JP5644317B2 - 回転子 - Google Patents
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Description
<回転子の構成>
図1は回転子1の軸Pに垂直な断面を示す。ここに例示されるように、回転子1は回転子用コア10と複数の永久磁石20とバランスウェイト30とを備えている。なおバランスウェイト30は実際には当該断面には表れないものの、図1においては軸Pに沿う方向(以下、軸方向と呼ぶ)から見たバランスウェイト30が仮想線で示されている。
磁気障壁部111の位置を説明するために、まず基準位置CPを決定する。基準位置CPは、2N個の磁極面の周方向における中心(以下、磁極中心とも呼ぶ)のうち、周方向においてバランスウェイト30の重心BPに最も近い磁極中心に決定される。図1,2に例示では、バランスウェイト30の重心BPの周方向における位置と磁極中心の一つの周方向における位置とが互いに一致する。よって基準位置CPはこの磁極中心の一つに決定され、基準位置CPの周方向における位置は重心BPの周方向における位置と一致する。
回転子1は理想的には回転軸Pを中心とした回転動作を行うものの、上述したようにバランスウェイト30に起因して回転子1は軸Pを中心とした振れ回りも並行して行う。そして、この振れ回りにより回転子1と固定子との間のエアギャップが変動する。例えば図3に示すように、回転子1の中心Q1が固定子の中心Q2よりも紙面下方向にずれている場合のエアギャップについて考察する。なお、図3においては回転子1をより簡略化して示し、また固定子の回転子1に対向する面を破線で示している。また回転子1の中心Q1と固定子の中心Q2とのずれは実際には0.1mm程度であるものの、かかるずれを誇張して示している。
=(1+a・cosθ)cos(Nθ)
=cos(Nθ)+a/2・{cos(N+1)θ+cos(N−1)θ} ・・・(4)
=cos2(Nθ)+a2/4・cos2(N+1)θ+a2/4・cos2(N-1)θ+a・cos(Nθ)cos(N+1)θ
+a2/2・cos(N+1)θcos(N-1)θ+a・cos(Nθ)cos(N-1)θ ・・・(5)
磁気障壁部111の一つについての角度αは式(1)を満たす。つまり、この磁気障壁部111は電磁力の(2N+1)の高調波成分のピークPKの角度θpkと同じ範囲に設けられる。したがって、この磁気障壁部111の位置がピークPKの角度θpkに対応するときの電流位相βが少なくとも一つある。図8の例示では、角度αが11度であれば磁気障壁部111の位置がピークPKの角度θpkに対応するときの電流位相βは10度〜20度の任意の値である。つまり電流位相βとして10度〜20度の範囲を採用すれば、磁気障壁部111が適切に(2N+1)次の電磁力の高調波成分のピークPKを低減することができる。
図11に示す回転子1は、磁気障壁部111という点で図1に示す回転子1と相違している。
図12に示す回転子1は、磁気障壁部111という点で図1に示す回転子1と相違している。
第1乃至第3の実施の形態で説明した回転子1は例えば片持ち支持される。より詳細には回転子1が有するシャフトの軸方向の一端が例えば軸受けなどによって支持され、その他端は支持されない。かかる構造によれば、回転子1が振れ回りやすいので電磁力の(2N+1)次の高調波成分のピークが高い。したがって、(2N+1)次の高調波成分のピークを抑制する磁気障壁部111の技術的な意義が相対的に高まる。
10 回転子用コア
20 永久磁石
30 バランスウェイト
111 磁気障壁部
112 溝部
113 孔
114 凹凸
121 空隙
Claims (7)
- 所定の軸(P)の周りで環状に配置される複数の永久磁石(20)と、
前記軸を中心とした周方向に沿って交互に異なる極性の磁極が、前記複数の永久磁石によって、前記軸を中心とした径方向に向かってそれぞれ発生する2N(Nは自然数)個の磁極面(11a〜11d)と、前記複数の永久磁石に対して前記磁極面側に設けられた(2N+1)個の磁気障壁部(111)とを有する回転子用コア(10)と、
前記軸に沿う軸方向の一方側で前記回転子用コアに取り付けられるバランスウェイト(30)と
を備え、
前記磁極面の前記周方向における中心のうち前記周方向において前記バランスウェイトの重心(BP)に最も近い一つを基準位置(CP)とし、前記基準位置から前記周方向の一方側へと向かう方向を正の方向とし、前記重心(BP)が前記周方向において前記基準位置に対してなす角度を第1角度φとし、0以上2N以下の整数をMとすると、前記(2N+1)個の磁気障壁部の一つの前記周方向における中心(111c)が前記周方向において前記基準位置に対してなす第2角度αは、
−28/N+φ/(2N+1)+360・M/(2N+1)≦α≦28/N+φ/(2N+1)+360・M/(2N+1)
を満たす、回転子。 - 前記(2N+1)個の磁気障壁部はそれぞれ前記周方向において等間隔に配置される、請求項1に記載の回転子。
- 前記第1角度φは零である、請求項1又は2に記載の回転子。
- 前記磁気障壁部(111)は前記磁極面に設けられる溝部(112)である、請求項1乃至3のいずれか一つに記載の回転子。
- 前記磁気障壁部(111)は前記複数の永久磁石と前記磁極面との間に設けられた非磁性体(113)である、請求項1乃至3のいずれか一つに記載の回転子。
- 前記回転子用コア(10)は前記軸方向に積層された複数の電磁鋼板を有し、
前記複数の電磁鋼板の少なくとも複数枚には前記軸方向で相互に嵌合する凹凸(114)が設けられ、当該凹凸は前記磁気障壁部(111)として機能する、請求項1乃至3のいずれか一つに記載の回転子。 - 前記固定子用コア(10)に固定されて前記軸方向に延在するシャフトを備え、
前記シャフトは前記軸方向の前記一方側又は他方側のみにおいて支持される、請求項1乃至6の何れか一つに記載の回転子。
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JP2010214930A JP5644317B2 (ja) | 2010-09-27 | 2010-09-27 | 回転子 |
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JP2012070586A JP2012070586A (ja) | 2012-04-05 |
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JP2010214930A Active JP5644317B2 (ja) | 2010-09-27 | 2010-09-27 | 回転子 |
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