JPH09322450A - Rotor for electric motor - Google Patents

Rotor for electric motor

Info

Publication number
JPH09322450A
JPH09322450A JP8141321A JP14132196A JPH09322450A JP H09322450 A JPH09322450 A JP H09322450A JP 8141321 A JP8141321 A JP 8141321A JP 14132196 A JP14132196 A JP 14132196A JP H09322450 A JPH09322450 A JP H09322450A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
magnet
rotor
electric motor
filament winding
winding layer
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP8141321A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Kaneo Hamashima
兼男 浜島
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.)
Toyota Motor Corp
Original Assignee
Toyota Motor Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toyota Motor Corp filed Critical Toyota Motor Corp
Priority to JP8141321A priority Critical patent/JPH09322450A/en
Publication of JPH09322450A publication Critical patent/JPH09322450A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a rotor which can strengthen the fixing of a magnet by using conductive fiber with the generation of heat caused by an eddy current being prevented and can improve the performance and rotation of an electric motor. SOLUTION: A magnet 14 is bonded around a rotor core 11 which is constituted by laminating a hollow disc 24, a filament winding layer 16 is formed on the external circumferential surface of the magnet 14, and the magnet 14 is fixed. The filament winding layer 16 is constituted by winding glass fiber bundles 20 and carbon fiber bundles 22 alternately. Therefore, carbon fiber bundles 22 which include conductivity are insulated to each other by the glass fiber bundles 20, and an eddy current can be prevented from flowing through the filament winding layer 16 in its axial direction during rotation of a rotor 10. It is thus possible to suppress heat generation caused by the eddy current during rotation of the rotor 10.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は電動モータのロー
タ、特に高回転で使用される電動モータのロータに関す
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an electric motor rotor, and more particularly to an electric motor rotor used at high speed.

【0002】[0002]

【従来の技術】電動モータにおいては、ロータ側の磁石
とロータ周囲に配置されるステータとの距離を極力小さ
くするために、ロータの表面に磁石を固定することが行
われている。この場合、ロータ表面に磁石を固定する方
法としては、回転数の低い小型モータでは接着剤により
磁石をロータ表面に接着する方法が一般的である。ま
た、回転数の高いモータでは、接着剤のみで磁石をロー
タ表面に固定しただけでは、回転中に磁石が剥離する恐
れがあるので、磁石の外周に磁石固定用の繊維を巻き回
し、磁石をロータ表面に固定する方法が採用されてい
る。磁石固定用の繊維により磁石をロータ表面に固定す
る技術が特開昭61−1246号公報に開示されてい
る。
2. Description of the Related Art In an electric motor, in order to minimize the distance between a magnet on the rotor side and a stator arranged around the rotor, the magnet is fixed on the surface of the rotor. In this case, as a method of fixing the magnet to the rotor surface, a method of adhering the magnet to the rotor surface with an adhesive is generally used in a small motor having a low rotation speed. Also, in a motor with a high rotation speed, if the magnet is only fixed to the rotor surface with an adhesive, the magnet may peel off during rotation. The method of fixing to the rotor surface is adopted. Japanese Patent Application Laid-Open No. 61-1246 discloses a technique for fixing a magnet on the surface of a rotor with a fiber for fixing the magnet.

【0003】図6には、上記従来例において開示された
磁石の固定方法が示される。図6において、軸100に
固着された円筒型ロータコア102の外周には、永久磁
石103が複数個配置されている。この永久磁石103
は、接着剤104により、永久磁石103と円筒型ロー
タコア102の間及び永久磁石103相互間が接着され
ている。この永久磁石103の外周面には、熱硬化性樹
脂を含浸させたガラス繊維105が巻き回され、加熱硬
化されることにより永久磁石103がロータコア102
の外周上に固定されている。本従来例においては、ガラ
ス繊維105は、2層巻き回されている。
FIG. 6 shows a magnet fixing method disclosed in the above-mentioned conventional example. In FIG. 6, a plurality of permanent magnets 103 are arranged on the outer periphery of the cylindrical rotor core 102 fixed to the shaft 100. This permanent magnet 103
The adhesive 104 bonds the permanent magnet 103 and the cylindrical rotor core 102 and the permanent magnets 103 to each other. Glass fibers 105 impregnated with a thermosetting resin are wound around the outer peripheral surface of the permanent magnet 103, and the permanent magnet 103 is heated and hardened so that the permanent magnet 103 is fixed to the rotor core 102.
It is fixed on the outer circumference of. In this conventional example, the glass fiber 105 is wound in two layers.

【0004】上記従来例において、永久磁石103の外
周を巻き回す繊維の材料としてガラス繊維が用いられる
のは、渦電流が発生することを防止するためである。永
久磁石103を導電性の繊維で巻き回した場合には繊維
層中に渦電流が発生し、その発熱のために永久磁石が脱
磁したり、接着剤あるいは繊維に含浸された熱硬化性樹
脂が熱劣化を起こしたりする。したがって、永久磁石1
03の外周を巻き回す繊維の材料としては非導電性のガ
ラス繊維を使用する必要があった。
In the above-mentioned conventional example, glass fiber is used as a material for the fiber wound around the outer circumference of the permanent magnet 103 in order to prevent generation of eddy current. When the permanent magnet 103 is wound with a conductive fiber, an eddy current is generated in the fiber layer, and the heat generated from the permanent magnet demagnetizes the permanent magnet, or an adhesive or a thermosetting resin impregnated in the fiber. Cause heat deterioration. Therefore, the permanent magnet 1
It was necessary to use non-conductive glass fiber as the material of the fiber wound around the outer periphery of 03.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】しかし、電動モータ、
特に電気自動車に使用される電動モータ等においては、
10000rpmを超える高回転が要求される。したが
って、永久磁石103の外周を巻き回して固定するため
に使用される繊維として、ガラス繊維105では強度が
不足するという問題がある。
However, the electric motor,
Especially for electric motors used in electric vehicles,
High rotation speed exceeding 10,000 rpm is required. Therefore, as a fiber used to wind and fix the outer periphery of the permanent magnet 103, the glass fiber 105 has a problem of insufficient strength.

【0006】従って、電動モータの高回転化に対応する
ためには、ガラス繊維よりも高強度かつ高弾性の繊維を
使用する必要があるが、一般にこのような条件を満たす
繊維材料は導電性を有している。例えば、カーボン繊維
は、ガラス繊維に比べて強度、弾性率とも非常に高い
が、導電性も大変に良好な材料である。
Therefore, in order to cope with the high rotation of the electric motor, it is necessary to use a fiber having a higher strength and a higher elasticity than the glass fiber, but generally, a fiber material satisfying such a condition is not electrically conductive. Have For example, carbon fiber is a material having very high strength and elastic modulus as compared with glass fiber, but very good conductivity.

【0007】従来は、このような導電性の高い繊維材料
は、渦電流が発生するので永久磁石103を固定するた
めに使用することができなかった。
Conventionally, such a highly conductive fiber material cannot be used for fixing the permanent magnet 103 because eddy current is generated.

【0008】本発明は上記従来の課題に鑑みなされたも
のであり、その目的は、渦電流による発熱を防止しなが
ら導電性繊維を使用して磁石の固定をより強固とし、電
動モータの高性能化、高回転化を可能とする電動モータ
のロータを提供することにある。
The present invention has been made in view of the above problems of the prior art, and an object thereof is to prevent the heat generation due to an eddy current and to firmly fix a magnet by using a conductive fiber, thereby improving the performance of an electric motor. It is to provide a rotor of an electric motor that enables higher speed and higher rotation speed.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、ロータコアの外周上に磁石を配置し、磁
石の外周面に磁石固定用の繊維を巻き回して磁石を固定
した電動モータのロータであって、磁石固定用の繊維と
してガラス繊維と、ガラス繊維より高強度かつ高弾性の
導電性繊維とを用い、これらの繊維が交互に巻き回され
ていることを特徴とする。
In order to achieve the above object, the present invention is an electric motor in which a magnet is arranged on the outer circumference of a rotor core, and a fiber for fixing the magnet is wound around the outer peripheral surface of the magnet to fix the magnet. A motor rotor, characterized in that glass fibers and conductive fibers having higher strength and elasticity than glass fibers are used as fibers for fixing a magnet, and these fibers are alternately wound.

【0010】また、上記電動モータのロータにおいて、
導電性繊維としてはカーボン繊維が用いられることが好
適である。
In the rotor of the electric motor,
Carbon fibers are preferably used as the conductive fibers.

【0011】[0011]

【発明の実施の形態】以下、本発明の好適な実施の形態
を図面に基づいて説明する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Preferred embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0012】図1には、本発明に係る電動モータのロー
タの正面図及び側面図が示される。図1(a)におい
て、ロータコア11には突極12が形成されており、ロ
ータコア11の外周上の突極12に挟まれた領域には、
磁石14が配置され、接着剤により接着されている。本
例においては突極12及び磁石14がそれぞれ4つ配置
されている。磁石14の外周面及び突極12の外周面に
は、本発明に係る磁石固定用の繊維が巻き回され、フィ
ラメントワインディング層16が形成されている。以上
の構成により、本実施例のロータ10が形成されてい
る。
FIG. 1 shows a front view and a side view of a rotor of an electric motor according to the present invention. In FIG. 1A, salient poles 12 are formed on the rotor core 11, and a region on the outer circumference of the rotor core 11 sandwiched by the salient poles 12 is
The magnet 14 is arranged and bonded by an adhesive. In this example, four salient poles 12 and four magnets 14 are arranged. A filament winding layer 16 is formed on the outer peripheral surface of the magnet 14 and the outer peripheral surface of the salient pole 12 by winding the fiber for fixing the magnet according to the present invention. The rotor 10 of the present embodiment is formed by the above configuration.

【0013】図1(b)に示されるように、ロータコア
11は軸18に固定されており、これによって回転する
構成となっている。なお、ロータコア11の幅Lは、用
途に応じて適宜選択される。また、磁石14の外周面に
巻き回されたフィラメントワインディング層16の厚さ
tは、なるべく小さいほうが磁石14とロータ10の外
周に配置される図示していないステータとの距離を小さ
くでき好適であるが、例えば1mm以下とするのがよ
い。
As shown in FIG. 1 (b), the rotor core 11 is fixed to a shaft 18 and is rotated by this. The width L of the rotor core 11 is appropriately selected according to the application. Further, it is preferable that the thickness t of the filament winding layer 16 wound around the outer peripheral surface of the magnet 14 is as small as possible because the distance between the magnet 14 and a stator (not shown) arranged on the outer periphery of the rotor 10 can be reduced. However, it is preferable to set it to 1 mm or less.

【0014】図2には、磁石14の外周面上に繊維を巻
き回し、フィラメントワインディング層16を形成する
様子が示される。図2において、磁石14の外周面上に
形成されるフィラメントワインディング層16は、2種
類の異なる材料からなる繊維束によって構成されてい
る。一方がガラス繊維束20であり、他方がカーボン繊
維束22であって、それぞれ熱硬化性樹脂であるエポキ
シ樹脂が含浸されている。それぞれの繊維束20、22
は、所定本数の一次繊維を束ね、概ね等しい太さとされ
ている。
FIG. 2 shows how the filament winding layer 16 is formed by winding fibers around the outer peripheral surface of the magnet 14. In FIG. 2, the filament winding layer 16 formed on the outer peripheral surface of the magnet 14 is composed of a fiber bundle made of two different materials. One is a glass fiber bundle 20 and the other is a carbon fiber bundle 22, which are impregnated with epoxy resin which is a thermosetting resin. Each fiber bundle 20, 22
Are bundled with a predetermined number of primary fibers and have approximately the same thickness.

【0015】図2に示されるように、ガラス繊維束20
とカーボン繊維束22とは、磁石14の外周面上におい
て交互に並ぶように巻き回されている。この場合、図2
に示されるように、ガラス繊維束20とカーボン繊維束
22との組が巻きピッチpで巻き回されている。なお、
この巻きピッチpは、使用されるガラス繊維束20及び
カーボン繊維束22の径及び両繊維束20、22にかけ
るテンションにより適宜調整される。
As shown in FIG. 2, the glass fiber bundle 20
The carbon fiber bundles 22 and the carbon fiber bundles 22 are wound so as to be alternately arranged on the outer peripheral surface of the magnet 14. In this case, FIG.
As shown in, the set of the glass fiber bundle 20 and the carbon fiber bundle 22 is wound at the winding pitch p. In addition,
This winding pitch p is appropriately adjusted by the diameter of the glass fiber bundle 20 and the carbon fiber bundle 22 used and the tension applied to both fiber bundles 20, 22.

【0016】図3には、図1(a)のIII-III 断面の部
分断面図が示される。図3において、軸18の周囲にロ
ータコア11が配置され、ロータコア11の外周に磁石
14が配置され、さらに磁石14の外周面にフィラメン
トワインディング層16が形成されている。上述したよ
うに、フィラメントワインディング層16は、ガラス繊
維束20とカーボン繊維束22とが交互に配置されるよ
うに巻き回されて形成されている。図3に示された例に
おいては、このガラス繊維束20とカーボン繊維束22
とが3往復巻き回された様子が示されている。
FIG. 3 shows a partial sectional view of the III-III section of FIG. 1 (a). In FIG. 3, the rotor core 11 is arranged around the shaft 18, the magnet 14 is arranged on the outer periphery of the rotor core 11, and the filament winding layer 16 is formed on the outer peripheral surface of the magnet 14. As described above, the filament winding layer 16 is formed by winding the glass fiber bundles 20 and the carbon fiber bundles 22 alternately. In the example shown in FIG. 3, the glass fiber bundle 20 and the carbon fiber bundle 22 are
It is shown that and are wound three times back and forth.

【0017】本発明において特徴的な点は、ガラス繊維
束20とカーボン繊維束22とが交互に配置されたこと
にある。すなわち、図3に示されたロータ10において
は、磁石14及び図示しないステータにより発生する磁
界により、軸方向の平面に渦電流が発生する。しかし、
導電性の高いカーボン繊維束22は、それぞれ電気抵抗
の高いガラス繊維束20によって仕切られており、軸方
向平面に発生する渦電流がガラス繊維束20によって遮
られるので、渦電流の発生を抑制することができる。
A feature of the present invention is that the glass fiber bundles 20 and the carbon fiber bundles 22 are alternately arranged. That is, in the rotor 10 shown in FIG. 3, an eddy current is generated in the axial plane by the magnetic field generated by the magnet 14 and the stator (not shown). But,
The carbon fiber bundles 22 having high conductivity are partitioned by the glass fiber bundles 20 having high electric resistance, and eddy currents generated in the axial plane are blocked by the glass fiber bundles 20, so that the generation of eddy currents is suppressed. be able to.

【0018】また、ロータコア11においても、軸18
に対応する部分に穴のあいた中空円板24が多数積層さ
れる構造となっており、各中空円板24同士には絶縁被
膜が形成されて相互に絶縁されている。このため、ロー
タコア11においても軸方向平面に発生する渦電流が抑
制されている。
Also in the rotor core 11, the shaft 18
In the structure, a large number of hollow discs 24 having holes are laminated in a portion corresponding to the above. The hollow discs 24 are insulated from each other by forming an insulating coating. Therefore, also in the rotor core 11, the eddy current generated in the axial plane is suppressed.

【0019】以上のような構成により、電動モータの駆
動中にロータ10が回転しても、ロータ10に渦電流が
発生することを抑制でき、渦電流による発熱によって磁
石14が脱磁したり、両繊維束20、22中に含浸され
た熱硬化性樹脂あるいは磁石14をロータ10に接着す
るための接着剤等が熱劣化することを防止することがで
きる。
With the above configuration, even if the rotor 10 rotates during driving of the electric motor, it is possible to suppress the generation of an eddy current in the rotor 10, and the magnet 14 is demagnetized due to the heat generated by the eddy current. It is possible to prevent the thermosetting resin impregnated in both fiber bundles 20 and 22 or the adhesive or the like for bonding the magnet 14 to the rotor 10 from being thermally deteriorated.

【0020】さらに、本実施形態においては、磁石14
を固定するために、ガラス繊維束20の他に強度及び弾
性率の高いカーボン繊維束22が使用されているので、
磁石14がより強固に固定され、ロータ10の強度を高
くすることができ、ロータ10の高回転化に対応するこ
とができる。
Further, in this embodiment, the magnet 14
Since the carbon fiber bundle 22 having high strength and elasticity is used in addition to the glass fiber bundle 20 to fix the
The magnet 14 is more firmly fixed, the strength of the rotor 10 can be increased, and the rotation speed of the rotor 10 can be increased.

【0021】次に、本実施形態に係るロータ10の製造
方法について説明する。図4には、本実施形態に係る電
動モータのロータ10の製造工程が示される。図4にお
いて、ガラス繊維束20が巻かれたガラス繊維ボビン2
6と、カーボン繊維束22が巻かれたカーボン繊維ボビ
ン28とから、それぞれ両繊維束20、22を引き抜
き、エポキシ樹脂が満たされた樹脂含浸浴30を通過さ
せてエポキシ樹脂を含浸させる。エポキシ樹脂が含浸さ
れた繊維束20、22は、ガイドローラ32を介して並
列され、ロータ10のロータコア11の外周に接着剤に
より接着された磁石14の外周面上に巻き回される。こ
の際、ガラス繊維束20とカーボン繊維束22とは上述
したように並列して交互に巻き回されるので、図2及び
図3に示されるように、磁石14の外周面上に形成され
るフィラメントワインディング層16において交互に並
んで配置される。
Next, a method of manufacturing the rotor 10 according to this embodiment will be described. FIG. 4 shows a manufacturing process of the rotor 10 of the electric motor according to the present embodiment. In FIG. 4, the glass fiber bobbin 2 around which the glass fiber bundle 20 is wound
6 and the carbon fiber bobbin 28 around which the carbon fiber bundle 22 is wound, both fiber bundles 20 and 22 are drawn out and passed through a resin impregnation bath 30 filled with epoxy resin to impregnate the epoxy resin. The fiber bundles 20 and 22 impregnated with the epoxy resin are arranged side by side via a guide roller 32 and wound around the outer peripheral surface of the magnet 14 adhered to the outer periphery of the rotor core 11 of the rotor 10 with an adhesive. At this time, the glass fiber bundles 20 and the carbon fiber bundles 22 are alternately wound in parallel as described above, and thus are formed on the outer peripheral surface of the magnet 14 as shown in FIGS. 2 and 3. The filament winding layers 16 are alternately arranged.

【0022】ガラス繊維束20とカーボン繊維束22と
が巻き回されたロータ10は、加熱処理され、繊維束2
0、22中のエポキシ樹脂が硬化されて磁石14がロー
タコア11の外周に固定される。
The rotor 10 in which the glass fiber bundle 20 and the carbon fiber bundle 22 are wound is heat-treated to form the fiber bundle 2
The epoxy resin in 0 and 22 is hardened and the magnet 14 is fixed to the outer periphery of the rotor core 11.

【0023】以上の工程により、磁石14がロータコア
11に固定され、ロータ10が形成される。
Through the above steps, the magnet 14 is fixed to the rotor core 11 and the rotor 10 is formed.

【0024】以上の工程において使用されたガラス繊維
束20及びカーボン繊維束22としては、例えば表1に
示されるものを使用することができる。
As the glass fiber bundle 20 and the carbon fiber bundle 22 used in the above steps, for example, those shown in Table 1 can be used.

【0025】[0025]

【表1】 本実施形態で使用されるガラス繊維束20及びカーボン
繊維束22は、上記表1に示されたガラス繊維及びカー
ボン繊維をそれぞれ所定本数束ねたものである。
[Table 1] The glass fiber bundle 20 and the carbon fiber bundle 22 used in this embodiment are bundles of a predetermined number of the glass fibers and the carbon fibers shown in Table 1 above.

【0026】なお、上述した実施形態においては、導電
性繊維としてカーボン繊維が使用されているが、これは
ガラス繊維より高強度かつ高弾性であれば、特に限定さ
れるものではない。また、熱硬化性樹脂としてエポキシ
樹脂が使用されているが、これも特にエポキシ樹脂に限
定されるものではない。
Although carbon fibers are used as the conductive fibers in the above-mentioned embodiments, the carbon fibers are not particularly limited as long as they have higher strength and higher elasticity than glass fibers. Although an epoxy resin is used as the thermosetting resin, the thermosetting resin is not limited to the epoxy resin.

【0027】次に、以上のようにして製造した本実施形
態に係る電動モータのロータの実施例を比較例と共に示
す。
Next, an example of the rotor of the electric motor according to this embodiment manufactured as described above will be shown together with a comparative example.

【0028】実施例.図1に示された幅L=50mmの
ロータコア11に磁石14を配置し、その全幅にわたっ
て図4に示される工程によって各繊維束20、22を交
互に並べて3往復巻き回した。このように構成したロー
タ10を150℃に昇温させ、2時間保持してエポキシ
樹脂を硬化させた。この時の巻きピッチpは、ガラス繊
維束20及びカーボン繊維束22の組毎に5mmとなる
ように各繊維束にテンションを加えた。また、3往復巻
き回した結果フィラメントワインディング層16の厚さ
tが0.85mmとなった。
Embodiment. The magnet 14 was arranged on the rotor core 11 having a width L = 50 mm shown in FIG. 1, and the fiber bundles 20 and 22 were alternately arranged and wound three times back and forth over the entire width by the process shown in FIG. The rotor 10 thus configured was heated to 150 ° C. and held for 2 hours to cure the epoxy resin. Tension was applied to each fiber bundle so that the winding pitch p at this time was 5 mm for each set of the glass fiber bundle 20 and the carbon fiber bundle 22. As a result of three reciprocal windings, the thickness t of the filament winding layer 16 was 0.85 mm.

【0029】この際、図3に示されたフィラメントワイ
ンディング層16の中のガラス繊維及びカーボン繊維の
含有率は合計で67体積%であり、残り33体積%がエ
ポキシ樹脂であった。また、フィラメントワインディン
グ層16中のカーボン繊維とガラス繊維との比率は体積
比で55:45となった。
At this time, the total content of glass fiber and carbon fiber in the filament winding layer 16 shown in FIG. 3 was 67% by volume, and the remaining 33% by volume was the epoxy resin. The volume ratio of carbon fiber to glass fiber in the filament winding layer 16 was 55:45.

【0030】なお、磁石14は、その外周にフィラメン
トワインディング層16を形成する前に、エポキシ系の
接着剤によりロータコア11の外周面に接着させておい
た。
The magnet 14 was adhered to the outer peripheral surface of the rotor core 11 with an epoxy adhesive before forming the filament winding layer 16 on the outer periphery thereof.

【0031】比較例1.カーボン繊維を用いずガラス繊
維のみを使用して実施例と同様に磁石14の外周面にフ
ィラメントワインディング層16を形成した。この際、
巻きピッチpは2.24mmであり、3往復巻き回し
た。フィラメントワインディング層16中のガラス繊維
の含有率は67体積%であり、残り33体積%がエポキ
シ樹脂であった。
Comparative Example 1 The filament winding layer 16 was formed on the outer peripheral surface of the magnet 14 in the same manner as in the example by using only glass fibers without using carbon fibers. On this occasion,
The winding pitch p was 2.24 mm, and three reciprocating windings were performed. The content of glass fibers in the filament winding layer 16 was 67% by volume, and the remaining 33% by volume was the epoxy resin.

【0032】以後、実施例と同様にして、150℃に昇
温させ2時間保持してエポキシ樹脂を硬化させロータ1
0を形成した。
Thereafter, similarly to the embodiment, the rotor 1 was heated to 150 ° C. and held for 2 hours to cure the epoxy resin.
Formed 0.

【0033】比較例2.ガラス繊維を用いずカーボン繊
維のみを使用して磁石14の外周にフィラメントワイン
ディング層16を形成した。この時の巻きピッチpは
2.79mmであり、3往復巻き回した。以後150℃
に昇温させ2時間保持してロータ10を形成した。本比
較例においても、フィラメントワインディング層16中
のカーボン繊維の含有率は67体積%であった。
Comparative Example 2 The filament winding layer 16 was formed on the outer periphery of the magnet 14 using only carbon fibers without using glass fibers. The winding pitch p at this time was 2.79 mm, and three reciprocating windings were performed. After that, 150 ° C
The temperature was raised to and held for 2 hours to form the rotor 10. Also in this comparative example, the carbon fiber content in the filament winding layer 16 was 67% by volume.

【0034】比較例3.磁石14の外周面にフィラメン
トワインディング層16を形成せず、接着剤のみによっ
て磁石14をロータコア11に接着させた。
Comparative Example 3. The filament winding layer 16 was not formed on the outer peripheral surface of the magnet 14, and the magnet 14 was bonded to the rotor core 11 only by the adhesive.

【0035】以上の実施例及び比較例1、2、3のよう
にして構成した各ロータ10をモータに組み付けて徐々
に回転数を上げていき、遠心力によって磁石14が剥離
してロータ10が破壊されるときのモータの回転数を測
定した。またその時の磁石14の表面温度も合わせて測
定した。これらの結果が図5に示される。
Each of the rotors 10 constructed as in the above Examples and Comparative Examples 1, 2 and 3 was assembled into a motor and the rotational speed was gradually increased. The rotation speed of the motor when it was destroyed was measured. The surface temperature of the magnet 14 at that time was also measured. These results are shown in FIG.

【0036】図5において、縦軸に磁石14が剥離した
ときのモータの回転数を限界回転数(rpm)として示
す。また、実施例及び比較例1、2、3をそれぞれ横に
並べて示した。
In FIG. 5, the vertical axis shows the rotation speed of the motor when the magnet 14 is peeled off as the limit rotation speed (rpm). In addition, Examples and Comparative Examples 1, 2, and 3 are shown side by side.

【0037】使用したガラス繊維の抵抗率は1015Ωc
mであり、カーボン繊維の抵抗率は2×10-3Ωcmで
ある。このため、ガラス繊維のみでフィラメントワイン
ディング層16を形成した比較例1の場合には、フィラ
メントワインディング層16のロータ10の幅方向の抵
抗率は1015Ωcmを超えていた。また、実施例の場合
には、ガラス繊維とカーボン繊維とを交互に配列してお
り、その抵抗率は1013Ωcmであった。したがって、
実施例の場合も比較例1の場合も渦電流の発生は大きく
抑制されており、渦電流による発熱は小さく抑えられて
いると考えられる。なお、比較例1において磁石14の
表面温度が88℃まで上昇しているのは、ステータのコ
イルによって発生した熱が磁石14に伝熱された結果で
ある。
The glass fiber used has a resistivity of 10 15 Ωc.
m, and the resistivity of the carbon fiber is 2 × 10 −3 Ωcm. Therefore, in the case of Comparative Example 1 in which the filament winding layer 16 was formed of only glass fibers, the resistivity of the filament winding layer 16 in the width direction of the rotor 10 exceeded 10 15 Ωcm. Further, in the case of the example, glass fibers and carbon fibers were alternately arranged, and the resistivity thereof was 10 13 Ωcm. Therefore,
It is considered that the generation of the eddy current is greatly suppressed in both the examples and the comparative example 1, and the heat generation due to the eddy current is suppressed to be small. In Comparative Example 1, the surface temperature of the magnet 14 increased to 88 ° C. as a result of the heat generated by the stator coil being transferred to the magnet 14.

【0038】図5に示されるように、比較例1において
は約10000rpmで磁石14が剥離している。これ
に対して実施例においては約13000rpmまで限界
回転数を上げることができた。これは、比較例1に比べ
て強度の高いカーボン繊維をガラス繊維と共に使用した
ことにより、フィラメントワインディング層16の強度
が大幅に向上された結果であると考えられる。なお、実
施例においては、13000rpmの時に磁石14の表
面温度が103℃となっているが、比較例1と同じ10
000rpmの時には磁石14の表面温度は92℃であ
った。上述したように、ステータのコイルからの伝熱を
考えると、実施例と比較例1とでその発熱量はほぼ同等
であると考えられる。
As shown in FIG. 5, in Comparative Example 1, the magnet 14 peels off at about 10,000 rpm. On the other hand, in the example, the limit rotational speed could be increased to about 13000 rpm. This is considered to be a result of the fact that the strength of the filament winding layer 16 was significantly improved by using the carbon fiber having a higher strength than that of Comparative Example 1 together with the glass fiber. In addition, in the example, the surface temperature of the magnet 14 is 103 ° C. at 13000 rpm.
The surface temperature of the magnet 14 was 92 ° C. at 000 rpm. As described above, considering the heat transfer from the coils of the stator, it is considered that the heat generation amounts of the example and the comparative example 1 are almost the same.

【0039】以上より、比較例1と比較して本実施例の
場合には、渦電流による発熱を抑制しつつガラス繊維の
みに比べてロータ10の強度を向上させることができ
た。
From the above, in the case of this example, as compared with the comparative example 1, it was possible to improve the strength of the rotor 10 in comparison with the glass fiber alone while suppressing the heat generation due to the eddy current.

【0040】また、比較例2においては、フィラメント
ワインディング層16をカーボン繊維のみによって形成
しているが、この場合のロータ10の幅方向の抵抗率は
10-1Ωcmであった。このため、フィラメントワイン
ディング層16に渦電流が発生し発熱して熱硬化性樹脂
のエポキシ樹脂が熱劣化され、約9000rpmで磁石
14が剥離した。この時の磁石の表面温度は280℃で
あった。
Further, in Comparative Example 2, the filament winding layer 16 was formed only of carbon fibers, but in this case, the resistivity of the rotor 10 in the width direction was 10 -1 Ωcm. Therefore, an eddy current is generated in the filament winding layer 16 to generate heat, and the epoxy resin of the thermosetting resin is thermally deteriorated, and the magnet 14 is peeled off at about 9000 rpm. At this time, the surface temperature of the magnet was 280 ° C.

【0041】本比較例の評価結果より、強度の高いカー
ボン繊維を使用しても、渦電流による発熱のためにロー
タ10の強度はガラス繊維を使用する場合よりも低下す
ることがわかった。
From the evaluation results of this comparative example, it was found that even if the carbon fiber having high strength is used, the strength of the rotor 10 becomes lower than the case where the glass fiber is used due to the heat generation by the eddy current.

【0042】また、比較例3は接着剤のみで磁石14を
ロータコア11に接着固定させたものであるが、その強
度は極めて不十分であり、4000rpmで磁石14の
剥離が生じた。
In Comparative Example 3, the magnet 14 was adhered and fixed to the rotor core 11 only with the adhesive, but the strength was extremely insufficient and the magnet 14 peeled off at 4000 rpm.

【0043】以上の評価結果より、本実施例に係る電動
モータのロータが従来より高い強度を有することがわか
った。
From the above evaluation results, it was found that the rotor of the electric motor according to this embodiment has higher strength than conventional rotors.

【0044】[0044]

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
強度及び弾性率の高い導電性繊維を使用して磁石の固定
を強固なものとするとともに、この導電性繊維の両隣を
非導電性繊維で絶縁することにより、渦電流の発生を抑
制して発熱を抑えることができる。
As described above, according to the present invention,
The conductive fiber with high strength and elastic modulus is used to firmly fix the magnet, and both sides of this conductive fiber are insulated by the non-conductive fiber to suppress the generation of eddy current and generate heat. Can be suppressed.

【0045】したがって、渦電流の発生を防止しつつ高
強度、高弾性率の繊維を用いることができるので、磁石
を強固に固定したロータを得ることができ、電動モータ
の高性能化、高回転化に対応することができる。
Therefore, since fibers having high strength and high elastic modulus can be used while preventing the generation of eddy currents, a rotor having a firmly fixed magnet can be obtained, and the electric motor has high performance and high rotation. It is possible to deal with

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】 本発明に係る電動モータのロータの正面図及
び側面図である。
FIG. 1 is a front view and a side view of a rotor of an electric motor according to the present invention.

【図2】 磁石の外周面にフィラメントワインディング
層を形成する様子の説明図である。
FIG. 2 is an explanatory diagram showing how a filament winding layer is formed on the outer peripheral surface of a magnet.

【図3】 図1のIII-III 断面の部分断面図である。FIG. 3 is a partial cross-sectional view taken along the line III-III in FIG.

【図4】 本発明に係る電動モータのロータの製造工程
の説明図である。
FIG. 4 is an explanatory diagram of a manufacturing process of the rotor of the electric motor according to the present invention.

【図5】 本発明に係る電動モータのロータ及び比較例
の性能評価結果を示すグラフ図である。
FIG. 5 is a graph showing performance evaluation results of a rotor of an electric motor according to the present invention and a comparative example.

【図6】 従来における電動モータのロータの断面図で
ある。
FIG. 6 is a sectional view of a rotor of a conventional electric motor.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10 ロータ、11 ロータコア、12 突極、14
磁石、16 フィラメントワインディング層、18
軸、20 ガラス繊維束、22 カーボン繊維束、24
中空円板、26 ガラス繊維ボビン、28 カーボン
繊維ボビン、30樹脂含浸浴、32 ガイドローラ。
10 rotor, 11 rotor core, 12 salient pole, 14
Magnet, 16 filament winding layer, 18
Shaft, 20 glass fiber bundle, 22 carbon fiber bundle, 24
Hollow disk, 26 glass fiber bobbin, 28 carbon fiber bobbin, 30 resin impregnation bath, 32 guide roller.

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 ロータコアの外周上に磁石を配置し、前
記磁石の外周面に磁石固定用の繊維を巻き回して前記磁
石を固定した電動モータのロータであって、 前記磁石固定用の繊維としてガラス繊維と、ガラス繊維
より高強度かつ高弾性の導電性繊維とを用い、 これらの繊維が交互に巻き回されていることを特徴とす
る電動モータのロータ。
1. A rotor for an electric motor in which a magnet is arranged on the outer periphery of a rotor core, and a fiber for fixing the magnet is wound around the outer peripheral surface of the magnet to fix the magnet, wherein the fiber for fixing the magnet is used. A rotor for an electric motor, characterized in that glass fibers and conductive fibers having higher strength and elasticity than glass fibers are used and these fibers are alternately wound.
【請求項2】 請求項1記載の電動モータのロータにお
いて、 前記導電性繊維としてカーボン繊維が用いられることを
特徴とする電動モータのロータ。
2. The rotor for an electric motor according to claim 1, wherein carbon fibers are used as the conductive fibers.
JP8141321A 1996-06-04 1996-06-04 Rotor for electric motor Pending JPH09322450A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP8141321A JPH09322450A (en) 1996-06-04 1996-06-04 Rotor for electric motor

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP8141321A JPH09322450A (en) 1996-06-04 1996-06-04 Rotor for electric motor

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH09322450A true JPH09322450A (en) 1997-12-12

Family

ID=15289206

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP8141321A Pending JPH09322450A (en) 1996-06-04 1996-06-04 Rotor for electric motor

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH09322450A (en)

Cited By (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1811631A2 (en) * 2006-01-20 2007-07-25 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Surface permanent magnet type rotating electric machine and manufacturing method thereof
JP2009017709A (en) * 2007-07-06 2009-01-22 Nidec Sankyo Corp Motor
JP2009017708A (en) * 2007-07-06 2009-01-22 Nidec Sankyo Corp Rotor, manufacturing method for rotor and motor
KR100921243B1 (en) * 2007-11-02 2009-10-12 윤상기 Rotor of permanent magnet type ac generator having division magnet arrangement
WO2013083186A1 (en) * 2011-12-06 2013-06-13 L-3 Communications Magnet-Motor Gmbh Method of producing a rotor of an electric machine and rotor of an electric machine
JP2015091202A (en) * 2013-11-07 2015-05-11 川崎重工業株式会社 Member for preventing magnet flotation and shatter, and rotor
CN107005110A (en) * 2014-11-20 2017-08-01 株式会社神户制钢所 Magnet embedded type electric rotating machine
WO2019158429A1 (en) * 2018-02-13 2019-08-22 Siemens Aktiengesellschaft Can for an electric machine made from a fibre composite material, electric machine, and production method
JP2020178386A (en) * 2019-04-15 2020-10-29 本田技研工業株式会社 Rotor and surface magnet type rotary electric machine
JP2020188602A (en) * 2019-05-15 2020-11-19 本田技研工業株式会社 Rotor for rotary electric machine
US20220388686A1 (en) * 2019-11-11 2022-12-08 Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. Rotor manufacturing method
CN116113539A (en) * 2020-11-03 2023-05-12 叶片动力学有限公司 Hybrid pultruded panels for spar caps of wind turbine blades

Cited By (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1811631A2 (en) * 2006-01-20 2007-07-25 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Surface permanent magnet type rotating electric machine and manufacturing method thereof
EP1811631A3 (en) * 2006-01-20 2011-04-27 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Surface permanent magnet type rotating electric machine and manufacturing method thereof
JP2009017709A (en) * 2007-07-06 2009-01-22 Nidec Sankyo Corp Motor
JP2009017708A (en) * 2007-07-06 2009-01-22 Nidec Sankyo Corp Rotor, manufacturing method for rotor and motor
KR100921243B1 (en) * 2007-11-02 2009-10-12 윤상기 Rotor of permanent magnet type ac generator having division magnet arrangement
WO2013083186A1 (en) * 2011-12-06 2013-06-13 L-3 Communications Magnet-Motor Gmbh Method of producing a rotor of an electric machine and rotor of an electric machine
US20150076959A1 (en) * 2011-12-06 2015-03-19 L-3 Communications Magnet-Motor Gmbh Method of producing a rotor of an electric machine and rotor of an electric machine
JP2015091202A (en) * 2013-11-07 2015-05-11 川崎重工業株式会社 Member for preventing magnet flotation and shatter, and rotor
CN107005110A (en) * 2014-11-20 2017-08-01 株式会社神户制钢所 Magnet embedded type electric rotating machine
US20170310177A1 (en) * 2014-11-20 2017-10-26 Kabushiki Kaisha Kobe Seiko Sho (Kobe Steel, Ltd.) Interior magnet rotary electric machine
US10476330B2 (en) * 2014-11-20 2019-11-12 Kobe Steel, Ltd. Interior magnet rotary electric machine
WO2019158429A1 (en) * 2018-02-13 2019-08-22 Siemens Aktiengesellschaft Can for an electric machine made from a fibre composite material, electric machine, and production method
JP2020178386A (en) * 2019-04-15 2020-10-29 本田技研工業株式会社 Rotor and surface magnet type rotary electric machine
JP2020188602A (en) * 2019-05-15 2020-11-19 本田技研工業株式会社 Rotor for rotary electric machine
US20220388686A1 (en) * 2019-11-11 2022-12-08 Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. Rotor manufacturing method
US11952148B2 (en) * 2019-11-11 2024-04-09 Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. Rotor manufacturing method
CN116113539A (en) * 2020-11-03 2023-05-12 叶片动力学有限公司 Hybrid pultruded panels for spar caps of wind turbine blades

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7525230B1 (en) Air core motor-generator
JP2762257B2 (en) Manufacturing method of grooveless motor
US6849982B2 (en) Toroidal electrical machine and an annular winding carrier therefor
US6104115A (en) Method for fabricating a permanent magnet rotor, and rotor obtained by said method
JP5033552B2 (en) Axial gap type coreless rotating machine
CA2694353C (en) A device and method to clamp and lock permanent magnets and improve cooling within a rotating electrical machine using pitched focused flux magnets
US3749950A (en) Dynamoelectric machine having enhanced cooling
JP7399500B2 (en) Axial flux rotor with magnets and a body of composite material layers with fibers of different orientations, method for manufacturing the rotor, and electromagnetic motor or generator comprising the rotor
JPH09322450A (en) Rotor for electric motor
US20130002066A1 (en) Lightweight and efficient electrical machine and method of manufacture
JPH08242564A (en) Binder structure of rotary electric machine
JPH10503918A (en) Light-weight high-output electric device and method of manufacturing the same
AU3565000A (en) Improvements in electrical machines
US3465186A (en) Dynamoelectric machine and methods of manufacturing armature assemblies therefor
JP2019004533A (en) Manufacturing method of permanent magnet fixing body
EP1115190A1 (en) Rotating electric machine
US20190280550A1 (en) Laminated stack motor
JP2004135412A (en) Winding fixing structure for rotary transforming resolver
US4021692A (en) Peripheral commutator for discoidal armature
JP2957346B2 (en) Axial gap rotating electric machine
JP7153437B2 (en) Rotating electric machine
JP2000217291A (en) Stator of low-voltage electric machine
JPH0723003Y2 (en) coil
JP3365534B2 (en) Rotor with permanent magnet of magnet synchronous rotating machine
JP6522273B1 (en) Stator coil, method of manufacturing the same and rotary electric machine