(57)【要約】【課題】回転子コアの周面にセグメント型の永久磁石を配列して接着支持した表面磁石形の回転子で、接着剤の硬化バラツキに起因する回転軸の反り発生を巧みに解消し、併せて永久磁石を安定保持できるように改良した信頼性の高い回転子の組立構造を提供する。【解決手段】回転子コア１の周面に、その周方向に複数個のセグメント型永久磁石４を等間隔に並置配列して装着した表面磁石形回転電機の回転子において、永久磁石４の配列ピッチに合わせて回転子コア１の周面には軸方向に延在する凸状の磁石回り止め部材５を設けた上で、該磁石回り止め部材５の相互間に嵌入して位置決めした各極の永久磁石４は、その底面４ａには接着剤を塗布せずに、幅方向の両端側面４ｂを磁石回り止め部材５に接着剤７で固着し、さらに，各永久磁石４を囲繞してその外周に遠心力飛散防止部材（バインドテープなど）６を被設して永久磁石４の表面に接着する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転子コアの周面に、その周方向に複数個の永久磁石を等間隔に並置配列して装着した表面磁石形回転電機の回転子において、
前記永久磁石の配列ピッチに合わせて回転子コアの周面に軸方向に延在して設けられる凸状の磁石回り止め部材と、該磁石回り止め部材の相互間に嵌入される前記永久磁石とを備え、前記磁石回り止め部材と前記永久磁石の幅方向の両端側面とを接着剤で固着することを特徴とする表面磁石形回転電機の回転子。
【請求項２】
請求項１に記載の回転子において、回転子コアの周面に配列した永久磁石を囲繞してその外周に遠心力飛散防止部材を被設し、該遠心力飛散防止部材を各永久磁石の表面に接着したことを特徴とする表面磁石形回転電機の回転子。
【請求項３】
請求項２に記載の回転子において、遠心力飛散防止部材が、永久磁石列の外周に巻き付けたバインドテープであることを特徴とする永久磁石形回転電機の回転子。
【請求項４】
請求項２に記載の回転子において、遠心力飛散防止部材が、永久磁石列の外周に被せた非磁性金属製の円筒カバーであることを特徴とする表面磁石形回転電機の回転子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、インナー回転子型のＳＰＭモータ（Surface Permanent Magnet Motor）を対象とした表面磁石形回転電機の回転子組立構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
周知のように、ＳＰＭモータの回転子は、電磁鋼板の積層コア，あるいはシャフト一体型の回転子コアの外周面に、その周方向に沿って所定極数に対応するセグメント型の永久磁石(断面略円弧形のセグメント磁石）を等間隔に配列した上で、永久磁石を回転子のコア周面に接着剤で貼り付けた構造（例えば、特許文献１参照）を基本としている。
【０００３】
また、回転子コアの周面に貼り付けた前記永久磁石が回転電機の運転中に剥離，飛散するのを防ぐために、コア周面に貼り付けた永久磁石を囲繞してその外周面にガラステープなどのバインドテープを巻き付けて緊結する、あるいは永久磁石の配列ピッチに合わせてコアの外周面に軸方向に沿って蟻溝状のキー溝を形成した上で、このキー溝に嵌挿した磁石飛散防止留め具（非磁性金属材）を介して永久磁石を遠心力方向，トルク方向に係止するようにした回転子の組立構造も知られている（特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−３７２８９号公報（図４）
【特許文献２】特開２００５−１７６５７２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
先記のように接着剤(エポキシ系などの熱硬化型接着剤)を用いてセグメント型の永久磁石を回転子コアの周面に貼り付けた組立構造になる表面磁石形回転子では、永久磁石に対する接着強度の確保とは別に次記のような問題点がある。
【０００６】
すなわち、前記の組立方法により組立てた表面磁石形の回転子は、個体によって回転軸に微小な反りが発生し、これが基で運転時に回転子の振れ，振動の生じることが知見されており、その発生要因を究明したところ、その原因は次記の点にあることが判明した。
【０００７】
すなわち、先記の特許文献１にも開示されているように、永久磁石を貼り付ける回転子の組立工程ではコア周面の接合面域に接着剤(熱硬化型接着剤)を塗布した上で、各極の永久磁石（セグメント磁石）を個別に貼り合わせ、次いでこの仮組立体を加熱炉に搬入し、所定時間(例えば一昼夜)加熱して接着剤を硬化させるようにしている。
【０００８】
この場合に、回転子コアの全域で接着剤が均一に硬化すればよいが、実際の工程ではコアの周面に配列して貼り付けた個々の永久磁石に対する接着剤の塗布量，加熱炉における炉内温度分布のバラツキなどによって接着剤の硬化が均一に進行しない。そのために、接着剤の硬化収縮などの影響で回転子コアには永久磁石との接合面に不均一な応力が加わり、これが基で回転軸に微妙な反りが発生するようになる。なお、回転軸に発生した反りは、回転子の組立後に切削加工を施すなどして調芯修正することも可能であるが、その加工作業には大きな労力を要する。
【０００９】
本発明は上記の点に鑑みなされたものであり、その目的は永久磁石の取付け構造を変更することで、接着剤の硬化バラツキに起因する回転軸の反り発生を巧みに解消し、併せて永久磁石を所定位置に安定保持できるように改良した信頼性の高い表面磁石形回転電機の回転子の組立構造を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するために、本発明によれば、回転子コアの周面に、その周方向に複数個の永久磁石を等間隔に並置配列して装着した表面磁石形回転電機の回転子において、
前記永久磁石の配列ピッチに合わせて回転子コアの周面に軸方向に延在して設けられる凸状の磁石回り止め部材と、該磁石回り止め部材の相互間に嵌入される前記永久磁石とを備え、前記磁石回り止め部材と前記永久磁石の幅方向の両端側面とを接着剤で固着する（請求項１）。
【００１１】
また、本発明によれば、前記構成を基本として次記のような態様で永久磁石の遠心力による飛散防止を図ることができる。
（１）回転子コアの周面に配列した永久磁石を囲繞してその外周に遠心力飛散防止部材を被設し、該遠心力飛散防止部材を各永久磁石の表面に接着する（請求項２）
（２）前項（１）において、遠心力飛散防止部材が、永久磁石列の外周に巻き付けたバインドテープである（請求項３）。
（３）前項（１）において、遠心力飛散防止部材が、永久磁石列の外周に被せた非磁性金属製の円筒カバーである（請求項４）。
【発明の効果】
【００１２】
前記の組立構造になる表面磁石形回転子によれば、次記効果を奏することができる。
すなわち、回転子のコア周面に設けた磁石回り止め部材の相互間に嵌入して配列した永久磁石は、その幅方向の両端側面を前記磁石回り止め部材に接着剤で固着し、回転子コアの周面と永久磁石の底面との間は接着剤で接着せずに永久磁石を定位置に固着支持している。これにより、回転子の仮組立状態で永久磁石と側面と磁石回り止め部材との間に塗布した接着剤を硬化させる加熱処理過程で生じる硬化収縮，硬化バラツキが基で回転子コアに加わる応力は小さくなり、その結果として回転軸の反り発生を効果的に防ぐことかできる。
【００１３】
また、上記構造に加えて、回転子コアの外周面に配列した永久磁石を囲繞してその外周にバインドテープ，もしくは非磁性金属製の円筒カバーになる遠心力飛散防止部材を被設した上で、該遠心力飛散防止部材を各永久磁石の表面に接着することにより、回転電機の運転時に永久磁石が遠心力を受けて定位置から変位したり飛散したりするのを防止して信頼性を向上できる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の実施例１に係わる回転子の組立構造図であって、（ａ）は一部切欠側面図、（ｂ）は（ａ）の矢視Ｘ−Ｘ断面図、（ｃ）は（ｂ）におけるＡ部の拡大図、（ｄ）は回転子コアの断面図である。
【図２】本発明の実施例２に係わる回転子の組立構造図であって、（ａ）は一部切欠側面図、（ｂ）は（ａ）の矢視Ｘ−Ｘ断面図、（ｃ）は（ｂ）におけるＡ部の拡大図、（ｄ）は回転子コアの断面図である。
【図３】本発明の実施例３に係わる回転子の組立構造図であって、（ａ）は一部切欠側面図、（ｂ）は（ａ）の矢視Ｘ−Ｘ断面図、（ｃ）は（ｂ）のＡ部拡大図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の実施の形態を図１，図２，図３に示す各実施例に基づいて説明する。なお、実施例の図中で、１は回転子コア、２は回転軸、３は軸受、４は断面が略円弧状になるセグメント型の永久磁石、５は永久磁石４の配列ピッチに合わせて軸方向に延設した凸状の磁石回り止め部材、６は回転子コア１の周面に配列した永久磁石４を囲繞してその外周に被設した遠心力飛散防止部材、７は熱硬化型の接着剤である。
【実施例１】
【００１６】
先ず、実施例１に係わる回転子の組立構造を図１（ａ）〜（ｄ）で説明する。この実施例では回転子コア１が回転軸２と一体構造で、先記の磁石回り止め部材５として埋め込みキーが回転子コア１の周面に刻設した凹溝１ａに嵌設されている。また、遠心力飛散防止部材６には、ガラステープなどの高張力繊維に熱硬化樹脂（例えばエポキシ系樹脂）を含浸させたプリプレグのバインドテープを使用している。なお、セグメント型の永久磁石４については、回転子コア１の周面に接する面を永久磁石４の底面４ａ，幅方向の左右両端の側面４ｂと定義する。
【００１７】
次に、回転子の組立手順について説明する。先ず、回転子コア１の周面，磁石回り止め部材５，およびセグメント型の永久磁石４の底面４ａ，側面４ｂには接着剤を塗布しない状態で、各極に対応する永久磁石４を個々に前記磁石回り止め部材５の相互間に嵌入して回転子コア１の周面に位置決め配列した上で、磁石回り止め部材５の頂面とこれに隣接する永久磁石４の側面４ｂとの間の空所（凹状の空隙）にディスペンサなどを用いて熱硬化型接着剤７を注入し、さらに各永久磁石４を囲繞してその外周側には、遠心力飛散防止部材５として先記したプリプレグのバインドテープを巻き付けて回転子を仮組立てる。この仮組立状態では、回転子コア１の周面とセグメント型永久磁石４の底面４ａとの間は接着剤なしに重なり合っている。
【００１８】
次に、前記の仮組立体を加熱炉に搬入し、所定時間加熱して隣接する永久磁石４の側面４ｂと磁石回り止め部材５の頂面との間の空所に注入した熱硬化接着剤７，およびバインドテープに含浸しているプリプレグ状態の熱硬化樹脂を熱硬化させて永久磁石４をコア１の周面に強固に固着する。
【００１９】
前記の組立方法により、回転子の組立状態ではコア１の周面と永久磁石４の底面との間には接着剤７の硬化収縮に伴う応力が直接加わることがなく、これにより従来構造で問題になっていた回転子コア１の変形，回転軸２の反り発生無しに、永久磁石４を固着することができる。また、個々の永久磁石４は磁石回り止め部材５，遠心力飛散防止部材６を介して周方向，および半径方向へ動かないように所定位置に保持される。なお、この組立方法で実際に製作した回転子には、回転軸２に反り発生の無いことが検証されている。
【００２０】
これにより、構造が簡単で信頼性の高い表面磁石形回転電機の回転子が得られる。
【実施例２】
【００２１】
次に、先記実施例１の変形実施例を図２（ａ）〜（ｄ）に示す。この実施例では、回転子コア１が回転軸２の軸上に固定された電磁鋼板の積層体になり、その電磁鋼板には永久磁石４の配列ピッチに合わせて突起状の磁石回り止め部材５が打ち抜き形成されている。
【００２２】
そして、回転子の組立工程では、実施例１と同様に永久磁石４を非接触式に回転子コア１の周面に配列し、この状態で周方向に隣接する永久磁石４の側面と磁石回り止め部材５との間に熱硬化型接着剤７を注入した上で、その外周に遠心力飛散防止部材６としてプリプレグのバインドテープを巻き付けて回転子を仮組立て、その後に加熱炉に搬入して接着剤７，プリプレグ・バインドテープを熱硬化処理して回転子の組立が完成する。
【００２３】
この実施例においても、回転子コア１の周面と永久磁石４の底面との間が接着剤で固着されてないので、先記の実施例１と同様に接着剤７の硬化に伴って回転軸２に反りが発生するのを防止しつつ、回転子コア１の周面に配列した永久磁石４が回転電機の運転中に遠心力，トルクを受けて飛散しないよう安定支持できる。
【実施例３】
【００２４】
図３（ａ）〜（ｃ）は、遠心力飛散防止部材６として、先記した実施例１おけるバインドテープの代わりに、例えば厚さ０．３mm程度のステンレス鋼材で作られた非磁性金属製の円筒カバーを採用した応用実施例を示すものである。
【００２５】
すなわち、この実施例では、実施例１と同様に永久磁石４を非接触式に回転子コア１の周面に配列し、この状態で周方向に隣接する永久磁石４の側面と磁石回り止め部材５との間に熱硬化型接着剤７を注入するとともに、さらに永久磁石４の外周面に熱硬化型接着剤７を塗布した上で、遠心力飛散防止部材６として前記した非磁性金属製の円筒カバーを被せて永久磁石４の周面に嵌着する。その後、前記の仮組立体を加熱炉に搬入して接着剤７硬化処理して回転子の組立が完成する。この実施例においても、先記実施例と同様に接着剤７の熱硬化に伴う回転軸２の反り発生を防止しつつ、回転子コア１の周面に配列した永久磁石４が回転電機の運転中に遠心力，トルクを受けて飛散しないよう安定支持できる。
【００２６】
なお、前記各実施例の組立手順では、接着剤７を塗布しない状態で永久磁石４を回転子コア１の周面に位置決めた後、永久磁石４の側面４ｂと磁石回り止め部材５との間に接着剤７を注入するようにしているが、この接着剤７をあらかじめ永久磁石４の側面４ｂ,あるいは磁石回り止め部材５に塗布しておいてから、回転子コア１の周面に嵌入して配列するようにしてもよい。
【００２７】
また、実施例３では、固定子コア１が、実施例１のように回転子コア１の周面の凹溝１ａに磁石回り止め部材５が嵌設されている場合について示したが、実施例２のように、永久磁石４の配列ピッチに合わせて突起状の磁石回り止め部材５が打ち抜き形成された電磁鋼板の積層体から構成される固定子コア１においても同様である。すなわち、実施例２において、プリプレグのバインドテープを巻き付けたものに代えて、ステンレス鋼材で作られた非磁性金属製の円筒カバーを採用することも可能である。
【符号の説明】
【００２８】
１    回転子コア
２    回転軸
４    永久磁石
５    磁石回り止め部材
６    遠心力飛散防止部材
７    熱硬化型接着剤
【図１】
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【図２】
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【図３】
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