JPWO2018105046A1 - 永久磁石式回転電機 - Google Patents

Abstract

永久磁石式回転電機において、ロータは、ステータに対して回転可能な筒状の回転体と、ステータに対向しており、かつ回転体の軸方向及び周方向に互いに間隔をおいて、接着剤により回転体に接着されている複数個の永久磁石とを有している。回転体の周方向に隣り合う永久磁石の間には、回転体の径方向へ突出している第１の突出部が設けられている。回転体の軸方向に隣り合う永久磁石の間には、回転体の径方向へ突出している第２の突出部が設けられている。

Description

この発明は、回転体のステータに対向する面に複数個の永久磁石が接着されている永久磁石式回転電機に関するものである。

従来の表面永久磁石式の永久磁石モータでは、回転体に対する永久磁石の移動を制限し、磁石固定の信頼性を向上するため、接着剤により永久磁石を回転体に固定する方法が広く用いられている。

また、従来の永久磁石式回転電機では、ヨーク部の外周に径方向外側へ突出した複数の土手が形成されている。土手は、回転体の周方向の永久磁石の両側に配置されている（例えば、特許文献１参照）。

特開２００６−３０４４０７号公報

上記のような従来の永久磁石式回転電機では、回転体の周方向の永久磁石の両側のみに土手が形成されている。このため、永久磁石を回転体の軸方向に多列貼りする構成では、接着面積を確保するために接着剤の塗布量を増やすと、軸方向に並んだ永久磁石の領域まで接着剤がはみ出し、はみ出した接着剤を拭き取る作業が必要となる場合があり、組立時の作業性が低下する。

この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、十分な量の接着剤で永久磁石を回転体に固定しつつ、周囲の永久磁石の領域への接着剤のはみ出しを抑制することができ、製造時の作業性を向上させることができる永久磁石式回転電機を得ることを目的とする。

この発明に係る永久磁石式回転電機は、ステータ、及びステータに対して回転可能な筒状の回転体と、ステータに対向しており、かつ回転体の軸方向及び周方向に互いに間隔をおいて、接着剤により回転体に接着されている複数個の永久磁石とを有しているロータを備え、回転体の周方向に隣り合う永久磁石の間には、回転体の径方向へ突出している第１の突出部が設けられており、回転体の軸方向に隣り合う永久磁石の間には、回転体の径方向へ突出している第２の突出部が設けられている。

この発明の永久磁石式回転電機は、回転体の周方向に隣り合う永久磁石の間に第１の突出部が設けられており、回転体の軸方向に隣り合う永久磁石の間に第２の突出部が設けられているので、十分な量の接着剤で永久磁石を回転体に固定しつつ、周囲の永久磁石の領域への接着剤のはみ出しを抑制することができ、製造時の作業性を向上させることができる。

この発明の実施の形態１による永久磁石式モータの断面図である。 図１の矢印ＩＩ方向に沿って見たロータの一部を示す平面図である。 図２の矢印ＩＩＩ方向に沿って見たロータ全体を示す正面図である。 図２のロータから永久磁石を取り除いて回転体を示す平面図である。 図４の矢印Ｖ方向に沿って見た回転体全体を示す正面図である。 図４のＶＩ−ＶＩ線に沿う断面図である。 この発明の実施の形態２による永久磁石式モータのロータの一部を示す平面図である。 図７のロータから永久磁石を取り除いて回転体を示す平面図である。 図８の矢印ＩＸ方向に沿って見た回転体全体を示す正面図である。 この発明の実施の形態３による永久磁石式モータのロータの一部を示す平面図である。 図１０のロータから永久磁石を取り除いて回転体を示す平面図である。 図１１のＸＩＩ−ＸＩＩ線に沿う断面図である。 実施の形態３の回転体に磁石配置面を形成する手順を示す説明図である。

以下、この発明を実施するための形態について、図面を参照して説明する。
実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１による永久磁石式モータの断面図である。図において、椀状のハウジング１は、円板状の軸支持部１ａと、円筒状のステータ支持部１ｂとを有している。ステータ支持部１ｂは、軸支持部１ａの径方向外側端部から一側へ突出している。

ステータ支持部１ｂの内周面には、ステータ２が固定されている。ステータ２は、環状のステータ鉄心３と、ステータ鉄心３に装着されている複数のステータコイル４とを有している。

軸支持部１ａの中央には、軸受５を介して回転軸６が回転可能に支持されている。回転軸６は、軸支持部１ａを貫通している。また、回転軸６は、軸支持部１ａに水平に支持されている。

回転軸６には、ロータ７が固定されている。ロータ７は、回転軸６を中心として回転軸６と一体に回転する。また、ロータ７は、円筒状の回転体８と、回転体８の外周面に固定されている複数個の永久磁石９とを有している。

回転体８は、回転軸６に固定されている円板状の軸固定部８ａと、円筒状の磁石固定部８ｂとを有している。軸固定部８ａの中央には、回転軸６を通す孔が設けられている。回転軸６は、軸固定部８ａを貫通している。磁石固定部８ｂは、軸固定部８ａの径方向外側端部から一側へ突出している。

各永久磁石９は、磁石固定部８ｂの外周面に、接着剤１０により接着されている。また、各永久磁石９は、ステータ２に対向している。

図２は図１の矢印ＩＩ方向に沿って見たロータ７の一部を示す平面図、図３は図２の矢印ＩＩＩ方向に沿って見たロータ７全体を示す正面図、図４は図２のロータ７から永久磁石９を取り除いて回転体８を示す平面図、図５は図４の矢印Ｖ方向に沿って見た回転体８全体を示す正面図、図６は図４のＶＩ−ＶＩ線に沿う断面図である。

回転体８の周方向の同じ位置には、永久磁石９が２個ずつ配置されている。また、回転体８の軸方向の同じ位置には、永久磁石９が８個ずつ配置されている。永久磁石９は、回転体８の軸方向及び周方向に互いに間隔をおいて配置されている。

回転体８の周方向に隣り合う永久磁石９の間には、回転体８の径方向外側へ突出している複数の第１の突出部８ｃが設けられている。第１の突出部８ｃは、回転体８の軸方向の全長に渡って連続した直線状である。

また、第１の突出部８ｃは、回転体８の周方向の永久磁石９の両端部に接している。これにより、回転体８の周方向への各永久磁石９の移動が制限されている。

回転体８の軸方向に隣り合う永久磁石９の間には、回転体８の径方向外側へ突出している複数の第２の突出部８ｄが設けられている。第２の突出部８ｄは、回転体８の周方向に互いに間隔をおいて断続的に配置された直方体状である。

また、第２の突出部８ｄは、回転体８の軸方向に隣り合う永久磁石９の互いに対向する端面に接している。これにより、永久磁石９と磁石固定部８ｂとの間に塗布される接着剤１０が、軸方向に隣り合う永久磁石９の領域にはみ出すのが防止される。

第１の突出部８ｃ及び第２の突出部８ｄは、磁石固定部８ｂの外周面を切削することにより、回転体８に一体に形成されている。磁石固定部８ｂの永久磁石９が接着されている部分には、平面である磁石配置面８ｅが形成されている。

このような永久磁石式モータでは、回転体８の周方向に隣り合う永久磁石９の間に第１の突出部８ｃが設けられており、回転体８の軸方向に隣り合う永久磁石９の間に第２の突出部８ｄが設けられているので、十分な量の接着剤１０で永久磁石９を回転体８に固定しつつ、周囲の永久磁石９の領域への接着剤１０のはみ出しを抑制することができる。これにより、回転体８に対する永久磁石９の接着面積を増やすことができるとともに、接着剤１０の拭き取り作業を省略して、製造時の作業性を向上させることができる。即ち、磁石接着面積の増大と作業性向上との両立が可能となる。

なお、上記のような永久磁石式モータは、例えばエレベータ巻上機のモータとして使用することができる。この場合、回転軸６には、綱車が設けられる。綱車には、かごを吊り下げる懸架体が巻き掛けられる。

実施の形態２．
次に、図７はこの発明の実施の形態２による永久磁石式モータのロータ７の一部を示す平面図、図８は図７のロータ７から永久磁石９を取り除いて回転体８を示す平面図、図９は図８の矢印ＩＸ方向に沿って見た回転体８全体を示す正面図である。

実施の形態２では、第２の突出部８ｄが回転体８の周方向の全周に渡って連続して設けられている。即ち、実施の形態２の第２の突出部８ｄは、環状である。第１の突出部８ｃは、回転体８の周方向の同じ位置で、回転体８の軸方向の第２の突出部８ｄの両側に分けて配置されている。他の構成は、実施の形態１と同様である。

このような永久磁石式モータでは、第２の突出部８ｄを回転体８の周方向の全周に渡って連続して設けたので、接着剤１０のはみ出しをより確実に防止することができる。

実施の形態３．
次に、図１０はこの発明の実施の形態３による永久磁石式モータのロータ７の一部を示す平面図、図１１は図１０のロータ７から永久磁石９を取り除いて回転体８を示す平面図、図１２は図１１のＸＩＩ−ＸＩＩ線に沿う断面図である。

回転体８の軸方向に隣り合う第１の突出部８ｃの間には、磁石配置面８ｅと面一の平面である連続平面８ｆが形成されている。これにより、各第１の突出部８ｃは、第２の突出部８ｄに対して、回転体８の軸方向に間隔をおいて配置されている。回転体８の軸方向の連続平面８ｆが設けられている部分の断面の外形は、正ｎ角形である。また、ｎは、回転体８の軸方向の同じ位置に設けられている永久磁石９の個数である。他の構成は、実施の形態２と同様である。

次に、回転体８に磁石配置面８ｅを形成するための手順を図１３に示す。磁石配置面８ｅは、円筒状部材（図示せず）の外周を、例えばフライス加工により切削することで形成される。具体的には、円筒状部材が回転しないように固定した後、円筒状部材の外周面に対して略垂直に配置されたエンドミルを、円筒状部材の軸線方向の端面から軸線方向に沿って略水平移動させる（図１３の円２０ａから円２０ｂ、円２１ａから円２１ｂ）。

その後、エンドミルを円筒状部材の外周接線面と平行であって軸線に対して垂直方向へ移動させる（図１３の円２０ｂから円２０ｃ、円２１ｂから円２１ｃ）。続いて、エンドミルを円筒状部材の外周接線面と平行に再び軸線側へ移動させる（図１３の円２０ｃから円２０ｄ、円２１ｃから円２１ｃ）。このとき、円２０ｄは、円２０ｂよりも図１３の下側へずれており、円２１ｄは、円２１ｂよりも図１３の上側へずれている。

このように、磁石配置面８ｅと同時に連続平面８ｆを形成することにより、第１の突出部８ｃ及び第２の突出部８ｄの磁石配置面８ｅに隣接する壁面を、磁石配置面８ｅの形成時に容易に形成することができる。即ち、第１の突出部８ｃ、第２の突出部８ｄ及び磁石配置面８ｅを、フライス加工によって容易に形成でき、製造工程の簡素化を実現することができる。

なお、永久磁石の個数は特に限定されない。
また、永久磁石は、回転体の軸方向に３個以上並べて配置してもよい。
さらに、モータは、スキューが付いていてもよい。
さらにまた、上記の例では、ロータ７がステータ２の内側に配置されているが、この発明は、ロータがステータの外側に配置されているアウタロータタイプの回転電機にも適用できる。この場合、第１及び第２の突出部は、回転体の内周面から径方向内側へ突出する。
また、この発明は、発電機にも適用できる。

２ ステータ、７ ロータ、８ 回転体、８ｃ 第１の突出部、８ｄ 第２の突出部、８ｅ 磁石配置面、８ｆ 連続平面、９ 永久磁石、１０ 接着剤。

Claims (3)

1. ステータ、及び
   前記ステータに対して回転可能な筒状の回転体と、前記ステータに対向しており、かつ前記回転体の軸方向及び周方向に互いに間隔をおいて、接着剤により前記回転体に接着されている複数個の永久磁石とを有しているロータ
   を備え、
   前記回転体の周方向に隣り合う前記永久磁石の間には、前記回転体の径方向へ突出している第１の突出部が設けられており、
   前記回転体の軸方向に隣り合う前記永久磁石の間には、前記回転体の径方向へ突出している第２の突出部が設けられている永久磁石式回転電機。
2. 前記第２の突出部は、前記回転体の周方向の全周に渡って連続して設けられている請求項１記載の永久磁石式回転電機。
3. 前記回転体の前記永久磁石が接着されている部分には、平面である磁石配置面が形成されており、
   前記第１の突出部は、前記回転体の軸方向に複数に分割されており、
   前記回転体の軸方向に隣り合う前記第１の突出部の間には、前記磁石配置面と面一の平面である連続平面が形成されている請求項１又は請求項２に記載の永久磁石式回転電機。

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