WO2010098425A1 - 永久磁石回転機用回転盤及び永久磁石回転機の製造方法 - Google Patents

永久磁石回転機用回転盤及び永久磁石回転機の製造方法 Download PDF

Info

Publication number
WO2010098425A1
WO2010098425A1 PCT/JP2010/053036 JP2010053036W WO2010098425A1 WO 2010098425 A1 WO2010098425 A1 WO 2010098425A1 JP 2010053036 W JP2010053036 W JP 2010053036W WO 2010098425 A1 WO2010098425 A1 WO 2010098425A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
permanent magnet
rotating
magnet
rotors
rotating disk
Prior art date
Application number
PCT/JP2010/053036
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
祐仁 土井
小林 秀樹
美濃輪 武久
Koji MIYATA (宮田 浩二)
Original Assignee
信越化学工業株式会社
宮田 三智
宮田 惇史
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
Priority to JP2009-043525 priority Critical
Priority to JP2009043525A priority patent/JP5308867B2/ja
Application filed by 信越化学工業株式会社, 宮田 三智, 宮田 惇史 filed Critical 信越化学工業株式会社
Publication of WO2010098425A1 publication Critical patent/WO2010098425A1/ja

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K21/00Synchronous motors having permanent magnets; Synchronous generators having permanent magnets
    • H02K21/12Synchronous motors having permanent magnets; Synchronous generators having permanent magnets with stationary armatures and rotating magnets
    • H02K21/24Synchronous motors having permanent magnets; Synchronous generators having permanent magnets with stationary armatures and rotating magnets with magnets axially facing the armatures, e.g. hub-type cycle dynamos
    • 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
    • H02K1/2793Rotor axially facing stator
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K15/00Methods or apparatus specially adapted for manufacturing, assembling, maintaining or repairing of dynamo-electric machines
    • H02K15/02Methods or apparatus specially adapted for manufacturing, assembling, maintaining or repairing of dynamo-electric machines of stator or rotor bodies
    • H02K15/03Methods or apparatus specially adapted for manufacturing, assembling, maintaining or repairing of dynamo-electric machines of stator or rotor bodies having permanent magnets
    • YGENERAL 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
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10TTECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T29/00Metal working
    • Y10T29/49Method of mechanical manufacture
    • Y10T29/49002Electrical device making
    • Y10T29/49009Dynamoelectric machine
    • YGENERAL 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
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10TTECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T29/00Metal working
    • Y10T29/49Method of mechanical manufacture
    • Y10T29/49002Electrical device making
    • Y10T29/49009Dynamoelectric machine
    • Y10T29/49012Rotor

Abstract

 大型のアキシャルギャップ型永久磁石回転機に採用可能なロータの組立方法を提供する。 回転機回転軸と該回転機回転軸に結合し永久磁石が取り付けられた盤状構造物が該回転機回転軸の軸方向に配置された少なくとも2枚のロータと、該回転機回転軸とは切り離して該ロータが形成するギャップに銅線を巻いたステータコイルを有する盤状構造物であるステータを備える永久磁石回転機において、先ず2枚のロータを所定のギャップを形成するように組み立て、次にその状態で磁石を外径側から回転中心に向かって径方向に入れて組み込むことを特徴とする永久磁石回転機ロータ組立方法。

Description

永久磁石回転機用回転盤及び永久磁石回転機の製造方法

 本発明は、モータや発電機に利用可能な永久磁石回転機に関して、ロータとステータが回転軸方向に対向したアキシャルギャップ型永久磁石回転機に関する。

 モータや発電機に使用される回転機にはいくつかの種類があり、界磁用に永久磁石を用いるタイプやコイルを用いるタイプがある。それぞれに一長一短があるが、発電効率を重視した場合、永久磁石を界磁に用いた永久磁石回転機が用いられる。それは同じ体格で比べた場合に、コイル界磁の回転機を利用した発電機よりもより強磁場を発生することができ、電機子コイルに鎖交する磁束量が多くなり誘起電圧を高くすることができるからである。

 また永久磁石回転機についても、構造上の分類としてラジアルギャップ型とアキシャルギャップ型がある。ラジアルギャップ型は円筒状のロータの周方向に径方向の磁化方向を持つ複数の磁石が配置され、ロータの外周または内周側に設けられた円筒状のステータに永久磁石に対向するようにコイルが配置されている。このロータの円周面のみが磁極発生面となることから、ロータ内部は電気的に何も利用できない空間となってしまう。

 一方、アキシャルギャップ型は回転軸に円盤状のロータが取り付けられ、ステータが回転軸方向に対向して設けられた構造となっている。ロータには永久磁石が複数取り付けられ、それに対向するようにステータ側にコイルが複数取り付けられている。ロータ2枚でステータを挟むように構成することで磁気効率が良くなり、さらに近年の永久磁石の性能向上によりコイル内の鉄芯を設けなくても出力を確保できるようになってきている。もちろんコイルに鉄芯を設けた場合はさらに出力を向上させることができる。

 このように、アキシャル型は磁束発生面を円盤面とするので、この円盤を重ねる構成を採ることにより、空間内に多くの磁束発生面を形成し、ロータの円筒表面しか利用できないラジアルギャップ型に比べ体積あたりの出力が向上できる。

 しかしながら、現状ラジアルギャップ型の方が一般的である。その理由の一つに、構造が複雑で組立が難しいことが指摘されている。

 ロータ円盤への磁石の組み付け方法としては、図10に示すようにロータ円盤103に垂直にガイドピン113をたてて、該ガイドピン113を通して、磁石104をロータ円盤103の上から近づけていき、該円盤に接着または、ねじ止めなどの方法で固定することになる。例えば、特開2009-33946号公報では、概略図において、磁石を回転盤の上から組み込むように記載されている。小さい磁石であれば、吸引力はそれほど大きくないが、大きな回転機となると磁石も大型となり、吸引力も大きくなってくる。

 さらに図11に示すようにロータ円盤103に磁石104を組み付けたロータ同士をスペーサ105等を介して対向させて組み合わせて、中にステータコイルを入れるためのギャップを形成させることが必要となるが、ロータ間の磁気吸引力は強力なものとなり、大型のアキシャルギャップ型回転機の製作を困難にする原因となっている。

特開2009-33946号公報

 本発明は、上記現状に鑑み、アキシャルギャップ型回転機のロータの組立に使用可能な回転盤、組立に必要な力を低減できるロータの組立方法を提供することを目的とする。

 本発明は、上記課題を解決するためになされたものである。すなわち、本発明に係る永久磁石回転機用回転盤は、円盤状で中心に回転軸を挿入する貫通孔を有し、該円盤の盤面において少なくとも永久磁石が配置される領域に、該貫通孔を中心として放射状に外周端面まで達する溝を備えたものである。
 また、本発明に係るアキシャルギャップ型永久磁石回転機は、回転軸と、前記回転盤及び該回転盤の溝を形成した面に永久磁石を備えたロータであって、前記回転軸の軸方向に沿って、前記溝を形成した面が間隔を置いて向かい合うように配置され、前記回転軸と一体に回転可能な少なくとも2枚のロータと、前記少なくとも2枚のロータ間の空隙を保持するためのスペーサと、固定盤および該固定盤に支持されたコイルを備えたステータであって、前記少なくとも2枚のロータが形成する空隙に配置され、前記回転軸から分離されたステータとを備えたものである。
 また、本発明に係るアキシャルギャップ型永久磁石回転機の製造方法は、前記目的を達成するために、前記少なくとも2枚のロータの回転盤を所定のギャップを形成するように組み立てる工程と、着磁した磁石を回転盤の径方向回転中心に向けて挿入し、ロータを組み立てる工程を含む。

 本発明によれば、ロータ組立に際して、従来ほど大きな力を要することなく、ロータ間のギャップ寸法を精度良く保持した永久磁石回転機を製造することができる。また従来よりも大型で高出力の永久磁石回転機を、より小さな力で組み立てることができる。

本発明にかかる回転盤または永久磁石回転機の製造方法を適用したアキシャル型永久磁石回転機を軸方向からみた平面図(a)、ロータ外周側面からみた平面図(b)、および、平面図(a)におけるA-A断面図(c)である。 図1の永久磁石回転機の構成要素を分解した模式図である。 ロータ間にステータを組み込んだ本発明にかかる永久磁石回転機の一態様を示す模式図である。 本発明にかかる永久磁石回転機用回転盤の一態様を示す模式図である。 本発明にかかる永久磁石回転機の製造方法、特に回転盤への磁石の装填方法の一態様を示す模式図である。 本発明にかかる永久磁石回転機回転機用回転盤への挿入に適した永久磁石とプレートとの組み合わせ態様を示す模式図である。 本発明にかかる永久磁石回転機の製造方法、特に回転盤への磁石の装填方法の一態様を示す模式図である。 本発明にかかる永久磁石回転機の製造方法で、組み込もうとする磁石とすでに組み付けられた磁石との間に働く力を示す模式図である。 本発明にかかる永久磁石回転機の製造方法で、すでに隣に同極の磁石がある状態で外周側から回転中心に向けて磁石を円盤上で滑らせて組み込んでいく際に磁石に働く力の変化を示すグラフである。 従来の回転盤への磁石の組み付け方法を示す模式図である。 磁石を組み付けた回転盤同士を近づける従来のロータの組み立て方法を示す模式図である。 従来の磁石組み付け方法で、上から組み込もうとする磁石とすでに組み付けられた同極の磁石との間に働く力を示す模式図である。 従来の磁石組み付け方法で、すでに隣に同極の磁石がある状態で上から磁石を下ろしていく際に磁石に働く力の変化を示すグラフである。

1 永久磁石回転機
2 回転軸
3 回転盤
4 磁石
5 スペーサ
6 固定盤
7 コイル
8 溝
9 ガイド
10 ガイド溝
11 磁性プレート
12 ネジ孔
13 横ずれ規制ガイド
14 押し込み棒
103 ロータ円盤
104 磁石
111 磁性プレート
113 支柱

 本発明は、アキシャルギャップ型の永久磁石回転機の製造方法において、永久磁石の組み付けが容易で、従来よりも大型のものを、より小さな力で組み立てることが可能な永久磁石回転機用回転盤及び組立方法を提供することにある。
 アキシャルギャップ型永久磁石回転機が大型になるにつれ、使用する磁石が多く、磁石が大型になってくる。
 磁石のロータへの組み付け方法として、たとえば図10に示すように、回転盤の上から、すなわち回転盤の盤面に向かって垂直に磁石を近づけていく方法では、磁石の下面と回転盤上面とを平行に保った状態で近づけていく必要がある。磁極が大型になってくると、一つの磁極を複数の磁石で構成し、分割して組み込むことになる。その場合、先に組み込んだ磁石からの磁場により、組み立てる位置によって、横の磁石からの吸引力や反発力が働き、磁石の姿勢を回転盤に平行に保つことが難しくなる。なぜなら距離によって横の磁石から吸引されたり反発されたりして複雑な力を受けるからである。
 例えば、磁極寸法が1600×400×50mmの大型の回転機の場合、これだけの大きさの磁極は分割して組み込まざるをえない。そこで、400×400×50mmの磁石として着磁し、回転盤に組み込むことを考える。図10に示すように、磁石104には、磁性体プレート111を接着し、磁性体プレートには穴を設ける。回転盤にガイドピン113を立てて、それに磁性体プレートの穴を通し、クレーンなどでゆっくりと降ろしていく。そうすると最初の1枚目の磁石は、単純に回転盤に磁気吸引されるだけなので問題無く組み込める。しかし、次の磁石は、先に述べたように、既に組み込んである磁石からの吸引と反発力を受けることになる。すなわち、図12および図13に示すように、回転盤との距離に従い、上から下ろしていくと、最初既に組み込んである隣の磁石に吸引されるが、あるところまで下ろすと(図13の100mm以下のところ)上下方向に反発力が生じ、そのまま下ろすだけでは組み込めなくなる。さらに下ろしていくと、今度は横方向にも反発力となる。このように横方向縦方向共に吸引から反発に変化するので、磁石の姿勢のコントロールが難しい。

 また、この磁石組み付け方法では、回転盤上面をあけておく必要があることから、図11に示すように磁石組み付け後のロータを対向させて所定のギャップを形成するまで近づけていく必要がある。この場合、ロータ間には磁気吸引力が作用するが、これもロータが大型化するにつれ、吸引力が増大し、組立に必要な設備が大掛かりになるという問題があった。

 そこで、発明者らは、着磁した磁石を組みつけていない少なくとも2枚の回転盤を先にスペーサを介して対向して結合しギャップを形成して、それから磁石を組み付ける方法を考案した。この方法によれば、組立時にロータ間の吸引力に対応する設備が不要となる。組立に必要な力は、個々の磁石を回転盤に組み付けるための力で済み、それは磁石を組みつけたロータ同士を対向配置する際にロータ間に生じる吸引力よりははるかに小さくすることができる。

 上記着磁後の磁石の組み付け方法としては、たとえば、外径側から回転盤上を滑らせて径方向回転中心に向けて挿入する方法を採ることができる。この方法の採用により、ロータの回転盤を予め回転軸に通して組み立てた状態で磁石の組み込みが可能となる。回転盤は一般に磁性体であり、着磁した磁石は回転盤に吸引される。この場合、磁石の姿勢は、丈夫な回転盤によって保持される。
 この場合も当然ながら隣の極性が逆向きの磁石からの吸引力、さらに分割して組み込む場合には既に組み込んだ極性が同じ磁石との反発力等が発生する。
 先ず磁石の姿勢については、回転盤に磁石が吸引することで磁石の姿勢が保持される。
 次に既に組み込んである隣の極性の異なる磁石からの吸引力についてであるが、これは磁石を回転盤の外周側から径方向に組み込む際に、位置をずらす原因となり好ましくない。そこで、所定の位置までのガイドを回転盤上に設けて、隣の磁石からの吸引力による位置ずれを規制してやりながら、外径側から押してやればよい。上記方法によれば、図8および図9に示すように、上下方向はほぼ吸引力のままであり、磁石は回転盤に吸着した状態でいるということになる。また、組込方向については、最初吸引で最後反発になる。畝状のガイド13で横方向の動きを規制してやれば、あとは組み込み方向の力のみとなり、これはジャッキボルト等で制御してやれば、磁石の組込が容易となる。

 磁石挿入時のガイドの一実施態様としては、まず、回転盤に外周側に開いた形状の溝を設けることができる。この溝は放射状に外周端面まで達しているので、溝を磁石の幅相当としておけば、外周側からこの溝に沿って磁石を滑り込ませることで、磁石の組込が容易になる。一つの実施態様において、溝部は、回転盤において、例えば、前記したように磁石幅で、放射状に径方向に形成することができる。(ロータ内に溝部を設ける実施態様及び回転盤上に他の磁性体により溝部を形成させる)。

 磁石挿入時のガイドの他の実施態様としては、溝部の幅は、磁石幅より小さくてもよく、かかる場合、磁石自体あるいは後述するように磁石を回転盤に固定するプレート等の固定部材に溝部と適合するような突起を設けて外周端面から当該突起部(畝)部を溝に沿って滑り込ませることができる。これにより、回転盤に形成された溝に沿わせて磁石を組み込むことができる。

 磁石の回転盤への固定方法は、接着剤を磁石に塗布して固定する方法、及び、磁石を回転盤内に設置した後に、非磁性体又は磁性体(好ましくは非磁性体)で蓋をしてボルト等で固定する方法がある。磁石を回転盤に直接接着する場合は、接着剤を予め溝内部に塗布しておき、硬化する前の接着剤を潤滑材として磁石を溝の中に組み込み、硬化させて固定する。その後に、溝幅相当の幅で磁石の高さ相当の高さを持つ金属を回転盤の溝の外周側から組み込み、その金属を回転盤に固定して溝に蓋をすることでロータ回転中に磁石が受ける遠心力により外周側に受ける力を金属の蓋で受けることができる。また、磁石をプレートに接着して組み込む場合は、プレートに設けたネジ穴を用いて回転盤にボルトで締結し固定することができる。

 上述した磁石挿入方法によれば、回転機が大型化して磁石も大型化しても、磁石を分割して組み込むなどの方法で対応できる。ロータ間の吸引力は、ギャップの磁束密度と磁石の面積によるが、大型化すると磁石の面積が大きくなり吸引力はさらに大きくなる。しかしながら、本発明によれば、外径方向から入れる磁石にかかる力は回転盤と個別の磁石との吸引力と、同じ極の磁石を分割して入れる場合の磁石間の反発力のみであり、それは扱う磁石の大きさで決まる。組み込む磁石を分割して入れてやれば、それぞれの力も小さく済むので、本発明では回転機の大型化に対して設備の方はさほど大型化せずに済む。
 回転盤に形成する溝の本数は、特に限定されないが、磁石または磁極1個あたり1本設けてもよいし、磁石または磁極の個数の倍数本設けてもよい。

 なお、磁石を挿入するに際しては、回転盤と磁石との間、あるいは、回転盤と磁性体プレートとの間にグリースなどの潤滑剤を塗布することが好ましい。これにより、摩擦力を1桁程度下げられる。

 また、上記磁性部材の組み付け方法の他の態様として、ロータ全体に磁界印加可能な大きな着磁設備がある場合は、同じ磁化方向を持つことになる磁石を未着磁状態のまま組立済みの回転盤に組み込み、ロータ全体に磁界を印加して着磁し、その後反対向きの磁化方向を持つ磁石を着磁して外径方向から組み込むことで、組み込みの手間を省くことも可能である。
 ロータ全体に磁界を印加するための設備としては、超電導コイルを利用した内径700mmの着磁装置も既に実用化されている。

 なお、ステータは、スペーサの外径より大きな径の孔を設けておき、回転軸を該孔に挿入したうえで、回転盤およびスペーサを挿入してもよいし、外部から挿入するための回転軸の径より大きな切り欠き部を設けておいて、あらかじめ回転盤を回転軸に通して外周端部から磁石を挿入しておいたロータ間に組み入れてもよい。
 具体的には、回転機のハウジングは端部と胴部で分割されるようにし、さらに胴部は少なくとも2つ以上に分割されるようにしておく。また、コイルを組み込んだステータも胴部と同じように分割されるようにしておく。先ずハウジングの端部の軸受け部に回転軸とロータを組み込む。次に、分割されたハウジングの胴部の内側にやはり分割されたステータを取り付け、ステータがロータ間のギャップに入るようにハウジング胴部を組み合わせて回転機を完成させる。

 上述したような本発明にかかる永久磁石回転機の製造方法は、出力が2kw以上、より好ましくは、10kW以上の発電機またはモータの製造に特に好適に採用することができる。また回転盤間に確保されるギャップは、必要となる磁石間に発生する磁束量によって決定される。回転盤間ギャップにおいて、重要な磁石間ギャップの目安は、回転盤上の磁極形状において、短辺以下の寸法が望ましい。例えば、回転盤上に組み込まれる磁極の形状が直方体でその寸法が、径方向長さ70mm,厚さ5mm,幅20mmであるならば、磁石間ギャップは、好ましくは20mm以下、より好ましくは、10mm以下とすることができ、かかる出力を有する発電機またはモータの回転盤の径は、好ましくは300mm以上、より好ましくは、500mm以上とされる。

 本発明において採用される永久磁石の材料としては特に限定されず、たとえば、フェライト磁石、アルニコ磁石、希土類磁石等を採用することができるが、より小型で高出力の回転機にはエネルギー積の高いネオジム磁石を使用することが望ましい。

 本発明の一つの実施形態を図に示す。
 図1は、本発明にかかる回転盤3または本発明にかかる永久磁石回転機の製造方法が適用可能なアキシャル型永久磁石回転機1の構成を示したものである。この回転機1では、回転軸2と、該回転軸2を挿入する貫通孔を設けた回転盤3及び永久磁石4を備えたロータと、該ロータ間の空隙を保持するためのスペーサ5と、固定盤6および該固定盤6に支持されたコイル7を備えたステータとを備えている。ロータは、前記回転軸2の軸方向に沿って、前記溝を形成した面が間隔を置いて向かい合うように配置され、前記回転軸と一体に回転可能となっている。ステータは、前記少なくとも2枚のロータが形成する空隙に配置され、前記回転軸の回転運動から分離されている。
 図2に示すように、回転盤3の外周縁には磁石4がN極とS極が交互になるように放射状に並べられ、もう一つの回転盤にもやはり同じように磁石が配置され、片方のロータのギャップ側にN極が出ているところともう一方のロータのS極が対応する形でロータ間の位置関係が決定される。そのロータ間にコイル7を配置したステータが入り、コイル7には、ロータの回転運動にともなって、磁石4からの磁束が交番磁界として鎖交するようになっている。

 図3は、本発明を適用した例のアキシャルギャップ型永久磁石回転機の例であり、ロータ間には、ギャップ寸法を規定するためのスペーサ5が設けられ、その回転盤3の外周縁に磁極として永久磁石が配置されている。
 図4では、回転盤3には放射状に外周端面まで延びる溝8が磁石の数と同じ本数設けられている。

 図5は、対向させた回転盤3に磁石を組み込んでいる状態を示している。回転盤3に放射状に設けてある外周端面まで達する溝8に、該溝8を延長するガイド溝10を備えたガイドレール9を取り付け、磁石4をそれに添わせて外径側からジャッキボルト(図示せず)などを用いて径方向に押し込んで組み込んでいく。この態様では、図2と同様に、回転盤3間には図示しないスペーサによって、ギャップが規定されており、これはそのまま使用している。その組み立てた状態で、磁石を回転盤の外周端部から所定の位置まで押し込む装置を示している。隣の磁石からの吸引力により磁石の押し込む方向がずれないように、この場合は回転盤3に溝8を設けたことで、磁石の動きを規制することができる。これをレールとして利用することで、磁石の姿勢の制御をやり易くしている。
 回転盤3の外径側には、溝を延長する形でガイド(非磁性体)を設け、最初このガイドに磁石を置いて回転盤に滑り込ませる。
 また、磁石には図6のような溝と合う突起を設けたプレートを予め接着しておき、その突起と溝を合わせてガイドレールとし磁石を組み込むことも可能である。

 図7に示す態様では、磁石4には磁性体のプレート11を接着剤にて貼り付けてあり、該磁性体プレート11の前記回転盤3と接触する側には、回転盤3に取り外し可能な磁石の幅相当の隙間を形成できる突起状の横ずれ規制ガイド13を2本仮設する。この突起状ガイドレールは、回転盤に予め設けておいたネジ穴(図示せず)で固定する。そして、磁性体プレートに接着され着磁された磁石は、この突起状ガイドレールに沿うようにして磁石の横ずれを規制しながら押し込み棒14を用いて磁石を外周側から回転中心に向けて挿入し、所定の位置で固定する。磁石4の回転盤3への固定は、この磁性体プレート11に設けたネジ穴12を介して行う。
 この方法で片方の回転盤に磁石を組み込んだら、スペーサを介して反対側の回転盤にも磁石を組み込む。
 この方法に必要な力は、磁石を外径側から組み込む力である。それは、ロータとの磁気吸引力による摩擦力が主となるが、たとえば、2kwクラスの発電機ではその大きさは約80Nである。摩擦力はグリースなどで潤滑してやれば、1桁程度下げられるので、さほど大きな力を要せずに組み込みが可能となる。

 一方、従来のロータの上から磁石を組み付ける方法で組み立てた場合、最も大きな力が必要とされるのは、ロータ同士を対向させて所定のギャップ7mmまで近づけていくときである。2kwクラスの発電機では、その吸引力は7600Nであり、本発明を使用した場合の2桁以上大きな値となる。この場合、本発明よりも大掛かりな設備が必要となる。
 したがって、以上のような比較説明からも本発明にかかる回転盤、および、永久磁石回転機の製造方法の優位性が示されているといえる。

Claims (8)

  1.  円盤状で中心に回転軸を挿入する貫通孔を有し、該円盤の盤面において少なくとも永久磁石が配置される領域に、該貫通孔を中心として放射状に外周端面まで達する溝を備えた永久磁石回転機用回転盤。
  2.  回転軸と、
     請求項1に記載の回転盤及び該回転盤の溝を形成した面に永久磁石を備えたロータであって、前記回転軸の軸方向に沿って、前記溝を形成した面が間隔を置いて向かい合うように配置され、前記回転軸と一体に回転可能な少なくとも2枚のロータと、
     前記少なくとも2枚のロータ間の空隙を保持するためのスペーサと、
     固定盤および該固定盤に支持されたコイルを備えたステータであって、前記少なくとも2枚のロータが形成する空隙に配置され、前記回転軸から分離されたステータとを備えたアキシャルギャップ型永久磁石回転機。
  3.  前記回転盤に設けられた溝の幅が、前記永久磁石の幅に相当し、前記永久磁石の少なくとも一部が溝にはめ込まれた状態になっていることを特徴とする請求項2に記載のアキシャルギャップ型永久磁石回転機。
  4.  前記ロータにおける永久磁石が、磁性体のプレートを介して前記回転盤と固定されており、該プレートの前記回転盤と接触する側には、前記回転盤に形成された溝と嵌合する突起が形成されている請求項2に記載のアキシャルギャップ型永久磁石回転機。
  5.  回転軸と、
     請求項1に記載の回転盤及び該回転盤の溝を形成した面に永久磁石を備え、前記回転軸の軸方向に沿って、前記溝を形成した面が間隔を置いて向かい合うように配置され、前記回転軸と一体に回転可能な少なくとも2枚のロータと、
     前記少なくとも2枚のロータ間の空隙を保持するためのスペーサと、
     前記少なくとも2枚のロータが形成する空隙の各々に配置され、固定盤および該固定盤に支持されたコイルを備え、前記回転軸から分離されたステータとを備えた永久磁石回転機の製造方法であって、
     前記スペーサを介して、前記少なくとも2枚のロータの回転盤を対向させ前記回転盤間に空隙を形成する工程と、
     磁石を回転盤の外周端面の溝から回転中心に向けて挿入し回転盤に固定することでロータを組み立てる工程とを含む永久磁石回転機の製造方法。
  6.  前記磁石のうち、同じ磁化方向に着磁されるべき半数の磁石を未着磁状態で組み込み、ロータを含めて一括で着磁し、その後で残り半数の逆向きの磁化方向に着磁した磁石を組み込むことを特徴とする請求項5に記載の永久磁石回転機の製造方法。
  7.  回転軸と、
     該回転軸を挿入する貫通孔を有し、該貫通孔から放射状に間隔をあけて複数個の孔を設けた回転盤及び該回転盤上に永久磁石を備えたロータであって、前記回転軸の軸方向に沿って、磁石を取り付けた面が間隔を置いて向かい合うように配置され、前記回転軸と一体に回転可能な少なくとも2枚のロータと、
     前記少なくとも2枚のロータ間の空隙を保持するためのスペーサと、
     固定盤および該固定盤に支持されたコイルを備えたステータであって、前記少なくとも2枚のロータが形成する空隙の各々に配置され、前記回転軸から分離されたステータとを備えたアキシャルギャップ型永久磁石回転機であって、
     前記永久磁石が、該永久磁石の幅より幅が広い磁性体のプレートに固定され、該プレートが、両端部にフランジを形成しており、該フランジには、ネジ孔が設けられ、該ネジ孔を通して回転盤に固定されているアキシャルギャップ型永久磁石回転機。
  8.  回転軸と、
     該回転軸を挿入する貫通孔を有し、該貫通孔から放射状に間隔をあけて複数個の孔を設けた回転盤及び該回転盤上に永久磁石を備えたロータであって、前記回転軸の軸方向に沿って、磁石が取り付けられた面が間隔を置いて向かい合うように配置され、前記回転軸と一体に回転可能な少なくとも2枚のロータと、
     前記少なくとも2枚のロータ間の空隙を保持するためのスペーサと、
     固定盤および該固定盤に支持されたコイルを備えたステータであって、前記少なくとも2枚のロータが形成する空隙の各々に配置され、前記回転軸から分離されたステータとを備えたアキシャルギャップ型永久磁石回転機の製造方法であって、
     前記スペーサを介して、前記少なくとも2枚のロータの回転盤を対向させ、前記回転盤間に空隙を形成する工程と、
    前記回転盤の磁石が取り付けられる面に、回転中心から外周側に向かう取り外し可能な突起状のガイドを仮設する工程を含み、
     前記永久磁石を、磁性体のプレートに接着して固定し、該プレートにネジ孔が設けられ、該永久磁石とプレート接着したものを着磁した後に、回転盤の外周端面から回転中心に向けて磁石及びプレートを突起状のガイドに沿って挿入し、該ネジ孔を通して回転盤に固定することを特徴とするアキシャルギャップ型永久磁石回転機の製造方法。
PCT/JP2010/053036 2009-02-26 2010-02-26 永久磁石回転機用回転盤及び永久磁石回転機の製造方法 WO2010098425A1 (ja)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2009-043525 2009-02-26
JP2009043525A JP5308867B2 (ja) 2009-02-26 2009-02-26 永久磁石回転機用回転盤及び永久磁石回転機の製造方法

Applications Claiming Priority (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201080009605.7A CN102334267B (zh) 2009-02-26 2010-02-26 永久磁铁旋转机用旋转盘和制造永久磁铁旋转机的方法
KR1020117019162A KR101674232B1 (ko) 2009-02-26 2010-02-26 영구 자석 회전기용 회전반 및 영구 자석 회전기의 제조 방법
DK10746304.4T DK2403117T3 (en) 2009-02-26 2010-02-26 Turning table for permanent magnet turning machine and procedure for manufacturing permanent magnet turning machine
EP10746304.4A EP2403117B1 (en) 2009-02-26 2010-02-26 Turntable for permanent magnet rotating machine and permanent magnet rotating machine fabrication method
ES10746304T ES2703624T3 (es) 2009-02-26 2010-02-26 Plato giratorio para máquina de rotación de imán permanente y método de fabricación de máquina de rotación de imán permanente

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2010098425A1 true WO2010098425A1 (ja) 2010-09-02

Family

ID=42665629

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2010/053036 WO2010098425A1 (ja) 2009-02-26 2010-02-26 永久磁石回転機用回転盤及び永久磁石回転機の製造方法

Country Status (8)

Country Link
US (3) US9000646B2 (ja)
EP (1) EP2403117B1 (ja)
JP (1) JP5308867B2 (ja)
KR (1) KR101674232B1 (ja)
CN (1) CN102334267B (ja)
DK (1) DK2403117T3 (ja)
ES (1) ES2703624T3 (ja)
WO (1) WO2010098425A1 (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104702066A (zh) * 2015-03-17 2015-06-10 浙江尤里卡机电有限公司 一种电机转子磁钢安装工装

Families Citing this family (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5308867B2 (ja) 2009-02-26 2013-10-09 信越化学工業株式会社 永久磁石回転機用回転盤及び永久磁石回転機の製造方法
CN102035440B (zh) * 2010-12-17 2013-12-25 天津卓鋆能源科技有限公司 磁力盘永磁铁的导磁和屏蔽技术装置及其应用
ES2439550T3 (es) * 2011-08-01 2014-01-23 Siemens Aktiengesellschaft Magnet loading apparatus
FR2980317B1 (fr) * 2011-09-16 2015-02-06 Alstom Hydro France METHOD FOR ASSEMBLING AN ELECTRIC MACHINE WITH PERMANENT MAGNETS
CN102611258B (zh) * 2012-03-20 2014-12-10 精进百思特电动(上海)有限公司 一种磁钢装配机
DE102013222340A1 (de) 2013-11-04 2015-05-07 BSH Bosch und Siemens Hausgeräte GmbH Rotor für eine elektrische Maschine eines Haushaltsgeräts, Haushaltsgerät und Verfahren zum Herstellen eines Rotors für eine elektrische Maschine eines Haushaltsgeräts
CN107251367B (zh) * 2015-02-13 2020-05-05 电动汽车系统技术有限公司 电动马达
US10554082B2 (en) 2015-04-17 2020-02-04 Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. Axial gap type rotating machine
CN107925287A (zh) * 2015-08-18 2018-04-17 株式会社神户制钢所 轴向间隙型旋转电机
US10186922B2 (en) 2017-01-11 2019-01-22 Infinitum Electric Inc. System and apparatus for axial field rotary energy device
US10141803B2 (en) 2017-01-11 2018-11-27 Infinitum Electric Inc. System and apparatus for axial field rotary energy device
US10778050B2 (en) * 2017-06-01 2020-09-15 Ziwei Chen DC generator without reversing
TWI684318B (zh) * 2018-10-22 2020-02-01 威盛能源科技股份有限公司 發電系統
CN111525763A (zh) * 2019-02-02 2020-08-11 通用汽车环球科技运作有限责任公司 具有绝缘转子的轴向磁通电动机

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS62213540A (en) * 1986-03-14 1987-09-19 Nissan Motor Co Ltd Ac generator
JPH099538A (ja) * 1995-06-20 1997-01-10 Honda Motor Co Ltd 回転機用ロータ、そのロータの製造方法および磁石ユニット
JP2001119878A (ja) * 1999-10-20 2001-04-27 Mitsubishi Electric Corp 回転電機の回転子
JP2001346345A (ja) * 2000-05-31 2001-12-14 Sodick Co Ltd 同期機ロータ
JP2006034024A (ja) * 2004-07-20 2006-02-02 Fuji Electric Systems Co Ltd 回転電気機械の永久磁石式回転子
WO2009001917A1 (ja) * 2007-06-28 2008-12-31 Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. アキシャルギャップ型回転機

Family Cites Families (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5397951A (en) * 1991-11-29 1995-03-14 Fanuc Ltd. Rotor for a synchronous rotary machine
JP3348805B2 (ja) 1994-10-13 2002-11-20 コスモ工機株式会社 クランプ装置
DE69510363T2 (de) * 1994-10-14 1999-10-14 Honda Motor Co Ltd Rotor für rotierende maschine, verfahren zu seiner herstellung und magneteinheit
JPH08126277A (ja) 1994-10-25 1996-05-17 Sawafuji Electric Co Ltd フラット回転機
US5691589A (en) * 1995-06-30 1997-11-25 Kaman Electromagnetics Corporation Detachable magnet carrier for permanent magnet motor
US5894183A (en) * 1996-10-29 1999-04-13 Caterpillar Inc. Permanent magnet generator rotor
JPH10164779A (ja) 1996-11-26 1998-06-19 Fuji Electric Co Ltd アクシャルギャップ同期機
US6717324B2 (en) * 2001-10-15 2004-04-06 Ming Yan Chen Magnet motor device
JP2003348805A (ja) 2002-05-24 2003-12-05 Nsk Ltd 発電機
JP2005151725A (ja) * 2003-11-17 2005-06-09 Equos Research Co Ltd アキシャルギャップ回転電機
JP4504109B2 (ja) 2004-06-15 2010-07-14 株式会社新陽社 画像表示装置及び画素構成体
JP2006014399A (ja) 2004-06-22 2006-01-12 Nissan Motor Co Ltd アキシャルギャップ回転電機の冷却構造
JP4457785B2 (ja) 2004-07-09 2010-04-28 日産自動車株式会社 ディスク型回転電機のステータ構造
JP4613599B2 (ja) 2004-12-14 2011-01-19 日産自動車株式会社 アキシャルギャップ型回転電機のロータ構造
KR100904353B1 (ko) 2005-01-19 2009-06-23 다이킨 고교 가부시키가이샤 회전자, 축방향 갭형 모터, 모터의 구동 방법, 압축기
JP4692090B2 (ja) * 2005-06-16 2011-06-01 株式会社富士通ゼネラル アキシャルエアギャップ型電動機
US7560851B2 (en) * 2007-06-20 2009-07-14 Mitsubishi Electric Corporation Dynamoelectric machine and manufacturing method therefor
US8121493B2 (en) 2008-02-05 2012-02-21 Applied Optoelectronics, Inc. Distortion compensation circuit and method based on orders of time dependent series of distortion signal
JP5308867B2 (ja) * 2009-02-26 2013-10-09 信越化学工業株式会社 永久磁石回転機用回転盤及び永久磁石回転機の製造方法

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS62213540A (en) * 1986-03-14 1987-09-19 Nissan Motor Co Ltd Ac generator
JPH099538A (ja) * 1995-06-20 1997-01-10 Honda Motor Co Ltd 回転機用ロータ、そのロータの製造方法および磁石ユニット
JP2001119878A (ja) * 1999-10-20 2001-04-27 Mitsubishi Electric Corp 回転電機の回転子
JP2001346345A (ja) * 2000-05-31 2001-12-14 Sodick Co Ltd 同期機ロータ
JP2006034024A (ja) * 2004-07-20 2006-02-02 Fuji Electric Systems Co Ltd 回転電気機械の永久磁石式回転子
WO2009001917A1 (ja) * 2007-06-28 2008-12-31 Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. アキシャルギャップ型回転機
JP2009033946A (ja) 2007-06-28 2009-02-12 Shin Etsu Chem Co Ltd アキシャルギャップ型回転機

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
See also references of EP2403117A4 *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104702066A (zh) * 2015-03-17 2015-06-10 浙江尤里卡机电有限公司 一种电机转子磁钢安装工装
CN104702066B (zh) * 2015-03-17 2017-03-01 浙江尤里卡机电有限公司 一种电机转子磁钢安装工装

Also Published As

Publication number Publication date
US8424189B2 (en) 2013-04-23
CN102334267B (zh) 2014-06-18
EP2403117B1 (en) 2018-10-17
JP5308867B2 (ja) 2013-10-09
JP2010200518A (ja) 2010-09-09
EP2403117A1 (en) 2012-01-04
DK2403117T3 (en) 2019-01-28
US9000646B2 (en) 2015-04-07
KR20110128820A (ko) 2011-11-30
US20120291263A1 (en) 2012-11-22
EP2403117A4 (en) 2017-05-10
US20120233848A1 (en) 2012-09-20
KR101674232B1 (ko) 2016-11-08
US8453313B2 (en) 2013-06-04
ES2703624T3 (es) 2019-03-11
US20100277025A1 (en) 2010-11-04
CN102334267A (zh) 2012-01-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10608488B2 (en) Radially embedded permanent magnet rotor and methods thereof
US10242783B2 (en) Flux focusing arrangement for permanent magnets, methods of fabricating such arrangements, and machines including such arrangements
EP0677915B1 (en) Axial air gap DC motor
CA2580505C (en) Spoke permanent magnet rotor
Zhu et al. Halbach permanent magnet machines and applications: a review
US5500994A (en) Method of manufacturing a rotor
KR101140833B1 (ko) 자력 회전식 모터
US9099905B2 (en) Radially embedded permanent magnet rotor and methods thereof
AU2011370188B2 (en) Rotor for rotating electrical machine, rotating electric machine, and method for producing rotor for rotating electrical machine
US6445105B1 (en) Axial flux machine and method of fabrication
CN100490279C (zh) 具有轴向磁通的多极电动机/发电机
CN102257702B (zh) 永磁式旋转电机
CN102067412B (zh) 永磁式旋转电机
CN1866688B (zh) 用于电机永磁转子的磁化的系统和方法
US5604390A (en) Permanent magnet motor with radically magnetized isotropic permanent magnet cylindrical yoke
US6940200B2 (en) Electric drive
US6515390B1 (en) Electric drive apparatus with a rotor having two magnetizied disks
JP5189848B2 (ja) 電気機械用のロータ・ステータ構造
US9800105B2 (en) Permanent magnet embedded motor, compressor, and refrigeration and air conditioning device
US4788465A (en) Armature for DC motor
US6952064B2 (en) Motor
JP5526281B2 (ja) 磁気歯車機構
US9362792B2 (en) Radially embedded permanent magnet rotor having magnet retention features and methods thereof
EP2169806B1 (en) Axial gap rotating electric machine
JP4720982B2 (ja) アキシャルエアギャップ型電動機

Legal Events

Date Code Title Description
WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 201080009605.7

Country of ref document: CN

121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 10746304

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 1608/MUMNP/2011

Country of ref document: IN

ENP Entry into the national phase in:

Ref document number: 20117019162

Country of ref document: KR

Kind code of ref document: A

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2010746304

Country of ref document: EP

NENP Non-entry into the national phase in:

Ref country code: DE