JP2002218683A - 回転機の回転子 - Google Patents
回転機の回転子Info
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- JP2002218683A JP2002218683A JP2001005902A JP2001005902A JP2002218683A JP 2002218683 A JP2002218683 A JP 2002218683A JP 2001005902 A JP2001005902 A JP 2001005902A JP 2001005902 A JP2001005902 A JP 2001005902A JP 2002218683 A JP2002218683 A JP 2002218683A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 回転軸４の周囲に永久磁石５を同じ極性が向
かい合うように放射状に配置し、該永久磁石間の隙間を
積層した磁性材（例、電磁鋼板）で埋めて磁極部２と
し、該永久磁石の外周側および内周側（回転軸周辺部を
含む）を非磁性材（例、アルミニウム）で充填して非磁
性部とした回転機の回転子では、回転軸４の周辺の非磁
性部にその外周側の部品が係合されているだけであった
ので、高速回転となって遠心力が大となった場合、剛性
や強度が十分ではなかった。 【解決手段】 回転軸周辺部分６を、いずれか一方の極
性（例、Ｎ）の磁極部を構成している磁性材と連続した
一体のものとして構成する。このようにすると、その磁
性材については中心部から外周までの途中に係合が無い
ので、高速回転時における回転子の剛性および強度が高
くなる。
かい合うように放射状に配置し、該永久磁石間の隙間を
積層した磁性材（例、電磁鋼板）で埋めて磁極部２と
し、該永久磁石の外周側および内周側（回転軸周辺部を
含む）を非磁性材（例、アルミニウム）で充填して非磁
性部とした回転機の回転子では、回転軸４の周辺の非磁
性部にその外周側の部品が係合されているだけであった
ので、高速回転となって遠心力が大となった場合、剛性
や強度が十分ではなかった。 【解決手段】 回転軸周辺部分６を、いずれか一方の極
性（例、Ｎ）の磁極部を構成している磁性材と連続した
一体のものとして構成する。このようにすると、その磁
性材については中心部から外周までの途中に係合が無い
ので、高速回転時における回転子の剛性および強度が高
くなる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、発電機又は電動機
等の回転機の回転子に関するものである。
等の回転機の回転子に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】回転機の回転子には、回転軸の周囲に永
久磁石を同じ極性が向かい合うように放射状に配置し、
永久磁石間の隙間を磁性材で埋めて磁極部とし、永久磁
石の外周側および内周側を非磁性材で充填して、異なる
極性の磁極部を磁気的に分離する非磁性部とした構造の
ものがある（いわゆるＩＰＭ(Interrir Permanent Magn
et) 型の回転子）。図３は、そのような従来の回転子を
示す図である。図３において、１は回転子、２は磁極
部、３は非磁性部、４は回転軸、５は永久磁石、Ｘは断
面位置を示す符号である。図３（１）は側方から見た図
であり、図３（２）は非磁性部３の一部を切り欠いて側
方から見た図である。
久磁石を同じ極性が向かい合うように放射状に配置し、
永久磁石間の隙間を磁性材で埋めて磁極部とし、永久磁
石の外周側および内周側を非磁性材で充填して、異なる
極性の磁極部を磁気的に分離する非磁性部とした構造の
ものがある（いわゆるＩＰＭ(Interrir Permanent Magn
et) 型の回転子）。図３は、そのような従来の回転子を
示す図である。図３において、１は回転子、２は磁極
部、３は非磁性部、４は回転軸、５は永久磁石、Ｘは断
面位置を示す符号である。図３（１）は側方から見た図
であり、図３（２）は非磁性部３の一部を切り欠いて側
方から見た図である。
【０００３】磁極部２は、磁性材（例、電磁鋼板）の薄
い板を積層して構成される。非磁性部３は、非磁性金属
材（例、アルミニウム）で構成される。その構成の仕方
は、磁性板を積層して永久磁石を組み込んだ後、非磁性
金属材を溶融して鋳込んだり、あるいは非磁性金属材で
カシメたりすることによって行われる。図４は、図３の
回転子のＸ−Ｘ断面を示す図である。なお、従来の回転
子１は、軸方向には同じ構成となるようにされている。
符号は図３のものに対応し、３Ａ，３Ｂは非磁性部であ
る。
い板を積層して構成される。非磁性部３は、非磁性金属
材（例、アルミニウム）で構成される。その構成の仕方
は、磁性板を積層して永久磁石を組み込んだ後、非磁性
金属材を溶融して鋳込んだり、あるいは非磁性金属材で
カシメたりすることによって行われる。図４は、図３の
回転子のＸ−Ｘ断面を示す図である。なお、従来の回転
子１は、軸方向には同じ構成となるようにされている。
符号は図３のものに対応し、３Ａ，３Ｂは非磁性部であ
る。
【０００４】非磁性部３Ａは永久磁石５より外周側の非
磁性部であり、非磁性部３Ｂは永久磁石５より内周側の
非磁性部である。両者は、図３より理解されるように、
回転子１の軸方向の端面を介してつながっている。永久
磁石５は、回転軸４の周囲に放射状に配置されており、
しかも同じ極性が向かい合うようにされている。従っ
て、例えば、Ｎ極とＮ極とが向かい合っている隙間に積
層形成されている磁極部２の外周面（回転子表面）に
は、Ｎ極が生ぜしめられる。同様に、Ｓ極とＳ極とが向
かい合っている隙間に積層形成されている磁極部２の外
周面（回転子表面）には、Ｓ極が生ぜしめられる。
磁性部であり、非磁性部３Ｂは永久磁石５より内周側の
非磁性部である。両者は、図３より理解されるように、
回転子１の軸方向の端面を介してつながっている。永久
磁石５は、回転軸４の周囲に放射状に配置されており、
しかも同じ極性が向かい合うようにされている。従っ
て、例えば、Ｎ極とＮ極とが向かい合っている隙間に積
層形成されている磁極部２の外周面（回転子表面）に
は、Ｎ極が生ぜしめられる。同様に、Ｓ極とＳ極とが向
かい合っている隙間に積層形成されている磁極部２の外
周面（回転子表面）には、Ｓ極が生ぜしめられる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】（問題点）前記した従
来の回転子では、高速で回転させる場合、剛性や強度が
不足するという問題点があった。 （問題点の説明）図４に示したように、回転子１の断面
構造は、回転軸４の周辺部を非磁性部３Ｂが取り巻き、
その外側の磁極部２や永久磁石５は、非磁性部３Ｂと凹
凸部によって係合させられているという構造となってい
る。従って、回転子１が回転すると、磁極部２や永久磁
石５には、遠心力により非磁性部３Ｂから離脱しようと
する力が働く。低速回転では遠心力が小さいので、その
離脱は前記係合により引き留められている。しかし、非
磁性部３Ｂに使用されている材料は、アルミニウム等の
比較的柔らかい材料であるので、高速回転となって遠心
力が大となった場合、非磁性部３Ｂによる前記係合では
離脱する恐れがあり、剛性や強度が十分とは言えなかっ
た。本発明は、以上のような問題点を解決することを課
題とするものである。
来の回転子では、高速で回転させる場合、剛性や強度が
不足するという問題点があった。 （問題点の説明）図４に示したように、回転子１の断面
構造は、回転軸４の周辺部を非磁性部３Ｂが取り巻き、
その外側の磁極部２や永久磁石５は、非磁性部３Ｂと凹
凸部によって係合させられているという構造となってい
る。従って、回転子１が回転すると、磁極部２や永久磁
石５には、遠心力により非磁性部３Ｂから離脱しようと
する力が働く。低速回転では遠心力が小さいので、その
離脱は前記係合により引き留められている。しかし、非
磁性部３Ｂに使用されている材料は、アルミニウム等の
比較的柔らかい材料であるので、高速回転となって遠心
力が大となった場合、非磁性部３Ｂによる前記係合では
離脱する恐れがあり、剛性や強度が十分とは言えなかっ
た。本発明は、以上のような問題点を解決することを課
題とするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】前記課題を解決するた
め、本発明では、回転軸の周囲に同じ極性が向かい合う
ように放射状に配置された永久磁石と、該永久磁石間の
隙間を磁性材で埋めて構成された磁極部と、前記永久磁
石の外周側および内周側を非磁性材で充填して異なる極
性の磁極部を磁気的に分離するよう構成された非磁性部
とを具える回転機の回転子において、回転軸周辺部分を
前記磁極部の内のいずれか一方の磁極部を構成している
磁性材と連続した一体のものとすることとした。なお、
上記構成に加えて、永久磁石の外周側に形成されている
非磁性部の外周側に張り出すような張出部を、磁極部に
設けることとしても良いし、あるいは、永久磁石の外周
側に形成されている非磁性部の外周側で、隣接する磁極
部を橋絡する橋絡部を、磁極部と一体に設けることとし
てもよい。更に、永久磁石の内周側の非磁性部より内側
の回転軸周囲に、非磁性材または弱磁性材のパイプ状部
材を配設してもよい。
め、本発明では、回転軸の周囲に同じ極性が向かい合う
ように放射状に配置された永久磁石と、該永久磁石間の
隙間を磁性材で埋めて構成された磁極部と、前記永久磁
石の外周側および内周側を非磁性材で充填して異なる極
性の磁極部を磁気的に分離するよう構成された非磁性部
とを具える回転機の回転子において、回転軸周辺部分を
前記磁極部の内のいずれか一方の磁極部を構成している
磁性材と連続した一体のものとすることとした。なお、
上記構成に加えて、永久磁石の外周側に形成されている
非磁性部の外周側に張り出すような張出部を、磁極部に
設けることとしても良いし、あるいは、永久磁石の外周
側に形成されている非磁性部の外周側で、隣接する磁極
部を橋絡する橋絡部を、磁極部と一体に設けることとし
てもよい。更に、永久磁石の内周側の非磁性部より内側
の回転軸周囲に、非磁性材または弱磁性材のパイプ状部
材を配設してもよい。
【０００７】（解決する動作の概要）一方の極性の磁極
部が回転軸周辺部と一体とされて回転軸に取り付けられ
る構造とされるので、高速回転時における回転子の剛性
および強度が高められる。また、前記したような張出部
や橋絡部を設ければ、回転子の剛性および強度は、更に
高められる。
部が回転軸周辺部と一体とされて回転軸に取り付けられ
る構造とされるので、高速回転時における回転子の剛性
および強度が高められる。また、前記したような張出部
や橋絡部を設ければ、回転子の剛性および強度は、更に
高められる。
【０００８】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面に
基づいて詳細に説明する。 （第１の実施形態）図１は、本発明の第１の実施形態の
回転子を示す図である。符号は図５のものに対応し、２
Ａ，２Ｂは電磁鋼板、６は回転軸周辺部、Ｙは断面位置
を示す符号である。構成上、図５の従来例と相違する点
は、回転軸周辺部分６を、いずれか一方の磁極部を構成
している磁性材と連続した一体のものとしたという点で
ある。
基づいて詳細に説明する。 （第１の実施形態）図１は、本発明の第１の実施形態の
回転子を示す図である。符号は図５のものに対応し、２
Ａ，２Ｂは電磁鋼板、６は回転軸周辺部、Ｙは断面位置
を示す符号である。構成上、図５の従来例と相違する点
は、回転軸周辺部分６を、いずれか一方の磁極部を構成
している磁性材と連続した一体のものとしたという点で
ある。
【０００９】磁極部２は薄い磁性板を積層して構成され
るが、図１の例では、Ｎ磁極を構成するための磁性板
を、回転軸周辺部６と連続した一体のものとしている。
回転軸４は、その中央に開けられた穴に挿通するように
されている。それ以外の点は、従来と同様である。即
ち、Ｓ磁極を構成するための磁性板は、半径方向の中間
部から外周部分に至るまでの略扇形状のものとされてい
る。
るが、図１の例では、Ｎ磁極を構成するための磁性板
を、回転軸周辺部６と連続した一体のものとしている。
回転軸４は、その中央に開けられた穴に挿通するように
されている。それ以外の点は、従来と同様である。即
ち、Ｓ磁極を構成するための磁性板は、半径方向の中間
部から外周部分に至るまでの略扇形状のものとされてい
る。
【００１０】図２は、図１のＹ−Ｙ線における断面を示
す図であり、符号は図１のものに対応している。積層さ
れている（極性Ｎの）磁極部２の磁性板は、回転軸４の
周辺部から回転子１の外周部分に至るまで、連続した一
体のものとなっている。回転子１を以上のような構造と
すれば、一方の極性の磁極部は回転軸周辺部６と一体と
されて回転軸４に取り付けられることになるので、高速
回転時における回転子１の剛性および強度が高められ
る。
す図であり、符号は図１のものに対応している。積層さ
れている（極性Ｎの）磁極部２の磁性板は、回転軸４の
周辺部から回転子１の外周部分に至るまで、連続した一
体のものとなっている。回転子１を以上のような構造と
すれば、一方の極性の磁極部は回転軸周辺部６と一体と
されて回転軸４に取り付けられることになるので、高速
回転時における回転子１の剛性および強度が高められ
る。
【００１１】（第２の実施形態）図５は、本発明の第２
の実施形態の回転子を示す図である。符号は図１のもの
に対応し、７は張出部である。図１のものと相違する点
は、永久磁石５の外周側に形成されている非磁性部３Ａ
の外周側に、両側から張り出すような張出部７を、磁極
部２に設けたという点である。このように設けた張出部
７は、カギ状になっているから、非磁性部３Ａの遠心力
による離脱を引き留めるよう作用し、高速回転時におけ
る回転子１の剛性および強度を高める。
の実施形態の回転子を示す図である。符号は図１のもの
に対応し、７は張出部である。図１のものと相違する点
は、永久磁石５の外周側に形成されている非磁性部３Ａ
の外周側に、両側から張り出すような張出部７を、磁極
部２に設けたという点である。このように設けた張出部
７は、カギ状になっているから、非磁性部３Ａの遠心力
による離脱を引き留めるよう作用し、高速回転時におけ
る回転子１の剛性および強度を高める。
【００１２】（第３の実施形態）図６は、本発明の第３
の実施形態の回転子を示す図である。符号は図１のもの
に対応し、８は橋絡部である。図１のものと相違する点
は、隣接する磁極部２の外周部分を、永久磁石５の外周
側に形成されている非磁性部３Ａの外周側で橋絡する橋
絡部８を、磁極部２と一体に設けたという点である。図
６（１）は、橋絡部８を一様な厚さとした場合を示して
いる。橋絡部８は出来るだけ薄く作り（例、０．２〜
１．５ｍｍ）、ここを通る磁束は無視し得る程に少なく
なるようにしておく。このように設けた橋絡部８は、非
磁性部３Ａの遠心力による離脱を引き留めるよう作用
し、高速回転時における回転子１の剛性および強度を高
める。図６（２）は、橋絡部８の中央部は特に薄く作
り、その両側の部分は少し厚い段部となるようにした場
合を示している。
の実施形態の回転子を示す図である。符号は図１のもの
に対応し、８は橋絡部である。図１のものと相違する点
は、隣接する磁極部２の外周部分を、永久磁石５の外周
側に形成されている非磁性部３Ａの外周側で橋絡する橋
絡部８を、磁極部２と一体に設けたという点である。図
６（１）は、橋絡部８を一様な厚さとした場合を示して
いる。橋絡部８は出来るだけ薄く作り（例、０．２〜
１．５ｍｍ）、ここを通る磁束は無視し得る程に少なく
なるようにしておく。このように設けた橋絡部８は、非
磁性部３Ａの遠心力による離脱を引き留めるよう作用
し、高速回転時における回転子１の剛性および強度を高
める。図６（２）は、橋絡部８の中央部は特に薄く作
り、その両側の部分は少し厚い段部となるようにした場
合を示している。
【００１３】（第４の実施形態）図７は、本発明の第４
の実施形態の回転子を示す図である。符号は図１のもの
に対応し、９はパイプ状部材である。パイプ状部材９の
材質は、非磁性材または弱磁性材とする。構成上、図１
のものと相違する点は、永久磁石５の内周側の非磁性部
３Ｂより内側の回転軸周囲に、非磁性材または弱磁性材
のパイプ状部材９を配設した点である。この配設は、例
えば圧入等によって行う。図１の実施形態では、永久磁
石５の磁束が回転軸周辺部６を通って回転軸４に若干洩
れることがあるが、この実施形態は、それを阻止しよう
とするものである。非磁性部３Ｂより回転軸４に近い位
置の回転軸周囲に、非磁性材または弱磁性材のパイプ状
部材９を配設しておくと、永久磁石５から回転軸４に洩
れて行こうとする磁束が、このパイプ状部材９に阻止さ
れるので、洩れて行かなくなる。パイプ状部材９の配設
位置は、回転軸４に隣接する位置であってもよいし、別
の部材を介して少し離れた位置であってもよい。要する
に、非磁性部３Ｂより内側であればよい。
の実施形態の回転子を示す図である。符号は図１のもの
に対応し、９はパイプ状部材である。パイプ状部材９の
材質は、非磁性材または弱磁性材とする。構成上、図１
のものと相違する点は、永久磁石５の内周側の非磁性部
３Ｂより内側の回転軸周囲に、非磁性材または弱磁性材
のパイプ状部材９を配設した点である。この配設は、例
えば圧入等によって行う。図１の実施形態では、永久磁
石５の磁束が回転軸周辺部６を通って回転軸４に若干洩
れることがあるが、この実施形態は、それを阻止しよう
とするものである。非磁性部３Ｂより回転軸４に近い位
置の回転軸周囲に、非磁性材または弱磁性材のパイプ状
部材９を配設しておくと、永久磁石５から回転軸４に洩
れて行こうとする磁束が、このパイプ状部材９に阻止さ
れるので、洩れて行かなくなる。パイプ状部材９の配設
位置は、回転軸４に隣接する位置であってもよいし、別
の部材を介して少し離れた位置であってもよい。要する
に、非磁性部３Ｂより内側であればよい。
【００１４】
【発明の効果】以上述べた如く、本発明の回転機の回転
子によれば、次のような効果を奏する。 （請求項１の発明の効果）一方の極性の磁極部が回転軸
周辺部と一体とされて回転軸に取り付けられる構造とさ
れるので、途中で係合されている従来例に比べて、高速
回転時における回転子の剛性および強度が高められる。
子によれば、次のような効果を奏する。 （請求項１の発明の効果）一方の極性の磁極部が回転軸
周辺部と一体とされて回転軸に取り付けられる構造とさ
れるので、途中で係合されている従来例に比べて、高速
回転時における回転子の剛性および強度が高められる。
【００１５】（請求項２の発明の効果）一方の極性の磁
極部が回転軸周辺部と一体とされて回転軸に取り付けら
れると共に、永久磁石の外周側に形成されている非磁性
部の外周側に張り出すような張出部が、磁極部に設けら
れる構造とされるので、高速回転時における回転子の剛
性および強度が、請求項１の発明よりも更に高められ
る。
極部が回転軸周辺部と一体とされて回転軸に取り付けら
れると共に、永久磁石の外周側に形成されている非磁性
部の外周側に張り出すような張出部が、磁極部に設けら
れる構造とされるので、高速回転時における回転子の剛
性および強度が、請求項１の発明よりも更に高められ
る。
【００１６】（請求項３の発明の効果）一方の極性の磁
極部が回転軸周辺部と一体とされて回転軸に取り付けら
れると共に、永久磁石の外周側に形成されている非磁性
部の外周側で、隣接する磁極部を橋絡する橋絡部を、磁
極部と一体に設ける構造とされるので、高速回転時にお
ける回転子の剛性および強度が、請求項１の発明よりも
更に高められる。
極部が回転軸周辺部と一体とされて回転軸に取り付けら
れると共に、永久磁石の外周側に形成されている非磁性
部の外周側で、隣接する磁極部を橋絡する橋絡部を、磁
極部と一体に設ける構造とされるので、高速回転時にお
ける回転子の剛性および強度が、請求項１の発明よりも
更に高められる。
【００１７】（請求項４の発明の効果）回転軸の周囲に
非磁性材または弱磁性材のパイプ状部材が存在させられ
るので、請求項１の発明に比べて、永久磁石の磁束が回
転軸に洩れて行くことがなくなる。
非磁性材または弱磁性材のパイプ状部材が存在させられ
るので、請求項１の発明に比べて、永久磁石の磁束が回
転軸に洩れて行くことがなくなる。
【図１】 本発明の第１の実施形態にかかわる回転子の
断面を示す図
断面を示す図
【図２】 図１のＹ−Ｙ線における断面を示す図
【図３】 従来の回転子を示す図
【図４】 従来の回転子の断面を示す図
【図５】 本発明の第２の実施形態にかかわる回転子の
断面を示す図
断面を示す図
【図６】 本発明の第３の実施形態にかかわる回転子の
断面を示す図
断面を示す図
【図７】 本発明の第４の実施形態にかかわる回転子の
断面を示す図
断面を示す図
１…回転子、２…磁極部、３，３Ａ，３Ｂ…非磁性部、
４…回転軸、５…永久磁石、６…回転軸周辺部、７…張
出部、８…橋絡部、９…パイプ状部材
４…回転軸、５…永久磁石、６…回転軸周辺部、７…張
出部、８…橋絡部、９…パイプ状部材
Claims (4)
- 【請求項１】 回転軸の周囲に同じ極性が向かい合うよ
うに放射状に配置された永久磁石と、該永久磁石間の隙
間を磁性材で埋めて構成された磁極部と、前記永久磁石
の外周側および内周側を非磁性材で充填して異なる極性
の磁極部を磁気的に分離するよう構成された非磁性部と
を具える回転機の回転子において、回転軸周辺部分を前
記磁極部の内のいずれか一方の磁極部を構成している磁
性材と連続した一体のものとしたことを特徴とする回転
機の回転子。 - 【請求項２】 永久磁石の外周側に形成されている非磁
性部の外周側に張り出すような張出部を、磁極部に設け
たことを特徴とする請求項１記載の回転機の回転子。 - 【請求項３】 永久磁石の外周側に形成されている非磁
性部の外周側で、隣接する磁極部を橋絡する橋絡部を、
磁極部と一体に設けたことを特徴とする請求項１記載の
回転機の回転子。 - 【請求項４】 永久磁石の内周側の非磁性部より内側の
回転軸周囲に、非磁性材または弱磁性材のパイプ状部材
を配設したことを特徴とする請求項１ないし３記載の回
転機の回転子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001005902A JP2002218683A (ja) | 2001-01-15 | 2001-01-15 | 回転機の回転子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001005902A JP2002218683A (ja) | 2001-01-15 | 2001-01-15 | 回転機の回転子 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002218683A true JP2002218683A (ja) | 2002-08-02 |
Family
ID=18873873
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001005902A Pending JP2002218683A (ja) | 2001-01-15 | 2001-01-15 | 回転機の回転子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2002218683A (ja) |
Cited By (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2011142188A1 (ja) * | 2010-05-13 | 2011-11-17 | 西村宏之 | 永久磁石埋め込み回転子 |
| CN102939699A (zh) * | 2010-03-30 | 2013-02-20 | 沃尔沃技术公司 | 具有嵌入式永磁体的电机转子以及电机 |
| KR20130037373A (ko) * | 2011-10-06 | 2013-04-16 | 삼성전자주식회사 | 모터의 로터 및 로터용 연결 핀 |
| CN103546009A (zh) * | 2012-07-12 | 2014-01-29 | 株式会社日立制作所 | 永磁式同步电动机 |
| US20140103772A1 (en) * | 2012-10-15 | 2014-04-17 | Rbc Manufacturing Corporation | Radially embedded permanent magnet rotor and methods thereof |
| EP2626975A3 (en) * | 2012-02-10 | 2015-06-03 | Samsung Electro-Mechanics Co., Ltd | Rotor assembly for motor and manufacturing method thereof |
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