(57)【要約】【課題】永久磁石を加工することなく装着でき、また漏れ磁束も低減でき、さらに永久磁石の一部が欠けた場合でもこれが飛散しないような構造とした永久磁石回転電機の回転子を提供する。【解決手段】ＩＰＳモータの回転子鉄心１２の表面に配設した永久磁石１１に沿って軸方向に伸びる一対の溝１２ａ、１２ｂを形成するとともに、可撓性を有するマグネットカバー１３で前記永久磁石１１の表面を覆うとともに、その両端部を前記溝１２ａ、１２ｂにそれぞれ挿入し、さらにマグネットカバー１３の両端部を前記一対の溝１２ａ、１２ｂに嵌入する止めピン１４ａ、１４ｂで押圧して固定した。【選択図】　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転子鉄心の表面の周方向に関する複数の位置に、軸方向に亘り配設した複数個の永久磁石で界磁を形成した永久磁石回転電機の回転子において、
回転子鉄心の表面に配設した永久磁石に沿って軸方向に伸びる一対の溝をこの永久磁石の両側に形成するとともに、ステンレス等の可撓性を有する平板部材で形成するマグネットカバーで前記永久磁石の表面を覆うとともに、その両端部を前記溝にそれぞれ挿入し、さらにマグネットカバーの両端部を前記一対の溝に嵌入する止めピンで押圧して固定することにより前記マグネットカバーで永久磁石を固定して構成したことを特徴とする永久磁石回転電機の回転子。
【請求項２】
回転子鉄心の表面の周方向に関する複数の位置に、軸方向に亘り配設した複数個の永久磁石で界磁を形成した永久磁石回転電機の回転子において、
回転子鉄心の表面に配設した永久磁石に沿って軸方向に伸びる一対のアリ溝をこの永久磁石の両側に形成する一方、前記一対のアリ溝に嵌入するとともに前記永久磁石の両端部の斜面に当接する非磁性体で形成した楔部材でこの永久磁石を押圧して永久磁石を回転子鉄心に固定して構成したことを特徴とする永久磁石回転電機の回転子。
【請求項３】
〔請求項２〕に記載する永久磁石回転電機の回転子において、
さらにステンレス等の可撓性を有する平板部材で形成するマグネットカバーで前記永久磁石の表面を覆うとともに、このマグネットカバーの両端部を楔部材と永久磁石との間に挟み込んで固定する構成としたことを特徴とする永久磁石回転電機の回転子。
【請求項４】
回転子鉄心の表面の周方向に関する複数の位置に、軸方向に亘り配設した複数個の永久磁石で界磁を形成した永久磁石回転電機の回転子において、
永久磁石の外周形状を内周形状とする内部空間を有するとともに、両端部から突出して軸方向に伸びるリブを有するマグネットケースの前記内部空間に永久磁石を挿入してこれを固定するとともに、回転子鉄心に軸方向に亘り形成した一対の溝に永久磁石と一体となった前記マグネットケースをそのリブを介して挿入することにより前記マグネットケースとともに永久磁石を回転子鉄心に固定して構成したことを特徴とする永久磁石回転電機の回転子。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は永久磁石回転電機の回転子に関し、特に回転子鉄心の表面に永久磁石を固着して界磁を形成するＳＰＭモータに適用して有用なものである。
【０００２】
【従来の技術】
永久磁石モータは、高効率、小型化等の点で誘導モータに対して優位性を有しており、近年各産業分野で注目されている。永久磁石モータは、大きくＩＰＭモータ及びＳＰＭモータの２種類に分けられる。ＩＰＭモータは、図５（ａ）に示すように、永久磁石１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄを回転子鉄心２の内部に軸方向に嵌入したものである。一方、ＳＰＭモータは、図５（ｂ）に示すように、永久磁石３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄを回転子鉄心４の表面に固定したものである。
【０００３】
図６は従来技術に係るＳＰＭモータの回転子における永久磁石３の固定態様を示している。同図に示すように、従来技術においては、一般に回転子鉄心４に下部の幅が漸増する形状のアリ溝４ａをその軸方向に形成し、このアリ溝４ａに永久磁石３を嵌め込むことにより固定している。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上述の如き固定方法には次のような問題がある。すなわち、永久磁石３をアリ溝４ａの形状に合わせて加工しなければならないが、現状の磁石成形技術では、磁石を斜めに加工することは難しく、コストアップの原因になる。また、永久磁石３の可なりの部分を回転子鉄心４に沈み込ませるとになり、磁束漏れを発生してモータの効率を低下させてしまう。さらに、永久磁石３の露出部分である表面をぶつける等してこれが欠けた場合、その飛散を防ぐ方法がないという問題もある。
【０００５】
本発明は、上記従来技術に鑑み、永久磁石を加工することなく、また漏れ磁束も低減でき、さらに永久磁石の一部が欠けた場合でもこれが飛散しないような構造とした永久磁石回転電機の回転子を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成する本発明の構成は、次の点を特徴とする。
【０００７】
１）　回転子鉄心の表面の周方向に関する複数の位置に、軸方向に亘り配設した複数個の永久磁石で界磁を形成した永久磁石回転電機の回転子において、
回転子鉄心の表面に配設した永久磁石に沿って軸方向に伸びる一対の溝をこの永久磁石の両側に形成するとともに、ステンレス等の可撓性を有する平板部材で形成するマグネットカバーで前記永久磁石の表面を覆うとともに、その両端部を前記溝にそれぞれ挿入し、さらにマグネットカバーの両端部を前記一対の溝に嵌入する止めピンで押圧して固定することにより前記マグネットカバーで永久磁石を固定して構成したこと。
【０００８】
２）　回転子鉄心の表面の周方向に関する複数の位置に、軸方向に亘り配設した複数個の永久磁石で界磁を形成した永久磁石回転電機の回転子において、
回転子鉄心の表面に配設した永久磁石に沿って軸方向に伸びる一対のアリ溝をこの永久磁石の両側に形成する一方、前記一対のアリ溝に嵌入するとともに前記永久磁石の両端部の斜面に当接する非磁性体で形成した楔部材でこの永久磁石を押圧して永久磁石を回転子鉄心に固定して構成したこと。
【０００９】
３）　上記求項２）に記載する永久磁石回転電機の回転子において、
さらにステンレス等の可撓性を有する平板部材で形成するマグネットカバーで前記永久磁石の表面を覆うとともに、このマグネットカバーの両端部を楔部材と永久磁石との間に挟み込んで固定する構成としたこと。
【００１０】
４）　回転子鉄心の表面の周方向に関する複数の位置に、軸方向に亘り配設した複数個の永久磁石で界磁を形成した永久磁石回転電機の回転子において、
永久磁石の外周形状を内周形状とする内部空間を有するとともに、両端部から突出して軸方向に伸びるリブを有するマグネットケースの前記内部空間に永久磁石を挿入してこれを固定するとともに、回転子鉄心に軸方向に亘り形成した一対の溝に永久磁石と一体となった前記マグネットケースをそのリブを介して挿入することにより前記マグネットケースとともに永久磁石を回転子鉄心に固定して構成したこと。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下本発明の実施の形態を図面に基づき詳細に説明する。
【００１２】
＜第１の実施の形態＞
図１は本発明の第１の実施の形態に係る永久磁石回転電機の回転子の一部を抽出して概念的に示す説明図である。同図は一個の永久磁石１１のみに関して示しているが、実際は円柱状の回転子鉄心１２の表面の周方向に関する複数の位置に、軸方向に亘り永久磁石１１と同様の形態で複数の永久磁石が配設・固定してあり、当該永久磁石回転電機の界磁を構成している。本形態に係る永久磁石回転電機の回転子の構造は、次のような製造方法により特定される。
【００１３】
図１（ａ）に示すように、先ず回転子鉄心１２の表面に配設した永久磁石１１に沿って軸方向に伸びる一対の溝１２ａ、１２ｂをこの永久磁石１１の両側に形成する。続いて、図１（ｂ）に示すように、ステンレス等の可撓性を有する平板部材で形成するマグネットカバー１３で前記永久磁石１１の表面を覆うとともに、その両端部を前記溝１２ａ、１２ｂにそれぞれ挿入する。
【００１４】
最後に、マグネットカバー１３の両端部を前記一対の溝１２ａ、１２ｂに嵌入する止めピン１４ａ、１４ｂで押圧して固定することにより前記マグネットカバー１３で永久磁石１１を固定する。
【００１５】
かかる本形態によれば、永久磁石１１の側面形状を斜めにする必要がない。また、永久磁石１１の大部分を回転子鉄心１２の外部に露出させることができるので、磁束漏れを小さくすることができ、その分強力な界磁形成することができる。さらに、何らかの原因で永久磁石が欠けた場合でも、マグネットカバー１３で磁石片が飛散するのを有効に防止し得る。
【００１６】
＜第２の実施の形態＞
図２は本発明の第２の実施の形態に係る永久磁石回転電機の回転子の一部を抽出して概念的に示す説明図である。同図は一個の永久磁石２１のみに関して示しているが、実際は円柱状の回転子鉄心２２の表面の周方向に関する複数の位置に、軸方向に亘り永久磁石２１と同様の形態で複数の永久磁石２１が配設・固定してあり、当該永久磁石回転電機の界磁を構成している。本形態に係る永久磁石回転電機の回転子の構造は、次のような製造方法により特定される。
【００１７】
先ず、図２（ａ）に示すように、回転子鉄心２２の表面に配設した永久磁石２１に沿って軸方向に伸びる一対のアリ溝２２ａ、２２ｂをこの永久磁石２１の両側に形成する。次に、図２（ｂ）に示すように、前記一対のアリ溝２２ａ、２２ｂに非磁性材料で形成した楔部材２４ａ、２４ｂを嵌入するとともにこの楔部材２４ａ、２４ｂを前記永久磁石２１の両端部の斜面に当接させて永久磁石２１を押圧することにより永久磁石２１を回転子鉄心２２に固定する。
【００１８】
かかる本形態によれば、永久磁石２１の大部分を回転子鉄心２２の外部に露出させることができるので、磁束漏れを小さくすることができ、当該永久磁石回転電機の特性を向上させることができる。
【００１９】
＜第３の実施の形態＞
図３は本発明の第３の実施の形態に係る永久磁石回転電機の回転子の一部を抽出して概念的に示す説明図である。同図に示すように、本形態に係る永久磁石回転電機の回転子３２は、図２に示す第２の実施の形態に係る回転子２２と殆ど同一構造のものであるが、さらにステンレス等の可撓性を有する平板部材で形成するマグネットカバー３３で永久磁石２１の表面を覆うとともに、このマグネットカバー３３の両端部を楔部材２４ａ、２４ｂと永久磁石２１との間に挟み込んで固定する構成とした点が異なる。
【００２０】
したがって、本形態に係る永久磁石回転電機は第２の実施の形態と殆ど同様の作用・効果を奏するが、何らかの原因で永久磁石２１が欠けた場合でも、マグネットカバー３３が磁石片が飛散するのを有効に防止する。
【００２１】
＜第４の実施の形態＞
図４は本発明の第４の実施の形態に係る永久磁石回転電機の回転子の一部を抽出して概念的に示す説明図である。同図は一個の永久磁石４１のみに関して示しているが、実際は円柱状の回転子鉄心４２の表面の周方向に関する複数の位置に、軸方向に亘り永久磁石４１と同様の形態で複数の永久磁石が配設・固定してあり、当該永久磁石回転電機の界磁を構成している。本形態に係る永久磁石回転電機の回転子の構造は、次のような製造方法により特定される。
【００２２】
先ず、永久磁石４１の外周形状を内周形状とする内部空間を有するとともに、両端部から突出して軸方向に伸びるリブ４３ａ、４３ｂを有するマグネットケース４３の前記内部空間に永久磁石４１を挿入してこれを固定するとともに、回転子鉄心４２に軸方向に亘り形成した一対の溝４２ａ、４２ｂに永久磁石４１と一体となった前記マグネットケース４３をそのリブ４３ａ、４３ｂを介して挿入することにより永久磁石４１を回転子鉄心４２に固定して構成した。
【００２３】
かかる本形態によれば、永久磁石４１の側面形状を斜めにする必要がない。また、永久磁石４１の大部分を回転子鉄心４２の外部に露出させることができるので、磁束漏れを小さくすることができ、その分強力な界磁形成することができる。さらに、何らかの原因で永久磁石が欠けた場合でも、マグネットケース４３で磁石片が飛散するのを有効に防止し得る。
【００２４】
【発明の効果】
以上実施の形態とともに具体的に説明した通り、〔請求項１〕及び〔請求項４〕に記載する発明によれば、永久磁石の側面形状を斜めにする必要がないため、その作製コストを低減することができる。また、永久磁石の大部分を回転子鉄心の外部に露出させることができるので、磁束漏れを小さくすることができ、当該永久磁石回転電機の特性を向上させることができる。さらに、何らかの原因で永久磁石が欠けた場合でも、磁石片が飛散するのを有効に防止し得る。
【００２５】
また、〔請求項２〕に記載する発明によれば、永久磁石の大部分を回転子鉄心の外部に露出させることができるので、磁束漏れを小さくすることができ、当該永久磁石回転電機の特性を向上させることができる。さらに、回転子の回転に伴い永久磁石に作用する遠心力に抗して永久磁石を回転子鉄心に強固に固定し得る。〔請求項３〕に記載する発明は、〔請求項３〕に記載する発明の作用・効果に加え、何らかの原因で永久磁石が欠けた場合でも、磁石片が飛散するのを有効に防止し得るという効果も奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る回転子をその回転子鉄心に永久磁石を固定する際の態様とともに示す説明図である。
【図２】本発明の第２の実施の形態に係る回転子をその回転子鉄心に永久磁石を固定する際の態様とともに示す説明図である。
【図３】本発明の第３の実施の形態に係る回転子をその回転子鉄心に永久磁石を固定する際の態様とともに示す説明図である。
【図４】本発明の第４の実施の形態に係る回転子をその回転子鉄心に永久磁石を固定する際の態様とともに示す説明図である。
【図５】従来技術に係る永久磁石モータの回転子を抽出して示す図で、（ａ）はＩＰＭモータの回転子、（ｂ）はＳＰＭモータの回転子をそれぞれ示す。
【図６】従来技術に係るＳＰＭモータの回転子における永久磁石の固定態様を示す説明図である。
【符号の説明】
１１、２１、４１　　　　永久磁石
１２、２２、４２　　　　回転子鉄心
１２ａ、１２ｂ　　　　溝
１３　　　　マグネットカバー
１４ａ、１４ｂ　　　　止めピン
２２ａ、２２ｂ　　　　アリ溝
２４ａ、２４ｂ　　　　楔部材
３３　　　　マグネットカバー
４３　　　　マグネットケース
４３ａ、４３ｂ　　　　リブ
【図１】
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【図２】
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【図３】
2004023864.tif 000005
【図４】
2004023864.tif 000006
【図５】
2004023864.tif 000007
【図６】
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