JP2001095183A - 自己始動形永久磁石式同期電動機 - Google Patents
自己始動形永久磁石式同期電動機Info
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- JP2001095183A JP2001095183A JP27239199A JP27239199A JP2001095183A JP 2001095183 A JP2001095183 A JP 2001095183A JP 27239199 A JP27239199 A JP 27239199A JP 27239199 A JP27239199 A JP 27239199A JP 2001095183 A JP2001095183 A JP 2001095183A
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Abstract
永久磁石を保護するための端板の取り付けを容易にす
る。 【解決手段】 アルミダイカストにより始動用かご形導
体と同時に回転子鉄心2の端面に軸方向に突起部10a
を形成し、端板8を嵌合した後、前記突起部10aの先
端を押圧拡大することにより、端板8を回転子鉄心2の
端面に固定する。
Description
よび空調機器用の電動圧縮機や一般産業用に使用される
自己始動形永久磁石式同期電動機に関するものである。
時には回転子の始動用かご形導体により誘導電動機とし
て作動し、回転子が同期速度付近に達すると永久磁石に
よる回転子磁極が回転子巻線が作る同期速度で回る回転
磁界に引き込まれて同期運転を行うものであるが、定速
度運転性および高効率性等優れた性能を有している。特
に電動機の回転子構造についてはさまざまな改良が施さ
れてきた。
回転子の一例は特公昭63−20105号公報に示され
ているものがある。以下、図14および図15を参照し
ながら上記従来の自己始動形永久磁石式同期電動機の回
転子について説明する。
の回転子の軸方向断面図であり、図15は図14のA−
A’に沿って断面した径方向断面図である。図14およ
び図15において、1は回転子、2は積層電磁鋼板より
なる回転子鉄心である。3は導体バーであり、その両端
は短絡環4と接続されて始動用かご形導体を形成してい
る。また5は永久磁石であり、回転子鉄心に埋め込まれ
て4極の回転子磁極を形成している。6は隣り合う異極
の永久磁石間の磁束短絡を防ぐための磁束短絡防止用ス
リットである。また7は端板であり、回転子鉄心の軸方
向の両端面に配置されて、8のボルトで回転子鉄心2に
固定され永久磁石5の脱落を防止する構成となってい
る。また9は回転子1を装着した軸である。
の構成は、端板を複数のボルトを使用して回転子鉄心に
取り付ける構成としているため、その材料費や組み立て
の工数がかかり、電動機のコストを押し上げる要因にな
るという課題があった。
ルトを使用せずに簡単に端板を取り付けることにより材
料費が安く且つ組み立てが簡単に行える安価な自己始動
形永久磁石式同期電動機を提供することを目的とする。
に本発明は始動用かご形導体と端板固定用の突起部をア
ルミダイカストで同時成型し、前記突起部に端板の嵌合
穴を嵌合した後、突起部の先端を押圧拡大して端板を回
転子鉄心の端面に固定したものである。このことにより
ボルトを使用せずに簡単に端板を取り付けることができ
るので、材料費が安くなり且つ組み立てが簡単に行え
る。
端面に配設する端板の一部または全体が短絡環により覆
われるような構成としたものであるため、端板固定用の
突起部の先端を押圧拡大して端板を回転子鉄心の端面に
取り付ける作業は片側だけでよく、組み立てがさらに簡
単に行える。
の端面に配設する端板の一部または全体が短絡環により
覆われ、且つ前記端板に設けた突起部を回転子鉄心の穴
Aに嵌合するような構成としたものであるため、端板の
位置決めを容易に行うことができるとともに、アルミダ
イカスト時の高圧のアルミの湯流れに対しても端板の位
置がずれることがなくなる。
部の電磁鋼板Bには永久磁石埋設用穴を設けない構成と
したため、当該側の端板は不要となり端板は他方側の1
枚で済むので材料費や組み立て工数を大幅に低減するこ
とができる。
と当接する箇所に突起部を設けたので、永久磁石は電磁
鋼板の突起部だけに当接して軸方向の位置決めをされる
こととなり、前記永久磁石の裏表の異極間の電磁鋼板B
を介しての磁束短絡が大幅に低減でき、電動機の性能を
向上させることができる。
絡環の内周に設けた凹部とを嵌合させるように構成し、
前記短絡環の凹部の周辺を軸方向に押圧変形させること
により、端板を回転子鉄心の端面に固定させたものであ
り、このことにより端板を容易に取り付けることができ
る。
成したものであり、このことにより強い磁力が得られる
ので、回転子や電動機全体を小型軽量化することができ
る。
固定子鉄心に巻線を巻装した固定子と、前記固定子鉄心
の内径円筒面に対向して自在に回転し、回転子鉄心の外
周付近に位置する複数個の導体バーと前記回転子の軸方
向の両端面に位置する短絡環とをアルミダイカストで一
体成型して始動用かご形導体を形成するとともに、前記
導体バーの内側に複数個の永久磁石を埋設した回転子と
からなるものであって、前記回転子鉄心の永久磁石埋設
用穴の内側に軸方向の穴Aを設け、前記始動用かご形導
体と同時にアルミダイカストで前記穴Aを充填し、且つ
前記穴Aの回転子鉄心の端面から軸方向に突出する端板
固定用の突起部を形成し、前記突起部に非磁性材料から
なる端板の嵌合穴を嵌合した後、前記突起部の先端を押
圧拡大することにより、前記端板を回転子鉄心の両端面
に固定したものであり、このことにより安価な材料で且
つ簡単に端板を取り付けることができるという作用を有
する。
に記載の発明に、さらに、回転子鉄心の軸方向の片方の
端面に配設する端板の一部または全体が短絡環により覆
われるものであり、これにより端板固定用の突起部の先
端を押圧拡大して端板を回転子鉄心の端面に固定する作
業は片側だけでよくなるので、組み立て工数を低減でき
るという作用を有する。
に記載の発明に、さらに、短絡環で覆われる側の端板に
回転子鉄心の穴Aに嵌合するような突起部を設けたこと
により、端板の位置決めを簡単に且つ正確に位置固定す
ることができるという作用を有する。
心に巻線を巻装した固定子と、前記固定子鉄心の内径円
筒面に対向して自在に回転し、回転子鉄心の外周付近に
位置する複数個の導体バーと前記回転子の軸方向の両端
面に位置する短絡環とをアルミダイカストで一体成型し
て始動用かご形導体を形成するとともに、前記導体バー
の内側に複数個の永久磁石を埋設した回転子とからなる
ものであって、前記回転子鉄心の片方の軸方向端部の1
枚または複数枚の電磁鋼板Bには永久磁石埋設用穴を設
けない構成とするとともに、前記回転子鉄心の永久磁石
埋設用穴の内側に軸方向の穴Aを設け、前記始動用かご
形導体と同時にアルミダイカストで前記穴Aを充填し、
且つ穴Aの回転子鉄心の電磁鋼板Bとは反対側の端面か
ら軸方向に突出する端板固定用の突起部を形成し、前記
突起部に非磁性材料からなる端板の嵌合穴を嵌合した
後、前記突起部の先端を押圧拡大することにより、前記
端板を回転子鉄心の端面に固定したものであり、このこ
とにより端板は1枚で済むので材料費や組み立て工数を
大幅に低減することができるという作用を有する。
に記載の発明に、さらに、電磁鋼板Bの永久磁石と当接
する箇所に永久磁石側に突出する突起部を設けたので永
久磁石は電磁鋼板の突起部だけに当接して軸方向の位置
決めをされることとなり、前記永久磁石の裏表の異極間
の電磁鋼板Bを介しての磁束短絡が大幅に低減でき、電
動機の性能を向上させることができるという作用を有す
る。
心に巻線を巻装した固定子と、前記固定子鉄心の内径円
筒面に対向して自在に回転し、回転子鉄心の外周付近に
位置する複数個の導体バーと前記回転子の軸方向の両端
面に位置する短絡環とをアルミダイカストで一体成型し
て始動用かご形導体を形成するとともに、前記導体バー
の内側に複数個の永久磁石を埋設した回転子とからなる
ものであって、非磁性材料からなる端板の外周に凸部を
設けるとともに、前記短絡環の内周に前記端板の凸部が
嵌合するような凹部を設けて前記端板を嵌合した後、前
記短絡環の凹部周辺を軸方向に押圧変形させて前記端板
を回転子鉄心の端面に固定したものであり、このことに
より端板を容易に取り付けることができ組み立て工数を
低減することができるという作用を有する。
から6のいずれか1項に記載の発明に、さらに、永久磁
石を希土類磁石で形成したものであり、このことにより
強い磁力が得られるので、回転子や電動機全体を小型軽
量化することができるという作用を有する。
期電動機の実施例について図面を参照しながら説明す
る。なお従来と同一の構成については同一の符号を付し
て詳細な説明は省略する。また固定子は一般的な自己始
動形永久磁石式同期電動機と同等の構成であるため固定
子についての説明も省略する。
る。図1は本発明の実施例1による自己始動形永久磁石
式同期電動機の回転子の軸方向断面図であり、図2は図
1の径方向断面図である。また図3は端板の平面図であ
る。図1および図2において、1は回転子で2は積層電
磁鋼板よりなる回転子鉄心である。3は導体バーであ
り、回転子鉄心2の軸方向の両端に位置する短絡環4と
アルミダイカストで一体成型されて始動用かご形導体を
形成している。5は永久磁石であり同極性の2個の平板
状の永久磁石5を山形状に突き合わせるように配置して
1極の回転子磁極を形成しており、回転子全体では2極
の回転子磁極が形成されている。また、7は隣り合う異
極の永久磁石間の磁束短絡を防ぐための磁束短絡防止用
バリアでありこれもアルミダイカストで充填されてい
る。8は永久磁石5の保護用の非磁性材料からなる端板
であり、嵌合用の穴8aを設けてある。9は回転子鉄心
2の軸方向に設けられた穴Aであり、この中は始動用か
ご形導体とアルミダイカストで同時成型されたアルミ1
0で充填されており、且つアルミ10は回転子鉄心2の
軸方向両端面から軸方向に突出して突起部10aを形成
している。端板8は嵌合穴8aを前記突起部10aに嵌
合した後、その先端を破線で示すように押圧拡大して前
記端板8を回転子鉄心2の端面に固定している。
石式同期電動機は回転子1の端板8を固定するための突
起部10aが始動用かご形導体とアルミダイカストで一
体成型され、且つ前記突起部10aの先端を押圧拡大す
るだけで端板8を回転子鉄心2の端面に固定する構成に
しているので、従来例のようなボルト固定に比べて材料
費が安く且つ組み立て工数が大幅に低減でき安価な自己
始動形永久磁石式同期電動機を提供することができる。
る。図4は本発明の実施例2における自己始動形永久磁
石式同期電動機の回転子の軸方向断面図である。また図
5は図4における端板12の平面図であり、図6は図5
のC−C’に沿って断面した断面図である。図4におい
て短絡環4aは端板12を覆うように形成されている。
このことにより端板12は始動用かご形導体を形成する
アルミダイカストで一体的に回転子鉄心2の端面に固定
される。また図5および図6において端板12には2個
の突起部12aを設けるとともに前記突起部12aには
中央部に穴12bを設けてある。前記端板12はアルミ
ダイカスト前に回転子鉄心2の端部の穴A9に端板12
の突起部12aを圧入嵌合して固定させてあり、端板1
2の位置決めをするとともに高圧でダイカストされるア
ルミの流れによっても端板12の位置がずれることがな
く正確に回転子鉄心2の端面に固定される。また、端板
12の突起部12aに設けた穴12bによってアルミダ
イカスト時にアルミを端板8側から流入させた場合にも
アルミが短絡環4aに円滑に流れることになる。一方端
板8は上記した実施例1の場合と同様に端板固定用の突
起部10aに嵌合した後、前記突起部10aの先端を破
線で示すように押圧拡大して回転子鉄心2の端面に固定
される。
石式同期電動機は端板12がアルミダイカストで一体的
に回転子鉄心2に固定されるため、突起部10aを押圧
拡大して端板を固定する作業は一方の端板8だけでよく
なり、上記した実施例1の場合よりもさらに組み立て工
数を低減できる。
する。図7は本発明の実施例3による自己始動形永久磁
石式同期電動機の回転子の軸方向断面図である。また、
図8は図7における回転子鉄心の軸方向端部に位置する
電磁鋼板の平面図である。図7および図8において、回
転子鉄心2の軸方向端部に位置する電磁鋼板20は他の
位置の電磁鋼板と同じ形状で且つ同位置の導体バー用の
スロット21、磁束短絡防止用バリア穴22、穴A9お
よび軸穴10を備えているが永久磁石埋設用穴6は設け
られていない。前記電磁鋼板20はその他の電磁鋼板と
同じコア金型で打抜かれるが、その際永久磁石埋設用穴
6を打抜く歯金型は金型本体から自在に出し入れできる
ようになっているので、電磁鋼板20を打抜くときに永
久磁石埋設用穴6をあけないようにすることは容易にで
きる。従って回転子鉄心2は電磁鋼板20を含めて一体
的に容易に形成でき、これにアルミダイカストをするこ
とにより始動用かご形導体を形成することができること
となる。
片方の端板は不要となり、且つ実施例2と同様に突起部
10aを押圧拡大して端板を固定する作業は端板8の1
枚だけでよくなり、材料費や組み立て工数をさらに低減
することができる。
明する。図9は回転子鉄心の軸方向端部の電磁鋼板の平
面図であり、図10は回転子1の部分縦断面拡大図であ
る。
鉄心1の軸方向端部に配設された電磁鋼板であり、24
は電磁鋼板23の永久磁石5が当接する箇所に永久磁石
5の側に突出させた突起部である。従って永久磁石5は
前記電磁鋼板23の突起部24だけに当接して軸方向の
位置決めをされることとなる。
間の電磁鋼板23を介しての磁束短絡が大幅に低減で
き、電動機の性能を向上させることができる。なお、電
磁鋼板23はその他の電磁鋼板と同じコア金型で打抜か
れるが、その際突起部24を形成させる歯金型は金型本
体から自在に出し入れできるようになっているので回転
子鉄心2は電磁鋼板23を含めて一体的に容易に形成す
ることができる。
明する。図11は本実施例5による自己始動形永久磁石
式同期電動機の回転子の完成時の軸方向断面図である。
図12は回転子の端板を固定する前の軸方向断面図であ
り、図13は図12の側面図である。図12および図1
3において端板31は外周に凸部31aを設けるととも
に、アルミダイカストで形成された短絡環30の内周に
は前記端板31の凸部31aと嵌合する凹部30aを設
けてある。端板31の凸部31aを短絡環30の凹部3
0aに嵌合した後、前記短絡環30の凹部30aの周辺
を軸方向に押圧して図11の30bのように変形させ端
板31を回転子鉄心2に固定させている。
定は短絡環30の凹部30aを押圧変形させるだけで簡
単に行えるので組み立て工数を低減することができる。
ネオジウム・鉄・ボロン系のような希土類磁石で形成す
れば、強い磁力を得ることができるので回転子や電動機
全体を小型軽量化することができる。
極の例を用いたが、これに限られるものではなく、例え
ば4極等他の磁極数を形成するような回転子についても
同様である。
個の平板状の同極性の永久磁石を山形状に突き合わせて
1極を構成したが、これに限られるものではなく、3個
以上の複数個の平板状の同極性の永久磁石を突き合わせ
て1極を構成してもよく、また円弧状等他の形状で1個
または複数個の永久磁石を用いて1極を構成した回転子
についても同様の施策を講じることができる。
固定子鉄心に巻線を巻装した固定子と、前記固定子鉄心
の内径円筒面に対向して自在に回転し、回転子鉄心の外
周付近に位置する複数個の導体バーと前記回転子の軸方
向の両端面に位置する短絡環とをアルミダイカストで一
体成型して始動用かご形導体を形成するとともに、前記
導体バーの内側に複数個の永久磁石を埋設した回転子と
からなるものであって、前記回転子鉄心の永久磁石埋設
用穴の内側に軸方向の穴Aを設け、前記始動用かご形導
体と同時にアルミダイカストで前記穴Aを充填し、且つ
前記穴Aの回転子鉄心の端面から軸方向に突出する端板
固定用の突起部を形成し、前記突起部に非磁性材料から
なる端板の嵌合穴を嵌合した後、前記突起部の先端を押
圧拡大することにより、前記端板を回転子鉄心の両端面
に固定したものであるので、安価な材料で且つ簡単に端
板を取り付けることができ、安価な自己始動形永久磁石
式同期電動機を提供できる。
に記載の発明に、さらに、回転子鉄心の軸方向の片方の
端面に配設する端板の一部または全体が短絡環により覆
われるものであり、これにより端板の固定用の突起部の
先端を押圧拡大して端板を回転子鉄心の端面に取り付け
る作業は片側だけでよくなるので、組み立て工数を低減
できより安価な自己始動形永久磁石式同期電動機を提供
できる。
に記載の発明に、さらに、短絡環で覆われる側の端板に
回転子鉄心の穴Aに嵌合するような突起部を設けたこと
により、端板の位置決めを簡単に行うことができるとと
もに、アルミダイカストで短絡環を端板と一体的に成型
する際に前記端板の位置がずれることがなく正確に位置
固定することができる。
心に巻線を巻装した固定子と、前記固定子鉄心の内径円
筒面に対向して自在に回転し、回転子鉄心の外周付近に
位置する複数個の導体バーと前記回転子の軸方向の両端
面に位置する短絡環とをアルミダイカストで一体成型し
て始動用かご形導体を形成するとともに、前記導体バー
の内側に複数個の永久磁石を埋設した回転子とからなる
ものであって、前記回転子鉄心の片方の軸方向端部の一
枚または複数枚の電磁鋼板Bには永久磁石埋設用穴を設
けない構成とするとともに、前記回転子鉄心の永久磁石
埋設用穴の内側に軸方向の穴Aを設け、前記始動用かご
形導体と同時にアルミダイカストで前記穴Aを充填し、
且つ穴Aの回転子鉄心の電磁鋼板Bとは反対側の端面か
ら軸方向に突出する端板固定用の突起部を形成し、前記
突起部に非磁性材料からなる端板の嵌合穴を嵌合した
後、前記突起部の先端を押圧拡大することにより、前記
端板を回転子鉄心の端面に固定したものであり、このこ
とにより端板は1枚で済むので材料費や組み立て工数を
大幅に低減することができ、安価で製造しやすい自己始
動形永久磁石式同期電動機を提供できる。
に記載の発明に、さらに、電磁鋼板Bの永久磁石と当接
する箇所に永久磁石側に突出する突起部を設けたので永
久磁石は電磁鋼板の突起部だけに当接して軸方向の位置
決めをされることとなり、前記永久磁石の裏表の異極間
の電磁鋼板Bを介しての磁束短絡が大幅に低減でき、電
動機の性能を向上させることができる。
心に巻線を巻装した固定子と、前記固定子鉄心の内径円
筒面に対向して自在に回転し、回転子鉄心の外周付近に
位置する複数個の導体バーと前記回転子の軸方向の両端
面に位置する短絡環とをアルミダイカストで一体成型し
て始動用かご形導体を形成するとともに、前記導体バー
の内側に複数個の永久磁石を埋設した回転子とからなる
ものであって、非磁性材料からなる端板の外周に凸部を
設けるとともに、前記短絡環の内周に前記端板の凸部が
嵌合するような凹部を設けて、前記端板を嵌合した後、
前記短絡環の凹部周辺を軸方向に押圧変形させて前記端
板を回転子鉄心の端面に固定したものであり、このこと
により端板を容易に取り付けることができ組み立て工数
を低減することができ、安価な自己始動形永久磁石式同
期電動機を提供できる。
から6のいずれか1項に記載の発明に、さらに、永久磁
石を希土類磁石で形成したものであり、このことにより
強い磁力が得られるので、回転子や電動機全体を小型軽
量化することができる。
同期電動機の軸方向断面図
同期電動機の軸方向断面図
同期電動機の軸方向断面図
鋼板の平面図
式同期電動機の軸方向断面図
方向断面図
Claims (7)
- 【請求項1】 固定子鉄心に巻線を巻装した固定子と、
前記固定子鉄心の内径円筒面に対向して自在に回転し、
回転子鉄心の外周付近に位置する複数個の導体バーと前
記回転子鉄心の軸方向の両端面に位置する短絡環とをア
ルミダイカストで一体成型して始動用かご形導体を形成
するとともに、前記導体バーの内側に複数個の永久磁石
を埋設した回転子とからなるものであって、前記回転子
鉄心の永久磁石埋設用穴の内側に軸方向の穴Aを設け、
前記始動用かご形導体と同時にアルミダイカストで前記
穴Aを充填し、且つ前記穴Aの回転子鉄心の端面から軸
方向に突出する端板固定用の突起部を形成し、前記突起
部に非磁性材料からなる端板の嵌合穴を嵌合した後、前
記突起部の先端を押圧拡大することにより、前記端板を
回転子鉄心の端面に固定したことを特徴とする自己始動
形永久磁石式同期電動機。 - 【請求項2】 回転子鉄心の軸方向の片方の端面に配設
する端板の一部または全体が短絡環により覆われること
を特徴とする請求項1記載の自己始動形永久磁石式同期
電動機。 - 【請求項3】 短絡環で覆われる側の端板に回転子鉄心
の穴Aに嵌合するような突起部を設けたことを特徴とす
る請求項2記載の自己始動形永久磁石式同期電動機。 - 【請求項4】 固定子鉄心に巻線を巻装した固定子と、
前記固定子鉄心の内径円筒面に対向して自在に回転し、
回転子鉄心の外周付近に位置する複数個の導体バーと前
記回転子の軸方向の両端面に位置する短絡環とをアルミ
ダイカストで一体成型して始動用かご形導体を形成する
とともに、前記導体バーの内側に複数個の永久磁石を埋
設した回転子とからなるものであって、前記回転子鉄心
の片方の軸方向端部の一枚または複数枚の電磁鋼板Bに
は永久磁石埋設用穴を設けない構成とするとともに、前
記回転子鉄心の永久磁石埋設用穴の内側に軸方向の穴A
を設け、前記始動用かご形導体と同時にアルミダイカス
トで前記穴Aを充填し、且つ穴Aの回転子鉄心の電磁鋼
板Bとは反対側の端面から軸方向に突出する端板固定用
の突起部を形成し、前記突起部に非磁性材料からなる端
板の嵌合穴を嵌合した後、前記突起部の先端を押圧拡大
することにより、前記端板を回転子鉄心の端面に固定し
たことを特徴とする自己始動形永久磁石式同期電動機。 - 【請求項5】 電磁鋼板Bの永久磁石と当接する箇所に
永久磁石側に突出する突起部を設けたことを特徴とする
請求項4記載の自己始動形永久磁石式同期電動機。 - 【請求項6】 固定子鉄心に巻線を巻装した固定子と、
前記固定子鉄心の内径円筒面に対向して自在に回転し、
回転子鉄心の外周付近に位置する複数個の導体バーと前
記回転子の軸方向の両端面に位置する短絡環とをアルミ
ダイカストで一体成型して始動用かご形導体を形成する
とともに、前記導体バーの内側に複数個の永久磁石を埋
設した回転子とからなるものであって、非磁性材料から
なる端板の外周に凸部を設けるとともに、前記短絡環の
内周に前記端板の凸部が嵌合するような凹部を設けて前
記端板を嵌合した後、前記短絡環の凹部周辺を軸方向に
押圧変形させて前記端板を回転子鉄心の端面に固定した
ことを特徴とする自己始動形永久磁石式同期電動機。 - 【請求項7】 永久磁石を希土類磁石で形成したことを
特徴とする請求項1から6のいずれか1項に記載の自己
始動形永久磁石式同期電動機。
Priority Applications (20)
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