(57)【要約】【課題】組付け工程が容易で、且つ磁石及びロータの破損を抑制して信頼性を向上させた磁石埋込型ロータを提供することにある。【解決手段】磁石埋込型ロータ１０に挿入する磁石セット２０は、磁石２１の両面に金属プレート２２、２２を配置し、磁石２１と一方の金属プレート２２との間に弾性体２３を介在させた構成体である。【効果】磁石及び弾性体を２枚の金属プレートで挟んでロータのスロットに挿入するので、挿入が容易である。また、弾性体を介在させるので、高速回転で遠心力が働いても、磁石と弾性体を挟んだ金属プレートとロータのスロットとの隙間は、弾性体が膨らむことにより抑制できる。この結果、磁石とロータのスロットとの衝突を回避でき、磁石の割れや破損を防止することができる。【選択図】        図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ロータに予め設けたスロット内に磁石を固定してなる磁石埋込型ロータにおいて、前記スロット内で前記磁石の両面に金属プレートが介在し、前記磁石と少なくとも一方の金属プレートとの間に弾性体が介在し、前記弾性体が前記磁石及び前記金属プレートを押圧していることを特徴とする磁石埋込型ロータ。
【請求項２】
ロータに予め設けたスロット内に磁石を固定してなる磁石埋込型ロータにおいて、前記スロット内で前記磁石の両面に金属プレートが介在し、少なくとも一方の金属プレートはＵ断面のスプリングプレートとし、前記スプリングプレートが前記磁石を押圧していることを特徴とする磁石埋込型ロータ。
【請求項３】
磁石の両面に介在するそれぞれの金属プレートは、少なくともその一端部同士を連結するブリッジ部を備えたことを特徴とする請求項１又は請求項２記載の磁石埋込型ロータ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はロータに磁石を埋込んでなる磁石埋込型ロータの改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の磁石埋込型ロータは、ロータ内の磁石を接着剤で固定するタイプのものが知られている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
【特許文献１】
特開２０００−３２４７３８公報（第２頁〜第３頁、図１、図２）
【０００４】
図１０は特許文献１の図１の再掲図であり、１はロータ、２は鉄心、３は回転軸、４は希土類磁石、５はエポキシ系接着剤である。
図１１は特許文献１の図２の再掲図であり、４は希土類磁石（Ｎｄ−Ｆｅ−Ｂ）、５はエポキシ系接着剤である。
【０００５】
図１０及び図１１において、最初に希土類磁石４にエポキシ系接着剤５を塗布して、次に、エポキシ系接着剤５を塗布した希土類磁石４を、鉄心２の長方形断面穴（符号無し）に挿入する。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、接着剤を使用する場合、希土類磁石４と長方形断面穴との間の接着層部は、高速回転時の遠心力と磁石の吸引力で変形し、隙間を生じる。この結果、希土類磁石４と鉄心２とが衝突するため、希土類磁石４が割れる若しくは破損するという不具合が発生していた。
【０００７】
また、ロータ１と希土類磁石４の組立てにおいて、エポキシ系接着剤５の塗布、希土類磁石４の固定化、加熱硬化などの煩雑な工程が重なる。
さらには、希土類磁石４を長方形断面穴に挿入している途中で接着が進むとそれ以上の挿入が困難になるなど、希土類磁石４の位置決めが困難であった。
【０００８】
そこで、本発明の目的は、組付け工程が容易で、且つ磁石及びロータの破損を抑制して信頼性を向上させた磁石埋込型ロータを提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために請求項１は、ロータに予め設けたスロット内に磁石を固定してなる磁石埋込型ロータにおいて、前記スロット内で前記磁石の両面に金属プレートが介在し、前記磁石と少なくとも一方の金属プレートとの間に弾性体が介在し、前記弾性体が前記磁石及び前記金属プレートを押圧していることを特徴とする。
【００１０】
磁石及び弾性体を２枚の金属プレートで挟んでロータのスロットに挿入するので、弾性体が適度に変形して磁石及び金属プレートと密着するために挿入が容易である。また、弾性体を介在させるので、高速回転で遠心力が働いても、磁石と弾性体を挟んだ金属プレートとロータのスロットとの隙間は、弾性体が膨らむことにより抑制できる。この結果、磁石とロータのスロットとの衝突を回避でき、磁石の割れや破損を防止することができる。
【００１１】
請求項２では、ロータに予め設けたスロット内に磁石を固定してなる磁石埋込型ロータにおいて、前記スロット内で前記磁石の両面に金属プレートが介在し、少なくとも一方の金属プレートはＵ断面のスプリングプレートとし、前記スプリングプレートが前記磁石を押圧していることを特徴とする。
【００１２】
２枚の金属プレートの少なくとも１枚をＵ断面のスプリングプレートとすることにより、スプリングプレート側が弾性部となり、前記弾性体を削除することができる。この結果、磁石と弾性体と金属プレートからなる磁石セットのコストダウン化が図れる。
【００１３】
請求項３では、磁石の両面に介在するそれぞれの金属プレートは、少なくともその一端部同士を連結するブリッジ部を備えたことを特徴とする。
【００１４】
２枚の金属プレートの先端同士をブリッジ部で連結することにより、磁石セットが容易に一体化でき、また、ブリッジ部を先頭にすれば、前記磁石セットはロータのスロットに簡単に挿入することでき、組立工数の削減が図れる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を添付図に基づいて以下に説明する。なお、図面は符号の向きに見るものとする。
図１は本発明に係る磁石埋込型ロータの斜視図であり、磁石埋込型ロータ１０は、ロータ本体１１を構成する積層鋼板１２と、回転軸１３と、積層鋼板１２に開けたスロット１４に挿入した磁石セット２０とからなる。
【００１６】
図２は図１の２ー２線断面図であり、回転軸１３と一定の間隔を保ち、且つ回転軸１３と平行な位置関係にスロット１４・・・（・・・は複数個を示す。以下同じ。）を開け、これらのスロット１４・・・の各々に磁石セット２０・・・を挿入したことを示す。
【００１７】
実施例では、スロット１４に埋込んだ磁石セット２０・・・の数は４個であり、各々の磁石セット２０・・・は互いに交わることが無く、且つ垂直位置関係であることを基本とする。したがって、磁石セット２０・・・は、回転軸１３を挟んで２個ずつで対称位置関係にある。磁石セット２０の構造は次図で説明する。
【００１８】
図３は本発明に係る磁石セットの断面図であり、磁石セット２０は、磁石２１の両面に金属プレート２２、２２を配置し、磁石２１と一方の金属プレート２２との間に弾性体２３を介在させた構成体である。
【００１９】
次に、以上の構造からなる磁石セット２０を積層鋼板に挿入する手順を次に説明する。
図４（ａ）〜（ｃ）は本発明での磁石セットの挿入要領図である。
（ａ）において、磁石セット２０を厚さ方向に圧縮し、弾性体２３を縮めながらスロット１４に嵌める。そして、磁石セット２０をスロット１４に圧入する。
【００２０】
（ｂ）は挿入途中の状態図であり、弾性体２３は、磁石２１と金属プレート２２、２２で圧迫され、上方へはみ出す。
【００２１】
（ｃ）は挿入終了状態を示し、弾性体２３はさらに伸びて上方へはみ出す。
【００２２】
以上において、スロット１４の側面１５、１５は積層鋼板１２・・・の切り口が集合するため、ヤスリのような粗面となる。仮に接着剤を採用すれば、接着剤が側面１５の粗面で削られ、奥まで到達しないことが考えられる。その点、本発明では粗い側面１５上を平滑な金属プレート２２が摺接するため、磁石セット２０の挿入は円滑に実施できると共に、挿入時の磁石２１への損傷を防ぐことができる。
【００２３】
図５（ａ）、（ｂ）はロータの静止及び回転時での弾性体の作用図である。
（ａ）はロータの静止状態を示し、磁石埋込型ロータ１０の積層鋼板１２のスロット１４に挿入する磁石セット２０では、弾性体２３は厚さｔ１の状態で一定である。
【００２４】
一方、（ｂ）はロータの回転状態を示し、回転軸１３が矢印▲１▼のように反時計回りに回転すると、磁石埋込型ロータ１０とスロット１４に嵌め込まれた磁石セット２０が反時計回りに回転する。この時、回転軸１３から外側に向けて遠心力が働き、弾性体２３の幅が矢印▲２▼の方向に増大し、その増大分は金属プレート外面２６、２６とスロット１４の間の隙間分（図示できないほど微少な隙間）だけである。すなわち、この時、弾性体２３の幅ｔ２はｔ１より大きくなる。
【００２５】
この結果、高速回転で遠心力が働いても、磁石２１と弾性体２３を挟んだ金属プレート２２、２２とロータのスロット１４との隙間は、弾性体２３が膨らむことにより解消でき、磁石２１とロータのスロット１４との衝突を回避でき、磁石２１の割れや破損を防止することができる。
【００２６】
図６は図３の別実施例図であり、磁石セット２０は、磁石２１を２枚の金属プレート２２、２２で挟み、これらの金属プレートのうち少なくとも１枚はＵ断面のスプリングプレート２４とし、このスプリングプレート２４を弾性部とした構成体である。
【００２７】
図７は図３の改良実施例図であり、磁石セット２０は、磁石２１の両面に金属プレート２２、２２を配置し、磁石２１と一方の金属プレート２２との間に弾性体２３を介在させ、合わせて、２枚の金属プレート２２、２２の先端同士をブリッジ部２５で連結し、このブリッジ部２５を先頭にしてスロットに挿入できるようにした構成体である。
【００２８】
図８（ａ）〜（ｃ）は図７で説明した磁石セットの挿入要領図である。
（ａ）において、磁石セット２０のブリッジ部２５を下方に向けて磁石セット２０を厚さ方向に圧縮し、弾性体２３を縮めながらスロット１４に嵌める。そして、磁石セット２０をスロット１４に圧入する。
【００２９】
（ｂ）は挿入途中の状態図であり、弾性体２３は、磁石２１と金属プレート２２、２２で圧迫され、上方へはみ出す。
【００３０】
（ｃ）は挿入終了状態を示し、弾性体２３はさらに伸びて上方へはみ出す。また、ブリッジ部２５は挿入時の圧力により、挿入終了時にはスロット下端部１６と密着する。
【００３１】
以上において、スロット１４の側面１５、１５は積層鋼板１２・・・の切り口が集合するため、ヤスリのような粗面となる。仮に接着剤を採用すれば、接着剤が側面１５の粗面で削られ、奥まで到達しないことが考えられる。その点、本発明では粗い側面１５上を平滑な金属プレート２２が摺接するため、磁石セット２０の挿入は円滑に実施できると共に、挿入時の磁石２１への損傷を防ぐことができる。また、ブリッジ部２５は挿入終了時にはスロット下端部１６と密着するため、回転時においてのガタつきを防止できる。
【００３２】
図９は図６の改良実施例図であり、磁石セット２０は、磁石２１の両面に金属プレート２２、２２を配置し、これらの金属プレートのうち少なくとも１枚はＵ断面のスプリングプレート２４とし、このスプリングプレート２４を弾性部とし、さらに、金属プレート２２とスプリングプレート２４の先端同士をブリッジ部２５で連結し、このブリッジ部２５を先頭にしてスロットに挿入できるようにした構成体である。
【００３３】
以上の構造より、結果として、図７や図９のように２枚の金属プレート２２、２２あるいは金属プレート２２とスプリングプレート２４の先端同士をブリッジ部２５で連結した磁石セット２０は、磁石２１や磁石２１と弾性体２３の当接した構成体を３辺で挟んでいるので、スロットへの挿入は円滑にできる。
【００３４】
尚、磁石は板状あるいは直方体であれば良く、細かい寸法は問わない。また、弾性体の種類はゴム類あるいはそれに準ずるものを基本とするが、細かい種類は問わない。
また、金属プレートの材質は、オーステナイト系ステンレス鋼などの非磁性金属やアルミニウム、銅、チタン、黄銅などの非鉄系金属を使用する。
【００３５】
さらに、弾性体及び弾性部は磁石の両面に介在しても良い。一方、弾性体及び弾性部は磁石の片面のみに介在する場合では、ロータの中心に向く磁石の面にある方が好ましい（図２、５参照）。
【００３６】
【実施例】
本発明に係る実施例を以下に示す。
【００３７】
【表１】
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【００３８】
表の第１行に記載したゴムの厚さは、圧縮させる前のシリコーンゴムの厚さを示す。
同コアスロットクリアランスは、コアスロットから金属プレート（２枚）の厚さと磁石の厚さとを差し引いた値であり、詳細は後述する。
同挿入に必要な力は、ロードセルで測定した。
同ゴム圧縮応力は、ヤング率と圧縮代とに基づいて計算により求めた。
【００３９】
コアスロットの寸法から金属プレート（厚さ０．０５ｍｍ）と磁石の厚さを差し引いたコアスロットクリアランスが最大で０．４ｍｍ、最小で０．２ｍｍのクリアランス公差＋０．２ｍｍなるロータ本体を用いて磁石セットの挿入テストを実施した。クリアランス公差とは磁石セットとコアの公差により生じる公差である。
【００４０】
前記ロータ本体に、厚さ０．３ｍｍ、０．４ｍｍ、０．５ｍｍのシリコーンゴムを用いて磁石セットを挿入し、固定した。厚さ０．５ｍｍ及び０．４ｍｍのゴムにおいては、コアスロットクリアランス０．２ｍｍと０．４ｍｍのいずれの場合でもロータ本体に固定でき、ロータを破壊することも無かった。しかし、挿入に必要な力とゴム圧縮応力から、厚さ０．５ｍｍのゴムの方が好ましい結果となった。
【００４１】
一方、厚さ０．３ｍｍのゴムでは、０．２ｍｍのコアスロットクリアランスの場合には磁石を固定できるが、比較例１のように０．４ｍｍのコアスロットクリアランスの場合には磁石が重力で落下し、磁石をロータ本体に固定することができなかった。したがって、厚さ０．３ｍｍのゴムは、コアスロットクリアランスが最大で０．４ｍｍ、最小で０．２ｍｍのクリアランス公差＋０．２ｍｍなるロータ本体には適用できない結果となった。
【００４２】
本挿入テスト結果より、樹脂による接着が必要無いため、煩雑な組付け工程を行うことがなくなり、且つ、磁石の破損に対する信頼性が著しく向上した。
【００４３】
【発明の効果】
本発明は上記構成により次の効果を発揮する。
請求項１によれば、磁石及び弾性体を２枚の金属プレートで挟んでロータのスロットに挿入するので、弾性体が適度に変形して磁石及び金属プレートと密着するために挿入が容易である。また、弾性体を介在させるので、高速回転で遠心力が働いても、磁石と弾性体を挟んだ金属プレートとロータのスロットとの隙間は、弾性体が膨らむことにより抑制できる。この結果、磁石とロータのスロットとの衝突を回避でき、磁石の割れや破損を防止することができる。
【００４４】
請求項２では、２枚の金属プレートの少なくとも１枚をＵ断面のスプリングプレートとすることにより、スプリングプレート側が弾性部となり、前記弾性体を削除することができる。この結果、磁石と弾性体と金属プレートからなる磁石セットのコストダウン化が図れる。
【００４５】
請求項３では、２枚の金属プレートの先端同士をブリッジ部で連結することにより、磁石セットが容易に一体化でき、また、ブリッジ部を先頭にすれば、前記磁石セットはロータのスロットに簡単に挿入することでき、組立工数の削減が図れる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る磁石埋込型ロータの斜視図
【図２】図１の２−２線断面図
【図３】本発明に係る磁石セットの断面図
【図４】本発明での磁石セットの挿入要領図
【図５】ロータの静止及び回転時での弾性体の作用図
【図６】図３の別実施例図
【図７】図３の改良実施例図
【図８】図７で説明した磁石セットの挿入要領図
【図９】図６の改良実施例図
【図１０】特許文献１の図１の再掲図
【図１１】特許文献１の図２の再掲図
【符号の説明】
１０…磁石埋込型ロータ、１１…ロータ本体、１２…積層鋼板、１３…回転軸、１４…スロット、２０…磁石セット、２１…磁石、２２…金属プレート、２３…弾性体、２４…スプリングプレート、２５…ブリッジ部。
【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】
2005020819.tif 000012
【図１０】
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【図１１】
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