JPS6013456A - 永久磁石回転子とその製造方法 - Google Patents

永久磁石回転子とその製造方法

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JPS6013456A
JPS6013456A JP58117139A JP11713983A JPS6013456A JP S6013456 A JPS6013456 A JP S6013456A JP 58117139 A JP58117139 A JP 58117139A JP 11713983 A JP11713983 A JP 11713983A JP S6013456 A JPS6013456 A JP S6013456A
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JP
Japan
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magnetic
permanent magnet
plate
rim
magnet
Prior art date
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Pending
Application number
JP58117139A
Other languages
English (en)
Inventor
Teruo Washizu
鷲頭 照雄
Toshimi Sakaguchi
坂口 俊美
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Publication date
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Publication of JPS6013456A publication Critical patent/JPS6013456A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K1/00Details of the magnetic circuit
    • H02K1/06Details of the magnetic circuit characterised by the shape, form or construction
    • H02K1/22Rotating parts of the magnetic circuit
    • H02K1/27Rotor cores with permanent magnets
    • H02K1/2706Inner rotors
    • H02K1/272Inner rotors the magnetisation axis of the magnets being perpendicular to the rotor axis
    • H02K1/274Inner rotors the magnetisation axis of the magnets being perpendicular to the rotor axis the rotor consisting of two or more circumferentially positioned magnets
    • H02K1/2753Inner rotors the magnetisation axis of the magnets being perpendicular to the rotor axis the rotor consisting of two or more circumferentially positioned magnets the rotor consisting of magnets or groups of magnets arranged with alternating polarity
    • H02K1/278Surface mounted magnets; Inset magnets

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Permanent Field Magnets Of Synchronous Machinery (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 本発明は回転箱″7機に用いられる永久磁石回転子とそ
の製造方法に関する。
〔発明の技術的背景とその問題点〕
同期電動機等の回転電機に用いられる永久磁石回転子は
、磁性体円筒状のリムの外周面上に複数個の永久磁石と
非磁性間隔部材を交互に取付け。
更にその外周部に前記永久磁石と非磁性間隔部材とを共
通に覆う被覆管を嵌合固定するようにしたものが提案さ
れている。しかしながら王妃のようにして製造された永
久磁石回転子は、大容量即ち直径を犬にして5例えば2
0.000 rpmもの超高速回転にすると、被覆管が
ひずみ、永久磁石および非磁性間隔部材4がリムからW
f+脱し、遂には被秘管が破粗し、永久磁石および非磁
性間隔部材が飛散するという問題があった。そこで被可
管の肉厚を犬にすると、被「J管自身の遠心力で8覇管
が膨らみ変形することと、回転子と凹1定子間の空11
冑を犬にしなければならず、それでは回転電機の特性が
低下するという間招1が生ずる。
〔発明の目的〕
本発明の目的は回転強度を満足し、回転電機に組込んだ
場合運転特性の良好な永久磁石回転子とその製造方法を
提供することにある。
〔発明の概要〕
本発明においては、その構造は、磁性体円筒状のリムの
外周に周方向に複数個の永久磁石と非磁性間隔部材とを
交互に配設したユニット回転子を所定個数回転軸に嵌着
した永久磁石回転子において、永久磁石の軸方向側面お
よび外周面は、側面 □側に非磁性側板を用い外周面側
に磁性外周板を用いて一体化した縦断面がコ字状で横断
面が円弧状の磁石保護板で覆い、この磁石保護板をリム
および非磁性間隔部材に溶接一体化すると共ζ二、前記
磁石保護板のない非磁性間隔部材の側面および外周面は
非磁性充填部材で埋めて円周方向に凹凸のない円筒状に
形成したことに特徴を有するものであり、その製造方法
は、磁性体円筒状のす′ムの外周に周方向に複数個の永
久磁石と非磁性間隔部材とを交互に配設したユニット回
転子を所定個数回転軸に嵌着した永久磁石回転子の製造
方法において、リムの外周に間隔をおいて設けた非磁性
間隔部材の間に永久磁石を接着剤にて接着し、永久磁石
の軸方向側面および外周面と非磁性間隔部材の軸方向側
面および外周面の一部にわたって、側面側に非磁性側板
を用い外周面側に磁性外周板を用いて溶接一体化した縦
断面コ字状で横断面円弧状の磁石保護板で覆い、この磁
石保護板をリムおよび非磁性間隔部材に溶接一体化する
と共(=、前記磁石保護板のない非磁性間隔部材の側面
および外周面は非磁性充填部材で埋めて円周方向に凹凸
のない円筒状に形成することに特徴を有するものである
。そして、磁石保護板で永久磁石覆い、非磁性間隔部材
の一部とリムに溶接固定し、又、非磁性間隔部材はリム
に別途固定することにより、固定子との空隙を小さく保
って良好な運転特性を得ることを可能にしながら回転強
度を箭11足させる永久磁石回転子を得るものである。
〔発明の実施例〕
実施例1 以下1本発明の一実施例について、第1図ないし第3図
を参照して説明する。(1)は軟鋼からなる磁性体円筒
状のリムであり、中心に設けられた軸孔(1a)に回転
軸(2)が貫通固定されている。このすA (1) (
7) 外8面(3)にステンレス鋼からなる横断面かは
ぼ扇形状をした短冊状の非磁性間隔部材(4)を4個と
、横断面がほぼ扇形状をした短冊状の永久磁石(5)(
東芝社製希土類コバルト磁石トスレックスを使用した)
を4個とを、1個ずつ交互に接着剤(住友スリーエム社
製のスコッチウェルド印構造用接着剤2214を使用し
た)で接着固定する。次に永久磁石(5)の軸方向側面
および外周面と非磁性間隔部材(4)の軸方向側面およ
び外周面の一部にわたって、側面側にステンレス鋼から
なる非磁性側板(6a)と外周面側にニッケルクロム鋼
からなる磁性外周板(6b)を用いてコ字成形溶接部(
6c)で溶接一体化した縦断面コ字状で横断面円弧状の
磁石保護板(6)で覆い、この磁石保護板(6)をリム
(1)および非磁性間隔部材(4)に保護板溶接部(7
)で溶接一体化する。前記磁石保護板(6)で覆われな
い非磁性間隔部jjA’ (4)の側面および外周面は
、ステンレス鋼からなる縦断面コ字状で41へ断面円弧
状に絞り成形(溶接でもよい)した非磁性保護板(8)
で覆い、これをリム(1)および非磁性間隔部材(4)
に保護板溶接部(7)で溶接一体化する。この永久磁石
回転子の回転軸(2)を除いたものをユニット回転子(
9)と称することにする。このユニット回転子(9)は
間隔をおいて設けられた磁石保護板(6)、(6)相互
間の凹部な非磁性保護板(8)で埋めて、凹凸のない円
部状にしているので、非磁性保護板(8)を非磁性充填
部材(8)ども称することにする。(F)は磁力線の方
向を示す。
次に作用について説明する。
永久磁石(5)としてトスレックスを用いたが、との永
久磁石は高エネルギ積を持っているので、小形軽量で高
出力の回転電機を得ることが可能である。例えば厚さ1
0〜12酎の永久磁石(5)を用いるととによって、 
& 10 kwの出力を得ることができる。
そして永久磁石(5)および非磁性間隔部材(4)は、
リム(1)に溶接された縦断面コ字状の磁石保護板(6
)および非磁性保護板(8)で固定されているので、非
常に強固に押えられたことになり1例えば20.000
rpm程度の超高速に回転しても、従来の被覆管のよう
に変形、破壊することはない。そして上記のように製造
された永久磁石回転子においては、各永久磁石(5)に
よって形成される磁束が第1図中矢印(F)で示すよう
に、永久磁石(5)から図示しない空隙を経由して図示
しない固定子側の磁路を通過した後、隣接する永久磁石
側の図示しない空隙を経由してそこの永久磁石(5)に
入り、さらにリム(1)を経由して元の永久磁石に戻る
。このような673気 □回路においては、隣接する永
久磁石(5)、(5)相互間に非磁性間隔部材(4)が
介在し、また、非磁性保護板(8)もその名称の通り非
磁性材で製作されており。
磁石保護板(6)も永久磁石(5)の軸方向側面側は非
磁性側板(6a)で製竹されているから、永久磁石(5
)。
(5)相互および永久磁石(5)の側面を通過する漏れ
磁束の発生を大幅に抑制することができる。その上。
永久磁石(5)の外周面側は磁性外周板(6b)が配冒
されているから5機械的衝撃に対して永久磁石(5)を
保護することは勿論、上記固定子側を通過する磁束の密
度を効率よく上昇させることができ、そしてユニット回
転子(9)は凹凸のない円筒状であるから風損を増大す
ることがない。その結果1本実施例の永久磁石回転子を
用いた回転電機の効率を。
従来の永久磁石回転子を用いた場合に比較して。
大幅に向上させることができる。
実施例2 第4図および第5図に第2の実施例の要部を示す。この
実施例は、非磁性間隔部材(4)および非磁性充填部材
(8)は一体にステンレス鋼(他の非磁性材料でもよい
)を溶融盛金した後、切削加工により所定の形状にし、
その他の永久磁石(5)取付け、磁石保護板(6)溶接
等は実施例1と同様にしたものである。
このようにしても実施例1と同様の作用効果が得られる
実施例3 第6図に第3の実施例の要部を示す。この実施例は複数
個の実施例1又は実施例2のユニット回転子(9)を同
一回転軸(2)に嵌着したものである。これを製造する
には、隣接するユニット回転子(9)、(9)の外周当
接部を結合溶接部(10)として溶接により一体化し、
その後、軸孔(1a)を旋削仕上して、回転軸(2)に
嵌着するものである。
このようにすると各ユニット回転子(9)の永久磁石(
5)の互いの円周方向への位置ずれを防ぎ、かっ軸孔(
1a)が一様に揃うので回転軸(2)の冷し嵌めが簡単
容易にできる。そしてユニット回転子(9)の数を適当
に選定することにより所望の出力の永久磁石回転子が得
られる。
例えば極数4.出力37kw、回転数20.00Orp
mの定格を有する電動機を製造する場合、永久磁石の厚
さを10〜12朋とし、このユニット回転子(9)を約
7個軸方向に連ねる必要がある。この場合回転強度上は
、各個のユニット回転子について、永久磁石(5)の全
重曾による遠心力が磁石保護板(6)の内周面にかかる
かを考えればよく、磁石保護板(6)の磁性外周板(6
b)の肉厚な3〜8.5齢程度にし、非磁性側板(6a
)の肉厚はほとんど自由に選定できるから適当に設定す
ればよい。さらに非磁性間隔部材(4)を非磁性保護板
(8)で覆う場合は、非磁性間隔部材(4)の遠心力は
永久磁石(5)に比べて、はるかにノドさいから問題を
生ずることがない。
尚、上記各実施例では、ユニット回転子(9)を回転軸
(2)ζ二直接嵌着固定しているが、別に設けるスリー
ブに一旦嵌着固定し、そのスリーブなシュノ(ンリング
(リングフェダー社商品名)@′の締結機械要素により
回転軸に固定してもよい。又、極数は4極でなくて他の
任意の数にしてもよい。
〔発明の効果〕
以上説明したように1本発明によれば、縦断面コ字状で
横断面円弧状の非磁性側板と磁性外周板からなる磁石保
護板で永久磁石を覆って、この磁石保護板を磁性体円筒
状のリムと永久磁石相互間の非磁性間隔部材に溶接して
軸方向長さの短かいユニット回転子を形成したことによ
り、超高速回転に対して極めて強固になり、又、固定子
との空隙を小さく保つと共に、漏れ磁束も少なくなり、
前記磁石保護板のない非磁性間隔部材の側面および外周
面は非磁性充填部材で埋めて円周方向に凹凸のない円筒
状にして風損を減少したことと併せて良好な運転特性を
得られ、しかもユニット回転子の数を適当に定めること
により所望の出力を得られる任意の出力、高効率、高信
頼性の超高速用永久磁石回転子が容易に製造できる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の永久磁石回転子の第1の実施例を示す
立面図、第2図は@1図の■−■線に沿う矢視断面図、
第3図は第1図のIII m Ifに沿う矢視断面図、
第4図は第2の実施例を示す要部立面図、第5図は$4
図の■−■線に沿う矢視断面図、第6図は第3の実施例
を示す要部縦断面図である。 1 ・・・ リ ム 1a ・・・軸 孔2・・・回転
軸 3・・リム外周部 4・・・非磁性間隔部材 5・・・永久磁石6・・・磁
石保護板 6a・・・非磁性側板6b・・・磁性外周板
 6C・・・コ字成形溶接部7・・・保護板溶接部 8・・・非磁性充填部材である非磁性保護板9・・・ユ
ニット回転子 10・・・結合溶接部代理人 弁理士 
井 上 −男 第1図 第 2 図 第 3 図

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)磁性体円筒状のリムの外周に周方向に複数個の永
    久磁石と非磁性間隔部材とを交互に配設したユニット回
    転子を所定個数回転軸に嵌着した永久磁石回転子におい
    て、永久磁石の軸方向側面および外周面は、側面側に非
    磁性側板を用い外周面側に磁性外周板を用いて一体什し
    た縦断面がコ字状で横断面が円弧状の磁石保護板で覆い
    、この磁石保護板をリムおよび非磁性間隔部材に溶接一
    体化すると共に、前記磁石保護板のない非磁性間隔部材
    の側面および外周面は非磁性充填部材で埋めて円周方向
    に凹凸のない円筒状に形成したことを特徴とする永久磁
    石回転子。
  2. (2)磁性体円筒状のリムの外周に周方向に複数個の永
    久磁石と非磁性間隔部材とを交互に配設したユニット回
    転子を所定個数回転軸に嵌着した永久磁石回転子の製造
    方法において、リムの外周に間隔をおいて設けた非磁性
    間隔部材の間に永久磁石を接着剤にて接着し、永久磁石
    の軸方向側面および外周面と非磁性間隔部材の軸方向側
    面および外周面の一部にわたって、側面側に非磁性側板
    を用い外周面側に磁性外周板を用いて溶接一体化した縦
    ゛断面コ字状で横断面円弧状の磁石保護板で蕃い、この
    磁石保護板をリムおよび非磁性間隔部材に溶接一体化す
    ると共に、前記磁石保護板のない非磁性間隔部材の側面
    および外周面は非磁性充填部材で埋めて円周方向に凹凸
    のない円筒状に形成することを特徴とする永久磁石回転
    子の製造方法。
  3. (3)非磁性間隔部材は横断面扇形状の短冊状にしてリ
    ムに接着剤で接着し、非磁性充填部材は縦断面コ字状で
    横断面円弧状の非磁性保護板にて形成し、これをリム及
    び非磁性間隔部材に溶接することを特徴とする特許請求
    の範囲第2項記載の永久磁石回転子の製造方法。
  4. (4)非磁性間隔部材および非磁性充填部材はリムに一
    体に溶融盛金後、切削加工により所定の形状に仕上げて
    形成することを特徴とする特許請求の範囲第2項記載の
    永久磁石回転子の製造方法。
  5. (5) ユニット回転子が複数個の場合は、あらかじめ
    各ユニット回転子の外周当接部を溶接により一体化し、
    その後、軸孔を旋削仕上して回転軸に嵌着することを特
    徴とする特許請求の範囲第2項ないし第4項いずれかに
    記載の永久磁石回転子の製造方法。
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1992017931A1 (fr) * 1991-04-02 1992-10-15 Fanuc Ltd Rotor pour moteur synchrone
WO2002043221A1 (de) * 2000-11-22 2002-05-30 Robert Bosch Gmbh Rotorläufer für eine elektrische maschine
JP2004180349A (ja) * 2002-11-22 2004-06-24 Nsk Ltd 電動機
EP3490111A1 (en) * 2017-11-22 2019-05-29 Hamilton Sundstrand Corporation Permanent magnet generator rotor for integrated drive generator

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