JPH0216105B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、回転電機の回転子の製造方法に関
し、例えば、自動車等の車両に搭載される磁石発
電機の回転子に使用するのに好適な回転子の製造
方法に関する。

〔従来の技術〕

例えば、小型自動車に搭載される磁石発電機と
して、回転子内転型の磁石発電機がある。これ
は、複数個の永久磁石（以下、磁石という。）を
周方向に等しい位相差をもつて固装された回転子
が固定子の内側において回転され、この回転子の
磁石によつて回転磁界が形成されるように構成さ
れている。

このような発電機における回転子においては、
高速回転により磁石に大きな遠心力が作用するた
め、遠心力に抗して磁石の飛散を防止できる堅牢
な構造が必要となる。

従来のこの種の回転子として、例えば、コアに
複数の磁石を接着し、その上からガラス繊維やカ
ーボン繊維等を巻いて接着剤で固化し、全体を円
柱に切削して構成されている回転子、または、コ
アに配した磁石の外周に鉄片を接着して磁石をコ
アに鉄片ごとねじ止めし、全体を円柱に切削して
構成されている回転子（例えば、実開昭58−
22869号公報参照）、がある。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかし、前者にあつては、ガラス繊維やカーボ
ン繊維がエアギヤツプとなつて出力の低下を招く
という欠点がある。また、後者にあつては、ねじ
止めによる力が磁石に対して不均一に加わつた場
合、磁石の割れ等が発生する、さらに、ねじによ
る回転バランスの不均衡も問題となるという欠点
があつた。

本発明の目的は、前記従来技術の欠点で解決で
きる回転電機の回転子の製造方法を提供すること
にある。

〔課題を解決するための手段〕

本発明にかかる回転電機の回転子の製造方法
は、磁性を有する薄板６が積層されて多角形柱形
状に形成されているとともに、軸３が取り付けら
れる取付孔７が中心線上に開設されているコア５
が形成される工程と、 前記コア５の側面のそれぞれに、一組の対面が
このコア５の側面と同一形状をなす直六面体に形
成されている磁石８が固着される工程と、 前記磁石８の外面のそれぞれに、強磁性材料に
より一組の対面がこの磁石８の外面と同一形状を
なす直六面体に形成されているポール９が固着さ
れる工程と、 前記コア５の稜において相隣る磁石８とポール
９との間〓のそれぞれに、非磁性材料により多角
形柱形状に形成されているスペーサ１０が介挿さ
れて固着される工程と、 前記工程により形成された多角形柱体１１が前
記各磁石８の形状を残された状態で円柱体１２に
切削加工される工程と、 前記円柱体１２の両端部外周に小径部１３が磁
石８を残されて一定半径一定高さにそれぞれ切削
加工される工程と、 中心に軸３が取り付けられる透孔１５を有する
有底短尺円筒形状に非磁性材料により形成された
バンド部材１４が、前記円柱体１２の両小径部１
３，１３にそれぞれ嵌合される工程と を備えていることを特徴とする。

〔作用〕

前記手段により得られた回転子には回転に伴つ
て大きな遠心力が作用するため、回転子における
磁石、ポールおよびスペーサには遠心方向に分解
させようとする力が加わる。このとき、磁石、ポ
ールおよびスペーサは、これらが形成する円柱体
の両端部にそれぞれ嵌着されたバンド部材により
抱束された状態になつているため、大きな遠心力
が加わつても飛散するようなことはない。

そして、前記した手段によれば、遠心力に抗し
て抱束するバンド部材は、磁石、ポールの両端部
に配されているため、ガラス繊維やカーボン繊維
による束縛の場合のようなエアギヤツプの増大化
が回避され、これにより、大出力を得ることが可
能になる。また、ねじ止めを使用しないため、磁
石の割れ等の損傷、および回転不均衡の問題等の
発生が回避される。さらに、直六面体の磁石を用
いて円柱形状の回転子が構成されるので、磁石に
ついての研摩加工が簡単化できる等により、生産
性を大幅に向上することができる。

〔実施例〕

第１図は本発明の一実施例にかかる回転子を使
用した磁石発電機を示す斜視図、第２図はその回
転子を示す横断面図、第３図は第２図−線に
沿う断面図、第４図は第２図−線に沿う断面
図、第５図〜第９図は本発明の一実施例である磁
石発電機の回転子の製造方法を示す各斜視図であ
る。

本実施例において、本発明にかかる回転子の製
造方法は回転子内転型の磁石発電機における回転
子を製造するのに適用されている。この磁石発電
機はほぼ円盤形状に形成されたフレーム１を備え
ており、このフレーム１上には、起電力を発生す
るための固定子２が固定されている。フレーム１
の中心には、エンジン（図示せず）によつて直接
または間接的に回転駆動される軸３が支承されて
おり、軸３の一端部には、回転界磁を形成するた
めの回転子４が固定子２の内部において軸と一体
回転するように固装されている。

本実施例において、前記回転子４は、第５図〜
第９図に示されている方法により構造されて第２
図〜第４図に示されているように構成されてい
る。

次に、第５図〜第９図に示されている本発明の
一実施例である磁石発電機の回転子の製造方法を
説明するとともに、第２図〜第４図に示された回
転子の構成を説明する。

第２図〜第５図に示されているように、回転子
４のコア５は、鉄損を少なくするため薄いけい素
鋼板６を積層されて作られており、中心が積層方
向と平行になる正方形の柱体に形成され、その中
心には前記軸３を挿通される取付孔７が形成され
ている。また、回転子４の磁石８は、一組の対面
がコア５の側面とほぼ同一形状をなす平盤状の直
六面体に形成され、コア５の側面の数と等しい４
個が用意されている。そして、４個の磁石８はコ
ア５の４つの側面に、接着剤による接着等のよう
な適当な手段によりそれぞれ固着される。

第２図および第６図に示されているように、ポ
ール９は磁石８の数と等しい４個が用意されてい
る。各ポール９は強磁性材料により、一組の対面
が磁石８の外面とほぼ同一形状をなす平盤状の直
六面体に形成されている。そして、４個のポール
９は４個の磁石８の外面に、接着等のような適当
な手段によりそれぞれ固着される。

第２図および第７図に示されているように、ス
ペーサ１０はコア５の側面における稜数（柱体の
角数）と等しい４個が用意されている。各スペー
サ１０はチタン材等の非磁性材料による正方形の
柱体にそれぞれ形成され、その正方形の一辺の長
さは、磁石８とポール９との肉厚を合計した寸法
とほぼ等しくなるように設定されている。そし
て、４個のスペーサ１０は、コア５の側面におけ
る４本の稜において相隣る磁石８とポール９とに
よる複合面相互が形成する間〓のそれぞれに介挿
され、接着等のような適当な手段により固着され
る。これにより、第８図に想像線で示されている
ように、上下面が正方形の直六面体１１が一体的
に形成されることになる。

第８図に示されているように、この正方形の直
六面体１１はその側面部を形成する各ポール９お
よび各スペーサ１０の外周部を円形に切削される
ことにより円柱体１２に形成される。

第９図に示されているように、この円柱体１２
の両端部には一対の小径部１３が磁石８を残して
ポール９およびスペーサ１０の外周部を切削する
ことにより一定の半径および高さをもつて環帯状
にそれぞれ形成される。この円柱体１２の小径部
１３にはチタン材等の非磁性材料により形成され
たバンド部材１４がそれぞれ嵌合され、接着等適
当な手段により固着される。バンド部材１４は、
円柱体１２の外径とほぼ等しい外径を有する有底
短尺円筒形状に成形され、その底壁の中心には透
孔１５がコア５の取付孔７に一致するように開設
されている。

このようにして、第２図〜第４図に示されてい
る構成を有する回転子４が製造され、この回転子
４は磁石発電機において、その中心の取付孔７お
よび１５に駆動軸３を挿通され、これにねじ結合
等適当な手段により一体回転するように固装され
る。

前記構成にかかる磁石発電機において、回転子
４が駆動軸３により回転されると、磁石８の回転
界磁により固定子２におけるコイルに作用する磁
束や変化し、この固定子コイルに起電力が発生す
る。なお、回転子４の各磁石８は非磁性のスペー
サ１０により磁気的に相互に隔絶されて、相隣る
もの同士が互いに異なる磁極を形成するように構
成されている。

発電時の回転に伴つて回転子４には大きな遠心
力が作用するため、回転子４における磁石８、ポ
ール９およびスペーサ１０には遠心方向に分解さ
せようとする力が加わる。

本実施例においては、磁石８、ポール９および
スペーサ１０は、これらが形成する円柱体１２の
両端部における小径部１３にそれぞれ嵌着された
バンド部材１４により抱束された状態になつてい
るため、大きな遠心力が加わつても飛散するよう
なことはない。

遠心力に抗して抱束するバンド部材１４は、磁
石、ポールの両端部に配されているため、ガラス
繊維やカーボン繊維による束縛の場合のようなエ
アギヤツプの増大化が回避され、これにより、大
出力を得ることが可能になる。また、ねじ止めを
使用しないため、磁石の割れ等の損傷、および回
転不均衡の問題点の発生が回避される。しかも、
バンド部材１４は有底短尺円筒形状に形成され
て、円柱状１２の両端部外周に切削加工された小
径部１３，１３にそれぞれ嵌着されているため、
円柱体１２の円周面からの突出を回避することが
できる。

さらに、前記実施例においては、直六面体の磁
石８を用いて円柱形状の回転子４が構成されるの
で、磁石についての研摩加工が簡単化できる等に
より、生産性を大幅に向上することができる。

なお、本発明は前記実施例に限定されるもので
はなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々
変更可能であることはいうまでもない。

たとえば、コアは正四角形柱体に限らず、他の
多角形柱体であつてもよい。また、磁石およびポ
ールは直六面体に限らず、切頭角錐体等であつて
もよい。さらに、スペーサは相隣る磁石の間に形
成される間〓を少なくとも磁気的絶縁に必要な部
分だけ埋めることができる形状であればよい。

前記実施例においては、内転型磁石発電機の回
転子の製造方法に適用した場合につき説明した
が、本発明はモータの回転子の製造方法等にも適
用することができる。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明によれば、堅牢で
高速回転に強く、しかも磁気特性の良い回転子が
得られ、かつ、製造原価が軽減できるとともに、
小径化が実現でき、また、希土類磁石等のような
薄形の磁石を用いることができる。

ところで、実開昭58−22869号公報には、多角
柱形状のコアの各側面に永久磁石がそれぞれ固着
され、これらの永久磁石の外側面に磁性材料から
なるポールが固着された回転子、が開示されてい
る。しかし、ここに開示されている技術は、磁石
およびポールが回転軸に螺入されるボルトによつ
て固定される点、およびスペーサを有しない点に
おいて、本発明に対してその技術的思想を全く異
にしている。

また、特開昭51−8509号公報には、外周面が円
周面に形成されて全体を円柱形状に構成され、こ
の円柱の両端部に環状のバンド部材と嵌着した回
転子、が開示されている。しかし、ここに開示さ
れている技術は、エポキシ系樹脂を永久磁石の間
〓に注入固化させる工程を備えているため、磁石
とポールとの間〓に多角形柱形状に形成されたス
ペーサを介挿する工程、および多角形柱体を円柱
体に切削加工する工程を備えている本発明に対し
て、その技術的思想を全く異にしている。

そして、このように技術的思想が異なるこれら
開示技術を合わせても、本発明は容易に想到し得
るものではない。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例にかかる回転子を使
用した磁石発電機を示す斜視図、第２図はその回
転子を示す横断面図、第３図は第２図−線に
沿う断面図、第４図は第２図−線に沿う断面
図、第５図、第６図、第７図、第８図および第９
図は本発明の一実施例である磁石発電機の回転子
の製造方法を示す各斜視図である。 １……フレーム、２……固定子、３……駆動
軸、４……回転子、５……コア、７……取付孔、
８……磁石、９……ポール、１０……スペーサ、
１１……直六面体（多角形柱体）、１２……円柱
体、１３……小径部、１４……バンド部材、１５
……透孔。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 磁性を有する薄板６が積層されて多角形柱形
   状に形成されているとともに、軸３が取り付けら
   れる取付孔７が中心線上に開設されているコア５
   が形成される工程と、 前記コア５の側面のそれぞれに、一組の対面が
   このコア５の側面と同一形状をなす直六面体に形
   成されている磁石８が固着される工程と、 前記磁石８の外面のそれぞれに、強磁性材料に
   より一組の対面がこの磁石８の外面と同一形状を
   なす直六面体に形成されているポール９が固着さ
   れる工程と、 前記コア５の稜において相隣る磁石８とポール
   ９との間〓のそれぞれに、非磁性材料により多角
   形柱形状に形成されているスペーサ１０が介挿さ
   れて固着される工程と、 前記工程により形成された多角形柱体１１が前
   記各磁石８の形状を残された状態で円柱体１２に
   切削加工される工程と、 前記円柱体１２の両端部外周に小径部１３が磁
   石８を残されてそれぞれ切削加工される工程と、 中心に軸３が取り付けられる透孔１５を有する
   有底短尺円筒形状に非磁性材料により形成された
   バンド部材１４が、前記円柱体１２の両小径部１
   ３，１３にそれぞれ嵌合される工程と、を備えて
   いることを特徴とする回転電機の回転子の製造方
   法。