WO1992017931A1 - Rotor for synchronous motor - Google Patents

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WO1992017931A1
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Noboru Iwamatsu
Syougo Higashi
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Fanuc Corp
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    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K1/00—Details of the magnetic circuit
    • H02K1/06—Details of the magnetic circuit characterised by the shape, form or construction
    • H02K1/22—Rotating parts of the magnetic circuit
    • H02K1/27—Rotor cores with permanent magnets
    • H02K1/2706—Inner rotors
    • H02K1/272—Inner rotors the magnetisation axis of the magnets being perpendicular to the rotor axis
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    • H02K1/2753—Inner rotors the magnetisation axis of the magnets being perpendicular to the rotor axis the rotor consisting of two or more circumferentially positioned magnets the rotor consisting of magnets or groups of magnets arranged with alternating polarity
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    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K2201/00—Specific aspects not provided for in the other groups of this subclass relating to the magnetic circuits
    • H02K2201/06—Magnetic cores, or permanent magnets characterised by their skew

Definitions

  • the present invention relates to a substantially cylindrical mouth core formed by laminating magnetic sheet materials, and a plurality of permanent magnets arranged and fixed at predetermined equal intervals in the circumferential direction on the circumferential surface of the rotor core.
  • the present invention relates to a synchronous motor having a rotatable core assembly and a rotating shaft fixedly and integrally fixed to a rotor core through a concentric core assembly, particularly a large motor.
  • the present invention relates to a mouth of a synchronous motor having a structure in which a rotor core assembly is divided into a plurality of rotor cores in order to facilitate a magnetizing operation of each permanent magnet when forming the rotor.
  • a substantially cylindrical mouth core made of a laminated body of magnetic sheet material, and a predetermined circumferential distance on the circumferential surface of the rotor core
  • a low-core core assembly composed of a plurality of permanent magnets that are opened and arranged and fixed.
  • the permanent magnet magnetization process is generally performed individually on a single piece of permanent magnet material before it is assembled to the core, or all the permanent magnet materials are combined. It is carried out after fixing in place on the evening core.
  • all of these conventional magnetizing methods have the following problems when the size of the motor is increased.
  • the permanent magnet material becomes larger with the increase in the size of the electric motor. Due to the repulsive magnetic force between them, it becomes difficult to correctly fix a large-sized and heavy permanent magnet at a predetermined position on the rotor core. Also, in the method of magnetizing after fixing all the permanent magnet materials to the rotor core, a large magnetizer is inevitably required as the motor becomes larger, and it is not easy to manufacture the magnetizer. Therefore, a method of magnetizing a group of the same poles of the permanent magnet material fixed to the rotor core with a normal relatively small magnetizer and repeating this process to magnetize all the permanent magnets can be considered. This method is not preferable because there is a fear that the leakage magnetic flux may adversely affect the permanent magnets other than the magnetized group during the magnetizing operation of each group. Disclosure of the invention
  • An object of the present invention is to provide a rotor of a synchronous motor that can easily and surely magnetize a plurality of permanent magnets fixed on the rotor core surface even in a large-sized motor.
  • the present invention provides a rotor for a synchronous motor of the type described at the beginning, wherein the mouth-to-mouth core assembly connects a plurality of low-speed core units concentrically in the axial direction. Provide a rotor to be formed.
  • the mouth coalite is formed by laminating magnetic sheet materials, A substantially cylindrical small-core core forming the rotor core of the rotor core assembly by mutual connection in the direction; a fastening means for integrally holding and holding the laminated structure of the small rotor core; A plurality of small permanent magnets which are arranged and fixed at predetermined equal intervals in the circumferential direction on the surface and which form the permanent magnet of the low-core core assembly by mutual connection in the axial direction; Alignment means for aligning small permanent magnets with each other between the rotor core units to be connected, and making a circumferential boundary surface of the permanent magnets of the rotor core assembly continuous with each other in the axial direction; Fixing means for fixing between the rotor core units.
  • the mouth and the mouth can form the rotor core assembly after individually performing the step of magnetizing the small permanent magnets on each of the rotor cores.
  • the fastening means of the rotor core unit is inserted into the plurality of through-holes formed in the forehead core in the axial direction by elastically deforming its own shape, and A configuration is also provided that includes a fastening rod member that frictionally holds the laminated structure of the magnetic thin plate material by strongly contacting the wall of the through hole with its own elastic restoring force.
  • the aligning means of the rotor core unit may include a projection formed on at least one axial end face of the small core, and an axis of another rotor unit connected to the mouth core unit.
  • a configuration may be adopted in which the end face facing the direction end face is formed with a concave portion that is formed so as to be able to accommodate the protruding portion.
  • the small permanent magnet of the rotor core unit has an axis Can be configured to have a circumferential boundary surface inclined in a predetermined direction with respect to and a symmetric line extending parallel to the axis.
  • the small permanent magnet of the rotor core unit may be configured to have a circumferential boundary surface inclined in a certain direction with respect to the axis.
  • the fixing means of the rotor core unit is made of an adhesive for tightly fixing the respective end surfaces of the rotor core units connected to each other.
  • the small permanent magnet of the mouth-to-night coin unit has a circumferential boundary surface inclined in a predetermined direction with respect to the axis, and a symmetrical line extending parallel to the axis, and has a circumferential direction.
  • Adjacent boundary surfaces of adjacent small permanent magnets are arranged in parallel, fixed to the peripheral surface of the small rotor core, and the fastening means is formed of a plurality of through holes formed through the small rotor core in the axial direction. Is inserted into some of them by elastically deforming their self-shape, and comes into strong pressure contact with the wall of the through-hole by its own elastic restoring force.
  • the alignment means comprises: a protruding end of the fastening rod member protruding from both axial end faces of the small rotor core; and the remaining through-hole that does not accommodate the fastening rod member. Fastened with the above-mentioned through-hole housed The remaining through-holes that are not accommodated are arranged line-symmetrically with respect to at least one radius line of the small rotor core that intersects with the above-mentioned line of symmetry of the small permanent magnet. A pair of the low couplant, which are connected concentrically in the axial direction, are turned upside down and used as a reference for the arrangement of the through holes. A configuration may be adopted in which all the above-mentioned radius lines are connected and formed in a state of being matched with each other.
  • the forefront core as a laminated body of the magnetic thin plate material is integrally held by the fastening action of the fastening means. Therefore, it is possible to individually magnetize the small permanent magnets disposed and fixed on the outer peripheral surface of the small-length core for each of the plurality of low-frequency cores. Therefore, conventional size magnetizers generally used can be used. After the magnetizing operation of the small permanent magnets for each row and column unit has been completed in this way, each port and unit core unit is connected in the axial direction.
  • the matching means aligns the small permanent magnets with each other between the adjacent rotor core units, connects the small permanent magnets of the same polarity, and connects the small permanent magnets of the same polarity in the circumferential direction of the permanent magnet of the permanent magnet. Make the interface continuous. Therefore, when assembling into the synchronous motor, it is possible to prevent the pulsation of torque caused by the irregular arrangement of the permanent magnets, especially the discontinuity of the circumferential boundary.
  • FIG. 1 is a side view of a synchronous motor according to a first embodiment of the present invention
  • Figure 2 is a front view of the rotor core unit that constitutes Fig. 3 is a side view of the rotor core unit of Fig. 2,
  • FIG. 4 is a partial side view of a rotor according to another embodiment of the present invention.
  • a rotor of a synchronous motor has a substantially cylindrical mouth core 10 formed by laminating magnetic thin plate materials such as silicon steel plates, and an outer periphery of a rotor core 10.
  • a mouth core assembly 14 consisting of a plurality of permanent magnets 12 arranged and fixed at predetermined intervals in the circumferential direction on the surface, and a rotor core assembly 14
  • a rotating shaft 16 is integrally fixed to the center of the evening core 10.
  • the mouth-to-mouth core assembly 14 is formed by connecting a plurality of (six in the illustrated example) mouth-to-night core units 18 concentrically in the axial direction. Each mouth unit 18 has an axial dimension that allows the permanent magnet 12 to be magnetized by a magnetizer of normal size.
  • each mouth core unit 18 is formed by laminating a magnetic thin plate material, and is connected to each other in the axial direction to form the mouth core core 14 of the core core unit 14.
  • a substantially cylindrical small-core core 10 ′ forming 10 and a small-diameter core 10 ′ are arranged and fixed at predetermined regular intervals in the circumferential direction on the outer peripheral surface of the small-core core 10 ′.
  • a plurality (eight in the example shown) of small permanent magnets 12 ′ forming the permanent magnets 12 of the core assembly 14 are provided.
  • Small permanent magnet 1 2 ' Each has the same curved plate shape as shown in the drawing, which is shown by a trapezoid of isosceles whose plan view is line-symmetric.
  • the line of symmetry L is arranged in parallel with the longitudinal direction of the mouth-to-mouth core unit 18, that is, the laminating direction of the magnetic sheet material of the mouth-to-edge core 10 ′, It is fixed on the outer peripheral surface of Koguchi Kazuya core 10 '.
  • the small permanent magnets 12 ′ adjacent in the circumferential direction are arranged with their upper bottom 20 and lower bottom 22 alternately facing in the opposite direction. Therefore, the hypotenuse portions 24 forming the circumferential boundary surfaces of the small permanent magnets 12 'adjacent in the circumferential direction extend in parallel with each other, and a constant gap G is formed therebetween.
  • the shape of the small permanent magnets 12 ′ is made trapezoidal in plan view because when the rotor core assembly 14 is formed, both permanent magnets 12 in the circumferential direction are formed. This is because the boundary surface is inclined with respect to the axis. Due to such a shape of the permanent magnet 12, the change characteristic of the magnetic flux density in the air gap between the magnet and the excitation pole in the step (not shown) during the rotation of the mouth is from a step-like steep one to a gradual one. It is known that the characteristics change to a lower value, and torque pulsation is reduced.
  • the foreground core 10 ′ of the core unit 18 has a plurality of coaxial cores 10 ′ extending in the axial direction at equal intervals on the circumference of a predetermined radius with respect to the rotation center 0.
  • eight through holes 26 are provided.
  • Each of the through holes 26 is provided at a line symmetrical position with respect to the eight radius lines RL of the small opening core 10 ′ intersecting the symmetry line L of the small permanent magnet 12 2 ′.
  • Each through hole 26 has a total of four spring pins 2 8 every other in the circumferential direction. Is inserted.
  • the spring pin 28 is a well-known fastening pin having a cross section C made of spring steel or the like, and acts as a fastening means of the present invention to integrally form the laminated structure of the magnetic thin plate material of the small-mouthed core 10 ′. To hold. Further, both ends of the spring pin 28 protrude slightly from both end surfaces of the small-sized core 10 ', and this protruding portion 28a, the assembly Bfl of the rotor core assembly 14 and the other rotor core unit as described later. The rotor core 10 ′ is connected to the through hole 26 of the rotor core 10 ′ without the spring pin 28. Therefore, the spring pin 28 also acts as an alignment means when the row joint 18 is connected, as described later. Further, it is desirable to arrange a plurality of spring pins 28 at equal intervals in the circumferential direction, as in the illustrated embodiment, in consideration of dynamic equilibrium during rotation of the mouth.
  • Koguchi Kazuya core 10 ′ further has a through hole 30 that penetrates the center of the chin in the axial direction and tightly fits rotation shaft 16. ⁇ ⁇ A part of the periphery of the through hole 30 is engraved with a keyway 32 that can be engaged with a key portion (not shown) of the rotating shaft 16. Tonolek is transmitted from 1 0 'to the rotation axis 16.
  • the key groove 32 is arranged on the above-mentioned radius line RL which intersects the symmetry line L of one small permanent magnet 1 ′ of the mouth-to-mouth core unit 18.
  • the small rotor core 10 ′ is provided with a plurality of holes 34 for reducing the moment of inertia.
  • the rotor core unit 18 having the above-described configuration has an axial dimension that allows the small permanent magnets 12 ′ to be magnetized by a normal-sized magnetizer, as described above.
  • the magnetizing process can be individually performed on the units 18.
  • a rotor core assembly 14 is formed.
  • the radial lines RL where the key grooves 32 are located are aligned with each other so that the through holes 30 of the rotor core units 18 are continuous and the key grooves 32 are aligned in the axial direction.
  • the protruding portion 28 a of the spring pin 28 and the hollow through-hole 26 are opposed to each other and can be fitted to each other between the openings 18.
  • the small permanent magnets 12 ′ adjacent to each other in the axial direction between the rotor core units 18 have their respective symmetry lines L arranged on the same straight line, and the upper bottom portions 20 of the small permanent magnets 12 ′ or Lower bottom 2 2 faces each other. Therefore, as shown in FIG. 1, the permanent magnets 12 of the rotor core assembly 14 are formed so that the hypotenuse portions 24 of the small permanent magnets 12 'are formed continuously with each other.
  • the through-hole 26 and the spring pin 28 cooperate to form a fastening means of a laminated structure for each unit, and the mouth-to-night coal unit 18. Acts as a means of alignment between them. With such a structure, it is sufficient to prepare only a single type of magnetic thin plate material forming the small-mouthed core 10 ′. For example, both end faces of the small-length core 10 ′ separately from the spring pins 28 Compared to a structure in which the fastening means and the aligning means are separately formed, for example, by providing a protrusion and a recess which can be fitted to each other, the above embodiment can be said to be a preferable structure from the viewpoint of manufacturing cost.
  • the shape of the small permanent magnet 12 ′ is not limited to the above-described line-symmetric shape, but may be, for example, a shape whose plan view is shown as a parallelogram as shown in FIG. 4 as a second embodiment. You can do it.
  • the radius line connecting the center point P of the parallelogram of each small permanent magnet 1 2 ′ and the rotation center 0 of the core element 18 is equivalent to the radius line RL described above.
  • the number of the through-holes 26 and the number of the spring pins 28 are not limited to those in the above-described embodiments.
  • a configuration in which the spring pins 28 are arranged in two of the four through-holes 26 may be employed.
  • the through holes 26 may be arranged at equal intervals on the radius line RL where the key groove 32 is not located among the above-mentioned radius lines RL.
  • the mouth-to-mouth core of the synchronous motor and the plurality of mouth-to-mouth core units are the same.
  • the opening and closing units are integrated by fastening means, and matching means for aligning the arrangement of the permanent magnets at the time of connection is provided.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Permanent Field Magnets Of Synchronous Machinery (AREA)
  • Iron Core Of Rotating Electric Machines (AREA)

Description

明 細 書 同期電動機のロータ 技術分野
本発明は、 磁性薄板材料を積層して形成された略円筒状の 口一夕コア、 及びロータコアの周面上に周方向へ所定の等間 隔で配設かつ固定された複数の永久磁石からなるロー夕コア 組体と、 口一夕コア組体を同心状に貫通してロータコアに一 体的に固定された回転軸とを具備する同期電動機の口一夕に 関し、 特に、 大型の電動機を形成する際の各永久磁石の着磁 作業を容易にするために、 ロータコア組体を複数のロータコ ァュニッ トに分割した構造を有する同期電動機の口一夕に関 する。 背景技術
磁極を形成するために複数の永久磁石を有した同期電動機 の口一夕において、 磁性薄板材料の積層体からなる略円筒状 の口一夕コアと、 ロータコアの周面上に周方向へ所定間隔を 開けて配設かつ固定された複数の永久磁石とからなるロー夕 コア組体を備えたものが知られている。 この種のロータにお いて、 一般に永久磁石の着磁工程は、 口一夕コアに組付ける 前の単体の永久磁石材料に対して個別に実施されるか、 又は 全ての永久磁石材料を口一夕コア上の所定位置へ固定した後 に実施されている。 しかしながら、 このような従来の着磁方法はいずれも、 電 動機を大型化する場合に以下の問題を有していた。 まず、 永 久磁石材料を単体で着磁する方法では、 電動機の大型化に伴 い永久磁石材料も大型になるので、 着磁後にそれらの永久磁 石をロータコアに固定する際に、 隣接する磁石間での反発磁 力にも起因して大寸法かつ大重量の永久磁石をロータコア上 の所定箇所に正しく固定することが困難となる。 また、 全て の永久磁石材料をロータコアに固定した後に着磁する方法で は、 電動機の大型化に伴い必然的に大型の着磁器が必要とな り、 着磁器の製造が容易ではない。 そこで、 ロータコアに固 定した永久磁石材料の同極の群を通常の比較的小型の着磁器 によって着磁し、 これを繰り返すことによって全ての永久磁 石を着磁する方法が考えられるが、 この方法では各群の着磁 作業時に、 漏れ磁束が着磁群以外の永久磁石に悪影響を及ぼ す危惧があり、 好ましい方法ではない。 発明の開示
本発明の目的は、 大型の電動機においても、 ロータコア周 面に固定された複数の永久磁石の着磁を容易かつ確実に実施 可能な同期電動機のロータを提供することにある。
上記目的を達成するために、 本発明は、 冒頭に記載した種 類の同期電動機のロータにおいて、 上記口一夕コア組体が、 複数のロー夕コアュニッ トを軸線方向へ同心状に連結して形 成されるロータを提供する。 このロー夕において、 上記口一 夕コアュニッ トは、 磁性薄板材料を積層して形成され、 軸線 方向への相互連結によって上記ロータコア組体の上記ロー夕 コアを形成する略円筒状の小口一夕コアと、 小ロータコアの 積層構造を一体的に締結保持する締結手段と、 小口一夕コア の周面上に周方向へ所定の等間隔で配設かつ固定され、 軸線 方向への相互連結によつて上記ロー夕コア組体の上記永久磁 石を形成する複数の小永久磁石と、 相互に連結されるロータ コアュニッ ト間で、 小永久磁石を相互に整合配置して、 軸線 方向への相互連結時に上記ロータコア組体の上記永久磁石の 周方向の境界面を連続させる整合手段と、 相互に連結される ロータコアユニッ ト間を固定する固定手段、 とを具備する。 これにより、 上記口一夕は、 ロータコアュニッ トの各々に対 して個別に小永久磁石の着磁工程を実施した後に、 上記ロー 夕コア組体を形成することができる。
本発明の好適な実施態様によれば、 上記ロータコアュニッ トの上記締結手段が、 上記小口—タコアに軸線方向へ貫通形 成された複数の貫通孔に自己形状を弾性変形して挿入され、 かつそれ自体の弾性復元力で貫通孔の壁に強圧接触すること により、 上記磁性薄板材料の積層構造を摩擦保持する締結桿 部材からなる構成も提供される。
また、 上記ロータコアュニッ 卜の上記整合手段は、 上記小 ロー夕コアの少なく とも一方の軸線方向端面に突出形成され た突出部と、 口一夕コアュニッ 卜に連結される他のロータコ ァュニッ トの、 軸線方向端面に対向する端面に、 上記突出部 を収容可能に凹設された凹部とからなる構成としてもよい。
また、 上記ロータコアュニッ トの上記小永久磁石は、 軸線 に対して所定方向へ傾斜した周方向境界面と、 軸線に平行に 延びる対称線とを有する構成とすることができる。
あるいは、 上記ロータコアュニッ トの上記小永久磁石は、 軸線に対して一定方向へ傾斜した周方向境界面を有する構成 としてもよい。
また、 上記ロータコアュニッ トの上記固定手段は、 相互に 連結されるロータコアュニッ 卜の各々の端面を密着固定する 接着剤からなることが好ましい。
ざらに、 上記口-一夕コアュニッ 卜の上記小永久磁石が、 軸 線に対して所定方向へ傾斜した周方向境界面と、 軸線に平行 に延びる対称線とを有し、 がつ周方向へ隣接する小永久磁石 の隣接する境界面を平行に配置して、 上記小ロータコアの周 面に固定され、 上記締結手段が、 上記小ロータコアに軸線方 向へ貫通形成された複数の貫通孔の内の幾つかに自己形状を 弾性変形して挿入され、 かつそれ自体の弾性復元力で貫通孔 の壁に強圧接触することにまり、 上記磁性薄板材料の積層構 "^を摩擦保持する締結桿部材からなり、 上記整合手段が、 上 記小ロータコアの軸線方向両端面に突出する上記締結桿部材 の突出端部と、 締結桿部材を収容しない残りの上記貫通孔と からなり、 上記締結桿部材を収容した上記貫通孔と締結椁部 材を収容しない残りの上記貫通孔とが、 上記小永久磁石の上 記対称線に交差する上記小ロータコアの少なく とも 1 つの半 径線に対して線対称に配置され、 上記口一夕コア組体が、 軸 線方向へ同心状に連結される一対の上記ロー夕コアュニッ ト を、 相互に裏返した状態で、 かつ上記貫通孔の配置基準とし ての上記半径線を相互に合致させた状態で連結、 形成される 構成としてもよい。
上記構成を有する本発明のロータにおいては、 締結手段の 締結作用により、 磁性薄板材料の積層体としての小口一夕コ ァが一体的に保持される。 したがって、 小口一夕コアの外周 面に配設、 固定された小永久磁石の着磁を、 複数のロー夕コ ァュニッ 卜に対して個別に実施することができる。 したがつ て、 従来一般に使用されている通常寸法の着磁器が使用でき る。 このようにして各ロー夕コアュニッ ト毎の小永久磁石の 着磁作業が終了した後に、 各口一夕コアュニッ トを軸線方向 へ連結する。 このとき、 隣接するロータコアュニッ ト間で、 整合手段が各小永久磁石を相互に整合配置し、 同極の小永久 磁石を連結するとともに、 連結後のロータコア組体の永久磁 石における周方向への境界面を連続させる。 したがって、 同 期電動機に組込む際に、 永久磁石の不規則配置、 特に周方向 境界面の不連続性に起因する トルクの脈動を防止することが できる。 図面の簡単な説明
本発明の上記及び他の目的、 特徴、 及び利点を、 添付図面 に示す実施例に基づいて説明する。 同添付図面において ； 図 1 は、 本発明の第 1 実施例による同期電動機のロー夕の 側面図、
図 2は、 図 1 の□一夕を構成するロータコアユニッ トの正 面図、 図 3は、 図 2のロータコアュニッ 卜の側面図、
図 4は、 本発明の他の実施例によるロータの部分側面図で ある。 発明を実施するための最良の態様
以下、 添付図面を参照して、 本発明をその実施例に基づき さらに詳細に説明する。
図 1 を参照すると、 本発明の第 1実施例による同期電動機 のロータは、 珪素鋼板等の磁性薄板材料を積層して形成され た略円筒状の口一タコア 1 0、 及びロータコア 1 0の外周面 上に周方向へ所定間隔を開けて配設かつ固定された複数の永 久磁石 1 2からなる口一夕コア組体 1 4 と、 ロータコア組体 1 4を同心状に貫通して口一夕コア 1 0の中心に一体的に固 定された回転軸 1 6 とを具備する。 口一夕コア組体 1 4は、 複数個 （図示の例では 6個） の口一夕コアュニッ ト 1 8を軸 線方向へ同心状に連結して形成される。 各口一夕コアュニッ ト 1 8は、 通常寸法の着磁器による永久磁石 1 2の着磁が可 能な軸線方向寸法を有する。
図 2及び図 3に示すように、 各口一夕コアュニッ ト 1 8は、 磁性薄板材料を積層して形成され、 軸線方向への相互連結に よってロー夕コア組体 1 4の口一夕コア 1 0を形成する略円 筒状の小口一夕コア 1 0 ' と、 小口一夕コア 1 0 ' の外周面 上に周方向へ所定の等間隔で配設かつ固定され、 同様に口一 夕コア組体 1 4の永久磁石 1 2を形成する複数個 （図示.の例 では 8個） の小永久磁石 1 2 ' とを備える。 小永久磁石 1 2 ' の各々は、 図示のように平面図が線対称な 2等辺の台形で示 される同一の湾曲板形状を有する。 小永久磁石 1 2 ' はいず れもその対称線 Lを、 口一夕コアュニッ ト 1 8の長手方向、 すなわち小口一夕コア 1 0 ' の磁性薄板材料の積層方向に平 行に配置して、 小口一夕コア 1 0 ' の外周面上に固定される。 さらに、 周方向へ隣接する小永久磁石 1 2 ' は、 それらの上 底部 2 0及び下底部 2 2を交互に逆方向へ向けて配置される。 したがって、 周方向へ隣接する小永久磁石 1 2 ' の各々の周 方向境界面を形成する斜辺部 2 4は相互に平行に延び、 それ らの間に一定の間隙 Gが形成される。
この実施例のように、 小永久磁石 1 2 ' の形状を平面図が 台形で示される形状とするのは、 ロータコア組体 1 4を形成 したときに、 各永久磁石 1 2の周方向の両境界面を軸線に対 して傾斜配置するためである。 このような永久磁石 1 2の形 状によって、 口一夕の回転時に図示しないステ一夕の励磁磁 極との間の空隙における磁束密度の変化特性は、 ステツプ状 —の急激なものから漸次的に変化する特性へと改善され、 トル クの脈動が低減されることが知られている。
図 2に示すように、 ロー夕コアユニッ ト 1 8の小口一夕コ ァ 1 0 ' は、 回転中心 0に関する所定半径円周上の等間隔位 置に、 軸線方向へ延びる同一径の複数個 （図示の例では 8個） の貫通孔 2 6を備える。 各貫通孔 2 6は、 小永久磁石 1 2 ' の対称線 Lに交差する小口一夕コア 1 0 ' の 8個の半径線 R Lに対して、 いずれも線対称な位置に設けられる。 各貫通孔 2 6 には、 周方向へ 1 つおきに計 4個のスプリ ングピン 2 8 が挿入される。 スプリ ングピン 2 8は、 ばね鋼等からなる断 面 C形の周知の締結用ピンであり、 本発明の締結手段として 作用して、 小口一夕コア 1 0 ' の磁性薄板材料の積層構造を 一体に保持する。 また、 スプリ ングピン 2 8の両端は小口一 夕コア 1 0 ' の両端面から幾分か突出し、 この突出部 2 8 a 、 ロータコア組体 1 4の組立て Bflこ、 後述するように他の ロータコアユニッ ト 1 8の/ jヽロータコア 1 0 ' の、 スプリ ン グピン 2 8を有しな-い-貫通孔 2 6へ嵌入される。 したがって スプリ ングピン 2 8は、 後述するように、 ロー夕コアュニッ ト 1 8の連結時における整合手段としても作用する。 さらに スプリ ングピン 2 8は、 口一夕回転時の動釣り合いを考慮し て、 図示の実施例のように複数個を周方向へ等間隔に配置す ることが望ましい。
小口一夕コア 1 0 ' はさらに丁'中心部を軸線方向へ貫通し て、 回転軸 1 6を密嵌する揷通孔 3 0を備える。 揷通孔 3 0 の周縁の一部分には、 回転軸 1 6の図示しないキー部分に係 合可能なキー溝 3 2が刻設され、 この相互係.合..によつで小口 一夕コア 1 0 ' から回転軸 1 6へトノレクが伝達される。 この 実施例ではキ一溝 3 2は、 口一夕コアユニッ ト 1 8の 1 つの 小永久磁石 1 ' の対称線 Lに交差する前述の半径線 R L上 に配置される。 さらに小ロータコア 1 0 ' には、 慣性モ一 メ ン トを低減させるための複数の孔 3 4が設けられる。
上記構成を有するロータコアュニッ ト 1 8は、 前述のよう に通常寸法の着磁器による小永久磁石 1 2 ' の着磁が可能な 軸線方向寸法を有するものであり、 したがって各ロータコア ユニッ ト 1 8に対して個別に着磁工程を実施するこ とができ る。 このようにして着磁工程が完了したロータコアュニッ ト
1 8を、 軸線方向へ同心状に複数個連結するこ とによって、 ロータコア組体 1 4が形成される。
ロー夕コア組体 1 4の形成時には、 軸線方向へ連結される
1対の口一夕コアュニッ ト 1 8を、 互いに裏返した状態で連 結する。 このとき、 各ロータコアュニッ ト 1 8の揷通孔 3 0 が連続し、 かつキー溝 3 2が軸線方向へ整列配置するように キー溝 3 2の位置する半径線 R Lを相互に合致させて連結す ると、 各口一夕コアュニッ ト 1 8間でスプリ ングピン 2 8の 突出部 2 8 a と中空の貫通孔 2 6 とが対向して相互に嵌合可 能となる。 しかも、 各ロータコアュニッ ト 1 8間で軸線方向 へ隣接する小永久磁石 1 2 ' は、 それぞれの対称線 Lが同一 直線上に配置され、 各小永久磁石 1 2 ' の上底部 2 0同士又 は下底部 2 2同士が正対する。 したがって図 1 に示すように、 ロータコア組体 1 4 の永久磁石 1 2は、 各小永久磁石 1 2 ' の斜辺部 2 4が相互に連続して形成されるので、 ステ一夕
(図示せず） との間の空隙部における回転時の磁束密度の変 化に不都合な影響を及ぼす危惧が回避され、 それに起因する トルクの脈動が防止される。
このように、 各ロー夕コアユニッ ト 1 8間でスプリ ングピ ン 2 8の突出部 2 8 a と中空の貫通孔 2 6 とを嵌合させるこ とにより、 複数個 （図示の例では 6個） のロータコアュニッ ト 1 8が軸線方向へ正しく連結される。 そして、 それぞれの 連結部分を接着剤等の固定手段を用いて固定して π —夕コア 組体 1 4を形成し、 連続する揷通孔 3 0へ回転軸 1 6を密嵌 するこ とによって、 本発明のロータが形成される。
上記実施例では、 口一夕コアユニッ ト 1 8において、 貫通 孔 2 6 とスプリ ングピン 2 8 とが協働して、 ュニッ ト毎の積 層構造の締結手段、 及び各口一夕コアュニッ ト 1 8間の整合 手段として作用する。 このような構造により、 小口一夕コア 1 0 ' を形成する磁性薄板材料は単一種類のみを用意すれば よくなるので、 例えばスプリ ングピン 2 8 とは別個に小口一 夕コア 1 0 ' の両端面に相互に嵌合可能な凸部及び凹部を設 ける等、 締結手段と整合手段とを別々に形成する構造に比べ て、 上記実施例は製造コス トの観点から望ましい構造と言え o
また、 小永久磁石 1 2 ' の形状も、 上記のような線対称な 形状に限定されず、 例えば図 4に第 2実施例として示される ような、 平面図が平行四辺形で示される形状とすることもで きる。 この場合には、 各小永久磁石 1 2 ' の平行四辺形の中 心点 Pと、 ロー夕コアユニッ ト 1 8の回転中心 0とを結ぶ半 径線を、 前述の半径線 R Lと等価のものとして扱えばよい。
なお、 貫通孔 2 6及びスプリ ングピン 2 8の個数は、 上記 各実施例に限定することなく、 例えば 4個の貫通孔 2 6のう ちの 2個にスプリ ングピン 2 8を配置する構成でもよい。 こ の場合は、 前述の半径線 R Lのうち、 キー溝 3 2が位置しな い半径線 R L上に各貫通孔 2 6を等間隔配置すればよい。 以上の説明から明らかな様に、 本発明によれば、 同期電動 機の口一夕の口一夕コアを、 複数の口一夕コアュニッ トを同 心状に軸線方向へ連結して形成し、 さ らに各口一夕コアュニ ッ トを締結-手段で一体化するとともに、 連結時の永久磁石の 配置を整合させる整合手段を備える構成と したので、 個別の 口一夕コアュニッ トに対して着磁工程を実施するこ とが可能 となり、 しかもロー夕コア組体の組立て精度を高レベルに維 持するこ とができる。 したがって、—大型の電動機であっても、 ロータコア周面に固定された複数の永久磁石の着磁を容易か つ確実に実施するこ とができ、 電動機の大型化がさ らに容易 にな 。

Claims

請 求 の 範 囲
1 . 磁性薄板材料を積層して形成された略丹筒状のロー 夕コア、 及び該ロ一夕コアの周面上に周方向へ所定の等間隔 で配設かつ固定された複数の永久磁石からなるロータコア組 体と、 該ロータコア組体を同心状に貫通して前記ロータコア に一体的に固定された回転軸とを具備する同期電動機のロー 夕において、
前記ロータコア組体は、 複数のロータコアュニッ トを軸線 方向へ同心状に連結して形成され、
前言己ロ ^ "夕コアュニッ トは、
磁性薄板材料を積層して形成され、 軸線方向への相互連 結によって前記ロー夕コア組体の前記ロータコアを形成する 略円筒状の小口一夕コアと、
前記小口一夕コアの積層構造を一体的に締結保持する締 結手段と、
前記小口一夕コアの周面上に周方向へ所定の等間隔で配 設かつ固定され、 軸線方向への相互連結によって前記ロータ コア組体の前記永久磁石を形成する複数の小永久磁石と、 相互に連結される該ロータコアュニッ ト間で、 前記小永 久磁石を相互に整合配置して、 軸線方向への相互連結時に前 記ロータコア組体の前記永久磁石の周方向の境界面を連続さ せる整合手段と、
相互に連結される該ロー夕コアュニッ ト間を固定する固 定手段、 とを具備し、 前記ロータコアュニッ 卜の各々に対して個別に前記小永久 磁石の着磁工程を実施した後に、 前記ロータコア組体を形成 することを特徴とする口一夕。
2 . 前記ロータコアュニッ トの前記締結手段は、 前記小 ロータコアに軸線方向へ貫通形成された複数の貫通孔に自己 形状を弾性変形して挿入され、 かつそれ自体の弾性復元力で 該貫通孔の壁に強圧接触することにより、 前記磁性薄板材料 の積層構造を摩擦保持する締結桿部材からなる請求項 1記載 のロータ。
3 . 前記ロータコアュニッ トの前記整合手段は、 前記小 ロー夕コアの少なく とも一方の軸線方向端面に突出形成され た突出部と、 該ロータコアュニッ トに連結される他のロータ コアュニッ トの、 該軸線方向端面に対向する端面に、 該突出 部を収容可能に凹設された凹部とからなる請求項 1記載の口 一夕。
4 . 前記ロータコアユニッ トの前記小永久磁石は、 軸線 に対して所定方向へ傾斜した周方向境界面と、 軸線に平行に 延びる対称線とを有する請求項 1記載のロータ。
5 . 前記口一夕コアュニッ トの前記小永久磁石は、 軸線 に対して一定方向へ傾斜した周方向境界面を有する請求項 1 記載の口一夕。
6 . 前記ロータコアュニッ トの前記固定手段は、 相互に 連結される該ロー夕コアュニッ 卜の各々の端面を密着固定す る接着剤からなる請求項 1記載のロータ。
7 . 前記口一夕コアユニッ トの前記小永久磁石は、 軸線 に対して所定方向へ傾斜した周方向境界面と、 軸線に平行に 延びる対称線とを有し、 かつ周方向へ隣接する該小永久磁石 の隣接する該境界面を平行に配置して、 前記小口一夕コアの 周面に固定され、
前記締結手段は、 前記小口—タコアに軸線方向へ貫通形成 された複数の貫通孔の内の幾つかに自己形状を弾性変形して 挿入され、 かつそれ自体の弾性復元力で該貫通孔の壁に強圧 接触することにより、 前記磁性薄板材料の積層構造を摩擦保 持する締結桿邵材からなり、
前記整合手段は、 前記小口一夕コアの軸線方向両端面に突 出する前記締結桿部材の突出端部と、 該締結桿部材を収容し ない残りの前記貫通孔とからなり、
前記締結桿部材を収容した前記貫通孔と該締結桿部材を収 容しない残りの前記貫通孔とが、 前記小永久磁石の前記対称 線に交差する前記小口一夕コアの少なく とも 1つの半径線に 対して線対称に配置され、 -' " '
--前記口一夕コア組体は、 軸線方向へ同心状に連結される一 対の前記口一夕コアュニッ トを、 相互に裏返した状態で、 か つ前記貫通孔の配置基準としての前記半径線を相互に合致さ せた状態で連結、 形成される請求項 1記載の口一夕。
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