JP2007236160A

JP2007236160A - 同期電動機

Info

Publication number: JP2007236160A
Application number: JP2006057641A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Ogata; 洋緒方
Original assignee: Meidensha Corp; Meidensha Electric Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Meidensha Corp; Meidensha Electric Manufacturing Co Ltd
Priority date: 2006-03-03
Filing date: 2006-03-03
Publication date: 2007-09-13

Abstract

【課題】永久磁石を回転子外周面に固定する際、その取り扱いが簡単であり、確実に固定することができる同期電動機を提供する。
【解決手段】回転子２の外周面に複数の永久磁石５Ａを有する同期電動機において、永久磁石５Ａを回転子２の外周面に配設する際に永久磁石５Ａの外周側の面を被覆する樹脂製の被覆部材６を備え、被覆部材６の周方向の両側端部に、回転子２の外周面に固定される固定部７、８を設け、固定部７、８に、ネジ１０を挿通して、被覆部材６及び永久磁石５Ａを回転子２に固定する複数の貫通孔９を設けた。
【選択図】図２

Description

本発明は、永久磁石を用いた同期電動機の回転子に関する。

永久磁石型同期電動機（以下、ＰＭモータと呼ぶ。）は、その回転子の構造上、永久磁石を回転子の内部に配置したＩＰＭ（Interior Permanent Magnet）モータと、永久磁石を外周面に配置したＳＰＭ（Surface Permanent Magnet）モータに大別される。ＳＰＭモータは、永久磁石が回転子外周面に配置されているため、インダクタンスが小さくなり、高速な電流応答が得られ、又、リラクタンストルクが発生しないため、トルクの線形性も良く、高応答サーボに用いることができる。このような特性を有するＳＰＭモータにおいて、回転子の外周面に配置する永久磁石の固定方法としては、以下のような代表例が挙げられる。

（１）接着剤を用いて、永久磁石を回転子の外周面に固定する（図１１（ａ）参照）。
（２）永久磁石が嵌合する溝を回転子に形成し、この溝に永久磁石を挿入して固定する（図１１（ｂ）参照）。
（３）永久磁石の表面に、高強度のテープを巻き付けて固定する（図１１（ｃ）参照）。
（４）上記（１）〜（３）の組み合わせにより、永久磁石を固定する。

特開２００３−３２９２９号公報特開２００２−１８６２０８号公報特開２００１−６１２４４号公報

ＳＰＭモータにおいては、特に、高速回転域において、外周面に配置した永久磁石に大きな遠心力が働くため、回転時における遠心力によって、回転子から永久磁石が脱落、破損しないように、永久磁石を回転子に確実に固定しなければならない。しかしながら、上記（１）〜（４）に示した従来の固定方法においては、以下のような問題点がある。

（１）永久磁石と回転子の接着面の管理を正確に行わないと、所望の接着力が得られない。
（２）遠心力に対して、溝の形状で永久磁石を保持するので、寸法精度を正確に管理しなければならない。
（３）テープを永久磁石の表面に巻き付けるには、磁石との接触面をできるだけ大きくしておかないと、強度的な性能が得られない。

又、ＳＰＭモータでは、その回転子の構造から、永久磁石の表面に鉄等の磁性体が吸引されてしまうので、作製時の取り扱いに注意を要するという問題もある。

本発明は上記課題に鑑みなされたもので、永久磁石を回転子外周面に固定する際、その取り扱いが簡単であり、確実に固定することができる同期電動機を提供することを目的とする。

上記課題を解決する第１の発明に係る同期電動機は、
回転子の外周面に複数の永久磁石を有する同期電動機において、
前記永久磁石を前記回転子の外周面に配設する際に前記永久磁石の外周側の面を被覆する樹脂製の被覆部材を備え、
前記被覆部材の周方向の両側端部に、前記回転子の外周面に固定される固定部を設け、前記固定部に、ネジを挿通して、前記被覆部材及び前記永久磁石を前記回転子に固定する複数の貫通孔を設けたことを特徴とする。

上記課題を解決する第２の発明に係る同期電動機は、
回転子の外周面に複数の永久磁石を有する同期電動機において、
前記永久磁石全体を被覆する樹脂製の被覆部材を備え、
前記被覆部材の周方向の両側端部に、前記回転子の外周面に固定される固定部を設け、前記固定部に、ネジを挿通して、前記被覆部材及び前記永久磁石を前記回転子に固定する複数の貫通孔を設けたことを特徴とする。

上記課題を解決する第３の発明に係る同期電動機は、
上記第２の発明に記載の同期電動機において、
前記被覆部材の前記回転子側の面に、先端部が該先端部を支持する部分より大きい突起部を設けると共に、
前記回転子に、前記突起部が嵌合する溝を設けたことを特徴とする。

上記課題を解決する第４の発明に係る同期電動機は、
上記第２の発明に記載の同期電動機において、
前記被覆部材の前記回転子側の面に、幅方向に変形可能な矢形状を先端部に有する突起部を設けると共に、
前記回転子に、前記突起部の先端部が挿通可能であり、挿通された前記突起部の先端部が掛止される入口の狭い空洞孔を設けたことを特徴とする。

上記課題を解決する第５の発明に係る同期電動機は、
上記第１乃至第４のいずれかの発明に記載の同期電動機において、
前記固定部は、隣り合う前記被覆部材同士において、一方の前記被覆部材の前記固定部が他方の前記被覆部材の前記固定部に重なり合うように設けられ、
前記貫通孔は、重なり合う前記固定部同士において、互いに連通する位置に設けられたことを特徴とする。

上記課題を解決する第６の発明に係る同期電動機は、
上記第１乃至第４のいずれかの発明に記載の同期電動機において、
前記被覆部材同士を環状に一体化して形成したことを特徴とする。

本発明によれば、永久磁石の外周側表面を樹脂で覆う、若しくは、永久磁石全体を樹脂でモールドするので、永久磁石表面を保護することが可能となる。又、特に、永久磁石全体を樹脂でモールドした場合、永久磁石の持ち運び、回転子への固定作業等、その取り扱いが簡単になる。例えば、接着剤を用いた作製方法と比較すると、接着剤を硬化させる設備が不要であり、時間もかからず、又、高強度テープを用いた作製方法と比較すると、テープを巻く設備が不要になり、回転子自体の信頼性も高くなる。

図１は、本発明に係る同期電動機における回転子の概略を示す図であり、図１（ａ）は斜視図、図１（ｂ）は、図１（ａ）におけるＡ−Ａ線矢視断面図である。
図１（ａ）、（ｂ）に示すように、本発明に係る同期電動機において、回転子１は、円柱状の回転子本体２と、回転子本体２の中心に長手方向に配置され、回転軸となる軸３と、回転子本体２の外周面に配置された複数の磁石部４を有するものである。

本発明では、磁石部４を回転子本体２の外周表面に固定する際、永久磁石の表側（外周表面側）、若しくは、永久磁石全体を樹脂で覆うようにすることで、固定作業時の簡素化を図ると共に永久磁石表面の保護を行い、更に、大きい遠心力に耐えるように、確実に固定するようにしたものである。
以下、図１を基本図として、図２〜１０を参照して、本発明に係る同期電動機の実施形態の各例を詳細に説明する。

図２は、本発明に係る回転電動機において、回転子外周面に永久磁石を固定する構成の一例を示す図である。これは、図１における磁石部４と回転子本体２の固定構造を説明するものであり、図２（ａ）は、単体の固定構造を示し、図２（ｂ）は、単体の固定構造を回転子本体の外周面に複数個配置した状態を示すものである。

図２（ａ）、（ｂ）に示すように、本実施例では、磁石部４を構成する永久磁石５Ａを、回転子本体２の外周面に配置、固定する際、永久磁石５Ａの外周側の面（永久磁石５Ａにおいて、回転子本体２と反対側の表側の面）を覆う樹脂製の固定具６（被覆部材）を用いるようにしている。つまり、永久磁石５Ａの表側から、固定具６により永久磁石５Ａを覆い、その固定具６を回転子本体２に固定するようにしている。

固定具６には、永久磁石５Ａの形状に合わせて、保持部６ａが形成されており、保持部６ａの内側に永久磁石５Ａを保持する空洞部６ｂが形成されている。例えば、断面形状がドーム状の永久磁石５Ａであれば、その形状に合わせて、保持部６ａの内側にドーム断面形状の空洞部６ｂを形成し、ドーム状の外形の保持部６ａを形成すればよい。

又、固定具６の周方向の両側端部には、回転子本体２の外周面に密接して固定されるように、回転子本体２の外周面形状に倣わせた固定部７、８が設けられており、固定部７、８は、回転子本体２の軸方向に沿って形成されている。そして、固定部７、８に形成された複数のネジ穴９（貫通孔）にネジ１０を挿通して、空洞部６ｂに保持された永久磁石５Ａと共に固定具６を、回転子本体２側に固定するようにしている。

固定部７、８において、一方の固定部７は、回転子本体２の外周面に密着する位置に形成されており、他方の固定部８は、隣り合う他の固定具６の固定部７の表側の面に密着する位置に形成されている。つまり、隣り合う固定具６同士において、一方の固定具６の固定部８が他方の固定具６の固定部７に重なり合うように設けられており、固定部８は、隣り合う他の固定具６の固定部７を介して、回転子本体２の外周面に密着する構成である。そして、ネジ穴９は、重なり合う固定部７、８同士において、互いに連通する位置に設けられており、固定具６を回転子本体２の固定する際、ネジ１０は、表側から、固定部８、固定部７に挿通されて、回転子本体２側に螺合されている。

なお、本実施例においては、一方の固定具６の固定部８が他方の固定具６の固定部７に重なり合うように設けられているが、固定部７、８が共に回転子本体２の外周面に直接密着する位置に形成されていてもよい。

上記構成により、永久磁石５Ａを回転子本体２の外周面に固定する際、永久磁石５Ａの表側が樹脂製の固定具６で覆われるので、永久磁石５Ａの表面保護を行うことができる。又、永久磁石５Ａを保持する固定具６は、ネジ１０により回転子本体２に確実に固定されるので、大きい遠心力に耐えることができ、高速回転域での運転が可能となる。

なお、固定具６の長手方向の長さは、少なくとも１個の永久磁石５Ａの長手方向の長さと同等であることが望ましく、できれば、回転子本体２の軸方向の長さと同等であることがより望ましい。

図３は、本発明に係る回転電動機において、回転子外周面に永久磁石を固定する構成の他の一例を示す図である。これも、図１における磁石部４と回転子本体２の固定構造を説明するものであり、ここでは、単体での固定構造を示している。

図３に示すように、本実施例では、予め、磁石部４を構成する永久磁石５Ａの外周全体を覆うように、樹脂製の固定具１１（被覆部材）を形成しており、固定具１１の内部に永久磁石５Ａを埋め込むように保持させている。そして、永久磁石５Ａを回転子本体２の外周面に配置、固定する際には、永久磁石５Ａを内部に保持する固定具１１自体を、回転子本体２の外周面に固定するようにしている。

本実施例において、固定具１１は、永久磁石５Ａの外形表面に沿って、永久磁石５Ａ全体を覆うように、樹脂がモールディングされたものである。例えば、断面形状がドーム状の永久磁石５Ａであれば、その形状に合わせて、ドーム状の外形の固定具１１が形成される。なお、固定具１１の回転子本体２と接する面は、回転子本体２の外周に密接できるように、回転子本体２と同じ半径の湾曲形状に形成することが望ましい。

又、固定具１１の周方向の両側端部には、回転子本体２の外周面に密接して固定されるように、回転子本体２の外周面形状に合わせた固定部１２、１３が設けられており、固定部１２、１３は、回転子本体２の軸方向に沿って形成されている。そして、固定部１２、１３に形成された複数のネジ穴（貫通孔）にネジを挿通して（図示せず。）、内部に保持した永久磁石５Ａと共に固定具１１を、回転子本体２側に固定するようにしている。

固定部１２、１３において、一方の固定部１２は、回転子本体２の外周面に密着する位置に形成されており、他方の固定部１３は、隣り合う他の固定具１１の固定部１３の表側の面に密着する位置に形成されている。つまり、隣り合う固定具１１同士において、一方の固定具１１の固定部１３が他方の固定具１１の固定部１２に重なり合うように設けられており、固定部１３は、隣り合う他の固定具１１の固定部１２を介して、回転子本体２の外周面に密着する構成である。そして、ネジ穴は、重なり合う固定部１２、１３同士において、互いに連通する位置に設けられており、固定具１１を回転子本体２の固定する際、ネジは、表側から、固定部１２、固定部１３に挿通されて、回転子本体２側に螺合されている。

なお、本実施例においても、一方の固定具１１の固定部１３が他方の固定具１１の固定部１２に重なり合うように設けられているが、固定部１２、１３が共に回転子本体２の外周面に直接密着する位置に形成されていてもよい。

上記構成により、永久磁石５Ａを回転子本体２の外周面に固定する際、永久磁石５Ａの全体が樹脂製の固定具１１で覆われるので、固定作業時の簡素化を図ることができると共に永久磁石５Ａの表面保護を行うことができる。又、永久磁石５Ａを内部に保持する固定具１１は、ネジにより回転子本体２に確実に固定されるので、大きい遠心力に耐えることができ、高速回転域での運転が可能となる。

図４は、本発明に係る回転電動機において、回転子外周面に永久磁石を固定する構成の他の一例を示す図である。これも、図１における磁石部４と回転子本体２の固定構造を説明するものであり、ここでも、単体での固定構造を示している。

図４に示すように、本実施例でも、実施例２と同様に、予め、磁石部４を構成する永久磁石５Ａの外周全体を覆うように、樹脂製の固定具１４（被覆部材）を形成しており、固定具１４の内部に永久磁石５Ａを埋め込むように保持させている。そして、永久磁石５Ａを回転子本体２の外周面に配置、固定する際には、永久磁石５Ａを内部に保持する固定具１４自体を、回転子本体２の外周面に固定するようにしている。

つまり、固定具１４は、実施例２と同様に、断面形状がドーム状の永久磁石５Ａの外周表面に沿って、永久磁石５Ａ全体を覆うように、樹脂がモールディングされたものである。又、固定具１４の周方向の両側端部には、固定部１２、１３が形成されており、固定部１２、１３に形成された複数のネジ穴にネジが挿通されて、内部に保持した永久磁石５Ａと共に固定具１４を、回転子本体２側に固定する構成である。

更に、本実施例においては、固定具１４の下部側の面、つまり、固定具１４の回転子本体２側の面に、遠心力に対して抜け止めとなる突起部１５が設けられている。この突起部１５は、断面形状が円形状の先端部１５ａと、先端部１５ａを固定具１４側から支持し、先端部１５ａの直径より幅の狭い支持部１５ｂとから構成される。つまり、先端部１５ａが、先端部１５ａを支持する支持部１５ｂより大きく形成されている。

そして、この突起部１５が嵌合するように、回転子本体２側には、突起部１５の断面形状と同じ形状の溝１６が、回転子本体２の軸方向に沿って設けられている。溝１６の底部は、先端部１５ａの形状に合わせて、断面形状が円形状であり、又、溝１６の入口から底部に至る部分は、支持部１５ｂの形状に合わせて、先端部１５ａの直径より開口幅が狭く形成されている。従って、永久磁石５Ａと共に固定具１４を回転子本体２に固定する際には、固定具１４の突起部１５の端部を、回転子本体２の側端部から溝１６に挿入し、溝１６に沿って、固定具１４を回転子本体２の軸方向に移動させることで、固定具１４を回転子本体２に嵌合、固定している。

上記構成により、永久磁石５Ａを回転子本体２の外周面に固定する際、永久磁石５Ａの全体が樹脂製の固定具１４で覆われるので、固定作業時の簡素化を図ることができると共に永久磁石５Ａの表面保護を行うことができる。又、永久磁石５Ａを内部に保持する固定具１４は、突起部１５及びネジにより回転子本体２に確実に固定されるので、大きい遠心力に耐えることができ、高速回転域での運転が可能となる。

図５は、本発明に係る回転電動機において、回転子外周面に永久磁石を固定する構成の他の一例を示す図である。これも、図１における磁石部４と回転子本体２の固定構造を説明するものであり、ここでも、単体での固定構造を示している。

図５に示すように、本実施例でも、実施例２と同様に、予め、磁石部４を構成する永久磁石５Ａの外周全体を覆うように、樹脂製の固定具１７（被覆部材）を形成しており、固定具１７の内部に永久磁石５Ａを埋め込むように保持させている。そして、永久磁石５Ａを回転子本体２の外周面に配置、固定する際には、永久磁石５Ａを内部に保持する固定具１７自体を、回転子本体２の外周面に固定するようにしている。

つまり、固定具１７は、実施例２と同様に、断面形状がドーム状の永久磁石５Ａの外形表面に沿って、永久磁石５Ａ全体を覆うように、樹脂がモールディングされたものである。又、固定具１７の周方向の両側端部には、固定部１２、１３が形成されており、固定部１２、１３に形成された複数のネジ穴にネジが挿通されて、内部に保持した永久磁石５Ａと共に固定具１７を、回転子本体２側に固定する構成である。

更に、本実施例においては、固定具１７の下部側の面、つまり、固定具１７の回転子本体２側の面に、遠心力に対して抜け止めとなる突起部１８が１つ又は複数設けられている。この突起部１８は、断面形状が逆三角形状となる矢形状であり、その幅方向に変形可能な構造又は材料からなる先端部１８ａを有しており、先端部１８ａは、先端部１８ａの変形最小幅と同等の幅の支持部１８ｂにより、固定具１７に支持される構成である。

そして、この突起部１８に対応して、回転子本体２側には、入口部１９ａの開口幅が狭く、奥部１９ｂの開口幅が広い空洞孔１９が１つ又は複数形成されている。空洞孔１９の入口部１９ａは、最小幅に変形した先端部１８ａが挿通可能であり、かつ、入口部１９ａを挿通した後に幅方向に広がった先端部１８ａを掛止可能な開口幅に形成されている。又、空洞孔１９の奥部１９ｂは、先端部１８ａが変形可能な最大幅と同等以上の開口幅に形成されている。従って、永久磁石５Ａと共に固定具１７を回転子本体２に固定する際には、回転子本体２の表側から、固定具１７の突起部１８を空洞孔１９に差し込むことで、固定具１７を回転子本体２に固定している。

上記構成により、永久磁石５Ａを回転子本体２の外周面に固定する際、永久磁石５Ａの全体が樹脂製の固定具１７で覆われるので、固定作業時の簡素化を図ることができると共に永久磁石５Ａの表面保護を行うことができる。又、永久磁石５Ａを内部に保持する固定具１７は、突起部１８及びネジにより回転子本体２に確実に固定されるので、大きい遠心力に耐えることができ、高速回転域での運転が可能となる。

図６は、本発明に係る回転電動機において、回転子外周面に永久磁石を固定する構成の他の一例を示す図である。これは、図１における磁石部４と回転子本体２の固定構造を説明するものであり、複数の永久磁石を回転子本体の外周面に複数個配置、固定した状態を示すものである。

図６に示すように、本実施例では、磁石部４を構成する永久磁石５Ａを、回転子本体２の外周面に配置、固定する際、複数の永久磁石５Ａの外周側の面（永久磁石５Ａにおいて、回転子本体２と反対側の表側の面）を一括して覆う樹脂製の環状固定具２０を用いるようにしている。つまり、極数全ての永久磁石５Ａに対して、永久磁石５Ａの表側から、環状固定具２０により各々の永久磁石５Ａを覆い、その環状固定具２０を回転子本体２に固定するようにしており、謂わば、実施例１に示した固定具６を環状に連結させた構造である。

本実施例において、環状固定具２０には、実施例１と同様に、断面形状がドーム状の永久磁石５Ａの形状に合わせて、複数の保持部２０ａが形成されており、各保持部２０ａの内側にドーム断面形状の空洞部２０ｂが形成されている。

又、保持部２０ａ同士の間には、保持部２０ａ同士を連結すると共に、回転子本体２の外周面形状に倣わせた固定部２１が設けられており、固定部２１は、回転子本体２の軸方向に沿って形成されている。そして、固定部２１に形成された複数のネジ穴にネジを挿通し、螺合して、回転子本体２の外周面に固定部２１を密接して固定することにより、空洞部２０ｂに保持された永久磁石５Ａと共に環状固定具２０を、回転子本体２側に固定するようにしている。

上記構成により、永久磁石５Ａを回転子本体２の外周面に固定する際、永久磁石５Ａの表側が樹脂製の環状固定具２０で覆われるので、永久磁石５Ａの表面保護を行うことができる。又、永久磁石５Ａを保持する環状固定具２０は、ネジにより回転子本体２に確実に固定されるので、大きい遠心力に耐えることができ、高速回転域での運転が可能となる。

なお、環状固定具２０の長手方向の長さは、少なくとも永久磁石５Ａの長手方向の長さと同等であることが望ましく、できれば、回転子本体２の軸方向の長さと同等であることがより望ましい。

又、本実施例では、実施例１に示した固定具６を環状に連結した構成を示したが、実施例２〜４に示した単体の固定具１１、１４、１７を環状に連結した構成としてもよい。

更に、本実施例においては、全ての極数の永久磁石５Ａを一括して覆うように、固定具を環状に形成しているが、複数の極数、例えば、２極、３極毎に、永久磁石５Ａを覆うように、単体の固定具６、１１、１４、１７をいくつか連結した構成とし、それを、回転子本体２の外周面に固定するようにしてもよい。

図７は、本発明に係る回転電動機において、回転子外周面に永久磁石を固定する構成の他の一例を示す図である。これは、図１における磁石部４と回転子本体２の固定構造を説明するものであり、図７（ａ）は、単体の固定構造を示し、図７（ｂ）は、単体の固定構造を回転子本体の外周面に複数個配置した状態を示すものである。

図７（ａ）、（ｂ）に示すように、本実施例では、磁石部４を構成する永久磁石５Ｂを、回転子本体２の外周面に配置、固定する際、永久磁石５Ｂの外周側の面（永久磁石５Ａにおいて、回転子本体２と反対側の表側の面）を覆う樹脂製の固定具３０（被覆部材）を用いるようにしている。つまり、永久磁石５Ｂの表側から、固定具３０により永久磁石５Ｂを覆い、その固定具３０を回転子本体２に固定するようにしている。

固定具３０には、永久磁石５Ｂの形状に合わせて、保持部３０ａが形成されており、保持部３０ａの内側に永久磁石５Ｂを保持する空洞部３０ｂが形成されている。例えば、断面形状が台形状の永久磁石５Ｂであれば、その形状に合わせて、台形状の外形の保持部３０ａを形成し、保持部３０ａの内側に台形断面形状の空洞部３０ｂを形成すればよい。又、この固定具３０の長手方向の長さは、回転子本体２の軸方向の長さと同等である。

又、固定具３０において、その軸方向の一端部、他端部には、回転子本体２の軸方向の一端側の面、他端側の面と平行な方向に（回転子本体２の軸方向に垂直な方向に）、固定面３１が形成されており、固定面３１は、保持部３０ａの軸方向の一端部、他端部を覆い、更に、一部が、回転子本体２の一端側の面、他端側の面と重なって密接するように延設されている。固定面３１の密接部分には、複数のネジ穴３２が形成されており、固定具３０を回転子本体２側に固定する際には、複数のネジ穴３２からネジを軸方向に挿通し、螺合して、固定具３０を回転子本体２の一端側の面、他端側の面に固定することにより、空洞部３０ｂに保持された永久磁石５Ｂを固定している。

上記構成により、永久磁石５Ｂを回転子本体２の外周面に固定する際、永久磁石５Ｂの表側が樹脂製の固定具３０で覆われるので、永久磁石５Ｂの表面保護を行うことができる。又、永久磁石５Ｂを保持する固定具３０は、ネジにより回転子本体２に確実に固定されるので、大きい遠心力に耐えることができ、高速回転域での運転が可能となる。

図８は、本発明に係る回転電動機において、回転子外周面に永久磁石を固定する構成の他の一例を示す図である。これも、図１における磁石部４と回転子本体２の固定構造を説明するものであり、ここでは、単体での固定構造を示している。

図８に示すように、本実施例では、予め、磁石部４を構成する永久磁石５Ｂの外周全体を覆うように、樹脂製の固定具３３（被覆部材）を形成しており、固定具３３の内部に永久磁石５Ｂを埋め込むように保持させている。永久磁石５Ｂを回転子本体２の外周面に配置、固定する際には、永久磁石５Ｂを内部に保持する固定具３３自体を、回転子本体２に固定するようにしている。

本実施例において、固定具３３は、永久磁石５Ｂの外形表面に沿って、永久磁石５Ｂ全体を覆うように、樹脂がモールディングされたものである。例えば、断面形状が台形状の永久磁石５Ｂであれば、その形状に合わせて、台形状の外形の固定具３３が形成される。又、この固定具３３の長手方向の長さは、回転子本体２の軸方向の長さと同等である。なお、固定具３３の回転子本体２と接する面は、回転子本体２の外周に密接できるように、回転子本体２と同じ半径の湾曲形状に形成することが望ましい。

又、固定具３３において、その軸方向の一端部、他端部には、回転子本体２の軸方向の一端側の面、他端側の面と平行な方向に（回転子本体２の軸方向に垂直な方向に）、固定面３４が形成されており、固定面３４は、その軸方向の一端部、他端部を覆い、更に、一部が、回転子本体２の一端側の面、他端側の面と重なって密接するように延設されている。固定面３４の密接部分には、複数のネジ穴３２が形成されており、固定具３３を回転子本体２側に固定する際には、複数のネジ穴３２からネジを軸方向に挿通し、螺合して、固定具３３を回転子本体２の一端側の面、他端側の面に固定することにより、内部に保持された永久磁石５Ｂを固定している。

上記構成により、永久磁石５Ｂを回転子本体２の外周面に固定する際、永久磁石５Ｂの全体が樹脂製の固定具３３で覆われるので、固定作業時の簡素化を図ることができると共に永久磁石５Ｂの表面保護を行うことができる。又、永久磁石５Ｂを保持する固定具３３は、ネジにより回転子本体２に確実に固定されるので、大きい遠心力に耐えることができ、高速回転域での運転が可能となる。

図９は、本発明に係る回転電動機において、回転子外周面に永久磁石を固定する構成の他の一例を示す図である。これも、図１における磁石部４と回転子本体２の固定構造を説明するものであり、ここでも、単体での固定構造を示している。

図９に示すように、本実施例でも、実施例７と同様に、予め、磁石部４を構成する永久磁石５Ｂの外周全体を覆うように、樹脂製の固定具３６（被覆部材）を形成しており、固定具３６の内部に永久磁石５Ｂを埋め込むように保持させている。永久磁石５Ｂを回転子本体２の外周面に配置、固定する際には、永久磁石５Ｂを内部に保持する固定具３６自体を、回転子本体２に固定するようにしている。

つまり、固定具３６は、実施例７と同様に、断面形状が台形状の永久磁石５Ｂの外周表面に沿って、永久磁石５Ｂ全体を覆うように、樹脂がモールディングされたものである。又、固定具３６の軸方向の両端部にも、同様に、固定面３４が形成されており、固定面３４に形成された複数のネジ穴３２にネジが挿通され、螺合されて、固定具３６を回転子本体２の一端側の面、他端側の面に固定することにより、内部に保持された永久磁石５Ｂを固定している。

更に、本実施例においては、固定具３６の下部側の面、つまり、固定具３６の回転子本体２側の面に、遠心力に対して抜け止めとなる突起部３８が１つ又は複数設けられている。この突起部３８は、断面形状が逆三角形状となる矢形状であり、その幅方向に変形可能な構造又は材料からなる先端部３８ａを有しており、先端部３８ａは、先端部３８ａの変形最小幅と同等の幅の支持部３８ｂにより、固定具３６に支持される構成である。

そして、この突起部３８に対応して、回転子本体２側には、入口部の開口幅が狭く、奥部の開口幅が広い空洞孔が１つ又は複数形成されている（実施例４における空洞孔１９参照）。空洞孔の入口部は、最小幅に変形した先端部３８ａが挿通可能であり、かつ、入口部を挿通した後に幅方向に広がった先端部３８ａを掛止可能な開口幅に形成されている。又、空洞孔の奥部は、先端部３８ａが変形可能な最大幅と同等以上の開口幅に形成されている。従って、永久磁石５Ｂと共に固定具３６を回転子本体２に固定する際には、回転子本体２の表側から、固定具３６の突起部３８を空洞孔に差し込むことで、固定具３６を回転子本体２に固定している。

上記構成により、永久磁石５Ｂを回転子本体２の外周面に固定する際、永久磁石５Ｂの全体が樹脂製の固定具３６で覆われるので、固定作業時の簡素化を図ることができると共に永久磁石５Ｂの表面保護を行うことができる。又、永久磁石５Ｂを内部に保持する固定具３６は、突起部３８及びネジにより回転子本体２に確実に固定されるので、大きい遠心力に耐えることができ、高速回転域での運転が可能となる。

図１０は、本発明に係る回転電動機において、回転子外周面に永久磁石を固定する構成の他の一例を示す図である。これは、図１における磁石部４と回転子本体２の固定構造を説明するものであり、複数の永久磁石を回転子本体の外周面に複数個配置、固定した状態を示すものである。

図１０に示すように、本実施例では、磁石部４を構成する永久磁石５Ｂを、回転子本体２の外周面に配置、固定する際、複数の永久磁石５Ｂの外周側の面（永久磁石５Ａにおいて、回転子本体２と反対側の表側の面）を、一括して覆う樹脂製の環状固定具３９を用いるようにしている。つまり、極数全ての永久磁石５Ｂに対して、永久磁石５Ｂの表側から、環状固定具３９により各々の永久磁石５Ｂを覆い、その環状固定具３９を回転子本体２に固定するようにしており、謂わば、実施例６に示した固定具３０を環状に連結させた構造である。

本実施例において、環状固定具３９には、実施例６と同様に、断面形状が台形状の永久磁石５Ｂの形状に合わせて、複数の保持部３９ａが形成されており、各保持部３９ａの内側に台形断面形状の空洞部３９ｂが形成されている。又、環状固定具３９の軸方向の両端部にも、同様に、固定面３１が形成されており、固定面３１に形成された複数のネジ穴３２にネジが挿通され、螺合されて、環状固定具３９を回転子本体２の一端側の面、他端側の面に固定することにより、内部に保持された永久磁石５Ｂを固定している。

又、保持部３９ａ同士の間には、保持部３９ａ同士を連結すると共に、回転子本体２の外周面形状に倣わせた連結部４１が設けられており、連結部４１は、回転子本体２の軸方向に沿って形成されている。なお、連結部４１に複数の貫通孔を設け、貫通孔にネジを挿通して螺合し、環状固定具３９の回転子本体２への固定を補助するようにしてもよい。

上記構成により、永久磁石５Ｂを回転子本体２の外周面に固定する際、永久磁石５Ｂの表側が樹脂製の環状固定具３９で覆われるので、永久磁石５Ｂの表面保護を行うことができる。又、永久磁石５Ｂを保持する環状固定具３９は、ネジにより回転子本体２に確実に固定されるので、大きい遠心力に耐えることができ、高速回転域での運転が可能となる。

なお、本実施例では、実施例６に示した固定具３０を環状に連結した構成を示したが、実施例７、８に示した単体の固定具３３、３６を環状に連結した構成としてもよい。

更に、本実施例においては、全ての極数の永久磁石５Ｂを一括して覆うように、固定具を環状に形成しているが、複数の極数、例えば、２極、３極毎に、永久磁石５Ｂを覆うように、単体の固定具３３、３６をいくつか連結した構成とし、それを、回転子本体２に固定するようにしてもよい。

回転電動機の回転子を示す図であり、（ａ）は、斜視図、（ｂ）はＡ−Ａ線矢視断面図である。本発明に係る回転電動機において、回転子外周面に永久磁石を固定する構成の一例（実施例１）を示す図である。本発明に係る回転電動機において、回転子外周面に永久磁石を固定する構成の他の一例（実施例２）を示す図である。本発明に係る回転電動機において、回転子外周面に永久磁石を固定する構成の他の一例（実施例３）を示す図である。本発明に係る回転電動機において、回転子外周面に永久磁石を固定する構成の他の一例（実施例４）を示す図である。本発明に係る回転電動機において、回転子外周面に永久磁石を固定する構成の他の一例（実施例５）を示す図である。本発明に係る回転電動機において、回転子外周面に永久磁石を固定する構成の他の一例（実施例６）を示す図である。本発明に係る回転電動機において、回転子外周面に永久磁石を固定する構成の他の一例（実施例７）を示す図である。本発明に係る回転電動機において、回転子外周面に永久磁石を固定する構成の他の一例（実施例８）を示す図である。本発明に係る回転電動機において、回転子外周面に永久磁石を固定する構成の他の一例（実施例９）を示す図である。従来の回転電動機において、回転子外周面への磁石の固定構造を示す図である。

符号の説明

１回転子
２回転子本体
３軸
４磁石部
５Ａ、５Ｂ永久磁石
６、１１、１４、１７固定具
７、８、１２、１３固定部
９貫通孔
１０ネジ
１５突起部
１６溝
１８突起部
１９空洞孔
２０環状固定具
２１固定部

Claims

回転子の外周面に複数の永久磁石を有する同期電動機において、
前記永久磁石を前記回転子の外周面に配設する際に前記永久磁石の外周側の面を被覆する樹脂製の被覆部材を備え、
前記被覆部材の周方向の両側端部に、前記回転子の外周面に固定される固定部を設け、前記固定部に、ネジを挿通して、前記被覆部材及び前記永久磁石を前記回転子に固定する複数の貫通孔を設けたことを特徴とする同期電動機。
回転子の外周面に複数の永久磁石を有する同期電動機において、
前記永久磁石全体を被覆する樹脂製の被覆部材を備え、
前記被覆部材の周方向の両側端部に、前記回転子の外周面に固定される固定部を設け、前記固定部に、ネジを挿通して、前記被覆部材及び前記永久磁石を前記回転子に固定する複数の貫通孔を設けたことを特徴とする同期電動機。
請求項２に記載の同期電動機において、
前記被覆部材の前記回転子側の面に、先端部が該先端部を支持する部分より大きい突起部を設けると共に、
前記回転子に、前記突起部が嵌合する溝を設けたことを特徴とする同期電動機。
請求項２に記載の同期電動機において、
前記被覆部材の前記回転子側の面に、幅方向に変形可能な矢形状の先端部を有する突起部を設けると共に、
前記回転子に、前記突起部の先端部が挿通可能であり、挿通された前記突起部の先端部が掛止される入口の狭い空洞孔を設けたことを特徴とする同期電動機。
請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の同期電動機において、
前記固定部は、隣り合う前記被覆部材同士において、一方の前記被覆部材の前記固定部が他方の前記被覆部材の前記固定部に重なり合うように設けられ、
前記貫通孔は、重なり合う前記固定部同士において、互いに連通する位置に設けられたことを特徴とする同期電動機。
請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の同期電動機において、
前記被覆部材同士を環状に一体化して形成したことを特徴とする同期電動機。