JPH10210690A - 発電機におけるロータの構造 - Google Patents
発電機におけるロータの構造Info
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- JPH10210690A JPH10210690A JP9020937A JP2093797A JPH10210690A JP H10210690 A JPH10210690 A JP H10210690A JP 9020937 A JP9020937 A JP 9020937A JP 2093797 A JP2093797 A JP 2093797A JP H10210690 A JPH10210690 A JP H10210690A
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- resin material
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 本発明は、極めて容易に高精度に研削加工で
きる回転子を組み込んだ発電機におけるロータの構造を
提供する。 【解決手段】 この発電機におけるロータの構造は、回
転軸２に固定された回転子５から成る。回転子５は、永
久磁石から成るセグメント部材３Ａ，３Ｂを円筒形状に
組み立てた円筒体３、円筒体３の外周に配置した外筒
４、及び円筒体３の内周に配置された内筒１３から構成
されている。外筒４は、カーボン繊維の巻線体を樹脂材
で固めたものである。内筒１３は、カーボン繊維を含有
する樹脂材から構成されている。隣接するセグメント部
材３Ａ，３Ｂの間には、カーボン繊維を含有する樹脂材
から成る境界部材が配置されている。
きる回転子を組み込んだ発電機におけるロータの構造を
提供する。 【解決手段】 この発電機におけるロータの構造は、回
転軸２に固定された回転子５から成る。回転子５は、永
久磁石から成るセグメント部材３Ａ，３Ｂを円筒形状に
組み立てた円筒体３、円筒体３の外周に配置した外筒
４、及び円筒体３の内周に配置された内筒１３から構成
されている。外筒４は、カーボン繊維の巻線体を樹脂材
で固めたものである。内筒１３は、カーボン繊維を含有
する樹脂材から構成されている。隣接するセグメント部
材３Ａ，３Ｂの間には、カーボン繊維を含有する樹脂材
から成る境界部材が配置されている。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、回転軸に取り付
けられた永久磁石から成る回転子と該回転子の外周に配
置されたステータとから成る発電機におけるロータの構
造に関する。
けられた永久磁石から成る回転子と該回転子の外周に配
置されたステータとから成る発電機におけるロータの構
造に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、永久磁石を回転子とした発電機或
いは電動機は、高い出力と簡単な構造という特徴を有す
ることから、最近、工業用機器に多く使用されるように
なった。ところが、発電機における回転子については、
電圧及び電流が増加するに従って回転子の回転が上昇す
ると、回転子に大きな遠心力が発生するが、その遠心力
に耐えることが要求される。そのため、回転子を構成す
る永久磁石の外周を補強リング等で補強し、回転子が遠
心力に耐えるように構成されているのが一般的である。
いは電動機は、高い出力と簡単な構造という特徴を有す
ることから、最近、工業用機器に多く使用されるように
なった。ところが、発電機における回転子については、
電圧及び電流が増加するに従って回転子の回転が上昇す
ると、回転子に大きな遠心力が発生するが、その遠心力
に耐えることが要求される。そのため、回転子を構成す
る永久磁石の外周を補強リング等で補強し、回転子が遠
心力に耐えるように構成されているのが一般的である。
【０００３】また、永久磁石を回転子とした発電機とし
ては、例えば、実開平２−１４６９７５号公報に開示さ
れた小型発電機、実開昭６０−１６２９７７号公報に開
示された回転電機発電機、或いは特開昭６２−２７２８
５０号公報に開示された永久磁石式回転機が知られてい
る。例えば、実開平２−１４６９７５号公報に開示され
た小型発電機は、ガバナウエイトを一対のリンクで軸支
したガバナ機構を介して主軸とロータが連結されてお
り、主軸の回転数に応じてガバナウエイトを遠心力で主
軸から離間してリンク間の角度を縮小させ、ロータをス
テータから抜け出る方向に移動させるものである。ま
た、特開平７−２３６２６０号公報に開示された高出力
交流発電機は、回転速度に応じて磁束密度を制御して発
電量を適正に制御するものであり、回転子とステータと
の間に制御リングを相対回転可能に配置すると共に、制
御リングに接離可能な透磁性体を設けたものである。
ては、例えば、実開平２−１４６９７５号公報に開示さ
れた小型発電機、実開昭６０−１６２９７７号公報に開
示された回転電機発電機、或いは特開昭６２−２７２８
５０号公報に開示された永久磁石式回転機が知られてい
る。例えば、実開平２−１４６９７５号公報に開示され
た小型発電機は、ガバナウエイトを一対のリンクで軸支
したガバナ機構を介して主軸とロータが連結されてお
り、主軸の回転数に応じてガバナウエイトを遠心力で主
軸から離間してリンク間の角度を縮小させ、ロータをス
テータから抜け出る方向に移動させるものである。ま
た、特開平７−２３６２６０号公報に開示された高出力
交流発電機は、回転速度に応じて磁束密度を制御して発
電量を適正に制御するものであり、回転子とステータと
の間に制御リングを相対回転可能に配置すると共に、制
御リングに接離可能な透磁性体を設けたものである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】上記のように、高速度
で回転する回転子を永久磁石を用いて構成した発電機で
は、回転子となる永久磁石を作製するため、鉄−ネオジ
ム合金の粉体を焼結し、その焼結体を所定の形状や精度
に加工して作製することが多いが、永久磁石を焼結した
後に、研削加工する時に、永久磁石の材質上、研削工具
での加工が困難であり、その永久磁石を回転子に加工す
るための加工時間が長時間かかり、精密加工に至る加工
工数が多くなり、回転子の製造コストをアップさせると
いう要因になっている。即ち、永久磁石は、希土類の合
金の焼結体であり、加工性が悪く、バイトの破損を避け
るため、永久磁石をゆっくりと研削加工するため、材料
費に比較して加工コストが大幅に高くなり、製造コスト
が高くなっている。
で回転する回転子を永久磁石を用いて構成した発電機で
は、回転子となる永久磁石を作製するため、鉄−ネオジ
ム合金の粉体を焼結し、その焼結体を所定の形状や精度
に加工して作製することが多いが、永久磁石を焼結した
後に、研削加工する時に、永久磁石の材質上、研削工具
での加工が困難であり、その永久磁石を回転子に加工す
るための加工時間が長時間かかり、精密加工に至る加工
工数が多くなり、回転子の製造コストをアップさせると
いう要因になっている。即ち、永久磁石は、希土類の合
金の焼結体であり、加工性が悪く、バイトの破損を避け
るため、永久磁石をゆっくりと研削加工するため、材料
費に比較して加工コストが大幅に高くなり、製造コスト
が高くなっている。
【０００５】また、発電機において、回転子が高速回転
する時に、大きな遠心力が作用するので、その遠心力で
永久磁石がバーストしないような強度が永久磁石に常に
要求され、そのため、永久磁石の強度をアップさせるた
めの構造上の工夫が必要になる。
する時に、大きな遠心力が作用するので、その遠心力で
永久磁石がバーストしないような強度が永久磁石に常に
要求され、そのため、永久磁石の強度をアップさせるた
めの構造上の工夫が必要になる。
【０００６】通常、円筒形の永久磁石を作製するには、
鉄、ネオジム、サマリウム、コバルト等の元素を含有す
る合金粉末を非磁性体から成る円筒形の成形型に充填
し、高温度で圧縮成形して固化させ、その成形体を高周
波加熱で瞬間的に焼結し、成形体の焼結時にＮＳ極即ち
磁力をかけて合金中の磁力線を揃えている。磁力をかけ
る。次いで、焼結型から円筒形の永久磁石の焼結体を取
り出し、その焼結体の外周面や内周面を研削加工し、永
久磁石の焼結体を作製する。一方、焼結体を補強するた
めの補強材として、カーボン長繊維を巻き上げた薄肉外
筒を作製する。そこで、前記薄肉外筒内に永久磁石の焼
結体をプレスで圧入嵌合させて、回転子に仕上げてい
る。
鉄、ネオジム、サマリウム、コバルト等の元素を含有す
る合金粉末を非磁性体から成る円筒形の成形型に充填
し、高温度で圧縮成形して固化させ、その成形体を高周
波加熱で瞬間的に焼結し、成形体の焼結時にＮＳ極即ち
磁力をかけて合金中の磁力線を揃えている。磁力をかけ
る。次いで、焼結型から円筒形の永久磁石の焼結体を取
り出し、その焼結体の外周面や内周面を研削加工し、永
久磁石の焼結体を作製する。一方、焼結体を補強するた
めの補強材として、カーボン長繊維を巻き上げた薄肉外
筒を作製する。そこで、前記薄肉外筒内に永久磁石の焼
結体をプレスで圧入嵌合させて、回転子に仕上げてい
る。
【０００７】しかしながら、永久磁石の焼結体の外周面
や内周面を研削加工するには、その加工が困難であり、
研削加工は長時間かかり、製造コストを大幅にアップさ
せていた。そこで、永久磁石の焼結体に対する研削加工
を如何に容易に且つ迅速に行い、また、焼結体を如何に
高精度に研削加工すると共に製造コストを如何に低減す
るかの課題がある。
や内周面を研削加工するには、その加工が困難であり、
研削加工は長時間かかり、製造コストを大幅にアップさ
せていた。そこで、永久磁石の焼結体に対する研削加工
を如何に容易に且つ迅速に行い、また、焼結体を如何に
高精度に研削加工すると共に製造コストを如何に低減す
るかの課題がある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】この発明の目的は、回転
子を鉄やネオジムの粉末を焼結した永久磁石から構成
し、該永久磁石に対する研削加工を必要とする領域を樹
脂を含有した部材で作製し、焼結体の外周面や内周面に
対して容易で且つ高精度な研削加工を可能にし、製造コ
ストを低減した発電機におけるロータの構造を提供する
ことである。
子を鉄やネオジムの粉末を焼結した永久磁石から構成
し、該永久磁石に対する研削加工を必要とする領域を樹
脂を含有した部材で作製し、焼結体の外周面や内周面に
対して容易で且つ高精度な研削加工を可能にし、製造コ
ストを低減した発電機におけるロータの構造を提供する
ことである。
【０００９】この発明は、ハウジングに回転可能に支持
された回転軸、前記回転軸に取り付けられた永久磁石か
ら成る回転子、及び前記回転子の外周に配置されたステ
ータから成る発電機において、前記回転子は、前記永久
磁石から成るセグメント部材を円筒形状に組み立てた円
筒体、前記円筒体の外周に配置されたカーボン繊維の巻
線体から成る外筒、前記円筒体の内周に配置されたカー
ボン繊維を含有した樹脂材から成る内筒、及び隣接する
前記セグメント部材の間に介在したカーボン繊維を含有
した樹脂材から成る境界部材から構成されていることを
特徴とする発電機におけるロータの構造に関するもので
ある。
された回転軸、前記回転軸に取り付けられた永久磁石か
ら成る回転子、及び前記回転子の外周に配置されたステ
ータから成る発電機において、前記回転子は、前記永久
磁石から成るセグメント部材を円筒形状に組み立てた円
筒体、前記円筒体の外周に配置されたカーボン繊維の巻
線体から成る外筒、前記円筒体の内周に配置されたカー
ボン繊維を含有した樹脂材から成る内筒、及び隣接する
前記セグメント部材の間に介在したカーボン繊維を含有
した樹脂材から成る境界部材から構成されていることを
特徴とする発電機におけるロータの構造に関するもので
ある。
【００１０】また、前記外筒を構成する前記巻線体は樹
脂材で固められている。更に、前記樹脂材には強度と熱
伝導性をアップするため熱伝導率の大きいセラミック繊
維材が混入されている。
脂材で固められている。更に、前記樹脂材には強度と熱
伝導性をアップするため熱伝導率の大きいセラミック繊
維材が混入されている。
【００１１】また、前記外筒と前記円筒体との境界部及
び前記円筒体と前記内筒との境界部には、アルミニウム
又はその合金が溶着されている。
び前記円筒体と前記内筒との境界部には、アルミニウム
又はその合金が溶着されている。
【００１２】また、前記内筒と前記境界部材には、透磁
性をアップするため鉄粉が含有されている。
性をアップするため鉄粉が含有されている。
【００１３】また、前記樹脂材から成る前記外筒、前記
内筒及び前記境界部材は、少なくとも研削加工代以上の
厚さを有するものである。また、アルミニウム材から成
る前記外筒は、少なくとも研削加工代以上の厚さのアル
ミニウム部を有するものである。
内筒及び前記境界部材は、少なくとも研削加工代以上の
厚さを有するものである。また、アルミニウム材から成
る前記外筒は、少なくとも研削加工代以上の厚さのアル
ミニウム部を有するものである。
【００１４】この発電機におけるロータの構造は、鉄、
ネオジム等の混合粉末を焼結した焼結体の表面に軟質の
樹脂材が表面を形成し、所定の形状の回転子を構成する
のに適正なサイズに分割されたセグメントで構成し、し
かも樹脂材が研削加工代の肉厚を有しているので、焼結
体を回転子としての所定の形状に高精度に簡単に且つ迅
速に研削加工を行うことができ、製造コストを大幅に低
減できる。
ネオジム等の混合粉末を焼結した焼結体の表面に軟質の
樹脂材が表面を形成し、所定の形状の回転子を構成する
のに適正なサイズに分割されたセグメントで構成し、し
かも樹脂材が研削加工代の肉厚を有しているので、焼結
体を回転子としての所定の形状に高精度に簡単に且つ迅
速に研削加工を行うことができ、製造コストを大幅に低
減できる。
【００１５】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して、この発明
による発電機におけるロータの構造の実施例を説明す
る。図１はこの発明によるロータの構造を組み込んだ発
電機を示す断面図、図２は図１の発電機におけるロータ
の構造の一実施例を示する断面図、図３は図１の発電機
におけるロータの構造の別の実施例を示する断面図、及
び図４は図２のロータの構造を作製する製造工程を示す
説明図である。
による発電機におけるロータの構造の実施例を説明す
る。図１はこの発明によるロータの構造を組み込んだ発
電機を示す断面図、図２は図１の発電機におけるロータ
の構造の一実施例を示する断面図、図３は図１の発電機
におけるロータの構造の別の実施例を示する断面図、及
び図４は図２のロータの構造を作製する製造工程を示す
説明図である。
【００１６】この発明によるロータの構造を組み込んだ
発電機は、主として、一対のハウジング１Ａ，１Ｂから
成るケース１に一対の軸受８を介して回転可能にそれぞ
れ支持されている回転軸２、回転軸２に固定されている
ロータを構成する回転子５、及び回転子５の外周で回転
子５との間に隙間１９を形成してケース１に固定されて
いるステータ６を有している。回転子５は、その一端が
回転軸２に設けたストッパ９に当接し、他端が回転軸２
に螺入された固定ナット１０によって回転軸２に固定さ
れている。また、回転軸２の一端には、伝達歯車１１が
固定され、伝達歯車１１には入力又は出力用の歯車１２
が噛み合っている。ステータ６は、積層された薄板にス
テータコイル７が巻き付けられている。例えば、歯車１
２がエンジンの出力軸に連結されれば、エンジンの回転
力が発電機の回転軸２に伝達され、発電機が発電するこ
とになる。
発電機は、主として、一対のハウジング１Ａ，１Ｂから
成るケース１に一対の軸受８を介して回転可能にそれぞ
れ支持されている回転軸２、回転軸２に固定されている
ロータを構成する回転子５、及び回転子５の外周で回転
子５との間に隙間１９を形成してケース１に固定されて
いるステータ６を有している。回転子５は、その一端が
回転軸２に設けたストッパ９に当接し、他端が回転軸２
に螺入された固定ナット１０によって回転軸２に固定さ
れている。また、回転軸２の一端には、伝達歯車１１が
固定され、伝達歯車１１には入力又は出力用の歯車１２
が噛み合っている。ステータ６は、積層された薄板にス
テータコイル７が巻き付けられている。例えば、歯車１
２がエンジンの出力軸に連結されれば、エンジンの回転
力が発電機の回転軸２に伝達され、発電機が発電するこ
とになる。
【００１７】この発電機におけるロータは、特に、永久
磁石から成る円筒体３と円筒体３の外周に配置されたカ
ーボン長繊維を巻き上げた巻線体から成る補強部材に構
成する外筒４とから構成された構造体に対してプラスチ
ック即ち樹脂材を表面に設けたロータ即ち回転子５の構
造に特徴を有している。具体的には、回転子５は、図２
又は図３に示すように、永久磁石から作製したセグメン
ト部材３Ａ又は３Ｂを円筒状に組み立てた円筒体３と、
円筒体３の外周に巻き上げられたカーボン繊維を樹脂材
で固めた外筒４と、円筒体３の内周に配置されたカーボ
ン繊維を含有する樹脂材から成る内筒１３、及び隣接す
るセグメント部材３Ａ又は３Ｂの間に介在したカーボン
繊維を含有する樹脂材から成る境界部材１４から構成さ
れている。また、内筒１３及び境界部材１４に含有する
樹脂材は、外筒４に含有するプラスチック即ち樹脂材と
同一材料でそれぞれ構成することができる。円筒体３
は、図２では二分割された実施例が示され、また、図３
では三分割された実施例が示されているが、四分割以上
に分割されてもよく、また、形状やサイズも均等でな
く、不均等に分割されてもよいものである。
磁石から成る円筒体３と円筒体３の外周に配置されたカ
ーボン長繊維を巻き上げた巻線体から成る補強部材に構
成する外筒４とから構成された構造体に対してプラスチ
ック即ち樹脂材を表面に設けたロータ即ち回転子５の構
造に特徴を有している。具体的には、回転子５は、図２
又は図３に示すように、永久磁石から作製したセグメン
ト部材３Ａ又は３Ｂを円筒状に組み立てた円筒体３と、
円筒体３の外周に巻き上げられたカーボン繊維を樹脂材
で固めた外筒４と、円筒体３の内周に配置されたカーボ
ン繊維を含有する樹脂材から成る内筒１３、及び隣接す
るセグメント部材３Ａ又は３Ｂの間に介在したカーボン
繊維を含有する樹脂材から成る境界部材１４から構成さ
れている。また、内筒１３及び境界部材１４に含有する
樹脂材は、外筒４に含有するプラスチック即ち樹脂材と
同一材料でそれぞれ構成することができる。円筒体３
は、図２では二分割された実施例が示され、また、図３
では三分割された実施例が示されているが、四分割以上
に分割されてもよく、また、形状やサイズも均等でな
く、不均等に分割されてもよいものである。
【００１８】また、セグメント部材３Ａ，３Ｂの内周に
位置する内筒１３及び隣接するセグメント部材３Ａ，３
Ｂの間に位置する境界部材１４を構成する樹脂材には、
強度と熱伝導性をアップするため、ＡｌＮ、ＳｉＣ等の
熱伝導率の大きいセラミック繊維材が混入されている。
更に、外筒４と円筒体３との境界部、及び円筒体３と内
筒１３との境界部には、アルミニウム又はその合金が溶
着されており、各境界部の両者の固定を堅固にし、しか
も放熱を良好にしている。更に、内筒１３と境界部材１
４には、透磁性をアップするため、鉄粉が含有されてい
る。
位置する内筒１３及び隣接するセグメント部材３Ａ，３
Ｂの間に位置する境界部材１４を構成する樹脂材には、
強度と熱伝導性をアップするため、ＡｌＮ、ＳｉＣ等の
熱伝導率の大きいセラミック繊維材が混入されている。
更に、外筒４と円筒体３との境界部、及び円筒体３と内
筒１３との境界部には、アルミニウム又はその合金が溶
着されており、各境界部の両者の固定を堅固にし、しか
も放熱を良好にしている。更に、内筒１３と境界部材１
４には、透磁性をアップするため、鉄粉が含有されてい
る。
【００１９】また、この発電機におけるロータの構造で
は、樹脂材から成る外筒４、内筒１３及び境界部材１４
とは、少なくとも研削加工代以上の樹脂部の厚さを有す
るものである。同様に、外筒４にアルミニウム材を用い
た場合には、少なくとも研削加工代以上のアルミニウム
部の厚さを有するものである。従って、セグメント部材
３Ａ，３Ｂを所定のサイズに容易に、迅速に且つ高精度
に切削加工でき、それらのセグメント部材３Ａ，３Ｂを
組み立てて高精度の円筒体３を作製することができる。
また、回転子５における外筒４は勿論のこと、内筒１３
を所定のサイズに容易に、迅速に且つ高精度に切削加工
でき、高精度の回転子５を作製することができる。従っ
て、この発電機におけるロータの構造は、製造コストを
大幅に低減することができる。
は、樹脂材から成る外筒４、内筒１３及び境界部材１４
とは、少なくとも研削加工代以上の樹脂部の厚さを有す
るものである。同様に、外筒４にアルミニウム材を用い
た場合には、少なくとも研削加工代以上のアルミニウム
部の厚さを有するものである。従って、セグメント部材
３Ａ，３Ｂを所定のサイズに容易に、迅速に且つ高精度
に切削加工でき、それらのセグメント部材３Ａ，３Ｂを
組み立てて高精度の円筒体３を作製することができる。
また、回転子５における外筒４は勿論のこと、内筒１３
を所定のサイズに容易に、迅速に且つ高精度に切削加工
でき、高精度の回転子５を作製することができる。従っ
て、この発電機におけるロータの構造は、製造コストを
大幅に低減することができる。
【００２０】次に、図４を参照して、この発電機におけ
るロータの構造の製造方法について説明する。まず、
鉄、ネオジム、サマリウム、コバルト等の元素を含有す
る磁性粉末を半円又は扇形のセグメントから成る成形型
に充填し、高温度で圧縮成形して固化させて成形体を作
製し、その成形体を所定の方向に磁極ができるように磁
界をかけて焼結して磁力線を揃えた。この時、セグメン
トの成形体の形状は、焼結に先立って、最終形状が高精
度になるように、所定の形状に近づけた形状に成形し
た。次いで、成形型から永久磁石の焼結体のセグメント
３Ａ，３Ｂを取り出した。一方、焼結体を補強するため
の補強材として、カーボン長繊維を巻き上げて樹脂材で
固めた薄肉外筒４を作製した。そこで、中子２０と外型
２１とから成る石膏型に薄肉外筒４を配置し、次いで、
永久磁石のセグメント３Ａ，３Ｂを薄肉外筒４内に嵌入
すると共に、セグメント３Ａ，３Ｂと中子２０との間及
び隣接するセグメント３Ａ，３Ｂの間に隙間を形成して
石膏型に配置した。
るロータの構造の製造方法について説明する。まず、
鉄、ネオジム、サマリウム、コバルト等の元素を含有す
る磁性粉末を半円又は扇形のセグメントから成る成形型
に充填し、高温度で圧縮成形して固化させて成形体を作
製し、その成形体を所定の方向に磁極ができるように磁
界をかけて焼結して磁力線を揃えた。この時、セグメン
トの成形体の形状は、焼結に先立って、最終形状が高精
度になるように、所定の形状に近づけた形状に成形し
た。次いで、成形型から永久磁石の焼結体のセグメント
３Ａ，３Ｂを取り出した。一方、焼結体を補強するため
の補強材として、カーボン長繊維を巻き上げて樹脂材で
固めた薄肉外筒４を作製した。そこで、中子２０と外型
２１とから成る石膏型に薄肉外筒４を配置し、次いで、
永久磁石のセグメント３Ａ，３Ｂを薄肉外筒４内に嵌入
すると共に、セグメント３Ａ，３Ｂと中子２０との間及
び隣接するセグメント３Ａ，３Ｂの間に隙間を形成して
石膏型に配置した。
【００２１】中子２０と外型２１とから成る石膏型の上
に蓋板１７を配置してボルト１８で固定する。そこで、
樹脂材及びカーボン繊維を含有する混合材を、高圧タン
ク１５から蓋板１７に形成した供給通路１６を通じてセ
グメント３Ａ，３Ｂと中子２０との間及び隣接するセグ
メント３Ａ，３Ｂの間の各隙間に充填し、隙間を埋め、
樹脂材を固化させた。この時、高圧タンク１５からの混
合材中の樹脂材は、セグメント３Ａ，３Ｂの間の各隙間
を通って薄肉外筒４にも浸透し、薄肉外筒４のカーボン
繊維とも一体化し、極めて強固に固定された円筒形の永
久磁石が形成される。石膏型から固化された円筒体３を
取り出し、円筒体３を構成する外筒４の外周面及び内筒
の内周面を研削加工し、永久磁石の円筒体３を作製し
た。
に蓋板１７を配置してボルト１８で固定する。そこで、
樹脂材及びカーボン繊維を含有する混合材を、高圧タン
ク１５から蓋板１７に形成した供給通路１６を通じてセ
グメント３Ａ，３Ｂと中子２０との間及び隣接するセグ
メント３Ａ，３Ｂの間の各隙間に充填し、隙間を埋め、
樹脂材を固化させた。この時、高圧タンク１５からの混
合材中の樹脂材は、セグメント３Ａ，３Ｂの間の各隙間
を通って薄肉外筒４にも浸透し、薄肉外筒４のカーボン
繊維とも一体化し、極めて強固に固定された円筒形の永
久磁石が形成される。石膏型から固化された円筒体３を
取り出し、円筒体３を構成する外筒４の外周面及び内筒
の内周面を研削加工し、永久磁石の円筒体３を作製し
た。
【００２２】
【発明の効果】この発明による発電機におけるロータの
構造は、上記のように、永久磁石を構成する円筒体が樹
脂材を含んだカーボン繊維で外周部と内周部が構成され
ているので、円筒体の外周面及び内周面を高精度に且つ
容易に研削加工を施すことができ、製造コストを大幅に
低減できる。このロータの構造は、例えば、回転エネル
ギを電気エネルギに変換する発電・電動機の交流機にお
ける回転子として組み込むことができ、該交流機をコジ
ェネレーションシステム、自動車用エンジン等のエネル
ギ回収装置等に容易に適用でき、所定の高速回転にも耐
えることができ、しかも回転子が高精度に研削加工され
ていることから、所定の性能を発揮することができる。
構造は、上記のように、永久磁石を構成する円筒体が樹
脂材を含んだカーボン繊維で外周部と内周部が構成され
ているので、円筒体の外周面及び内周面を高精度に且つ
容易に研削加工を施すことができ、製造コストを大幅に
低減できる。このロータの構造は、例えば、回転エネル
ギを電気エネルギに変換する発電・電動機の交流機にお
ける回転子として組み込むことができ、該交流機をコジ
ェネレーションシステム、自動車用エンジン等のエネル
ギ回収装置等に容易に適用でき、所定の高速回転にも耐
えることができ、しかも回転子が高精度に研削加工され
ていることから、所定の性能を発揮することができる。
【図１】この発明によるロータの構造を組み込んだ発電
機を示す断面図である。
機を示す断面図である。
【図２】図１の発電機におけるロータの構造の一実施例
を示す断面図である。
を示す断面図である。
【図３】図１の発電機におけるロータの構造の別の実施
例を示す断面図である。
例を示す断面図である。
【図４】図２のロータの構造を作製する工程を説明する
概略図である。
概略図である。
１ ケース １Ａ，１Ｂ ハウジング ２ 回転軸 ３ 円筒体 ３Ａ，３Ｂ セグメント部材 ４ 外筒 ５ 回転子 ６ ステータ １３ 内筒 １４ 境界部材
Claims (7)
- 【請求項１】 ハウジングに回転可能に支持された回転
軸、前記回転軸に取り付けられた永久磁石から成る回転
子、及び前記回転子の外周に配置されたステータから成
る発電機において、前記回転子は、前記永久磁石から成
るセグメント部材を円筒形状に組み立てた円筒体、前記
円筒体の外周に配置されたカーボン繊維の巻線体から成
る外筒、前記円筒体の内周に配置された樹脂材から成る
内筒、及び隣接する前記セグメント部材の間に介在した
樹脂材から成る境界部材から構成されていることを特徴
とする発電機におけるロータの構造。 - 【請求項２】 前記外筒を構成する前記巻線体は樹脂材
で固められていることを特徴とする請求項１に記載の発
電機におけるロータの構造。 - 【請求項３】 前記樹脂材には強度と熱伝導性を向上さ
せるため熱伝導率の大きいセラミック繊維材又はカーボ
ン繊維が混入されていることを特徴とする請求項１又は
２に記載の発電機におけるロータの構造。 - 【請求項４】 前記外筒と前記円筒体との境界部及び前
記円筒体と前記内筒との境界部には、アルミニウム又は
その合金が溶着され、前記外筒にはセラミック繊維の巻
回により補強されていることを特徴とする請求項１〜３
のいずれか１項に記載の発電機におけるロータの構造。 - 【請求項５】 前記内筒と前記境界部材には、透磁性を
アップするため鉄粉が含有されていることを特徴とする
請求項１〜４のいずれか１項に記載の発電機におけるロ
ータの構造。 - 【請求項６】 前記樹脂材から成る前記外筒、前記内筒
及び前記境界部材は、少なくとも研削加工代以上の厚さ
の樹脂部を有することを特徴とする請求項１〜５のいず
れか１項に記載の発電機におけるロータの構造。 - 【請求項７】 アルミニウム材から成る前記外筒は少な
くとも研削加工代以上の厚さのアルミニウム部を有する
ことを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の
発電機におけるロータの構造。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9020937A JPH10210690A (ja) | 1997-01-21 | 1997-01-21 | 発電機におけるロータの構造 |
| EP98300331A EP0854558A3 (en) | 1997-01-21 | 1998-01-19 | Structure of a rotor for generators and method of manufacturing the same rotor |
| US09/009,894 US6144130A (en) | 1997-01-21 | 1998-01-21 | Structure of rotor for generators and method of manufacturing the same rotor |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9020937A JPH10210690A (ja) | 1997-01-21 | 1997-01-21 | 発電機におけるロータの構造 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10210690A true JPH10210690A (ja) | 1998-08-07 |
Family
ID=12041131
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9020937A Pending JPH10210690A (ja) | 1997-01-21 | 1997-01-21 | 発電機におけるロータの構造 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10210690A (ja) |
Cited By (16)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| DE102022130644A1 (de) | 2022-11-21 | 2024-05-23 | Dr. Ing. H.C. F. Porsche Aktiengesellschaft | Verfahren zum Herstellen eines permanenterregten Elektromotors |
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| US20240421679A1 (en) * | 2021-10-19 | 2024-12-19 | Nhk Spring Co., Ltd. | Rotor manufacturing method, rotor, and rotating electric machine |
-
1997
- 1997-01-21 JP JP9020937A patent/JPH10210690A/ja active Pending
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