JP2002152999A - 電動機 - Google Patents

電動機

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JP2002152999A
JP2002152999A JP2000343287A JP2000343287A JP2002152999A JP 2002152999 A JP2002152999 A JP 2002152999A JP 2000343287 A JP2000343287 A JP 2000343287A JP 2000343287 A JP2000343287 A JP 2000343287A JP 2002152999 A JP2002152999 A JP 2002152999A
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rotor
end plate
main body
plate portion
rotor main
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JP2000343287A
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English (en)
Inventor
Akihide Takehara
明秀 竹原
Yasufumi Ichiumi
康文 一海
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Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 永久磁石を回転子内部に埋め込んだ構造を有
する同期電動機において、回転子内部を貫通する通しボ
ルトやリベットピンを用いずに端板を回転子に固定する
構造を提供する。 【解決手段】 上下端板１２、１３を回転子１１に固定
する際に、端板材料の熱膨張を利用したいわゆる焼嵌め
を行うことにより、出力軸１４と上下端板１２、１３と
を固定することで回転子１１の上下に端板１２、１３を
固定する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】永久磁石を用いて構成される
同期回転機に属する。
【０００２】
【従来の技術】複数の永久磁石を埋め込んだ回転子と、
周方向に均等間隔に並んだ複数のスロットを有する固定
子と、前記スロットに巻線を施したコイル部とを備え、
マグネットトルクとリラクタンストルクにより回転駆動
する電動機において、その電動機を駆動装置に組み込ん
だ場合に回転子のバランスを機械的に均衡に保つための
重りの役割と、回転子内部に配置された永久磁石が電磁
吸引力や振動などにより回転子表面から突出するのを防
ぐ蓋の役割を兼ねて、回転子の上下に磁性材料もしくは
非磁性材料で加工された一般的に円状の板、いわゆる端
板を配置する。
【０００３】この端板を配置することにより、例えばコ
ンプレッサに組み込まれる電動機のように電動機が直結
もしくはギアなどを介して連結された負荷側の負荷変動
が非常に大きい場合には、端板の形状を電動機の出力軸
の中心から周方向に対して非対称に加工することで回転
子の周方向の比重に差を持たせることができ、電動機を
含む駆動装置全体のバランスを保つことが可能であり、
これにより負荷側の負荷変動が非常に大きい場合でも安
定した連続運転が可能となる。
【０００４】また、回転子内部に永久磁石を埋め込んだ
構成を有する電動機が回転する場合に、回転子と固定子
の相対位置は必ずしも一定ではない。これは、電動機の
生じる回転力を負荷側に伝える際に必要な出力軸を固定
するためのベアリングがスラスト方向に適度な予圧を持
たせて配置されていることや、電動機の製造過程時に回
転子と固定子の相対位置を常に正確な位置で組み立てる
ことが困難なためである。このような原因のために、電
動機が回転している最中に僅かでも回転子と固定子との
相対位置に差が生じた場合、回転子内部に配置された永
久磁石の磁束が固定子側に鎖交する磁束のスラスト方向
成分に差が生じ、回転子に電磁吸引力のスラスト方向成
分が生じる。この電磁吸引力のために、回転子は電動機
の出力軸と同方向であるスラスト方向に微少な振動を生
じる場合がある。その際に回転子内部に配置された永久
磁石にも振動が伝わり、たとえ永久磁石を接着剤などで
回転子に固定していたとしても、その微少な振動の影響
により永久磁石が軸方向へずれてしまう場合がある。
【０００５】そのような永久磁石のスラスト方向へのず
れを防止するには、回転子の上下に端板を配置すること
が有効であり、回転子内部に配置された永久磁石がスラ
スト方向にずれることを確実に防止することが可能であ
る。
【０００６】その端板を回転子に取り付ける際の有効な
手段として、図１に示すように回転子の上下に配置され
た端板から回転子内部を貫通する通し穴を介して通しボ
ルトやリベットピンなどを回転子内部に貫通させて固定
する方法がある。この方法を用いることにより、回転子
の上下に配置された端板を回転子側に確実に固定するこ
とが可能である。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】但し、その場合には回
転子を加工する際に回転子内部に通し穴を設けてやる必
要があり、この穴の配置方法によっては、マグネットト
ルクとリラクタンストルクに大きな影響を及ぼすことが
知られている。すなわち、回転子内部に永久磁石を配置
した電動機のリラクタンストルクについては回転子の位
置による固定子側に配置された巻き線のインダクタンス
の最大値と最小値に依存するために、回転子内の磁束の
通り易い磁路上に通し穴を配置すると磁束の通りやすい
方向であるｑ軸成分のインダクタンスを低下することに
なり、リラクタンストルクを減少させることになる。さ
らに、永久磁石のパーミアンスについて考えると、回転
子内の何処に通し穴を配置しても、回転子内部で完結さ
れている永久磁石の磁束が通る磁路を妨げることにな
り、永久磁石のパーミアンスを低下させてしまうことに
なる。
【０００８】そこで、回転子内部を貫通する通しボルト
やリベットピンを磁性材料で構成することが考えられる
が、これについては通しボルトやリベットピンの内部に
渦電流が発生し、その部分において発熱することにな
り、最終的に電動機の効率を低下させてしまうことにな
る。
【０００９】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明は、複数の永久磁石を埋め込んだ回転子と、周
方向に均等間隔に並んだ複数のスロットを有する固定子
と、前記スロットに巻線を施したコイル部とを備え、マ
グネットトルクとリラクタンストルクにより回転駆動す
る電動機において、その電動機を駆動装置に組み込んだ
場合に回転子のバランスを機械的に均衡に保つための重
りの役割と、回転子内部に配置された永久磁石が電磁吸
引力や振動などにより回転子表面から突出するのを防ぐ
蓋の役割を兼ねて、回転子の上下に磁性材料もしくは非
磁性材料で加工された一般的に円状の板、いわゆる端板
を配置する際に、回転子の内部を通しボルトやリベット
ピンなどを貫通せずに回転子の上下に端板を配置する構
成を有する電動機構造を提案するものである。
【００１０】
【発明の実施の形態】本発明は、複数の永久磁石を埋め
込んだ回転子と、周方向に均等間隔に並んだ複数のスロ
ットを有する固定子と、前記スロットに巻線を施したコ
イル部とを備え、マグネットトルクとリラクタンストル
クにより回転駆動する電動機において、その電動機を駆
動装置に組み込んだ場合に回転子のバランスを機械的に
均衡に保つための重りの役割と、回転子内部に配置され
た永久磁石が電磁吸引力や振動などにより回転子表面か
ら突出するのを防ぐ蓋の役割を兼ねて、回転子の上下に
磁性材料もしくは非磁性材料で加工された一般的に円状
の板、いわゆる端板を配置する際に、電動機の出力軸に
直接端板を固定することにより、通しボルトやリベット
ピンを用いずに端板を回転子に固定する構造を有する。
【００１１】上下端板を出力軸に固定する際に、端板材
料の熱膨張を利用したいわゆる焼嵌め固定を行うことに
より、回転子の上下に端板を固定することが可能であ
る。
【００１２】また、上下端板を出力軸に固定する際に、
接着剤などを用いて出力軸と端板との間を接着すること
により、回転子の上下に端板を固定することが可能であ
る。
【００１３】また、上下端板を出力軸に固定する際に、
端板の内径付近の形状を出力軸方向に突出した形状と
し、そこにネジ溝を設けて固定ネジを配置することでネ
ジの締め付け力により、回転子の上下に端板を固定する
ことが可能である。
【００１４】また、上下端板を出力軸に固定する際に、
出力軸に直接ネジ穴加工を施しナットなどの止め具を用
いて回転子の上下に端板を固定することが可能である。
【００１５】このような構成により、回転子内の磁束の
通り易い磁路上に通し穴を配置することによる電動機の
リラクタンストルクの低下や、通しボルトやリベットピ
ンにより生じる発熱による効率低下を抑制することが可
能である。
【００１６】
【実施例】図１に従来の回転子構造を示す。図に示すよ
うに電動機を駆動装置に組み込んだ場合に回転子１のバ
ランスを機械的に均衡に保つための重りの役割と、回転
子内部に配置された永久磁石が電磁吸引力や振動などに
より回転子表面から突出するのを防ぐ蓋の役割を兼ね
て、回転子の上下に端板２、３を配置する際に、通しボ
ルトやリベットピン５を用いて回転子に固定している。
【００１７】しかし、この場合には回転子１を加工する
際に回転子内部に通し穴６を設けてやる必要があり、こ
の穴の配置方法によっては、マグネットトルクとリラク
タンストルクに大きな影響を及ぼすことが知られてい
る。さらに、回転子内部に通し穴を配置することによ
り、永久磁石のパーミアンスを低下させてしまうことに
なるなど多くの問題があった。
【００１８】次に本発明の実施例について示す。図２は
複数の永久磁石を埋め込んだ回転子１１と、周方向に均
等間隔に並んだ複数のスロットを有する固定子と、前記
スロットに巻線を施したコイル部とを備え、マグネット
トルクとリラクタンストルクにより回転駆動する電動機
の回転子構造を示す。図に示すとおり、電動機を駆動装
置に組み込んだ場合に回転子１１のバランスを機械的に
均衡に保つための重りの役割と、回転子内部に配置され
た永久磁石が電磁吸引力や振動などにより回転子表面か
ら突出するのを防ぐ蓋の役割を兼ねて、回転子の上下に
端板１２、１３が配置されており、その際に端板１２、
１３を回転子１１に固定するための通しボルトやリベッ
トピンを用いずに直接出力軸１４に端板１２、１３を固
定していることを特徴とする。なお、ここでは回転子１
１の上下に端板１２、１３を固定するために端板材料の
熱膨張を利用したいわゆる焼嵌め固定を行うことによ
り、回転子１１の上下に端板１２、１３を確実に固定す
るものとする。
【００１９】また、図３に示すように上下端板２２、２
３を出力軸２４に固定する際に、接着剤２５などを用い
て出力軸２４と端板２２、２３との間を接着することに
より、回転子２１の上下に端板２２、２３を固定するこ
とが可能である。
【００２０】また、図４に示すように上下端板３２、３
３を出力軸３４に固定する際に、端板３２、３３の内径
付近の形状を出力軸方向に突出した形状とし、そこにネ
ジ溝を設けて固定ネジ３５を配置することでネジの締め
付け力により、回転子３１の上下に端板３２、３３を固
定することが可能である。
【００２１】また、図５に示すように上下端板４２、４
３を出力軸４４に固定する際に、出力軸４４に直接ネジ
穴加工を施しナット４５などの止め具を用いて回転子４
１の上下に端板４２、４３を固定することが可能であ
る。
【００２２】このような構成により、回転子内の磁束の
通り易い磁路上に通し穴を配置することによる電動機の
リラクタンストルクの低下や、通しボルトやリベットピ
ンにより生じる発熱による効率低下を抑制することが可
能である。
【００２３】
【発明の効果】請求項１記載の発明は、複数の永久磁石
を埋め込んだ回転子と、周方向に均等間隔に並んだ複数
のスロットを有する固定子と、前記スロットに巻線を施
したコイル部とを備え、マグネットトルクとリラクタン
ストルクにより回転駆動する電動機において、その電動
機を駆動装置に組み込んだ場合に回転子のバランスを機
械的に均衡に保つための重りの役割と、回転子内部に配
置された永久磁石が電磁吸引力や振動などにより回転子
表面から突出するのを防ぐ蓋の役割を兼ねて、回転子の
上下に磁性材料もしくは非磁性材料で加工された一般的
に円状の板、いわゆる端板を配置する際に、電動機の出
力軸に直接端板を固定することにより、通しボルトやリ
ベットピンを用いずに端板を回転子に固定する構造を有
するものである。
【００２４】このような構成により、回転子内の磁束の
通り易い磁路上に通し穴を配置することによる電動機の
リラクタンストルクの低下や、通しボルトやリベットピ
ンにより生じる発熱による効率低下を抑制することが可
能である。
【００２５】請求項２記載の発明は、上下端板を出力軸
に固定する際に、端板材料の熱膨張を利用したいわゆる
焼嵌め固定を行うものであり、製造時の部品点数を削減
することが可能である。
【００２６】請求項３記載の発明は、上下端板を出力軸
に固定する際に、接着剤などを用いるものであり、製造
時の部品点数を削減することが可能である。
【００２７】請求項４記載の発明は、上下端板を出力軸
に固定する際に、端板の内径付近の形状を出力軸方向に
突出した形状とし、そこにネジ溝を設けて固定ネジを用
いるものであり、簡単な製造工程で実現可能である。
【００２８】請求項５記載の発明は、上下端板を出力軸
に固定する際に、出力軸に直接ネジ穴加工を施しナット
などの止め具を用いるものであり、簡単な製造工程で実
現可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来の回転子構造を示す同期電動機の鳥瞰図
【図２】本発明の実施例の構成を示す説明図
【図３】本発明の実施例の構成を示す説明図
【図４】本発明の実施例の構成を示す説明図
【図５】本発明の実施例の構成を示す説明図
【符号の説明】
１、１１、２１、３１、４１ 回転子 ２、１２、２２、３２、４２ 上部端板 ３、１３、２３、３３、４３ 下部端板 ４、１４、２４、３４、４４ 出力軸 ５ リベットピン ６ 通し穴 ２５ 接着剤 ３５ 固定ネジ ４５ ナット
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｈ０２Ｋ 21/14 Ｈ０２Ｋ 21/14 Ｍ Ｆターム(参考） 5H002 AA07 AA08 AB04 AB07 AB08 AC03 AC04 AC06 AC10 5H621 HH01 JK02 JK05 JK17 5H622 CA02 CB05 PP01 PP03 PP11 PP14 PP16 PP19

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 複数の薄板鋼板を積層した回転子本体
    と、この回転子本体の中心で支持された回転軸と、前記
    回転子本体が備える永久磁石埋め込み穴に埋め込んだ永
    久磁石と、前記永久磁石埋め込み穴の蓋をする端板部と
    を備え、前記端板部と前記回転軸を端板部固定手段より
    固定したことを特徴とする回転子。
  2. 【請求項２】 複数の薄板鋼板を積層した回転子本体
    と、この回転子本体の中心で支持された回転軸と、前記
    回転子本体が備える永久磁石埋め込み穴に埋め込んだ永
    久磁石と、前記永久磁石埋め込み穴の蓋をする端板部と
    を備え、前記端板部を前記回転軸に焼き嵌め固定するこ
    とで、前記回転軸に前記端板部を固定した回転子。
  3. 【請求項３】 複数の薄板鋼板を積層した回転子本体
    と、この回転子本体の中心で支持された回転軸と、前記
    回転子本体が備える永久磁石埋め込み穴に埋め込んだ永
    久磁石と、前記永久磁石埋め込み穴の蓋をする端板部と
    を備え、前記端板部と前記回転軸の間に接着剤を介在さ
    せることで、前記回転軸に前記端板部を固定した回転
    子。
  4. 【請求項４】 複数の薄板鋼板を積層した回転子本体
    と、この回転子本体の中心で支持された回転軸と、前記
    回転子本体が備える永久磁石埋め込み穴に埋め込んだ永
    久磁石と、前記永久磁石埋め込み穴の蓋をする端板部と
    を備え、前記回転軸が備えるネジ溝にナット部をねじ込
    んで、このナット部により前記端板部を前記回転子本体
    に押さえつけた回転子。
  5. 【請求項５】 複数の薄板鋼板を積層した回転子本体
    と、この回転子本体の中心で支持された回転軸と、前記
    回転子本体が備える永久磁石埋め込み穴に埋め込んだ永
    久磁石と、前記永久磁石埋め込み穴の蓋をする端板部と
    を備え、前記端板部は前記回転軸に面する部分が突出
    し、この突出部の側面にあるネジ穴に固定ネジをねじ込
    んで、固定ネジにより前記端板部を前記回転軸に固定す
    る回転子。
  6. 【請求項６】 請求項１〜請求項５記載のいずれか１項
    に記載の回転子を備えた電動機。
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