JPH08242549A - 永久磁石一体化構造回転子及びその製造方法 - Google Patents
永久磁石一体化構造回転子及びその製造方法Info
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- JPH08242549A JPH08242549A JP7041730A JP4173095A JPH08242549A JP H08242549 A JPH08242549 A JP H08242549A JP 7041730 A JP7041730 A JP 7041730A JP 4173095 A JP4173095 A JP 4173095A JP H08242549 A JPH08242549 A JP H08242549A
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Landscapes
- Permanent Field Magnets Of Synchronous Machinery (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 界磁極に永久磁石を有する同期電動機におい
て、遠心力に耐えて永久磁石の保持し、回転子材料の破
壊を防止することを目的とする。 【構成】 永久磁石3をシャフト2の周囲に配置すると
共に該永久磁石3及びシャフト2に絡めるように高強度
の細線4を巻き付けた後、前記永久磁石3、シャフト2
及び高強度の細線4の間にアルミニウム合金を鋳込むこ
とにより固定するものである。
て、遠心力に耐えて永久磁石の保持し、回転子材料の破
壊を防止することを目的とする。 【構成】 永久磁石3をシャフト2の周囲に配置すると
共に該永久磁石3及びシャフト2に絡めるように高強度
の細線4を巻き付けた後、前記永久磁石3、シャフト2
及び高強度の細線4の間にアルミニウム合金を鋳込むこ
とにより固定するものである。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、回転子磁極を永久磁石
とした永久磁石一体化構造回転子及びその製造方法に関
する。
とした永久磁石一体化構造回転子及びその製造方法に関
する。
【0002】
【従来の技術】回転子磁極を永久磁石とする場合の回転
子構造は、発生する磁界の方向によりラジアル(半径方
向)ギャップ方式とアキシャル(軸方向)ギャップ方式
の2種類に分けられる。
子構造は、発生する磁界の方向によりラジアル(半径方
向)ギャップ方式とアキシャル(軸方向)ギャップ方式
の2種類に分けられる。
【0003】アキシャルギャップ方式の回転機について
は、数多くの特許出願がなされている。例えば、株式会
社東芝から特開平6−38418号、特開平5−268
754号、ロールスロイスからち特開平2−74142
号などがある。
は、数多くの特許出願がなされている。例えば、株式会
社東芝から特開平6−38418号、特開平5−268
754号、ロールスロイスからち特開平2−74142
号などがある。
【0004】これらのタイプは、何れも円盤上の回転子
に永久磁石を埋め込む形で構成されている。これらアキ
シャルギャップ方式の特徴は、磁気的なエアギャップが
小さくでき、効率の向上が図られるということが挙げら
れる。
に永久磁石を埋め込む形で構成されている。これらアキ
シャルギャップ方式の特徴は、磁気的なエアギャップが
小さくでき、効率の向上が図られるということが挙げら
れる。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】アキシャルギャップ方
式を採用する目的は、回転子の構造部がそのまま永久磁
石の保持機構となっている為、従来は低速用として用い
られているアキシャルギャップでも高速回転により生じ
る過大な遠心応力に対して、回転子からの永久磁石の脱
落を防止できるためである。
式を採用する目的は、回転子の構造部がそのまま永久磁
石の保持機構となっている為、従来は低速用として用い
られているアキシャルギャップでも高速回転により生じ
る過大な遠心応力に対して、回転子からの永久磁石の脱
落を防止できるためである。
【0006】また、アキシャルギャップ方式は、回転子
部分の直径が大きくなるため、高速回転による遠心力を
考慮すれば、回転子材料はできるだけ軽量かつ強度が高
い、即ち、比強度の高い材料であることが望まれる。従
って、アルミニウム又はアルミニウム合金が用いられ
る。
部分の直径が大きくなるため、高速回転による遠心力を
考慮すれば、回転子材料はできるだけ軽量かつ強度が高
い、即ち、比強度の高い材料であることが望まれる。従
って、アルミニウム又はアルミニウム合金が用いられ
る。
【0007】ここで問題となるのは、アルミニウム及び
アルミニウム合金の強度からは、許容できる回転数に限
りがある点である。例えば、アルミニウム合金のうち、
高強度材として用いられるものの一つとして、超ジュラ
ルミン(JISA2024)があるが、この引張強さは
約470Mpaであり、高速回転体の構造材料として
は、十分な強度があるとは言えない。
アルミニウム合金の強度からは、許容できる回転数に限
りがある点である。例えば、アルミニウム合金のうち、
高強度材として用いられるものの一つとして、超ジュラ
ルミン(JISA2024)があるが、この引張強さは
約470Mpaであり、高速回転体の構造材料として
は、十分な強度があるとは言えない。
【0008】更に、永久磁石の埋設についても、アキシ
ャルギャップ方式では、軸方向の吸引力などで振動が生
じるので、永久磁石の保持を確実に行う必要がある。本
発明は、上記従来技術に鑑みてなされたものであり、界
磁極に永久磁石を有する同期電動機において、遠心力に
耐えて永久磁石を保持し、回転子材料の破壊を防止する
ことのできる永久磁石一体化構造回転子及びその製造方
法を提供することを目的とする。
ャルギャップ方式では、軸方向の吸引力などで振動が生
じるので、永久磁石の保持を確実に行う必要がある。本
発明は、上記従来技術に鑑みてなされたものであり、界
磁極に永久磁石を有する同期電動機において、遠心力に
耐えて永久磁石を保持し、回転子材料の破壊を防止する
ことのできる永久磁石一体化構造回転子及びその製造方
法を提供することを目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決する本発
明の永久磁石一体化構造回転子の製造方法は、永久磁石
をシャフトの周囲に配置すると共に該永久磁石及びシャ
フトに絡めるように高強度の細線を巻き付けて固定する
ことを特徴とし、更には、前記永久磁石、シャフト及び
高強度の細線の間にアルミニウム合金を鋳込むことによ
り固定するを特徴とする。
明の永久磁石一体化構造回転子の製造方法は、永久磁石
をシャフトの周囲に配置すると共に該永久磁石及びシャ
フトに絡めるように高強度の細線を巻き付けて固定する
ことを特徴とし、更には、前記永久磁石、シャフト及び
高強度の細線の間にアルミニウム合金を鋳込むことによ
り固定するを特徴とする。
【0010】上記課題を解決する本発明の永久磁石一体
化構造回転子は、永久磁石がシャフトの周囲に配置され
ると共に該永久磁石及びシャフトに絡めるように高強度
の細線が巻き付けられ、且つ、前記永久磁石、シャフト
及び高強度の細線がアルミニウム合金中に埋め込まれた
ことを特徴とする。
化構造回転子は、永久磁石がシャフトの周囲に配置され
ると共に該永久磁石及びシャフトに絡めるように高強度
の細線が巻き付けられ、且つ、前記永久磁石、シャフト
及び高強度の細線がアルミニウム合金中に埋め込まれた
ことを特徴とする。
【0011】
【作用】本発明によれば、高強度の細線を用いて永久磁
石をバイントすることで、永久磁石が遠心力によって回
転子から脱落することを防ぐことができる。つまり、永
久磁石の保持と、回転子材料そのものの遠心力による破
壊を防ぐことが可能となる。更に、アルミニウム合金を
高強度の細線と接合する形をとることで、強化繊維複合
材料と同様に、アルミニウム合金の強度を高めることが
可能となる。この結果、永久磁石と回転子との接合が容
易に実現でき、また、回転子の高速化、軽量化が可能と
なる。
石をバイントすることで、永久磁石が遠心力によって回
転子から脱落することを防ぐことができる。つまり、永
久磁石の保持と、回転子材料そのものの遠心力による破
壊を防ぐことが可能となる。更に、アルミニウム合金を
高強度の細線と接合する形をとることで、強化繊維複合
材料と同様に、アルミニウム合金の強度を高めることが
可能となる。この結果、永久磁石と回転子との接合が容
易に実現でき、また、回転子の高速化、軽量化が可能と
なる。
【0012】
【実施例】以下、本発明について、図面に示す実施例を
参照して詳細に説明する。本発明の第1の実施例を図1
〜図3に示す。本実施例は、アキシャルギャップ方式の
回転子を製造する方法に関する。
参照して詳細に説明する。本発明の第1の実施例を図1
〜図3に示す。本実施例は、アキシャルギャップ方式の
回転子を製造する方法に関する。
【0013】先ず、図1に示すように、円板1の中央に
シャフト2を配置すると共にこのシャフト2の周囲に複
数の永久磁石3を配置する。円板1は、図2に示すよう
に、その中央にシャフト2を挿入するための軸穴1aが
貫通すると共に、その軸穴1aの周囲には円柱状の永久
磁石3を保持するための永久磁石受け穴(底あり)1b
が複数配置されている。円板1としては、アルミ半田と
反応しないもの、例えば、セラミックスを用いる。
シャフト2を配置すると共にこのシャフト2の周囲に複
数の永久磁石3を配置する。円板1は、図2に示すよう
に、その中央にシャフト2を挿入するための軸穴1aが
貫通すると共に、その軸穴1aの周囲には円柱状の永久
磁石3を保持するための永久磁石受け穴(底あり)1b
が複数配置されている。円板1としては、アルミ半田と
反応しないもの、例えば、セラミックスを用いる。
【0014】次に、図1に示すように、シャフト2と永
久磁石3とをワイヤー4により絡めるように巻き付け
る。ワイヤー4には、弛みが起こらない程度に、適当な
張力、例えば、1kgfの張力を付与する。ワイヤー4
の巻き付けは、均等に巻くようにし、徐々に上方向に巻
く位置を移動する。
久磁石3とをワイヤー4により絡めるように巻き付け
る。ワイヤー4には、弛みが起こらない程度に、適当な
張力、例えば、1kgfの張力を付与する。ワイヤー4
の巻き付けは、均等に巻くようにし、徐々に上方向に巻
く位置を移動する。
【0015】具体的には、図1に示すように、支柱5に
自在アーム6,6を連結して水平面内で旋回自在とする
と共にこの自在アーム6の先端に上下調整具7を介して
ワイヤー繰り出しガイド8を上下方向に取り付ける。ワ
イヤ繰り出しガイド8は非磁性で、ねじが外周に形成さ
れたパイプ状のものである。従って、このワイヤ繰り出
しガイド8を上下調整具7にねじ込む位置を調節するこ
とにより、上下方向の高さが調整される。
自在アーム6,6を連結して水平面内で旋回自在とする
と共にこの自在アーム6の先端に上下調整具7を介して
ワイヤー繰り出しガイド8を上下方向に取り付ける。ワ
イヤ繰り出しガイド8は非磁性で、ねじが外周に形成さ
れたパイプ状のものである。従って、このワイヤ繰り出
しガイド8を上下調整具7にねじ込む位置を調節するこ
とにより、上下方向の高さが調整される。
【0016】このワイヤー繰り出しガイド8の上端には
ワイヤ供給装置9からワイヤー4が連続して供給され、
この為、ワイヤー繰り出しガイド8の下端から繰り出し
たワイヤー4がシャフト2と永久磁石3との間に巻き付
いて行く。ここで、ワイヤー4としては、例えば、株式
会社神戸製鋼所、商品名:サイファーを用いる。このサ
イファーは反応性を良くするような表面処理が必要とな
る。
ワイヤ供給装置9からワイヤー4が連続して供給され、
この為、ワイヤー繰り出しガイド8の下端から繰り出し
たワイヤー4がシャフト2と永久磁石3との間に巻き付
いて行く。ここで、ワイヤー4としては、例えば、株式
会社神戸製鋼所、商品名:サイファーを用いる。このサ
イファーは反応性を良くするような表面処理が必要とな
る。
【0017】ワイヤー4の巻き付けが完了したことろ
で、永久磁石3及びワイヤー4の巻き付け部にアルミ半
田をコーティングする。ワイヤー4、永久磁石3及びシ
ャフト2には、アルミ半田が良く反応するようにフラッ
クスを全体に塗布する。このとき用いる半田材として
は、例えば、株式会社日本アルミット製、商品名:FA
5を用い、フラックスとしては、例えば、株式会社日本
アルミット製、商品名:SDGを用いる。
で、永久磁石3及びワイヤー4の巻き付け部にアルミ半
田をコーティングする。ワイヤー4、永久磁石3及びシ
ャフト2には、アルミ半田が良く反応するようにフラッ
クスを全体に塗布する。このとき用いる半田材として
は、例えば、株式会社日本アルミット製、商品名:FA
5を用い、フラックスとしては、例えば、株式会社日本
アルミット製、商品名:SDGを用いる。
【0018】引き続き、図3に示すように、ワイヤー4
を巻き付けたシャフト2及び永久磁石3を、筒10内に
嵌め込み、同図中矢印で示すように、永久磁石3と永久
磁石3の間の空間にアルミ合金を溶かし込む。筒10と
しては、円板1と同材質を用いる。全体が冷却した後、
円板1及び筒10を外し、回転子両端部を削り、回転子
の製造が完了する。
を巻き付けたシャフト2及び永久磁石3を、筒10内に
嵌め込み、同図中矢印で示すように、永久磁石3と永久
磁石3の間の空間にアルミ合金を溶かし込む。筒10と
しては、円板1と同材質を用いる。全体が冷却した後、
円板1及び筒10を外し、回転子両端部を削り、回転子
の製造が完了する。
【0019】上述した本実施例では、高強度の細線であ
るワイヤー4により、シャフト2に対して永久磁石3を
絡みつけるように巻き付けてバイントするため、遠心力
により永久磁石3が回転子から脱落することを防止する
ことができる。即ち、ワイヤー4として用いられるサイ
ファーの引張強さは、σB=3900〜5300MPa
であり、かなり高い引張強さを有している。従って、高
速回転により生じる遠心力で、回転子が半径方向に膨張
するが、永久磁石3は高強度のワイヤー4により固定さ
れており、永久磁石3に対しては圧縮応力が作用する。
るワイヤー4により、シャフト2に対して永久磁石3を
絡みつけるように巻き付けてバイントするため、遠心力
により永久磁石3が回転子から脱落することを防止する
ことができる。即ち、ワイヤー4として用いられるサイ
ファーの引張強さは、σB=3900〜5300MPa
であり、かなり高い引張強さを有している。従って、高
速回転により生じる遠心力で、回転子が半径方向に膨張
するが、永久磁石3は高強度のワイヤー4により固定さ
れており、永久磁石3に対しては圧縮応力が作用する。
【0020】このように、サイファーを用いて永久磁石
3を固定することで、永久磁石3の保持と共に回転子材
料そのものの、遠心力による破壊を防ぐ効果を有するこ
とにもなる。また、永久磁石3が遠心力に対して耐えら
れるように、ワイヤー4の巻き数を決めれば、高い回転
数を要する回転子の場合には、その回転数に合わせて製
造時に巻き数を増やせば良い。
3を固定することで、永久磁石3の保持と共に回転子材
料そのものの、遠心力による破壊を防ぐ効果を有するこ
とにもなる。また、永久磁石3が遠心力に対して耐えら
れるように、ワイヤー4の巻き数を決めれば、高い回転
数を要する回転子の場合には、その回転数に合わせて製
造時に巻き数を増やせば良い。
【0021】更に、アルミニウム合金中に、永久磁石3
が埋め込まれる構造を採ることで、高速回転により回転
子の温度が上昇しても、アルミニウム合金の熱膨張係数
は永久磁石3に対して高いので、永久磁石3には圧縮応
力が作用することになる。特に、アルミニウム合金とワ
イヤー4が一体化されることで、強化繊維複合材料と同
様な効果を持つため、見掛け上高強度材料を用いること
と同じ効果を有することが可能となる。
が埋め込まれる構造を採ることで、高速回転により回転
子の温度が上昇しても、アルミニウム合金の熱膨張係数
は永久磁石3に対して高いので、永久磁石3には圧縮応
力が作用することになる。特に、アルミニウム合金とワ
イヤー4が一体化されることで、強化繊維複合材料と同
様な効果を持つため、見掛け上高強度材料を用いること
と同じ効果を有することが可能となる。
【0022】
【発明の効果】以上、実施例に基づいて具体的に説明し
たように、本発明によれば、高強度の細線を用いて永久
磁石をバイントすることで、永久磁石が遠心力によって
回転子から脱落することを防ぐことができ、更に、アル
ミニウム合金を高強度の細線と接合する形をとることで
アルミニウム合金の強度を高めることが可能となる。こ
の結果、永久磁石と回転子との接合が容易に実現でき、
また、回転子の高速化、軽量化が可能となる。
たように、本発明によれば、高強度の細線を用いて永久
磁石をバイントすることで、永久磁石が遠心力によって
回転子から脱落することを防ぐことができ、更に、アル
ミニウム合金を高強度の細線と接合する形をとることで
アルミニウム合金の強度を高めることが可能となる。こ
の結果、永久磁石と回転子との接合が容易に実現でき、
また、回転子の高速化、軽量化が可能となる。
【図1】本発明の第1の実施例に係り、シャフト及び永
久磁石にワイヤーを巻き付ける様子を示す工程図であ
る。
久磁石にワイヤーを巻き付ける様子を示す工程図であ
る。
【図2】本発明の第1の実施例に係り、円板を示す説明
図である。
図である。
【図3】アルミニウムを鋳込む様子を示す説明図であ
る。
る。
1 円板 2 シャフト 3 永久磁石 4 ワイヤー 5 支柱 6 自在アーム 7 上下調整具 8 ワイヤー繰り出しガイド 9 ワイヤ供給装置
Claims (3)
- 【請求項1】 永久磁石をシャフトの周囲に配置すると
共に該永久磁石及びシャフトに絡めるように高強度の細
線を巻き付けて固定することを特徴とする永久磁石一体
化構造回転子の製造方法。 - 【請求項2】 永久磁石をシャフトの周囲に配置すると
共に該永久磁石及びシャフトに絡めるように高強度の細
線を巻き付けた後、前記永久磁石、シャフト及び高強度
の細線の間にアルミニウム合金を鋳込むことにより固定
するを特徴とする永久磁石一体化構造回転子の製造方
法。 - 【請求項3】 永久磁石がシャフトの周囲に配置される
と共に該永久磁石及びシャフトに絡めるように高強度の
細線が巻き付けられ、且つ、前記永久磁石、シャフト及
び高強度の細線がアルミニウム合金中に埋め込まれたこ
とを特徴とする永久磁石一体化構造回転子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7041730A JPH08242549A (ja) | 1995-03-01 | 1995-03-01 | 永久磁石一体化構造回転子及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7041730A JPH08242549A (ja) | 1995-03-01 | 1995-03-01 | 永久磁石一体化構造回転子及びその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08242549A true JPH08242549A (ja) | 1996-09-17 |
Family
ID=12616549
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7041730A Withdrawn JPH08242549A (ja) | 1995-03-01 | 1995-03-01 | 永久磁石一体化構造回転子及びその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08242549A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0854558A3 (en) * | 1997-01-21 | 2000-07-12 | Isuzu Ceramics Research Institute Co., Ltd. | Structure of a rotor for generators and method of manufacturing the same rotor |
-
1995
- 1995-03-01 JP JP7041730A patent/JPH08242549A/ja not_active Withdrawn
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0854558A3 (en) * | 1997-01-21 | 2000-07-12 | Isuzu Ceramics Research Institute Co., Ltd. | Structure of a rotor for generators and method of manufacturing the same rotor |
| US6144130A (en) * | 1997-01-21 | 2000-11-07 | Isuzu Ceramics Research Institute Co., Ltd. | Structure of rotor for generators and method of manufacturing the same rotor |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Application deemed to be withdrawn because no request for examination was validly filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20020507 |