JP2851731B2 - 同期電動機のラジアルタイプローター - Google Patents

同期電動機のラジアルタイプローター

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JP2851731B2
JP2851731B2 JP3297573A JP29757391A JP2851731B2 JP 2851731 B2 JP2851731 B2 JP 2851731B2 JP 3297573 A JP3297573 A JP 3297573A JP 29757391 A JP29757391 A JP 29757391A JP 2851731 B2 JP2851731 B2 JP 2851731B2
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裕之 内田
致良 山本
敬 岡本
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、同期電動機のロータ
ーの構造に関し、特にローターヨークおよびマグネット
を円周方向に交互に配設したラジアルタイプの同期電動
機のローター構造に関する。
【0002】
【従来の技術】図6は、同期電動機のラジアルタイプロ
ーター1であって、シャフト2に前後の端板3を介して
ローターヨーク4およびマグネット5が取付けられてい
る。シャフト2は多くの場合、コスト的および強度的な
観点から鉄系の材料であり、このために、ローターヨー
ク4の内周とシャフト外周との間には磁束の漏洩を防ぐ
ために適当な間隙s0が設けられている。なお、シャフ
ト2がステンレスなどの非磁性体で作られることもあ
り、このような時には前記の間隙s0は必要がない。
【0003】ローターヨーク4は磁極毎に電磁鋼の薄板
を多数枚、積層してタイロッド6で締付け一体としたも
のであり、図7のようにローター1の円周方向にマグネ
ット5と交互に配設されて組み付けられている。マグネ
ット5はローターヨーク4と一体に組み付けた後に着磁
器7で着磁される。着磁に際して、マグネット5のシャ
フト側部分の着磁率がしばしば問題となる。すなわち、
のように、ローターヨーク4のシャフト側部分は、
着磁器7から見て遠く、また、断面積が小さくなって磁
路の磁気抵抗が大きい。このため、着磁巻線8の着磁電
流を大きくし出力を上げても、着磁磁界を上げるのが容
易でなく、完全着磁が非常に難しい。さらに、完全着磁
を困難にしている理由の一つに、ローターヨーク4のシ
ャフト側部分からシャフトへあるいはローターヨーク4
のシャフト側部分の間における磁束の漏洩がある。な
お、図において符号9は着磁ヨーク、符号10は着磁
磁束である。
【0004】上記の問題点は、マグネットの材質が着磁
磁界の高い稀土類の場合やマグネットの半径方向寸法が
大きい場合、あるいはローターの磁極数が多い場合に顕
著となり、不完全着磁が目立つようになる。そして、着
磁が不完全であるマグネット5は単に放出する磁束総量
が不足するだけでなく、逆磁界の中でより減磁されやす
いという不具合もある。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】この発明は、マグネッ
ト5に対する着磁効率が高く、また、着磁後に、ロータ
ーヨーク4のシャフト側部分からシャフトへあるいはロ
ーターヨーク4のシャフト側部分の間における磁束の漏
洩が抑制される構造を備えたラジアルタイプローターの
提供を課題とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】ローターヨークおよびマ
グネットを円周方向に交互に配設した同期電動機のラジ
アルタイプローターであって、マグネットの配設方向が
ローターの半径方向から偏向されて配置される。ロータ
ーヨークの内径側形状を、近接するシャフト外径との間
にシャフトの周方向で一方から他方へ広がる空隙sを有
し、かつ、上記のマグネットと接触するローターヨーク
側面のシャフト側エッジ付近に丸みを持たせて、隣接す
るローターヨークとの空隙を拡大した構造とする。
【0007】
【作用】マグネットがローターの半径方向から偏向して
配置されることにより、マグネットにおける着磁磁束の
貫通面が大きくなる。ローターヨーク側面のシャフト側
エッジ付近に丸みを持たせた構成により、隣接したロー
ターヨークのシャフト側エッジ間の距離が大きくなる。
ローターヨークの内径側形状をシャフトとの間にシャフ
ト周方向で一方から他方へ広がる空隙sを備えたものと
た構成は、ローターヨークの内径側端部とシャフト外
面との距離を大きくする。
【0008】
【実施例】図1(第1実施例)は、マグネット5の配設
方向をローターの半径方向から10゜偏向させた場合
で、図4と同じ型のラジアルタイプローター1の内径側
部分を示している。マグネット5の断面は矩形で、偏向
させることによってマグネット5の長さeは偏向がない
半径方向の場合に比べ長くなっている(図4)。なお、
図1、図2、図3において、左側が本発明による構造で
あり、右側は比較のために従来構造をそのまま記載して
いる。以下、右側も左側と同じ構造であるとして説明す
る。
【0009】また、図1において、ローターヨーク4の
内径側は実線で示す形状とされる。すなわち、実線はマ
グネット5を装着するに際して、内径側の両側でシャフ
ト側エッジ付近に形成したフック11を利用する場合
で、内径側端縁は、両側のフック11のマグネット5の
角が係合する隅を中心とし、フックとしてマグネットを
係合するのに最小限必要な肉厚寸法(ローターの半径方
向)を半径とした小円(破線で示している)a,bを描
き、両方の円の共通接線cとその両側に小円a,bの一
部を滑らかに接続した端縁形状を持つものとしている。
すなわち、マグネット5はローター1の回転軸を横断す
る方向の断面においてローター1の半径方向に長い長方
形であり、また、ローター1におけるマグネット5の配
設方向が内径側をローター1の半径方向から偏向されて
いる。マグネット5は、前記の偏向によって内径側辺を
その一端がシャフト2から離れた側に、他端がシャフト
2に近〈となるように配置されている。そして、ロータ
ーヨーク4の内径側形状は、両側のマグネット5の内
の、一方のマグネット5における内側辺のシャフト2に
近い側の端部と他方のマグネット5における内側辺のシ
ャフト2から遠い側の端部を結ぶ、簡単に述べるとロー
ター1の半径方向に対して傾斜した線で結んだ形状とな
っている。共通接線cはシャフト2に近い側の小円aに
接する、シャフト2と同心な弧(破線)より外側にあ
り、従来のものよりもシャフト2から遠い。
【0010】したがって、ローターヨーク4の内径側の
形状は、近接するシャフト2の外径との間に一定の空隙
s1を有し、かつ、上記のマグネット5と接触するロー
ターヨーク4の側面のフック11に丸みを持たせて、隣
接するローターヨーク4,4との空隙dが拡大されてい
る。また、上記の空隙s1はシャフト2の外周方向で一
方から他方へ広がっており、従来の空隙s0(破線)よ
り寸法が大きい。以上の構成であり、マグネット5は従
来のものよりローターの半径方向から偏向して配設され
ている分だけ、長さeが大きいからその分、着磁磁束の
貫通量が多く、着磁効率が良くなり、完全着磁を達成し
やすい。そして、着磁後はステータ側に供給される磁束
総量が多くなる。なお、図4に一部を示すようにマグネ
ット5の偏向方向の2辺を含めた断面形状を平行四辺形
にすると、マグネット5の長さeをより長くすることが
できる。この場合、着磁磁束の貫通方向は偏向方向の2
辺と平行にする。ただし、平行四辺形の内径側辺をその
一端がシャフトから離れた側に、他端がシャフトに近く
となる配置でなければならない。
【0011】さらに、上記の空隙dおよび空隙s1が大
きいことにより、ローターヨーク4からシャフト2への
磁気抵抗およびローターヨーク4,4の隣接するシャフ
ト側エッジ間の磁気抵抗は大きく、マグネット5に対す
る着磁時にシャフト2や隣接したローターヨーク4に漏
洩する磁束の量が減少し、着磁が効率良く行われる。ま
た、同じ理由により、着磁後の磁束漏洩も抑止される。
【0012】
【0013】図2(第2実施例)は、図5のローター1
に相当し、マグネット5の角度をさらに大きくし、半径
に対する偏向角度を約60゜とした場合である。マグネ
ット5の長さeはさらに大きくなり、半径方向に偏向が
ない場合に比較し約30%増加させることができる。こ
の場合にも断面形状を平行四辺形とすることができる。
そして、ローターヨーク4の内径側の形状は、図2の場
合と同様に小円a,bを形成した後、これらを共通接線
cで結び、その両側に小円a,bの一部を滑らかに接続
した形状となる。共通接線cは、近い側の小円aに接す
るシャフト2と同心な弧(破線)より外側にある。
【0014】このように形成されたローターヨーク4の
内径側の形状は、近接するシャフト2の外径との間にシ
ャフトの周方向で一方から他方へ広くなる空隙s2を有
する曲面であり、かつ、上記のマグネット5と接触する
ローターヨーク4の側面のフック11に丸みを持たせ
て、隣接するローターヨーク4,4との空隙dが拡大さ
れている。さらに、上の空隙s2は、従来の空隙s0
(破線)よりさらに寸法が大きい。したがって、第1実
施例の場合と同様、着磁効率が良く、また、着磁時およ
び着磁後の磁束漏洩が抑止される。なお、マグネット5
の上記偏向角度を大きくすることは、ローター1の外径
が同じであっても、ローターヨーク4とマグネット5の
接触面積を上記のように比較的に大きくすることができ
るので、完全着磁が容易になる。また、シャフト2の外
径との空隙sが大きくなり、これにより漏洩磁束が抑制
される効果が増大する。
【0015】以上は、実施例である。マグネット5の半
径方向に対する偏向角度は任意である。角度が大きい
程、着磁効率の向上が見られる。ただし、ローターヨー
ク4の変形加減からすると上記の60゜程度が限度であ
る。また、ローターヨーク4の側面のフック11(シャ
フト側エッジ付近)に丸みを持たせる手段は、上記のよ
うに小円を用いることに限定されない。任意に形成さ
れ、隣接するもの同志が相互に逃げる方向の滑らかなも
のであれば良い。
【0016】
【発明の効果】ラジアルタイブローターのマグネットが
効率良く着磁され、また、減磁されにくい。
【図面の簡単な説明】
【図1】第1実施例に関する要部の側断面図。
【図2】第2実施例に関する要部の側断面図。
【図3】第1実施例の側断面図。
【図4】第2実施例の側断面図。
【図5】断面で示すローターの正面図。
【図6】従来例の側断面図。
【図7】従来例における着磁時の状況を説明するための
断面図。
【符号の説明】
1 ローター 2 シャフト 3 端板 4 ローターヨーク 5 マグネット 6 タイロッド 11 フック(シャフト側エッジ付近)
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 岡本 敬 山梨県南都留郡忍野村忍草字古馬場3580 番地 ファナック株式会社 商品開発研 究所 内 (56)参考文献 実開 昭61−81773(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) H02K 1/27 501 H02K 15/03 H02K 21/12

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ローターヨークおよびマグネットを円周
    方向に交互に配設したラジアルタイプの同期電動機のロ
    ーターであって、マグネットはローターの回転軸を横断
    する方向の断面においてローターの半径方向に長い四角
    で、ローターにおけるマグネットの配設方向が内径側
    をローターの半径方向から偏向させ、内径側辺をその一
    端がシャフトから離れた側に、他端がシャフトに近くと
    なるように配置しており、ローターヨークの内径側形状
    を両側のマグネットの、一方のマグネットにおける内側
    辺のシャフトに近い側の端部と他方のマグネットにおけ
    る内側辺のシャフトから遠い側の端部を結ぶ、ローター
    の半径方向に対して傾斜した線で結び、近接するシャフ
    ト外径との間にシャフトの周方向で一方側が広くなる空
    隙を形成し、かつ、上記のマグネットと接触するロータ
    ーヨーク側面のシャフト側エッジ付近に丸みを持たせ
    て、隣接するローターヨークとの空隙を拡大してあるこ
    とを特徴とした同期電動機のラジアルタイプローター。
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