WO2018216257A1 - Spm motor rotor and method for manufacturing same - Google Patents
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Definitions
- the fiber bundle 22 While the fiber bundle 22 is impregnated with an epoxy resin and tension is applied, the fiber bundle is continuously wound at a pitch of 3 mm and is reciprocated five times to form 10 layers. I wrapped it around. A tape ring 4 made of SUS was fitted to the winding end portion 1e. For curing the resin, an oven was used, the temperature was raised to 130 ° C. and held for 3 hours, and the fiber bundle 22 was integrated with the taper ring 4. In this way, a rotor X was obtained.
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Abstract
A SPM motor rotor according to the present invention has: a plurality of magnets that are arranged along the outer circumferential surface of the rotor body; a holding member; and a cover member. The holding member is formed by a resin-impregnated fiber bundle. The holding member is continuous in a section from one end to the other in the axial direction of the rotor body, and is spirally wound a plurality of times on the outside the magnets in the radial direction. The cover member is provided to the other end. The winding start part of the holding member is covered with a layer outside the winding start part of the holding member spirally wound by for a plurality of times. The winding end part of the holding member is positioned outside the magnets with respect to the axial direction of the rotor body. At the winding end part, the outer periphery of the holding member is covered with the cover member.
Description
本発明は、磁石を保持する保持部材を有するＳＰＭモータ回転子、およびその製造方法に関するものである。
The present invention relates to an SPM motor rotor having a holding member for holding a magnet, and a method for manufacturing the same.
近年、ＮＣ加工機用主軸モータにおいては、高速化および高出力化に有利であるため、永久磁石を主軸の外周面に配置するＳＰＭ（Ｓｕｒｆａｃｅ Ｐａｒｍａｎｅｎｔ Ｍａｇｎｅｔ）モータ回転子が用いられている。このＳＰＭモータ回転子においては、回転子の回転数を増大させると、磁石が、遠心力によって回転子から脱離しようとする。この脱離を防止するためには、磁石を回転子に保持する保持強度を十分に付与する必要がある。
2. Description of the Related Art In recent years, a spindle motor for an NC machine is advantageous for speeding up and increasing output, and therefore, a SPM (Surface Parent Magnet) motor rotor in which a permanent magnet is arranged on the outer peripheral surface of the spindle has been used. In this SPM motor rotor, when the rotational speed of the rotor is increased, the magnet tends to be detached from the rotor by centrifugal force. In order to prevent this detachment, it is necessary to provide sufficient holding strength for holding the magnet on the rotor.
特許文献１に記載された従来の回転子では、回転子の外周に、周方向に配列された複数の磁石が設けられている。磁石の外周側には、繊維強化プラスチック製の繊維束が、回転子の軸方向において、一端側から他端側まで、連続的に巻き付けられている。繊維束の巻き終わり部は、反応硬化性樹脂で終端処理されている。
In the conventional rotor described in Patent Document 1, a plurality of magnets arranged in the circumferential direction are provided on the outer periphery of the rotor. On the outer peripheral side of the magnet, a fiber bundle made of fiber reinforced plastic is continuously wound from one end side to the other end side in the axial direction of the rotor. The winding end portion of the fiber bundle is terminated with a reaction curable resin.
しかしながら、特許文献１に記載された従来の回転子では、繊維束の巻き終わり部は、表面に露出しており、反応硬化性樹脂で接着固定されているのみである。そのため、回転子を高速で回転させた場合、遠心力によって、巻き終わり部は、接着箇所から剥離する。これにより、磁石が回転子から脱離するという課題があった。
However, in the conventional rotor described in Patent Document 1, the winding end portion of the fiber bundle is exposed on the surface and is only bonded and fixed with a reactive curable resin. Therefore, when the rotor is rotated at a high speed, the winding end portion is peeled off from the adhesion portion by centrifugal force. Thereby, there was a problem that the magnet was detached from the rotor.
この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであって、回転子を高速で回転させた場合においても、磁石が脱離しないＳＰＭモータ回転子を提供することを目的とするものである。
The present invention has been made to solve the above-described problems, and it is an object of the present invention to provide an SPM motor rotor in which a magnet is not detached even when the rotor is rotated at a high speed. Is.
この発明によるＳＰＭモータ回転子は、回転子本体の外周面に沿って複数の磁石が配置され、保持部材および覆い部材を有する。保持部材は、樹脂が含浸された繊維束によって形成される。保持部材は、回転子本体の軸方向における一端部から他端部に至る区間にわたって連続して、複数回螺旋状に周回しつつ、複数の磁石の径方向外側に巻かれる。覆い部材は、他端部に設けられる。保持部材の巻き始め部は、複数回螺旋状に周回しつつ巻かれる保持部材の巻き始め部より外側の層に覆われる。保持部材の巻き終わり部は、回転子本体の軸方向について磁石より外側に位置する。巻き終わり部において、保持部材の外周は、覆い部材によって覆われる。
The SPM motor rotor according to the present invention has a plurality of magnets arranged along the outer peripheral surface of the rotor body, and has a holding member and a covering member. The holding member is formed by a fiber bundle impregnated with resin. The holding member is continuously wound over a section from one end portion to the other end portion in the axial direction of the rotor main body, and is wound around the outer side in the radial direction of the plurality of magnets while spiraling a plurality of times. The covering member is provided at the other end. The winding start portion of the holding member is covered with a layer on the outer side of the winding start portion of the holding member that is wound while spirally turning a plurality of times. The winding end portion of the holding member is located outside the magnet in the axial direction of the rotor body. At the end of winding, the outer periphery of the holding member is covered with a covering member.
この発明のＳＰＭモータ回転子によれば、磁石をＳＰＭモータ回転子に対して保持する保持部材の巻き始め部は、保持部材の巻き始め部より外側の層によって覆われている。また、保持部材の巻き終わり部は、覆い部材によって覆われている。したがって、保持部材の端部である巻き始め部および巻き終わり部は、ともに、表面に露出していない。そのため、高速回転時において、保持部材の巻き始め部および巻き終わり部に、保持部材の剥離が発生しない。
According to the SPM motor rotor of the present invention, the winding start portion of the holding member that holds the magnet with respect to the SPM motor rotor is covered with a layer outside the winding start portion of the holding member. Moreover, the winding end part of the holding member is covered with a covering member. Therefore, both the winding start part and winding end part which are the edge parts of a holding member are not exposed to the surface. Therefore, the peeling of the holding member does not occur at the winding start portion and the winding end portion of the holding member during high-speed rotation.
これにより、回転子を高速で回転させた場合においても、磁石が脱離しないＳＰＭモータ回転子を提供することができる。
Thereby, even when the rotor is rotated at a high speed, an SPM motor rotor in which the magnet is not detached can be provided.
以下、本発明におけるＳＰＭモータ回転子の実施の形態について、図面を用いて説明する。なお、同一または相当部分については同一符号で示し、重複する説明は省略する。
Hereinafter, embodiments of the SPM motor rotor according to the present invention will be described with reference to the drawings. In addition, about the same or an equivalent part, it shows with the same code | symbol and the overlapping description is abbreviate | omitted.
実施の形態１．
図１は、実施の形態１によるＳＰＭモータ回転子を備えたモータの概略断面図である。このモータは、例えば、ＮＣ加工機に用いられる。Embodiment 1 FIG.
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of a motor including an SPM motor rotor according to the first embodiment. This motor is used, for example, in an NC processing machine.
図１は、実施の形態１によるＳＰＭモータ回転子を備えたモータの概略断面図である。このモータは、例えば、ＮＣ加工機に用いられる。
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of a motor including an SPM motor rotor according to the first embodiment. This motor is used, for example, in an NC processing machine.
モータ３００は、ハウジング１０内に、互いに同心円状に配置された回転子１００および固定子１１を備えている。固定子１１は、ハウジング１０の内面に固定されている。回転子１００は、ＳＰＭモータ回転子を構成する。
The motor 300 includes a rotor 100 and a stator 11 that are concentrically arranged in the housing 10. The stator 11 is fixed to the inner surface of the housing 10. The rotor 100 constitutes an SPM motor rotor.
回転子１００には、円柱状の回転軸１３の周囲に、回転子本体としての、円筒形のスリーブ３が設けられている。スリーブ３の外周側には、複数の磁石２が配置されている。磁石２の外周側には、磁石２を保持するように、保持部材１が設けられている。保持部材１において、スリーブ３の軸方向Ｌの一端部３ａにおける外径は、中央側の外径と等しい。一方、保持部材１において、スリーブ３の軸方向Ｌの他端部３ｂには、スリーブ３の内周側に向かって、傾斜部１ｔが設けられている。スリーブ３の他端部３ｂには、覆い部材としてのテーパーリング４が嵌め込まれている。テーパーリング４は、円柱から円錐台が抜かれた形状をしている。これにより、テーパーリング４の内周面のうち、保持部材１を覆う部分の形状は、テーパー形状である。テーパーリング４の外径は、複数の磁石２に巻かれている保持部材１の外径と等しく形成されている。保持部材１の傾斜部１ｔは、テーパーリング４によって覆われており、回転子１００の表面に露出していない。テーパーリング４の軸方向Ｌの外側には、円盤型の回転子カバー１２が設けられている。保持部材１には、比強度が高く、比較的安価な炭素繊維に、エポキシ樹脂が浸漬されて形成された繊維強化プラスチック（ＦＲＰ）が用いられている。
The rotor 100 is provided with a cylindrical sleeve 3 as a rotor body around a columnar rotation shaft 13. A plurality of magnets 2 are arranged on the outer peripheral side of the sleeve 3. A holding member 1 is provided on the outer peripheral side of the magnet 2 so as to hold the magnet 2. In the holding member 1, the outer diameter at the one end 3 a in the axial direction L of the sleeve 3 is equal to the outer diameter at the center. On the other hand, in the holding member 1, an inclined portion 1 t is provided at the other end portion 3 b in the axial direction L of the sleeve 3 toward the inner peripheral side of the sleeve 3. A taper ring 4 as a covering member is fitted into the other end 3 b of the sleeve 3. The taper ring 4 has a shape in which a truncated cone is removed from a cylinder. Thereby, the shape of the part which covers the holding member 1 among the internal peripheral surfaces of the taper ring 4 is a taper shape. The outer diameter of the taper ring 4 is formed to be equal to the outer diameter of the holding member 1 wound around the plurality of magnets 2. The inclined portion 1 t of the holding member 1 is covered with the taper ring 4 and is not exposed on the surface of the rotor 100. A disk-shaped rotor cover 12 is provided outside the taper ring 4 in the axial direction L. The holding member 1 is made of fiber reinforced plastic (FRP) formed by immersing an epoxy resin in carbon fiber having high specific strength and relatively low cost.
図２は、図１におけるＡ部の拡大図である。
スリーブ３において、磁石２とテーパーリング４との間の部位には、回転子１００の半径方向外側に向かって、段状に突出するフランジ部５が形成されている。フランジ部５は、スリーブ３の他端部３ｂに形成されている。これにより、フランジ部５のテーパーリング４と接する側の端面５ｂは、スリーブ３の他端部３ｂの端面になっている。フランジ部５の磁石２と接する側５ａは、磁石２の外周と同じ高さである。フランジ部５のテーパーリング４と接する側の端面５ｂは、磁石２の外周より少し低くなる、すなわち、フランジ部５の外側は、磁石２に接する側５ａからテーパーリング４に接する側の端面５ｂに向かって、肉厚が薄くなるテーパー形状となっている。保持部材１の傾斜部１ｔは、フランジ部５のテーパー形状に沿って設けられている。テーパーリング４は、保持部材１の傾斜部１ｔを覆っている。 FIG. 2 is an enlarged view of a portion A in FIG.
In thesleeve 3, a flange portion 5 is formed at a portion between the magnet 2 and the taper ring 4 so as to protrude stepwise toward the outer side in the radial direction of the rotor 100. The flange portion 5 is formed at the other end portion 3 b of the sleeve 3. As a result, the end surface 5 b of the flange portion 5 on the side in contact with the taper ring 4 is the end surface of the other end portion 3 b of the sleeve 3. The side 5 a in contact with the magnet 2 of the flange portion 5 has the same height as the outer periphery of the magnet 2. The end surface 5b of the flange portion 5 on the side in contact with the taper ring 4 is slightly lower than the outer periphery of the magnet 2, that is, the outer side of the flange portion 5 extends from the side 5a in contact with the magnet 2 to the end surface 5b on the side in contact with the taper ring 4 In the meantime, it has a tapered shape in which the thickness becomes thinner. The inclined portion 1 t of the holding member 1 is provided along the tapered shape of the flange portion 5. The taper ring 4 covers the inclined portion 1t of the holding member 1.
スリーブ３において、磁石２とテーパーリング４との間の部位には、回転子１００の半径方向外側に向かって、段状に突出するフランジ部５が形成されている。フランジ部５は、スリーブ３の他端部３ｂに形成されている。これにより、フランジ部５のテーパーリング４と接する側の端面５ｂは、スリーブ３の他端部３ｂの端面になっている。フランジ部５の磁石２と接する側５ａは、磁石２の外周と同じ高さである。フランジ部５のテーパーリング４と接する側の端面５ｂは、磁石２の外周より少し低くなる、すなわち、フランジ部５の外側は、磁石２に接する側５ａからテーパーリング４に接する側の端面５ｂに向かって、肉厚が薄くなるテーパー形状となっている。保持部材１の傾斜部１ｔは、フランジ部５のテーパー形状に沿って設けられている。テーパーリング４は、保持部材１の傾斜部１ｔを覆っている。 FIG. 2 is an enlarged view of a portion A in FIG.
In the
テーパーリング４は、内テーパー部４ａとディスク部４ｂとを有している。内テーパー部４ａおよびディスク部４ｂは、一体に形成されている。ディスク部４ｂは、他端部３ｂの端面５ｂを覆っている。ディスク部４ｂには、ディスク部４ｂの軸方向Ｌに貫通している穴部４ｈが設けられている。穴部４ｈの径は、スリーブ３の内径と等しい。内テーパー部４ａの形状は、環形状である。内テーパー部４ａの内周面の形状は、テーパー形状である。これにより、内テーパー部４ａの内径は、ディスク部４ｂ側から離れる方向へ連続的に拡大している。内テーパー部４ａは、保持部材１の巻き終わり部１ｅを覆っている。テーパーリング４は、金属材料によって形成されている。テーパーリング４には、例えば、ステンレスまたはハイテンション鋼を用いることができる。
The taper ring 4 has an inner taper portion 4a and a disk portion 4b. The inner tapered portion 4a and the disc portion 4b are integrally formed. The disk part 4b covers the end surface 5b of the other end part 3b. The disc portion 4b is provided with a hole portion 4h penetrating in the axial direction L of the disc portion 4b. The diameter of the hole 4 h is equal to the inner diameter of the sleeve 3. The shape of the inner tapered portion 4a is a ring shape. The shape of the inner peripheral surface of the inner tapered portion 4a is a tapered shape. Thereby, the internal diameter of the inner taper part 4a is continuously expanded in the direction away from the disk part 4b side. The inner taper portion 4 a covers the winding end portion 1 e of the holding member 1. The taper ring 4 is made of a metal material. For the taper ring 4, for example, stainless steel or high tension steel can be used.
保持部材１の傾斜部１ｔは、テーパーリング４によって覆われており、テーパーリング４の表面４ｓに露出していない。したがって、高速回転時の遠心力によって、保持部材１の傾斜部１ｔにおいては、剥離が発生しない。そのため、回転子１００は高速回転が可能となる。
The inclined portion 1t of the holding member 1 is covered with the taper ring 4 and is not exposed on the surface 4s of the taper ring 4. Therefore, peeling does not occur in the inclined portion 1t of the holding member 1 due to the centrifugal force during high-speed rotation. Therefore, the rotor 100 can be rotated at high speed.
次に、実施の形態１におけるＳＰＭモータ回転子の製造方法について、図３から図７を用いて説明する。
まず、図３に示すように、回転子１００の芯となるスリーブ３を準備する。
次に、図４に示すように、円筒形を軸方向Ｌに分割線を入れて分割した形状の、複数の磁石２を、スリーブ３の外周面３ｓに位置決めし、動かないように接着剤などで仮固定する。ここで、磁石２は、スリーブ３のフランジ部５にかからないようにしておく。 Next, a method for manufacturing the SPM motor rotor in the first embodiment will be described with reference to FIGS.
First, as shown in FIG. 3, asleeve 3 serving as a core of the rotor 100 is prepared.
Next, as shown in FIG. 4, a plurality ofmagnets 2 having a shape obtained by dividing a cylindrical shape by inserting a dividing line in the axial direction L are positioned on the outer peripheral surface 3 s of the sleeve 3, and adhesive is used so as not to move. Temporarily fix with. Here, the magnet 2 is not applied to the flange portion 5 of the sleeve 3.
まず、図３に示すように、回転子１００の芯となるスリーブ３を準備する。
次に、図４に示すように、円筒形を軸方向Ｌに分割線を入れて分割した形状の、複数の磁石２を、スリーブ３の外周面３ｓに位置決めし、動かないように接着剤などで仮固定する。ここで、磁石２は、スリーブ３のフランジ部５にかからないようにしておく。 Next, a method for manufacturing the SPM motor rotor in the first embodiment will be described with reference to FIGS.
First, as shown in FIG. 3, a
Next, as shown in FIG. 4, a plurality of
次に、図５に示すように、スリーブ３の軸方向Ｌの両端部を、スリーブ３より外径が大きいプレート２０で挟み、プレート２０に芯棒２１を貫通させる。プレート２０は、芯棒２１に対して、プレート２０の外側で固定する。このようにして、保持部材成形用治具３０は準備される。プレート２０および芯棒２１には、金属材料、例えば、アルミ合金またはＳＵＳが用いられる。
Next, as shown in FIG. 5, both end portions in the axial direction L of the sleeve 3 are sandwiched between plates 20 having an outer diameter larger than that of the sleeve 3, and the core rod 21 is passed through the plate 20. The plate 20 is fixed to the core rod 21 outside the plate 20. In this way, the holding member forming jig 30 is prepared. For the plate 20 and the core rod 21, a metal material such as an aluminum alloy or SUS is used.
次に、図６に示すように、保持部材成形用治具３０の外周に、高強度炭素繊維の繊維束２２を巻回させる。例えば、フィラメントワインディング成形装置を用いて、繊維束２２に、マトリックス樹脂としての熱硬化性のエポキシ樹脂を含浸させながら、巻回させる。この場合、繊維束２２には、張力を与えながら、スリーブ３の一端部３ａである巻き始め部１ｓから、スリーブ３の他端部３ｂである巻き終わり部１ｅまでを連続的に、複数回螺旋状に巻回する。巻き始め部１ｓにおいては、テーパーを有しないフランジ部から、繊維束２２を巻回する。巻き始め部１ｓは、巻き始め部１ｓより外側に巻回される繊維束２２によって覆われる。巻き終わり部１ｅにおいては、テーパーを有するフランジ部５にいたるまで繊維束２２を巻回し、傾斜部１ｔを形成する。これにより、巻き終わり部１ｅは、スリーブ３の軸方向Ｌについて磁石２より外側に位置する。
Next, as shown in FIG. 6, a fiber bundle 22 of high-strength carbon fibers is wound around the outer periphery of the holding member forming jig 30. For example, using a filament winding molding apparatus, the fiber bundle 22 is wound while being impregnated with a thermosetting epoxy resin as a matrix resin. In this case, the fiber bundle 22 is spirally wound a plurality of times continuously from the winding start portion 1s which is one end portion 3a of the sleeve 3 to the winding end portion 1e which is the other end portion 3b of the sleeve 3 while applying tension. Wrap in a shape. In the winding start portion 1s, the fiber bundle 22 is wound from a flange portion that does not have a taper. The winding start portion 1s is covered with a fiber bundle 22 wound outside the winding start portion 1s. In the winding end part 1e, the fiber bundle 22 is wound up to the flange part 5 having a taper to form an inclined part 1t. Thereby, the winding end portion 1 e is positioned outside the magnet 2 in the axial direction L of the sleeve 3.
保持部材１は、繊維束２２が一体化されることによって形成される。保持部材１の厚さは、スリーブ３の外側に配置される磁石２の質量、磁石２の回転半径、および回転子１００の回転数から算出される遠心力に対して、保持部材１が破断しない耐荷重を有するよう算出される。したがって、繊維束２２は、算出された厚さとなるまで、巻き始め部１ｓから巻き終わり部１ｅまでの間を、連続的に往復しながら巻回される。
The holding member 1 is formed by integrating the fiber bundle 22. The thickness of the holding member 1 is such that the holding member 1 does not break against the centrifugal force calculated from the mass of the magnet 2 arranged outside the sleeve 3, the rotational radius of the magnet 2, and the rotational speed of the rotor 100. Calculated to have a load capacity. Accordingly, the fiber bundle 22 is wound while continuously reciprocating from the winding start portion 1s to the winding end portion 1e until the calculated thickness is reached.
次に、図７に示すように、フランジ部５側のプレート２０を一旦外し、テーパーリング４をセットする。再度、プレート２０を芯棒２１にセットし、プレート２０を介して、テーパーリング４をスリーブ３に押しつける。これによって、テーパーリング４はスリーブ３に嵌合される。すなわち、テーパーリング４を巻き終わり部１ｅに嵌合する。
Next, as shown in FIG. 7, the plate 20 on the flange portion 5 side is once removed, and the taper ring 4 is set. The plate 20 is set again on the core rod 21, and the taper ring 4 is pressed against the sleeve 3 through the plate 20. As a result, the taper ring 4 is fitted to the sleeve 3. That is, the taper ring 4 is fitted to the winding end portion 1e.
次に、繊維束２２の外側表面に、離型テープをオーバーラップさせながら、全面に巻き付けて、繊維束２２の外側表面を覆い固定する。
次に、オーブンを用いて加熱し、エポキシ樹脂を硬化させる。これにより、テーパーリング４は、スリーブ３に接着固定される。また、テーパーリング４は、繊維束２２、すなわち、保持部材１と一体化される。
次に、スリーブ３の両端のプレート２０を外し、離型テープを剥がす。これに、回転子カバー１２および回転軸１３を取り付けることによって、回転子１００が完成する。 Next, the outer surface of thefiber bundle 22 is wrapped around the entire surface of the fiber bundle 22 while overlapping the release tape, and the outer surface of the fiber bundle 22 is covered and fixed.
Next, the epoxy resin is cured by heating using an oven. Thereby, thetaper ring 4 is bonded and fixed to the sleeve 3. Further, the taper ring 4 is integrated with the fiber bundle 22, that is, the holding member 1.
Next, theplates 20 at both ends of the sleeve 3 are removed, and the release tape is peeled off. The rotor 100 is completed by attaching the rotor cover 12 and the rotating shaft 13 thereto.
次に、オーブンを用いて加熱し、エポキシ樹脂を硬化させる。これにより、テーパーリング４は、スリーブ３に接着固定される。また、テーパーリング４は、繊維束２２、すなわち、保持部材１と一体化される。
次に、スリーブ３の両端のプレート２０を外し、離型テープを剥がす。これに、回転子カバー１２および回転軸１３を取り付けることによって、回転子１００が完成する。 Next, the outer surface of the
Next, the epoxy resin is cured by heating using an oven. Thereby, the
Next, the
保持部材１は、張力が発生した状態で巻き付けられ、硬化され、スリーブ３に固定されている。そのため、保持部材１には、内側にある磁石２を押しつける力が発生している。これにより、高速回転時に、遠心力によって、磁石２がスリーブ３から遊離しない。巻回する際に、張力を与えない場合には、繊維束２２にたるみが生じ、回転子１００が完成した際に、磁石２の動きに遊びが生じる。その場合には、磁石２は固定されず、磁石２が破損することもある。
The holding member 1 is wound in a state where tension is generated, cured, and fixed to the sleeve 3. Therefore, the holding member 1 generates a force that presses the magnet 2 inside. Thereby, the magnet 2 is not separated from the sleeve 3 by centrifugal force during high-speed rotation. When no tension is applied during winding, slack occurs in the fiber bundle 22, and play occurs in the movement of the magnet 2 when the rotor 100 is completed. In that case, the magnet 2 is not fixed, and the magnet 2 may be damaged.
保持部材１は、連続的に巻回され、一続きとなっている。また、保持部材１は、成形および硬化後に表面加工が実施されていない。そのため、保持部材１には、切れ目、すなわち、繊維が不連続である部分がない。したがって、保持部材１は、不連続部分がある部材と比べて、高強度である。高強度の保持部材１を用いることによって、保持部材１を必要最小限の厚さで構成することができる。これにより、回転子１００の磁石２と固定子１１とのギャップを小さくすることができるため、トルクロスを低減することができる。
The holding member 1 is continuously wound and continuous. Further, the holding member 1 is not subjected to surface processing after molding and curing. Therefore, the holding member 1 does not have a break, that is, a portion where the fibers are discontinuous. Therefore, the holding member 1 is higher in strength than a member having a discontinuous portion. By using the high-strength holding member 1, the holding member 1 can be configured with the minimum necessary thickness. Thereby, since the gap between the magnet 2 of the rotor 100 and the stator 11 can be reduced, the torque cross can be reduced.
さらに、保持部材１は、複数回にわたり、巻き始め部１ｓから巻き終わり部１ｅまで往復し、螺旋状に巻回されている。そのため、繊維束２２は、上下に重なる。また、繊維束２２の巻き付け角度は、巻かれる方向によって、正負反転する。そのため、繊維束２２の上下の層は交差する。その結果、回転軸と平行方向に対する繊維配向角が２方向となるため、繊維配向角が１方向の場合と比べて、保持部材１の強度が高くなる。
Furthermore, the holding member 1 reciprocates from the winding start portion 1s to the winding end portion 1e over a plurality of times, and is wound spirally. Therefore, the fiber bundle 22 overlaps up and down. Moreover, the winding angle of the fiber bundle 22 is reversed between positive and negative depending on the winding direction. Therefore, the upper and lower layers of the fiber bundle 22 intersect. As a result, since the fiber orientation angle with respect to the direction parallel to the rotation axis is two directions, the strength of the holding member 1 is higher than that in the case where the fiber orientation angle is one direction.
次に、この回転子１００における効果を、評価結果を用いて説明する。評価には、実施形態１における回転子１００、および、比較のために作製した２つの回転子を用いた。
Next, the effect of the rotor 100 will be described using the evaluation results. For the evaluation, the rotor 100 in the first embodiment and two rotors manufactured for comparison were used.
まず、上記において説明した製造プロセスにより保持部材を成形した回転子１００を回転子Ｘとする。成形後の回転子１００のサイズは、外径１３５ｍｍ、長さ１５０ｍｍであり、保持部材１の厚さが１．７ｍｍとなるように、スリーブ３および磁石２の寸法を設定した。繊維束２２には、東レ株式会社の炭素繊維Ｔ７００ＳＣ-１２０００を用い、バインダ樹脂には、エポキシ樹脂＃２５９２を用いた。この回転子Ｘでは、巻き終わり部１ｅが巻き始め部１ｓとスリーブ３の軸方向Ｌについて同じ側にある。繊維束２２の巻回には、フィラメントワインディング成形機を用い、繊維束２２にエポキシ樹脂を含浸させながら、テンションを掛けながら、繊維束を３ｍｍピッチで連続的に巻き付け、５往復させ、１０層を巻きつけた。巻き終わり部１ｅには、ＳＵＳ製のテーパーリング４を嵌合させた。樹脂の硬化には、オーブンを用い、温度を１３０℃まで昇温し、３時間保持し、繊維束２２をテーパーリング４と一体化させた。このようにして、回転子Ｘを得た。
First, the rotor 100 formed with the holding member by the manufacturing process described above is referred to as a rotor X. The size of the rotor 100 after molding was such that the outer diameter was 135 mm, the length was 150 mm, and the dimensions of the sleeve 3 and the magnet 2 were set so that the thickness of the holding member 1 was 1.7 mm. Carbon fiber T700SC-12000 manufactured by Toray Industries, Inc. was used for the fiber bundle 22, and epoxy resin # 2592 was used for the binder resin. In the rotor X, the winding end portion 1e is on the same side with respect to the winding start portion 1s and the axial direction L of the sleeve 3. For winding the fiber bundle 22, a filament winding molding machine is used. While the fiber bundle 22 is impregnated with an epoxy resin and tension is applied, the fiber bundle is continuously wound at a pitch of 3 mm and is reciprocated five times to form 10 layers. I wrapped it around. A tape ring 4 made of SUS was fitted to the winding end portion 1e. For curing the resin, an oven was used, the temperature was raised to 130 ° C. and held for 3 hours, and the fiber bundle 22 was integrated with the taper ring 4. In this way, a rotor X was obtained.
比較のため、まず、回転子Ｙを成形した。回転子Ｙは、回転子Ｘにおける巻き終わり部１ｅにおいて、テーパーリング４を嵌合しないタイプである。使用した材料および条件は、回転子Ｘの場合と同じである。テーパーリング４を使用していない点のみが、回転子Ｘと回転子Ｙとの違いである。
For comparison, a rotor Y was first formed. The rotor Y is a type in which the taper ring 4 is not fitted in the winding end portion 1e of the rotor X. The materials and conditions used are the same as for the rotor X. The only difference between the rotor X and the rotor Y is that the taper ring 4 is not used.
さらに、比較のため、回転子Ｚを成形した。回転子Ｚは、回転子Ｘにおけるスリーブ３のフランジ部５が、テーパー形状となっていないものである。したがって、保持部材１の巻き終わり部１ｅは、磁石２の外周表面に露出している。すなわち、回転子Ｚも、巻き終わり部１ｅにおいて、テーパーリング４が嵌合されていない。成形後の回転子Ｚのサイズは、回転子Ｘの場合と同じである。繊維束には、東レ株式会社のプリプレグＰ３２５２Ｓ-１７を用いた。プリプレグＰ３２５２Ｓ-１７は、回転子Ｘに用いた繊維と同じである。プリプレグＰ３２５２Ｓ-１７では、繊維には、炭素繊維であるトレカＴ７００ＳＣが使用されており、バインダ樹脂には、熱硬化性のエポキシ樹脂が使用されている。
Furthermore, a rotor Z was formed for comparison. In the rotor Z, the flange portion 5 of the sleeve 3 in the rotor X is not tapered. Therefore, the winding end portion 1 e of the holding member 1 is exposed on the outer peripheral surface of the magnet 2. That is, in the rotor Z, the taper ring 4 is not fitted in the winding end portion 1e. The size of the rotor Z after molding is the same as that of the rotor X. For the fiber bundle, prepreg P3252S-17 manufactured by Toray Industries, Inc. was used. The prepreg P3252S-17 is the same as the fiber used for the rotor X. In the prepreg P3252S-17, TORAYCA T700SC, which is carbon fiber, is used as the fiber, and a thermosetting epoxy resin is used as the binder resin.
このように準備した３つの回転子Ｘ、回転子Ｙおよび回転子Ｚを、それぞれモータに組み込み、高速運転評価を実施した。試験条件は、回転速度を毎分１０，０００回転とし、正転、逆転運転をそれぞれ１０分間行った。その後、回転子を取りだし、保持部材の外観検査を実施した。外観検査は、保持部材の終端部である巻き終わり部における、保持部材の剥離の有無が主である。１つの外観検査が終わった後、３つの回転子Ｘ、ＹおよびＺをそれぞれ再度モータに組み込み、回転速度を増加し、同様の高速運転評価を行った。
The three rotors X, Y, and Z prepared in this way were each incorporated into a motor, and high-speed operation evaluation was performed. The test conditions were a rotation speed of 10,000 rotations per minute, and forward rotation and reverse rotation operation were performed for 10 minutes each. Thereafter, the rotor was taken out and an appearance inspection of the holding member was performed. The appearance inspection is mainly based on the presence or absence of peeling of the holding member at the end of the winding, which is the terminal end of the holding member. After one appearance inspection was completed, the three rotors X, Y, and Z were again incorporated into the motor, the rotational speed was increased, and the same high-speed operation evaluation was performed.
図８は、３つの回転子Ｘ、回転子Ｙおよび回転子Ｚにおける高速運転評価の結果を示す表である。回転子Ｘでは、毎分３０，０００回転まで評価を実施したが、外観に変化は見られなかった。
FIG. 8 is a table showing the results of high-speed operation evaluation with three rotors X, Y, and Z. For the rotor X, the evaluation was performed up to 30,000 revolutions per minute, but no change was observed in the appearance.
回転子Ｙでは、毎分２２，０００回転までは、異常は見られなかった。毎分２４，０００回転での評価において、保持部材の終端部に剥離が発生しているのが確認された。毎分２６，０００回転で試験を行ったところ、剥離している長さが拡大したため、それ以降の評価を中止した。
Rotator Y showed no abnormality up to 22,000 revolutions per minute. In the evaluation at 24,000 revolutions per minute, it was confirmed that peeling occurred at the terminal portion of the holding member. When the test was conducted at 26,000 revolutions per minute, the peeling length increased, and the subsequent evaluation was stopped.
回転子Ｚでは、毎分１８，０００回転までは、異常は見られなかった。毎分２０，０００回転の評価において、保持部材の終端部の一部に剥離の発生が確認された。毎分２２，０００回転での評価において、剥離エリアが拡大しているのが確認された。毎分２４，０００回転で評価を行ったところ、試験中に、保持部材が破損した。
Rotator Z showed no abnormality up to 18,000 revolutions per minute. In the evaluation at 20,000 revolutions per minute, it was confirmed that peeling occurred at a part of the end portion of the holding member. In the evaluation at 22,000 revolutions per minute, it was confirmed that the peeling area was enlarged. When the evaluation was performed at 24,000 revolutions per minute, the holding member was damaged during the test.
このように、同じ繊維および樹脂を組合せた材料を用いた場合においても、繊維束の終端部の処理方法を変更することで、繊維束の終端部に剥離が生じる場合がある。すなわち、繊維束の終端部が表面に多く露出している場合には、高速回転時の遠心力によって終端部に働く剥離力が、繊維束を固定している樹脂の接着強度を超えると、繊維束の終端部は剥離する。
As described above, even when a material in which the same fibers and resins are combined is used, peeling may occur at the end portion of the fiber bundle by changing the processing method of the end portion of the fiber bundle. That is, when the end portion of the fiber bundle is exposed on the surface, if the peeling force acting on the end portion due to the centrifugal force during high-speed rotation exceeds the adhesive strength of the resin fixing the fiber bundle, The end of the bundle is peeled off.
一方で、保持部材１に用いた繊維強化プラスチックにおいては、強化繊維の連続繊維方向は、非常に強度が高く、大きな荷重を付加することが可能である。しかしながら、強化繊維の不連続な、例えば積層層間における強度は、樹脂と繊維との接着強度に依存し、連続繊維方向と比べて非常に低い。機械加工で外径の仕上げ加工を行った場合、または、繊維束の終端部が表面に露出している場合には、繊維の不連続部が表面に存在する。そのため、そのような加工部分または露出部分は、非常に弱く、破壊の起点となる。その結果、繊維強化プラスチックであっても、高速運転による遠心力に耐えられず、繊維不連続部から破壊が発生する。
On the other hand, in the fiber reinforced plastic used for the holding member 1, the continuous fiber direction of the reinforcing fiber is very high in strength, and a large load can be applied. However, the strength of the reinforcing fiber in a discontinuous manner, for example, between laminated layers depends on the adhesive strength between the resin and the fiber, and is very low compared to the continuous fiber direction. When finishing the outer diameter by machining, or when the end portion of the fiber bundle is exposed on the surface, a discontinuous portion of the fiber exists on the surface. Therefore, such a processed part or exposed part is very weak and becomes a starting point of destruction. As a result, even fiber reinforced plastic cannot withstand centrifugal force due to high speed operation, and breakage occurs from the fiber discontinuity.
したがって、回転子Ｘのように、繊維束の終端部を表面に露出させない構成とすることで、終端部の剥離は解消される。その結果、回転子の破壊モードを、比較的低速回転でも生じる繊維束の剥離のモードから、比較的高速回転で生じる繊維強化プラスチックの引張り破断のモードへと移すことができる。そのため、限界使用回転数を大幅に向上させることが可能となる。
Therefore, separation of the end portion is eliminated by adopting a configuration in which the end portion of the fiber bundle is not exposed to the surface like the rotor X. As a result, the breaking mode of the rotor can be shifted from the mode of peeling of the fiber bundle that occurs even at a relatively low speed rotation to the mode of tensile fracture of the fiber reinforced plastic that occurs at a relatively high speed rotation. Therefore, it becomes possible to greatly improve the limit use rotation speed.
このように、実施の形態１における回転子１００は、スリーブ３の外周面３ｓに沿って複数の磁石２が配置され、保持部材１およびテーパーリング４を有している。保持部材１は、樹脂が含浸された繊維束２２によって形成され、保持部材１は、スリーブ３の軸方向Ｌにおける一端部３ａから他端部３ｂに至る区間にわたって連続して、複数回螺旋状に周回しつつ、複数の磁石２の径方向外側に巻かれている。テーパーリング４は、他端部３ｂに設けられている。保持部材１の巻き始め部１ｓは、複数回螺旋状に周回しつつ巻かれる保持部材１の巻き始め部１ｓより外側の層に覆われている。保持部材１の巻き終わり部１ｅは、スリーブ３の軸方向Ｌについて磁石２より外側に位置し、巻き終わり部１ｅにおいて、保持部材１の外周は、テーパーリング４によって覆われている。
As described above, the rotor 100 according to the first embodiment includes the holding member 1 and the taper ring 4 in which the plurality of magnets 2 are arranged along the outer peripheral surface 3 s of the sleeve 3. The holding member 1 is formed by a fiber bundle 22 impregnated with a resin, and the holding member 1 is continuously spiraled a plurality of times over a section from the one end 3a to the other end 3b in the axial direction L of the sleeve 3. The plurality of magnets 2 are wound around the outer side in the radial direction while rotating around. The taper ring 4 is provided at the other end 3b. The winding start portion 1 s of the holding member 1 is covered with a layer outside the winding start portion 1 s of the holding member 1 that is wound while being spirally wound a plurality of times. The winding end portion 1 e of the holding member 1 is positioned outside the magnet 2 in the axial direction L of the sleeve 3, and the outer periphery of the holding member 1 is covered with a taper ring 4 at the winding end portion 1 e.
この実施の形態１の回転子１００によれば、保持部材１の巻き始め部１ｓは、保持部材１の巻き始め部１ｓより外側の層に覆われており、保持部材１の表面に露出していない。また、保持部材１の巻き終わり部１ｅは、テーパーリング４で覆われており、テーパーリング４の表面４ｓに露出していない。そのため、高速回転時において、保持部材１の巻き始め部１ｓおよび巻き終わり部１ｅに、保持部材１の剥離は発生しない。
According to the rotor 100 of the first embodiment, the winding start portion 1 s of the holding member 1 is covered with the layer outside the winding start portion 1 s of the holding member 1 and is exposed on the surface of the holding member 1. Absent. Further, the winding end portion 1 e of the holding member 1 is covered with the taper ring 4 and is not exposed to the surface 4 s of the taper ring 4. Therefore, peeling of the holding member 1 does not occur at the winding start portion 1s and the winding end portion 1e of the holding member 1 during high-speed rotation.
これにより、回転子を高速で回転させた場合においても、磁石が脱離しないＳＰＭモータ回転子を提供することができる。
Thereby, even when the rotor is rotated at a high speed, an SPM motor rotor in which the magnet is not detached can be provided.
テーパーリング４の外径は、複数の磁石２に巻かれている保持部材１の外径と等しい。そのため、磁石２と固定子１１とのギャップを、回転子１００の軸方向Ｌについて一定で、かつ最小限の間隔で構成することができる。これにより、回転子１００のトルクロスを低減することができる。
The outer diameter of the taper ring 4 is equal to the outer diameter of the holding member 1 wound around the plurality of magnets 2. Therefore, the gap between the magnet 2 and the stator 11 can be configured with a constant and minimum interval in the axial direction L of the rotor 100. Thereby, the torque cross of the rotor 100 can be reduced.
テーパーリング４の内周面のうち、保持部材１を覆う部分の形状は、テーパー形状である。そのため、テーパーリング４は、保持部材１と接する部分に段差を有していない。したがって、テーパーリング４は、保持部材１を傷つけることなく保持部材１を覆うことができる。これにより、回転子１００のさらなる高速回転が可能となる。
The shape of the portion covering the holding member 1 in the inner peripheral surface of the tapered ring 4 is a tapered shape. For this reason, the taper ring 4 does not have a step at a portion in contact with the holding member 1. Therefore, the taper ring 4 can cover the holding member 1 without damaging the holding member 1. Thereby, the rotor 100 can be rotated at a higher speed.
覆い部材は、内テーパー部４ａとディスク部４ｂとを一体構造として有し、金属によって形成されるテーパーリング４である。内テーパー部４ａは、保持部材１の巻き終わり部１ｅを覆い、ディスク部４ｂは、他端部３ｂの端面５ｂを覆っている。ディスク部４ｂには、スリーブ３の内径と等しい径の穴部４ｈが設けられている。そのため、保持部材１の巻き終わり部１ｅは、テーパーリング４で覆われており、表面４ｓに露出していない。また、巻き終わり部１ｅの端面５ｂ側の面もディスク部４ｂによって覆われている。そのため、巻き終わり部１ｅは、端面５ｂ側にも露出していない。これにより、回転子を高速で回転させた場合においても、磁石が脱離しないＳＰＭモータ回転子を提供することができる。
The covering member is a tapered ring 4 having an inner tapered portion 4a and a disk portion 4b as an integral structure and formed of metal. The inner taper portion 4a covers the winding end portion 1e of the holding member 1, and the disk portion 4b covers the end surface 5b of the other end portion 3b. The disk portion 4 b is provided with a hole portion 4 h having a diameter equal to the inner diameter of the sleeve 3. Therefore, the winding end portion 1e of the holding member 1 is covered with the taper ring 4 and is not exposed to the surface 4s. The surface on the end surface 5b side of the winding end portion 1e is also covered with the disk portion 4b. For this reason, the winding end portion 1e is not exposed on the end face 5b side. Thereby, even when the rotor is rotated at a high speed, it is possible to provide an SPM motor rotor in which the magnet is not detached.
保持部材１の繊維束２２は、高強度炭素繊維によって形成されている。高強度炭素繊維は、強度が高いため、保持部材１を薄くすることができる。そのため、回転子１００の磁石２と固定子１１とのギャップを小さく設定できる。これにより、トルクロスの低減が可能となり、高出力化が可能となる。
The fiber bundle 22 of the holding member 1 is formed of high-strength carbon fibers. Since the high strength carbon fiber has high strength, the holding member 1 can be made thin. Therefore, the gap between the magnet 2 of the rotor 100 and the stator 11 can be set small. As a result, the torque cross can be reduced and the output can be increased.
保持部材１に含浸される樹脂は、熱硬化性樹脂である。保持部材１に熱硬化性樹脂が含浸されることで、強度が高くなる。これにより、保持部材１を薄くすることができる。そのため、回転子１００の磁石２と固定子１１とのギャップを小さく設定できる。これにより、トルクロスの低減が可能となり、高出力化が可能となる。
The resin impregnated in the holding member 1 is a thermosetting resin. The strength is increased by impregnating the holding member 1 with the thermosetting resin. Thereby, the holding member 1 can be made thin. Therefore, the gap between the magnet 2 of the rotor 100 and the stator 11 can be set small. As a result, the torque cross can be reduced and the output can be increased.
実施の形態１における回転子１００の製造方法において、スリーブ３の外周面３ｓに複数の磁石２を位置決めする工程と、位置決めされた複数の磁石２の径方向外側に、エポキシ樹脂が含浸された繊維束２２を、巻き始め部１ｓから、スリーブ３の軸方向Ｌについて磁石２より外側に位置する巻き終わり部１ｅまで、張力を与えながら、螺旋状に連続して複数回巻回する工程と、テーパーリング４を、巻き終わり部１ｅに嵌合する工程と、エポキシ樹脂を硬化させる工程とを含む。
In the method for manufacturing the rotor 100 according to the first embodiment, the step of positioning the plurality of magnets 2 on the outer peripheral surface 3 s of the sleeve 3 and the fiber impregnated with epoxy resin on the radially outer side of the plurality of positioned magnets 2 Winding the bundle 22 from the winding start portion 1s to the winding end portion 1e positioned outside the magnet 2 in the axial direction L of the sleeve 3 while continuously applying a tension, and a taper. A step of fitting the ring 4 to the winding end portion 1e and a step of curing the epoxy resin are included.
このように、張力を掛けながら磁石２の外周に、直接、繊維束２２を巻回することで、エポキシ樹脂を硬化させた後の保持部材１には、内側の磁石２をスリーブ３に押さえつける力が発生する。そのため、高速回転時に、磁石２がスリーブ３から遊離しない。これにより、磁石２の滑りが発生せず、トルクロスを防止することが可能である。また、巻き始め部１ｓは、保持部材１の外側の層に覆われており、巻き終わり部１ｅは、テーパーリング４で覆われており、ともに、表面に露出していない。そのため、高速運転時に、巻き始め部１ｓおよび巻き終わり部１ｅには剥離が発生しない。これにより、高速運転が可能となる。
In this manner, the fiber bundle 22 is wound directly around the outer circumference of the magnet 2 while applying tension, so that the holding member 1 after the epoxy resin is cured has a force to press the inner magnet 2 against the sleeve 3. Will occur. For this reason, the magnet 2 is not released from the sleeve 3 during high-speed rotation. Thereby, slip of the magnet 2 does not occur and it is possible to prevent torcross. Further, the winding start portion 1s is covered with an outer layer of the holding member 1, and the winding end portion 1e is covered with the taper ring 4, and both are not exposed on the surface. Therefore, peeling does not occur at the winding start portion 1s and the winding end portion 1e during high-speed operation. As a result, high speed operation is possible.
保持部材１は、巻き付け時に樹脂を含浸した繊維束２２を用いたが、あらかじめ繊維に樹脂を含浸したプリプレグテープを用いてもよい。
また、繊維束２２は、炭素繊維を用いたが、例えば、ガラス繊維、炭化ケイ素繊維のような比強度に優れた連続な繊維材料を用いてもよい。
また、繊維束２２に含浸させる樹脂は、エポキシ樹脂を用いたが、他の熱硬化性樹脂である、ビニルエステル樹脂、フェノール樹脂、シアネート樹脂、またはアクリル樹脂を用いても良い。また、熱硬化性樹脂以外にも、反応開始剤を加えて硬化させることが可能な常温硬化性樹脂を用いても良い。 The holdingmember 1 uses the fiber bundle 22 impregnated with the resin at the time of winding, but a prepreg tape in which the fiber is impregnated with the resin in advance may be used.
Moreover, although the carbon fiber was used for thefiber bundle 22, you may use the continuous fiber material excellent in specific strength like glass fiber and silicon carbide fiber, for example.
The resin impregnated in thefiber bundle 22 is an epoxy resin, but other thermosetting resins such as a vinyl ester resin, a phenol resin, a cyanate resin, or an acrylic resin may be used. In addition to the thermosetting resin, a room temperature curable resin that can be cured by adding a reaction initiator may be used.
また、繊維束２２は、炭素繊維を用いたが、例えば、ガラス繊維、炭化ケイ素繊維のような比強度に優れた連続な繊維材料を用いてもよい。
また、繊維束２２に含浸させる樹脂は、エポキシ樹脂を用いたが、他の熱硬化性樹脂である、ビニルエステル樹脂、フェノール樹脂、シアネート樹脂、またはアクリル樹脂を用いても良い。また、熱硬化性樹脂以外にも、反応開始剤を加えて硬化させることが可能な常温硬化性樹脂を用いても良い。 The holding
Moreover, although the carbon fiber was used for the
The resin impregnated in the
また、繊維束２２の巻き始め部１ｓおよび巻き終わり部１ｅは、スリーブ３の片側の端部に同時に設けられてもよい。
また、繊維束２２を巻回させる回数は、１回に限定する必要はない。すなわち、繊維束２２の厚さおよび保持部材１に必要な厚さによって、繊維束２２を、複数回に分けて巻回しても良い。ただし、繊維束２２の巻き始め部１ｓは巻き始め部１ｓより外側の層によって覆われ、巻き終わり部１ｅは、例えば、テーパーリング４によって覆われており、表面に露出していないことが重要である。 Further, the windingstart portion 1 s and the winding end portion 1 e of the fiber bundle 22 may be provided simultaneously at one end of the sleeve 3.
Further, the number of times of winding thefiber bundle 22 need not be limited to one. That is, the fiber bundle 22 may be wound in a plurality of times depending on the thickness of the fiber bundle 22 and the thickness required for the holding member 1. However, it is important that the winding start portion 1s of the fiber bundle 22 is covered with a layer outside the winding start portion 1s, and the winding end portion 1e is covered with, for example, the taper ring 4 and not exposed to the surface. is there.
また、繊維束２２を巻回させる回数は、１回に限定する必要はない。すなわち、繊維束２２の厚さおよび保持部材１に必要な厚さによって、繊維束２２を、複数回に分けて巻回しても良い。ただし、繊維束２２の巻き始め部１ｓは巻き始め部１ｓより外側の層によって覆われ、巻き終わり部１ｅは、例えば、テーパーリング４によって覆われており、表面に露出していないことが重要である。 Further, the winding
Further, the number of times of winding the
１ 保持部材、１ｅ 巻き終わり部、１ｓ 巻き始め部、２ 磁石、３ スリーブ（回転子本体）、３ａ 一端部、３ｂ 他端部、３ｓ 外周面、４ テーパーリング（覆い部材）、４ａ 内テーパー部、４ｂ ディスク部、４ｈ 穴部、５ｂ 端面、２２ 繊維束、１００ 回転子（ＳＰＭモータ回転子）。
1 holding member, 1e winding end, 1s winding start, 2 magnet, 3 sleeve (rotor body), 3a one end, 3b other end, 3s outer peripheral surface, 4 taper ring (covering member), 4a inner taper 4b disk part, 4h hole part, 5b end face, 22 fiber bundle, 100 rotor (SPM motor rotor).
Claims (7)
- 回転子本体の外周面に沿って複数の磁石が配置されたＳＰＭモータ回転子であって、
保持部材および覆い部材を有し、
前記保持部材は、樹脂が含浸された繊維束によって形成され、
前記保持部材は、前記回転子本体の軸方向における一端部から他端部に至る区間にわたって連続して、複数回螺旋状に周回しつつ、前記複数の磁石の径方向外側に巻かれ、
前記覆い部材は、前記他端部に設けられ、
前記保持部材の巻き始め部は、前記複数回螺旋状に周回しつつ巻かれる前記保持部材の前記巻き始め部より外側の層に覆われ、
前記保持部材の巻き終わり部は、前記回転子本体の軸方向について前記磁石より外側に位置し、前記巻き終わり部において、前記保持部材の外周は、前記覆い部材によって覆われるＳＰＭモータ回転子。 An SPM motor rotor in which a plurality of magnets are arranged along the outer peripheral surface of the rotor body,
A holding member and a covering member;
The holding member is formed by a fiber bundle impregnated with resin,
The holding member is continuously wound over a section extending from one end portion to the other end portion in the axial direction of the rotor body, and wound around the plurality of magnets in a spiral manner while being wound around in a spiral manner,
The covering member is provided at the other end,
The winding start portion of the holding member is covered with a layer outside the winding start portion of the holding member that is wound while spirally turning the plurality of times.
The winding end portion of the holding member is positioned outside the magnet in the axial direction of the rotor body, and the outer periphery of the holding member is covered with the covering member at the winding end portion. - 前記覆い部材の外径は、前記複数の磁石に巻かれている前記保持部材の外径と等しい請求項１に記載のＳＰＭモータ回転子。 The SPM motor rotor according to claim 1, wherein an outer diameter of the covering member is equal to an outer diameter of the holding member wound around the plurality of magnets.
- 前記覆い部材の内周面のうち、前記保持部材を覆う部分の形状は、テーパー形状である請求項１または２に記載のＳＰＭモータ回転子。 The SPM motor rotor according to claim 1 or 2, wherein a shape of a portion of the inner peripheral surface of the covering member that covers the holding member is a tapered shape.
- 前記覆い部材は、金属材料で形成され、
前記覆い部材は、内テーパー部とディスク部とを有するテーパーリングであり、
前記内テーパー部および前記ディスク部は、一体に形成され、
前記内テーパー部は、前記保持部材の前記巻き終わり部を覆い、
前記ディスク部は、前記他端部の端面を覆い、
前記ディスク部には、前記回転子本体の内径と等しい径の穴部が設けられている
請求項１から３のいずれか１項に記載のＳＰＭモータ回転子。 The covering member is formed of a metal material,
The covering member is a tapered ring having an inner tapered portion and a disk portion,
The inner tapered portion and the disk portion are integrally formed,
The inner tapered portion covers the winding end portion of the holding member,
The disk portion covers the end surface of the other end portion,
The SPM motor rotor according to any one of claims 1 to 3, wherein the disk portion is provided with a hole having a diameter equal to the inner diameter of the rotor body. - 前記保持部材の前記繊維束は、高強度炭素繊維によって形成される請求項１から４のいずれか１項に記載のＳＰＭモータ回転子。 The SPM motor rotor according to any one of claims 1 to 4, wherein the fiber bundle of the holding member is formed of high-strength carbon fibers.
- 前記保持部材に含浸される前記樹脂は、熱硬化性樹脂である請求項１から５のいずれか１項に記載のＳＰＭモータ回転子。 The SPM motor rotor according to any one of claims 1 to 5, wherein the resin impregnated in the holding member is a thermosetting resin.
- 回転子本体の外周面に沿って複数の磁石が配置されたＳＰＭモータ回転子の製造方法であって、
前記回転子本体の前記外周面に、前記複数の磁石を位置決めする工程と、
前記位置決めされた前記複数の磁石の径方向外側に、樹脂が含浸された繊維束を、巻き始め部から、前記回転子本体の軸方向について前記磁石より外側に位置する巻き終わり部まで、張力を与えながら、螺旋状に連続して複数回巻回する工程と、
覆い部材を、前記巻き終わり部に嵌合する工程と、
前記樹脂を硬化する工程とを含むＳＰＭモータ回転子の製造方法。 A method of manufacturing an SPM motor rotor in which a plurality of magnets are arranged along an outer peripheral surface of a rotor body,
Positioning the plurality of magnets on the outer peripheral surface of the rotor body;
The fiber bundle impregnated with resin is radially applied to the radially outer side of the plurality of positioned magnets from the winding start portion to the winding end portion located outside the magnet in the axial direction of the rotor body. A process of winding a plurality of times in a spiral while giving,
Fitting a covering member to the winding end portion;
A method of manufacturing an SPM motor rotor, the method including curing the resin.
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