JPH0847188A - Magnet rotor - Google Patents
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- JPH0847188A JPH0847188A JP6202852A JP20285294A JPH0847188A JP H0847188 A JPH0847188 A JP H0847188A JP 6202852 A JP6202852 A JP 6202852A JP 20285294 A JP20285294 A JP 20285294A JP H0847188 A JPH0847188 A JP H0847188A
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】この発明は、マグネットロータに
関し、特に熱膨脹による永久磁石の割れを防止するよう
にしたマグネットロータの構成に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a magnet rotor, and more particularly to a structure of a magnet rotor for preventing permanent magnets from cracking due to thermal expansion.
【０００２】[0002]
【従来の技術】図５は、従来のマグネットロータの一例
を示し、（ａ）はその側面図、（ｂ）はその断面図であ
る。 軟鉄でできた円筒状のヨーク１の外周部に同じく
円筒状で径方向にＮ、Ｓ極を有し、しかもこのＮ、Ｓ極
が周方向にそって交互に逆方向にかつ均等に並べられた
永久磁石２が取り付けられ、その間に塗布された接着剤
３によって固着されている。2. Description of the Related Art FIG. 5 shows an example of a conventional magnet rotor, (a) is a side view thereof, and (b) is a sectional view thereof. The outer peripheral portion of the cylindrical yoke 1 made of soft iron is also cylindrical and has N and S poles in the radial direction, and these N and S poles are alternately arranged in the opposite direction along the circumferential direction. The permanent magnet 2 is attached and fixed by the adhesive 3 applied between them.
【０００３】[0003]
【発明が解決しようとする課題】しかし、このような従
来のマグネットロータにおいては、ヨーク１と永久磁石
２との間に接着剤３が平均的に塗布されて接着を行なっ
たため、クリアランスが大きくなり、この結果、磁束流
れ性が悪化し、磁気損失が大きくなり出力トルクの低下
等の問題が生じてしまう。さらに熱膨脹による永久磁石
の破壊に備えて考える場合、クリアランスはより大きく
設定する必要がある。しかし接着剤３の弾性変形量には
限りがあり、ヨーク１と永久磁石２間のクリアランスを
むやみに大きくとることができない。この結果ヨーク１
と永久磁石２の熱膨脹差によるストレスで永久磁石割れ
が発生していた。However, in such a conventional magnet rotor, since the adhesive 3 is applied evenly between the yoke 1 and the permanent magnet 2 to perform the adhesion, the clearance becomes large. As a result, the flowability of magnetic flux deteriorates, the magnetic loss increases, and problems such as a decrease in output torque occur. Further, in consideration of destruction of the permanent magnet due to thermal expansion, the clearance needs to be set larger. However, the amount of elastic deformation of the adhesive 3 is limited, and the clearance between the yoke 1 and the permanent magnet 2 cannot be unnecessarily large. As a result, York 1
The stress due to the difference in thermal expansion of the permanent magnet 2 caused the permanent magnet to crack.
【０００４】従来この割れを防ぐための手段として、永
久磁石（特にネオジウム鉄磁石）とほぼ同等の熱膨脹率
を持つ高価なアンバー鉄をヨーク材に使用しなければな
らず、特に大型電動機ではコスト増加の要因となってい
るという問題があった。従って、本発明は上記従来の問
題点に鑑み、アンバー鉄を使わずに永久磁石の割れを防
止し、且つ磁気損失の低いマグネットロータを提供する
ことを目的としている。Conventionally, as a means for preventing this cracking, expensive amber iron having a coefficient of thermal expansion almost equal to that of a permanent magnet (particularly a neodymium iron magnet) must be used for the yoke material, and the cost is increased especially in a large electric motor. There was a problem that it is a factor of. Therefore, in view of the conventional problems described above, it is an object of the present invention to provide a magnet rotor which prevents cracking of a permanent magnet without using amber iron and has a low magnetic loss.
【０００５】[0005]
【課題を解決するための手段】このため請求項１に記載
の発明は、ヨークと該ヨークの外周面に取り付けられ接
着剤によって固着される円筒状の永久磁石とからなるマ
グネットロータにおいて、前記ヨークと前記永久磁石の
対向周面にクリアランスを設けるとともに該クリアラン
スが前記永久磁石の減磁を開始する温度において略零と
なるように設定され、前記ヨークの外周面に軸方向に伸
びる切欠き溝が複数に設けられ、各切欠き溝に接着剤を
塗布して、前記ヨークに取り付けられる前記永久磁石を
固着するものとした。Therefore, the invention according to claim 1 is a magnet rotor comprising a yoke and a cylindrical permanent magnet attached to the outer peripheral surface of the yoke and fixed by an adhesive. And a clearance is provided on the opposing peripheral surface of the permanent magnet, and the clearance is set to be substantially zero at the temperature at which the demagnetization of the permanent magnet starts, and a notch groove extending in the axial direction is formed on the outer peripheral surface of the yoke. An adhesive is applied to each of the plurality of cutout grooves to fix the permanent magnets attached to the yoke.
【０００６】また請求項２に記載の発明は、前記永久磁
石が半径方向にＮ極、Ｓ極を有し、円周方向にＮ極、Ｓ
極を交互に並べられ、前記ヨークの外周面に前記永久磁
石の円周方向に着磁された磁極に対応し、該磁極と同数
の切欠き溝を有するとともに各切欠き溝が前記永久磁石
の磁極性反転部に対向して、前記ヨークの外周面に配さ
れるものとした。また請求項３に記載の発明は、前記切
欠き溝が、前記永久磁石が減磁を開始する温度における
前記切欠き溝に塗布してある前記接着剤内部の応力が前
記永久磁石の破壊応力とマグネットロータの最高速回転
時の遠心力により永久磁石に加わる応力の差より小さく
なるように設定されるものとした。According to a second aspect of the present invention, the permanent magnet has north and south poles in the radial direction and north and south poles in the circumferential direction.
The poles are arranged alternately and correspond to the magnetic poles magnetized in the circumferential direction of the permanent magnet on the outer peripheral surface of the yoke, and have the same number of notch grooves as the magnetic poles and each notch groove of the permanent magnet. It is arranged on the outer peripheral surface of the yoke so as to face the magnetic polarity reversal portion. In the invention according to claim 3, the stress inside the adhesive applied to the notch groove at the temperature at which the permanent magnet starts demagnetization is the fracture stress of the permanent magnet. It is set so as to be smaller than the difference in stress applied to the permanent magnet due to the centrifugal force when the magnet rotor rotates at the highest speed.
【０００７】また請求項４に記載の発明は、前記切欠き
溝が台形の切欠き溝で、その開口の円周方向寸法が接着
剤の接着幅より大きく設定されているものとした。また
請求項５に記載の発明は、前記切欠き溝が円弧形状の切
欠き溝とされるものとした。また請求項６に記載の発明
は、前記接着剤の塗布面積を決定する諸元が、１つの切
欠き溝当たり接着剤の接着幅をｗ、接着剤の接着長さを
ｌ、切欠き溝の総数をｎ、接着剤の剪断強度をτ、ロー
タに発生するトルクをＴ、接着面までの半径をｒ、安全
率をｋ、永久磁石に作用する慣性力による荷重をＡと
し、式ｗ×ｌ×ｎ×τ＝Ｔ÷ｒ×ｋ＋Ａを満足するもの
とした。In the invention according to claim 4, the notch groove is a trapezoidal notch groove, and the circumferential dimension of the opening is set to be larger than the bonding width of the adhesive. In the invention according to claim 5, the cutout groove is an arcuate cutout groove. Further, in the invention according to claim 6, the specifications for determining the application area of the adhesive are that the adhesive width of the adhesive per one notch groove is w, the adhesive length of the adhesive is l, and the notch groove Let n be the total number, τ be the shear strength of the adhesive, T be the torque generated in the rotor, r be the radius to the adhesive surface, k be the safety factor, and A be the load due to the inertial force acting on the permanent magnet. × n × τ = T ÷ r × k + A was satisfied.
【０００８】[0008]
【作用】上記のように構成されたマグネットロータは、
温度の変動に対してヨークの外周面と永久磁石との間に
設けられたクリランスで熱膨脹による寸法の変化を吸収
し熱応力による永久磁石の割れを防止し、かつ磁気抵抗
を低く抑さえる。そして、前記永久磁石は半径方向にＮ
極、Ｓ極を有し、円周方向にＮ極、Ｓ極を交互に並べら
れて、該磁極と同数の切欠き溝を永久磁石の磁極性反転
部に対向して、前記ヨークの外周面に配されるときに
は、磁気抵抗はさらに減少される。また、前記接着剤の
塗布面積が、式ｗ×ｌ×ｎ×τ＝Ｔ÷ｒ×ｋ＋Ａを満足
したときには、接着剤が駆動トルクＴに剪断されること
を防げられる。The magnet rotor constructed as described above is
The clearance provided between the outer peripheral surface of the yoke and the permanent magnet with respect to the temperature fluctuation absorbs the dimensional change due to thermal expansion, prevents the permanent magnet from cracking due to thermal stress, and suppresses the magnetic resistance low. And, the permanent magnets are N in the radial direction.
An outer peripheral surface of the yoke having poles and S poles, N poles and S poles are alternately arranged in the circumferential direction, and notched grooves of the same number as the magnetic poles face the magnetic pole reversal portion of the permanent magnet. The magnetic reluctance is further reduced when it is placed in. Further, when the application area of the adhesive satisfies the expression w × l × n × τ = T ÷ r × k + A, the adhesive can be prevented from being sheared by the driving torque T.
【０００９】[0009]
【実施例】図１は、本発明の第１の実施例の構成を示
し、（ａ）は側面図、（ｂ）は断面図である。 径方向
にＳ極、Ｎ極を有し、周方向にＳ極、Ｎ極を交互に並べ
られた円筒状の永久磁石２０の内側に磁性抵抗の小さい
軟鉄でできた円筒状のヨーク１０が設けられている。該
ヨークの外周面には軸方向に伸びる１２本の切欠き溝５
０が均等に形成されており、各切欠き溝の底部には接着
剤３０が塗布されて、その接着力で永久磁石２０をヨー
ク１０に固着して、マグネットロータ４０が構成され
る。1 is a side view and FIG. 1B is a cross-sectional view showing the structure of a first embodiment of the present invention. A cylindrical yoke 10 made of soft iron having a small magnetic resistance is provided inside a cylindrical permanent magnet 20 having S poles and N poles in the radial direction and alternating S poles and N poles in the circumferential direction. Has been. Twelve notch grooves 5 extending in the axial direction are formed on the outer peripheral surface of the yoke.
0 is evenly formed, and the adhesive 30 is applied to the bottom of each notch groove, and the permanent magnet 20 is fixed to the yoke 10 by the adhesive force to form the magnet rotor 40.
【００１０】上記の構成において、ヨーク１０の外周面
と永久磁石２０の内周面との間に形成されるクリアラン
スｔ1 は該永久磁石２０が減磁を始める温度において零
となるように設定され、接着剤３０を塗布する切欠き溝
の底部と永久磁石２０との間のクリアランスｔ2 はその
温度における接着剤３０の内部圧縮応力が永久磁石２０
の破壊応力からマグネットロータ４０最高回転時に永久
磁石２０に作用する遠心応力を差し引いた応力と同等ま
たはそれ以下の応力となるよう設定される。In the above structure, the clearance t1 formed between the outer peripheral surface of the yoke 10 and the inner peripheral surface of the permanent magnet 20 is set to zero at the temperature at which the permanent magnet 20 starts demagnetization. The clearance t2 between the bottom of the notch groove for applying the adhesive 30 and the permanent magnet 20 is determined by the internal compressive stress of the adhesive 30 at that temperature.
The stress is set to be equal to or less than the stress obtained by subtracting the centrifugal stress acting on the permanent magnet 20 at the maximum rotation of the magnet rotor 40 from the breaking stress of.
【００１１】次に、この実施例における上記設定の具体
例について説明する。図２は図１のＡ部の拡大図で、図
３は温度上昇したときのＡ部拡大図である。マグネット
ロータ４０の構成材料として、例えばＳ１０Ｃ軟鉄でヨ
ーク１０を構成する場合、ヨーク１０の熱膨脹係数α1
は１１．５×１０-6（１／℃）である。ネオジウム鉄で
永久磁石２０を構成する場合、永久磁石２０の熱膨脹係
数α2 は２×１０-6（１／℃）で、その減磁を始める温
度は１２５℃である。ここで永久磁石の減磁を始める温
度１２５℃において、ヨーク１０の外径ｄを１３０ｍｍ
とすると、永久磁石２０とのクリアランスｔ1 が零とな
るためには、永久磁石２０の内径Ｄはヨーク１０の外径
ｄの１３０ｍｍに等しくなければならない。この寸法を
得るためには、加工時（２０℃とする）の永久磁石２０
の内径寸法は温度差及び温度変化前の内径寸法とにより
以下の式（１）で求められる。 Ｄk ＝直径×（１−熱膨脹係数×温度差） （１） 式（１）を用いて計算すると、永久磁石２０の内径加工
寸法Ｄk は１２９．９７３ｍｍとなる。Next, a specific example of the above setting in this embodiment will be described. 2 is an enlarged view of the A portion of FIG. 1, and FIG. 3 is an enlarged view of the A portion when the temperature rises. When the yoke 10 is made of, for example, S10C soft iron as a constituent material of the magnet rotor 40, the coefficient of thermal expansion α1 of the yoke 10 is
Is 11.5 × 10 −6 (1 / ° C.). When the permanent magnet 20 is made of neodymium iron, the coefficient of thermal expansion α 2 of the permanent magnet 20 is 2 × 10 −6 (1 / ° C.), and the temperature at which demagnetization starts is 125 ° C. Here, at a temperature of 125 ° C. at which demagnetization of the permanent magnet is started, the outer diameter d of the yoke 10 is set to 130 mm.
Then, in order for the clearance t1 with the permanent magnet 20 to become zero, the inner diameter D of the permanent magnet 20 must be equal to the outer diameter d of the yoke 10, which is 130 mm. In order to obtain this dimension, the permanent magnet 20 at the time of processing (at 20 ° C.)
The inner diameter of is calculated by the following equation (1) based on the temperature difference and the inner diameter before the temperature change. D k = diameter × (1−coefficient of thermal expansion × temperature difference) (1) When calculated using the equation (1), the inner diameter processing dimension D k of the permanent magnet 20 is 129.973 mm.
【００１２】上記と同様に式（１）を用いてヨーク１０
を計算すると、その外径の加工寸法ｄk は１２９．８４
３ｍｍとなる。電動機の使用限界温度は永久磁石の減磁
温度以下と設定する必要があるから、例えば使用限界温
度を１１０℃に設定すると、永久磁石２０及びヨーク３
０の温度が１１０℃の時の内、外径を上記と同様式
（１）で求め、その間のクリアランスを計算すると、
０．１１１ｍｍとなる。従って使用温度内においてｔ1
＝０．１１１ｍｍ以上のクリアランスが確保される。さ
らに製造公差を考慮し永久磁石２０の内径加工寸法Ｄk
を加工の下限寸法として、ヨークの外径加工寸法ｄk を
加工の上限寸法として使用するときに上記のクリアラン
スが確実に得ることができるSimilarly to the above, using the equation (1), the yoke 10
Is calculated, the machining dimension d k of the outer diameter is 129.84.
It will be 3 mm. Since it is necessary to set the use limit temperature of the electric motor to be equal to or lower than the demagnetization temperature of the permanent magnet, for example, when the use limit temperature is set to 110 ° C., the permanent magnet 20 and the yoke 3 are set.
When the temperature of 0 is 110 ° C, the outer diameter is calculated by the same equation (1) as above, and the clearance between them is calculated as follows.
It becomes 0.111 mm. Therefore, within the operating temperature t1
A clearance of 0.111 mm or more is secured. Further, considering the manufacturing tolerance, the inner diameter machining dimension D k of the permanent magnet 20
Can be reliably obtained when using the outer diameter machining dimension d k of the yoke as the upper dimension of machining, with as the lower dimension of machining.
【００１３】一方ロータが回転するときに永久磁石２０
に作用する遠心力により永久磁石２０内に生ずる応力σ
t はγ・ｒ2 ・ω2 ／ｇで計算される。ネオジウム鉄の
場合密度γは７．４（ｇ／ｃｍ3 ）である。永久磁石２
０の外半径ｒ＝７０ｍｍ、最高回転数Ｎ＝８０００ｒｐ
ｍとすると、遠心力による永久磁石２０の応力σt は
２．６ｋｇｆ／ｍｍ2 となる。ここで永久磁石の許容応
力σb は７．８ｋｇ／ｍｍ2 とすると、接着剤３０の内
部圧縮応力σi は７．８−２．６＝５．２ｋｇ／ｍｍ2
以下となるようにすると、薄肉構成の永久磁石２０内の
応力σt は許容応力σb 以下となる。従ってクリアラン
スｔ2 の寸法は下式で設定すればよい。 ｔ2 ＝Δｔ×Ｅ／σi （２） 但し、Δｔは熱膨脹によるクリアランスｔ2 の寸法の変
化量、Ｅは接着剤の圧縮弾性率である。On the other hand, when the rotor rotates, the permanent magnet 20
The stress σ generated in the permanent magnet 20 due to the centrifugal force acting on the
t is calculated by γ · r 2 · ω 2 / g. In the case of neodymium iron, the density γ is 7.4 (g / cm 3 ). Permanent magnet 2
0 outer radius r = 70 mm, maximum rotation speed N = 8000 rp
When m, the stress σ t of the permanent magnet 20 due to the centrifugal force is 2.6 kgf / mm 2 . Now allowable stress sigma b of the permanent magnet and 7.8 kg / mm 2, the internal compressive stress sigma i of adhesive 30 is 7.8-2.6 = 5.2kg / mm 2
When set as follows, the stress σ t in the permanent magnet 20 having a thin wall structure becomes equal to or less than the allowable stress σ b . Therefore, the size of the clearance t2 may be set by the following equation. t2 = Δt × E / σ i (2) where, Delta] t is the amount of change in the dimensions of the clearance t2 due to thermal expansion, E is a compression elastic modulus of the adhesive.
【００１４】Δｔは近似的に上記永久磁石２０の内径の
加工寸法Ｄk とヨーク１０の外径の加工上限寸法ｄk か
ら算出することができる。すなわち、（Ｄk −ｄk ）／
２で求めると、Δｔは０．０６５ｍｍとなる。ここで接
着剤の圧縮弾性率Ｅは、例えば４０ｋｇｆ／ｍｍ2 とす
るときに、式（２）を用いて算出すると、ｔ2 は０．５
２ｍｍ以上確保すれば永久磁石２０に発生する応力はそ
の許容応力以下に制限される。Δt can be approximately calculated from the machining dimension D k of the inner diameter of the permanent magnet 20 and the machining upper dimension d k of the outer diameter of the yoke 10. That is, (D k −d k ) /
When calculated by 2, Δt is 0.065 mm. Here, when the compression elastic modulus E of the adhesive is, for example, 40 kgf / mm 2 , it is calculated using the equation (2), t 2 is 0.5
If 2 mm or more is secured, the stress generated in the permanent magnet 20 is limited to the allowable stress or less.
【００１５】接着剤３０の接着幅ｗは、接着剤の接着長
さｌ、切欠き溝の総数ｎ、接着剤の剪断強度τ、ロータ
に発生するトルクＴ、接着面までの半径ｒ、安全率ｋ、
永久磁石に作用する慣性力による荷重Ａに基づいて、且
つ式ｗ×ｌ×ｎ×τ＝Ｔ÷ｒ×ｋ＋Ａを満足するものと
して求められる。なお、切欠き溝の円周方向寸法ｓは図
３のように接着幅ｗに対して広くとり接着剤が圧縮され
たときその変形を防げないように設定される。The adhesive width w of the adhesive 30 is the adhesive length 1 of the adhesive, the total number n of the notches, the shear strength τ of the adhesive, the torque T generated in the rotor, the radius r to the adhesive surface, and the safety factor. k,
It is determined based on the load A due to the inertial force acting on the permanent magnet and as satisfying the formula w × l × n × τ = T ÷ r × k + A. The circumferential dimension s of the cutout groove is set wider than the adhesive width w as shown in FIG. 3 so that the deformation of the adhesive cannot be prevented when the adhesive is compressed.
【００１６】次に、作用を説明する。電動機を駆動する
際、ロータの温度が上昇する。クリアランスｔ1 は永久
磁石１が減磁を始める温度になった段階で略零となるよ
うにしてあるため、この温度以下では熱膨脹率差により
クリアランスが確保され永久磁石２０には、ストレスは
加わらない。そして接着剤の塗布部のクリアランスｔ2
は永久磁石２０が減磁を始める温度において接着剤の内
部圧縮応力すなわち永久磁石２０に与えるストレスが永
久磁石自身の破壊に必要な応力からロータの回転により
作用する遠心力を差し引いた応力と略一致するような寸
法に設定されているから、以下のような利点が得られ
る。Next, the operation will be described. When driving the electric motor, the temperature of the rotor rises. The clearance t1 is set to be substantially zero when the permanent magnet 1 reaches a temperature at which demagnetization begins. Therefore, below this temperature, the clearance is secured due to the difference in coefficient of thermal expansion, and the permanent magnet 20 is not stressed. And the clearance t2 of the adhesive application part
Is approximately the same as the internal compressive stress of the adhesive at the temperature at which the permanent magnet 20 begins to demagnetize, that is, the stress applied to the permanent magnet 20 minus the centrifugal force acting due to the rotation of the rotor from the stress required to break the permanent magnet itself. Since the dimensions are set so that the following advantages can be obtained.
【００１７】（１） ヨークの熱膨脹による永久磁石破
壊温度は永久磁石が減磁を始める温度と略一致するよう
に設定したので、その温度以下に設定される電動機使用
限界温度において永久磁石２０の内径とヨーク１０の外
径とのクリアランスｔ1 すなわちエアギャップを最小寸
法に詰めることができ、高効率な電動機が得られる。 ２、接着剤が塗布される部分のクリアランスｔ2 すなわ
ち切り欠き溝の切り欠き量を最小限度にすることがで
き、磁力線の流れを防げる恐れが減少する。(1) Since the permanent magnet destruction temperature due to the thermal expansion of the yoke is set so as to substantially coincide with the temperature at which the permanent magnet begins to demagnetize, the inner diameter of the permanent magnet 20 at the electric motor use limit temperature set below that temperature. The clearance t1 between the outer diameter of the yoke 10 and the outer diameter of the yoke 10, that is, the air gap can be reduced to the minimum size, and a highly efficient electric motor can be obtained. 2. The clearance t2 of the portion to which the adhesive is applied, that is, the cutout amount of the cutout groove can be minimized, and the risk of preventing the flow of magnetic force lines is reduced.
【００１８】（３） ヨークの熱膨脹による永久磁石の
破壊温度を永久磁石の減磁温度と一致させるようにした
ので、電動機の使用温度を最大限に高めることができ、
これによって電動機の熱放散に備える冷却装置が不要、
あるいはその作動機会が減少し、冷却装置を含めて駆動
装置の高運転効率が可能となる。 （４） 接着幅ｗに対して切り欠き溝の円周方向寸法ｓ
を広く確保することで、熱膨脹によりクリアランスｔ2
が狭まって接着剤が圧縮された時の幅方向へのはみだし
部を確保し、接着剤の弾性係数を増大させることがなく
上記の効果が確保される。またこれにより弾性係数の増
大に対処するためにクリアランスｔ2 を大きくとること
を防ぐことができる。(3) Since the destruction temperature of the permanent magnet due to the thermal expansion of the yoke is made to coincide with the demagnetization temperature of the permanent magnet, the operating temperature of the electric motor can be maximized.
This eliminates the need for a cooling device for heat dissipation of the electric motor,
Alternatively, the chances of its operation are reduced, and high operation efficiency of the drive device including the cooling device becomes possible. (4) Circumferential dimension s of notch groove with respect to adhesive width w
, The clearance t2 is increased due to thermal expansion.
The above-mentioned effect can be secured without increasing the elastic modulus of the adhesive by securing a protruding portion in the width direction when the adhesive is compressed and the adhesive is compressed. Further, this makes it possible to prevent the clearance t2 from becoming large in order to cope with the increase in the elastic coefficient.
【００１９】図４は、本発明の第２の実施例を示す。
この実施例は、図１に示した第１の実施例におけるヨー
ク１０を換え、ヨーク１００を用いたものである。その
ほかの構成は、第１の実施例と同様なものである。ヨー
ク１００は、前記永久磁石２０の円周方向に着磁された
磁極数と同数の円弧状切欠き溝を有し、各切欠き溝が前
記永久磁石の磁極性反転部に対向して、前記ヨークの外
周面に配される。永久磁石２０が切欠き溝内に塗布され
た接着剤３００によって固着される。FIG. 4 shows a second embodiment of the present invention.
This embodiment uses the yoke 100 instead of the yoke 10 in the first embodiment shown in FIG. The other structure is similar to that of the first embodiment. The yoke 100 has arcuate notch grooves of the same number as the number of magnetic poles magnetized in the circumferential direction of the permanent magnet 20, and each notch groove faces the magnetic polarity reversal portion of the permanent magnet, It is arranged on the outer peripheral surface of the yoke. The permanent magnet 20 is fixed by the adhesive 300 applied in the cutout groove.
【００２０】本実施例は以上のように構成され、またこ
れによって、第１の実施例と同様な効果が得られる他
に、さらに以下の効果をも有する。接着剤が塗布される
切欠き溝の本数を円筒状永久磁石の極数と一致させ、か
つ各極極性反転部に接着箇所を設けるから、接着剤の塗
りや極間部に接着位置を限定することが容易で、比較的
高磁束密度になりがちなエアギャップ部を避けることが
でき、ロータ全体の磁束密度を均一化できる効果が得ら
れる。The present embodiment is constructed as described above, and by this, in addition to the same effects as the first embodiment, the following effects are also provided. The number of notch grooves to which the adhesive is applied is made to match the number of poles of the cylindrical permanent magnet, and the adhesive location is provided at each pole polarity reversal portion, so the adhesive coating or the adhesive position is limited to the inter-electrode portion. It is easy to avoid, the air gap portion which tends to have a relatively high magnetic flux density can be avoided, and the magnetic flux density of the entire rotor can be made uniform.
【００２１】さらに切り欠き溝を円弧状形状にしたか
ら、ヨークに鋭角部がなく、磁力線の流れがスムーズに
なるとともに、接着剤が圧縮された時に変形しにくい中
央部の厚みを十分確保することで永久磁石に加わるスト
レスを小さくすることができるという効果が得られる。
なお上記の実施例では、切欠き溝を軸方向に示したが、
これに限らず、円周方向に輪切り状にしても、また軸方
向にスパイラル状にしても上記と同様の効果が得られ
る。Further, since the notch groove is formed in an arc shape, the yoke has no acute angle portion, the flow of the magnetic lines of force becomes smooth, and the thickness of the central portion which is not easily deformed when the adhesive is compressed is ensured. Thus, the effect that the stress applied to the permanent magnet can be reduced can be obtained.
In the above embodiment, the notch groove is shown in the axial direction,
Not limited to this, the same effect as described above can be obtained even if it is formed in a circular shape in the circumferential direction or a spiral shape in the axial direction.
【００２２】[0022]
【発明の効果】上記のように構成されたマグネットロー
タは、温度の変動に対してヨークの外周面と永久磁石と
の間に設けられたクリランスで熱膨脹による寸法の変化
を吸収し熱応力による永久磁石の割れを防止し、かつ磁
気抵抗を低く抑さえる。そして、前記永久磁石は半径方
向にＮ極、Ｓ極を有し、円周方向にＮ極、Ｓ極を交互に
並べられ、該磁極と同数の切欠き溝を永久磁石の磁極性
反転部に対向して、前記ヨークの外周面に配されるとき
には、磁気抵抗はさらに減少される。また、前記接着剤
の塗布面積は、１つの切欠き溝当たり接着剤の接着幅
ｗ、接着剤の接着長さｌ、切欠き溝の総数ｎ、接着剤の
剪断強度τ、ロータに発生するトルクＴ、接着面までの
半径ｒ、安全率ｋ、永久磁石に作用する慣性力による荷
重Ａで決定され、且つ式ｗ×ｌ×ｎ×τ＝Ｔ÷ｒ×ｋ＋
Ａを満足したときには、接着剤が駆動トルクＴに剪断さ
れることなく、安全な運転が行なえる。これにより、磁
気損失の低いマグネットロータを構成することができ、
軟鉄などの安価な材料を使用することが可能となり、高
価なアンバー鉄などを使用したものに対し大幅にコスト
を下げることが可能となる。In the magnet rotor constructed as described above, the clearance provided between the outer peripheral surface of the yoke and the permanent magnet absorbs the dimensional change due to the thermal expansion due to the temperature fluctuation, and the permanent due to the thermal stress. Prevents cracking of the magnet and keeps magnetic resistance low. The permanent magnet has N poles and S poles in the radial direction, N poles and S poles are alternately arranged in the circumferential direction, and notch grooves of the same number as the magnetic poles are formed in the magnetic pole reversal portion of the permanent magnet. When facing each other and arranged on the outer peripheral surface of the yoke, the magnetic resistance is further reduced. The adhesive application area is the adhesive width w of the adhesive per one notch groove, the adhesive bond length l, the total number n of the notch grooves, the shear strength τ of the adhesive, and the torque generated in the rotor. T, radius r to the bonding surface, safety factor k, load A due to inertial force acting on the permanent magnet, and formula w × l × n × τ = T ÷ r × k +
When A is satisfied, safe operation can be performed without the adhesive being sheared by the driving torque T. This makes it possible to construct a magnet rotor with low magnetic loss,
It is possible to use an inexpensive material such as soft iron, and it is possible to significantly reduce the cost as compared with a material using expensive amber iron or the like.
【図１】本発明の第１の実施例の構成図である。FIG. 1 is a configuration diagram of a first embodiment of the present invention.
【図２】図１のＡ部の拡大図である。FIG. 2 is an enlarged view of part A of FIG.
【図３】図１のＡ部における熱膨脹によるクリアランス
の変化を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing a change in clearance due to thermal expansion in a portion A of FIG.
【図４】本発明の第２の実施例の構成図である。FIG. 4 is a configuration diagram of a second embodiment of the present invention.
【図５】従来のマグネットの構成図である。FIG. 5 is a configuration diagram of a conventional magnet.
１、１０、１００ ヨーク ２、２０ 永久磁石 ３、３０、３００ 接着剤 ４０ マグネットロータ ５０、 切欠き溝 ｄ 外径 Ｄ 内径 ｒ 半径 ｔ1 、ｔ2 クリアランス ｗ 接着幅 ｓ 切欠き溝の開口幅 1, 10, 100 Yoke 2, 20 Permanent magnet 3, 30, 300 Adhesive 40 Magnet rotor 50, Notch groove d Outer diameter D Inner diameter r Radius t1, t2 Clearance w Adhesion width s Notch groove opening width
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 木下 繁則 神奈川県川崎市川崎区田辺新田１番１号 富士電機株式会社内 (72)発明者 遠藤 研二 神奈川県川崎市川崎区田辺新田１番１号 富士電機株式会社内 (72)発明者 柳瀬 孝雄 神奈川県川崎市川崎区田辺新田１番１号 富士電機株式会社内 (72)発明者 平野 弘之 神奈川県横浜市神奈川区宝町２番地 日産 自動車株式会社内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Shigenori Kinoshita 1-1 Tanabe Shinden, Kawasaki-ku, Kawasaki-shi, Kanagawa Fuji Electric Co., Ltd. (72) Kenji Endo 1 Nitta Tanabe, Kawasaki-ku, Kawasaki-shi, Kanagawa No. 1 in Fuji Electric Co., Ltd. (72) Inventor Takao Yanase 1-1 Tanabe Nitta, Kawasaki-ku, Kawasaki-shi, Kanagawa Fuji Electric Co., Ltd. (72) Hiroyuki Hirano 2 Takara-cho, Kanagawa-ku, Yokohama-shi, Kanagawa Nissan Motor Co., Ltd. Within the corporation
Claims (6)
れ接着剤によって固着される円筒状の永久磁石とからな
るマグネットロータにおいて、前記ヨークと前記永久磁
石の対向周面にクリアランスを設けるとともに該クリア
ランスが前記永久磁石の減磁を開始する温度において略
零となるように設定され、前記ヨークの外周面に軸方向
に伸びる切欠き溝が複数に設けられ、各切欠き溝に接着
剤を塗布して、前記ヨークに取り付けられる前記永久磁
石を固着するように構成されたことを特徴とするマグネ
ットロータ。1. A magnet rotor comprising a yoke and a cylindrical permanent magnet attached to an outer peripheral surface of the yoke and fixed by an adhesive, wherein a clearance is provided on the opposing peripheral surfaces of the yoke and the permanent magnet, and the clearance is provided. Is set to be substantially zero at the temperature at which the demagnetization of the permanent magnet is started, and a plurality of cutout grooves extending in the axial direction are provided on the outer peripheral surface of the yoke, and an adhesive is applied to each cutout groove. And a magnet rotor configured to fix the permanent magnet attached to the yoke.
有し、円周方向にＮ極、Ｓ極を交互に並べられ、前記ヨ
ークの外周面に前記永久磁石の円周方向に並べられた磁
極に対応し、該磁極と同数の切欠き溝を有するとともに
各切欠き溝が前記永久磁石の磁極性反転部に対向して、
前記ヨークの外周面に配されることを特徴とする請求項
１記載のマグネットロータ。2. The permanent magnet has N poles and S poles in a radial direction, N poles and S poles are alternately arranged in a circumferential direction, and the permanent magnets are circumferentially arranged on an outer peripheral surface of the yoke. Corresponding to the arranged magnetic poles, the magnetic poles have the same number of notch grooves as each of the notch grooves, and each notch groove faces the magnetic polarity reversal portion of the permanent magnet,
The magnet rotor according to claim 1, wherein the magnet rotor is arranged on an outer peripheral surface of the yoke.
開始する温度における前記切欠き溝に塗布してある前記
接着剤の内部応力が前記永久磁石の破壊応力とマグネッ
トロータの最高速回転時の遠心力により永久磁石に加わ
る応力の差より小さくなるように設定されることを特徴
とする請求項１、または２に記載のマグネットロータ。3. The cutout groove has internal stress of the adhesive applied to the cutout groove at a temperature at which the permanent magnet starts demagnetization, and the internal stress of the adhesive is the breaking stress of the permanent magnet and the maximum speed of the magnet rotor. The magnet rotor according to claim 1, wherein the magnet rotor is set so as to be smaller than a difference in stress applied to the permanent magnet due to centrifugal force during rotation.
開口の円周方向寸法が前記接着剤の接着幅より大きく設
定されていることを特徴とする請求項１、２または３に
記載のマグネットロータ。4. The cutout groove is a trapezoidal cutout groove, and the dimension of the opening in the circumferential direction is set to be larger than the bonding width of the adhesive agent. The described magnet rotor.
れることを特徴とする請求項１、２または３に記載のマ
グネットロータ。5. The magnet rotor according to claim 1, wherein the cutout groove is an arcuate cutout groove.
は、１つの切欠き溝当たり接着剤の接着幅ｗ、接着剤の
接着長さｌ、切欠き溝の総数ｎ、接着剤の剪断強度τ、
ロータに発生するトルクＴ、接着面までの半径ｒ、安全
率ｋ、永久磁石に作用する慣性力による荷重Ａとし、且
つ式ｗ×ｌ×ｎ×τ＝Ｔ÷ｒ×ｋ＋Ａを満足するものと
することを特徴とする請求項１、２、３、４または５に
記載のマグネットロータ。6. The specifications for determining the adhesive application area are: adhesive width w of adhesive per notch groove, adhesive bond length l of adhesive, total number of notch grooves n, shear of adhesive. Intensity τ,
It is assumed that the torque T generated in the rotor, the radius r to the adhesive surface, the safety factor k, the load A due to the inertial force acting on the permanent magnet, and the formula w × l × n × τ = T ÷ r × k + A are satisfied. The magnet rotor according to claim 1, 2, 3, 4 or 5.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6202852A JPH0847188A (en) | 1994-08-04 | 1994-08-04 | Magnet rotor |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6202852A JPH0847188A (en) | 1994-08-04 | 1994-08-04 | Magnet rotor |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0847188A true JPH0847188A (en) | 1996-02-16 |
Family
ID=16464267
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6202852A Pending JPH0847188A (en) | 1994-08-04 | 1994-08-04 | Magnet rotor |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0847188A (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0872945A1 (en) * | 1997-04-14 | 1998-10-21 | General Motors Corporation | Method of assembling a magnet ring on a rotor |
| WO2000014859A1 (en) * | 1998-09-02 | 2000-03-16 | Empresa Brasileira De Compressores S.A. - Embraco | An electric motor rotor and a process for producing an electric motor rotor |
-
1994
- 1994-08-04 JP JP6202852A patent/JPH0847188A/en active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0872945A1 (en) * | 1997-04-14 | 1998-10-21 | General Motors Corporation | Method of assembling a magnet ring on a rotor |
| WO2000014859A1 (en) * | 1998-09-02 | 2000-03-16 | Empresa Brasileira De Compressores S.A. - Embraco | An electric motor rotor and a process for producing an electric motor rotor |
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| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
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