板10c,10
dとの固定構造であり、他の部分については同様である
ので、同一の符号を付して説明は省略する。図3におい
て、15は端板10c,10dに設けられた打ち出し突
起であり、端板の打ち抜きまたは成形と同時に端板上の
複数箇所に設けられる。図示のものは半抜きされた円形
の打ち出し突起を示しているが、切り起こしによるもの
であってもよく、形状も任意でよい。一方、ヨーク1a
には、上記打ち出し突起15と対向する部分に孔部16
が設けられ、これら突起15と孔部16とが嵌合して端
板10c,10dがヨーク1aの両端部に固定されてい
る。尚、ヨーク1aを構成する各薄鉄板の相互は、打ち
抜き時に施される薄鉄板同士のカシメ固着によって積層
されている。
【0018】上記ヨークの孔部16は、図2の実施例に
示した貫通孔7のようなものであってもよいし、あるい
はヨーク1aの端部の積層板のみに設けた孔であっても
よい。またバランスウェイトの機能を持たせるためにヨ
ーク内にバランス孔を設けて構成するような場合は、こ
のバランス孔を突起15と嵌合させるための孔に兼用し
てもよい。
【0019】上記打ち出し突起15と孔部16との嵌合
のみでは品質的に不安がある場合は、モールド樹脂4に
よって回転子端部にリング4g,4hを設ける際に、図
示符号17で示すように端板10c,10d上に樹脂4
を若干盛り上げて補強してもよい。図3に示す構成によ
れば、カシメピンが不要となって回転子がコストダウン
される利点がある。
【0020】
【発明の効果】本発明によれば、端板によって樹脂が補
強されるため、特に樹脂が厚く形成される回転子端部に
おいて耐遠心力強度が増し、樹脂によって密閉して構成
するタイプの回転子の品質を向上させることができる。
この結果、電動機効率の良い回転子が形成される。また
量産性及び品質に優れたバインド線の端末固定構造が得
られる特徴を有する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による回転子の実施例を示し、樹脂モー
ルドを施す前の状態を示す要部斜視図。
【図2】本発明による回転子の実施例を示し、中心線を
境にしてそれぞれ要部を切断して示す正面断面図。
【図3】本発明による回転子の別の実施例を示し、図2
に相当する正面断面図。
【図4】従来例を示す回転子の平面断面図。
【図5】従来例を示す回転子の正面断面図。
【符号の説明】
1,1a ヨーク 2,2a,2b,2c 永久磁石 4 樹脂 5 バインド線 5a バインド線の端末 10a,10b,10c,10d 端板 11,11a,11b,11c,11d,11e 突起

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 中心に軸孔を有するヨークと、このヨー
    クの外周部に装着された複数片からなる永久磁石と、こ
    の永久磁石の外周部に巻回された補強用のバインド線と
    を備え、前記バインド線の外周部及び前記永久磁石の軸
    方向端部を一体に樹脂モールドして構成される回転子に
    おいて、前記ヨークの軸方向両端部に金属製の端板を前
    記永久磁石との間に隙間が生じるように取り付け、前記
    樹脂モールドによって前記端板と樹脂が相互に入り組ん
    だ構成としたことを特徴とする回転子。
  2. 【請求項2】 前記端板に打ち出し突起を設け、この打
    ち出し突起を前記ヨークに設けた孔部と嵌合させること
    により前記ヨークに前記端板を取り付けたことを特徴と
    する請求項1記載の回転子。
  3. 【請求項3】 前記端板をその外径が永久磁石の外径よ
    りも小径に形成するとともに、外周部の複数箇所に永久
    磁石側へ向けて折り曲げた突起部を備えたことを特徴と
    する請求項1または2記載の回転子。
  4. 【請求項4】 前記端板の突起部を各永久磁石に対応さ
    せ且つ前記突起部の突出長が長短交互になるように設
    け、前記一対の端板の一方の突起部に永久磁石を当接さ
    せることによって永久磁石の端部に凹凸を形成するとと
    もに、前記突起部上で前記バインド線の端末固定を行っ
    たことを特徴とする請求項3記載の回転子。
  5. 【請求項5】 前記端板の外周部近傍の複数箇所に樹脂
    が充填される孔を備えたことを特徴とする請求項1乃至
    4のいずれかに記載の回転子。
JP4133090A 1992-04-07 1992-04-07 永久磁石付回転子 Pending JPH05292690A (ja)

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