JP2000152540A - アウターロータ回転電機 - Google Patents

アウターロータ回転電機

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JP2000152540A
JP2000152540A JP10324669A JP32466998A JP2000152540A JP 2000152540 A JP2000152540 A JP 2000152540A JP 10324669 A JP10324669 A JP 10324669A JP 32466998 A JP32466998 A JP 32466998A JP 2000152540 A JP2000152540 A JP 2000152540A
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JP
Japan
Prior art keywords
permanent magnet
electric machine
outer rotor
rotating electric
radial direction
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JP10324669A
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English (en)
Inventor
Koji Nagata
耕治 永田
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Meidensha Corp
Meidensha Electric Manufacturing Co Ltd
Original Assignee
Meidensha Corp
Meidensha Electric Manufacturing Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 (修正有) 【課題】 弱め界磁制御を行うことなく、実効的に当該
制御を行なったのと同様の制御を実現することができ
る。 【解決手段】 アウターロータ回転電機の円筒状の永久
磁石位置決め駒16bで形成された凹部に永久磁石17
を嵌入し、回転子12の回転による遠心力に応じた、永
久磁石17の変位をゴム板20で適切に規制する。

Description

【発明の詳細な説明】 【0001】 【発明の属する技術分野】本発明はアウターロータ回転
電機に関し、特に永久磁石を回転子側に設けて界磁を形
成する方式のものに適用して有用なものである。 【0002】 【従来の技術】図4は従来技術に係るアウターロータ回
転電機の一例を示す横断面図である。同図に示すよう
に、このアウターロータ回転電機は、固定子1と、この
固定子1の周囲を囲繞するように配設した回転子2(ア
ウターロータ)とからなる。固定子1は、リング状のヨ
ーク3、このヨーク3の周方向に配設された複数個の固
定子鉄心4及び各固定子鉄心4に巻回された固定子コイ
ル5を有している。回転子2は、固定子1の外周を囲繞
する円筒部6、この円筒部6の内周面に周方向に分散し
て配設した複数個の永久磁石7及び円筒部6の一方の開
口部を塞ぎ中央部が回転軸8に固着してある端板9とを
有している。この結果、キャップGを介して固定子鉄心
4と永久磁石8とが相対向し、界磁磁束を発生する永久
磁石7を有する回転子2が界磁側となり、固定子1が電
機子側となって回転子2が回転軸8とともに固定子1の
外周を回転する回転電機が構成される。 【0003】 【発明が解決しようとする課題】上述の如き回転電機に
おいて、図5(a)に示すようなトルクカーブ(定出力
領域)を得るには誘起電圧を低減するような制御、いわ
ゆる弱め界磁制御を行わなければならない。換言すれ
ば、弱め界磁制御を行わない場合には、図5(b)に示
すように、トルク特性は定トルク領域のみしか得ること
ができない。ここで、弱め界磁制御を行った場合には、
当該アウターロータ回転電機の制御回路が複雑になるば
かりでなく特性も悪化するという問題を生起する。 【0004】本発明は、上記従来技術に鑑み、弱め界磁
制御を行うことなく実効的に当該制御を行なったのと同
様の制御を実現することができるアウターロータ回転電
機を提供することを目的とする。 【0005】上記目的を達成する本発明の構成は、次の
点を特徴とする。 【0006】1) 開口部の一方が端板で塞がれた円筒
部を有するとともにこの円筒部の内周面に周方向に分散
して配設した複数個の永久磁石を有して端板の中央部を
介し回転軸に固着してある回転子と、上記永久磁石とギ
ャップを介して相対向する複数個の磁極を有する固定子
とを具備するアウターロータ回転電機において、径方向
に関し中心側に向かうにつれ開口寸法が漸減するテーパ
ー部を有する孔に永久磁石を嵌入するとともに、永久磁
石の径方向に関する位置を、回転子の回転に伴い永久磁
石に作用する遠心力に応じた固有の位置に、位置規制部
材で規制するように構成したこと。 【0007】2) 上記1)に記載するアウターロータ
回転電機において、 位置規制部材は、径方向に関し遠
心側に向かうにつれ開口寸法が漸減するテーパー部を有
する凹部に嵌入するとともに、この永久磁石の外周面の
全面に当接してこの外周面を均等に押圧する弾性部材で
構成したこと。 【0008】3) 上記1)に記載するアウターロータ
回転電機において、 位置規制部材は、永久磁石の外周
面に当接してこの永久磁石を径方向に関し中心側に押圧
するバネ力をす付与する複数個のコイルバネで構成した
こと。 【0009】4) 上記1)に記載するアウターロータ
回転電機において、 位置規制部材は、永久磁石の両端
部でこの永久磁石の外周面に当接しこの永久磁石を径方
向に関し中心側に押圧するバネ力を付与するアーチ状の
板バネで構成したこと。 【0010】 【発明の実施の形態】以下本発明の実施の形態を図面に
基づき詳細に説明する。 【0011】図1は本発明の第1の実施の形態に係るア
ウターロータ回転電機を示す横断面図(a)及び縦断面
図(b)である。同図に示すように、本形態に係るアウ
ターロータ回転電機も図4に示す従来技術に係るアウタ
ーロータ回転電機と同様に、固定子11と、この固定子
11の周囲を囲繞するように配設した回転子12(アウ
ターロータ)とからなる。固定子11は、リング状のヨ
ーク13、このヨーク13の周方向に配設された複数個
の固定子鉄心14及び各固定子鉄心14に巻回された固
定子コイル15を有している。回転子12は、固定子1
1の外周を囲繞する円筒部16、この円筒部16の内周
面に周方向に分散して配設した複数個の永久磁石17及
び円筒部16の一方の開口部を塞ぎ中央部が回転軸18
に固着してある端板19とを有している。この結果、キ
ャップGを介して固定子鉄心14と永久磁石17とが相
対向し、界磁磁束を発生する永久磁石17を有する回転
子12が界磁側となり、固定子11が電機子側となって
回転子12が回転軸18とともに固定子11の外周を回
転する回転電機が構成される。ここまでの構成は、図4
に示す従来技術に係るアウターロータ回転電機の構成と
同一である。 【0012】本形態に係るアウターロータ回転電機の円
筒部16は二重構造となっており、当該二重構造の外周
側の円筒16aと、その内周面に当接してビス16cで
円筒16aに一体化された円筒状の永久磁石位置決め駒
16bとからなる。永久磁石位置決め駒16bは、非磁
性材料で形成してあり、径方向に関し中心側に向かうに
つれ開口寸法が漸減するテーパー部を形成した複数個の
孔16dを周方向に関して等間隔に有している。各孔1
6dには永久磁石17が嵌入してある。一方、円筒16
aの内周面には、永久磁石17に対応する各位置に凹部
16eが形成してある。各凹部16eは、径方向に関し
遠心側に向かうにつれ開口寸法が漸減するテーパー部を
有している。弾性部材であるゴム板20は、永久磁石1
7の外周面の全面に当接してこの外周面を均等に押圧
し、永久磁石17の遠心方向の位置を規制するもので、
各凹部16eに嵌入してある。かくして、ゴム板20
は、当該アウターロータ回転電機の回転時、永久磁石1
7が遠心力によりこのゴム板20を圧縮させた場合に両
端部が広がることにより当該遠心力に応じた位置に永久
磁石17の位置を規制する。すなわち、ゴム板20は永
久磁石17の径方向に関する位置の位置規制部材として
機能する。このとき、凹部16eの両端部にはゴム逃げ
部16fが設けてあり、このゴム逃げ部16fとゴム板
20の材質をチューニングして永久磁石17と固定子鉄
心14との間のギャップGの幅を調整するようになって
いる。 【0013】かかる本形態によればアウターロータ回転
電機の回転に伴い永久磁石17に遠心力が作用した場
合、このときの回転数に基づく遠心力によりゴム板20
が圧縮される。この結果、ゴム板20は遠心力、換言す
ればアウターロータ回転電機の回転数に応じた固有の位
置に永久磁石17の径方向に間する位置を規制する。こ
の結果、アウターロータ回転電機の回転数が上昇すれば
これに応じてギャップGの幅が広がるので、その分誘起
電圧が減少し、弱め界磁制御を行ったのと同様のトルク
特性が得られる。 【0014】図2は本発明の第2の実施の形態に係るア
ウターロータ回転電機を示す横断面図(a)及び縦断面
図(b)である。同図に示すように、本形態に係るアウ
ターロータ回転電機は、永久磁石17の径方向に関する
位置規制部材として複数個のコイルバネ21を用いたも
のである。すなわち、各コイルバネ21は、その一端を
凹部16eの底面に固着するとともに、その他端を永久
磁石17の外周面に固着してあり、この永久磁石17を
径方向に関して中心側に押圧するバネ力を付与してい
る。この結果、アウターロータ回転電機の回転に伴い永
久磁石17に作用する遠心力によりコイルバネ21のバ
ネ力に抗して永久磁石17が遠心方向に浮き上がって移
動する。かくして、コイルバネ21は、このときの遠心
力(回転数)に応じた固有の位置に永久磁石17の径方
向の位置を規制する。すなわち、前述の第1の実施の形
態と同様にアウターロータ回転電機の回転数に応じてキ
ャップGの幅を変化させることができ、これにより弱め
界磁制御を行ったのと同様のトルク特性を得ることがで
きる。この場合のギャップGの幅の調整はコイルバネ2
1の個数、材質、バネレートにより調整する。また、当
該アウターロータ回転電機の停止時にはコイルバネ17
によるバネ力により永久磁石17が中心側に押圧される
が、この場合の永久磁石17の位置は孔16dのテーパ
ー部で原点位置に規制される。図2中、図1と同一部分
には同一番号を付し、重複する説明は省略する。 【0015】図3は本発明の第3の実施の形態に係るア
ウターロータ回転電機を示す横断面図(a)及び縦断面
図(b)である。同図に示すように、本形態に係るアウ
ターロータ回転電機は、永久磁石17の径方向に関する
位置規制部材としてアーチ状の板バネ22を用いたもの
である。すなわち、板バネ22は、固定ピンによりその
中央部を凹部16eの底面に固着してあり、永久磁石1
7の両端部でこの永久磁石17の外周面に当接してこの
永久磁石17を径方向に関し中心側に押圧するバネ力を
付与している。この結果、アウターロータ回転電機の回
転に伴い永久磁石17に作用する遠心力により板バネ2
2のバネ力に抗して永久磁石17が遠心方向に浮き上が
って移動する。かくして、コイルバネ21は、このとき
の遠心力(回転数)に応じた固有の位置に永久磁石17
の径方向の位置を規制する。すなわち、前記第1及び第
2の実施の形態と同様にアウターロータ回転電機の回転
数に応じてキャップGの幅を変化させることができ、こ
れにより弱め界磁制御を行ったのと同様のトルク特性を
得ることができる。この場合のギャップGの幅の調整は
板バネ22の材質、バネレートにより調整する。また、
当該アウターロータ回転電機の停止時には板バネ22に
よるバネ力により永久磁石17が中心側に押圧される
が、この場合の永久磁石17の位置は孔16dのテーパ
ー部で原点位置に規制される。図3中、図1と同一部分
には同一番号を付し、重複する説明は省略する。 【0016】 【発明の効果】以上実施の形態とともに詳細に説明した
通り、本発明によれば回転子の回転に伴う遠心力に応じ
て決まる固有の位置に位置規制部材が永久磁石の位置を
規制する結果、当該遠心力、すなわちアウターロータ回
転電機の回転数に応じて永久磁石が移動するので、永久
磁石と固定子の磁極との間のギャップも当該遠心力に応
じて変化し、誘起起電力を変化させる。この結果、実効
的に弱め界磁制御を行ったのと同様の状態が作り出さ
れ、図5(a)に示すようなトルク特性を得ることがで
きる。すなわち、本願発明によれば、アウターロータ回
転電機の特性の悪化及び制御回路の複雑化を招来するこ
となく弱め界磁制御を行ったのと同様のトルク特性を得
ることができる。
【図面の簡単な説明】 【図1】本発明の第1の実施の形態に係るアウターロー
タ回転電機を示す横断面図(a)及び縦断面図(b)で
ある。 【図2】本発明の第2の実施の形態に係るアウターロー
タ回転電機を示す横断面図(a)及び縦断面図(b)で
ある。 【図3】本発明の第3の実施の形態に係るアウターロー
タ回転電機を示す横断面図(a)及び縦断面図(b)で
ある。 【図4】従来技術に係るアウターロータ回転電機を示す
縦断面図である。 【図5】アウターロータ回転電機のトルク特性を示すグ
ラフである。 【符号の説明】 11 固定子 14 固定子鉄心 15 固定子コイル 16 円筒部 16a 円筒 16b 永久磁石位置決め駒 16d 孔 16e 凹部 20 ゴム板 21 コイルバネ 22 板バネ

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 【請求項1】 開口部の一方が端板で塞がれた円筒部を
    有するとともにこの円筒部の内周面に周方向に分散して
    配設した複数個の永久磁石を有して端板の中央部を介し
    回転軸に固着してある回転子と、上記永久磁石とギャッ
    プを介して相対向する複数個の磁極を有する固定子とを
    具備するアウターロータ回転電機において、 径方向に関し中心側に向かうにつれ開口寸法が漸減する
    テーパー部を有する孔に永久磁石を嵌入するとともに、
    永久磁石の径方向に関する位置を、回転子の回転に伴い
    永久磁石に作用する遠心力に応じた固有の位置に、位置
    規制部材で規制するように構成したことを特徴とするア
    ウターロータ回転電機。 【請求項2】 〔請求項1〕に記載するアウターロータ
    回転電機において、 位置規制部材は、径方向に関し遠心側に向かうにつれ開
    口寸法が漸減するテーパー部を有する凹部に嵌入すると
    ともに、この永久磁石の外周面の全面に当接してこの外
    周面を均等に押圧する弾性部材で構成したことを特徴と
    するアウターロータ回転電機。 【請求項3】 〔請求項1〕に記載するアウターロータ
    回転電機において、 位置規制部材は、永久磁石の外周面に当接してこの永久
    磁石を径方向に関し中心側に押圧するバネ力をす付与す
    る複数個のコイルバネで構成したことを特徴とするアウ
    ターロータ回転電機。 【請求項4】 〔請求項1〕に記載するアウターロータ
    回転電機において、 位置規制部材は、永久磁石の両端部でこの永久磁石の外
    周面に当接しこの永久磁石を径方向に関し中心側に押圧
    するバネ力を付与するアーチ状の板バネで構成したこと
    を特徴とするアウターロータ回転電機。
JP10324669A 1998-11-16 1998-11-16 アウターロータ回転電機 Withdrawn JP2000152540A (ja)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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Date Code Title Description
A300 Application deemed to be withdrawn because no request for examination was validly filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300

Effective date: 20060207