(57)【要約】【課題】回転子軸と保持環との間の間隔が、永久磁石の厚みよりも大きい構造をもつ永久磁石式回転電機の回転子において、永久磁石に過大な応力を発生させずに、停止中、運転中のいずれの状態においても永久磁石を保持環側へ確実に固定して運転中の回転釣り合いの変化を防止し、回転動作を的確に安定させることができる永久磁石式回転電機の回転子を提供することにある。【解決手段】回転子軸８と永久磁石９との互いに対向する双方の複数箇所の面部にそれぞれ回転子軸８の軸方向に沿って延び、かつ互いに対向する溝部１３，１６を形成し、その互いに対向する溝部１３，１６間で構成される空間部１７内にそれぞれ楔２０を挿入し、これら楔２０の挿入により永久磁石９を保持環３の内周面に接触させて固定する。【選択図】    図６
2011125212.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転子軸と、この回転子軸の外周に、その周方向に沿って並ぶように配置された複数の永久磁石と、前記回転子軸の外周に嵌合されて前記永久磁石を覆う保持環とを備える永久磁石式回転電機の回転子において、
前記回転子軸と前記永久磁石との互いに対向する双方の複数箇所の面部にそれぞれ前記回転子軸の軸方向に沿って延び、かつ互いに対向する溝部を形成し、その互いに対向する溝部間で構成される空間部内にそれぞれ楔を挿入し、これら楔の挿入により前記永久磁石を前記保持環の内周面に接触させて固定してなることを特徴とする永久磁石式回転電機の回転子。
【請求項２】
前記空間部内に挿入された楔は、テーパ面を互いに重ね合わせた一対の楔材からなり、その一対の楔材が前記各空間部内への挿入後に固定手段により互いに固定され、かつその楔が前記回転子軸か保持環に固定されていることを特徴とする請求項１に記載の永久磁石式回転電機の回転子。
【請求項３】
前記回転子軸に形成された各溝部の底部がテーパ状に傾斜する傾斜面となっており、その各溝部で構成される空間部内にそれぞれ１本の楔が挿入され、その楔が固定手段により前記回転子軸か保持環に固定されていることを特徴とする請求項１に記載の永久磁石式回転電機の回転子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、モータや発電機等の回転電機に係り、特に永久磁石を保持環で保持する構造をもつ永久磁石式の回転電機の回転子に関する。
【背景技術】
【０００２】
直流機、同期機や誘導機などの回転電機は、固定子と回転子を備え、電磁誘導の原理を利用して電気エネルギーと機械エネルギーとを相互に変換するように機能する。回転電機の回転子は磁界を発生し、その磁界が固定子に備えられた巻線と鎖交することによる電磁誘導によって固定子巻線に電圧を発生させる。この現象を利用したものが発電機である。また、逆に固定子巻線に電流を流すことで磁界を発生させ、これが回転子による磁界に作用することで回転子に回転力を生じさせる。この現象を利用したものが電動機である。
【０００３】
回転子における磁界の発生方法としては、回転子に巻線を設け、その巻線に電流を流す方法のほかに、永久磁石によって磁界を発生させる方法がある。後者は永久磁石式と呼ばれる。
【０００４】
永久磁石式の回転電機の回転子は、回転子軸と、その回転子軸の外周に配置される複数の永久磁石と、前記回転子軸の外周に嵌合されて前記永久磁石を覆う円筒状の保持環とで構成されている。保持環は永久磁石を保持して、高速回転時における永久磁石の飛散を防止するために設けられている。
【０００５】
永久磁石は回転子軸の外周側に固定されるが、その固定方法としては、保持環を回転子軸に焼き嵌めしてその保持環で永久磁石を締め付けて固定する方法、回転子軸を冷して保持環に冷し嵌めし、その回転子軸の膨張で永久磁石を締め付けて固定する方法、あるいはその焼き嵌めと冷し嵌めを併用する方法が知られている。
【０００６】
また、保持環で締め付けて固定する方法のほかに、金属線やカーボンファイバー製の糸で永久磁石を回転子軸に締め付けるように巻き付けて固定する方法などもある。
【０００７】
このような、永久磁石を締め付けて固定する方法においては、回転電機の運転中に回転子軸から永久磁石が浮き上がらないように、運転中に発生する遠心力および運転中の温度上昇を考慮して永久磁石の締め付け力を所定の大きさに定めなければならない。回転電機の遠心力が大きい、言い換えると、回転速度が速い回転電機や、温度上昇の大きな回転電機では、永久磁石の締め付け力をより大きなものとしなければならない。
【０００８】
ところが、永久磁石の締め付け力が大きすぎると、永久磁石に許容応力を超えるような過大な応力が発生し、回転子の製造中や運転中に永久磁石が破損し、適正な運転を継続することができなくなる。
【０００９】
一方、永久磁石を締め付けずに固定する方法として、保持環の内面に永久磁石を接着剤で貼り付けて固定する方法がある。この方式による回転子の構造を図１８〜図２３を参照して説明する。図１８は回転電機の回転子１を斜め上方から見た斜視図である。回転子１は、回転子軸２と、この回転子軸２の外周を覆う円筒状の保持環３とを備え、その回転子軸２と保持環３との間の隙間内に複数に分割された永久磁石４が回転子軸２の周方向に沿って環状に並ぶように配置されている。
【００１０】
図１９は回転子軸２の単体を斜め上方から見た斜視図で、図２０は保持環３の単体を斜め上方から見た斜視図である。回転子軸２には、その一端寄りの一部外周に嵌合部５が形成され、保持環３には、その一端寄りの一部内周に内径の小さい嵌合口６が形成され、回転子軸２の嵌合部５の外周に保持環３の嵌合口６が嵌合される。
図２１は図１８に示す回転子１を矢視方向から見た正面図である。また、図２２は図２１の一部の拡大図で、保持環３と回転子軸２および永久磁石４の位置関係を示している。永久磁石４は、回転子１の組立時に保持環３と回転子軸２との間に配置される。この組立を可能にするために、図２２に示すように、保持環３と回転子軸２との間の間隔Tは永久磁石４の厚みTmよりも広く取られ、回転子軸２と永久磁石４との間には隙間d（d=T−Tm）が確保される。
【００１１】
回転電機が発電機、もしくは電動機として運転されるときには、図２２に示すように永久磁石４に回転トルクMが作用するが、その回転トルクMを保持環３もしくは回転子軸２に伝達するため、永久磁石４は保持環３または回転子軸２に固定されていなければならない。そのために、この例の回転子１では接着剤による接着力で永久磁石４を保持環３に固定している。
【００１２】
通常は、運転中の遠心力を考慮して、永久磁石４と保持環３との間に接着剤を介在させて永久磁石４を保持環３側に固定し、運転中に永久磁石４にかかる遠心力を保持環３の内周面で受け止めるようにしている。図２３には永久磁石４の一例を示してあり、この永久磁石４の保持環３に接する上面４ａに接着剤を塗布し、図２２に示す保持環３の内周面に貼り付けるようにしている。
【００１３】
なお、保持環３の内周面に永久磁石４を固定するという目的を達成することができるならば、保持環３の内周面に接着剤を塗布してもよい。また、永久磁石４は回転子１の組立ての容易さを考慮して、図２３のように軸方向に長い形状でも良いし、また適当な数に分割した形状でも良い。
【００１４】
ところで、保持環３の内面に接着剤によって永久磁石４を貼り付ける構成においては、回転電機の運転中の温度変化によって接着剤が劣化し、永久磁石４を固定するための接着力が低下する場合がある。接着力が低下すると、永久磁石４に作用する回転トルクMで永久磁石４を保持環３に固定できなくなる。
【００１５】
永久磁石４を固定できなくなると、回転子軸２と永久磁石４との位置関係を適正に保てなくなり、永久磁石４が回転子軸２に対して空転するようになり、回転電機を発電機として運転する場合には発電ができなくなり、電動機として運転する場合には回転子軸２を駆動することができなくなる。
【００１６】
特開２００４−１７３３４１公報（引用文献１）には、永久磁石式回転電機の回転子において、回転子軸と永久磁石に凹部を設け、その凹部にキーのようなトルク伝達部を設ける構成が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１７】
【特許文献１】特開２００４−１７３３４１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１８】
上述したように、永久磁石を保持環などにより締め付けて固定する構成においては、その締め付け力を適正に管理しないと、永久磁石に過大な締め付け力が加わり、永久磁石に許容応力を超えるような過大な応力が発生して回転子の製造中や運転中に永久磁石が破損し、適正な運転を継続することができなくなる恐れがある。
【００１９】
また、保持環の内面に接着剤によって永久磁石を貼り付ける構成においては、回転電機の運転中の温度変化によって接着剤が劣化し、永久磁石を固定するための接着力が低下し、永久磁石に作用する回転トルクで永久磁石を保持環に固定できなくなり、永久磁石が回転子軸に対して空転し、適正な運転を継続することができなくなる恐れがある。
【００２０】
一方、特許文献１に示される回転子によれば、回転子軸と永久磁石との間にトルク伝達部が設けられ、そのトルク伝達部を介して回転トルクの伝達が達成される。したがって、永久磁石を保持環や回転子軸に固定する必要がなく、したがって永久磁石を保持環や金属線、カーボンファイバーなどで締め付けたり、接着剤で貼り付けたりするような手間を省くことが可能となる。
【００２１】
しかしながら、回転子の組立を可能にするために、図２２に示すように、回転子軸と保持環との間には、永久磁石の厚みTmよりも大きい間隔Tが確保されるのが一般的である。特許文献１においては、回転子軸と永久磁石との間にトルク伝達部が設けられているが、回転子軸と保持環との間の間隔が永久磁石の厚みより大きいと、回転電機の運転時に永久磁石が回転子軸の直径方向に移動する可能性がある。例えば、回転電機の停止中には永久磁石は回転子軸側にあって、運転中に遠心力によって保持環側に移動する可能性がある。このように、運転中に永久磁石が移動すると、回転子の回転釣り合いが変化し、回転動作が不安定となって振動や騒音の原因となる。
【００２２】
本発明はこのような点に着目してなされたもので、その目的とするところは、回転子軸と保持環との間の間隔が、永久磁石の厚みよりも大きい構造をもつ永久磁石式回転電機の回転子において、永久磁石に過大な応力を発生させずに、停止中、運転中のいずれの状態においても永久磁石を保持環側へ確実に固定して運転中の回転釣り合いの変化を防止し、回転動作を的確に安定させることができる永久磁石式回転電機の回転子を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００２３】
このような課題を解決するために、請求項１の発明は、回転子軸と、この回転子軸の外周に、その周方向に沿って並ぶように配置された複数の永久磁石と、前記回転子軸の外周に嵌合されて前記永久磁石を覆う保持環とを備える永久磁石式回転電機の回転子において、前記回転子軸と前記永久磁石との互いに対向する双方の複数箇所の面部にそれぞれ前記回転子軸の軸方向に沿って延び、かつ互いに対向する溝部を形成し、その互いに対向する溝部間で構成される空間部内にそれぞれ楔を挿入し、これら楔の挿入により前記永久磁石を前記保持環の内周面に接触させて固定してなることを特徴としている。
【００２４】
請求項２の発明は、請求項１の回転子において、前記空間部内に挿入された楔は、テーパ面を互いに重ね合わせた一対の楔材からなり、その一対の楔材が前記各空間部内への挿入後に固定手段により互いに固定され、かつその楔が前記回転子軸か保持環に固定されていることを特徴としている。
請求項３の発明は、請求項１の回転子において、前記回転子軸に形成された各溝部の底部がテーパ状に傾斜する傾斜面となっており、その各溝部で構成される空間部内にそれぞれ１本の楔が挿入され、その楔が固定手段により前記回転子軸か保持環に固定されていることを特徴としている。
【発明の効果】
【００２５】
本発明によれば、回転子軸と保持環との間の間隔が、永久磁石の厚みよりも大きい構造をもつ永久磁石式回転電機の回転子において、永久磁石に過大な応力を発生させずに、停止中、運転中のいずれの状態においても永久磁石を保持環側へ確実に固定して運転中の回転釣り合いの変化を防止し、運転中の回転動作を的確に安定させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る永久磁石式回転子を示す斜視図。
【図２】本発明の第１の実施形態に係る永久磁石式回転子を示す断面図。
【図３】その回転子における回転子軸を示す斜視図。
【図４】その回転子における永久磁石を示す斜視図。
【図５】その回転子を図１における矢視方向から見た正面図。
【図６】図５における回転子の一部を拡大して示す拡大正面図。
【図７】その回転子における楔を示す側面図。
【図８】その楔の固定手段の一例を示す正面図。
【図９】本発明の第２の実施形態に係る永久磁石式回転子の回転子軸を示す斜視図。
【図１０】本発明の第２の実施形態に係る永久磁石式回転子の断面図。
【図１１】本発明の第３の実施形態に係る永久磁石電機の回転子の構成を示す斜視図。
【図１２】同回転子の構成を示す断面図。
【図１３】同回転子に用いられる永久磁石の構成を示す斜視図。
【図１４】同回転子の構成を図１１における矢視方向から示す平面図。
【図１５】同回転子の要部構成を拡大して示す平面図。
【図１６】本発明の変形例に係る永久磁石電機の回転子の構成を示す断面図。
【図１７】同回転子に用いられるリング状部材の構成を模式的に示す斜視図。
【図１８】従来の永久磁石式回転電機の回転子を示す斜視図。
【図１９】その回転子の回転子軸を示す斜視図。
【図２０】その回転子の保護環を示す斜視図。
【図２１】その回転子を図１８の矢視方向から見た正面図。
【図２２】その回転子の一部を拡大して示す拡大正面図。
【図２３】その回転子における永久磁石を示す斜視図。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
以下、本発明の実施の形態について図１〜図１７を参照して説明する。なお、図１８〜図２３に示す従来の永久磁石式回転電機の回転子と同一の構成部分には同一の符号を付してその説明を省略する。
【００２８】
（第１の実施形態）
図１〜図８には第１の実施形態を示してある。図１は本発明に係る回転子７の斜視図、図２はその回転子７の断面図である。回転子７は、回転子軸８と、この回転子軸８の外周を覆う円筒状の保持環３とを備え、その回転子軸８と保持環３との間の隙間内に複数の永久磁石９が回転子軸８の周方向に沿って環状に並ぶように配置されている点では従来と同様の構成である。
【００２９】
図３は、回転子軸８を単体で示す斜視図で、この回転子軸８は外周部に磁石装着部１２を一体に有し、この磁石装着部１２の外周に複数の溝部１３が形成されている。各溝部１３は、回転子軸８の軸方向に延び、かつ磁石装着部１２の周方向に沿って均等的に並ぶように形成されている。
【００３０】
図４は永久磁石９を単体で示す斜視図で、永久磁石９は一方向に長いほぼ短冊状をなし、外面及び内面が僅かに円弧状に湾曲し、内面の両側角部には切欠部１５が形成されている。切欠部１５は断面が鉤形状で、永久磁石９の長手方向に沿って連続して形成されている。
図５は図１に示す回転子７を矢視方向から見た図で、図６は図５の一部を拡大して示す図である。回転子７の組立にあたっては、回転子軸８の外周に保持環３が挿入され、回転子軸８の嵌合部５に保持環３の嵌合口６が嵌合されて保持環３が回転子軸８に固定される。
次に、回転子軸８における磁石装着部１２の外周面と保持環３の内周面との間の隙間内に各永久磁石９が挿入され、各永久磁石９が互いに隣接して回転子軸８の周方向に整列して並ぶように配置される。各永久磁石９は、嵌合部５と嵌合口６との嵌合部分の反対側から挿入される。
【００３１】
回転子軸８における磁石装着部１２の外周面と保持環３の内周面との間の隙間の間隔寸法は各永久磁石９の厚さよりもやや大きい寸法となっており、したがってその隙間内への各永久磁石９の挿入の作業は容易に能率よく行なうことができる。
永久磁石９が回転子軸８の周方向に並んで整列したときには、図６に示すように、互いに隣接する永久磁石９の両側の切欠部１５が互いに対向することで溝部１６が構成され、その各溝部１６が回転子軸８における磁石装着部１２の各溝部１３と互いに対向し、その対向で両溝部１３，１６間に断面矩形の空間部１７が構成される（図６のＡ部参照）。
【００３２】
すなわち、回転子軸８と永久磁石９との互いに対向する双方の複数箇所の面部にそれぞれ回転子軸８の軸方向に沿って延び、かつ互いに対向する溝部１３，１６が形成され、その互いに対向する溝部１３，１６間で空間部１７が構成される。
【００３３】
そして、前記各空間部１７内に楔２０が挿入される。楔２０は、図７に示すように一対の第１の楔材２０ａと第２の楔材２０ｂとの組み合わせからなり、第１の楔材２０ａは下面が水平で、上面が一方向にテーパ状に傾斜し、第２の楔材２０ｂは上面が水平で、下面が第１の楔材２０ａの下面とは逆の方向にテーパ状に傾斜する形状をなし、第１の楔材２０ａの上面の傾斜面と第２の楔材２０ｂの下面の傾斜面とが重なることで楔２０が構成されている。
【００３４】
第１の楔材２０ａと第２の楔材２０ｂとがその全長区間で重なるときの高さ寸法Hは、永久磁石９が保持環３の内周面に接するときにできる空間部１７の高さ寸法Hsと一致する関係にある。組立時には、図６に示すように、各溝部１３の底部に第１の楔材２０ａが挿入され、この第１の楔材２０ａの上に第２の楔材２０ｂが挿入され、各永久磁石９が保持環３の内周面に密着するまでその第２の楔材２０ｂが圧入される。
そして、組み合わされた第１の楔材２０ａと第２の楔材２０ｂとが互いに軸方向にずれ動かないように、その端面同士が固定部２１により固定される。固定部２１は一対の楔材２０ａ，２０ｂが互いに動かないように固定するという目的を達成できればどのような手段でも良いが、例えば溶接による固定、あるいは図８に示すように、固定螺子２２と固定片２３とで楔材２０ａ，２０ｂを一体化するなどの手段を採用することができる。なお、図６に示すA部は、楔２０を挿入する前の空間部１７の状態を示してあるが、楔２０は回転子７のすべての空間部１７内に挿入される。
【００３５】
また、本実施形態では、互いに隣接する永久磁石９の切欠部１５により溝部１６を構成するようにしているが、永久磁石９の内面に直接溝部１６を形成するような場合であってもよい。
【００３６】
このように組み立てられて構成された永久磁石式回転電機の回転子７においては、永久磁石９が保持環３に接する程度に永久磁石９が楔２０により押し付けられているだけであり、したがって締め付けによって永久磁石を固定する従来の場合と異なり、永久磁石９には過大な応力が発生しない。このため、永久磁石９の破損を防止することができる。
【００３７】
回転子軸８と永久磁石９との間には僅かな隙間が生じているが、運転中に永久磁石９に発生する回転トルクMは、永久磁石９の溝部１６と回転子軸８の溝部１３とに跨って配置された楔２０を介して回転子軸８に伝達され、したがって永久磁石９と回転子軸８のとの間で空転が生じることがない。
【００３８】
楔２０を構成する一対の楔材２０ａ，２０ｂは固定部２１によって軸方向の動きが規制されているため、互いにずれ動かず、運転中に楔２０の高さが変化するようなことがなく、したがって永久磁石９は保持環３の内周面に常時接するように支持され、回転子軸８の軸方向に移動することがない。
このように、回転電機の運転と停止を繰り返しても永久磁石９の移動は発生せず、したがって回転子７の回転釣り合いが変化するようなことがなく、回転動作が常に安定して振動や騒音の発生を的確に防止することができる。
【００３９】
（第２の実施形態）
次に、本発明の第２の実施の形態について、図９及び図１０を参照して説明する。図９は第２の実施形態における回転子軸３１の斜視図で、図１０はその回転子軸３１を用いた回転子３０の断面図である。第２の実施形態における回転子軸３１と第１の実施形態における回転子軸８との相違点は、回転子軸３１における磁石装着部３２の外周面に設けられた各溝部３３の底部が、保持環３を嵌合するための嵌合部５の配置側に向って漸次浅くなるテーパ状に傾斜する形状となっていることである。
【００４０】
そして、回転子軸３１の各溝部３３と、永久磁石９の各溝部１６とで構成される各空間部１７内にそれぞれ１本ずつ楔３４が挿入されている。楔３４は、回転子軸３１の各溝部３３と、永久磁石９の各溝部１６とで構成された各空間部１７内にそれぞれ挿入されている。これら楔３４は、下面が前記溝部３３の底部とは逆方向に同じ角度でテーパ状に傾斜する傾斜面となっている。
そして、各楔３４はその下面の傾斜面が溝部３３の底部の傾斜面に重なるように各空間部１７内に挿入され、この挿入により各永久磁石９が保持環３の内周面に接するように押し付けられ、各永久磁石９が保持環３に固定されている。なお、各楔３４はその挿入後に溶接や他の固定手段により回転子軸３１又は保持環３あるいはその双方に固定される。
【００４１】
このような第２の実施形態における回転子３０においても、第１の実施形態の場合と同様に、回転電機の停止中においては永久磁石９に応力は発生せず、また運転中に永久磁石９に発生する回転トルクMは、永久磁石９の溝部１６と回転子軸３１の溝部３３とに跨って配置された楔３４を介して回転子軸３１に伝達されるので永久磁石９と回転子軸３１のとの間で空転が生じることがない。楔３４は回転子軸３１又は保持環３あるいはその双方に固定されているから軸方向にずれ動くことはなく、したがって永久磁石９は保持環３の内周面に常時接するように支持され、回転子軸３１の軸方向に移動するようなことがない。
このように、回転電機の運転と停止を繰り返しても永久磁石９の移動は発生せず、したがって回転子３０の回転釣り合いが変化するようなことがなく、回転動作が常に安定して振動や騒音の発生を的確に防止することができる。
【００４２】
そして特にこの第２の実施形態では、各空間部１７内に１本の楔３４を挿入する構成であるから、楔３４の保管管理の取扱いや挿入作業が第１の実施形態の場合よりも容易となる利点がある。
（第３の実施形態）
次に、本発明の第３の実施の形態に係る永久磁石式回転電機の回転子４０について、図１１乃至図１５を用いて説明する。  
図１１は本発明の第３の実施の形態に係る永久式回転電機の回転子４０の構成を示す斜視図、図１２は回転子４０の構成を示す断面図、図１３は回転子４０に用いられる永久磁石４１の構成を示す斜視図、図１４は回転子４０の構成を図１１に示す矢視方向から示す平面図、図１５は回転子４０の要部構成を一部拡大して示す平面図である。
【００４３】
なお、第３の実施形態に係る回転子４０のうち、上述した第１の実施形態に係る回転子７、第２の実施形態に係る回転子３０、及び、従来の永久磁石式回転電機の回転子１と同様の構成には同一符号を付し、その詳細な説明は省略する。
【００４４】
図１１及び図１２に示すように、回転子４０は、回転子軸８と、回転子軸８の外周を覆う円筒状の保持環３と、を備えている。また、回転子４０は、回転子軸８と保持環３との間の隙間内に回転子軸８の周方向に沿って環状に並ぶように複数配置された永久磁石４１と、永久磁石４１を固定する楔２０と、を備えている。
【００４５】
回転子軸８は、図３に示すように、磁石装着部１２、及び、溝部１３を備えている。
【００４６】
図１３に示すように、永久磁石４１は、その外面及び内面が僅かに円弧状に湾曲する一方向に長い略短冊状に形成されている。永久磁石４１は、その内面の略中央部に、溝部４２が形成されている。溝部４２は、断面が矩形状で、永久磁石４１の長手方向に沿って連続して形成されている。
【００４７】
図１４及び図１５に示すように、回転子４０は、回転子軸８の外周に保持環３が挿入され、回転子軸８の嵌合部５に保持環３の嵌合口６が嵌合されて保持環３が回転子軸８に固定される。
各永久磁石４１は、回転子軸８における磁石装着部１２の外周面と保持環３の内周面との間の隙間内に挿入される。これら永久磁石４１は、互いに隣接して回転子軸８の周方向に整列して並ぶように配置される。また、永久磁石４１は、溝部４２が磁石装着部１２の溝部１３と互いに対向するように配置される。なお、永久磁石４１は、嵌合部５と嵌合口６との嵌合部分の反対側から挿入される。
【００４８】
回転子軸８の磁石装着部１２の外周面と保持環３の内周面との間の隙間の間隔寸法は各永久磁石４１の厚さよりもやや大きい寸法に形成されている。
【００４９】
なお、永久磁石４１が回転子軸８の周方向に並んで整列したときには、図１４及び図１５に示すように、複数の永久磁石４１の各溝部４２が磁石装着部１２の各溝部１３と互いに対向して、複数の空間部４５を構成する。なお、空間部４５は、上述した空間部１７と同様に、第１の楔材２０ａと第２の楔材２０ｂとの高さ寸法Hと略同一の高さ寸法Hsを有している。
【００５０】
楔２０は、空間部４５に挿入可能に形成されている。なお、楔２０は、図１５に示すように、例えば、各空間部４５の底部に第１の楔材２０ａが挿入され、この第１の楔材２０ａの上に第２の楔材２０ｂが挿入される。また、楔２０は、各永久磁石４１が保持環３の内周面に密着するまでその第２の楔材２０ｂが圧入され、固定部２１により固定される。なお、図１５に示すA部は、楔２０を挿入する前の空間部４５の状態を示すが、楔２０は回転子４０のすべての空間部４５内に挿入される。
【００５１】
このように構成された永久磁石式回転電機の回転子４０によれば、上述した第１の実施形態に係る回転子７と同様の効果を得ることが可能となる。具体的に説明すると、回転子４０は、永久磁石４１が保持環３に接する程度に永久磁石４１が楔２０により押し付けられているだけである。したがって締め付けによって永久磁石を固定する従来の場合と異なり、永久磁石４１には過大な応力が発生しない。このため、永久磁石４１の破損を防止することができる。
【００５２】
回転子軸８と永久磁石４１との間には僅かな隙間が生じているが、運転中に永久磁石４１に発生する回転トルクMは、永久磁石４１の溝部４２と回転子軸８の溝部１３とに跨って配置された楔２０を介して回転子軸８に伝達される。したがって永久磁石４１と回転子軸８のとの間で空転が生じることがない。
【００５３】
また、楔２０を構成する一対の楔材２０ａ，２０ｂは、固定部２１によって軸方向の動きが規制されているため、互いにずれ動かず、運転中に楔２０の高さが変化するようなことがない。したがって永久磁石４１は保持環３の内周面に常時接するように支持され、回転子軸８の軸方向に移動することがない。
このように、回転電機の運転と停止を繰り返しても永久磁石４１の移動は発生せず、したがって回転子４０の回転釣り合いが変化するようなことがなく、回転動作が常に安定して振動や騒音の発生を的確に防止することができる。
【００５４】
なお、本発明は前述した実施の形態に限定されるものではない。上述した例では、回転子７，４０の楔２０は、第１の楔材２０ａ及び第２の楔材２０ｂを、固定部２１にて固定する構成、溶接による固定、及び、図８に示すように固定螺子２２と固定片２３とで一体化（固定）する構成を説明したが、これらに限定されない。以下、本発明の変形例に係る回転子７，４０の楔２０Ａを、図１６及び図１７を用いて説明する。
【００５５】
例えば、図１６及び図１７に示すように、楔２０の変形例である回転子７，４０の楔２０Ａは、複数設けられた一対の第１の楔材２０ａ及び第２の楔材２０ｂと、リング状部材２６と、を備える。リング状部材２６は、複数の楔材２０ａ、２０ｂに隣接する位置で、回転子軸８に嵌合可能に形成されている。
【００５６】
具体的には、リング状部材２６は、例えば、その内径が、回転子軸８の磁石装着部１２に隣接部の外径に嵌合可能に形成され、図１６に示すように、回転子軸８に嵌合されることで、複数設けられた一対の第１の楔材２０ａ及び第２の楔材２０ｂを、その端面で固定する構成である。
【００５７】
このように、楔２０Ａは、リング状部材２６により、第１の楔材２０ａ及び第２の楔材２０ｂを固定する構成であるが、当該楔２０Ａは、上述した固定部２１を有する楔２０と同様の機能を有することとなる。
【００５８】
なお、第１の楔材２０ａ及び第２の楔材２０ｂは、上述の固定部２１、溶接、固定螺子２２と固定片２３、又は、リング状部材２６以外の構成で固定する構成であっても勿論よい。即ち、第１の楔材２０ａ及び第２の楔材２０ｂが、空間部１７，４５に固定される構成であれば、適宜設定可能である。
【００５９】
また、上述した例では、第３の実施の形態の回転子４０として、永久磁石４１の内面の略中央部に溝部４２を形成し、当該溝部４２により構成された空間部４５に楔２０を設ける構成を説明したが、これに限定されない。例えば、空間部４５に、楔２０ではなく上述した楔３４を設ける構成であってもよい。このような構成とすることで、上述した第２の実施形態に係る回転子３０及び第３の実施の形態に係る回転子４０の両方の効果を有することができる。この他本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変形実施可能である。
【符号の説明】
【００６０】
１…回転子、２…回転子軸、３…保持環、４…永久磁石、５…嵌合部、６…嵌合口、７…回転子、８…回転子軸、９…永久磁石、１２…磁石装着部、１３…溝部、１７…空間部、２０…楔、２０ａ…第１の楔材、２０ｂ…第２の楔材、２１…固定部、２２…固定螺子、２３…固定片、３０…回転子、３１…回転子軸、３２…磁石装着部、３３…溝部、３４…楔、４０…回転子、４１…永久磁石、４２…溝部、４５…空間部。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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