WO1986005332A1 - Permanent magnet field rotor assembly - Google Patents

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WO1986005332A1
WO1986005332A1 PCT/JP1986/000101 JP8600101W WO8605332A1 WO 1986005332 A1 WO1986005332 A1 WO 1986005332A1 JP 8600101 W JP8600101 W JP 8600101W WO 8605332 A1 WO8605332 A1 WO 8605332A1
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permanent magnet
rotor
magnet field
yokes
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Yoichi Amemiya
Masatoyo Sogabe
Kiyoshi Tagami
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Fanuc Ltd
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    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K1/00—Details of the magnetic circuit
    • H02K1/06—Details of the magnetic circuit characterised by the shape, form or construction
    • H02K1/22—Rotating parts of the magnetic circuit
    • H02K1/27—Rotor cores with permanent magnets
    • H02K1/2706—Inner rotors
    • H02K1/272—Inner rotors the magnetisation axis of the magnets being perpendicular to the rotor axis
    • H02K1/274—Inner rotors the magnetisation axis of the magnets being perpendicular to the rotor axis the rotor consisting of two or more circumferentially positioned magnets
    • H02K1/2753—Inner 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
    • H02K1/276—Magnets embedded in the magnetic core, e.g. interior permanent magnets [IPM]
    • H02K1/2766—Magnets embedded in the magnetic core, e.g. interior permanent magnets [IPM] having a flux concentration effect
    • H02K1/2773—Magnets embedded in the magnetic core, e.g. interior permanent magnets [IPM] having a flux concentration effect consisting of tangentially magnetized radial magnets
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
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    • Y10T29/00—Metal working
    • Y10T29/49—Method of mechanical manufacture
    • Y10T29/49002—Electrical device making
    • Y10T29/49009—Dynamoelectric machine
    • Y10T29/49012—Rotor

Definitions

  • the present invention relates to a permanent magnet field rotor assembly, and more particularly, to an improvement in a structure for fixing a plate to a mouth shaft of a permanent magnet field rotor assembly.
  • the permanent magnet field transducer assembly includes a rotor shaft and a plurality of jokes arranged circumferentially around the mouth shaft and extending in the direction of the axis of the rotor shaft. It has a permanent magnet held between each two adjacent works and a pair of end plates attached to both ends of the yoke and fixed to the rotor shaft.
  • the end plate is fixed to the end of the yoke by an embedded bolt or a fastening bolt penetrating the yoke, and is in contact with the yoke and the permanent magnet. Therefore, in order to prevent the magnetic path from being short-circuited by the plate, it is necessary that the plate be made of a fluorinated magnetic material such as stainless steel glow.
  • the boss portion made of a non-magnetic material is formed to be thin, and the boss portion is welded to the rotor shaft to fix the plate to the mouth shaft. According to this method, you can make ⁇ Although it can be firmly fixed to a single shaft, this method may cause thermal deformation of the single shaft and may reduce the rotational accuracy of the rotor assembly.
  • a rotor shaft a plurality of yokes arranged around the rotor shaft at intervals in the circumferential direction and extending in the X-axis direction of the rotor shaft, and are held between two adjacent yokes. It has a permanent magnet and a pair of end plates attached to both ends of the yoke, and is made of a non-magnetic material. Boss portion is formed, and the boss portion is fixed to the mouth-shaft by a tightening force of a shrink-fitting ring attached to the outer periphery thereof by shrink-fitting. A solid is provided.
  • the boss portion of the end plate is firmly fixed to the ⁇ -tashaft by the tightening force of the shrink fit ring.
  • This shrink-fit ring does not need to be made of non-magnetic material and can be made inexpensively.
  • ⁇ ⁇ made of a non-magnetic material can be formed thin, so ⁇ ⁇ can also be made at low cost.
  • the end plate can be fixed to the rotor shaft without requiring welding, thermal deformation of the rotor shaft can be prevented, and a decrease in rotation accuracy of the rotor assembly can be prevented.
  • the boss of the end plate is formed by drawing.
  • the end plate can be made more inexpensively and easily with a minimum of non-magnetic material.
  • FIG. 1 is a sectional view of a permanent magnet field rotor assembly showing one embodiment of the present invention
  • FIG. 2 is a sectional view of the rotor assembly shown in FIG. 1 taken along the line ⁇ -D in FIG. 1;
  • FIG. 3 is a cross-sectional view of the @trochanter assembly shown in FIG. 1 taken along the line ⁇ - ⁇ in FIG. Example
  • the permanent magnet field rotor assembly has a rotor shaft 11.
  • a rotor shaft 11 Around the rotor shaft 11, four yokes 12 extending in the X-axis direction of the rotor shaft are arranged at intervals in the circumferential direction.
  • Each yoke 12 is composed of a large number of thin electromagnetic louvers stacked in the X-ray direction.
  • Permanent magnets 13 extending in the X-axis direction are held between each two adjacent yokes 12.
  • the permanent magnet 13 has a rectangular cross-section facing radially outward of the rotor shaft 11.
  • the electromagnetic field of the yoke 12 is formed in a substantially sector shape, and the outer ends of the yoke are engaged with the outer corners of the permanent magnet 13 to remove the permanent magnet 13 radially outward.
  • the permanent magnets 13 are provided with different magnetic poles N and S on both sides in the circumferential direction.
  • the ffl surface of 13 has the same magnetic pole. Therefore, each of the yokes 12 has a field pole on the outer peripheral surface, and the field poles of the yoke 12 are alternately different in the circumferential direction.
  • a pair of plates 14 and 15 are provided at both ends of the yoke 12.
  • the end plates 14 and 15 are fixed to both ends of the yoke 12 by fastening bolts 16 and nuts 17 penetrating the yoke 12 respectively.
  • the permanent magnet 13 is prevented from moving in the axial direction between the plates 14 and 15.
  • the end plates 14 and 15 are made of a thin stainless steel plate which is a non-magnetic material.
  • ⁇ ⁇ 14 and 15 have bosses 14 a and 15 a at their center, and the bosses 14 a and 15 a are formed so as to fit around the outer periphery of the rotor shaft 11. Have been.
  • the permanent magnet field cultivator assembly has shrink fit rings 18 and 19 which are attached to the outer circumferences of the bosses 14a and 15a of the plates 14 and 15 by shrink fitting.
  • the bosses 14 a, 15 a of the terminals 14, 15 mounted on the outer periphery of the rotor shaft 11 are formed in the radial direction caused by the press-fitting or the fitting-fitting rings 18, 19. It is firmly fixed to the mouth shaft 11 by the tightening force of.
  • the coupling strength of the bosses 1a and 15a of the end plates 14 and 15 to the rotor shaft 11 can be set appropriately.
  • the shrink-fit rings 18 and 19 do not need to be made of non-magnetic material, and can be made of inexpensive ferrous metal per boat. Therefore, shrink fit rings 18 and 19 can be made at low cost.
  • the end plates 14 and 15 are in contact with the yoke 12, they need to be made of a magnetic material, but the end plates 14 and 15 and the bosses 14a and 15a are thin.
  • the end plates 14 and 15 can be made at low cost because they can be made of non-magnetic material.
  • the bosses 14a and 15a of ⁇ ⁇ 14 and 15 can be made easily and inexpensively with the maximum material, J / J, by performing drawing after punching thin sheet material. it can.
  • the present invention is not limited to the embodiment of the above embodiment, and various changes can be made to the components within the scope of the invention described in the claims.
  • the number of yokes and permanent magnets that is, the number of poles of the face twill assembly can be an appropriate integer.
  • each yoke may be made of a single metal body.
  • Industrial Applicability-The permanent magnet field rotor assembly according to the present invention can be applied to permanent magnet field motors and generators for various uses.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Permanent Field Magnets Of Synchronous Machinery (AREA)
  • Iron Core Of Rotating Electric Machines (AREA)

Description

- 明 細 書
永久磁石界磁回転子組立体
技術分野
本発明は永久磁石界磁回転子組立体に闋し、 更に詳しく は、 永 久磁石界磁回転子組立体の口一タ シャフ トへの嬸板の固定構造の 改良に関する。 背景技術
一般に、 永久磁石界磁画転子組立体はロータシャフ ト と、 口— タシャフ トの周りに周方向に間隔を隔てて配列されてロータ ^ャ フ トの轴線方向に延びる複数個のョークと、 隣接する各 2つのョ —ク間に保持される永久磁石と、 ヨークの両端部に取り付けられ てロータ シャフ トに固定される一対の端板とを備えている。
このような永久磁石界磁回転子組立体においては、 端板が埋込 みボル ト、 或いはヨークを貫通する締結ボル トにより ヨークの端 部に固定されてヨークや永久磁石に接触している。 したがって、 嫱板による磁路の短絡を防止するために、 嬙板をステンレス鑼等 のような弗磁性材料で作る^要がある。
一方、 端板はロ ータ シャフ トに対して強固に固定する必要があ るので、 従来より、 鏵造及びノ又は切削加工により端板に厚肉の ボス部を一体に形成し、 このボス部を焼嵌めによってロータシャ フ トに固定する方法が広く採用されている。 しかしながら、 非磁 性材料は一般に高価であるため、 厚肉のボス部を有するこのよう な嬸板を非磁性材料で作ると W格が非常に高く なるという欠点が ある。
非磁性材料からなる嬸扳のボス部を薄肉に形成し、 このボス部 をロータ シャフ トに溶接することにより嬸板を口一タ シャフ トに 固定することができる。 この方法によれば鑲扳を安 ffiに作って口 一タシャフ トに強固に固定することができるが、 -この方法では口 一タ シャフ トが熱変形を起こす虞れがあり、 回転子組立体の回転 精度が低下する虞れがある。
したがって、 孃扳を安価に作ることができて口一タシャフ トに 強固に固定することができ、 しかも、 回転子組立体の画転精度の 低下を防止できる永久磁石界磁回耘子が要望されている。 発明の開示
本発明によれば、 ロータシャフ ト と、 ロータシャフ トの周りに 周方向に間隔を隔てて配列されてロータシャフ トの铀線方向に延 びる複数個のヨークと、 隣接する各 2つのヨーク間に保持される 永久磁石と、 ヨークの両端部に取り付けられる一対の端板とを備 え、 嫋扳が非磁性材料で作られていてその中央部には口一タ シャ フ トの外周に嵌合可謳なボス部が形成されており、 該ボス部がそ の外周に焼嵌めによって装着された焼嵌めリ ングの締付け力によ り 口—タシャフ トに固定されてなる永久磁石界磁画転子組立体が 提供される。
本発明による永久磁石界磁画転子組立体によれば、 端板のボス 部が焼嵌めリ ングの締付け力により π—タシャフ トに強固に固定 される。 この焼嵌めリ ングは非磁性材料で作る必要がないので、 安価に作ることができる。 一方、 非磁性材料からなる嬙扳は薄肉 に形成することができるので、 嬙扳も安価に作ることができる。 また、 溶接を必要とすることな く端板^ロータシャフ トに固定す ることができるので、 ロータシャフ トの熱変形を防止でき、 回転 子組立体の回転精度の低下を防止することができる。
好ましく は、 端板のボス部は絞り加工により形成される。 した がって、 端板を最小限度の非磁性材料で更に安価に且つ容易に作 ることができる。 本究明の上記及び他の特徴及び利点は添付図面を参照した以下 の詳細な説明により更に明らかになるであろう。
図面の簡単な説明
第 1図は本発明の一実施例を示す永久磁石界磁回転子組立体の 緣断面図、
第 2図は第 1図に示す回転子組立体の第 1図中 Π - D線に沿つ た断面図、
第 3図は第 1図に示す @転子組立体の第 1図中 ΠΙ - ΒΙ線に沿つ た断面図である。 実施例
第 1図ないし第 3図は本発明の一実施例を示すものである。 こ れらの図を参照すると、 永久磁石界磁回転子組立体はロータ シャ フ ト 1 1 を備えている。 ロータ シャフ ト 1 1 の周り にはロータ シ ャフ トの铀線方向に延びる 4つのヨーク 1 2が周方向に間隔を隔 てて配設されている。 各ヨーク 1 2 は铀線方向に積層された多数 の薄い電磁鑼板からなっている。
隣接する各 2つのヨーク 1 2間には轴線方向に延びる永久磁石 1 3がそれぞれ保持されている。 永久磁石 1 3 はロータ シャフ ト 1 1 の半径方向外方に廷びる矩形断面を有している。 ヨーク 1 2 の電磁鑭扳は略扇形に作られており、 その外周の両端には永久磁 石 1 3の外側角部に係合して永久磁石 1 3の半径方向外方への抜 けを防止するための爪 1 2 a , 1 2 bがそれぞれ設けられている, 永久磁石 1 3 はその周方向両側面に異なる磁極 N , Sを有して おり、 各ヨーク 1 2の両側で永久磁石 1 3 の ffl面が同じ磁極を有 している。 したがって、 ヨーク 1 2 はそれぞれ外周面に界磁極を 形成しており、 ヨーク 1 2の界磁極は周方向に交互に異なってい る。 ヨーク 1 2の両端には一対の鳙板 1 4 , 1 5が設けられている。 端板 1 4 , 1 5 はヨーク 1 2を貫通して廷びる締結ボルト 1 6 と ナッ ト 1 7 とにより ヨーク 1 2 の両端にそれぞれ固定されている。 永久磁石 1 3 は嬸板 1 4 , 1 5の間で軸線方向移動が防止されて いる。
端板 1 4 , 1 5 は非磁性材料である薄肉のステ ン レス鑭板で作 られている。 嬸扳 1 4 , 1 5 はその中央部にボス部 1 4 a , 1 5 aを有しており、 ボス部 1 4 a , 1 5 a はロータシャ フ ト 1 1 の 外周に嵌合可能に形成されている。
永久磁石界磁画耘子組立体は嬙板 1 4 , 1 5 のボス部 1 4 a , 1 5 aの外周に焼嵌めにより装着される焼嵌めリ ング 1 8 , 1 9 を備えている。 ロータシャフ ト 1 1 の外周に装着された端扳 1 4 , 1 5のボス部 1 4 a , 1 5 a は押えリ ング即ち浼嵌めリ ング 1 8， 1 9の堍嵌めにより生じ.る半径方向の締付け力 より口一タ シャ フ ト 1 1 に強固に固定される。
焼嵌めリ ング 1 8 , 1 9の肉厚、 締め代等を適宜に選定するこ とにより、 ロータシャ フ ト 1 1 に対する端板 1 4 , 1 5のボス部 1 a , 1 5 a の結合強度を適宜に設定することができる。
焼嵌めリ ング 1 8 , 1 9 は非磁性材料で作る必要がなく、 一艘 に安価な鉄系金属で作ることができる。 したがって、 焼嵌めリ ン グ 1 8 , 1 9 は安価に作ることができる。 一方、 端板 1 4， 1 5 はヨーク 1 2に接触しているので、 磁性材料で作る必要がある が、 端板 1 4 , 1 5及びそのボス部 1 4 a , 1 5 a.は薄肉の非磁 性材料で作ることができるので、 端板 1 4 , 1 5 も安価に作るこ とができる。 特に、 嬙扳 1 4 , 1 5のボス部 1 4 a , 1 5 a は薄 板素材の打抜き加工の後に絞り加工を施すことにより容易に且つ 最 /J、限度の材料で安価に作ることができる。
嬸扳 1 4 , 1 5のボス部 1 4 a , 1 5 a は溶接手段を用いるこ となく ロ ータシャフ ト 1 1 の外周に強固に固定することができる ので、 ロータシャ フ ト 1 1 の熟変形による回転子組立体の回転精 度の低下を防止することができる。
以上、 一実施例につき説明したが、 本発明は上記実施例の態様 のみに限定されるものではなく、 請求の範囲に記載した発明の範 囲内でその構成要素に種々の変更を加えることができる。 例えば ヨーク及び永久磁石の本数即ち面耘子組立体の極数は適宜の整数 とすることができる。 また、 各ヨークは単一の金属体からなって いてもよい。 産業上の利用可能性 - 本発明による永久磁石界磁回転子組立体は各種用途の永久磁石 界磁電動機及び発電機に適用することができる。

Claims

請 求 の 範 囲
1. ロータシャフ ト と、
前記口—タシャフ トの周りに周方向に間隔を隔てて SB列されて 前記ロータシャフ トの軸線方向に廷びる複数 ίΒのョークと、
前記ロータシャフ トの铀線方向に廷び-て隣接する各 2つの前記 ヨーク間に保持される永久磁石と、
前記ヨークの両禳部に取り付けられる一対の端板とを備え、 前記端扳が非磁性材料で作られていてその中央部には前記ロー タシャフ トの外周に嵌合可能なボス部が形成されており、 該ボス 部がその外周に焼嵌めによつて装着された浼嵌めリ ングの締付け 力により前記ロータシャフ トの外周に固定されてなる永久磁石界 磁画転子組立体。
2. 前記端板のボス部が円形に打抜き加工された薄肉ステンレ ス鑼扳の内周部分の絞り加工により形成されていることを特徴と する請求の範囲第 1項に記載の永久磁石界磁回転子組立体。
3. 前記嬸板が鉄系磁性金属により作られていることを特徴と する請求の範囲第 1項に記載の永久磁石界磁画転子組立体。
4. 前記各ョークが铀線方向に積層された多数の薄い磁性镝板 からなつていることを特徴とする請求の範囲第 1項記載の永久磁 石界磁回転子組立体。
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