JP2004072930A

JP2004072930A - 誘導電動機

Info

Publication number: JP2004072930A
Application number: JP2002230793A
Authority: JP
Inventors: Yusuke Kikuchi; 菊地　祐介
Original assignee: Fujitsu General Ltd
Current assignee: Fujitsu General Ltd
Priority date: 2002-08-08
Filing date: 2002-08-08
Publication date: 2004-03-04

Abstract

【課題】永久磁石の内周に設ける軸受を簡単な構造にするとともに、永久磁石の外周面とアルミバー部の内周面とを摺動可能な構造とし、組立が容易で安価な永久磁石を備えた誘導電動機を提供する。
【解決手段】回転子２を円筒形の回転子鉄心３ａをアルミダイカストにより一体に形成したアルミバー部３と、同回転子鉄心３ａの内周に配設された円筒形の永久磁石４と、同永久磁石４の内周に配設された回転軸５とで構成する。そして、永久磁石４の内周面にアルミニュウムやニッケルなどの金属膜４ａを電着塗装し、さらに、その表面にサンドブラスト処理による微小な凹部を設ける。
【選択図】　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、誘導電動機に係わり、より詳細には回転子に用いられる磁石の摺動構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、誘導電動機は、例えば図４の断面図に示すように、円筒形の固定子鉄心８４ｂの継鉄部の内周に設けた複数の歯部の両側に形成したスロットに巻線８４ａを巻装した固定子８４と、同固定子８４の内周側に配設された円筒形の回転子８５とで構成されている。
そして、回転軸８３に向かった歯部の先端面と、回転子８５の外周面とを隙間を隔てて相対向させ、回転子８５の回転軸８３を軸受９０によって軸支している。この軸受９０を固定したブラケット９１が、固定子８４を両側から保持している。
【０００３】
図３の要部拡大図の側面の断面図（Ａ）と、上面図（Ｂ）に示すように、回転子８５は、円筒形の回転子鉄心８１ａをアルミダイカストにより一体に形成したアルミバー部８１と、同回転子鉄心８１ａの内周に配設された円筒形の永久磁石８２と、同永久磁石８２の内周に配設された回転軸８３とで構成され、回転軸８３と永久磁石８２の内周とは、永久磁石８２の内周に設けられた摺動部である２個のベアリング８６で回転自在に摺動する構造となっている。
また、アルミバー部８１は、回転子鉄心８１ｂと、回転軸８３の方向に沿って等間隔に回転子鉄心８１ａの内部に形成された複数のコアスロットに配設された二次巻線８１ｂと、回転子鉄心８１ａの両側に二次巻線８１ｂを接続したエンドリング部８１ｃと、エンドリング部８１ｃの一側に接続されるとともに、回転軸８３に同心円状に固定された円板部８１ｄとがアルミダイカストにより一体に形成されている。
【０００４】
この例では磁束量を増加させてトルクを改善するため、回転子鉄心８１ａの内周に円柱形の永久磁石８２を備えており、この永久磁石８２の中心に回転軸８３を備えている。また、永久磁石８２の内周と回転軸８３とは、摺動部であるベアリング８４で軸支されており、回転軸８３の周りを永久磁石８２が自在に回転する構造となっている。
固定子８４の巻線８４ａに駆動電流が流れると回転子鉄心８１ａが回転を開始し、これに遅れて永久磁石８２も回転を開始し、その後は永久磁石８２と回転子鉄心８１ａとは同期した状態で回転するようになる。
このような構造の誘導電動機は、永久磁石８２により磁束が供給されるため、固定子８４を励磁するための巻線８４ａの駆動電流を減少させることが可能となり、また、固定子８４の銅損を低減させることも可能である。
さらに、永久磁石８２によって供給される磁束が負荷トルクに必要とされる分に等しい場合には力率１での運転が可能となる。このように力率及び銅損の低減が図れるため、モ−タ効率を向上させることが可能である。
【０００５】
しかしながら、永久磁石８２の内周に設けられた２個のベアリング８６は、一般的に高価であり、またその取付にも手間がかかっており、安価で簡単な構造の軸受が望まれていた。
また、永久磁石８２の外周面と回転子鉄心８１ａの内周面とは、磁力を高めるために、できるだけギャップを空けないで配置することが望ましいが、接触させると摩擦により永久磁石８２と回転子鉄心８１ａとが同時に回転してしまう。また、ギャップを小さくするためには、回転軸８３、永久磁石８２、ベアリング８４、アルミバー部８１などを精密加工する必要があるため、コストが増加してしまう問題があった。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は以上述べた問題点を解決し、永久磁石の内周に設ける軸受を簡単な構造にするとともに、永久磁石の外周面とアルミバー部の内周面とを摺動可能な構造とし、組立が容易で安価な永久磁石を備えた誘導電動機を提供することを目的としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記問題点を解決するため、円筒状の固定子鉄心の継鉄部の内周に設けた複数の歯部の両側に形成したスロットに巻線を巻装した固定子と、中心に回転軸を備え、同回転軸が内周面と回転自在に摺動する摺動部を備えて前記回転軸の外周に配設された円筒形の永久磁石と、同永久磁石の外周に配設された回転子鉄心と前記回転軸方向に沿って等間隔に前記回転子鉄心の内部に形成された複数のコアスロットに配設された二次巻線と前記回転子鉄心の両側に二次巻線を接続したエンドリング部と同エンドリング部の一側に接続されるとともに前記回転軸に同心円状に固定された円板部とがアルミダイカストにより一体に形成されているアルミバー部とで構成されて前記固定子の内周に配設された回転子と、同回転子の回転軸を軸支する軸受を備え、前記固定子の両側より取付られたブラケットとからなる誘導電動機において、
前記永久磁石の内周面および、または外周面に電着塗装による金属膜を形成し、同金属膜の表面にサンドブラスト処理による微小な凹部を形成する。
【０００８】
また、前記凹部に潤滑油を充填する。
【０００９】
また、前記永久磁石の内周面に設けられた前記金属膜が前記回転軸の外周面と摺動してなる構造とする。
【００１０】
また、前記永久磁石の外周面に設けられた前記金属膜が前記回転子鉄心の内周面と摺動してなる構造とする。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づいて本発明による誘導電動機を詳細に説明する。
図１は本発明による誘導電動機の第一実施例を示す要部拡大図であり、（Ａ）は側面の断面図、（Ｂ）は上面図である。
この誘導電動機は、円筒形の固定子鉄心１ａの継鉄部の内周に設けた複数の歯部の両側に形成したスロットに巻線１ｂを巻装した固定子１と、同固定子１の内周側に配設された円筒形の回転子２とで構成されている。
回転子２は、円筒形の回転子鉄心３ａをアルミダイカストにより一体に形成したアルミバー部３と、同回転子鉄心３ａの内周に配設された円筒形の永久磁石４と、同永久磁石４の内周に配設された回転軸５とで構成されている。
また、アルミバー部３は、回転子鉄心３ａと、回転軸５の方向に沿って等間隔に回転子鉄心３ａの内部に形成された複数のコアスロットに配設された二次巻線３ｂと、回転子鉄心３ａの両側に二次巻線３ｂを接続したエンドリング部３ｃと、エンドリング部３ｃの一側に接続されるとともに、回転軸５に同心円状に固定された円板部３ｄとがアルミダイカストにより一体に形成されている。
【００１２】
永久磁石４の内周面には、アルミニュウムやニッケルなどの金属膜４ａが電着塗装されており、さらに、その表面には、サンドブラスト技術を用いた表面加工処理、例えばＷＰＣ処理（登録商標）が施されている。
ＷＰＣ処理は、株式会社不二制作所と株式会社不二機販とが共有特許を有する表面加工方法であり、金属製品の表面にショットを噴射することにより、緻密な高硬度で靱性に富んだ表面とすることができる。また、金属製品の摺動部分の表面にショットを噴射することにより、面圧に耐える表面組織となり、潤滑材切れを起こしにくい微小な凹部を形成することにより、無接触近くとなり、油温の低下と騒音の低下、磨耗の防止を行なう効果がある。
本願は、永久磁石の内周面に金属膜を電着塗装した後、ＷＰＣ処理を行なうことにより、従来必要であったベアリングなどの軸受けを廃止し、回転軸５と永久磁石４の内周とが直接、回転自在に摺動する構造としたことが特徴である。
【００１３】
この構造により、比較的高価な軸受を削減するとともに、軸受を永久磁石に装着、固定する工程が削減できるため、コストダウンを図ることができる。
【００１４】
図２は本発明による誘導電動機の第二実施例を示す要部拡大図であり、（Ａ）は側面の断面図、（Ｂ）は上面図である。第一実施例と同じ構造部品については、同一の符号を付与するとともに、その説明を省略する。
第一実施例との違いは、永久磁石１４の内周面だけでなく外周面にも金属膜１４ｂを電着塗装した後にＷＰＣ処理を施し、永久磁石１４の外周面と回転子鉄心１３ａの内周面とを摺動可能な構造としたことである。
この構造により、永久磁石１４の外周面と回転子鉄心１３ａの内周面とのギャップを小さくして磁力を高めることが可能であり、また、この２つの部品が接触したとしても回転自在に摺動することができ、回転軸５、永久磁石１４、アルミバー部１３などを精密加工する必要がないため、コストを低減させることができる。
【００１５】
この誘導電動機は、永久磁石１４の内周部に空間１５を設け、アルミバー部１３と回転軸５との固定部１３ｂをこの空間内に設ける構造となっている。これにより、回転子１２の軸方向の寸法を小さくできるため、薄型の形状にすることができる。
【００１６】
本願の発明による金属膜表面の凹部に、潤滑のための油を充填するかどうかは任意である。比較的運転時間（金属膜表面の摺動時間）の短い電動機であれば潤滑油を省略し、材料費および組立工数を削減することができる。比較的運転時間の長い電動機であれば金属膜表面の凹部に、潤滑のための油を充填することにより、摺動部分の長寿命化を図ることができる。
【００１７】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明による誘導電動機によれば、請求項１に係わる発明は、永久磁石の内周面および、または外周面に電着塗装による金属膜を形成し、同金属膜の表面にサンドブラスト処理による微小な凹部を形成することにより、摺動するための別部品が不要であり、部品コストと加工コストを低減させることができる。
また、請求項２に係わる発明は、凹部に潤滑油を充填することにより、摺動部の摩擦を軽減し、摺動部分の長寿命化を図ることができる。
また、請求項３に係わる発明は、永久磁石の内周面に設けられた金属膜が回転軸の外周面と摺動することにより、比較的高価な軸受が不必要となり、部品コストと加工コストを低減させることができる。
また、請求項４に係わる発明は、永久磁石の外周面に設けられた金属膜が回転子鉄心の内周面と摺動する構造とすることにより、永久磁石の外周面と回転子鉄心との内周面とのギャップを小さくして磁力を高めることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による誘導電動機の第一実施例の要部拡大図であり、（Ａ）は側面の断面図、（Ｂ）は上面図である。
【図２】本発明による誘導電動機の第二実施例の要部拡大図であり、（Ａ）は側面の断面図、（Ｂ）は上面図である。
【図３】従来の誘導電動機の要部拡大図であり、（Ａ）は側面の断面図、（Ｂ）は上面図である。
【図４】従来の誘導電動機を示す側面の断面図である。
【符号の説明】
１　固定子
１ａ　固定子鉄心
１ｂ　巻線
２　回転子
３　アルミバー部
３ａ　回転子鉄心
３ｂ　二次巻線
３ｃ　エンドリング部
３ｄ　円板部
４　永久磁石
４ａ　金属膜
５　回転軸
１２　回転子
１３　アルミバー部
１３ａ　回転子鉄心
１３ｂ　固定部
１４　永久磁石
１４ｂ　金属膜
１５　空間

Claims

円筒状の固定子鉄心の継鉄部の内周に設けた複数の歯部の両側に形成したスロットに巻線を巻装した固定子と、中心に回転軸を備え、同回転軸が内周面と回転自在に摺動する摺動部を備えて前記回転軸の外周に配設された円筒形の永久磁石と、同永久磁石の外周に配設された回転子鉄心と前記回転軸方向に沿って等間隔に前記回転子鉄心の内部に形成された複数のコアスロットに配設された二次巻線と前記回転子鉄心の両側に二次巻線を接続したエンドリング部と同エンドリング部の一側に接続されるとともに前記回転軸に同心円状に固定された円板部とがアルミダイカストにより一体に形成されているアルミバー部とで構成されて前記固定子の内周に配設された回転子と、同回転子の回転軸を軸支する軸受を備え、前記固定子の両側より取付られたブラケットとからなる誘導電動機において、
前記永久磁石の内周面および、または外周面に電着塗装による金属膜を形成し、同金属膜の表面にサンドブラスト処理による微小な凹部を形成してなることを特徴とする誘導電動機。
前記凹部に潤滑油を充填してなることを特徴とする請求項１に記載の誘導電動機。
前記永久磁石の内周面に設けられた前記金属膜が前記回転軸の外周面と摺動してなることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の誘導電動機。
前記永久磁石の外周面に設けられた前記金属膜が前記回転子鉄心の内周面と摺動してなることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の誘導電動機。