JP2004236366A

JP2004236366A - 永久磁石形モータ

Info

Publication number: JP2004236366A
Application number: JP2003018118A
Authority: JP
Inventors: Shinji Shinabe; 慎治品部; Yoshifusa Tsubone; 嘉房坪根
Original assignee: Yaskawa Electric Corp
Current assignee: Yaskawa Electric Corp
Priority date: 2003-01-28
Filing date: 2003-01-28
Publication date: 2004-08-19

Abstract

【課題】積層された回転子鉄心の外周に接着剤で固着した永久磁石が高速回転でも剥離しにくく、かつ良好な磁気特性を有する構造をした回転子を備えた永久磁石形モータを安価に提供する。
【解決手段】積層された回転子鉄心３の外周に複数個のセグメント形永久磁石４を接着剤６を用いて等間隔に固着している回転子１を有する永久磁石形モータにおいて、回転子鉄心３にピン状の爪５を具備し、永久磁石４を接着後に爪５を折り曲げて永久磁４石を押さえる。これにより、高速回転永久磁石形モータにおいて永久磁石４の接着剥離を防止し、安定性や信頼性の高い永久磁石形モータを実現することができる。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、円周方向に分割されたセグメント形永久磁石を用いた永久磁石形モータに関するもので、特に回転子の永久磁石固定構造に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、ロボットや工作機械など永久磁石形モータを搭載する機器の高機能化や高生産性に伴い、永久磁石形モータの高速回転化が望まれている。
従来の永久磁石形モータは、図３に示すように、回転軸２の外周に嵌合した積層された回転子鉄心３の外周に複数個のセグメント形永久磁石４を接着剤６で固定して固定子１を構成していた。
ところが、永久磁石形モータの高速化に伴い、回転子の高速回転による遠心力の増加やそれに伴う温度上昇による接着剤の熱劣化により、回転子鉄心に固着した永久磁石が剥離し脱落する恐れがあった。これに対して、永久磁石の接着剥離を防止するために、永久磁石を筒状のカバー体にて覆ったり（例えば、特許文献１）、セグメント形永久磁石を樹脂材料で充填することで一体に成形する方法など、種々の工夫がなされている。
【０００３】
【特許文献１】
特開平６−２８４６５０号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような従来技術においては、いずれも製造が面倒でコストが高いという問題があった。また、回転子鉄心にスリット状の溝を形成しその中にセグメント形永久磁石の端部をはめ込むことで遠心力方向の剥離を押さえる方法なども考えられるが、永久磁石の端部を回転子鉄心で覆うため磁束もれが大きくなってしまうなど問題があった。
本発明は、このような問題を解決するためになされたもので、積層された回転子鉄心の外周に接着剤で固着した永久磁石が高速回転でも剥離しにくく、かつ良好な磁気特性を有する構造をした回転子を備えた永久磁石形モータを安価に提供することを目的とするものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記問題を解決するため、本発明は、積層された回転子鉄心の外周に複数個のセグメント形永久磁石を接着剤を用いて等間隔に固着して回転子を構成している永久磁石形モータにおいて、前記回転子鉄心にピン状の爪を具備し、永久磁石接着後に爪を折り曲げて永久磁石を押さえるようにしたものである。
本発明によれば、高速回転永久磁石形モータにおいて永久磁石接着剥離を防止し、安定性や信頼性の高い永久磁石形モータを実現できる。また鉄は機械的応力を加えることで磁気特性が悪くなるので、折り曲げることで爪によるもれ磁束は低減される。さらに永久磁石を押さえつける爪が接着剤が固まるまでに永久磁石を保持する治具の役割も果たすため、永久磁石の接着作業を効率的に行うことができる。
【０００６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施例を図に基づいて説明する。
［第１の実施例］
請求項１および請求項２の発明に関する実施例である。本実施例では８極の永久磁石形モータを例として説明する。
図１は、本発明の第１の実施例における永久磁石形モータの回転子を示す図で、（ａ）は正断面図で、（ｂ）は（ａ）における矢印Ａ方向からみた図である。回転子１は、回転軸２、回転子鉄心３、セグメント形永久磁石４により構成されている。回転子鉄心３の材質には、Ｓ６０の珪素鋼板を用いている。この珪素鋼板を少なくとも１箇所ピン状の爪形の穴を有した円形の型で打抜き、爪５の間隔が永久磁石４と永久磁石４の隙間の間隔に合うように打抜いた鋼板を１枚毎に機械角で４５°回転させて積層した。このようにすることにより、ひとつの型で８箇所からピン状の爪５が出た回転子鉄心３を形成することができる。
次に回転子鉄心３に回転軸２を圧入した後、回転子鉄心３の外周に加熱硬化型のエポキシ系接着剤６を塗布する。その後８個のネオジウム系の永久磁石４を爪５と爪５の間に等間隔に配置し、爪５を折り曲げて永久磁石４を両側から押さえつける。爪５が永久磁石４を保持する治具の役割も同時に果たしているため、このままの状態で炉に入れ、適切な温度で、適当な時間だけ加熱することで接着剤を硬化させる。
このようにして製作した回転子１を有する永久磁石形モータと、図３に示すような接着剤のみでセグメント形永久磁石４を固定している一般的な永久磁石形モータとで、永久磁石４が飛散するまで回転数を徐々に上げていく破壊試験を行った。その結果、一般的な永久磁石形モータの永久磁石が飛散した回転数Ｎに対して２倍の回転数２Ｎでも永久磁石の飛散は認められなかった。
本発明の永久磁石形モータは、接着剤に加えて１個ないし２個のピン状の爪５で永久磁石４の両側を押さえているため、より強固に永久磁石４の剥離を防止することができる。
またガウスメータを用いて、本発明の永久磁石形モータの各永久磁石４の最大磁束密度を測定した。その結果、最大磁束密度はＭで、爪で押さえていない永久磁石の最大磁束密度Ｍと差がなく、磁束の漏れは認められなかった。しかし、永久磁石４を押さえつける爪５の数を片側５本に増やすと最大磁束密度は０．９Ｍと１割低下が認められた。よって永久磁石形モータが良好な磁気特性を有するためには、ピン状の爪５は１個ないし２個が望ましい。
［第２の実施例］
請求項３の発明に関する実施例である。本実施例では８極の永久磁石形モータを例として説明する。
図２は、本発明の第２の実施例における永久磁石形モータの回転子を示す図で、（ａ）は正断面図で、（ｂ）は（ａ）における矢印Ｂ方向からみた図である。
回転子１は、回転軸２、回転子鉄心３、セグメント形永久磁石４により構成されている。回転子鉄心３の材質には、Ｓ６０の珪素鋼板を用いている。この珪素鋼板を等間隔に８箇所ピン状の爪形の穴を有した円形の型で打抜き、爪のない円形の型で打抜いた鋼板を積層した回転子鉄心３の両外側に１枚ずつ爪５のある鋼板を積層する。このようにすることにより、両外側に８箇所からピン状の爪５が出た回転子鉄心３を形成することができる。
次に回転子鉄心３に回転軸２を圧入した後、回転子鉄心３の外周に加熱硬化型のエポキシ系接着剤６を塗布する。その後８個のネオジウム系の永久磁石４を、爪５が永久磁石４のほぼ中央に当たるように等間隔に配置し、爪５を折り曲げて永久磁石４を両側から押さえつける。爪５が永久磁石４を保持する治具の役割も同時に果たしているため、このままの状態で炉に入れ、適切な温度で、適当な時間だけ加熱することで接着剤を硬化させる。
このようにして製作した回転子１を有する永久磁石形モータと、図３に示すような接着剤のみでセグメント形永久磁石４を固定している一般的な永久磁石形モータとで、永久磁石が飛散するまで回転数を徐々に上げていく破壊試験を行った。その結果、一般的な永久磁石形モータの永久磁石が飛散した回転数Ｎに対して２倍の回転数２Ｎでも永久磁石の飛散は認められなかった。本発明の永久磁石形モータは、接着剤に加えてピン状の爪５で永久磁石４の両側を押さえているため、より強固に永久磁石の剥離を防止することができる。
またガウスメータを用いて本発明の永久磁石形モータの各永久磁石４の最大磁束密度を測定した。その結果、最大磁束密度はＭで、爪で５押さえていない永久磁石４の最大磁束密度Ｍと差がなく、磁束の漏れは認められなかった。しかし、永久磁石４を押さえつける爪５の形状をピンではなく幅５ｍｍの板状にすると磁束密度は０．９Ｍと一割低下が認められた。よって永久磁石形モータが良好な磁気特性を有するためには、幅の太くないピン状の爪が望ましい。
【０００７】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明によれば、次のような効果がある。
（１）積層された鉄心に具備されたピン状の爪でセグメント形永久磁石を押さえることで、接着剤と併用して永久磁石を固定させるので、高速回転永久磁石形モータにおいて永久磁石接着剥離を防止し、安定性や信頼性の高い永久磁石形モータを実現することができる。
（２）セグメント形永久磁石を押さえつける爪が接着剤が固まるまでに永久磁石を保持する治具の役割も果たすため、永久磁石の接着作業を効率的に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施例における永久磁石形モータの回転子を示す図で、（ａ）は正断面図で、（ｂ）は（ａ）における矢印Ａ方向からみた図である。
【図２】本発明の第２の実施例における永久磁石形モータの回転子を示す図で、（ａ）は正断面図で、（ｂ）は（ａ）における矢印Ｂ方向からみた図である。
【図３】従来技術における永久磁石形モータの回転子を示す正断面図である。
【符号の説明】
１：回転子
２：回転軸
３：回転子鉄心
４：セグメント形永久磁石
５：ピン状の爪
６：接着剤

Claims

積層された回転子鉄心の外周に複数個のセグメント形永久磁石を接着剤を用いて等間隔に固着して回転子を構成している永久磁石形モータにおいて、
前記回転子鉄心にピン状の爪を具備し、永久磁石接着後に爪を折り曲げて永久磁石を押さえることを特徴とする永久磁石形モータ。
永久磁石接着後に前記爪で回転方向の永久磁石の両端を押さえることを特徴とする請求項１記載の永久磁石形モータ。
永久磁石接着後に前記爪で軸方向の永久磁石の両端を押さえることを特徴とする請求項１記載の永久磁石形モータ。