WO2019150500A1

WO2019150500A1 - Rotor member, rotor and rotating electric device

Info

Publication number: WO2019150500A1
Application number: PCT/JP2018/003256
Authority: WO
Inventors: 佳樹岡田; 由晴 ▲高▼島; 勇樹工藤
Original assignee: 三菱電機株式会社
Priority date: 2018-01-31
Filing date: 2018-01-31
Publication date: 2019-08-08
Also published as: JP6505345B1; JPWO2019150500A1

Abstract

This rotor member (60) is provided with: a sleeve (31) which is a cylindrical shape that allows a shaft to be press fitted therein, and which has a groove (3F) formed in the outer peripheral surface (3e), continuously along the entire circumference in the circumferential direction; multiple permanent magnets (4a, 4c) which are arranged in the groove (3f); fixing members (51a, 51b) which are arranged between the lateral surfaces of the groove (3f) and the ends of the permanent magnets (4a, 4c) in the axial direction and which sandwich the two ends of the permanent magnets (4a, 4c); and a reinforcement member (6) which covers the multiple permanent magnets (4a, 4c) from the outside in the radial direction.

Description

回転子部材、回転子及び回転電機Rotor member, rotor and rotating electric machine

　本発明は、界磁に永久磁石を使用する回転子部材、回転子及び同期式の回転電機に関する。 The present invention relates to a rotor member using a permanent magnet as a field, a rotor, and a synchronous rotating electric machine.

　工業用途を中心に、回転電機の高効率化、高出力化、及び高速回転化へのニーズが高まっている。 Demand for high-efficiency, high-output and high-speed rotation of rotating electrical machines is increasing mainly in industrial applications.

　誘導式の回転電機は、回転子に電流が流れる。一方、回転子の界磁に永久磁石を使用する同期式の回転電機は、回転子に電流が流れない。したがって、同期式の回転電機は、回転子が発熱しないため、高効率化及び高出力化の面では、誘導式の回転電機よりも有利である。 In an induction type rotating electrical machine, current flows through the rotor. On the other hand, in a synchronous rotating electrical machine that uses a permanent magnet for the rotor field, no current flows through the rotor. Therefore, the synchronous rotating electric machine is more advantageous than the induction rotating electric machine in terms of higher efficiency and higher output because the rotor does not generate heat.

　同期式の回転電機に用いられている回転子は、シャフトに回転子部材を取り付けた構造である。回転子部材は、シャフトが挿入されるスリーブに永久磁石を固定した構造である。同期式の回転電機の高速回転化を実現するにあたっては、回転時に発生する遠心力によって永久磁石がスリーブから剥離しないように、回転子部材に対策を施す必要がある。 The rotor used in a synchronous rotating electric machine has a structure in which a rotor member is attached to a shaft. The rotor member has a structure in which a permanent magnet is fixed to a sleeve into which a shaft is inserted. In order to achieve high-speed rotation of the synchronous rotating electrical machine, it is necessary to take measures against the rotor member so that the permanent magnet is not separated from the sleeve by the centrifugal force generated during rotation.

　特許文献１には、スリーブの外周面に取り付けられた永久磁石の外周面を炭素繊維強化プラスチックといった高強度合成材料からなる保護カバーで覆うことで、高速回転時の遠心力によって永久磁石がスリーブから剥離することを抑制する構造が開示されている。 In Patent Document 1, the permanent magnet attached to the outer peripheral surface of the sleeve is covered with a protective cover made of a high-strength synthetic material such as carbon fiber reinforced plastic so that the permanent magnet is removed from the sleeve by centrifugal force during high-speed rotation. A structure that suppresses peeling is disclosed.

特許第５６８９５５０号公報Japanese Patent No. 5687550

　高速回転時に空転が発生することなくシャフトにトルクを伝達するためには、軸出力トルクを常に上回る摩擦力を永久磁石とスリーブの外周面との間に発生させる必要がある。永久磁石とスリーブの外周面との摩擦力は、シャフトをスリーブに挿入する際のしめ代に依存する。すなわち、圧入するシャフトの外径が大きいほどしめ代が大きくなり、補強部材に永久磁石が強く押し付けられ、永久磁石とスリーブの外周面との摩擦力が大きくなる。回転電機が高速回転化されるのにともない、シャフトをスリーブに挿入する際のしめ代に設定すべき値が必然的に増大している。しめ代が増大すると、スリーブの変形量が大きくなる。スリーブの外周面側の変形量が大きいとスリーブと永久磁石との隙間を埋める接着剤といった固定部材に大きなせん断力が働くことになる。せん断力が接合部材の強度を超えると破断に至り、スリーブと永久磁石との接合強度を向上させる妨げとなる。 In order to transmit torque to the shaft without idling during high-speed rotation, it is necessary to generate a frictional force that always exceeds the shaft output torque between the permanent magnet and the outer peripheral surface of the sleeve. The frictional force between the permanent magnet and the outer peripheral surface of the sleeve depends on the interference when the shaft is inserted into the sleeve. That is, the larger the outer diameter of the press-fitted shaft is, the larger the interference is, the stronger the permanent magnet is pressed against the reinforcing member, and the greater the frictional force between the permanent magnet and the outer peripheral surface of the sleeve. As the rotating electrical machine is rotated at a high speed, the value to be set for the interference when the shaft is inserted into the sleeve inevitably increases. As the interference margin increases, the amount of deformation of the sleeve increases. When the deformation amount on the outer peripheral surface side of the sleeve is large, a large shearing force acts on a fixing member such as an adhesive that fills the gap between the sleeve and the permanent magnet. If the shearing force exceeds the strength of the joining member, it will break, and hinder the improvement of the joining strength between the sleeve and the permanent magnet.

　特許文献１に開示される発明は、スリーブにテーパ状のシャフトを圧入することでしめ代を付加しているため、必然的にシャフトを圧入した後のスリーブの外周面側に変形が生じ、スリーブと永久磁石との接合強度の向上を妨げる恐れがある。スリーブの変形量を抑制するためにはしめ代を小さくすることが考えられる。しかし、上述した理由により、しめ代を小さくすることは、使用回転速度を制限する要因となり、モータの高速回転化の妨げになる。 In the invention disclosed in Patent Document 1, since a crimping margin is added by press-fitting a tapered shaft into the sleeve, inevitably deformation occurs on the outer peripheral surface side of the sleeve after press-fitting the shaft. There is a risk of hindering the improvement of the bonding strength between the magnet and the permanent magnet. In order to suppress the deformation amount of the sleeve, it is conceivable to reduce the interference. However, for the reasons described above, reducing the interference allowance becomes a factor that limits the rotational speed of use, and hinders high-speed rotation of the motor.

　本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、高速回転時にスリーブから永久磁石が脱落することを抑制した回転子部材を得ることを目的とする。 The present invention has been made in view of the above, and an object of the present invention is to obtain a rotor member in which a permanent magnet is prevented from falling off a sleeve during high-speed rotation.

　上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、シャフトを圧入可能な筒状であり、外周面に円周方向の全周にわたって連続する溝が形成されたスリーブと、溝に配置された複数の永久磁石とを備える。本発明は、溝の側面と複数の永久磁石の軸方向の端部との間に設置され、複数の永久磁石の両端部を挟み込む固定部材と、複数の永久磁石を径方向外側から覆う補強部材とを備える。 In order to solve the above-described problems and achieve the object, the present invention provides a sleeve having a cylindrical shape into which a shaft can be press-fitted, and a continuous groove formed on the outer peripheral surface over the entire circumference. A plurality of permanent magnets arranged. The present invention is provided between a side surface of a groove and axial end portions of a plurality of permanent magnets, a fixing member that sandwiches both end portions of the plurality of permanent magnets, and a reinforcing member that covers the plurality of permanent magnets from the radially outer side With.

　本発明に係る回転子部材は、高速回転時にスリーブから永久磁石が脱落することを抑制できるという効果を奏する。 The rotor member according to the present invention has an effect that the permanent magnet can be prevented from falling off the sleeve during high-speed rotation.

本発明の実施の形態１に係る回転電機の縦断面図1 is a longitudinal sectional view of a rotary electric machine according to Embodiment 1 of the present invention. 実施の形態１に係る回転子部材の縦断面図1 is a longitudinal sectional view of a rotor member according to Embodiment 1. FIG. 実施の形態１に係る回転子部材の横断面図Cross-sectional view of rotor member according to Embodiment 1 実施の形態１に係る回転子部材のロータにシャフトを圧入した際の応力発生の様相を示した縦断面図The longitudinal cross-sectional view which showed the aspect of the stress generation at the time of press-fitting a shaft to the rotor of the rotor member which concerns on Embodiment 1. 実施の形態１に係る回転子部材のロータにシャフトを圧入した際の応力発生の様相を示した横断面図Cross-sectional view showing a state of stress generation when a shaft is press-fitted into the rotor of the rotor member according to the first embodiment 実施の形態１に係る回転子部材のスリーブにシャフトを圧入した後の様相を示した模式図The schematic diagram which showed the aspect after pressing the shaft into the sleeve of the rotor member which concerns on Embodiment 1. FIG. 実施の形態１に係る回転子部材のスリーブにシャフトが圧入されたときに作用する応力を示した模式図The schematic diagram which showed the stress which acts when a shaft is press-fit in the sleeve of the rotor member which concerns on Embodiment 1. FIG. 実施の形態１に係る別の回転子部材の縦断面図Vertical section of another rotor member according to Embodiment 1 本発明の実施の形態２に係る回転子部材を用いた回転子の模式図The schematic diagram of the rotor using the rotor member which concerns on Embodiment 2 of this invention. 本発明の実施の形態３に係る回転子部材の模式図The schematic diagram of the rotor member which concerns on Embodiment 3 of this invention. 本発明の実施の形態４に係る回転子部材の模式図The schematic diagram of the rotor member which concerns on Embodiment 4 of this invention.

　以下に、本発明の実施の形態に係る回転子部材、回転子及び回転電機を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。 Hereinafter, a rotor member, a rotor, and a rotating electrical machine according to an embodiment of the present invention will be described in detail based on the drawings. Note that the present invention is not limited to the embodiments.

実施の形態１．
　図１は、本発明の実施の形態１に係る回転電機の縦断面図である。図２は、実施の形態１に係る回転子部材の縦断面図である。図３は、実施の形態１に係る回転子部材の横断面図である。なお、図２は、図３中のII-II線に沿った断面を示している。図３は、図２中のIII-III線に沿った断面を示している。実施の形態１に係る回転電機１ａは、内部空間１０ａを持つハウジング１０ｂと、ハウジング１０ｂの内部空間１０ａに静止して固定される環状の固定子９と、固定子９の径方向内側に回転可能に設置された回転子１ｂとを備える。 Embodiment 1 FIG.
1 is a longitudinal sectional view of a rotating electrical machine according to Embodiment 1 of the present invention. FIG. 2 is a longitudinal sectional view of the rotor member according to the first embodiment. FIG. 3 is a cross-sectional view of the rotor member according to the first embodiment. 2 shows a cross section taken along the line II-II in FIG. FIG. 3 shows a cross section taken along line III-III in FIG. The rotating electrical machine 1a according to the first embodiment is capable of rotating inwardly in the radial direction of the stator 9, a housing 10b having an internal space 10a, an annular stator 9 that is stationary and fixed in the internal space 10a of the housing 10b. And a rotor 1b installed on the machine.

　固定子９は、固定子鉄心７と、固定子鉄心７の周方向に離間して配置された複数のコイル８とを有する。固定子鉄心７は、電磁鋼板の薄板を積層することによって形成できるが、これに限定はされない。複数のコイル８は、回転電機１ａの外部に設置された動力源に接続する動力線８１を通じて電力が伝えられる。 The stator 9 has a stator core 7 and a plurality of coils 8 that are spaced apart from each other in the circumferential direction of the stator core 7. The stator core 7 can be formed by laminating thin magnetic steel sheets, but is not limited thereto. Electric power is transmitted to the plurality of coils 8 through a power line 81 connected to a power source installed outside the rotating electrical machine 1a.

　回転子１ｂは、ＳＰＭ（Surface　Permanent　Magnet）型とも称される表面永久磁石型の同期式の回転電機１ａに用いられる。回転子１ｂは、筒状の構造体である回転子部材６０と、回転子部材６０を貫通するシャフト２とを有する。回転子部材６０は、円筒形状のスリーブ３１と、円周方向に並ぶようにスリーブ３１に貼り付けられた複数の永久磁石４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄと、永久磁石４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄの隙間に配置された間隙部材５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄと、永久磁石４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄ及び間隙部材５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄの外周側を覆う補強部材６とを有する。永久磁石４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄは、希土類磁石又はフェライト磁石である。 The rotor 1b is used in a surface permanent magnet type synchronous rotating electrical machine 1a, also referred to as an SPM (Surface Permanent Magnet) type. The rotor 1 b includes a rotor member 60 that is a cylindrical structure, and a shaft 2 that penetrates the rotor member 60. The rotor member 60 includes a cylindrical sleeve 31, a plurality of

permanent magnets

4 a, 4 b, 4 c, 4 d attached to the sleeve 31 so as to be arranged in the circumferential direction, and

permanent magnets

4 a, 4 b, 4 c, 4 d. The

gap members

5a, 5b, 5c, and 5d disposed in the gap and the reinforcing members 6 that cover the outer sides of the

permanent magnets

4a, 4b, 4c, and 4d and the

gap members

5a, 5b, 5c, and 5d are provided. The

permanent magnets

4a, 4b, 4c, 4d are rare earth magnets or ferrite magnets.

　スリーブ３１は、構造用炭素鋼等の磁性の金属材料から作成される。また、スリーブ３１の一端部にはシャフト２を挿入する際に、応力集中によってスリーブ３１自体が座屈変形することを抑制するフランジ部３ｃが形成されている。スリーブ３１の外周面３ｅには、円周方向に全周にわたって連続する溝３ｆが形成されており、永久磁石４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄ及び間隙部材５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄは、溝３ｆの底面に設置されている。 The sleeve 31 is made of a magnetic metal material such as structural carbon steel. Further, a flange portion 3c is formed at one end portion of the sleeve 31 to prevent the sleeve 31 itself from buckling and deforming due to stress concentration when the shaft 2 is inserted. On the outer peripheral surface 3e of the sleeve 31, a groove 3f that is continuous over the entire circumference in the circumferential direction is formed, and the

permanent magnets

4a, 4b, 4c, 4d and the

gap members

5a, 5b, 5c, 5d are formed in the groove 3f. It is installed on the bottom.

　スリーブ３１には、中心軸ＡＸに沿った方向に貫通する貫通穴３ａが形成されている。貫通穴３ａを形成するスリーブ３１の内周面３ｂはテーパ形状を有している。スリーブ３１の貫通穴３ａには、内周面３ｂの形状に合うシャフト２が圧入されている。なお、焼き嵌め若しくは冷やし嵌めと圧入とを組み合せてスリーブ３１の貫通穴３ａにシャフト２を固定してもよい。以下、中心軸ＡＸに沿った方向を「軸方向」という。なお、図示する回転子部材６０のシャフト２は、中空孔２ａを有しているが、これに限定されず、シャフト２は中実軸であってもよい。 The sleeve 31 is formed with a through hole 3a penetrating in a direction along the central axis AX. The inner peripheral surface 3b of the sleeve 31 forming the through hole 3a has a tapered shape. The shaft 2 matching the shape of the inner peripheral surface 3b is press-fitted into the through hole 3a of the sleeve 31. The shaft 2 may be fixed to the through hole 3a of the sleeve 31 by combining shrink fitting or cold fitting and press fitting. Hereinafter, the direction along the central axis AX is referred to as “axial direction”. In addition, although the shaft 2 of the illustrated rotor member 60 has the hollow hole 2a, the present invention is not limited to this, and the shaft 2 may be a solid shaft.

　複数個の永久磁石４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄ及び間隙部材５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄは、スリーブ３１に接着剤によって貼り付けられている。実施の形態１においては、四つの永久磁石４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄと四つの間隙部材５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄとが円周方向に等間隔で配置されている。また、実施の形態１において、永久磁石４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄ及び間隙部材５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄの横断面形状は半径が異なる二つの円から同じ中心角で切り取った扇形同士の差分となる形状である。したがって、永久磁石４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄ及び間隙部材５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄは、横断面において内周側の辺及び外周側の辺がともに円弧状である。 The plurality of

permanent magnets

4a, 4b, 4c, 4d and the

gap members

5a, 5b, 5c, 5d are bonded to the sleeve 31 with an adhesive. In the first embodiment, four

permanent magnets

4a, 4b, 4c, 4d and four

gap members

5a, 5b, 5c, 5d are arranged at equal intervals in the circumferential direction. In the first embodiment, the cross-sectional shapes of the

permanent magnets

4a, 4b, 4c, 4d and the

gap members

5a, 5b, 5c, 5d are the difference between the sectors cut out from two circles having different radii at the same central angle. This is the shape. Therefore, the

permanent magnets

4a, 4b, 4c, 4d and the

gap members

5a, 5b, 5c, 5d are both arcuate on the inner side and the outer side in the cross section.

　図示する回転子部材６０は、四つの永久磁石４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄを備えているが、永久磁石の数は、極数に合わせて枚数を増減可能であり、例示する四つに限定されるものではない。 The illustrated rotor member 60 includes four

permanent magnets

4a, 4b, 4c, and 4d. However, the number of permanent magnets can be increased or decreased according to the number of poles, and is limited to the four illustrated. It is not something.

　フランジ部３ｃと永久磁石４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄとは、間に空間を設けて設置されても、密着して設置されてもよい。ただし、フランジ部３ｃと永久磁石４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄとを密着させる場合は、永久磁石４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄからフランジ部３ｃを介した磁束漏れについて考慮する必要がある。 The flange portion 3c and the

permanent magnets

4a, 4b, 4c, and 4d may be installed with a space therebetween or in close contact with each other. However, when the flange portion 3c and the

permanent magnets

4a, 4b, 4c, and 4d are brought into close contact with each other, it is necessary to consider magnetic flux leakage from the

permanent magnets

4a, 4b, 4c, and 4d through the flange portion 3c.

　間隙部材５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄは、永久磁石４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄと比重が近い材料で形成されることが好ましい。間隙部材５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄは、スリーブ３１及び間隙部材５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄ内部での磁束短絡ロスを考慮すると非磁性材料で形成されることが望ましいが、磁束短絡ロスを許容できるのであれば、非磁性材料でなくてもよい。具体的には、間隙部材５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄは、ステンレス、アルミニウム合金、銅合金、鉄合金又は樹脂で形成できるが、これらに限定はされない。 The

gap members

5a, 5b, 5c and 5d are preferably formed of a material having a specific gravity close to that of the

permanent magnets

4a, 4b, 4c and 4d. The

gap members

5a, 5b, 5c, and 5d are preferably formed of a non-magnetic material in consideration of the magnetic flux short-circuit loss in the sleeve 31 and the

gap members

5a, 5b, 5c, and 5d, but the magnetic flux short-circuit loss can be allowed. In this case, it is not necessary to use a nonmagnetic material. Specifically, the

gap members

5a, 5b, 5c, and 5d can be formed of stainless steel, aluminum alloy, copper alloy, iron alloy, or resin, but are not limited thereto.

　また、永久磁石４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄ及び間隙部材５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄの縦断面形状は、矩形状である。永久磁石４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄ及び間隙部材５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄの軸方向の長さは、スリーブ３１の軸方向の長さよりも短い。 Further, the longitudinal sectional shapes of the

permanent magnets

4a, 4b, 4c, 4d and the

gap members

5a, 5b, 5c, 5d are rectangular. The axial lengths of the

permanent magnets

4a, 4b, 4c, 4d and the

gap members

5a, 5b, 5c, 5d are shorter than the axial length of the sleeve 31.

　補強部材６は、高速回転時の遠心力によって永久磁石４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄ及び間隙部材５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄがスリーブ３１から剥離することを抑制する。なお、間隙部材５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄは、永久磁石４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄを貼付ける作業の作業性の向上及び補強部材６に加わる応力の均等化を目的に設置しているため、補強部材６に加わる応力が補強部材６の疲労強度未満であれば、省略することも可能である。 The reinforcing member 6 suppresses the

permanent magnets

4 a, 4 b, 4 c, 4 d and the

gap members

5 a, 5 b, 5 c, 5 d from being peeled from the sleeve 31 due to centrifugal force during high-speed rotation. The

gap members

5a, 5b, 5c, 5d are installed for the purpose of improving workability of the work of attaching the

permanent magnets

4a, 4b, 4c, 4d and equalizing the stress applied to the reinforcing member 6. If the stress applied to the reinforcing member 6 is less than the fatigue strength of the reinforcing member 6, it can be omitted.

　スリーブ３１の内周面３ｂは、軸方向においてフランジ部３ｃから離れるほど中心軸ＡＸから遠ざかる第１のテーパ面である。スリーブ３１の内周面３ｂのテーパ角θは、回転電機１ａを運転する際の回転子１ｂの回転速度と、必要しめ代とにより異なるが、作業性を考慮すると０°から１０°の範囲に設定することが好ましい。なお、テーパ角θは、中心軸ＡＸとスリーブ３１の内周面３ｂとがなす角度である。 The inner peripheral surface 3b of the sleeve 31 is a first tapered surface that is further away from the central axis AX as it is farther from the flange portion 3c in the axial direction. The taper angle θ of the inner peripheral surface 3b of the sleeve 31 varies depending on the rotational speed of the rotor 1b when the rotary electric machine 1a is operated and the required interference, but in the range of 0 ° to 10 ° in consideration of workability. It is preferable to set. The taper angle θ is an angle formed by the central axis AX and the inner peripheral surface 3b of the sleeve 31.

　回転子部材６０は、外周面３ｅの溝３ｆの側面と永久磁石４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄ及び間隙部材５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄとの隙間を埋める固定部材５１ａ，５１ｂを有している。固定部材５１ａ，５１ｂは、環状の部材である。固定部材５１ａ，５１ｂは、樹脂材料又は燒結金属を用いて形成可能であるが、これらの材料に限定はされない。また、固定部材５１ａ，５１ｂは、外周面３ｅの溝３ｆの側面と永久磁石４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄ及び間隙部材５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄとの隙間に充填した接着剤を固化したものであっても良い。 The rotor member 60 includes fixing

members

51a and 51b that fill the gaps between the side surface of the groove 3f of the outer peripheral surface 3e and the

permanent magnets

4a, 4b, 4c, and 4d and the

gap members

5a, 5b, 5c, and 5d. The fixing

members

51a and 51b are annular members. The fixing

members

51a and 51b can be formed using a resin material or a sintered metal, but are not limited to these materials. The fixing

members

51a and 51b are solidified adhesives filled in the gaps between the side surface of the groove 3f of the outer peripheral surface 3e and the

permanent magnets

4a, 4b, 4c and 4d and the

gap members

5a, 5b, 5c and 5d. There may be.

　図４は、実施の形態１に係る回転子部材のロータにシャフトを圧入した際の応力発生の様相を示した縦断面図である。図５は、実施の形態１に係る回転子部材のロータにシャフトを圧入した際の応力発生の様相を示した横断面図である。なお、図４は、図５中のIV-IV線に沿った断面を示している。シャフト２をスリーブ３１に圧入してしめ代を付加することにより、シャフト２とスリーブ３１との空転が防止される。また、シャフト２をスリーブ３１に圧入してしめ代を付加することにより、スリーブ３１は内径及び外径が拡大する方向に変形し、スリーブ３１及び補強部材６には、永久磁石４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄを挟持する径方向の応力１１ａ，１１ｂが発生する。 FIG. 4 is a longitudinal sectional view showing a state of stress generation when the shaft is press-fitted into the rotor of the rotor member according to the first embodiment. FIG. 5 is a cross-sectional view showing an aspect of stress generation when the shaft is press-fitted into the rotor of the rotor member according to the first embodiment. FIG. 4 shows a cross section taken along line IV-IV in FIG. By slip-fitting the shaft 2 into the sleeve 31 and adding an interference allowance, idling between the shaft 2 and the sleeve 31 is prevented. Further, by press-fitting the shaft 2 into the sleeve 31 and adding an interference allowance, the sleeve 31 is deformed in a direction in which the inner diameter and the outer diameter are enlarged, and the

permanent magnets

4a, 4b, 4c are provided on the sleeve 31 and the reinforcing member 6. , 4d are generated in the

radial direction

11a, 11b.

　図６は、実施の形態１に係る回転子部材のスリーブにシャフトを圧入した後の様相を示した模式図である。シャフト２が圧入されたことによるスリーブ３１の円周方向の変形１２ａ，１２ｂにより、接着層２１には大きなせん断応力が働き、亀裂１３ａ，１３ｂが生じやすくなる。接着層２１に亀裂１３ａ，１３ｂが発生すると、接着層２１による永久磁石４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄの保持力が低下し、信頼性も低下する。 FIG. 6 is a schematic view showing an aspect after the shaft is press-fitted into the sleeve of the rotor member according to the first embodiment. Due to the

circumferential deformations

12a and 12b of the sleeve 31 due to the press-fitting of the shaft 2, a large shear stress acts on the adhesive layer 21, and cracks 13a and 13b are likely to occur. When the

cracks

13a and 13b are generated in the adhesive layer 21, the holding force of the

permanent magnets

4a, 4b, 4c, and 4d by the adhesive layer 21 is lowered, and the reliability is also lowered.

　図７は、実施の形態１に係る回転子部材のスリーブにシャフトが圧入されたときに作用する応力を示した模式図である。スリーブ３１の外周面３ｅの溝３ｆはシャフト２の圧入による径方向の応力１１ａ，１１ｂにより変形するが、軸方向の位置には変化がないため、永久磁石４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄは、固定部材５１ａ，５１ｂを支える軸方向の応力１４ａ，１４ｂにより、安定して保持される。したがって、接着層２１に亀裂１３ａ，１３ｂが発生しても、永久磁石４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄとスリーブ３１とが固定部材５１ａを挟む力の反作用によって永久磁石４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄが保持される。スリーブ３１が変形することで補強部材６とスリーブ３１とから永久磁石４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄに加えられる径方向からの挟持力、及びスリーブ３１が変形することで固定部材５１ａから永久磁石４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄに加えられる軸方向からの挟持力を向上させることで、接着層２１に亀裂１３ａ，１３ｂが発生した場合であっても、高速回転に耐えうる保持力を発揮させることができる。すなわち、スリーブ３１と永久磁石４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄとの接合強度の向上を図ることができる。 FIG. 7 is a schematic diagram showing the stress acting when the shaft is press-fitted into the sleeve of the rotor member according to the first embodiment. The groove 3f on the outer peripheral surface 3e of the sleeve 31 is deformed by the radial stresses 11a and 11b caused by the press-fitting of the shaft 2, but the axial position is not changed, so that the

permanent magnets

4a, 4b, 4c and 4d are fixed. It is stably held by the

axial stresses

14a and 14b that support the

members

51a and 51b. Therefore, even if the

cracks

13a and 13b occur in the adhesive layer 21, the

permanent magnets

4a, 4b, 4c, and 4d are held by the reaction of the force that the

permanent magnets

4a, 4b, 4c, and 4d and the sleeve 31 sandwich the fixing member 51a. Is done. When the sleeve 31 is deformed, the radial clamping force applied to the

permanent magnets

4a, 4b, 4c, and 4d from the reinforcing member 6 and the sleeve 31 and when the sleeve 31 is deformed, the permanent magnet 4a, By improving the clamping force from the axial direction applied to 4b, 4c, and 4d, even when

cracks

13a and 13b occur in the adhesive layer 21, a holding force that can withstand high-speed rotation can be exhibited. . That is, it is possible to improve the bonding strength between the sleeve 31 and the

permanent magnets

4a, 4b, 4c, 4d.

　以上のように、実施の形態１に係る回転子部材６０によれば、高速回転時にスリーブ３１から永久磁石４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄが脱落することを抑制できる。また、実施の形態１に係る回転子部材６０を用いることにより、高速回転可能な回転子１ｂを備えた回転電機を提供できる。 As described above, according to the rotor member 60 according to the first embodiment, it is possible to prevent the

permanent magnets

4a, 4b, 4c, and 4d from dropping from the sleeve 31 during high-speed rotation. Moreover, the rotary electric machine provided with the rotor 1b which can be rotated at high speed can be provided by using the rotor member 60 which concerns on Embodiment 1. FIG.

　なお、上記の説明において、スリーブ３１は、一端部側にフランジ部３ｃを備えていたが、他端部側にもフランジ部を備えてもよい。図８は、実施の形態１に係る別の回転子部材の縦断面図である。スリーブ３１は、一端部側のフランジ部３ｃに加え、他端部側にもフランジ部３ｄを備えている。スリーブ３１の他端部側にもフランジ部３ｄを設けることにより、シャフト２を圧入する作業を行いやすくなり、スリーブ３１自体が座屈変形することを抑制しやすくなる。スリーブ３１が、フランジ部３ｃ，３ｄを備える場合も、スリーブ３１の外径寸法が軸方向の位置によって異なることを抑えることができるため、回転電機１ａの特性が低下することを抑制できる。また、スリーブ３１がシャフト２を圧入する際に座屈変形しない肉厚を有するのであれば、フランジ部３ｃを省略した構造とすることも可能である。 In the above description, the sleeve 31 includes the flange portion 3c on one end side, but may also include a flange portion on the other end side. FIG. 8 is a longitudinal sectional view of another rotor member according to the first embodiment. The sleeve 31 includes a flange portion 3d on the other end side in addition to the flange portion 3c on the one end side. By providing the flange portion 3d on the other end side of the sleeve 31 as well, it becomes easy to press-fit the shaft 2, and it is easy to suppress the sleeve 31 itself from buckling. Even when the sleeve 31 includes the

flange portions

3c and 3d, it is possible to suppress the outer diameter of the sleeve 31 from being different depending on the position in the axial direction, and thus it is possible to suppress deterioration of the characteristics of the rotating electrical machine 1a. Further, if the sleeve 31 has a thickness that does not buckle and deform when the shaft 2 is press-fitted, it is possible to adopt a structure in which the flange portion 3c is omitted.

実施の形態２．
　図９は、本発明の実施の形態２に係る回転子部材を用いた回転子の模式図である。スリーブ３１の内周面３ｂは、フランジ部３ｃが設けられた一端部側ほど中心軸ＡＸから離れるテーパ面であり、スリーブ３１の一端部側の内周側には、内周面３ｂよりも勾配の大きいテーパ面であるテーパ増大部３ｇが設けられている。すなわち、スリーブ３１の内周側には、シャフト２の圧入方向において前方となる端部にテーパ増大部３ｇが設けられている。内周面３ｂとテーパ増大部３ｇとのテーパ面の角度差は、Δθとなっている。 Embodiment 2. FIG.
FIG. 9 is a schematic diagram of a rotor using a rotor member according to Embodiment 2 of the present invention. The inner peripheral surface 3b of the sleeve 31 is a tapered surface that is farther from the central axis AX toward one end where the flange portion 3c is provided, and the inner peripheral side on the one end side of the sleeve 31 is inclined more than the inner peripheral surface 3b. The taper increasing portion 3g which is a large tapered surface is provided. That is, on the inner peripheral side of the sleeve 31, a taper increasing portion 3g is provided at an end that is forward in the press-fitting direction of the shaft 2. The angle difference between the taper surfaces of the inner peripheral surface 3b and the taper increasing portion 3g is Δθ.

　テーパ増大部３ｇを設けることにより、シャフト２の圧入方向での前方となるスリーブ３１の端部は、テーパ増大部３ｇが設けられていない部分と比較すると、シャフト２が圧入された際の変形量が大きくなる。したがって、テーパ増大部３ｇを設けることにより、固定部材５１ａに働く軸方向の応力１４ａ，１４ｂは、実施の形態１に係る回転子よりも大きくなる。これにより、実施の形態１に係る回転子よりも永久磁石４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄを固定する力が増大する。 By providing the taper increasing portion 3g, the end portion of the sleeve 31 which is the front in the press-fitting direction of the shaft 2 is deformed when the shaft 2 is press-fitted as compared with the portion where the taper increasing portion 3g is not provided. Becomes larger. Therefore, by providing the taper increasing portion 3g, the

axial stresses

14a and 14b acting on the fixing member 51a are larger than those of the rotor according to the first embodiment. Thereby, the force which fixes

permanent magnet

4a, 4b, 4c, 4d increases rather than the rotor which concerns on Embodiment 1. FIG.

　実施の形態２に係る回転子は、高速回転時にスリーブ３１から永久磁石４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄが脱落することが抑制されるため、高速回転させることができる。 The rotor according to the second embodiment can be rotated at high speed because the

permanent magnets

4a, 4b, 4c, and 4d are prevented from falling off the sleeve 31 during high-speed rotation.

実施の形態３．
　図１０は、本発明の実施の形態３に係る回転子部材の模式図である。シャフト２には、軸径が拡大された軸径拡大部２ｂが設けられている。軸径拡大部２ｂは、シャフト２をスリーブ３１に圧入した際に、圧入方向において後方となるスリーブ３１の端部に配置される。 Embodiment 3 FIG.
FIG. 10 is a schematic diagram of a rotor member according to Embodiment 3 of the present invention. The shaft 2 is provided with an enlarged shaft diameter portion 2b having an enlarged shaft diameter. When the shaft 2 is press-fitted into the sleeve 31, the shaft diameter enlarged portion 2 b is disposed at the end of the sleeve 31 that is rearward in the press-fitting direction.

　軸径拡大部２ｂを設けることにより、シャフト２の圧入方向での後方となるスリーブ３１の端部は、軸径拡大部２ｂが設けられていないシャフトが圧入された場合よりも変形量が大きくなる。したがって、軸径拡大部２ｂを設けることにより、固定部材５１ｂに働く軸方向の応力１４ａ，１４ｂは、実施の形態１に係る回転子よりも大きくなる。これにより、実施の形態３に係る回転子では、永久磁石４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄを固定する力は、実施の形態１に係る回転子よりも増大する。 By providing the shaft diameter enlarged portion 2b, the end of the sleeve 31 that is the rear in the press-fitting direction of the shaft 2 has a larger deformation amount than when a shaft not provided with the shaft diameter enlarged portion 2b is press-fitted. . Therefore, by providing the shaft diameter enlarged portion 2b, the

axial stresses

14a and 14b acting on the fixing member 51b are larger than those of the rotor according to the first embodiment. Thereby, in the rotor which concerns on Embodiment 3, the force which fixes

permanent magnet

4a, 4b, 4c, 4d increases more than the rotor which concerns on Embodiment 1. FIG.

　実施の形態３に係る回転子は、高速回転時にスリーブ３１から永久磁石４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄが脱落することが抑制されるため、高速回転させることができる。 The rotor according to the third embodiment can be rotated at a high speed because the

permanent magnets

4a, 4b, 4c, and 4d are prevented from falling off the sleeve 31 during the high-speed rotation.

実施の形態４．
　図１１は、本発明の実施の形態４に係る回転子部材の模式図である。実施の形態４に係る回転子部材６０は、永久磁石４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄの端部を覆うスペーサ５０ａ，５０ｂを備えている。永久磁石４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄとフランジ部３ｃとの間にスペーサ５０ａを追加することにより、永久磁石４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄの端面の保護及び補強部材６を直接巻付ける際の作業性を向上することができる。同様に、フランジ部３ｃが設けられた端と反対側の端部にも、リング状のスペーサ５０ｂが設置されている。 Embodiment 4 FIG.
FIG. 11 is a schematic diagram of a rotor member according to Embodiment 4 of the present invention. The rotor member 60 according to Embodiment 4 includes

spacers

50a and 50b that cover the ends of the

permanent magnets

4a, 4b, 4c, and 4d. By adding a spacer 50a between the

permanent magnets

4a, 4b, 4c, 4d and the flange portion 3c, the end surfaces of the

permanent magnets

4a, 4b, 4c, 4d are protected and workability when directly winding the reinforcing member 6 is increased. Can be improved. Similarly, a ring-shaped spacer 50b is also installed at the end opposite to the end where the flange portion 3c is provided.

　スペーサ５０ａ，５０ｂは、永久磁石４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄからの磁束漏れを考慮すると非磁性体であることが好ましい。 The

spacers

50a and 50b are preferably non-magnetic materials in consideration of magnetic flux leakage from the

permanent magnets

4a, 4b, 4c and 4d.

　実施の形態４に係る回転子部材６０は、実施の形態１に係る回転子部材６０と同様に、高速回転時にスリーブ３１から永久磁石４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄが脱落することを抑制できる。さらに、実施の形態４に係る回転子部材６０は、スペーサ５０ａ，５０ｂが永久磁石４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄの端部を覆うことにより、永久磁石４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄの腐食が防止されるため、耐環境性を高めることができる。 As with the rotor member 60 according to the first embodiment, the rotor member 60 according to the fourth embodiment can suppress the

permanent magnets

4a, 4b, 4c, and 4d from dropping from the sleeve 31 during high-speed rotation. Furthermore, in the rotor member 60 according to the fourth embodiment, the

spacers

50a and 50b cover the ends of the

permanent magnets

4a, 4b, 4c, and 4d, thereby preventing the

permanent magnets

4a, 4b, 4c, and 4d from being corroded. Therefore, environmental resistance can be improved.

　以上の実施の形態に示した構成は、本発明の内容の一例を示すものであり、別の公知の技術と組み合わせることも可能であるし、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、構成の一部を省略、変更することも可能である。 The configuration described in the above embodiment shows an example of the contents of the present invention, and can be combined with another known technique, and can be combined with other configurations without departing from the gist of the present invention. It is also possible to omit or change the part.

　１ａ　回転電機、１ｂ　回転子、２　シャフト、２ａ　中空孔、２ｂ　軸径拡大部、３ａ　貫通穴、３ｂ　内周面、３ｃ，３ｄ　フランジ部、３ｅ　外周面、３ｆ　溝、３ｇ　テーパ増大部、４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄ　永久磁石、５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄ　間隙部材、６　補強部材、７　固定子鉄心、８　コイル、９　固定子、１０ａ　内部空間、１０ｂ　ハウジング、３１　スリーブ、５０ａ，５０ｂ　スペーサ、５１ａ，５１ｂ　固定部材、６０　回転子部材、８１　動力線。 1a rotating electrical machine, 1b rotor, 2 shaft, 2a hollow hole, 2b shaft diameter enlarged portion, 3a through hole, 3b inner peripheral surface, 3c, 3d flange portion, 3e outer peripheral surface, 3f groove, 3g taper increasing portion, 4a, 4b, 4c, 4d permanent magnet, 5a, 5b, 5c, 5d gap member, 6 reinforcing member, 7 stator core, 8 coil, 9 stator, 10a internal space, 10b housing, 31 sleeve, 50a, 50b spacer, 51a , 51b fixing member, 60 rotor member, 81 power line.

Claims

　シャフトを圧入可能な筒状であり、外周面に円周方向の全周にわたって連続する溝が形成されたスリーブと、
　前記溝に配置された複数の永久磁石と、
　前記溝の側面と複数の前記永久磁石の軸方向の端部との間に設置され、複数の前記永久磁石の両端部を挟み込む固定部材と、
　複数の前記永久磁石を径方向外側から覆う補強部材とを備えることを特徴とする回転子部材。 A sleeve in which a shaft can be press-fitted, and a sleeve formed with a continuous groove on the outer peripheral surface over the entire circumference in the circumferential direction;
A plurality of permanent magnets arranged in the groove;
A fixing member installed between a side surface of the groove and axial end portions of the plurality of permanent magnets, and sandwiching both end portions of the plurality of permanent magnets;
A rotor member comprising: a reinforcing member that covers the plurality of permanent magnets from outside in the radial direction.
　前記永久磁石の端部を覆うスペーサを備えることを特徴とする請求項１に記載の回転子部材。 The rotor member according to claim 1, further comprising a spacer that covers an end of the permanent magnet.
　前記スリーブの内周面は、前記スリーブの一端部側ほど前記スリーブの中心軸から離れるテーパ面であり、
　前記スリーブの一端部側の内周側には、前記内周面よりも勾配の大きいテーパ面であるテーパ増大部が設けられていることを特徴とする請求項１又は２に記載の回転子部材。 The inner peripheral surface of the sleeve is a tapered surface that is farther from the central axis of the sleeve toward one end of the sleeve,
3. The rotor member according to claim 1, wherein a taper increasing portion that is a tapered surface having a larger gradient than the inner peripheral surface is provided on an inner peripheral side of the one end portion side of the sleeve. .
　請求項１から３のいずれか１項に記載の回転子部材と、前記回転子部材に圧入されたシャフトとを有することを特徴とする回転子。 A rotor having the rotor member according to any one of claims 1 to 3 and a shaft press-fitted into the rotor member.
　前記シャフトは、軸径が拡大された軸径拡大部が設けられており、
　前記軸径拡大部は、前記シャフトを前記スリーブに圧入した際に、前記スリーブの他端部に配置されることを特徴とする請求項４に記載の回転子。 The shaft is provided with a shaft diameter enlarged portion in which the shaft diameter is expanded,
The rotor according to claim 4, wherein the shaft diameter enlarged portion is disposed at the other end portion of the sleeve when the shaft is press-fitted into the sleeve.
　請求項４又は５に記載の回転子と、固定子とを備えることを特徴とする回転電機。 A rotating electrical machine comprising the rotor according to claim 4 and a stator.