(57)【要約】【課題】コストを抑制しつつ予め着磁された永久磁石を適正な位置に容易に固定することを可能とした永久磁石表面貼付形回転機の回転子およびその製造方法を提供する。【解決手段】円柱状のロータシャフト１１と、ロータシャフト１１の軸方向に沿って延設され、周方向に等間隔に配置される柱状の複数のガイド１３と、予め着磁されロータシャフト１１の表面であって隣り合うガイド１３間に設置される永久磁石１２とを含む永久磁石表面貼付形回転機の回転子において、ガイド１３を、軸方向の長さが永久磁石１２が設置される領域の軸方向の長さよりも長く形成して、永久磁石１２が設置される領域から軸方向両側に突出するようにロータシャフト１１の表面に配設し、永久磁石１２が設置される領域から軸方向に突出した突出部分１３ａ，１３ｂをロータシャフト１１に固定するようにした。【選択図】図１
2020043679.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
円柱状のロータシャフトと、
前記ロータシャフトの軸方向に沿って延設され、周方向に等間隔に配置される柱状の複数のガイドと、
予め着磁され前記ロータシャフトの表面であって隣り合う前記ガイド間に設置される永久磁石と
を含み、
前記ガイドは、軸方向の長さが前記永久磁石が設置される領域の軸方向の長さよりも長く、前記永久磁石が設置される領域から軸方向両側に突出するように前記ロータシャフトの表面に配設され、前記永久磁石が設置される領域から軸方向に突出した突出部分が固定手段により前記ロータシャフトに固定されている
ことを特徴とする永久磁石表面貼付形回転機の回転子。
【請求項２】
前記固定手段が、リング状に形成され、前記突出部分を固定するガイド固定溝を周方向に等間隔に複数有する二つのリング治具である
ことを特徴とする請求項１に記載の永久磁石表面貼付形回転機の回転子。
【請求項３】
前記永久磁石が、周方向の両側に位置する互いに平行になっている平面である磁石側面を有し、
前記ガイドが、直方体状に形成されている
ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の永久磁石表面貼付形回転機の回転子。
【請求項４】
前記ガイドが、樹脂製であり、
前記ロータシャフトが、当該ロータシャフトの表面に軸方向に沿って形成され前記ガイドを挿入可能な複数のガイド挿入溝を有する
ことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の永久磁石表面貼付形回転機の回転子。
【請求項５】
円柱状のロータシャフトと、
前記ロータシャフトの軸方向に沿って延設され、周方向に等間隔に配置される柱状の複数のガイドと、
予め着磁され前記ロータシャフトの表面であって隣り合う前記ガイド間に設置される永久磁石と
を含む永久磁石表面貼付形回転機の回転子の製造方法であって、
前記永久磁石が設置される領域の軸方向の長さよりも長く形成された前記ガイドを、前記永久磁石が設置される領域から軸方向両側に突出するように配置し、
前記ガイドの前記永久磁石が設置される領域から軸方向に突出した突出部分を前記ロータシャフトに固定し、
周方向に隣接する前記ガイド間に前記永久磁石を固定する
ことを特徴とする永久磁石表面貼付形回転機の回転子の製造方法。
【請求項６】
リング状に形成され、周方向に等間隔に形成された複数のガイド固定溝を有する二つのリング治具により前記突出部分を前記ロータシャフトに固定し、
周方向に隣接する前記ガイド間に前記永久磁石を固定した後、前記リング治具を除去する
ことを特徴とする請求項５に記載の永久磁石表面貼付形回転機の回転子の製造方法。
【請求項７】
前記永久磁石が、周方向の両側に位置する互いに平行になっている平面である磁石側面を有し、
前記ガイドが直方体状に形成されている
ことを特徴とする請求項５または請求項６に記載の永久磁石表面貼付形回転機の回転子の製造方法。
【請求項８】
前記ロータシャフトが、当該ロータシャフトの表面に軸方向に沿って形成された複数のガイド挿入溝を有し、
前記ガイドが、樹脂製であって前記ガイド挿入溝に挿入された状態で前記突出部分を前記ロータシャフトに固定される
ことを特徴とする請求項５から請求項７のいずれか１項に記載の永久磁石表面貼付形回転機の回転子の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、永久磁石表面貼付形回転機の回転子およびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、磁石材料を単体で着磁して製作した磁石をロータシャフトに貼り付ける方法（磁石単体着磁方法）が知られている。
【０００３】
このように、磁石材料を単体で着磁して製作した磁石をロータシャフトに接着する場合、磁石が周方向に隣接する磁石と吸引しあって移動してしまうことを防止するため、図８に示すように、ロータシャフト１０１の表面に周方向に等間隔に磁石固定用の溝１０１ａを設け、この溝１０１ａに磁石１０２を挿入し、固定することが行われている。溝１０１ａは、ロータシャフト１０１に直接加工を施す、または溝を形成した珪素鋼板コアをロータシャフト１０１に取り付けることにより設けられる。
【０００４】
また、円柱状のシャフトに、磁石の吸引力により隣接する磁石同士が引き合い、周方向の位置がずれることを防止するために、軸方向に沿って延びるガイドを周方向に等間隔に取り付けることも知られている（例えば、下記特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００７−３７２８８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上述したようにロータシャフトに直接磁石固定用の溝を形成するための加工を施す、または溝を形成した珪素鋼板コアをロータシャフトに取り付ける方法では、加工工数が増加し、コストが掛かるという問題があった。
【０００７】
また、ガイドを用いて磁石の周方向の位置を規定する場合、ガイドをロータシャフトにネジ止めする方法が採用されているが、ガイドの周方向の幅が小さい場合（周方向に隣接して配置される磁石同士の間隔が狭い場合）、安価な既製品のネジを採用することができず、特殊なネジが必要となり、コストの上昇につながるという問題もあった。
【０００８】
このようなことから本発明は、コストを抑制しつつ予め着磁された永久磁石を適正な位置に容易に固定することを可能とした永久磁石表面貼付形回転機の回転子およびその製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記の課題を解決するための第１の発明に係る永久磁石表面貼付形回転機の回転子は、
円柱状のロータシャフトと、
前記ロータシャフトの軸方向に沿って延設され、周方向に等間隔に配置される柱状の複数のガイドと、
予め着磁され前記ロータシャフトの表面であって隣り合う前記ガイド間に設置される永久磁石と
を含み、
前記ガイドは、軸方向の長さが前記永久磁石が設置される領域の軸方向の長さよりも長く、前記永久磁石が設置される領域から軸方向両側に突出するように前記ロータシャフトの表面に配設され、前記永久磁石が設置される領域から軸方向に突出した突出部分が固定手段により前記ロータシャフトに固定されている
ことを特徴とする。
【００１０】
また、上記の課題を解決するための第２の発明に係る永久磁石表面貼付形回転機の回転子は、第１の発明において、
前記固定手段が、リング状に形成され、前記突出部分を固定するガイド固定溝を周方向に等間隔に複数有する二つのリング治具である
ことを特徴とする。
【００１１】
また、上記の課題を解決するための第３の発明に係る永久磁石表面貼付形回転機の回転子は、第１または第２の発明において、
前記永久磁石が、周方向の両側に位置する互いに平行になっている平面である磁石側面を有し、
前記ガイドが、直方体状に形成されている
ことを特徴とする。
【００１２】
また、上記の課題を解決するための第４の発明に係る永久磁石表面貼付形回転機の回転子は、第１から第３のいずれかひとつの発明において、
前記ガイドが、樹脂製であり、
前記ロータシャフトが、当該ロータシャフトの表面に軸方向に沿って形成され前記ガイドを挿入可能な複数のガイド挿入溝を有する
ことを特徴とする。
【００１３】
また、上記の課題を解決するための第５の発明に係る永久磁石表面貼付形回転機の回転子の製造方法は、
円柱状のロータシャフトと、
前記ロータシャフトの軸方向に沿って延設され、周方向に等間隔に配置される柱状の複数のガイドと、
予め着磁され前記ロータシャフトの表面であって隣り合う前記ガイド間に設置される永久磁石と
を含む永久磁石表面貼付形回転機の回転子の製造方法であって、
前記永久磁石が設置される領域の軸方向の長さよりも長く形成された前記ガイドを、前記永久磁石が設置される領域から軸方向両側に突出するように配置し、
前記ガイドの前記永久磁石が設置される領域から軸方向に突出した突出部分を前記ロータシャフトに固定し、
周方向に隣接する前記ガイド間に前記永久磁石を固定する
ことを特徴とする。
【００１４】
また、上記の課題を解決するための第６の発明に係る永久磁石表面貼付形回転機の回転子の製造方法は、第５の発明において、
リング状に形成され、周方向に等間隔に形成された複数のガイド固定溝を有する二つのリング治具により前記突出部分を前記ロータシャフトに固定し、
周方向に隣接する前記ガイド間に前記永久磁石を固定した後、前記リング治具を除去する
ことを特徴とする。
【００１５】
また、上記の課題を解決するための第７の発明に係る永久磁石表面貼付形回転機の回転子の製造方法は、第５または第６の発明において、
前記永久磁石が、周方向の両側に位置する互いに平行になっている平面である磁石側面を有し、
前記ガイドが直方体状に形成されている
ことを特徴とする。
【００１６】
また、上記の課題を解決するための第８の発明に係る永久磁石表面貼付形回転機の回転子の製造方法は、第５から第７のいずれかひとつの発明において、
前記ロータシャフトが、当該ロータシャフトの表面に軸方向に沿って形成された複数のガイド挿入溝を有し、
前記ガイドが、樹脂製であって前記ガイド挿入溝に挿入された状態で前記突出部分を前記ロータシャフトに固定される
ことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
本発明に係る永久磁石表面貼付形回転機の回転子およびその製造方法によれば、コストを抑制しつつ予め着磁された永久磁石を適正な位置に容易に固定することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の実施例１に係る永久磁石表面貼付形回転機の回転子を示す斜視図である。
【図２】図１の縦断面図である。
【図３】本発明の実施例２に係る永久磁石表面貼付形回転機の回転子を示す斜視図である。
【図４】図３に示すリング治具を示す断面図である。
【図５】図４に示すリング治具のＶ−Ｖ矢視断面図である。
【図６】本発明の実施例３に係る永久磁石表面貼付形回転機の回転子を示す要部断面図である。
【図７】本発明の実施例４に係る永久磁石表面貼付形回転機の回転子を示す要部断面図である。
【図８】従来の永久磁石表面貼付形回転機の回転子を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、図面を用いて本発明に係る永久磁石表面貼付形回転機の回転子およびその製造方法について説明する。
【実施例１】
【００２０】
図１および図２を用いて本発明の実施例１に係る永久磁石表面貼付形回転機の回転子およびその製造方法の詳細を説明する。
【００２１】
図１および図２に示すように、本実施例において回転子１０は、円柱状のロータシャフト１１と、ロータシャフト１１の表面に固定される概ね板状の複数の永久磁石１２と、永久磁石１２の位置を規定するための柱状の複数のガイド１３とを含んで構成されている。
【００２２】
永久磁石１２は予め着磁済みであって、ロータシャフト１１に固定される底面１２ａがロータシャフト１１の形状に沿った円弧状となっている。
【００２３】
ガイド１３は、長手方向（軸方向）の長さが、軸方向に配置される永久磁石１２の数（以下、磁石配置数。本実施例では６個）に応じて決まる永久磁石１２が設置される領域の軸方向の長さに比較して長くなるように、且つ、永久磁石１２がロータシャフト１１の表面に固定された状態で、ガイド１３の軸方向両端部分が永久磁石１２よりも軸方向に突出するように設定されている（以下、ガイド１３の永久磁石１２よりも軸方向に突出した部分を突出部分１３ａ，１３ｂと称する）。
【００２４】
本実施例では、１０本のガイド１３を、ロータシャフト１１の表面に周方向に沿って等間隔に、且つ、それぞれ軸方向に沿って延びるように配置し、突出部分１３ａ，１３ｂを固定手段によりロータシャフト１１に固定する。
【００２５】
その後、周方向に隣接するガイド１３とガイド１３との間に、上述した予め着磁済みの永久磁石１２を軸方向に沿って複数（本実施例では６個）敷き詰め、接着剤によりロータシャフト１１に永久磁石１２を固定することにより、永久磁石表面貼付形回転機の回転子を製造する。
【００２６】
なお、固定手段としては、ネジ止め、接着、溶接または治具を用いる方法等、突出部分１３ａ，１３ｂをロータシャフト１１の表面に固定することができればよい。
【００２７】
このように構成される本実施例に係る永久磁石表面貼付形回転機の回転子およびその製造方法によれば、ガイド１３を使用してロータシャフト１１に固定される永久磁石１２の配置ずれを防止することができるため、ロータシャフト１１に永久磁石１２用の溝を加工せずに済み、コストを抑制することが可能となる。さらに、ガイド１３に突出部分１３ａ，１３ｂを設け、この突出部分１３ａ，１３ｂを固定することができるようにしたため、例えばガイド１３の突出部分１３ａ，１３ｂをネジ止めにより固定する場合であっても、特殊なネジを用いる必要がなくなり、コストを抑制することができる。
【実施例２】
【００２８】
図３から図５を用いて本発明の実施例２に係る永久磁石表面貼付形回転機の回転子およびその製造方法の詳細を説明する。
【００２９】
本実施例は、上述した実施例１に比較してガイド１３をロータシャフト１１に固定する手段が異なる。その他の構成は実施例１と同様であり、同一の部材には同一の符号を付して重複する説明は省略する。
【００３０】
図３から図５に示すように、本実施例においてはガイド１３の突出部分１３ａ，１３ｂをロータシャフト１１に固定する手段として、リング治具２０を用いる。リング治具２０は円環状に形成されてその内周面側にガイド１３の突出部分１３ａ，１３ｂを固定するためのガイド固定溝２０ａを備えている。なお、ガイド固定溝２０ａの軸方向の長さは、リング治具２０の軸方向の長さに比較して短くなっている。
【００３１】
本実施例では、リング治具２０のガイド固定溝２０ａにガイド１３の突出部分１３ａ，１３ｂをそれぞれ挿入すると共に、二つのリング治具２０間の軸方向の距離が永久磁石１２を貼り付けるスペースを確保可能な距離とした状態で、リング治具２０をロータシャフト１１にネジ止めにより固定する。また、ガイド１３は接着剤でロータシャフト１１に固定する。
【００３２】
その後、周方向に隣接するガイド１３とガイド１３との間に、予め着磁済みの永久磁石１２を軸方向に沿って複数（本実施例では６個）敷き詰め、接着剤によりロータシャフト１１に永久磁石１２を固定することにより、永久磁石表面貼付形回転機の回転子を製造する。リング治具２０は永久磁石１２がロータシャフト１１に十分に固定された後に外される。
【００３３】
なお、図５では、リング治具２０を一体的に形成する例を示したが、リング治具２０としては、ガイド固定溝２０ａが軸方向に貫通したリング体と溝を有さないリング体とを重ねあわせて形成するなど、別体のものを組み合わせて形成してもよい。
【００３４】
このように構成される本実施例に係る永久磁石表面貼付形回転機の回転子およびその製造方法によれば、実施例１による効果に加え、ガイド１３をロータシャフト１１の表面に容易に固定することができ、ガイド１３を固定するための時間を短縮することが可能になると共に、軸方向に複数配置される永久磁石１２の軸方向のずれを防止することができる。
【実施例３】
【００３５】
図６を用いて本発明の実施例３に係る永久磁石表面貼付形回転機の回転子およびその製造方法の詳細を説明する。
【００３６】
本実施例は、上述した実施例１の永久磁石１２およびガイド１３に代えて、図６に示す永久磁石１４およびガイド１５を用いるものである。その他の構成は実施例１と同様であり、同一の部材には同一の符号を付して重複する説明は省略する。
【００３７】
図６に示すように、本実施例において永久磁石１４は、その周方向一方側の磁石側面１４ａが、周方向に隣接する他の永久磁石１４の周方向他方側の磁石側面１４ｂと平行になるようにその形状を設定されている。これに伴い、ガイド１５はその周方向端面（ガイド側面）１５ａ，１５ｂが平行となるように直方体状に形成されている。
【００３８】
このように形成されたガイド１５をロータシャフト１１の表面に周方向に沿って等間隔に、且つそれぞれ軸方向に沿って延びるように配置し、突出部分（図示せず）をネジ止め、接着、溶接または治具等の固定手段によりロータシャフト１１に固定する。
【００３９】
その後、周方向に隣接するガイド１５とガイド１５との間に、予め着磁済みの永久磁石１４を軸方向に沿って複数敷き詰め、接着剤によりロータシャフト１１に永久磁石１４を固定することにより、永久磁石表面貼付形回転機の回転子を製造する。
【００４０】
このように構成される本実施例に係る永久磁石表面貼付形回転機の回転子およびその製造方法によれば、ガイド１５として安価な直方体状のガイドを採用することができ、実施例１による効果に加え、コスト低減が可能となる。
【００４１】
なお、本実施例では、上述した実施例１の永久磁石１２およびガイド１３に代えて、図６に示す永久磁石１４およびガイド１５を用いる例を示したが、上述した実施例２の永久磁石１２およびガイド１３に代えて、図６に示す永久磁石１４およびガイド１５を採用してもよいことは言うまでもない。
【実施例４】
【００４２】
図７を用いて本発明の実施例４に係る永久磁石表面貼付形回転機の回転子およびその製造方法の詳細を説明する。
【００４３】
本実施例は、上述した実施例１において説明したロータシャフト１１およびガイド１３に代えて、図７に示すロータシャフト１６およびガイド１７を用いるものである。その他の構成は実施例１と同様であり、同一の部材には同一の符号を付して重複する説明は省略する。
【００４４】
図７に示すように、本実施例においてロータシャフト１６にはガイド１７を挿入するためのガイド挿入溝１６ａが形成されている。ガイド挿入溝１６ａは、軸方向に沿って延びるように且つ周方向に等間隔に形成される。
【００４５】
ガイド１７は、樹脂製であり、ガイド挿入溝１６ａに挿入された状態で、軸方向両側の突出部分（図示せず）がネジ止め、接着、溶接または治具等の固定手段によりロータシャフト１６に固定される。
【００４６】
そして、周方向に隣接するガイド１７とガイド１７との間に、予め着磁済みの永久磁石１２を軸方向に沿って複数敷き詰め、接着剤によりロータシャフト１６に永久磁石１２を固定することにより、永久磁石表面貼付形回転機の回転子を製造する。
【００４７】
このように構成される本実施例に係る永久磁石表面貼付形回転機の回転子およびその製造方法によれば、ガイド１７が樹脂製であっても、ガイド１７が永久磁石１２の吸引力または反発力によって周方向にたわんでしまうことを防止することができる。また、ロータシャフト１１に永久磁石１２用の溝を形成する場合に比較して、ガイド１７を挿入するためのガイド挿入溝１６ａは周方向の幅および径方向の深さが小さくて済むため加工の手間が少なく、加工費を抑制することができる。且つ、樹脂製のガイド１７を採用した場合、金属製のガイドに比較して渦電流損が発生せず、軽量なため遠心力に対する耐性が高いという利点も得られる。
【００４８】
なお、本実施例では実施例１において説明したロータシャフト１１およびガイド１３に代えて、図７に示すロータシャフト１６およびガイド１７を用いる例を示したが、上述した実施例２のロータシャフト１１およびガイド１３、又は、上述した実施例３のロータシャフト１１およびガイド１５に代えて、図７に示すロータシャフト１６およびガイド１７を採用してもよいことは言うまでもない。
【符号の説明】
【００４９】
１０  回転子
１１，１６  ロータシャフト
１２，１４  永久磁石
１２ａ  底面
１３，１５，１７  ガイド
１３ａ，１３ｂ  突出部分
１４ａ，１４ｂ  磁石側面
１５ａ，１５ｂ  ガイド側面
１６ａ  ガイド挿入溝
２０  リング治具
２０ａ  ガイド固定溝
【図１】
2020043679.tif 000003
【図２】
2020043679.tif 000004
【図３】
2020043679.tif 000005
【図４】
2020043679.tif 000006
【図５】
2020043679.tif 000007
【図６】
2020043679.tif 000008
【図７】
2020043679.tif 000009
【図８】
2020043679.tif 000010
【手続補正書】
【提出日】令和1年10月17日(2019.10.17)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
円柱状のロータシャフトと、
前記ロータシャフトの軸方向に沿って延設され、周方向に等間隔に配置される柱状の複数のガイドと、
予め着磁され前記ロータシャフトの表面であって隣り合う前記ガイド間に設置される永久磁石と
を含み、
前記ガイドは、軸方向の長さが前記永久磁石の設置される領域の軸方向の長さよりも長く、前記永久磁石が設置される領域から軸方向両側に突出するように前記ロータシャフトの表面に配設され、前記永久磁石が設置される領域から軸方向に突出した突出部分が固定手段により前記ロータシャフトに固定され、
前記固定手段が、リング状に形成され、前記突出部分を固定するガイド固定溝を周方向に等間隔に複数有する二つのリング治具であり、
かつ前記各リング治具は、周方向に隣接する前記ガイド間に前記永久磁石が固定されれば除去される
ことを特徴とする永久磁石表面貼付形回転機の回転子。
【請求項２】
前記永久磁石が、周方向の両側に位置する互いに平行になっている平面である磁石側面を有し、
前記ガイドが、直方体状に形成されている
ことを特徴とする請求項１に記載の永久磁石表面貼付形回転機の回転子。
【請求項３】
前記ガイドが、樹脂製であり、
前記ロータシャフトが、当該ロータシャフトの表面に軸方向に沿って形成され前記ガイドを挿入可能な複数のガイド挿入溝を有する
ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の永久磁石表面貼付形回転機の回転子。
【請求項４】
円柱状のロータシャフトと、
前記ロータシャフトの軸方向に沿って延設され、周方向に等間隔に配置される柱状の複数のガイドと、
予め着磁され前記ロータシャフトの表面であって隣り合う前記ガイド間に設置される永久磁石と
を含む永久磁石表面貼付形回転機の回転子の製造方法であって、
前記永久磁石が設置される領域の軸方向の長さよりも長く形成された前記ガイドを、前記永久磁石が設置される領域から軸方向両側に突出するように配置し、
前記ガイドの前記永久磁石が設置される領域から軸方向に突出した突出部分を、リング状に形成されて周方向に等間隔に形成された複数のガイド固定溝を有する二つのリング治具により前記突出部分を前記ロータシャフトに固定し、
周方向に隣接する前記ガイド間に前記永久磁石を固定した後、前記リング治具を除去する
ことを特徴とする永久磁石表面貼付形回転機の回転子の製造方法。
【請求項５】
前記永久磁石が、周方向の両側に位置する互いに平行になっている平面である磁石側面を有し、
前記ガイドが直方体状に形成されている
ことを特徴とする請求項４に記載の永久磁石表面貼付形回転機の回転子の製造方法。
【請求項６】
前記ロータシャフトが、当該ロータシャフトの表面に軸方向に沿って形成された複数のガイド挿入溝を有し、
前記ガイドが、樹脂製であって前記ガイド挿入溝に挿入された状態で前記突出部分を前記ロータシャフトに固定される
ことを特徴とする請求項４または請求項５に記載の永久磁石表面貼付形回転機の回転子の製造方法。