JPH07163073A - 永久磁石式発電・電動機 - Google Patents
永久磁石式発電・電動機Info
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- JPH07163073A JPH07163073A JP5339204A JP33920493A JPH07163073A JP H07163073 A JPH07163073 A JP H07163073A JP 5339204 A JP5339204 A JP 5339204A JP 33920493 A JP33920493 A JP 33920493A JP H07163073 A JPH07163073 A JP H07163073A
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- permanent magnet
- reinforcing pipe
- rotor
- magnetic permeability
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 本発明は、機械的強度をアップした永久磁石
式発電・電動機を提供する。 【構成】 この永久磁石式発電・電動機は、回転子３を
断面扇形の永久磁石９と低透磁性体１０とで構成すると
共に、回転軸２と永久磁石９との間に磁路部材４を圧入
し、永久磁石９の外周を補強パイプ１５で囲んで永久磁
石９を磁路部材４の外周面に固定している。補強パイプ
１５は、永久磁石９に対向する部分をマルテンサイト組
織に且つ低透磁性体１０に対向する部分をオーステナイ
ト組織に構成したステンレス鋼で作製し、しかもマルテ
ンサイト組織とオーステナイト組織とは一体構造であ
り、十分な強度を有している。回転子３が高速回転して
遠心力が作用しても補強パイプ１５によって永久磁石９
が破壊されることはない。
式発電・電動機を提供する。 【構成】 この永久磁石式発電・電動機は、回転子３を
断面扇形の永久磁石９と低透磁性体１０とで構成すると
共に、回転軸２と永久磁石９との間に磁路部材４を圧入
し、永久磁石９の外周を補強パイプ１５で囲んで永久磁
石９を磁路部材４の外周面に固定している。補強パイプ
１５は、永久磁石９に対向する部分をマルテンサイト組
織に且つ低透磁性体１０に対向する部分をオーステナイ
ト組織に構成したステンレス鋼で作製し、しかもマルテ
ンサイト組織とオーステナイト組織とは一体構造であ
り、十分な強度を有している。回転子３が高速回転して
遠心力が作用しても補強パイプ１５によって永久磁石９
が破壊されることはない。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、永久磁石を回転子と
する発電・電動機に関する。
する発電・電動機に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、永久磁石を回転子とした発電機或
いは電動機は、永久磁石の磁束密度が高いために極めて
効果的に出力を大きくすることができ、しかも簡単な構
造であることから、最近、工業用機器に多く使用される
ようになった。ところが、永久磁石の機械的強度が高く
ないので、回転子の回転の上昇と共に、永久磁石が破損
するという問題がある。そこで、発電機において、永久
磁石の機械的強度を補強するため、永久磁石の外周を補
強する必要がある。特に、発電機における回転子を分割
して断面扇形の永久磁石をその極として用いる場合に
は、永久磁石を周方向に順次配置して集合して組み合わ
せなければ、リング状の回転子として機能させることが
できない。
いは電動機は、永久磁石の磁束密度が高いために極めて
効果的に出力を大きくすることができ、しかも簡単な構
造であることから、最近、工業用機器に多く使用される
ようになった。ところが、永久磁石の機械的強度が高く
ないので、回転子の回転の上昇と共に、永久磁石が破損
するという問題がある。そこで、発電機において、永久
磁石の機械的強度を補強するため、永久磁石の外周を補
強する必要がある。特に、発電機における回転子を分割
して断面扇形の永久磁石をその極として用いる場合に
は、永久磁石を周方向に順次配置して集合して組み合わ
せなければ、リング状の回転子として機能させることが
できない。
【０００３】従来、実開昭６０−１６２９７７号公報に
開示された回転電機は、回転可能な支持軸に回転数に応
じて永久磁石により形成される磁気回路の磁束密度を可
変とする遠心ガバナを備えた磁束密度可変機構を有する
ものであり、永久磁石は補強板によって囲んだ状態に接
合されている。
開示された回転電機は、回転可能な支持軸に回転数に応
じて永久磁石により形成される磁気回路の磁束密度を可
変とする遠心ガバナを備えた磁束密度可変機構を有する
ものであり、永久磁石は補強板によって囲んだ状態に接
合されている。
【０００４】また、特開平３−２５１０６７号公報に開
示された交流発電機は、シャフトの外周に設けられたボ
ス部、該ボス部の両端よりそれぞれ外周方向にのびる一
対の突出部、該突出部の外周より軸方向にのびる複数の
爪状磁極部とを有する回転子、該回転子の外周に配置さ
れた固定子巻線を有する固定子、ボス部の外周に巻かれ
た界磁巻線、界磁巻線に電流を流した際に突出部に流れ
る磁束の向きと同じ方向に磁束が流れるように突出部の
当接して設けられた永久磁石を備えているものである。
示された交流発電機は、シャフトの外周に設けられたボ
ス部、該ボス部の両端よりそれぞれ外周方向にのびる一
対の突出部、該突出部の外周より軸方向にのびる複数の
爪状磁極部とを有する回転子、該回転子の外周に配置さ
れた固定子巻線を有する固定子、ボス部の外周に巻かれ
た界磁巻線、界磁巻線に電流を流した際に突出部に流れ
る磁束の向きと同じ方向に磁束が流れるように突出部の
当接して設けられた永久磁石を備えているものである。
【０００５】また、特開昭６２−２７２８５０号公報に
は、回転子に永久磁石が配設され、可動磁性体が封入さ
れた回転子の回転で径方向へ可動磁性体を案内する磁極
片形成用容器を回転子に設けた永久磁石式回転機が開示
されている。
は、回転子に永久磁石が配設され、可動磁性体が封入さ
れた回転子の回転で径方向へ可動磁性体を案内する磁極
片形成用容器を回転子に設けた永久磁石式回転機が開示
されている。
【０００６】更に、特開平３−２６５４５１号公報には
発電装置が開示されている。該発電装置は、界磁巻線、
永久磁石及び電流を流すことで界磁巻線に発生する磁束
及び永久磁石の磁束を流す磁極を有する回転子、回転子
に対抗して配置され、回転子の回転により磁束が作用す
ることで出力を発生する電機子巻線を有する固定子、及
び回転子の永久磁石の磁束により固定子の電機子巻線に
発生する出力を制御する抑制手段を有するものである。
発電装置が開示されている。該発電装置は、界磁巻線、
永久磁石及び電流を流すことで界磁巻線に発生する磁束
及び永久磁石の磁束を流す磁極を有する回転子、回転子
に対抗して配置され、回転子の回転により磁束が作用す
ることで出力を発生する電機子巻線を有する固定子、及
び回転子の永久磁石の磁束により固定子の電機子巻線に
発生する出力を制御する抑制手段を有するものである。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、発電・
電動機において、永久磁石の機械的強度を補強するた
め、永久磁石の外周を補強する場合には、非透磁性材で
あるステンレス鋼、セラミックス、カーボンファイバー
等から作製した円筒体を用いて永久磁石の外側を補強す
る方法があるが、それらの補強材は円筒体を構成するた
め、ある程度の厚さが必要となり、永久磁石の全外面を
被覆すると、ステータと回転子との間の隙間が円筒体の
ため大きくなり、磁束密度が極めて小さくなってしま
い、高出力を得ることができなくなる。
電動機において、永久磁石の機械的強度を補強するた
め、永久磁石の外周を補強する場合には、非透磁性材で
あるステンレス鋼、セラミックス、カーボンファイバー
等から作製した円筒体を用いて永久磁石の外側を補強す
る方法があるが、それらの補強材は円筒体を構成するた
め、ある程度の厚さが必要となり、永久磁石の全外面を
被覆すると、ステータと回転子との間の隙間が円筒体の
ため大きくなり、磁束密度が極めて小さくなってしま
い、高出力を得ることができなくなる。
【０００８】そこで、この発明の目的は、上記の課題を
解決することであり、回転子を扇形の永久磁石とそれら
の永久磁石を分離する低透磁性体とでリング状に構成
し、永久磁石を補強する補強パイプを永久磁石に対応す
る部分を強透磁性材で且つ低透磁性体に対応する部分を
低透磁性材で作製し、特に、低透磁性材であるステンレ
ス鋼の中でオーステナイト系ステンレス鋼を用いて補強
パイプを作製した場合、加工硬化によるマルテンサイト
組織では強透磁性材になり、オーステナイト組織では低
透磁性材になることに着眼し、ステンレス鋼の組織を転
化させて補強パイプを作製し、該補強パイプを永久磁石
の補強材として適用し、ステータと回転子との間の隙間
が補強パイプで大きくならないように構成した永久磁石
式発電・電動機を提供することである。
解決することであり、回転子を扇形の永久磁石とそれら
の永久磁石を分離する低透磁性体とでリング状に構成
し、永久磁石を補強する補強パイプを永久磁石に対応す
る部分を強透磁性材で且つ低透磁性体に対応する部分を
低透磁性材で作製し、特に、低透磁性材であるステンレ
ス鋼の中でオーステナイト系ステンレス鋼を用いて補強
パイプを作製した場合、加工硬化によるマルテンサイト
組織では強透磁性材になり、オーステナイト組織では低
透磁性材になることに着眼し、ステンレス鋼の組織を転
化させて補強パイプを作製し、該補強パイプを永久磁石
の補強材として適用し、ステータと回転子との間の隙間
が補強パイプで大きくならないように構成した永久磁石
式発電・電動機を提供することである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】この発明は、上記の目的
を達成するために、次のように構成されている。即ち、
この発明は、ハウジングに回転可能に支持された回転
軸、該回転軸に固定された低透磁性体によって周方向に
隔置された断面扇形の永久磁石を備えた回転子及び該回
転子の外周に隙間を形成して前記ハウジングに固定され
且つ巻線が巻回されているステータを有する永久磁石式
発電・電動機において、前記回転子は前記回転軸と前記
永久磁石との間に圧入されている磁路部材及び前記永久
磁石を前記磁路部材の外周面に互いに固定するため前記
永久磁石と前記低透磁性体との外周を囲んで嵌合されて
いるオーステナイト系ステンレス鋼から成る補強パイプ
を有し、前記補強パイプは前記永久磁石に対向する部分
が強透磁性材で且つ前記低透磁性体と対向する部分が低
透磁性材から構成されていることを特徴とする永久磁石
式発電・電動機に関する。
を達成するために、次のように構成されている。即ち、
この発明は、ハウジングに回転可能に支持された回転
軸、該回転軸に固定された低透磁性体によって周方向に
隔置された断面扇形の永久磁石を備えた回転子及び該回
転子の外周に隙間を形成して前記ハウジングに固定され
且つ巻線が巻回されているステータを有する永久磁石式
発電・電動機において、前記回転子は前記回転軸と前記
永久磁石との間に圧入されている磁路部材及び前記永久
磁石を前記磁路部材の外周面に互いに固定するため前記
永久磁石と前記低透磁性体との外周を囲んで嵌合されて
いるオーステナイト系ステンレス鋼から成る補強パイプ
を有し、前記補強パイプは前記永久磁石に対向する部分
が強透磁性材で且つ前記低透磁性体と対向する部分が低
透磁性材から構成されていることを特徴とする永久磁石
式発電・電動機に関する。
【００１０】また、この永久磁石式発電・電動機におい
て、前記補強パイプの強透磁性材は加工硬化によるマル
テンサイト組織であり、前記補強パイプの低透磁性材は
加熱後徐冷によるオーステナイト組織である。
て、前記補強パイプの強透磁性材は加工硬化によるマル
テンサイト組織であり、前記補強パイプの低透磁性材は
加熱後徐冷によるオーステナイト組織である。
【００１１】また、この永久磁石式発電・電動機におい
て、前記補強パイプの低透磁性材は前記補強パイプの強
透磁性材をレーザ等を用いて局部的に加熱した後、徐冷
することによって転化されたものである。
て、前記補強パイプの低透磁性材は前記補強パイプの強
透磁性材をレーザ等を用いて局部的に加熱した後、徐冷
することによって転化されたものである。
【００１２】
【作用】この発明による永久磁石式発電・電動機は、上
記のように構成されており、次のように作用する。即
ち、この永久磁石式発電・電動機は、回転子を回転軸と
永久磁石との間に圧入されている磁路部材と前記永久磁
石と低透磁性体との外周を囲んで嵌合されている補強パ
イプとで構成し、前記補強パイプをオーステナイト系ス
テンレス鋼から作製し、前記永久磁石に対向する部分を
強磁性組織で且つ前記低磁性体と対向する部分を低磁性
組織で構成しているので、前記補強パイプで前記永久磁
石を補強でき、前記回転子の機械的強度を向上でき、前
記回転子が高速回転して遠心力が作用しても前記永久磁
石が破壊されることはない。また、永久磁石の時速が補
強材を通って他の永久磁石と回路を作ることがないの
で、発電・電動機の性能を向上させることに役に立つ。
記のように構成されており、次のように作用する。即
ち、この永久磁石式発電・電動機は、回転子を回転軸と
永久磁石との間に圧入されている磁路部材と前記永久磁
石と低透磁性体との外周を囲んで嵌合されている補強パ
イプとで構成し、前記補強パイプをオーステナイト系ス
テンレス鋼から作製し、前記永久磁石に対向する部分を
強磁性組織で且つ前記低磁性体と対向する部分を低磁性
組織で構成しているので、前記補強パイプで前記永久磁
石を補強でき、前記回転子の機械的強度を向上でき、前
記回転子が高速回転して遠心力が作用しても前記永久磁
石が破壊されることはない。また、永久磁石の時速が補
強材を通って他の永久磁石と回路を作ることがないの
で、発電・電動機の性能を向上させることに役に立つ。
【００１３】この永久磁石式発電・電動機における補強
パイプの作製において、非磁性材であるステンレス鋼の
うちオーステナイト系ステンレス鋼は、しぼり加工等の
冷間加工によってマルテンサイト組織を生じる。そこ
で、補強パイプをオーステナイト系ステンレス鋼でパイ
プ素材を作製し、該パイプ素材を所定のサイズに成形す
るため、パイプ素材をしぼり加工等の冷間加工を行って
補強パイプに加工する。その時、補強パイプには加工硬
化が発生してマルテンサイト組織になり、強磁性材にな
る。次いで、マルテンサイト組織になっている補強パイ
プにおいて、永久磁石間に介在されている非磁性体に対
応する部分に対して、レーザ等で局部的に加熱した後、
徐冷すれば、マルテンサイト組織はオーステナイト組織
に容易に戻って転化することになる。
パイプの作製において、非磁性材であるステンレス鋼の
うちオーステナイト系ステンレス鋼は、しぼり加工等の
冷間加工によってマルテンサイト組織を生じる。そこ
で、補強パイプをオーステナイト系ステンレス鋼でパイ
プ素材を作製し、該パイプ素材を所定のサイズに成形す
るため、パイプ素材をしぼり加工等の冷間加工を行って
補強パイプに加工する。その時、補強パイプには加工硬
化が発生してマルテンサイト組織になり、強磁性材にな
る。次いで、マルテンサイト組織になっている補強パイ
プにおいて、永久磁石間に介在されている非磁性体に対
応する部分に対して、レーザ等で局部的に加熱した後、
徐冷すれば、マルテンサイト組織はオーステナイト組織
に容易に戻って転化することになる。
【００１４】従って、前記補強パイプを上記のように作
製すれば、前記補強パイプのステンレス鋼は、オーステ
ナイト組織では低透磁性材になり、マルテンサイト組織
では強透磁性材になるので、前記補強パイプは周方向に
強透磁性材と低透磁性材とが順次配置されたパイプに形
成されることになり、しかも、オーステナイト組織とマ
ルテンサイト組織とは一体構造であって接合したもので
ないので、十分な強度を有している。そして、前記永久
磁石の磁束は、前記補強パイプのマルテンサイト組織を
通って前記ステータへと流れ、前記回転子と前記ステー
タとの間の相対回転のために設けられている隙間の空気
層の損失分だけとなり、前記永久磁石の大きな磁束密度
を保持したまま有効に活用できることになる。しかも、
前記永久磁石間の前記低透磁性体に対応する部分はオー
ステナイト組織となっているので、磁力は通り難くなっ
ており、短絡することがない。
製すれば、前記補強パイプのステンレス鋼は、オーステ
ナイト組織では低透磁性材になり、マルテンサイト組織
では強透磁性材になるので、前記補強パイプは周方向に
強透磁性材と低透磁性材とが順次配置されたパイプに形
成されることになり、しかも、オーステナイト組織とマ
ルテンサイト組織とは一体構造であって接合したもので
ないので、十分な強度を有している。そして、前記永久
磁石の磁束は、前記補強パイプのマルテンサイト組織を
通って前記ステータへと流れ、前記回転子と前記ステー
タとの間の相対回転のために設けられている隙間の空気
層の損失分だけとなり、前記永久磁石の大きな磁束密度
を保持したまま有効に活用できることになる。しかも、
前記永久磁石間の前記低透磁性体に対応する部分はオー
ステナイト組織となっているので、磁力は通り難くなっ
ており、短絡することがない。
【００１５】
【実施例】以下、図面を参照して、この発明による永久
磁石式発電・電動機の実施例を説明する。図１はこの発
明による永久磁石式発電・電動機の一実施例を示す断面
図、図２は図１の永久磁石式発電・電動機における線Ａ
−Ａにおける断面図、及び図３は図１の永久磁石式発電
・電動機における回転子を示す斜視図である。
磁石式発電・電動機の実施例を説明する。図１はこの発
明による永久磁石式発電・電動機の一実施例を示す断面
図、図２は図１の永久磁石式発電・電動機における線Ａ
−Ａにおける断面図、及び図３は図１の永久磁石式発電
・電動機における回転子を示す斜視図である。
【００１６】この発明による永久磁石式発電・電動機
は、主として、左右のハウジング１，１１に一対の軸受
１６を介して回転可能に支持されている回転軸２、回転
軸２に固定され且つ複数（図では４個）の低透磁性体１
０によって周方向に隔置された断面扇形の永久磁石９を
複数（図では４個）備えた回転子３、及び回転子３の外
周で隙間７を形成してハウジング１に固定され且つコイ
ル即ち巻線６が巻回されているステータ５を有するもの
である。回転軸２には、プーリ１７が設けられている。
プーリ１７は、エンジンの出力軸に増速機等の変速機を
介在して連結することができる。従って、エンジンの駆
動系に増速機を介在させた場合には、エンジンからの回
転数は変速機を通じて増速されてプーリ１７及び回転軸
２に伝達されることになる。
は、主として、左右のハウジング１，１１に一対の軸受
１６を介して回転可能に支持されている回転軸２、回転
軸２に固定され且つ複数（図では４個）の低透磁性体１
０によって周方向に隔置された断面扇形の永久磁石９を
複数（図では４個）備えた回転子３、及び回転子３の外
周で隙間７を形成してハウジング１に固定され且つコイ
ル即ち巻線６が巻回されているステータ５を有するもの
である。回転軸２には、プーリ１７が設けられている。
プーリ１７は、エンジンの出力軸に増速機等の変速機を
介在して連結することができる。従って、エンジンの駆
動系に増速機を介在させた場合には、エンジンからの回
転数は変速機を通じて増速されてプーリ１７及び回転軸
２に伝達されることになる。
【００１７】この永久磁石式発電・電動機において、回
転子３は、回転軸１にナット２３によって軸方向に固定
されたリング状磁路部材４、磁路部材４の外周に固定さ
れた複数個（図では４個）の低透磁性体１０、及び低透
磁性体１０によって周方向に隔置された複数個（図では
４個）の永久磁石９から構成されている。この永久磁石
式発電・電動機では、回転子３は、永久磁石９を低透磁
性体１０間で磁路部材４の外周にリング状に固定するた
め、永久磁石９と低透磁性体１０との外周が補強パイプ
１５で囲まれていることである。
転子３は、回転軸１にナット２３によって軸方向に固定
されたリング状磁路部材４、磁路部材４の外周に固定さ
れた複数個（図では４個）の低透磁性体１０、及び低透
磁性体１０によって周方向に隔置された複数個（図では
４個）の永久磁石９から構成されている。この永久磁石
式発電・電動機では、回転子３は、永久磁石９を低透磁
性体１０間で磁路部材４の外周にリング状に固定するた
め、永久磁石９と低透磁性体１０との外周が補強パイプ
１５で囲まれていることである。
【００１８】この永久磁石式発電・電動機において、特
に、回転子３は、回転軸２と永久磁石９との間に圧入さ
れている磁路部材４及び永久磁石９を磁路部材４の外周
面に互いに固定するため、永久磁石９と低透磁性体１０
との外周を囲んで嵌合されているオーステナイト系ステ
ンレス鋼から成る補強パイプ１５を有するものである。
更に、補強パイプ１５は、永久磁石９と低透磁性体１０
とを磁路部材４の外周面に固定するため、永久磁石９と
非磁性体１０とを周方向に順次配置し、永久磁石９と低
透磁性体１０との外周を囲んでリング状に組み立てた状
態で嵌合されている。更に、補強パイプ１５は、図３に
示すように、永久磁石９に対応する部分が強透磁性材１
３で構成され、低透磁性体１０に対応する部分が低透磁
性材１４で構成されており、強透磁性材１３と低透磁性
材１４とは周方向に順次配置されて互いに一体構造に構
造されている。
に、回転子３は、回転軸２と永久磁石９との間に圧入さ
れている磁路部材４及び永久磁石９を磁路部材４の外周
面に互いに固定するため、永久磁石９と低透磁性体１０
との外周を囲んで嵌合されているオーステナイト系ステ
ンレス鋼から成る補強パイプ１５を有するものである。
更に、補強パイプ１５は、永久磁石９と低透磁性体１０
とを磁路部材４の外周面に固定するため、永久磁石９と
非磁性体１０とを周方向に順次配置し、永久磁石９と低
透磁性体１０との外周を囲んでリング状に組み立てた状
態で嵌合されている。更に、補強パイプ１５は、図３に
示すように、永久磁石９に対応する部分が強透磁性材１
３で構成され、低透磁性体１０に対応する部分が低透磁
性材１４で構成されており、強透磁性材１３と低透磁性
材１４とは周方向に順次配置されて互いに一体構造に構
造されている。
【００１９】この永久磁石式発電・電動機において、ス
テータ５はリング部８、リング部８の周方向に同一間隔
で隔置して半径方向内向きに延びる多数のステータ歯部
１２、ステータ歯部１２間に形成されたスロット１８及
びステータ歯部１２に巻回されたコイル即ち巻線６から
構成されている。また、ステータ歯部１２は、ステータ
５の内周でその軸方向に延びて形成されている。
テータ５はリング部８、リング部８の周方向に同一間隔
で隔置して半径方向内向きに延びる多数のステータ歯部
１２、ステータ歯部１２間に形成されたスロット１８及
びステータ歯部１２に巻回されたコイル即ち巻線６から
構成されている。また、ステータ歯部１２は、ステータ
５の内周でその軸方向に延びて形成されている。
【００２０】この永久磁石式発電・電動機において、補
強パイプ１５を構成するオーステナイト系ステンレス鋼
は、Ｃ，Ｓｉ，Ｍｎ，Ｎｉ，Ｃｒ，Ｍｏの各成分から構
成されており、補強パイプ１５の強透磁性材は、加工硬
化によるマルテンサイト組織であり、また、補強パイプ
１５の低透磁性材は加熱後徐冷によるオーステナイト組
織である。そして、補強パイプ１５の低透磁性材は、補
強パイプ１５の強透磁性材を加熱した後、徐冷すること
によって転化されたものである。即ち、オーステナイト
系ステンレス鋼は、冷間加工によって誘起マルテンサイ
トが生じると強透磁性材になる。また、マルテンサイト
組織は、加熱徐冷によってオーステナイト組織に転化し
て非磁性材になるという現象を有している。
強パイプ１５を構成するオーステナイト系ステンレス鋼
は、Ｃ，Ｓｉ，Ｍｎ，Ｎｉ，Ｃｒ，Ｍｏの各成分から構
成されており、補強パイプ１５の強透磁性材は、加工硬
化によるマルテンサイト組織であり、また、補強パイプ
１５の低透磁性材は加熱後徐冷によるオーステナイト組
織である。そして、補強パイプ１５の低透磁性材は、補
強パイプ１５の強透磁性材を加熱した後、徐冷すること
によって転化されたものである。即ち、オーステナイト
系ステンレス鋼は、冷間加工によって誘起マルテンサイ
トが生じると強透磁性材になる。また、マルテンサイト
組織は、加熱徐冷によってオーステナイト組織に転化し
て非磁性材になるという現象を有している。
【００２１】オーステナイト系ステンレス鋼の材料で
は、含まれている成分Ｃ，Ｓｉ，Ｍｎ，Ｎｉ，Ｃｒ，Ｎ
ｉe q （Ｎｉ，Ｃｒ，Ｍｏ，Ｍｎ，Ｓｉ，Ｃ）の量が磁
束密度に大きな影響を及ぼすものである。オーステナイ
ト系ステンレス鋼のマルテンサイト組織での磁束密度が
大きくなる成分の量としては、次のものが挙げられる。
即ち、オーステナイト系ステンレス鋼における成分量
（％）の一例としては、Ｃ：０．０６、Ｓｉ：０．２
９、Ｍｎ：０．５３、Ｎｉ：７．２３、Ｃｒ：１６．７
０、Ｎｉe q ：１９．５である。また、別の成分量の例
としては、Ｃ：０．０３、Ｓｉ：０．３０、Ｍｎ：０．
２９、Ｎｉ：９．１７、Ｃｒ：１６．８０、Ｎｉe q ：
２０．９である。ここで、Ｎｉe q ＝Ｎｉ＋０．６５Ｃ
ｒ＋０．９８Ｍｏ＋１．０５Ｍｎ＋０．３５Ｓｉ＋１
２．６Ｃである。
は、含まれている成分Ｃ，Ｓｉ，Ｍｎ，Ｎｉ，Ｃｒ，Ｎ
ｉe q （Ｎｉ，Ｃｒ，Ｍｏ，Ｍｎ，Ｓｉ，Ｃ）の量が磁
束密度に大きな影響を及ぼすものである。オーステナイ
ト系ステンレス鋼のマルテンサイト組織での磁束密度が
大きくなる成分の量としては、次のものが挙げられる。
即ち、オーステナイト系ステンレス鋼における成分量
（％）の一例としては、Ｃ：０．０６、Ｓｉ：０．２
９、Ｍｎ：０．５３、Ｎｉ：７．２３、Ｃｒ：１６．７
０、Ｎｉe q ：１９．５である。また、別の成分量の例
としては、Ｃ：０．０３、Ｓｉ：０．３０、Ｍｎ：０．
２９、Ｎｉ：９．１７、Ｃｒ：１６．８０、Ｎｉe q ：
２０．９である。ここで、Ｎｉe q ＝Ｎｉ＋０．６５Ｃ
ｒ＋０．９８Ｍｏ＋１．０５Ｍｎ＋０．３５Ｓｉ＋１
２．６Ｃである。
【００２２】この永久磁石式発電・電動機において、補
強パイプ１５は、次のようにして作製することができ
る。まず、補強パイプ１５を作製する材料として、低透
磁性材であるステンレス鋼のうち上記成分を有するオー
ステナイト系ステンレス鋼を選定する。そこで、オース
テナイト系ステンレス鋼によって補強パイプ１５の径サ
イズより大きい径サイズのパイプ素材を作製する。パイ
プ素材を所定の径サイズに成形するため、パイプ素材を
しぼり加工等の冷間加工を行って補強パイプの径サイズ
に加工する。その時、補強パイプ１５には加工硬化が発
生してマルテンサイト組織になり、補強パイプ１５は強
透磁性材で作製された状態になる。次いで、マルテンサ
イト組織になっている補強パイプ１５において、永久磁
石９間に介在されている低透磁性体１０に対応する部
分、即ち長手方向に直線的に延びるようにレーザ等で加
熱する。その後、加熱した部分を徐冷すれば、マルテン
サイト組織はオーステナイト組織に転化することにな
る。オーステナイト組織では低透磁性材になるので、補
強パイプ１５は、周方向に強透磁性材と低透磁性材とが
順次配置されたパイプに形成されることになる。
強パイプ１５は、次のようにして作製することができ
る。まず、補強パイプ１５を作製する材料として、低透
磁性材であるステンレス鋼のうち上記成分を有するオー
ステナイト系ステンレス鋼を選定する。そこで、オース
テナイト系ステンレス鋼によって補強パイプ１５の径サ
イズより大きい径サイズのパイプ素材を作製する。パイ
プ素材を所定の径サイズに成形するため、パイプ素材を
しぼり加工等の冷間加工を行って補強パイプの径サイズ
に加工する。その時、補強パイプ１５には加工硬化が発
生してマルテンサイト組織になり、補強パイプ１５は強
透磁性材で作製された状態になる。次いで、マルテンサ
イト組織になっている補強パイプ１５において、永久磁
石９間に介在されている低透磁性体１０に対応する部
分、即ち長手方向に直線的に延びるようにレーザ等で加
熱する。その後、加熱した部分を徐冷すれば、マルテン
サイト組織はオーステナイト組織に転化することにな
る。オーステナイト組織では低透磁性材になるので、補
強パイプ１５は、周方向に強透磁性材と低透磁性材とが
順次配置されたパイプに形成されることになる。
【００２３】従って、この永久磁石式発電・電動機につ
いて、補強パイプ１５を上記のような製造工程で作製す
れば、透磁性材のプレートと低透磁性材のプレートとの
接合工程が不要になり、補強パイプ１５の作製が極めて
容易に行えるものである。
いて、補強パイプ１５を上記のような製造工程で作製す
れば、透磁性材のプレートと低透磁性材のプレートとの
接合工程が不要になり、補強パイプ１５の作製が極めて
容易に行えるものである。
【００２４】この永久磁石式発電・電動機は、上記のよ
うに構成されているので、次のように作動される。エン
ジンが始動されてプーリ１７が回転すると、回転軸２が
回転する。回転軸２が回転すると、永久磁石９によって
発生する磁束が磁路部材４を通ってステータ５へと流
れ、コイルの巻線６に電流が発生して発電される。
うに構成されているので、次のように作動される。エン
ジンが始動されてプーリ１７が回転すると、回転軸２が
回転する。回転軸２が回転すると、永久磁石９によって
発生する磁束が磁路部材４を通ってステータ５へと流
れ、コイルの巻線６に電流が発生して発電される。
【００２５】この永久磁石式発電・電動機において、特
に、回転子３が高速回転して永久磁石９に大きな遠心力
が発生したとしても、補強パイプ１５によって永久磁石
９は締結されているので、永久磁石９が破損することが
なく、良好に回転子３は回転して、高効率に出力が向上
する。この永久磁石式発電・電動機は、上記のように、
永久磁石９で構成されている回転子３が高回転しても、
断面扇形の永久磁石９がバラバラになって破損する虞が
ないものであり、例えば、回転エネルギーを電気エネル
ギーに変換するコジェネレーション形エンジン、自動車
用エンジン等のエンジンに適用して極めて好ましいもの
である。その場合には、コジェネレーション形エンジン
等のエンジンの出力軸に永久磁石式発電・電動機が有す
るプーリ１７等の入力軸を連結することによって組み込
むことができる。
に、回転子３が高速回転して永久磁石９に大きな遠心力
が発生したとしても、補強パイプ１５によって永久磁石
９は締結されているので、永久磁石９が破損することが
なく、良好に回転子３は回転して、高効率に出力が向上
する。この永久磁石式発電・電動機は、上記のように、
永久磁石９で構成されている回転子３が高回転しても、
断面扇形の永久磁石９がバラバラになって破損する虞が
ないものであり、例えば、回転エネルギーを電気エネル
ギーに変換するコジェネレーション形エンジン、自動車
用エンジン等のエンジンに適用して極めて好ましいもの
である。その場合には、コジェネレーション形エンジン
等のエンジンの出力軸に永久磁石式発電・電動機が有す
るプーリ１７等の入力軸を連結することによって組み込
むことができる。
【００２６】
【発明の効果】この発明による永久磁石式発電・電動機
は、上記のように構成されており、次のような効果を有
する。即ち、この永久磁石式発電・電動機は、回転子を
回転軸と永久磁石との間に圧入されている磁路部材と前
記永久磁石と前記低透磁性体との外周を囲んで嵌合され
ている補強パイプとで構成し、前記補強パイプをオース
テナイト系ステンレス鋼から作製し、前記永久磁石に対
向する部分を強透磁性組織で且つ前記低透磁性体と対向
する部分を低透磁性組織で構成しているので、前記補強
パイプで前記永久磁石を補強でき、前記回転子の機械的
強度を向上でき、前記回転子が高速回転して遠心力が作
用しても前記永久磁石が破壊されることはない。
は、上記のように構成されており、次のような効果を有
する。即ち、この永久磁石式発電・電動機は、回転子を
回転軸と永久磁石との間に圧入されている磁路部材と前
記永久磁石と前記低透磁性体との外周を囲んで嵌合され
ている補強パイプとで構成し、前記補強パイプをオース
テナイト系ステンレス鋼から作製し、前記永久磁石に対
向する部分を強透磁性組織で且つ前記低透磁性体と対向
する部分を低透磁性組織で構成しているので、前記補強
パイプで前記永久磁石を補強でき、前記回転子の機械的
強度を向上でき、前記回転子が高速回転して遠心力が作
用しても前記永久磁石が破壊されることはない。
【００２７】また、前記永久磁石の外面では前記補強パ
イプが嵌合しており、前記補強パイプの強透磁性材が前
記永久磁石に対向して整合しているので、その強透磁性
材が磁路を構成し、前記補強パイプのため磁力が低下す
ることはない。しかも、前記回転子の外周面は前記補強
パイプで覆われているので、前記回転子とステータとの
間に、前記回転子が回転するのに十分な且つ安定したク
リアランスを確保でき、極めて効率的に高出力を得るこ
とができる。
イプが嵌合しており、前記補強パイプの強透磁性材が前
記永久磁石に対向して整合しているので、その強透磁性
材が磁路を構成し、前記補強パイプのため磁力が低下す
ることはない。しかも、前記回転子の外周面は前記補強
パイプで覆われているので、前記回転子とステータとの
間に、前記回転子が回転するのに十分な且つ安定したク
リアランスを確保でき、極めて効率的に高出力を得るこ
とができる。
【００２８】また、この永久磁石式発電・電動機におい
て、前記補強パイプは、前記永久磁石に対応する部分が
透磁性材で且つ前記低透磁性体に対応する部分が低透磁
性材で構成され且つ前記透磁性材と前記低透磁性材とは
周方向に順次配置されて互いに接合されているので、前
記補強パイプは前記永久磁石の補強材として機能する
が、前記補強パイプが磁路の妨げになることはなく、永
久磁石の磁束密度が小さくなることはなく、大きな磁束
密度を保持して発電量が強力になる。
て、前記補強パイプは、前記永久磁石に対応する部分が
透磁性材で且つ前記低透磁性体に対応する部分が低透磁
性材で構成され且つ前記透磁性材と前記低透磁性材とは
周方向に順次配置されて互いに接合されているので、前
記補強パイプは前記永久磁石の補強材として機能する
が、前記補強パイプが磁路の妨げになることはなく、永
久磁石の磁束密度が小さくなることはなく、大きな磁束
密度を保持して発電量が強力になる。
【図１】この発明による永久磁石式発電・電動機の一実
施例を示す断面図である。
施例を示す断面図である。
【図２】図１の永久磁石式発電・電動機における線Ａ−
Ａにおける断面図である。
Ａにおける断面図である。
【図３】図１の永久磁石式発電・電動機における回転子
を示す斜視図である。
を示す斜視図である。
１，１１ ハウジング ２ 回転軸 ３ 回転子 ４ 磁路部材 ５ ステータ ６ 巻線 ７ 隙間 ８ リング部 ９ 永久磁石 １０ 非磁性体 １２ ステータ歯部 １３ マルテンサイト組織の強透磁性材 １４ オーステナイト組織の低透磁性材 １５ 補強パイプ １７ プーリ １８ スロット
Claims (3)
- 【請求項１】 ハウジングに回転可能に支持された回転
軸、該回転軸に固定された低透磁性体によって周方向に
隔置された断面扇形の永久磁石を備えた回転子及び該回
転子の外周に隙間を形成して前記ハウジングに固定され
且つ巻線が巻回されているステータを有する永久磁石式
発電・電動機において、前記回転子は前記回転軸と前記
永久磁石との間に圧入されている磁路部材及び前記永久
磁石を前記磁路部材の外周面に互いに固定するため前記
永久磁石と前記低透磁性体との外周を囲んで嵌合されて
いるオーステナイト系ステンレス鋼から成る補強パイプ
を有し、前記補強パイプは前記永久磁石に対向する部分
が強透磁性材で且つ前記低透磁性体と対向する部分が低
透磁性材から構成されていることを特徴とする永久磁石
式発電・電動機。 - 【請求項２】 前記補強パイプの強透磁性材は加工硬化
によるマルテンサイト組織であり、前記補強パイプの低
透磁性材は加熱後徐冷によるオーステナイト組織である
ことを特徴とする請求項１に記載の永久磁石式発電・電
動機。 - 【請求項３】 前記補強パイプの低透磁性材は前記補強
パイプの強透磁性材を局部的に加熱した後、徐冷するこ
とによって転化されたことを特徴とする請求項１又は２
に記載の永久磁石式発電・電動機。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5339204A JPH07163073A (ja) | 1993-12-06 | 1993-12-06 | 永久磁石式発電・電動機 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5339204A JPH07163073A (ja) | 1993-12-06 | 1993-12-06 | 永久磁石式発電・電動機 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07163073A true JPH07163073A (ja) | 1995-06-23 |
Family
ID=18325234
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5339204A Pending JPH07163073A (ja) | 1993-12-06 | 1993-12-06 | 永久磁石式発電・電動機 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07163073A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5684352A (en) * | 1995-03-24 | 1997-11-04 | Hitachi Metals, Ltd. | Permanent magnet field-type rotating machine |
| US5841212A (en) * | 1996-04-15 | 1998-11-24 | Hitachi Metals, Ltd. | Permanent magnet field type rotating machine |
| KR19990049095A (ko) * | 1997-12-11 | 1999-07-05 | 오상수 | 영구자석형 회전기 |
| JP2013102668A (ja) * | 2011-07-25 | 2013-05-23 | Asmo Co Ltd | モータ |
| JP2016158402A (ja) * | 2015-02-25 | 2016-09-01 | 日立アプライアンス株式会社 | 電動送風機および電気掃除機 |
-
1993
- 1993-12-06 JP JP5339204A patent/JPH07163073A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5684352A (en) * | 1995-03-24 | 1997-11-04 | Hitachi Metals, Ltd. | Permanent magnet field-type rotating machine |
| US5841212A (en) * | 1996-04-15 | 1998-11-24 | Hitachi Metals, Ltd. | Permanent magnet field type rotating machine |
| KR19990049095A (ko) * | 1997-12-11 | 1999-07-05 | 오상수 | 영구자석형 회전기 |
| JP2013102668A (ja) * | 2011-07-25 | 2013-05-23 | Asmo Co Ltd | モータ |
| JP2016158402A (ja) * | 2015-02-25 | 2016-09-01 | 日立アプライアンス株式会社 | 電動送風機および電気掃除機 |
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