JP2005020892A - 永久磁石式回転電機、その磁石固定板、磁石固定方法及び回転子 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】回転子1の磁石装着面に周方向に沿って磁性材料製の磁石固定板3を巻きつける。磁石固定板3として、プレスにて周方向に間隔を複数の突起4を成形する。この磁石固定板3を回転子1に固定し、磁石固定板3の2つの突起4間に永久磁石2を挿入し、固定する。
【選択図】 図1
Description
【発明の属する技術分野】
本発明は永久磁石式回転電機における永久磁石の固定技術に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来の永久磁石式回転電機では、下記に示す方法により永久磁石を回転子鉄心に固定している。
方法1:接着剤で永久磁石を回転子鉄心に貼り付けて固定する。
方法2:押さえ金具で永久磁石を回転子鉄心に押さえて固定する。
方法3:回転子鉄心上に永久磁石を配置し、ガラスバインドテープで永久磁石の外周面を巻きつけて固定する。
方法4:回転子鉄心上に永久磁石を配置し、非磁性金属バンドで永久磁石の外周面を巻きつけて固定する。
方法5:回転子鉄心にくさび状溝を形成し、永久磁石を溝に嵌め接着剤で固定する。
【0003】
【特許文献1】
特開平7−31837号公報
【特許文献2】
特開2000−139043
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
上記の従来技術には、以下の問題点がある。
1.接着剤使用の場合:回転方向に対する磁石の位置決めがないため、隣り合う磁石との貼り付け位置の精度が出ない。着磁された磁石の接着は、隣り合う磁石が引き寄せられるため、困難である。
2.押さえ金具の場合:金具の製作がコスト高となる。また、金具を固定する多数のねじ締めが必要なため、組立工数が多くなる。
3.ガラスバインドテープの場合:ガラスバインドテープの厚みのため、固定子と回転子とのギャップが大きくなり、回転電機の出力が低下する。ガラスバインドテープの巻きつけに工数がかかり、コスト高となる。
4.非磁性金属バンドの場合:ガラスバインドテープ同様、固定子と回転子とのギャップが大きくなり、回転電機の出力が低下する。また、薄いバンドの製作は困難である。
5.くさび状溝の場合:くさび状溝の製作あるいは加工はコスト高である。
【0005】
本発明の課題は、上記従来技術の問題点を解決する永久磁石固定技術を提供することである。
【0006】
【課題を解決するための手段】
第1発明は、上記課題を解決する永久磁石式回転電機であり、回転子の外周もしくは内周に永久磁石を装着した永久磁石式回転電機において、回転子の磁石装着面に周方向に沿って巻きつけられる磁性材料製の磁石固定板であって、プレスにて前記周方向に間隔を置いて成形された、前記磁石装着面とは反対方向へ向く複数の突起を有する磁石固定板と、この磁石固定板を回転子に固定する第1の固定手段と、前記磁石固定板の2つの突起間に挿入された永久磁石と、この永久磁石を前記磁石固定板に固定する第2の固定手段を備えることを特徴とする。
【0007】
第2発明は、第1発明において、間に永久磁石が挿入される2つの突起が基端側に広く、先端側に狭いくさび状の溝を形成していることを特徴とする永久磁石式回転電機である。
【0008】
第3発明は、第1または第2発明において、永久磁石が挿入される2つの突起間の外側に、少なくとも1つの突起に対応してプレス成形時に開いた穴が存在することを特徴とする永久磁石式回転電機である。
【0009】
第4発明は、第1から第3発明いずれかにおいて、第1の固定手段は前記磁石固定板の弾性力であることを特徴とする永久磁石式回転電機である。
【0010】
第5発明は、第1から第3発明いずれかにおいて、第1の固定手段は突起間に挿入した永久磁石の磁力であることを特徴とする永久磁石式回転電機である。
【0011】
第6発明は、第1から第3発明いずれかにおいて、第1の固定手段はねじ又は接着剤であることを特徴とする永久磁石式回転電機である。
【0012】
第7発明は、第1から第3発明いずれかにおいて、第2の固定手段は突起と永久磁石間の摩擦力であることを特徴とする永久磁石式回転電機である。
【0013】
第8発明は、第1から第3発明いずれかにおいて、第2の固定手段は突起間に挿入した永久磁石の磁力であることを特徴とする永久磁石式回転電機である。
【0014】
第9発明は、第1から第3発明いずれかにおいて、第2の固定手段は接着剤であることを特徴とする永久磁石式回転電機である。
【0015】
第10発明は、上記課題を解決する磁石固定板であり、永久磁石式回転電機の回転子の磁石装着面に周方向に沿って巻きつけられて固定される磁性材料製の磁石固定板であって、プレスにて前記周方向に間隔を置いて成形され、永久磁石が間に挿入されて固定される複数の突起を有することを特徴とする。
【0016】
第11発明は、上記課題を解決する磁石固定方法であり、永久磁石式回転電機の回転子の磁石装着面に第10発明の磁石固定板を、前記磁石装着面とは反対側に突起を向けて巻きつけて固定し、突起間に永久磁石を挿入して固定することを特徴とする。
【0017】
第12発明は、上記課題を解決する永久磁石式回転電機の回転子であり、第10発明の磁石固定板が、回転子の磁石装着面に、該磁石装着面とは反対側に突起を向けて巻きつけ固定され、前記磁石固定板の突起間に永久磁石が挿入され固定されていることを特徴とする。
【0018】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しながら本発明の実施の形態を説明する。
【0019】
[第1実施例]
図1に本発明の第1実施例に係る永久磁石式回転電機、とくにその回転子構造を示し、図1(a)は回転子全体の正面図、図1(b)は一部の斜視図、図1(c)一部の正面図である。図1中、1は回転子、2は磁石(永久磁石)、3は磁石固定板、4は突起、5は孔、6は磁石挿入部位を示している。
【0020】
図1に示す回転子1はインナーロータ形永久磁石式回転電機の回転子であり、その磁石装着面に周方向に沿って鉄板等の磁性材料製の磁石固定板3が巻きつけられている。磁石固定板3は、プレスにより、回転子1の磁石装着面とは反対方向へ向く複数の突起4が磁石装着面の周方向に間隔を置いて成形されたものである。磁石挿入部位6は隣接する突起4の間であり、その周方向長さは磁石2の周方向長さとほぼ同じである。孔5は突起4をプレスで成形したときに残った孔であり、この例では磁石挿入部位6に存在している。突起4は回転子1の軸方向に幅を持ち、その軸方向の長さは磁石2より長くても短くてもよい。突起4の高さは磁石2より磁石固定板3を低くしてある。
【0021】
磁石2を回転子1に取り付ける際、磁石固定板3を回転子1の磁石装着面とは反対側に突起4を向けて、つまり突起4を外側に向けて巻きつけて固定し、突起4間に永久磁石2を挿入して固定する。この例の磁石2は着磁済みであり、磁石2の磁力が磁石固定板3を回転子1に固定し(第1の固定手段)、また、磁石2の磁力が磁石2自身を磁石固定板3に固定する(第2の固定手段)。なお、磁石固定板3自身の縮まろうとする弾性力も磁石固定板3を回転子1に固定するのに寄与するようにしている(第1の固定手段)。
【0022】
[第2実施例]
図2に本発明の第2実施例に係る永久磁石式回転電機、とくにその回転子構造を示す。本第2実施例は、図1に示したものと比較すると、ねじ7を併用して磁石固定板3を回転子1に固定している(第1の固定手段)点が異なり、他は同じである。ねじ7に代えて、あるいは、ねじ7と併用して、接着剤を用いて磁石固定板3を回転子1に固定すること(第1の固定手段)も可能である。ねじ7や接着剤を用いて磁石固定板3を回転子1に固定する場合は、磁石2が着磁済みのものでなくても磁石固定板3を回転子1に固定することができる。
【0023】
[第3実施例]
図3に本発明の第3実施例に係る永久磁石式回転電機、とくにその回転子構造を示す。図3(a)は回転子全体の正面図、図3(b)はその斜視図である。本第3実施例は、図1に示したものと比較すると、永久磁石2が基端側に広く、先端側に狭いくさび状を成している点と、永久磁石2が間に挿入される2つの突起4が基端側に広く、先端側に狭いくさび状の溝8を形成している点が異なり、他は同じである。この例では、磁石2をくさび状溝8に装着するので、突起4と永久磁石2間の摩擦力のため(第2の固定手段)、磁石2の固定がより強固である。
【0024】
[第4実施例]
図4に本発明の第3実施例に係る永久磁石式回転電機、とくにその回転子構造を示す。図4(a)は回転子全体の正面図、図4(b)はその斜視図である。本第4実施例は、図3に示したものと比較すると、ねじ7を併用して磁石固定板3を回転子1に固定している(第1の固定手段)点が異なり、他は同じである。ねじ7に代えて、あるいは、ねじ7と併用して、接着剤を用いて磁石固定板3を回転子1に固定すること(第1の固定手段)も可能である。ねじ7や接着剤を用いて磁石固定板3を回転子1に固定する場合は、磁石2が着磁済みのものでなくても磁石固定板3を回転子1に固定することができる。
【0025】
[第5実施例]
図5に本発明の第1実施例に係る永久磁石式回転電機、とくにその回転子構造を示し、図5(a)は回転子全体の斜視図、図5(b)はその正面図である。図5中、10は回転子、2は磁石(永久磁石)、3は磁石固定板、4は突起、5は孔、6は磁石挿入部位を示している。
【0026】
図5に示す回転子10はアウターロータ形永久磁石式回転電機の回転子であり、その磁石装着面に周方向に沿って鉄板等の磁性材料製の磁石固定板3が巻きつけられている。磁石固定板3は、プレスにより、回転子10の磁石装着面とは反対方向へ向く複数の突起4が磁石装着面の周方向に間隔を置いて成形されたものである。磁石挿入部位6は隣接する突起4の間であり、その周方向長さは磁石2の周方向長さとほぼ同じである。孔5は突起4をプレスで成形したときに残った孔であり、この例では磁石挿入部位6に存在している。突起4は回転子10の軸方向に幅を持ち、その軸方向の長さは磁石2より長くても短くてもよい。突起4の高さは磁石2より磁石固定板3を低くしてある。
【0027】
磁石2を回転子10に取り付ける際、磁石固定板3を回転子10の磁石装着面とは反対側に突起4を向けて、つまり突起4を内側に向けて巻きつけて固定し、突起4間に永久磁石2を挿入して固定する。この例の磁石2は着磁済みであり、磁石2の磁力が磁石固定板3を回転子10に固定し(第1の固定手段)、また、磁石2の磁力が磁石2自身を磁石固定板3に固定する(第2の固定手段)。なお、磁石固定板3自身の広がろうとする弾性力も磁石固定板3を回転子10に固定するのに寄与するようにしている(第1の固定手段)。
【0028】
本第5実施例においても、第2実施例と同様、ねじを用いて磁石固定板3を回転子10に固定してもよく(第1の固定手段)、また、ねじに代えて、あるいはねじと併用して、接着剤を用いて磁石固定板3を回転子10に固定すること(第1の固定手段)も可能である。ねじや接着剤を用いて磁石固定板3を回転子10に固定する場合は、磁石2が着磁済みのものでなくても磁石固定板3を回転子10に固定することができる。
【0029】
[第6実施例]
図6に本発明の第6実施例に係る永久磁石式回転電機、とくにその回転子構造を示す。図6(a)は回転子全体の正面図、図6(b)はその斜視図である。本第6実施例は、図5に示したものと比較すると、永久磁石2が基端側に広く、先端側に狭いくさび状を成している点と、間に永久磁石2が挿入される2つの突起4が基端側に広く、先端側に狭いくさび状の溝8を形成している点が異なり、他は同じである。この例では、磁石2をくさび状溝8に装着するので、突起4と永久磁石2間の摩擦力のため(第2の固定手段)、磁石2の固定がより強固である。
【0030】
本第6実施例においても、第4実施例と同様、ねじを用いて磁石固定板3を回転子10に固定してもよく(第1の固定手段)、また、ねじに代えて、あるいはねじと併用して、接着剤を用いて磁石固定板3を回転子10に固定すること(第1の固定手段)も可能である。ねじや接着剤を用いて磁石固定板3を回転子10に固定する場合は、磁石2が着磁済みのものでなくても磁石固定板3を回転子10に固定することができる。
【0031】
[第7実施例]
以上説明した第1から第6実施例では、突起4をプレスで成形したときに残った孔5は磁石挿入部位6(磁石2が挿入される2つの突起4間)に存在しているが、突起4に対応してプレス成形時に開いた孔5が少なくとも1つ磁石挿入部位6の外側に存在することにより、その分、磁石2下の磁石固定板3と回転子1または10との間の隙間がなくなるため、磁束の洩れが減り、永久磁石式回転電機の特に優れる。
【0032】
図7に示す第7実施例は、図1の第1実施例について、平行な突起4をプレスで成形する際、全ての孔5が磁石挿入部位6の外側に残るようにプレスした例である。
【0033】
[第8実施例]
図8に示す第8実施例は、図5の第5実施例について、平行な突起4をプレスで成形する際、全ての孔5が磁石挿入部位6の外側に残るようにプレスした例である。
【0034】
[第9実施例]
図9に示す第9実施例は、図3の第3実施例について、くさび状溝8をなす突起4をプレスで成形する際に、全ての孔5が磁石挿入部位6の外側に残るようにプレスした例である。
【0035】
[第10実施例]
図10に示す第10実施例は、図6の第6実施例について、くさい状溝8をなす突起4をプレスで成形する際に、全ての孔5が磁石挿入部位6の外側に残るようにプレスした例である。
【0036】
【発明の効果】
本発明によれば、磁石固定板を用いることにより、永久磁石式回転電機、あるいはその回転子の構造が簡単で、安価に製品を得ることができる。磁石固定板はプレス加工により一体成形されるため、寸法精度に優れ、永久磁石の位置固定の精度が高くでき、回転電機の特性に優れる。磁石固定板を用いるため、固定子と回転子とのギャップが小さくでき、回転電機の特性が向上する。また、突起をプレスで成形したときに残る孔が磁石が挿入される突起間の外側に存在する場合は、磁石下の磁石固定板と回転子との間の隙間がなくなるため、磁束の洩れが減り、回転電機の特に優れる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施例を示す図。
【図2】本発明の第2実施例を示す図。
【図3】本発明の第3実施例を示す図。
【図4】本発明の第4実施例を示す図。
【図5】本発明の第5実施例を示す図。
【図6】本発明の第6実施例を示す図。
【図7】本発明の第7実施例を示す図。
【図8】本発明の第8実施例を示す図。
【図9】本発明の第9実施例を示す図。
【図10】本発明の第10実施例を示す図。
【符号の説明】
1、10 回転子
2 永久磁石
3 磁石固定板
4 突起
5 孔
6 磁石挿入部位
7 ねじ
8 くさび状溝
Claims (12)
- 回転子の外周もしくは内周に永久磁石を装着した永久磁石式回転電機において、
回転子の磁石装着面に周方向に沿って巻きつけられる磁性材料製の磁石固定板であって、プレスにて前記周方向に間隔を置いて成形された、前記磁石装着面とは反対方向へ向く複数の突起を有する磁石固定板と、この磁石固定板を回転子に固定する第1の固定手段と、前記磁石固定板の2つの突起間に挿入された永久磁石と、この永久磁石を前記磁石固定板に固定する第2の固定手段を備えることを特徴とする永久磁石式回転電機。 - 請求項1において、間に永久磁石が挿入される2つの突起が基端側に広く、先端側に狭いくさび状の溝を形成していることを特徴とする永久磁石式回転電機。
- 請求項1または2において、永久磁石が挿入される2つの突起間の外側に、少なくとも1つの突起に対応してプレス成形時に開いた穴が存在することを特徴とする永久磁石式回転電機。
- 請求項1から3いずれかにおいて、第1の固定手段は前記磁石固定板の弾性力であることを特徴とする永久磁石式回転電機。
- 請求項1から3いずれかにおいて、第1の固定手段は突起間に挿入した永久磁石の磁力であることを特徴とする永久磁石式回転電機。
- 請求項1から3いずれかにおいて、第1の固定手段はねじ又は接着剤であることを特徴とする永久磁石式回転電機。
- 請求項1から3いずれかにおいて、第2の固定手段は突起と永久磁石間の摩擦力であることを特徴とする永久磁石式回転電機。
- 請求項1から3いずれかにおいて、第2の固定手段は突起間に挿入した永久磁石の磁力であることを特徴とする永久磁石式回転電機。
- 請求項1から3いずれかにおいて、第2の固定手段は接着剤えあることを特徴とする永久磁石式回転電機。
- 永久磁石式回転電機の回転子の磁石装着面に周方向に沿って巻きつけられて固定される磁性材料製の磁石固定板であって、プレスにて前記周方向に間隔を置いて成形され、永久磁石が間に挿入されて固定される複数の突起を有することを特徴とする磁石固定板。
- 永久磁石式回転電機の回転子の磁石装着面に請求項10に記載の磁石固定板を、前記磁石装着面とは反対側に突起を向けて巻きつけて固定し、突起間に永久磁石を挿入して固定することを特徴とする磁石固定方法。
- 永久磁石式回転電機の回転子において、
請求項10に記載の磁石固定板が、回転子の磁石装着面に、該磁石装着面とは反対側に突起を向けて巻きつけ固定され、前記磁石固定板の突起間に永久磁石が挿入され固定されていることを特徴とする永久磁石式回転電機の回転子。
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JP2003182347A JP2005020892A (ja) | 2003-06-26 | 2003-06-26 | 永久磁石式回転電機、その磁石固定板、磁石固定方法及び回転子 |
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Legal Events
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