JP2603351Y2 - 回転電機 - Google Patents

回転電機

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JP2603351Y2
JP2603351Y2 JP1992013409U JP1340992U JP2603351Y2 JP 2603351 Y2 JP2603351 Y2 JP 2603351Y2 JP 1992013409 U JP1992013409 U JP 1992013409U JP 1340992 U JP1340992 U JP 1340992U JP 2603351 Y2 JP2603351 Y2 JP 2603351Y2
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且仁 林
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Description

【考案の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本考案は、円筒状のケースの内面
に短冊状の可撓性磁石を円筒状に形成して固定し界磁を
形成してなる回転電機に関する。
【0002】
【従来の技術】短冊状に形成した可撓性のゴム磁石やプ
ラスチック磁石を円筒状に形成して円筒状のケースの内
面に固定する場合、磁石の内周側の周長と外周側の周長
が異なるために、内周側で圧縮応力が、外周側で引っ張
り応力が作用し、磁石が変形して真円度が悪くなるなど
の問題を生じていた。
【0003】そこで、可撓性磁石を円筒状に形成して円
筒状のケースの内面に固定した状態で大きな応力が作用
しないように工夫したものが提案されている。実開昭6
3−4169号公報記載のものがその例であり、これを
図6ないし図8に示す。図6に示す例は、厚さ方向に二
分した短冊状の可撓性磁石22,23を円筒状に形成し
て円筒状のケース21の内面に重ねて固定したもので、
外周側の磁石22の周方向の長さよりも内周側の磁石2
3の周方向の長さを短くしたものである。図7に示す例
は、可撓性磁石32にケース31の軸線方向に複数の切
り溝33を形成した上で円筒状に形成し、ケース31の
内面に固定したものである。図8に示す例は、可撓性磁
石42にケース41の周方向に複数の切り溝43を形成
して円筒状に形成し、ケース41の内面に固定したもの
である。
【0004】
【考案が解決しようとする課題】図6に示す従来例によ
れば、可撓性磁石を円筒状に形成したとき発生する応力
を小さくすることができ、また、図7、図8に示す従来
例によれば、可撓性磁石を円筒状に形成したとき切り溝
の部分で応力を逃がすことができ、大きな応力が発生す
ることによる不具合を防止することができる。しかし、
上記何れの従来例でも、可撓性磁石を円筒状に形成した
とき、できるだけ圧縮反発力を発生させないようにする
ものであるため、可撓性磁石をケースに組み込んだ状態
での可撓性磁石の反発力が弱く、ケースからの可撓性磁
石の抜け強度を安定的に確保できないし、可撓性磁石を
ケースに組み込んだあと、磁石内面の真円度を安定的に
確保できず、設計上、ケース寸法や磁石寸法や磁石の硬
度が変わると抜け強度や真円度も変わってしまうという
問題がある。また、図7、図8に示す例では切り溝の部
分でバリが発生し、さらに図7の例では磁石の内周面が
多角形状になり、このようなバリや多角形状の内面に電
機子が接触しやすいため、磁石と電機子との間のエアギ
ャップを大きくしなければならないという問題がある。
【0005】本考案は、このような問題点を解消するた
めになされたもので、可撓性磁石をケースに組み込んだ
状態で可撓性磁石に適度な反発力をもたせて、ケースか
らの可撓性磁石の抜け強度を安定的に確保するととも
に、可撓性磁石をケースに組み込んだあと、磁石内面の
真円度を安定的に確保し、もって、磁石と電機子とのエ
アギャップを縮め、特性の向上を図ることができる回転
電機を提供することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】 本願考案は、上記の目
的を達成するために、円筒状のケースと、このケースの
内面に円筒状に形成されて固定され界磁を形成する短冊
状の可撓性磁石と、この可撓性磁石内に設けられる電機
子とを備えた回転電機において、上記可撓性磁石を上記
ケースに圧入したとき、上記ケースに組み込んだ後の可
撓性磁石の周方向の長さ寸法に対するケースに組み込む
前の可撓性磁石の周方向の長さ寸法の比を圧縮係数A、
上記ケースの内径寸法をD、上記可撓性磁石の厚さ寸法
をtとしたとき、 1.015≦A≦1.047 D≧11t上記可撓性磁石の内周面の真円度が40μm以下 上記可撓性磁石の抜け強度が1.0kgf以上 上記可撓性磁石のショアー硬度が35゜以上 の条件を満たすように構成されていることを特徴とす
る。
【0007】
【作用】 可撓性磁石の圧縮係数Aを1.015から
1.047までの範囲に設定し、ケースの内径寸法D、
可撓性磁石の厚さ寸法tとの関係をD≧11tとし、可
撓性磁石のショアー硬度を35゜以上とすることによ
り、可撓性磁石を円筒状に形成して円筒状のケースに組
み込んだとき可撓性磁石に適度の応力が作用して反発力
が生じ、ケースからの可撓性磁石の抜け強度が1.0k
gf以上というように適宜の強さになり、可撓性磁石の
内周面の真円度が40μm以下というように向上する。
【0008】
【実施例】以下、図面を参照しながら本考案にかかる回
転電機の実施例について説明する。なお、本考案は回転
電機であればモータにも発電機にも適用可能であるが、
ここではモータの場合を例にして説明することにする。
図1において、円筒状のケース11の内周面には、円筒
状に形成された可撓性磁石12が固定されている。可撓
性磁石12は界磁を形成しており、この可撓性磁石の内
周側には図示されない電機子が配置される。可撓性磁石
12と一体のケース11と上記電機子のうち何れか一方
が他方に対して回転するモータを構成している。
【0009】可撓性磁石12は、ケース11に組み込ま
れる前は図2に示すように短冊状をなしている。図1、
図2に示すように、ケース11に組み込まれる前の短冊
状可撓性磁石12のケース11の周方向に対する寸法す
なわち長さ寸法をL、ケース11に組み込まれる前の短
冊状可撓性磁石12のケース11の半径方向に対する寸
法すなわち厚さ寸法をt、ケース11の内径寸法をD、
可撓性磁石12を円筒状に形成してケース11の内面に
圧入したときの可撓性磁石12の圧縮係数、すなわちケ
ース11に組み込んだあとの可撓性磁石12の長さ寸法
に対するケース11に組み込む前の可撓性磁石12の長
さの比をAとしたとき、 D≧11t、 1.015≦A≦1.047 L=Aπ(D−t) となるように設定した。
【0010】可撓性磁石12の例として、 フェライト磁粉が85〜93重量パーセントで残りがゴ
ムバインダー サマリウム−コバルト(Sm−Co)磁粉が85〜97
重量パーセントで残りがゴムバインダー ネオジム−鉄−ボロン(Nd−Fe−B)磁粉が85〜
99重量パーセントで残りがゴムバインダー などがある。
【0011】可撓性磁石の圧縮係数Aと、ケースからの
可撓性磁石の抜け強度との関係を図3に示す。モータケ
ースは有底円筒状になっていて抜け強度の実測に適しな
いため、ここではモータケースの内径と同じ内径のヨー
ク13の内面に、円筒状に形成した可撓性磁石12を嵌
め込み、可撓性磁石12にヨーク13の軸線方向に押圧
力を加えて可撓性磁石12が抜け落ちる押圧力を測定し
た。可撓性磁石12がモータケース11から容易に抜け
落ちることがなく、可撓性磁石12をケース11に安定
的に固定するには、抜け強度を1.0Kgf以上確保す
ることが望ましく、そのためには圧縮係数Aを1.01
5以上にすればよいことが図3からわかる。抜け強度を
できるだけ強くするには、圧縮係数Aをできるだけ大き
くすればよいが、圧縮係数Aをあまり大きくすると抜け
強度が大きくなりすぎて大きな内部応力により可撓性磁
石12が変形し、さらにはケースに可撓性磁石12を組
み込むことが不可能になってしまう。この点を勘案し
て、圧縮係数Aは1.047を上限とする。
【0012】図4は、可撓性磁石12の圧縮係数Aと、
可撓性磁石12をケースに組み込んだときの真円度との
関係を示すもので、(a)は磁石の硬度がショアーD4
5°の場合、(b)は磁石の硬度がショアーD35°の
場合を示す。ケース11の内径は28mm、可撓性磁石
12の幅寸法は13mm、厚さ寸法は1.8mmとし
た。ここで真円度とは、最大直径と最小直径との差のこ
とであり、この差が小さい方が真円度が良好ということ
になる。ケース11の奥側と手前側で測定し、奥側の測
定結果を「〇」で、手前側の測定結果を「×」で区別し
てある。何れも4個の試料についての測定結果をとり、
平均値を線で結んだ。図4(a)(b)からわかるよう
に、可撓性磁石12の硬度が変わっても同じような傾向
を示す。モータの特性を向上させるためには、ケース1
1に組み込んだ可撓性磁石12の内周面と、可撓性磁石
12の内方に組み込んだ電機子との間のエアギャップを
なるべく小さくすればよく、そのためには、真円度が4
0μm以下であることが要求される。図4(a)(b)
から明らかなように、可撓性磁石の圧縮係数Aが大きく
なるに従って真円度はよくなっており、40μm以下の
真円度を得るには、圧縮係数Aを1.015以上にすれ
ばよいことがわかる。
【0013】図5は、ケース11に組み込んだ可撓性磁
石12の内周面と、可撓性磁石12の内方に組み込んだ
電機子14との間のエアギャップGと起動トルクとの関
係を示す。図5から明らかなように、エアギャップGは
起動トルク特性に大きく影響し、エアギャップGが大き
くなるに従って起動トルクが低下する。可撓性磁石12
の真円度が悪いとエアギャップGが大きくなるように設
計しなければならず、特性が悪化する。反対に、可撓性
磁石12の真円度が良好だとエアギャップGが小さくな
るように設計することができ、特性が向上する。図5に
示すように、実用上必要な起動トルクを得るためにはエ
アギャップGを0.34mm以下にする必要があり、そ
のときの真円度は40μm以下にすればよいことにな
る。
【0014】以上、図3ないし図5について説明したと
おり、円筒状のケースの内面に短冊状の可撓性磁石を円
筒状に形成して固定したとき、所定の抜け強度を得るこ
とができ、かつ、実用上必要な特性を得るための真円度
を確保するためには、可撓性磁石の圧縮係数Aを1.0
15以上にすればよく、また、可撓性磁石を円筒状に形
成して円筒状のケースの内面に固定したとき可撓性磁石
に生じる内部応力が大きくなりすぎず、かつ、可撓性磁
石をケースに嵌め込むときの作業性を考慮すれば、可撓
性磁石の圧縮係数Aの上限を1.047程度に設定すれ
ばよい。また、可撓性磁石の抜け強度、組込作業性、特
性等を総合的にみれば、可撓性磁石の圧縮係数Aは1.
03程度が最も適した値であり、この値を中心とした
1.025〜1.035の範囲に設定するのがより好ま
しい。
【0015】なお、ケースの内径寸法Dに対して可撓性
磁石の厚さ寸法tが一定の値以上になると、ケースの内
面に固定しようとして可撓性磁石を円筒状に形成したと
き、可撓性磁石が割れることがある。そこで、このよう
な不具合が生じないように、上記実施例では、D≧11
t、すなわちケースの内径寸法Dは可撓性磁石の厚さ寸
法tの11倍以上とした。
【0016】本考案は、モータにも発電機にも適用する
ことができる。また、可撓性磁石を有するケースが回転
するタイプであっても、電機子側が回転するタイプであ
っても差し支えない。
【0017】
【考案の効果】本考案によれば、円筒状のケースと、こ
のケースの内面に円筒状に形成されて固定され界磁を形
成する短冊状の可撓性磁石と、この可撓性磁石内に設け
られる電機子とを備えた回転電機において、上記可撓性
磁石を上記ケースに圧入したとき、上記ケースに組み込
んだ後の可撓性磁石の周方向の長さ寸法に対するケース
に組み込む前の可撓性磁石の周方向の長さ寸法の比を圧
縮係数A、上記ケースの内径寸法をD、上記可撓性磁石
の厚さ寸法をtとしたとき、 1.015≦A≦1.047、 D≧11t上記可撓性磁石の内周面の真円度が40μm以下 上記可撓性磁石の抜け強度が1.0kgf以上 上記可撓性磁石のショアー硬度が35゜以上 の条件を満たすように設定したことにより、可撓性磁石
に適度の応力が作用して反発力が生じ、ケースからの可
撓性磁石の抜け強度が適宜の強さで確保されるととも
に、可撓性磁石の内周面の真円度が向上し、可撓性磁石
と電機子との間のエアギャップを小さくして回転電機の
特性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本考案にかかる回転電機の実施例を示す平面
図。
【図2】同上実施例に用いられる可撓性磁石のケースへ
の組込前の斜視図。
【図3】可撓性磁石の圧縮係数とケースからの抜け強度
との関係を示す線図。
【図4】可撓性磁石の圧縮係数と真円度との関係を磁石
の硬度別に示す線図。
【図5】界磁と電機子間のエアギャップと起動トルクと
の関係を示す線図。
【図6】従来の回転電機の例を示す正面断面図。
【図7】従来の回転電機の別の例を示す一部断面平面
図。
【図8】従来の回転電機のさらに別の例を示す正面断面
図。
【符号の説明】
11 ケース 12 可撓性磁石 14 電機子
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)考案者 石川 政幸 長野県駒ヶ根市赤穂14−888番地 株式 会社三協精機製作所駒ヶ根工場内 (56)参考文献 特開 昭58−144565(JP,A) 実開 昭63−4169(JP,U)

Claims (1)

    (57)【実用新案登録請求の範囲】
  1. 【請求項1】 円筒状のケースと、このケースの内面に
    円筒状に形成されて固定され界磁を形成する短冊状の可
    撓性磁石と、この可撓性磁石内に設けられる電機子とを
    備えた回転電機において、 上記可撓性磁石を上記ケースに圧入したとき、上記ケー
    スに組み込んだ後の可撓性磁石の周方向の長さ寸法に対
    するケースに組み込む前の可撓性磁石の周方向の長さ寸
    法の比を圧縮係数A、上記ケースの内径寸法をD、上記
    可撓性磁石の厚さ寸法をtとしたとき、 1.015≦A≦1.047 D≧11t上記可撓性磁石の内周面の真円度が40μm以下 上記可撓性磁石の抜け強度が1.0kgf以上 上記可撓性磁石のショアー硬度が35゜以上 の条件を満たすように構成されてなる回転電機。
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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS58144565A (ja) * 1982-01-20 1983-08-27 Tdk Corp モ−タ用ゴム磁石
JPS6197968A (ja) * 1984-10-19 1986-05-16 Matsushita Electronics Corp 半導体装置

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