JP2005020892A

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

Info

Publication number: JP2005020892A
Application number: JP2003182347A
Authority: JP
Inventors: Koji Nagata; 耕治永田; Yukimasa Hisamitsu; 行正久光
Original assignee: Meidensha Corp; Meidensha Electric Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Meidensha Corp; Meidensha Electric Manufacturing Co Ltd
Priority date: 2003-06-26
Filing date: 2003-06-26
Publication date: 2005-01-20

Abstract

【課題】構造が簡単で、安価な永久磁石式回転電機またはその回転子を得る。
【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

【０００１】
【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

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。