(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ロータコアの外周面に、その周方向に沿って所定極数の永久磁石が等間隔に並置配列して固着されたインナーロータ型の永久磁石形回転電機において、
前記ロータコアの外周面に設けられ、前記永久磁石の配列ピッチに合わせて、その軸方向に沿って延在する金属突条片からなる磁石回り止め部材と、
前記磁石回り止め部材の長手方向に沿った側縁の複数箇所に形成され、前記ロータコアの周面に溶接接合された凹溝と、
前記磁石回り止め部材の相互間に嵌装して前記ロータコアに接着剤で貼り付けられた前記永久磁石と、を設けた
ことを特徴とする永久磁石形回転電機の回転子。
【請求項２】
請求項１に記載の回転子において、前記凹溝が前記磁石回り止め部材の左右両側縁に振り分けて形成されている
ことを特徴とする永久磁石形回転電機の回転子。
【請求項３】
請求項１または２に記載の回転子において、前記磁石回り止め部材が非磁性金属材の突条片であることを特徴とする永久磁石形回転電機の回転子。
【請求項４】
請求項１に記載の回転子において、
前記ロータコアの周面に配列固着した前記永久磁石を囲繞してその周面に巻き付けて緊結するバインドテープを設けた
ことを特徴とする永久磁石形回転電機の回転子。
【請求項５】
請求項１に記載の回転子において、
前記のロータコアがシャフト一体形であり、
前記シャフトに設けられ、前記ロータコアの前後端から外周側に張り出して永久磁石を軸方向に拘束保持する鍔状の磁石抜け止め段部を設けたことを特徴とする永久磁石形回転電機の回転子。
【請求項６】
請求項１乃至５のいずれか１項に記載の回転子において、前記磁石回り止め部材，および前記磁石抜け止め段部の高さが、前記永久磁石の最大厚みの１／２以下であることを特徴とする永久磁石形回転電機の回転子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＳＰＭモータ（Surface Permanent Magnet Motor）を対象としたインナーロータ型永久磁石形回転電機の回転子の組立構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
周知のように、ＳＰＭモータの回転子は、電磁鋼板の積層コア，あるいはシャフト一体型のロータコアの外周面に、その周方向に沿って所定極数に対応する永久磁石（方形状のブロック）を等間隔に配列して接着剤で貼り付けた構造を基本としており、接着不良などが原因で回転電機の運転中に永久磁石が剥離してロータコアから飛散するのを防止するために、従来ではロータコアの周面に貼り付けた永久磁石を囲繞して回転子の外周面にガラステープなどのバインドテープを巻き付けて緊結する方法のほか、永久磁石に対して、例えば次記のような飛散防止手段を設けた回転子の組立構造が知られている（特許文献１，特許文献２参照）。
【０００３】
ここで、特許文献１に開示されている組立構造では、コアプレート（電磁鋼板）の積層体で構成したロータコアに対して、永久磁石の軸方向両端に位置するコアプレートの外周縁に、永久磁石の配列ピッチに合わせて隣接する永久磁石の間に突き出すＴ字状の係止片を一体に設け、この係止片に永久磁石の両端を把持させて磁石の飛散を防止するようにしている。
【０００４】
また、特許文献２では、永久磁石の配列ピッチに合わせてロータヨークの外周面には軸方向に沿って蟻溝状のスリット溝を形成した上で、このスリット溝に嵌挿した磁石飛散防止留め具（非磁性材）を介して永久磁石を遠心力方向，トルク方向に係止固定するようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００４−１５３９１３号公報
【特許文献２】特開２００５−１７６５７２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、先記の特許文献１，２に開示されている従来の磁石飛散防止手段は、回転子の作製，組立時における部品の加工，作業性で次記のような難点がある。
すなわち、特許文献１の組立構造では、コアプレートの積層体になるロータコアに対し、永久磁石の配列ピッチに合わせてコアプレートの周縁にＴ字状の係止片を形成しておくために、コアプレートの複雑な抜き型，大掛かりなプレス加工設備、および手間のかかる組立作業，工数を要して製作費がコスト高となる。
【０００７】
また、特許文献２の組立構造においても、ロータヨークの周面に飛散防止留め具を嵌挿して係止する蟻溝状のスリット溝を形成するために、切削工作設備，および手間と時間がかかる蟻溝の切削作業を要するほか、ロータヨークに永久磁石を装着する際の組立工程でも手間のかかる作業を要する。
【０００８】
本発明は上記の点に鑑みなされたものであり、その目的は前記課題を解決し、従来構造に比べて組立作業性を改善しつつ、ロータコアの周面上に配列した永久磁石を定位置に安定よく位置決め保持して信頼性の向上，製作コストの低減化を図った永久磁石形回転電機の回転子組立構造を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するために、本発明によれば、ロータコアの外周面に、その周方向に沿って所定極数の永久磁石が等間隔に並置配列して固着されたインナーロータ型の永久磁石形回転電機において、
前記ロータコアの外周面に設けられ、前記永久磁石の配列ピッチに合わせて、その軸方向に沿って延在する金属突条片からなる磁石回り止め部材と、前記磁石回り止め部材の長手方向に沿った側縁の複数箇所に形成され、前記ロータコアの周面に溶接接合された凹溝と、前記磁石回り止め部材の相互間に嵌装して前記ロータコアに接着剤で貼り付けられた前記永久磁石と、を設けた組立構造（請求項１）を基本として、具体的には回転子を次記のような態様で組立て構成するものとする。
【００１０】
（１）前記の磁石回り止め部材において、前記の凹溝が前記の磁石回り止め部材の左右両側縁に振り分けて形成されている（請求項２）。
（２）前記の磁石回り止め部材が非磁性金属材の突条片である（請求項３）。
（３）前記ロータコアの周面に配列固着した前記永久磁石を囲繞してその周面に巻き付けて緊結するバインドテープを設ける（請求項４）。
（４）前記のロータコアがシャフト一体形であり、前記のシャフトに設けられ、前記ロータコアの前後端から外周側に張り出して永久磁石を軸方向に拘束保持する鍔状の磁石抜け止め段部を設ける（請求項５）。
（５）前記の磁石回り止め部材、および前記磁石抜け止め段部の高さが、前記の永久磁石の最大厚みの１／２以下である（請求項６）。
【発明の効果】
【００１１】
上記した回転子の組立構造によれば、次記効果を奏することができる。
（１）永久磁石の配列ピッチに合わせてロータコアの周面に金属突条片になる磁石回り止め部材を溶接して設けたことにより、この磁石回り止め部材が永久磁石相互間の間隔スペーサとして機能し、これによりコア周面に装着する永久磁石の位置決めと併せて、永久磁石がトルク方向に変位するのを確実に防ぐことができる。
【００１２】
また、永久磁石の装着時には、接着剤を塗布した磁石をコアの外周側から隣接する磁石回り止め部材の間に敷き詰めるだけでよく、従来構造の回転子（特許文献１，２）と比べて、永久磁石を軸方向からＴ字状係止片，飛散防止留め具に摺嵌する方法に比べて組立作業が簡単，かつ能率よく行えるほか、コアプレートにＴ字状係止片（特許文献１）を成形するプレス設備，抜き型や、ロータコアの周面に飛散防止留め具を嵌挿する蟻溝状のスリット溝（特許文献２）を切削加工する手間のかかる作業工程，加工設備も不要で製作コストの低減化，生産性の向上が図れる。
【００１３】
（２）前記の磁石回り止め部材に加えて、ロータコアの周面に接着剤で貼り付けた各極の永久磁石を囲繞してその周面にバインドテープを巻き付けて緊結することにより、接着強度の不足が原因で永久磁石が運転中に不測に飛散するのを防止できる。さらに、シャフト一体形のロータコアを前後から挟んでシャフトの外周に鍔状の磁石抜け止め段部を設けたことにより、コア周面に装着した永久磁石の軸方向への抜け出しを阻止し、これにより永久磁石をロータコアの周面上に安定保持して高信頼性を確保できる。
【００１４】
（３）ここで、前記の磁石回り止め部材は、その長手方向に沿った側縁の複数箇所に凹溝を形成した上で、該凹溝部をロータコアの周面に溶接接合することにより、溶接フィレットが凹溝からはみ出して永久磁石の装着，位置決めを阻害することが防げ、さらにこの凹溝を磁石回り止め部材の左右両側縁に振り分けて形成することで、溶接に伴う突条片の反り，変形を防止して永久磁石の高い位置決め精度を確保できる。
【００１５】
（４）また、前記磁石回り止め部材，および磁石抜け止め段部は、その張り出し高さを永久磁石の最大厚みの１／２以下に設定することで、磁石回り止め部材（鋼材），磁石抜け止め段部を磁路とする永久磁石相互間の漏れ磁束を低減できる。加えて、磁石回り止め部材を非磁性材製とすることで、漏れ磁束をより一層効果的に低減できる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の実施例による永久磁石形回転電機の回転子の組立構造を表す図であって、（ａ）は一部断面の側面図、（ｂ）は（ａ）における矢視Ｘ−Ｘ断面図である。
【図２】図１におけるシャフト一体形ロータコアの構造図であって、（ａ）は側面図、（ｂ）は（ａ）における矢視Ｘ−Ｘ断面図である。
【図３】図２における磁石回り止め部材の拡大図であって、（ａ）は平面図、（ｂ）は端面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明の実施の形態を図１〜図３に示す実施例に基づいて説明する。
図示実施例の回転子１は、シャフト２とロータコア３とが一体になるシャフト一体形構造の回転子であり、シャフト３は軸受４に軸支され、円柱状のロータコア３の周面には周方向の断面が円弧状台形になる方形ブロックの永久磁石５が周方向に６個、軸方向に１１列配列して接着剤により貼り付けられている（磁極数：６極）。
【００１８】
ここで、ロータコア３の周面には、周方向の磁石配列ピッチに合わせて軸方向に延在する金属製突条片になる磁石回り止め部材６が溶接されており、この磁石回り止め部材６を周方向の間隔スペーサとして隣接する磁石回り止め部材６の間に接着剤を塗布した永久磁石５を嵌装してロータコア３の表面に貼り付けている。
【００１９】
これにより、各極の永久磁石５が所定の配列位置に正しく位置決め保持される。また、接着不良などにより永久磁石５の接着強度が低下した場合でも、永久磁石５は磁石回り止め部材６により周方向に拘束保持されているので、運転時に加わるトルク方向の力で永久磁石５が変位空転することがない。
【００２０】
また、図示実施例では、接着剤の接着強度低下などによりロータコア３に貼り付けた永久磁石５が運転中に遠心力を受けて飛散するのを防ぐバックアップ手段として、各極の永久磁石５を囲繞してロータの周面にバインドテープ７（例えば、ガラスバインドテープ）を巻き付けて緊結するようにしている。
【００２１】
さらに、ロータコア３に貼り付けた永久磁石５が軸方向に抜け出すのを防ぐ防護手段として、図示実施例のシャフト２にはロータコア３の両端から外周側に張り出して永久磁石５の軸方端面に対峙する鍔状の磁石抜け止め段部８が一体に形成されている。なお、この磁石抜け止め段部８はシャフト２に一体形成するほか、例えばＣ形回り止め輪などの別部品に代えて実施することも可能である。
【００２２】
次に、前記の磁石回り止め部材６について、その詳細構造を図３で説明する。すなわち、磁石回り止め部材６は鋼材，あるいはアルミなどの非磁性材で作られたストリップ状の突条片（高さ（板厚）：ａ≒３mm，幅：ｂ≒５mm）になり、その長手方向に沿って左右側縁には複数箇所に分けて溝深さ：ｃ≒２mm，長さ：ｄ≒１０mmの凹溝６ａが分散して切欠き形成されている。
【００２３】
そして、この磁石回り止め部材６をロータコア３の周面に位置決めして溶接接合する際には、例えばＴＩＧ溶接法で前記凹溝６ａをロータコア３に溶接する。これにより、凹溝６ａを目印として溶接箇所を正しく位置決めできるほか、溶接フィレットが凹溝６ａから外側にはみ出して永久磁石６の位置決め，貼り付けを阻害するのを防ぐことができる。また、凹溝６ａを突条片の左右側縁に沿って交互に分散形成しておくことで、溶接に伴う磁石回り止め部材の反り，変形の発生を効果的に防止できる。
【００２４】
また、この磁石回り止め部材６の突条高さａ（図３（ｂ）参照）については、この磁石回り止め部材（鋼材）６を挟んで周方向に側面同士が対峙する永久磁石６の相互間の漏れ磁束を低減するために、ロータコア３の周面に貼り付けた永久磁石５（図１（ｂ）参照）の最大厚みをＤ（図示例ではＤ＝１８mm）として、その半分以下（ａ＜１／２・Ｄ）の３mm程度に設定している。なお、磁石回り止め部材６の材質をアルミなどの非磁性材とすることで漏れ磁束をより一層効果的に低減できる。
【００２５】
さらに、前記と同様な理由でロータコアの軸方両端に形成した磁石抜け止め段部８についても、図示実施例ではシャフト２に形成した鍔状段部８の張り出し高さｈ（図２（ａ）参照）を永久磁石６の最大厚みＤの１／２以下の５mm程度に設定して隣接する永久磁石相互間の漏れ磁束を小さく抑えるようにしている。
【００２６】
なお、図示実施例の回転子では、磁石回り止め部材６をシャフト一体形のロータコア３の周面に溶接接合しているが、コアプレート（電磁鋼板）の積層体になるロータコアに対しても、その周面に突条片になる磁石回り止め部材を溶接接合して実施することかできる。また、磁石回り止め部材６を軸方向に分割した上でその相互間に周方向のスキュー角を設定し、軸方向に配列した永久磁石６の相互間に段スキューを施して回転電機のコギングトルクの低減化を図ることができる。
【符号の説明】
【００２７】
１    回転子
２    シャフト
３    ロータコアコア
４    軸受
５    永久磁石
６    磁石回り止め部材
６ａ  凹溝
７    バインドテープ
８    磁石抜け止め段部
【図１】
0005982776.tif 000002
【図２】
0005982776.tif 000003
【図３】
0005982776.tif 000004