JP2006034024A

JP2006034024A - 回転電気機械の永久磁石式回転子

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Publication number: JP2006034024A
Application number: JP2004210943A
Authority: JP
Inventors: Toshinori Itagaki; 敏則板垣; Akihide Mashita; 明秀真下
Original assignee: Fuji Electric Systems Co Ltd
Current assignee: Fuji Electric Co Ltd
Priority date: 2004-07-20
Filing date: 2004-07-20
Publication date: 2006-02-02

Abstract

【目的】複数の磁石片が用いられた着磁済みの永久磁石式磁極を回転子ヨーク部に容易に装着することが可能であると共に、永久磁石式磁極の配置位置の寸法精度の向上が可能な回転電気機械の永久磁石式回転子を提供する。
【構成】この発明による永久磁石式回転子１は、永久磁石式磁極３装着用の溝部（凹溝）２１を有する回転子ヨーク２，複数の磁石片７１を用いた永久磁石式磁極本体７と鉄材製で平板状の磁極装着体３１を有する偶数個の永久磁石式磁極３，締結体（ボルト）４，ガラス繊維強化四フッ化エチレン樹脂テープ材を用いた永久磁石式磁極３保護用のバインド層５を備える。永久磁石式磁極３は磁石片７１を未着磁の状態で磁極装着体３１に接着剤を用いて装着した後に着磁され、磁極装着体３１を溝部２１に嵌め込んだうえで締結体４により回転子ヨーク２に締結される。
【選択図】図１

Description

この発明は、それぞれが複数の磁石片で構成された偶数の永久磁石式磁極を回転子ヨークの固定子と対向しあう部位に備えた回転電気機械の永久磁石式回転子に関するものである。

回転電気機械の永久磁石式回転子では偶数の永久磁石式磁極を回転子ヨークの固定子と対向しあう部位に装着することになるが、従来の永久磁石式磁極の回転子ヨークへの装着方法としては、永久磁石式磁極を接着法などにより回転子ヨークに装着する（例えば、特許文献１参照。）とか、ボルトなどの締結体を用いて回転子ヨークに装着する（例えば、特許文献２参照。）などの方法が知られている。
以下、図５，図６を用いて従来の回転電気機械の永久磁石式回転子について説明する。まず、図５は、従来の一例の回転電気機械の永久磁石式回転子の概要を示すその斜視図である。図５において、９は、円柱状の外周面の形状を持つ強磁性材製の回転子ヨーク９１を有する回転子センター９２と、回転子ヨーク９１のこの事例の場合の固定子（図示せず。）と対向しあう部位であるその外周部９１１に，接着剤を用いて装着された偶数個の永久磁石式磁極８と回転子軸９９とを備えた、従来例のインナーロータ型の回転電気機械の永久磁石式回転子である。また、図６は、従来の異なる例の回転電気機械の永久磁石式回転子の概要を示す斜視図で、（ａ）はその全体図を示し、（ｂ）は図６の（ａ）のＰ部の拡大図である。

図６において、９Ａは、円柱状の外周面の形状を持つ回転子ヨーク９１を有する回転子センター９２と、回転子ヨーク９１のこの事例の場合の固定子（図示せず。）と対向しあう部位であるその外周部９１１に，複数の締結体であるボルト９８を用いて装着された偶数個の永久磁石式磁極８Ａと回転子軸９９とを備えた、従来例のインナーロータ型の回転電気機械の永久磁石式回転子である。回転電気機械の永久磁石式回転子９，９Ａでは、それぞれの永久磁石式磁極８，８Ａには所定の着磁がなされていることが必須条件であるが、永久磁石式磁極８，８Ａに着磁が行われる時点としては、大形の回転電気機械の場合には、永久磁石式磁極８，８Ａが回転子ヨーク９１に装着される前の場合が一般的である。なお、永久磁石式磁極の回転子ヨークへの装着方法には、前述の方法の他に、回転子ヨークの永久磁石式磁極を装着する部位にダブテール形や逆Ｔ形などの形状を持つ溝部を形成し、この溝部に永久磁石式磁極を嵌合させるという方法も知られている。

なおまた、永久磁石式回転子９，９Ａでは、永久磁石式磁極８，８Ａの表面保護，遠心力に対する防護などのために、ガラス繊維，合成樹脂材（四フッ化エチレン樹脂材など）などの電気絶縁材製のテープ材やシート材をバインド材として用いて、永久磁石式磁極８，８Ａの外周部を巡るように外面側から巻いた保護層を形成することが、必要に応じて行われている。ところで、永久磁石式磁極８，８Ａには、用いる永久磁石材料に希土類磁石（サマリウムコバルト系やネオジウム系など）の採用が進められるようになっており、希土類磁石が大きな磁気エネルギー（最大ＢＨ積）値を持つことから、永久磁石式磁極はしだいに大きな容量を持つ回転電気機械にも採用されるようになってきている。大容量の回転電気機械ではその体格が大きくなることから永久磁石式磁極も大形にならざるを得ないが、永久磁石の製造設備による制約により、大容量の回転電気機械に用いられる大形の永久磁石式磁極では、複数の磁石片を組み合わせて用いることが一般的に行われている。

以下に、図７を用いて従来のさらに異なる例の回転電気機械の永久磁石式回転子の複数の磁石片が用いられた永久磁石式磁極の、複数の磁石片の配置状態について説明する。図７は、従来のさらに異なる例の回転電気機械の永久磁石式回転子の複数の磁石片を用いた永久磁石式磁極における磁石片の配置状態を説明する平面状に展開して示した説明図であり、（ａ）はスキューが施されない場合、（ｂ）は全体に一様な角度でスキューが施された場合、（ｃ）はＶ字状のスキューが施された場合、（ｄ）はＶ字状のスキューが施されると共に階段状配置とされた場合をそれぞれ示す。なお、図７中に両端部のそれぞれに符号Ｘ，Ｘが付された一点鎖線は、永久磁石式回転子の回転中心軸線を示している。図７（ａ）において、７はスキューが施されない永久磁石式磁極であり、矩形状の上面形状を持つ複数の磁石片７１を図示のように配置することで、それぞれの永久磁石式磁極７を構成している。

また、図７（ｂ）において、７Ａは全体に一様な角度でスキューが施された永久磁石式磁極であり、平行四辺形状の上面形状を持つ複数の磁石片７２を図示のように配置することで、それぞれの永久磁石式磁極７Ａを構成している。永久磁石式磁極７Ａに例示したスキューは、固定子が持つ固定子巻線（図示せず。）を収納する固定子巻線溝（図示せず。）が存在することで発生する電磁気的なトルク変動や振動を低減するために行われている周知の方法である。永久磁石式磁極７Ａのスキュー角θは、永久磁石式磁極７Ａの外周面の直径を２Ｒ，永久磁石式磁極７Ａの軸長方向の両端部でのスキュー間隔（永久磁石式磁極７Ａの外面の直径２Ｒの周方向に沿う円弧長）をＬとした場合に、θ（ラジアン）＝Ｌ／Ｒである。このスキュー角θは固定子が持つ固定子巻線溝のピッチ角の整数倍に設定されることが一般的である。

また、図７（ｃ）において、７ＢはＶ字状のスキューであるＶ字スキューが施された永久磁石式磁極であり、平行四辺形状の上面形状を持つ複数の磁石片７３，７４を図示のように配置することで、それぞれの永久磁石式磁極７Ｂを構成している。なお、永久磁石式磁極７Ｂの軸長方向の両端部のそれぞれと中央部との間でのスキュー間隔Ｌは、この事例の場合には、永久磁石式磁極７Ａの場合のスキュー間隔Ｌと同一値である。一様なスキューを施された永久磁石式磁極７Ａでは、一点鎖線Ｘ−Ｘに平行する方向の磁気分力が発生するので、この磁気分力をキャンセルできるようにするために行われているスキュー配置が、この永久磁石式磁極７Ｂに例示したＶ字スキューである。そうして、磁石片７３と磁石片７４とは、永久磁石式磁極７Ｂの軸長方向に関する二等分線〔図７（ｃ）中に一点鎖線Ｙ−Ｙで示す。〕を含むと共に一点鎖線Ｘ−Ｘに垂直な平面に関して面対称となる関係で配置されている。

さらにまた、図７（ｄ）において、７ＣはＶ字スキューが施されると共に階段状配置とされた永久磁石式磁極であり、矩形状の上面形状を持つ多数の磁石片７５を図示のように配列することで、それぞれの永久磁石式磁極７Ｃを構成している。多数の磁石片７５は、図７（ｄ）における紙面の左右方向の側端部がスキューに対応した配置状態となるように治具を用いるなどして配置されるが、多数の磁石片７５の前記側端部がなす形状が階段状になるために、このような磁石片の配置状態は一般に階段状配置と呼ばれている。永久磁石式磁極７Ｃに示した多数の磁石片７５の階段状配置は、スキューを行う大容量の回転電気機械用の円弧状の外面形状を持つ永久磁石式磁極に多く採用されるようになってきている。そうして、永久磁石式磁極７Ｃの軸長方向に関する二等分線〔図７（ｄ）中に一点鎖線Ｙ−Ｙで示す。〕に関して図７（ｄ）における紙面の上部と下部のそれぞれに配置された磁石片７５は、前記二等分線を含むと共に一点鎖線Ｘ−Ｘに垂直な平面に関して面対称となる関係で配置されており、永久磁石式磁極７Ｃの軸長方向の両端部のそれぞれと中央部との間でのスキュー間隔Ｌは、この事例の場合には、永久磁石式磁極７Ａのスキュー間隔Ｌと同一値である。

そうして、複数の磁石片が用いられた従来例の永久磁石式磁極７〜７Ｃの場合には、永久磁石式磁極７〜７Ｃを構成している磁石片７１，７２，７３，７４および７５は、図６に例示したボルトなどの締結体を用いて回転子ヨークに装着する場合と、図５に例示した接着剤を用いて回転子ヨークに装着する場合とがある。前者の場合には、それぞれの磁石片（磁石片７１など）には適宜の個数の締結体装填部が形成されていると共に，予め着磁されていることが一般的である。また、後者の場合には、予め着磁された複数の磁石片を回転子ヨークの永久磁石式磁極７〜７Ｃの所定の配置部位に接着剤を用いて直接装着する場合、予め着磁された複数の磁石片を接着剤を用いてそれぞれの永久磁石式磁極７〜７Ｃを組立てたうえで，この永久磁石式磁極７〜７Ｃを回転子ヨークに接着剤を用いて装着する場合、および、未着磁の複数の磁石片を接着剤を用いてそれぞれの永久磁石式磁極７〜７Ｃを組立て，この永久磁石式磁極７〜７Ｃに個別に着磁を行ったうえで回転子ヨークに接着剤を用いて装着する場合が知られている。
特開平１１−８９１４１号公報（第３−４頁、第１−２図）特開２００２−１３６０８１号公報（第２−３頁、第１，６図）

図７に例示されたように複数の磁石片（磁石片７１など）が配置された永久磁石式磁極８，８Ａを備えた、永久磁石式回転子９，９Ａなどの従来技術による回転電気機械の永久磁石式回転子では、前述したように永久磁石式磁極８，８Ａを、予め着磁された磁石片を用いて組み立てる場合と、未着磁の磁石片を用いて組み立てた後に永久磁石式磁極８毎に着磁をする場合とが行われている。しかしながら、このような従来技術による回転電気機械の永久磁石式回転子では次に述べるような諸問題がある。まず、（イ）予め着磁された複数の磁石片を締結体を用いて回転子ヨーク９１に装着する場合には、磁石片の磁極が持つ磁荷によって磁石片の相互間や周辺にある強磁性体（例えば、回転子ヨーク９１）との間に磁気力が働くことがその作業上の大きな問題点になっている。
特に、複数の磁石片を図７に例示したように互いに接近させて配置させる場合には、複数の磁石片の同一の極が互いに接近されることになり、相互間に大きな反発力が発生することで、その作業は困難を極めたものになる。この問題は、（ロ）予め着磁された複数の磁石片を用いて永久磁石式磁極８を図７に例示した回転子ヨーク９１の所定の配置部位に接着剤を用いて直接装着する場合も同様に当て嵌る。次に、（ハ）予め着磁された複数の磁石片を用い，それぞれの永久磁石式磁極８を図７に例示した永久磁石式磁極７〜７Ｃのように接着剤を用いて組立てたうえで，この永久磁石式磁極８を回転子ヨーク９１に接着剤を用いて装着する場合には、永久磁石式磁極８の組立てを行う段階において、前記（イ）項で述べた内容と同一の問題が発生する。

また、組立てられた永久磁石式磁極８を回転子ヨーク９１へ装着する際に、永久磁石式磁極８と強磁性材製の回転子ヨーク９１の間に働く磁気力が原因で永久磁石式磁極８を回転子ヨーク９１にぶつけてしまうことにより永久磁石式磁極８に破損が発生する場合がある。さらに、（ニ）未着磁の複数の磁石片を用いてそれぞれの永久磁石式磁極８を図７に例示した永久磁石式磁極７〜７Ｃのように接着剤を用いて組立て，永久磁石式磁極８毎に着磁を行い，この着磁された永久磁石式磁極８を回転子ヨーク９１に接着剤を用いて装着する場合には、永久磁石式磁極８が着磁されることによって複数の磁石片の相互間に発生する大きな反発力が原因になり、磁石片相互間の接着部に剥離が発生する場合がある。またこの場合にも、着磁された永久磁石式磁極８の回転子ヨーク９１への装着の際に、前記（ハ）項で述べた内容と同一の問題が発生する。

また、前記の諸問題があるために、複数の磁石片を用いて組み立てられた永久磁石式磁極８の回転子ヨーク９１への装着作業時には、永久磁石式磁極８を回転子ヨーク９１にぶつけないようにしたり、永久磁石式磁極８の磁石片相互間の接着剤層に過大な力を与えないように十分に注意する必要がある。したがって、永久磁石式磁極８の取り扱いを極めて繊細に行わなければならず、その結果、長い作業時間を要するという問題点もある。また、磁石片（磁石片７１など）の回転子ヨーク９１への装着に際しては、前述したように、磁石片相互間に働く大きな磁気力や，磁石片と回転子ヨーク９１との間に働く磁気吸引力に抗して磁石片を所定位置に装着させなければならないが、その際に、組立作業対象の磁石片を回転子ヨーク９１や，回転子ヨーク９１に装着済みの磁石片に衝突させないように注意をはらう必要がある。

このために、磁石片の回転子ヨーク９１への配置位置の寸法精度に満足できるレベルのものを得ることが困難であるとの問題もあった。この配置位置の寸法精度の問題に関しては、複数の磁石片を用いて組み立てられた永久磁石式磁極８を回転子ヨーク９１へ装着する際にもほぼ同様に発生する。そうして、回転子ヨーク９１に装着する磁石片や永久磁石式磁極８の配置位置の寸法精度の問題は、偶数の永久磁石式磁極８，８Ａにより発生する電磁力にアンバランスを生じさせ、このことが原因となって永久磁石式回転子９，９Ａや永久磁石式回転子９，９Ａを備える回転電気機械に発生トルクの脈動や振動の発生を惹起していた。したがってこの発明の目的は、複数の磁石片が用いられた着磁済みの永久磁石式磁極を回転子ヨーク部に容易に装着することが可能であると共に、永久磁石式磁極の配置位置の寸法精度の向上が可能な回転電気機械の永久磁石式回転子を提供することにある。

この発明では前述の目的は、
１）偶数の永久磁石式磁極を回転子ヨークの固定子と対向しあう部位に備えた回転電気機械の永久磁石式回転子において、前記永久磁石式磁極は永久磁石材製の複数の磁石片とこれら磁石片を装着する強磁性金属材製の磁極装着体とを有し、この永久磁石式磁極は前記磁極装着体の前記磁石片が装着された部位とはほぼ反対側になる部位で前記回転子ヨークに装着されること、または、
２）前記１項に記載の手段において、前記回転子ヨークは前記永久磁石式磁極を装着する部位に溝部を有し、この溝部を利用して前記永久磁石式磁極を前記磁極装着体において回転子ヨークに装着すること、または、
３）前記１項または２項に記載の手段において、前記永久磁石式磁極の複数の前記磁石片は、これらの磁石片が未着磁の状態において前記磁極装着体に装着される段階で所定の位置に配置されること、さらにまたは、
４）前記１項から３項までのいずれかに記載の手段において、前記永久磁石式磁極の複数の前記磁石片は、強磁性金属材製の前記磁極装着体に装着された後に着磁されることにより達成される。

この発明による回転電気機械の永久磁石式回転子では、前記課題を解決するための手段の項で述べた構成とすることで、次記の効果を得られる。
（１）この発明による永久磁石式磁極では永久磁石材製の磁石片は接着剤層を介して強磁性金属材製の磁極装着体に装着されていることにより、永久磁石式磁極の着磁によって磁石片と磁極装着体との間には、磁石片と強磁性金属材製の磁極装着体との間に働く磁気吸引力が発生する。永久磁石式磁極が着磁されることによって複数の磁石片の相互間には大きな反発力が従来技術の場合と同様に発生するが、この発明による永久磁石式磁極では前記磁気吸引力がこの反発力に対する抗力として働くと共に、磁石片と磁極装着体との間の接着剤による接着力が抗力として働くので、磁石片相互間の接着部での剥離の発生の問題の解消を図ることが可能になる。
（２）また、この発明による永久磁石式磁極では磁極装着体の部位で回転子ヨークに装着される構成になっていることから、永久磁石式磁極の回転子ヨークへの装着に際して、永久磁石式磁極は必然的に磁極装着体の部位を前面に位置させて回転子ヨークに近づける姿勢を採られる。したがって、この発明による永久磁石式磁極の回転子ヨークへの装着時に、永久磁石式磁極と回転子ヨークの間に働く磁気力が主原因で、従来技術の場合と同様に永久磁石式磁極が回転子ヨークにぶつかってしまったとしても、その際に回転子ヨークとぶつかる部位は強磁性金属材製の磁極装着体になる。

このために、この発明による永久磁石式磁極が回転子ヨークとぶつかってしまったとしても、永久磁石材製の磁石片にはその際の衝撃力が直接には加わることがなく、しかも、磁石片は前記磁気吸引力および接着剤の接着力によって磁極装着体と結合されていることもあって、磁石片相互間の接着層に破損が生じることを実質的に解消できる。したがって、この発明による永久磁石式磁極を回転子ヨークに装着する際には、従来技術の場合のように永久磁石式磁極を極めて繊細に取り扱う必要はなく、永久磁石式磁極の回転子ヨークへの装着作業を一般的なレベルの注意を払うことにより実施できる。これにより、永久磁石式磁極の回転子ヨークへの装着作業時間を、従来技術の場合と対比して大幅に短縮することが可能になる。
（３）そうして、この発明による永久磁石式回転子の場合には、複数の磁石片で形成された，言わば永久磁石式磁極本体の回転子ヨークへの装着位置の寸法精度は、永久磁石式磁極本体の磁極装着体への配置位置の寸法精度、磁極装着体およびこの磁極装着体を装着するために回転子ヨークに形成される溝部の機械加工などの加工時の寸法精度によってほとんど定まる。このため、永久磁石式回転子では、永久磁石式磁極本体の装着位置に関する寸法精度を従来技術の場合と対比して格段に向上することができる。このことにより、永久磁石式磁極の装着位置の不同が主原因となって従来技術の永久磁石式回転子を持つ回転電気機械に存在していた電磁力のアンバランス量などは、この発明による永久磁石式回転子の場合には低減される。したがって、電磁力のアンバランス量が原因となって発生する回転電気機械にとって好ましくない脈動トルクや振動などを、この発明による永久磁石式回転子を用いた回転電気機械では低減することが可能になる。

以下この発明を実施するための最良の形態を図面を参照して詳細に説明する。なお、以下の説明においては、図５，図６に示した従来例の回転電気機械の永久磁石式回転子、および、図７に示した回転電気機械の永久磁石式回転子の複数の磁石片が用いられた従来例の永久磁石式磁極と同一部分には同じ符号を付し、その説明を省略する。なおまた、以降の説明では、この発明の永久磁石式磁極の中で用いられる永久磁石式磁極７の名称を、永久磁石式磁極本体７とすることで、前述の「背景技術」の項および「発明が解決しようとする課題」の項における説明との混同を避けることにする。
『実施の形態１』図１は、この発明の実施の形態の一例による回転電気機械の永久磁石式回転子の要部を示すその斜視面であり、図２は、図１による永久磁石式磁極の組立手順の概要を説明する説明図である。図１，図２において、１は、回転子ヨーク２を有し，回転子ヨーク２を除いては不図示の回転子センターと、偶数個の永久磁石式磁極３と、所要個数の締結体であるボルト４と、必要に応じて設けられるバインド層５と、不図示の回転子軸とを備えたこの発明によるインナーロータ型の回転電気機械の永久磁石式回転子である。

永久磁石式磁極３は、所要個数の磁石片７１を有するスキューが施されない永久磁石式磁極本体７と、この発明による特長的な構成要素である磁極装着体３１とを有している。この磁極装着体３１には鉄鋼材などの強磁性金属材が用いられており、ボルト４を装填するための所要個数の貫通孔３２が形成され、磁石片７１が装着される部位である上面３３と，上面３３に対して反対側になる部位である下面３４とは、この事例の場合には、共に平面状とされている。また、この磁極装着体３１は、永久磁石式磁極３によって永久磁石式回転子１に生成される主磁束に関して、永久磁石式回転子１内におけるこの主磁束の通路である回転子ヨークの一部を形成する部材でもある。それぞれの磁石片７１は未着磁の状態で磁極装着体３１の上面３３の所定の位置に適宜の接着剤を用いて装着される。
そうして、それぞれの磁石片７１の磁極装着体３１への配置位置は、必要に応じて治具などを用いることで、所要の寸法精度が得られるように配慮される。磁石片７１が未着磁であるので、磁石片７１の磁極装着体３１への配置位置は、比較的に高い寸法精度を容易に得ることができる。所要の全ての磁石片７１が磁極装着体３１に装着された永久磁石式磁極３には、不図示の着磁装置を用いて所定の着磁が行われる。回転子ヨーク２は従来例の前記永久磁石式回転子９の回転子ヨーク９１と対比すると、それぞれの永久磁石式磁極３を装着する部位に、永久磁石式磁極３装着用の溝部である凹溝２１を備えることのみが異なっている。この凹溝２１の磁極装着体３１の下面３４が当接される底面２２には、ボルト４用の所要個数のねじ孔２３が形成されており、この事例の場合に下面３４が平面状とされていることから、この底面２２も平面状とされている。

着磁をされた永久磁石式磁極３は、磁極装着体３１を凹溝２１に嵌め込み、ボルト４により回転子ヨーク２に締結される。また、永久磁石式回転子１が備える回転子軸および回転子ヨーク２を除く回転子センターは、例えば、従来例の前記回転子軸９９および前記回転子センター９２と同一の構成を有している。バインド層５は、永久磁石式磁極本体７などの表面保護，遠心力に対する防護などのために、適宜の電気絶縁材製のテープ材などをバインド材として用いた、従来技術においても用いられている保護層である。この事例の場合には、バインド層５のバインド材にはガラス繊維強化四フッ化エチレン樹脂テープ材が用いられている。
図１，図２に示すこの発明の実施の形態の一例による回転電気機械の永久磁石式回転子１では前述の構成としたので、次に述べるような作用・効果を得ることができる。すなわち、この発明による永久磁石式磁極３では永久磁石式磁極本体７の磁石片７１は接着剤層を介して強磁性金属材製の磁極装着体３１に装着されていることにより、永久磁石式磁極３の着磁によって磁石片７１と磁極装着体３１との間には、磁石片７１と強磁性金属材製の磁極装着体３１との間に働く磁気吸引力が発生する。永久磁石式磁極３が着磁されることによって複数の磁石片７１の相互間には大きな反発力が従来技術の場合と同様に発生するが、永久磁石式磁極３では磁石片７１と磁極装着体３１との間の接着剤の接着力が大きく、磁石片７１相互間の接着部での剥離の発生の問題の解消を図ることができる。

また、この発明による永久磁石式磁極３では磁極装着体３１の部位で回転子ヨーク２に装着される構成になっていることから、永久磁石式磁極３の回転子ヨーク２への装着に際して、永久磁石式磁極３は必然的に磁極装着体３１の部位を前面に位置させて回転子ヨーク２に近づける姿勢を採られる。したがって、永久磁石式磁極３の回転子ヨーク２への装着時に、永久磁石式磁極３と回転子ヨーク２の間に働く磁気力が主原因で、従来技術の場合と同様に、永久磁石式磁極３が回転子ヨーク２にぶつかってしまったとしても、その際に回転子ヨーク２とぶつかる部位は強磁性金属材製の磁極装着体３１になる。
このために、永久磁石式磁極３が回転子ヨーク２とぶつかってしまったとしても、永久磁石式磁極本体７にはその際の衝撃力が直接には加わることがなく、しかも、磁石片７１は前記磁気吸引力および接着剤の接着力によって磁極装着体３１と結合されていることもあって、永久磁石式磁極本体７に破損が生じることを実質的に解消できる。したがって、この発明による永久磁石式磁極３を回転子ヨーク２に装着する際には、従来技術の場合のように永久磁石式磁極３を極めて繊細に取り扱う必要はなく、永久磁石式磁極３の回転子ヨーク２への装着作業を一般的なレベルの注意を払うことにより実施できる。これにより、永久磁石式磁極３の回転子ヨーク２への装着作業時間を、従来技術の場合と対比して大幅に短縮することができる。

そうして、この発明による永久磁石式回転子１の場合には、永久磁石式磁極本体７の回転子ヨーク２への装着位置の寸法精度は、永久磁石式磁極本体７の磁極装着体３１への配置位置の寸法精度、磁極装着体３１，凹溝２１の機械加工などの加工時の寸法精度によってほとんど定まる。このため、永久磁石式回転子１では、永久磁石式磁極本体７の装着位置に関する寸法精度を従来技術の場合と対比して格段に向上することができる。このことにより、永久磁石式磁極７の装着位置の不同が主原因となって従来技術の永久磁石式回転子を持つ回転電気機械に存在していた電磁力のアンバランス量などは、永久磁石式回転子１の場合には低減される。したがって、電磁力のアンバランス量が原因となって発生する回転電気機械にとって好ましくない脈動トルクや振動などを、永久磁石式回転子１を用いた回転電気機械では低減することができる。
『実施の形態２』図３は、この発明の実施の形態の異なる例による回転電気機械の永久磁石式回転子の要部を示すその斜視面である。図３において、１Ａは、図１，図２に示したこの発明による永久磁石式回転子１に対して、回転子ヨーク２，永久磁石式磁極３に替えて回転子ヨーク２Ａ，永久磁石式磁極３Ａを用いると共に、ボルト４，バインド層５を設けないようにしたインナーロータ型の回転電気機械の永久磁石式回転子である。回転子ヨーク２Ａは前記回転子ヨーク２と対比すると、凹溝２１に替えてダブテール形の溝部２４を備えることが異なっている。この事例の溝部２４の場合には、その底面２５は平面状とされており、ボルトなどの締結体を装着するためのねじ孔は形成されていない。永久磁石式磁極３Ａは前記永久磁石式磁極３と対比すると、磁極装着体３１に替えて回転子ヨーク２Ａの溝部２４に嵌合されるダブテール形の断面形状を持つ磁極装着体３５を有している。この磁極装着体３５には鉄鋼材などの強磁性金属材が用いられており、磁石片７１が装着される部位である上面３３と，上面３３に対して反対側になる部位である下面３４とは、この事例の場合には、共に平面状とされているが、ボルトなどの締結体を装填するための貫通孔は形成されていない。

図３に示すこの発明の実施の形態の異なる例による回転電気機械の永久磁石式回転子１Ａでは前述の構成を持っており、この構成方法は、この発明による永久磁石式磁極の回転子ヨークへの装着に当たり、ボルトなどの締結体を用いた装着方法の他に、従来技術による永久磁石式磁極の，永久磁石式回転子の回転子ヨークへの装着に採用されている各種の方法も、広く採用できることを示すものである。なお、永久磁石式回転子１Ａによって得られる作用・効果は、永久磁石式回転子１によって得られる前記作用・効果と同等のため、重複を避けてその説明は省略する。
『実施の形態３』図４は、この発明の実施の形態のさらに異なる例による回転電気機械の永久磁石式回転子の要部を示すその斜視面である。なお、以下の説明においては、図１，図２に示したこの発明による回転電気機械の永久磁石式回転子１と同一部分には同じ符号を付しその説明を省略する。また、図４には、図１，図２で付した符号については、代表的な符号のみを記すようにしている。図４において、１Ｂは、図１，図２に示したこの発明による永久磁石式回転子１に対して、永久磁石式磁極３に替えて、永久磁石式磁極本体に永久磁石式磁極本体７Ｂを用いる永久磁石式磁極３Ｂを用いるようにしたインナーロータ型の回転電気機械の永久磁石式回転子である。図４に示すこの発明の実施の形態のさらに異なる例による回転電気機械の永久磁石式回転子１Ｂでは前述の構成を持っており、この構成方法は、この発明による永久磁石式磁極に複数の磁石片を持つ永久磁石式磁極本体を適用するのに当たり、スキューが施されない永久磁石式磁極本体の他に、従来技術による永久磁石式磁極に採用されている複数の磁石片の各種の配置方法のものも、広く採用できることを示すものである。なお、永久磁石式回転子１Ｂによって得られる作用・効果は、永久磁石式回転子１によって得られる前記作用・効果と同等のため、重複を避けてその説明は省略する。

前述の説明では、この発明による回転電気機械の永久磁石式回転子はインナーロータ型であるとしてきたが、これに限定されるものではなく、例えば、アウターロータ型などのインナーロータ型とは異なる構造型式のものであってもよいものである。また、前述の説明では、この発明による磁極装着体３１，３５の上面３３と下面３４は共に平面状にされているとしてきたが、これに限定されるものではなく、例えば、円弧面などの曲面であってもよいものである。そうして、磁極装着体（例えば、磁極装着体３１，３５）の下面（例えば、下面３４）が当接される溝部（例えば、凹溝２１や溝部２４）の面（例えば、底面２２，２５）は、下面の形状に適合する形状とすることが好ましいものである。

この発明の実施の形態の一例による回転電気機械の永久磁石式回転子の要部を示すその斜視面である。図１による永久磁石式磁極の組立手順の概要を説明する説明図である。この発明の実施の形態の異なる例による回転電気機械の永久磁石式回転子の要部を示すその斜視面である。この発明の実施の形態のさらに異なる例による回転電気機械の永久磁石式回転子の要部を示すその斜視面である。従来の一例の回転電気機械の永久磁石式回転子の概要を示すその斜視図である。従来の異なる例の回転電気機械の永久磁石式回転子の概要を示す斜視図で、（ａ）はその全体図を示し、（ｂ）は図６の（ａ）のＰ部の拡大図である。従来のさらに異なる例の回転電気機械の永久磁石式回転子の複数の磁石片を用いた永久磁石式磁極における磁石片の配置状態を説明する平面状に展開して示した説明図であり、（ａ）はスキューが施されない場合、（ｂ）は全体に一様な角度でスキューが施された場合、（ｃ）はＶ字状のスキューが施された場合、（ｄ）はＶ字状のスキューが施されると共に階段状配置とされた場合をそれぞれ示す。

符号の説明

１永久磁石式回転子
２回転子ヨーク
２１溝部（凹溝）
３永久磁石式磁極
３１磁極装着体
４締結体（ボルト）
５バインド層
７永久磁石式磁極本体
７１磁石片

Claims

偶数の永久磁石式磁極を回転子ヨークの固定子と対向しあう部位に備えた回転電気機械の永久磁石式回転子において、
前記永久磁石式磁極は永久磁石材製の複数の磁石片とこれら磁石片を装着する強磁性金属材製の磁極装着体とを有し、この永久磁石式磁極は前記磁極装着体の前記磁石片が装着された部位とはほぼ反対側になる部位で前記回転子ヨークに装着されることを特徴とする回転電気機械の永久磁石式回転子。
請求項１に記載の回転電気機械の永久磁石式回転子において、
前記回転子ヨークは前記永久磁石式磁極を装着する部位に溝部を有し、この溝部を利用して前記永久磁石式磁極を前記磁極装着体において回転子ヨークに装着することを特徴とする回転電気機械の永久磁石式回転子。
請求項１または２に記載の回転電気機械の永久磁石式回転子において、
前記永久磁石式磁極の複数の前記磁石片は、これらの磁石片が未着磁の状態において前記磁極装着体に装着される段階で所定の位置に配置されることを特徴とする回転電気機械の永久磁石式回転子。
請求項１から３までのいずれかに記載の回転電気機械の永久磁石式回転子において、
前記永久磁石式磁極の複数の前記磁石片は、強磁性金属材製の前記磁極装着体に装着された後に着磁されることを特徴とする回転電気機械の永久磁石式回転子。