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発明の名称 電動機のロータ
発行国 日本国特許庁(JP)
公報種別 公開特許公報(A)
公開番号 特開平8−182233
公開日 平成8年(1996)7月12日
出願番号 特願平6−341130
出願日 平成6年(1994)12月22日
代理人 【弁理士】
【氏名又は名称】安形 雄三
発明者 小谷 毅 / 浜田 好雄
要約 目的
モータ軸あるいはロータヨークの外周にネオジウムー鉄ーボロンを基本成分とするリング磁石を接着して成る電動機のロータにおいて、リング磁石の熱応力破壊による問題を解決し、また磁石接着時の芯出し用治具も不要とする事で低コストでかつ信頼性の高い電動機を提供する。

構成
モータ軸3またはロータヨーク2の外周表面に接着したリング磁石1の外周面または内周面の適当な位置に軸長手方向に少なくとも1本の溝4を設けロータ発熱時に発生する熱応力を前記溝4部に集中させることで、リング磁石1の応力破壊が特定の位置に発生するようにした。
特許請求の範囲
【請求項1】 モータ軸またはロータヨークの外周表面に、リング状に成形されたネオジュウムー鉄ーボロンを基本成分とする永久磁石を接着固定した電動機のロータにおいて、前記永久磁石の外周面または内周面に、軸長手方向に少なくとも1本の溝を設けるようにしたことを特徴とする電動機のロータ。
【請求項2】 前記溝を前記永久磁石の磁極分岐点に設けるようにした請求項1に記載の電動機のロータ。
発明の詳細な説明
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、モータ軸またはロータヨークの外周表面に、リング状の永久磁石を接着固定した電動機のロータに関する。
【0002】
【従来の技術】永久磁石をモータ軸またはロータヨークの外周表面に接着して構成する電動機のロータとしては、セグメントタイプの複数の永久磁石をモータ軸またはロータヨークの外周表面に直接貼付けるものが一般的である。ところが多くの作業工程作業時間を必要とするため、最近はリング状の永久磁石をモータ軸またはロータヨークの外周表面に接着するものが増えてきた。中でも磁石材質として、ネオジュウムー鉄ーボロンを基本成分とする希土類磁石は、機械的強度が強いことから多数使われるようになってきている。
【0003】図3は従来の電動機のロータの軸直角断面図を示す。磁性材から成る鋼板を複数枚積層して作られたロータヨーク2はモータ軸3に圧入等により一体に取付けられている。そして、ロータヨーク2の外周にはネオジュウムー鉄ーボロンを基本成分とする4極に着磁されたリング磁石11が接着等により固定されている。ここで、ネオジュウムー鉄ーボロンを基本成分とする磁石材質は熱膨張係数が負の値を持っているので、電動機の発熱によりロータの温度が上昇した場合、リング磁石11の内径は収縮し、ロータヨーク2の外径は膨張する。この時リング磁石11の内径とロータヨーク2の外径との隙間が少ないと、リング磁石11には熱応力により亀裂や割れ等の応力破壊が発生する。この亀裂や割れはリング磁石11の不特定位置に不特定な数だけ発生することから、リング磁石11の接着むら等があった場合、接着されてない部分のリング磁石11がロータの回転により飛散し、ロータが回転中にロックしてしまうという問題があった。またリング磁石11の外周における磁束密度も乱れるため、電動機の出力にトルクリップルが発生するなどの問題もあった。
【0004】このため、従来はリング磁石11の内径とロータヨーク2の外径との間に適当な隙間6を設けると共に、この隙間6に柔らかい接着剤を充填して接着固定することでリング磁石11の熱応力破壊を防いでいた。例えば、リング磁石11の内径がφ60mm位の時は、隙間6は経験的に半径0.2〜0.25mm程度必要である。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】上述した従来の電動機のロータにおいては、リング磁石の熱応力破壊を避けるためロータヨークの外径とリング磁石の内径の間に適当な隙間を設けている。このために個々の部品の単体精度をより厳しく管理しなければならず部品のコストアップとなっていた。更に、接着時にはロータヨークとリング磁石の芯出しをするための、位置決め用治具を使用する必要があり,作業工数が増加すると共に治具の製作費も必要なことから結果、電動機のコストアップになるという問題があった。また、電動機が発熱した時の出力を考えるとロータの温度上昇により接着剤が軟化した状態で、リング磁石とロータヨークの間にトルクが加わるためロータヨークとリング磁石の芯がずれ、振動や異音が発生するなど信頼性の面においても問題があった。
【0006】本発明は、上述のような事情から成されたものであり、本発明の目的はモータ軸またはロータヨークとリング磁石の接着作業を簡便にすると共に、電動機の発熱時におけるリング磁石の芯ずれ発生を無くすことで低コストな信頼性の高い電動機のロータを提供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明は、モータ軸またはロータヨークの外周表面にリング状の永久磁石を接着して成る電動機のロータに関するものであり、本発明の上記目的は、モータ軸またはロータヨークの外周表面に接着するリング状の永久磁石の外周面または内周面の適当な位置に軸長手方向に溝を設けることにより達成される。
【0008】
【作用】本発明にあっては、リング磁石の外周面または内周面の適当な位置に軸長手方向に少なくとも1本の溝を設けることにより、ロータ発熱時にリング磁石に発生する熱応力を当該溝部に集中させ、応力破壊を特定の位置に発生するようにしてあることから、仮にリング磁石が応力破壊を起こしたとしても、全体的にはリング磁石の機械的強度を維持することができると共に、電動機の特性にも実用上悪影響を及ぼすことが無くなる。 またモータ軸またはロータヨークの外径寸法やリング磁石の内径寸法は一般的なハメアイ公差でよく、さらにリング磁石とモータ軸またはロータヨークとの隙間は大きく取る必要が無いため磁石接着時の芯出し用治具も不要となる。
【0009】
【実施例】図1は本発明の電動機のロータの一例を示す軸直角断面図である。従来と同一機能部品は同一番号を付番して説明を省略する。ネオジウムー鉄ーボロンを基本成分とするリング磁石1の内径とロータヨーク2の外径は一般公差のハメアイでもってモータ軸3の回転中心に対して、リング磁石1の中心が実用上問題ない範囲におさまるよう互いに接着等により固定されている。リング磁石1の外周面には適当な位置(この例では4箇所ある磁極分岐点のうちの1箇所)に軸長手方向に1本の溝4を設けてあり、電動機の発熱によりロータ温度が上昇した時にはリング磁石に発生する熱応力がこの溝4に集中するようになっている。
【0010】この様に構成されたロータにおいては、リング磁石1の内径とロータヨーク2の外径の寸法精度によりロータ発熱時にリング磁石1に大きな熱応力が発生しリング磁石1に亀裂あるいは割れが発生したとしても、これら亀裂あるいは割れは必ず前記溝4の部所に発生することになる。一度亀裂あるいは割れが発生するとその後リング磁石1に熱応力が加わっても他の部所に新たな亀裂あるいは割れが発生することは無くなるため、従来の様に不特定箇所に不特定な数の亀裂あるいは割れが発生することは無くなり、ロータ回転中にリング磁石の一部が飛散するまた電動機の出力にトルクリップルが発生するといった不具合は無くなる。
【0011】図2はリング磁石1の内周側に溝41を設けた場合の例であり、効果としては図1のリング磁石外周に溝を設けた場合と同等である。なお溝の断面形状はこの例では略三角形状にて示してあるが、特にこの形状である必要は無く、図示しないが例えばU溝形状の様な形であっても同様の効果がある。また溝は少なくとも1本あればリング磁石の円周上のどの位置にあっても実用上は問題ないが、磁極分岐点の位置に設けた場合には、磁石に割れが発生した時でも、電動機としての有効磁束密度への影響が無いことから、電動機の特性を更に向上する事が出来る。
【0012】
【発明の効果】以上のように本発明の電動機のロータによれば、リング磁石の熱応力破壊による問題を解決でき、またリング磁石接着時の芯出し用治具も不要となることから低コストでかつ信頼性の高い電動機を提供出来る。




 

 


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