(57)【要約】【課題】  永久磁石の表面側での渦電流の発生を抑制し、永久磁石の特性劣化を防止して、回転電機の性能低下を防ぐ。【解決手段】  円環状の多数の鉄心板材を積層して形成された回転子鉄心２の磁石挿入孔部３に永久磁石４を挿入固定する。そして、永久磁石４は軸方向に列を成す複数個たる２個の単位磁石４ａ，４ａが樹脂にてコーティングされて棒状に形成されている。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
円環状の多数の鉄心板材を積層して形成され、外周部に軸方向に伸びる磁石挿入孔部を有する回転子鉄心と、
この回転子鉄心の磁石挿入孔部に挿入固定された永久磁石とを具備し、
前記永久磁石は、複数個の単位磁石が軸方向に列を成し、樹脂でコーティングされて棒状に構成されてい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】
外周部に磁気的凹凸部が交互に形成された円環状の多数の鉄心板材を積層して形成され、外周部に軸方向に伸びる磁石挿入孔部を有する回転子鉄心と、
この回転子鉄心の磁石挿入孔部に挿入固定された永久磁石とを具備し、
前記永久磁石は、複数個の単位磁石が軸方向に列を成し、樹脂コーティングされて棒状に構成されていることを特徴とする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、永久磁石式回転電機の回転子に係り、特に永久磁石の改良に関する。
【背景技術】
【０００２】
永久磁石式回転電機、例えば永久磁石式リラクタンス型回転電機は、外周部に、磁束が通りやすい磁気的凸部と磁束が通り難い磁気的凹部とが交互に形成され、且つ、永久磁石を有する回転子を備えており、その回転子は、固定子巻線が施された固定子内に配置されている。そして、回転子においては、磁気的凸部では空隙磁束密度が高く、磁気的凹部では空隙磁束密度が低くなって、この磁束密度の変化によってリラクタンストルクが発生し、また、外周部の永久磁石と固定子磁極との間の磁気吸引力および磁気反発力によっても磁気的トルクが発生し、以って回転子が回転する。
【０００３】
図１１および図１２は従来の永久磁石式リラクタンス型回転電機の回転子を示すもので、８極の場合である。ここで、図１１は軸方向縦断面図、図１２は図１１のＡ−Ａ線に沿う径方向断面図である。即ち、回転子１００は、円環状の多数の珪素鋼板を積層してなる回転子鉄心１０１を有する。回転子鉄心１０１の外周部には、図１２に示すように、略長方形の一対の磁石挿入孔部１０２，１０２が形成されており、この一対の磁石挿入孔部１０２，１０２に永久磁石１０３，１０３が挿入固定されている。さらに、回転子鉄心１０１の外周部には、図１２に示すように、一対の永久磁石１０３，１０３間に位置して空洞部１０４が形成されており、この空洞部１０４は、略三角形状をなしている。そして、回転子１００において、一対の磁石挿入孔部１０２，１０２および永久磁石１０３,１０３ならびに空洞部１０４が設けられた部分が磁束の通り難い磁気的凹部１０５であり、磁気的凹部１０５，１０５間の部分が磁束の通りやすい磁気的凸部１０６であり、これらの磁気的凹部１０５、磁気的凸部１０６は所定の角度を存して交互に形成されている（例えば特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００１−３３９９２２号公報(図１)
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
永久磁石１０３,１０３は、一般的には腐食防止のために金属によりコーティングが施されているが、この永久磁石の表面側たるコーティングによる金属層が固定子鉄心からの磁束と鎖交する事により渦電流を発生して発熱する。これにより、永久磁石１０３,１０３は、熱により特性が劣化し、結果として、回転電機の性能が低下する不具合がある。
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、永久磁石の表面側での渦電流の発生を抑制し、永久磁石の温度上昇を防ぐことにより、永久磁石の特性の劣化を防止し、以って、回転電機の特性劣化を防ぐ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】
【０００５】
本発明の永久磁石式回転電機の回転子は、円環状の多数の鉄心板材を積層して形成され、外周部に軸方向に伸びる磁石挿入孔部を有する回転子鉄心と、この回転子鉄心の磁石挿入孔部に挿入固定された永久磁石とを具備し、前記永久磁石は、複数個の単位磁石が軸方向に列を成し、樹脂でコーティングされて棒状に構成されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、永久磁石の表面側の樹脂層が渦電流の発生を抑制して永久磁石の温度上昇を防ぐことにより、永久磁石の特性劣化を防止し、以って、回転電機の性能低下を防ぐことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
以下、本発明を永久磁石式リラクタンス方回転電機に適用した第１の実施例につき図１ないし図４を参照しながら説明する。
回転子１は、円環状の多数の鉄心材たる珪素鋼板を積層してなる回転子鉄心２を有する。
回転子鉄心２の外周部には、外周に向かうに従って対向距離が順次大となる略長方形の一対の磁石挿入孔部３,３が形成されており（従って一対の磁石挿入孔部３，３は、外周からみてハ字形になっている。）、この一対の磁石挿入孔部に永久磁石４，４が挿入固定されている。尚、磁石挿入孔部３，３には磁石位置決めの凸部３ａ，３ａが形成されている。さらに、回転子鉄心２の外周部には、一対の永久磁石４，４間に位置して空洞部５が形成されており、この空洞部５は、一対の永久磁石４，４に平行な二辺部と外周に沿う辺部とを有する略三角形状をなしている。この場合、空洞部５の二辺部は、必ずしも永久磁石４，４に平行でなくてもよい。
【０００８】
そして、回転子鉄心２において、一対の磁石挿入孔部３，３および永久磁石４，４ならびに空洞部５が設けられた部分が磁束の通り難い磁気的凹部（ｑ軸）６であり、磁気的凹部６，６間の部分が磁束の通りやすい磁気的凸部（ｄ軸）７であり、これらの磁気的凹部６、磁気的凸部７は所定の角度を存して交互に形成されている。
ここで、磁石挿入孔部３に挿入された永久磁石４は、軸方向に複数個たる２個の単位磁石４ａ，４ａを並べこれらを樹脂コーティングして樹脂層４ｂによって覆うことにより棒状に形成したものである。
【０００９】
そして、前記永久磁石４は、磁石挿入孔部３に圧入することで位置決めされる。この場合、２個の単位磁石４ａ，４ａは、樹脂層４ｂにより棒状の一つの永久磁石４として扱われる。
なお、回転子鉄心２の両端部には円環状を成す端板８および９（図１参照）が配置されている。そして、回転軸１０と回転子鉄心２、端板８および９とは、焼きばめにより一体化されて組み立てられる。この場合、図１に示すように、回転子鉄心２のキー１１，１２（端板８，９も含む）は回転軸のキー溝１３（一方のみ図示）に合致するようになっている。なお、回転軸１０には、回転子鉄心２、端板８および９の位置決め用の鍔部１４が形成されている。
【００１０】
しかして、回転子１は、固定子巻線が施された図示しない固定子内に配置されるようになっている。回転子１には、磁束が通り難い磁気的凹部（ｑ軸）６と磁束が通り易い磁気凸部（ｄ軸）７とが形成されているので、これらの磁気的凹部６及び磁気的凸部７上の空隙部分で、固定子巻線に電流を流すことにより蓄えられる磁気的エネルギーが異なり、この磁気エネルギーの変化によりリラクタンストルクが発生する。また、回転子１は、永久磁石４，４が設けられているので、永久磁石４，４と固定子磁極との間の磁気吸引及び磁気反発力によってもトルクが発生する。これにより回転子１が回転するようになる。
【００１１】
このような構成によれば、永久磁石４の樹脂層４ｂにより永久磁石４表面側の渦電流の発生を抑制し、しかも、永久磁石４旗に磁石４ａ，４ａ、に分割されていることから、単位磁石４ａ自体の渦電流の発生をも抑制し、永久磁石４の温度上昇を抑えることで、永久磁石４の特性の劣化を防止し、以って回転電機の特性劣化を防ぐことができる。
また、永久磁石４は、樹脂層４ａによりコーティングされている為、回転子鉄心２に単位磁石４ａが直接触れることなく磁石挿入孔部３に圧入することができ、接着材料および接着行程の省略が可能となる。
【００１２】
図５は、本発明の第２の実施例を示すもので、第１の実施例と異なるところを説明する。永久磁石１５は、永久磁石４に代わるもので、３個の単位磁石１５ａを樹脂コーティングして樹脂層１５ｂにより覆い、一つの棒状に形成されている。
このような構成によれば、第１の実施例と同様の効果が得られ、さらに単位磁石１５ａ自体の渦電流の発生を第１実施例よりも抑えることができる。
【００１３】
図６は、本発明の第３の実施例を示すもので、第１の実施例と異なるところを説明する。永久磁石１６は、永久磁石４に代わるもので、４個の単位磁石１６ａを樹脂コーティングして樹脂層１６ｂにより覆い、一つの棒状に形成されている。
このような構成によれば、第２の実施例より、単位磁石１６ａ自体の渦電流の発生を抑えることができる。
【００１４】
図７は、本発明の第４の実施例を示すもので、第１の実施例と異なるところを説明する。永久磁石１７は、永久磁石４に代わるもので、５個の単位磁石１７ａを樹脂コーティングして樹脂層１７ｂにより覆い、一つの棒状に形成されている。
このような構成によれば、第３の実施例より、単位磁石１７ａ自体の渦電流の発生を抑えることができる。
【００１５】
図８は、本発明の第５の実施例を示すもので、第１の実施例と異なるところを説明する。永久磁石１８は、永久磁石４に代わるもので、６個の単位磁石１８ａを樹脂コーティングして樹脂層１８ｂにより覆い、一つの棒状に形成されている。
このような構成によれば、第４の実施例より、単位磁石１８ａ自体の渦電流の発生を抑えることができる。
【００１６】
図９は、本発明の第６の実施例を示すもので、第１の実施例と異なるところを説明する。永久磁石１９は、永久磁石４に代わるもので、８個の単位磁石１９ａを樹脂によりコーティングして樹脂層１９ｂにより覆い、一つの棒状に形成されている。
このような構成によれば、第５の実施例より、単位磁石１９ａ自体の渦電流の発生を抑えることができる。
【００１７】
そして、図１０は、本発明の第７の実施例を示すもので、第１の実施例と異なるところを説明する。永久磁石２０は、永久磁石４に代わるもので、複数個（例えば、２，３，４，５，６或いは８個）の単位磁石２０ａを樹脂コーティングして樹脂層２０ｂにより覆い、一つの棒状に形成されている。そして、樹脂層２０ｂは、磁石挿入孔部３と同一形状に形成されて、その磁石挿入孔部３に圧入固定されている。
【００１８】
このような構成によれば、第１のおよび第６実施例の効果に加えて、さらに永久磁石１３の安定性が増し、永久磁石１３の支持部の信頼性を向上させることができる。
なお、本発明は、上記かつ図面に示す実施例にのみ限定されるものではなく、
次のような拡張が可能である。
上記実施例においては、永久磁石式リラクタンス型回転電機の回転子に適用した例としているが、回転子に永久磁石を利用した回転電機全般に適用可能である。
【００１９】
単位磁石数は、各実施例の個数に限定されない。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の第１の実施例を示す回転子の軸方向断面図
【図２】図１のＢ−Ｂ線に沿う断面図
【図３】回転子の部分拡大断面図
【図４】永久磁石の拡大斜視図
【図５】本発明の第２の実施例を示す永久磁石の断面図
【図６】本発明の第３の実施例を示す永久磁石の断面図
【図７】本発明の第４の実施例を示す永久磁石の断面図
【図８】本発明の第５の実施例を示す永久磁石の断面図
【図９】本発明の第６の実施例を示す永久磁石の断面図
【図１０】本発明の第７の実施例を示す回転子の部分拡大図
【図１１】従来例を示す回転子の軸方向断面図
【図１２】図１１のＡ−Ａ線に断面図
【符号の説明】
【００２１】
図面中、１は回転子、２は回転子鉄心、３は磁石挿入孔部、３ａは凸部、４，１５，１６，１７，１８，１９及び２０は永久磁石、４ａ，１５ａ，１６ａ，１７ａ，１８ａ，１９ａ及び２０ａは単位磁石、４ｂ，１５ｂ，１６ｂ，１７ｂ，１８ｂ，１９ｂ及び２０ｂは樹脂層、５は空洞部、６は磁気的凹部、７は磁気的凸部、８及び９は端板、１０は回転軸、１１，１２はキー、１３はキー溝、１４は鍔部を示す。
【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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