JP2523103B2 - 永久磁石を有する回転子の構造 - Google Patents

永久磁石を有する回転子の構造

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JP2523103B2
JP2523103B2 JP59038509A JP3850984A JP2523103B2 JP 2523103 B2 JP2523103 B2 JP 2523103B2 JP 59038509 A JP59038509 A JP 59038509A JP 3850984 A JP3850984 A JP 3850984A JP 2523103 B2 JP2523103 B2 JP 2523103B2
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    • 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
    • H02K1/2706Inner rotors
    • H02K1/272Inner rotors the magnetisation axis of the magnets being perpendicular to the rotor axis
    • H02K1/274Inner rotors the magnetisation axis of the magnets being perpendicular to the rotor axis the rotor consisting of two or more circumferentially positioned magnets
    • H02K1/2753Inner 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
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Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は、回転電機の永久磁石を有する回転子の構造
に係り、特に永久磁石の端部に当板を配置し、ダイカス
トにて一体化するのに好適な回転子構造に関する。
〔発明の背景〕
一般に永久磁石を有する回転子において、この永久磁
石には磁性特性に優れ、安価であるとによりフェライト
磁石が広く用いられている。しかし、このフェライト磁
石は硬くてもろい、寸法精度がでにくい等の難点があ
る。
このような永久磁石を回転子鉄心の外周面に複数個配
置し、これらの永久磁石の外周面を保護カバーで覆い、
側面を回転子鉄心の端部に配置した非磁性体の当板で覆
う回転子が公知である(特開昭57−177263号公報)。こ
のような構成の当板は永久磁石側部での漏洩磁束を抑制
するため非磁性材料が用いられる。
この非磁性材料はアルミニウムやステンレススチィー
ルなどが一般に用いられるが、電磁鋼板や冷間圧延鋼板
などの磁性材料に比較した場合、例えばアルミニウム材
で強度を同じにするには厚い材料を用いなければなら
ず、またステンレススチィール材ではプレス加工性に劣
る難点があり、更に他の特殊な材料を用いたのでは材料
の入手難,共用性がないなどの欠点があった。
〔発明の目的〕
本発明の目的は、上記従来技術の問題点に鑑み、当板
として磁性材料を用いて容易に製作することができ、し
かも磁性材料を用いたにも拘わらず永久磁石端部の漏洩
磁束を抑制し得、さらに、安全上,電動機特性上,製作
上有益な永久磁石を有する回転子の構造を提供すること
にある。
〔発明の概要〕
本発明の特徴は、円筒状に形成した回転子鉄心と、該
回転子鉄心の外周面にその周方向に沿って複数配置した
永久磁石と、回転子鉄心の軸方向の両端面に当接して配
置した当板と、永久磁石の外周面を覆う保護カバーと、
回転子鉄心,当板を貫通する複数の連結材と回転子鉄
心,当板,永久磁石の両端部に突出しかつ固定子鉄心,
永久磁石,当板,保護カバーを相互に固着する端環とを
一体的に形成する非磁性体とを有する回転子において、
前記当板は磁性材料で構成し、かつその外周部に各々の
永久磁石の一部と向かい合う位置であってかつ回転子鉄
心の外径より小さい寸法で半径方向に延長された突起を
夫々形成すると共に、外周部の突起と突起との間におい
て少なくとも各永久磁石が互いに隣り合う部分と対応す
る部分を、回転子鉄心の直径と同等以下の大きさに形成
し、前記保護カバーは、永久磁石の軸方向の長さより長
く、かつ夫々の端環の外周部に跨る長さに形成すると共
に、少なくとも一端部に、前記非磁性体を形成したと
き、その非磁性体に係止する切欠を設けている。
〔発明の実施例〕
以下、本発明の一実施例を図面を用いて説明する。第
1図は本発明の永久磁石2を有する回転子の断面図であ
り、第2図は第1図のA−A線を切断して示す側断面図
であり、第2図(a)は第2図のB−B線に相当する拡
大断面図である。
本発明の第1の例は第1図,第2図に示すように、磁
性材から成る円筒状の回転子鉄心1の外周面に対し、該
回転子鉄心の周方向に沿って複数配置された永久磁石2
を設け、これら永久磁石2及び回転子鉄心2の軸方向の
両側端部には磁性材料からなる当板4を配置して構成す
る。
永久磁石2は本例では第2図に示すように、回転子鉄
心1の外周面に対し4個(符号2a〜2dにて示す)設けら
れている。永久磁石2の外周面はステンレススチィール
などの非磁性材料で形成した保護カバー3が配置してあ
る。第1図において、符号7′は亜鉛やアルミニウムな
どをダイカスト成形する非磁性体であり、回転子鉄心1
の両側に突出する端環7と、回転子鉄心1に設けた孔を
貫通する連結材7bとを一体的に形成する。なお、回転子
鉄心1に設けた孔は、第1図では符号1aのみで示してい
るが、回転子鉄心1に周方向に沿って複数穿設されてい
るため、第2図では符号1a〜1cにて示している。
ここで、当板4は第2図に示すように、その外周に各
永久磁石2の中央部と向かい合う位置まで同一の幅をも
って半径方向に延長された突起4aを形成し、突起4a以外
の部分の外径Pは回転子鉄心1の外径Qと同等以下に形
成している。従って、突起4aは各永久磁石2の軸方向の
端部において中央部と対向する位置にあって、永久磁石
2の隣り合う部分10にはない。
このような回転子に構成すれば、隣り合う永久磁石2
間(例えば2aと2b間)では、当板4が磁性材料であるこ
とにより、磁力線が第2図に示す破線12の如く当板4を
介し互いに流れ、永久磁石2の隣り合う部分10では磁気
抵抗が高くなるので、漏洩磁束を抑えることができる。
従って、磁性材料を用いた当板4であっても、非磁性材
料の当板を用いる従来技術と同様に漏洩磁束を確実に抑
制することができる。
その結果、当板4は回転子鉄心1と同材料の電磁鋼板
あるいは冷間圧延鋼板などの磁性材料を用いることがで
き、しかも平板形状であっても強度的に有利となるの
で、非磁性材料で構成した従来例に比較すると、加工
性,強度に優れ、材料の入手が容易でかつ共用性が高
い。
なお、当板4の形状は第2図に限定されるものではな
く、例えば第3図のような角形形状とし、突起4aとして
の角部が永久磁石2の端部に位置すると共に、その辺部
が永久磁石2の隣り合う部分にまたがって位置し、かつ
回転子鉄心1の中心から辺までの距離Wを、回転子鉄心
1の中心から外周までの距離Yより同等以下に形成して
もよい。このような角形形状の当板4にすれば、当板4
の打抜型の製作がいっそう容易となる。しかも、突起4a
としての角部が各永久磁石2の外径に近い寸法まで延長
(軸心から外径の約2/3程度まで延長)形成されている
ので、それだけ当板4の強度を高めることができる。
このような永久磁石2を有する回転子は例えば第4図
に示すような密閉形圧縮機に組込んで使用する場合があ
る。
第4図について更に詳しく説明すると、外被を形成す
るチャンバ6の内側には電機子巻線を施した固定子鉄心
5が固定してあり、更にこの固定子鉄心5の内側には空
隙Gを介して外周面が対応するように前記実施例の回転
子Rが位置している。この回転子Rはシャフト8の一端
に固定され、このシャフト8の他端には電動機の負荷と
なる圧縮機9が連結され、軸受90で支持されている。
このような圧縮機9がアンバランスを有する場合、回
転系として回転子Rで修正する場合がある。
第2の具体例は第1図に示すように、回転子鉄心1の
外周面に配置した複数個の永久磁石2があり、これらの
永久磁石2の外周面に保護カバー3を設けたものにおい
て、この保護カバー3の軸線方向の長さLを、回転子鉄
心の軸線方向の長さTより長く設けたことにある。つま
り、保護カバー3は回転子鉄心1の両側に位置する端環
7の外周を覆うように構成したことにある。
このような構成にすれば、前記圧縮機9のアンバラン
スを修正するように端環7に軸線方向から見て円周方向
にアンバランス部7aを設けた場合、端環7に作用する遠
心力が増加する。しかしこのとき、保護カバー3は端環
7の外周を覆っているので、端環7と孔1a〜1cに充填し
た連結材7bとの結合部の応力を低下させることができ
る。従って、回転子Rは回転時の結合部の安全性が高く
なる。また、安全性を同一とすれば、回転子鉄心1に設
けた孔1a〜1cの断面積を小さくできるので、回転子鉄心
1の磁気抵抗が小さくなり、電動機の特性を向上するこ
とができる。また、このような保護カバー3は、上述の
如く、両側に位置する端環7まで跨るように永久磁石2
を覆っているので、ダイカスト作業時、割れやすいフェ
ライトなどの永久磁石2を保護すると共に軸方向へのず
れを抑制できる。
第3の具体例は第1図に示すように、保護カバー3の
端部に切欠3aを設けたことにある。このような切欠3aを
有する保護カバー3を、回転子鉄心1の外周に配置した
永久磁石2の外周に配置し、亜鉛,亜鉛合金などの非磁
性体で一体にダイカストして回転子Rを構成した場合、
保護カバー3の切欠3aに非磁性体が充填されると、保護
カバー3が端環7に係止された状態となるので、保護カ
バー3の熱膨張係数が非磁性材料の端環7の熱膨張係数
より大きくとも、保護カバー3は端環7及び永久磁石2
上で空転することがない。
第4の具体例は第2図に示すように、鉄板を多数積層
して回転子鉄心1を構成し、これらの鉄心相互の固着を
第2図aに示す如く、一方向へ切り起こした突起1dを隣
り合う鉄板の凹部へ嵌合させるものである。そして、こ
の突起1dは、回転子鉄心1において第2図に示すよう
に、連結材7bを貫通するための複数の孔1a〜1cと同一円
周上に位置と、永久磁石2の隣り合う部分10及び回転軸
中心を結ぶ線とが交差する位置に配置されている。即
ち、各回転子鉄心1は、連結材7bを貫通するための複数
の孔1a〜1cからなる円周上において、永久磁石2の隣り
合う部分10及び回転軸中心を結ぶ線と交差する位置に前
記孔を設けず、突起1dを設けている。
このような構成にすれば、永久磁石2の時束の流れは
回転子鉄心1では図示の破線で示すようになる。つま
り、隣り合う永久磁石2間と中心を結ぶ線上の回転子鉄
心1の部分が最も磁束密度が高くなるが、この部分は前
記突起1dがあり、回転子鉄心1全体としては、非磁性体
からなる連結材7bが貫通する孔1a〜1cに比べ、磁性材と
しての突起1dが存在することによりそれだけ透磁率が高
くなっているので、永久磁石2で発生される磁束が大と
なり、従って、発生するトルクが大となる結果、出力ト
ルク特性を向上する効果がある。
〔発明の効果〕
本発明によれば、磁性材料からなる当板の外周部の突
起と突起との間において少なくとも各永久磁石が互いに
隣り合う部分と対応する部分を、回転子鉄心の直径と同
等以下の大きさに形成したので、当板を容易に製作する
ことができ、しかも当板を非磁性材料で構成した場合と
同様に永久磁石端部の漏洩磁束を確実に抑制し得る効果
がある。
また保護カバーを、永久磁石の軸方向の長さより長く
かつ夫々の端環の外周部に跨る形状に形成したので、端
環と連結材との結合部の応力を低下させ、回転子の回転
時における結合部の安全性が高くなるばかりでなく、回
転子鉄心の孔の断面積を小さくできることによって回転
子鉄心の磁気抵抗が小さくなり、電動機の特性を向上す
ることが可能となり、しかも保護カバーの一端部に切欠
を設け、非磁性体をダイカストで形成したとき、保護カ
バーが端環に係止された状態となるので、保護カバーが
端環及び永久磁石で空転することがない結果、安全上,
電動機特性上,製作上において特に有益となる効果があ
る。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の実施例を示す永久磁石を有する回転子
の断面図、第2図は第1図の側面図、第2図aは第2図
及び第3図のB−B線の拡大断面図、第3図は当板の他
の例を示す第2図に相当する断面図、第4図は第1図の
回転子を適用した密閉型圧縮機の断面図である。 1……回転子鉄心、1a〜1c……孔、2,2a〜2d……永久磁
石、3……保護カバー、4……当板、4a……突起、7′
……非磁性体、7……端環、7b……連結材、L……保護
カバーの各端環に跨る長さ、T……当板を含む回転子鉄
心の長さ。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ▲吉▼崎 政宣 習志野市東習志野7丁目1番1号 株式 会社日立製作所習志野工場内 (72)発明者 手代木 孝一 習志野市東習志野7丁目1番1号 株式 会社日立製作所習志野工場内 (72)発明者 八重樫 幸栄 習志野市東習志野7丁目1番1号 株式 会社日立製作所習志野工場内 (56)参考文献 特開 昭57−52359(JP,A) 実開 昭56−66188(JP,U) 実開 昭58−43180(JP,U)

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】円筒状に形成した回転子鉄心と、該回転子
    鉄心の外周面にその周方向に沿って複数配置した永久磁
    石と、回転子鉄心の軸方向の両端面に当接して配置した
    当板と、永久磁石の外周面を覆う保護カバーと、回転子
    鉄心,当板を貫通する複数の連結材と回転子鉄心,当
    板,永久磁石の両端部に突出しかつ固定子鉄心,永久磁
    石,当板,保護カバーを相互に固着する端環とを一体的
    に形成する非磁性体とを有する回転子において、前記当
    板は磁性材料で構成し、かつその外周部に各々の永久磁
    石の一部と向かい合う位置であってかつ回転子鉄心の外
    径より小さい寸法で半径方向に延長された突起を夫々形
    成すると共に、外周部の突起と突起との間において少な
    くとも各永久磁石が互いに隣り合う部分と対応する部分
    を、回転子鉄心の直径と同等以下の大きさに形成し、前
    記保護カバーは、永久磁石の軸方向の長さより長く、か
    つ夫々の端環の外周部に跨る長さに形成すると共に、少
    なくとも一端部に、前記非磁性体を形成したとき、その
    非磁性体に係止する切欠を設けていることを特徴とする
    永久磁石を有する回転子の構造。
JP59038509A 1983-04-27 1984-03-02 永久磁石を有する回転子の構造 Expired - Lifetime JP2523103B2 (ja)

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