(57)【要約】【課題】  回転電機の磁石飛び出しによる不具合を防止すると共に、作業性向上を図る回転電機を得る。【解決手段】  回転電機を、永久磁石を埋設するための磁石挿入穴が形成された電磁鋼板を積層した端部に、前記電磁鋼板の磁石挿入穴と同軸の磁石挿入穴が形成された端板を溶接固着した回転子鉄心、この回転子鉄心の磁石挿入穴に埋設される永久磁石、前記回転子鉄心に対して焼きばめまたは圧入により装着される回転軸、この回転軸に焼きばめまたは圧入により装着され、バランス調整を行うバランスリング、このバランスリングに装着され、前記磁石挿入穴を閉塞する非磁性材料からなるリング状の押さえ板、からなる回転子と、前記回転子と所定間隙離間して設けられた固定子と、から構成する。【選択図】      図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
永久磁石を埋設するための磁石挿入穴が形成された電磁鋼板を積層した端部に、前記電磁鋼板の磁石挿入穴と同軸の磁石挿入穴が形成された端板を溶接固着した回転子鉄心、
この回転子鉄心の磁石挿入穴に埋設される永久磁石、
前記回転子鉄心に対して焼きばめまたは圧入により装着される回転軸、
この回転軸に焼きばめまたは圧入により装着され、バランス調整を行うバランスリング、
このバランスリングに装着され、前記磁石挿入穴を閉塞する非磁性材料からなるリング状の押さえ板、
からなる回転子と、
前記回転子と所定間隙離間して設けられた固定子と、
から構成される回転電機。
【請求項２】
押さえ板は、バランスリングにボルトで装着された一体構造とすることを特徴とする請求項１に記載の回転電機。
【請求項３】
押さえ板及びバランスリングは、回転子鉄心の外周と同一、若しくは外周より小さく磁石内側内接円より大きい寸法で形成されたことを特徴とする請求項２に記載の回転電機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、永久磁石式回転電機に係り、特に回転子鉄心の内部に永久磁石が埋設された磁石埋め込み型永久磁石式回転電機の回転子に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
永久磁石を用いた回転電機は、一般的に回転子内に複数の永久磁石を配置して極を形成した回転子と、この回転子に対向して取り囲むように配置された固定子とを備えている。
固定子は回転子に対向する面にコイルが設けられており、このコイルに交流電流を通電することにより回転磁界を形成し、回転子に埋め込まれている永久磁石の磁束と回転磁界の磁束とが回転子及び固定子の間のエアギャップを介して連結し、回転子を同期速度で回転させる。
【０００３】
回転電機の回転子を製造するに際しては、回転子鉄心を回転軸に焼きばめまたは圧入等により固定後、回転子のバランスを調整すべくバランスリングをも回転軸へ焼きばめまたは圧入により装着し、バランスリング側面に穴を設けることによりバランスの調整を行っていた。
なお、バランスリングは熱膨張の影響をなくすため回転軸と同一の材質（例えば、鉄）を用いており、さらに、バランス調整すべく側面に穴を設けるため厚みが必要となる。
そのため、漏れ磁束の影響を受ける回転子鉄心の両端へ配置することができなかった。
【０００４】
特開２００５−３０４１７７号公報には、永久磁石の内側面から固定子鉄心の外周側までの範囲は非磁性材料とし、その他の部分は金属材料を用いてバランス調整の際の切削代とする固定子鉄心のエンドプレートに関する技術が開示されている。
なお、該非磁性材料のエンドプレートは、回転電機の駆動時に回転子内に配置された永久磁石が飛び出さないように磁石押さえを行う機能を有している。（特許文献１）
【特許文献１】特開２００５−３０４１７７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１によれば、磁石挿入溝へ装着されている永久磁石が磁石挿入溝から飛び出し、回転子が破損する恐れはないが、エンドプレートの構造が複雑で回転子を製作する工程が増える問題があった。
また、バランス調整をすべく切削する部分が回転軸近傍の金属材料であるため、バランス調整に伴う切削除去量が多くなってしまう。すなわち、バランス調整の際の切削は、外周部で切削をする場合の方が同じ調整をする場合に除去量が少なく、工作性が向上するが、特許文献１の構造では、その点が何ら考慮されておらず、作業性が悪い問題があった。
【０００６】
本発明は、回転電機の磁石飛び出しによる不具合を防止すると共に、作業性向上を図る回転電機を得るものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明にかかる回転電機は、永久磁石を埋設するための磁石挿入穴が形成された電磁鋼板を積層した端部に、前記電磁鋼板の磁石挿入穴と同軸の磁石挿入穴が形成された端板を溶接固着した回転子鉄心、この回転子鉄心の磁石挿入穴に埋設される永久磁石、前記回転子鉄心に対して焼きばめまたは圧入により装着される回転軸、この回転軸に焼きばめまたは圧入により装着され、バランス調整を行うバランスリング、このバランスリングに装着され、前記磁石挿入穴を閉塞する非磁性材料からなるリング状の押さえ板、からなる回転子と、前記回転子と所定間隙離間して設けられた固定子と、からなるものである。
【発明の効果】
【０００８】
この発明によれば、回転子鉄心の端部に非磁性材の押え板を配置することで、回転電機の特性を低下させることなく、外部振動、外部衝撃による磁石挿入溝からの永久磁石の飛び出しを防止する恐れがなくなった。
また、バランスリングに押さえ板を取り付けることにより、製造段階において回転軸にバランスリングを装着する工程を変更することなく信頼性を向上することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
実施の形態１．
図１は、回転電機の構成を示す断面図である。
図１において、回転電機は回転子１と、この回転子１の周囲に設けられた固定子２とを備えている。
回転子１は、径方向に垂直の方向に細長い概略長方形断面形状の磁石挿着溝１１を、極毎（本実施の形態では８極）に有した回転子鉄心１０と、この磁石挿着溝１１に挿着される永久磁石１２とを有している。
固定子２は、ティース２１およびスロット２２を有する固定子鉄心２０、このスロット２２に装着されているコイル２３から構成されている。
回転子１と固定子２との間には隙間があり、回転子１と固定子２とが接触して破損しないようになっている。
なお、回転電機は、固定子２の固定子コイルに交流電流を通電することによって回転磁界が形成され、この回転磁界と回転子の永久磁石１２が作る起磁力との相互作用により、回転子１が回転磁界に同期して回転し、回転トルクを発生する。
【００１０】
次に、回転子の具体的構造について図２及び図３を用いて説明する。
図２は回転子の構造を示した一部断面図であり、図３は回転子の部分分解図である。
図において、回転子鉄心１０は、厚み0.35ｍｍまたは0.5ｍｍなどの電磁鋼板を積層されて構成され、回転軸（シャフト）１５に焼きばめや圧入等により装着されている。
また、回転子鉄心両端には、磁石装着溝１１から永久磁石１２が飛び出すのを防止するための押え板１３がバランスリング１４に予め装着された状態で、焼きばめや圧入等により装着されている。
【００１１】
次に、磁石装着溝からの永久磁石飛び出し防止のために押え板１３について説明する。
磁石埋め込み型の永久磁石回転電機の回転子１は、あらかじめ積層された電磁鋼板を固定し、回転軸１５に焼きばめや圧入等により装着し、さらに永久磁石１２を埋設した上で、回転子１のバランスを最適化するためのバランスリング１４を焼きばめや圧入などで回転子鉄心の両側に装着する工程で製作される。
ここで、磁石装着溝１１からの永久磁石飛び出し防止のための押さえ板１３は、回転子鉄心部の漏れ磁束の影響を最小とするため、非磁性材料を用いることがよく、例えばステンレス材のリング形状を形成し、バランスリング１４とはボルトにより固定し一体構造としている。
なお、リング形状の押さえ板１３の内周径は、回転軸１５と焼きばめ等する必要もないため、その内径は回転軸外径より大きな寸法となっており、リング状の非磁性材料部分が磁石装着溝１１開口部を閉塞するように位置している。また、リング状部材の押さえ板１３及びバランスリング１４の外周は、回転子鉄心１０の外周と同一、若しくは外周より小さく磁石内側内接円より大きい寸法で形成されている。
【００１２】
回転電機の特性を変化させることなく、磁石挿入溝からの永久磁石飛び出しを防止するためには、バランスリング１４と非磁性材を用いた押え板１３を一体とすることが必要であり、本実施の形態の如く、バランスリング１４と押え板１３をボルトにより固定し一体構造とすることで、回転子１０の製作工程を増やすことなく、磁石挿入溝からの永久磁石飛び出しを防止し、回転電機の信頼性向上を同時に容易に図ることができる。
なお、バランスリング１４は、外周部の切削によるバランス調整が可能であり、切削除去量を抑えて、調整作業の工作性が向上する。
なお、本実施の形態では、回転子極数が８、固定子スロット数が４８の永久磁石式回転電機について述べたが、回転子極数および固定子スロット数が任意であっても同様の効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】永久磁石式回転電機の断面図である。
【図２】永久磁石式回転電機の回転子の一部断面図である。
【図３】回転子の部分分解図である。
【符号の説明】
【００１４】
１  回転子、２  固定子、１０  回転子鉄心、１１  磁石挿入穴、１２  永久磁石、１３  押さえ板、１４  バランスリング、１５  回転軸、２０  固定子鉄心  ２１  ティース、２２  スロット、２３  固定子巻線。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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