JP3129156U

JP3129156U - モータ又は発電機用の回転子

Info

Publication number: JP3129156U
Application number: JP2006009506U
Authority: JP
Inventors: 喬▲松▼ 張
Original assignee: 喬▲松▼ 張
Priority date: 2006-11-22
Filing date: 2006-11-22
Publication date: 2007-02-08
Anticipated expiration: 2016-11-22

Abstract

【課題】回転時のコーギング・トルクを低減するモータ又は発電機用の回転子を提供する。
【解決手段】一枚以上が重ねられている金属片２１には回転軸と結合するための軸穴２２が開設され、外周縁には一つ以上の収容部２３が凹設されている。各収容部２３は仕切部２４で仕切られ、各収容部２３は開口２３１を有している。開口２３１の両側には磁性材３を嵌合するための嵌合壁２４１が設けられ、磁性材３は、高さが収容部２３の深さよりも大きい係止部３１を有し、その頂縁が各収容部２３の外周よりも突出している。係止部３１は、下部の両側が収容部２３の両側の嵌合壁２４１に当接し、上部に誘導部３２、３４がそれぞれ左右に延びている。係止部３１の頂面と、誘導部３２、３４の頂面とは同じ円弧面状であり、隣接する二つの磁性材３は、誘導部が隙間３３を置いて互いに対向している。
【選択図】図１

Description

本考案は、モータ又は発電機用の回転子に係り、特に、磁気漏れ防止部を有し、磁性材の間に前記磁性材にもっと近接するための誘導部が設けてあることにより、モータの回転時のコーギング・トルク（Cogging Torque）を低減するモータ又は発電機用の回転子に関するものである。

モータ又は発電機の種類は極めて多いが、その基本構造としては、主に、固定子（Stator）と回転子（Rotor）とから構成されるものである。固定子は空間において静止するものであり、回転子は、回転軸を中心として回動自在に回転軸に支持されるものであり、且つ固定子と回転子との間には適正のエア隙間が存在し、固定子のコイルに電流を流して、回転子の磁力線と垂直する回転磁界が発生すると、回転子が回転するようになる。
従来の回転子は多数の金属片を重ねて構成されるものであり、この金属片は、その材質に珪素鋼を採用することが多く、その周縁に複数の溝を等間隔に設置して、前記溝に磁性材を入れて粘着すると、回転子が完成した。しかし、長期高速に回転する回転子は、回転子に粘着された磁性材が遠心力によって飛ばされるおそれがあった。

また、別の従来の回転子は、回転軸の周面に複数の収容部が等間隔に貫いており、磁性材が前記収容部に埋め込まれる。収容部と磁性材との寸法が一致しており、または収容部の寸法が磁性材よりもやや小さい場合には、このような収容部に磁性材を埋め込むと、磁性材が絞られて割れることがよくあり、また、収容部の寸法が磁性材よりもやや大きい場合には、回転子が高速に回転しているときに、収容部と磁性材とが互いに衝突するようになり、騒音が発生してしまう。また、磁性材と固定子の誘導磁界との距離は上記の従来技術よりも大きいので、回転子の回転トルクおよび作動効率がより低下する。

また、図８と図９に示すのは出願者がこの前に出願した回転子であって、回転子７が多数の珪素鋼シートを重ねて構成されたものであり、且つ回転子７と固定子８との間には適正なエア隙間が置かれている。前記回転子７の外周縁には内側に凹んだ収容部７１が複数で等距離に設けてあり、前記収容部７１の底面７２には一つ以上の凸部７３が設けられ、前記各凸部７３の両側辺に凹部７４が設けてあり、開口７５の両側面７６により磁性材７７が嵌合して固定される。

しかしながら、前記固定子８の各コイル８１と、それと隣接するコイル８１との間には固定距離を持つエア隙間が存在するので、回転子７が回転している際に前記エア隙間に面する場合には、固定子８の誘導吸引力が弱化し、回転子７は慣性力だけにより次のコイル８１に回転するので、コーギング（Cogging）現象が発生するようになり、その欠点は低回転数の機械設備の場合に特に顕著である。

本考案の主な目的は、回転子に、二つの誘導部を持つ磁性材を嵌合して固定し、且つ磁気漏れ防止部を設けることにより、隣接する磁性材がもっと近接するようになり、回転磁界の誘導範囲が拡大し、ひいてはコーギング・トルクを低減するモータ又は発電機用の回転子を提供することにある。

上記目的を達成するためになされた本考案によるモータ又は発電機用の回転子は、一枚以上の金属片２１を重ねて構成され、前記各金属片２１には回転軸と結合するための軸穴２２が開設してあり、外周縁には一つ以上の収容部２３が凹設してあり、前記各収容部２３が仕切部２４で仕切られ、前記各収容部２３は開口２３１を有し、開口２３１の両側には磁性材３を嵌合するための嵌合壁２４１が設けられ、前記磁性材３は、高さが前記収容部２３の深さよりも大きい係止部３１を有し、その頂縁が各収容部２３の外周よりも突出し、前記係止部３１は、その下部の両側が前記収容部２３の両側の嵌合壁２４１とそれぞれ当接し、その上部に誘導部３２、３４がそれぞれ左右に延び、且つ係止部３１の頂面と、誘導部３２、３４の頂面とは同じ円弧面であり、隣接する二つの磁性材３は、その誘導部が隙間３３を置いて互いに対向する。

（考案の効果）
本考案のモータ又は発電機用の回転子によれば、回転子に、二つの誘導部を持つ磁性材を嵌合して固定し、且つ磁気漏れ防止部を設けることにより、隣接する磁性材がもっと近接するようになり、回転磁界の誘導範囲が拡大し、ひいてはコーギング・トルク（Cogging Torque）が低減する効果を有する。

以下、添付図面を参照して本考案の好適な実施の形態を詳細に説明する。
まず、図１から図３を参照する。図１から図３に示すのは本考案の第一実施例のモータ又は発電機用の回転子の構造であって、固定子１と、回転子２と、一つ以上の磁性材３とを有する。
前記固定子１は、環状を呈し、その内面に周方向に沿って突出した複数のコイル１１が等間隔に設けてある。

前記回転子２は、一枚以上の金属片２１を重ねて構成されるものであり、前記各金属片２１の材質は珪素鋼を採用することが多く、且つ回転子２と固定子１との間にはエア隙間１２が存在する。
前記各金属片２１の中心には回転軸と結合するための軸穴２２が開設してあり、外周縁には一つ以上の収容部２３が凹設してあり、前記各収容部２３が仕切部２４で仕切られる。

前記各収容部２３は開口２３１を有し、前記仕切部２４の両側面は開口２３１まで延びた嵌合壁２４１であり、前記二つの嵌合壁２４１の距離が内側から外側へ縮小する。
また、前記収容部２３の二つの嵌合壁２４１と底面２３２とに隣接する箇所では、凹部２３３が凹設してあり、前記凹部２３３が同じ側の嵌合壁２４１に対応する。
前記磁性材３は、本実施例では永久磁石であり、前記収容部２３と嵌合壁２４１との寸法および形状に合う係止部３１を有し、前記磁性材３は、高さが前記収容部２３の深さよりも大きい係止部３１を有し、その頂縁が各収容部２３の外周よりも突出し、その上部に誘導部３２、３４がそれぞれ左右に延び、且つ係止部３１の頂面と、誘導部３２、３４の頂面とは同一の円弧面である。

前記各収容部２３に磁性材３を一つ一つ入れ、前記磁性材３の底面の幅が前記収容部２３の開口２３１の幅よりもやや大きいので、互いに対向する二つの嵌合壁２４１が圧迫されて外側へやや拡大するようになり、前記係止部３１が前記開口２３１に進入する場合には、下から上へ縮小する設計により、前記係止部３１が前記二つの嵌合壁２４１に係止されて固定され、且つ二つの誘導部３２、３４が前記仕切部２４の頂面に接触するようになる。また、隣接する磁性材３は互いに対向する誘導部３２、３４を有し、前記誘導部３２、３４の間には隙間３３が存在する。

本実施例では、前記各磁性材３の間の隙間３３は従来技術のものよりも小さいので、前記コイル１１の固定磁界と、磁性材３の回転磁界との誘導範囲は、二つの誘導部３２、３４により拡大するようになり、前記磁性材３とコイル１１との誘導できない範囲が最小限に低減され、そうすると、モータの回転時のコーギング・トルク（Cogging Torque）は従来技術のものよりも小さくなる。

また、図４及び図５は本考案の第二実施例であって、当該収容部２３の底面２３２には当止部２３４が一つ以上設けてあり、前記当止部２３４は、前記底面２３２から突出し、磁性材３の係止部３１の底部を当て止める。
また、磁性材３の誘導部３２（又は３４）が隣接する磁性材３の誘導部３４（又は３２）に対向し、この組の誘導部３２、３４の対向する端面３２１、３４１の間には隙間３３が存在し、且つ回転効率を向上するために、前記回転子２の各仕切部２４に磁気漏れ防止部２４２が凹設してあり、且つ前記磁気漏れ防止部２４２は前記隙間３３に対応する。また、互いに対向する端面３２１、３４１は、回転子２の周方向に沿って互いに平行するようになる。

また、図６は本考案の第三実施例であって、当該磁性材３Ａの誘導部３４Ａ、３２Ａは、外側に突出する半円断面を持つ端面３４１Ａと、内側に凹んだ半円断面を持つ端面３２１Ａとをそれぞれ有し、前記二つの端面３４１Ａ、３２１Ａは、形状が互いに補うようになり、その間に半円形の隙間３３Ａが存在する。
また、図７は本考案の第四実施例であって、当該磁性材３Ｂの誘導部３４Ｂ、３２Ｂは、外側に突出する円弧断面を持つ端面３４１Ｂと、内側に凹んだ円弧断面を持つ端面３２１Ｂとをそれぞれ有し、前記二つの端面３４１Ｂ、３２１Ｂは、形状が互いに補うようになり、その間に円弧形状の隙間３３Ｂが存在する。

本考案の第一実施例によるモータ又は発電機用の回転子を示す斜視図である。本考案の第一実施例によるモータ又は発電機用の回転子を示す平面図である。本考案の第一実施例によるモータ又は発電機用の回転子の一部の拡大概略図である。本考案の第二実施例によるモータ又は発電機用の回転子を示す平面図である。本考案の第二実施例によるモータ又は発電機用の回転子の一部の拡大概略図である。本考案の第三実施例によるモータ又は発電機用の回転子の一部の拡大概略図である。本考案の第四実施例によるモータ又は発電機用の回転子の一部の拡大概略図である。従来のモータ又は発電機用の回転子の一部の拡大概略図である。別の従来のモータ又は発電機用の回転子の一部の拡大概略図である。

符号の説明

１：固定子、２：回転子、３：磁性材、３Ａ：磁性材、３Ｂ：磁性材、１１：コイル、１２：エア隙間、２１：金属片、２２：軸穴、２３：収容部、２４：仕切部、３１：係止部、３２：誘導部、３２Ａ：誘導部、３２Ｂ：誘導部、３３：隙間、３３Ａ：半円形隙間、３３Ｂ：円弧形状隙間、３４：誘導部、３４Ａ：誘導部、３４Ｂ：誘導部、２３１：開口、２３２：底面、２３３：凹部、２３４：当止部、２４１：嵌合壁、２４２：磁気漏れ防止部、３２１：端面、３４１：端面、３２１Ａ：端面、３２１Ｂ：端面、３４１Ａ：端面、３４１Ｂ：端面

Claims

一枚以上の金属片（２１）を重ねて構成され、前記各金属片（２１）には回転軸と結合するための軸穴（２２）が設けられ外周縁には一つ以上の収容部（２３）が凹設され、前記各収容部（２３）が仕切部（２４）で仕切られ、前記各収容部（２３）は開口（２３１）を有し、前記開口（２３１）の両側には磁性材（３）を嵌合するための嵌合壁（２４１）が設けられているモータ又は発電機用の回転子において、
前記磁性材（３）は、高さが前記収容部（２３）の深さよりも大きい係止部（３１）を有し、頂縁が各収容部（２３）の外周よりも突出し、前記係止部（３１）は、下部の両側が前記収容部（２３）の両側の嵌合壁（２４１）とそれぞれ当接し、上部に誘導部（３２）、（３４）がそれぞれ左右に延びており、且つ係止部（３１）の頂面と、誘導部（３２）、（３４）の頂面とは同じ円弧面であり、隣接する二つの磁性材（３）は、前記誘導部が隙間（３３）を置いて互いに対向していることを特徴とするモータ又は発電機用の回転子。
前記仕切部には磁気漏れ防止部（２４２）が凹設してあり、前記磁気漏れ防止部（２４２）は、前記仕切部の前記隙間（３３）に対応する箇所に位置することを特徴とする請求項１に記載のモータ又は発電機用の回転子。
互いに対向する誘導部は、それぞれ回転子の周方向に沿って互いに平行する端面（３２１）、（３４１）を有することを特徴とする請求項１に記載のモータ又は発電機用の回転子。
互いに対向する誘導部は、外側に突出する半円断面を持つ端面と、内側に凹んだ半円断面を持つ端面とをそれぞれ有し、前記外側に突出する半円断面を持つ端面と前記内側に凹んだ半円断面を持つ端面とは、形状が互いに補うようになり、間に隙間が存在することを特徴とする請求項１に記載のモータ又は発電機用の回転子。
互いに対向する誘導部は、外側に突出する円弧断面を持つ端面と、内側に凹んだ円弧断面を持つ端面とをそれぞれ有し、前記外側に突出する円弧断面を持つ端面と前記内側に凹んだ円弧断面を持つ端面とは、形状が互いに補うようになり、間に隙間が存在することを特徴とする請求項１に記載のモータ又は発電機用の回転子。