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JP4667640B2 - Rotating body - Google Patents
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JP4667640B2 - Rotating body - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、モータ及び発電機等(以下電動機という)の回転子に使用される回転体の改良に関する。
【0002】
【従来の技術】
モータ及び発電機等の電動機の回転子は、永久磁石を備えた形式のものが多い。このような永久磁石は、エンドリング或いはフランジと呼ばれる回転体により保持されている。このような回転子の例が特開2000−152537号公報に開示されている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記従来の回転体においては、永久磁石と接する部分が磁性体であると、磁力線の漏洩によりモータのトルクの低下或いは発電機の発電起電力の低下といった性能低下をまねくので、回転体を非磁性体で形成する必要があった。この場合、鉄等の磁性体に比べて非磁性体は一般にコストが高いので、回転体の製造コストが高くなるという問題があった。
【0004】
また、上述のような使用材料の制限がある為に、回転体の軽量化を十分に行なえないという問題もあった。
【0005】
本発明は、上記従来の課題に鑑みなされたものであり、その目的は、電動機の性能を落とさずにコスト低減及び軽量化を図ることが出来る回転体を提供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明は、回転軸に取り付けられた永久磁石と、回転軸に取り付けられた電磁鋼板と、永久磁石及び電磁鋼板を挟み込んで固定するエンドリングと、を備え、エンドリングは、永久磁石に接触していない部分が磁性体で形成された第1の部材、及び永久磁石に接触している部分が非磁性体で形成された第2の部材によってそれぞれ構成され、回転軸に対して円周方向に第1の部材及び第2の部材が組み合わされて構成されていることを特徴とする。
【0007】
また、上記回転において、第1の部材及び第2の部材は、互いに比重が異なることを特徴とする。
【0008】
また、上記回転において、少なくとも第1の部材が金属または金属を含む材料で構成されていることを特徴とする。
【0009】
また、上記回転において、第2の部材が樹脂で構成されていることを特徴とする。
【0010】
また、上記回転子において、第1の部材と第2の部材とはカシメ構造により固定されていることを特徴とする。
【0011】
また、上記回転において、少なくとも第1の部材が焼結金属により構成されていることを特徴とする。
【0012】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態(以下実施形態という)を、図面に従って説明する。
【0013】
図1には、本発明に係る回転体を使用した回転子の例の断面図が示される。図1において、回転子10の回転軸12には、永久磁石14と電磁鋼板16とが取り付けられている。これらの永久磁石14及び電磁鋼板16は、回転体18により挟み込まれて固定されている。この回転体18は、永久磁石14に接触していない部分が鉄等の磁性体で形成された第1の部材20によって構成され、永久磁石14に接触している部分が非磁性体で形成された第2の部材22によって構成されている。
【0014】
本実施形態では、永久磁石14が回転軸12に対して円周方向に配置されている。したがって、これに接触している第2の部材22も、回転軸12に対して円周方向に、第1の部材20上に取り付けられている。これにより、第1の部材20と第2の部材22という2つの異種材質が組み合わされた構成となっている。以上のような構成により、永久磁石14に接触する部分には非磁性体で形成された第2の部材22が配置されるので、磁力線の漏洩による電動機の性能低下を抑制することが出来る。また、永久磁石14に接触していない部分についてはコストの安い磁性体で形成された第1の部材20が配置されているので、回転体18の製造コストを低減することが出来る。
【0015】
なお、上記磁性体としては、例えば鉄、ニッケル、コバルト或いはそれらの合金類が考えられる。また、非磁性体としては銅、アルミニウム等が考えられる。
【0016】
以上に述べた第1の部材20及び第2の部材22は、回転体18の用途、機能に応じて適宜組み合わせることが可能である。上記の例では、磁性体と非磁性体との異種材質が組み合わされた構成となっていたが、必ずしもこれに限定されるものではない。例えば、磁性体と非磁性体との組み合わせによる場合においても、或いは他の材料の組み合わせにおいても、比重の異なる2つの材料を選び、比重の大きな材料を使用する必要がある部分のみ重い材料とし、他の部分を比重の小さな材料とすることにより、回転体18全体の重量を軽量化することが出来る。
【0017】
また、回転体18の用途によっては、金属または金属を含む材料を使用する必要がある場合も多いので、例えば第1の部材20及び第2の部材22の一方を金属または金属を含む材料で構成し、他方を樹脂等で構成することも考えられる。これにより、コストの高い金属の使用を減らすとともに、すべて金属材料を使用した場合の重量増を抑制することも出来る。
【0018】
なお、第1の部材20と第2の部材22との固定は、例えばカシメ構造とすることが好適である。このカシメ構造を実現する為には、第1の部材20と第2の部材22との少なくとも一方が焼結金属で構成されていることが好適である。
【0019】
図2(a)には、図1に示された回転体18の平面図が示される。図2(a)において、回転体18は、図1に示された回転軸12方向左側から見た図であり、第2の部材22は裏面側に隠れるので破線で示されている。図2(a)に示されるように、第2の部材22は、第1の部材20の上に、回転軸12の円周方向に配置され組み合わされている。
【0020】
図2(b)には、図2(a)のB−B断面図が示されている。図2(b)において、第1の部材20と第2の部材22とは、カシメ構造24により固定されている。このようなカシメ構造24を採用することにより、例えば10000rpm程度の回転数にも十分に耐えることが出来る。
【0021】
また、図1に示された永久磁石14は、図2(b)の第2の部材22に接するように配置されることになる。
【0022】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、回転子の回転軸に対して円周方向に、複数の異種材質を組み合わせることにより回転体を構成するので、その異種材質の組み合わせを適宜選ぶことにより、回転体の軽量化、低コスト化、高機能化を図ることが出来る。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明に係る回転体を使用した回転子の例の断面図である。
【図2】 図1に示された回転体の平面図及び断面図である。
【符号の説明】
10 回転子、12 回転軸、14 永久磁石、16 電磁鋼板、18 回転体、20 第1の部材、22 第2の部材、24 カシメ構造。
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an improvement of a rotating body used for a rotor of a motor, a generator or the like (hereinafter referred to as an electric motor).
[0002]
[Prior art]
Many rotors of motors such as motors and generators are provided with permanent magnets. Such a permanent magnet is held by a rotating body called an end ring or a flange. An example of such a rotor is disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 2000-152537.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the above-described conventional rotating body, if the portion in contact with the permanent magnet is a magnetic body, the leakage of the magnetic field lines causes a decrease in performance such as a decrease in motor torque or a decrease in generator electromotive force. It was necessary to form with a non-magnetic material. In this case, since the non-magnetic material is generally higher in cost than the magnetic material such as iron, there is a problem that the manufacturing cost of the rotating body is increased.
[0004]
There is also a problem that the weight of the rotating body cannot be sufficiently reduced due to the limitation of the materials used as described above.
[0005]
The present invention has been made in view of the above-described conventional problems, and an object of the present invention is to provide a rotating body that can achieve cost reduction and weight reduction without degrading the performance of the electric motor.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the present invention comprises a permanent magnet attached to a rotating shaft, an electromagnetic steel plate attached to the rotating shaft, and an end ring that sandwiches and fixes the permanent magnet and the electromagnetic steel plate. The ring is composed of a first member formed of a magnetic material at a portion not contacting the permanent magnet and a second member formed of a non-magnetic material at a portion contacting the permanent magnet. The first member and the second member are combined in the circumferential direction with respect to the shaft.
[0007]
Further, in the rotating element, the first and second members, and wherein the specific gravity is different from each other.
[0008]
Moreover, Te the rotating element smell, the first member even without least is characterized by being composed of a material containing a metal or a metal.
[0009]
Further, in the rotating element, a second member, characterized by being composed of a resin.
[0010]
Further, in the rotating element, the first and second members, characterized in that it is fixed by caulking structure.
[0011]
Moreover, Te the rotating element odor, even without least the first member, characterized in that it is constituted by a sintered metal.
[0012]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention (hereinafter referred to as embodiments) will be described with reference to the drawings.
[0013]
FIG. 1 shows a cross-sectional view of an example of a rotor using a rotating body according to the present invention. In FIG. 1, a permanent magnet 14 and an electromagnetic steel plate 16 are attached to the rotating shaft 12 of the rotor 10. The permanent magnet 14 and the electromagnetic steel plate 16 are sandwiched and fixed by a rotating body 18. The rotating body 18 is configured by a first member 20 in which a portion not in contact with the permanent magnet 14 is formed of a magnetic material such as iron, and a portion in contact with the permanent magnet 14 is formed of a non-magnetic material. The second member 22 is configured.
[0014]
In the present embodiment, the permanent magnet 14 is arranged in the circumferential direction with respect to the rotating shaft 12. Therefore, the second member 22 in contact with the second member 22 is also mounted on the first member 20 in the circumferential direction with respect to the rotating shaft 12. As a result, the two different materials of the first member 20 and the second member 22 are combined. With the configuration as described above, the second member 22 formed of a non-magnetic material is disposed in the portion that contacts the permanent magnet 14, so that it is possible to suppress a reduction in the performance of the electric motor due to leakage of magnetic field lines. Moreover, since the 1st member 20 formed with the low cost magnetic body is arrange | positioned about the part which is not contacting the permanent magnet 14, the manufacturing cost of the rotary body 18 can be reduced.
[0015]
In addition, as said magnetic body, iron, nickel, cobalt, or those alloys can be considered, for example. Moreover, copper, aluminum, etc. can be considered as a nonmagnetic material.
[0016]
The first member 20 and the second member 22 described above can be appropriately combined depending on the application and function of the rotating body 18. In the above example, the magnetic material and the non-magnetic material are combined with each other, but the present invention is not necessarily limited thereto. For example, even in the case of a combination of a magnetic material and a non-magnetic material, or in a combination of other materials, two materials having different specific gravities are selected, and only a portion that needs to use a material having a large specific gravity is made heavy material The weight of the entire rotating body 18 can be reduced by using other parts of a material having a small specific gravity.
[0017]
Further, depending on the use of the rotating body 18, there are many cases where it is necessary to use a metal or a material containing a metal. However, it is conceivable that the other is made of resin or the like. As a result, it is possible to reduce the use of expensive metal and to suppress an increase in weight when all metal materials are used.
[0018]
Note that the first member 20 and the second member 22 are preferably fixed with, for example, a caulking structure. In order to realize this caulking structure, it is preferable that at least one of the first member 20 and the second member 22 is made of a sintered metal.
[0019]
FIG. 2A shows a plan view of the rotating body 18 shown in FIG. In FIG. 2A, the rotating body 18 is a view seen from the left side in the direction of the rotating shaft 12 shown in FIG. 1, and the second member 22 is hidden by the back surface side, and is indicated by a broken line. As shown in FIG. 2A, the second member 22 is disposed and combined on the first member 20 in the circumferential direction of the rotating shaft 12.
[0020]
FIG. 2B shows a cross-sectional view taken along the line BB in FIG. In FIG. 2B, the first member 20 and the second member 22 are fixed by a caulking structure 24. By adopting such a caulking structure 24, for example, it is possible to sufficiently withstand a rotational speed of about 10,000 rpm.
[0021]
Further, the permanent magnet 14 shown in FIG. 1 is disposed so as to be in contact with the second member 22 of FIG.
[0022]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, the rotating body is configured by combining a plurality of different materials in the circumferential direction with respect to the rotation axis of the rotor, and therefore, by appropriately selecting the combination of the different materials. In addition, the rotating body can be reduced in weight, cost, and functionality.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view of an example of a rotor using a rotating body according to the present invention.
2A and 2B are a plan view and a cross-sectional view of the rotating body shown in FIG.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Rotor, 12 Rotating shaft, 14 Permanent magnet, 16 Electrical steel plate, 18 Rotating body, 20 1st member, 22 2nd member, 24 Caulking structure

Claims (6)

回転軸に取り付けられた永久磁石と、
回転軸に取り付けられた電磁鋼板と、
永久磁石及び電磁鋼板を挟み込んで固定するエンドリングと、
を備え、
エンドリングは、永久磁石に接触していない部分が磁性体で形成された第1の部材、及び永久磁石に接触している部分が非磁性体で形成された第2の部材によってそれぞれ構成され、回転軸に対して円周方向に第1の部材及び第2の部材が組み合わされて構成されていることを特徴とする電動機の回転子
A permanent magnet attached to the rotating shaft;
A magnetic steel plate attached to the rotating shaft;
An end ring that sandwiches and fixes a permanent magnet and a magnetic steel sheet; and
With
The end ring is constituted by a first member formed of a magnetic material at a portion not contacting the permanent magnet and a second member formed of a non-magnetic material at a portion contacting the permanent magnet, A rotor for an electric motor, wherein a first member and a second member are combined in a circumferential direction with respect to a rotating shaft.
請求項1記載の電動機の回転子において、第1の部材及び第2の部材は、互いに比重が異なることを特徴とする電動機の回転子In rotor of claim 1, wherein the electric motor, the first member and the second member, the rotor of the motor, wherein the specific gravity is different from each other. 請求項2記載の電動機の回転子において、少なくとも第1の部材が金属または金属を含む材料で構成されていることを特徴とする電動機の回転子Claim 2 Te rotor smell of the electric machine described in the rotor of the motor is the first member, characterized in that it is made of a material containing a metal or a metal even without low. 請求項1から請求項3のいずれか一項記載の電動機の回転子において、第2の部材が樹脂で構成されていることを特徴とする電動機の回転子In the motor rotor according to any one claim of claims 1 to 3, the rotor of the motor is the second member, characterized by being composed of a resin. 請求項1から請求項4のいずれか一項記載の電動機の回転子において、第1の部材と第2の部材とはカシメ構造により固定されていることを特徴とする電動機の回転子In the motor rotor according to any one claim of claims 1 to 4, the rotor of the motor and the first and second members, characterized in that it is fixed by caulking structure. 請求項1から請求項のいずれか一項記載の電動機の回転子において、少なくとも第1の部材が焼結金属により構成されていることを特徴とする電動機の回転子 The rotor of the motor of claims 1 Te rotor smell of the motor of any one of claims 3, the first member even without least, characterized in that it is constituted by a sintered metal.
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