(57)【要約】【課題】ロータ鉄心へのマグネットの固定位置の精度を向上させる。【解決手段】マグネット固定装置１は回転電機のロータ鉄心２に形成された複数のマグネット挿入孔４の各々にマグネット３を固定すべく次の構成を備える。すなわち、マグネット挿入孔４にマグネット３を挿入した状態で、ロータ鉄心２の中心軸Ｏを水平に保ちつつロータ鉄心２を回転変位可能に保持する保持機構６を備える。また、保持機構６に保持されたロータ鉄心２の所定の回転角度位置において、マグネット挿入孔４とマグネット３との隙間に樹脂１０を充填する充填機構７を備える。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転電機のロータ鉄心に形成された複数のマグネット挿入孔の各々にマグネットを固定するロータ鉄心へのマグネット固定装置において、
マグネット挿入孔にマグネットを挿入した状態で、ロータ鉄心の中心軸を水平に保ちつつロータ鉄心を回転変位可能に保持する保持機構と、
前記保持機構に保持されたロータ鉄心の所定の回転角度位置において、前記マグネット挿入孔と前記マグネットとの隙間に樹脂を充填する充填機構と、
を備えることを特徴とするロータ鉄心へのマグネット固定装置。
【請求項２】
前記充填機構は、ロータ鉄心の前記中心軸に関してラジアル方向外側に形成される前記隙間に樹脂を充填する充填孔を有することを特徴とする、請求項１のロータ鉄心へのマグネット固定装置。
【請求項３】
前記所定の回転角度位置は、ロータ鉄心の最上部に位置するマグネット挿入孔内のマグネットが略水平に保持される回転角度位置であることを特徴とする、請求項１または２のロータ鉄心へのマグネット固定装置。
【請求項４】
前記充填機構は、前記所定の回転角度位置にいてロータ鉄心の最上部に位置するマグネット挿入孔と、該マグネット挿入孔に挿入されたマグネットの側面と、の隙間に樹脂を注入する充填孔を有することを特徴とする、請求項３のロータ鉄心へのマグネット固定装置。
【請求項５】
マグネット挿入孔内のマグネットに作用する重力と、前記隙間へ充填される樹脂の充填圧力と、によって前記マグネット挿入孔内の前記マグネットの位置決めを行なうことを特徴とする、請求項１から４のいずれかのロータ鉄心へのマグネット固定装置。
【請求項６】
回転電機のロータ鉄心に形成された複数のマグネット挿入孔の各々にマグネットを固定するロータ鉄心へのマグネット固定方法において、
マグネット挿入孔にマグネットを挿入した状態で、ロータ鉄心の中心軸を水平に保ちつつロータ鉄心を回転変位可能に保持し、
前記保持機構に保持されたロータ鉄心の所定の回転角度位置において、前記マグネット挿入孔と前記マグネットとの隙間に樹脂を充填する、
ことを特徴とするロータ鉄心へのマグネット固定方法。
【請求項７】
ロータ鉄心の中心軸に関してラジアル方向外側に形成される前記隙間に樹脂を充填することを特徴とする、請求項６のロータ鉄心へのマグネット固定方法。
【請求項８】
前記所定の回転角度位置は、ロータ鉄心の最上部に位置するマグネット挿入孔内のマグネットが略水平に保持される回転角度位置であることを特徴とする、請求項６または７のロータ鉄心へのマグネット固定方法。
【請求項９】
前記所定の回転角度位置においてロータ鉄心の最上部に位置するマグネット挿入孔と、該マグネット挿入孔に挿入されたマグネットの側面と、の隙間に樹脂を注入することを特徴とする、請求項６のロータ鉄心へのマグネット固定方法。
【請求項１０】
マグネット挿入孔内のマグネットに作用する重力と、前記隙間へ充填される樹脂の充填圧力と、によって前記マグネット挿入孔内の前記マグネットの位置決めを行なうことを特徴とする、請求項６から９のいずれかのロータ鉄心へのマグネット固定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、回転電機のロータ鉄心へのマグネットの固定装置と固定方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
回転電機のロータ鉄心へのマグネットの固定に関しては、完成後のロータの重心が回転中心に対して偏心しないようにする必要がある。
【０００３】
特許文献１は、マグネットを固定する前にロータ鉄心の重心位置を測定し、マグネットの重さを個別に測定し、ロータ鉄心の重心位置のロータの回転中心からの偏心が打ち消されるように、重さの異なるマグネットをロータ鉄心に固定することを提案している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平９―２９４３５８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
マグネットはロータ鉄心に設けた打ち抜き孔に固定される。その場合に、打ち抜き孔とマグネットとの間に隙間があると、マグネットの位置精度にばらつきが生じ、重心位置の回転中心からの偏心や磁気的アンバランスを生じやすい。
【０００６】
この発明は、以上の問題を解決すべくなされたもので、ロータ鉄心へのマグネットの固定位置の精度を向上させることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
以上の課題を解決するために、この発明は、回転電機のロータ鉄心に形成された複数のマグネット挿入孔の各々にマグネットを固定するロータ鉄心へのマグネット固定装置を提供する。マグネット固定装置はマグネット挿入孔にマグネットを挿入した状態で、ロータ鉄心の中心軸を水平に保ちつつロータ鉄心を回転変位可能に保持する保持機構と、保持機構に保持されたロータ鉄心の所定の回転角度位置において、マグネット挿入孔とマグネットとの隙間に樹脂を充填する充填機構と、を備えている。
【発明の効果】
【０００８】
ロータ鉄心の中心軸を水平に保ちつつ所定の回転角度位置にロータ鉄心を支持することで、マグネット挿入孔のマグネットに常に同じ方向に重力が作用する。この重力によってマグネットがマグネット挿入孔内の所定位置に位置決めされた状態で、マグネット挿入孔とマグネットとの隙間に樹脂を充填することで、マグネットはマグネット孔内の所定位置に固定される。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】この発明の第１の実施形態によるマグネット固定装置の概略縦断面図である。
【図２】この発明の第１の実施形態による樹脂の充填状況を説明する、ロータ鉄心の概略横断面図である。
【図３】この発明の第２の実施形態による樹脂の充填状況を説明する、ロータ鉄心の概略横断面図である。
【図４】この発明の第２の実施形態による樹脂の充填状況を説明する、マグネット孔の垂直断面図と水平断面図である。
【図５】この発明の第３の実施形態によるマグネット固定装置の概略縦断面図とロータ鉄心の概略横断面図である。
【図６】この発明の第３の実施形態による樹脂の充填状況を説明するマグネット固定装置の概略縦断面図とロータ鉄心の概略横断面図である。
【図７】この発明の第３の実施形態による樹脂の充填状況を説明する、マグネット固定装置の概略縦断面図と反転したロータ鉄心の概略横断面図である。
【図８】この発明の第３の実施形態による樹脂の充填の完了時の状況を説明する、マグネット固定装置の概略縦断面図と反転したロータ鉄心の概略横断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
図１を参照すると、この発明の第１の実施形態によるマグネット固定装置１は、ロータ鉄心２の中心を貫通するシャフト５を介してロータ鉄心２を回転変位可能に保持する保持機構６を備える。
【００１１】
ロータ鉄心２は円形断面に形成される。より詳しくは、ロータ鉄心２は円形の鋼板を積層することで構成される。
【００１２】
図２を参照すると、ロータ鉄心２にはシャフト５と平行にロータ鉄心２を貫通する矩形断面のマグネット挿入孔４が等しい角度間隔で形成される。ここでは、マグネット挿入孔４の数を８個とする。各マグネット挿入孔４には予め矩形断面のマグネット３が挿入される。図の中心軸Ｏは図１のシャフト５の中心に相当する。保持機構６は中心軸Ｏが水平となるようにロータ鉄心２を保持する。
【００１３】
図の（ａ）に示すように、マグネット３はマグネット挿入孔４より若干小さな矩形断面に形成される。そのため、マグネット挿入孔４とマグネット挿入孔４内のマグネット３との間には隙間が形成される。
【００１４】
再び図１を参照すると、マグネット固定装置１はこの隙間に樹脂１０を充填する充填機構７を備える。
【００１５】
充填機構７はロータ鉄心２を挟んで保持機構６の反対側に設けられる。充填機構７はロータ鉄心２の保持機構６と反対側の端面に接するプレート９と、プレート９に形成された樹脂１０の充填孔８とを備える。
【００１６】
再び図２を参照すると、前述のようにマグネット挿入孔４とマグネット挿入孔４内のマグネット３との間には隙間が形成される。さらに詳しく説明すると、図の（ａ）のロータ鉄心２の回転位置において、最上部のマグネット挿入孔４の中心軸Ｏに関する横断面は水平に保たれている。このマグネット挿入孔４内のマグネット３には鉛直方向下向きに重力が作用する。そのため、マグネット挿入孔４内でマグネット３は中心軸Ｏを中心とするラジアル方向に関して内側に若干偏った位置に保持される。言い換えれば、マグネット３はマグネット挿入孔４のラジアル方向内側の壁面に接し、マグネット３の上方に隙間が存在している。
【００１７】
図の（ａ）の最下部のマグネット挿入孔４の中心軸Ｏに関する横断面も水平に保たれている。このマグネット挿入孔４内のマグネット３にも同様に鉛直方向下向きに重力が作用する。この位置のマグネット３は、したがって、中心軸Ｏを中心とするラジアル方向に関して外側に若干偏った位置に保持される。言い換えれば、マグネット３はマグネット挿入孔４のラジアル方向外側の壁面に接し、マグネット３の上方に隙間が存在している。
【００１８】
その他のマグネット挿入孔４内のマグネット３にも同様に鉛直方向下向きに重力が作用する。その結果、これらのマグネット挿入孔４内のマグネット３はマグネット挿入孔４の横断面の周方向の両端部のうちより下側に位置する端部へと偏った位置に保持される。
【００１９】
したがって、充填機構７がロータ鉄心２のどの回転位置でマグネット挿入孔４の隙間に樹脂１０を充填するかによって、マグネット３の固定位置をマグネット挿入孔４内で調整することができる。
【００２０】
図の（ｂ）を参照すると、最上部のマグネット挿入孔４内のマグネット３の上方の隙間に樹脂１０を充填する位置に樹脂１０の充填孔８を設ければ、マグネット３をマグネット挿入孔４のラジアル方向内側の壁面に接した状態で固定することができる。すなわち、保持機構６によりロータ鉄心２を回転変位させながら、最上部に来たマグネット挿入孔４内の隙間に充填孔８から樹脂１０を逐次充填していくことで、すべてのマグネット挿入孔４内において、マグネット３はラジアル方向内側の壁面に接した内側寄せの状態で固定される。
【００２１】
言い換えれば、マグネット３とマグネット挿入孔４内のラジアル方向外側の壁面との間に樹脂１０が充填される。回転電機の運転においては、ロータ鉄心２の回転に伴って、マグネット挿入孔４内のマグネット３に遠心力が作用する。この遠心力はマグネット３とマグネット挿入孔４内のラジアル方向外側の壁面との間に充填された樹脂１０を介してロータ鉄心２に伝達される。樹脂１０を介することで、マグネット３からロータ鉄心２への遠心力の伝達が均一に分散して行なわれる。これは、ロータの偏心を防止するうえで好ましい効果をもたらす。
【００２２】
一方、最下部のマグネット挿入孔４内のマグネット３の上方の隙間に樹脂１０を充填する位置に樹脂１０の充填孔８を設ければ、マグネット３をマグネット挿入孔４のラジアル方向外側の壁面に接した、外側寄せの状態で固定することができる。
【００２３】
このように、充填孔８の位置設定により、マグネット挿入孔４内の所定位置にマグネット３を位置決めしつつ固定することができる。したがって、マグネット３の固定位置の精度を向上させることができる。
【００２４】
なお、最上部と最下部のそれぞれのマグネット挿入孔４内のマグネット３の上方の隙間に樹脂１０を充填する位置に樹脂１０の充填孔８を設ければ、マグネット３のマグネット挿入孔４内への固定作業を効率化することができる。その場合には、マグネット３が中心軸Ｏから等しい距離に固定されるように、マグネット挿入孔４の形成位置をあらかじめ設計しておく。
【００２５】
次に図３と４を参照して、この発明の第２の実施形態を説明する。
【００２６】
図３を参照すると、この実施形態によるマグネット固定装置１は、マグネット３に作用する重力とともに充填孔８からの樹脂１０の射出圧を用いてマグネット挿入孔４におけるマグネット３の位置決めを行なう。なお、この実施形態でもマグネット挿入孔４の数は８個とする。また、ロータ鉄心２の回転位置において、最上部のマグネット挿入孔４の中心軸Ｏに関する横断面は水平に保たれる。
【００２７】
充填機構７はプレート９に充填孔８を備える。充填孔８のプレート９への形成位置は、最上部のマグネット挿入孔４の左端に相対する位置とする。より詳しくは、最上部のマグネット挿入孔４の側壁面とマグネット挿入孔４に挿入されたマグネット３の側面との隙間に相対する部位とする。マグネット挿入孔４内のマグネット３には図の矢印に示すように重力が鉛直方向下向きに作用する。
【００２８】
図４を参照すると、充填機構７は（ａ）に示すように、ロータ鉄心２の最上部のマグネット挿入孔４の左端に位置する充填孔８から、マグネット挿入孔４の側壁面とマグネット３の側面との隙間に樹脂１０を充填する。充填孔８から射出された樹脂１０は図の（ｂ１）及び（ｂ２）の矢印に示すように、マグネット３の側方及び上方の隙間に侵入するとともに、マグネット挿入孔４内のマグネット３に対して図の右向きに射出圧を及ぼす。一方、マグネット３には（ａ）の矢印に示す重力も作用している。樹脂１０の充填が進むにつれて、（ｃ１）及び（ｃ２）に示すように、マグネット３はマグネット挿入孔４内の右下へと移動する。樹脂１０が隙間を完全に満たす図の（ｄ１）及び（ｄ２）の状態では、マグネット３はマグネット挿入孔４の中心軸Ｏに関してラジアル方向内側の壁面と、中心軸Ｏ方向に延びる図の右側の壁面とに押しつけられた状態で固定される。
【００２９】
このようにして、保持機構６でロータ鉄心２を保持しつつ、ロータ鉄心２を回転変位させ、８個のマグネット挿入孔４に充填機構７の充填孔８から順次樹脂１０を注入する。その結果、各グネット挿入孔４の図４の（ｃ１）及び（ｃ２）に示す位置にマグネット３が固定される。
【００３０】
この実施形態によれば、マグネット３に作用する重力と樹脂１０の射出圧とにより、マグネット挿入孔４内の所定位置へのマグネット３の位置決め及び固定を精度よく行なうことができる。
【００３１】
次に図５−９を参照して、この発明の第３の実施形態を説明する。
この実施形態においても、マグネット３に作用する重力とともに充填孔８からの樹脂１０の射出圧を用いてマグネット挿入孔４におけるマグネット３の位置決めを行なう。この実施形態でもマグネット挿入孔４の数は８個とする。
【００３２】
図５を参照すると、充填機構７はロータ鉄心２の中心軸Ｏを通る鉛直線上に充填孔８を備える。また、充填孔８のラジアル方向の位置は、ロータ鉄心２を回転変位させた場合に、マグネット挿入孔４の周方向の端部と重なる位置とする。
【００３３】
この充填機構７を用いたマグネット３のマグネット挿入孔４への固定作業は次のように行なわれる。
【００３４】
樹脂の注入されていない状態ではマグネット挿入孔４内のマグネット３は重力の作用により図の（ｂ）に示すように、中心軸Ｏを通る鉛直線に関して対称位置に保持される。この位置でまず、充填孔８に最も近い中心軸Ｏを通る鉛直線の両側のマグネット挿入孔４の、充填孔８に近い端部に樹脂１０を注入する。図４の実施例と同様に、マグネット挿入孔４の側壁とマグネット３の側面との隙間に注入された樹脂はマグネット３に射出圧を及ぼし、マグネット３をマグネット挿入孔４内で充填孔８から離間方向へ移動させる。
【００３５】
一方、マグネット３には図の（ｂ）に示すように鉛直方向下向きに重力が作用している。マグネット３は射出圧と重力の合力によってラジアル方向内側の壁面と、中心軸Ｏ方向に延びる低い方の壁面とに押し付けられ、マグネット挿入孔４内の隙間に充填された樹脂１０により、この位置で固定される。
【００３６】
このようにして、樹脂１０により固定された４個のマグネット３のマグネット挿入孔４内の固定位置は、図６の（ｂ）に示されるように、中心軸Ｏを通る鉛直線を挟んで対称形をなす。
【００３７】
鉛直線の両側の４個のマグネット挿入孔４にマグネット３を固定した後、ロータ鉄心２を回転変位させ、マグネット３を固定した２つのマグネット挿入孔４のさらに両側に位置するマグネット挿入孔４にも同様に充填孔８から樹脂を注入してマグネット３を順次固定する。これらのマグネット挿入孔４内のマグネット３の固定位置も、鉛直線を挟んで対称形となる。
【００３８】
以上のプロセスにより、図６の（ｂ）の中心軸Ｏを通る水平線の上半分に相当する４個のマグネット挿入孔４へのマグネット３の固定が完了する。
【００３９】
次に図７に示すように、ロータ鉄心２を１８０度回転変位させ、ロータ鉄心２を反転状態とする。この状態で、中心軸Ｏを通る水平線の上方の４個のマグネット挿入孔４に対して、上に説明したのと同一の手順で、充填孔８からの樹脂１０の注入を行なう。
【００４０】
以上のプロセスにより、図８に示すように、８個のマグネット挿入孔４のすべてにマグネット３が固定される。
【００４１】
この実施形態によっても、マグネット３に作用する重力と樹脂１０の射出圧とにより、マグネット挿入孔４内の所定位置へのマグネット３の位置決め及び固定を精度よく行なうことができる。
【００４２】
この発明は、以上説明した実施形態に限定されることなく、その技術的思想の範囲内において種々の変形や変更が可能であり、それらもこの発明の技術的範囲に含まれることは言うまでもない。
【００４３】
例えば、以上説明した各実施形態において、ロータに形成するマグネット挿入孔の数を８個としているが、この発明はマグネット挿入孔の数に限定されない。
【符号の説明】
【００４４】
１  マグネット固定装置
２  ロータ鉄心
３  マグネット
４  マグネット挿入孔
５  シャフト
６  保持機構
７  充填機構
８  充填孔
９  プレート
１０  樹脂
【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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